(57)【要約】【課題】  大気圧近傍の圧力下でガス放電を発生させて表面処理を行う表面処理装置において、ガスを用いて被処理体の表面処理をドライ方式にて実施しながらも、所定の処理効果を達成できる表面処理方法およびその装置を提供する。【解決手段】  プラズマ発生器１０は、酸素を含むガスがガス導入口１０ａを介して供給され、大気圧またはその近傍の圧力下にて、プラズマを誘起してオゾンを発生させる。このオゾンは、第１ガス供給管１２を介して液体混合器２０に導入され、容器２２内の純水２４と接触され、オゾンに水蒸気が混合される。水蒸気と混合されたオゾンを、第２ガス供給管１４を介して被処理体１の表面１ａに接触させて、被処理体１を表面処理する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１種のガスを含む第１のガスに、大気圧またはその近傍の圧力下にてプラズマを誘起して前記第１のガスを励起させる工程と、
前記第１のガスに水蒸気を混合する工程と、
励起させた前記第１のガスをイオン化処理する工程と、
イオン化処理された前記第１のガスを被処理体の表面に接触させて、前記被処理体を表面処理する工程と、
を有することを特徴とする表面処理方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１のガスは、酸素および窒素の少なくとも一方を含むガスであることを特徴とする表面処理方法。
【請求項３】
大気圧またはその近傍の圧力下にてプラズマを誘起して、少なくとも１種のガスを含む第１のガスを励起させる工程と、
前記励起された第１のガスと、前記水蒸気が混合された第２のガスとをイオン化処理する工程と、
イオン化処理された処理ガスを被処理体の表面に接触させて、前記被処理体を表面処理する工程と、
を有することを特徴とする表面処理方法。
【請求項４】
請求項３において、前記第１のガスは、酸素および窒素の少なくとも一方を含むガスであることを特徴とする表面処理方法。
【請求項５】
少なくとも１種のガスを含む第１のガスを、大気圧またはその近傍の圧力下にてプラズマを誘起して励起させるプラズマ発生手段と、
励起された前記第１のガスと水蒸気とを混合する手段と、
水蒸気が混合された前記第１のガスをイオン化処理する手段と、を有し、
イオン化処理された前記第１のガスを被処理体の表面に接触させて、前記被処理体を表面処理することを特徴とする表面処理装置。
【請求項６】
少なくとも１種のガスを含む第１のガスを、大気圧またはその近傍の圧力下にてプラズマを誘起して励起させるプラズマ発生手段と、
水蒸気を発生させる水蒸気発生手段と、
励起された前記第１のガスと水蒸気とを混合する手段と、
水蒸気が混合された前記第１のガスをイオン化処理する手段と、を有し、
イオン化処理された前記第１のガスを被処理体の表面に接触させて、前記被処理体を表面処理することを特徴とする表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応性ガス、たとえば大気圧またはその近傍の圧力下でガス放電により励起されたガスで被処理体の表面を処理する方法及び装置に関するものであり、被処理体表面の濡れ性、接着性などを改善するのに好適な表面処理方法および処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス放電により被処理体の表面を処理する技術は広く知られているが、最近は、大気圧近傍の圧力下でガス放電させることにより、真空設備を必要とせず、簡単かつ小型で低価格の表面処理装置が実現されている。本願発明者は、前記分野におけるドライ洗浄技術を被処理体の濡れ性、物質間の接着性を上げるために利用することを試みた。そして、本願発明者は、前記ドライ洗浄において、オゾンガスを使用することを試みた。しかし、本願発明者の実験では、オゾンガスを被処理体に吹き付けただけでは、該被処理体の濡れ性、物質間の接着性が充分に改善されないことが判明した。
【特許文献１】特開平４−７９３２４号公報
【特許文献２】特開平６−２２４１６８号公報
【特許文献３】特開平５−１５２２７０号公報
【特許文献４】特開平５−２３５５２０号公報
【特許文献５】特開平４−３０２１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで、本発明は、前述したような問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、反応性ガスによって表面処理を行う表面処理技術において、ガスを用いて被処理体の表面処理をドライ方式にて実施しながらも、所定の処理効果を達成できる表面処理方法および表面処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の表面処理方法は、少なくとも１種の反応性ガスおよび水蒸気を含む処理ガスと被処理体とを接触させて、被処理体の表面処理を行うことを特徴とする。
【０００５】
本発明において、前記反応性ガスとは、主として、たとえば放電によってプラズマを誘起して活性化された活性種（励起種）、あるいは化学的に反応性の高い酸性あるいは塩基性の化合物のガスを意味する。
【０００６】
そして、前者の活性種を反応性ガスとして用いる場合には、たとえば、前記処理ガスは、少なくとも１種のガスを含む第１のガスと、少なくとも水蒸気を含む第２のガスとを混合した後、活性化処理する方法、あるいは前記処理ガスは、少なくとも前記水蒸気を含む第２のガスと、少なくとも１種のガスを含む第１のガスを活性化処理して形成された反応性ガスを含む第３のガスとを混合する方法によって形成することができる。
【０００７】
前記第１のガスとしては、酸素、窒素、フッ素，塩素，臭素などを有するハロゲン化合物および空気のうちの少なくとも１種を含むガスが好ましい。第１のガスとして酸素を含むガスを用いることにより、活性化処理によって生成されたオゾンによるドライ処理ができる。そして、第１のガスとして酸素および窒素が共存する場合には、反応性の高い窒素酸化物、たとえばＮ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２が形成される。また、第１のガスとして、ハロゲン化合物を用いた場合には、反応性の高いハロゲン活性種が形成される。
【０００８】
前記活性化処理、すなわちガスを反応性の高い状態にする処理方法としては、放電によってプラズマを生成してガスを分解する放電処理、熱エネルギーによってガスを熱分解する加熱処理、および光、たとえば紫外線を照射してガスを分解する光照射処理を例示することができる。これらの処理方法は、対象とするガスの種類に応じて好適な処理方法が選択されるが、実用的には放電処理が好ましい。
【０００９】
また、前記反応性ガスは、上述したドライ活性化処理だけでなく、水溶液を用いた活性化処理によっても形成することもできる。このような活性化処理としては、硝酸などの水溶液を加熱したりキャリヤガスと接触させることにより反応性ガスを形成する処理方法、および硝酸塩、亜硝酸塩などを含む水溶液や水を電気分解することによって窒素酸化物やオゾンを生成する処理方法などを用いることもできる。
【００１０】
本発明によれば、処理ガスとして反応性ガスと水蒸気とを共存させることにより、処理ガスの反応性が高まり、被処理体の表面処理を効率よくかつ確実に行うことができる。たとえば、反応性ガスがオゾンの場合には、水蒸気の存在により、オゾンの分解反応が促進されることによって酸素プラズマの反応エネルギーが増加し、酸素プラズマと被処理面との反応が促進される。その結果、被処理体の表面処理、たとえばクリーニングや改質が効率よく行われる。また、反応性ガスが窒素酸化物の場合には、水蒸気が存在することにより、窒素酸化物（Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２）が水と反応して硝酸、亜硝酸などの酸が生成し、これらの酸によって被処理体の表面処理が効率よく行われる。
【００１１】
本発明では、前記放電処理を用いることが好ましく、その処理方法としては、以下のものを例示できる。
【００１２】
（ａ）  大気圧またはその近傍の圧力下にてプラズマを誘起して、少なくとも１種のガスを含む第１のガスを励起させる工程と、
前記励起された第１のガスに水蒸気を混合させる工程と、
前記水蒸気および前記励起された第１のガスを含む処理ガスを被処理体の表面に接触させて、前記被処理体を表面処理する工程と、
を有することを特徴とする表面処理方法。
【００１３】
（ｂ）  少なくとも１種のガスを含む第１のガスに水蒸気を混合する工程と、
前記水蒸気が混合された第１のガスを含む雰囲気にて、大気圧またはその近傍の圧力下にてプラズマを誘起して前記ガスを励起させる工程と、
前記励起されたガスを被処理体の表面に接触させて、前記被処理体を表面処理する工程と、
を有することを特徴とする表面処理方法。
【００１４】
（ｃ）  大気圧またはその近傍の圧力下にてプラズマを誘起して、少なくとも１種のガスを含む第１のガスを励起させる工程と、
水蒸気をキャリヤガスに混合して第２のガスを形成する工程と、
前記励起された第１のガスと、前記水蒸気が混合された第２のガスとを被処理体の表面に接触させて、前記被処理体を表面処理する工程と、
を有することを特徴とする表面処理方法。
【００１５】
（ｄ）  少なくとも１種のガスを含む第１のガスに水蒸気を混合する工程と、
大気圧またはその近傍の圧力下にてプラズマを誘起して、前記水蒸気が混合された第１のガスを励起させる工程と、
大気圧またはその近傍の圧力下にてプラズマを誘起して、少なくとも１種のガスを含む第４のガスを励起させる工程と、
前記励起された第１および第４のガスを被処理体の表面に接触させて、前記被処理体を表面処理する工程と、
を有することを特徴とする表面処理方法。
【００１６】
また、放電処理を用いた処理装置としては、以下のものを例示できる。
【００１７】
（Ａ）  少なくとも１種のガスを含む第１のガスが供給され、大気圧またはその近傍の圧力下にてプラズマを誘起して、前記第１のガスを励起させるプラズマ発生手段と、
水蒸気とキャリヤガスとを混合して第２のガスを形成する手段と、を有し、
前記励起された第１のガスおよび前記水蒸気が混合された第２のガスを被処理体の表面に接触させて、前記被処理体を表面処理することを特徴とする表面処理装置。
【００１８】
（Ｂ）  少なくとも１種のガスを含む第１のガスと水蒸気とを混合する手段と、  前記水蒸気が混合された第１のガスが供給され、大気圧またはその近傍の圧力下にてプラズマを誘起して、前記水蒸気が混合された第１のガスを励起させるプラズマ発生手段と、を有し、前記励起されたガスを被処理体の表面に接触させて、前記被処理体を表面処理することを特徴とする表面処理装置。
【００１９】
（Ｃ）  少なくとも１種のガスを含む第１のガスを水蒸気と混合する手段と、
前記水蒸気を含む第１のガスが供給され、大気圧またはその近傍の圧力下にてプラズマを誘起して、前記水蒸気が混合された第１のガスを励起させる第１プラズマ発生手段と、
少なくとも１種のガスを含む第４のガスを大気圧またはその近傍の圧力下にてプラズマを誘起して、前記第４のガスを励起させる第２プラズマ発生手段と、を有し、前記励起された第１および第４のガスを被処理体の表面に接触させて、前記被処理体を表面処理することを特徴とする表面処理装置。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
この実施の形態１に係る表面処理装置を図１に示す。図１において、被処理体１の被処理面１ａを処理する表面処理装置は、大別して、プラズマ発生器１０と、液体混合器２０と、処理室５とを有する。
【００２２】
プラズマ発生器１０はガス導入口１０ａを有し、このガス導入口１０ａを介して、例えば、所定の流速の圧縮空気が導入される。このプラズマ発生器１０は、大気圧またはその近傍の圧力下の雰囲気にて、プラズマにより、その導入ガス、たとえば、前記空気を励起して、オゾンＯ３を発生させるものである。
【００２３】
ここで、前記プラズマ発生器１０は、特に制限されないが、たとえば、図２に示すように、密閉可能なチャンバー（図示せず）と、このチャンバー内に対向して配置される一対の電極５７および５４と、一方の電極５７に貫通して形成されたガス供給路５６を含む処理ガス供給部と、処理ガス排出部（図示せず）と、を含んで構成される。前記処理ガス供給部は、図示しないボンベ等から被励起ガス、即ち、本実施の形態では、圧縮空気が供給され、少なくとも被励起ガスが前記電極５７および電極５４の間に供給されるように構成されている。そして、チャンバー内の圧力は、大気圧またはそれに近い圧力となっている。一方の前記電極５７は、高周波電源に接続され、他方の前記電極５４は接地され、プラズマ発生器を構成している。また、前記電極５７は、セラミックスなどの絶縁体５１を介して支持部５２に支持されている。
【００２４】
このプラズマ発生器１０にて発生されたオゾンは、第１ガス供給管１２を介して、その後段の液体混合器２０に供給される。この液体混合器２０は、容器２２内部に液体２４、たとえば純水を収容し、バブリングにより導入ガスに水蒸気とを混合するものである。この実施の形態の装置では、第１ガス供給管１２の導出端部１２ｂは、容器２２内に収容された純水の液面２４ａに到達しない位置にて支持されている。また、この容器２２内部には、第２ガス供給管１４の導入端部１４ａが、第１ガス供給管１２の導出端部１２ｂと同様に、液面２４ａに到達しない位置にて支持されている。この第２ガス供給管１４の導出端部１４ｂは、被処理体１の被処理面１ａと対向する位置に配置される。
【００２５】
次に、本実施の形態１の表面処理装置における表面処理方法について具体例を挙げて説明する。被処理体１の被処理面１ａの表面を改質する処理として、例えばレジスト材がスピン塗布される半導体ウエハ表面の濡れ性を改善する処理を行なっている。
【００２６】
プラズマ発生器１０のガス導入口１０ａには、例えば３リットル／ｍｉｎの流速にて圧縮空気が導入される。プラズマ発生器１０では、大気圧下にて空気中のガスを励起してプラズマを生成する。ところで、空気は混合ガスであって、その組成として、窒素Ｎ２がその体積の約８０％、酸素Ｏ２がその体積の約２０％を占め、残りの体積は微量のアルゴン等により構成されるものである。これにより、前記空気からオゾンおよび微量の窒素酸化物ＮＯｘが生成されることになる。
【００２７】
このオゾンおよび窒素酸化物を含む反応性ガスは、第１ガス供給管１２を介して液体混合器２０に導入される。実施の形態１では、たとえば、５００ミリリットルの純水を収容可能な容器２２内部に、液体２４として１００ミリリットルの純水を収容し、第１ガス供給管１２の導出端部１２ｂより所定の流速にて噴出される前記反応性ガスを純水と接触させる。これにより、容器２２内部に導入された反応性ガスは、水蒸気を含むことになる。
【００２８】
水蒸気および反応性ガスが混合された処理ガスは、容器２２内部に配置された導入端部１４ａを介して第２ガス供給管１４に導入され、導出端部１４ｂを介して被処理体１の被処理面１ａに接触されることになる。そして、被処理体１の被処理面１ａが処理ガスと接触することで、この被処理面１ａが表面処理され、たとえばその濡れ性が改善される。
【００２９】
ここで、図１に示す長さＬが異なる２種類の第２ガス供給管１４を用意し、それぞれについて所定の効果を得るための処理時間について考察してみた。Ｌ＝１０ｃｍとした場合には、被処理体１ａの濡れ性を改善するために、３０〜４０秒の処理時間を要した。これに代えて、Ｌ＝６ｍの第２のガス供給管１４を用いた場合には、僅か３秒の処理時間で被処理面１ａの濡れ性が改善されることがわかった。
【００３０】
これらの実験から、反応性ガスに対して水蒸気が混合された後直ちに被処理面１ａにオゾンを接触するよりも、オゾンと水蒸気とを比較的長い時間接触させた方が、短い処理時間にて被処理面１ａの濡れ性を改善できることが分かった。
【００３１】
また、図１に示す液体混合器２０の構成に代えて、図３に示す構成を採用することもできる。図３に示す液体混合器２０は、第１ガス供給管１２の端部１２ｂが、容器２２内に収容された純水２４中に浸されている。こうすると、容器２２内部にて、オゾンを純水と効率よく接触させることができ、図１に示す第２のガス供給管１４の長さＬを短くしても、比較的短い処理時間にて処理効果を得ることができる。図３に示す液体混合器２０は、後述する各実施の形態においても採用することができる。
【００３２】
このように、オゾンを含む反応性ガスに水蒸気を含ませることにより、被処理体の濡れ性が向上することが確認された。また、前記空気にてオゾンを生成した後に、水蒸気を含ませているため、前記プラズマ発生器１０においてオゾンの発生効率を低下させることなく、オゾンを効率よく生成することができる。
【００３３】
（実施の形態２）
この実施の形態２に係る表面処理装置を図４を参照して詳細に説明する。図４において、被処理体１の被処理面１ａを処理する表面処理装置は、大別して、液体混合器２０と、プラズマ発生器１０と、処理室５とを有する。
【００３４】
液体混合器２０には、第１のガス供給管１２を介して、その導入端部１２ａより、例えば、所定の流速の圧縮酸素が供給される。この液体混合器２０は、容器２２内部に液体２４、たとえば純水を収容し、導入ガスと液体の蒸気とをバブリングにより混合するものである。この実施の形態の装置では、第１ガス供給管１２の導出端部１２ｂは、容器２２内に収容された純水の液面２４ａに到達しない位置にて支持されている。また、この容器２２内部には、第２ガス供給管１４の導入端部１４ａが、第１ガス供給管１２の導出端部１２ｂと同様に、液面２４ａに到達しない位置にて支持されている。
【００３５】
プラズマ発生器１０はガス導入口１０ａを有し、このガス導入口１０ａと前記第２ガス供給管１４の導出端部１４ｂが結合され、例えば、前記水蒸気を含む酸素ガスが前記プラズマ発生器１０に導入される。このプラズマ発生器１０は、大気圧またはその近傍の圧力下の雰囲気にて、プラズマにより、その導入ガス、たとえば、前記水蒸気を含む酸素ガスを励起して、主としてオゾンを発生させるものである。
【００３６】
前記プラズマ発生器１０は第３ガス供給管１５と接続され、該第３ガス供給管１５は、前記プラズマ発生器１０にて生成された反応性ガス、たとえばオゾンを含む処理ガスを処理室５に導入する。そして、前記第３ガス供給管１５の導出端部１５ｂは、被処理体１の被処理面１ａと対向する位置に配置される。
【００３７】
次に、本実施の形態の表面処理装置を使用した表面処理について具体例を挙げて説明する。この実施の形態の装置では、被処理体１の被処理面１ａの表面を改質する処理として、液晶表示装置の基板用のガラス等の濡れ性を改善する処理を行なっている。
【００３８】
液体混合器２０には、第１ガス供給管１２の導入端部１２ａより第１ガス供給管１２を介して、例えば、圧縮酸素が導入される。この実施の形態では、容器２２内部に、純水２４を収容し、第１ガス供給管１２の導出端部１２ｂより所定の流速にて噴出される前記酸素を純水と接触させる。これにより、容器２２内部に導入された前記酸素は、水蒸気を含むことになる。
【００３９】
前記水蒸気が混合された導入ガスは、容器２２内部に配置された第２ガス供給管１４の導入端部１４ａを介して第２ガス供給管１４に導入され、プラズマ発生器１０のガス導入口１０ａと結合された前記第２ガス供給管１４のガス導出端部１４ｂより、プラズマ発生器１０に導入される。
【００４０】
前記プラズマ発生器１０では、大気圧またはその近傍の圧力下にて、プラズマを生成し、その導入ガス、たとえば、水蒸気を含む酸素ガスを励起してオゾン等が生成される。この場合、前記水蒸気に起因して、前記プラズマ発生器１０におけるオゾン発生効率については前記実施の形態１に比べて低下する。
【００４１】
前記プラズマ発生器１０にて生成された反応性ガス、たとえばオゾンと、水蒸気とを含む処理ガスは、第３ガス供給管１５を介して、前記第３ガス供給管１５の導出端部１５ｂより、被処理体１の被処理面１ａに接触する。そして、被処理体１の被処理面１ａが前記オゾンおよび水蒸気と接触するときに、前記オゾンが酸素ラジカルに変化する。このとき、処理ガスに含まれる水蒸気によって前記酸素ラジカルの生成が促進され、この被処理面１ａの濡れ性が改善される。
【００４２】
前記プラズマ発生器１０に供給するガスは、酸素に限定されるものではなく、他のガス、たとえば、窒素，窒素と酸素の混合ガス等を使用することができる。この使用ガスを変えた場合の実験例および接触角の変化について以下に順に示す。また、表面処理の条件を同一にして、ガスのみを変えてそれぞれ実験を行い、被処理体としてはどの実験においても液晶表示装置の基板用のガラスを使用した。
【００４３】
（１）導入ガスとして圧縮酸素を使用した実験例
まず、図４に示す表面処理装置を圧縮酸素に適用した実験例について説明する。この実験例においては、処理機構について既に述べたため、説明の繰り返しを省略し、効果のみを定量的に述べる。前記プラズマ発生器１０への圧縮酸素の供給を２００ｃｃ／ｍｉｎ、前記プラズマ発生器１０の高周波電源の周波数を１０ｋＨｚ、その駆動電力を５０Ｗとし、処理時間を２０分として、１０×１０×１２ｃｍ３の処理室を使用し、１リットルの純水を液体混合器２０にて収容し、被処理体１として、液晶基板用の高耐圧ガラスを使用した。
【００４４】
この結果、前記被処理面１ａにおける濡れ性が、接触角を基準にして表すと、処理前が９０度であったのに対し、処理後には２２度となり、前記被処理面１ａの濡れ性が向上したことが確認された。
【００４５】
ここで、前記接触角は、濡れ性を示す指標となるものであって、被処理体の被処理面と滴下された液体とのなす角度である。つまり、本発明にて起用している接触角は、図５に示すように、前記被処理面１ａと、純水との接触角θを表している。この接触角θは、被処理体１の被処理面１ａと水滴１１との接点９から引いた前記水滴１１の球表面への接線１３と、前記被処理面１ａとがなす角度を指している。本発明においては、被処理面１ａを洗浄するということが目的であるため、液晶表示装置の基板用のガラスにおいては、この接触角θは４０度以下、さらには３０度以下が望ましい。即ち、前記接触角になる程度の洗浄が実現すれば、被処理体の製造工程における洗浄工程においては効果的である。
【００４６】
このように、酸素を本実施の形態の表面処理装置に適用して、オゾンと水蒸気とを利用して、被処理面の表面処理を行なうことにより、前記被処理面の濡れ性が向上することが確認された。
【００４７】
（２）導入ガスとして圧縮窒素を使用した実験例
次に、図４に示す表面処理装置を圧縮窒素に適用した実験例について説明する。前記プラズマ発生器１０への窒素の供給を２００ｃｃ／ｍｉｎ、前記プラズマ発生器１０の高周波電源の周波数を１０ｋＨｚ、駆動電力を５０Ｗとし、１０×１０×１２ｃｍ３の処理室を使用し、処理時間を２０分として、１リットルの純水を液体混合器にて収容し、被処理体として液晶表示装置の基板用のガラスを使用した。
【００４８】
この結果、前記被処理体における濡れ性を接触角を基準にして表すと、処理前の接触角が９０度であったのに対し、処理後には１６度となり、被処理面１ａの濡れ性が著しく向上したことが確認された。
【００４９】
本実験例においては、以下のメカニズムで被処理体１の表面処理が行われると考えられる。即ち、窒素が液体混合器２０に導入されたことにより、液体混合器２０にて水蒸気を含む窒素ガスが生成される。そして、この窒素ガスがプラズマ発生器１０に導入されたことにより、該混合ガスが分解し、反応性ガスとして窒素酸化物が生成される。
【００５０】
そして、被処理体１の被処理面１ａが、窒素酸化物および水蒸気を含む処理ガスと接触するときに、硝酸、亜硝酸などの酸性物質が生成し、この酸性物質によって表面処理が行われる。
【００５１】
このように、窒素を本実施の形態の表面処理装置に適用して、前記酸性物質の酸化力を利用して被処理体の表面処理を行なうことにより、被処理体の濡れ性が著しく向上することが確認された。
【００５２】
また、供給するガスは圧縮酸素あるいは窒素を含むガスに限定されることなく、ハロゲン化合物、たとえば、フッ素化合物，塩素化合物，臭素化合物，ヨウ素化合物等を含むガスを使用することができる。たとえば、フッ素化合物であるテトラフルオロカーボン等を使用することによっても、水蒸気の存在下でプラズマ放電することによって、フッ酸が生成され、このフッ酸によって被処理体の濡れ性を向上することができる。この場合、供給ガスとして比較的人体に安全なハロゲン化合物を用いて表面処理を行うことができる。また、ハロゲン化合物を用いる場合、特に被処理体として半導体ウエハを用いると、一層の効果が期待できる。
【００５３】
また、本実施の形態において、液体混合器２０に収容する液体を、前述した純水でなく、純水と他の物質との水溶液を使用することもできる。前記液体混合器２０にハロゲン、たとえばヨウ素の水溶液を収容し、前記液体混合器２０に供給するガスを圧縮酸素として、ヨウ素と酸素との混合ガスを前記プラズマ発生器１０に導入し、前記プラズマ発生器１０にて生成された反応性ガスを処理室５に供給することによっても、被処理体の表面処理を効率的に行なうことができる。特に、この場合は被処理体としてＩＴＯ（ＩnｘＳnｙＯｚ：ｘ，ｙ，ｚは整数）を使用すると、一層の効果を得ることができる。
【００５４】
（実施の形態３）
この実施の形態３に係る表面処理装置を図６に示す。図６において、被処理体１の被処理面１ａを処理する表面処理装置は、大別して、プラズマ発生器１０と、液体混合器２０と、処理室５とを有する。
【００５５】
前記プラズマ発生器１０はガス導入口１０ａを有し、このガス導入口１０ａを介して、例えば、所定の流速の圧縮酸素が導入される。このプラズマ発生器１０は、大気圧またはその近傍の圧力下の雰囲気にて、プラズマにより、その導入ガス、たとえば、前記酸素を励起して、オゾンを発生させるものである。
【００５６】
一方、第２ガス供給管１４のガス導入端部１４ａより、例えば、キャリヤガスとして所定の流速の圧縮酸素が導入される。そして、前記キャリヤガスは、前記第２ガス供給管１４を介してガス導出端部１４ｂより、液体混合器２０に供給される。この液体混合器２０は、容器２２内部に液体２４、たとえば純水を収容し、キャリヤガスと液体の水蒸気とをバブリングにより混合するものである。そして、前記容器２２内部には、第３ガス供給管１５の導入端部１５ａが設けられている。
【００５７】
そして、たとえば、前記プラズマ発生器１０にて生成されたオゾンが、第１ガス供給管１２を介して、前記第１ガス供給管１２と一体に形成された前記第３ガス供給管１５に導入される。一方、前記液体混合器２０により生成された水蒸気を含むキャリヤガス、たとえば、前記水蒸気を含む酸素ガスが、前記第３ガス供給管１５に導入される。このことによって、たとえば、前記プラズマ発生器１０からのオゾンと、前記液体混合器２０からの水蒸気を含む酸素ガスとが、前記第３のガス供給管１５にて混合される。そして、前記第３ガス供給管１５の導出端部１５ｂにより、たとえば、前記オゾンおよび水蒸気を含む処理ガスが処理室５に導入される。
【００５８】
また、本発明の表面処理装置は、規定の量の酸素ガスを導入して該ガスを励起させるプラズマ発生器１０のみでなく、それと並列に接続された液体混合器にキャリヤガスが導入される機構を有している。このことにより、ガス生成機構を２系統にできるため、処理室に導入できるガスの種類及び量を調整することができる。
【００５９】
そして、前記オゾンおよび水蒸気を含む処理ガスが、被処理体１の被処理面１ａに接触するときに、前記被処理面１ａ上にて前記オゾンが酸素ラジカルに変化する。そして、水蒸気にて、前記酸素ラジカルの生成が促進され、前記被処理面１ａの濡れ性が改善される。
【００６０】
また、本実施の形態においては、液体混合器２０に収容される液体は、酸、塩基、あるいは低級アルコールなどを含む水溶液であってもよい。
【００６１】
このように、本発明の表面処理装置は、濡れ性の改善に効果があるものであって、前述したように、プラズマ発生器１０に供給するガスは、酸素に限定されるものではなく、他のガスを使用することができる。この使用ガスを変えた場合の実験例および接触角の変化について以下に順に示す。また、表面処理の条件を同一にして、ガスのみを変えてそれぞれ実験を行い、被処理体としてはどの実験においても液晶表示装置の基板用のガラスを使用した。
【００６２】
（１）導入ガスとして圧縮酸素を使用した実験例
まず、図６に示す表面処理装置を酸素に適用した実験例について説明する。この実験例においては、処理機構について既に述べたため、説明の繰り返しを省略し、効果のみを定量的に述べる。本発明の実験例においては、前記プラズマ発生器１０への圧縮酸素の供給を２００ｃｃ／ｍｉｎ、前記プラズマ発生器１０の高周波電源の周波数を１０ｋＨｚ，駆動電力を５０Ｗとし、前記液体混合器２０への圧縮酸素の供給を２００ｃｃ／ｍｉｎとし、処理時間を２０分として、１０×１０×１２ｃｍ３の処理室を使用し、１リットルの純水を液体混合器にて収容し、被処理体１として、液晶表示装置の基板用のガラスを使用した。
【００６３】
この結果、前記被処理面１ａにおける濡れ性が、接触角を基準にして表すと、処理前が９０度であったのに対し、処理後には１４度となり、前記被処理面１ａの濡れ性を著しく向上したことが確認された。
【００６４】
このように、酸素を本実施の形態の表面処理装置に適用して、オゾンおよび水蒸気を利用して、被処理体の表面処理を行なうことにより、被処理面１ａの濡れ性が著しく向上することが確認された。
【００６５】
（２）導入ガスとして、窒素と酸素の混合ガス，圧縮空気を使用した実験例
次に、本実施の形態の表面処理装置を窒素と酸素の混合ガスおよび空気に適用した実験例について説明する。
【００６６】
前記プラズマ発生器１０への窒素と酸素の混合ガス（窒素：酸素＝９：１）の供給を２００ミリリットル／ｍｉｎ、前記プラズマ発生器１０の高周波電源の周波数を１０ｋＨｚ、駆動電力を５０Ｗとし、圧縮空気の供給を２００ミリリットル／ｍｉｎとし、１０×１０×１２ｍ３の処理室を使用し、処理時間を２０分として、１リットルの純水を液体混合器にて収容し、被処理体１として液晶表示装置の基板用のガラスを使用した。
【００６７】
この結果、前記被処理面１ａにおける濡れ性が接触角を基準にして表すと、処理前の接触角が９０度であったのに対し、処理後には２０度となり、前記被処理面１ａの濡れ性を向上したことが確認された。
【００６８】
本実験例においては、以下のメカニズムで被処理体１の表面処理が行われたものと考えられる。即ち、前記プラズマ発生器１０に窒素と酸素の混合ガスが導入されることにより、前記プラズマ発生器１０にて主として窒素酸化物が生成される。これは、空気と比較して、窒素の濃度が高いガスを使用したことにより、前記窒素酸化物が生成されやすくなったものである。この場合、混合ガスは乾燥した状態であったので、前記プラズマ発生器１０でのプラズマ励起によりオゾンも発生する。このとき、前記窒素酸化物においては一酸化窒素の割合が多かった。ちなみに、処理室５内のガスを採取して調べたところ、オゾンの濃度は０．０３ｐｐｍ、一酸化窒素の濃度が６ｐｐｍであった。
【００６９】
そして、被処理体１の被処理面１ａが前記窒素酸化物、オゾンおよび水蒸気と接触するときに、前記被処理面１ａにおいて圧縮空気はキャリアガスとして機能する。前記オゾンは、前記被処理面１ａで酸素ラジカルに変化すると共に、窒素酸化物が水蒸気と反応することによって酸性物質が生成することにより、前記被処理面１ａの表面処理がなされる。本実験例では、オゾンによる酸素ラジカルのみでなく、窒素酸化物によっても、効果的に前記被処理面１ａの表面処理が行われたことが確認された。そして、前記オゾンは、水蒸気の存在によって、酸素と酸素ラジカルとの分解が促進される。
【００７０】
なお、処理ガスとして、オゾン、窒素酸化物および水蒸気が共存する場合には、後述する実施の形態においても、基本的には本実験例と同様のメカニズムで被処理体の表面処理が行われると考えられる。
【００７１】
（実施の形態４）
この実施の形態４に係る表面処理装置を図７に示す。図７において、被処理体１の被処理面１ａを処理する表面処理装置は、大別して、第１プラズマ発生器１０ｘと、第２プラズマ発生器１０ｙと、処理室５とを有する。本実施の形態の装置においては、予め、処理室５内を所定の湿度、たとえば、相対湿度５％〜９０％にする。そのための方法としては、水分を含むもの、たとえば、純水を染み込ませた布などの担体もしくは、加湿器等を前記処理室５に設置することにより、前記処理室５の湿度を高める方法を用いることができる。図７には、鎖線にて、処理室５内に水滴を含む担体Ｃを設けた例を記載した。この水滴を含む担体Ｃは、予め処理室５内に放置されることにより、前記処理室５内の雰囲気を所定の湿度にすることもできる。また、もちろん、水滴を含む担体Ｃのかわりに、水蒸気を処理室５内に直接供給することもできる。
【００７２】
第１プラズマ発生器１０ｘはガス導入口１０ａを有し、このガス導入口１０ａを介して、例えば、所定の流速の圧縮酸素が導入される。前記第１プラズマ発生器１０ｘは、大気圧またはその近傍の圧力下の雰囲気にて、プラズマにより、その導入ガス、たとえば、前記酸素を励起して、オゾンを発生させるものである。そして、前記第１プラズマ発生器１０ｘにより発生されたオゾンは、前記第１プラズマ発生器１０ｘと接続されたガス供給管１２ｘを介して、第１ガス供給管１２に導入される。
【００７３】
一方、第２プラズマ発生器１０ｙはガス導入口１０ｂを有し、このガス導入口１０ｂを介して、例えば、所定の流速の圧縮空気が導入される。前記第２プラズマ発生器１０ｙは、大気圧またはその近傍の圧力下の雰囲気にて、プラズマにより、その導入ガス、たとえば、前記空気を励起して、窒素酸化物，オゾンを発生させるものである。そして、前記第２プラズマ発生器１０ｙにより発生された反応性ガスは、前記第２プラズマ発生器１０ｙと接続されたガス供給管１２ｙを介して、第１ガス供給管１２に導入される。
【００７４】
そして、前記第１ガス供給管１２には、前記第１，第２プラズマ発生器１０ｘ，１０ｙにてそれぞれ生成された反応性ガス、たとえば、前記オゾンおよび窒素酸化物を含む処理ガスが導入される。そして、前記第１ガス供給管１２の導出端部１２ｂは、処理室５内にて被処理体１の被処理面１ａと対向する位置に配置され、前記反応性ガスを含む処理ガスが処理室５内に導入される。
【００７５】
また、本発明の表面処理装置は、規定の量のガスを導入して、該ガスを励起する第１，第２プラズマ発生器１０ｘ，１０ｙをそれぞれ並列に２つ設けている。このことにより、ガス生成機構を２系統にできるため、処理室５に導入できるガスの種類及び量を調整することができる。なお、プラズマ発生器は３以上並列に設けてもよい。
【００７６】
そして、被処理体１の被処理面１ａがオゾンと接触するときに、前記オゾンが前記被処理面１ａ上で、酸素ラジカルに変化することで、さらに、窒素酸化物と水蒸気との反応で酸性物質が生成することで、この被処理面１ａの濡れ性が改善される。
【００７７】
このように、本発明の表面処理装置は、濡れ性の改善に効果があるものであって、前述したように、第１，第２のプラズマ発生器１０ｘ，１０ｙに供給するガスは、酸素および空気に限定されるものではなく、他のガス、たとえば、窒素、ハロゲン化合物等を使用することができる。この使用ガスを変えた場合の実験例、および接触角の変化について以下に順に示す。また、表面処理の条件を同一にして、ガスのみを変えてそれぞれ実験を行い、被処理体としてはどの実験においても液晶表示装置の基板用のガラスを使用した。
【００７８】
（１）導入ガスとして圧縮酸素および圧縮空気を使用した実験例
まず、図７に示す表面処理装置を酸素および空気に適用した実験例について説明する。本発明の実験例においては、処理機構について上に述べたため、説明の繰り返しを省略し、効果のみを定量的に述べる。前記第１プラズマ発生器１０ｘへの圧縮酸素の供給を２００ｃｃ／ｍｉｎ、前記第２プラズマ発生器１０ｙへの圧縮空気の供給を２００ｃｃ／ｍｉｎとし、前記第１，第２プラズマ発生器１０ｘ，１０ｙの高周波電源の周波数をそれぞれ１０ｋＨｚ、駆動電力をそれぞれ５０Ｗとし、処理時間を２０分として、１０×１０×１２ｃｍ３の処理室５を使用し、被処理体１として、液晶表示装置の基板用のガラスを使用した。
【００７９】
この結果、前記被処理面１ａにおける濡れ性を、接触角を基準にして表すと、処理前の接触角が９０度であったのに対し、処理後には１７度になり、被処理面１ａの濡れ性を向上したことが確認された。
【００８０】
本実験例においては、以下のメカニズムで被処理体１の表面処理が行われたものと考えられる。即ち、前記圧縮酸素が第１プラズマ発生器１０ｘに導入されることにより前記第１プラズマ発生器１０ｘにて高濃度のオゾンが生成される。一方、圧縮空気が第２プラズマ発生器１０ｙに導入されることにより、前記空気が分解され、前記第２プラズマ発生器１０ｙにて窒素酸化物およびオゾンが生成される。
【００８１】
そして、被処理体１の被処理面１ａと、前記窒素酸化物，オゾンおよび水蒸気とが接触することで、前記オゾンは酸素ラジカルに変化する。そして、前記水蒸気と窒素酸化物とが反応して、酸性物質が生成される。さらに、本実験例では、オゾンによる酸素ラジカルのみでなく、前記窒素酸化物によっても、前記被処理面１ａの濡れ性が著しく向上することが確認された。
【００８２】
（２）導入ガスとして圧縮空気を使用した実験例
次に、図７に示す表面処理装置を、圧縮空気に適用した実験例について説明する。前記第１プラズマ発生器１０ｘへの圧縮空気の供給を２００ｃｃ／ｍｉｎ、前記第２プラズマ発生器１０ｙへの圧縮空気の供給を２００ｃｃ／ｍｉｎ、前記第１，第２プラズマ発生器１０ｘ，１０ｙの高周波電源の周波数をそれぞれ１０ｋＨｚ、その駆動電力を５０Ｗとし、１０×１０×１２ｃｍ３の処理室５を使用し、処理時間を２０分とし、被処理体１として液晶表示装置の基板用のガラスを使用した。
【００８３】
この結果、前記被処理面１ａにおける濡れ性を、接触角を基準にして表わすと、処理前の接触角が９０度であったのに対し、処理後は２５度になり、被処理面の濡れ性を向上したことが確認された。
【００８４】
本実験例においては、以下のメカニズムで被処理体１の表面処理が行われたものと考えられる。
【００８５】
本実験例においては、圧縮空気が第１プラズマ発生器１０ｘに導入されたことにより、前記第１プラズマ発生器１０ｘにて前記空気が分解され、オゾンおよび窒素酸化物が生成された。そして、前記第１プラズマ発生器１０ｘにて生成されたオゾンおよび窒素酸化物は、第１ガス供給管１２に導入される。一方、同様に、前記圧縮空気が第２プラズマ発生器１０ｙに導入されたことにより、前記第２プラズマ発生器１０ｙにて前記圧縮空気が分解され、オゾンおよび窒素酸化物が生成される。同様に、第２プラズマ発生器１０ｙにて生成されたオゾンおよび酸化物は、第１ガス供給管１２に導入される。
【００８６】
このように、前記第１プラズマ発生器１０ｘ，第２プラズマ発生器１０ｙからのオゾンおよび窒素酸化物は、それぞれ前記第１のガス供給管１２にて混合され、さらに前記第１ガス供給管１２の導出端部１２ｂを介して、水蒸気を含む処理室５に導入される。そして、被処理体１の被処理面１ａにて、前記オゾンは酸素ラジカルに変化する。さらに、前記窒素酸化物は水蒸気と反応して、酸性物質が生成される。このように、本実験例においては、主として、酸素ラジカルおよび酸性物質を利用することで、被処理体１の被処理面１ａの濡れ性が向上することが確認された。
【００８７】
（実施の形態５）
本実施の形態５に係る表面処理装置を図８に示す。図８において、被処理体１の被処理面１ａを処理する表面処理装置は、大別して、第１プラズマ発生器１０ｘ，第２プラズマ発生器１０ｙ，液体混合器２０および処理室５を有する。
【００８８】
液体混合器２０には、第１ガス供給管１２を介して、その導入端部１２ａより、例えば、所定の流速の圧縮空気が供給される。この液体混合器２０は、容器２２内部に水、たとえば純水２４を収容し、導入ガスと液体の水蒸気とをバブリングにより混合するものである。また、この容器２２内部には、第２ガス供給管１４の導入端部１４ａが、液面２４ａに到達しない位置にて支持されている。そして、前記液体混合器２０に導入されたガス、たとえば、前記空気に水蒸気を含ませる。
【００８９】
第１プラズマ発生器１０ｘはガス導入口１０ａを有し、このガス導入口１０ａと前記第２ガス供給管１４の導出端部１４ｂが結合され、例えば、水蒸気を含む空気が前記第１プラズマ発生器１０ｘに導入される。この第１プラズマ発生器１０ｘは、大気圧またはその近傍の圧力下の雰囲気にて、プラズマにより、その導入ガス、たとえば、前記空気を励起させて、オゾンおよび窒素酸化物を発生させるものである。前記第１プラズマ発生器１０ｘは、ガス供給管１５ｘを介して、第３ガス供給管１５と接続され、該第３ガス供給管１５に、前記第１プラズマ発生器１０ｘにて生成されたオゾンおよび窒素酸化物を含む反応性ガスおよび水蒸気が導入される。
【００９０】
一方、第２プラズマ発生器１０ｙはガス導入口１０ｂを有し、このガス導入口１０ｂより、たとえば、圧縮酸素が導入される。この第２プラズマ発生器１０ｙは、大気圧またはその近傍の圧力下の雰囲気にて、プラズマにより、その導入ガス、たとえば、前記酸素を励起して高濃度のオゾンを発生させるものである。そして、前記第２プラズマ発生器１０ｙは、ガス供給管１５ｙを介して、前記第３ガス供給管１５と接続され、該第３ガス供給管１５に、前記プラズマ発生器１０ｙにより生成されたオゾンが導入される。
【００９１】
そして、前記第３ガス供給管１５の導出端部１５ｂは、処理室５において被処理体１の被処理面１ａと対向する位置に配置され、処理ガスは処理室５に導入される。そして、前述したメカニズムによって、オゾン、窒素酸化物および水蒸気によって被処理面の表面処理が行われる。
【００９２】
このように、本発明の表面処理装置は、濡れ性の改善に効果があるものであって、前述したように、第１，第２プラズマ発生器１０ｘ，１０ｙに供給するガスの組み合わせは、限定されるものではなく、さまざまなガスを使用することができる。この使用ガスを変えた場合の実験例および接触角の変化について以下に順に示す。また、被処理体としてはどの実験においても液晶表示装置の基板用のガラスを使用した。
【００９３】
（１）導入ガスとして、圧縮空気および圧縮酸素を使用した実験例
まず、図８に示す表面処理装置を空気，酸素に適用した実験例について説明する。本発明の実験例においては、前記第２プラズマ発生器１０ｙへの酸素の供給を２００ｃｃ／ｍｉｎ、前記第１，第２プラズマ発生器１０ｘ，１０ｙの高周波電源の周波数をそれぞれ１０ｋＨｚ、駆動電力をそれぞれ５０Ｗとし、前記液体混合器２０への圧縮空気の供給を２００ｃｃ／ｍｉｎとし、１リットルの純水を液体混合器２０にて収容し、処理時間を２０分として、１０×１０×１２ｃｍ３の処理室５を使用し、被処理体１として、液晶表示装置の基板用のガラスを使用した。
【００９４】
この結果、前記被処理面１ａにおける濡れ性が、接触角を基準にして表すと、処理前の接触角が９０度であったのに対し、処理後には３６度となり、前記被処理面の１ａの濡れ性が向上したことが確認された。
【００９５】
このように、空気と酸素を本実施の形態の表面処理装置に適用して、窒素酸化物、オゾンおよび水蒸気にて、前述したメカニズムにより、被処理面の表面処理を行なうことにより、被処理面の濡れ性が向上することが確認された。
【００９６】
（２）導入ガスとして圧縮窒素および圧縮空気を使用した実験例
次に、図８に示す表面処理装置を窒素，空気に適用した実験例について説明する。前記第２プラズマ発生器１０ｙへの圧縮窒素の供給を２００ｃｃ／ｍｉｎ、前記液体混合器２０への圧縮空気の供給を２００ｃｃ／ｍｉｎ、前記第１，第２プラズマ発生器１０ｘ，１０ｙの高周波電源の周波数を１０ｋＨｚ，駆動電力を５０Ｗとし、１０×１０×１２ｃｍ３の処理室５を使用し、処理時間を２０分として、１リットルの純水を液体混合器２０にて収容し、被処理体１として液晶表示装置の基板用のガラスを使用した。
【００９７】
この結果、前記被処理面における濡れ性を接触角を基準にして表わすと、処理前の接触角が９０度であったのに対し、処理後には３６度となり、前記被処理面の濡れ性が向上したことが確認された。
【００９８】
本実験例においては、圧縮窒素が液体混合器２０に導入されることにより、液体混合器２０にて水蒸気を含む窒素ガスが生成される。そして、この窒素ガスが第１プラズマ発生器１０ｙに導入されることにより、該混合ガスが分解し、窒素酸化物および微量のオゾンを含む反応性ガスが生成される。この反応性ガスには水蒸気が含まれている。
【００９９】
一方、圧縮空気が前記第２プラズマ発生器１０ｙに導入されたことにより、前記第２プラズマ発生器１０ｙにてオゾンおよび窒素酸化物が生成される。
【０１００】
そして、処理室５には、前記第３ガス供給管１５を介して、前記第１プラズマ発生器１０ｘからの処理ガスと前記第２プラズマ発生器１０ｙからの処理ガスがそれぞれ導入される。そして、本実験例では、前述したメカニズムにより、オゾン、窒素酸化物および水蒸気によって前記被処理面１ａが表面処理される。
【０１０１】
（３）導入ガスとして圧縮窒素，圧縮酸素を使用した実験例
次に、図８に示す表面処理装置を窒素，酸素に適用した実験例について説明する。前記第２プラズマ発生器１０ｙへの圧縮酸素の供給を２００ｃｃ／ｍｉｎ、前記液体混合器２０への圧縮窒素の供給を２００ｃｃ／ｍｉｎとし、前記第１，第２プラズマ発生器１０ｘ，１０ｙの高周波電源の周波数を１０ｋＨｚ、駆動電力を５０Ｗとし、１０×１０×１２ｃｍ３の処理室５を使用し、処理時間を２０分として、１リットルの純水を液体混合器２０にて収容し、被処理体１として液晶表示装置の基板用のガラスを使用した。
【０１０２】
この結果、前記被処理面における濡れ性を接触角を基準にして表わすと、処理前の接触角が９０度であったのに対し、処理後には２６度となり、前記被処理面１ａの濡れ性を向上したことが確認された。
【０１０３】
すなわち、本実験例においては、圧縮窒素が液体混合器２０に導入されることにより、液体混合器２０にて水蒸気を含む窒素ガスが生成される。そして、この窒素ガスが第１プラズマ発生器１０ｙに導入されたことにより、該混合ガスが分解し、主として窒素酸化物が生成される。一方、圧縮酸素が前記第２プラズマ発生器１０ｙに導入されたことにより、前記第２プラズマ発生器１０ｙにて主としてオゾンが生成される。
【０１０４】
そして、前記第３ガス供給管１５を介して、前記第１プラズマ発生器１０ｘからの窒素酸化物、前記第２プラズマ発生器１０ｙからのオゾンを含む反応性ガス、および水蒸気を含む処理ガスが処理室５に導入される。本実験例では、前述したメカニズムにより、オゾン、窒素酸化物および水蒸気によって前記被処理面１ａが表面処理される。
【０１０５】
（実施の形態６）
この実施の形態の装置は、図９に示すように、図１に示す液体混合器２０に代えて加湿器３０を用意し、この加湿器３０とプラズマ発生器１０とを並列に連結したものである。即ち、プラズマ発生器１０に連結された第１のガス供給管１２と、加湿器３０に連結された第２のガス供給管１４とが並列に配置され、共に第３のガス供給管１５に連結されている。
【０１０６】
この実施の形態の装置では、プラズマ発生器１０にて発生され、第１のガス供給管１２を経由して供給されるオゾンと、加湿器３０にて発生され、第２のガス供給管１４を経由して供給される水蒸気とは、第３のガス供給管１５にて混合される。その後、この水蒸気が混合されたオゾンは、実施形態の１と同様に、被処理体１の被処理面１ａに接触し、表面処理がなされる。
【０１０７】
（実施の形態７）
この実施の形態の装置は、図１０に示すように、図１に示す第２のガス供給管１４の途中にイオナイザー５０を連結したものである。このイオナイザー５０は、水蒸気と混合されたオゾンを被処理体１の被処理面１ａに接触させる前に、オゾンを再励起する手段の一つである。このイオナイザー５０は、オゾンの通過経路途中に例えば針状の電極を用意し、これに例えば６０ＨｚのＡＣ電圧あるいはＤＣパルス電圧などを印加して、オゾンをイオン化するものである。前記の構成に代えて、オゾンの通過経路途中に２本の針状電極を用意し、それぞれに６０Ｈｚの電圧を印加すると共に、各針状電極にて周期的に電圧の極性を変化させることもできる。
【０１０８】
この実施の形態の装置では、水蒸気と混合されたオゾンが、被処理面１ａに接触される前に再励起され、その反応エネルギーが高まるため、図１に示す実施の形態１よりもさらに処理時間を短縮することができる。さらに、オゾンの再励起の手段として、たとえば、特開昭６４−４０２４号公報に開示のある紫外線照射を用いずに済むため、被処理体１が有機系の素材であっても、変色等の問題が生ずることがない。このように、紫外線により特性が変化する被処理体１を処理することも可能となる。
【０１０９】
本発明者の実験によれば、図１に示す第２のガス供給管１４の長さＬを６ｍとしたとき、実施の形態１では３秒の処理時間を要したところ、この実施の形態では１秒短縮されて２秒の処理時間で済むことが分かった。
【０１１０】
（実施の形態８）
この実施の形態による装置は、図１１に示すように、プラズマ発生器１０及び加湿器３０を有する並列連結型の表面処理装置にて、第３のガス供給管１５途中にイオナイザー５０を設けたものである。この場合も、実施の形態７と同様に、水蒸気が混合されたオゾンが、被処理面１ａに接触される前に再励起されるために、処理時間を短縮させることができる。
【０１１１】
以上、実施の形態１乃至８にて、被処理体の表面処理方法について例を挙げて述べてきたが、ガス生成手段としては、プラズマ発生器に限定されることなく、ガスに紫外線を局所的に照射することにより処理ガスを生成することもでき、たとえば、圧縮酸素に紫外線を局所的に照射することによりオゾンを生成することもできる。また、水溶液の電気分解により処理ガスを生成することもでき、たとえば、水を電気分解することにより、陽極からオゾンを発生させることもできる。更に、酸、塩基あるいは有機溶剤などを含む液体に熱を加えて気化させることによっても処理ガスを生成することもできる。
【０１１２】
また、前述した実施の形態では、液体の気化の方法として、バブリングの例を記載したが、これに限定されず、液体の加熱による気化，２種類以上の液体の混合による化学反応等の方法を利用することもできる。
【０１１３】
また、前述した実施の形態では、表面処理の被処理体として主として液晶表示装置の基板用のガラスあるいはシリコン基板を実験例に使用したが、被処理体は、特に限定されることなく、表面処理によって活性素子自身に直接ダメージを与えることのない性質を有する被処理体であれば本発明を適用することができる。
【０１１４】
また前述した実施の形態では、導入ガスとして、酸素、窒素、圧縮空気、ハロゲン化合物のうち、少なくとも１種を含むガスを例にとったが、当然のことながら、本願発明の趣旨に反しないガスであれば、添加することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る表面処理装置の概略説明図である。
【図２】図１に示すプラズマ発生器の概略説明図である。
【図３】図１に示す液体混合器の変形例を示す概略説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る表面処理装置の概略説明図である。
【図５】接触角を説明するための概略説明図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る表面処理装置の概略説明図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る表面処理装置の概略説明図である。
【図８】本発明の実施の形態５に係る表面処理装置の概略説明図である。
【図９】本発明の実施の形態６に係る表面処理装置の概略説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態７に係る表面処理装置の概略説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態８に係る表面処理装置の概略説明図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１  被処理体、１ａ  被処理面、５  処理室、１０，１０ｘ，１０ｙ  プラズマ発生器、１０ａ，１０ｂ  ガス導入口、１１  液体、１２，１２ｘ，１２ｙ  第１ガス供給管、１２ａ  導入端部、１４  第２ガス供給管、１４ａ  導入端部、１４ｂ  導出端部、１５，１５ｘ，１５ｙ  第３ガス供給管、１５ａ  導入端部、１５ｂ  導出端部、２０  液体混合器、２２  容器、２４  純水、２４ａ  水面、３０  加湿器、５０  イオナイザー
【図１】
2006049849.tif 000003
【図２】
2006049849.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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