JP2003338398A

JP2003338398A - 放電プラズマ処理方法及びその装置

Info

Publication number: JP2003338398A
Application number: JP2002143170A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Uehara; 剛上原
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2003-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】リモート方式のプラズマ処理において、対向電
極の放電空間に供給する処理ガスの流量を多くしなくて
も高い処理効果が得られるようにする。【解決手段】所定の間隔をあけて互いに対向する一対の
電極２，３からなる対向電極１間に電界を印加すること
によりグロー放電プラズマを発生させ、そのグロー放電
プラズマをプラズマ発生空間外に配置された被処理体Ｆ
に吹き付けて処理を行う処理方法において、対向電極１
の電圧印加の電極２のプラズマ吹き出し側に補助接地電
極４を設け、その補助接地電極４と電圧印加の電極２と
の間に補助グロー放電プラズマ（例えば空気プラズマ）
を発生させ、その補助グロー放電プラズマを対向電極１
間で発生するグロー放電プラズマとともに被処理体Ｆに
導いて処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大気圧近傍の圧力
下で発生させた放電プラズマを利用して被処理体を処理
する放電プラズマ処理方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、低圧条件下でグロー放電プラ
ズマを発生させて被処理体の表面改質または被処理体上
に薄膜形成を行う方法が実用化されている。しかし、こ
れらの低圧条件下における処理装置は、真空チャンバ
ー、真空排気装置などが必要であるため、表面処理装置
が高価なものとなり、大面積基板等を処理する際にはほ
とんど用いられていなかった。

【０００３】そこで、大気圧近傍の圧力下で放電プラズ
マを発生させ、その放電プラズマを利用して被処理体の
処理を行う処理方法が提案されている。例えば特開平６
−２１４９号公報、特開平７−８５９９７号公報等に
は、上部電極と下部電極からなる平行平板型電極（対向
電極）を反応槽内に配置し、その平行平板型電極間に被
処理体を配置し、反応槽内に処理ガスを導入した状態
で、平行平板型電極間に電圧を印加することにより放電
プラズマを発生させ、その放電プラズマで被処理体を処
理する方法が提案されている。しかし、このような方法
によると、被処理体全体を放電空間に置くこととなり、
被処理体にダメージを与えやすいという問題がある。

【０００４】そのような問題を解決する方法として、被
処理体を放電空間中に配置するのではなく、被処理体を
放電空間外に配置し、放電空間からのプラズマを被処理
体に吹き付けるリモート方式のプラズマ処理方法が提案
されている。

【０００５】例えば、特開平１１−２５１３０４号公報
や特開平１１−２６０５９７号公報には、外側電極を備
えた筒状の反応管の内部に内側電極を配置し、その反応
管と内側電極との間に反応ガス等を導入するとともに、
外側電極と内側電極との間に交流電界を印加することに
よりグロー放電を発生させ、反応管からプラズマジェッ
トを吹き出して被処理体に吹き付けるプラズマ処理方法
が提案されている。また、特開平１１−３３５８６８号
公報には、平行平板型の対向電極間に電界を印加するこ
とにより放電プラズマを発生させるとともに、被処理体
の表面付近を強制的に排気することにより、放電プラズ
マを被処理体表面に導いて処理を行うプラズマ処理方法
が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、リモート方
式のプラズマ処理において処理効果を高めるには、被処
理体を対向電極の放電空間に近づければよいが、被処理
体を対向電極に近づけ過ぎると、被処理体と電圧印加側
の電極との間でアーク放電が発生する。一方、そのよう
なアーク放電を避けるために、被処理体を対向電極から
遠ざけると、放電プラズマ（活性種）が被処理体に届き
にくくなるので処理効果が低くなる。

【０００７】従って、リモート方式のプラズマ処理にお
いて処理効果を高めるには、放電空間に供給する処理ガ
スの流量を多くして吹き出し流速を速くする必要があ
り、処理ガスの消費量がどうしても多くなる。

【０００８】本発明はそのような実情に鑑みてなされた
もので、リモート方式のプラズマ処理において、対向電
極の放電空間に供給する処理ガスの流量を多くしなくて
も、処理効果を高めることが可能な放電プラズマ処理方
法及びその装置の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の放電プラズマ処
理方法は、所定の間隔をあけて互いに対向する一対の電
極を有し、その一対の電極の少なくとも一方の電極対向
面に固体誘電体が設けられてなる対向電極間に、電界を
印加することによりグロー放電プラズマを発生させ、そ
のグロー放電プラズマをプラズマ発生空間外に配置され
た被処理体に吹き付けて処理を行う処理方法において、
前記対向電極の電圧印加側の電極のプラズマ吹き出し側
に、その電圧印加側の電極先端面と所定の間隔をあけて
対向する補助接地電極を設けて、この補助接地電極と電
圧印加側の電極との間に補助グロー放電プラズマ（例え
ば空気プラズマ）を発生させ、その補助グロー放電プラ
ズマを前記対向電極間で発生するグロー放電プラズマと
ともに被処理体に導くことを特徴としている。

【００１０】本発明の放電プラズマ処理方法によれば、
対向電極の電圧印加側の電極に対向する補助接地電極を
設けて補助グロー放電プラズマを発生させ、その補助グ
ロー放電プラズマを被処理体に吹き付けているので、対
向電極間で発生するグロー放電プラズマのみで処理を行
う場合と比較して、処理効果を高めることができる。

【００１１】しかも、電圧印加側の電極と被処理体との
間に補助接地電極が存在するので、導電性の被処理体を
処理する場合に電圧印加側の電極と被処理体との間でア
ーク放電が発生するおそれがない。また、アーク放電が
発生しないことから、被処理体を対向電極に近づけるこ
とが可能となり、処理効果をさらに高めることが可能に
なる。

【００１２】本発明の放電プラズマ処理装置は、所定の
間隔をあけて互いに対向する一対の電極を有し、その一
対の電極の少なくとも一方の電極対向面に固体誘電体が
設けられてなる対向電極と、この対向電極間に電界を印
加する電源と、前記対向電極間に処理ガスを導入する処
理ガス供給源を備え、前記対向電極間に処理ガスを流し
た状態で対向電極間に電界を印加することによりグロー
放電プラズマ（例えば空気プラズマ）を発生させ、その
グロー放電プラズマをプラズマ発生空間外に吹き出す方
式の処理装置において、前記対向電極の電圧印加側の電
極のプラズマ吹き出し側に、その電圧印加側の電極先端
面と所定の間隔をあけて対向する補助接地電極が設けら
れていることによって特徴づけられる。

【００１３】本発明の放電プラズマ処理装置によれば、
対向電極の電圧印加側の電極に対向する補助接地電極を
設けているので、対向電極間に電界を印加することによ
り、電圧印加側の電極と補助接地電極との間で補助グロ
ー放電プラズマが発生し、この補助グロー放電プラズマ
が、対向電極間で発生するグロー放電プラズマとともに
被処理体に導かれる。

【００１４】このように、本発明の放電プラズマ処理装
置では、被処理体にグロー放電プラズマに加えて補助グ
ロー放電プラズマを吹き付けることができるので、その
補助グロー放電プラズマ中のオゾンあるいはラジカル等
の活性種によって処理効果を高めることができる。

【００１５】しかも、プラズマ処理時において、電圧印
加側の電極と被処理体との間に補助接地電極が存在する
ので、導電性の被処理体を処理する場合に電圧印加側の
電極と被処理体との間でアーク放電が発生するおそれが
ない。また、アーク放電が発生しないことから、被処理
体を対向電極に近づけることが可能となり、処理効果を
さらに高めることが可能なる。

【００１６】本発明の放電プラズマ処理装置において、
補助接地電極の電極対向面（電圧印加側の電極と対向す
る面）に固体誘電体を設けておくことが好ましい。

【００１７】本発明の放電プラズマ処理装置において、
対向電極の各電極及び補助接地電極に、冷媒流路などの
冷却手段を設けておくことが好ましい。

【００１８】本発明の放電プラズマ処理装置において、
対向電極間の距離ｔ１と、電圧印加側の電極と補助接地
電極との間の距離ｔ２は、ｔ１≦ｔ２の関係を満たすよ
うに設定されていることが好ましい。また、電圧印加側
の電極先端面と補助接地電極の先端面との間の距離ｔ３
は、ｔ３＜１０ｍｍに設定されていることが好ましい。

【００１９】次に、本発明を更に詳しく説明する。

【００２０】本発明に用いる対向電極の材質としては、
例えば、鉄、銅、アルミニウム等の金属単体、ステンレ
ス、真鍮等の合金、金属間化合物等などが挙げられる。
対向電極を構成する一対の電極の形状は、特に限定され
ないが、電界集中によるアーク放電の発生を避けるため
に、対向電極間の距離が一定となる構造であることが好
ましい。より好ましくは一対の電極の間が平行平坦部を
有する形状であり、特に、一対の電極がともに略平面形
状であること好ましい。

【００２１】本発明に用いる補助接地電極の材質として
は、対向電極と同様に、鉄、銅、アルミニウム等の金属
単体、ステンレス、真鍮等の合金、金属間化合物等が挙
げられる。補助接地電極の形状は、特に限定されない
が、電界集中によるアーク放電の発生を避けるために、
対向電極の電圧印加側の電極との距離が一定となる構造
であることが好ましい。

【００２２】対向電極には冷却手段を備えていることが
好ましい。冷却手段は、対向電極の電圧印加側の電極に
設けることが好ましく、さらに、一対の電極の両方に設
けることがより好ましい。冷却手段としては、電極に冷
媒を通す流路を備えた構造や電極の放電面と反対側に放
冷フィンを設けた構造などを挙げることができる。これ
らのうち、電極に冷媒を通す冷媒流路を設けた構造にす
るのが好ましい。例えば、電極の厚みを０．１〜４０ｍ
ｍ、好ましくは、０．５〜２５ｍｍにして、電極内に冷
媒流路を設けるようにする。このようにして対向電極の
冷却を行うことにより、発熱によるアーク放電の発生を
防止でき、連続使用や高出力条件でも安定して放電がた
ち、均一な処理を行うことができる。

【００２３】また、補助接地電極にも冷却手段を設けて
おくことが好ましい。この場合、冷却手段としては、例
えば、補助接地電極の一部を厚肉とし、その厚肉部に冷
媒を通す冷媒流路を形成するという構造を挙げることが
できる。

【００２４】本発明において、対向電極の各電極及び補
助接地電極の各端部を曲面化加工することにより、スト
リーマーの発生を抑制することができる。曲面化加工を
行う場合の曲率半径は、特に限定されないが、好ましく
は０．５ｍｍ以上で電極板厚み未満が好ましい。０．５
ｍｍ未満では、ストリーマーの発生の抑制効果が不十分
である。

【００２５】本発明において、固体誘電体は、対向電極
の電極対向面の一方または双方に設置される。この際、
固体誘電体と設置される側の電極が密着し、かつ、接す
る電極の対向面を完全に覆うようにする。固体誘電体に
よって覆われずに電極同士が直接対向する部位がある
と、そこからアーク放電が生じやすい。

【００２６】本発明において、補助接地電極の電極対向
面に固体誘電が設けられていることが好ましい。この場
合も、補助接地電極と固体誘電体とが密着し、かつ、接
する電極の対向面を完全に覆うようにする。

【００２７】上記固体誘電体の厚みは、０．０１〜４ｍ
ｍであることが好ましい。厚すぎると放電プラズマを発
生するのに高電圧を要することがあり、薄すぎると電圧
印加時に絶縁破壊が起こり、アーク放電が発生すること
がある。

【００２８】上記固体誘電体としては、例えば、ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート等
のプラスチック、ガラス、二酸化珪素、酸化アルミニウ
ム、二酸化ジルコニウム、二酸化チタン等の金属酸化
物、チタン酸バリウム等の複酸化物等が挙げられる。

【００２９】特に、２５℃環境下における比誘電率が１
０以上のものである固体誘電体を用いれば、低電圧で高
密度の放電プラズマを発生させることができ、処理効率
が向上する。比誘電率の上限は特に限定されるものでは
ないが、現実の材料では１８，５００程度のものが入手
可能であり、本発明に使用できる。特に好ましくは比誘
電率が１０〜１００の固体誘電体である。上記比誘電率
が１０以上である固体誘電体の具体例としては、二酸化
ジルコニウム、二酸化チタン等の金属酸化物、チタン酸
バリウム等の複酸化物を挙げることができる。

【００３０】上記固体誘電体の厚みは、０．０１〜４ｍ
ｍであることが好ましい。厚すぎると放電プラズマを発
生するのに高電圧を要することがあり、薄すぎると電圧
印加時に絶縁破壊が起こり、アーク放電が発生すること
がある。

【００３１】本発明に用いる対向電極間の距離は、固体
誘電体の厚さ、印加電圧の大きさ、プラズマを利用する
目的等を考慮して適宜決定されるが、０．１〜５ｍｍで
あることが好ましい。０．１ｍｍ未満では、電極間の間
隔を置いて設置するのに充分でないことがあり、一方、
５ｍｍを超えると、均一な放電プラズマを発生させにく
い。さらに好ましくは、放電が安定しやすい０．５〜３
ｍｍの間隔である。

【００３２】本発明においては、対向電極間に、高周
波、パルス波、マイクロ波等の電界が印加され、プラズ
マを発生させるが、パルス電界を印加することが好まし
く、特に、電界の立ち上がり及び／または立ち下がり時
間が、１０μｓ以下である電界が好ましい。１０μｓを
超えると放電状態がアークに移行しやすく不安定なもの
となり、パルス電界による高密度プラズマ状態を保持し
にくくなる。また、立ち上がり時間及び立ち下がり時間
が短いほどプラズマ発生の際のガスの電離が効率よく行
われるが、４０ｎｓ未満の立ち上がり時間のパルス電界
を実現することは、実際には困難である。より好ましく
は５０ｎｓ〜５μｓである。なお、ここでいう立ち上が
り時間とは、電圧（絶対値）が連続して増加する時間、
立ち下がり時間とは、電圧（絶対値）が連続して減少す
る時間を指すものとする。

【００３３】上記電界の電界強度は、１０〜１０００ｋ
Ｖ／ｃｍとなるようにするのが好ましい。電界強度が１
０ｋＶ／ｃｍ未満であると処理に時間がかかりすぎ、１
０００ｋＶ／ｃｍを超えるとアーク放電が発生しやすく
なる。

【００３４】上記電界の周波数は、０．５ｋＨｚ以上で
あることが好ましい。０．５ｋＨｚ未満であるとプラズ
マ密度が低いため処理に時間がかかりすぎる。上限は特
に限定されないが、常用されている１３．５６ＭＨｚ、
試験的に使用されている５０ＭＨｚといった高周波帯で
も構わない。負荷との整合のとり易さや取り扱い性を考
慮すると、５００ｋＨｚ以下が好ましい。

【００３５】本発明の放電プラズマ処理方法及び装置
は、どのような圧力下でも用いることができるが、常圧
放電プラズマ処理に用いるとその効果を十分に発揮で
き、特に、大気圧近傍下の圧力下で用いるとその効果が
十分に発揮される。

【００３６】上記大気圧近傍の圧力下とは、１．３３３
×１０⁴〜１０．６６４×１０⁴Ｐａの圧力下を指す。中
でも、圧力調整が容易で、装置構成が簡便になる９．３
３１×１０⁴〜１０．３９７×１０⁴Ｐａの範囲が好まし
い。

【００３７】本発明において処理できる被処理体として
は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレ
ン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、
ポリイミド、液晶ポリマー、エポキシ樹脂、ポリテトラ
フルオロエチレン、アクリル樹脂等のプラスチック、ガ
ラス、セラミック、金属、シリコンウェハ等が挙げられ
る。被処理体の形状としては、板状、フィルム状等のも
のが挙げられるが、特にこれらに限定されない。本発明
によれば、様々な形状を有する被処理体の処理に容易に
対応することができる。

【００３８】本発明に用いる処理ガスとしては、電界を
印加することによってプラズマを発生するガスであれ
ば、特に限定されず、処理目的に応じて種々のガスを使
用できる。

【００３９】上記処理ガスとして、ＣＦ₄、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ
ＣｌＦ₃、ＳＦ₆等のフッ素含有化合物ガスを用いること
によって、撥水性表面を得ることができる。

【００４０】また、処理ガスとして、Ｏ₂、Ｏ₃、水、空
気等の酸素元素含有化合物、Ｎ₂、ＮＨ₃等の窒素元素含
有化合物、ＳＯ₂、ＳＯ₃等の硫黄元素含有化合物を用い
て、被処理体の表面にカルボニル基、水酸基、アミノ基
等の親水性官能基を形成させて表面エネルギーを高く
し、親水性表面を得ることができる。また、アクリル
酸、メタクリル酸等の親水基を有する重合性モノマーを
用いて親水性重合膜を堆積することもできる。

【００４１】さらに、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｓｎ等の金属の金属
−水素化合物、金属−ハロゲン化合物、金属アルコラー
ト等の処理ガスを用いて、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＳｎＯ₂
等の金属酸化物薄膜を形成させることができる。

【００４２】さらに、被処理体の表面に電気的・光学的
機能を与えたり、被処理体の表面から有機物除去、レジ
スト除去、高分子フィルムの接着性向上、ガラス系基板
・プリント配線基盤（ＦＰＣ）の洗浄、成膜、金属除
去、デスミア、アッシング、エッチング、デスカム、滅
菌洗浄などに利用できる。

【００４３】経済性及び安全性の観点から、上記処理ガ
ス単独雰囲気よりも、以下に挙げるような希釈ガスによ
って希釈された雰囲気中で処理を行うことが好ましい。
希釈ガスとしては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセ
ノン等の希ガス、窒素気体等が挙げられる。これらは単
独でも２種以上を混合して用いてもよい。

【００４４】また、本発明の放電プラズマ処理方法及び
装置において、電圧印加側の電極と補助接地電極との間
にも適当な処理ガスを導入してもよい。

【００４５】なお、本発明の放電プラズマ処理方法及び
装置によれば、プラズマ発生空間中に存在する気体の種
類を問わずグロー放電プラズマを発生させることが可能
である。公知の低圧条件下におけるプラズマ処理はもち
ろん、特定のガス雰囲気下の大気圧プラズマ処理におい
ても、外気から遮断された密閉容器内で処理を行うこと
が必須であったが、本発明の放電プラズマ処理方法及び
装置においては、開放系、あるいは、気体の自由な流失
を防ぐ程度の低気密系での処理が可能となる。

【００４６】本発明の放電プラズマ処理方法及び装置に
よると、対向電極間において直接大気圧下で放電を発生
させることが可能であり、より単純化された電極構造、
放電手順による大気圧プラズマ装置、及び処理手法でか
つ高速処理を実現することができる。また、印加電界の
周波数、電圧、電極間隔等のパラメータにより処理に関
するパラメータも調整できる。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００４８】図１は本発明の実施形態の構成を模式的に
示す図である。

【００４９】図１に示す放電プラズマ処理装置は、リモ
ート方式の処理装置であって、電圧印加電極２と接地電
極３からなる対向電極１、補助接地電極４、電源５及び
処理ガス供給源６などを備えている。

【００５０】対向電極１の電圧印加電極２と接地電極３
とは、所定の間隔をあけて互いに平行となるように対向
配置されており、これら一対の電極２，３間に放電空間
Ｓ１が形成される。電圧印加電極２及び接地電極３の各
表面はそれぞれ固体誘電体２１，３１によって被覆され
ている。

【００５１】対向電極１には処理ガス導入口１１と吹き
出し口１２が設けられている。処理ガス導入口１１には
処理ガス供給源６が接続されており、電圧印加電極２と
接地電極３との間の放電空間Ｓ１に処理ガスを供給する
ことができる。

【００５２】補助接地電極４は対向電極１の吹き出し口
１２側に設けられている。補助接地電極４は、電圧印加
電極２の先端面２ａに対して所定の間隔をあけて対向し
た状態で設置されており、それら補助接地電極４と電圧
印加電極２との間に補助放電空間Ｓ２が形成される。こ
の補助放電空間Ｓ２には、対向電極１の吹き出し口１２
から吹き出すガス（プラズマ含む）の流れで生じる減圧
効果によって、空気が図中矢印の方向に流れる。

【００５３】そして、以上の構造の放電プラズマ処理装
置において、対向電極１の吹き出し口１２と対向する位
置に被処理体Ｆを置き、次いで電圧印加電極２と接地電
極３との間の放電空間Ｓ１に処理ガス供給源６から処理
ガス（例えばＮ₂ガス）を供給した状態で、電圧印加電
極２と接地電極３との間に電源５からの電界（例えばパ
ルス電界）を印加する。この電界印加により、電圧印加
電極２と接地電極３との間の放電空間Ｓ１にグロー放電
プラズマが発生し、その発生プラズマが吹き出し口１２
を通じて放電空間Ｓ１の外に吹き出して被処理体Ｆの表
面に吹き付けられる。これと同時に、電圧印加電極２と
補助接地電極４との間の補助放電空間Ｓ２において空気
プラズマ（補助グロー放電プラズマ）が発生し、その発
生した空気プラズマが、電圧印加電極２と接地電極３と
の間の放電空間Ｓ１で発生したグロー放電プラズマとと
もに被処理体Ｆの表面に導かれる。

【００５４】このように本実施形態では、被処理体Ｆに
グロー放電プラズマに加えて空気プラズマを吹き付ける
ことができるので、その空気プラズマ中のオゾンあるい
はラジカル等の活性種によって、処理効果（例えば濡れ
性改善など）を高めることができる。しかも、電圧印加
電極２と被処理体Ｆとの間に補助接地電極４が存在して
おり、その補助接地電極４に接触する位置まで被処理体
Ｆを近づけてもアーク放電が発生することがないので、
処理効率をより一層高めることができる。

【００５５】ここで、図１に示す実施形態において、電
圧印加電極２と接地電極３との間隔をｔ１とし、電圧印
加電極２と補助接地電極４との間隔をｔ２とすると、そ
れら間隔ｔ１とｔ２の関係はｔ１≦ｔ２とすることが好
ましい。その理由は、補助接地電極４と電圧印加電極２
との対向面積が、接地電極３と電圧印加電極２との対向
面積よりも小さいので、補助接地電極４側の間隔ｔ２を
接地電極３側の間隔ｔ１よりも小さくすると、補助放電
空間Ｓ２において放電が発生しやすくなり、本来の放電
空間Ｓ１において放電が発生しなくなるという不都合を
防止するためである。

【００５６】また、電圧印加電極２の先端面２ａと補助
接地電極４の先端面４ａとの距離ｔ３については、処理
効率を高めるためにｔ３＜１０ｍｍとすることが好まし
く、さらにｔ３≦５ｍｍとすることがより好ましい。

【００５７】なお、図１の実施形態では、電圧印加電極
２と接地電極３とを同じ長さとし、補助接地電極４が対
向電極１の前方側に突出する構造としているが、本発明
はこれに限られることなく、例えば図２に示すように、
電圧印加電極１０２の長さを接地電極１０３よりも短く
し、電圧印加電極１０２に対向する補助接地電極４が接
地電極１０３の先端面に面一となるような構造を採用し
てもよい。

【００５８】以上の実施形態において、電圧印加電極
２、接地電極３及び補助接地電極４の全ての電極に冷却
手段を設けておくことが好ましい。なお、補助接地電極
４は厚みの制限があって薄い形状となるため、冷却手段
を設ける場合、例えば図３に示すように、補助接地電極
２０４の一部（吹き出し口１２の反対側となる部分）を
厚肉とし、その厚肉部分に冷媒流路７を形成するという
方法を採ればよい。また、図３に示す構造の場合、電圧
印加電極２０２と補助接地電極２０４との対向面は、そ
の両者の電極２０２，２０４間の距離が一定となるよう
な形状に加工しておくことが好ましい。

【００５９】以上の実施形態において、被処理体Ｆは処
理テーブル上に固定載置した状態でプラズマ処理を行っ
てもよいし、また、搬送ベルト等にて被処理体Ｆを搬送
しながらプラズマ処理を行うようにしてもよい。

【００６０】

【実施例】以下、本発明の実施例を比較例とともに説明
する。

【００６１】＜実施例１＞・使用電極の構造図４に示すように、電圧印加電極２（ＳＵＳ３０４製：
１５０ｍｍ×３５ｍｍ×２０ｍｍ）と接地電極３（ＳＵ
Ｓ３０４製：１５０ｍｍ×３５ｍｍ×２０ｍｍ）とを
１．５ｍｍの間隔（放電空間Ｓ１）をあけて配置した。
また、電圧印加電極２の先端にガラス板８（ｔ＝１．８
ｍｍ）を対向した状態で配置し、さらにガラス板８の前
面側に、補助接地電極としてアルミニウムテープ９（接
地電位）を貼着した。なお、電圧印加電極２の先端面と
アルミニウムテープ９の先端面との間の距離ｔ３は３．
１ｍｍに設定した。・処理条件処理ガス：Ｎ₂ 処理ガス流量：１５Ｌ／ｍｉｎ印加電界：パルス電界（電圧１６ｋＶ_PP、周波数２０ｋ
Ｈｚ、パルス立ち上がり速度４μｓ）吹き出し距離（電極先端から被処理体Ｆまでの距離）：
５ｍｍ被処理体の搬送速度：３００ｍｍ／ｍｉｎ、５００ｍｍ
／ｍｉｎ被処理体：ＩＴＯ（厚み１．１ｍｍ）以上の電極・処理条件で、電圧印加電極２と接地電極３
との間の放電空間Ｓ１にグロー放電プラズマを発生させ
るとともに、電圧印加電極２と補助接地電極４との間の
補助放電空間Ｓ２に空気プラズマを発生させて、被処理
体Ｆにプラズマ処理を施した。処理後の被処理体Ｆにつ
いて水の接触角を測定した。その結果を図６に示す。な
お、接触角の測定には接触計（協和界面科学社製、ＣＡ
−Ｘ１５０）を用いた。

【００６２】＜比較例１＞図５（Ａ）に示すように、ア
ルミニウムテープを貼着していないガラス板８を電圧印
加電極２に対向して配置したこと以外は、実施例１と同
じとしてプラズマ処理（空気プラズマの発生無し）と、
処理後の接触角の測定を行った。その測定結果を図６に
示す。

【００６３】＜比較例２＞図５（Ｂ）に示すように、電
圧印加電極２と接地電極３のみで構成される電極を使用
したこと以外は、実施例１と同じとしてプラズマ処理
（空気プラズマの発生無し）と、処理後の接触角の測定
を行った。その測定結果を図６に示す。

【００６４】図６に示す測定結果から明らかなように、
対向電極間で発生するグロー放電プラズマに加えて、補
助接地電極にて発生する空気プラズマを被処理体に吹き
付けることにより、水の接触角が小さくなること、つま
り濡れ性改善効果が向上することがわかる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リモート方式のプラズマ処理方法及び方法において、電
圧印加側の電極に対向する補助接地電極を設けて補助グ
ロー放電プラズマ（例えば空気プラズマ）を発生させ、
その補助グロー放電プラズマ（空気プラズマ）を、対向
電極間で発生するグロー放電プラズマとともに被処理体
に吹き付けるようにしているので、対向電極間の放電空
間に供給する処理ガスの量を多くしなくても処理効果を
高めることができ、処理コストの低減化を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の構成を模式的に示す図であ
る。

【図２】本発明の他の実施形態の構成を模式的に示す図
である。

【図３】本発明の別の実施形態の要部構造を模式的に示
す図である。

【図４】本発明の実施例に用いる電極の構造を模式的に
示す図である。

【図５】本発明の比較例に用いる電極の構造を模式的に
示す図である。

【図６】本発明の実施例と比較例においてプラズマ処理
を行った各被処理体の接触角の測定結果を示すグラフで
ある。

【符号の説明】１対向電極１１処理ガス導入口１２吹き出し口２電圧印加電極２ａ電圧印加電極の先端面３接地電極２１，３１固体誘電体Ｓ１放電空間４補助接地電極４ａ補助接地電極の先端面４１固体誘電体Ｓ２補助放電空間５電源６処理ガス供給源７冷媒流路Ｆ被処理体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｃ 21/31 21/302 １０１ＥＦターム(参考） 4G075 AA24 AA30 BA06 CA03 CA16 CA47 DA02 DA18 EB01 EC21 FC15 4K030 CA02 CA04 CA05 CA06 CA07 CA12 CA17 FA01 JA05 JA09 JA12 KA15 KA17 KA19 KA30 4K057 DA20 DB01 DD01 DE01 DE06 DE07 DE08 DE20 DG07 DG13 DG15 DG16 DG20 DM06 DM37 DN01 DN10 5F004 AA14 AA16 BA03 BA04 BA06 BB18 BB24 BB28 BD01 CA05 DA00 DA01 DA02 DA07 DA18 DA21 DA25 DA26 DA27 5F045 AA08 AB31 AB32 AE29 BB08 BB20 DP03 DP27 DQ10 EH13 EH18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の間隔をあけて互いに対向する一対
の電極を有し、その一対の電極の少なくとも一方の電極
対向面に固体誘電体が設けられてなる対向電極間に、電
界を印加することによりグロー放電プラズマを発生さ
せ、そのグロー放電プラズマをプラズマ発生空間外に配
置された被処理体に吹き付けて処理を行う処理方法にお
いて、前記対向電極の電圧印加側の電極のプラズマ吹き
出し側に、その電圧印加側の電極先端面と所定の間隔を
あけて対向する補助接地電極を設けて、この補助接地電
極と前記電圧印加側の電極との間に補助グロー放電プラ
ズマを発生させ、その補助グロー放電プラズマを前記対
向電極間で発生するグロー放電プラズマとともに被処理
体に導くことを特徴とする放電プラズマ処理方法。
【請求項２】所定の間隔をあけて互いに対向する一対
の電極を有し、その一対の電極の少なくとも一方の電極
対向面に固体誘電体が設けられてなる対向電極と、この
対向電極間に電界を印加する電源と、前記対向電極間に
処理ガスを導入する処理ガス供給源を備え、前記対向電
極間に処理ガスを流した状態で対向電極間に電界を印加
することによりグロー放電プラズマを発生させ、そのグ
ロー放電プラズマをプラズマ発生空間外に吹き出す方式
の処理装置において、前記対向電極の電圧印加側の電極
のプラズマ吹き出し側に、その電圧印加側の電極先端面
と所定の間隔をあけて対向する補助接地電極が設けられ
ていることを特徴とする放電プラズマ処理装置。
【請求項３】前記補助接地電極の電極対向面に固体誘
電体が設けられていることを特徴とする請求項２記載の
放電プラズマ処理装置。
【請求項４】前記対向電極の各電極及び補助接地電極
に冷却手段が設けられていることを特徴とする請求項２
または３記載の放電プラズマ処理装置。
【請求項５】前記対向電極間の距離ｔ１と、前記電圧
印加側の電極と補助接地電極との間の距離ｔ２が、ｔ１
≦ｔ２の関係を満たすように設定されていることを特徴
とする請求項２〜４のいずれかに記載の放電プラズマ処
理装置。