(57)【要約】【課題】大気圧プラズマ処理方法において、外乱の変化に対応し、装置内への外気の流入を防止し、プラズマ処理部のガス雰囲気を一定に保ち、装置内からのガスの流出を防止してプロセスガス使用量を削減するプラズマプロセス装置を提供すること。【解決手段】被処理物を処理するプラズマ処理部と、処理ガス供給部と、プラズマ処理部と被処理物とを収容するための筐体と、被処理物を筐体内へ搬入する搬入路及び筐体外へ搬出する搬出路と、搬入路に設けられた第１ガスカーテン機構および第１排気機構と、搬出路に設けられた第２ガスカーテン機構および第２排気機構と、処理ガス供給流量、第１および第２ガスカーテン機構のガス流量、第１および第２排気機構の排気流量をそれぞれ制御する制御部とを備え、制御部は所定のガス濃度の雰囲気で被処理物が処理されるように各流量をプラズマの生成期間と非生成期間において、異なる値になるよう制御する。【選択図】図１
2009099361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマを生成して被処理物を処理するプラズマ処理部と、プラズマ処理部に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、プラズマ処理部と被処理物とを収容するための筐体と、被処理物を筐体内のプラズマ生成領域へ搬入する搬入路と、被処理物をプラズマ生成領域から筐体外へ搬出する搬出路と、搬入路に設けられた第１ガスカーテン機構および第１排気機構と、搬出路に設けられた第２ガスカーテン機構および第２排気機構と、処理ガス供給流量Ｑ１、第１および第２ガスカーテン機構のガス流量Ｑ２、Ｑ３、第１および第２排気機構の排気流量Ｑ４、Ｑ５をそれぞれ制御する制御部とを備え、制御部は所定のガス濃度の雰囲気で被処理物が処理されるようにＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５をプラズマの生成期間と非生成期間において、異なる値になるよう制御するプラズマプロセス装置。
【請求項２】
プラズマを生成して被処理物を処理するプラズマ処理部と、プラズマ処理部に処理ガスを供給する処理ガス配給部と、プラズマ処理部と被処理物とを収容するための筐体と、被処理物を筐体内のプラズマ生成領域へ搬入する搬入路と、被処理物をプラズマ生成領域から筐体外へ搬出する搬出路と、プラズマ処理部と被処理物を相対的に移動させる搬送部と、プラズマ処理部と被処理物との移動方向の相対距離を検出する距離検出部と、搬入路に設けられた第１ガスカーテン機構および第１排気機構と、搬出路に設けられた第２ガスカーテン機構及び第２排気機構と、処理ガス供給流量Ｑ１、第１および第２ガスカーテン機構のガス流量Ｑ２、Ｑ３、第１および第２排気機構の排気流量Ｑ４、Ｑ５をそれぞれ制御する制御部とを備え、制御部は所定のガス濃度の雰囲気で被処理物が処理されるようにＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５を距離検出部の検出する距離に応じて制御するプラズマプロセス装置。
【請求項３】
予備工程と本工程とを備え、予備工程において、請求項１記載のプラズマプロセス装置を使用し、被処理物のプラズマ処理を行い、被処理物が処理される雰囲気のガス濃度を検出し、前記雰囲気のガス濃度が所定値になるＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５の値をプラズマ生成期間と非生成期間について決定し、次に本工程において、前記プラズマプロセス装置を再度使用し、プラズマ生成期間と非生成期間のＱ１〜Ｑ５を予備工程で決定された値に制御して、被処理物のプラズマ処理を行うプラズマ処理方法。
【請求項４】
予備工程と本工程とを備え、予備工程において、請求項２記載のプラズマプロセス装置を使用し、被処理物のプラズマ処理を行い、被処理物が処理される雰囲気のガス濃度を検出し、前記雰囲気のガス濃度が所定値になるようにプラズマ処理部と被処理物との前記相対距離に対するＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５の値を決定し、次に本工程において、前記プラズマプロセス装置を再度使用し、プラズマ処理部と被処理物との前記相対距離に対するＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５を予備工程で決定された値に制御して被処理物のプラズマ処理を行うプラズマ処理方法。
【請求項５】
被処理物が処理される雰囲気のガス濃度を検出するガス濃度検出部をさらに備える請求項１又は２記載のプラズマプロセス装置。
【請求項６】
第１および第２ガスカーテン機構は、搬入路および搬出路の上方に設けられ、搬入路および搬出路に所定角度で交差するように下方にガスを噴出するノズルと、前記所定角度を制御する角度制御機構とを備える請求項１又は２記載のプラズマプロセス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜形成・加工、および、表面処理用のプラズマプロセス装置と方法に関し、更に詳しくは、プラズマを発生させ、大型の被処理物に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体、フラットパネルディスプレイ、太陽電池などのさまざまな電子デバイスの製造には、エッチング、成膜、アッシング、表面処理などのさまざまなプラズマ処理を行うプラズマプロセス装置が用いられている。特にフラットパネルディスプレイや薄膜アモルファスシリコンを用いた薄膜太陽電池などのデバイスは、デバイスの大型化と製造コスト削減のため、基板のような被処理物は、一辺が２ｍ以上のサイズに大型化しており、これに伴ってプラズマプロセス装置も大型化してきている。
【０００３】
このようなプラズマプロセス装置では、従来は真空下でのプラズマ、つまり真空プラズマを利用するようにしていたが、近年は大気圧、または、大気圧近傍で発生するプラズマ（以下「大気圧プラズマ」と称す）を用いて処理を行うプラズマプロセス装置も実用化されてきている。大気圧プラズマプロセス装置は、真空プラズマ装置に比べて、
（１）真空設備を必要とせず、装置構成を簡便にできる、
（２）装置コストが安価で済む、
（３）プラズマの活性種の密度が高いため、処理速度を高くすることができる、
（４）装置構成によっては、被処理基板一枚当りの処理時間をほぼ真空プラズマによる処理時間に等しくできる、
などの利点がある。その一方で、プラズマ処理部近傍のガス雰囲気に外気が混入することにより、被処理物の酸化、生成した膜の酸化、エッチング部の酸化等が生じる場合があるため、密閉容器により外気と遮断し、プロセスガス雰囲気を保つのが通例である。しかしながら、プロセスガス雰囲気を保つために、密閉容器内で一旦真空引きして処理を行うと、真空プラズマ処理と同じくプラズマ処理効率の向上や大面積基板等に対応できないという問題がある。
【０００４】
また、大気圧プラズマ処理を行う場合、真空プラズマに比べプロセスガスの使用量が大幅に増加するという問題もある。
これらの問題に対処する第１の方法として、プラズマ化処理ガスの吹出流量とこれの吸込流量との比を変えた複数の実験データをとり、エッチングプロファイルとの対応関係を近似化し、この対応関係に基づいて所望のプロファイルのエッチングを行う方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、第２の方法として、ガスカーテンにより外気の流入及び処理ガスの流出を防ぎ、またガスカーテンと装置とで形成される空間内に処理ガスを閉じ込めて、処理ガスの使用量を低減する方法が知られている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１８３０６３号公報
【特許文献２】特開２００６−１４００５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、第１の方法では、処理部の外側において雰囲気を制御する機構がないため外乱に対して対応しておらず、処理面積に対するプロセスガスの消費量が多いなどの課題が残る。また、第２の方法では、ガスカーテンにより外乱に対する対応はしているが、その流量は一定であるため基板搬入時及び基板搬出時などに生じる外乱の経時変化には対応していないなどの課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、プラズマを生成して被処理物を処理するプラズマ処理部と、プラズマ処理部に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、プラズマ処理部と被処理物とを収容するための筐体と、被処理物を筐体内のプラズマ生成領域へ搬入する搬入路と、被処理物をプラズマ生成領域から筐体外へ搬出する搬出路と、搬入路に設けられた第１ガスカーテン機構および第１排気機構と、搬出路に設けられた第２ガスカーテン機構および第２排気機構と、処理ガス供給流量Ｑ１、第１および第２ガスカーテン機構のガス流量Ｑ２、Ｑ３、第１および第２排気機構の排気流量Ｑ４、Ｑ５をそれぞれ制御する制御部とを備え、制御部は所定のガス濃度の雰囲気で被処理物が処理されるようにＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５をプラズマの生成期間と非生成期間において、異なる値になるよう制御するプラズマプロセス装置を提供するものである。
【０００７】
また、この発明は、プラズマを生成して被処理物を処理するプラズマ処理部と、プラズマ処理部に処理ガスを供給する処理ガス配給部と、プラズマ処理部と被処理物とを収容するための筐体と、被処理物を筐体内のプラズマ生成領域へ搬入する搬入路と、被処理物をプラズマ生成領域から筐体外へ搬出する搬出路と、プラズマ処理部と被処理物を相対的に移動させる搬送部と、プラズマ処理部と被処理物の移動方向の相対距離を検出する距離検出部と、搬入路に設けられた第１ガスカーテン機構および第１排気機構と、搬出路に設けられた第２ガスカーテン機構及び第２排気機構と、処理ガス供給流量Ｑ１、第１および第２ガスカーテン機構のガス流量Ｑ２、Ｑ３、第１および第２排気機構の排気流量Ｑ４、Ｑ５をそれぞれ制御する制御部とを備え、制御部は所定のガス濃度の雰囲気で被処理物が処理されるようにＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５を距離検出部の検出する距離に応じて制御するプラズマプロセス装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、所定のガス濃度の雰囲気で被処理物が処理されるように、処理ガス供給流量Ｑ１、第１および第２ガスカーテン機構のガス流量Ｑ２、Ｑ３、第１および第２排気機構の排気流量Ｑ４、Ｑ５が、プラズマの生成期間と非生成期間に対して、又はプラズマ処理部と被処理物との相対距離に対して制御されるので、外気の影響を受けることなく効率よくプラズマ処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明のプラズマプロセス装置は、プラズマを生成して被処理物を処理するプラズマ処理部と、プラズマ処理部に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、プラズマ処理部と被処理物とを収容するための筐体と、被処理物を筐体内のプラズマ生成領域へ搬入する搬入路と、被処理物をプラズマ生成領域から筐体外へ搬出する搬出路と、搬入路に設けられた第１ガスカーテン機構および第１排気機構と、搬出路に設けられた第２ガスカーテン機構および第２排気機構と、処理ガス供給流量Ｑ１、第１および第２ガスカーテン機構のガス流量Ｑ２、Ｑ３、第１および第２排気機構の排気流量Ｑ４、Ｑ５をそれぞれ制御する制御部とを備え、制御部は所定のガス濃度の雰囲気で被処理物が処理されるようにＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５をプラズマの生成期間と非生成期間において、異なる値になるよう制御することを特徴とする。
【００１０】
また、この発明のプラズマプロセス装置は、プラズマを生成して被処理物を処理するプラズマ処理部と、プラズマ処理部に処理ガスを供給する処理ガス配給部と、プラズマ処理部と被処理物とを収容するための筐体と、被処理物を筐体内のプラズマ生成領域へ搬入する搬入路と、被処理物をプラズマ生成領域から筐体外へ搬出する搬出路と、プラズマ処理部と被処理物を相対的に移動させる搬送部と、プラズマ処理部と被処理物との移動方向の相対距離を検出する距離検出部と、搬入路に設けられた第１ガスカーテン機構および第１排気機構と、搬出路に設けられた第２ガスカーテン機構及び第２排気機構と、処理ガス供給流量Ｑ１、第１および第２ガスカーテン機構のガス流量Ｑ２、Ｑ３、第１および第２排気機構の排気流量Ｑ４、Ｑ５をそれぞれ制御する制御部とを備え、制御部は所定のガス濃度の雰囲気で被処理物が処理されるようにＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５を距離検出部の検出する距離に応じて制御するようにしてもよい。
【００１１】
さらに、この発明のプラズマ処理方法は、まず予備工程において、上記プラズマプロセス装置を使用し、被処理物のプラズマ処理を行い、被処理物が処理される雰囲気のガス濃度を検出し、前記雰囲気のガス濃度が所定値になるＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５の値をプラズマ生成期間と非生成期間について決定し、次に本工程において、前記プラズマプロセス装置を再度使用し、プラズマ生成期間と非生成期間のＱ１〜Ｑ５を予備工程で決定された値に制御して、被処理物のプラズマ処理を行うようにしてもよい。
【００１２】
また、この発明のプラズマ処理方法は、まず予備工程において、上記のプラズマプロセス装置を使用し、被処理物のプラズマ処理を行い、被処理物が処理される雰囲気のガス濃度を検出し、前記雰囲気のガス濃度が所定値になるようにプラズマ処理部と被処理物との前記相対距離に対するＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５の値を決定し、次に本工程において上記プラズマプロセス装置を再度使用し、プラズマ処理部と被処理物との前記相対距離に対するＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５を予備工程で決定された値に制御して被処理物のプラズマ処理を行うようにしてもよい。
【００１３】
被処理物が処理される雰囲気のガス濃度を検出するガス濃度検出部をさらに備えてもよい。
第１および第２ガスカーテン機構は、搬入路および搬出路の上方に設けられ、搬入路および搬出路に所定角度で交差するように下方にガスを噴出するノズルと、前記所定角度を制御する角度制御機構とを備えてもよい。
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態１〜３を説明する。尚、実施形態１〜３に関する図面において共通の構成要素に共通の符号をつけている。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１によるプラズマプロセス装置を示す構成説明図である。
図１に示すように、実施形態１によるプラズマプロセス装置は、板状の被処理物（被処理基板）4の上方に配置されている筐体100、及び、被処理物4を搭載する導電性のステージ14を備える。
【００１５】
被処理物4は、例えば、長さおよそ2.5m、幅およそ2.2m、厚さ0.7mmの平板状の基板とする。
筐体100は、図4に示すように、例えばアルミ板などで上面及び側面を覆ったものでガスカーテン機構2a,2bと、排気機構3a,3bと、プラズマ処理部22aとを備える。
ガスカーテン機構2a,2bは被処理物4の側にガスを噴出する噴射ノズル（後述）を備えており、噴出するガスは後述するように配管16を通って供給される。
排気機構3a,3bは被処理物4の側からガスを吸引する吸引スリット（図示しない）を備えており、吸引されたガスは配管17を通って排気される。
【００１６】
ガスカーテン機構2aと排気機構3aとの間およびガスカーテン機構2bと排気機構3bとの間は、それぞれ矢印21方向に50mmの距離を有している。処理部22aには電極部19aが設置されている。電極部19aには電極23が設置されている。
【００１７】
電極23の断面図を図８に示す。電極23は、アルミニウム（Ａｌ）、又はステンレス鋼（ＳＵＳ）などの導電率の高い金属からなる金属部40を備え、アーク放電を防ぐため、金属部40は固体誘電体41a,41bで被覆されている。また、電極23の近傍にはプロセスガスを供給するために図示しないガス流路が設けられている。
【００１８】
図1に示すように、電極23と導電性ステージ14との間に電源20aから電圧が印加されて電力が供給されると共に、電極部19aには後述するようにプロセスガス用配管18を介してプロセスガス用ガスボンベ11からプロセスガスが供給される。なお、プロセスガスとしては、ヘリウム，窒素，酸素の各ボンベを用意しそれらのボンベから供給されるガスを混合したものを用いるが、ここでは、説明を簡単にするため、それらをまとめてプロセスガス用ガスボンベ11として説明する。
【００１９】
電極部19aと被処理物4で挟まれる空間をプラズマ生成領域1a、筐体100の両端の開口部1c（図1，図4）からプラズマ生成領域1aまでの空間を通路（被処理物搬入・搬出路）1bとする。
電極部19aは図9に示す搬送機構によりステージ14上を矢印21の方向に移動するようになっている。図9において、電極部19aはアーム部43に設置されており、アーム部43はガントリー部42aによって搬送される。
【００２０】
図1のガス分析計5は、電極処理部22aから複数のガス分析用配管5aを介してプラズマ処理領域1a及び通路1b付近のガスを検出し、ガス成分を計測し、検出データをデータ伝送線15を通じてデータ処理部（制御部）6に送る。データ処理部6は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭからなるマイクロコンピュータを備える。ガス分析計５には東レエンジニアリングのLC-850KSを用いている。
【００２１】
データ処理部６は、あらかじめ実験（予備工程）で取得している検出データを参照して、プロセスガス流量Ｑ１、ガスカーテン機構2a,2bのガスカーテン流量Ｑ２、Ｑ３、及び、排気機構3a,3bの排気流量Ｑ４、Ｑ５などを設定する。同時に、各設定値をプロセスガス流量調整機構9、ガスカーテン流量調整機構7、および排気流量調整機構8に送り、各流量を設定すると共に、電源20aの出力調整および出力のオン・オフ制御と、ガントリー部42a（図9）の駆動制御を行うようになっている。
【００２２】
なお、ガスカーテン用ガスは、カーテンガス用ガスボンベ10からカーテンガス用配管16、及び、ガスカーテン流量調整機構7を介してガスカーテン機構2a,2bへ供給される。プラズマ生成領域1a及び通路1b付近に存在するガスは、排気機構3a,3b、排気用配管17、及び、排気流量調整機構8、排気手段12を介して装置外へ排気される。プロセスガスは、プロセスガス用ガスボンベ11からプロセスガス用配管18、及び、プロセスガス流量調整機構9を介して電極部19aへ供給される。
【００２３】
ここで、ガスカーテン機構2a,2bの詳細について説明する。図５は、ガスカーテン機構2a,2bのガス噴出ノズル30a,30bの一例を示す。
図５のガスカーテン機構2a,2bは、ガス噴出ノズル30a,30bが筐体100の両端の開口部1cの内側にあり、ガス噴出ノズル30a,30bから斜め下方に向けそれぞれ角度θa,θbでガスが噴出される。噴出角度θa,θbはデータ処理部６（図1）により45度〜60度の範囲で制御される。
【００２４】
図１１はガスカーテン機構2aの詳細説明図であり、カーテンガスは配管コネクタ33から可動配管37を通ってノズル30aに供給される。ノズル30aはノズル先端39を支点にし、角度調整レール36,38に沿って角度θaが調整される。ガスカーテン機構2bも同等の構造を有する。
【００２５】
次に実施形態１におけるプラズマプロセス装置を用いたプラズマプロセス処理について説明する。
図1に示すように、被処理物4であるガラス基板はステージ14上に静止させており、電極部19aが被処理物4の上を矢印21の方向に移動し、プラズマ処理を行う。
ステージ14上にガラス基板を静止させることにより、被処理物4を搬送する場合に比べ、被処理物の平面度及び被処理物4と電極とのギャップの精度が高くなり、またギャップをより小さくすることができる。実施形態１では、被処理物4と電極部19a間のギャップは約２ｍｍとしている。
【００２６】
まず、大気圧、あるいは、大気圧近傍の圧力下で、プラズマ処理部22aへ、ヘリウムガス（流量Ｑ１［Ｈｅ］＝８０Ｌ／分）、窒素ガス（流量Ｑ１［Ｎ2］＝４０Ｌ／分）、酸素ガス（流量Ｑ１［Ｏ2］＝０．６Ｌ／分）を混合したプロセスガスを30秒間導入し続けて、プラズマ処理部間付近の雰囲気を空気からプロセスガス雰囲気に置換する。
この時、ガスカーテン機構2a, 2bの流量Ｑ２、Ｑ３を２００Ｌ／分、排気機構3a, 3bの流量Ｑ４、Ｑ５を１３０Ｌ／分とし、ガスカーテン機構2a,2bの噴射ノズル角度θa,θbを60度としている。
【００２７】
ガスカーテン機構2a,2bは通路に対してプラズマ処理部22a側から筐体100の両側の開口部1c側に向けてガスを噴射することにより外気を遮断することができ、プロセスガス雰囲気を保つことができる。
【００２８】
次に、Ｑ１［Ｏ2］が０．６Ｌ／分から０．５Ｌ／分に、Ｑ２，Ｑ３が２００Ｌ／分から２２０Ｌ／分に、Ｑ４，Ｑ５が１３０Ｌ／分から１４０Ｌ／分に、θaが６０度から４５度にそれぞれ変更され、電極部19aが矢印２１の方向へ移動し始める。
次に、電極部19aとステージ14との間に周波数３０ｋＨｚ、電圧１４ｋＶの電圧が電源20aから印加されると、電極部19aと被処理物4との間にプラズマが生成される。
【００２９】
そして、電極部19aが被処理物4の一端から他端まで移動して被処理物4全体の処理が完了すると、電源20aの出力がオフされ、プラズマが消滅する。
次に、Ｑ１［Ｏ2］が０．５Ｌ／分から０．６Ｌ／分に、Ｑ２，Ｑ３が２２０Ｌ／分から２００Ｌ／分に、Ｑ４，Ｑ５が１４０Ｌ／分から１３０Ｌ／分にそれぞれ変更される。
この時、θbは45度から60度に変更された後、再び45度に戻される。
【００３０】
このようにして、プラズマ生成時と非生成時における各設定値を変更することにより、プラズマ生成時の処理部22a内の酸素濃度を例えば0.7％以下に抑えることができ、外乱の影響を受けることなく、安定したプラズマ処理を効率よく行うことができる。
また、この際、非定常時の外乱などによる影響をさらに低減させるため、ガス分析計５によって常時、酸素濃度を計測し、所定値と異なる場合は各流量の微調整を行ってもよい。
【００３１】
なお、この実施例においては、Ｑ１［Ｈｅ］、Ｑ１［Ｎ2］、Ｑ１［Ｏ2］、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、θの値を、プラズマ生成期間と非生成期間において異なる値になるように制御しているが、これらの設定値については次のように決定する。
先ず、図１に示す装置を用いて、予備工程として、被処理物４のプラズマ処理を予備的に行い、処理部22aからガス分析用配管5aを介してガスを採取し、酸素濃度計5を用いて酸素濃度を計測し、検出データをデータ処理部6へ送る。
そして、被処理物４が処理される期間の酸素濃度が所定値（例えば0.7％）以下になるまで、この予備工程をくり返し行い、酸素濃度を所定値以下にするための各設定値を取得し、データ処理部6に格納しておく。そして、本工程としての実際のプラズマ処理時には、格納された各設定値を読出し、その値に設定するようにしている。
【００３２】
（実施形態２）
図２は、本発明の実施形態２によるプラズマプロセス装置を示す構成説明図である。
図２に示すように、プラズマプロセス装置は、板状の被処理物4（被処理基板）の上方に配置されている筐体200及び被処理物4を搭載する導電性ステージ14を備える。
筐体200は、図４に示すように、ガスカーテン機構2a,2bと、排気処理機構3a,3bと、プラズマ処理部22aとを備え、両端に被処理物４を搬入・搬出するための開口1cを備える。
ガスカーテン機構2aと排気機構3aとの間、およびガスカーテン機構2bと排気機構3bとの間には、それぞれ矢印21方向に50mmの距離を有している。
【００３３】
プラズマ処理部22aには電極部19aが設置されている。電極部19aとステージ14との間には電源20aから電圧が印加されて電力が供給されると共に、電極部19aにはプロセスガス用配管18を介してプロセスガス用ガスボンベ11からプロセスガスが供給される。なお、プロセスガスとしては、ヘリウム，窒素，酸素の各ボンベを用意しそれらのボンベから供給されるガスを混合したものを用いるが、ここでは説明を簡単にするため、それらをまとめてプロセスガス用ガスボンベ11として説明する。
【００３４】
電極部19aと被処理物4で挟まれる空間をプラズマ生成領域1a、筐体200の両端の開口部1cからプラズマ生成領域1aまでの空間を通路（被処理物搬入・搬出路）1bとする。
筐体200は図10に示す搬送機構によりステージ14上を矢印21方向に移動するようになっている。図10において、筐体200はガントリー部42bによって搬送される。
【００３５】
図2に示すように、電極部19aには複数の電極23が設置されている。
電極部23は、図８に示すように、アルミニウム（Ａｌ）、又は、ステンレス（ＳＵＳ）などの導電率の高い金属からなる金属部40を備え、アーク放電を防ぐため、金属部40は固体誘電体41a,41bで被覆されている。また、電極部23の近傍にプロセスガスを供給するために図示しないガス流路を設けている。
【００３６】
ガス分析計5は、プラズマ処理部22aから複数のガス分析用配管5aを介してプラズマ生成領域1a及び通路1b付近のガスを検出し、ガス成分を計測し、検出データをデータ伝送線15を通じてデータ処理部（制御部）6に送る。データ処理部6は、あらかじめ実験（予備工程）でこれらの検出データを取得しておく。
【００３７】
そして、本工程においてプロセスガス流量Ｑ１、ガスカーテン機構2a,2bのガスカーテン流量Ｑ２，Ｑ３、及び、排気機構3a,3bの排気流量Ｑ４，Ｑ５を、前記検出データを参照して設定する。同時に、データ処理部6は、各設定値をプロセスガス流量調整機構9、ガスカーテン流量調整機構7、および排気流量調整機構8に送り、流量を調整すると共に、電源20aの出力調整および出力のオン・オフ制御と、ガントリー部42b（図１０）の駆動制御を行うようになっている。
【００３８】
なお、ガスカーテン用ガスは、カーテンガス用ガスボンベ10からカーテンガス用配管16、及び、ガスカーテン流量調整機構7を介してガスカーテン機構2a,2bへ供給される。プラズマ生成領域1a及び通路1b付近に存在するガスは、排気機構3a,3b、排気用配管17、及び、排気流量調整機構8、排気手段12を介して装置外へ排気される。プロセスガスは、プロセスガス用ガスボンベ11からプロセスガス用配管18、及び、プロセスガス流量調整機構9を介して電極部19aへ供給される。
【００３９】
ガスカーテン機構2a,2bは図５に示す実施形態１のものと同等である。
筐体200が被処理物4の方向（矢印21の方向）に搬送される際、筐体200と被処理物4との相対位置が図示しない位置センサにより検出され、データ処理部6へ送られる。データ処理部6は検出された相対位置の変化に伴い、ガス噴出ノズル30a,30bの通路への噴射角度θa,θb（図５）を４５°から６０°の間の角度で変化させる。
【００４０】
次に実施形態２におけるプラズマプロセス装置を用いたプラズマプロセス処理について説明する。
図2に示すように、被処理物4であるガラス基板をステージ14上に静止させ、筐体200が被処理物4の方向（矢印21の方向）へ移動し、プラズマ処理を行う。
ステージ14上に被処理物4を静止させることにより、被処理物4を搬送する場合に比べ、被処理物の平面度及び被処理物4と電極とのギャップの精度が高くなり、またギャップをより小さくすることができる。被処理物4と電極部19a間のギャップは約２ｍｍとしている。
【００４１】
最初、図２に示す筐体200の右端が、被処理物4の先端（左端）からｄ＝１００ｍｍ以上離れた状態において、処理部22aへ、ヘリウムガス（流量Ｑ１［Ｈｅ］＝８０Ｌ／分）、窒素ガス（流量Ｑ１［Ｎ2］＝４０Ｌ／分）、酸素ガス（流量Ｑ１［Ｏ2］＝０．６Ｌ／分）を混合したプロセスガスを導入し、ガスカーテン機構2a,2bの噴射ノズル角度θa,θbを４５度、ガスカーテン機構2a,2bの流量Ｑ２，Ｑ３を２００Ｌ／分、排気機構3a,3bの流量Ｑ４，Ｑ５を１３０Ｌ／分に設定する。
【００４２】
次に、筐体200が矢印21の方向へ移動し、ｄ＝１００ｍｍになるとθaが４５度から６０度に変更される。次に、ｄ＝０ｍｍになると、Ｑ１［Ｏ2］が０．６Ｌ／ｍｉｎから０．５Ｌ／ｍｉｎに、Ｑ２，Ｑ３が２００Ｌ／ｍｉｎから２２０Ｌ／ｍｉｎに，Ｑ４，Ｑ５が１３０Ｌ／ｍｉｎから１４０Ｌ／ｍｉｎに、θaが６０度から４５度に変更される。
次に、被処理物4が電極部19aと対向する期間には、電源20aがオンになり、プラズマが生成される。そして、ガスカーテン機構2bが被処理物4の後端（右端）から離れると、Ｑ１［Ｏ2］が０．５Ｌ／ｍｉｎから０．６Ｌ／ｍｉｎに、Ｑ２，Ｑ３が２２０Ｌ／ｍｉｎから２００Ｌ／ｍｉｎに、Ｑ４，Ｑ５が１４０Ｌ／ｍｉｎから１３０Ｌ／ｍｉｎに変更される。この時、θbは４５度から６０度に変更された後、４５度に変更される。
【００４３】
なお、これらの各設定値は、実施形態１と同様に予備工程で実験的に予め取得されたものである。
このようにしてプラズマ生成期間、つまり被処理物4の処理期間の酸素濃度が実施形態１と同様に所定値以下になり、良好なプラズマ処理が可能となる。
【００４４】
（実施形態３）
図３は、本発明の実施形態３によるプラズマプロセス装置の構成を説明する構成説明図である。このプラズマプロセス装置は、インライン方式の基板処理や、シート状、あるいは、ロール状の被処理物の処理をする装置である。
【００４５】
図３に示すように、実施形態３によるプラズマプロセス装置は、筐体300と、上下に対向するプラズマ処理部22a,22b及び搬送機構13を備える。プラズマ処理部22a,22bは、それぞれ板状の被処理物4の上方、及び、下方に配置されている。被処理物4は搬送機構（コロ）13に搭載され、矢印21の方向へ搬送される。
筐体300は、ガスカーテン機構2a,2b,2c,2dと、排気処理機構3a,3b,3c,3dとを備える。
各ガスカーテン機構と、各排気機構とは、矢印21方向に50mmの距離を有している。
【００４６】
プラズマ処理部22a,22bにはそれぞれ電極部19a,19bが設置されている。電極部19a,19bには電源20a,20bが接続されて電力が供給されると共に、電極部19a,19bには後述するようにプロセスガス用配管18を介してプロセスガス用ガスボンベ11からプロセスガスが供給される。なお、プロセスガスとしては、ヘリウム，窒素，酸素の各ボンベを用意し、それらのボンベから供給されるガスを混合したものを用いるが、ここでは説明を簡単にするため、それらをまとめてプロセスガス用ガスボンベ11として説明する。
【００４７】
電極部19aと電極部19bで挟まれる空間をプラズマ生成領域1a、筐体300の両端の開口部1cからプラズマ生成領域1aまでの空間を通路（被処理物搬入・搬出路）1bとする。
電極部19a,19bにはそれぞれ複数の電極23が設置されている。電極部23は、実施形態1,2と同様に図８に示す構造を有する。
【００４８】
図3に示すガス分析計５は、プラズマ処理部22a,22bから複数のガス分析用配管5aを介してプラズマ生成領域1a及び通路1b付近に存在するガスを採取し、ガス成分を計測し、検出データをデータ伝送線15を通じてデータ処理部（制御部）6に送る。データ処理部6はあらかじめ実験（予備工程）でこれらの検出データを取得しておく。
【００４９】
そして、本工程において、プロセスガス流量Ｑ１、ガスカーテン機構2a〜2dのガスカーテン流量Ｑ２a〜Ｑ２d、及び、排気機構3a〜3dの排気流量Ｑ３a〜Ｑ３dを前記検出データを参照して設定する。同時に、データ処理部6は、各設定値を、プロセスガス流量調整機構9、ガスカーテン流量調整機構7、排気流量調整機構8に送り、流量を調整すると共に、電源20a,20bの出力調整と出力のオン・オフ制御と、搬送機構13の駆動制御を行うようになっている。
【００５０】
ガスカーテン用ガスは、カーテンガス用ガスボンベ10からカーテンガス用配管16、及び、ガスカーテン流量調整機構7を介してガスカーテン機構2a〜2dへ供給される。プラズマ生成領域1a及び通路1b付近に存在するガスは、排気機構3a〜3d、排気用配管17、及び、排気流量調整機構8、排気手段12を介して装置外へ排気される。プロセスガスは、プロセスガス用ガスボンベ11からプロセスガス用配管18、及び、プロセスガス流量調整機構9を介して電極部19a,19bへ供給される。
【００５１】
ここで、ガスカーテン機構2a,2b,2c,2dの詳細について説明する。図６は、実施形態３によるプラズマプロセス装置のガスカーテン機構2a〜2dのガス噴出ノズル30a〜30dの一例を示す説明図である。
図６のガスカーテン機構2a,2cは、ガス噴出ノズル30a,30cが筐体300の被処理物入口側の端部にあり、このガス噴出ノズル30a,30cから被処理物4に向けガスが噴出される。また、ガスカーテン機構2b,2dは、ガス噴出ノズル30b,30dが筐体300の被処理物出口側の端部にあり、ガス噴出ノズル30b,30dから筐体300の被処理物4に向けガスが噴出される。それにより、処理部22a,22bからのプロセスガスの流出が少なくなる。
【００５２】
図７は、ガスカーテン機構2a〜2dのガス噴出ノズル30a〜30dの位置が図６と異なる例を示す図である。図７のガスカーテン機構2a〜2dも、上下に対向しているが、ガス噴出ノズル30a〜30dが筐体300の被処理物入口側端部および出口側端部よりも所定距離だけ奥へ引き込まれている。このようにすると被処理物4に対してカーテンガスが接する面積が広くなるため、外気混入防止効果が上昇する。
【００５３】
被処理物4が筐体300に対して矢印21の方向に搬送される際、筐体300と被処理物4との相対位置が図示しない位置センサにより検出され、データ処理部6へ送られる。データ処理部6は検出された相対位置の変化に伴い、ガスカーテン機構2a〜2dのガス噴出ノズル30a〜30dの角度（θa〜θd）を変化させる。
【００５４】
次に実施形態３におけるプラズマプロセス装置を用いたプラズマプロセス処理について説明する。
被処理物4であるガラス基板は、搬送機構13によって筐体300（矢印21の方向）へ搬送され、プラズマ処理を行う。
【００５５】
最初、図３に示す被処理物4の先端（左端）が筐体300からｄ＝１００ｍｍ以上離れた状態で、プラズマ処理部22aへ、ヘリウムガス（流量Ｑ１［Ｈｅ］＝８０Ｌ／分）、窒素ガス（流量Ｑ１［Ｎ2］＝４０Ｌ／分）、酸素ガス（流量Ｑ１［Ｏ2］＝０．６Ｌ／分）を混合したプロセスガスを導入し、ガスカーテン機構2a〜2dの噴射ノズル角度θa＝θb＝θc＝θd＝４５度、ガスカーテン機構2a〜2dの流量Ｑ２a〜Ｑ２dを２００Ｌ／分、排気機構3a〜3dの流量Ｑ３a〜Ｑ３dを１３０Ｌ／分に設定する。
【００５６】
次に、被処理物4が矢印21の方向へ移動し、ｄ＝１００ｍｍになるとθa，θcが４５度から６０度に変更される。そして、ｄ＝０ｍｍになると、Ｑ１［Ｏ2］が０．６Ｌ／ｍｉｎから０．５Ｌ／ｍｉｎに、Ｑ２a〜Ｑ２dが２００Ｌ／ｍｉｎから３００Ｌ／ｍｉｎに，Ｑ３a〜Ｑ３dが１３０Ｌ／ｍｉｎから１４０Ｌ／ｍｉｎに、θa,θcが６０度から４５度に変更される。
次に、被処理物4がプラズマ生成領域1aに入って出るまでの期間には、電源20a,20bがオンになり、プラズマが生成される。
【００５７】
そして、ガスカーテン機構2b,2dから被処理物4の後端（右端）が離れると、Ｑ１［Ｏ2］が０．５Ｌ／ｍｉｎから０．６Ｌ／ｍｉｎに、Ｑ２a〜Ｑ２dが３００Ｌ／ｍｉｎから２００Ｌ／ｍｉｎに、Ｑ３a〜Ｑ３dが１４０Ｌ／ｍｉｎから１３０Ｌ／ｍｉｎに変更される。そして、θb,θdは４５度から６０度に変更された後、再び４５度に変更される。
【００５８】
なお、これらの各設定値は、実施形態１，２と同様に予備工程で実験的に予め取得されたものである。
このようにしてプラズマ生成期間、つまり被処理物4の処理期間の酸素濃度が実施形態１，２と同様に所定値以下になり、良好なプラズマ処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態１によるプラズマプロセス装置の構成を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態２によるプラズマプロセス装置の構成を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態３によるプラズマプロセス装置の構成を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態１によるプラズマプロセス装置の筐体を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態１，２におけるガスカーテン機構を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態３におけるガスカーテン機構を示す説明図である。
【図７】図６の変形例を示す説明図である。
【図８】本発明の実施形態１〜３における電極を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態１における要部断面図である。
【図１０】本発明の実施形態２における要部断面図である。
【図１１】本発明の実施形態１におけるガスカーテン機構の構造図である。
【符号の説明】
【００６０】
100,200,300  筐体
1a  プラズマ生成領域
1b  通路
1c  開口部
2a,2b,2c,2d  ガスカーテン機構
3a,3b,3c,3d  排気機構
4  被処理物
5  ガス分析計
5a  ガス分析用配管
6  データ処理部
7  ガスカーテン流量調整機構
8  排気流量調整機構
9  プロセスガス流量調整機構
10  カーテンガス用ガスボンベ
11  プロセスガス用ガスボンベ
12  排気手段
13  搬送機構
14  ステージ
15  データ伝送線
16  カーテンガス用配管
17  排気用配管
18  プロセスガス用配管
19a,19b  電極部
20a,20b  電源
22a,22b  プラズマ処理部
23  電極
30a, 30b  ガス噴射ノズル
【図１】
2009099361.tif 000003
【図２】
2009099361.tif 000004
【図３】
2009099361.tif 000005
【図４】
2009099361.tif 000006
【図５】
2009099361.tif 000007
【図６】
2009099361.tif 000008
【図７】
2009099361.tif 000009
【図８】
2009099361.tif 000010
【図９】
2009099361.tif 000011
【図１０】
2009099361.tif 000012
【図１１】
2009099361.tif 000013