JP2003306774A

JP2003306774A - プラズマ放電処理装置

Info

Publication number: JP2003306774A
Application number: JP2002116085A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Tanaka; 武志田中
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-04-18
Filing date: 2002-04-18
Publication date: 2003-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】洗浄処理、製膜処理、エッチング処理の一連
の表面処理を効率良く行うことができ、また、膜厚ムラ
のない均一な薄膜を形成することができるプラズマ放電
処理装置を提供すること。【解決手段】プラズマ放電処理装置１は、ガス供給手
段と、ガス供給手段によって供給された不活性ガスを大
気圧または大気圧近傍の圧力の下で電圧を印加して励起
不活性ガスを発生させ、反応性ガスをプラズマ化し、プ
ラズマ化した反応性ガスまたは励起不活性ガスを基材Ｌ
に接触させることによって基材Ｌの表面処理を行うプラ
ズマ放電処理手段４とを備えている。プラズマ放電処理
手段４は、励起不活性ガスを基材Ｌに接触させることに
よって洗浄を行う洗浄処理と、励起不活性ガスおよびプ
ラズマ化した反応性ガスを基材Ｌに接触させることによ
って製膜する製膜処理と、励起不活性ガスを基材Ｌに接
触させることによってエッチングを行うエッチング処理
とを、選択的に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基材表面の洗浄処
理、製膜処理、エッチング処理を行うことのできるプラ
ズマ放電処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＬＳＩ、半導体素子、液晶表
示デバイス等の各種製品には、基材上に電極膜、誘電体
保護膜、反射防止膜等の高機能性の薄膜を設けた材料が
多数用いられている。このような高機能性の薄膜の形成
方法としては、例えば、塗布に代表される湿式製膜法
や、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティ
ング法等に代表される真空を用いた乾式製膜法が知られ
ている。また、近年では、大気圧あるいは大気圧近傍の
圧力下で放電し、反応性ガスをプラズマ励起し、電極間
に配置した基材などの表面に薄膜を形成する大気圧プラ
ズマ法（特開平１１−１３３２０５号、特開２０００−
１８５３６２号、特開平１１−６１４０６号、特開２０
００−１４７２０９号、特開２０００−１２１８０４号
等に開示）が知られている。

【０００３】ところで、上述したように大気圧プラズマ
法によって形成される光学薄膜は、例えば、製膜する前
の基材表面に異物が付着していた場合に、これが原因と
なって製膜後、膜厚ムラが生じることがあるので、薄膜
を形成するための設備のクリーン度を高めたり、製膜す
る前に基材表面の洗浄を行っている。そして、洗浄処理
した後に製膜処理を行い、製膜された薄膜を所定の膜厚
となるようにエッチング処理を行うことがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これら洗浄処
理、製膜処理、エッチング処理は、それぞれ異なる装置
で行っていたので、作業が繁雑となりこれら一連の表面
処理を効率良く行うことができなかった。また、洗浄処
理後の基材表面に製膜処理をすぐに行うことができず、
製膜処理前に基材表面に再び異物等が付着することがあ
り、膜厚ムラのない均一な薄膜を形成することが困難で
あった。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、洗浄処理、製膜処理、エッチング処理の一連の表面
処理を効率良く行うことができ、また、膜厚ムラのない
均一な薄膜を形成することができるプラズマ放電処理装
置を提供することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、複数種類の反応性ガスおよび不
活性ガスを供給するガス供給手段と、ガス供給手段によ
って供給された不活性ガスを大気圧または大気圧近傍の
圧力の下で電圧を印加して励起不活性ガスを発生させ、
前記反応性ガスをプラズマ化し、前記プラズマ化した反
応性ガスまたは励起不活性ガスを基材に接触させること
によって基材の表面処理を行うプラズマ放電処理手段
と、を備えたプラズマ放電処理装置であって、前記プラ
ズマ放電処理手段は、前記励起不活性ガスを基材に接触
させることによって基材表面の洗浄を行う洗浄処理と、
前記励起不活性ガスおよび前記プラズマ化した反応性ガ
スを基材に接触させることによって基材表面に製膜する
製膜処理と、前記励起不活性ガスを基材に接触させるこ
とによって基材表面のエッチングを行うエッチング処理
とを、選択的に行うことを特徴とする。

【０００７】請求項１の発明によれば、前記プラズマ放
電処理手段が、洗浄処理と製膜処理とエッチング処理と
を選択的に行うことによって、１つのプラズマ放電処理
手段で洗浄処理、製膜処理、エッチング処理を連続的に
行うことが可能となり、効率が良い。また、洗浄処理後
にすぐに製膜処理が行われ、製膜処理前の基材表面に再
び異物等が付着することなく、膜厚ムラのない均一な薄
膜を形成することができる。さらに、洗浄処理を行う装
置、製膜処理を行う装置、エッチング処理を行う装置を
個別に設ける必要がなく、設備の小型化を図ることがで
きる。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１記載のプラズ
マ放電処理装置において、前記基材は、枚葉状であるこ
とを特徴とする。

【０００９】請求項３の発明は、請求項２記載のプラズ
マ放電処理装置において、前記基材を、前記プラズマ放
電処理手段に対して往復移動させる移動手段を備え、前
記基材は、前記移動手段による往路または復路で、洗浄
処理、製膜処理、エッチング処理のうちのいずれかが行
われることを特徴とする。

【００１０】請求項２、３の発明によれば、請求項１と
同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、前記移
動手段によって、基材をプラズマ放電処理手段に対して
往復移動を繰り返すことにより、複数層を有する薄膜を
容易に形成することができる。

【００１１】請求項４の発明は、複数種類の反応性ガス
および不活性ガスを供給するガス供給手段と、複数のプ
ラズマ放電処理手段とを備えたプラズマ放電処理装置で
あって、前記複数のプラズマ放電処理手段はそれぞれ、
前記ガス供給手段によって供給された不活性ガスを大気
圧または大気圧近傍の圧力の下で電圧を印加して発生さ
せた励起不活性ガスを、基材に接触させることによって
基材表面を洗浄処理する少なくとも一の洗浄処理手段、
前記励起不活性ガス、および、前記ガス供給手段によっ
て供給された反応性ガスを大気圧または大気圧近傍の圧
力の下で電圧を印加してプラズマ化した反応性ガスを、
基材に接触させることによって基材表面を製膜処理する
少なくとも一の製膜処理手段、前記励起不活性ガスを基
材に接触させることによって基材表面をエッチング処理
する少なくとも一のエッチング処理手段であり、前記複
数のプラズマ放電処理手段は、互いに直列に配置されて
いることを特徴とする。

【００１２】請求項４の発明によれば、少なくとも一の
洗浄処理手段、少なくとも一の製膜処理手段、少なくと
も一のエッチング処理手段が互いに直列に配置された１
つのラインで洗浄処理、製膜処理、エッチング処理を連
続的に行うことが可能となり、効率が良い。また、洗浄
処理後にすぐに製膜処理が行われ、製膜処理前の基材表
面に再び異物等が付着することなく、膜厚ムラのない均
一な薄膜を形成することができる。さらに、洗浄処理手
段、製膜処理手段、エッチング処理手段の数を適宜変更
することによって、複数の製膜条件に対し対応が可能と
なり、多品種の薄膜を形成することができるとともに、
品種切り替えの効率化を図れる。

【００１３】請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれ
かに記載のプラズマ放電処理装置において、前記ガス供
給手段は、洗浄処理、製膜処理、エッチング処理にそれ
ぞれ応じた前記反応性ガスや不活性ガスを、前記プラズ
マ放電処理手段に選択的に供給することを特徴とする。

【００１４】請求項５の発明によれば、請求項１〜４の
いずれかと同様の効果を得ることができるのは勿論のこ
と、前記反応性ガスや不活性ガスをプラズマ放電処理手
段に選択的に供給することによって、複数種の処理に対
しフレキシブルに対応でき、効率良く基材表面に製膜を
行うことができる。

【００１５】請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれ
かに記載のプラズマ放電処理装置において、前記基材
は、前記プラズマ放電処理手段によって、洗浄処理、製
膜処理、エッチング処理の順に処理されることを特徴と
する。

【００１６】請求項６の発明によれば、請求項１〜５の
いずれかと同様の効果を得ることができるのは勿論のこ
と、前記基材は、洗浄処理、製膜処理、エッチング処理
の順に処理されるので、基材表面に膜厚ムラのない均一
な薄膜を形成することができる。

【００１７】請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれ
かに記載のプラズマ放電処理装置において、前記基材表
面を観察する表面観察手段と、前記基材表面に製膜され
た薄膜の膜厚を計測する膜厚計測手段とを備えているこ
とを特徴とする。

【００１８】請求項７の発明によれば、請求項１〜６の
いずれかと同様の効果を得ることができるのは勿論のこ
と、前記表面観察手段により基材表面を観察することに
よって、基材表面の洗浄が確実に行われているかを確認
することができ、膜厚ムラのない薄膜を形成することが
できる。また、前記膜厚計測手段によって基材表面の薄
膜の膜厚を計測することによって、膜厚が薄ければ再び
製膜処理を行い、厚ければエッチング処理を行うことが
でき、均一な膜厚を有する薄膜を確実に形成することが
できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１および第２の
実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は
これに限定されない。また、以下の説明には用語等に対
する断定的な表現が含まれている場合があるが、本発明
の好ましい例を示すものであって、本発明の用語の意義
や技術的な範囲を限定するものではない。

【００２０】本発明の第１の実施の形態のプラズマ放電
処理装置は、基材表面の洗浄処理、製膜処理、エッチン
グ処理を行うことを可能とする装置である。すなわち、
後述する１つのプラズマ放電処理手段において洗浄処
理、製膜処理、エッチング処理が選択的に行われる。本
発明で用いられる基材としては、後述する移動手段（下
側平板電極）に装着できる枚葉状のものであれば良く、
例えば、シート状、レンズ形状や球状などの厚みを有す
るような形状の基材に表面処理を行うことができる。な
お、ここではレンズ状とする。本発明のプラズマ放電処
理装置で処理される基材の材質は特に限定はないが、セ
ルローストリアセテート等のセルロースエステル基体、
ポリエステル基体、ポリカーボネート基体、ポリスチレ
ン基体、ポリオレフィン基体、等が挙げられる。

【００２１】具体的には、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジ
アセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロ
ースアセテートプロピオネート、セルロースアセテート
フタレート、セルローストリアセテート、セルロースナ
イトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導
体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチ
レンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチ
レン系、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメ
チルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリ
エーテルスルホン、ポリスルホン系、ポリエーテルケト
ンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメ
チルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート
等を挙げることができる。これらの素材は単独であるい
は適宜混合されて使用することもできる。中でもゼオネ
ックス（日本ゼオン（株）製）、ＡＲＴＯＮ（日本合成
ゴム（株）製）などの市販品を使用することができる。
基材の用途としては、半導体素子や光学素子など挙げら
れる。ここで光学素子とは、例えばレンズ、光ファイバ
ー、その他液晶表示装置や光学製品における光関連の部
品である。

【００２２】また、これら基材の表面に、本発明のプラ
ズマ放電処理装置により形成することのできる薄膜とし
ては、電極膜、誘電体保護膜、半導体膜、透明導電膜、
エレクトロクロミック膜、蛍光膜、超伝導膜、誘電体
膜、太陽電池膜、反射防止膜、耐摩耗性膜、光学干渉
膜、反射膜、帯電防止膜、導電膜、防汚膜、ハードコー
ト膜、下引き膜、バリア膜、電磁波遮蔽膜、赤外線遮蔽
膜、紫外線吸収膜、潤滑膜、形状記憶膜、磁気記録膜、
発光素子膜、生体適合膜、耐食性膜、触媒膜、ガスセン
サ膜、装飾膜などである。

【００２３】図１は、本発明の第１の実施の形態を示す
ためのもので、プラズマ放電処理装置の全体構成を示す
概略図、図２は、プラズマ放電処理手段の構成を示す概
略図である。まず、構成を説明する。図１に示すよう
に、プラズマ放電処理装置１は、その基本構成として、
複数のガス供給部２，…、ガス混合切り替え器３、プラ
ズマ放電処理手段４、移動手段（後述する下側平板電極
７b）、制御手段１０（図３参照）等を備えている。

【００２４】ガス供給部２には、複数種類の反応性ガス
や不活性ガスが各ガス毎に充填されている。そして、こ
れらガス供給部２，…は、ガス混合切り替え器３に連結
されている。また、ガス切り替え器３には、常温常圧で
液体または固体の反応性ガスを気化する気化装置５など
の手段が連結されている。ガス混合切り替え器３は、連
結された各ガス供給部２，…から、制御手段１０によっ
て選択された所定のガスをプラズマ放電処理手段４に供
給する。なお、反応性ガスが液体または固体の場合に
は、気化装置５によりガスにした後、ガス混合切り替え
器３に送られる。そして、これらガス供給部２，…とガ
ス混合切り替え器３とによってガス供給手段が構成され
ている。

【００２５】本発明に用いられる反応性ガスとして、好
ましくは、有機フッ素化合物、金属化合物を挙げること
が出来る。有機フッ素化合物を用いることにより反射防
止層等に有用な低屈折率層や防汚層を形成することがで
きる。金属化合物では、低屈折率層、中屈折率層、高屈
折率層や、ガスバリア層、帯電防止層、透明導電層を形
成することができる。有機フッ素化合物としては、フッ
化炭素やフッ化炭化水素等のガスが好ましく、例えば、
フッ化メタン、フッ化エタン、テトラフルオロメタン、
ヘキサフルオロエタン、１，１，２，２−テトラフルオ
ロエチレン、１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロ
プロパン、ヘキサフルオロプロペン、６−フッ化プロピ
レン等のフッ化炭素化合物；１，１−ジフルオロエチレ
ン、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１，
２，２，３−ペンタフルオロプロパン等のフッ化炭化水
素化合物；ジフルオロジクロロメタン、トリフルオロク
ロロメタン等のフッ化塩化炭化水素化合物；１，１，
１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール、
１，３−ジフルオロ−２−プロパノール、パーフルオロ
ブタノール等のフッ化アルコール；ビニルトリフルオロ
アセテート、１，１，１−トリフルオロエチルトリフル
オロアセテート等のフッ化カルボン酸エステル；アセチ
ルフルオライド、ヘキサフルオロアセトン、１，１，１
−トリフルオロアセトン等のフッ化ケトン等を挙げるこ
とが出来るが、これらに限定されない。

【００２６】有機フッ素化合物は、プラズマ放電処理に
よって腐食性ガスあるいは有害ガスが発生しないような
化合物を選ぶのが好ましいが、それらが発生しない条件
を選ぶことも出来る。有機フッ素化合物を本発明に有用
な反応性ガスとして使用する場合、常温常圧で有機フッ
素化合物が気体であることが目的を遂行するのに最も適
切な反応性ガス成分としてそのまま使用でき好ましい。
これに対して常温常圧で液体または固体の有機フッ素化
合物の場合には、図１に示すように、加熱や減圧等の気
化装置５などの手段を設けることによって気化して使用
すればよく、また適切な有機溶媒に溶解して噴霧あるい
は蒸発させて用いてもよい。

【００２７】金属化合物としては、Ａｌ、Ａｓ、Ａｕ、
Ｂ、Ｂｉ、Ｃａ、Ｃｄ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇ
ａ、Ｇｅ、Ｈｇ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎ
ａ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｓｂ、Ｓｅ、Ｓｉ、Ｓ
ｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、ＺｎまたはＺｒ等の金属化合物
または有機金属化合物を挙げることができ、Ａｌ、Ｇ
ｅ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｗ、ＺｎまたはＺ
ｒが金属化合物として好ましく用いられるが、特に、珪
素化合物、チタン化合物、錫化合物、亜鉛化合物、イン
ジウム化合物、アルミ化合物、銅化合物、銀化合物が好
ましい。

【００２８】これらのうち珪素化合物としては、例え
ば、ジメチルシラン、テトラメチルシラン、テトラエチ
ルシラン等のアルキルシラン；テトラメトキシシラン、
テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、ジメ
チルジエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エ
チルトリエトキシシラン等の珪素アルコキシド等の有機
珪素化合物；モノシラン、ジシラン等の珪素水素化合
物；ジクロルシラン、トリクロロシラン、テトラクロロ
シラン等のハロゲン化珪素化合物；その他オルガノシラ
ン等を挙げることが出来、何れも好ましく用いることが
出来る。また、これらは適宜組み合わせて用いることが
出来る。上記の珪素化合物は、取り扱い上の観点から珪
素アルコキシド、アルキルシラン、珪素水素化合物が好
ましく、腐食性、有害ガスの発生がなく、工程上の汚れ
なども少ないことから、特に有機珪素化合物として珪素
アルコキシドが好ましい。

【００２９】チタン化合物、錫化合物、亜鉛化合物、イ
ンジウム化合物、アルミ化合物、銅化合物、銀化合物と
しては、有機金属化合物、ハロゲン化金属化合物、金属
水素化合物、金属アルコキシド化合物が好ましい。有機
金属化合物の有機成分としてはアルキル基、アルコキシ
ド基、アミノ基が好ましく、テトラエトキシチタン、テ
トライソプロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テ
トラジメチルアミノチタン等を好ましく挙げることが出
来る。有機チタン化合物、有機錫化合物、有機亜鉛化合
物、有機インジウム化合物、有機アルミ化合物、有機銅
化合物、有機銀化合物は、中屈折率層や高屈折率層を形
成するのに非常に有用である。ハロゲン化金属化合物と
しては、二塩化チタン、三塩化チタン、四塩化チタン等
を挙げることができ、更に金属水素化合物としては、モ
ノチタン、ジチタン等を挙げることができる。本発明に
おいては、チタン系の有機金属化合物を好ましく用いる
ことができる。

【００３０】また、常温常圧で液体または固体の金属化
合物の場合、有機フッ素化合物と同様に図１に示すよう
に、加熱や減圧等の気化装置５などの手段を設けること
によって気化して使用すればよく、また適切な有機溶媒
に溶解して噴霧加熱あるいは蒸発させて用いてもよい。

【００３１】本発明に用いられる不活性ガスとしては、
Ｈｅ、Ａｒ等の希ガスが好ましく用いられるが、Ｈｅと
Ａｒを混合した希ガスも好ましく、気体中に占める不活
性ガスの割合は、９０体積％〜９９．９体積％であるこ
とが好ましい。大気圧プラズマを効率よく発生させると
いう点から不活性ガス中のＡｒガス成分を多くするのも
好ましいが、コスト的な観点からもＡｒガス成分を９０
体積％〜９９．９体積％を用いるのが好ましい。なお、
不活性ガスには水素ガスや酸素ガスを不活性ガスに対し
て０．１体積％〜１０体積％混合させて使用してもよ
く、このように補助的に使用することにより薄膜の硬度
を著しく向上させることが出来る。

【００３２】プラズマ放電処理手段４は、励起不活性ガ
スを基材Ｌに接触させることによって基材表面の洗浄を
行う洗浄処理と、励起不活性ガスおよびプラズマ化した
反応性ガスを基材Ｌに接触させることによって基材表面
に製膜する製膜処理と、励起不活性ガスおよび酸素を基
材Ｌに接触させることによって基材表面のエッチングを
行うエッチング処理とを、選択的に行うように制御手段
１０によって制御されている。すなわち、これら洗浄処
理、製膜処理、エッチング処理は、基材表面に接触させ
るガスの種類の違いによって異なる処理である。

【００３３】また、図２に示すように、プラズマ放電処
理手段４は、電源６と、電源６に接続した電極７と、ガ
ス流路部８、ノズル８b等から概略構成されている。

【００３４】電極７は、略矩形状の二枚の平板電極７a,
７bが用いられており、これら平板電極７a,７bが上下に
対向して配置されている（以下、二枚の平板電極７a,７
bのうちの上側の電極を「上側平板電極７a」、下側の電
極を「下側平板電極７b」と言う）。なお、電極７内部
は中空に形成されており、放電中は水や温水などによっ
て冷却あるいは保温できるようになっている。

【００３５】上側平板電極７aに印加する電圧の周波数
は、８００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚであることが好ま
しい。電源６としては、例えば、パール工業製高周波電
源（８００ｋＨｚ）、日本電子製高周波電源（１３．５
６ＭＨｚ）等を使用することができる。

【００３６】下側平板電極７bは、アースに接地されて
おり、基材Ｌをその表面に装着し、かつ、基材Ｌを、後
述するノズル８bによるガス噴出位置に対して前後方向
に往復移動可能な前記移動手段とされている。したがっ
て、基材Ｌは、移動手段（下側平板電極７b）による往
路または復路で、洗浄処理、製膜処理、エッチング処理
のいずれかが行われる。例えば、洗浄処理、製膜処理、
エッチング処理をこの順序で１回ずつ行う場合には、基
材Ｌをガス噴出位置に対して、基材Ｌの一端部から他端
部へ基材Ｌを移動させることによって洗浄処理が行わ
れ、基材Ｌを該基材Ｌの他端部から一端部まで移動させ
ることによって製膜処理が行われ、基材Ｌを該基材Ｌの
一端部から他端部まで移動させることによってエッチン
グ処理が行われる。

【００３７】また、図示は省略するが、平板電極７a,７
bの対向する面（内面）であって、これら平板電極７a,
７bのうち少なくとも一方の平板電極７a,７bは誘電体で
被覆されている。この誘電体は、例えば、Ａｌ₂Ｏ₃セラ
ミックスを溶射後、アルコキシシランで封孔処理したも
のである。電極７の材料には、銀、白金、ステンレス、
アルミニウム、鉄、チタン等の金属を用いることができ
る。ステンレスは加工し易く好ましく用いることができ
る。誘電体としては、ケイ酸塩系ガラス・ホウ酸塩系ガ
ラス・リン酸塩系ガラス・ゲルマン酸塩系ガラス・亜テ
ルル酸塩ガラス・アルミン酸塩ガラス・バナジン酸塩ガ
ラス等を用いることが出来る。この中でもホウ酸塩系ガ
ラスが加工し易い。また、気密性の高い高耐熱性のセラ
ミックスを焼結したセラミックスを用いることも好まし
い。セラミックスの材質としては例えばアルミナ系、ジ
ルコニア系、窒化珪素系、炭化珪素系のセラミックスが
挙げられるが、中でもアルミナ系のセラミックスが好ま
しく、アルミナ系のセラミックスの中でも特にＡｌ₂Ｏ₃
を用いるのが好ましい。アルミナ系のセラミックスの厚
みは１ｍｍ程度が好ましく、体積固有抵抗は１０⁸Ω・
ｃｍ以上が好ましい。

【００３８】セラミックスは、無機質材料で封孔処理さ
れているのが好ましく、これにより電極７の耐久性を向
上させることができる。封孔処理はセラミックスに封孔
剤である金属アルコキシドを主原料とするゾルをセラミ
ックス上に塗布した後に、ゲル化させて硬化させること
で、強固な３次元結合を形成させ均一な構造を有する金
属酸化物によって、セラミックスの封孔処理をすること
ができる。また、ゾルゲル反応を促進するためにエネル
ギー処理を行うことが好ましい。ゾルにエネルギー処理
をすることによって、金属−酸素−金属の３次元結合を
促進することができる。エネルギー処理には、プラズマ
処理や、２００℃以下の加熱処理、ＵＶ処理が好まし
い。

【００３９】ガス流路部８は、上側平板電極７aに隣接
して設けられている。このガス流路部８は、反応性ガス
や不活性ガスを送給するためのものであり、ガス流路部
８の上部にはガス給気口８ａが設けられている。そし
て、このガス給気口８ａはガス混合切り替え器３に連結
しており、ガス混合切り替え器３からガス流路部８内に
所定の反応性ガスや不活性ガスが供給されるようになっ
ている。

【００４０】ガス流路部８の下部には、送給された所定
の反応性ガスや不活性ガスを二枚の平板電極７a,７b間
に放出するためのノズル８bが設けられている。ノズル
８bから供給された反応性ガスや不活性ガスは、二枚の
平板電極７a,７b間で下側平板電極７b上に装着された基
材Ｌに接触することによって基材Ｌの表面処理が行われ
る。

【００４１】また、図示しないが上側平板電極７aに隣
接して、基材Ｌの表面に噴出したガスを吸引する吸引手
段を設けるようにしても良い。

【００４２】さらに、基材Ｌの表面状態を観察する表面
観察装置（図示しない）や、製膜された基材Ｌの薄膜の
膜厚を測定する膜厚測定装置（図示しない）が、基材Ｌ
の表面近傍に設置されている。表面観察装置は、例え
ば、基材Ｌの表面状態を観察するためのモニタであり、
洗浄処理後の基材表面を観察し、基材表面に有機物やガ
ス等の異物が付着している場合には、再度洗浄処理を行
うように制御手段１０が制御している。

【００４３】膜厚測定装置は、製膜処理後の基材Ｌに対
して、膜厚を測定し、所定の膜厚となった際にはその状
態を維持し、膜厚が所定の厚さより厚い場合にはエッチ
ング処理を行い、薄い場合にはさらに製膜処理を行うよ
うに制御手段１０が制御している。なお、膜厚精度が厳
しく製膜条件のみで所定の膜厚とするのが難しい際に
は、予め膜厚を厚く形成しておき、エッチング処理によ
って所定の膜厚を有する薄膜を形成するようにする。

【００４４】さらに、基材表面に付着した無機質的な繊
維等の異物を除去するために、例えば、基材Ｌの表面近
傍にクリーナーと除電器とからなるクリーナー除電器９
（図１参照）等を設置し、製膜処理を行う前にクリーナ
ー除電器９によって洗浄するようにしても良い。クリー
ナーは、超高速エアー吹きつけ法、ブラシ式、粘着ロー
ル方式等が好ましい。また、除電器をクリーナーの前も
しくは前後、後ろに設置することが好ましく、静電気除
去ブラシを支持体近傍もしくは接触させるように設置し
たり、イオンを含むエアーを吹き付けるイオナイザーや
春日電気製の高密度除電器等が使用可能である。

【００４５】図３は、プラズマ放電処理装置の機能的構
成を概略して示す図である。以下、図３を参照してプラ
ズマ放電処理装置１の機能的構成について説明する。制
御手段１０はインターフェース１１、ＲＯＭ（Read Onl
y Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１
３、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１４等から構
成され、ＲＯＭ１２中に書き込まれている制御プログラ
ムやパターンデータに従いインターフェース１１に接続
された各部の動作を制御するようになっている。

【００４６】インターフェース１１は、ガス供給手段
（ガス供給部２，…、ガス混合切り替え器３）、プラズ
マ放電処理手段４、移動手段（下側平板電極７b）、平
板電極７a,７bに所定の周波数および出力の電圧を印加
するための電源６、表面観察装置、膜厚測定装置等が電
気的に接続されている。

【００４７】ＲＯＭ１２には、プラズマ放電処理装置１
の動作に必要な各種制御プログラムが書き込まれてい
る。ＲＡＭ１３は、電力が供給されている間だけ入力さ
れたデータを複数記憶可能であり、各種データの記憶領
域とＣＰＵ１４による作業領域などが備えられている。
ＣＰＵ１４は、ＲＯＭ１２に格納されている各種プログ
ラムの中から指定されたプログラムをＲＡＭ１３内の作
業領域に展開し、指定されたパターンデータに応じてプ
ログラムに従った各種処理を実行する。

【００４８】パターンデータは、基材表面に行う処理
（洗浄処理、製膜処理、エッチング処理）に応じて、反
応性ガスまたは不活性ガスの種類、反応性ガスの流量ま
たは不活性ガスの流量、電極７a,７bに印加する電圧の
出力値および周波数、移動手段の移動速度および移動方
向、排気ガスの流量等が設定されたデータであり、この
ようなパターンデータが複数予めＲＯＭ１２に記憶され
ている。

【００４９】そして、作業者が、複数のパターンデータ
から任意の処理に応じたパターンデータを選択すること
で、ＣＰＵ１４が制御プログラムに従い、例えば、ガス
供給手段のガス供給部２，…から、所定の反応性ガスや
不活性ガスをプラズマ放電処理手段４に供給する。この
際に、下側平板電極７bである移動手段をガス噴出位置
に対して移動させることによって、移動手段に装着され
た基材Ｌに、所定の表面処理を行うようになっている。

【００５０】なお、制御手段１０については、図３に示
した構成に限定されず、本発明の趣旨の範囲内で適宜変
更可能である。

【００５１】次に、プラズマ放電処理装置１の動作を説
明する。図４は、制御手段により実行される基材表面処
理を示すフローチャートである。以下、図４を参照して
基材表面処理について説明する。制御手段１０は、基材
表面観察装置において移動手段（下側平板電極７b）に
装着された基材Ｌの表面状態をモニタ等に表示する（ス
テップＳ１）。モニタに表示された画像から、ユーザに
より洗浄処理が十分でないと判断されて、洗浄処理の実
行の指示があると（ステップＳ２；Ｎ）、制御手段１０
は指示に従って洗浄処理を行う（ステップＳ３）。すな
わち、基材Ｌを装着した移動手段は、基材Ｌを、ガス噴
出位置まで移動させることによって基材表面の洗浄処理
を行う。洗浄処理後、制御手段１０はステップＳ１に戻
り、洗浄処理後の基材Ｌの表面状態をモニタ等に表示さ
せる。ステップＳ２において、ユーザにより洗浄処理が
十分であると判断されて製膜処理の実行を指示されるま
で上記ステップＳ１〜Ｓ３を繰り返し実行する。

【００５２】ステップＳ２において、ユーザにより洗浄
処理が十分であると判断されて製膜処理実行の指示があ
ると（ステップＳ２；Ｙ）、制御手段１０は指示に従っ
てノズル８b内のガスを置換し（ステップＳ４）、製膜
処理を行う（ステップＳ５）。すなわち、基材Ｌを装着
した移動手段は、基材Ｌを、ガス噴出位置まで移動させ
ることによって基材表面の製膜処理を行う。製膜処理
後、基材表面に形成された薄膜の膜厚を膜厚測定装置に
よって測定する（ステップＳ６）。膜厚測定後、形成す
べき所定の膜厚であれば（ステップＳ７；Ｙ）終了し、
形成すべき所定の膜厚よりも厚く、エッチング処理実行
の指示があると（ステップＳ８；Ｙ）、制御手段１０は
指示に従ってノズル８b内のガスを置換し（ステップＳ
９）、エッチング処理を行う（ステップＳ１０）。すな
わち、基材Ｌを装着した移動手段は、基材Ｌを、ガス噴
出位置まで移動させることによって基材表面のエッチン
グ処理を行う。

【００５３】ステップＳ８において、所定の膜厚よりも
薄く、エッチング処理を実行しないという指示がある
と、製膜処理が必要だと判断され、製膜処理の実行の指
示があると（ステップＳ８；Ｎ）、制御手段１０は指示
に従って製膜処理を行う（ステップＳ５）。ステップＳ
７において形成すべき所定の膜厚となるか、もしくは、
ステップＳ８において、形成すべき所定の膜厚よりも厚
く、エッチング処理を実行すると指示されるまで上記ス
テップＳ５〜Ｓ７もしくはＳ８を繰り返し実行する。

【００５４】ノズル８b内のガス置換を行い（ステップ
Ｓ９）、エッチング処理が行われた後（ステップＳ１
０）、再び薄膜の膜厚を膜厚測定装置によって測定する
（ステップＳ１１）。膜厚測定後、形成すべき所定の膜
厚であれば（ステップＳ１２；Ｙ）、制御手段１０は基
材表面処理を終了し、所定の膜厚でなければ（ステップ
Ｓ１２；Ｎ）、ステップＳ８に戻り、所定の膜厚となる
まで上記ステップＳ８〜Ｓ１２を繰り返し実行する。

【００５５】次に、洗浄処理、製膜処理、エッチング処
理について詳細に説明する。洗浄処理は、制御手段１０
が、ガス供給手段を駆動させることによってガス供給部
２，…から所定の不活性ガスを、ガス混合切り替え器３
を介してプラズマ放電処理手段４に供給する。すなわ
ち、ガス給気口８aからガス流路部８内に不活性ガスを
導入し、ノズル８bから電極７a,７b間に噴出し、大気圧
または大気圧近傍の圧力下で不活性ガスを存在させる。
そして、電源６によって電極７a,７b間に電圧が印加さ
れ、電極７a,７b間に存在する不活性ガスを励起し、励
起不活性ガスを発生させる。この励起不活性ガスを、移
動手段に装着された基材Ｌに接触させることで基材表面
の洗浄が行われる。

【００５６】製膜処理は、制御手段１０が、ガス供給手
段を駆動させることによって、ガス供給部２，…から所
定の不活性ガスおよび反応性ガス、気化装置５により気
化された反応性ガスをガス混合切り替え器３を介して、
不活性ガスおよび反応性ガスをプラズマ放電処理手段４
に供給する。すなわち、プラズマ放電処理手段４のガス
給気口８aからガス流路部８内に不活性ガスおよび反応
性ガスを導入し、ノズル８bから電極７a,７b間に噴出
し、大気圧または大気圧近傍の圧力下で不活性ガスを存
在させる。そして、電源６によって電極７a,７b間に電
圧が印加され、電極７a,７b間に存在する不活性ガスを
励起し、励起不活性ガスを発生させる。反応性ガスは、
電極７a,７b間で励起不活性ガスに接触することでプラ
ズマ化される。プラズマ化された反応性ガスおよび励起
不活性ガスを、移動手段に装着された基材Ｌに接触させ
ることで基材表面の製膜が行われる。

【００５７】エッチング処理は、制御手段１０が、ガス
供給手段を駆動させることによって、ガス供給部２，…
から所定の不活性ガスと酸素もしくはＣＦ₄、ＮＦ₃、Ｃ
Ｆ₃Ｌ、ＣＨ₂Ｆ₂等とをガス混合切り替え器３を介し
て、不活性ガスおよび酸素をプラズマ放電処理手段４に
供給する。すなわち、プラズマ放電処理手段４のガス給
気口８aからガス流路部８内に不活性ガスおよび酸素も
しくはＣＦ₄、ＮＦ₃、ＣＦ₃Ｌ、ＣＨ₂Ｆ₂等を導入し、
ノズル８bから電極７a,７b間に噴出し、大気圧または大
気圧近傍の圧力下で不活性ガスを存在させる。そして、
電源６によって電極７a,７b間に電圧が印加され、電極
７a,７b間に存在する不活性ガスを励起し、励起不活性
ガスを発生させる。この励起不活性ガス、酸素もしくは
ＣＦ₄、ＮＦ₃、ＣＦ₃Ｌ、ＣＨ₂Ｆ₂等を、移動手段に装
着された基材Ｌに接触させることで基材表面のエッチン
グが行われる。

【００５８】本発明の第１の実施の形態のプラズマ放電
処理装置１によれば、プラズマ放電処理手段４が、洗浄
処理と製膜処理とエッチング処理とを選択的に行うこと
によって、１つのプラズマ放電処理手段４で洗浄処理、
製膜処理、エッチング処理を連続的に行うことが可能と
なり、効率が良い。また、洗浄処理後にすぐに製膜処理
が行われ、製膜処理前の基材表面に再び異物等が付着す
ることなく、膜厚ムラのない均一な薄膜を形成すること
ができる。さらに、設備の小型化を図ることができる。

【００５９】移動手段によって、基材Ｌをガス噴出位置
に対して往復移動を繰り返すことにより、複数層を有す
る薄膜を容易に形成することができる。表面観察装置に
より、基材表面の洗浄が確実に行われているかを確認す
ることができ、膜厚ムラのない薄膜を形成することがで
きる。また、膜厚計測装置により、膜厚が薄ければ再び
製膜処理を行い、厚ければエッチング処理を行うことが
でき、均一な膜厚を有する薄膜を確実に形成することが
できる。

【００６０】図５は、本発明の第１の実施の形態の変形
例であり、プラズマ放電処理手段の構成を示す概略図で
ある。図５に示すプラズマ放電処理手段４aは、図２の
プラズマ放電処理手段４と異なり、上側平板電極７a
が、複数の平板電極７c，…が左右に対向して配置され
て構成されたもので、これら複数の電極７c，…間の隙
間がそれぞれガス流路部８c，…とされている。このよ
うに上側平板電極７aを複数の平板電極７c，…から構成
することによって、ガス混合切り替え器３から供給され
た複数種類のガスに対し、ガス流路部８cを固定するこ
とにより、ガス流路部８c，…内で接触することなく、
上側平板電極７aと下側平板電極７bとの間に噴出される
ようになっている。

【００６１】次に、本発明の第２の実施の形態のプラズ
マ放電処理装置について説明する。本発明のプラズマ放
電処理装置は、第１の実施の形態のプラズマ放電処理装
置１と異なり、後述する３つのプラズマ放電処理手段
が、それぞれ洗浄処理手段、製膜処理手段、エッチング
処理手段であり、これら洗浄処理手段、製膜処理手段、
エッチング処理手段において各処理がそれぞれ行われ
る。なお、本発明で用いられる基材としては、第１の実
施の形態と異なり、長尺な連続状の、例えば、フィルム
状の基材Ｆが挙げられる。また、基材の材質や、不活性
ガス、反応性ガスとしては、上述したのでその説明は省
略する。

【００６２】図６は、本発明の第２の実施の形態を示す
ためのもので、プラズマ放電処理装置の全体構成を示す
概略図、図７は、プラズマ放電処理手段（洗浄処理手
段）の一例を示す概略図である。まず、構成を説明す
る。図６に示すように、プラズマ放電処理装置２１は、
その基本構成として、複数のガス供給部２２，…、ガス
混合分配器２３、３つのプラズマ放電処理手段２４，
…、移動手段（後述する搬送ローラ３３，…等）、制御
手段（図示しない）等を備えている。

【００６３】ガス供給部２２には、複数種類の反応性ガ
スや不活性ガスが各ガス毎に充填されている。そして、
これら各ガス供給部２２，…は、ガス混合分配器２３に
連結されている。また、ガス混合分配器２３には、常温
常圧で液体または固体の反応性ガスを気化する気化装置
３８などの手段が連結されている。ガス混合分配器２３
は、連結された各ガス供給部２２，…から、制御手段に
よって選択された所定のガスを混合し、各プラズマ放電
処理手段２４，…（後述する洗浄処理手段２４a、製膜
処理手段２４b、エッチング処理手段２４c）に供給す
る。なお、反応性ガスが液体または固体の場合には、気
化装置３８によりガスにした後、ガス混合分配器２３に
送られる。そして、これらガス供給部２２，…とガス混
合分配器２３とによってガス供給手段が構成されてい
る。

【００６４】３つのプラズマ放電処理手段２４，…は、
励起不活性ガスを基材Ｆに接触させることによって基材
表面を洗浄処理する１つの洗浄処理手段２４aと、励起
不活性ガスおよびプラズマ化した反応性ガスを基材Ｆに
接触させることによって基材表面を製膜処理する１つの
製膜処理手段２４bと、励起不活性ガスおよび酸素もし
くはＣＦ₄、ＮＦ₃、ＣＦ₃Ｌ、ＣＨ₂Ｆ₂等を基材Ｆに接
触させることによって基材表面をエッチング処理する１
つのエッチング処理手段２４cである。すなわち、これ
ら洗浄処理手段２４a、製膜処理手段２４b、エッチング
処理手段２４cは、ガス供給手段が供給するガスの種類
の違いによりそれぞれの処理を行うように設定されてい
る。洗浄処理手段２４aと、製膜処理手段２４bと、エッ
チング処理手段２４cとは、基材Ｆの搬送方向に向かっ
て洗浄処理手段２４a、製膜処理手段２４b、エッチング
処理手段２４cの順に互いに直列に配置されている。

【００６５】洗浄処理手段２４a、製膜処理手段２４b、
エッチング処理手段２４cは、それぞれ同様の構成であ
るので、ここでは洗浄処理手段２４aの構成を例に挙げ
て説明する。図７に示すように、洗浄処理手段２４a
は、電源２５と、電源２５に接続した電極２６と、電極
２６が設置されたプラズマ放電処理容器２７と、ガス給
気口３４と、ガス排気口３５等から概略構成されてい
る。

【００６６】電極２６としては、長尺フィルム状の基材
Ｆを搬送方向（図中、時計回り）に回転するロール電極
２６aと、ロール電極２６aに対向して配置された複数の
角柱状の固定電極２６b，…とが用いられている。

【００６７】プラズマ放電処理容器２７内の入口側と出
口側とには、容器２７内に連続する予備室２８a,２８b
が設けられ、一方の予備室２８aの入口側および他方の
予備室２８bの出口側には温湿度調整部２９，２９が設
けられている。基材表面処理時に、予備室２８a,２８b
や温湿度調整部２９，２９の内圧よりも容器２７内の方
が高くなるように調節する。このように圧力差が生じる
ことにより、外部空気の混入を防止し、気体中のガスの
プラズマ化が促進される。調節方法としては、例えば吸
引ファンや真空ポンプなどを用いれば良い。また、予備
室２８a,２８b、温湿度調整部２９，２９は本発明の装
置２１において必須ではなく、またその個数や大きさに
ついては適宜変更可能である。

【００６８】上記のように圧力制御や空気の混入防止の
ための間仕切りと基材Ｆの搬送を兼ねて、プラズマ放電
処理容器２７には、仕切板３０，３０とガイドローラ３
１，３１、予備室２８a,２８bには、仕切板３０，…と
ニップローラ３２，…、温湿度調整部２９，２９には搬
送ローラ３３，…が設けられている。このように構成さ
れたプラズマ放電処理手段２４（洗浄処理手段２４a）
では、温湿度調整部２９で搬送ローラ３３，…、予備室
２８aでニップローラ３２，３２によって搬送されて、
プラズマ放電処理容器２７内でガイドローラ３１，３１
に搬送され、さらにロール電極２６aに巻回されながら
放電プラズマ処理される。次いで、予備室２８bでニッ
プローラ３２，３２、温湿度調整部２９で搬送ローラ３
３，…に搬送されて、隣接する次のプラズマ放電処理手
段２４（例えば、製膜処理手段２４b）に搬送される。
したがって、ロール電極２６a、ニップローラ３２，
…、ガイドローラ３１，…、搬送ローラ３３，…によっ
て本発明の移動手段が構成されている。

【００６９】ガス給気口３４は、ガス混合分配器２３に
連結されており、ガス供給部２２，…から送給される不
活性ガスや反応性ガスをプラズマ放電処理容器２７内に
導入し、ガス排気口３５は、処理後のガスを排気する。

【００７０】なお、プラズマ放電処理容器２７に設けら
れる固定電極２６b，…は、角柱型であるとしたが、例
えば、円柱型の固定電極を用いても良い。角柱型の固定
電極２６bは、放電範囲を拡げる効果があるので好まし
い。また、これらロール電極２６aや固定電極２６b，…
も、上述したように誘電体で被覆されている。

【００７１】以上のように構成された洗浄処理手段２４
a、製膜処理手段２４b、エッチング処理手段２４cは、
図６に示すように、各処理手段２４a,２４b,２４c間に
搬送ローラ３３，…が複数設けられており、これによっ
て基材Ｌは各処理手段２４a,２４b,２４cへ搬送される
ようになっている。

【００７２】また、第１の実施の形態と同様に、表面観
察装置３６や膜圧測定装置３６が各処理手段２４a,２４
b,２４c間の基材Ｆの表面近傍に設置されている（図４
参照）。さらに、図示しないがクリーナーと除電器とか
らなるクリーナー除電器を設置するようにしても良い。

【００７３】次に、プラズマ放電処理装置２１の機能的
構成について説明する。制御手段は、図示しないが第１
の実施の形態と同様に、インターフェース、ＲＯＭ、Ｒ
ＡＭ、ＣＰＵ等から構成され、ＲＯＭ中に書き込まれて
いる制御プログラムやパターンデータに従いインターフ
ェースに接続された各部の動作を制御するようになって
いる。

【００７４】インターフェースは、ガス供給手段（ガス
供給部２２，…、ガス混合切り替え器２３）、複数のプ
ラズマ放電処理手段２４，…（洗浄処理手段２４a、製
膜処理手段２４b、エッチング処理手段２４c）、（ロー
ル電極２６a、ニップローラ３２，…、ガイドローラ３
１，…、搬送ローラ３３，…）、ロール電極２６aや固
定電極２６b，…に所定の周波数および出力の電圧を印
加するための電源２５、表面観察装置３６、膜厚測定装
置３６等が電気的に接続されている。

【００７５】ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵの機能は、第１の
実施の形態と同様の説明であるので省略する。

【００７６】パターンデータは、各処理手段２４，…
（洗浄処理手段２４a、製膜処理手段２４b、エッチング
処理手段２４c）に応じて、反応性ガスまたは不活性ガ
スの種類、反応性ガスの流量または不活性ガスの流量、
電極２６a,２６b，…に印加する電圧の出力値および周
波数、移動手段の移動速度、排気ガスの流量等が設定さ
れたデータであり、このようなパターンデータが複数予
めＲＯＭに記憶されている。

【００７７】そして、作業者が、複数のパターンデータ
から任意のパターンデータを選択し、複数のプラズマ放
電処理手段２４，…から任意のプラズマ放電処理手段２
４を選択することによって、各プラズマ放電処理手段２
４，…に所定の処理を行わせるように設定する。このよ
うに設定することによって、ＣＰＵが制御プログラムに
従い、各プラズマ放電処理手段２４，…に、ガス供給手
段から所定の処理に応じた反応性ガスや不活性ガスを供
給する。したがって、本発明では、３つのプラズマ放電
処理手段２４，…が、１つの洗浄処理手段２４a、１つ
の製膜処理手段２４b、１つのエッチング処理手段２４c
であるとしたが、これに限らず例えば、プラズマ放電処
理手段２４，…を５つ直列に設置し、これらプラズマ放
電処理手段２４，…に、それぞれ任意のパターンデータ
を選択することによって、１つの洗浄処理手段２４a、
２つの製膜処理手段２４b,２４b、２つのエッチング処
理手段２４c,２４cと設定しても良く、この組み合わせ
や個数は適宜変更可能である。

【００７８】なお、制御手段については、上述した構成
に限定されず、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更可能で
ある。

【００７９】次に、プラズマ放電処理装置２１の動作を
説明する。図８は、制御手段により実行される基材表面
処理を示すフローチャートである。以下、図８を参照し
て基材表面処理について説明する。ここでは、上述した
ように１つの洗浄処理手段２４a、１つの製膜処理手段
２４b、１つのエッチング処理手段２４cとがこの順に直
列的に配置されている場合における動作について説明す
る。

【００８０】制御手段は、洗浄処理手段２４aにおいて
搬送ローラ３３，…等によって搬送された基材表面の洗
浄処理を行う（ステップＳ２１）。次いで、制御手段
は、基材表面観察装置３６において洗浄処理後の基材Ｆ
の表面状態をモニタ等に表示する（ステップＳ２２）。
モニタに表示された画像から、ユーザにより洗浄処理が
十分でないと判断されると（ステップＳ２３；Ｎ）、ユ
ーザによる指示に従って洗浄処理手段２４aにおける洗
浄処理条件が変更されて（ステップＳ２４）、ステップ
Ｓ２１に戻り、変更後の洗浄処理条件で引き続き洗浄処
理が行われ、ステップＳ２３において、ユーザにより洗
浄処理が十分であると判断されるまで洗浄処理条件が変
更され上記ステップＳ２１〜Ｓ２４を繰り返し実行す
る。

【００８１】ユーザにより洗浄処理が十分であると判断
されると（ステップＳ２３；Ｙ）、製膜処理手段２４b
において製膜処理を行う（ステップＳ２５）。製膜処理
後、基材表面に形成された薄膜の膜厚を膜厚測定装置３
６によって測定する（ステップＳ２６）。膜厚測定後、
形成すべき所定の膜厚であれば（ステップＳ２７；Ｙ）
終了し、形成すべき所定の膜厚よりも薄いと判断される
と（ステップＳ２８；Ｎ）、ユーザによる指示に従って
製膜処理手段２４bにおける製膜処理条件が変更されて
（ステップＳ２９）、ステップＳ２５に戻り、変更後の
製膜処理条件で引き続き製膜処理が行われ、ステップＳ
２７において、所定の膜厚となるか、もしくは、ステッ
プＳ２８において、形成すべき所定の膜厚よりも厚いと
判断されるまで製膜処理条件が変更され上記ステップＳ
２５〜Ｓ２７もしくはＳ２８を繰り返し実行する。

【００８２】所定の膜厚よりも厚いと判断されると（ス
テップＳ２８；Ｙ）、エッチング処理手段２４cにおい
てエッチング処理を行う（ステップＳ３０）。エッチン
グ処理後、再び薄膜の膜厚を膜厚測定装置３６によって
測定する（ステップＳ３１）。膜厚測定後、形成すべき
所定の膜厚であれば（ステップＳ３２；Ｙ）、制御手段
は基材表面処理を終了し、所定の膜厚でなければ（ステ
ップＳ３２；Ｎ）、ユーザによる指示に従ってエッチン
グ処理手段２４cにおけるエッチング処理条件が変更さ
れて（ステップＳ３３）、ステップＳ３０に戻り、変更
後のエッチング処理条件で引き続きエッチング処理が行
われ、ステップＳ３２において所定の膜厚となるまでエ
ッチング処理条件が変更されて上記ステップＳ３０〜Ｓ
３３を繰り返し実行する。

【００８３】上述した洗浄処理、製膜処理、エッチング
処理については第１の実施の形態と同様の処理であるの
でその説明は省略する。また、洗浄処理条件、製膜処理
条件、エッチング処理条件とは、例えば、反応性ガスの
流量または不活性ガスの流量、電圧の出力値および周波
数、移動手段の移動速度等のことであり、これらの条件
をユーザが適宜選択し変更することによって、制御手段
はこの指示に従って各部の動作を制御する。

【００８４】本発明の第２の実施の形態のプラズマ放電
処理装置２１によれば、少なくとも一の洗浄処理手段２
４a、少なくとも一の製膜処理手段２４b、少なくとも一
のエッチング処理手段２４cが互いに直列に配置された
１つのラインで洗浄処理、製膜処理、エッチング処理を
連続的に行うことが可能となり、効率が良い。また、洗
浄処理後にすぐに製膜処理が行われ、製膜処理前の基材
表面に再び異物等が付着することなく、膜厚ムラのない
均一な薄膜を形成することができる。さらに、洗浄処理
手段２４a、製膜処理手段２４b、エッチング処理手段２
４cの数を適宜変更することによって、複数の製膜条件
に対し対応が可能となり、多品種の薄膜を形成すること
ができるとともに、品種切り替えの効率化を図れる。

【００８５】表面観察装置３６により、基材表面の洗浄
が確実に行われているかを確認することができ、膜厚ム
ラのない薄膜を形成することができる。また、膜厚計測
装置３６により、膜厚が薄ければ製膜処理条件の強化を
行い、厚ければエッチング処理を行うことができ、均一
な膜厚を有する薄膜を確実に形成することができる。

【００８６】図９は、本発明の第２の実施の形態におけ
るプラズマ放電処理手段の変形例を示す概略図である。
図９に示すプラズマ放電処理手段２４dは、図７のプラ
ズマ放電処理手段２４aと異なり、プラズマ放電処理容
器２７内に複数のバッファ空間３７，…が設けられてい
る。これら複数のバッファ空間３７，…によって、複数
箇所からガスが供給、排出される。なお、その他、図７
に示すプラズマ放電処理手段２４aと同様の構成部分に
ついては同様の符号を付してその説明を省略する。

【００８７】

【発明の効果】本発明のプラズマ放電処理装置によれ
ば、洗浄処理、製膜処理、エッチング処理の一連の表面
処理を効率良く行うことができ、また、膜厚ムラのない
均一な薄膜を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すためのもの
で、プラズマ放電処理装置の全体構成を示す概略図であ
る。

【図２】同、プラズマ放電処理手段の構成を示す概略図
である。

【図３】同、プラズマ放電処理装置の機能的構成を概略
して示す図である。

【図４】同、制御手段により実行される基材表面処理を
示すフローチャートである。

【図５】本発明の第１の実施の形態の変形例を示すため
のもので、プラズマ放電処理手段の構成を示す概略図で
ある。

【図６】本発明の第２の実施の形態を示すためのもの
で、プラズマ放電処理装置の全体構成を示す概略図であ
る。

【図７】同、プラズマ放電処理手段の構成を示す概略図
である。

【図８】同、制御手段により実行される基材表面処理を
示すフローチャートである。

【図９】本発明の第２の実施の形態の変形例を示すため
のもので、プラズマ放電処理手段の構成を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

１、２１プラズマ放電処理装置２、２２ガス供給部（ガス供給手段）３、２３ガス混合切り替え器（ガス供給手段）４、２４プラズマ放電処理手段７b 下側平板電極（移動手段）２４a 洗浄処理手段２４b 製膜処理手段２４c エッチング処理手段３６表面観察装置（表面観察手段）、膜厚計測装置
（膜厚計測手段）Ｌ、Ｆ基材

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｈ 1/24 Ｈ０１Ｌ 21/302 １０１ＥＦターム(参考） 4G075 AA24 AA30 AA65 BC04 BC06 BC10 CA12 CA47 CA63 EC21 ED13 FB02 FB04 4K030 DA03 DA08 FA03 GA12 JA01 JA09 KA39 5F004 AA14 BA04 BD04 DA22 DA23 DB08 DB12 5F045 AA08 AC01 AC07 AC16 AC17 AE29 EH13 HA03 HA13 HA23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数種類の反応性ガスおよび不活性ガス
を供給するガス供給手段と、ガス供給手段によって供給
された不活性ガスを大気圧または大気圧近傍の圧力の下
で電圧を印加して励起不活性ガスを発生させ、前記反応
性ガスをプラズマ化し、前記プラズマ化した反応性ガス
または励起不活性ガスを基材に接触させることによって
基材の表面処理を行うプラズマ放電処理手段と、を備え
たプラズマ放電処理装置であって、前記プラズマ放電処理手段は、前記励起不活性ガスを基
材に接触させることによって基材表面の洗浄を行う洗浄
処理と、前記励起不活性ガスおよび前記プラズマ化した反応性ガ
スを基材に接触させることによって基材表面に製膜する
製膜処理と、前記励起不活性ガスを基材に接触させることによって基
材表面のエッチングを行うエッチング処理とを、選択的
に行うことを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【請求項２】請求項１記載のプラズマ放電処理装置に
おいて、前記基材は、枚葉状であることを特徴とするプラズマ放
電処理装置。
【請求項３】請求項２記載のプラズマ放電処理装置に
おいて、前記基材を、前記プラズマ放電処理手段に対して往復移
動させる移動手段を備え、前記基材は、前記移動手段による往路または復路で、洗
浄処理、製膜処理、エッチング処理のうちのいずれかが
行われることを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【請求項４】複数種類の反応性ガスおよび不活性ガス
を供給するガス供給手段と、複数のプラズマ放電処理手
段とを備えたプラズマ放電処理装置であって、前記複数のプラズマ放電処理手段はそれぞれ、前記ガス
供給手段によって供給された不活性ガスを大気圧または
大気圧近傍の圧力の下で電圧を印加して発生させた励起
不活性ガスを、基材に接触させることによって基材表面
を洗浄処理する少なくとも一の洗浄処理手段、前記励起不活性ガス、および、前記ガス供給手段によっ
て供給された反応性ガスを大気圧または大気圧近傍の圧
力の下で電圧を印加してプラズマ化した反応性ガスを、
基材に接触させることによって基材表面を製膜処理する
少なくとも一の製膜処理手段、前記励起不活性ガスを基材に接触させることによって基
材表面をエッチング処理する少なくとも一のエッチング
処理手段であり、前記複数のプラズマ放電処理手段は、互いに直列に配置
されていることを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載のプラズ
マ放電処理装置において、前記ガス供給手段は、洗浄処理、製膜処理、エッチング
処理にそれぞれ応じた前記反応性ガスや不活性ガスを、
前記プラズマ放電処理手段に選択的に供給することを特
徴とするプラズマ放電処理装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載のプラズ
マ放電処理装置において、前記基材は、前記プラズマ放電処理手段によって、洗浄
処理、製膜処理、エッチング処理の順に処理されること
を特徴とするプラズマ放電処理装置。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載のプラズ
マ放電処理装置において、前記基材表面を観察する表面観察手段と、前記基材表面
に製膜された薄膜の膜厚を計測する膜厚計測手段とを備
えていることを特徴とするプラズマ放電処理装置。