(57)【要約】【課題】プロセスガスの流入流量を抑制しつつ、ワーク表面を流れるプロセスガスの濃度を均一化することができる大気圧プラズマ処理装置を提供する。【解決手段】上部電極６側の上カバー２と、ワークＷを載置した下電極側のテーブル４との間に平行平板の放電空間８を構成し、放電空間８にプロセスガスを流しながら、ワークＷの表面にプラズマ処理を行う大気圧プラズマ処理装置１において、放電空間８の流入端に連なり、流入するプラズマガスを幅方向において均一な流速となるように整流する流入ガス整流手段９と、放電空間８の流出端に連なり、流出するプラズマガスを幅方向において均一な流速となるように整流する流出ガス整流手段１０と、を備えたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部電極側の上カバーの下面と、ワークを埋め込むように載置した下電極側のテーブルの上面との間に平行平板の放電空間を構成し、前記放電空間の一端である流入端から他端である流出端にプロセスガスを流しながら、上部電極に高周波電力を印加して前記ワークの表面にプラズマ処理を行う大気圧プラズマ処理装置において、
前記放電空間の前記流入端に連なり、流入するプラズマガスを幅方向において均一な流速となるように整流する流入ガス整流手段、および前記放電空間の前記流出端に連なり、流出するプラズマガスを幅方向において均一な流速となるように整流する流出ガス整流手段のうち、少なくとも前記流入ガス整流手段を備えたことを特徴とする大気圧プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記流入ガス整流手段および前記流出ガス整流手段は、それぞれ前記放電空間と略同一幅であって、前記プラズマガスの流れ方向に複数段階に亘って屈曲する屈曲流路を有していることを特徴とする請求項１に記載の大気圧プラズマ処理装置。
【請求項３】
前記流入ガス整流手段および前記流出ガス整流手段は、それぞれ前記放電空間と略同一幅であって、前記プラズマガスをいったん貯留するバッファ流路を有していることを特徴とする請求項１に記載の大気圧プラズマ処理装置。
【請求項４】
前記流入ガス整流手段および前記流出ガス整流手段は、それぞれ前記放電空間と略同一高さであって、前記放電空間に向かった扇状に拡幅する拡幅流路を有していることを特徴とする請求項１に記載の大気圧プラズマ処理装置。
【請求項５】
前記流入ガス整流手段と前記放電空間との間に介設され、前記放電空間と略同一幅および略同一高さの流路空間に複数枚の羽根板を設けたガラリを、更に備えたことを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の大気圧プラズマ処理装置。
【請求項６】
前記ガラリは、複数枚の水平羽根板と複数枚の鉛直羽根板と、を有していることを特徴とする請求項５に記載の大気圧プラズマ処理装置。
【請求項７】
前記上部電極は前記上カバーに組み込まれており、
前記ワークに対し前記上部電極が前記ワークから外れたホーム位置から前記プラズマガスの流れ方向に移動するように、前記テーブルに対し前記上カバーを相対的に移動させる移動手段を、更に備えたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の大気圧プラズマ処理装置。
【請求項８】
前記流入ガス整流手段は、前記上カバーに搭載され、
前記上カバーには、前記流入ガス整流手段と前記放電空間とを連通すると共に、前記放電空間の前記流入端を前記上部電極と共に移動させる連通開口が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の大気圧プラズマ処理装置。
【請求項９】
前記放電空間は、前記流入ガス整流手段の上流側が前記プロセスガスの加圧供給設備に連通し且つ前記流出ガス整流手段の下流側が前記プロセスガスの真空排気設備に連通する、密閉型の処理室を構成していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の大気圧プラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記流入ガス整流手段と前記加圧供給設備とを連通する供給流路には、供給流量調整弁が介設され、
前記流出ガス整流手段と前記真空排気設備とを連通する排気流路には、排気流量調整弁が介設されていることを特徴とする請求項９に記載の大気圧プラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記処理室に臨んで前記プロセスガスのガス濃度を検出する濃度検出手段と、
前記濃度検出手段の検出結果に基づいて、前記供給流量調整弁および前記排気流量調整弁を制御する制御手段と、を更に備えたことを特徴とする請求項１０に記載の大気圧プラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記濃度検出手段は、前記上部電極の電極ホルダに組み込まれていることを特徴とする請求項１１に記載の大気圧プラズマ処理装置。
【請求項１３】
前記放電空間の流出側端部の両側壁にそれぞれ開口し、下流端を前記排気流路に接続した一対のバイパス流路を、更に備えたことを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれかに記載の大気圧プラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気圧または大気圧に近い圧力下でプラズマを発生させ、基板等のワークに対し、アッシング、エッチング、親水処理、撥水処理等の表面処理（表面改質処理）を行う大気圧プラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の大気圧プラズマ処理装置として、ワーク（被処理物）に対し高周波電極（上部電極）を移動自在に構成したものが、知られている（特許文献１参照）。この大気圧プラズマ処理装置では、上部電極側の上部ハウジングと、ワークを載置する下部電極側のステージとで処理室が構成されており、上部ハウジングに搭載した上部電極が、移動機構によりワークの延在方向に往復移動自在に構成されている。また、処理室のガス供給口には処理ガス供給部が接続される一方、ガス排気口には排気ポンプが接続されている。ガス供給口から流入したプロセスガスをガス排気口から連続的に流出させて、処理室内のワークの表面に流しながら、上部電極に高周波電力を印加してプラズマを発生させる。そして、この状態で、上部電極をワークに添って移動させることで、ワークの表面に対しアッシング等の処理が行われる。
【特許文献１】特開２００３−２７３０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような従来の大気圧プラズマ処理装置では、ガス供給口から処理室内に流入したプロセスガスは、流れの指向性を維持したまま急激に膨張するため、ワーク表面に達したときにその流速がワーク表面の各部において不均一となる。すなわち、ワーク各部におけるプロセスガスの濃度が不均一となり、同時にプラズマ化が不均一となるため、ワークに対する処理が不均一なる。一方、プロセスガスの流入流量を多くし、ワーク表面を流れるプロセスガスの濃度を１００％近い値に維持すれば、かかる不具合は解消される。しかし、このようにすると、プロセスガスの消費量が格段に多くなり、コストおよび省資源化の問題を生ずることになる。
【０００４】
本発明は、プロセスガスの流入流量を抑制しつつ、ワークの表面を流れるプロセスガスの濃度を均一化することができる大気圧プラズマ処理装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の大気圧プラズマ処理装置は、上部電極側の上カバーの下面と、ワークを埋め込むように載置した下電極側のテーブルの上面との間に平行平板の放電空間を構成し、放電空間の一端である流入端から他端である流出端にプロセスガスを流しながら、上部電極に高周波電力を印加してワークの表面にプラズマ処理を行う大気圧プラズマ処理装置において、放電空間の流入端に連なり、流入するプラズマガスを幅方向において均一な流速となるように整流する流入ガス整流手段、および放電空間の流出端に連なり、流出するプラズマガスを幅方向において均一な流速となるように整流する流出ガス整流手段のうち、少なくとも流入ガス整流手段を備えたことを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、流入ガス整流手段を通過したプロセスガスは、流入ガス整流手段によりその幅方向における流速が均一化されて放電空間に流入し、ワークの表面を流れて放電空間から流出する。また、流出ガス整流手段により、放電空間から流出するプロセスガスの流速を幅方向において均一化することで、ワークの表面を流れるプロセスガスの流れを乱すことがない。したがって、ワーク表面を流れるプロセスガスの流速が表面各部において同一となり、結果、ワーク表面の各部における濃度を均一化することができ、ワーク処理にムラが生ずることがなくなる。また、濃度が均一化する分、プロセスガスの流量を抑えることができ、コストの削減と省資源および環境への配慮を達成することができる。
【０００７】
この場合、流入ガス整流手段および流出ガス整流手段は、それぞれ放電空間と略同一幅であって、プラズマガスの流れ方向に複数段階に亘って屈曲する屈曲流路を有していることが、好ましい。
【０００８】
この構成によれば、放電空間に向かって流入ガス整流手段の屈曲流路を流れるプラズマガスは、屈曲流路の各屈曲部分でその方向を変えることで、圧力損失を受け、流速を落としつつその流れを安定させ、最終的に屈曲流路の下流端で幅方向において均一な流速となって放電空間に流入する。また、放電空間から流出ガス整流手段の屈曲流路に流入したプロセスガスは、流速をほとんど変えることがないため、放電空間のプロセスガスの流れを乱すことがない。なお、屈曲流路は、流れ方向に蛇行状に形成することが好ましい。
【０００９】
同様に、流入ガス整流手段および流出ガス整流手段は、それぞれ放電空間と略同一幅であって、プラズマガスをいったん貯留するバッファ流路を有していることが、好ましい。
【００１０】
この構成によれば、流入ガス整流手段のバッファ流路の上流端に流入したプラズマガスは、極端に流速を減ずると共に指向性を失って安定し、最終的に下流端で幅方向において均一な流速となって放電空間に流入する。また、流出ガス整流手段のバッファ流路は、放電空間から流入したプロセスガスの流速をほとんど変えることがないため、放電空間のプロセスガスの流れを乱すことがない。なお、バッファ流路は、円筒状および角筒状のいずれであってもよい。
【００１１】
同様に、流入ガス整流手段および流出ガス整流手段は、それぞれ放電空間と略同一高さであって、放電空間に向かった扇状に拡幅する拡幅流路を有していることが、好ましい。
【００１２】
この構成によれば、流入ガス整流手段の拡幅流路の上流端に流入したプラズマガスは、徐々に流速を減ずると共に徐々に指向性を失い、最終的に下流端で幅方向において均一な流速となって放電空間に流入する。また、流出ガス整流手段の拡幅流路は、放電空間から流入したプロセスガスの流速を徐々に速めるため、放電空間のプロセスガスの流れを乱すことがない。
【００１３】
これらの場合、流入ガス整流手段と放電空間との間に介設され、放電空間と略同一幅および略同一高さの流路空間に複数枚の羽根板を設けたガラリを、更に備えることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、ガラリの流路空間を通過するプロセスガスは、複数枚の羽根板に整流され、層流に近似する流れとなって放電空間に流入する。このため、ワーク表面を流れるプロセスガスの流速を、幅方向においてより一層、均一化することができる。
【００１５】
この場合、ガラリは、複数枚の水平羽根板と複数枚の鉛直羽根板と、を有していることが、好ましい。
【００１６】
この構成によれば、ワーク表面を流れるプロセスガスの流速を、幅方向および高さ方向においてより一層、均一化することができる。なお、羽根板を可動羽板とすれば、水平羽根板では、放電空間の上下の壁面による流速のロスを考慮して、プロセスガスの流れを振り分ける微調整が可能となり、また鉛直羽根では、放電空間の左右の壁面による流速のロスを考慮して、プロセスガスの流れを振り分ける微調整が可能になる。
【００１７】
一方、上部電極は上カバーに組み込まれており、ワークに対し上部電極がワークから外れたホーム位置からプラズマガスの流れ方向に移動するように、テーブルに対し上カバーを相対的に移動させる移動手段を、更に備えることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、上部電極をコンパクトに構成することができると共に、ワークの各部への処理を均一且つ効率良く、行うことができる。また、上部電極を、ワークから外れたホーム位置から移動させるようにしているため、上部電極を、放電が安定してからワーク位置に臨ませることができ、ワーク処理の均一化を図ることができる。
【００１９】
また、流入ガス整流手段は、上カバーに搭載され、上カバーには、流入ガス整流手段と放電空間とを連通すると共に、放電空間の流入端を上部電極と共に移動させる連通開口が形成されていることが、好ましい。
【００２０】
この構成によれば、放電空間の流入端に連通した流入ガス整流手段が、プロセスガスを放電空間に送り込みながら、上部電極と一定の距離をとって追いかけるように移動するため、上部電極の直下に位置するプラズマ発生部に常に一定の流速のプロセスガスを安定に供給することができる。したがって、均一なワーク処理を安定に行うことができる。
【００２１】
さらに、放電空間は、流入ガス整流手段の上流側がプロセスガスの加圧供給設備に連通し且つ流出ガス整流手段の下流側がプロセスガスの真空排気設備に連通する、密閉型の処理室を構成していることが、好ましい。
【００２２】
この構成によれば、放電空間が大気の影響（大気拡散）を受けることがなく、且つ放電空間の流出側が真空吸引されるため、放電空間におけるプラズマガスの流れが格段に安定する。したがって、プラズマガスの流量を少なくしても、流速が不安定になることがなく、プロセスガスの流入流量を抑制しつつ、ワーク表面を流れるプロセスガスの濃度を均一化することができる。
【００２３】
この場合、流入ガス整流手段と加圧供給設備とを連通する供給流路には、供給流量調整弁が介設され、流出ガス整流手段と真空排気設備とを連通する排気流路には、排気流量調整弁が介設されていることが、好ましい。
【００２４】
この構成によれば、供給流量調整弁および排気流量調整弁により、プロセスガスの放電空間への流入流量および流出流量を制御することで、ワーク表面におけるプロセスガスの流速（濃度）が均一となる限りにおいて、プロセスガスの流量を少なくすることができる。
【００２５】
この場合、処理室に臨んでプロセスガスのガス濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段の検出結果に基づいて、供給流量調整弁および排気流量調整弁を制御する制御手段と、を更に備えることが好ましい。
【００２６】
この構成によれば、濃度検出手段の検出結果をフィードバックして、供給流量調整弁および排気流量調整弁を制御するようにしているため、プロセスガスの濃度の均一化と、プロセスガスの流量の抑制と、を同時に且つ安定に行うことができる。
【００２７】
この場合、濃度検出手段は、上部電極の電極ホルダに組み込まれていることが、好ましい。
【００２８】
この構成によれば、プラズマ発生部におけるガス濃度に基づいて制御が行われるため、プロセスガスの濃度の均一化とプロセスガスの流量の抑制とを精度良く行うことができる。
【００２９】
一方、放電空間の流出側端部の両側壁にそれぞれ開口し、下流端を排気流路に接続した一対のバイパス流路を、更に備えることが好ましい。
【００３０】
この構成によれば、両側壁により流速をロスし易い放電空間の両サイドにおける、プロセスガスの流れを促進するよう微調整を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、添付の図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る大気圧プラズマ処理装置（以下、「プラズマ装置」という。）について説明する。このプラズマ装置は、大気圧または大気圧に近い圧力下でプラズマを発生させ、基板等のワークに対し、アッシング、エッチング、親水処理、撥水処理、スパッタリング等の表面処理、特に表面局所処理を行うものである。
【００３２】
図１は、実施形態に係るプラズマ装置の模式図であり、同図に示すように、プラズマ装置１は、蓋板状の上ハウジング（上カバー）２と、ワークＷをセットすると共に下ハウジング３の一部を兼ねるワークテーブル（テーブル）４と、一対のサイドハウジング５，５と、上ハウジング２に搭載した上部電極６と、上ハウジング２を介して上部電極６を往復動させる電極移動機構（移動手段）７と、上ハウジング２、ワークテーブル４および両サイドハウジング５，５の内部に構成した平行平板の放電空間８と、放電空間８の流入端に接続した流入ガス整流部（流入ガス整流手段）９と、放電空間８の流出端に接続した流出ガス整流部（流出ガス整流手段）１０と、放電空間８と流入ガス整流部９との間に介設したガラリ１１と、を備えている。
【００３３】
一対のサイドハウジング５，５は、流入ガス整流部９および流出ガス整流部１０の側端面間に亘って延在しており、ワークテーブル４、後述する流入ガス整流部９の流入流路ブロック５５および流出ガス整流部１０の流出流路ブロック５８と共に、下ハウジング３を構成している。そして、この下ハウジング３とこれを閉蓋する上ハウジング２とにより、平行平板方式の放電空間８を有する密閉型の処理室１２が構成されている。
【００３４】
上部電極６には、高周波電源１４が接続され、また下部電極を兼ねるワークテーブル４には、アース１３が接続されている。流入ガス整流部９の上流端は、供給流路（パイプまたはチューブ）１７を介してプロセスガスを加圧供給する加圧供給設備１８に接続されている。また、供給流路１７には、プロセスガスの供給流量を調整する供給流量調整弁１９が介設されている。同様に、流出ガス整流部１０の下流端は、排気流路（パイプまたはチューブ）２１を介して処理後のプロセスガスや反応生成物を排気する真空排気設備２２に接続されており、排気流路２１には、プロセスガスの排気流量を調整する排気流量調整弁２３が介設されている。
【００３５】
加圧供給設備１８から供給されたプロセスガスは、供給流路１７から流入ガス整流部９に流れ、流入ガス整流部９で幅方向において均一な流速となるように整流されて、放電空間８に流入する。一方、放電空間８から流出した処理後のプロセスガス（反応生成物を含む）は、流出ガス整流部１０から排気流路２１を経て真空排気設備２２に排気される。このプロセスガスの供給と排気は連続して行われ、放電空間８に流入したプロセスガスはワークＷの表面を幅方向において均一な流速となって流れる。また、プロセスガスの供給（流れ）と同期して、上部電極６に高周波電源１４から高周波電力が印加され、且つ上部電極６が上ハウジング２と共にプロセスガスの流れ方向に移動する。これにより、上部電極６の直下に生ずるプラズマ発生部２５が、ワークＷの一方の端から他方の端に定速で移動し、ワークＷの表面にプラズマ処理が為される。
【００３６】
この場合、使用するプロセスガスは、例えばアッシングや親水処理ではＯ2やＨ2Ｏ（水蒸気）等が導入され、エッチングや撥水処理ではＣＦ4やＳＦ6等が導入される。また、スパッタリングではＮ2やＡｒ等が導入される。加圧供給設備１８は、これらプロセスガスを貯留するボンベ３１、レギュレータ３２および開閉バルブ３３等で構成され、真空排気設備２２は、真空ポンプ３５およびガス処理設備３６等で構成されている。なお、これら各種プロセスガスのボンベ３１を用意しておき、ボンベ３１から供給流量調整弁１９に至る図外の導入パイプのバルブ切り替えにより、処理別に所望のプロセスガスを導入するようにしてもよい。
【００３７】
上ハウジング２は、誘電体（セラミック、アルミナ、石英等）で構成され、上面視方形の厚板状に形成されている。上ハウジングの中央部近傍には、放電空間８の幅方向に長い開口が形成され、この開口に、電極ホルダ３８に保持するようにして上部電極６が嵌め込まれるようにして搭載されている。また、上部電極６の近傍に位置して上ハウジング２には、放電空間８に臨むようにガス濃度センサ（濃度検出手段）３９が配設されており、ガス濃度センサ３９は制御装置（制御手段）４０に接続されている。制御装置４０は、上記の電極移動機構７、加圧供給設備１８、真空排気設備２２等を制御すると共に、供給流量調整弁１９、排気流量調整弁２３および後述するバイパス流量調整弁５３を個別に制御する（詳細は後述する）。なお、ガス濃度センサ３９は、放電空間８のガス濃度をその幅方向に渡って検出可能なアレイ形式のものとすることが、好ましい。また、検出精度を上げるため、ガス濃度センサ８を電極ホルダ３８に組み込んでもよい。
【００３８】
電極移動機構７は、例えばモータ４２と、カップリング４３を介してモータ４２に連結したリードねじ４４と、リードねじ４４に螺合すると共に上ハウジング２に固定した雌ねじ部材４５と、で構成されている。モータ４２の回転を受けてリードねじ４４が正逆回転することにより、雌ねじ部材４５を介して上ハウジング２が往復動する。これにより、ワークＷから流れ方向手前位置に外れた図示のホーム位置にある上部電極６は、駆動状態でワークＷに沿ってその先方位置に往動すると共に、駆動停止状態で、ホーム位置まで復動する。このように、上部電極６を、ワークＷから外れたホーム位置から移動させるようにしているため、上部電極６を、その放電が安定してからワークＷに臨ませることができる。なお、電極移動機構７により、下ハウジング３を移動させる構成であってもよい。
【００３９】
ワークテーブル４は、導電性の部材（アルミニウム、銅等）で構成され、ワークＷをアース１３に接地する。ワークテーブル４には、ワークＷの厚みと同寸法の深さを有する浅溝４７が形成され、ワークＷは、この浅溝４７に位置決め状態で且つワークテーブル４の表面と面一となるようにセットされる。これにより、ワークテーブル４上を流れるプロセスガスの流れが、ワークＷにより乱されることがない。また、図示では省略したが、ワークテーブル４の下側には、これを支持すると共に昇降させる昇降機構が設けられており、ワークテーブル４を下降させた状態で、処理前後のワークＷの交換（搬入搬出）が行われる。同様に、図示では省略したが、ワークテーブル４の四周には、プロセスガスのリークを防止するシール部材が設けられている。
【００４０】
一対のサイドハウジング５，５は、中間部で放電空間８の両サイドを覆い、一方の端部で流入ガス整流部９の両側端面を覆い、さらに他方の端部で流出ガス整流部１０の両側端面を覆っている。一対のサイドハウジング５，５と後述する流入流路ブロック５５および流出流路ブロック５８との上面には、連続するように環状の装着溝４８が形成されており、この装着溝４８に、上ハウジング２との間隙を気密に封止するシール部材４９が装着されている。シール部材４９は、ゴム製のＯリングやエラストマー製の鰭片等で構成され、上ハウジング２の移動を許容しつつ放電空間８の気密性を維持する。また、各サイドハウジング５には、流出流路ブロック５８の近傍に位置して、放電空間８に開口したバイパス口５１が形成されており、バイパス口５０はバイパス流路５２を介して、排気流量調整弁２３の下流となる排気流路２１に接続されている。そして、このバイパス流路５２には、上記の制御装置４０に接続されたバイパス流量調整弁５３が介設されている。
【００４１】
流入ガス整流部９は、両側端面を上記一対のサイドハウジング５，５で閉止された流入流路ブロック５５の内部に、屈曲流路５６を形成したものであり、屈曲流路５６は、放電空間８と略同一幅であって、下から上に向かうプラズマガスの流れ方向に複数段階に亘って屈曲している。各屈曲部位は直角に屈曲し、屈曲流路５６は、全体として側面視蛇行状に形成されている。同様に、流出ガス整流部１０は、両側端面を上記一対のサイドハウジング５，５で閉止された流出流路ブロック５８の内部に、屈曲流路５９を形成したものであり、屈曲流路５９は、放電空間８と略同一幅であって、上から下に向かうプラズマガスの流れ方向に複数段階に亘って屈曲している。各屈曲部位は直角に屈曲し、屈曲流路５９は、全体として側面視蛇行状に形成されている。
【００４２】
このような構成では、供給流路１７から流入ガス整流部９の屈曲流路５６に流入したプロセスガスは、大きな流路断面積と各屈曲部位による圧力損失とにより、極端に流速を減じて安定した流れとなると共に、この状態から放電空間８と略同一幅の下流端から放電空間８に流出する。このため、放電空間８に流入するプロセスガスは、その幅方向において均一の流速となる。同様に、放電空間８から流出ガス整流部１０の屈曲流路５９に流入したプロセスガス（処理後）は、流速をほぼ増減させることなくその下流端に達し、排気流路２１に吸引されてゆく。このように、放電空間８に流入側で幅方向において均一な流れとなるプロセスガスは、流出側でも乱れることがなく、結局、ワークＷの表面を流れるプロセスガスは、その各部において一定の流速を維持する。すなわち、ワークＷの表面の各部において、プロセスガスは一定の濃度となる。したがって、ワーク処理にムラが生ずることがなく、ワークＷを安定に処理することができる。なお、屈曲流路５６，５９は、幅のみならず高さも放電空間８と同一にする（同一断面形状）ことが、より好ましい。
【００４３】
図２に示すように、ガラリ１１は、ダクト状のケース６１と、ケース６１の上流側半部に配設した複数枚の水平可動羽根（羽根板）６２と、下流側半部に配設した複数枚の鉛直可動羽根（羽根板）６３と、を備えている。ケース６１は、上流端を屈曲流路５６の下流端に接続され、下流端を放電空間８の流入端に接続されており、その流路空間６４の断面形状は放電空間８の断面形状と同一に形成されている。すなわち、流路空間６４の縦横の寸法と放電空間８の縦横の寸法は同一に形成されている。複数枚の水平可動羽根６２は、上下方向に等間隔に配設されており、左右両端の軸部６２ａにより上下方向に角度変更可能に構成されている。例えば、上ハウジング２の下面やワークテーブル４の上面の流路抵抗を考慮し、上側の水平可動羽根６２を上向きに且つ下側の水平可動羽根６２を下向きにして、プロセスガスの流速を均一になるようにバランスさせることが、好ましい。同様に、複数枚の鉛直可動羽根６３は、左右方向に等間隔に配設されており、上下両端の軸部６３ａにより左右方向に角度変更可能に構成されている。例えば、両サイドハウジング５，５の壁面の流路抵抗を考慮し、左側の鉛直可動羽根６３を左向きに且つ右側の鉛直可動羽根６３を右向きにして、プロセスガスの流速を均一になるようにバランスさせることが、好ましい。
【００４４】
このようにすれば、放電空間８を流れるプロセスガスは、その幅方向において均一な流速となり、ワークＷの各部においてプロセスガスの濃度が一定となる。したがって、ワーク処理にムラが生ずることがなく、ワークＷを安定に処理することができる。なお、複数枚の水平可動羽根６２は、屈曲流路５６の下流端の角度に合わせて「へ」字状に屈曲形成するようにしてもよい。また、放電空間８の高さ、すなわち上ハウジング２とワークテーブル４との間隙は、比較的狭い（１ｍｍ〜数ｍｍ）ため、水平可動羽根６２を取りやめ鉛直可動羽根６３のみとしてもよい。さらに、これら可動羽根６２，６３を固定羽根とすることも可能である。
【００４５】
ここで、上記の制御装置４０によるプロセスガスの流量制御について説明する。加圧供給設備１８および真空排気設備２２を駆動し、流入ガス整流部９、ガラリ１１および流出ガス整流部１０により、放電空間８の流入端から流出端にプロセスガスを幅方向において均一なるように流すが、その際、ガス濃度センサ３９の検出結果が幅方向において異なる場合、例えば両側部のガス濃度が低い場合には、上記のバイパス流量調整弁５３の弁開度を大きくして流速を増し、ガス濃度を均一になるようにバランスさせる。また逆に、ガス濃度が高い場合には、上記のバイパス流量調整弁５３の弁開度を小さくして流速を減じ、ガス濃度を均一になるようにバランスさせる。
【００４６】
次に、ガス濃度が所望の値（許容範囲）となるように管理しつつ、供給流量調整弁１９および排気流量調整弁２３の弁開度を小さくし、プロセスガスの流量を可能な限り絞って調整する。供給流量調整弁１９と排気流量調整弁２３とは個々に制御され、排気流量調整弁２３を絞り気味にして、放電空間８の内圧を高めて流速を減ずることも可能である。このようにすることで、均一なガス濃度を維持しつつプロセスガスの供給量を少なくするようにする。これにより、ワーク処理を安定に維持しつつ、プロセスガスの無駄な消費を抑制することができる。なお、反応生成物が発生するプラズマ処理では、プロセスガスの流速を反応生成物の排出を考慮したものとすることは、言うまでもない。
【００４７】
次に、図３を参照して、第２実施形態に係るプラズマ装置１について説明する。なお、以降の各実施形態では、第１実施形態と異なる部分を主に説明することとする。この実施形態の流入ガス整流部９は、両側端面を上記一対のサイドハウジング５，５で閉止された流入流路ブロック５５の内部に、バッファ流路７１を形成したものであり、バッファ流路７１は、放電空間８と略同一幅であって、流入したプラズマガスをいったん貯留してから放電空間８に送り込むようになっている。バッファ流路７１は、エアチャンバ的なものであり、バッファ流路７１に流入したプラズマガスは、その流速を極端に減ずる。同様に、流出ガス整流部１０は、両側端面を上記一対のサイドハウジング５，５で閉止された流出流路ブロック５８の内部に、バッファ流路７２を形成したものであり、バッファ流路７２は、放電空間８と略同一幅であって、放電空間８から流入したプラズマガスをいったん貯留する。
【００４８】
この場合も、バッファ流路７１によりプロセスガスの流れが安定するため、放電空間８に流入するプロセスガスは、その幅方向において均一の流速となり、且つ流出側でも乱れることがなく、結局、ワークＷの表面を流れるプロセスガスは、その各部において一定の流速を維持する。すなわち、ワークＷの表面の各部において、プロセスガスは一定の濃度となる。
【００４９】
次に、図４を参照して、第３実施形態に係るプラズマ装置１について説明する。この実施形態の流入ガス整流部９は、両側端面を上記一対のサイドハウジング５，５で閉止された流入流路ブロック５５の内部に、拡幅流路７４を形成したものであり、拡幅流路７４は、放電空間８と略同一高さであって、放電空間８に向かった扇状に拡幅形成されている（同図（ｂ）参照）。同様に、流出ガス整流部１０が、両側端面を上記一対のサイドハウジング５，５で閉止された流出流路ブロック５８の内部に、拡幅流路７５を形成したものであり、拡幅流路７５は、放電空間８と略同一高さであって、放電空間８に向かった扇状に拡幅形成されている（同図（ｂ）参照）。
【００５０】
流入ガス整流部９の拡幅流路７４に流入したプロセスガスは、徐々に流速を減じ、十分に減速してから放電空間８に送り込まれる。また、放電空間８から流出ガス整流部１０の拡幅流路７５に流入したプロセスガス（処理後）は、徐々に流速を増し、排気流路２１に吸引される。このため、放電空間８に流入するプロセスガスは、その幅方向において均一の流速となり、且つ流出側でも乱れることがなく、結局、ワークＷの表面を流れるプロセスガスは、その各部において一定の流速を維持する。すなわち、ワークＷの表面の各部において、プロセスガスは一定の濃度となる。
【００５１】
次に、図５を参照して、第４実施形態に係るプラズマ装置１について説明する。この実施形態では、流入ガス整流部９が上ハウジング２に搭載され、上ハウジング２の移動に伴って移動するようになっている。流入ガス整流部９は、上部電極６の近傍に搭載されており、上部電極６の移動に伴って、これを追いかけるように移動する。上ハウジング２には、流入ガス整流部９と放電空間８とを連通する連通開口７７が形成されており、この連通開口７７を介して、流入ガス整流部９から放電空間８にプロセスガスが送り込まれる。すなわち、上部電極６直下のプラズマ発生部２５に、流入ガス整流部９により整流されたプロセスガスが直接流入するようになっている。
【００５２】
したがって、プラズマ発生部２５に常に一定の流速のプロセスガスを安定に供給することができ、均一なワーク処理を安定に行うことができる。なお、流入ガス整流部９と共にガラリ１１を上ハウジング２に搭載することも可能である。また、流入ガス整流部９として、第２および第３実施形態のものを適用することも可能である。
【００５３】
一方、本実施形態では、放電空間８を密閉型としたが、これを開放型とすることも可能である。そして、開放型の場合には、流出ガス整流部１０を省略することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態に係るプラズマ装置の平面（ａ）および断面（ｂ）を表した模式図である。
【図２】プラズマ装置に組み込まれたガラリの斜視図である。
【図３】第２実施形態に係るプラズマ装置の模式図である。
【図４】第３実施形態に係るプラズマ装置の模式図である。
【図５】第４実施形態に係るプラズマ装置の模式図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  プラズマ装置（大気圧プラズマ処理装置）、２  上ハウジング、４  ワークテーブル、５  サイドハウジング、６  上部電極、７  電極移動機構、８  放電空間、９  流入ガス整流部、１０  流出ガス整流部、１１  ガラリ、１４  高周波電源、１５  アース、１７  供給流路、１８  加圧供給設備、１９  供給流量調整弁、２１  排気流路、２２  真空排気設備、２３  排気流量調整弁、２５  プラズマ発生部、３８  電源ホルダ、３９  ガス濃度センサ、４０  制御装置、４７  浅溝、５１  バイパス口、５２  バイパス流路、５３  バイパス流量調整弁、５６，５９  屈曲流路、６２  水平可動羽根、６３  鉛直可動羽根、６４  流路空間、７１，７２  バッファ流路、７４，７５  拡幅流路、７７  連通開口、Ｗ  ワーク
【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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