JPH0959777A - Discharge plasma treatment and discharge plasma treating device - Google Patents
Discharge plasma treatment and discharge plasma treating deviceInfo
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- JPH0959777A JPH0959777A JP8154220A JP15422096A JPH0959777A JP H0959777 A JPH0959777 A JP H0959777A JP 8154220 A JP8154220 A JP 8154220A JP 15422096 A JP15422096 A JP 15422096A JP H0959777 A JPH0959777 A JP H0959777A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、放電プラズマ処理
方法及び放電プラズマ処理装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a discharge plasma processing method and a discharge plasma processing apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】表面処理は、被処理体表面に、官能基
層、ラジカル層等を形成して表面エネルギーを制御し、
親水性、撥水性等を付与するものである。このような処
理により、被処理体の濡れ性、接着性等を改質すること
が可能となり、また、電気特性、光学特性等に優れた機
能を有する皮膜を被処理体表面に形成することも可能と
なる。このような表面処理の方法として、放電プラズマ
を利用し、被処理体表面にラジカル層を形成する方法が
知られている。2. Description of the Related Art Surface treatment is performed by forming a functional group layer, a radical layer, etc. on the surface of an object to be treated to control the surface energy,
It imparts hydrophilicity and water repellency. By such a treatment, it becomes possible to modify the wettability, adhesiveness, etc. of the object to be treated, and it is also possible to form a film having a function excellent in electrical characteristics, optical characteristics, etc. on the surface of the object to be treated. It will be possible. As such a surface treatment method, there is known a method of forming a radical layer on the surface of an object to be treated using discharge plasma.
【0003】プラスチック等の固体の表面処理方法とし
ては、0.01〜100Torrの圧力でグロー放電プ
ラズマを発生させる方法が知られている。この方法にお
いては、圧力が100Torrを超えると、放電が局所
的になりアーク放電に移行し、耐熱性の乏しいプラスチ
ック基板への適用が困難になるので、上記の通り0.0
1〜100Torrの低圧での処理を行う必要がある。As a method for surface treatment of a solid such as plastic, there is known a method of generating glow discharge plasma at a pressure of 0.01 to 100 Torr. In this method, when the pressure exceeds 100 Torr, the discharge is localized and the arc discharge is generated, which makes it difficult to apply to a plastic substrate having poor heat resistance.
It is necessary to perform processing at a low pressure of 1 to 100 Torr.
【0004】このようなプラズマ処理方法は、産業的に
も広く応用されているが、低圧での処理が必要とされる
ので、真空チャンバー、真空排気装置等が設置されなけ
ればならず、プラズマ処理装置は高価なものとなり、ま
た、この方法により大面積基板を処理する場合には、大
容量の真空容器、大出力の真空排気装置が必要になるた
めに、プラズマ処理装置は、更に高価なものとなる。ま
た、吸水性の高いプラスチック基板の処理を行う場合に
は、真空引きに長時間を要するので、処理品がコスト高
になる等の問題も有している。Although such a plasma processing method is widely applied industrially, it requires low-pressure processing, so that a vacuum chamber, a vacuum exhaust device, etc. must be installed, so that plasma processing is possible. The apparatus becomes expensive, and when a large area substrate is processed by this method, a large-capacity vacuum container and a large-output vacuum exhaust apparatus are required. Becomes Further, when processing a plastic substrate having high water absorption, it takes a long time to evacuate the vacuum, so that there is a problem that the cost of the processed product becomes high.
【0005】特開平1−306569号公報には、細線
型電極を用いた薄膜形成方法が開示されている。この薄
膜形成方法は、ヘリウム等の不活性ガスと含ふっ素ガス
とモノマーガスとを混合し、複数の開孔を有する多孔管
から基板近傍のグロー放電プラズマ域に供給することに
より、基板上に薄膜を形成するものである。Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-306569 discloses a thin film forming method using a thin wire type electrode. This thin film forming method is to mix an inert gas such as helium, a fluorine-containing gas, and a monomer gas and supply the mixed gas to a glow discharge plasma region near the substrate from a porous tube having a plurality of apertures, thereby forming a thin film on the substrate. Is formed.
【0006】この薄膜製造方法は、大気圧でグロー放電
プラズマを発生させるので、装置や設備の低コスト化が
可能であり、大面積基板の処理も可能となる。しかし、
この装置においては、被処理体の大きさや形状が制約さ
れ、被処理体の任意の位置を処理することが困難であ
る。また、装置に一層の簡略化が可能である。In this thin film manufacturing method, since glow discharge plasma is generated at atmospheric pressure, it is possible to reduce the cost of the apparatus and equipment and to process a large area substrate. But,
In this apparatus, the size and shape of the object to be processed are restricted, and it is difficult to process an arbitrary position of the object to be processed. Further, the device can be further simplified.
【0007】特開平5−275193号公報には、固体
誘電体が配設された電極間に、希ガスと処理ガスとから
なる混合ガスを一方向への流れ状態に保持し放電プラズ
マを発生させるプラズマ処理装置が開示されている。し
かし、この装置においては、流通させる処理ガスに無駄
が多いだけでなく、処理に不必要なプラズマも同時に形
成され、所望の改質効果を充分に得ることはできない。
また、選択的に処理区画、非処理区画を設定することが
難しい。In Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-275193, discharge gas is generated by holding a mixed gas of a rare gas and a processing gas in a unidirectional flow state between electrodes provided with a solid dielectric. A plasma processing apparatus is disclosed. However, in this apparatus, not only a large amount of processing gas is circulated, but also plasma unnecessary for processing is formed at the same time, and a desired reforming effect cannot be sufficiently obtained.
Further, it is difficult to selectively set the processing section and the non-processing section.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑
み、大気圧下、少量の処理ガスで所望の処理が可能であ
り、かつ、簡便な放電プラズマ処理装置及び放電プラズ
マ処理方法を提供する。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, the present invention provides a discharge plasma processing apparatus and a discharge plasma processing method capable of performing desired processing with a small amount of processing gas under atmospheric pressure. .
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の放電プラズマ処
理方法は、被処理部に処理ガスを供給しながら、不活性
気体中で発生させた放電プラズマを当該被処理部に向け
て突出させることを特徴とする。According to the discharge plasma processing method of the present invention, a discharge plasma generated in an inert gas is projected toward a target portion while supplying a target gas to the target portion. Is characterized by.
【0010】上記放電プラズマを不活性気体中で発生さ
せる方法としては、特に限定されるものではないが、一
の電極及び放電プラズマ突出口を備えた固体誘電体容器
内に不活性ガスを流通させた状態で、当該一の電極と対
をなす他の電極の間に電圧を印加することにより放電プ
ラズマを発生させ、放電プラズマの突出方向と交差する
方向から、当該被処理部に向けて処理ガスを供給する方
法によるのが、装置上最も有利である。The method of generating the discharge plasma in an inert gas is not particularly limited, but the inert gas is circulated in a solid dielectric container having one electrode and a discharge plasma projecting port. In this state, discharge plasma is generated by applying a voltage between the one electrode and the other electrode that forms a pair, and the processing gas is directed toward the processing target portion from a direction intersecting the discharge plasma protruding direction. Is most advantageous in the apparatus.
【0011】上記被処理部に処理ガスを供給する方法と
しては、特に限定されず、公知のガス供給機により行う
ことが出来る。被処理部の近傍に処理ガス供給口を設
け、放電プラズマの突出方向と交差する方向から当該被
処理部に向けて処理ガスを供給することにより、少量の
処理ガスで効率よく処理を行うことが出来る。The method of supplying the processing gas to the above-mentioned treated portion is not particularly limited, and a known gas feeder can be used. By providing a processing gas supply port near the portion to be processed and supplying the processing gas toward the portion to be processed from the direction intersecting the protruding direction of the discharge plasma, it is possible to perform processing efficiently with a small amount of processing gas. I can.
【0012】以下、本発明の放電プラズマ処理方法を、
図1の装置を参照して説明する。図1の装置は、一の電
極が外面に配設され、かつ、放電プラズマ突出口を備え
た固体誘電体容器、当該一の電極と対をなす他の電極、
及び、処理ガス供給機からなる放電プラズマ処理装置で
あって、前記固体誘電体容器に不活性ガスを流通させた
状態で当該対をなす電極の間に電圧を印加することによ
り放電プラズマを発生させるものであり、かつ、当該放
電プラズマの突出方向と、処理ガス供給機の処理ガス突
出方向が交差するように配置されてなる。The discharge plasma treatment method of the present invention will be described below.
Description will be made with reference to the apparatus of FIG. In the apparatus of FIG. 1, one electrode is disposed on the outer surface and a solid dielectric container provided with a discharge plasma projecting port, another electrode paired with the one electrode,
And a discharge plasma processing apparatus comprising a processing gas supply device, wherein discharge plasma is generated by applying a voltage between the pair of electrodes in a state where an inert gas is circulated in the solid dielectric container. In addition, the discharge plasma is arranged so that the protruding direction of the discharge plasma intersects the processing gas protruding direction of the processing gas supplier.
【0013】図中、1は、電源を表す。2は、上記固体
誘電体容器の外面に配設された一の電極を表す。3は、
他の電極を表す。4は、固体誘電体容器を表す。5は、
被処理体を表す。6は、不活性ガス導入口を表す。7
は、放電プラズマの突出口を表す。8は、処理ガス供給
機を表す。9は、可動治具を表す。In the figure, 1 indicates a power source. Reference numeral 2 represents one electrode provided on the outer surface of the solid dielectric container. 3 is
It represents another electrode. 4 represents a solid dielectric container. 5 is
Represents an object to be processed. Reference numeral 6 represents an inert gas inlet. 7
Represents a discharge plasma discharge port. Reference numeral 8 represents a processing gas supplier. Reference numeral 9 represents a movable jig.
【0014】上記電源1としては、kHz台の周波数の
電圧を印加することができるものが好ましく、より好ま
しくは、1〜30kHzの低い周波数の電圧を印加する
ことができるものである。The power source 1 is preferably one capable of applying a voltage having a frequency on the order of kHz, and more preferably one capable of applying a voltage having a low frequency of 1 to 30 kHz.
【0015】大気圧下で安定した放電プラズマを発生さ
せるためには、パルス化された電圧を印加することが有
効である。図2にパルス電圧波形の例を示す。波形
(a)、(b)はインパルス型、波形(c)はパルス
型、波形(d)は変調型の波形である。図2には電圧印
加が正負の繰り返しであるものを挙げたが、正又は負の
いずれかの極性側に電圧を印加するタイプのパルスを用
いてもよい。図3に、このようなパルス電圧を印加する
際の電源のブロック図を示す。In order to generate a stable discharge plasma under atmospheric pressure, it is effective to apply a pulsed voltage. FIG. 2 shows an example of the pulse voltage waveform. The waveforms (a) and (b) are impulse type, the waveform (c) is pulse type, and the waveform (d) is a modulation type. Although FIG. 2 shows the case where the voltage application is repeated positive and negative, a pulse of a type in which a voltage is applied to either the positive or negative polarity side may be used. FIG. 3 shows a block diagram of a power supply when applying such a pulse voltage.
【0016】本発明におけるパルス電圧波形は、ここで
挙げた波形に限定されないが、パルスの立ち上がり時間
が短いほどプラズマ発生の際のガスの電離が効率よく行
われる。好ましくは、立ち上がり時間が100μs以下
である。The pulse voltage waveform in the present invention is not limited to the waveforms mentioned here, but the shorter the pulse rise time, the more efficiently the gas is ionized during plasma generation. Preferably, the rise time is 100 μs or less.
【0017】さらに、パルス波形、立ち上がり時間、周
波数の異なるパルスを用いて変調を行ってもよい。この
ような変調は高速連続表面を行う上で有効である。ま
た、パルス周波数が高く、パルス幅は短い方が高速連続
表面に適している。Further, the modulation may be performed using pulses having different pulse waveforms, rise times and frequencies. Such modulation is effective in performing a high-speed continuous surface. A higher pulse frequency and a shorter pulse width are more suitable for a high-speed continuous surface.
【0018】本発明においては、上記一の電極2と上記
他の電極3との間に電圧を印加して放電プラズマを発生
させる。印加電圧の大きさは、上記一の電極2の形状、
上記他の電極3の形状、上記一の電極2と上記他の電極
3との間の距離等により適宜決められるが、好ましく
は、電界強度0.1〜40kV/cmである。電界強度
が0.1kV/cm未満であると、放電プラズマが発生
し難くなり、40kV/cmを超えると、上記固体誘電
体容器4が絶縁破壊を起こし、アーク放電に移行する挙
動が現れる。上記電圧の印加において、直流を重畳して
もよい。直流電圧の大きさ、極性はパルス電圧、処理用
ガスの種類によって適宜決定される。In the present invention, a voltage is applied between the one electrode 2 and the other electrode 3 to generate discharge plasma. The magnitude of the applied voltage depends on the shape of the one electrode 2,
The electric field strength is preferably 0.1 to 40 kV / cm, although it is appropriately determined depending on the shape of the other electrode 3, the distance between the one electrode 2 and the other electrode 3, and the like. When the electric field strength is less than 0.1 kV / cm, discharge plasma is less likely to be generated, and when it exceeds 40 kV / cm, the solid dielectric container 4 causes a dielectric breakdown, and a behavior of shifting to arc discharge appears. Direct current may be superimposed upon the application of the voltage. The magnitude and polarity of the DC voltage are appropriately determined depending on the pulse voltage and the type of processing gas.
【0019】上記一の電極2、上記他の電極3の形状と
しては特に限定されず、図示の平板型形状の他に、円筒
型、球対型等の曲面型形状等が挙げられる。上記一の電
極2、上記他の電極3は、例えば、ステンレス、真鍮等
の多成分系の金属からなるものであってもよく、銅、ア
ルミニウム等の純金属からなるものであってもよい。The shapes of the one electrode 2 and the other electrode 3 are not particularly limited, and in addition to the flat plate shape shown in the figure, a curved surface shape such as a cylindrical shape or a spherical pair shape can be used. The one electrode 2 and the other electrode 3 may be made of, for example, a multi-component metal such as stainless steel or brass, or may be made of a pure metal such as copper or aluminum.
【0020】上記一の電極2と上記他の電極3との間の
距離は、上記固体誘電体容器4の肉厚、材質、印加電圧
の大きさ等により適宜決定されるが、好ましくは、0〜
30mmである。30mmを超えると、高電圧が必要に
なり、放電プラズマがアーク放電に移行しやすくなり、
処理の均一性が損なわれる。The distance between the one electrode 2 and the other electrode 3 is appropriately determined according to the thickness, material, applied voltage, etc. of the solid dielectric container 4, but is preferably 0. ~
30 mm. If it exceeds 30 mm, a high voltage is required, and the discharge plasma easily shifts to arc discharge,
The processing uniformity is impaired.
【0021】上記一の電極2は、上記固体誘電体容器4
の外面に配設されるものである。上記一の電極2が配設
される上記固体誘電体容器4の面の肉厚としては、0.
03〜30mmが好ましい。0.03mm未満である
と、高電圧印加時に絶縁破壊が起こりアーク放電が生じ
る。The one electrode 2 is the solid dielectric container 4 described above.
Is disposed on the outer surface of. The thickness of the surface of the solid dielectric container 4 on which the one electrode 2 is arranged is 0.
03-30 mm is preferable. If the thickness is less than 0.03 mm, dielectric breakdown occurs when a high voltage is applied, and arc discharge occurs.
【0022】図4、図5は、上記他の電極3の配設の例
を示す図である。例えば、上記他の電極3を、上記一の
電極2に対向して配設してもよく、上記他の電極3を、
被処理体5裏面に配設してもよい。FIGS. 4 and 5 are views showing an example of the arrangement of the other electrode 3 described above. For example, the other electrode 3 may be arranged to face the one electrode 2, and the other electrode 3 may be
You may arrange | position on the back surface of the to-be-processed object 5.
【0023】上記固体誘電体容器4は、該固体誘電体容
器4内で発生する放電プラズマの突出口7を備えてな
る。上記放電プラズマの突出口7の形状としては特に限
定されず、例えば、スリット状のもの、多数の孔からな
るもの、上記固体誘電体容器が形成する突端状のもの等
が挙げられる。The solid dielectric container 4 is provided with a projecting port 7 for discharge plasma generated in the solid dielectric container 4. The shape of the discharge plasma protruding port 7 is not particularly limited, and examples thereof include a slit-shaped one, a hole-shaped one, and a tip-shaped one formed by the solid dielectric container.
【0024】上記固体誘電体容器4の形状としては特に
限定されず、例えば、方形、円筒状等が挙げられる。上
記固体誘電体容器4に使用される固体誘電体としては特
に限定されず、例えば、ポリフルオロエチレン、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリメタクリレート、ポリエチ
レン等のプラスチック;二酸化けい素、パイレックスガ
ラス、酸化アルミニウム、二酸化チタン等のガラス、セ
ラミックス等が挙げられる。これらは、例えば、シー
ト、フィルム等で成形されたものであってもよい。The shape of the solid dielectric container 4 is not particularly limited, and examples thereof include a square shape and a cylindrical shape. The solid dielectric used in the solid dielectric container 4 is not particularly limited, and examples thereof include plastics such as polyfluoroethylene, polyethylene terephthalate, polymethacrylate, and polyethylene; silicon dioxide, Pyrex glass, aluminum oxide, titanium dioxide, and the like. Glass, ceramics and the like. These may be formed of a sheet, a film, or the like, for example.
【0025】上記不活性ガスは、上記不活性ガス導入口
6から上記固体誘電体容器4に導入される。上記不活性
ガスを流通させた状態で上記一の電極2と上記他の電極
3との間に電圧が印加されて放電プラズマが発生し、発
生した放電プラズマは、上記放電プラズマの突出口7か
ら突出される。The inert gas is introduced into the solid dielectric container 4 through the inert gas inlet 6. A voltage is applied between the one electrode 2 and the other electrode 3 in a state where the inert gas is flown to generate discharge plasma, and the generated discharge plasma is discharged from the discharge plasma protruding port 7. Be projected.
【0026】上記不活性ガスの導入流量は、上記放電プ
ラズマの突出口7の断面積、上記被処理体5と上記放電
プラズマの突出口7との間の距離等により適宜決定する
ことができる。例えば、上記不活性ガスの導入流量を増
加させる場合、それに比例して上記放電プラズマの突出
流量が大きくなり、放電プラズマの到達距離が長くなる
ので、上記被処理体5と上記放電プラズマの突出口7と
の間の距離を長くすることができる。図中に示していな
いが、上記不活性ガスは、一般のガス流量制御器を介し
て上記固体誘電体容器4内に供給される。The flow rate of the inert gas introduced can be appropriately determined by the cross-sectional area of the discharge plasma projection port 7, the distance between the object 5 to be processed and the discharge plasma projection port 7, and the like. For example, when the introduction flow rate of the inert gas is increased, the projection flow rate of the discharge plasma increases proportionally and the reaching distance of the discharge plasma increases, so that the target object 5 and the discharge plasma projection port are increased. The distance to 7 can be increased. Although not shown in the drawing, the inert gas is supplied into the solid dielectric container 4 via a general gas flow rate controller.
【0027】図1に示される処理ガス供給機8は、上記
放電プラズマ突出方向と処理ガスの突出方向が交差する
ように、処理ガスの突出口が配置されてなる。上記処理
ガス供給機8の構造としては特に限定されず、例えば、
上記固体誘電体容器4が有する構造と同様のものが挙げ
られる。The processing gas supply device 8 shown in FIG. 1 is provided with processing gas projecting openings so that the discharge plasma projecting direction and the processing gas projecting direction intersect each other. The structure of the processing gas supply device 8 is not particularly limited, and for example,
The same structure as that of the solid dielectric container 4 can be used.
【0028】少量の処理ガスで効率よく処理を行うため
には、上記放電プラズマ突出方向と処理ガスの突出方向
が交差する領域が処理ガスの突出口近傍にあるようにな
されており、当該交差する領域に被処理体5を位置させ
ることが好ましい。さらに、放電プラズマの突出口7
も、上記交差する領域の近傍であることが好ましい。In order to perform the treatment efficiently with a small amount of the processing gas, the region where the discharge plasma projection direction intersects with the processing gas projection direction is located near the processing gas projection port, and the crossing is performed. It is preferable to position the object 5 to be processed in the area. Further, the discharge port 7 for discharge plasma
Also, it is preferable to be near the intersecting region.
【0029】上記処理ガスの流量は、上記処理ガスの流
速、処理ガス供給機8と上記被処理体5との間の距離等
により適宜決定すればよい。上記処理ガス供給機8の処
理ガス突出口と上記被処理体5との間の距離が長い場合
には、上記処理ガスの流量を増加して流速を大きくする
必要がある。The flow rate of the processing gas may be appropriately determined depending on the flow rate of the processing gas, the distance between the processing gas feeder 8 and the object 5 to be processed, and the like. When the distance between the processing gas supply port of the processing gas supply device 8 and the object to be processed 5 is long, it is necessary to increase the flow rate of the processing gas to increase the flow velocity.
【0030】本発明においては、上記固体誘電体容器4
と上記処理ガス供給機8とが可動治具9に連結されてお
り、上記固体誘電体容器4と上記処理ガス供給機8と
は、相対位置を略保ちながら移動可能にされているもの
であることが好ましい。In the present invention, the above-mentioned solid dielectric container 4 is used.
And the processing gas supply device 8 are connected to the movable jig 9, and the solid dielectric container 4 and the processing gas supply device 8 are movable while substantially maintaining their relative positions. It is preferable.
【0031】本発明においては、更に、被処理体5が上
記放電プラズマの突出口近傍を移動して上記放電プラズ
マに曝されるように被処理体移動装置が設けられている
ことが好ましい。In the present invention, it is preferable that a device for moving the object to be processed is provided so that the object to be processed 5 moves near the projecting port of the discharge plasma and is exposed to the discharge plasma.
【0032】上記被処理体5と上記放電プラズマの突出
口7との間の距離は、上記放電プラズマの突出口7から
突出される放電プラズマの流速により適宜決められる
が、空気と接触する確率が高くなり、大流速が必要とな
るので、好ましくは0.01〜10cmである。より好
ましくは、0.1〜3cmである。The distance between the object 5 to be processed and the discharge plasma projecting port 7 is appropriately determined by the flow velocity of the discharge plasma projecting from the discharge plasma projecting port 7. Since it becomes high and a large flow velocity is required, it is preferably 0.01 to 10 cm. More preferably, it is 0.1 to 3 cm.
【0033】上記固体誘電体容器4は、例えば、形状
品、フィルム状の被処理体を、連続的又は部分的に処理
することができるので、上記可動治具9により、被処理
体5と上記放電プラズマの突出口7との間の距離を一定
に保ちながら連続的に移動することができるものが好ま
しい。The solid dielectric container 4 can process, for example, a shaped product or a film-shaped object to be processed continuously or partially. Therefore, the movable jig 9 and the object to be processed 5 are used. It is preferable that the discharge plasma can be continuously moved while keeping a constant distance from the projection port 7.
【0034】図6は、本発明のプラズマ処理装置によ
り、形状品を連続的に処理する例を示す図である。9
は、可動治具を表す。上記可動治具9は、被処理体5の
形状を記憶したコンピューターにより、上記被処理体5
と放電プラズマの突出口7とを常に一定の距離を保ちな
がらXYZ方向に走査する。FIG. 6 is a diagram showing an example of continuously processing shaped articles by the plasma processing apparatus of the present invention. 9
Represents a movable jig. The movable jig 9 is formed by a computer that stores the shape of the object 5 to be processed.
And the discharge port 7 of the discharge plasma are constantly scanned in the XYZ directions while maintaining a constant distance.
【0035】図7は、本発明のプラズマ処理装置によ
り、シート、フィルム状の被処理体を連続的に処理する
例を示す図である。上記可動治具9は、被処理体5の形
状を記憶したコンピューターにより、上記被処理体5と
放電プラズマの突出口7とを常に一定の距離を保ちなが
らXY方向に走査する。FIG. 7 is a diagram showing an example of continuously processing a sheet-shaped or film-shaped object to be processed by the plasma processing apparatus of the present invention. The movable jig 9 scans in the XY directions while keeping a constant distance between the object 5 to be processed and the discharge plasma projection port 7 by a computer that stores the shape of the object 5 to be processed.
【0036】図8は、本発明のプラズマ処理装置によ
り、フィルム状の被処理体を、連続的又は部分的に処理
する例を示す図である。10は、可動治具を表す。可動
治具9は、上記被処理体5と放電プラズマの突出口7と
を常に一定の距離を保ち、可動治具10は、上記放電プ
ラズマの突出口7と他の電極3とを常に一定の距離に保
つ。上記被処理体5は、常用のロールによるフィルム状
物走行系一式に連結されているので、放電プラズマの突
出口7に対して一定の距離を保ちながら連続的に移動す
ることができる。FIG. 8 is a diagram showing an example of continuously or partially treating a film-shaped object by the plasma processing apparatus of the present invention. Reference numeral 10 represents a movable jig. The movable jig 9 keeps a constant distance between the object 5 to be processed and the discharge plasma projection 7 and the movable jig 10 keeps the discharge plasma projection 7 and the other electrode 3 constant. Keep a distance. Since the object 5 to be processed is connected to a set of film-shaped material traveling system by a commonly used roll, it can be continuously moved while maintaining a constant distance with respect to the discharge plasma projection port 7.
【0037】上述の図1は、被処理体の片面を処理する
ためのプラズマ処理装置であるが、被処理体の両面を処
理する場合には、被処理体の他方の面にも同様のプラズ
マ処理装置を配すればよい。The above-mentioned FIG. 1 shows a plasma processing apparatus for processing one side of an object to be processed, but when processing both sides of the object to be processed, the same plasma is applied to the other surface of the object to be processed. A processing device may be provided.
【0038】本発明において使用する不活性ガスとして
は、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン等の希ガ
ス、窒素気体等が挙げられる。これらは単独でも2種以
上を混合して用いてもよい。ヘリウムは準安定状態の寿
命が長いため、上記処理用ガスを励起するのに有利であ
る。Examples of the inert gas used in the present invention include rare gases such as helium, neon, argon and xenon, and nitrogen gas. You may use these individually or in mixture of 2 or more types. Since helium has a long metastable life, it is advantageous for exciting the processing gas.
【0039】一方、工業生産プロセスにおいてはヘリウ
ムより安価なアルゴン、窒素等を用いる方が好ましい。
そこで、上述したように、パルス化された電界を印加す
る方法で処理を行うと良い。パルス化された電界によれ
ば、アルゴン、窒素等の雰囲気下においても、ヘリウム
を用いた場合と同等以上の高いレベルで安定した処理を
実現できる。On the other hand, in the industrial production process, it is preferable to use argon, nitrogen, etc., which are cheaper than helium.
Therefore, as described above, the processing may be performed by the method of applying the pulsed electric field. With the pulsed electric field, it is possible to realize stable treatment at a high level equal to or higher than that when helium is used even in an atmosphere such as argon or nitrogen.
【0040】従来、大気圧近傍の圧力下においては、ヘ
リウムの存在下の処理が行われてきたが、上記パルス化
された電界を印加する方法によれば、ヘリウムに比較し
て安価なアルゴン、窒素雰囲気中における安定した処理
が可能であり、工業上大きな優位性を有する。Conventionally, the treatment in the presence of helium has been carried out under a pressure near atmospheric pressure. However, according to the method of applying a pulsed electric field, argon, which is cheaper than helium, Stable treatment in a nitrogen atmosphere is possible, which has a great industrial advantage.
【0041】本発明の表面処理においては、上記放電プ
ラズマ発生空間に供給する処理用ガスの選択により任意
の処理が可能である。In the surface treatment of the present invention, any treatment can be performed by selecting the treatment gas supplied to the discharge plasma generation space.
【0042】上記処理用ガスとしてフッ素含有化合物ガ
スを用いることによって、基材表面にフッ素含有基を形
成させて表面エネルギーを低くし、撥水性表面を得るこ
とが出来る。By using a fluorine-containing compound gas as the above-mentioned processing gas, a fluorine-containing group can be formed on the surface of the substrate to reduce the surface energy and obtain a water-repellent surface.
【0043】上記フッ素元素含有化合物としては、4フ
ッ化炭素(CF4 )、6フッ化炭素(C2 F6 )、6フ
ッ化プロピレン(CF3 CFCF2 )、8フッ化シクロ
ブタン(C4 F8 )等のフッ素−炭素化合物、1塩化3
フッ化炭素(CClF3 )等のハロゲン−炭素化合物、
6フッ化硫黄(SF6 )等のフッ素−硫黄化合物等が挙
げられる。安全上の観点から、有害ガスであるフッ化水
素を生成しない4フッ化炭素、6フッ化炭素、6フッ化
プロピレン、8フッ化シクロブタンを用いることが好ま
しい。Examples of the fluorine element-containing compound include carbon tetrafluoride (CF 4 ), carbon hexafluoride (C 2 F 6 ), propylene hexafluoride (CF 3 CFCF 2 ), and cyclobutane octafluoride (C 4 F 8 ) Fluorine-carbon compounds such as monochloride
Halogen, such as fluorocarbon (CClF 3) - carbon compound,
6 fluoride such as sulfur hexafluoride (SF 6) - sulfur compounds and the like. From the viewpoint of safety, it is preferable to use carbon tetrafluoride, carbon hexafluoride, propylene hexafluoride, and cyclobutane 8-fluoride which do not generate hydrogen fluoride which is a harmful gas.
【0044】また、処理用ガスとして以下のような酸素
元素含有化合物、窒素元素含有化合物、硫黄元素含有化
合物を用いて、基材表面にカルボニル基、水酸基、アミ
ノ基等の親水性官能基を形成させて表面エネルギーを高
くし、親水性表面を得ることが出来る。Further, the following oxygen element-containing compound, nitrogen element-containing compound and sulfur element-containing compound are used as a processing gas to form hydrophilic functional groups such as carbonyl group, hydroxyl group and amino group on the surface of the substrate. The surface energy can be increased to obtain a hydrophilic surface.
【0045】上記酸素元素含有化合物としては、酸素、
オゾン、水、一酸化炭素、二酸化炭素、一酸化窒素、二
酸化窒素の他、メタノール、エタノール等のアルコール
類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、メタ
ナール、エタナール等のアルデヒド類等の酸素元素を含
有する有機化合物等が挙げられる。これらは単独でも2
種以上を混合して用いてもよい。さらに、上記酸素元素
含有化合物と、メタン、エタン等の炭化水素化合物のガ
スを混合して用いてもよい。また、上記酸素元素含有化
合物に50体積%以下でフッ素元素含有化合物を添加す
ることにより親水化が促進される。フッ素元素含有化合
物としては上記例示と同様のものを用いればよい。Examples of the oxygen-containing compound include oxygen,
Contains oxygen elements such as ozone, water, carbon monoxide, carbon dioxide, nitric oxide, nitrogen dioxide, alcohols such as methanol and ethanol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, and aldehydes such as methanal and ethanal. Organic compounds and the like can be mentioned. These alone are 2
Mixtures of more than one species may be used. Further, the oxygen-containing compound and a gas of a hydrocarbon compound such as methane and ethane may be mixed and used. Addition of the fluorine element-containing compound to the oxygen element-containing compound at 50% by volume or less promotes hydrophilicity. As the fluorine element-containing compound, the same compounds as those exemplified above may be used.
【0046】上記窒素元素含有化合物としては、窒素、
アンモニア等が挙げられる。上記窒素元素含有化合物と
水素を混合して用いてもよい。As the nitrogen element-containing compound, nitrogen,
Ammonia etc. are mentioned. The nitrogen element-containing compound and hydrogen may be used as a mixture.
【0047】上記硫黄元素含有化合物としては、二酸化
硫黄、三酸化硫黄等が挙げられる。また、硫酸を気化さ
せて用いることも出来る。これらは単独でも2種以上を
混合して用いてもよい。Examples of the sulfur-containing compound include sulfur dioxide and sulfur trioxide. Further, sulfuric acid can be vaporized and used. You may use these individually or in mixture of 2 or more types.
【0048】また、分子内に親水性基と重合性不飽和結
合を有するモノマーの雰囲気下で処理を行うことによ
り、親水性の重合膜を堆積させることも出来る。上記親
水性基としては、水酸基、スルホン酸基、スルホン酸塩
基、1級若しくは2級又は3級アミノ基、アミド基、4
級アンモニウム塩基、カルボン酸基、カルボン酸塩基等
の親水性基等が挙げられる。また、ポリエチレングリコ
ール鎖を有するモノマーを用いても同様に親水性重合膜
を堆積が可能である。A hydrophilic polymer film can be deposited by performing the treatment in an atmosphere of a monomer having a hydrophilic group and a polymerizable unsaturated bond in the molecule. Examples of the hydrophilic group include a hydroxyl group, a sulfonic acid group, a sulfonate group, a primary or secondary or tertiary amino group, an amide group, 4
Examples thereof include hydrophilic groups such as a primary ammonium group, a carboxylic acid group, and a carboxylic acid group. Also, a hydrophilic polymer film can be similarly deposited by using a monomer having a polyethylene glycol chain.
【0049】上記モノマーとしては、アクリル酸、メタ
クリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、N,N
−ジメチルアクリルアミド、アクリル酸ナトリウム、メ
タクリル酸ナトリウム、アクリル酸カリウム、メタクリ
ル酸カリウム、スチレンスルホン酸ナトリウム、アリル
アルコール、アリルアミン、ポリエチレングリコールジ
メタクリル酸エステル、ポリエチレングリコールジアク
リル酸エステル等が挙げられる。これらのモノマーは、
単独または混合して用いられる。The monomers include acrylic acid, methacrylic acid, acrylamide, methacrylamide, N, N
-Dimethylacrylamide, sodium acrylate, sodium methacrylate, potassium acrylate, potassium methacrylate, sodium styrenesulfonate, allyl alcohol, allylamine, polyethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol diacrylate, and the like. These monomers are
Used alone or as a mixture.
【0050】上記親水性モノマーは一般に固体であるの
で、溶媒に溶解させたものを減圧等の手段により気化さ
せて用いる。上記溶媒としては、メタノール、エタノー
ル、アセトン等の有機溶媒、水、及び、これらの混合物
等が挙げられる。Since the above-mentioned hydrophilic monomer is generally a solid, it is dissolved in a solvent and vaporized by a means such as reduced pressure before use. Examples of the solvent include organic solvents such as methanol, ethanol, and acetone, water, and mixtures thereof.
【0051】さらに、Si、Ti、Sn等の金属の金属
−水素化合物、金属−ハロゲン化合物、金属アルコラー
ト等の処理用ガスを用いて、SiO2 、TiO2 、Sn
O2等の金属酸化物薄膜を形成させ、基材表面に電気
的、光学的機能を与えることが出来る。Further, by using a processing gas such as a metal-hydrogen compound, a metal-halogen compound, a metal alcoholate of a metal such as Si, Ti, Sn or the like, SiO 2 , TiO 2 , Sn or the like is used.
By forming a thin film of a metal oxide such as O 2 , electrical and optical functions can be given to the substrate surface.
【0052】本発明のプラズマ表面処理方法を行う圧力
条件としては特に限定されず、大気圧近傍の圧力下にお
ける処理が可能である。上記大気圧近傍の圧力下とは、
100〜800Torrの圧力下を指す。圧力調整が容
易で、装置が簡便になる700〜780Torrの範囲
が好ましい。The pressure condition for carrying out the plasma surface treatment method of the present invention is not particularly limited, and the treatment under a pressure near atmospheric pressure is possible. With the pressure near the above atmospheric pressure,
Refers to a pressure of 100 to 800 Torr. The pressure is preferably in the range of 700 to 780 Torr, which facilitates pressure adjustment and makes the apparatus simple.
【0053】本発明の放電プラズマ処理方法に要する時
間は、印加電圧の大きさ、上記被処理体の材質、処理ガ
スの種類、流量等により適宜決定されるが、例えば、上
記処理ガスとしてフッ化炭素ガスを使用してプラスチッ
ク表面を撥水処理する場合、印加電圧の電界強度が0.
1〜40kV/cmであれば、約1秒で撥水化すること
ができ、更に時間をかけて処理を行っても効果の著しい
向上を得ることはできない。The time required for the discharge plasma processing method of the present invention is appropriately determined depending on the magnitude of the applied voltage, the material of the object to be processed, the type of processing gas, the flow rate, etc. When the plastic surface is subjected to water repellent treatment using carbon gas, the electric field strength of the applied voltage is 0.
If it is 1 to 40 kV / cm, it can be made water repellent in about 1 second, and even if the treatment is further performed for a long time, the effect cannot be remarkably improved.
【0054】本発明のプラズマ処理方法が適用される被
処理体としては特に限定されず、例えば、プラスチッ
ク、金属、紙、木材、不飾布、ガラス、セラミック、建
築材料等が挙げられる。これらはシート状でもよく、成
形品でもよい。The object to which the plasma processing method of the present invention is applied is not particularly limited, and examples thereof include plastic, metal, paper, wood, decorative cloth, glass, ceramics and building materials. These may be in the form of sheets or molded products.
【0055】上記プラスチックとしては特に限定され
ず、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレ
ンナフタレート等のポリエステル;ポリエチレン、ポリ
プロピレン等のポリオレフィン;ポリスチレン、ポリア
ミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリアクリ
ロニトリル等が挙げられる。これらがフィルム状である
場合、これらが延伸されたものであってもよい。The above-mentioned plastic is not particularly limited, and examples thereof include polyesters such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate; polyolefins such as polyethylene and polypropylene; polystyrene, polyamide, polyvinyl chloride, polycarbonate, polyacrylonitrile and the like. When they are in the form of a film, they may be stretched.
【0056】上記金属としては特に限定されず、例え
ば、ステンレス系鋼、炭素鋼、超鋼等の汎用合金;アル
ミニウム、銅、ニッケル等の単成分からなる金属等が挙
げられる。The above-mentioned metal is not particularly limited, and examples thereof include general-purpose alloys such as stainless steel, carbon steel, and super steel; metals composed of single components such as aluminum, copper, and nickel.
【0057】上記被処理体の厚み、形状は、用途に応じ
て適宜決定することができる。例えば、上記一の電極2
と上記他の電極3とが、上述の図3に示す電極配置であ
る場合、放電プラズマが均一に発生しやすいので、上記
被処理体の厚みとしては、0.03〜30mmが好まし
い。上記被処理体は、公知の処理を施し、表面洗浄、表
面活性化等がなされていてもよい。The thickness and shape of the object to be processed can be appropriately determined according to the application. For example, the above-mentioned one electrode 2
When the other electrode 3 and the other electrode 3 have the electrode arrangement shown in FIG. 3 described above, discharge plasma is likely to be uniformly generated. Therefore, the thickness of the object to be processed is preferably 0.03 to 30 mm. The object to be treated may be subjected to a known treatment for surface cleaning, surface activation and the like.
【0058】上記被処理体は、必要に応じて加熱されて
いてもよく、冷却されていてもよい。上記被処理体の表
面に撥水性、親水性等を付与する場合には、室温条件下
で充分である。The object to be treated may be heated or cooled as required. When imparting water repellency, hydrophilicity or the like to the surface of the object to be treated, room temperature conditions are sufficient.
【0059】[0059]
【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0060】実施例1 図1に示した放電プラズマ処理装置において、110
(W)×5(D)×50(H)の筒状体形状を有する固
体誘電体容器4は、2mm肉厚のポリメタクリレート製
でガス導入口6、横100mm×縦1mmのスリット状
の放電プラズマの突出口7が設けられている。また、放
電プラズマの突出口7近傍に100×30×1mmの銅
製の電極が対向して配設されている。Example 1 In the discharge plasma processing apparatus shown in FIG.
The solid dielectric container 4 having a tubular shape of (W) × 5 (D) × 50 (H) is made of polymethacrylate having a thickness of 2 mm, is a gas inlet 6, and has a slit-shaped discharge of 100 mm in width × 1 mm in length. A plasma outlet 7 is provided. In addition, a 100 × 30 × 1 mm copper electrode is disposed in the vicinity of the discharge plasma discharge port 7 so as to face it.
【0061】処理ガス供給機8は、上記固体誘電体容器
4と同様の構造(電極は配設されていない)である。固
体誘電体容器4、処理ガス供給機8は、被処理体5に対
し、図7に示した位置関係で配置されている。The processing gas supplier 8 has the same structure as that of the solid dielectric container 4 (no electrode is provided). The solid dielectric container 4 and the processing gas supply device 8 are arranged in the positional relationship shown in FIG.
【0062】厚み50μmのポリエチレンテレフタレー
トフィルム(東レ社製、ルミラーT50)被処理体5に
以下の条件で処理を行った。 不活性ガス:ヘリウム、流量5SLM 処理ガス:6フッ化プロピレン、流量10SCCM 印加電圧:15kHz、4kV 処理時間:10秒A polyethylene terephthalate film (Lumirror T50, manufactured by Toray Industries, Inc.) having a thickness of 50 μm was processed under the following conditions. Inert gas: helium, flow rate 5 SLM Processing gas: propylene hexafluoride, flow rate 10 SCCM Applied voltage: 15 kHz, 4 kV Processing time: 10 seconds
【0063】本実施例の場合、不活性ガスの放電プラズ
マの突出口7の断面積が100mm 2 であり、流量5S
LMのガス供給で流速は約830mm/secであっ
た。処理後の被処理体表面の静的接触角を2μLの水滴
を液滴し、半自動接触角計(協和界面科学社製、CA−
X150)で測定した。その結果、放電プラズマが接触
した横110mm×縦5mmの長方形領域で接触角90
〜105度(処理前の被処理体の接触角72度)を示
し、撥水化されていることがわかった。In the case of this embodiment, the discharge plasma of an inert gas is used.
The cross-sectional area of the protruding port 7 of the ma is 100 mm 2And the flow rate is 5S
With the LM gas supply, the flow velocity was about 830 mm / sec.
Was. After the treatment, the static contact angle on the surface of the object to be treated is 2 μL
Semi-automatic contact angle meter (Kyowa Interface Science Co., Ltd. CA-
X150). As a result, the discharge plasma contacts
Contact angle 90 in a rectangular area of 110 mm wide × 5 mm long
~ 105 degrees (contact angle of the object before processing is 72 degrees)
However, it turned out that it was made water repellent.
【0064】実施例2 処理ガスとして、25%4フッ化炭素+75%酸素混合
ガスを流量20SCCMで用いたこと以外は、実施例1
と同様にして表面処理を行った。処理後の被処理体表面
の静的接触角を測定した。その結果、放電プラズマが接
触した横110mm×縦5mmの長方形領域で接触角3
0〜55度(処理前の被処理体の接触角72度)を示
し、親水化されていることがわかった。Example 2 Example 1 was repeated except that a mixed gas of 25% carbon tetrafluoride + 75% oxygen was used as a processing gas at a flow rate of 20 SCCM.
Surface treatment was performed in the same manner as described above. The static contact angle of the surface of the treated object after the treatment was measured. As a result, the contact angle was 3 in the rectangular area of 110 mm in width and 5 mm in length in contact with the discharge plasma.
It was 0 to 55 degrees (the contact angle of the object to be treated before the treatment was 72 degrees), and it was found that it was hydrophilized.
【0065】実施例3 図7に示した固体誘電体容器4と処理ガス供給機8と被
処理体5との関係が保持できるようコンピューター制御
された可動治具9に連結された実施例1のプラズマ処理
装置を、内径φ200外径φ210×100mmの塩化
ビニル製の円筒状容器被処理体5の内側に、被処理体5
の円周に沿った方向に配し、プラズマ処理装置を回転さ
せて実施例2の条件で処理を行った。Example 3 In Example 1, which was connected to a movable jig 9 controlled by a computer so as to maintain the relationship among the solid dielectric container 4, the processing gas supplier 8 and the object 5 shown in FIG. The plasma processing apparatus is provided inside the cylindrical container 5 made of vinyl chloride having an inner diameter of φ200 and an outer diameter of φ210 × 100 mm, and the object to be treated 5
Was arranged in the direction along the circumference of the above, and the plasma processing apparatus was rotated to perform the processing under the conditions of Example 2.
【0066】被処理体5の内側及び外側に蒸留水をかけ
ると、目視ではあるが明らかに水の広がりが内側と外側
とでは異なり、内側前面が親水化されていることが明白
であった。円筒容器被処理体5と同一の平板で実施例2
と同様にして処理を行い接触角を評価した結果、被処理
体5は81度、処理後は40〜50度で親水化されてい
ることがわかった。When distilled water was applied to the inside and outside of the object to be treated 5, it was visually observed that the spread of water was clearly different between the inside and the outside, and it was clear that the inside front surface was hydrophilized. Example 2 with the same flat plate as the cylindrical container 5
As a result of treating in the same manner as above and evaluating the contact angle, it was found that the object to be treated 5 was hydrophilized at 81 degrees and after treatment at 40 to 50 degrees.
【0067】実施例4 厚み50μmフィルム幅100mmのポリエチレンテレ
フタレートフィルム(東レ社製、ルミラーT50)被処
理体5を、5m/分の速度で連続的に走行可能な巻き出
しロール、巻き取りロールを具した常用のフィルム走行
設備一式を実施例1のプラズマ処理装置に対しTD方向
に配置し、図9に示した固体誘電体容器4と処理ガス供
給機8と被処理体5との関係を保持しつつ、実施例1と
同様な条件で10分間処理を行った。Example 4 A polyethylene terephthalate film (Lumirror T50, manufactured by Toray Industries, Inc.) having a thickness of 50 μm and a film width of 100 mm was used as a roll for unwinding and winding a roll 5 capable of continuously running at a speed of 5 m / min. The set of commonly used film running equipment is arranged in the TD direction with respect to the plasma processing apparatus of Example 1, and the relationship between the solid dielectric container 4, the processing gas supply unit 8 and the object to be processed 5 shown in FIG. 9 is maintained. Meanwhile, the treatment was performed for 10 minutes under the same conditions as in Example 1.
【0068】フィルム長10mごとに幅方向1cm間隔
で接触角を測定した。図10に示した結果から明らかな
ように、均一に撥水処理されていることがわかった。The contact angle was measured at intervals of 1 cm in the width direction for every 10 m of film length. As is clear from the results shown in FIG. 10, it was found that the water repellent treatment was performed uniformly.
【0069】実施例5 処理条件を以下のように代え、パルス化された電圧を印
加することにより放電プラズマを発生させたこと以外
は、実施例1と同様にして表面処理を行った。 不活性ガス:アルゴン、流量5SLM 処理ガス:6フッ化プロピレン、流量10SCCM 印加電圧:図2中の波形(a)によるパルス電圧 波高値6.2kV、周波数6.3kHz、パルス幅18
0μm 処理時間:10秒Example 5 The surface treatment was carried out in the same manner as in Example 1 except that the treatment conditions were changed as follows and the discharge plasma was generated by applying a pulsed voltage. Inert gas: Argon, flow rate 5 SLM Processing gas: propylene hexafluoride, flow rate 10 SCCM Applied voltage: pulse voltage according to waveform (a) in FIG. 2 Crest value 6.2 kV, frequency 6.3 kHz, pulse width 18
0 μm processing time: 10 seconds
【0070】処理後の被処理体表面の静的接触角を測定
した結果、放電プラズマが接触した横110mm×縦5
mmの長方形領域で接触角100〜115度(処理前の
被処理体の接触角72度)を示し、撥水化されているこ
とがわかった。As a result of measuring the static contact angle of the surface of the object to be treated after the treatment, the discharge plasma was in contact with 110 mm in width × 5 in length.
In the rectangular area of mm, the contact angle was 100 to 115 degrees (the contact angle of the object to be treated before the treatment was 72 degrees), and it was found to be water repellent.
【0071】実施例6 処理条件を以下のように代え、パルス化された電圧を印
加することにより放電プラズマを発生させたこと以外
は、実施例2と同様にして表面処理を行った。 不活性ガス:窒素ガス、流量5SLM 処理ガス:25%4フッ化炭素+75%酸素混合ガス、
流量20SCCM 印加電圧:図2中の波形(d)によるパルス電圧 波高値8.9kV、周波数1.2kHz、パルス幅60
0μm 処理時間:10秒Example 6 The surface treatment was carried out in the same manner as in Example 2 except that the treatment conditions were changed as follows and the discharge plasma was generated by applying a pulsed voltage. Inert gas: nitrogen gas, flow rate 5 SLM Processing gas: 25% carbon tetrafluoride + 75% oxygen mixed gas,
Flow rate 20 SCCM Applied voltage: Pulse voltage according to waveform (d) in FIG. 2 Peak value 8.9 kV, frequency 1.2 kHz, pulse width 60
0 μm processing time: 10 seconds
【0072】処理後の被処理体表面の静的接触角を測定
した結果、放電プラズマが接触した横110mm×縦5
mmの長方形領域で接触角15〜40度(処理前の被処
理体の接触角72度)を示し、親水化されていることが
わかった。As a result of measuring the static contact angle of the surface of the object to be treated after treatment, the discharge plasma was in contact with 110 mm in width × 5 in length.
In the rectangular area of mm, the contact angle was 15 to 40 degrees (the contact angle of the object to be treated before the treatment was 72 degrees), and it was found that the surface was made hydrophilic.
【0073】[0073]
【発明の効果】本発明のプラズマ処理方法は上述の構成
よりなるので、大気圧下、例えば、シート状物、成形体
等の連続的な処理、部分的な処理等を少量の処理ガスを
用いて均一に行うことができ、また、処理工程が容易に
インライン化できるので、シート状物表面や成形体表面
の接着性、印刷性を容易に改質することができ、防汚
性、導電性を付与して高機能化することも可能である。
さらに、パルス化された電界を印加して放電プラズマを
発生させる方法によれば、高度なレベルで安定した処理
を行うことが出来る。Since the plasma processing method of the present invention has the above-mentioned constitution, a small amount of processing gas is used for continuous processing, partial processing, etc. of a sheet-like material, a molded body, etc. under atmospheric pressure. Can be performed uniformly, and the process can be easily performed in-line, so the adhesiveness and printability of the surface of the sheet or molded product can be easily modified, and antifouling property and conductivity can be achieved. It is also possible to give high functionality by adding.
Further, according to the method of applying the pulsed electric field to generate the discharge plasma, it is possible to perform stable processing at a high level.
【図1】 本発明の放電プラズマ処理装置の一例の断面
図FIG. 1 is a sectional view of an example of a discharge plasma processing apparatus of the present invention.
【図2】 パルス化された電界の例を示す電圧波形図FIG. 2 is a voltage waveform diagram showing an example of a pulsed electric field.
【図3】 パルス化された電界を発生させる電源のブロ
ック図FIG. 3 is a block diagram of a power supply that generates a pulsed electric field.
【図4】 本発明の放電プラズマ処理装置の他の電極の
配設の一例を示す図FIG. 4 is a diagram showing an example of arrangement of other electrodes of the discharge plasma processing apparatus of the present invention.
【図5】 本発明の放電プラズマ処理装置の他の電極の
配設の一例を示す図FIG. 5 is a diagram showing an example of arrangement of other electrodes of the discharge plasma processing apparatus of the present invention.
【図6】 本発明の放電プラズマ処理装置により、形状
品を連続的に処理する例を示す図FIG. 6 is a diagram showing an example of continuously processing a shaped product by the discharge plasma processing apparatus of the present invention.
【図7】 本発明の放電プラズマ処理装置により、シー
ト、フィルム状の被処理体を連続的に処理する例を示す
図FIG. 7 is a diagram showing an example of continuously processing a sheet-shaped or film-shaped object to be processed by the discharge plasma processing apparatus of the present invention.
【図8】 本発明の放電プラズマ処理装置により、フィ
ルム状の被処理体を、連続的又は部分的に表面処理する
例を示す図FIG. 8 is a diagram showing an example of continuously or partially surface-treating a film-shaped object to be processed by the discharge plasma processing apparatus of the present invention.
【図9】 実施例での固体誘電体容器、処理ガス供給機
及び被処理体の配置を示す図FIG. 9 is a diagram showing the arrangement of a solid dielectric container, a processing gas supply unit, and an object to be processed in an example.
【図10】 実施例での表面処理された被処理体の接触
角を示す図縦軸は接触角を表し、横軸はフィルム幅方向
の位置を表す。FIG. 10 is a diagram showing a contact angle of a surface-treated object in an example, the vertical axis represents the contact angle, and the horizontal axis represents the position in the film width direction.
1 電源 2 一の電極 3 他の電極 4 固体誘電体容器 5 被処理体 6 ガス導入口 7 放電プラズマの突出口 8 処理ガス供給機 9 可動治具 10 可動治具 1 Power Supply 2 One Electrode 3 Other Electrode 4 Solid Dielectric Container 5 Object to be Processed 6 Gas Inlet 7 Discharge Plasma Projecting Port 8 Processing Gas Supply Machine 9 Movable Jig 10 Movable Jig
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05H 1/46 C08J 7/00 306 // C08J 7/00 306 H01L 21/302 B ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location H05H 1/46 C08J 7/00 306 // C08J 7/00 306 H01L 21/302 B
Claims (8)
活性気体中で発生させた放電プラズマを当該被処理部に
向けて突出させることを特徴とする放電プラズマ処理方
法。1. A discharge plasma processing method, characterized in that discharge plasma generated in an inert gas is caused to project toward the treated portion while supplying the treated gas to the treated portion.
た固体誘電体容器内に不活性ガスを流通させた状態で、
当該一の電極と対をなす他の電極の間に電圧を印加する
ことにより放電プラズマを発生させ、放電プラズマの突
出方向と交差する方向から、当該被処理部に向けて処理
ガスを供給することを特徴とする請求項1に記載の放電
プラズマ処理方法。2. A state in which an inert gas is circulated in a solid dielectric container provided with one electrode and a discharge plasma projecting port,
A discharge plasma is generated by applying a voltage between the one electrode and the other electrode that forms a pair, and a processing gas is supplied toward the target portion from a direction intersecting with the protruding direction of the discharge plasma. The discharge plasma processing method according to claim 1.
り放電プラズマを発生させることを特徴とする、請求項
1又は2に記載のプラズマ処理方法。3. The plasma processing method according to claim 1, wherein discharge plasma is generated by applying a pulsed voltage.
ある請求項1から3のいずれかに記載のプラズマ処理方
法。4. The plasma processing method according to claim 1, wherein the inert gas is argon and / or nitrogen.
プラズマ突出口を備えた固体誘電体容器、当該一の電極
と対をなす他の電極、及び、処理ガス供給機からなる放
電プラズマ処理装置であって、前記固体誘電体容器に不
活性ガスを流通させた状態で当該対をなす電極の間に電
圧を印加することにより放電プラズマを発生させるもの
であり、かつ、当該放電プラズマの突出方向と、処理ガ
ス供給機の処理ガス突出方向が交差するように配置され
てなることを特徴とするプラズマ処理装置。5. A discharge comprising a solid dielectric container having one electrode disposed on an outer surface thereof and having a discharge plasma projecting port, another electrode paired with the one electrode, and a processing gas supplier. A plasma processing apparatus, wherein a discharge plasma is generated by applying a voltage between the pair of electrodes in a state where an inert gas is circulated in the solid dielectric container, and the discharge plasma The plasma processing apparatus is characterized in that it is arranged so that the projecting direction of the process gas and the process gas projecting direction of the process gas supply machine intersect.
動治具に連結されており、当該固体誘電体容器と当該処
理ガス供給機とが、略一定の相対位置を保ちながら移動
可能になされている請求項5記載のプラズマ処理装置。6. The solid dielectric container and the processing gas supply device are connected to a movable jig, and the solid dielectric container and the processing gas supply device are movable while maintaining a substantially constant relative position. The plasma processing apparatus according to claim 5, which is made.
放電プラズマの突出口近傍を移動して放電プラズマに曝
されるようになされている請求項5記載のプラズマ処理
装置。7. The plasma processing apparatus according to claim 5, wherein the object-to-be-processed moving device moves the object-to-be-processed in the vicinity of the projecting port of the discharge plasma and is exposed to the discharge plasma.
ルス化されたものであることを特徴とする、請求項5か
ら7のいずれかに記載のプラズマ処理装置。8. The plasma processing apparatus according to claim 5, wherein the voltage applied between the pair of electrodes is pulsed.
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