(57)【要約】      （修正有）【課題】簡素な装置構成で、低電力で高速な処理能力を確保し、かつ均一な処理を実現し、大型の被処理物にも対応するプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】ガス流通路（スリット）９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄから放電空間Ａへガスを供給するとともに、電力供給電極３ａ，３ｂと接地電極４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに高周波電源１１より高周波電力を供給して、電力供給電極４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと接地電極４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが対向する放電空間Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃ，Ｂｄでプラズマを生成し、このプラズマをプラズマ処理空間Ａに送り込み被処理物１を処理する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物の処理面に対向して配置した電力供給電極と、
前記被処理物の移動方向に、前記電力供給電極に並べて配置した接地電極と、
前記電力供給電極と接地電極に高周波電力を供給する高周波電源と、
前記電力供給電極と接地電極が対向する放電空間にガスを供給するガス流通路と、
前記ガス流通路から連続し、前記被処理物の処理面と前記電力供給電極が対向する面を処理面とするプラズマ処理空間と、
前記プラズマ処理空間に被処理物を搬送する搬送手段と
を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記接地電極を前記電力供給電極に対して、前記被処理物の移動方向の川上側と川下側に配置した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】
前記電力供給電極と接地電極と、前記電力供給電極と接地電極が対向する放電空間にガスを供給するガス流通路を有するユニットを前記被処理物の両面に配置して、前記プラズマ処理空間を前記被処理物の両面に形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記被処理物の一方の面に配置した電力供給電極と他方の面に配置した電力供給電極に、互いに逆位相になるように高周波電力を供給することを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記放電空間に形成する電界Ｅ１は、前記プラズマ処理空間に生成する電界Ｅ２よりも強い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】
前記放電空間における静電容量Ｃ１と、前記プラズマ処理空間における静電容量Ｃ２との関係が、（Ｃ２／１０）＜Ｃ１の関係であ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】
前記放電空間をガスが通過する時間ｓと、前記高周波電源の周波数ｆとの関係が、ｓ＞１００／ｆであ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】
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を使用して、被処理物をプラズマ処理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、大気圧または大気圧近傍の圧力下で、プラズマ中の活性種により被処理物を処理するプラズマ処理装置及び方法に関する。特に、本発明は、被処理物に向けて供給される気体の供給経路途中に形成したプラズマ生成空間と、被処理物を処理するためのプラズマ処理空間を隣接させて、プラズマ生成空間で生成したプラズマによって被処理物を処理するプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大気圧プラズマ処理装置は、例えば特許文献１、特許文献２などに開示されている。これらは、大気圧下において対向する電極の表面にガラス、セラミックス、プラスチック等の耐熱性の固体誘電体を設置し、ヘリウムなどの希ガスと反応ガスを用いて電極間に高電圧を印加することで、アーク放電のない高安定性のグロー放電を得ることが出来るものである。
これらの大気圧プラズマ装置は、大気圧下で処理を行うため、真空プラズマ処理装置に比べ、真空チャンバーや排気系が不要であり、装置構成が簡略化され、取り扱いの容易性、また、装置コストを抑えることが出来る特徴がある。
さらに、大気圧下でのプラズマ密度の均一性を向上させ、面内分均一性の向上、処理レートの向上、さらにはプラズマによるダメージを低減することで処理の歩留りを向上させる方法として、特許文献３が提案されている。
【特許文献１】特開平２−１５１７１号公報
【特許文献２】特開平３−２２９８８６号公報
【特許文献３】特開平８−２７９４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
大気圧プラズマ処理装置では、大気圧下でプラズマを発生させるために、プラズマの均一性や、安定性が必ずしも十分ではない。これに起因して、処理の不均一性や、未処理部分が発生するなどの問題が生じている。
特許文献３は、上記課題を解決しようとするものである。図９に特許文献３に記載された大気圧プラズマ処理装置の模式断面図を示す。図９に示すように、気体導入管Ａ２０の透明窓Ａ２２を介して、紫外線ランプＡ２４により、気体に紫外線を照射して、気体の励起準位を高める。その下流側の第１の一対のプラズマ生成用電極Ａ２６により、励起準位が高められた気体を用いてプラズマ領域ＡＡにてプラズマを生成する。さらにその下流側に設けた第２の一対のプラズマ生成用電極Ａ３０により、プラズマ領域ＡＡにて活性化された気体の活性化状態が消失しない位置にて、気体を再励起こしてプラズマを生成する。このプラズマ領域ＡＡ中の活性種により、被処理物Ａ１の処理を行うものである。
図９に示すプラズマ装置によれば、第１の一対のプラズマ生成用電極Ａ２６と、第２の一対のプラズマ生成用電極Ａ３０とを有しているが、それぞれ独立した周波数の異なる電源を必要とすること、また、紫外線ランプＡ２４が必要であることなど、装置構成が複雑化し装置価格を安くすることが出来ない。
【０００４】
また、気体導入管Ａ２０を通り、紫外線ランプ照射部である透明窓２２部、プラズマ領域Ａで活性化された気体が、プラズマ領域Ｂへ到達するまでには、何度となく分子同士が衝突を繰り返し、ほとんどの気体が活性状態を消失してしまい、期待される効果は発揮されない。即ち、気体の平均自由行程λは、下記の式（１）で表される。
【数１】
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ｋ：ボルツマン定数
Ｔ：温度
ｐ：圧力
σ：運動している分子の幾何学的な断面積
【０００５】
実際に大気圧下での窒素の平均自由行程は、常温（Ｔ＝３００°Ｋ）、分子直径を３．７ｅ-10ｍとして計算すると、λ＝０．０６７μｍとなり、上流で励起こされたプラズマが下流へ移動する間に何度も衝突を繰り返すことで、活性状態を消失することは容易に想像される。
プラズマを生成することによる温度上昇があっても、開放系であるため圧力は大気圧を保つ。従って、ガスの絶対温度が例えば２倍（〜３００℃程度）であったとしても、λは３√２倍となるのみで、０．１μｍのオーダーとなり状況に大きな変化はない。
【０００６】
また、近年のフラットパネルディスプレイ業界では、被処理物すなわちガラス基板の大型化が進み、大気圧下でのプラズマ処理装置であっても、装置規模が基板にあわせて大型化している。全面を同時に処理する装置では、電極を大型化する必要があると同時に利用する高周波電源の周波数では電極内での電界分布が生じ、それに応じたプラズマの不均一が発生する。また、これらの電極へ印加する電力も大きくなり、結果として装置コストは高くなる。
本発明は、以上のような問題点を解決するものであり、簡素な装置構成のプラズマ処理装置を提供するものである。また装置価格を抑えるプラズマ処理装置を提供するものである。また、本発明は、低電力で高速な処理能力を確保し、かつ均一な処理を実現するプラズマ処理装置を提供するものである。さらに本発明は、大型の被処理物への対応についても同等の効果を有しながら容易に対応可能なプラズマ処理装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明のプラズマ処理装置は、被処理物の処理面に対向して配置した電力供給電極と、前記被処理物の移動方向に、前記電力供給電極に並べて配置した接地電極と、前記電力供給電極と接地電極に高周波電力を供給する高周波電源と、前記電力供給電極と接地電極が対向する放電空間にガスを供給するガス流通路と、前記ガス流通路から連続し、前記被処理物の処理面と前記電力供給電極が対向する面を処理面とするプラズマ処理空間と、前記プラズマ処理空間に被処理物を搬送する搬送手段とを備えるものである。これにより、プラズマ生成空間と、プラズマ処理空間が隣接し、プラズマ生成空間で生成したプラズマにより、被処理物をプラズマ処理することができる。また被処理物の幅と、電力供給電極の幅とほぼ等しくして、被処理物の幅を持つライン状のプラズマ処理空間を形成することができる。
【０００８】
また本発明のプラズマ処理装置は、前記接地電極を前記電力供給電極に対して、前記被処理物の移動方向の川上側と川下側に配置することが望ましい。これにより、被処理物の移動方向に長い処理空間を形成することができる。
また本発明のプラズマ処理装置は、前記電力供給電極と接地電極と、前記電力供給電極と接地電極が対向する放電空間にガスを供給するガス流通路を有するユニットを前記被処理物の両面に配置して、前記プラズマ処理空間を前記被処理物の両面に形成することが望ましい。これにより、被処理物の両面を同時にプラズマ処理することができる。
また本発明のプラズマ処理装置は、前記被処理物の一方の面に配置された電力供給電極と、他方の面に配置された電力供給電極は互いに逆位相になるように高周波電力を供給することが望ましい。これにより、低電圧で被処理物の両面にプラズマ生成することができる。
また本発明のプラズマ処理装置は、前記放電空間に形成する電界Ｅ１が、前記プラズマ処理空間に生成する電界Ｅ２よりも強い方が望ましい。これにより、安定放電範囲を低電圧側に移動させることができる。
また本発明のプラズマ処理装置は、前記放電空間における静電容量Ｃ１と、前記プラズマ処理空間における静電容量Ｃ２との関係が、（Ｃ２／１０）＜Ｃ１の関係であることが望ましい。これにより、投入電力を少なくすることができる。
また本発明のプラズマ処理装置は、前記放電空間をガスが通過する時間ｓと、前記高周波電源の周波数ｆとの関係が、ｓ＞１００／ｆであることが望ましい。これにより、前記被処理物の処理面上に形成した放電空間に密度の濃いプラズマを生成し、処理速度を高くすることができる。
更に本発明は、上記プラズマ処理装置を使用して、被処理物をプラズマ処理するプラズマ処理方法である。これにより、被処理物をプラズマ処理することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のプラズマ処理装置によれば、プラズマ生成空間と、被処理物を処理するための処理空間が隣接し、そのためプラズマ生成空間で生成したプラズマをプラズマ処理空間に送り込むことはでき、より有効に被処理物をプラズマ処理することができる。また幅広い範囲で安定したプラズマをプラズマ処理空間に送ることができる。また本発明のプラズマ処理装置によれば、簡素な装置構成となり、装置価格を抑えることができ、低電力で高速な処理能力を確保し、さらに大型の被処理物にも対応できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のプラズマ処理装置は、被処理物のプラズマ処理面に対向して電力供給電極と、接地電極を並べて配置し、電力供給電極と接地電極の間に、ガスを通過させることにより、プラズマを生成し、このプラズマが生成されたガスにより被処理物をプラズマ処理するものである。
図１は、被処理物を親水化するプロセスにおける、プラズマ処理装置の川幅方向に垂直な面で切った時の側面断面図を示す。
【００１１】
図１に示すように、プラズマ処理装置は、ガラス、セラミックス、プラスチック等の絶縁基板、シリコン、ＧａＡｓ、ＳｉＣのような半導体材料よりなる基板などの被処理物１を搬送するための搬送手段２ａ、２ｂをプラズマ処理装置の川上側と、川下側に備えている。図１には搬送手段２ａ、２ｂの回転軸２ｃ、２ｄを示し、また搬送回転体の一部を示している。また図１には下部ユニットＵ２に接近して川上側と、川下側に支持ローラ１０ａ、１０ｂを備えている。被処理物１の搬送空間を確保するために、上壁１１、下壁１２を配置している。
以上のような搬送手段２ａ、２ｂおよび支持ローラ１０ａ、１０ｂにより、被処理物１は図１の右方向から左方向に矢印Ａで示すように搬送される。
【００１２】
図１のプラズマ処理装置は、被処理物１の両面をライン状に形成したプラズマにより同時に処理するため、被処理物１を挟むように、上部ユニットＵ１と下部ユニットＵ２とを対向する位置に配置する。従って、被処理物は、右側から左側へ移動し、上側ユニットＵ１と、下側ユニットＵ２とでライン状のプラズマにより両面が同時にプラズマ処理される。上部ユニットＵ１と下部ユニットＵ２は、必ずしも対向する位置である必要はないが、対向位置に配置する場合は、後述するように上部ユニットＵ１と下部ユニットＵ２の電力供給電極に印加する電力を逆位相にして、より低い電圧で動作させることができる。
【００１３】
上部ユニットＵ１は、図示されていないガス供給設備から処理に必要なガスが、上部のガス溜め７ａ、７ｂに送られる。図１ではガス供給設備からガス溜め７ａ、７ｂにガスを送る経路を矢印で示している。上側ユニットＵ１のガス溜め７ａは放電空間Ａの川下側に配置され、ガス溜め７ｂは放電空間Ａの川下側に配置される。
ここで、ガスは、希ガスとしてＨｅガス、添加ガスとしてＡｉｒを使用した。Ａｉｒは、Ｈｅガス体積流量比２％を混合した。このガスは親水化を行う場合のものであり、ガスの種類は特定されるのもではなく、ガラス、半導体のような基板の種類、基板の洗浄処理、成膜、エッチング処理、アッシング処理、表面改質処理のようにプラズマ処理内容に応じて必要なガスを選択するとよい。
【００１４】
上側ユニットＵ１のガス溜め７ａ、７ｂに導入されたガスは、図１の奥行き方向に等間隔に設けたガス噴出し口よりスリット９ａ、９ｂに供給される。ガス噴出し口は、例えば直径０．５ｍｍの穴を３ｍｍ間隔に設けた。噴出し口の大きさ、間隔は装置の大きさ、ガスの種類、ガスの供給量に応じて、ガス濃度が均一になるように適宜設計するとよい。
ガスは、スリット９ａ、９ｂより、電力供給電極３ａと隣接する接地電極４ａ、４ｂとで形成されるそれぞれの放電空間Ｂａ、Ｂｂを通り、プラズマ処理する被処理物の上側プラズマ処理空間Ａ１に送られる。その後、ガスは被処理物を搬送する搬送空間を通して放出される。放電空間Ｂは、図１に示すように被処理物の処理面に対して垂直方向に形成される。この放電空間Ｂに対してプラズマ処理空間Ａは、放電空間Ｂに連続するように隣接し、被処理物の処理面に対して平行方向に形成される。
上側ユニットＵ１において、電力供給電極３ａと接地電極４ａ、４ｂは、被処理物の上側プラズマ処理空間Ａに対向し、電力供給電極３ａを真中にして被処理物の移動方向の川上側と川下側に接地電極４ａ、４ｂを並べて配置する。更に０.５〜２ｍｍ程度の放電空間Ｂａ、Ｂｂを開けて、電力供給電極３ａの周囲を、例えば、アルミナよりなる電力供給電極部固体誘電体５ａにより覆う。この電力供給電極部固体誘電体５ａの厚さは、１〜５ｍｍ程度である。また接地電極４ａ、４ｂの周囲を、例えば、アルミナよりなる接地電極部固体誘電体６ａ、６ｂにより覆う。接地電極部固体誘電体６ａ、６ｂの厚さは、１〜５ｍｍ程度である。接地電極４ａ、４ｂと接地電極４ａ、４ｂを覆う接地電極部固体誘電体６ａ、６ｂの間に、不要放電防止のためにテフロン（登録商標）８ａ、８ｂが充填される。
【００１５】
下側ユニットＵ２は、上側ユニットＵ１と同様に構成される。図１には同じ部分に同じ数字を付し、英文字を変えて示している。
以上に説明したプラズマ処理装置は、被処理物の一方の処理面に上側ユニットＵ１、他方の処理面に下側ユニットＵ２を備えているが、いずれか一方だけであってもかまわない。また上側ユニットＵ１、下側ユニットＵ２は電力供給電極３ａ、３ｂの上流側と下流側に接地電極４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを備える構造を示しているが、いずれか一方の接地電極だけでもかまわない。
以上に説明した本発明のプラズマ装置は、大気圧でプラズマ処理することが可能であり、そのためプラズマ装置はチャンバーや処理室のように密閉容器に収納する必要はないが、周囲の汚れから保護するために密閉容器または半密閉用器に収納してもかまわない。
【００１６】
接地電極４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、プラズマ処理装置の接地電位に接続される。高周波電源１１は、上側ユニットＵ１の電力供給電極３ａと、下側ユニットＵ２の電力供給電極３ｂ間に接続される。このとき、高周波電源１１には２０ｋＨｚの高周波電源を用い、上側ユニットＵ１の電力供給電極３ａに図２（ａ）に示す波形の電圧を印加する。下側ユニットＵ２の電力供給電極３ｂに図２（ｂ）に示すように逆極性の電圧を印加する。
プラズマ処理装置は、プラズマ処理空間Ａに被処理物を通過させなければならないが、その場合、被処理物と、電力供給電極３ａ、３ｂおよび接地電極４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが干渉しないようにするために、一定以上の間隔を保つ必要がある。ここで、本発明の場合、逆極性の電圧を印加するので、見かけ上ほぼ半分程度の低い電圧で、２倍の電界を掛けることが可能になる。このため思わぬ場所での不要な放電発生がなくなり、プラズマ処理装置の故障が少なく、安定な稼働が可能になる。したがって、耐電圧の高い設計が必要でなくなる。また本発明のプラズマ処理装置では、対向する電力供給電極３ａと３ｂに逆極性の電力を印加することにより、被処理物の両面処理が可能になる。このようにプラズマ生成空間Ｂで生成されたプラズマがプラズマ処理空間Ａに送り込まれ、さらに逆極性の電圧を印加することにより、プラズマ処理空間Ａでプラズマを生成することができ、その結果、プラズマ処理空間Ａのプラズマ密度が高くすることができる。
従って、プラズマの平均自由工程が短くてもプラズマ生成空間Ｂで１度プラズマを生成し、そのプラズマをプラズマ処理空間Ａに送り込み、更にプラズマ処理空間Ａで電界を掛けることにより、プラズマ処理空間Ａには高密度のプラズマを得ることができる。
【００１７】
上記説明において、高周波電源１１には２０ｋＨｚの高周波電源を用いたが、電源周波数は、数ＫＨｚ〜１０数ＭＨｚ程度の周波数が使用可能である。しかし、一般的には周波数が高くなると、電源装置のコストは高くなり、高電圧を発生しにくくなる。そのため電力供給電極３ａおよび３ｂの距離は狭くする必要があるが、狭くすると、被処理物の搬送装置の精度を高くしなければならない。本発明では数１０ＫＨｚ〜数１００ＫＨｚを使用することにより、搬送装置を高精度にする必要がない。とくに、２０ＫＨｚを使用する場合に、最もよい結果を得ることができた。
放電空間Ａの電界は電力供給電極３ａと３ｂに印加した電位差により電界強度が決まるので、この電界強度に対して、放電空間Ｂａ、Ｂｂ及びＢｃ、Ｂｄの電界の方が強くなるよう電力供給電極３ａと接地電極４ａ、４ｂの電位を設定する。また電力供給電極３ｂと接地電極４ｃ、４ｄの電位を設定する。この場合に放電空間Ａ、放電空間Ｂａ、Ｂｂ及びＢｃ、Ｂｄの電界強度は、電力供給電極３ｂと接地電極４ｃ、４ｄに使用している部材の耐圧により、上限値が決められる。下限値は放電空間Ｂａ、Ｂｂ及びＢｃ、Ｂｄを通過するガスの種類により設定され、そのガスが絶縁破壊を起こし、グロー放電するのに必要十分な電界強度であればよい。
こうすることにより、高周波電源１１から供給する電圧を上昇させると、まず放電空間Ｂａ、Ｂｂ及びＢｃ、Ｂｄでプラズマが生成され、後にプラズマ処理空間Ａに高密度プラズマを生成することができる。このため放電空間Ｂで生成されたプラズマがプラズマ処理空間Ａに送り込まれ、プラズマ処理空間Ａに印加された電界により、更にプラズマ生成されるので、高密度プラズマを得ることができる。
本発明において、ユニットＵ１、Ｕ２間の距離は、被処理物との干渉がない範囲に設定すればよく、放電空間Ａに供給しているガスを一定以上の高濃度とするためには、狭い方が有利であり、例えば２ｍｍ程度であればよい。この場合に、電力供給電極３ａと接地電極４ａ、４ｂの距離、電力供給電極３ｂと接地電極４ｃ、４ｄの距離との相互関係は考慮する必要がない。
【００１８】
上記したように被処理物の処理面に対向して電力供給電極３ａ、３ｂ及び接地電極４ａ、４ｂを並べて設置したことにより、図３に示すように安定に放電する範囲が広がり、より低電圧でも均一で高速な処理が可能になるものである。この図３の横軸は電力供給電極の印加電圧を示し、縦軸はＨｅガスへのＡｉｒ混入量（％）を示す。図３は、放電空間Ｂａ、Ｂｂ及びＢｃ、Ｂｄでのプラズマ生成がない場合とある場合での安定な放電範囲を確認したもので、導入するガスであるＨｅとＡｉｒの混合比を変化させて放電状態を目視にて確認したものである。ここで、プラズマ生成がある場合とは、放電が弱いときはフィラメント状のプラズマに濃淡が現れ、それより電圧を高くすると均一なグロー放電となり、さらに電圧を高くするとアーク状の放電となる。
図３はいずれも放電空間Ｂａ、Ｂｂ及びＢｃ、Ｂｄでのプラズマ生成がある場合は、プラズマ生成がない場合に比べてより低電圧側に安定な放電範囲が推移し、結局、電圧を高めた場合の安定放電電圧は変化せず、低い電圧側に拡大していることとなる。
以上のように本発明のプラズマ処理装置は構成され、導入されたガスが、放電空間Ｂａ、Ｂｂ及びＢｃ、Ｂｄを通過する際、高周波電源１１から供給された電力により形成された電界でプラズマを生成する。
【００１９】
次にプラズマ処理空間Ａと放電空間Ｂについて、その静電容量の関係を説明する。
ここでは、被処理物１は１５００×１８００ｍｍで、厚さ０．７ｍｍのガラス基板を親水処理する場合について説明する。
プラズマ処理装置のプラズマ処理空間Ａは、被処理物１が通過するため、上下に配置したユニットＵ１、Ｕ２間の距離を５．５ｍｍとした。また、プラズマ処理空間Ａの電界よりも放電空間Ｂａ、Ｂｂ及びＢｃ、Ｂｄの電界が強くなるように、電力供給電極３ａと接地電極４ａ、４ｂとの距離を１ｍｍとした。
次に、放電空間Ａと放電空間Ｂａ、Ｂｂ及びＢｃ、Ｂｄの静電容量比を図４の断面形状の各寸法と、被処理物１の搬送方向の幅1，５８０ｍｍから簡易に比率を計算すると、放電空間Ａ：放電空間Ｂａ＋Ｂｂ＋Ｂｃ＋Ｂｄ＝（２３×１５８０）／５．５：（（９×１５８０）／１）×４≒１：８．６となる。これを構造１とする。
図５に示す構造を構造２とし、同様にプラズマ処理空間Ａ’と放電空間Ｂａ’、Ｂｂ’、Ｂｃ’、Ｂｄ’の静電容量比を求めると、プラズマ処理空間Ａ’：放電空間Ｂａ’＋Ｂｂ’＋Ｂｃ’＋Ｂｄ’＝（２３×１５８０）／５．５：（（２０×１５８０）／１．５）×４≒１：１２．８となる。
【００２０】
この場合、図６、図７に示すように構造１を選択すると、同一の処理能力を得るときの投入電力は、構造２に比べてかなり少なくすることができる。すなわち、図６は本発明のプラズマ処理装置を用いて、構造１と構造２のプラズマ処理前とプラズマ処理後の純水の接触角度を比較して示すものである。この図６では、構造１の投入電力が０．８８ＫＷであり、構造２の投入電力が１．４４ＫＷであることを示す。電圧、処理ガス、搬送速度は同じにした。このように図６より、構造１は投入電力を少なくしても、構造２とほぼ同様の結果が得られることが分かる。
図７は、構造１と構造２を同一程度にプラズマ処理する場合の必要な電力を比較して示す図である。この図７は、上記計算結果および図６の結果を示し、構造２より構造１の方が投入電力が少ないことを示している。
以上より、大型化した場合でもプラズマ処理に必要な電力を低くすることができ、小規模な電源での処理が可能となるものである。
【００２１】
次に放電空間Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｂｄを通過するガスの流量と、プラズマを生成するための高周波電源２１の周波数の関係は、次の通りである。実施例では、希ガスＨｅとＡｉｒを全体で３２．６４Ｌ／分の流量を流した。この場合、放電空間Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｂｄを通過する時間Ｓは、全体の流量を等分し各空間に流量と断面積の関係から計算すると、約０．０１２秒である。従って、通過速度：（１／周波数）は、１：２３２となり、十分にプラズマが生成される。プラズマ処理空間Ａでさらに密度の濃いプラズマが生成され、処理速度の高いプラズマ処理装置となる。
その結果を図８に示す。図８は従来から主流で濡れ性を改善するためのツールとして利用実績の高いエキシマＵＶを使用した装置と本発明の装置を比較して示すもので、本発明のプラズマ処理装置は、エキシマＵＶを使用した装置より処理能力が十分高いことが分かる。
この結果から、放電空間をガスが通過する時間ｓと、電力供給電極に電力を供給する高周波電源の周波数ｆとの関係として、ｓ＞１００／ｆを得ることができる。ここで、通過速度：（１／周波数）の（１／周波数）は、特に上限はなく、下限値としては１０程度である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】プラズマ処理装置の川幅方向に垂直な面で切った側面断面図を示す。
【図２】プラズマ処理装置の電極に印加する電圧波形図を示す。
【図３】プラズマ処理装置の安定放電の範囲を説明する図を示す。
【図４】プラズマ処理装置の構造１の静電容量比を説明する図を示す。
【図５】プラズマ処理装置の構造２の静電容量比を説明する図を示す。
【図６】プラズマ処理装置の処理に必要な電力と構造を説明する図を示す。
【図７】プラズマ処理装置の処理に必要な電力と静電容量比を説明する図を示す。
【図８】プラズマ処理装置のエキシマＵＶとの処理能力差を説明する図を示す。
【図９】背景技術で説明したプラズマ処理装置の断面図を示す。
【符号の説明】
【００２３】
１  被処理物
２  基板搬送手段
３ａ、３ｂ  電力供給電極
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ  接地電極
５ａ、５ｂ  電力供給電極部固体誘電体
６ａ、６ｂ  接地電極部固体誘電体
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｃ  ガス溜め
８ａ、８ｂ  テフロン（登録商標）
９  ガス噴出しスリット
１１  電源
Ａ  プラズマ処理空間
Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｂｄ  放電空間
Ｕ１  上部ユニット
Ｕ２  下部ユニット
【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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