(57)【要約】【課題】安価に製造することができ、しかも、放電の不安定や電極の損傷を防止することができるプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】プラズマ生成用ガスＧを放電により活性化させ、この活性化されたプラズマ生成用ガスＧを被処理物Ｈに吹き付けて処理するためのプラズマ処理装置Ａに関する。セラミック焼結体からなる絶縁基板１に導電層２を埋設して被覆電極３を形成する。複数の被覆電極３、３…を対向配置して被覆電極３、３の間を放電空間４として形成する。導電層２に電圧を印加して放電空間４に放電を発生させるために電源５を備える。セラミック材料の溶射も行わないため、被覆電極３の材料の低コスト化や製造工程の簡素化することができる。セラミック焼結体はセラミック溶射の被膜よりも空隙率が小さくて緻密であるため、放電時に絶縁破壊が起こりにくくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ生成用ガスを放電により活性化させ、この活性化されたプラズマ生成用ガスを被処理物に吹き付けて処理するためのプラズマ処理装置において、セラミック焼結体からなる絶縁基板に導電層を埋設して被覆電極を形成し、複数の被覆電極を対向配置して被覆電極の間を放電空間として形成し、導電層に電圧を印加して放電空間に放電を発生させるために電源を備えて成ることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
導電層に電圧を印加することにより放電空間に発生する電気力線が、放電空間でのプラズマ生成用ガスの流通方向と交差する方向に発生するように、複数の被覆電極を配置して成ることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
導電層に電圧を印加することにより放電空間に発生する電気力線が、放電空間でのプラズマ生成用ガスの流通方向と略平行な方向に発生するように、複数の被覆電極を配置して成ることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
隣り合う被覆電極の導電層の間隔が０．１〜５ｍｍであることを特徴する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
セラミック焼結体がアルミナ焼結体であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
絶縁基板の外面に放熱器を設けて成ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
絶縁基板の温度を二次電子が放出されやすい温度に調整するための温度調整手段を備えて成ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
放電空間でのプラズマ生成用ガスの流速をほぼ均一にするためのガス均一化手段を備えて成ることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
複数枚の絶縁シート材の間に導電体を設けて一体成形することによって、絶縁シート材からなる絶縁基板と導電体からなる導電層とを備えた被覆電極を形成して成ることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理物の表面に存在する有機物等の異物のクリーニング、レジストの剥離やエッチング、有機フィルムの密着性の改善、金属酸化物の還元、成膜、めっき前処理、コーティング前処理、塗装前処理、各種材料・部品の表面改質などの表面処理に利用されるプラズマ処理装置に関するものであり、特に、精密な接合が要求される電子部品の表面のクリーニングに好適に応用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対の電極を対向させて配置することによって電極間の空間を放電空間として形成し、放電空間にプラズマ生成用ガスを供給すると共に電極間に電圧を印加することによって、放電空間で放電を発生させてプラズマを生成し、放電空間からプラズマ或いはプラズマの活性種を吹き出して被処理物に吹き付けることによって、被処理物に表面改質などプラズマ処理を施すことが行われている（特許文献１参照）。
【０００３】
このようなプラズマ処理装置において、放電による電極の損傷を防止するために、電極の表面はセラミック材料を溶射することにより形成される被膜でコーティングされている。
【０００４】
しかし、この場合、電極材料としては溶射施工性の良さからチタンを使用しており、また、溶射工程も煩雑であるため、製造コストが高くなるという問題があった。また、溶射による被膜は空隙率が高いため、被膜に欠陥が生じやすく、この欠陥により電極間に短絡が生じて放電が不安定になったり電極が損傷したりするという問題があった。
【特許文献１】特開２００４−３１１１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、安価に製造することができ、しかも、放電の不安定や電極の損傷を防止することができるプラズマ処理装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係るプラズマ処理装置Ａは、プラズマ生成用ガスＧを放電により活性化させ、この活性化されたプラズマ生成用ガスＧを被処理物Ｈに吹き付けて処理するためのプラズマ処理装置Ａにおいて、セラミック焼結体からなる絶縁基板１に導電層２を埋設して被覆電極３を形成し、複数の被覆電極３、３…を対向配置して被覆電極３、３の間を放電空間４として形成し、導電層２に電圧を印加して放電空間４に放電を発生させるために電源５を備えて成ることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の請求項２に係るプラズマ処理装置Ａは、請求項１において、導電層２に電圧を印加することにより放電空間４に発生する電気力線Ｄが、放電空間４でのプラズマ生成用ガスＧの流通方向Ｒと交差する方向に発生するように、複数の被覆電極３、３…を配置して成ることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の請求項３に係るプラズマ処理装置Ａは、請求項１において、導電層２に電圧を印加することにより放電空間４に発生する電気力線Ｄが、放電空間４でのプラズマ生成用ガスＧの流通方向Ｒと略平行な方向に発生するように、複数の被覆電極３、３…を配置して成ることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の請求項４に係るプラズマ処理装置Ａは、請求項１乃至３のいずれか１項において、隣り合う被覆電極３、３の導電層２、２の間隔Ｌが０．１〜５ｍｍであることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の請求項５に係るプラズマ処理装置Ａは、請求項１乃至４のいずれか１項において、セラミック焼結体がアルミナ焼結体であることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項６に係るプラズマ処理装置Ａは、請求項１乃至５のいずれか１項において、絶縁基板１の外面に放熱器６を設けて成ることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の請求項７に係るプラズマ処理装置Ａは、請求項１乃至６のいずれか１項において、絶縁基板１の温度を二次電子が放出されやすい温度に調整するための温度調整手段７を備えて成ることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の請求項８に係るプラズマ処理装置Ａは、請求項１乃至７のいずれか１項において、放電空間４でのプラズマ生成用ガスＧの流速をほぼ均一にするためのガス均一化手段８を備えて成ることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の請求項９に係るプラズマ処理装置Ａは、請求項１乃至８のいずれか１項において、複数枚の絶縁シート材９の間に導電体１０を設けて一体成形することによって、絶縁シート材９からなる絶縁基板１と導電体１０からなる導電層２とを備えた被覆電極３を形成して成ることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明では、被覆電極３を形成するにあたって、導電層２をチタンで形成する必要が無く、また、セラミック材料の溶射も行わないため、被覆電極３の材料の低コスト化や製造工程の簡素化により、安価に製造することができるものである。また、セラミック焼結体はセラミック溶射の被膜よりも空隙率が小さくて緻密であるため、放電時に絶縁破壊が起こりにくくなり、放電の不安定や被覆電極３の導電層２の損傷を防止することができるものである。さらに、導電層２を層状に形成するため、被覆電極３を薄型化することができ、装置の小型化を図ることができるものである。
【００１６】
請求項２の発明では、プラズマ生成用ガスＧの流通方向Ｒと交差する方向の電気力線Ｄにより放電を発生させて、プラズマ生成用ガスＧの活性化を行うことができるものである。
【００１７】
請求項３の発明では、プラズマ生成用ガスＧの流通方向Ｒと略平行な方向の高密度のストリーマ放電を発生させることができ、プラズマ生成用ガスＧの活性を更に向上させて高効率のプラズマ処理を行うことが可能となるものである。
【００１８】
請求項４の発明では、気体放電（プラズマ）を安定に発生させることができるものである。
【００１９】
請求項５の発明では、他のセラミック材料で形成される焼結体に比べて、高強度で安価に被覆電極を形成することができるものである。
【００２０】
請求項６の発明では、絶縁基板１の熱変形による割れ等の破損の発生を防止し、また絶縁基板１の一部が過剰に加熱されることによるプラズマ発生の不均一化を防止して、均一なプラズマ処理を維持することができるものである。
【００２１】
請求項７の発明では、絶縁基板１から放出された二次電子によりプラズマ生成密度を増加させることができ、被処理物Ｈの洗浄能力や改質能力などのプラズマ処理能力を向上させることができるものである。
【００２２】
請求項８の発明では、活性化されたプラズマ生成用ガスＧを放電空間４からほぼ均一に吹き出すことができ、活性化されたプラズマ生成用ガスＧの流速分布を少なくして均一なプラズマ処理を行うことができるものである
請求項９の発明では、セラミック溶射で被膜を形成するよりも、緻密な絶縁基板１で導電層２を被覆した被覆電極３を容易に形成することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００２４】
図１（ａ）（ｂ）に本発明のプラズマ処理装置Ａの一例を示す。このプラズマ処理装置Ａは、複数の被覆電極３、電源５、放熱器６、温度調整手段７、ガス均一化手段８などを備えて形成する。
【００２５】
被覆電極３は、略平板状の絶縁基板（多層基板）１の内部に導電層２を埋め込んで形成する。絶縁基板１は高融点の絶縁材料（誘電体材料）のセラミック焼結体で形成するものであって、例えば、アルミナ、ジルコニア、ムライト、窒化アルミニウムなどのような高耐熱性、高強度のセラミックス焼結体で形成することができるが、これらの材料に限定されるものではない。特に、これらの中でも高強度で安価なアルミナ等で形成することが好ましい。また、チタニア、チタン酸バリウムなどの高誘電材料を用いることもできる。絶縁基板１の両側端部には接合部３３が絶縁基板１の片面側に突出して設けられている。
【００２６】
導電層２は絶縁基板１の内部に層状に形成するものであって、銅、タングステン、アルミニウム、真鍮、ステンレス鋼などの導電性の金属材料を用いて形成することができるが、特に、銅、タングステン等で形成することが好ましい。
【００２７】
上記の絶縁基板１と導電層２の材質は、被覆電極３の作製時やプラズマ処理時にかかる熱負荷による変形量の相違による破損を防止するために、線熱膨張率の差が小さいもの同士を適宜選択して用いることが好ましい。
【００２８】
被覆電極３は、例えば、図２のように、絶縁シート材９と導電体１０とを用いて形成することができる。絶縁シート材９は、アルミナなどの上記絶縁材料の粉体にバインダー等を混合し、必要に応じて更に各種の添加剤を加えて混合し、この混合材料をシート状に成形することで得ることができる。導電体１０は、銅などの上記導電性の金属箔や金属板などを用いることができる。また、導電体１０は、上記の絶縁シート材９の表面に金属材料を印刷やめっき、蒸着などで膜状に成形することができる。
【００２９】
そして、複数枚の絶縁シート材９、９…を重ね合わせると共に絶縁シート材９の間に導電体１０を配置して重ね合わせ、これを焼結により一体成形することによって、絶縁シート材９に含まれるセラミックの粉体の焼結体からなる絶縁基板１を形成すると共にこの絶縁基板１の内部に導電体１０からなる導電層２を層状に形成し、被覆電極３を得ることができる。尚、上記の焼結の条件はセラミック粉末の種類や絶縁基板１の厚みなどに応じて適宜設定することができる。
【００３０】
本発明において、絶縁基板１の厚みは０．１〜１０ｍｍ、導電層２の厚みは０．１μｍ〜３ｍｍとすることができるが、これに限定されるものではない。
【００３１】
そして、上記のようにして形成した複数（一対）の被覆電極３、３は水平方向で対向させて配置し、被覆電極３、３の対向する面の間の空間を放電空間４として形成する。ここで、図１（ｃ）に示すように対向する被覆電極３、３の導電層２、２の間隔Ｌは０．１〜５ｍｍにするのが好ましい。この間隔Ｌが上記の範囲から外れると、放電が不安定になったり、放電が発生しなくなったり、放電させるために大きな電圧が必要となったりして好ましくない。また、被覆電極３、３は各絶縁基板１、１の対向する接合部３３、３３の先端同士を接合するものであり、これにより、放電空間４の側方開口部分が閉塞されるものである。
【００３２】
本発明において、電源５はプラズマ生成用ガスＧを活性化させるための電圧を発生させるものであって、その電圧は、交番波形（交流波形）、パルス波形、或いはこれらの波形を重畳させた波形など、適宜の波形のものとすることができる。また、導電層２、２間に印加する電圧の大きさや周波数は、導電層２、２間の距離や導電層２を覆う部分の絶縁基板１の厚さや絶縁基板１の材質、放電の安定性などを考慮して適宜設定すればよい。
【００３３】
また、本発明において、導電層２、２は中点接地するのが好ましく、これにより、両導電層２、２とも接地に対して浮いた状態で電圧を印加することができる。従って、被処理物Ｈと活性化されたプラズマ生成用ガス（プラズマジェット）Ｇとの電位差が小さくなってアークの発生を防止することができ、アークによる被処理物Ｈの損傷を防ぐことができるものである。すなわち、例えば、図３（ａ）に示すように、一方の導電層２を電源５に接続して１３ｋＶに、他方の導電層２を接地して０ｋＶとして導電層２、２間の電位差Ｖｐを１３ｋＶにした場合、活性化されたプラズマ生成用ガスＧと被処理物Ｈとの間に少なくとも数ｋＶの電位差が生じ、これによるアークＡｒが発生するおそれがある。一方、図３（ｂ）に示すように、中点接地を用いた場合は、一方の導電層２の電位を＋６．５ｋＶに、他方の導電層２の電位を−６．５ｋＶにして導電層２、２間の電位差Ｖｐを１３ｋＶにすることができ、活性化されたプラズマ生成用ガスＧと被処理物Ｈとの間の電位差がほとんど０Ｖになるものである。つまり、中点接地を用いない場合に比べて、中点接地を用いた場合は導電層２、２間に同じ電位差が生じるにもかかわらず、活性化されたプラズマ生成用ガスＧと被処理物Ｈとの間の電位差を小さくすることができ、活性化されたプラズマ生成用ガスＧからの被処理物Ｈに対するアークの発生を防止することができるものである。
【００３４】
本発明において、放熱器６として複数本の放熱フィンを用いることができる。この放熱器６は、被覆電極３、３の絶縁基板１の外面（放電空間４と反対側の面）に突設することができる。この放熱器６は放電空間４でのプラズマ生成用ガスＧ及び被覆電極３を空冷式で冷却するものである。すなわち、放電空間４は放電を発生させている時に高温となるが、この熱がプラズマ生成用ガスＧから被覆電極３に伝達した後、放熱器６に吸収されて放散される。これにより、プラズマ生成用ガスＧの温度上昇を抑制して、それに伴って絶縁基板１の温度上昇を抑制することができる。そして、放熱器６により絶縁基板１の温度上昇を抑制すると、絶縁基板１が熱変形を生じて割れ等の破損が発生することを防止することができる。また、絶縁基板１の一部が過剰に加熱されると、加熱された部分においてプラズマ発生密度が高くなるなど、プラズマ発生が不均一になるおそれがあるが、絶縁基板１の温度上昇を抑制することでプラズマ発生の不均一化を防止し、均一なプラズマ処理を維持することができるものである。
【００３５】
上記の放熱器６は、熱伝導性の高い材質にて形成することが好ましく、例えば銅、ステンレス、アルミニウム、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等にて形成することができる。放熱器６を窒化アルミニウム等の絶縁物で形成することによって、導電層２、２間に印加する高周波の電圧の影響を受けにくくなり、これにより、導電層２、２間に投入される電力の損失がほとんど無くなって効率的な放電を行うことができ、しかも、高熱伝導であるために冷却効率を高くすることができるものである。
【００３６】
絶縁基板１と放熱器６との接合は、熱伝導性が良好な方式を採用するのが好ましく、例えば、熱伝導性グリス、熱伝導性両面テープ、接着樹脂含浸接合材により接着したり、絶縁基板１と放熱器６との接合面を鏡面研磨し、これらを圧着により接合することもできる。また、絶縁基板１と放熱器６を一体として形成することも好ましい。このように成形することにより、放電空間４からの発熱を放熱器６により効率よく吸収させることができるため、絶縁基板１の温度分布を均一にし、放電を安定化することができる。尚、放熱器６としてペルチェ素子を設置することもできる。
【００３７】
本発明において、温度調整手段７として電気ヒータなどの加熱手段を用いることができる。温度調整手段７は二次電子が放出されやすい温度に絶縁基板１を温度調整するためのものである。すなわち、活性化されたプラズマ生成用ガスＧに含まれる電子やイオンが絶縁基板１に作用することによって、絶縁基板１から二次電子が放出されるが、この二次電子が放出されやすい温度に絶縁基板１を温度調整手段７により温度調整する。絶縁基板１はその温度が高いほど二次電子が放出されやすいが、熱膨張による絶縁基板１の損傷を考慮すると、絶縁基板１の温度は１００℃程度に抑えて温度調整するのが適当である。そこで、上記の温度調整手段７により絶縁基板１を４０〜１００℃に温度調整するのが好ましい。このように絶縁基板１の温度を室温よりも高い温度にすることによって、プラズマ処理装置Ａの使用開始時において絶縁基板１の表面温度を室温よりも上昇させることができ、このために室温の場合よりも絶縁基板１から二次電子が放出されやすくなり、絶縁基板１から放出された二次電子によりプラズマ生成密度を増加させることができ、放電を容易に開始させることができて始動性が向上すると共に、被処理物Ｈの洗浄能力や改質能力などのプラズマ処理能力を向上することができるものである。
【００３８】
温度調整手段７は絶縁基板１や放熱器６や後述のガス均一化手段８に内蔵させたり、これらの外面に設けたりすることができ、熱電対等の温度測定手段による絶縁基板１の温度の測定結果などに基づいて、必要に応じて、その動作・停止を制御することができる。
【００３９】
本発明において、被覆電極３、３の上側にはガス貯留室（ガスリザーバ）１１を設けている。ガス貯留室１１は放熱器６と同様の材料で箱状に形成するものであって、その上面にはガス流通口２０を、下面には取付孔２１をそれぞれ形成している。そして、取付孔２１から被覆電極３、３の上部をガス貯留室１１の内部に差し込んで装着することによって、放電空間４とガス貯留室１１の内部空間とを連通するものである。ガス貯留室１１の内部には、プラズマ生成用ガスＧを放電空間４の幅方向（被覆電極３の幅方向と同方向であって、図１（ｂ）の紙面と直交する方向）においてほぼ均一な流速で供給するためのガス均一化手段８を設けている。このガス均一化手段８は多数の流通孔８ａ、８ａ…を上下方向に貫通して設けたパンチングプレートなどで形成されるものであって、ガス貯留室１１を上下に仕切るようにして設けている。
【００４０】
そして、上記のような本発明のプラズマ処理装置Ａは、大気圧又はその近傍の圧力下（１００〜３００ｋＰａ）でプラズマ処理を行うものであって、具体的には以下のようにして処理を行う。
【００４１】
まず、ガス流通口２０からガス貯留室１１内にプラズマ生成用ガスＧを流入させて供給する。プラズマ生成用ガスＧとしては、希ガス、窒素、酸素、空気をそれぞれ単独で用いたりあるいは複数種を混合したりして用いることができる。空気としては、好ましくは水分を殆ど含まない乾燥空気を用いることができる。希ガスとしては、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトンなどを使用することができるが、放電の安定性や経済性を考慮するとアルゴンを用いることが好ましい。また、希ガスや窒素に酸素、空気等の反応ガスを混合して使用することもできる。反応ガスの種類は処理の内容によって任意に選択することができる。例えば、被処理物Ｈの表面に存在する有機物のクリーニング、レジストの剥離、有機フィルムのエッチング、ＬＣＤの表面クリーニング、ガラス板の表面クリーニングなどを行う場合には、酸素、空気、ＣＯ２、Ｎ２Ｏなどの酸化性ガスを用いるのが好ましい。また、反応ガスとしてＣＦ４、ＳＦ６、ＮＦ３などのフッ素系ガスも適宜用いることができ、シリコンやレジストなどのエッチング、アッシングを行う場合にはこのフッ素系ガスを用いるのが効果的である。また、金属酸化物の還元を行う場合は、水素、アンモニアなどの還元性ガスを用いることができる。
【００４２】
ガス貯留室１１に供給したプラズマ生成用ガスＧは、この後、ガス貯留室１１内を流下して放電空間４の上側開口に達するが、ガス貯留室１１内を流下する途中でガス均一化手段８の多数の流通孔８ａ、８ａ…に分散しながら流通孔８ａを通過することになる。このため、ガス流通口２０と放電空間４の上側開口との間に設けたガス均一化手段８がプラズマ生成用ガスＧの圧力を分散させる部分となり、放電空間４の幅方向においてプラズマ生成用ガスＧをほぼ均一な流速で放電空間４に供給して流下することができる。この結果、放電空間４の下面開口から吹き出される活性化されたプラズマ生成用ガスＧの流速分布を幅方向において少なくすることができ、均一なプラズマ処理を行うことができる。
【００４３】
上記のようにプラズマ生成用ガスＧをガス貯留室１１に供給するにあたっては、ガスボンベ、ガス配管、混合器、圧力弁等で構成される適宜のガス供給手段（図示せず）を設けることができる。例えば、プラズマ生成用ガスＧに含有される各ガス成分が封入された各ガスボンベをガス配管にてガス貯留室１１のガス流通口２０に接続し、このとき、各ガスボンベから供給されるガス成分を混合器にて所定の割合で混合し、圧力弁により所望の圧力で放電空間４に導出されるようにする。また、プラズマ生成用ガスＧは、圧力損失の影響を受けずに、単位時間当たりに所定の流量を供給できる圧力で放電空間４に供給するのが好ましく、ガス貯留室１１内の圧力が大気圧あるいはその近傍の圧力（好ましくは１００〜３００ｋＰａ）となるように供給することが好ましい。
【００４４】
放電空間４の上側開口に達したプラズマ生成用ガスＧは、この後、その上側開口から放電空間４内に流下するが、ここで、対向配置した被覆電極３、３の導電層２、２間には電源５により電圧を印加しているので、これにより、放電空間４で放電が発生すると共にこの放電によりプラズマ生成用ガスＧが活性化する。すなわち、電源５により導電層２、２間に電圧を印加しているため、放電空間４には電界が発生し、この電界の発生により大気圧下あるいはその近傍の圧力下で放電空間４に気体放電が発生すると共にこの気体放電によりプラズマ生成用ガスＧが活性化（プラズマ化）されて放電空間４に活性種（イオンやラジカル等）が生成されるものである。このとき、放電空間４に生じる電気力線Ｄは、図４に示すように、高電圧側の導電層２から低電圧側の導電層２に向かって略水平に生じるが、放電空間４におけるプラズマ生成用ガスＧの流通方向Ｒは略鉛直下向きである。このように、放電空間４での電気力線Ｄがプラズマ生成用ガスＧの流通方向（略鉛直下向き方向）Ｒと交差する方向で発生するように、被覆電極３、３をプラズマ生成用ガスＧの流通方向Ｒと直交する方向（略水平方向）で対向配置して電圧を印加しており、これにより放電を発生させて、プラズマ生成用ガスＧの活性化を行うことができる。
【００４５】
放電空間４でプラズマ生成用ガスＧを活性化した後、この活性化したプラズマ生成用ガスＧをプラズマＰとして放電空間４の下面開口よりジェット状に連続的に吹き出して被処理物Ｈの表面の一部又は全部に吹き付ける。このとき、放電空間４の下面開口は被覆電極３の幅方向（図１（ｂ）の紙面に直交する方向）に細長く形成されているので、活性化したプラズマ生成用ガスＧを幅広で吹き出すことができる。そして、活性化したプラズマ生成用ガスＧに含まれる活性種が被処理物Ｈの表面に作用することによって、被処理物Ｈのクリーニングなどの表面処理を行うことができる。ここで、放電空間４の下面開口よりも下方に被処理物Ｈを配置するにあたって、ローラー、ベルトコンベア等の搬送装置で被処理物Ｈを搬送するようにしてもよい。このとき、搬送装置で複数の被処理物Ｈを放電空間４の下方に順次搬送することによって、複数の被処理物Ｈを連続的にプラズマ処理することもできる。さらに、プラズマ処理装置を多関節ロボット等に保持することにより、複雑な立体形状の被処理物Ｈの表面処理をすることも可能である。また、放電空間４の下面開口と被処理物Ｈの表面との間の距離は、プラズマ生成用ガスＧのガス流の流速、プラズマ生成用ガスＧの種類、被処理物Ｈや表面処理（プラズマ処理）の内容等によって適宜設定可能であるが、例えば、１〜３０ｍｍに設定することができる。
【００４６】
本発明は、種々の被処理物Ｈに対するプラズマ処理に適用することができるが、特に液晶用ガラス材、プラズマディスプレイ用ガラス材、有機エレクトロルミネッセンス表示装置用ガラス材等の、種々のフラットパネルディスプレイ用ガラス材や、プリント配線基板、ポリイミドフィルム等の各種樹脂フィルムなどの表面処理に適用することができる。このようなガラス材に対する表面処理を行う場合には、このガラス材に、ＩＴＯ（インジウム・チン・オキサイド）からなる透明電極や、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）液晶を設けたもの、或いはＣＦ（カラーフィルタ）を設けたものなども、表面処理に供することができる。また、樹脂フィルムに対して表面処理を施す場合には、いわゆるロール・トゥ・ロール方式で搬送されている樹脂フィルムに対して、連続的に表面処理を施すことができる。
【００４７】
そして、本発明では、導電層２をチタンで形成する必要が無く、また、セラミック材料の溶射も行わないため、被覆電極３の材料の低コスト化や製造工程の簡素化により、安価に製造することができる。また、セラミック焼結体はセラミック溶射の被膜よりも空隙率が小さくて緻密であるため、放電時に絶縁基板１の絶縁破壊が起こりにくくなり、放電の不安定や被覆電極３の導電層２の損傷を防止することができる。さらに、導電層２を層状に形成するため、被覆電極３を薄型化することができ、装置の小型化を図ることができる。
【００４８】
ここで、本発明で用いる被覆電極３と、従来においてプラズマ処理装置で用いられている電極（以下、「従来電極」という）との耐電圧データを示す。被覆電極３は、図９（ａ）に示すように、絶縁基板１として厚み２ｍｍのアルミナ製のセラミック焼結体を形成し、その厚み方向の中央部に厚み３０μｍのタングステン製の導電層２を形成したものを用いた。従って、導電層２を被覆する絶縁基板１の層の厚みｔは１ｍｍである。一方、従来電極は、図９（ｂ）に示すように、厚み２５ｍｍのチタン板の電極母材３５の表面に、厚さｔ＝１ｍｍのアルミナの被膜３６を溶射法により形成したものを用いた。そして、被覆電極３と従来電極とを雷サージ試験に用いるインパルス試験機により耐電圧試験をした。すなわち、絶縁基板１と被膜３６の各表面に耐電圧試験用電極３７を接触させると共に導電層２と電極母材３５を接地し、耐電圧試験用電極３７にインパルス電源３８により電圧を印加した。その結果、本発明で用いる被覆電極３の耐電圧が２０ｋＶであったのに対して、従来電極の耐電圧は１０ｋＶであり、被覆電極３の方が耐電圧の性能が高くなった（表１参照）。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
図５（ａ）（ｂ）に他の実施の形態を示す。このプラズマ処理装置Ａでは、放熱フィンの代わりに冷却ジャケットで放熱器６を形成しており、その他の構成は上記の実施の形態と同様である。上記の放熱器６は上記と同様の材質で板状に形成し、その内部に水などの冷媒を流通させて循環させるための複数の循環路２５を設けている。そして、放熱器６は被覆電極３の外面に密着して設けており、放電時に循環路２５に冷媒を流通させることにより、水冷式で被覆電極３の絶縁基板１を冷却し、絶縁基板１の温度上昇を抑制するものである。冷媒の温度は上記の効果が発生しやすく、且つ取り扱い性や省エネルギー等を考慮して、５０〜８０℃の温度にするのがより好ましい。
【００５１】
また、上記と同様に電気ヒータ等の温度調整手段７を備えても良いが、放熱器６自身を温度調整手段７として用いても良い。すなわち、温度調整した冷媒を循環路２５に流通させることによって、二次電子が放出されやすい温度に絶縁基板１を放熱器６（温度調整手段７）により温度調整することができる。この場合も上記と同様に、絶縁基板１の温度は１００℃程度に抑えて温度調整するのが適当であり、絶縁基板１を４０〜１００℃に温度調整するのが好ましい。
【００５２】
図６に他の実施の形態を示す。このプラズマ処理装置Ａは、三個の被覆電極３を用いて形成されるものであり、その他の構成は上記と同様である。この場合は二個の被膜電極３を用いる場合に比べて、活性化されたプラズマ生成用ガスＧの発生量を増加させることができ、プラズマ処理の能力を向上させることができるものである。
【００５３】
図７に他の実施の形態を示す。このプラズマ処理装置Ａは、二個の被覆電極３を上下に対向配置したものである。上側の被覆電極３にはガス導入孔３０を上下に貫通して設け、下側の被覆電極３にはガス導入孔３０と対向するようにガス導出孔３１を上下に貫通して設けている。また、上側の被覆電極３の上面には上記と同様のガス貯留室１１を設ける。この場合、ガス貯留室１１の下面の取付孔２１とガス導入孔３０の上端開口とを位置合せし、上下の被覆電極３、３の間の放電空間４とガス貯留室１１の内部空間とを連通している。また、上側の被覆電極３の上面には上記と同様の放熱フィンの放熱器６が突設されている。その他の構成は上記実施の形態と同様である。
【００５４】
このプラズマ処理装置Ａでは、上記と同様に、ガス流通口２０からガス貯留室１１にプラズマ生成用ガスＧを供給し、ガス均一化手段８の貫通孔８ａを通過させながらプラズマ生成用ガスＧを流下させ、この後、ガス導入孔３０から放電空間４に供給する。そして、被覆電極３、３の導電層２、２間に印加した電圧により放電空間４に生じた放電でプラズマ生成ガスＧを活性化し、この活性化したプラズマ生成用ガスＧをガス導出孔３１から吹き出してガス導出孔３１の下方に位置させた被処理物Ｈに吹き付けることによって、プラズマ処理を行うことができる。
【００５５】
このプラズマ処理装置Ａにおいては、放電空間４に生じる電気力線Ｄは、図８に示すように、高電圧側の導電層２から低電圧側の導電層２に向かって略鉛直に生じるが、放電空間４におけるプラズマ生成用ガスＧの流通方向Ｒも略鉛直下向きである。このように、放電空間４での電気力線Ｄがプラズマ生成用ガスＧの流通方向Ｒと平行な方向で発生するように、被覆電極３、３をプラズマ生成用ガスＧの流通方向Ｒと平行な方向（略鉛直方向）で対向配置して電圧を印加しており、これにより放電を発生させて、プラズマ生成用ガスＧの活性化を行うことができる。そして、この場合、プラズマ生成用ガスＧの流通方向Ｒと略平行な方向の高密度のストリーマ放電を発生させることができ、さらに放電空間４はガス導出口３１よりも大きくプラズマ生成用ガスＧを効率的に活性化できるため、プラズマ生成用ガスＧの活性を更に向上させて高効率のプラズマ処理を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は底面図である。
【図２】同上の被覆電極の製造を示す断面図である。
【図３】同上の（ａ）（ｂ）は一部を示す断面図である。
【図４】同上の一部を示す断面図である。
【図５】同上の他の実施の形態の一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図６】同上の他の実施の形態の一例を示すは断面図である。
【図７】同上の他の実施の形態の一例を示すは断面図である。
【図８】同上の一部を示す断面図である。
【図９】雷サージ試験を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５７】
Ａ  プラズマ処理装置
Ｄ  電気力線
Ｇ  プラズマ生成用ガス
Ｒ  流通方向
１  絶縁基板
２  導電層
３  被覆電極
４  放電空間
５  電源
６  放熱器
７  温度調整手段
８  ガス均一化手段
９  絶縁シート材
１０  導電体
【図１】
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【図２】
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【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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