(57)【要約】【課題】放電空間の厚さを維持しつつ、放電開始電圧を低く設定でき、パーティクルの発生を抑制できるプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】第１誘電部材３１の主面覆部３１０で第１電極２１の主面２１ａを覆い、第２誘電部材３２の主面覆部３２０で第２電極２２の主面２２ａを覆い、主面覆部３１０，３２０間に放電空間１３となるべき中間隙間３０ａを形成する。第１主面覆部３１０の下流側に一体に連なる下流側部３１２に下流凹部３１ｃと下流凸部３１ｄを電極長手方向に交互に形成し、凸部３１ｄを第２誘電部材３２の下流側部３２２に当接する。凹部３１ｃどうしが中間隙間３０ａで連ねられ、各凹部３１ｃの内部が処理ガスの噴出路１４となる。【選択図】図１
2008257958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理ガスを放電空間でプラズマ化して一方向に噴出し、前記放電空間より前記噴出方向の下流側の被処理物配置部に配置された被処理物に接触させ、プラズマ表面処理を行なう装置において、
（ａ）前記噴出方向と交差する第１方向に互いに対向された第１、第２の電極と、
（ｂ）前記第１電極の前記第２電極を向く第１主面を覆う第１主面覆部と、前記第１電極より前記噴出方向の下流側において前記第１主面覆部に連なる第１下流側部と、を有する固体誘電体からなる第１誘電部材と、
（ｃ）前記第２電極の前記第１電極を向く第２主面を覆う第２主面覆部と、前記第２電極より前記噴出方向の下流側において前記第２主面覆部に連なる第２下流側部と、を有する固体誘電体からなる第２誘電部材と、
を備え、前記第１主面覆部と第２主面覆部が、前記第１方向に対向されて互いの間に前記放電空間となるべき中間隙間を形成する平坦面をそれぞれ有し、
前記第１下流側部と前記第２下流側部とが、前記第１方向に対向されるとともに、少なくとも一方の下流側部の対向面には、該一方の下流側部と一体をなすとともに他方の下流側部に当接された下流凸部と、下流凹部とが、前記噴出方向及び前記第１方向と交差する第２方向に交互に形成され、
前記中間隙間が、前記下流凸部及び下流凹部の前記噴出方向の上流側において前記第２方向に並んだ下流凹部どうしを連ね、
各下流凹部の内部が、前記中間隙間からの処理ガスを前記被処理物配置部へ噴出する噴出路となっていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記下流凸部及び下流凹部が、前記噴出方向に沿って延びる条状になっていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記第１電極又は第２電極の前記下流側の端部が、前記下流凸部及び下流凹部より前記噴出方向の上流側に離れて位置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記下流凸部と下流凹部が、前記第１下流側部にのみ形成され、
前記第２下流側部の第１下流側部との対向面が、平坦になっていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記第１誘電部材が、前記第１電極より前記噴出方向の上流側において前記第１主面覆部に連なる第１上流側部を更に有し、前記第２誘電部材が、前記第２電極より前記噴出方向の上流側において前記第２主面覆部に連なる第２上流側部を更に有し、
前記第１上流側部と前記第２上流側部とが、前記第１方向に対向されるとともに、少なくとも一方の上流側部の対向面には、該一方の上流側部と一体をなすとともに他方の上流側部に当接された上流凸部と、上流凹部とが、前記第２方向に交互に形成され、
前記中間隙間が、前記上流凸部及び上流凹部の前記噴出方向の下流側において前記第２方向に並んだ上流凹部どうしを連ね、
各上流凹部の内部が、処理ガスを前記中間隙間へ導く導入路となっていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記上流凸部及び上流凹部が、前記噴出方向に沿って延びる条状をなしていることを特徴とする請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記第１電極又は第２電極の前記上流側の端部が、前記上流凸部及び上流凹部より前記下流側に離れて位置されていることを特徴とする請求項５又は６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記上流凸部と上流凹部が、前記第１下流側部にのみ形成され、
前記第２上流側部の第１上流側部との対向面が、平坦になっていることを特徴とする請求項５〜７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、処理ガスを放電空間でプラズマ化して被処理物に接触させ、プラズマ表面処理を行なう装置に関し、特に、被処理物が放電空間の外部に配置され、これに向けて処理ガスを放電空間から噴出す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】
特許文献１に記載の大気圧プラズマ処理装置には、一対の誘電体からなる板が設けられている。これら誘電体板が互いに接合されている。各誘電体板の接合面に凸条と凹条が交互に形成されている。一対の誘電体板の凸条どうしが当接されるとともに凹条どうしが合わさり、直線状の処理ガス通路が形成されている。各誘電体板の接合面とは反対側の面には、電極が貼り付けられている。これら電極間に電界を印加する。これにより、２つの凹条を合わせた直線状の処理ガス通路の内部がそれぞれ大気圧の放電空間となり、処理ガスがプラズマ化される。
【特許文献１】特開平７−２４５１９２号公報（段落０１４０、図１１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上掲特許文献の装置では、凸条によって放電空間の厚さを一定に維持できる。その一方、放電空間が、各凹条の内部の狭隘な線状空間に限定される。そのため、放電しにくく、放電開始電圧を高く設定する必要がある。また、電極間の電界中に凹条及び凸条が配置されることになり、これら凹条や凸条の角部からパーティクルが生じやすい。さらには、凹条ごとの処理ガスの導入量が不均一であると、その導入量がそのまま噴出量となるので、処理の均一性を保てない。したがって、処理ガスを複数の凹条に正確に均等分配する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明は、処理ガスを放電空間でプラズマ化して一方向に噴出し、前記放電空間より前記噴出方向の下流側の被処理物配置部に配置された被処理物に接触させ、プラズマ表面処理を行なう装置において、
（ａ）前記噴出方向と交差する第１方向に互いに対向された第１、第２の電極と、
（ｂ）前記第１電極の前記第２電極を向く第１主面を覆う第１主面覆部と、前記第１電極より前記噴出方向の下流側において前記第１主面覆部に連なる第１下流側部と、を有する固体誘電体からなる第１誘電部材と、
（ｃ）前記第２電極の前記第１電極を向く第２主面を覆う第２主面覆部と、前記第２電極より前記噴出方向の下流側において前記第２主面覆部に連なる第２下流側部と、を有する固体誘電体からなる第２誘電部材と、
を備え、前記第１主面覆部と第２主面覆部が、前記第１方向に対向されて互いの間に前記放電空間となるべき中間隙間を形成する平坦面をそれぞれ有し、
前記第１下流側部と前記第２下流側部とが、前記第１方向に対向されるとともに、少なくとも一方の下流側部の対向面には、該一方の下流側部と一体をなすとともに他方の下流側部に当接された下流凸部と、下流凹部とが、前記噴出方向及び前記第１方向と交差する第２方向に交互に形成され、
前記中間隙間が、前記下流凸部及び下流凹部の前記噴出方向の上流側において前記第２方向に並んだ下流凹部どうしを連ね、
各下流凹部の内部が、前記中間隙間からの処理ガスを前記被処理物配置部へ噴出する噴出路となっていることを特徴とする。
この特徴構成によれば、第１、第２主面覆部の平坦面どうしからなる中間隙間を放電空間とすることにより放電開始のための電圧を低く抑えることができ、かつ放電空間内でのパーティクルの発生を防止することができる。また、処理ガスを１つの中間隙間で一様にプラズマ化したうえで各噴出路に分配して噴き出すので、処理ムラを抑えることができる。さらに、上記凸部によって放電空間の厚さを維持することができる。別途の放電空間厚さ維持構造が不要であり、軽量化及び部品点数の削減を図ることができる。
【０００５】
前記下流凸部及び下流凹部が、前記噴出方向に沿って延びる条状になっていることが好ましい。
これによって、放電空間の厚さを確実に保持できる。また、処理ガスを噴出方向に案内して勢い良く噴出すことができる。
【０００６】
前記第１電極又は第２電極の前記下流側の端部が、前記下流凸部及び下流凹部より前記噴出方向の上流側に離れて位置されていることが好ましい。これによって、放電空間内でパーティクルが発生するのを一層確実に防止することができる。
【０００７】
前記下流凸部と下流凹部が、前記第１下流側部にのみ形成され、
前記第２下流側部の第１下流側部との対向面が、平坦になっていることが好ましい。
これによって、第１、第２下流側部双方の下流凸部どうしの位置合わせが不要になり、組み立て作業の簡易化を図ることができる。たとえ第１、第２誘電部材どうしが多少位置ずれしていてもパーティクルの発生を確実に回避できる。
【０００８】
前記第１誘電部材が、前記第１電極より前記噴出方向の上流側において前記第１主面覆部に連なる第１上流側部を更に有しているのが好ましい。前記第２誘電部材が、前記第２電極より前記噴出方向の上流側において前記第２主面覆部に連なる第２上流側部を更に有しているのが好ましい。
前記第１上流側部と前記第２上流側部とが、前記第１方向に対向されるとともに、少なくとも一方の上流側部の対向面には、該一方の上流側部と一体をなすとともに他方の上流側部に当接された上流凸部と、上流凹部とが、前記第２方向に交互に形成され、前記中間隙間が、前記上流凸部及び上流凹部の前記噴出方向の下流側において前記第２方向に並んだ上流凹部どうしを連ね、各上流凹部の内部が、処理ガスを前記中間隙間へ導く導入路となっていることが好ましい。
これによって、放電開始電圧を低く抑えるとともにパーティクルの発生を防止しつつ、放電空間の厚さを一層確実に保持できる。各導入路に導入された処理ガスは中間隙間にて合流される。したがって、導入路ごとの処理ガス導入量を正確に均等分配しなくても済み、処理ガスの分配構造を簡単化することができる。
【０００９】
前記上流凸部及び上流凹部が、前記噴出方向に沿って延びる条状をなしていることが好ましい。これによって、放電空間の厚さをより一層確実に保持できる。また、処理ガスを噴出方向に沿って中間隙間内へ案内することができる。
【００１０】
前記第１電極又は第２電極の前記上流側の端部が、前記上流凸部及び上流凹部より前記下流側に離れて位置されていることが好ましい。
これによって、放電空間内でパーティクルが発生するのを一層確実に防止することができる。また、第１電極又は第２電極の前記噴出方向に沿う寸法を小さくすることにより、単位放電面積あたりの電流密度を高め、高濃度のプラズマを得ることができ、処理能力を高めることができる。
【００１１】
前記上流凸部と上流凹部が、前記第１下流側部にのみ形成され、
前記第２上流側部の第１上流側部との対向面が、平坦になっていることが好ましい。
これによって、第１、第２上流側部双方の上流凸部どうしの位置合わせが不要になり、組み立て作業の簡易化を図ることができる。たとえ第１、第２誘電部材どうしが多少位置ずれしていてもパーティクルの発生を確実に回避できる。
【００１２】
本発明は、ほぼ大気圧近傍下（常圧下）でのプラズマ処理に好適である。ここで、ほぼ大気圧近傍下（ほぼ常圧）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。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、放電空間の厚さを維持しつつ、放電開始のための電圧を低く設定でき、さらには放電空間内でのパーティクルの発生を抑えることができ、処理品質を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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は、本発明の第１実施形態を示したものである。大気圧プラズマ処理装置１は、処理ヘッド１０と、被処理物配置部２とを備えている。被処理物配置部２は、ステージやコンベアで構成されており、その上に被処理物Ｗが配置されるようになっている。被処理物Ｗは、例えばガラス基板や半導体基板である。
被処理物配置部２は、被処理物Ｗを左右方向にスキャンできるようになっている。被処理物Ｗが位置固定され、処理ヘッド１０が左右方向にスキャンされるようになっていてもよい。
【００１５】
処理ヘッド１０は、図示しない架台に支持され、被処理物配置部２の上方に離れて位置され、処理ガスをプラズマ化（分解、励起、活性化、ラジカル化、イオン化を含む）して被処理物配置部２ひいては被処理物Ｗへ向けて下方に噴き出すようになっている。処理ヘッド１０は、仮想線で示すヘッド本体１１と、このヘッド本体１１の内部に設けられた一対をなす第１、第２電極２１，２２と、一対をなす第１、第２誘電部材３１，３２とを備え、図１の紙面と直交する前後方向に延びている。
【００１６】
図１及び図２（ｂ）に示すように、電極２１，２２は、左右（第１方向）に対向するように配置され、平行平板電極を構成している。各電極２１，２２は、四角形の断面を有し、互いの対向方向と直交する方向（図２において上下）に延びている。第１、第２電極２１，２２のうち例えば第１電極２１は、電源３に接続され、ホット電極となっている。第２電極２２は、電気的に接地され、アース電極となっている。電源３から電極２１への電圧供給により、電極２１，２２間に電界が印加され、大気圧グロー放電が生成されるようになっている。ここで、大気圧グロー放電は、アークやストリーマーが観測されない、見た目均一の放電である。
第２電極２２が電源３に接続されてホット電極になり、第１電極２１が電気的に接地されてアース電極になっていてもよい。
【００１７】
誘電部材３１，３２は、それぞれアルミナなどの固体誘電体のセラミックで構成され、大略「コ」字状の断面を有し、電極２１，２２と同方向に延びている。第１誘電部材３１は、第１電極２１の収容ケースとなり、第２誘電部材３２は、第２電極２２の収容ケースとなっている。これら誘電部材３１，３２が互いに向き合い、当接されている。
【００１８】
誘電部材３１，３２の構造を更に詳述する。
図１及び図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１誘電部材３１は、長手方向を前後（第１方向と直交する第２方向）に向け、幅方向を上下（噴出方向に沿う第３方向）に向けた薄板状の第１主面覆部３１０と、この主面覆部３１０の上側（噴出方向の上流側）に設けられた第１上流側部３１１と、主面覆部３１０の下側（噴出方向の下流側）に設けられた第１下流側部３１２とを一体に有している。第１誘電部材３１の各部３１０，３１１，３１２が、互いに別体になっており、接着剤で接合されるようになっていてもよい。
【００１９】
上流側部３１１は、主面覆部３１０の上端部に沿って前後に延びるとともに左側へ突出する厚板状をなしている。下流側部３１２は、主面覆部３１０の下端部に沿って上流側部３１１と平行に延びるとともに左側へ突出する厚板状をなしている。主面覆部３１０と上下の側部３１１，３１２とにより第１収容凹部３１３が形成されている。
【００２０】
同様に、第２誘電部材３２は、長手方向を前後に向け、幅方向を上下に向けた薄板状の第２主面覆部３２０と、この主面覆部３２０の上側に設けられた第２上流側部３２１と、主面覆部３２０の下側に設けられた第２下流側部３２２とを一体に有している。第２誘電部材３２の各部３２０，３２１，３２１が、互いに別体になっており、接着剤で接合されるようになっていてもよい。
上流側部３２１は、主面覆部３２０の上端部に沿って前後に延びるとともに右側へ突出する厚板状をなしている。下流側部３２２は、主面覆部３２０の下端部に沿って第２上流側部３２１と平行に延びるとともに右側へ突出する厚板状をなしている。主面覆部３２０と上下の側部３２１，３２２とにより第２収容凹部３２３が形成されている。
【００２１】
２つの誘電部材３１，３２の主面覆部３１０，３２０どうしが左右に対向され、上流側部３１１，３２１どうしが左右に対向され、下流側部３１２，３２２どうしが左右に対向されている。
【００２２】
図１に示すように、第１誘電部材３１の収容凹部３１３に第１電極２１が収容されている。電極２１の第２電極２２を向く第１主面２１ａが、収容凹部３１３の内奥面（第１主面覆部３１０の裏面）に当接され、第１主面覆部３１０で覆われている。電極２１の上面（上流側の端部）が、上流側部３１１の下面に当接されている。電極２１の下面（下流側の端部）と収容凹部３１３の下面との間には絶縁隙間が形成されている。
【００２３】
第２誘電部材３１の収容凹部３２３に第２電極２２が収容されている。電極２２の第１電極２１を向く第２主面２２ａが、収容凹部３２３の内奥面（第２主面覆部３２０の裏面）に当接され、第２主面覆部３２０で覆われている。電極２２の上面（上流側の端部）が、上流側部３２１の下面に当接されている。電極２２の下面（下流側の端部）と、収容凹部３２３の下面との間には絶縁隙間が形成されている。
【００２４】
図示は省略するが、ヘッド本体１１には、電極２１，２２及び誘電部材３１，３２の保持部が設けられている。この保持部は、電極２１，２２どうし（及び／又は誘電部材３１，３２どうし）を互いに接近方向に押圧するネジ部材などからなる押圧機構を含んでいる。これにより、電極２１が誘電部材３１の収容凹部３１３の奥側の内面に押し当てられ密着され、電極２２が誘電部材３２の収容凹部３２３の奥側の内面に押し当てられ密着されている。また、誘電部材３１の後記凸部３１ｂ，３１ｄ，３１ｅが誘電部材３２に押し当てられ密着されている。
上記押圧機構に代えて、接着剤によって、電極２１，２２を誘電部材３１，３２の収容凹部３１３，３２３の内周面に接着することにしてもよい。
【００２５】
図４に示すように、誘電部材３２の誘電部材３１との対向面３２４は、全体が第１方向と直交する垂直な平坦面になっている。この平坦面３２４のうち、中央の主面覆部３２０にて構成された部分３２ｆが、第１誘電部材３１の主面覆部３１０と対向し、上側の上流側部３２１にて構成された部分３２ｇが、第１誘電部材３１の上流側部３１１と対向し、下側の下流側部３２２にて構成された部分３２ｈが、第１誘電部材３１の下流側部３１２と対向する。これら平坦部分３２ｆ〜３２ｈは、互いに段差なく連なっている。
【００２６】
一方、図３に示すように、誘電部材３１における誘電部材３２を向く面には、凹凸３１ａ〜３１ｅが一体形成されている。詳述すると、誘電部材３１の長手方向の両側部には、それぞれ誘電部材３２へ突出する幅広の肩部３１ｅが設けられている。図２（ｂ）に示すように、これら肩部３１ｅに、誘電部材３２の平坦面３２４の長手方向の両端部がそれぞれ当接されている。
【００２７】
図２（ａ）及び図３に示すように、誘電部材３１の上流側部３１１における誘電部材３２を向く面には、上流凹部３１ａと上流凸部３１ｂが複数形成されている。これら上流凹部３１ａ及び上流凸部３１ｂは、上下に延びる条状をなし、誘電部材３１の長手方向（第２方向）に交互に、かつ等間隔置きに並べられている。上流凸部３１ｂによって、隣り合う上流凹部３１ａ，３１ａが仕切られている。
【００２８】
図１及び図３に示すように、上流凹部３１ａの上端部は、誘電部材３１の上端面に達し、上流凸部３１ｂの上端部は、誘電部材３１の上端面と面一になっている。凹凸部３１ａ，３１ｂの下端部は、上流側部３１１と主面覆部３１０との連通部の附近に位置されている。
【００２９】
図１に示すように、上流凸部３１ｂは、誘電部材３２の上側の平坦面部分３２ｇに当接されている。上流凹部３１ａの誘電部材３２側の開口が、平坦面部分３２ｇによって塞がれている。
上流凹部３１ａの内部は、処理ガスの導入路１２となっている。図１に示すように、処理ガス源４からガス供給路４ａが処理ヘッド１０の上側部へ延び、各処理ガス導入路１２，１２…に連なっている。図示は省略するが、処理ヘッド１０の上側部には、ガス供給路４ａからの処理ガスを各処理ガス導入路１２，１２…に均等に分配するチャンバーや分岐路からなる処理ガス分配構造が設けられている。
【００３０】
図２（ｃ）及び図３に示すように、誘電部材３１の下流側部３１２における誘電部材３２を向く面には、下流凹部３１ｃと下流凸部３１ｄが複数形成されている。これら下流凹部３１ｃ及び下流凸部３１ｄは、上下に延びる条状をなし、誘電部材３１の長手方向（第２方向）に交互に、かつ等間隔置きに並べられている。下流凸部３１ｄによって、隣り合う下流凹部３１ｃ，３１ｃが仕切られている。
【００３１】
図１及び図３に示すように、凹凸部３１ｃ，３１ｄの上端部は、主面覆部３１０と下流側部３１２との連通部の附近に位置されている。下流凸部３１ｄの下端部は、誘電部材３１の下端面と面一になり、下流凹部３１ｃの下端部は、誘電部材３１の下端面に達している。
【００３２】
図１に示すように、下流凸部３１ｄは、誘電部材３２の下側の平坦面３２ｈに当接されている。下流凹部３１ｃの誘電部材３２側の開口が、平坦面部分３２ｈによって塞がれている。
下流凹部３１ｃの内部は、処理ガスの噴出路１４となっている。処理ガス噴出路１４の下端部は、処理ヘッド１０の下端面に開口され、被処理物配置部２ひいては被処理物Ｗに臨む噴出口となっている。
【００３３】
下流凸部３１ｄのピッチ及び数は、上流凸部３１ｂのピッチ及び数と等しく、下流凹部３１ｃのピッチ及び数は、上流凹部３１ａのピッチ及び数と等しい。また、各上流凸部３１ｂの真下に離れて下流凸部３１ｄが配置され、各上流凸部３１ｂの真下に離れて下流凹部３１ｃが配置されている。
凸部３１ｂ，３１ｄと肩部３１ｅの突出高さは、互いに等しく、例えば１〜２ｍｍ程度であり、これらの突出端面は、互いに同一の垂直な仮想平面上に位置されている。
凸部３１ｂ，３１ｄの幅は、肩部３１ｅの幅より十分に小さく、例えば４ｍｍ以下であり、好ましくは３ｍｍ以下になっている。
凹部３１ａ，３１ｃの幅は、２〜５ｍｍ程度が好ましい。
【００３４】
図１に示すように、電極２１，２２の上下方向の寸法は、上下の凸部３１ｂ，３１ｄ間の距離より小さく、例えば２０ｍｍ程度である。電極２１，２２の上端部は、上流凹凸部３１ａ，３１ｂより下方に離れて位置されている。凹凸部３１ａ，３１ｂと電極２１，２２の上端部との上下方向の離間距離Ｄ１は、好ましくは２ｍｍ以上である。
【００３５】
電極２１，２２の下端部は、下流凹凸部３１ｃ，３１ｄより上方に離れて位置されている。電極２１，２２と凹凸部３１ｃ，３１ｄとの上下方向の離間距離Ｄ２は、好ましくは２ｍｍ以上である。
【００３６】
図１及び図３に示すように、誘電部材３１の上流凹凸部３１ａ，３１ｂと下流凹凸部３１ｃ，３１ｄとの間の誘電部材３２との対向面３１ｆは、凹凸が無く、平坦になっている。平坦面３１ｆは、主面覆部３１０の誘電部材３２との対向面全体を占めるとともに、その上端部は、上流側部３１１に及び、上流凹部３１ａの内底に段差無く連なっている。平坦面３１ｆの下端部は、主面覆部３１０と下流側部３１２との連通部附近に達し、下流凹部３１ｃの内底に段差無く連なっている。平坦面３１ｆの長手方向の両端部は、肩部３１ｅに達している。
【００３７】
第１誘電部材３１となるべきセラミックの平板を用意し、この平板の片面を削って、上下の凹部３１ａ，３１ｃ及び中央の平坦面３１ｆを形成し、これにより、凸部３１ｂ，３１ｄ及び肩部３１ｅが形成されるようにするとよい。
【００３８】
図１及び図２（ｂ）に示すように、誘電部材３１の平坦面３１ｆと誘電部材３２の中央の平坦面部分３２ｆとの間に、中間隙間３０ａが形成されている。中間隙間３０ａは、上下の凹凸部３１ａ〜３１ｄを分断するように、誘電部材３１，３２の長手方向に延びている。中間隙間３０ａの上側部分を介して、上流凹部３１ａの内部の下端部（処理ガス導入路１２の下流端）が互いに連ねられている。中間隙間３０ａの下側部分を介して、下流凹部３１ｃの内部の上端部（処理ガス噴出路１４の上流端）が互いに連ねられている。
【００３９】
上流凸部３１ｂの下端面によって中間隙間３０ａの上端縁が画成されている。下流凸部３１ｄの上端面によって中間隙間３０ａの下端縁が画成されている。肩部３１ｅの内端縁によって中間隙間３０ａの長手方向の両端縁が画成されている。
中間隙間３０ａの左右方向の厚さは、上下の凸部３１ｂ，３１ｄ及び肩部３１ｅの突出高さと等しく、例えば１〜２ｍｍ程度である。
【００４０】
上記構成のプラズマ処理装置１にて表面処理を行なう際は、被処理物Ｗを被処理物配置部２の上にセットする。
そして、処理ガス源４からの処理ガスを、ガス供給路４ａを経て処理ヘッド１０の各処理ガス導入路１２に導入する。この処理ガスは、各処理ガス導入路１２を経て、中間隙間３０ａに入り、互いに混ざり合う。したがって、処理ガスを複数の処理ガス導入路１２に厳密に均等に分配する必要はない。これにより、処理ガスの分配構造を簡単化することができる。
【００４１】
併行して、電源３から電極２１に電圧を供給する。これにより、電極２１，２２の間に電界が印加されて大気圧グロー放電が生成され、中間隙間３０ａの大部分が放電空間１３となり、該空間１３の処理ガスがプラズマ化される。誘電部材３１，３２の主面覆部３１０，３２０は、各電極２１，２２の対向面２１ａ，２２ａにおいて大気圧グロー放電を安定化させるための誘電体層としての役目を果たす。
放電空間１３となる中間隙間３０ａは、誘電部材３１，３２の平坦面３１ｆ，３２ｆどうし間に形成され、十分な放電面積を有しているため、放電開始電圧を高くする必要がない。これにより、電源３の負担を軽減することができる。
電極２１，２２の上下方向の寸法が誘電部材３１，３２の上側の凹凸部３１ａ，３１ｂと下側の凹凸部３１ｃ，３１ｄとの間の間隔より小さく、上下の凹凸部３１ａ〜３１ｄがそれぞれ電極２１，２２から上下に十分に（２ｍｍ以上）離間して位置されているため、電極２１，２２どうし間の電界中に凹凸部３１ａ〜３１ｄが介在しないようにすることができる。したがって、凹凸部３１ａ〜３１ｄの角に集中電界が形成されるのを回避でき、凹凸部３１ａ〜３１ｄの角からパーティクルが発生するのを防止することができる。
また、電極２１，２２の上下方向の寸法を小さくすることにより、単位面積あたりの電流密度を高めることができ、高濃度のプラズマ（活性種）を得ることができる。
【００４２】
中間隙間３０ａ内でプラズマ化された処理ガスは、その後、噴出路１４ごとに分配される。そして、各噴出路１４に案内されて下方へ勢いよく噴き出され、被処理物Ｗに接触される。これによって、被処理物Ｗの表面上で反応が起き、所望の表面処理が行なわれる。上述したように、電極２１，２２の上下の幅を小さくすることにより、高濃度のプラズマを得、これを被処理物Ｗに吹きつけることにより、処理能力を十分の高めることができる。さらには、放電空間１３内でのパーティクルの発生が確実に防止されているため、処理品質を高めることができる。
電極２１，２２にクーロン引力や熱応力などが作用しても、上下の凸部３１ｂ，３１ｄによって放電空間１３の厚さ（左右方向の寸法）を一定に維持できる。特に、放電空間１３の長手方向の中央部分の厚さを確実に一定に維持することができる。別途、放電空間１３の厚さを維持する構造が不要であり、軽量化及び部品点数の削減を図ることができる。
【００４３】
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した構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を省略する。
図５及び図６は、第１誘電部材３１の変形例を示したものである。この誘電部材３１には、第１実施形態における上下の凹凸部３１ａ〜３１ｄのうち、下流凹凸部３１ｃ，３１ｄだけが設けられ、上流凹凸部３１ａ，３１ｂが設けられていない。
誘電部材３１における上流側部３１１の誘電部材３２との対向面３１ｇは、平坦面となり、主面覆部３１０の対向面３１ｆに段差無く連なっている。
２つの誘電部材３１，３２の平坦面３１ｇ，３２ｇどうしの間に１つの処理ガス導入路１２が形成されている。処理ガス導入路１２は、長手方向を前後方向に向けた面状をなし、中間隙間３０ａに一体に連通している。
この変形例では、下流凸部３１ｄによって中間隙間３０ａの厚さを一定に維持できるとともに、処理ガスの噴出の勢いを大きくでき、処理能力を向上させることができる。
【００４４】
図７は、誘電部材３１，３２の長手方向の両端構造の変形例を示したものである。この変形例では、肩部３２ｅが、第１誘電部材３１に代えて、第２誘電部材３２に一体形成されている。第１誘電部材３１における誘電部材３２を向く面の長手方向の両端部は、上下の凹部３１ａ，３１ｃの内底面及び中央の平坦面３１ｆと面一の平面になっており、この平らな両端部に第２誘電部材３２の肩部３２ｅが当接されている。
第２誘電部材３２の両側の肩部３２ｅと第１誘電部材３１の長手方向の両端の下流凸部３１ｄとによって、両端の処理ガス噴出路１４がそれぞれ画成されている。
図７のおいては図示されていないが、第２誘電部材３２の両側の肩部３２ｅと第１誘電部材３１の長手方向の両端の上流凸部３１ｂとによって、両端の処理ガス導入路１２がそれぞれ画成されている。
【００４５】
図８及び図９に示す変形例では、第２誘電部材３２にも第１誘電部材３１と同様の上流凹部３２ａ及び上流凸部３２ｂ、並びに下流凹部３２ｃ及び下流凸部３２ｄが一体形成されており、第２誘電部材３２が第１誘電部材３１と対称の形状になっている。凹部３１ａ，３２ａ，３１ｃ，３２ｃの深さは、第１実施形態の凹部３１ａ，３１ｃの半分程度であり、凸部３１ｂ，３２ｂ，３１ｄ，３２ｄの突出高さは、第１実施形態の凸部３１ｂ，３１ｄの半分程度である。
２つの誘電部材３１，３２の上流凸部３１ｂ，３２ｂどうしが突き当てられ、下流凸部３１ｄ，３２ｄどうしが突き当てられている。上流凹部３１ａ，３２ａどうしが合わさって第１実施形態と同程度の断面積の処理ガス導入路１２が形成されている。また、下流凹部３１ｃ，３２ｃどうしが合わさって第１実施形態と同程度の断面積の噴出路１４が画成されている。
【００４６】
本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、種々の改変をなすことができる。
例えば、実施形態では、上下の凹部３１ａ，３１ｃどうしが鉛直な一直線上に配置されていたが、誘電部材３１の長手方向にずれていてもよい。上下の凸部３１ｂ、３１ｄどうしが誘電部材３１の長手方向にずれていてもよい。上側の凹凸部３１ａ，３１ｂのピッチ及び数が、下側の凹凸部３１ｃ，３１ｄのピッチ及び数と異なっていてもよい。
上側の凹凸部３１ａ，３１ｂの下端部が、電極３１，３２の上端部と同じ高さに位置されていてもよく、電極３１，３２の上端部より少し下に位置されていてもよい。下の凹凸部３１ｃ，３１ｄの上端部が、電極３１，３２の下端部と同じ高さに位置されていてもよく、電極３１，３２の下端部より少し上に位置されていてもよい。
凹凸部３１ａ〜３１ｄは、上下に延びていなくてもよく、スポット状になっていてもよい。
以上の改変は、図８及び図９の変形例における第２誘電部材３２の凹凸部３２ａ〜３２ｄについても同様である。
第１、第２誘電部材のうち一方の誘電部材に上流凹部及び上流凸部が設けられる一方、他方の誘電部材に下流凹部及び下流凸部が設けられていてもよい。
図１０に示すように、一方の誘電部材３１（又は３２）に設けた幅広の凹部３１ｃ（又は３２ｃ）の中央部に、他方の誘電部材に設けた凸部３２ｄ（又は３１ｄ）が挿入され。上記幅広の凹部が２つの通路１４に分かれるようにしてもよい。（図１０は、下流側部３１２，３２２の断面構造を示したものであるが、上流側部３１１，３２１についても同様の構造にしてもよい。）
誘電部材３１，３２はそれぞれ一体物である必要はなく、主面覆部３１０，３２０と、上流側部３１１，３２１と、下流側部３１２，３２２とが、互いに別体になっており、接着剤にて接着されたり、ネジ止めされたりするようになっていてもよい。
平行平板電極２１，２２は、第１主面２１ａと第２主面２２ａとがほぼ平行であればよい。第１電極２１及び第２電極２２の断面形状は特に限定されず、断面四角形以外の多角形であってもよい。第１電極２１及び第２電極２２は、薄膜やフィルム状であってもよい。
本発明は、洗浄、表面改質（親水化、撥水化等）、エッチング、成膜などの種々の表面処理に適用可能である。大気圧近傍下でのプラズマ処理に限られず、真空下でのプラズマ処理にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
この発明は、例えばフラットパネルディスプレイ用のガラス基板や半導体基板の製造工程における表面処理に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る大気圧プラズマ処理装置を示す正面断面図である。
【図２】（ａ）は、図１のIIａ-IIａ線に沿う、上記大気圧プラズマ処理装置の処理ヘッドの平面断面図であり、（ａ）は、図１のIIｂ-IIｂ線に沿う、上記処理ヘッドの平面断面図であり、（ｃ）は、図１のIIｃ-IIｃ線に沿う、上記処理ヘッドの平面断面図である。
【図３】上記処理ヘッドの分解斜視図である。
【図４】上記処理ヘッドを図３とは別の角度から見た分解斜視図である。
【図５】上記処理ヘッドの第１変形例を示す正面断面図である。
【図６】図５の処理ヘッドの第１誘電部材の斜視図である。
【図７】上記処理ヘッドの第２変形例を示し、下流側部の高さにおける平面断面図である。
【図８】上記処理ヘッドの第３変形例を示す正面断面図である。
【図９】図８のVIII−VIII線に沿う平面断面図である。
【図１０】第１、第２誘電部材の凹凸構造の変形例を示し、下流側部の高さにおける平面断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１      大気圧プラズマ処理装置
２      被処理物配置部
３      電源
４      処理ガス源
４ａ    ガス供給路
１０    処理ヘッド
１１    ヘッド本体
１２    導入路
１３    放電空間
１４    噴出路
２１    第１電極
２１ａ  第１主面
２２    第２電極
２２ａ  第２主面
３０ａ  中間隙間
３１    第１誘電部材
３１０  第１主面覆部
３１１  第１上流側部
３１２  第１下流側部
３１３  第１収容凹部
３１ａ  上流凹部
３１ｂ  上流凸部
３１ｃ  下流凹部
３１ｄ  下流凸部
３１ｅ  肩部
３１ｆ  第１主面覆部の平坦面
３１ｇ  第１上流側部の平坦面
３２    第２誘電部材
３２０  第２主面覆部
３２１  第２上流側部
３２２  第２下流側部
３２３  第２収容凹部
３２４  第２誘電部材の平坦面
３２ｅ  肩部
３２ａ  上流凹部
３２ｂ  上流凸部
３２ｃ  下流凹部
３２ｄ  下流凸部
３２ｆ  第２主面覆部の平坦面
３２ｇ  第２上流側部の平坦面
３２ｈ  第２下流側部の平坦面
Ｗ      被処理物
【図１】
2008257958.tif 000003
【図２】
2008257958.tif 000004
【図３】
2008257958.tif 000005
【図４】
2008257958.tif 000006
【図５】
2008257958.tif 000007
【図６】
2008257958.tif 000008
【図７】
2008257958.tif 000009
【図８】
2008257958.tif 000010
【図９】
2008257958.tif 000011
【図１０】
2008257958.tif 000012