JP2000200697A

JP2000200697A - プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

Info

Publication number: JP2000200697A
Application number: JP11295958A
Authority: JP
Inventors: Kosuke Nakamura; 康輔中村; Koji Sawada; 康志澤田; Keimei Kitamura; 啓明北村; Yoshimi Inoue; 吉民井上
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1998-10-26
Filing date: 1999-10-18
Publication date: 2000-07-18
Anticipated expiration: 2019-10-18
Also published as: JP3959906B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ストリーマー放電の発生を防ぐとともに、被
処理物の大面積を効率良くプラズマ処理できるプラズマ
処理装置を提供する。【解決手段】このプラズマ処理装置は、少なくとも一
対の電極と、電極間に定義される放電空間にプラズマ生
成用ガスを供給するガス供給手段と、電極間に交流電圧
を印加して、放電空間にプラズマ生成用ガスのプラズマ
を生成するための電力供給手段とを含むものであり、一
対の電極の少なくとも一方は、その外表面に誘電体層を
有し、一対の電極の少なくとも一方は、放電空間に突出
する曲面を有することを特徴とする。電極は、円筒状構
造であることが好ましく、特に、プラズマ処理中、電極
温度を下げるために円筒電極の内部に冷却材を供給する
冷却材供給手段を設けることが好ましい。

Description

【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除去、レジストの剥離、有機
フィルムの密着性改善、金属酸化物の還元、製膜、表面
改質、液晶用ガラス基板の表面クリーニング等に使用で
きるプラズマ処理装置、およびこの装置を用いて実施さ
れるプラズマ処理に関するものであり、精密な接合が要
求される電子部品の表面クリーニング等に応用されるも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、大気圧下でグロー放電を安定
に生成し、このグロー放電により得られるプラズマを用
いて、基板に表面処理が実施されている。例えば、特開
平２−１５１７１号公報、特開平３−２４１７３９号公
報あるいは特開平１−３０６５６９号公報には、反応容
器内の放電空間に一対の電極を設けるとともに、電極間
に誘電体を配置して、Ｈｅ(ヘリウム)やＡｒ(アルゴン)
等の希ガスを主成分とするプラズマ生成用ガスで放電空
間を満たし、電極間に交流電圧を印加してプラズマ生成
用ガスのプラズマを生成し、反応容器内に置かれた被処
理物をこのプラズマで処理するプラズマ表面処理が開示
されている。

【０００３】しかし、この方法には、被処理物の特定領
域のみにプラズマ処理を施すことが困難であり、処理時
間も長くかかるという問題がある。そこで、大気圧下で
グロー放電により生成したプラズマ(特にプラズマの活
性種)ジェットを使用して被処理物をプラズマ処理する
ことが提案されている。例えば、特開平４−３５８０７
６号公報、特開平３−２１９０８２号公報、特開平４−
２１２２５３号公報、特開平６−１０８２５７号公報等
に種々の方法が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開平３−２１９０８
２号公報、特開平４−２１２２５３号公報および特開平
６−１０８２５７号公報に記載されている方法は、ノズ
ル状の反応管からプラズマを被処理物に噴射するもので
ある。しかし、これらの方法には以下の点で改善の余地
がある。 (１)処理範囲が小さいので、大面積を処理するには不適
である。 (２)放電空間を小さくすると、放熱性が低下し、反応管
の内部が高温になるため、被処理物が熱ダメージを受け
やすい。また、放電空間を大きくすると、処理効率が低
下する。 (３)反応管の内部が高温になると、電極間あるいは反応
管と被処理物の間にストリーマー放電(アーク放電)が発
生しやすく、均質なプラズマ処理を安定して提供するの
に不適である。

【０００５】また、特開平４−３５８０７６号公報は、
平板電極間に配置された誘電体板を具備するプラズマ処
理装置について開示している。このものにおいては、装
置が大型化するという問題だけでなく、以下に述べる理
由により高いプラズマ密度を得ることが困難で、処理速
度が遅いという問題がある。すなわち、大面積の平板電
極であるので、プラズマの単位体積当たりのパワーが小
さくなる。印加電力を大きくすることにより、プラズマ
密度を改善できるが、電極温度が上昇し、被処理物が熱
ダメージを受けたり、電極が破損したり、ストリーマー
放電が発生するおそれがある。また、誘電体板を平板電
極上に配置する方法においては、構造上の問題から誘電
体の厚みを薄くすることが難しい。構造上の問題として
は、例えば、誘電体としてガラス板を平板電極上に配置
する場合、ガラス板の強度が低い為に１ｍｍ以下の厚み
のガラス板を大面積にわたって電極に密着させることは
困難である。また、セラミックス板を誘電体として使用
する場合、十分な強度を有するとともに厚みの薄いセラ
ミック板を製造できるが、平板電極に対応する大面積を
有するセラミック板を製造することが困難である。ま
た、ガラス板と同様、電極との密着性の確保も難しい。
結果的に、印加電力に対して誘電体部分での電圧降下が
無視できず、プラズマの単位体積当たりの電力を増加さ
せるのが困難であった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】したがって、本発明は上
記点に鑑みてなされたものであり、ストリーマー放電の
発生を防止するとともに、放電空間の下流側に配置され
た被処理物の大面積を効率良くプラズマ処理できるプラ
ズマ処理装置を提供することを目的とする。本発明のプ
ラズマ処理装置は、少なくとも一対の電極と、電極間に
定義される放電空間にプラズマ生成用ガスを供給するガ
ス供給手段と、電極間に交流電圧を印加して、放電空間
にプラズマ生成用ガスのプラズマを生成するための電力
供給手段とを含むものであり、一対の電極の少なくとも
一方は、その外表面に誘電体層を有するとともに、一対
の電極の少なくとも一方は、放電空間に突出する曲面を
有することを特徴とするものである。

【０００７】放電空間に突出する曲面を有する電極を使
用することは、ストリーマー放電を防止しながら、少な
い電力で大きなプラズマ密度を得るのに効果的である。
すなわち、先端の尖ったエッジ部を有する電極を放電空
間内に突出させた場合、プラズマ密度を大きくできる
が、そのようなエッジ部には不平等電界に基づくストリ
ーマー放電(アーク放電)が発生しやすい。一旦、ストリ
ーマー放電が発生すると、プラズマ(グロー放電)が不安
定になるためにプラズマ処理を継続できなくなる。ま
た、ストリーマー放電が電極と被処理物との間に発生し
た場合、被処理物が重大な損傷を受ける恐れがある。電
極の曲面を放電空間内に突出させることにより、ストリ
ーマー放電の発生を防止しながら、プラズマ密度を大き
くできるのである。放電空間に突出する曲面の曲率半径
は、１〜２５ｍｍであることが特に好ましい。

【０００８】また、本発明のプラズマ処理装置は、上記
の構成に加えて、一対の電極の少なくとも一方に隣接し
て配置され、プラズマが放電空間から被加工物に向かっ
て広がるようにプラズマを導くプラズマガイド部材を含
むことが好ましい。また、プラズマガイド部材は、電極
と一体に形成されることも好ましい。プラズマガイド部
材は、大面積の被処理物をより効率よくプラズマ処理す
るのに有効である。

【０００９】また、本発明のプラズマ処理装置の一対の
電極の少なくとも一方は、筒状電極、特に円筒状電極で
あることが好ましい。また、本発明のプラズマ処理装置
は、上記の構成に加えて、プラズマ処理中、電極温度を
下げるために、電極の内部に冷却材を供給する冷却材供
給手段を含むことが好ましい。後述するように、電極の
表面温度を下げることは、ストリーマー放電の防止に効
果的である。

【００１０】本発明のさらなる目的は、上記プラズマ処
理装置を用いて実施されるプラズマ処理方法を提供する
ことである。すなわち、本発明のプラズマ処理方法は、
電極間の放電空間にプラズマ生成用ガスを供給する工程
と、電極間に交流電圧を印加して放電空間にプラズマ生
成用ガスの大気圧プラズマを生成する工程と、大気圧プ
ラズマで被処理物を処理する工程とを含むことを特徴と
する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を説明する。

【００１２】図１に示すように、本発明のプラズマ処理
装置は、プラズマ３を生成するプラズマ発生器１０、制
御手段７、被処理物を搬送するための搬送手段１１を具
備している。プラズマ発生器１０は、一対の円筒(パイ
プ状)電極１，２、ガス供給容器１２、ガス供給ユニッ
ト５、交流電源１３、冷却材供給ユニット２０、電極温
度測定ユニット２４、および支持部材１４等で構成され
ている。

【００１３】図２および図３に示すように、円筒電極
１，２は、電極１が電極２に対して実質的に平行に延出
するとともに、所定距離ｄによって互いから離れて配置
される。この電極間の空間が放電空間２２として定義さ
れる。電極１と電極２との間の距離ｄは、０.１〜５ｍ
ｍとすることが好ましい。電極１は接地され、電極２は
交流電源１３に接続される。本装置においては、電極１
および２の両方が放電空間２２に突出する曲面Ｒを有す
る。この曲面Ｒの曲率半径は、１〜２５ｍｍに設定する
のが好ましい。曲率半径が１ｍｍ未満であると、放電空
間が小さくなり、プラズマ３を効率良く生成することが
できなくなる恐れがある。一方、曲率半径が２５ｍｍを
超えると、放電空間２２から被処理物４に向かって広が
るようにプラズマ３を吹き出すことができない恐れがあ
る。そのような場合、被処理物４の大面積を効率良くプ
ラズマ処理するのが難しくなる。電極１，２の放熱性を
向上させてグロー放電の均一化を図るために、電極１，
２を、熱伝導性の高い材料で作成することが好ましい。
具体的には、銅、アルミニウム、真鍮、耐食性の良いス
テンレス鋼等を使用できる。

【００１４】電極の外表面の表面粗さは、算術平均粗さ
で１０〜１０００μｍに設定することが好ましい。表面
粗さをＹ＝ｆ(ｘ)の形に表した場合の算術平均粗さＲａ
(μｍ)は、ＪＩＳＢ０６０１で以下の式(１)によって
定義される。

【００１５】

【数１】

【００１６】表面粗さが１０μｍ未満であると、プラズ
マ(グロー放電)３が生成しにくくなる恐れがあり、表面
粗さが１０００μｍを超えると、プラズマ３が不均一に
なる恐れがある。表面粗さの上記範囲が、グロー放電の
均一化を図る上で最適である。これは、非常に微細なマ
イクロディスチャージの集合体が形成され、アーク放電
の発生が防止されるためであると考えられる。電極１，
２の表面を粗面化するために、例えば、サンドブラスト
などの物理的手段を採用することができる。

【００１７】図１の装置においては、電極１，２の各々
は外表面に誘電体層６を有する。誘電体層６は、放電空
間２２におけるプラズマ３の低温化にとって重要な要素
である。誘電体層６は、誘電率が２０００もしくはそれ
以下の絶縁性材料で作成されるのが好ましい。誘電率が
２０００を超えると、電極間に印加される電圧が大きく
なるが、プラズマの温度上昇を引き起こす恐れがある。
誘電率の下限値に関して限定はないが、例えば、２程度
である。誘電率が２よりも小さいと、放電を維持するた
めに電極間に印加する交流電圧を増加させる必要があ
る。この場合、放電空間における電力消費量が増加し
て、プラズマの温度上昇を引き起こす可能性がある。電
極１，２のいずれか一方が誘電層を有する時は、誘電体
層６を有する電極を交流電源１３に接続することが好ま
しい。

【００１８】グロー放電の安定化を図る上で、二次電子
放出係数の大きい材料の単体、もしくはその混合物で誘
電体層を作成することが好ましい。二次電子放出係数の
高い材料としては、たとえば、ＭｇＯ，ＭｇＦ₂，Ｃａ
Ｆ₂，ＬｉＦ等が挙げられる。特に、安定性の点でＭｇ
Ｏ(マグネシア)の使用が好ましい。これら二次電子放出
係数の大きい材料を使用すると、プラズマ中のイオンが
誘電体層６の表面に衝突した場合、多量の二次電子が放
出され、放電の安定化に寄与する。マグネシアを含む誘
電体材料の製造方法を例示すると、アルミナ等のセラミ
ック粉末中に微量(０.０１〜５体積％)のマグネシアを
添加して燒結する方法、アルミナなどのセラミック粉末
中に微量(０.０１〜５体積％)のマグネシアを混合して
電極表面に溶射する方法、アルミナや石英等の誘電体材
料の表面にスパッタ、電子ビーム蒸着、溶射等でＭｇＯ
被膜を形成する方法が挙げられる。

【００１９】誘電体層６を有する電極１，２は、例え
ば、以下の方法により製造することができる。まず、絶
縁材料で第１の円筒を作成し、上記した電極材料で作成
した第２の円筒を第１の円筒の内表面に密着させればよ
い。また、アルミナ、マグネシア、チタン酸バリウム、
ＰＺＴ等の粉末をプラズマ中に分散させ、電極材料で作
成した円筒の外表面に吹き付けるプラズマ溶射法を採用
しても良い。さらに、ゾルゲル法によるガラス質膜の形
成方法を採用することもできる。

【００２０】以下に述べる融着法により誘電体層を有す
る電極を製造することが特に好ましい。この方法におい
ては、シリカ、マグネシア、酸化スズ、チタニア、ジル
コニア、アルミナ等の無機材料を主成分とするガラス質
材料のフリットを溶媒中に分散させる。次いで、電極材
料をフリット分散溶媒中に浸漬したり、スプレーガン等
の使用によりフリットを電極材料上に吹き付けて電極材
料上にガラス質材料の被膜を形成する。得られた被膜を
４８０〜１０００℃、３〜１５分間加熱して、ガラス質
材料の被膜を電極材料に融着する。所望の厚さを有する
誘電体層６を得るために、上記操作を繰り返し行っても
良い。この融着法は、厚みの薄い誘電体層を作成しやす
く、セラミック溶射法によって形成した誘電体層にしば
しばみられるようなピンホールの発生が少ないという長
所がある。このように、融着法により形成された誘電体
層６は、グロー放電の均一化を図る上で好適である。

【００２１】誘電体層の厚さは、０.１〜２ｍｍである
ことが好ましい。厚さが０.１ｍｍ以下であると、誘電
体層の耐電圧が低下する。さらに、クラックや剥離が発
生しやすく、グロー放電の均一性を維持するのが困難に
なる恐れがある。厚さが２ｍｍを超えると、耐電圧が高
くなりすぎて、やはりグロー放電の均一性を維持するの
が困難になる恐れがある。

【００２２】ガス供給容器１２は、ガス導入口１６とガ
ス導出口１７を有する。プラズマ生成用ガスを供給する
ガス供給ユニット５は、ガス供給ライン１５を介してガ
ス導入口１６に接続される。ガス供給容器１２の奥行き
寸法Ｌは電極の長さとほぼ同じである。ガス供給体の高
さＨは、プラズマ生成用ガスの安定した流れをガス導出
口１７から提供するのに最適な長さとすることが好まし
い。ガス供給容器１２の幅寸法Ｗは、電極１，２の中心
間距離に実質的に等しく、それにより電極間の放電空間
２２を跨ぐようにガス供給容器１２を配置することがで
きる。図３に示すように、ガス供給容器１２は、プラズ
マ生成用ガスがガス供給容器１２の内部から放電空間２
２に流れるように電極に固定される。電極に固定された
ガス供給容器１２は、図１に示すように、支持部材１４
によって保持される。

【００２３】冷却材供給ユニット２０は、冷却材タンク
および冷却材を汲み上げるためのポンプを具備してい
る。冷却材９は、純水やイオン交換水を用いることがで
きるが、電気絶縁性および０℃で不凍性を有することが
より好ましい。また、冷却材は、電気絶縁性として０.
１ｍｍ間隔での耐電圧が１０ｋＶ以上であることが好ま
しい。このような絶縁性を有する冷却材は、高電圧が印
加される電極からの漏電を防ぐのに好適である。上記特
性を有する冷却材９としては、例えば、パーフルオロカ
ーボン、ハイドロフルオロエーテル、あるいは純水にエ
チレングリコールを５〜６０重量％添加した混合液を使
用することができる。

【００２４】図３に示すように、電極１，２の各々の両
端は閉じられている。冷却材供給管２１は、その一端で
ポンプに接続され、冷却材供給管２１の他端は、電極１
の一端部に接続される。これにより、冷却材が電極１の
内部に供給される。冷却材流通管３３の一端は、電極１
の他端部に接続され、冷却材流通管３３の他端は、電極
２の一端部に接続される。これにより、電極１の内部か
ら電極２の内部に冷却材９を送ることができる。冷却材
排出管２３の一端は、電極２の他端部に接続され、冷却
材排出管２３の他端が冷却材タンクに接続される。した
がって、冷却材を循環させて電極１，２を冷却すること
ができる。電極間の絶縁性を維持するために、冷却材流
通管３３を絶縁材料で形成することが好ましい。

【００２５】電極の表面温度を測定するための電極温度
測定ユニット２４として、赤外線放射温度計を使用する
ことが好ましい。図１及び図２において、番号４０は、
ガス供給容器１２の上面に設けられた赤外線透過窓４０
を示す。測定された電極温度はモニター２７上に表示さ
れるとともに、後述する制御手段７のマイクロコンピュ
ータ３０に送られる。赤外線放射温度計の代りに、熱電
対のような温度センサーを使用しても良い。

【００２６】搬送手段１１としては、例えば、ベルトコ
ンベヤーを使用することができる。ベルトコンベヤーの
使用により連続的に被処理物４をプラズマ処理できる。
コンベヤーユニット１１は、制御手段７により制御され
る。本発明を工業的な規模で応用するにあたっては、プ
ラズマ処理装置のさらなる処理効率の改善のために、搬
送手段１１を使用することが好ましい。

【００２７】制御手段７は、マイクロコンピュータ(パ
ーソナルコンピューター)３０で構成され、電極温度測
定ユニット２４から出力される電極の表面温度をモニタ
ーするとともに、電極に印加される交流電圧の大きさ、
および被処理物の搬送速度等を制御する。また、冷却材
を汲み上げるためのポンプもこの制御手段７により制御
可能である。例えば、測定された電極温度が、所定の制
御温度よりも高い場合、マイクロコンピューター３０
は、冷却材の流量を増やすように制御信号をポンプに送
る。また、制御手段の信号に基づいて冷却材温度を下げ
る冷却手段を採用しても良い。

【００２８】次に、上記プラズマ装置を使用して実施さ
れるプラズマ処理方法について説明する。

【００２９】まず、プラズマ生成用ガスがガス供給ユニ
ット５からガス供給容器１２に供給される。本発明に使
用されるプラズマ生成用ガスは、不活性ガス(希ガス)、
あるいは不活性ガスと反応性ガスの混合ガスを用いるこ
とができる。不活性ガスとしては、ヘリウム、アルゴ
ン、ネオン、キセノン等を使用することができる。放電
の安定性と経済性を考えると、ヘリウム、アルゴンもし
くはアルゴンとヘリウムの混合ガスを使用することが好
ましい。アルゴンとヘリウムの混合比率は、電極の表面
温度と密接に関係する。例えば、電極の表面温度が２５
０℃あるいはそれ以下にする場合、アルゴンを９０重量
％以下にすることが好ましい。９０重量％を超えると、
ストリーマー放電の発生頻度が増加する恐れがある。

【００３０】反応ガスは、プラズマ処理の目的に応じて
任意に選択される。例えば、被処理物の表面に存在する
有機物のクリーニング、レジストの除去、有機材料フィ
ルムのエッチング等を行う場合、酸素、空気、二酸化炭
素、水蒸気、Ｎ₂Ｏ等の酸化性ガスを使用することが好
ましい。また、シリコンなどのエッチングを行う場合
は、ＣＦ₄等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、水素やアン
モニアなどの還元性ガスを用いることができる。一例と
して、反応ガスの添加量は、不活性ガスに対して１０重
量％以下、より好ましくは０.１〜５重量％である。上
記処理において、反応性ガスによる被処理物表面の酸化
やフッ素化が問題になる場合は、不活性ガスのみを使用
してプラズマ処理を行っても良い。

【００３１】プラズマ生成用ガスは、ガス導出口１７を
介して電極間の放電空間２２に供給される。プラズマ３
は、交流電圧を電極に印加することにより生成される。
本発明のプラズマ処理装置においては、交流電源の周波
数を、５０Ｈｚ〜２００ＭＨｚ、特に１ｋＨｚ〜２００
ＭＨｚの範囲内に設定することが好ましい。周波数が、
５０Ｈｚ未満であると、安定した放電を維持するのが困
難になる恐れがある。一方、周波数が２００ＭＨｚを超
えると、プラズマ温度の上昇が顕著になる。

【００３２】また、本発明のプラズマ処理装置を使用し
てプラズマ処理を実施する場合、特に限定しないが、プ
ラズマの単位体積当たりの電力が１０〜１００００Ｗ／
ｃｍ ³で、プラズマ３の流速が２０〜１００００ｃｍ／
秒であることが好ましい。上記条件を逸脱した場合、プ
ラズマ処理が不完全であったり、被処理物に熱的なダメ
ージを与える恐れがある。したがって、交流電圧の大き
さ、プラズマ生成ガスの供給量や供給速度を上記範囲に
入るように調節することが好ましい。

【００３３】プラズマ処理中、電極の表面温度を、２５
０℃以下、より好ましくは２００℃以下に保つことが好
ましい。電極の表面温度が２５０℃を超えると、ストリ
ーマー放電が放電空間２２に生成される恐れがある。電
極の表面温度の下限値に関して限定はない。例えば、下
限値は０℃であっても良い。換言すれば、冷却材９が凍
結しない温度であればよい。また、空冷により電極１，
２を十分に冷却できる場合は、冷却材を使用する必要は
ない。

【００３４】ところで、ストリーマー放電(アーク放電)
の発生原因の一つは、プラズマによる電極温度の上昇に
あると考えられている。本発明のプラズマ処理におい
て、プラズマ３は、プラズマ生成用ガスの大気圧付近の
圧力で生成される。このプラズマ３中では、ガス粒子が
絶えず衝突を繰り返している。減圧プラズマと比較し
て、大気圧プラズマにおいては平均自由行路が短い。こ
れは、大気圧プラズマ中においてガス粒子の衝突頻度が
高いことを意味する。衝突頻度が高くなると、プラズマ
温度は上昇する。また、プラズマ中のガス粒子の衝突頻
度は、交流電源の周波数にも密接に関係する。周波数が
高くなるにつれて、プラズマ処理に好適なラジカルやイ
オンの量は増加するが、プラズマ温度は上昇し、結果的
に、電極の表面温度も上昇する。特に、プラズマに曝さ
れている電極表面の温度上昇は顕著である。この温度上
昇は、電極表面から局所的な電子の放出を招き、それが
原因となってストリーマー放電が発生すると考えられて
いる。一旦、ストリーマー放電が生じると、プラズマ
(グロー放電)が不安定になり、プラズマ処理を継続する
ことができない。電極と被処理物の間にストリーマー放
電が発生した場合は、ストリーマー放電が被処理物の表
面に重大な損傷を及ぼす恐れがある。また、ストリーマ
ー放電により、電極材料の一部が蒸発して、被処理物に
蒸着されるという問題もある。

【００３５】本発明の図１のプラズマ処理装置において
は、ストリーマー放電の発生を防ぐために、放電空間２
２に突出する曲面Ｒを有する円筒電極１，２を使用する
とともに、電極内部に冷却材９を供給する冷却材供給ユ
ニット２０が、電極の表面温度を下げ、電極表面からの
局所的な電子放出を防ぐために設けられている。したが
って、プラズマ処理中、均一なグロー放電を安定に維持
することができるのである。

【００３６】また、円筒状の電極１，２を使用している
ので、電極間の距離を狭めることによりプラズマの単位
体積あたりの電力(プラズマ密度)を大きくできるととも
に、図４Ａの矢印で示されるように、円筒電極の外周面
に沿って放電空間２２から下側に広がるプラズマ３のジ
ェット(プラズマ流)を生成できる。被処理物４をこの高
いプラズマ密度を有する拡張されたプラズマジェット３
で処理することにより、処理効率を改善することができ
る。これに対して、図４Ｂに示すように、平板状電極１
Ｓ，２Ｓを使用した場合、狭い幅のプラズマジェット
(プラズマ流)３Ｓが電極間の放電空間２２Ｓから提供さ
れるにすぎない。また、前途したように、相対的にプラ
ズマの単位体積当たりの電力を大きくとることが困難で
ある。したがって、被加工物４Ｓの処理領域が制限され
てしまう。図４Ａにおいて、番号６Ｓは誘電体板を示
す。

【００３７】電極構造の第１変更例として、図５に示す
ように、断面が略三角形の一対の筒状電極(１Ａ，２Ａ)
を使用しても良い。電極は、電極１Ａの底面が、電極２
Ａの底面と同一平面上にあるように配置される。また、
電極１Ａは、電極２Ａに対して実質的に平行に配置され
ている。放電空間２２は、電極１Ａ，２Ａの対向する頂
点部の間に定義される。この頂点部の各々には、曲面Ｒ
が設けられ、これらの曲面Ｒが放電空間２２内に突出し
ている。放電空間に突出する曲面Ｒは、１〜２５ｍｍの
曲率半径を有することが好ましい。電極の内部には、冷
却材９を循環させる。また、電極の各々は、最表面にア
ルミナの誘電体層６を有する。電極の下部には、断面が
三角形の一対のプラズマガイド部材５０が設けられ、プ
ラズマ拡散ゾーン３５を形成している。このプラズマ拡
散ゾーン３５は、プラズマ３が放電空間２２から被加工
物４に向かって広がるようにプラズマを導くためのもの
である。円筒電極(１，２)を使用している図１のプラズ
マ処理装置においては、円筒電極それ自体の構造によ
り、プラズマが放電空間から被処理物に向かって広がる
ように導かれる。換言すれば、電極の各々は、プラズマ
ガイド部材の役割を担うプラズマガイド部を兼ね備えて
いる。放電空間２２内に生成されたプラズマ３は、プラ
ズマガイド部、すなわち円筒電極の外表面の一部に沿っ
て広がり、被加工物４に到達する。図４において、番号
３５は、電極の下に形成されるプラズマ拡散ゾーンを示
す。

【００３８】電極構造の第２変更例として、図６に示す
ように、断面が略三角形の一対の電極(１Ｂ，２Ｂ)を使
用することができる。尚、図６に示すように、電極が配
置される場合、プラズマガイド部材を別途設けることな
く、電極の下にプラズマ拡散ゾーン３５を形成すること
ができる。

【００３９】電極構造の第３変更例として、図７に示す
ように、断面が矩形形状である第１電極１Ｃと断面が楕
円形状の第２電極２Ｃを使用しても良い。この場合、第
２電極２Ｃの曲面Ｒと第１電極１Ｃの平坦面の間に放電
空間２２が形成される。また、平坦表面上に突出する略
半球状表面を有する少なくとも一つの電極を使用し、略
半球状表面が放電空間に突出するように電極を配置して
も良い。

【００４０】また、図８に示すようなプラズマ発生器１
０を使用することも好ましい。このプラズマ発生器は、
個々の電極ペアが円筒構造を有する電極１及び電極２で
なる複数の電極ペア、及びガス導入口１６を有するガス
供給容器１２を具備している。複数の電極１と電極２
は、電極１の各々が隣接する電極２に対して実質的に平
行に延出するように互い違いに配置される。電極１は隣
接する電極２から距離ｄによって離されており、電極間
に放電空間２２が定義される。すべての電極２は、交流
電源に接続され、すべての電極１は接地される。電極
１、２は、その外表面に誘電体層６を有する。また、隣
接する電極１，２の各々の外周曲面は、放電空間２２内
に突出している。プラズマ生成用ガスがガス導入口１６
を介してガス供給容器１２の内部に供給され、電極間に
交流電圧を印加することにより、複数のプラズマ３が生
成される。

【００４１】図９は、複数のプラズマで被処理物を処理
するためのプラズマ処理装置の概略断面図である。電極
１，２は、インライン型扉６３を両端に有する処理容器
６０内に配置されている。インライン型扉の代りにシャ
トル型扉を使用しても良い。すべての電極２は、交流電
源１３に接続され、すべての電極１は接地される。図
中、番号６１は、プラズマ生成用ガスを処理容器６０内
に供給するためのガス供給口を示す。番号６２は、ガス
排出口を示す。番号１１は、被処理物４の搬送手段(ロ
ーラー)を示す。番号６５は、邪魔板を示す。邪魔板６
５は、プラズマ生成用ガスを選択的に電極間の放電空間
２２に供給するのに役立つ。電極１及び電極２の内部に
は、プラズマ処理中、電極温度を下げるために冷却材９
を循環させる。プラズマ生成用ガスがガス供給口６１を
介して処理容器６０内に供給され、電極間に交流電圧を
印加することにより、複数のプラズマ３が生成される。
この装置の使用により、被処理物４は、複数のプラズマ
３で処理されるので、１度に被処理物のより広い面積
(より広い範囲)を処理するのに効果的である。その他の
構成は、図１のプラズマ処理装置と実質的に同じであ
る。

【００４２】図１０に図９のプラズマ処理装置の変更例
を示す。この処理装置においては、スリット６７を有す
るインライン型扉６３を両端に有する処理容器６０を使
用している。スリット６７を介して被処理物４を処理容
器６０内に供給、あるいは処理容器から取り出すことが
できる。図中、番号６４は、緩和室を示す。緩和室は、
処理容器から流出して放散されるプラズマ生成用ガスの
量を少なくするとともに、処理容器内への外気の流入を
最小化するのに有用である。その他の構成は、図９の処
理装置と実質的に同じである。

【００４３】＜実施例１＞図１に示すプラズマ処理装置
を使用して、プラズマ処理を実施した。誘電体層６とし
て厚さ２００μｍのアルミナ層を有するステンレス鋼製
パイプを電極１，２として使用した。電極の平均表面
(周表面)粗さは、１０μｍである。誘電体層は、セラミ
ック溶射法により作成した。電極間距離は、１ｍｍであ
る。電極１，２の各々の曲面Ｒの曲率半径は、５ｍｍで
ある。被処理物４としては、シリコンウエハーに厚さ１
μｍのネガ型レジスト(東京応化製のＯＭＲ−８３)を塗
布して形成したものを使用した。プラズマ生成用ガスと
しては、ヘリウム、アルゴンおよび酸素の混合ガスを使
用した。ヘリウムの流量は、２リットル／分であり、ア
ルゴンの流量は、７リットル／分であり、酸素の流量
は、５０ｃｃ／分である。

【００４４】電極１を接地し、電極２を周波数が１３.
５６ＭＨｚの交流電源１３に接続した。電極間に交流電
圧(印加電力：１０００Ｗ)を印加することにより大気圧
プラズマ３を生成させた。このプラズマ３を使用して被
処理物４にエッチング処理を実施した。電極の表面温度
は、プラズマエッチング処理中、赤外放射温度計(ＣＨ
ＩＮＯ製)により測定した。電極の表面温度は、２５０
℃であった。プラズマの単位体積当たりの電力は、４０
０Ｗ／ｃｍ³であり、また、プラズマエッチング処理に
より被処理物４からレジストを完全に剥離させるのに要
した時間を測定した。測定結果より、レジストエッチン
グ速度は、１.５μｍ／分であった。処理後、被処理物
上に熱的ダメージやストリーマー放電による損傷は観察
されなかった。本実施例の実験条件および評価結果を表
１に示す。

【００４５】＜実施例２＞表１に示す条件を採用したこ
とを除いて、図１のプラズマ処理装置を使用して、実施
例１と実質的に同じ方法に基づいてプラズマ処理を実施
した。本実施例においては、プラズマ処理中、冷却材９
としてイオン交換水を電極内部に循環させた。プラズマ
処理後、被処理物上に熱的ダメージやストリーマー放電
による損傷は観察されなかった。評価結果を表１に示
す。

【００４６】＜実施例３＞表１に示す条件を採用したこ
とを除いて、図１のプラズマ処理装置を使用して、実施
例１と実質的に同じ方法に基づいてプラズマ処理を実施
した。本実施例においては、アルミナとマグネシア(Ｍ
ｇＯの含有量は５体積％)の混合物を誘電体層６として
使用した。また、誘電体層６は、セラミック溶射法によ
り厚さが７００μｍになるように形成された。プラズマ
処理中、冷却材９としてＨＦＥ−７１００(住友スリー
エム製)を電極内部に循環させた。プラズマ処理後、被
処理物上に熱的ダメージやストリーマー放電による損傷
は観察されなかった。評価結果を表１に示す。

【００４７】＜実施例４＞表１に示す条件を採用したこ
とを除いて、図１のプラズマ処理装置を使用して、実施
例１と実質的に同じ方法に基づいてプラズマ処理を実施
した。本実施例においては、シリカ、マグネシア、チタ
ニア、ジルコニアおよびアルミナを主成分とする琺瑯を
誘電体層６として使用した。また、誘電体層６は、融着
法により厚さが１０００μｍになるように形成された。
プラズマ処理後、被処理物上に熱的ダメージやストリー
マー放電による損傷は観察されなかった。評価結果を表
１に示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】＜実施例５＞図１に示すプラズマ処理装置
を使用して、プラズマ処理を実施した。誘電体層６とし
て厚さ２００μｍのチタニア層を有するステンレス鋼製
パイプを電極１，２として使用した。電極の平均表面
(周表面)粗さは、２０μｍである。誘電体層６は、セラ
ミック溶射法により作成した。電極間の距離は、１ｍｍ
である。電極１，２の各々の曲面Ｒの曲率半径は、１０
ｍｍである。プラズマ処理中、冷却材９としてフリナー
トＦＣ−７７(住友スリーエム製)を電極内部に循環させ
た。プラズマ生成用ガスとしては、ヘリウム、アルゴン
および酸素の混合ガスを使用した。ヘリウムの流量は、
３リットル／分であり、アルゴンの流量は、９リットル
／分であり、酸素の流量は、１００ｃｃ／分である。本
実施例においては、被処理物４として、プラスチックＢ
ＧＡ(ボールグリッドアレイ)基板(５０ｘ２００ｍｍ)を
使用した。この基板は、０.５ｍｍ厚のＢＴ(ビスマレイ
ミドトリアジン)レジンに厚さ４０μｍのレジスト(太陽
インキ製、"ＰＳＲ−４０００ＡＵＳ５")被膜を形成す
ることにより得られる。このＢＧＡ基板は、金メッキ部
分を有し、ＩＣチップを搭載している。尚、被処理物を
コンベヤー１１の使用により２ｃｍ／秒の搬送速度で搬
送した。

【００５０】電極１を接地し、電極２を周波数が１３.
５６ＭＨｚの交流電源１３に接続した。電極間に交流電
圧(印加電力：１０００Ｗ)を印加することにより大気圧
プラズマ３を生成させた。電極の表面温度は、プラズマ
エッチング処理中、赤外放射温度計により測定した。電
極の表面温度は、２００℃であった。プラズマの単位体
積当たりの電力は、２００Ｗ／ｃｍ³であった。

【００５１】本実施例においては、以下の評価試験を実
施した。まず、プラズマ処理前にレジスト上における水
の接触角を測定した。この時の接触角は８０度であっ
た。そして、プラズマ処理後においても同様に接触角を
測定した。この時の接触角は８度であった。次に、プラ
ズマ処理なしのＢＧＡ基板(水の接触角：８０度)の金メ
ッキ部とＩＣチップとの間にワイヤーボンディングを形
成し、そのボンディング強度を測定した。この時のボン
ディング強度は、５ｇであった。同様に、プラズマ処理
を施したＢＧＡ基板(水の接触角：８度)の金メッキ部と
ＩＣチップとの間にワイヤーボンディングを形成し、そ
の時のボンディング強度を測定した。この時のボンディ
ング強度は８ｇであった。このように、プラズマ処理に
よりボンディング強度を改善できた。

【００５２】さらに、封止樹脂(松下電工株式会社製、"
パナシーラーＣＶ８１００Ｚ")を上記の未処理ＢＧＡ基
板およびプラズマ処理ＢＧＡ基板の上に１７５℃でドー
ム形状(底面の直径は１１.３ｍｍ)に成形した。未処理
ＢＧＡ基板上の封止樹脂のせん断剥離強度は、１１ＭＰ
ａであったが、プラズマ処理したＢＧＡ基板上の封止樹
脂のせん断剥離強度は、２０ＭＰａであった。このよう
に、プラズマ処理により剥離強度を改善できた。本実施
例の実験条件および評価結果を表２に示す。

【００５３】＜実施例６＞表２に示す条件を採用したこ
とを除いて、図１のプラズマ処理装置を使用して、実施
例６と実質的に同じ方法に基づいてプラズマ処理を実施
した。本実施例においては、被処理物として金メッキ部
を有するとともにＩＣチップを積載している銅系リード
フレーム基板(５０ｘ２００ｍｍ)を使用した。評価結果
を表２に示す。評価試験の結果、ワイヤーボンディング
のボンディング強度および封止樹脂のせん断剥離強度を
本発明のプラズマ処理により改善できることがわかっ
た。

【００５４】

【表２】

【００５５】＜実施例７＞図１に示すプラズマ処理装置
を使用して、プラズマ処理を実施した。誘電体層６とし
て厚さ５００μｍのチタニア層を有するステンレス鋼製
パイプを電極１，２として使用した。電極の平均表面
(周表面)粗さは、５０μｍである。誘電体層６は、セラ
ミック溶射法により作成した。電極間距離は、０.５ｍ
ｍである。電極１，２の各々の曲面Ｒの曲率半径は、１
０ｍｍである。プラズマ生成用ガスとしては、ヘリウ
ム、アルゴン、酸素およびＣＦ₄の混合ガスを使用し
た。ヘリウムの流量は、１リットル／分であり、アルゴ
ンの流量は、３リットル／分であり、酸素の流量は、１
００ｃｃ／分であり、ＣＦ₄の流量は５０ｃｃ／分であ
る。

【００５６】電極１を接地し、電極２を周波数が１３.
５６ＭＨｚの交流電源１３に接続した。電極間に交流電
圧(印加電力：１０００Ｗ)を印加することにより大気圧
プラズマ３を生成させた。電極の表面温度は、プラズマ
エッチング処理中、赤外放射温度計により測定した。電
極の表面温度は、２００℃であった。プラズマの単位体
積当たりの電力は、１００Ｗ／ｃｍ³であった。

【００５７】本実施例においては、半導体チップ上に形
成されたＳｎ−Ａｇ半田バンプの表面およびＮｉ／Ａｕ
メタライズ基板のメタライズ部を被処理物４とした。半
導体チップとＮｉ／Ａｕメタライズ基板の位置合わせを
大気中で行った後、ベルト炉中、窒素雰囲気下(酸素濃
度８０ｐｐｍ)、２３０℃の条件でリフローを実施し
た。プラズマ処理を半導体チップとＮｉ／Ａｕメタライ
ズ基板のそれぞれに実施しなかった場合、半導体チップ
をＮｉ／Ａｕメタライズ基板に接合することができなか
ったが、プラズマ処理を半導体チップとＮｉ／Ａｕメタ
ライズ基板のそれぞれに実施することにより、半導体チ
ップとＮｉ／Ａｕメタライズ基板との間に良好な接合を
得ることができた。本実施例の実験条件および評価結果
を表３に示す。

【００５８】＜実施例８＞図５に示すプラズマ発生器１
０を使用していることを除いて実質的に図１の装置と同
じプラズマ処理装置を使用して、プラズマ処理を実施し
た。電極１Ａ，２Ａの各々は、三角形断面を有するステ
ンレス鋼製パイプ上に誘電体層６としてアルミナ層を形
成することにより作成した。ステンレス鋼製パイプの肉
厚は、１ｍｍであり、三角形断面の一辺の長さは、１０
ｍｍである。各電極の頂点部には、曲面Ｒが設けられて
おり、放電空間２２がこれらの曲面Ｒ間に定義される。
曲面Ｒの曲率半径は、３ｍｍである。電極間距離は、１
ｍｍである。誘電体層６は、セラミック溶射法により厚
みが５００μｍになるように形成された。電極の平均表
面(周表面)粗さは、５０μｍである。電極の下部に配置
された一対のプラズマガイド部材５０は、テフロン製で
ある。プラズマガイド部材５０の斜辺の長さは、１５ｍ
ｍである。プラズマ処理中、冷却材９としてイオン交換
水を電極内部に循環させた。被処理物４としては、シリ
コンウエハーに厚さ１μｍのネガ型レジスト(東京応化
製のＯＭＲ−８３)を塗布して形成したものを使用し
た。プラズマ生成用ガスとしては、ヘリウムおよび酸素
の混合ガスを使用した。ヘリウムの流量は、１０リット
ル／分であり、酸素の流量は、１００ｃｃ／分である。

【００５９】電極１を接地し、電極２を周波数が１００
ｋＨｚの交流電源１３に接続した。電極間に交流電圧
(印加電力：１５００Ｗ)を印加することにより大気圧プ
ラズマ３を生成させた。このプラズマ３を使用して被処
理物４にエッチング処理を実施した。処理後、被処理物
上に熱的ダメージやストリーマー放電による損傷は観察
されなかった。本実施例の実験条件および評価結果を表
３に示す。

【００６０】＜実施例９＞図９に示すプラズマ処理装置
を使用してプラズマ処理を実施した。電極１，２の各々
は、表面に誘電体層６を有する外径６.３５ｍｍのステ
ンレス鋼(ＪＩＳ：ＳＵＳ３１６)製円筒パイプである。
誘電体層６は、融着法により形成した。すなわち、シリ
カ，マグネシア、アルミナを主成分とするフリットを溶
媒中に添加し、得られた混合物の１５０ｇをスプレーガ
ンを使用してステンレス鋼製パイプ上に吹き付けた。得
られた被膜を８５０℃で１０分間加熱し、ステンレス鋼
製パイプに融着させた。電極間距離は、１ｍｍである。
処理容器６０は、アクリル製で長さ５２０ｍｍｘ幅３５
２ｍｍｘ高さ２００ｍｍである。電極１，２の各々は、
処理容器６０の側壁に設けられたホルダー(図示せず)に
よって支持される。搬送手段１１が処理容器６０内部の
電極下方に配置される。この搬送手段１１は、複数のテ
フロン製の丸棒、処理容器の外部に配置されるモータ
ー、プーリーおよびゴムベルトで構成される。処理容器
の扉構造としては、空圧式で開閉機構を有するインライ
ン型扉６３を採用した。反応容器の内部は、Ｏリングの
ようなパッキング部材で気密性が保たれている。

【００６１】被処理物４としては、厚み０.７ｍｍｘ２
００ｍｍｘ３００ｍｍの液晶用ガラス板を使用した。電
極１を接地し、電極２を周波数が１００ｋＨｚの交流電
源１３に接続した。電極間に交流電圧(印加電力：１０
００Ｗ)を印加することにより大気圧プラズマ３を生成
させた。プラズマ処理中、冷却材９として純水を電極内
部に循環させた。プラズマ生成用ガスとしては、ヘリウ
ムと酸素の混合ガスを使用した。ヘリウムの流量は、１
０リットル／分であり、酸素の流量は、１００ｃｃ／分
である。電極１，２と被処理物４との間の距離は５ｍｍ
である。搬送手段１１による被処理物４の搬送速度は、
１５ｍｍ／秒である。このプラズマを使用して被処理物
４にプラズマ処理(表面改質およびクリーニング)を実施
した。

【００６２】本実施例においては、以下の評価試験を実
施した。まず、液晶用ガラス板上における水の接触角を
プラズマ処理前に測定した。この時の接触角は、４５度
であった。そして、プラズマ処理後にも同様に水の接触
角を測定した。この時の接触角は、６度であった。この
ように、プラズマ処理により液晶用ガラス板上における
水の接触角を低減できた。水の接触角の低減は、良好な
ワイヤボンディング強度を提供するだろう。本実施例の
実験条件および評価結果を表３に示す。

【００６３】

【表３】

【００６４】

【発明の効果】上記したように、少なくとも一対の電極
と、電極間に定義される放電空間にプラズマ生成用ガス
を供給するガス供給手段と、電極間に交流電圧を印加し
て、放電空間にプラズマ生成用ガスのプラズマを生成す
るための電力供給手段とを含み、一対の電極の少なくと
も一方がその外表面に誘電体層を有するプラズマ処理装
置において、一対の電極の少なくとも一方が放電空間に
突出する曲面を有するので、プラズマ処理中、ストリー
マー放電の発生を抑制できるとともに、少ない電力で大
きなプラズマ密度を得ることができ、結果的に放電空間
の下流側に配置された被処理物の大面積を効率良くプラ
ズマ処理できるという効果を奏するものである。

【００６５】また、上記プラズマ処理装置を用いて実施
されるプラズマ処理方法は、電極間の放電空間にプラズ
マ生成用ガスを供給する工程と、電極間に交流電圧を印
加して放電空間にプラズマ生成用ガスの大気圧プラズマ
を生成する工程と、大気圧プラズマで被処理物を処理す
る工程とを含むものであり、ストリーマ放電による損傷
を被処理物に与えることなく、大気圧プラズマの使用に
より高効率で被処理物のプラズマ処理を実施できるとい
う効果を奏するものである。尚、本発明のプラズマ処理
は、被処理物の表面に存在する有機物のクリーニング、
レジストの除去、有機材料フィルムのエッチング、シリ
コン等のエッチング処理、金属酸化物の還元、液晶用ガ
ラス基板の表面クリーニング等の種々の表面処理におい
て上記効果を達成するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラズマ処理装置の一例を示す概略断
面図である。

【図２】図１のプラズマ処理装置のプラズマ発生器を示
す概略断面図である。

【図３】図１のプラズマ処理装置のプラズマ発生器の外
観を示す斜視図である。

【図４】(ａ)は、円筒状電極間に形成されるプラズマを
示す図であり、(ｂ)は、平板電極間に形成されるプラズ
マを示す図である。

【図５】本発明のプラズマ処理装置の別のプラズマ発生
器を示す概略断面図である。

【図６】本発明のプラズマ処理装置の電極構造の変更例
を示す図である。

【図７】本発明のプラズマ処理装置の電極構造のさらな
る変更例を示す図である。

【図８】複数のプラズマで被処理物を処理できる本発明
のプラズマ発生器の一例を示す概略断面図である。

【図９】複数のプラズマで被処理物を処理できる本発明
のプラズマ処理装置の一例を示す概略断面図である。

【図１０】図９のプラズマ処理装置の変更例を示す概略
断面図である。

【符号の説明】

１電極２電極３プラズマ４被処理物５ガス供給ユニット６誘電体層７制御手段９冷却材１０プラズマ発生器１１搬送手段１２ガス供給容器１３交流電源１４支持部材１５ガス供給ライン１６ガス導入口２０冷却材供給ユニット２４電極温度測定ユニット２７モニター３０マイクロコンピューター４０赤外線透過窓

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｈ０１Ｊ 27/16 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ (72)発明者北村啓明大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者井上吉民大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一対の電極と、プラズマ生成
用ガスを前記電極間に定義される放電空間に供給するガ
ス供給手段と、前記電極間に交流電圧を印加して、前記
放電空間にプラズマ生成用ガスのプラズマを生成するた
めの電力供給手段とを含み、前記放電空間の下流側に配
置された被処理物を前記プラズマで処理するためのプラ
ズマ処理装置において、前記一対の電極の少なくとも一
方は、その外表面に誘電体層を有し、前記一対の電極の
少なくとも一方は、前記放電空間に突出する曲面を有す
ることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】前記一対の電極の少なくとも一方に隣接
して配置され、前記プラズマが放電空間から被処理物に
向かって広がるようにプラズマを導くプラズマガイド部
材を含む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】前記プラズマガイド部材は、前記電極と
一体に形成されることを特徴とする請求項２に記載のプ
ラズマ処理装置。
【請求項４】前記一対の電極の少なくとも一方は、筒
状電極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装置。
【請求項５】前記一対の電極の少なくとも一方は、円
筒状電極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装置。
【請求項６】前記一対の電極は、一対の円筒状電極で
あり、一方の電極は、他方の電極に対して実質的に平行
に延出す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装置。
【請求項７】前記放電空間に突出する曲面は、１〜２
５ｍｍの曲率半径を有することを特徴とする請求項１乃
至６のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】プラズマ処理中、電極温度を下げるため
に、前記電極の内部に冷却材を供給する冷却材供給手段
をさらに含む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装置。
【請求項９】プラズマ処理中、電極温度を所定温度も
しくはそれ以下に維持する制御手段をさらに含むことを
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
処理装置。
【請求項１０】前記所定温度は、２５０℃であること
を特徴とする請求項９に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】前記電極の表面粗さは、算術平均粗さ
で１０〜１０００μｍであることを特徴とする請求項１
乃至１０のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】前記誘電体層を有する前記電極は、ガ
ラス質材料を電極材料上に融着することにより形成され
ることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載
のプラズマ処理装置。
【請求項１３】前記誘電体層を有する前記電極は、セ
ラミック材料を電極材料上に溶射することにより形成さ
れることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記
載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】前記誘電体層は、マグネシアもしくは
マグネシアを含有する絶縁材料で形成されることを特徴
とする請求項１乃至１３のいずれかに記載のプラズマ処
理装置。
【請求項１５】前記プラズマ生成用ガスは、希ガス、
希ガスの混合物、および希ガスと反応性ガスの混合ガス
から選択されることを特徴とする請求項１乃至１４のい
ずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１６】前記被処理物を電極の下に搬送する搬
送手段をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至１５
のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１７】個々の電極ペアが筒状構造を有する第
１電極及び第２電極でなる複数の電極ペアと、プラズマ
生成用ガスを隣接する第１電極と第２電極の間に定義さ
れる放電空間に供給するガス供給手段と、隣接する第１
電極と第2電極の間に交流電圧を印加して、前記放電空
間にプラズマ生成用ガスのプラズマを生成するための電
力供給手段とを含み、前記放電空間の下流側に配置され
た被処理物を複数の前記電極ペア間で生成されるプラズ
マで処理するためのプラズマ処理装置において、前記第
１電極と第２電極は、前記第１電極の各々が隣接する前
記第２電極に対して実質的に平行に延出するように互い
違いに配置され、隣接する前記第１電極と第２電極の少
なくとも一方は、その外表面に誘電体層を有し、隣接す
る前記第１電極と第２電極の少なくとも一方は、前記放
電空間に突出する曲面を有することを特徴とするプラズ
マ処理装置。
【請求項１８】プラズマ処理中、電極温度を下げるた
めに、前記第１電極及び第２電極の内部に冷却材を供給
する冷却材供給手段をさらに含むことを特徴とする請求
項１７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１９】前記電極間の放電空間にプラズマ生成
用ガスを供給する工程と、前記電極間に交流電圧を印加
して放電空間にプラズマ生成用ガスの大気圧プラズマを
生成する工程と、前記大気圧プラズマで被処理物を処理
する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至１６のい
ずれかに記載のプラズマ処理装置を使用して実施される
プラズマ処理方法。
【請求項２０】前記第１電極と第２電極の間の放電空
間にプラズマ生成用ガスを供給する工程と、前記第１電
極と第２電極の間に交流電圧を印加して放電空間にプラ
ズマ生成用ガスの大気圧プラズマを生成する工程と、前
記大気圧プラズマで被処理物を処理する工程を含むこと
を特徴とする請求項１７および１８のいずれかに記載の
プラズマ処理装置を使用して実施されるプラズマ処理方
法。