JP4286623B2

JP4286623B2 - プラズマ表面処理方法及び処理装置

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Publication number: JP4286623B2
Application number: JP2003335902A
Authority: JP
Inventors: 俊介功刀; 聡真弓; 誠高妻
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2003-05-12
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2023-09-26
Also published as: JP2004363539A

Description

本発明は、プラズマ表面処理方法及び処理装置に関し、詳しくは、放電により活性化した気体を被処理物の表面を処理するプラズマ表面処理方法及び処理装置に関する。

プラズマ放電により生成される化学的に活性な励起活性種を含む気体を被処理物に噴きつけることにより、被処理物の表面に種々の処理（エッチング、アッシング、改質、薄膜形成など）を施すプラズマ表面処理を、真空を使わずに行うことが提案されている。一般に、プラズマ放電で発生した励起活性種は大気圧下では寿命が短いため、短時間で被処理物表面に到達させるように、プラズマ発生部から被処理物までの気体の流路は、直線状に構成されている（例えば、特許文献１、２参照）。
特許３２０７４６９号公報特開平１１−３３５８６８号公報

しかし、上記のように流路を直線状に構成すると、被処理物を処理できる面積が限られる。そのため、広い面積を同時に処理するためには、プラズマ発生部と流路との組み合わせを多数設ける必要があるが、互いに接近して配置することが困難であるなど、構成は容易でない。また、大量に処理する場合には、できるだけ気体の利用効率を高めることが求められる。

本発明は、上記に鑑み、処理面積を拡大し、気体の利用効率を高めることができるプラズマ表面処理方法及び処理装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、上記目的を達成するために、以下のプラズマ表面処理方法及び処理装置を提供する。

本発明のプラズマ表面処理方法は、対向する電極間に設けた流路に気体を流す第１ステップと、前記電極間において放電し、前記流路を流れる前記気体を活性化する第２ステップと、活性化した前記気体の流れを分割または拡大して減速し、前記気体の拡散を促進する第３ステップと、拡散を促進した前記気体を被処理物に噴きつける第４ステップとを備える。さらに、前記第３ステップにおいて、減速した前記気体を増速した後、再び減速し、前記気体の拡散をさらに促進することを特許請求する第１特徴とする。また、対向する電極間に設けた流路に気体を流す第１ステップと、前記電極間において放電し、前記流路を流れる前記気体を活性化する第２ステップと、活性化した前記気体の流れを分割または拡大して減速し、前記気体の拡散を促進する第３ステップと、拡散を促進した前記気体を被処理物に噴きつける第４ステップと、被処理物に噴きつけた前記気体を、その噴きつけ位置の周囲から吸引して回収する第５ステップと、を備え、前記第４ステップにおいて、平行に延在する複数の開口部から、前記気体を前記被処理物に噴きつけ、前記第５ステップにおいて、前記開口部と交互に平行に延在する複数の吸引部から、前記被処理物に噴きつけた前記気体を吸引し回収することを、特許請求する第２特徴とする。

上記方法において、電極間の放電により、流路を流れる気体中に励起活性化種が生成される。この励起活性化種は流れの減速により拡散が促進されるので、被処理物には、励起活性化種の濃度分布が均一化された気体が噴きつけられる。

上記方法によれば、励起活性化種の濃度分布を均一化することで、より広い範囲をむらなく効率的に処理することが可能となる。したがって、処理面積を拡大し、気体の利用効率を高めることができる。

好ましくは、前記第４ステップにおいて、拡散を促進した前記気体を、前記被処理物にのみ噴きつける。拡散を促進した気体のすべてを被処理物に噴きつけるので、気体を有効利用することができる。

好ましくは、前記第４ステップにおいて、拡散を促進した前記気体を、複数の箇所から被処理物に噴きつける。気体を複数の箇所から被処理物に噴きつけ、処理面積を拡大することができる。

好ましくは、前記第４ステップにおいて、前記第３ステップにおいて減速した前記気体を、そのままの速度で前記被処理物に噴きつける。第３ステップにおいて気体を減速する部分と、第４ステップにおいて気体を被処理物に噴きつける部分とにおいて、気体の流速は同じでよいので、流路断面の形状を変化させる必要がない。したがって、簡単な構成でプラズマ表面処理を行うことができる。

好ましくは、前記第４ステップにおいて、前記第３ステップにおいて減速した気体の流れを絞り、前記気体を増速して前記被処理物に噴きつける。被処理物に噴きつける気体を高速化することにより、被処理物に対する処理の促進や安定化を図り、処理効率を上げることができる。また、被処理物との間隔を広くすることができるので、作業性の向上も可能である。

前記第１特徴の前記第３ステップにおいて、減速した前記気体を増速した後、再び減速し、前記気体の拡散をさらに促進することにより、気体の濃度分布をより均一化することができる。また、気体の分岐数を増やし、より広い範囲において被処理物に気体を噴きつけるようにして、処理面積を一層拡大することができる。

前記第２特徴では、被処理物に噴きつけた前記気体を、その噴きつけ位置の周囲から吸引して回収する第５ステップをさらに備えることにより、被処理物に対して気体の流れが安定するので、処理むらをなくすことができる。

前記第２特徴では、前記第４ステップにおいて、平行に延在する複数の開口部から、前記気体を前記被処理物に噴きつけ、前記第５ステップにおいて、前記開口部と交互に平行に延在する複数の吸引部から、前記被処理物に噴きつけた前記気体を吸引し回収する。開口部と吸引部とを交互に互いに平行に設けることで、広い面積を均一に処理することが可能となる。

好ましくは、前記電極間の放電により活性化される前記気体は、窒素気体を９０体積パーセント以上含む。窒素気体を９０体積パーセント以上含む気体は、電極間の放電により生成された励起活性化種の寿命が、他の気体を用いた場合に比べて長いので、電極からの距離を長くしても、被処理物に励起活性化種を含む気体が到達する。したがって、構成が容易である。また、窒素気体を９０体積パーセント以上含む気体は、比較的安価であり、また入手も容易であるため、特に大量に処理する場合には好適である。

好ましくは、以上に説明したプラズマ表面処理方法の各ステップは、大気圧またはその近傍の圧力の環境下において行う。真空設備などが不要であるので、低コストで処理を行うことができる。

また、本発明のプラズマ表面処理装置は、対向する電極間に設けた流路に気体を流し、前記流路を通る気体を前記電極間の放電により活性化した後、被処理物に対向する開口部から前記被処理物に噴きつけるタイプのものである。このプラズマ表面処理装置は、前記流路と前記開口部とを連通し、前記流路からの前記気体の流れを分割または拡大して減速し、前記気体の拡散を促進する拡散部を備える。さらに前記拡散部と前記開口部との間に、前記拡散部に連通し、前記拡散部からの前記気体の流れを縮小する絞り部と、前記絞り部と前記開口部とを連通し、前記絞り部からの前記気体の流れを拡大する第２の拡散部とを備えたことを特許請求する第３特徴とする。また、対向する電極間に設けた流路に気体を流し、前記流路を通る気体を前記電極間の放電により活性化した後、被処理物に対向する開口部から前記被処理物に噴きつける、プラズマ表面処理装置において、前記開口部が、平行に延在するように複数設けられており、さらに、前記流路と前記複数の開口部とを連通し、前記流路からの前記気体の流れを分割または拡大して減速し、前記気体の拡散を促進する拡散部と、前記開口部の周囲に、前記開口部と交互に平行に延在する複数の吸引部と、を備え、前記開口部から噴きつけた前記気体を、前記吸引部から吸引して回収することを、特許請求する第４特徴とする。

上記構成において、電極間の放電により、流路を流れる気体中に励起活性化種が生成される。この励起活性化種は、拡散部において拡散が促進されるので、開口部からは、励起活性化種の濃度が均一化された気体が被処理物に噴きつけられる。励起活性化種の濃度分布を均一化することで、より広い範囲をむらなく効率的に処理することが可能となる。したがって、処理面積を拡大し、気体の利用効率を高めることができる。

好ましくは、前記開口部は、前記被処理物にのみ対向する。拡散を促進した気体のすべてを、開口部から被処理物に噴きつけることができるので、気体を有効利用することができる。

好ましくは、ひとつの前記流路が、前記拡散部を介して、複数の前記開口部に連通する。複数の開口部を設けることで、処理面積を拡大することができる。

好ましくは、前記拡散部は、前記開口部に連続して形成される。開口部を拡散部に対して大きくしたり小さくしたりする必要がないので、構成を簡単にすることができる。

好ましくは、前記拡散部と前記開口部との間に断面が減少する絞りを設け、前記拡散部からの前記気体を増速して、前記開口部から前記被処理物に噴きつける。被処理物に噴きつける気体を高速化することにより、被処理物に対する処理の促進や安定化を図り、処理効率を上げることができる。また、被処理物との間隔を広くすることができるので、作業性の向上も可能である。

前記第３特徴では、前記拡散部に連通し、前記拡散部からの前記気体の流れを縮小する絞り部と、前記絞り部と前記開口部とを連通し、前記絞り部からの前記気体の流れを拡大する第２の拡散部とを備える。拡散部及び第２の拡散部により、気体の濃度分布をより均一化することができる。また、分岐数を増やし、より広い範囲に開口部を設け、処理面積を一層拡大することができる。

前記第４特徴では、前記開口部の周囲に、前記開口部から噴きつけた前記気体を吸引して回収する吸引部を備える。被処理物に対して気体の流れが安定するので、処理むらをなくすことができる。

より好ましくは、平行かつ線状に延在する複数の前記開口部と、前記開口部と交互に平行かつ線状に延在する複数の吸引部とを備える。開口部と吸引部とを交互に互いに平行に設けることで、広い面積を均一に処理することが可能となる。

好ましくは、大気圧またはその近傍の圧力の環境下に、前記被処理物が配置される。真空設備などを不要とし、低コストで処理を行うことができる。

対向する電極間の放電により活性化した気体を分割もしくは拡散させる構造を設けることにより、被処理物を同時に処理する範囲を拡大することができる。また、同量の気体を、より効率的に利用することができる。つまり、処理面積を拡大し、気体の利用効率を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図１１に基づいて説明する。

図１は、本発明のプラズマ表面処理装置の基本構成の一例を示す模式図である。プラズマ表面処理装置２は、大略、ハウジング１２により形成された空間１３内に、対向する一対の電極２０，２２と、電極２０，２２に隣接して設けられた処理部６と、処理部６に対向して被処理物７０を載置する移動ステージ８０とを備える。

雰囲気ガス供給ユニット１４は、矢印１５で示すように、ハウジング１２の雰囲気ガス導入口１２ａから雰囲気ガスを空間１３内に供給する。気体供給ユニット１６は、気体供給ライン１７から、一対の電極２０，２２間に形成された流路２４の一端４側に気体を供給し、流路２４の他端側に設けた処理部６の開口部８から、被処理物７０に向けて気体を噴きつけるようになっている。空間１３内の気体は、矢印１８で示すように、ハウジング１２の気体排気口１２ｂから排出される。

なお、ハウジング１２内の閉じた系で処理したり、雰囲気ガス供給ユニット１４から雰囲気ガスを供給したりする必要は、特にない。ハウジング１２や雰囲気ガス供給ユニット１４のない開放系で処理してもよい。例えば、被処理物７０を蓋状の部材で覆った状態で活性ガスを噴きつけ、排ガスを吸収してもよい。

電極２０，２２は、電源２６により電圧が印加され、流路２４でプラズマ放電が起こる。これにより、流路２４を通る気体が活性化する。活性化した気体を開口部８から被処理物７０に向けて噴きつけて、被処理物７０のプラズマ処理を行う。被処理物７０は、開口部８に対向する部分とその近傍領域が処理されるので、例えば矢印８２で示すように移動ステージ８０を移動することにより、被処理物７０全体を処理する。

なお、被処理物７０を移動させる代わりに、電極２０，２２側（処理部６）を移動させても、あるいは、両方を移動させてもよい。

次に、本発明の各実施形態について、図２〜図１１を参照しながら説明する。本発明の各実施形態は、図１の処理部６の構成を改良したものである。以下、図１と同様の構成部分には同じ符号を用い、相違点を中心に説明する。

図２は、本発明の第１実施形態のプラズマ表面処理装置１０の構成を示す模式図である。電極２０，２２に隣接して設けた処理部３０は、複数の開口部３６を有する。流路２４と開口部３６とは、流れを拡大する空間３２と、流れを絞る絞り３４とを介して連通する。空間３２は、電極２０，２２間の放電で活性化された気体の拡散を促進する拡散部であり、開口部３６からは、より均一化された気体を被処理物７０に噴きつけることができる。絞り３４により増速した気体を被処理物７０に噴きつけることで、被処理物７０に対する処理の促進や安定化を図り、処理効率を上げることができる。また、開口部３６と被処理物７０との間の距離を広げることができるので、作業性の向上を図ることもできる。開口部３６を複数設けることで、広い面積を処理することが可能となる。

被処理物７０は特に限定されないが、例えばシリコン基板やガラス板、樹脂フィルムなどを処理することができる。被処理物７０は、移動ステージ８０とは異なる機構を用いて搬送してもよい。

雰囲気ガスは、特に限定されないが、例えば大気を用いることができる。気体供給ユニット１６から気体供給ライン１７を経て流路２４に供給する気体は、電極２０，２２間の放電で活性化されるものであればよく、例えばＯ₂とＣＦ₄の混合ガスや、Ｎ₂を含む気体を用いる。気体の種類によって活性化時間が異なるため、拡散経路長は一様でない。活性化時間が長いガスとして、Ｎ₂、Ｏ₂、ＣＦ₄、希ガスなどが挙げられ、拡散経路長は数十ｃｍに及ぶ。これら活性化時間が長いガスを９０体積パーセント以上含むのが好ましい。特に、Ｎ₂を９０体積パーセント以上含むものは、活性化時間が長い上、安価で入手容易であるので、好適である。流路２４においては、気体供給部１６から供給された気体が開口部３６に向けて流れるのに必要な差圧さえあればよく、圧力の設定は特に限定されない。絞り３４の長さは、数ｍｍから数十ｍｍ程度である。

一対の電極２０，２２の形状は、並行平板、並行ロールなどであり、高さは数ｍｍから数ｃｍ程度である。電極２０，２２には、プラズマ放電が起こる適宜波形の電圧を印加すればよい。

処理時間や、処理後の状態も特に限定されない。また、前処理や後処理、加熱処理との組み合わせなども自由である。

図５は、第１実施形態と基本構成とを用いて処理したときの被処理物のプロファイルの一例である。点線５０は図１の構成（基本構成）を用いた場合を示し、実線５２は図２の構成（第１実施形態）を用いた場合を示す。同じ量の気体を用い、被処理物７０としてレジストを塗布したシリコンウェハーを開口部８，３６に対して相対移動せずにアッシング処理したときの、被処理物７０の開口部８，３６に対向する被処理領域の形状を示している。

図１の基本構成では、流路２４（開口部８）の直下のみが除去されているのに対し、図２の第１実施形態では、二つの開口部３６の直下のみならず、その近傍も斜めに除去されている。つまり、第１実施形態の方が、基本構成よりもレジストの除去量が多く、より効率的に処理できることが分かる。

図３は、本発明の第２実施形態のプラズマ表面処理装置１０ｓの構成を示す模式図である。第２実施形態以降は、第１実施形態との相違点を中心に説明する。電極２０，２２に隣接して設けた樹脂製の処理部３１は、一つ開口部３７を有し、流路２４と開口部３７との間には、流れを拡大する空間３３を有する。空間３３は、電極２０，２２間の放電により活性化された気体の拡散を促進する拡散部であり、この空間３３において、活性化された気体は拡散が進み、より均一化されて、開口部３７から被処理物７０に噴きつけられる。開口部３７を大きくすることができるので、広い面積を処理することが可能となる。なお、図３は、開口部３７と空間３３とは連続し、断面積が等しい特別な場合を図示しているが、断面積が異なっていてもよい。

図６は、第２実施形態と基本構成とを用いて処理したときの被処理物７０のプロファイルの一例である。点線５０は図１の構成（基本構成）を用いた場合を示し、実線５４は図３の構成（第２実施形態）を用いた場合を示す。図５と同様に、同じ量の活性化気体を用い、被処理物７０（レジストを塗布したシリコンウェハー）を開口部８，３７に対して移動せずにアッシング処理したときの被処理物７０の被処理領域のプロファイルを示す。

図１の基本構成では、流路２４（開口部８）の直下のみが除去されているのに対し、図３の第２実施形態では、流路２４の直下を中心に、その周囲も除去されている。つまり、第２実施形態は、基本構成よりもレジストの除去量が多く、より効率的に処理できることが分かる。

図４は、本発明の第３実施形態のプラズマ表面処理装置１０ｔの構成を示す模式図である。第３実施形態は、図２の第１実施形態と、図３の第２実施形態とを組み合わせたものである。電極２０，２２に隣接して設けられる処理部４０は、電極２０，２２側に配置された樹脂製の第１プレート４０ａと被処理物７０側に配置された金属製の第２プレート４０ｂから構成されている。第１プレート４０ａと第２プレート４０ｂとの間には第１の拡散部である第１の空間４２が形成されている。第１プレート４０は、下部に浅い凹部が形成されており、この凹部と第２プレート４０ｂの上面とで第１の空間４２が形成されている。また、第２プレート４０ｂの移動ステージ８０側には第２の拡散部である第２の空間４４が形成されており、第２プレート４０ｂの第１プレート４０ａ側には絞り部である連通孔４３が形成されている。

気体供給ユニット１６から流路２４に供給された気体は、流路２４より広くなされた第１の空間４２に供給されて減速し、第１の空間４２内で拡散が促進されて流速分布の均一化が行われる。そして第１の空間４２に供給された気体は、連通孔４３を介して複数の第２の空間４４に供給される。ここで、連通孔４３を通過する気体は、連通孔４３を通過する際に一旦加速されて第２の空間４４に供給される。第２の空間４４に供給された気体は再び減速し、第２の空間４４内で拡散が促進されて流速分布の均一化が行われた後、開口部４６から被処理物７０に噴きつけられる。
このように第１及び第２の空間４２，４４で気体の拡散を繰り返すことで、気体の均一化を一層促進するとともに、より多くの開口部４６をより広い範囲に配置し、被処理物７０を同時に処理する面積を拡大することができる。

また、第２プレート４０ｂはアース線２７を介して接地されており、第２プレート４０ｂと被処理物７０との間で異常放電が発生することを防いでいる。

次に、本発明の第４実施形態について、図７〜図９を参照しながら説明する。

図７は、本発明の第４実施形態のプラズマ表面処理装置の要部断面図である。処理部５０は、樹脂製の第１プレート５２と金属製の第２プレート５６とを有する。第１プレート５２は第２プレート５６の上に重ねられて互いが密着しており、絶縁材からなるホルダー２８を介して電極２０，２２と固定されている。
また、第２のプレート５６は図示しないアース線を介して接地されており、第２のプレート５６と被処理物７０との間の異常放電の発生を防いでいる。

図７及び図８に示すように、第１プレート５２の上面５２ａには、相対的に幅が狭い有底溝５３が形成され、この有底溝５３の底面５３ａと第１プレート５２の下面５２ｂとを連通する相対的に少数（図８においては２本）のスリット５４が互いに平行に形成されている。

図７及び図９に示すように、第２プレート５６の上面５６ａには、相対的に幅が広い有底溝５７が形成され、この有底溝５７の底面５７ａと第２プレート５６の下面５６ｂとを連通する相対的に多数（図９においては６本）のスリット５８が互いに平行に形成されている。また、スリット５８の両端から離れた位置には、吸引部として貫通孔５９が形成されている。貫通孔５９は、スリット５８に対して直角方向に延在する。

電極２０，２２間に形成される流路２４の下側には有底溝５３の底面５３ａが位置しており、スリット５４の上側にはホルダー２８の下面が位置している。このため、流路２４とスリット５４は同一直線上に形成されていない。
また、スリット５４の下側には有底溝５７の底面５７ａが位置しており、スリット５８の上側には第１プレートの下面が位置している。このため、スリット５４とスリット５８とは同一直線上に形成されていない。

図７に示したように、一対の電極２０，２２間に形成される流路２４で活性化された気体は、有底溝５３の底面５３ａに噴きつけられた後、第１プレート５２の有底溝５３によって形成された空間（第１の拡散部）で拡散により流速分布が均一化される。そして、絞り部であるスリット５４を通って第２プレート５６の有底溝５７に噴きつけられた後、第２プレート５６の有底溝５７によって形成された空間（第２の拡散部）でさらに拡散により流速分布が均一化され、絞りである多数のスリット５８から、被処理物７０に噴きつけられる。活性化した気体の流れを分岐して多数のスリット５８から被処理物７０に噴きつけることで、処理面積を拡大し、より効率的に処理することができる。

被処理物７０に噴きつけられた気体は、吸引部である第２プレート５６の貫通孔５９からの吸引によって回収される。これにより、被処理物７０に対する気体の流れを安定化し、処理むらをなくすことができる。

図１０は、第４実施形態の第１変形例を示す要部断面図である。処理部５０ｓの第２プレート５６ｓのスリット５８ｓに、被処理物７０に対向する端部に拡大部５８ｘを設けている。活性化された気体の流れは、被処理物７０に噴きつけられるときに拡大部５８ｘで広がるので、処理面積の拡大を図ることができる。
また、第２のプレート５６ｓは図示しないアース線を介して接地されており、第２のプレート５６ｓと被処理物７０との間の異常放電の発生を防いでいる。

図１１は、第４実施形態の第２変形例を示す要部断面図である。電極２０，２２に隣接して設けられる処理部５０ｒは、樹脂製の第１プレート５２ｒと金属製の第２プレート５６ｒから構成されている。

第１プレート５２ｒ周縁の第２プレート５６ｒ側には、第１プレート５２ｒの内側に向かって窪んだ凹溝７２ｒが形成されている。また、第２プレート５６ｒ周縁の第１プレート５２ｒ側には、第１プレート５２ｒ側に突出した凸条部７１ｒが形成されている。第２プレート５６ｒの凸条部７１ｒは、第１プレート５２ｒの凹溝７２ｒに挿入嵌合されており、第２プレート５６ｒが第１プレート５２ｒに位置決めされた状態で固定されている。
また、第２のプレート５６ｒは図示しないアース線を介して接地されており、第２のプレート５６ｒと被処理物７０との間の異常放電の発生を防いでいる。

ここで、第１プレート５２ｒには有底溝が形成されておらず、低コストで第１プレート５２ｒを製造することができる。
活性化された気体は、第２プレート５６ｒ上面の有底溝５７によって形成された空間（第２の拡散部）で拡散により均一化された後、絞りである多数のスリット５８から、被処理物７０に噴きつけられる。活性化した気体の流れを分岐して多数のスリット５８から被処理物７０に吹き付けることで、処理面積を拡大し、より効率的に処理することができる。

図１２は、第４実施形態の第３変形例を示す要部拡大断面図である。第２プレート５６のスリット５８と交互に吸引部６０を設けている。各吸引部６０は、第２プレート５６の下面５６ｂに配置され、吸引口６２と、吸引口６２に連通する流路６４とを有する。各スリット５８から被処理物７０に噴きつけられた気体は、そのスリット５８に隣接する吸引部６０の吸引口６２から吸引され、流路６４を通って回収される。第２プレート５６とは別に吸引部６０を設けることにより、隣り合う吸引部６０間に形成された空間６６において、気体の拡散による均一化をさらに促進するとともに、気体の流れを安定化し、処理むらをなくすことができる。

なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、種々の態様で実施可能である。例えば、ハウジング１２や雰囲気ガス供給ユニット１４をなくし、開放系で処理してもよい。処理中に被処理物７０を移動させる代わりに、電極側（処理部３０，３１，４０，５０）を移動させても、あるいは、両方を移動させてもよい。また、図３や図４のような大きく広く拡散するようなものならば、被処理物７０も電極側も静止した状態で処理するようにしてもよい。

本発明のプラズマ表面処理装置の基本構成を示す模式図本発明の第１実施形態を示すプラズマ表面処理装置の模式図本発明の第２実施形態を示すプラズマ表面処理装置の模式図本発明の第３実施形態を示すプラズマ表面処理装置の模式図図１と図２の構成を比較した結果を示すプロファイル図図１と図３の構成を比較した結果を示すプロファイル図本発明の第４実施形態を示すプラズマ表面処理装置の要部断面図図７の第１プレートの平面図図７の第２プレートの平面図本発明の第４実施形態の第１変形例を示す要部断面図本発明の第４実施形態の第２変形例を示す要部断面図本発明の第４実施形態の第３変形例を示す要部断面図

符号の説明

１０，１０ｓ，１０ｔプラズマ表面処理装置
２０，２２電極
２４流路
３０，３１処理部
３２，３３空間（拡散部）
３４絞り
３６，３７開口部
４０処理部
４２第１の空間（拡散部）
４３連通孔（絞り部）
４４第２の空間（第２の拡散部）
４６開口部
５０，５０ｓ処理部
５３有底溝（拡散部）
５４スリット（絞り部）
５７有底溝（第２の拡散部）
５８，５８ｓスリット（絞り）
５９貫通孔（吸引部）
６０吸引部
７０被処理物
７１ｒ凸条部
７２ｒ凹溝

Claims

対向する電極間に設けた流路に気体を流す第１ステップと、
前記電極間において放電し、前記流路を流れる前記気体を活性化する第２ステップと、
活性化した前記気体の流れを分割または拡大して減速し、前記気体の拡散を促進する第３ステップと、
拡散を促進した前記気体を被処理物に噴きつける第４ステップとを備え、
前記第３ステップにおいて、減速した前記気体を増速した後、再び減速し、前記気体の拡散をさらに促進することを特徴とする、プラズマ表面処理方法。
対向する電極間に設けた流路に気体を流す第１ステップと、
前記電極間において放電し、前記流路を流れる前記気体を活性化する第２ステップと、
活性化した前記気体の流れを分割または拡大して減速し、前記気体の拡散を促進する第３ステップと、
拡散を促進した前記気体を被処理物に噴きつける第４ステップと、
被処理物に噴きつけた前記気体を、その噴きつけ位置の周囲から吸引して回収する第５ステップと、を備え、
前記第４ステップにおいて、平行に延在する複数の開口部から、前記気体を前記被処理物に噴きつけ、
前記第５ステップにおいて、前記開口部と交互に平行に延在する複数の吸引部から、前記被処理物に噴きつけた前記気体を吸引し回収することを特徴とする、プラズマ表面処理方法。
前記第４ステップにおいて、拡散を促進した前記気体を、前記被処理物にのみ噴きつけることを特徴とする、請求項１または２記載のプラズマ表面処理方法。
前記第４ステップにおいて、拡散を促進した前記気体を、複数の箇所から被処理物に噴きつけることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のプラズマ表面処理方法。
前記第４ステップにおいて、前記第３ステップにおいて減速した気体の流れを絞り、前記気体を増速して前記被処理物に噴きつけることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか一項に記載のプラズマ表面処理方法。
前記電極間の放電により活性化される前記気体は、窒素気体を９０体積パーセント以上
含むことを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか一項に記載のプラズマ表面処理方法。
前記各ステップは、大気圧またはその近傍の圧力の環境下において行うことを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一項に記載のプラズマ表面処理方法。
対向する電極間に設けた流路に気体を流し、前記流路を通る気体を前記電極間の放電により活性化した後、被処理物に対向する開口部から前記被処理物に噴きつける、プラズマ表面処理装置において、
前記流路と前記開口部とを連通し、前記流路からの前記気体の流れを分割または拡大して減速し、前記気体の拡散を促進する拡散部を備え、さらに前記拡散部と前記開口部との間に、
前記拡散部に連通し、前記拡散部からの前記気体の流れを縮小する絞り部と、
前記絞り部と前記開口部とを連通し、前記絞り部からの前記気体の流れを拡大する第２の拡散部とを備えたことを特徴とする、プラズマ表面処理装置。
対向する電極間に設けた流路に気体を流し、前記流路を通る気体を前記電極間の放電により活性化した後、被処理物に対向する開口部から前記被処理物に噴きつける、プラズマ表面処理装置において、
前記開口部が、平行に延在するように複数設けられており、さらに、
前記流路と前記開口部とを連通し、前記流路からの前記気体の流れを分割または拡大して減速し、前記気体の拡散を促進する拡散部と、
前記開口部の周囲に、前記開口部と交互に平行に延在する複数の吸引部と、を備え、
前記開口部から噴きつけた前記気体を、前記吸引部から吸引して回収することを特徴とする、プラズマ表面処理装置。
前記開口部は、前記被処理物にのみ対向することを特徴とする、請求項８または９記載のプラズマ表面処理装置。
ひとつの前記流路が、前記拡散部を介して、複数の前記開口部に連通することを特徴とする、請求項８、９または１０記載のプラズマ表面処理装置。
前記拡散部は、前記開口部に連続して形成されたことを特徴とする、請求項８ないし１１のいずれか一項に記載のプラズマ表面処理装置。
前記拡散部と前記開口部との間に断面が減少する絞りを設け、前記拡散部からの前記気体を増速して、前記開口部から前記被処理物に噴きつけることを特徴とする、請求項８ないし１２のいずれか一項に記載のプラズマ表面処理装置。
前記電極間の放電により活性化される前記気体は、窒素気体を９０体積パーセント以上含むことを特徴とする、請求項８ないし１３のいずれか一項に記載のプラズマ表面処理装置。
大気圧またはその近傍の圧力の環境下に、前記被処理物が配置されることを特徴とする、請求項８ないし１４のいずれか一項に記載のプラズマ表面処理装置。