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公開番号2025075198
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2023186193
出願日2023-10-31
発明の名称プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置
出願人富士フイルム株式会社
代理人個人,個人
主分類H05H 1/24 20060101AFI20250508BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】長尺な被処理物をロール・トゥー・ロールで長手方向に搬送しつつ、プラズマ処理を行う際に、被処理物の搬送速度を速くした場合でも、同伴ガスの混入を抑制して、安定してプラズマを生成でき、高い生産性で、プラズマ処理が可能なプラズマ処理方法を提供する。
【解決手段】長尺な被処理物を長手方向に搬送しつつ、被処理物を対向電極対の間に挿通して対向電極対の間でプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、被処理物の搬送方向において、対向電極対の一方の電極よりも上流側に配置されるガス供給部から、プラズマ生成用ガスを供給し、ガス供給部から供給されたプラズマ生成用ガスの一部を、被処理物の搬送経路の上流側に送気するものであり、上流側に送気されるプラズマ生成用ガスの平均流速Vaveと、被処理物の搬送速度Uとは、2≦6×Vave/U≦20を満たす。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
長尺な被処理物を長手方向に搬送しつつ、前記被処理物を対向電極対の間に挿通して対向電極対の間でプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、
前記被処理物の搬送方向において、前記対向電極対の一方の電極よりも上流側に配置されるガス供給部から、プラズマ生成用ガスを供給し、
前記ガス供給部から供給された前記プラズマ生成用ガスの一部を、前記被処理物の搬送経路の上流側に送気するものであり、
前記上流側に送気される前記プラズマ生成用ガスの平均流速Ｖaveと、前記被処理物の搬送速度Ｕとは、２≦６×Ｖave／Ｕ≦２０を満たす、プラズマ処理方法。
続きを表示（約 510 文字）【請求項２】
前記上流側に送気される前記プラズマ生成用ガスは、前記ガス供給部と前記対向電極対のうち他方の電極との間に形成される流路のうち、前記ガス供給部のガス供給口よりも上流側の流路に送気される、請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３】
前記対向電極対に電圧を印加する電源の周波数が１ＭＨｚ～３００ＭＨｚである、請求項１または２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項４】
前記被処理物の搬送速度が１～３０００ｍ／ｍｉｎである、請求項１または２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項５】
前記対向電極対の他方の電極が、ドラム状であり、前記被処理物を前記ドラム状の電極の周面に巻き掛けてプラズマ処理を行う、請求項１または２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項６】
請求項１に記載のプラズマ処理方法を実施するプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記ガス供給部と前記対向電極対によって他方の電極との間に形成される流路のうち、前記ガス供給部のガス供給口よりも上流側の流路の長さを変える可変構造を有する、請求項６に記載のプラズマ処理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
電極対に高電圧を印加してプラズマ生成用ガスをプラズマ化し、プラズマを被処理物に接触させて、エッチング処理、プラズマＣＶＤ（chemical vapor deposition）処理、表面処理等の各種のプラズマ処理を行うことが知られている。
【０００３】
また、生産性向上のため、長尺な被処理物をロール・トゥー・ロール（ＲｔｏＲ）で長手方向に搬送しつつ、プラズマ処理を行うことが知られている。このようなＲｔｏＲでのプラズマ処理では、長尺な被処理物の搬送速度を速くすることで、生産性の向上が可能になる。
【０００４】
しかしながら、被処理物の搬送速度を速くすると、搬送される被処理物に巻き込まれる同伴空気などの非プラズマ生成用ガス（同伴ガス）がプラズマ中に混入してしまい、プラズマの状態が不安定になったり、失活してしまい、適正に処理できないおそれがある。そのため、被処理物の搬送速度向上に伴う同伴ガスの混入を抑制する方法が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、対向電極間に放電プラズマを発生させた状態で、対向電極間の放電空間にシート状基材を連続的に走行させることにより、放電プラズマ処理を行う方法であって、対向電極の一方または双方の対向面は固体誘電体で覆われてなり、対向電極間の放電空間は固体誘電体からなる遮断壁により囲まれ、放電空間内に処理用ガスを電極幅方向に略均一かつ連続的に供給するシート状基材の放電プラズマ処理方法が記載されている。この特許文献１には、処理用ガスを放電空間へ供給するにあたって、基材走行方向と同方向に向けて、電極幅方向に略均一かつ連続的に供給することにより、処理用ガスの逆流、および、空気の混入を抑制して、放電空間内の気体の流れを層流状態により近づけることができることが記載されている（段落［００４０］参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０００－０８２５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者の検討によれば、従来のプラズマ処理方法では、生産性向上のために、被処理物の搬送速度をさらに速くした場合に、同伴ガスの混入を十分に抑制することができず、同伴ガスがプラズマ中に混入してしまい、プラズマの状態が不安定になったり、失活してしまうことがわかった。
【０００８】
また、生産性向上のために被処理物の搬送速度を速くする場合には、時間あたりの成膜量を維持するためにプラズマを生成する電極対への投入パワーを増加させる必要があるが、投入パワーに応じて電極対に印加される電圧は高くなり、電圧が高くなりすぎると異常放電が発生する問題が生じる。そこで、電極対に電力を供給する電源を高周波化することで、より低い電圧でも投入パワーを増加させることができる。しかしながら、電極対に印加する電圧が低い場合に、空気などの不活性ガスが混入するとプラズマ化しにくくなるため、同伴ガスの混入によるプラズマの不安定化の問題がより顕著になることがわかった。
【０００９】
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解消し、長尺な被処理物をロール・トゥー・ロールで長手方向に搬送しつつ、プラズマ処理を行う際に、被処理物の搬送速度を速くした場合でも、同伴ガスの混入を抑制して、安定してプラズマを生成でき、高い生産性で、プラズマ処理が可能なプラズマ処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。
［１］長尺な被処理物を長手方向に搬送しつつ、被処理物を対向電極対の間に挿通して対向電極対の間でプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、
被処理物の搬送方向において、対向電極対の一方の電極よりも上流側に配置されるガス供給部から、プラズマ生成用ガスを供給し、
ガス供給部から供給されたプラズマ生成用ガスの一部を、被処理物の搬送経路の上流側に送気するものであり、
上流側に送気されるプラズマ生成用ガスの平均流速Ｖaveと、被処理物の搬送速度Ｕとは、２≦６×Ｖave／Ｕ≦２０を満たす、プラズマ処理方法。
［２］上流側に送気されるプラズマ生成用ガスは、ガス供給部と対向電極対のうち他方の電極との間に形成される流路のうち、ガス供給部のガス供給口よりも上流側の流路に送気される、［１］に記載のプラズマ処理方法。
［３］対向電極対に電圧を印加する電源の周波数が１ＭＨｚ～３００ＭＨｚである、［１］または［２］に記載のプラズマ処理方法。
［４］被処理物の搬送速度が１～３０００ｍ／ｍｉｎである、［１］～［３］のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
［５］対向電極対の他方の電極が、ドラム状であり、被処理物をドラム状の電極の周面に巻き掛けてプラズマ処理を行う、［１］～［４］のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
［６］［１］～［５］のいずれかに記載のプラズマ処理方法を実施するプラズマ処理装置。
［７］ガス供給部と対向電極対によって他方の電極との間に形成される流路のうち、ガス供給部のガス供給口よりも上流側の流路の長さを変える可変構造を有する、［６］に記載のプラズマ処理装置。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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