JPH02115363A - プラスマ処理−真空蒸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、プラズマ処理と真空蒸着を同一装置内で実施
できる装置に関する。更に詳しくは、膜、フィルム、布
、繊維集合体、等平面状或は比較的厚さが薄く巾の広い
長尺の試料を連続して安定がつ効率よくプラズマ処理及
び真空蒸着を行う装置に関する。

（従来の技術） 最近、膜、フィルム、布帛、繊維集合体等、の高機能化
、高付加価債化を実現する為にそれらの試料に金属、セ
ラミック、有機物、無機化合物等を真空蒸着にてコーテ
ィングする要望が高まっているが、現状では連続して均
一かつ効率よく処理する装置はない。

例えば、特公昭６３−３５７５１号公報、特公昭６３−
３５７５２号公報では、プラズマ処理の後に真空蒸着或
はイオンブレーティングを実施する装置を提案している
が、この提案では単位処理につき各１個の処理室が必要
であり其のために、各処理室の仕切装置や全体の大きさ
が過大となり、又処理順が容易に変更できない等、十分
ではない。

特開昭５８−１２０８７６号公報では、イオンボンバー
ドの後又は同時に金属被覆を行う装置を提案しており、
イオンボンバードゾーンと金属被覆ゾーンとよりなるが
、その真空度は同一であり、各ゾーンの作用が不完全で
あったり或は、両ゾーンの効果が混合したりし、必ずし
も完全とは言えない、これらの提案は、一つの真空容器
では一種の処理しか出来ず、複数の処理をする場合には
、その処理の数と同数の処理容器が必要となり極めて大
損りな装置となるか、或は処理のＮ類やその順序を任意
に変える事も出来ないか、或は２つの処理の効果の純粋
性の確保が困難である。即ち、比較的大きな試料につい
てはプラズマ処理や、プラズマ重合及び真空蒸着が同時
に行える装置は未だ提案されていないのが現状である。

（発明が解決しようとする問題） 本発明の目的とするところは幅広の試料を効率よく真空
蒸着する装置を提案するにあり、他の目的は、同一の容
器で真空蒸着の前処理としてのプラズマ処理（プラズマ
重合も含む）を行ない、次いで連続して真空蒸着を行い
うる装置を提案するにある。

（問題を解決する為の手段） 本発明のプラズマ処理−真空蒸着装置は、真空容器内に
少なくとも、複数個の非接地電極と、該非接地電極に対
向した接地電極と、処理物を非接地電極と接地電極の間
に通す為の誘導手段と、非接地電極群の中央部に配置し
た電力導入部とを有したプラズマ処理装置に於て、上記
非接地電極が前記電力導入部に接続しかつ放射状に外へ
向かって配置されており、かつ 真空蒸着空間を有することを特徴とする。

本発明で適用される処理物としては、膜、フィルム、布
帛、繊維構造物等の平面状の物、或は比較的厚さが薄い
ものに好ましく適用できる。

真空容器は内外圧差１気圧に耐える真空容器であれば形
状、大きさは特に限定されないが、処理物、電極を出入
する為の開閉装置は必要であり、また内部を見る為のの
ぞき窓を設けることが好ましい、非接地電極４は第１図
に示すように複数個直線でなくてもよい、又、複数の非
接地電極のなす角は一定でなくてもよい、接地電極の表
面５は非接地電極４０表面と対向し、好ましくは表面間
の距離を一定とする０本発明装置は、同一容器内に少な
くとも１ケのプラズマ処理空間と真空蒸着空間とを有す
る。プラズマ処理空間は、中央部の電力導入部２から放
射状に伸びた非接地電極４と、それを挾んで対向する接
地電極５とよりなる。尚、真空蒸着空間はプラズマ処理
空間より真空度を高くする為に差動排気装置と差圧保持
装置を設けることが好ましい。

第１図は、本発明装置の一例を示す正面概略図であり、
第２図は正面概略図のＷ−Ｚ切断面、第３図はＸ−Ｙ切
断面を示す、第１図中の１は真空容器であり、２は電力
導入部、３は２からプラズマ処理空間の非接地電極４へ
の電力の伝達路、４はプラズマ処理或はプラズマ重合用
の非接地電極、５はプラズマ処理或はプラズマ重合用の
接地電極である。６はプラズマ処理用のガス又はプラズ
マ重合用の七ツマ−の導入孔であり、７は真空蒸着用で
の処理物の接触走行台である。８は蒸着用加熱炉、９は
差動排気装置に通じる通路である。

１０．１１は処理物２１の巻出し、巻取りローラ１２．
１３．１４は処理物２１の走行ガイドローラーである。

１５は真空蒸着空間と他の空間との圧力差を保持する為
のシール部である。

第２図は第１図のＸ−Ｙ切断面図である。１７はプラズ
マ処理及び／又はプラズマ重合用の電極へ通じる電力伝
達部、１６は電力伝達部と容器との絶縁部、１８は処理
用ローラー及び電極板等を支えるフレーム、１９．２０
は前方或は後方への開閉用のフタである。

第３図は、第１図のＷ−Ｚ切断面図である。第４図ａ　
”−ｃは、第１図のシール部１５の詳細な図面であり、
ａはラビリンスシール、ｂはリップル方式、Ｃはシール
ローラ一方式での差圧保持装置である。差圧は通常、△
Ｐ＝０．１〜１ｔｏｒｒ程度である。シール部で処理物
と接触する可能性のある部分は、処理物の表面に傷が付
かないように比較的軟材料例えばプラスチック、軟金属
、軟セラミックで、かつ表面を滑らかな形状とする方が
好ましい、即ち、プラスチック製のラビリンスの山、プ
ラスチックやゴム製のリフプル、プラスチックやゴムの
コーティングを存するシールローラー等が好ましい。

処理容器１は最大差圧１気圧に耐え得るものであれば特
に材質の特定はないが、真空蒸着室はガスの吸脱着しに
くい金属、あるいは樹脂コーティング、ガラスコーティ
ング等で処理したものが好ましい、プラズマ用の電力の
導入は電力導入部２より集中的に行う、各非接地電極へ
は中央部に配置した電力導入部２より３を通じて伝達す
るが、電力導入部２より非接地電極４までの電気抵抗、
距離は等しい方が電力のバランスという点で好ましい０
本発明装置では電源は電力導入部が１ケ所である為に単
一の電源が使用でき、複数個の電源を使用した時に比べ
て高周波の相互干渉、プラズマのアンバランスは殆どな
くなる。

非接地電極４には、プラズマ発生用の５０Ｈｚ。

６０Ｈｚの商業用周波数、キロヘルツの低周波数及びメ
ガヘルツからギガヘルツ領域の高周波数の電力を導入し
て、接地電極との間で低温ガスプラズマを発生させる。

低温ガスプラズマの安定した発生の為には、数ＫＨ２か
ら数十ＫＨｚの低周波或いは高周波が好ましいが、１３
．５６ＭＨｚの高周波が処理効率、処理コスト等の点で
特に好ましい。

非接地電極の形状は目的に応じて平板状、凸面状、凹面
状と使い分ける事が出来る。又、接地電極の形状は通常
平板状でよいが、非接地電極との電極間距離を均一に保
つという点より、非接地電極の形状に応じて平面状、凹
面状、凸面状とする事も出来る。電極間距離は、入力エ
ネルギー、電極形状、真空度、処理速度、及びプラズマ
エツチングかプラズマ重合かプラズマＣＶＤがという処
理方法により異なるが、−船釣に真空度が小さく、入力
エネルギーが小さい場合は狭くする方がよく、通常１０
ｃｍ以下、好ましくは５ｃｍである。例えば酸素プラズ
マの場合で真空度がｌｍｍＨｇ程度では、０．５〜３ｃ
ｍ程度が効果的である。電極／及び２の材質は導電性の
高い金属、例えばアルミニウム、銅、鉄、ステンレス鋼
、及びそれらの各種金属メツキ物などが好ましい。形状
としては平板、パンチング板或いはメツシュ（金ｖ１４
）等使用できるが、入力電力が０．１　Ｗ　／　ｃ　ｍ
　”以上では孔、凹部のない平板が好ましい。

非接地電極４及び接地電極５は、内部に温調用媒体の通
路を設けて温調可能、殊に冷却可能にする事が好ましい
、媒体としては流動性のあるものならばすべて使用しう
るが、電気的に絶縁物である純水、有機溶媒や各種熱交
換用のガス、蒸気が好ましい、また温調装置或いは冷却
装置としては、冷媒の通った蛇管或いはジャケットを電
極に設置するのが好ましい、非接地電極及び／又は接地
電極を温調することにより、各種プラズマ処理（例えば
プラズマ重合、プラズマＣＶＤ、プラズマエツチング等
）に応じた最も適切な温度に基板温度を設定でき、各々
の処理の効果を最大限に引き出す事ができる。

プラズマ処理空間の真空度は、低温ガスプラズマが安定
して発生するｅＭ　Ｍすなわち通常０．０１〜１０ｍｍ
Ｈｇ、好ましくは０．１〜５　ｍ　ｍ　Ｈｇ　、更に好
ましくは０．２〜１ｍｍ）ＩＨに調整する。真空度の調
整は、排気速度と共にガス或いはモノマーガスの導入に
より行なう事が出来るが、目的とする処理を好ましく行
なう為には、導入ガスの調整による方が好ましい。

ガスの導入は、ガス導入管６を通じて、処理物の処理面
側に吹き出すことが好ましい。この事により、処理物の
処理面には常に新しい導入ガスが接触し、さらにプラズ
マ処理により発生した分解ガスは効率的にプラズマ空間
より排出される。ガス導入配管のガス吹出し口の形状は
、細長いスリット状か小孔を多数有するものが、またガ
ス吹き出し口は電極の全中に亘って存在するものが導入
ガスと分解ガスの比率にムラがなくなり、安定した処理
効果が得られ好ましい、ガス導入配管の材質は、プラス
チック等有機物も使用しうるが、長期に亘り安定して使
用する為には、化学的に安定で耐プラズマ性が高く、高
温に耐える金属、例えばステンレス管、鋼管、アルミニ
ウム管或いはガラス管等が好ましい。

真空蒸着空間の真空度は通常１０−”ｔｏｒｒ以下、好
ましくは１Ｏ−３ｔｏｒｒ以下である０反応容器中の他
の空間の圧力が高く、真空蒸着空間の真空度を保つ必要
がある場合には、シール機構を設けることが好ましい、
蒸着熱源としてはニクロム線による加熱、電子銃による
加熱、高周波加熱等が可能である。真空蒸着に供する物
質は、金、銀、亜鉛、銅、アルミニウム等の金属、各種
を機化合物、各種無機化合物等蒸着可能なものなら目的
に応じて利用できる。

真空蒸着の順は、プラズマ処理の後にする方が蒸着皮膜
の接着力が強く好ましい、真空蒸着の後に、更にプラズ
マ重合して蒸着膜の保ｒ！ｉ膜を成形する事は更に好ま
しい０本発明装置では、例えば上述したプラズマ処理−
真空１着−プラズマ重合の処理が、同一装置内で一度も
真空外に出す事もなく、かつ連続して処理できる大きな
メリットがある。又、配置や処理物の通す順を変える事
により、任意に処理の順序を変更できるなど従来装置に
ない大きなメリットも有する。

プラズマ処理空間では、非重合性のガス例えばＯｘ＋Ｎ
ｘ＋Ａ　ｒ　＋　　ＣＯｔ＋　ＣＩ　２等の低温ガスプ
ラズマにより処理物の表面に凹凸や各種官能基を形成し
て活性化させるものである。又プラズマ重合空間では、
重合性ガス例えばＣＨ＊　、　Ｃｔ　Ｈ＆　、　Ｃｓ　
Ｈｓ　。

Ｃ、Ｈｈ　１Ｍ　Ｍ　Ａ　、　Ｍ　Ａなとの低温ガスプ
ラズマにより処理物の表面にそれらモノマーのプラズマ
重合膜を形成させる。

連続した処理物を走行させるためのガイドローラー１２
．１３．１４の材質は、処理物に比べてエツチング性の
小さい耐熱性にすぐれた、例えば金属、セラミック、金
属コーティングセラミック或いはＮＢＲ、シリコーン等
のゴムコーティングがよい、またローラーは接地されて
いる方がよい。

ローラーの表面は、処理物のスリップを防止する為に、
完全な平滑さより幾分凹凸を有するものが好ましい、更
に好ましくは、処理物の走行安定性や加熱防止の為に、
シリコーンゴム、ＮＢＲゴム。

ＳＢＲゴム、フッ素ゴム等のゴムコーティング或いはゴ
ムチューブで被覆したものがよい。

以下、本発明装置の好適な実施態様を整理しておく。

（イ）　プラズマ処理空間の非接地電極が平面状である
特許請求の範囲第１項記載の装置。

（ロ）　プラズマ処理空間の非接地電極が凸面状である
特許請求の範囲第１項記載の装置。

（ハ）　プラズマ処理空間の非接地電極が凹面状である
特許請求の範囲第１項記載の装置。

に）　プラズマ処理空間の非接地電極と接地電極とが等
距離に対向する特許請求の範囲第１項記載の装置。

（ホ）　真空蒸着空間の真空度が１０−”ｔｏｒｒ以下
である特許請求の範囲第１項記載の装置。

（へ）　真空蒸着空間がローラーシール方式、或はラビ
リンス方式のシールにより他の空間と区画されている特
許請求の範囲第１項記載の装置。

（発明の効果） 本発明にかかる装置は、処理物を一度も系外へ出す事な
くプラズマ処理、プラズマ重合、真空蒸着処理等を一度
に且つ連続して、又必要ならば任意の順で実施でき、フ
ィルム、シート、膜、布帛、繊維構造体、等の高機能化
、高付加価値化に極めて有用である。又、非接地電極が
プラズマ処理、プラズマ重合空間の中央部に設置した電
力導入部から放射状に配置されており、プラズマの安定
化、均一化、更に電力の効率化に極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施態様の正面概略図であり、
第２図と第３図は各々第１図のＸ−Ｙ断面概略図、Ｚ−
Ｗ切断面図であり、第４図は第１図の真空蒸着空間のシ
ール部の詳細な図面である。 第 図 第 （ａ） （ｂ） １、−２１ （Ｃ） 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空容器内に少なくとも、複数個の非接地電極と
   、該非接地電極に対向した接地電極と、処理物を非接地
   電極と接地電極の間に通す為の誘導手段と、非接地電極
   群の中央部に配置した電力導入部とを有したプラズマ処
   理装置に於て、上記非接地電極が前記電力導入部に接続
   しかつ放射状に外へ向かって配置されており、かつ真空
   蒸着 空間を有することを特徴とするプラズマ処理−真空蒸着
   装置。