JP2004115896A

JP2004115896A - 放電プラズマ処理装置及び放電プラズマ処理方法

Info

Publication number: JP2004115896A
Application number: JP2002284102A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Iwane; 岩根　和良; Tomohito Kaminoyama; 上ノ山　智史
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】ガス吹き出し側のガス流路が破損しにくい構造で、しかもガス吹き出し側のガス流れがスムーズな構造の放電プラズマ処理装置を提供する。
【解決手段】対向電極１の電圧印加電極２及び接地電極３の各電極の平面２Ａ，３Ａに沿って延びる誘電体板４，５を設け、この誘電体板４，５の先端をガス吹き出し口１Ｂの前方に突出させてガス流路を形成することで、ガス吹き出し側においてガス整流に必要な流路長の短縮化をはかる。また、対向電極１の電圧印加電極２側の誘電体板４の突出長を、接地電極３側の誘電体板５の突出長よりも短くすることで、スムーズなガス流が形成されるようにする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電プラズマを利用して被処理物を処理する放電プラズマ処理装置及び放電プラズマ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、放電プラズマを用いて基板上に成膜を行う処理装置として、上部電極と下部電極からなる平行平板型の対向電極を反応槽内に配置し、その対向電極間に基板を配置し、反応槽内に処理ガスを導入した状態で、対向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、その発生プラズマで被処理物を処理するダイレクト方式のプラズマ処理装置が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００３】
また、他の処理装置として、被処理物を放電空間中に配置するのではなく、被処理物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物に吹き付けるリモート方式のプラズマ処理装置が提案されている。
【０００４】
その具体的な装置として、例えば、平行平板型の対向電極間に電界を印加することにより発生させた放電プラズマを被処理物の表面に導いて処理を行うプラズマ処理装置が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。また、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物に吹き付けるプラズマ処理装置が提案されている（例えば、特許文献４、特許文献５参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２１４９号公報
【特許文献２】
特開平７−８５９９７号公報
【特許文献３】
特開平１１−３３５８６８号公報
【特許文献４】
特開平１１−２５１３０４号公報
【特許文献５】
特開平１１−２６０５９７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、リモート方式の放電プラズマ処理装置においては、対向電極の前後（ガス導入側及びガス吹き出し側）に整流部が設けられている。ガス吹き出し側の整流部には、ガス流路を形成する誘電体材料製の円管や角管などのガス流路用管が用いられている。
【０００７】
ガス流路用管は、ガス整流のために、ある程度の大きな寸法（長さ）が必要である。このため、電極部の調整時や装置輸送時においてガス流用路管が破損することが多いという問題がある。また、従来の装置では、ガス吹き出し側のガス流路管内でガスがスムーズに流れず、管内に滞留しやすくなるので、ガス圧力が高くなるという問題がある。さらに、ガス整流のために管長が長くなると、管上流側のガス圧力が高くなるため、ガス漏れが発生したり、ガス流用路管が破損するという問題がある。
【０００８】
本発明はそのような実情に鑑みてなされたもので、ガス吹き出し側のガス流路が破損しにくい構造で、しかもガス吹き出し側のガス流れがスムーズな構造の放電プラズマ処理装置の提供と、その装置を用いた放電処理方法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装置は、一対の電極が、その各電極に形成された平面が互いに平行となるように対向配置さ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、対向電極間にガスを導入するガス供給源を備え、前記対向電極間に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プラズマを発生させ、そのプラズマ化したガスを前記対向電極のガス吹き出し口から外部に吹き出す方式の放電プラズマ処理装置において、前記対向電極の各電極の平面に沿って延びる誘電体部材が設けられており、その誘電体部材の先端が前記ガス吹き出し口の前方に突出していることによって特徴づけられる。
【００１０】
本発明の放電プラズマ処理によれば、対向電極の各電極の平面に沿って延びる誘電体部材にてガス吹き出し側のガス流路が形成されるので、ガス吹き出し側においてガス整流に必要な流路長が小さくて済む。これにより、ガス吹き出し側のガス流路を必要最小限に短くすることができ、ガス吹き出し側のガス流路の破損を防ぐことができる。また、ガス吹き出し側のガス流路が短くなることにより、流路内でのガス圧力の高まりが緩和され、ガス漏れやガス流路の破損をより確実に防ぐことができる。
【００１１】
本発明の放電プラズマ処理装置において、対向電極の一方の電極側の誘電体部材の突出長を、他方の電極側の誘電体部材の突出長よりも短くしておけば、ガスの滞留を防止することができ、被処理物の被処理面に沿ってスムーズに流れるガス流を形成することが可能となる。その結果として、均一で高速な処理が可能になる。
【００１２】
また、誘電体部材の突出部を一対の電極の平面（電極対向面）に対して斜めに傾ける構成、あるいは、一対の電極の平面（電極対向面）が傾斜面であり、ガス吹き出し口に対向して配置される被処理物の処理面に対し、斜めの方向からプラズマ化したガスが吹き付けられるようにする構成を採用しても、スムーズな流れのガス流を形成することができる。
【００１３】
本発明の放電プラズマ処理装置において、対向電極の吹き出し口から吹き出したガスが流れる方向を排気制御する排気機構を設けておけば、被処理物の被処理面に沿って流れるガス流を、更にスムーズなガス流とすることができる。
【００１４】
本発明の放電プラズマ処理装置において、誘電体部材の突出長が１〜１０ｍｍであることが好ましく、また、誘電体部材の突出部の先端と、ガス吹き出し口に対向して配置される被処理体との間の距離が０．１〜３ｍｍであることが好ましい。さらに、対向電極の放電発生空間の流路長が１〜１００ｍｍであることが好ましい。また、一方の電極側の誘電体部材と他方の電極側の誘電体部材との突出長との間に差異があり、その突出長の差異が０．１〜５ｍｍであることが好ましい。
【００１５】
本発明の放電プラズマ処理装置において、対向電極のガス導入側にガス整流部を設けておくことが好ましい。
【００１６】
本発明の放電プラズマ処理装置において、対向電極を構成する一対の電極には、その各電極の平面（電極対向面）に、コーティング等により固体誘電体を設けておいてもよい。
【００１７】
本発明の放電プラズマ処理方法は、前記した特徴を有する放電プラズマ処理装置を用いて被処理物を処理するにあたり、前記誘電体部材の突出部、あるいは被処理物または被処理物の台にバイアス電圧を印加することを特徴とする。
【００１８】
次に、本発明の詳細を説明する。
【００１９】
本発明に用いる誘電体部材の誘電体材料は、放電が問題なく形成されるものであれば、特に限定されないが、例えば、無機物では、石英、無アルカリガラスなどのガラス系やセラミック系の材料を挙げることができる。また、有機物では、高分子材料を挙げることができる。
【００２０】
本発明に用いる誘電体部材は、板状体または管状体のいずれの形態であってもよい。誘電体部材が板状体である場合、スリット状放電発生空間を形成するように対向配置すればよい。また、管状体である場合、対向電極間に管状体を挟み込むように配置すればよい。
【００２１】
本発明において、誘電体部材の突出長は１〜１０ｍｍであることが好ましく、更に好ましくは３〜７ｍｍがよい。突出長が１ｍｍ未満であると処理効果を得ることができず、１０ｍｍを超えると破損の可能性が大きくなる。誘電体部材のガス導入側の先端は、調整時や輸送時における割れの発生を完全に防ぐために、電極端面と面一が好ましい。
【００２２】
また、誘電体部材の突出部の先端と、被処理体との間の距離は０．１〜３ｍｍであることが好ましい。誘電体部材−被処理物間の距離が０．１ｍｍ未満であると、誘電体部材が被処理物に擦れる可能性があり、３ｍｍを超えると処理効果が薄れる可能性がある。
【００２３】
本発明において、対向電極の一方の電極側の誘電体部材の突出長を、他方の電極側の誘電体部材の突出長よりも短くする場合、その突出長の差異は０．１〜５ｍｍが好ましい。０．１ｍｍ未満である場合及び５ｍｍを超える場合は、いずれも処理効果が薄れる可能性がある。
【００２４】
本発明において、誘電体部材の突出部または被処理物側にバイアス電圧を印加することが好ましい。被処理物側にバイアス電圧を印加する場合、被処理物が導電体の場合は被処理物に直接バイアス電圧を印加し、被処理物が誘電体・絶縁体である場合は被処理物を載せている台にバイアス電圧を印加する。
【００２５】
このようにバイアス電圧を印加すると、目的の活性種やイオンを、被処理体に効率よく作用させることができ、処理効果を更に高めることができる。
【００２６】
バイアス電圧は、特に限定はなく、目的の活性種やイオンを、被処理体に効率よく作用させることができればよく、使用ガス、活性種、イオン、被処理物の種類などにより決定される。好ましくは、電極と異常放電が発生しない電圧が好ましい。また、バイアス電圧は、目的の活性種、イオンによって正負を決定する。さらに、バイアス電圧は周期的に正負を繰り返すような電圧であってもよい。バイアス電圧の電圧値は、特に限定はないが、０．１〜１００ｋＶが好ましい。
【００２７】
本発明の放電プラズマ処理装置及び方法は、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することでき、特に、大気圧近傍の圧力下で用いるとその効果をより一層発揮することができる。
【００２８】
大気圧近傍の圧力下とは、１．３３３×１０^４〜１０．６６４×１０^４Ｐａ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９．３３１×１０^４〜１０．３９７×１０^４Ｐａの範囲である。
【００２９】
本発明に用いる対向電極の電極材質としては、例えば、鉄、銅、アルミニウム等の金属単体、ステンレス、真鍮等の合金あるいは金属間化合物等などが挙げられる。
【００３０】
また、対向電極には、冷却機構を備えていることが好ましい。冷却機構は、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備えられることがより好ましい。冷却機構としては、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が、電極に冷媒を通す流路を備えた構造にするのが好ましい。
【００３１】
また、対向電極の一対の電極には固体誘電体を設けておいてもよい。固体誘電体の形状は、シート状もしくはフィルム状のいずれであってもよい。固体誘電体の厚みは、０．０１〜４ｍｍであることが好ましい。固体誘電体の厚みが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。なお、固体誘電体は溶射法にて電極表面にコーティングされた膜であってもよい。
【００３２】
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。
【００３３】
また、固体誘電体は、比誘電率が２以上（２５℃環境下、以下同じ）であることが好ましい。比誘電率が２以上の固体誘電体の具体例としては、ポリテトラフルオロエチレン、ガラス、金属酸化膜等を挙げることができる。さらに高密度の放電プラズマを安定して発生させるためには、比誘電率が１０以上の固体誘電体を用いることが好ましい。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程度のものが知られている。上記比誘電率が１０以上である固体誘電体としては、例えば、酸化チタニウム５〜５０重量％、酸化アルミニウム５０〜９５重量％で混合された金属酸化物被膜、または、酸化ジルコニウムを含有する金属酸化物被膜からなるものを挙げることができる。
【００３４】
固体誘電体の厚みは、０．０１〜４ｍｍ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。
【００３５】
上記対向電極の電極間距離は、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。電極間の距離が０．１ｍｍ未満であると、電極間距離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。さらに好ましい電極間距離は、放電が安定しやすい０．５〜３ｍｍである。
【００３６】
対向電極の一対の電極間には、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以下であるパルス電界が好ましい。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。立ち上がり時間及び立ち下がり時間のより好ましい範囲は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。
【００３７】
上記パルス電界の電界強度は、１〜１０００ｋＶ／ｃｍであり、好ましくは２０〜３００ｋＶ／ｃｍである。電界強度が１ｋＶ／ｃｍ未満であると処理に時間がかかりすぎ、１０００ｋＶ／ｃｍを超えるとアーク放電が発生しやすくなる。
【００３８】
上記パルス電界の周波数は、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５００ＭＨｚといった高周波帯でも構わない。負荷との整合性のとり易さや取扱い性を考慮すると、５００ｋＨｚ以下が好ましい。このようなパルス電界を印加することにより、処理速度を大きく向上させることができる。
【００３９】
また、上記パルス電界における１つのパルス継続時間は、２００μｓ以下であることが好ましく、より好ましくは３〜２００μｓである。２００μｓを超えるとアーク放電に移行しやすくなる。ここで、１つのパルス継続時間とは、ＯＮ／ＯＦＦの繰り返しからなるパルス電界における、１つのパルスの連続するＯＮ時間を言う。
【００４０】
本発明において処理できる被処理物としては、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、シリコンウェハー等が挙げられる。基材の形状としては、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基材の処理に容易に対応することができる。
【００４１】
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。
【００４２】
上記処理ガスとして、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、ＣＣｌＦ_３、ＳＦ_６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。
【００４３】
また、処理ガスとして、Ｏ_２、Ｏ_３、水、空気等の酸素元素含有化合物、Ｎ_２、ＮＨ_３等の窒素元素含有化合物、ＳＯ_２、ＳＯ_３等の硫黄元素含有化合物を用いて、基材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。
【００４４】
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、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＳｎＯ_２等の金属酸化物薄膜を形成させることができる。
【００４５】
さらに、基材表面に電気的・光学的機能を与えたり、基材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。
【００４６】
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。
【００４７】
なお、本発明の放電プラズマ処理装置及び方法によれば、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装置及び方法においては、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。
【００４８】
本発明の放電プラズマ処理装置及び方法によると、対向電極間において直接大気圧下で放電を生じせしめ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、電極間距離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。
【００４９】
【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。
【００５０】
＜実施形態１＞
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。
【００５１】
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、誘電体板（例えばガラス平板）４，５、電源６、Ｎ_２ガスなどの処理ガスを供給するガス供給源７、整流部８、排気機構９、及びガイド板１０などを備えている。
【００５２】
対向電極１の電圧印加電極２と接地電極３は、それぞれ平面２Ａ，３Ａを有する矩形平板であり、それら平面２Ａ，３Ａが所定の距離（電極間距離）をあけて互いに平行となるように対向配置されている。電圧印加電極２と接地電極３との間には電源６からの電界（例えばパルス電界）が印加される。
【００５３】
対向電極１における放電発生空間Ｐの一端側にガス導入口１Ａが設けられ、他端側にガス吹き出し口１Ｂが設けられている。ガス導入口１Ａには、ガス供給源７からのガスが整流部８を介して供給される。
【００５４】
対向電極１には、電圧印加電極２の平面２Ａに沿って延びるガラス板４と、接地電極３の平面３Ａに沿って延びるガラス板５が配置されている。
【００５５】
これらガラス板４，５のガス吹き出し側の先端は、ガス吹き出し口１Ｂの前方に突出している。その突出長は、例えば、電圧印加電極２側のガラス板４が３ｍｍ、接地電極３側のガラス板５が５ｍｍであり、電圧印加電極２側のガラス板４の突出長が接地電極３側のガラス板５の突出長よりも短くなっている。一方、各ガラス板４，５のガス導入側の先端は、それぞれ電圧印加電極２と接地電極３の各先端面（上端面）と面一となっている。
【００５６】
対向電極１の側方（電圧印加電極２側）に、ガイド板１０が電圧印加電極２に対向した状態で配置されており、このガイド板１０の上方に排気機構９が配置されている。排気機構９には例えばブロワー等が用いられる。
【００５７】
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を大気圧近傍の圧力下に配置し、対向電極１のガス吹き出し口１Ｂと対向する位置に被処理体Ｓを置く。次に、電圧印加電極２と接地電極３との間の放電発生空間Ｐにガス供給源７からの処理ガス（例えばＮ_２ガス）を供給するとともに、排気機構９にて排気を行った状態で（大気圧近傍の圧力下の状態）、電圧印加電極２と接地電極３との間に電源６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との間の放電発生空間Ｐにグロー放電プラズマが発生し、その発生プラズマがガス吹き出し口１Ｂを通じて放電発生空間Ｐの外に吹き出して被処理体Ｓの表面に吹き付けられ、被処理体Ｓに表面処理（例えば表面濡れ性付与など）が施される。
【００５８】
ここで、本実施形態においては、電圧印加電極２側のガラス板４の突出長を接地電極３側のガラス板５の突出長よりも短くしており、さらに、電圧印加電極２側に排気機構９を設けているので、対向電極１のガス吹き出し口１Ｂから吹き出したガスが、被処理物Ｓの被処理面に沿って均一に流れるガス流が形成され、均一でかつ高速な処理を実現できる。
【００５９】
なお、図１の実施形態の構成に加えて、図２に示すように、誘電体板４，５の突出部４Ａ，５Ａにバイアス印加電極１１，１２を設けて、放電プラズマ処理を行う際に、誘電体板４，５の突出部４Ａ，５Ａに、正または負のバイアス電圧もしくは正負を繰り返すバイアス電圧を印加するようにしてもよい。このようにバイアス電圧を印加すると、目的の活性種やイオンを、被処理体に効率よく作用させることができ、処理効果を高めることができる。
【００６０】
以上の実施形態では、誘電体板４，５の突出部４Ａ，５Ａを被処理物Ｓの被処理面に略垂直に配置しているが、この構造に限られることなく、例えば、図３に示すように、誘電体板１４，１５の突出部１４Ａ，１５Ａを、電圧印加電極２と接地電極３の各平面２Ａ，２Ｂ（放電発生空間Ｐの中心軸）に対して斜めに傾けた構造とし、被処理物Ｓの被処理面に、斜めの方向からプラズマが吹き付けられるように構成してもよい。また、図４に示すように、縦断面形状が三角形の電圧印加電極２２及び接地電極２３を用いることで、各電極の平面２２Ａ，２３Ａが傾斜面であり誘電体板２４，２５の全体が傾いた構造（放電発生空間Ｐの中心軸が傾斜する構造）とし、被処理物Ｓの被処理面に、斜めの方向からプラズマが吹き付けられるように構成してもよい。
【００６１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００６２】
＜実施例１＞
［装置構成］
図１の放電プラズマ処理装置において、電圧印加電極２（ＳＵＳ３０４製、Ｌ２５０ｍｍ×Ｗ３０ｍｍ×ｔ２０ｍｍ）と、接地電極３（ＳＵＳ３０４製、Ｌ２５０ｍｍ×Ｗ３０ｍｍ×ｔ２０ｍｍ）とを対向配置するとともに、各電極の平面２Ａ，２Ｂに、それぞれ、誘電体板４（無アルカリガラス板、Ｌ２５０ｍｍ×Ｗ３３ｍｍ×ｔ０．７ｍｍ、突出部の長さ：２ｍｍ）と、誘電体板５（無アルカリガラス板、Ｌ２５０ｍｍ×Ｗ３５ｍｍ×ｔ０．７ｍｍ、突出部の長さ：５ｍｍ）を配置した。誘電体板４，５間の間隔は２ｍｍとし、また、誘電体板５の先端と被処理物Ｓとの間の距離を１ｍｍとした。さらに、電圧印加電極２及び接地電極３にはそれぞれ電極内部に流路を設けて水冷を行った。
【００６３】
［処理ガス］
Ｎ_２：５０ｓｌｍ（整流部８にて整流）
［電界条件］
電源波形：パルス、電圧：１３ｋＶ、周波数：２０ｋＨｚ
［処理速度］
１ｍ／ｍｉｎ
［サンプル］
ポリイミドフィルム（５０μｍ）
上記した構造・サイズの放電プラズマ処理装置（図１）の対向電極１のガス吹き出し口１Ｂにサンプルを対向した状態で配置し、次いで電圧印加電極２と接地電極３との間にＮ_２ガス（５０ｓｌｍ）を供給するとともに、排気機構９にて排気を行った状態で、電圧印加電極２と接地電極３との間に上記した電界条件でパルス電界を印加した。この電界印加により、均一で良好なプラズマ放電状態が得られた。また、処理後のサンプルの接触角を測定したところ、接触角は８°（処理前の接触角＝７５°であり、濡れ性が付与されていることが確認できた。
【００６４】
さらに、本実施例１（誘電体板４，５の突出長に差異有り）と、従来の装置つまり対向電極のガス吹き出し側のガス流路の先端が揃っている装置を用いて同じ条件で処理を行ったところ、本実施例１の処理速度が従来品に対して１５０％向上することが確認できた。
【００６５】
なお、上記した構造・サイズの放電プラズマ処理装置の取り扱い性（対向電極の取り扱い性）は良好であった。
【００６６】
＜実施例２＞
実施例１において、対向電極１の各電極２，３に、０．５ｍｍのアルミナコーティングを施したこと以外は、実施例１と同じとして処理を行ったところ、実施例１と同様の処理結果が得られた。
【００６７】
＜実施例３＞
実施例１において、図２の放電プラズマ処理装置を用い、誘電体板４，５の先端部４Ａ，５Ａに１ｋＶのバイアス電圧を印加したこと以外は、実施例１と同じとして処理を行ったところ、実施例１に対して処理速度が１８０％向上した。
【００６８】
＜実施例４＞
実施例１において、図３の放電プラズマ処理装置つまり誘電体板１４，１５の先端部１４Ａ，１５Ａを斜めに傾けた構造の装置を用いたこと以外は、実施例１と同じとして処理を行ったところ、実施例１と同様の処理結果が得られた。
【００６９】
＜実施例５＞
実施例１において、図４の放電プラズマ処理装置つまり電圧印加電極２２及び接地電極２３の各電極の平面２２Ａ，２３Ａが傾斜面であり、ガス吹き出し口２１Ｂに対向して配置される被処理物Ｓの被処理面に、斜めの方向からプラズマが吹き付けられるように構成された装置を用いたこと以外は、実施例１と同じとして処理を行ったところ、実施例１と同様の処理結果が得られた。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の放電プラズマ処理によれば、対向電極の各電極の平面に沿って延びる誘電体部材にてガス吹き出し側のガス流路を形成しているので、ガス吹き出し側のガス流路を必要最小限に短くすることが可能となり、ガス吹き出し側のガス流路の破損を防ぐことができる。また、ガス吹き出し側のガス流路が短くなることにより、流路内でのガス圧力の高まりが緩和され、ガス漏れやガス流路の破損をより確実に防ぐことができる。
【００７１】
さらに、対向電極の一方の電極側の誘電体部材の突出長を、他方の電極側の誘電体部材の突出長よりも短くしているので、ガスの滞留を防止することができ、被処理物の被処理面に沿ってスムーズに流れるガス流を形成することが可能となり、均一で高速な処理を実現できる。
【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構成を模式的に示す図である。
【図４】本発明の更に別の実施形態の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１　対向電極
１Ａ　ガス導入口
１Ｂ　ガス吹き出し口
２　電圧印加電極（一方の電極）
３　接地電極（他方の電極）
２Ａ，３Ａ　平面（電極対向面）
４，５　誘電体板（誘電体部材）
４Ａ，５Ａ　誘電体板の突出部
６　電源
７　ガス供給源
８　整流部
９　排気機構
１０　ガイド板
１１，１２　バイアス印加電極

Claims

一対の電極が、その各電極に形成された平面が互いに平行となるように対向配置さ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、対向電極間にガスを導入するガス供給源を備え、前記対向電極間に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プラズマを発生させ、そのプラズマ化したガスを前記対向電極のガス吹き出し口から外部に吹き出す方式の放電プラズマ処理装置において、前記対向電極の各電極の平面に沿って延びる誘電体部材が設けられており、その誘電体部材の先端が前記ガス吹き出し口の前方に突出していることを特徴とする放電プラズマ処理装置。
前記対向電極の一方の電極側の誘電体部材の突出長が、他方の電極側の誘電体部材の突出長よりも短いことを特徴とする請求項１記載の放電プラズマ処理装置。
前記一方の電極側の誘電体部材と他方の電極側の誘電体部材との突出長の差異が０．１〜５ｍｍであ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。
前記誘電体部材の突出部が前記一対の電極の平面に対して斜めに傾いていることを特徴とする請求項１記載の放電プラズマ処理装置。
前記一対の電極の平面が傾斜面であり、前記ガス吹き出し口に対向して配置される被処理物の被処理面に、斜めの方向からプラズマ化したガスが吹き付けられるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の放電プラズマ処理装置。
前記吹き出し口から吹き出したガスが流れる方向を排気制御する排気機構が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の放電プラズマ処理装置。
前記誘電体部材の突出長が１〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の放電プラズマ処理装置。
前記誘電体部材の突出部の先端と、前記ガス吹き出し口に対向して配置される被処理体との間の距離が０．１〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載の放電プラズマ処理装置。
前記対向電極の放電発生空間の長さが１〜１００ｍｍであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の放電プラズマ処理装置。
前記対向電極のガス導入側にガス整流部が設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の放電プラズマ処理装置。
前記一対の電極には、その各電極の前記平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１〜１０のいずれかに記載の放電プラズマ処理装置。
請求項１〜１１のいずれかに記載の放電プラズマ処理装置を用いて被処理物を処理するにあたり、前記誘電体部材の突出部にバイアス電圧を印加することを特徴とする放電プラズマ処理方法。
請求項１〜１１のいずれかに記載の放電プラズマ処理装置を用いて被処理物を処理するにあたり、被処理物または被処理物の台にバイアス電圧を印加することを特徴とする放電プラズマ処理方法。