JP2004311582A - 表面処理装置および表面処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】一対の印加側電極部とアース側電極部の間で複数の放電発生部を形成することにより１つの被処理体に対して、複数種類のガス種により複数種類の表面処理が１つの被処理体に対して可能な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】対向して配置された印加側電極部２０とアース側電極部３０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、被処理体７０の表面７１を処理するための表面処理装置１０であり、印加側電極部２０とアース側電極部３０の間には、複数の誘電体４１乃至４４が配列されており、各誘電体４１乃至４４は、反応ガスを流すためのガス流路９１乃至９４を有し、流路には反応ガスを活性化させて、移動する被処理体７０の表面７１に到達させるプラズマ放電の放電発生部が形成される。
【選択図】 図２
【解決手段】対向して配置された印加側電極部２０とアース側電極部３０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、被処理体７０の表面７１を処理するための表面処理装置１０であり、印加側電極部２０とアース側電極部３０の間には、複数の誘電体４１乃至４４が配列されており、各誘電体４１乃至４４は、反応ガスを流すためのガス流路９１乃至９４を有し、流路には反応ガスを活性化させて、移動する被処理体７０の表面７１に到達させるプラズマ放電の放電発生部が形成される。
【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被処理体（ワークともいう）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に対して表面処理をする装置が提案されている。大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電により表面処理をするメリットとしては、真空下でのプラズマ放電に比べて低圧雰囲気下での形成および制御用の装備が不要であり、大面積処理の実現および製造コストの低減が図りやすいことである。
【０００３】
このようなプラズマを用いた表面処理装置は、一対の電極の間に大気圧付近の圧力下で生成されるプラズマ放電発生部（放電領域ともいう）を生成するようになっている。そして一方の電極からは通気孔を通じてガスを導入するようになっている。このガスは、通気孔を通った後に多孔質体を通ってプラズマ放電発生部に入るようになっている。このようにすることで、被処理体に対して均一な表面処理が施せる（たとえば特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２１４９号公報（第１頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のプラズマ表面処理装置では、次のような問題がある。
従来の大気圧下で使用するプラズマ表面処理装置は、一対の電極の間で１つの放電発生部を形成するようになっている。そしてこの１つの放電発生部が、１種類のプロセスに必要な反応ガス（処理ガスともいう）を活性化させて被処理体に対して所望の表面処理を行う。
このような構造であると、別の種類の反応ガスを用いて処理する必要がある場合には、表面処理作業は、すでに使用した１種類の反応ガスから別の反応ガスにガス種を切り換えて行う必要がある。
【０００６】
このようにガス種を切り換えて被処理体に対して複数種類の表面処理を連続的に行う場合には、上述したようなガス種を切り換えるための時間がかかってしまい、表面処理作業時間がかなり長くかかってしまう。
また従来のプラズマ処理装置は、１つの放電発生部しか有していないので、１つの被処理体の表面に対して複数回放電発生部に曝すことができない。
【０００７】
そこで本発明は上記課題を解消し、一対の印加側電極部とアース側電極部の間で複数の放電発生部を形成することにより１つの被処理体に対して、複数種類のガス種により複数種類の表面処理が１つの被処理体に対して可能な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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の表面処理装置は、対向して配置された印加側電極部とアース側電極部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、被処理体の表面を処理するための表面処理装置であり、前記印加側電極部と前記アース側電極部の間には、複数の誘電体が配列されており、各前記誘電体は、反応ガスを流すためのガス流路を有し、前記流路には前記反応ガスを活性化させて、移動する前記被処理体の前記表面に到達させる前記プラズマ放電の放電発生部が形成される構成であることを特徴とする。
【０００９】
この発明では、印加側電極部とアース側電極部の間には、複数の誘電体が配列されている。この各誘電体は、反応ガスを通すためのガス流路を有している。この流路には、反応ガスを活性化させるためのプラズマ放電の放電発生部が形成される。放電発生部は、移動する被処理体の表面に対して活性化した反応ガスを到達させる。
これにより、複数の誘電体にそれぞれ異なる反応ガスを供給することにより、被処理体を移動すれば被処理体の表面に対して複数種類のガス種の表面処理を、印加側電極部とアース側電極部の間で確実に行うことができる。
【００１０】
上記構成において、各前記誘電体は、前記被処理体の移動方向に沿って配列されており、各前記誘電体には異なる種類の反応ガスを供給するガス供給部と、前記被処理体を搭載しているテーブルと、前記被処理体の前記表面を各前記誘電体に対面させながら前記テーブルを複数の前記誘電体の配列方向に沿って移動させる移動操作部とを備えることを特徴とするのが望ましい。
【００１１】
このような構成によれば、各誘電体は被処理体の移動方向に沿って配列されている。ガス供給部は、各誘電体に対して異なる種類の反応ガスを供給するようになっている。
テーブルは被処理体を搭載している。移動操作部は、被処理体の表面の各誘電体に対面させながらテーブルの複数の誘電体の配列方向に沿って移動させるようになっている。
これにより移動操作部の操作により、テーブル上の被処理体は、各誘電体に対面するようにして移動しながら複数種類の表面処理を行うことができる。
【００１２】
上記構成において、各前記誘電体の前記ガス流路の断面形状であって、前記反応ガスの流れる方向に対して直交する方向の前記断面形状が、異なってい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、各誘電体のガス流路の断面形状であり、反応ガスの流れる方向に対して直交する方向の断面形状が、異なっている。これにより、反応ガスの種類により流す流量は、断面形状が異なることにより変えることができる。
【００１３】
上記構成において、前記印加側電極部は、第１電極と前記第１電極と平行な第２電極を有し、前記第１電極と前記第２電極の間に前記アース側電極部が平行に配置され、前記第１電極と前記アース側電極部の間には、複数の第１誘電体が配列され、前記第２電極と前記アース側電極部の間には、複数の第２誘電体が配列され、前記第１誘電体の前記ガス流路の断面形状と前記第２誘電体の前記ガス流路の断面形状は異なり、前記第１誘電体の前記ガス流路に流れる前記反応ガスの種類と、前記第２誘電体の前記ガス流路に流れる前記反応ガスの種類は、異なることを特徴とするのが望ましい。
【００１４】
このような構成によれば、印加側電極部の第１電極と第２電極の間には平行になるようにアース側電極部が配置されている。第１電極とアース側電極部の間には複数の誘電体が配列され、第２電極とアース側電極部の間には複数の第２誘電体が配列されている。第１誘電体と第２誘電体は互いに断面形状が異なる。第１誘電体のガス流路に流れる反応ガスの種類は、第２誘電体のガス流路に流れる反応ガスの種類と異なる。
このようにすることで、被処理体の表面は、異なる種類の反応ガスにより表面処理を行うことができる。
【００１５】
本発明の表面処理方法は、対向して配置された印加側電極部とアース側電極部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、被処理体の表面を処理するための表面処理方法であり、前記印加側電極部と前記アース側電極部の間に配列された複数の誘電体は、それぞれ反応ガスを流すためのガス流路を有し、前記流路には前記反応ガスを活性化させて、移動する前記被処理体の前記表面に到達させる前記プラズマ放電の放電発生部が形成されることを特徴とする。
【００１６】
この発明では、印加側電極部とアース側電極部の間には、複数の誘電体が配列されている。この各誘電体は、反応ガスを通すためのガス流路を有している。この流路には、反応ガスを活性化させるためのプラズマ放電の放電発生部が形成される。放電発生部は、移動する被処理体の表面に対して活性化した反応ガスを到達させる。
これにより、複数の誘電体にそれぞれ異なる反応ガスを供給することにより、被処理体を移動すれば被処理体の表面に対して複数種類のガス種の表面処理を、印加側電極部とアース側電極部の間で確実に行うことができる。
【００１７】
上記構成において、各前記誘電体は、前記被処理体の移動方向に沿って配列されており、各前記誘電体にはガス供給部から異なる種類の反応ガスが供給され、テーブルに搭載された前記被処理体は、移動操作部の操作により、前記被処理体の前記表面を各前記誘電体に対面させながら複数の前記誘電体の配列方向に沿って移動されることを特徴とするのが望ましい。
【００１８】
このような構成によれば、各誘電体は被処理体の移動方向に沿って配列されている。ガス供給部は、各誘電体に対して異なる種類の反応ガスを供給するようになっている。
テーブルは被処理体を搭載している。移動操作部は、被処理体の表面の各誘電体に対面させながらテーブルの複数の誘電体の配列方向に沿って移動させるようになっている。
これにより移動操作部の操作により、テーブル上の被処理体は、各誘電体に対面するようにして移動しながら複数種類の表面処理を行うことができる。
【００１９】
上記構成において、各前記誘電体の前記ガス流路の断面形状であって、前記反応ガスの流れる方向に対して直交する方向の前記断面形状が、異なってい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、各誘電体のガス流路の断面形状であり、反応ガスの流れる方向に対して直交する方向の断面形状が、異なっている。
これにより、反応ガスの種類により流す流量は、断面形状が異なることにより変えることができる。
【００２０】
上記構成において、前記印加側電極部は、第１電極と前記第１電極と平行な第２電極を有し、前記第１電極と前記第２電極の間に前記アース側電極部が平行に配置され、前記第１電極と前記アース側電極部の間には、複数の第１誘電体が配列され、前記第２電極と前記アース側電極部の間には、複数の第２誘電体が配列され、前記第１誘電体の前記ガス流路の断面形状と前記第２誘電体の前記ガス流路の断面形状は異なり、前記第１誘電体の前記ガス流路に流れる前記反応ガスの種類と、前記第２誘電体の前記ガス流路に流れる前記反応ガスの種類は、異なることを特徴とするのが望ましい。
【００２１】
このような構成によれば、印加側電極部の第１電極と第２電極の間には平行になるようにアース側電極部が配置されている。第１電極とアース側電極部の間には複数の誘電体が配列され、第２電極とアース側電極部の間には複数の第２誘電体が配列されている。第１誘電体と第２誘電体は互いに断面形状が異なる。第１誘電体のガス流路に流れる反応ガスの種類は、第２誘電体のガス流路に流れる反応ガスの種類と異なる。
このようにすることで、被処理体の表面は、異なる種類の反応ガスにより表面処理を行うことができる。
【００２２】
【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乃至図３は、本発明の表面処理装置の好ましい第１の実施形態を示している。
図１は表面処理装置１０の平面図であり、図２は図１の表面処理装置１０のＡ−Ａ線における断面を有する図である。図３は表面処理装置１０を用いて行う表面処理方法の一例を示すフロー図である。
【００２３】
図１と図２の表面処理装置１０は、大気圧プラズマ表面処理装置などとも呼んでいる。
表面処理装置１０は、大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電による複数の放電発生部を用いて、被処理体の表面に対して表面処理を連続または同時に行うことができる装置である。この表面処理装置１０は、複数種類の反応ガスにより被処理体７０の表面処理を連続的に行う装置である。
【００２４】
本発明の実施形態で用いる表面処理とは、アッシング、エッチング、親水処理や撥水処理などの表面改質、洗浄、成膜などを含んでいる。アッシング処理は、たとえばガラス基板などの被処理体の表面上の有機物の除去処理である。エッチング処理は、たとえばガラス基板などの被処理体の表面上の成膜物の除去処理である。親水処理は、たとえばガラス基板などの被処理体の表面上に親水性の膜を形成する処理である。撥水処理は、たとえばガラス基板などの被処理体の表面上に撥水膜を形成する処理である。
表面処理装置１０において発生するプラズマの種類としては、大気圧または大気圧近傍の圧力下で発生するグロー放電プラズマである。このグロー放電プラズマは、プラズマ生成用のガス中でのグロー放電の発生に伴って生成する。
【００２５】
図１と図２に示す表面処理装置１０は、印加側電極部２０、アース側電極部３０、複数のガス供給部２１，２２，２３，２４、高周波交流電源（ＲＦ電源ともいう）２３、搬送テーブル３１、移動操作部２５、誘電体４１，４２，４３，４４および制御部１００を有している。
印加側電極部２０とアース側電極部３０は、いわゆる平行平板型のプラズマ放電装置を形成している。印加側電極部２０とアース側電極部３０は、隙間を介して平行に配置されている。
このように表面処理装置１０は、一対の印加側電極部２０とアース側電極部３０を有しており、いわゆる１つの直接放電式の放電手段を構成している。
【００２６】
図１に示す印加側電極部２０は、電源２３に対して電気的に接続されている。印加側電極部２０は電源２３により高周波交流電力が供給される。印加側電極部２０は、電極となりうる導電性の高い材質、たとえばアルミニウム、銅、ステンレス（ＳＵＳ）、チタン、タングステン、などにより作られている。
図１に示すアース側電極部３０は、上述したように印加側電極部２０に対面して隙間をおいて平行に配置されていて、印加側電極部２０とアース側電極部３０は図１と図２に示すＺ方向に沿って間隔をあけて平行に設けられている。アース側電極部３０は接地されている。アース側電極部３０の材質は、印加側電極部２０の材質と同じようなものが採用できる。
【００２７】
次に、図１と図２に示す複数の誘電体４１乃至４４について説明する。
誘電体４１乃至４４は、印加側電極部２０とアース側電極部３０の間においてたとえば同じ間隔をおいてＴ方向に配列されている。誘電体４１乃至４４は、たとえばアルミナや窒化シリコンなどのセラミックスや、石英などのガラスにより作られている。誘電体４１乃至４４は、放電発生部の発生域を定めて、不要な放電が他の部分に生じないようにするものである。
【００２８】
図１と図２の第１の実施形態では誘電体４１乃至４４は、円筒状の部材に形成されている。各誘電体４１乃至４４の直径および内径はたとえば同じに設定されている。誘電体４１乃至４４の中にはガス流路９１乃至９４がそれぞれ形成されている。ガス流路９１乃至９４は、それぞれガス供給部２１乃至２４から混合ガスを供給できるようになっている。
【００２９】
印加側電極部２０に対して電源２３が電力を供給することにより、誘電体４１乃至４４の各ガス流路９１乃至９４の中には、放電発生部１０１乃至１０４がそれぞれ形成できる。これらの放電発生部１０１乃至１０４は、ガス流路９１乃至９４にそれぞれ供給される混合ガスの反応ガスを活性化させて、移動する被処理体７０の表面７１に対して到達させる。
各誘電体４１乃至４４のガス吹き出し口１２１乃至１２４は、被処理体７０の表面７１側に対面するように下向きに位置している。
【００３０】
ガス供給部２１乃至ガス供給部２４が供給できる混合ガスの種類は、図１と図２の実施形態では異なる種類の混合ガスである。
たとえばガス供給部２１は、被処理体７０の表面７１に対してアッシング処理をするための混合ガスが収容されている。このためにガス供給部２１は、アッシング処理用のキャリアガスとして、Ｈｅを採用し、反応ガスとしては、Ｏ２を採用している。
ガス供給部２２は、被処理体７０の表面７１に対してたとえばエッチング処理を行うための混合ガスを収容しており、キャリアガスとしては、Ｈｅを採用し、反応ガスとしては、Ｏ２，ＣＦ４を採用している。
【００３１】
ガス供給部２３は、被処理体７０の表面７１に対して親水処理を行うための混合ガスを収容しており、キャリアガスとしてはＨｅを採用し、反応ガスとしてはＯ２を採用することができる。ガス供給部２４は、被処理体７０の表面７１に対してたとえば撥水処理を行うための混合ガスを収容しており、キャリアガスとしてはＨｅを採用し、反応ガスとしては、ＣＦ４を採用している。
【００３２】
次に図２に示す搬送テーブル３１は、移動操作部２５の動作によりガイドレール８０に沿ってＴ方向に移動可能になっている。搬送テーブル３１の搭載面３１Ａの上には、被処理体７０が着脱可能に置かれる。
移動操作部２５の動作は、制御部１００により制御される。ガス供給部２１乃至２４のガス供給動作は、制御部１００により制御される。電源の動作は、制御部１００により制御される。
被処理体７０は、平板状の部材であり、たとえばシリコン基板や液晶表示装置（ＬＣＤ）に用いられるガラス基板などである。
【００３３】
次に、上述した図１と図２に示す表面処理装置１０を用いて被処理体７０の表面７１に対して表面処理を行うための表面処理方法の例について、図３を参照しながら説明する。
図３の被処理体配置ステップＳＴ１では、図２に示す搬送テーブル３１の搭載面３１Ａの上に被処理体７０が搭載される。搬送テーブル３１は、Ｔ方向に沿って被処理体７０を載せた状態でガイドレール８０に沿って搬送できる。このＴ方向はＺ方向とは直交する方向である。しかもＴ方向は、誘電体４１乃至４４の配列方向である。誘電体４１乃至４４は、印加側電極部２０とアース側電極部３０の間で直列に間隔をおいて配列されている。
【００３４】
次に、図３の放電発生ステップＳＴ２に移る。
ステップＳＴ２では、図１に示す電源２３が高周波交流電力を印加側電極部２０に供給する。これにより、複数の誘電体４１乃至４４は、そのガス流路９１乃至９４の中でそれぞれプラズマ放電の放電発生部１０１乃至１０４をそれぞれ発生する。
この状態において、ガス供給部２１乃至ガス供給部２４が、それぞれガス流路９１乃至９４に対して順次混合ガスを供給する。
【００３５】
ガス供給部２１乃至ガス供給部２４が、ガス流路９１乃至９４に対してそれぞれ混合ガスを供給するタイミングは、被処理体７０が搬送テーブル３１によりＴ１方向に搬送される状況に応じて行われる。
搬送テーブル３１と被処理体７０がＴ１方向に搬送され始めると、ガス供給部２１がガス流路９１に混合ガスを供給する。これによって、放電発生部１０１においては、大気圧プラズマが生成されて、反応ガスの励起活性種を生じる。この励起活性種は、被処理体７０の表面をたとえばアッシング処理する。
【００３６】
次に、ガス供給部２２が混合ガスをガス流路９２に供給すると、放電発生部においては大気圧プラズマが生成されて反応ガスの励起活性種を生じる。この励起活性種が、被処理体７０の表面７１をたとえばエッチング処理する。
ガス供給部２３がガス流路９３に混合ガスを供給すると、放電発生部１０３においては大気圧プラズマが生成されて、反応ガスの励起活性種を生じる。この励起活性種が、被処理体７０の表面７１をたとえば親水処理する。
【００３７】
そして、ガス供給部２４がガス流路９４に混合ガスを供給すると、放電発生部１０４においては大気圧プラズマが生成されて、反応ガスの励起活性種を生じる。この励起活性種が、被処理体７０の表面７１をたとえば撥水処理する。
このようにして、被処理体の表面７１は、Ｔ方向に移動しながら複数種類の反応ガスにより、複数種類のプロセス処理による表面処理を連続的にまたはほぼ同時に行うことができる。
【００３８】
本発明の表面処理装置１０は、複数種類の処理を行うために、複数種類の装置を設ける必要がなく、１台の表面処理装置１０を配置すれば複数種類の処理が行えるのである。そして１台の表面処理装置１０を設けるだけであるので、装置を配置するエリアの削減と、装置のコストなどの軽減化が図れる。また複数の装置を並べて設ける必要がないので、複数の装置の間で被処理体を搬送するための搬送部が全く不要になる。
また１つの被処理体７０の表面７１に対して、複数種類のプロセス処理がほぼ同時または連続で行えるので、異なる複数の処理間における経時変化の影響が軽減できる。
【００３９】
第２の実施形態
図４と図５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は表面処理装置１１０の平面図であり、図５は、図４の表面処理装置１１０のＢ−Ｂ線における断面を有する図である。
図４に示す表面処理装置１１０の構成要素が、図１と図２に示す表面処理装置１０の構成要素と同じである場合には、同じ符号を記してその説明を用いる。
【００４０】
印加側電極部２０とアース側電極部３０の間には、誘電体１４１ともう１つの誘電体１４２が挟むようにして配置されている。誘電体１４１と誘電体１４２は、図５のＴ方向と並べて配列されている。
誘電体１４１と誘電体１４２は、その断面形状が異なっている。誘電体１４２は、たとえば円筒状の部材であり、円形状のガス流路１９２を有している。
【００４１】
これに対して、誘電体１４１のガス流路１９１は、たとえば長方形状の断面形状を有している。しかもガス流路１９１の断面積は、ガス流路１９２の断面積よりも大きく設定されている。ガス流路１９１とガス流路１９２の断面形状は、ガス流路１９１，１９２における混合ガスの流す方向Ｚ１方向に対して垂直な方向における断面をいう。
【００４２】
ガス供給部１２１は、ガス流路１９１に対して混合ガスを供給する。もう１つのガス供給部１２２は、ガス流路１９２に対して別の種類の混合ガスを供給するようになっている。
このようにして、誘電体１４１，１４２のそれぞれのガス流路１９１，１９２が、異なる種類の混合ガスを供給するようになっている。
【００４３】
ガス供給部１２１は、たとえば被処理体７０の表面７１に対して親水処理を行うための混合ガスを供給する。ガス供給部１２２は、被処理体７０の表面７１に対して撥水処理を行うための混合ガスを供給するようになっている。
誘電体１４１のガス流路１９１の中には、図５に示すように放電発生部２０１を形成する。同様にして誘電体１４２のガス流路１９２の中には、放電発生部２０２を発生する。
このように、ガス流路１９１の断面形状とガス流路１９２の断面形状を異なるようにし、しかもガス流路１９１の断面積がガス流路１９２の断面積よりも大きくなっているのは、使用する混合ガスの種類に合わせて混合ガスの使用量（流量）を変えるためである。
【００４４】
次に、図４と図５の表面処理装置１１０により表面処理を行う例について説明する。
図４の電源２３が印加側電極部２０に電力供給をすると、ガス流路１９１、ガス流路１９２にはそれぞれ放電発生部２０１，２０２が発生する。
搬送テーブル３０が被処理体７０をＴ１方向に搬送して行くと、ガス供給部１２１がガス流路１９１に混合ガスを供給する。これにより、放電発生部２０１においては大気圧プラズマが生成されて反応ガスの励起活性種を生じる。この励起活性種が、被処理体７０の表面をたとえば親水処理する。
続いて搬送テーブル３０により被処理体７０がＴ１方向に進んでいくと、ガス供給部１２２が混合ガスを放電発生部２０２に供給する。これにより放電発生部２０２においては大気圧プラズマが生成されて、反応ガスの励起活性種が生じる。この励起活性種が被処理体７０の表面７１をたとえば撥水処理する。
【００４５】
第３の実施形態
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と図７に示す表面処理装置２１０の構成要素が、図１の表面処理装置１０の構成要素と同じ個所には、同じ符号を記してその説明を用いる。
図６と図７においては、印加側電極部３２０が、第１電極３２１と第２電極３２２を有している。そして第１電極３２１と第２電極３２２の間には、アース側電極部３３０が平行に配置されている。
【００４６】
第１電極３２１、第２電極３２２およびアース側電極部３３０は、それぞれ平板状の部材であり、平行にＴ方向に配列されている。
第１電極３２１と第２電極３２２は、電源２３により電力を供給されるようになっている。アース側電極部３３０は接地されている。電源２３も接地されている。
第１電極３２１とアース側電極部３３０の間には、複数本の誘電体４１乃至４５が間隔をおいて直列に配置されている。同様にして第２電極３２２とアース側電極部３３０の間にも、複数本の誘電体４４１乃至４４４が間隔をおいて直列に配列されている。
【００４７】
誘電体４１乃至４５は、たとえば円筒状の部材であり、その中には円形状のガス流路９１乃至９５がそれぞれ形成されている。誘電体４４１乃至４４４は、たとえば長方形状もしくは正方形状のガス流路４９１乃至４９４がそれぞれ形成されている。ガス流路４９１乃至４９４の大きさは同じであり、ガス流路９１乃至９５の大きさも同じである。ガス流路４９１乃至４９４の断面積は、ガス流路９１乃至９５の断面積よりも大きく設定されている。
【００４８】
図７は、図６におけるＣ−Ｃにおける断面図を有する図である。図８は、図６におけるＤ−Ｄにおける断面を有する図である。
図７に示すように、ガス流路９１乃至９５にはそれぞれ放電発生部１０１乃至１０５が発生する。同様にして図８に示すように誘電体４４１乃至４４４のガス流路４９１乃至４９４にも、放電発生部２０１乃至２０４がそれぞれ発生する。
搬送テーブル４３０は、被処理体７０を着脱可能に搭載している。搬送テーブル４３０は、移動操作部２５の操作によりガイドレール８０に沿ってＴ方向に移動することで被処理体７０の表面７１は、誘電体４１乃至４５および４４１乃至４４に対面する位置まで位置決めすることができる。
【００４９】
図６乃至図７の第３の実施形態で特に特徴的なのは、次の点である。
図６と図７に示す誘電体４１乃至４５のガス流路９１乃至９５には、ガス供給部４０１から同じ種類の混合ガスが供給されるようになっている。この混合ガスは、たとえば被処理体７０の表面７１に対して親水処理を行うための混合ガスである。
これに対して、図６と図８に示す誘電体４４１乃至４４４のガス流路４９１乃至４９４には、ガス供給部４０３から別の種類の混合ガスが供給されるようになっている。この混合ガスの種類としては、たとえば被処理体７０の表面７１に対して撥水処理を行うための混合ガスである。
【００５０】
被処理体７０の表面７１は、図７と図８に示すように複数の誘電体４１乃至４５と複数の誘電体４４１乃至４４４に対面された位置に位置決めされる。そして、図６に示す電源２３が第１電極３２１と第２電極３２２に電力を供給することにより、図７に示す誘電体４１乃至４５のガス流路９１乃至９５には放電発生部１０１乃至１０５がそれぞれ形成される。同様にして図８に示すように誘電体４４１乃至４４４のガス流路４９１乃至４９４には放電発生部２０１乃至２０４がそれぞれ形成される。
【００５１】
そしてガス供給部４０１は混合ガスをガス流路９１乃至９５に供給するとともに、もう１つのガス供給部４０３はガス流路４９１乃至４９４にそれぞれ混合ガスを供給する。これによって、被処理体７０の表面７１はその全面にわたって同時に親水処理と撥水処理を行うことができる。
たとえば、被処理体７０の表面７１の領域の内、誘電体４１乃至４５に対面する領域部分には親水処理が行われるとともに、誘電体４４１乃至４４４に対面する表面７１の領域には、撥水処理を行うことができる。
表面７１は、親水処理と撥水処理を同時に行うことができる。この場合に、被処理体７０の表面７１の処理対象面積が大きい場合であっても、複数のプロセス反応ガスを用いて、連続的または同時に処理を行うことができる。
【００５２】
本発明の表面処理装置の構造を採用することにより、次のようなメリットがある。
複数の異なるプロセスガスによりプロセス処理を行う際に、一対の印加側電極部２０とアース側電極部３０で、行うことができる。このことから、従来と異なり表面処理装置の台数が１台ですみ、１台の表面処理装置を用いることで、複数処理できるので、装置の台数を減らすことができる。
【００５３】
しかも、装置の台数を減らすことができることから、装置の占める設置面積を削減できるとともに、装置コストも軽減化できる。
また従来必要であった異なる複数の装置の間において被処理体を搬送するための搬送部が不要となる。
本発明の表面処理装置は、被処理体７０の表面７１に対して複数のプロセス処理を同時または連続で行うことができるために、処理レートが向上し処理の経時変化の影響を軽減することができる。
【００５４】
本発明の表面処理装置は、上述したように平行平板型のプラズマ処理装置である。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でのプラズマ放電を用いていて、複数の表面処理、たとえば表面改質やエッチングなどの処理を連続または同時に行うことができる。表面処理としては、アッシング、エッチング、親水処理や撥水処理などの表面改質、洗浄、成膜である。
【００５５】
本発明の実施形態では、たとえばキャリアガスとしてＨｅを用いている。また撥水性処理にはたとえばＨｅ＋ＣＦ４の混合ガスを用いることができ、親水性処理としてはＨｅ＋Ｏ２の混合ガスを用いることができる。
本発明の実施形態では、被処理体の種類としては、処理目的に応じ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などや、プラスチックの板である。
本発明は、上記実施の形態に限定されず、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の実施形態を示す平面図。
【図２】図１の表面処理装置におけるＡ−Ａ線における断面を有する側面図。
【図３】図１の表面処理装置により行う表面処理方法の一例を示すフロー図。
【図４】本発明の表面処理装置の第２の実施形態を示す平面図。
【図５】図４の表面処理装置におけるＢ−Ｂ線における断面を有する側面図。
【図６】本発明の表面処理装置の第３の実施形態を示す平面図。
【図７】図６の表面処理装置におけるＣ−Ｃ線における断面を有する側面図。
【図８】図６の表面処理装置におけるＤ−Ｄ線における断面を有する側面図。
【符号の説明】
１０・・・表面処理装置、２０・・・印加側電極部、２１乃至２４・・・ガス供給部、２３・・・電源、２５・・・移動操作部、３０・・・アース側電極部、３１・・・搬送テーブル、４１乃至４４・・・誘電体、７０・・・被処理体、７１・・・被処理体の表面、９１乃至９４・・・ガス流路、１０１乃至１０４・・・放電発生部、Ｔ・・・被処理体の移動方向
【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被処理体（ワークともいう）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に対して表面処理をする装置が提案されている。大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電により表面処理をするメリットとしては、真空下でのプラズマ放電に比べて低圧雰囲気下での形成および制御用の装備が不要であり、大面積処理の実現および製造コストの低減が図りやすいことである。
【０００３】
このようなプラズマを用いた表面処理装置は、一対の電極の間に大気圧付近の圧力下で生成されるプラズマ放電発生部（放電領域ともいう）を生成するようになっている。そして一方の電極からは通気孔を通じてガスを導入するようになっている。このガスは、通気孔を通った後に多孔質体を通ってプラズマ放電発生部に入るようになっている。このようにすることで、被処理体に対して均一な表面処理が施せる（たとえば特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２１４９号公報（第１頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のプラズマ表面処理装置では、次のような問題がある。
従来の大気圧下で使用するプラズマ表面処理装置は、一対の電極の間で１つの放電発生部を形成するようになっている。そしてこの１つの放電発生部が、１種類のプロセスに必要な反応ガス（処理ガスともいう）を活性化させて被処理体に対して所望の表面処理を行う。
このような構造であると、別の種類の反応ガスを用いて処理する必要がある場合には、表面処理作業は、すでに使用した１種類の反応ガスから別の反応ガスにガス種を切り換えて行う必要がある。
【０００６】
このようにガス種を切り換えて被処理体に対して複数種類の表面処理を連続的に行う場合には、上述したようなガス種を切り換えるための時間がかかってしまい、表面処理作業時間がかなり長くかかってしまう。
また従来のプラズマ処理装置は、１つの放電発生部しか有していないので、１つの被処理体の表面に対して複数回放電発生部に曝すことができない。
【０００７】
そこで本発明は上記課題を解消し、一対の印加側電極部とアース側電極部の間で複数の放電発生部を形成することにより１つの被処理体に対して、複数種類のガス種により複数種類の表面処理が１つの被処理体に対して可能な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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の表面処理装置は、対向して配置された印加側電極部とアース側電極部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、被処理体の表面を処理するための表面処理装置であり、前記印加側電極部と前記アース側電極部の間には、複数の誘電体が配列されており、各前記誘電体は、反応ガスを流すためのガス流路を有し、前記流路には前記反応ガスを活性化させて、移動する前記被処理体の前記表面に到達させる前記プラズマ放電の放電発生部が形成される構成であることを特徴とする。
【０００９】
この発明では、印加側電極部とアース側電極部の間には、複数の誘電体が配列されている。この各誘電体は、反応ガスを通すためのガス流路を有している。この流路には、反応ガスを活性化させるためのプラズマ放電の放電発生部が形成される。放電発生部は、移動する被処理体の表面に対して活性化した反応ガスを到達させる。
これにより、複数の誘電体にそれぞれ異なる反応ガスを供給することにより、被処理体を移動すれば被処理体の表面に対して複数種類のガス種の表面処理を、印加側電極部とアース側電極部の間で確実に行うことができる。
【００１０】
上記構成において、各前記誘電体は、前記被処理体の移動方向に沿って配列されており、各前記誘電体には異なる種類の反応ガスを供給するガス供給部と、前記被処理体を搭載しているテーブルと、前記被処理体の前記表面を各前記誘電体に対面させながら前記テーブルを複数の前記誘電体の配列方向に沿って移動させる移動操作部とを備えることを特徴とするのが望ましい。
【００１１】
このような構成によれば、各誘電体は被処理体の移動方向に沿って配列されている。ガス供給部は、各誘電体に対して異なる種類の反応ガスを供給するようになっている。
テーブルは被処理体を搭載している。移動操作部は、被処理体の表面の各誘電体に対面させながらテーブルの複数の誘電体の配列方向に沿って移動させるようになっている。
これにより移動操作部の操作により、テーブル上の被処理体は、各誘電体に対面するようにして移動しながら複数種類の表面処理を行うことができる。
【００１２】
上記構成において、各前記誘電体の前記ガス流路の断面形状であって、前記反応ガスの流れる方向に対して直交する方向の前記断面形状が、異なってい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、各誘電体のガス流路の断面形状であり、反応ガスの流れる方向に対して直交する方向の断面形状が、異なっている。これにより、反応ガスの種類により流す流量は、断面形状が異なることにより変えることができる。
【００１３】
上記構成において、前記印加側電極部は、第１電極と前記第１電極と平行な第２電極を有し、前記第１電極と前記第２電極の間に前記アース側電極部が平行に配置され、前記第１電極と前記アース側電極部の間には、複数の第１誘電体が配列され、前記第２電極と前記アース側電極部の間には、複数の第２誘電体が配列され、前記第１誘電体の前記ガス流路の断面形状と前記第２誘電体の前記ガス流路の断面形状は異なり、前記第１誘電体の前記ガス流路に流れる前記反応ガスの種類と、前記第２誘電体の前記ガス流路に流れる前記反応ガスの種類は、異なることを特徴とするのが望ましい。
【００１４】
このような構成によれば、印加側電極部の第１電極と第２電極の間には平行になるようにアース側電極部が配置されている。第１電極とアース側電極部の間には複数の誘電体が配列され、第２電極とアース側電極部の間には複数の第２誘電体が配列されている。第１誘電体と第２誘電体は互いに断面形状が異なる。第１誘電体のガス流路に流れる反応ガスの種類は、第２誘電体のガス流路に流れる反応ガスの種類と異なる。
このようにすることで、被処理体の表面は、異なる種類の反応ガスにより表面処理を行うことができる。
【００１５】
本発明の表面処理方法は、対向して配置された印加側電極部とアース側電極部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、被処理体の表面を処理するための表面処理方法であり、前記印加側電極部と前記アース側電極部の間に配列された複数の誘電体は、それぞれ反応ガスを流すためのガス流路を有し、前記流路には前記反応ガスを活性化させて、移動する前記被処理体の前記表面に到達させる前記プラズマ放電の放電発生部が形成されることを特徴とする。
【００１６】
この発明では、印加側電極部とアース側電極部の間には、複数の誘電体が配列されている。この各誘電体は、反応ガスを通すためのガス流路を有している。この流路には、反応ガスを活性化させるためのプラズマ放電の放電発生部が形成される。放電発生部は、移動する被処理体の表面に対して活性化した反応ガスを到達させる。
これにより、複数の誘電体にそれぞれ異なる反応ガスを供給することにより、被処理体を移動すれば被処理体の表面に対して複数種類のガス種の表面処理を、印加側電極部とアース側電極部の間で確実に行うことができる。
【００１７】
上記構成において、各前記誘電体は、前記被処理体の移動方向に沿って配列されており、各前記誘電体にはガス供給部から異なる種類の反応ガスが供給され、テーブルに搭載された前記被処理体は、移動操作部の操作により、前記被処理体の前記表面を各前記誘電体に対面させながら複数の前記誘電体の配列方向に沿って移動されることを特徴とするのが望ましい。
【００１８】
このような構成によれば、各誘電体は被処理体の移動方向に沿って配列されている。ガス供給部は、各誘電体に対して異なる種類の反応ガスを供給するようになっている。
テーブルは被処理体を搭載している。移動操作部は、被処理体の表面の各誘電体に対面させながらテーブルの複数の誘電体の配列方向に沿って移動させるようになっている。
これにより移動操作部の操作により、テーブル上の被処理体は、各誘電体に対面するようにして移動しながら複数種類の表面処理を行うことができる。
【００１９】
上記構成において、各前記誘電体の前記ガス流路の断面形状であって、前記反応ガスの流れる方向に対して直交する方向の前記断面形状が、異なってい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、各誘電体のガス流路の断面形状であり、反応ガスの流れる方向に対して直交する方向の断面形状が、異なっている。
これにより、反応ガスの種類により流す流量は、断面形状が異なることにより変えることができる。
【００２０】
上記構成において、前記印加側電極部は、第１電極と前記第１電極と平行な第２電極を有し、前記第１電極と前記第２電極の間に前記アース側電極部が平行に配置され、前記第１電極と前記アース側電極部の間には、複数の第１誘電体が配列され、前記第２電極と前記アース側電極部の間には、複数の第２誘電体が配列され、前記第１誘電体の前記ガス流路の断面形状と前記第２誘電体の前記ガス流路の断面形状は異なり、前記第１誘電体の前記ガス流路に流れる前記反応ガスの種類と、前記第２誘電体の前記ガス流路に流れる前記反応ガスの種類は、異なることを特徴とするのが望ましい。
【００２１】
このような構成によれば、印加側電極部の第１電極と第２電極の間には平行になるようにアース側電極部が配置されている。第１電極とアース側電極部の間には複数の誘電体が配列され、第２電極とアース側電極部の間には複数の第２誘電体が配列されている。第１誘電体と第２誘電体は互いに断面形状が異なる。第１誘電体のガス流路に流れる反応ガスの種類は、第２誘電体のガス流路に流れる反応ガスの種類と異なる。
このようにすることで、被処理体の表面は、異なる種類の反応ガスにより表面処理を行うことができる。
【００２２】
【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乃至図３は、本発明の表面処理装置の好ましい第１の実施形態を示している。
図１は表面処理装置１０の平面図であり、図２は図１の表面処理装置１０のＡ−Ａ線における断面を有する図である。図３は表面処理装置１０を用いて行う表面処理方法の一例を示すフロー図である。
【００２３】
図１と図２の表面処理装置１０は、大気圧プラズマ表面処理装置などとも呼んでいる。
表面処理装置１０は、大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ放電による複数の放電発生部を用いて、被処理体の表面に対して表面処理を連続または同時に行うことができる装置である。この表面処理装置１０は、複数種類の反応ガスにより被処理体７０の表面処理を連続的に行う装置である。
【００２４】
本発明の実施形態で用いる表面処理とは、アッシング、エッチング、親水処理や撥水処理などの表面改質、洗浄、成膜などを含んでいる。アッシング処理は、たとえばガラス基板などの被処理体の表面上の有機物の除去処理である。エッチング処理は、たとえばガラス基板などの被処理体の表面上の成膜物の除去処理である。親水処理は、たとえばガラス基板などの被処理体の表面上に親水性の膜を形成する処理である。撥水処理は、たとえばガラス基板などの被処理体の表面上に撥水膜を形成する処理である。
表面処理装置１０において発生するプラズマの種類としては、大気圧または大気圧近傍の圧力下で発生するグロー放電プラズマである。このグロー放電プラズマは、プラズマ生成用のガス中でのグロー放電の発生に伴って生成する。
【００２５】
図１と図２に示す表面処理装置１０は、印加側電極部２０、アース側電極部３０、複数のガス供給部２１，２２，２３，２４、高周波交流電源（ＲＦ電源ともいう）２３、搬送テーブル３１、移動操作部２５、誘電体４１，４２，４３，４４および制御部１００を有している。
印加側電極部２０とアース側電極部３０は、いわゆる平行平板型のプラズマ放電装置を形成している。印加側電極部２０とアース側電極部３０は、隙間を介して平行に配置されている。
このように表面処理装置１０は、一対の印加側電極部２０とアース側電極部３０を有しており、いわゆる１つの直接放電式の放電手段を構成している。
【００２６】
図１に示す印加側電極部２０は、電源２３に対して電気的に接続されている。印加側電極部２０は電源２３により高周波交流電力が供給される。印加側電極部２０は、電極となりうる導電性の高い材質、たとえばアルミニウム、銅、ステンレス（ＳＵＳ）、チタン、タングステン、などにより作られている。
図１に示すアース側電極部３０は、上述したように印加側電極部２０に対面して隙間をおいて平行に配置されていて、印加側電極部２０とアース側電極部３０は図１と図２に示すＺ方向に沿って間隔をあけて平行に設けられている。アース側電極部３０は接地されている。アース側電極部３０の材質は、印加側電極部２０の材質と同じようなものが採用できる。
【００２７】
次に、図１と図２に示す複数の誘電体４１乃至４４について説明する。
誘電体４１乃至４４は、印加側電極部２０とアース側電極部３０の間においてたとえば同じ間隔をおいてＴ方向に配列されている。誘電体４１乃至４４は、たとえばアルミナや窒化シリコンなどのセラミックスや、石英などのガラスにより作られている。誘電体４１乃至４４は、放電発生部の発生域を定めて、不要な放電が他の部分に生じないようにするものである。
【００２８】
図１と図２の第１の実施形態では誘電体４１乃至４４は、円筒状の部材に形成されている。各誘電体４１乃至４４の直径および内径はたとえば同じに設定されている。誘電体４１乃至４４の中にはガス流路９１乃至９４がそれぞれ形成されている。ガス流路９１乃至９４は、それぞれガス供給部２１乃至２４から混合ガスを供給できるようになっている。
【００２９】
印加側電極部２０に対して電源２３が電力を供給することにより、誘電体４１乃至４４の各ガス流路９１乃至９４の中には、放電発生部１０１乃至１０４がそれぞれ形成できる。これらの放電発生部１０１乃至１０４は、ガス流路９１乃至９４にそれぞれ供給される混合ガスの反応ガスを活性化させて、移動する被処理体７０の表面７１に対して到達させる。
各誘電体４１乃至４４のガス吹き出し口１２１乃至１２４は、被処理体７０の表面７１側に対面するように下向きに位置している。
【００３０】
ガス供給部２１乃至ガス供給部２４が供給できる混合ガスの種類は、図１と図２の実施形態では異なる種類の混合ガスである。
たとえばガス供給部２１は、被処理体７０の表面７１に対してアッシング処理をするための混合ガスが収容されている。このためにガス供給部２１は、アッシング処理用のキャリアガスとして、Ｈｅを採用し、反応ガスとしては、Ｏ２を採用している。
ガス供給部２２は、被処理体７０の表面７１に対してたとえばエッチング処理を行うための混合ガスを収容しており、キャリアガスとしては、Ｈｅを採用し、反応ガスとしては、Ｏ２，ＣＦ４を採用している。
【００３１】
ガス供給部２３は、被処理体７０の表面７１に対して親水処理を行うための混合ガスを収容しており、キャリアガスとしてはＨｅを採用し、反応ガスとしてはＯ２を採用することができる。ガス供給部２４は、被処理体７０の表面７１に対してたとえば撥水処理を行うための混合ガスを収容しており、キャリアガスとしてはＨｅを採用し、反応ガスとしては、ＣＦ４を採用している。
【００３２】
次に図２に示す搬送テーブル３１は、移動操作部２５の動作によりガイドレール８０に沿ってＴ方向に移動可能になっている。搬送テーブル３１の搭載面３１Ａの上には、被処理体７０が着脱可能に置かれる。
移動操作部２５の動作は、制御部１００により制御される。ガス供給部２１乃至２４のガス供給動作は、制御部１００により制御される。電源の動作は、制御部１００により制御される。
被処理体７０は、平板状の部材であり、たとえばシリコン基板や液晶表示装置（ＬＣＤ）に用いられるガラス基板などである。
【００３３】
次に、上述した図１と図２に示す表面処理装置１０を用いて被処理体７０の表面７１に対して表面処理を行うための表面処理方法の例について、図３を参照しながら説明する。
図３の被処理体配置ステップＳＴ１では、図２に示す搬送テーブル３１の搭載面３１Ａの上に被処理体７０が搭載される。搬送テーブル３１は、Ｔ方向に沿って被処理体７０を載せた状態でガイドレール８０に沿って搬送できる。このＴ方向はＺ方向とは直交する方向である。しかもＴ方向は、誘電体４１乃至４４の配列方向である。誘電体４１乃至４４は、印加側電極部２０とアース側電極部３０の間で直列に間隔をおいて配列されている。
【００３４】
次に、図３の放電発生ステップＳＴ２に移る。
ステップＳＴ２では、図１に示す電源２３が高周波交流電力を印加側電極部２０に供給する。これにより、複数の誘電体４１乃至４４は、そのガス流路９１乃至９４の中でそれぞれプラズマ放電の放電発生部１０１乃至１０４をそれぞれ発生する。
この状態において、ガス供給部２１乃至ガス供給部２４が、それぞれガス流路９１乃至９４に対して順次混合ガスを供給する。
【００３５】
ガス供給部２１乃至ガス供給部２４が、ガス流路９１乃至９４に対してそれぞれ混合ガスを供給するタイミングは、被処理体７０が搬送テーブル３１によりＴ１方向に搬送される状況に応じて行われる。
搬送テーブル３１と被処理体７０がＴ１方向に搬送され始めると、ガス供給部２１がガス流路９１に混合ガスを供給する。これによって、放電発生部１０１においては、大気圧プラズマが生成されて、反応ガスの励起活性種を生じる。この励起活性種は、被処理体７０の表面をたとえばアッシング処理する。
【００３６】
次に、ガス供給部２２が混合ガスをガス流路９２に供給すると、放電発生部においては大気圧プラズマが生成されて反応ガスの励起活性種を生じる。この励起活性種が、被処理体７０の表面７１をたとえばエッチング処理する。
ガス供給部２３がガス流路９３に混合ガスを供給すると、放電発生部１０３においては大気圧プラズマが生成されて、反応ガスの励起活性種を生じる。この励起活性種が、被処理体７０の表面７１をたとえば親水処理する。
【００３７】
そして、ガス供給部２４がガス流路９４に混合ガスを供給すると、放電発生部１０４においては大気圧プラズマが生成されて、反応ガスの励起活性種を生じる。この励起活性種が、被処理体７０の表面７１をたとえば撥水処理する。
このようにして、被処理体の表面７１は、Ｔ方向に移動しながら複数種類の反応ガスにより、複数種類のプロセス処理による表面処理を連続的にまたはほぼ同時に行うことができる。
【００３８】
本発明の表面処理装置１０は、複数種類の処理を行うために、複数種類の装置を設ける必要がなく、１台の表面処理装置１０を配置すれば複数種類の処理が行えるのである。そして１台の表面処理装置１０を設けるだけであるので、装置を配置するエリアの削減と、装置のコストなどの軽減化が図れる。また複数の装置を並べて設ける必要がないので、複数の装置の間で被処理体を搬送するための搬送部が全く不要になる。
また１つの被処理体７０の表面７１に対して、複数種類のプロセス処理がほぼ同時または連続で行えるので、異なる複数の処理間における経時変化の影響が軽減できる。
【００３９】
第２の実施形態
図４と図５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は表面処理装置１１０の平面図であり、図５は、図４の表面処理装置１１０のＢ−Ｂ線における断面を有する図である。
図４に示す表面処理装置１１０の構成要素が、図１と図２に示す表面処理装置１０の構成要素と同じである場合には、同じ符号を記してその説明を用いる。
【００４０】
印加側電極部２０とアース側電極部３０の間には、誘電体１４１ともう１つの誘電体１４２が挟むようにして配置されている。誘電体１４１と誘電体１４２は、図５のＴ方向と並べて配列されている。
誘電体１４１と誘電体１４２は、その断面形状が異なっている。誘電体１４２は、たとえば円筒状の部材であり、円形状のガス流路１９２を有している。
【００４１】
これに対して、誘電体１４１のガス流路１９１は、たとえば長方形状の断面形状を有している。しかもガス流路１９１の断面積は、ガス流路１９２の断面積よりも大きく設定されている。ガス流路１９１とガス流路１９２の断面形状は、ガス流路１９１，１９２における混合ガスの流す方向Ｚ１方向に対して垂直な方向における断面をいう。
【００４２】
ガス供給部１２１は、ガス流路１９１に対して混合ガスを供給する。もう１つのガス供給部１２２は、ガス流路１９２に対して別の種類の混合ガスを供給するようになっている。
このようにして、誘電体１４１，１４２のそれぞれのガス流路１９１，１９２が、異なる種類の混合ガスを供給するようになっている。
【００４３】
ガス供給部１２１は、たとえば被処理体７０の表面７１に対して親水処理を行うための混合ガスを供給する。ガス供給部１２２は、被処理体７０の表面７１に対して撥水処理を行うための混合ガスを供給するようになっている。
誘電体１４１のガス流路１９１の中には、図５に示すように放電発生部２０１を形成する。同様にして誘電体１４２のガス流路１９２の中には、放電発生部２０２を発生する。
このように、ガス流路１９１の断面形状とガス流路１９２の断面形状を異なるようにし、しかもガス流路１９１の断面積がガス流路１９２の断面積よりも大きくなっているのは、使用する混合ガスの種類に合わせて混合ガスの使用量（流量）を変えるためである。
【００４４】
次に、図４と図５の表面処理装置１１０により表面処理を行う例について説明する。
図４の電源２３が印加側電極部２０に電力供給をすると、ガス流路１９１、ガス流路１９２にはそれぞれ放電発生部２０１，２０２が発生する。
搬送テーブル３０が被処理体７０をＴ１方向に搬送して行くと、ガス供給部１２１がガス流路１９１に混合ガスを供給する。これにより、放電発生部２０１においては大気圧プラズマが生成されて反応ガスの励起活性種を生じる。この励起活性種が、被処理体７０の表面をたとえば親水処理する。
続いて搬送テーブル３０により被処理体７０がＴ１方向に進んでいくと、ガス供給部１２２が混合ガスを放電発生部２０２に供給する。これにより放電発生部２０２においては大気圧プラズマが生成されて、反応ガスの励起活性種が生じる。この励起活性種が被処理体７０の表面７１をたとえば撥水処理する。
【００４５】
第３の実施形態
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と図７に示す表面処理装置２１０の構成要素が、図１の表面処理装置１０の構成要素と同じ個所には、同じ符号を記してその説明を用いる。
図６と図７においては、印加側電極部３２０が、第１電極３２１と第２電極３２２を有している。そして第１電極３２１と第２電極３２２の間には、アース側電極部３３０が平行に配置されている。
【００４６】
第１電極３２１、第２電極３２２およびアース側電極部３３０は、それぞれ平板状の部材であり、平行にＴ方向に配列されている。
第１電極３２１と第２電極３２２は、電源２３により電力を供給されるようになっている。アース側電極部３３０は接地されている。電源２３も接地されている。
第１電極３２１とアース側電極部３３０の間には、複数本の誘電体４１乃至４５が間隔をおいて直列に配置されている。同様にして第２電極３２２とアース側電極部３３０の間にも、複数本の誘電体４４１乃至４４４が間隔をおいて直列に配列されている。
【００４７】
誘電体４１乃至４５は、たとえば円筒状の部材であり、その中には円形状のガス流路９１乃至９５がそれぞれ形成されている。誘電体４４１乃至４４４は、たとえば長方形状もしくは正方形状のガス流路４９１乃至４９４がそれぞれ形成されている。ガス流路４９１乃至４９４の大きさは同じであり、ガス流路９１乃至９５の大きさも同じである。ガス流路４９１乃至４９４の断面積は、ガス流路９１乃至９５の断面積よりも大きく設定されている。
【００４８】
図７は、図６におけるＣ−Ｃにおける断面図を有する図である。図８は、図６におけるＤ−Ｄにおける断面を有する図である。
図７に示すように、ガス流路９１乃至９５にはそれぞれ放電発生部１０１乃至１０５が発生する。同様にして図８に示すように誘電体４４１乃至４４４のガス流路４９１乃至４９４にも、放電発生部２０１乃至２０４がそれぞれ発生する。
搬送テーブル４３０は、被処理体７０を着脱可能に搭載している。搬送テーブル４３０は、移動操作部２５の操作によりガイドレール８０に沿ってＴ方向に移動することで被処理体７０の表面７１は、誘電体４１乃至４５および４４１乃至４４に対面する位置まで位置決めすることができる。
【００４９】
図６乃至図７の第３の実施形態で特に特徴的なのは、次の点である。
図６と図７に示す誘電体４１乃至４５のガス流路９１乃至９５には、ガス供給部４０１から同じ種類の混合ガスが供給されるようになっている。この混合ガスは、たとえば被処理体７０の表面７１に対して親水処理を行うための混合ガスである。
これに対して、図６と図８に示す誘電体４４１乃至４４４のガス流路４９１乃至４９４には、ガス供給部４０３から別の種類の混合ガスが供給されるようになっている。この混合ガスの種類としては、たとえば被処理体７０の表面７１に対して撥水処理を行うための混合ガスである。
【００５０】
被処理体７０の表面７１は、図７と図８に示すように複数の誘電体４１乃至４５と複数の誘電体４４１乃至４４４に対面された位置に位置決めされる。そして、図６に示す電源２３が第１電極３２１と第２電極３２２に電力を供給することにより、図７に示す誘電体４１乃至４５のガス流路９１乃至９５には放電発生部１０１乃至１０５がそれぞれ形成される。同様にして図８に示すように誘電体４４１乃至４４４のガス流路４９１乃至４９４には放電発生部２０１乃至２０４がそれぞれ形成される。
【００５１】
そしてガス供給部４０１は混合ガスをガス流路９１乃至９５に供給するとともに、もう１つのガス供給部４０３はガス流路４９１乃至４９４にそれぞれ混合ガスを供給する。これによって、被処理体７０の表面７１はその全面にわたって同時に親水処理と撥水処理を行うことができる。
たとえば、被処理体７０の表面７１の領域の内、誘電体４１乃至４５に対面する領域部分には親水処理が行われるとともに、誘電体４４１乃至４４４に対面する表面７１の領域には、撥水処理を行うことができる。
表面７１は、親水処理と撥水処理を同時に行うことができる。この場合に、被処理体７０の表面７１の処理対象面積が大きい場合であっても、複数のプロセス反応ガスを用いて、連続的または同時に処理を行うことができる。
【００５２】
本発明の表面処理装置の構造を採用することにより、次のようなメリットがある。
複数の異なるプロセスガスによりプロセス処理を行う際に、一対の印加側電極部２０とアース側電極部３０で、行うことができる。このことから、従来と異なり表面処理装置の台数が１台ですみ、１台の表面処理装置を用いることで、複数処理できるので、装置の台数を減らすことができる。
【００５３】
しかも、装置の台数を減らすことができることから、装置の占める設置面積を削減できるとともに、装置コストも軽減化できる。
また従来必要であった異なる複数の装置の間において被処理体を搬送するための搬送部が不要となる。
本発明の表面処理装置は、被処理体７０の表面７１に対して複数のプロセス処理を同時または連続で行うことができるために、処理レートが向上し処理の経時変化の影響を軽減することができる。
【００５４】
本発明の表面処理装置は、上述したように平行平板型のプラズマ処理装置である。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でのプラズマ放電を用いていて、複数の表面処理、たとえば表面改質やエッチングなどの処理を連続または同時に行うことができる。表面処理としては、アッシング、エッチング、親水処理や撥水処理などの表面改質、洗浄、成膜である。
【００５５】
本発明の実施形態では、たとえばキャリアガスとしてＨｅを用いている。また撥水性処理にはたとえばＨｅ＋ＣＦ４の混合ガスを用いることができ、親水性処理としてはＨｅ＋Ｏ２の混合ガスを用いることができる。
本発明の実施形態では、被処理体の種類としては、処理目的に応じ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などや、プラスチックの板である。
本発明は、上記実施の形態に限定されず、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の実施形態を示す平面図。
【図２】図１の表面処理装置におけるＡ−Ａ線における断面を有する側面図。
【図３】図１の表面処理装置により行う表面処理方法の一例を示すフロー図。
【図４】本発明の表面処理装置の第２の実施形態を示す平面図。
【図５】図４の表面処理装置におけるＢ−Ｂ線における断面を有する側面図。
【図６】本発明の表面処理装置の第３の実施形態を示す平面図。
【図７】図６の表面処理装置におけるＣ−Ｃ線における断面を有する側面図。
【図８】図６の表面処理装置におけるＤ−Ｄ線における断面を有する側面図。
【符号の説明】
１０・・・表面処理装置、２０・・・印加側電極部、２１乃至２４・・・ガス供給部、２３・・・電源、２５・・・移動操作部、３０・・・アース側電極部、３１・・・搬送テーブル、４１乃至４４・・・誘電体、７０・・・被処理体、７１・・・被処理体の表面、９１乃至９４・・・ガス流路、１０１乃至１０４・・・放電発生部、Ｔ・・・被処理体の移動方向
Claims (8)
- 対向して配置された印加側電極部とアース側電極部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、被処理体の表面を処理するための表面処理装置であり、
前記印加側電極部と前記アース側電極部の間には、複数の誘電体が配列されており、
各前記誘電体は、反応ガスを流すためのガス流路を有し、前記流路には前記反応ガスを活性化させて、移動する前記被処理体の前記表面に到達させる前記プラズマ放電の放電発生部が形成される構成であることを特徴とする表面処理装置。 - 各前記誘電体は、前記被処理体の移動方向に沿って配列されており、各前記誘電体には異なる種類の反応ガスを供給するガス供給部と、
前記被処理体を搭載しているテーブルと、
前記被処理体の前記表面を各前記誘電体に対面させながら前記テーブルを複数の前記誘電体の配列方向に沿って移動させる移動操作部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の表面処理装置。 - 各前記誘電体の前記ガス流路の断面形状であって、前記反応ガスの流れる方向に対して直交する方向の前記断面形状が、異なっていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面処理装置。
- 前記印加側電極部は、第１電極と前記第１電極と平行な第２電極を有し、前記第１電極と前記第２電極の間に前記アース側電極部が平行に配置され、
前記第１電極と前記アース側電極部の間には、複数の第１誘電体が配列され、前記第２電極と前記アース側電極部の間には、複数の第２誘電体が配列され、
前記第１誘電体の前記ガス流路の断面形状と前記第２誘電体の前記ガス流路の断面形状は異なり、前記第１誘電体の前記ガス流路に流れる前記反応ガスの種類と、前記第２誘電体の前記ガス流路に流れる前記反応ガスの種類は、異なることを特徴とする請求項１に記載の表面処理装置。 - 対向して配置された印加側電極部とアース側電極部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、被処理体の表面を処理するための表面処理方法であり、
前記印加側電極部と前記アース側電極部の間に配列された複数の誘電体は、それぞれ反応ガスを流すためのガス流路を有し、前記流路には前記反応ガスを活性化させて、移動する前記被処理体の前記表面に到達させる前記プラズマ放電の放電発生部が形成されることを特徴とする表面処理方法。 - 各前記誘電体は、前記被処理体の移動方向に沿って配列されており、各前記誘電体にはガス供給部から異なる種類の反応ガスが供給され、
テーブルに搭載された前記被処理体は、移動操作部の操作により、前記被処理体の前記表面を各前記誘電体に対面させながら複数の前記誘電体の配列方向に沿って移動されることを特徴とする請求項５に記載の表面処理方法。 - 各前記誘電体の前記ガス流路の断面形状であって、前記反応ガスの流れる方向に対して直交する方向の前記断面形状が、異なっていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の表面処理方法。
- 前記印加側電極部は、第１電極と前記第１電極と平行な第２電極を有し、前記第１電極と前記第２電極の間に前記アース側電極部が平行に配置され、
前記第１電極と前記アース側電極部の間には、複数の第１誘電体が配列され、前記第２電極と前記アース側電極部の間には、複数の第２誘電体が配列され、
前記第１誘電体の前記ガス流路の断面形状と前記第２誘電体の前記ガス流路の断面形状は異なり、前記第１誘電体の前記ガス流路に流れる前記反応ガスの種類と、前記第２誘電体の前記ガス流路に流れる前記反応ガスの種類は、異な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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