JP2003109799A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 外部誘電体１は絶縁体の筒からなり、外
部電極２は、外部誘電体１の外周面に密着した導体から
なる。内部誘電体３は、外部誘電体１の内部に同心円状
に配置される絶縁体の筒からなり、内部電極４は、内部
誘電体３の内周面に密着した導体からなる。ガス供給口
７は、外部誘電体１と内部誘電体３との間にガスを供給
し、交流電源５は、外部電極２と内部電極４との間に接
続される。交流電源５によって外部誘電体１と内部誘電
体３との間にプラズマが生成される。外部誘電体１には
プラズマを外部に噴出させるためのプラズマ噴出口６を
備える。 【効果】 外部誘電体１と内部誘電体３とを筒状体に
よって、長尺化することによって、大面積の基板を移動
させながら改質処理等ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プラズマ化され
たガスを対象物に照射して洗浄処理や表面処理をするプ
ラズマ処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラズマ化されたガスを対象物に照射し
て表面処理を行なう装置は、従来、次のようなものが知
られていた。図１１は、従来の大気圧プラズマ処理装置
を示し、（a）は箱型の装置の縦断面図、（b）はパイプ
型の装置の斜視図である。（a）に示す装置は、一対の
誘電体板101を一定の隙間をあけて配置し、その外側に
それぞれ電極102を貼り付けた構造のものである。２枚
の電極102間には、高周波電源103が接続される。一対の
誘電体板101の間に、図の上方から、空気あるいはその
他のプラズマ発生用ガスが送り込まれる。そのガスは、
誘電体板101の間で高圧高周波電界によりプラズマ化さ
れて、図の下側に置かれた処理基板104の上に照射され
る。処理基板104は、半導体ウエハや電気回路基板など
である。また、（b）は、誘電体の筒106の軸部に中心電
極107が配置され、誘電体筒106の外側に外部電極108が
配置された構造のものである。中心電極107と外部電極1
08との間には、高周波電源103が接続される。これによ
って、中心電極107と誘電体筒106との間にプラズマを発
生させる。ここでプラズマ化されたガスが処理基板104
に照射されると、半導体ウエハや電気回路基板などの表
面洗浄や改質が行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の技術には、次のような解決すべき課題があっ
た。例えば、図１１（a）に示すような大気圧プラズマ
処理装置は、直径約１０cm以下の半導体ウエハなどの処
理に広く採用されている。また、図１１（b）に示すよ
うな装置は、スポット状の局部的な基板洗浄や、ライン
状の部分の洗浄に適する。しかしながら、いずれの装置
も、単独では、大型液晶基板などの大面積の処理対象物
の洗浄には不向きである。そこで、大型の基板の処理に
は上記のような装置を何台も並べて使用するようにして
いた。しかしながら、それでは設備が大型化し、配線も
複雑になる。又、装置を何台も並べて使用すると、全て
の装置の条件の平準化が容易でなく、場所によってプラ
ズマ化されたガスの濃度にムラが発生し、全体的に均一
な表面洗浄や表面処理をするには高度な技術と慎重な調
整が必要になるという解決すべき課題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は以上の点を解決
するため次の構成を採用する。 〈構成１〉絶縁体の筒からなる外部誘電体と、この外部
誘電体の外周面に密着した導体からなる外部電極と、上
記外部誘電体の内部に同軸的に配置される絶縁体の筒か
らなる内部誘電体と、この内部誘電体の内周面に密着し
た導体からなる内部電極と、上記外部誘電体と上記内部
誘電体との間にガスを供給するガス供給口と、上記外部
電極と上記内部電極との間に接続される交流電源とから
なり、上記外部誘電体は、上記交流電源によって上記外
部誘電体と上記内部誘電体との間に生成されたプラズマ
を上記外部誘電体の外部に噴出させるプラズマ噴出口を
備えることを特徴とするプラズマ処理装置。

【０００５】〈構成２〉構成１に記載のプラズマ処理装
置において、上記ガス供給口を複数個備えることを特徴
とするプラズマ処理装置。

【０００６】〈構成３〉絶縁体の筒からなる外部誘電体
と、この外部誘電体の外周面に密着した導体からなる外
部電極と、上記外部誘電体の内部に同軸的に配置される
導体からなる内部電極と、上記外部誘電体と上記内部電
極との間にガスを供給するガス供給口と、上記外部電極
と上記内部電極との間に接続される交流電源とからな
り、上記外部誘電体は、上記交流電源によって上記外部
誘電体と上記内部電極との間に生成されたプラズマを上
記外部誘電体の外部に噴出させるプラズマ噴出口を備え
ることを特徴とするプラズマ処理装置。

【０００７】〈構成４〉構成３に記載のプラズマ処理装
置において、上記ガス供給口を複数個備えることを特徴
とするプラズマ処理装置。

【０００８】〈構成５〉構成２または４に記載のプラズ
マ処理装置において、上記噴出口は、上記外部誘電体の
内周面から上記外部誘電体の外周面に向かって広がるす
り鉢状の貫通穴であることを特徴とするプラズマ処理装
置。

【０００９】〈構成６〉構成２または４に記載のプラズ
マ処理装置において、上記外部電極は、上記プラズマ噴
出口の周辺近傍を除く位置に設けられていることを特徴
とするプラズマ処理装置。

【００１０】〈構成７〉連続気泡を持つ多孔質誘電体の
筒と、この多孔質誘電体の筒の外周面に密着した導体か
らなる外部電極と、上記多孔質誘電体の筒の内周面に密
着した導体からなる内部電極と、上記多孔質誘電体の筒
の、連続気泡中にガスを供給するガス供給口と、上記外
部電極と上記内部電極との間に接続される交流電源とか
らなり、上記多孔質誘電体と上記外部導体には、上記連
続気泡中で生成されたプラズマを外部に噴出させるプラ
ズマ噴出口を備えることを特徴とするプラズマ処理装
置。

【００１１】〈構成８〉所定の間隔を維持して平行に配
置される絶縁体からなる平行平板と、上記平行平板の相
対する面の裏面に密着してなる平面電極と、外部から所
定のガスを受け入れて溜め、このガスを上記平行平板間
に供給するガス溜まりと、上記平面電極間に接続される
交流電源と、上記交流電源によって上記平行平板間に生
成されたプラズマを外部に噴出させるプラズマ噴出口と
からなることを特徴とするプラズマ処理装置。

【００１２】〈構成９〉構成８に記載のプラズマ処理装
置において、上記噴出口は、上記プラズマを噴出させる
外部に向かって広がるすり鉢状の貫通穴であることを特
徴とするプラズマ処理装置。

【００１３】〈構成１０〉構成８に記載のプラズマ処理
装置において、上記噴出口は、上記プラズマを噴出させ
る外部に向かって広がる扇型の貫通穴であることを特徴
とするプラズマ処理装置。

【００１４】〈構成１１〉構成８に記載のプラズマ処理
装置において、上記上記平行平板間には、連続気泡を持
つ多孔質誘電体を挟み込み、上記連続気泡中でプラズマ
を発生させることを特徴とするプラズマ処理装置。 〈構成１２〉構成８に記載のプラズマ処理装置におい
て、プラズマ噴射方向の異なる複数のすり鉢状のプラズ
マ噴出口を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。 〈構成１３〉構成８に記載のプラズマ処理装置におい
て、プラズマ噴射方向の異なる複数のすり鉢状のプラズ
マ噴出口を備え、このプラズマ噴出口は、所定長のスリ
ット状をしており、フラズマ噴射方向の異なるものが、
長手方向に交互に配置されていることを特徴とするプラ
ズマ処理装置。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
例を用いて説明する。 〈具体例１〉図１は、具体例１のプラズマ処理装置の主
要部縦断面図である。図より、具体例１のプラズマ処理
装置は、外部誘電体１、外部電極２、内部誘電体３、内
部電極４、交流電源５とからなり、上記外部誘電体１
は、プラズマ噴出口６、ガス供給口７とを備える。具体
例１のプラズマ処理装置では、棒状の内部電極４のまわ
りに筒状の内部誘電体３が配置されている。その外側
に、筒状の外部誘電体１が配置され、この外部誘電体１
の外側に外部電極２が配置されている。内部電極４と内
部誘電体３と外部誘電体１と外部電極２とは、それぞれ
互いに同軸的に配置されている。外部誘電体１に設けら
れたガス供給口７から導入されたガスは、内部誘電体３
と外部誘電体１との間を流れる。このガスは、内部電極
４と外部電極２との間に印加される交流電源によってプ
ラズマ化される。このプラズマ化されたガスは、外部誘
電体１に設けられた多数の噴出口６から噴出されて被処
理基板８に照射され、表面洗浄や表面処理がなされる。

【００１６】外部誘電体１と内部誘電体３とは、両者の
間にプラズマ化されるガスの通路を形成している。外部
誘電体１と内部誘電体３とは、石英ガラス管などの絶縁
体の筒から構成される。外部電極２は、内部電極４と共
に、上記外部誘電体１と内部誘電体３との間の隙間に高
周波高電界を励起する電極である。この高周波高電界に
よって、隙間を通るガスがプラズマ化される。外部電極
２は、内部電極４は、上記外部誘電体１の外周面に導体
を密着して形成される。これらの電極は、例えば、外部
誘電体１の外周面に真空蒸着法や無電解メッキ法などを
用いて形成された金属薄膜からなる。また、例えば、外
部誘電体１の外周面に貼り付けられた金属箔からなる。
尚、この実施例では、外部電極２は、外部誘電体１の外
周面のうち、プラズマ噴出口６の周辺を除外した部分に
形成されている。

【００１７】内部誘電体３は、内部電極４の外周面にか
ぶせられた石英ガラス管などの絶縁体の筒からなる。内
部誘電体３の外周面と外部誘電体１の内周面との間の距
離は、プラズマ化されるガスの通路を確保し、かつ、こ
の隙間にプラズマを発生させるために必要とされる適正
な電界を形成する条件に基づいて選定される。

【００１８】内部電極４の周りに内部誘電体３のチュー
ブを密着させるようにかぶせてもよいし、内部誘電体３
のパイプの中に適当な寸法の金属棒状の内部電極４をは
め込むようにしてもよい。また、内部誘電体３のパイプ
の内周面に無電界メッキ法を用いて内部電極４を形成し
てもよい。いずれの場合にも、内部電極４周辺や内部電
極４と内部誘電体３との間に空気等が存在しないほうが
よいため、内部誘電体３の両端を密封しておくことが好
ましい。

【００１９】交流電源５は、上記外部電極２と上記内部
電極４との間に接続され、外部誘電体１と内部誘電体３
との間にプラズマを発生させるためのエネルギを供給す
る。交流電源の電源電圧と電源周波数は、外部誘電体１
の内周と内部誘電体３の外周との間の間隙や、使用され
るガスの種類との関係から最適値が実験的に求められ
る。交流電源は、ＳＩＮ波、矩形波、三角波等、そのつ
ど、最適な波形を選択すればよい。

【００２０】プラズマ噴出口６は、外部誘電体１と内部
誘電体３との間に発生したプラズマを、被処理基板８側
に噴出させるために設けられたもので、外部誘電体１に
多数個設けられた貫通穴である。プラズマは、ガス供給
口７から供給されるガスの圧力により、プラズマ噴出口
６から押し出されるように噴出する。ガス供給口７は、
内部誘電体３と外部誘電体１との間の隙間にガスを導入
するための吸入口である。

【００２１】図２は、図１の装置の主要部を示し、
（a）は、プラズマ処理装置の主要部を拡大して分解し
たところを示す斜視図、（b）は、プラズマ処理装置の
拡大横断面図である。図２（a）に示すように、棒状の
内部電極４は、内部誘電体３の内側にほぼ密着するよう
に挿入されている。また、内部誘電体３と外部誘電体１
との間には、ガスを導入しプラズマを発生させるための
一定の隙間が設けられている。外部誘電体１の外側に
は、外部電極２が密着するように配置されている。内部
電極４と内部誘電体３と外部誘電体１とは、図示してい
ない支持金具によって同軸的に支持されている。

【００２２】図２の（b）に示すように、外部電極２は
外部誘電体１の外周のほぼ全面を覆うように配置されて
いる。また、外部誘電体１の下側に多数個のプラズマ噴
出口６が配置されており、この周辺部は、外部電極２が
設けられていない。安定したプラズマの維持を図るため
に、図に示すように、プラズマ噴出口６の周辺は一定の
面積だけ、外部電極２の無い緩衝地帯を設けている。プ
ラズマ噴出口６の部分での沿面放電等を防止するためで
ある。このプラズマ噴出口６からは図のように広がりを
持ったガスが噴出することが好ましい。その理由とその
ための構成等を図３と図４を用いて説明する。

【００２３】図３は、プラズマ噴出口の配置図である。
（a）は直線状に一定の間隔で多数のプラズマ噴出口を
設けた例を示し、（b）は直線状にプラズマ噴出口が設
けられた場合のプラズマ噴出方向を示す。（c）は、千
鳥状にプラズマ噴出口が配置された例を示す。（a）に
示すように、一定の間隔で多数のプラズマ噴出口６が設
けられることによって、プラズマ化されたガスがシャワ
ー状に被処理基板８の帯状の領域に照射される。図の
（b）は、このシャワー状に被処理基板８上に吹き付け
られるガスの状態を示す。隣り合うプラズマ噴出口６か
ら噴出されるガス流の重なり合いなどを調節することに
よって、即ち、穴の間隔や大きさや形状を調節すること
によって、最適な吹き付け状態が得られる。

【００２４】この最適化によって、被処理基板８の全面
にほぼ均一な量のプラズマ化されたガスが連続的に吹き
付けられる。これにより、被処理基板８の均一な表面処
理が可能になる。（c）に示したように、プラズマ噴出
口６を千鳥状に配列すると、上記のようなプラズマ化さ
れたガスが照射される部分の重なり合いをより微妙に調
節することができ、一層均一な処理が可能になる。

【００２５】図４は、プラズマ噴出口の形状説明図であ
る。(ａ)は、プラズマ噴出口が配置されている部分の外
部誘電体１の縦断面図であり、(ｂ)及び(ｃ)は、プラズ
マ噴出口の形状例を表す図、（ｄ）は装置の使用方法を
示す概略図である。（ａ）に示すように、プラズマ噴出
口６は、外部誘電体１の内側から外側に向かって、即ち
上方から下方に向かって、すり鉢状に広がって形成され
ている。

【００２６】（ｂ）にその斜視図を示したようなすり鉢
状の穴を使用すれば、広い面積の基板を均一に処理する
ことが可能になる。実験によれば、開口角θが３０度か
ら９０度程度の範囲のものが適当であった。また（ｃ）
に示すように、鉢状の穴を扁平にした扇形のスリット状
のプラズマ噴出口６にすると、特定の基板の上の非常に
狭い直線的な領域を処理するのに適する。このように、
ガスの方向を絞り込んだり広げたりすることによって処
理の能率を調整することもできる。

【００２７】以上説明した構造にすると、図１に示した
装置を横方向に十分に長いものにすれば、非常に幅の広
い基板(例えば液晶基板)などの対象物を処理することが
可能になる。具体的には、直径１２ｍｍ程度の外部誘電
体１に１０ｍｍピッチでプラズマ噴出口６を設けたもの
を試作した。全長を長さ２００ｍｍ程度とし、外部誘電
体１と内部誘電体３との間に、１平方センチメートルあ
たり５kg程度の空気圧で、毎分５０リットル[５０（L／
ｍｉｎ）]程度のエアを送り込んだ。

【００２８】プラズマを発生させるために、ここではエ
アを用いたが、アルゴンガス、窒素ガス、酸素ガス、水
素ガスなど、被処理基板に要求される処理の内容によっ
て任意に選択される。又、プラズマ噴出口６と被処理基
板との間の距離は５ｍｍ程度とし、被処理基板上の一点
に着目したとき、約１０秒程度連続的にプラズマ化され
たガスが照射されるような速度で、被処理基板を移動さ
せた。処理前と処理後の基板の濡れ特性を測定したとこ
ろ、供給エアー圧：２（ｋｇ／ｃｍ²）、流量５０（L／
ｍｉｎ）、照射時間１０ｓｅｃで、照射前接触角 ４６
°、照射後１９°と改善された。しかも、どの部分もほ
ぼ同程度の改善が見られた。即ち、基板全面にわたって
均一な処理ができた。

【００２９】尚、装置の長さを十分に長いものにすれ
ば、より幅の広い処理対象物が処理可能となる。しかし
ながら、その場合に被処理基板８上に噴出されるガスの
ガス圧が、噴出されるガス圧はガス供給口より遠い方が
強くなるおそれがある。これでは、処理ムラ発生の原因
になる。そこで、ガス供給口７を複数個備え(図上には
装置の両端に２個設けた)、各ガス供給口７からほぼ同
じ圧力のガスを供給して、可能な限り内部のガス圧力を
均一にすることが好ましい。これにより、どのプラズマ
噴出口６からもほぼ等しい圧力のガスが噴出すようにな
る。

【００３０】これまでの説明では、プラズマ処理装置を
一組の同軸的に電極等を配置したものを用いる場合につ
いて説明してきたが、本発明は、この実施例に限定され
るものではない。即ち、（ｄ）に示したように、プラズ
マ処理装置２０を被処理基板８の移動方向（矢印２１の
方向）に複数本平行に並べることによって、処理時間の
短縮を計ることができる。また、（ｅ）に示したよう
に、プラズマ処理装置２０を直列に複数本並べて用いる
ことにより、より幅の広い大面積の基板を処理すること
が可能になる。

【００３１】〈具体例１の効果〉以上説明した構成を採
用することによって以下の効果を得る。 １. 筒状体に多数のプラズマ噴出口６を並べて配置した
ことによって、幅の広い被処理基板を均一に処理でき
る。 ２. このときに、ガス供給口７を複数個設けることに
よって、噴出するプラズマガスの圧力を長手方向に均一
化し、処理ムラを少なくすることが出来る。 ３.更に、被処理基板を移動させることができるため被
処理基板の幅のみならず長さ方向も大幅に長くすること
が可能になる。 ４. 外部誘電体１と内部誘電体３との間にプラズマを発
生させるため、プラズマ発生部分には誘電体のみが存在
し、電極から飛び出す金属紛などがないので安定したプ
ラズマの発生が可能になる。従って、被処理基板に照射
されるプラズマ化されたガスに金属紛などが含有される
ことが無くなり高性能な洗浄又は表面処理が可能にな
る。 ５．以下の実施例でも共通するが、プラズマ雰囲気中に
電極が曝されない構造により、電極がプラズマスパッタ
されないから、ワークに対する金属汚染が無いという効
果がある。

【００３２】〈具体例２〉具体例２のプラズマ処理装置
は、具体例１のプラズマ処理装置の一部を変更した例で
ある。具体例１では、内部電極の周りに内部誘電体が配
置されていたが、具体例２では、この内部誘電体を設け
ず、内部電極が露出した状態になっており、この内部電
極と外部誘電体との間の隙間をガスが流れるようにして
ある。以下に図を用いてその詳細について説明する。

【００３３】図５は、具体例２のプラズマ処理装置の主
要部縦断面図である。図より、具体例１のプラズマ処理
装置は、外部誘電体１、外部電極２、内部電極14、交流
電源５とからなり、上記外部誘電体１は、プラズマ噴出
口６、ガス供給口７とを備える。

【００３４】図中、具体例１と同様の部分については図
１と同様の符号を付してある。内部電極14は、上記外部
誘電体１の内部に同心円状に配置される棒状の導体であ
る。外部誘電体１と、この内部電極14の隙間をプラズマ
化されるガスが流れる。内部電極14には金属棒又は金属
の筒が用いられる。また、誘電体の筒又は棒の外周面に
真空蒸着法や無電界メッキ法などによって金属薄膜が形
成されたものでも良いし、誘電体の筒又は棒の外周面に
金属箔が接着されたものでも良い。他の部分は具体例１
と全く同様なので説明を省略する。

【００３５】図２は、図１の装置の主要部を示し、
（a）は、プラズマ処理装置の主要部を拡大して分解し
たところを示す斜視図、（b）は、プラズマ処理装置の
拡大横断面図である。(ａ)に示すように、内部電極14と
外部誘電体１との隙間でプラズマが発生し、プラズマ噴
出口６からガスが噴出されるから、内部電極14と外部誘
電体１との間隔は、このプラズマ発生条件を考慮して選
定される。その他の動作は具体例１とかわらない。

【００３６】〈具体例２の効果〉以上説明した構成を取
ることにより具体例１に示したプラズマ処理装置よりも
構造が簡単になり、コストを安くすることができる。

【００３７】〈具体例３〉複数個のプラズマ噴出口から
ムラ無くプラズマを噴出させるために、具体例３のプラ
ズマ処理装置では、ガス供給口から受け入れたガスを一
旦ガス溜まりで受ける。このガス溜まりにを経て、ガス
がプラズマを生成する部分に供給され、その後、ガス噴
出口から噴射される。

【００３８】図７は、具体例３のプラズマ処理装置の構
造図である。(ａ)は、装置の正面図であり、(ｂ)は、装
置のＡ−Ａ断面図である。図より、具体例３のプラズマ
処理装置は、交流電源５、プラズマ噴射口６、ガス供給
口７、平行平板21、平行電極22、ガス溜まり23を備え
る。

【００３９】平行平板21は、所定の間隔を維持して平行
に配置される絶縁体から形成される。長方形の石英板な
どが用いられる。この板の間にガスが流され、プラズマ
が形成される。所定の間隔は、安定したプラズマが維持
される間隔であり交流電源５の電圧との兼ね合いによっ
て定められる。

【００４０】平行電極22は、上記平行平板21の相対する
面の裏面に導体を密着して形成される。例えば真空蒸着
法や無電解メッキ法などを用いて金属薄膜が形成され
る。或いは又、外部誘電体１の外周面に金属箔が接着さ
れても良い。プラズマ噴出口６は、図３に示したように
多数の孔の空いた板で、平行平板21の下端に固着されて
いる。

【００４１】ガス溜まり23は、ガス供給口７から所定の
ガスを受け入れて溜め、このガスを上記平行平板21の間
に等圧力で供給する部分である。このガス溜まり23は、
平行平板21の上端に連なるように形成されている。大気
圧の数倍程度に加圧したガスをガス供給口７から供給す
ると、ガス溜まり２３の内部のガス圧が高まる。そし
て、装置のどの部分のガス溜まり23でも、ガス圧がほぼ
一定になる。その状態で、ガス溜まり23と連なる平行平
板21の間を通って、プラズマ噴出口６からガスが噴出す
る。ガスは、平行平板21の間を通る間にプラズマ化す
る。

【００４２】ガス溜まり23の部分から平行平板21の間を
通ってプラズマ噴出口６に向かう距離は、装置のどの部
分もほぼ一定になるからプラズマ噴出口６から噴出する
ガスの圧力はほぼ均一になる。これにより、広い面積の
被処理基板を均一に処理できるようになる。なお、図で
は、ガス溜まり23の断面形状を三角形にした。断面形状
を三角形にすれば、平らな絶縁体板を３枚合わせて容易
にしかも丈夫に製造することができる。しかしながら、
本発明は、この例に限定されるものではない。即ち、ガ
ス溜まり23の断面形状が四角形であってもよいし或いは
又円形であっても良い。いずれの実施例においても、プ
ラズマ噴出口６は、必ずしもドリルであけたような穴で
なく、スリット状のものでもよい。

【００４３】〈具体例３の効果〉以上説明したようにガ
ス溜まりを配置することによって装置の長手方向におけ
るプラズマ化されたガスの噴出量のムラを少なくするこ
とが可能になる。 〈具体例４〉

【００４４】図８は、具体例４のプラズマ発生装置の主
要部横断面図である。具体例４では、プラズマを発生さ
せる部分に連続気泡を持つ多孔質誘電体を配置した。図
の（ａ）は平行平板21の間に連続気泡を持つ多孔質誘電
体30を挟み込んでいる。また、（ｂ）では、内部電極４
と外部電極２の間に連続気泡を持つ多孔質誘電体31を配
置した。平行平板21の間に挟み込まれた多孔質誘電体30
の連続気泡は、少なくとも平行平板21の間を図の上から
した方向に流れる多数の貫通孔となっていることが好ま
しい。内部電極14と外部電極２の間に挟み込まれた多孔
質誘電体31の連続気泡は、筒状の装置の軸方向と径方向
の両方に流れる多数の貫通孔となっていることが好まし
い。連続気泡を持つ多孔質誘電体中には、プラズマ発生
用のエアや各種のガスを導入する。この装置では、連続
気泡を持つ多孔質誘電体中を流れるガスが高周波電界に
よってプラズマ化する。図９は、プラズマ発生装置の変
形例横断面図である。図の（ａ）のように、平行に対向
させた誘電体35の板の下部に、平行電極22を配置して、
その間に多孔質誘電体33を挟み込んでいる。ここに、ガ
ス供給孔36からプラズマ発生用ガスを供給している。ま
た、図の（ｂ）では、誘電体35の板の全側面に平行電極
22を配置して、その下部に多孔質誘電体33を挟み込んで
いる。ガス供給孔36は、テフロン（登録商標）等の栓体
37に空けた貫通孔からなる。このような構成でもよい。

【００４５】〈具体例４の効果〉この構成の装置では、
電極間に誘電体が配置されているので放電が安定すると
いう効果がある。しかも、気泡中ではミクロに見た場合
に電位傾度が不均一になるから、放電が発生し易い。こ
のため、新しいガスをどんどん送り込んですみやかにプ
ラズマを発生させ、それをプラズマ噴出口方向に送りこ
む機構に適している。また、軸方向のガス圧の均一化を
計ることができる。 〈具体例５〉図１０は、本発明のプラズマ発生装置のさ
らに別の変形例で、（ａ）は、その横断面図、（ｂ）は
底面図である。図の（ａ）のように、図６と同様の外部
誘電体１に、一対のすり鉢状のプラズマ噴出口６を設け
た。これらのプラズマ噴出口６は、互いに外側に傾斜し
ており、プラズマ噴射方向が異なる。このプラズマ噴出
口６は、図の（ｂ）に示すように、所定長のスリット状
をしており、フラズマ噴射方向の異なるものが、長手方
向に交互に配置されている。 〈具体例５の効果〉このように、フラズマ噴射方向の異
なる複数のすり鉢状のプラズマ噴出口を設けたことによ
り、例えば、湾曲した面を持つ、ワークの表面処理が可
能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】具体例１のプラズマ処理装置の主要部縦断面図
である。

【図２】具体例１の構成の主要部拡大図である。

【図３】プラズマ噴出口の配置図である。

【図４】プラズマ噴出口の形状説明図である。

【図５】具体例２のプラズマ処理装置の主要部縦断面図
である。

【図６】具体例２の構成の主要部拡大図である。

【図７】具体例３のプラズマ処理装置の構造図である。

【図８】具体例４のプラズマ発生装置の主要部横断面図
である。

【図９】具体例４のプラズマ発生装置の変形例横断面図
である。

【図１０】本発明のプラズマ発生装置のさらに別の変形
例で、（ａ）は、その横断面図、（ｂ）は底面図であ
る。

【図１１】従来の大気圧プラズマ処理装置を示し、
（a）は箱型の装置の縦断面図、（b）はパイプ型の装置
の斜視図である。

【符号の説明】

１ 外部誘電体 ２ 外部電極 ３ 内部誘電体 ４ 内部電極 ５ 交流電源 ６ プラズマ噴出口 ７ ガス供給口 ８ 被処理基板

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁体の筒からなる外部誘電体と、 この外部誘電体の外周面に密着した導体からなる外部電
   極と、 前記外部誘電体の内部に同軸的に配置される絶縁体の筒
   からなる内部誘電体と、 この内部誘電体の内周面に密着した導体からなる内部電
   極と、 前記外部誘電体と前記内部誘電体との間にガスを供給す
   るガス供給口と、 前記外部電極と前記内部電極との間に接続される交流電
   源とからなり、 前記外部誘電体は、前記交流電源によって前記外部誘電
   体と前記内部誘電体との間に生成されたプラズマを前記
   外部誘電体の外部に噴出させるプラズマ噴出口を備える
   ことを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のプラズマ処理装置にお
   いて、 前記ガス供給口を複数個備えることを特徴とするプラズ
   マ処理装置。
3. 【請求項３】 絶縁体の筒からなる外部誘電体と、 この外部誘電体の外周面に密着した導体からなる外部電
   極と、 前記外部誘電体の内部に同軸的に配置される導体からな
   る内部電極と、 前記外部誘電体と前記内部電極との間にガスを供給する
   ガス供給口と、 前記外部電極と前記内部電極との間に接続される交流電
   源とからなり、 前記外部誘電体は、前記交流電源によって前記外部誘電
   体と前記内部電極との間に生成されたプラズマを前記外
   部誘電体の外部に噴出させるプラズマ噴出口を備えるこ
   とを特徴とするプラズマ処理装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のプラズマ処理装置にお
   いて、 前記ガス供給口を複数個備えることを特徴とするプラズ
   マ処理装置。
5. 【請求項５】 請求項２または４に記載のプラズマ処理
   装置において、 前記噴出口は、 前記外部誘電体の内周面から前記外部誘電体の外周面に
   向かって広がるすり鉢状の貫通穴であることを特徴とす
   るプラズマ処理装置。
6. 【請求項６】 請求項２または４に記載のプラズマ処理
   装置において、 前記外部電極は、前記プラズマ噴出口の周辺近傍を除く
   位置に設けられていることを特徴とするプラズマ処理装
   置。
7. 【請求項７】 連続気泡を持つ多孔質誘電体の筒と、 この多孔質誘電体の筒の外周面に密着した導体からなる
   外部電極と、 前記多孔質誘電体の筒の内周面に密着した導体からなる
   内部電極と、 前記多孔質誘電体の筒の、連続気泡中にガスを供給する
   ガス供給口と、 前記外部電極と前記内部電極との間に接続される交流電
   源とからなり、 前記多孔質誘電体と前記外部導体には、前記連続気泡中
   で生成されたプラズマを外部に噴出させるプラズマ噴出
   口を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
8. 【請求項８】 所定の間隔を維持して平行に配置される
   絶縁体からなる平行平板と、 前記平行平板の相対する面の裏面に密着してなる平面電
   極と、 外部から所定のガスを受け入れて溜め、このガスを前記
   平行平板間に供給するガス溜まりと、 前記平面電極間に接続される交流電源と、 前記交流電源によって前記平行平板間に生成されたプラ
   ズマを外部に噴出させるプラズマ噴出口とからなること
   を特徴とするプラズマ処理装置。
9. 【請求項９】 請求項８に記載のプラズマ処理装置にお
   いて、 前記噴出口は、 前記プラズマを噴出させる外部に向かって広がるすり鉢
   状の貫通穴であることを特徴とするプラズマ処理装置。
10. 【請求項１０】 請求項８に記載のプラズマ処理装置に
    おいて、 前記噴出口は、 前記プラズマを噴出させる外部に向かって広がる扇型の
    貫通穴であることを特徴とするプラズマ処理装置。
11. 【請求項１１】 請求項８に記載のプラズマ処理装置に
    おいて、 前記前記平行平板間には、連続気泡を持つ多孔質誘電体
    を挟み込み、前記連続気泡中でプラズマを発生させるこ
    とを特徴とするプラズマ処理装置。
12. 【請求項１２】 請求項８に記載のプラズマ処理装置に
    おいて、 フラズマ噴射方向の異なる複数のすり鉢状のプラズマ噴
    出口を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
13. 【請求項１３】 請求項８に記載のプラズマ処理装置に
    おいて、 フラズマ噴射方向の異なる複数のすり鉢状のプラズマ噴
    出口を備え、このプラズマ噴出口は、所定長のスリット
    状をしており、フラズマ噴射方向の異なるものが、長手
    方向に交互に配置されていることを特徴とするプラズマ
    処理装置。