(57)【要約】【課題】プラズマ供給手段と隣り合って設置した紫外線照射手段の紫外線照射による表面活性化処理の能力を低下させないようにして、プラズマ処理の能力を向上させることができるプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】被処理物Ｓの表面に紫外線ＵＶを照射するための紫外線照射手段１と、紫外線照射手段１で紫外線ＵＶが照射された被処理物Ｓの表面にプラズマＰを供給するためのプラズマ供給手段２とを隣り合って配置したプラズマ処理装置に関する。プラズマ供給手段２で発生するオゾンが紫外線照射手段１と被処理物Ｓとの間に進入するのを防止するためのオゾン進入防止手段３を紫外線照射手段１とプラズマ供給手段２との間に設ける。オゾン進入防止手段３により紫外線照射手段１とプラズマ供給手段２とが空間的にほぼ遮断される。プラズマ供給手段２で発生するオゾンが紫外線照射手段１と被処理物Ｓの間に進入するのを防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物の表面に紫外線を照射するための紫外線照射手段と、紫外線照射手段で紫外線が照射された被処理物の表面にプラズマを供給するためのプラズマ供給手段とを隣り合って配置したプラズマ処理装置において、プラズマ供給手段で発生するオゾンが紫外線照射手段と被処理物との間に進入するのを防止するためのオゾン進入防止手段を紫外線照射手段とプラズマ供給手段との間に設けて成ることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
オゾン進入防止手段が、紫外線照射手段とプラズマ供給手段との間に噴出させるガスであ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】
オゾン進入防止手段が、紫外線照射手段とプラズマ供給手段との間においてガスを吸引するためのガス吸引手段であ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】
オゾン進入防止手段が、紫外線照射手段とプラズマ供給手段との間に形成された隔壁であ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５】
プラズマ供給手段が、プラズマを生成する生成空間と被処理物の表面にプラズマを供給する処理空間とを別の空間とするリモート型プラズマ供給手段であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
プラズマ供給手段が、プラズマを生成する生成空間と被処理物の表面にプラズマを供給する処理空間とを同一の空間とするダイレクト型プラズマ供給手段であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
紫外線照射手段が紫外線ランプであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
紫外線照射手段が紫外線ＬＥＤであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の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うにあたって、オゾン進入防止手段によりプラズマ供給手段で発生するオゾンが紫外線照射手段と被処理物との間に進入するのを防止しながら、紫外線照射手段で被処理物の表面に紫外線を照射した後、プラズマ供給手段により被処理物の表面にプラズマを供給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、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、各種材料・部品の表面改質などのプラズマ処理に利用されるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法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】
従来より、対向配置された電極間にガスを導入すると共にこの電極間に電圧を印加することにより大気圧又はその近傍の圧力下で放電を発生させてプラズマを生成し、このプラズマを電極間から吹き出して被処理物に供給することによって、被処理物にプラズマ処理を施すことが行われている。また、プラズマを供給する前に紫外線を照射することにより被処理物の表面を活性化することも行われている（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００５−７２４９７号公報
【特許文献２】特開２００３−２０３９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１、２に記載された発明では、プラズマ処理の領域と紫外線を照射する領域との雰囲気が遮断されておらず、プラズマ中で発生したオゾンが紫外線を照射する領域にまで流れていくため、プラズマ中に含まれているオゾンが紫外線を吸収することになり、この結果、被処理物に紫外線が十分に供給されにくくなって紫外線による表面活性化処理の能力が低下し、プラズマ処理の能力を向上させることが難しいという問題があった。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、紫外線による被処理物の表面活性化処理の能力を低下させないようにして、プラズマ処理の能力を向上させることができるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法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】
【０００５】
本発明の請求項１に係るプラズマ処理装置は、被処理物Ｓの表面に紫外線ＵＶを照射するための紫外線照射手段１と、紫外線照射手段１で紫外線ＵＶが照射された被処理物Ｓの表面にプラズマＰを供給するためのプラズマ供給手段２とを隣り合って配置したプラズマ処理装置において、プラズマ供給手段２で発生するオゾンが紫外線照射手段１と被処理物Ｓとの間に進入するのを防止するためのオゾン進入防止手段３を紫外線照射手段１とプラズマ供給手段２との間に設けて成ることを特徴とするものである。
【０００６】
本発明の請求項２に係るプラズマ処理装置は、請求項１において、オゾン進入防止手段３が、紫外線照射手段１とプラズマ供給手段２との間に噴出させるガスＧであることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の請求項３に係るプラズマ処理装置は、請求項１において、オゾン進入防止手段３が、紫外線照射手段１とプラズマ供給手段２との間においてガスＧ’を吸引するためのガス吸引手段４であることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の請求項４に係るプラズマ処理装置は、請求項１において、オゾン進入防止手段３が、紫外線照射手段１とプラズマ供給手段２との間に形成された隔壁５であることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の請求項５に係るプラズマ処理装置は、請求項１乃至４のいずれか一項において、プラズマ供給手段２が、プラズマＰを生成する生成空間６と被処理物Ｓの表面にプラズマＰを供給する処理空間７とを別の空間とするリモート型プラズマ供給手段であることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の請求項６に係るプラズマ処理装置は、請求項１乃至４のいずれか一項において、プラズマ供給手段２が、プラズマＰを生成する生成空間６と被処理物Ｓの表面にプラズマＰを供給する処理空間７とを同一の空間とするダイレクト型プラズマ供給手段であることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項７に係るプラズマ処理装置は、請求項１乃至６のいずれか一項において、紫外線照射手段１が紫外線ランプであることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の請求項８に係るプラズマ処理装置は、請求項１乃至６のいずれか一項において、紫外線照射手段１が紫外線ＬＥＤであることを特徴とするものである。
【００１３】
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のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置を用いて被処理物Ｓのプラズマ処理を行うにあたって、オゾン進入防止手段３によりプラズマ供給手段２で発生するオゾンが紫外線照射手段１と被処理物Ｓとの間に進入するのを防止しながら、紫外線照射手段１で被処理物Ｓの表面に紫外線ＵＶを照射した後、プラズマ供給手段２により被処理物Ｓの表面にプラズマＰを供給することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明では、オゾン進入防止手段３により紫外線照射手段１とプラズマ供給手段２とが空間的にほぼ遮断されるものであり、プラズマ供給手段２で発生するオゾンが紫外線照射手段１と被処理物Ｓの間に進入するのを防止することができるものである。従って、被処理物Ｓに紫外線ＵＶを十分に供給して被処理物Ｓの表面の活性を高くすることができ、紫外線ＵＶによる被処理物Ｓの表面活性化処理の能力を低下させないようにして、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。
【００１５】
請求項２の発明では、オゾン進入防止手段３のガスＧによりプラズマ供給手段２で発生するオゾンが紫外線照射手段１と被処理物Ｓの間に進入するのを防止することができると共に、このガスＧをプラズマ生成用のガスとしても使用することができ、プラズマ処理の効率化や材料コストの低減化を図ることができるものである。
【００１６】
請求項３の発明では、オゾン進入防止手段３のガス吸引手段４によりプラズマ供給手段２で発生するオゾンが紫外線照射手段１と被処理物Ｓの間に進入するのを防止することができると共に、プラズマ処理時に生じるガスＧ’をガス吸引手段４により回収することができ、オゾンを含むガスＧ’の拡散を防止することができるものである。
【００１７】
請求項４の発明では、オゾン進入防止手段３の隔壁５によりプラズマ供給手段２で発生するオゾンが紫外線照射手段１と被処理物Ｓの間に進入するのを防止することができ、簡単な構成でプラズマ処理の能力が低下しないようにすることができるものである。
【００１８】
請求項５の発明では、生成空間６でのプラズマＰの生成に対して被処理物Ｓの影響を少なくすることができ、プラズマＰの生成の安定化及び効率化を図ることができるものである。
【００１９】
請求項６の発明では、生成空間６と処理空間７とを兼用することができ、装置の小型化を図ることができるものである。
【００２０】
請求項７の発明では、紫外線強度を容易に強くすることができ、活性しにくい表面を有する被処理物Ｓであっても紫外線強度を高めて被処理物Ｓの表面を活性化し、その後の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。
【００２１】
請求項８の発明では、紫外線照射手段１を小型化することができ、装置のフットスペース（設置面積）を小さく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】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００２３】
図１に本発明のプラズマ処理装置の一例を示す。このプラズマ処理装置は紫外線照射手段１とプラズマ供給手段２とオゾン進入防止手段３とを備えて形成されている。
【００２４】
紫外線照射手段１は被処理物Ｓの表面に紫外線ＵＶを供給するためのものである。紫外線照射手段１としてはエキシマＵＶランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプなどの紫外線ランプを例示することができる。また、紫外線照射手段１としては紫外線ＬＥＤ（発光ダイオード）を例示することができる。紫外線ランプを用いた場合は紫外線ＬＥＤに比べて紫外線強度を容易に強くすることができる。従って、被処理物Ｓの表面の活性しやすさに応じて紫外線強度の強弱を容易に調整することができ、プラズマ処理の低下を防止することができるものである。一方、紫外線ＬＥＤを用いた場合は紫外線ランプに比べて同じ紫外線強度でも消費電力を少なくすることができる。従って、電源等を小さくして紫外線照射手段１を小型化することができ、装置のフットスペースを小さくすることができるものである。
【００２５】
プラズマ供給手段２はプラズマＰを生成して被処理物Ｓの表面に供給するためのものである。プラズマ供給手段２としては、複数の電極１０、１１と電極１０、１１の間に電圧を印加するための電源１２とを備えて形成されている。電極１０、１１は銅、アルミニウム、真鍮、耐食性の高いステンレス鋼（ＳＵＳ３０４など）、チタン、１３クロム鋼、ＳＵＳ４１０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。電極１０、１１の形状は特に限定しないが、図１のものは幅方向（図１の紙面と直交する方向）に長い略角棒状に形成している。また、電極１０、１１の内部には冷却水を流通させるための流水路を設けても良い。
【００２６】
また、電極１０、１１の表面には誘電体被膜１３を全面にわたって形成することができる。この誘電体被膜１３はアルミナ、チタニア、ジルコニアなどのセラミック材料の溶射法により形成することができ、特に、有効な材料はアルミナである。また、溶射法による誘電体被膜１３には封孔処理を行うことが好ましい。封孔材料としてエポキシ系樹脂などの有機材料またはシリカなどの無機材料を用いることができる。また、誘電体被膜１３を形成するにあたって、シリカ、チタニア、アルミナ、酸化スズ、ジルコニアなどを原料とした無機質材料の釉薬を原料としてホーローコーティングを行うこともできる。また、セラミック材料の焼結体を加工し、この焼結体に電極１０、１１として導電体層をメタライズや塗布により形成したものを用いることができる。上記の溶射法、ホーローコーティング、焼結体加工の場合、誘電体被膜１３の厚みは０．１〜３ｍｍ、より好ましくは０．３〜１．５ｍｍに設定することができる。誘電体被膜１３の厚みが０．１ｍｍよりも薄いと誘電体被膜１３が絶縁破壊する可能性があり、３ｍｍよりも厚いと、対向する電極１０、１１間に電圧が印加され難くなり、その結果として放電が不安定になるおそれがある。
【００２７】
図１のものでは一対の電極１０、１１を幅方向と直交する方向で略水平に対向して配置している。このプラズマ供給手段２では電極１０、１１の幅方向と直交する方向で略水平に被処理物Ｓを搬送しながらプラズマＰを供給するものである。電極１０、１１は生成空間６を介して略平行に対向配置するものである。電極１０、１１の対向面に設けた誘電体被膜１３、１３の間隔は、０．２〜３ｍｍにするのが好ましい。この間隔（対向する電極１０、１１のギャップ間距離）が上記の範囲を逸脱すると、生成空間６で均一なグロー状の放電を安定して生成することが難しくなるおそれがある。
【００２８】
上記のように形成されるプラズマ供給手段２は、大気圧またはその近傍の圧力下（９３．３〜１０６．７ｋＰａ（７００〜８００Ｔｏｒｒ））で被処理物Ｓの表面にプラズマＰを供給してプラズマ処理を行うものである。すなわち、まず、対向配置された一対の電極１０、１１の間の生成空間６にその上面開口からプラズマ生成用のガスＧを導入する。プラズマ生成用のガスＧとしては、特に限定しなくても放電を安定して発生させることができるものであればよく、希ガス類も使用できるが、特に、大気圧下で放電開始電圧１０ｋＶ／ｃｍ以上のガスＧが好ましい。大気圧下における放電開始電圧１０ｋＶ／ｃｍ以上のプラズマ生成用のガスＧとしては、窒素、酸素、水素、メタン、アンモニア、空気、水蒸気、各種有機モノマー、フッ素含有ガスなどの単独または混合ガスを例示できる。尚、本発明において、プラズマ生成用ガスの放電開始電圧は１００ｋＶ／ｃｍ以下であることが好ましい。
【００２９】
次に、対向する一対の電極１０、１１の間に電源１２で電圧を印加して生成空間６にグロー状の誘電体バリア放電を発生させると共に生成空間６に導入したプラズマ生成用のガス（分子）Ｇを電極１０、１１間に印加した電界の作用により励起して活性種を生成するものであり、これにより、プラズマ（放電ガス）Ｐを生成空間６で生成することができる。電源１２により対向する一対の電極１０、１１間に印加する電圧は、周波数が３０〜５００ｋＨｚの連続交番波形の電圧であることが好ましく、また、電界強度が５０〜２００ｋＶ／ｃｍにするのが好ましい。上記の連続交番波形とは、パルス波形のように対向する一対の電極１０、１１間に電圧が印加されない休止区間が生じるものではなく、連続して一対の電極１０、１１間に電圧が印加されるような交番波形であって、例えば、正弦波の波形にすることができる。また、電極１０、１１間にパルス波形電圧（パルス状の電圧波形）を印加することもできる。パルス波形電圧とは休止区間を設けて規則的に一定の形状の電圧を繰り返し印加するものであり、例えば、立ち上がり時間および立ち下がり時間を１００μｓｅｃ以下、繰り返し周波数を０．５〜１０００ｋＨｚ、電極１０、１１間に印加される電界強度を０．５〜２００ｋＶ／ｃｍの波形を印加することで安定的に処理を行うことができる。尚、電源１２は一方の電極１１で接続し、他方の電極１０は接地することができる。また、生成空間６に供給するガスＧの流速は５〜２０ｍ／秒となるようにするのが好ましい。ガスＧの流速を調整するにあたっては、対向する電極１０、１１の間隔やガスの流量などを調整するようにする。
【００３０】
上記のようにして生成されたプラズマＰは生成空間６の下側開口から電極１０、１１の幅方向の全長にわたってプラズマジェットとしてカーテン状に吹き出されるものであるが、電極１０、１１及び生成空間６の下側の空間は処理空間７として形成されるものであり、この処理空間７に生成空間６からプラズマＰが吹き出して被処理物Ｓの表面にプラズマＰを供給するのである。このように図１に示すプラズマ供給手段２は、電極１０、１１間に電圧を印加することによりプラズマＰを生成するための生成空間６と、プラズマＰを被処理物Ｓの表面に供給して処理する処理空間７とを別々に形成するリモート型のプラズマ供給手段である。従って、電極１０、１１の間に被処理物Ｓが介在するようなこともなく、生成空間６でのプラズマＰの生成に対して被処理物Ｓの影響が少なくなり、プラズマＰの生成の安定化及び効率化を図ることができる。
【００３１】
オゾン進入防止手段３は、プラズマ供給手段２で発生するオゾンが紫外線照射手段１と被処理物Ｓの間に進入するのを防止するためのものである。図１のものでは、紫外線照射手段１とプラズマ供給手段２との間の雰囲気を構成するガスＧ’を吸引するためのノズルをガス吸引手段４として設けており、このノズルを吸引ポンプに接続するようにしている。そして、ガス吸引手段４により紫外線照射手段１とプラズマ供給手段２との間の空間に吸引作用を及ぼしてプラズマ処理時に生じるガスＧ’を吸引することによって、オゾンを含むガスＧ’が紫外線照射手段１と被処理物Ｓの間に流入するのを遮断することができるものである。尚、オゾン進入防止手段３は紫外線照射手段１とプラズマ供給手段２との間に設けるのが良い。例えば、特許文献２に記載の発明では、紫外線照射部分におけるガスがプラズマ処理部分に流入し、プラズマ処理に適さない雰囲気となるおそれがあるが、本発明ではそのような問題は生じない。
【００３２】
このように形成されるプラズマ処理装置を用いて、大気圧下あるいはその近傍の圧力下で被処理物Ｓにプラズマ処理を施すにあたっては、次のようにして行う。
【００３３】
まず、紫外線照射手段１の下方を通過するように被処理物Ｓを搬送する。これにより、酸素を含むガスである空気の雰囲気中で被処理物Ｓの表面（上面）に紫外線照射手段１から紫外線ＵＶを照射する。この時、被処理物Ｓの表面に照射される紫外線ＵＶの強さは被処理物Ｓの種類や搬送速度及び紫外線ＵＶの波長やワット数等によって異なるが、例えば、４〜１００ｍＷ／ｃｍ２にすることができる。そして、この紫外線照射により被処理物Ｓの表面を活性化して、その後のプラズマ処理時に照射される原子状酸素が反応しやすい状態にするものである。
【００３４】
次に、紫外線ＵＶを照射した直後の被処理物Ｓを処理空間７に搬送し、生成空間６から吹き出すプラズマＰを被処理物Ｓの表面に吹き付けて供給することによって、被処理物Ｓのプラズマ処理を行う。このように被処理物Ｓの表面にプラズマＰを供給する前に、酸素を含むガスの雰囲気中で被処理物Ｓの表面に紫外線ＵＶを照射するので、被処理物Ｓの表面に酸素分子を吸着させた後にその表面にプラズマＰを供給することができ、被処理物Ｓの表面に吸着した酸素分子を活性化して処理能力を向上させることができるものである。また、被処理物Ｓの表面に紫外線ＵＶを供給した後、すぐに連続してプラズマＰを被処理物Ｓの表面に供給するものであり、これにより、被処理物Ｓの表面に吸着した酸素分子が離脱する前にプラズマＰを供給することができ、プラズマ処理能力の低下を防止することができる。
【００３５】
そして、本発明では、被処理物Ｓへの紫外線ＵＶを照射している間、オゾン進入防止手段３であるガス吸引手段４により紫外線照射手段１とプラズマ供給手段２との間の空間に吸引作用を及ぼしてプラズマ処理時に生じるガスＧ’を吸引することによって、オゾンを含むガスＧ’が紫外線照射手段１と被処理物Ｓの間に流入するのを防止している。従って、紫外線供給手段１から発生した紫外線ＵＶがオゾンで吸収されることが無くなって、被処理物Ｓに紫外線ＵＶを十分に供給することができ、プラズマＰを供給する前に被処理物Ｓの表面の活性を高くすることができるものであり、この結果、プラズマＰによる処理を被処理物Ｓの表面に十分に及ぼすことができる。また、プラズマ処理時に生じるガスＧ’をガス吸引手段４により回収することができ、オゾンを含むガスＧ’の拡散を防止することができる。
【００３６】
尚、本発明においては、被処理物Ｓを略水平に搬送する場合だけでなく、例えば、鉛直方向などの任意の方向に搬送する場合についても適用することができる。また、搬送手段としてはＸＹテーブルやベルトコンベアなど、所定の搬送方向に被処理物Ｓを連続的に搬送することができるものが好ましく、しかも、複数枚の被処理物Ｓを一定の時間間隔で連続して搬送できるものが好ましい。また、本発明においては、電極の個数は二つ以上であれば必要に応じて任意に設定することができ、電圧の印加条件も上記のものには限定されず、例えば、印加電圧の周波数や波形形状、電界強度、ガス流速、被処理物Ｓの搬送速度等は必要に応じて任意に設定することができる。さらに、オゾン進入防止手段３は少なくとも被処理物Ｓへの紫外線ＵＶを照射している間だけ作動させればよいが、これに限らず、例えば、被処理物Ｓへの紫外線ＵＶを照射開始からプラズマＰの供給終了までの間の全工程で、オゾン進入防止手段３を作動させても良い。また、一度、プラズマ処理に使用したガス（排ガス）Ｇ’は空気の混入、表面に付着した物質の気化物、コンタミ等で汚染されるが、精製後に再利用することができる。本発明は液晶パネルディスプレイ（ＬＣＤ）用ガラス板などの平板状の被処理物Ｓにプラズマ処理を施すのに好適に用いることができる。
【００３７】
図２に他の実施の形態を示す。このプラズマ処理装置ではオゾン進入防止手段３としてガス吸引手段４の代わりに隔壁５を設けたものであり、その他の構成は図１のものと同様である。隔壁５は紫外線照射手段１とプラズマ供給手段２との間に配置することができる板状のものであれば、何でも良く、例えば、プラスチック板や金属板などを用いることできるが、紫外線ＵＶとプラズマＰに対して耐久性のある材料を使うことが望ましい。被処理物Ｓは紫外線ＵＶが照射された後、隔壁５の下側を通ってプラズマ供給手段２の下方の処理空間７に搬送されるものである。
【００３８】
そして、このプラズマ処理装置では、隔壁５により紫外線照射手段１と被処理物Ｓの間の空間とプラズマ処理手段２（生成空間６及び処理空間７）とを仕切って、プラズマ処理時に生じるガスＧ’が紫外線照射手段１と被処理物Ｓの間に進入しないようにすることができ、従って、ガスＧ’に含まれているオゾンが紫外線照射手段１と被処理物Ｓの間に進入するのを防止することができるものである。しかも、図１に示すものに比べて、吸引ポンプなどの大掛かりな装置が不要で、簡単な構成でプラズマ処理の能力が低下しないようにすることができるものである。
【００３９】
図３に他の実施の形態を示す。このプラズマ処理装置ではオゾン進入防止手段３として図１と同様のガス吸引手段４と図２と同様の隔壁５とを設けたものであり、その他の構成は図１のものと同様である。この場合、ガス吸引手段４でガスＧ’の吸引を十分に行うために、隔壁５よりもプラズマ供給手段２に近い位置にガス吸引手段４を配置するようにする。
【００４０】
そして、このプラズマ処理装置では、ガス吸引手段４と隔壁５の二つのオゾン進入防止手段３を用いることにより、紫外線照射手段１と被処理物Ｓの間へのオゾンの進入防止効果を高くすることができるものである。
【００４１】
図４に他の実施の形態を示す。このプラズマ処理装置では、プラズマ供給手段２がダイレクト型であり、また、オゾン進入防止手段３が紫外線照射手段１とプラズマ供給手段２との間に噴出させるガスＧで形成されている。それ以外の構成は図１のものとほぼ同じである。
【００４２】
この実施の形態のダイレクト型のプラズマ供給手段２は、複数の電極１０、１１と電極１０、１１の間に電圧を印加するための電源１２とを備えて形成されている。一方の電極１１は上記と同様に、導電性の金属材料を用いて幅方向に長い略角棒状に形成している。また、電極１１の下面及び側面には誘電体被膜１３を形成すると共に電源１２を接続している。他方の電極１０は導電性の金属材料を用いて円筒状に形成している。また、電極１０は軸部１０ａを中心に回転駆動自在に形成しており、軸部１０ａを通じて接地している。そして、電極１０、１１を上下に対向配置することによりプラズマ供給手段２を形成することができる。このプラズマ供給手段２は、電極１０、１１の間に電圧を印加することによりプラズマＰを生成するものであるが、プラズマＰを生成する生成空間６と、被処理物Ｓの表面にプラズマＰを供給する処理空間７とを電極１０、１１の間の同一の空間に形成するものである。従って、生成空間６と処理空間７とを兼用することができ、装置の小型化を図ることができるものである。
【００４３】
また、オゾン進入防止手段３として用いられるガスＧは紫外線ＵＶを吸収しにくいものを用いるのが好ましく、例えば、上記のプラズマ生成用のガスＧと同様のものを用いることができる。具体的には、窒素や窒素に微量の酸素を混合したものを用いるのが好ましい。このガスＧは紫外線照射手段１とプラズマ供給手段２の上側の電極１１との間に配置された噴出ノズル１４から噴出されるものである。
【００４４】
本発明のプラズマ処理装置は、長尺のシートを被処理物Ｓとしてプラズマ処理をする際に使用することができる。すなわち、被処理物Ｓは紫外線照射手段１の下側と噴出ノズル１４の下側と処理空間７（生成空間６）を通過するように搬送されるものであり、処理空間７を通過する際には回転する下側の電極１０の外周面に被処理物Ｓの下面を沿わせるようにしている。そして、被処理物Ｓの上面には上記と同様に、紫外線照射手段１の下側を通過する際に紫外線ＵＶが照射され、この後に処理空間７でプラズマＰが供給されるものである。
【００４５】
このプラズマ処理装置では、ガスＧを噴出ノズル１４から被処理物Ｓの上面に向かって噴出するので、ガスＧにより紫外線照射手段１とプラズマ供給手段２とが空間的にほぼ遮断されるものである。従って、プラズマ供給手段２で発生するオゾンが紫外線照射手段１と被処理物Ｓの間に進入するのを防止することができるものである。また、噴出ノズル１４から噴出されたガスＧは生成空間６にその側面開口から進入し、ここで、電極１０、１１間に印加した電界の作用を受けてプラズマ化する。従って、オゾン進入防止手段３であるガスＧを利用してプラズマＰを容易に生成することができ、プラズマ処理の効率化や材料コストの低減化を図ることができるものである。
【実施例】
【００４６】
以下本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００４７】
（実施例１）
図１に示すプラズマ処理装置を形成した。紫外線照射手段１としては１．５ｋＷの紫外線ランプを用いた。プラズマ供給手段２の電極１０、１１は長さ３００ｍｍのチタン製であり、電極１０、１１の表面に溶射法により１ｍｍの厚みでアルミナの層を形成して誘電体被膜１３とした。また、電極１０、１１の内部には冷却水を循環した。このように形成される一対の電極１０、１１を未放電時において１ｍｍの間隔を設けて対向配置した。また、オゾン進入防止手段３は、紫外線照射手段１とプラズマ供給手段２の間に、ガス吸引手段４としてノズルを設置し、このノズルに接続された吸引ポンプによりプラズマ供給手段２から発生するオゾンを含むガスＧ’を１ｍ３／分で吸引し、紫外線照射手段１の下方へのオゾンの流入を抑制した。
【００４８】
（実施例２）
図２に示すプラズマ処理装置を形成した。オゾン進入防止手段３は、紫外線照射手段１とプラズマ供給手段２の間に、厚み１ｍｍからなるステンレス鋼板を隔壁５として設置した。その他の構成は実施例１と同様にした。
【００４９】
（実施例３）
図３に示すプラズマ処理装置を形成した。オゾン進入防止手段３は実施例１のガス吸引手段４と実施例２の隔壁５とを併用した。その他の構成は実施例１と同様にした。
【００５０】
（比較例１）
実施例１において、紫外線照射手段１とオゾン進入防止手段３とを除いてプラズマ処理装置を形成した。
【００５１】
（比較例２）
実施例１において、オゾン進入防止手段３を除いてプラズマ処理装置を形成した。
【００５２】
＜プラズマ処理の能力の評価＞
上記のようなプラズマ処理装置を用いて、大気圧下で窒素６０リットル／分、酸素０．１５リットル／分のプラズマ生成用のガスＧを生成空間６に導入し、電源１２により電極１０、１１間に正弦波状波形を有する５０ｋＨｚ、１０ｋＶの電圧を印加し、電極１０、１１間の生成空間６で放電を発生させ、プラズマＰを処理空間７へと吹き出した。
【００５３】
被処理物Ｓとしてはアクリル板を用い、紫外線照射手段１及び電極１０、１１の下端から被処理物Ｓの上面までの距離（照射距離）を５ｍｍまたは１０ｍｍに設定し、１０ｍ／ｍｉｎで略水平に搬送した。そして、被処理物Ｓは、紫外線照射手段１により５００ｍＷ／ｃｍ２の紫外線ＵＶが照射された直後に処理空間７に導入されてプラズマＰが供給されるように搬送してプラズマ処理を行った。この評価で使用したアクリル板のプラズマ処理前の水接触角は６５°である。
【００５４】
実施例１〜３及び比較例１、２について、プラズマ処理後の被処理物Ｓの表面の水接触角を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
2009152081.tif 000003
【００５６】
表１に示すように実施例１〜３では比較例１、２に比べて水接触角が大きく低下したことがわかる。また、ガス吸引手段４を配設した実施例１では、水接触角がさらに低下し、改質効果が高いことがわかる。また、隔壁を設置した実施例３においても実施例１以上の改質効果が発現し、吸引ノズルと隔壁を同時に設置した実施例３において水接触角は最も低下し、著しい改質効果が得られた。これに対し、比較例１、２では水接触角の変化は小さくなった。よって、紫外線照射手段１及びオゾン進入防止手段３を追加した実施例１〜３は、比較例１、２よりもプラズマ処理能力が高いと言える。また、いずれの実施例も照射距離が小さい方がプラズマ処理の能力が高いことが判る。
【００５７】
（実施例４）
図４に示すプラズマ処理装置を形成した。接地した直径３００ｍｍの円筒状の電極１０と対向する上方位置に、厚み１ｍｍの絶縁材料（誘電材料）の誘電体被膜１３により被覆された電極１１を配置し、この電極１１には電源１２に接続した。電極１１の誘電体被膜１３と円筒状の電極１０との最短部の距離を１ｍｍとした。また、紫外線照射手段１としては実施例１と同様の紫外線ランプを設置した。さらに、紫外線照射手段１とプラズマ供給手段２との間にプラズマ生成用のガスＧの噴出ノズル１４を設置した。
【００５８】
（比較例３）
実施例４において、紫外線照射手段１を除いてプラズマ処理装置を形成した。
【００５９】
＜プラズマ処理の能力の評価＞
上記のようなプラズマ処理装置を用いて、大気圧下で窒素１０リットル／分、酸素０．２５リットル／分のプラズマ生成用のガスＧを噴出ノズル１４から噴出すると共にこのガスＧを生成空間６に導入し、電源１２により電極１０、１１間に正弦波状波形を有する３０ｋＨｚ、１０ｋＶの電圧を印加し、電極１０、１１間の生成空間６で放電を発生させた。
【００６０】
被処理物Ｓとしては厚み２５μｍのポリイミドフィルムを用い、この被処理物Ｓを５０ｍ／ｍｉｎで搬送した。そして、被処理物Ｓは紫外線照射手段１により５００ｍＷ／ｃｍ２の紫外線ＵＶが照射された直後に処理空間７（生成空間６）に導入されてプラズマＰが供給されるように搬送してプラズマ処理を行った。この評価で使用したポリイミドフィルムのプラズマ処理前の水接触角は７２°である。
【００６１】
実施例４及び比較例３について、プラズマ処理後の被処理物Ｓの表面の水接触角を測定した。これらの結果を表２に示す。
【００６２】
【表２】
2009152081.tif 000004
【００６３】
表２に示すように実施例４では水接触角が大きく低下したことがわかる。これに対し、比較例３では水接触角の変化は小さいものであった。よって、実施例４は比較例３よりもプラズマ処理能力が高いと言える。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【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】同上の他の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図３】同上のさらに他の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図４】同上のさらに他の実施の形態の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  紫外線照射手段
２  プラズマ供給手段
３  オゾン進入防止手段
４  ガス吸引手段
５  隔壁
６  生成空間
７  処理空間
Ｐ  プラズマ
Ｇ  ガス
Ｇ’  ガス
Ｓ  被処理物
ＵＶ  紫外線
【図１】
2009152081.tif 000005
【図２】
2009152081.tif 000006
【図３】
2009152081.tif 000007
【図４】
2009152081.tif 000008