(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理ガスをプラズマ化空間に通して吹出し、前記プラズマ化空間の外部に配置した被処理物に当て、被処理物をプラズマ処理する装置であって、
一方向に並設された第１電極モジュールと第２電極モジュールを備え、
これら第１、第２電極モジュールの各々が、これら電極モジュールどうしの並設方向と同方向に並設された複数の電極部材と、これら電極部材を連結して支持する支持部を含み、
隣り合う電極部材の間に前記プラズマ化空間となる間隙が形成されており、
第１電極モジュールの電極部材のうち第２電極モジュール側の端に配置された第１端電極部材と、第２電極モジュールの電極部材のうち第１電極モジュール側の端に配置された第２端電極部材とが合わさることによって、１の合体電極部材が構成され、
前記第１電極モジュールの第１端電極部材以外の電極部材と、前記合体電極部材と、前記第２電極モジュールの第２端電極部材以外の電極部材が、互いに等ピッチをなしており、
前記第１、第２電極モジュールの各電極部材が、前記並設方向と交差する板状をなしており、前記第１電極モジュールの第１端電極部材以外の板状をなす各電極部材と、板状をなす前記合体電極部材と、前記第２電極モジュールの第２端電極部材以外の板状をなす各電極部材が、互いに等厚であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
処理ガスをプラズマ化空間に通して吹出し、前記プラズマ化空間の外部に配置した被処理物に当て、被処理物をプラズマ処理する装置であって、
一方向に並設された第１電極モジュールと第２電極モジュールを備え、
これら第１、第２電極モジュールの各々が、これら電極モジュールどうしの並設方向と同方向に並設された複数の電極部材と、これら電極部材を連結して支持する支持部を含み、
隣り合う電極部材の間に前記プラズマ化空間となる間隙が形成されており、
第１電極モジュールの電極部材のうち第２電極モジュール側の端に配置された第１端電極部材と、第２電極モジュールの電極部材のうち第１電極モジュール側の端に配置された第２端電極部材とが合わさることによって、１の合体電極部材が構成され、
前記第１電極モジュールの第１端電極部材以外の電極部材と、前記合体電極部材と、前記第２電極モジュールの第２端電極部材以外の電極部材が、互いに等ピッチをなしており、
前記第１電極モジュールにおいて、前記第１端電極部材が、第２電極モジュール側に突出する第１厚肉部と、これより薄肉で第２電極モジュールとは逆側に引っ込む第１薄肉部とを一体に有し、
前記第２電極モジュールにおいて、前記第２端電極部材が、第１電極モジュールとは逆側に引っ込む第２薄肉部と、これより厚肉で第１電極モジュール側に突出する第２厚肉部とを一体に有し、
前記合体電極部材において、前記第１厚肉部と第２薄肉部が互いに重ね合わされ、前記第１薄肉部と第２厚肉部が互いに重ね合わされていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記第１厚肉部の内部に前記第１端電極部材を温調するための流体を通す温調路が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
処理ガスをプラズマ化空間に通して吹出し、前記プラズマ化空間の外部に配置した被処理物に当て、被処理物をプラズマ処理する装置であって、
一方向に並設された第１電極モジュールと第２電極モジュールを備え、
これら第１、第２電極モジュールの各々が、これら電極モジュールどうしの並設方向と同方向に並設された複数の電極部材と、これら電極部材を連結して支持する支持部を含み、
隣り合う電極部材の間に前記プラズマ化空間となる間隙が形成されており、
第１電極モジュールの電極部材のうち第２電極モジュール側の端に配置された第１端電極部材と、第２電極モジュールの電極部材のうち第１電極モジュール側の端に配置された第２端電極部材とが合わさることによって、１の合体電極部材が構成され、
前記第１電極モジュールの第１端電極部材以外の電極部材と、前記合体電極部材と、前記第２電極モジュールの第２端電極部材以外の電極部材が、互いに等ピッチをなしており、
前記合体電極部材が、前記並設方向と交差する幅方向に沿って複数の部分電極部材に分割され、これら部分電極部材の隣り合うものどうしのうち一方が、前記第１電極モジュールの支持部に支持されて前記第１端電極部材を構成し、他方が、前記第２電極モジュールの支持部に支持されて前記第２端電極部材を構成していることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記部分電極部材の内部に温調用の流体を通す温調路が形成されていることを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記第１、第２電極モジュールの各電極部材が、前記並設方向と交差する板状をなしており、前記第１電極モジュールの第１端電極部材以外の板状をなす各電極部材と、板状をなす前記合体電極部材と、前記第２電極モジュールの第２端電極部材以外の板状をなす各電極部材が、互いに等厚であることを特徴とする請求項２〜５の何れかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記第１端電極部材と第２端電極部材ひいては前記合体電極部材が、接地電極であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電極間で形成したプラズマを電極間の外部に配置した被処理物に吹付けて表面処理を行なう所謂リモート式のプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に記載のリモート式プラズマ処理装置は、垂直をなす電極板を横に複数並設してなるプラズマ処理部を有している。これら電極板のうち１つ置きの電極板が高周波電源に接続され、他の１つ置きの電極板が接地されている。これにより、隣り合う電極板間にプラズマ化空間が形成されている。このプラズマ化空間に上方から処理ガスが導入され、プラズマ化される。このプラズマ化されたガスが、プラズマ化空間の下端から吹出され、下方に配置された被処理物に当てられる。これにより、被処理物のプラズマ表面処理がなされるようになっている。
特許文献２に記載の装置では、電極板の対を含むガス噴出手段が左右に複数並設されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２２６２５８号公報（第１頁）
【特許文献２】特開２００３−２４９４９２号公報（第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上掲特許文献１に記載の装置では、大面積の被処理物に対しては電極板の数が足らず対応できない。逆に、小面積の被処理物では、電極板の数が余ってしまい電力や処理ガスを無駄にしてしまう。特許文献２に記載の装置では、各ガス噴出手段内の電極板ピッチと、隣接するガス噴出手段どうし間の電極板ピッチの関係について明記がない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題点を解決するために、本発明は、処理ガスをプラズマ化空間に通して吹出し、前記プラズマ化空間の外部に配置した被処理物に当て、被処理物をプラズマ処理する装置であって、一方向に並設された第１電極モジュールと第２電極モジュールを備え、これら第１、第２電極モジュールの各々が、これら電極モジュールどうしの並設方向と同方向に並設された複数の電極部材と、これら電極部材を連結して支持する支持部を含み、隣り合う電極部材の間に前記プラズマ化空間となる間隙が形成されており、第１電極モジュールの電極部材のうち第２電極モジュール側の端に配置された第１端電極部材と、第２電極モジュールの電極部材のうち第１電極モジュール側の端に配置された第２端電極部材とが合わさることによって、１の合体電極部材が構成され、前記第１電極モジュールの第１端電極部材以外の電極部材と、前記合体電極部材と、前記第２電極モジュールの第２端電極部材以外の電極部材が、互いに等ピッチをなしていることを特徴とする。この特徴構成によれば、電極モジュールの並設数を調節することにより、被処理物の大きさに柔軟に対応させることができる。しかも、電極モジュールどうしの連結部分に対応する位置でも各電極モジュールに対応する位置と同じピッチで処理でき、表面処理の均一性を確保できる。
【０００６】
前記第１端電極部材と第２端電極部材は、互いに同一の極性を有している。しかも、前記第１端電極部材と第２端電極部材ひいては前記合体電極部材は、接地電極であることが望ましい。これによって、漏電を防止できる。
【０００７】
本発明の一の好適態様では、前記第１電極モジュールにおいて、前記第１端電極部材が、第２電極モジュール側に突出する第１厚肉部と、これより薄肉で第２電極モジュールとは逆側に引っ込む第１薄肉部とを一体に有し、前記第２電極モジュールにおいて、前記第２端電極部材が、第１電極モジュールとは逆側に引っ込む第２薄肉部と、これより厚肉で第１電極モジュール側に突出する第２厚肉部とを一体に有し、前記合体電極部材において、前記第１厚肉部と第２薄肉部が互いに重ね合わされ、前記第１薄肉部と第２厚肉部が互いに重ね合わされている。これによって、第１端電極部材と第２端電極部材どうしをしっかりと連結、合体化でき、分離も容易である。
【０００８】
この態様において、前記第１端電極部材を温調する場合には、前記第１厚肉部の内部に前記第１端電極部材を温調するための流体を通す温調路が形成されていることが望ましい。これによって、温調路の形成が容易になる。
【０００９】
本発明の他の好適態様では、前記合体電極部材が、前記並設方向と交差する幅方向に沿って複数の部分電極部材に分割され、これら部分電極部材の隣り合うものどうしのうち一方が、前記第１電極モジュールの支持部に支持されて前記第１端電極部材を構成し、他方が、前記第２電極モジュールの支持部に支持されて前記第２端電極部材を構成している。これによって、第１端電極部材と第２端電極部材どうしをしっかりと連結できるだけでなく、第１、第２端電極部材の一部分を薄くする必要がなく、剛性を十分に確保でき、撓みを抑えることができる。また、部分電極部材の製造も容易である。
【００１０】
前記部分電極部材の内部に温調用の流体を通す温調路を形成するのが好ましい。部分電極部材は薄くする必要がないので、温調路を簡単に形成することができる。
【００１１】
前記第１、第２電極モジュールの各電極部材が、前記並設方向と交差する板状をなしており、前記第１電極モジュールの第１端電極部材以外の板状をなす各電極部材と、板状をなす前記合体電極部材と、前記第２電極モジュールの第２端電極部材以外の板状をなす各電極部材が、互いに等厚であることが望ましい。これによって、ピッチを容易かつ確実に等しくすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、被処理物の大きさに柔軟に対応可能な電極構造を提供することができる。しかも、電極モジュールどうしの連結部分に対応する位置でも各電極モジュールに対応する位置と同じピッチで処理でき、表面処理の均一性を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１〜図１０は、本発明の第１実施形態に係る常圧プラズマ処理装置Ｍを示したものである。図１及び図３に示すように、常圧プラズマ処理装置Ｍは、プラズマ処理ヘッド１（処理部）と、処理ガス供給源２と、電源３と、移動機構４を備えている。プラズマ処理装置Ｍ１は、液晶用ガラス基板や半導体ウェハーなどの等の大面積のワークＷを被処理物とし、その表面を略常圧下（大気圧近傍下）でプラズマ処理するものである。
なお、本発明における略常圧とは、１．０１３×１０4〜５０．６６３×１０4Ｐａの範囲を言い、圧力調整の容易化や装置構成の簡易化を考慮すると、１．３３３×１０4〜１０．６６４×１０4Ｐａが好ましく、９．３３１×１０4〜１０．３９７×１０4Ｐａがより好ましい。
【００１４】
処理ガス供給源２は、１または複数の処理ガス成分を気相や液相で貯えるとともに、液相のものは気化させ、複数成分の場合は適量ずつ混合して、処理目的に応じた処理ガスを生成するようになっている。
【００１５】
電界印加手段としての電源３は、処理ヘッド１でのプラズマ形成用の電圧として、例えばパルス電圧を出力するようになっている。このパルスの立上がり時間及び／又は立下り時間は、１０μｓ以下、パルス継続時間は、２００μｓ以下、後記電極間のスリット１０ａでの電界強度は１〜１０００ｋＶ／ｃｍ、周波数は０．５ｋＨｚ以上であることが望ましい。
なお、電源３は、パルス電圧に限らず、正弦波状の高周波交流電圧を出力するものであってもよく、直流電圧を出力するものであってもよい。
【００１６】
移動機構４は、例えばローラコンベア等で構成され、ワークＷを前後方向（図１の矢印方向）に搬送するようになっている。図４に示すように、処理ヘッド１が、この移動機構４によるワークＷの移動面より上側に位置するようにして、図示しない架台にて支持されている。これによって、ワークＷが処理ヘッド１の下方に通され、プラズマ表面処理されるようになっている。なお、ワークＷは、往復移動の他、往方向または復方向に１回移動されるだけで処理が完了するようになっていてもよい。勿論、ワークＷが位置固定される一方、移動機構４が、処理ヘッド１に接続され、処理ヘッド１を移動させるようになっていてもよい。
【００１７】
次に、処理ヘッド１について説明する。
図１において概略的に示すように、処理ヘッド１は、多数（複数）のモジュールユニット１Ｘを備えている。これらモジュールユニット１Ｘは、前側（図１において上側）と後側（図１において下側）に２段をなし、各段において左右に複数個並べられ、前後左右に当接するものどうしが、互いに分離可能に連結されている。図３、図４、図８に示すように、各モジュールユニット１Ｘは、電極モジュール１０と、その上側に設置された処理ガス導入部としての整流モジュール２０とで構成されている。したがって、処理ヘッド１において、複数の電極モジュール１０は、前側と後側に２段をなして左右に並べられ、前後左右に当接するものどうしが、互いに分離可能に連結されている。左右に隣り合う２つの電極モジュール１０，１０のうち一方を、「第１電極モジュール」とすると、他方が、「第２電極モジュール」となる。
なお、処理ヘッド１の複数の整流モジュール２０は、上記電極モジュール１０と同様に前側と後側に２段をなして左右に並べられている。
【００１８】
図３、図４に示すように、各整流モジュール２０は、前後方向（図３の左右方向）に細長く延びるハウジング２９と、このハウジング２９内に設けられた２枚（複数）の整流板２３Ｕ，２３Ｌを有している。ハウジング２９の上面には、前後一対の受容れポート２１が設けられている。処理ガス供給源２からの供給管２ａが、各ユニット２０ごとに分岐し、各受容れポート２１に接続されている。
【００１９】
ハウジング２９内の２つの整流板２３Ｕ，２３Ｌは、上下に離間配置されている。これら整流板２３Ｕ，２３Ｌによって、ハウジング２９の内部が、上下３段（複数段）のチャンバー２０ａ，２０ｂ，２０ｃに仕切られている。上段のチャンバー２０ａに、受容れポート２１が連なっている。
【００２０】
図９に示すように、整流板２３Ｕ，２３Ｌは、それぞれ多孔板にて構成されている。これら整流板２３Ｕ，２３Ｌの孔２３ｃ，２３ｄを介して上下のチャンバー２０ａ，２０ｂ，２０ｃどうしが連通されている。各整流板２３Ｕ，２３Ｌの孔２３ｃ，２３ｄは、例えば１０ｍｍ〜１２ｍｍ間隔で格子点状に整列配置されている。ただし、上段の整流板２３Ｕにおける受容れポート２１の真下位置には、孔が設けられていない。これら孔２３ｃ，２３ｄは、下側の整流板のものほど小孔になっている。例えば、上段の整流板２３Ｕの孔２３ｃの直径は、３ｍｍであり、下段の整流板２３Ｌの孔２３ｄの直径は、２ｍｍである。
各整流モジュール２０のチャンバー２０ａ，２０ｂ，２０ｃ及び孔２３ｃ，２３ｄによって、「整流路」が構成されている。
【００２１】
図４に示すように、ハウジング２９の底板２４の上面には、４つ（複数）の支柱２６が設けられている。支柱２６は、ハウジング２９の全長にわたって前後（図４の紙面と直交する方向）に細長く延び、互いに左右に離れて配置されている。これら支柱２６によって下段の整流板２３Ｌが支持されている。また、隣り合う支柱２６どうしの間に下段のチャンバー２０ｃが形成されている。すなわち、下段チャンバーが、支柱（隔壁）２６によって５つ（複数）に分割されている。各分割チャンバー２０ｃは、前後に細長く延びている。このチャンバー２０ｃが、底板２４のガス導入孔２４ａを介して電極モジュール１０の後記電極間スリット１０ａの上端部に連なっている。１つのチャンバー２０ｃは、隣り合う２つの電極間スリット１０ａと対応している。すなわち、各整流モジュール２０の整流路に複数のスリット１０ａが分岐するようにして連なっている。
【００２２】
処理ガス供給源２からの処理ガスは、供給管２ａおよび整流モジュール２０の前後一対の受容れポート２１を経て、上段チャンバー２０ａに導入される。そして、整流板２３Ｕの多数の孔２３ｃから中段のチャンバー２０ｂに流れ込む。ここで、各受容れポート２１の直下には孔２３ｃが設けられていないため、処理ガスを上段チャンバー２０ａ内の全体に十分に拡散させたうえで、中段チャンバー２０ｂに送ることができる。その後、処理ガスは、整流板２３Ｌの多数の孔２３ｄから下段の各分割チャンバー２０ｃに流れ込む。そこからハウジング底板２４の導入孔２４ａを経て、後記の各電極間スリット１０ａへ導かれる。
【００２３】
次に、処理ヘッド１の電極モジュール１０について説明する。
図１及び図２に示すように、電極モジュール１０は、左右に一定ピッチＰで並べられた例えば１１枚の第１、第２電極板１１，１２（板状の電極部材）と、これら電極板１１，１２の前後両端に設けられた端壁１５（支持部）とを有し、前後に細長く延びている。（なお、図１では、簡略化のために、各電極モジュール１０の電極板数を図２〜図７の具体構造図より少なく図示してある。）
【００２４】
図２及び図３に示すように、電極モジュール１０の前後両端の壁１５は、それぞれ内壁部材１６と、この内壁部材１６の外側面にボルト締めされた外壁部材１７とを有している。内壁部材１６の外側面には、後述する冷媒溜め用の大きな凹部１６ｆ（図８）が形成されている。外壁部材１７は、この凹部１６ｆを塞ぐ蓋の役目を担っている。外壁部材１７は、ステンレス等の金属にて構成されているのに対し、内壁部材１６は、樹脂にて構成されている。これは、後記金属ボルト５１から金属製外壁部材１７に放電が飛ばないようにするためである。内壁部材１６の内側面には、後記外側壁以外の電極板数に対応する数の樹脂製の詰めブロック１４が設けられている。詰めブロック１４は、縦長状をなすとともに、互いに前後に隙間無く並べられている。
【００２５】
図２〜図４に示すように、電極モジュール１０の各電極板１１，１２は、例えばアルミニウムやステンレス等の導電金属にて構成され、長さ方向を前後に向け、厚さ方向を左右に向け、幅方向を垂直に向けて配置されている。
【００２６】
電極板１１，１２の給電構造について説明する。
図３および図４に示すように、整流モジュール２０の前側部には、それを垂直に貫通する給電ピン３１が、左右に並んで５本（複数）設けられている。これら給電ピン３１の上端部は、ホット線（給電線）３ａを介して電源３に接続され、下端部は、１つ置きの電極板１１にそれぞれ埋め込まれている。同様にして、整流モジュール２０の後側部には、接地ピン３２が設けられ、その上端部がアース線（接地線）３ｂを介して接地され、下端部が、他の１つ置きの電極板１２にそれぞれ埋め込まれている。これによって、１つ置きの電極板１１は、電界印加電極（ホット電極）となり、他の１つ置きの電極板１２は、接地電極（アース電極）となっている。すなわち、図２、図４に示すように、各電極モジュール１０には、ホット電極を構成する第１電極板１１とアース電極を構成する第２電極板１２が、左右に交互に並べられている。電源３からのパルス電圧によって、隣り合う電極板１１，１２どうし間にパルス電界が形成されるようになっている。
【００２７】
各電極モジュール１０の左右両端には、それぞれアース電極である第２電極板１２が配置されている。この左右両端の電極板１２によって、電極モジュール１０の左右の外側壁が構成されている。左端の電極板１２を他と区別するときは、符号１２に「Ｌ」を添えて表記し、右端の電極板１２を他と区別するときは、符号１２に「Ｒ」を添えて表記し、左右両端以外の第２電極板１２を他と区別するときは、符号１２に「Ｍ」を添えて表記する。
【００２８】
左右に隣り合う２つの電極モジュール１０，１０のうち左側のものを「第１電極モジュール」とし、右側のものを「第２電極モジュール」とすると、左側の電極モジュール１０における右端電極板１２Ｒが、「第１端電極部材」となり、右側の電極モジュール１０における左端電極板１２Ｌが、「第２端電極部材」となる。（勿論、右側の電極モジュール１０を「第１電極モジュール」とし、左側の電極モジュールを「第２電極モジュール」とすると、右側の電極モジュール１０における左端電極板１２Ｌが、「第１端電極部材」となり、左側の電極モジュール１０における右端電極板１２Ｒが、「第２端電極部材」となる。）
【００２９】
電極モジュール１０における両端以外の９枚の電極板１１，１２Ｍは、互いに等厚の平板状をなしている。これら電極板１１，１２Ｍの前後方向の長さは、例えば３０００ｍｍであり、左右方向の厚さは、例えば９ｍｍであり、上下方向の幅は、例えば６０ｍｍである。図２に示すように、各電極板１１，１２Ｍの前後の端面には、詰めブロック１４が、それぞれ宛てがわれ、金属ボルト５１にて固定されている。
【００３０】
電極モジュール１０の外側壁を兼ねた両端の電極板１２Ｌ，１２Ｒは、内側の電極板１１，１２Ｍより前後に長く延出し、左右両端の詰めブロック１４と内壁部材１６の左右端面に宛がわれるとともに、外壁部材１７に突き当てられ、ボルト締めされている。
【００３１】
図２〜図５に示すように、電極板１１，１２Ｍの両側面には、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等からなる固体誘電体の板１３が、それぞれ宛てがわれている。左端の電極板１２Ｌの平坦な右側面と、右端の電極板１２Ｒの平坦な左側面にも、同様の固体誘電体板１３が、それぞれ宛てがわれている。これら固体誘電体板１３の厚さは、例えば１ｍｍである。なお、板１３を宛がうのに代えて、固体誘電体の溶射等で被膜することにしてもよい。
【００３２】
図２、図４、図５に示すように、隣り合う電極板１１，１２どうしの間（正確にはそれらの固体誘電体板１３どうしの間）には、狭い一定厚の隙間すなわち電極間スリット１０ａが形成されている。電極間スリット１０ａは、処理ガスを通す通路となるとともに、上記電源３から電極板１１への給電により電界が印加されてグロー放電の起きる放電空間となり、これにより、処理ガスがプラズマ化されるプラズマ化空間となっている。１つの電極モジュール１０全体では、１０個の電極間スリット１０ａが形成されている。これら電極間スリット１０ａのピッチＰは、上記電極板１１，１２のピッチと等しい。
【００３３】
図２、図５、図６に示すように、各電極間スリット１０ａを挟んで対向する２枚の固体誘電体板１３の前側の端部どうし間、及び後側の端部どうし間には、スペーサ１８が介在されている。これによって、各固体誘電体板１３が電極板１１，１２に押し当てられるとともに、電極間スリット１０ａの左右方向の厚さが所定に維持されている。電極間スリット１０ａの厚さは、例えば１ｍｍである。
上述したように、各電極間スリット１０ａの上端部は、整流モジュール２０の導入孔２４ａに連なっている（図８）。
【００３４】
図４に示すように、電極モジュール１０の下端部には、底板１０Ｌが設けられている。底板１０Ｌは、セラミック等の絶縁材料からなり、電極板１１，１２Ｍの下面に宛がわれている。底板１０Ｌには、吹出しスリット１０ｂが複数形成されている。これら吹出しスリット１０ｂは、各々前後に延びるとともに、互いに左右に等ピッチＰで並設されている。
【００３５】
各吹出しスリット１０ｂの下側部には段差が形成され、そこより上側が幅広になっており、そこに、電極間スリット１０ａを挟んで対向する２枚の固体誘電体板１３，１３の下端部が挿入されている。これら２枚の固体誘電体板１３，１３の間の電極間スリット１０ａが、吹出しスリット１０ｂの段差より下側部に連なっている。吹出しスリット１０ｂの下端部は、底板１０Ｌの下面に開口し、処理ガスの吹出し口になっている。
【００３６】
図１に示すように、処理ヘッド１において、前側の段の全ての電極モジュール１０の電極板１１，１２によって、前段の電極アレイが構成されるとともに、前段の全ての電極モジュール１０のスリット１０ａによって、前段のスリットアレイ１００が構成されている。後側の段の全ての電極モジュール１０の電極板１１，１２によって、後段の電極アレイが構成されるとともに、後段の全ての電極モジュール１０のスリット１０ａによって、後段のスリットアレイ１００が構成されている。すなわち、処理ヘッド１には、スリットアレイ１００が、前後２段設けられている。これらスリットアレイ１００は、ワークＷの左右幅より長く延在されている。また、各電極モジュール１０は、スリットアレイ１００の一部を構成している。
【００３７】
図１、図５に示すように、前段の電極モジュール１０と後段の電極モジュール１０は、左右に半ピッチ（Ｐ／２）だけずれている。これによって、前段のスリットアレイ１００と後段のスリットアレイ１００は、左右に半ピッチ（Ｐ／２）だけずれている。
【００３８】
本発明の最も特徴的な部分について説明する。
図１に示すように、前後の各段において左右に隣り合う２つの電極モジュール１０における、互いの対向端の電極板１２Ｌ，１２Ｒどうしは、重なり合い、１つの合体電極板１２Ｘを構成している。合体電極板１２Ｘは、他の電極板１１，１２Ｍと等厚になっている。これによって、前後各々のスリットアレイ１００のスリットピッチが、２つの電極モジュールの連結部分においても他の部分と等しくなり、スリットアレイ１００全体にわたって等ピッチＰになっている。同様に、吹出しスリット１０ｂが、左右に隣接する２つの電極モジュール１０の連結部分でも等ピッチＰになっている。
【００３９】
合体電極板１２Ｘの構成を更に詳述する。
図４、図７（ａ）に示すように、各電極モジュール１０の左端の電極板１２Ｌの上側部と下側部は、他の電極板１１，１２Ｍより薄肉となり、上下一対の薄肉部１２ｇ，１２ｇを構成している。左端電極板１２Ｌの上下方向の中央部は、隣の電極モジュール１０に向けて突出する凸状をなし、上記薄肉部１２ｇより厚肉の厚肉部１２ｆを構成している。図２に示すように、これら薄肉部１２ｇ及び厚肉部１２ｆは、左端電極板１２Ｌの全長にわたって前後に延びている。厚肉部１２ｆの厚さは、例えば７ｍｍであり、薄肉部１２ｇの厚さは、例えば２ｍｍである。
【００４０】
一方、図４、図７（ａ）に示すように、各電極モジュール１０の右端の電極板１２Ｒの上下方向の中央部には、外側面に凹部が形成されている。これにより、右端電極板１２Ｒの上下方向の中央部は、薄肉部１２ｈを構成し、上側部と下側部は、薄肉部１２ｈより厚肉の厚肉部１２ｋを構成している。図２に示すように、これら薄肉部１２ｈ及び厚肉部１２ｋは、右端電極板１２Ｒの全長にわたって前後に延びている。右端電極板１２Ｒの薄肉部１２ｈの厚さは、例えば２ｍｍであり、厚肉部１２ｋの厚さは、例えば７ｍｍである。
【００４１】
左右に隣り合う２つの電極モジュール１０，１０のうち左側のものを「第１電極モジュール」とし、右側のものを「第２電極モジュール」とすると、左側の電極モジュール１０における右端電極板１２Ｒの厚肉部１２ｋと薄肉部１２ｈが、それぞれ「第１厚肉部」、「第１薄肉部」となり、右側の電極モジュール１０における左端電極板１２Ｌの薄肉部１２ｇと厚肉部１２ｆが、それぞれ「第２薄肉部」、「第２厚肉部」となる。（勿論、右側の電極モジュール１０を「第１電極モジュール」とし、左側の電極モジュールを「第２電極モジュール」とすると、右側の電極モジュール１０における左端電極板１２Ｌの厚肉部１２ｆと薄肉部１２ｇが、それぞれ「第１厚肉部」、「第１薄肉部」となり、左側の電極モジュール１０における右端電極板１２Ｒの薄肉部１２ｈと厚肉部１２ｋが、それぞれ「第２薄肉部」、「第２厚肉部」となる。）
【００４２】
図７（ｂ）、図８に示すように、プラズマ処理ヘッド１の前後の各段において左右に隣接する２つの電極モジュール１０，１０のうち、左側のモジュール１０の凹状をなす薄肉部１２ｈに、右側のモジュール１０の凸状をなす厚肉部１２ｆが嵌め込まれている。また、左側のモジュール１０の凸状をなす厚肉部１２ｋが、右側のモジュール１０の凹状をなす薄肉部１２ｇに嵌め込まれている。このようにして、左側のモジュール１０の右端電極板１２Ｒと右側のモジュール１０の左端電極板１２Ｌとが重ね合わされ、これら電極板１２Ｒ，１２Ｌによって、真平らな１つの合体電極板１２Ｘが構成されている。合体電極板１２Ｘは、アース電極を構成している。
【００４３】
合体電極板１２Ｘの厚さは、他の電極板１１，１２Ｍと同じ（９ｍｍ）である。これによって、図７（ｂ）に示すように、電極板ピッチが、左右に隣接する２つの電極モジュール１０の連結部分においてもそれ以外の部分と等しい大きさＰ（例えばＰ＝１２ｍｍ）になっている。すなわち、左側のモジュール１０の電極板１１，１２Ｍと、合体電極板１２Ｘと、右側のモジュール１０の電極板１１，１２Ｍが、互いに等ピッチをなしている。これによって、スリットアレイ１００の全体にわたって、スリット１０ａのピッチが、一定の大きさＰに揃えられている。
【００４４】
電極モジュール１０には、電極板１１，１２の冷却手段（温調手段）が設けられている。
詳述すると、図３および図４に示すように、各電極板１１，１２Ｍの内部には、温調路として上下に離れて３つ（複数）の冷媒路１０ｃ，１０ｄ，１０ｅが形成されている。各冷媒路１０ｃ〜１０ｅは、電極板１１，１２Ｍの全長にわたって前後に延びている。
【００４５】
図３に示すように、電極板１１，１２Ｍの前後両端面に宛てがわれた詰めブロック１４には、上下に離れて３つの通路１４ａ，１４ｂ，１４ｃが形成されている。図５に示すように、各通路１４ａ〜１４ｃは、前後に延びる路部分１４ｅと、これと左右に交差する路部分１４ｆとを有し、平面視Ｔ字状をなしている。上段の通路１４ａの路部分１４ｅが、対応電極板１１，１２Ｍの上段の冷媒路１０ｃに連なり、中段の通路１４ｂの路部分１４ｅが、中段の冷媒路１０ｄに連なり、下段の通路１４ｃの路部分１４ｅが、下段の冷媒路１０ｅに連なっている。
【００４６】
なお、図６に示すように、電極板１１，１２Ｍの各冷媒路１０ｃ〜１０ｅと詰めブロック１４の通路１４ｅとの連結部分には、円筒状のコネクタブッシュ６５が設けられている。コネクタブッシュ６５の外周面と前後両端面との角は、面取りされ、そこにＯリング６６が設けられている。このＯリング６６は、ボルト５１（図３）をねじ込むことによって圧潰されるようになっている。
【００４７】
図５に示すように、左右に並べられた詰めブロック１４における同一高さの通路１４ａ〜１４ｃの左右方向の路部分１４ｆどうしは、互いに左右一直線に連なっている。
【００４８】
図４および図５に示すように、各電極モジュール１０の左端電極板１２Ｌの厚肉部１２ｆには、冷媒路１２ｂが形成されている。冷媒路１２ｂは、左端電極板１２Ｌのほぼ全長にわたって前後に延びている。この冷媒路１２ｂの前後両端の近傍部分に、左端詰めブロック１４の中段通路１４ｂの左右路部分１４ｆが連なっている。
【００４９】
図５および図８に示すように、各電極モジュール１０において、冷媒路１２ｂの前後両端部は、それぞれ前後の内壁部材１６の左側部の通路１６ｂを介して冷媒溜め１６ｆに連なっている。
【００５０】
同様に、右端電極板１２Ｒの上側の厚肉部１２ｋには、冷媒路１２ａが形成され、下側の厚肉部１２ｋには、冷媒路１２ｃが形成されている。これら冷媒路１２ａ，１２ｃは、右端電極板１２Ｒのほぼ全長にわたって前後に延びている。上段の冷媒路１２ａの前後両端の近傍には、右端詰めブロック１４の上段通路１４ａの左右路部分１４ｆ（図３）が連なり、下段の冷媒路１２ｃの前後両端の近傍には、下段通路１４ｃの左右路部分１４ｆ（図３）が連なっている。各冷媒路１２ａ，１２ｃの前後両端部は、それぞれ前後の内壁部材１６の右側部の通路１６ａ，１６ｃを介して冷媒溜め１６ｆに連なっている。
【００５１】
図３に示すように、電極モジュール１０の前側の内壁部材１６の上面には、冷媒溜め１６ｆに連なる冷媒インレットポート６１が設けられている。冷媒供給源６から延びる冷媒供給管６ａが、冷媒インレットポート６１に連なっている。
一方、電極モジュール１０の後側の内壁部材１６の上面には、冷媒溜め１６ｆに連なる冷媒アウトレットポート６２が設けられている。このポート６２から冷媒排出管６ｂが延びている。
【００５２】
供給源６からの冷水等の冷媒は、管６ａを経て、インレットポート６１から前側内壁部材１６の冷媒溜め１６ｆに一旦溜められた後、３つの通路１６ａ〜１６ｃに分流される。右側の上段通路１６ａを経た冷媒は、右端電極板１２Ｒの上段冷媒路１２ａに入り、一部がそのまま後方へ流れるとともに、残りが、前側のブロック上段通路１４ａに流れ込み、そこから各電極板１１，１２Ｍの上段冷媒路１０ｃに分流し、後方へ流れる。また、左側の中段通路１６ｂを経た冷媒は、左端電極板１２Ｌの冷媒路１２ｂに入り、一部がそのまま後方へ流れるとともに、残りが、前側のブロック中段通路１４ｂに流れ込み、そこから各電極板１１，１２Ｍの中段冷媒路１０ｄに分流し、後方へ流れる。さらに、右側の下段通路１６ｃを経た冷媒は、右端電極板１２Ｒの下段冷媒路１２ｃに入り、一部がそのまま後方へ流れるとともに、残りが、前側のブロック下段通路１４ｃに流れ込み、そこから各電極板１１，１２Ｍの下段冷媒路１０ｅに分流し、後方へ流れる。これによって、電極板１１，１２を全体的に冷却（温度調節）できるようになっている。
【００５３】
各電極板１１，１２Ｍの冷媒路１０ｃ〜１０ｅの後端部に達した冷媒は、それぞれ後側のブロック通路１４ａ〜１４ｃを経て、電極板１２Ｌ，１２Ｒの冷媒路１２ａ〜１２ｃの後端部に合流する。そして、後側の内壁通路１６ａ〜１６ｃを経て、後側冷媒溜め１６ｆに溜められる。その後、アウトレットポート６２から管６ｂを経て排出されるようになっている。
【００５４】
上記構成の常圧プラズマ処理装置ＭによるワークＷの表面処理方法を説明する。
処理ガス供給源２からの処理ガスは、処理ヘッド１の整流モジュール２０で整流された後、各電極間スリット１０ａに均一に導入される。これと併行して、電源３からのパルス電圧が、電極モジュール１０の１つ置きの電極板１１に印加される。これによって、各電極間スリット１０ａにパルス電界が形成されてグロー放電が起き、処理ガスがプラズマ化（励起・活性化）される。同時に、移動機構４によってワークＷが処理ヘッド１の下方を前後方向すなわちスリット１０ａと平行方向に通される。このワークＷに各スリット１０ａからプラズマ化された処理ガスが吹き付けられる。これによって、成膜、エッチング、洗浄等の表面処理を行うことができる。
【００５５】
１つの整流路で均一化した処理ガスを複数のスリット１０ａに導くことができ、これらスリット１０ａ内における処理ガス流を互いに均等にすることができ、ひいては、これらスリット１０ａに対応する処理を互いに均等に行なうことができる。
前段と後段のスリットアレイ１００どうしが、半ピッチだけずれていることによって、図６の二点鎖線に示すように、前段のスリットアレイ１００からの処理ガスによる処理の谷間の部分に、同図の破線に示すように、後段のスリットアレイ１００からの処理ガスによる処理の山の部分を重ね、前側の山の部分に後側の谷に部分を重ねることができる。この結果、同図の実線に示すように、処理レートを左右方向に均すことができ、処理ムラを抑えることができる。
しかも、スリットアレイ１００が、左右の電極モジュール１０，１０どうしの連結部分でも所定ピッチＰになっているので、処理の均一性を一層向上することができる。
【００５６】
左右幅の大きなワークＷを処理する場合には、モジュールユニット１Ｘひいては電極モジュール１０を継ぎ足せばよい。これによって、電極板１１，１２及び電極間スリット１０ａの並設数を簡単に増やすことができ、ひいてはスリットアレイ１００を簡単に長くすることができる。左右幅の小さなワークＷの場合には、一部のモジュールユニット１Ｘひいては電極モジュール１０を抜き取る。これによって、電極板１１，１２及び電極間スリット１０ａの並設数を簡単に減らすことができ、ひいてはスリットアレイ１００を簡単に短くすることができる。これによって、ワークＷの大きさに柔軟に対応することができる。
【００５７】
左右に隣合う２つの電極モジュール１０，１０どうしにおいて、一方の凸状をなす厚肉部１２ｆ（１２ｋ）を他方の凹状をなす薄肉部１２ｈ（１２ｇ）に嵌め込むことにより、両者の対向端電極板１２Ｒ，１２Ｌどうしをしっかりと連結、合体化できる。分離の操作も容易である。
端電極板１２Ｌ，１２Ｒは、厚肉部１２ｆ，１２ｋを有しているので、この厚肉部１２ｆ，１２ｋに冷媒路１２ａ〜１２ｃを開穿することができ、冷媒路の確保が容易である。
【００５８】
各電極板１１，１２の寸法は、ワークＷの大きさに拘わらず短小にすることができる。したがって、寸法精度の確保が容易になるだけでなく、軽量化を図ることができ、自重、クーロン力、熱応力等による電極板１１，１２の撓み量を小さくできる。なお、左右両端以外の電極板１１，１２には、両側から逆方向のクーロン力が作用し、全体としてクーロン力が相殺されるため、湾曲を一層確実に防止することができる。
【００５９】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の実施形態と同様の構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を簡略化する。
図１１は、第２実施形態を示したものである。
図１１（ｂ）に示すように、この実施形態では、左右に隣り合う２つの電極モジュール１０で作る合体電極板１２Ｘが、上下に４つの部分電極板１２ｐ（すなわち複数の板状をなす部分電極部材）に分割されている。各部分電極板１２ｐは、他の電極板１１，１２Ｍと同じ左右方向の厚さを有するとともに、図１１の紙面と直交する前後方向に延びる角柱形状をなしている。図１１（ａ）に示すように、これら部分電極板１２ｐのうち上から１段目と３段目のものが、左側の電極モジュール１０の右端部に取り付けられ、左側の電極モジュール１０の右端電極板１２Ｒを構成し、２段目と４段目のものが、右側の電極モジュール１０の左端部に取り付けられ、右側の電極モジュール１０の左端電極板１２Ｌを構成している。詳細な図示は省略するが、各部分電極板１２ｐの長手方向の両端部は、対応電極モジュール１０の端壁１５（図２参照）にそれぞれ連結され、支持されている。
【００６０】
左側の電極モジュール１０に取り付けられた１段目と３段目の部分電極板１２ｐ，１２ｐと、右側の電極モジュール１０に取り付けられた２段目と４段目の部分電極板１２ｐ，１２ｐとが、互いに噛み合わされ、これにより、１つの合体電極板１２Ｘが構成されている。
【００６１】
第２実施形態によれば、端電極板１２Ｌ，１２Ｒに凹凸を形成する必要が無く、製造が極めて容易であり、平面精度の確保も容易である。これにより、固体誘電体板１３に確実に面接触させることができる。しかも、端電極板１２Ｌ，１２Ｒを構成する部分電極板１２ｐが、他の電極板１１，１２Ｍと同じ厚さであり、上記第１実施形態の厚肉部１２ｆ，１２ｋより厚くなっており、かつ、薄肉部１２ｇ，１２ｈが無い。したがって、剛性を十分に確保でき、撓みを抑えることができる。これによって、各端電極板１２Ｌ，１２Ｒと、それに宛がわれるべき固体誘電体板１３との間に隙間が形成されるのを確実に防止できる。この結果、安定したプラズマを得ることができる。更には、スリットアレイ１００を、左右の電極モジュール１０の連結部分においても確実に所定ピッチＰに維持することができ、表面処理の均一性をより向上できる。
また、端電極板１２Ｌ，１２Ｒを構成する部分電極板１２ｐの製造が容易で加工工数が少なく、しかも、すべての部分電極板１２ｐを互いに同一形状にすることができる。これによって、部材コストを安価にすることができる。
【００６２】
なお、各部分電極板１２ｐには、冷媒路１０ｆ（温調路）が形成されている。詳細な図示は省略するが、これら冷媒路１０ｆは、端壁１５の冷媒溜め１６ｆ（図５参照）にそれぞれ連なっている。また、端電極板１２Ｌ，１２Ｒ以外の電極板１１，１２Ｍの冷媒路１０ｃ，１０ｄ，１０ｅは、冷媒路１０ｆを介さずに冷媒溜め１６ｆに連なっている。
【００６３】
図１２は、第３実施形態を示したものである。この実施形態では、処理ヘッド１の全体が、平面視時計方向に角度θだけ傾けられている。これによって、電極モジュール１０の並設方向が、左右方向（ワークＷの移動方向と直交する方向）に対し角度θだけ傾けられ、電極板１１，１２及び電極間スリット１０ａの長さ方向が、前後方向（ワークＷの移動方向）に対し角度θだけ傾けられている。
【００６４】
傾き角度θは、次式が満たされるように設定されている。
θ＝ｔａｎ−１（ｎ×Ｐ／Ｌ）          …（式１）
ここで、Ｐは、電極板１１，１２及び電極間スリット１０ａのピッチ（例えばＰ＝１２ｍｍ）であり、Ｌは、電極間スリット１０ａの長さ（例えばＬ＝３００ｍｍ）であり、ｎは、１以上の整数である。図１２の実施形態では、ｎ＝１である。これによって、左右に隣り合う２つの電極スリット１０ａにおいて、左側の電極スリット１０ａの前端部と、右側の吹出しスリット１０ｂの後端部とが、ワークＷの前後移動方向に沿う同一の直線Ｌ１上に位置することになる。
なお、電極モジュール１０の具体構造は、図２〜図９に示す第１実施形態と同様である。勿論、端電極板１２Ｌ，１２Ｒを、第１実施形態のものに代えて図１１に示す第２実施形態と同様に構成してもよい。前側の段と後側の段は、半ピッチ（Ｐ／２）だけ左右にずれているが、必ずしもずれている必要はない。傾き角度θは、式１においてｎ≧２になるようにしてもよい。平面視時計方向ではなく、反時計方向に傾けることにしてもよい。
【００６５】
上記構成において、各電極間スリット１０ａでプラズマ化された処理ガスが、ワークＷに吹付けられる。同時に、移動機構４によってワークＷが前後に移動される。この時、ワークＷの各ポイントは、電極間スリット１０ａの真下と、電極板１１，１２の真下を斜めに横断する。これによって、プラズマガスの曝露量を平均化することができる。しかも、隣接する電極間スリット１０ａの前後逆側の端部どうしが同一の前後方向直線上に位置しているので、ワークＷをひと通り通すと、ワークＷ上のすべてのポイントにおいてプラズマガス曝露量を等量にすることができる。これによって、ワークＷの全体にわたって表面処理を確実に均一に行なうことができ、縞状のムラが出来るのを確実に防止することができる。特に、略常圧環境ではガスが拡散しにくくムラが出来やすいところ、これを効果的に防止することができる。
各電極板１１，１２は、第１実施形態と同様に、ワークＷの大きさに拘わらず短小にでき、湾曲を確実に防止できる。
【００６６】
本発明は、前記実施形態に限定されず、種々の形態を採用可能である。
例えば、第１、第２電極モジュールの各電極部材は、平板形状でなくてもよく、円柱形状等であってもよい。
第１電極モジュールの第１端電極部材と第２電極モジュールの第２端電極部材とが、それぞれ全体的に他の電極部材の約半分の厚さになっており、両者を合わせた合体電極部材が、他の電極部材と等厚になるようになっていてもよい。
移動機構４を省き、ワークＷが処理ヘッド１に対して位置固定された状態で処理を行うようになっていてもよい。
【００６７】
電極モジュール１０ひいてはスリットアレイ１００は、前後に２段に限られず、１段のみでもよく、３段以上設けることにしてもよい。３段以上の場合、隣り合う段どうしを、スリット１０ａの並設方向にずらしてもよい。このずれは、ピッチＰ÷（段の数）とするのが好ましいが、これに限定されるものではない。
処理ヘッド１をワークＷの移動方向に対し交差する方向に相対揺動させることにしてもよい。揺動振幅は、例えば電極板１１，１２及び電極間スリット１０ａのピッチＰの１／２であが、実際には、位置精度や加減速の関係で、揺動振幅をＰ／２より大きな範囲で最適化するのが望ましい。揺動周期は、移動機構４によるワークＷの移動速度に応じて最適化する。具体的には、ワークＷが、スリット１０ａの長さ分の距離だけ移動する時間に、処理ヘッド１が、ちょうど自然数回（望ましくは複数回）揺動するような周期に設定する。前段と後段のモジュールユニット１Ｘの揺動位相を互いにずらしてもよい。
第３実施形態において、傾斜角度θは、必ずしも式１を満たしていなくてもよい。処理条件などに応じて、０度より大きく９０度より小さい範囲で適宜設定できる。
【００６８】
本発明は、成膜（ＣＶＤ）、洗浄、エッチング、表面改質、アッシング等の種々の表面処理に遍く適用できる。
処理の圧力条件は、略常圧に限らず、減圧環境でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、常圧プラズマ処理装置の概略構成の平面図である。
【図２】上記装置の各電極モジュールの平面図である。
【図３】図４のIII−III線に沿う、上記装置のモジュールユニットの側面断面図である。
【図４】図３のIV−IV線に沿う、モジュールユニットの正面断面図である。
【図５】図４のV−V線に沿う、前後の段の電極モジュールの平面断面図である。
【図６】上記電極モジュールの電極板と詰めブロックの接合部の詳細を示す平面断面図である。
【図７】（ａ）は、左右に隣り合う電極モジュールを分離して示す正面断面図であり、（ｂ）は、両電極モジュールを連結状態で示す正面断面図である。
【図８】図５のVIII−VIII線に沿う、モジュールユニットの正面断面図である。
【図９】図４のIX−IX線に沿う、モジュールユニットの整流モジュールの平面断面図である。
【図１０】前段の電極モジュールと後段の電極モジュールによる処理能力を、ワーク上の位置と処理レートで示したグラフである。
【図１１】本発明の第２実施形態を示し、（ａ）は、左右に隣り合う電極モジュールを分離して示す正面断面図であり、（ｂ）は、両電極モジュールを連結状態で示す正面断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態を示し、常圧プラズマ処理装置の概略構成の平面断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
Ｍ  常圧プラズマ処理装置（表面処理装置）
Ｗ    ワーク（被処理物）
１    プラズマ処理ヘッド（処理部）
１０  第１又は第２電極モジュール
１０ａ  電極間スリット（プラズマ化空間となる隙間）
１１，１２  電極板（板状の電極部材）
１２Ｌ，１２Ｒ  端電極板（第１端又は第２端電極部材）
１２Ｘ  合体電極板（合体電極部材）
１２ｆ，１２ｋ  第１又は第２厚肉部
１２ｇ，１２ｈ  第１又は第２薄肉部
１２ｐ  部分電極板（部分電極部材）
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１０ｆ  冷媒路（温調路）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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