JP4546900B2 - 常圧プラズマ処理装置のステージ構造 - Google Patents

Description

この発明は、大気圧近傍下でプラズマ放電を形成するとともにこのプラズマ放電に基板を晒して表面処理を行なう常圧プラズマ処理装置における前記基板を設置するためのステージの構造に関し、特に、前記基板がガラス等の誘電体である場合に適した常圧プラズマ処理装置のステージ構造に関する。

大気圧近傍下でプラズマ放電を形成するとともにこのプラズマ放電空間内に基板を配置して表面処理を行なう常圧プラズマ処理装置は公知である。この種の装置には、高圧電極と接地電極が互いに対向するように設けられている。各電極の対向面には安定放電のために固体誘電体層が形成されている。固体誘電体層は、アルミナの溶射やセラミック板で構成されている。接地電極は、基板設置用のステージになっていることが多く、このステージ上の基板に高圧電極が対向配置される。高圧電極への電圧供給により、高圧電極と接地電極兼ステージの間に電界が印加され、大気圧プラズマ放電が形成される。この大気圧プラズマ放電に処理目的に応じたプロセスガスが導入されて、プラズマ化されるとともに基板に接触して反応を起こし、基板の表面処理がなされる。
特開２００４−２２８１３６号公報

近年、基板の大型化が進み、これに伴い、接地電極兼ステージの大型化が必要となっている。ステージが大型になると、その上面の固体誘電体層も大面積化する必要がある。しかし、大面積の固体誘電体層を作るのは容易でなく製造費の上昇を避けられない。
一方、基板は、ガラスなどの誘電体で構成されることが多い。そこで、基板をステージの固体誘電体層として代用することにすれば、ステージ自体に大面積の固体誘電体層を設ける必要が無くなる。しかし、そうすると、基板がステージより小さい場合、ステージの周縁の金属部分が露出することになり、この露出部分でアーク放電が起きるおそれがある。したがって、基板がステージより大きくなければならず、１つのステージで対応可能な基板サイズが限定される。
本発明は、上記事情及び考察に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、基板の大型化に対応しつつ、異なるサイズの基板に対応可能なステージ構造を提供することにある。

上記問題点を解決するために、本発明は、誘電体からなる基板を大気圧近傍のプラズマ放電に晒して表面処理する常圧プラズマ処理装置における前記基板を設置するためのステージ構造であって、
金属からなる基板設置面を有するステージ本体と、
金属からなる基板設置面を有する継ぎ足し部材と、
前記継ぎ足し部材を、ステージ本体の縁に添える継ぎ足し位置と、ステージ本体から離す退避位置との間で進退させる継ぎ足し部材進退機構と、
を備え、前記継ぎ足し位置の継ぎ足し部材の基材設置面が、前記ステージ本体の基材設置面と面一になり、さらに、前記基板の縁に宛がわれるべき枠部材と、前記枠部材を、前記継ぎ足し部材が退避位置のとき前記ステージ本体の縁に沿わせる第１進出位置と、前記継ぎ足し位置の継ぎ足し部材に沿わせる第２進出位置と、この第２進出位置より後退した後退位置との間で進退させる枠進退機構と、を備えたことを特徴とする。
これによって、基板を固体誘電体層として代用することができ、ステージ自体に固体誘電体層を形成する必要がなくなり、大型化が容易になる。また、基板の大きさに応じて継ぎ足し部材を進退させることにより、ステージ面積を調節することができ、１つのステージを異なるサイズの基板に対応させることができる。

前記基板の縁に宛がわれるべき枠部材と、前記枠部材を、前記継ぎ足し部材が退避位置のとき前記ステージ本体の縁に沿わせる第１進出位置と、前記継ぎ足し位置の継ぎ足し部材に沿わせる第２進出位置と、この第２進出位置より後退した後退位置との間で進退させる枠進退機構と、を備えたことによって、基板の縁の位置決めを行なうことができる。

前記継ぎ足し部材が、前記継ぎ足し部材進退機構によって上下に進退され、
前記枠部材が、前記枠進退機構によって水平に進退されることが望ましい。
これにより、干渉を容易に避けることができる。

前記継ぎ足し部材進退機構には、前記継ぎ足し部材を前記枠部材の後退方向へ付勢する付勢手段が設けられており、
前記枠部材が、前記後退位置から前記第２進出位置になるとき、前記付勢手段に抗して、前記継ぎ足し部材を前記ステージ本体に押し当てるようにするのが好ましい。
これにより、継ぎ足し部材を継ぎ足す際、ステージ本体と摺擦するのを回避することができる。

前記枠部材が、基板の縁に宛がわれるべき薄い固体誘電体からなる誘電枠と、この誘電枠の裏側に設けられた金属製のベースを含むことが好ましい。
これによって、枠部材上でもプラズマ放電を形成でき、基板の縁近傍でのプラズマ状態を安定させ確実に処理することができる。

前記枠部材には、基板の縁が宛がわれるべき段差が形成されていることが好ましい。
これによって、基板の縁をしっかりと位置決めすることができる。

さらに、前記枠部材には、前記段差に連なり基板の裏面が当接されるべき面と、この面からステージ本体側に向かうにしたがって前記基板裏面から離間するように傾く斜面が形成されていることが好ましい。
これによって、枠部材を前進させる際、基板の縁が枠部材に引っ掛かるのを回避することができる。

本発明によれば、基板を固体誘電体層として代用することができ、ステージ自体に固体誘電体層を形成する必要がなくなり、大型化が容易になる。また、基板の大きさに応じて継ぎ足し部材を進退させることにより、ステージ面積を調節することができ、１つのステージを異なるサイズの基板に対応させることができる。

以下、本発明の実施形態を説明する。
図１は、常圧プラズマ処理装置Ｍの概略構成を示したものである。常圧プラズマ処理装置Ｍは、処理ユニット１０と、ステージ２０を備えている。処理ユニット１０には、高圧電極１１と、プロセスガス導入口１２と、吸引ノズル１３が設けられている。高圧電極１１には、電源１が接続されている。高圧電極１１の下面を含む処理ユニット１０の底部には、固体誘電体層としてのセラミック製の板１４が設けられている。

プロセスガス源２からのプロセスガスが処理ユニット１０に供給され、導入口１２から下方に吹出されるようになっている。プロセスガスとしては、処理目的に合わせたガス種が用いられている。例えば、撥水化処理ではＣＦ_４等のフッ化炭素化合物と窒素が用いられている。

吸引ノズル１３には、真空ポンプ等の排気装置３が接続されている。処理済みのガスが吸引ノズル１３から吸い込まれ、排気装置３から排気されるようになっている。

処理ユニット１０は、移動機構４に接続されている。この移動機構４によって処理ユニット１０が左右に往復移動されるようになっている。

処理ユニット１０の下方にステージ２０が設置されている。ステージ２０は、高圧電極１１に対する接地電極の役目を兼ねている。
図３に示すように、ステージ２０の上面に、処理すべき基板Ｗが設置されるようになっている。基板Ｗは、例えば液晶用のＩＴＯ基板Ｗであり、種々のサイズのものがある。図２に示すように、ステージ２０は、大小２つのサイズの基板Ｗに対応可能になっている。以下、大小の基板Ｗを特に区別する際は、大サイズの基板Ｗの符号にはＬを添え（図２（ｂ））、小サイズの基板Ｗの符号にはＳを添えることにする（同図（ａ））。

図１に示すように、ステージ２０は、ステージ本体２１と、継ぎ足し装置３０と、枠装置４０を備えている。
図２に示すように、ステージ本体２１は、平面視四角形のアルミニウム等の金属板で構成され、電気的に接地されている。ステージ本体２１の上面は、基板設置面となっている。このステージ本体２１の上面には固体誘電体層が設けられておらず、アルミニウム等の金属面が露出されている。
ステージ本体２１は、小サイズ基板Ｗ_Ｓよりも少し小さい。

図１に示すように、継ぎ足し装置３０は、継ぎ足し部材３１と、継ぎ足し部材進退機構３２を有している。
継ぎ足し部材３１は、アルミニウム等の金属板で構成され、電気的に接地されている。

図２（ｂ）に示すように、継ぎ足し部材３１は、ステージ本体２１の左右及び奥側の３つの辺に対応して３つ設けられている。これら継ぎ足し部材３１を互いに区別するときは、左側の継ぎ足し部材３１には符号にＬを添えて示し、右側の継ぎ足し部材３１には符号にＲを添えて示し、奥側の継ぎ足し部材３１には符号にＢを添えて示すことにする。

各継ぎ足し部材３１は、ステージ本体２１の対応する縁に沿って水平に延びている。左右の継ぎ足し部材３１Ｌ，３１Ｒの長手方向の両端部は、ステージ本体２１の左右の縁より長く延びている。この継ぎ足し部材３１Ｌ，３１Ｒの長手方向の両端部の上面には、セラミック（固体誘電体）からなる四角形のピース３１ｐが設けられている。この両端部分を除く継ぎ足し部材３１Ｌ，３１Ｒの上面（基板設置面）は、アルミ等の金属が露出されている。

奥側の継ぎ足し部材３１Ｂは、ステージ本体２１の奥側の縁とちょうど同じ長さになっている。奥側の継ぎ足し部材３１Ｂの上面（基板設置面）は、全長にわたってアルミ等の金属が露出されている。

各継ぎ足し部材３１は、継ぎ足し部材進退機構３２に接続されている。継ぎ足し部材進退機構３２は、継ぎ足し部材３１を、ステージ本体２１の縁に継ぎ足す継ぎ足し位置と、この継ぎ足し位置から下方に離れた退避位置との間で上下に進退させるようになっている。３つの継ぎ足し部材３１に対応する継ぎ足し部材進退機構３２は、互いに同期して駆動されるようになっている。

図３（ｂ）に示すように、継ぎ足し位置では継ぎ足し部材３１の上面がステージ本体２１の上面と面一になる。このとき、ステージ本体２１の上面と３つの継ぎ足し部材３１Ｌ，３１Ｒ，３１Ｂの上面とを合わせた全体の面積は、小サイズ基板Ｗ_Ｓの面積より大きく、大サイズ基板Ｗ_Ｌの面積より少し小さい。

図１に示すように、退避位置の継ぎ足し部材３１は、継ぎ足し位置の継ぎ足し部材３１より下方に位置されている。

枠装置４０は、枠部材４１と、枠進退機構４２を有している。
枠部材４１は、アルミナをはじめとするセラミック等の誘電体ないし絶縁体で構成されている。枠部材４１は、ステージ本体２１と略同じ高さにおいてステージ本体２１の外側に配置されている。図２に示すように、枠部材４１は、ステージ本体２１の４つ辺に対応して４つ設けられている。これら枠部材４１を互いに区別する際は、左側の枠部材４１には符号にＬを添えて示し、右側の枠部材４１には符号にＲを添えて示し、手前側の枠部材４１には符号にＦを添えて示し、奥側の枠部材４１には符号にＢを添えて示すことにする。

各枠部材４１は、ステージ本体２１の対応する縁に沿って水平に延びている。図３に示すように、枠部材４１の上面とステージ本体２１側の面の角部には段差４３ａが形成されている。この段差４３ａに基板Ｗの縁が宛がわれるようになっている。

枠部材４１は、それぞれ枠進退機構４２に接続されている。
左右及び奥側の３つの枠部材４１Ｌ，４１Ｒ，４１Ｂ用の枠進退機構４２は、それぞれ２段シリンダ構造になっており、枠部材４１Ｌ，４１Ｒ，４１Ｂを、第１進出位置と第２進出位置と後退位置との間で水平に進退させるようになっている。

図２（ａ）の実線及び図３（ａ）に示すように、第１進出位置の枠部材４１Ｌ，４１Ｒ，４１Ｂは、ステージ本体２１の対応する縁に宛がわれる。このとき、継ぎ足し部材３１は、退避位置に位置されている。

図２（ｂ）の実線及び図３（ｂ）に示すように、枠部材４１Ｌ，４１Ｒ，４１Ｂの第２進出位置は、第１進出位置と後退位置の間に位置されている。枠部材４１Ｌ，４１Ｒ，４１Ｂは、継ぎ足し部材３１が継ぎ足し位置のときに、第２進出位置に位置される。第２進出位置の枠部材４１Ｌ，４１Ｒ，４１Ｂは、継ぎ足し位置の継ぎ足し部材３１に宛がわれる。

図１及び図２の仮想線に示すように、後退位置の枠部材４１Ｌ，４１Ｒ，４１Ｂは、第２進出位置より水平外側に離れて位置されている。

手前側の枠部材４１Ｆ用の進退機構は、枠部材４１Ｆを進出位置と後退位置との間で水平に進退させるようになっている。図２の実線に示すように、進出位置の枠部材４１Ｆは、ステージ本体２１の手前側の縁に宛がわれる。図２の仮想線に示すように、後退位置の枠部材４１Ｆは、ステージ本体２１の手前側の縁より手前側に少し離れて位置されている。手前側の枠部材４１Ｆの進出位置と後退位置の間の距離は、他の３つの枠部材４１Ｌ，４１Ｒ，４１Ｂの第１進出位置と後退位置の間の距離より小さい。

上記構成の常圧プラズマ処理装置Ｍの動作を説明する。
図２（ａ)及び図３（ａ）に示すように、小サイズの基板Ｗ_Ｓを処理する際は、基板Ｗ_Ｓをステージ本体２１の上面に載置する。この時、基板Ｗ_Ｓの周縁部がステージ本体２１の周縁から少し突出することになる。

次に、４つの枠部材４１Ｌ，４１Ｒ，４１Ｆ，４１Ｂをそれぞれ枠進退機構４２によって後退位置から第１進出位置に前進させる。これにより、４つの枠部材４１が四方から小サイズ基板Ｗ_Ｓに突き当てられ、各枠部材４１の段差４３ａが基板Ｗ_Ｓの縁に宛がわれる。これにより小サイズ基板Ｗ_Ｓが正確に位置決めされる。
継ぎ足し部材３１は、退避位置に位置させておく。

図３（ａ）に示すように、ステージ２０上の基板Ｗ_Ｓと処理ユニット１０との間には処理通路１６が形成される。この処理通路１６内に、プロセスガス源２からのプロセスガスを導入する。併行して、高圧電極１１に電界を印加する。これにより、処理通路１６内で大気圧プラズマ放電が起き、大気圧プラズマ空間１６ａが形成される。この時、ステージ２０は接地電極として機能する。基板Ｗ_Ｓは、この接地電極の上面の固体誘電体層として機能する。これにより安定した大気圧プラズマ放電を得ることができる。このプラズマ空間１６ａにおいてプロセスガスがプラズマ化される。このプラズマガスが基板Ｗ_Ｓの表面に接触し、これにより、所望のプラズマ表面処理を行なうことができる。併行して、処理ユニット１０を移動機構４によって左右にスキャンさせる。固体誘電体層としての基板Ｗ_Ｓは、接地電極としての金属製ステージ本体２１より大きく、ステージ本体２１の上面の全面を覆い、ステージ本体２１の周縁から突出されているので、処理ユニット１０がステージ２０の端部と対向する位置に来たときもアーク放電等が飛ぶおそれはない。
処理の終了後は、枠部材４１を後退位置へ後退させ、基板Ｗ_Ｓをピックアップする。

図２（ｂ)及び図３（ｂ）に示すように、大サイズの基板Ｗ_Ｌを処理する際は、継ぎ足し部材３１Ｌ，３１Ｒ，３１Ｂを継ぎ足し機構によって継ぎ足し位置に位置させる。これによって、ステージ本体２１の上面の外縁に継ぎ足し部材３１の上面が面一に連続し、ステージ２０の基板設置面が拡張される。この面一に連続するステージ本体２１及び継ぎ足し部材３１の上面に大サイズ基板Ｗ_Ｌを設置する。この時、基板Ｗ_Ｌの周縁部は、継ぎ足し部材３１Ｌ，３１Ｒ，３１Ｂ及びステージ本体２１の手前側の縁から少し突出する。

次に、４つの枠部材４１Ｌ，４１Ｒ，４１Ｆ，４１Ｂをそれぞれ枠進退機構４２によって後退位置から第２進出位置に位置させる。これにより、４つの枠部材４１が四方から大サイズ基板Ｗ_Ｌに突き当てられ、各枠部材４１の段差４３ａが基板Ｗ_Ｌの縁に宛がわれる。これにより大サイズ基板Ｗ_Ｌが正確に位置決めされる。左右の継ぎ足し部材３１Ｌ，３１Ｒの両端のピース３１ｐは、枠部材４１と連続することになる。

その後、上記小サイズ基板Ｗ_Ｓの場合と同様に、プロセスガスを処理ユニット１０と基板Ｗ_Ｌの間の処理通路１６に導入するとともに、高圧電極１１への電界印加によってプラズマ空間１６ａを形成し、プロセスガスをプラズマ化して、基板ＷＬに接触させて反応を起こさせ、プラズマ表面処理を行なう。この時、ステージ２０の本体２１及び継ぎ足し部材３１は接地電極として機能し、基板Ｗ_Ｌは接地電極の上面の固体誘電体層として機能する。併行して、処理ユニット１０を移動機構４によって左右にスキャンさせる。固体誘電体層としての基板Ｗ_Ｌは、接地電極としてのステージ本体２１及び継ぎ足し部材３１Ｌ，３１Ｒ，３１Ｂの金属面の全体を覆っているので、処理ユニット１０がステージ２０の端部と対向する位置に来たときもアーク放電等が飛ぶおそれはない。
処理の終了後は、枠部材４１を後退位置へ後退させる。続いて、継ぎ足し部材３１を退避位置へ下降させる。そして、ステージ本体２１上から基板Ｗ_Ｌをピックアップする。

常圧プラズマ処理装置Ｍによれば、基板Ｗが接地電極の固体誘電体層として代用されることになるため、接地電極としてのステージ２０自体には固体誘電体層を設ける必要がない。したがって、ステージの上面にアルミナ溶射したり大面積のセラミック板を作成したりする必要がなく、コストダウンを図ることができ、ひいてはステージの大型化が容易になる。

次に、常圧プラズマ処理装置Ｍの具体態様を、図４〜図８にしたがって説明する。この態様において、上記図１〜図３の概略態様と同様の構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を適宜省略する。
図４に示すように、常圧プラズマ処理装置Ｍの架台５２上にステージ本体２１が固定されている。このステージ本体２１の側部に継ぎ足し装置３０と枠装置４０が設けられている。

継ぎ足し装置３０の継ぎ足し部材進退機構３２は、昇降駆動部としてのシリンダ３３と、シリンダロッド３４と、昇降ブロック３５を有している。昇降ブロック３５に、図４の紙面直交方向に延びる継ぎ足し部材３１が取り付けられている。シリンダ３３によって昇降ブロック３５が昇降され、ひいては継ぎ足し部材３１が、継ぎ足し位置（図８）と退避位置（図４）との間で上下に進退されるようになっている。

昇降ブロック３５と継ぎ足し部材３１は、連結シャフト３７を介して連結されている。連結シャフト３７は、昇降ブロック３５に前後動可能に支持されている。連結シャフト３７の先端部に継ぎ足し部材３１が固定されている。連結シャフト３７の後端部にはフランジ３７ｆが設けられており、このフランジ３７ｆと昇降ブロック３５の間に圧縮コイルスプリング３８（付勢手段）が設けられている。このスプリング３８によって連結シャフト３７が後退方向に付勢されている。これにより、継ぎ足し部材３１が昇降ブロック３５に引き付けられている。図７に示すように、継ぎ足し部材３１が昇降ブロック３５に引き付けられたまま上昇された場合、継ぎ足し部材３１とステージ本体２１の側端面の間には若干の隙間が形成されるようになっている。

図４に示すように、架台５４には枠進退機構４２のスライドガイド４７が設けられている。左右及び奥側（ここでは１つのみ図示）の枠進退機構４２のスライドガイド４７にはスライダ４８が水平スライド可能に設けられ、このスライダ４８上に枠部材４１が水平スライド可能に設けられている。図示は省略するが、スライドガイド４７には、第１シリンダが設けられ、この第１シリンダによってスライダ４８及び枠部材４１が第２進出位置（図８）と後退位置（図４）との間でスライドされるようになっている。スライダ４８には、第２シリンダが設けられ、この第２シリンダによって枠部材４１が第１進出位置（図５）と第２進出位置との間でスライドされるようになっている。

手前側（図２参照）の枠進退機構４２のスライドガイド４７上にはスライダ４８が水平スライド可能に設けられ、このスライダ４８上に枠部材４１が固定されている。スライドガイド４７内のシリンダによってスライダ４８及び枠部材４１Ｆが進出位置と後退位置との間でスライドされるようになっている。

図６に示すように、枠部材４１は、スライダ４８上に設けられた金属ベース４４と、このベース４４上に設けられた誘電枠４３を有している。誘電枠４３は、アルミナ等のセラミックの薄い板で構成されている。誘電枠４３の前端側の上面に段差４３ａが形成されている。この段差４３ａより前端側の面４３ｂに基板Ｗの裏面が当接されることになる。
段差４３ａより外側（図６において右側）の誘電枠４３の厚さは、例えば約２ｍｍ程度である。

ベース４４は、アルミ等の金属で構成され、電気的に接地されている。ベース４４の上面には凹部が形成され、この凹部に誘電枠４３が嵌め込まれている。ベース４４は、誘電枠４３よりステージ本体２１の側に突出されている。このベース４４の誘電枠４３よりステージ本体側の部分の上面には、斜面４４ｂが形成されている。斜面４４ｂは、ステージ本体２１に向かって下に傾いている。すなわち、斜面４４ｂは、誘電枠４３に宛がわれた基板Ｗの裏面から離れるように傾いている。
誘電枠４３とベース４４の外端部には絶縁部材４５が設けられている。絶縁部材４５は、ポリビニールカーボン等の樹脂で構成されている。

図５に示すように、小サイズ基板Ｗ_Ｓを処理する際は、ステージ本体２１上に基板Ｗ_Ｓを載置する。この時、基板Ｗ_Ｓの周縁部がステージ本体２１より少し突出されることになる。
そして、左右及び奥側の枠進退機構４２のスライダ４８を第２進出位置に前進させ、更に枠部材４１Ｌ，４１Ｒ，４１Ｂを第１進出位置に前進させるとともに、手前の枠部材４１Ｆを進出位置に前進させる。これにより、４つの枠部材４１の段差４３ａを基板Ｗ_Ｓの周縁に宛がい、基板Ｗ_Ｓを四方から位置決めする。図６に示すように、ベース４４の前端部には斜面４４ｂが形成されているため、枠部材４１の前進時にベース４４が基板Ｗ_Ｓの縁に引っ掛かるのを防止することができる。

その後、処理ユニット１０を左右にスキャンさせてプラズマ表面処理を行なう。
図６に示すように、薄い誘電枠４３の下側には金属ベース４４が配置されているため、処理ユニット１０が基板Ｗの周縁部及び枠部材４１の上方に位置しているときは、処理ユニット１０の高圧電極１１と金属ベース４４の間でも電界が形成される。これにより、誘電枠４３の面４３ｂ上の基板Ｗの外周部と処理ユニット１０の間の処理通路１６でもプラズマ放電が立つ。さらに、段差４３ａより外側の枠部材４１と処理ユニット１０の間の処理通路１６でもプラズ放電が立つ。この時、金属ベース４４は接地電極として機能し、基板Ｗの外周部及び誘電枠４３は接地電極上の固体誘電体層として機能する。
これにより、ステージ本体２１の外側にプラズマ放電の助走区間を設けることができ、処理ユニット１０が、ステージ本体２１より外側の位置からステージ本体２１の上方の本処理区間に入ったときにいきなり放電が始まるのを回避できる。これにより、本処理区間の周縁部での放電状態を安定させることができ、プラズマ処理を確実に行なうことができる。

さらに、基板ＷはＩＴＯ基板であり、裏面に導電膜ｆが設けられている。導電膜ｆは、金属ベース４４の斜面４４ｂの上側に被さり、基板Ｗの外端部の近傍まで及んでいる。したがって、金属ベース４４の斜面４４ｂに対応する部分においても、導電膜ｆを接地電極として、基板Ｗと処理ユニット１０の間にプラズマ放電を立てることができる。これにより、プラズマ放電の助走区間を本処理区間に確実に連続させることができる。また、金属ベース４４の斜面４４ｂと基板Ｗの間の隙間で異常放電が起きるのを防止することができる。
処理後は、枠部材４１を後退位置に戻し、基板Ｗ_Ｓをピックアップする。

図７に示すように、大サイズ基板Ｗ_Ｌを処理する際は、継ぎ足し部材進退機構３２のシリンダ３３でロッド３４を伸張させ、昇降ブロック３５を上昇させ、継ぎ足し部材３１を継ぎ足し位置の高さに位置させる。この時、継ぎ足し部材３１は、スプリング３８の付勢によってステージ本体２１の側端面より若干外側に離れて位置されている。したがって、継ぎ足し部材３１がステージ本体２１の側端面に摺擦するのを防止することができる。

次いで、図８に示すように、枠部材４１Ｌ，４１Ｒ，４１Ｂを第２進出位置に前進させるとともに枠部材４１Ｆを進出位置に前進させ、枠部材４１の段差４３ａを基板Ｗ_Ｌの周縁に宛がい、基板Ｗ_Ｌを四方から位置決めする。この時、枠部材４１Ｌ，４１Ｒ，４１Ｂがそれぞれ継ぎ足し部材３１Ｌ，３１Ｒ，３１Ｂに突き当たり、継ぎ足し部材３１Ｌ，３１Ｒ，３１Ｂをスプリング３８に抗してステージ本体２１の側へ押す。これによって、継ぎ足し部材３１Ｌ，３１Ｒ，３１Ｂがステージ本体２１の側面に突き当たり、継ぎ足し部材３１Ｌ，３１Ｒ，３１Ｂの上面がステージ本体２１の上面と面一に連続することになる。
金属ベース４４の斜面４４ｂによって、枠部材４１の前進時に基板Ｗ_Ｌの外端部が枠部材４１に引っ掛かるのを防止できることは、上記小サイズ基板Ｗ_Ｓの場合と同様である。

その後のプラズマ処理において、ステージ本体２１及び継ぎ足し部材３１に対応する本処理区間の外側に助走区間を設けることができ、本処理区間の周縁部での放電状態を安定化できることは、上記小サイズ基板Ｗ_Ｓの処理と同様である。

処理後は、枠部材４１を後退位置に戻す。これにより、継ぎ足し部材３１がスプリング３８の付勢によりステージ本体２１の側端面から少し離れる。次に、継ぎ足し部材３１を下降させ、退避位置に戻す。この時、継ぎ足し部材３１がステージ本体２１の側端面に摺擦することはない。そして、基板Ｗ_Ｌをステージ２０からピックアップする。

本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、種々の改変をなすことができる。
例えば、継ぎ足し部材３１を、ステージ本体２１の３つの辺ではなく、互いに直交する２つ辺に対してだけ設け、他の２つの辺には大サイズ基板Ｗ_Ｌの処理時でも枠部材４１が直接添えられるようにしてもよい。

本発明は、例えば半導体基板や液晶用基板の製造において、基板の表面をプラズマを用いて洗浄、改質（親水化、撥水化等）、成膜、エッチングないしアッシング等するのに適用可能である。

本発明の概略形態に係る常圧プラズマ処理装置を、非処理時の状態で示す正面図である。 上記概略形態に係る常圧プラズマ処理装置のステージを、小サイズ基板の処理時の状態で示す平面図である。 上記概略形態に係る常圧プラズマ処理装置のステージを、大サイズ基板の処理時の状態で示す平面図である。 上記概略形態に係る常圧プラズマ処理装置を、小サイズ基板の処理時の状態で示す正面図である。 上記概略形態に係る常圧プラズマ処理装置を、大サイズ基板の処理時の状態で示す正面図である。 本発明の具体形態に係る常圧プラズマ処理装置の一部を、非処理時の状態で示す正面断面図である。 上記具体態様に係る常圧プラズマ処理装置の処理時における基材の周縁の部分の拡大断面図である。 上記具体態様に係る常圧プラズマ処理装置の一部を、小サイズ基板の処理時の状態で示す正面図である。 上記具体態様に係る常圧プラズマ処理装置の一部を、大サイズ基板の処理状態に至る途中の状態で示す正面図である。 上記具体態様に係る常圧プラズマ処理装置の一部を、大サイズ基板の処理時の状態で示す正面図である。

符号の説明

Ｍ 常圧プラズマ処理装置
Ｗ 基板
Ｗ_Ｓ 小サイズ基板
Ｗ_Ｌ 大サイズ基板
ｆ 導電膜
１ 電源
２ プロセスガス源
３ 排気装置
４ 移動機構
１０ 処理ユニット
１１ 高圧電極
１２ 導入口
１３ 吸引ノズル
１４ 固体誘電体板
１６ 処理通路
１６ａ プラズマ空間
２０ ステージ
２１ ステージ本体
３０ 継ぎ足し装置
３１ 継ぎ足し部材
３１Ｌ，３１Ｒ，３１Ｂ 左右及び奥側の継ぎ足し部材
３１ｐ セラミックのピース
３２ 継ぎ足し部材進退機構
３３ 昇降駆動部としてのシリンダ
３４ シリンダロッド
３５ 昇降ブロック
３７ 連結シャフト
３７ｆ フランジ
３８ スプリング（付勢手段）
４０ 枠装置
４１ 枠部材
４１Ｆ 手前側の枠部材
４１Ｌ，４１Ｒ，４１Ｂ 左右及び奥側の枠部材
４２ 枠進退機構
４３ 誘電枠
４３ａ 段差
４３ｂ 基板の裏面が当接されるべき面
４４ ベース
４４ｂ 斜面
４５ 絶縁部材
４７ スライドガイド
４８ スライダ
５２ ステージ架台
５４ 枠架台

Claims (6)

1. 誘電体からなる基板を大気圧近傍のプラズマ放電に晒して表面処理する常圧プラズマ処理装置における前記基板を設置するためのステージ構造であって、
   金属からなる基板設置面を有するステージ本体と、
   金属からなる基板設置面を有する継ぎ足し部材と、
   前記継ぎ足し部材を、ステージ本体の縁に添える継ぎ足し位置と、ステージ本体から離す退避位置との間で進退させる継ぎ足し部材進退機構と、
   を備え、前記継ぎ足し位置の継ぎ足し部材の基材設置面が、前記ステージ本体の基材設置面と面一になり、さらに、
   前記基板の縁に宛がわれるべき枠部材と、
   前記枠部材を、前記継ぎ足し部材が退避位置のとき前記ステージ本体の縁に沿わせる第１進出位置と、前記継ぎ足し位置の継ぎ足し部材に沿わせる第２進出位置と、この第２進出位置より後退した後退位置との間で進退させる枠進退機構と、
   を備えたことを特徴とする常圧プラズマ処理装置のステージ構造。
2. 前記継ぎ足し部材が、前記継ぎ足し部材進退機構によって上下に進退され、
   前記枠部材が、前記枠進退機構によって水平に進退されることを特徴とする請求項１に記載の常圧プラズマ処理装置のステージ構造。
3. 前記継ぎ足し部材進退機構には、前記継ぎ足し部材を前記枠部材の後退方向へ付勢する付勢手段が設けられており、
   前記枠部材が、前記後退位置から前記第２進出位置になるとき、前記付勢手段に抗して、前記継ぎ足し部材を前記ステージ本体に押し当てることを特徴とする請求項２に記載の常圧プラズマ処理装置のステージ構造。
4. 前記枠部材が、基板の縁に宛がわれるべき薄い固体誘電体からなる誘電枠と、この誘電枠の裏側に設けられた金属製のベースを含むことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の常圧プラズマ処理装置のステージ構造。
5. 前記枠部材には、基板の縁が宛がわれるべき段差が形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の常圧プラズマ処理装置のステージ構造。
6. 前記枠部材には、前記段差に連なり基板の裏面が当接されるべき面と、この面からステージ本体側に向かうにしたがって前記基板裏面から離間するように傾く斜面が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の常圧プラズマ処理装置のステージ構造。

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