JP4551290B2 - 撥水化用常圧プラズマ処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、所謂ダイレクト式の常圧プラズマ処理装置に関し、特に撥水化処理等のプラズマ空間への酸素混入を嫌う処理に適した常圧プラズマ処理装置に関する。

撥水化処理用等のプラズマプロセスには、真空プラズマが多く用いられている。真空プラズマは、高いガス分解効率を実現するのが容易であるため、使用ガス量が少なくて済む。一方、例えば液晶分野等において基板サイズの増大に伴い、大掛かりな真空設備を要し高価格化を招いている。

そうした背景から真空設備が不要で低価格化が可能な常圧プラズマが着目されている。常圧プラズマ処理装置は、高圧電極と接地電極を有している。これら電極間にプロセスガスを導入するとともに大気圧下でプラズマを形成する。この電極間に基板を配置し、基板をプラズマに直接晒して、基板の表面をプラズマ処理する所謂ダイレクト方式と、基板を電極間の外側に配置し、電極間からプラズマガスを吹出し、基板に当てる所謂リモート方式とがある。上記高圧電極又は基板のどちらか一方が、スキャンされることにより、大型の基板に対応することができる。現在、このスキャン速度（搬送速度）の高速化に向けた開発が進められている。
特開２００４−２２８１３６号公報

搬送速度を高速化すると、実質的な処理時間（プラズマが照射される時間）が短くなるだけでなく、外部雰囲気中の酸素がプラズマ空間に巻き込まれる量が増える。一方、撥水化処理等においてはプロセスガス中に酸素混入があると処理能力が低下してしまう。この対策としてプロセスガスの流速を大きくすれば、外部雰囲気が巻き込まれようとするのを押し返すことができる。しかし、プロセスガスの使用量の増大を招き、ランニングコストの観点から望ましくない。

発明者らは、ダイレクト式の常圧プラズマ処理装置において、高速スキャンに向けて鋭意研究を行なった。装置構成は、基板の表面に沿う処理通路にプロセスガスを流すとともに前記処理通路の一部を略大気圧のプラズマ空間にし、前記基板の表面をプラズマ処理するものであって、前記プラズマ空間を形成するための電極と、前記基板と対向して前記処理通路を形成する基板対向面とを有し、前記基板対向面には前記処理通路の上流端に連なるプロセスガスの導入口と前記処理通路の下流端に連なる排気口とが設けられた処理ヘッドと、前記基板を前記処理ヘッドに対し前記処理通路の延び方向（ガス流通方向の順方向又は逆方向）に沿って相対移動させる搬送機構と、を備えたダイレクト式の常圧プラズマ処理装置とした。

図３は、上記構成の常圧プラズマ処理装置によってガラス基板上のレジスト膜を撥水化処理した結果を示したものである。接触角で評価される処理能力は、基板の搬送速度が０．５〜３ｍ／ｍｉｎの範囲ではほぼ一定であったのに対し、４ｍ／ｍｉｎにおいて大幅に低下した。この現象は、外部空気が粘性によってプラズマ空間に巻き込まれ、この巻き込まれた空気中の酸素が撥水化のための反応を阻害したためと推測される。

さらに、発明者らは搬送速度だけでなくガス流速や装置の寸法構成も含めて検討を進めたところ、表１に示すデータを得た。

表１において、Ｌは、前記処理通路におけるプラズマ空間の下流端から排気口までの距離すなわち処理通路のプラズマ空間より下流側の部分の長さ（ｍｍ）であり、Ｌ＝６０ｍｍとＬ＝９０ｍｍの２通りとした。
Ｖｆは、前記処理通路でのプロセスガス流速であり、Ｖｆ＝３０６ｍｍ／ｓｅｃ＝１８．３６ｍ／ｍｉｎと、Ｖｆ＝６１２ｍｍ／ｓｅｃ＝３６．７２ｍ／ｍｉｎの２通りとした。
Ｖｓは、前記搬送機構による搬送速度であり、Ｖｓ＝２５ｍｍ／ｓｅｃ＝１．５ｍ／ｍｉｎと、Ｖｓ＝５０ｍｍ／ｓｅｃ＝３．０ｍ／ｍｉｎの２通りとした。前記処理ヘッドを固定し、基板を前記排気口から前記導入口へ向かう方向（前記処理通路でのプロセスガスの流れとは逆方向）に搬送させた。
ＣＡは、撥水化処理後の基板表面の接触角である。
その他の条件は下記の通りである。
プロセスガス；Ｎ_２ ６７ｖｏｌ％、ＣＦ_４ ３３ｖｏｌ％
電源；投入電圧 ２０ｋＶ、周波数 ２０ｋＨｚ
処理ヘッドの下面と基板の間のギャップ；１．０ｍｍ

図４は、表１をグラフ化したものである。同図の横軸は、Ｌ×Ｖｆ／Ｖｓ（単位：ｍｍ）である。
上記の結果より、十分な処理能力を得る条件として次式１ａが導かれた。
ｋ＝Ｌ×Ｖｆ／Ｖｓ＞７００ …（式１ａ）
次式２ａが満たされることが、より好ましい。
ｋ＝Ｌ×Ｖｆ／Ｖｓ＞１４００ …（式２ａ）

上記表１及び図４のデータは大気雰囲気下でのものであり、プラズマ空間に巻き込まれて来る雰囲気中の酸素濃度は、約２０％であった。一方、雰囲気中の酸素濃度が変われば、それに伴って、巻き込まれる酸素量も変わるため、前記ｋの下限値が変わる。
雰囲気中の酸素濃度をも考慮すると、式１ａ及び式２aは、それぞれ次式１及び２に書き換えられる。
ｋ＝Ｌ×Ｖｆ／Ｖｓ＞７００×ｒ …（式１）
ｋ＝Ｌ×Ｖｆ／Ｖｓ＞１４００×ｒ …（式２）
ここで、ｒは、大気中の酸素濃度（約２０％）に対する雰囲気中の酸素濃度（厳密には前記排気口でのプロセスガスを除く雰囲気中の酸素濃度）の比である。

本発明は、上記研究・考察によってなされたものであり、
基板の表面に沿う処理通路にフッ化炭素化合物を含むプロセスガスを流すとともに前記処理通路の一部を略大気圧のプラズマ空間にし、前記基板の表面を撥水化処理する撥水化処理用常圧プラズマ処理装置であって、
電源に接続されて、接地電極との間に前記プラズマ空間を形成するための高圧電極と、前記基板と対向して前記処理通路を形成する基板対向面とを有し、前記基板対向面には前記処理通路の上流端に連なるプロセスガスの導入口と前記処理通路の下流端に連なる排気口とが設けられた処理ヘッドと、
前記基板を前記処理ヘッドに対し前記処理通路の延び方向に沿って相対移動させる搬送機構と、を備え、
前記搬送機構が前記基板を前記処理ヘッドに対し前記排気口の側から前記導入口の側へ相対移動させるときの搬送速度ＶｓがＶｓ≧４ｍ／ｍｉｎであり、かつ次の式１の関係が満たされ、前記プラズマ空間の下流端での酸素濃度が１００ｐｐｍ以下であり、前記処理通路の厚さが１ｍｍ程度であることを特徴とする。
Ｌ×Ｖｆ／Ｖｓ＞７００×ｒ （式１）
ここで、
Ｌ：前記プラズマ空間の下流端から排気口までの距離（ｍｍ）
Ｖｆ：前記処理通路でのプロセスガス流速
ｒ：大気中の酸素濃度に対する排気口でのプロセスガスを除く雰囲気中の酸素濃度の比

より好ましくは、上記式１に代えて、次の式２の関係が満たされることを特徴とする。
Ｌ×Ｖｆ／Ｖｓ＞１４００×ｒ （式２）
これによって、雰囲気が処理通路に巻き込まれるのを防止ないし抑制でき、プラズマ空間の下流端から排気口までの距離Ｌを十分にとれば、搬送速度Ｖｓを大きくしても、プロセスガスの使用量を増やすことなく処理能力を維持することができる。

前記搬送機構による搬送速度Ｖｓは、好ましくはＶｓ＞２ｍ／ｍｉｎであり、より好ましくはＶｓ≧４ｍ／ｍｉｎであり、前記基板を前記処理ヘッドに対し前記排気口の側から前記導入口の側へ相対移動させるときはＶｓ≧４ｍ／ｍｉｎである。本発明によれば、Ｖｓ＞２ｍ／ｍｉｎは勿論、Ｖｓ≧４ｍ／ｍｉｎの高速スキャン下でも、雰囲気が処理通路に巻き込まれるのを確実に防止ないし抑制でき、処理能力を確実に維持することができる。

本発明は、プロセスガスへの酸素混入を可及的に少なくすべき撥水化処理に好適である。撥水化処理の場合のプロセスガスは、ＣＦ_４等のフッ化炭素化合物を主成分とするのが好ましく、これに窒素を含ませるのが好ましい。

処理通路の下流側部での酸素濃度は、プラズマ空間に近い位置ほど小さくなると考えられる。
撥水化処理では、プラズマ空間での酸素濃度が１００ｐｐｍ以下であることが求められる。そこで、プラズマ空間の下流端での酸素濃度が１００ｐｐｍ以下になるように上記Ｌ、Ｖｆ、Ｖｓ、ｒを設定するのが好ましい。これによって、撥水化処理における処理能力を確実に確保することができる。

前記処理ヘッドには前記排気口を挟んで前記処理通路の反対側にカーテンガスの吹出し部を設け、前記処理通路のプロセスガス流量と、前記吹出し部からのカーテンガス流量と、前記排気口からの排気流量とによって、前記ｒを調節することが好ましい。

本発明は、略常圧（大気圧近傍）の圧力環境での常圧プラズマ処理に特に効果的である。ここで、略常圧とは、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、雰囲気中の酸素が処理通路に巻き込まれるのを防止ないし抑制して処理能力を維持でき、プロセスガスの使用量増加を抑えながら高速処理を行なうことができる。

以下、本発明の実施形態を説明する。
図１は、第1実施形態に係る撥水化処理用のダイレクト式常圧プラズマ処理装置Ｍを示したものである。常圧プラズマ処理装置Ｍの周辺の雰囲気は大気である。

装置Ｍは、処理ヘッド１０と、ステージ２０を備えている。処理ヘッド１０は、装置フレーム（図示せず）に固定、支持されている。処理ヘッド１０は、左右一対の処理ユニット１１を有している。これら処理ユニット１１は、左右対称形状になっているが、形状、寸法、構造等を互いに異ならせてもよい。各処理ユニット１１は、ユニット本体１２と、このユニット本体１２に保持された高圧電極１３を有している。

２つの処理ユニット１１の高圧電極１３に共通の電源（図示せず）が接続されている。
各処理ユニット１１のユニット本体１２と高圧電極１３の下面には固体誘電体層としてのセラミック板１４が設けられている。

２つの処理ユニット１１の間にスリット状の導入路１５が形成されている。導入路１５の上端部にプロセスガス源２が連なっている。導入路１５の下端の開口１５ａが、プロセスガス導入口になっている。
プロセスガス源２は、撥水化処理用のプロセスガスとしてＣＦ_４等のフッ化炭素化合物と窒素を適量ずつ混合して処理ヘッド１０の導入路１５に供給するようになっている。

処理ヘッド１０の左右両側部には、排気筒１７がそれぞれ設けられている。排気筒１７の下端面は、処理ユニット１１の下面と面一になっているが非面一になっていてもよい。この排気筒１７の下端面にスリット状の排気口１７ａが形成されている。排気筒１７の上端部は、図示しない吸引ポンプなどの排気手段に接続されている。

処理ヘッド１０の下側にステージ２０が配置されている。ステージ２０は、金属にて構成されるとともに、電気的に接地され、接地電極を構成している。
ステージ２０には搬送機構２１が接続されている。この搬送機構２１によって、ステージ２０が、左右方向に移動されるようになっている。

ステージ２０の上面に、処理すべき液晶ガラス等の大面積の基板Ｗが設置されるようになっている。詳細な図示は省略するが、基板Ｗの上面にはレジスト膜が被膜されている。

処理ヘッド１０の左右の処理ユニット１１とステージ２０上の基板Ｗとの間には、それぞれ処理通路１６が形成されるようになっている。左側の処理通路１６の上流端は、プロセスガス導入口１５ａに連なり、下流端は、左側の排気口１７ａに連なっている。右側の処理通路１６の上流端は、プロセスガス導入口１５ａに連なり、下流端は、右側の排気口１７ａに連なっている。
各処理ユニット１１の下面は、基板対向面を構成している。

なお、基板Ｗは、左右方向だけでなく図１の紙面と直交する前後方向（幅方向）にも長さを有している。
高圧電極１３をはじめとする処理ヘッド構成部材１１〜１４，１７及び空間部１５，１５ａ，１６，１７ａの前後方向の幅寸法は、基板Ｗの前後方向の幅寸法と略同じか、それより大きくなるように設定されている。

ここで、処理通路１６の下流側部１６ｃの左右長さをＬ（ｍｍ）とし、ステージ２０の搬送速度をＶｓ（ｍ／ｍｉｎ）とし、処理通路１６でのプロセスガスの流速をＶｆ（ｍ／ｍｉｎ）とすると、次式の関係を満たすように設定しておく。処理通路１６の下流側部１６ｃの長さＬは、処理通路１６の中央の後記プラズマ空間１６ａの下流端から排気口１７ａまでの距離を指し、高圧電極１３の排気口１７ａ側の縁から排気口１７ａまでの距離と同等である。
Ｌ×Ｖｆ／Ｖｓ＞７００（ｍｍ） （式１ａ）
より好ましくは、次式の関係を満たすように設定しておく。
Ｌ×Ｖｆ／Ｖｓ＞１４００（ｍｍ） （式２ａ）

上記構成において、電源から各高圧電極１３への電圧供給により、各処理通路１６の中間部（高圧電極１３とステージ２０上の基板Ｗとの間の部分）が大気圧プラズマ空間１６ａとなる。
上記電圧供給と併行して、プロセスガスが、供給路及び導入路１５を順次経て、導入口１５ａから吹き出される。導入口１５ａから吹き出されたプロセスガスは、左右に分流する。

左側に分流したプロセスガスは、左側の処理通路１６の上流側部１６ｂを経て、左側の処理通路１６の中間のプラズマ空間１６ａに入る。プロセスガスは、このプラズマ空間１６ａにおいてプラズマ化され、基板Ｗと接触して反応を起こす。これによって、基板Ｗの表面のレジスト膜を撥水化処理することができる。プロセスガスは、さらに左方向へ流れ、左側の処理通路１６の下流側部１６ｃを経て、左側の排気口１７ａに吸い込まれ、排気される。

同様に、右側に分流したプロセスガスは、右側の処理通路１６の上流側部１６ｂを経て、右側のプラズマ空間１６ａに入ってプラズマ化され、基板Ｗの表面のレジスト膜を撥水化処理し、さらに、右側の処理通路１６の下流側部１６ｃを経て、右側の排気口１７ａから排気される。

同時に図１の矢印に示すように、ステージ２０ひいては基板Ｗが左右に搬送される。これにより、基板Ｗの全面を撥水化処理することができる。

ここで、基板Ｗが例えば左側から右方向へ搬送される時、基板Ｗの左側部分の上方の大気が粘性によって左側の処理通路１６の下流側部１６ｃに巻き込まれようとする。（なお、この時、右側の処理通路１６では大気の巻き込みはほとんど起きない。）

一方、処理通路１６の下流側部１６ｃの長さＬと、搬送速度Ｖｓと、処理通路１６でのプロセスガス流速Ｖｆとが、上記式１ａ及び式２ａを満たすように設定されているため、左側の処理通路１６の下流側部１６ｃに巻き込まれた大気が左側のプラズマ空間１６ａにまで達するのを防止ないし低減することができる。これにより、左側のプラズマ空間１６ａに侵入する大気中の酸素濃度をゼロないし僅少（１００ｐｐｍ以下）に抑えることができる。

同様に、基板Ｗが右側から左方向へ搬送される時は、大気が右側の処理通路１６の下流側部１６ｃに巻き込まれようとするが、この巻き込まれた大気が右側のプラズマ空間１６ａにまで達するのを防止ないし低減でき、右側のプラズマ空間１６ａに侵入する大気中の酸素濃度をゼロないし僅少（１００ｐｐｍ以下）に抑えることができる。
これによって、処理能力を十分に維持することができる。

各処理通路１６の下流側部１６ｃの長さＬを十分にとれば、搬送速度Ｖｓを大きくしても、プロセスガスの使用量を増やすことなく処理能力を十分に維持することができる。例えば、搬送速度Ｖｓを、Ｖｓ＝４ｍ／ｍｉｎ程度の高速にしても、処理能力を十分に維持することができる。この結果、処理能力を維持しながら高速処理を行なうことができる。

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２に示すように、第２実施形態では、処理ヘッド１０の左右の排気筒１７の外側にカーテンガス吹出し部としてのノズル１８がそれぞれ設けられている。各吹出しノズル１８にカーテンガス源（図示せず）が連なっている。カーテンガスとして窒素（Ｎ_２）が用いられている。カーテンガスはプロセスガス用の窒素源と共用してもよい。

第２実施形態によれば、基板Ｗの処理時には左右の吹出しノズル１８の吹出し口１８ａから窒素ガスを吹出す。これによって、吹出しノズル１８の下端と基板Ｗの間に窒素ガスカーテンを形成することができ、外部雰囲気の大気が、吹出しノズル１８より排気口１７ａの側ひいては処理通路１６に入り込むのを一層確実に防止ないし抑制することができる。これにより、処理能力を一層確実に維持することができる。

第２実施形態においては、次式が成り立つように設定する。
Ｌ×Ｖｆ／Ｖｓ＞７００×ｒ （式１）
Ｌ×Ｖｆ／Ｖｓ＞１４００×ｒ （式２）
ここで、ｒは、
ｒ＝（排気口１７ａでの雰囲気中の酸素濃度）／（大気中の酸素濃度） （式３）
である。大気中の酸素濃度は約２０％である。プロセスガス流量をＱｐ、カーテンガス流量をＱｃ、排気口１７ａからの排気流量をＱｓ、大気の巻き込み流量をＱａとすると、以下の関係がある。
Ｑｓ＝Ｑｐ＋Ｑｃ＋Ｑａ （式４）
排気口１７ａでの雰囲気流量Ｑ１は、下式５の通り、カーテンガス流量Ｑｃと大気の巻き込み流量Ｑａの和であり、全体のガス流量Ｑｐ＋Ｑｃ＋Ｑａ（＝Ｑｓ）からプロセスガス流量Ｑｐを差し引いた大きさになる。
Ｑ１＝Ｑａ＋Ｑｃ
＝Ｑｓ−Ｑｐ （式５）
式３〜式５より、ｒは次式で表され、プロセスガス流量Ｑｐとカーテンガス流量Ｑｃと排気流量Ｑｓとによって調節することができる。
ｒ＝（Ｑｓ−Ｑｐ−Ｑｃ）／（Ｑｓ−Ｑｐ） （式６）

上記の設定によって、外部雰囲気中の酸素が処理通路１６まで侵入するのを確実に防止でき、プロセスガスの使用量を増やすことなく処理能力を一層確実に維持できる。また、処理通路１６の下流側部１６ｃの長さＬを第１実施形態より短くできるとともに、一層の高速スキャンを実現することができる。

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、上記実施形態では、処理ヘッド１０が固定され、基板Ｗが移動されるようになっていたが、基板Ｗが固定され、処理ヘッド１０が移動されるようになっていてもよい。
処理ヘッド１０は、２つの処理ユニット１１を有し、プロセスガスが中央から左右２方向に分流するようになっていたが、１つの処理ユニット１１だけで構成し、プロセスガスの全量が１つの処理ユニット１１の一端部から他端部へ流れるようになっていてもよい。

実施例を説明する。
図１と同様の装置Ｍを用いて、撥水化処理を行なった。装置Ｍの寸法構成及び処理条件は、以下の通りである。
高圧電極１３の寸法：４０ｍｍ（左右）×７００（前後）
処理ヘッド１０と基板Ｗの間のギャップ（処理通路１６の厚さ）：１ｍｍ
投入電力：１ｋＷ（２０ｋＨｚのパルス波）
基板Ｗ：ガラス（＃１７３７）、８８０ｍｍ（左右長さ）×６８０ｍｍ（前後幅）
基板Ｗの表面のレジスト膜の処理前接触角：７０°（対水）
プロセスガス：Ｎ_２ ４０ｓｌｍ、ＣＦ_４ ２０ｓｌｍ
各処理通路１６のプロセスガス流量：Ｑｐ＝３０ｓｌｍ
各処理通路１６の下流側部１６ｃの長さ：Ｌ＝９０ｍｍ
各処理通路１６でのプロセスガス流速：Ｖｆ＝４２．８ｍ／ｍｉｎ
搬送速度：Ｖｓ＝４ｍ／ｍｉｎ
したがって、Ｌ×Ｖｆ／Ｖｓ＝９６３（ｍｍ）＞７００（ｍｍ）となり、式１ａを満たす。

その結果、処理後の基板表面のレジスト膜の水に対する接触角を１１０°にすることができ、Ｖｓ＝４ｍ／ｍｉｎの高速スキャン下で十分な撥水表面を得ることができた。

図２と同様の装置Ｍを用いて、撥水化処理を行なった。装置Ｍの寸法構成及び処理条件は、以下の通りである。
高圧電極１３の寸法：４０ｍｍ（左右）×７００（前後）
処理ヘッド１０と基板Ｗの間のギャップ（処理通路１６の厚さ）：１ｍｍ
投入電力：１ｋＷ（２０ｋＨｚのパルス波）
基板Ｗ：ガラス（＃１７３７）、８８０ｍｍ（左右長さ）×６８０ｍｍ（前後幅）
基板Ｗの表面のレジスト膜の処理前接触角： ７０°（対水）
プロセスガス：Ｎ_２ ２０ｓｌｍ、ＣＦ_４ １０ｓｌｍ
各処理通路１６のプロセスガス流量：Ｑｐ＝１５ｓｌｍ
各ノズル１８からのカーテンガス流量：Ｑｃ＝１７．５ｓｌｍ
各排気口１７ａからの排気流量：Ｑｓ＝５０ｌ／ｍｉｎ
大気中の酸素濃度に対する巻き込み酸素濃度の比：ｒ＝０．５
各処理通路１６の下流側部１６ｃの長さ：Ｌ＝９０ｍｍ
各処理通路１６でのプロセスガス流速：Ｖｆ＝２１．４ｍ／ｍｉｎ
搬送速度：Ｖｓ＝４ｍ／ｍｉｎ
したがって、Ｌ×Ｖｆ／Ｖｓ＝４８２（ｍｍ）＞７００（ｍｍ）×ｒ＝３５０（ｍｍ）となり、式１を満たす。

その結果、処理後の基板表面のレジスト膜の接触角ＣＡを、ＣＡ＞１００°にすることができ、Ｖｓ＝４ｍ／ｍｉｎの高速スキャン下で十分な撥水表面を得ることができた。ガスカーテンを形成することにより、処理通路１６の下流側部１６ｃの長さＬ及びプロセスガスの使用量を実施例１（ガスカーテン無し）の場合より十分に小さくできることが確認された。

本発明は、例えば、液晶ガラスなどの基板を撥水化する処理に適用可能である。

本発明の第１実施形態に係る撥水化処理用のダイレクト式常圧プラズマ処理装置の概略構成を示す正面図である。 本発明の第２実施形態に係る撥水化処理用のダイレクト式常圧プラズマ処理装置の概略構成を示す正面図である。 本発明をなすに至る研究課程において、ダイレクト式常圧プラズマ処理装置によってガラス基板上のレジスト膜を撥水化処理した際の搬送速度に対する処理後接触角を示すグラフである。 本発明をなすに至る研究課程において、ダイレクト式常圧プラズマ処理装置の処理通路の下流側部の長さと、処理通路でのプロセスガス流速と、搬送速度を調節した場合の撥水化処理後の接触角を示すグラフである。

符号の説明

Ｍ 撥水化処理用のダイレクト式常圧プラズマ処理装置
Ｗ 基板
２ プロセスガス源
１０ 処理ヘッド
１１ 処理ユニット
１２ ユニット本体
１３ 高圧電極
１４ セラミック板
１５ 導入路
１５ａ プロセスガス導入口
１６ 処理通路
１６ａ プラズマ空間
１６ｂ 処理通路１６の上流側部
１６ｃ 処理通路の下流側部
１７ 排気筒
１７ａ スリット状の排気口
１８ カーテンガス吹出しノズル（カーテンガス吹出し部）
２０ ステージ
２１ 搬送機構
Ｌ 処理通路の下流側部の長さ（プラズマ空間の下流端から排気口までの距離）

Claims (3)

1. 基板の表面に沿う処理通路にフッ化炭素化合物を含むプロセスガスを流すとともに前記処理通路の一部を略大気圧のプラズマ空間にし、前記基板の表面を撥水化処理する常圧プラズマ処理装置であって、
   電源に接続されて、接地電極との間に前記プラズマ空間を形成するための高圧電極と、前記基板と対向して前記処理通路を形成する基板対向面とを有し、前記基板対向面には前記処理通路の上流端に連なるプロセスガスの導入口と前記処理通路の下流端に連なる排気口とが設けられた処理ヘッドと、
   前記基板を前記処理ヘッドに対し前記処理通路の延び方向に沿って相対移動させる搬送機構と、を備え、
   前記搬送機構が前記基板を前記処理ヘッドに対し前記排気口の側から前記導入口の側へ相対移動させるときの搬送速度ＶｓがＶｓ≧４ｍ／ｍｉｎであり、かつ次の式１の関係が満たされ、前記プラズマ空間の下流端での酸素濃度が１００ｐｐｍ以下であり、前記処理通路の厚さが１ｍｍ程度であることを特徴とする撥水化処理用常圧プラズマ処理装置。
   Ｌ×Ｖｆ／Ｖｓ＞７００×ｒ （式１）
   ここで、
   Ｌ：前記プラズマ空間の下流端から排気口までの距離（ｍｍ）
   Ｖｆ：前記処理通路でのプロセスガス流速
   ｒ：大気中の酸素濃度に対する排気口でのプロセスガスを除く雰囲気中の酸素濃度の比
2. 上記式１に代えて、次の式２の関係が満たされることを特徴とする請求項１に記載の撥水化処理用常圧プラズマ処理装置。
   Ｌ×Ｖｆ／Ｖｓ＞１４００×ｒ （式２）
3. 前記処理ヘッドの前記基板対向面には、カーテンガスを吹き出す吹出し口が設けられており、前記吹出し口と前記導入口とが前記排気口を挟んで互いに反対側に設けられ、前記ｒが、前記処理通路のプロセスガス流量と、前記吹出し口からのカーテンガス流量と、前記排気口からの排気流量とによって調節されることを特徴とする請求項１又は２に記載の撥水化処理用常圧プラズマ処理装置。

Images