气体的流量为0.lL/mim?10L/mim，微波的频率为2.45GHZ，微波电力为30W?100W。作为运转气体，也可代替Ar气体而使用氦(He)、或氖(Ne)等稀有气体。
[0108]通过该宽幅的等离子体射流能够在大气压中进行各种等离子体处理。例如，通过将Ar气体的等离子体射流喷出至放置在空气中的被处理基板的表面，可进行被处理基板的表面改质(提高亲水性或密接性等)。
[0?O9]其原因在于，由于Ar气体的等离子体射流在喷出时会卷入周围的空气(包含N2、〇2、H20、C02等)而将空气等离子体化，所以产生氧系及氮系等化学反应种(自由基)。
[0110]图12表示来自喷出至大气压空气中的Ar气体的等离子体射流的分光光谱。除Ar以夕卜，还表示有0!1、0、及％激发种等的发光光谱。其中，尤其OH自由基在表面改质等的等离子体处理中为重要的自由基之一。如图12所示，波长309cm—1左右的OH自由基的发光光谱的峰值，与在N2分子的第二正系统(2nd Positive System)内最强的峰值(337cm—1左右)相比强3.4倍。这表示OH自由基与其他自由基相比高密度地产生。另一方面，在使用通常被广泛使用的介电质阻挡放电的大气压等离子体射流(作为运转气体而使用Ar气体或He气体)的情况下，OH自由基的发光光谱低于他分子发光光谱。
[0111]这是本发明的等离子体处理装置的特征，且是本发明的等离子体处理装置为了具有如下性能而获得的特性，即，可使用微波传输带线路高效率地使微波电力集中在等离子体产生部的等离子体产生空间而稳定地产生高密度的等离子体。
[0112]通过使用本实施例的Ar气体的等离子体射流，可在大气中对聚碳酸酯基板、聚酰亚胺膜、玻璃基板、印刷用纸等的表面进行处理而获得超亲水性等优异的实验成果。另外，确认出使用本实施例的Ar气体的等离子体射流，可在大气中进行剥离抗蚀剂的等离子体灰化实验而实现低温且高速处理。
[0113]本发明的等离子体处理装置也可在运转气体即Ar气体中混合少量的反应气体而运转。例如，在所述表面改质与灰化处理中，通过在Ar气体中混合少量的氧、或空气而供给，处理时间变得更短。
[0114]本发明的等离子体处理装置通过在运转气体即Ar气体中以适当的比率混合少量的甲烧(CH4)气体与氢(?)气体等而供给，可应用于DLC(diamond like carbon)薄膜或纳米晶金刚石薄膜、石墨烯膜等碳材料合成用的大气压等离子体CVD。本发明的等离子体处理装置通过在宽幅的等离子体射流的下部设置移动式的基板平台，而可实现被处理的连续处理。
[0115]本发明的等离子体处理装置在低气压及中间气压中不使用Ar气体与He气体等稀有气体的运转气体即可产生反应气体的等离子体。为了改善等离子体的稳定性或均匀性，或者为了降低运转电力，可使用Ar气体与He气体等稀有气体的运转气体。
[0116]使用本发明的等离子体处理装置，在中间气压中进行等离子体产生实验。将表示本发明中的第2实施方式的等离子体处理装置设置在真空容器内，通过法兰将微波电力与气体供给至等离子体处理装置。作为气体，不使用所述运转气体而仅使用N2气体。真空容器内的气体压力的控制是通过将犯气体的流量固定为500sCCm，并对真空容器的排气阀进行控制而进行。
[0117]等离子体自行点火并维持。图13表示以10托产生的宽幅的等离子体射流照片。照片是从等离子体射流的正面拍摄。从照片的等离子体发光可知，产生均匀的宽幅的等离子体。
[0118]图14表示对等离子体的点火、及等离子体的维持所需要的最少微波电力与容器内的压力(3托?50托)进行调查的结果。在真空容器内的压力3托中，等离子体以微波电力22W点火，并维持至13W为止。等离子体点火与等离子体维持所需要的最少电力伴随容器内的压力的增加而变高。在真空容器内的压力50托中，等离子体以微波电力52W点火，并维持至50W为止。
[0119]如这些实施例所示，本发明的等离子体处理装置能以低电力产生稳定的氮等离子体。该氮等离子体可期待应用于铜等金属表面的氮化处理或氮化物半导体的制作等等离子体氮化处理。
[0120]〈实施方式3>
[0121]表示本发明中的第3实施方式的等离子体处理装置是在所述第I实施方式的等离子体处理装置中设置在介电质基板I的内部的气体输入口 21、气体流路22、气流宽幅化部23、等离子体产生部2、及喷嘴24设置在介电质基板I的外部的等离子体处理装置。气体输入口 21、气体流路22、气流宽幅化部23、等离子体产生部2、及喷嘴24设置在与接地导体12接触而设置的气体供给板27。
[0122]图15、图16及图17是表示本发明中的第3实施方式的等离子体处理装置的构成图。图15为等离子体处理装置的立体图，图16为垂直方向的剖视图，图17为气体供给板27的水平方向的剖视图。
[0123]在本实施方式中，介电质基板I中的锥形部14以仅在介电质基板I的第I面设置有斜面的形状而形成。锥形部14既可为使介电质基板I的第I面的斜面的斜率与第2面的斜面的斜率相同的形状，也可为仅在介电质基板I的第I面或第2面的任一表面设置有斜面的形状。在该情况下，接地导体12与气体供给板27的形状必须与介电质基板I的形状适当一致。
[0124]微波传输带线路11与接地导体12分别从与介电质基板I的第I面为其相反侧的面即第2面的一端部横跨至另一端部而设置，在夹在所述接地导体的端部与所述微波传输带线路的端部之间的介电质基板I的表面形成有微波集中间隙3。
[0125]在微波传输带线路11与接地导体12之间的介电质传输而来的微波在微波集中间隙3中电场的强度成为最大，并强烈地辐射至介电质基板I的外部。通过该较强的微波的电场而产生、维持等离子体。微波集中间隙3的宽度，也就是说微波传输带线路11的端部与接地导体12的距离为决定微波的电场强度、及微波放电特性的重要因素，必须配合于等离子体处理装置的运转特性而适当地调整。
[0126]微波集中间隙3的宽度例如可通过将微波传输带线路11固定，并改变接地导体12的端部与介电质基板I的端部之间的距离而简单地控制。气体供给板27与接地导体12接触而设置，材质既可为与接地导体相同的材质的金属，也可为与接地导体12不同的金属材料，也可为介电质材料。例如，也可使用氧化铝、石英等适当的材料。在气体供给板27设置有表示所述本发明中的第I实施方式的等离子体处理装置的气体输入口 21、气体流路22、气流宽幅化部23、等离子体产生部2、及喷嘴24。
[0127]本实施方式中的气流宽幅化部23可使用表示本发明中的第I实施方式或第2实施方式的等离子体处理装置所使用的形状的气流宽幅化部。气体输入口 21与气体流路22为了对气流宽幅化部23供给气体而以适当的位置与构造设置在气体供给板27。设置在气体供给板27的等离子体产生部2的一面以全部或一部分打开，且配置有微波集中间隙3的方式设置。喷嘴24如图17所示由气体供给板27的端部与介电质基板I的端部形成。
[0128]〈实施方式4>
[0129]表示本发明中的第4实施方式的等离子体处理装置为在所述第3实施方式的等离子体处理装置中，用以使气流均匀地扩散而在气流宽幅化部23设置有气体簇射部25的装置。通过设置气体簇射部25，即便相对于更快的流速的气流，也可使气流均匀地宽幅化。
[0130]〈利用阵列化所实现的等离子体射流的大规模化〉
[0131]通过在本发明中的第1、第2、第3、及第4实施方式中使用阵列化的技术，可使等离子体射流大规模化。
[0132]本发明中的第I实施方式的等离子体处理装置的大规模化，可通过在设置有锥形部14的一个长轴的介电质基板I，适当设置多个微波传输带线路11、一个接地导体12、多个气体输入口 21、多个气体流路22、多个气流宽幅化部23、一个长轴的等离子体产生部、一个长轴的喷嘴而实现。
[0133]本发明中的第2实施方式的大规模化，可通过在表示所述第I实施方式的等离子体处理装置的大规模化中沿着长轴的喷嘴24适当地设置气体簇射部25而实现。
[013