(57)【要約】【課題】  外気の流入を防止し、処理ガスの流出を防止して処理ガス使用量を低減する。【解決手段】  被処理基材６の上側に、プラズマ処理部１の上部１aを支える土台９を配置する。土台９における上部１aを挟んだ両端には、ガス溜め空間１１を有するガスカーテン部材１２を設置する。ガス溜め空間１１から、ガスカーテン供給用スリット１３を介して、ガスカーテン部材１２の被処理基材６側で且つ反プラズマ処理部１側の角部から斜め下方にガス(ガスカーテン)１４を射出する。こうして、ガスカーテン１４の流れと本装置とで形成される空間内に処理ガス７を閉じ込めて、処理ガス７の使用量を低減する。さらに、ガスカーテン１４によって、外気２１の流入を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体誘電体で被覆されると共に、所定の間隔を有して配置された一対の電極間に電界が印加されて、上記電極間に発生するプラズマによって、大気圧下で被処理基材を処理するプラズマ処理部と、
上記プラズマ処理部における上記電極間に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
上記プラズマ処理部および処理ガス供給手段を収納すると共に、上記被処理基材の入口および上記被処理基材の出口を有する筐体と、
上記筺体内であって、上記被処理基材の入口および出口の近傍における上記被処理基材よりも上部および下部のうち少なくとも上記上部に設けられて、上記被処理基材側に且つ上記入口側および出口側に向かって斜めに、上記被処理基材の幅方向に亘ってカーテン状にガスを噴き出すガスカーテン部材と
を備えたことを特徴とする大気圧プラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の大気圧プラズマ処理装置において、
上記ガスカーテン部材からの上記ガスの噴き出し角度は、上記被処理基材の表面に対して２０°以上且つ６０°以下であり、
上記ガスの流量は、上記ガスを噴き出さない場合における上記被処理基材の入口および出口からの外気流入量以上である
ことを特徴とする大気圧プラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の大気圧プラズマ処理装置において、
上記被処理基材を、上記筺体における上記被処理基材の入口から上記被処理基材の出口に向かって搬送する被処理基材搬送手段と、
上記被処理基材搬送手段における上記被処理基材との接触部分近傍を除く箇所を、上記被処理基材の搬送経路から隔離する隔離手段と
を備えたことを特徴とする大気圧プラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の大気圧プラズマ処理装置において、
上記処理ガス供給手段から供給される処理ガスにおけるプラズマ近傍での流速は、上記被処理基材の搬送速度の０.７倍以上であることを特徴とする大気圧プラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載の大気圧プラズマ処理装置において、
上記処理ガス供給手段は、上記対を成す電極夫々の近傍における上記各電極よりも上記被処理基材の入口側および出口側の合計４箇所から、上記処理ガスを供給できるように配置されていることを特徴とする大気圧プラズマ処理装置。
【請求項６】
請求項１に記載の大気圧プラズマ処理装置において、
上記処理ガスは、ヘリウムを含んだガスであることを特徴とする大気圧プラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、開放系の大気圧プラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大気圧下で安定なプラズマ(所謂大気圧プラズマ)を用いて、基板に表面処理をおこなう方法が提案されている(例えば、特開平１‐３０６５６９号広報(特許文献１)、特開平２‐１５１７１号広報(特許文献２)等)。これらの表面処理方法は、減圧プラズマに比べて、真空装置等を必要としない、生産ライン等の搬送系に組み込んでの処理が可能である等の利便性の高さから、応用範囲はプラスチックや有機フィルム等への表面処理にまで広がっている。
【０００３】
上記大気圧プラズマの利点を利用するために処理装置を開放系にした場合には、処理ガスが処理装置の外部へ流出したり、外気が処理装置内に流入したりする。さらに、それに伴って処理ガスの使用量が増大してしまうという問題が発生する。そのため、例えば、特開２００３‐１４２２９８号広報(特許文献３)に開示されたグロー放電プラズマ処理装置では、処理用チャンバーとそれを収納する収納用チャンバーとを設け、収納用チャンバー内の圧力を処理用チャンバーより低圧にすることで、処理ガスの処理装置外部への流出と処理用チャンバーへの外気の混入とを防止する方法が提案されている。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献３に開示された従来のグロー放電プラズマ処理装置においては、上記処理用チャンバー内で利用する処理ガスが上記収納用チャンバーに流れ出てしまうため、処理ガスの使用量は増加するという問題がある。さらに、上記収納用チャンバー内では吸収できないような大きな気流が処理装置の開口部から流入した場合には、上記処理用チャンバー内への外気流入を防止することはできないという問題がある。
【０００５】
ＬＳＩ(大規模集積回路)や液晶ディスプレイの製造工程においては、室内のクリーン度を高めるために、ダウンフローと呼ばれる天井から下向きに流れる気流が存在する。そのため、上記特許文献３に開示されたグロー放電プラズマ処理装置を上記製造工程において使用した場合には、上記ダウンフローの影響を受けてしまう可能性があり、特にガラス基板の大型化が著しく進んでいる液晶ディスプレイの製造工程では、室内の下向きの気流が上記ガラス基板上面に当って搬送方向へ流れを変え、処理装置の開口部から処理装置の内部へ大量に流れ込んでしまうことになる。
【０００６】
また、被処理基材の搬送機構が上記処理装置内部に組み込まれている場合には、上記搬送機構の動作、例えば搬送用コロの回転等によって、周辺のガスが巻き込まれて処理部へ流入することになる。したがって、特に拡散し易いヘリウムを処理ガスとして使用した場合には、上記処理部での処理ガス濃度が容易に変化して、基材の処理に悪影響を及ぼしてしまう可能性があるという問題がある。
【特許文献１】特開平１‐３０６５６９号広報
【特許文献２】特開平２‐１５１７１号広報
【特許文献３】特開２００３‐１４２２９８号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、この発明の課題は、外気の流入を防止し、処理ガスや処理過程で生成されるガスの流出を防止して処理ガスの使用量を低減できる開放系の大気圧プラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明の大気圧プラズマ処理装置は、
固体誘電体で被覆されると共に、所定の間隔を有して配置された一対の電極間に電界が印加されて、上記電極間に発生するプラズマによって、大気圧下で被処理基材を処理するプラズマ処理部と、
上記プラズマ処理部における上記電極間に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
上記プラズマ処理部および処理ガス供給手段を収納すると共に、上記被処理基材の入口および上記被処理基材の出口を有する筐体と、
上記筺体内であって、上記被処理基材の入口および出口の近傍における上記被処理基材よりも上部および下部のうち少なくとも上記上部に設けられて、上記被処理基材側に且つ上記入口側および出口側に向かって斜めに、上記被処理基材の幅方向に亘ってカーテン状にガスを噴き出すガスカーテン部材と
を備えたことを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、上記筺体内における上記被処理基材の出入口の近傍における少なくとも上記被処理基材よりも上部から、上記被処理基材側に向かい且つ上記出入口側に向かって斜めに、上記被処理基材の幅方向に亘ってカーテン状に噴き出されるガスによって、上記筺体からの上記処理ガスの流出および上記筺体内への外気の流入を防止することができる。したがって、上記被処理基材の搬送時であっても、上記処理ガスの使用量を低減することができる。さらに、上記外気の流入による放電の不安定化を無くし、安定したプラズマを得ることができる。
【００１０】
また、１実施の形態の大気圧プラズマ処理装置では、
上記ガスカーテン部材からの上記ガスの噴き出し角度は、上記被処理基材の表面に対して２０°以上且つ６０°以下であり、
上記ガスの流量は、上記ガスを噴き出さない場合における上記被処理基材の入口および出口からの外気流入量以上である。
【００１１】
この実施の形態によれば、上記ガスの上記被処理基材の表面に対する噴き出し角度は２０°以上である。したがって、上記被処理基材の出入口からの上記外気の流入量および上記処理ガスの漏れ量を少なくすることができる。さらに、上記噴き出し角度は６０°以下である。したがって、噴き出した上記ガスが上記プラズマ処理部側に流入する量を少なくすることができる。さらに、上記ガスの流量は上記被処理基材の出入口からの外気流入量以上であるので、上記外気の流入をより確実に防止できる。
【００１２】
また、１実施の形態の大気圧プラズマ処理装置では、
上記被処理基材を、上記筺体における上記被処理基材の入口から上記被処理基材の出口に向かって搬送する被処理基材搬送手段と、
上記被処理基材搬送手段における上記被処理基材との接触部分近傍を除く箇所を、上記被処理基材の搬送経路から隔離する隔離手段と
を備えている。
【００１３】
この実施の形態によれば、上記被処理基材搬送手段による搬送動作によって生じた気流が上記被処理基材の搬送経路内へ流入することが、上記隔離手段によって防止される。したがって、上記搬送経路における上記両電極間に形成されるプラズマ発生領域での上記処理ガスの濃度が変化して、プラズマ生成に悪影響を及ぼすことを防止できる。
【００１４】
また、１実施の形態の大気圧プラズマ処理装置では、
上記処理ガス供給手段から供給される処理ガスにおけるプラズマ近傍での流速は、上記被処理基材の搬送速度の０.７倍以上である。
【００１５】
この実施の形態によれば、上記筺体における上記被処理基材の出入口から進入してくる外気によって、上記プラズマ発生領域における上記処理ガスの濃度が一時的に低下し、放電が不安定になるのを防止することができる。
【００１６】
また、１実施の形態の大気圧プラズマ処理装置では、
上記処理ガス供給手段は、上記対を成す電極夫々の近傍における上記各電極よりも上記被処理基材の入口側および出口側の合計４箇所から、上記処理ガスを供給できるように配置されている。
【００１７】
この実施の形態によれば、上記プラズマ発生領域における気流の乱れが上記被処理基材の搬送方向に関して上記各電極よりも上流側,下流側の何れで発生しても上記処理ガスを上記プラズマ発生領域に供給することができ、プラズマが安定になる。
【００１８】
また、１実施の形態の大気圧プラズマ処理装置では、
上記処理ガスは、ヘリウムを含んだガスである。
【００１９】
この実施の形態によれば、拡散し易いヘリウムを含んだガスを上記処理ガスとして使用した場合であっても、上記プラズマ発生領域における上記処理ガスの濃度が外気の進入によって変化し、プラズマの生成に悪影響を及ぼすことを防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上より明らかなように、この発明の大気圧プラズマ処理装置は、筺体内における被処理基材の出入口の近傍の少なくとも上記被処理基材よりも上部に、上記被処理基材側に向かい且つ上記出入口側に向かって斜めに、上記被処理基材の幅方向に亘ってカーテン状にガスを噴き出すガスカーテン部材を設けたので、上記噴き出されるガスによって、上記被処理基材の搬送時であっても、上記筺体からの上記処理ガスの流出および上記筺体内への外気の流入を防止することができる。したがって、上記処理ガスの使用量を低減することができる。さらに、上記外気の流入によって、両電極間に形成されるプラズマ発生領域での上記処理ガスの濃度が変化して、プラズマ生成に悪影響を及ぼすことを防止できる。
【００２１】
このように、この発明の大気圧プラズマ処理装置によれば、例えばダウンフロー等の気流が存在する空間においても、大気圧下でプラズマ処理を行うことが可能である。したがって、クリーンルーム内においても容易にインライン化することができ、液晶ディスプレイ等の製造工程全体の速度向上を図ることができる。
【００２２】
また、この発明の大気圧プラズマ処理装置は、上記被処理基材を搬送する被処理基材搬送手段における上記被処理基材との接触部分近傍を除く箇所を、搬送経路から隔離する隔離手段を設ければ、上記被処理基材搬送手段による搬送動作によって生じた気流が上記被処理基材の搬送経路内へ流入することを防止できる。したがって、上記プラズマ生成への悪影響をより効果的に防止することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態の大気圧プラズマ処理装置における断面模式図である。また、図２〜図４は、図１に示す大気圧プラズマ処理装置の要部構造を示す模式図である。尚、この発明の趣旨を逸脱しない限り、この発明は、図１〜図４に示す構造によって何ら限定されるものではない。
【００２４】
図１において、１はプラズマ処理部であり、被処理基材６を挟んで互いに対向した上部１aと下部１bと２つの部分で構成されている。そして、上部１aと下部１bとは構造が被処理基材６に対して対象になっている点以外は同じ構成を有しており、各部１a,１bは、固体誘電体で被覆された電極２および処理ガス溜め空間３と、上記固体誘電体に設けられて処理ガス溜め空間３および被処理基材６側の外部を連通する処理ガス供給用スリット４とを含んで構成されている。上記構成において、上部１aに設けられた電極２と下部１bに設けられた電極２との間に放電により発生するプラズマ５によって、被処理基材６を処理するのである。
【００２５】
すなわち、本実施の形態においては、上記上部１aおよび下部１bと、処理ガス溜め空間３と、処理ガス供給用スリット４とによって、上記処理ガス供給手段を構成しているのである。
【００２６】
尚、上記処理ガス溜め空間３は、被処理基材６の幅方向(矢印(Ａ)で示す被処理基材６の進行方向に対して垂直方向)に均一にガスを供給するために設けられており、同様な効果があれば他の手段を用いても構わない。また、上記放電は、処理ガス溜め空間３内の処理ガス７を処理ガス供給用スリット４を介して電極２,２の間に導入し、電源８から電極２,２間に交流電圧を印加することによって生ずるグロー放電である。９,１０はプラズマ処理部１の上部１a,下部１bの固体誘電体を支える土台であり、土台９には上部１aが設置される一方、土台１０には下部１bが設置されている。そして、電極２,２間の間隔は、土台９または土台１０の少なくとも一方の位置を変更して上部１aと下部１bとの間隔Ｈ1(図４参照)を調整することによって、調節可能になっている。
【００２７】
上記土台９におけるプラズマ処理部１の上部１aを挟んだ両端には、ガス溜め空間１１を備えたガスカーテン部材１２を設置しており、各ガスカーテン部材１２には、ガス溜め空間１１から斜め下方に延在して、ガス溜め空間１１をガスカーテン部材１２の被処理基材６側で且つ反プラズマ処理部１側の角部から外部に導くガスカーテン供給用スリット１３を設けている。こうして、ガス溜め空間１１からガスカーテン供給用スリット１３を介して、装置外側にガス１４を射出できるようになっている。
【００２８】
尚、上記ガス１４は、パーティクルや水分のない清浄なガスである。また、ガス溜空間１１は、ガス１４がガスカーテン供給用スリット１３から被処理基材６の幅方向に均一に流れるようにするために設けられており、同様な効果があれば他の手段を用いても構わない。例えば、鋼管に一定の間隔で噴出し口を設けたノズルを、ガスカーテン供給用スリット１３の上流側に設置する等の方法がある。以下、上述のように、ガスカーテン供給用スリット１３を介してカーテン状に射出されたガス１４を、「ガスカーテン」と称する場合もある。
【００２９】
上記土台１０には、基材搬送用コロ１５に設けられたシャフト１６を通せるように空間が設けられている。そして、土台１０における被処理基材６側の面における基材搬送用コロ１５が被処理基材６と接する箇所の近傍以外は、板材１７によって塞がれて、シャフト１６を通す空間と基材搬送空間とは遮断されている。
【００３０】
上記構成を有する土台９と土台１０とは筺体１８により覆われており、筺体１８には処理後のガスを排気するための排気ポート１９が複数設置され、基材搬送位置には出入口としての開口部２０,２０が設けられている。尚、排気ポート１９は、被処理基材６の幅が１ｍを超える場合には、幅方向に２０cm〜８０cmの間隔で複数設置することが望ましい。
【００３１】
本大気圧プラズマ処理装置(以下、単に本装置と言う場合もある)における開口部２０,２０の近傍に設置されたガスカーテン部材１２,１２は、ガスカーテン部材１２から噴き出されるガスカーテン１４の流れと本装置とで形成される空間内に処理ガス７を閉じ込める効果と、搬送される被処理基材６に沿って導かれる外気やクリーンルーム内のダウンフローが被処理基材６に当って開口部２０に向かう外気(以下、総称して外気２１と言う)等の流入を防止する効果との二つの効果がある。
【００３２】
上記ガスカーテン部材１２からは、上述したように、被処理基材６の表面に対して一定の角度でガス１４が噴き出される。この角度は、本装置の形状にもよるが２０°以上且つ６０°以下であることが好ましく、６０°より大きくなると噴き出したガス１４のプラズマ処理部１側への流入量が多くなり、２０°より小さくなると外気２１の流入量や筺体１８内からの処理ガス７の漏れ量が多くなる。尚、本実施の形態においては、図１に示すように、ガスカーテン部材１２は、被処理基材６の搬送経路よりも上部に設置されている。しかしながら、外気２１の混入が被処理基材６の下方からも生ずる場合には、上記搬送経路の上下両側に設置しても良い。
【００３３】
尚、上記被処理基材６の搬送についてはコロ搬送による搬送方法を示したが、通常のコロ搬送の場合には、搬送用コロのシャフトの回転による気流２２の発生および上記シャフトの撓みの発生によって、以下のような問題が生ずる。
【００３４】
すなわち、上記シャフトの回転により発生する気流２２は、筺体１８内部においては被処理基材６の搬送方向への気流となる。そのため、上記放電部へ外気２１が流れ込む流路が形成されることになり、上記プラズマの発生領域における処理ガス７の濃度が変化してしまい、プラズマ生成に悪影響を及ぼすことになる。
【００３５】
また、上記シャフトの撓みについては、撓みによる中心軸の変位量分だけ上記搬送経路の高さ(つまり、土台９と土台１０との間隔)および電極２,２間の間隔が広がることになる。その理由は、上記シャフトの撓みによって被処理基材６が撓んで搬送されることになり、その場合に被処理基材６が放電部に接触するのを回避するために、電極２,２間の間隔が広げられるためである。したがって、その場合には、上記搬送経路における被処理基材６上面に沿ったガス流に対するコンダクタンスが大きくなって外気２１が流入し易くなる。そのため、上記回転により発生する気流２２の場合と同様に、放電に悪影響を及ぼすことになる。
【００３６】
そのため、本実施の形態においては、上記土台１０における基材搬送用コロ１５のシャフト１６の上部には板材１７を設置して、この板材１７によって、シャフト１６の回転により発生した気流２２の上記搬送経路への流入を防止するようにしている。具体的には、図２に示すように、基材搬送用コロ１５が被処理基材６と接する箇所の近傍を除く被処理基材６の幅方向に延在するシャフト１６の全体を、板材１７によって覆うのである。尚、板材1７は、プラズマや紫外線等に対して耐久性の強い材質であることが望ましい。
【００３７】
すなわち、本実施の形態においては、上記土台１０と板材１７とによって、上記隔離手段を構成しているのである。
【００３８】
また、上記シャフト１６の撓みについては、シャフト１６の延在方向における適当な位置(例えば、中央部)に、図３に示すように、土台１０に固定された支持台２４で両端が支持された２本のシャフト支持用コロ２３,２３によってシャフト１６を下側から支えて、シャフト１６が撓まないようにしている。この場合、土台１０は、シャフト１６とシャフト支持用コロ２３と支持台２４を支えても撓まない程度の強度が必要である。こうして、コロ搬送による大型の被処理基材６の搬送に対しても、撓みのない高精度な搬送機構を実現することができるのである。尚、上記搬送経路内部における気流を乱さず、然も上記搬送経路の高さを大きくするものであれば、上記コロ搬送以外の搬送方法であっても一向に構わない。例えば、耐プラズマ性に優れた材質をベルトに用いたコンベアによる搬送等がある。
【００３９】
上記プラズマ５の発生領域への処理ガス７の導入は、プラズマ５の近傍(すなわち、処理ガス供給用スリット４の出口)での流速が被処理基材６の搬送速度の０.７倍以上、より好ましくは０.８倍以上になるように行うことが好ましい。これは、供給する処理ガス７の流速が上記搬送速度の０.７倍よりも遅い場合には、被処理基材６の搬送に伴って進入してくる外気１２によってプラズマ発生領域での処理ガス７の濃度が一時的に低下し、放電が不安定になるためである。
【００４０】
図４は、上記プラズマ処理部１の上部１aと下部１bとにおける電極２,２部分の拡大断面図である。処理ガス７は、上部１aの電極２の近傍および下部１bの電極２の近傍に設けられた２つの処理ガス供給用スリットから供給すればよいが、より好ましくは、図４に示すように、上部１aの電極２である上部電極２aの近傍における被処理基材６の搬送方向に関して上部電極２aよりも上流側,下流側の両側、および、下部１bの電極２である下部電極２bの近傍における下部電極２bの上記両側に設けられた、合計４本の処理ガス供給用スリット４から供給することが好ましい。こうすることによって、プラズマ発生領域での気流の乱れが被処理基材６の搬送方向に関して電極aよりも上流側,下流側の何れで発生しても処理ガス７をプラズマ発生領域に供給することができ、プラズマが安定状態になるのである。
【００４１】
また、図４において、上記上部１aと下部１bとの間隔を「Ｈ1」とし、上部１aと被処理基材６上面との間隔を「Ｈ2」とし、上記下部１bと被処理基材６下面との間隔を「Ｈ3」とし、処理ガス供給用スリット４の幅(間隔)を「Ｇ」とする。上部１aと下部１bとの間隔Ｈ1および上部１aと被処理基材６上面との間隔Ｈ2は、搬送時における被処理基材６の撓み量によって設定されるのであるが、上記搬送経路における被処理基材６の上下面に沿ったガス流に対するコンダクタンスを小さくするためには、間隔Ｈ1,Ｈ2を可能な限り狭めることが好ましい。
【００４２】
また、上記処理ガス供給用スリット４の幅Ｇは、処理ガス供給速度を速めるために可能な限り狭めることが好ましい。しかしながら、加工精度や調整方法によって幅Ｇに斑が生ずるとガス流速が不均一になるため、０.１mm以上あるいは電極２の被処理基材６の進行方向への長さの０.１％以上あるいは処理ガス供給スリット４の長さの０.０１％以上に設定することが好ましい。
【００４３】
また、上記上部電極２aおよび下部電極２bを被覆する固体誘電体２５の材質は、アルミナ等のセラミックであることが好ましい。そうすることによって、長時間の放電による電極２の劣化や異常放電への移行を抑制することができるのである。
【００４４】
（実施例）
図１に示す大気圧プラズマ処理装置によって、以下の条件でプラズマ生成への影響を確認した。
電極２：１５２０mm×２３mm
固体誘電体２５：アルミナ(Ａl2Ｏ3)９９.５％
電源８：Ｓin波、２０kＨz
印加電圧：±５kＶ
処理ガス７：ヘリウム＋クリーンドライエア２％
処理ガス供給スリット長：１５２０mm
処理ガス供給スリット幅Ｇ：１.２５mm〜２.０mm
処理ガス供給量：３０Ｌ/分〜５０Ｌ/分
上部１aと下部１bとの間隔Ｈ1：５.５mm
上部１aと被処理基材６との間隔Ｈ2：２.３mm
下部１bと被処理基材６との間隔Ｈ3：２.５mm
ガスカーテン１４：クリーンドライエア
ガスカーテン１４の流量：２６０Ｌ/分
ガスカーテン噴き出し角：４５°
ガスカーテン供給スリット１３：１５２０mm×０.５mm
被処理基材６：液晶パネル用ガラス基板
被処理基材６のサイズ：１５００mm×１８００mm×０.７mm
被処理基材６の搬送速度：４.５ｍ/分
【００４５】
尚、クリーンルーム内におけるダウンフローが液晶パネル用のガラス基板に当たって本装置の内部に流入する外気２１の量は、搬送されるガラス基板の先頭が本装置の開口部２０の位置にある場合に最大となる。そして、この流入する外気２１は、本装置の内部へ向かう０.５６ｍ/秒〜０.７０ｍ/秒の気流となる。この外気２１の流入量は、本装置の開口部２０の形状から換算すると、１００Ｌ/分〜１２８Ｌ/分となる。したがって、ガスカーテン１４の噴き出し流量は、外気２１の上記流入量以上であることが望ましい。一方、出口側の開口部２０では、最大で０.４６ｍ/秒〜０.６１ｍ/秒の本装置の内部へ向かう気流が存在している。
【００４６】
上述したような気流が存在する状態で、本装置に処理ガス７を５０Ｌ/分の供給量で供給して電極２に電圧を印加しガラス基板の搬送を行う。その場合において、上記ガスカーテン１４を使用しない場合には、放電部の一部で放電しない状態が生じた。これに対し、上述と同じ条件でガスカーテン１４を使用した場合には、ガラス基板搬送時であってもプラズマの状態を安定に維持することができた。
【００４７】
図５は、上記ガスカーテン１４を使用した場合において、上記ガラス基板の搬送速度と処理ガス７の供給流速とに対するプラズマの放電状態を示している。ここで、処理ガス７の供給流速は、処理ガス７の供給量を３０Ｌ/分,３４Ｌ/分および４０Ｌ/分に変化させ、ガス供給スリット４の幅Ｇを１.２５mm,１.５mm,１.７５mmおよび２.０mmに変化させることによって変化させた。図５より、プラズマの放電安定性は、ガラス基板の搬送速度と処理ガス７の供給流速とに一定の関係を有することが分かる。
【００４８】
すなわち、上記処理ガス７の供給流速を一定にしてガラス基板の搬送速度を上昇させると、プラズマの放電安定性は悪くなる。また、上記ガラス基板の搬送速度を一定にして処理ガス７の供給流速を上昇させると、プラズマの放電安定性は良くなる。また、プラズマ放電における安定と不安定との境界位置の上記処理ガス７の供給流速は、上記ガラス基板の搬送速度が上昇するに連れて上昇する。そして、処理ガス７の供給流速を７５mm/秒以上にすると、５０mm/秒〜１００mm/秒のガラス基板の搬送速度において、安定した放電が得られるのである。
【００４９】
上記実施例から分かるように、本実施の形態における大気圧プラズマ処理装置を用いれば、処理ガス７として非常に拡散し易いヘリウムガスを使用した場合であっても処理ガス７の流出を防止することができ、ガス使用量の削減、すなわちコストの削減を図ることできる。したがって、本装置のインライン化も容易である。
【００５０】
以上のごとく、本実施の形態においては、被処理基材６の上側に配置されてプラズマ処理部１の上部１aを支える土台９における上部１aを挟んだ両端には、ガス溜め空間１１を備えたガスカーテン部材１２を設置している。そして、ガス溜め空間１１からガスカーテン供給用スリット１３を介して、ガスカーテン部材１２の被処理基材６側で且つ反プラズマ処理部１側の角部から斜め下方にガスカーテン１４を射出するようにしている。したがって、ガスカーテン１４の流れと本装置とで形成される空間内に処理ガス７を閉じ込めることができ、処理ガス７が拡散し易いヘリウムであっても、その使用量を低減することができる。さらに、上記ガスカーテン１４によって、外気２１の流入を効果的に防止することができる。
【００５１】
すなわち、本実施の形態によれば、上記被処理基材６の搬送時であっても、放電部の一部で放電しない状態が生ずることを無くし、プラズマの状態を安定に保つことができるのである。尚、ここで言う「ヘリウムガス」とは、ヘリウムを含んだガスをも含む概念である。
【００５２】
また、その際における上記ガスカーテン供給用スリット１３からのガスカーテン１４の射出角度を、２０°以上且つ６０°以下にしている。したがって、外気２１の流入および処理ガス７の漏れを防止し、且つ、噴き出したガス１４のプラズマ処理部１側への流入を抑制することができる。
【００５３】
さらに、上記土台１０における基材搬送用コロ１５のシャフト１６の上部には板材１７を設置して、基材搬送用コロ１５が被処理基材６と接する箇所の近傍を除く箇所を覆うようにしている。したがって、板材１７によって、シャフト１６の回転により発生した気流２２の搬送経路への流入を防止し、延いては、上記搬送経路に外気２１が流入して放電に悪影響を及ぼすことを防止できる。
【００５４】
さらに、上記土台１０に固定された支持台２４およびシャフト支持用コロ２３,２３によってシャフト１６を支えて、シャフト１６が撓まないようにしている。したがって、シャフト１６の撓みに起因する上記搬送経路への外気２１の流入を防止し、放電に悪影響を及ぼすことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】この発明の大気圧プラズマ処理装置における断面模式図である。
【図２】図１における板材の配置を示す図である。
【図３】図１におけるシャフトを支えるシャフト支持用コロを示す図である。
【図４】図１におけるプラズマ処理部における電極部分の拡大断面図である。
【図５】ガスカーテンを使用した場合のガラス基板の搬送速度と処理ガスの供給流速と放電状態との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…プラズマ処理部、
１a…上部、
１b…下部、
２…電極、
２a…上部電極、
２b…下部電極、
３…処理ガス溜め空間、
４…処理ガス供給用スリット、
５…プラズマ、
６…被処理基材、
７…処理ガス、
８…電源、
９,１０…土台、
１１…ガス溜め空間、
１２…ガスカーテン部材、
１３…ガスカーテン供給用スリット、
１４…ガスカーテン、
１５…基材搬送用コロ、
１６…シャフト、
１７…板材、
１８…筺体、
１９…排気ポート、
２０…開口部、
２１…外気、
２２…シャフト回転による気流、
２３…シャフト支持用コロ、
２４…支持台、
２５…固体誘電体。
【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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