(57)【要約】【課題】  濁度の低い、硬い良質な膜が得られる大気圧プラズマ放電処理装置の提供。【解決手段】  １対の電極と、基材を搬送する搬送ローラと、高周波電界を印加させプラズマを発生させる電源と、を有するプラズマ放電処理装置において、前記１対の電極の間から薄膜を形成する混合ガスを供給する混合ガス供給手段と、前記電源によりプラズマ化した前記混合ガスにより前記基材表面または前記基材に形成された薄膜上に薄膜を堆積する処理空間と、プラズマにより発生したパーティクルと排ガスとを前記処理空間から排出する排気部材と、前記搬送ローラの回転に伴って発生する同伴空気を基材搬送ロールから剥離する剥離手段とを有し、前記剥離手段は気体を前記同伴空気に噴射して、前記搬送ローラ表面或いは前記搬送ローラ上に形成された薄膜と共に移動する前記同伴空気を剥離することを特徴とするプラズマ放電処理装置。【選択図】        図１
2006257504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の電極と、前記１対の電極と対向して基材を搬送する搬送ローラと、前記１対の電極間、または前記１対の電極と前記搬送ローラ間に高周波電界を印加させプラズマを発生させる電源と、を有するプラズマ放電処理装置において、
前記１対の電極の間から薄膜を形成する混合ガスを供給する混合ガス供給手段と、
前記電源によりプラズマ化した前記混合ガスにより前記基材表面または前記基材に形成された薄膜上に薄膜を堆積する処理空間と、プラズマにより発生したパーティクルと排ガスとを前記処理空間から排出する排気部材と、前記搬送ローラの回転に伴って発生する同伴空気を基材搬送ロールから剥離する剥離手段とを有し、
前記剥離手段は気体を前記同伴空気に噴射して、前記搬送ローラ表面或いは前記搬送ローラ上に形成された薄膜と共に移動する前記同伴空気を剥離することを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【請求項２】
前記剥離手段は、少なくとも基材搬送方向下流側の前記排気部材と前記前記搬送ローラとの間に位置していることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ放電処理装置。
【請求項３】
少なくとも前記処理空間の下流側に備えられた前記排気部材は、前記混合ガス供給手段が供給する混合ガス流量と前記前記剥離手段が噴射する噴射気体の流量とを加えた流量より大きな排気流量を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ放電処理装置。
【請求項４】
前記気体は不活性ガスまたは空気であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラズマ放電処理装置。
【請求項５】
前記プラズマは大気圧或いは大気圧近傍の環境下で発生させるものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のプラズマ放電処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
プラズマ放電処理装置の特に排ガスの排気に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より１．３３３×１０-6ＭＰａから１．３３３×１０-3ＭＰａ程度の圧力の環境において基材表面にプラズマＣＶＤにより薄膜を製膜する方法が知られているが、この方法においては真空装置が必要となり連続性が損なわれることや、放電プラズマ密度が低いため処理効率が低く、生産性が低いという問題があり、その改良として、大気圧または大気圧近傍での放電プラズマによる処理が可能な技術が開示されている。
【０００３】
大気圧または大気圧近傍の圧力下、放電プラズマの生成のため反応に必要な混合ガスを放電空間に導入し、ガスを拡散させる場合、ガスの拡散を低圧条件下で行う場合に比して、混合ガスの偏りが生じやすく、形成された薄膜に不均一性が生じ易い。
【０００４】
特に、連続製膜空間を形成する放電空間内にガスを導入し、連続的に製膜を行うに当たっては、通常、１箇所ないしは数箇所のガス給気口にガス供給管を接続して薄膜を形成するが大気圧近傍の圧力下においては放電空間内でガスが拡散し難いために、ガス給気口に近い位置ほどガスの密度が高くなり、ガス給気口から遠い位置では必然的にガスの密度が低下する傾向にある。
【０００５】
これら導入ガスの不均一さに起因した処理ムラが発生しやすく、これらの処理ムラは各種の光学フィルム例えば反射防止膜等の光学薄膜等においては致命的な欠点となる。
【０００６】
また、このような不均一さに起因する原料ガスの滞留によって、例えば金属酸化物や有機金属化合物等の反応ガスを用いる場合、過反応や、未反応による原料ガス粉体等が発生し、これが排気側の配管等の吸引流路内等に堆積・付着したり、更に、これが形成される膜中に入り込むために、連続製膜された薄膜の膜の濁度が上昇してしまう、膜が柔らかくなる等、膜質を損なったり、膜厚分布の均一性を保ちにくいなどの問題が発生する。
【０００７】
そのため、ガスの導入、排気の方法や大気圧プラズマ装置における処理空間の設計等構造的観点からも導入ガスの均一性を確保し、粉体の発生をなくし、膜質を向上させる検討が行われている。例えば、大気圧プラズマＣＶＤにおいて、放電プラズマ処理空間の一端に設けられたガス給気口からその供給量を制御して混合ガスを導入し、他端に設けられた排気口から排気量を制御して排気する方法が開示されている（例えば参考特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−９８０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に開示されたプラズマ放電処理装置では放電プラズマ処理空間の一端に設けられたガス給気口から混合ガスを導入し、他端に設けられた排気口から排気する構成により、処理空間内でのガスの均一な拡散が行われ難くパーティクルを発生し易いという問題点、また、ロール状の回転円筒電極が回転することにより回転円筒電極周面に回転円筒電極と共に移動するガスの同伴層が発生し、発生したパーティクルがこの同伴層に入るとパーティクルの除去が困難になってしまうという問題点、移動する同伴層によりパーティクルが拡散されやすく拡散したパーティクルが形成中の薄膜に付着或いは入り込み、薄膜の濁度が上昇してしまう、膜が柔らかくなるなど、品質を劣化させるという問題点があった。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑み、濁度の低い、硬い良質な膜が得られる大気圧プラズマ放電処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は下記の発明により達成される。
【００１１】
（１）１対の電極と、前記１対の電極と対向して基材を搬送する搬送ローラと、前記１対の電極間、または前記１対の電極と前記搬送ローラ間に高周波電界を印加させプラズマを発生させる電源と、を有するプラズマ放電処理装置において、
前記１対の電極の間から薄膜を形成する混合ガスを供給する混合ガス供給手段と、
前記電源によりプラズマ化した前記混合ガスにより前記基材表面または前記基材に形成された薄膜上に薄膜を堆積する処理空間と、プラズマにより発生したパーティクルと排ガスとを前記処理空間から排出する排気部材と、前記搬送ローラの回転に伴って発生する同伴空気を基材搬送ロールから剥離する剥離手段とを有し、
前記剥離手段は気体を前記同伴空気に噴射して、前記搬送ローラ表面或いは前記搬送ローラ上に形成された薄膜と共に移動する前記同伴空気を剥離することを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【００１２】
（２）前記剥離手段は、少なくとも基材搬送方向下流側の前記排気部材と前記前記搬送ローラとの間に位置していることを特徴とする（１）に記載のプラズマ放電処理装置。
【００１３】
（３）少なくとも前記処理空間の下流側に備えられた前記排気部材は、前記混合ガス供給手段が供給する混合ガス流量と前記前記剥離手段が噴射する噴射気体の流量とを加えた流量より大きな排気流量を有していることを特徴とする（１）または（２）に記載のプラズマ放電処理装置。
【００１４】
（４）前記気体は不活性ガスまたは空気であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載のプラズマ放電処理装置。
【００１５】
（５）前記プラズマは大気圧或いは大気圧近傍の環境下で発生させるものであることを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１項に記載のプラズマ放電処理装置。
【発明の効果】
【００１６】
（１）〜（５）のいずれかに記載の、同伴空気を基材搬送ロールから剥離する剥離手段と排ガスを排気する排気手段とを設け、排気手段により、排ガスと剥離手段で剥離した同伴空気とパーティクル等とを排気することにより、同伴空気の影響を軽減しガスの流れを均一且つ安定して流すことができ、また、パーティクルの排除により、濁度の低い、均一な、硬い、良質な膜が得られる大気圧プラズマ放電処理装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
各図面において同一の構成・機能を有する部材等については同一の番号を付してある。
【００１８】
また、上流側、下流側とは基材の搬送方向に対して上流・下流を指している。
【００１９】
なお、本発明の大気圧及び大気圧近傍とは２０ｋＰａ〜１１０ｋＰａ、好ましくは９３ｋＰａ〜１０４ｋＰａを指し、本発明の大気圧プラズマ放電処理装置において、ガスの励起及び被薄膜形成体への薄膜の形成は大気圧及び大気圧近傍の環境下で行われる。
【００２０】
図１は、大気圧プラズマ放電処理装置の第１の形態の１例を示す概略図である。
【００２１】
図１において、放電空間の外で薄膜を形成する第１の形態の大気圧プラズマ放電処理装置１０（以下単に大気圧プラズマ放電処理装置１０と記す）は、
搬送ロールである、基材Ｆの保持・搬送機能を兼ね備えた回転可能なロール形状の基材搬送ロール１１と、基材搬送ロール１１の外周面と所定の距離を離間して配列した固定電極１２と、
１対の電極である固定電極１２を形成する１対の固定電極の間（放電領域）に少なくとも薄膜形成ガスと放電ガスの混合ガスＧを供給するガス供給手段１４と、
固定電極１２を形成する１対の固定電極のうち、第１の固定電極１２１に接続された第１の高周波電力を供給する第１の高周波電源２１と、第２の固定電極１２２に接続された第２の高周波電力を供給する第２の高周波電源２２と、
基材搬送ロール１１の回転に伴って基材搬送ロール１１の表面或いは基材搬送ロール１１上の基材表面に発生する基材搬送ロール１１の回転方向と同方向に移動している同伴空気１８を基材搬送ロール１１から剥離する剥離手段であるエアカッタ５１と、
基材搬送ロール１１と固定電極１２との対向領域である薄膜を堆積・形成する処理空間１７で発生したパーティクルを含む排ガス１５０を吸引・排出する、処理空間１７の基材搬送方向上流側に配設された第１の排気手段１５と、
エアカッタ５１により基材搬送ロール１１から剥離された同伴空気１８’、及びエアカッタ５１からの噴射気体５１５、及び処理空間１７で発生したパーティクルを含む排ガス１５０を吸引・排出する、処理空間１７の基材搬送方向下流側に配設された第２の排気手段１６と、を有している。
【００２２】
なお、エアカッタ５１は第２の排気手段１６と基材搬送ロール１１との間に位置し、第２の排気手段に密接して処理空間１７の下流側に配設されており、同伴空気に向けて気体５１０を噴射する噴射ノズル５１１と、噴射ノズル５１１に気体５１０を送る送風部材５１２と、気体５１０を気体供給手段５１４から取込み送風部材５１２に送出するブロワ５１３とを有している。
【００２３】
ここで、気体供給手段５１４からブロア５１３に供給される気体５１０は窒素やアルゴン等の不活性ガスを用いることが望ましいが、空気でも良い。
【００２４】
又、窒素やアルゴン等の不活性ガスの噴射気体５１５の噴射方向は下流側から上流側に向けて、基材搬送ロール１１に当たる方向に噴射する。
【００２５】
噴射気体５１５は同伴空気１８を突き破り基材搬送ロール１１に達することにより同伴空気１８を基材搬送ロール１１またはその上に形成された薄膜上から剥離する。
【００２６】
なお、同伴空気１８の接線と噴射された気体とのなす角度θは１５〜６０度、好ましくは２０〜５０度が好ましい。狭すぎると同伴空気を剥離できないばかりでなく、処理空間１７内のガスの流れを乱してしまう。また広すぎると同伴空気を効率的に剥離できない。
【００２７】
また、ブロワ５１３は、流速が１００〜２００ｍ／秒の気体を噴射ノズル５１１から噴射させ同伴空気１８を剥離する。流速が遅いと同伴空気を十分剥離できず、早いとエアカッタの気体が処理空間１７に吹き込み処理空間内でのガスの流れを乱させてしまう。
【００２８】
ここで、一点鎖線で示すように処理空間１７の上流側にもエアカッタ５１’（構造はエアカッタ５１と同一）を設けても良い。
【００２９】
この場合は、下流側から上流側に向けて気体を同伴空気１８に噴射することにより、処理空間内に到達する以前に同伴空気１８を剥離し、処理空間内でのガスの流れを乱させることが軽減可能となる。
【００３０】
基材搬送ロール１１は、基材搬送ロール１１外周面と固定電極１２との間隙距離を安定に保つバックローラとしての機能も有している。
【００３１】
第１の排気手段１５は、主として上流側に流れるパーティクルを含む排ガス１５４を下流側から上流側に向けて吸引するもので、第１のブロア１５１と、第１のブロア１５１の駆動により発生した負圧による排気の流量を調整する第１のマスフローコントローラ１５２と、上流側に流れるパーティクルを含む排ガス１５４を吸引する排気部材である第１のノズル１５３と、パーティクルを含む排ガス１５０を排気する第１の排気ダクト１５５とを有し、
第２の排出手段１６は、主として下流側に流れるパーティクルを含む排ガス１６４と、エアカッタ５１により基材搬送ロール１１から剥離された同伴空気１８’と、エアカッタ５１から噴射された噴射気体５１５とを上流側から下流側に向けて吸引するもので、第２のブロア１６１と、第２のブロア１６１の駆動により発生した負圧による排気の流量を調整する第２のマスフローコントローラ１６２と、下流側に流れるパーティクルを含む排ガス１６４を吸引する排気部材である第２のノズル１６３と、パーティクルを含む排ガス１５０を排気する第１の排気ダクト１５５と、を有している。
【００３２】
第１のブロア１５１は、パーティクルを含む排ガス１５０を吸引し大気圧プラズマ放電処理装置の外に排出するブロワで、第２のブロア１６１は、パーティクルを含む排ガス１５０及びエアカッタ５１から噴射された噴射気体５１５を吸引し大気圧プラズマ放電処理装置の外に排出するブロワで、第１のブロア１５１と第２のブロア１６１との排気流量の和はガス供給手段１４からの混合ガスＧの供給量より少なくとも１．０倍以上、好ましくは１．５倍以上、より好ましくは３倍以上の排気能力を有している。
【００３３】
排気能力が少ないと十分な排気ができずに大気圧プラズマ放電処理装置内にパーティクルの拡散を招いたり、例えば排気ダクト等の排出手段内部に粉体を堆積してしまう。
【００３４】
処理空間１７に浮遊するパーティクルＰ等が同伴空気１８に入り込む或いは押し流されると大気圧プラズマ放電処理装置１０周辺の基材搬送ロール１１の回転方向下流側に多くパーティクルＰ等を拡散してしまう。
【００３５】
第１のマスフローコントローラ１５２と第２のマスフローコントローラ１６２との排気流量の和は、ガス供給手段１４からの混合ガスＧ及びエアカッタ５１から噴射される噴射気体５１５を吸引・排出するため、ガス供給手段１４からの混合ガスＧの供給流とエアカッタ５１からの噴射気体５１５の噴射流量とを加えた流量より少なくとも１．０倍以上、好ましくは１．２〜３倍の排気流量に調節され、且つ、第２のマスフローコントローラ１６２の排気流量は同伴ガスにより下流側に流されるパーティクルを含む排ガス１５０とエアカッタ５１から噴射される噴射気体５１５とを吸引・排出するため、第１のマスフローコントローラ１５２の排気流量より大きく調節している。
【００３６】
第１及び第２のマスフローコントローラの各排気流量が少ないとパーティクルや排ガスの十分な排出ができずに大気圧プラズマ放電処理装置内にパーティクルの拡散を招いたり、例えば第１、第２のノズル等の排出手段内部に粉体を堆積してしまう。
【００３７】
ここで、基材搬送ロール１１の回転速度に応じて第２のマスフローコントローラ１６２の排気流量と第１のマスフローコントローラ１５２の排気流量とが一定の割合で変化するように両者の流量を制御しても良い。
【００３８】
説明を大気圧プラズマ放電処理装置の全体に戻し、基材搬送ロール１１は、基材Ｆをその周面に密接した状態で、不図示の駆動手段により搬送する。
【００３９】
また、固定電極１２は、対をなす第１の固定電極１２１と第２の固定電極１２２を有し、第１の固定電極１２１と第２の固定電極１２２とは所定の間隙を隔てて対向し、その対向領域が放電領域１３を形成している、また、第１の固定電極１２１及び第２の固定電極１２２と基材搬送ロール１１外周面とは所定の間隙を隔てて対向し、その対向面が薄膜を形成する処理空間１７を形成している。
【００４０】
また、第１の高周波電源２１は周波数ω1、電界強度Ｖ1を発生する電圧、電流Ｉ1を出力可能な電源で、第２の高周波電源２２は周波数ω2、電界強度Ｖ2を発生する電圧、電流Ｉ2を出力可能な電源で、放電領域１３に周波数ω1と周波数ω2が重畳された高周波電界を発生させる。
【００４１】
ここで、窒素等の放電ガスに対して安定して放電が開始し、放電開始後も薄膜形成ガス等を安定して励起できるように、各電源の出力の関係は放電開始電界強度をＶＩとすると、ω1＜ω2、及び、Ｖ1≧ＶＩ＞Ｖ2またはＶ1＞ＶＩ≧Ｖ2の関係を有し、第１の高周波電界の電流Ｉ1は、好ましくは０．３ｍＡ／ｃｍ2〜２０ｍＡ／ｃｍ2、さらに好ましくは１．０ｍＡ／ｃｍ2〜２０ｍＡ／ｃｍ2である。また、第２の高周波電界の電流Ｉ2は、好ましくは１０ｍＡ／ｃｍ2〜１００ｍＡ／ｃｍ2、さらに好ましくは２０ｍＡ／ｃｍ2〜１００ｍＡ／ｃｍ2で、前記第２の高周波電界の出力密度が１Ｗ／ｃｍ2以上となっている。
【００４２】
ガス供給手段１４は、薄膜形成ガスと放電ガスを均一に混合して混合ガスＧとして、ガス供給経路１４１を介して放電領域１３に混合ガスＧを供給する。
【００４３】
ここで、ガス供給手段１４から供給される薄膜形成ガスと放電ガスとの混合ガスＧのガスの種類、ガスの量、及び、第１の高周波電源２１と第２の高周波電源２２とから印加される周波数、電圧波形、電圧値、電流等を選択することにより、例えば反射防止膜や防汚膜等の、薄膜の形成、及び、例えば薄膜の酸化処理等の、薄膜の表面処理等が可能となる。
【００４４】
以下に上述した大気圧プラズマ放電処理装置１０による、成膜の１例として基材Ｆ上にセラミック層を形成する場合を例に取り、薄膜の形成方法について説明する。
【００４５】
基材Ｆを基材搬送ロール１１外周に沿わせて密接した状態で処理空間１７に搬送する。
【００４６】
ガス供給手段１４により放電空間１３にセラミック層を形成する混合ガスＧを供給し、第１の電源２１及び第２の電源２２により第１の固定電極１２１及び第２の固定電極１２２間に上述した周波数ω、電界強度Ｖ、電流Ｉの条件を満たす、周波数ω1と周波数ω2が重畳された高周波電界を印加し、混合ガスＧを励起してプラズマ状態にする。
【００４７】
励起した混合ガスＧ’は混合ガスＧに押し出され処理空間１７に放出される。そして、処理空間１７で励起した混合ガスＧ’が基材Ｆに晒されて、基材Ｆ表面にセラミック層が堆積され形成される。
【００４８】
そして、放電空間１３で混合ガスＧが励起されるとき、及び、処理空間１７で基材Ｆに薄膜が堆積される時、堆積されずに残った励起された混合ガスＧ’や、過反応の混合ガス等がパーティクルＰとなり、パーティクルＰ等は励起した混合ガスＧ’に混ざった状態で処理空間１７に浮遊する。
【００４９】
浮遊するパーティクルＰ等が基材表面や形成されたセラミック層に付着或いは入り込むと、薄膜の濁度が上昇してしまう、膜が柔らかくなるなど、品質を劣化させるという問題を発生させるため、第１の排気手段１５でパーティクルを含む排ガス１５０を吸引・排気すると共に、エアカッタ５１で同伴空気を剥離し、第２の排気手段１６でパーティクルを含む排ガス１５０を吸引・排気する。
【００５０】
なお、パーティクル等の拡散を防止するため、第１の排気手段１５を取り囲んだ箱（不図示）を設け、その箱の内部側壁に窒素等の不活性ガスを沿わすように流しても良い。また、第２の排気手段１６及びエアカッタ５１を取り囲んだ箱（不図示）を設け、その箱の内部側壁に窒素等の不活性ガスを沿わすように流しても良い。
【００５１】
図２は、大気圧プラズマ放電処理装置の第２の形態の１例を示す概略図である。
【００５２】
図２において、放電空間内で薄膜を形成する第２の形態の大気圧プラズマ放電処理装置３０（以下単に大気圧プラズマ放電処理装置３０と記す）は、
搬送ロールである基材の保持・搬送機能を兼ね備えた回転可能なロール形状の基材搬送ロール１１と、基材搬送ロール１１の外周面と所定の距離を離間して配列した１対の電極である固定電極１２３と、
対で構成される固定電極１２３の間隙３１を通過し、放電空間で有り且つ薄膜を形成する処理空間３２に少なくとも薄膜形成ガスと放電ガスの混合ガスＧを供給するガス供給手段１４と、
基材搬送ロール１１に第１の高周波電力を供給する第１の高周波電源２１と、固定電極１２３に第２の高周波電力を供給する第２の高周波電源２２と、
基材搬送ロール１１の回転に伴って基材搬送ロール１１の表面或いは基材搬送ロール１１上の基材表面に発生する基材搬送ロール１１の回転方向と同方向に移動している同伴空気１８を基材搬送ロール１１から剥離する剥離手段であるエアカッタ５１と、
基材搬送ロール１１と固定電極１２３の対向領域でもある処理空間３２で発生したパーティクルを含む排ガス１５０を排出する処理空間３２の基材搬送方向上流側に配設された第１の排気手段１５と、
エアカッタ５１により基材搬送ロール１１から剥離された同伴空気１８’とエアカッタ５１から噴射された噴射気体５１５と、処理空間３２で発生したパーティクルを含む排ガス１５０とを排出する基材の搬送方向下流側に配設された第２の排気手段１６と、を有している。
【００５３】
なお、エアカッタ５１については図１を参照して説明したものと同様なため説明を省略する。
【００５４】
ここで、基材搬送ロール１１は、基材搬送ロール１１外周面と固定電極１２３との間隙距離を安定に保つバックローラとしての機能も有している。
【００５５】
第１の排気手段１５は、主として上流側に流れるパーティクルを含む排ガス１５４を吸引するもので、第１のブロア１５１と第１のブロア１５１の駆動により発生した負圧による排気の流量を調整する第１のマスフローコントローラ１５２と、上流側に流れるパーティクルを含む排ガス１５４を吸引する排気部材である第１のノズル１５３と、パーティクルを含む排ガス１５０を排気する第２の排気ダクト１５５とを有し、
第２の排出手段１６は主として下流側に流れるパーティクルを含む排ガス１６４とエアカッタ５１により基材搬送ロール１１から剥離された同伴空気１８’とエアカッタ５１から噴射された噴射気体５１５とを吸引するもので、第２のブロア１６１と第２のブロア１６１の駆動により発生した負圧による排気の流量を調整する第２のマスフローコントローラ１６２と、下流側に流れるパーティクルを含む排ガス１６４を吸引する第２のノズル１６３と、パーティクルを含む排ガス１５０を排気する第１の排気ダクト１６５と、を有している。
【００５６】
第１のブロア１５１は、パーティクルを含む排ガス１５０を吸引し大気圧プラズマ放電処理装置の外に排出するブロワで、第２のブロア１６１は、パーティクルを含む排ガス１５０及びエアカッタ５１から噴射された噴射気体５１５を吸引し大気圧プラズマ放電処理装置の外に排出するブロワで、第１のブロア１５１と第２のブロア１６１との排気流量の和はガス供給手段１４からの混合ガスＧの供給量より少なくとも１．０倍以上、好ましくは１．５倍以上、より好ましくは３倍以上の排気能力を有している。
【００５７】
排気能力が少ないと十分な排気ができずに大気圧プラズマ放電処理装置内にパーティクルの拡散を招いたり、例えば排気ダクト等の排出手段内部に粉体を堆積してしまう。
【００５８】
そして、処理空間３２に浮遊するパーティクルＰ等が同伴空気１８に入り込む或いは押し流されることにより、大気圧プラズマ放電処理装置３０周辺の基材搬送ロール１１の回転方向下流側に多くパーティクルＰ等を拡散してしまう。
【００５９】
第１のマスフローコントローラ１５２と第２のマスフローコントローラ１６２との排気流量の和は、ガス供給手段１４からの混合ガスＧ及びエアカッタ５１から噴射される噴射気体５１５を吸引・排出するため、ガス供給手段１４からの混合ガスＧの供給流とエアカッタ５１からの噴射気体５１５の噴射流量とを加えた流量より少なくとも１．０倍以上、好ましくは１．２〜３倍の排気流量に調節され、且つ、第２のマスフローコントローラ１６２の排気流量は同伴ガスにより下流側に流されるパーティクルを含む排ガス１５０とエアカッタ５１から噴射される噴射気体５１５とを吸引・排出するため、第１のマスフローコントローラ１５２の排気流量より大きく調節している。
【００６０】
第１及び第２のマスフローコントローラの排気流量が少ないとパーティクルや排ガスの十分な排気ができずに大気圧プラズマ放電処理装置内にパーティクルの拡散を招いたり、例えば第１、第２ノズル等の排出手段内部に粉体を堆積してしまう。
【００６１】
ここで、基材搬送ロール１１の回転速度に応じて第２のマスフローコントローラ１６２の排気流量と第１のマスフローコントローラ１５２の排気流量とが一定の割合で変化するように両者の流量を制御しても良い。
【００６２】
そして基材搬送ロール１１は、基材Ｆをその周面に密接した状態で、不図示の駆動手段により搬送する。
【００６３】
また、固定電極１２３と基材搬送ロール１１外周との対向面とは所定の間隙を隔てて対向し、その対向領域が処理空間３２を形成している。
【００６４】
また、第１の高周波電源２１は周波数ω1、電界強度Ｖ1とする電圧、電流Ｉ1を出力可能な電源で、第２の高周波電源２２は周波数ω2、電界強度Ｖ2とする電圧、電流Ｉ2を出力可能な電源で、処理空間３２に周波数ω1と周波数ω2が重畳された高周波電界を発生させる。
【００６５】
ここで、窒素等の放電ガスに対して安定して放電が開始し、放電開始後も薄膜形成ガス等を安定して励起できるように、放電開始電界強度をＶＩとすると、各電源の出力の関係は、ω1＜ω2、及び、Ｖ1≧ＶＩ＞Ｖ2またはＶ1＞ＶＩ≧Ｖ2の関係を有し、第１の高周波電界の電流Ｉ1は、好ましくは０．３ｍＡ／ｃｍ2〜２０ｍＡ／ｃｍ2、さらに好ましくは１．０ｍＡ／ｃｍ2〜２０ｍＡ／ｃｍ2である。また、第２の高周波電界の電流Ｉ2は、好ましくは１０ｍＡ／ｃｍ2〜１００ｍＡ／ｃｍ2、さらに好ましくは２０ｍＡ／ｃｍ2〜１００ｍＡ／ｃｍ2で、前記第２の高周波電界の出力密度が１Ｗ／ｃｍ2以上となっている。
【００６６】
ガス供給手段１４は、薄膜形成ガスと放電ガスを均一に混合して混合ガスＧとして、ガス供給経路１４１及び間隙３１を通過し処理空間３２に混合ガスＧを供給する。
【００６７】
ここで、ガス供給手段１４から供給される薄膜形成ガスと放電ガスとの混合ガスＧのガスの種類、ガスの量、及び、第１の高周波電源２１と第２の高周波電源２２とから印加される周波数、電圧波形、電圧値、電流等を選択することにより、例えば反射防止膜や防汚膜等の、薄膜の形成、及び、例えば薄膜の酸化処理等の、薄膜の表面処理等が可能となる。
【００６８】
以下に上述した大気圧プラズマ放電処理装置３０による、成膜の１例として基材Ｆ上にセラミック層を形成する場合を例に取り、薄膜の形成方法について説明する。
【００６９】
基材Ｆを基材搬送ロール１１外周に沿わせて処理空間３２に搬送する。
【００７０】
ガス供給手段１４により処理空間３２にセラミック層を形成する混合ガスＧを供給し、第１の電源２１及び第２の電源２２により固定電極１２３及び基材搬送ロール１１間に、上述した周波数ω、電界強度Ｖ、電流Ｉの条件を満たす、周波数ω1と周波数ω2が重畳された高周波電界を印加し、混合ガスＧを励起してプラズマ状態にする。
【００７１】
処理空間３２で励起した混合ガスＧ’が基材Ｆに晒されて、基材Ｆ表面にセラミック層が堆積され形成される。
【００７２】
処理空間３２で混合ガスＧが励起されるとき、及び、処理空間３２で基材Ｆに薄膜が堆積される時、堆積されずに残った励起した混合ガスＧ’や過反応の混合ガス等がパーティクルＰとなり、パーティクルＰは励起した混合ガスＧ’に混ざった状態で処理空間３２に浮遊する。
【００７３】
浮遊するパーティクルＰ等が基材表面や形成されたセラミック層に付着或いは入り込むと、薄膜の濁度が上昇してしまう、膜が柔らかくなるなど、品質を劣化させるという問題を発生させるため、第１の排気手段１５でパーティクルを含む排ガス１５０を吸引・排気すると共に、エアカッタ５１で同伴空気を剥離し、第２の排気手段１６でパーティクルを含む排ガス１５０を吸引・排気する。
【００７４】
なお、パーティクル等の拡散を防止するため、第１の排気手段１５を取り囲んだ箱（不図示）を設け、その箱の内部側壁に窒素等の不活性ガスを沿うように流しても良い。また、第２の排気手段１６及びエアカッタ５１を取り囲んだ箱（不図示）を設け、その箱の内部側壁に窒素等の不活性ガスを沿うように流しても良い。
【００７５】
以上説明したように、大気圧プラズマ放電処理装置１０或いは大気圧プラズマ放電処理装置３０において、エアカッタからの噴射気体により同伴空気を基材搬送ロール１１等から剥離し、固定側の１対の電極の対向部から混合ガスを供給し、高周波電界を印加した放電空間でプラズマ化し、プラズマで発生したパーティクルと剥離した同伴空気と噴射気体と排ガスとを排ガスの排気手段で排出することにより、パーティクル等の除去を可能とし、同伴空気の影響を軽減しながら、励起された混合ガスの均一な基材Ｆの搬送方向の流れを作ることが可能となり、高品質な薄膜を形成可能となる。
【００７６】
図３は大気圧プラズマ放電処理ユニットを複数配列した場合の説明図である。
【００７７】
以下に、大気圧プラズマ放電処理ユニットとして前述したエアカッタ５１を有する大気圧プラズマ放電処理装置３０を複数配列した場合を例に取り説明する。前述したエアカッタ５１を有する大気圧プラズマ放電処理装置１０を同様にして複数配列することも可能なことは言うまでもない。
【００７８】
固定電極１２３と、ガス供給手段１４と、第１の排気手段１５と、第２の排気手段１６と、エアカッタ５１とを１組の大気圧プラズマ放電ユニット１９’として、複数組の大気圧プラズマ放電ユニット１９’が基材搬送ロール１１を中心にして同心円上に配列されている。
【００７９】
なお、各ガス供給手段は同一のガスを供給しても良く、異なるガスを供給しても良い。
【００８０】
また、ガス供給手段１４はこれを１設け、図示しない供給ガス流量調節手段により各固定電極１２３にそれぞれ所定量の混合ガスを調整して供給しても良い。
【００８１】
そして、各固定電極１２３には第２の高周波電源２２が接続され、基材搬送ロール１１には第１の高周波電源２１が接続されており、両電源のＯＮにより各固定電極１２３と基材搬送ロール１１との対向領域に高周波電界を発生させ、ガス供給手段１４から供給された混合ガスＧを励起する。
【００８２】
なお、固定電極側の高周波電源は形成する薄膜に応じて各大気圧プラズマ放電ユニット１９に１台毎設けても良い。この場合各高周波電源の周波数や電力は同じでもそれぞれ異なっても良い。
【００８３】
励起した混合ガスＧ’は、放電空間であり且つ薄膜を形成する処理空間３２において基材搬送ロール１１により搬送される基材Ｆ表面或いは基材表面上に形成された他の薄膜上に晒されて薄膜を堆積・形成する。
【００８４】
ここで大気圧プラズマ放電ユニット１９毎に、各ガス供給手段１４による混合ガスの供給量及びエアカッタ５１の気体噴射量に応じて下流側の第２の排気手段１６の排気流量と、上流側の第１の排気手段１５の排気流量とが調整されており、更に下流側の第２の排気手段１６の排気流量が、上流側の第１の排気手段１５の排気流量より多くしてある。
【００８５】
なお、６４と６７は基材Ｆを安定して基材搬送ロール１１にガイドするガイドローラである。
【００８６】
また、固定電極１２３と基材搬送ロール１１は図示しない電極及びロールの温度を調節する温度調節手段によりその表面温度が所定温度となるように調節されている。
【００８７】
以上説明したように、各大気圧プラズマ放電ユニット１９毎にガスの供給手段（含むエアカッタ５１）と排ガスの排気手段とを設けることにより、各大気圧プラズマ放電ユニット１９毎にガス流量の調整を可能とし、各大気圧プラズマ放電ユニット１９相互でのガスの混入を防止可能としたことにより高品質な膜を形成することが可能となる。
【００８８】
なお、以上図１、２、３で説明した周波数ω1の第１の高周波電源２１、周波数ω2の第２の高周波電源２２は下記の電源が好適に使用できる。
第１の高周波電源としては、
印加電源記号    メーカー            周波数            製品名
Ａ１        神鋼電機            ３ｋＨｚ    ＳＰＧ３−４５００
Ａ２        神鋼電機            ５ｋＨｚ    ＳＰＧ５−４５００
Ａ３        春日電機          １５ｋＨｚ    ＡＧＩ−０２３
Ａ４        神鋼電機          ５０ｋＨｚ    ＳＰＧ５０−４５００
Ａ５        ハイデン研究所  １００ｋＨｚ＊  ＰＨＦ−６ｋ
Ａ６        パール工業      ２００ｋＨｚ    ＣＦ−２０００−２００ｋ
Ａ７        パール工業      ４００ｋＨｚ    ＣＦ−２０００−４００ｋ
等の市販のものを挙げることが出来、何れも使用することが出来る。
【００８９】
また、第２の高周波電源としては、
印加電源記号    メーカー            周波数            製品名
Ｂ１        パール工業      ８００ｋＨｚ    ＣＦ−２０００−８００ｋ
Ｂ２        パール工業          ２ＭＨｚ    ＣＦ−２０００−２Ｍ
Ｂ３        パール工業  １３．５６ＭＨｚ    ＣＦ−５０００−１３Ｍ
Ｂ４        パール工業        ２７ＭＨｚ    ＣＦ−２０００−２７Ｍ
Ｂ５        パール工業      １５０ＭＨｚ    ＣＦ−２０００−１５０Ｍ
等の市販のものを挙げることが出来、何れも好ましく使用出来る。
【００９０】
なお、上記電源のうち、＊印はハイデン研究所インパルス高周波電源（連続モードで１００ｋＨｚ）である。それ以外は連続サイン波のみ印加可能な高周波電源である。
【００９１】
高周波電界の波形としては、特に限定されない。連続モードと呼ばれる連続サイン波状の連続発振モードと、パルスモードと呼ばれるＯＮ／ＯＦＦを断続的に行う断続発振モード等があり、そのどちらを採用してもよいが、少なくとも第２電極側（第２の高周波電界）は連続サイン波の方がより緻密で良質な膜が得られるので好ましい。
【００９２】
また、図１、２において基材搬送ロール１１と第１電源２１との間には、第１フィルタ２３が設置されており、第１電源２１から基材搬送ロール１１への電流を通過しやすくし、第２電源２２からの電流をアースして、第２電源２２から第１電源２１への電流が通過しにくくなるようになっており、
固定電極１２３と第２電源２２との間には、第２フィルター２４が設置されており、第２電源２２から固定電極１２３への電流を通過しやすくし、第１電源２１からの電流をアースして、第１電源２１から第２電源への電流を通過しにくくするようになっている。
【００９３】
次に例えばセラミック層を大気圧プラズマ放電処理装置１０及び３０で形成する場合の混合ガスＧとして供給する薄膜材料について説明する。
【００９４】
セラミック層を形成する条件として、原材料（原料ともいう）である有機金属化合物、及び分解ガス、及び分解温度、及び投入電力などを選ぶことで、金属炭化物、金属窒化物、金属酸化物、金属硫化物、金属ハロゲン化物、またこれらの混合物（金属酸窒化物、金属酸化ハロゲン化物、金属窒化炭化物など）を形成することができる。
【００９５】
例えば、珪素化合物を原料化合物として用い、分解ガスに酸素を用いれば、珪素酸化物が生成する。また、亜鉛化合物を原料化合物として用い、分解ガスにニ硫化炭素を用いれば、硫化亜鉛が生成する。これはプラズマ空間内では非常に活性な荷電粒子・活性ラジカルが高密度で存在するため、プラズマ空間内では多段階の化学反応が非常に高速に促進され、プラズマ空間内に存在する元素は熱力学的に安定な化合物へと非常な短時間で変換されるためである。
【００９６】
セラミック層を構成する薄膜材料として具体的には、無機酸化物が好ましく、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化窒化珪素、酸化窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズ等、又はそれらの混合物を挙げることができる。
【００９７】
これらの有機金属化合物としては、
ケイ素化合物として、シラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラｎ−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラｎ−ブトキシシラン、テトラｔ−ブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ビス（ジメチルアミノ）ジメチルシラン、ビス（ジメチルアミノ）メチルビニルシラン、ビス（エチルアミノ）ジメチルシラン、Ｎ，Ｏ−ビス（トリメチルシリル）アセトアミド、ビス（トリメチルシリル）カルボジイミド、ジエチルアミノトリメチルシラン、ジメチルアミノジメチルシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザン、ヘプタメチルジシラザン、ノナメチルトリシラザン、オクタメチルシクロテトラシラザン、テトラキスジメチルアミノシラン、テトライソシアナートシラン、テトラメチルジシラザン、トリス（ジメチルアミノ）シラン、トリエトキシフルオロシラン、アリルジメチルシラン、アリルトリメチルシラン、ベンジルトリメチルシラン、ビス（トリメチルシリル）アセチレン、１，４−ビストリメチルシリル−１，３−ブタジイン、ジ−ｔ−ブチルシラン、１，３−ジシラブタン、ビス（トリメチルシリル）メタン、シクロペンタジエニルトリメチルシラン、フェニルジメチルシラン、フェニルトリメチルシラン、プロパルギルトリメチルシラン、テトラメチルシラン、トリメチルシリルアセチレン、１−（トリメチルシリル）−１−プロピン、トリス（トリメチルシリル）メタン、トリス（トリメチルシリル）シラン、ビニルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロテトラシロキサン、Ｍシリケート５１等が挙げられる。
【００９８】
チタン化合物としては、例えば、チタンメトキシド、チタンエトキシド、チタンイソプロポキシド、チタンテトライソポロポキシド、チタンｎ−ブトキシド、チタンジイソプロポキシド（ビス−２，４−ペンタンジオネート）、チタンジイソプロポキシド（ビス−２，４−エチルアセトアセテート）、チタンジ−ｎ−ブトキシド（ビス−２，４−ペンタンジオネート）、チタンアセチルアセトネート、ブチルチタネートダイマー等が挙げられる。
【００９９】
ジルコニウム化合物としては、ジルコニウムｎ−プロポキシド、ジルコニウムｎ−ブトキシド、ジルコニウムｔ−ブトキシド、ジルコニウムトリ−ｎ−ブトキシドアセチルアセトネート、ジルコニウムジ−ｎ−ブトキシドビスアセチルアセトネート、ジルコニウムアセチルアセトネート、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムヘキサフルオロペンタンジオネート等が挙げられる。
【０１００】
アルミニウム化合物としては、アルミニウムエトキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムｎ−ブトキシド、アルミニウムｓ−ブトキシド、アルミニウムｔ−ブトキシド、アルミニウムアセチルアセトナート、トリエチルジアルミニウムトリ−ｓ−ブトキシド等が挙げられる。
【０１０１】
硼素化合物としては、ジボラン、テトラボラン、フッ化硼素、塩化硼素、臭化硼素、ボラン−ジエチルエーテル錯体、ボラン−ＴＨＦ錯体、ボラン−ジメチルスルフィド錯体、三フッ化硼素ジエチルエーテル錯体、トリエチルボラン、トリメトキシボラン、トリエトキシボラン、トリ（イソプロポキシ）ボラン、ボラゾール、トリメチルボラゾール、トリエチルボラゾール、トリイソプロピルボラゾール、等が挙げられる。
【０１０２】
錫化合物としては、テトラエチル錫、テトラメチル錫、二酢酸ジ−ｎ−ブチル錫、テトラブチル錫、テトラオクチル錫、テトラエトキシ錫、メチルトリエトキシ錫、ジエチルジエトキシ錫、トリイソプロピルエトキシ錫、ジエチル錫、ジメチル錫、ジイソプロピル錫、ジブチル錫、ジエトキシ錫、ジメトキシ錫、ジイソプロポキシ錫、ジブトキシ錫、錫ジブチラート、錫ジアセトアセトナート、エチル錫アセトアセトナート、エトキシ錫アセトアセトナート、ジメチル錫ジアセトアセトナート等、錫水素化合物等、ハロゲン化錫としては、二塩化錫、四塩化錫等が挙げられる。
【０１０３】
また、その他の有機金属化合物としては、例えば、アンチモンエトキシド、ヒ素トリエトキシド、バリウム２，２，６，６−テトラメチルヘプタンジオネート、ベリリウムアセチルアセトナート、ビスマスヘキサフルオロペンタンジオネート、ジメチルカドミウム、カルシウム２，２，６，６−テトラメチルヘプタンジオネート、クロムトリフルオロペンタンジオネート、コバルトアセチルアセトナート、銅ヘキサフルオロペンタンジオネート、マグネシウムヘキサフルオロペンタンジオネート−ジメチルエーテル錯体、ガリウムエトキシド、テトラエトキシゲルマン、テトラメトキシゲルマン、ハフニウムｔ−ブドキシド、ハフニウムエトキシド、インジウムアセチルアセトナート、インジウム２，６−ジメチルアミノヘプタンジオネート、フェロセン、ランタンイソプロポキシド、酢酸鉛、テトラエチル鉛、ネオジウムアセチルアセトナート、白金ヘキサフルオロペンタンジオネート、トリメチルシクロペンタジエニル白金、ロジウムジカルボニルアセチルアセトナート、ストロンチウム２，２，６，６−テトラメチルヘプタンジオネート、タンタルメトキシド、タンタルトリフルオロエトキシド、テルルエトキシド、タングステンエトキシド、バナジウムトリイソプロポキシドオキシド、マグネシウムヘキサフルオロアセチルアセトナート、亜鉛アセチルアセトナート、ジエチル亜鉛、などが挙げられる。
【０１０４】
また、これらの金属を含む原料ガスを分解して無機化合物を得るための分解ガスとしては、水素ガス、メタンガス、アセチレンガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、窒素ガス、アンモニアガス、亜酸化窒素ガス、酸化窒素ガス、二酸化窒素ガス、酸素ガス、水蒸気、フッ素ガス、フッ化水素、トリフルオロアルコール、トリフルオロトルエン、硫化水素、二酸化硫黄、二硫化炭素、塩素ガスなどが挙げられる。
【０１０５】
金属元素を含む原料ガスと、分解ガスを適宜選択することで、各種の金属炭化物、金属窒化物、金属酸化物、金属ハロゲン化物、金属硫化物を得ることができる。
【０１０６】
これらの反応性ガスに対して、主にプラズマ状態になりやすい放電ガスを混合し、プラズマ放電発生装置にガスを送りこむ。
【０１０７】
このような放電ガスとしては、窒素ガスおよび／または周期表の第１８属原子、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等が用いられる。これらの中でも窒素、ヘリウム、アルゴンが好ましく用いられ、特に窒素がコストも安く好ましい。
【０１０８】
上記放電ガスと反応性ガスを混合し、混合ガスＧとして大気圧プラズマ放電装置１０及び３０に供給することで膜形成を行う。放電ガスと反応性ガスの割合は、得ようとする膜の性質によって異なるが、混合ガス全体に対し、放電ガスの割合を５０％以上として反応性ガスを供給する。
【０１０９】
図４は、電極の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。
【０１１０】
図４は上述した、第１電極１２１と第２電極１２２と固定電極１２３と基材搬送ロール１１等の概念を示したもので、導電性の金属質母材４１に対し、誘電体４２が被覆されたものである。
【０１１１】
そして、金属質母材４１に接続されたケーブル（不図示）、或いは必要に応じ金属質母材４１の軸部４３に設けられた電機子及びブラシ（不図示）等を介して高周波電源（不図示）に接続されている。
【０１１２】
なお、上記電極の内、高周波電界を発生する対となった電極の内少なくとも一方に誘電体４２が被覆されている。
【０１１３】
導電性の金属質母材４１としては、チタン金属またはチタン合金、銀、白金、ステンレススティール、アルミニウム、鉄等の金属等や、鉄とセラミックスとの複合材料またはアルミニウムとセラミックスとの複合材料を挙げることが出来るが、チタン金属またはチタン合金が特に好ましい。
【０１１４】
また、金属質母材４１の表面に被覆した誘電体４２は、誘電体としてのセラミックスを溶射後、無機化合物の封孔材料を用いて封孔処理したものである。
【０１１５】
誘電体４２は片肉で１ｍｍ程度被覆されていればよく、溶射に用いるセラミックス材としては、アルミナ・窒化珪素等が好ましく用いられるが、この中でもアルミナが加工し易いので、特に好ましく用いられる。また、誘電体層が、ライニングにより無機材料を設けたライニング処理誘電体であってもよい。
【０１１６】
誘電体を被覆する電極においては、金属質母材と誘電体との間に線熱膨張係数の差が少ない組み合わせのものが好ましく、例えば金属質母材が純チタンまたはチタン合金で、誘電体がセラミックス溶射被膜が特に好ましく、他に、金属質母材が純チタンまたはチタン合金で、誘電体がガラスライニング、金属質母材がセラミックスおよび鉄の複合材料で、誘電体がセラミックス溶射被膜、金属質母材がセラミックスおよび鉄の複合材料で、誘電体がガラスライニング、金属質母材がセラミックスおよびアルミの複合材料で、誘電体がセラミックス溶射皮膜、金属質母材がセラミックスおよびアルミの複合材料で、誘電体がガラスライニング、等が挙げられる。
【０１１７】
このような組み合わせにより、使用中の電極の劣化、特にひび割れ、剥がれ、脱落等がなく、過酷な条件での長時間の使用に耐えることが出来る。
【０１１８】
再び話を排気手段に戻して、
図５はエアカッタ５１と第２の排気手段１６の説明図である。
【０１１９】
以下にエアカッタ５１と第２の排気手段１６とについて更に説明する。
【０１２０】
図５は主として下流側に流れるパーティクルを含む排ガスＧ１を吸引する第２の排出手段１６とエアカッタ５１との一部を示している。
【０１２１】
図５において、矢印方向に回転する基材搬送ロール１１により、搬送される基材Ｆ表面に励起した混合ガスＧ’が晒されて薄膜（不図示）が形成されている。
【０１２２】
そして、励起した混合ガスＧ’中にはパーティクルＰ等が浮遊している。
【０１２３】
薄膜を形成し終わり、混合ガスＧの供給に伴い押し出されたパーティクルＰ等を含む排ガスＧ１は第２の排気手段１６の第２のノズル１６３から吸引され、排出される、
また、エアカッタ５１の噴射ノズル５１１からは窒素または空気等の噴射気体５１５が同伴空気１８に向けて噴射され、基材搬送ロール１１或いは既に形成された薄膜上（不図示）から同伴空気１８を剥離する（図示破線）。
【０１２４】
１２２ｂは第２の固定電極１２２の下流側先端部の直径方向基材搬送ロール１１側のＥ部で、１２３ｂは固定電極１２３の下流側先端部の直径方向基材搬送ロール１１側のＦ部である。
【０１２５】
また、１６３ａは第２のノズル１６３の先端部の直径方向第１の固定電極１２２側のＨ部で、１６３ｂは第２のノズル１６３の先端部の直径方向基材搬送ロール１１側のＪ部で、
また、５１１ａは噴射ノズル５１１の先端部の直径方向第１の固定電極１２２側のＫ部で、５１１ｂは噴射ノズル５１１の先端部の直径方向基材搬送ロール１１側のＭ部である。
【０１２６】
Ｅ部１２２ｂ及びＦ部１２３ｂとＨ部１６３ａとの間隙ｄ５は１０ｍｍ以下、好ましくは０〜３ｍｍとなっている。広すぎると外部の空気を吸引してしまい排気効率が下がりパーティクル等が十分排出できなくなってしまう。
【０１２７】
また、Ｊ部１６３ｂとＫ部５１１ａとの間隙は噴射気体５１５が全て第２のノズル１６３に吸引されるように０が好ましい。
【０１２８】
また、Ｍ部５１１ｂと基材搬送ロール１１との間隙ｄ７は、搬送する基材厚さに基づき間隙を決定するが、間隙ｄ７は基材Ｆに接触せず、放電空間外での不要な放電を起こさない範囲で狭い方が良く、広すぎると外部の空気を吸引してしまい排気効率が下がりパーティクル等が十分排出できなくなってしまうため、１０ｍｍ以下、好ましくは０．５〜３ｍｍとなっている。
【０１２９】
また、少なくとも第１のノズル１５３及び第２のノズル１６３の先端部とエアカッタ５１の先端部は、電極及び基材搬送ロールからの高周波電圧の不要な放電を防止するためガラスエポキシ等の絶縁材料を用いることが好ましい。
【０１３０】
図６は、図５の第２の排気手段１６を上から見た説明図である。
【０１３１】
図６（ａ）は、図５の第２の排気手段１６を上から見た図で、図６（ｂ）は、図５の第２の排気手段１６の他の形態を上から見た図で、図６（ｃ）は図６（ａ）及び（ｂ）のＸ−Ｙから見たノズルの先端部の図である。
【０１３２】
図６（ａ）、図６（ｃ）において、第２のノズル１６３は第１の排気ダクト１６５に接続された排気ガスの排気経路１５３１を有し、排気経路１５３１は枝分かれし第２の排気経路１５３２となり、第２の排気経路１５３２は更に枝分かれして第３の排気経路１５３３となり、第３の排気経路１５３３は更に枝分かれして第４の排気経路１５３４となり、第４の排気経路１５３４の先端部がパーティクルを含む排ガスを吸引する吸気口１５３５となっている。
【０１３３】
幅手方向に均一な吸引流量を得るためには以上説明した様な枝分かれ構造を有していることが好ましいが、順次枝分かれせず排気ガスの排気経路１５３１が直接第４の排気経路１５３４に接続されている様な構成（不図示）にしても良い。
【０１３４】
Ｗ１は第２のノズル１６３の排ガス吸引部１５３６の幅寸法、Ｗ２は基材搬送ロール１１の幅寸法である。
【０１３５】
各幅寸法はＷ１≧Ｗ２の関係を有しており、Ｗ１からＷ２を差し引いた寸法は０〜５００ｍｍ、好ましくは５０〜２００ｍｍとなっている。少な過ぎると基材搬送ロール１１両端近傍のパーティクルを含む排ガス１５０を十分吸引できにくくなり、多すぎると外部の空気を吸引してしまい排気効率が下がりパーティクル等が十分排出できなくなってしまう。
【０１３６】
また、排気ガスが通過する部分は排気手段１６の内面に、パーティクル等の生成物が付着・堆積しないようにフッ素を含有する樹脂が被覆してある。
【０１３７】
また排気手段１６を構成する外壁に、パーティクル等の生成物が付着・堆積しないように、及び、付着したパーティクル等の生成物を除去するための超音波振動部材（不図示）が固定され、薄膜形成中はＯＮとなり超音波振動を加えている。
【０１３８】
なお、上流側の第１の排気手段１５も同様な構成を有している。
【０１３９】
図７は、図５のエアカッタ５１を上から見た説明図である。
【０１４０】
図７（ａ）は、エアカッタ５１を上から見た図で、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＱ−Ｒから見たノズルの先端部の図である。
【０１４１】
図７（ａ）、図７（ｂ）において、第２のノズル１６３は第１の排気ダクト１６５に接続された排気ガスの排気経路１５３１を有し、排気経路１５３１は排気経路１５３１は噴射される噴射気体の一時貯留部となる空洞１５３７に接続され、空洞１５３７の排気経路１５３１と反対側の基材搬送ロール１１幅手方向に一直線のスリット１５３９が設けている。
【０１４２】
そして、スリット１５３９から噴射気体５１５が同伴空気に向けて噴射される。
【０１４３】
Ｗ３は第２のノズル１６３のスリット１５３９の幅寸法、Ｗ２は基材搬送ロール１１の幅寸法である。
【０１４４】
各幅寸法はＷ３≧Ｗ２の関係を有しており、Ｗ３からＷ２を差し引いた寸法は０〜５００ｍｍ、好ましくは５０〜２００ｍｍとなっている。少な過ぎると基材搬送ロール１１両側面近傍の同伴空気を十分剥離吸引できにくくなり、多すぎると噴射気体を外部に噴射してしまい、結果としてパーティクル等が十分排出できなくなってしまう。
【０１４５】
また、エアカッタ５１は図６（ａ）で説明したような枝分かれ構造としても良い。
【０１４６】
なお、上流側にエアカッタを設ける場合も同様な構成を有している。
【０１４７】
図８は基材搬送ロール側面の排気手段の説明図である。
【０１４８】
側面排気部材１６１は基材搬送ロール１１の両側面から放出するパーティクルを含む排ガス１５０を外部に拡散させないための、基材搬送ロール１１の両面に配設されたパーティクルを含む排ガス１５０の排気板である。
【０１４９】
側面排気部材１６１により吸引されたパーティクルを含む排ガス１５０は、排ガス経路１６２を経て、パーティクル等を集塵するフィルタ（不図示）を有する排ガス排気手段１６３により排気される。
【０１５０】
側面排気板１６１の形状は、基材搬送ロール１１の直径方向に、基材搬送ロール１１外周面より内側で、且つ、固定電極１２３内側より外側となる寸法を有し、基材搬送ロール１１の接線方向に、固定電極１２３の両端及びエアカッタの先端よりそれぞれ外側となる寸法を有している。
【０１５１】
内側、外側のそれぞれのオーバーラップ寸法は１０〜１００ｍｍを有している。オーバーラップが多すぎると操作性を阻害し、少なすぎると基材搬送ロール１１の両側面から放出するパーティクルを含む排ガス１５０の放出が多くなってしまう。
【０１５２】
なお、それ以外については図３の構成と同様なため説明を省略する。
【０１５３】
また、側面排気板１６１と、第１の排気手段１５及び／又は第２の排気手段１６とは一体となっていても良い。
【０１５４】
図９は、本発明の大気圧プラズマ放電処理装置の第３の形態の１例を示す概略図である。
【０１５５】
本発明は放電空間の外で薄膜を形成する第１の形態の大気圧プラズマ放電処理装置１０において、第２の固定電極１２２と第２の排気手段１６との間にパーティクルを含んだ排ガスが装置外に漏れるのを防止する気体噴出部６０を有している。
【０１５６】
気体噴出部６０は、気体６１０を噴射する噴射ノズル６１１と、噴射ノズル６１１に気体６１０を送る送風部材６１２と、気体６１０を気体供給手段６１４から取込み送風部材６１２に送出するブロワ６１３とを有している。
【０１５７】
使用する気体６１０は窒素やアルゴン等の不活性ガスを用いることが望ましいが、空気でも良い。又、気体６１０の噴射方向は第２の固定電極１２２と第２の排気手段１６との間隙に向けて噴射する。
【０１５８】
噴射された噴射気体６１５は第２の固定電極１２２と第２の排気手段１６との間隙からパーティクルを含んだ排ガスが外部に向けて漏れ出すのを抑制する。
【０１５９】
なお、図２を参照して説明した放電空間内で薄膜を形成する第２の形態の大気圧プラズマ放電処理装置３０についても同様にして適応できる。
【０１６０】
図１０は、大気圧プラズマ放電処理装置の第４の形態の１例を示す概略図である。
【０１６１】
本発明は大気圧プラズマ放電処理装置１０により発生したパーティクルＰが同伴空気と共に下流に流れ、装置内外に付着・堆積したり、基材Ｆに付着することを軽減しようとするもので、大気圧プラズマ放電処理装置１０の下流側に同伴空気の流れを破壊する大気圧プラズマ放電処理部５０を有したものであります。そして、これにより高品質な薄膜を形成するものであります。
【０１６２】
本形態と、図１を参照して説明した第１の形態の大気圧プラズマ放電処理装置１０との違いは、第１の形態の大気圧プラズマ放電処理装置１０の下流側近傍に大気圧プラズマ放電処理部５０を有し、エアカッタ５１及びエアカッタ５１’及び第２の排気手段１６がなく、
大気圧プラズマ放電処理部５０の下流側近傍に第１の形態の大気圧プラズマ放電処理装置１０の第２の排気手段１６に相当する第２の排気手段１６’を有していることのみである。
【０１６３】
大気圧プラズマ放電処理部５０は、前記固定電極１２に相当する固定電極１２’と、前記ガス供給手段１４に相当するガス供給手段１４’と、前記第１の高周波電源２１と第２の高周波電源２２とに相当する第１の高周波電源２１’と第２の高周波電源２２’と、前記第１の排気手段１５に相当する第１の排気手段１５’と、第２の排気手段１６’と、を有している。
【０１６４】
ガス供給手段１４’は薄膜の形成および表面処理を行わないため、薄膜形成ガス及び酸化ガス等を供給せず窒素ガスを供給する。窒素ガスを固定電極１２’内部の放電領域で第１の高周波電源２１’と第２の高周波電源２２’とによる高周波電界でプラズマ化させ、プラズマジェットを同伴空気に噴射することにより同伴空気の流れを破壊する。
【０１６５】
ガス供給手段１４’により供給された窒素ガスの排ガスは上述した様に主として第２の排気手段１６’により排気される。
【０１６６】
ここで、供給ガスはプラズマにより粉体を生成しないガス、及びプラズマ化した供給ガスにより基材表面状態を変化させないガスで有れば特に窒素ガスでなくとも良い。
【０１６７】
なお、図２を参照して説明した放電空間内で薄膜を形成する第２の形態の大気圧プラズマ放電処理装置３０についても同様にして適応できる。
【図面の簡単な説明】
【０１６８】
【図１】大気圧プラズマ放電処理装置の第１の形態の１例を示す概略図である。
【図２】大気圧プラズマ放電処理装置の第２の形態の１例を示す概略図である。
【図３】大気圧プラズマ放電処理ユニットを複数配列した場合の説明図である。
【図４】電極の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。
【図５】エアカッタ５１と第２の排気手段１６の説明図である。
【図６】図５の第２の排気手段１６を上から見た説明図である。
【図７】図５のエアカッタ５１を上から見た説明図である。
【図８】基材搬送ロール側面の排気手段の説明図である。
【図９】大気圧プラズマ放電処理装置の第３の形態の１例を示す概略図である。
【図１０】大気圧プラズマ放電処理装置の第４の形態の１例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１６９】
１０、３０  大気圧プラズマ放電処理装置
１１  基材搬送ロール
１２  角筒型固定電極
１３  放電領域
１４  ガス供給手段
１５、３５  第１の排気手段
１６、３６  第２の排気手段
１７  処理空間
１８  同伴空気
１９  大気圧プラズマ放電ユニット
５１  エアカッタ
１２３  固定電極
１５０  パーティクルを含む排ガス
５１０  気体
５１１  噴射ノズル
５１３  ブロワ
５１５  噴射気体
Ｇ  混合ガス
Ｇ’  励起した混合ガス
Ｐ  パーティクル
【図１】
2006257504.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006257504.tif 000008
【図７】
2006257504.tif 000009
【図８】
2006257504.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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