JP2008108895A - 表面処理方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】被処理物の端部やマスクの端部近傍での過剰処理（ローディング効果）を防止できる表面処理方法を提供する。
【解決手段】被処理物Ｗを処理ヘッド１０に対し一方向へ相対移動させながら、処理ガスを、処理ヘッド１０の噴き出し口５０ａから噴き出して処理通路画成面４１ａと被処理物Ｗとの間の処理通路５０ｃに沿って前記一方向に案内し、吸い込み口５０ｅから吸い込む。設定手段６０にて処理通路画成面４１ａと被処理物Ｗとの間隔を調節し、処理通路５０ｃ内の処理ガスの流れと被処理物Ｗとの相対速度が略ゼロになるようにする。
【選択図】図１
【解決手段】被処理物Ｗを処理ヘッド１０に対し一方向へ相対移動させながら、処理ガスを、処理ヘッド１０の噴き出し口５０ａから噴き出して処理通路画成面４１ａと被処理物Ｗとの間の処理通路５０ｃに沿って前記一方向に案内し、吸い込み口５０ｅから吸い込む。設定手段６０にて処理通路画成面４１ａと被処理物Ｗとの間隔を調節し、処理通路５０ｃ内の処理ガスの流れと被処理物Ｗとの相対速度が略ゼロになるようにする。
【選択図】図１
Description
本発明は、ガラス基板や半導体ウェハ等の被処理物に処理流体を噴き付けることにより、エッチング、洗浄、成膜、表面改質等の表面処理を行なう方法及び装置に関する。
この種の表面処理装置として、例えば、処理ヘッドの吹き出し口から処理ガスを被処理物に吹き付けながら、被処理物を処理ヘッドに対し一方向に相対移動させるスキャン方式の装置がある（例えば特許文献１参照）。処理ガスは、処理ヘッドと被処理物との間の処理通路を処理ヘッドの吸い込み口に向かって流れる。この過程で、処理ガス中の反応性成分が被処理物の表面上で反応を起こし、被処理物のエッチング等の表面処理がなされる。処理済みのガスや反応副生成物は、吸い込み口から吸引排気される。
特許文献１では、吸い込み口のさらに外側に不活性ガスの吹き出し部を設け、処理領域の周りを不活性雰囲気で囲むようにしている。これにより、処理工程の効率化及び歩留まりの向上を図っている。
特開２００２−１５１４９４号公報
特許文献１では、吸い込み口のさらに外側に不活性ガスの吹き出し部を設け、処理領域の周りを不活性雰囲気で囲むようにしている。これにより、処理工程の効率化及び歩留まりの向上を図っている。
処理ヘッドが被処理物の中央部上をスキャンしている時は、処理ガスが被処理物上を噴出し口の側から吸い込み口の側へ流れていくにしたがって、処理ガス中の反応性成分が反応により漸次消費され濃度が減少していく。一方、処理ヘッドが相対的に外側から被処理物の端部上に入って来る時や被処理物の端部上から外側へ出て行く時は、噴出し口が被処理物の端部より外側に位置し吸い込み口が被処理物の端部上に位置する状態が存在し得る。この状態では、噴出し口から噴出された処理ガスが被処理物の端部に達するまでは、反応性成分が消費されずに高濃度を維持し、被処理物の端部に達してはじめて反応性成分の消費が開始される。そのため、被処理物の端部は、高濃度の反応性成分によって中央部よりも過度に処理されてしまう。これをローディング効果という。したがって、被処理物の端部は製品として使用に供することができず、廃棄せざるを得ない。
また、基板に比較的大きなマスクが設けられている場合、マスク上では反応性成分が消費されないため、マスク端部の近傍でもローディング効果が起きる。
処理ヘッドの噴出し口と吸い込み口の間の距離を短くすれば、このようなローディング効果が起きる領域の幅を狭くできる。しかし、そうすると、処理ガスが噴出し口から出て吸い込み口に吸込まれるまでの時間が短くなり、被処理物の表面上で十分に反応し得ないまま吸い込み口に吸込まれることになる。したがって、処理速度の低下を招くとともに、処理ガスのロスが大きくなる。被処理物のダミーを作成し、これを被処理物の端部に継ぎ足しておくことにより、被処理物の端部でも処理ガス流の反応性成分が被処理物の中央部と同様の濃度分布になるようにすることも考えられるが、被処理物と同質のダミーを常に用意するのは困難である。
そこで、出願人は、被処理物の端部近傍でガスを吸い込んだり、不活性ガスを噴き出したりすることにより、被処理物の端部での処理ガス濃度や流量を中央部でのそれと同じになるように調節することを提案した（特願２００６−１４２５４６、特願２００６−１４２５４７等）。一方で、装置構造が複雑化しコスト増大が懸念される。また、基板に上述のようなマスクが設けられている場合、マスクの端部近傍でのローディング効果には対処困難である。
また、基板に比較的大きなマスクが設けられている場合、マスク上では反応性成分が消費されないため、マスク端部の近傍でもローディング効果が起きる。
処理ヘッドの噴出し口と吸い込み口の間の距離を短くすれば、このようなローディング効果が起きる領域の幅を狭くできる。しかし、そうすると、処理ガスが噴出し口から出て吸い込み口に吸込まれるまでの時間が短くなり、被処理物の表面上で十分に反応し得ないまま吸い込み口に吸込まれることになる。したがって、処理速度の低下を招くとともに、処理ガスのロスが大きくなる。被処理物のダミーを作成し、これを被処理物の端部に継ぎ足しておくことにより、被処理物の端部でも処理ガス流の反応性成分が被処理物の中央部と同様の濃度分布になるようにすることも考えられるが、被処理物と同質のダミーを常に用意するのは困難である。
そこで、出願人は、被処理物の端部近傍でガスを吸い込んだり、不活性ガスを噴き出したりすることにより、被処理物の端部での処理ガス濃度や流量を中央部でのそれと同じになるように調節することを提案した（特願２００６−１４２５４６、特願２００６−１４２５４７等）。一方で、装置構造が複雑化しコスト増大が懸念される。また、基板に上述のようなマスクが設けられている場合、マスクの端部近傍でのローディング効果には対処困難である。
上記問題点を解決するために、本発明は、被処理物に処理流体を噴き付けて前記被処理物の表面を処理する方法であって、
噴き出し口とこの噴き出し口から一方向へ延びる処理通路画成面とを有する処理ヘッドに対し、前記被処理物を前記一方向へ相対移動させ、
前記処理流体を、前記噴き出し口から噴き出して、前記処理通路画成面と前記被処理物との間に画成される処理通路に沿って前記一方向に案内し、
さらに、前記処理通路内の処理流体と前記被処理物との相対速度を略ゼロにすることを第１の特徴とする。
第１の特徴によれば、被処理物の全体を、端部であるか端部より内側部分であるかに関わりなく、均等に処理することができ、端部が過剰処理されるのを防止でき、ローディング効果の発生を回避することができる。また被処理物上にマスクが設けられていた場合でも、マスク端部近傍でローディング効果が発生するのを回避することができる。
噴き出し口とこの噴き出し口から一方向へ延びる処理通路画成面とを有する処理ヘッドに対し、前記被処理物を前記一方向へ相対移動させ、
前記処理流体を、前記噴き出し口から噴き出して、前記処理通路画成面と前記被処理物との間に画成される処理通路に沿って前記一方向に案内し、
さらに、前記処理通路内の処理流体と前記被処理物との相対速度を略ゼロにすることを第１の特徴とする。
第１の特徴によれば、被処理物の全体を、端部であるか端部より内側部分であるかに関わりなく、均等に処理することができ、端部が過剰処理されるのを防止でき、ローディング効果の発生を回避することができる。また被処理物上にマスクが設けられていた場合でも、マスク端部近傍でローディング効果が発生するのを回避することができる。
本発明は、被処理物に処理流体を噴き付けて前記被処理物の表面を処理する方法であって、
噴き出し口と、この噴き出し口から一方向に離れて配置された吸い込み口と、これら噴き出し口と吸い込み口の間に設けられた処理通路画成面とを有する処理ヘッドに対し、前記被処理物を前記一方向へ相対移動させ、
前記処理流体を、前記噴き出し口から前記処理通路画成面と前記被処理物との間に画成される処理通路に噴き出すとともに、前記吸い込み口から流体を吸い込み、
さらに、前記処理通路内の処理流体と前記被処理物との相対速度を略ゼロにすることを第２の特徴とする。
第２の特徴によれば、上記第１の特徴による作用効果に加えて、処理通路内の処理流体が前記一方向へ確実に流れるようにすることができ、処理通路内の処理流体と被処理物との相対速度を確実に略ゼロになるようにすることができ、ローディング効果を一層確実に防止することができる。
噴き出し口と、この噴き出し口から一方向に離れて配置された吸い込み口と、これら噴き出し口と吸い込み口の間に設けられた処理通路画成面とを有する処理ヘッドに対し、前記被処理物を前記一方向へ相対移動させ、
前記処理流体を、前記噴き出し口から前記処理通路画成面と前記被処理物との間に画成される処理通路に噴き出すとともに、前記吸い込み口から流体を吸い込み、
さらに、前記処理通路内の処理流体と前記被処理物との相対速度を略ゼロにすることを第２の特徴とする。
第２の特徴によれば、上記第１の特徴による作用効果に加えて、処理通路内の処理流体が前記一方向へ確実に流れるようにすることができ、処理通路内の処理流体と被処理物との相対速度を確実に略ゼロになるようにすることができ、ローディング効果を一層確実に防止することができる。
前記第１、第２の特徴において、前記処理通路内の処理流体と被処理物との相対速度を略ゼロにするには、前記処理通路の流路断面積と、前記処理流体の噴き出し流量と、前記移動機構による移動速度とのうち少なくとも１つを調節すればよい。好ましくは、前記処理通路の厚さ（前記処理通路画成面と被処理物との間隔）を調節する。これによって、処理流体の噴き出し流量や移動機構による移動速度を変えることなく、前記処理通路内の処理流体と被処理物との相対速度を略ゼロにすることができ、処理度を確保できるとともに、処理時間の要求を満たすことができる。
本発明は、被処理物に処理流体を噴き付けて前記被処理物の表面を処理する装置であって、
前記処理流体を噴き出す噴き出し口と、この噴き出し口から一方向に延びる処理通路画成面とを有し、前記処理通路画成面が、それと平行な仮想面との間に前記処理流体を前記一方向に案内する処理通路を画成する処理ヘッドと、
前記被処理物を、前記仮想面上において前記処理ヘッドに対し前記一方向に相対移動させる移動機構と、
前記処理通路画成面の前記仮想面との間隔と、前記処理流体の噴き出し流量と、前記移動機構による移動速度とのうち少なくとも１つを、前記処理通路内の処理流体と前記被処理物との相対速度が略ゼロになるように設定する設定手段と、
を備えたことを第３の特徴とする。
第３の特徴によれば、被処理物の全体を、端部であるか端部より内側部分であるかに関わりなく、均等に処理することができ、端部が過剰処理されるのを防止でき、ローディング効果の発生を回避することができる。また被処理物上にマスクが設けられていた場合でも、マスク端部近傍でローディング効果が発生するのを回避することができる。
前記処理流体を噴き出す噴き出し口と、この噴き出し口から一方向に延びる処理通路画成面とを有し、前記処理通路画成面が、それと平行な仮想面との間に前記処理流体を前記一方向に案内する処理通路を画成する処理ヘッドと、
前記被処理物を、前記仮想面上において前記処理ヘッドに対し前記一方向に相対移動させる移動機構と、
前記処理通路画成面の前記仮想面との間隔と、前記処理流体の噴き出し流量と、前記移動機構による移動速度とのうち少なくとも１つを、前記処理通路内の処理流体と前記被処理物との相対速度が略ゼロになるように設定する設定手段と、
を備えたことを第３の特徴とする。
第３の特徴によれば、被処理物の全体を、端部であるか端部より内側部分であるかに関わりなく、均等に処理することができ、端部が過剰処理されるのを防止でき、ローディング効果の発生を回避することができる。また被処理物上にマスクが設けられていた場合でも、マスク端部近傍でローディング効果が発生するのを回避することができる。
本発明は、被処理物に処理流体を噴き付けて前記被処理物の表面を処理する装置であって、
前記処理流体を噴き出す噴き出し口と、この噴き出し口から一方向に離れて流体を吸い込む吸い込み口と、前記噴き出し口と吸い込み口との間に配置された処理通路画成面とを有し、前記処理通路画成面が、それと平行な仮想面との間に前記処理流体を通す処理通路を画成する処理ヘッドと、
前記被処理物を、前記仮想面上において前記処理ヘッドに対し前記一方向に相対移動させる移動機構と、
前記処理通路画成面の前記仮想面との間隔と、前記処理流体の噴き出し流量と、前記移動機構による移動速度とのうち少なくとも１つを、前記処理通路内の処理流体と前記被処理物との相対速度が略ゼロになるように設定する設定手段と、
を備えたことを第４の特徴とする。
第４の特徴によれば、上記第３の特徴による作用効果に加えて、処理通路内の処理流体が前記一方向へ確実に流れるようにすることができ、処理通路内の処理流体と被処理物との相対速度を確実に略ゼロになるようにすることができ、ローディング効果を一層確実に防止することができる。
前記処理流体を噴き出す噴き出し口と、この噴き出し口から一方向に離れて流体を吸い込む吸い込み口と、前記噴き出し口と吸い込み口との間に配置された処理通路画成面とを有し、前記処理通路画成面が、それと平行な仮想面との間に前記処理流体を通す処理通路を画成する処理ヘッドと、
前記被処理物を、前記仮想面上において前記処理ヘッドに対し前記一方向に相対移動させる移動機構と、
前記処理通路画成面の前記仮想面との間隔と、前記処理流体の噴き出し流量と、前記移動機構による移動速度とのうち少なくとも１つを、前記処理通路内の処理流体と前記被処理物との相対速度が略ゼロになるように設定する設定手段と、
を備えたことを第４の特徴とする。
第４の特徴によれば、上記第３の特徴による作用効果に加えて、処理通路内の処理流体が前記一方向へ確実に流れるようにすることができ、処理通路内の処理流体と被処理物との相対速度を確実に略ゼロになるようにすることができ、ローディング効果を一層確実に防止することができる。
前記第３、第４の特徴において、前記設定手段が、前記処理ヘッド又は前記移動機構に接続され、前記処理通路画成面の前記仮想面との間隔（前記処理通路の厚さ）を可変調節する間隔調節機構であることが好ましい。これによって、処理流体の噴き出し流量や移動機構による移動速度を変えることなく、前記処理通路内の処理流体と被処理物との相対速度を略ゼロにすることができ、処理度を確保できるとともに、処理時間の要求を満たすことができる。
前記設定手段は、前記噴き出し口からの処理流体の噴き出し流量を調節する噴き出し流量調節手段であってもよく、或いは、前記移動機構による移動速度を調節する移動速度調節手段であってもよい。
前記設定手段は、前記噴き出し口からの処理流体の噴き出し流量を調節する噴き出し流量調節手段であってもよく、或いは、前記移動機構による移動速度を調節する移動速度調節手段であってもよい。
前記第１〜第４の特徴において、前記処理ヘッドには、前記処理通路画成面とは前記噴き出し口を介して反対側に張り出す上流側張り出し面が設けられているのが好ましい。
前記上流側張り出し面が、前記処理通路画成面より狭い間隔で前記仮想面と対面していることが好ましい。
これによって、前記上流側張り出し面と被処理物との間の間隙の圧力損失を大きくすることができ、外部の雰囲気ガスが処理通路の上流側部分に流入したり、処理流体が処理通路の上流側部分から外へ漏れたりするのを抑制できる。ひいては、処理通路内の処理流体の流量及び流速を一定に維持でき、該処理流体と被処理物との相対速度とが確実に略ゼロになるようにすることができ、ローディング効果を一層確実に防止することができる。
前記上流側張り出し面の前記一方向に沿う長さは、前記処理通路の例えば２倍程度であるのが好ましい。
前記上流側張り出し面が、前記処理通路画成面より狭い間隔で前記仮想面と対面していることが好ましい。
これによって、前記上流側張り出し面と被処理物との間の間隙の圧力損失を大きくすることができ、外部の雰囲気ガスが処理通路の上流側部分に流入したり、処理流体が処理通路の上流側部分から外へ漏れたりするのを抑制できる。ひいては、処理通路内の処理流体の流量及び流速を一定に維持でき、該処理流体と被処理物との相対速度とが確実に略ゼロになるようにすることができ、ローディング効果を一層確実に防止することができる。
前記上流側張り出し面の前記一方向に沿う長さは、前記処理通路の例えば２倍程度であるのが好ましい。
前記上流側張り出し面と前記仮想面との間における流体の流れを検出する流れ検出手段と、
前記流れがゼロになるように、前記吸い込み口からの吸い込み流量を制御する制御手段と、
を、更に備えることが好ましい。
これによって、前記上流側張り出し面と被処理物との間の間隙に流体の流れが生じないようにでき、外部の雰囲気ガスが処理通路の上流側部分に流入したり、処理流体が処理通路の上流側部分から外へ漏れたりするのを確実に抑制できる。ひいては、処理通路内の処理流体の流量及び流速を一定に維持でき、該処理流体と被処理物との相対速度とが確実に略ゼロになるようにすることができ、ローディング効果を一層確実に防止することができる。
前記流れ検出手段は、例えば、差圧検出器、流速計、温度差式の流れ検出器などで構成される。
差圧検出器は、前記上流側張り出し面と前記仮想面との間の間隙における前記噴き出し口に近い箇所と遠い箇所との差圧を検出する差圧計を用いるとよい。この差圧は、前記間隙内の流体の流れ状態に対応する。
流速計としては、例えば音波流速計（超音波流速計を含む）、レーザ流速計を用いるとよい。
音波流速計は、例えば、前記上流側張り出し面における前記噴き出し口に近い箇所と遠い箇所とにそれぞれ配置された音波センサを含む。近い箇所の音波センサを発信側とし、遠い箇所の音波センサを受信側としたときの音波の伝播時間と、遠い箇所の音波センサを発振側とし、近い箇所の音波センサを受信側としたときの音波の伝播時間とに基づいて、前記間隙における流体の流速を把握することができる。
レーザ流速計は、例えば２つのレーザ光路で前記上流側張り出し面と前記仮想面との間の間隙内に干渉縞を形成し、この干渉縞を横切る粒子の有無を観測するものである。前記粒子の動きは、前記間隙内の流体の流れに対応する。
温度差式の流れ検出器は、前記上流側張り出し面と前記仮想面との間の間隙内の一箇所を加熱する加熱器と、この加熱器の加熱箇所の両側の温度差を検出する熱電対等の温度差検出器とを含むのが好ましい。前記間隙内に流れが形成されている場合、この流れ方向に沿って加熱箇所より下流側が上流側より高温になり、その温度差が温度差検出器にて検出される。
前記流れがゼロになるように、前記吸い込み口からの吸い込み流量を制御する制御手段と、
を、更に備えることが好ましい。
これによって、前記上流側張り出し面と被処理物との間の間隙に流体の流れが生じないようにでき、外部の雰囲気ガスが処理通路の上流側部分に流入したり、処理流体が処理通路の上流側部分から外へ漏れたりするのを確実に抑制できる。ひいては、処理通路内の処理流体の流量及び流速を一定に維持でき、該処理流体と被処理物との相対速度とが確実に略ゼロになるようにすることができ、ローディング効果を一層確実に防止することができる。
前記流れ検出手段は、例えば、差圧検出器、流速計、温度差式の流れ検出器などで構成される。
差圧検出器は、前記上流側張り出し面と前記仮想面との間の間隙における前記噴き出し口に近い箇所と遠い箇所との差圧を検出する差圧計を用いるとよい。この差圧は、前記間隙内の流体の流れ状態に対応する。
流速計としては、例えば音波流速計（超音波流速計を含む）、レーザ流速計を用いるとよい。
音波流速計は、例えば、前記上流側張り出し面における前記噴き出し口に近い箇所と遠い箇所とにそれぞれ配置された音波センサを含む。近い箇所の音波センサを発信側とし、遠い箇所の音波センサを受信側としたときの音波の伝播時間と、遠い箇所の音波センサを発振側とし、近い箇所の音波センサを受信側としたときの音波の伝播時間とに基づいて、前記間隙における流体の流速を把握することができる。
レーザ流速計は、例えば２つのレーザ光路で前記上流側張り出し面と前記仮想面との間の間隙内に干渉縞を形成し、この干渉縞を横切る粒子の有無を観測するものである。前記粒子の動きは、前記間隙内の流体の流れに対応する。
温度差式の流れ検出器は、前記上流側張り出し面と前記仮想面との間の間隙内の一箇所を加熱する加熱器と、この加熱器の加熱箇所の両側の温度差を検出する熱電対等の温度差検出器とを含むのが好ましい。前記間隙内に流れが形成されている場合、この流れ方向に沿って加熱箇所より下流側が上流側より高温になり、その温度差が温度差検出器にて検出される。
前記処理ヘッドには、前記処理通路画成面とは前記吸い込み口を介して反対側に張り出す下流側張り出し面が設けられていることが好ましい。
前記下流側張り出し面が、前記処理通路画成面より狭い間隔で前記仮想面と対面していることが好ましい。
これによって、処理通路内の処理流体が吸い込み口に吸い込まれずに外へ漏れるのを抑制することができる。
前記下流側張り出し面の前記一方向に沿う長さは、前記処理通路の例えば２倍程度であるのが好ましい。
前記下流側張り出し面が、前記処理通路画成面より狭い間隔で前記仮想面と対面していることが好ましい。
これによって、処理通路内の処理流体が吸い込み口に吸い込まれずに外へ漏れるのを抑制することができる。
前記下流側張り出し面の前記一方向に沿う長さは、前記処理通路の例えば２倍程度であるのが好ましい。
前記吸い込み口からの吸い込み流量が、前記処理流体の噴き出し流量以上に設定されていることが好ましい。
これによって、下流側張り出し面と被処理物との間に処理通路へ向かう流体の流れを形成でき、処理通路内の処理流体が吸い込み口に吸い込まれずに外へ漏れるのを確実に防止することができる。
これによって、下流側張り出し面と被処理物との間に処理通路へ向かう流体の流れを形成でき、処理通路内の処理流体が吸い込み口に吸い込まれずに外へ漏れるのを確実に防止することができる。
前記処理ヘッドには、前記処理流体の噴き出し口から前記一方向の反対側に離れて不活性ガスを噴き出す不活性噴き出し口と、さらに前記不活性噴き出し口から前記一方向の反対側に離れて流体を吸い込む不活性吸い込み口とが設けられていてもよい。
これによって、処理通路の上流側に不活性ガスのカーテンを形成することができ、外部の雰囲気ガスが処理通路の上流側部分に流入するのを確実に防止することができる。
前記処理流体の吸い込み口からの吸い込み流量が、前記処理流体の噴き出し流量以上に設定され、前記不活性吸い込み口からの吸い込み流量が、前記不活性噴き出し口からの不活性ガスの噴き出し流量以上に設定されていることが好ましい。
これによって、処理流体は前記一方向へ流れるようにし、不活性ガスはその反対方向へ流れるようにすることができる。
これによって、処理通路の上流側に不活性ガスのカーテンを形成することができ、外部の雰囲気ガスが処理通路の上流側部分に流入するのを確実に防止することができる。
前記処理流体の吸い込み口からの吸い込み流量が、前記処理流体の噴き出し流量以上に設定され、前記不活性吸い込み口からの吸い込み流量が、前記不活性噴き出し口からの不活性ガスの噴き出し流量以上に設定されていることが好ましい。
これによって、処理流体は前記一方向へ流れるようにし、不活性ガスはその反対方向へ流れるようにすることができる。
被処理物に第１の処理流体を噴き付けて第１の表面処理をした後、前記被処理物に第２の処理流体を噴き付けて第２の表面処理を行なう装置であって、
前記第１処理流体を噴き出す第１噴き出し口と、この第１噴き出し口から一方向に離れて流体を吸い込む第１吸い込み口と、前記第１噴き出し口と第１吸い込み口との間に配置された第１処理通路画成面とを有し、前記第１処理通路画成面が、それと平行な仮想面との間に前記第１処理流体を通す第１処理通路を画成する第１処理ヘッドと、
前記第１吸い込み口から前記一方向に離れて前記第２処理流体を噴き出す第２噴き出し口と、この第２噴き出し口から前記一方向に離れて流体を吸い込む第２吸い込み口と、前記第２噴き出し口と第２吸い込み口との間に配置された第２処理通路画成面とを有し、前記第２処理通路画成面が、前記仮想面と平行をなして該仮想面との間に前記第２処理流体を通す第２処理通路を画成する第２処理ヘッドと、
前記被処理物を、前記仮想面上において前記第１、第２処理ヘッドに対し前記一方向に相対移動させる移動機構と、
前記第１処理通路画成面の前記仮想面との間隔と、前記第１処理流体の噴き出し流量と、前記移動機構による移動速度とのうち少なくとも１つを、前記第１処理通路内の第１処理流体と前記被処理物との相対速度が略ゼロになるように設定する第１設定手段と、
前記第１処理ヘッドと第２処理ヘッドとの間における前記被処理物の表面処理度を測定する処理度測定手段と、
前記処理度測定手段の測定値に基づいて、かつ前記第２処理通路内の第２処理流体と前記被処理物との相対速度が略ゼロになるように、前記第２処理流体の噴き出し流量と、前記第２処理通路画成面の前記仮想面との間隔とを設定する第２設定手段と、
を備えたことを第５の特徴とする。
第５の特徴によれば、ローディング効果を防止しつつ表面処理を２段階にわたって行うことができ、所望の処理度を確実に得るようにすることができる。
前記第１処理流体を噴き出す第１噴き出し口と、この第１噴き出し口から一方向に離れて流体を吸い込む第１吸い込み口と、前記第１噴き出し口と第１吸い込み口との間に配置された第１処理通路画成面とを有し、前記第１処理通路画成面が、それと平行な仮想面との間に前記第１処理流体を通す第１処理通路を画成する第１処理ヘッドと、
前記第１吸い込み口から前記一方向に離れて前記第２処理流体を噴き出す第２噴き出し口と、この第２噴き出し口から前記一方向に離れて流体を吸い込む第２吸い込み口と、前記第２噴き出し口と第２吸い込み口との間に配置された第２処理通路画成面とを有し、前記第２処理通路画成面が、前記仮想面と平行をなして該仮想面との間に前記第２処理流体を通す第２処理通路を画成する第２処理ヘッドと、
前記被処理物を、前記仮想面上において前記第１、第２処理ヘッドに対し前記一方向に相対移動させる移動機構と、
前記第１処理通路画成面の前記仮想面との間隔と、前記第１処理流体の噴き出し流量と、前記移動機構による移動速度とのうち少なくとも１つを、前記第１処理通路内の第１処理流体と前記被処理物との相対速度が略ゼロになるように設定する第１設定手段と、
前記第１処理ヘッドと第２処理ヘッドとの間における前記被処理物の表面処理度を測定する処理度測定手段と、
前記処理度測定手段の測定値に基づいて、かつ前記第２処理通路内の第２処理流体と前記被処理物との相対速度が略ゼロになるように、前記第２処理流体の噴き出し流量と、前記第２処理通路画成面の前記仮想面との間隔とを設定する第２設定手段と、
を備えたことを第５の特徴とする。
第５の特徴によれば、ローディング効果を防止しつつ表面処理を２段階にわたって行うことができ、所望の処理度を確実に得るようにすることができる。
本発明は、例えば大気圧（常圧）近傍の圧力下で生成したプラズマにて表面処理を行なうのに適用される。ここで、大気圧近傍とは、１．０１３×１０4〜５０．６６３×１０4Ｐａの範囲を言い、圧力調整の容易化や装置構成の簡便化を考慮すると、１．３３３×１０4〜１０．６６４×１０4Ｐａが好ましく、９．３３１×１０4〜１０．３９７×１０4Ｐａがより好ましい。
本発明によれば、被処理物の全体を、端部であるか端部より内側部分であるかに関わりなく、均等に処理することができ、端部が過剰処理されるのを防止でき、ローディング効果の発生を回避することができる。また被処理物上にマスクが設けられていた場合でも、マスク端部近傍でローディング効果が発生するのを回避することができる。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
図１に示すように、この実施形態では、例えば平面視四角形のガラス基板Ｗを被処理物とし、この基板Ｗを大気圧近傍下でプラズマ表面処理している。表面処理の内容は、例えば基板Ｗの上面に被膜されたアモルファスシリコン等の膜をエッチングするものであるが、これに限定されるものではない。基板Ｗの長さ（図１の左右方向の寸法）は、例えば２．５ｍであり、幅（図１の紙面直交方向の寸法）は、例えば２ｍである。
図１に示すように、この実施形態では、例えば平面視四角形のガラス基板Ｗを被処理物とし、この基板Ｗを大気圧近傍下でプラズマ表面処理している。表面処理の内容は、例えば基板Ｗの上面に被膜されたアモルファスシリコン等の膜をエッチングするものであるが、これに限定されるものではない。基板Ｗの長さ（図１の左右方向の寸法）は、例えば２．５ｍであり、幅（図１の紙面直交方向の寸法）は、例えば２ｍである。
プラズマ処理装置Ｍは、処理ヘッド１０と、この処理ヘッド１０の下側に配置された移動機構２０とを備えている。
移動機構２０は、ローラコンベアにて構成されているが、これに限定されるものではなく、ベルトコンベアやスライドステージにて構成されていてもよい。
コンベアからなる移動機構２０の上に基板Ｗが載せられている。基板Ｗの左右両側には補助板Ｗ’がそれぞれ設けられ、基板Ｗの端縁に突き当てられている。補助板Ｗ’は、基板Ｗと同じ厚さ及び幅を有している。基板Ｗと補助板Ｗ’の上面は、それぞれ水平をなし、互いに面一になっている。
移動機構２０によって基板Ｗが両側の補助板Ｗ’と一緒に図の右方向（白抜き矢印方向）に移動されるようになっている。このとき、基板Ｗの上面が通過する水平面が「仮想面ＰＬ」を構成している。
移動機構２０は、基板Ｗの移動速度を調節できるようになっている。
処理ヘッド１０に移動機構を接続し、処理ヘッド１０が移動される一方、基板Ｗが位置固定されるようになっていてもよい。
移動機構２０は、ローラコンベアにて構成されているが、これに限定されるものではなく、ベルトコンベアやスライドステージにて構成されていてもよい。
コンベアからなる移動機構２０の上に基板Ｗが載せられている。基板Ｗの左右両側には補助板Ｗ’がそれぞれ設けられ、基板Ｗの端縁に突き当てられている。補助板Ｗ’は、基板Ｗと同じ厚さ及び幅を有している。基板Ｗと補助板Ｗ’の上面は、それぞれ水平をなし、互いに面一になっている。
移動機構２０によって基板Ｗが両側の補助板Ｗ’と一緒に図の右方向（白抜き矢印方向）に移動されるようになっている。このとき、基板Ｗの上面が通過する水平面が「仮想面ＰＬ」を構成している。
移動機構２０は、基板Ｗの移動速度を調節できるようになっている。
処理ヘッド１０に移動機構を接続し、処理ヘッド１０が移動される一方、基板Ｗが位置固定されるようになっていてもよい。
処理ヘッド１０には、プラズマ生成部３０と、ノズル部４０が設けられている。
プラズマ生成部３０には、一対の電極３１，３１が設けられている。各電極３１は、前後方向（図１の紙面直交方向）に延び、上記基板Ｗの幅寸法に対応する長さの長尺状をなしている。一対の電極３１，３１どうしは、平行をなして互いに左右に対向し、両者間に狭い空間３２が形成されている。これら電極３１，３１のうち一方は電源３に接続され、他方は電気的に接地されている。電源３からの電圧供給により電極３１，３１間に電界が印加されて大気圧グロー放電が生成され、電極間空間３２が放電空間となるようになっている。少なくとも一方の電極３１の対向面には固体誘電体層（図示省略）が設けられている。
プラズマ生成部３０には、一対の電極３１，３１が設けられている。各電極３１は、前後方向（図１の紙面直交方向）に延び、上記基板Ｗの幅寸法に対応する長さの長尺状をなしている。一対の電極３１，３１どうしは、平行をなして互いに左右に対向し、両者間に狭い空間３２が形成されている。これら電極３１，３１のうち一方は電源３に接続され、他方は電気的に接地されている。電源３からの電圧供給により電極３１，３１間に電界が印加されて大気圧グロー放電が生成され、電極間空間３２が放電空間となるようになっている。少なくとも一方の電極３１の対向面には固体誘電体層（図示省略）が設けられている。
電極間空間３２には処理流体源５からの流体供給路５１が接続されている。処理流体源５には例えばＣＦ４、Ｏ２等の処理目的に応じたガス成分が蓄えられており、これらガス成分を所定の混合比で混合して処理ガスすなわちガス状の処理流体を生成し、流体供給路５１へ送出するようになっている。
流体供給路５１には、マスフローコントローラ等からなる処理流体噴き出し流量調節手段５２が設けられている。流量調節手段５２によって処理ガス流量が正確に制御されるようになっている。この流量制御された処理ガスが、図示しないガス均一化デバイスにて前後方向に均一化されたうえで、プラズマ生成部３９の電極間空間３２に均一に導入されるようになっている。この電極間空間３２に大気圧放電が生成されることにより、処理ガスがプラズマ化され、フッ素ラジカルや酸素ラジカル等の反応性成分（反応種）が生成されるようになっている。
処理ヘッド１０の底部にノズル部４０（被処理物との対向部）が設けられている。ノズル部４０は、センターノズルプレート４１と、このセンターノズルプレート４１の左右両側に配置された一対のサイドノズルプレート４２，４３とを有している。これらノズルプレート４１，４２，４３は、それぞれ四角形の断面をなし、前後方向（図１の紙面直交方向）に延びている。
ノズル部４０とその下側に設定された仮想面ＰＬ（基板Ｗ又は補助板Ｗ’の上面）との間にはギャップが画成されている。このギャップは、センターノズルプレート４１の水平な下面４１ａと仮想面ＰＬとの間の処理通路５０ｃと、左側のサイドノズルプレート４２の水平な下面４２ａと仮想面ＰＬとの間の上流側間隙５０ｆと、右側のサイドノズルプレート４３の水平な下面４３ａと仮想面ＰＬとの間の下流側間隙５０ｇとから構成されている。
処理通路５０ｃは左右に延びている。処理通路５０ｃの流路断面積は、左右方向に一定になっている。
処理通路５０ｃの左端が上流側間隙５０ｆに連なり、右端が下流側間隙５０ｇに連なっている。
上流側間隙５０ｆの左端と下流側間隙５０ｇの右端は、それぞれ外部に連なっている。
処理通路５０ｃは左右に延びている。処理通路５０ｃの流路断面積は、左右方向に一定になっている。
処理通路５０ｃの左端が上流側間隙５０ｆに連なり、右端が下流側間隙５０ｇに連なっている。
上流側間隙５０ｆの左端と下流側間隙５０ｇの右端は、それぞれ外部に連なっている。
センターノズルプレート４１は、処理通路画成部を構成し、その下面４１ａは、処理通路画成面を構成している。
センターノズルプレート４１の左右方向の寸法（処理通路５０ｃの長さ）は、例えば０．５ｍ程度であり、図１の紙面と直交する前後方向の寸法（処理通路５０ｃの幅）は、上記基板Ｗの幅寸法と略同じで例えば２ｍ程度である。
センターノズルプレート４１の左右方向の寸法（処理通路５０ｃの長さ）は、例えば０．５ｍ程度であり、図１の紙面と直交する前後方向の寸法（処理通路５０ｃの幅）は、上記基板Ｗの幅寸法と略同じで例えば２ｍ程度である。
左側のサイドノズルプレート４２は、上流側張り出し部を構成し、その下面４２ａは、上流側張り出し面を構成している。左サイドノズルプレート４２は、センターノズルプレート４１より下に突出され、下面４２ａが処理通路画成面４１ａより仮想面ＰＬに十分に近接されている。したがって、上流側間隙５０ｆの厚さが、処理通路５０ｃの厚さより十分に小さくなっている。上流側間隙５０ｆの厚さは、処理通路５０ｃの数分の１〜十数分の１であり、例えば１ｍｍ程度に設定されている。
左サイドノズルプレート４２の左右方向の寸法は、センターノズルプレート４１の左右寸法より大きく、例えば約２倍になっている。したがって、上流側間隙５０ｆの長さは、処理通路５０ｃの約２倍になっており、例えば１ｍ程度になっている。
これによって、上流側間隙５０ｆでは圧力損失が大きくなるようになっている。
左サイドノズルプレート４２の図１の紙面と直交する前後方向の寸法（上流側間隙５０ｆの幅）は、センターノズルプレート４１と同寸であり、例えば２ｍ程度になっている。
左サイドノズルプレート４２の左右方向の寸法は、センターノズルプレート４１の左右寸法より大きく、例えば約２倍になっている。したがって、上流側間隙５０ｆの長さは、処理通路５０ｃの約２倍になっており、例えば１ｍ程度になっている。
これによって、上流側間隙５０ｆでは圧力損失が大きくなるようになっている。
左サイドノズルプレート４２の図１の紙面と直交する前後方向の寸法（上流側間隙５０ｆの幅）は、センターノズルプレート４１と同寸であり、例えば２ｍ程度になっている。
右側のサイドノズルプレート４３は、下流側張り出し部を構成し、その下面４３ａは、下流側張り出し面を構成している。右サイドノズルプレート４３は、左サイドノズルプレート４２と左右対称的になっており、センターノズルプレート４１より下に突出され、下面４３ａが処理通路画成面４１ａより仮想面ＰＬに十分に近接されている。したがって、下流側間隙５０ｇの厚さが、処理通路５０ｃの厚さより十分に小さく、処理通路５０ｃの数分の１〜十数分の１であり、例えば１ｍｍ程度に設定されている。
右サイドノズルプレート４３の左右方向の寸法は、センターノズルプレート４１の左右寸法より大きく、例えば約２倍になっている。したがって、下流側間隙５０ｇの長さは、処理通路５０ｃの約２倍になっており、例えば１ｍ程度になっている。
右サイドノズルプレート４３の図１の紙面と直交する前後方向の寸法（下流側間隙５０ｇの幅）は、他のプレート４１，４２と同寸であり、例えば２ｍ程度になっている。
右サイドノズルプレート４３の左右方向の寸法は、センターノズルプレート４１の左右寸法より大きく、例えば約２倍になっている。したがって、下流側間隙５０ｇの長さは、処理通路５０ｃの約２倍になっており、例えば１ｍ程度になっている。
右サイドノズルプレート４３の図１の紙面と直交する前後方向の寸法（下流側間隙５０ｇの幅）は、他のプレート４１，４２と同寸であり、例えば２ｍ程度になっている。
左サイドノズルプレート４２とセンターノズルプレート４１との間に、処理流体噴き出し口５０ａが形成されている。噴き出し口５０ａの上端部にプラズマ生成部３０の電極間空間３２が連なっている。噴き出し口５０ａの下端部は、処理通路５０ｃの左端部（上流端）に連なっている。
電極間空間３２でプラズマ化された処理ガスが、噴き出し口５０ａから処理通路５０ｃへ均一に噴き出され、処理通路５０ｃ内を右方向（一方向）へ流れるようになっている。
電極間空間３２でプラズマ化された処理ガスが、噴き出し口５０ａから処理通路５０ｃへ均一に噴き出され、処理通路５０ｃ内を右方向（一方向）へ流れるようになっている。
なお、ノズル部４０中央の前後両端部（図１の紙面手前側と紙面奥側の端部）には、センターノズルプレート４１より下に突出する凸縁部４４が設けられている。この凸縁部４４によって処理通路５０ｃの前後両側の縁が略閉じられ、処理通路５０ｃ内からガスが前後両方向へ漏出しないようになっている。これにより、噴き出し口５０ａから処理通路５０ｃの左端部に噴き出された処理ガスの略全量が、処理通路５０ｃ内を右方向に案内されるようになっている。
センターノズルプレート４１と右サイドノズルプレート４３との間には、吸い込み口（排出口）５０ｅが形成されている。吸い込み口５０ｅは、処理通路５０ｃの右端部（下流端）に連なり、そこから上に延びている。
吸い込み口５０ｅの上端部から吸引路５３が延びている。吸引路５３の中途部には、吸い込み流量調節手段５４が設けられている。吸い込み流量調節手段５４は、マスフローコントローラ等にて構成され、吸い込み口５０ｅからの吸い込み流量を正確に制御するようになっている。排気ガスが腐食性の場合、流量調節手段５４は圧力計等で構成し、予め検量した圧力と流量との関係に基づいて吸い込み流量を制御するようにしてもよい。吸引路５３の下流端は、真空ポンプ等や無害化設備を含む吸引手段５５に接続されている。
さらに、表面処理装置Ｍには、昇降機構６０（間隔調節機構、設定手段）が設けられている。昇降機構６０は、処理ヘッド１０のセンターノズルプレート４１に接続され、センターノズルプレート４１を昇降させて高さ調節するようになっている。これによって、センターノズルプレート４１の下面と仮想面ＰＬとの間隔すなわち処理通路５０ｃの厚さが調節されるようになっている。
上記構成の常圧プラズマ表面処理装置Ｍを用いて基板Ｗを処理する方法を説明する。
噴き出し工程
処理流体源５の処理ガスをプラズマ生成部３０でプラズマ化して反応性成分を生成し、噴き出し口５０ａから噴き出す。噴き出し流量ｑは、噴き出し流量調節手段５１にて所定に維持する。例えば、各処理ヘッド１０についてｑ＝６０Ｌ／ｍｉｎとする。
これによって、処理ガスが、処理通路５０ｃの左端（上流端）に導入され、そこから処理通路５０ｃ内を右方向に流れる。上流側間隙５０ｆは、十分に長く、かつ厚さが極めて小さいため、圧力損失が大きい。これにより、処理ガスが上流側間隙５０ｆの側へ逆流するのを抑えることができる。
噴き出し工程
処理流体源５の処理ガスをプラズマ生成部３０でプラズマ化して反応性成分を生成し、噴き出し口５０ａから噴き出す。噴き出し流量ｑは、噴き出し流量調節手段５１にて所定に維持する。例えば、各処理ヘッド１０についてｑ＝６０Ｌ／ｍｉｎとする。
これによって、処理ガスが、処理通路５０ｃの左端（上流端）に導入され、そこから処理通路５０ｃ内を右方向に流れる。上流側間隙５０ｆは、十分に長く、かつ厚さが極めて小さいため、圧力損失が大きい。これにより、処理ガスが上流側間隙５０ｆの側へ逆流するのを抑えることができる。
吸い込み工程
また、吸引手段５５を駆動して、処理通路５０ｃの下流端のガスを吸い込み口５０ｅから吸い込み、無害化処理を経て排出する。これによって、処理通路５０ｃ内の処理ガスの流れ方向を、確実に吸い込み口５０ｅの側へ向けることができる。
また、吸引手段５５を駆動して、処理通路５０ｃの下流端のガスを吸い込み口５０ｅから吸い込み、無害化処理を経て排出する。これによって、処理通路５０ｃ内の処理ガスの流れ方向を、確実に吸い込み口５０ｅの側へ向けることができる。
反応工程
処理ガスが処理通路５０ｃ内を流れる過程で、該処理ガス中の反応性成分が基板Ｗと接触して反応を起こす。これにより、基板Ｗが表面処理される。これに伴ない、処理ガス中の反応性成分が消費される。したがって、処理通路５０ｃの下流側（右側）に向かうにしたがって、処理ガス中の反応性成分濃度が低下し、処理能力が減衰していく。
処理ガスが処理通路５０ｃ内を流れる過程で、該処理ガス中の反応性成分が基板Ｗと接触して反応を起こす。これにより、基板Ｗが表面処理される。これに伴ない、処理ガス中の反応性成分が消費される。したがって、処理通路５０ｃの下流側（右側）に向かうにしたがって、処理ガス中の反応性成分濃度が低下し、処理能力が減衰していく。
移動工程
併行して、移動機構２０によって基板Ｗを補助板Ｗ’と共に処理ヘッド１０の左側から右方向（白抜き矢印方向）へ移動させる。基板Ｗの移動速度ｖは、主に生産ライン上の時間的な要求から決定される。例えば、本実施形態において、長さ２．５ｍの基板Ｗを１枚あたり１分間で処理しなければならないとした場合、基板Ｗのセッティングやピックアップの時間を考慮して、移動速度ｖは、ｖ＝３ｍ／ｍｉｎ程度が相当である。
併行して、移動機構２０によって基板Ｗを補助板Ｗ’と共に処理ヘッド１０の左側から右方向（白抜き矢印方向）へ移動させる。基板Ｗの移動速度ｖは、主に生産ライン上の時間的な要求から決定される。例えば、本実施形態において、長さ２．５ｍの基板Ｗを１枚あたり１分間で処理しなければならないとした場合、基板Ｗのセッティングやピックアップの時間を考慮して、移動速度ｖは、ｖ＝３ｍ／ｍｉｎ程度が相当である。
速度あわせ工程
ここで、処理ヘッド１０に対する処理通路５０ｃ内の処理ガスの流速φと基板Ｗの移動速度ｖとが略一致するように、すなわち次式（１）が満たされるように関係諸量を設定しておく。
φ＝ｖ …式（１）
処理通路５０ｃ内の処理ガス流速φは、処理ガスの噴き出し流量ｑと、処理通路５０ｃの流路断面積Ａで決まり、次式（２）で表される。
φ＝ｑ／Ａ …式（２）
一方、処理ガスの噴き出し流量ｑは、処理レシピに関わるものであり、あまり自由度がなく、本実施形態では上述したようにｑ＝６０Ｌ／ｍｉｎと設定されている。処理通路５０ｃの流路断面積Ａは、次式（３）に示すように、処理通路５０ｃの幅ｗ（図１の紙面直交方向の寸法）と厚さｄ（図１の上下方向の寸法）との積で表されるところ、処理通路５０ｃの幅は基板Ｗの幅に合わせる必要があり、本実施形態ではｗ＝２ｍとなっている。
Ａ＝ｗ×ｄ …式（３）
また、基板Ｗの移動速度ｖは、上述の通り、生産ライン上の要求からｖ＝３ｍ／ｍｉｎと設定されている。
ここで、処理ヘッド１０に対する処理通路５０ｃ内の処理ガスの流速φと基板Ｗの移動速度ｖとが略一致するように、すなわち次式（１）が満たされるように関係諸量を設定しておく。
φ＝ｖ …式（１）
処理通路５０ｃ内の処理ガス流速φは、処理ガスの噴き出し流量ｑと、処理通路５０ｃの流路断面積Ａで決まり、次式（２）で表される。
φ＝ｑ／Ａ …式（２）
一方、処理ガスの噴き出し流量ｑは、処理レシピに関わるものであり、あまり自由度がなく、本実施形態では上述したようにｑ＝６０Ｌ／ｍｉｎと設定されている。処理通路５０ｃの流路断面積Ａは、次式（３）に示すように、処理通路５０ｃの幅ｗ（図１の紙面直交方向の寸法）と厚さｄ（図１の上下方向の寸法）との積で表されるところ、処理通路５０ｃの幅は基板Ｗの幅に合わせる必要があり、本実施形態ではｗ＝２ｍとなっている。
Ａ＝ｗ×ｄ …式（３）
また、基板Ｗの移動速度ｖは、上述の通り、生産ライン上の要求からｖ＝３ｍ／ｍｉｎと設定されている。
したがって、式（１）に関係する諸量のうち、ある程度の自由度が許されるのは、処理通路５０ｃの厚さｄであり、このｄの大きさを他の既定の諸量ｑ、ｗ、ｖに合わせて調節することにより、式（１）が満たされるようにすることができる。本実施形態においては、ｑ＝６０Ｌ／ｍｉｎ、ｗ＝２ｍ、ｖ＝３ｍ／ｍｉｎを式（１）〜（３）に代入することにより、
ｄ＝１ｃｍ
と求まる。
ｄ＝１ｃｍ
と求まる。
そこで、処理通路５０ｃの厚さｄがｄ＝１ｃｍになるように、昇降機構６０によってセンターノズルプレート４１の高さを調節する。
これによって、処理通路５０ｃ内の処理ガス流と基板Ｗの相対速度を略ゼロにすることができる。したがって、処理ガスは、基板Ｗに対してほぼ静止した状態になり、基板Ｗ上の略固定された位置で反応性成分を消費し減衰していく。
これによって、処理通路５０ｃ内の処理ガス流と基板Ｗの相対速度を略ゼロにすることができる。したがって、処理ガスは、基板Ｗに対してほぼ静止した状態になり、基板Ｗ上の略固定された位置で反応性成分を消費し減衰していく。
すなわち、図２（ａ）に示すように、処理ガス流中のあるガス部分ｇ１が、噴き出し口５０ａから噴き出されて真下の基板Ｗの例えば右端の位置ｗ１に噴き付けられた場合、同図（ｂ）〜（ｄ）に示すように、上記ガス部分ｇ１は、ほぼ上記右端位置ｗ１上にとどまった状態で処理通路５０ｃの下流側へ流れる。よって、基板Ｗの右端位置ｗ１はほとんどガス部分ｇ１によってのみ処理される。また、ガス部分ｇ１より下流のガス部分ｇ２は、基板Ｗの右端位置ｗ１より左側の位置ｗ２に噴き付けられ、この位置ｗ２上にほぼ留まった状態で処理通路５０ｃの下流側へ流れる（図２（ｂ）〜（ｄ））。よって、基板Ｗの位置ｗ２はほとんどガス部分ｇ２によってのみ処理される。さらに下流のガス部分ｇ３は、基板Ｗの位置ｗ２より左側の位置ｗ３に噴き付けられ、この位置ｗ３にほとんど留まった状態で処理通路５０ｃの下流側へ流れる（図２（ｃ）〜（ｄ））。よって、基板Ｗの位置ｗ３はほとんどガス部分ｇ３によってのみ処理される。
このようにして、基板Ｗのどの位置ｗ１，ｗ２，ｗ３…においても、それぞれ決まったガス部分ｇ１，ｇ２，ｇ３…でのみ処理される。これらガス部分ｇ１，ｇ２，ｇ３…は、噴き出し当初の反応性成分濃度が互いに等しく、処理通路５０ｃ内を流れる期間中のトータルの処理能力は互いに等しい。したがって、基板Ｗの端部であるか中央部であるかに関わりなく、基板Ｗ上のどの位置でも均等に処理が行われる。よって、基板端部が過剰処理されることはなく、ローディング効果が起きるのを防止でき、基板Ｗの全体を均一に処理することができる。
また、基板Ｗに比較的大きなマスクが設けられている場合、該マスク端部近傍でローディング効果が起きるのを防止することができる。
また、基板Ｗに比較的大きなマスクが設けられている場合、該マスク端部近傍でローディング効果が起きるのを防止することができる。
処理通路５０ｃの下流端に達した処理ガスは、吸い込み口５０ｅから吸い込まれ、排出される。
このとき、吸い込み流量調節手段５４にて、吸い込み流量が上記噴き出し流量ｑより若干大きくなるように調節する。これによって、外部のガスが下流側間隙５０ｇを経て処理通路５０ｃ内に若干流入して来るようにでき、ひいては処理ガスが処理通路５０ｃの右端（下流端）から下流側間隙５０ｇを経て外部に漏れるのを防止することができる。
下流側張り出し面４３ａの高さや左右方向の長さの設定により、外部の雰囲気ガスの流入量を確保ないしは調節することができる。右側のサイドノズルプレート４３を昇降可能にすることにより、下流側間隙５０ｇの厚さを可変調節し、外部のガス流入量を調節することにしてもよい。
このとき、吸い込み流量調節手段５４にて、吸い込み流量が上記噴き出し流量ｑより若干大きくなるように調節する。これによって、外部のガスが下流側間隙５０ｇを経て処理通路５０ｃ内に若干流入して来るようにでき、ひいては処理ガスが処理通路５０ｃの右端（下流端）から下流側間隙５０ｇを経て外部に漏れるのを防止することができる。
下流側張り出し面４３ａの高さや左右方向の長さの設定により、外部の雰囲気ガスの流入量を確保ないしは調節することができる。右側のサイドノズルプレート４３を昇降可能にすることにより、下流側間隙５０ｇの厚さを可変調節し、外部のガス流入量を調節することにしてもよい。
次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において、既述の実施形態と重複する構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を省略する。
図３は、第３実施形態を示したものである。この実施形態に係る大気圧プラズマ表面処理装置Ｍ２には、上流側間隙５０ｆのガスの流れを検出する流れ検出手段７０が設けられている。流れ検出手段７０は、差圧検出器で構成されている。差圧検出器７０は、検出器本体７１と、この本体７１から延びる２つの圧力検出路７２，７３とを有している。一方の圧力検出路７２は、左側のサイドノズルプレート４２の下面４２ａの右端部（噴き出し口５０ａに近い部位）に達している。もう１つの圧力検出路７３は、サイドノズルプレート４２の下面４２ａの左端部（噴き出し口５０ａから遠い部位）に達している。これにより、上流側間隙５０ｆにおける噴き出し口５０ａに近い側の圧力と噴き出し口５０ａから遠い側の圧力とが検出器本体７１に入力され、両者の差圧が検出されるようになっている。この差圧は、上流側間隙５０ｆ内のガス流れの状態に対応している。すなわち、差圧が大きければ上流側間隙５０ｆ内のガス流速が大きく、差圧が小さければ上流側間隙５０ｆ内のガス流速が小さく、差圧がゼロであれば上流側間隙５０ｆ内のガス流速はゼロであると推定できる。
図３は、第３実施形態を示したものである。この実施形態に係る大気圧プラズマ表面処理装置Ｍ２には、上流側間隙５０ｆのガスの流れを検出する流れ検出手段７０が設けられている。流れ検出手段７０は、差圧検出器で構成されている。差圧検出器７０は、検出器本体７１と、この本体７１から延びる２つの圧力検出路７２，７３とを有している。一方の圧力検出路７２は、左側のサイドノズルプレート４２の下面４２ａの右端部（噴き出し口５０ａに近い部位）に達している。もう１つの圧力検出路７３は、サイドノズルプレート４２の下面４２ａの左端部（噴き出し口５０ａから遠い部位）に達している。これにより、上流側間隙５０ｆにおける噴き出し口５０ａに近い側の圧力と噴き出し口５０ａから遠い側の圧力とが検出器本体７１に入力され、両者の差圧が検出されるようになっている。この差圧は、上流側間隙５０ｆ内のガス流れの状態に対応している。すなわち、差圧が大きければ上流側間隙５０ｆ内のガス流速が大きく、差圧が小さければ上流側間隙５０ｆ内のガス流速が小さく、差圧がゼロであれば上流側間隙５０ｆ内のガス流速はゼロであると推定できる。
差圧検出器７０の検出差圧は、増幅回路７４を経て、吸い込み流量調節手段５４にフィードバックされる。吸い込み流量調節手段５４は、内蔵する制御装置にて上記検出差圧がゼロになるように吸い込み口５０ｅからの吸い込み流量を制御する。
これにより、上流側間隙５０ｆ内に圧力差ひいてはガス流れが形成されるのを防止でき、該間隙５０ｆを介して外部の雰囲気ガスが処理通路５０ｃに流入したり、処理通路５０ｃから処理ガスが流出したりするのを確実に防止することができる。したがって、処理通路５０ｃ内の処理ガスの流量を、処理通路５０ｃの全域にわたって確実に一定に維持することができる。この結果、基板Ｗに対する処理ガスの相対速度が確実にゼロになるようにすることができ、ローディング効果の発生を一層確実に回避でき、処理の一層の均一化を図ることができる。
これにより、上流側間隙５０ｆ内に圧力差ひいてはガス流れが形成されるのを防止でき、該間隙５０ｆを介して外部の雰囲気ガスが処理通路５０ｃに流入したり、処理通路５０ｃから処理ガスが流出したりするのを確実に防止することができる。したがって、処理通路５０ｃ内の処理ガスの流量を、処理通路５０ｃの全域にわたって確実に一定に維持することができる。この結果、基板Ｗに対する処理ガスの相対速度が確実にゼロになるようにすることができ、ローディング効果の発生を一層確実に回避でき、処理の一層の均一化を図ることができる。
図４は、流れ検出手段として、図３の差圧検出器７０に代えて、音波流速計７５を用いた変形例を示したものである。音波流速計７５は、流速計本体７６と、この本体７６に連なる一対の音波センサ７７，７８とを備えている。一方の音波センサ７７は、左サイドノズルプレート４２の下面４２ａにおける右端部近傍（噴き出し口５０ａに近い部位）に配置されている。もう１つの音波センサ７８は、サイドノズルプレート４２の下面４２ａにおける左端部近傍（噴き出し口５０ａから遠い部位）に配置されている。
これら音波センサ７７，７８は、それぞれ超音波の発振及び受信の機能を有し、一方のセンサが超音波を発振し、これを他方のセンサが受信するようになっている。流速計本体７６は、音波センサ７７から発振された超音波が音波センサ７８に受信されるまでの伝播時間Ｔ１と、音波センサ７８から発振された超音波が音波センサ７７に受信されるまでの伝播時間Ｔ２を計測する。下式（４）に示すように、これら伝播時間Ｔ１，Ｔ２の逆数差が、上流側間隙５０ｆにおけるガス流速φ５０ｆに比例する。
φ５０ｆ＝２Ｌ×（（１／Ｔ１）−（１／Ｔ２））／Ｃ …式（４）
ここで、Ｌは音波センサ７７，７８間の距離、Ｃは音速である。
これによって、上流側間隙５０ｆ内におけるガス流速φ５０ｆを計測することができる。
φ５０ｆ＝２Ｌ×（（１／Ｔ１）−（１／Ｔ２））／Ｃ …式（４）
ここで、Ｌは音波センサ７７，７８間の距離、Ｃは音速である。
これによって、上流側間隙５０ｆ内におけるガス流速φ５０ｆを計測することができる。
上記計測流速φ５０ｆは、増幅回路７９を経て、吸い込み流量調節手段５４にフィードバックされる。吸い込み流量調節手段５４は、このフィードバック信号に基づき、上流側間隙５０ｆ内のガス流速がφ５０ｆ＝０になるように、吸い込み口５０ｅからの吸い込み流量を制御する。
図５は、流れ検出手段の他の実施形態を示したものである。この実施形態の流れ検出手段は、温度差検出器１００にて構成されている。温度差検出器１００は、検出器本体１０１と、加熱器１０２と、一対の温度センサ１０３，１０４とを有している。加熱器１０２は、左サイドノズルプレート４２の下面４２ａの中間位置に配置されている。この加熱器１０２によって、上流側間隙５０ｆの中間位置がスポット的に加熱されるようになっている。
一対の温度センサ１０３，１０４は、例えば熱電対にて構成され、左サイドノズルプレート４２の下面４２ａにおける加熱器１０２を挟んで左右両側に配置されている。これら温度センサ１０３，１０４によって上流側間隙５０ｆの上記加熱スポットを挟んで両側の温度差が検出されるようになっている。
一対の温度センサ１０３，１０４は、例えば熱電対にて構成され、左サイドノズルプレート４２の下面４２ａにおける加熱器１０２を挟んで左右両側に配置されている。これら温度センサ１０３，１０４によって上流側間隙５０ｆの上記加熱スポットを挟んで両側の温度差が検出されるようになっている。
上流側間隙５０ｆ内にガス流れが形成されている場合、このガス流は、加熱スポットを通過することにより加熱されるため、下流側の温度センサによる検出温度が上流側の温度センサによる検出温度より高くなる。例えば、上流側間隙５０ｆにおいて噴き出し口５０ａの側から外側へ向かうガス流れが形成されている場合、左側（噴き出し口５０ａから遠い側）の温度センサ１０４による検出温度が、右側（噴き出し口５０ａに近い側）の温度センサ１０３による検出温度より高くなる。この温度差が検出器本体１０１に入力され、増幅器１０５を経て、吸い込み流量調節手段５４にフィードバックされる。吸い込み流量調節手段５４は、このフィードバック信号に基づき、２つの温度センサ１０３，１０４による検出温度差がゼロになるように、吸い込み口５０ｅからの吸い込み流量を制御する。
図６は、第３実施形態を示したものである。この実施形態に係る大気圧プラズマ表面処理装置Ｍ３では、センターノズルプレート４１が左右２つに分かれている。これら２つのセンターノズルプレート４１Ｌ，４１Ｒどうしの間に、センター隔壁４５が設けられている。ノズル部４０は、センター隔壁４５に関して略左右対称になっている。
センター隔壁４５と右側のセンターノズルプレート４１Ｒとの間に、処理ガスの噴き出し口５０ａが形成されている。右側のセンターノズルプレート４１Ｒとサイドノズルプレート４３との間に吸い込み口５０ｅが形成されている。これにより、右側のセンターノズルプレート４１Ｒと基板Ｗ又は補助板Ｗ’との間に処理通路５０ｃが形成されるようになっている。右側のセンターノズルプレート４１Ｒの下面が、処理通路画成面４１ａを構成している。右側のセンターノズルプレート４１Ｒには昇降機構６０が接続され、この昇降機構６０によって処理通路５０ｃの厚さが調節されるようになっている。
センター隔壁４５と左側のセンターノズルプレート４１Ｌとの間には、不活性噴き出し口８０ａが形成されている。不活性ガス源８から不活性ガス供給路８１が延び、この不活性ガス供給路８１が噴き出し口８０ａの上端部に連なっている。不活性ガス源８には窒素等の基板Ｗとの反応性を持たない不活性ガスが蓄えられている。この不活性ガスが、不活性ガス供給路８１を経て、噴き出し口８０ａに導入され、下方へ噴き出されるようになっている。不活性ガス供給路８１には、マスフローコントローラ等からなる不活性ガス噴き出し流量調節手段８２が設けられている。
左側のセンターノズルプレート４１Ｌと基板Ｗ又は補助板Ｗ’との間に不活性通路８０ｃが形成されるようになっている。左側のセンターノズルプレート４１Ｌの下面は、不活性通路画成面４１ｂを構成している。
左側のセンターノズルプレート４１Ｌには、不活性通路用昇降機構６１（不活性通路厚さ調節機構）が接続されている。この不活性通路用昇降機構６１によって、左側のセンターノズルプレート４１Ｌが昇降され、不活性通路８０ｃの厚さが調節されるようになっている。
左側のセンターノズルプレート４１Ｌには、不活性通路用昇降機構６１（不活性通路厚さ調節機構）が接続されている。この不活性通路用昇降機構６１によって、左側のセンターノズルプレート４１Ｌが昇降され、不活性通路８０ｃの厚さが調節されるようになっている。
左サイドノズルプレート４２とセンターノズルプレート４１Ｌとの間には、不活性吸い込み口８０ｅが形成されている。吸い込み口８０ｅの下端部は、不活性通路８０ｃに連なっている。吸い込み口８０ｅの上端部から不活性吸引路８３が延びている。吸引路８３には、マスフローコントローラ等からなる不活性吸い込み流量調節手段８４が設けられている。吸引路８３は、吸引手段５５に連なっている。
第３実施形態では、処理ガスを噴き出し口５０ａから噴き出し、吸い込み口５０ｅから吸い込むとともに、不活性ガスを噴き出し口８０ａから噴き出し、吸い込み口８０ｅから吸い込む。これによって、処理通路５０ｃ内に右方向への処理ガス流を形成できるとともに、不活性通路８０ｃ内に左方向への不活性ガス流を形成することができる。これによって、外部の雰囲気ガスが、上流側間隙５０ｆを経て処理通路５０ｃに流入するのを一層確実に防止することができる。この結果、基板Ｗに対する処理ガスの相対速度が確実にゼロになるようにすることができ、ローディング効果の発生を一層確実に回避でき、処理の一層の均一化を図ることができる。
また、流量調節手段５２，５４によって、吸い込み口５０ｅからの吸い込み量が噴き出し口５０ａからの処理ガス噴き出し量と略同じか若干大きくなるようにする。かつ、流量調節手段８２，８４によって、吸い込み口８０ｅからの吸い込み量が噴き出し口８０ａからの不活性ガス噴き出し量と略同じか若干大きくなるようにする。
これによって、噴き出し口５０ａから噴き出された処理ガスは、確実に処理通路５０ｃへ流れ、噴き出し口８０ａから噴き出された不活性ガスは、確実に不活性通路８０ｃへ流れるようにすることができ、外部のガスが、上流側間隙５０ｆを経て処理通路５０ｃに流入するのをより一層確実に防止することができる。
これによって、噴き出し口５０ａから噴き出された処理ガスは、確実に処理通路５０ｃへ流れ、噴き出し口８０ａから噴き出された不活性ガスは、確実に不活性通路８０ｃへ流れるようにすることができ、外部のガスが、上流側間隙５０ｆを経て処理通路５０ｃに流入するのをより一層確実に防止することができる。
図７は、第４実施形態を示したものである。この実施形態に係る大気圧プラズマ表面処理装置Ｍ４では、処理ヘッド１０が左右に２つ並んで設けられている。図７において、左側の第１処理ヘッド１０Ｘに係る構成要素については符号にＸを付し、右側の第２処理ヘッド１０Ｙに係る構成要素については符号にＹを付してある。第１、第２の各処理ヘッド１０は、第１実施形態の処理ヘッド１０と略同じ構成になっている。
すなわち、第１処理ヘッド１０Ｘは、処理ガスを噴き出す第１噴き出し口５０ａｘと、吸い込む第１吸い込み口５０ｅｘと、第１処理通路画成面４１ａｘとを有している。第１処理通路画成面４１ａｘと仮想面ＰＬ（基板Ｗ又は補助板Ｗ’の上面）との間に第１処理通路５０ｃｘが形成されるようになっている。
第２処理ヘッド１０Ｙは、処理ガスを噴き出す第２噴き出し口５０ａｙと、吸い込む第２吸い込み口５０ｅｙと、第２処理通路画成面４１ａｙとを有している。第２処理通路画成面４１ａｙと仮想面ＰＬ（基板Ｗ又は補助板Ｗ’の上面）との間に第２処理通路５０ｃｙが形成されるようになっている。
すなわち、第１処理ヘッド１０Ｘは、処理ガスを噴き出す第１噴き出し口５０ａｘと、吸い込む第１吸い込み口５０ｅｘと、第１処理通路画成面４１ａｘとを有している。第１処理通路画成面４１ａｘと仮想面ＰＬ（基板Ｗ又は補助板Ｗ’の上面）との間に第１処理通路５０ｃｘが形成されるようになっている。
第２処理ヘッド１０Ｙは、処理ガスを噴き出す第２噴き出し口５０ａｙと、吸い込む第２吸い込み口５０ｅｙと、第２処理通路画成面４１ａｙとを有している。第２処理通路画成面４１ａｙと仮想面ＰＬ（基板Ｗ又は補助板Ｗ’の上面）との間に第２処理通路５０ｃｙが形成されるようになっている。
第１処理ヘッド１０Ｘは、基板Ｗの移動方向の上流側に配置され、第２処理ヘッド１０Ｙは下流側に配置されている。第２処理ヘッド１０Ｙの第２噴き出し口５０ａｙは、第１処理ヘッド１０Ｘの第１吸い込み口５０ｅｘより右に離れて配置されている。
処理流体源５からの処理流体供給路５１が２つに分岐して、第１、第２の処理ヘッド１０Ｘ，１０Ｙのプラズマ生成部３０Ｘ，３０Ｙにそれぞれ接続されている。分岐した各処理流体供給路５１Ｘ，５１Ｙに処理流体噴き出し流量調節手段５２Ｘ，５２Ｙが設けられている。
第１、第２の処理ヘッド１０Ｘ，１０Ｙからの吸引路５３Ｘ，５３Ｙが互いに合流して吸引手段５５に接続されている。各吸引路５３Ｘ，５３Ｙに吸い込み流量調節手段５４Ｘ，５５Ｙが設けられている。
第１、第２の処理ヘッド１０Ｘ，１０Ｙからの吸引路５３Ｘ，５３Ｙが互いに合流して吸引手段５５に接続されている。各吸引路５３Ｘ，５３Ｙに吸い込み流量調節手段５４Ｘ，５５Ｙが設けられている。
第１処理ヘッド１０Ｘと第２処理ヘッド１０Ｙの間には、処理度測定手段９０が設けられている。処理度測定手段９０は、例えばレーザの発光部と受光部とを有し、第１処理ヘッド１０Ｘを通過後の基板Ｗのエッチング量等の表面処理度を測定するようになっている。
第４実施形態では、第１処理通路５０ｃｘ内の第１処理ガス（第１処理流体）の流れと基板Ｗとの相対速度が略ゼロになるように、昇降機構６０Ｘ（第１設定手段）によって第１処理通路画成面４１ａｘが高さ調節される。
そして、処理度測定手段９０により第１処理ヘッド１０Ｘを通過後の基板Ｗの表面処理度が測定される。
この処理度測定手段９０の測定値に基づいて、最終的に所望の処理度が得られるように、第２処理ヘッド１０Ｙの噴き出し流量調節手段５２Ｙによって噴き出し口５０ａからの噴き出し流量が設定される。この噴き出し口５０ａからの噴き出し流量に基づいて、第２処理通路５０ｃｙ内の第２処理ガス（第２処理流体）の流れと基板Ｗとの相対速度が略ゼロになるように、昇降機構６０Ｙによって第２処理通路画成面４１ａｙと基板Ｗのギャップが設定される。
そして、処理度測定手段９０により第１処理ヘッド１０Ｘを通過後の基板Ｗの表面処理度が測定される。
この処理度測定手段９０の測定値に基づいて、最終的に所望の処理度が得られるように、第２処理ヘッド１０Ｙの噴き出し流量調節手段５２Ｙによって噴き出し口５０ａからの噴き出し流量が設定される。この噴き出し口５０ａからの噴き出し流量に基づいて、第２処理通路５０ｃｙ内の第２処理ガス（第２処理流体）の流れと基板Ｗとの相対速度が略ゼロになるように、昇降機構６０Ｙによって第２処理通路画成面４１ａｙと基板Ｗのギャップが設定される。
これにより、ローディング効果を防止しつつ、例えば第１処理ヘッド１０Ｘによって粗く処理を行い、その後、第２処理ヘッド１０Ｙによってきめ細かく処理を行うことにより、最終的に所望の処理度になるようにすることができる。
第２処理ヘッド１０Ｙの噴き出し流量調節手段５２Ｙと昇降機構６０Ｙとによって第２設定手段が構成されている。
第１処理ヘッド１０Ｘに供給する第１処理ガスと、第２処理ヘッド１０Ｙに供給する第２処理ガスとを互いに異ならせ、処理ヘッド１０Ｘ，１０Ｙごとに異なる処理を行うことにしてもよい。
処理ヘッドを基板Ｗの移動方向に３つ以上並べ、３段階以上の処理を行うようにしてもよい。この場合、３つ以上の処理ヘッドのうち、隣り合う２つの処理ヘッドの移動方向上流側のものが第１処理ヘッド１０Ｘを構成し、下流側のものが第２処理ヘッド１０Ｙを構成する。
第２処理ヘッド１０Ｙの噴き出し流量調節手段５２Ｙと昇降機構６０Ｙとによって第２設定手段が構成されている。
第１処理ヘッド１０Ｘに供給する第１処理ガスと、第２処理ヘッド１０Ｙに供給する第２処理ガスとを互いに異ならせ、処理ヘッド１０Ｘ，１０Ｙごとに異なる処理を行うことにしてもよい。
処理ヘッドを基板Ｗの移動方向に３つ以上並べ、３段階以上の処理を行うようにしてもよい。この場合、３つ以上の処理ヘッドのうち、隣り合う２つの処理ヘッドの移動方向上流側のものが第１処理ヘッド１０Ｘを構成し、下流側のものが第２処理ヘッド１０Ｙを構成する。
本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の改変をなすことができる。
例えば、処理通路５０ｃの下流端に吸引手段５５に連なる吸い込み口５０ｅに代えて排出口を設け、処理通路５０ｃの下流端を吸引することなく、噴き出し口５０ａからの噴き出し圧力で処理ガスが排出口から押し出されるようにしてもよい。
処理通路５０ｃの厚さを調節するのに代えて、処理ガスの噴き出し流量又は移動機構２０による移動速度を調節することにより、処理通路５０ｃ内の処理ガス流と基板Ｗとの相対速度が略ゼロになるようにしてもよい。処理ガスの噴き出し流量の調節は、噴き出し流量調節手段５２にて行なうことができ、この場合、噴き出し流量調節手段５２が設定手段を構成する。移動機構２０による移動速度を調節する場合、移動機構２０が設定手段を構成する。
基板Ｗや装置Ｍの寸法や処理ガス流量等の数値はあくまでも例示であり、本発明がこれに限定されるものではない。
各実施形態の構成を互いに組み合わせてもよい。例えば、第４実施形態の多段装置の各処理ヘッドを第２又は第３実施形態の処理ヘッドと同様の構成にしてもよい。
流れ検出手段は、処理外領域８１内の流体の流れを検出可能なものであればよく、上記実施形態のものに限定されず、例えば、レーザ式の流速計を用いてもよい。
処理流体は、流動体であればよく、気体に限られず、例えば霧状（ミスト）にした液体や粒子状の固体であってもよく、これらの混合流体であってもよい。
本発明は、エッチング、アッシング、成膜、洗浄、表面改質等の種々のプラズマ表面処理に適用可能である。
本発明は、常圧下に限らず、減圧下でのプラズマ表面処理にも適用できる。
プラズマ処理に限られず、オゾンや弗酸ベーパー（弗酸の蒸気またはミスト）によるエッチングやアッシング、シリコン含有原料の蒸気またはミストによる熱ＣＶＤ等にも適用できる。プラズマ処理以外の処理を行う場合、プラズマ生成部３０に代えて、その処理用の流体供給装置を、ノズル部４０に接続する。例えば、オゾンにて処理する場合、プラズマ生成部３０に代えてオゾナイザーをノズル部４０に接続する。
例えば、処理通路５０ｃの下流端に吸引手段５５に連なる吸い込み口５０ｅに代えて排出口を設け、処理通路５０ｃの下流端を吸引することなく、噴き出し口５０ａからの噴き出し圧力で処理ガスが排出口から押し出されるようにしてもよい。
処理通路５０ｃの厚さを調節するのに代えて、処理ガスの噴き出し流量又は移動機構２０による移動速度を調節することにより、処理通路５０ｃ内の処理ガス流と基板Ｗとの相対速度が略ゼロになるようにしてもよい。処理ガスの噴き出し流量の調節は、噴き出し流量調節手段５２にて行なうことができ、この場合、噴き出し流量調節手段５２が設定手段を構成する。移動機構２０による移動速度を調節する場合、移動機構２０が設定手段を構成する。
基板Ｗや装置Ｍの寸法や処理ガス流量等の数値はあくまでも例示であり、本発明がこれに限定されるものではない。
各実施形態の構成を互いに組み合わせてもよい。例えば、第４実施形態の多段装置の各処理ヘッドを第２又は第３実施形態の処理ヘッドと同様の構成にしてもよい。
流れ検出手段は、処理外領域８１内の流体の流れを検出可能なものであればよく、上記実施形態のものに限定されず、例えば、レーザ式の流速計を用いてもよい。
処理流体は、流動体であればよく、気体に限られず、例えば霧状（ミスト）にした液体や粒子状の固体であってもよく、これらの混合流体であってもよい。
本発明は、エッチング、アッシング、成膜、洗浄、表面改質等の種々のプラズマ表面処理に適用可能である。
本発明は、常圧下に限らず、減圧下でのプラズマ表面処理にも適用できる。
プラズマ処理に限られず、オゾンや弗酸ベーパー（弗酸の蒸気またはミスト）によるエッチングやアッシング、シリコン含有原料の蒸気またはミストによる熱ＣＶＤ等にも適用できる。プラズマ処理以外の処理を行う場合、プラズマ生成部３０に代えて、その処理用の流体供給装置を、ノズル部４０に接続する。例えば、オゾンにて処理する場合、プラズマ生成部３０に代えてオゾナイザーをノズル部４０に接続する。
本発明は、例えば半導体基板の製造やフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造に利用可能である。
Ｗ 基板（被処理物）
Ｍ，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４ 大気圧プラズマ表面処理装置
１０ 処理ヘッド
１０Ｘ 第１処理ヘッド
１０Ｙ 第２処理ヘッド
２０ 移動機構
４０ ノズル部
４１ａ 処理通路画成面
４１ａｘ 第１処理通路画成面
４１ａｙ 第２処理通路画成面
４１ｂ 不活性通路画成面
４２ａ 上流側張り出し面
５０ｂ 処理流体噴き出し口
５０ｂｘ 第１噴き出し口
５０ｂｙ 第２噴き出し口
５０ｃ 処理通路
５０ｃｘ 第１処理通路
５０ｃｙ 第２処理通路
５０ｄ 処理流体吸い込み口
５０ｄｘ 第１吸い込み口
５０ｄｙ 第２吸い込み口
５２ 処理流体噴き出し流量調節手段
５２Ｙ 処理流体噴き出し流量調節手段（第２設定手段）
５５ 吸い込み流量調節手段
６０ 昇降機構（間隔調節機構、設定手段）
６０Ｘ 昇降機構（第１設定手段）
６０Ｙ 昇降機構（第２設定手段）
６１ 不活性通路用昇降機構（不活性通路厚さ調節機構）
７０ 差圧検出器（流れ検出手段）
７５ 音波流速計（流れ検出手段）
８０ａ 不活性噴き出し口
８０ｃ 不活性通路
８０ｅ 不活性吸い込み口
８２ 不活性噴き出し流量調節手段
８５ 不活性吸い込み流量調節手段
９０ 処理度測定手段
１００ 温度差検出器（温度差式流れ検出手段）
Ｍ，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４ 大気圧プラズマ表面処理装置
１０ 処理ヘッド
１０Ｘ 第１処理ヘッド
１０Ｙ 第２処理ヘッド
２０ 移動機構
４０ ノズル部
４１ａ 処理通路画成面
４１ａｘ 第１処理通路画成面
４１ａｙ 第２処理通路画成面
４１ｂ 不活性通路画成面
４２ａ 上流側張り出し面
５０ｂ 処理流体噴き出し口
５０ｂｘ 第１噴き出し口
５０ｂｙ 第２噴き出し口
５０ｃ 処理通路
５０ｃｘ 第１処理通路
５０ｃｙ 第２処理通路
５０ｄ 処理流体吸い込み口
５０ｄｘ 第１吸い込み口
５０ｄｙ 第２吸い込み口
５２ 処理流体噴き出し流量調節手段
５２Ｙ 処理流体噴き出し流量調節手段（第２設定手段）
５５ 吸い込み流量調節手段
６０ 昇降機構（間隔調節機構、設定手段）
６０Ｘ 昇降機構（第１設定手段）
６０Ｙ 昇降機構（第２設定手段）
６１ 不活性通路用昇降機構（不活性通路厚さ調節機構）
７０ 差圧検出器（流れ検出手段）
７５ 音波流速計（流れ検出手段）
８０ａ 不活性噴き出し口
８０ｃ 不活性通路
８０ｅ 不活性吸い込み口
８２ 不活性噴き出し流量調節手段
８５ 不活性吸い込み流量調節手段
９０ 処理度測定手段
１００ 温度差検出器（温度差式流れ検出手段）
Claims (12)
- 被処理物に処理流体を接触させて前記被処理物の表面を処理する方法であって、
噴き出し口とこの噴き出し口から一方向へ延びる処理通路画成面とを有する処理ヘッドに対し、前記被処理物を前記一方向へ相対移動させ、
前記処理流体を、前記噴き出し口から噴き出して、前記処理通路画成面と前記被処理物との間に画成される処理通路に沿って前記一方向に案内し、
さらに、前記処理通路内の処理流体と前記被処理物との相対速度を略ゼロにすることを特徴とする表面処理方法。 - 被処理物に処理流体を接触させて前記被処理物の表面を処理する方法であって、
噴き出し口と、この噴き出し口から一方向に離れて配置された吸い込み口と、これら噴き出し口と吸い込み口の間に設けられた処理通路画成面とを有する処理ヘッドに対し、前記被処理物を前記一方向へ相対移動させ、
前記処理流体を、前記噴き出し口から前記処理通路画成面と前記被処理物との間に画成される処理通路に噴き出すとともに、前記吸い込み口から流体を吸い込み、
さらに、前記処理通路内の処理流体と前記被処理物との相対速度を略ゼロにすることを特徴とする表面処理方法。 - 前記処理通路の厚さを調節することにより、前記相対速度を略ゼロにすることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面処理方法。
- 被処理物に処理流体を接触させて前記被処理物の表面を処理する装置であって、
前記処理流体を噴き出す噴き出し口と、この噴き出し口から一方向に延びる処理通路画成面とを有し、前記処理通路画成面が、それと平行な仮想面との間に前記処理流体を前記一方向に案内する処理通路を画成する処理ヘッドと、
前記被処理物を、前記仮想面上において前記処理ヘッドに対し前記一方向に相対移動させる移動機構と、
前記処理通路画成面の前記仮想面との間隔と、前記処理流体の噴き出し流量と、前記移動機構による移動速度とのうち少なくとも１つを、前記処理通路内の処理流体と前記被処理物との相対速度が略ゼロになるように設定する設定手段と、
を備えたことを特徴とする表面処理装置。 - 被処理物に処理流体を接触させて前記被処理物の表面を処理する装置であって、
前記処理流体を噴き出す噴き出し口と、この噴き出し口から一方向に離れて流体を吸い込む吸い込み口と、前記噴き出し口と吸い込み口との間に配置された処理通路画成面とを有し、前記処理通路画成面が、それと平行な仮想面との間に前記処理流体を通す処理通路を画成する処理ヘッドと、
前記被処理物を、前記仮想面上において前記処理ヘッドに対し前記一方向に相対移動させる移動機構と、
前記処理通路画成面の前記仮想面との間隔と、前記処理流体の噴き出し流量と、前記移動機構による移動速度とのうち少なくとも１つを、前記処理通路内の処理流体と前記被処理物との相対速度が略ゼロになるように設定する設定手段と、
を備えたことを特徴とする表面処理装置。 - 前記設定手段が、前記処理ヘッド又は前記移動機構に接続され、前記処理通路画成面の前記仮想面との間隔を可変調節する間隔調節機構であることを特徴とする請求項４又は５に記載の表面処理装置。
- 前記処理ヘッドには、前記処理通路画成面とは前記噴き出し口を介して反対側に張り出す上流側張り出し面が設けられており、
前記上流側張り出し面が、前記処理通路画成面より狭い間隔で前記仮想面と対面していることを特徴とする請求項４〜６の何れかに記載の表面処理装置。 - 前記上流側張り出し面と前記仮想面との間における流体の流れを検出する流れ検出手段と、
前記流れがゼロになるように、前記吸い込み口からの吸い込み流量を制御する制御手段と、
を、更に備えたことを特徴とする請求項７に記載の表面処理装置。 - 前記処理ヘッドには、前記処理通路画成面とは前記吸い込み口を介して反対側に張り出す下流側張り出し面が設けられており、
前記下流側張り出し面が、前記処理通路画成面より狭い間隔で前記仮想面と対面していることを特徴とする請求項５に記載の表面処理装置。 - 前記吸い込み口からの吸い込み流量が、前記噴き出し流量以上に設定されていることを特徴とする請求項５に記載の表面処理装置。
- 前記処理ヘッドには、前記処理流体の噴き出し口から前記一方向の反対側に離れて不活性ガスを噴き出す不活性噴き出し口と、さらに前記不活性噴き出し口から前記一方向の反対側に離れて流体を吸い込む不活性吸い込み口とが設けられており、
前記不活性吸い込み口からの吸い込み流量が、前記不活性噴き出し口からの不活性ガスの噴き出し流量以上に設定されていることを特徴とする請求項１０に記載の表面処理装置。 - 被処理物に第１の処理流体を噴き付けて第１の表面処理をした後、前記被処理物に第２の処理流体を噴き付けて第２の表面処理を行なう装置であって、
前記第１処理流体を噴き出す第１噴き出し口と、この第１噴き出し口から一方向に離れて流体を吸い込む第１吸い込み口と、前記第１噴き出し口と第１吸い込み口との間に配置された第１処理通路画成面とを有し、前記第１処理通路画成面が、それと平行な仮想面との間に前記第１処理流体を通す第１処理通路を画成する第１処理ヘッドと、
前記第１吸い込み口から前記一方向に離れて前記第２処理流体を噴き出す第２噴き出し口と、この第２噴き出し口から前記一方向に離れて流体を吸い込む第２吸い込み口と、前記第２噴き出し口と第２吸い込み口との間に配置された第２処理通路画成面とを有し、前記第２処理通路画成面が、前記仮想面と平行をなして該仮想面との間に前記第２処理流体を通す第２処理通路を画成する第２処理ヘッドと、
前記被処理物を、前記仮想面上において前記第１、第２処理ヘッドに対し前記一方向に相対移動させる移動機構と、
前記第１処理通路画成面の前記仮想面との間隔と、前記第１処理流体の噴き出し流量と、前記移動機構による移動速度とのうち少なくとも１つを、前記第１処理通路内の第１処理流体と前記被処理物との相対速度が略ゼロになるように設定する第１設定手段と、
前記第１処理ヘッドと第２処理ヘッドとの間における前記被処理物の表面処理度を測定する処理度測定手段と、
前記処理度測定手段の測定値に基づいて、かつ前記第２処理通路内の第２処理流体と前記被処理物との相対速度が略ゼロになるように、前記第２処理流体の噴き出し流量と、前記第２処理通路画成面の前記仮想面との間隔とを設定する第２設定手段と、
を備えたことを特徴とする表面処理装置。
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|---|---|---|---|
| JP2006290054A JP2008108895A (ja) | 2006-10-25 | 2006-10-25 | 表面処理方法及び装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100310771A1 (en) * | 2009-06-08 | 2010-12-09 | Synos Technology, Inc. | Vapor deposition reactor and method for forming thin film |
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-
2006
- 2006-10-25 JP JP2006290054A patent/JP2008108895A/ja not_active Withdrawn
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