TWI462654B

TWI462654B - Plasma processing device

Info

Publication number: TWI462654B
Application number: TW100108590A
Authority: TW
Inventors: Shinichi Kawasaki; Mitsuhide Nogami; Yoshinori Nakano; Takashi Satoh
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2011-03-14
Publication date: 2014-11-21
Also published as: JP5503733B2; TW201138559A; KR20130005293A; JPWO2011118408A1; WO2011118408A1; KR101473547B1; CN102884223B; CN102884223A

Description

電漿處理裝置

本發明係關於一種使反應氣體電漿化且與被處理物接觸之電漿處理裝置，尤其關於一種電漿處理裝置中之反應氣體之供給噴嘴的調溫構造。

例如，專利文獻1中記載之電漿處理裝置中，於反應氣體之供給噴嘴中嵌入有電加熱器。利用電加熱器對供給噴嘴進行加溫，進而將反應氣體維持於較高之溫度。電加熱器之升溫時間短，回應快。用於供電之配線較為簡單，控制器等附帶設備較為簡便。

專利文獻2、3之電漿處理裝置中，反應氣體之供給噴嘴之前端部面向一對電極間之間隙。對於上述間隙施加電場並且進行電漿處理。供給噴嘴係由例如絕緣樹脂構成。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2004-124238號公報(0032、圖4)

[專利文獻2]日本專利特開2009-035724號公報

[專利文獻3]國際公開WO 2009/008284號(圖5)

就反應氣體供給噴嘴而言，以前端部配置於電極之附近或面向電極間之放電空間之方式配置之情形較多。於該情形時，若將電加熱器配置於距噴嘴之前端部較遠之部分，則電加熱器與電極發生短路之可能性較小。然而，如此則無法充分對噴嘴之前端部進行加熱。若利用冷卻裝置對電極進行冷卻，則很可能直至噴嘴之前端部亦受到冷卻。如此，當反應氣體中之反應成分具有冷凝性之情形時，即於反應成分在室溫下為液體、使其汽化後生成反應氣體之情形時，可能導致噴嘴之尤其是前端部之內部上述反應成分產生凝結(冷凝)。另一方面，若將電加熱器配置於噴嘴之前端部之附近，則存在電加熱器與電極之絕緣距離變短而產生短路之虞。又，若熱電偶等溫度感測器發生故障，則電加熱器可能會由於過度加熱而著火等。若為了防止該問題而將感測器雙重化，則成本增大。

本發明係鑒於上述事情而製造者，其主要目的在於提供一種電漿處理裝置，該電漿處理裝置即便於反應氣體之反應成分容易凝結之情形時，亦可防止噴嘴之內部產生凝結，且可避免短路等故障。

為解決上述課題，本發明係一種電漿處理裝置，其特徵在於：其係使包含凝結性反應成分之反應氣體接觸被處理物、且對該被處理物照射電漿者，且該電漿處理裝置具備：一對電極，其相互之間形成用於照射上述電漿之近大氣壓之放電空間；噴嘴，其具有噴出口之前端部由絕緣體構成，且上述前端部配置於上述一對電極中之至少一者或上述放電空間之附近，自上述噴出口將上述反應氣體噴附至上述被處理物；及噴嘴調溫機構，其調節上述噴嘴之溫度；且上述噴嘴調溫機構包括：調溫路徑，其形成於上述噴嘴中而供調溫液流動調溫路徑；液溫調節部，其與上述電極及上述噴嘴分離而配置，調節上述調溫液之溫度以使其高於上述反應氣體中之反應成分之凝結溫度；以及管路，其將上述液溫調節部與上述調溫路徑連結。

使已由液溫調節部調溫之調溫液，於噴嘴內之調溫路徑上流動。藉此，能夠對於噴嘴之溫度以使其成為比反應氣體中之反應成分之凝結溫度更高之方式進行調節。調溫路徑內之調溫液與電極發生短路之可能性較小。因此，在配置於電極或放電空間之附近之噴嘴前端部，亦可形成調溫路徑。由此，能夠將反應成分切實地以氣體狀態自噴嘴噴出。藉此，可良好地進行被處理物之表面處理，且可提高處理效果。無需對噴嘴設置電加熱器及其隨附之電氣系統，電極漏電之應對處理亦較容易。即便電極產生漏電，產生漏電流於調溫液中傳遞並破壞液溫調節部之電氣系統等故障之可能性亦較小。例如，即便產生液溫調節部之控制系統被破壞等故障，亦幾乎不可能將調溫液加熱至沸點以上，熱失控之可能性較小。由此，即便反應氣體中含有可燃性成分，亦可避免著火之可能性。無需為了安全而雙重得設置控制系統，可抑制設備成本之增大。

上述調溫液較佳為絕緣性。上述調溫液之導電率較佳為50 μS/cm以下，更佳為30 μS/cm以下，進而較佳為10 μS/cm以下。

藉此，可切實地防止自噴嘴之調溫路徑內之調溫液產生電洩漏，甚至是噴嘴之調溫路徑內之調溫液與電極之短路。

例如，上述被處理物為連續之薄膜，且上述一對電極中之至少一者為繞掛有上述被處理物且旋轉之圓柱電極，上述噴嘴可靠近上述圓柱電極。進而，上述噴嘴可面向上述放電空間。電漿處理裝置可進而包括薄膜調溫機構，該薄膜調溫機構對於上述圓柱電極之溫度甚至是上述被處理物之溫度進行調節以使其低於上述凝結溫度。

當反應氣體接觸圓柱電極上之被處理物時，能夠使反應成分於被處理物之表面上凝結並附著於被處理物。藉此，可切實地使反應成分與被處理物之表面分子發生反應。

噴嘴之熱量被其附近之圓柱電極吸收，但藉由使調溫液於調溫路徑中流動，能夠將噴嘴切實地維持於高溫。靠近圓柱電極之噴嘴之外周部分係自噴嘴吸熱而被加熱，但藉由旋轉而與噴嘴分離，故而加熱為暫時的。因此，可將電極維持於低溫，進而可將被處理物維持於低溫。由此，可使反應成分切實地凝結並附著於被處理物上，且可切實地產生處理反應。

較佳為，當上述噴嘴於例如與上述被處理物之傳送方向正交之處理寬度方向上延伸之情形時，上述調溫路徑設置為自上述噴嘴之上述處理寬度方向之一端部(第1端部)遍及另一端部(第2端部)。藉此，可大致遍及全長、沒有遺漏地對噴嘴進行調溫。此處，上述第1端部包括上述噴嘴之長度方向之第1端面及其附近部分。上述第2端部包括上述噴嘴之長度方向之上述第1端面之相反側的第2端面及其附近部分。上述調溫路徑之出入口埠可設置於上述噴嘴之上述第1、第2端面，亦可設置於上述噴嘴之上述第1、第2端面之附近部分的側面。

較佳為，於上述噴嘴設置使反應氣體於處理寬度方向上均勻地分散之分散路徑。

較佳為，上述電極於上述處理寬度方向上延伸。且較佳為，上述圓柱電極之軸線朝向上述處理寬度方向。

上述調溫路徑可包括供上述調溫液沿上述噴嘴之長度方向(處理寬度方向)中之一個朝向流動之調溫去路(上游路)、及供上述調溫液沿與上述之一個朝向相反之朝向流動之調溫返路(下游路)，上述調溫去路之下游端與上述調溫返路之上游端可由折返路徑(連接路徑)連接。

於該情形時，調溫液一方面於調溫去路內沿噴嘴之長度方向流動一方面對噴嘴進行加溫，其後，於折返路徑中折回，一方面於調溫去路內沿與調溫去路相反之方向流動一方面對噴嘴進行加溫。調溫液隨著流動而與噴嘴進行熱交換，從而溫度逐漸降低。因此，不論噴嘴之長度方向之位置，均可大致均勻地加溫。由此，即便噴嘴之長度較大，亦可對噴嘴整體大致均勻地進行調溫。

較佳為，上述調溫路徑具備：上游路，其包括相互配置於相同之高度並且分別供上述調溫液之每一部分流過之第1、第2上游路部分；下游路，其配置於比上述上游路更高之位置；以及連接路徑，其上下地延伸且下端部與上述上游路連接、上端部與上述下游路連接；且上述調溫液按順序流過上述上游路、上述連接路徑、上述下游路。

根據該構成，低處之上游路與高處之下游路之中，調溫液首先導入至低處之上游路。因此，調溫液流遍上游路之第1上游路部分及第2上游路部分之整體之後，於連接路徑中上升，且被導入至高處之下游路。藉此，能夠防止調溫路徑偏於第1、第2上游路部分中之任一部分而流動。結果，可對噴嘴內大範圍且切實地進行調溫。

較佳為，上述上游路包括分支為上述第1上游路部分及上述第2上游路部分之分支部。上游路處於低處，因此調溫液可切實地自分支部分流入至第1、第2上游路部分中之任一部分，從而第1、第2上游路部分兩部分中可切實地充滿調溫液。

較佳為，上述下游路包括相互配置於相同之高度並分別供上述調溫液之每一部分流過之第1、第2下游路部分。上述連接路徑可包括將上述第1上游路部分與上述第1下游路部分連接之第1連接路徑部分、及將上述第2上游路部分與上述第2下游路部分連接之第2連接路徑部分。流經第1上游側部分之調溫液經過第1連接路徑部分，傳送至第1下游路部分。流經第2上游側部分之調溫液經過第2連接路徑部分，傳送至第2下游路部分。如上所述，調溫液可切實地流入第1上游路部分及第2上游路部分，故可使調溫液切實地流過第1下游路部分與第2下游路部分。結果，可對噴嘴內更大範圍地進行調溫。

較佳為，上述下游路包括上述第1下游路部分與上述第2下游路部分合流之合流部。藉此，流經第1下游路部分之調溫液與流經第2下游路部分之調溫路徑於合流部合流。

上述第1、第2上游路部分之下游端可彼此合流並且與上述連接路徑之下端部(上游端)連接，上述第1、第2下游路部分可自上述連接路徑之上端部(下游端)形成分支。

較佳為，當上述噴嘴於與上述被處理物之傳送方向正交之處理寬度方向上延伸之情形時，上述第1、第2上游路部分於與上述處理寬度方向正交之並列方向上相互並排，並且分別於上述處理寬度方向上延伸。更佳為，上述第1、第2上游路部分自上述噴嘴之上述處理寬度方向之第1端部遍及第2端部。藉此，可對上述噴嘴較大範圍地進行調溫。較佳為，上述處理寬度方向及上述並列方向為水平。

較佳為，上述分支部包括於上述並列方向上延伸之分支路徑。較佳為，上述分支部設置於上述噴嘴之第1端部或第2端部。

較佳為，上述第1、第2下游路部分於上述並列方向上相互並排、且分別於上述處理寬度方向上延伸。更佳為，上述第1、第2下游路部分自上述噴嘴之上述處理寬度方向之第1端部遍及第2端部。

較佳為，上述合流部包括於上述並列方向上延伸之合流路。較佳為，上述合流部設置於上述噴嘴之第1端部或第2端部。

較佳為。上述表面處理於近大氣壓下進行。此處，所謂近大氣壓係指1.013×10⁴ ~50.663×10⁴ Pa之範圍，若考慮到壓力調整之容易化或裝置構成之簡便化，則較佳為1.333×10⁴ ~10.664×10⁴ Pa，更佳為9.331×10⁴ ~10.397×10⁴ Pa。

本發明適於難接著性光學樹脂薄膜之處理，適於將該難接著性光學樹脂薄膜接著於易接著性光學樹脂薄膜時、提高難接著性光學樹脂薄膜之接著性。

作為上述難接著性光學樹脂薄膜之主成分，可列舉例如：三乙酸纖維素(TAC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、環烯烴聚合物(COP)、環烯烴共聚物(COC)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醯亞胺(PI)等。

作為上述易接著性光學樹脂薄膜之主成分，可列舉例如：聚乙烯醇(PVA)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)等。

在用於提高上述難接著性光學樹脂薄膜之接著性的表面處理等中，作為上述反應成分，較佳為使用聚合性單體。

作為上述聚合性單體，可列舉具有不飽和鍵及特定之官能基的單體。作為特定之官能基，較佳為自羥基、羧基、乙醯基、縮水甘油基、環氧基、碳數為1~10之酯基、碸基、醛基中進行選擇，尤佳為羧基或羥基等親水基。

作為具有不飽和鍵及羥基之單體，可列舉甲基丙烯酸乙二醇酯、烯丙醇、甲基丙烯酸羥乙酯等。

作為具有不飽和鍵及羧基之單體，可列舉丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、順丁烯二酸、2-甲基丙烯醯基丙酸等。

作為具有不飽和鍵及乙醯基之單體，可列舉乙酸乙烯酯等。

作為具有不飽和鍵及縮水甘油基之單體，可列舉甲基丙烯酸縮水甘油酯等。

作為具有不飽和鍵及酯基之單體，可列舉：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸第三丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸-2-乙酯等。

作為具有不飽和鍵及醛基之單體，可列舉丙烯醛、巴豆醛等。

較佳為，上述聚合性單體為具有乙烯性不飽和雙鍵及羧基之單體。作為該單體，可列舉丙烯酸(CH₂ =CHCOOH)、甲基丙烯酸(CH₂ =C(CH₃ )COOH)。上述聚合性單體較佳為丙烯酸或甲基丙烯酸。藉此，能切實地提高難接著性樹脂薄膜之接著性。上述聚合性單體更佳為丙烯酸。

上述聚合性單體可藉由載體氣體傳送。載體氣體較佳為，自氮氣、氬氣、氦氣等惰性氣體中選擇。自經濟性之觀點考慮，作為載體氣體，較佳為使用氮氣。

丙烯酸或甲基丙烯酸等大多數聚合性單體，於常溫常壓下為液相。此種聚合性單體於惰性氣體等載體氣體中汽化即可。作為使聚合性單體於載體氣體中汽化之方法，可列舉：利用載體氣體將聚合性單體液之液面上之飽和蒸汽擠出之方法、使載體氣體於聚合性單體液中起泡之方法、對聚合性單體液加熱並促進蒸發之方法等。亦可併用擠出與加熱、或起泡與加熱。

當進行加熱使其汽化之情形時，考慮到加熱器之負擔，聚合性單體較佳為選擇沸點為300℃以下者。又，聚合性單體較佳為選擇加熱時不會分解(化學變化)者。

根據本發明，能防止反應氣體中之反應成分於噴嘴內凝結。即便噴嘴配置於電極間之電場中，亦可避免短路等電性故障之產生。

以下，參照圖式對本發明之實施形態進行說明。圖1係表示本發明之第1實施形態者。本實施形態之被處理物9係由連續之樹脂薄膜構成。被處理薄膜9例如為偏光板之保護薄膜。保護薄膜9係以三乙酸纖維素(TAC)作為主成分。薄膜9之成分並不限於TAC，可為聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、環烯烴聚合物(COP)、環烯烴共聚物(COC)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醯亞胺(PI)等。薄膜9之厚度為例如100 μm左右。

上述保護薄膜9與包括PVA薄膜之偏光薄膜由接著劑黏合，從而構成偏光板。作為接著劑，使用PVA水溶液等水系接著劑。於接著步驟之前，藉由電漿處理裝置1對保護薄膜9進行表面處理，從而提高保護薄膜9之接著性。

如圖1所示，電漿處理裝置1具備電極11、12及噴嘴20。電極11、12均由圓柱形狀之輥電極構成。輥電極11、12相互平行地並列配置。以下，將沿電極11、12之軸線之方向適當地稱作「處理寬度方向」。將電極11、12彼此並列之方向(與處理寬度方向正交之方向)稱作「並列方向」。處理寬度方向及並列方向均為水平，但並不限定於此。於輥電極11、12彼此之間形成有較窄之間隙13。一對電極11、12中之一個電極與電源(省略圖示)連接。另一電極則電性接地。電源例如將脈衝波狀之電力供給至電極11、12。藉此，於一對電極11、12彼此之間施加有電場，並於間隙13內在近大氣壓下生成電漿，間隙13成為近大氣壓之放電空間。

連續片狀之被處理薄膜9之寬度方向朝向電極11、12之軸方向(處理寬度方向)，且以半周之程度繞掛於輥電極11、12上側之周面上。被處理薄膜9沿輥電極11、12之周面穿過放電空間13，且自放電空間13下垂，進而由導輥14折回。輥電極11、12圍繞各自之軸線，且相互同步地向相同方向(於圖1中為順時針方向)旋轉。藉此，被處理薄膜9自輥電極11傳送至輥電極12。

對於輥電極11、12組裝有薄膜調溫機構3。薄膜調溫機構3包括例如形成於輥電極11、12之內部之電極內調溫路徑3a。經調溫之水等調溫媒體流經調溫路徑3a。藉此，對於電極11、12之溫度甚至是與該電極11、12接觸之被處理薄膜9之溫度進行調節以使其比下述反應氣體中之反應成分之凝結溫度低。

於輥電極11、12彼此間之較放電空間13更上側，配置有噴嘴20。噴嘴20之至少下側部分(噴出方向之前端部分)由樹脂構成，且具有絕緣性。噴嘴20成為於處理寬度方向較長地延伸之長條狀。噴嘴20之沿處理寬度方向之長度與輥電極11、12之軸長大致相等或、比上述軸長更長。噴嘴20之兩端部分別配置於與輥電極11、12之相同側之端部在處理寬度方向上大致相同的位置。噴嘴20之與其延伸方向正交之剖面朝向下方且前端變細。噴嘴20之下端部(前端部)插入至輥電極11、12之間的逐漸變窄之部位，且面向放電空間13之上端部。

於噴嘴20之內部，形成噴出路徑21。噴出路徑21之上游端經由供給路徑2a而與反應氣體源2連接。噴出路徑21包括使來自供給路徑2a之反應氣體均勻地分散於處理寬度方向上之分散路徑22。噴出路徑21之前端到達噴嘴20之下端面(前端面)，構成噴出口23。噴嘴20之前端部具有噴出口23。

反應氣體包括於室溫(15℃~25℃左右)下為液體之反應成分。作為此種反應成分，可列舉例如聚合性單體。此處，作為包含聚合性單體之反應成分，係使用丙烯酸AA。丙烯酸蒸汽具有可燃性(爆炸性)。

反應氣體係由反應氣體源2生成。反應氣體源2係由汽化器構成。於汽化器2內，反應成分之丙烯酸以液體之狀態儲存。於汽化器2中，設置有加熱器(省略圖示)，且利用該加熱器調節液體丙烯酸之溫度。將氮氣(N₂ )作為載體氣體而導入至汽化器內。丙烯酸汽化並混合於該載體氣體(N₂ )之中，生成反應氣體(丙烯酸AA+N₂ )。載體氣體可導入至較汽化器內之液體丙烯酸之液面更上側，亦可導入至液體丙烯酸之內部並起泡。亦可將載體氣體之一部分導入至汽化器，而使剩餘部分不經過汽化器，於汽化器之下游側使載體氣體之上述一部分與剩餘部分合流。藉由液體丙烯酸之溫度或載體氣體之上述一部分與剩餘部分之分配比，可調節反應氣體中之丙烯酸濃度。

反應氣體源2與噴嘴20由反應氣體供給路徑2a連接。供給路徑2a由樹脂管構成，省略詳細圖。該樹脂管上纏繞有電熱帶(供給路徑調溫機構)。電熱帶遍及供給路徑2a之全長而設置。

供給路徑2a之一部分或全部亦可由金屬管構成，而代替樹脂管。

進而，電漿處理裝置1具備噴嘴調溫機構30。噴嘴調溫機構30包括液溫調節部31、形成於噴嘴20中之噴嘴內調溫路徑32、以及連結該等液溫調節部31及調溫路徑32之管路33、34。調溫液係按液溫調節部31、去程管路33、調溫路徑32、回程管路34之順序循環。

液溫調節部31係與輥電極11、12及噴嘴20分離而配置。液溫調節部31調節調溫液之溫度。

詳細而言，液溫調節部31包括液溫設定部31a、液體收容部31b、液溫感測器31c、液體加熱部31d、及控制部31e。液溫設定部31a由觸控面板、刻度盤等構成，其輸入有調溫液預期之設定溫度。調溫液之設定溫度高於上述反應氣體中之反應成分之凝結溫度。液體收容部31b係收容調溫液之空間，可為罐狀，亦可為管狀。液溫感測器31c係檢測液體收容部31b內之調溫液之溫度。液溫感測器31c亦可不對液體收容部31b內之調溫液檢測溫度，而是對去程管路33或回程管路34中之調溫液進行測溫。或者，液溫感測器31c可對調溫路徑32內之調溫液進行測溫，進而可對噴嘴20本身進行測溫。液體加熱部31d係由熱交換器、電熱加熱器等構成，其對液體收容部31b內之調溫液加溫。控制部31e係以微電腦為代表，包括來自液溫感測器31c之輸入信號之轉換處理部、液體加熱部之驅動返路等，且基於液溫感測器31c之測溫值，以使調溫液之溫度成為液溫設定部31a所設定之溫度的方式，對於液體加熱部31d進行控制。

去程管路33連接於液體收容部31d之出口埠。去程管路33向噴嘴20之長度方向之一端部(第1端部，於圖1中位於左下部)延伸。較佳為，去程管路33之至少一部分由樹脂(絕緣材料)構成。較佳為，去程管路33之靠近噴嘴20之部分甚至是靠近電極11、12之部分由樹脂(絕緣材料)構成。於去程管路33上設置有送液泵37。送液泵37可設置於回程管路34，亦可設置於液溫調節部31之內部。於噴嘴20之第1端部之附近，設置有分配部35。於分配部35，去程管路33分支為複數個(圖中為2個)。

於噴嘴20之內部形成複數個(圖中為2個)調溫路徑32。至少1個調溫路徑32配置於噴嘴20之儘可能下側(前端側)之部分。各調溫路徑32遍及噴嘴20之長度方向(處理寬度方向)之全長而延伸。各調溫路徑32之一端部(第1端部，於圖1中位於左下部)到達噴嘴20之一端面(第1端面)，且與上述分支之去程管路33中之1個連接。

各調溫路徑32之另一端部(第2端部，於圖1中位於右上部)到達噴嘴20之另一端面(第2端面)。於該等調溫路徑32之第2端部分別連接有回程管路34。回程管路34之至少靠近噴嘴20之部分、甚至靠近電極11、12之部分較佳為由樹脂(絕緣材料)構成。於噴嘴20之第2端部之附近，設置有合流部36。複數個回程管路34於合流部36合流。自合流部36合流後之一個回程管路34向液溫調節部31延伸。回程管路34之前端部連接於液體收容部31d之入口埠。

噴出路徑21經過排列於並列方向之2個調溫路徑32、32彼此之間，省略詳細之圖示。

使用水作為調溫液。尤其是使用絕緣性之純水或離子交換水作為調溫液。調溫液之導電率充分小於普通自來水之導電率(100 μs/cm左右)，較佳為50 μs/cm以下，更佳為30 μs/cm以下，進而較佳為10 μs/cm以下。此處，作為調溫液，係使用以μs/cm等級之導電係數測定器測定為0 μs/cm之純水或離子交換水。於使用離子交換水作為調溫液之情形時，較佳為於去程管路33或回程管路34上設置離子交換過濾器38，以維持電性絕緣性。

以下，對於藉由具有上述構成之電漿處理裝置1對被處理薄膜9進行表面處理之方法加以說明。

將被處理薄膜9繞掛於輥電極11、12及導輥14上。

使輥電極11、12按圖1中之順時針方向旋轉，將被處理薄膜9向大致右方傳送。

由電源(省略圖示)對電極11、12供電，於電極11、12間施加電場，從而於間隙13內生成近大氣壓之電漿放電。

汽化器2中，於載體氣體(N₂ )中使丙烯酸(AA)汽化，生成反應氣體(AA+N₂ )。汽化器2內之液體丙烯酸之溫度調節為例如40℃~100℃。將上述反應氣體自汽化器2送出至氣體供給路徑2a。藉由設置於氣體供給路徑2a上之電熱帶(供給路徑調溫機構)，將氣體供給路徑2a之溫度維持於比上述反應氣體中之丙烯酸之凝結溫度更高。例如將供給路徑2a之溫度調節為40℃~200℃。

將上述反應氣體(AA+N₂ )自氣體供給路徑2a導入至噴嘴20之噴出路徑21。反應氣體經過該噴出路徑21之分散路徑22而均勻地分散於噴嘴20之長度方向(處理寬度方向)之後，自噴嘴20之下端之噴出口23向放電空間13噴出，且噴附至放電空間13內之被處理薄膜9。該噴出流成為於處理寬度方向上均勻地分佈之氣流。

藉由薄膜調溫機構3，將輥電極11、12之溫度甚至是被處理薄膜9之溫度設為比上述反應氣體中之丙烯酸之凝結溫度更低。例如，將被處理薄膜9之溫度調節為15℃~30℃。藉此，若反應氣體接觸被處理薄膜9，則反應氣體中之丙烯酸會凝結並且附著於被處理薄膜9。該丙烯酸藉由放電空間13之電漿被活化，而發生雙鍵之斷鍵、聚合等。反應氣體中之氮氣於放電空間13內被電漿化(包括激發、活化、自由基化、離子化等)。該氮氣電漿或電漿光照射至被處理薄膜9，切斷被處理薄膜9之表面分子之C-C、C-O、C-H等鍵。認為，於該鍵切斷部鍵結(接枝聚合)有丙烯酸之聚合物，或鍵結有由丙烯酸分解之COOH基等。藉此，於被處理薄膜9之表面形成接著性促進層。

進而，藉由噴嘴調溫機構30，調節噴嘴20之溫度以使其成為比上述反應氣體中之丙烯酸至凝結溫度高。例如，將噴嘴20之溫度調節為40℃~200℃。

詳細而言，於液溫調節部31之液溫設定部31a輸入噴嘴20之設定溫度。驅動送液泵37，使噴嘴調溫機構30之調溫液(純水或離子交換水)按液體收容部31b、去程管路33、調溫路徑32、回程管路34之順序循環。利用液溫感測器31c檢測調溫液之溫度。基於該測溫信號，控制部31e對液體加熱部31d進行控制，將調溫液調節為設定溫度。經調溫之調溫液經過去程管路33及分配路徑35，被導入至噴嘴20之各調溫路徑32。該調溫液於調溫路徑32內沿噴嘴20之長度方向流動。藉此可噴對嘴20加溫並使其溫度比上述丙烯酸之凝結溫度高。

調溫液甚至是噴嘴20之設定溫度之上限係設為丙烯酸之爆炸極限以下。丙烯酸之爆炸點根據氧濃度而變化。

由於調溫路徑32中之至少一個配置於噴嘴20之前端部之附近，故而可使噴嘴20之前端部之溫度切實地比上述丙烯酸之凝結溫度高。即便輥電極11、12冷卻，亦可使其附近之噴嘴20之前端部之溫度切實地維持於比上述丙烯酸之凝結溫度高。因此，可防止噴嘴20內尤其是前端部之反應氣體中之丙烯酸(反應成分)凝結。藉此，可將丙烯酸切實地以氣體之狀態自噴嘴20之前端之噴出口23噴出，且可均勻地噴附至被處理薄膜9。由此，可確保處理之均勻性，並可提高處理品質。又，可防止或抑制噴出路徑21之堵塞。

即便調溫路徑32配置於輥電極11、12之附近，亦由於調溫液為絕緣性，故而不存在調溫液與電極11、12電性地短路之可能性。因此，可避免電流於調溫液中傳遞而破壞液溫調節部31之控制部31e或液溫感測器31c。即便反應氣體中含有丙烯酸等可燃性成分，亦可避免出現因漏電引起之著火等異常。

可遠程地測定且控制噴嘴20之溫度，故無需對噴嘴20設置熱電偶等溫度感測器。

即便於噴嘴調溫機構30之控制系統中存在故障，亦幾乎不可能將噴嘴20加熱至調溫液(水)之沸點(100℃)以上。因此，無需為了安全將控制系統設為雙重，可抑制設備成本之增大。

由於調溫液為水(純水或離子交換水等)，故而可切實地將噴嘴調溫機構30之設備成本抑制為較低。

再者，為了維持調溫液之電性絕緣性，故而較佳為定期地更換調溫液。

將處理後之被處理薄膜9與包括PVA薄膜等之偏光薄膜接著，藉此製造偏光板。作為接著劑，使用PVA水溶液等水系接著劑。由於預先已藉由上述表面處理提高被處理薄膜9之接著性，故而可獲得具有充分之接著強度之偏光板。

其次，對本發明之其他實施形態加以說明。於以下之實施形態中，關於與已述之實施形態重複之內容，於圖式中標註相同符號，並省略說明。

圖2係表示本發明之第2實施形態之電漿處理裝置1A之圖式。裝置1A係用於對寬度比第1實施形態之裝置1(圖1)更寬之被處理薄膜9進行處理者，輥電極11、12及噴嘴20於處理寬度方向上比第1實施形態長。於噴嘴20之內部，調溫機構30之複數個調溫路徑32A上下相互分離地形成。圖2中僅表示出噴嘴20之前端側(下側)之一個調溫路徑32A。各調溫路徑32A包括調溫去路321(上游路)與調溫返路(下游路)322。調溫去路321及調溫返路322均遍及噴嘴20之全長而延伸。各調溫路徑32A之調溫去路321及調溫返路322係以噴嘴20內之相同之高度排列於並列方向上而配置。於噴嘴20之第1端部(圖2之左下部)，調溫去路321經由合流部36(省略圖示)而與去程管路33連接。於噴嘴20之第2端部(圖2中之右上部)，調溫去路321與調溫返路322由折返路徑323(連接路徑)連結。於噴嘴20之第1端部(圖2之左下部)，調溫返路322之下游端經由合流部36(省略圖示)連接於回程管路34。噴出路徑21經過調溫去路321與調溫返路322之間，省略詳細之圖示。

調溫液自液溫調節部31按順序經過去程管路33，導入至噴嘴20內之調溫去路321，且沿噴嘴20之長度方向(處理寬度方向)自第1端部向第2端部朝一個朝向(圖2之右上)流動。於該過程中對噴嘴20進行加溫。其後，調溫液經過折返路徑323，輸送至調溫返路322，沿噴嘴20之長度方向(處理寬度方向)自第2端部向第1端部與上述一個朝向相反的朝向(圖2之左下)流動。於該過程中對噴嘴20進一步加溫。調溫液隨著流動而利用與噴嘴20之熱交換使溫度逐漸降低。因此，不論噴嘴20之長度方向之位置，均可大致均勻地加溫。由此，即便噴嘴20之長度較大，亦可對噴嘴20整體於長度方向(處理寬度方向)上大致均勻地調溫。其後，調溫液經過回程管路34，返回到液溫調節部31。

圖3係表示本發明之第3實施形態之圖式。該實施形態係噴嘴20之具體態樣。噴嘴20之上側(噴出方向之基端側)之部分24由金屬構成，下側(噴出方向之前端側)之部分25由絕緣性樹脂構成。噴嘴基端部分24與放電空間13比較遠地分離，幾乎不受電極11、12間之電場的影響。該噴嘴基端部分24連接於座架5並且被其支持。包括噴嘴20之噴出口23在內之前端部分25插入至電極11、12間之逐漸變窄之部分，面向放電空間13。噴嘴前端部分25之前端變細部分之側面成為沿著對應之輥電極11、12之周面的局部圓柱凹面。於噴嘴20之內部，複數個調溫路徑32係上下隔著間隔，且於電極11、12之相向方向上以成對之方式夾著噴出路徑21而並列配置。

圖4係表示本發明之第4實施形態之電漿處理裝置1B的圖式。於該裝置1B中，噴出反應氣體之反應氣體噴嘴20B與放電空間13分離而配置於輥電極11之旋轉方向之上游側。噴嘴20之前端面(下表面)與輥電極11之上側之周面相向，且靠近輥電極11而配置。與噴嘴20B之處理寬度方向正交之剖面大致為四邊形。於噴嘴20B內形成噴嘴調溫機構30之調溫路徑32，該方面與第1實施形態相同。

於一對輥電極11、12之間，夾著放電空間13，上側配置有放電生成氣體噴嘴41，下側配置有放電生成氣體噴嘴42。放電生成氣體噴嘴41、42為相互上下反轉之構造。各放電生成氣體噴嘴41及42於處理寬度方向上延伸。各放電生成氣體噴嘴41、42之前端面向放電空間13。放電生成氣體之供給路徑43分別連接於放電生成氣體噴嘴41、42。

作為放電生成氣體，使用氮氣(N₂ )。放電生成氣體不含聚合性單體。

再者，放電生成氣體並不限定於氮氣，可使用氬氣、氦氣等稀有氣體。

於第4實施形態中，將反應氣體(丙烯酸+N₂ )自噴嘴20B之下表面之噴出口23噴出至輥電極11之上側之周面上的被處理薄膜9。使噴嘴調溫機構30之調溫液循環並對噴嘴20B進行調溫。藉此，與第1實施形態相同，可將噴嘴20B之溫度設為比反應氣體中之丙烯酸之凝結溫度高。即便輥電極11由調溫路徑3a冷卻，亦可切實地將該輥電極11附近之噴嘴20B之前端部分(下側部分)維持於高溫。由此，能夠使丙烯酸噴出而不會於噴嘴20B內凝結。丙烯酸自噴嘴20噴出後，於溫度低之被處理薄膜9上凝結並且附著於被處理薄膜9之表面。

同時，將放電生成氣體(N₂ )自放電生成氣體噴嘴41、42中之至少一者供給放電空間13，並且使其電漿化。被處理薄膜9之上述丙烯酸附著部分立即進入放電空間13，接受電漿照射。藉此，於放電空間13內之被處理薄膜9之表面上發生丙烯酸之電漿聚合反應，以與第1實施形態相同之方式，形成接著性促進層。

由於調溫液中難以通電，故而即便噴嘴20B靠近電極11而配置，亦可防止自電極11向調溫機構30之漏電等，該方面與第1實施形態相同。

圖5係表示本發明之第5實施形態之圖式。於第5實施形態中，反應氣體噴嘴20內之調溫路徑32具有下段之上游路51、中段之流路52、以及上段之下游路53。上游路51配置於反應氣體噴嘴20內之比較低之位置。中段流路52配置於高於上游路51之處。下游路53配置於高於中段流路52之處(反應氣體噴嘴20內之比較高之位置)。上游路51與中段流路52經由上下延伸之連接路徑54而連接。中段流路52與下游路53經由上下延伸之連接路徑55而連接。調溫液按上游路51、連接路徑54、中段流路52、連接路徑55、下游路53之順序流動。以下，進而詳述第5實施形態之調溫路徑構造。

上游路51包括第1上游路部分51a及第2上游路部分51b。各流路部分51a、51b自反應氣體噴嘴20之長度方向(處理寬度方向)之第1端部(圖5中為左下方)遍及第2端部(圖5中為右上方)水平地延伸。第1上游路部分51a與第2上游路部分51b係相互以相同之水平高度排列於並列方向上且平行地配置。第1上游路部分51a自反應氣體噴嘴20之垂直之中心線偏向第1輥電極11側而配置。第2上游路部分51b自上述中心線偏向第2輥電極12側而配置。

於反應氣體噴嘴20之第1端面(圖5中為左下方)設置有入口埠50。來自液溫調節部31(參照圖1)之去程管路33連接於入口埠50。上游路51之第1端部(上游端)連接於入口埠50。於上游路51之上游端之附近，設置有分支路徑51c(分支部)。分支路徑51c於並列方向上延伸。上游路部分51a、51b自分支路徑51c產生分支。第1上游路部分51a自分支路徑51c之第1輥電極11側之端部(上游端)產生分支，與自入口埠50至分支路徑51c之間的上游路51成為一條直線。第2上游路部分51b連接於分支路徑51c之第2輥電極12側之端部(下游端)。

中段流路52包括第1流路部分52a與第2流路部分52b。各流路部分52a、52b遍及反應氣體噴嘴20之長度方向之第2端部(圖5中為右上方)遍及第1端部(圖5中為左下方)水平地延伸。第1流路部分52a與第2流路部分52b係相互以相同之水平高度排列於並列方向上且平行地配置。第1流路部分52a自反應氣體噴嘴20之垂直之中心線偏向第1輥電極11側而配置，第2流路部分52b自上述中心線偏向第2輥電極12側而配置。第1流路部分52a於第1上游路部分51a之正上方與第1上游路部分51a相平行地配置。第2流路部分52b於第2上游路部分51b之正上方與第2上游路部分51b相平行地配置。

連接路徑54配置於反應氣體噴嘴20之第2端部(分支部51c之相反側之端部)。連接路徑54包括第1連接路徑部分54a與第2連接路徑部分54b。第1連接路徑部分54自反應氣體噴嘴20之垂直之中心線偏向第1輥電極11側而配置。第1連接路徑部分54a上下地延伸，其下端部(上游端)連接於第1上游路部分51a之第2端部(下游端)。第1連接路徑部分54a之上端部(下游端)連接於第1流路部分52a之第2端部(上游端)。第2連接路徑部分54b自上述中心線偏向第2輥電極12側而配置。第2連接路徑部分54b上下地延伸，其下端部(上游端)連接於第2上游路部分51b之第2端部(下游端)。第2連接路徑部分54b之上端部(下游端)連接於第2流路部分52b之第2端部(上游端)。

相對於上游路51，中段流路52構成「下游路」。此時，第1流路部分52a構成「第1下游路部分」，第2流路部分52b構成「第2下游路部分」。

反應氣體噴嘴20之上段之下游路53包括第1下游路部分53a與第2下游路部分53b。各流路部分53a、53b自反應氣體噴嘴20之長度方向之第1端部(圖5中為左下方)遍及第2端部(圖5中為右上方)水平地延伸。第1下游路部分53a與第2下游路部分53b係相互以相同之水平高度排列於上述並列方向上且平行地配置。第1下游路部分53a偏於反應氣體噴嘴20之垂直之中心線的第1輥電極11側而配置，第2下游路部分53b偏於上述中心線的第2輥電極12側而配置。第1下游路部分53a於第1流路部分52a之正上方與第1流路部分52a地平行地配置。第2下游路部分53b於第2流路部分52b之正上方與第2流路部分52b相平行地配置。

連接路徑55配置於反應氣體噴嘴20之第1端部(連接路徑54之相反側之端部)。連接路徑55包括第1連接路徑部分55a與第2連接路徑部分55b。第1連接路徑部分55a自上述中心線偏於第1輥電極11側而配置。第1連接路徑部分55a上下地延伸，且其下端部(上游端)連接於第1流路部分52a之第1端部(下游端)。第1連接路徑部分55a之上端部(下游端)連接於第1下游路部分53a之第1端部(上游端)。第2連接路徑部分55b自上述中心線偏於第2輥電極12側而配置。第2連接路徑部分55b上下地延伸，且其下端部(上游端)連接於第2流路部分52b之第1端部(下游端)。第2流路部分52b之上端部(下游端)連接於第2下游路部分53b之第1端部(上游端)。

相對於下游路53，中段流路52構成「上游路」。此時，第1流路部分52a構成「第1上游路部分」，第2流路部分52b構成「第2上游路部分」。

於下游路53上設置有合流路53c(合流部)。合流路53c於並列方向上延伸。經由合流路53c，第1下游路部分53a與第2下游路部分53b之第2端部(下游端)彼此合流。第1下游路部分53a連接於合流路53c之第1輥電極11側之端部。第2下游路部分53b連接於合流路53c之第2輥電極12側之端部，與較合流路53c更靠近第2端側(下游側)之下游路53成為一條直線。於反應氣體噴嘴20之第2端面上設置有出口埠56。下游路53之第2端部(下游端)連接於出口埠56。回程管路34自出口埠56延伸至液溫調節部31(參照圖1)。

圖5中省略圖示，但於噴嘴20之內部，槽口狀之氣體流路21(參照圖1)設置於與處理寬度方向及並列方向正交之方向(圖5中為上下方向)。氣體流路21經過第1下游路部分53a與第2下游路部分53b之間，進而經過第1流路部分52a與第2流路部分52b之間，又進而經過第1上游路部分51a與第2上游路部分51b之間。氣體流路21之下端部(下游端)連接於噴嘴20之下端之噴出口23(參照圖1)。氣體流路21之處理寬度方向之一端較分支部51c更靠近處理寬度方向之中央側，氣體流路21之處理寬度方向之另一端較合流部53c更靠近處理寬度方向之中央側。

於第5實施形態中，來自液溫調節部31之調溫液自去程管路33經過入口埠50後導入至上游路51。該調溫液之一部分Lq1自分支部51c分流至第1上游路部分51a。調溫液之剩餘部分(另一部分)Lq2自分支部51c分流至第2上游路部分51b。藉此，調溫液之每一部分Lq1、Lq2於第1、第2上游路部分51a、51b中自第1端部側流向第2端部側。

現在，開始將調溫液導入至調溫路徑32。使該調溫液偏於流路部分51a、51b中之一者、例如第1上游路部分51a而分流。即，使幾乎所有調溫液返回到上述一部分Lq1，而剩餘部分Lq2之流量幾乎為0。於該情形時，調溫液填滿第1上游路部分51a之整體之後，與於第1連接路徑部分54a上升相比，更容易流至另一第2上游路部分51b。因此，調溫液亦可流遍第2上游路部分51b。結果，調溫液可於流路部分51a、51b兩者內流動。

經過第1上游路部分51a之調溫液Lq1於第1連接路徑部分54a上升，再導入至第1流路部分52a。經過第2上游路部分52a之調溫液Lq2於第2連接路徑部分54b上升，再導入至第2流路部分52b。藉此，調溫液之每一部分Lq1、Lq2於第1、第2流路部分52a、52b中自第2端部側流向第1端部側。

經過第1流路部分52a之調溫液Lq1於第1連接路徑部分55a上升，再導入至第1下游路部分53a。經過第2流路部分52b之調溫液Lq2於第2連接路徑部分55b上升，再導入至第2下游路部分53b。藉此，調溫液之每一部分Lq1、Lq2於第1、第2下游路部分53a、53b中自第1端部側流向第2端部側。而且，該等調溫液Lq1、Lq2於合流部53c合流。合流後之調溫液經過出口埠56，自回程管路34返回至液溫調節部31。

調溫液流遍並穿過反應氣體噴嘴20之處理寬度方向、及並列方向，由此可對反應氣體噴嘴20大範圍地進行調溫。

本發明並不限定於上述實施形態，可於不偏離其宗旨之範圍內進行各種改變。

例如，調溫液不限定於純水或離子交換水等，較佳為具有絕緣性即可，例如可使用Fluorinert(註冊商標)等氟系惰性液體。就安全性之觀點而言，較佳為調溫液之沸點較低。

亦可於噴嘴20、20B內僅設置一個調溫路徑32。於該情形時，較佳為，一個調溫路徑32配置於噴嘴20、20B之噴出方向之儘可能前端部。

作為噴嘴20、20B，至少包括噴出口23之前端部由絕緣體構成即可，噴嘴20、20B之噴出口23側之相反側的基端部可由金屬等導體構成。

可於噴嘴20、20B之下方等設置漏水感測器，以便能夠檢測調溫液之洩漏。

於第5實施形態(圖5)中，上游路51可分支為3個以上之上游路部分。於該情形時，該等3個以上之上游路部分中之一個構成「第1上游路部分」，另外一個構成「第2上游路部分」。同樣，中段流路52可具有3個以上之流路部分。下游路53可具有3個以上之下游路部分。

入口埠50連接於分支路徑51c之延伸方向之中間部。

出口埠56連接於合流路53c之延伸方向之中間部。

上游路51之上游路部分51a、51b之下游端可彼此合流，較合流部更靠近下游之上游路51可連接於一個連接路徑54之下端部。中段路徑52之第1、第2流路部分52a、52b可自一個連接路徑54之上端部產生分支。中段路徑52之第1、第2流路部分52a、52b之下游端可彼此合流，較合流部更靠近下游之中段路徑52可連接於一個連接路徑55之下端部。下游路53之第1、第2流路部分53a、53b可自一個連接路徑55之上端部產生分支。

分支部51c可設置於反應氣體噴嘴20之長度方向(處理寬度方向)之中間部，且2個流路部分51a、51b可自分支部51c向反應氣體噴嘴20之長度方向之相互相反之側延伸。

合流部53c可設置於反應氣體噴嘴20之長度方向(處理寬度方向)之中間部，2個流路部分53a、53b可夾著合流部53並自反應氣體噴嘴20之長度方向之相互相反之側向合流部53c延伸而來並且相互合流。

電漿處理裝置1之電極構造不限於一對輥電極11、12。例如，可為平行平板電極，亦可為輥電極與平板電極構成之對，又可為輥電極與局部圓柱凹面電極構成之對。噴嘴20、20B配置於至少一個電極之附近，或以面向放電空間13之方式配置。上述一個電極可為平板電極，亦可為局部圓柱凹面電極。

本發明不限制於偏光板用保護薄膜之表面處理，可應用於各種之樹脂薄膜之表面處理。

被處理物9不限制於樹脂薄膜，亦可為玻璃基板或半導體晶圓等。

處理內容不限制於電漿聚合膜之成膜，可為電漿CVD，進而不限制於成膜，而可應用於清洗、表面改質、蝕刻等各種處理中。反應氣體成分視處理內容而恰當選擇。例如，於電漿CVD中，反應作為氣體之反應成分，可列舉TMOS、TEOS等。

[產業上之可利用性]

本發明可應用於製造例如平板顯示器(FPD)之偏光板或半導體晶圓。

1、1A、1B．．．電漿處理裝置

2．．．反應氣體源(汽化器)

2a．．．氣體供給路徑

3．．．薄膜調溫機構

3a．．．電極內調溫路徑

5．．．座架

9．．．被處理薄膜(被處理物)

11．．．電極

12．．．電極

13．．．放電空間

20、20B．．．反應氣體噴嘴

21．．．噴出路徑

22．．．分散路徑

23．．．噴出口

24．．．噴嘴基端部分

25．．．噴嘴前端部分

30．．．噴嘴調溫機構

31．．．液溫調節部

31a．．．液溫設定部

31b．．．液體收容部

31c．．．液溫感測器

31d．．．液體加熱部

31e．．．控制部

32．．．調溫路徑

33．．．去程管路

34．．．回程管路

35．．．分配部

36．．．合流部

37．．．送液泵

38．．．離子交換過濾器

41、42．．．放電生成氣體噴嘴

43．．．放電生成氣體供給路徑

50．．．入口埠

51．．．上游路

51a．．．第1上游路部分

51b．．．第2上游路部分

51c．．．分支路徑(分支部)

52．．．中段流路

52a．．．第1流路部分

52b．．．第2流路部分

53．．．下游路

53a．．．第1下游路部分

53b．．．第2下游路部分

53c．．．合流路(合流部)

54．．．連接路徑

54a．．．第1連接路徑部分

54b．．．第2連接路徑部分

55．．．連接路徑

55a．．．第1連接路徑部分

55b．．．第2連接路徑部分

56．．．出口埠

321．．．調溫去路(上游路)

322．．．調溫返路(下游路)

323．．．折返路徑

Lq1．．．調溫液之一部分

圖1係概略性地表示本發明之第1實施形態之電漿處理裝置之立體圖。

圖2係概略性地表示本發明之第2實施形態之電漿處理裝置之立體圖。

圖3係本發明之第3實施形態之噴嘴之側面剖面圖。

圖4係概略性地表示本發明之第4實施形態之電漿處理裝置之立體圖。

圖5係概略性地表示本發明之第5實施形態之電漿處理裝置之立體圖。

1．．．電漿處理裝置