(57)【要約】【課題】処理用ガスを細長導入口に均一に導入するためのガス路構成を、表面処理の目的やガス種等に応じてフレキシブルに変更できるプラズマ表面処理装置を提供する。【解決手段】プラズマ表面処理装置Ｍ１において、細長の電極間空間５０ｍへのガス導入手段３０は、複数のプレート３１〜３８（構成板）を積層することによって構成されている。例えばプレート３７には、長手方向に延びる高コンダクタンス路用の溝３７ａと、この溝から下面へ貫通するとともに長手方向に並べられた多数の低コンダクタンス路用の細孔３７ｂとが形成されている。【選択図】　図４
2004124238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）互いに平行に対向配置されて、側縁どうし間に細長状のガス導入口が形成された一対の電極と、
（Ｂ）上記ガス導入口に対応して細長状に広がる流路断面を有し、ガス導入口へ導入されるべきプラズマ表面処理用のガスを高コンダクタンス状態で通す高コンダクタンス路と、低コンダクタンス状態で通す低コンダクタンス路とが交互に形成されたガス導入手段と
を備えたプラズマ表面処理装置において、
上記ガス導入手段が、長手方向を上記ガス導入口と同方向に向け、幅方向を電極どうしの対向方向に向けたガス路構成板を複数段に積層してなり、
これらガス路構成板の各々に、長手方向に延びるとともに隣りの段のガス路構成板で開口が塞がれた溝と、厚さ方向に貫通して同一又は隣りの段の溝に連なるとともに互いに長手方向に並べられた複数の細孔との少なくとも一方が形成され、上記溝が、上記高コンダクタンス路として提供され、上記複数の細孔が、上記低コンダクタンス路として提供されていることを特徴とするプラズマ表面処理装置。
【請求項２】
後段の細孔が、前段の細孔より大径になっていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ表面処理装置。
【請求項３】
中途より後段のガス路構成板の溝が、上記高コンダクタンス路として提供されており、
中途より前段のガス路構成板の溝は、幅方向に並んで２条形成され、処理用ガスを長手方向に沿って互いに逆方向に流す長手送り路を構成しており、各長手送り路の略全長域から最初の複数の細孔が延び、最初の高コンダクタンス路用溝に連なっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ表面処理装置。
【請求項４】
上記長手送り路より更に前段のガス路構成板の溝は、長手方向の中央部より一端側と他端側に分かれて２つ形成され、処理用ガスを上記中央部から両端側へ分流させて各長手送り路へ送る分流路を構成していることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ表面処理装置。
【請求項５】
上記分流路より更に前段のガス路構成板には、長手方向の一端部に処理用ガスの受容れポートが設けられており、このガス路構成板の溝は、上記受容れポートから中央部まで延び、上記受容れた処理用ガスを上記２つの分流路へ案内する案内路を構成していることを特徴とする請求項４に記載のプラズマ表面処理装置。
【請求項６】
上記案内路と上記分流路との間のガス路構成板には、長手方向の中央部に２つの貫通孔が形成され、一方の貫通孔が、案内路に連なるとともに一方の分流路に連なり、他方の貫通孔が、案内路に連なるとともに他方の分流路に連なっていることを特徴とする請求項５に記載のプラズマ表面処理装置。
【請求項７】
上記ガス路構成板の各々には、幅方向に複数のガス導入領域が仮想的に設定され、領域どうしの境にスリットが形成されるとともに、これら領域に互いに同一の上記溝又は孔が形成されており、
更に、領域ごとに処理用ガスを温度調節する温度調節手段が設けられてい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表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プラズマ表面処理装置に関し、特に、電極間への処理用ガスの導入口が細長状になったプラズマ表面処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマ表面処理装置は、例えば２つの金属導体を平行に対向配置してなる一対の電極を有している（例えば特許文献１参照）。これら電極の長手側縁どうしの間にガス導入口が細長く形成されている。この細長導入口に処理用ガスの導入手段が接続されている。このガス導入手段は、導入口と同程度の長さの箱体を有し、この箱体の内部が、仕切り板によって複数段の室に仕切られている。最初段と次の段との仕切り板は、多孔板で構成されている。それ以降の仕切り板には、前後の段を連ねるスリット（低コンダクタンス路）が設けられている。処理用ガスは、箱体の長手方向の一端部に設けられた受容れポートから最初段の室（長手送り路）内に供給され、この室内を他端部へ向けて流れながら多孔板の孔を通って次の段の室（高コンダクタンス路）へ送られる。これによって、処理用ガスの流路断面を上記細長導入口に対応するように細長断面にすることができる。更に、処理用ガスはスリットを経て次の段の室へ順次送られる。このように、ガスを、室での高コンダクタンス状態と、スリットでの低コンダクタンス状態とを交互に繰り返させながら順次後段へ送ることによって、箱体の長手方向に均一化される。この均一化されたガスが、最終段の室から上記細長導入口を経て電極間へ導入される。そして、電極間に電界を印加することにより均一なプラズマ流を得ることができる。このプラズマ流を被処理物に当てることにより、均一な表面処理を行なうことができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２３６６７６号公報（第１頁、第９図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上掲の箱体状のガス導入手段では、室の大きさや段数、スリットの長さ（仕切り板の板厚）等を容易に変更できず、多様なニーズにフレキシブルに対応できない。また、スリットは、全長にわたって等幅になるようにシビアな精度が要求される。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明は、（Ａ）互いに平行に対向配置されて、側縁どうし間に細長状のガス導入口が形成された一対の電極と、（Ｂ）上記ガス導入口に対応して細長状に広がる流路断面を有し、ガス導入口へ導入されるべきプラズマ表面処理用のガスを相対的に高コンダクタンス状態で通す高コンダクタンス路と、相対的に低コンダクタンス状態で通す低コンダクタンス路とが交互に形成されたガス導入手段とを備えたプラズマ表面処理装置において、上記ガス導入手段が、長手方向を上記ガス導入口と同方向に向け、幅方向を電極どうしの対向方向に向けたガス路構成板を複数段に積層してなり、これらガス路構成板の各々に、長手方向に延びるとともに隣りの段のガス路構成板で開口が塞がれた溝と、厚さ方向に貫通して同一又は隣りの段の溝に連なるとともに互いに長手方向に並べられた複数の細孔との少なくとも一方が形成され、上記溝が、上記高コンダクタンス路として提供され、上記複数の細孔が、上記低コンダクタンス路として提供されていることを特徴とする。この構成によれば、ガス路構成板を追加したり、減らしたり、付け替えたりすることによって、処理用ガスの細長導入口への均一導入路構成を表面処理の目的やガス種等に応じて簡単に変更することができ、多様なニーズにフレキシブルに対応することができる。また、低コンダクタンス路がスリットではなく細孔で構成されているので、必要精度の確保が容易であり、ガスを長手方向に確実に均一化させることができる。
「コンダクタンス」の「高」、「低」は、相対的なものであって、低コンダクタンス路が高コンダクタンス路よりコンダクタンスが低ければよい。
【０００６】
ここで、間に処理用ガスが導入される「一対の電極」は、異極どうしの場合に限られず、同極どうしの場合も含む。同極どうしの場合には、長手方向の両端部において一体に連なっていてもよい。
「溝」は、有底溝でも貫通溝でもよい。溝の開口を塞ぐ「隣りの段」のガス路構成板は、前段の場合もあれば後段の場合もある。すなわち、有底溝が、前段との積層面に凹設されている場合には、前段のガス路構成板で塞がれ、後段との積層面に凹設されている場合には、後段のガス路構成板で塞がれる。貫通溝の場合には、前段と後段の両方のガス路構成板で塞がれる。１つのガス路構成板には、有底溝とその溝底から延びる細孔とが形成されている場合と、貫通溝だけが形成されている場合と、細孔だけが形成されている場合との３通りがある。細孔が「同一の段」の溝に連なる場合、その溝は有底溝である。
【０００７】
後段の細孔が、前段の細孔より大径になっていることが望ましい。これによって、処理用ガスを均一化されるに伴ってスムーズに流通させることができる。
【０００８】
中途より後段のガス路構成板の溝が、上記高コンダクタンス路として提供されており、中途より前段のガス路構成板の溝は、幅方向に並んで２条形成され、処理用ガスを長手方向に沿って互いに逆方向に流す長手送り路を構成しており、各長手送り路の略全長域から最初の複数の細孔が延び、最初の高コンダクタンス路用溝に連なっていることが望ましい。これによって、処理用ガスの流路断面を高コンダクタンス路用溝ひいては上記導入口に沿うように細長断面にすることができる。しかも、各長手送り路での流速等の変化に伴う不均一さを、２条の逆向き長手送り路によって相殺でき、処理用ガスを高コンダクタンス路用溝の全長域にわたって略均等に送り込むことができる。長手送り路についても、高コンダクタンス路と同様に、ガス路構成板を替えることによって簡単に仕様変更することができる。また、高低のコンダクタンス路と長手送り路をガス路構成板の積層体にまとめることができ、全体構成をコンパクト化することができる。
【０００９】
上記長手送り路より更に前段のガス路構成板の溝は、長手方向の中央部より一端側と他端側に分かれて２つ形成され、処理用ガスを上記中央部から両端側へ分流させて各長手送り路へ送る分流路を構成していることが望ましい。これによって、２条の長手送り路のための分流路をもガス路構成板の積層体に組み込むことができ、全体構成を一層コンパクト化することができる。
【００１０】
上記分流路より更に前段のガス路構成板には、長手方向の一端部に処理用ガスの受容れポートが設けられており、このガス路構成板の溝は、上記受容れポートから中央部まで延び、上記受容れた処理用ガスを上記２つの分流路へ案内する案内路を構成していることが望ましい。これによって、全体構成を一層コンパクト化することができる。
【００１１】
上記案内路と上記分流路との間のガス路構成板には、長手方向の中央部に２つの貫通孔が形成され、一方の貫通孔が、案内路に連なるとともに一方の分流路に連なり、他方の貫通孔が、案内路に連なるとともに他方の分流路に連なっていることが望ましい。これによって、簡単な構成でガス流を確実に２つに分流することができる。
【００１２】
上記ガス路構成板の各々には、幅方向に複数のガス導入領域が仮想的に設定され、領域どうしの境にスリットが形成されるとともに、これら領域に互いに同一の上記溝又は孔が形成されており、更に、領域ごとに処理用ガスを温度調節する温度調節手段が設けられていることが望ましい。これによって、領域ごとに熱的に縁切りでき、各領域に通される処理用ガスの種類等に応じて別個に温度調節を行なうことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るプラズマ成膜装置Ｍ１（プラズマ表面処理装置）を示したものである。プラズマ成膜装置Ｍ１は、架台（図示せず）に支持されたヘッドユニット３と、このヘッドユニット３に接続されたガス源１，２及び電源４を備えている。ヘッドユニット３の下方には、大面積の板状の基材（被処理物）Ｗが搬送手段（図示せず）によって矢印ａに示す方向に沿って（後方から前方へ）送られて来る。勿論、基材Ｗが固定されてヘッドユニット３が移動されるようになっていてもよい。プラズマ成膜装置Ｍ１は、この基材Ｗの上面に例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）や窒化シリコン（ＳｉＮ）や酸化シリコン（ＳｉＯ２）等の膜Ａ（図３）を形成するようになっている。
【００１４】
原料ガス源１（第１処理用ガス源）には、上記膜Ａとなる原料ガス（第１処理用ガス、例えばａ−ＳｉやＳｉＮ用にはシラン（ＳｉＨ４）、ＳｉＯ２用にはＴＥＯＳやＴＭＯＳ）が貯えられている。励起ガス源２（第２処理用ガス源）には、プラズマで励起されることにより、上記原料を反応させて膜Ａを生成する励起ガス（第２処理用ガス、例えばａ−Ｓｉ用には水素、ＳｉＮ用には窒素、ＳｉＯ２用には酸素）が貯えられている。励起ガスは、プラズマによって励起されるが、励起によってそれ自体が単独のみで膜化される成分は含まれていない。
【００１５】
パルス電源４（電界印加手段）は、後記電極５１に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、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。
【００１６】
ヘッドユニット３は、外筐１０と、この外筐１０内に収容されたノズルヘッド２０とを備えている。外筐１０は、例えば正面視半円形状の前後の壁１１と、これら壁１１の下端部どうしを繋ぐ左右の低い壁１２とを有して、平面視四角形状をなしている。この外筐１０は、排気ダクトを兼ねている。すなわち、図３、図６、図７に示すように、外筐１０の前後左右の壁１１，１２は中空になっている。これら中空部１０ｂの下端部は、壁１１，１２の下端面に開口することによってノズルヘッド２０の下端の外周を囲む吸い込み口１０ａを形成している。図１に示すように、前後の壁１１の上端部には、中空部１０ｂに連なる横長の開口１１ｂが設けられている。これら上端開口１１ｂから排気路１３がそれぞれ延びている。排気路１３は、互いに合流した後、真空ポンプ１４（排気手段）に連なっている。
【００１７】
ノズルヘッド２０は、左右に長い略直方体形状をなし、前後左右の壁１１，１２に囲まれるようにして、外筐１０に収容されている。ノズルヘッド２０の外筐１０への支持構造について説明する。
図３及び図７に示すように、外筐１０の前後の壁１１の内壁面の下端縁には、内フランジ１１ｄが設けられている。この内フランジ１１ｄに、ノズルヘッド２０の後記ロアフレーム２４の前後の辺が引掛けられるようにして載せられている。図５及び図７に示すように、外筐１０の左右の壁１２にも、同様の内フランジ１２ｄが設けられており、これにロアフレーム２４の左右の辺が載せられている。また、図１に示すように、左右の壁１２の上端面には、逆三角形状の谷部１２ｂ（ノズル支持部）が形成されており、この谷部１２ｂに、ノズルヘッド２０の壁部材２３の被支持部２３ａが、嵌め合わされるようにして載置されている（図５参照）。
【００１８】
図１〜図３に示すように、ノズルヘッド２０は、ガス均一導入部３０（ガス導入手段）とノズル部２１とを上下に重ねることによって構成されている。図３に示すように、ノズル部２１は、電極ホルダ２１Ｘと、この電極ホルダ２１Ｘの内部に収容された電極ユニット５０と、このユニット５０上に被せられた絶縁プレート２７とを備えている。
【００１９】
絶縁プレート２７は、セラミック（絶縁体）からなり、ガス均一導入部３０と電極ユニット５０とによって上下から挟持されている。図３及び図４に示すように、絶縁プレート２７には、左右長手方向の略全長にわたって延びる３つのガス誘導路２７ｆ，２７ｍ，２７ｒが互いに前後に離れて形成されている。中央の原料ガス誘導路２７ｍは、絶縁プレート２７を垂直に貫通している。前側の励起ガス誘導路２７ｆは、絶縁プレート２７の上面から下に向かうにしたがって後方へ傾き、プレート２７の下面へ達している。後側の励起ガス誘導路２７ｒは、絶縁プレート２７の上面から下に向かうにしたがって前方へ傾き、プレート２７の下面へ達している。
【００２０】
図３、図５〜図７に示すように、電極ホルダ２１Ｘは、左右に長く延びる金属製の前後の壁部材２２と、これら壁部材２２の左右の端部どうし間に架け渡された絶縁樹脂製の左右の壁部材２３とを有して、左右に長い箱状をなしている。これら前後左右の壁部材２２，２３の下縁部には、長方形の枠状をなす金属製のロアフレーム２４と、このロアフレーム２４によって四隅が支持された長方形状のノズルプレート２５（吹出し口形成部材）とが配されている。上述したように、ロアフレーム２４は、外筐１０の内フランジ１１ｄ，１２ｄに支持されている。このロアフレーム２４の前後の辺に壁部材２２が載置されている。壁部材２２は、ボルト２６Ａによってガス均一導入部３０と連結されている。なお、ロアフレーム２４は、壁部材２２にボルト等で連結されていてもよい。
【００２１】
ノズルプレート２５は、例えばアルミナ等のセラミック（誘電体、絶縁体）で構成されている。図７に示すように、ノズルプレート２５には、左右に延びる３本のスリット状の吹出し口２５ｆ，２５ｍ，２５ｒが平行をなして前後に等間隔で並んで形成されている。図３に示すように、ノズルプレート２５上に、電極ユニット５０が載置されている。
【００２２】
図３、図５〜図７に示すように、電極ユニット５０は、四角形断面をなして左右に長く延びるとともに互いに前後に平行に並べられた４本の長尺電極５１，５２と、これら電極５１，５２を前後から挟む押えプレート５３と、左右から挟む保持プレート５４とを備えている。４本の電極５１，５２のうち、中側の２本は、電界印加電極５１であり、前後両端（並び方向の両端）の２本は、接地電極５２である。
【００２３】
すなわち、中側の２本の電極５１の例えば左端部（長手方向の一端部）には、給電ピン４０がそれぞれ埋め込まれている。給電ピン４０の頭部は、左側の保持プレート５４から突出されている。この給電ピン４０の頭部に給電線４ａが接続されている。給電線４ａは、左側の壁部材２３の上面と絶縁プレート２７との間を通ってノズルヘッド２０の外へ引き出され、上記パルス電源４に接続されている（図１参照）。
【００２４】
同様に、前後両端の２本の電極５２の右端部（長手方向の他端部）には、給電ピン４０Ａがそれぞれ埋め込まれている。給電ピン４０Ａの頭部は、右側の保持プレート５４から突出されている。この給電ピン４０Ａの頭部に接地線４ｂが接続されている。接地線４ｂは、右側の壁部材２３の上面と絶縁プレート２７との間を通ってノズルヘッド２０の外へ引き出され、接地されている。
【００２５】
図３及び図６に示すように、前側の接地電極５２と電界印加電極５１との間には、左右に細長い隙間５０ｆが形成されている。隙間５０ｆの上端（すなわち上記前側電極５１，５２の対向面の上側縁どうし間）の細長開口は、上記絶縁プレート２７の前側の励起ガス誘導路２７ｆに連なり、「励起ガスの前側電極間空間への導入口」を構成している。隙間５０ｆの下端は、上記ノズルプレート２５の前側の吹出し口２５ｆに連なっている。
【００２６】
中央の２本の電界印加電極５１どうしの間には、隙間５０ｍが形成されている。隙間５０ｍの上端（すなわち上記中央電極５１，５１の対向面の上側縁どうし間）の細長開口は、絶縁プレート２７の中央の原料ガス誘導路２７ｍに連なり、「原料ガスの中央電極間空間への導入口」を構成している（図４参照）。隙間５０ｍの下端は、ノズルプレート２５の中央の吹出し口２５ｍに連なっている。
【００２７】
後側の接地電極５２と電界印加電極５１との間には、隙間５０ｒが形成されている。隙間５０ｆの上端（すなわち上記後側電極５１，５２の対向面の上側縁どうし間）の細長開口は、絶縁プレート２７の後側の励起ガス誘導路２７ｒに連なり、「励起ガスの後側電極間空間への導入口」を構成している。隙間５０ｒの下端は、ノズルプレート２５の後側の吹出し口２５ｒに連なっている。
【００２８】
４本の電極５１，５２の長手方向の両端面には、絶縁樹脂からなる上記保持プレート５４がそれぞれ宛がわれている。各保持プレート５４には、絶縁樹脂からなる３つの板片状スペーサ５５が設けられている。これら板片状スペーサ５５が、各電極５１，５２間に挿し入れられることにより、上記隙間５０ｆ，５０ｍ，５０ｒが確保されている。
【００２９】
前後の接地電極５２の背面（電極５１との対向側とは逆側の面）に、絶縁体からなる上記押えプレート５３がそれぞれ添えられている。押えプレート５３の背面に、壁部材２２から捩じ込まれたボルト２６が突き当てられている。これによって、電極ユニット５０が、電極ホルダ２１Ｘ内に正確に位置決めされて保持されている。
【００３０】
なお、金属導体からなる各電極５１，５２における隙間５０ｆ，５０ｒに面する側面すなわち異極の電極との対向面、及び上下の面には、セラミック等の誘電体が溶射されることにより、固体誘電体層５９が被膜されている。固体誘電体層として、この溶射膜５９に代えて、電極５１，５２を取出し可能に収容する誘電体製のケースを用いてもよく、電極５１，５２に貼り付けられるテトラフルオロエチレン等の樹脂製シートを用いてもよい。
【００３１】
次に、ノズル部２１の上に連結されたガス均一導入部３０について説明する。
ガス均一導入部３０には、上記ガス源１，２からのガスが導入される。ガス均一導入部３０は、このガスをノズルヘッド２０の長手方向に均一化させてノズル部２０へ供給するようになっている。
詳述すると、図１及び図２に示すように、ガス均一導入部３０は、左右に延びる複数の鋼製のプレート３１〜３８を積層することによって構成されている。最上段と２段目のプレート３１，３２は、短ボルト３９Ｓによって連結されている。２段目から最下段までのプレート３２〜３８は、長ボルト３９Ｌによって連結されている。
【００３２】
プレート３１〜３８すなわちガス均一導入部３０の全体には、前後に３つのガス流通領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒが仮想的に設定されている。図２、図４、図８に示すように、最上段のプレート３１の下面には、左右に延びる浅い逆さ凹溝３１ａが領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒに対応するように前後に３つ並んで形成されている。これら凹溝３１ａに薄肉細長状のプレートヒータ３１Ｈがそれぞれ収容され、２段目のプレート３２に当てられている。これらヒータ３１Ｈによってガス均一導入部３０が領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒごとに別個に加温（温度調節）されるようになっている。
【００３３】
図２、図９〜図１５に示すように、２段目から最下段までのプレート３２〜３８には、領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒの境に沿ってスリット３２ｓ〜３８ｓが形成されている。これによって、領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒごとに熱的に縁切りされている。
【００３４】
図２に示すように、２段目から最下段までのプレート３２〜３８には、領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒごとにガス均一導入路３０ａが形成されている。これらガス均一導入路３０ａは、互いに同一構成になっている。
これら２段目から最終段までのプレート３２〜３８が、「ガス路構成板」を構成している。
【００３５】
ガス均一導入路３０ａについて詳述する。
図１、図２、図４、図９に示すように、２段目のプレート３２は、最も厚肉になっている。プレート３２の左端縁（一端縁）には、インレットポート３２ｂ（処理ガスの受容れポート）が、領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒに対応して前後に３つ並んで形成されている。これらインレットポート３２ｂは、ガス均一導入路３０ａの上流端を構成している。
【００３６】
各インレットポート３２ｂにガスプラグ３２Ｐが取り付けられている。中央の原料ガス流通領域３０Ｍにおけるガスプラグ３２Ｐには、原料ガス管１ａを介して上記原料ガス源１が接続されている。前後の励起ガス流通領域３０Ｆ，３０Ｒにおけるガスプラグ３２Ｐには、励起ガス管２ａを介して上記励起ガス源２が接続されている。なお、励起ガス管２ａは、励起ガス源２から１本の管の状態で延び、それが２つに分岐されて各領域３０Ｆ，３０Ｒのガスプラグ３２Ｐに連なっている。
【００３７】
２段目のプレート３２には、各インレットポート３２ｂから長手方向の中央部まで延びる逆さ凹溝３２ａ（案内路）が、領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒに対応して前後に３つ並んで形成されている。逆さ凹溝３２ａは、プレート３２の下面に開口するとともに、プレート３２の上面の近くまで深く、しかも幅広に形成され、十分に大きな容積を有している。逆さ凹溝３２ａの下面開口は、３段目のプレート３３によって塞がれている。
【００３８】
図２、図４、図１０に示すように、３段目のプレート３３は、最も薄肉に形成されている。この３段目のプレート３３の長手方向の中央部には、厚さ方向に貫通する連通孔３３ａ，３３ｂ（貫通孔）が形成されている。連通孔３３ａ，３３ｂは、領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒごとに２つずつ、全部で６つ幅方向（前後）に並べられ、対応する領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒの逆さ凹溝３２ａの終端部に連なっている。
【００３９】
図２、図４、図１１に示すように、４段目のプレート３４の上面には、領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒごとに２条の有底溝３４ａ，３４ｂ（分流路）が形成されている。これら有底溝３４ａ，３４ｂの上面開口は、３段目のプレート３３によって塞がれている。各領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒにおいて、溝３４ａ，３４ｂは、前後にずれ、かつ、プレート３４の右側と左側に分かれて配されている。前側及び右側の溝３４ａは、プレート３４の中央部において３段目のプレート３３の前側の連通孔３３ａに連なるとともに、そこから右方へ延びている。後側及び左側の溝３４ｂは、プレート３４の中央部において、３段目のプレート３３の後側の連通孔３３ｂに連なるとともに、そこから左方へ延びている。
【００４０】
更に、４段目のプレート３４の右端部には、各溝３４ａの終端からプレート３４の下面へ達する連通孔３４ｃが形成されている。プレート３４の左端部には、各溝３４ｂの終端からプレート３４の下面へ達する連通孔３４ｄが形成されている。
【００４１】
図２、図４、図１２に示すように、５段目のプレート３５の上面には、長手方向の略全長にわたって延びる有底溝３５ａ，３５ｂ（長手送り路）が形成されている。溝３５ａ，３５ｂは、領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒごとに２条ずつ（全部で６条）前後に並んで配されている。これら有底溝３５ａ，３５ｂの上面開口は、４段目のプレート３４によって塞がれている。各領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒにおいて、前側の溝３５ａの右端部（始端部）は、４段目のプレート３４の右側の連通孔３４ｃに連なり、後側の溝３５ｂの左端部（始端部）は、プレート３４の左側の連通孔３４ｄに連なっている。
【００４２】
更に、５段目のプレート３５には、各溝３５ａ，３５ｂから下面へ貫通する極めて小径の細孔３５ｃ，３５ｄが多数（複数）形成されている。これら細孔３５ｃ，３５ｄ（低コンダクタンス路）は、各溝３５ａ，３５ｂの長手方向に沿って狭いピッチで一列に並べられている。なお、各領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒにおいて、前側の溝３５ａからの細孔３５ｃは、溝３５ａの前側の縁寄りに配され、後側の溝３５ｂからの細孔３５ｄは、溝３５ｂの後側の縁寄りに配されている。
【００４３】
図２、図４、図１３に示すように、６段目のプレート３６の上面には、長手方向の略全長にわたって延びる有底溝３６ａ（高コンダクタンス路）が、領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒに対応して前後に３条並んで形成されている。これら有底溝３６ａの上面開口は、５段目のプレート３５によって塞がれるとともに、対応領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒの細孔３５ｃ，３５ｄと連なっている。溝３６ａは、幅広をなし、ガスを高コンダクタンス状態で流通させるのに十分な容積を有している。
【００４４】
更に、６段目のプレート３６には、各溝３６ａから下面へ貫通する細孔３６ｂが多数（複数）形成されている。これら細孔３６ｂ（低コンダクタンス路）は、各溝３６ａの幅方向の中央寄りにおいて溝３６ａの長手方向に沿って千鳥状をなして２列に並べられている。細孔３６ｂは、５段目の細孔３５ｃ，３５ｄと略等長で若干だけ大径になっており、ガスのコンダクタンスが十分低くなるようになっている。
【００４５】
図２、図４、図１４に示すように、７段目のやや厚肉のプレート３７の上面には、長手方向の略全長にわたって延びる幅広の有底溝３７ａ（高コンダクタンス路）が、領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒに対応して前後に３条並んで形成されている。これら有底溝３７ａの上面開口は、６段目のプレート３６によって塞がれるとともに、対応領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒの細孔３６ｂと連なっている。
【００４６】
更に、７段目のプレート３７には、各溝３７ａから下面へ貫通する細孔３７ｂが多数（複数）形成されている。これら細孔３７ｂ（低コンダクタンス路）は、各溝３７ａの幅方向の両縁寄りにおいて溝３７ａの長手方向に沿って千鳥状をなすように２列に並べられている。細孔３７ｂは、６段目の細孔３６ｂより若干大径になっている。
【００４７】
図２、図４、図１５に示すように、８段目（最下段、最終段）の厚肉のプレート３８には、厚さ方向に貫通する貫通溝３８ａ（高コンダクタンス路）が、各領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒに対応して前後に３条並んで形成されている。貫通溝３８ａは、幅広をなし、プレート３８の長手方向の略全長にわたって延び、十分に大きな容積を有している。各貫通溝３８ａの上面開口は、７段目のプレート３７によって塞がれるとともに、対応領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒの細孔３７ｂと連なっている。前側の領域３０Ｆの貫通溝３８ａの下面開口は、上記絶縁プレート２７の誘導路２７ｆと連通し、中央の領域３０Ｍの貫通溝３８ａの下面開口は、絶縁プレート２７の誘導路２７ｍと連通し、後側の領域３０Ｒの貫通溝３８ａの下面開口は、絶縁プレート２７の誘導路２７ｒと連通している。
【００４８】
２段目のプレート３２のインレットポート３２ｂから最終段のプレート３８の貫通溝３８ａまでの経路３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４ａ〜３４ｄ，３５ａ〜３５ｄ，３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂ，３８ａによって、ガス均一導入路３０ａが構成されている。
なお、各プレート３２〜３８の間には、上記路３０ａを気密にシールするためのシール材（図示せず）が挟装されている。
【００４９】
上記のように構成されたプラズマ成膜装置Ｍ１の動作について説明する。
原料ガス源１からの原料ガスが、ガス管１ａを経て、ノズルヘッド２０の中央領域３０Ｍのインレットポート３２ｂに供給される。そして、逆さ凹溝３２ａに案内されてプレート３２の長手方向の中央部まで行く。そこで半分が、３段目のプレート３３の前側の連通孔３３ａを通って、４段目のプレート３４の溝３４ａへ流れ込んで右へ進み、残り半分が、後側の連通孔３３ｂを通って、溝３４ｂへ流れ込んで左へ進む。こうして、原料ガスを、半分ずつ左右に分流することができる。
【００５０】
その後、上記半分の原料ガスは、溝３４ａの右端（終端）から連通孔３４ｃを通って、５段目のプレート３５の溝３５ａへ流れ込み、左へ進む。一方、上記残り半分の原料ガスは、溝３４ｂの左端（終端）から連通孔３４ｄを通って、溝３５ｂへ流れ込み、右へ進む。これによって、５段目のプレート３５において、原料ガスを半分ずつ、２つの溝３５ａ，３５ｂに沿って互いに逆方向に流すことができる。
【００５１】
溝３５ａ内の原料ガスは、左方へ流れながら、この流れ方向に並んだ細孔３５ｃを通って６段目のプレート３６の溝３６ａへ順次漏れていく。同様に、後側の溝３５ｂ内の原料ガスは、右方へ流れながら、この流れ方向に並んだ細孔３５ｄを通って溝３６ａへ順次漏れていく。このとき、５段目の各溝３５ａ，３５ｂでは、原料ガスの流量や流速が流れるにしたがって次第に変化していくが、２つの溝３５ａ，３５ｂで互いに逆方向に対向させて流すことによって、上記の傾向を打ち消し合うことができる。これによって、原料ガスを、６段目のプレート３６の溝３６ａに左右長手方向に略均等に導入することができる。しかも、細孔３５ｃ，３５ｄ内では圧損が生じ、低コンダクタンス状態になるため、処理ガスは、より低圧の孔３５ｃ，３５ｄを選択して通過しようとし、その結果、溝３６ａ内に一層均等に導入することができる。
【００５２】
溝３６ａに流れ込んだ原料ガスは、膨張されて高コンダクタンス状態になる。続いて、この溝３６ａから細孔３６ｂへ流れ込み、低コンダクタンス状態になる。続いて、７段目のプレート３７の溝３７ａへ流れ込んで再び高コンダクタンス状態になる。続いて、この溝３７ａから細孔３７ｂ内を低コンダクタンス状態で通される。そして、最下段のプレート３８の貫通溝３８ａへ流れ込む。この貫通溝３８ａは、十分に広い容積を有しているので、原料ガスは大きく膨張され、十分に高コンダクタンス状態になる。
【００５３】
このように、ノズルヘッド２０の中央の原料ガス流通領域３０Ｍにおいて、原料ガスを、コンダクタンスを高くしたり低くしたりしながら後段へ流すことにより、左右長手方向に一層十分に均一化することができる。しかも、低コンダクタンス路がスリットではなく細孔３５ｃ，３５ｄ，３６ｂ，３７ｂで構成されているので、必要精度の確保が容易であり、一層確実に均一化させることができる。こうして、原料ガスを、貫通溝３８ａから絶縁プレート２７の中央の誘導路２７ｍを経て、中央の２つの電界印加電極５１間の細長隙間５０ｍへ均一に導入することができる。そして、細長吹出し口２５ｍから均一に吹き出すことができる。その後、原料ガスは、ノズルプレート２５と基材Ｗとの間を前後２方向に分かれて流れる（図３の白抜き矢印参照）。
【００５４】
上記原料ガスの流通と同時併行して、励起ガス源２からの励起ガスが、ガス管２ａを経て、ノズルヘッド２０の前後２つの領域３０Ｆ，３０Ｒのインレットポート３２ｂに供給される。そして、上記原料ガスと同様にして、領域３０Ｆ，３０Ｒのガス均一導入路３０ａによって左右長手方向に均一化され、誘導路２７ｆ，２７ｒを経て、前側の電極５１，５２間の隙間５０ｆと、後側の電極５１，５２間の隙間５０ｒとにそれぞれ導入される。
【００５５】
一方、パルス電源４からのパルス電圧が、電極５１，５２の間に印加される。これによって、電極間の隙間５０ｆ，５０ｒ内にグロー放電が発生し、励起ガスがプラズマ化（励起、活性化）される。ここで、励起ガス自体には、励起によってセラミック等の表面に付着、堆積するような成分は含まれていない。したがって電極５１，５２に膜が形成されるのを防止でき、電極５１，５２のメンテナンスの手間を省くことができる。
【００５６】
上記プラズマ化された励起ガスは、隙間５０ｆ，５０ｒに連なる吹出し口２５ｆ，２５ｒから吹出される。このプラズマ化された励起ガスに、上記基材Ｗ上を流れて来た原料ガスが触れる。これによって、原料ガスの反応が起きて反応生成物ｐ（図３）が生成され、この反応生成物ｐが基材Ｗの表面（上面）に当たることによって、所望の膜Ａを形成することができる。上記ガス均一導入部３０によって双方のガスが左右方向に均一化されているので、左右方向に均質な膜Ａを一度に形成することができる。その後、励起ガスと原料ガスは、上下に重なる層流をなして吸い込み口１０ａへ向けて流れる。このとき、励起ガスがノズルプレート２５及びロアフレーム２４の下面に添い、これら部材２５，２４に原料ガス中の反応生成物ｐが触れるのを阻止するので、これら部材２５，２４に膜が出来るのを防止することができ、メンテナンスの手間を省くことができる。更には、原料のロスを低減することができる。
【００５７】
プラズマ成膜装置Ｍ１によれば、プレート３２〜３８を、溝の幅や深さ、細孔の長さや径や数等が異なる別仕様のものに付け替えたり、同仕様又は別仕様のものを追加したり、減らしたりすることによって、ガス均一導入路３０ａの構成を、ガスの種類や表面処理の目的等に応じて簡単に変更することができ、多様なニーズにフレキシブルに対応することができる。
また、領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒごとにスリット３２ｓ〜３８ｓで縁切りするとともに、領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒごとにヒータ３１Ｈを設けてあるので、例えば各領域に通す処理用ガスの種類に応じて、これらヒータＨを別々に出力調節することによって、領域３０Ｆ，３０Ｍ，３０Ｒごとに別個に温度調節を行なうことができる。なお、処理用ガスが、加温ではなく冷却したほうが望ましい場合には、凹溝３１ａに、ヒータ３１Ｈに代えて冷却媒体を通すことにするとよい。
【００５８】
本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の改変が可能である。
例えば、プレート３５〜３６等について、上側の溝形成部分と下側の細孔形成部分とを別々のプレート（ガス路構成板）に分け、これを積層することにしてもよい。
１つのガス路構成板の両面に有底溝を形成し、これら有底溝の間に細孔を形成してもよい。
電界印加手段として、第１、第２電極間に高周波電界を印加する高周波電源を用いてもよい。
本発明のプラズマ表面処理装置は、常圧下、減圧下の何れでも適用できる。上記実施形態のように被処理物を電極間の外に配置する所謂リモート式だけでなく、電極間内に配置する所謂ダイレクト式にも適用できる。成膜目的に限定されないことは勿論であり、エッチング、表面改質、洗浄等のプラズマ表面処理に遍く適用できる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ガス路構成板を追加したり、減らしたり、付け替えたりすることによって、処理用ガスの細長導入口への均一導入路構成を表面処理の目的やガス種等に応じて簡単に変更することができ、多様なニーズにフレキシブルに対応することができる。また、低コンダクタンス路がスリットではなく細孔で構成されているので、必要精度の確保が容易であり、ガスを長手方向に確実に均一化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプラズマ成膜装置の概略図である。
【図２】上記プラズマ成膜装置のノズルヘッドのガス均一導入部の側面断面図である。
【図３】上記ノズルヘッドのノズル部の側面断面図である。
【図４】上記ガス均一導入部の長手方向に沿う正面断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿う上記ノズルヘッドのノズル部の正面断面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う上記ノズル部の平面断面図である。
【図７】上記ノズルヘッドの底面図である。
【図８】上記ノズルヘッドのガス均一導入部の最上段のプレートの平面図である。
【図９】図２のＩＸ−ＩＸ線に沿う上記ガス均一導入部の２段目のプレートの平面断面図である。
【図１０】上記ガス均一導入部の３段目のプレートの平面図である。
【図１１】上記ガス均一導入部の４段目のプレートの平面図である。
【図１２】上記ガス均一導入部の５段目のプレートの平面図である。
【図１３】上記ガス均一導入部の６段目のプレートの平面図である。
【図１４】上記ガス均一導入部の７段目のプレートの平面図である。
【図１５】上記ガス均一導入部の最下段のプレートの平面図である。
【符号の説明】
Ｍ１　プラズマ成膜装置（プラズマ表面処理装置）
３０　ガス均一導入部（ガス導入手段）
３０Ｍ　原料ガス流通領域
３０Ｆ，３０Ｒ　励起ガス流通領域
３１Ｈ　ヒータ（温度調節手段）
３２〜３８　プレート（ガス路構成板）
３２ａ　案内路用逆さ凹溝
３２ｂ　インレットポート（受容れポート）
３３ａ，３３ｂ　連通孔（貫通孔）
３４ａ，３４ｂ　分流路用有底溝
３５ａ，３５ｂ　長手送り路用有底溝
３５ｃ，３５ｄ　低コンダクタンス路用細孔
３６ａ　高コンダクタンス路用有底溝
３６ｂ　低コンダクタンス路用細孔
３７ａ　高コンダクタンス路用有底溝
３７ｂ　低コンダクタンス路用細孔
３８ａ　高コンダクタンス路用貫通溝
３２ｓ〜３８ｓ　スリット
５１　電界印加電極
５２　接地電極
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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