JP2010020903A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマ処理装置の噴出ガス中の荷電粒子を捕捉し除電する除電部の融断や酸化劣化を防止し、歩留まり低下を防止する。
【解決手段】プラズマ生成部１０の噴出口１２と処理部１９との間に、噴出口１２より大面積の導電性のメッシュ又は多孔板からなる除電部３１を介在させる。除電部３１を接地線３３を介し電気的に接地する。一対のロール３２，３２からなる移動手段によって除電部３１を移動させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、処理ガスを放電空間に通してプラズマ化（分解、励起、活性化、イオン化を含む）し、放電空間の外部に配置された被処理物へ吹き付けてプラズマ処理を行う装置に関し、特にプラズマ中に含まれる電子やイオン等の荷電粒子を捕捉するための除電部を具備するプラズマ処理装置に関する。

特許文献１には、プラズマ吹出し部分に金属メッシュが設けられている。金属メッシュは電気的に接地されている。金属メッシュによって、プラズマ中に含まれる電子やイオンを捕捉（トラップ）し、基板への荷電粒子の流入やダメージを回避している。
特開平７−２４５１９２号公報

特許文献１の金属メッシュは、プラズマ吹出し部分に常時固定されている。したがって、プラズマ処理の期間中、金属メッシュの決まった箇所が常時プラズマに晒され続ける。このため、金属メッシュが、プラズマ中の荷電粒子を捕捉する際の発熱やガスそのものが持つ数百度以上の熱によって融断するおそれがある。そうすると、荷電粒子の捕捉機能を果たせなくなる。或いは、金属メッシュが表面酸化を来たして導電性が低下し、荷電粒子の捕捉機能を果たせなくなるおそれもある。金属メッシュが荷電粒子の捕捉機能を果たせなくなると、プラズマ中の荷電粒子が基板に接触し、歩留まりの低下を招く。また、生じた金属酸化物が異物としてプラズマガスとともに基板上に吹き付けられるおそれもあり、その場合も同様に歩留まりの低下を招く。そのため、金属メッシュを定期的に交換する必要があり、煩雑であった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、プラズマ中の荷電粒子を捕捉し除電する除電部の融断や酸化劣化を防止し、歩留まり低下を防止することを目的とする。

上記問題点を解決するため、本発明は、処理ガスを、放電空間に通して前記放電空間の外部の処理部に配置された被処理物へ吹き付けてプラズマ処理を行う装置において、
前記放電空間と、この放電空間に連なり、かつ前記処理部に臨む噴出口を有するプラズマ生成部と、
前記噴出口より大面積の導電性のメッシュ又は多孔板からなり、前記噴出口と前記処理部との間に介在され、電気的に接地された除電部と、
前記介在状態が維持される範囲内で、前記プラズマ生成部と前記除電部とを連続的又は間欠的に相対移動させる移動手段と、
を備えたことを特徴とする。
この特徴構成によれば、プラズマ生成部でプラズマ化された処理ガス（以下、必要に応じて「プラズマガス」と称す）が、噴出口から吹き出された後、除電部を確実に通過するようにできる。この時、処理ガス中の荷電粒子が除電部で捕捉され、電荷が取り除かれる。これにより、被処理物がダメージを受けるのを防止できる。しかも、除電部の噴出口と対向する部分を移動でき、除電部の決まった箇所が継続的にプラズマガスに晒されるのを避けることができる。これにより、除電部の融断や酸化劣化を防止でき、荷電粒子の捕捉機能を確実かつ継続して発揮させることができる。ひいては、被処理物がダメージを受けるのを確実に防止でき、歩留まりの低下を防止することができる。

前記除電部を前記プラズマ生成部から前記処理部の側へ離間させて支持する支持手段を設けるのが好ましい。
これにより、除電部とプラズマ生成部を摩擦無く相対移動させることができる。

前記移動手段が、前記除電部の両端部を繰り出し・巻き取り可能に巻き付けた一対のロールを含むことが好ましい。
前記ロールの回転によって除電部を移動させることができる。前記ロールは、前記支持手段を兼ねることになる。

前記一対のローラの少なくとも１つの前記除電部と接触する部分が、電気的に接地された導電体で構成されていることが好ましい。
これにより、除電部のアースを、ローラを介して取ることができる。

前記移動手段が、前記プラズマ生成部と前記除電部を、除電部に沿う面内で二次元的に相対移動させるようになっていてもよい。
これにより、除電部の面積を有効に利用することができる。

前記除電部の開口パターンが、除電部の全体にわたって均一であることが好ましい。
これにより、除電部の噴出口と対向する部分が移動しても、プラズマガスの被処理物への吹き付け量を一定に保つことができる。

前記除電部を冷却する冷却手段を設けることが好ましい。
これにより、除電部の融断や劣化を確実に防止できる。

前記冷却手段が、冷却ガスを前記除電部に吹き付ける冷却ガスノズルを含んでいてもよい。
これにより、除電部を冷却ガスで冷却でき、除電部の融断や劣化を確実に防止できる。

前記冷却ガスの酸素含有量が実質的にゼロであることが好ましい。
これにより、除電部が冷却ガスとの接触で酸化を促進されることがないようにすることができる。ここで、「実質的にゼロ」とは、冷却ガス中に酸素がまったく含まれていない場合の他、酸素の含有量が除電部の酸化反応に影響を与えない程度に微量である場合をも含む意である。具体的には、「実質的にゼロ」とは、冷却ガス中の酸素含有量が０〜１００ｐｐｍであることを言う。
前記冷却ガスとして、例えば窒素（Ｎ_２）の純ガスを用いるのが好ましい。
前記冷却ガスとして、空気を用いてもよい。

前記冷却手段が、冷媒の通路を有し、除電部と熱交換可能な熱交換器であってもよい。
これにより、除電部を冷却でき、除電部の融断や劣化を確実に防止できる。

前記冷却手段が、少なくとも１つのローラに組み込まれていてもよい。
これにより、除電部の融断や酸化劣化を確実に防止できる。この場合の冷却手段として、例えばローラ内に冷媒の通路を設け、除電部と熱交換することにしてもよく、ローラの周面等に噴出口を設け、この噴出口から冷却ガスを吹き出すことにしてもよい。

前記除電部の温度を計測する温度計測部を備えていることが好ましい。
前記温度計測部によって温度計測される箇所は、前記除電部の前記噴出口と対向する箇所又はその近傍であることが好ましい。前記温度計測部は、除電部を非接触で検温できるものであることが好ましい。そのような温度計測部として、例えば分光分析器や赤外線放射温度計等が挙げられる。

前記温度計測部による計測温度に基づいて前記移動手段による前記プラズマ生成部と除電部の相対移動が制御されるようにしてもよい。
これにより、除電部が過度に高温になるのを防止でき、融断や酸化劣化を一層確実に防止できる。前記相対移動が連続的に行なわれる場合、相対移動の速度を制御するとよい。前記相対移動が間欠的に行なわれる場合、相対移動の時間間隔を制御するとよい。

前記温度計測部による計測温度に基づいて前記冷却手段の出力が制御されるようにしてもよい。
これにより、除電部が過度に高温になるのを防止でき、融断や酸化劣化を一層確実に防止できる。前記冷却手段の出力としては、冷却ガスの流量又は温度、冷媒の流量又は温度が挙げられる。

前記除電部の材料は、性能の観点からは、融点が高く、かつ熱伝導・熱伝達率が高いものが好ましい。そのような材料として例えばタングステンが挙げられる。タングステンは、アルミニウムやステンレスより高融点であり、性能面で除電部の材料として好適である。但し、プラズマガスに酸素や水蒸気或いはこれらに由来するＯラジカルやＯＨラジカル等が含まれていると、融点よりも低い温度で酸化タングステンが生成・消失するため、このような場合には、後述の貴金属類を用いるのが望ましい。また、タングステンは材料コストがかかる。コストの観点からは、前記除電部の材料として、アルミニウムやステンレス等の汎用的な金属材料を用いるのが好ましい。アルミニウムやステンレスは比較的低融点であるが、前記移動手段による相対移動によって融断や酸化劣化を防止できる。さらに、前記温度計測部等を用いて温度管理を行うことで、融断や酸化劣化を一層確実に防止できる。また、除電部の酸化防止の観点からは、除電部の材料として白金、金、イリジウム等の耐腐食性の高い貴金属類を用いることにしてもよい。

本発明によれば、除電部の融断や酸化劣化を防止でき、荷電粒子の捕捉機能を確実かつ継続して発揮するようにできる。ひいては、被処理物がダメージを受けるのを確実に防止でき、歩留まりの低下を防止することができる。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
［第１実施形態］
図１及び図２は、第１実施形態を示したものである。図１に示すように、プラズマ処理装置１は、プラズマ生成部１０と、被処理物支持部２０と、除電機構３０を備えている。図２に示すように、プラズマ生成部１０は、例えば長手方向をＹ方向（図１の紙面と直交する方向）に向けた大略直方体形状になっている。詳細な図示は省略するが、プラズマ生成部１０の内部には、複数の電極が設けられており、これら電極によって放電空間１１が形成されるようになっている。プラズマ生成部１０は、例えばアーク放電型であるが、これに限定されるものではなく、グロー放電型、コロナ放電型にも適用可能である。

図１に示すように、処理ガス源２には、処理目的に応じた処理ガスが蓄えられている。処理ガス源２から処理ガス供給路２ａがプラズマ生成部１０へ延びている。供給路２ａは、放電空間１１に連なっている。処理ガス源２の処理ガスが、供給路２ａから放電空間１１に導入され、アーク放電によりプラズマ化されるようになっている。

放電空間１１にプラズマ噴出口１２が連なっている。噴出口１２は、放電空間１１から下方に延び、プラズマ生成部１０の底面に達している。図２に示すように、噴出口１２は、Ｙ方向に延びるスリット状になっている。放電空間１１でプラズマ化された処理ガスが、噴出口１２から下方へ吹き出されるようになっている。

噴出口１２の下方に離れて（放電空間１１の外部に）、処理部１９（被処理物９の処理を行なう場所）が設定されている。

図１に示すように、プラズマ処理装置１の被処理物９は、例えば液晶ディスプレイ用のガラス基板である。被処理物９が、支持部２０によってプラズマ生成部１０より下の位置に水平に支持されている。支持部２０は、特に限定がなく、ローラコンベアでもよく、ステージでもよく、ロボットアームでもよい。この実施形態の支持部２０は、被処理物９の移動手段を兼ねており、被処理物９を、処理部１９を通過するようにＸ方向（図１において左右）に移動させる。処理部１９で被処理物９が表面処理される。

除電機構３０は、除電部３１と、一対のロール３２，３２とを有している。除電部３１は、金属ワイヤで編まれた導電性のメッシュで構成され、多数の開口３１ａを有している。除電部３１を構成する金属ワイヤとして、白金ワイヤが用いられている。除電部３１は、プラズマ生成部１０より十分に大きな面積を有し、噴出口１２より遥かに大きな面積を有している。除電部３１の開口パターンは、除電部３１の全体にわたって均一の繰り返しパターンになっている。

一対のロール３２，３２は、除電部３１を支持する支持手段及び除電部３１を移動させる移動手段を兼ねている。図１及び図２に示すように、一対のロール３２，３２は、それぞれ軸線をＹ方向に向け、プラズマ生成部１０を挟んで左右（Ｘ方向）の両外側に配置されている。左側のロール３２に除電部３１の左側部分が巻き付けられている。右側のロール３２に除電部３１の右側部分が巻き付けられている。これらロール３２，３２の間に除電部３１の中間部分が架け渡されて支持されている。除電部３１は、ロール３２，３２に支持された状態で、プラズマ生成部１０の下方（処理部１９の側）へ離れている。除電部３１は、噴出口１２と処理部１９の間に介在されている。

一対のロール３２，３２は、各々の軸線のまわりに互いに等速で回転される。これにより、除電部３１が一方のロール３２から繰り出され、除電部３１の中間部分が一方のロール３２の側から他方のロール３２の側へ移動し、他方のロール３２に巻き付けられるようになっている。除電部３１が左側のロール３２から繰り出され、除電部３１の中間部分が左から右へ移動し、右側のロール３２に巻き付けられるようになっていてもよい。除電部３１が右側のロール３２から繰り出され、除電部３１の中間部分が右から左へ移動し、左側のロール３２に巻き付けられるようになっていてもよい。繰り出す側と巻き取る側があるタイミングで左右反転し、除電部３１が左右に往復移動されるようになっていてもよい。ロール３２，３２の回転、ひいては除電部３１の移動は、処理期間中常時連続的に行なわれるようになっていてもよく、間欠的に行なわれるようになっていてもよい。間欠的移動とは、ある量だけ移動するごとにある期間静止する動作を言う。

除電部３１は、繰り出し及び巻き取りによる移動に拘わらず、常時、プラズマ生成部１０の底面の全体を覆い、噴出口１２と処理部１９の間に介在された状態を維持する。

少なくとも一方（図１では左側）のロール３２の周面は、金属（導電体）で構成され、かつ電気的に接地されている。このロールの周面に除電部３１が接触している。これにより、除電部３１が、ロール３２及び接地線３３を順次介して電気的に接地されている。

プラズマ処理装置１には、除電部３１のための冷却手段４０が備えられている。冷却手段４０は、冷却ガス源４１と、一対の冷却ガスノズル４３，４３を有している。冷却ガス源４１は、冷却ガスとして例えば窒素の純ガスを蓄えている。冷却ガス中の酸素含有量は実質的に０である。冷却ガスは常温でもよく、冷却器で常温より低温にしてもよい。

冷却ガス源４１から冷却ガス路４２が延びている。冷却ガス路４２は、分岐して一対の冷却ガスノズル４３，４３の各々に接続されている。

一対の冷却ガスノズル４３，４３は、プラズマ生成部１０を挟んで左右（Ｘ方向）の両側に配置されている。左側のノズル４３は、プラズマ生成部１０と左側のロール３２との間に配置されている。右側のノズル４３は、プラズマ生成部１０と右側のロール３２との間に配置されている。冷却ガスノズル４３は、プラズマ生成部１０から少し離れているが、冷却ガスノズル４３がプラズマ生成部１０の側面にくっ付いていてもよく、プラズマ生成部１０の内部に冷却ガスノズル４３が組み込まれていてもよい。

各ノズル４３は、先端の冷却ガス噴出口４４を下方へ向けて配置されている。図２に示すように、冷却ガス噴出口４４は、スリット状をなし、処理ガス噴出口１２と平行にＹ方向に延びている。図１に示すように、冷却ガスノズル４３の先端面（下端面）は、プラズマ生成部１０の下面とほぼ同じ高さに位置しているが、プラズマ生成部１０の下面より上に位置していてもよく、下に位置していてもよい。

各冷却ガスノズル４３の下方に少し離れて除電部３１が位置されている。左側のノズル４３の噴出口４４は、除電部３１の噴出口１２と対応している部分より左側に少しずれた部分と対向している。右側のノズル４３の噴出口４４は、除電部３１の噴出口１２と対応している部分より右側に少しずれた部分と対向している。

プラズマ処理装置１には、除電部３１のための温度管理手段５０が更に備えられている。温度管理手段５０は、除電部３１の温度を計測する温度計測部５１と、コントローラ５２を有している。温度計測部５１として、分光分析器で構成されているが、赤外線放射温度計を用いてもよい。温度計測部５１は、除電部３１を非接触で検温できるものが好ましい。

温度計測部すなわち分光分析器５１の光ファイバープローブ５３が、除電部３１の噴出口１２と対向する部分に向けられている。光ファイバープローブ５３に入射した光が、分光分析器５１によってスペクトル測定される。このスペクトルが熱放射理論曲線と比較され、検査対象の温度が算出されるようになっている。温度計測部５１の検出信号線５４がコントローラ５２に接続されている。温度計測部５１の計測温度が検出信号線５４を介してコントローラ５２に入力されるようになっている。

コントローラ５２には、除電部３１の許容温度が設定されている。除電部３１の許容温度は、例えば除電部３１の構成材料の酸化点や融点未満に設定するのが好ましい。コントローラ５２の制御線５４が、ロール３２，３２に接続されている。コントローラ５２は、この許容温度と分光分析器５１で計測した温度とを比較し、ロール３２，３２を制御するようになっている。

上記構成のプラズマ処理装置１の作用を説明する。
処理ガスが、供給路２ａを経てプラズマ生成部１０の放電空間１１に導入され、プラズマ化される。プラズマ化によりガス温度が数百℃から数千℃になる。このプラズマガスｐｇが、噴出口１２から下方へ吹き出され、除電部３１の噴出口１２と対向する部分を透過する。このとき、プラズマガスｐｇ中に含まれる電子やイオン等の荷電粒子が除電部３１に捕捉される。捕捉された荷電粒子の電荷は、除電部３１、ロール導電部ロール導電部３２ａ、接地線３３を順次経て、アースされる。除電部３１を透過したプラズマガスｐｇは、除電され、ほとんど電気的中性のガス成分及びラジカルだけになっている。このプラズマガスｐｇが、処理部１９の被処理物９に吹き付けられる。これにより、被処理物９が表面処理される。プラズマガスｐｇが除電されているため、被処理物９がダメージを受けるのを回避できる。

除電部３１は、電荷の捕捉によって発熱する。また、除電部３１の特に噴出口１２と対向している部分が、高温のプラズマガスｐｇに晒されることで加熱される。
一方、ロール３２，３２が軸線まわりに回転する。これにより、除電部３１が左右（Ｘ方向）に移動される。したがって、除電部３１のある決まった部分がプラズマガスｐｇに継続的に長時間晒されるのを避けることができる。これにより、除電部３１の過熱による融断や酸化による劣化を防止でき、荷電粒子の捕捉機能を確実かつ継続して発揮させることができる。ひいては、被処理物９がダメージを受けるのを確実に防止でき、歩留まりの低下を防止することができる。除電部３１の酸化劣化を防止できるから、金属酸化物が異物としてプラズマガスｐｇとともに被処理物９に吹き付けられるのを回避でき、歩留まりの低下を一層防止できる。

除電部３１は、ロール３２，３２の回転による移動中、噴出口１２と処理部１９との間に介在された状態を常時維持する。したがって、プラズマガスｐｇが、噴出口１２から吹き出された後、除電部３１を確実に通過するようにでき、プラズマガスｐｇ中の荷電粒子を確実に捕捉することができる。よって、被処理物９へのダメージを確実に防止できる。

開口３１ａのパターンが除電部３１の全体にわたって均一になっているため、除電部３１の移動に拘わらず、プラズマガスｐｇの透過状態（透過流量及び透過後の流れ方向等）を常時一定にできる。したがって、プラズマガスｐｇの被処理物９への吹き付け量を一定に保つことができる。ひいては、被処理物９を確実に均一に処理することができる。
除電部３１は白金で構成されているため、酸化に強く、劣化を確実に防止できる。
除電部３１はプラズマ生成部１０から離れて支持されているため、除電部３１の移動時に除電部３１とプラズマ生成部１０との間に摩擦が生じることはない。

さらに、冷却手段４０の冷却ガスｃｇが、冷却ガス路４２を経て、各ノズル４３の噴出口４４から下方へ噴出される。この冷却ガスｃｇが除電部３１に吹き付けられる。これにより、除電部３１を冷却できる。したがって、除電部３１の融断をより確実に防止できる。冷却ガスｃｇは窒素１００％で構成され、酸素含有量が実質的に０であるため、除電部３１が冷却ガスｃｇとの接触により酸化を促進されることはない。

さらに、温度管理手段５０の温度計測部５１によって除電部３１の主に噴出口１２と対向している部分の温度が計測される。コントローラ５２は、この計測温度が許容温度以下に維持されるよう、ロール３２，３２の回転を制御する。例えば、ロール３２，３２を連続的に回転させる場合、計測温度が許容温度に接近してきたとき、又は許容温度を上回ろうとしたときは、回転速度を大きくする。ロール３２，３２を間欠的に回転させる場合（静止と回転を反復する場合）、計測温度が許容温度に接近してきたとき、又は許容温度を上回ろうとしたときは、静止期間を短くする。これにより、除電部３１のプラズマガスｐｇに晒されている部分が許容温度に達する前に、除電部３１を速やかに移動させることができる。よって、除電部３１の融断や酸化劣化を一層確実に防止できる。

除電部３１の全体がある程度のプラズマ照射を受けたときは、除電部３１を交換する。

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。
［第２実施形態］
図３に示すように、第２実施形態では、温度管理手段５０のコントローラ５２の制御線５５が冷却手段４０に接続されている。コントローラ５２は、温度計測部５１の測定結果に基づいて、冷却手段４０の出力を調節する。具体的には、温度計測部５１で計測した除電部３１の温度が許容温度以下に維持されるよう、冷却ガスノズル４３からの冷却ガスｃｇの噴出流量を調節する。これにより、除電部３１の融断や酸化劣化を確実に防止できる。
冷却手段４０の出力として、冷却ガスの温度を調節することにしてもよい。

［第３実施形態］
図４及び図５は、第３実施形態を示したものである。図５に示すように、この形態のプラズマ生成部１０は、大略円筒状になっている。噴出口１２は、スポット（小円孔）状になってプラズマ生成部１０の底面に開口している。

ロール３２，３２には、Ｙ方向移動機構６１が接続されている。詳細な図示は省略するが、Ｙ方向移動機構６１は、例えばＹ方向に延びるガイドレールと、このガイドレールにスライド可能に設けられるとともに各ロール３２に接続されたスライダとを有し、一対のロール３２，３２を同時かつ等速でＹ方向へ移動させる。これにより、除電部３１がＹ方向に移動される。Ｙ方向への移動は、一定速度で連続的に行なわれてもよく、ある時間置きに間欠的に行なわれてもよい。除電部３１のＹ方向への移動範囲は、噴出口１２が除電部３１のＹ方向の両縁からはみ出さない範囲とする。すなわち、除電部３１が、噴出口１２と処理部１９との間に介在された状態を維持する範囲とする。

ロール３２とＹ方向移動機構６１によって、Ｘ−Ｙ移動手段６０が構成されている。除電部３１のＸ方向への移動（ロール３２の回転）と移動機構６１によるＹ方向への移動とが同時併行して行なわれてもよく、Ｙ方向へ移動するときはＸ方向への移動が停止され、Ｘ方向へ移動するときは、Ｙ方向への移動が停止されるようにしてもよい。このように、除電部３１をＸ，Ｙの２方向に二次元的に移動させることで、除電部３１の面積を有効に利用でき、プラズマガスｐｇ中の荷電粒子を捕捉するのに用いることのできる面積の割合を大きくできる。

図４に示すように、第３実施形態では、ロール３２が除電部３１を冷却する熱交換器を兼ね、冷却手段４０の構成要素となっている。冷却手段４０は、冷媒供給源４５を有している。冷媒源４５の冷媒ｃａとして、例えば水が用いられている。冷媒供給源４５から冷媒供給路４６が延びている。冷媒供給路４６は２つに分岐し、各ロール３２に接続されている。ロール３２の内部には、冷却路４７（冷媒の通路）が形成されている。冷媒源４５の冷媒ａｃが、冷媒供給路４６を経てロール３２内の冷却路４７に供給される。この冷媒ｃａが、ロール３２の周壁を介してロール３２に巻回された除電部３１と熱交換する。これにより、除電部３１のロール３２に巻回された部分を冷却できる。したがって、冷却ガスノズル４３（図１）を設ける必要はない。熱交換済みの冷媒ｃａは、ロール３２から取り出される。この冷媒ｃａは、廃棄してもよく、チラー等で再冷却して冷媒供給源４５に戻してもよい。

温度管理手段５０の制御線５５が冷媒供給源４５に接続されている。コントローラ５２は、温度計測部５１の測定結果に基づいて、冷媒供給源４５からの冷媒の供給流量を調節する。或いは、冷媒の温度を調節する。これにより、除電部３１の融断や酸化劣化を確実に防止できる。

［第４実施形態］
図６は第４実施形態を示したものである。この形態は、冷却手段４０の変形例に係る。冷却手段４０はロール３２に組み込まれている。ロール３２に冷却ガス噴出口４８が多数分散して設けられている。各噴出口４８は、ロール３２の外周面に開口している。図示を省略する冷却ガス源４１からの冷却ガスｃｇが、ロール３２内に供給され、各噴出口４８から吹き出される。これにより、除電部３１を冷却できる。

［第５実施形態］
図７は、第５実施形態を示したものである。この形態ではロール３２が設けられていない。除電部３１の周縁部が、フレームからなる支持手段７０によって支持されている。フレーム７０ひいては除電部３１は位置固定されている。除電部３１の上方に離れてプラズマ生成部１０が配置されている。図示は省略するが、除電部３１の下方に離れて被処理物９が配置されている。

プラズマ生成部１０にＸ−Ｙ移動手段６３が接続されている。Ｘ−Ｙ移動手段６３は、例えばＸＹステージで構成され、プラズマ生成部１０をＸ，Ｙの２方向に二次元的に移動させる。図７の太線矢印６４は、プラズマ生成部１０の移動軌跡の一例を示したものである。この例では、プラズマ生成部１０は、Ｘ方向に除電部３１の一端から他端へ移動し、次いでＹ方向に少しずれ、次いでＸ方向に除電部３１の他端から一端へ移動する。この動作を反復している。これにより、除電部３１のほぼ全体を、プラズマガスｐｇ中の荷電粒子を捕捉するのに用いることができる。移動手段６３によるプラズマ生成部１０の移動範囲は、噴出口１２が除電部３１の外縁からはみ出さない範囲とする。すなわち、除電部３１が、噴出口１２と処理部１９との間に介在された状態が維持される範囲とする。
第５実施形態では、除電部３１を移動させる必要がないため、除電部３１の移動が材質、重量、形状、装置スペース等の諸事情により困難な場合に有効である。また、プラズマ生成部１０の移動によって、被処理物９をＸ，Ｙの両方向に処理できる。

この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変をなすことができる。
例えば、被処理物９は、ガラス基板に限られず、半導体ウェハでもよく、連続シート状の樹脂フィルムでもよく、その他、種々の被処理物に適用できる。
除電部３１は、メッシュに限られず、多孔板で構成されていてもよい。
除電部３１の材料として、白金に代えて、金、イリジウム等の他の耐腐食性貴金属類を用いてもよい。除電部３１の材料として、高融点のタングステンを用いてもよく、そうすると、融断を確実に防止できる。除電部３１の材料として、アルミニウムやステンレスを用いてもよく、そうすると、材料コストを大幅に削減できる。アルミニウムやステンレスは、比較的融点が低いが、上記移動手段３２，６０，６３で相対移動させることで融断や酸化劣化を防止でき、更に上記温度管理手段５０で温度管理することで融断や酸化劣化を一層確実に防止できる。

除電部３１へのプラズマ照射の累積時間と、除電部３１の劣化との関係を別途実験で求めておき、累積照射時間が一定時間を越えたとき、除電部３１を移動させ、未照射部をプラズマ噴出口１２と対向させることにしてもよい。

冷却ガスとして、コスト低減の観点から空気を用いてもよい。
除電部３１とプラズマ生成部１０をＸ，Ｙの２方向に二次元的に相対移動させる場合、除電部３１とプラズマ生成部１０の一方をＸ方向に移動させ、他方をＹ方向に移動させることにしてもよい。
第３実施形態の変形例として、除電部３１の冷却手段４０として、冷媒の通路を有し、除電部と熱交換可能な熱交換器をロール３２とは別個に設けてもよい。
第５実施形態の静止した除電部３１の冷却手段４０として、冷媒の通路を有し、除電部と熱交換可能な熱交換器を除電部３１に添えて設けてもよい。
除電部３１の移動方向の下流側の部分だけ冷却することにしてもよい。
温度計測部５１の光ファイバープローブ５３は、除電部３１の好ましくは噴出口１２の直下に対応する部分を検温できればよく、除電部３１の上方に配置してもよく、プラズマ生成部１０に組み込んでもよい。

２以上の実施形態を互いに組み合わせてもよい。
例えば、第１実施形態（図１）と第２実施形態（図３）の温度管理手段５０を組み合わせ、コントローラ５２が除電部移動手段３２と冷却手段４０の両方の出力を制御することにしてもよい。第３〜第５実施形態（図４〜図７）においても、コントローラ５２が移動手段と冷却手段の両方の出力を制御することにしてもよい。
第１実施形態のＹ方向に延びるプラズマ生成部１０（図２）にも、第３実施形態のＹ方向移動機構６１（図５）又は第５実施形態のＸ−Ｙ移動手段６３（図７）を適用してもよい。その場合、除電部３１とプラズマ生成部１０がＹ方向に相対移動したとき除電部３１がスリット状噴出口１２の全長と処理部１９との間に介在された状態が維持されるよう、除電部３１をＹ方向に十分な幅を有する大きさにする。
第１実施形態のＹ方向に延びるプラズマ生成部１０（図２）の除電部冷却手段として、第３実施形態のロール熱交換式の冷却手段４０（図４）又はその変形例のロール兼冷却ガスノズル式の冷却手段４０（図６）を適用してもよい。
第３、第５実施形態（図５、図７）の円筒状プラズマ生成部１０の除電部冷却手段として、第１実施形態（図１）の冷却ガスノズル４３を適用してもよい。
第５実施形態（図７）において、Ｘ−Ｙ移動手段６３は、プラズマ生成部１０ではなく、フレーム７０ひいては除電部３１をＸ，Ｙ方向に移動させるようになっていてもよい。

本発明は、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板や半導体製造におけるシリコン基板のプラズマ表面処理に利用可能である。

本発明の第１実施形態に係るプラズマ処理装置を正面から見た解説図である。 上記第１実施形態のプラズマ処理装置のプラズマ生成部と冷却ガスノズルと除電部の斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るプラズマ処理装置を正面から見た解説図である。 本発明の第３実施形態に係るプラズマ処理装置を正面から見た解説図である。 上記第３実施形態のプラズマ処理装置のプラズマ生成部と除電部の斜視図である。 本発明の第４実施形態に係るプラズマ処理装置を正面から見た解説図である。 本発明の第５実施形態に係るプラズマ処理装置のプラズマ生成部と除電部の斜視図である。

符号の説明

１ プラズマ処理装置
２ 処理ガス源
２ａ 処理ガス供給路
９ 被処理物
１０ プラズマ生成部
１１ 放電空間
１２ 噴出口
１９ 処理部
２０ 被処理物支持部
３０ 除電機構
３１ 除電部
３１ａ 開口
３２ ロール（移動手段、支持手段）
３２ａ 導電部
３３ 接地線
４０ 冷却手段
４１ 冷却ガス源
４２ 冷却ガス路
４３ 冷却ガスノズル
４４ 冷却ガス噴出口
４５ 冷媒源
４６ 冷媒供給路
４７ 冷却路（冷媒の通路）
４８ 冷却ガス噴出口
５０ 温度管理手段
５１ コントローラ
５２ 分光分析器（温度計測部）
５３ 光ファイバープローブ
６０ Ｘ−Ｙ移動手段
６１ Ｙ方向移動機構
６３ Ｘ−Ｙ移動手段
６４ 移動軌跡
７０ フレーム（支持手段）
ｃａ 冷媒
ｃｇ 冷却ガス
ｐｇ プラズマガス

Claims (13)

1. 処理ガスを、放電空間に通して前記放電空間の外部の処理部に配置された被処理物へ吹き付けてプラズマ処理を行う装置において、
   前記放電空間と、この放電空間に連なり、かつ前記処理部に臨む噴出口を有するプラズマ生成部と、
   前記噴出口より大面積の導電性のメッシュ又は多孔板からなり、前記噴出口と前記処理部との間に介在され、電気的に接地された除電部と、
   前記介在状態が維持される範囲内で、前記プラズマ生成部と前記除電部とを連続的又は間欠的に相対移動させる移動手段と、
   を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 前記除電部を前記プラズマ生成部から前記処理部の側へ離間させて支持する支持手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記移動手段が、前記除電部の両端部を繰り出し・巻き取り可能に巻き付けた一対のロールを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記一対のローラの少なくとも１つの前記除電部と接触する部分が、電気的に接地された導電体で構成されていることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理装置。
5. 前記移動手段が、前記プラズマ生成部と前記除電部を、除電部に沿う面内で二次元的に相対移動させることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のプラズマ処理装置。
6. 前記除電部の開口パターンが、除電部の全体にわたって均一であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のプラズマ処理装置。
7. 前記除電部を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のプラズマ処理装置。
8. 前記冷却手段が、冷却ガスを前記除電部に吹き付ける冷却ガスノズルを含むことを特徴とする請求項７に記載のプラズマ処理装置。
9. 前記冷却ガスの酸素含有量が実質的にゼロであることを特徴とする請求項８に記載のプラズマ処理装置。
10. 前記冷却手段が、冷媒の通路を有し、除電部と熱交換可能な熱交換器であることを特徴とする請求項７に記載のプラズマ処理装置。
11. 前記移動手段が、前記除電部の両端部を繰り出し・巻き取り可能に巻き付けた一対のロールを含み、前記冷却手段が、少なくとも１つのローラに組み込まれていることを特徴とする請求項７〜１０の何れかに記載のプラズマ処理装置。
12. 前記除電部の温度を計測する温度計測部を備え、前記温度計測部による計測温度に基づいて前記移動手段による前記プラズマ生成部と除電部の相対移動が制御されることを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載のプラズマ処理装置。
13. 前記除電部の温度を計測する温度計測部を備え、前記温度計測部による計測温度に基づいて前記冷却手段の出力が制御されることを特徴とする請求項７〜１１の何れかに記載のプラズマ処理装置。

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