(57)【要約】【課題】成膜に際し、その製造効率を低下させることなく、樹脂容器が局所的に熱変形するのを防ぐ。【解決手段】処理装置本体１１内には、この処理装置本体１１の内面のうち樹脂容器Ｗの胴部Ｗ２と対向する側面、および樹脂容器Ｗの胴部Ｗ２それぞれの間に隙間を設けた状態で、この樹脂容器Ｗの胴部Ｗ２を全周にわたって囲繞するマイクロ波透過管１５が設けられ、このマイクロ波透過管１５の外面に、その全周にわたって、高誘電率の材質からなるマイクロ波伝搬被覆１５ａが設けられている。【選択図】図１
2007321235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状の樹脂容器が内部に配置されるとともに、この樹脂容器の胴部に向けて開口する開口部が形成された処理装置本体と、前記開口部を介して処理装置本体内にマイクロ波を導入するマイクロ波導入手段と、処理装置本体内に配置された樹脂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マイクロ波プラズマ処理装置であって、
処理装置本体内には、この処理装置本体の内面のうち前記樹脂容器の胴部と対向する側面、および前記樹脂容器の胴部それぞれの間に隙間を設けた状態で、この樹脂容器の胴部を全周にわたって囲繞するマイクロ波透過管が設けられ、このマイクロ波透過管の外面に、その全周にわたって、高誘電率の材質からなるマイクロ波伝搬被膜が設けられていることを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロ波プラズマ処理装置であって、
前記マイクロ波透過管において処理装置本体の開口部と対向する部分の内面、および前記マイクロ波伝搬被膜において処理装置本体の開口部と対向する部分の外面のうち少なくとも一方に、電磁波吸収材が設けられていることを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項３】
処理装置本体内にマイクロ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樹脂容器の内面に膜を形成するマイクロ波プラズマ処理方法であって、
請求項１または２に記載のマイクロ波プラズマ処理装置を用い、前記マイクロ波導入手段から処理装置本体内に導入されたマイクロ波を、樹脂容器の胴部にその全周にわたって略均等なエネルギ量に分散して照射し、この樹脂容器の内面全域に膜を形成することを特徴とするマイクロ波プラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂容器の内面全域に膜を形成するマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のマイクロ波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、有底筒状の樹脂容器が内部に配置されるとともに、この樹脂容器の胴部に向けて開口する開口部が形成された処理装置本体と、前記開口部を介して処理装置本体内にマイクロ波を導入するマイクロ波導入手段と、処理装置本体内に配置された樹脂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、処理装置本体内にマイクロ波を導入して処理ガスをプラズマ化することにより、前記樹脂容器の胴部に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、前記従来のマイクロ波プラズマ処理装置では、マイクロ波導入手段から処理装置本体の開口部を通過したマイクロ波を、直接、樹脂容器の胴部に照射して、樹脂容器の内部に導入された処理ガスをプラズマ化していたので、例えば樹脂容器の胴部等といった電磁波エネルギーが集中し易い箇所が局所的に加熱されて熱変形するおそれがあった。この問題について、例えば上記特許文献２には、マイクロ波を断続的に樹脂容器の胴部に照射する手段が提案されているが、この場合、成膜時間が長くなることがあり、製造効率が低下するおそれがある。
【０００４】
本発明は、このような背景の下になされたもので、成膜に際し、その製造効率を低下させることなく、樹脂容器が局所的に熱変形するのを防ぐことができるマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波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、本発明のマイクロ波プラズマ処理装置は、有底筒状の樹脂容器が内部に配置されるとともに、この樹脂容器の胴部に向けて開口する開口部が形成された処理装置本体と、前記開口部を介して処理装置本体内にマイクロ波を導入するマイクロ波導入手段と、処理装置本体内に配置された樹脂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マイクロ波プラズマ処理装置であって、処理装置本体内には、この処理装置本体の内面のうち前記樹脂容器の胴部と対向する側面、および前記樹脂容器の胴部それぞれの間に隙間を設けた状態で、この樹脂容器の胴部を全周にわたって囲繞するマイクロ波透過管が設けられ、このマイクロ波透過管の外面に、その全周にわたって、高誘電率の材質からなるマイクロ波伝搬被膜が設けられていることを特徴とする。
この発明によれば、マイクロ波導入手段から処理装置本体の開口部を介して処理装置本体内に導入されたマイクロ波を、マイクロ波伝搬被膜の全周にわたって均一なエネルギ量に分散させた状態で、マイクロ波透過管を透過させて樹脂容器の胴部に向けて照射することができる。したがって、樹脂容器内部に均一なプラズマを生成することにより、均一な成膜が可能となる。
【０００６】
ここで、前記マイクロ波透過管において処理装置本体の開口部と対向する部分の内面、および前記マイクロ波伝搬被膜において処理装置本体の開口部と対向する部分の外面のうち少なくとも一方に、電磁波吸収材が設けられてもよい。
この場合、電磁波のエネルギーが集中し易い部分である、マイクロ波透過管において処理装置本体の開口部と対向する部分の内面、およびマイクロ波伝搬被膜において処理装置本体の開口部と対向する部分の外面のうち少なくとも一方に、電磁波吸収材が設けられているので、このエネルギーの集中しているマイクロ波を電磁波吸収材で減衰することが可能になり、樹脂容器の胴部が局所的に熱変形するのを抑制することができる。さらに、このように、前記開口部を介して処理装置本体内に導入されたマイクロ波の一部を吸収することが可能になるので、胴部へのマイクロ波の照射時間を長くしても、この胴部が熱変形するのを抑制することが可能になり、胴部に熱変形を生じさせることなく膜厚の厚い膜を形成することができる。
【０００７】
本発明のマイクロ波プラズマ処理方法は、処理装置本体内にマイクロ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樹脂容器の内面に膜を形成するマイクロ波プラズマ処理方法であって、本発明のマイクロ波プラズマ処理装置を用い、前記マイクロ波導入手段から処理装置本体内に導入されたマイクロ波を、樹脂容器の胴部にその全周にわたって略均等なエネルギ量に分散して照射し、この樹脂容器の内面全域に膜を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るマイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法によれば、成膜に際し、その製造効率を低下させることなく、樹脂容器が局所的に熱変形するのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図１および図２に基づいて本発明の一実施形態を説明する。本実施形態に係るマイクロ波プラズマ処理装置１０は、有底筒状の樹脂容器Ｗが内部に配置されるとともに、この樹脂容器Ｗの胴部Ｗ２に向けて開口する開口部１１ａが形成された処理装置本体１１と、前記開口部１１ａを介して処理装置本体１１内にマイクロ波を導入するマイクロ波導入手段１２と、処理装置本体１１内に配置された樹脂容器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。なお、樹脂容器Ｗは、処理装置本体１１内でその上端開口部Ｗ１が閉塞された状態で配置されている。
【００１０】
本実施形態では、樹脂容器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により形成されたいわゆるペットボトルとされ、その上端開口部Ｗ１が底蓋１１ｂにより閉塞されて倒立姿勢とされた状態で処理装置本体１１内に配置されている。処理ガス導入管１３は、この底蓋１１ｂに貫設されており、処理装置本体１１内に配置された樹脂容器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。
【００１１】
なお、処理装置本体１１の天板１１ｃは開閉可能とされ、樹脂容器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の内部が減圧調整可能とされている。さらに、マイクロ波導入手段１２は、マイクロ波発生器１２ａとアンテナ１２ｂとを備え、アンテナ１２ｂの先端部が処理装置本体１１の開口部１１ａ内に位置され、マイクロ波をアンテナ１２ｂから直接処理装置本体１１内に導入するようになっている。
【００１２】
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の内面のうち樹脂容器Ｗの胴部Ｗ２と対向する側面、および樹脂容器Ｗの胴部Ｗ２それぞれの間に隙間を設けた状態で、この樹脂容器Ｗの胴部Ｗ２を全周にわたって囲繞するマイクロ波透過管１５が設けられている。このマイクロ波透過管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、マイクロ波透過管１５の外周面に向けて開口している。
【００１３】
さらに、本実施形態では、マイクロ波透過管１５の外面にその全域にわたって、高誘電率の材質からなるマイクロ波伝搬被膜１５ａが設けられている。
また、マイクロ波透過管１５のうち、処理装置本体１１の開口部１１ａと対向する部分の内面には、電磁波吸収材１６が設けられている。電磁波吸収材１６は平面視円形とされ、アンテナ１２ｂの先端面のマイクロ波透過管１５への投影面の一部または全域を覆うように配置されている。
【００１４】
なお、マイクロ波透過管１５は、例えば石英等により形成されている。また、マイクロ波伝搬被膜１５ａは、例えばアルミナ等の高誘電率材料により形成されている。さらに、電磁波吸収材１６は、例えば樹脂材料若しくはゴム材料等のバインダにフェライトやカーボン、金属磁性材料等の磁性材料が混入された材料からなるシート状体とされ、寸法や材質は局部過熱の度合いや大きさから決定される。
【００１５】
以上のように構成されたマイクロ波プラズマ処理装置１０においては、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、処理ガス導入管１３から樹脂容器Ｗ内に供給された処理ガスＧをプラズマ化することにより、処理装置本体１１内に配置された樹脂容器Ｗの内面全域に膜を形成する。ここで、マイクロ波導入手段１２から前記開口部１１ａを介して処理装置本体１１内に導入されたマイクロ波を、マイクロ波伝搬被膜１５ａの外周面上でその全周にわたって均一なエネルギ量に分散した状態でマイクロ波透過管１５を透過させることによって、樹脂容器Ｗの胴部Ｗ２にその全周にわたって均一なエネルギ量のマイクロ波を照射する。
【００１６】
以上説明したように、本実施形態に係るマイクロ波プラズマ処理装置１０によれば、マイクロ波導入手段１２から処理装置本体１１の開口部１１ａを介して処理装置本体１１内に導入されたマイクロ波を、マイクロ波伝搬被膜１５ａの全周にわたって均一なエネルギ量に分散させた状態で、マイクロ波透過管１５を透過させて樹脂容器Ｗの胴部Ｗ２に向けて照射することができる。したがって、樹脂容器内部に均一なプラズマを生成することにより、均一な成膜が可能となる。
【００１７】
また、マイクロ波透過管１５のうち電磁波のエネルギーが集中し易い部分である、前記開口部１１ａと対向する部分の内面に電磁波吸収材１６が設けられているので、このエネルギーの集中しているマイクロ波を電磁波吸収材１６で減衰することが可能になり、樹脂容器Ｗの胴部Ｗ２が局所的に熱変形するのを抑制することができる。さらに、このように、前記開口部１１ａを介して処理装置本体１１内に導入されたマイクロ波の一部を吸収することが可能になるので、胴部Ｗ２へのマイクロ波の照射時間を長くしても、この胴部Ｗ２が熱変形するのを抑制することが可能になり、胴部Ｗ２に熱変形を生じさせることなく膜厚の厚い膜を形成することができる。
【００１８】
さらに、本実施形態では、マイクロ波導入手段１２のアンテナ１２ｂの先端部が、処理装置本体１１の開口部１１ａ内に位置され、マイクロ波を、従来のように導波管を介さずにアンテナ１２ｂから直接処理装置本体１１内に導入するようになっているので、マイクロ波プラズマ処理装置１０の小型化および低コスト化を図ることができるとともに、プラズマ処理装置１０を使用する際に、この導波管に設けられたチューナの調整を要しない等、その取り扱い性を向上させることができる。
【００１９】
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。
例えば、マイクロ波透過管１５、マイクロ波伝搬被膜１５ａ、電磁波波吸収材１６および樹脂容器Ｗの材質は前記実施形態で示したものに限られるものではない。
また、前記実施形態では、電磁波吸収材１６を、マイクロ波透過管１５において前記開口部１１ａと対向する部分の内面に設けたが、これに代えて、例えば、マイクロ波伝搬被膜１５ａにおいて前記開口部１１ａと対向する部分の外面に設けてもよく、あるいは、マイクロ波透過管１５の前記内面、およびマイクロ波伝搬被膜１５ａの前記外面の双方に設けてもよい。
さらに、電磁波吸収材１６は、前記実施形態に限らず、マイクロ波透過管１５の内面、およびマイクロ波伝搬被膜１５ａの外面のうち少なくとも一方における任意の位置に適宜設けるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
成膜に際し、その製造効率を低下させることなく、樹脂容器が局所的に熱変形するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態として示したマイクロ波プラズマ処理装置の概略図である。
【図２】図１に示すマイクロ波プラズマ処理装置のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  マイクロ波プラズマ処理装置
１１  処理装置本体
１１ａ  開口部
１２  マイクロ波導入手段
１３  処理ガス導入管
１５  マイクロ波透過管
１５ａ  マイクロ波伝搬被膜
１６  電磁波吸収材
Ｗ  樹脂容器
Ｗ２  胴部
Ｇ  処理ガス
【図１】
2007321235.tif 000003
【図２】
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