(57)【要約】【課題】　セラミックス層が設けられた電極を用いてプラズマ処理を行う際、電極に設けられたセラミックス層が外気に触れる環境下であっても、被処理体に対して均一なプラズマ処理を行うことが可能なプラズマ処理方法を提供する。【解決手段】　互いに対向する一対の対向電極２，２と、前記対向電極２、２の対向面に設けられたセラミックス層３，３とを有する放電電極１を用いて、前記対向電極２，２の間に形成される放電空間１０に発生するプラズマによって被処理体Ｓにプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、前記放電電極１を室温よりも１０℃以上高い温度に保持した後、プラズマ処理を開始する。【選択図】図１
2004103578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　互いに対向する第１の電極及び第２の電極と、前記第１の電極の対向面に設けられたセラミックス層とを有する放電電極を用いて、前記第１の電極と第２の電極との間に発生するプラズマによって被処理体にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、
　前記放電電極を室温よりも１０℃以上高い温度に保持した後、プラズマ処理を開始することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２】
　互いに対向する第１の電極及び第２の電極と、前記第１の電極の対向面に設けられたセラミックス層とを有する放電電極を用いて、前記第１の電極と第２の電極との間に発生するプラズマによって被処理体にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、
　前記第１の電極と第２の電極との間で放電させた後、プラズマ処理を開始することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項３】
　互いに対向する第１の電極及び第２の電極と、前記第１の電極の対向面に設けられたセラミックス層とを有する放電電極を用いて、前記第１の電極と第２の電極との間に発生するプラズマによって被処理体にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、
　前記第１の電極と第２の電極との間に乾燥ガスを流した後、プラズマ処理を開始することを特徴とするプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、プラズマを利用して被処理体を処理するプラズマ処理方法に関し、特に、大気圧近傍の圧力下でのプラズマ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　従来から、互いに対向する一対の電極の対向面にアルミナ層等のセラミックス層を設けた放電電極を用い、この一対の電極間に電圧を印加することによって大気圧近傍の圧力下でプラズマを発生させ、被処理体にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法や装置がある（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−１００６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
　セラミックは、一般的に多孔質体であり高い吸湿性を有している。そのため、プラズマ処理装置の運転を停止している場合、即ち、電極に設けられたセラミックス層が非乾燥の外気に触れる場合においては、セラミックス層が吸湿し、セラミックス層の絶縁耐力が低下してしまう。セラミックス層の絶縁耐力が低下していると、プラズマを発生させる際に不均一なストリーマ放電が発生し、被処理体に対して均一なプラズマ処理を行うことができなくなってしまう虞がある。
【０００４】
　本発明は、以上のような実情に鑑みてなされたもので、電極に設けられたセラミックス層が外気に触れる環境下であっても、被処理体に対して均一なプラズマ処理を行うことが可能なプラズマ処理方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
　請求項１に記載の発明（以下、本発明１）は、互いに対向する第１の電極及び第２の電極と、前記第１の電極の対向面に設けられたセラミックス層とを有する放電電極を用いて、前記第１の電極と第２の電極との間に発生するプラズマによって被処理体にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、前記放電電極を室温よりも１０℃以上高い温度に保持した後、プラズマ処理を開始することを特徴としている。
　放電電極を暖めることによりセラミックス層が乾燥状態になり、被処理体に対して均一なプラズマ処理を行うことができる。
【０００６】
　また、請求項２に記載の発明（以下、本発明２）は、互いに対向する第１の電極及び第２の電極と、前記第１の電極の対向面に設けられたセラミックス層とを有する放電電極を用いて、前記第１の電極と第２の電極との間に発生するプラズマによって被処理体にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、前記第１の電極と第２の電極との間で放電させた後、プラズマ処理を開始することを特徴としている。
　放電によりセラミックス層が加熱され乾燥状態になり、被処理体に対して均一なプラズマ処理を行うことができる。
【０００７】
　また、請求項３に記載の発明（以下、本発明３）は、互いに対向する第１の電極及び第２の電極と、前記第１の電極の対向面に設けられたセラミックス層とを有する放電電極を用いて、前記第１の電極と第２の電極との間に発生するプラズマによって被処理体にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、前記第１の電極と第２の電極との間に乾燥ガスを流した後、プラズマ処理を開始することを特徴としている。
　乾燥ガスを流すことによりセラミックス層内の水分が乾燥ガスへ吸収される。これによりセラミックス層が乾燥状態になり、被処理体に対して均一なプラズマ処理を行うことができる。
【０００８】
　次に、本発明について説明する。
【０００９】
　まず、本発明のプラズマ処理方法は、大気圧近傍の圧力下におけるプラズマ処理に適している。なお、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、プラズマ処理を行う圧力が、９．３３１×１０4〜１０．３９７×１０4Ｐａの範囲であると、圧力調整を容易に行うことができ、また、装置構成を簡便にすることができる。
【００１０】
　本発明に用いられる放電電極は、互いに対向する第１の電極及び第２の電極を備えている。第１の電極及び第２の電極を構成する材質としては、導電体であれば特に限定されず、例えば、鉄、銅、アルミニウム等の金属単体や、ステンレス、真鍮等の合金や、金属間化合物あるいは炭素材料等が挙げられる。
　また、第１の電極と第２の電極は、一定の間隔を空けて設けられいることが好ましい。第１の電極と第２の電極との距離が一定に設けられていると、プラズマ発生の際に電界集中による異状放電の発生を避けることができる。一定の間隔を空けて設けられている第１の電極及び第２の電極としては、例えば、平行平板型、同軸円筒型の構造等が挙げられる。
【００１１】
　電極の対向面に設けられるセラミックス層としては、例えば、アルミナ層（酸化アルミニウム）、二酸化珪素層、二酸化ジルコニウム層、二酸化チタン層、チタン酸バリウム層等の固体誘電体層が挙げられ、表面の空孔の数が少なく、外気の水分を吸収し難いのが好ましい。
【００１２】
　放電電極に設けられるセラミックス層の厚みとしては、０．０１〜４ｍｍであることが好ましい。セラミックス層の厚みが厚すぎるとプラズマを発生するのに高電圧を要することがあり、セラミックス層の厚みが薄すぎると電圧印加時に絶縁破壊が起こり、異状放電が発生するおそれがある。
【００１３】
　セラミックス層は、少なくとも一方の電極（第１の電極）の対向面に設けられていればよい。この電極の対向面にセラミックス層を設ける方法としては、例えば、プラズマ溶射や爆発溶射等によって放電電極の表面にセラミックス材料をコーティングする溶射法等や、セラミックス板を放電電極の対向面に接着したり、密着配置したり、真空吸着により電極とセラミックス板を密着する方法等が挙げられる。
【００１４】
　本発明における放電電極は、第１の電極と第２の電極との間に電圧が印加されることによってプラズマを発生する。なお、電極に印加される電圧はパルス化された電圧や一般的な交流電圧でよい。
　電極に印加するパルス電圧は、処理ガスを効率良く電離させるために電圧の立ち上がり時間や立下り時間が短い方が好ましく、電圧の立ち上がり時間や立ち下がり時間としては、１０μｓ以下であることが好ましい。電圧の立ち上がり時間や立ち下がり時間が１０μｓを超えると第１の電極と第２の電極との間に異状放電を発生しやすくなり、グロー放電状態の均一なプラズマを発生させることが困難になる。また、電圧の立ち上がり時間や立ち下がり時間のより好ましい範囲としては、５０ｎｓ〜５μｓである。
　なお、ここでいう立ち上がり時間とは、電圧が連続して増加する時間を意味し、立ち下がり時間とは、電圧が連続して減少する時間を意味するものとする。
【００１５】
　パルス電圧の電界強度としては、１０〜１０００ｋＶ／ｃｍであることが好ましく、２０〜３００ｋＶ／ｃｍであることがより好ましい。電界強度が１０ｋＶ／ｃｍ未満であると高いプラズマ密度を得ることが困難になり、１０００ｋＶ／ｃｍを超えるとアーク放電が発生しやすくなる。
【００１６】
　パルス電圧の周波数としては、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処理に長時間を要してしまう。パルス電圧の周波数の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、パルス電圧の周波数の上限を５００ｋＨｚ以下とすることが好ましい。０．５ｋＨｚ以上の周波数のパルス電圧を印加することにより、より大きな処理速度を達成することができる。
【００１７】
　パルス電圧における１つのパルス継続時間は、２００μｓ以下であることが好ましく、３〜２００μｓであることがより好ましい。パルス継続時間が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圧における、１つのパルスの連続するＯＮ時間を意味する。
【００１８】
　さらに、本発明１〜３について詳細を説明する。
　本発明１のプラズマ処理方法は、放電電極を室温よりも１０℃以上高い温度に保持した後にプラズマ処理を開始するものである。放電電極を室温よりも１０℃以上高い温度に保持することによってセラミックス層が吸収した水分を気化させることができる。なお、放電電極の温度とは、セラミックス層を含めた放電電極全体における平均温度を意味する。室温としては、０〜４０℃の範囲、特には１０〜３０℃の範囲が一般的である。
【００１９】
　また、プラズマ処理を開始する前に放電電極を室温より１０℃以上高い温度に保持する時間としては、セラミックス層に吸湿した水分の量、湿度、及び温度等によって適宜決定されるが、１０分以上であることが好ましく、２０分以上であることがより好ましい。
【００２０】
　放電電極を室温より１０℃以上に保持するには、放電電極を加熱すればよく、例えば、１）熱媒を用いて温度調整する方法、２）放電により加熱する方法、等が挙げられる。後者２）については、本発明２の説明で後述する。前者１）について具体的には、放電電極を構成する一対の電極の内部に熱媒供給路を設け、熱媒供給路に温度制御手段で温度調整された熱媒を循環させればよい。
【００２１】
　そして、電極が所定温度で保持された後、被処理体に処理ガスのプラズマを照射することでプラズマ処理が行われる。
【００２２】
　本発明２のプラズマ処理方法は、前記第１の電極と第２の電極との間で放電させた後、プラズマ処理を開始するものである。放電により電極およびセラミックス層が加熱され、セラミックス層が吸収した水分を気化させることができる。なお、各種の条件で異なるが一般的に放電によりセラミックス層の温度は８０℃以上になる。
【００２３】
　放電により放電電極を加熱する時間としては、セラミックス層の水分量や外気の湿度等に応じて適宜決定されるが、例えば、１分以上であることが好ましく、５分以上であることがより好ましい。
【００２４】
　加熱のための放電している間は、電極間に処理ガスを供給しないのが好ましい。上記のように所定時間放電させた後、第１の電極と第２の電極との間に処理ガスを供給し、被処理体に処理ガスのプラズマを照射することでプラズマ処理が行われる。
　加熱のための放電をしている間、電極間に処理ガスを供給してもよいが、そのときは被処理体にプラズマが照射されないようにすればよい。
【００２５】
　本発明３のプラズマ処理方法は、前記第１の電極と第２の電極との間に乾燥ガスを流した後、プラズマ処理を開始するものである。プラズマ処理を開始する前に、一対の電極間に乾燥ガスを流すことによって、セラミックス層を乾燥させることができる。乾燥ガスはプラズマ処理に用いられる処理ガスと同じであっても、違っていても良い。例えば、安価な空気や窒素が好適である。また乾燥ガスの湿度は、外気の湿度より低ければよく、相対湿度１０％以下、さらには５％以下であることが好ましい。
【００２６】
　乾燥ガスを流す時間としては、条件により適宜決定されるが５分〜２０分程度でよい。長いほどセラミックス層を乾燥させることができるので好ましいが乾燥ガスの使用量が増えてしまう。乾燥ガスを流している間、電極間に放電を発生させてもよいが、そのときは被処理体にプラズマが照射されないようにすればよい。
【００２７】
　本発明は、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、滅菌洗浄等に利用することができる。
【００２８】
　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や、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。被処理体の形状としては、特に限定されないが、例えば、板状、フィルム状、シート状であることが好ましい。本発明によれば、様々な形状を有する被処理体に対してもプラズマ処理を行うことができる。
【００２９】
（作用）
　なお、本発明のプラズマ処理方法によれば、放電電極を構成する一対の電極の間に存在する気体の種類を問わずグロー放電状態のプラズマを発生させることができる。従来のプラズマ処理方法では、外気から遮断された密閉容器内においてプラズマ処理を行うことが必須要件であったが、本発明のプラズマ処理方法においては、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プラズマ処理が可能となる。
【発明の効果】
【００３０】
　以上のように、被処理体にプラズマを照射するプラズマ処理前に、放電電極を室温よりも１０℃以上高い温度に保持するか、放電電極に放電を発生させるか、放電電極を構成する一対の電極の間に処理ガスを流すことにより、セラミックス層への吸湿を抑えてセラミックス層を乾燥させることができるので、セラミックス層の絶縁耐力の低下を防ぐことができる。その結果、プラズマ処理中にストリーマ放電の発生を抑制することができ、プラズマ処理開始時から均一な放電状態を維持することができる。即ち、セラミックス層が外気に触れる環境下であっても、被処理体に対して均一なプラズマ処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
　以下、本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３２】
　図１は本発明を適用するプラズマ処理装置を模式的に示す図である。
【００３３】
　図１に示すプラズマ処理装置は、一対の対向電極（第１の電極及び第２の電極）２，２及びアルミナ層（セラミックス層）３，３を備えた放電電極１、電源４、及び、乾燥空気等の処理ガスを供給するためのガス供給源５等を備えている。
【００３４】
　放電電極１を構成する一対の対向電極（ステンレス製、Ｌ５０ｍｍ×Ｗ４０ｍｍ×ｔ２０ｍｍ）２，２は、１ｍｍの間隔を空けて互いに平行となるように対向配置されており、これら一対の対向電極２，２の電極間に放電空間１０が形成されている。また、一方の対向電極２は電源４と接続されており、他方の対向電極２は接地されている。
【００３５】
　各対向電極２，２にはそれぞれ誘電率７のアルミナ層３，３が０．５ｍｍの厚みで溶射されており、このアルミナ層３，３によって対向電極２，２のそれぞれの対向面が被覆されている。
【００３６】
　放電電極１を構成する対向電極２，２の内部には、図２に示す流水路２ａをそれぞれ有している。流水路２ａの両端には、温度調節機能を有するチラー（冷却水供給装置）６が設けられている。チラー６は、流水路２ａに所定の温度に調節された冷却水を供給することによって、放電電極１の温度を室温（２０℃）よりも３０℃高い５０℃に調節している。
【００３７】
　対向電極２，２の温度の平均温度は、流水路２ａに供給される冷却水によって５０℃に保持されており、対向電極２，２の対向面に溶射されたアルミナ層３，３の温度も５０℃に保持されている。対向電極２，２及びアルミナ層３，３の温度が５０℃に保たれているので、これらに吸収された水分が気化し、対向電極２，２及びアルミナ層３，３が乾燥した状態になっている。また、アルミナ層３，３が乾燥した状態になっているので、アルミナ層３，３は高い絶縁耐力を維持することができ、放電空間１０におけるストリーマ放電の発生を抑制するとともに、グロー放電状の均一なプラズマを発生させることができる。
　ここで、対向電極２，２に電圧を印加して放電空間１０にプラズマを発生させた際、放電空間１０にグロー放電状態の均一なプラズマが発生していることを確認することによって、アルミナ層３，３が乾燥した状態になっていることを判断することができる。
【００３８】
　放電電極１における放電空間１０の一端側にはガス導入口１１が設けられ、放電空間１０の他端側にはガス吹き出し口１２が設けられている。
　ガス導入口１１には、乾燥空気（処理ガス）が充填されたガス供給源５が接続されている。ガス供給源５に充填された乾燥空気は、ガス導入口１１から放電空間１０に向けて流量を調節された状態で供給され、ガス吹き出し口１２を通じて基板Ｓの表面に吹き付けられる。
【００３９】
　乾燥空気が放電空間１０に供給されることによって、水分を含有する外気が放電空間１０に混入することを防ぐことができるので、アルミナ層３，３は、吸湿による絶縁耐力の低下を防ぐことができる。
【００４０】
　以上の構成のプラズマ処理装置における本発明１に係るプラズマ処理方法の一例を説明する。
　まず、基板Ｓをガス吹き出し口１２の下側に配置しない状態で、チラー６を駆動させることによって、対向電極２，２及びアルミナ層３，３の温度は、室温（２０℃）よりも３０℃高い５０℃に調節される。
【００４１】
　対向電極２，２及びアルミナ層３，３の温度を５０℃に３０分間保持した後、対向電極２，２に対して電源４からのパルス電圧の印加を開始して放電空間１０にプラズマを発生させる。このときに印加する電圧は、被処理体に対して行うプラズマ処理と同じ条件の電圧である。
　次に、放電空間１０に発生するプラズマが均一なグロー放電状態であることを確認する。放電空間１０に均一なグロー放電状態のプラズマが確認された場合、基板Ｓをガス吹き出し口１２の下側に配置する。また、放電空間１０に均一なグロー放電状態のプラズマが確認されなかった場合、引き続いて放電空間１０にプラズマを発生させ、プラズマが均一なグロー放電状態になったことを確認した後、基板Ｓをガス吹き出し口１２の下側に配置する。
【００４２】
　基板Ｓをガス吹き出し口１２の下側に配置した後、ガス導入口１１から放電空間１０に向けて乾燥空気の供給を開始する。放電空間１０に供給された乾燥空気はプラズマとなり、ガス吹き出し口１２を通じて放電空間１０の外部に吹き出し、基板Ｓに照射される。基板Ｓに乾燥空気のプラズマが照射されることによって、基板Ｓの表面に対するプラズマ処理が開始される。
【００４３】
　上記の構成のプラズマ処理装置において、本発明２に係るプラズマ処理方法の一例を説明する。
　まず、基板Ｓをガス吹き出し口１２の下側に配置しない状態で、対向電極２，２に対して電源４からのパルス電圧の印加を開始して放電空間１０に放電を発生させ、対向電極２，２及びアルミナ層３，３の温度を上昇させる。
【００４４】
　３分間放電させた後、基板Ｓをガス吹き出し口１２の下側に配置し、ガス導入口１１から放電空間１０に向けて乾燥空気の供給を開始する。放電空間１０に供給された乾燥空気はプラズマとなり、ガス吹き出し口１２を通じて放電空間１０の外部に吹き出し、基板Ｓに照射される。基板Ｓに乾燥空気のプラズマが照射されることによって、基板Ｓの表面に対するプラズマ処理が開始される。
【００４５】
　次に、上記の構成のプラズマ処理装置において、本発明２に係るプラズマ処理方法のもう１つの例を説明する。
　まず、基板Ｓをガス吹き出し口１２の下側に配置しない状態で、ガス導入口１１から放電空間１０に向けて乾燥空気の供給を行う。
【００４６】
　放電空間１０に乾燥空気の供給を開始した後、乾燥空気の供給を維持しつつ、対向電極２，２に対して電圧の印加を開始して放電空間１０に放電を発生させ、対向電極２，２及びアルミナ層３，３の温度を上昇させる。
　放電空間１０に供給された乾燥空気は、対向電極２，２に対する電圧の印加によってプラズマとなり、ガス吹き出し口１２を通じて放電空間１０の外部に吹き出される。
【００４７】
　放電空間１０に乾燥空気を供給しながら３分間プラズマを発生させた後、基板Ｓをガス吹き出し口１２の下側に配置する。基板Ｓをガス吹き出し口１２の下側に配置することによって、ガス吹き出し口１２から吹き出される乾燥空気のプラズマが基板Ｓに照射され、基板Ｓの表面に対するプラズマ処理が開始される。
【００４８】
　次に、上記の構成のプラズマ処理装置において、本発明３に係るプラズマ処理方法の一例を説明する。
　まず、基板Ｓをガス吹き出し口１２の下側に配置しない状態で、ガス導入口１１から放電空間１０に向けて乾燥空気の供給を行う。
【００４９】
　放電空間１０に３０分間乾燥空気の供給を行った後、乾燥空気の供給を維持しつつ、対向電極２，２に対して電圧の印加を開始して放電空間１０に放電ひいてはプラズマを発生させる。放電空間１０にプラズマを発生させた後、基板Ｓをガス吹き出し口１２の下側に配置する。基板Ｓをガス吹き出し口１２の下側に配置することによって、ガス吹き出し口１２から吹き出される乾燥空気のプラズマが基板Ｓに照射され、基板Ｓの表面に対するプラズマ処理が開始される。
【００５０】
　本発明のプラズマ処理方法は、上記の構成のプラズマ処理装置に適用される場合のみに限られず、種々の改変を行うことができる。
　例えば、図３に示すように、対向電極２，２に代えて、円筒形状の外側電極１０１と円柱形状の内側電極１０２からなる円筒同軸型電極１００を用いてもよい。この場合、内側電極１０２の全表面に、セラミックス層として溶射によるアルミナ層１０３を設け、外側電極１０１の内面（ガス導入口及びガス吹き出し口も含む）に溶射によるアルミナ層１０３を設けることができる。
【００５１】
　本発明１に係るプラズマ処理方法では、プラズマが発生している放電空間１０に乾燥空気の供給を開始して被処理体Ｓに対するプラズマ処理を開始しているが、放電空間１０に乾燥空気を供給した後に放電空間１０にプラズマの発生を開始して被処理体Ｓに対するプラズマ処理を開始してもよい。
【００５２】
　また、本発明１、２に係るプラズマ処理方法では、被処理体Ｓをガス吹き出し口１２の下側に移動させる際に、対向電極２，２に対する電圧の印加を一旦停止して被処理体Ｓを移動させることができる。電圧の印加を停止している間にアルミナ層３，３が吸湿する恐れがあるが、対向電極２，２に再び電圧を印加したときに電圧の印加停止前と同様のグロー放電状態のプラズマが発生可能な程度のアルミナ層３，３の吸湿であれば電圧の印加を一旦停止することができる。
【００５３】
　また、以上の実施形態では、放電空間１０の外部に配置した基板Ｓにプラズマ処理を行う方法に本発明を適用したが、放電空間１０の内部に配置した基板Ｓに対してプラズマ処理を行う方法にも本発明を適用することができる。
【００５４】
　なお、ガス供給源５からの乾燥空気、あるいは別の系統からの処理ガスを、放電空間１０に流すことによって、対向電極２，２やアルミナ層３、３への吸湿を抑えて高い絶縁耐力を維持することが可能である場合、放電電極１を室温よりも１０℃以上高い温度に保持しなくてもよい。
【実施例】
【００５５】
　以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００５６】
　（実施例１）
　上記の実施形態において、放電電極１の温度をチラー６の駆動によって５０℃（室温より３０℃高い温度）で３０分間保持した後、放電空間１０に流量５Ｌ／ｍｉｎの乾燥空気の供給を開始した。放電空間１０に乾燥空気を供給した状態で、対向電極２，２に対して、印加電圧波高値１６ｋＶ、周波数１０ｋＨｚのパルス電圧の印加を開始した。なお、パルス電圧を印加している間も放電電極１の温度を５０℃に保持した。
【００５７】
　（実施例２）
　上記の実施形態において、対向電極２，２に対して、印加電圧波高値１６ｋＶ、周波数１０ｋＨｚのパルス電圧の印加を開始した。パルス電圧の印加を３分間行った後、引き続きパルス電圧を印加した状態で、放電空間１０に流量５Ｌ／ｍｉｎの乾燥空気の供給を開始した。なお、乾燥空気の供給開始時から更に引き続いて３０分間パルス電圧の印加を行なった。
【００５８】
　（比較例１）
　実施例１において、乾燥空気の供給を開始する前に放電電極１を保持する温度をチラー６の駆動によって２０℃（室温）としたこと以外は、実施例１と同様にして放電空間１０に乾燥空気を供給した状態でパルス電圧の印加を開始した。なお、パルス電圧を印加している間もチラー６の駆動によって放電電極１の温度を２０℃に保持した。
【００５９】
　（比較例２）
　実施例１において、放電電極１の温度をチラー６の駆動によって２０℃（室温）に保ったこと以外は、実施例１と同様にしてパルス電圧の印加を開始した。なお、パルス電圧の印加の開始と同時にチラー６の駆動を停止し、放電電極１の温度をパルス電圧の印加に従って上昇させた。
【００６０】
　（比較例３）
　実施例１において、乾燥空気の供給を開始する前に放電電極１を保持する温度をチラー６の駆動によって２５℃（室温より５℃高い温度）としたこと以外は実施例１と同様にしてパルス電圧を印加した。なお、パルス電圧を印加している間も放電電極１の温度を２５℃に保持した。
【００６１】
　放電状態の確認
　以上の実施例及び比較例において、放電電極の温度を一定に保持した状態でパルス電圧を印加したときの放電空間１０における放電状態を目視によって観察するとともに、対向電極２，２に対する放電出力の経時変化を測定した。
　実施例１の放電電極１では、パルス電圧の印加を開始したときから放電空間１０の全体にわたって均一なグロー放電の発生を確認することができ、実施例２の放電電極１では、乾燥空気の供給を開始したときには既に放電空間１０の全体にわたって均一なグロー放電の発生を確認することができた。
　これに対し、比較例１〜３の放電電極１では、パルス電圧の印加を開始したときは一部雨状のストリーマ放電が発生し、均一なグロー放電の発生を確認することができなかった。また、比較例２の放電電極１では、チラー６の駆動を停止したときから徐々に放電電極１の温度が上昇し、２０分後にストリーマ放電が消えて均一なグロー放電状のプラズマの発生を確認することができた。
【００６２】
　また、実施例１及び比較例３における放電電極１の放電出力の経時変化を図４に示す。
　図４より、実施例１の放電電極１では、放電開始時から安定した放電出力を得ることができたのに対し、比較例３の放電電極１では、放電出力が安定するまでには放電開始時から約２５分を要してしまった。
【００６３】
　絶縁抵抗値の測定
　実施例１及び比較例１で用いたアルミナ層３，３に対して、それぞれの温度に保持された状態で１０００Ｖの電圧を印加したときの絶縁抵抗値を、絶縁抵抗値計を用いて計測した。
　実施例１で用いたアルミナ層３，３の絶縁抵抗値は２２ＧΩであるのに対し、比較例１で用いたアルミナ層３，３の絶縁抵抗値は１００ＭΩであった。
【００６４】
　比較例１に対する放電状態の確認の結果において、放電電極１の温度が２０℃であるときに、放電空間１０にストリーマ放電が生じた原因は、アルミナ層３，３が外気の水分を吸収して絶縁抵抗値が低下することにより、放電面である対向面での電界分布に偏りが生じた結果、局部的に電界集中が発生したためと考えられる。また、チラー６の停止から２０分後にストリーマ放電が消えた理由は、放電空間１０に発生するプラズマによって対向電極２，２の温度が上昇し、対向電極２，２及びアルミナ層３，３の表面が湿潤状態から乾燥状態に移行することによって、セラミックス層の絶縁抵抗値が高くなったためと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明を適用するプラズマ処理装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施例の説明図である。
【図３】円筒同軸型電極の一例を示す断面図である。
【図４】実施例１及び比較例３における放電電極の放電出力の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
　１　放電電極
　２　対向電極
　２ａ　冷却水流路
　１０　放電空間
　１１　ガス導入口
　１２　ガス吹き出し口
　３　アルミナ層（セラミックス層）
　４　電源
　５　ガス供給源
　６　チラー
　Ｓ　基板
【図１】
2004103578.tif 000003
【図２】
2004103578.tif 000004
【図３】
2004103578.tif 000005
【図４】
2004103578.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成16年2月9日(2004.2.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2004103578.tif 000007