(57)【要約】【課題】  本発明は、パーティクルの脱落を低減する要求に応える放電用電極体、放電用電極体アセンブリおよび放電処理装置を提供するものである。【解決手段】  本発明の一態様に係る放電用電極体６ａ、６ｂは、電極８と、該電極８の少なくとも一主面を覆う固体誘電体９とを備え、固体誘電体９は、電極８と反対側の一主面Ｓ１が露出した第１セラミック焼結体を有し、この第１セラミック焼結体の一主面Ｓ１における輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）は、第１セラミック焼結体における平均結晶粒径の５倍以上である。【選択図】図３
2013134946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極と、該電極の少なくとも一主面を覆う固体誘電体とを備え、
該固体誘電体は、前記電極と反対側の一主面が露出した第１セラミック焼結体を有し、
該第１セラミック焼結体の前記一主面における輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）は、前記第１セラミック焼結体における平均結晶粒径の５倍以上であることを特徴とする放電用電極体。
【請求項２】
請求項１に記載の放電用電極体において、
前記第１セラミック焼結体の前記一主面に続く一端面における輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）は、前記第１セラミック焼結体における平均結晶粒径の５倍以上であることを特徴とする放電用電極体。
【請求項３】
請求項２に記載の放電用電極体において、
前記第１セラミック焼結体の前記一端面に対向する他端面における輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）は、前記第１セラミック焼結体における平均結晶粒径の５倍未満であることを特徴とする放電用電極体。
【請求項４】
請求項１に記載の放電用電極体において、
前記電極と前記第１セラミック焼結体とを接続する接着剤をさらに備え、
前記第１セラミック焼結体は、前記電極側の他主面に前記電極を収容する窪み部を有し、前記接着剤は、前記電極と前記窪み部の底面との間に介在しており、
該底面における輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）は、前記第１セラミック焼結体における平均結晶粒径の５倍未満であることを特徴とする放電用電極体。
【請求項５】
請求項１に記載の放電用電極体において、
前記第１セラミック焼結体は、前記電極側の他主面に前記電極を収容する窪み部を有し、前記電極は、前記窪み部の底面に当接しており、
該底面における輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）は、前記第１セラミック焼結体における平均結晶粒径の５倍以上であることを特徴とする放電用電極体。
【請求項６】
請求項１に記載の放電用電極体において、
前記固体誘電体は、前記第１セラミック焼結体と前記電極との間に介在した第２セラミック焼結体をさらに有し、
前記第１セラミック焼結体の前記第２セラミック焼結体側の他主面における輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）は、前記第１セラミック焼結体における平均結晶粒径の５倍未満であることを特徴とする放電用電極体。
【請求項７】
請求項１に記載の放電用電極体において、
前記第１セラミック焼結体の主成分は、イットリアまたはスピネルであることを特徴とする放電用電極体。
【請求項８】
請求項１に記載の放電用電極体において、
前記第１セラミック焼結体は、前記一主面を有する第１平板部と、該第１平板部の前記一主面に直交して続く一側面を有する第２平板部とからなるＬ字形状であることを特徴とする放電用電極体。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の放電用電極体を２つ備え、
該２つの放電用電極体における前記第１セラミック焼結体の前記一主面同士は、間隙を介して対向していることを特徴とする放電用電極体アセンブリ。
【請求項１０】
請求項９に記載の放電用電極体アセンブリと、
該放電用電極体アセンブリの前記間隙にガスを供給するガス供給手段と、
前記電極に電圧を印加することによって、前記間隙において前記ガスからプラズマを発生させる電圧印加手段とを備えたことを特徴とする放電処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半導体デバイス製造工程、太陽電池製造工程、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）製造工程、有機ＥＬディスプレイ製造工程またはプリント配線板製造工程等において、プラズマ放電によって表面処理を行う装置に用いられる、放電用電極体、放電用電極体アセンブリおよび放電処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体デバイス製造工程またはＦＰＤ製造工程においては、半導体ウェハまたはガラス基板などの被処理基板の上に、有機物または無機物の薄膜形成が繰り返し行われる。
【０００３】
これらの処理の際には、前処理としての表面改質が必要とされる。この前処理は、例えばレジスト塗布前の処理、現像処理前の処理、現像処理後のレジスト残留物除去、ウエットエッチング前の処理，ウエット洗浄前の処理などである。
【０００４】
このような前処理において、最近では、プラズマ化した反応ガスによって、大気圧近傍の圧力の下に被処理基板の表面処理を行うプラズマ表面処理装置が使用され始めている。
【０００５】
特許文献１には、プラズマ化した反応ガスによる表面処理において、被処理基板の損傷を低減したい場合にダウンストリーム方式を採用することが開示されている。これは高周波電圧が加えられたリアクタの対向電極を被処理基板と直交するように配置し、この対向電極の間に反応ガスを通してプラズマ化し、このプラズマ化した反応ガスを被処理基板に噴射供給するものであり、残留物の除去等による密着性向上や乾燥等にも使用されている。
【０００６】
また、特許文献２には、被処理基板が通過する対向電極の間隙に向け、被処理基板の導入側と排出側に設けたガス噴射口の双方から、反応ガスを間隙内に閉じこめるように噴射供給するプラズマ処理装置が開示されている。
【０００７】
これらに使用される対向電極は、例えばアルミニウムなどの金属で製作され、その周囲はセラミックスなどの固体誘電体で覆われているものであった。ここで、対向電極は平板状であり、平板状の対向電極を固体誘電体で覆うのは、対向電極の金属によって被処理基板が汚染されるのを抑制するためである。
【０００８】
上記特許文献に開示された技術のいずれにおいても、固体誘電体がプラズマ化したガスと接すると腐食が徐々に進行して、セラミック焼結体の表面や結晶粒界からハロゲン化物が蒸発し消耗していくことが考えられる。その結果、セラミック焼結体からパーティクルが脱落し、被処理基板に付着すると、被処理基板に不良が生じやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平４−３５８０７６号公報
【特許文献２】特開２００４−７６１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、パーティクルの脱落を低減する要求に応える放電用電極体、放電用電極体ア
センブリおよび放電処理装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様に係る放電用電極体は、電極と、該電極の少なくとも一主面を覆う固体誘電体とを備え、該固体誘電体は、前記電極と反対側の一主面が露出した第１セラミック焼結体を有し、該第１セラミック焼結体の前記一主面における輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）は、前記第１セラミック焼結体における平均結晶粒径の５倍以上である。
【００１２】
本発明の一態様に係る放電用電極体アセンブリは、上記放電用電極体を２つ備え、該２つの放電用電極体における前記第１セラミック焼結体の前記一主面同士は、間隙を介して対向している。
【００１３】
本発明の一態様に係る放電処理装置は、上記放電用電極体アセンブリと、該放電用電極体アセンブリの前記間隙にガスを供給するガス供給手段と、前記電極に電圧を印加することによって、前記間隙において前記ガスからプラズマを発生させる電圧印加手段とを備えている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様に係る放電用電極体によれば、固体誘電体は、電極と反対側の一主面が露出した第１セラミック焼結体を有し、この第１セラミック焼結体の一主面における輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）は、第１セラミック焼結体における平均結晶粒径の５倍以上であることから、第１セラミック焼結体の露出した一主面における凹部の数を低減することによって、パーティクルの脱落を低減することができる。
【００１５】
本発明の一態様に係る放電用電極体アセンブリによれば、上記放電用電極体を備えることから、パーティクルの脱落を低減することができる。
【００１６】
本発明の一態様に係る放電処理装置によれば、上記放電用電極体アセンブリを備えることから、パーティクルの脱落を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態による放電処理装置の構成例を示す断面図である。
【図２】（ａ）は、図１に示した放電電極体アセンブリの構成例を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の上面図である。
【図３】図２（ｂ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】（ａ）は、従来の固体誘電体の一主面の表面状態を示す拡大断面図であり、（ｂ）は、図３に示した固体誘電体の一主面の表面状態を示す拡大断面図である。
【図５】（ａ）は、本発明の他の実施形態による放電電極体アセンブリの構成例を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の上面図である。
【図６】本発明の他の実施形態による放電電極体アセンブリにおける、図３に相当する部分の断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態による放電電極体アセンブリにおける、図３に相当する部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜放電処理装置＞
以下に、本発明の一実施形態による放電電極体を有する放電用電極体アセンブリを用いた放電処理装置について、図１ないし図３に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１および図３に示すように、本実施形態による放電処理装置１は、プラズマ化したガ
スを噴射することによって、被処理基板２の表面を改質させる装置である。この放電処理装置１は、被処理基板２を載置し搬送するコンベア等の搬送手段３と、この搬送手段３の上方に設けられた放電用電極体アセンブリ４と、この放電用電極体アセンブリ４にガスを供給するガス供給手段（図示せず）と、放電用電極体アセンブリ４に電圧を印加する電圧印加手段５とを備えている。
【００２０】
この放電処理装置１は、以下のように作動する。まず、ガス供給手段から放電用電極体アセンブリ４にガスを供給する。次に、電圧印加手段５から放電用電極体アセンブリ４に電圧を印加することによって、放電用電極体アセンブリ４に電界を発生させる。この電界によって、供給されたガスに放電を発生させて、ガスをプラズマ化させる。このようにしてプラズマ化させたガスを、搬送手段３で搬送される被処理基板２に噴射することによって、被処理基板２の表面を改質させることできる。なお、ガスに放電を発生させる際には、グロー放電を安定的に発生させることが望ましい。
【００２１】
放電処理装置１に用いられる被処理基板２としては、例えば半導体ウェハ、ガラス基板、有機ＥＬ基板または樹脂基板等を用いることができる。
【００２２】
放電処理装置１において、プラズマ化させるガスとしては、例えば、フッ素含有化合物ガス、酸素元素含有化合物ガス、窒素元素含有化合物ガスまたは硫黄元素含有化合物ガスを用いることができる。このガスとしてフッ素含有化合物ガスを用いた場合には、被処理基板２の表面を撥水性とすることができる。また、ガスとして酸素元素含有化合物ガス、窒素元素含有化合物ガスまたは硫黄元素含有化合物ガスを用いた場合には、被処理基板２の表面にカルボニル基、水酸基、アミノ基等の親水性官能基を形成させて表面エネルギーを高くし、被処理基板２の表面を親水性とすることができる。
【００２３】
なお、フッ素含有化合物ガスとしては、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＣＣｌＦ３またはＳＦ６等を用いることができる。また、酸素元素含有化合物としては、Ｏ２、Ｏ３、水または空気等を用いることができる。また、窒素元素含有化合物としては、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、Ｎ２またはＮＨ３等を用いることができる。また、硫黄元素含有化合物としては、ＳＯ２またはＳＯ３等を用いることができる。
【００２４】
また、放電用電極体アセンブリ４に発生させる電界は、パルス波、高周波またはマイクロ波を用いることができ、なかでも、パルス波を用いることが望ましい。その結果、間隙Ｇ内のガスにおいて、アーク放電の発生を抑制しつつ、グロー放電を安定的に発生させることができる。このパルス波の電界強度は、例えば１０〜１０００ｋＶ／ｃｍに設定され、パルス電界の周波数は、例えば０．５ｋＨｚ以上に設定され、パルス電界におけるひとつのパルス継続時間は、２００μｓ以下に設定される。
【００２５】
また、放電処理装置１は、例えば、大気圧近傍下の圧力下で用いることができる。この大気圧近傍の圧力下とは、１．３３３×１０４〜１０．６６４×１０４Ｐａの圧力下を指すものとする。
【００２６】
以下、本実施形態の放電用電極体アセンブリ４について、詳細に説明する。
【００２７】
放電用電極体アセンブリ４は、上下方向に貫通する間隙Ｇを取り囲む枠体をなしており、この間隙Ｇ内において、ガス供給手段から供給されるガスに放電を発生させることによって、このガスをプラズマ化させるものである。この間隙Ｇは、ガス供給手段からガスが供給される供給口Ｇ１と、プラズマ化したガスを被処理基板２に向かって排出する排出口Ｇ２とを有している。
【００２８】
この放電用電極体アセンブリ４は、平板状の第１放電用電極体６ａと、該第１放電用電極体５ａと間隙Ｇを介して対向する平板状の第２放電用電極体６ｂと、第１放電用電極体６ａの一端部および第２放電用電極体６ｂの一端部に接続した平板状の第１板体７ａと、第１放電用電極体６ａの他端部および第２放電用電極体６ｂの他端部に接続した平板状の第２板体７ｂとを備えており、これらの部材によって、間隙Ｇを取り囲む枠体をなしている。
【００２９】
第１放電用電極体６ａおよび第２放電用電極体６ｂは、互いに対向しており、その間に位置する間隙Ｇに電界を発生させて、ガスに放電を発生させるものである。第１放電用電極体６ａおよび第２放電用電極体６ｂそれぞれは、電極８と、この電極８の少なくとも一主面を覆う固体誘電体９と、電極８および固体誘電体９を接続する接着剤１０とを備えており、固体誘電体９の電極８と反対側の一主面Ｓ１が間隙Ｇに露出している。また、第１放電用電極体６ａおよび第２放電用電極体６ｂそれぞれの固体誘電体９同士は、間隙Ｇを介して対向している。
【００３０】
電極８は、電圧印加手段５から電圧が印加されることによって、間隙Ｇに電界を発生させるものである。この電極８は、例えば銅、アルミニウム、ステンレスまたは真鍮等の金属材料によって形成される。本実施形態においては、第１放電用電極体６ａの電極８が印加電極として用いられ、第２放電用電極体６ｂの電極８が接地電極として用いられる。また、電極８は、長さ（Ｘ方向）が例えば１０ｍｍ以上３５００ｍｍ以下に設定され、厚み（Ｙ方向）が例えば０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下に設定され、高さ（Ｚ方向）が例えば１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下に設定されている。
【００３１】
固体誘電体９は、電極８の一主面を覆うことで、電極８が間隙Ｇに露出することを低減するとともに、間隙Ｇ内のガスにグロー放電を安定的に発生させるためのものである。この固体誘電体９は、本実施形態においては、１つのセラミック焼結体（第１セラミック焼結体）からなる平板状の部材である。
【００３２】
固体誘電体９を構成する第１セラミック焼結体としては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、すなわちアルミナよりも耐プラズマ性の高いセラミック材料を主成分とするセラミック焼結体を用いることが望ましい。このように耐プラズマ性の高いセラミック焼結体としては、イットリア（Ｙ２Ｏ３）もしくはイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）等の希土類を含むセラミック材料を主成分とするセラミック焼結体、または、アルミン酸マグネシウム（ＭｇＡｌ２Ｏ４）、すなわちスピネルを主成分とするセラミック焼結体を用いることができる。
【００３３】
ここで、固体誘電体９がイットリア焼結体からなる場合には、耐プラズマ性が向上するため、固体誘電体９が腐食性ガスのプラズマに曝される環境下またはプラズマ密度の高い環境下で用いられたとしても、長い寿命を保持することができる。この場合、固体誘電体９は、イットリアを主成分として例えば９９体積％以上９９．９９体積％以下含んでおり、例えば焼結助剤としてジルコニウム（Ｚｒ）またはシリコン（Ｓｉ）を０．０１体積％以上１体積％以下含んでいる。
【００３４】
また、固体誘電体９がスピネル焼結体からなる場合には、耐プラズマ性が一定以上あり、且つイットリアなど希土類を含むセラミック焼結体よりも、機械的特性および熱的特性に優れている。この場合、固体誘電体９は、スピネルを主成分として例えば９０体積％以上９９．９体積％以下含んでおり、例えば焼結助剤としてカルシウム（Ｃａ）、ジルコニウムまたはマグネシウム（Ｍｇ）を５体積％以上１０体積％以下含んでいる。特に、スピネル焼結体の焼結助剤としては、カルシウムまたはジルコニウムを用いることが望ましい。その結果、耐プラズマ性を高めることができる。
【００３５】
この固体誘電体９は、電極８と反対側の一主面Ｓ１と、電極８側の他主面Ｓ２と、ガス排出口Ｇ２側にて一主面Ｓ１に続く一端面Ｓ３と、ガス供給口Ｇ１側にて一主面Ｓ１に続く他端面Ｓ４とを含んでいる。一主面Ｓ１は間隙Ｇに露出しており、他主面Ｓ２は電極８の一主面を覆っており、一端面Ｓ３は被処理基板２側に露出しており、他端面Ｓ４はポリイミド樹脂またはシリコーン樹脂等の被覆部材（図示せず）に覆われている。また、固体誘電体９は、他主面Ｓ２に電極８を収容する窪み部Ｄを有しており、他主面Ｓ２における窪み部Ｄ以外の領域は、被覆部材に覆われている。また、固体誘電体９は、長さ（Ｘ方向）が例えば１０ｍｍ以上４０００ｍｍ以下に設定され、厚み（Ｙ方向）が例えば１ｍｍ以上２００ｍｍ以下に設定され、高さ（Ｚ方向）が例えば０．１ｍｍ以上２００ｍｍ以下に設定されている。なお、この固体誘電体９の厚みは、窪み部Ｄが形成されていない領域の厚みである。また、窪み部Ｄの深さ（Ｙ方向）は、例えば０．１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下に設定されている。
【００３６】
接着剤１０は、電極８と窪み部Ｄの底面Ｂとの間に配されており、電極８と固体誘電体９との接着部材として機能するものである。接着剤１０としては、例えばガラスや樹脂等を用いることができる。また、接着剤１０は、厚み（Ｙ方向）が例えば０．１ｍｍ以上２００ｍｍ以下に設定されている。なお、電極８と固体誘電体９とは、固体誘電体９に電極８を直接接着させることによって、接続していても構わない。また、電極８と固体誘電体９とは、ネジ止め等によって電極８を固体誘電体９に固定することによって、接続していても構わない。
【００３７】
一方、第１板体７ａおよび第２板体７ｂは、間隙Ｇを取り囲むことによって、放電用電極体アセンブリ４を枠状の部材とするものである。この第１板体７ａおよび第２板体７ｂは、固体誘電体９を構成する第１セラミック焼結体と同様のセラミック焼結体からなる。
【００３８】
ところで、固体誘電体９の一主面Ｓ１は、ガスをプラズマ化させる間隙Ｇに露出しており、間隙Ｇ内でプラズマ化された腐食性ガスに直接触れるため、腐食性ガスにアタックされやすい。特に、一主面Ｓ１に凹部が形成されていると、該凹部が腐食性ガスにアタックされることで、パーティクルが脱落しやすくなる。一般的に、表面状態を表すものとして算術平均粗さ（Ｒａ）が知られているが、この算術平均粗さ（Ｒａ）は輪郭曲線の算術平均高さを示すものであるため、凹部の高さに影響される。したがって、算術平均粗さ（Ｒａ）が小さくても、本体の一端面における凹部の数を低減するものとは限らない。そして、従来の研磨加工では、焼成や研削加工による凹凸の高さを小さくして算術平均粗さ（Ｒａ）を小さくしたとしても、研磨加工時の応力で結晶粒子が破砕して微小な凹部が新たに形成されるため、図４（ａ）に示すように、固体誘電体９´の一主面Ｓ１´における凹部の数を低減できない。すなわち、隣接する凹部間の距離を示す輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）を平均結晶粒径に対して大きくすることができない。それゆえ、凹部が腐食性ガスにアタックされることで、パーティクルが脱落しやすくなる。
【００３９】
一方、本実施形態においては、固体誘電体９の一主面Ｓ１における凹部の数に着目し、後述する本実施形態の研磨加工を用いて加工時における結晶粒子の破砕を抑制することによって、図４（ｂ）に示すように、固体誘電体９の一主面Ｓ１における凹部の数を低減し、固体誘電体９の一主面Ｓ１における輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）を、固体誘電体９を構成する第１セラミック焼結体の平均結晶粒径の５倍以上とした。その結果、固体誘電体９の一主面Ｓ１における凹部の数を低減することによって、間隙Ｇ内のプラズマ化された腐食性ガスに直接触れたとしても、パーティクルの脱落を低減することができ、ひいてはウェハの不良を低減することができる。
【００４０】
特に、固体誘電体９としてイットリア焼結体やスピネル焼結体を用いる場合は、アルミ
ナ焼結体などと比較して材料強度が低く、通常の研磨加工では加工時に結晶粒子の破砕が起きやすいが、上述したように後述する本実施形態の研磨加工を用いて加工時における結晶粒子の破砕を抑制しているため、固体誘電体９の一主面Ｓ１における輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）を第１セラミック焼結体の平均結晶粒径の５倍以上とすることができる。
【００４１】
また、上述したように、間隙Ｇに露出した一主面Ｓ１における凹部の数を低減しているため、固体誘電体９の放電面に局所的な強電界が発生することを低減できる。なぜなら、一主面Ｓ１における凹凸の存在によって避雷針のようにプラズマ放電を集中させることを低減できるからである。その結果、固体誘電体９の放電面全体にわたって、プラズマの密度を均一にすることができるとともに、特に高電圧を印加して放電させた場合でも、アーク放電などの異常放電が起こりにくい。
【００４２】
ここで、輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）は、ＪＩＳＢ０６０１：２００１に準拠しており、表面粗さ計を用いて測定する粗さ曲線の横方向のパラメーターであって、基準長さにおける凹凸間の距離の平均値である。輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）によって粒子脱落の程度を判定することが可能となり、輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）が大きい程、研磨加工による結晶粒子の破砕が少ないことを表す。
【００４３】
また、固体誘電体９の一主面Ｓ１における輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）は、例えば第１セラミック焼結体の平均結晶粒径の１００倍以下に設定されている。また、固体誘電体９の一主面Ｓ１における算術平均粗さ（Ｒａ）は、例えば０．０５μｍ以下に設定されている。なお、算術平均粗さ（Ｒａ）の定義は、ＪＩＳＢ０６０１：２００１に準拠している。
【００４４】
また、固体誘電体９の一端面Ｓ３においても、輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）が第１セラミック焼結体の平均結晶粒径の５倍以上であることが望ましい。その結果、ガス排出口Ｇ２から排出されるプラズマ化された腐食性ガスに直接触れる固体誘電体９の一端面Ｓ３においても、パーティクルの脱粒を抑制できる。
【００４５】
一方、固体誘電体９の窪み部Ｄの底面Ｂは、輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）が第１セラミック焼結体の平均結晶粒径の５倍未満であることが望ましい。その結果、接着剤１０の一部が充填される底面Ｂの凹部の数を増加させることによって、固体誘電体９と接着剤１０とのアンカー効果を高め、固体誘電体９と接着剤１０との接着強度を高めることができる。なお、窪み部Ｄの底面Ｂは、接着剤１０に覆われており、プラズマ化された腐食性ガスに触れないため、パーティクルが脱落しにくい。また、窪み部Ｄの底面Ｂは、輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）が第１セラミック焼結体の平均結晶粒径の２倍以上４倍以下であることが望ましい。なお、電極８と固体誘電体９とを直接接着させる場合にも、同様の効果を奏する。
【００４６】
また、固体誘電体９の他主面Ｓ２の窪み部Ｄ以外の領域においても、輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）が第１セラミック焼結体の平均結晶粒径の５倍未満であることが望ましい。その結果、固体誘電体９と被覆部材とのアンカー効果を高め、固体誘電体９と被覆部材との接着強度を高めることができる。なお、他主面Ｓ２の窪み部Ｄ以外の領域は、被覆部材に覆われており、プラズマ化された腐食性ガスに触れないため、パーティクルが脱落しにくい。また、他主面Ｓ２の窪み部Ｄ以外の領域は、輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）が第１セラミック焼結体の平均結晶粒径の２倍以上４倍以下であることが望ましい。
【００４７】
また、固体誘電体９の他端面Ｓ４においても、輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）が第１セラミック焼結体の平均結晶粒径の５倍未満であることが望ましい。その結果、固体誘
電体９と被覆部材とのアンカー効果を高め、固体誘電体９と被覆部材との接着強度を高めることができる。なお、他端面Ｓ４は、被覆部材に覆われており、プラズマ化された腐食性ガスに触れないため、パーティクルが脱落しにくい。また、他端面Ｓ４は、輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）が第１セラミック焼結体の平均結晶粒径の２倍以上４倍以下であることが望ましい。
【００４８】
＜放電処理装置の製造方法＞
次に、本実施形態による放電処理装置１の製造方法の一例を説明する。この放電処理装置１の製造方法は、放電用電極体アセンブリ４を作製する工程と、搬送手段３、放電用電極体アセンブリ４、ガス供給手段および電圧印加手段５を組み立てる工程とを備えている。
【００４９】
また、放電用電極体アセンブリ４を作製する工程は、セラミック焼結体を作製する工程と、このセラミック焼結体を加工することによって、２つの固体誘電体９と、第１板体７ａおよび第２板体７ｂとを作製する工程と、２つの固体誘電体９それぞれに対して、電極８を形成することによって、第１放電用電極体６ａおよび第２放電用電極体６ｂを作製する工程と、第１放電用電極体６ａ、第２放電用電極体６ｂ、第１板体７ａおよび第２板体７ｂを接続することによって、放電用電極体アセンブリ４を作製する工程とを備えている。以下、放電用電極体アセンブリ４を作製する工程について詳細に説明する。
【００５０】
（セラミック焼結体の作製）
まず、セラミック焼結体をイットリア焼結体で形成する場合について以下に説明する。
【００５１】
まず、イットリア粉末に純水と有機バインダーを加えた後、ボールミルで湿式混合してスラリーを作製する。その後、スラリーをスプレードライにて造粒する。造粒したイットリア粉末を用いて、金型プレス法または冷間静水圧プレス成形法（ＣＩＰ成形法）などの任意の成形法を用いて所定の形状に成形して成形体を得る。そして、成形体を必要に応じ４００℃以上６００℃以下で脱脂して有機バインダーを分解した後、大気雰囲気中または酸素雰囲気中のいずれかにて１４００℃以上１７００℃以下で焼成することにより、イットリア焼結体を得ることができる。
【００５２】
次に、セラミック焼結体をスピネル焼結体で形成する場合について以下に説明する。
【００５３】
まず、出発原料である高純度の水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）および酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を準備し、所定の割合となるよう秤量後、ボールミルで湿式混合して１次原料を得る。そして、１次原料を乾燥後、１１００℃以上１３００℃以下の温度で仮焼して仮焼体を得る。次に、仮焼体をボールミル等により平均粒径が２μｍ以下、好ましくは平均粒径が１．５μｍ以下となるまで湿式粉砕してスラリーを得る。そして、スラリーを容器に移し、乾燥機内で乾燥した後、メッシュを通過させることにより、仮焼粉体を得る。なお、カルシウムおよびジルコニウムについては、１次原料を得るための混合および粉砕時から添加してもよいが、この仮焼粉体に添加してもよい。
【００５４】
次に、仮焼粉体に所定量の純水およびバインダーを加えた後、ボールミル等により所定時間湿式混合した後、スプレードライヤーで噴霧造粒して２次原料を得る。そして、この２次原料を用いて、金型プレス法または冷間静水圧プレス成形法などの任意の成形法を用いて所定の形状に成形して成形体を得る。その後、成形体を大気雰囲気中１５５０℃以上１７５０℃以下の温度で焼成することにより、本実施形態のスピネル焼結体を得ることができる。なお、緻密化を促進させるために熱間静水圧プレス法を用いても構わない。
【００５５】
以上のようにして得られるイットリア焼結体およびスピネル焼結体は、形状を加工する
前のセラミック焼結体であり、固体誘電体用または板体用のセラミック焼結体である。
【００５６】
（セラミック焼結体の加工）
セラミック焼結体の形状を所望のものとするための加工について、以下に説明する。
【００５７】
まず、研削加工を用いて、固体誘電体用および板体用のセラミック焼結体の外形形状を形成する。この際、固体誘電体用のセラミック焼結体の他主面Ｓ２に窪み部Ｄを形成する。次に、研磨加工を用いて、固体誘電体用のセラミック焼結体の一主面Ｓ１および一端面Ｓ３を研磨する。
【００５８】
ここで、イットリア焼結体またはスピネル焼結体からなる固体誘電体用のセラミック焼結体の一主面Ｓ１および一端面Ｓ３の研磨加工について、以下に詳細に説明する。
【００５９】
まず、ダイヤモンド研磨剤と鋳鉄系ラップ盤とを用いた第１ラップ加工を行う。次に、ダイヤモンド研磨剤よりも硬度の低い軟質材料からなる研磨材１７と軟質系研磨パッドなどのラップ盤１８とを用いた第２ラップ加工（仕上げ加工）を行う。この仕上げ加工に使用する研磨材は、例えば、モース硬度が９であるアルミナ研磨材や、モース硬度が２．５であるセリア研磨材を用いることができる。研磨材の硬度は、加工対象となるセラミック焼結体に応じて適宜選択される。具体的には、例えばイットリア焼結体の場合であれば、平均粒径が１μｍのアルミナ研磨材を使用し、ポリウレタンパッド上で２〜１０時間程度仕上げ加工を行えばよい。
【００６０】
これにより、ダイヤモンド研磨材を用いた第１ラップ加工で、材料強度が低いイットリア焼結体やスピネル焼結体は、加工時の応力によって結晶粒子が破砕して破砕層が形成されるが、軟質材料からなる研磨材を用いた仕上げ加工を追加することにより、結晶粒子の破砕を抑制しつつ研磨することができるため、第１ラップ加工で発生した結晶粒子の破砕層を除去することができる。また、第２ラップ加工の前に第１ラップ加工を行って一端面Ｓ１の算術平均粗さ（Ｒａ）を小さくしておくことによって、加工時間を短縮することができる。
【００６１】
なお、本実施形態において、固体誘電体用のセラミック焼結体の他主面Ｓ２および他端面Ｓ４に対しては、研削加工は行なうが、研磨加工は行なわない。
【００６２】
以上のようにして、２つの固体誘電体９と、第１板体７ａおよび第２板体７ｂとを作製することができる。
【００６３】
（放電用電極体の作製）
２つの固体誘電体９それぞれの窪み部Ｄ内に電極８を形成することによって、第１放電用電極体６ａおよび第２放電用電極体６ｂを作製する。
【００６４】
具体的には、板状の電極８を窪み部Ｄ内に挿入し、窪み部Ｄの底面Ｂに接着剤１０を介して接着させることによって、窪み部Ｄ内に電極８を形成することができる。なお、イオンプレーティングまたはメタライズによって、窪み部Ｄ内に電極８を形成しても構わない。この場合、電極８は、底面Ｂに直接接着する。また、板状の電極８を窪み部Ｄ内に挿入し、電極８を固体誘電体９にネジ止めすることによって、窪み部Ｄ内に電極８を形成しても構わない。
【００６５】
以上のようにして、第１放電用電極体６ａおよび第２放電用電極体６ｂを作製することができる。
【００６６】
（放電用電極体アセンブリの作製）
まず、第１放電用電極体６ａの一端部および第２放電用電極体６ｂの一端部を、第１板体７ａの間隙Ｇに露出する一側面に接続する。また、第１放電用電極体６ａの他端部および第２放電用電極体６ｂの他端部を、第２板体７ｂの間隙Ｇに露出する一側面に接続する。なお、これらの各部材の接続は、例えばガラスもしくは樹脂等の接着剤を用いて接着することによって行なっても構わないし、ネジ止めで固定することによって行なっても構わない。
【００６７】
以上のようにして、各部材を接続することによって、放電用電極体アセンブリ４を作製することができる。
【００６８】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良、組み合わせ等が可能である。
【００６９】
例えば、上述した実施形態において、放電処理装置を被処理基板の表面を改質させる用途に用いた構成を例に説明したが、放電処理装置は、被処理基板の表面の洗浄や乾燥に用いても構わない。
【００７０】
また、上述した実施形態において、放電用電極体アセンブリは、第１放電用電極体、第２放電用電極体、第１板体および第２板体といった平板状の各部材を接続してなる構成を例に説明したが、放電用電極体アセンブリは、第１放電用電極体および第２放電用電極体をを備えていればよく、第１板体および第２板体を備えていなくてもよい。
【００７１】
この場合、第１放電用電極体をコの字状として、第１放電用電極体６ａおよび第２放電用電極体６ｂを接続しても構わないし、図５に示すように、第１放電用電極体６ａおよび第２放電用電極体６ｂをＬ字状とし、第１放電用電極体６ａおよび第２放電用電極体６ｂを接続しても構わない。なかでも、図５に示す例が望ましく、コの字状である第１放電用電極体と比較して、Ｌ字状である第１放電用電極体６ａの固体誘電体９の一主面Ｓ１の仕上げ加工を容易に行うことができる。なお、図５に示す例においては、第１放電用電極体６ａおよび第２放電用電極体６ｂそれぞれは、電極と反対側の一主面Ｓ１を有する第１平板部１１ａと、一主面Ｓ１に直交して続く一側面を有する第２平板部１１ｂとからなることによって、Ｌ字状をなしている。
【００７２】
また、上述した実施形態において、固体誘電体が第１セラミック焼結体からなる構成を例に説明したが、図６および図７に示すように、固体誘電体９は、第１セラミック焼結体１２ａと、第１セラミック焼結体１２ａよりも電極８側に位置する第２セラミック焼結体１２ｂとを有していても構わない。
【００７３】
この場合、第１セラミック焼結体１２ａは、上述した実施形態の第１セラミック焼結体と同様のものを用いることができる。また、第２セラミック焼結体１２ｂは、第１セラミック焼結体１２ａよりも誘電率の低いものを用いることができ、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）焼結体等を用いることができる。なお、第２セラミック焼結体１２ｂは、第１セラミック焼結体１２ａと同じものを用いても構わない。
【００７４】
また、第１セラミック焼結体１２ａと第２セラミック焼結体１２ｂとは、例えばガラスまたは樹脂等の接着剤によって、接続することができる。また、第１セラミック焼結体１２ａの電極８側（第２セラミック焼結体１２ｂ側）の他主面は、輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）が、第１セラミック焼結体の平均結晶粒径の５倍未満であることが望ましく、さらには、第１セラミック焼結体の平均結晶粒径の２倍以上４倍以下であることが望ましい。その結果、第１セラミック焼結体１２ａの他主面と接着剤とのアンカー効果を高め、
第１セラミック焼結体１２ａと第２セラミック焼結体１２ｂとの接着強度を高めることができる。
【実施例】
【００７５】
以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は、下記実施例によって限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の変更、実施の態様は、いずれも本発明の範囲内に含まれる。
【００７６】
（評価方法）
表１に示すように、各種セラミック焼結体および加工方法を用いて試料１〜１５の固体誘電体を作製し、各固体誘電体について、キーエンス社製のデジタルマイクロスコープ装置を用いて、表面観察することによって、固体誘電体の一主面における平均結晶粒径（Ｄ）を測定した。また、各固体誘電体について、小坂研究所社製の表面粗さ装置を用いて、表面状態を測定することによって、固体誘電体の一主面における輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）および算術平均粗さ（Ｒａ）を測定した。また、各固体誘電体について、アネルバ社製のプラズマエッチング装置を用いて、プラズマエッチング評価することによって、耐プラズマ性を評価した。なお、耐プラズマ性は、試料１を基準とした相対値を用いており、数値が低いと耐プラズマ性が高い。
【００７７】
（固体誘電体の作製条件）
まず、イットリア焼結体（試料１〜６）およびスピネル焼結体（試料７〜１５）を作製した。
【００７８】
イットリア焼結体は以下のように作製した。まず、イットリア粉末に純水およびバインダーを加え、ボールミルで湿式混合してスラリーを作製する。次に、スラリーをスプレードライにて造粒した後、ＣＩＰ成形法を用いて成形体を作製し、成形体を大気雰囲気中にて１４００℃以上１７００℃以下で焼成した。
【００７９】
スピネル焼結体は以下のように作製した。まず、水酸化マグネシウムおよび酸化アルミニウムを１：１の割合となるように混合し、ボールミルで湿式混合して１次原料を作製した。そして、１次原料を１１００℃以上１３００℃以下の温度で仮焼して仮焼体を作製した後、仮焼体をボールミル等により平均粒径が２μｍとなるまで湿式粉砕してスラリーを得た。そして、スラリーを乾燥した後、メッシュを通過させることにより、平均粒径が１．５μｍの仮焼粉体を作製した。次に、仮焼粉体に純水およびバインダーを加え、ボールミルで湿式混合してスラリーを作製した。次に、スラリーをスプレードライヤーにて造粒した後、ＣＩＰ成形法等を用いて成形体を作製し、成形体を大気雰囲気中１５５０℃以上１７５０℃以下の温度で焼成した。
【００８０】
なお、スピネル焼結体としては、湿式混合の際に添加する焼結助剤を調節することによって、ジルコニア（ＺｒＯ２）を５〜１０体積％含むスピネル焼結体（試料１３）、カルシア（ＣａＯ）を５〜１０体積％含むスピネル焼結体（試料１４）、マグネシア（ＭｇＯ）を５〜１０体積％含むスピネル焼結体（試料１５）を作製した。
【００８１】
次に、セラミック焼結体の一主面を研磨加工した。研磨加工においては、各焼結体に対し、第１ラップ加工のみを行ったもの（試料１〜３、７〜９）と、第１ラップ加工の後に第２ラップ加工を行ったもの（試料４〜６、１０〜１５）を作製した。
【００８２】
第１ラップ加工は、平均粒径が２μｍのダイヤモンド研磨剤を使用し、鋳鉄系ラップ盤上で所定の時間ラップ加工を行った。第２ラップ加工は、平均粒径が１μｍのアルミナ研磨剤を使用し、ポリウレタンパッド上で２時間ラップ加工を行った。
【００８３】
【表１】
2013134946.tif 000003
【００８４】
（結果）
表１に示すように、第１ラップ加工のみを行った試料１〜３、７〜９では、Ｒｓｍ／Ｄが２倍以上４倍以下と小さくなっているのに対し、第１ラップ加工に加えて第２ラップ加工を行った試料４〜６、１０〜１５は、Ｒｓｍ／Ｄが７倍以上２０倍以下と大きくなっていた。そして、第１ラップ加工に加えて第２ラップ加工を行った試料４〜６、１０〜１５は、第１ラップ加工のみを行った試料１〜３、７〜９と比較して、耐プラズマ性が向上していた。さらに、試料１３〜１５は、試料１０〜１２と比較して、耐プラズマ性が向上していた。
【００８５】
以上の結果より、本発明の放電用電極体によれば、固体誘電体の一主面における輪郭曲線要素の平均長さ（Ｒｓｍ）をセラミック焼結体における平均結晶粒径（Ｄ）の５倍以上とすることによって、耐プラズマ性を向上させることができるため、固体誘電体の一主面がプラズマ化したガスに晒された際にパーティクルの脱落を低減できることが確かめられた。
【符号の説明】
【００８６】
１        放電処理装置
２        被処理基板
３        搬送手段
４        放電用電極体アセンブリ
５        電圧印加手段
６ａ      第１放電用電極体
６ｂ      第２放電用電極体
７ａ      第１板体
７ｂ      第２板体
８        電極
９        固体誘電体
１０      接着剤
１１ａ    第１平板部
１１ｂ    第２平板部
１２ａ    第１セラミック焼結体
１２ｂ    第２セラミック焼結体
Ｇ        間隙
Ｓ１      一主面
Ｓ２      他主面
Ｓ３      一端面
Ｓ４      他端面
Ｄ        窪み部
Ｂ        底面 
【図１】
2013134946.tif 000004
【図２】
2013134946.tif 000005
【図３】
2013134946.tif 000006
【図４】
2013134946.tif 000007
【図５】
2013134946.tif 000008
【図６】
2013134946.tif 000009
【図７】
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