(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023062318
(43)【公開日】2023-05-08
(54)【発明の名称】誘電体バリア放電式プラズマ発生装置
(51)【国際特許分類】
H05H 1/24 20060101AFI20230426BHJP
H05H 1/26 20060101ALI20230426BHJP
【ＦＩ】
H05H1/24
H05H1/26
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021172214
(22)【出願日】2021-10-21
(71)【出願人】
【識別番号】000102212
【氏名又は名称】ウシオ電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000729
【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中村 謙介
(72)【発明者】
【氏名】平岡 尊宏
【テーマコード（参考）】
2G084
【Ｆターム（参考）】
2G084AA01
2G084BB05
2G084BB07
2G084BB12
2G084BB23
2G084BB32
2G084BB35
2G084BB37
2G084CC03
2G084CC19
2G084DD14
2G084DD15
2G084DD22
2G084DD63
2G084DD66
2G084GG04
(57)【要約】
【課題】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。
【解決手段】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た誘電体基板と、誘電体基板の面に接触して配置された第一電極と、第一方向に直交する第二方向に関して誘電体基板から第一電極が配置されている側とは反対側に離間した状態で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、ガス流路の端部に設けられ第一方向に延在する吹出口とを備える。誘電体基板と第二電極のうちのいずれか一方は、誘電体基板と第二電極のうちのいずれか他方を、空隙を介して第二方向に挟み込むように配置されている。
【選択図】図２
【解決手段】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た誘電体基板と、誘電体基板の面に接触して配置された第一電極と、第一方向に直交する第二方向に関して誘電体基板から第一電極が配置されている側とは反対側に離間した状態で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、ガス流路の端部に設けられ第一方向に延在する吹出口とを備える。誘電体基板と第二電極のうちのいずれか一方は、誘電体基板と第二電極のうちのいずれか他方を、空隙を介して第二方向に挟み込むように配置されている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第一方向に延在する板形状を呈した誘電体基板と、
前記誘電体基板の面に接触して配置された第一電極と、
前記第一方向に直交する第二方向に関して、前記誘電体基板から、前記第一電極が配置されている側とは反対側に離間した状態で、前記第一方向に延在して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前記第二方向に係る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、
前記第一方向に見たときに、前記誘電体基板、前記第一電極、及び前記第二電極の少なくともいずれか一つは、前記第三方向に関して所定箇所から前記吹出口までの間の領域に傾斜面を有し、
前記誘電体基板と前記第二電極のうちの一方は、前記誘電体基板と前記第二電極のうちの他方を、前記空隙を介して前記第二方向に挟み込むように配置されていることを特徴とする、誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
前記誘電体基板の面に接触して配置された第一電極と、
前記第一方向に直交する第二方向に関して、前記誘電体基板から、前記第一電極が配置されている側とは反対側に離間した状態で、前記第一方向に延在して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前記第二方向に係る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、
前記第一方向に見たときに、前記誘電体基板、前記第一電極、及び前記第二電極の少なくともいずれか一つは、前記第三方向に関して所定箇所から前記吹出口までの間の領域に傾斜面を有し、
前記誘電体基板と前記第二電極のうちの一方は、前記誘電体基板と前記第二電極のうちの他方を、前記空隙を介して前記第二方向に挟み込むように配置されていることを特徴とする、誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
【請求項2】
前記ガス流路は、前記第二方向に離間した２箇所に形成されており、
前記吹出口は、それぞれのガス流路に対応して配置されてい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。
前記吹出口は、それぞれのガス流路に対応して配置されてい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。
【請求項3】
前記誘電体基板は、主面に平行に延在して形成されたスリット状の孔部を有し、
前記第一電極は、板形状を呈し、前記孔部に埋め込まれることで前記誘電体基板と接触し、
前記第二電極が、前記誘電体基板を前記第一方向に係る両側から離間して挟み込むよう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。
前記第一電極は、板形状を呈し、前記孔部に埋め込まれることで前記誘電体基板と接触し、
前記第二電極が、前記誘電体基板を前記第一方向に係る両側から離間して挟み込むよう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。
【請求項4】
前記第一電極は、高電圧側の電極であり、
前記第二電極は、低電圧側の電極であることを特徴とする、請求項３に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
前記第二電極は、低電圧側の電極であることを特徴とする、請求項３に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
【請求項5】
一対の前記第二電極に対して、外側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３に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
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３に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
【請求項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３に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
【請求項7】
一対の前記誘電体基板が、前記第二方向に離間して配置されており、
一対の前記第一電極が、一対の前記誘電体基板のそれぞれの外側の面上に配置され、
前記第二電極は、一対の前記誘電体基板のそれぞれの内側の面から、前記第二方向に離間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。
一対の前記第一電極が、一対の前記誘電体基板のそれぞれの外側の面上に配置され、
前記第二電極は、一対の前記誘電体基板のそれぞれの内側の面から、前記第二方向に離間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。
【請求項8】
前記第一電極は、高電圧側の電極であり、
前記第二電極は、低電圧側の電極であることを特徴とする、請求項７に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
前記第二電極は、低電圧側の電極であることを特徴とする、請求項７に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
【請求項9】
前記誘電体基板の面上の、前記第三方向に係る前記第一電極と前記吹出口との間の箇所に配置された、絶縁性の突起を備えることを特徴とする、請求項７に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
【請求項10】
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７に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
図１６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１６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、被処理物２４０に近づくに連れて相互の離間距離が狭くなるよう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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
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。
【0007】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開２０１０－００９８９０号公報
【特許文献2】特開２００８－２８２７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
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１６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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の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た誘電体基板と、
前記誘電体基板の面に接触して配置された第一電極と、
前記第一方向に直交する第二方向に関して、前記誘電体基板から前記第一電極が配置されている側とは反対側に離間した状態で、前記第一方向に延在して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、
前記第一方向に見たときに、前記誘電体基板、前記第一電極、及び前記第二電極の少なくともいずれか一つは、前記第三方向に関して所定箇所から前記吹出口までの間の領域に傾斜面を有し、
前記誘電体基板と前記第二電極のうちの一方は、前記誘電体基板と前記第二電極のうちの他方を、前記空隙を介して前記第二方向に挟み込むように配置されていることを特徴とする。
第一方向に延在する板形状を呈した誘電体基板と、
前記誘電体基板の面に接触して配置された第一電極と、
前記第一方向に直交する第二方向に関して、前記誘電体基板から前記第一電極が配置されている側とは反対側に離間した状態で、前記第一方向に延在して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、
前記第一方向に見たときに、前記誘電体基板、前記第一電極、及び前記第二電極の少なくともいずれか一つは、前記第三方向に関して所定箇所から前記吹出口までの間の領域に傾斜面を有し、
前記誘電体基板と前記第二電極のうちの一方は、前記誘電体基板と前記第二電極のうちの他方を、前記空隙を介して前記第二方向に挟み込むように配置されていることを特徴とする。
【0014】
上記構成によれば、第二方向に関する誘電体基板と第二電極との間に設けられた空隙によって形成されたガス流路内を、ガスが吹出口に向かって第三方向に通流する。誘電体基板と第二電極は、共に第一方向に延在することから、この空隙すなわちガス流路も第一方向に延在する。よって、第一方向に延在するガス流路内を、吹出口に向かって第三方向にガスが移動し、吹出口からスリット状のガスが排出される。
【0015】
ガス流路は、誘電体基板と第二電極に挟み込まれた空隙で形成される。そして、第一方向に見たときに、誘電体基板、第一電極、及び第二電極の少なくともいずれか一つは、第三方向に関して所定箇所から前記吹出口までの間の領域に傾斜面を有している。この結果、第一電極と第二電極との間に電圧が印加されると、空隙内、すなわちガス流路内では、吹出口に近づくに連れて電界が単調的に変化する。このような構成は、例えば、第三方向に関して、吹出口に近づくに連れて誘電体基板の厚み、第一電極の厚み、又は第二電極の厚みを変化させることで実現できる。典型的な一例として、第三方向に関して、吹出口に近づくに連れてガス流路の流路幅（第二方向の長さ）が狭くなるようにすることで、吹出口に近づくにつれてガス流路内を通流するガスに印加される電界が高められる。
【0016】
上記構成によれば、吹出口に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。この結果、第一方向に係る吹出口の全域から、プラズマ含有ガスを排出できる。従って、吹出口から被処理物に対して効率的にプラズマ含有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。
【0017】
吹出口からプラズマ含有ガスを排出させるためには、特に吹出口近傍において極めて高い電界を発生させる必要がある。このため、ガス流路の流路幅（第二方向の長さ）は自ずと狭く設計せざるを得ない。よって、第一方向に延在する吹出口から吹き出されるプラズマ含有ガスは、極めて薄いシート形状を呈する。
【0018】
被処理物に対して表面処理を行うべく、このようなシート形状のプラズマ含有ガスを被処理物に対して吹き付けた場合、単位時間あたりに処理される被処理物の表面の面積は限定的となる。しかし、上述したように、処理効率を高めるためにガス流路の流路幅を広げることはできない。プラズマの発生効率を低下させたり、そもそもプラズマが発生されなくなるおそれがあるためである。
【0019】
単位時間あたりに処理できる被処理物の面積を高める方法として、誘電体バリア放電式プラズマ発生装置を第二方向に複数並べる方法が考えられる。しかし、この場合、隣接する誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の吹出口同士の間隔が広がってしまい、吹出口に対向する箇所と、吹出口同士に挟まれた箇所とで、被処理物の処理の程度に差が生まれる。また、吹出口同士に挟まれた箇所には外気が流入しやすくなる。このような事情から、被処理物に対して所望の程度に表面処理を行うためには、ある程度の処理時間を掛ける必要がある。
【0020】
これに対し、上記の構成によれば、誘電体基板と第二電極のうちの一方は、誘電体基板と第二電極のうちの他方を、空隙を介して第二方向に挟み込むように配置されている。この結果、空隙によって形成されるガス流路は、第二方向に関して離間した複数の位置に形成される。つまり、この装置の場合、単一の装置でありながらも、複数のガス流路内をガスが吹出口に向かって通流することで、吹出口からは複数のガス流路からプラズマ含有ガスが排出される。そして、これらのガス流路の間隔は、単に複数の装置を並べる場合と比べて極めて狭くなる。
【0021】
被処理物の表面処理を行うためにプラズマ含有ガスを被処理物に吹き付ける場合、被処理物は吹出口の極めて近くに配置される。このため、複数のガス流路から吹き出されたプラズマ含有ガスは被処理物の表面に吹き付けられると共に、両方のガス流路から吹き出される流速の差や、被処理物の表面で反射した気流に由来して、両方のガス流路に挟まれた空間内にも気流が生じる。前述したように、隣接するガス流路の第二方向の間隔は、複数の装置を第二方向に並べて配置した場合の隣接する吹出口同士の間隔より大幅に狭い。この結果、隣接するガス流路同士に挟まれた空間内においても、プラズマ含有ガスが流れ込み、結果的に、吹出口の幅よりも幅広のプラズマ含有ガスを吹き出すことができる。よって、従来よりも、被処理物の表面処理速度が高められる。
【0022】
更に、上記の装置は、誘電体バリア放電を利用してプラズマを発生させるため、マイクロ波を用いない。よって、マイクロ波の伝送のためのインピーダンス整合等を行う必要がないため、誘電体基板、電極、吹出口の形状は特に制限を受けない。加えて、上記の装置ではマイクロ波を用いないため、電磁波の漏洩対策を必要としない。
【0023】
吹出口は、ガス流路ごとに設けられていても構わないし、各ガス流路に連絡された共通の吹出口が設けられていても構わない。前者の場合は、各ガス流路を通流したプラズマ含有ガスが、それぞれの吹出口から吹き出される。後者の場合は、各ガス流路の第三方向に係る末端が、吹出口よりも第三方向に微小距離だけ後退した位置であり、各ガス流路を通流したガスが共通の吹出口から吹き出される。ここでいう微小距離とは、例えば誘電体基板の厚みの０．５倍～２倍程度の距離である。
【0024】
前記ガス流路は、前記第二方向に離間した２箇所に形成されており、
前記吹出口は、それぞれのガス流路に対応して配置されているものとしても構わない。
前記吹出口は、それぞれのガス流路に対応して配置されているものとしても構わない。
【0025】
前記ガス流路は、前記第二方向に離間した２箇所に形成されると共に、前記吹出口側の端部において相互に連絡されているものとしても構わない。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
前記誘電体基板は、主面に平行に延在して形成されたスリット状の孔部を有し、
前記第一電極は、板形状を呈し、前記孔部に埋め込まれることで前記誘電体基板と接触し、
前記第二電極が、前記誘電体基板を前記第一方向に係る両側から離間して挟み込むように配置されているものとしても構わない。
前記第一電極は、板形状を呈し、前記孔部に埋め込まれることで前記誘電体基板と接触し、
前記第二電極が、前記誘電体基板を前記第一方向に係る両側から離間して挟み込むように配置されているものとしても構わない。
【0030】
この場合において、好適には、前記第一電極は高電圧側の電極であり、前記第二電極は低電圧側の電極である。かかる構成とすることで、装置の外側に位置する電極が低電圧側の電極となるため、作業者の安全性に資する。
【0031】
前記誘電体バリア放電式プラズマ発生装置は、更に、
一対の前記第二電極に対して、外側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。
一対の前記第二電極に対して、外側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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
一対の前記誘電体基板が、前記第二方向に離間して配置されており、
一対の前記第一電極が、一対の前記誘電体基板のそれぞれの外側の面上に配置され、
前記第二電極は、一対の前記誘電体基板のそれぞれの内側の面から、前記第二方向に離間した位置に配置されているものとしても構わない。
一対の前記第一電極が、一対の前記誘電体基板のそれぞれの外側の面上に配置され、
前記第二電極は、一対の前記誘電体基板のそれぞれの内側の面から、前記第二方向に離間した位置に配置されているものとしても構わない。
【0035】
この場合において、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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
前記第一電極の前記吹出口側の端部は、吹出口から第三方向に関して後退して配置されているのが好ましい。
【0039】
仮に、第一電極が第三方向に関して吹出口の位置まで延在していると、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するおそれがある。このような放電が生じると、第一電極、誘電体基板、又は第二電極を損傷させ、これらの部材を構成する材料が不純物として、プラズマ含有ガス内に混入してしまう。
【0040】
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端部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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
前記吹出口の前記第三方向に係る外側に遮光部材が設けられていても構わない。吹出口に遮光部材が設けられることで、放電により生じた光が被処理物に照射されるのを抑制できる。
【0045】
前記誘電体バリア放電式プラズマ発生装置は、更に、誘電体基板の、ガス流路側の面上に配置された始動補助部材を備えても構わない。始動補助部材は、吹出口の極めて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、吹出口からのプラズマ含有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吹出口から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い。
【0046】
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。
【0047】
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。
【発明の効果】
【0048】
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。
【図面の簡単な説明】
【0049】
【図1】誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の構成を模式的に示す斜視図である。
【図6】誘電体基板の－Ｚ側の面とＺ方向に対向する第二電極を＋Ｚ側から見たときの模式的な平面図である。
【図9A】誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。
【図9B】誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。
【図9C】誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。
【図9D】誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。
【図9E】誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。
【図9F】誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。
【図9G】誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。
【図9H】誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。
【図9I】誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。
【図9J】誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。
【図9K】誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。
【図10】誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第二実施形態の構成を模式的に示す斜視図である。
【図15A】誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第二実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。
【図15B】誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第二実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。
【図15C】誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第二実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。
【図15D】誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第二実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。
【図15E】誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第二実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。
【図15F】誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第二実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。
【図15G】誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第二実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。
【図15H】誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第二実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。
【図16】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。
【発明を実施するための形態】
【0050】
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。
【0051】
［第一実施形態］
誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態について、図面を参照しながら説明する。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１（以下、「プラズマ発生装置１」と略記する。）を模式的に示す斜視図である。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。なお、図２では、説明の都合上、図１では図示を省略しているガス送出装置６１についても図示されている。
誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態について、図面を参照しながら説明する。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１（以下、「プラズマ発生装置１」と略記する。）を模式的に示す斜視図である。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。なお、図２では、説明の都合上、図１では図示を省略しているガス送出装置６１についても図示されている。
【0052】
プラズマ発生装置１は、第一電極１０（図２参照）と、第二電極２０と、誘電体基板３０とを備える。なお、図１～図３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を備えているが、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。
【0053】
プラズマ発生装置１は、内部においてプラズマを含有するガス（以下、「プラズマガスＧ１」と称する。）を発生する装置である。プラズマ発生装置１は、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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
本実施形態のプラズマ発生装置１は、図１に示すように、Ｚ方向に離間して近接した２箇所に吹出口５を備えている。つまり、これらの吹出口５からプラズマガスＧ１が吹き出される。それぞれの吹出口５は、Ｚ方向に関して誘電体基板３０と第二電極２０との離間部分で形成されている。
【0057】
（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。本実施形態では、誘電体基板３０の内部に第一電極１０の少なくとも一部が埋め込まれるように配置されており、これによって、誘電体基板３０と第一電極１０とが接触している。
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。本実施形態では、誘電体基板３０の内部に第一電極１０の少なくとも一部が埋め込まれるように配置されており、これによって、誘電体基板３０と第一電極１０とが接触している。
【0058】
【0059】
図４に示すように、誘電体基板３０は、Ｘ方向に延伸する孔部３８を有する。この孔部３８は、Ｙ方向に延在して形成されている。つまり、誘電体基板３０はスリット状の孔部３８を備える。このスリット状の孔部３８内に、図５に模式的に示される第一電極１０が埋設されている。図２の例では、第一電極１０が孔部３８内に完全に収容されている場合が図示されているが、－Ｘ方向に関してその一部が孔部３８から突出してもいてもよい。ただし、後述するように、本実施形態において第一電極１０は高電圧側の電極を構成するため、安全上の観点からは、第一電極１０の－Ｘ側の端部（端面）は、誘電体基板３０の－Ｘ側の端部（端面）よりも、＋Ｘ側に位置しているのが好ましい。
【0060】
【0061】
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。
【0062】
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、又は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。
【0063】
図２に示す形状のプラズマ発生装置１を実現するに際しては、例えば、矩形板状の誘電体基板３０を切削してスリット状の孔部３８を形成した後、孔部３８内に導電性の接着ペーストを付した状態で第一電極１０を嵌合させ、両者を密着固定する方法を採用できる。
【0064】
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。
【0065】
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質量部としたときに）、好適には１質量部以下である。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質量部以上とすることが好ましい。
【0066】
（第一電極１０）
図２を参照して上述したように、本実施形態のプラズマ発生装置１において、第一電極１０は、少なくともその一部が誘電体基板３０内に密着した状態で埋め込まれている。すなわち、第一電極１０は誘電体基板３０の面に接触して配置されている。なお、図２には、第一電極１０の全てが誘電体基板３０内に埋設された例が示されている。
図２を参照して上述したように、本実施形態のプラズマ発生装置１において、第一電極１０は、少なくともその一部が誘電体基板３０内に密着した状態で埋め込まれている。すなわち、第一電極１０は誘電体基板３０の面に接触して配置されている。なお、図２には、第一電極１０の全てが誘電体基板３０内に埋設された例が示されている。
【0067】
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。ただし、本実施形態のプラズマ発生装置１においては、安全性の観点から、外側に露出するため作業者の近くに位置することになる第二電極２０を低電圧側の電極とし、内部に埋設されている第一電極１０を高電圧側の電極とするのが好適である。
【0068】
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の幅と完全には一致しないものの、ほぼ同等の長さである。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。
【0069】
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（図２参照）。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。
【0070】
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。
【0071】
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に接近させる、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。
【0072】
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。
【0073】
第一電極１０と誘電体基板３０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。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の表面を荒らして微小な凹凸を形成しても構わない。特に、孔部３８を形成する際に誘電体基板３０が切削されることで、孔部３８の内側の面は微小な凹凸が形成されやすい。このため、その後に第一電極１０を孔部３８内に嵌合させることで、第一電極１０と誘電体基板３０との密着性が高められる。
【0074】
典型的には、第一電極１０の厚み（Ｚ方向に係る長さ）は、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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
（第二電極２０，ガス流路３）
第二電極２０は、Ｙ方向に延在する板形状を呈する。より詳細には、図２及び図３に示すように、第二電極２０は、誘電体基板３０を＋Ｚ側及び－Ｚ側の双方から離間して挟み込むように配置されている。つまり、第二電極２０は、Ｚ方向に関して、誘電体基板３０から、第一電極１０が配置されている側とは反対側に離間して配置されている。
第二電極２０は、Ｙ方向に延在する板形状を呈する。より詳細には、図２及び図３に示すように、第二電極２０は、誘電体基板３０を＋Ｚ側及び－Ｚ側の双方から離間して挟み込むように配置されている。つまり、第二電極２０は、Ｚ方向に関して、誘電体基板３０から、第一電極１０が配置されている側とは反対側に離間して配置されている。
【0078】
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。
【0079】
【0080】
図６は、誘電体基板３０の－Ｚ側の面とＺ方向に対向する第二電極２０を、＋Ｚ側から見たときの模式的な平面図である。なお、誘電体基板３０の＋Ｚ側の面とＺ方向に対向する第二電極２０を、－Ｚ側から見た場合も、実質的に同様の形状を示すものとして構わない。以下では、説明の簡略化のために、誘電体基板３０よりも－Ｚ側に位置する第二電極２０についてのみ説明を行い、＋Ｚ側に位置する第二電極２０についての説明は割愛する。
【0081】
図２、図３、及び図６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に示すように、第二電極２０の外縁部２６は誘電体基板３０の面と当接される。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。より詳細には、誘電体基板３０よりも－Ｚ側に位置する第二電極２０については、この第二電極２０の＋Ｚ側に形成された凹部２７が空隙を構成し、誘電体基板３０よりも＋Ｚ側に位置する第二電極２０については、この第二電極２０の－Ｚ側に形成された凹部２７が空隙を構成する。これらの凹部２７によって形成される空隙が、「ガス流路３」を構成する。
【0082】
図６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（図２参照）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。
【0083】
なお、図６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。ただし、ここでいう「単一」とは、それぞれの凹部２７に対して単一という意味である。より詳細には、誘電体基板３０よりも－Ｚ側に位置する第二電極２０の凹部２７において単一の連絡孔５３が形成され、誘電体基板３０よりも＋Ｚ側に位置する第二電極２０の凹部２７において別の単一の連絡孔５３が形成されていてもよい、という意味である。
【0084】
（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とは反対側から、すなわち±Ｚ方向に係る外側から、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。
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とは反対側から、すなわち±Ｚ方向に係る外側から、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。
【0085】
前記空隙５１には、ガス送出装置６１（図２参照）が連絡される。ガス送出装置６１から送出されたガスＧ０は、空隙５１内でバッファされた後、連絡孔５３を通じてガス流路３に導かれる。なお、図２には、ガス送出装置６１が複数設けられている場合が図示されているが、共通のガス送出装置６１から、それぞれの空隙５１内に向かってガスＧ０が送出されるものとしても構わない。
【0086】
本実施形態のプラズマ発生装置１において、ガスバッファ基板４０は、金属等の導電性部材で構成される。
【0087】
（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吹き付ける（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。
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吹き付ける（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。
【0088】
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、被処理物に対して同一タイミングで吹き付けることのできる範囲が広げられる。
【0089】
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。
【0090】
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、プラズマをより均質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。
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。
【0091】
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２，０００～４，０００とされている。
【0092】
プラズマ発生装置１の大きさは特に制限されない。
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における厚みが０．１ｍｍである。
第一電極１０の外径寸法は、幅が６９０ｍｍ、長さが２０ｍｍである。
第二電極２０の外形寸法は、幅が７５０ｍｍ、長さが２０ｍｍである。また、第二電極２０の第一端７１における厚みは、＋Ｚ側及び－Ｚ側に位置するそれぞれについて、０．１ｍｍである。
ガス流路３の外形寸法は、＋Ｚ側及び－Ｚ側に位置するそれぞれについて、幅が７００ｍｍ、長さが３５ｍｍである。
吹出口５の寸法は、＋Ｚ側及び－Ｚ側に位置するそれぞれについて、開口幅が７００ｍｍ、開口高さが０．２ｍｍである。＋Ｚ側に位置する吹出口５と－Ｚ側に位置する吹出口５とは、誘電体基板３０の第一端７１における厚み相当分だけ離間している。
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における厚みが０．１ｍｍである。
第一電極１０の外径寸法は、幅が６９０ｍｍ、長さが２０ｍｍである。
第二電極２０の外形寸法は、幅が７５０ｍｍ、長さが２０ｍｍである。また、第二電極２０の第一端７１における厚みは、＋Ｚ側及び－Ｚ側に位置するそれぞれについて、０．１ｍｍである。
ガス流路３の外形寸法は、＋Ｚ側及び－Ｚ側に位置するそれぞれについて、幅が７００ｍｍ、長さが３５ｍｍである。
吹出口５の寸法は、＋Ｚ側及び－Ｚ側に位置するそれぞれについて、開口幅が７００ｍｍ、開口高さが０．２ｍｍである。＋Ｚ側に位置する吹出口５と－Ｚ側に位置する吹出口５とは、誘電体基板３０の第一端７１における厚み相当分だけ離間している。
【0093】
【0094】
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の一部の面は、ガス流路３の内側面を構成しており、ガス流路３の内側面を構成する面には、第一端７１よりも－Ｘ方向に離れた位置においてＸＹ平面にほぼ平行な平坦面３１と、この平坦面３１よりも＋Ｘ側（第一端７１側）に位置する傾斜面３２とが含まれる。
【0095】
誘電体基板３０内に埋め込まれている第一電極１０は、第一端７１よりも－Ｘ方向に離れた位置においてＸＹ平面にほぼ平行な平坦面１１と、この平坦面１１よりも＋Ｘ側（第一端７１側）に位置する傾斜面１２とを有する。
【0096】
誘電体基板３０よりも外側（±Ｚ側）に配置された第二電極２０の一部の面は、ガス流路３の内側面を構成しており、ガス流路３の内側面を構成する面には、第一端７１よりも－Ｘ方向に離れた位置においてＸＹ平面にほぼ平行な平坦面２１と、この平坦面２１よりも＋Ｘ側（第一端７１側）に位置する傾斜面２２とを有する。
【0097】
このように、誘電体基板３０、第一電極１０、及び第二電極２０の少なくともいずれか一つの面が、Ｘ方向に関して第一端７１に近い位置、すなわち吹出口５に近い位置に傾斜面を有することで、ガスがガス流路３内を通流して吹出口５に近づくに連れて、ガスに印加される電界強度が高められ、吹出口５近傍においてプラズマ化される（プラズマガスＧ１）。
【0098】
図８は、図７の一部拡大図である。図８では、説明の都合上、プラズマガスＧ１が吹き付けられる対象である被処理物Ｗが併記されている。図８の例では、被処理物ＷがＺ方向に移動しながらプラズマガスＧ１が吹き付けられる。
【0099】
本実施形態のプラズマ発生装置１によれば、Ｚ方向に離間した複数の箇所にガス流路３が形成されている。そして、これらのガス流路３内を＋Ｘ方向に通流したガスが、第一端７１の近傍でプラズマ化されることで、吹出口５からプラズマガスＧ１として被処理物Ｗに吹き付けられる。
【0100】
本実施形態において、Ｘ方向に関して第一端７１に近接した位置におけるガス流路３同士のＺ方向の離間距離は、Ｘ方向に関して第一端７１に近接した位置における誘電体基板３０の厚み（Ｚ方向の長さ）、すなわち誘電体基板３０の端部３９の厚みに依存する。通流するガスをプラズマ化するためには、ガスに対して高い電界を印加する必要があり、かかる観点から誘電体基板３０の厚みには上限がある。上述した数値例では誘電体基板３０の端部３９の厚みが０．１ｍｍであったが、端部３９の厚みの上限値は１．０ｍｍである。なお、端部３９の厚みの下限値は、加工精度によって左右されるが、現実的には０．０１ｍｍである。
【0101】
つまり、本実施形態のプラズマ発生装置１によれば、Ｚ方向に１．０ｍｍ未満の距離だけ離間した複数の位置（複数の吹出口５）から、それぞれプラズマガスＧ１が被処理物Ｗに吹き付けられる。被処理物Ｗは、通常、表面を処理する目的で、プラズマガスＧ１が吹き付けられる。この目的のためには、被処理物Ｗは、なるべく吹出口５の近くに配置される。現実的には、被処理物Ｗと吹出口５との間の離間距離（図８内の距離ｄ０）は、１．０ｍｍ～５．０ｍｍである。よって、Ｚ方向に極めて近接した状態で配置された複数の吹出口５から噴射されたプラズマガスＧ１は、被処理物Ｗの面に衝突するとその一部が反射することによって生じる乱流や、各プラズマガスＧ１の流速の微小な差異によって両者の間にプラズマガスＧ１の流れが生まれる。この結果、各吹出口５の開口幅よりも広い領域にプラズマガスＧ１で満たされたガス空間ＰＡが形成される。よって、被処理物Ｗに対する表面処理能力が向上する。
【0102】
なお、図２を参照して上述したように、ガス流路３別にガス送出装置６１を備える場合には、それぞれのガス送出装置６１から送出されるガスの流量や流速を微小に異ならせるように制御するのが好ましい。また、ガス送出装置６１が複数のガス流路３に対して共通化されている場合には、ガス流路３の流路幅を相互に少し異ならせる等により、各ガス流路３を流れるガスの流速が相互に異なるように設計するのが好ましい。
【0103】
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、第一電極１０、及び第二電極２０の少なくともいずれか一の面は、上述したように傾斜した面であり、Ｚ方向に離間して設けられたそれぞれのガス流路３内における電界強度は、前記傾斜面の角度等に依存する。製造時の切削等の処理において、Ｚ方向に関して完全な対称性を有するような形状とすることは、加工精度の観点からは難しい。つまり、図２に示すプラズマ発生装置１を製造した場合には、Ｚ方向に離間して配置されている各ガス流路３の流路幅、傾き、切削時にガス流路３の内側面上に設けられた微差な凹凸の形状等が、相互に異なることが想定される。この結果、ガス送出装置６１が各ガス流路３に対して共通化されている場合であっても、各ガス流路３を流れるガスの流速は相互に微妙に異なりやすい。
【0104】
（変形例）
上述したプラズマ発生装置１の構成はあくまで一例であり、本実施形態のプラズマ発生装置１は、種々のバリエーションの採用が可能である。以下、各バリエーションの構造について、図７にならって表示した図９Ａ～図９Ｊを参照しながら説明する。
上述したプラズマ発生装置１の構成はあくまで一例であり、本実施形態のプラズマ発生装置１は、種々のバリエーションの採用が可能である。以下、各バリエーションの構造について、図７にならって表示した図９Ａ～図９Ｊを参照しながら説明する。
【0105】
〈１〉図７に示す構成の場合、第一電極１０は＋Ｘ方向に進行するに連れて厚み（Ｚ方向の長さ）が薄くなる形状を呈していた。これに対し、図９Ａに示すように、第一電極１０は、Ｘ座標の位置によらず厚みが均一な形状であっても構わない。つまり、第一電極１０は、第一端７１に近い位置においても平坦面１１を有するものとしても構わない。
【0106】
〈２〉図７に示す構成の場合、誘電体基板３０は＋Ｘ方向に進行するに連れて厚み（Ｚ方向の長さ）が薄くなる形状を呈していた。これに対し、図９Ｂに示すように、誘電体基板３０は、Ｘ座標の位置によらず厚みが均一な形状であっても構わない。つまり、誘電体基板３０は、第一端７１に近い位置においても平坦面３１を有するものとしても構わない。
【0107】
〈３〉図７に示す構成の場合、第二電極２０は、＋Ｘ方向に進行するに連れて厚み（Ｚ方向の長さ）が厚くなるように傾斜面２２が設けられていた。つまり、Ｘ方向に関して第一端７１に最も近い位置において、第二電極２０の厚みが最も厚くなるような形状であった。これに対し、図９Ｃに示すように、第二電極２０は、Ｘ方向に関して第一端７１に最も近い位置において、厚みが微小に減少するように傾斜面２２の傾きが設定されていても構わない。より具体的には、図９Ｃに示す領域８１において、第二電極２０はＺ方向に関して誘電体基板３０から遠ざかるように傾斜している。
【0108】
〈４〉図７に示す構成の場合、第一電極１０は＋Ｘ方向に進行するに連れて厚み（Ｚ方向の長さ）が薄くなる形状を呈していた。また、図９Ａに示す構成の場合、第一電極１０は、Ｘ座標の位置によらず厚みが均一であった。これに対し、図９Ｄに示すように、第一電極１０は＋Ｘ方向に進行するに連れて厚みが厚くなる形状を呈していても構わない。つまり、第一電極１０は、第一端７１に近い位置において、Ｚ方向に関して第二電極２０に近づくような傾斜面１２を備えていても構わない。
【0109】
〈５〉図７に示す構成の場合、第一電極１０の＋Ｘ側の端部は誘電体基板３０によって覆われていた。これに対し、図９Ｅに示すように、第一電極１０の＋Ｘ側の端部が、誘電体基板３０とは別の材料からなる絶縁部材８２で覆われていても構わない。第一電極１０の＋Ｘ側の端部を絶縁部材８２で覆うことにより、誘電体基板３０で覆う場合と同様に、コロナ放電等の不要な放電の発生を抑制できる。絶縁部材８２の材料としては、ガラス、ガラスを含む焼結体、シリコーン又はエポキシ等の樹脂素材が挙げられる。
【0110】
〈６〉図７に示す構成の場合、第一電極１０の＋Ｘ側の端部は誘電体基板３０によって覆われていた。これに対し、図９Ｆ～図９Ｇに示すように、第一電極１０の＋Ｘ側の端部については誘電体基板３０で覆わない一方、第一電極１０よりもＺ方向に係る外側の位置における誘電体基板３０の＋Ｘ側の端部を、第一電極１０の＋Ｘ側の端部よりも＋Ｘ側に突出させても構わない。
【0111】
この場合において、第一電極１０の＋Ｘ側の端部は、図９Ｆに示すように第一端７１よりも－Ｘ側に位置していても構わないし、図９Ｇに示すように第一端７１よりも＋Ｘ側に位置していても構わない。また、図示は省略しているが、第一電極１０の＋Ｘ側の端部が、第一端７１と同じＸ座標に位置していても構わない。
【0112】
図９Ｆ～図９Ｇに示すように、第一電極１０の＋Ｘ側の端部が誘電体基板３０で覆われていない構造であっても、その周囲の誘電体基板３０が＋Ｘ側に突出することで、第一電極１０と第二電極２０との間の電気的な距離が確保され、直接放電が抑制される。
【0113】
〈７〉図９Ｈに示すように、第二電極２０の吹出口５の近傍の面上に、保護膜８５が形成されていても構わない。この保護膜８５は、第二電極２０を構成する材料が飛散することを防止する目的で設けられる。図９Ｈの例では、第二電極２０が傾斜面２２を有しており、この傾斜面２２上に保護膜８５が形成されている。保護膜８５の材質としては、例えば酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、又はステアタイトが利用可能であり、誘電体基板３０と同一の材質であるのが好ましい。
【0114】
第二電極２０の面上に保護膜８５を形成する方法は特に制限されないが、方法の容易性の観点からは、保護膜８５を構成する材料を第二電極２０の面上に溶射して塗布する方法が好適に挙げられる。保護膜８５の厚さは、第二電極２０の材料の飛散を抑制する機能を奏する限り適宜設定できるが、例えば１０μｍ～１００μｍである。
【0115】
〈８〉図９Ｉに示すように、誘電体基板３０の吹出口５の近傍の面上に、始動補助部材８６が形成されていても構わない。始動補助部材８６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。始動補助部材８６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８６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８６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８６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。
【0116】
なお、始動補助部材８６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。
【0117】
図９Ｉに示すプラズマ発生装置１によれば、吹出口５の近傍に始動補助部材８６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。
【0118】
〈９〉図９Ｊに示すように、プラズマ発生装置１は、吹出口５に対して＋Ｘ側に隣接した位置に遮光部材８７を備えていても構わない。遮光部材８７は、内部にガスの通流が可能な管体８８を有しており、この管体８８はガス流路３に連絡されている。図９Ｊに示す例では、管体８８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。
【0119】
〈１０〉図９Ｋに示すように、誘電体基板３０の＋Ｘ側の端部が、第一端７１よりも－Ｘ側に微小距離だけ後退していても構わない。この場合、＋Ｚ側のガス流路３を通流するプラズマガスＧ１と、－Ｚ側のガス流路３を通流するプラズマガスＧ１とは、共通の吹出口５から吹き出される。
【0120】
〈１１〉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。
【0121】
［第二実施形態］
誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第二実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下において、第一実施形態と共通の要素については、共通の符号を付すことで説明が適宜簡略化又は割愛される。
誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第二実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下において、第一実施形態と共通の要素については、共通の符号を付すことで説明が適宜簡略化又は割愛される。
【0122】
図１０は、本実施形態のプラズマ発生装置１を、模式的に示した斜視図である。図１１は、図１０におけるプラズマ発生装置１をXI-XI線で切断したときの模式的な断面図である。図１２は、図１０におけるプラズマ発生装置１を、XII-XII線で切断したときの模式的な断面図である。図１０～図１２は、それぞれ図１～図３にならって図示されている。
【0123】
本実施形態のプラズマ発生装置１は、第二電極２０をＹ方向に挟み込むように配置された筐体４５を備える。この筐体４５の材質は任意であり、金属等の導電性部材で構成されていても構わないし、セラミック又は樹脂等の絶縁性部材で構成されていても構わない。
【0124】
（誘電体基板３０）
図１０～図１２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。ただし、本実施形態のプラズマ発生装置１の場合、第一実施形態とは異なり、図１１に示すように、一対の誘電体基板３０がＺ方向に離間した状態で配置されている。
図１０～図１２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。ただし、本実施形態のプラズマ発生装置１の場合、第一実施形態とは異なり、図１１に示すように、一対の誘電体基板３０がＺ方向に離間した状態で配置されている。
【0125】
誘電体基板３０は、第一実施形態と同様の材料を用いることができる。
【0126】
（第一電極１０）
図１１に示すように、本実施形態のプラズマ発生装置１では、Ｚ方向に離間した状態で一対の第一電極１０が配置されている。より詳細には、それぞれの第一電極１０は、誘電体基板３０の外側の面、すなわちガス流路３の内側面を構成しない面上に配置されている。第一電極１０の材料は、第一実施形態と共通である。
図１１に示すように、本実施形態のプラズマ発生装置１では、Ｚ方向に離間した状態で一対の第一電極１０が配置されている。より詳細には、それぞれの第一電極１０は、誘電体基板３０の外側の面、すなわちガス流路３の内側面を構成しない面上に配置されている。第一電極１０の材料は、第一実施形態と共通である。
【0127】
なお、本実施形態の場合には、第一電極１０は、誘電体基板３０の外側の面上に形成されることから、箔状の金属を採用することが可能である。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。
【0128】
また、別の例として、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の面上に、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。
【0129】
本実施形態においても、第一実施形態と同様に、第一電極１０と誘電体基板３０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。
【0130】
（第二電極２０，ガス流路３）
第二電極２０は、Ｙ方向に延在する板形状を呈する。図１１～図１２に示すように、本実施形態のプラズマ発生装置１では、Ｚ方向に離間して配置された一対の誘電体基板３０に挟まれるように、第二電極２０が配置されている。つまり、本実施形態においても、第二電極２０は、Ｚ方向に関して、誘電体基板３０から第一電極１０が配置されている側とは反対側に離間して配置されている。
第二電極２０は、Ｙ方向に延在する板形状を呈する。図１１～図１２に示すように、本実施形態のプラズマ発生装置１では、Ｚ方向に離間して配置された一対の誘電体基板３０に挟まれるように、第二電極２０が配置されている。つまり、本実施形態においても、第二電極２０は、Ｚ方向に関して、誘電体基板３０から第一電極１０が配置されている側とは反対側に離間して配置されている。
【0131】
図１２に示すように、第二電極２０は、Ｙ方向に係る両端の位置において誘電体基板３０と接触している。第二電極２０は、Ｙ方向に係る中央部において、凹部２７を有している。つまり、第二電極２０の端部と誘電体基板３０とが当接されることで、第一実施形態のプラズマ発生装置１と同様の事情により、第二電極２０に形成されていた凹部２７は空隙を構成する。この凹部２７によって形成される空隙が、「ガス流路３」を構成する。
【0132】
（ガスバッファ基板４０）
本実施形態のプラズマ発生装置１は、第二電極２０よりも－Ｘ側の位置において、誘電体基板３０に当接したガスバッファ基板４０を備える。ガスバッファ基板４０は空隙５１を備え、ガス送出装置６１からのガスＧ０が空隙５１に導かれる。
本実施形態のプラズマ発生装置１は、第二電極２０よりも－Ｘ側の位置において、誘電体基板３０に当接したガスバッファ基板４０を備える。ガスバッファ基板４０は空隙５１を備え、ガス送出装置６１からのガスＧ０が空隙５１に導かれる。
【0133】
ガスバッファ基板４０は、Ｙ方向の異なる複数の位置に連絡孔５３を設けている。ガス送出装置６１からガス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。ただし、連絡孔５３は、Ｙ方向に延在する単一の孔部であってもよい。
【0134】
（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。本実施形態においても、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が、ガス流と共に吹出口５から外部に吹き付けられる（プラズマガスＧ１）。
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。本実施形態においても、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が、ガス流と共に吹出口５から外部に吹き付けられる（プラズマガスＧ１）。
【0135】
【0136】
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は、ガス流路３の内側面を構成する平坦面３１を有する。また、誘電体基板３０は、平坦面３１とは反対側の位置、すなわちガス流路３の外側の位置において、平坦面３３と、平坦面３３よりも＋Ｘ側（第一端７１側）に位置する傾斜面３４とを有する。
【0137】
第一電極１０は、少なくとも傾斜面３４の上面に配置されている。なお、図１３の例では、第一電極１０の一部は平坦面３３の上面にも配置されている。
【0138】
第二電極２０は、＋Ｚ側の面と－Ｚ側の面の双方が、ガス流路３の内側面を構成しており、それぞれが、平坦面２１と、この平坦面２１よりも＋Ｘ側（第一端７１側）に位置する傾斜面２２とを有する。
【0139】
このように、誘電体基板３０、第一電極１０、及び第二電極２０の少なくともいずれか一つの面が、Ｘ方向に関して第一端７１に近い位置、すなわち吹出口５に近い位置に傾斜面を有することで、ガスがガス流路３内を通流して吹出口５に近づくに連れて、ガスに印加される電界強度が高められ、吹出口５近傍においてプラズマ化される。
【0140】
図１４は、図１３の一部拡大図である。なお、図１４においても、図８と同様に、説明の都合上、プラズマガスＧ１が吹き付けられる対象である被処理物Ｗが併記されている。被処理物Ｗは、Ｚ方向に移動しながらプラズマガスＧ１が吹き付けられる。
【0141】
本実施形態のプラズマ発生装置１においても、第一実施形態と同様に、Ｚ方向に離間した複数の箇所にガス流路３が形成されている。そして、これらのガス流路３内を＋Ｘ方向に通流したガスが、第一端７１の近傍でプラズマ化されることで、吹出口５からプラズマガスＧ１として被処理物Ｗに吹き付けられる。
【0142】
本実施形態において、Ｘ方向に関して第一端７１に近接した位置におけるガス流路３同士のＺ方向の離間距離は、Ｘ方向に関して第一端７１に近接した位置における第二電極２０の厚み（Ｚ方向の長さ）、すなわち、第二電極２０の端部２９の厚みに依存する。通流するガスをプラズマ化するためには、ガスに対して高い電界を印加する必要があり、かかる観点から第二電極２０の厚みには上限がある。第二電極２０の端部２９の厚みは、１．０ｍｍ～１０．０ｍｍに設定される。
【0143】
つまり、本実施形態のプラズマ発生装置１によれば、Ｚ方向に１０．０ｍｍ未満の距離だけ離間した複数の位置（複数の吹出口５）から、それぞれプラズマガスＧ１が被処理物Ｗに吹き付けられる。よって、第一実施形態のプラズマ発生装置１と同様の理由により、各吹出口５の開口幅よりも広い領域にプラズマガスＧ１で満たされたガス空間ＰＡが形成される。よって、被処理物Ｗに対する表面処理能力が向上する。
【0144】
（変形例）
図１０～図１４を参照して上述したプラズマ発生装置１の構成はあくまで一例であり、本実施形態のプラズマ発生装置１は、種々のバリエーションの採用が可能である。以下、各バリエーションの構造について、図１３にならって表示した図１５Ａ～図１５Ｇを参照しながら説明する。
図１０～図１４を参照して上述したプラズマ発生装置１の構成はあくまで一例であり、本実施形態のプラズマ発生装置１は、種々のバリエーションの採用が可能である。以下、各バリエーションの構造について、図１３にならって表示した図１５Ａ～図１５Ｇを参照しながら説明する。
【0145】
〈１〉図１０に示す構成の場合、誘電体基板３０は＋Ｘ方向に進行するに連れて厚み（Ｚ方向の長さ）が薄くなる形状を呈していた。より詳細には、誘電体基板３０の傾斜面３４が、＋Ｘ方向に進むに連れてガス流路３に近づくように傾斜していた。これに対し、図１５Ａに示すように、誘電体基板３０は＋Ｘ方向に進行するに連れて厚みが厚くなる形状を呈していても構わない。言い換えれば、誘電体基板３０の傾斜面３４が、＋Ｘ方向に進むに連れてガス流路３から遠ざかるように傾斜しても構わない。
【0146】
〈２〉図１０に示す構成の場合、第二電極２０は、＋Ｘ方向に進行するに連れて厚み（Ｚ方向の長さ）が厚くなるように傾斜面２２が設けられていた。つまり、Ｘ方向に関して第一端７１に最も近い位置において、第二電極２０の厚みが最も厚くなるような形状であった。これに対し、上述した図９Ｃと同様に、第二電極２０は、Ｘ方向に関して第一端７１に最も近い位置において、厚みが微小に減少するように傾斜面２２の傾きが設定されていても構わない（図１５Ｂ参照）。より具体的には、図１５Ｂに示す領域８１において、第二電極２０はＺ方向に関して誘電体基板３０から遠ざかるように傾斜している。
【0147】
〈３〉図１５Ｃに示すように、誘電体基板３０には、第一電極１０の＋Ｘ側の端部に当接する絶縁部材９１が形成されていても構わない。この構成によれば、Ｘ方向に関して第一電極１０と吹出口５との間に絶縁部材９１が設けられることで、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。
【0148】
絶縁部材９１の材料としては、例えば、誘電体基板３０の材質として例示したものが挙げられる。
【0149】
なお、図１５Ｄに示すように、誘電体基板３０には、第一電極１０の＋Ｘ側の端部に離間した位置に絶縁性の突起９２を設けても構わない。図１５Ｄに示す例では、突起９２が誘電体基板３０と一体的に形成されている場合が図示されているが、誘電体基板３０と別の部材で突起９２が形成されていても構わない。
【0150】
【0151】
【0152】
【0153】
〈６〉図１５Ｈに示すように、第二電極２０の＋Ｘ側の端部が、第一端７１よりも－Ｘ側に微小距離だけ後退していても構わない。この場合、＋Ｚ側のガス流路３を通流するプラズマガスＧ１と、－Ｚ側のガス流路３を通流するプラズマガスＧ１とは、共通の吹出口５から吹き出される。
【0154】
〈７〉図１１では、一対の第一電極１０に対して、共通の電源装置６３が接続される場合が例示されている。しかし、それぞれの第一電極１０に対して、個別の電源装置６３が接続されていても構わない。
【0155】
〈８〉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。
【符号の説明】
【0156】
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
２０ ：第二電極
２７ ：凹部
３０ ：誘電体基板
４０ ：ガスバッファ基板
４５ ：筐体
５１ ：空隙
５３ ：連絡孔
６１ ：ガス送出装置
６３ ：電源装置
８２ ：絶縁部材
８５ ：保護膜
８６ ：始動補助部材
８７ ：遮光部材
８８ ：管体
９１ ：絶縁部材
９２ ：突起
３ ：ガス流路
５ ：吹出口
１０ ：第一電極
２０ ：第二電極
２７ ：凹部
３０ ：誘電体基板
４０ ：ガスバッファ基板
４５ ：筐体
５１ ：空隙
５３ ：連絡孔
６１ ：ガス送出装置
６３ ：電源装置
８２ ：絶縁部材
８５ ：保護膜
８６ ：始動補助部材
８７ ：遮光部材
８８ ：管体
９１ ：絶縁部材
９２ ：突起
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図9E】
【図9F】
【図9G】
【図9H】
【図9I】
【図9J】
【図9K】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
【図15D】
【図15E】
【図15F】
【図15G】
【図15H】
【図16】