JP2000286094A

JP2000286094A - プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

Info

Publication number: JP2000286094A
Application number: JP11089125A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Taguchi; 典幸田口; Kazuya Kitayama; 和也喜多山; Koji Sawada; 康志澤田; Mikio Sei; 三喜男清
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2000-10-13
Anticipated expiration: 2019-03-30
Also published as: JP4035916B2

Abstract

(57)【要約】【課題】外側電極と内側電極の周辺近傍における高周
波ノイズを低減することができるプラズマ処理装置を提
供する。【解決手段】外側電極１を備えた筒状の反応管２、及
び反応管２の内部に配置される内側電極３を具備して構
成される。反応管２に不活性ガスまたは不活性ガスと反
応ガスの混合気体を導入すると共に外側電極１と内側電
極３の間に交流電界を印加することにより大気圧下で反
応管２の内部にグロー放電を発生させる。反応管２から
プラズマジェットを吹き出すようにするプラズマ処理装
置に関する。高周波電流が流れるループの大きさを小さ
くすることができる。

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、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。

【０００２】

【従来の技術】従来より、大気圧下でプラズマ処理を行
うことが試みられている。例えば、特開平２−１５１７
１号公報や特開平３−２４１７３９号公報や特開平１−
３０６５６９号公報には、反応容器内の放電空間に一対
の電極を配置すると共に電極の間に誘電体を設け、放電
空間をＨｅ（ヘリウム）やＡｒ（アルゴン）などの希ガ
スを主成分とするプラズマ生成用ガスで充満し、反応容
器に被処理物を入れると共に電極の間に交流電界を印加
するようにしたプラズマ処理方法が開示されており、誘
電体が配置された電極の間に交流電界を印加することに
より安定的にグロー放電を発生させ、このグロー放電に
よりプラズマ生成用ガスを励起して反応容器内にプラズ
マを生成し、このプラズマにより被処理物の処理を行う
ようにしたものである。

【０００３】しかしこの方法では被処理物の特定の部分
にのみプラズマ処理を行いにくく、また処理時間も長く
かかるという問題があった。そこで上記方法を発展させ
て、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）を被処理物にジェット状に吹き出
してプラズマ処理を行うことが提案されている（例え
ば、特開平４−３５８０７６号公報、特開平３−２１９
０８２号公報、特開平４−２１２２５３号公報、特開平
６−１０８２５７号公報）。

【０００４】上記のようなプラズマジェットで処理を行
う方法において、使用する交流の周波数が１０ｋＨｚ未
満であれば、生成されるラジカル量が少なくなってプラ
ズマ処理の効果が小さくなる。従って、１０〜数十ＭＨ
ｚの周波数の交流を用いるようにしているが、このよう
に１０〜数十ＭＨｚの周波数の交流を用いると、プラズ
マの温度（ガス温度）が非常に高くなって被処理物が空
気中で酸化したり炭化したりして熱的な損傷を受けると
いう問題があった。

【０００５】また上記のようなプラズマジェットで処理
を行う方法においては、ストリーマー放電が被処理物に
向かって生成しやすく、このストリーマー放電により被
処理物の表面が損傷を受けるという問題があった。

【０００６】そこで、被処理物の熱的損傷を少なくする
ことができると共に被処理物のストリーマー放電による
損傷を少なくすることができるプラズマ処理装置が本発
明者らによって出願されている（特願平１０−３４４７
３５号）。このプラズマ処理装置Ａは、図１３に示すよ
うに、外側電極１を備えた筒状の反応管２、及び反応管
２の内部に配置される内側電極３を具備して構成され、
反応管２に不活性ガスまたは不活性ガスと反応ガスの混
合気体を導入すると共に外側電極１と内側電極３の間に
高周波電源１５で発生させた交流電界を印加することに
より大気圧下で反応管２の内部にグロー放電を発生さ
せ、反応管２の吹き出し口２１からプラズマジェット６
５を吹き出すようにするプラズマ処理装置であって、外
側電極１と内側電極３に冷却手段を設けるようにしたも
のであり、冷却手段で外側電極１と内側電極３を冷却手
段で冷却することによって、大気圧下で周波数及び出力
の高い交流でプラズマを生成しても、外側電極１と内側
電極３の両方の温度上昇を抑えることができ、プラズマ
の温度が高くならないようにすることができて被処理物
７の熱的損傷を少なくすることができるものであり、ま
た均質なグロー放電を生成してストリーマー放電の生成
を抑えることができて被処理物７のストリーマー放電に
よる損傷を少なくすることができるようにしたものであ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のプラズマ処理装
置Ａにおいて、外側電極１と内側電極３の間に印加する
交流電界は高周波交流電界であり、外側電極１と内側電
極３の周辺近傍にはこの高周波電界に起因する高周波ノ
イズが放射されており、この高周波ノイズによりプラズ
マ処理装置Ａの周辺に設置された機器が誤動作や動作不
能に陥るという問題があった。例えば、上記のプラズマ
処理装置Ａはプラズマジェット６５でスポット的な処理
を行うために、被処理物７はＸ−Ｙテーブルのような可
動台の上に置かれ、外部からの制御により可動台を移動
させることによって被処理物７の特定の個所をプラズマ
で処理するようにしている。可動台はモータ制御により
その位置が制御されるが、制御用のモータは可動台の近
傍に配置されており、従って、モータはプラズマ処理装
置Ａにも近づいて配置されることになり、上記の高周波
ノイズによって、誤動作や動作不能に陥ることがあっ
た。

【０００８】上記の高周波ノイズがプラズマ処理装置Ａ
の外部に漏洩するのを防止するためには、プラズマ処理
装置Ａの全体を厳重にシールドすることが考えられる
が、プラズマ処理装置Ａの全体が大型化し、また重量が
増加し、さらにノイズを低減するために多くの部材が必
要になるという問題があった。

【０００９】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、外側電極と内側電極の周辺近傍における高周波ノ
イズを低減することができるプラズマ処理装置を提供す
ることを目的とするものであり、また本発明は、外側電
極と内側電極の周辺近傍における高周波ノイズが少ない
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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
プラズマ処理装置Ａは、外側電極１を備えた筒状の反応
管２、及び反応管２の内部に配置される内側電極３を具
備して構成され、反応管２に不活性ガスまたは不活性ガ
スと反応ガスの混合気体を導入すると共に外側電極１と
内側電極３の間に交流電界を印加することにより大気圧
下で反応管２の内部にグロー放電を発生させ、反応管２
からプラズマジェットを吹き出すようにするプラズマ処
理装置において、外側電極１と内側電極３の間に交流電
界を印加するための高周波電力の高電圧側を外側電極１
に接続し、内側電極３と接続される接地電極８０を外側
電極１の近傍に設けて成ることを特徴とするものであ
る。

【００１１】また本発明の請求項２に係るプラズマ処理
装置Ａは、請求項１の構成に加えて、外側電極１と接地
電極８０の間隔を１５〜３０ｍｍに形成して成ることを
特徴とするものである。

【００１２】また本発明の請求項３に係るプラズマ処理
装置Ａは、請求項１又は２の構成に加えて、接地電極８
０に筒状の接地電極本体７１を形成し、接地電極本体７
１内に反応管２を挿着して成ることを特徴とするもので
ある。

【００１３】また本発明の請求項４に係るプラズマ処理
装置Ａは、請求項１乃至３のいずれかの構成に加えて、
接地電極８０に高周波電力供給用の同軸ケーブルが接続
されるコネクタ７４を設けて成ることを特徴とするもの
である。

【００１４】また本発明の請求項５に係るプラズマ処理
装置Ａは、請求項３又は４の構成に加えて、接地電極本
体７１の内周面と反応管２の外周面の間に隙間８９を設
けて成ることを特徴とするものである。

【００１５】また本発明の請求項６に係るプラズマ処理
装置Ａは、請求項２乃至５のいずれかの構成に加えて、
接地電極本体７１の内径と反応管２の外径の差を４〜２
０ｍｍに形成して成ることを特徴とするものである。

【００１６】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６のいずれかに記載のプラズマ処理装
置Ａで発生させたプラズマジェットを被処理物に供給し
てプラズマ処理を行うことを特徴とするものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００１８】図２に示すように反応管２は誘電体材料で
円筒状に形成されるものであって、図８に示すように、
その上端はガス導入口９０として開放されている。ま
た、反応管２の下部には直径が下側ほど小さくなるよう
な先細り形状に絞り込まれたテーパー構造の集束部２０
が形成されていると共に、反応管２の下端面である集束
部２０の下面には吹き出し口２１が設けられている。こ
のように集束部２０を設けないで吹き出し口２１の口径
を反応管２の直径とほぼ同じに形成した場合、吹き出し
口２１から吹き出されるプラズマジェットの流速を加速
しようとすると、後述の外側電極１と内側電極３の間隔
を小さくして放電空間２２の体積を小さくしなければな
らず、このために外側電極１と内側電極３の冷却が難し
くなるが、本発明のように反応管２よりも直径が絞り込
まれた集束部２０を設けることによって、放電空間２２
の体積を小さくすることなくプラズマジェットの流速を
加速することができ、短寿命のラジカルなどの反応性ガ
ス活性粒子が消滅する前に被処理物にプラズマジェット
を到達させることができて被処理物のプラズマ処理を効
率よく行うことができる。被処理物の表面のクリーニン
グに適したプラズマジェットの流速を得るためには、集
束部２０の外周面と集束部２０以外の反応管２の外周面
との間に形成されるテーパー角αが１０〜３０°である
ことが好ましい。

【００１９】また、吹き出し口２１の開口面積は、直径
が０．１〜５ｍｍの真円の面積に相当する大きさに形成
されている。吹き出し口２１の開口面積が上記の範囲よ
りも小さすぎると、吹き出されるプラズマジェットの処
理範囲が小さくなりすぎて、被処理物のプラズマ処理に
長時間を要することになり、逆に、吹き出し口２１の開
口面積が上記の範囲よりも大きすぎると、吹き出される
プラズマジェットの処理範囲が大きくなりすぎて、被処
理物に局所的なプラズマ処理を施すことができなくなる
恐れがある。

【００２０】反応管２を形成する誘電体材料の誘電率
は、外側電極１と内側電極３の間の放電空間２２におけ
る低温化の重要な要素であって、誘電率が２０００以下
の誘電体材料を用いるのが好ましい。反応管２の誘電体
材料の誘電率が２０００を超えると、外側電極１と内側
電極３の空間に印加される電圧が大きくなる代わりに、
放電空間２２でのプラズマの温度（ガス温度）が上昇す
る恐れがある。反応管２を形成する誘電体材料の誘電率
の下限値は特に限定されないが、２であり、これよりも
小さいと、放電を維持するために、外側電極１と内側電
極３の間に印加する交流の電圧を大きくしなければなら
ず、このため、外側電極１と内側電極３の間の放電空間
２２での電力消費量が大きくなって放電空間２２でのプ
ラズマの温度が上昇する恐れがある。

【００２１】反応管２を形成する誘電体材料として具体
的には、石英、アルミナ、イットリア部分安定化ジルコ
ニウムなどのガラス質材料やセラミック材料などを例示
することができる。またマグネシア（ＭｇＯ）単体ある
いはマグネシアを含む誘電体材料で反応管２を形成する
こともでき、このことでグロー放電の安定化を図ること
ができる。これは、マグネシアは二次電子放出係数が高
いので、プラズマ中のイオンが反応管２の表面（内面）
に衝突した場合、反応管２の表面から二次電子が多量に
放出されることになり、この二次電子が反応管２の表面
に形成されたシースで加速されてプラズマ生成用ガスを
電離することになり、この結果、放電の安定化が保たれ
ると推察される。

【００２２】図３に示すように、外側電極１は内電極管
５０と外電極管５１からなるジャケット構造に形成され
ている。内電極管５０と外電極管５１は熱伝導性の高い
金属材料、例えば、銅、アルミニウム、真鍮、耐食性の
高いステンレス（ＳＵＳ３０４など）などで形成するこ
とができる。内電極管５０の外周面には冷媒流通溝４９
が下端から上端に亘って螺旋状に形成されている。外電
極管５１の上部には外電極管５１の内周面に開口する流
入孔５２が形成されていると共に、外電極管５１の上部
の外周面には流入孔５２と連通する流入管３４が溶接に
より固着されて突設されている。また外電極管５１の下
部には外電極管５１の内周面に開口する流出孔５３が形
成されていると共に、外電極管５１の下部の外周面には
流出孔５３と連通する流出管３５が溶接により固着され
て突設されている。

【００２３】そして、外電極管５１の内側に内電極管５
０を嵌め込んで内電極管５０の周囲を囲うように外電極
管５１を取り付けると共に外電極管５１と内電極管５０
を溶接により固着し、さらに、外面全体に金メッキを施
すことによって外側電極１が形成されている。金メッキ
を施す理由は、外電極管５１と内電極管５０を銅で形成
した場合の耐食性の向上と、放電用の高周波電力を供給
する際に使用する金属製の端子５５との接触抵抗を低下
させるためである。この外側電極１にあっては、冷媒流
通溝４９の上端の位置に流入孔５２の開口を合致させる
と共に冷媒流通溝４９の下端の位置に流出孔５３の開口
を合致させている。また、内電極管５０の内側が上下に
開口する挿着孔３１として形成されている。また、挿着
孔３１の上側開口縁部及び下側開口縁部には、外側電極
１を反応管２に密着性させてがたつきなく取り付けるた
めのブッシュ５４が設けられている。そして、挿着孔３
１に反応管２を差し込んで外側電極１の内周面を反応管
２の外周面に接触させることによって、外側電極１を反
応管２の集束部２０の上側に取り付けることができる。

【００２４】プラズマ生成時において、外側電極１は反
応管２を介してプラズマの発熱の影響を受けることにな
り、外側電極１が長期にわたってプラズマで加熱される
ことによって、外側電極１を構成する金属材料の酸化劣
化を招き、給電不良（導通不良）を引き起こす恐れがあ
る。従って、上記の外側電極１では異常な発熱を防止す
るために簡易な構造で冷却系を形成するようにしてい
る。つまり、上記の外側電極１を冷却するにあたって
は、流入管３４を通じて冷媒を冷媒流通溝４９に供給し
て（矢印）、冷媒を冷媒流通溝４９に充満させるよう
にして外側電極１の冷却を行うようにしている。また、
冷媒流通溝４９に充満させた冷媒は外側電極１の温度上
昇により温度が高くなり冷却能力が低下してくるが、こ
の冷却能力が低下した冷媒は流出管３５を通じて冷媒流
通溝４９から排出し（矢印）、これと同時に流入管３
４を通じて冷却能力の高い冷媒を新たに冷媒流通溝４９
に導入する。冷媒流通溝４９から排出された冷却能力の
低下した冷媒は冷凍機に導入され、ここで冷却されて冷
却能力の高い冷媒に戻される。冷却能力が向上した冷媒
は、上記のように流入管３４を通じて冷媒流通溝４９に
導入される。このように冷媒を循環させることによっ
て、外側電極１を常に冷却して所望の温度に保つことが
できる。上記のように外側電極１の流通路３２と冷凍機
の間で循環させる循環手段としては内側電極３の循環手
段と同様にポンプを用いることができる。

【００２５】上記の冷媒としてはイオン交換水や純水も
使用することができるが、０℃で不凍性を有し、且つ電
気絶縁性及び不燃性や化学安定性を有する液体であるこ
とが好ましく、冷媒の電気絶縁性能は０．１ｍｍ間隔で
の耐電圧が１０ｋＶ以上であることが好ましい。この範
囲の絶縁性を有する冷媒を用いる理由は、高電圧が印加
される電極からの漏電を防止するためである。このよう
な性質を有する冷媒としては、パーフルオロカーボン、
ハイドロフルオロエーテル等を例示することができ、ま
た純水にエチレングリコールを５〜６０重量％添加した
混合液であってもよい。

【００２６】図４（ａ）（ｂ）に示すように、内側電極
３は電極本体管２５と冷媒供給管２６から構成される二
重管で形成されていおり、内側電極３の内部において電
極本体管２５と冷媒供給管２６の間には流路部２９とし
て形成されている。電極本体管２５と冷媒供給管２６は
外側電極１と同様の金属材料で形成されることが好まし
い。電極本体管２５は上面が閉口する断面略円形で中空
の棒状に形成されるものであって、その直径（外径）は
１〜２０ｍｍに設定するのが好ましい。電極管本体２５
の直径が１ｍｍ未満であれば、放電空間２２の面する内
側電極３の表面積が小さくなり過ぎて放電が起こりにく
くなり、プラズマを充分に生成することができなくなる
恐れがあり、電極管本体２５の直径が２０ｍｍを超える
と、相対的に反応管２や外側電極１を大きくしなければ
ならず、装置が大型化する恐れがある。また、反応管２
よりも上側に突出する箇所には流路部２９と連通する排
出管部２７が設けられている。冷媒供給管２６は電極本
体管２５よりも小径の管状に形成されており、電極本体
管２５の中心部を貫くように電極本体管２５の下部から
電極本体管２５の上側に突出するまでに設けられてい
る。また、冷媒供給管２６の下端面は供給口２８として
開口されている。供給口２８の周囲には複数個（図４
（ｂ）では６個）の振れ防止爪４２を放射状に突出させ
て設けられている。

【００２７】振れ防止爪４２は、冷媒供給管２６の下端
に冷媒供給管２６の長手方向（上下方向）に長い複数本
の切り込みを冷媒供給管２６の周方向に略等間隔で設け
ると共に切り込みで分割された部分を流路部２９側に折
り曲げることによって形成することができる。

【００２８】プラズマ生成時において、内側電極３はプ
ラズマの発熱の影響を受けることになり、内側電極３が
長期にわたってプラズマで加熱されることによって、内
側電極３を構成する金属材料の酸化劣化を招き、給電不
良（導通不良）を引き起こす恐れがある。従って、上記
の内側電極３では異常な発熱を防止するために簡易な構
造で冷却系を形成するようにしている。つまり、内側電
極３を冷媒によって冷却するにあたっては、冷媒供給管
２６にその上端の開口から冷媒を供給する（矢印）と
共に冷媒供給管２６の供給口２８から冷媒を内側電極３
の内部の流路部２９に流入し、冷媒を流路部２９に充満
させるようにして行うことができる。また流路部２９に
充満させた冷媒は内側電極３の温度上昇により温度が高
くなり冷却能力が低下してくるが、この冷却能力が低下
した冷媒は排出管部２７を通じて流路部２９から排出し
（矢印）、これと同時に冷媒供給管２６を通じて冷却
能力の高い冷媒を新たに流路部２９に導入する。流路部
２９から排出された冷却能力の低下した冷媒は冷凍機に
導入され、ここで冷却されて冷却能力の高い冷媒に戻さ
れる。冷却能力が向上した冷媒は、上記のように冷媒供
給管２６を通じて流路部２９に導入される。このように
冷媒を循環させることによって、内側電極３を常に冷却
して所望の温度に保つことができる。上記のように内側
電極３の流路部２９と冷凍機の間で循環させる循環手段
としてはポンプを用いることができ、また、冷媒として
は上記と同様のものを用いることができる。さらに、冷
媒の流れは上記と逆であっても良い。

【００２９】上記のようにして内側電極３を冷却するに
あたって、振れ防止爪４２が無い場合、冷媒供給管２６
が冷媒の圧力等により電極管本体２５に対して振れて電
極管本体２５の上下方向の中心位置と冷媒供給管２６の
上下方向の中心位置がずれると、流路部２９に狭い部分
ができて冷媒の流れが不均一になることがある。最悪の
場合、電極管本体２５の内周面と冷媒供給管２６の外周
面が接触して流路部２９が無くなり、冷媒が流れなくな
って、内側電極３の外面の冷却能力が著しく阻害される
ことになる。そして、内側電極３が冷却されないと、内
側電極３の外面（界面）から水分等の付着ガスの脱離が
生じ、プラズマの成分ガスの組成変化を生まれ、結果と
してプラズマのクリーニング性能を劣化させてしまう。
また、内側電極３の温度上昇により２次電子の放出を促
進するために、プラズマ放電（グロー放電）がアーク放
電（ストリーマ放電）に移行して内側電極３の寿命が短
くなる恐れがある。さらに、内側電極３の温度上昇によ
り内側電極３を構成する金属の溶融の原因になることも
容易に類推することができる。

【００３０】そこで図５（ａ）（ｂ）に示すように、上
記の内側電極３では複数本の振れ防止爪４２を冷媒供給
管２６の外周に放射状に突設したものであり、このこと
で振れ防止爪４２の先端が電極管本体２５の内周面に当
接して冷媒供給管２６が振れないようにすることがで
き、電極管本体２５の中心位置と冷媒供給管２６の中心
位置がほぼ合致した状態で同心円上に配置された状態に
保つことができるものである。従って、流路部２９の狭
い部分が形成されなくなって冷媒の流れ（図５（ａ）に
矢印で冷媒の流れを示す）が均一になり、内側電極３を
均一に冷却して温度を均一化することができるものであ
る。

【００３１】また、全ての振れ防止爪４２を外側の流路
部２９に突出させると、冷媒供給管２６の下端付近にお
いて冷媒の圧力損失が大きくなって冷媒が流れにくくな
り、しかも、隣接する振れ防止爪４２の間が狭くてここ
にスケール（不純物）等が溜まって流路部２９が詰まっ
てしまう恐れがある。そこで図６に示すように、一部の
振れ防止爪４２を内側（供給口２８側）に少し折り曲げ
るようにする。この場合、対向する一対の振れ防止爪４
２を互いに近づく方向に折り曲げるのが好ましい。そし
て、このように一部の振れ防止爪４２を内側に折り曲げ
て流路部２９に突出させないようにすることによって、
冷媒の圧力損失を小さくすることができ、冷媒が流れ易
くなるものであり（図６に冷媒の流れを矢印で示す）、
しかも、スケール等が溜まりにくくなって流路部２９の
目詰まりを防止することができるものである。

【００３２】放電空間２２における放電の安定化のた
め、及びプラズマの熱照射による消耗を低減して産業レ
ベルでの実用的な寿命を確保するために、内側電極３の
電極本体管２５の表面は誘電体材料で形成される誘電体
膜でコーティングされていることが好ましい。誘電体材
料の誘電率は２０００以下であることが好ましく、誘電
体材料の誘電率が２０００を超えると、外側電極１と内
側電極３の空間に印加される電圧が大きくなる代わり
に、外側電極１と内側電極３の間の放電空間２２でのプ
ラズマの温度（ガス温度）が上昇する恐れがある。絶縁
性材料の誘電率の下限値は特に限定されないが、２であ
り、これよりも小さいと、放電を維持するために、外側
電極１と内側電極３の間に印加する交流の電圧を大きく
しなければならず、このため、外側電極１と内側電極３
の間の放電空間２２での電力消費量が大きくなって放電
空間２２でのプラズマの温度が上昇する恐れがある。

【００３３】誘電体膜を形成する誘電体材料として具体
的には、石英、アルミナ、イットリア部分安定化ジルコ
ニウムなどのガラス質材料やセラミック材料などを例示
することができる。さらに、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸
化チタン（チタニアでＴｉＯ ₂）、ＳｉＯ₂、ＡｌＮ、Ｓ
ｉ₃Ｎ、ＳｉＣ、ＤＬＣ（ダイヤモンド様炭素被膜）、
チタン酸バリウム、ＰＺＴ（チタン酸鉛ジルコネート）
などの誘電体材質のものを例示することができる。また
マグネシア（ＭｇＯ）単体あるいはマグネシアを含む誘
電体材料を用いることもでき、このことでグロー放電の
安定化を図ることができる。これは、マグネシアは二次
電子放出係数が高いので、プラズマ中のイオンが内側電
極３の表面のコーティングに衝突した場合、誘電体膜の
表面から二次電子が多量に放出されることになり、この
二次電子がコーティングの表面に形成されたシースで加
速されてプラズマ生成用ガスを電離することになり、こ
の結果、放電の安定化が保たれると推察される。このよ
うなマグネシアを含む絶縁性材料としては、例えば、ア
ルミナ等のセラミック粉末の中に微量（０．０１〜５ｖ
ｏｌ％）のマグネシアを添加して焼結した焼結体、及び
石英などのガラス質の表面にＣＶＤ等でＭｇＯ膜を形成
したものなどを挙げることができる。

【００３４】また、誘電体膜を形成するにあたっては、
誘電体材料で円筒体（セラミック管やガラス管）を形成
し、これの内側に内側電極３を挿着して密着させる方
法、及びアルミナ、チタン酸バリウム、酸化チタン、Ｐ
ＺＴなどの粉末をプラズマ中で分散させ、内側電極３の
電極本体管２５の表面に吹き付けるようにするプラズマ
溶射法、及びシリカ、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、内側電極３の電極本体管２５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
せるいわゆる琺瑯被覆方法、及びゾルゲル法によるガラ
ス質膜の形成方法などを採用することができる。さらに
気相蒸着法（ＣＶＤ）もしくは物理蒸着法（ＰＶＤ）に
より内側電極３の電極本体管２５の表面を誘電体膜でコ
ーティングすることもでき、これらの方法を採用するこ
とによって、極めて緻密で平滑な吸着性の乏しい誘電体
膜で内側電極３の表面をコーティングすることができ、
放電の安定化をより促進することができる。現実的な処
理時間及びコストを考慮すると、上記の溶射法を用いる
のが好ましい。

【００３５】また、誘電体膜の厚みは１０〜５００μｍ
に設定するのが好ましい。誘電体膜の厚みが１０μｍ未
満であれば、内側電極３の劣化防止の効果が小さく、内
側電極３の長寿命化を図りにくくなる恐れがあり、誘電
体膜の厚みが５００μｍを超えると、グロー放電が起こ
りにくくなってプラズマの発生の効率が低下する恐れが
ある。

【００３６】内側電極３の電極本体管２５の表面と誘電
体膜の間には、ニッケル、クロム、アルミニウム、イッ
トリウムを含む合金膜で形成されるアンダーコートを介
在させるのが好ましい。アンダーコートは合金の溶射に
より形成することができ、具体的な合金としては、Ｎｉ
−Ｃｒ、Ｎｉ−Ａｌ、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｙなどを例示
することができる。内側電極３は室温と高温のプラズマ
下の繰り返しによる熱応力負荷環境に置かれることにな
り、この熱応力で誘電体膜が剥離してしまう恐れがあ
る。そこで、誘電体膜にかかる熱応力負荷の衝撃を緩和
させるためにアンダーコートを設けるようにする。金属
である電極本体管２５と合金であるアンダーコートと誘
電体である誘電体膜の熱膨張率の関係は、金属の膨張率
＞合金の膨張率＞誘電体の膨張率となり、電極管本体２
５の熱による伸縮がアンダーコートの介在によって誘電
体膜に伝わりにくくなり、このことで、誘電体膜が剥離
しにくくなって誘電体膜の長寿命化を図ることができる
ものである。

【００３７】また、誘電体膜には封孔処理を施すのが好
ましい。封孔処理は誘電体膜の欠陥部分を埋める処理で
あって、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃などの誘電体を含
む溶液に浸漬して行う。この封孔処理を行うことによっ
て、アーク放電を起こりにくくすることができ、プラズ
マの加熱による内側電極３の劣化を防止して長寿命化を
図ることができるものである。

【００３８】本発明のプラズマ処理装置Ａを被処理物の
表面のクリーニングに用いる場合は、開口面積比を５〜
６０％に形成するのが好ましい。開口面積比は、次式
（１）で示される。Ｒ＝（Ｄ²−ｄ²）／Ｄ₀ ²×１００ …（１）但し、Ｒは開口面積比、Ｄは集束部以外の反応管の内
径、Ｄ₀は吹き出し口の内径、ｄは内側電極の外径をそ
れぞれ示す。

【００３９】尚、Ｄは集束部２０以外の反応管２の内径
であって、放電空間２２の位置における反応管２の内径
である。開口面積比が５％未満であれば、プラズマジェ
ットの流速が大きすぎて被処理物に損傷が発生する恐れ
があり、開口面積比が６０％を超えると、プラズマジェ
ットの流速が小さすぎて被処理物のクリーニングが十分
に行うことができない恐れがある。

【００４０】サポーター４１はステンレス鋼（ＳＵＳ３
０４など）やアルミニウムやアルミニウム系合金で形成
されるものであって、図７に示すように、円筒状の反応
管保持部６０の上面に反応管保持部６０よりも小径の円
筒状の内側電極保持部６１を設けて形成されている。ア
ルミニウムやアルミニウム合金を用いると、サポーター
４１の軽量化を図ることができる。また、サポーター４
１を金属材料で形成すると、内側電極３の接地をサポー
ター４１から容易に行うことができて好都合である。

【００４１】反応管保持部６０には反応管２０の外径よ
りも大きい孔径の反応管差し込み孔６２が反応管保持部
６０の下面に開口させて形成されており、反応管差し込
み孔６２の内周には反応管２の軸出し用のブッシュ６３
が設けられている。また、反応管差し込み孔６２の上側
には反応管装着孔４３が反応管差し込み孔６２と連通し
て形成されている。この反応管装着孔４３は反応管２の
外径とほぼ同じ孔径に形成されている。さらに、反応管
装着孔４３の上側には内側電極装着孔４５が反応管装着
孔４３と連通して形成されている。内側電極装着孔４５
は内側電極保持部６１の上面に開口されており、内側電
極装着孔４５は反応管２の内径とほぼ同じ孔径で、内側
電極３の外径よりも大きい孔径に形成されている。ま
た、内側電極装着孔４５の外側には内側電極３の軸出し
用のブッシュ６４が設けられている。

【００４２】そして、反応管装着孔４３と内側電極装着
孔４５の接続部分において、内側電極装着孔４５の外周
には段部分が形成されることになり、この段部分が反応
管位置決め部４４として形成されている。また、反応管
差し込み孔６２と反応管装着孔４３と内側電極装着孔４
５は上下方向の中心位置がほぼ合致するように同心円状
に形成されている。また、内側電極保持部６１の外周面
にはガス導入管６５が溶接により固着されて突設されて
いる。反応管保持部６０には反応管差し込み孔６２の孔
径の大きさを調整するために反応管締め付け具６６が設
けられている。反応管締め付け具６６は輪ネジで形成さ
れており、反応管差し込み孔６２を囲うように螺着され
ている。また、内側電極保持部６１には内側電極装着孔
４５の孔径の大きさを調整するために内側電極締め付け
具６７が設けられている。内側電極締め付け具６７は輪
ネジで形成されており、内側電極装着孔４５を囲うよう
に螺着されている。この内側電極締め付け具６７は内側
電極位置決め機構４６として形成されている。

【００４３】図１に示すように、接地電極８０は外側電
極１や内側電極３と同様の材料で形成されており、円筒
状の接地電極本体７１の外周に一対の内側電極接続部７
２を突設し、一方の内側電極接続部７２にコネクタ取り
付け部７３を延設し、コネクタ取り付け部７３に高周波
用のコネクタ７４を設けて形成されている。

【００４４】そして本発明のプラズマ処理装置Ａの組立
は次のようにして行う。図８に示すように、まず、サポ
ーター４１の内側電極装着孔４５に上側から内側電極３
を差し込むと共に内側電極３を反応管差し込み孔６２か
ら突出させる。次に、内側電極締め付け具６７を回転さ
せて内側電極装着孔４５の孔径を小さくすることによっ
て、内側電極３の軸出し用のブッシュ６４の内周面を内
側電極３の外周面に当接させて内側電極３をブッシュ６
４で挟持する。このようにしてサポーター４１に内側電
極３を取り付ける。

【００４５】次に、サポーター４１よりも下側において
内側電極３の外側に振れ防止スペーサ４０を設ける。振
れ防止スペーサ４０はポリアセタール樹脂（ジュラコ
ン）や四フッ化エチレン樹脂（テフロン）などの樹脂製
でリング状に形成されるものであって、その外径は反応
管２の内径とほぼ同じ形成されている。また、振れ防止
スペーサ４０の略中央部には差し込み開口部７５が設け
られており、この差し込み開口部７５に内側電極３を差
し込んで取り付けるようにする。

【００４６】次に、反応管２を内側電極３の下側から近
づけて反応管２のガス導入口９０から内側電極３を反応
管２の内部に差し込むと共に反応管２の上部をサポータ
ー４１に反応管差し込み孔６２から差し込み、さらに、
反応管２の上部を反応管装着孔４３に差し込むと共に反
応管２の上端のガス導入口９０の開口縁部を反応管位置
決め部４４に当接させる。次に、反応管締め付け具６６
を回転させて反応管差し込み孔６２の孔径を小さくする
ことによって、反応管２の軸出し用のブッシュ６３の内
周面を反応管２の外周面に当接させて反応管２をブッシ
ュ６３で挟持する。このようにしてサポーター４１に反
応管２を取り付ける。この時、振れ防止スペーサ４０の
外周面が反応管２の内周面に当接される。

【００４７】次に、反応管２を接地電極８０の接地電極
本体７１内に差し込んで反応管２の外側に全周に亘って
接地電極８０を取り付ける。この後、サポーター４１よ
りも上側に突出する内側電極３の上部に設けた端子部９
５と接地電極８０の内側電極接続部７２を電線７７で接
続する。次に、反応管２を外側電極１の挿着孔３１に差
し込んで反応管２の外側で集束部２０の上側に外側電極
１を取り付ける。この後、外側電極１の流入管３４と流
出管３５の間に架設した接続板７８とコネクタ７４を電
線７９で接続し、コネクタ７４と外側電極１を電気的に
接続する。このようにしてプラズマ処理装置Ａが形成さ
れ、反応管２の内部において、外側電極１と内側電極３
の間の空間が放電空間２２として内側電極３を囲うよう
に形成される。

【００４８】上記のようにして形成されるプラズマ処理
装置Ａはケース内に設置されるが、この際、ケースに突
設された保持板８１に反応管２の集束部２０を差し込
み、取り付け板８２でサポーター４１の箇所をケースの
内面に固定するようにする。このように金属製のサポー
ター４１の部分を取り付け板８２で押さえて固定するこ
とによって、反応管２に無理な力をかけることなく取り
付けることができるものである。また、ガス導入管６５
にガスコネクタ８４を介してガス供給ホース８３を接続
すると共に、接地電極８０のコネクタ７４に高周波電源
と接続される同軸ケーブルを接続する。同軸ケーブルの
略中心に設けられた芯電線は電線７９を介して外側電極
１と電気的に接続され、また、芯電線の外側に絶縁層を
介して設けられた網電線は接地電極８０及び電線７７を
介して内側電極３に電気的に接続される。

【００４９】外側電極１の上端と接地電極８０の下端の
間隔Ｌは１５〜３０ｍｍに設定するのが好ましい。この
間隔Ｌが１５ｍｍ未満であれば、外側電極１と接地電極
８０が接近しすぎて空気の絶縁破壊が生じて外側電極１
と内側電極３が短絡する恐れがあり、間隔Ｌが３０ｍｍ
を超えると、外側電極１と接地電極８０が離れすぎて高
周波ノイズの輻射の抑制が低下する恐れがある。従っ
て、外側電極１と接地電極８０の間隔Ｌは１５〜３０ｍ
ｍに設定することによって、絶縁破壊がなく、且つ高周
波ノイズの輻射を抑制することができる。

【００５０】また図９に示すように、反応管２の外周面
と接地電極８０の接地電極本体７１の内周面には隙間８
９が形成されている。この隙間８９は２〜１０ｍｍに設
定するのが好ましく、反応管２の外径Ｅと接地電極本体
７１の内径ｅの差（ｅ−Ｅ）を４〜２０ｍｍとなるよう
に反応管２と接地電極本体７１を形成することによっ
て、上記寸法の隙間８９を形成することができる。反応
管２の外径Ｅと接地電極本体７１の内径ｅの差が４ｍｍ
未満であれば、図１０（ａ）のように、反応管２の外周
面に接地電極８０の接地電極本体７１の内周面が密着あ
るいは近接し、接地電極８０と反応管２内に設けた内側
電極３の間に静電容量が生じ易くなり、図１０（ｂ）に
示すように、接地電極８０と内側電極３の間にコンデン
サー８８が等価的に形成された状態と同等になる。従っ
て、高周波電力の一部がこのコンデンサー８８で消費さ
れてしまい、外側電力１への高周波電力の供給量が減少
してプラズマの生成能力が低下する恐れがある。また、
反応管２の外径Ｅと接地電極本体７１の内径ｅの差が２
０ｍｍを超えると、事実上、高周波電流のループが大き
くなり、高周波ノイズが強くなると同時にプラズマ処理
装置全体が大型化する恐れがある。よって、反応管２の
外径Ｅと接地電極本体７１の内径ｅの差を４〜２０ｍｍ
にすることで、不要な静電容量を防止しつつ、高周波ノ
イズの輻射を抑制することができる。

【００５１】次に、上記のように形成されるプラズマ処
理装置Ａを用いたプラズマ処理方法を説明する。まず、
ガス供給ホース８３を通じてガス導入管６５にプラズマ
生成用ガスを導入する（矢印）と共にガス導入口９０
を介してガス導入管６５から反応管２の内部にプラズマ
生成用ガスを導入し、外側電極１と内側電極３に高周波
を印加し、さらにこれと同時に外側電極１及び内側電極
３を冷媒によって冷却する。この時、外側電極１が内側
電極３よりも高電圧側となるように、外側電極１には同
軸ケーブルの芯電線を介して高周波電力の高電圧側を接
続して高周波電力を供給し、内側電極３は接地電極８０
により接地された状態とする。この後、外側電極１と内
側電極３の間に印加された交流電界により大気圧下で反
応管２の放電空間２２でグロー放電を発生させ、グロー
放電で反応管２の内部に導入されたプラズマ生成用ガス
をプラズマ化し、プラズマ活性種を含むこのプラズマを
吹き出し口２１からプラズマジェットとして吹き出して
被処理物の表面に吹きつけることによって、エッチング
やクリーニング等のプラズマ処理（改質処理）を行うこ
とができる。

【００５２】本発明においてプラズマ生成用ガスとして
は、不活性ガス（希ガス）あるいは不活性ガスと反応ガ
スの混合気体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、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、アルゴンやヘリウムを用いるのが好ましい。また
反応ガスの種類は処理の内容によって任意に選択するこ
とができる。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、レジストの剥離、有機フィルムのエッ
チングなどを行う場合は、酸素、空気、ＣＯ₂、Ｎ₂Ｏな
どの酸化性ガスを用いるのが好ましい。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
を用いることができ、その添加量は不活性ガスに対して
１０重量％以下、好ましくは０．１〜５重量％の範囲で
ある。反応ガスの添加量が０．１重量％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１
０重量％を超えると、放電が不安定になる恐れがある。

【００５３】また本発明において外側電極１と内側電極
３の間の放電空間２２に印加される印加電力は２０〜３
５００Ｗ／ｃｍ³に設定するのが好ましい。放電空間２
２に印加される印加電力が２０Ｗ／ｃｍ³未満であれ
ば、プラズマを充分に発生させることができなくなり、
逆に、放電空間２２に印加される印加電力が３５００Ｗ
／ｃｍ³を超えると、安定した放電を得ることができな
くなる恐れがある。尚、印加電力の密度（Ｗ／ｃｍ³）
は、（印加電力／放電空間体積）で定義される。

【００５４】本発明において外側電極１と内側電極３に
印加される交流の周波数は、１ｋＨｚ〜５０ＧＨｚ、好
ましくは１０ｋＨｚ〜２００ＭＨｚに設定される。交流
の周波数が１ｋＨｚ未満であれば、放電空間２２での放
電を安定化させることができなくなる恐れがあり、交流
の周波数が５０ＧＨｚを超えると、放電空間２２でのプ
ラズマの温度上昇が著しくなる恐れがある。また外側電
極１と内側電極３に交流を印加する場合、外側電極１と
電源１５を接続し、内側電極３を接地するのが好まし
く、このことで内側電極３と被処理物の間のストリーマ
ー放電を抑制することができる。これは、内側電極３と
被処理物の間の電位差がほとんど０になり、ストリーマ
ー放電が生成されにくくなるためであり、特に、被処理
物に金属部分が含まれている場合はストリーマー放電の
生成が著しくなるので、内側電極３を接地するのが好ま
しい。

【００５５】そして本発明では、外側電極１と内側電極
の両方を冷媒により冷却するので、大気圧下で周波数の
高い交流でプラズマを生成しても、外側電極１と内側電
極３の両方の温度上昇をより抑えることができ、よって
プラズマの温度（ガス温度）がより高くならないように
することができて被処理物の熱的損傷をより少なくする
ことができるものである。また外側電極１と内側電極３
の両方を冷却することによって、放電空間２２の局所的
な加熱をより防ぐことができ、より均質なグロー放電を
生成してストリーマー放電の生成を抑えることができて
被処理物のストリーマー放電による損傷をより少なくす
ることができるものである。これは、外側電極１と内側
電極３の両方を冷却することによって、外側電極１と内
側電極３の両方からの部分的な電子の放出が抑えられる
ためであると考えられる。

【００５６】また本発明では、外側電極１と内側電極３
の間に交流電界を印加するための高周波電力の高電圧側
を外側電極１に接続し、内側電極３と接続される接地電
極８０を外側電極１の近傍に設けたので、高周波電力を
供給する高周波電源と外側電極１と接地電極８０とから
なる高周波電流が流れるループを小さくすることがで
き、高周波ノイズの輻射を抑制することができる。一般
的に、高周波ノイズの輻射量は、図１１に示すような回
路１００において、高周波電流が流れるループ８７の大
きさによって変化し、ループ８７が大きくなるほど強い
ノイズが放射される（高周波ノイズの放射を矢印で示
す）。従って、図１３に示す従来例では、高周波電源１
５と外側電極１の接続位置Ｆと高周波電源１５と内側電
極３の接続位置Ｇが離れているために、高周波電源１５
と外側電極１と内側電極３からなるループが大きくなっ
て強いノイズが放射される。しかしながら、本発明で
は、外側電極と内側電極の間に接地電極８０を設けると
共にコネクタ７４を用いて内側電極３と接続される接地
電極８０と高周波電源の接続、及び外側電極１と高周波
電源の接続を行って、接地電極８０と高周波電源の接続
位置と、外側電極１と高周波電源の接続位置とを近接さ
せたので、高周波電流が流れるループを小さくすること
ができ、高周波ノイズの輻射を抑制することができるの
である。

【００５７】また本発明では、接地電極８０に筒状の接
地電極本体７１を形成し、接地電極本体７１内に反応管
２を挿着したので、事実上、高周波電流のループが無く
なり、しかも反応管２内に配置される内側電極３の周囲
を接地電極８０の接地電極本体７１で全周に亘って囲っ
てシールドすることができ、高周波ノイズの輻射を非常
に小さく抑制することができる。特に、本発明では内側
電極３を冷却等の必要性からステンレス鋼で形成するこ
とが多いが、ステンレス鋼は銅などに比べて抵抗率が大
きいため、内側電極３に高周波電流が流れると、電圧降
下が銅などに比べて大きく起こる。そして、内側電極３
における電圧降下でノイズが放射されるが、このノイズ
の輻射を接地電極８０の接地電極本体７１のシールドに
より防止することができる。

【００５８】本発明では、同軸ケーブルを用いて高周波
電力を供給するが、プラズマ処理装置の始動時には比較
的高電圧が必要であり、実際の測定では１ｋＶ以上の電
圧が必要であった。そして、１ｋＶ以上もの高電圧に対
して絶縁破壊を起こさない同軸ケーブルを用いないと、
本発明のプラズマ処理装置では安定なプラズマを生成す
るのが難しいものである。そこで絶縁物の厚みが比較的
大きい同軸ケーブルを用いることになるが、絶縁物の厚
みが大きい同軸ケーブルは太さ及び重さが大きく、同軸
ケーブルを直線的に配置する場合は問題とならないが、
同軸ケーブルの配置の関係上、曲げ部分が存在する場合
は直線状に戻ろうとする応力が発生する。そしてこの応
力が反応管２内に配置された内側電極３に加わると、反
応管２の中心位置と内側電極３の中心位置がずれる恐れ
があって、均一な密度のプラズマを安定して生成するこ
とが難しくなり、また、内側電極３にかかる応力がガラ
ス製等の反応管２に加わりやすく、反応管２が破損する
恐れがあった。

【００５９】そこで本発明では、接地電極８０にコネク
タ７４を設け、コネクタ７４に同軸ケーブルを接続する
ようにしたものであり、内側電極３に同軸ケーブルの応
力が加わることが無くなって、この応力によって反応管
２の中心位置と内側電極３の中心位置にずれが発生する
ことがなくなり、均一な密度のプラズマを安定して生成
することができるものであり、また、反応管２と接地電
極８０は直接接続されていないので、同軸ケーブルの応
力が反応管２に加わりにくくなって、同軸ケーブルの応
力による反応管２の破損を防止することができるもので
ある。

【００６０】

【実施例】以下本発明を実施例によって具体的に説明す
る。

【００６１】（実施例）図１乃至９に示す構造のプラズ
マ処理装置Ａを形成した。反応管２としては石英ガラス
管を用い、外径を１５．４ｍｍ、内径を１３ｍｍに形成
した。またテーパー角は２０°とし、開口面積比は１
１．７とした。振れ防止スペーサ４０としてはジュラコ
ン樹脂製のものを用い、放電空間２２の上側２０ｍｍの
位置に設けた。内部電極３としては外径が８ｍｍのもの
を用い、酸化チタンの溶射により形成される厚さ５０μ
ｍの誘電体膜と、Ｎｉ−Ｃｒ合金の溶射により形成され
る厚さ３０μｍのアンダーコートとを有し、誘電体膜は
ＳｉＯ₂にて封孔処理がなされているものを用いた。外
側電極１としては金メッキを施した銅製のものを用い、
外径を３５ｍｍ、高さ３０ｍｍに形成した。接地電極８
０としては、反応管２の外径よりも４ｍｍ大きい内径の
接地電極本体７１を有するものを用いた。

【００６２】プラズマ生成用ガスはアルゴンが３リット
ル／ｍｉｎ、ヘリウムが１リットル／ｍｉｎ、酸素０．
０３リットル／ｍｉｎの流量で反応管２に供給して混合
調製した。そして、外側電極１と内側電極３に印加され
る高周波の周波数を１３．５６ＭＨｚ、印加電力は２５
０Ｗとしてプラズマを発生させた。

【００６３】（比較例）接地電極８０を用いなかった以
外は実施例と同様にしてプラズマ処理装置を形成し、図
１３と同様に内側電極３の上端と外側電極１に高周波電
源１５を電気的に接続し、実施例と同様の条件でプラズ
マを発生させた。

【００６４】そして実施例及び比較例について、高周波
ノイズの周波数毎のノイズレベルを測定した。結果を図
１２のグラフに示す。グラフから判るように、各周波数
において実施例の方が比較例よりもノイズレベルが１０
〜２０ｄＢμＶ／ｍ低下していた。また、実施例ではＸ
−Ｙテーブルなどの周辺の機器に誤動作が生じなかっ
た。

【００６５】

【発明の効果】上記のように本発明の請求項１の発明
は、外側電極を備えた筒状の反応管、及び反応管の内部
に配置される内側電極を具備して構成され、反応管に不
活性ガスまたは不活性ガスと反応ガスの混合気体を導入
すると共に外側電極と内側電極の間に交流電界を印加す
ることにより大気圧下で反応管の内部にグロー放電を発
生させ、反応管からプラズマジェットを吹き出すように
するプラズマ処理装置において、外側電極と内側電極の
間に交流電界を印加するための高周波電力の高電圧側を
外側電極に接続し、内側電極と接続される接地電極を外
側電極の近傍に設けたので、高周波電流が流れるループ
の大きさを小さくすることができ、外側電極と内側電極
の周辺近傍における高周波ノイズを低減することができ
るものである。

【００６６】また本発明の請求項２の発明は、外側電極
と接地電極の間隔を１５〜３０ｍｍに形成したので、外
側電極と接地電極の絶縁破壊が生じること無く、高周波
電流が流れるループの大きさを確実に小さくすることが
でき、外側電極と内側電極の周辺近傍における高周波ノ
イズを確実に低減することができるものである。

【００６７】また本発明の請求項３の発明は、接地電極
に筒状の接地電極本体を形成し、接地電極本体内に反応
管を挿着したので、反応管内に配設される内側電極を接
地電極本体で囲ってシールドすることができ、外側電極
と内側電極の周辺近傍における高周波ノイズを確実に低
減することができるものである。

【００６８】また本発明の請求項４の発明は、接地電極
に高周波電力供給用の同軸ケーブルが接続されるコネク
タを設けたので、同軸ケーブルを曲げて配置した場合に
生じる同軸ケーブルの応力が反応管や内側電極に直接加
わらないようにすることができ、応力による反応管の破
損を防止することができると共に応力による内側電極の
傾きを防止して均一な密度のプラズマを安定して生成す
ることができるものである。

【００６９】また本発明の請求項５の発明は、接地電極
本体の内周面と反応管の外周面の間に隙間を設けたの
で、内側電極と接地電極で静電容量が生じるのを防止す
ることができ、高周波電力の消費を低減してプラズマの
生成効率を高く維持することができるものである。

【００７０】また本発明の請求項６の発明は、接地電極
本体の内径と反応管の外径の差を４〜２０ｍｍに形成し
たので、内側電極と接地電極で静電容量が生じるのを確
実に防止することができ、高周波電力の消費を低減して
プラズマの生成効率を非常に高く維持することができる
ものである。

【００７１】また本発明の請求項７の発明は、請求項１
乃至６のいずれかに記載のプラズマ処理装置Ａで発生さ
せたプラズマジェットを被処理物に供給してプラズマ処
理を行うので、外側電極と内側電極の周辺近傍における
高周波ノイズを少なくすることができ、プラズマ処理装
置の周辺に設置される機器に高周波ノイズによる誤動作
が起こらないように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正面図であ
る。

【図２】同上の断面図である。

【図３】同上の外側電極を示す断面図である。

【図４】同上の内側電極を示し、（ａ）は断面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。

【図５】同上の内側電極の一部を示し、（ａ）は断面
図、（ｂ）は斜視図である。

【図６】同上の他の内側電極の一部を示す断面図であ
る。

【図７】同上のサポーターを示す正面図である。

【図８】同上の組立方法を示す断面図である。

【図９】同上の断面図である。

【図１０】同上の問題点を示す（ａ）は断面図、（ｂ）
は説明図である。

【図１１】同上の高周波ノイズの発生の原理を説明する
回路図である。

【図１２】実施例及び比較例の高周波ノイズの発生レベ
ルを示すグラフである。

【図１３】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１外側電極２反応管３内側電極７１接地電極本体７４コネクタ８０接地電極８９隙間Ａプラズマ処理装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者澤田康志大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者清三喜男大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 4K030 DA03 FA03 JA03 KA09 5F004 AA06 AA14 AA16 BA03 BA20 BB13 BC03 BC08 CA09 DA01 DA26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外側電極を備えた筒状の反応管、及び反
応管の内部に配置される内側電極を具備して構成され、
反応管に不活性ガスまたは不活性ガスと反応ガスの混合
気体を導入すると共に外側電極と内側電極の間に交流電
界を印加することにより大気圧下で反応管の内部にグロ
ー放電を発生させ、反応管からプラズマジェットを吹き
出すようにするプラズマ処理装置において、外側電極と
内側電極の間に交流電界を印加するための高周波電力の
高電圧側を外側電極に接続し、内側電極と接続される接
地電極を外側電極の近傍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】外側電極と接地電極の間隔を１５〜３０
ｍｍに形成して成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】接地電極に筒状の接地電極本体を形成
し、接地電極本体内に反応管を挿着して成ることを特徴
とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】接地電極に高周波電力供給用の同軸ケー
ブルが接続されるコネクタを設けて成ることを特徴とす
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】接地電極本体の内周面と反応管の外周面
の間に隙間を設けて成ることを特徴とする請求項３又は
４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】接地電極本体の内径と反応管の外径の差
を４〜２０ｍｍに形成して成ることを特徴とする請求項
２乃至５のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれかに記載のプラ
ズマ処理装置で発生させたプラズマジェットを被処理物
に供給してプラズマ処理を行うことを特徴とするプラズ
マ処理方法。