(57)【要約】【課題】被処理体の製造装置においてインライン化して配置することが容易であり、プラズマ放電領域のボリュームの調整が可能なことから各種の被処理物の表面処理を容易に行うことができる表面処理装置および表面処理方法を提供すること。【解決手段】大気圧または大気圧近傍の圧力下においてプラズマ放電領域３０で生成した励起活性種により被処理体４０の表面に表面処理を施すための表面処理装置１０であり、印加電極１１と、接地電極１３と、印加電極１１と接地電極１３が一方の面５０に配置されて、印加電極１１に高周波交流電力を印加することで他方の面５１に生じる沿面放電により形成されたプラズマ放電領域３０で生成した励起活性種を被処理体４０の表面に曝露させるための誘電体１４と、被処理体４０を搬送して被処理体４０をプラズマ放電領域３０に通過させる被処理体搬送部２０と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧または大気圧近傍の圧力下においてプラズマ放電領域で生成した励起活性種により被処理体の表面に表面処理を施すための表面処理装置であり、
印加電極と、
接地電極と、
前記印加電極と前記接地電極が一方の面に配置されて、前記印加電極に高周波交流電力を印加することで他方の面に生じる沿面放電により形成された前記プラズマ放電領域で生成した励起活性種を前記被処理体の前記表面に曝露させるための誘電体と、
前記被処理体を搬送して前記被処理体を前記プラズマ放電領域に通過させる被処理体搬送部と、を備えることを特徴とする表面処理装置。
【請求項２】
前記被処理体が前記被処理体搬送部により搬送する搬送方向の上流側には、前記プラズマ放電領域にガスを供給するガス供給部が配置され、前記搬送方向の下流側には、前記ガスを排出するガス排出部が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の表面処理装置。
【請求項３】
前記誘電体に対向する位置には補助誘電体が配置されており、前記誘電体は前記被処理体の前記表面側に対面し、前記補助誘電体は前記被処理体の裏面側に対面しており、
前記補助誘電体は、前記被処理体の前記裏面側に対して移動して位置決め自在であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面処理装置。
【請求項４】
前記被処理体の前記裏面側に対面する位置には、前記ガスの拡散を防止するガス拡散防止部材が配置され、前記補助誘電体は前記ガス拡散防止部材内に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の表面処理装置。
【請求項５】
前記誘電体は溝部を有しており、前記溝部は前記印加電極と前記接地電極の間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の表面処理装置。
【請求項６】
大気圧または大気圧近傍の圧力下においてプラズマ放電領域で生成した励起活性種により被処理体の表面に表面処理を施すための表面処理方法であり、
印加電極と接地電極が誘電体の一方の面に配置されて、前記印加電極に高周波交流電力を印加することで前記誘電体の他方の面に生じる沿面放電により形成された前記プラズマ放電領域で生成した励起活性種を前記被処理体の前記表面に曝露させる表面処理ステップと、
前記被処理体を搬送して前記被処理体を前記プラズマ放電領域に通過させる被処理体搬送ステップと、を有することを特徴とする表面処理方法。
【請求項７】
前記被処理体が前記被処理体搬送部により搬送する搬送方向の上流側では、ガス供給部が前記プラズマ放電領域にガスを供給し、前記搬送方向の下流側では、ガス排出部が前記ガスを排出することを特徴とする請求項６に記載の表面処理方法。
【請求項８】
前記誘電体は、前記被処理体の前記表面側に対面し、前記誘電体に対向する位置に配置された補助誘電体は前記被処理体の裏面側に対面しており、
前記補助誘電体は、前記被処理体の前記裏面側に対して移動して位置決め自在であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の表面処理方法。
【請求項９】
前記被処理体の前記裏面側に対面する位置では、前記ガスの拡散を防止するガス拡散防止部材が前記ガスの拡散を防止し、前記補助誘電体は前記ガス拡散防止部材内に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大気圧または大気圧近傍の圧力下において、沿面放電により形成されたプラズマ放電領域で生成した励起活性種により被処理体の表面に表面処理を施すための表面処理装置および表面処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
大気圧または大気圧近傍の圧力下において、プラズマ放電を用いて被処理体の表面に対して所定の種類の表面処理を施す従来の表面処理装置が提案されている。
図８は、この表面処理装置の一例を示している。図８に示す表面処理装置は、いわゆる容量結合型の平行平板方式の装置である。高周波印加電極１０００が、誘電体１００１に配置されている。誘電体１００１と対面して配置された接地電極１００３は、被処理体１００４を支えるテーブルである。
高周波電源１００５が高周波交流電力を高周波印加電極１０００に供給することにより、誘電体１００１と被処理体１００４の間にはプラズマ領域１００６が発生する（たとえば特許文献１参照。）。
また、図９に示すように大気圧または大気圧近傍の圧力下において、いわゆる沿面放電によるプラズマ放電領域で生成した励起活性種により、被処理体の表面が表面処理されるようにした表面処理装置が提案されている（たとえば特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２４１８８６号公報（第４頁、図２）
【特許文献２】
特開平９−１８６１３５号公報（第１頁、図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献１に示す表面処理装置では、次のような問題がある。
図８に示すように接地電極１００３が、被処理体１００４を載せるためのテーブルとして必要なために、この接地電極１００３の存在により、この従来の表面処理装置を被処理体の製造装置内にインラインで配置する時に制約が多くなってしまう。
接地電極１００３にはたとえばヒータなどの付属物がある。またガラス基板のような被処理体１００４は配線パターンを有している。これらの付属物や配線パターンは、接地電極１００３の一部となってしまうので高周波回路のロス成分として機能してしまう。このために、プラズマ領域１００６の放電発生状態が不安定になってしまう。
【０００５】
そこで、特許文献２に示す表面処理装置は、このような問題を解決するために提案されている。図９は、特許文献２の表面処理装置の構造を示している。
この図９に示す表面処理装置は、いわゆる電極の沿面放電を利用したもので、誘電体１１００の一方側に第１電極１１０１が配置され、誘電体１１００の他方の面には第２電極１１０２が配置されている。第２電極１１０２の中央には開口部１１０３が設けられている。被処理体１１０４は、第２電極１１０２に対して間隔をおいて配置されている。
高周波電源１１０５が第１電極１１０１に高周波交流電力を印加し、第２電極１１０２は接地されている。これによって、第２電極１１０２の開口部１１０３内の領域では、沿面放電が発生してこの沿面放電によりプラズマ領域１１０６が形成される。このプラズマ領域１１０６において生成されたガスの励起活性種が、被処理体１１０４の表面に対して所定の処理を行う。また、プラズマ領域１１０６のボリューム（容量）の調整は難しい。
【０００６】
この図９に示す従来の表面処理装置では、第２電極１１０２に対するプラズマダメージによりパーティクルが発生する。このパーティクルの発生を防ぐために、図１０に示す従来の表面処理装置では、第２電極は、別の誘電体１２００により覆ってしまう構造を採用することが考えられる。
しかしこのような構造を採用すると、第１電極１１０１と第２電極１１０２の間で主に電界が形成されるため、誘電体１２００の下部での電界は比較的弱い。このため、被処理体１１０４など下部の物質の影響を受けにくい反面、プラズマ放電領域１１０６が広がりにくい。したがって表面作業効率が低下する。
そこで本発明は上記課題を解消し、被処理体の製造装置においてインライン化して配置することが容易であり、被処理物および処理によってプラズマ放電領域のボリュームの調整を容易に行うことができる表面処理装置および表面処理方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の表面処理装置は、大気圧または大気圧近傍の圧力下においてプラズマ放電領域で生成した励起活性種により被処理体の表面に表面処理を施すための表面処理装置であり、印加電極と、接地電極と、前記印加電極と前記接地電極が一方の面に配置されて、前記印加電極に高周波交流電力を印加することで他方の面に生じる沿面放電により形成された前記プラズマ放電領域で生成した励起活性種を前記被処理体の前記表面に曝露させるための誘電体と、前記被処理体を搬送して前記被処理体を前記プラズマ放電領域に通過させる被処理体搬送部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、誘電体の一方の面には印加電極と接地電極がともに配置されている。印加電極に高周波交流電力を印加することで、誘電体の他方の面には、沿面放電により形成されたプラズマ放電領域で生成したガスの励起活性種を被処理体の表面に曝露をさせることができる。
この場合に、被処理体搬送部は、被処理体を搬送することで、被処理体をプラズマ放電領域に通過させることができる。
また、印加電極に対する高周波交流電力量を変えることで、沿面放電により形成されるプラズマ放電領域のボリュームを調整することもできる。したがって、被処理体の大きさが変わっても、確実に被処理体の表面に対して直接励起活性種を曝して効率よく表面処理をすることができる。
【０００９】
しかも、被処理体は搬送部によりプラズマ放電領域に通過させる構造である。したがって、被処理体は被処理体の製造装置もしくは製造システムの途中においてインライン化して配置することができる。つまり、被処理体は被処理体搬送部を用いて、被処理体の製造装置の前段側から表面処理装置側に導入し、そして表面処理の終わった被処理体は、被処理体搬送部により製造装置の後段側に搬送することができる。
このようにして被処理体搬送部を設けることができるのは、印加電極と接地電極が、誘電体の一方の面に配置されていて、誘電体の他方の面側の領域では、沿面放電によりプラズマ放電領域を形成することができるからである。このため、このプラズマ放電領域による励起活性種に対して、被処理体搬送部が被処理体を直接曝すようにして通過させるような構造を採用することができる。
【００１０】
上記構成において、前記被処理体が前記被処理体搬送部により搬送する搬送方向の上流側には、前記プラズマ放電領域にガスを供給するガス供給部が配置され、前記搬送方向の下流側には、前記ガスを排出するガス排出部が配置されていることを特徴とするこことが望ましい。
このような構成によれば、搬送方向の上流側にはガス供給部がプラズマ放電領域にガスを供給する。搬送方向の下流側では、ガス排出部が残ったガスを外部に排出することができる。
このようなことから、新しいガスを確実にプラズマ放電領域に供給して、使用して残ったガスは確実に排出して回収することができる。
上流側にガス供給部を設置し、かつ下流側にガス回収部を設置するのには、もう一つ理由がある。すなわち、比較的寿命の長い活性種の場合、放電領域を離れた後でも反応が可能である。活性種は、放電の中でなくてもプラズマで晒された後の表面では反応がされやすいと考えられる。このため、より処理をさせるために、表面がプラズマで晒された後、この活性種が当たるように、下流側にガス回収部を設置する。しかし、ガスをこれとは逆に流すとこの効果が得られない。
【００１１】
上記構成において、前記誘電体に対向する位置には補助誘電体が配置されており、前記誘電体は前記被処理体の前記表面側に対面し、前記補助誘電体は前記被処理体の裏面側に対面しており、前記補助誘電体は、前記被処理体の前記裏面側に対して移動して位置決め自在であることを特徴とすることが望ましい。
このような構成によれば、補助誘電体が、被処理体の裏面側に対して移動して位置決めされることにより、プラズマ放電領域のボリューム（容量）を被処理体の大きさなどに応じて自由に変えることができる。
【００１２】
上記構成において、前記被処理体の前記裏面側に対面する位置には、前記ガスの拡散を防止するガス拡散防止部材が配置され、前記補助誘電体は前記ガス拡散防止部材内に配置されていることを特徴とすることが望ましい。
このような構成によれば、ガス拡散防止部材が被処理体の裏面側に配置されているので、処理用のガスが外部に拡散してしまうのを防ぐことができ、ガスのロスを防げる。
【００１３】
上記構成において、前記誘電体は溝部を有しており、前記溝部は前記印加電極と前記接地電極の間に配置されていることを特徴とすることが望ましい。
このような構成によれば、印加電極と接地電極の間に誘電体の溝部があるので、印加電極と接地電極の間に生じる電界をより多く利用でき、放電ロスがさらに少なくなる。
【００１４】
本発明の表面処理方法は、大気圧または大気圧近傍の圧力下においてプラズマ放電領域で生成した励起活性種により被処理体の表面に表面処理を施すための表面処理方法であり、印加電極と接地電極が誘電体の一方の面に配置されて、前記印加電極に高周波交流電力を印加することで前記誘電体の他方の面に生じる沿面放電により形成された前記プラズマ放電領域で生成した励起活性種を前記被処理体の前記表面に曝露させる表面処理ステップと、前記被処理体を搬送して前記被処理体を前記プラズマ放電領域に通過させる被処理体搬送ステップと、を有することを特徴とする。
【００１５】
このような構成によれば、誘電体の一方の面には印加電極と接地電極がともに配置されている。印加電極に高周波交流電力を印加することで、誘電体の他方の面には、沿面放電により形成されたプラズマ放電領域で生成したガスの励起活性種を被処理体の表面に曝露をさせることができる。
この場合に、被処理体搬送部は、被処理体を搬送することで、被処理体をプラズマ放電領域に通過させることができる。
また、印加電極に対する高周波交流電力量を変えることで、沿面放電により形成されるプラズマ放電領域のボリュームを調整することもできる。したがって、被処理体の大きさが変わっても、確実に被処理体の表面に対して直接励起活性種を曝して効率よく表面処理をすることができる。
【００１６】
しかも、被処理体は搬送部によりプラズマ放電領域に通過させる構造である。したがって、被処理体は被処理体の製造装置もしくは製造システムの途中においてインライン化して配置することができる。つまり、被処理体は被処理体搬送部を用いて、被処理体の製造装置の前段側から表面処理装置側に導入し、そして表面処理の終わった被処理体は、被処理体搬送部により製造装置の後段側に搬送することができる。
このようにして被処理体搬送部を設けることができるのは、印加電極と接地電極が、誘電体の一方の面に配置されていて、誘電体の他方の面側の領域では、沿面放電によりプラズマ放電領域を形成することができるからである。このため、このプラズマ放電領域の励起活性種に対して被処理体搬送部が被処理体を直接曝すようにして通過させるような構造を採用することができる。
【００１７】
上記構成において、前記被処理体が前記被処理体搬送部により搬送する搬送方向の上流側では、ガス供給部が前記プラズマ放電領域にガスを供給し、前記搬送方向の下流側では、ガス排出部が前記ガスを排出することを特徴とすることが望ましい。
このような構成によれば、搬送方向の上流側にはガス供給部がプラズマ放電領域にガスを供給する。搬送方向の下流側では、ガス排出部が残ったガスを外部に排出することができる。
このようなことから、新しいガスを確実にプラズマ放電領域に供給して、使用して残ったガスは確実に排出して回収することができる。
上流側にガス供給部を設置し、かつ下流側にガス回収部を設置するのには、もう一つ理由がある。すなわち、比較的寿命の長い活性種の場合、放電領域を離れた後でも反応が可能である。活性種は、放電の中でなくてもプラズマで晒された後の表面では反応がされやすいと考えられる。このため、より処理をさせるために、表面がプラズマで晒された後、この活性種が当たるように、下流側にガス回収部を設置する。しかし、ガスをこれとは逆に流すとこの効果が得られない。
【００１８】
上記構成において、前記誘電体は、前記被処理体の前記表面側に対面し、前記誘電体に対向する位置に配置された補助誘電体は前記被処理体の裏面側に対面しており、前記補助誘電体は、前記被処理体の前記裏面側に対して移動して位置決め自在であることを特徴とすることが望ましい。
このような構成によれば、補助誘電体が、被処理体の裏面側に対して移動して位置決めされることにより、プラズマ放電領域のボリューム（容量）を被処理体の大きさなどに応じて自由に変えることができる。
【００１９】
上記構成において、前記被処理体の前記裏面側に対面する位置では、前記ガスの拡散を防止するガス拡散防止部材が前記ガスの拡散を防止し、前記補助誘電体は前記ガス拡散防止部材内に配置されていることを特徴とすることが望ましい。このような構成によれば、ガス拡散防止部材が被処理体の裏面側に配置されているので、処理用のガスが外部に拡散してしまうのを防ぐことができ、ガスのロスを防げる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
第１の実施形態
図１は、本発明の表面処理装置の第１の実施形態を示している。
図１に示す表面処理装置１０は、大気圧または大気圧近傍の圧力下で、誘電体の沿面放電により形成されたプラズマ放電領域で生成した励起活性種を、被処理体の表面に曝露して被処理体の表面に所定の処理を施すための装置である。
【００２１】
被処理体４０はワークとも呼んでいる。表面処理装置１０は、大気圧プラズマ表面処理装置などとも呼んでいる。この大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電領域により化学的に生成された励起活性種を利用することで、真空設備を必要としない比較的低コストな表面処理装置が得られる。
【００２２】
図１に示す表面処理装置１０は、印加電極１１、接地電極１３、誘電体（第１の誘電体ともいう）１４、被処理体搬送部２０、高周波交流電源２１、ガス供給ユニット２３、ガス排出ユニット２４、カバー２５、補助誘電体（第２の誘電体ともいう）２６を有している。
印加電極１１は、高周波交流電源２１に対して電気的に接続されている。この高周波交流電源２１は接地されている。接地電極１３は、接地されている。
高周波交流電源２１は、印加電極１１に対して高周波交流電力を供給するものである。
【００２３】
図１に示す表面処理装置１０は、いわゆる直接放電方式のプラズマ放電構造を有している。この直接放電方式の表面処理装置１０は、大気圧または大気圧近傍の圧力下で、沿面放電によるプラズマ放電領域により被処理体の表面に対して表面処理を行う。この時にプラズマ放電領域３０で生成される反応ガスの励起活性種は、被処理体４０の表面４１に対して直接曝される構成を有している。
この直接放電方式を採用することにより、高い表面処理レートで被処理体の表面を処理することができる。
【００２４】
一対の印加電極１１と接地電極１３は、導電性の良好な金属材料、たとえばアルミニウム、銅、ステンレス、チタン、タングステンなどにより作られている。
平板状の誘電体１４の材質としては、たとえばアルミナや窒化シリコンのようなセラミックスや、石英などにより作られている。同様にして補助誘電体２６も、誘電体１４と同じ材質により作ることができる。
図１の平板状の誘電体１４は、一方の面５０と他方の面５１を有している。一方の面５０の上には、印加電極１１と接地電極１３が間隔をおいて配置されている。誘電体１４は、ガス流路と電極を隔離し、不要なプラズマ放電を防いで、必要とするプラズマ放電領域３０を沿面放電により他方の面５１に形成するための部材である。
【００２５】
図１に示す被処理体４０は、やはり一例として平板状の部材であり、たとえばガラス基板である。被処理体４０は、表面４１と裏面４３を有している。表面４１には、後で説明する所定の表面処理を行う。被処理体４０の裏面４３は、被処理体搬送部２０により搬送方向Ｔに沿って搬送する際に用いる。
誘電体１４と、搬送しようとする被処理体４０は平行である。この誘電体１４の他方の面５１と被処理体４０の表面４１の間の放電空間には、プラズマ放電領域（プラズマ放電発生領域ともいう）３０が形成される。
【００２６】
図１に示すガス供給ユニット２３は、ガス供給部であり、ガス排出ユニット２４はガス排出部である。ガス供給ユニット２３は、ガス収容部５４に接続されている。ガス排出ユニット２４はガス回収部５５に接続されている。ガス収容部５４には、キャリアガスと処理ガスの混合ガスが収容されている。キャリアガス（不活性ガス）としては、たとえばＨｅが収容されており、反応ガス（処理ガス）としては、たとえばＯ２が収容されている。
【００２７】
ガス供給ユニット２３は、誘電体１４の上流側５８に配置されている。ガス排出ユニット２４は、誘電体１４の下流側５９に配置されている。この上流側５８は、被処理体搬送部２０が被処理体４０を搬送する際の搬送方向Ｔに関しての上流側である。下流側５９は、被処理体搬送部２０が被処理体４０を搬送する際の搬送方向Ｔに関しての下流側である。
【００２８】
ガス収容部５４に収容された混合ガスは、ガス供給ユニット２３を通じて矢印Ｅ方向に向けてプラズマ放電領域３０に供給される。プラズマ放電領域３０により反応ガスの励起活性種が生成される。この励起活性種は、被処理体４０の表面４１に曝されることにより、被処理体４０の表面４１に、たとえば親水性処理を施すことができる。
プラズマ放電領域３０に供給された混合ガスの内、表面処理に使われずに残ったガスは、Ｆ方向に向かって流れて、ガス排出ユニット２４がこの残ったガスをガス回収部５５側に回収するようになっている。
【００２９】
このように、混合ガスはガス供給ユニット２３により上流側５８からプラズマ放電領域３０側に確実に供給することができる。しかも使用して残ったガスはガス排出ユニット２４を通じてガス回収部５５に確実に回収することができる。このことから常に新しい混合ガスを用いて、被処理体４０の表面４１に対して所定の処理を効率良く確実に行うことができる。
混合ガスを供給するＥ方向とガスを回収するＦ方向は、被処理体４０の搬送方向Ｔと平行である。
【００３０】
次に、図１に示す補助誘電体２６について説明する。
補助誘電体２６は、誘電体１４の他方の面５１において沿面放電により形成されるプラズマ放電領域３０のボリューム（容量）の調整を行うためのものである。
この補助誘電体２６は、駆動部６０の作動により、Ｚ方向に移動して位置決め可能である。この補助誘電体２６は、たとえば平板状の部材である。補助誘電体２６は、駆動部６０を作動することにより、被処理体４０の裏面側４３に近付くことにより、誘電体１４の他方の面５１と補助誘電体２６の対向面６１の誘電体間隔Ｄを調節することができる。
【００３１】
図２では、補助誘電体２６が、ポジションＰ１にあり比較的誘電体１４の他方の面５１からは離れた位置にある。これに対して図３に示す状態では、補助誘電体２６は、誘電体１４の他方の面５１側に向けて近付いたポジションＰ２にある。
図２に示すように、補助誘電体２６がポジションＰ１にある場合には、プラズマ放電領域３０は比較的小さなボリュームである。これに対して、図３に示すように補助誘電体２６がポジションＰ２にある場合には、プラズマ放電領域３０は比較的大きなボリュームにすることができる。
【００３２】
このように、図１に示す補助誘電体２６は、被処理体４０の裏面４３側の下部に配置されている。この補助誘電体２６は、プラズマ放電領域３０を拡大したり縮小したりして、プラズマ放電領域３０のボリュームを自由に調整することができる。
これによって、被処理体４０の厚みや希望する処理に応じて、被処理体４０の表面４１をプラズマ放電領域３０に適切に曝すことにより、表面処理レートの向上を図ることができる。
この補助誘電体２６は、通常はプラズマ放電領域に影響のない図２に示すポジションＰ１に位置されている。しかし、必要に応じて図３に示すようにプラズマ放電領域３０のボリュームを拡大したい場合には、補助誘電体２６は、図３の例に示すように被処理体４０の裏面４３側に近付くようにして上昇させる。
【００３３】
図１に示す印加電極１１と接地電極１３の断面形状は丸型でも角型でもよい。印加電極１１と誘電体１４の一方の面５０との間、および接地電極１３と誘電体１４の一方の面５０の間には、それぞれ空間ができないようにして、これらの印加電極１１と接地電極１３を配置するのが望ましい。
図１において、印加電極１１および接地電極１３の紙面垂直方向の幅寸法は、被処理体４０の表面４１の図１の紙面垂直方向の幅よりも、たとえば片側がプラス５ｍｍ乃至１０ｍｍ程大きくするのが望ましい。しかしこれ以上誘電体１４の幅を大きくしても、出力およびガスの無駄になる部分が多くなり、あるいはこれ以下だと被処理体４０表面４１の両端の処理が不十分になる恐れがある。
【００３４】
次に、図１に示す被処理体搬送部２０の構造について説明する。
被処理体搬送部２０は、第１ローラ７１と第２ローラ７２を有している。第１ローラ７１と第２ローラ７２は各々被処理体４０の裏面４３を支えて、しかも被処理体４０を搬送方向Ｔに搬送するためのものである。被処理体搬送部２０は、コンベアなどとも呼んでいる。一例として第１ローラ７１がモータのような駆動部７３により矢印方向に回転駆動できる。これによって、被処理体４０は、第１ローラ７１と第２ローラ７２に支えられながら搬送方向Ｔに自動的に搬送することができる。
【００３５】
被処理体搬送部２０は、第１ローラ７１の前段側に配置された装置から、被処理体４０を受け入れることができる。そして被処理体搬送部２０は、表面処理を行った被処理体４０を、第２ローラ７２の後段側に配置された装置へと送り込むことができる。
このようにして被処理体搬送部２０は、被処理体を製造するための製造システムの中において、被処理体４０を連続して表面処理しながら前段側の装置から後段側の装置へ移すことができるようになっている。すなわちこの表面処理装置１０は、被処理体の製造システム内の途中において、インライン化して容易に設定することができる。
【００３６】
この被処理体搬送部２０を設けることができるのは、印加電極１１と接地電極１３が、誘電体１４の一方の面５０に集中して配置した構造を採用しているからである。したがって、被処理体４０は、誘電体１４に対面するようにして平行に搬送すればよい。
しかも補助誘電体２６が、被処理体４０の裏面４３から離して配置できるので、補助誘電体２６とカバー２５が被処理体４０の搬送に邪魔になることはない。
【００３７】
図１に示すカバー２５は、ガス拡散防止部材である。このカバー２５は、第１ローラ７１と第２ローラ７２の間に配置されていて、たとえばほぼ断面Ｕ字型を有している容器である。このカバー２５の中心位置には、補助誘電体２６が配置されている。この補助誘電体２６は、接地されている。カバー２５は、上部開口部を有し、ガス供給ユニット２３から供給される混合ガスが外部に拡散するのを防止するようになっている。これによって、ガスの有効利用が図れるとともにガスが外部に拡散するのを防ぐことができる。
【００３８】
図４は、図１に示す印加電極１１と接地電極１３の間で発生する電界の例を図示している。
電界の電気力線１００が、印加電極１１から接地電極１３側に入り込んでいる。電気力線１００は、破線の矢印で示している。電気力線１００が誘電体１４の一方の面５０から他方の面５１側に出て、プラズマ放電領域３０を形成し、そして接地電極１３に入っている。また別の電気力線１００は、印加電極１１から接地電極１３に直接入っている。
【００３９】
次に、図５を参照しながら、図１に示す表面処理装置１０による表面処理方法の例について説明する。
図５は、表面処理ステップＳＴ１、被処理体搬送ステップＳＴ２および被処理体除去ステップＳＴ３を有している。
表面処理ステップＳＴ１では、図１に示す印加電極１１に対して高周波交流電源２１から高周波交流電力が供給される。これにより、誘電体１４の他方の面５１には沿面放電によりプラズマ放電領域３０が形成される。この際に、ガス供給ユニット２３からは、所定の種類の混合ガスが供給されることから、混合ガスはＥ方向に沿ってプラズマ放電領域３０に供給される。
【００４０】
一例として混合ガスのキャリアガスはたとえばＨｅであり、処理ガスはＯ２である。図１の誘電体１４の他方の面５１であって、しかも印加電極１１と接地電極１３の間の領域付近には、プラズマ放電領域３０が形成されている。このプラズマ放電領域３０により生成された励起活性種が、被処理体４０の表面４１に対してたとえば親水性処理を行う。
この際に、被処理体搬送ステップＳＴ２では、被処理体４０が搬送方向Ｔに沿って搬送される。これによって、被処理体４０の表面４１は、順次プラズマ放電領域３０による励起活性種に曝されることになる。表面４１の全面に亘って所定の種類の表面処理が確実にかつ簡単に行える。
被処理体４０の厚みや希望する処理に応じて、補助誘電体２６のＺ方向に関する位置を変更して位置決めすることにより、プラズマ放電領域３０のボリュームを変えることができる。これによって、たとえば厚みの違う被処理体４０の表面４１に対して表面処理を行う場合であっても、表面処理は確実に行うことができ、表面処理レートの向上を図ることができるのである。
【００４１】
次に、図５に示す被処理体除去ステップＳＴ３では、被処理体４０は被処理体搬送部２０により搬送方向Ｔに沿って後段側の装置に供給されて行く。
そして次に、前段側の装置から新たな被処理体４０が被処理体搬送部２０により誘電体１４側に搬送方向Ｔに沿って搬送されてくるのである。
このような動作を繰り返すことにより、複数もしくは多数の被処理体４０はいわゆるインライン方式で連続的に表面処理することができる。
【００４２】
図１に示す駆動部６０、駆動部７３、高周波交流電源２１、ガス供給ユニット２３およびガス排出ユニット２４は、制御部２００により制御することができる。
図１におけるプラズマ放電領域３０で使用された混合ガスであって、残った混合ガスは、Ｆ方向に沿ってガス排出ユニット２４によって吸引された後にガス回収部５５内に回収することができる。
上述したような表面処理方法において、カバー２５が配置されているので、使用する混合ガスが外部に漏れたり拡散するようなことが少なくなり、混合ガスを有効利用することができる。
【００４３】
第２の実施形態
図６は、本発明の表面処理装置の第２の実施形態を示している。
図６に示す表面処理装置１０が、図１に示す表面処理装置１０と異なるのは、誘電体１４の形状である。図６に示す表面処理装置１０のその他の構成要素は、図１に示す表面処理装置１０の対応する構成要素と同じであるので、同じ符号を記してその説明を用いることにする。
【００４４】
図６に示す誘電体１４には、図７に拡大して示すように、印加電極１１と接地電極１３の間の位置において、溝部９５が形成されていることである。この溝部９５は、図６と図７に示すように誘電体１４の他方の面５１から一方の面５０に向けてへこむようにして形成されている。この溝部９５の図７における断面形状はたとえば長方形状や正方形状であっても、他の形状であっても勿論構わない。したがって図７に示すように、印加電極１１の側面には、誘電体１４の部分１４Ａが密着している。また接地電極１３の側面には誘電体１４の部分１４Ｂが密着している。この部分１４Ａ，１４Ｂは、部分１４Ｃにより連続している。これらの部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃが、断面長方形の溝部９５を形成している。
【００４５】
図６と図７に示すように誘電体１４が、溝部９５を有する形状とすることにより、図７の破線の矢印で示すように、電界における電気力線１００が部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃを通過することになる。したがって、印加電極１１と接地電極１３に発生する電界のより多くの部分を利用することができる。これによって、プラズマ放電のロスをより少なくして、放電効率を高めることができる。
【００４６】
本発明の実施形態では、補助誘電体２６のＺ方向（高さ方向）の位置を移動して位置決めすることにより、誘電体１４の沿面に発生するプラズマ放電領域３０のボリュームを簡単かつ確実に調整することができる。したがって、被処理体の形状が変わっても、本発明の表面処理装置１０を用いることにより表面処理を行うことができる。
【００４７】
印加電極１１と接地電極１３が、誘電体１４の一方の面５０側に配置されているので、従来用いられていた平行平板型の装置とは異なり、被処理体４０側には電極を配置しなくてもよい。したがって、被処理体搬送部２０は、誘電体１４に対面するようにして簡単に配置することができる。このために、表面処理装置１０は、被処理体の製造システム内において、前段の装置と後段の装置の間にインラインにより容易に配置することができる。つまり電極に配置に関係なく、被処理体搬送部２０の存在により、被処理体４０は、前段の装置から後段の装置にかけて表面処理をしながら搬送することができるのである。
【００４８】
本発明の実施形態では、誘電体１４の一方の面には印加電極１１と接地電極１３がともに配置されている。印加電極１１に高周波交流電力を印加することで、誘電体１４の他方の面では、沿面放電により形成されたプラズマ放電領域により生成された励起活性種が被処理体の表面に曝露させることができる。
この場合に、被処理体搬送部２０は、被処理体４０を搬送することで、被処理体４０はプラズマ放電領域３０に通過させることができる。
また、印加電極１１に対する高周波交流電力量を変えることにより、沿面放電により形成されるプラズマ放電領域３０のボリュームを調整することもできる。このため、被処理体４０の大きさが変わっても、確実に被処理体４０の表面４１に対して表面処理をすることができる。
【００４９】
しかも、被処理体４０は被処理体搬送部２０によりプラズマ放電領域３０に通過させる構造である。被処理体は被処理体の製造装置もしくは製造システムの途中においてインライン化して配置することができる。つまり、被処理体は被処理体搬送部を用いて、被処理体の製造装置の前段側から表面処理装置側に導入し、そして表面処理の終わった被処理体は、被処理体搬送部により製造装置の後段側に搬送することができる。
このようにして被処理体搬送部を設けることができるのは、印加電極と接地電極が、誘電体の一方の面に配置されていて、誘電体の他方の面側の領域では、沿面放電によりプラズマ放電領域を形成することができるからである。このため、このプラズマ放電領域３０による励起活性種に対して、被処理体搬送部２０が被処理体４０を直接曝すようにして通過させるような構造を採用することができる。
【００５０】
本発明の実施形態では、搬送方向の上流側にはガス供給部がプラズマ放電領域にガスを供給する。搬送方向の下流側では、ガス排出部が残ったガスを外部に排出することができる。
このようなことから、新しいガスを確実にプラズマ放電領域に供給して、使用して残ったガスは確実に排出して回収することができる。
上流側にガス供給部を設置し、かつ下流側にガス回収部を設置するのには、もう一つ理由がある。すなわち、比較的寿命の長い活性種の場合、放電領域を離れた後でも反応が可能である。活性種は、放電の中でなくてもプラズマで晒された後の表面では反応がされやすいと考えられる。このため、より処理をさせるために、表面がプラズマで晒された後、この活性種が当たるように、下流側にガス回収部を設置する。しかし、ガスをこれとは逆に流すとこの効果が得られない。
【００５１】
ところで本発明の上記実施形態に限定されるものではない。
上述した実施形態では混合ガスのキャリアガスとしてＨｅを用い、処理ガスとしてＯ２を用いている。
これに限らず、たとえばキャリアガスとしてはＡｒを用い、処理ガスとしてはＣＦ４を用いることもできる。キャリアガスとしてＨｅを用い処理ガスとしてＣＦ４を用いることにより、被処理体４０の表面４１には、撥水性処理を行うことができる。
その他に、本発明の実施形態では、混合ガスのキャリアガスと処理ガスの種類を適宜選択することにより、被処理体の表面に対してエッチング、アッシング、表面改質（親水性処理や撥水性処理）や、洗浄、成膜処理なども行うことができる。
【００５２】
本発明の実施形態では被処理体の種類として、処理目的として種々のものを採用することができる。被処理体は、たとえばパッケージされたＩＣなどの電子部品、シリコン基板、液晶表示装置（ＬＣＤ）に用いられるガラス基板、シリコンウェハ、その他のプラスチック板などであっても勿論構わない。
本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表面処理装置の第１の実施形態を示す図。
【図２】第１の実施形態における補助誘電体が離れた状態の例を示す図。
【図３】第１の実施形態における補助誘電体が比較的近付いた状態を示す図。
【図４】印加電極と接地電極間における電気力線を示す図。
【図５】本発明の表面処理方法の一例を示す図。
【図６】本発明の表面処理装置の第２の実施形態を示す図。
【図７】図６の第２の実施形態における印加電極と接地電極間に生じる電気力線を示す図。
【図８】従来の表面処理装置を示す図。
【図９】従来の別の表面処理装置を示す図。
【図１０】従来のさらに別の表面処理装置を示す図。
【符号の説明】
１０・・・表面処理装置、１１・・・印加電極、１３・・・接地電極、１４・・・誘電体、２０・・・被処理体搬送部、２１・・・高周波交流電源、２３・・・ガス供給ユニット（ガス供給部）、２４・・・ガス排出ユニット（ガス排出部）、２５・・・カバー（ガス拡散防止部材）、２６・・・補助誘電体、３０・・・プラズマ放電領域、４０・・・被処理体、４１・・・被処理体の表面、４３・・・被処理体の裏面、５０・・・誘電体の一方の面、５１・・・誘電体の他方の面
【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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