特許 6579587 プラズマ処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6579587

(24)【登録日】2019年9月6日

(45)【発行日】2019年9月25日

(54)【発明の名称】プラズマ処理装置

(51)【国際特許分類】

   H05H 1/24 20060101AFI20190912BHJP

【ＦＩ】

   H05H1/24

【請求項の数】7

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-180128(P2017-180128)

(22)【出願日】2017年9月20日

(65)【公開番号】特開2019-57381(P2019-57381A)

(43)【公開日】2019年4月11日

【審査請求日】2019年2月5日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000219602

【氏名又は名称】住友理工株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】504139662

【氏名又は名称】国立大学法人名古屋大学

(74)【代理人】

【識別番号】100087723

【弁理士】

【氏名又は名称】藤谷 修

(74)【代理人】

【識別番号】100165962

【弁理士】

【氏名又は名称】一色 昭則

(74)【代理人】

【識別番号】100206357

【弁理士】

【氏名又は名称】角谷 智広

(72)【発明者】

【氏名】笹井 建典

(72)【発明者】

【氏名】豊田 浩孝

【審査官】 藤原 伸二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０５００１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２９３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１４２１５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５１９５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８８２２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１７８８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５９０８５３９（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｈ １／２４

Ｈ０５Ｈ １／４６

Ｂ０１Ｊ １９／０８

Ｃ０２Ｆ １／３０

Ａ６１Ｌ ２／１４

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内導体と、前記内導体の外側に位置するとともに第１の端部を備える第１の外導体と、前記内導体の外側に位置するとともに第２の端部を備える第２の外導体と、を備える同軸導波管と、
前記同軸導波管に伝播させるマイクロ波を発生させるマイクロ波発生部と、
前記第１の外導体および前記第２の外導体の外側に位置するとともに前記第１の外導体および前記第２の外導体とともに液体を流すための流路を形成する外部管と、
プラズマを発生させるプラズマ発生領域と、
を有し、
前記内導体の中心軸と前記第１の外導体の中心軸と前記第２の外導体の中心軸とは共通であり、
前記第１の外導体の前記第１の端部と前記第２の外導体の前記第２の端部とは、
非接触状態で対面してスリットを構成しており、
前記プラズマ発生領域は、
前記スリットに沿う領域であること
を特徴とするプラズマ処理装置。

【請求項2】

請求項１に記載のプラズマ処理装置において、
前記第１の外導体は、
前記第１の端部から前記第２の外導体に向かって突出する第１の凸部を有し、
前記第２の外導体は、
前記第２の端部から前記第１の外導体に向かって突出する第２の凸部を有し、
前記第１の凸部と前記第２の凸部とは、
非接触状態で対面していること
を特徴とするプラズマ処理装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記第１の外導体は、
前記第１の外導体の外周部に前記第１の端部に近づくほど前記流路が狭くなる第１の傾斜面を有すること
を特徴とするプラズマ処理装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のプラズマ処理装置において、
前記第２の外導体は、
前記第２の外導体の外周部に前記第２の端部に近づくほど前記流路が狭くなる第２の傾斜面を有すること
を特徴とするプラズマ処理装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のプラズマ処理装置において、
前記第１の外導体の前記第１の端部と前記第２の外導体の前記第２の端部との対面箇所とに沿うとともに前記対面箇所より内側の領域に、誘電体を有すること
を特徴とするプラズマ処理装置。

【請求項6】

請求項５に記載のプラズマ処理装置において、
前記誘電体は、
前記第１の外導体および前記第２の外導体から前記内導体までにわたって配置されていること
を特徴とするプラズマ処理装置。

【請求項7】

請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のプラズマ処理装置において、
前記第２の外導体と前記内導体との間にプランジャーを有すること
を特徴とするプラズマ処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書の技術分野は、液体にプラズマを照射するプラズマ処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

プラズマ技術は、電気、化学、材料の各分野に応用されている。プラズマは、電子、陽イオンの他に、化学反応性の高いラジカルや紫外線を発生させる。ラジカルは、例えば、成膜や半導体のエッチングに用いられる。紫外線は、例えば、殺菌に用いられる。このように豊富なプラズマ生成物が、プラズマ技術の応用分野の裾野を広げている。

【0003】

プラズマを発生させるためにマイクロ波を用いる装置がある。例えば、特許文献１には、マイクロ波プラズマを排水等の液体へのプラズマ処理に用いる技術が開示されている。特許文献１では、処理する液体の流れる方向に対して直交する方向からマイクロ波を入射させる技術が開示されている。そして、環状である流路の断面の周囲にプラズマを発生させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５−０５００１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の技術では、環状の流路に対して、マイクロ波を入射する０°方向の位置ではプラズマが立ちやすく、マイクロ波が出射する１８０°方向の位置ではプラズマが立ちにくい。つまり、流路の周囲の環状の領域に円環状のプラズマを発生させたいにもかかわらず、半円状のプラズマが発生するおそれがある。仮に、円環状のプラズマを発生させたとしても、プラズマの強さがマイクロ波の入射方向（０°方向）で強くなるという現象が生じる。特許文献１の技術では、液体に均一なプラズマ処理を実施することは困難である。

【0006】

本明細書の技術は、前述した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは、液体に均一なプラズマ処理を実施することを図ったプラズマ処理装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１の態様におけるプラズマ処理装置は、内導体と、内導体の外側に位置するとともに第１の端部を備える第１の外導体と、内導体の外側に位置するとともに第２の端部を備える第２の外導体と、を備える同軸導波管と、同軸導波管に伝播させるマイクロ波を発生させるマイクロ波発生部と、第１の外導体および第２の外導体の外側に位置するとともに第１の外導体および第２の外導体とともに液体を流すための流路を形成する外部管と、プラズマを発生させるプラズマ発生領域と、を有する。内導体の中心軸と第１の外導体の中心軸と第２の外導体の中心軸とは共通である。第１の外導体の第１の端部と第２の外導体の第２の端部とは、非接触状態で対面してスリットを構成している。プラズマ発生領域は、スリットに沿う領域である。

【0008】

このプラズマ処理装置は、均一な環状のプラズマを発生させることができる。環状とは、円環状と、多角形の断面形状を有するリング形状と、を含む。均一なプラズマを発生させることができるため、流路に流す液体に対して均一にプラズマ処理を実施することができる。また、液体をバッチ処理ではなく、インラインで連続的にプラズマ処理することができる。

【発明の効果】

【0009】

本明細書では、液体に均一なプラズマ処理を実施することを図ったプラズマ処理装置が提供されている。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１の実施形態のプラズマ処理装置の概略構成図である。

【図2】第１の実施形態のプラズマ処理装置における第１の外導体および第２の外導体の対面箇所の周辺を示す断面図である。

【図3】第１の実施形態の変形例のプラズマ処理装置における第１の外導体および第２の外導体の対面箇所の周辺を示す断面図（その１）である。

【図4】第１の実施形態の変形例のプラズマ処理装置における第１の外導体および第２の外導体の対面箇所の周辺を示す断面図（その２）である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、具体的な実施形態について、液体にプラズマを照射するプラズマ処理装置を例に挙げて図を参照しつつ説明する。

【0012】

（第１の実施形態）
１．プラズマ処理装置
図１は、第１の実施形態のプラズマ処理装置１００の概略構成図である。プラズマ処理装置１００は、マイクロ波を導波する導波管を用いてプラズマを発生させる。プラズマ処理装置１００は、内導体１１０と、第１の外導体１２０と、第２の外導体１３０と、外部管１４０と、マイクロ波発生部１５０と、誘電体１６０と、ショートプランジャー１７０と、を有する。

【0013】

プラズマ処理装置１００は、内導体１１０と、第１の外導体１２０と、第２の外導体１３０と、を備える同軸導波管を有する。そのため、内導体１１０と、第１の外導体１２０と、第２の外導体１３０との中心軸は、共通である。マイクロ波は、図１に示すように、内導体１１０と、第１の外導体１２０および第２の外導体１３０と、の間の空間ＭＰ１を伝播する。

【0014】

内導体１１０は、同軸導波管における内側の導波管である。そのため、内導体１１０は、第１の外導体１２０および第２の外導体１３０の内側に配置されている。内導体１１０の形状は、円筒形状である。内導体１１０の材質は、銅、黄銅、またはその他の金属である。また、内導体１１０の表面にメッキが施されていてもよい。

【0015】

第１の外導体１２０は、同軸導波管における外側の導波管である。そのため、第１の外導体１２０は、内導体１１０の外側に配置されている。第１の外導体１２０は、第１の端部Ｅ１を有する。第１の端部Ｅ１は、第１の外導体１２０の長さ方向の２つの端部のうちの一方の端部である。第１の外導体１２０は、円筒形状に近い形状をしている。第１の外導体１２０の材質は、銅、黄銅、またはその他の金属である。また、第１の外導体１２０の表面にはメッキが施されていてもよい。

【0016】

第２の外導体１３０は、同軸導波管における外側の導波管である。そのため、第２の外導体１３０は、内導体１１０の外側に配置されている。第２の外導体１３０は、第２の端部Ｅ２を有する。第２の端部Ｅ２は、第２の外導体１３０の長さ方向の２つの端部のうちの一方の端部である。第２の外導体１３０は、円筒形状に近い形状をしている。第２の外導体１３０の材質は、銅、黄銅、またはその他の金属である。また、第２の外導体１３０の表面にはメッキが施されていてもよい。

【0017】

外部管１４０は、第１の外導体１２０および第２の外導体１３０の外側に配置されている。外部管１４０は、第１の外導体１２０および第２の外導体１３０とともに液体を流すための流路ＬＰ１を形成している。外部管１４０の形状は、円筒形状である。外部管１４０の中心軸は、内導体１１０、第１の外導体１２０、第２の外導体１３０の中心軸と共通である。外部管１４０の材質は、例えばガラスである。

【0018】

マイクロ波発生部１５０は、マイクロ波を発生させるための装置である。このマイクロ波は、同軸導波管に伝播させるためのものである。マイクロ波発生部１５０は、例えば、マグネトロンである。また、マイクロ波発生部１５０は、アイソレーター等の装置を適宜有していてもよい。マイクロ波発生部１５０が発生するマイクロ波の周波数は、例えば２．４５ＧＨｚである。もちろん、これ以外の周波数であってもよい。これらは例示であり、マイクロ波発生部１５０の構成は、上記と異なっていてもよい。

【0019】

誘電体１６０は、マイクロ波の一部を透過するとともに、残部を反射させる。誘電体１６０は、第１の外導体１２０の第１の凸部１２１と第２の外導体１３０の第２の凸部１３１との対面箇所とに沿うとともに対面箇所より内側の領域に配置されている。誘電体１６０は、第１の外導体１２０および第２の外導体１３０から内導体１１０までにわたって、これらの間に挟まれた状態で配置されている。誘電体１６０の材質は、例えば、石英管、アルミナである。もちろん、その他の材質を用いてもよい。

【0020】

ショートプランジャー１７０は、マイクロ波を反射させる。ショートプランジャー１７０は、内導体１１０と、第２の外導体１３０との間に挟まれた状態で配置されている。誘電体１６０の材質と、誘電体１６０からショートプランジャー１７０までの距離と、を選択することにより、誘電体１６０からショートプランジャー１７０までの間の空間に定在波を発生させることができる。定在波を発生させることにより、プラズマをより励起させやすくなる。また、励起されたプラズマが安定する。なお、ショートプランジャー１７０は、マイクロ波の一部をわずかに吸収してもよい。

【0021】

２．第１の外導体および第２の外導体の対面箇所
図２は、第１の外導体１２０および第２の外導体１３０の対面箇所の周辺を示す断面図である。第１の外導体１２０と第２の外導体１３０とは別体である。そして、第１の外導体１２０と第２の外導体１３０とは非接触状態で対面している。第１の外導体１２０の中心軸および第２の外導体１３０の中心軸は、内導体１１０の中心軸と共通である。また、第１の外導体１２０の内径および第２の外導体１３０の内径は同じである。そして、第１の外導体１２０の内面１２０ａを延長すると、第２の外導体１３０の内面１３０ａと一致するように、第１の外導体１２０および第２の外導体１３０は配置されている。ただし、場合によっては、第１の外導体１２０の内径と第２の外導体１３０の内径とは多少異なっていてもよい。

【0022】

２−１．凸部およびスリット
図２に示すように、第１の外導体１２０の第１の端部Ｅ１と第２の外導体１３０の第２の端部Ｅ２とは、非接触状態で対面している。

【0023】

第１の外導体１２０は、第１の凸部１２１を有している。第１の凸部１２１は、第１の外導体１２０の一方の端面である第１の端部Ｅ１に形成されている。第１の凸部１２１は、第１の端部Ｅ１から第２の外導体１３０に向かって突出している。第１の凸部１２１の形状は、円環状である。その円環の中心は、第１の外導体１２０の中心軸と一致する。

【0024】

第２の外導体１３０は、第２の凸部１３１を有している。第２の凸部１３１は、第２の外導体１３０の一方の端面である第２の端部Ｅ２に形成されている。第２の凸部１３１は、第２の端部Ｅ２から第１の外導体１２０に向かって突出している。第２の凸部１３１の形状は、円環状である。その円環の中心は、第２の外導体１３０の中心軸と一致する。

【0025】

第１の凸部１２１および第２の凸部１３１は、非接触状態で対面している。そのため、第１の凸部１２１と第２の凸部１３１とは、スリットＳ１を構成している。スリットＳ１の幅は０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下の程度である。第１の凸部１２１の円環状の直径と第２の凸部１３１の円環状の直径とは同じである。

【0026】

２−２．プラズマ発生領域
図２に示すように、プラズマ処理装置１００は、プラズマを発生させるプラズマ発生領域ＰＧ１を有する。プラズマ発生領域ＰＧ１は、スリットＳ１に沿う領域である。つまり、プラズマ発生領域ＰＧ１は、第１の外導体１２０の第１の凸部１２１と第２の外導体１３０の第２の凸部１３１との対面箇所に沿う領域である。

【0027】

プラズマ発生領域ＰＧ１は、第１の凸部１２１および第２の凸部１３１の幅より広くてもよい。プラズマ発生領域ＰＧ１は、第１の外導体１２０の第１の凸部１２１と第２の外導体１３０の第２の凸部１３１との対面箇所であってその対面箇所より外側の領域を含んでいてもよい。プラズマ発生領域ＰＧ１は、第１の外導体１２０の第１の凸部１２１と第２の外導体１３０の第２の凸部１３１との対面箇所であってその対面箇所より内側の領域を含んでいてもよい。

【0028】

したがって、プラズマ発生領域ＰＧ１である「第１の外導体１２０の第１の凸部１２１と第２の外導体１３０の第２の凸部１３１との対面箇所に沿う領域」とは、第１の凸部１２１と第２の凸部１３１との間の第１の領域と、その第１の領域から第１の外導体１２０および第２の外導体１３０の半径方向より内側の領域および外側の領域と、を含む領域である。つまり、第１の外導体１２０の第１の端部Ｅ１と第２の外導体１３０の第２の端部Ｅ２との対面箇所に沿う領域である。

【0029】

前述のように、第１の凸部１２１および第２の凸部１３１は円環状である。したがって、プラズマ発生領域ＰＧ１も、円環状である。なお、プラズマ発生領域ＰＧ１は、流路ＬＰ１を流れる液体により浸されるおそれはない。そのため、プラズマ処理装置１００は、液体をプラズマ処理している間、安定してプラズマを発生させることができる。

【0030】

２−３．傾斜面
第１の外導体１２０は、第１の傾斜面１２２を有する。第１の傾斜面１２２は、第１の外導体１２０の外周から外部管１４０に向かって突出している。第１の傾斜面１２２は、第１の凸部１２１に近くなるほど外部管１４０に突出している。そのため、流路ＬＰ１は、第１の端部Ｅ１に近づくほど狭くなっている。第１の傾斜面１２２は、第１の外導体１２０の外周を周回するように形成されている。

【0031】

第２の外導体１３０は、第２の傾斜面１３２を有する。第２の傾斜面１３２は、第２の外導体１３０の外周から外部管１４０に向かって突出している。第２の傾斜面１３２は、第２の凸部１３１に近くなるほど外部管１４０に突出している。そのため、流路ＬＰ１は、第２の端部Ｅ２に近づくほど狭くなっている。第２の傾斜面１３２は、第２の外導体１３０の外周を周回するように形成されている。

【0032】

このように、プラズマ発生領域ＰＧ１に近い位置ほど流路ＬＰ１は狭くなっている。そのため、流路ＬＰ１を流れる液体の流速は、プラズマ発生領域ＰＧ１の周辺で非常に大きい。その結果、プラズマ発生領域ＰＧ１に対面する箇所では、液体の圧力は非常に小さくなる。具体的には、１気圧下の液体を０．１気圧程度まで下降させることができる。第１の傾斜面１２２の傾きおよび第２の傾斜面１３２の傾きおよびプラズマ発生領域ＰＧ１の周辺での流路ＬＰ１の幅を調整することにより、プラズマ発生領域ＰＧ１の圧力を０．１気圧以上１気圧以下とすることができる。さらには、より低い圧力を実現することも可能である。このように、プラズマ処理装置１００は、ベンチュリ効果を応用している。

【0033】

３．プラズマ処理装置の動作
図２の矢印Ｌ１の向きに液体を流路ＰＬ１に流す。この段階では、プラズマ発生領域ＰＧ１にはプラズマが発生していないが、プラズマ発生領域ＰＧ１の周辺の気圧が低下する。

【0034】

次に、マイクロ波発生部１５０が、マイクロ波を発生させるとともにマイクロ波を同軸導波管に伝播させる。これにより、マイクロ波は、第１の外導体１２０と内導体１１０との間に図２の矢印Ｍ１の向きに伝播する。マイクロ波の一部は、誘電体１６０を透過し、ショートプランジャー１７０に向かう。そして、誘電体１６０とショートプランジャー１７０との間の空間Ｋ１に定在波を発生させる。

【0035】

そして、内導体１１０と、第１の外導体１２０と、第２の外導体１３０とに、表面電流を誘起する。その結果、第１の凸部１２１と第２の凸部１３１との間に比較的強い電界が加わる。これにより、第１の凸部１２１と第２の凸部１３１との間で放電が生じるとともにプラズマ発生領域ＰＧ１にプラズマが発生する。

【0036】

プラズマ発生領域ＰＧ１で発生したプラズマは、流路ＬＰ１を流れる液体にプラズマ生成物を照射する。ここで、プラズマ生成物とは、電子と、陽イオンと、ラジカルと、紫外線と、を含む。これにより、流路ＬＰ１を流れる液体は、プラズマ処理される。

【0037】

４．本実施形態の効果
本実施形態のプラズマ処理装置１００は、均一な円環状のプラズマを発生させることができる。そのため、流路ＬＰ１に流す液体に対して均一にプラズマ処理を実施することができる。また、本実施形態では、減圧ポンプ等を用いずに、減圧下でプラズマを発生させることができる。また、液体をバッチ処理ではなく、インラインで連続的にプラズマ処理することができる。

【0038】

このプラズマ処理装置１００におけるプラズマ発生領域ＰＧ１の径は十分に大きい。それにともなって、流路ＬＰ１の径も十分に大きい。したがって、このプラズマ処理装置１００が単位時間当たりに処理する液体の流量は、従来に比べて非常に大きい。また、流路ＬＰ１を構成する外部管１４０が透明であるため、作業者等がプラズマを目視で確認することができる。また、カメラ等を用いることにより、プラズマ処理の状態をモニタリングすることもできる。

【0039】

５．変形例
５−１．誘電体
本実施形態のプラズマ処理装置１００は、誘電体１６０を有する。しかし、プラズマ処理装置は、誘電体１６０を有さなくてもよい。

【0040】

５−２．誘電体の形状（絶縁体）
図３に示すように、誘電体１６０の代わりに、第１の外導体１２０と第２の外導体１３０とを絶縁する絶縁体２６０を設けてもよい。その絶縁体２６０は、第１の外導体１２０と第２の外導体１３０とを絶縁するとともに、第１の外導体１２０および第２の外導体１３０の内部からプラズマ発生領域にガスが漏れることを抑制することができる。そして、その絶縁体２６０は、マイクロ波の伝播領域に重ならない位置に配置するとよい。

【0041】

５−３．外部管の形状
外部管１４０は、必ずしも円筒形状である必要はない。また、外部管１４０の内径は、上記のように一定でなくともよい。液体の流路ＬＰ１は、プラズマ発生領域ＰＧ１の箇所だけ通過すればよい。ただし、第１の外導体１２０および第２の外導体１３０の少なくとも一方の中心軸の方向と、外部管１４０の中心軸の方向と、が平行であるとよい。

【0042】

図４は、第１の外導体３２０および第２の外導体３３０の代わりに、外部管３４０が、第１の傾斜面３４１および第２の傾斜面３４２を有するプラズマ処理装置３００を説明するための図である。この場合には、プラズマ発生領域ＰＧ１の周辺の液体の流れに注意する必要がある。

【0043】

また、第１の外導体および第２の外導体と、外部管との両方に、傾斜面を設けてもよい。この場合には、液体の流路は、導波管の側と外部管の側との双方から、狭められる形状になっている。

【0044】

５−４．外部管の材質
本実施形態では、外部管１４０の材質は、例えばガラスである。しかし、ガラスの代わりに、ガラス以外の金属および絶縁体を用いてもよい。ただし、プラズマ発生領域ＰＧ１の周辺では、第１の外導体１２０および第２の外導体１３０と、外部管１４０との間の距離が比較的小さい。そのため、外部管１４０は、絶縁体であることが好ましい。また、外部管１４０が透明材料であるとよい。外部からプラズマを観察しやすいからである。

【0045】

５−５．導波管の形状
内導体１１０と第１の外導体１２０と第２の外導体１３０とは、ほぼ円筒形状である。しかし、内導体１１０と第１の外導体１２０と第２の外導体１３０とはテーパ形状であってもよい。また、内導体１１０と第１の外導体１２０と第２の外導体１３０とは、多角形の断面を有する筒形状であってもよい。この場合、外部管の形状を導波管の形状と合わせることが好ましい。

【0046】

５−６．ポンプ
本実施形態では、液体は流路ＬＰ１を自然に流れる。しかし、プラズマ処理装置は、液体を送出するポンプを有していてもよい。これにより、液体の流速を上げることができる。つまり、一度に処理する液体の量が増える。また、プラズマ発生領域ＰＧ１の周辺をさらに低圧にすることができる。

【0047】

５−７．プラズマ処理装置の動作順序
本実施形態では、液体を流路ＬＰ１に流した後にマイクロ波を空間ＭＰ１に伝播させる。しかし、液体を流路ＬＰ１に流す前にマイクロ波を空間ＭＰ１に流してもよい。プラズマ処理装置１００は、大気圧下でも、プラズマ発生領域ＰＧ１にプラズマを発生させることができるからである。また、何らかのダミー液体を流路ＬＰ１に流した後にマイクロ波を伝播させ、プラズマを発生させた後に、処理したい液体を流路ＬＰ１に流してもよい。このときダミー液体は、プラズマ処理されずに、プラズマ発生領域ＰＧ１に減圧状態を発生させるためだけに用いられる。

【0048】

５−８．定在波
本実施形態では、誘電体１６０とショートプランジャー１７０との間の空間Ｋ１に定在波を発生させる。その際に、第１の凸部１２１および第２の凸部１３１の間に強い電界が加わるように、誘電体１６０の材質と、誘電体１６０およびショートプランジャー１７０の間の距離と、を選定するとよい。

【0049】

５−９．組み合わせ
上記の変形例を自由に組み合わせてもよい。

【0050】

６．本実施形態のまとめ
以上説明したように、本実施形態のプラズマ処理装置１００は、均一な円環状のプラズマを発生させることができる。そのため、流路ＬＰ１に流す液体に対して均一にプラズマ処理を実施することができる。また、本実施形態では、減圧ポンプ等を用いずに、減圧下でプラズマを発生させることができる。また、液体をバッチ処理ではなく、インラインで連続的にプラズマ処理することができる。

【0051】

Ａ．付記
第１の態様におけるプラズマ処理装置は、内導体と、内導体の外側に位置するとともに第１の端部を備える第１の外導体と、内導体の外側に位置するとともに第２の端部を備える第２の外導体と、を備える同軸導波管と、同軸導波管に伝播させるマイクロ波を発生させるマイクロ波発生部と、第１の外導体および第２の外導体の外側に位置するとともに第１の外導体および第２の外導体とともに液体を流すための流路を形成する外部管と、プラズマを発生させるプラズマ発生領域と、を有する。第１の外導体の第１の端部と第２の外導体の第２の端部とは、非接触状態で対面している。プラズマ発生領域は、第１の外導体の第１の端部と第２の外導体の第２の端部との対面箇所に沿う領域である。

【0052】

第２の態様におけるプラズマ処理装置においては、第１の外導体は、第１の端部から第２の外導体に向かって突出する第１の凸部を有する。第２の外導体は、第２の端部から第１の外導体に向かって突出する第２の凸部を有する。第１の凸部と第２の凸部とは、非接触状態で対面している。

【0053】

第３の態様におけるプラズマ処理装置においては、第１の外導体は、第１の外導体の外周部に第１の端部に近づくほど流路が狭くなる第１の傾斜面を有する。

【0054】

第４の態様におけるプラズマ処理装置においては、第２の外導体は、第２の外導体の外周部に第２の端部に近づくほど流路が狭くなる第２の傾斜面を有する。

【0055】

第５の態様におけるプラズマ処理装置は、第１の外導体の第１の端部と第２の外導体の第２の端部との対面箇所とに沿うとともに対面箇所より内側の領域に、誘電体を有する。

【0056】

第６の態様におけるプラズマ処理装置においては、誘電体は、第１の外導体および第２の外導体から内導体までにわたって配置されている。

【0057】

第７の態様におけるプラズマ処理装置は、第２の外導体と内導体との間にプランジャーを有する。

【0058】

第８の態様におけるプラズマ処理装置においては、第１の外導体および第２の外導体の少なくとも一方の中心軸の方向と、外部管の中心軸の方向と、が平行である。

【符号の説明】

【0059】

１００…プラズマ処理装置
１１０…内導体
１２０…第１の外導体
１２１…第１の凸部
１２２…第１の傾斜面
１３０…第２の外導体
１３１…第２の凸部
１３２…第２の傾斜面
１４０…外部管
１５０…マイクロ波発生部
１６０…誘電体
１７０…ショートプランジャー
Ｅ１…第１の端部
Ｅ２…第２の端部
Ｓ１…スリット
ＬＰ１…流路
ＰＧ１…プラズマ発生領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】