(57)【要約】【課題】容器の内面に形成する被膜の品質を安定させる。【解決手段】有底筒状の容器Ｗが内部に配置される処理装置本体１１と、この処理装置本体１１内に高周波を導入する高周波導入手段１２と、処理装置本体１１内に配置される容器Ｗの内部に処理ガスＧを導入可能な処理ガス導入管１３とが備えられたプラズマ処理装置１０であって、処理装置本体１１内には、この処理装置本体１１内の容器Ｗの内部に挿入される放電電極１６が設けられている。【選択図】図１
2008010270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状の容器が内部に配置される処理装置本体と、この処理装置本体内に高周波を導入する高周波導入手段と、処理装置本体内に配置される容器の内部に処理ガスを導入可能な処理ガス導入管とが備えられたプラズマ処理装置であって、
前記処理装置本体内には、この処理装置本体内の容器の内部に挿入される放電電極が設けられていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１記載のプラズマ処理装置において、
前記処理ガス導入管は、金属材料で形成されるとともに、前記処理装置本体内の容器の内部に挿入された状態でこの容器の内部に処理ガスを導入し、
前記放電電極は金属線材の先端部とされるとともに、この金属線材において前記放電電極を除いた部分の外周面に絶縁材料が被覆され、
前記金属線材は、前記処理ガス導入管のうち前記容器の内部に挿入される部分に沿って取り付けられていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプラズマ処理装置において、
前記放電電極は圧電素子に接続されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
処理装置本体内に高周波を導入して処理ガスをプラズマ化することにより、処理装置本体内に配置された容器の内面に被膜を形成するプラズマ処理方法であって、
請求項１から３のいずれかに記載のプラズマ処理装置を用い、容器内の処理ガスを高周波でプラズマ化する際に、容器の内部に挿入された放電電極に電圧を印加して放電させ、この放電を起点として容器の内部にプラズマを発生させ、このプラズマ状態を高周波導入手段からの高周波で維持することにより前記容器の内面に被膜を形成することを特徴とするプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器の内面に被膜を形成するプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のプラズマ処理装置としては、例えば下記特許文献１から３に示されるような、有底筒状の容器が内部に配置される処理装置本体と、この処理装置本体内に高周波を導入する高周波導入手段と、処理装置本体内に配置される容器の内部に処理ガスを導入可能な処理ガス導入管とが備えられ、処理装置本体内に高周波を導入して、容器の内部の処理ガスをプラズマ化することにより、この容器の内面に被膜を形成する構成が知られている。
【特許文献１】特開２００４−３０７９１３号公報
【特許文献２】特開２００５−２３５５号公報
【特許文献３】特開２００５−２９０５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来のプラズマ処理装置では、容器の内部においてプラズマの発生する位置やタイミングが安定せず、容器の内面に形成する被膜の品質が安定しないことがあった。
【０００４】
本発明は、このような背景の下になされたもので、容器の内面に形成する被膜の品質を安定させることができるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明のプラズマ処理装置は、有底筒状の容器が内部に配置される処理装置本体と、この処理装置本体内に高周波を導入する高周波導入手段と、処理装置本体内に配置される容器の内部に処理ガスを導入可能な処理ガス導入管とが備えられたプラズマ処理装置であって、前記処理装置本体内には、この処理装置本体内の容器の内部に挿入される放電電極が設けられていることを特徴とする。
この発明によれば、容器の内部の処理ガスを高周波によってプラズマ化する際に、容器の内部に挿入された放電電極に電圧を印加して放電させ、この放電を起点として容器の内部でプラズマを発生させて、さらにこのプラズマ状態を高周波導入手段からの高周波で維持することが可能になり、容器の内部においてプラズマが発生する位置やタイミングを安定させることができ、容器の内面に形成する被膜の品質を安定させることができる。
【０００６】
ここで、前記処理ガス導入管は、金属材料で形成されるとともに、前記処理装置本体内の容器の内部に挿入された状態でこの容器の内部に処理ガスを導入し、前記放電電極は金属線材の先端部とされるとともに、この金属線材において前記放電電極を除いた部分の外周面に絶縁材料が被覆され、前記金属線材は、前記処理ガス導入管のうち前記容器の内部に挿入される部分に沿って取り付けられてもよい。
この場合、放電電極に電圧を印加すると処理ガス導入管と放電電極との間で放電し、この部分を起点としてプラズマが発生することになるので、前記の作用効果が容易かつ確実に奏効されることになる。さらに、前記金属線材が、処理ガス導入管のうち容器の内部に挿入される部分に沿って取り付けられているので、処理装置本体内に容器を配置する際に、放電電極を処理ガス導入管とともに容器の内部に挿入することが可能になり、放電電極を容器の内部に挿入したり、位置を固定したりする等のために新たな装置が必要になったりするのを防ぐことができ、装置の高コスト化を抑制することができるとともに、前記容器を処理装置本体内に配置する時間が長くなるのを防ぐこともできる。
【０００７】
また、前記放電電極は圧電素子に接続されてもよい。
この場合、プラズマ処理装置の高コスト化を招くことなく前記の作用効果を奏効させることができる。
【０００８】
本発明のプラズマ処理方法は、処理装置本体内に高周波を導入して処理ガスをプラズマ化することにより、処理装置本体内に配置された容器の内面に被膜を形成するプラズマ処理方法であって、本発明のプラズマ処理装置を用い、容器内の処理ガスを高周波でプラズマ化する際に、容器の内部に挿入された放電電極に電圧を印加して放電させ、この放電を起点として容器の内部にプラズマを発生させ、このプラズマ状態を高周波導入手段からの高周波で維持することにより前記容器の内面に被膜を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法によれば、容器の内面に形成する被膜の品質を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図１に基づいて本発明の一実施形態を説明する。本実施形態に係るプラズマ処理装置１０は、有底筒状の容器Ｗが内部に配置される処理装置本体１１と、処理装置本体１１内にマイクロ波（高周波）を導入するマイクロ波導入手段１２（高周波導入手段）と、処理装置本体１１内に配置される容器Ｗの内部に処理ガスＧを導入可能な処理ガス導入管１３とが備えられている。
【００１１】
本実施形態では、容器Ｗは、例えばポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂により形成されたいわゆるペットボトルのような形状とされ、その上端開口部Ｗ１が底蓋１１ｂに支えられて処理装置本体１１内に配置される。この底蓋１１ｂには、内部が処理装置本体１１内と連通した排気口が連結されている。そして、この排気口内に、処理ガス導入管１３が挿入されて、処理ガス導入管１３は、処理装置本体１１内の容器Ｗの内部にその上端開口部Ｗ１から挿入されるようになっている。これにより、容器Ｗの内部に位置する処理ガス導入管１３の開口端部１３ａからこの容器Ｗ内に処理ガスＧを導入するようになっている。また、本実施形態では、処理装置本体１１に、容器Ｗの胴部Ｗ２に向けて開口する開口部１１ａが形成されており、この開口部１１ａを介してマイクロ波導入手段１２からのマイクロ波が処理装置本体１１内に導入される。
【００１２】
なお、処理装置本体１１の天板１１ｃは開閉可能とされ、容器Ｗを処理装置本体１１内から出し入れできるようになっている。また、処理装置本体１１には、図示されない真空ポンプに接続された排気管１４が連結され、処理装置本体１１の内圧が調整可能とされている。マイクロ波導入手段１２は、処理装置本体１１の開口部１１ａ内に配置されたマイクロ波発生器１２ａを備え、このマイクロ波発生器１２ａから処理装置本体１１内にマイクロ波を導入するようになっている。
【００１３】
また、本実施形態では、処理装置本体１１内に、この処理装置本体１１の内面のうち容器Ｗの胴部Ｗ２と対向する側面、および容器Ｗの胴部Ｗ２それぞれの間に隙間を設けた状態で、この容器Ｗの胴部Ｗ２を全周にわたって囲繞する電磁波透過材質からなる誘電体１５が設けられている。この誘電体１５は筒状とされて、その両端開口部はそれぞれ、処理装置本体１１における天板１１ｃおよび底蓋１１ｂの各内面によって閉塞されている。また、処理装置本体１１の開口部１１ａは、誘電体１５の外周面に向けて開口している。なお、誘電体１５は例えば石英等で形成される。
【００１４】
そして、本実施形態では、処理装置本体１１内に、この処理装置本体１１内に配置される容器Ｗの内部に挿入される放電電極１６が設けられている。ここで、放電電極１６は金属線材１６ｂの先端部とされるとともに、この金属線材１６ｂにおいて放電電極１６を除いた部分の外周面に絶縁材料１６ａが被覆されている。金属線材１６ｂは、放電電極１６が処理ガス導入管１３の開口端部１３ａと対向する位置に所定の間隔をあけて配置されるように、処理ガス導入管１３のうち容器Ｗの内部に挿入される部分に沿って取り付けられている。また、処理ガス導入管１３は金属材料で形成されている。さらに、放電電極１６は圧電素子１７に接続されている。
【００１５】
本実施形態では、金属線材１６ｂは、処理ガス導入管１３とともに前記排気口内を通して処理装置本体１１内に至らされ、金属線材１６ｂのうち放電電極１６を除いた部分の外周面に絶縁材料が被覆され、処理ガス導入管１３の外周面に沿って取り付けられている。なお、放電電極１６と処理ガス導入管１３の開口端部１３ａとの間の間隔は、成膜時における処理装置本体１１内の内圧に応じて決定されるが、本実施形態のように放電電極１６が圧電素子１７に接続された場合には、同一の間隔でも極めて広い内圧範囲に対応することができる。
以上より、圧電素子１７で放電電極１６に電圧を印加したときに、処理ガス導入管１３の開口端部１３ａと放電電極１６との間で放電するようになっている。
【００１６】
以上のように構成されたプラズマ処理装置１０においては、容器Ｗが配置された処理装置本体１１内に、マイクロ波導入手段１２から前記開口部１１ａを介してマイクロ波を導入して、このマイクロ波を容器Ｗの胴部Ｗ２に照射することにより、処理ガス導入管１３から容器Ｗ内に導入された処理ガスＧをプラズマ化し、容器Ｗの内面に被膜を形成する。
【００１７】
ここで、容器Ｗ内の処理ガスＧをマイクロ波でプラズマ化する際に、圧電素子１７で放電電極１６に電圧を印加して放電させることにより、この放電を起点として容器Ｗ内でプラズマを発生させ、このプラズマ状態をマイクロ波導入手段１２からのマイクロ波で維持することにより容器Ｗの内面に被膜を形成する。
【００１８】
以上説明したように、本実施形態に係るプラズマ処理装置１０によれば、処理装置本体１１内に、容器Ｗの内部に挿入される放電電極１６が設けられているので、マイクロ波で容器Ｗ内の処理ガスＧをプラズマ化する際に、容器Ｗの内部に挿入された放電電極１６に電圧を印加して放電させ、この放電を起点として容器Ｗの内部でプラズマを発生させ、このプラズマ状態をマイクロ波導入手段１２からのマイクロ波で維持することが可能になり、容器Ｗの内部においてプラズマが発生する位置やタイミングを安定させることができ、容器Ｗの内面に形成する被膜の品質を安定させることができる。
【００１９】
また、本実施形態では、放電電極１６が処理ガス導入管１３の開口端部１３ａと対向する位置に配置されているので、放電電極１６に電圧を印加すると、処理ガス導入管１３の開口端部１３ａと放電電極１６との間で放電してプラズマが発生することになり、前記の作用効果が容易かつ確実に奏効されることになる。
さらに、金属線材１６ｂが、処理ガス導入管１３のうち容器Ｗの内部に挿入される部分に沿って取り付けられているので、処理装置本体１１内に容器Ｗを配置する際に、放電電極１６を処理ガス導入管１３とともに容器Ｗの内部に挿入することが可能になり、放電電極１６を容器Ｗの内部に挿入したり、位置を固定したりする等のために新たな装置が必要になったりするのを防ぐことができ、装置の高コスト化を抑制することができるとともに、容器Ｗを処理装置本体１１内に配置する時間が長くなるのを防ぐことが可能になり、例えば複数の容器Ｗに被膜を形成する場合に、その製造時間を確実に短縮することができる。
さらにまた、本実施形態では、放電電極１６は圧電素子１７に接続され、この圧電素子１７で放電電極１６に電圧を印加して放電させるので、このプラズマ処理装置１０の高コスト化を招くことなく前記の作用効果を奏効させることができる。
【００２０】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
前記実施形態では、マイクロ波導入手段１２からのマイクロ波により処理ガスをプラズマ化したが、これに代えて、例えば１３．５６ＭＨｚなどの電磁波を高周波導入手段から処理装置本体１１内に導入して処理ガスをプラズマ化してもよい。
また、前記実施形態では、放電電極１６を処理ガス導入管１３の開口端部１３ａと対向する位置に配置したが、これに限らず、容器Ｗの内部であればいずれの位置に配置してもよい。
【００２１】
さらに、前記実施形態では、放電電極１６に電圧を印加するのに圧電素子１７を採用したが、これに代えて、他の電圧発生装置を用いてもよい。
また、前記実施形態では、処理ガス導入管１３として、その開口端部１３ａを容器Ｗの内部に位置させた状態で、この容器Ｗの内部に処理ガスＧを導入する構成を示したが、これに代えて例えば、処理ガス導入管１３の開口端部１３ａを、容器Ｗの上端開口部Ｗ１にこの容器Ｗの外方から対向させて位置させた状態で、処理ガスＧを容器Ｗの内部に導入するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
容器の内面に形成する被膜の品質を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態として示したプラズマ処理装置の概略図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  プラズマ処理装置
１１  処理装置本体
１１ａ  開口部
１１ｂ  底蓋
１１ｃ  天板
１２  マイクロ波導入手段（高周波導入手段）
１２ａ  マイクロ波発生器
１３  処理ガス導入管
１３ａ  開口端部
１４  排気管
１５  誘電体
１６  放電電極
１６ａ  絶縁材料
１６ｂ  金属線材
１７  圧電素子
Ｇ    処理ガス
Ｗ    容器
Ｗ１  上端開口部
Ｗ２  胴部
【図１】
2008010270.tif 000003