[go: up one dir, main page]

WO2023037583A1 - 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置 - Google Patents

誘電体バリア放電式プラズマ発生装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2023037583A1
WO2023037583A1 PCT/JP2022/008141 JP2022008141W WO2023037583A1 WO 2023037583 A1 WO2023037583 A1 WO 2023037583A1 JP 2022008141 W JP2022008141 W JP 2022008141W WO 2023037583 A1 WO2023037583 A1 WO 2023037583A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
dielectric substrate
reference point
plasma generator
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2022/008141
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
謙介 中村
尊宏 平岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ushio Denki KK
Original Assignee
Ushio Denki KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ushio Denki KK filed Critical Ushio Denki KK
Priority to US18/689,005 priority Critical patent/US12432841B2/en
Priority to CN202280041921.5A priority patent/CN117480869A/zh
Priority to EP22866918.0A priority patent/EP4380319A4/en
Priority to KR1020247003544A priority patent/KR20240028467A/ko
Publication of WO2023037583A1 publication Critical patent/WO2023037583A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/2406—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/2406—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • H05H1/2425—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes the electrodes being flush with the dielectric
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/513—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using plasma jets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/2406—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • H05H1/2439—Surface discharges, e.g. air flow control
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/2406—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • H05H1/2441—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes characterised by the physical-chemical properties of the dielectric, e.g. porous dielectric

Definitions

  • the present invention relates to a dielectric barrier discharge plasma generator.
  • Plasma generators are used in the manufacturing process of plastics, paper, textiles, semiconductors, liquid crystals, films, etc. For example, by irradiating the object to be treated with plasma from a plasma generator, surface treatment for improving the hydrophilicity, adhesiveness, or print adhesion of the surface of the object to be treated, organic matter is removed and washed, or an oxide film is formed on the surface of the object to be treated.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view schematically showing a conventional plasma generator.
  • Patent Document 1 discloses a plasma generator 200 having a pair of electrodes (201, 201) facing each other, and in which the facing surfaces (202, 202) of the respective electrodes are inclined in opposite directions. It is That is, they are arranged so that the distance between the pair of facing surfaces (202, 202) narrows as the lower surface opening 226 is approached.
  • the plasma generator 200 applies a voltage between the pair of electrodes (201, 201) while introducing the plasma source gas Gc from the upper surface opening 223, so that the region (discharge voltage) sandwiched between the pair of opposing surfaces (202, 202) is generated. A large number of streamer discharges Sd are generated in the region 207).
  • a plasma source gas Gc is introduced into the discharge region 207 from the upper opening 223 through the orifice 225 of the jet plate 224 . Therefore, the plasma source gas Gc is accelerated by the orifice 225 and jetted to the discharge region 207 at high speed. This injection causes a turbulent flow of the plasma source gas Gc, and the streamer discharge Sd is dispersed within the discharge region 207 .
  • Patent Document 1 describes that uniform plasma can be generated by adopting the above configuration.
  • the upper surface and the opposing surface (202, 202) of the electrodes (201, 201) are covered with a dielectric 203.
  • the thickness of the coating of dielectric 203 is constant throughout, eg, 0.5 mm to 5 mm.
  • Another known method is a device that generates plasma by inputting microwaves between a microstrip line and a ground conductor (see Patent Document 2). According to this device, impedance matching is performed by adjusting the thickness of the dielectric layer by giving it a slope.
  • the plasma generator 200 disclosed in Patent Document 1 aims to generate plasma Pc substantially uniformly over the entire discharge region 207 by generating turbulence.
  • the plasma Pc generated at a position far from the bottom opening 226 within the discharge region 207 disappears while moving toward the bottom opening 226 . Therefore, when the electrodes (201, 201) are arranged in the manner shown in FIG. I can't. This causes unevenness in the degree of processing on the surface of the object 240 to be processed.
  • the plasma generator disclosed in Patent Document 2 is a technology that uses microwaves. Plasma generated by microwaves is generated at a high density in the antinode portion of the standing wave where the electric field strength is strong. Standing waves are generated not only in the microwave input direction, but also in the direction perpendicular to the input direction. will do. Therefore, it is not easy to uniformly jet the plasma from the entire area of the outlet in the microwave-generated plasma.
  • the device itself cannot be lengthened in the first place. For this reason, for example, even if it is intended to be used for surface treatment of an object to be treated, the treatment capability is extremely low, and its application is practically difficult.
  • an object of the present invention is to provide a dielectric barrier discharge plasma generator capable of efficiently and uniformly injecting plasma from the entire area of the outlet.
  • a dielectric barrier discharge plasma generator comprises: a dielectric substrate having a plate shape extending in a first direction and having a first surface and a second surface located on the opposite side of the first surface with respect to a second direction orthogonal to the first direction; a first electrode arranged on the first surface side of the dielectric substrate; a second electrode arranged at a position spaced apart in the second direction from the second surface of the dielectric substrate; a gas flow path formed by a gap between the dielectric substrate and the second electrode, through which gas flows in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction; It is provided at a first end, which is one end of the gas channel in the third direction, and extends in the first direction, and further exhibits the following features.
  • the first surface of the dielectric substrate is a flat surface that is parallel to the third direction at least from a second end, which is an end opposite to the outlet with respect to the third direction, to a first reference point.
  • the second surface of the dielectric substrate is a flat surface parallel to the third direction at least from the second end to the second reference point in the third direction;
  • the first surface within the first specific area from the first reference point to the first end, the second surface within the second specific area from the second reference point to the first end, and the third At least one of the third surfaces in the third specific region from the reference point to the first end is an inclined surface with respect to the third direction.
  • the first electrode is arranged at least between the first reference point and the first end.
  • the angle between the first plane in the first specific region and the third direction is ⁇
  • the second plane in the second specific region and the third direction and the angle ⁇ between the third plane in the third specific region and the third direction satisfy both the following formulas (1) and (2).
  • ⁇ r in equation (1) is the dielectric constant of the dielectric substrate.
  • a ⁇ , A ⁇ and A ⁇ respectively correspond to the lengths of the first specific region, the second specific region and the third specific region in the third direction
  • d1(0) is the thickness of the dielectric substrate in the second direction at a reference point closer to the second end in the third direction than the first reference point and the second reference point
  • d2 (0) is the height of the gas flow path in the second direction at a reference point closer to the second end in the third direction than the second reference point and the third reference point.
  • the shapes of the dielectric substrate and the electrodes are set so as to satisfy the above formulas (1) and (2).
  • the electric field strength increases as the air outlet is approached. For this reason, an electric field of extremely high intensity is formed at a location extremely close to the outlet, and plasma is generated intensively in this area.
  • the plasma-containing gas can be efficiently blown from the outlet to the object to be processed, and the object to be processed can be efficiently processed.
  • a main material of the dielectric substrate may be aluminum oxide (Al 2 O 3 ) or aluminum nitride (AlN).
  • main material refers to a component that accounts for 80% or more when the constituent materials are analyzed.
  • Aluminum oxide and aluminum nitride have a relatively low dielectric constant and relatively high physical strength and hardness. Therefore, by using aluminum oxide or aluminum nitride as the main material of the dielectric substrate, it is possible to increase the amount of plasma generated per unit power and to reduce the risk of breakage even if the dielectric substrate is made thinner.
  • aluminum nitride has good thermal conductivity and can efficiently dissipate the heat of the dielectric substrate.
  • the temperature rise of the electrode on the side to which the high voltage is applied (high voltage side electrode) can be suppressed, so the stress at the interface due to the thermal expansion of aluminum nitride and the high voltage side electrode can be suppressed. can be reduced. As a result, the life of the dielectric barrier discharge plasma generator can be extended.
  • the first electrode may be a foil-shaped metal.
  • the metal material is not limited, but is preferably a highly conductive material, typically one or more materials belonging to the group consisting of copper, silver, aluminum, and gold, or compounds of said materials.
  • the first electrode may be a sintered body containing metal. Since the metal-containing sintered body can be printed with a metal paste to form an electrode, there is no need to use an adhesive when forming the first electrode on the dielectric substrate.
  • the first electrode may be formed by plating, vapor deposition, sputtering, or thermal spraying. In the case of this structure, similarly, it is not necessary to use an adhesive when forming the first electrode on the dielectric substrate.
  • the dielectric substrate has a constant thickness in the second direction irrespective of positions in the third direction, or a thickness in the second direction from the first reference point toward the first end. It may have a gradually increasing shape.
  • the first electrode may be the high voltage side electrode and the second electrode may be the low voltage side electrode.
  • the dielectric barrier discharge plasma generator may include a power supply connected to the first electrode.
  • the power supply device is preferably configured to supply a voltage signal having a voltage of 3 kV to 20 kV and a frequency of 20 kHz to 150 kHz to the first electrode.
  • Plasma can be suitably generated by the dielectric barrier discharge method by providing the power supply device as described above.
  • the reason for setting the upper limit to 150 kHz is that the wavelength takes into account the plasma irradiation length and that the frequency detected by the noise terminal voltage in the EMC standard is higher than 150 kHz.
  • the dielectric barrier discharge plasma generator further comprises a gas buffer substrate in contact with the second electrode at a peripheral portion thereof from a position opposite to the dielectric substrate; a gas delivery device for introducing the gas into a gap sandwiched between the gas buffer substrate and the second electrode; At a plurality of locations in the first direction, communication holes penetrating the second electrode in the second direction may be provided.
  • the gas introduced from the gas delivery device is stored in the gap between the gas buffer substrate and the second electrode, and then flows into the gas flow path through the plurality of communication holes.
  • the gas that has flowed into the gas flow path can be uniformly discharged from the outlet without disturbing the flow of the gas.
  • gas is introduced into the gas flow path from a plurality of different locations in the first direction. This makes it easy to laminarize the gas flowing through the gas flow path.
  • the communication hole may be positioned closer to the second end than the first electrode with respect to the third direction.
  • the first electrode may be arranged at a position retreated from the first end toward the second end in the third direction by a distance less than d1(0).
  • the end of the first electrode is advantageous to arrange the end of the first electrode so that it coincides with the tip (first end) of the outlet in the third direction.
  • creeping discharge may occur on the dielectric substrate due to the above circumstances. Once this creeping discharge occurs, the direct discharge becomes dominant instead of the dielectric barrier discharge, causing an excessive discharge current to flow, leading to damage to the electrodes and, in turn, damage to the power supply device.
  • the dielectric barrier discharge plasma generator may further include a starting assist member arranged on the second surface within the second specific region.
  • the start-up aid is preferably located very close to the outlet, i.e. close to the first end. However, if the position of the assisting starting member and the position of the outlet are aligned when viewed in the first direction, part of the plasma gas from the assisting starting member and the outlet collides with the assisting starting member. As a result, the starting assist member may be worn out or removed. On the other hand, if the starting assist member is too far from the outlet in the third direction, it will not function as a starting assist.
  • the start-up assisting member is arranged in the vicinity of the outlet and slightly retracted toward the second end in the third direction.
  • This receding distance is preferably less than 10 mm, and is less than the distance obtained by subtracting the thickness of the dielectric substrate on the first end side (corresponding to the distance d1a in FIG. 8, which will be described later) from 10 mm (that is, 10-d1a). is more preferred.
  • Dielectric barrier discharge requires high power at the time of start-up (at the start of discharge), but once a discharge occurs, it can be maintained even if the input power is reduced thereafter. Under these circumstances, preferably high power is applied at start-up.
  • a method requires a large-sized power supply device compatible with high power and a trigger electrode arranged near the discharge space, which may lead to an increase in the scale of the entire device.
  • the presence of initial electrons is required at the point where the plasma is generated. Therefore, by arranging the start assisting member as described above, the initial electrons are supplied into the gas flow path near the outlet at the initial stage of start. This eliminates the need for a large power supply, trigger electrode, etc., and provides a compact and inexpensive plasma generator.
  • the dielectric barrier discharge plasma generator of the present invention it is possible to efficiently and uniformly inject plasma from the entire area of the outlet.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of an embodiment of a dielectric barrier discharge plasma generator of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the plasma generator shown in FIG. 1 taken along line II-II.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the plasma generator shown in FIG. 1 taken along line III-III.
  • FIG. FIG. 4 is a schematic plan view of the second electrode 20 when viewed from the +Z side; 3 is an enlarged sectional view of a dielectric substrate 30 extracted from FIG. 2.
  • FIG. FIG. 5B is a cross-sectional view showing another configuration example of the dielectric substrate 30, following the example of FIG. 5A; 3 is an enlarged cross-sectional view of a second electrode 20 extracted from FIG. 2.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view showing another configuration example of the second electrode 20 following the example of FIG. 6A;
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a modification of the plasma generator following FIG. 2 ;
  • 3 is a schematic drawing for explaining the shapes of a first surface 31, a second surface 32, and a third surface 23.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of a plasma generator of Comparative Example 1.
  • FIG. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the plasma generator shown in FIG. 9 taken along line IXB-IXB; 5 is a graph showing changes in hydrophilization efficiency when the plasma generator 1 of Example 1 is continuously operated.
  • FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing another configuration of one embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator.
  • FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing another configuration of one embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator.
  • FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing another configuration of one embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator.
  • FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing another configuration of one embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator.
  • FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing another configuration of one embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator.
  • FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing another configuration of one embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator.
  • FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing another configuration of one embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator.
  • FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing another configuration of one embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator.
  • FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing another configuration of one embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator.
  • FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing another configuration of one embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator.
  • FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing another configuration of one embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator.
  • FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing another configuration of one embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator.
  • FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing another configuration of one embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator.
  • FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing another configuration of one embodiment of
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing the dielectric barrier discharge plasma generator of this embodiment.
  • a dielectric barrier discharge plasma generator 1 (hereinafter abbreviated as “plasma generator 1 ”) includes a first electrode 10 , a second electrode 20 and a dielectric substrate 30 .
  • the plasma generator 1 shown in FIG. 1 further includes a gas buffer substrate 40 .
  • the plasma generator 1 is a device that internally generates a plasma gas G1, and includes an outlet 5 for blowing out the plasma gas G1. As shown in FIG. 1, the outlet 5 extends in the Y direction and has a substantially rectangular shape when viewed in the X direction. A direction orthogonal to the X direction and the Y direction is defined as the Z direction. In the following description, the XYZ coordinate system attached to FIG. 1 will be referred to as appropriate.
  • the Y direction corresponds to the "first direction”
  • the Z direction corresponds to the "second direction”
  • the X direction corresponds to the "third direction”.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the plasma generator 1 in FIG. 1 taken along line II-II.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the plasma generator 1 in FIG. 1 taken along line III-III.
  • the dielectric substrate 30 is a plate member extending in the Y direction.
  • the dielectric substrate 30 has a first surface 31 and a second surface 32 (see FIG. 2).
  • the first electrode 10 is arranged on the side of the first surface 31 of the dielectric substrate 30, and the second electrode 20 is arranged on the side of the second surface 32 so as to be spaced apart from the dielectric substrate 30. ing.
  • a structure is employed in which the length of the dielectric substrate 30 in the Z direction (hereinafter referred to as "thickness") becomes thinner as it approaches the outlet 5 in the X direction.
  • this structure is only an example. A detailed description of the thickness of the dielectric substrate 30 will be given later with reference to FIG.
  • the dielectric substrate 30 is preferably made of a material with a low dielectric constant from the viewpoint of increasing the amount of plasma generated per unit power. It is preferable that the dielectric constant value of the material is 10 or less. The dielectric constant of the material is preferably as low as possible.
  • the material of the dielectric substrate 30 is not particularly limited, it is preferable that the material has a dielectric constant as low as possible, as described above. Furthermore, from the viewpoint of durability, the material is preferably ceramics. Examples of ceramics include aluminum oxide, aluminum nitride, and steatite. These materials have relatively low dielectric constants, relatively high strength, and excellent durability. Therefore, if the dielectric substrate 30 is made of aluminum oxide, aluminum nitride, or steatite, the amount of plasma generated per unit power can be increased. Moreover, since the durability is excellent, even if the thickness of the dielectric substrate 30 is reduced, there is little risk of breakage.
  • the dielectric substrate 30 may contain the above-described material as a base material and a substance that assists electron generation.
  • the substance that assists electron generation include silver, platinum, copper, carbon, and transition metal compounds.
  • Initial electrons are generated by applying an electric field to the substance that assists electron generation, and are emitted into a discharge space (a gas flow path 3 described later). Therefore, by configuring the dielectric substrate 30 as described above, it is possible to work the startability advantageously.
  • the content of the substance that assists electron generation is preferably 1% by mass or less with respect to the entire dielectric substrate 30 (when the dielectric substrate 30 is taken as 100% by mass). If the content of this substance is too large, there is a concern that the substance evaporates and scatters with the discharge, mixes with the plasma gas G1, and is sprayed onto the object to be processed, which is the object to be irradiated with the plasma gas G1. From the viewpoint of sufficiently exhibiting the effect of improving the startability, it is preferable that the content of the above substance is set to 0.05% by mass or more experimentally.
  • First electrode 10 As shown in FIG. 2, the first electrode 10 is arranged on the first surface 31 of the dielectric substrate 30 .
  • the plasma generator 1 a voltage is applied between the first electrode 10 and a second electrode 20, which will be described later, via the dielectric substrate 30 and the gas channel 3, so that the gas flows through the gas channel 3.
  • the gas is turned into plasma to generate plasma gas G1. Therefore, one of the first electrode 10 and the second electrode 20 is a high-voltage electrode, and the other is a low-voltage electrode.
  • the first electrode 10 is the electrode on the high voltage side
  • the second electrode 20 is the electrode on the low voltage side, but they may be reversed.
  • the length of the first electrode 10 in the Y direction (hereinafter referred to as "width") is substantially equal to the width of the dielectric substrate 30.
  • the plasma generator 1 generates plasma on the -Z side of the region where the first electrode 10 is provided. Therefore, it is preferable to form the first electrode 10 as wide as possible from the viewpoint of ejecting the plasma gas G1 from the outlet 5 over a wide area (to a region that is long in the Y direction).
  • the invention is not limited to the width of the first electrode 10 .
  • the first electrode 10 is slightly retreated to the -X side of the blower outlet 5 in the X direction. That is, referring to FIG. 2, the +X side end portion 10a of the first electrode 10 is slightly retreated to the -X side from the end portion related to the outlet 5 side (+X side) of the plasma generator 1 .
  • first end 71 the end related to the blowout port 5 side (+X side) of the plasma generator 1
  • second end 71 the end related to the side opposite to the blowout port 5 ( ⁇ X side)
  • the +X side end 10a of the first electrode 10 is brought as close to the outlet 5 as possible, that is, to substantially match the first end 71 .
  • the risk of creeping discharge occurring between the first electrode 10 and the second electrode 20 increases, and direct discharge rather than dielectric barrier discharge becomes dominant. Therefore, as described above, the configuration is adopted in which the +X side end portion 10a of the first electrode 10 is slightly retracted from the first end 71 toward the -X side (second end 72 side). This receding distance, that is, the distance between the +X side end 10a of the first electrode 10 and the first end 71 is typically 1 mm to 5 mm.
  • the material of the first electrode 10 is not particularly limited, but preferably has high conductivity. is a compound.
  • the first electrode 10 can be a metal foil.
  • metal foils such as copper foils and aluminum foils having one side subjected to adhesive processing can be mentioned.
  • the first electrode 10 may be a sintered body containing a conductive metal. Since the metal-containing sintered body can be formed by printing a metal paste on the first surface 31 of the dielectric substrate 30, there is no need to use an adhesive during manufacturing. From the viewpoint of not using an adhesive, the first electrode 10 can also be formed by plating, vapor deposition, sputtering, or thermal spraying.
  • the first electrode 10 and the dielectric substrate 30 are in close contact with each other and that there is no air layer at the interface between the two. This is because if there is a layer of air, discharge may occur inside the space, and the generated radicals may deteriorate the first electrode 10 . For this reason, it is preferable that the first electrode 10 and the dielectric substrate 30 are in close contact with each other within the range of the ⁇ m order. As will be described later with reference to FIG. 16, from the viewpoint of enhancing the adhesion between the two, the surface of the first surface 31 of the dielectric substrate 30 may be roughened to form fine irregularities, aiming at an anchor effect.
  • the length of the first electrode 10 in the Z direction (hereinafter referred to as "thickness") is thinner than the thickness of the dielectric substrate 30.
  • the thickness of the first electrode 10 is thin, so the influence of expansion becomes negligible for the dielectric substrate 30 .
  • the first electrode 10 When the first electrode 10 is the electrode on the high voltage side, the first electrode 10 is partially connected to the power supply 63 .
  • a connection method between the power supply device 63 and the first electrode 10 is not particularly limited as long as it is electrically connected and can withstand the applied voltage. For example, connection by soldering and connection using various connectors (for example, coaxial connectors, etc.) can be mentioned. Since the plasma generator 1 of this embodiment does not use microwaves for plasma generation, it is not necessary to use a coaxial connector or coaxial cable having a predetermined characteristic impedance.
  • the voltage and frequency applied from the power supply device 63 to the first electrode 10 may be within a range in which dielectric barrier discharge can be generated in the plasma generator 1 .
  • the applied voltage is between 3 kV and 20 kV, preferably between 3 kV and 10 kV.
  • the frequency of the voltage signal is typically 20 kHz to 1000 kHz, more preferably 50 kHz to 150 kHz.
  • the reason why the upper limit is preferably 150 kHz is that the wavelength takes into consideration the plasma irradiation length and that the frequency detected by the noise terminal voltage in the EMC standard is higher than 150 kHz.
  • the second electrode 20 has a plate shape extending in the Y direction and is arranged at a position spaced apart from the second surface 32 of the dielectric substrate 30 in the Z direction.
  • the second electrode 20 When the second electrode 20 is the electrode on the low voltage side, it may be connected to the ground potential directly or through a resistor, or may be connected to the output of the power supply device 63 on the low voltage side.
  • the surface of the second electrode 20 on the +Z side has recesses 27 formed at some locations.
  • the recess 27 is formed extending in the Y direction.
  • FIG. 4 is a schematic plan view of the second electrode 20 viewed from the +Z side. 2 to 4, the second electrode 20 has a higher height at the outer edge 26 on the +Y side, the -Y side, and the -X side, and the recess 27 described above is formed inside the outer edge 26. I know there is.
  • the outer edge 26 of the second electrode 20 abuts the second surface 32 of the dielectric substrate 30 . That is, when the outer edge portion 26 of the second electrode 20 and the dielectric substrate 30 are brought into contact with each other, the concave portion 27 formed on the +Z side of the second electrode 20 forms a gap. This gap constitutes the "gas flow path 3".
  • communication holes 53 are formed at a plurality of positions spaced apart in the Y direction on the bottom surface of the recess 27 .
  • the communication hole 53 is provided to guide the gas G0 from the gas delivery device 61 to the gas flow path 3 as will be described later.
  • By providing a plurality of communication holes 53 at different positions in the Y direction it becomes easier to make the gas flow in the gas flow path 3 laminar. From the viewpoint of spreading the gas over a wide range in the Y direction when it is introduced into the gas flow path 3, it is preferable that the communication holes 53 are formed over a wide range in the Y direction.
  • FIG. 4 shows an example in which a plurality of independent communication holes 53 are formed
  • a single communication hole 53 may be formed, for example, in the shape of a rectangular tube that is long in the Y direction. .
  • the plasma generator 1 has the gas buffer substrate 40 in contact with the second electrode 20 from the position opposite to the dielectric substrate 30, that is, from the -Z side. Prepare.
  • the gas buffer substrate 40 is in contact with the second electrode 20 at the peripheral portion. Therefore, a gap 51 is formed between the second electrode 20 and the gas buffer substrate 40 inside the peripheral portion.
  • a gas delivery device 61 (see FIG. 2) is connected to the gap 51 .
  • the processing gas G ⁇ b>0 is delivered from the gas delivery device 61 , it is buffered in the gap 51 and then led to the gas flow path 3 through the communication hole 53 .
  • the plasma generator 1 includes a blowout port 5 at the +X side end of the gas flow path 3 , that is, at the first end 71 .
  • the outlet 5 ejects the plasma generated while flowing in the gas flow path 3 along the +X direction to the outside together with the gas flow (plasma gas G1).
  • the widths (lengths in the Y direction) of the gas flow path 3 and the outlet 5 are uniform regardless of the X coordinate.
  • the plasma gas G1 can be uniformly jetted from the outlet 5 without disturbing the flow of the processing gas G0 that has flowed into the gas flow path 3 . This fact has also been confirmed by the inventors' simulations.
  • the present invention is not limited to this example, and the width of the outlet 5 may be adjusted as necessary.
  • the intensity of the plasma gas G1 can be increased by narrowing the width of the outlet 5 compared to the width of the ⁇ X side (second end 72 side) of the gas flow path 3 .
  • the jet width of the plasma gas G1 can be widened, The range that can be sprayed at the same time is expanded.
  • the gas delivered from the gas delivery device 61 one or more selected from the group consisting of He, Ne, and Ar can be used as the gas when the plasma generator 1 is started. Further, as the gas after the plasma is generated, a gas capable of generating desired active species, specifically, one or more selected from the group consisting of hydrogen, oxygen, water, nitrogen and the like can be used.
  • the gas flow through the gas flow path 3 is laminar.
  • the plasma can be jetted more uniformly.
  • the Reynolds number is a parameter that distinguishes between laminar flow and turbulent flow.
  • the Reynolds number at the boundary between laminar flow and turbulent flow is called the critical Reynolds number, and its value is said to be 2000-4000.
  • the flow rate of the processing gas G0 0.005 m 3 /sec (300 L/min)
  • U 14.3 (m/sec)
  • L 9.99 ⁇ 10 -4 (m)
  • FIG. 5A is an enlarged view of only the dielectric substrate 30 extracted from the drawing shown in FIG.
  • the drawings may be exaggerated, particularly in the following drawings.
  • the dielectric substrate 30 has the first surface 31 on the +Z side and the second surface 32 on the -Z side.
  • the first surface 31 is a flat surface parallel to the X direction in the area from the second end 72 to a predetermined point (referred to as "first reference point 81") in the X direction
  • a region from the first reference point 81 to the first end 71 (referred to as a “first specific region 91”) is a surface inclined with respect to the X direction.
  • the second surface 32 of the dielectric substrate 30 shown in FIG. 5A is a flat surface parallel to the X direction regardless of the position of the X coordinate.
  • the second surface 32 of the dielectric substrate 30 has an inclined surface.
  • the second surface 32 of the dielectric substrate 30 has a region from the second end 72 to a predetermined point (referred to as "second reference point 82") in the X direction.
  • the area from the second reference point 82 to the first end 71 (referred to as the "second specific area 92"), which is a parallel flat surface, is a surface inclined with respect to the X direction.
  • the first surface 31 of the dielectric substrate 30 shown in FIG. 5B is a flat surface parallel to the X direction in the region from the second end 72 to the first reference point 81, as in FIG. 5A.
  • a region (first specific region 91) from the point 81 to the first end 71 is a surface inclined with respect to the X direction.
  • the first surface 31 of the dielectric substrate 30 is a flat surface parallel to the X direction in the region closer to the second end 72 than the first reference point 81 serving as a reference.
  • the region (first specific region 91) on the first end 71 side of the first reference point 81 is a surface inclined with respect to the X direction.
  • the first specific region 91 may be a flat surface parallel to the X direction.
  • the second surface 32 of the dielectric substrate 30 is a flat surface parallel to the X direction in a region closer to the second end 72 than the second reference point 82 serving as a reference.
  • a region (second specific region 92) closer to the first end 71 than the second reference point 82 is a flat surface parallel to the X direction or a surface inclined with respect to the X direction.
  • FIG. 6A is an enlarged view of only the second electrode 20 extracted from the drawing shown in FIG. As described above, the second electrode 20 has a surface forming the bottom surface of the recess 27 . For convenience of explanation, this surface is hereinafter referred to as the "third surface 23".
  • the third surface 23 is a flat surface parallel to the X direction regardless of the position of the X coordinate. However, in the present embodiment, it is not excluded that the third surface 23 has a surface (inclined surface) that is inclined with respect to the X direction.
  • the third surface 23 is a flat surface parallel to the X direction in the area from the second end 72 to a predetermined point (referred to as "third reference point 83") in the X direction.
  • a region from the third reference point 83 to the first end 71 (referred to as a “third specific region 93”) is a plane inclined with respect to the X direction.
  • the third surface 23 is a flat surface parallel to the X direction in the region on the second end 72 side of the third reference point 83 serving as a reference.
  • a region (third specific region 93) closer to the first end 71 than the reference point 83 is a flat surface parallel to the X direction or a surface inclined with respect to the X direction.
  • the first surface 31, the second surface 32, and the third surface 23 have a relationship such that the electric field strength increases in the vicinity of the blowout port 5 as it progresses toward the +X side in the gas flow path 3. Inclination is set. This relationship will be described later with reference to FIG.
  • the first electrode 10 may be arranged only near the first end 71 in the X direction (see FIG. 7).
  • a high voltage at a location near the blow-out port 5
  • a high electric field is applied to the gas flowing through the gas passage 3 at that location, and the gas is turned into plasma.
  • FIG. 8 is a schematic drawing for explaining the shapes of the first surface 31, the second surface 32, and the third surface 23. FIG. For ease of understanding, some structures are exaggerated.
  • the first surface 31 is inclined on the +X side (first end 71 side) from the first reference point 81, and the inclination angle is ⁇ .
  • the tilt angle is defined as an angle with respect to a line parallel to the X direction when the target surface is viewed in the Y direction, and the counterclockwise direction is defined as a positive angle.
  • the tilt angle has the same meaning even if it is defined as the angle of the object plane with respect to the XY plane.
  • the second surface 32 is inclined on the +X side (first end 71 side) from the second reference point 82, and the inclination angle is ⁇ .
  • the X coordinate at the second reference point 82 is x ⁇ .
  • ⁇ 0°.
  • the second surface 32 is a flat surface regardless of the X coordinate.
  • the third surface 23 is inclined on the +X side (first end 71 side) from the third reference point 83, and the inclination angle is ⁇ .
  • E(x) be the electric field at a certain X-coordinate value x
  • d1(x) be the thickness of the dielectric substrate 30
  • d2(x) be the height of the gas flow path 3 .
  • the electric field E(x) is defined by the following equation (3).
  • the point where the thickness of the dielectric substrate 30 starts to change as it progresses in the +X direction is the -X side (the side closer to the second end 72) of the first reference point 81 and the second reference point 82. It is a place. In the example of FIG. 8, it corresponds to the first reference point 81 .
  • the thickness of the dielectric substrate 30 at the point where the thickness of the dielectric substrate 30 starts to change is defined as d1 (0).
  • the point where the height of the gas flow path 3 starts to change as it progresses in the +X direction is the -X side (closer to the second end 72) of the second reference point 82 and the third reference point 83. is the part of In the example of FIG. 8, it corresponds to the third reference point 83 .
  • the height of the gas channel 3 at the point where the height of the gas channel 3 starts to change is defined as d2 (0).
  • the thickness d1(x) of the dielectric substrate 30 and the height d2(x) of the gas flow path 3 at the position of the X coordinate x are given below. It is represented by the formulas (4) and (5).
  • equation (6) By substituting equations (4) and (5) into equation (3) above, equation (6) below is obtained.
  • Equation (1) is shown again below.
  • the thickness d1(x) of the dielectric substrate 30 and the height d2(x) of the gas flow path 3 at the position where the X coordinate is x need to be positive values even at the position of the first end 71.
  • the length in the X direction of the region from the first reference point 81 to the first end 71 (the first specified region 91) is A ⁇
  • the region from the second reference point 82 to the first end 71 is the second specified region
  • a ⁇ be the length of the region 92) in the X direction
  • a ⁇ be the length of the region (third specific region 93) from the third reference point 83 to the first end 71 in the X direction.
  • Equation (2) is shown again below.
  • the surface of the dielectric substrate 30 (first surface 31, second surface 32) and the surface of the second electrode 20 (third surface 23) are By adopting such a shape, the electric field strength of the gas flowing through the gas flow path 3 toward the outlet 5 increases monotonically. As a result, an extremely high electric field strength is realized near the blowout port 5, so that plasma can be generated with high efficiency.
  • the size of the plasma generator 1 is not particularly limited.
  • the dielectric substrate 30 and the second electrode 20 are configured to satisfy the above formulas (1) and (2).
  • the external dimensions are 750 mm in width (length in the Y direction), 40 mm in length (length in the X direction), and 20 mm in thickness (length in the Z direction, at the thickest point). be.
  • the outer dimensions of the dielectric substrate 30 are 750 mm in width, 40 mm in length, and 0.1 mm in thickness (d1a) at the first end 71 .
  • the external dimensions of the second electrode 20 are 750 mm in width, 20 mm in length, and 0.1 mm in thickness at the first end 71 .
  • the outer dimensions of the gas channel 3 are 700 mm in width and 35 mm in length.
  • the dimensions of the outlet 5 are an opening width of 700 mm and an opening height of 0.2 mm.
  • Example 1 to 3 the surface of the dielectric substrate 30 (the first surface 31, the second surface 32) and the surface of the second electrode 20 (the third surface 23) are represented by the formula (1) and ( 2) A plasma generator 1 having a shape that satisfies the formula and having the dimensions described above was taken as Example 1.
  • the material of the dielectric substrate 30 is aluminum oxide, and the main material of both the first electrode 10 and the second electrode 20 is copper.
  • FIGS. 9A and 9B A plasma generator 100 having a structure schematically shown in FIGS. 9A and 9B was taken as Comparative Example 1.
  • FIG. 9A and 9B omit illustration of the gas buffer substrate.
  • 9B is a cross-sectional view taken along line IXB-IXB of FIG. 9A.
  • the plasma generator 100 of Comparative Example 1 includes a first electrode 110, a second electrode 120, and a dielectric substrate 130.
  • the gas flowing through the gas flow path 103 formed between the second electrode 120 and the dielectric substrate 130 is turned into plasma when passing through the high electric field region 108. and is jetted out from the outlet 105 as the plasma gas G1.
  • Both the plasma generator 1 of Example 1 and the plasma generator 100 of Comparative Example 1 were operated under the following conditions, and a polypropylene product as an object to be treated was placed at a position separated by 2 mm from the outlet (5, 105) After passing through the substrate at 10 mm/sec, the water contact angle on the substrate surface was measured using a contact angle meter (DMs-401 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
  • DMs-401 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.
  • Example 1 has a smaller water contact angle than Comparative Example 1 and is more hydrophilic. Furthermore, the variation in the water contact angle is suppressed in Example 1 more than in Comparative Example 1, indicating that the substrate can be uniformly treated.
  • FIG. 10 shows changes in hydrophilization efficiency when the plasma generator 1 of Example 1 is continuously operated.
  • FIG. 11 is a plan view showing how polypropylene (PP) films as objects to be processed are arranged on a stage at predetermined intervals.
  • polypropylene (PP) films were arranged as objects to be irradiated at predetermined intervals on a stage, and plasma gas G1 was irradiated from above using the plasma generator 1 according to the first embodiment. More specifically, the PP film was fixed on a uniaxial stage at a position 2 mm (irradiation distance) from the blowout port 5, and the blowout port 5 was reciprocated at 100 mm/sec to irradiate the plasma gas G1.
  • each PP film surface was measured. Water contact angles were measured.
  • the water contact angle was measured under the following conditions.
  • Contact angle meter DMs-401 (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.)
  • Liquid volume 2 ⁇ L Approximation by ellipse fitting.
  • FIG. 12 is a graph showing the measurement results of water contact angles. As can be seen from FIG. 12, the water contact angle was within ⁇ 10% of the average value in the width direction (Y direction) under any irradiation conditions. When the same test was conducted with the polypropylene (PP) film placed at the Y coordinates of 10 mm, 30 mm, and 50 mm, the average values shown in FIG. 12 were within ⁇ 10%. From the above results, it can be seen that according to the plasma generator 1 of Example 1, the plasma gas G1 is uniformly jetted from the entire area of the outlet 5 in the Y direction.
  • PP polypropylene
  • the plasma generator 1 is arranged such that the surface of the dielectric substrate 30 (first surface 31, second surface 32) and the surface of the second electrode 20 (third surface 23) satisfy the expressions (1) and (2).
  • the direction of inclination of these planes does not matter as long as they exhibit a suitable shape.
  • the first surface 31 is inclined to the -Z side with respect to the X direction
  • the second surface 32 is inclined to the +Z side with respect to the X direction
  • the third surface 23 is inclined with respect to the X direction.
  • a configuration tilted to the ⁇ Z side may also be used. In this case, the height d2(x) of the gas flow path 3 increases as it approaches the first end 71 (air outlet 5).
  • the first surface 31 is tilted to the +Z side with respect to the X direction
  • the second surface 32 is tilted to the -Z side with respect to the X direction
  • the third surface 23 is tilted to the X direction.
  • a configuration tilted to the +Z side may also be used.
  • the height d2(x) of the gas flow path 3 decreases as it approaches the first end 71 (air outlet 5).
  • the first surface 31 may be curved.
  • a plane 31a approximating the first surface 31 may be used to satisfy the formulas (1) and (2).
  • unevenness may be formed on a part of the first surface 31 .
  • a method of providing unevenness on the first surface 31 can be adopted.
  • a plane 31a connecting the contact points between the ends (10a, 10b) of the first electrode 10 in the X direction and the dielectric substrate 30 is used to satisfy the expressions (1) and (2).
  • the plasma generator 1 is arranged such that the surface of the dielectric substrate 30 (first surface 31, second surface 32) and the surface of the second electrode 20 (third surface 23) satisfy the expressions (1) and (2).
  • Various variations such as those shown in FIGS. 17A to 17G can be adopted as long as the shape is shown.
  • 17A to 17G are modifications of the plasma generator 1, and are schematic cross-sectional views showing only some elements. 17A to 17G below may also be partially exaggerated for convenience of explanation.
  • a protrusion 43 is provided between the outlet 5 and the outlet 5 .
  • the protrusions 43 are made of the materials exemplified as the material of the dielectric substrate 30 .
  • the protrusion 43 may be formed integrally with the dielectric substrate 30, or may be attached as a separate member.
  • the projection 43 between the first electrode 10 and the blower outlet 5 in the X direction By providing the projection 43 between the first electrode 10 and the blower outlet 5 in the X direction, the creepage distance between the first electrode 10 and the second electrode 20 on the blower outlet 5 side is ensured. This suppresses unnecessary discharge such as a short circuit between the first electrode 10 and the second electrode 20 and occurrence of creeping discharge.
  • the protrusion 43 may be formed so as to abut on the +X side end portion 10a of the first electrode 10.
  • the plasma generator 1 of the modified example shown in FIG. With this configuration, unnecessary discharge such as corona discharge can be suppressed.
  • the insulating film 45 may be made of glass, a sintered body containing glass, or a resin material such as silicone or epoxy.
  • the modified plasma generator 1 shown in FIG. 17E includes a protective layer 46 disposed on the third surface 23 of the second electrode 20 in the vicinity of the first end 71, i.e., in the vicinity of the outlet 5.
  • the protective layer 46 is preferably a dielectric, more preferably the same material as the dielectric substrate 30 .
  • Specific examples of the material of the protective layer 46 include aluminum oxide, aluminum nitride, and steatite.
  • the method of forming the protective layer 46 on the third surface 23 of the second electrode 20 is not particularly limited, but a method of thermally spraying and coating the constituent material of the protective layer 46 can be adopted as an example.
  • the thickness of the protective layer 46 can be appropriately set from the viewpoint of contamination prevention, and is, for example, 100 ⁇ m or less.
  • the protective layer 46 is provided in the vicinity of the outlet 5, in other words, in the vicinity of the place where plasma is generated, the constituent material of the second electrode 20 does not evaporate and diffuse. can be suppressed. As a result, it is possible to prevent the object to be processed against which the plasma gas G1 is blown from being contaminated.
  • Examples of materials for the starting assist member 47 include carbon, transition metal compounds, and the like. Further, as a material of the starting assisting member 47, a substance having a dielectric constant higher than that of the dielectric substrate 30 can be used. At this time, dielectric loss heats the constituent material of the starting assisting member 47 and supplies the initial electrons into the gas flow path 3 . Carbon is particularly preferable as the material for the starting assist member 47 . Since carbon has high thermal stability, the starting assist member 47 is less likely to evaporate even if the temperature rises, and the reliability of the plasma generator 1 is enhanced.
  • a material with a low work function may be used as the material of the starting assist member 47 so that the electron emission effect can be recognized with a lower applied voltage.
  • the start assisting member 47 is provided near the outlet 5, the initial electrons can be supplied into the gas flow path 3, and the startability is improved. This eliminates the need for a microwave oscillator or starter circuit device having a large power supply capacity, and the plasma generator 1 can be manufactured in a small size and at a low cost.
  • the plasma generator 1 of the modified example shown in FIG. The light shielding member 48 has a tubular body 49 inside which gas can flow, and this tubular body 49 is connected to the gas flow path 3 .
  • the blowing direction of the plasma gas G1 is changed to the -Z direction by the tubular body 49.
  • the object to be processed is prevented from being irradiated with the light originating from the discharge in the gas flow path 3 .
  • the processing gas G0 is introduced into the gas flow path 3 .
  • the processing gas G0 it is appropriately selected according to the content of the processing to be performed on the object to be processed.
  • gas capable of generating desired active species such as hydrogen, oxygen, water, and nitrogen is used. According to this method, even if the processing gas G0 is a gas that is relatively difficult to cause plasma discharge, it is possible to spray the plasma gas G1 containing the substance of the processing gas G0 onto the object to be processed.
  • Reference Signs List 1 dielectric barrier discharge plasma generator 3: gas flow path 5: air outlet 10: first electrodes 10a, 10b: edge of first electrode 20: second electrode 23: surface of second electrode (third surface ) 26: Outer edge 27: Recess 30: Dielectric substrate 31: Surface of dielectric substrate (first surface) 32: surface of dielectric substrate (second surface) 40 : gas buffer substrate 51 : gap 53 : communication hole 61 : gas delivery device 63 : power supply device 71 : first end 72 : second end 81 : first reference point 82 : second reference point 83 : third reference point 91 : First specific region 92 : Second specific region 93 : Third specific region

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

効率的に吹出口の全領域からプラズマを均質に噴射することのできる、誘電体バリア放電式プラズマ発生装置を提供する。　誘電体バリア放電式プラズマ発生装置は、第一方向に延在する板形状を呈し、第一面と、第一方向に直交する第二方向に関して第一面とは反対側に位置する第二面とを有する誘電体基板と、誘電体基板の第一面側に配置された第一電極と、誘電体基板の第二面から第二方向に離間した位置に配置された第二電極と、誘電体基板と第二電極との間の空隙によって形成され、第一方向及び第二方向に直交する第三方向にガスが通流するガス流路と、ガス流路の第三方向に係る一方の端部である第一端に設けられ第一方向に延在する吹出口とを備える。

Description

誘電体バリア放電式プラズマ発生装置
　本発明は、誘電体バリア放電式プラズマ発生装置に関する。
　プラズマ発生装置は、プラスチック、紙、繊維、半導体、液晶、又はフィルム等の製造工程で用いられている。例えば、プラズマ発生装置からのプラズマを被処理物に照射することにより、被処理物の表面に対する親水性、接着性、若しくは印刷密着性等を向上させるための表面処理、被処理物の表面に存在する有機物の除去及び洗浄、又は被処理物の表面に対する酸化膜の形成が行われる。
　図１８は、従来のプラズマ発生装置を模式的に示す断面図である。特許文献１には、図１８に示すように、対向する一対の電極（２０１，２０１）を備え、それぞれの電極の対向面（２０２，２０２）を逆向きに傾斜させたプラズマ発生装置２００が開示されている。すなわち、下面開口２２６に近づくに連れて、一対の対向面（２０２，２０２）の間隔が狭まるように配置されている。
　プラズマ発生装置２００は、上面開口２２３からプラズマ源ガスＧｃを導入しながら一対の電極（２０１、２０１）間に電圧を印加することで、一対の対向面（２０２，２０２）に挟まれる領域（放電領域２０７）に多数本のストリーマ放電Ｓｄを発生させる。プラズマ源ガスＧｃは上面開口２２３から噴射板２２４のオリフィス２２５を通じて、放電領域２０７に導入される。このため、プラズマ源ガスＧｃは、オリフィス２２５により加速されることで高速で放電領域２０７に噴射される。この噴射によりプラズマ源ガスＧｃの乱流が生じ、ストリーマ放電Ｓｄが放電領域２０７内で分散する。
　この後、分散したストリーマ放電Ｓｄにより、放電領域２０７の全体にわたってほぼ均一にプラズマＰｃが生成される。生成されたプラズマＰｃは、放電領域２０７の下面開口２２６を通じて処理空間２０５にプラズマジェットとして噴射し、被処理物２４０に吹き付けられる。特許文献１には、上記構成を採用することにより、均一なプラズマを生成することができると記載されている。
　電極（２０１，２０１）の上面と対向面（２０２，２０２）は、誘電体２０３により被覆されている。誘電体２０３の被膜の厚みは全体にわたって一定であり、例えば、０．５ｍｍ～５ｍｍである。
　また、別の方法として、マイクロストリップ線路とアース導体の間にマイクロ波を入力することでプラズマを発生させる装置が知られている（特許文献２参照）。この装置によれば、誘電体層に傾斜を持たせて厚みを調整することで、インピーダンスマッチングが行われている。
特開２０１０－００９８９０号公報 特開２００８－２８２７８４号公報
　特許文献１に開示されているプラズマ発生装置２００は、乱流を発生させることにより放電領域２０７の全体にわたってほぼ均一にプラズマＰｃを生成することを目指している。しかしながら、例えば、放電領域２０７内のうち、下面開口２２６から遠い位置で生成したプラズマＰｃは、下面開口２２６に向かって移動する間に消失してしまう。このため、図１８に示すような態様で電極（２０１，２０１）を配置した場合、下面開口２２６から吹き出されるプラズマＰｃは、下面開口２２６の全領域からプラズマＰｃが均一に照射されているとはいえない。このことは、被処理物２４０の表面における処理の程度にムラを生じさせる原因となる。
　特許文献２に開示されているプラズマ発生装置は、マイクロ波を利用する技術である。
マイクロ波によるプラズマは、電界強度が強い定在波の腹の部分において高い密度で発生する。定在波は、マイクロ波の入力方向だけではなく、入力方向と直交する方向にも発生するため、吹出口を正面から見たときに、プラズマの密度の高い箇所と低い箇所とが交互に発生することになる。そのため、マイクロ波によるプラズマでは、吹出口の全領域から、プラズマを均一に噴射させることは容易ではない。
　更に、定在波を発生させる観点から、そもそも装置自体を長尺化することができない。
このため、例えば、被処理物の表面処理の用途で用いようとしても、極めて処理能力が低く、適用が事実上困難である。
　本発明は、上記の課題に鑑み、効率的に吹出口の全領域からプラズマを均質に噴射することのできる、誘電体バリア放電式プラズマ発生装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る誘電体バリア放電式プラズマ発生装置は、
　第一方向に延在する板形状を呈し、第一面と、前記第一方向に直交する第二方向に関して前記第一面とは反対側に位置する第二面とを有する誘電体基板と、
　前記誘電体基板の前記第一面側に配置された第一電極と、
　前記誘電体基板の前記第二面から前記第二方向に離間した位置に配置された第二電極と、
　前記誘電体基板と前記第二電極との間の空隙によって形成され、前記第一方向及び前記第二方向に直交する第三方向にガスが通流するガス流路と、
　前記ガス流路の前記第三方向に係る一方の端部である第一端に設けられ、前記第一方向に延在する吹出口とを備え、更に以下の特徴を示す。
　前記誘電体基板の前記第一面は、少なくとも前記第三方向に関して前記吹出口とは反対側の端部である第二端から第一基準箇所までの間が前記第三方向に平行な平坦面であり、　前記誘電体基板の前記第二面は、少なくとも前記第三方向に関して前記第二端から第二基準箇所までの間が前記第三方向に平行な平坦面であり、
　前記誘電体基板の前記第二面に前記ガス流路を介して対向する前記第二電極の主面である第三面は、少なくとも前記第三方向に関して前記第二端から第三基準箇所までの間が前記第三方向に平行な平坦面である。
　前記第一基準箇所から前記第一端までの第一特定領域内の前記第一面、前記第二基準箇所から前記第一端までの第二特定領域内の前記第二面、及び前記第三基準箇所から前記第一端までの第三特定領域内の前記第三面のうち、少なくともいずれか１つの面は、前記第三方向に対する傾斜面である。
　前記第一電極は、少なくとも前記第一基準箇所と前記第一端との間に配置されている。
　前記第一方向に見たときに、前記第一特定領域内の前記第一面と前記第三方向とのなす角度をα、前記第二特定領域内の前記第二面と前記第三方向とのなす角度をβ、及び前記第三特定領域内の前記第三面と前記第三方向とのなす角度γが、下記（１）式及び（２）式の両者を満たす。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ただし、（１）式におけるεrは前記誘電体基板の比誘電率である。
　また、（２）式において、Ａα、Ａβ及びＡγは、それぞれ前記第一特定領域、前記第二特定領域、及び前記第三特定領域の前記第三方向に係る長さに対応し、 d1(0) は前記第一基準箇所と前記第二基準箇所のうち前記第三方向に関して前記第二端に近い側の基準箇所における前記誘電体基板の前記第二方向に係る厚みであり、 d2(0) は前記第二基準箇所と前記第三基準箇所のうち前記第三方向に関して前記第二端に近い側の基準箇所における前記ガス流路の前記第二方向に係る高さである。
　上記構造の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置によれば、上記（１）式及び（２）式を満たすように誘電体基板及び電極の形状が設定されているため、ガスがガス流路内を第三方向に通流すると、吹出口に近づくに連れて電界強度が高められる。このため、吹出口に極めて近い箇所においては、極めて高い強度の電界が形成され、この領域で集中的にプラズマが発生する。これにより、吹出口から被処理物に対して、効率的にプラズマを含むガスを吹き付けることができ、被処理物を効率的に処理することが可能となる。
　なお、上記（１）式及び（２）式を満たすことで、ガス流路内において吹出口に近づくに連れて電界強度が高められる理由の詳細については、「発明を実施するための形態」の項で後述される。
　前記誘電体基板は、主たる材料が酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）又は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）であるものとしても構わない。
　ここで「主たる材料」とは、構成材料を成分分析した場合に、８０％以上を占める成分を指す。
　酸化アルミニウム及び窒化アルミニウムは、比誘電率が比較的低く、且つ、物理的な強度や硬度が比較的高い。従って、前記誘電体基板の主たる材料を酸化アルミニウム又は窒化アルミニウムとすることで、単位電力当たりのプラズマの生成量をより多くできると共に、誘電体基板をより薄くしても破損のおそれを低減できる。
　この中でも、窒化アルミニウムは熱伝導性がよく、誘電体基板の熱を効率よく放熱することができる。これにより、第一電極及び第二電極のうち、高電圧が印加される側の電極（高電圧側電極）の温度上昇を抑制できるため、窒化アルミニウムと高電圧側電極の熱膨張による界面のストレスを低減できる。この結果、誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の長寿命化が図られる。
　前記第一電極は、箔状の金属であっても構わない。金属材料は限定されないが、導電性が高い材料が好ましく、典型的な例としては、銅、銀、アルミニウム、及び金からなる群に属する一種以上の材料又は前記材料の化合物である。
　前記第一電極は、金属を含有した焼結体であっても構わない。金属を含有した焼結体は、金属ペーストを印刷して電極を形成できるため、第一電極を誘電体基板上に形成する際に接着剤を用いる必要がない。
　前記第一電極は、メッキ、蒸着、又は、スパッタリング、溶射により形成されていても構わない。この構成の場合も同様に、前記第一電極を誘電体基板上に形成する際に接着剤を用いる必要がない。
　前記誘電体基板は、前記第二方向に係る厚みが前記第三方向の位置によらず一定であるか、又は前記第一基準箇所から前記第一端に向かって前記第二方向に係る厚みが逓増する形状を呈するものとしても構わない。
　前記第一電極が高電圧側電極であり、前記第二電極が低電圧側電極であるものとしても構わない。
　この場合において、前記誘電体バリア放電式プラズマ発生装置は、前記第一電極に接続された電源装置を備えるものとしても構わない。電源装置は、好適には、電圧が３ｋＶ～２０ｋＶ、周波数が２０ｋＨｚ～１５０ｋＨｚの電圧信号を第一電極に供給可能な構成である。
　上記のような電源装置を備えると、誘電体バリア放電方式にてプラズマを好適に発生させることができる。上限を１５０ｋＨｚとした理由は、その波長はプラズマ照射長を考慮したこと、また、ＥＭＣ規格での雑音端子電圧で検出される周波数が１５０ｋＨｚより高周波であることによる。
　前記誘電体バリア放電式プラズマ発生装置は、更に、
　前記第二電極に対して、前記誘電体基板とは反対側の位置から周縁部において当接されたガスバッファ基板と、
　前記ガスバッファ基板と前記第二電極とで挟まれた空隙に対して前記ガスを導入するガス送出装置と、
　前記第一方向の異なる複数の箇所において、前記第二方向に関して前記第二電極を貫通する連絡孔とを備えるものとしても構わない。
　上記構成によれば、ガス送出装置から導入されたガスは、ガスバッファ基板と第二電極とで挟まれた空隙内に貯留された後、複数の連絡孔を通じてガス流路に流入する。これにより、ガス流路に流入したガスを、その流れを乱すことなく吹出口から均質に流出させることができる。
　特に、連絡孔が第一方向の複数の箇所に設けられることで、第一方向の異なる複数の位置からガス流路に対してガスが導入される。これにより、ガス流路を流れるガスを層流化しやすい。
　上記において、前記連絡孔は、前記第三方向に関して、前記第一電極よりも前記第二端側に位置しているものとしても構わない。
　前記第一電極は、前記第三方向に関して前記第一端から前記第二端側に、前記 d1(0) 未満の距離だけ後退した位置に配置されているものとしても構わない。
　吹出口近辺では、誘電体基板を介さずに、第一電極と第二電極との間で直接放電が生じるおそれがある。このような放電が生じると、第一電極、第二電極、又は誘電体基板を損傷させる場合があり、このとき、これらの構成材料が不純物としてプラズマに混入して、被処理物の表面に付着するおそれがある。
　放電効率の観点に立てば、第三方向に関して、第一電極の端部が吹出口の最先端（第一端）に一致するように配置した方が有利である。しかしながら、このような配置態様の場合、上記の事情により、誘電体基板上で沿面放電を引き起こすおそれがある。この沿面放電がひとたび発生すると、誘電体バリア放電ではなく直接放電が支配的となり、過剰な放電電流が流れ、電極の破損ひいては電源装置への破損に至る。
　これに対し、上記のような構成を採用することで、第一電極と第二電極との間での直接放電が抑制されるため、電極や誘電体基板の損傷が抑制され、プラズマガスへの不純物の混入を防止できる。
　前記誘電体バリア放電式プラズマ発生装置は、更に、前記第二特定領域内の前記第二面上に配置された始動補助部材を備えても構わない。この始動補助部材は、好適には、前記吹出口の極めて近傍、すなわち前記第一端の近傍に配置されるのが好ましい。ただし、第一方向に見たときに始動補助部材の位置と吹出口の位置が揃うように配置されると、始動補助部材と吹出口からのプラズマガスの一部が始動補助部材に衝突することで、始動補助部材が損耗・除去されるおそれがある。一方で、第三方向に関して、始動補助部材が吹出口から離れすぎていると、そもそも始動補助としての機能を実現しない。この観点から、始動補助部材は、吹出口の近傍であって、且つ第三方向に関して第二端側に少しだけ後退した位置に配置されるのが好ましい。この後退距離は１０ｍｍ未満とするのが好ましく、第一端側における誘電体基板の厚み（後述する図８内の距離ｄ１ａに相当）を１０ｍｍから差し引いた距離（すなわち１０－ｄ１ａ）未満とするのがより好ましい。
　誘電体バリア放電は、始動時（放電開始時）には高い電力が必要である一方、ひとたび放電が生じると、その後は入力電力を低下させても放電を維持することができる。かかる事情により、好適には始動時に高い電力が投入される。しかしながら、このような方法では、高電力に対応した大型の電源装置や、放電空間の近傍に配置されたトリガ電極が必要となり、装置全体の規模の拡大を招く懸念がある。
　プラズマ放電の開始時には、プラズマを発生させる箇所に初期電子の存在が必要である。そこで、上記構成のように始動補助部材を配置すれば、始動初期に初期電子が吹出口近傍のガス流路内に供給される。これにより、大型の電源装置やトリガ電極等が不要となり、小型で安価なプラズマ発生装置を提供できる。
　本発明の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置によれば、効率的に吹出口の全領域からプラズマを均質に噴射することが可能となる。
本発明の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の一実施形態の構成を模式的に示す斜視図である。 図１に示す前記プラズマ発生装置をII-II線で切断した模式的な断面図である。 図１に示す前記プラズマ発生装置をIII-III線で切断した模式的な断面図である。 第二電極２０を＋Ｚ側から見たときの模式的な平面図である。 図２から誘電体基板３０を抽出した断面拡大図である。 誘電体基板３０の別構成例を、図５Ａにならって図示した断面図である。 図２から第二電極２０を抽出した断面拡大図である。 第二電極２０の別構成例を、図６Ａにならって図示した断面図である。 プラズマ発生装置の変形例を、図２にならって図示した模式的な断面図である。 第一面３１、第二面３２、及び第三面２３の形状を説明するための模式的な図面である。 比較例１のプラズマ発生装置の構成を模式的に示す斜視図である。 図９に示すプラズマ発生装置をIXB-IXB線で切断した模式的な断面図である。 実施例１のプラズマ発生装置１を連続運転させたときの、親水化能率の変化を示すグラフである。 ステージ上に所定の間隔で被照射物としてのポリプロピレン（ＰＰ）フィルムを配置した様子を示す平面図である。 水接触角の測定結果を示すグラフである。 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の一実施形態の別構成を模式的に示す一部拡大断面図である。 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の一実施形態の別構成を模式的に示す一部拡大断面図である。 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の一実施形態の別構成を模式的に示す一部拡大断面図である。 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の一実施形態の別構成を模式的に示す一部拡大断面図である。 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の一実施形態の別構成を模式的に示す一部拡大断面図である。 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の一実施形態の別構成を模式的に示す一部拡大断面図である。 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の一実施形態の別構成を模式的に示す一部拡大断面図である。 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の一実施形態の別構成を模式的に示す一部拡大断面図である。 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の一実施形態の別構成を模式的に示す一部拡大断面図である。 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の一実施形態の別構成を模式的に示す一部拡大断面図である。 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の一実施形態の別構成を模式的に示す一部拡大断面図である。 従来の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置を模式的に示す断面図である。
　本発明に係る誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の実施形態につき、適宜図面を参照して説明する。なお、以下の図面は模式的に示されたものであり、図面上の寸法比と実際の寸法比とは必ずしも一致しない。また、図面間においても寸法比が一致していない場合がある。
　［構造］
　図１は、本実施形態の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置を模式的に示す斜視図である。誘電体バリア放電式プラズマ発生装置１（以下、「プラズマ発生装置１」と略記する。）は、第一電極１０と、第二電極２０と、誘電体基板３０とを備える。なお、図１に示すプラズマ発生装置１においては、更にガスバッファ基板４０を備えている。ただし、プラズマ発生装置１がガスバッファ基板４０を備えるか否かは任意である。
　プラズマ発生装置１は、内部においてプラズマガスＧ１を発生する装置であり、このプラズマガスＧ１を吹き出す吹出口５を備える。吹出口５は、図１に示すように、Ｙ方向に延在しており、Ｘ方向に見てほぼ矩形状を呈している。なお、Ｘ方向とＹ方向に直交する方向をＺ方向とする。以下の説明では、適宜、図１に付されたＸ-Ｙ-Ｚ座標系が参照される。
　なお、以下の説明では、方向を表現する際に正負の向きを区別する場合には、「＋Ｘ方向」、「－Ｘ方向」のように、正負の符号を付して記載される。また、正負の向きを区別せずに方向を表現する場合には、単に「Ｘ方向」と記載される。すなわち、本明細書において、単に「Ｘ方向」と記載されている場合には、「＋Ｘ方向」と「－Ｘ方向」の双方が含まれる。Ｙ方向及びＺ方向についても同様である。
　本明細書では、Ｙ方向が「第一方向」に対応し、Ｚ方向が「第二方向」に対応し、Ｘ方向が「第三方向」に対応する。
　図２は、図１におけるプラズマ発生装置１を、II-II線で切断したときの模式的な断面図である。また、図３は、図１におけるプラズマ発生装置１を、III-III線で切断したときの模式的な断面図である。
　（誘電体基板３０）
　図１～図３に示すように、誘電体基板３０はＹ方向に延在する板状部材である。誘電体基板３０は、第一面３１と第二面３２とを有する（図２参照）。なお、後述するように、誘電体基板３０の第一面３１側に第一電極１０が配置されており、第二面３２側に、第二電極２０が誘電体基板３０から離間して配置されている。
　なお、図１～図２に示す例では、誘電体基板３０のＺ方向に係る長さ（以下、「厚み」という。）が、Ｘ方向に関して吹出口５に近づくに連れて薄くなる構造が採用されているが、この構造はあくまで一例である。誘電体基板３０の厚みについての詳細な説明は、図８を参照して後述される。
　誘電体基板３０は、単位電力当たりのプラズマの生成量をより多くする観点から、比誘電率の低い材料で構成されていることが好ましい。前記材料の比誘電率の値は、１０以下であるのが好ましい。なお、前記材料の比誘電率は低いほど好ましいが、典型的には、４～１０とすることができる。
　誘電体基板３０の材料は、特に限定されないが、上述したように可能な限り比誘電率の低い材料であるのが好適である。更に、耐久性の観点から、前記材料は、セラミックスが好ましい。セラミックスとしては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ステアタイト等が挙げられる。これらの材料は、比誘電率が比較的低く、且つ比較的高い強度を有して耐久性に優れる。従って、誘電体基板３０を酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、又はステアタイトで構成すれば、単位電力当たりのプラズマの生成量をより多くできる。また、耐久性に優れるため、誘電体基板３０の厚みを薄くしても破損のおそれが少ない。
　誘電体基板３０は、前述した材料を母材として、電子生成を補助する物質を含有したものであってもよい。前記電子生成を補助する物質としては、銀、白金、銅、炭素（カーボン）、又は遷移金属化合物等が挙げられる。前記電子生成を補助する物質に電界が印加されることにより初期電子が生成され、放電空間（後述するガス流路３）に放出される。このため、誘電体基板３０を上記の構成とすることで、始動性を有利に働かせることができる。
　前記電子生成を補助する物質の含有量は、誘電体基板３０全体に対して（誘電体基板３０を１００質量％としたときに）、好適には１質量％以下である。この物質の含有量があまりに多いと、放電に伴って当該物質が蒸発・飛散してプラズマガスＧ１に混入し、プラズマガスＧ１を照射する対象である被処理物に吹き付けられる懸念がある。なお、始動性を向上させる効果を充分に発現させる観点からは、前記物質の含有量は実験的に０．０５質量％以上とすることが好ましい。
　（第一電極１０）
　図２に示すように、第一電極１０は誘電体基板３０の第一面３１上に配置されている。
　プラズマ発生装置１は、第一電極１０と後述する第二電極２０との間で、誘電体基板３０及びガス流路３を介して電圧が印加されることで、ガス流路３内を通流するガスをプラズマ化して、プラズマガスＧ１を生成する。このため、第一電極１０と第二電極２０のうち、いずれか一方が高電圧側の電極であり、他方が低電圧側の電極を構成する。以下の実施形態では、第一電極１０が高電圧側の電極であり、第二電極２０が低電圧側の電極であるものとして説明するが、両者が逆転しても構わない。
　図１及び図３に示すように、本実施形態において、第一電極１０は、Ｙ方向に係る長さ（以下、「幅」という。）が誘電体基板３０の幅とほぼ同等である。プラズマ発生装置１は、第一電極１０が設けられている領域の－Ｚ側においてプラズマを発生させる。このため、吹出口５から幅広に（Ｙ方向に関して長い領域に）プラズマガスＧ１を噴射させる観点からは、第一電極１０をなるべく幅広に形成することが好ましい。ただし、本発明は、第一電極１０の幅には限定されない。
　本実施形態において、第一電極１０は、Ｘ方向に関して吹出口５よりも－Ｘ側に少し後退している。すなわち、図２を参照すると、第一電極１０の＋Ｘ側の端部１０ａは、プラズマ発生装置１の吹出口５側（＋Ｘ側）に係る端部から、－Ｘ側に少し後退している。なお、便宜上、プラズマ発生装置１の吹出口５側（＋Ｘ側）に係る端部を「第一端７１」と称し、吹出口５とは反対側（－Ｘ側）に係る端部を「第二端７２」と称することがある。
　吹出口５の近傍では、誘電体基板３０を介さずに、第一電極１０と第二電極２０との間で直接放電するおそれがある。このような放電が生じると、電極（１０，２０）又は誘電体基板３０を損傷し、これらの構成材料が不純物としてプラズマガスＧ１に混入する。
　放電効率の観点では、第一電極１０の＋Ｘ側の端部１０ａを可能な限り吹出口５に接近する、すなわち第一端７１とほぼ一致させるのが好ましい。しかし、そのような構成を採用すると、第一電極１０と第二電極２０との間で沿面放電が生じるリスクが高まり、誘電体バリア放電ではなく直接放電が支配的になってしまう。そこで、上記のように、第一電極１０の＋Ｘ側の端部１０ａを第一端７１から－Ｘ側（第二端７２側）に少し後退させた構成を採用している。この後退距離、すなわち、第一電極１０の＋Ｘ側の端部１０ａと第一端７１との間の距離は、典型的な一例として１ｍｍ～５ｍｍである。
　第一電極１０の材料としては、特に限定されないが、導電性の高いものが好ましく、典型的な例としては、銅、銀、アルミニウム、及び金からなる群に属する一種以上の材料又は前記材料の化合物である。また、第一電極１０は、箔状の金属とすることができる。一例として、片面に粘着加工が施されている銅箔、アルミニウム箔などの金属箔が挙げられる。
　第一電極１０は、導電性の金属を含有した焼結体であっても構わない。前記金属を含有した焼結体は、誘電体基板３０の第一面３１に、金属ペーストを印刷して形成できるため、製造時に接着剤を用いる必要がない。なお、接着剤を用いない観点からは、第一電極１０は、メッキ、蒸着、又は、スパッタリング、又は溶射により形成することも可能である。
　第一電極１０と誘電体基板３０（第一面３１）とは、極力密着されており、両者の界面には空気の層がないことが好ましい。空気の層があると、その空間の内部で放電が生じ、発生したラジカルによって第一電極１０が劣化する可能性があるためである。かかる理由により、第一電極１０と誘電体基板３０とは両者の離間距離がμｍオーダーの範囲内で密着しているのが好ましい。図１６を参照して後述するように、両者の密着性を高める観点から、アンカー効果を狙って誘電体基板３０の第一面３１の表面を荒らして微小な凹凸を形成しても構わない。
　典型的には、第一電極１０は、Ｚ方向に係る長さ（以下、「厚み」という。）が、誘電体基板３０の厚みと比べて薄い。特に、第一電極１０を高電圧側の電極とすることで、高電圧の印加に伴って第一電極１０の材料が膨張しても、第一電極１０の厚みが薄いことから、膨張の影響が誘電体基板３０にとって軽微なものとなる。
　第一電極１０が高電圧側の電極である場合、第一電極１０の一部箇所において電源装置６３に接続される。電源装置６３と第一電極１０との接続方法は、電気的に接続され、印加される電圧に耐え得る方法であれば特に制限されない。例えば、半田による接続や、各種のコネクタ（例えば、同軸コネクタ等）を用いた接続が挙げられる。なお、本実施形態のプラズマ発生装置１では、プラズマ発生に際してマイクロ波を用いないため、所定の特性インピーダンスを有する同軸コネクタ又は同軸ケーブルを用いる必要はない。
　電源装置６３から第一電極１０に印加される電圧及び周波数は、プラズマ発生装置１において誘電体バリア放電の発生が可能な範囲であればよい。典型的には、印加電圧は３ｋＶ～２０ｋＶであり、３ｋＶ～１０ｋＶであるのが好ましい。また、電圧信号の周波数は、典型的には２０ｋＨｚ～１０００ｋＨｚであり、５０ｋＨｚ～１５０ｋＨｚであるのがより好ましい。上限が１５０ｋＨｚであることが好ましいとした理由は、その波長はプラズマ照射長を考慮したこと、また、ＥＭＣ規格での雑音端子電圧で検出される周波数が１５０ｋＨｚよりも高周波であることによる。
　（第二電極２０）
　第二電極２０は、Ｙ方向に延在する板形状を呈し、誘電体基板３０の第二面３２からＺ方向に離間した位置に配置される。第二電極２０を低電圧側の電極とする場合、直接、又は抵抗を介して接地電位に接続されていてもよく、電源装置６３の低電圧側の出力に接続されていてもよい。
　図２及び図３に示すように、第二電極２０の＋Ｚ側の面には、一部箇所に凹部２７が形成されている。この凹部２７は、Ｙ方向に延在して形成されている。
　図４は、第二電極２０を＋Ｚ側から見たときの模式的な平面図である。図２～図４によれば、第二電極２０は＋Ｙ側、－Ｙ側及び－Ｘ側の外縁部２６において高さが高く、外縁部２６よりも内側において、前述した凹部２７が形成されていることが分かる。図２～図３に示すように、第二電極２０の外縁部２６は誘電体基板３０の第二面３２と当接される。つまり、第二電極２０の外縁部２６と誘電体基板３０とが当接されると、第二電極２０の＋Ｚ側において形成された凹部２７は空隙を構成する。この空隙が「ガス流路３」を構成する。
　図４に示す例では、凹部２７の底面において、Ｙ方向に離間した複数の位置に連絡孔５３が形成されている。連絡孔５３の数は特に制限されないが、本実施形態のように２以上であることが好ましい。連絡孔５３は、後述するようにガス送出装置６１からのガスＧ０を、ガス流路３に導くために設けられている。連絡孔５３をＹ方向の異なる位置に複数設けることで、ガス流路３内を流れるガス流を層流としやすくなる。また、ガス流路３に導入される時点で、Ｙ方向の広い範囲にガスを行き渡らせる観点から、Ｙ方向の広い範囲に連絡孔５３が形成されているのが好ましい。
　なお、図４では、独立した複数の連絡孔５３が形成されている例が示されているが、Ｙ方向に長い、例えば矩形筒状の連絡孔５３が単一で形成されていても構わない。
　（ガスバッファ基板４０）
　図１～図３に示すように、プラズマ発生装置１は、第二電極２０に対して、誘電体基板３０とは反対側の位置から、すなわち－Ｚ側から当接されたガスバッファ基板４０を備える。本実施形態では、ガスバッファ基板４０は周縁部において第二電極２０と当接されている。このため、当該周縁部の内側において、第二電極２０とガスバッファ基板４０との間には空隙５１が形成される。
　前記空隙５１には、ガス送出装置６１（図２参照）が接続される。ガス送出装置６１から処理用ガスＧ０が送出されると、空隙５１内にバッファされた後、連絡孔５３を通じてガス流路３に導かれる。
　（吹出口５）
　プラズマ発生装置１は、ガス流路３の＋Ｘ側の端部、すなわち第一端７１に吹出口５を備える。この吹出口５は、ガス流路３内を＋Ｘ方向に沿って通流中に生成されたプラズマを、ガス流と共に外部に噴射する（プラズマガスＧ１）。プラズマ発生装置１は、一例として、ガス流路３及び吹出口５の幅（Ｙ方向に係る長さ）が、Ｘ座標によらず均一である。これにより、ガス流路３に流入した処理用ガスＧ０の流れが乱れることなく、吹出口５から均質にプラズマガスＧ１を噴射できる。なお、このことは本発明者らによるシミュレーションによっても確認されている。
　ただし、本発明においてはこの例に限定されず、吹出口５の幅は、必要に応じて調整してもよい。例えば、ガス流路３の－Ｘ側（第二端７２側）の幅と比較して吹出口５の幅を狭くすることで、プラズマガスＧ１の強度が高められる。逆に、ガス流路３の－Ｘ側（第二端７２側）の幅と比較して吹出口５の幅を広くすることで、プラズマガスＧ１の噴射幅を広げられ、処理物に対して同時に吹き付けることのできる範囲が広げられる。
　ガス送出装置６１から送出されるガスは、プラズマ発生装置１の始動時のガスとしては、Ｈｅ、Ｎｅ、及びＡｒからなる群から選ばれる１種以上が挙げられる。また、プラズマが発生した後のガスとしては、所望の活性種を生成できるガス、具体的には、水素、酸素、水、窒素などからなる群から選ばれる１種以上が挙げられる。
　本実施形態では、ガス流路３を流れるガス流が層流であることが好ましい。ガス流が層流であると、プラズマをより均一に噴射させることができる。ここで、層流と乱流とを区別するパラメータとして、レイノルズ数がある。
　レイノルズ数Ｒｅは、流体の密度をρ（ｋｇ／ｍ3）、流速をＵ（ｍ／ｓ）、特性長さをＬ（ｍ）、流体の粘性係数をμ（Ｐａ・ｓ）として、
　　　　Ｒｅ＝ρ・Ｕ・Ｌ／μ
であらわされる無次元量である。
　層流と乱流との境目となるレイノルズ数は、限界レイノルズ数と呼ばれ、その値は、２０００～４０００と言われている。
　後述される実施例１で用いたプラズマ発生装置１において、処理用ガスＧ０の流量：０．００５ｍ3／秒（３００Ｌ／分）、ガス流路３のＺ方向の高さ（短辺）：０．５ｍｍ、ガス流路３のＹ方向の幅（長辺）：７００ｍｍとすると、Ｕ＝１４．３（ｍ／秒）、Ｌ＝９．９９×１０-4（ｍ）、流体を標準大気圧における乾燥空気として、ρ＝１．２０５（ｋｇ／ｍ3）、μ＝１．８２２×１０-5（Ｐａ・ｓ）とすればレイノルズ数は９４５程度となり、限界レイノルズ数以下の値であり、層流と判断できる。
　［誘電体基板３０と第二電極２０の形状の関係性］
　次に、誘電体基板３０と第二電極２０の形状について説明する。
　図５Ａは、図２に示す図面から、誘電体基板３０のみを抽出した拡大図である。説明の都合上、特に以下の図面では誇張して図示されている場合がある。
　上述したように、誘電体基板３０は、＋Ｚ側の第一面３１と、－Ｚ側の第二面３２とを有する。図５Ａに示す例では、第一面３１は、Ｘ方向に関して第二端７２から所定の箇所（「第一基準箇所８１」と称する。）までの領域はＸ方向に平行な平坦面であり、第一基準箇所８１から第一端７１までの領域（「第一特定領域９１」と称する。）は、Ｘ方向に対して傾斜した面である。これに対し、図５Ａに示す誘電体基板３０の第二面３２は、Ｘ座標の位置によらず、Ｘ方向に関して平行な平坦面である。
　ただし、本実施形態において、誘電体基板３０の第二面３２が、傾斜面を有することは排除されない。例えば、図５Ｂに示す例では、誘電体基板３０の第二面３２は、Ｘ方向に関して第二端７２から所定の箇所（「第二基準箇所８２」と称する。）までの領域はＸ方向に平行な平坦面であり、第二基準箇所８２から第一端７１までの領域（「第二特定領域９２」と称する。）は、Ｘ方向に対して傾斜した面である。なお、図５Ｂに示す誘電体基板３０の第一面３１は、図５Ａと同様に、第二端７２から第一基準箇所８１までの領域はＸ方向に平行な平坦面であり、第一基準箇所８１から第一端７１までの領域（第一特定領域９１）はＸ方向に対して傾斜した面である。
　つまり、本実施形態のプラズマ発生装置１において、誘電体基板３０の第一面３１は、基準となる第一基準箇所８１よりも第二端７２側の領域はＸ方向に平行な平坦面である。
一方、誘電体基板３０の第一面３１は、この第一基準箇所８１よりも第一端７１側の領域（第一特定領域９１）は、Ｘ方向に対して傾斜した面である。ただし、第一端７１側に向けて電界強度を高められれば、第一特定領域９１はＸ方向に平行な平坦面であっても構わない。
　同様に、本実施形態のプラズマ発生装置１において、誘電体基板３０の第二面３２は、基準となる第二基準箇所８２よりも第二端７２側の領域はＸ方向に平行な平坦面である一方、この第二基準箇所８２よりも第一端７１側の領域（第二特定領域９２）は、Ｘ方向に平行な平坦面であるか、Ｘ方向に対して傾斜した面である。
　図６Ａは、図２に示す図面から、第二電極２０のみを抽出した拡大図である。上述したように、第二電極２０は、凹部２７の底面を構成する面を有する。以下では、説明の都合上、この面を「第三面２３」と称する。
　図６Ａに示す例では、第三面２３は、Ｘ座標の位置によらずＸ方向に関して平行な平坦面である。しかし、本実施形態において、第三面２３がＸ方向に対して傾斜した面（傾斜面）を有することは排除されない。例えば、図６Ｂに示す例では、第三面２３は、Ｘ方向に関して第二端７２から所定の箇所（「第三基準箇所８３」と称する。）までの領域はＸ方向に平行な平坦面であり、第三基準箇所８３から第一端７１までの領域（「第三特定領域９３」と称する。）は、Ｘ方向に対して傾斜した面である。
　つまり、本実施形態のプラズマ発生装置１において、第三面２３は、基準となる第三基準箇所８３よりも第二端７２側の領域はＸ方向に平行な平坦面である一方、この第三基準箇所８３よりも第一端７１側の領域（第三特定領域９３）は、Ｘ方向に平行な平坦面であるか、Ｘ方向に対して傾斜した面である。
　そして、第一面３１、第二面３２、及び第三面２３は、吹出口５の近傍において、ガス流路３内を＋Ｘ側に進むに連れて電界強度が高まるような関係となるよう、傾斜度合いが設定されている。この関係については、図８を参照して後述される。
　ところで、第一電極１０は、Ｘ方向に関して第一端７１の近傍にのみ配置されていても構わない（図７参照）。吹出口５の近傍の箇所において高電圧が印加されることで、当該箇所のガス流路３内を通流するガスに対して高い電界が印加され、プラズマ化される。
　図８は、第一面３１、第二面３２、及び第三面２３の形状を説明するための模式的な図面である。なお、理解の容易化のため、一部の構造を誇張して表示している。
　ここでは、第一面３１は、第一基準箇所８１より＋Ｘ側（第一端７１側）が傾斜面であるとし、傾斜角度をαとする。なお、本明細書において、「傾斜角度」とは、対象面をＹ方向に見た時のＸ方向に平行な線に対する角度で規定され、反時計回りを正の角度として定義する。傾斜角度は、ＸＹ平面に対する対象面の角度として規定しても同義である。以下の、第二面３２及び第三面２３についても同様である。
　図８では、第一基準箇所８１におけるＸ座標を、ｘαとしている。なお、α＝０°であることもあり得る。この場合、第一面３１はＸ座標によらず平坦面である。
　第二面３２は、第二基準箇所８２より＋Ｘ側（第一端７１側）が傾斜面であるとし、傾斜角度をβとする。図８では、第二基準箇所８２におけるＸ座標を、ｘβとしている。なお、β＝０°であることもあり得る。この場合、第二面３２はＸ座標によらず平坦面である。
　第三面２３は、第三基準箇所８３より＋Ｘ側（第一端７１側）が傾斜面であるとし、傾斜角度をγとする。図８では、第三基準箇所８３におけるＸ座標を、ｘγとしている。なお、γ＝０°であることもあり得る。この場合、第三面２３はＸ座標によらず平坦面である。
　あるＸ座標の値ｘにおける電界を E(x)、誘電体基板３０の厚みを d1(x)、ガス流路３の高さを d2(x) とする。誘電体基板３０の比誘電率をεr、ガス流路３内を通流するガスの比誘電率をε0とすると、電界 E(x) は、下記（３）式で規定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　ここで、＋Ｘ方向に進むに伴って誘電体基板３０の厚みが変化し始める箇所は、第一基準箇所８１と第二基準箇所８２のうち、－Ｘ側（第二端７２に近い側）の箇所である。図８の例では、第一基準箇所８１に対応する。誘電体基板３０の厚みが変化し始める箇所における誘電体基板３０の厚みを d1 (0) と規定する。
　同様に、＋Ｘ方向に進むに伴ってガス流路３の高さが変化し始める箇所は、第二基準箇所８２と第三基準箇所８３のうち、－Ｘ側（第二端７２に近い側）の箇所である。図８の例では、第三基準箇所８３に対応する。ガス流路３の高さが変化し始める箇所におけるガス流路３の高さを d2 (0) と規定する。
　上記の規定及び図８によれば、平面幾何学によって、Ｘ座標がｘの位置における、誘電体基板３０の厚み d1(x)、及びガス流路３の高さ d2(x) は、それぞれ下記（４）式及び（５）式によって表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　（４）式及び（５）式を上記（３）式に代入すると、下記（６）式が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　ここで、（６）式において分子は定数である。このため、（６）式において、Ｘ座標がｘの位置における電界 E(x) が、単調的に増加するためには、上式の分母が単調減少すればよく、言い換えれば、[分母の微分値]＜０が成立すればよい。これにより、上述した（１）式が導かれる。以下に、（１）式を再掲する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　ところで、Ｘ座標がｘの位置における、誘電体基板３０の厚み d1(x)、及びガス流路３の高さ d2(x) は、第一端７１の位置においても、正の値である必要がある。そこで、第一基準箇所８１から第一端７１までの領域（第一特定領域９１）のＸ方向に係る長さをＡα、第二基準箇所８２から第一端７１までの領域（第二特定領域９２）のＸ方向に係る長さをＡβ、第三基準箇所８３から第一端７１までの領域（第三特定領域９３）のＸ方向に係る長さをＡγとすると、第一端７１の位置における誘電体基板３０の厚み d1(x)、及びガス流路３の高さ d2(x) が正であるためには、平面幾何学の関係から上述した（２）式が導かれる。以下に、（２）式を再掲する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　つまり、上述した（１）式及び（２）式を満たすように、誘電体基板３０の面（第一面３１、第二面３２）、及び第二電極２０の面（第三面２３）の形状とすることで、ガス流路３内を吹出口５に向かって通流するガスの電界強度が単調的に増加する。これにより、吹出口５の近傍では極めて高い電界強度が実現されるため、高効率でプラズマを発生することができる。
　プラズマ発生装置１の大きさは特に制限されない。また、誘電体基板３０及び第二電極２０は、上記（１）式及び（２）式を満たすように構成される。
　一例として、外観の寸法は、幅（Ｙ方向の長さ）が７５０ｍｍであり、長さ（Ｘ方向の長さ）が４０ｍｍであり、厚み（Ｚ方向の長さ、最も厚い箇所）が２０ｍｍである。
　誘電体基板３０の外形寸法は、幅が７５０ｍｍ、長さが４０ｍｍ、第一端７１における厚み（ｄ１ａ）：０．１ｍｍである。
　第二電極２０の外形寸法は、幅が７５０ｍｍ、長さが２０ｍｍ、第一端７１における厚みが０．１ｍｍである。
　ガス流路３の外形寸法は、幅が７００ｍｍ、長さが３５ｍｍである。
　吹出口５の寸法は、開口幅が７００ｍｍ、開口高さが０．２ｍｍである。
　［実施例］
　図１～図３に示す構造を有し、誘電体基板３０の面（第一面３１、第二面３２）、及び第二電極２０の面（第三面２３）が（１）式及び（２）式を満たすような形状を示し、上記寸法が採用されたプラズマ発生装置１を実施例１とした。なお、誘電体基板３０の材質は酸化アルミニウム、第一電極１０及び第二電極２０はいずれも銅を主材料とした。
　図９Ａ～図９Ｂに模式的に示す構造を有するプラズマ発生装置１００を、比較例１とした。なお、図９Ａ～図９Ｂは、ガスバッファ基板の図示が省略されている。図９Ｂは、図９ＡのIXB-IXB線断面図である。
　すなわち、比較例１のプラズマ発生装置１００は、第一電極１１０と第二電極１２０と誘電体基板１３０とを備えるが、誘電体基板１３０の一対の主面及び第二電極１２０の誘電体基板１３０側の面は、全て平坦面である。このため、上記（２）式は満たすものの、（１）式を満たさない。
　比較例１のプラズマ発生装置１００においても、第二電極１２０と誘電体基板１３０との間で形成されるガス流路１０３内を通流するガスは、高電界領域１０８を通過する際にプラズマ化され、吹出口１０５より、プラズマガスＧ１として噴出される。
　実施例１のプラズマ発生装置１、及び比較例１のプラズマ発生装置１００の双方を以下の条件下で運転させ、吹出口（５，１０５）から２ｍｍ離間した位置に、被処理物としてのポリプロピレン製の基材を１０ｍｍ／秒で通過させた後、基材表面の水接触角を接触角計（協和界面化学株式会社製のＤＭｓ－４０１）を用いて測定した。
　（運転条件）
　印加電圧：７．６ｋＶｐｐ、周波数３８ｋＨｚ
　ガス種：窒素
　ガス流量：３００Ｌ／ｍｉｎ
　結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　表１によれば、実施例１の方が比較例１よりも水接触角が小さく、より親水化できていることが分かる。更には、実施例１の方が比較例１よりも水接触角のバラツキが抑制されており、基材に対して均質な処理が行えていることが分かる。
　次に、実施例１のプラズマ発生装置１を連続運転させたときの、親水化能率の変化を図１０に示す。親水化能率は、処理前の水接触角と処理後の水接触角の差分値（Δθ(t)）の時間変化割合を示す指標である。より詳細には、運転開始直後（便宜上ｔ＝０とする）における前記差分値Δθ(0)を基準としたときの、運転時間ｔにおける前記差分値Δθ(t)の比率によって示された指標である。つまり、この比率が１００％に近いということは、運転開始時と同等の処理能力が実現できているということを表している。
　図１０によれば、実施例１のプラズマ発生装置１の場合、６０００時間以上の連続動作をさせても、誘電体基板３０や電極（１０，２０）に対する損傷が認められず、初期性能が維持されていることが分かる。
　これに対し、比較例１のプラズマ発生装置１００を連続運転させると、１時間を超えたところで、損傷が発生し始めた。このため、比較例１のプラズマ発生装置１００は、１時間を超える連続運転には不向きである。
　図１１は、ステージ上に所定の間隔で、被処理物としてのポリプロピレン（ＰＰ）フィルムを配置した様子を示す平面図である。図１１に示すように、ステージ上に所定の間隔で被照射物としてポリプロピレン（ＰＰ）フィルムを配置し、実施例１に係るプラズマ発生装置１を用いて上方からプラズマガスＧ１を照射した。より詳細には、吹出口５から２ｍｍ（照射距離）の位置に、ＰＰフィルムを１軸ステージ上に固定し、１００ｍｍ／秒として吹出口５を往復運動させ、プラズマガスＧ１の照射を行った。プラズマガスＧ１の照射回数が２回（２回往復運動した後）、１０回（１０回往復運動した後）、２００回（２００回往復運動した後）を計測したタイミングで、各ＰＰフィルム表面の水接触角が測定された。
　水接触角の測定は下記の条件とした。
　　接触角計：ＤＭｓ－４０１（協和界面科学社製）
　　液量：２μＬ
　　楕円フィッティングで近似。
　図１２は、水接触角の測定結果を示すグラフである。図１２から分かるように、水接触角は、いずれの照射条件においても、幅方向（Ｙ方向）において平均値から±１０％以内となった。なお、Ｙ座標が１０ｍｍ、３０ｍｍ、５０ｍｍの箇所にもポリプロピレン（ＰＰ）フィルムを配置して同様の試験を行ったところ、図１２に示す平均値の±１０％以内となった。以上の結果から、実施例１のプラズマ発生装置１によれば、吹出口５のＹ方向に係る全領域からプラズマガスＧ１が均一に噴射されていることがわかる。
　プラズマ発生装置１は、誘電体基板３０の面（第一面３１、第二面３２）、及び第二電極２０の面（第三面２３）が（１）式及び（２）式を満たすような形状を示す限り、これらの面の傾斜の向きは問わない。例えば、図１３に示すように、第一面３１がＸ方向に対して－Ｚ側に傾き、第二面３２がＸ方向に対して＋Ｚ側に傾き、第三面２３がＸ方向に対して－Ｚ側に傾く構成でも構わない。この場合、ガス流路３は、第一端７１（吹出口５）に近づくに連れて高さ d2(x) が増加している。
　また、図１４に示すように、第一面３１がＸ方向に対して＋Ｚ側に傾き、第二面３２がＸ方向に対して－Ｚ側に傾き、第三面２３がＸ方向に対して＋Ｚ側に傾く構成でも構わない。この場合、ガス流路３は、第一端７１（吹出口５）に近づくに連れて高さ d2(x) が減少している。
　図１５に示すように、第一面３１が曲面であっても構わない。この場合であって、微小な領域では平面とみなすことができるため、第一面３１を近似した平面３１ａを用いて、（１）式及び（２）式を満たすようにすればよい。第二面３２、第三面２３においても同様である。
　図１６に示すように、第一面３１の一部に凹凸が形成されていても構わない。上述したように、第一電極１０との密着性を向上させる観点で、第一面３１に凹凸を設ける方法を採用することができる。この場合は、第一電極１０のＸ方向に係る端部（１０ａ，１０ｂ）と誘電体基板３０との接触箇所同士を結ぶ平面３１ａを用いて、（１）式及び（２）式を満たすようにすればよい。
　［変形例］
　プラズマ発生装置１は、誘電体基板３０の面（第一面３１、第二面３２）、及び第二電極２０の面（第三面２３）が（１）式及び（２）式を満たすような形状を示す限り、図１７Ａ～図１７Ｇに示すような種々のバリエーションを採用することができる。図１７Ａ～図１７Ｇは、プラズマ発生装置１の変形例であって、一部要素のみを抜粋して図示した模式的な断面図である。なお、以下の図１７Ａ～図１７Ｇにおいても、説明の都合上、一部が誇張して図示されている場合がある。
　なお、以下の変形例の説明においては、上述した実施形態とは異なる箇所のみが説明される。
　〈１〉図１７Ａに示す変形例のプラズマ発生装置１は、誘電体基板３０の第一面３１において、Ｘ方向に関して第一電極１０と第一端７１との間、すなわち第一電極１０と吹出口５との間に突起４３を備える。この突起４３は、誘電体基板３０の材質として例示したものが挙げられる。突起４３は、誘電体基板３０に一体的に形成されていてもよく、別部材として取り付けられていてもよい。
　Ｘ方向に関して第一電極１０と吹出口５との間に突起４３を備えることで、吹出口５側における第一電極１０と第二電極２０との沿面距離が確保される。これにより、第一電極１０と第二電極２０との間の短絡や沿面放電の発生などの、不要な放電が抑制される。
　同様の観点から、図１７Ｂに示すように、第一電極１０の＋Ｘ側端部１０ａに当接するように突起４３を形成しても構わない。
　〈２〉図１７Ｃに示す変形例のプラズマ発生装置１は、誘電体基板３０の第一面３１において、Ｘ方向に関して第一電極１０と第一端７１との間、すなわち第一電極１０と吹出口５との間に凹凸部３１ｃを備えている。このような構成によっても、吹出口５側における第一電極１０と第二電極２０との沿面距離が確保される。
　〈３〉図１７Ｄに示す変形例のプラズマ発生装置１は、第一電極１０の＋Ｘ側端部１０ａに、第一電極１０を覆う絶縁膜４５を備える。この構成により、コロナ放電の発生などの不要な放電を抑止することができる。絶縁膜４５としては、ガラス、ガラスを含む焼結体、又はシリコーン、エポキシ等の樹脂素材が挙げられる。
　〈４〉図１７Ｅに示す変形例のプラズマ発生装置１は、第一端７１の近傍、すなわち吹出口５の近傍において、第二電極２０の第三面２３上に配置された保護層４６を備える。
保護層４６は、誘電体であることが好ましく、誘電体基板３０の材質と同一の物質であるのがより好ましい。保護層４６の材質の具体例としては、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ステアタイト等が挙げられる。
　第二電極２０の第三面２３に保護層４６を形成する方法は、特に制限されないが、保護層４６の構成材料を溶射して塗布する方法が一例として採用できる。保護層４６の厚さとしては、汚染防止の観点から適宜設定できるが、例えば１００μｍ以下である。
　図１７Ｅに示す変形例のプラズマ発生装置１によれば、吹出口５近傍、言い換えればプラズマが発生する箇所の近傍に保護層４６を備えるため、第二電極２０の構成材料が蒸発、拡散することを抑制できる。これにより、プラズマガスＧ１が吹き付けられる被処理物への汚染が防止できる。
　〈５〉図１７Ｆに示す変形例のプラズマ発生装置１は、第一端７１の近傍、すなわち吹出口５の近傍において、誘電体基板３０の第二面３２上に配置された、始動補助部材４７を備える。
　始動補助部材４７の材料としては、炭素（カーボン）、又は遷移金属化合物等が挙げられる。また、始動補助部材４７の材料として誘電体基板３０よりも比誘電率の高い物質が挙げられる。このとき、誘電損失により、始動補助部材４７の構成物質が加熱されて初期電子がガス流路３内に供給される。始動補助部材４７の材料としては、カーボンが特に好ましい。カーボンは熱安定性が高いため、温度が上昇しても始動補助部材４７の蒸発が生じにくく、プラズマ発生装置１としての信頼性が高められる。
　なお、始動補助部材４７の材料として、より少ない印加電圧で電子放出作用が認められるよう、仕事関数の低い材料でもよい。
　図１７Ｆに示す変形例のプラズマ発生装置１によれば、吹出口５の近傍に始動補助部材４７を備えるため、初期電子をガス流路３内に供給することができ、始動性が向上する。
これにより、電源容量の大きいマイクロ波発振装置やスタータ回路装置が不要となり、プラズマ発生装置１を小型且つ安価で製造することができる。
　〈６〉図１７Ｇに示す変形例のプラズマ発生装置１は、吹出口５に対して＋Ｘ側に隣接して遮光部材４８を備える。遮光部材４８は、内部にガスの通流が可能な管体４９を有しており、この管体４９はガス流路３に連絡されている。図１７Ｇに示す例では、管体４９により、プラズマガスＧ１の吹出方向が－Ｚ方向に変更されている。かかる構成により、ガス流路３内の放電由来の光が、被処理物に照射されることが防止される。
　〈７〉なお、上述した各変形例は、適宜組み合わせることが可能である。
　［動作方法］
　上述したプラズマ発生装置１を動作させるに際しては、まず始動時に、Ｈｅ、Ｎｅ、及びＡｒからなる群から選ばれる１種以上の始動用ガスをガス流路３に導入してガス流路３内でプラズマを発生させる。その後、ガス流路３内に処理用ガスＧ０を導入する。処理用ガスＧ０としては、被処理物に対して行う処理内容に応じて適宜選択され、例えば、水素、酸素、水、窒素など、所望の活性種を生成できるガスが利用される。かかる方法によれば、処理用ガスＧ０が比較的プラズマ放電しにくいガスであっても、当該処理用ガスＧ０の物質を含むプラズマガスＧ１を被処理物に吹き付けることが可能となる。
１　　　：誘電体バリア放電式プラズマ発生装置
３　　　：ガス流路
５　　　：吹出口
１０　　：第一電極
１０ａ，１０ｂ　：第一電極の端部
２０　　：第二電極
２３　　：第二電極の面（第三面）
２６　　：外縁部
２７　　：凹部
３０　　：誘電体基板
３１　　：誘電体基板の面（第一面）
３２　　：誘電体基板の面（第二面）
４０　　：ガスバッファ基板
５１　　：空隙
５３　　：連絡孔
６１　　：ガス送出装置
６３　　：電源装置
７１　　：第一端
７２　　：第二端
８１　　：第一基準箇所
８２　　：第二基準箇所
８３　　：第三基準箇所
９１　　：第一特定領域
９２　　：第二特定領域
９３　　：第三特定領域

Claims (7)

  1. 　第一方向に延在する板形状を呈し、第一面と、前記第一方向に直交する第二方向に関して前記第一面とは反対側に位置する第二面とを有する誘電体基板と、
    　前記誘電体基板の前記第一面側に配置された第一電極と、
    　前記誘電体基板の前記第二面から前記第二方向に離間した位置に配置された第二電極と、
    　前記誘電体基板と前記第二電極との間の空隙によって形成され、前記第一方向及び前記第二方向に直交する第三方向にガスが通流するガス流路と、
    　前記ガス流路の前記第三方向に係る一方の端部である第一端に設けられ、前記第一方向に延在する吹出口とを備え、
    　前記誘電体基板の前記第一面は、少なくとも前記第三方向に関して前記吹出口とは反対側の端部である第二端から第一基準箇所までの間が前記第三方向に平行な平坦面であり、　前記誘電体基板の前記第二面は、少なくとも前記第三方向に関して前記第二端から第二基準箇所までの間が前記第三方向に平行な平坦面であり、
    　前記誘電体基板の前記第二面に前記ガス流路を介して対向する前記第二電極の主面である第三面は、少なくとも前記第三方向に関して前記第二端から第三基準箇所までの間が前記第三方向に平行な平坦面であり、
    　前記第一基準箇所から前記第一端までの第一特定領域内の前記第一面、前記第二基準箇所から前記第一端までの第二特定領域内の前記第二面、及び前記第三基準箇所から前記第一端までの第三特定領域内の前記第三面のうち、少なくともいずれか１つの面は、前記第三方向に対する傾斜面であり、
    　前記第一電極は、少なくとも前記第一基準箇所と前記第一端との間に配置されており、　前記第一方向に見たときに、前記第一特定領域内の前記第一面と前記第三方向とのなす角度をα、前記第二特定領域内の前記第二面と前記第三方向とのなす角度をβ、及び前記第三特定領域内の前記第三面と前記第三方向とのなす角度γが、下記（１）式及び（２）式の両者を満たすことを特徴とする、誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
     　（ただし、（１）式におけるεrは前記誘電体基板の比誘電率であり、（２）式において、Ａα、Ａβ及びＡγは、それぞれ前記第一特定領域、前記第二特定領域、及び前記第三特定領域の前記第三方向に係る長さに対応し、 d1(0) は前記第一基準箇所と前記第二基準箇所のうち前記第三方向に関して前記第二端に近い側の基準箇所における前記誘電体基板の前記第二方向に係る厚みであり、 d2(0) は前記第二基準箇所と前記第三基準箇所のうち前記第三方向に関して前記第二端に近い側の基準箇所における前記ガス流路の前記第二方向に係る高さである。）
  2. 　前記誘電体基板は、前記第二方向に係る厚みが前記第三方向の位置によらず一定であるか、又は前記第一基準箇所から前記第一端に向かって前記第二方向に係る厚みが逓増する形状を呈することを特徴とする、請求項１に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
  3. 　前記第一電極が高電圧側電極であり、前記第二電極が低電圧側電極であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
  4. 　前記第二電極に対して、前記誘電体基板とは反対側の位置から周縁部において当接されたガスバッファ基板と、
    　前記ガスバッファ基板と前記第二電極とで挟まれた空隙に対して前記ガスを導入するガス送出装置と、
    　前記第一方向の異なる複数の箇所において、前記第二方向に関して前記第二電極を貫通する連絡孔とを備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
  5. 　前記連絡孔は、前記第三方向に関して、前記第一電極よりも前記第二端側に位置していることを特徴とする、請求項４に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
  6. 　前記誘電体基板は、主たる材料が酸化アルミニウム又は窒化アルミニウムであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
  7. 　前記第一電極は、前記第三方向に関して前記第一端から前記第二端側に、１０ｍｍ未満の距離だけ後退した位置に配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
     
PCT/JP2022/008141 2021-09-10 2022-02-28 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置 Ceased WO2023037583A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/689,005 US12432841B2 (en) 2021-09-10 2022-02-28 Dielectric barrier discharge plasma generator
CN202280041921.5A CN117480869A (zh) 2021-09-10 2022-02-28 电介质阻挡放电式等离子体发生装置
EP22866918.0A EP4380319A4 (en) 2021-09-10 2022-02-28 Dielectric barrier discharge plasma generator
KR1020247003544A KR20240028467A (ko) 2021-09-10 2022-02-28 유전체 배리어 방전식 플라스마 발생 장치

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021147564A JP7589661B2 (ja) 2021-09-10 2021-09-10 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置
JP2021-147564 2021-09-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023037583A1 true WO2023037583A1 (ja) 2023-03-16

Family

ID=85507332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/008141 Ceased WO2023037583A1 (ja) 2021-09-10 2022-02-28 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US12432841B2 (ja)
EP (1) EP4380319A4 (ja)
JP (1) JP7589661B2 (ja)
KR (1) KR20240028467A (ja)
CN (1) CN117480869A (ja)
WO (1) WO2023037583A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230100544A1 (en) * 2020-03-13 2023-03-30 Ushio Denki Kabushiki Kaisha Dielectric barrier plasma generator and plasma discharge starting method for dielectric barrier plasma generator

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7589661B2 (ja) * 2021-09-10 2024-11-26 ウシオ電機株式会社 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003303814A (ja) * 2002-04-11 2003-10-24 Matsushita Electric Works Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2008282784A (ja) 2007-05-09 2008-11-20 Makoto Katsurai マイクロ波励起プラズマ処理装置
WO2009069204A1 (ja) * 2007-11-28 2009-06-04 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation 誘電体バリア放電装置
JP2010009890A (ja) 2008-06-25 2010-01-14 Panasonic Electric Works Co Ltd プラズマ処理装置
US20140225502A1 (en) * 2013-02-08 2014-08-14 Korea Institute Of Machinery & Materials Remote plasma generation apparatus
WO2015030191A1 (ja) * 2013-08-30 2015-03-05 独立行政法人産業技術総合研究所 マイクロ波プラズマ処理装置
WO2016136669A1 (ja) * 2015-02-27 2016-09-01 国立研究開発法人産業技術総合研究所 マイクロ波プラズマ処理装置
JP2020017419A (ja) * 2018-07-26 2020-01-30 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス プラズマ発生装置
JP2021144890A (ja) * 2020-03-13 2021-09-24 ウシオ電機株式会社 誘電体バリア式プラズマ発生装置、及び、誘電体バリア式プラズマ発生装置のプラズマ放電開始方法

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2527413A1 (fr) * 1982-05-19 1983-11-25 Commissariat Energie Atomique Accelerateur lineaire de particules chargees comportant des tubes de glissement
US5225146A (en) * 1991-11-08 1993-07-06 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Injection of electrons with predominantly perpendicular energy into an area of toroidal field ripple in a tokamak plasma to improve plasma confinement
AU4896297A (en) * 1996-10-18 1998-05-15 Microwave Technologies Inc. Rotating-wave electron beam accelerator
US6441553B1 (en) * 1999-02-01 2002-08-27 Sigma Technologies International, Inc. Electrode for glow-discharge atmospheric-pressure plasma treatment
US6664740B2 (en) * 2001-02-01 2003-12-16 The Regents Of The University Of California Formation of a field reversed configuration for magnetic and electrostatic confinement of plasma
FR2857555B1 (fr) * 2003-07-09 2005-10-14 Snecma Moteurs Accelerateur a plasma a derive fermee d'electrons
US7888891B2 (en) * 2004-03-29 2011-02-15 National Cerebral And Cardiovascular Center Particle beam accelerator
JP2010277942A (ja) * 2009-06-01 2010-12-09 Mitsubishi Electric Corp Ｈモード型ドリフトチューブ線形加速器、およびその電場分布調整方法
WO2011103194A2 (en) * 2010-02-16 2011-08-25 University Of Florida Research Foundation, Inc. Method and apparatus for small satellite propulsion
WO2011133807A2 (en) * 2010-04-21 2011-10-27 University Of Florida Research Foundation Inc. System, method, and apparatus for microscale plasma actuation
WO2011156413A2 (en) * 2010-06-07 2011-12-15 University Of Florida Research Foundation, Inc. Dielectric barrier discharge wind tunnel
US8773018B2 (en) * 2011-01-25 2014-07-08 Paul F. Hensley Tuning a dielectric barrier discharge cleaning system
JP5774960B2 (ja) * 2011-10-20 2015-09-09 京セラ株式会社 プラズマ発生体及びプラズマ発生装置
KR101671625B1 (ko) * 2014-04-24 2016-11-02 광운대학교 산학협력단 플로팅 ｄｂｄ 플라즈마 소스
EP2960358A1 (en) * 2014-06-25 2015-12-30 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Plasma source and surface treatment method
US10286640B2 (en) * 2015-03-19 2019-05-14 Ushio Denki Kabushiki Kaisha Process for laminating works together
CN107428088B (zh) * 2015-03-19 2020-07-14 优志旺电机株式会社 树脂制管的接合方法
DE102015213975A1 (de) * 2015-07-23 2017-01-26 Terraplasma Gmbh Elektrodenanordnung und Plasmaquelle zur Erzeugung eines nicht-thermischen Plasmas sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Plasmaquelle
US9848485B2 (en) * 2015-12-16 2017-12-19 University Of Notre Dame Du Lac Methods and apparatus for pulsed-DC dielectric barrier discharge plasma actuator and circuit
US20170127506A1 (en) * 2016-01-23 2017-05-04 Hamid Reza Ghomi Marzdashty Generation of dielectric barrier discharge plasma using a modulated voltage
JP6237825B2 (ja) * 2016-05-27 2017-11-29 ウシオ電機株式会社 高温プラズマ原料供給装置および極端紫外光光源装置
WO2018142495A1 (ja) * 2017-02-01 2018-08-09 株式会社日立製作所 円形加速器
US10946219B2 (en) * 2017-09-05 2021-03-16 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Fixed field alternating gradient ion accelerator for variable energy extraction
US20190094069A1 (en) * 2017-09-27 2019-03-28 Apple Inc. Electronic Devices Having Infrared Blocking Light Guides
JP7119534B2 (ja) * 2018-04-24 2022-08-17 ウシオ電機株式会社 乾燥殺菌装置および乾燥殺菌方法
EP3588533A1 (en) * 2018-06-21 2020-01-01 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Plasma source and method of operating the same
KR102139415B1 (ko) * 2018-08-10 2020-07-30 광운대학교 산학협력단 유전체장벽방전 플라즈마 샤워기
CN109860006B (zh) * 2019-01-28 2020-11-17 西北核技术研究所 一种减小漂移管中电子拉莫尔回旋半径的方法
CN113474507A (zh) * 2019-02-19 2021-10-01 施福克私人有限公司 基材处理和/或涂覆系统
JP2020181752A (ja) * 2019-04-26 2020-11-05 ウシオ電機株式会社 マイクロ波プラズマ発生装置
JP2021044194A (ja) 2019-09-13 2021-03-18 ウシオ電機株式会社 マイクロ波プラズマ発生装置、及び、マイクロ波プラズマ発生装置のプラズマ放電開始方法
TWI841791B (zh) * 2019-10-07 2024-05-11 日商牛尾電機股份有限公司 紫外線照射裝置
JP7719774B2 (ja) * 2020-06-17 2025-08-06 ウシオ電機株式会社 メタン含有ガス処理方法、メタン含有ガス処理装置
JP6947261B1 (ja) * 2020-09-01 2021-10-13 ウシオ電機株式会社 紫外線照射装置
US12028960B2 (en) * 2020-09-30 2024-07-02 The Trustees Of Princeton University System and method for alfvenic reconnecting plasmoid plasma acceleration
KR102510557B1 (ko) * 2020-10-07 2023-03-14 광운대학교 산학협력단 대면적 처리를 위한 유전체 장벽 방전 플라즈마 어레이 소스
JP7359123B2 (ja) * 2020-10-12 2023-10-11 ウシオ電機株式会社 極端紫外光光源装置および受け板部材の保護方法
WO2023014707A1 (en) * 2021-08-02 2023-02-09 The Trustees Of Princeton University Magnetic orbital angular momentum beam acceleration
JP7634441B2 (ja) * 2021-08-03 2025-02-21 株式会社日立ハイテク 円形加速器および粒子線治療システム
US20240066161A1 (en) * 2021-08-09 2024-02-29 TellaPure, LLC Methods and apparatus for generating atmospheric pressure, low temperature plasma
JP7589661B2 (ja) * 2021-09-10 2024-11-26 ウシオ電機株式会社 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置
JP7733879B2 (ja) * 2021-10-21 2025-09-04 ウシオ電機株式会社 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置
JP2023098526A (ja) * 2021-12-28 2023-07-10 キヤノン株式会社 活性酸素供給装置、活性酸素による処理装置及び活性酸素による処理方法
EP4346338A1 (en) * 2022-09-29 2024-04-03 Malek Haj Tahar Particle accelerator system with fractal magnetic field geometry
CN119653577B (zh) * 2024-12-11 2025-10-10 中国科学院近代物理研究所 一种高梯度粒子加速器及癌症治疗装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003303814A (ja) * 2002-04-11 2003-10-24 Matsushita Electric Works Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2008282784A (ja) 2007-05-09 2008-11-20 Makoto Katsurai マイクロ波励起プラズマ処理装置
WO2009069204A1 (ja) * 2007-11-28 2009-06-04 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation 誘電体バリア放電装置
JP2010009890A (ja) 2008-06-25 2010-01-14 Panasonic Electric Works Co Ltd プラズマ処理装置
US20140225502A1 (en) * 2013-02-08 2014-08-14 Korea Institute Of Machinery & Materials Remote plasma generation apparatus
WO2015030191A1 (ja) * 2013-08-30 2015-03-05 独立行政法人産業技術総合研究所 マイクロ波プラズマ処理装置
WO2016136669A1 (ja) * 2015-02-27 2016-09-01 国立研究開発法人産業技術総合研究所 マイクロ波プラズマ処理装置
JP2020017419A (ja) * 2018-07-26 2020-01-30 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス プラズマ発生装置
JP2021144890A (ja) * 2020-03-13 2021-09-24 ウシオ電機株式会社 誘電体バリア式プラズマ発生装置、及び、誘電体バリア式プラズマ発生装置のプラズマ放電開始方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4380319A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230100544A1 (en) * 2020-03-13 2023-03-30 Ushio Denki Kabushiki Kaisha Dielectric barrier plasma generator and plasma discharge starting method for dielectric barrier plasma generator
US12219688B2 (en) * 2020-03-13 2025-02-04 Ushio Denki Kabushiki Kaisha Dielectric barrier plasma generator and plasma discharge starting method for dielectric barrier plasma generator

Also Published As

Publication number Publication date
KR20240028467A (ko) 2024-03-05
JP7589661B2 (ja) 2024-11-26
JP2023040527A (ja) 2023-03-23
US20240381517A1 (en) 2024-11-14
EP4380319A1 (en) 2024-06-05
EP4380319A4 (en) 2024-12-18
US12432841B2 (en) 2025-09-30
CN117480869A (zh) 2024-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12219688B2 (en) Dielectric barrier plasma generator and plasma discharge starting method for dielectric barrier plasma generator
US8736174B2 (en) Plasma generation device with split-ring resonator and electrode extensions
JP4092937B2 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
WO2023037583A1 (ja) 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置
JP2008205209A (ja) プラズマ処理装置
JP4372918B2 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
WO2005091687A1 (ja) マイクロプラズマジェット発生装置
JPS5812755B2 (ja) 電気励起式レ−ザ装置
JP7733879B2 (ja) 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置
JP4164967B2 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US20220087001A1 (en) Dielectric barrier discharge electrode and dielectric barrier discharge device
JP4848493B2 (ja) プラズマ処理装置
JP5088667B2 (ja) プラズマ処理装置
JP2020181752A (ja) マイクロ波プラズマ発生装置
JP4154838B2 (ja) プラズマ処理方法
US20240272126A1 (en) Sample liquid atomization device and analysis device
US20240317582A1 (en) Ozone generating body, ozone generating unit, and ozone generator
JP2021044194A (ja) マイクロ波プラズマ発生装置、及び、マイクロ波プラズマ発生装置のプラズマ放電開始方法
JP2008091641A (ja) プラズマ処理装置
JP2007160206A (ja) 塗布装置
JP2004146773A (ja) 加工方法及び装置、電子デバイス
JP3580211B2 (ja) 局所処理装置
CN117580801A (zh) 臭氧发生体、臭氧发生单元以及臭氧发生器
WO2025240855A1 (en) Modifying surfaces with an atmospheric pressure plasma
JP2021082491A (ja) プラズマ装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22866918

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280041921.5

Country of ref document: CN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20247003544

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022866918

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022866918

Country of ref document: EP

Effective date: 20240228

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18689005

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 18689005

Country of ref document: US