(57)【要約】チャンバ内で移動する基材の表面をプラズマ重合により処理する複数のチャンバを有したプラズマ重合連続処理装置が、チャンバ内で基材が垂直に移動する、少なくとも一つ以上の電極を含む少なくとも１つの垂直チャンバ含む。垂直チャンバを単独に、または、複数に配置したり、水平チャンバと共に配置して多様な形態のプラズマ重合処理システムを構成することが可能であり、複数のチャンバを表面処理目的によって、重合チャンバ、後処理チャンバ、前処理チャンバ等として、多様な機能と用途に活用することができる。
2004520493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャンバを有して、それらチャンバ内部に移動する基材の表面にプラズマ重合により表面処理を行うプラズマ重合連続処理装置において、
チャンバの内部で基材の移動方向が垂直であり、少なくとも一つ以上の電極を含む垂直チャンバを少なくとも一つ以上含んで構成されることを特徴とする垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項２】
前記電極は、基材の移動方向と平行にチャンバの内部に配置されることを特徴とする請求項１記載の垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項３】
前記電極は、複数の電極で構成されて、各電極は基材の移動方向と平行にチャンバの内部に一列に配置されることを特徴とする請求項２記載の垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項４】
前記垂直チャンバは、プラズマ重合により基材の表面処理が行われる重合チャンバであることを特徴とする請求項１記載の垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項５】
前記垂直チャンバは、上部側端と下部側端に夫々基材通過口が形成されていることを特徴とする請求項１記載の垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項６】
前記垂直チャンバは、チャンバの上部面と下部面上に夫々基材通過口が形成されていることを特徴とする請求項１記載の垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項７】
前記基材には電力が供給されて、基材自体が電極の一つとして使用されることを特徴とする請求項１記載の垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項８】
前記垂直チャンバは、内部で基材が垂直に移動して、片方面が開放されているチャンバ本体と、
該チャンバ本体の開放面に結合されるチャンバドアと、から構成されて、
基材の移動方向と平行に配置された電極を少なくとも一つ以上含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項９】
前記電極は、チャンバ本体に配置されることを特徴とする請求項８記載の垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項１０】
前記電極は、チャンバドアに配置されることを特徴とする請求項８記載の垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項１１】
前記垂直チャンバは、チャンバの内部中央に区画板が形成されて、該区画板によって２つの垂直領域に分離されていることを特徴とする請求項１記載の垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項１２】
前記２つの垂直領域では、基材の移動方向が相互反対であることを特徴とする請求項１１記載の垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項１３】
前記２つの垂直領域は、各基材の移動方向と平行に配置された電極を少なくとも一つ含んで構成されることを特徴とする請求項１１記載の垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項１４】
複数のチャンバを有して、該チャンバの内部に移動する基材の表面にプラズマ重合により表面処理を行うプラズマ重合連続処理装置であって、
チャンバの内部で基材の移動方向が垂直であり、少なくとも一つ以上の電極を含む第１垂直チャンバと、
チャンバ内で基材の移動方向が垂直であり、少なくとも一つ以上の電極を含んで、前記第１垂直チャンバと所定間隔を有して配置された第２垂直チャンバと、を含んで構成されることを特徴とする垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項１５】
前記第１垂直チャンバと第２垂直チャンバ中少なくとも一つは、プラズマ重合により基材の表面処理が行われる重合チャンバであることを特徴とする請求項１４記載の垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項１６】
基材の移動が水平方向に移動する水平チャンバを少なくとも一つ以上含んで構成されることを特徴とする請求項１５記載の垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項１７】
第２垂直チャンバが重合チャンバである場合、残りのチャンバ中何れか一つは、基材表面の重合処理前に基材表面のクリーニングが行われる前処理チャンバであることを特徴とする請求項１６記載の垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項１８】
第１垂直チャンバが重合チャンバである場合、残りのチャンバ中何れか一つは、チャンバ内に空気を注入して、プラズマ放電により後処理が行われる後処理チャンバであることを特徴とする請求項１６記載の垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項１９】
前記水平チャンバは、左右側に基材が通過されるように基材通過口が形成されているチャンバ本体と、
内側に電極部を具備して上に開閉される上部ドアと、
内側にもう一つの電極部を具備して下に開閉される下部ドアと、から構成されることを特徴とする請求項１６記載のプラズマ重合連続処理装置。
【請求項２０】
前記第１垂直チャンバと第２垂直チャンバは、チャンバに供給されるガスの種類、ガスの供給比率、電極に印加される電圧の範囲、チャンバ内部の圧力などの総合条件中一つ以上が同様な重合チャンバであることを特徴とする請求項１５記載の垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項２１】
ロール状に巻き取られている基材を巻き出すロールを具備する巻出しチャンバと、表面処理された基材を巻き取るロールを具備する巻取りチャンバと、前記巻出しチャンバから移送された基材がプラズマ放電により表面処理される重合チャンバと、を含んで構成されるプラズマ重合処理装置であって、
前記重合チャンバは、基材の移動が垂直に行われ、内部に少なくとも一つの電極を含んで構成されることを特徴とする垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項２２】
前記重合チャンバは、内側に電極部が形成されているチャンバ本体と、内側にもう一つの電極部が形成されて前記チャンバ本体を開閉させるドアと、から構成されることを特徴とする請求項２１記載の垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項２３】
各チャンバ中何れか一つは、チャンバ内に移動する基材が接する少なくとも一つのローラを具備して、該ローラに電源が印加されて、ローラと接して移動する基材自体を電極にさせる電力供給装置を更に含んで構成されることを特徴とする請求項２１記載の垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項２４】
ロール状に巻き取られている基材を巻き出すロールを具備する巻出しチャンバと、表面処理された基材を巻き取るロールを具備する巻取りチャンバと、
該巻き出しチャンバから移送された基材がプラズマ放電により表面処理されて、基材の通過口が上部の一方側及び下部の一方側に形成され、内部に少なくとも一つの電極を含む第１重合チャンバと、
前記巻出しチャンバから移送された基材がプラズマ放電により表面処理されて、基材の通過口が上部の一方側及び下部の一方側に形成されて、内部に少なくとも一つの電極を含む第２重合チャンバと、を含んで構成されて、
前記第１重合チャンバと第２重合チャンバは、基材の移動方向が相互反対であることを特徴とする垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項２５】
前記プラズマ重合処理装置で、第１重合チャンバと第２重合チャンバは、内部中央に区画板が形成されて、該区画板により２つの空間に区分される一体型チャンバであることを特徴とする請求項２４記載の垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項２６】
前記一体型チャンバは、内部中央に区画板を具備して、該区画板の両方側には電極が配置されて、チャンバの左右側が開放されているチャンバ本体と、内側に電極が配置されて、前記チャンバ本体の左右側を開閉させる第１ドア及び第２ドアと、を含んで構成されることを特徴とする請求項２４記載の垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【請求項２７】
前記第１ドア及び第２ドアは、基材の移動方向と平行に配置された電極を含んで構成されることを特徴とする請求項２６記載の垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
＜技術分野＞
本発明は、プラズマ重合連続処理装置に係るもので、詳しくは、表面処理される基材がチャンバの内部で垂直に移動するようにした、少なくとも１つの垂直チャンバを具備するプラズマ重合連続処理装置に関するものである。
【０００２】
＜背景技術＞
放電によるプラズマを利用して金属板などの基材表面を処理する時、硬度、耐摩耗性などの優れた被覆層が形成される。該被覆層が形成された製品は、磁気ディスク、光ディスク、超硬質工具等に使用される。
また、鋼鉄板の表面に形成された塗装膜にプラズマ処理を行うと硬質化され、耐久性、耐蝕性などの優れた塗装鋼板が得られる。
【０００３】
ＷＯ９９／２８５３０（９９．６．１０公開）には、プラズマ重合による表面処理装置が提示されている。
図１の平面図を参照すると、従来技術によるプラズマ重合装置は、真空チャンバ１と、該真空チャンバの圧力を調節する真空ポンプ５、６と、真空度を測定する計器７、８と、基材に電位差を発生させる電力供給装置３と、表面処理しようとする基材の周囲にアセチレンなどの不飽和脂肪族炭化水素ガスのような反応性（ｐｏｌｙｍｅｒｉｚｉｎｇ）ガス及び窒素のような非反応性（ｎｏｎ−ｐｏｌｙｍｅｒｉｚｉｎｇ）ガスを注入する反応ガス調節装置９、１０と、を含んで構成されている。
【０００４】
チャンバ内に基材２を配設して、ロータリーポンプ６を起動させ、チャンバ内部の圧力を１０−６Ｔｏｒｒ程度に維持させた後、拡散ポンプ５を起動させてチャンバ内部の圧力を１０−６Ｔｏｒｒ程度に維持させる。
【０００５】
基材は電源供給装置によってバイアス（ｂｉａｓ）され、反対側の電極４は接地されている。
チャンバの圧力が所定真空に維持されると、アセチレンのような不飽和脂肪族炭化水素ガスと窒素のような非反応性ガスをチャンバ内部に注入する。
【０００６】
チャンバ内部の圧力が所定レベルになると、直流または高周波でプラズマ放電を起こす。
直流または高周波によって発生されたプラズマ内で前記ガスの分子結合が絶たれ、該絶たれた連鎖および活性化された陽イオンまたは陰イオンとが結合して、各電極間に置かれた基板表面に重合物を形成することになる。
【０００７】
然しながら、こうした従来のプラズマ重合による表面処理装置には多くの問題がある。
例えば、第１に、このような装置は、一つの基材の表面処理が終了された後、再び新しい基材をチャンバ内部に取り入れて表面処理を行うようになっているので、大量の基材を連続的に表面処理することは非常に困難である。
【０００８】
第２に、プラズマ重合により金属シートや高分子フィルム等の基材に表面処理を行う場合、重合プロセスが進行する際、重合物が電極に形成され、電極が炭化されて炭化物が発生する。このような炭化物が電極から脱離すると、基材の表面に落下して該表面が損傷する。
【０００９】
第３に、チャンバ内部に導入される反応性ガスまたは非反応性ガスの流れを、基材表面に対して均一に維持することは非常に困難である。このようなガスの流れの不均一性は、基材表面の位置によって表面処理効果を異にするため、基材表面に重合膜を均一に形成する上で障害となる。
【００１０】
第４に、基材が長い時間の間チャンバの内部で表面処理される過程で、所定張力を維持することができず、重力によって下方側に垂れてしまい、基材表面の各部位によって表面処理効果が異なる。
【００１１】
＜発明の開示＞
本発明の目的は、良質のプラズマ重合処理された膜を高効率に得られるプラズマ重合連続処理装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、複数のチャンバを連続的に配置して、多様な形態のプラズマ重合処理システムを構成することである。
【００１２】
本発明の更に他の目的は、チャンバで電極が炭化されて発生される炭化物が基材表面に落下する可能性を低減したプラズマ重合処理システムを提供することである。
【００１３】
本発明の更に他の目的は、チャンバ内部に注入されるガスの流れをより円滑且つ均一にして、基材の表面処理効果を表面の各部位に対して均一にしたプラズマ重合処理システムを提供することである。
【００１４】
本発明の更に他の目的は、システムの配設空間を顕著に低減した複数のチャンバを具備するプラズマ重合処理システムを提供することである。
本発明の更に他の目的は、表面処理される基材が重力により下方側に垂れる現象を防止したプラズマ重合処理システムを提供することである。
【００１５】
こうした利点および他の利点を達成するために、本発明によれば、複数のチャンバを有して、該チャンバの内部に移動する基材の表面にプラズマ重合により表面処理を行うプラズマ重合連続処理装置であって、チャンバの内部で基材の移動方向が垂直であり、少なくとも一つ以上の電極を含む垂直チャンバを少なくとも一つ以上含んで構成される垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置を提供する。
【００１６】
垂直チャンバの内部に配置される電極は、基材の移動方向と平行にチャンバの内部に配置することが好ましい。
本発明のプラズマ重合連続処理装置が複数の垂直チャンバを具備する場合、垂直チャンバ中少なくとも一つは、プラズマ重合により基材の表面処理が行われる重合チャンバであることが好ましい。
【００１７】
本発明によって複数のチャンバを連続的に移動しながら表面処理される基材は、基材に電源が印加されて、基材自体が電極の一つとして使用される。
本発明の第１実施形態においては、垂直チャンバは、内部で基材が垂直に移動して、片方面が開放されているチャンバ本体と、該チャンバ本体の開放面に結合されるチャンバドアと、から構成されて、基材の移動方向と平行に配置された電極を少なくとも一つ以上含んでいる。
【００１８】
また、本発明の他の実施形態においては、垂直チャンバは、チャンバ内部の中央に区画板が形成されて、該区画板により２つの垂直領域に分離されて、それら２つの垂直チャンバが一体に構成されている一体型垂直チャンバにもなり得る。
【００１９】
本発明のプラズマ重合連続処理装置は、基材の移動が垂直方向の垂直チャンバだけでなく、基材が水平方向に移動する水平チャンバを少なくとも一つ以上含んで、複数のチャンバが多様な形態で連結されて構成される。
【００２０】
特に、連続的な表面処理のために、ロール状に巻き取られている基材を巻き出すロールを具備する巻き出しチャンバと、表面処理された基材を巻き取るロールを具備する巻き取りチャンバを含むことが好ましい。
【００２１】
上述した本発明の目的、特徴、利点および他の目的、特徴、利点は、添付図面を参照して詳細に後述する説明から明らかとなろう。
【００２２】
＜好ましい実施形態の詳細な説明＞
以下、添付図面を参照して、本発明の種々の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図２Ａは、本発明に係る垂直チャンバを具備したプラズマ重合連続処理装置の第１実施形態を示した断面図である。
【００２３】
本発明による装置は、図２に示すように、大まかに、第１垂直チャンバ２０ａと、第２垂直チャンバ２０ｂと、それら２つの垂直チャンバ２０ａ、２０ｂの間に配置される水平チャンバ２１と、ロール状に巻き取られている基材をチャンバに移送させるために巻き出す巻出しロール２５と、及び表面処理されたシート状の基材を再びロール状に巻き取る巻取りロール２６とを含んでいる。
【００２４】
前記水平チャンバは、表面処理とは無関係に、単純に基材の移送経路に使用される水平管路でもあり得る。
一方、巻出しロール及び巻取りロールは、図２Ａには示されていないが、独立のチャンバ（巻出しチャンバ、巻取りチャンバ）内に配置することもできる。
【００２５】
本発明の好ましい実施形態では、垂直チャンバを二つだけ示しているが、重合処理システムによっては、第３垂直チャンバ、第４垂直チャンバを更に含んで構成することができる。また、５以上の垂直チャンバを具備したシステム、複数の水平チャンバを備えたシステムを構成することにより、多様に変形することができる。
【００２６】
巻出しロールから移送される基材は、貫通口２２ｂを通過して第１垂直チャンバに進入し、垂直方向に移動しながら表面処理が行われる。
前記基材は、次いで、第１垂直チャンバから貫通口２２ａを通して水平チャンバ２１を通過した後、第２垂直チャンバに移送され、該第２垂直チャンバ内で表面処理が行われ、最終的に、巻取りロールにより巻き取られる。
【００２７】
各チャンバ間および巻き出しロールと巻き取りロールと間には、基材が移送される経路上にテンションロール２３ａ、２３ｂが配設されており、基材の移動方向を変えるのみならず、基材に所定張力を与えて、重力によって垂れる現象を防止する。よって、基材が連続的に長い経路を移動するとしても、常に所定移動速度を維持することができる。
【００２８】
本発明の好ましい実施形態では、重合処理システム内に少なくとも一つ以上の垂直チャンバを配置することが好ましく、表面処理目的によっては、複数の垂直チャンバと水平チャンバとが共に配置される。
【００２９】
特に、水平チャンバと垂直チャンバが複数である時、各チャンバ内のガス雰囲気、圧力、印加電圧などを調節して、各チャンバ毎に異なるプロセスにより表面処理が行われるようにする。また、隣接する二つ以上のチャンバで、ガスの種類、ガスの供給比率、電極に印加される電圧の範囲、チャンバ内部の圧力などの重合条件の少なくとも１つを同じ条件として、重合チャンバに使用することもできる。
【００３０】
また、各チャンバにおいて、表面処理を前処理、第１重合処理、第２重合処理、後処理などに分けて、表面処理される基材がいくつかのチャンバを通過しながら多様な表面処理が行われるようにする。
【００３１】
特に、前処理のためのチャンバでは、プラズマ放電による重合膜の形成前に基材の表面に付着した各種の汚染物質を除去するクリーニング処理を行うことが好ましい。
【００３２】
従って、前処理チャンバは、重合チャンバより基材移動経路上、前に位置させるべきである。前処理チャンバには、酸素、窒素、アルゴンなどの非反応性ガス（ｎｏｎｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｇａｓ）を注入して、プラズマ放電により基材表面をクリーニングする。
【００３３】
チャンバに反応性ガスが注入され、電極に直流または高周波電圧を印加してプラズマ放電を起こすことで、反応性ガスが基材表面に重合膜を形成する重合プロセスは、垂直チャンバまたは水平チャンバで行うことがでる。この点、従来の問題点を解決するためには、少なくとも一つの垂直チャンバを重合チャンバに使用することが好ましい。
【００３４】
重合チャンバで基材を表面処理した後、他のチャンバで空気を注入した状態で、プラズマ放電による表面処理を後続的に行うことが好ましい。このような空気の存在下における後処理は、時間の経過と共に、重合膜が形成された基材表面の特性が順次減少することを防止するのに役立つ。
【００３５】
既述したように、このような本発明の垂直チャンバを含む複数のチャンバを具備したプラズマ重合処理装置は、いくつかの段階の処理過程を通して基材の表面処理効果を多様に変化させ、巻出しロールから巻取りロールに至るまで、基材が一回移動するだけで、基材に必要な全ての表面処理を一度に行うことができる。
【００３６】
本発明の好ましい実施形態による垂直チャンバでは、基材の移動が垂直に、即ち、上から下に、または下から上に進行されるため、電極もチャンバ内に垂直に配設されることが好ましい。
【００３７】
図２Ｂは本発明に係るプラズマ重合処理装置の垂直チャンバ２０のみを拡大した断面図である。
チャンバの形態は、幅対比高さの比が１より大きい直方体となっていて、チャンバの底面が占める面積は、水平チャンバと比較して非常に小さいため、複数のチャンバを含む重合処理システムで全体的な空間が顕著に減ることとなる。
【００３８】
チャンバ内部には電極２７が配設されていて、該電極は基材２４の移動方向と平行になるように垂直に配置されている。
図面には双方のチャンバ内に一つの電極が配設されているが、複数の電極を垂直に一列に配置することもできる。基材貫通口２２ａ、２２ｂは、チャンバの上部側面及び下部側面に配設されている。
【００３９】
図２Ｃは本発明に係る垂直チャンバの他の実施形態である。
図２Ｃに示すように、垂直チャンバ２０は、チャンバの内部に電極２７が配置されているチャンバ本体２９ａと、チャンバの一方面に取り付けられてチャンバを開閉させるチャンバドア２９ｂとを含んでいる。チャンバドアの内側面には他の電極２８が取着されている。
【００４０】
電極がチャンバドアに取着されているため、電極の片方面（基材との対向面）のみがプラズマ放電に関与し、他片面では重合物による炭化発生が防止される。
【００４１】
また、チャンバドアに単純に電極を取り付ければよいため、電極の配設が容易になる。
本実施形態でも、既述したように、複数の電極を基材の移動方向と平行に一列に配置することができる。
【００４２】
一方、図２Ｂとは異なり、基材貫通口２２ａは、チャンバの上面及び下面に形成されている。
【００４３】
本発明の垂直チャンバにおいて、貫通口の適切な位置は、基材の移送経路及び各チャンバ間の連結構造によって、チャンバの天頂部および底部または上方面および下方面に選択することができる。
【００４４】
従って、複数の垂直チャンバと水平チャンバとを多様な形態で連結するとしても、基材の移動方向を垂直から水平に、また、水平から垂直に自由に変更し得るようになる。
【００４５】
図２Ｄは本発明の好ましい実施形態による垂直チャンバの他の例を断面図である。
図２Ｄに示すように、垂直チャンバは、図２Ｃの垂直チャンバと多少異なっている。即ち、チャンバドア２９ｃに配設された電極２８が、ドア面と分離されている。このような構造では、電極と基材間の距離を調節して、電極の位置を基材表面と近接させやすくなる。
【００４６】
図２Ｂ〜図２Ｄを参照すると、基材の両側面に対設された２つの電極がチャンバ内に配設されている。電極には直流または交流電圧を印加することができ、表面処理される基材にも電力を供給することで、基材が電極の一つとして使用される。
基材に電力を供給するために、基材と接する部分に電力を供給することで、間接的に基材に電力を供給することができる。
【００４７】
例えば、巻出しロールを具備する巻出しチャンバ、巻取りロールを具備する巻取りチャンバ及び重合チャンバなどの各種のチャンバに配設されて、移動する基材が接するローラの何れか一つに電力を供給することで、基材に電力を供給するようにすることが好ましい。この場合、ローラに電力を供給する電力供給装置をチャンバの内部または外部に追加的に含む。
【００４８】
基材に電力を供給することで、基材が陽極または陰極となる。この点、基材を陽極にして、基材の両側面に対設されている反対電極を陰極にすることが、表面処理効果面で一層好ましい。
【００４９】
一方、プラズマ放電による表面処理においては、チャンバ内に導入されるガスの流れが非常に重要である。ガスがチャンバ内で均一に流れないと、基材の表面処理均一性が低下するためである。
【００５０】
特に、連続的な表面処理においては、移送される基材に対して、ガスの流れを均一に維持することが非常に困難である。本発明の好ましい実施形態の垂直チャンバは、基材の移動方向が垂直であるため、水平チャンバに比べて、チャンバ内に供給されるガスの流れが基材に対して非常に均一になる。
【００５１】
図３Ａは、本発明の好ましい実施形態による垂直チャンバへのガス供給の一例を示した断面図である。
垂直チャンバ２０の下部にはガス注入口３１ａが形成され、上部にはガス排出口３１ｂが形成されている。
【００５２】
この場合、ガスの流れは、基材の移動方向に対して平行であるため、基材表面の各位置に均一なガス供給が行われる。
【００５３】
本発明の好ましい実施形態において、ガスの流れは、基材の移動方向と同じ方向または反対方向とすることができる。基材が下から上に移動する場合、ガス注入口をチャンバの上方側に、ガス排出口を下方側に配置することで、基材移動方向とガスの流れを反対にすることができる。
【００５４】
図３Ｂは、本発明の好ましい実施形態による垂直チャンバへのガス供給の他の例を示した断面図である。
図３Ｂに示すように、図３の実施形態とは異なり、ガスの供給がチャンバの水平方向に行われることが分かる。ガス注入口３２ａに供給されたガスは、基材の移動方向に対して垂直に流れながら、ガス排出口３２ｂを通して排出される。図面には、ガス注入口及び排出口が２ケ所だけ示されているが、チャンバの左右側の様々な所にガス注入口とガス排出口を形成することで、チャンバ内のガスの流れをより均一且つ円滑にすることができる。
【００５５】
ガスの流れが垂直チャンバで基材の移動方向と平行であるか、または垂直であるかとは関係無く、本発明の垂直チャンバでは、重合プロセスで発生する炭化物が基材表面に付着して表面を汚染させる現象が顕著に減る。基材が垂直に移動するため、炭化物が基材表面上に付着する可能性が水平方向に基材が移動する場合に比べて非常に小さくなるためである。
【００５６】
従って、基材表面に付着した炭化物または各種の埃を除去するアッシュ除去装置も必要なくなり、全体的に装置の構造が簡単になる。
【００５７】
図２Ａに示されたプラズマ重合処理装置には、垂直チャンバだけでなく、水平チャンバも示されている。水平チャンバは、垂直チャンバと共に重合チャンバになり得る。水平チャンバでは、重合処理前の前処理または重合処理後の後処理を行うことができる。
【００５８】
図４は、本発明の好ましい実施形態によるプラズマ重合連続処理装置の水平チャンバの断面図である。
チャンバの左右側端に各基材通過口４５ａ、４５ｂが夫々形成され、チャンバの上下部には、上部ドア４２ａと下部ドア４２ｂとが配設されている。上部ドアと下部ドアには各電極４３ａ、４３ｂが夫々取着されている。
【００５９】
図示されていないが、ガス注入口及びガス排出口もチャンバに形成される。
電極は、上部ドア及び下部ドアのドア面上に取着することもできるが、ドア面と間隔を維持したまま取着してもよい。
【００６０】
上部ドアは上方側に、下部ドアは下方側に開く。
上記水平チャンバは、電極が取着されている時は、重合チャンバや前処理または後処理チャンバに使用することができる。また、電極を取着することなく、水平チャンバを単純に基材の移動通路に利用してもよい。
【００６１】
図５Ａは、本発明の１つの実施形態による、２つの垂直領域を有した垂直チャンバの断面図である。
図５Ａに示すように、垂直チャンバ５０ａは、一つのチャンバ内の中央部に垂直方向に形成された区画板５２を具備している。区画板５２によって、チャンバは２つの垂直領域５１ａ、５１ｂに分割される。垂直領域の各々に少なくとも１つの電極が配置される。
【００６２】
本発明の好ましい実施形態では、各垂直領域に２つの電極５３ａ及び５３ｂ、５４ａ及び５４ｂが相互に対向するように形成される。
垂直チャンバの下方部には、水平管路（または水平チャンバ）５８ａ、５８ｂが連結されている。
【００６３】
基材５５が、左側の水平管路５８ａを通過して垂直チャンバの一方の垂直領域５１ａに導入された後、前記区画板の上方部分に形成された基材貫通口５７ａを通過して、他方の垂直領域５１ｂ内に移動し、次いで、他の水平管路５８ｂを通過して外部に移動する。
【００６４】
基材の移動をこれと反対方向とすることも可能である。
垂直チャンバの各垂直領域は、区画板によって分離されるため、独立のチャンバとして作用し、異なるプロセスにより表面処理が行われる。
【００６５】
例えば、一方の垂直領域で前処理を行い、他方の垂直領域で重合処理が行われる。或いは、一方の垂直領域で重合処理を行った後、他方の垂直領域で後処理を行うこともできる。
２つの垂直領域で重合処理を行ってもよいことは言うまでもない。
【００６６】
このような２つの垂直領域を具備した一体型垂直チャンバは、基材に表面処理を行う経路は長くなるが、実際の重合チャンバが占める面積は相対的に小さいため、空間活用面で非常に効率的である。また、移送される基材を一つのチャンバ内で２つの相互異なる表面処理を行うことが可能になる。
【００６７】
参照番号５７ｂは垂直チャンバと水平管路との間の基材通過口であり、５７ｃは水平管路端に形成された基材通過口であり、５６はテンションロールを夫々示している。
【００６８】
図５Ｂは、本発明の他の実施形態による２つの垂直領域を有した垂直チャンバの断面図である。
図５Ｂに示すように、この垂直チャンバは、垂直チャンバ５０ｂがチャンバの内の中央部に形成された区画板５２によって２つの垂直領域に区分される点において図５Ａの垂直チャンバと同様であるが、基材５５が、一方の垂直領域５１ａを通過して他方の垂直領域５１ｂに進入する前に、他の水平領域５９を通過するようになっている。
【００６９】
この水平領域は、垂直チャンバと一体に形成されていて、基材は、垂直領域と水平領域間に形成された通過口５７ｄを通して垂直領域と水平管路間を移動するようになる。このような水平領域と２つの垂直領域が一体に形成された垂直チャンバは、各領域で独立的な表面処理が行われることで空間活用が極大化され、一つのチャンバで３つの表面処理を連続的に行うことができる。
【００７０】
図６は、本発明の更に他の実施形態による２つの垂直領域を有した垂直チャンバの断面図である。
図６に示すように、垂直チャンバ６０は、チャンバ内の中央部に形成された区画板６５によって２つの垂直領域６１ａ、６１ｂに区分されるチャンバ本体６１と、該チャンバ本体の両側に配設されてチャンバを開閉するチャンバドア６２ａ、６２ｂとを含んでいる。
【００７１】
基材６６は、貫通口６８を通過して垂直チャンバの各垂直領域内へ移動する。各テンションロール６７は、基材の移動方向を変更し、外部から垂直領域へ、そして一方の垂直領域から他方の垂直領域へ基材を移動させる。
【００７２】
前記垂直チャンバは、チャンバ本体の中央区画板６５の両側面に、基材の進行方向に夫々平行に配置された電極６４ａ、６４ｂを具備し、各チャンバドアのドア面には、試料進行方向と平行に配置された他の電極６３ａ、６３ｂが形成されている。
チャンバドアに配設される電極は、ドア面上に取着することもできるし、ドア面から離間させて配置して、基材との間隔を調節し得るようにしてもよい。
【００７３】
一方の垂直領域から他方の垂直領域に移動する基材は、外部空間に露出されるように図示されているが、既述の実施形態と同様に、更なる水平管路（または水平チャンバ）を垂直チャンバに連結することが好ましい。
【００７４】
既述したように、本発明のプラズマ重合連続処理装置には多くの利点がある。
例えば、第１に、垂直チャンバを単独にまたは複数に配置したり、水平チャンバと一緒に配置して、多様な形態のプラズマ重合処理システムを構成することが可能である。
【００７５】
第２に、複数のチャンバを表面処理目的によって、重合チャンバ、後処理チャンバ、前処理チャンバ等として、多様な機能及び用途に活用可能となる。
第３に、電極が炭化されて発生する炭化物が基材表面に落下する可能性が著しく低減され、基材表面上に落下した炭化物または各種のアッシュを除去するアッシュ除去装置を水平チャンバに配設する必要なくなる。
【００７６】
第４に、また、チャンバ内に注入されるガスがチャンバ内で上部から下部、または下部から上部に流れるようにしたので、基材の両側面に対してガスの流れをより円滑且つ均一にすることができる。従って、基材の両側面の表面処理効果が均一になり、表面処理の信頼性が高まる。
【００７７】
第５に、重合処理システムの複数のチャンバの一部または全てを垂直チャンバで構成する場合、工場内でシステムの配設空間を顕著に減らすことができ、空間活用上においても大きな利点がある。
【００７８】
第６に、表面処理される基材がチャンバを通過して移送される過程で、垂直チャンバを通過しながら自然に張力が加えられるため、重力によって基材が下方側に垂れる現象が防止される。
【００７９】
垂直チャンバを含むプラズマ重合処理装置は、大量且つ迅速に基材の表面処理を行う連続処理装置に必須的な構成要素である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
従来のプラズマ重合処理装置を示した模式図である。
【図２Ａ】
本発明に係るプラズマ重合連続処理装置の第１実施形態を示した断面図である。
【図２Ｂ】
図２Ａの垂直チャンバを拡大した断面図である。
【図２Ｃ】
垂直チャンバの他の実施形態を示した断面図である。
【図２Ｄ】
垂直チャンバの他の実施形態を示した断面図である。
【図３Ａ】
本発明に係る垂直チャンバの内部に注入されるガス供給の第１実施形態を示した断面図である。
【図３Ｂ】
本発明に係る垂直チャンバの内部に注入されるガス供給の他の実施形態を示した断面図である。
【図４】
本発明に係るプラズマ重合連続処理装置に含まれる水平チャンバの第１実施形態を示した断面図である。
【図５Ａ】
２つの垂直領域を有する垂直チャンバを示した断面図である。
【図５Ｂ】
２つの垂直領域を有する垂直チャンバの他の実施形態を示した断面図である。
【図６】
２つの垂直領域を有する垂直チャンバの更に他の実施形態を示した断面図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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