JP2004283773A - 表面処理装置および表面処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】大型の被処理体であっても、小型の装置で確実に被処理体の表面を表面処理することができる表面処理装置および表面処理方法を提供すること。
【解決手段】アース電極であるテーブル１３に被処理体２０が搭載されており、印加電極１１とテーブル１３の間に大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電することで、生成された反応ガスの励起活性種により被処理体２０の表面２１を処理するための表面処理装置１０であり、複数の印加電極１１を有し、複数の印加電極１１がテーブル１３上の被処理体２０の表面２１の幅に沿って並べて配置されている電極装置７０と、被処理体２０の表面２１を処理する際に、複数の印加電極１１とテーブル１３とを対面させながら相対的に移動するための移動操作部３０とを備える。
【選択図】 図２
【解決手段】アース電極であるテーブル１３に被処理体２０が搭載されており、印加電極１１とテーブル１３の間に大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電することで、生成された反応ガスの励起活性種により被処理体２０の表面２１を処理するための表面処理装置１０であり、複数の印加電極１１を有し、複数の印加電極１１がテーブル１３上の被処理体２０の表面２１の幅に沿って並べて配置されている電極装置７０と、被処理体２０の表面２１を処理する際に、複数の印加電極１１とテーブル１３とを対面させながら相対的に移動するための移動操作部３０とを備える。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電することで、生成された反応ガスの励起活性種により被処理体の表面を処理するための表面処理装置および表面処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
大気圧または大気圧近傍の圧力下において、プラズマ放電を用いて被処理体の表面に対して所定の種類の表面処理を施す従来の表面処理装置が、提案されている。この種の表面処理装置としては、対向された一対の電極の間に大気圧付近の圧力下でプラズマが生成され被処理体の表面がプラズマに曝されながらガスにより処理されるようになっている（たとえば、特許文献１および特許文献２を参照。）。
【０００３】
ところで、近年、電子機器の一例として、たとえば表示装置を備える電子機器は、大型化が進んでいる。このような電子機器の例としては、いわゆるノート型のパーソナルコンピュータや液晶モニター装置あるいは液晶テレビジョン受像機がある。この種の電子機器の大型化に伴い、たとえば使用される液晶パネル用のマザーガラス基板のサイズが大型化されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２１４９号公報（第１頁、図１）
【特許文献２】
特開２００２−２３７４８０号公報（第６頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような大型のたとえばマザーガラス基板の表面に対して所定の表面処理を行う場合には、上述した特許文献１や特許文献２に示す表面処理装置が用いられるが、いずれの場合にも大型の表面処理装置が必要となってしまう。
特許文献１のプラズマ処理装置では、上部電極と下部電極は、ともに被処理体のサイズとほぼ同等な大面積を必要とする。
同様に、特許文献２の表面処理装置を用いる場合であっても、特許文献２の第６頁の段落００６４には次のように記載されているので、やはり装置の大型化が避けられない。すなわち、このような電極を用いて、大面積の処理を高速で行うためには、長辺方向が基材よりも大きいサイズの電極を用い、長辺と垂直方向に基材または電極を動かすことが必要となる。
【０００６】
被処理体であるガラス基板のサイズが大型化しているのに伴い、従来の特許文献１と特許文献２の装置を採用すると、電極や電極に取り付ける誘電体の加工限界や、電極間の隙間を一定に保つための機械精度が問題となってくる。
電極サイズをガラス基板のサイズに合わせて大きくあるいは長くすると、処理に必要な電力密度を稼ぐために、電極サイズに応じた大容量の電源が必要となってくる。この他にも、大型の電極の取り付けを行った後の大型の電極の位置調整など様々な付属作業が、必要となってしまう。
そこで本発明は上記課題を解消し、大型の被処理体であっても、小型の装置で確実に被処理体の表面を表面処理することができる表面処理装置および表面処理方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の表面処理装置は、アース電極であるテーブルに被処理体が搭載されており、印加電極とテーブルの間に大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電することで、生成された反応ガスの励起活性種により前記被処理体の表面を処理するための表面処理装置であり、複数の前記印加電極を有し、複数の前記印加電極が前記テーブル上の前記被処理体の前記表面の幅に沿って並べて配置されている電極装置と、前記被処理体の表面を処理する際に、複数の前記印加電極と前記テーブルとを対面させながら相対的に移動するための移動操作部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、電極装置は、複数の印加電極を有している。この電極装置の複数の印加電極は、テーブル上の被処理体の表面の幅に沿って並べて配置されている。
移動操作部は、被処理体の表面を処理する際に、複数の印加電極とテーブルとを対面させながら相対的に移動させるようになっている。
【０００９】
これにより、被処理体が大型化して被処理体の表面が大面積化していても、移動操作部は、複数の印加電極とテーブルとを対面させながら相対的に移動させることができる。複数の印加電極は、被処理体の表面の幅を分割してそれぞれ表面処理をすることができる。
したがって、電極装置の各印加電極は、被処理体の表面の幅に比べて、小型にすることができる。この小型の複数の印加電極は、大面積の被処理体の表面のすべてに対して確実に表面処理することができる。このことから、印加電極の小型化が可能になり、表面処理装置全体の小型化も図れることになる。
【００１０】
上記構成において、前記移動操作部は、移動方向に沿って前記テーブルを移動させるテーブル移動アクチュエータを有し、前記テーブルが、固定された前記電極装置の複数の前記印加電極に対して移動することを特徴とするのが望ましい。
このような構成によれば、移動操作部のテーブル移動アクチュエータは、移動方向に沿ってテーブルを移動させる。テーブルは、固定された電極装置の複数の印加電極に対して移動することができる。
つまり、電極装置は固定されており、被処理体を搭載したテーブルが電極装置に対して移動することで、複数の印加電極とテーブルとを対面させながら相対的に移動させることができる。
【００１１】
上記構成において、前記移動操作部は、移動方向に沿って前記電極装置を移動させる電極装置移動アクチュエータを有し、前記電極装置が、固定された前記テーブルに対して移動することを特徴とするのが望ましい。
このような構成によれば、移動操作部の電極装置移動アクチュエータは、移動方向に沿って電極装置を移動させる。電極装置は、固定されたテーブルに対して移動するようになっている。
これにより、固定されたテーブルに対して、電極装置の複数の印加電極が移動することにより、印加電極とテーブルとを対面させながら相対的に移動させることができる。
【００１２】
上記構成において、前記移動操作部は、第１移動方向に沿って前記テーブルを移動させるテーブル移動アクチュエータと、前記電極装置の前記印加電極を前記電極装置内において前記テーブルの前記第１移動方向とは直交する第２移動方向に移動させて位置決めする印加電極移動アクチュエータとを有し、前記テーブルが、固定された前記電極装置に対して移動することを特徴とするのが望ましい。
このような構成によれば、移動操作部のテーブル移動アクチュエータは、第１移動方向に沿ってテーブルを移動させる。移動操作部の印加電極移動アクチュエータは、電極装置の印加電極を電極装置内においてテーブルの第１移動方向とは直交する第２移動方向に移動させて位置決めするようになっている。テーブルが、固定された電極装置に対して移動することにより、電極装置とテーブルとを対面させながら相対的に移動できる。
【００１３】
本発明の表面処理方法は、アース電極であるテーブルに被処理体が搭載されており、印加電極とテーブルの間に大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電することで、生成された反応ガスの励起活性種により前記被処理体の表面を処理するための表面処理方法であり、電極装置は複数の前記印加電極を有し、複数の前記印加電極が前記テーブル上の前記被処理体の前記表面の幅に沿って並べて配置されており、移動操作部は、前記被処理体の表面を処理する際に、複数の前記印加電極と前記テーブルとを対面させながら相対的に移動させることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、電極装置は、複数の印加電極を有している。この電極装置の複数の印加電極は、テーブル上の被処理体の表面の幅に沿って並べて配置されている。
移動操作部は、被処理体の表面を処理する際に、複数の印加電極とテーブルとを対面させながら相対的に移動させるようになっている。
【００１５】
これにより、被処理体が大型化して被処理体の表面が大面積化していても、移動操作部は、複数の印加電極とテーブルとを対面させながら相対的に移動させることができる。複数の印加電極は、被処理体の表面の幅を分割してそれぞれ表面処理をすることができる。
したがって、電極装置の各印加電極は、被処理体の表面の幅に比べて、小型にすることができる。この小型の複数の印加電極は、大面積の被処理体の表面のすべてに対して確実に表面処理することができる。このことから、印加電極の小型化が可能になり、表面処理装置全体の小型化も図れることになる。
【００１６】
上記構成において、前記移動操作部は、移動方向に沿って前記テーブルを移動させるテーブル移動アクチュエータを有し、前記テーブルが、固定された前記電極装置の複数の前記印加電極に対して移動することを特徴とするのが望ましい。
このような構成によれば、移動操作部のテーブル移動アクチュエータは、移動方向に沿ってテーブルを移動させる。テーブルは、固定された電極装置の複数の印加電極に対して移動することができる。
つまり、電極装置は固定されており、被処理体を搭載したテーブルが電極装置に対して移動することで、複数の印加電極とテーブルとを対面させながら相対的に移動させることができる。
【００１７】
上記構成において、前記移動操作部は、移動方向に沿って前記電極装置を移動させる電極装置移動アクチュエータを有し、前記電極装置が、固定された前記テーブルに対して移動することを特徴とするのが望ましい。
このような構成によれば、移動操作部の電極装置移動アクチュエータは、移動方向に沿って電極装置を移動させる。電極装置は、固定されたテーブルに対して移動するようになっている。
これにより、固定されたテーブルに対して、電極装置の複数の印加電極が移動することにより、印加電極とテーブルとを対面させながら相対的に移動させることができる。
【００１８】
上記構成において、前記移動操作部は、第１移動方向に沿って前記テーブルを移動させるテーブル移動アクチュエータと、前記電極装置の前記印加電極を前記電極装置内において前記テーブルの前記第１移動方向とは直交する第２移動方向に移動させて位置決めする印加電極移動アクチュエータとを有し、前記テーブルが、固定された前記電極装置に対して移動することを特徴とするのが望ましい。
【００１９】
このような構成によれば、移動操作部のテーブル移動アクチュエータは、第１移動方向に沿ってテーブルを移動させる。移動操作部の印加電極移動アクチュエータは、電極装置の印加電極を電極装置内においてテーブルの第１移動方向とは直交する第２移動方向に移動させて位置決めするようになっている。テーブルが、固定された電極装置に対して移動することにより、電極装置とテーブルとを対面させながら相対的に移動できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
第１の実施形態
図１は、本発明の表面処理装置の第１の実施形態を示している側面図である。図２は、図１の表面処理装置の機械的な構造を示す斜視図である。
図１に示す表面処理装置１０は、大気圧または大気圧近傍の圧力下で、形成されたプラズマ放電領域で生成した反応ガスの励起活性種を、被処理体２０の表面２１に曝露して、被処理体２０の表面２１に対して所定の処理を施すための装置である。
被処理体２０はワークとも呼んでいる。表面処理装置１０は、大気圧プラズマ表面処理装置などとも呼んでいる。この大気圧または大気圧近傍の圧力下のプラズマ放電領域により化学的に生成された反応ガスの励起活性種を利用することで、真空設備を必要としない比較的低コストな表面処理装置が得られる。
【００２１】
図１に示す表面処理装置１０は、電極装置７０、テーブル１３、高周波交流電源１５、ガス供給部１６、そして移動操作部３０を有している。
電極装置７０は、印加電極部１１と誘電体１４を有している。印加電極部１１は、高周波交流電源１５に対して電気的に接続されている。高周波交流電源１５は、接地されている。テーブル１３は、アース電極ともいい、やはり接地されている。高周波交流電源１５は、印加電極部１１に対して高周波交流電力を供給するものである。
【００２２】
図１に示す表面処理装置１０は、いわゆる直接放電方式のプラズマ放電構造を有している。この直接放電方式の表面処理装置１０は、大気圧または大気圧近傍の圧力下で、形成されたプラズマ放電領域２５により被処理体２０の表面２１に対して表面処理を行う。
この時に、プラズマ放電領域２５で生成される反応ガスの励起活性種は、被処理体２０の表面２１に対して直接曝される構成を有している。この直接放電方式を採用することにより、高い表面処理レートで被処理体２０の表面２１を処理することができる。
【００２３】
印加電極部１１とテーブル１３は、平板状部材であり導電性の良好な金属材料、たとえばアルミニウム、銅、ステンレス、チタン、タングステンなどにより作られている。
平板状の誘電体１４の材質としては、たとえばアルミナや窒化シリコンのようなセラミックスや、石英などにより作られている。
【００２４】
図１の平板状の誘電体１４は、一方の面１４Ａと他方の面１４Ｂを有している。一方の面１４Ａの上には、印加電極部１１が配置して固定されている。誘電体１４は、ガス流路と印加電極部１１を隔離し、不要なプラズマ放電を防いで、必要とするプラズマ放電領域２５を誘電体１４の他方の面１４Ｂに形成するための部材である。
【００２５】
図１に示す被処理体２０は、一例として平板状の部材であり、たとえば大型のガラス基板である。被処理体２０は、表面２１と裏面２３を有している。表面２１には、後で説明する所定の表面処理を行う。被処理体２０の裏面２３は、テーブル１３の搭載面２４の上に着脱自在に載せる。
印加電極部１１と誘電体１４と、被処理体２０は平行である。この誘電体１４の他方の面１４Ｂと被処理体２０の表面２１の間の放電空間には、プラズマ放電領域（プラズマ放電発生領域ともいう）２５が形成される。
【００２６】
図１に示すガス供給部１６は、キャリアガスと処理ガスの混合ガスを収容している。キャリアガス（不活性ガス）としては、たとえばＨｅが収容されている。反応ガス（処理ガス）としては、たとえばＯ２が収容されている。
ガス供給部１６内の混合ガスは、プラズマ放電領域２５に供給される。プラズマ放電領域２５により反応ガスの励起活性種が生成される。この励起活性種は、被処理体２０の表面２１に曝されることにより、被処理体２０の表面２１に、たとえば親水性処理を施すことができる。
【００２７】
次に、図１に示す電極装置７０と、移動操作部３０およびテーブル１３の構造例について、図２を参照しながら説明する。
まず図２に示す電極装置７０の構造例を説明する。
図２に示す印加電極部１１は、図示例では第１分割印加電極７１、第２分割印加電極７２および第３分割印加電極７３を有している。第１分割印加電極７１、第２分割印加電極７２および第３分割印加電極７３は、それぞれ同じ構造であり、サイズも同じものを好ましくは採用している。各第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３は、それぞれ誘電体１４を有している。
【００２８】
これらの第１分割印加電極７１、第２分割印加電極７２および第３分割印加電極７３は、ユニットベース７４に対して固定されている。ユニットベース７４は、たとえば長方形状もしくは正方形状の平板状の部材である。各第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３は、ユニットベース７４の下面において、ポジションＰ１、ポジションＰ２およびポジションＰ３においてそれぞれ固定されている。ポジションＰ１乃至ポジションＰ３は、Ｘ方向に沿って配列されたポジションである。
【００２９】
第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３の電極長Ｌは、たとえば好ましくは被処理体２０の幅Ｗ１の１／３よりもやや大きいサイズになっている。被処理体２０の幅Ｗ１は、Ｘ方向の幅である。これに対して被処理体２０の幅Ｗ２は、Ｙ方向に関する幅である。被処理体２０は、正方形もしくは長方形である。
第１分割印加電極７１、第２分割印加電極７２および第３分割印加電極７３は、Ｙ方向に関して、ポジションＲ１、ポジションＲ２およびポジションＲ３にそれぞれ位置している。つまり、Ｙ方向に関して、第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３は、それぞれ所定の間隔をおいてずれた位置に配置されている。
【００３０】
これに対して、第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３は、Ｘ方向に関しては、ポジションＰ１，Ｐ２およびポジションＰ３にそれぞれ位置されている。第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３の電極は、Ｘ方向に関してはＥ方向からみて隙間が空かないように好ましくはやや重なるようにして配置されている。
図２における電極装置７０は、固定されており、固定電極装置とも呼ぶものである。この電極装置７０は、ベース３１に対して相対的に位置が固定されているのである。
【００３１】
次に、移動操作部３０の構造について説明する。
図２に示す移動操作部３０は、たとえばベース３１の上に搭載されている。移動操作部３０は、電極装置７０の各第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３と、テーブル１３に搭載された被処理体２０を、Ｙ方向に沿って相対的に移動させるものである。これにより電極長Ｌの小さい各第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３を使用しても、これらの分割印加電極はサイズの大きい被処理体２０の表面２１の全面にわたって確実に処理することができるようになっている。
【００３２】
図２のＸ方向は、上述した第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３の電極長Ｌ方向と平行な方向である。Ｙ方向は、Ｘ方向とは直交する方向である。このＹ方向は、テーブル１３が移動する移動方向である。
テーブル１３の搭載面２４の面積は、被処理体２０の表面２１の面積よりも大きくなっていて、長方形もしくは正方形状の部材である。
【００３３】
移動操作部３０は、制御部１００、テーブル移動アクチュエータ４１、レール４５，４５、複数の部材４９を有している。
レール４５，４５は、Ｙ方向に沿って平行になるようにベース３１の上に固定されている。テーブル１３は、複数の部材４９を用いて、レール４５に沿ってＹ方向に直線移動可能になっている。
【００３４】
テーブル移動アクチュエータ４１は、テーブル１３を、レール４５，４５に沿って直線移動させる機能を有している。テーブル移動アクチュエータ４１としては、たとえば電動モータを使用することができる。テーブル移動アクチュエータ４１は、送りねじ５１を回転させることにより、テーブル１３をＹ方向に移動させる。テーブル１３がＹ方向に移動すると、固定側の電極装置７０の第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３は、被処理体２０の表面２１に対して所定の隙間をおいて対面しながら相対的に移動できる。
【００３５】
次に、図２と図３を参照しながら、表面処理装置１０による表面処理方法の例について説明する。
図３（Ａ）は、被処理体２０の表面２１が表面処理される前の状態を示しており、図３（Ｂ）は、表面２１が表面処理された後の状態を示している。
図３（Ａ）と図３（Ｂ）は、テーブル１３、表面２１および電極装置７０を概略的に示している平面図である。
【００３６】
図３において電極装置７０は固定されており、それに対してテーブル１３がＹ１方向またはＹ２の方向に移動するようになっている。第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３の電極長Ｌを加えたものは、ほぼ表面処理可能幅Ａを形成している。この表面処理可能幅Ａは、表面２１の幅Ｗ１よりやや大きく、Ｘ方向と平行な方向である。
テーブル１３がＹ１方向に移動を始めると、固定電極７０の第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３の下側を通過する。この場合に、第１分割印加電極７１は表面２１の領域２１Ａを表面処理し、第２分割印加電極７２は、表面２１の領域２１Ｂを表面処理し、そして第３分割印加電極７３は、表面２１の領域２１Ｃを表面処理する。
固定された電極装置７０に対してテーブル１３とともに被処理体２０がＹ１方向に相対的に移動していくと、図３（Ｂ）のように、表面２１の各領域２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃには、全て表面処理を確実に行うことができる。
【００３７】
このようにして、固定された電極装置７０に対してテーブル１３とともに被処理体２０がＹ１方向に移動することにより、各電極長Ｌが小さい小型の第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３を使用していながら、大面積の被処理体２０の表面２１は全面にわたって確実に表面処理をすることができる。
各第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３のようにして、図３（Ａ）に示す表面処理可能幅Ａは複数に、図２と図３の例では３つに分割しているので、各第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３のそれぞれの小型化が図れる。
各第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３はそれぞれ小型にできるので、各分割印加電極に使用する高周波交流電源の容量も小さくすることができる。各第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３には、小さい容量の高周波交流電源をそれぞれ電気的に接続しても、表面処理が可能である。
【００３８】
第２の実施形態
図４は、本発明の表面処理装置の第２の実施形態を示している。
図４に示す表面処理装置１０の構成要素が、図２に示す第１の実施形態の表面処理装置１０の構成要素と同じものである場合には、同じ符号を記してその説明を用いることにする。
図４に示す表面処理装置１０が、図２に示す表面処理装置１０と異なるのは、電極装置１７０が、Ｙ方向に移動可能であるのに対して、テーブル１３はベース３１に対して固定されていることである。
【００３９】
図４に示す電極装置１７０は、ユニットベース７４と第１分割印加電極７１、第２分割印加電極７２および第３分割印加電極７３を有している。これらの第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３は、印加電極部１１を構成している。
電極装置１７０のユニットベース７４は、電極装置移動アクチュエータ１４１により、Ｙ方向に沿ってレール１４５，１４５にしたがってＹ方向に移動可能である。電極装置移動アクチュエータ１４１は、制御部１００の指令により動作する。
【００４０】
図５（Ａ），図５（Ｂ）は、図４の表面処理装置１０のテーブル１３、被処理体２０および電極装置１７０を示す平面図である。各第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３は、それぞれ電極長Ｌを有している。そしてこれらの第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３の電極長Ｌの合計３Ｌは、表面処理可能幅Ａとほぼ同じかやや大きいものである。
この表面処理可能幅Ａは、被処理体２０の表面２１の幅Ｗ１に比べてやや大きい。
【００４１】
次に、図４と図５に示す表面処理装置１０による表面処理方法の例について説明する。
図５（Ａ）に示すように、電極装置１７０がＹ２方向に移動すると、固定側のテーブル１３の被処理体２０の表面２１と、第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３は、相対的に所定の隙間をおいて移動される。これによって、図５（Ｂ）のように表面処理装置２１の領域２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは、それぞれ第１分割印加電極７１、第２分割印加電極７２および第３分割印加電極７３によりそれぞれ表面処理が施されることになる。
このようにして、固定側のテーブル１３に対して移動側の電極装置１７０が、電極装置移動アクチュエータ１４１の動作により送りねじ１５１を回転させることで、相対的に移動して、表面２１の表面処理が行える。
【００４２】
第３の実施形態
次に、図６と図７は、本発明の表面処理装置の第３の実施形態を示している。
図６に示す表面処理装置１０の構成要素が、図２に示す第１の実施形態の表面処理装置１０の構成要素と同じものである場合には同じ符号を記してその説明を用いることにする。
【００４３】
図６に示す表面処理装置１０では、図２の第１の実施形態と同様にテーブル１３はテーブル移動アクチュエータ４１によりＹ方向に沿ってレール４５にしたがって移動可能になっている。電極装置２７０は、図２に示す電極装置７０と同様に、位置が固定されている。すなわち電極装置２７０は、ベース３１に対しては移動しないようになっている。
【００４４】
しかしながら、電極装置２７０は、次のような別の特徴を有している。
電極装置２７０は、ユニットベース７４と、第１分割印加電極７１、第２分割印加電極７２および第３分割印加電極７３を有している。さらに電極装置２７０は、印加電極移動アクチュエータ３０１と印加電極移動アクチュエータ３０３を有している。これらの印加電極移動アクチュエータ３０１，３０３は、制御部１００の指令により動作する。
【００４５】
第１分割印加電極７１は、ポジションＰ１においてユニットベース７４に対して固定されていて、移動することはない。
これに対して第２分割印加電極７２は、印加電極移動アクチュエータ３０１の作動により、送りねじ１９０を回転することで、図示しないレールに沿ってＸ方向に移動可能である。第２分割印加電極７２は、２点鎖線で示すポジションＰ１から実線で示すポジションＰ２の位置の範囲で移動して位置決めできる。
【００４６】
第３分割印加電極７３は、印加電極移動アクチュエータ３０３の作動により送りねじ１９１を回転することで、Ｘ方向に関してポジションＰ１とポジションＰ３の間において移動して位置決め可能である。
このように第２分割印加電極７２は、ポジションＰ１とポジションＰ２のいずれにおいても位置決めすることができる。第３分割印加電極７３は、ポジションＰ１、ポジションＰ２およびポジションＰ３のいずれにおいても位置決めすることができる。
【００４７】
図６に示すテーブル１３の上には、図２の被処理体２０とは異なる表面積を有する被処理体２０が搭載面２４の上に搭載されている。被処理体２０の表面２２１は、幅Ｗ３と幅Ｗ２を有している。幅Ｗ３は、Ｘ方向に関する幅であり、図２に示す幅Ｗ１に比べて小さい。
この幅Ｗ３は、第１分割印加電極７１と第２分割印加電極７２のそれぞれの電極長Ｌを足した長さ２Ｌとほぼ同じかやや小さい幅である。
【００４８】
次に、図７を参照しながら、図６の表面処理装置１０による表面処理方法の例について説明する。
図７（Ａ）は、表面処理する前の状態であり、図７（Ｂ）は表面処理終了後の状態を示している。
図７（Ａ）に示すように、電極装置２７０は固定されており、テーブル１３がＹ１方向に移動する。
【００４９】
電極装置２７０の第１分割印加電極７１はポジションＰ１に固定されている。第２分割印加電極７２は、図６に示す印加電極移動アクチュエータ３０１の作動により、ポジションＰ１とポジションＰ２の中間位置に位置決めされている。この際の第１分割印加電極７１と第２分割印加電極７２が形成する表面処理可能幅Ａ１は、被処理体２０の表面２２１の幅Ｗ３に比べてやや大きい状態である。
この例では、第３分割印加電極７３は、第１分割印加電極７１と第２分割印加電極７２とは離れたポジションＰ３に位置決めされている。これにより第３分割印加電極７３は、表面２２１の表面処理には用いない。
【００５０】
テーブル１３がＹ１方向に移動することにより、表面２２１は第１分割印加電極７１と第２分割印加電極７２に対面するようにして所定の隙間を空けて対面しながら相対的に移動する。これにより図７（Ｂ）に示すように表面２２１は第１分割印加電極７１と第２分割印加電極７２により表面処理が施されることになる。
【００５１】
図７の例では、被処理体２０の表面２２１が、幅Ｗ３を有しており、この幅Ｗ３は図３の幅Ｗ１よりも小さいものである。
このように、被処理体２０の表面の幅Ｗ１または幅Ｗ３に応じて、電極装置２７０の第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３の使用する組み合わせや、第２分割印加電極７２と第３分割印加電極７３の位置決めする位置の選択を行うことができる。これによって、被処理体２０の表面のＸ方向に平行な幅Ｗ１やＷ３あるいはその他の寸法に応じて使用するべき第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３を適宜選択することができる。このために、被処理体２０の表面の幅の大きさに対応して、確実にその表面の全面にわたって表面処理を行うことができる。つまり、多品種の被処理体に応じて、表面処理ができる。
【００５２】
そして、たとえば図７に示す例では、第１分割印加電極７１と第２分割印加電極７２にはそれぞれ印加電力を印加するのであるが、使用しない第３分割印加電極７３には電力を供給する必要がない。このために被処理体２０の表面の幅の大小に応じて、使用する電力量は削減することができ、省電力化を図ることができる。
【００５３】
本発明の表面処理装置は、大気圧または大気圧近傍の圧力下のプラズマ処理により、たとえば大型のガラス基板のような被処理体の表面に対して、小型の表面処理装置でありながら全面にわたって表面処理を確実に行うことができる。
本発明の表面処理装置および表面処理方法を用いることにより、被処理体のサイズに関係なく、小型の分割印加電極を使用することができる。このために小型の分割印加電極を作成するのは容易であり、しかも小型の分割印加電極であるので、大型の印加電極を用いるのに比べて、分割印加電極と被処理体との間の放電間隔の管理が容易になる。
【００５４】
分割印加電極の長さは、被処理体の幅に比べて小さくできる。このため、分割印加電極と誘電体の組み立て体（ユニット）が、被処理体の表面に対して形成される放電間隔の管理および調整を容易に行うことができる。
分割印加電極が小型にできるので、高周波交流電源の容量が小さくできる。このことから電源に必要なエネルギーを小さくできる。
【００５５】
本発明の実施形態においては、電極装置は第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３の合計３つの分割印加電極を有している。この３つの印加電極により、表面のＸ方向に平行な幅は、ほぼ３つに分割して表面処理することができる。
しかしこれに限らず、被処理体の表面のサイズに応じて、電極装置は、２つ、もしくは４つ以上の分割印加電極を有する構造としても勿論構わない。そして各分割印加電極が、図６に示すような印加電極アクチュエータをそれぞれ備えていて、全ての分割印加電極がＸ方向に沿って移動して位置決めできるようにしても勿論構わない。
【００５６】
本発明の実施形態では、被処理体の表面のサイズの大小に関係なく、分割印加電極のサイズを選択して決定することができ、これにより各分割印加電極は、表面の該当する領域を表面処理加工性を考慮しながら確実に表面処理できる。
各分割印加電極のサイズは、その分割の数により大きくしたり小さくしたりできるので、放電隙間の管理がしやすい。しかも各分割印加電極は、１つの大きな印加電極を用いる従来に比べてかなり小型にできるので、分割印加電極を移動させる場合には、その移動操作構造を小さくすることができる。
【００５７】
各分割印加電極のサイズは、電源容量を考慮して決定することができる。
本発明の実施形態では、被処理体の表面のサイズに関係なく、表面の全面もしくは表面の一部分の領域を選択して表面処理することもできる。
以上のことから、本発明の表面処理装置および表面処理方法は、被処理体の表面の大小に関係なく、表面処理の処理品質を向上できる。
【００５８】
ところで本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
上述した実施形態では混合ガスのキャリアガスとしてＨｅを用い、処理ガスとしてＯ２を用いている。
これに限らず、たとえばキャリアガスとしてはＡｒを用い、処理ガスとしてはＣＦ４を用いることもできる。たとえばキャリアガスとしてＨｅを用い処理ガスとしてＣＦ４を用いることにより、被処理体２０の表面２１には、撥水性処理を行うことができる。
その他に、本発明の実施形態では、混合ガスのキャリアガスと処理ガスの種類を適宜選択することにより、被処理体の表面に対してエッチング、アッシング、表面改質（親水性処理や撥水性処理）や、洗浄、成膜処理なども行うことができる。
【００５９】
本発明の実施形態では被処理体の種類として、処理目的として種々のものを採用することができる。被処理体は、たとえばパッケージされたＩＣなどの電子部品、シリコン基板、液晶表示装置（ＬＣＤ）に用いられるガラス基板、シリコンウェハ、その他のプラスチック板などであっても勿論構わない。
本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表面処理装置の第１の実施形態を示す図。
【図２】図１の表面処理装置の機構部分を示す斜視図。
【図３】図２の表面処理装置による表面処理方法の例を示す平面図。
【図４】本発明の表面処理装置の第２の実施形態を示す斜視図。
【図５】図４の第２の実施形態における表面処理方法の例を示す平面図。
【図６】本発明の表面処理装置の第３の実施形態を示す斜視図。
【図７】第３の実施形態による表面処理方法の例を示す平面図。
【符号の説明】
１０・・・表面処理装置、１１・・・印加電極部、１３・・・テーブル（アース電極、接地電極）、１４・・・誘電体、２０・・・被処理体、２１・・・被処理体の表面、３０・・・移動操作部、４１・・・テーブル移動アクチュエータ、７０・・・電極装置、７１・・・第１分割印加電極、７２・・・第２分割印加電極、７３・・・第３分割印加電極
【発明の属する技術分野】
本発明は、大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電することで、生成された反応ガスの励起活性種により被処理体の表面を処理するための表面処理装置および表面処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
大気圧または大気圧近傍の圧力下において、プラズマ放電を用いて被処理体の表面に対して所定の種類の表面処理を施す従来の表面処理装置が、提案されている。この種の表面処理装置としては、対向された一対の電極の間に大気圧付近の圧力下でプラズマが生成され被処理体の表面がプラズマに曝されながらガスにより処理されるようになっている（たとえば、特許文献１および特許文献２を参照。）。
【０００３】
ところで、近年、電子機器の一例として、たとえば表示装置を備える電子機器は、大型化が進んでいる。このような電子機器の例としては、いわゆるノート型のパーソナルコンピュータや液晶モニター装置あるいは液晶テレビジョン受像機がある。この種の電子機器の大型化に伴い、たとえば使用される液晶パネル用のマザーガラス基板のサイズが大型化されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２１４９号公報（第１頁、図１）
【特許文献２】
特開２００２−２３７４８０号公報（第６頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような大型のたとえばマザーガラス基板の表面に対して所定の表面処理を行う場合には、上述した特許文献１や特許文献２に示す表面処理装置が用いられるが、いずれの場合にも大型の表面処理装置が必要となってしまう。
特許文献１のプラズマ処理装置では、上部電極と下部電極は、ともに被処理体のサイズとほぼ同等な大面積を必要とする。
同様に、特許文献２の表面処理装置を用いる場合であっても、特許文献２の第６頁の段落００６４には次のように記載されているので、やはり装置の大型化が避けられない。すなわち、このような電極を用いて、大面積の処理を高速で行うためには、長辺方向が基材よりも大きいサイズの電極を用い、長辺と垂直方向に基材または電極を動かすことが必要となる。
【０００６】
被処理体であるガラス基板のサイズが大型化しているのに伴い、従来の特許文献１と特許文献２の装置を採用すると、電極や電極に取り付ける誘電体の加工限界や、電極間の隙間を一定に保つための機械精度が問題となってくる。
電極サイズをガラス基板のサイズに合わせて大きくあるいは長くすると、処理に必要な電力密度を稼ぐために、電極サイズに応じた大容量の電源が必要となってくる。この他にも、大型の電極の取り付けを行った後の大型の電極の位置調整など様々な付属作業が、必要となってしまう。
そこで本発明は上記課題を解消し、大型の被処理体であっても、小型の装置で確実に被処理体の表面を表面処理することができる表面処理装置および表面処理方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の表面処理装置は、アース電極であるテーブルに被処理体が搭載されており、印加電極とテーブルの間に大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電することで、生成された反応ガスの励起活性種により前記被処理体の表面を処理するための表面処理装置であり、複数の前記印加電極を有し、複数の前記印加電極が前記テーブル上の前記被処理体の前記表面の幅に沿って並べて配置されている電極装置と、前記被処理体の表面を処理する際に、複数の前記印加電極と前記テーブルとを対面させながら相対的に移動するための移動操作部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、電極装置は、複数の印加電極を有している。この電極装置の複数の印加電極は、テーブル上の被処理体の表面の幅に沿って並べて配置されている。
移動操作部は、被処理体の表面を処理する際に、複数の印加電極とテーブルとを対面させながら相対的に移動させるようになっている。
【０００９】
これにより、被処理体が大型化して被処理体の表面が大面積化していても、移動操作部は、複数の印加電極とテーブルとを対面させながら相対的に移動させることができる。複数の印加電極は、被処理体の表面の幅を分割してそれぞれ表面処理をすることができる。
したがって、電極装置の各印加電極は、被処理体の表面の幅に比べて、小型にすることができる。この小型の複数の印加電極は、大面積の被処理体の表面のすべてに対して確実に表面処理することができる。このことから、印加電極の小型化が可能になり、表面処理装置全体の小型化も図れることになる。
【００１０】
上記構成において、前記移動操作部は、移動方向に沿って前記テーブルを移動させるテーブル移動アクチュエータを有し、前記テーブルが、固定された前記電極装置の複数の前記印加電極に対して移動することを特徴とするのが望ましい。
このような構成によれば、移動操作部のテーブル移動アクチュエータは、移動方向に沿ってテーブルを移動させる。テーブルは、固定された電極装置の複数の印加電極に対して移動することができる。
つまり、電極装置は固定されており、被処理体を搭載したテーブルが電極装置に対して移動することで、複数の印加電極とテーブルとを対面させながら相対的に移動させることができる。
【００１１】
上記構成において、前記移動操作部は、移動方向に沿って前記電極装置を移動させる電極装置移動アクチュエータを有し、前記電極装置が、固定された前記テーブルに対して移動することを特徴とするのが望ましい。
このような構成によれば、移動操作部の電極装置移動アクチュエータは、移動方向に沿って電極装置を移動させる。電極装置は、固定されたテーブルに対して移動するようになっている。
これにより、固定されたテーブルに対して、電極装置の複数の印加電極が移動することにより、印加電極とテーブルとを対面させながら相対的に移動させることができる。
【００１２】
上記構成において、前記移動操作部は、第１移動方向に沿って前記テーブルを移動させるテーブル移動アクチュエータと、前記電極装置の前記印加電極を前記電極装置内において前記テーブルの前記第１移動方向とは直交する第２移動方向に移動させて位置決めする印加電極移動アクチュエータとを有し、前記テーブルが、固定された前記電極装置に対して移動することを特徴とするのが望ましい。
このような構成によれば、移動操作部のテーブル移動アクチュエータは、第１移動方向に沿ってテーブルを移動させる。移動操作部の印加電極移動アクチュエータは、電極装置の印加電極を電極装置内においてテーブルの第１移動方向とは直交する第２移動方向に移動させて位置決めするようになっている。テーブルが、固定された電極装置に対して移動することにより、電極装置とテーブルとを対面させながら相対的に移動できる。
【００１３】
本発明の表面処理方法は、アース電極であるテーブルに被処理体が搭載されており、印加電極とテーブルの間に大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電することで、生成された反応ガスの励起活性種により前記被処理体の表面を処理するための表面処理方法であり、電極装置は複数の前記印加電極を有し、複数の前記印加電極が前記テーブル上の前記被処理体の前記表面の幅に沿って並べて配置されており、移動操作部は、前記被処理体の表面を処理する際に、複数の前記印加電極と前記テーブルとを対面させながら相対的に移動させることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、電極装置は、複数の印加電極を有している。この電極装置の複数の印加電極は、テーブル上の被処理体の表面の幅に沿って並べて配置されている。
移動操作部は、被処理体の表面を処理する際に、複数の印加電極とテーブルとを対面させながら相対的に移動させるようになっている。
【００１５】
これにより、被処理体が大型化して被処理体の表面が大面積化していても、移動操作部は、複数の印加電極とテーブルとを対面させながら相対的に移動させることができる。複数の印加電極は、被処理体の表面の幅を分割してそれぞれ表面処理をすることができる。
したがって、電極装置の各印加電極は、被処理体の表面の幅に比べて、小型にすることができる。この小型の複数の印加電極は、大面積の被処理体の表面のすべてに対して確実に表面処理することができる。このことから、印加電極の小型化が可能になり、表面処理装置全体の小型化も図れることになる。
【００１６】
上記構成において、前記移動操作部は、移動方向に沿って前記テーブルを移動させるテーブル移動アクチュエータを有し、前記テーブルが、固定された前記電極装置の複数の前記印加電極に対して移動することを特徴とするのが望ましい。
このような構成によれば、移動操作部のテーブル移動アクチュエータは、移動方向に沿ってテーブルを移動させる。テーブルは、固定された電極装置の複数の印加電極に対して移動することができる。
つまり、電極装置は固定されており、被処理体を搭載したテーブルが電極装置に対して移動することで、複数の印加電極とテーブルとを対面させながら相対的に移動させることができる。
【００１７】
上記構成において、前記移動操作部は、移動方向に沿って前記電極装置を移動させる電極装置移動アクチュエータを有し、前記電極装置が、固定された前記テーブルに対して移動することを特徴とするのが望ましい。
このような構成によれば、移動操作部の電極装置移動アクチュエータは、移動方向に沿って電極装置を移動させる。電極装置は、固定されたテーブルに対して移動するようになっている。
これにより、固定されたテーブルに対して、電極装置の複数の印加電極が移動することにより、印加電極とテーブルとを対面させながら相対的に移動させることができる。
【００１８】
上記構成において、前記移動操作部は、第１移動方向に沿って前記テーブルを移動させるテーブル移動アクチュエータと、前記電極装置の前記印加電極を前記電極装置内において前記テーブルの前記第１移動方向とは直交する第２移動方向に移動させて位置決めする印加電極移動アクチュエータとを有し、前記テーブルが、固定された前記電極装置に対して移動することを特徴とするのが望ましい。
【００１９】
このような構成によれば、移動操作部のテーブル移動アクチュエータは、第１移動方向に沿ってテーブルを移動させる。移動操作部の印加電極移動アクチュエータは、電極装置の印加電極を電極装置内においてテーブルの第１移動方向とは直交する第２移動方向に移動させて位置決めするようになっている。テーブルが、固定された電極装置に対して移動することにより、電極装置とテーブルとを対面させながら相対的に移動できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
第１の実施形態
図１は、本発明の表面処理装置の第１の実施形態を示している側面図である。図２は、図１の表面処理装置の機械的な構造を示す斜視図である。
図１に示す表面処理装置１０は、大気圧または大気圧近傍の圧力下で、形成されたプラズマ放電領域で生成した反応ガスの励起活性種を、被処理体２０の表面２１に曝露して、被処理体２０の表面２１に対して所定の処理を施すための装置である。
被処理体２０はワークとも呼んでいる。表面処理装置１０は、大気圧プラズマ表面処理装置などとも呼んでいる。この大気圧または大気圧近傍の圧力下のプラズマ放電領域により化学的に生成された反応ガスの励起活性種を利用することで、真空設備を必要としない比較的低コストな表面処理装置が得られる。
【００２１】
図１に示す表面処理装置１０は、電極装置７０、テーブル１３、高周波交流電源１５、ガス供給部１６、そして移動操作部３０を有している。
電極装置７０は、印加電極部１１と誘電体１４を有している。印加電極部１１は、高周波交流電源１５に対して電気的に接続されている。高周波交流電源１５は、接地されている。テーブル１３は、アース電極ともいい、やはり接地されている。高周波交流電源１５は、印加電極部１１に対して高周波交流電力を供給するものである。
【００２２】
図１に示す表面処理装置１０は、いわゆる直接放電方式のプラズマ放電構造を有している。この直接放電方式の表面処理装置１０は、大気圧または大気圧近傍の圧力下で、形成されたプラズマ放電領域２５により被処理体２０の表面２１に対して表面処理を行う。
この時に、プラズマ放電領域２５で生成される反応ガスの励起活性種は、被処理体２０の表面２１に対して直接曝される構成を有している。この直接放電方式を採用することにより、高い表面処理レートで被処理体２０の表面２１を処理することができる。
【００２３】
印加電極部１１とテーブル１３は、平板状部材であり導電性の良好な金属材料、たとえばアルミニウム、銅、ステンレス、チタン、タングステンなどにより作られている。
平板状の誘電体１４の材質としては、たとえばアルミナや窒化シリコンのようなセラミックスや、石英などにより作られている。
【００２４】
図１の平板状の誘電体１４は、一方の面１４Ａと他方の面１４Ｂを有している。一方の面１４Ａの上には、印加電極部１１が配置して固定されている。誘電体１４は、ガス流路と印加電極部１１を隔離し、不要なプラズマ放電を防いで、必要とするプラズマ放電領域２５を誘電体１４の他方の面１４Ｂに形成するための部材である。
【００２５】
図１に示す被処理体２０は、一例として平板状の部材であり、たとえば大型のガラス基板である。被処理体２０は、表面２１と裏面２３を有している。表面２１には、後で説明する所定の表面処理を行う。被処理体２０の裏面２３は、テーブル１３の搭載面２４の上に着脱自在に載せる。
印加電極部１１と誘電体１４と、被処理体２０は平行である。この誘電体１４の他方の面１４Ｂと被処理体２０の表面２１の間の放電空間には、プラズマ放電領域（プラズマ放電発生領域ともいう）２５が形成される。
【００２６】
図１に示すガス供給部１６は、キャリアガスと処理ガスの混合ガスを収容している。キャリアガス（不活性ガス）としては、たとえばＨｅが収容されている。反応ガス（処理ガス）としては、たとえばＯ２が収容されている。
ガス供給部１６内の混合ガスは、プラズマ放電領域２５に供給される。プラズマ放電領域２５により反応ガスの励起活性種が生成される。この励起活性種は、被処理体２０の表面２１に曝されることにより、被処理体２０の表面２１に、たとえば親水性処理を施すことができる。
【００２７】
次に、図１に示す電極装置７０と、移動操作部３０およびテーブル１３の構造例について、図２を参照しながら説明する。
まず図２に示す電極装置７０の構造例を説明する。
図２に示す印加電極部１１は、図示例では第１分割印加電極７１、第２分割印加電極７２および第３分割印加電極７３を有している。第１分割印加電極７１、第２分割印加電極７２および第３分割印加電極７３は、それぞれ同じ構造であり、サイズも同じものを好ましくは採用している。各第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３は、それぞれ誘電体１４を有している。
【００２８】
これらの第１分割印加電極７１、第２分割印加電極７２および第３分割印加電極７３は、ユニットベース７４に対して固定されている。ユニットベース７４は、たとえば長方形状もしくは正方形状の平板状の部材である。各第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３は、ユニットベース７４の下面において、ポジションＰ１、ポジションＰ２およびポジションＰ３においてそれぞれ固定されている。ポジションＰ１乃至ポジションＰ３は、Ｘ方向に沿って配列されたポジションである。
【００２９】
第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３の電極長Ｌは、たとえば好ましくは被処理体２０の幅Ｗ１の１／３よりもやや大きいサイズになっている。被処理体２０の幅Ｗ１は、Ｘ方向の幅である。これに対して被処理体２０の幅Ｗ２は、Ｙ方向に関する幅である。被処理体２０は、正方形もしくは長方形である。
第１分割印加電極７１、第２分割印加電極７２および第３分割印加電極７３は、Ｙ方向に関して、ポジションＲ１、ポジションＲ２およびポジションＲ３にそれぞれ位置している。つまり、Ｙ方向に関して、第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３は、それぞれ所定の間隔をおいてずれた位置に配置されている。
【００３０】
これに対して、第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３は、Ｘ方向に関しては、ポジションＰ１，Ｐ２およびポジションＰ３にそれぞれ位置されている。第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３の電極は、Ｘ方向に関してはＥ方向からみて隙間が空かないように好ましくはやや重なるようにして配置されている。
図２における電極装置７０は、固定されており、固定電極装置とも呼ぶものである。この電極装置７０は、ベース３１に対して相対的に位置が固定されているのである。
【００３１】
次に、移動操作部３０の構造について説明する。
図２に示す移動操作部３０は、たとえばベース３１の上に搭載されている。移動操作部３０は、電極装置７０の各第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３と、テーブル１３に搭載された被処理体２０を、Ｙ方向に沿って相対的に移動させるものである。これにより電極長Ｌの小さい各第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３を使用しても、これらの分割印加電極はサイズの大きい被処理体２０の表面２１の全面にわたって確実に処理することができるようになっている。
【００３２】
図２のＸ方向は、上述した第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３の電極長Ｌ方向と平行な方向である。Ｙ方向は、Ｘ方向とは直交する方向である。このＹ方向は、テーブル１３が移動する移動方向である。
テーブル１３の搭載面２４の面積は、被処理体２０の表面２１の面積よりも大きくなっていて、長方形もしくは正方形状の部材である。
【００３３】
移動操作部３０は、制御部１００、テーブル移動アクチュエータ４１、レール４５，４５、複数の部材４９を有している。
レール４５，４５は、Ｙ方向に沿って平行になるようにベース３１の上に固定されている。テーブル１３は、複数の部材４９を用いて、レール４５に沿ってＹ方向に直線移動可能になっている。
【００３４】
テーブル移動アクチュエータ４１は、テーブル１３を、レール４５，４５に沿って直線移動させる機能を有している。テーブル移動アクチュエータ４１としては、たとえば電動モータを使用することができる。テーブル移動アクチュエータ４１は、送りねじ５１を回転させることにより、テーブル１３をＹ方向に移動させる。テーブル１３がＹ方向に移動すると、固定側の電極装置７０の第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３は、被処理体２０の表面２１に対して所定の隙間をおいて対面しながら相対的に移動できる。
【００３５】
次に、図２と図３を参照しながら、表面処理装置１０による表面処理方法の例について説明する。
図３（Ａ）は、被処理体２０の表面２１が表面処理される前の状態を示しており、図３（Ｂ）は、表面２１が表面処理された後の状態を示している。
図３（Ａ）と図３（Ｂ）は、テーブル１３、表面２１および電極装置７０を概略的に示している平面図である。
【００３６】
図３において電極装置７０は固定されており、それに対してテーブル１３がＹ１方向またはＹ２の方向に移動するようになっている。第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３の電極長Ｌを加えたものは、ほぼ表面処理可能幅Ａを形成している。この表面処理可能幅Ａは、表面２１の幅Ｗ１よりやや大きく、Ｘ方向と平行な方向である。
テーブル１３がＹ１方向に移動を始めると、固定電極７０の第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３の下側を通過する。この場合に、第１分割印加電極７１は表面２１の領域２１Ａを表面処理し、第２分割印加電極７２は、表面２１の領域２１Ｂを表面処理し、そして第３分割印加電極７３は、表面２１の領域２１Ｃを表面処理する。
固定された電極装置７０に対してテーブル１３とともに被処理体２０がＹ１方向に相対的に移動していくと、図３（Ｂ）のように、表面２１の各領域２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃには、全て表面処理を確実に行うことができる。
【００３７】
このようにして、固定された電極装置７０に対してテーブル１３とともに被処理体２０がＹ１方向に移動することにより、各電極長Ｌが小さい小型の第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３を使用していながら、大面積の被処理体２０の表面２１は全面にわたって確実に表面処理をすることができる。
各第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３のようにして、図３（Ａ）に示す表面処理可能幅Ａは複数に、図２と図３の例では３つに分割しているので、各第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３のそれぞれの小型化が図れる。
各第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３はそれぞれ小型にできるので、各分割印加電極に使用する高周波交流電源の容量も小さくすることができる。各第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３には、小さい容量の高周波交流電源をそれぞれ電気的に接続しても、表面処理が可能である。
【００３８】
第２の実施形態
図４は、本発明の表面処理装置の第２の実施形態を示している。
図４に示す表面処理装置１０の構成要素が、図２に示す第１の実施形態の表面処理装置１０の構成要素と同じものである場合には、同じ符号を記してその説明を用いることにする。
図４に示す表面処理装置１０が、図２に示す表面処理装置１０と異なるのは、電極装置１７０が、Ｙ方向に移動可能であるのに対して、テーブル１３はベース３１に対して固定されていることである。
【００３９】
図４に示す電極装置１７０は、ユニットベース７４と第１分割印加電極７１、第２分割印加電極７２および第３分割印加電極７３を有している。これらの第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３は、印加電極部１１を構成している。
電極装置１７０のユニットベース７４は、電極装置移動アクチュエータ１４１により、Ｙ方向に沿ってレール１４５，１４５にしたがってＹ方向に移動可能である。電極装置移動アクチュエータ１４１は、制御部１００の指令により動作する。
【００４０】
図５（Ａ），図５（Ｂ）は、図４の表面処理装置１０のテーブル１３、被処理体２０および電極装置１７０を示す平面図である。各第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３は、それぞれ電極長Ｌを有している。そしてこれらの第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３の電極長Ｌの合計３Ｌは、表面処理可能幅Ａとほぼ同じかやや大きいものである。
この表面処理可能幅Ａは、被処理体２０の表面２１の幅Ｗ１に比べてやや大きい。
【００４１】
次に、図４と図５に示す表面処理装置１０による表面処理方法の例について説明する。
図５（Ａ）に示すように、電極装置１７０がＹ２方向に移動すると、固定側のテーブル１３の被処理体２０の表面２１と、第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３は、相対的に所定の隙間をおいて移動される。これによって、図５（Ｂ）のように表面処理装置２１の領域２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは、それぞれ第１分割印加電極７１、第２分割印加電極７２および第３分割印加電極７３によりそれぞれ表面処理が施されることになる。
このようにして、固定側のテーブル１３に対して移動側の電極装置１７０が、電極装置移動アクチュエータ１４１の動作により送りねじ１５１を回転させることで、相対的に移動して、表面２１の表面処理が行える。
【００４２】
第３の実施形態
次に、図６と図７は、本発明の表面処理装置の第３の実施形態を示している。
図６に示す表面処理装置１０の構成要素が、図２に示す第１の実施形態の表面処理装置１０の構成要素と同じものである場合には同じ符号を記してその説明を用いることにする。
【００４３】
図６に示す表面処理装置１０では、図２の第１の実施形態と同様にテーブル１３はテーブル移動アクチュエータ４１によりＹ方向に沿ってレール４５にしたがって移動可能になっている。電極装置２７０は、図２に示す電極装置７０と同様に、位置が固定されている。すなわち電極装置２７０は、ベース３１に対しては移動しないようになっている。
【００４４】
しかしながら、電極装置２７０は、次のような別の特徴を有している。
電極装置２７０は、ユニットベース７４と、第１分割印加電極７１、第２分割印加電極７２および第３分割印加電極７３を有している。さらに電極装置２７０は、印加電極移動アクチュエータ３０１と印加電極移動アクチュエータ３０３を有している。これらの印加電極移動アクチュエータ３０１，３０３は、制御部１００の指令により動作する。
【００４５】
第１分割印加電極７１は、ポジションＰ１においてユニットベース７４に対して固定されていて、移動することはない。
これに対して第２分割印加電極７２は、印加電極移動アクチュエータ３０１の作動により、送りねじ１９０を回転することで、図示しないレールに沿ってＸ方向に移動可能である。第２分割印加電極７２は、２点鎖線で示すポジションＰ１から実線で示すポジションＰ２の位置の範囲で移動して位置決めできる。
【００４６】
第３分割印加電極７３は、印加電極移動アクチュエータ３０３の作動により送りねじ１９１を回転することで、Ｘ方向に関してポジションＰ１とポジションＰ３の間において移動して位置決め可能である。
このように第２分割印加電極７２は、ポジションＰ１とポジションＰ２のいずれにおいても位置決めすることができる。第３分割印加電極７３は、ポジションＰ１、ポジションＰ２およびポジションＰ３のいずれにおいても位置決めすることができる。
【００４７】
図６に示すテーブル１３の上には、図２の被処理体２０とは異なる表面積を有する被処理体２０が搭載面２４の上に搭載されている。被処理体２０の表面２２１は、幅Ｗ３と幅Ｗ２を有している。幅Ｗ３は、Ｘ方向に関する幅であり、図２に示す幅Ｗ１に比べて小さい。
この幅Ｗ３は、第１分割印加電極７１と第２分割印加電極７２のそれぞれの電極長Ｌを足した長さ２Ｌとほぼ同じかやや小さい幅である。
【００４８】
次に、図７を参照しながら、図６の表面処理装置１０による表面処理方法の例について説明する。
図７（Ａ）は、表面処理する前の状態であり、図７（Ｂ）は表面処理終了後の状態を示している。
図７（Ａ）に示すように、電極装置２７０は固定されており、テーブル１３がＹ１方向に移動する。
【００４９】
電極装置２７０の第１分割印加電極７１はポジションＰ１に固定されている。第２分割印加電極７２は、図６に示す印加電極移動アクチュエータ３０１の作動により、ポジションＰ１とポジションＰ２の中間位置に位置決めされている。この際の第１分割印加電極７１と第２分割印加電極７２が形成する表面処理可能幅Ａ１は、被処理体２０の表面２２１の幅Ｗ３に比べてやや大きい状態である。
この例では、第３分割印加電極７３は、第１分割印加電極７１と第２分割印加電極７２とは離れたポジションＰ３に位置決めされている。これにより第３分割印加電極７３は、表面２２１の表面処理には用いない。
【００５０】
テーブル１３がＹ１方向に移動することにより、表面２２１は第１分割印加電極７１と第２分割印加電極７２に対面するようにして所定の隙間を空けて対面しながら相対的に移動する。これにより図７（Ｂ）に示すように表面２２１は第１分割印加電極７１と第２分割印加電極７２により表面処理が施されることになる。
【００５１】
図７の例では、被処理体２０の表面２２１が、幅Ｗ３を有しており、この幅Ｗ３は図３の幅Ｗ１よりも小さいものである。
このように、被処理体２０の表面の幅Ｗ１または幅Ｗ３に応じて、電極装置２７０の第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３の使用する組み合わせや、第２分割印加電極７２と第３分割印加電極７３の位置決めする位置の選択を行うことができる。これによって、被処理体２０の表面のＸ方向に平行な幅Ｗ１やＷ３あるいはその他の寸法に応じて使用するべき第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３を適宜選択することができる。このために、被処理体２０の表面の幅の大きさに対応して、確実にその表面の全面にわたって表面処理を行うことができる。つまり、多品種の被処理体に応じて、表面処理ができる。
【００５２】
そして、たとえば図７に示す例では、第１分割印加電極７１と第２分割印加電極７２にはそれぞれ印加電力を印加するのであるが、使用しない第３分割印加電極７３には電力を供給する必要がない。このために被処理体２０の表面の幅の大小に応じて、使用する電力量は削減することができ、省電力化を図ることができる。
【００５３】
本発明の表面処理装置は、大気圧または大気圧近傍の圧力下のプラズマ処理により、たとえば大型のガラス基板のような被処理体の表面に対して、小型の表面処理装置でありながら全面にわたって表面処理を確実に行うことができる。
本発明の表面処理装置および表面処理方法を用いることにより、被処理体のサイズに関係なく、小型の分割印加電極を使用することができる。このために小型の分割印加電極を作成するのは容易であり、しかも小型の分割印加電極であるので、大型の印加電極を用いるのに比べて、分割印加電極と被処理体との間の放電間隔の管理が容易になる。
【００５４】
分割印加電極の長さは、被処理体の幅に比べて小さくできる。このため、分割印加電極と誘電体の組み立て体（ユニット）が、被処理体の表面に対して形成される放電間隔の管理および調整を容易に行うことができる。
分割印加電極が小型にできるので、高周波交流電源の容量が小さくできる。このことから電源に必要なエネルギーを小さくできる。
【００５５】
本発明の実施形態においては、電極装置は第１分割印加電極７１乃至第３分割印加電極７３の合計３つの分割印加電極を有している。この３つの印加電極により、表面のＸ方向に平行な幅は、ほぼ３つに分割して表面処理することができる。
しかしこれに限らず、被処理体の表面のサイズに応じて、電極装置は、２つ、もしくは４つ以上の分割印加電極を有する構造としても勿論構わない。そして各分割印加電極が、図６に示すような印加電極アクチュエータをそれぞれ備えていて、全ての分割印加電極がＸ方向に沿って移動して位置決めできるようにしても勿論構わない。
【００５６】
本発明の実施形態では、被処理体の表面のサイズの大小に関係なく、分割印加電極のサイズを選択して決定することができ、これにより各分割印加電極は、表面の該当する領域を表面処理加工性を考慮しながら確実に表面処理できる。
各分割印加電極のサイズは、その分割の数により大きくしたり小さくしたりできるので、放電隙間の管理がしやすい。しかも各分割印加電極は、１つの大きな印加電極を用いる従来に比べてかなり小型にできるので、分割印加電極を移動させる場合には、その移動操作構造を小さくすることができる。
【００５７】
各分割印加電極のサイズは、電源容量を考慮して決定することができる。
本発明の実施形態では、被処理体の表面のサイズに関係なく、表面の全面もしくは表面の一部分の領域を選択して表面処理することもできる。
以上のことから、本発明の表面処理装置および表面処理方法は、被処理体の表面の大小に関係なく、表面処理の処理品質を向上できる。
【００５８】
ところで本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
上述した実施形態では混合ガスのキャリアガスとしてＨｅを用い、処理ガスとしてＯ２を用いている。
これに限らず、たとえばキャリアガスとしてはＡｒを用い、処理ガスとしてはＣＦ４を用いることもできる。たとえばキャリアガスとしてＨｅを用い処理ガスとしてＣＦ４を用いることにより、被処理体２０の表面２１には、撥水性処理を行うことができる。
その他に、本発明の実施形態では、混合ガスのキャリアガスと処理ガスの種類を適宜選択することにより、被処理体の表面に対してエッチング、アッシング、表面改質（親水性処理や撥水性処理）や、洗浄、成膜処理なども行うことができる。
【００５９】
本発明の実施形態では被処理体の種類として、処理目的として種々のものを採用することができる。被処理体は、たとえばパッケージされたＩＣなどの電子部品、シリコン基板、液晶表示装置（ＬＣＤ）に用いられるガラス基板、シリコンウェハ、その他のプラスチック板などであっても勿論構わない。
本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表面処理装置の第１の実施形態を示す図。
【図２】図１の表面処理装置の機構部分を示す斜視図。
【図３】図２の表面処理装置による表面処理方法の例を示す平面図。
【図４】本発明の表面処理装置の第２の実施形態を示す斜視図。
【図５】図４の第２の実施形態における表面処理方法の例を示す平面図。
【図６】本発明の表面処理装置の第３の実施形態を示す斜視図。
【図７】第３の実施形態による表面処理方法の例を示す平面図。
【符号の説明】
１０・・・表面処理装置、１１・・・印加電極部、１３・・・テーブル（アース電極、接地電極）、１４・・・誘電体、２０・・・被処理体、２１・・・被処理体の表面、３０・・・移動操作部、４１・・・テーブル移動アクチュエータ、７０・・・電極装置、７１・・・第１分割印加電極、７２・・・第２分割印加電極、７３・・・第３分割印加電極
Claims (8)
- アース電極であるテーブルに被処理体が搭載されており、印加電極とテーブルの間に大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電することで、生成された反応ガスの励起活性種により前記被処理体の表面を処理するための表面処理装置であり、
複数の前記印加電極を有し、複数の前記印加電極が前記テーブル上の前記被処理体の前記表面の幅に沿って並べて配置されている電極装置と、
前記被処理体の表面を処理する際に、複数の前記印加電極と前記テーブルとを対面させながら相対的に移動するための移動操作部と、
を備えることを特徴とする表面処理装置。 - 前記移動操作部は、移動方向に沿って前記テーブルを移動させるテーブル移動アクチュエータを有し、前記テーブルが、固定された前記電極装置の複数の前記印加電極に対して移動することを特徴とする請求項１に記載の表面処理装置。
- 前記移動操作部は、移動方向に沿って前記電極装置を移動させる電極装置移動アクチュエータを有し、前記電極装置が、固定された前記テーブルに対して移動することを特徴とする請求項１に記載の表面処理装置。
- 前記移動操作部は、第１移動方向に沿って前記テーブルを移動させるテーブル移動アクチュエータと、前記電極装置の前記印加電極を前記電極装置内において前記テーブルの前記第１移動方向とは直交する第２移動方向に移動させて位置決めする印加電極移動アクチュエータとを有し、前記テーブルが、固定された前記電極装置に対して移動することを特徴とする請求項１に記載の表面処理装置。
- アース電極であるテーブルに被処理体が搭載されており、印加電極とテーブルの間に大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電することで、生成された反応ガスの励起活性種により前記被処理体の表面を処理するための表面処理方法であり、
電極装置は複数の前記印加電極を有し、複数の前記印加電極が前記テーブル上の前記被処理体の前記表面の幅に沿って並べて配置されており、移動操作部は、前記被処理体の表面を処理する際に、複数の前記印加電極と前記テーブルとを対面させながら相対的に移動させることを特徴とする表面処理方法。 - 前記移動操作部は、移動方向に沿って前記テーブルを移動させるテーブル移動アクチュエータを有し、前記テーブルが、固定された前記電極装置の複数の前記印加電極に対して移動することを特徴とする請求項５に記載の表面処理方法。
- 前記移動操作部は、移動方向に沿って前記電極装置を移動させる電極装置移動アクチュエータを有し、前記電極装置が、固定された前記テーブルに対して移動することを特徴とする請求項５に記載の表面処理方法。
- 前記移動操作部は、第１移動方向に沿って前記テーブルを移動させるテーブル移動アクチュエータと、前記電極装置の前記印加電極を前記電極装置内において前記テーブルの前記第１移動方向とは直交する第２移動方向に移動させて位置決めする印加電極移動アクチュエータとを有し、前記テーブルが、固定された前記電極装置に対して移動することを特徴とする請求項５に記載の表面処理方法。
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2003
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