(57)【要約】【課題】厚みのある被処理物をプラズマ処理するために電極間距離を大きくしたり、プラズマ処理能力を向上させるために投入電力の増加させた際においても、グロー状の均一なプラズマを得ることができ、しかも、プラズマ処理性能の高いプラズマ処理方法を提供する。【解決手段】対向配置される電極１、２間に放電空間３を形成する。少なくとも一方の電極１、２の放電空間３側に誘電体４を設ける。プラズマ生成用ガスの存在下で一方の電極１と他方の電極２のそれぞれに正負が交互に繰り返すパルス波又は休止区間のない交番電圧を同時に印加すると共に各電極１、２に印加された電圧の極性を互いに正負逆で位相を重複させることによって放電空間３に大気圧近傍の圧力下で放電を生じさせる。この放電により生成されるプラズマ５に被処理物６を暴露させる。【選択図】　図１
2004103423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置される電極間に放電空間を形成し、少なくとも一方の電極の放電空間側に誘電体を設け、プラズマ生成用ガスの存在下で一方の電極と他方の電極のそれぞれに正負が交互に繰り返すパルス波又は休止区間のない交番電圧を同時に印加すると共に各電極に印加された電圧の極性を互いに正負逆で位相を重複させることによって放電空間に大気圧近傍の圧力下で放電を生じさせ、この放電により生成されるプラズマに被処理物を暴露させることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２】
放電空間に被処理物を導入することによってプラズマに被処理物を暴露させることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３】
放電空間からプラズマを被処理物に吹き付けることによってプラズマに被処理物を暴露させることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項４】
被処理物が液晶パネル用ガラス板であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項５】
被処理物がプラズマディスプレイ用ガラス板であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項６】
被処理物が回路基板であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項７】
被処理物がフィルム基板であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項８】
プラズマ生成用ガスが、希ガス、窒素、酸素、空気、水素、炭酸ガスの単独あるいは混合ガスであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項９】
誘電体がガラス、ほうろう、セラミック溶射物、アルマイトから選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項１０】
電極間距離を３０ｍｍ以下にすることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載のプラズマ処理方法に用いるプラズマ処理装置であって、対向配置される電極と、電極間に形成される放電空間と、少なくとも一方の電極の放電空間側に設けられる誘電体と、プラズマ生成用ガスの存在下で一方の電極と他方の電極のそれぞれに正負が交互に繰り返すパルス波又は休止区間のない交番電圧を同時に印加すると共に各電極に印加された電圧の極性を互いに正負逆で位相を重複させることによって放電空間に大気圧近傍の圧力下で放電を生じさせるための電源と、上記の放電により生成されるプラズマに被処理物を暴露させるために被処理物を搬送するための搬送手段とを備えて成ることを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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、有機フィルムの密着性の改善、金属酸化物の還元、製膜、表面改質などのプラズマ処理に利用されるプラズマを発生させるためのプラズマ処理装置、及びこれを用いたプラズマ処理方法に関するものであり、特に、液晶パネル用ガラス板などのガラス表面の有機物除去並びに回路基板のメッキ性の向上等に応用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プラズマ処理装置としては、大気圧近傍の圧力下で対向電極の少なくとも一方の対向面に固体誘電体を設置し、電圧立ち上がり時間が１００μｓ以下、電界強度が１〜１００ｋＶ／ｃｍとなるパルス化された電界を上記対向電極間に印加することによりグロー放電プラズマ処理を行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、本出願人らが出願したプラズマ処理装置としては、対向配置された電極の間を放電空間として形成し、対向配置された電極のうち少なくとも一方の電極の放電空間側に誘電体を設け、放電空間にプラズマ生成用ガスを供給すると共に、休止時間のない交番電圧波形で立ち上がり時間を１００μｓｅｃ以下とする電圧を電極間に印加することによって大気圧近傍の圧力下で放電空間に誘電体バリア放電を発生させるものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３０４０３５８号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特開２００２−５８９９５公報（特許請求の範囲）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載のプラズマ処理装置は、片方の電極を接地電位（アース又はグランド）として基準にし、他方の電極に正負が交互に連続的に繰り返す高電圧パルスを印加し、その高電圧パルスの立ち上がりを急峻にすることでプラズマ処理効率を向上させるものであるが、ガラス板などの厚みを持った被処理物を処理するために、電極間距離を大きくすると、グロー状の放電が維持できなくなり、ストリーマ状の不均一な放電となってしまうことがあった。そして、ストリーマ状の放電を防止し、グロー状の放電とするためには、投入電力を小さくする必要が生じるため、プラズマ密度が低下してしまい、結果としてプラズマ処理能力が低下してしまうものであった。
【０００６】
また、上記特許文献１に記載のプラズマ処理装置では、電極間距離が狭い状態においても、プラズマ処理能力を高めるために、投入電力を大きくするとストリーマ状の放電になる傾向にある。また、投入電力を大きくする方法としては、電極に印加する電圧を高くする方法が考えられるが、電源寸法、重量の増加や、電極間にアークが発生し易くなるなどの問題がある。誘電体バリア放電における投入電力は印加電圧波形の１サイクル当たりの電力に周波数を掛け算したものとなるため、繰返し周波数を増加させることが、投入電力の増加につながる。しかし、繰返し周波数を増加させると、電圧ＯＦＦ時間が実効的に短くなるので、放電プラズマの拡散が充分に行われなくなり、結果としてストリーマ状の放電形態へと変化して行くものであった。
【０００７】
一方、上記特許文献２に記載のプラズマ処理装置はプラズマ処理性能が高いものであるが、このプラズマ発生方法はストリーマを多数発生させ、多数発生させたストリーマによって、擬似的に均一性を獲得するものである。従って、より均一性を求められるプラズマ処理には不向きであった。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、厚みのある被処理物をプラズマ処理するために電極間距離を大きくしたり、プラズマ処理能力を向上させるために投入電力を増加させた際においても、グロー状の均一なプラズマを得ることができ、しかも、プラズマ処理性能の高いプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るプラズマ処理方法は、対向配置される電極１、２間に放電空間３を形成し、少なくとも一方の電極１、２の放電空間３側に誘電体４を設け、プラズマ生成用ガスの存在下で一方の電極１と他方の電極２のそれぞれに正負が交互に繰り返すパルス波又は休止区間のない交番電圧を同時に印加すると共に各電極１、２に印加された電圧の極性を互いに正負逆で位相を重複させることによって放電空間３に大気圧近傍の圧力下で放電を生じさせ、この放電により生成されるプラズマ５に被処理物６を暴露させることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項２に係るプラズマ処理方法は、請求項１に加えて、放電空間３に被処理物６を導入することによってプラズマ５に被処理物６を暴露させることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項３に係るプラズマ処理方法は、請求項１に加えて、放電空間３からプラズマ５を被処理物６に吹き付けることによってプラズマ５に被処理物６を暴露させることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項４に係るプラズマ処理方法は、請求項１乃至３のいずれかに加えて、被処理物６が液晶パネル用ガラス板であることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項５に係るプラズマ処理方法は、請求項１乃至３のいずれかに加えて、被処理物６がプラズマディスプレイ用ガラス板であることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項６に係るプラズマ処理方法は、請求項１乃至３のいずれかに加えて、被処理物６が回路基板であることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項７に係るプラズマ処理方法は、請求項１乃至３のいずれかに加えて、被処理物６がフィルム基板であることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項８に係るプラズマ処理方法は、請求項１乃至７のいずれかに加えて、プラズマ生成用ガスが、希ガス、窒素、酸素、空気、水素、炭酸ガスの単独あるいは混合ガスであることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の請求項９に係るプラズマ処理方法は、請求項１乃至８のいずれかに加えて、誘電体４がガラス、ほうろう、セラミック溶射物、アルマイトから選ばれる少なくとも一つであることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の請求項１０に係るプラズマ処理方法は、請求項１乃至９のいずれかに加えて、電極間距離を３０ｍｍ以下にすることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の請求項１１に係るプラズマ処理装置は、請求項１乃至１０のいずれかに記載のプラズマ処理方法に用いるプラズマ処理装置であって、対向配置される電極１、２と、電極１、２間に形成される放電空間３と、少なくとも一方の電極１、２の放電空間３側に設けられる誘電体４と、プラズマ生成用ガスの存在下で一方の電極と他方の電極のそれぞれに正負が交互に繰り返すパルス波又は休止区間のない交番電圧を同時に印加すると共に各電極に印加された電圧の極性を互いに正負逆で位相を重複させることによって放電空間に大気圧近傍の圧力下で放電を生じさせるための電源７、８と、上記の放電により生成されるプラズマ５に被処理物６を暴露させるために被処理物６を搬送するための搬送手段９とを備えて成ることを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
図１に本発明のプラズマ処理装置の一実施の形態を示す。このプラズマ処理装置の電極１、２は銅、アルミニウム、真鍮、耐食性の高いステンレス鋼などの導電性の金属材料で板状に形成されている。電極１、２は内部を中空にしてもよく、これにより、電極１、２の内部に冷却水を流通させて電極１、２及び放電空間３を冷却して電極１、２の熱劣化及び被処理物６の熱的損傷を低減することができるものである。
【００２２】
電極１、２は、上側の電極１の下面と下側の電極２の上面とが全面に亘って対向するように、所定の間隔を介して上下に対向配置されるものであり、上側の電極１の下面と下側の電極２の上面との間の空間が放電空間３として形成されている。電極１、２の間隔（上側の電極１の下面と下側の電極２の上面との間の距離であって、放電空間３の厚み）は、被処理物６の厚み、誘電体４の厚み、電極１、２に印加する電圧等によって異なるが、３０ｍｍ以下にするのが好ましい。電極１、２の間隔が３０ｍｍを超えると、放電空間３に放電を発生させるにあたって電極１、２に非常に高い電圧を印加しなければならず、電源装置の複雑化や大型化を招く恐れがある。また、電極１、２の間隔は被処理物６が放電空間３に導入可能であればよく、従って、電極１、２の間隔は被処理物６の厚みより大きければよいが、例えば、４ｍｍ以上に設定することができる。
【００２３】
電極１、２の放電空間３側には板状あるいは薄膜状の誘電体４が設けられている。図１のものでは、誘電体４としてガラス板を用い、これを上側の電極１の下面及び下側の電極２の上面に密着（接着）して設けているが、これに限らず、誘電体４をほうろうやセラミック溶射物で形成することができる。また、ガラス板、ほうろう、セラミック溶射物、アルマイトを複数組み合わせて誘電体４を形成してもよい。また、誘電体４の誘電率は２０００以下にするのが好ましい。
誘電体４をほうろうで形成する場合は公知の方法を採用することができ、例えば、シリカ、酸化スズ、チタニア、ジルコニア、アルミナなどの無機質粉末を溶剤などにより分散し、電極１、２の表面にスプレーなどで吹き付けて被覆した後、６００℃以上の温度で溶融させる方法などを挙げることができる。また、誘電体４をセラミック溶射物で形成する場合は公知の方法を採用することができ、例えば、アルミナ、チタン酸バリウム、酸化チタン、ジルコニア、ＰＺＴなどの粉末をプラズマ中で分散させ、電極１、２の表面に吹き付ける。このようなセラミック溶射の場合、微細な孔が残存するので、この孔を、例えばシリカ系の材料で封孔処理（例えば、ゾルゲル膜をディップコートし、２００〜４００℃で焼成することを繰り返す）することにより、より絶縁性の高い皮膜を形成することができる。これらの他に、ゾルゲル法によるガラス質膜の形成方法や気相蒸着法（ＣＶＤ）もしくは物理蒸着法（ＰＶＤ）による電極１、２の表面をコーティング方法などで誘電体４を形成することができる。また、誘電体４としてアルマイトを使用することができる。アルマイトの形成方法は特に限定しないが、例えばアルミニウムの陽極酸化により、アルミニウム表面にアルマイトを形成する方法が挙げられる。
【００２４】
誘電体４の厚みは０．１〜２ｍｍにするのが好ましい。誘電体４の厚みが０．１ｍｍ未満であれば、誘電体４の絶縁破壊が発生して誘電体バリア放電が生じない恐れがあり、誘電体４の厚みが２ｍｍを超えると、放電開始電圧が高くなって装置の動作開始に長時間を要する恐れがある。
【００２５】
このように誘電体４を電極１、２の表面に設けることによって、上記のような誘電体バリア放電を発生させることができると共にプラズマ５のスパッタリング作用やプラズマ生成用ガスの腐食作用から電極１、２を保護することができ、電極１、２の劣化を少なくすることができるものであり、また、電極１、２から不純物が生じないようにすることができて長期間の使用であっても被処理物６が不純物により汚染されないようにすることができるものである。
【００２６】
尚、本発明において誘電体バリア放電を発生させるためには、電極１、２のいずれか一方のみの放電空間３側に誘電体４を設ければよいが、上記のようにプラズマ５のスパッタリング作用から保護する目的で電極１、２の両方に誘電体４を設けるのが好ましい。もちろん、電極１、２のいずれか一方のみの放電空間３側に誘電体４を設けてもよい。
【００２７】
また、上記のプラズマ処理装置には被処理物６の搬送手段９として一対のローラ２０が備えられている。ローラ２０は下側の電極２及びこの電極２に設けた誘電体４を前後に挟むようにして一つずつ配置されており、下側の電極２に設けた誘電体４の上面よりもやや上側にローラ２０の上面が位置するように、ローラ２０の高さ位置が調整されている。このローラ２０はモータ等の駆動手段で回転駆動自在に形成することができる。尚、搬送手段９としては上記のようなローラ２０に限らず、例えば、ベルトコンベアのようなものであってもよい。また、本発明において搬送手段９は必須ではなく、手で被処理物６を搬送してもよい。
【００２８】
そして、上記のプラズマ処理装置には図２に示すように、一方（上側）の電極１に電圧（高電圧）を印加するための電源７と他方（下側）の電極２に電圧（高電圧）を印加するための電源８とが備えられている。電源７、８は一つの電源装置で構成してもよいし、あるいは電源７と電源８とをそれぞれ別々の電源装置で構成してもよい。上記の電源７、８は電極１、２に、極性が正負逆（正負対称）で位相が重複して正負がそれぞれ交互となるパルス波又は休止区間のない交番電圧（高電圧）を同時に印加するものである。本発明において「パルス波」とは、電圧のＯＦＦ時間が存在する電圧波形と定義する。従って、電圧のＯＦＦ時間さえ存在すれば、電圧がＯＮしている部分の波形はどのようなものでも良い。また、本発明において「休止区間のない交番電圧」とは、正弦波などに代表されるような波形であり、正弦波や三角波などが含まれる。
【００２９】
図３（ａ）（ｂ）には電源７、８から電極１、２に印加される電圧の一例をタイムチャートで示す。一方の電極１に接続されている電源７からは図３（ａ）に示すような正負が交互に繰り返すパルス波形の電圧が、他方の電極２に接続されている電源８からは図３（ｂ）に示すような正負が交互に繰り返すパルス波形の電圧がそれぞれ印加されるものであり、しかも、一方の電極１に印加された電圧と他方の電極２に印加された電圧とは極性を互いに正負逆で位相を重複させた状態で同時に印加されるものである。
【００３０】
上記のような電源７、８を構成する電源装置としては、半導体高圧スイッチング方式のものやパルストランス方式のものなどを例示することができる。
【００３１】
半導体高圧スイッチング方式の電源装置としては、正極性の直流高電圧を発生する正極性直流高電圧電源、負極性の直流高電圧を発生する負極性直流高電圧電源、及びトーテムポール形に接続した半導体スイッチング素子のオン・オフにより、正負の直流高電圧を極性が正負逆で位相が重複して正負がそれぞれ交互となる一対の高電圧のパルス電圧として電極１、２にそれぞれ同時に印加するためのインバータ回路などを備えて形成されている。
【００３２】
図４に半導体高圧スイッチング方式の電源装置のインバータ回路の好ましい一例を示す。このインバータ回路３５は、正極性直流高電圧電源＋ＨＶから上アームＳＷ１、中間アームＳＷ２、下アームＳＷ３を経てアースに至ると共に、これら中間アームＳＷ２と下アームＳＷ３の中点から分岐アームＳＷ４を介して負極性直流高電圧電源−ＨＶへ至る第１の組と、第１の組と並列に正極性直流高電圧電源＋ＨＶから上アームＳＷ５、中間アームＳＷ６、下アームＳＷ７を経てアースに至ると共に、これら中間アームＳＷ６と下アームＳＷ７の中点から分岐アームＳＷ８を介して負極性直流高電圧電源−ＨＶへ至る第２の組とで構成されている。
【００３３】
上記の各アームＳＷ１〜ＳＷ８は、図５に示すように、ＦＥＴ等の半導体スイッチング素子を耐圧のために多段接続し、各半導体スイッチング素子につきダイオードを並列接続したものである。また、一方の電極１には上アームＳＷ１と中間アームＳＷ２との中点での電圧が印加され、他方の電極２には上アームＳＷ５と中間アームＳＷ６との中点での電圧が印加されるように接続されている。上記８つのアームＳＷ１〜ＳＷ８の半導体スイッチング素子は表１に示す１番目から４番目の繰り返し順序でオン・オフして動作するものであり、これにより、図６のタイミングチャートに示すように、電極１、２には極性が正負逆（正負対称）で位相が重複して正負がそれぞれ交互となるパルス波の電圧（高電圧）が同時に印加されるものである。尚、図６（ａ）は一方の電極１とアース間に印加されるパルス波の高電圧を、図６（ｂ）は他方の電極２とアース間に印加されるパルス波の高電圧をそれぞれ示す。
【００３４】
【表１】
2004103423.tif 000003
【００３５】
表１における２番目のとき、電極１、２には同位相で極性が逆のパルス高電圧が同時に印加されるために、一方の電極を接地電極として他方の電極に高電圧を印加した場合に比べて、２倍の電圧が電極１、２間に印加されて電極１、２間の空間ギャップ（放電空間３）に２倍の電界が発生する。また、電圧が立ち上がった瞬間、正負の電圧が同時に立ち上がるために、一方の電極を接地電極として他方の電極に高電圧を印加した場合に比べて、放電開始電圧の立ち上がりが２倍ほど速くなり、立ち上がり時間が短くなるように改善される。そして、表１の２番目の状態が完了した後、４番目の状態になると、一方の電極１とアース間及び他方の電極２とアース間は逆極性の電圧が同時に加わることになる。図７及び図８にこのような作用を示す。
【００３６】
そして、かかる作用により、電極１とアース間、電極１、２間、電極２とアース間において、先に正又は負のパルス高電圧でチャージした電荷分はディスチャージされ、電極１、２間にはチャージが残らず無チャージ状態に繰り返し戻る。従って、正負逆極性のしかも同位相で交互に反転するパルス高電圧の印加により、両電極１、２間にプラズマ電流がスムーズに流れ、ストリーマ放電にならない。また、電極１、２のそれぞれに印加するパルス高電圧の繰り返し周波数を高くすると、電極１、２間で発生するプラズマ５の残留電荷が残る場合もあるが、正極性直流高電圧電源＋ＨＶと負極性直流高電圧電源−ＨＶの双方又はいずれか一方の印加電圧を調整すれば、電極１、２間の放電空間３に存在する電子とイオンのバランスを調整することができ、大気圧近傍の圧力下でプラズマ５を安定して生成することができるものである。
【００３７】
図９には上記のインバータ回路３５を備えた半導体高圧スイッチング方式の電源装置の全体回路構成を示す。外部電源（商用交流電源）からの電圧は、起動スイッチ３１をオンにすることにより、シーケンス回路３２を介して正極性直流高電圧電源３３及び負極性直流高電圧電源３４に入力され、正極性直流高電圧電源３３からは正極性の直流高電圧＋ＨＶ、負極性直流高電圧電源３４からは負極性の直流高電圧−ＨＶが同時に出力され、インバータ回路３５に印加される。正極性直流高電圧電源３３及び負極性直流高電圧電源３４はそれぞれの出力設定器３３ａ、３４ａにて出力電圧を個別に調整できるようになっている。尚、インバータ回路３５は図４に示すものと同様である。
【００３８】
インバータ回路３５において、上アームＳＷ１の半導体スイッチング素子と分岐アームＳＷ８の半導体スイッチング素子とは、第１の高耐圧ゲートドライブ回路３６からの第１のゲートパルスＳＧ１により駆動され、中間アームＳＷ２の半導体スイッチング素子と下アームＳＷ７の半導体スイッチング素子とは、第１の高耐圧ゲートドライブ回路３６からの第２のゲートパルスＳＧ２により駆動され、上アームＳＷ５の半導体スイッチング素子と分岐アームＳＷ４の半導体スイッチング素子とは、第２の高耐圧ゲートドライブ回路３７からの第３のゲートパルスＳＧ３により駆動され、下アームＳＷ３の半導体スイッチング素子と中間アームＳＷ６の半導体スイッチング素子とは、第２の高耐圧ゲートドライブ回路３７からの第４のゲートパルスＳＧ４により駆動されて、これら８つのアームＳＷ１〜ＳＷ８の半導体スイッチング素子は、上記の表１に示す１番目から４番目の繰り返し順でオン・オフされる。これにより、図６のタイミングチャートに示すように、電極１、２には極性が正負逆（正負対称）で位相が一致して正負がそれぞれ交互となるパルス波の電圧（高電圧）が同時に印加され、大気圧近傍の圧力下でのグロー状の放電により、ストリーマ放電にならない安定したプラズマ発生を実現することができるものである。
【００３９】
第１〜第４のゲートパルスＳＧ１〜ＳＧ４の繰り返し周波数は、ＶＣＯ回路３８の出力周波数を繰り返し周波数設定器３８ａにて設定することにより、また、パルス幅は、コンパレータ３９の出力パルス幅をパルス幅設定器４０にて設定することにより、それぞれ任意に調整できるようになっている。これにより、電極１、２のそれぞれに印加される図６に示すような高電圧のパルス波はその繰り返し周波数及びパルス幅を任意に調整可能であり、高電圧のパルス波の繰り返し周波数及びパルス幅を調整することにより、プラズマ生成条件を調整することができるものである。
【００４０】
電極１への負荷電流及び電極２への負荷電流は、それぞれ電流検出器ＣＴ１、ＣＴ２にて検出され、それが過電流になると、過電流トリップ回路４１からの信号に基づきシーケンス回路３２が起動スイッチ３１をオフにして電極１、２への電圧印加が自動停止するようになっている。
【００４１】
パルストランス方式の電源装置としては、直流電圧を発生する直流電源、トーテムポール形に接続した半導体スイッチング素子のオン・オフにより、直流電源からの直流電圧を極性が正負逆で位相が重複して正負がそれぞれ交互となる一対の高電圧のパルス電圧とするインバータ回路と、インバータ回路で発生した一対のパルス電圧を高電圧に昇圧して電極１、２にそれぞれ印加する一対のパルストランスなどを備えて形成されている。
【００４２】
図１０にパルストランス方式の電源装置のインバータ回路の好ましい一例を示す。このインバータ回路４２は、第１の直流電源＋Ｅ１から上アームＳＷ１、下アームＳＷ２を経てアースに至る第１組と、第２の直流電源＋Ｅ２から上アームＳＷ３、下アームＳＷ４を経てアースに至る第２組と、第１組とは並列で、第１の直流電源＋Ｅ１から上アームＳＷ５、下アームＳＷ６を経てアースに至る第３組と、第２組とは並列で、第２の直流電源＋Ｅ２から上アームＳＷ７、下アームＳＷ８を経てアースに至る第４組とで構成され、第１組の上下のアームＳＷ１・ＳＷ２の中点と第２組の上下のアームＳＷ３・ＳＷ４の中点とが第１のパルストランスＴ１の一次側に接続され、第３組の上下のアームＳＷ５・ＳＷ６の中点と第４組の上下のアームＳＷ７・ＳＷ８の中点とが第２のパルストランスＴ２の一次側に接続され、全体として２組のフルブリッジ回路構成となっている。
【００４３】
上記の各アームＳＷ１〜ＳＷ８は、図５に示すように、ＦＥＴ等の半導体スイッチング素子を耐圧のために多段接続し、各半導体スイッチング素子につきダイオードを並列接続したものである。また、上記８つのアームＳＷ１〜ＳＷ８の半導体スイッチング素子は表１に示す１番目から４番目の繰り返し順序でオン・オフして動作するものであり、これにより、一方の電極１には第１のパルストランスＴ１の二次電圧が印加されると共に他方の電極２には第２のパルストランスＴ２の二次電圧が印加されるものであり、図６（ａ）（ｂ）と同様に、電極１、２には極性が正負逆（正負対称）で位相が重複して正負がそれぞれ交互となるパルス波又は休止区間のない交番電圧（高電圧）が同時に印加されるものである。
【００４４】
図１０に示すように、第１及び第２のアームＳＷ１・ＳＷ２、第５及び第６のアームＳＷ５・ＳＷ６は、第１の直流電源＋Ｅ１から電源供給される。また、第３及び第４のアームＳＷ３・ＳＷ４、第７及び第８のアームＳＷ７・ＳＷ８は、第２の直流電源＋Ｅ２から電源供給される。
【００４５】
表１の第１番目では、第１のアームＳＷ１はオフ、第２のアームＳＷ２はオン、第３のアームＳＷ３はオン、第４のアームＳＷ４はオフになっている。また、第５のアームＳＷ５はオフ、第６のアームＳＷ６はオン、第７のアームＳＷ７はオン、第８のアームＳＷ８はオフになっている。この状態から表１の第２番目のように、第１のアームＳＷ１はオン、第２のアームＳＷ２はオフになると、第３のアームＳＷ３はオンになっているので、第１のパルストランスＴ１には正の半サイクル分が入力され、２次側に出力する。同様に、第７のアームＳＷ７はオフ、第８のアームＳＷ８はオンになると、第６のアームＳＷ６がオンになっているので、第２のパルストランスＴ２に正の半サイクルが入力され、２次側に出力する。次に、表１の第３番目に示すように、第１のアームＳＷ１が再びオフ、第２のアームＳＷ２がオン、第７のアームＳＷ７がオン、第８のアームＳＷ８がオフとなり、元に戻る。
【００４６】
次に、表１の第４番目に示すように、第４のアームＳＷ４がオン、第３のアームＳＷ３がオフになると、第２のアームＳＷ２がオンになっているので、今度は第１のパルストランスＴ１には負の半サイクル分が入力され、２次側に出力する。同様に、第５のアームＳＷ５がオンになり、第６のアームＳＷ６がオフになると、第７のアームＳＷ７がオンになっているので、第２のパルストランスＴ２には同様に負の半サイクル分が入力され、２次側に出力する。図１０において、第１のインバータ部ＩＮＶ１には第１の直流電源＋Ｅ１から電源供給され、第２のインバータ部ＩＮＶ２には第２の直流電源＋Ｅ２から電源供給されるため、両パルストランスＴ１、Ｔ２に入力する正負の電圧値を異なった値にできるので、二次側の出力を、正負逆極性で電圧の波高値が異なったものにすることができる。従って、図１１に示すように、電極１、２に印加される電圧もそのようになる。
【００４７】
図１２には上記のインバータ回路４２を備えたパルストランス方式の電源装置の全体回路構成を示す。外部電源（商用交流電源）からの電圧は、起動スイッチ３１をオンにすることにより、シーケンス回路３２を介して直流電源４３及び直流電源４４に入力され、直流電源４３からは直流電圧＋Ｅ１、直流電源４４からは直流電圧＋Ｅ２が同時に出力され、インバータ回路４２に印加される。直流電源４３、４４はそれぞれの出力設定器４３ａ、４４ａにて出力電圧を個別に調整できるようになっている。尚、インバータ回路４２は図１０に示すものと同様である。また、ＶＣＯ回路３８、繰り返し周波数設定器３８ａ、コンパレータ３９、パルス幅設定器４０、電流検出器ＣＴ１、ＣＴ２、過電流トリップ回路４１は図９の場合と同様である。
【００４８】
インバータ回路４２は図１０の場合と同様に、第１の直流電源４３から上アームＳＷ１、下アームＳＷ２を経てアースに至る第１組と、第２の直流電源４４から上アームＳＷ３、下アームＳＷ４を経てアースに至る第２組と、第１組とは並列で、第１の直流電源４３から上アームＳＷ５、下アームＳＷ６を経てアースに至る第３組と、第２組とは並列で、第２の直流電源４４から上アームＳＷ７、下アームＳＷ８を経てアースに至る第４組とで構成され、第１組の上下のアームＳＷ１・ＳＷ２の中点と第２組の上下のアームＳＷ３・ＳＷ４の中点とが第１のパルストランスＴ１の一次側に接続され、第３組の上下のアームＳＷ５・ＳＷ６の中点と第４組の上下のアームＳＷ７・ＳＷ８の中点とが第２のパルストランスＴ２の一次側に接続され、全体として２組のフルブリッジ回路構成となっている。
【００４９】
インバータ回路４２において、上アームＳＷ１及びＳＷ５の半導体スイッチング素子は、第１のゲートドライブ回路４５からの第１のゲートパルスＳＧ１により駆動され、下アームＳＷ２及びＳＷ６の半導体スイッチング素子は、第１のゲートドライブ回路４５からの第２のゲートパルスＳＧ２により駆動され、上アームＳＷ３及びＳＷ７の半導体スイッチング素子は、第２のゲートドライブ回路４６からの第４のゲートパルスＳＧ４により駆動され、下アームＳＷ４及びＳＷ８の半導体スイッチング素子は、第２のゲートドライブ回路４６からの第３のゲートパルスＳＧ３により駆動されて、これら８つのアームＳＷ１〜ＳＷ８の半導体スイッチング素子は、上記の表１に示す１番目から４番目の繰り返し順でオン・オフされる。そして、一方の電極１には第１のパルストランスＴ１の二次電圧が印加されると共に他方の電極２には第２のパルストランスＴ２の二次電圧が印加されるものであり、図６（ａ）（ｂ）と同様に、電極１、２には極性が正負逆（正負対称）で位相が重複して正負がそれぞれ交互となるパルス波の電圧（高電圧）が同時に印加され、大気圧近傍の圧力下でのグロー状の放電により、ストリーマ放電にならない安定したプラズマ発生を実現することができるものである。
【００５０】
尚、上記では半導体高圧スイッチング方式やパルストランス方式の電源装置を用いて電極１、２に極性が正負逆（正負対称）で位相が重複して正負がそれぞれ交互となるパルス波の電圧（高電圧）を同時に印加する場合を説明したが、電極１、２に極性が正負逆（正負対称）で位相が重複して正負がそれぞれ交互となる休止区間のない交番電圧（高電圧）を同時に印加するようにしてもよいのは勿論である。
【００５１】
また、本発明において「位相が重複している」とは、図３に示すように、両電極１、２に同時に印加される電圧の位相が両電極１、２間で完全に一致して、両電極１、２間での波形の立ち上がり時点が時間軸上で同期している場合に限らず、図１３に示すように、逆極性のパルスの立ち上がり時点は両電極１、２間でずれてはいるが、例えば、一方の電極１側で正の電圧が印加されているとき、他方の電極２側では負の電圧が同時に印加されていて、その電圧持続時間が時間軸上で部分的に重複している場合も含める意味である。
【００５２】
大気圧近傍の圧力下でプラズマを生成するためには、両電極１、２に印加する電圧の時間幅（パルス幅）を極力短くすることが好ましいが、半導体スイッチング素子を使用して生成する高電圧のパルス幅は、最小が１．５μｓ〜２．０μｓ程度で、ｎｓレベルの幅を得るのは非常に困難である。また、休止区間のない交番電圧の高電圧では、どうしても周期が長く、放電開始までの印加時間が必然的に長くなってしまう。放電開始後に必要以上に高電圧の印加時間を長くするのは、電力消費などの観点から無駄なことで、短ければ短い程良い。
【００５３】
そこで、上記のように、両電極１、２に同時に印加する高電圧をパルスとして、その立ち上がり時点を両電極１、２間で少しずらせば、放電電流波形はそのずれ時間で極性が瞬時に反転するインパルスとなるので、放電に要する電圧印加時間を必要最低限まで短縮することができる。
【００５４】
さらに、電極１、２に印加する電圧波形が図２３に示すような休止区間のない交番電圧の代表的な波形である正弦波状の波形の場合、両者の位相をずらす（立ち上がり時点をずらす）ことにより、放電開始に必要な電圧Ｖｐが印加される時間ｔｐが短くなるため、通常の正弦波状の波形においても、幅の狭いパルスを印加した場合と同等の効果が得られるものである。
【００５５】
また、本発明では、一方の電極１（２）又は両方の電極１、２に印加する電圧値を可変すれば、プラズマ５中のイオンと電子のバランスを調整して、プラズマ５を安定化することができる。その場合、正負両方の極性において印加する電圧を可変してもよいし、片方の極性において印加する電圧を可変してもよい。
【００５６】
本発明においてプラズマ生成用ガスとしては、希ガス、窒素、酸素、空気、水素から選ばれる単独ガスあるいはこれらのガスを含む混合ガス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のが好ましい。また、空気としては、好ましくは水分をほとんど含まない乾燥空気を用いることができる。また、混合ガスとしては例えば希ガスと反応ガスとを混合したものを用いることができる。被処理物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は、酸素、空気、ＣＯ２、Ｎ２Ｏなどの酸化性ガスを反応ガスとして用いるのが好ましく、また、故意に水蒸気を適当量添加することにより酸化性ガスとして機能させることができる。また、反応ガスとしてＣＦ４などのフッ素系ガスも適宜用いることができ、シリコンなどのエッチ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反応ガスとして用いることができる。反応ガスの添加量は希ガスの全量に対して１０体積％以下、好ましくは０．１〜５体積％の範囲である。反応ガスの添加量が０．１体積％未満であれば、処理効果が低くなる恐れがあり、反応ガスの添加量が１０体積％を超えると、誘電体バリア放電が不安定になる恐れがある。
【００５７】
そして、本発明のプラズマ処理装置を用いてプラズマ処理を行うにあたっては、次のようにして行う。まず、プラズマ生成用ガスの存在下で一方の電極１と他方の電極２のそれぞれに正負が交互に繰り返すパルス波又は休止区間のない交番電圧を同時に印加すると共に各電極１、２に印加された電圧の極性を互いに正負逆で位相を重複させることによって放電空間３に大気圧近傍の圧力下（９３．３〜１０６．７ｋＰａ（７００〜８００Ｔｏｒｒ））でグロー状の誘電体バリア放電を生じさせる。ここで、「プラズマ生成用ガスの存在下」とは、少なくとも放電空間３にプラズマ生成用ガスが存在している状態である。放電空間３にプラズマ生成用ガスを存在させるにあたっては、誘電体４を設けた電極１、２をチャンバーなどの容器内に配設し、この容器内をプラズマ生成用ガスで充満させるようにし、放電空間３をプラズマ生成用ガスの雰囲気中に配置することができる。また、放電空間３にプラズマ生成用ガスをポンプ等で強制的に送り込んで放電空間３にプラズマ生成用ガスを存在させるようにすることができる。
【００５８】
尚、誘電体バリア放電とは、対をなす（一対の）電極１、２を対向配置して電極１、２の間に放電空間３を形成し、両方の電極１、２の放電空間３側の表面に誘電体（固体誘電体）４を設けて電極１、２の放電空間３側の表面を覆ったり、一方の電極１（電極２であってもよい）の放電空間３側の表面に誘電体４を設けて電極１の放電空間３側の表面を覆ったりすることによって、電極１、２間で直接放電が起こらないようにした状態にし、この状態で電極１、２間に交番電圧を印加することによって放電空間３で生じる放電現象である。
【００５９】
そして、上記のように放電空間３で誘電体バリア放電を発生させることによりプラズマ生成用ガスがプラズマ化されて放電空間３に活性種を含むプラズマ５を生成した後、搬送手段９により被処理物６を搬送して放電空間３に導入することにより被処理物６をプラズマ５に暴露させて被処理物６にプラズマ処理を施す。被処理物６としては、液晶パネル（液晶パネルディスプレイ）用ガラス板、プラズマディスプレイ用ガラス板、プリント配線板等の回路基板、ポリイミドフィルムなどを用いたフィルム基板（フレキシブルプリント配線板）などの板状、シート状、フィルム状のものを例示することができるが、これに限定されるものではない。
【００６０】
本発明において、電極１、２に印加される電圧の繰り返し周波数は、０．５〜１０００ｋＨｚに設定するのが好ましい。この繰り返し周波数が０．５ｋＨｚ未満であれば、誘電体バリア放電のプラズマ密度が低くなってしまいプラズマ処理能力（効率）が低下する恐れがあり、一方、上記の繰り返し周波数が１０００ｋＨｚよりも高くなると、プラズマ密度は増加するものの、アークが発生しやすくなると共にプラズマ温度が上昇してしまう。また、電極１、２間に印加される電界強度は、０．５〜２００ｋＶ／ｃｍに設定するのが好ましい。電界強度が０．５ｋＶ／ｃｍ未満であれば、誘電体バリア放電のプラズマ密度が低くなってしまいプラズマ処理能力（効率）が低下する恐れがあり、一方、上記の電界強度が２００ｋＶ／ｃｍより大きくなると、アークが発生しやすくなって被処理物６に損傷を与える恐れがある。尚、上記の繰り返し周波数や電界強度は、電極１、２の間隔（ギャップ長）やプラズマ生成用ガスの種類あるいはプラズマ処理の内容などによって適宜設定可能であり、上記の範囲に限定されるものではない。
【００６１】
本発明において用いている誘電体バリア放電は、通常、図１４（ａ）に示すように、放電空間３中に発生した荷電粒子が誘電体４の表面に帯電し、電源の次の半サイクルでこの帯電部分を起点として図１４（ｂ）のようなストリーマ５０が発生する。プラズマ生成用ガス（放電ガス）がＨｅの場合、プラズマ生成用ガスの拡散速度が速いため、ストリーマ５０が拡散し、結果としてグロー状の放電となる。Ｈｅ以外のプラズマ生成用ガスにおいては、ガスの拡散速度が遅いため、ストリーマ状態を維持してしまう。従って、Ｈｅ以外のガスを用いてグロー状の放電を得るためには、幅の狭いパルス放電を行い、放電のＯＦＦ時間を設けることによって、ストリーマ５０の拡散を強制的に行う必要がある。
【００６２】
しかし、図１５に示すような従来のプラズマ処理装置においては、電源５１のみで電極１、２にパルス電圧を印加しているために、各電極１、２に接地（アース）に対する浮遊容量成分Ｃ１、Ｃ２が存在すると共に、電極１と電極２に接続されている浮遊容量成分Ｃ１、Ｃ２の値が異なって、接地に対して両電極１、２は等価な条件にはならない。誘電体４の表面に帯電した電荷は見かけ上この浮遊容量成分Ｃ１、Ｃ２に充電されると考えられるので、浮遊容量の値が違う電極１と電極２では、帯電量並びに帯電電圧が違ってくる。従って、次のパルス電圧印加時に、電界の印加に不均一が生じ、その結果として、不均一な放電すなわちストリーマ状の放電となる。そして、この方式を採用している従来のプラズマ処理装置では、ストリーマ放電を防止し、グロー状の放電とするためには、ストリーマ５０を形成しなくとも放電を維持できるような、小電力放電にする必要がある。
【００６３】
これに対して、図１６に示すような本発明の電圧印加方法においては、電極１と電極２に個別の電圧を印加すると共に、電圧値を調整することによって、電極１と電極２に接続されている浮遊容量成分Ｃ１、Ｃ２の違いを吸収し、両電極１、２を接地に対して等価な状態にすることが可能となる。両電極１、２が等価な状態になることによって次のパルス電圧印加時に、電界の不均一がないため、均一な放電すなわちグロー状の放電となる。また、この方式においては、両電極１、２を常に等価な状態にすることが可能なため、大電力を投入することも可能となるものである。
【００６４】
また、このような電圧印加方式を用いることによって、両電極１、２間に印加される電圧値は、電極１と電極２に印加する電圧の重ね合せになるため、各々の電源７、８の電圧値を低くすることが可能となり、高耐圧のスイッチング素子を用いることなく、高電圧を得ることができるものである。
【００６５】
また、先に述べたように、Ｈｅ以外のガスを用いてグロー状の均一な放電を得るためには、幅の狭いパルス放電を行うことが必要であるとしたが、現実の半導体素子を用いて得られる高電圧のパルス幅は、最小で１．５〜２μｓｅｃ程度である。そこで、図１７（ａ）（ｂ）に示すように、両電極１、２に印加するパルス波形の立上り時点をずらせば、図１７（ｃ）に示すように、両電極１、２間に印加される電圧波形のパルス幅を実効的に狭くすることが可能となるものである。
【００６６】
図１８に他の実施の形態を示す。このプラズマ処理装置は放電空間３からプラズマ５を吹き出して被処理物６の表面に吹き付けることによってプラズマ５に被処理物６を暴露させるものである。電極１、２としては上記実施の形態と同様のものを用い、これらを横方向（水平方向）に対向配置して電極１、２の対向面の間の空間を放電空間３として形成したものである。電極１、２の間隔は上記と同様である。また、放電空間３の上側の開口をガス導入口５２として形成していると共に放電空間３の下側の開口を吹き出し口５３として形成している。また、電極１、２の表面には上記と同様の誘電体４が全面に亘って設けられており、これにより、電極１、２の放電空間３側に誘電体４が設けられている。さらに、搬送手段９としては吹き出し口５３の下側を進行するベルトコンベア５４が設けられている。さらに、図示省略しているが、電極１、２には上記と同様の電源７、８が接続されており、図２と同様の回路構成に形成されている。その他の構成は上記の実施の形態と同様である。
【００６７】
そして、このプラズマ処理装置を用いてプラズマ処理を行うにあたっては、上記実施の形態と同様にして行う。すなわち、プラズマ生成用ガスの存在下で一方の電極１と他方の電極２のそれぞれに正負が交互に繰り返すパルス波又は休止区間のない交番電圧を同時に印加すると共に各電極１、２に印加された電圧の極性を互いに正負逆で位相を重複させることによって放電空間３に大気圧近傍の圧力下でグロー状の誘電体バリア放電を生じさせる。ここで、この実施の形態の場合は放電空間３にガス導入口５２からプラズマ生成用ガスを送り込んで放電空間３にプラズマ生成用ガスを存在させるようにする。また、上記のように放電空間３で誘電体バリア放電を発生させることによりプラズマ生成用ガスがプラズマ化されて放電空間３に活性種を含むプラズマ５が生成されるが、このプラズマ５はガス導入口５２から送り込まれるプラズマ生成用ガスの圧力により下方に流されるものであり、これにより、放電空間３で生成されたプラズマ５はプラズマジェットとして吹き出し口５３から下方に吹き出されることになる。そして、搬送手段９により被処理物６を搬送して吹き出し口５３の下側に搬送することにより被処理物６をプラズマ５に暴露させて被処理物６にプラズマ処理を施すものである。
【００６８】
そして、被処理物６の表面にプラズマ５を吹き付けるので、プラズマ処理を速くて効率よく行うことができるものである。
【００６９】
図１９に他の実施の形態を示す。このプラズマ処理装置では図１のものにおいて、上側の電極１及び放電空間３の側方に、回転駆動されるファン等の送風手段５５を設けたものであり、放電空間３にプラズマ生成用ガスを強制的に送り込んで誘電体４及び被処理物６の表面にプラズマ生成用ガスを強制的に吹き付けることができるようにしたものである。その他の構成及びプラズマ処理の方法は図１のものと同様である。
【００７０】
そして、この実施の形態では放電中に送風手段５５により放電空間３にプラズマ生成用ガスを強制的に送り込んで吹き付けることによって、プラズマ生成用ガスの風（流れ）でストリーマを拡散することができ、より均一なグロー状の放電を得ることができるものである。
【００７１】
図２０に他の実施の形態を示す。このプラズマ処理装置では図１のものにおいて、誘電体４としてガラス板の代わりに、ほうろうやセラミック溶射物の被膜を電極１、２の表面に全体に亘って形成したものである。また、ローラ２０を図１のものに比べて径を大きくしたものである。その他の構成及びプラズマ処理の方法は図１のものと同様である。
【００７２】
【実施例】
以下本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００７３】
（実施例１）
図１に示すプラズマ処理装置を用いて被処理物のプラズマ処理を行った。
【００７４】
電極１、２は９００ｍｍ×３０ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の平板で形成し、この電極１、２を間隔５ｍｍで対向配置することにより放電空間３を形成した。また、電極１、２の放電空間３側の表面には厚み１ｍｍで石英ガラス製の誘電体４を形成した。被処理物６としては液晶パネル用ガラス板（プラズマ処理前の水の接触角度が約５５°のもの）を用いた。プラズマ生成用ガスとしては、アルゴンに酸素を混合したものを用いた。このプラズマ生成用ガスの雰囲気中に放電空間３を配置した。尚、酸素の混合比率は５％とした。プラズマ生成のために電極に印加する電圧としては、図２に示すような回路構成を用い、波形条件としては、繰返し周波数２０ｋＨｚ、パルス幅２μｓｅｃ、電極へ印加する電圧は、ＶＡ＋、ＶＡ−を５ｋＶ、ＶＢ＋、ＶＢ−を５．２ｋＶとした。尚、波形パラメータの定義を図３に示す。
【００７５】
このような条件で、被処理物６を搬送手段９で搬送して放電空間３に導入し、放電空間３中を３０ｍｍ／ｓｅｃの速度で通過させることによって、被処理物６をプラズマ５に暴露させてプラズマ処理を行なった後に、水の接触角を測定すると５°以下となり、ガラス板の表面の有機物を短時間に、かつインラインで行うことができた。
【００７６】
（実施例２）
図１８に示すプラズマ処理装置を用いて被処理物６のプラズマ処理を行った。
【００７７】
本装置は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の平板状の電極１、２に、誘電体４としてアルミナを１ｍｍ溶射し、プラズマジェットの吹き出し口５３の寸法が１０００ｍｍ×１ｍｍとなるように設置したものである。被処理物６としては、実施例１と同様の液晶パネル用ガラス板を用いた。プラズマ生成用ガスとしては、窒素を２００リットル／分に、酸素を１０リットル／分で混合したものを用いた。このプラズマ生成用ガスはガス導入口５２から放電空間３に導入した。プラズマ生成のために電極に印加する電圧としては、図２に示すような回路構成を用い、プラズマ生成のための波形条件としては、繰返し周波数２０ｋＨｚ、パルス幅２μｓｅｃ、電極へ印加する電圧は、ＶＡ＋、ＶＡ−を６ｋＶ、ＶＢ＋、ＶＢ−を６．３ｋＶとした。
【００７８】
このような条件で、プラズマジェットの吹き出し口５３から５ｍｍ離れた下流側を１０ｍｍ／ｓｅｃの速度で被処理物６を搬送手段９で搬送して通過させることによって、被処理物６をプラズマ５に暴露させてプラズマ処理を行なった後に、水の接触角を測定すると５°以下となり、ガラス表面の有機物を短時間に、かつインラインで行うことができた。
【００７９】
（実施例３）
図１９に示すプラズマ処理装置を用いて、プラズマディスプレイ用ガラス板（プラズマ処理前の水の接触角度が約５５°のもの）を被処理物６として、プラズマ処理を行った。プラズマ生成用ガスとしては乾燥空気を用いた。プラズマ生成のための波形条件としては、繰返し周波数１０ｋＨｚ、パルス幅２μｓｅｃ、電極へ印加する電圧は、ＶＡ＋、ＶＡ−を８ｋＶ、ＶＢ＋、ＶＢ−を８．２ｋＶとした。
【００８０】
また、本実施例ではプラズマ５の均一性を高めるために、放電空間３内部へファンである送風手段５５を用いて乾燥空気を強制的に吹き付けるようにした。プラズマ生成用ガスを強制的に吹き付けることによって、ストリーマが発生したとしても風の力でストリーマが拡散してしまうため、全体として均一な放電が得られる。
【００８１】
このような条件で、被処理物６を搬送手段９で搬送して放電空間３に導入し、放電空間３中を３０ｍｍ／ｓｅｃの速度で通過させることによって、被処理物６をプラズマ５に暴露させてプラズマ処理を行なった後に、水の接触角を測定すると５°以下となり、ガラス表面の有機物を短時間に、かつインラインで行うことができた。
【００８２】
（実施例４）
実施例２と同様の装置を用い、プリント基板を被処理物６としてプラズマ処理を行った。被処理物６であるプリント基板は、ガラスエポキシ基板上のソルダーレジストに、ビア径５０μｍのビアホールを形成したものである。プラズマ生成用ガスとしては、窒素を２００リットル／分に酸素を１０リットル／分を混合したものを用いた。プラズマ生成のための波形条件としては、繰返し周波数２０ｋＨｚ、パルス幅２μｓｅｃ、電極へ印加する電圧は、ＶＡ＋、ＶＡ−を６ｋＶ、ＶＢ＋、ＶＢ−を６．３ｋＶとした。その他の構成は実施例２と同様である。
【００８３】
このような条件で、プラズマジェットの吹き出し口５３から５ｍｍ離れた下流側を１０ｍｍ／ｓｅｃの速度で被処理物６を搬送手段９で搬送して通過させることによって、被処理物６をプラズマ５に暴露させてプラズマ処理を行なった後に、無電解ニッケルメッキ、無電解金メッキを行い、メッキ不良率を求めた所、プラズマ処理を行わない場合、約１０％発生していたメッキ不良を０％にすることができた。
【００８４】
（実施例５）
図２０に示す装置を用い、ポリイミド製フィルム基板を被処理物６としてプラズマ処理を行った。実施例１と同様のＳＵＳ製の電極１、２の表面に厚み０．５ｍｍのほうろうの皮膜を形成し、誘電体４とした。この電極１、２を２ｍｍ間隔で対向配置し、放電空間３の内部にフィルム基板を通過させることによってプラズマ処理を行った。プラズマ生成用ガスとしては、アルゴンに酸素を混合したものを用いた。なお、酸素の混合比率は５％とした。プラズマ生成のための波形としては、図２１に示すような波形を用いた。すなわち、電極１に印加した電圧の波形と電極２に印加した電圧の波形とは立ち上がり時点が１μｓｅｃずれている。また、その他の各波形パラメータは図中に示した通りである。その他の構成は実施例１と同様とした。このような条件でプラズマ処理を行った結果、プラズマ処理を行わない場合、約１０％発生していたメッキ不良率を０％にすることができた。
【００８５】
（実施例６）
実施例２と同様のプラズマ処理装置を用いた。但し、本実施例で用いた装置のプラズマジェットの吹き出し口５３の寸法は１００ｍｍ×１ｍｍである。プラズマ生成用ガスとしてはアルゴンを１５リットル／分、水素を２００ｃｃ／分の割合で混合したガスを用いた。電極１、２に印加したプラズマ生成のための電圧波形としては、図２２に示すような波形を用いた。すなわち、電極１に印加した電圧の波形と電極２に印加した電圧の波形とは立ち上がり時点が１μｓｅｃずれている。また、その他の各波形パラメータは図中に示した通りである。
【００８６】
被処理物６としては、アルミナ基板に銀パラジウムペーストをスクリーン印刷し、これを焼き付けして回路（ボンディングパッドを含む）を形成したものを用いた。そして、ボンディングパッド部のＸＰＳ分析の結果、プラズマ処理前は酸化銀のピークが確認されたが、プラズマ処理後には、このピークは金属銀に変化しており、ボンディングパッドの酸化銀が減少していた。
【００８７】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１の発明は、対向配置される電極間に放電空間を形成し、少なくとも一方の電極の放電空間側に誘電体を設け、プラズマ生成用ガスの存在下で一方の電極と他方の電極のそれぞれに正負が交互に繰り返すパルス波又は休止区間のない交番電圧を同時に印加すると共に各電極に印加された電圧の極性を互いに正負逆で位相を重複させることによって放電空間に大気圧近傍の圧力下で放電を生じさせ、この放電により生成されるプラズマに被処理物を暴露させるので、厚みのある被処理物をプラズマ処理するために電極間距離を大きくしたり、プラズマ処理能力を向上させるために投入電力を増加（実質的には繰返し周波数の増加）させた際においても、グロー状の均一なプラズマを得ることができ、しかも、プラズマ処理性能を高くすることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】同上の回路構成を示す説明図である。
【図３】（ａ）は同上の電極１に印加される電圧波形を示す説明図、（ｂ）は同上の電極２に印加される電圧波形を示す説明図である。
【図４】同上のインバータ回路の回路図である。
【図５】同上の図４に示す各アームの回路構成図である。
【図６】同上の図４に示す回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図７】同上の一方の電極とアース間及び他方の電極とアース間に逆極性の電圧が同時に加わること、並びに負荷電流波形を示すタイミングチャートである。
【図８】同上の放電開始電圧と立ち上がり時間の関係を示す（ａ）（ｂ）はタイミングチャートである。
【図９】同上の半導体スイッチング方式の電源装置を示す全体の回路構成図である。
【図１０】同上の他のインバータ回路の回路図である。
【図１１】同上の図１０において正負の各々の電圧を調整できることを示すタイミングチャートである。
【図１２】同上のパルストランス方式の電源装置を示す全体の回路構成図である。
【図１３】同上の逆極性のパルスの立ち上がり時点を両電極間で少しずらした場合のタイミングチャートである。
【図１４】誘電体バリア放電を示す（ａ）（ｂ）は説明図である。
【図１５】従来のプラズマ処理装置の回路構成を示す説明図である。
【図１６】本発明のプラズマ処理装置の回路構成を示す説明図である。
【図１７】（ａ）（ｂ）（ｃ）は同上の逆極性のパルスの立ち上がり時点を両電極間で少しずらした場合のタイミングチャートである。
【図１８】同上の他の実施の形態を示す断面図である。
【図１９】同上の他の実施の形態を示す断面図である。
【図２０】同上の他の実施の形態を示す断面図である。
【図２１】同上の実施例５における印加電圧波形を示す（ａ）（ｂ）はタイミングチャートである。
【図２２】同上の実施例６における印加電圧波形を示す（ａ）（ｂ）はタイミングチャートである。
【図２３】（ａ）（ｂ）（ｃ）は同上の逆極性の正弦波状の波形の電圧の立ち上がり時点を両電極間でずらした場合のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１　電極
２　電極
３　放電空間
４　誘電体
５　プラズマ
６　被処理物
７　電源
８　電源
９　搬送手段
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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