(57)【要約】【課題】被処理体の表面がプラズマ放電領域において表面処理された後に、さらにその表面の追加的な反応を促進させて、表面処理レートを向上させる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】第１誘電体部材４１との間にガス通路６０を有する第２誘電体部材４２と、印加側電極部２０とアース側電極部３０の間に放電ギャップを形成し、印加側電極部２０とアース側電極部３０の間に大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電してガス通路６０を通じて供給されるガスの励起活性種に被処理体７０の表面７１を曝露させて表面７１を処理するための第３誘電体部材４３とを備え、第３誘電体部材４３は、印加側電極部２０からアース側電極部３０の移動方向の下流側に向けてアース側電極部３０とは間隔をあけて延長して配置されている。【選択図】  図１
2004253282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加側電極部と、
前記印加側電極部に対向して配置されて、表面処理をするための被処理体を搭載して移動方向に移動可能なアース側電極部と、
前記アース側電極部の前記移動方向に関して前記印加側電極部よりも上流側に配置されている第１誘電体部材と、
前記第１誘電体部材と前記印加側電極部の間の位置であって前記アース側電極部の前記移動方向に関して前記印加側電極部よりも上流側に配置されている第２誘電体部材であり、前記第１誘電体部材との間にガス通路を有する前記第２誘電体部材と、
前記印加側電極部と前記アース側電極部の間に放電ギャップを形成し、前記印加側電極部と前記アース側電極部の間に大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電して前記ガス通路を通じて供給されるガスの励起活性種に前記被処理体の表面を曝露させて前記表面を処理するための第３誘電体部材と、を備え、
前記第３誘電体部材は、前記印加側電極部から前記アース側電極部の前記移動方向の下流側に向けて前記アース側電極部とは間隔をあけて延長して配置されていることを特徴とする表面処理装置。
【請求項２】
前記第３誘電体部材は板状の部材であり、前記第３誘電体部材は、前記第２誘電体部材の前記アース側電極部に対向する平面に密着された第１部分と、前記印加側電極部の前記アース側電極部に対向する平面に密着されて前記第１部分に連続して形成されている第２部分と、前記第２部分に連続して形成されている延長部分と、を有し、前記延長部分が前記アース側電極部の前記移動方向の下流側に向けて前記アース側電極部とは間隔をあけて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】
前記第３誘電体部材は板状の部材であり、前記第３誘電体部材は、前記印加側電極部の前記アース側電極部に対向する平面に密着されている電極密着部分と、前記電極密着部分に連続して形成されている延長部分と、を有し、前記延長部分が前記アース側電極部の前記移動方向の下流側に向けて前記アース側電極部とは間隔をあけて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４】
前記第２誘電体部材と前記第３誘電体部材は、一体的に形成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５】
被処理体の表面を処理するための表面処理方法であり、
印加側電極部に対向して配置されたアース側電極部の上に、表面処理をするための被処理体を搭載して、前記印加側電極部と前記アース側電極部の間に大気圧または大気圧近傍の圧力下で生成されるプラズマ放電領域に前記被処理体を移動方向に移動しながら通過させる際に、前記アース側電極部の前記移動方向に関して前記印加側電極部よりも上流側に配置されている第１誘電体部材と、前記第１誘電体部材と前記印加側電極部の間の位置であって前記アース側電極部の前記移動方向に関して前記印加側電極部よりも上流側に配置されている第２誘電体部材との間に通過するガスを前記プラズマ放電領域に供給することで、前記被処理体の前記表面を前記ガスの励起活性種に曝露させることにより前記表面を処理する表面処理ステップと、
第３誘電体部材が前記印加側電極部から前記アース側電極部の前記移動方向の下流側に向けて前記アース側電極部とは間隔をあけて延長して配置されおり、前記被処理体が前記移動方向に移動しながら前記第３誘電体部材と前記アース側電極部の間で前記被処理体の前記表面における表面処理の追加的な反応がさらに促進される処理促進ステップと、を有することを特徴とする表面処理方法。
【請求項６】
被処理体の表面を処理するための表面処理方法であり、
印加側電極部に対向して配置されたアース側電極部の上に、表面処理をするための被処理体を搭載して、前記印加側電極部と前記アース側電極部の間に大気圧または大気圧近傍の圧力下で生成される放電部のプラズマ放電領域に前記被処理体を移動方向に移動しながら通過させる際に、前記アース側電極部の前記移動方向に関して前記印加側電極部よりも上流側に配置されている誘電体部材を通過するガスを前記放電部のプラズマ放電領域に供給することで、前記被処理体の前記表面を前記ガスの励起活性種に曝露させることにより前記表面を処理する表面処理ステップと、
前記放電部に対して前記移動方向の下流側に形成された下流部に前記被処理体が前記移動方向に移動しながら前記被処理体の前記表面における表面処理の追加的な反応がさらに促進される処理促進ステップと、を有することを特徴とする表面処理方法。
【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でプラズマ放電することで被処理体（ワークともいう）の表面を処理する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に対して表面処理をする装置が提案されている。
従来のこの種の表面処理装置は、対向する一対の電源電極と接地電極を有している。電源電極と接地電極の間には放電領域が形成されており、ワークは接地電極とともに移動することで、大気圧付近の圧力下でプラズマ放電により生成されるガスの化学的に活性な励起活性種を利用してワークの表面に所定の処理を行うようになっている。ワークと接地電極の移動方向は、ガスの流れる方向とは反対方向である。
ワークの表面の処理としては、たとえばエッチング、アッシング、表面改質、洗浄または成膜することを含んでいる。表面改質としては、表面に親水性を付与したり表面に撥水性を付与することを含んでいる（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１９２２６１号公報（第２頁乃至第５頁、図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところがこのような従来の表面処理装置は、次のような問題がある。
電源電極と接地電極の間には放電領域が形成される。この放電領域に対して、ワークが水平に移動してワークは放電領域において直接ガスの励起活性種に曝露することにより、ワークの表面に所定の処理が施される。このように、ワークの表面は、放電領域だけで表面処理が行われる構造になっている。
【０００５】
しかし、本発明者は、この電源電極の下流側において放電領域でない領域においても、ワークの表面において追加的な反応が起こっており、表面処理がさらに進むということを見出した。
そこで本発明は上記課題を解消し、被処理体の表面がプラズマ放電領域において表面処理された後に、さらにその表面の追加的な反応を促進させて、表面処理レートを向上させる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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の表面処理装置は、印加側電極部と、前記印加側電極部に対向して配置されて、表面処理をするための被処理体を搭載して移動方向に移動可能なアース側電極部と、前記アース側電極部の前記移動方向に関して前記印加側電極部よりも上流側に配置されている第１誘電体部材と、前記第１誘電体部材と前記印加側電極部の間の位置であって前記アース側電極部の前記移動方向に関して前記印加側電極部よりも上流側に配置されている第２誘電体部材であり、前記第１誘電体部材との間にガス通路を有する前記第２誘電体部材と、前記印加側電極部と前記アース側電極部の間に放電ギャップを形成し、前記印加側電極部と前記アース側電極部の間に大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電して前記ガス通路を通じて供給されるガスの励起活性種に前記被処理体の表面を曝露させて前記表面を処理するための第３誘電体部材と、を備え、前記第３誘電体部材は、前記印加側電極部から前記アース側電極部の前記移動方向の下流側に向けて前記アース側電極部とは間隔をあけて延長して配置されていることを特徴とする。
【０００７】
このような構成によれば、第１誘電体部材と第２誘電体部材の間のガス通路を通じてガスがプラズマ放電側に供給される。印加側電極部とアース側電極部の間では、プラズマ放電により生じるガスの励起活性種により被処理体の表面が移動しながら曝露される。
そして、被処理体の表面はさらに第３誘電体の延長された部分において、追加的な反応を促進することにより、被処理体の表面に施された表面処理がさらに促進される。
したがって、第３誘電体部材の延長して配置されている部分が、被処理体の表面における追加的な反応を行うための領域を広く確保することができるので、表面処理のレートを向上させることができる。
【０００８】
上記構成において、前記第３誘電体部材は板状の部材であり、前記第３誘電体部材は、前記第２誘電体部材の前記アース側電極部に対向する平面に密着された第１部分と、前記印加側電極部の前記アース側電極部に対向する平面に密着されて前記第１部分に連続して形成されている第２部分と、前記第２部分に連続して形成されている延長部分と、を有し、前記延長部分が前記アース側電極部の前記移動方向の下流側に向けて前記アース側電極部とは間隔をあけて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、第３誘電体部材は、第１部分と第２部分と延長部分を有している。この延長部分が、被処理体の表面処理の追加的な反応領域を広く確保することができる。
【０００９】
上記構成において、前記第３誘電体部材は板状の部材であり、前記第３誘電体部材は、前記印加側電極部の前記アース側電極部に対向する平面に密着されている電極密着部分と、前記電極密着部分に連続して形成されている延長部分と、を有し、前記延長部分が前記アース側電極部の前記移動方向の下流側に向けて前記アース側電極部とは間隔をあけて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、第３誘電体部材は、電極密着部分と延長部分を有している。この延長部分が、被処理体の表面処理の追加的な反応領域を広く確保することができる。
上記構成において、前記第２誘電体部材と前記第３誘電体部材は、一体的に形成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、第２誘電体部材と第３誘電体部材が一体的なものであるので、部品点数を減らすことができる。
【００１０】
本発明の表面処理方法は、被処理体の表面を処理するための表面処理方法であり、印加側電極部に対向して配置されたアース側電極部の上に、表面処理をするための被処理体を搭載して、前記印加側電極部と前記アース側電極部の間に大気圧または大気圧近傍の圧力下で生成されるプラズマ放電領域に前記被処理体を移動方向に移動しながら通過させる際に、前記アース側電極部の前記移動方向に関して前記印加側電極部よりも上流側に配置されている第１誘電体部材と、前記第１誘電体部材と前記印加側電極部の間の位置であって前記アース側電極部の前記移動方向に関して前記印加側電極部よりも上流側に配置されている第２誘電体部材との間に通過するガスを前記プラズマ放電領域に供給することで、前記被処理体の前記表面を前記ガスの励起活性種に曝露させることにより前記表面を処理する表面処理ステップと、第３誘電体部材が前記印加側電極部から前記アース側電極部の前記移動方向の下流側に向けて前記アース側電極部とは間隔をあけて延長して配置されおり、前記被処理体が前記移動方向に移動しながら前記第３誘電体部材と前記アース側電極部の間で前記被処理体の前記表面における表面処理の追加的な反応がさらに促進される処理促進ステップと、を有することを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、表面処理ステップでは、被処理体がプラズマ放電領域において移動方向に移動しながら通過する際に、第１誘電体部材と第２誘電体部材の間を通過するガスがプラズマ放電領域に供給される。これによって、被処理体の表面は、ガスの励起活性種に曝露されることにより表面を処理する。
処理促進ステップでは、第３誘電体部材が印加側電極部からアース側電極部の移動方向の下流側に向けてアース側電極部とは間隔をあけて延長されている。そして被処理体が移動方向に移動しながら第３誘電体部材とアース側電極部との間で被処理体の表面における表面処理の追加的な反応がさらに促進される。
【００１２】
これにより、第１誘電体部材と第２誘電体部材の間のガス通路を通じてガスがプラズマ放電側に供給される。印加側電極部とアース側電極部の間では、プラズマ放電により生じるガスの励起活性種により被処理体の表面が移動しながら曝露される。
そして、被処理体の表面はさらに第３誘電体の延長された部分において、追加的な反応を促進することにより、被処理体の表面に施された表面処理がさらに促進される。
したがって、第３誘電体部材の延長して配置されている部分が、被処理体の表面における追加的な反応を行うための領域を広く確保することができるので、表面処理のレートを向上させることができる。
また、本発明の表面処理方法は、被処理体の表面を処理するための表面処理方法であり、印加側電極部に対向して配置されたアース側電極部の上に、表面処理をするための被処理体を搭載して、前記印加側電極部と前記アース側電極部の間に大気圧または大気圧近傍の圧力下で生成される放電部のプラズマ放電領域に前記被処理体を移動方向に移動しながら通過させる際に、前記アース側電極部の前記移動方向に関して前記印加側電極部よりも上流側に配置されている誘電体部材を通過するガスを前記放電部のプラズマ放電領域に供給することで、前記被処理体の前記表面を前記ガスの励起活性種に曝露させることにより前記表面を処理する表面処理ステップと、前記放電部に対して前記移動方向の下流側に形成された下流部に前記被処理体が前記移動方向に移動しながら前記被処理体の前記表面における表面処理の追加的な反応がさらに促進される処理促進ステップと、を有することを特徴とする。
この発明によれば、表面処理ステップでは、被処理体がプラズマ放電領域において移動方向に移動しながら通過する際に、誘電体部材の間を通過するガスが放電部のプラズマ放電領域に供給される。これによって、被処理体の表面は、ガスの励起活性種に曝露されることにより表面を処理する。
処理促進ステップでは、放電部に対して移動方向の下流側にある下流部において、被処理体が移動方向に移動しながら被処理体の表面における表面処理の追加的な反応がさらに促進される。
これにより、印加側電極部とアース側電極部の間では、放電部のプラズマ放電により生じるガスの励起活性種により被処理体の表面が移動しながら曝露される。
そして、被処理体の表面は、さらに下流部において、追加的な反応を促進することにより、被処理体の表面に施された表面処理がさらに促進される。
したがって、下流部が存在するので、被処理体の表面における追加的な反応を行うための領域を広く確保することができ、表面処理のレートを向上させることができる。
【００１３】
【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気体放電により作られるプラズマを利用して、プラズマ放電中に生成されるガスの励起活性種を用いて被処理体（以下ワークという）の表面に所定の処理をするための装置である。この表面処理装置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により化学的に励起活性種を利用することにより、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。
【００１４】
図１に示す表面処理装置１０は、一対の印加側電極部２０と、接地電極としての可動ステージ３０を有している。可動ステージ３０は、アース側電極部とも呼んでいて、接地されている。
印加側電極部２０は、交流電源２３に接続されている。この交流電源２３は、印加側電極部２０に対して高周波の交流電力を供給する。この交流電源２３は、接地されている。
【００１５】
表面処理装置１０は、いわゆる直接放電方式の構造である。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のプラズマ放電により表面処理を行う際に、プラズマ放電発生領域５０にワーク７０の表面７１を直接曝露する形式のものである。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処理でき、比較的大面積の表面を有するワーク７０の表面処理に適している。
【００１６】
図１に示す表面処理装置１０は、上述した印加側電極部２０、可動ステージ３０、第１誘電体部材４１、第２誘電体部材４２、第３誘電体部材４３を有している。
表面処理装置１０は、印加側電極部２０と可動ステージ３０の間で気体放電を発生させて、それにより作られるプラズマ放電領域５０において、所定のガスの励起活性種を生成して、放電領域を通過するワーク７０の表面７１全体を連続的に処理する。ガスの種類は、目的とする表面処理の種類に応じたものを採用する。
【００１７】
ワーク７０の表面７１に施す表面処理の種類としては、エッチング、アッシング、表面改質、洗浄、成膜などである。
目的とする表面処理がたとえば表面改質のうちの親水性処理である場合には、処理ガスとして酸素（Ｏ２）を用いる。表面改質の別の例として撥水処理を行う場合には、処理ガスとしてたとえばＣＦ４などを用いる。この処理ガスは、反応ガスとも呼んでいる。
【００１８】
また大気圧または大気圧の近傍の圧力下で放電が容易に開始でき、しかも安定して維持できるようにするために、希ガスが用いられる。この希ガスとしては、ヘリウム（Ｈｅ）やアルゴン（Ａｒ）などである。この希ガスはキャリアガスとも呼んでいる。このようなキャリアガスと処理ガスが混合されて、混合ガスとして使用される。この混合ガスの組合せを適当に選択することにより、上述したようにワーク７０の表面７１に対して様々な表面処理が行える。
【００１９】
まず、図１に示す印加側電極部２０について説明する。
印加側電極部２０は、たとえば図１において側方から見て長方形状を有している。印加側電極部２０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（ＳＵＳ）、チタン、タングステンなどにより作られている。印加側電極部２０はその下面側に端面２０Ａを有している。この端面２０Ａは平坦面である。
【００２０】
可動ステージ３０は、この印加側電極部２０の端面２０Ａに対面している平板状の部材である。可動ステージ３０の平坦な搭載面３１の上には、ワーク７０が着脱可能に搭載されている。可動ステージ３０は、移動操作部３３の作動により、ガイドレール３４に沿って移動方向Ｔ方向に直線移動させるようになっている。つまりワーク７０は、可動ステージ３０とともに第１誘電体部材４１から第３誘電体部材４３に向けて移動方向Ｔに沿って直線移動する。
【００２１】
印加側電極部２０と可動ステージ３０の搭載面３１の間において、ワーク７０の表面に対してはプラズマ放電領域５０が形成される。このプラズマ放電領域５０は、交流電源２３が印加側電極部２０に対して高周波交流電力を加えることにより発生する。
可動ステージ３０は、印加側電極部２０と同様に導電性の良好な金属材料、たとえばステンレスやアルミニウムなどにより作ることができる。
【００２２】
次に、第１誘電体部材４１と第２誘電体部材４２について説明する。
第１誘電体部材４１と第２誘電体部材４２は、図１に示すように側方から見てほぼ長方形状の部材である。第１誘電体部材４１と第２誘電体部材４２は、誘電体の材料、たとえばセラミックスや石英などにより作られている。セラミックスとしては、たとえばアルミナや窒化シリコンである。
第１誘電体部材４１の端面４１Ａは、ワーク７０の表面７１に対して僅かなギャップを有する位置に配置されている。第２誘電体部材４２の端面４２Ａは、印加側電極部２０の端面２０Ａとほぼ同じ位置に位置されている。
【００２３】
第１誘電体部材４１の側面４１Ｂと第２誘電体部材４２の側面４２Ｂの間には、ガス通路６０が設けられている。このガス通路６０は、図１においてＺ方向に形成されている。このＺ方向は、移動方向Ｔに対して垂直な方向である。
ガス通路６０は、ガス収容部２１に接続されている。ガス収容部２１は、上述した処理ガスとキャリアガスを収容している。処理ガスとキャリアガスの混合ガスが、ガス通路６０側に供給される。図１の実施形態では、ワーク７０がたとえばアクリル樹脂である場合に、一例としてこのアクリル樹脂の表面に対して撥水性処理を行うようにするために次のようなものを用いる。処理ガス（反応ガス）としてはＣＦ４を用い、キャリアガスとしてはＨｅを用いる。したがって、このＨｅ＋ＣＦ４の混合ガスが、ガス通路６０に供給される。
【００２４】
第１誘電体部材４１は、印加側電極部２０に対して移動方向Ｔに関して上流側に配置されている。第２誘電体部材４２は、印加側電極部２０に対して移動方向Ｔに関して上流側に配置されている。すなわち第２誘電体部材４２は第１誘電体部材４１と印加側電極部２０の間に位置している。第２誘電体部材４２と印加側電極部２０は密接して配置されている。
【００２５】
次に、図１に示す第３誘電体部材４３について説明する。
第３誘電体部材４３は、第１誘電体部材４１と第２誘電体部材４２と同様の材質により作られている。図１の実施形態では、第１誘電体部材４１、第２誘電体部材４２および第３誘電体部材４３はたとえばアルミナにより作られている。
第３誘電体部材４３は、板状の部材である。この第３誘電体部材４３は、可動ステージ３０に平行に配置されている。しかも第３誘電体部材４３は、第２誘電体部材４２の端面４２Ａと印加側電極部２０の端面２０Ａに各々密着して固定されている。
第３誘電体部材４３の第１部分７４が第２誘電体部材４２の端面４２Ａに密着しており、第２誘電体部材４２の第２部分７２が印加側電極部２０の端面２０Ａに密着している。第１部分７４と第２部分７２は連続している。
【００２６】
さらに第３誘電体部材４３は、延長部分７３を有している。この延長部分７３は、第２部分７２からさらに移動方向Ｔに平行な方向に延長して形成されている部分である。したがって第１部分７４、第２部分７２および延長部分７３は、一直線上に連続して形成されていて、板状の第３誘電体部材４３が構成されている。
延長部分７３は、印加側電極部２０の端面２０Ａから、移動方向Ｔに平行な方向で下流側に向けて突出して形成されている。この延長部分７３の下流部分の長さは、Ｌで示している。
【００２７】
図１において、印加側電極部２０と可動ステージ３０の間には、プラズマ放電領域５０が形成される。延長部分７３と可動ステージ３０の間には、印加側電極部２０よりも下流の領域８０が形成されている。この下流の領域８０は、延長部分７３の長さに対応している。
この下流の領域８０は、ワーク７０の表面７１に施された表面処理をさらに追加的に反応させる追加反応領域である。
【００２８】
第１誘電体部材４１と第２誘電体部材４２は、ガス通路６０において異常放電が発生するのを防止するためのものである。また第３誘電体部材４３は、印加側電極部２０と可動ステージ３０の間で移動方向Ｔに関して上流側および下流側において異常放電が起こるのを防ぐためのものである。つまり第１部分７４と延長部分７３に対応する領域においては、異常放電が発生しないようになっている。
【００２９】
図２は、図１の表面処理装置１０におけるプラズマ条件処理の一例を示している。印加側電極部２０の長さ（図１における紙面垂直方向の長さ）はたとえば４００ｍｍであり、幅（図１における移動方向Ｔに沿った長さ）は２０ｍｍである。放電部ギャップは、第３誘電体部材４３とワーク７０の表面７１との間隔であり、この間隔はたとえば１．０ｍｍである。
交流電源２３が印加側電極部２０に供給する高周波交流電力の周波数は、たとえば４０．６８ＭＨｚであり、その出力は６５０Ｗである。
図１に示すガス収容部２１から供給されるガスの流量は、Ｈｅがたとえば１０リットル／分であり、ＣＦ４が１００ｃｃ／分である。
【００３０】
次に、図５を参照しながら、表面処理装置１０を用いた表面処理方法を説明する。
図５に示すように表面処理方法は、表面処理ステップＳＴ１、処理促進ステップＳＴ２および除去ステップＳＴ３を含んでいる。
まず表面処理ステップＳＴ１について説明する。
表面処理ステップＳＴ１では、図１のワーク７０が可動ステージ３０の上に搭載される。交流電源２３が印加側電極部２０に対して交流電力を供給する。これによって、印加側電極部２０と可動ステージ３０の間には、大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電発生領域（プラズマ放電領域ともいう）５０が発生する。図１に示す移動操作部３３が作動することにより、ワーク７０と可動ステージ３０は移動方向Ｔ方向に直線移動される。このようにワーク７０が移動方向Ｔに沿って移動する際に、図１のガス収容部２１はガス通路６０を通じて矢印Ｂ１，Ｂ２およびＢ３に従ってＨｅ＋ＣＦ４の混合ガスをプラズマ放電領域５０に供給する。
【００３１】
このプラズマ放電領域５０では、混合ガスのうちの反応ガスの励起活性種が生成される。この励起活性種は、通過するワーク７０の表面７１を処理する。
次に、処理促進ステップＳＴ２では、プラズマ放電発生領域５０で表面処理されたワーク７０はさらに移動方向Ｔに移動すると、下流の領域８０に達する。この下流の領域８０では、表面処理の追加的な反応がさらに促進される。
具体的な現象は、図３に示している。図３ではプラズマ放電発生領域５０と下流の領域８０に発生する現象の例を示している。
【００３２】
図３において、プラズマ発生領域５０では、プラズマ中の荷電粒子、ラジカルによるアクリル樹脂の結合切断が行われる。しかも結合切断部位へのラジカルの付加（Ｆ，ＣＦｘなどの付加）が行われる。
これに対して、追加的な反応領域である下流の領域８０は、プラズマ放電は発生していない領域である。この下流の領域８０では、プラズマ中の荷電粒子、ラジカルによるアクリル樹脂の結合切断は発生せずに、結合切断部位へのラジカルの付加のみが生じる。さらに詳細には、下流の領域８０では、プラズマ放電領域５０において発生したラジカルがＦ（フッ素）のように長寿命な場合には、ラジカルな下流の領域８０でも生き残っており、このラジカルが表面７１における表面処理をさらに追加的に反応させる。
【００３３】
下流の領域８０における追加的な反応は、それ以前にプラズマ処理による樹脂の結合切断がなされていれば起こるが、切断されていない場合はほとんど進まないと考えられる。そこで、本発明の実施形態では、ワーク７０が図１に示すプラズマ発生領域５０から下流の領域８０の順に通過できるように、可動ステージ３０がワーク７０を移動方向Ｔに搬送するのが特に特徴的である。
【００３４】
延長部分７３が下流の部分の長さＬ分だけ印加側電極部２０よりも移動方向Ｔの下流側に突出して設けられていることから、たとえばＦのようなラジカルがアクリル樹脂の表面に付着して液体をはじく性能を追加するいわゆる追加的な反応領域を広くすることができる。この結果、ワーク７０の表面７１に対する撥水化処理の処理レート（処理速度）を向上させることができるのである。
このように、第３誘電体部材４３の延長部分７３の突出方向は、ワーク７０および可動ステージ３０の移動方向Ｔの下流側に向けて突出して形成されている。このことにより、下流の領域８０が、延長部分７３と可動ステージ３０の間においてプラズマ発生領域５０の下流側に形成されている。
【００３５】
図４は、図３における延長部分７３の下流部分の長さＬの具体的な例を示している。下流部分の長さＬが５０ｍｍの場合と下流部分の長さＬが２０ｍｍの場合が図４に図示されている。
図４は、電極下滞在時間に対する接触角の関係を示している。縦軸にはアクリルと純水の接触角（角度）を示し、横軸には図１の印加側電極部２０の電極下に滞在している滞在時間（秒）を示している。
図４において、黒丸印が下流部分の長さＬ＝５０ｍｍの時であり、棒状部分が下流部分の長さＬが２０ｍｍの時を示している。
【００３６】
このように下流部分の長さＬの長さを変えて実験した結果、アクリルと純水の接触角は、ＣＦ４による処理が進むにつれて大きくなる。しかし、接触角は１００°強で飽和してしまい、それ以上時間が経過しても接触角が上がらなくなってしまうことがわかる。したがって、図１に示す延長部分７３の下流部分の長さＬを長くし、図１に示す下流の領域８０の長さを長くすることで、下流の領域８０におけるラジカルの付加反応が起こる領域が大きくなる。これによって、より短時間で接触角の飽和値に達するのである。すなわち撥水処理における処理レートが速くなることがわかる。
図５の除去ステップＳＴ３では、すでに表面処理されたワーク７０が可動ステージ３０から除去された後に、新たなワーク７０が可動ステージ３０の上に搭載される。そして新たなワーク７０は、上述した表面処理の要領で表面処理が施されることになる。
【００３７】
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を図１に示す表面処理装置１０と比べると大部分が同様の構造であるので、同じ構成要素には同じ符号を記してその説明を用いる。
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と異なるのは次の点である。
【００３８】
第３誘電体部材１４３は、平板状の部材であり、電極密着部分２００と延長部分７３を有している。電極密着部分２００は、印加側電極部２０の端面２０Ａに対して密着して設けられている。延長部分７３は、印加側電極部２０の端部から下流部分の長さＬだけ延長して形成されている部分である。
この延長部分７３は電極密着部分２００に対して連続して形成されている。延長部分７３と可動ステージ３０の間には、下流の領域８０が形成されていることは図１の表面処理装置１０の場合と同じである。
第２誘電体部材４２の端面４２Ａは、第３誘電体部材１４３の下面１４３Ａと同じ面に位置している。
このような構造を採用することにより、第３誘電体部材１４３は、印加側電極部２０に対応する電極密着部分２００と延長部分７３で構成することができ、第３誘電体部材４３は小型化できる。
また、本発明の表面処理装置の各実施形態では、第２誘電体部材と第３誘電体部材が一体的に形成されていてもよい。これにより、部品点数を減らすことができる。図７は、第２誘電体部材４２と第３誘電体部材４３が一体的に形成されている第３の実施形態を示している。
本発明の表面処理装置および表面処理方法では、表面処理ステップにおいて、印加側電極部に対向して配置されたアース側電極部の上に、表面処理をするための被処理体が搭載される。印加側電極部とアース側電極部の間には、大気圧または大気圧近傍の圧力下で生成される放電部のプラズマ放電領域にこの被処理体が移動方向に移動しながら通過する。
この際に、アース側電極部の移動方向に関して印加側電極部よりも上流側に配置されている誘電体部材には、ガスが通って放電部のプラズマ放電領域に供給されることで、被処理体の表面はガスの励起活性種に曝露され、表面が処理される。
そして、処理促進ステップでは、放電部に対して移動方向の下流側に形成された下流部に、被処理体が移動方向に移動しながら被処理体の表面における表面処理の追加的な反応がさらに促進される。
【００３９】
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。
本発明の実施形態においては、処理ガス（反応ガス）としてＣＦ４を用い、放電用のキャリアガス（不活性ガス）としてＨｅを用いることにより、ワーク７０の表面７１に対して撥水性を付与する処理を行っている。
【００４０】
しかしこれに限らず、処理ガスとしてＯ２を用いキャリアガスとしてＨｅを用いることにより、ワーク７０の表面７１に対して親水性を付与することも可能である。またその他の処理ガスやキャリアガスの組み合せにより、エッチング、アッシング、洗浄あるいは成膜なども行うことができる。
本発明の実施形態では、被処理体の種類として、処理目的に応じ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、シリコンウェハ、液晶表示装置（ＬＣＤ）に用いられるガラス基板、その他のプラスチック板などであっても勿論構わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表面処理装置の第１の実施形態を示す側面図。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるプラズマ処理条件の一例を示す図。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるプラズマ放電発生領域と下流の領域における表面処理の具体的例を示す図。
【図４】電極下滞在時間に対するアクリル―純水の接触角の例を示す図。
【図５】本発明の表面処理方法の例を示す図。
【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】本発明の表面処理装置の第３の実施形態を示す図。
【符号の説明】
１０・・・表面処理装置、２０・・・印加側電極部、３０・・・可動ステージ（アース側電極部）、４１・・・第１誘電体部材、４２・・・第２誘電体部材、４３・・・第３誘電体部材、６０・・・ガス通路、７０・・・ワーク（被処理体）、７１・・・ワークの表面
【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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