JPH01225642A - 低温プラズマの均一化方法 - Google Patents
低温プラズマの均一化方法Info
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- JPH01225642A JPH01225642A JP5242988A JP5242988A JPH01225642A JP H01225642 A JPH01225642 A JP H01225642A JP 5242988 A JP5242988 A JP 5242988A JP 5242988 A JP5242988 A JP 5242988A JP H01225642 A JPH01225642 A JP H01225642A
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- plasma
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、有機材料、無機材料等の表面処理等に利用さ
れる低温プラズマ処理において、高周波放電により発生
する低温プラズマを均一化する方法に関するものである
。
れる低温プラズマ処理において、高周波放電により発生
する低温プラズマを均一化する方法に関するものである
。
（従来の技術）
近年、半導体、金属、有機材料、無機材料等の表面処理
や薄膜形成等に２低圧力下での高周波放電によるプラズ
マが利用されている。プラズマ処理効果の１つとして１
例えば、布帛等の低温プラズマ雰囲気中での処理により
、糊抜、精練あるいは仕上加工効果が得られることが知
られている。
や薄膜形成等に２低圧力下での高周波放電によるプラズ
マが利用されている。プラズマ処理効果の１つとして１
例えば、布帛等の低温プラズマ雰囲気中での処理により
、糊抜、精練あるいは仕上加工効果が得られることが知
られている。
これらの処理のための内部電極型低温プラズマ処理装置
は１例えば、「繊維機械学会誌」第３８巻。
は１例えば、「繊維機械学会誌」第３８巻。
Ｎ［１４，１９８〜１９９頁（１９８５） 、特公昭６
〇−３１９３７号、特公昭６０−１１１４９号、特公昭
６０−１１１５０号公報等に紹介されている。
〇−３１９３７号、特公昭６０−１１１４９号、特公昭
６０−１１１５０号公報等に紹介されている。
これらの装置においては、基本的には真空を保持し得る
ようにした処理室内にプラズマ発生電極を設置し、外部
に設置した高周波電源装置より処理室壁を貫通して、大
気中から真空中の電極へと高周波電力を供給するための
電路が必要であった。
ようにした処理室内にプラズマ発生電極を設置し、外部
に設置した高周波電源装置より処理室壁を貫通して、大
気中から真空中の電極へと高周波電力を供給するための
電路が必要であった。
このような装置の場合、処理室壁や処理室内の金属類と
電路との間でプラズマが発生し、これにより著しい電力
損失が生じるという問題があった。
電路との間でプラズマが発生し、これにより著しい電力
損失が生じるという問題があった。
本出願人は、このような問題を解決する方法として、特
願昭６１−２６６１８８号にて外部がシールドされた給
電線を用いる方法を提案している。
願昭６１−２６６１８８号にて外部がシールドされた給
電線を用いる方法を提案している。
（発明が解決しようとする課題）
同軸ケーブルあるいは平衡型ケーブル等の外部がシール
ドされたケーブルを給電線として用いて。
ドされたケーブルを給電線として用いて。
プラズマ発生電極の一端部に接続した内部電極型低温プ
ラズマ処理装置において、給電側とその反対側では強度
が異なり、処理効果も不均一であった。特に、布帛やフ
ィルム等の処理の場合、大面積あるいは大容積のプラズ
マが要求され、工業規模では装置が大型になるが、均一
で大規模なプラズマを高周波放電で発生することは２周
波数が高くなり、波長が短くなるとともに、あるいは装
置が大型になるとともに困難になってくる。
ラズマ処理装置において、給電側とその反対側では強度
が異なり、処理効果も不均一であった。特に、布帛やフ
ィルム等の処理の場合、大面積あるいは大容積のプラズ
マが要求され、工業規模では装置が大型になるが、均一
で大規模なプラズマを高周波放電で発生することは２周
波数が高くなり、波長が短くなるとともに、あるいは装
置が大型になるとともに困難になってくる。
上記のような外部がシールドされた給電線を一端縁部へ
接続したプラズマ発生電極面上の高周波の動きを考える
と、給電線が接続される電極の端縁部（以下、給電端部
という。）から高周波の進行（進行波）が始まるが１反
対側の端縁部（以下。
接続したプラズマ発生電極面上の高周波の動きを考える
と、給電線が接続される電極の端縁部（以下、給電端部
という。）から高周波の進行（進行波）が始まるが１反
対側の端縁部（以下。
終端部という。）では電路が開放されているため。
到達した高周波は反射され、逆方向に進む。この反射波
と進行波が電極面上で合成され、定在波が生じる。電極
の終端部は、電気的には開放端であるため、電流は流れ
得す、電流の有する磁界のエネルギーはすべて電界のエ
ネルギーに変わり、従って、電圧は進行波の２倍の値と
なり、給電端部に向かって電圧が降下する。従って、電
極終端部で発生するプラズマが最大で、給電端部に向か
って弱くなり、プラズマ強度に勾配が生じる。この勾配
が生じることは、電極の終端部開放の場合避けられない
現象である。
と進行波が電極面上で合成され、定在波が生じる。電極
の終端部は、電気的には開放端であるため、電流は流れ
得す、電流の有する磁界のエネルギーはすべて電界のエ
ネルギーに変わり、従って、電圧は進行波の２倍の値と
なり、給電端部に向かって電圧が降下する。従って、電
極終端部で発生するプラズマが最大で、給電端部に向か
って弱くなり、プラズマ強度に勾配が生じる。この勾配
が生じることは、電極の終端部開放の場合避けられない
現象である。
本発明は、上記のような問題点を解決するものであって
、大規模なプラズマ発生電極を用いた低温プラズマ発生
装置でも、均一かつ効率的な処理効果を得ることができ
る低温プラズマの均一化方法を提供しようとするもので
ある。
、大規模なプラズマ発生電極を用いた低温プラズマ発生
装置でも、均一かつ効率的な処理効果を得ることができ
る低温プラズマの均一化方法を提供しようとするもので
ある。
なお１本発明において大規模なプラズマ発生電極とは、
電極の幅および長さが高周波の波長（λ）のおよそ１１
５０以上のものをいう。また、均一とは、不均一さが実
用上差し支えない位に小さいという意味である。
電極の幅および長さが高周波の波長（λ）のおよそ１１
５０以上のものをいう。また、均一とは、不均一さが実
用上差し支えない位に小さいという意味である。
（課題を解決するための手段）
上記のような問題点を解決する方法について。
給電線の接続方法を種々検討した結果、プラズマ発生電
極の両端部に給電線を接続することによって、非常に均
一な低温プラズマを発生させることができることを見出
し１本発明に到達した。
極の両端部に給電線を接続することによって、非常に均
一な低温プラズマを発生させることができることを見出
し１本発明に到達した。
すなわち１本発明は、内部電極高周波放電型低温プラズ
マ処理装置を用いて低温プラズマ処理を行うに際し、高
周波電源装置と内部電極の両端縁部を外部が接地シール
ドされた給電線により接続して給電することを特徴とす
る低温プラズマの均一化方法を要旨とするものである。
マ処理装置を用いて低温プラズマ処理を行うに際し、高
周波電源装置と内部電極の両端縁部を外部が接地シール
ドされた給電線により接続して給電することを特徴とす
る低温プラズマの均一化方法を要旨とするものである。
本発明の低温プラズマ処理装置は、一定間隔を隔てて対
向する高電圧印可電極と接地電極とからなるプラズマ発
生電極を真空容器内に設置し、前記プラズマ発生電極へ
高周波電力を供給するため。
向する高電圧印可電極と接地電極とからなるプラズマ発
生電極を真空容器内に設置し、前記プラズマ発生電極へ
高周波電力を供給するため。
高周波電源装置より外部が接地シールドされた給電線を
用い、その給電線の内部導体を高電圧印加電極に、外部
導体を接地電極に各々最短距離で前記プラズマ発生電極
の両端縁部に各々接続して給電する。このとき、外部が
シールドされた給電線としでは、−船釣には同軸ケーブ
ルあるいは平衡型ケーブル等の外部が接地シールドされ
たケーブルを使用する。
用い、その給電線の内部導体を高電圧印加電極に、外部
導体を接地電極に各々最短距離で前記プラズマ発生電極
の両端縁部に各々接続して給電する。このとき、外部が
シールドされた給電線としでは、−船釣には同軸ケーブ
ルあるいは平衡型ケーブル等の外部が接地シールドされ
たケーブルを使用する。
各々の給電ケーブルに独立した整合回路を組み込むこと
によって２発生するプラズマ強度をコントロールし、電
極間の幅方向のプラズマ強度の均一性を向上させること
が容易となる。
によって２発生するプラズマ強度をコントロールし、電
極間の幅方向のプラズマ強度の均一性を向上させること
が容易となる。
以下１図面を用いて本発明の実施の一例について詳細に
説明する。
説明する。
第１図は９本発明を実施するプラズマ発生電極を用いた
シート状物処理の低温プラズマ処理装置の一例を示す。
シート状物処理の低温プラズマ処理装置の一例を示す。
第１図（Ａ）、（Ｂ）において、真空を保持し得るよう
にした処理室（１１）内に、垂直状に立設した高電圧印
加電極板（１２）の両側に。
にした処理室（１１）内に、垂直状に立設した高電圧印
加電極板（１２）の両側に。
一定間隔を隔てて前記高電圧印加電極（１２）より面積
が大きい接地電極板（１３ａ）、（１３ｂ）を平行に対
向して配置したプラズマ発生電極（１４）が配設され、
高周波電源装置（１５）から送られる高周波電力が、整
合器（１６）から、外部が接地シールドされた同軸ケー
ブル（または平衡型ケーブル）からなる給電線（１７）
、 （１８）を経て、前記プラズマ発生電極（１４）の
上部両端縁部に給電ｖＡ（１７）。
が大きい接地電極板（１３ａ）、（１３ｂ）を平行に対
向して配置したプラズマ発生電極（１４）が配設され、
高周波電源装置（１５）から送られる高周波電力が、整
合器（１６）から、外部が接地シールドされた同軸ケー
ブル（または平衡型ケーブル）からなる給電線（１７）
、 （１８）を経て、前記プラズマ発生電極（１４）の
上部両端縁部に給電ｖＡ（１７）。
（１８）が接続され、前記プラズマ発生電極（１４）へ
給電される。すなわち、外部がシールドされた同軸ケー
ブルからなる給電線（１７）、 （１Ｂ）の外部導体、
すなわち、シールド側導体（１７ａ）、 （１７ｂ）。
給電される。すなわち、外部がシールドされた同軸ケー
ブルからなる給電線（１７）、 （１Ｂ）の外部導体、
すなわち、シールド側導体（１７ａ）、 （１７ｂ）。
（１８ａ）、（１８ｂ）が各々対応する接地電極板（１
３ａ）、（１３ｂ）に、また、内部導体（１７ｃ）、
（１８ｃ）が高電圧印加電極板（１２）に、いずれも最
短距離で接続されている。第１図の給電線（１７）、
（１８）は２本並列に接続している。さらに、処理室（
１１）内は、被処理シート状物（１９）を真空シールさ
れた入口（２０ａ、）から供給ローラ（２１ａ ）によ
り送り込み、ガイドローラ（２２ａ）、（２２ｂ）、（
２２ｃ）。
３ａ）、（１３ｂ）に、また、内部導体（１７ｃ）、
（１８ｃ）が高電圧印加電極板（１２）に、いずれも最
短距離で接続されている。第１図の給電線（１７）、
（１８）は２本並列に接続している。さらに、処理室（
１１）内は、被処理シート状物（１９）を真空シールさ
れた入口（２０ａ、）から供給ローラ（２１ａ ）によ
り送り込み、ガイドローラ（２２ａ）、（２２ｂ）、（
２２ｃ）。
（２２ｄ）、 （２２ｅ）、 （２２ｆ）、 （２２ｇ
）を経て２両電極（１２） 、 （１３ａ ）間および
（１２）、 （１３ｂ）間を通過させて、同じく真空シ
ールされた出口（２０ｂ ）から巻取ローラ（２１ｂ
）により引出して巻取るよう配備する。また、処理室（
１１）へは排気口（２３ａ）から排出し、所定の圧力を
保ちつつ、空気。
）を経て２両電極（１２） 、 （１３ａ ）間および
（１２）、 （１３ｂ）間を通過させて、同じく真空シ
ールされた出口（２０ｂ ）から巻取ローラ（２１ｂ
）により引出して巻取るよう配備する。また、処理室（
１１）へは排気口（２３ａ）から排出し、所定の圧力を
保ちつつ、空気。
酸素、窒素等の処理ガスを給気口（２３ｂ ）から連続
供給する。
供給する。
上記の低温プラズマ処理装置を使用して、ポリエステル
加工糸織物を下記の処理条件で低温プラズマ処理した。
加工糸織物を下記の処理条件で低温プラズマ処理した。
被処理布帛
ポリエステル加工糸織物（経１５０Ｄ。
１１０本／吋；緯１５０ＤＸ２，５５本／吋）１５０ｃ
ｍ幅 処理ガス−・−・−・・酸 素 処理ガス流量・−・・４１／ｍｉｎ 真空度−・−０，５Ｔｏｒｒ 処理速度−−−−−−−−１００ｃｍ／ｍｔｎ高周波電
源装置周波数・・・ １３．５６ Ｍｌｌｚ高周波電源
装置自由空間波長・−２２ｍ高周波電源装置出カー ２
ＫＷ 電極寸法（接地電極） 長さ９００１ｍ、幅２０００ ＊＊ 電極間隔−６０ｔｍ また、比較例として、第１図の装置を前記給電線（１８
）を接続しない状態で用いて、上記実施例と同一布帛を
同一プラズマ処理条件で処理した。
ｍ幅 処理ガス−・−・−・・酸 素 処理ガス流量・−・・４１／ｍｉｎ 真空度−・−０，５Ｔｏｒｒ 処理速度−−−−−−−−１００ｃｍ／ｍｔｎ高周波電
源装置周波数・・・ １３．５６ Ｍｌｌｚ高周波電源
装置自由空間波長・−２２ｍ高周波電源装置出カー ２
ＫＷ 電極寸法（接地電極） 長さ９００１ｍ、幅２０００ ＊＊ 電極間隔−６０ｔｍ また、比較例として、第１図の装置を前記給電線（１８
）を接続しない状態で用いて、上記実施例と同一布帛を
同一プラズマ処理条件で処理した。
上記実施例および比較例で得た処理織物の吸水性を、Ｊ
ＩＳＬ−１０９６（バイシック法）により織物の幅方向
に測定した。その結果は第２図に示すとおりであり、第
１図の本発明の方法の装置を使用した実施例の場合、Ｉ
ｌｌ物の幅方向に均一でかつ優れた吸水性能が付与され
た。これに対して。
ＩＳＬ−１０９６（バイシック法）により織物の幅方向
に測定した。その結果は第２図に示すとおりであり、第
１図の本発明の方法の装置を使用した実施例の場合、Ｉ
ｌｌ物の幅方向に均一でかつ優れた吸水性能が付与され
た。これに対して。
給電線を一端縁部へ接続した比較例の場合、織物の吸水
性能は幅方向に不均一で、プラズマ発生電極の給電線を
接続した給電端部に対応する端（耳）部が最も低く９反
対側端部に向かって高くなっており、好ましくなかった
。これらの結果からも明らかなごとく、上記実施例の低
温プラズマ処理装置は、プラズマ発生状態が極めて均一
かつ高効率であり、均一なプラズマ処理を行うことがで
きる。
性能は幅方向に不均一で、プラズマ発生電極の給電線を
接続した給電端部に対応する端（耳）部が最も低く９反
対側端部に向かって高くなっており、好ましくなかった
。これらの結果からも明らかなごとく、上記実施例の低
温プラズマ処理装置は、プラズマ発生状態が極めて均一
かつ高効率であり、均一なプラズマ処理を行うことがで
きる。
第１図で示す実施の一例では、給電線は２本並列接続し
ているが、必要に応じて複数本接続してもよい。
ているが、必要に応じて複数本接続してもよい。
このようにして、安価な給電線を利用して給電を行うこ
とができて、高周波電源装置から高周波電力を効率よ（
プラズマ発生電極へ供給することができ１発生するプラ
ズマの均一性を高めることができる。
とができて、高周波電源装置から高周波電力を効率よ（
プラズマ発生電極へ供給することができ１発生するプラ
ズマの均一性を高めることができる。
（作 用）
本発明において、低温プラズマ処理装置のプラズマ発生
電極の両端縁部に外部が接地シールドされた給電線を接
続して給電すると、プラズマ発生電極上の電流と電圧の
分布が最適化されるようになり、従って、プラズマ発生
電極で発生するプラズマが均一化される。給電線を複数
本並列接続して用いる場合には、プラズマ発生電極への
接続箇所は一点で接続する必要はなく、給電点を分散さ
せてプラズマの均一化をはかることができる。この場合
、一般に各給電線のプラズマ発生電極への接続点は、電
極上の各点への距離が最短となる位置が望ましい。この
ようにして、高周波電源装置からプラズマ発生電極への
高周波電力を効率よく供給することができ、均一性の高
いプラズマを発生ずることができる。
電極の両端縁部に外部が接地シールドされた給電線を接
続して給電すると、プラズマ発生電極上の電流と電圧の
分布が最適化されるようになり、従って、プラズマ発生
電極で発生するプラズマが均一化される。給電線を複数
本並列接続して用いる場合には、プラズマ発生電極への
接続箇所は一点で接続する必要はなく、給電点を分散さ
せてプラズマの均一化をはかることができる。この場合
、一般に各給電線のプラズマ発生電極への接続点は、電
極上の各点への距離が最短となる位置が望ましい。この
ようにして、高周波電源装置からプラズマ発生電極への
高周波電力を効率よく供給することができ、均一性の高
いプラズマを発生ずることができる。
（発明の効果）
本発明によれば、プラズマ発生電極上に掘めて均一なプ
ラズマを高効率で得ることができるので。
ラズマを高効率で得ることができるので。
布帛やフィルム等の広幅のシート状物を、極めて均一か
つ効率的に低温プラズマ処理することができる。
つ効率的に低温プラズマ処理することができる。
第１図は１本発明で用いる低温プラズマ処理装置の一例
を示し、 （Ａ）はその概略側面図、 （Ｂ・）は（
Ａ）の１−１線断面図であり、また、第２図は、低温プ
ラズマ処理織物の吸水性能値を示す線図である。 図中の（１１）は処理室、 （１２）は高電圧印加電
極板、 （１３ａ）、（１３ｂ）は接地電極板、
（１４）はプラズマ発生電極、 （１５）は高周波電
源装置、 （１６）は整合器、 （１７）、 （１
８）は給電線をそれぞれ示す。
を示し、 （Ａ）はその概略側面図、 （Ｂ・）は（
Ａ）の１−１線断面図であり、また、第２図は、低温プ
ラズマ処理織物の吸水性能値を示す線図である。 図中の（１１）は処理室、 （１２）は高電圧印加電
極板、 （１３ａ）、（１３ｂ）は接地電極板、
（１４）はプラズマ発生電極、 （１５）は高周波電
源装置、 （１６）は整合器、 （１７）、 （１
８）は給電線をそれぞれ示す。
Claims (1)
- （１）内部電極高周波放電型低温プラズマ処理装置を用
いて低温プラズマ処理を行うに際し、高周波電源装置と
内部電極の両端縁部を外部が接地シールドされた給電線
により接続して給電することを特徴とする低温プラズマ
の均一化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63052429A JPH0759647B2 (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 低温プラズマの均一化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63052429A JPH0759647B2 (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 低温プラズマの均一化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01225642A true JPH01225642A (ja) | 1989-09-08 |
| JPH0759647B2 JPH0759647B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=12914521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63052429A Expired - Lifetime JPH0759647B2 (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 低温プラズマの均一化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0759647B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006261363A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | プラズマ処理装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102023101847A1 (de) * | 2023-01-25 | 2024-07-25 | TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG | Verbindungsanordnung, Plasmaprozessstromversorgungsystem, Plasmaprozesssystem sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Plasmaprozesses |
-
1988
- 1988-03-04 JP JP63052429A patent/JPH0759647B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006261363A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | プラズマ処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0759647B2 (ja) | 1995-06-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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