JP2007184163A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの形態、形状、数等に係わらず、プラズマ処理によるワークの表面改質を均一かつ安定的に行う。
【解決手段】プラズマ処理装置１は、電極２と、電極２の下面に形成された誘電体層３と、ワーク１００を載置すると共に電極２の対向電極としての機能を併有する金属パレット４と、金属パレット４を支持する非金属製のテーブル６と、電極２に対しワーク１００をテーブル６ごとＸ方向に移動する移動手段と、プラズマ処理用のガスを供給するガス供給手段１１とを備える。金属パレット４は、ワーク１００を挿入する複数の凹部４１を有し、金属パレット４の上面４２の凹部４１以外の箇所には、誘電体材料で構成された被覆層５が形成されている。電極２、金属パレット４間に高周波電圧を印加しつつ、ワーク１００と電極２との間にガスを供給してプラズマを発生させ、ワーク１００の被処理面１０１をプラズマ処理する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワークをプラズマ処理するプラズマ処理装置に関するものである。

プラズマを発生させ、そのプラズマにより被処理物である基板（ワーク）の表面を処理（プラズマ処理）し、基板の表面改質を行うプラズマ処理装置が知られている。
このようなプラズマ処理装置は、基板を介して対向配置される１対の電極を有しており、１対の電極のうちの一方の電極と基板との間隙に所定のガスを供給しつつ、１対の電極間に電圧を印加して放電を生じさせ、プラズマを発生させる。そして、発生したプラズマにより、基板の表面全体に対して、プラズマ処理が施され、表面改質がなされるようになっている（例えば、特許文献１参照）。処理される基板（ワーク）としては、ガラス基板のような誘電体材料で構成されたものがある。

ところで、ワークの形態が、一枚の大きなガラス基板でない場合、例えば、ディスプレイパネル、小片状のガラスチップの場合には、パレット状の金属容器（金属パレット）上にこれらを複数個載置してプラズマ処理を行う。
この場合、金属パレットのワークが載っていない部分は、その金属部分が露出しており、この状態で１対の電極間に電圧を印加すると、パレットの露出した金属部分に放電が集中し、均一で安定したプラズマを発生させることが困難となる。そのため、マイクロストリームが発生し易くなり、イオン・ラジカルの密度分布が生じ易くなり、ワークの被処理面が均一に処理されないという問題が生じる。

特開２０００−６８０６９号公報

本発明の目的は、ワークの形態、形状、数等に係わらず、プラズマ処理によるワークの表面改質を均一かつ安定的に行うことができるプラズマ処理装置を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のプラズマ処理装置は、誘電体材料で構成されるワークを載置する金属体と、
前記ワークを介して前記金属体と対向して配置される電極と、
前記電極と前記ワークとの間に所定のガスを供給するガス供給手段と、
前記電極と前記ワークとの間に供給されたガスを活性化してプラズマが発生するように、前記金属体と前記電極との間に電圧を印加する電源部とを備え、
前記ガス供給手段および前記電源部の作動により発生したプラズマにより前記ワークの表面を処理するプラズマ処理装置であって、
前記金属体上の前記ワークが存在しない部位に誘電体材料で構成された被覆層が形成されていることを特徴とする。
これにより、ワークの形態、形状、数等に係わらず、プラズマ処理によるワークの表面改質を均一かつ安定的に行うことができる。

本発明のプラズマ処理装置では、前記金属体は、パレット状をなす金属パレットであることが好ましい。
これにより、ワークを容易かつ確実に支持することができるとともに、金属パレットが対向電極を兼ねることができるので、構成の簡素化が図れる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記ガス供給手段は、前記電極を貫通して設けられ、前記ガスを前記電極と前記ワークとの間に噴出する少なくとも１つのノズルを有することが好ましい。
これにより、ガスを電極とワークとの間により均一に供給することができるとともに、効率良くプラズマを発生させることができ、ワークに対するプラズマ処理をより均一、良好に行うことができる。

本発明のプラズマ処理装置では、前記電極の前記ワークに対面する側の面に、誘電体材料で構成される誘電体層が接合されていることが好ましい。
これにより、電極と金属体との間に電圧を印加してプラズマを発生させた際、アーク放電の発生を防止することができ、均一で良好なグロー放電を生じさせることができ、その結果、良好なプラズマを発生させることができる。

本発明のプラズマ処理装置では、前記ワークは、複数の小片状をなし、かつ各々が前記金属体上で互いに離間して設置されていることが好ましい。
これにより、複数のワークに対し、同時に（一度に）プラズマ処理を施すことができ、しかも各々が均一にプラズマ処理されるので、歩留まりも良く、生産性の向上に寄与する。

本発明のプラズマ処理装置では、前記金属体は、前記ワークが挿入される凹部を有し、該凹部内に前記ワークの厚さ方向の少なくとも一部を挿入した状態でプラズマ処理することが好ましい。
これにより、簡単な構成で、ワークを容易かつ確実に支持することができ、プラズマ処理中にワークが金属体に対しずれを生じるという不都合も防止される。

本発明のプラズマ処理装置では、前記金属体と前記電極とを相対的に移動する移動手段を有することが好ましい。
これにより、より多くのワークを効率良くプラズマ処理することができ、生産性の向上に寄与する。
本発明のプラズマ処理装置では、前記移動手段は、前記電極と前記ワークとの相対移動速度を調節する機能を備えているものであることが好ましい。
これにより、プラズマ処理の程度（密度）を調整したり、全体処理時間（単位時間当たりの処理量）を調整したりすることができる。

本発明のプラズマ処理装置では、前記金属体を支持するテーブルを有することが好ましい。
これにより、例えばワークを電極に対し相対的に移動する場合に、金属体を直接移動する場合に比べ、テーブルごと移動することにより、操作性（ハンドリング）が向上する。
本発明のプラズマ処理装置では、前記テーブルは、金属材料で構成されており、前記テーブルの表面にも前記被覆層が形成されていることが好ましい。
これにより、ワークとテーブルとの誘電率の差を小さくすることができ、ワークに対しより均一で良好なプラズマ処理を行うことができる。

本発明のプラズマ処理装置では、前記テーブルは、その上面に開口する凹部を有し、該凹部内に前記金属体が挿入され固定されていることが好ましい。
これにより、テーブルは、金属体を確実に保持することができる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記テーブルの上面と前記凹部内に挿入された前記金属体の上面とが、実質的に段差の無い連続面を形成していることが好ましい。
これにより、プラズマ処理に際し、電極、テーブル間の距離と、電極、金属体間の距離とを等しくすることができ、各部での誘電率がより均一となり、その結果、ワークに対しより均一で良好なプラズマ処理を行うことができる。

本発明のプラズマ処理装置では、前記被覆層は、無機酸化物で構成されていることが好ましい。
これにより、被覆層の形成を容易に行うことができるとともに、熱的安定性および化学的安定性が高く、誘電率の調整により適した被覆層が得られる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記被覆層の厚さは、１〜３００μｍであることが好ましい。
これにより、被覆層を設けることの効果を必要かつ十分に（過不足なく）得ることができる。

以下、本発明のプラズマ処理装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明のプラズマ処理装置の第１実施形態を模式的に示す断面図（一部ブロック図を含む）である。なお、以下の説明では、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。

図１に示すように、プラズマ処理装置１は、プラズマを発生し、そのプラズマにより、被処理物である例えば基板のようなワーク１００の被処理面（表面）１０１をプラズマ処理する装置であり、ワーク１００の上方（被処理面５１側）に位置する電極（印加電極：カソード電極）２と、ワーク１００の下方に位置し、ワーク１００を載置する金属パレット（金属体）４と、金属パレット４を支持するテーブル（可動テーブル）６と、電極２、金属パレット４間に電圧（高周波電圧）を印加するための回路８と、電極２とワーク１００との間にプラズマ処理用の所定のガスを供給するガス供給手段１１と、ワーク１００（さらに金属パレット４およびテーブル６）と電極２とを相対的に移動させる移動手段として、テーブル６を図１中の矢印Ｘ方向（左右方向：水平方向）に移動させる図示しない移動機構とを備えている。ワーク１００に対するプラズマ処理は、前記移動機構によりワーク１００をテーブル６ごと図１中のＸ方向に移動させつつ行う。

金属パレット４は、ワーク１００を支持するとともに、電極２の対向電極（アース電極）としての機能を兼ね備えている。電極２の下面（ワーク１００に対向する面）は、平面であり、この面は、金属パレット４の上面と略平行に配置されている。これにより、電極２と、金属パレット４とは、一対の平行平板型電極を構成している。
ワーク１００の支持部材としてこのような金属パレット４を用いることにより、ワーク１００を容易かつ確実に支持することができるとともに、金属パレット４が対向電極を兼ねているので、別途対向電極を設置する必要がなく、構成の簡素化が図れる。

本発明のプラズマ処理装置１により処理されるワーク１００としては、例えば、石英ガラス、無アルカリガラス等の各種ガラス、アルミナ、シリカ、チタニア等の各種セラミックス、シリコン、ガリウム−ヒ素、ＩＴＯ等の各種半導体材料、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、液晶ポリマー、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等各種プラスチック（樹脂材料）のような誘電体材料で構成されたものが挙げられる。

ワーク１００の形状としては、板状（基板）、層状、フィルム状が挙げられる。また、ワーク１００は、１枚の大きな基板でもよいが、本実施形態では、小片状をなすものを複数個処理するのが好ましい。このような小片状をなすワーク１００としては、例えば、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等に用いられるディスプレイパネル、小片状のガラスチップ、半導体チップ、セラミックスチップ等が挙げられる。本プラズマ処理装置１では、同一または異なる形状（材質）の複数のワーク１００に対し、同時に（一度に）プラズマ処理を施すことができるので、生産性の向上に寄与する。しかも、各ワーク１００に対し、均一なプラズマ処理がなされるので、歩留まりが良い。

また、ワーク１００の形状（平面視での形状）は、四角形のものに限らず、例えば円形、楕円形等のものであってもよい。
ワーク１００の厚さは、特に限定されないが、通常は、０．３〜１．２ｍｍ程度であるのが好ましく、０．５〜０．７ｍｍ程度であるのがより好ましい。
電極２は、本実施形態では、略四角形の板状をなしており、電極２の下面（ワーク１００に対向する面）と、ワーク１００の被処理面１０１とが、略平行になるように設置されている。

なお、電極２の平面形状は、前述した四角形に限らず、例えば、円形、楕円形、その他異形のものであってもよい。また、電極２は、複数あってもよい。
電極２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウム、鉄、銀等の金属単体、ステンレス鋼、真鍮、アルミニウム合金等の各種合金、金属間化合物、各種炭素材料等の導電性が良好な材料が挙げられる。

また、電極２の下面（ワーク１００に対面する側の面）には、誘電体層３が接合されている。この誘電体層３を設けることにより、電極２と後述する金属パレット４との間に電圧を印加してプラズマを発生させた際、アーク放電の発生を防止することができ、良好（均一）なグロー放電を生じさせることができ、その結果、良好なプラズマを発生させることができる。

誘電体層３の構成材料（誘電体）としては、特に限定されないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチック、石英ガラス等の各種ガラス、無機酸化物等が挙げられる。前記無機酸化物としては、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２等の金属酸化物、ＢａＴｉＯ_３（チタン酸バリウム）等の複合酸化物等が挙げられる。

誘電体層３の厚さは、特に限定されないが、０．０１〜４ｍｍであるのが好ましく、１〜２ｍｍであるのがより好ましい。誘電体層３の厚さが厚すぎると、プラズマ（所望の放電）を発生させるために高電圧を要することがあり、また、薄すぎると、電圧印加時に絶縁破壊が起こり、アーク放電が発生することがある。
ここで、誘電体層３の構成材料として、２５℃における比誘電率が１０以上である誘電体を用いれば、低電圧で高密度のプラズマを発生させることができ、プラズマ処理の処理効率がより向上するという利点がある。
また、使用可能な誘電体の比誘電率の上限は特に限定されないが、比誘電率が１０〜１００のものが好ましい。比誘電率が１０以上である誘電体には、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２等の金属酸化物、ＢａＴｉＯ_３等の複合酸化物が該当する。
なお、本発明において、誘電体層３は、省略されていてもよい。

金属パレット（金属体）４は、その上面４２側に複数の凹部４１を有している。各凹部４１は、金属パレット４の上面４２に開口し、各凹部４１内には、ワーク１００が挿入（嵌入）される。このような構成とすることにより、簡単な構成で、ワーク１００を容易かつ確実に支持することができ、プラズマ処理中にワーク１００が金属パレット４に対しずれを生じて、例えば処理ムラが生じるという不都合も防止される。また、金属パレット４に対するワーク１００の着脱も容易である。

凹部４１の深さは、ワーク１００の厚さと等しいか、または図示のようにワーク１００の厚さより小さいものとされる。後者の場合、ワーク１００の厚さ方向の一部が凹部４１内に挿入され、残部は凹部４１から突出した状態となる。このように、ワーク１００は、その少なくとも一部が凹部４１内に挿入された状態で金属パレット４に対し支持・固定され、この状態で被処理面１０１に対しプラズマ処理がなされる。
各凹部４１は、金属パレット４上で互いに離間して形成されている。従って、各凹部４１内に挿入されたワーク１００も、互いに離間して設置されることとなる。隣接する凹部４１同士（ワーク１００同士）の間隙距離は、特に限定されないが、１〜２ｍｍ程度が好ましく、０．２〜０．５ｍｍ程度がより好ましい。

金属パレット４の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウム、鉄、銀等の金属単体、ステンレス鋼、真鍮、アルミニウム合金等の各種合金、金属間化合物等の各種金属材料が挙げられる。金属パレット４は、その全体または一部（特に、上面側）が前記のような金属材料で構成されている。
金属パレット４を構成する金属材料は、電極２の構成材料と同一でも異なっていてもよい。また、金属パレット４は、異なる金属材料で構成された層を２層以上積層した積層体で構成されていてもよい。

このような金属パレット４は、テーブル（走査テーブル）６に支持・固定されている。テーブル６は、その上面に開口する凹部６１を有し、該凹部６１内に金属パレット４が挿入（嵌入）され固定されている。この場合、凹部６１の深さは、金属パレット４の厚さと等しいのが好ましい。すなわち、テーブル６の上面６２と凹部６１内に挿入された金属パレット４の上面４１とが、実質的に段差の無い連続面を形成しているのが好ましい。これにより、プラズマ処理に際し、電極２の下面とテーブル６の上面６２との距離と、電極２の下面と金属パレット４の上面４１との距離とを等しくすることができ、各部での誘電率がより均一となり、ワーク１００に対し均一で良好なプラズマ処理を行うことができる。

テーブル６の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチック、石英ガラス等の各種ガラス、前記金属酸化物、複合酸化物等の各種無機酸化物（セラミックス）、各種金属材料等が挙げられるが、本実施形態においては、テーブル６は、金属材料以外の材料で構成されているものとする。
このようなテーブル６は、図示しない移動機構（移動手段）により、図１中のＸ方向（左右方向）に移動する。このテーブル６の移動により、金属パレット４およびそれに載置されたワーク１００も同方向に移動する。

なお、移動機構としては、公知のいずれの構成のものを用いてもよく、例えば、コンベア（ベルト駆動、チェーン駆動等）、スクリュー軸を備えた送り機構、ローラ送り機構、Ｘ−Ｙステージ等が挙げられる。また、移動方向は、１次元方向（Ｘ方向）に限らず、２次元方向（Ｘ方向およびこれに直交するＹ方向）であってもよい。
また、移動機構は、移動速度（電極２とワーク１００との相対移動速度）を調節可能とするものが好ましい。これにより、プラズマ処理の程度（密度）を調整したり、全体処理時間（単位時間当たりの処理量）を調整したりすることができ、ワーク１００に対するプラズマ処理の最適化を図ることができる。例えば、他の条件を固定し、電極２に対するワーク１００の相対移動速度（処理速度）を遅くした場合には、プラズマ処理の処理の程度（密度）を大とすること、すなわち、より緻密な処理を行うことができる。

なお、本発明では、テーブル６および金属パレット４側が固定され、電極２側がＸ方向（またはＸおよびＹ方向）に移動するような構成であってもよい。
また、本発明では、前記移動機構のような移動手段が存在せず、金属パレット４と電極２との位置関係が固定されているものでもよい。しかしながら、移動手段を有し、金属パレット４と電極２とを相対的に移動する構成とした場合には、より多くのワーク１００を効率良くプラズマ処理することができ、生産性の向上に寄与する。この場合でも、各ワーク１００のプラズマ処理の状態は、いずれも均一、良好であり、ワーク１００間での差もほとんど無いため、均質で良好なプラズマ処理済みワーク１００を量産するのに適している。

金属パレット４の上面４２のワーク１００が存在しない部位、すなわち凹部４１が形成されていない部位には、誘電体材料で構成された被覆層５が形成されている。この被覆層５を設けることにより、金属パレット４の被覆層５が形成されている部位とワーク１００との誘電率、さらにはテーブル６との誘電率を近づけることができ、そのため、電極２と金属パレット４との間に電圧を印加してプラズマを発生させた際、アーク放電の発生を防止することができ、均一で良好なグロー放電を生じさせることができる。その結果、各ワーク１００に対し均一で良好なプラズマ処理を行うことができる。

被覆層５の構成材料（誘電体）としては、特に限定されないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチック、石英ガラス等の各種ガラス、無機酸化物、無機窒化物等が挙げられる。この中でも、特に、成膜（被覆層５の形成）が容易で、熱的安定性および化学的安定性が高く、誘電率の調整により適しているという理由から、無機酸化物が好ましい。無機酸化物としては、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２等の金属酸化物、ＢａＴｉＯ_３（チタン酸バリウム）等の複合酸化物等が挙げられる。このうち、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）は、入手の容易性、成膜の容易性など理由から、特に好ましい。

また、被覆層５の構成材料における好ましい比誘電率、およびそれを達成する誘電体材料は、前記誘電体層３で述べたのと同様である。
被覆層５の成膜方法としては、例えば液相成膜法、気相成膜法、溶射、シート材や膜の接合等、その構成材料に応じた種々の方法が可能である。無機酸化物による被覆層５を形成する場合の好ましい成膜方法としては、溶射、アルマイト処理等が挙げられる。

被覆層５の厚さは、特に限定されないが、１〜３００μｍ程度であるのが好ましく、１〜１００μｍ程度であるのがより好ましい。被覆層５の厚さが厚すぎると、プラズマ（所望の放電）を発生させるために高電圧を要することがあり、また、薄すぎると、被覆層５を形成する効果が少なく、印加電圧が比較的高い場合には、絶縁破壊が起こり、アーク放電が発生することがある。
また、図示されていないが、被覆層５は、下地層（中間層）を介して形成されていてもよい。これにより、被覆層５の密着性を向上することができる。この下地層としては、例えば、金属パレット４の上面４２を酸化させた金属酸化物層で構成することができる。

本発明のプラズマ処理装置１では、電極２とワーク１００との間（間隙）に後述するガス供給手段１１から所定のガスが供給され、電極２と金属パレット４との間に、所定の電圧、例えば、高周波電圧（電圧）が印加されると、電極２と金属パレット４との間に電界が発生して、放電、すなわち、グロー放電（バリア放電）が生じる。この放電により供給されたガスが活性化（電離、イオン化、励起等）され、プラズマが発生し、このプラズマにより、ワーク１００の被処理面１０１が処理（プラズマ処理）される。

電極２と金属パレット４との間隙距離（電極２の下面と金属パレット４の上面との距離）は、後述する高周波電源９の出力、ワーク１００に施すプラズマ処理の種類、ワーク１００の厚さ等の諸条件を考慮して適宜決定されるが、通常は、０．５〜２ｍｍ程度であるのが好ましく、０．５〜１ｍｍ程度であるのがより好ましい。これにより、電極２と金属パレット４との間に必要かつ十分な電界を生じさせることができる。

また、電極２とワーク１００との間隙距離（電極２の下面とワーク１００の被処理面１０１との距離）は、特に限定されず、諸条件に応じて適宜決定することができるが、通常は、０．５〜２ｍｍ程度であるのが好ましく、０．５〜１ｍｍ程度であるのがより好ましい。これにより、電極２とワーク１００との間に必要かつ十分なプラズマを発生させることができ、適正なプラズマ処理が可能となる。

なお、この電極２とワーク１００との間隙距離は、被処理面１０１に均一で適正なプラズマ処理を行う上で重要な条件の１つである（ガスの種類や流量、印加電圧等も同様）。従って、本プラズマ処理装置１では、例えば電極２またはテーブル６の少なくとも一方を上下方向に移動可能とし、電極２とワーク１００との間隙距離を調整可能とした構成であるのが好ましい。

図１に示すように、電極２は、導線（ケーブル）８１を介して、高周波電源（電源部）９に接続され、また、金属パレット４は、導線８１および導通状態と非導通状態とに切り替えるスイッチ１０を介して、高周波電源９に接続されており、これにより、電極２、金属パレット４間に電圧（高周波電圧）を印加するための回路８が構成されている。この回路８は、その一部、すなわち、金属パレット４側の導線８１がアース（接地）されている。

金属パレット４は、スイッチ１０が閉じると導線８１が導通してアースされ、これにより、金属パレット４と電極２との間への高周波電圧（電圧）の印加が可能となり、また、スイッチ１０が開くと、その導線８１が非導通状態（切電状態）となり、金属パレット４と電極２との間には電圧は印加されず、プラズマは発生しない。
ワーク１００にプラズマ処理を施すときは、高周波電源９が作動し、かつスイッチ１０が閉じて、金属パレット４と電極２との間に電圧が印加される。このとき、その金属パレット４と電極２との間には、電界が発生し、後述するガス供給手段１１よりガスが供給されると、放電が生じて、プラズマが発生する。

高周波電源９の周波数は、特に限定されないが、１０〜５０ＭＨｚであるのが好ましく、１０〜４０ＭＨｚであるのがより好ましい。
なお、図示されていないが、回路８は、高周波電源９の周波数を変える周波数調整手段（回路）や、高周波電源９のパワー（電力）調整手段を有していてもよい。これにより、必要に応じ、ワーク１００に対するプラズマ処理の処理条件を調整することができる。

次に、ガス供給手段１１について説明する。ガス供給手段１１は、その下流端側（ガス流出口）が電極２とワーク１００との間に位置するように設置された供給管１２と、供給管１２の上流端側に接続され、所定のガス（処理ガス＋キャリアガス）を充填し供給するガスボンベ（ガス供給源）１３と、ガスボンベ１３から供給されるガスの流量を調整するレギュレータ（流量調整手段）１４とを有している。
レギュレータ１４は、ガスボンベ１３よりガス流出口側（下流側）に配置されている。また、供給管１２のレギュレータ１４よりガス流出口側には、供給管１２内の流路を開閉するバルブ（流路開閉手段）１５が設けられている。

バルブ１５が開いた状態で、ガスボンベ１３からは所定のガスが送出され、このガスは、供給管１２内を流れ、レギュレータ１４で流量を調節された後、供給管１２の下流端に形成されたガス流出口から、電極２（誘電体層３）とワーク１００との間に導入（供給）される。
この電極２とワーク１００との間に供給されるガスとしては、例えば、Ｏ_２ガス等の処理ガス（主にプラズマ処理に寄与するガス）とＨｅガス等のキャリアガスとからなる混合ガス（以下、単に「ガス」とも言う）が用いられる。「キャリアガス」とは、放電開始と放電維持のために導入するガスのことを言う。

図示の実施形態では、ガスボンベ１３内には、混合ガス（処理ガス＋キャリアガス）が充填されているが、処理ガスとキャリアガスとがそれぞれ別のガスボンベに充填され、供給管１２の途中でこれらが所定の混合比で混合されるような構成であってもよい。
ここで、処理ガスとしては、電極２と金属パレット４との間に電圧を印加すること（放電）によってプラズマを発生するガスであれば、Ｏ_２ガスに限定されず、処理目的により種々のガスを用いることができる。他の処理ガスとしては、例えば、下記のガスを用いることができる。

例えば、ワーク１００の被処理面１０１を撥水（撥液）化することを目的とするプラズマ処理では、処理ガスとして、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_６、ＣＣｌＦ_３、ＳＦ_６等のフッ素原子含有化合物ガスが用いられる。
また、ワーク１００の被処理面１０１を親水（親液）化することを目的とするプラズマ処理では、処理ガスとして、Ｏ_３、Ｈ_２Ｏ、空気等の酸素原子含有化合物、Ｎ_２、ＮＨ_３等の窒素原子含有化合物、ＳＯ_２、ＳＯ_３等の硫黄原子含有化合物が用いられる。これにより、ワーク１００の被処理面１０１にカルボニル基、水酸基、アミノ基等の親水性官能基を形成させて表面エネルギーを高くし、親水性表面を得ることができる。また、アクリル酸、メタクリル酸等の親水基を有する重合性モノマーを用いて親水性重合膜を堆積（形成）することもできる。

また、ワーク１００の被処理面１０１に電気的、光学的機能を付加することを目的とするプラズマ処理では、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＳｎＯ_２等の金属酸化物薄膜をワーク１００の被処理面１０１に形成するために、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｓｎ等の金属の金属−水素化合物、金属−ハロゲン化合物、金属アルコキシド（有機金属化合物）等の処理ガスが用いられる。
また、エッチング処理やダイシング処理を目的とするプラズマ処理では、例えばハロゲン系ガスが用いられ、レジスト処理や有機物汚染の除去を目的とするプラズマ処理では、例えば酸素系ガスが用いられる。表面クリーニングや表面改質を目的とするプラズマ処理では、例えばＡｒ、Ｎ_２等の不活性ガスが処理ガスとして用いられ、不活性ガスのプラズマで表面クリーニングや表面改質が行われる。

また、キャリアガスとしては、Ｈｅガスに限られず、この他、例えば、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅ等の希ガス、Ｎ_２ガス等を用いることができ、これらは、単独でも２種以上を混合した形態でも用いることができる。
なお、混合ガス中における処理ガスの占める割合（混合比）は、プラズマ処理の種類によって異なるが、処理ガスの割合が大きすぎると、プラズマ（放電）が発生し難くなったり、プラズマ処理の効率が低下したりするため、例えば、混合ガス中の処理ガスの割合が１〜１０％であるのが好ましく、５〜１０％であるのがより好ましい。
供給するガスの流量は、ガスの種類、プラズマ処理の目的、処理の程度等に応じて適宜決定され、特に限定されるものではないが、通常は、３０ＳＣＣＭ〜３ＳＬＭ程度であるのが好ましい。

次に、プラズマ処理装置１の作用（動作）を説明する。
金属パレット４に載置（支持）された各ワーク１００の被処理面１０１にプラズマ処理を施す際は、高周波電源９を作動させるとともに、スイッチ１０を閉じる。また、バルブ１５を開き、レギュレータ１４によりガスの流量を調整し、ガスボンベ１３からガスを送出する。一方、移動手段を作動して、テーブル６を例えば図１中右方向へ等速で移動する。

これにより、ガスボンベ１３から送出されたガスは、供給管１２内を流れ、そのガス流出口から所定の流量で流出し、電極２とワーク１００との間に導入（供給）される。一方、高周波電源９の作動により、電極２と金属パレット４との間に高周波電圧が印加され、これらの間に電界が発生する。
電極２とワーク１００との間に流入したガスは、放電によって活性化され、プラズマが発生する。このプラズマは、電界が発生している部位、すなわち、電極２と電極２直下の金属パレット４との間に発生する。ここをワーク１００が通過すると、発生したプラズマ（活性化されたガス）は、ワーク１００の被処理面１０１に接触し、その被処理面１０１にプラズマ処理が施される。テーブル６の移動により、金属パレット４上の全てのワーク１００に対しプラズマ処理を行う。

金属パレット４の上面４２側では、ワーク１００が設置された部位は勿論のこと、ワーク１００が存在しない部位も誘電体材料よりなる被覆層５で覆われており、金属部分が露出していない。そのため、金属パレット４上のワーク１００が存在している部位と存在していない部位とで誘電率の差が小さく、またテーブル（金属以外の材料で構成）６との誘電率の差も小さくなり、局所的なアーク放電の発生を防止することができる。特に、マイクロストリームの発生を防止し、イオン・ラジカルの密度分布の発生を抑制し、各ワーク１００の被処理面１０１に対し均一で良好なプラズマ処理を行うことができる。

＜第２実施形態＞
図２は、本発明のプラズマ処理装置の第２実施形態を模式的に示す断面図（一部ブロック図を含む）である。以下、図２に示す第２実施形態について説明するが、前記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
第２実施形態のプラズマ処理装置１は、テーブル６が金属材料で構成されている。テーブル６を構成する金属材料としては、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウム、鉄、銀等の金属単体、ステンレス鋼、真鍮、アルミニウム合金等の各種合金、金属間化合物等が挙げられる。

そして、被覆層５は、金属パレット４の上面４２のワーク１００が存在しない部位のみならず、テーブル６の上面６２にも形成されている。
テーブル６の上面６２に形成された被覆層５の構成材料、厚さ等の条件、成膜方法等は、前記第１実施形態で述べた被覆層５のそえらと同様である。また、金属パレット４の上面４２に形成された被覆層５とテーブル６の上面６２に形成された被覆層５とは、それぞれ、同一のものでも、異なるもの（構成材料、膜厚等の条件が１つ以上ことなるもの）でもよい。
また、テーブル６の上面６２に下地層（中間層）を介して被覆層５を形成してもよい。この場合の下地層も、前記第１実施形態で述べたのと同様である。

本実施形態では、金属パレット４の上面４２のワーク１００が存在しない部位および金属製のテーブル６の上面６２のそれぞれが誘電体材料よりなる被覆層５で覆われており、金属部分が露出していない。そのため、金属パレット４上のワーク１００が存在している部位と存在していない部位とで誘電率の差が小さく、しかも、金属パレット４上のワーク１００が存在している部位とテーブル６との誘電率の差が小さくなるので、局所的なアーク放電の発生を防止することができる。特に、マイクロストリームの発生を防止し、イオン・ラジカルの密度分布の発生を抑制し、各ワーク１００の被処理面１０１に対し均一で良好なプラズマ処理を行うことができる。

＜第３実施形態＞
図３は、本発明のプラズマ処理装置の第３実施形態を模式的に示す断面図（一部ブロック図を含む）である。以下、図３に示す第３実施形態について説明するが、前記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
図３に示す第３実施形態は、ガス供給手段１１の構成が異なり、それ以外は前記第１実施形態と同様である。すなわち、ガス供給手段は、電極２および誘電体層３を貫通して設けられた、少なくとも１つの、好ましくは複数のノズル（ガス噴出管）１６を有している。

一方、供給管１２のバルブ１５より下流側は、複数に分岐しており、各分岐管１２１、１２２、１２３の下流端は、それぞれ、対応するノズル１６に接続されている。
このような構成のガス供給手段１１では、バルブ１５が開いた状態で、ガスボンベ１３から送出されたガスは、供給管１２内を流れ、レギュレータ１４で流量を調節された後、各分岐管１２１、１２２、１２３に分流され、各ノズル１６より電極２（誘電体層３）とワーク１００との間に噴出（供給）される。

なお、ノズル１６の構成材料は、特に限定されないが、前記金属材料以外の材料、特に誘電体材料で構成されているのが好ましい。
このような構成のガス供給手段１１によれば、ガスを電極２とワーク１００との間により均一に供給することができるとともに、効率良くプラズマを発生させることができ、その結果、ワーク１００に対するプラズマ処理をより均一、良好に行うことができる。

以上、本発明のプラズマ処理装置を、図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。例えば、第２実施形態に第３実施形態を組み合わせたものでもよい。

また、前記各実施形態では、プラズマ処理装置は、大気圧下において、ワークの表面にプラズマ処理を施すことを想定しているが、本発明では、減圧または真空状態においてワークの表面にプラズマ処理を施してもよい。
また、前記各実施形態では、ワーク側が移動するようになっているが、本発明では、これに限らず、例えば、電極２側が移動するようになっていてもよく、また、ワーク１００および電極２がそれぞれ同一または異なる方向に移動するようになっていてもよい。例えば、ワーク１００側がＸ方向に移動し、電極２側がＸ方向と直交するＹ方向に移動するような構成とすることができる。

また、電極と金属体（金属パレット）との間に印加される電圧は、高周波によるものに限られず、例えば、パルス波やマイクロ波によるものであってもよい。
また、前記各実施形態のように、金属体自体に電極の機能を持たせず、電極２の対向電極となる電極を別途設けてもよい。この電極（対向電極）は、金属体に電気的に接続されているのが好ましい。

本発明のプラズマ処理装置の第１実施形態を模式的に示す断面図である。 本発明のプラズマ処理装置の第２実施形態を模式的に示す断面図である。 本発明のプラズマ処理装置の第３実施形態を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１……プラズマ処理装置 ２……電極 ３……誘電体層 ４……金属パレット ４１……凹部 ４２……上面 ５……被覆層 ６……テーブル ６１……凹部 ６２……上面 ８……回路 ８１……導線 ９……高周波電源 １０……スイッチ １１……ガス供給手段 １２……供給管 １２１、１２２、１２３……分岐管 １３……ガスボンベ １４……レギュレータ １５……バルブ １６……ノズル １００……ワーク １０１……被処理面

Claims (14)

1. 誘電体材料で構成されるワークを載置する金属体と、
   前記ワークを介して前記金属体と対向して配置される電極と、
   前記電極と前記ワークとの間に所定のガスを供給するガス供給手段と、
   前記電極と前記ワークとの間に供給されたガスを活性化してプラズマが発生するように、前記金属体と前記電極との間に電圧を印加する電源部とを備え、
   前記ガス供給手段および前記電源部の作動により発生したプラズマにより前記ワークの表面を処理するプラズマ処理装置であって、
   前記金属体上の前記ワークが存在しない部位に誘電体材料で構成された被覆層が形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 前記金属体は、パレット状をなす金属パレットである請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記ガス供給手段は、前記電極を貫通して設けられ、前記ガスを前記電極と前記ワークとの間に噴出する少なくとも１つのノズルを有する請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記電極の前記ワークに対面する側の面に、誘電体材料で構成される誘電体層が接合されている請求項１ないし３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
5. 前記ワークは、複数の小片状をなし、かつ各々が前記金属体上で互いに離間して設置されている請求項１ないし４のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
6. 前記金属体は、前記ワークが挿入される凹部を有し、該凹部内に前記ワークの厚さ方向の少なくとも一部を挿入した状態でプラズマ処理する請求項１ないし５のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
7. 前記金属体と前記電極とを相対的に移動する移動手段を有する請求項１ないし６のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
8. 前記移動手段は、前記電極と前記ワークとの相対移動速度を調節する機能を備えているものである請求項７に記載のプラズマ処理装置。
9. 前記金属体を支持するテーブルを有する請求項１ないし８のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
10. 前記テーブルは、金属材料で構成されており、前記テーブルの表面にも前記被覆層が形成されている請求項９に記載のプラズマ処理装置。
11. 前記テーブルは、その上面に開口する凹部を有し、該凹部内に前記金属体が挿入され固定されている請求項９または１０に記載のプラズマ処理装置。
12. 前記テーブルの上面と前記凹部内に挿入された前記金属体の上面とが、実質的に段差の無い連続面を形成している請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
13. 前記被覆層は、無機酸化物で構成されている請求項１ないし１２のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
14. 前記被覆層の厚さは、１〜３００μｍである請求項１ないし１３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。

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