CN1323751C - 等离子体处理装置、生成等离子体反应容器的制造方法及等离子体处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种等离子体处理装置，该等离子体处理装置能够每次处理较大面积，并具有良好的处理均匀性。该装置包括具有通孔的一对电极板和具有通孔的绝缘板。该绝缘板被设置于电极板之间，从而使得电极板的通孔位置对应于绝缘板的通孔位置。从而，由电极板的通孔和绝缘板的通孔形成多个放电空间。通过供应等离子体生成气体到放电空间中，并且在电极板之间施加电压，同时，在放电空间同时生成等离子体。通过将由此生成的等离子体喷射到待处理物体上，有效进行大面积等离子体处理。

Description

等离子体处理装置、生成等离子体反应容器的制造方法及等离子体处理方法

技术领域

本发明涉及用于有效进行大面积等离子体处理的等离子体处理装置及方法。

背景技术

在过去，等离子体表面处理已经广泛地用于以下用途：清除待处理物体上的杂质比如有机材料，蚀刻或剥离抗蚀剂，改进有机膜的粘附性，还原金属氧化物，形成膜，电镀和涂覆的预处理，以及各种材料和部分的表面修正。

例如，日本专利早期公开[kokai]号11-335868公开了利用等离子体来进行表面处理，其中等离子体是在向放电空间提供等离子体生成气体的同时，通过在一对电极之间施加电压而在电极之间的放电空间中生成。在这种等离子体表面处理中，由于等离子体或者等离子体的活化粒子(species)是从单个喷嘴被射出，并且在与射出方向正交的方向上运送物体的同时对物体进行等离子处理，因此存在这样的问题，即对物体的处理效果容易发生变化。

此外，日本专利早期公开[kokai]号4-358076公开了：通过利用等离子体或等离子体的活化粒子增大处理面积，其中，等离子体是通过利用具有涂覆电介质电极的反应容器来生成，所述涂覆电介质电极是通过在彼此并行放置的多个电极表面上设置固体电介质材料来获得。按照这种技术，可以一次对物体的较大面积进行表面处理。然而，考虑到通过均匀气流向整个处理区域提供等离子体或等离子体的活化粒子，还存在很大的改善空间。此外，这种大面积等离子处理具有另一问题，即气体的大量消耗导致运作成本的增加。

此外，对于如用于液晶面板的玻璃这样的物体，期望在未来进一步增加处理面积。为了处理各种物体，需要增加对装置设计上的自由度。

发明内容

考虑到上述问题，本发明的主要考虑是提供一种等离子体处理装置，其依据待处理物体在装置的设计上具有较高的自由度，且具有增加处理面积和消耗较少气体即低运作成本来进行均匀处理的能力。

也就是说，在这样一种等离子体处理装置(用于通过放电来激活等离子体生成气体G，并向物体5喷射活化的等离子体生成气体)中，本发明的等离子处理装置的特征在于：具有由绝缘部件1形成的反应容器R，并且该反应容器包括：多个通孔2，每个通孔在其一端具有用于等离子体生成气体G的流入开口，以及在其相对端具有用于活化的等离子体生成气体G的流出开口；以及电极3、4，用于在每个通孔2中进行放电。

按照本发明的等离子处理装置，通过在大气压下或大气压附近的气压下在每个通孔2中进行气体放电，以及通过从通孔2向物体5提供活化的等离子体生成气体G的气流(其含有通过气体放电生成的活化粒子)，能够在大面积上高效率地生成均匀的等离子体，以及以较小的气流量对大面积物体5均匀地进行表面处理。此外，通过使用多个绝缘部件1的适当组合，能够依据物体5的形状和大小以较高的自由度设计合适的等离子体处理装置。

在上述等离子体处理装置中，优选地，电极3、4形成在绝缘部件1中的层中，并且在对应于通孔的位置处具有孔隙(aperture)8，以及其中在电极中的相邻孔隙8之间没有空缺(deficit)部分30。在这种情况下，由于能够减少绝缘部件1上表面放电31的出现，从表面放电31到物体5之间难以进行电弧放电。因此，能够减少由于电弧放电对物体5造成的损坏。

此外，优选地，电极3、4形成在层中，以面向绝缘部件1，并且位于气流方向下游侧的一个电极的外围部分相对于位于气流方向上游侧的另一电极的外围部分向外突出。在这种情况下，能够防止电极3、4的外围部分之间的绝缘材料1上以及在孔隙8之外的位置处出现表面放电31。由此，能够进一步减少由电弧放电导致的物体5的损坏。

此外，优选地，上述等离子体处理装置还包括温度调节器，其被配置为将绝缘部件1的温度控制在易于发射出二次电子的温度。在这种情况下，通过从绝缘部件1释放的二次电子，增大了等离子体生成密度。因此，能够提高等离子体处理效率，例如，清除或修正物体5的效率。

按照本发明优选实施例的等离子体处理装置包括：

一对电极板，具有多个通孔；

绝缘板，具有多个通孔，其设置在电极板之间，使得电极板的通孔位置对应于绝缘板的通孔位置；

气体供应单元，被配置为将等离子体生成气体供应到由电极板的通孔和绝缘板的通孔形成的多个放电空间；以及

电压施加单元，被配置为在电极板之间施加电压，以在放电空间中同时生成等离子体生成气体的等离子体。

此外，按照本发明又一优选实施例的等离子体处理装置包括：管状容器，其具有一对电极和设置于电极之间的绝缘板；气体供应单元，被配置为从管状容器的一端供应等离子体生成气体；以及电压施加单元，被配置为在电极之间施加电压，以在管状容器内生成等离子体生成气体的等离子体，由此利用从管状容器的另一端射出的等离子体对物体进行表面处理。该装置的特征在于：由具有多个通孔的电极板提供电极，绝缘板具有多个通孔，管状容器具有由电极板的通孔和绝缘板的通孔形成的多个放电空间，以及等离子体生成气体的等离子体通过在电极板之间施加电压在放电空间中同时产生、且从管状容器的另一端射出。

本发明的又一个考虑是提供一种反应容器R的制造方法，该反应容器用于生成在上述等离子体处理装置中使用的等离子体。即，该方法包括如下步骤：

在具有多个开口和由绝缘材料形成的板(sheet)之间放置由导电材料形成的导电膜，从而使这些板的开口彼此对应；以及

对合成的叠层进行整体成型，从而分别由这些板、导电膜和这些板的开口提供绝缘部件1、电极(3、4)以及通孔2。按照这种方法，能够容易地制造适用于上述等离子体处理装置的反应容器R。此外，能够精确地形成通孔2和电极(3、4)。

本发明的又一个考虑是提供使用上述等离子体处理装置的等离子体处理方法。即，该等离子体处理方法包括如下步骤：

通过向电极(3、4)施加电压在通孔2中进行放电，同时使等离子生成气体G从通孔2的一端流向另一端，由此，在通孔2中生成等离子体以活化的等离子体生成气体G；以及

从通孔2的另一端在物体5的表面上喷射活化的等离子体生成气体G。按照这种方法，能够高效率地在大面积上生成等离子体，并且以较小的气流量对具有这种较大面积的物体5均匀地进行表面处理。

从下面所描述的用于实现本发明的最佳模式将会清楚地理解本发明的其他特征和由此带来的优点。

附图说明

图1A和1B是按照本发明优选实施例的等离子体处理装置的示意顶视图和横截面视图；

图2A和2B是按照本发明另一优选实施例的等离子体处理装置的示意顶视图和横截面视图；

图3A是按照本发明又一优选实施例的等离子处理装置的横截面视图，以及图3B是沿图3A的A-A线截取的横截面视图；

图4A是在与等离子体生成气体的气流方向平行的方向上排列电极的情况下、说明电通线方向的横截面视图，以及图4B是在与等离子体生成气体的气流方向相交的方向上排列电极的情况下、说明电通线方向的横截面视图；

图5A和5B是按照本发明优选实施例的电极的顶视图；

图6A和6B是分别沿图5A和5B的A-A’线截取的横截面视图；

图7A至7C是按照本发明又一优选实施例的等离子体处理装置的示意顶视图和横截面视图；

图8是按照本发明又一优选实施例的等离子体处理装置的示意横截面视图；

图9是按照本发明又一优选实施例的等离子体处理装置的示意横截面视图；

图10是按照本发明又一优选实施例的等离子体处理装置的示意横截面视图；

图11是表示在电极之间施加的电压波形的一个实例图；

图12是表示在电极之间施加的电压波形的另一实例图；

图13是表示在电极之间施加的电压波形的又一实例图；

图14A和14B是按照本发明优选实施例的等离子体处理装置的局部横截面视图；

图15A至15D是由组合多个绝缘部件形成的反应容器的平面和侧视图；

图16A是按照本发明优选实施例的等离子体处理装置的示意电路图，以及图16B是表示施加于单元A和B的电压波形图；

图17是按照本发明又一优选实施例的等离子体处理装置的示意电路图；以及

图18是在比较实例1中所用的等离子体处理装置的示意图。

用于实现本发明的最佳模式

按照优选实施例，下面详细说明本发明的等离子体处理装置、用于生成等离子体的反应容器的制造方法以及等离子体处理方法。

本发明的等离子体处理装置的优选实施例如图1A、1B、2A和2B所示。这些等离子体处理装置具有反应容器R，该反应容器包括形成于板状绝缘部件1中的通孔2和嵌入绝缘部件1中的多个(对)电极3、4。

优选地，绝缘部件1由具有高熔点的绝缘(介电)材料制成。例如，可以使用具有高抗热性和高强度的陶瓷或玻璃材料，比如石英玻璃、氧化铝、氧化锆、多铝红柱石和氮化铝。绝缘部件不限于这些材料。考虑到性能价格比和高强度，特别优选使用氧化铝。可选地，可使用高介电材料，比如氧化钛和钡氧化钛。电极3、4可由导电金属材料比如铜、钨、铝、黄铜和不锈钢制成。特别地，优选使用钨或铜。绝缘部件1和电极3、4的材料优选地这样选择，使得它们之间的线性膨胀系数之差最小化，以防止由于在制造反应容器R时或在等离子体处理中施加热负荷时，绝缘部件和电极之间的变形量差异而对反应容器造成的破坏出现。

绝缘部件1和通孔2的形状可被适当设计。例如，绝缘部件1被配置为板形。在图中，绝缘部件1在其平面视图中为矩形的板形。在平面视图中，均为圆形的通孔2在绝缘部件1的厚度方向上穿透。每个通孔2的相对端在绝缘部件1的相对表面中提供开口。一个开口用作气体流入端口2a，另一个开口用作气体流出端口2b。

通孔2能够形成为适当的形状。例如，在平面视图中均为圆形的通孔2可以二维图案排列。可选地，均为矩形形状(狭缝(slit)状形状)的通孔2可彼此平行地排列。特别地，在均为圆形的通孔2以二维图案排列时，在通孔2的直径和节距被适当选择的条件下，能够在较大面积上均匀地喷射活化的等离子体生成气体G，同时控制等离子体生成气体G的每单位时间的流量(流速)。

此外，形成电极3、4，以在二者之间施加电压时在通孔2中产生放电。例如，在电极3、4之间连接电力源6，并且在电极3、4之间施加具有休止期(rest period)的脉冲状电压。一个电极可用作接地电极。每个通孔2中电极之间的空间被定义为放电空间。如上所述，电极3、4的形状能被适当配置，以在放电空间中产生放电。例如，优选地，电极3、4嵌入绝缘部件1中，并且邻近各自的通孔2放置。通孔2和电极3、4的精确形成还有助于表面处理的均匀性。

在图1 A、1 B、2A和2B中，绝缘部件1的相对表面置于上侧和下侧，并且均为圆形的通孔2在向上和向下方向上穿透，从而通过在绝缘部件1的上表面和下表面中形成的开口，分别提供气体流入端口2a和气体流出端口2b。通孔2的开口在绝缘部件1的上表面和下表面以二维图案排列。在图中，通孔2以四方格图案排列，从而使相邻通孔2之间的间隔固定。

通孔2的排列不受限制，并且能够以任选图案排列。例如，当通孔2在平面视图中以六角形密排(交错)图案排列时，它们能够被紧密和均匀地排列。结果，能够进一步改进对物体5表面处理的均匀性。

通孔2的大小和相邻通孔2之间的间隔被适当确定，从而通过通孔2内的放电有效激活等离子体生成气体，并且活化的等离子体生成气体从通孔2被均匀射出。特别地，优选通孔2的直径(内径)在0.01至15mm的范围内。在这种情况下，能够通过等离子体生成气体的受控流量来提供大面积表面处理。此外，优选地，相邻通孔2之间的间隔在0.03至60mm的范围内。例如，在对具有相对较小面积的物体5进行等离子体处理的情况下，通孔2优选设计为具有相对较小的直径。

在图3A和3B所示的实施例中，绝缘部件1的相对表面置于上侧和下侧，并且在平面视图中均为矩形(狭缝状)形状的通孔2在向上和向下方向上穿透，从而通过绝缘部件1的上表面和下表面中形成的开口，分别提供气体流入端口2a和气体流出端口2b。通孔2的开口在绝缘部件1的上表面和下表面以平行图案排列，从而相邻通孔2之间的距离固定。

适当确定通孔2的大小和相邻通孔2之间的间隔，从而通过各个通孔2内的放电有效激活等离子体生成气体，并且活化的等离子体生成气体G从通孔2被均匀射出。特别地，优选矩形通孔2的宽度(短边)大小在0.01至15mm的范围内。在这种情况下，能够通过对沿通孔2的短边方向上运送的物体5进行等离子体处理，进一步改进表面处理的均匀性。

此外，优选地，相邻通孔2之间的间隔在0.01至30mm的范围内。在这种情况下，活化的等离子体生成气体G能从通孔2的气体流出端口2b沿通孔的纵向方向连续射出。因此，在对沿通孔2的短边方向上运送的物体5进行等离子体处理的情况下，能够进一步改进表面处理的均匀性。

在图1A、1B、2A和2B所示的实施例中，两个电极3、4都嵌入绝缘部件1中。电极4置于绝缘部件1的上表面一侧(即，具有气体流入端口2a的表面一侧)，以及电极3置于绝缘部件1的下表面一侧(即，具有气体流出端口2b的表面一侧)。在与通孔2中的等离子体生成气体G的流动方向相平行的方向上，电极3与电极4隔开。构成绝缘部件1的绝缘(介电)材料位于电极3、4之间。

在这种情况下，电极3、4形成于绝缘部件1的层中，从而电极3、4的多个孔隙8的位置对应于绝缘部件1的通孔2的位置，并且每个通孔2被电极3、4的对应孔隙8环绕。与每个通孔2单独形成电极3、4的情况相比较，孔隙8形成于每个板状电极3、4中，从而电极3、4的孔隙8的内表面被用作放电表面，用于在通孔2中进行放电。

在图1B所示的实施例中，由于电极3、4的孔隙8的直径等于通孔2的直径，绝缘部件1的各通孔的内表面与电极3、4的通孔8的内表面齐平。因此，电极3、4的孔隙8的内表面暴露于各通孔2的内部。在这种情况下，能够通过在电极之间施加电压容易地进行放电，并且增加等离子体生成气体G中的活化粒子的密度，以改进处理效率。当等离子体生成气体G不包含反应气体时，优选暴露电极3、4，因为由放电所导致的暴露电极3、4的损坏相对较小，并且放电容易进行。

在图2A和2B所示的实施例中，电极3、4的孔隙8直径大于通孔2的直径，并且电极3、4的孔隙8中内表面被绝缘部件1覆盖。也就是说，电极3、4不暴露于通孔2的内部。在这种情况下，当电极3、4之间施加电压时，在每个通孔2中进行介电阻挡放电。因此，电极3、4不直接暴露于生成的等离子体或放电。换句话说，由于电极3、4的放电表面受到构成绝缘部件1的绝缘(介电)材料的保护，从而能够防止电极3、4的损坏。这在使用含有反应气体的等离子体生成气体G的情况下特别有效。

此外，还存在能够使放电稳定和增大等离子体生成密度的另一优点。当电极3、4被露出时，存在这样的可能性：由于在施加高电压时出现的电弧放电而引起放电变得不稳定。另一方面，当电极3、4覆盖有绝缘(介电)材料时，能够有效防止电弧放电的出现，从而稳定地维持放电。在电极3、4的内表面上形成的绝缘(介电)材料的厚度被适当地确定。为了充分保护电极表面并且使放电易于进行，优选地，该厚度在0.01至3mm的范围内。此外，优选地，电极3、4之间的距离(即放电表面之间的间隔)在0.01至5mm的范围内，从而稳定地生成气体放电(等离子体)。

如上所述，当在各通孔2中电极3、4在与等离子体生成气体G的流动方向平行的方向上相互隔开时，通过电极3、4之间的电势差在通孔2中产生的电通线的方向平行于等离子体生成气体G的流动方向。此时，可在与等离子生成气体G的流动方向平行的方向上、在通孔2中的放电空间中产生高密度流放电。这种放电增大了等离子体生成气体G中活化粒子的密度，并因此进一步提高等离子体表面处理的效率。在附图所示的实施例中，由于电极3、4的放电表面沿通孔2的周围延伸，则在通孔2的周围产生电通线(electric flux line)。结果，能够高效率地获得等离子体。

此外，当置于气体流出端口2b一侧的电极3由接地电极形成时(这意味着置于待处理物体一侧的电极是接地电极)，通过控制电极3和物体5之间的电势差能够防止它们之间的电弧放电出现。结果，有效避免了物体5被放电损坏的情形。

优选地，在层中形成的上述电极3、4除了孔隙8之外不具有空缺(穿透)部分。即，图5A和5B分别表示在图2B所示的绝缘部件1中形成的电极3、4的实施例。在这种情况下，优选地使用图5B的电极3、4(其中在孔隙8周围没有空缺部分30存在)，而不是图5A的电极3、4(其中在孔隙8周围形成多个空缺部分30)。

在通过利用电力源6在绝缘部件1中、在图5A的电极3、4之间施加电压的情况下，在绝缘部件1的下表面上，在对应于孔隙8的位置和对应于空缺部分30的位置出现表面放电31，如图6A所示。另一方面，当通过利用电力源6在绝缘部件1中、在图5 B的电极3、4之间施加电压时，仅在绝缘部件1的下表面上对应于孔隙8的位置出现表面放电31，如图6B所示。因此，相比图6A的情况，能够减少表面放电31。

表面放电31是在接近于物体(工作)5的位置产生的放电。因此，在表面放电增大时，从表面放电31向物体5的电弧放电容易出现。在图6B的绝缘部件1中，由于相比图6A的情况能够减少表面放电，则很难出现电弧放电。结果，能够使物体5受放电的损坏最小。

关于在层中形成的电极3、4，优选地，位于靠近物体5一侧的电极3的外围部分相对于位于远离物体5一侧的电极4的外围部分向外突出。也就是说，在其中具有一对电极3、4的绝缘部件1的正交投影图中，如图7A至7C所示，上电极4具有与图7A的虚线所示的下电极3基本相似的形状，并且电极3、4优选以这样的大小形成，使得上电极4能够重叠于下电极3的区域。由此，当下电极3的面积大于上电极4的面积时，下电极3的外围部分相对于上电极4的外围部分向外突出，如图7A和7B所示。在这种情况下，电极3、4的外围部分之间的电压允许小于通孔2中的电极3、4之间的电压，由此防止在绝缘部件1的下表面上、对应于电极3、4的外围部分的位置出现表面放电31。换句话说，能够防止在除了对应于孔隙8的位置之外出现表面放电31，并进一步减少了物体5由电弧放电带来的损坏。在图7B中，一些通孔没有绘出。电极3、4能够以除上述形状之外的适当形状来形成。此外，多个电极3、4可在与通孔2中的等离子体生成气体G的流动方向相交的方向上(例如垂直方向)排列。

在图3A和3B所示的实施例中，电极3、4以这样的图案置于绝缘部件1中，使得一个电极与另一个电极在相同的水平面上隔开。也就是说，电极4位于各通孔2的一侧，而电极3位于各通孔2的相对侧。在附图所示的实施例中，两个电极3、4嵌入绝缘部件1中，并且在绝缘部件1中位于相同的水平面上。电极3、4在与等离子体生成气体G的流动方向相交(垂直)的方向上相互隔开。构成绝缘部件1的绝缘(介电)材料位于电极3、4之间。

在实施例中，电极3、4形成于绝缘部件1中。也就是说，每个电极3、4以梳状形状形成，其具有沿通孔2的排列延伸的馈入(feed)部分(3a，4a)，并且具有在各通孔2的纵向方向上延伸的多个电极部分(3b，4b)。电极3、4的电极部分(3b，4b)交替置于相邻的通孔2之间。因此，电极部分4b位于通孔2的一侧，而电极部分3b位于通孔2的相对侧。由此，电极部分3b、4b分别一体形成于板状电极3中，而不是每个通孔24单独形成电极3、4。因此，电极3b、4b的侧表面被用作放电表面，用于在通孔2中进行放电。

为了稳定地进行气体放电(等离子体)，优选地，电极3、4之间的距离在0.01至5mm的范围。在这种情况下，通过电极3、4之间的电势差在通孔2中产生的电通线具有与等离子体生成气体G的流动方向相交的方向，如图4B的箭头所示。此时，沿相交方向进行放电，以激活等离子体生成气体G。

在图3A和3B所示的实施例中，电极3、4的相邻电极部分(3b，4b)之间的距离大于通孔2的宽度边(width side)。因此，电极部分完全嵌入绝缘部件1中。换句话说，电极部分3b、4b不暴露于通孔2的内部。在这种情况下，由于电极3、4的放电表面受到构成绝缘部件1的绝缘(介电)材料的保护，如图2A和2B的情况一样，能够有效防止电极3、4的损坏出现。此外，优选地，电极3、4上的绝缘(介电)材料的涂覆厚度在0.01至3mm的范围。

尽管附图中未示，但是电极3、4的相邻电极部分(3b，4b)之间的距离可等于通孔2的宽度边。在这种情况下，电极部分3b、4b的表面与绝缘部件1的通孔2的内表面齐平，从而电极部分3b、4b暴露于各通孔2的内部。结果，如图1B的情况一样，能够增大等离子体生成气体G中活化粒子的密度，并改进处理效率。

在使用图3A和3B所示的狭缝状通孔2的情况下，尽管附图中未示，但是电极4可置于绝缘部件1的上表面一侧(即，靠近气体流入端口2a附近的一侧)，而电极3可置于绝缘部件1的下表面一侧(即，靠近气体流出端口2b的一侧)，如图1A、1B、2A和2B的情况一样。此外，可在与通孔2中的等离子体生成气体G的流动方向平行的方向上、经过构成绝缘部件1的绝缘(介电)材料，将电极3与电极4隔开。

例如，电极3、4能够连续形成于绝缘部件1中的层中，从而在对应于通孔2的位置形成孔隙，并且通孔2位于电极3、4的对应孔隙中。在这种情况下，通过电极之间的电势差在通孔2中产生的电通线具有与等离子体生成气体G的流动方向平行的方向，如图4A所示。在各通孔2的放电空间中，能产生高密度流放电。结果，能够增大放电产生的活化粒子的密度，并且改进等离子体表面处理的效率。

在由绝缘部件1和其中形成的电极3、4构成的反应容器R中，电极3、4和通孔2能够易于密集形成。此外，通过形成微型通孔2和用于在微型通孔内进行放电的电极3、4，活化的等离子体生成气体G能够从以二维图案排列的通孔2射出。结果，能够实现处理面积和处理效果均匀性的提高。

具有绝缘部件1和电极3、4的反应容器R能够通过将绝缘材料的粉末与粘合剂混合、将合成的混合物成型为板(sheet)，并且在板上叠置导电膜来获得。这种板能够通过将陶瓷粉末比如石英玻璃、氧化铝、氧化锆、多铝红柱石和氮化铝与粘合剂、以及如果需要与各种类型的添加剂混合，并将合成的混合物成型为板形来制备。板厚度能够依据绝缘部件1的厚度和电极3、4之间的距离来确定。例如，优选地，板厚在0.05至5mm的范围内。

另一方面，能通过将导电金属材料比如铜、钨、铝、黄铜和不锈钢印制在绝缘部件上的方式来形成导电膜。例如，在板上形成导电膜之后，具有导电膜的板和其它板叠置，从而导电膜置于所述板之间。由此获得的叠层被烧结以获得绝缘部件1。此外，通孔2能通过将叠层钻孔来形成。可选地，优选通过利用先前形成有通孔2的板、并且将叠置的板成型从而使得板的通孔2的位置相互对应，来同时进行叠置和通孔2的形成。

如图1 B和2B所示，当在绝缘部件1的一个表面侧(即，具有气体流入端口2a的上侧)提供电极4、并且在相对表面的一侧(即具有气体流出端口2b的下侧)提供电极3时，通过印制在第一板的表面上以预期图案形成用于电极4(或3)的导电膜，然后第二板被置于导电膜上。然后，通过印制在第二板的表面上以预期图案形成用于电极3(或4)的导电膜。此外，第三板被置于该导电膜上以获得一叠层。

可选地，通过如下处理形成该叠层。也就是说，具有以预期图案印制的用于电极4的导电膜的板、具有以预期图案印制的用于电极3的板、以及均不具有导电膜的板这样叠加，使得每个导电膜置于板材料之间，并且该叠层的两个最外层由板材料形成。所得的叠层被烧结，以获得反应容器R。

如图3A和3B所示，当两个电极3、4形成于绝缘部件1中的同一水平面时，通过印制在第一板的表面上以预期图案形成用于电极3、4的导电膜，然后第二板被置于该导电膜上以获得叠层。然后，所获得的叠层被烧结，以获得反应容器R。反应容器R被置于等离子体生成气体G的流动通道中，从而等离子体生成气体从气体流入端口2a、经过通孔2、朝向气体流出端口2b流动。

在图8中，使用图2A和2B所示的反应容器R，并且在绝缘部件1的上表面(具有气体流入端口2a)上提供气体存储器11。通孔2与气体存储器11的内部相通。气体存储器11形成有：气体入口10，用于从其一端(其顶端)向该气体存储器供应等离子体生成气体G；以及气体出口9，用于在其相对端(其底端)形成的等离子体生成气体。绝缘部件1置于气体存储器11的气体出口9之下。在本实施例中，气体存储器11的气体出口9由对应于绝缘部件1的通孔2的位置处的多个气体出口9组成。结果，气体存储器11的内部经由气体出口9与通孔2相通。

优选地，气体存储器11具有气体均匀单元，用于以基本上均匀的流速向通孔2供应等离子体生成气体G。当等离子体生成气体G经由气体入口10流入气体存储器11时，由于容积的增大而减少了气压，从而等离子体生成气体G能够以均匀流速流入所有的通孔2。结果，能够从绝缘部件1的所有通孔2均匀地供应活化的等离子体生成气体G，并且在改进的等离子体生成气体G的流速分布下能进行均匀的等离子体处理。

此外，优选地，等离子体处理装置具有用于冷却绝缘部件1的散热器7。在这种情况下，能够防止由绝缘部件1的热变形所导致的破坏如裂纹等，以及防止在绝缘部件1局部过热时从通孔2射出的等离子体的不均匀性，由此稳定地维持均匀的表面处理。

例如，气体存储器11也被允许具有散热器7的功能。在这种情况下，绝缘部件1被形成为与散热器7接触。在附图所示的实施例中，散热器7由具有气体存储器11的气体出口9的端部和与所述端部一体形成的部分(侧部)构成，其在气体存储器11的顶端和底端之间延伸。散热片7b形成在侧部的外表面，从而向外突出。另一方面，吸热片7a形成在端部上不与气体出口9相对应的位置处，从而在气体存储器11内部突出。

通过这种散热器7的形成，热量被吸热片7a从等离子体生成气体G吸收，经由端部和侧部被传输到散热片7b，并且最终从散热片7b散发到装置的外部。结果，能够防止等离子体生成气体G和绝缘部件1的温度的增加。

上述散热器7是使用散热片7b的空气冷却类型。可选地，可使用水冷却型的散热器7。在图9和10所示的实施例中，冷却水被允许流入冷却剂通道7c，每个通道形成在端部中相邻气体出口9之间的位置处，以冷却绝缘部件1。图9表示散热器7形成在图2A和2B所示的反应容器R上的情况。图10表示散热器7形成在图1A和1B所示的反应容器R上的另一情况。在这些情况下，由于与绝缘部件1相接触放置的端部被冷却，从而能够有效冷却绝缘部件1并且防止绝缘部件1的温度增加。

冷却水也可用作温度调节器，用于将绝缘部件1的温度控制为容易释放二次电子的温度。也就是说，通过在活化的等离子体生成气体G中所含的电子和离子的影响，能够从绝缘部件1释放二次电子。绝缘部件1的温度越高，越容易释放二次电子。然而，考虑到由热膨胀所导致的绝缘部件1的损坏，绝缘部件1的温度适于一直到接近100℃。

因此，优选地通过使用冷却水将绝缘部件1的温度控制在40至100℃的范围之内。由此，通过使用温度高于室温的冷却水，绝缘部件1的表面温度能够在开始使用该装置时以高于室温的温度增加，从而与在室温下开始使用该装置的情况相比，能够从绝缘部件1容易地释放二次电子。结果，通过从绝缘部件1释放的二次电子能增加等离子体生成密度，以改进等离子体处理效果，比如修正和清洗物体5的效果。考虑到处理便利性和能量消耗，进一步优选冷却水的温度在50至80℃的范围之内。

优选地，气体存储器11和散热器7由具有高导热性的材料制成。例如，能够使用铜、不锈钢、铝或氮化铝(AlN)。当气体存储器11和散热器7由比如氮化铝的绝缘材料制成时，能够最小化在电极之间施加的射频电压的影响，因此有效地进行放电，同时基本上防止了在电极之间施加的电功率的损耗。此外，通过高导热性能实现高的冷却效率。

此外，当由散热器7控制绝缘部件1的温度增加时，能够防止绝缘部件1受到热变形的损坏。此外，当绝缘部件1局部过热时，存在随着等离子体生成密度在过热部分变高、通孔2中等离子体生成变得不均匀的趋势。通过防止绝缘部件1的温度增加，能够防止通孔2内等离子体生成的不均匀性，从而能够均匀进行表面处理。

此外，当在散热器7内设置电加热器作为用于绝缘部件1的温度调节器时，能够获得与上述相似的效果。在这种情况下，优选地，在散热器7内放置温度测量单元比如热电偶，以监测散热器7的温度。可选地，珀耳帖(Peltier)设备可用作散热器7。

优选地，绝缘部件1连接到散热器7，从而防止等离子体生成气体G的泄漏，且导热性不会恶化。例如，它们能够通过使用导热润滑脂、导热双面粘结带或含有接合树脂的材料来接合。可选地，绝缘部件1和散热器7的表面可被镜面抛光，然后彼此按压接合。

此外，优选地，绝缘部件1和散热器7是一体形成的。在这种情况下，能够通过散热器7从放电空间有效地吸收热量。此外，由于防止了等离子体生成气体G的泄漏，能够获得绝缘部件1的均匀温度分布，并且使放电稳定。

为了利用上述等离子体处理装置对物体5进行表面处理，等离子体生产气体G经由气体入口10被供应给气体存储器11，然后经由气体出口9和气体流入端口2a被发送到绝缘部件1的通孔2。接下来，等离子体生成气体G在通孔2内通过电极(3，4)之间的放电空间进行的放电来激活，并且从气体流出端口2b射出。

为了经由气体存储器11向反应容器R的通孔2供应等离子体生成气体G，可以形成气体供应单元(未示出)，其例如由集气筒、气管、混合器和施压阀构成。在这种情况下，集气筒(各存储等离子体生成气体G的气体成分)通过气管连接到气体存储器11。此时，从集气筒供应的气体成分以所需的混合比由混合器混合，然后合成的混合物被施压阀在所需气压下发送到气体出口9。

优选地，气体供应单元供应含有稀有气体、氮气、氧气和空气中的至少一种气体，或者含有其两种或更多种气体的混合气体，来作为等离子体生成气体G。

在使用空气的情况下，通过等离子体处理能够实现物体5的表面修正，和从物体5去除有机材料。优选地使用几乎不含有湿气的干燥空气作为空气。作为稀有气体，能够使用氦、氩、氖或氪。考虑到性能价格比和放电稳定性，优选地使用氩。使用稀有气体或氮气的等离子体处理提供物体5的表面修正。此外，使用氧气的等离子体处理提供有机材料从物体5的去除。此外，使用稀有气体和氧气的混合气体的等离子体处理提供表面修正和有机材料的去除。反应气体比如氧气和空气可添加到稀有气体或氮气。反应气体的种类可依据处理的用途来确定。

在清洗物体5上粘附的有机材料、去除抗蚀剂、蚀刻有机膜或表面清洗LCD或玻璃板的情况下，优选地使用氧化气体比如氧气、空气、CO₂和N₂O。此外，含氟气体比如CF₄、SF₆和NF₃能被用作反应气体。在进行硅或抗蚀剂的蚀刻或灰化的情况下，使用含氟气体是有效的。在还原金属氧化物的情况下，可使用还原气体比如氢气或氨气。

等离子体生成气体G在通孔2中通过电极3、4之间的放电空间进行的放电来激活。当通过使用电力源6在电极3、4之间施加高电压时，在放电空间产生电场。通过电场的产生，在放电空间中以大气压或大气压附近的气压获得气体放电。等离子体生成气体G通过气体放电来激活，并允许在产生活化粒子比如原子团和离子的放电空间中变成等离子体。

此时，优选地，在这样的气压下向通孔2供应等离子体生成气体G，该气压足以在每单位时间提供所需的流量，而不受压力损失影响。换句话说，优选地这样供应等离子体生成气体G，使得气体存储器11内的气压是大气气压或者大气气压附近的气压(优选为100至300kpa)。

通过电源6在电极3、4之间施加的电压(用以激活从气体流入端口2a供应到通孔2的等离子体生成气体G)可被确定为具有适当的波形，比如交流波形、脉冲波形或其叠加波形。特别地，优选地使用电源6，其能够在电极3、4之间施加具有休止期的脉冲状波形的电压。在这种情况下，能够高效率地在每个通孔2内稳定地进行均匀放电，因此改进处理效率。此外，由于有效防止了通孔2内的非放电区域的出现，能在每个通孔内维持均匀的放电。作为维持放电均匀性的一个理由，确信即使当通孔2的一部分中放电偶然消失时，每个通孔内的放电状态在休止期被取消一次，然后在休止期过去之后通过再次在其间施加电压而恢复。

每个图11、12和13表示具有休止期的脉冲状电压的波形。即，图11表示矩形波脉冲，其中矩形脉冲和休止期交替重复。图12表示振荡波脉冲，其中一组上升沿、阻尼期和休止期以所需循环重复。图13表示对称脉冲，其中在一个波长内一组正脉冲电压输出、休止期、负脉冲电压输出和休止期作为一个循环重复，如矩形波脉冲的情况一样。按照图13的对称脉冲波形，放电状态接近于通过利用矩形波脉冲所得的放电状态。此外，在相对低的电压下可进行切换，并且可使用变压器用于加压。因此，与利用矩形波脉冲的情况相比，能够简化电源6的结构。依据通孔2的内径和电极3、4之间的距离，确定在电极3、4之间施加的、用以在放电空间连续进行气体放电的电压。例如，该电压可被确定为0.05至30kV的范围。

此外，优选地使用脉冲状波形电源，用于在电极3、4之间施加具有1H至200kHz频率的电压。当在电极3、4之间施加的电压波形的重复频率低于1Hz时，存在由于放电空间内的放电稳定性的降低而不能有效进行表面处理的担心。另一方面，当频率超过200kHz时，将变得难以在通孔2内均匀地进行放电，因为在放电空间中气体放电(等离子体)的温度大量增加，并且放电容易集中在通孔2的一部分。在上述频率范围中，电极3、4之间进行的放电被稳定化，从而进一步改进处理效率。此外，通过防止等离子体生成气体G的温度这种过量增加，而可以避免物体5的热损坏的出现。而且，通过防止放电集中在通孔2的部分处，能进行均匀的表面处理。

此外，作为电源6，优选地使用脉冲状波形电源，用于在电极3、4之间施加具有0.01至80％占空比的电压波形的脉冲状电压。在这种情况下，由于以高效率地获得稳定的放电，能进一步改进处理效率。如图11所示的矩形波脉冲的占空比能通过这样来确定：将一个脉冲的上升沿和下降沿之间的宽度除以在该脉冲的上升沿和经过休止期的下一脉冲的上升沿之间的宽度。此外，在使用如图12和13所示的振荡波脉冲的情况下，占空比可通过这样来确定：将第一脉冲的上升沿和第二脉冲的下降沿的波形之间的宽度除以包括从第一脉冲的上升沿到振荡阻尼期和休止期的周期。

在本发明中，还优选为电极3、4为中点(neutral)接地。在这种情况下，能够降低活化的等离子体生成气体G和物体5之间的电势，并且能防止从活化的等离子体生成气体G向物体5的电弧放电的出现。换句话说，由于在两个电极3、4都相对于地处于浮动状态的条件下施加电压，因此能够降低活化的等离子体生成气体G(等离子流)和物体5之间的电势。结果，能够防止可导致物体5的热损坏的电弧放电出现。

例如，如图14A所示，当13kV被施加于连接到电源6的上电极4、而下电极3接地(0kV)时，在两个电极间可获得13kV的电势差。在这种情况下，在活化的等离子体生成气体G和物体5之间出现至少几kV的电势差，从而可产生电弧放电Ar。在使用中点接地的情况下，当上电极4的电势是+6.5kV，并且下电极3的电势是-6.5kV的情况下，如图14B所示，在两个电极间可获得13kV的电势差。在这种情况下，在活化的等离子体生成气体G和物体5之间的电势差接近于0。也就是说，当使用中点接地时，能够减少活化的等离子体生成气体G和物体5之间的电势差，而与如不使用中点接地的情况下在电极3、4之间的相同电势差无关。结果，能防止从活化的等离子体生成气体G向物体5的电弧放电的出现。

随后，含有活化粒子的等离子体生成气体G从气体流出端口2b连续射出。因此，能通过在置于气体流出端口2b下面的至少一部分物体5上喷射活化的等离子体生成气体G，来进行表面处理。

当物体5被置于气体流出端口2b下面时，可通过运送单元比如滚筒和皮带输送机运送物体。在这种情况下，对多个物体5能连续进行表面处理，这多个物体正被通过运送单元依次运送到气体流出端口2b下面的位置。

此外，气体流出端口2b和物体5之间的距离能依据等离子体生成气体G的流速、等离子体生成气体G的种类、物体5的种类和表面处理的用途被适当确定。例如，该距离可被确定为在1至30mm的范围。

在上述表面处理中，在每个通孔2产生气体放电，并且经过通孔2在物体5上喷射通过气体放电活化的等离子体生成气体G。因此，高效率地获得大面积且均匀的等离子体，从而能以减小的气流量对物体5均匀地进行大面积表面处理。

由此，按照本发明，能够增加一次处理的处理面积。这提高了处理效率。此外，当对正在被运送的物体5进行表面处理时，物体5可暴露于活化的等离子体生成气体G一延长的时间段。因此，能以减少的气流量有效实施表面处理。换句话说，能通过延长活化粒子和物体5之间的接触时间而不增加气流量，来改善表面处理能力。结果，能防止表面处理装置的运作成本增加，以提供良好的性能价格比。

在上述实施例中，通过使用在平面视图中具有矩形形状的绝缘部件1，获得矩形处理面积。依据物体5可以适当改变处理面积。例如，通过改变绝缘部件1的大小或形状，或者修改通孔2的排列，能够获得所需的处理面积。

此外，通过组合多个绝缘部件1形成反应容器R，以进一步增加处理面积。此外，绝缘部件1可以所需的图案排列，以仅仪对于物体5的特定区域进行表面处理。而且，当设置与物体5具有不同距离的绝缘部件1时，能够对物体5的需要硬表面处理的区域和需要软表面处理的区域同时进行处理。因此，这些用作处理效果调节装置。

例如，如图15A所示，能通过排列多个绝缘部件1形成反应容器R。可选地，如图15B所示，能通过将绝缘部件1排列成矩阵图案来形成反应容器R。在这些情况下，能实现处理面积的进一步增加。此外，当绝缘部件1被排列成所需图案时，能对与绝缘部件1的排列相对应的处理区域进行表面处理。在这种情况下，能够仅对物体5的特定区域进行表而处理。例如，如图15C所示，当绝缘部件1排列成L形图案以形成反应容器R时，能够对物体5的L形区域进行表面处理。而且，如图15D所示，能通过这样排列绝缘部件1形成反应容器R，使得一个绝缘部件与物体5之间的距离不同于另一绝缘部件与物体5之间的距离。在这种情况下，在与绝缘部件1相隔较大距离的物体5的处理区域上，与另一处理区域相比，获得相对较低的处理效果。相反，在与绝缘部件1相隔较小距离的物体5的处理区域上，与另一处理区域相比，获得相对较高的处理效果。由此，依据待处理的物体5，能够根据意向形成提供较高处理效果的处理区域和提供较低处理效果的处理区域。

此外，当通过组合多个绝缘部件1形成反应容器R时，通过简单改变绝缘部件1的数量或其排列，能够容易地执行各种修改，比如改变处理区域的大小和形状、或控制处理水平。

在组合绝缘部件1的情况下，可在每个绝缘部件1中形成散热器7和气体存储器11。可选地，形成单对的散热器7和气体存储器11，以向绝缘部件1同时供应等离子体生成气体G或从绝缘部件1同时散发热量。

在通过组合绝缘部件1形成反应容器R的情况下，优选从相同电力源6向绝缘部件1供应电力。例如，如图16A所示，当利用包括单个绝缘部件1A和电力源6A的单元A、及包括单个绝缘部件1B和电力源6B的单元B形成反应容器R时，通过利用电源6A在单元A的绝缘部件1A的电极3、4之间施加高频电压，以及通过利用电源6B在单元B的绝缘部件1B的电极3、4之间施加高频电压。然而，在由单元A的电源6A产生的高频电压和由单元B的电源6B产生的高频电压之间难以实现同步。例如，如图16B所示，经常出现相位位移。从而存在这样的担忧，由于电源6A和6B产生的电压之间的干涉，不能供应具有所需波形的电压。

在本发明中，如图17所示，优选从相同电源6比如高频电源向绝缘部件1供应电力。在图17中，多个变压器32a、32b、32c被并联电连接于单个电源6，并且多个绝缘部件1被并联电连接于每个变压器32a、32b、32c。按照这种反应容器R，能够防止在向绝缘部件1施加的电压之间出现相位位移。也就是说，能够防止在向绝缘部件1施加的电压之间的干涉，从而供应具有所需波形的电压。

在本发明中，当多对电极3、4在通孔2中以平行于等离子体生成气体G的流动方向的方向排列时，能在放电空间内产生高密度流放电。在这种情况下，能够通过增加气体中活化粒子的密度并且不增加为产生放电所施加的电力，来改进表面处理能力。此外，由于能够在不延长向物体5供应活化的等离子体生成气体G的气流的供应时间的条件下，改进表面处理能力，因此能够防止处理物体5所需要的处理时间的延长。结果，存在不会出现生产率降低的优势。

此外，由于在物体5上喷射的等离子体生成气体G中的活化粒子密度被增大，以改进表面处理能力，因此不需要缩短物体5和气体流出端口2b之间的距离。因此，能够最小化从放电空间朝向物体5的电弧放电的出现率，从而防止物体受到电弧放电的损坏。此外，不需要在气体流出端口2b和物体5之间设置金属网以防止电弧放电。因此，不会由于金属网的存在而阻碍等离子体生成气体G的气流，从而能稳定地保持表面处理能力。而且，能够消除这样的问题：由电极3、4的金属材料的腐蚀导致氧化物(锈)，并且其将物体5污染。

本发明可用于各种物体的表面处理。特别地，该表面处理适用于用于各种平板显示器的玻璃材料(比如用于液晶、等离子体显示器和有机电发光显示器的玻璃材料)，印刷布线板或各种树脂膜比如聚酰亚胺膜。在对这些物体5进行表面处理的情况下，存在这些优点：清洗杂质比如有机材料，去除或蚀刻抗蚀剂，改善有机膜的粘附性，还原金属氧化物，形成膜，在水清洗之前的预处理，电镀或涂覆，以及其他表面修正。关于用于平板显示器的玻璃材料比如用于液晶的玻璃材料，由于待处理的处理面积连续增加，需要大面积均匀的处理。因此，由于能够灵活设计预期的处理面积，预期本发明的等离子体处理装置和等离子体处理方法优选地用于这些应用中。

在对玻璃材料进行表面处理的情况下，对具有由铟锡氧化物(ITO)制成的透明电极、TFT(薄膜晶体管)液晶或滤色镜(CF)的玻璃材料进行表面处理。在对树脂膜进行表面处理的情况下，可对正在以滚动(roll-to-roll)方式运送的树脂膜连续进行表面处理。

实例

按照实例详细说明本发明。

(实例1)

通过印制在第一板(厚度：0.4mm)的表面上形成导电膜，然后在该导电膜上放置第二板(厚度：1.4mm)。此外，通过印制在第二板的表面上形成导电膜，然后在该导电膜上放置第三板(厚度：1.4mm)。在该实施例中，通过将含有氧化铝粉末的材料成型为板形来获得每个第一至第三板。每个板具有多个孔隙，每个孔隙具有1mm的直径。这些板放置在层中，使得各个板的孔隙位置相互对应。通过印制钨层形成导电膜。多个孔隙8(均具有3mm的直径，大于板的孔隙)形成于导电膜中，使得这些板的每个孔隙都置于导电膜的各孔隙中。由此获得的叠层被烧结，以获得反应容器R，如图2A的平面视图和图2B的横截面视图所示。

在该实施例中，反应容器的绝缘部件1具有3.2mm的厚度，以及均具有1mm直径的55个通孔2。这55个通孔2被排列在45×22mm的平面区域中，使得相邻通孔2之间的间隔是4.5mm。此外，通过均具有30μm厚度的上、下钨导电层形成电极3、4，使得每个通孔2被置于电极3、4的每个孔隙8中。在上、下电极3、4之间(即，放电平面之间)的距离是1.4mm。具有孔隙8的电极(3、4)不暴露于通孔2的内部。通过使用与绝缘部件1相同的绝缘材料(介电材料)，将具有1mm厚度的绝缘涂层形成于电极3、4的孔隙8的内表面上。上电极4连接于电力源6，而下电极3接地。

如图9所示，具有铜散热器7的气体存储器11放置在绝缘部件1的顶部。等离子体生成气体G从形成于气体存储器11上部的气体入口10引入，并被允许流入绝缘部件1的通孔2中。在形成于散热器7中的流动通道7c中循环冷却水，以防止绝缘部件1过热。

(实例2)

通过印制在第一板(厚度：0.7mm)的表面上形成导电膜，然后在该导电膜上放置第二板(厚度：1.5mm)。通过将含有氧化铝的材料成型为板形来形成每个第一和第二板，如实例1的情况一样。每个第一和第二板具有多个狭缝状孔隙，在其平面视图中均具有1mm的宽度和22mm的长度。这些板被放置在层中，使得各板的狭缝状孔隙的位置相互对应。通过印制钨层形成导电膜，如实例1的情况一样。在该实施例中，每个导电膜都形成为梳形图案。由此获得的叠层被烧结，以获得具有如图3A和3B所示的结构的反应容器R。

在该实施例中，反应容器的绝缘部件1具有2.2mm的厚度，以及均具有1mm宽度和22mm长度的11个狭缝状通孔2。这11个通孔2被排列在45×22mm的平面区域中，使得相邻通孔2之间的间隔是3.5mm。此外，电极3、4以100μm的厚度形成在绝缘部件1的相同平面上，使得电极4位于每个通孔2的一侧，并且电极3位于每个通孔的相对一侧。电极3、4之间(即放电平面之间)的距离是2mm。在该实施例中，电极3、4不暴露于通孔2的内部。通过使用与绝缘部件1相同的绝缘材料(介电材料)，在电极3、4的侧表面上形成具有0.5mm厚度的绝缘涂层，从而与通孔2的内表面齐平。电极4连接于电力源6，而电极3接地。

如图3A和3B所示，具有由氮化铝制成的散热器7的气体存储器11置于绝缘部件1的顶部。等离子体生成气体G从形成于气体存储器11的上部的气体入口10被引入，并且被允许流入绝缘部件1的通孔2。在形成于散热器7中的流动通道7c中循环冷却水，以防止绝缘部件1过热。

(实例3)

在本实施例中使用的等离子体处理装置基本上与实例1的装置相同，除了电极3、4的孔隙8和通孔2的直径是1mm，并且电极3、4的孔隙8的内表面暴露于通孔2的内部，如图10所示。

(比较实例1)

使用具有如图18所示的横截面的等离子体处理装置。该装置的反应容器21被配置为矩形管状，并且由具有1mm厚度的石英玻璃制成。放电狭缝(slit)宽度是1mm，其被定义为反应容器21中设置的放电产生部分22的内部(宽度)尺寸，等于形成于反应容器21的相对端的气体流入端口22a和气体流出端口22b的狭缝宽度。此外，反应容器21的长度大小为45mm。电极23、24的底端位于气体流出端口22b的上游侧5mm处。

一对电极23、24由铜制成，并且在其上形成镀金。电极23、24这样设置，使得反应容器21置于其间。在形成于电极23、24中的流动通道27中循环冷却水，以冷却电极。左侧电极23连接到电力源6，并且右侧电极24接地。

(评估1)

使用如上所述的每个等离子处理装置，通过利用电力源6在电极3、4(23、24)之间施加电压(6kHz，13kV，50％的占空比)，该电压具有如图11所示的休止期的脉冲状波形；同时在大气气压下将等离子体生成气体G(10升/分的氮气和0.02升/分的氧气)引入反应容器；并且将含有活化粒子的等离子体生成气体的气流喷射到正在以100mm/s的速度运送的物体上，来实施表面处理。作为物体，使用用于液晶的稀有玻璃。在该物体和气体流出端口2b(22b)之间的距离是5mm。在表面处理之前测量的稀有玻璃的水接触角是68度。

对于每个实例1至3和比较实例1，在表面处理之后测量物体5的水接触角。结果在表1中示出。如表1所示，在实例1和2中观察到水接触角的充分减少。特别地，在实例1中水接触角显著减小。相反，在比较实例1中水接触角很难改变。由此，这些结果说明实例1和2能提供比比较实例1要高的表面处理效果。

表1

	水接触角
		实例1	8.3°
实例2	9.8°
		比较实例1	65.0°

(评估2)

对于每个实例1、2和比较实例1，除了在电极3、4(23、24)之间施加具有如图12所示休止期的脉冲状波形的电压(6kHz，13kV，5％的占空比)，在与评估1相同的条件下对物体5进行表面处理。在本次评估中，重复表面处理，直到物体5上水接触角变为10度或更小。

一直到物体5上的水接触角变为10度或更小所重复的表面处理的次数在表2中示出。如表2所示，通过在实例1和2中进行一次表面处理，水接触角变得小于10度。另一方面，在比较实例1中，重复表面处理7次，以获得小于10度的水接触角。这些结果说明实例1和2能提供高于比较实例1的处理效率。

表2

	处理次数
		实例1	1
实例2	1
		比较实例1	7

(评估3)

关于实例3，通过利用电力源6在电极3、4之间施加具有如图11所示休止期的脉冲状波形的电压(6kHz，50％的占空比)，同时在大气气压下向反应容器引入等离子体生成气体(10升/分的氮气和0.02升/分的氧气)，并且将含有活化粒子的等离子体生成气体的气流喷射到正在以100mm/s的速度运送的物体上，来实施表面处理。在该评估中，对于每个所施加的电压8kV、9kV和10kV进行表面处理。作为物体，可使用用于液晶的稀有玻璃。在物体5和气体流出端口2b之间的距离是5mm。在表面处理之前测得的稀有玻璃上的水接触角是68度。

在每次表面处理之后测得的物体5上的水接触角在表3中示出。如表3所示，在实例3中可观察到水接触角的充分减小。由此，实例3能提供较高的处理效率。此外，通过增大施加的电压，能够进一步减小水接触角。然而，当施加的电压是10kV时，放电变得不稳定，并且不适用于表面处理。

表3

施加的电压	水接触角
		8kV	22.5°
9kV	15.3°
		10kV	不稳定放电

(评估4)

关于实例1，通过利用中点接地电源6A、6B在电极3、4之间施加具有如图13所示休止期的脉冲状波形的电压(12kHz，30％的占空比)，同时在大气气压下向反应容器引入等离子体生成气体G(10升/分的氮气和0.1升/分的干燥空气)，并且将含有活化粒子的等离子体生成气体G的气流喷射到正在以50mm/s的速度运送的物体上，来实施表面处理。作为物体5，可使用树脂膜或印刷电路板。物体5和气体流出端口2b之间的距离是5mm。

在等离子体处理之后，在物体5的处理表面上进行电镀，并且测量粘附强度。结果在表4中示出。如表4所示，利用实例1的装置的等离子体处理提供这样的效果：显著增加物体5上电镀膜的粘附强度，提高表面处理效率，以及改善电镀膜的可靠性。

表4

	粘附强度
		无处理	0.006N/mm2
实例1	0.070N/mm2

工业应用性

如上所述，按照本发明的等离子体处理装置，在每个通孔中进行气体放电，并且从通孔向物体供应由该气体放电产生的含有活化粒子的活化的等离子体生成气体的气流。因此，能够以小的气流量对待处理物体的较大面积有效进行均匀的等离子体表面处理。

在运送物体的同时进行表面处理的情况下，能够将物体暴露于活化的等离子体生成气体的气流中延长的时间段，并且利用较小的气体量有效进行表面处理。由此，通过延长物体与活化粒子的接触时间而不增加气流量，能够改进表面处理效率，并且防止表面处理装置的运作成本的增加。

而且，通过组合多个绝缘部件能容易地形成反应容器，并且通过改变绝缘部件的排列和数量，能够增加装置的设计自由度。因此，能够依据物体的形状和大小而提供合适的等离子体处理装置。

由此，本发明的等离子体处理装置具有有效进行大面积均匀等离子体处理的能力，因为除了常规物体之外对具有较大面积的待处理物体，比如用于液晶面板的玻璃，能适当进行表面处理，从而预期可用于各种应用中。

Claims (28)

1.一种等离子体处理装置，用于通过放电激活等离子体生成气体，并且将活化的等离子体生成气体喷射到物体上，所述装置具有由绝缘部件形成的反应容器，并且该反应容器包括：多个通孔，每个通孔在其一端具有用于等离子体生成气体的流入开口，以及在其相对端具有用于活化的等离子体生成气体的流出开口；以及用于在每个所述通孔中进行放电的电极。

2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其中所述绝缘部件被配置为板形。

3.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其中所述电极被嵌入所述绝缘部件中。

4.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其中所述电极被暴露于所述通孔的内部。

5.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其中所述电极不被暴露于所述通孔的内部。

6.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其中所述电极被设置，使得在所述通孔中在与该等离子体生成气体的流动方向相交的方向上产生电通线。

7.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其中所述电极被设置，使得在所述通孔中在与该等离子体生成气体的流动方向平行的方向上产生电通线。

8.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其中所述电极之间的间隔在0.01至5mm的范围内。

9.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其中所述通孔的开口形成为具有0.01至15mm直径的圆形。

10.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其中所述通孔的开口形成为具有0.01至15mm短边尺寸的狭缝形。

11.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其中所述电极形成在所述绝缘部件中的层中，并且在对应于所述通孔的位置具有孔隙，以及其中在所述电极中的相邻孔隙之间没有空缺部分。

12.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其中所述电极形成在层中，以面向所述绝缘部件，且位于气流方向下游侧的一个所述电极的外围部分相对于位于该气流方向上游侧的另一电极的外围部分向外突出。

13.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其中所述绝缘部件由陶瓷制成。

14.如权利要求13所述的等离子体处理装置，其中所述绝缘部件由氧化铝制成。

15.如权利要求1所述的等离子体处理装置，包括电力源，用于在所述电极之间施加具有休止期的脉冲状电压。

16.如权利要求1所述的等离子体处理装置，包括电力源，用于在所述电极之间施加具有1Hz至200kHz频率的电压。

17.如权利要求1所述的等离子体处理装置，包括电力源，用于在所述电极之间施加具有0.01至80％占空比的脉冲状电压。

18.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其中各所述电极间的连线中点接地。

19.如权利要求1所述的等离子体处理装置，包括气体供应装置，其被配置为将含有惰性气体、氮气、氧气和空气中至少一种的气体供应到所述反应容器中，作为等离子体生成气体。

20.如权利要求1所述的等离子体处理装置，包括用于冷却所述绝缘部件的散热器。

21.如权利要求1所述的等离子体处理装置，包括温度调节器，其被配置为将所述绝缘部件的温度控制在容易发射出二次电子的温度。

22.如权利要求1所述的等离子体处理装置，包括气体均匀装置，其被配置为以均匀流速将等离子体生成气体供应到所有的所述通孔中。

23.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其中所述反应容器通过组合多个绝缘部件来形成。

24.一种制造适用于权利要求1所述的等离子体处理装置的所述反应容器的方法，所述方法包括如下步骤：

在具有多个开口且由绝缘材料形成的板之间放置由导电材料形成的导电膜，使得所述板的开口相互对应；以及

进行合成叠层的整体成型，从而分别由所述板、导电膜和所述板的开口提供所述绝缘部件、电极和所述通孔。

25.一种使用权利要求1所述的等离子体处理装置的等离子体处理方法，所述方法包括如下步骤：

通过向所述电极施加电压在所述通孔中进行放电，同时使该等离子体生成气体从所述通孔的一端流向其另一端，由此在所述通孔中产生等离子体以激活等离子体生成气体；以及

从所述通孔的另一端在物体的表面上喷射活化的等离子体生成气体。

26.如权利要求25所述的等离子体处理方法，其中该物体包括用于平板显示器的玻璃材料、印刷电路板和树脂膜。

27.一种等离子体处理装置，包括：

一对电极板，具有多个通孔；

绝缘板，具有多个通孔，该绝缘板设置于所述电极板之间，使得所述电极板的通孔位置对应于所述绝缘板的通孔位置；

气体供应装置，被配置为将等离子体生成气体供应到多个放电空间中，所述放电空间由所述电极板的通孔和所述绝缘板的通孔形成；以及

电压施加装置，被配置为在所述电极板之间施加电压，以在所述放电空间中同时生成等离子体生成气体的等离子体。

28.一种等离子体处理装置，包括：管状容器，具有一对电极以及设置于所述电极之间的绝缘板；气体供应装置，被配置为从所述管状容器的一端供应等离子体生成气体；以及电压施加装置，被配置为在所述电极之间施加电压以在所述管状容器内生成该等离子体生成气体的等离子体，由此利用从所述管状容器的另一端喷射出的等离子体对物体进行表面处理，

其中，所述电极由具有多个通孔的一对电极板提供，所述绝缘板具有多个通孔，所述管状容器具有由所述电极板的通孔和所述绝缘板的通孔形成的多个放电空间，以及等离子体生成气体的等离子体通过在所述电极板之间施加电压而在所述放电空间中同时生成，并从所述管状容器的另一端喷射出。

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