(57)【要約】【課題】  処理ガスなどが装置の外部へ漏洩することを防止できると共に、装置の小型化、簡略化を図ることが可能なプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】  プラズマ処理装置１を構成するチャンバ３には、出入口１５ａから出入口１５ｂまで続く流路１１が形成されている。チャンバ３において流路１１に面するように供給口１７が形成されている。供給口１７と出入口１５ａとの間において、チャンバ３には流路１１に面する排気口２３ａが形成されている。供給口１７出入口１５ｂとの間において、チャンバ３には流路１１に面する排気口２３ｂが形成されている。排気口２３ａと出入口１５ａとの間の流路のコンダクタンスは、排気口２３ａと供給口１７との間の流路のコンダクタンスより大きい。排気口２３ｂと出入口１５ｂとの間の流路のコンダクタンスは、排気口２３ｂと供給口１７との間の流路１１のコンダクタンスより大きい。【選択図】        図１
2006040668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部に開放された一方端から、外部に開放された他方端まで続く流路が形成されたチャンバと、
前記一方端と前記他方端との間において前記流路にプロセスガスを供給するため、前記流路に面するように前記チャンバにおいて形成されたガス供給口に接続されるガス供給部材と、
前記ガス供給口と前記一方端との間において、前記チャンバに形成された前記流路に面する一方ガス排出口を介して、前記流路から前記プロセスガスを含むガスを排気するため、前記一方ガス排出口に接続される一方ガス排出部材と、
前記ガス供給口と前記他方端との間において、前記チャンバに形成された前記流路に面する他方ガス排出口を介して、前記流路から前記プロセスガスを含むガスを排気するため、前記他方ガス排出口に接続される他方ガス排出部材と、
前記ガス供給口と前記一方ガス排出口との間、および前記ガス供給口と前記他方ガス排出口との間の少なくともいずれか一方に配置され、前記流路の内部においてプラズマ処理に用いるプラズマを発生させるための電磁界を形成する電磁界発生部材とを備え、
前記一方ガス排出口と前記一方端との間の流路のコンダクタンスは、前記一方ガス排出口と前記ガス供給口との間の流路のコンダクタンスより大きく、
前記他方ガス排出口と前記他方端との間の流路のコンダクタンスは、前記他方ガス排出口と前記ガス供給口との間の流路のコンダクタンスより大きい、プラズマ処理装置。
【請求項２】
外部に開放された一方端から、外部に開放された他方端まで続く流路が形成されたチャンバと、
前記一方端と前記他方端との間において前記流路にプロセスガスを供給するため、前記流路に面するように前記チャンバにおいて形成されたガス供給口に接続されるガス供給部材と、
前記ガス供給口と前記一方端との間において、前記チャンバに形成された前記流路に面する一方ガス排出口を介して、前記流路から前記プロセスガスを含むガスを排気するため、前記一方ガス排出口に接続される一方ガス排出部材と、
前記ガス供給口と前記他方端との間において、前記チャンバに形成された前記流路に面する他方ガス排出口を介して、前記流路から前記プロセスガスを含むガスを排気するため、前記他方ガス排出口に接続される他方ガス排出部材と、
前記ガス供給口と前記一方ガス排出口との間、および前記ガス供給口と前記他方ガス排出口との間の少なくともいずれか一方に配置され、前記流路の内部においてプラズマ処理に用いるプラズマを発生させるための電磁界を形成する電磁界発生部材とを備え、
前記一方ガス排出口と前記一方端との間の流路のコンダクタンスと、前記一方ガス排出口と前記ガス供給口との間の流路のコンダクタンスと、前記他方ガス排出口と前記他方端との間の流路のコンダクタンスと、前記他方ガス排出口と前記ガス供給口との間の流路のコンダクタンスとが等しく、
前記一方ガス排出口および前記他方ガス排出口のそれぞれから排出される前記ガスの排気量が、前記ガス供給口から前記流路に供給される前記プロセスガスの供給量と等しくなるように、前記ガス供給部材、前記一方ガス排出部材および前記他方ガス排出部材を制御可能である、プラズマ処理装置。
【請求項３】
前記電磁界発生部材の一部は、前記チャンバにおいて前記流路に面する壁部を構成する、請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記電磁界発生部材は、前記チャンバの壁部を介して前記流路と対向するように、前記チャンバの外部に配置されている、請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記電磁界発生部材は、間隔を隔てて対向するように配置された１組の対向電極を含み、
前記１組の対向電極は、前記流路から見て同じ側に配置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記電磁界発生部材は、間隔を隔てて対向するように配置された１組の対向電極を含み、
前記１組の対向電極は、前記流路を挟むように配置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記電磁界発生部材は、導電体をらせん状に成形したコイルを含み、
前記コイルは、前記コイルが延びる方向を示す中心軸が前記流路の延びる方向に対して交差するように配置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記電磁界発生部材は、導電体をらせん状に成形したコイルを含み、
前記コイルは、前記流路に巻き付くように配置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法であって、
前記ガス供給口から前記流路の内部に８０体積％以上のヘリウムを含むプロセスガスを供給する工程と、
前記電磁界発生部材を用いて前記流路内において電磁界を形成することにより、前記流路内において前記プロセスガスからプラズマを発生させてプラズマ処理を行なう工程と、
前記一方ガス排出口および前記他方ガス排出口から前記プロセスガスを含むガスを排出する工程とを備え、
前記プロセスガスを供給する工程では、前記流路の内部において、前記電磁界発生手段により前記電磁界が形成される部分における前記プロセスガスの流速が０．０７メートル／秒以上となるように、前記ガス供給部材、前記一方ガス排出部材および前記他方ガス排出部材が制御される、プラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関し、より特定的には、大気圧またはその近傍の圧力下での気体放電により形成されるプラズマを用いるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大気圧またはその近傍の圧力下での気体放電により形成されるプラズマを用いるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法が知られている。このようなプラズマ処理装置は、従来の低圧プラズマ処理装置で必要であった真空チャンバが不要であり、外気に開放された空間で処理を行なうことが可能であるという特徴を有する。このため、被処理物を連続搬送し、プラズマ処理を行なうことが可能である。しかし、外気に開放された空間でプラズマ処理を行なうと、プラズマ処理に用いたプロセスガスが処理装置の外部へ漏洩する可能性がある。当該ガスが、環境に有害である場合には非常に問題となる。そのため、プロセスガスがプラズマ処理装置の外部へ漏れることを防止することが強く求められる。このような要請に対する技術として、たとえば特許文献１に示された技術が挙げられる。
【０００３】
特許文献１に示された技術について、図１４を参照しながら簡単に説明する。図１４は、特許文献１に示された従来のプラズマ処理装置を示す断面模式図である。図１４に示されたプラズマ処理装置は、プラズマ処理部であるチャンバ１０１と、チャンバ１０１を囲むチャンバ１０３とを備える。これらのチャンバ１０１、１０３の内部について、それぞれ独立に圧力制御を行なうために、圧力計１０５、１０７が設置されている。プラズマ処理を行なうための処理ガスは、チャンバ１０１内の電極１０９、１１１の間に、処理ガス導入ライン１１３を経て導入される。電極１０９、１１１間に電源１１５から印加された電界により、当該処理ガスがプラズマ化される。このプラズマを利用して、搬送ベルト１１７で搬送されてくる被処理基材１１９を処理する。
【０００４】
プラズマ処理後の処理ガスの大半は排ガス回収ライン１２１により回収される。チャンバ１０１には、雰囲気ガス導入ライン１２３からプラズマ処理に影響のない雰囲気ガス（たとえばクリーンドライエアーまたは不活性ガス）が導入される。ここで、チャンバ１０１内の圧力はチャンバ１０３内の圧力より高く設定される。そのため、雰囲気ガスおよび処理ガスの一部はチャンバ１０３内に流出する。しかし、図１４に示したプラズマ処理装置では、チャンバ１０３内の圧力を外圧より低く設定している。このため、チャンバ１０１から流出した雰囲気ガスや処理ガスの一部がチャンバ１０３の外部へ流出することを防止できる。チャンバ１０１から流出した上記ガスおよびチャンバ１０３外部からチャンバ１０３内部へ流入した外気は、チャンバ１０３に設けられた全体の排気ライン１２５から、気圧調整バルブ１２７によりチャンバ１０３内の圧力が調整されつつ回収される。このようにチャンバ１０３内の圧力をチャンバ１０１内及び外圧より低くすることで、チャンバ１０３内のガスがチャンバ１０１内に流入せず、かつ、処理ガスはチャンバ１０３の外部へ流出しない。
【特許文献１】特開２００３−１４２２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した従来のプラズマ処理装置では、電極１０９、１１１全体を覆うチャンバ１０１と、当該チャンバ１０１を内部に保持する別のチャンバ１０３が必要であり、装置が大きくなってしまう問題がある。また、チャンバ１０１、１０３内部に電極１０９、１１１があるため、電極１０９、１１１への配線及び処理ガス導入ライン１１３などの配管がチャンバ１０１、１０３を通して行なう必要がある。このため、装置の設計、製作、メンテナンスが難しいという問題がある。
【０００６】
また、上述した従来のプラズマ処理装置では、２つのチャンバ１０１、１０３の圧力を独立して制御する必要があるため、プラズマ処理自体も複雑なものであった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するために成されたものであり、この発明の目的は、大気圧近傍の圧力下で形成されるプラズマを用いるプラズマ処理装置において、処理ガスなどが装置の外部へ漏洩することを防止できると共に、装置の小型化、簡略化を図ることが可能なプラズマ処理装置を提供することである。
【０００８】
また、この発明の目的は、大気圧近傍の圧力下で形成されるプラズマを用いるプラズマ処理方法において、処理を行なうプラズマ処理装置の外部へ処理ガスなどが漏洩することを防止できると共に、比較的単純な制御で安定してプラズマ処理を行なうことが可能なプラズマ処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に従ったプラズマ処理装置は、チャンバと、ガス供給部材と、一方および他方ガス排出部材と、電磁界発生部材とを備える。チャンバには、外部に開放された一方端から、外部に開放された他方端まで続く流路が形成されている。ガス供給部材は、一方端と他方端との間において流路にプロセスガスを供給するためのものである。ガス供給部材は、流路に面するようにチャンバにおいて形成されたガス供給口に接続される。ガス供給口と一方端との間において、チャンバには流路に面する一方ガス排出口が形成されている。当該一方ガス排出口を介して、流路からプロセスガスを含むガスを排気するため、一方ガス排出部材は一方ガス排出口に接続される。ガス供給口と他方端との間において、チャンバには流路に面する他方ガス排出口が形成されている。当該他方ガス排出口を介して、流路からプロセスガスを含むガスを排気するため、他方ガス排出部材は他方ガス排出口に接続される。電磁界発生部材は、ガス供給口と一方ガス排出口との間、およびガス供給口と他方ガス排出口との間の少なくともいずれか一方に配置される。電磁界発生部材は、流路の内部においてプラズマ処理に用いるプラズマを発生させるための電磁界を形成する。一方ガス排出口と一方端との間の流路のコンダクタンス（Ｃ１）は、一方ガス排出口とガス供給口との間の流路のコンダクタンス（Ｃ２）より大きい。他方ガス排出口と他方端との間の流路のコンダクタンス（Ｃ３）は、他方ガス排出口とガス供給口との間の流路のコンダクタンス（Ｃ４）より大きい。また、コンダクタンスＣ１はコンダクタンスＣ２より可能な限り大きいことが好ましい。同様に、コンダクタンスＣ３はコンダクタンスＣ４より可能な限り大きいことが好ましい。
このようにすれば、一方および他方ガス排出口からは、ガス供給口から供給されるプロセスガスと、流路の一方端および他方端から流入する外気とをすべて排出することができる。したがって、プラズマ処理装置全体を囲むような大きなチャンバがなくとも、プロセスガスがプラズマ処理装置の外部に漏洩しない。このため、プラズマ処理装置の装置構成をより小さくすることができる。また、プラズマ処理装置の設計、製作、メンテナンスが、従来の装置のように２重のチャンバがあるものに比べ容易になる。
【００１０】
また、上述のようなコンダクタンスＣ１〜Ｃ４の関係を実現すれば、一方および他方ガス排出口からのガスの排出量の変化により、流路内へガス供給口から供給されるプロセスガスの流量が影響を受ける度合いを小さくできる。つまり、プロセスガスの流量、圧力、流速分布の変化を小さくすることができる。このため、プロセスガスが外部へ漏れることを防止しながら、プラズマ処理を行なうためのプロセスガスの流量制御を容易に行なうことができる。
【００１１】
なお、ここでコンダクタンスＣとは、導管などの流路中に流体が流れているとき、その流れやすさを表す係数であって、たとえば、内部の圧力が圧力Ｐ１およびＰ２である真空容器を考え、この真空容器間がパイプ又は単なる穴でつながっているものと仮定する。このパイプまたは穴を流れる気体の流量Ｑを、Ｑ＝Ｃ（Ｐ１−Ｐ２）と書けば、Ｃはこのパイプ又は穴における気体の通り抜けやすさを示す係数となる。この係数Ｃをコンダクタンスと呼ぶ。また、コンダクタンスＣは堆積速度の次元、すなわち（体積／時間）の次元を持つ。したがって、単位はポンプの排気速度と同じく（ｍ3／ｓ：立方メートル／秒）、（ｌ／ｓ：リットル／秒）などである。
【００１２】
この発明に従ったプラズマ処理装置は、チャンバと、ガス供給部材と、一方および他方ガス排出部材と、電磁界発生部材とを備える。チャンバには、外部に開放された一方端から、外部に開放された他方端まで続く流路が形成されている。ガス供給部材は、一方端と他方端との間において流路にプロセスガスを供給するためのものである。ガス供給部材は、流路に面するようにチャンバにおいて形成されたガス供給口に接続される。ガス供給口と一方端との間において、チャンバには流路に面する一方ガス排出口が形成されている。当該一方ガス排出口を介して、流路からプロセスガスを含むガスを排気するため、一方ガス排出部材は一方ガス排出口に接続される。ガス供給口と他方端との間において、チャンバには流路に面する他方ガス排出口が形成されている。当該他方ガス排出口を介して、流路からプロセスガスを含むガスを排気するため、他方ガス排出部材は他方ガス排出口に接続される。電磁界発生部材は、ガス供給口と一方ガス排出口との間、およびガス供給口と他方ガス排出口との間の少なくともいずれか一方に配置される。電磁界発生部材は、流路の内部においてプラズマ処理に用いるプラズマを発生させるための電磁界を形成する。一方ガス排出口と一方端との間の流路のコンダクタンスと、一方ガス排出口とガス供給口との間の流路のコンダクタンスと、他方ガス排出口と他方端との間の流路のコンダクタンスと、他方ガス排出口とガス供給口との間の流路のコンダクタンスとが等しい。一方ガス排出口および他方ガス排出口のそれぞれから排出されるガスの排気量が、ガス供給口から流路に供給されるプロセスガスの供給量と等しくなるように（つまり、ガス供給口からのプロセスガスの供給量がＱであるとき、一方ガス排出口から排出されるガスの排気量がＱ、また、他方ガス排出口から排出されるガスの排気量もＱとなるように）、ガス供給部材、一方ガス排出部材および他方ガス排出部材は制御可能である。
【００１３】
このようにすれば、一方および他方ガス排出口からは、ガス供給口から供給されるプロセスガスと、流路の一方端および他方端から流入する外気とを、同じ割合で流路から排出でき、また、一方および他方ガス排出口から外側（一方端側または他方端側）へプロセスガスが漏れ出すことも防止できる。このため、プラズマ処理装置の装置構成をより小さくすることができる。また、プラズマ処理装置の設計、製作、メンテナンスが、従来の装置のように２重のチャンバがあるものに比べ容易になる。
【００１４】
また、流路のコンダクタンスの絶対値に関係なく、ガス供給口から一方端側および他方端側へのプロセスガスの分流比を等しくできる。さらに、一方および他方ガス排出口から排出される排気ガスは、ガス供給口からのプロセスガスと、一方端または他方端から流入した外気とが半々の混合ガスになる。したがって、比較的簡単な流量制御により、一方および他方ガス排出口から排出されるガスについて簡単に等分流とすることができる。
【００１５】
上記プラズマ処理装置において、電磁界発生部材の一部は、チャンバにおいて流路に面する壁部を構成してもよい。この場合、電磁界発生部材の一部がチャンバの壁の一部を構成する（電磁界発生部材の一部がチャンバの壁の一部としての機能も有する）ので、チャンバの壁の上に電磁界発生部材を配置する場合より、プラズマ処理装置の小型化を図ることができる。さらに、チャンバの壁面を介さず直接流路内に電界を作ることができるため、効率的にプラズマを発生させることができる。
【００１６】
上記プラズマ処理装置において、電磁界発生部材は、チャンバの壁部を介して流路と対向するように、チャンバの外部に配置されていてもよい。この場合、流路を構成するチャンバと電磁界発生手段とを別部材として扱うことができる。このため、電磁界発生手段の一部を、流路を構成するチャンバの壁部の一部として流用するときよりもプラズマ処理装置の製造が容易になる。また、流路（チャンバ）の構成を変更することなく、電磁界発生手段のみの構造を変更することが可能になる。
【００１７】
上記プラズマ処理装置において、電磁界発生部材は、間隔を隔てて対向するように配置された１組の対向電極を含んでいてもよい。１組の対向電極は、流路から見て同じ側に配置されていてもよい。
【００１８】
この場合、１組の対向電極間において最も電界強度が高い場所は、１組の対向電極間の距離が最も小さくなっている領域（対向電極同士の間に位置する領域）であると思われるが、上記のような構成のプラズマ処理装置では上記領域は流路と重なることはない。つまり、流路内においてプラズマ処理される被処理物に対して、過剰に電界強度の高い電界（強い電界）が印加されることはない。そのため、プラズマ処理において、被処理物への強い電界に起因するダメージの発生確率を減少させることができる。
【００１９】
上記プラズマ処理装置において、電磁界発生部材は、間隔を隔てて対向するように配置された１組の対向電極を含んでいてもよい。１組の対向電極は、流路を挟むように配置されていてもよい。
【００２０】
この場合、１組の対向電極の間に流路が配置されることになる。そのため、流路内に高い電界強度の電界を形成できる。したがって、流路内で当該電界により効率的にプラズマを発生させることができる。この結果、プラズマ処理の効率を向上させることができる。
【００２１】
上記プラズマ処理装置において、電磁界発生部材は、導電体をらせん状に成形したコイルを含んでいてもよい。コイルは、当該コイルが延びる方向を示す中心軸が流路の延びる方向に対して交差するように配置されていてもよい。この場合、電磁界発生部材として対向電極を用いる場合に比べて、より高電子密度のプラズマを流路内に生成することが可能になる。
【００２２】
上記プラズマ処理装置において、電磁界発生部材は、導電体をらせん状に成形したコイルを含んでいてもよい。コイルは、流路に巻付くように配置されていてもよい。この場合、流路と重なるように、コイルにより発生した磁界を配置することができる。そのため、当該磁界を、より有効にプラズマ放電に用いることができる。
【００２３】
この発明に従ったプラズマ処理方法は、上記プラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法であって、プロセスガスを供給する工程と、プラズマ処理を行なう工程と、ガスを排出する工程とを備える。プロセスガスを供給する工程では、ガス供給口から流路の内部に８０体積％以上のヘリウムを含むプロセスガスを供給する。プラズマ処理を行なう工程では、電磁界発生部材を用いて流路内において電磁界を形成することにより、流路内においてプロセスガスからプラズマを発生させてプラズマ処理を行なう。ガスを排出する工程では、一方ガス排出口および他方ガス排出口からプロセスガスを含むガスを流路の内部から排出する。プロセスガスを供給する工程では、流路の内部において、電磁界発生手段により電磁界が形成される部分におけるプロセスガスの流速が０．０７メートル／秒以上となるように、ガス供給部材、一方ガス排出部材および他方ガス排出部材が制御される。
【００２４】
このようにすれば、一方端または他方端から外気が流路内のプラズマが発生する領域（プラズマ処理部）へ進入する確率を低減できる。そのため、プラズマ処理部において安定したプラズマ処理が可能になる。
【発明の効果】
【００２５】
この発明によれば、プラズマ処理装置全体を囲むような大きなチャンバがなくとも、プロセスガスがプラズマ処理装置の外部に漏洩しない。このため、プラズマ処理装置の装置構成をより小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明によるプラズマ処理装置の実施の形態１を示す断面模式図である。図１を参照しながら本発明によるプラズマ処理装置の実施の形態１を説明する。図１に示すように、本発明によるプラズマ処理装置１は、両端が大気開放されているチャンバ３と、このチャンバ３の内部の流路１１にプロセスガスなどを供給する供給路１９と、チャンバ３の内部からガスを排出するための排気路２５と、チャンバ３の流路１１内部においてプラズマを発生させるために必要な電磁界を発生させる対向電極３１ａ〜３１ｄとを備える。図１に示したプラズマ処理装置１は、プラズマを利用して、被処理物の表面に対してエッチング、アッシング、改質、成膜などの処理を行なう装置である。チャンバ３は、上述のようにその両端が大気開放された出入口１５ａ、１５ｂとなっている。チャンバ３の内部には、大気開放された両端である出入口１５ａ、１５ｂを繋ぐ流路１１が形成されている。
【００２８】
流路１１においては、プラズマ処理される被処理物１３が矢印２に示した方向に移動可能となっている。なお、被処理物１３は、プラズマ処理がなされるすべてのものを含む。たとえば、被処理物１３として、板状あるいはフィルム状のガラス、金属、プラスチックなどの材料からなる部材が挙げられる。チャンバ３によって構成される流路１１の中央部には、放電およびプラズマ処理に用いられるプロセスガスを流路１１へと供給するための供給口１７が形成されている。ただし、供給口１７が設けられる位置は流路１１の中央部に限定されるものではない。この供給口１７には、上述したプロセスガスなどを供給するための配管である供給路１９が接続されている。供給路１９には、その途中にプロセスガスなどの供給量調整部材２１が設置されている。なお、この供給路１９は、図示しないガスボンベへと接続されている。
【００２９】
ここで、プロセスガスとは、放電およびプラズマ処理を行なうための単一または混合ガスを意味している。このプロセスガスの種類や組成は流路１１の内部で行なわれるプラズマ処理の種類に応じて変更される。また、供給量調整部材２１としては、供給路１９中を流通するプロセスガスなどのガス流量を調整するものであればどのようなものを用いてもよい。たとえば、供給量調整部材２１としてマスフローコントローラを用いることができる。
【００３０】
流路１１において、供給口１７と出入口１５ａとの間には、流路１１の内部からプロセスガスや出入口１５ａから進入する外気を排気するための排気口２３ａが形成されている。また、同様に、流路１１において供給口１７ともう一方の出入口１５ｂとの間には、流路１１の内部からプロセスガスおよび出入口１５ｂから進入する外気などを排気するための排気口２３ｂが形成されている。排気口２３ａ、２３ｂは、それぞれプロセスガスなどの排気用の配管である排気路２５と接続されている。排気路２５においては、排気口２３ａ、２３ｂ側から見てフィルタ２７および排気量調整部材２９が順番に配置されている。この排気路２５は図示しない排気部材に接続される。
【００３１】
ここで、フィルタ２７は、流路１１の内部において実施されるプラズマ処理による堆積物、および、流路１１内の埃などの異物が排気量調整部材２９に到達して排気量調整部材２９に詰まるといった問題の発生を防止するために設置されている。また、排気量調整部材２９は、排気口２３ａ、２３ｂからの排気量を調整するものである。排気量調整部材２９としては、たとえば流量計と流量調整バルブ、またはこれらに代わるマスフローコントローラなどを用いることができる。また、上述した排気部材は、一般的に既知な部材を用いることができる。たとえば、排気部材として、排気用のポンプと、有害な排気を無害化するための除害装置とを用いることができる。
【００３２】
なお、排気口２３ａの位置は、排気口２３ａに最も近い出入口である出入口１５ａと排気口２３ａとの間の流路のコンダクタンスが、排気口２３ａと供給口１７との間の流路１１のコンダクタンスより大きくなる位置に決定されている。また、同様に排気口２３ｂの位置は、排気口２３ｂに最も近い出入口１５ｂと排気口２３ｂとの間の流路のコンダクタンスが、排気口２３ｂと供給口１７との間の流路のコンダクタンスより大きくなる位置に決定されている。このようなコンダクタンスの条件を満足する装置構成としては、図１に示すように、供給口１７を流路１１の中央に配置し、かつ、排気口２３ａ、２３ｂを流路１１の両端（出入口１５ａ、１５ｂ近傍）に配置するような構成が考えられる。また、他の構成としては、供給口１７を流路１１の中央に配置し、かつ、供給口１７と出入口１５ａとの間の中間点より出入口１５ａ側に排気口２３ａを配置し、供給口１７と出入口１５ｂとの間の中間点より出入口１５ｂ側に排気口２３ｂを配置する、といった構成が考えられる。なお、このとき、流路１１の断面積は、出入口１５ａ、１５ｂ間でほぼ一定となっていることが好ましい。
【００３３】
流路１１と供給路１９および排気路２５との具体的な接続状態の一例を図２に示す。図２は、流路１１とチャンバ３の上壁４上に形成された供給路１９および排気路２５との接続構造の一例を説明するための斜視模式図である。図２に示した構造を適用した場合、図１に示した供給口１７および排気口２３ａ、２３ｂは、チャンバ３上面に流路１１の流れと垂直方向つまり流路１１の幅方法に設けられたスリット２０である。スリット２０上部にはスリット２０を出口とする直方体の空間が設けられており、空間を形成するための凹部２２の上壁６の複数箇所（図２に示した例では４箇所）に孔８が形成されている。この孔８に繋がるように１段目配管９が形成されている。１段目配管９は、隣接する孔８を繋ぐように形成されている。そして、この１段目配管９の上部には、さらに１段目配管９と繋がるように２段目配管１０が接続されている。この２段目配管１０は隣接した１段目配管９を接続するように形成されている。そして、この２段目配管１０の上部には、さらにフィルタ２７や排気量調整部材２９などへと２段目配管１０を接続する３段目配管１２が形成されている。凹部２２により形成される空間は、いわゆるバッファ領域として作用し、供給口１７および排気口２３ａ、２３ｂでの流速分布をより均一化することが可能になる。なお、この図２に示した接続構造は、後述する本発明の他の実施の形態にも適用することができる。
【００３４】
供給口１７と、排気口２３ａ、２３ｂとの間にはそれぞれ電磁界発生部材が配置されている。なお、電磁界発生部材は供給口１７と排気口２３ａとの間、および供給口１７と排気口２３ｂとの間の少なくともいずれか一方のみに配置してもよい。供給口１７と排気口２３ａとの間に配置された電磁界発生部材は、対向電極３１ａ、３１ｂを含む。この対向電極３１ａと対向電極３１ｂとの間にはアルミナなどからなる固体誘電体３３ａが充填されている。固体誘電体３３ａは対向電極３１ａ、３１ｂの間で放電が直接的に発生するのを防止する。なお、対向電極３１ａ、３１ｂは、供給口１７から排気口２３ａへ向かう方向において、対向電極３１ａ、３１ｂという順番に並ぶように配置されている。また、対向電極３１ａ、３１ｂおよび固体誘電体３３ａの下部表面上には、アルミナからなる第２の固体誘電体３５ａが配置されている。この対向電極３１ａ、３１ｂの下部表面（第２の固体誘電体３５ａが形成された対向電極３１ａ、３１ｂの表面）はチャンバ３の上壁４の一部を構成する。固体誘電体３３ａおよび第２の固体誘電体３５ａは、アルミナ以外の任意の誘電体を用いることができる。第２の固体誘電体３５ａは、対向電極３１ａ、３１ｂ間において発生する放電がアーク放電になることを防止するためのものである。対向電極３１ａ、３１ｂは電源３７ａと電気的に接続されている。この電源３７ａは一般的に知られた任意の電源を用いることができる。
【００３５】
また、供給口１７と排気口２３ｂとの間に配置された電磁界発生部材も、供給口１７と排気口２３ａとの間に配置された電磁界発生部材と同様に、対向電極３１ｃ、３１ｄを含む。対向電極３１ｃと対向電極３１ｄとの間にも固体誘電体３３ｂが充填されている。アルミナからなる固体誘電体３３ｂは、対向電極３１ｃ、３１ｄの間で放電が発生するのを防止するためのものである。供給口１７から排気口２３ｂに向けた方向（プロセスガスの流れる方向）に沿って、対向電極３１ｄ、３１ｃは順番に並ぶように配置されている。対向電極３１ｃ、３１ｄおよび固体誘電体３３ｂの下部表面上には、アルミナからなる第２の固体誘電体３５ｂが配置されている。固体誘電体３３ｂおよび第２の固体誘電体３５ｂとしては、アルミナ以外の任意の誘電体を用いることができる。この第２の固体誘電体３５ｂが表面上に形成された対向電極３１ｃ、３１ｄの下部表面はチャンバ３の上壁４の一部を構成する。この第２の固体誘電体３５ｂは、対向電極３１ｃ、３１ｄにおいて発生する放電がアーク放電になることを防止するためのものである。対向電極３１ｃ、３１ｄはそれぞれ電源３７ｂに接続されている。電源３７ｂは一般的に既知の電源であればどのようなものを用いてもよい。
【００３６】
チャンバ３の出入口１５ａ、１５ｂの外側には、被処理物１３を流路１１内へと搬送するための搬送ローラ３９がそれぞれ配置されている。この搬送ローラ３９およびチャンバ３を構成する材料としては、誘電体、金属およびその他の任意の材料を用いることができる。
【００３７】
次に、図１に示したプラズマ処理装置の動作を説明する。チャンバ３の内部の流路１１においてプラズマ処理を行なうために用いるプロセスガスは、供給量調整部材２１により供給量が管理された状態で、所望の供給量（流量）が供給口１７から流路１１内へと供給される。供給口１７から供給されたプロセスガスは、流路１１内を供給口１７から排気口２３ａ、２３ｂへ向かう方向（２つの方向）に流れることになる。
【００３８】
次に、排気路２５に配置された排気量調整部材２９によって、供給口１７から流路１１へ供給されたプロセスガスの流量以上の流量を排気口２３ａ、２３ｂから排出することが可能なように、排気量調整部材２９では排気口２３ａ、２３ｂからの排出量（排気流量）が調整されている。この結果、流路１１の中央部に位置する供給口１７の方向から排気口２３ａの方向へ流れてきたプロセスガスのすべてと、出入口１５ａから入ってきた外気のすべては、排気口２３ａから排気される。また、排気口２３ｂにおいても、流路１１の中央部に位置する供給口１７の方向から排気口２３ｂの方向へ流れてきたプロセスガスのすべてと、出入口１５ｂから流入した外気のすべてとを排気することができる。この結果、出入口１５ａ、１５ｂからプラズマ処理を行なう領域である領域１６ａ、１６ｂへ外気が侵入することを防止することができる。
【００３９】
そして、電源３７ａ、３７ｂから対向電極３１ａ〜３１ｄに電力が投入される。この結果、対向電極３１ａ、３１ｂの間に位置する固体誘電体３３ａの真下の領域１６ａにおいては、主にプロセスガスの流れ方向（供給口１７から排気口２３ａに向かう方向）と同じ方向に沿って電界強度の傾斜が存在する電界が発生する。この電界により、プロセスガスからプラズマが生成される。また、対向電極３１ｃ、３１ｄの間に位置する固体誘電体３３ｂの下に位置する領域１６ｂにおいても、同様にプロセスガスの流れ方向（供給口１７から排気口２３ｂに向かう方向）に沿った方向において電界強度の傾斜が存在する電界が発生する。この電界によって、領域１６ｂではプロセスガスからプラズマが生成される。
【００４０】
プラズマ生成後、搬送ローラ３９が回転することにより、被処理物１３が出入口１５ａ、１５ｂのいずれかから矢印２に示した方向に沿って（たとえば出入口１５ａの方向から出入口１５ｂの方向に向けて）流路１１内に搬送される。なお、被処理物１３の搬送方向は任意である。領域１６ａ、１６ｂにおいては、発生しているプラズマに起因して、プロセスガスのイオンおよびラジカルが存在する。領域１６ａ、１６ｂにおいては、当該イオンおよびラジカルによって、流路１１の内部に搬送された被処理物１３の表面に所望の処理がなされる。この処理としては、たとえば成膜処理、エッチング処理、アッシング処理などの任意の処理を行なうことができる。
【００４１】
このように、図１に示したプラズマ処理装置１においては、被処理物１３が通るに十分なだけの比較的狭い空間（流路１１）がチャンバ３に形成され、また、図１に示したように供給口１７および排気口２３ａ、２３ｂについてコンダクタンスに関する所定の条件を満たすような配置とするので、プロセスガスを流路１１の外部（チャンバ３の外部）に出入口１５ａ、１５ｂから漏洩させることなくプラズマ処理を行なうことができる。このため、従来技術のように二重のチャンバを用いるものに比べて、プラズマ処理装置の装置サイズを小さくすることができる。また、従来技術のように二重のチャンバでプラズマ処理部が覆われていないため、対向電極３１ａ〜３１ｄへ電力を供給するための配線やプロセスガスを流路１１内部へと供給するための供給路１９などの配管について、その取回しが比較的容易である。このため、電磁界発生部材をはじめとしたプラズマ処理装置を構成する部材のメンテナンス性を向上させることができる。
【００４２】
次に、上述した流路１１におけるコンダクタンスについてより詳しく説明する。図１に示したプラズマ処理装置１においては、排気口２３ａから出入口１５ａまでの流路１１のコンダクタンスの方が、排気口２３ａから供給口１７までの間の流路１１のコンダクタンスより大きくなっている。また、同様に、排気口２３ｂから出入口１５ｂまでの流路１１のコンダクタンスの方が、排気口２３ｂから供給口１７までの流路１１のコンダクタンスより大きくなっている。そして、この大小関係は、コンダクタンスの絶対値の差が可能な限り大きい方が好ましい。
【００４３】
ここで、１つの排気口（たとえば排気口２３ａ）からの排気量をＱout、排気口２３ａに向かって供給口１７から流れてくるプロセスガスの流量をＱp、排気口２３ａに向かって出入口１５ａから流入してくる外気の流量をＱexとすると、Ｑout＝Ｑp＋Ｑexと表わすことができる。Ｑout＞Ｑpであれば、Ｑpはすべて排気口２３ａに流れる。この結果、プロセスガスは出入口１５ａからチャンバ３の外側へと漏洩することはない。また、このとき排気口２３ａからの排気量を増やすと、それに伴ってＱp、Ｑexが増加すると考えられる。その増分をΔＱと表わすと、上述した式はＱout＋ΔＱout＝Ｑp＋ΔＱp＋Ｑex＋ΔＱexと表わすことができる。そして、本発明において上述したコンダクタンスの大小関係において、コンダクタンスの絶対値の差を大きくすればするほど、ΔＱpは小さくなり、０に近づくことになる。すなわち、本発明の理想の状態は、ΔＱp＝０（別の表現においては、ΔＱout＝ΔＱex）である。ΔＱp＝０とは、すなわち排気口２３ａからの排気量の増加が、プロセスガスの流れおよび圧力などの条件に全く影響を与えないということを意味する。この場合、以下に述べるようなメリットがある。
【００４４】
まず、ケース１として、プロセスガスなどの流量変化が起きる場合を考える。排気口２３ａからの排気量によってＱpに変化がある場合、流路１１内部の領域１６ａ（すなわちプラズマ処理が行なわれるプラズマ処理部）におけるプロセスガスの流量を一定に保つためには、このＱpの変化分（すなわちΔＱp）を補うため、供給口１７からのプロセスガスの供給量も制御する必要がある。したがって、流量制御としては、排気口２３ａからのガスの排気量と、供給口１７からのプロセスガスの供給量とについて、それぞれ制御を行なう必要がある。
【００４５】
さらに、排気口２３ａから排気される気体は、プロセスガスと外気の混合ガスである。このため、たとえば流量計として質量流量計を用いた場合には、排気されるガスの流量の測定を行なうためには、プロセスガスと外気との混合比を知る必要がある。この場合、上記混合比の測定作業が必要になり、流量制御に伴う作業が増えることになる。また、上述した混合比を計算式などによって推定したとしても、制御に必要な精度を確保することができるような確実な結果を得られるとは限らない。
【００４６】
これに対して、ΔＱp＝０である場合、排気口２３ａからの排気量変化によってもＱpの変化がないことになる。すなわち、排気口２３ａからの排気に関してＱout＞Ｑpを満たしていれば、流量制御としては、供給量の制御のみでよい。なお、上述のような理想状態（ΔＱp＝０という状態）にするのは現実的に困難であるとしても、このような理想状態に近づけることにより、排気口２３ａから排気する排気量の制御に要する厳密性（精度）を下げることができる。この結果、排気制御をより容易に行なうことができる。このため、排気量調整部材２９としては、浮子式の流量計と手動のバルブを用いた単純な構成の装置を用いれば十分である。すなわち、排気量調整部材２９として、正確に流量を制御することが可能なマスフローコントローラのような高価な制御装置は必要ない。この結果、プラズマ処理装置１の製造コストを削減することができる。
【００４７】
ケース２として、流路内に圧力変化が起きる場合を考える。図１においては、供給口１７が流路１１のほぼ中央に配置されており、供給口１７を中心として対称構造となっている。そして、排気口２３ａ、２３ｂからそれぞれ同じ流量のガスを排気する。この場合、排気量Ｑoutを増加しても、供給口１７の左右に配置される領域１６ａ、１６ｂには、供給口１７から供給されたプロセスガスの等分割の流量（すなわち半分の流量）しか流れず、流量の変化分であるΔＱpは０となって、一見何の問題もないように思える。しかし、流路１１内の圧力を考えると、ΔＱpがゼロではない場合（ΔＱpが値を持つ場合）、Ｑpが変化する代わりに流路１１内の領域１６ａ、１６ｂにおける圧力が変化することになる。すなわち、Ｑoutを大きくすると、当該領域１６ａ、１６ｂにおける圧力が低くなる。
【００４８】
流路１１内の圧力がチャンバ３外部の圧力（外圧）より低い状態は、いわゆる不安定な状態である。そして、流路１１内の圧力と外圧との圧力バランスが崩れると、流路１１内におけるプロセスガスの流れの状態が変化する可能性がある。また、上述のような圧力変化により、領域１６ａ、１６ｂにおいて発生するプラズマの状態も変化することが考えられる。しかし、上述した本発明の理想状態では、ΔＱp＝０であることから、排気口２３ａからの排気量の変化に起因して、流路１１内の領域１６ａにおいて圧力変化が起きる心配はない。すなわち、このような理想状態に近づけることによって、排気口２３ａからの排気量の変化に伴う流路１１内の圧力の変化量を低減することができる。
【００４９】
次に、ケース３として、プロセスガスの流速分布について考える。まず、わかりやすい例として、大気開放された平たい断面矩形状の流路を考える。流路の一方端からガスを供給し、他方端からガスの供給量と等しい流量の排気を行なう。この場合、流路内のガスにおいては、供給側（一方端側）から排気側（他方端側）への流れが主に発生する。そして、流路において上述したガスの流れ方向に対し交差する方向（幅方向）にガスが広がるような圧力差（流路の幅方向における中央と端部とにおける圧力差）は生じにくい。このため、ガスの供給または排気について、流路の幅方向においてガスの速度分布が不均一であると、流路内のガスの幅方向における速度分布にもそのような不均一に従って乱れ（不均一な状態）が生じる。
【００５０】
しかし、流路の一方端にガスを供給し、もう一方の他方端を大気開放した場合、流路の一方端に供給されたガスにおいては、上述の場合よりも、流路の幅方向に広がるような圧力差が生じ易い。この結果、より均一なガスの速度分布を得ることができる。このことは、図１に示したプラズマ処理装置においても当てはめることができる。すなわち、ΔＱpが大きいほど、上述したような流路の一方端からのガスの供給量と他方端からのガスの排出量とが等しい状態に近づく。一方、ΔＱpが小さいほど、一方端からガスを供給し、他方端は大気開放した場合に近づく。したがって、上述した本発明の理想状態に近づけば近づくほど、流路１１におけるプロセスガスの流速分布の均一性を向上させることができる。この結果、領域１６ａ、１６ｂにおけるプラズマ処理の均一性を向上させることができる。
【００５１】
図３は、図１に示した本発明におけるプラズマ処理装置の実施の形態１の第１の変形例を示す断面模式図である。図３を参照して、本発明によるプラズマ処理装置の実施の形態１の第１の変形例を説明する。
【００５２】
図３に示したプラズマ処理装置１は、基本的には図１に示したプラズマ処理装置１と同様の構造を備えるが、排気口２３ａ、２３ｂ近傍の構造が異なる。すなわち、排気口２３ａ、２３ｂが形成された流路１１の両端部においては、チャンバ３の上壁４に凹部５ａ、５ｂがそれぞれ形成されている。そして、この凹部５ａ、５ｂの上壁のほぼ中央部に排気口２３ａ、２３ｂが形成されている。また別の観点から見れば、凹部５ａ、５ｂの上壁において、排気口２３ａ、２３ｂの外側に位置する領域に上壁端７ａ、７ｂが形成された状態になっている。このように排気口２３ａ、２３ｂが凹部５ａ、５ｂの上壁に形成されることにより、流路１１において排気口２３ａ、２３ｂと対向する領域に流路１１の他の部分よりも大きな空間を形成することができる。このようにすれば、図１に示したプラズマ処理装置の場合よりも、出入口１５ａと排気口２３ａとの間のコンダクタンスを、排気口２３ａと供給口１７との間の流路１１のコンダクタンスよりもより大きくすることができる。また、同様に排気口２３ｂと出入口１５ｂとの間のコンダクタンスを、排気口２３ｂと供給口１７との間の流路１１のコンダクタンスよりもより大きくすることができる。この結果、上述した理想状態へとより近づけることができる。なお、この図３に示したプラズマ処理装置１の排気口２３ａ、２３ｂ近傍の構造として、図２に示した接続構造を適用する場合、凹部５ａ、５ｂの上壁にスリット２０（図２参照）が形成され、当該上壁上に凹部２２（図２参照）が形成されることになる。
【００５３】
図４は、図１に示した本発明によるプラズマ処理装置の実施の形態１の第２の変形例を示す断面模式図である。図４を参照して、本発明によるプラズマ処理装置の実施の形態１の第２の変形例を説明する。
【００５４】
図４に示したプラズマ処理装置１は、基本的には図３に示したプラズマ処理装置と同様の構造を備えるが、凹部５ａ、５ｂの形状が異なっている。すなわち、図３に示したプラズマ処理装置１においては、排気口２３ａ、２３ｂの外側に上壁端７ａ、７ｂが形成されていたが、図４に示したプラズマ処理装置においては、そのような上壁端は形成されていない。つまり、排気口２３ａ、２３ｂは、凹部５ａ、５ｂの上壁における外側の端部に形成されている。このようにすれば、図３に示したプラズマ処理装置の場合よりも、出入口１５ａと排気口２３ａとの間のコンダクタンスを、排気口２３ａと供給口１７との間の流路１１のコンダクタンスよりもより大きくすることができる。また、同様に排気口２３ｂと出入口１５ｂとの間のコンダクタンスを、排気口２３ｂと供給口１７との間の流路１１のコンダクタンスよりもより大きくすることができる。この結果、上述した理想状態へとより近づけることができる。
【００５５】
（実施の形態２）
図５は、本発明によるプラズマ処理装置の実施の形態２を示す断面模式図である。図５を参照して、本発明によるプラズマ処理装置の実施の形態２を説明する。図５に示したプラズマ処理装置１は、基本的には図１に示したプラズマ処理装置１と同様の構造を備えるが、電磁界発生部材である対向電極３１ａ〜３１ｄの位置が異なる。すなわち、図１に示したプラズマ処理装置１においては、チャンバ３の上壁４の一部を構成するように対向電極３１ａ〜３１ｄおよび第２の固体誘電体３５ａ、３５ｂが配置されていたが、図５に示したプラズマ処理装置１においては、対向電極３１ａ〜３１ｄおよび固体誘電体３３ａ、３３ｂはチャンバ３の上壁４上に搭載された状態になっている。つまり、対向電極３１ａ〜３１ｄは完全に流路１１の外側（チャンバ３の外側）に配置されている。このため、対向電極３１ａ〜３１ｄによってプラズマ生成に用いられる電界が発生する部分は、流路１１の外面（上壁４）に面して設置される。このように、対向電極３１ａ〜３１ｄが流路１１の外（チャンバ３の外側）にあるため、流路１１内の領域１６ａ、１６ｂにおいてプラズマを生成するためには、対向電極３１ａ〜３１ｄから発生する電界が流路１１内に侵入する必要がある。このため、対向電極３１ａ〜３１ｄにおいて電界が発生する部分に面する上壁４は誘電体によって構成される。
【００５６】
このようにすれば、図１に示したプラズマ処理装置１と同様の効果を得ることができるとともに、流路１１（すなわちチャンバ３）と電磁界発生部材である対向電極３１ａ〜３１ｄとを別部材として扱うことができる。このため、図１に示したプラズマ処理装置１よりもその製造を容易に行なうことができる。また、流路１１を構成するチャンバ３の構造を特に変更することなく、電磁界発生部材の構造のみを変更するといった装置の改造を容易に行なうことができる。
【００５７】
（実施の形態３）
図６は、本発明におけるプラズマ処理装置の実施の形態３を示す断面模式図である。図６を参照して、本発明におけるプラズマ処理装置の実施の形態３を説明する。図６に示したプラズマ処理装置１は、基本的には図１に示したプラズマ処理装置１と同様の構造を備えるが、流路１１に形成された供給口１７および排気口２３ａ、２３ｂの位置が異なっている。すなわち、図６に示したプラズマ処理装置１においては、供給口１７は流路１１の中央に設置され、排気口２３ａが供給口１７と出入口１５ａとの間の中間点に配置されている。また、排気口２３ｂも、供給口１７と出入口１５ｂとの間の中間点に設置されている。このような構成とすることで、排気口２３ａから最も近い出入口である出入口１５ａと排気口２３ａとの間の流路１１のコンダクタンスと、排気口２３ａと供給口１７との間の流路１１のコンダクタンスと、排気口２３ｂに最も近い出入口である出入口１５ｂと排気口２３ｂとの間の流路１１のコンダクタンスと、排気口２３ｂと供給口１７との間の流路１１のコンダクタンスとを等しくすることができる。なお、図６に示したプラズマ処理装置１において、図１に示したプラズマ処理装置１と同様に供給口１７と排気口２３ａとの間および供給口１７と排気口２３ｂとの間のいずれか一方のみに電磁界発生部材としての対向電極を配置してもよい。
【００５８】
また、図６に示したプラズマ処理装置１においては、供給口１７から流路１１へと供給されるガスの供給量と、排気口２３ａから排気されるガスの排気量とが等しくなるように、供給量調整部材２１および排気量調整部材２９が設定されている。また、同様に排気口２３ｂから排気されるガスの排気量と供給口１７から供給されるガスの供給量もが等しくなるように、供給量調整部材２１および排気量調整部材２９が設定されている。ここで、供給口１７から供給されたプロセスガスは、両側の排気口２３ａ、２３ｂのそれぞれに向けて等分割されて流れる。そして、これらのプロセスガスはそれぞれ排気口２３ａ、２３ｂから排気される。また、出入口１５ａから流路１１内へとの流れ込んだ外気も排気口２３ａから排出される。上述のように排気口２３ａに流れ込むプロセスガスは、供給口１７から流路１１へと供給されたプロセスガス流量の半分である。そのため、排気口２３ａから排出される外気の流量は、排気口２３ａから排出されるプロセスガスの流量と等しくなる。また、同様に排気口２３ｂから排出される外気（出入口１５ｂから流路１１内へ流入した外気）の排気量は、排気口２３ｂから排出されるプロセスガスの排気量と等しくなる。すなわち、排気口２３ａ、２３ｂを介して排出される排気ガスは、上述したプロセスガスと外気とが半分ずつ混合したガスになる。
【００５９】
このような構成の利点を以下説明する。たとえば、図６に示したプラズマ処理装置１とは異なり、供給口１７に対して排気口２３ａ、２３ｂの配置を対称な位置に設置しない場合を考える。この場合、供給口１７から２つの排気口２３ａ、２３ｂへのプロセスガスの分流比は、供給口１７から２つの排気口２３ａ、２３ｂまでのそれぞれの流路のコンダクタンス、および排気口２３ａ、２３ｂから出入口１５ａ、１５ｂまでのそれぞれの流路のコンダクタンスの値に左右される。しかし、図６に示したような構成とすれば、排気口２３ａ、２３ｂに流れ込むプロセスガスの流量および外気の流量を、流路１１のコンダクタンスの絶対値などを実際に測定することなく把握できる。つまり、非常に簡単な構成により、プロセスガスを排気口２３ａ、２３ｂの方向へと供給口１７から等しい割合で分流させることができる。このような構成は、２つの領域１６ａ、１６ｂにプロセスガスを等しい流量だけ流してプラズマ処理を行ないたい場合などに特に有効である。
【００６０】
また、排気口２３ａ、２３ｂから排出される排気ガスは、必ずプロセスガスと外気とが半分ずつ混合したガスとなるため、排気量を測定するために特に排気ガスの組成比を別途測定する必要がない。つまり、プロセスガスと外気とが半分ずつ混合しているとして排気量を測定すればよい。さらに、排気口２３ａ、２３ｂからのそれぞれの排気量が供給口１７からの供給量と等しくなるように排気制御を行なえばよいので、排気制御を容易に行なうことができる。なお、図６に示した電磁界発生部材としての対向電極３１ａ〜３１ｄおよび固体誘電体３５ａ〜３５ｄは、その一部がチャンバ３の上壁４の一部を構成するが、図５に示したプラズマ処理装置１のように、チャンバ３とは別部材として、チャンバ３の上壁４または下壁１４の上に対向電極３１ａ〜３１ｄを配置してもよい。
【００６１】
（実施の形態４）
発明者は、本発明によるプラズマ処理装置におけるプロセスガスの流量の条件について検討し、本発明によるプラズマ処理装置を用いて安定してプラズマ処理を行なうことができるプラズマ処理方法を見出した。図７は、発明者が検討に用いた実験装置を示す斜視模式図である。図８は、図７に示した線分ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける部分断面模式図である。図７および図８を参照して、本発明によるプラズマ処理方法について説明する。
【００６２】
発明者は、本発明によるプラズマ処理装置におけるプロセスガスの流量には、安定してプラズマ処理を行なうための条件（たとえば下限）が存在すると考え、図７および図８に示したような実験系（実験装置）を用いて実験を行なった。図７に示した実験装置は、アクリル製のチャンバ３上に対向電極３１ａ、３１ｂが配置されたものである。アクリルによって構成されるチャンバ３の内部には、高さＬ４が３ｍｍ、幅Ｌ３が１６５ｍｍの流路が構成されている。流路の出入口１５ｂから距離Ｌ１だけ離れた位置に、固体誘電体３３が配置されている。この固体誘電体３３を挟むように対向電極３１ａ、３１ｂが配置されている。上述した距離Ｌ１は１００ｍｍとした。また、対向電極３１ａ、３１ｂおよび固体誘電体３３の横幅Ｌ２は８０ｍｍとした。
【００６３】
対向電極３１ａ、３１ｂは、アルミニウムから構成された導電体４３と、この導電体４３の表面に形成されたアルミナからなる保護膜４４とを含む。この保護膜４４として、アルミナを導電体４３の表面に溶射したアルミナ溶射膜を用いることができる。導電体４３の高さＬ５は１２ｍｍとした。また、固体誘電体３３が配置された部分での導電体４３間の距離Ｌ６は３ｍｍとした。なお、対向電極３１ａから対向電極３１ｂに向かう方向での固体誘電体３３の幅を３ｍｍとしてもよい。対向電極３１ａ、３１ｂを構成する導電体４３は直方体の形状を有しており、この導電体４３の中心は、流路の幅Ｌ３の中心と一致するように対向電極３１ａ、３１ｂは配置されている。また、保護膜４４が形成された導電体４３の表面は、チャンバ３の上壁４の一部を構成するように（流路１１を構成するチャンバ３の上壁４の下部表面と導電体４３の下部表面上に形成された保護膜４４の表面の位置とが一致するように）配置されている。この対向電極３１ａ、３１ｂには電源３７が接続されている。この電源３７により、対向電極３１ａ、３１ｂには１３．５６ＭＨｚの交流が１００Ｗというパワーで印加される。
【００６４】
上述のような実験系において、以下のような実験を行なった。すなわち、チャンバ３によって構成された流路１１の出入口１５ａから矢印４６に示したようにヘリウム（Ｈｅ）１００％のガスを供給した。そして、流路のもう一方の端部である出入口１５ｂを大気開放した。そして、上述のように対向電極３１ａ、３１ｂに電力を供給した。この結果、この対向電極３１ａ、３１ｂ下の領域１６においてはヘリウムのプラズマが発生する。そして、このプラズマが発生した状態で、ヘリウムガスの流量を減少させた。そして、プラズマが発生した部分での放電の発色状況を観察した。
【００６５】
このような実験を行なった結果、ヘリウムガスの流量が２リットル／分以上の場合には、ほとんど上記発色状況に変化は無かった。しかし、ヘリウムガスの流量が２リットル／分より小さくなると、上記発色状況に変化が見られた。このような発色状況の変化は、流路１１内に外部から大気（外気）が流入することによりプラズマの発生状態に変化が起きていることを意味する。つまり、プラズマが発生した部分での放電の発色が変化しない（プラズマの状態が安定している）のは、ヘリウムガスの流量が２リットル／分以上の場合であることがわかった。
【００６６】
ここで、流路の断面は３ｍｍ×１６５ｍｍであるため、このヘリウムガスの流量を流速に換算すると０．０６７ｍ／秒となる。また、上述のように放電の色が変化したということは流路内に大気が流入してプラズマ発生条件が変わったことを意味する。ここで、プラズマ処理に用いるプロセスガスが、ヘリウムにプラズマ処理に用いる反応ガスを混合したガスであって、プロセスガスの成分においてヘリウムが８０％以上を占める場合、上述したプラズマを安定して発生させるためのガス流速の条件を適用することができると考えられる。つまり、流路内への外気の侵入を防止することによりプラズマ発生状態を所定の条件に保つためには、上述のようなヘリウムを主成分とするプロセスガスの流速が０．０７ｍ／秒以上という条件が必要である。
【００６７】
これは、以下のような理由によると思われる。すなわち、主にヘリウムからなるプロセスガスはチャンバ３外部の大気（外気）である空気よりもその比重が非常に軽い。そのため、プロセスガスの流速が遅い場合には、図１に示したプラズマ処理装置１における出入口１５ａ、１５ｂから排気口２３ａ、２３ｂに流れる空気の一部（図６および図７に示した実験系においては出入口１５ｂからチャンバ３の流路１１内部へ流入する空気の一部）が、拡散によりプラズマ処理部である領域１６ａ、１６ｂ（図６および図７に示した実験系では領域１６）へと侵入すると思われる。この空気の侵入により、当該領域１６ａ、１６ｂにおける放電が不安定になるなどの問題が発生する。そこで、上述のような実験に基づいて、プロセスガスの流速の下限を０．０７ｍ／秒とすれば、外気がプラズマ処理部である領域１６ａ、１６ｂにまで拡散することを防止することにより、当該領域１６ａ、１６ｂにおいて安定したプラズマ処理を行なうことが可能になる。
【００６８】
上述した知見に基づいた本発明によるプラズマ処理装置１を用いたプラズマ処理方法の例を、図９を参照して説明する。図９は、本発明によるプラズマ処理方法を説明するためのフローチャートを示す図である。図９に示すように、本発明によるプラズマ処理方法では、まずプロセスガスを供給する工程（Ｓ１０）を実施する。この工程（Ｓ１０）では、供給口１７から流路１１の内部に８０体積％以上のヘリウムを含むプロセスガスを供給する。次に、プラズマ処理を行なうプラズマ処理工程（Ｓ２０）を実施する。プラズマ処理工程（Ｓ２０）では、上記プロセスガスを供給する工程（Ｓ１０）により流路１１に供給されたプロセスガスが流路１１内に存在する状態で、電磁界発生部材を構成する対向電極３１ａ〜３１ｄに電力を供給することにより、流路１１内の領域１６ａ、１６ｂにおいて電磁界を形成する。この結果、流路１１内においてプロセスガスからプラズマを発生させてプラズマ処理を行なう。次に、ガスを排出する工程（Ｓ３０）を実施する。ガスを排出する工程（Ｓ３０）では、排気口２３ａ、２３ｂからプロセスガスを含むガスを流路１１の内部から排出する。プロセスガスを供給する工程（Ｓ１０）では、流路１１の内部において、対向電極３１ａ〜３１ｄにより電磁界が形成される部分におけるプロセスガスの流速が０．０７メートル／秒以上となるように、供給量調整部材２１、排気量調整部材２９を制御する。なお、図１などに示したプラズマ処理装置１では、上記工程（Ｓ１０）〜工程（Ｓ３０）を同時に実施する。このようにすれば、プラズマを安定して発生させることができるため、プラズマ処理の安定性を確保することができる。
【００６９】
（実施の形態５）
図１０は、本発明によるプラズマ処理装置の実施の形態５を示す断面模式図である。図１０を参照して、本発明によるプラズマ処理装置の実施の形態５を説明する。図１０に示したプラズマ処理装置１は、基本的には図１に示したプラズマ処理装置１と同様の構造を備えるが、電磁界発生部材の構造が異なる。すなわち、図１０に示したプラズマ処理装置１においては、電磁界発生部材として流路１１を挟むように対向電極４１ａ〜４１ｄが配置されている。この結果、被処理物１３は対向電極４１ａと対向電極４１ｂとの間、および対向電極４１ｃと対向電極４１ｄとの間を通過することになる。対向電極４１ａ、４１ｂにおいて互いに対向する面には、その表面にアルミナ溶射膜などの固体誘電体３５ａ、３５ｂがそれぞれ形成される。そして、対向電極４１ａ、４１ｂにおいて固体誘電体３５ａ、３５ｂが形成された面はチャンバ３の上壁４および下壁１４の一部を構成する。また、同様に対向電極４１ｃおよび対向電極４１ｄの対向する表面上にも同様にアルミナ溶射膜などの固体誘電体３５ｃ、３５ｄが形成される。この固体誘電体３５ｃ、３５ｄが形成された対向電極４１ｃ、４１ｄの面は、それぞれチャンバ３の上壁４および下壁１４の一部を構成する。対向電極４１ａは電源３７ａに接続される。また、対向電極４１ｃは電源３７ｂに接続される。そして、対向電極４１ｂ、４１ｄはそれぞれ接地される。
【００７０】
このようなプラズマ処理装置１によれば、図１に示したプラズマ処理装置１と同様の効果を得ることができる。さらに、対向電極４１ａ、４１ｂの間の領域１６ａおよび対向電極４１ｃ、４１ｄの間の領域１６ｂに発生する強い電界によって効率的にプラズマ放電を起こす事ができるため、流路１１に供給されたプロセスガスから、図１に示したプラズマ処理装置１の場合よりも効率よくプラズマを生成することができる。この結果、プラズマ処理の速度を速めることができる。なお、このような対向電極４１ａ〜４１ｄは、本願において示した他の実施例に適用してもよい。また、図１０に示した電磁界発生部材としての対向電極４１ａ〜４１ｄおよび固体誘電体３５ａ〜３５ｄは、その一部がチャンバ３の上壁４または下壁１４の一部を構成するが、図５に示したプラズマ処理装置１のように、チャンバ３とは別部材として、チャンバ３の上壁４または下壁１４の上に対向電極４１ａ〜４１ｄを配置してもよい。
【００７１】
（実施の形態６）
図１１は、本発明によるプラズマ処理装置の実施の形態６を示す断面模式図である。図１２は、図１１に示したプラズマ処理装置におけるコイルを示す斜視模式図である。図１１および図１２を参照して、本発明によるプラズマ処理装置の実施の形態６を説明する。
【００７２】
図１１および図１２に示したプラズマ処理装置１は、基本的には図１に示したプラズマ処理装置１と同様の構造を備えるが、電磁界発生部材の構造が異なる。すなわち、図１１および図１２に示したプラズマ処理装置１においては、電磁界発生部材としてコイル５１ａ、５１ｂが用いられている。コイル５１ａ、５１ｂは図１２に示すように、その巻付軸５２ａ、５２ｂが流路１１の延びる方向、つまりプロセスガスの流れる方向（矢印５４の示す方向）と垂直な方向になるように、チャンバ３の上壁４に面して配置される。なお、この巻付軸５２ａ、５２ｂの方向と流路１１の延びる方向との交差する角度は、図に示したようなほぼ９０°以外の角度であってもよい。たとえば、当該角度を３０°、４５°、６０°などの任意の角度とすることができる。
【００７３】
また、図１２に示すように、コイル５１ａ、５１ｂは、チャンバ３における流路１１の幅方向（図１１の矢印５４で示したプロセスガスが流れる方向に対して垂直な、図１１において紙面に垂直な方向）において流路１１の幅全部をカバーすることができるように、巻付軸５２ａ、５２ｂに垂直な方向での断面形状が長方形状となるように配置されている。また、コイル５１ａ、５１ｂの、巻付軸５２ａ、５２ｂに垂直な方向での断面形状は、流路１１の幅全部をカバーすることができれば、上述した長方形状に限らず、他の形状（たとえば楕円形状など）であってもよい。コイル５１ａ、５１ｂはそれぞれ電源３７ａ、３７ｂに接続される。なお、コイル５１ａ、５１ｂと対向する上壁４の部分は、コイル５１ａ、５１ｂによって発生する磁界が流路１１内に入ることができるように、非磁性体５３ａ、５３ｂによって構成されている。また、コイル５１ａ、５１ｂに面する領域以外のチャンバ３を構成する部材の材料としては、磁性体および非磁性体のいずれを用いてもよい。
【００７４】
ここで、コイル５１ａ、５１ｂにそれぞれ電流が流れると、コイル５１ａ、５１ｂの近傍に磁界が発生する。この発生した磁界は流路１１内に非磁性体５３ａ、５３ｂを介して侵入する。そして、流路１１内においては、この磁界および当該磁界に起因して発生する電界（誘導電磁界）によってプロセスガスからプラズマが生成される。この場合、主に誘導電磁界によりプラズマ放電が起きているため、図１などに示すような対向電極を用いた場合に比べて高い電子密度のプラズマを生成することができる。この結果、領域１６ａ、１６ｂにおけるプラズマ処理の速度を向上させることができる。なお、このような電磁界発生部材としてのコイル５１ａ、５１ｂは、本発明において開示した他の実施例に適用してもよい。
【００７５】
（実施の形態７）
図１３は、本発明によるプラズマ処理装置の実施の形態７を示す断面模式図である。図１３を参照して、本発明によるプラズマ処理装置の実施の形態７を説明する。
【００７６】
図１３に示したプラズマ処理装置１は、基本的には図１に示したプラズマ処理装置１と同様の構造を備えるが、電磁界発生部材の構造が異なる。すなわち、図１３に示したプラズマ処理装置１においては、電磁界発生部材として、チャンバ３によって構成される流路１１に巻付くように配置されたコイル６１ａ、６１ｂが用いられている。なお、コイル６１ａ、６１ｂにより発生した磁界が流路１１内に侵入できるように、少なくともこのコイル６１ａ、６１ｂが巻付けられたチャンバ３の上壁４および下壁１４の部分はそれぞれ非磁性体６３ａ〜６３ｄによって構成される。また、コイル６１ａ、６１ｂが巻付いている領域以外のチャンバ３の部分については、チャンバ３を構成する材料として磁性体および非磁性体のいずれを用いてもよい。コイル６１ａ、６１ｂはそれぞれ電源３７ａ、３７ｂに接続される。
【００７７】
コイル６１ａ、６１ｂに電源３７ａ、３７ｂから電流が流れると、コイル６１ａ、６１ｂの内部、つまり流路１１内に磁界が発生する。この磁界と、この磁界に起因する電界（
誘導電磁界）により、流路１１内の領域１６ａ、１６ｂにおいてプラズマが発生する。図１３に示したプラズマ処理装置１においては、図１１に示した本発明によるプラズマ処理装置の実施の形態６に比べて、コイル６１ａ、６１ｂから発生した磁界の流路１１内での強度が大きい。このため、領域１６ａ、１６ｂにおいて、より効率的にプラズマを生成することができる。したがって、プラズマ処理速度を向上させることが可能となる。なお、このようなコイル６１ａ、６１ｂは、本発明において開示した他の実施の形態に適用してもよい。
【００７８】
上述した本発明に従ったプラズマ処理装置の一例であるプラズマ処理装置１の構成を要約すれば、プラズマ処理装置１は、チャンバ３と、ガス供給部材（供給路１９および供給量調整部材２１）と、一方および他方ガス排出部材（排気路２５、フィルタ２７および排気量調整部材２９）と、電磁界発生部材（対向電極３１ａ〜３１ｄ、４１ａ〜４１ｄ、固体誘電体３３ａ、３３ｂ、３５ａ〜３５ｄ、コイル５１ａ、５１ｂ、６１ａ、６１ｂ）とを備える。チャンバ３には、外部に開放された一方端（出入口１５ａ）から、外部に開放された他方端（出入口１５ｂ）まで続く流路１１が形成されている。ガス供給部材は、一方端と他方端との間において流路１１にプロセスガスを供給するためのものである。ガス供給部材は、流路１１に面するようにチャンバ３において形成されたガス供給口（供給口１７）に接続される。ガス供給口（供給口１７）と一方端（出入口１５ａ）との間において、チャンバ３には流路１１に面する一方ガス排出口（排気口２３ａ）が形成されている。当該一方ガス排出口（排気口２３ａ）を介して、流路１１からプロセスガスを含むガスを排気するため、一方ガス排出部材（排気路２５、フィルタ２７および排気量調整部材２９）が一方ガス排出口（排気口２３ａ）に接続される。ガス供給口（供給口１７）と他方端（出入口１５ｂ）との間において、チャンバ３には流路１１に面する他方ガス排出口（排気口２３ｂ）が形成されている。当該他方ガス排出口（排気口２３ｂ）を介して、流路１１からプロセスガスを含むガスを排気するため、他方ガス排出部材（排気路２５、フィルタ２７および排気量調整部材２９）は他方ガス排出口（排気口２３ｂ）に接続される。電磁界発生部材は、ガス供給口（供給口１７）と一方ガス排出口（排気口２３ａ）との間、およびガス供給口（供給口１７）と他方ガス排出口（排気口２３ｂ）との間の少なくともいずれか一方に配置される。電磁界発生部材は、流路１１の内部においてプラズマ処理に用いるプラズマを発生させるための電磁界を形成する。一方ガス排出口（排気口２３ａ）と一方端（出入口１５ａ）との間の流路のコンダクタンス（Ｃ１）は、一方ガス排出口（排気口２３ａ）とガス供給口（供給口１７）との間の流路のコンダクタンス（Ｃ２）より大きい。他方ガス排出口（排気口２３ｂ）と他方端（出入口１５ｂ）との間の流路のコンダクタンス（Ｃ３）は、他方ガス排出口（排気口２３ｂ）とガス供給口（供給口１７）との間の流路１１のコンダクタンス（Ｃ４）より大きい。また、コンダクタンスＣ１はコンダクタンスＣ２より可能な限り大きいことが好ましい。同様に、コンダクタンスＣ３はコンダクタンスＣ４より可能な限り大きいことが好ましい。
【００７９】
このようにすれば、排気口２３ａ、２３ｂからは、供給口１７から供給されるプロセスガスと、流路１１の出入口１５ａ、１５ｂから流入する外気とをすべて流路１１内から排出することができる。したがって、プラズマ処理装置１全体を囲むような大きなチャンバがなくても、プロセスガスがプラズマ処理装置１の外部に漏洩しない。このため、プラズマ処理装置１の装置構成をより小さくすることができる。また、プラズマ処理装置１の設計、製作、メンテナンスが、従来の装置のように２重のチャンバがあるものに比べ容易になる。
【００８０】
また、上述のようなコンダクタンスＣ１〜Ｃ４の関係を実現すれば、排気口２３ａ、２３ｂからのガスの排出量の変化により、流路１１内へ供給口１７から供給されるプロセスガスの流量が影響を受ける度合いを小さくできる。つまり、プロセスガスの流量、圧力、流速分布の変化を小さくすることができる。このため、プロセスガスが外部へ漏れることを防止しながら、プラズマ処理を行なうためのプロセスガスの流量制御を容易に行なうことができる。
【００８１】
図６に示した、この発明に従ったプラズマ処理装置１は、チャンバ３と、ガス供給部材（供給路１９および供給量調整部材２１）と、一方および他方ガス排出部材（排気路２５、フィルタ２７および排気量調整部材２９）と、電磁界発生部材（対向電極３１ａ〜３１ｄ、固体誘電体３３ａ、３３ｂ、３５ａ、３５ｂ）とを備える。チャンバ３には、外部に開放された一方端（出入口１５ａ）から、外部に開放された他方端（出入口１５ｂ）まで続く流路が形成されている。ガス供給部材は、一方端と他方端との間において流路１１にプロセスガスを供給するためのものである。ガス供給部材は、流路１１に面するようにチャンバ３において形成されたガス供給口（供給口１７）に接続される。ガス供給口（供給口１７）と一方端（出入口１５ａ）との間において、チャンバ３には流路１１に面する一方ガス排出口（排気口２３ａ）が形成されている。当該一方ガス排出口（排気口２３ａ）を介して、流路１１からプロセスガスを含むガスを排気するため、一方ガス排出部材（排気路２５、フィルタ２７および排気量調整部材２９）は一方ガス排出口（排気口２３ａ）に接続される。ガス供給口（供給口１７）と他方端（出入口１５ｂ）との間において、チャンバ３には流路１１に面する他方ガス排出口（排気口２３ｂ）が形成されている。当該他方ガス排出口（排気口２３ｂ）を介して、流路１１からプロセスガスを含むガスを排気するため、他方ガス排出部材（排気路２５、フィルタ２７および排気量調整部材２９）は他方ガス排出口（排気口２３ｂ）に接続される。電磁界発生部材は、ガス供給口（供給口１７）と一方ガス排出口（排気口２３ａ）との間、およびガス供給口（供給口１７）と他方ガス排出口（排気口２３ｂ）との間の少なくともいずれか一方に配置される。電磁界発生部材は、流路１１の内部においてプラズマ処理に用いるプラズマを発生させるための電磁界を形成する。一方ガス排出口（排気口２３ａ）と一方端（出入口１５ａ）との間の流路のコンダクタンス（Ｃ１）と、一方ガス排出口（排気口２３ａ）とガス供給口（供給口１７）との間の流路のコンダクタンス（Ｃ２）と、他方ガス排出口（排気口２３ｂ）と他方端（出入口１５ｂ）との間の流路のコンダクタンス（Ｃ３）と、他方ガス排出口（排気口２３ｂ）とガス供給口（供給口１７）との間の流路のコンダクタンス（Ｃ４）とが等しい。一方ガス排出口（排気口２３ａ）および他方ガス排出口（排気口２３ｂ）のそれぞれから排出されるガスの排気量が、ガス供給口（供給口１７）から流路１１に供給されるプロセスガスの供給量と等しくなるように、ガス供給部材、一方ガス排出部材および他方ガス排出部材（より具体的には供給量調整部材２１および排気量調整部材２９）は制御可能である。
【００８２】
このようにすれば、排気口２３ａ、２３ｂからは、供給口１７から供給されるプロセスガスと、流路１１の出入口１５ａ、１５ｂから流入する外気とを、同じ割合で流路１１から排出できる。また、排気口２３ａ、２３ｂから流路１１の外側（出入口１５ａ、１５ｂより外側）へプロセスガスが漏れ出すことも防止できる。このため、プラズマ処理装置１の装置構成を従来より小さくすることができる。また、プラズマ処理装置１の設計、製作、メンテナンスが、従来の装置のように２重のチャンバがあるものに比べ容易になる。
【００８３】
また、流路１１のコンダクタンスの絶対値に関係なく、供給口１７から出入口１５ａ、１５ｂ側へのプロセスガスの分流比を等しくできる。さらに、排気口２３ａ、２３ｂから排出される排気ガスは、供給口１７からのプロセスガスと、出入口１５ａまたは出入口１５ｂから流入した外気とが半分づつ混合した混合ガスになる。したがって、比較的簡単な流量制御により、排気口２３ａ、２３ｂから排出されるガスについて簡単に等分流とすることができる。
【００８４】
図１、図３、図４、図６、図１０などに示すように、上記プラズマ処理装置１において、電磁界発生部材の一部（対向電極３１ａ〜３１ｄ、４１ａ〜４１ｄおよび固体誘電体３３ａ、３３ｂにおいて固体誘電体３５ａ、３５ｂが形成された面を含む端部）は、チャンバ３において流路１１に面する壁部（上壁４または下壁１４）を構成する。
【００８５】
この場合、対向電極３１ａ〜３１ｄ、４１ａ〜４１ｄおよび固体誘電体３３ａ、３３ｂの一部がチャンバ３の上壁４または下壁１４の一部を構成する（対向電極３１ａ〜３１ｄ、４１ａ〜４１ｄの一部がチャンバ３の壁の一部としての機能も有する）ので、チャンバ３の上壁４または下壁１４の上に対向電極３１ａ〜３１ｄ、４１ａ〜４１ｄおよび固体誘電体３３ａ、３３ｂを配置する場合より、プラズマ処理装置１の小型化を図ることができる。さらに、チャンバ３の上壁４または下壁１４を介さず直接流路内に電界を作ることができるため、効率的にプラズマを発生させることができる。
【００８６】
図５などに示すように、上記プラズマ処理装置１において、電磁界発生部材（対向電極３１ａ〜３１ｄおよび固体誘電体３３ａ、３３ｂ）は、チャンバ３の壁部（上壁４）を介して流路１１と対向するように、チャンバ３の外部に配置されていてもよい。
【００８７】
この場合、流路１１を構成するチャンバ３と対向電極３１ａ〜３１ｄおよび固体誘電体３３ａ、３３ｂとを別部材として扱うことができる。このため、図１などに示すように電磁界発生手段（対向電極３１ａ〜３１ｄおよび固体誘電体３３ａ、３３ｂ）の一部を、流路１１を構成するチャンバ３の壁部（上壁４）の一部として流用するときよりも、プラズマ処理装置１の製造が容易になる。また、流路１１（つまりチャンバ３）の構成を変更することなく、電磁界発生手段の構造のみを変更することが可能になる。
【００８８】
図１、図３、図４〜図６に示すように、上記プラズマ処理装置１において、電磁界発生部材（対向電極３１ａ〜３１ｄ、固体誘電体３３ａ、３３ｂ、３５ａ、３５ｂ）は、間隔を隔てて対向するように配置された１組の対向電極３１ａ〜３１ｄを含んでいてもよい。１組の対向電極３１ａ〜３１ｄは、流路１１から見て同じ側（上壁４側）に配置されている。
【００８９】
この場合、１組の対向電極３１ａ〜３１ｄ間において最も電界強度が高い場所は、１組の対向電極間の距離が最も小さくなっている領域（対向電極３１ａ、３１ｂの間に位置する領域、または対向電極３１ｃ、３１ｄの間に位置する領域）であると思われるが、上記のような構成のプラズマ処理装置１では上記領域は流路１１と重なることはない。つまり、流路１１内においてプラズマ処理される被処理物１３に対して、過剰に電界強度の高い電界（強い電界）が印加されることはない。そのため、プラズマ処理において、被処理物１３への強い電界に起因するダメージの発生確率を減少させることができる。
【００９０】
図１０に示すように、上記プラズマ処理装置１において、電磁界発生部材（対向電極４１ａ〜４１ｄおよび固体誘電体３５ａ〜３５ｄ）は、間隔を隔てて対向するように配置された１組の対向電極（対向電極４１ａ〜４１ｄ）を含んでいてもよい。１組の対向電極（対向電極４１ａと対向電極４１ｂの組、および対向電極４１ｃと対向電極４１ｄの組）は、流路１１を挟むように配置されている。
【００９１】
この場合、１組の対向電極の間（対向電極４１ａと対向電極４１ｂの組の間、および対向電極４１ｃと対向電極４１ｄの組の間）に流路１１が配置されることになる。そのため、流路１１内に高い電界強度の電界を形成できる。したがって、流路１１内で当該電界により効率的にプラズマを発生させることができる。この結果、プラズマ処理の効率を向上させることができる。
【００９２】
図１１に示すように、上記プラズマ処理装置１において、電磁界発生部材は、導電体をらせん状に成形したコイル５１ａ、５１ｂを含んでいる。コイル５１ａ、５１ｂは、当該コイル５１ａ、５１ｂが延びる方向を示す中心軸（巻付軸５２ａ、５２ｂ）が流路１１の延びる方向（矢印５４で示す方向）に対して交差する（図１１においては流路１１の延びる方向と垂直な方向に延びる）ように配置されている。
【００９３】
この場合、図１などに示すように電磁界発生部材として対向電極３１ａ〜３１ｄを用いる場合に比べて、より高電子密度のプラズマを流路１１内に生成することが可能になる。
【００９４】
図１３に示すように、上記プラズマ処理装置１において、電磁界発生部材は、導電体をらせん状に成形したコイル６１ａ、６１ｂを含んでいてもよい。コイル６１ａ、６１ｂは、流路１１に巻付くように配置されていてもよい。
【００９５】
この場合、流路１１と重なるように、コイル６１ａ、６１ｂにより発生した磁界を配置することができる。そのため、当該磁界を、より有効にプラズマ放電に利用することができる。
【００９６】
図９を用いて説明したこの発明に従ったプラズマ処理方法は、上記プラズマ処理装置１を用いたプラズマ処理方法であって、プロセスガスを供給する工程（Ｓ１０）と、プラズマ処理を行なう工程（Ｓ２０）と、ガスを排出する工程（Ｓ３０）とを備える。プロセスガスを供給する工程（Ｓ１０）では、ガス供給口（供給口１７）から流路１１の内部に８０体積％以上のヘリウムを含むプロセスガスを供給する。プラズマ処理を行なう工程（Ｓ２０）では、電磁界発生部材（対向電極３１ａ〜３１ｄ、４１ａ〜４１ｄ、コイル５１ａ、５１ｂ、６１ａ、６１ｂ、固体誘電体３３ａ、３３ｂ、３５ａ〜３５ｄ）を用いて流路１１内において電磁界を形成することにより、流路１１内においてプロセスガスからプラズマを発生させてプラズマ処理を行なう。ガスを排出する工程（Ｓ３０）では、一方ガス排出口（排気口２３ａ）および他方ガス排出口（排気口２３ｂ）からプロセスガスを含むガスを流路１１の内部から排出する。プロセスガスを供給する工程（Ｓ１０）では、流路１１の内部において、電磁界発生手段により電磁界が形成される部分（領域１６ａ、１６ｂ）におけるプロセスガスの流速が０．０７メートル／秒以上となるように、ガス供給部材（供給路１９および供給量調整部材２１）、一方ガス排出部材および他方ガス排出部材（排気路２５、フィルタ２７および排気量調整部材２９）が制御される。
【００９７】
このようにすれば、出入口１５ａ、１５ｂから外気が流路１１内のプラズマが発生する領域１６ａ、１６ｂ（プラズマ処理部）へ侵入する確率を低減できる。そのため、プラズマ処理部において安定したプラズマ処理が可能になる。
【００９８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明によるプラズマ処理装置の実施の形態１を示す断面模式図である。
【図２】チャンバの上壁と供給路および排気路との接続構造の一例を説明するための斜視模式図である。
【図３】図１に示した本発明におけるプラズマ処理装置の実施の形態１の第１の変形例を示す断面模式図である。
【図４】図１に示した本発明によるプラズマ処理装置の実施の形態１の第２の変形例を示す断面模式図である。
【図５】本発明によるプラズマ処理装置の実施の形態２を示す断面模式図である。
【図６】本発明によるプラズマ処理装置の実施の形態３を示す断面模式図である。
【図７】発明者が検討に用いた実験装置を示す斜視模式図である。
【図８】図７に示した線分ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける部分断面模式図である。
【図９】本発明によるプラズマ処理方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図１０】本発明によるプラズマ処理装置の実施の形態５を示す断面模式図である。
【図１１】本発明によるプラズマ処理装置の実施の形態６を示す断面模式図である。
【図１２】図１１に示したプラズマ処理装置におけるコイルを示す斜視模式図である。
【図１３】本発明によるプラズマ処理装置の実施の形態７を示す断面模式図である。
【図１４】従来のプラズマ処理装置を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【０１００】
１  プラズマ処理装置、２，４６，５４  矢印、３  チャンバ、４  上壁、５，５ａ，５ｂ，２２  凹部、６  凹部の上壁、７ａ，７ｂ  上壁端、８  孔、９  １段目配管、１０  ２段目配管、１１  流路、１２  ３段目配管、１３  被処理物、１４  下壁、１５ａ，１５ｂ  出入口、１６，１６ａ，１６ｂ  領域、１７  供給口、１９  供給路、２０  スリット、２１  供給量調整部材、２３ａ，２３ｂ  排気口、２５  排気路、２７  フィルタ、２９  排気量調整部材、３１ａ〜３１ｄ，４１ａ〜４１ｄ  対向電極、３３，３３ａ，３３ｂ，３５ａ〜３５ｄ  固体誘電体、３７，３７ａ，３７ｂ  電源、３９  搬送ローラ、４３  導電体、４４  保護膜、５１ａ，５１ｂ，６１ａ、６１ｂ  コイル、５２ａ，５２ｂ  巻付軸、５３ａ，５３ｂ，６３ａ〜６３ｄ  非磁性体。
【図１】
2006040668.tif 000003
【図２】
2006040668.tif 000004
【図３】
2006040668.tif 000005
【図４】
2006040668.tif 000006
【図５】
2006040668.tif 000007
【図６】
2006040668.tif 000008
【図７】
2006040668.tif 000009
【図８】
2006040668.tif 000010
【図９】
2006040668.tif 000011
【図１０】
2006040668.tif 000012
【図１１】
2006040668.tif 000013
【図１２】
2006040668.tif 000014
【図１３】
2006040668.tif 000015
【図１４】
2006040668.tif 000016