(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー内に高圧電極と接地電極を設け、チャンバー内にプラズマ生成用ガスを導入すると共に高圧電極と接地電極の間に交流電界を印加することにより、高圧電極と接地電極の間に大気圧下で誘電体バリア放電を発生させ、この誘電体バリア放電でプラズマ生成用ガスからプラズマを生成すると共にこのプラズマで高圧電極と接地電極の間に導入された被処理物をプラズマ処理するプラズマ処理装置において、前記高圧電極の下方に複数の前記接地電極を配置し、被処理物を搬送するための搬送手段として複数のローラーを隣合う一対のローラー間に接地電極を介在させるように配置し、ローラーの上部を接地電極の上部よりも上に位置させることにより、前記搬送手段をチャンバー内で且つ高圧電極と接地電極の間の対向スペース以外の箇所に設けて成ることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
チャンバーへの被処理物の導入を行うための入口と、チャンバーからの被処理物の導出を行うための出口をチャンバーに設け、入口を入口扉で開閉自在に形成すると共に出口を出口扉で開閉自在に形成して成ることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
チャンバーへの被処理物の導入及びチャンバーからの被処理物の導出を行うための出入口をチャンバーに設け、出入口を出入口扉で開閉自在に形成して成ることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
チャンバーへの被処理物の導入を行うための入口と、チャンバーからの被処理物の導出を行うための出口をチャンバーに設け、入口と出口をスリット状に形成して成ることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
入口と出口の外側にチャンバーからのプラズマ生成用ガスの流出及びチャンバーへの外気の流入を緩和するための緩和室を設けて成ることを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
チャンバーの内面を絶縁物でコーティングして成ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
ローラーを回転駆動させるための駆動源をチャンバー外に設けて成ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
プラズマ生成用ガスが不活性ガスあるいは不活性ガスと反応ガスの混合気体であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載のプラズマ処理装置でプラズマ処理を行うことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１０】
入口扉を開いて入口からチャンバー内に被処理物を導入し、入口扉を閉じた後チャンバー内で被処理物にプラズマ処理を施し、次に、出口扉を開いて出口から被処理物を導出することを特徴とする請求項９に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１１】
出入口扉を開いて出入口からチャンバー内に被処理物を導入し、出入口扉を閉じた後チャンバー内で被処理物にプラズマ処理を施し、次に、出入口扉を開いて出入口から被処理物を導出することを特徴とする請求項９に記載のプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理物の表面に存在する有機物等の異物のクリーニング、レジストの剥離、有機フィルムの密着性の改善、金属酸化物の還元、製膜、表面改質、液晶用ガラス基板の表面クリーニングなどのプラズマ処理を行うためのプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関するものであって、特に、精密な接合が要求される電子部品の表面クリーニング等に応用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、回路用基板等のピース状（短尺）で板状の部品を被処理物とし、複数枚の被処理物を連続的に送りながら各被処理物にプラズマ処理を施すことが行われている（例えば、特開平５−２３５５２０号公報、特開平６−２１４９号公報）。図１１にプラズマ処理装置の従来例を示す。１はチャンバーであって、チャンバー１の一方の側壁には入口７が設けられていると共に、チャンバー１の他方の側壁には入口７と対向するように出口８が設けられている。また、チャンバー１内に上下に対向する一対の電極１１が配設されている。さらに、このプラズマ処理装置にはベルトコンベア１２が備えられており、そのベルト１３はチャンバー１内を通過するように配設されている。すなわち、ベルトコンベア１２のベルト１３は、入口７からチャンバー１内に導入され、一対の電極１１の間を通過した後、出口８からチャンバー１外に導出されるようにチャンバー１内を進行するものである。
【０００３】
このプラズマ処理装置で被処理物４にプラズマ処理を施すにあたっては、まず、チャンバー１内にプラズマ生成用ガスを導入すると共に電極１１の間に交流電界を印加することによって、電極１１の間で放電させてプラズマを生成する。次に、進行するベルト１３の上に被処理物４を載せる。このように進行するベルト１３の上に被処理物４を載せることによって、被処理物４は入口７からチャンバー１内に導入された後、電極１１の間を通過し、出口８からチャンバー１外に導出されることになり、被処理物４は電極１１の間を通過する際にプラズマで処理されるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のプラズマ処理装置では被処理物４の搬送手段としてベルトコンベア１２を用いているので、ベルト１３がチャンバー１の両外側に突出して配置されており、大型化するという問題があった。また、ベルト１３が電極１１の間を通過するように配置されているので、ベルト１３が障害となって電極１１の間の放電が不安定となり、均質なプラズマを安定して生成することができないという問題があった。さらに、電極１１の間の距離（ギャップ）からベルト１３の厚み分を差し引いた間隔に相当する厚みの被処理物４しか処理することができず、厚物の被処理物４をプラズマ処理することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、小型で、均質なプラズマを安定して生成することができ、厚物の被処理物をプラズマ処理することができるプラズマ処理装置及びこれを用いたプラズマ処理方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るプラズマ処理装置は、チャンバー１内に高圧電極２と接地電極３を設け、チャンバー１内にプラズマ生成用ガスを導入すると共に高圧電極２と接地電極３の間に交流電界を印加することにより、高圧電極２と接地電極３の間に大気圧下で誘電体バリア放電を発生させ、この誘電体バリア放電でプラズマ生成用ガスからプラズマを生成すると共にこのプラズマで高圧電極２と接地電極３の間に導入された被処理物４をプラズマ処理するプラズマ処理装置において、前記高圧電極２の下方に複数の前記接地電極３を配置し、被処理物４を搬送するための搬送手段として複数のローラー５を隣合う一対のローラー５間に接地電極３を介在させるように配置し、ローラー５の上部を接地電極３の上部よりも上に位置させることにより、前記搬送手段をチャンバー１内で且つ高圧電極２と接地電極３の間の対向スペース以外の箇所に設けて成ることを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、チャンバー１への被処理物４の導入を行うための入口７と、チャンバー１からの被処理物４の導出を行うための出口８をチャンバー１に設け、入口７を入口扉２１で開閉自在に形成すると共に出口８を出口扉２２で開閉自在に形成して成ることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項３に係る発明は、請求項１の構成に加えて、チャンバー１への被処理物４の導入及びチャンバー１からの被処理物４の導出を行うための出入口６をチャンバー１に設け、出入口６を出入口扉２０で開閉自在に形成して成ることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項４に係る発明は、請求項１の構成に加えて、チャンバー１への被処理物４の導入を行うための入口７と、チャンバー１からの被処理物４の導出を行うための出口８をチャンバー１に設け、入口７と出口８をスリット状に形成して成ることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項５に係る発明は、請求項４の構成に加えて、入口７と出口８の外側にチャンバー１からのプラズマ生成用ガスの流出及びチャンバーへの外気の流入を緩和するための緩和室９を設けて成ることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれかの構成に加えて、チャンバー１の内面を絶縁物でコーティングして成ることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項７に係る発明は、請求項１乃至６のいずれかの構成に加えて、ローラー５を回転駆動させるための駆動源１０をチャンバー１外に設けて成ることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項８に係る発明は、請求項１乃至７のいずれかの構成に加えて、プラズマ生成用ガスが不活性ガスあるいは不活性ガスと反応ガスの混合気体であることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の請求項９に係るプラズマ処理方法は、請求項１乃至８のいずれかに記載のプラズマ処理装置でプラズマ処理を行うことを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項１０に係るプラズマ処理方法は、請求項９の構成に加えて、入口扉２１を開いて入口７からチャンバー１内に被処理物４を導入し、入口扉２１を閉じた後チャンバー１内で被処理物４にプラズマ処理を施し、次に、出口扉２２を開いて出口８から被処理物４を導出することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項１１に係るプラズマ処理方法は、請求項９の構成に加えて、出入口扉２０を開いて出入口６からチャンバー１内に被処理物４を導入し、出入口扉２０を閉じた後チャンバー１内で被処理物４にプラズマ処理を施し、次に、出入口扉２０を開いて出入口６から被処理物４を導出することを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
図１にインライン方式でプラズマ処理を行うプラズマ処理装置を示す。箱形に形成されるチャンバー１は接合部分にＯリング等のパッキンを設けて気密性が高く形成されるものであって、チャンバー１の内部には高圧電極２、接地電極３、及び被処理物４の搬送手段としてローラー５が設けられている。チャンバー１の一方の側面は入口７として形成されており、チャンバー１に設けられるインライン型の入口扉２１によって、入口７は開閉自在に形成されている。すなわち、入口扉２１は空気圧等で上下駆動されるものであって、上駆動されることにより入口７が開放され、下駆動されることにより入口７が閉塞されるのである。また、チャンバー１の他方の側面は入口７と対向する出口８として形成されており、チャンバー１に設けられるインライン型の出口扉２２によって、出口８は開閉自在に形成されている。すなわち、出口扉２２は空気圧等で上下駆動されるものであって、上駆動されることにより出口８が開放され、下駆動されることにより出口８が閉塞されるのである。さらに、チャンバー１の上面にはガス供給管３０が突設されていると共にチャンバー１の下面にはガス排出管３１が突設されている。
【００１９】
チャンバー１はアクリル樹脂等の合成樹脂やステンレス鋼などの金属で形成することもできるが、チャンバー１の内面は絶縁物でコーティングするのが好ましい。絶縁物としては、石英、アルミナ、イットリア部分安定化ジルコニウムなどのガラス質材料やセラミック材料などを例示することができる。さらに、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（チタニアでＴｉＯ２）、ＳｉＯ２、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ、ＳｉＣ、ＤＬＣ（ダイヤモンド様炭素皮膜）、チタン酸バリウム、ＰＺＴ（チタン酸鉛ジルコネート）などの誘電体材質のものを例示することができる。またマグネシア（ＭｇＯ）単体あるいはマグネシアを含む絶縁材料を用いることもできる。コーティング方法としては、板状に形成した絶縁物をチャンバー１の内面に接着して密着させる方法、及びアルミナ、チタン酸バリウム、酸化チタン、ＰＺＴなどの粉末をプラズマ中で分散させ、チャンバー１の内面に吹き付けるようにするプラズマ溶射法、及びシリカ、酸化スズ、チタニア、ジルコニア、アルミナなどの無機質粉末を溶剤などにより分散し、チャンバー１の内面にスプレーなどで吹き付けて被覆した後、６００℃以上の温度で溶融させるいわゆる琺瑯被覆方法、及びゾルゲル法によるガラス質膜の形成方法などを採用することができる。さらに、気相蒸着法（ＣＶＤ）もしくは物理蒸着法（ＰＶＤ）によりチャンバー１の内面を絶縁物でコーティングすることもできる。
【００２０】
このようにチャンバー１の内面を絶縁物でコーティングすることによって、高圧電極２あるいは接地電極３とチャンバー１の内面との間で放電が起こらないようにすることができ、高圧電極２と接地電極３の間の放電効率を高めることができるものであり、プラズマを効率よく生成することができるものである。尚、チャンバー１の外面も絶縁物でコーティングしてもよい。
【００２１】
高圧電極２はステンレス鋼などの金属で角パイプ状に形成されるものであって、その表面には琺瑯皮膜３２が形成されている。また、接地電極３はステンレス鋼などの金属で円パイプ状に形成されるものであって、その表面には琺瑯皮膜３２が形成されている。このように琺瑯皮膜３２を高圧電極２及び接地電極３の表面に設けることによって、プラズマのスパッタリング作用やプラズマ生成用ガスの腐食作用から高圧電極２及び接地電極３を保護することができ、高圧電極２及び接地電極３の劣化を少なくすることができるものであり、また、高圧電極２及び接地電極３から不純物が生じないようにすることができて長期間の使用であっても被処理物４が不純物より汚染されないようにすることができるものである。尚、琺瑯皮膜３２は従来から行われている琺瑯の形成方法をそのまま用いることができ、例えば、ガラスハンドブック（朝倉書店、１９９１．４．１０、第１２刷、ｐ１９１〜１９６）や実用表面改質技術総覧（技術材料研究協会編、１９９３．３．２５初版、ｐ７３１）などに記載されている方法を採用することができる。具体的には、シリカ、酸化スズ、チタニア、ジルコニア、アルミナ等の無機質粉末（ガラス質材料）を原料とする釉薬を高圧電極２や接地電極３の表面にスプレー掛けしたり浸け掛け（ディッピング）などで供給して高圧電極２や接地電極３の表面に分散液の皮膜を形成し、この後、４８０〜１０００℃の温度で１〜１５分間加熱処理して高圧電極２や接地電極３の表面に無機質粉末を融着することによって形成することができる。
【００２２】
また、図２に示すように、高圧電極２及び接地電極３の内部は冷媒が通過可能な流路３３として形成されている。冷媒としては、イオン交換水や純水を使用することができる。イオン交換水や純水を用いることによって、冷媒中に不純物が含まれることがなく、高圧電極２と接地電極３が冷媒で腐食されにくくなるものである。また、冷媒としては０℃で不凍性を有し、且つ電気絶縁性及び不燃性や化学安定性を有する液体であることが好ましく、例えば、電気絶縁性能は０．１ｍｍ間隔での耐電圧が１０ｋＶ以上であることが好ましい。この範囲の絶縁性を有する冷媒を用いる理由は、高電圧が印加される電極からの漏電を防止するためである。このような性質を有する冷媒としては、パーフルオロカーボン、ハイドロフルオロエーテル等を例示することができ、また純水にエチレングリコールを５〜６０重量％添加した混合液であってもよい。さらに冷媒は空気であってもよい。
【００２３】
そして、図３（ａ）（ｂ）に矢印で示すように、プラズマ生成中に流路３３に冷媒を通すことによって、高圧電極２及び接地電極３を冷却するものであり、このことで、大気圧下で周波数の高い交流でプラズマを生成しても、高圧電極２と接地電極３の両方の温度上昇をより抑えることができ、プラズマの温度（ガス温度）が高くならないようにして被処理物４の熱的損傷を少なくすることができるものである。また、高圧電極２と接地電極３の間に形成される放電空間３４の局所的な加熱を防ぐことができ、より均質なグロー放電を生成してストリーマー放電の生成を抑えて被処理物４のストリーマー放電による損傷をより少なくすることができるものである。
【００２４】
上記のように形成される高圧電極２と接地電極３は、その端部をチャンバー１の内面に設けたホルダーに固定することによって、チャンバー１内に複数個ずつ配設されている。高圧電極２は３つあって、入口７と出口８の対向方向に並ぶように配置されており、また、各高圧電極２はその長手方向が略水平になるように配置されている。接地電極３は６つあって、入口７と出口８の対向方向に並ぶように高圧電極２の下側に配置されており、また、各接地電極３はその長手方向が略水平になるように配置されおり、さらに、１個の高圧電極２に対して２つの接地電極３が上下に対向するように、高圧電極２と接地電極３のそれぞれが所定の間隔を介して並べられている。そして、図４に示すように、高圧電極２は高周波を発生する電源４３に電気的に接続されていると共に接地電極３は接地されており、また、高圧電極２と接地電極３の間の空間（対向スペース）が放電空間３４として形成されている。
【００２５】
高圧電極２と接地電極３の上下の間隔（ギャップ）Ｌは、１〜２０ｍｍに設定するのが好ましい。高圧電極２と接地電極３の間隔Ｌが１ｍｍ未満であれば、高圧電極２と接地電極３の間で短絡が起こって放電空間３４で放電が起こらなくなる恐れがあり、しかも、放電空間３４が狭くなって効率よくプラズマを生成することが難しくなる恐れがあり、さらに、厚み３ｍｍを超える厚物の被処理物４が放電空間３４に導入することができなくなって、厚物の被処理物４にプラズマ処理を施すことができない。また、高圧電極２と接地電極３の間隔Ｌが２０ｍｍを超えると、放電空間３４で放電が起こりにくくなって効率よくプラズマを生成することが難しくなる恐れがある。
【００２６】
ローラー５は本発明における搬送手段であって、ポリテトラフルオロエチレン（商標名：テフロン）などの耐熱性の高い合成樹脂で丸棒に形成されている。このローラー５はチャンバー１内に４つあって、隣り合う一対のローラー５の間に２本の接地電極３を介在させるようにして、入口７と出口８の対向方向に並ぶように配置されており、また、各ローラー５はその長手方向が略水平になるように配置されている。さらに、ローラー５の上部は接地電極３の上部よりも上に位置されている。すなわち、ローラー５はチャンバー１内で且つ高圧電極２と接地電極３の間の対向スペース（放電空間３４）以外の箇所に配置されている。また、各ローラー５の一方の端部はチャンバー１の側壁を貫通してチャンバー１の外側に突出されており、ローラー５の端部にはプーリー等を用いて駆動伝達ベルト３６が掛架されている。また、図５に示すように、駆動伝達ベルト３６はチャンバー１の外側に配設されるモーター等の駆動源１０の回転軸３７に掛架されている。このようにローラー５の駆動源１０をチャンバー１０の外部に設けることによって、チャンバー１を小型化することができる。そして、駆動源１０を作動させて回転軸３７を回転させることによって、駆動伝達ベルト３６が進行し、この駆動伝達ベルト３６の進行によってローラー５が回転駆動されるように形成されている。
【００２７】
このように形成されるプラズマ処理装置を用いて、回路用基板や液晶用ガラス基板等のピース状（短尺）で板状の被処理物４をプラズマ処理するにあたっては、次のようにして行う。まず、矢印ａで示すように、供給管３０を通じてチャンバー１内にプラズマ生成用ガスを供給すると共に高圧電極２と接地電極３の間に交流電界を印加する。このことで、高圧電極２と接地電極３の間の放電空間３４に誘電体である琺瑯皮膜３２を介して放電する、いわゆる誘電体バリア放電を発生させると共にこの誘電体バリア放電によりプラズマ生成用ガスからプラズマを生成する。尚、余剰のプラズマ生成用ガスは矢印ｂで示すように、排出管３１を通じてチャンバー１外に排出される。
【００２８】
プラズマ生成用ガスとして不活性ガス（希ガス）あるいは不活性ガスと反応ガスの混合気体を用い、このことで、例えば、被処理物４の表面に存在する有機物のクリーニングや金属酸化物の還元効果を実現することができる。不活性ガスとしては、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトンなどを使用することができるが、放電の安定性や経済性を考慮すると、アルゴンやヘリウムを用いるのが好ましい。また反応ガスの種類は処理の内容によって任意に選択することができる。例えば、被処理物の表面に存在する有機物のクリーニング、レジストの剥離、有機フィルムのエッチング、ＬＣＤの表面クリーニング、ガラス板の表面クリーニングなどを行う場合は、酸素、空気、ＣＯ２、Ｎ２Ｏなどの酸化性ガスを用いるのが好ましい。また反応ガスとしてＣＦ４などのフッ素系ガスも適宜用いることができ、シリコンなどのエッチングを行う場合にはこのフッ素系ガスを用いるのが効果的である。また金属酸化物の還元を行う場合は、水素、アンモニアなどの還元性ガスを用いることができる。反応ガスの添加量は不活性ガスの全量に対して１０重量％以下、好ましくは０．１〜５重量％の範囲である。反応ガスの添加量が０．１重量％未満であれば、処理効果が低くなる恐れがあり、反応ガスの添加量が１０重量％を超えると、放電が不安定になる恐れがある。
【００２９】
また、高圧電極２と接地電極３の間の放電空間３４に印加される交流電界の周波数は１ｋＨｚ〜２００ＭＨｚに設定するのが好ましい。交流の周波数が１ｋＨｚ未満であれば、放電空間３４での放電を安定化させることができなくなり、プラズマ処理を効率よく行うことができなくなる恐れがある。交流の周波数が２００ＭＨｚを超えると、放電空間３４でのプラズマの温度上昇が著しくなり、高圧電極２や接地電極３の寿命が短くなる恐れがあり、しかも、プラズマ処理装置が複雑化及び大型化する恐れがある。
【００３０】
また、放電空間３４に印加される印加電力は２０〜３５００Ｗ／ｃｍ３、好ましくは１００〜５００Ｗに設定するのが好ましい。放電空間３４に印加される印加電力が２０Ｗ／ｃｍ３未満であれば、プラズマを充分に発生させることができなくなり、逆に、放電空間３４に印加される印加電力が３５００Ｗ／ｃｍ３を超えると、安定した放電を得ることができなくなる恐れがある。尚、印加電力の密度（Ｗ／ｃｍ３）は、（印加電力／放電空間体積）で定義される。
【００３１】
上記のようにして放電空間３４にプラズマを生成した後、駆動源１０を作動させることによりローラー５を時計回りに回転駆動させると共に、図６（ａ）に示すように、入口扉２１を上動駆動させてチャンバー１の入口７を開放し、入口７からチャンバー１内に被処理物４を導入する。チャンバー１内に導入された被処理物４はローラー５の上に載せられ、ローラー５の回転駆動により放電空間３４へ搬送される。また、被処理物４がチャンバー１内に収まると、図６（ｂ）に示すように、入口扉２１を下動駆動させてチャンバー１の入口７を閉塞してチャンバー１内を密閉する。そして、図６（ｃ）に示すように、チャンバー１内に導入された被処理物４はローラー５で搬送されながら放電空間３４を通過して連続的にプラズマ処理される。この後、被処理物４が出口８に近づくと、図６（ｄ）に示すように、出口扉２２を上動駆動させてチャンバー１の出口８を開放し、図６（ｅ）に示すように、チャンバー１の出口８からプラズマ処理された被処理物４をローラー５の回転駆動により導出する。このようにして複数枚の被処理物４を連続的に搬送しながらプラズマ処理することができる。
【００３２】
また、次のような処理方法も採用することができる。上記のようにして放電空間３４にプラズマを生成した後、駆動源１０を作動させることによりローラー５を時計回りに回転駆動させると共に、図６（ａ）に示すように、入口扉２１を上動駆動させてチャンバー１の入口７を開放し、入口７からチャンバー１内に被処理物４を導入する。チャンバー１内に導入された被処理物４はローラー５の上に載せられ、ローラー５の回転駆動により放電空間３４内の略中央部に搬送される。また、処理物４が放電空間３４内の略中央部に搬送されると、駆動源１０を停止させることによりローラー５の回転駆動を停止し、被処理物４の搬送を中断する。次に、図６（ｂ）に示すように、入口扉２１を下動駆動させてチャンバー１の入口７を閉塞してチャンバー１内を密閉する。次に、図６（ｃ）で示すように、所定の時間だけ処理物４を放電空間３４内に停止させて被処理物４にプラズマ処理を施す。次に、図６（ｄ）に示すように、出口扉２２を上動駆動させてチャンバー１の出口８を開放する。次に、駆動源１０を作動させることによりローラー５を時計回りに回転駆動させることによって被処理物４の搬送を再開し、図６（ｅ）に示すように、チャンバー１の出口８からプラズマ処理された被処理物４を導出する。このようにして被処理物４をプラズマ処理装置に供給していくことによって、複数枚の被処理物４に連続的にプラズマ処理を施すことができる。
【００３３】
この実施の形態では、被処理物４を搬送するための搬送手段としてローラー５をチャンバー１内のみに設けるので、搬送手段がチャンバー１外に大きく突出しないようにすることができ、小型化することができるものである。また、複数本のローラー５を放電空間３４に沿ってチャンバー１の略全長に亘って並べて設けるので、複数本のローラー５で被処理物４を略全長に亘って下側から支持することによって、チャンバー１内で被処理物４が折れ曲がらないようにすることができ、被処理物４の搬送及び被処理物４のプラズマ処理を良好に行うことができるものである。また、複数個の高圧電極２を並べて配置すると共に高圧電極２の下側に複数個の接地電極３を高圧電極２と対向するように並べて配置し、ローラー５を隣り合う接地電極３の間に配置することによって、ローラー５をチャンバー１内で且つ高圧電極２と接地電極３の間の対向スペース（放電空間３４）以外の箇所に配置するので、搬送手段であるローラー５を高圧電極２と接地電極３の間に介在させないようにすることができ、高圧電極２と接地電極３の間に放電の障害物が無くて放電が安定に起こり、均質なプラズマを安定して生成することができるものであり、しかも、高圧電極２と接地電極３の間の距離と略同等の厚みを有する厚物の被処理物４をプラズマ処理することができるものである。加えて、チャンバー１内への被処理物４の導入時とチャンバー１外への被処理物４の導出時のみに入口７及び出口８を開状態にし、プラズマ処理時には入口７及び出口８を閉状態にすることによって、チャンバー１からのプラズマ生成用ガスの無駄な流出を最小限に止めることができ、プラズマ生成用ガスを効率よく利用することができるものである。
【００３４】
図７に他の実施の形態を示す。このプラズマ処理装置はシャトル方式でプラズマ処理を行うをものであって、上記と同様に箱形に形成されるチャンバー１の一方の側面は出入口６として形成されており、チャンバー１に設けられるシャトル型の出入口扉２０によって、出入口６は開閉自在に形成されている。すなわち、出入口扉２０は空気圧等で上下駆動されるものであって、上駆動されることにより出入口６が開放され、下駆動されることにより出入口６が閉塞されるのである。また、チャンバー１の内部には上記と同様の高圧電極２、接地電極３、ローラー５が設けられていると共に、チャンバー１の外部には上記と同様にして駆動源１０が設けられている。
【００３５】
このように形成されるプラズマ処理装置を用いて、回路用基板や液晶用ガラス基板等のピース状（短尺）で板状の被処理物４をプラズマ処理するにあたっては、次のようにして行う。まず、上記と同様にして、供給管３０を通じてチャンバー１内にプラズマ生成用ガスを供給すると共に高圧電極２と接地電極３の間に交流電界を印加する。このことで、高圧電極２と接地電極３の間の放電空間３４に誘電体バリア放電を発生させると共にこの誘電体バリア放電によりプラズマ生成用ガスからプラズマを生成する。次に、駆動源１０を作動させることによりローラー５を時計回りに回転駆動させると共に、図８（ａ）に示すように、出入口扉２０を上動駆動させてチャンバー１の出入口６を開放し、出入口６からチャンバー１内に被処理物４を導入する。チャンバー１内に導入された被処理物４はローラー５の上に載せられ、ローラー５の回転駆動により放電空間３４へ搬送される。また、被処理物４がチャンバー１内に収まると、図８（ｂ）に示すように、出入口扉２０を下動駆動させてチャンバー１の出入口６を閉塞してチャンバー１内を密閉する。そして、図８（ｃ）に示すように、チャンバー１内に導入された被処理物４はローラー５で出入口６と反対側に向かって搬送されながら連続的にプラズマ処理される。この後、被処理物４が出入口６と反対側に近づくと、ローラー５を反時計回りに回転駆動させることによって被処理物４を出入口６側に向かって搬送する。この時（被処理物４を出入口６側に向かって搬送している時）、被処理物４にプラズマ処理を行っても良いし、行わないようにしても良い。この後、被処理物４が出入口６に近づくと、図８（ｄ）に示すように、出入口扉２０を上動駆動させてチャンバー１の出入口６を開放し、プラズマ処理された被処理物４をローラー５の回転駆動により導出する。このようにして被処理物４を搬送しながら連続的にプラズマ処理することができる。
【００３６】
また、次のような処理方法も採用することができる。上記のようにして放電空間３４にプラズマを生成した後、駆動源１０を作動させることによりローラー５を時計回りに回転駆動させると共に、図８（ａ）に示すように、出入口扉２０を上動駆動させてチャンバー１の出入口６を開放し、出入口６からチャンバー１内に被処理物４を導入する。チャンバー１内に導入された被処理物４はローラー５の上に載せられ、ローラー５の回転駆動により放電空間３４内の略中央部に搬送される。また、処理物４が放電空間３４内の略中央部に搬送されると、駆動源１０を停止させることによりローラー５の回転駆動を停止し、被処理物４の搬送を中断する。次に、図８（ｂ）に示すように、出入口扉２０を下動駆動させてチャンバー１の出入口６を閉塞してチャンバー１内を密閉する。次に、図８（ｃ）で示すように、所定の時間だけ処理物４を放電空間３４内に停止させて被処理物４にプラズマ処理を施す。次に、図８（ｄ）に示すように、出入口扉２０を上動駆動させてチャンバー１の出入口６を開放する。次に、駆動源１０を作動させることによりローラー５を反時計回りに回転駆動させることによって被処理物４の搬送を再開し、チャンバー１の出入口６からプラズマ処理された被処理物４を導出する。このようにして被処理物４をプラズマ処理装置に供給していくことによって、複数枚の被処理物４に連続的にプラズマ処理を施すことができる。
【００３７】
この実施の形態は図１のものと同様の効果を有するものであり、加えて、チャンバー１内への被処理物４の導入時とチャンバー１外への被処理物４の導出時のみに出入口６を開状態にし、プラズマ処理時には出入口６を閉状態にすることによって、チャンバー１からのプラズマ生成用ガスの無駄な流出を最小限に止めることができ、プラズマ生成用ガスを効率よく利用することができるものである。また、チャンバー１の一方の側面に、チャンバー１への被処理物４の導入及びチャンバー１からの被処理物４の導出を行うための出入口６を設け、被処理物４を搬送するためのローラー５を正転と反転の両方に回転駆動自在に形成したので、ローラー５の正転により出入口６からチャンバー１内に被処理物４を導入すると共にローラー５の反転により出入口６からチャンバー１外へ被処理物４を導出することによって、出入口６を設けた方のみからチャンバー１への被処理物４の導入及びチャンバー１からの被処理物４の導出を行うことができ、プラズマ処理の際にチャンバー１の周りに必要なスペースを小さくして省スペース化を図ることができるものである。
【００３８】
図９に他の実施の形態を示す。このプラズマ処理装置のチャンバー１は上記と同様に箱形に形成されるものであって、チャンバー１の一方の側壁５０には略水平に長いスリット状の入口７が形成されていると共にチャンバー１の他方の側壁５１には略水平に長いスリット状の出口８が入口７と対向するように形成されている。また、チャンバー１の内部には上記と同様の高圧電極２、接地電極３、ローラー５が設けられていると共に、チャンバー１の外部には上記と同様にして駆動源１０が設けられている。さらに、チャンバー１の一方の側壁の外側には緩和室９として導入側緩和室９ａが一体に形成されている。導入側緩和室９ａは入口７を囲うようにして形成されるものであって、チャンバー１の一方の側壁５０と対向する導入側緩和室９ａの側壁５２には、略水平に長いスリット状の緩和室導入口４０が入口７と対向させて形成されている。また、導入側緩和室９ａ内にはチャンバー１内のローラー５と同様に回転駆動自在に形成されたローラー５が設けられている。さらに、チャンバー１の他方の側壁５１の外側には緩和室９として導出側緩和室９ｂが一体に形成されている。導出側緩和室９ｂは出口８を囲うようにして形成されるものであって、チャンバー１の他方の側壁５１と対向する導出側緩和室９ｂの側壁５３には、略水平に長いスリット状の緩和室導出口４１が出口８と対向させて形成されている。また、導入側緩和室９ｂ内にはチャンバー１内のローラー５と同様に回転駆動自在に形成されたローラー５が設けられている。
【００３９】
このように形成されるプラズマ処理装置を用いて、回路用基板や液晶用ガラス基板等のピース状（短尺）で板状の被処理物４をプラズマ処理するにあたっては、次のようにして行う。まず、上記と同様にして、供給管３０を通じてチャンバー１内にプラズマ生成用ガスを供給すると共に高圧電極２と接地電極３の間に交流電界を印加する。このことで、高圧電極２と接地電極３の間の放電空間３４に誘電体バリア放電を発生させると共にこの誘電体バリア放電によりプラズマ生成用ガスからプラズマを生成する。次に、駆動源１０を作動させることによりローラー５を時計回りに回転駆動させると共に、図１０（ａ）に示すように、緩和室導入口４０及び入口７からチャンバー１内に被処理物４を導入する。チャンバー１内に導入された被処理物４はローラー５の上に載せられ、ローラー５の回転駆動により放電空間３４へ搬送される。そして、図１０（ｂ）に示すように、チャンバー１内に導入された被処理物４はローラー５で搬送されながら放電空間３４を通過して連続的にプラズマ処理される。この後、図１０（ｃ）に示すように、出口８及び緩和室導出口４１からプラズマ処理された被処理物４をローラー５の回転駆動により導出する。このようにして被処理物４をプラズマ処理装置に供給していくことによって、複数枚の被処理物４に連続的にプラズマ処理を施すことができる。
【００４０】
また、次のような処理方法も採用することができる。上記のようにして放電空間３４にプラズマを生成した後、駆動源１０を作動させることによりローラー５を時計回りに回転駆動させると共に、図１０（ａ）に示すように、緩和室導入口４０及び入口７からチャンバー１内に被処理物４を導入する。チャンバー１内に導入された被処理物４はローラー５の上に載せられ、ローラー５の回転駆動により放電空間３４内の略中央部に搬送される。また、処理物４が放電空間３４内の略中央部に搬送されると、図１０（ｂ）に示すように、駆動源１０を停止させることによりローラー５の回転駆動を停止し、被処理物４の搬送を中断し、所定の時間だけ処理物４を放電空間３４内に停止させて被処理物４にプラズマ処理を施す。次に、駆動源１０を作動させることによりローラー５を時計回りに回転駆動させることによって被処理物４の搬送を再開し、図１０（ｃ）に示すように、出口８及び緩和室導出口４１からプラズマ処理された被処理物４を導出する。このようにして被処理物４をプラズマ処理装置に供給していくことによって、複数枚の被処理物４に連続的にプラズマ処理を施すことができる。
【００４１】
この実施の形態では、入口７及び出口８を常時開放するスリット状に形成するので、入口７及び出口８を開閉するための扉や扉を開閉動作させる機構が不要であり、構造を簡素化することができるものである。また、入口７及び出口８を囲うように緩和室９を設けるので、入口７及び出口８を通じてチャンバー１から流出するプラズマ生成用ガスの量を少なくすることができると共に入口７及び出口８を通じてチャンバー１へ流入する外気（空気）の量を少なくすることができ、緩和室９によるプラズマ生成用ガスの流出及び外気の流入の緩和作用によって、入口７及び出口８が常時開放していても、チャンバー１内のプラズマ生成用ガスの濃度を略一定に保つことができて均質なプラズマを安定して生成することができると共にチャンバー１からのプラズマ生成用ガスの無駄な流出を最小限に止めることができてプラズマ生成用ガスを効率よく利用することができるものである。
【００４２】
尚、上記のいずれの実施の形態においても、高圧電極２や接地電極３やローラー５の個数、供給管３０及び排出管３１の位置は任意である。
【００４３】
【実施例】
以下本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００４４】
（実施例１）
図１に示すインライン方式のプラズマ処理装置を形成した。チャンバー１としては５２０ｍｍ×３５２ｍｍ×２００ｍｍのアクリル樹脂製のものを使用した。このチャンバー１の一方の側面を入口７として形成すると共にチャンバー１の他方の側面を出口８として形成し、入口７は入口扉２１で、出口８は出口扉２２でそれぞれ開閉自在に形成した。高圧電極２としては幅３２ｍｍ×高さ１６ｍｍ×長さ４００ｍｍのＳＵＳ３０４の角パイプ状電極に厚み０．５ｍｍの琺瑯被覆３２を形成したものを３個配置した。接地電極３としては、φ１４ｍｍ×長さ４００ｍｍのＳＵＳ３０４の管状パイプ電極に厚み０．５ｍｍの琺瑯被覆３２を形成したものを、高圧電極１個に対して下側に２個対向するように配設した。琺瑯皮膜３２は、シリカとアルミナの無機質粉末を原料とした釉薬をスプレーガンで電極の表面に塗布し、その後、約８５０℃で１０分間溶融して焼き付け（融着し）、スプレーガンによる塗布と焼き付けとを交互に３回ずつ繰り返して重ね塗りし、厚み０．５ｍｍ程度に均一に仕上げた。なお、高圧電極２と接地電極３の間のギャップ距離は５ｍｍである。また、高圧電極２と接地電極３を冷却する冷媒としては純水を用いた。チャンバー１の内部には搬送手段のローラー５として、φ２０ｍｍ×長さ４００ｍｍのテフロン製丸棒を配置した。
【００４５】
被処理物４としては、ネガ型レジストを１μｍで塗布したシリコン基板（φ１００ｍｍ）を３個用い、それを２ｍｍ厚みの３００ｍｍ×３００ｍｍのガラス台に載せたものを用いた。プラズマ生成ガスとしてはヘリウムを１リットル／ｍｉｎ、アルゴンを３リットル／ｍｉｎ、酸素を６０ｃｃ／ｍｉｎの割合で混合してチャンバー１に供給した。
【００４６】
そして、放電空間３４に印加電力が２５０Ｗで、１００ｋＨｚの高周波電界を印加してプラズマを発生させ、ギャップ間に配設した被処理物４に約２０秒間供給してプラズマ処理（表面の改質処理及びクリーニング処理）を行った。被処理物４の送り速度は放電空間３４内で２ｍｍ／秒とした。その結果、各ネガ型レジストとも極めて均一な形状にレジストをエッチングすることができた。また、ＸＰＳ分析の結果、レジスト成分以外の不純物はほとんど検出されなかった。
【００４７】
（実施例２）
図７に示すシャトル方式のプラズマ処理装置を形成した。すなわち、チャンバー１の一方の側面を出入口６として形成すると共に出入口６を出入口扉２０で開閉自在に形成した。それ以外は実施例１と同様にして被処理物４のプラズマ処理を行った。その結果、各ネガ型レジストとも埋めて均一な形状にレジストをエッチングすることができた。また、ＸＰＳ分析の結果、レジスト成分以外の不純物はほとんど検出されなかった。また、シャトル型扉構造のため、装置周辺が実施例１よりも更にコンパクトになった。
【００４８】
（実施例３）
図９に示すプラズマ処理装置を形成した。すなわち、チャンバー１の側壁５０、５１の外側に、長さ１００ｍｍ×幅３５２ｍｍ×高さ２００ｍｍの緩和室９（導入側緩和室９ａと導出側緩和室９ｂ）を形成し、チャンバー１の一方の側壁５０に高さ５ｍｍ×幅２００ｍｍのスリット状の入口７を形成すると共にチャンバー１の他方の側壁５１に入口７と同じサイズのスリット状の出口８を形成し、導入側緩和室９ａの側壁５２に入口７と同じサイズのスリット状の緩和室導入口４０を形成すると共に導出側緩和室９ｂの側壁５３に入口７と同じサイズのスリット状の緩和室導出口４１を形成した。それ以外は実施例１と同様にして被処理物４のプラズマ処理を行った。その結果、各ネガ型レジストとも埋めて均一な形状にレジストをエッチングすることができた。また、ＸＰＳ分析の結果、レジスト成分以外の不純物はほとんど検出されなかった。
【００４９】
（比較例１）
インライン型扉やシャトル型扉を持たず、固定式の扉を有している以外は実施例１と同様のプラズマ処理装置を形成した。プラズマ処理の結果は実施例１乃至３と異ならなかった。しかし、固定式の扉は先ず処理前後にチャンバーを分解し、被処理物の出し入れが必要であり、処理のための準備時間を要した。また、プラズマ生成用ガスも１回の処理毎に外部に放出されるため非経済的であった。
【００５０】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１の発明は、チャンバー内に高圧電極と接地電極を設け、チャンバー内にプラズマ生成用ガスを導入すると共に高圧電極と接地電極の間に交流電界を印加することにより、高圧電極と接地電極の間に大気圧下で誘電体バリア放電を発生させ、この誘電体バリア放電でプラズマ生成用ガスからプラズマを生成すると共にこのプラズマで高圧電極と接地電極の間に導入された被処理物をプラズマ処理するプラズマ処理装置において、前記高圧電極の下方に複数の前記接地電極を配置し、被処理物を搬送するための搬送手段として複数のローラーを隣合う一対のローラー間に接地電極を介在させるように配置し、ローラーの上部を接地電極の上部よりも上に位置させることにより、前記搬送手段をチャンバー内で且つ高圧電極と接地電極の間の対向スペース以外の箇所に設けるので、搬送手段がチャンバー外に大きく突出しないようにすることができ、小型化することができるものである。また、搬送手段を高圧電極と接地電極の間に介在させないようにすることができ、高圧電極と接地電極の間に放電の障害物が無くて放電が安定に起こり、均質なプラズマを安定して生成することができるものであり、しかも、厚物の被処理物をプラズマ処理することができるものである。
【００５１】
また、本発明の請求項２の発明は、チャンバーへの被処理物の導入を行うための入口と、チャンバーからの被処理物の導出を行うための出口をチャンバーに設け、入口を入口扉で開閉自在に形成すると共に出口を出口扉で開閉自在に形成するので、チャンバー内への被処理物の導入時とチャンバー外への被処理物の導出時のみに入口及び出口を開状態にし、プラズマ処理時には入口及び出口を入口扉及び出口扉で閉状態にすることによって、チャンバーからのプラズマ生成用ガスの無駄な流出を最小限に止めることができ、プラズマ生成用ガスを効率よく利用することができるものである。
【００５２】
また、本発明の請求項３の発明は、チャンバーへの被処理物の導入及びチャンバーからの被処理物の導出を行うための出入口をチャンバーに設け、出入口を出入口扉で開閉自在に形成するので、チャンバー内への被処理物の導入時とチャンバー外への被処理物の導出時のみに出入口を開状態にし、プラズマ処理時には出入口を出入口扉で閉状態にすることによって、チャンバーからのプラズマ生成用ガスの無駄な流出を最小限に止めることができ、プラズマ生成用ガスを効率よく利用することができるものである。しかも、出入口を設けた方のみからチャンバーへの被処理物の導入及びチャンバーからの被処理物の導出を行うことができ、プラズマ処理の際にチャンバーの周りに必要なスペースを小さくして省スペース化を図ることができるものである。
【００５３】
また、本発明の請求項４の発明は、チャンバーへの被処理物の導入を行うための入口と、チャンバーからの被処理物の導出を行うための出口をチャンバーに設け、入口と出口をスリット状に形成するので、入口及び出口を開閉するための扉や扉を開閉動作させる機構が不要であり、構造を簡素化することができるものである。
【００５４】
また、本発明の請求項５の発明は、入口と出口の外側にチャンバーからのプラズマ生成用ガスの流出及びチャンバーへの外気の流入を緩和するための緩和室を設けるので、緩和室によるプラズマ生成用ガスの流出及び外気の流入の緩和作用によって、入口及び出口が常時開放していても、チャンバー内のプラズマ生成用ガスの濃度を略一定に保つことができて均質なプラズマを安定して生成することができると共にチャンバーからのプラズマ生成用ガスの無駄な流出を最小限に止めることができてプラズマ生成用ガスを効率よく利用することができるものである。
【００５５】
また、本発明の請求項６の発明は、チャンバーの内面を絶縁物でコーティングするので、高圧電極あるいは接地電極とチャンバーの内面との間で放電が起こらないようにすることができ、高圧電極と接地電極の間の放電効率を高めることができるものであり、プラズマを効率よく生成することができるものである。
【００５６】
また、本発明の請求項７の発明は、ローラーを回転駆動させるための駆動源をチャンバー外に設けるので、駆動源をチャンバー内に設ける必要が無くなって、チャンバー１を小型化することができるものである。
【００５７】
また、本発明の請求項８の発明は、プラズマ生成用ガスが不活性ガスあるいは不活性ガスと反応ガスの混合気体であるので、均質なプラズマを安定して生成することができるものである。
【００５８】
本発明の請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載のプラズマ処理装置でプラズマ処理を行うので、均質なプラズマを安定して生成することができ、プラズマ処理を効率よく行うことができるものである。
【００５９】
また、本発明の請求項１０の発明は、入口扉を開いて入口からチャンバー内に被処理物を導入し、入口扉を閉じた後チャンバー内で被処理物にプラズマ処理を施し、次に、出口扉を開いて出口から被処理物を導出するので、被処理物をチャンバーに連続的に供給して処理することができ、プラズマ処理を効率よく行うことができるものである。
【００６０】
また、本発明の請求項１１の発明は、出入口扉を開いて出入口からチャンバー内に被処理物を導入し、出入口扉を閉じた後チャンバー内で被処理物にプラズマ処理を施し、次に、出入口扉を開いて出入口から被処理物を導出するので、出入口を設けた方のみからチャンバーへの被処理物の導入及びチャンバーからの被処理物の導出を行うことができ、プラズマ処理の際にチャンバーの周りに必要なスペースを小さくして省スペース化を図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図２】同上の高圧電極と接地電極を示す断面図である。
【図３】同上の（ａ）は高圧電極を示す平面図、（ｂ）は接地電極を示す平面図である。
【図４】同上の概略図である。
【図５】同上の概略図である。
【図６】同上の動作を示し、（ａ）乃至（ｅ）は概略図である。
【図７】同上の他の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図８】同上の動作を示し、（ａ）乃至（ｄ）は概略図である。
【図９】同上の他の実施の形態の一例を示し、（ａ）は概略図、（ｂ）は側面図である。
【図１０】同上の動作を示し、（ａ）乃至（ｃ）は概略図である。
【図１１】従来例を示す概略図である。
【符号の説明】
１  チャンバー
２  高圧電極
３  接地電極
４  被処理物
５  ローラー
６  出入口
７  入口
８  出口
９  緩和室
１０  駆動源
２０  出入口扉
２１  入口扉
２２  出口扉
【図１】
0004306033.tif 000002
【図２】
0004306033.tif 000003
【図３】
0004306033.tif 000004
【図４】
0004306033.tif 000005
【図５】
0004306033.tif 000006
【図６】
0004306033.tif 000007
【図７】
0004306033.tif 000008
【図８】
0004306033.tif 000009
【図９】
0004306033.tif 000010
【図１０】
0004306033.tif 000011
【図１１】
0004306033.tif 000012