JP2005019150A

JP2005019150A - Atmospheric pressure plasma processing device

Info

Publication number: JP2005019150A
Application number: JP2003181397A
Authority: JP
Inventors: Susumu Yashiro; 進屋代; Kazuyoshi Iwane; 和良岩根
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2003-06-25
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2023-06-25
Also published as: JP4247056B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an atmospheric pressure plasma processing device capable of preventing the atmosphere from being sucked through each side into a plasma processing space of an approximate atmospheric pressure, while securing flexibility in dimension configuration of each electrode unit. <P>SOLUTION: A first electrode unit 10 and a second electrode unit 20 are arranged in opposition to each other, and a work W is inserted into the plasma processing space 1a of approximate atmospheric pressure formed between the electrodes 11, 21. On the both sides perpendicular to the insertion direction of the work, across a first electrode 11 in the first electrode unit 10. a projecting part 16X projecting toward a main surface of the second electrode unit 20 is provided. The projecting part 16X has a board edge supporting part 16a, for holding an edge of a solid dielectric board 17 between the the board edge supporting part 16a and the first electrode 11. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一対の電極間に形成した略常圧のプラズマ処理空間にワークを通し、洗浄、エッチング、アッシング、表面改質などの表面処理を行なう常圧プラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特許文献１には常圧プラズマ処理装置が記載されている。この装置は、略常圧の環境に配置された一対の電極を備えている。これら電極間にワークが通されるとともに、これと同方向に処理ガスが流され、さらに電界が印加される。これにより、ワークのプラズマ表面処理が略常圧下で行なわれるようになっている。
【０００３】
一対の電極の側面どうしは、面一に揃えられ、この側面間に跨るようにしてサイド板が設けられている。このサイド板によって電極間空間の両側部が閉塞され、そこから処理ガスが漏れるのが防止されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３０９８７０号公報（段落００５１、図２、図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上掲特許文献１の装置では、サイド板の設置のために一対の電極の幅寸法を互いに合わせる必要があり、寸法構成の自由度が小さい。また、処理ガスが、電極の側縁近くの不必要なところまで及び、無駄が多い。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明に係る常圧プラズマ処理装置は、第１電極を含むユニットと第２電極を含むユニットとを互いに対向配置させてなり、第１、第２電極間に形成される略常圧のプラズマ処理空間にワークを通すプラズマ処理装置であって、前記第１電極ユニットにおける第１電極を挟んで前記ワーク通し方向と直交する方向の両側部には、前記第２電極ユニットの主面（第１電極ユニットとの対向面）へ向けて突出する突出部が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
この特徴構成によれば、第１電極ユニットの突出部と第２電極ユニットの主面とが協働することによって、プラズマ処理空間の両側部を略閉塞することができ、そこから雰囲気ガスがプラズマ処理空間内に巻き込まれるのを防止できる。この結果、ワークの両端部での処理性能が損なわれるのを防止でき、ひいては処理の均一性を確保することができる。しかも、第１電極ユニットと第２電極ユニットどうしの幅を揃える必要がなく、各電極ユニットの寸法構成の自由度を高くできるだけでなく、突出部の配置位置の自由度も高くでき、プラズマが及ぶべき領域の境に配置でき、無駄なところにまで処理ガスが行かないようにすることができる。
【０００８】
前記第１電極ユニットが、前記第１電極を保持する絶縁性の保持部材を含み、この保持部材に、前記突出部が着脱可能に設けられていることが望ましい。
これにより、突出部の取替えなどを容易に行なうことができる。
【０００９】
前記第１電極の主面（第２電極ユニットとの対向面）には、固体誘電体の板が分離可能に配置され、前記突出部には、前記固体誘電体板の縁を支持する板縁支持部が設けられていることが望ましい。
これによって、第１電極の固体誘電体のメンテナンスを容易化できる。また、第１電極の両側部には固体誘電体板の縁を支持する手段が必要なところ、これを突出部に兼ねさせることができる。
【００１０】
前記板縁支持部が、前記第１電極と協働して、前記固体誘電体板を挟持していることが望ましい。
これにより、固体誘電体板を第１電極に当てて確実に保持できる。
【００１１】
前記第１、第２電極ユニットの何れか一方にワークがセットされるとともに、他方が前記通し方向に沿って相対移動されることにより、ワークがプラズマ処理空間に通されるようになっており、前記突出部と前記第２電極ユニットの主面とが、僅かに離間していることが望ましい。
これにより、電極ユニットの移動をスムーズに行なうことができる。
【００１２】
本発明における略常圧（大気圧近傍の圧力）とは、１．３３３×１０^４〜１０．６６４×１０^４Ｐａの範囲を言う。特に９．３３１×１０^４〜１０．３９７×１０^４Ｐａの範囲は、圧力調整が容易で装置構成が簡便になり、好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る常圧プラズマ処理装置Ｍ１を模式的に示したものである。装置Ｍ１は、上下に対をなす電極ユニット１０，２０と、ガス給排機構３０と、送り機構６０を備えている。上側の電界印加電極ユニット１０（第１電極ユニット）の電界印加電極１１（第１電極、図３）は、給電線４１を介して電界印加手段４０に接続され、下側の接地電極ユニット２０（第２電極ユニット）の接地電極２１（第２電極、図１０）は、接地線４２を介して接地されている。電界印加手段４０は、例えばパルス状の電圧を出力する。これにより電極１１，２１間に、略常圧のプラズマ処理空間１ａが形成される。このプラズマ処理空間１ａにガス給排機構３０によって処理ガスが導入され、プラズマ化される。そして、送り機構６０によって上側のユニット１０が、下側のユニット２０上のワークＷ（被処理物）をスキャンするように前後に水平移動される。（プラズマ処理空間１ａ内にワークＷが通される。）これによって、ワークＷのプラズマ表面処理が行なわれるようになっている。以下、詳述する。
【００１４】
図１および図１０に示すように、下側の接地電極ユニット２０は、前記接地電極２１と、この接地電極２１の周側部を囲んで保持する絶縁樹脂製のホルダ２２とを有している。接地電極２１は、アルミニウムやステンレスなどの導電金属で出来、大きな平板状をなしている。接地電極２１の上面および側面には、アルミナなどからなる固体誘電体層２３が溶射にて被膜されている。接地電極ユニット２０の主面を構成する固体誘電体層２３の上面とホルダ２２の上端面とは、互いに面一になっている。
【００１５】
図１〜図３に示すように、上側の電界印加電極ユニット１０は、前後方向（ワーク通し方向）に沿って４つ（複数）並べられている。また、図２および図３に示すように、これら電極ユニット１０の前後外側には、電極ユニット１０と略同一形状の樹脂からなる擬似ユニット１９が設けられている。これらユニット１０，１９が支持フレーム７０にて連ねられることにより、ユニットアレイ１０Ｘが構成されている。前後に隣り合うユニット１０，１９どうしの間には、それぞれ隙間１０ａが形成されている。
【００１６】
図３および図４に示すように、各電極ユニット１０は、前記電界印加電極１１と、この電極１１のためのホルダ１２（保持部材）を備え、前記並び方向と直交する左右方向に長く延びている。
【００１７】
電界印加電極１１は、ステンレスやアルミニウムなどの導電金属によって左右に細長い板状に形成されている。電極１１の前後方向に沿う幅は、０．１ｍｍ〜５０ｍｍであることが望ましい。５０ｍｍを超えると活性度の維持が難しく処理効率が低下することとなり、０．１ｍｍ未満だと異常放電を起こしやすくなる。４０ｍｍ以下１０ｍｍ以上であることがより望ましい。
【００１８】
なお、前後両端の電極１１は、相対的に幅広になり、内側の２つの電極１１は、相対的に幅狭になっている。ひいては、前後両端の電極ユニット１０は、相対的に幅広になり、内側の２つの電極ユニット１０は、相対的に幅狭になっている。
前記電界印加手段４０からの給電線４１は、各ユニット１０の電極１１にそれぞれ分岐して接続されている（図１参照）。
【００１９】
各電極１１の下面（主面）には、電極１１とは別体をなす固体誘電体板１７が分離可能に設けられている。固体誘電体板１７は、例えばガラス・石英もしくはアルミナなどのセラミックス、またはポリテトラフルオロエチレンその他の樹脂などの固体誘電体によって板状に形成されており、前記接地電極２１の固体誘電体層２３と相俟ってプラズマ処理空間１ａでのアークを防止する役目を果たす。なお、アーク防止のための固体誘電体は、基本的には上下の電極１１，２１の何れか一方に設ければよい。
【００２０】
図３、図４、図９、図１０に示すように、各電極ユニット１０のホルダ１２は、下面の開口された左右細長箱状のホルダ本体部１３と、この本体部１３の前後の側面に設けられたサイドプレート１４と、左右の端面に設けられたエンドキャップ１５と、ボトムホルダ１６とを備えている。これらホルダ構成部材１３〜１６の材料としては、絶縁性を有することは勿論、耐プラズマ性に富み、コンタミネーションを起こさないものを用いるのが望ましい。そのような材料として例えばＰＥＥＫ樹脂が挙げられる。
これら構成部材のうちボトムホルダ１６は、本発明の要旨に係るものであるので、追って詳述する。
【００２１】
ホルダ本体部１３の内部には、電極１１が、下面を露出させた状態で収容・保持されている。この電極１１の下面に固体誘電体板１７が配されているのは上述した通りである。
【００２２】
ホルダ１２の前後のサイドプレート１４は、固体誘電体板１７の支持手段として提供されている。すなわち、図９に示すように、サイドプレート１４の下端部には、断面レ字状の凹溝１４ｃが形成されている。一方、固体誘電体板１７の前後の縁は、ナイフエッジ状に尖り、このナイフエッジ部１７ｃが、サイドプレート１４の凹溝１４ｃに挿入固定されている。
【００２３】
サイドプレート１４は、ホルダ本体部１３に対し上下スライド可能になっている。すなわち、図７および図９に示すように、ホルダ本体部１３の前後側面には、上下に長い縦突起１３ａが設けられている。一方、図８および図９に示すように、サイドプレート１４の内側面には、上下に長い縦溝１４ａが形成されている。この縦溝１４ａに縦突起１３ａが上下スライド可能に挿入されている。
【００２４】
サイドプレート１４（図９の仮想線）を押し上げることにより、固体誘電体板１４を電極１１に押し当てることができるようになっている。これにより、固体誘電体板１４と電極１１との間に隙間が形成されないようにでき、そこでアークが発生するのを防止できる。なお、固体誘電体板１４の上面にアルミ箔などの導電体層を貼り付けておき、この導電体層が電極１１に押し当てられるようにしてもよい。
【００２５】
図８および図９に示すように、サイドプレート１４には、上下に延びる長孔状のボルト挿通孔１４ｂが形成されている。この孔１４ｂに通されたボルト９１が、ホルダ本体部１３のボルト孔１３ｂにねじ込まれている。これによって、固体誘電体板１７が電極１１に押し当てられた状態で、サイドプレート１４がホルダ本体部１３に固定されている。
【００２６】
なお、後述するようにサイドプレート１４は、ガス給排機構３０のプラズマ処理空間１ａへのガス導入路やガス導出路の画成面としても提供されている。図３および図９に示すように、サイドプレート１４の上下の縁は、ガス流れをスムーズにするためのＲが施され、さらに、下端面が、固体誘電体板１７の下面と面一になっている。
【００２７】
次に、ユニットアレイ１０Ｘの支持フレーム７０について説明する。
図２および図３に示すように、支持フレーム７０は、電極ユニット１０の左右両端部において前後方向に延びる棒状の上下一対のフレーム部材７１，７２を有している。上下のフレーム部材７１，７２の端部どうしは、短い角柱状のエンドブロック７３によって連ねられている。
【００２８】
左右の上フレーム部材７１の中間部は、左右に延びる梁部材７９によって連ねられている。この梁部材７９が、前記送り機構６０によって前後動されることにより、ユニットアレイ１０Ｘ全体が前後に送られるようになっている。
【００２９】
下側のフレーム部材７２は、６つのユニット１０，１９を串刺し状に貫いている。これによって、ユニット１０，１９がフレーム７０に支持されている。すなわち、図４および図５に示すように、各ユニット１０のホルダ本体部１３とエンドキャップ１５の合せ面には、それぞれ凹部１３ｄ，１５ｄが形成され、これら凹部１３ｄ，１５ｄによって画成された貫通孔１２ｄにフレーム部材７２が通されている。
なお、擬似ユニット１９の左右両端部についても同様に構成されている。
【００３０】
ホルダ本体部１３とエンドキャップ１５を接合するボルト９２を緩めることによって、ユニット１０，１９が、フレーム部材７２に沿って前後に位置調節可能になっている。これによって、隣り合うユニット１０，１９どうしの隙間１０ａが拡縮可能になっている。更には、エンドキャップ１５を外すことにより、ユニット１０，１９が、フレーム７０から取り外し可能になっている。
【００３１】
次に、常圧プラズマ処理装置Ｍ１のガス給排機構３０について説明する。
図１に示すように、常圧プラズマ処理装置Ｍ１のガス給排機構３０は、上側の電極ユニット１０に付設された二種類のユニット３１，５１と、処理ガス源３と、排気ポンプ５とを備えている。処理ガス源３からフレキシブルなガス供給管３ａが延び、これが分岐して３つ（複数）の吹出しユニット３１（処理ガス吹出し手段）にそれぞれ連なっている。２つ（複数）の吸込みユニット５１（ガス吸込み手段）からフレキシブルな排気管５ａがそれぞれ延び、これらが互いに合流して排気ポンプ５に連なっている。
【００３２】
図２および図３に示すように、吹出しユニット３１と吸込みユニット５１は、ユニット１０，１９の上側において隙間１０ａにそれぞれ対応するように前後方向に交互に配置されている。各吹吸ユニット３１，５１は、隣り合うユニット１０，１９の上面間に跨っている。
【００３３】
すなわち、３つの吹出しユニット３１のうち両端の吹出しユニット３１は、それぞれ前後両端の幅広ユニット１０と擬似ユニット１９の上面間に跨るようにして配置されている。また、中央の吹出しユニット３１は、中央の２つの幅狭ユニット１０の上面間に跨るようにして配置されている。これら吹出しユニット３１に対応する隙間１０ａは、符号「１０ａ_１」にて示すことにする。
【００３４】
２つの吸込みユニット５１は、それぞれ前後両端の幅広ユニット１０とその隣りの幅狭ユニット１０の上面間に跨るようにして配置されている。これら吸込みユニット５１に対応する隙間１０ａは、符号「１０ａ_２」にて示すことにする。
【００３５】
各吹出しユニット３１の具体構造を説明する。
図３、図５、図９に示すように、吹出しユニット３１は、左右に延びる二重のパイプ３３，３４と、この二重パイプ３３，３４を収容するケーシング３２とを有している。内パイプ３３の例えば右端部（一端部）に、前記ガス供給管３ａが接続されることにより、処理ガス源３の処理ガスが、管３ａを経てパイプ３３の内部に導入されるようになっている。内パイプ３３の上側部には、スポット状の小孔３３ａが長手方向に沿って短間隔置きに多数形成されている。処理ガスは、これら小孔３３ａを通って内外のパイプ３３，３４間の空間に入り込むようになっている。内パイプ３３は、外パイプ３４に対し上側に偏芯している。これにより、内外のパイプ３３，３４間の空間は、上側で狭く、下側で広くなっている。この空間を処理ガスが上から下に流れる。こうして、処理ガスが、左右長手方向に均一化されるようになっている。外パイプ３４の下側部には、略全長にわたるスリット３４ａが形成されている。このスリット３４ａが、上記の対応隙間１０ａ_１に連なっている。これにより、処理ガスが、スリット３４ａおよび対応隙間（ガス導入路）１０ａ_１を通り、プラズマ処理空間１ａへ吹出されるようになっている。
【００３６】
次に、吸込みユニット５１の具体構造を説明する。
図３、図６、図９に示すように、吸込みユニット５１は、左右に延びるケーシング５２と、このケーシング５２内を上下２つのチャンバー５２ａ，５２ｂに仕切る隔壁５３とを有している。ケーシング５２の底板５４には、略全長にわたるスリット５４ａが形成されている。このスリット５４ａを介して、下側のチャンバー５２ｂが、上記の対応隙間１０ａ_２に連なっている。隔壁５３には、左右に間隔を置いて複数の円孔５３ａが形成されている。この円孔５３ａを介して上下のチャンバー５２ａ，５２ｂが連なっている。ケーシング５２の天板の中央部には、上側のチャンバー５２ａに連なる排出筒５４が設けられている。この排出筒５４に前記排気ポンプ５への排気管５ａが接続されている。排気ポンプ５を駆動することにより、プラズマ処理空間１ａにおける処理済みのガス（処理により生じた副生成物を含む）が、長手方向に沿って均一に対応隙間（ガス導出路）１０ａ_２へ吸込まれ、ユニット５１のスリット５４ａ、下チャンバー５２ｂ、円孔５３ａ、上チャンバー５２ａ、および排出筒５４を順次経た後、管５ａを経て排気ポンプ５から排気されるようになっている。
【００３７】
ユニットアレイ１０Ｘの両端の吹出しユニット３１からの処理ガスは、各ユニット３１の対応隙間１０ａ_１を経て、両端の幅広ユニット１０の下側の空間１ａを前後に流れながらプラズ化された後、該幅広ユニット１０の前後内側の隙間１０ａ_２から吸込みユニット５１に吸込まれるようになっている（図１の矢印参照）。また、中央の吹出しユニット３１からの処理ガスは、中央の隙間１０ａ_１を経て前後二手に分流し、前後２つの幅狭ユニット１０の下側の空間１ａを前後に流れながらプラズ化された後、それら幅狭ユニット１０の前後外側の隙間１０ａ_２から吸込みユニット５１に吸込まれるようになっている（図１の矢印参照）。これによって、どのユニット１０の下側においても、新鮮な処理ガスだけを流して大きな活性度を得ることができ、プラズマ表面処理の効率を向上させることができる。
【００３８】
吹吸ユニット３１，５１のユニット１０，１９への取り付け構造について説明する。各ユニット３１，５１は、ユニット１０，１９に前後位置を調節可能かつ取り外し可能かつ配置換え可能に設けられている。
【００３９】
詳述すると、図２および図９に示すように、電極ユニット１０のホルダ本体部１３の上面および擬似ユニット１９の上面には、ボルト孔１３ｅ，１９ｅがそれぞれ形成されている。一方、吹出しユニット３１のケーシング３２の前後両側部の底フランジには、挿通孔３２ａが形成されている。この挿通孔３２ａに通されたボルト９３が、ボルト孔１３ｅ，１９ｅにねじ込まれている。これによって、隣り合うユニット１０，１９どうしが、吹出しユニット３１を介して取り外し可能に固定されている。また、挿通孔３２ａは、長軸を前後方向へ向けた長孔になっている。これによって、ユニット１０，１９の前後位置を調節でき、ひいては隣り合うユニット１０，１９間の間隔（隙間１０ａ_１の幅）を調節できるようになっている。
【００４０】
さらに、ユニット１０の上面におけるボルト孔１３ｅは、吹出しユニット３１の取り付けられている側とは前後対称の位置にも設けられている。これによって、図９の仮想線で示すように、吸込みユニット５１の配置位置に、それに代えて吹出しユニット３１を取り付けることもできるようになっている。
【００４１】
なお、図３および図４に示すように、吹出しユニット３１の左右両端部は、上フレーム部材７１とユニット１０，１９との間に挟み付けられている。
【００４２】
図６に示すように、吸込みユニット５１の左右両端部には、板状の絶縁樹脂からなる挿入片５６が垂下されている。図２および図６に示すように、この挿入片５６が、隙間１０ａ_２の左右端部に差し入れられている。更に、図２、図５、図６に示すように、ユニット１０のサイドプレート１４の左右両端面と、エンドキャップ１５およびフレーム部材７２との間には、狭い隙間１０ｂが形成されている。この隙間１０ｂに挿入片５６の前後の側縁部が差し入れられている。そして、エンドキャップ１５のボルト締めにより、挿入片５６の側縁部が、エンドキャップ１５とサイドプレート１４とに挟み付けられている。これによって、隣り合うユニット１０どうしが、挿入片５６を介して固定されている。各吸込みユニット５１は、隙間１０ａ_２の幅調節を許容しつつユニット１０に固定可能になっている。また、挿入片５６によって隙間１０ａ_２の左右端部からの処理ガスの漏れや外の雰囲気の吸込みを防止できるようになっている。
【００４３】
なお、図２に示すように、挿入片５６用の隙間１０ｂは、吸込み対応隙間１０ａ_２にだけでなく吹出し対応隙間１０ａ_１にも設けられている。したがって、吹出しユニット３１の配置位置に、それに代えて吸込みユニット５１を取り付けることもできるようになっている。
【００４４】
本発明の最も特徴的な部分について説明する。
図３、図４、図１０に示すように、各電極ユニット１０において、ホルダ本体部１３の前後の下端面は、電極１１の下端面と面一をなす一方、左右の下端面は、電極１１の下端面より上に引込んでいる。図４および図１０に示すように、このホルダ本体部１３の左右の下端部に、上記ボトムホルダ１６が、ボルト９４にて着脱可能に取り付けられている。
なお、ボルト９４は、絶縁樹脂にて構成されている。ボルト９４の下方を向く頭部は、ボトムホルダ１６の下端面と面一をなしている。
【００４５】
ボトムホルダ１６の下端部（突出部１６Ｘ）は、固体誘電体板１７より下へ突出されている。このボトムホルダ１６の下端面が、微小な隙間１ｂを介して接地電極ユニット２０の上面（主面）と対面している。この隙間１ｂの厚さは、０ｍｍ〜５ｍｍが好ましく、０．３〜１ｍｍがより好ましい。厚さが５ｍｍを超えると、雰囲気巻き込み防止などの効果が小さくなり過ぎる。
【００４６】
ボトムホルダ１６の突出部１６Ｘには、左右内側へ向けて突出する挟持片１６ａ（板縁支持部）が設けられている。この挟持片１６ａが、電極１１と協働して固体誘電体板１７の左右の縁部を挟み付け、支持している。
【００４７】
上記構成によれば、ボトムホルダ１６の突出部１６Ｘと接地電極ユニット２０の上面とが協働することによって、プラズマ処理空間１ａの左右両側部を略閉塞することができ、外の雰囲気ガスがこの左右両側部からプラズマ処理空間１ａ内に巻き込まれたり、プラズマ処理空間１ａ内の処理ガスが外に漏れ出たりするのを防止できる。この結果、ワークＷの左右両縁部での処理性能が損なわれるのを防止でき、左右両縁部においても中央部と同様に良好な処理を行なうことができ、処理の均一性を確保することができる。
【００４８】
ボトムホルダ１６の下端面（突出部１６Ｘの突出端面）は、接地電極ユニット２０の上面から僅かに離間しているので、両者間に摩擦が働くことがなく、電界印加電極ユニットアレイ１０Ｘをスムーズに前後動させることができる。
【００４９】
ボトムホルダ１６の下方に接地電極ユニット２０の上面（主面）が配置されていればよく、上下の電極ユニット１０，２０どうしの左右幅を揃える必要はないので、各電極ユニット１０，２０の寸法構成の自由度を高くできる。図１０に示すように、この実施形態では、ボトムホルダ１６の下方には接地電極２１の上面が位置しているが、ホルダ２３の上端面が位置するようにしてもよい。また、ボトムホルダ１６の配置位置の自由度も高くでき、プラズマが及ぶべき領域の境に配置でき、無駄なところにまで処理ガスが行かないようにすることができる。
【００５０】
ボトムホルダ１６に挟持片１６ａを設けることによって、固体誘電体板１７の左右端縁の支持手段を兼ねさせることができる。ボトムホルダ１６はホルダ本体部１３に着脱自在になっているので、固体誘電体板１７を簡単に取り付けたり取り外したりすることができ、固体誘電体板１７のメンテナンスを容易に行なうことができる。なお、固体誘電体板１７の取り付けの際は、その前後両端部をサイドプレート１４と嵌合させた状態で電極１１の下面に押し当てた後、ボトムホルダ１６をホルダ本体部１３にボルト締めする。
【００５１】
本発明は、前記実施形態に限定されず、種々の形態を採用可能である。
例えば、ボトムホルダ１６の下端面（突出部１６Ｘの突出端面）が、第２電極ユニット２０の上面（主面）に当たるようにし、両者間の隙間１ｂを無くしてもよい。
送り機構６０は、第１、第２電極ユニット１０，２０ではなくワークＷを直接移動させるようになっていてもよく、第１電極ユニット１０ではなくワークＷのセットされた第２電極ユニット２０を移動させるようになっていてもよい。ワークＷを第１電極ユニット１０にセットし、第１、第２電極ユニット１０，２０を相対移動させるようになっていてもよい。
第１、第２電極ユニット１０，２０の配置関係は、上下逆になっていてもよく、水平や斜めに対向するように配置されていてもよい。
第１電極が接地電極であり、第２電極が電界印加電極であってもよい。
第２電極は、円筒状（ロール状）電極であってもよく、第１電極が、前記円筒状電極の円筒面に対応する部分円筒凹面を有する凹面電極であってもよい。この場合、固定誘電体板は、部分円筒凹面に対応する湾曲板形状をなす。
本発明は、洗浄、エッチング、成膜、表面改質、アッシング等の種々のプラズマ処理に遍く適用できる。
【００５２】
【実施例】
本発明の実施例を説明する。なお、本発明が、この実施例に拘束されないことは言うまでもない。
〔実施例１〕
図面と略同構造の装置を用いた。接地電極２１には、アルミニウムを用い、大きさは、前後６００ｍｍ、左右３００ｍｍ、上下厚さ２０ｍｍとした。電界印加電極１１には、アルミニウムを用い、大きさは、前後６５ｍｍ、左右２８０ｍｍ、上下厚さ２０ｍｍとした。固体誘電体板１７として、厚さ１ｍｍのアルミナ板を用いた。プラズマ処理空間１ａの厚さは、１ｍｍとした。ボトムホルダ１６には、前後７ｍｍ、左右６５ｍｍのＰＥＥＫ樹脂を用い、固体誘電体板１７の下面からの突出量を０．７ｍｍとした。したがって、ボトムホルダ１６の下端面と接地電極ユニット２１の上面との間の隙間１ｂの厚さは、０．３ｍｍとした。
処理ガスとして加湿アルゴンを用い、流量は、３０ｓｌｍとした。印加電圧は、７ｋＶ、１５ｋＨｚとした。処理速度（送り機構６０の送り速度）は、５０ｍｍ／ｍｉｎとした。
ワークＷには、前後５００ｍｍ、左右２５０ｍｍ、厚さ５０μｍのポリイミド樹脂フィルムを用いた。処理前のワークＷ表面の水の接触角（水の頂点と周縁とを結ぶ線とワークＷ表面とのなす角）は、平均９２ｄｅｇ．であった。
このワークＷに対し表面洗浄を行なった。
【００５３】
結果、均一で良好な放電状態を得ることができ、外の雰囲気ガスの巻き込みは確認されなかった。処理後、ワークＷの左右方向に沿って１０ｍｍ間隔で水の接触角を測定したところ、左右端部であるか中央部であるかに関わらず何れのポイントでも８±１ｄｅｇ．の範囲に収まった。これにより、ボトムホルダ突出部１６Ｘによる巻き込み防止構造が有効であることが確認できた。
【００５４】
〔比較例１〕
ボトムホルダ突出部１６Ｘを無くした以外、装置構成および処理条件を前記実施例１と同様にして実験したところ、プラズマ処理空間１ａの左右端部から５０ｍｍ程度のところまで窒素（空気）の巻き込みを示す発光が確認され、放電が安定しなかった。処理後のワークＷは、そこに通された部分だけ水の接触角が１５±２ｄｅｇ．となり、処理ムラが生じた。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第１電極ユニットの突出部と第２電極ユニットの主面とが協働することによって、プラズマ処理空間の両側部を略閉塞することができ、そこから雰囲気ガスがプラズマ処理空間内に巻き込まれるのを防止できる。この結果、ワークの両端部での処理性能が損なわれるのを防止でき、ひいては処理の均一性を確保することができる。しかも、第１電極ユニットと第２電極ユニットどうしの幅を揃える必要がなく、各電極ユニットの寸法構成の自由度を高くできるだけでなく、突出部の配置位置の自由度も高くでき、プラズマが及ぶべき領域の境に配置でき、無駄なところにまで処理ガスが行かないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る常圧プラズマ処理装置の基本構成を示す概略図である。
【図２】図３のＩＩ−ＩＩ線に沿う前記常圧プラズマ処理装置の電界印加電極のユニットアレイの平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う前記ユニットアレイの断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う前記ユニットアレイの断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿う前記ユニットアレイの断面図である。
【図６】図３のＶＩ−ＶＩ線に沿う前記ユニットアレイの断面図である。
【図７】前記ユニットアレイのホルダの前後側面の正面図である。
【図８】前記ユニットアレイのサイドプレートのホルダ対向面の正面図である。
【図９】図３においてユニットの１つを拡大して示す断面図である。
【図１０】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う上下の電極ユニットの拡大断面図である。
【符号の説明】
Ｍ１常圧プラズマ処理装置
Ｗワーク
１ａプラズマ空間（電極間空間）
１０Ｘユニットアレイ
１０電界印加電極ユニット（第１電極ユニット）
１１電界印加電極（第１電極）
１２ホルダ（保持部材）
１６ボトムホルダ（突出部材）
１６Ｘボトムホルダの突出部
１６ａ挟持片（板縁支持部）
１７固体誘電体板
２０接地電極ユニット（第２電極ユニット）
２１接地電極（第２電極）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an atmospheric pressure plasma processing apparatus for performing a surface treatment such as cleaning, etching, ashing, and surface modification by passing a work through a substantially normal pressure plasma processing space formed between a pair of electrodes.
[0002]
[Prior art]
For example, Patent Document 1 describes an atmospheric pressure plasma processing apparatus. This device includes a pair of electrodes arranged in a substantially normal pressure environment. A work is passed between these electrodes, a processing gas is caused to flow in the same direction, and an electric field is further applied. As a result, the plasma surface treatment of the workpiece is performed under substantially normal pressure.
[0003]
The side surfaces of the pair of electrodes are aligned with each other, and a side plate is provided so as to straddle between the side surfaces. Both side portions of the interelectrode space are closed by the side plate, and the processing gas is prevented from leaking therefrom.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-309870 A (paragraph 0051, FIG. 2, FIG. 3)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the apparatus of the above-mentioned patent document 1, it is necessary to match the width dimension of a pair of electrodes with each other in order to install the side plate, and the degree of freedom of dimension configuration is small. Further, the processing gas extends to an unnecessary place near the side edge of the electrode and is wasteful.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an atmospheric pressure plasma processing apparatus according to the present invention includes a unit including a first electrode and a unit including a second electrode arranged to face each other, and between the first and second electrodes. A plasma processing apparatus for passing a workpiece through a formed plasma processing space at a substantially normal pressure, wherein the second electrode is disposed on both sides of the first electrode unit in a direction orthogonal to the workpiece passing direction across the first electrode. A protruding portion that protrudes toward the main surface of the electrode unit (the surface facing the first electrode unit) is provided.
[0007]
According to this characteristic configuration, the projecting portion of the first electrode unit and the main surface of the second electrode unit cooperate to substantially close both sides of the plasma processing space, from which the atmospheric gas is plasma. It can prevent being caught in the processing space. As a result, it is possible to prevent the processing performance at both ends of the workpiece from being impaired, and as a result, it is possible to ensure the uniformity of the processing. In addition, it is not necessary to make the widths of the first electrode unit and the second electrode unit uniform, not only can the degree of freedom of the dimensional configuration of each electrode unit be increased, but also the degree of freedom of the arrangement position of the projecting portion can be increased, and plasma can be applied. It can be arranged at the boundary of the power region, and the processing gas can be prevented from going to a useless place.
[0008]
It is desirable that the first electrode unit includes an insulating holding member that holds the first electrode, and the protrusion is detachably provided on the holding member.
Thereby, replacement | exchange of a protrusion part etc. can be performed easily.
[0009]
A solid dielectric plate is detachably disposed on a main surface of the first electrode (a surface facing the second electrode unit), and a plate edge that supports an edge of the solid dielectric plate is provided on the protrusion. It is desirable that a support portion is provided.
Thereby, maintenance of the solid dielectric of the first electrode can be facilitated. Also, means for supporting the edge of the solid dielectric plate is required on both sides of the first electrode, and this can also serve as a protrusion.
[0010]
It is desirable that the plate edge support portion sandwich the solid dielectric plate in cooperation with the first electrode.
As a result, the solid dielectric plate can be reliably held against the first electrode.
[0011]
The work is set in one of the first and second electrode units, and the other is relatively moved along the passing direction, so that the work is passed through the plasma processing space. It is desirable that the protrusion and the main surface of the second electrode unit are slightly separated from each other.
Thereby, an electrode unit can be moved smoothly.
[0012]
The substantially normal pressure (pressure near atmospheric pressure) in the present invention is 1.333 × 10. ⁴ ~ 10.664 × 10 ⁴ Says the range of Pa. Especially 9.331 × 10 ⁴ ~ 10.397 × 10 ⁴ The range of Pa is preferable because pressure adjustment is easy and the apparatus configuration is simple.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 schematically shows an atmospheric pressure plasma processing apparatus M1 according to an embodiment of the present invention. The apparatus M1 includes electrode units 10 and 20 that are paired up and down, a gas supply / discharge mechanism 30, and a feed mechanism 60. The electric field application electrode 11 (first electrode, FIG. 3) of the upper electric field application electrode unit 10 (first electrode unit) is connected to the electric field application means 40 via the feeder line 41, and the lower ground electrode unit 20 ( The ground electrode 21 (second electrode, FIG. 10) of the second electrode unit) is grounded via the ground wire 42. The electric field applying means 40 outputs, for example, a pulse voltage. As a result, a substantially normal pressure plasma processing space 1 a is formed between the electrodes 11 and 21. A processing gas is introduced into the plasma processing space 1a by the gas supply / exhaust mechanism 30 and is converted into plasma. Then, the upper unit 10 is horizontally moved back and forth by the feed mechanism 60 so as to scan the workpiece W (object to be processed) on the lower unit 20. (The workpiece W is passed through the plasma processing space 1a.) Thereby, the plasma surface treatment of the workpiece W is performed. Details will be described below.
[0014]
As shown in FIGS. 1 and 10, the lower ground electrode unit 20 has the ground electrode 21 and a holder 22 made of an insulating resin that surrounds and holds the peripheral side portion of the ground electrode 21. . The ground electrode 21 is made of a conductive metal such as aluminum or stainless steel and has a large flat plate shape. A solid dielectric layer 23 made of alumina or the like is coated on the upper surface and side surfaces of the ground electrode 21 by thermal spraying. The upper surface of the solid dielectric layer 23 constituting the main surface of the ground electrode unit 20 and the upper end surface of the holder 22 are flush with each other.
[0015]
As shown in FIGS. 1 to 3, four (plural) upper electric field application electrode units 10 are arranged along the front-rear direction (work passing direction). Further, as shown in FIGS. 2 and 3, a pseudo unit 19 made of a resin having substantially the same shape as the electrode unit 10 is provided on the front and rear sides of the electrode unit 10. These units 10 and 19 are connected by a support frame 70 to constitute a unit array 10X. A gap 10a is formed between the units 10 and 19 adjacent to each other in the front-rear direction.
[0016]
As shown in FIGS. 3 and 4, each electrode unit 10 includes the electric field applying electrode 11 and a holder 12 (holding member) for the electrode 11, and extends long in the left-right direction perpendicular to the arrangement direction. Yes.
[0017]
The electric field applying electrode 11 is formed in a plate shape that is elongated to the left and right by a conductive metal such as stainless steel or aluminum. The width along the front-rear direction of the electrode 11 is desirably 0.1 mm to 50 mm. If it exceeds 50 mm, it will be difficult to maintain the activity and the processing efficiency will be reduced, and if it is less than 0.1 mm, abnormal discharge will easily occur. More preferably, it is 40 mm or less and 10 mm or more.
[0018]
The front and rear electrodes 11 are relatively wide, and the inner two electrodes 11 are relatively narrow. As a result, the electrode units 10 at both front and rear ends are relatively wide, and the inner two electrode units 10 are relatively narrow.
The power supply line 41 from the electric field applying means 40 is branched and connected to the electrode 11 of each unit 10 (see FIG. 1).
[0019]
A solid dielectric plate 17 that is separate from the electrode 11 is separably provided on the lower surface (main surface) of each electrode 11. The solid dielectric plate 17 is formed in a plate shape with a solid dielectric such as ceramics such as glass, quartz, or alumina, or polytetrafluoroethylene or other resin, and the solid dielectric layer 23 of the ground electrode 21 Together, it serves to prevent arcing in the plasma processing space 1a. In addition, what is necessary is just to provide the solid dielectric material for arc prevention in any one of the upper and lower electrodes 11 and 21 fundamentally.
[0020]
As shown in FIGS. 3, 4, 9, and 10, the holder 12 of each electrode unit 10 includes a left and right elongated box-shaped holder main body 13 having an open bottom surface and front and rear side surfaces of the main body 13. A side plate 14 provided, end caps 15 provided on left and right end surfaces, and a bottom holder 16 are provided. As materials for these holder constituent members 13 to 16, it is desirable to use a material that is not only insulative but also has high plasma resistance and does not cause contamination. An example of such a material is PEEK resin.
Of these components, the bottom holder 16 relates to the gist of the present invention, and will be described in detail later.
[0021]
Inside the holder main body 13, the electrode 11 is accommodated and held with the lower surface exposed. The solid dielectric plate 17 is disposed on the lower surface of the electrode 11 as described above.
[0022]
The side plates 14 before and after the holder 12 are provided as support means for the solid dielectric plate 17. That is, as shown in FIG. 9, a concave groove 14 c having a letter-shaped cross section is formed at the lower end portion of the side plate 14. On the other hand, the front and rear edges of the solid dielectric plate 17 are sharpened like a knife edge, and the knife edge portion 17c is inserted and fixed in the concave groove 14c of the side plate 14.
[0023]
The side plate 14 can slide up and down with respect to the holder main body 13. That is, as shown in FIG. 7 and FIG. 9, vertically long projections 13 a are provided on the front and rear side surfaces of the holder main body 13. On the other hand, as shown in FIG. 8 and FIG. 9, vertically long grooves 14 a are formed on the inner surface of the side plate 14. A vertical protrusion 13a is slidably inserted in the vertical groove 14a.
[0024]
The solid dielectric plate 14 can be pressed against the electrode 11 by pushing up the side plate 14 (the phantom line in FIG. 9). Thereby, it is possible to prevent a gap from being formed between the solid dielectric plate 14 and the electrode 11, and to prevent an arc from being generated there. Alternatively, a conductor layer such as an aluminum foil may be attached to the upper surface of the solid dielectric plate 14 so that the conductor layer is pressed against the electrode 11.
[0025]
As shown in FIGS. 8 and 9, the side plate 14 is formed with an elongated bolt insertion hole 14 b extending vertically. The bolt 91 passed through the hole 14 b is screwed into the bolt hole 13 b of the holder main body 13. Thus, the side plate 14 is fixed to the holder main body 13 in a state where the solid dielectric plate 17 is pressed against the electrode 11.
[0026]
As will be described later, the side plate 14 is also provided as a defining surface of a gas introduction path and a gas outlet path to the plasma processing space 1a of the gas supply / exhaust mechanism 30. As shown in FIGS. 3 and 9, the upper and lower edges of the side plate 14 are subjected to R for smooth gas flow, and the lower end surface is flush with the lower surface of the solid dielectric plate 17. ing.
[0027]
Next, the support frame 70 of the unit array 10X will be described.
As shown in FIGS. 2 and 3, the support frame 70 has a pair of upper and lower frame members 71 and 72 extending in the front-rear direction at both left and right ends of the electrode unit 10. The ends of the upper and lower frame members 71 and 72 are connected by a short prismatic end block 73.
[0028]
Intermediate portions of the left and right upper frame members 71 are connected by a beam member 79 extending in the left-right direction. The beam member 79 is moved back and forth by the feed mechanism 60, whereby the entire unit array 10X is fed back and forth.
[0029]
The lower frame member 72 penetrates the six units 10 and 19 in a skewered manner. As a result, the units 10 and 19 are supported by the frame 70. That is, as shown in FIGS. 4 and 5, recesses 13d and 15d are formed on the mating surfaces of the holder body 13 and the end cap 15 of each unit 10, and the penetrations defined by these recesses 13d and 15d are formed. A frame member 72 is passed through the hole 12d.
The left and right ends of the pseudo unit 19 are similarly configured.
[0030]
By loosening the bolt 92 that joins the holder main body 13 and the end cap 15, the positions of the units 10 and 19 can be adjusted back and forth along the frame member 72. As a result, the gap 10a between the adjacent units 10 and 19 can be enlarged or reduced. Furthermore, the units 10 and 19 can be detached from the frame 70 by removing the end cap 15.
[0031]
Next, the gas supply / discharge mechanism 30 of the atmospheric pressure plasma processing apparatus M1 will be described.
As shown in FIG. 1, the gas supply / discharge mechanism 30 of the atmospheric pressure plasma processing apparatus M1 includes two types of units 31, 51 attached to the upper electrode unit 10, a processing gas source 3, and an exhaust pump 5. I have. A flexible gas supply pipe 3a extends from the processing gas source 3 and branches to be connected to three (a plurality of) blowing units 31 (processing gas blowing means). Flexible exhaust pipes 5a extend from two (plurality) of suction units 51 (gas suction means), and these join together to connect to the exhaust pump 5.
[0032]
As shown in FIGS. 2 and 3, the blow-out units 31 and the suction units 51 are alternately arranged in the front-rear direction so as to correspond to the gaps 10a above the units 10 and 19, respectively. Each blowing unit 31, 51 straddles between the upper surfaces of the adjacent units 10, 19.
[0033]
That is, the blowing units 31 at both ends of the three blowing units 31 are arranged so as to straddle between the upper surfaces of the wide unit 10 and the pseudo unit 19 at both front and rear ends. Further, the central blowing unit 31 is disposed so as to straddle between the upper surfaces of the two narrow units 10 at the center. The gaps 10a corresponding to these blowout units 31 are denoted by reference numerals “10a”. ₁ ".
[0034]
The two suction units 51 are arranged so as to straddle between the upper surfaces of the wide unit 10 at both front and rear ends and the adjacent narrow unit 10. The gaps 10a corresponding to these suction units 51 are denoted by reference numerals “10a”. ₂ ".
[0035]
A specific structure of each blowing unit 31 will be described.
As shown in FIGS. 3, 5, and 9, the blowout unit 31 includes double pipes 33 and 34 that extend left and right, and a casing 32 that accommodates the double pipes 33 and 34. By connecting the gas supply pipe 3a to, for example, the right end (one end) of the inner pipe 33, the processing gas from the processing gas source 3 is introduced into the pipe 33 through the pipe 3a. Yes. In the upper part of the inner pipe 33, a large number of spot-shaped small holes 33a are formed at short intervals along the longitudinal direction. The processing gas enters the space between the inner and outer pipes 33 and 34 through these small holes 33a. The inner pipe 33 is eccentric to the upper side with respect to the outer pipe 34. Thereby, the space between the inner and outer pipes 33 and 34 is narrower on the upper side and wider on the lower side. In this space, the processing gas flows from top to bottom. Thus, the processing gas is made uniform in the left-right longitudinal direction. A slit 34 a is formed on the lower side of the outer pipe 34 over substantially the entire length. This slit 34a corresponds to the corresponding gap 10a. ₁ It is connected to. As a result, the processing gas flows into the slit 34a and the corresponding gap (gas introduction path) 10a. ₁ And is blown out to the plasma processing space 1a.
[0036]
Next, a specific structure of the suction unit 51 will be described.
As shown in FIGS. 3, 6, and 9, the suction unit 51 includes a casing 52 that extends left and right, and a partition wall 53 that partitions the inside of the casing 52 into two upper and lower chambers 52 a and 52 b. The bottom plate 54 of the casing 52 is formed with a slit 54a that extends over substantially the entire length. The lower chamber 52b is connected to the corresponding gap 10a through the slit 54a. ₂ It is connected to. A plurality of circular holes 53a are formed in the partition wall 53 at intervals on the left and right. The upper and lower chambers 52a and 52b are connected through the circular hole 53a. At the center of the top plate of the casing 52, a discharge cylinder 54 connected to the upper chamber 52a is provided. An exhaust pipe 5 a to the exhaust pump 5 is connected to the discharge cylinder 54. By driving the exhaust pump 5, the processed gas (including by-products generated by the processing) in the plasma processing space 1 a uniformly corresponds to the gap (gas outlet passage) 10 a along the longitudinal direction. ₂ Then, after sequentially passing through the slit 54a, the lower chamber 52b, the circular hole 53a, the upper chamber 52a, and the discharge cylinder 54 of the unit 51, the air is exhausted from the exhaust pump 5 through the pipe 5a.
[0037]
The processing gas from the blow-out units 31 at both ends of the unit array 10X flows into the corresponding gaps 10a of the units 31. ₁ After passing through the space 1a on the lower side of the wide unit 10 at both ends and then being plunged back and forth, the gap 10a inside the front and rear of the wide unit 10 ₂ Is sucked into the suction unit 51 (see the arrow in FIG. 1). Further, the processing gas from the central blowing unit 31 is separated from the central gap 10a. ₁ After being split into two front and rear and passing through the space 1a on the lower side of the two narrow units 10 in the front and rear directions, the gap 10a on the front and rear outer sides of the narrow units 10 is obtained. ₂ Is sucked into the suction unit 51 (see the arrow in FIG. 1). Thereby, under any unit 10, only a fresh process gas can be flowed to obtain a large degree of activity, and the efficiency of plasma surface treatment can be improved.
[0038]
The attachment structure to the units 10 and 19 of the blowing unit 31 and 51 is demonstrated. The units 31 and 51 are provided in the units 10 and 19 so that the front and rear positions can be adjusted, removed, and rearranged.
[0039]
More specifically, as shown in FIGS. 2 and 9, bolt holes 13 e and 19 e are formed in the upper surface of the holder main body 13 of the electrode unit 10 and the upper surface of the pseudo unit 19, respectively. On the other hand, insertion holes 32 a are formed in the bottom flanges on both front and rear sides of the casing 32 of the blowout unit 31. The bolt 93 passed through the insertion hole 32a is screwed into the bolt holes 13e and 19e. In this way, the adjacent units 10 and 19 are detachably fixed via the blowing unit 31. Further, the insertion hole 32a is a long hole with the long axis directed in the front-rear direction. As a result, the front and rear positions of the units 10 and 19 can be adjusted. ₁ )) Can be adjusted.
[0040]
Furthermore, the bolt hole 13e in the upper surface of the unit 10 is also provided at a position symmetrical with respect to the side on which the blowing unit 31 is attached. As a result, as shown by the phantom line in FIG. 9, the blowing unit 31 can be attached to the arrangement position of the suction unit 51 instead.
[0041]
As shown in FIGS. 3 and 4, the left and right ends of the blowout unit 31 are sandwiched between the upper frame member 71 and the units 10 and 19.
[0042]
As shown in FIG. 6, insertion pieces 56 made of plate-like insulating resin are suspended from the left and right ends of the suction unit 51. As shown in FIG. 2 and FIG. 6, the insertion piece 56 has a gap 10a. ₂ It is inserted in the left and right ends of the. Further, as shown in FIGS. 2, 5, and 6, a narrow gap 10 b is formed between the left and right end surfaces of the side plate 14 of the unit 10 and the end cap 15 and the frame member 72. The front and rear side edges of the insertion piece 56 are inserted into the gap 10b. Then, the side edge of the insertion piece 56 is sandwiched between the end cap 15 and the side plate 14 by bolting the end cap 15. Thereby, the adjacent units 10 are fixed via the insertion piece 56. Each suction unit 51 has a gap 10a ₂ It is possible to fix to the unit 10 while allowing the width adjustment. Further, the insertion piece 56 allows the gap 10a. ₂ It is possible to prevent leakage of processing gas from the left and right ends of the gas and suction of the outside atmosphere.
[0043]
As shown in FIG. 2, the gap 10b for the insertion piece 56 is a suction-compatible gap 10a. ₂ Not only the blowout gap 10a ₁ Is also provided. Therefore, the suction unit 51 can be attached to the arrangement position of the blowout unit 31 instead.
[0044]
The most characteristic part of the present invention will be described.
As shown in FIGS. 3, 4, and 10, in each electrode unit 10, the front and rear lower end surfaces of the holder main body 13 are flush with the lower end surface of the electrode 11, while the left and right lower end surfaces are the electrode 11. It is pulled in from above the lower end surface. As shown in FIGS. 4 and 10, the bottom holder 16 is detachably attached to the left and right lower ends of the holder main body 13 with bolts 94.
The bolt 94 is made of an insulating resin. The head facing downward of the bolt 94 is flush with the lower end surface of the bottom holder 16.
[0045]
A lower end portion (projecting portion 16X) of the bottom holder 16 is projected downward from the solid dielectric plate 17. The lower end surface of the bottom holder 16 faces the upper surface (main surface) of the ground electrode unit 20 with a minute gap 1b. The thickness of the gap 1b is preferably 0 mm to 5 mm, and more preferably 0.3 to 1 mm. When the thickness exceeds 5 mm, effects such as prevention of entrainment of atmosphere become too small.
[0046]
The protruding portion 16X of the bottom holder 16 is provided with a sandwiching piece 16a (plate edge support portion) that protrudes toward the left and right inner sides. The sandwiching pieces 16 a sandwich and support the left and right edges of the solid dielectric plate 17 in cooperation with the electrode 11.
[0047]
According to the above configuration, the projecting portion 16X of the bottom holder 16 and the upper surface of the ground electrode unit 20 cooperate to substantially close both the left and right sides of the plasma processing space 1a, and the external atmospheric gas is It is possible to prevent the plasma processing space 1a from being caught from the left and right side portions or the processing gas in the plasma processing space 1a from leaking out. As a result, it is possible to prevent the processing performance at the left and right edge portions of the work W from being impaired, and the left and right edge portions can be processed as well as the center portion to ensure processing uniformity. Can do.
[0048]
Since the lower end surface of the bottom holder 16 (the projecting end surface of the projecting portion 16X) is slightly separated from the upper surface of the ground electrode unit 20, there is no friction between the two, and the electric field applying electrode unit array 10X can be made smoothly. Can be moved back and forth.
[0049]
It is only necessary that the upper surface (main surface) of the ground electrode unit 20 be disposed below the bottom holder 16, and it is not necessary to align the left and right widths of the upper and lower electrode units 10, 20. The degree of freedom of configuration can be increased. As shown in FIG. 10, in this embodiment, the upper surface of the ground electrode 21 is positioned below the bottom holder 16, but the upper end surface of the holder 23 may be positioned. Further, the degree of freedom of the arrangement position of the bottom holder 16 can be increased, it can be arranged at the boundary of the region where the plasma should reach, and the processing gas can be prevented from going to a useless place.
[0050]
By providing the sandwiching pieces 16 a on the bottom holder 16, it is possible to serve as support means for the left and right edges of the solid dielectric plate 17. Since the bottom holder 16 is detachable from the holder main body 13, the solid dielectric plate 17 can be easily attached and detached, and the maintenance of the solid dielectric plate 17 can be easily performed. When attaching the solid dielectric plate 17, the bottom holder 16 is bolted to the holder main body 13 after pressing the front and rear ends of the solid dielectric plate 17 against the lower surface of the electrode 11 while being fitted to the side plate 14. .
[0051]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various forms can be adopted.
For example, the lower end surface of the bottom holder 16 (the projecting end surface of the projecting portion 16X) may be in contact with the upper surface (main surface) of the second electrode unit 20, and the gap 1b between them may be eliminated.
The feed mechanism 60 may directly move the workpiece W instead of the first and second electrode units 10 and 20, and the second electrode unit 20 on which the workpiece W is set is not the first electrode unit 10. You may make it move. The workpiece W may be set on the first electrode unit 10 and the first and second electrode units 10 and 20 may be moved relative to each other.
The arrangement relationship between the first and second electrode units 10 and 20 may be upside down, and may be arranged so as to face each other horizontally or obliquely.
The first electrode may be a ground electrode, and the second electrode may be an electric field application electrode.
The second electrode may be a cylindrical (roll-shaped) electrode, and the first electrode may be a concave electrode having a partial cylindrical concave surface corresponding to the cylindrical surface of the cylindrical electrode. In this case, the fixed dielectric plate has a curved plate shape corresponding to the partial cylindrical concave surface.
The present invention can be applied to various plasma processes such as cleaning, etching, film formation, surface modification, and ashing.
[0052]
【Example】
Examples of the present invention will be described. Needless to say, the present invention is not limited to this embodiment.
[Example 1]
A device having the same structure as the drawing was used. The ground electrode 21 was made of aluminum, and the size was 600 mm in the front and rear, 300 mm in the left and right, and 20 mm in the vertical thickness. The electric field applying electrode 11 is made of aluminum and has a size of 65 mm in the front and rear, 280 mm in the left and right, and a thickness of 20 mm in the vertical direction. An alumina plate having a thickness of 1 mm was used as the solid dielectric plate 17. The thickness of the plasma processing space 1a was 1 mm. The bottom holder 16 was made of PEEK resin having a front and rear of 7 mm and a left and right of 65 mm, and the amount of protrusion from the lower surface of the solid dielectric plate 17 was 0.7 mm. Therefore, the thickness of the gap 1b between the lower end surface of the bottom holder 16 and the upper surface of the ground electrode unit 21 is set to 0.3 mm.
Humid argon was used as the processing gas, and the flow rate was 30 slm. The applied voltage was 7 kV and 15 kHz. The processing speed (feed speed of the feed mechanism 60) was 50 mm / min.
As the workpiece W, a polyimide resin film having a front and rear of 500 mm, a left and right of 250 mm, and a thickness of 50 μm was used. The contact angle of water on the surface of the workpiece W before the treatment (the angle formed between the line connecting the top and the periphery of the water and the surface of the workpiece W) averages 92 deg. Met.
The surface of the workpiece W was cleaned.
[0053]
As a result, a uniform and good discharge state could be obtained, and no entrainment of external atmospheric gas was confirmed. After processing, when the contact angle of water was measured at intervals of 10 mm along the left and right direction of the workpiece W, it was 8 ± 1 deg. Was in the range. Thereby, it has confirmed that the entrainment prevention structure by the bottom holder protrusion part 16X was effective.
[0054]
[Comparative Example 1]
When the apparatus configuration and processing conditions were tested in the same manner as in Example 1 except that the bottom holder protrusion 16X was eliminated, nitrogen (air) was involved from the left and right ends of the plasma processing space 1a to about 50 mm. Luminescence was confirmed and the discharge was not stable. The treated workpiece W has a water contact angle of 15 ± 2 deg. As a result, processing unevenness occurred.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the projecting portion of the first electrode unit and the main surface of the second electrode unit cooperate to substantially close both sides of the plasma processing space. Therefore, the atmospheric gas can be prevented from being caught in the plasma processing space. As a result, it is possible to prevent the processing performance at both ends of the workpiece from being impaired, and as a result, it is possible to ensure the uniformity of the processing. In addition, it is not necessary to make the widths of the first electrode unit and the second electrode unit uniform, not only can the degree of freedom of the dimensional configuration of each electrode unit be increased, but also the degree of freedom of the arrangement position of the projecting portion can be increased, and plasma can be applied. It can be arranged at the boundary of the power region, and the processing gas can be prevented from going to a useless place.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a basic configuration of an atmospheric pressure plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a unit array of electric field application electrodes of the atmospheric pressure plasma processing apparatus along the line II-II in FIG. 3;
3 is a cross-sectional view of the unit array taken along line III-III in FIG. 2;
4 is a cross-sectional view of the unit array taken along line IV-IV in FIG. 3;
FIG. 5 is a cross-sectional view of the unit array along the line VV in FIG. 3;
6 is a cross-sectional view of the unit array taken along line VI-VI in FIG. 3;
FIG. 7 is a front view of the front and rear side surfaces of the holder of the unit array.
FIG. 8 is a front view of a holder facing surface of a side plate of the unit array.
9 is an enlarged cross-sectional view showing one of the units in FIG. 3. FIG.
10 is an enlarged cross-sectional view of the upper and lower electrode units along line IV-IV in FIG.
[Explanation of symbols]
M1 atmospheric pressure plasma processing equipment
W Work
1a Plasma space (interelectrode space)
10X unit array
10 Electric field application electrode unit (first electrode unit)
11 Electric field application electrode (first electrode)
12 Holder (holding member)
16 Bottom holder (protruding member)
16X Bottom holder protrusion
16a clamping piece (board edge support part)
17 Solid dielectric plate
20 Ground electrode unit (second electrode unit)
21 Ground electrode (second electrode)

Claims

第１電極を含むユニットと第２電極を含むユニットとを互いに対向配置させてなり、第１、第２電極間に形成される略常圧のプラズマ処理空間にワークを通すプラズマ処理装置であって、前記第１電極ユニットにおける第１電極を挟んで前記ワーク通し方向と直交する方向の両側部には、前記第２電極ユニットの主面へ向けて突出する突出部が設けられていることを特徴とする常圧プラズマ処理装置。A plasma processing apparatus in which a unit including a first electrode and a unit including a second electrode are arranged to face each other, and a workpiece is passed through a plasma processing space at a substantially normal pressure formed between the first and second electrodes. In the first electrode unit, protrusions that protrude toward the main surface of the second electrode unit are provided on both sides of the first electrode unit in a direction perpendicular to the workpiece passing direction across the first electrode. An atmospheric pressure plasma processing apparatus.

前記第１電極ユニットが、前記第１電極を保持する絶縁性の保持部材を含み、この保持部材に、前記突出部が着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の常圧プラズマ処理装置。The said 1st electrode unit contains the insulating holding member holding the said 1st electrode, The said protrusion part is provided in this holding member so that attachment or detachment is possible, The normal of Claim 1 characterized by the above-mentioned. Pressure plasma processing equipment.

前記第１電極の主面には、固体誘電体の板が分離可能に配置され、前記突出部には、前記固体誘電体板の縁を支持する板縁支持部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の常圧プラズマ処理装置。A solid dielectric plate is detachably disposed on the main surface of the first electrode, and a plate edge support portion for supporting an edge of the solid dielectric plate is provided on the protrusion. The atmospheric pressure plasma processing apparatus according to claim 1 or 2.

前記板縁支持部が、前記第１電極と協働して、前記固体誘電体板を挟持していることを特徴とする請求項３に記載の常圧プラズマ処理装置。The atmospheric pressure plasma processing apparatus according to claim 3, wherein the plate edge support portion sandwiches the solid dielectric plate in cooperation with the first electrode.

前記第１、第２電極ユニットの何れか一方にワークがセットされるとともに、他方が前記通し方向に沿って相対移動されることにより、ワークがプラズマ処理空間に通されるようになっており、前記突出部と前記第２電極ユニットの主面とが、僅かに離間していることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の常圧プラズマ処理装置。The work is set in one of the first and second electrode units, and the other is relatively moved along the passing direction, so that the work is passed through the plasma processing space. The atmospheric pressure plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the protrusion and the main surface of the second electrode unit are slightly separated from each other.