JP4647705B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、プラズマ処理装置に関する。

例えば、特許文献１には、一対の電極が上下に対向して配置されたプラズマ処理装置が記載されている。上側の電極は電源が接続されて電界印加電極となっている。下側の電極は電気的に接地され、接地電極となっている。これら電極の間に電界が印加され大気圧グロー放電が生成されるとともに処理ガスが導入されプラズマ化されるようになっている。下側の接地電極には、スリット状の噴出口が形成されている。この噴出口から上記処理ガスが下方へ吹き出される。接地電極の下方には被処理物が配置されている。この被処理物に上記噴出口からの処理ガスが吹き付けられ、表面処理がなされるようになっている。
特開２００４−００６２１１号公報

プラズマ処理装置の電極等の各構成部材は、主にネジで連結される。しかし、一般に、ネジの向きがばらばらであり、あるネジを締めると別のネジが締めにくくなるということもある。そのため、締め付けを同時併行して行なうなど、締め付けの順番を工夫する必要があり、組み立て作業が容易でなかった。

上記課題を解決するために、本発明は、処理ガスを放電空間に通して噴出し、前記放電空間の外部の被処理物配置部に配置された被処理物に接触させ、プラズマ表面処理を行なう装置において、
（ａ）前記処理ガスの噴出口を有して前記被処理物配置部に面するとともに電気的に接地された金属製の底板と、前記底板の縁部に連結された枠と、前記枠の底板側とは反対側に連結された蓋とを含む容器と、
（ｂ）前記容器の内側に連結されて収容され、前記容器内を底板側の前記放電空間と蓋側の電極収容部とに仕切る固体誘電体からなる電界印加側誘電部材と、
（ｃ）電源に接続されるとともに、底板側の面が前記電界印加側誘電部材に接するようにして前記電極収容部に収容された電界印加電極と、を備え、更に好ましくは、
（ｄ）前記放電空間と前記噴出口を連ねる噴出導孔を有して、前記底板の内面に重ねられた固体誘電体からなる接地側誘電部材を備え、
前記容器と電界印加側誘電部材との連結、前記底板と枠との連結、前記枠と蓋との連結のうち少なくとも１つが、基端部を蓋側に向け先端部を底板側に向けたネジにてなされることを特許請求しない特徴とし、前記容器と電界印加側誘電部材との連結、前記底板と枠との連結、前記枠と蓋との連結の全てが、後述する一体形成とスライド嵌め込みを除き、基端部を蓋側に向け先端部を底板側に向けたネジにてなされることを特許請求する特徴とする。上記特許請求する特徴によれば、組み立ての際のネジ止め作業の容易化を図ることができる。
前記底板と前記枠とは、前記ネジにて連結されるのに代えて、１つの金属部材で一体形成されていてもよい。
前記ネジが、前記２つの被連結部材（容器と電界印加側誘電部材、または底板と枠、または枠と蓋）を直接的に連結するようになっていてもよく、前記２つの被連結部材に跨るブラケットなどの他の部材（連結補助部材）を介して間接的に前記２つの被連結部材を連結するようになっていてもよい。後者の間接的に連結する場合、前記ネジは、少なくとも１つあり、１つのネジで、前記２つの被連結部材のうち一方と前記連結補助部材とを連結し、もう１つのネジで、他方の被連結部材と連結補助部材とを連結する。
前記容器の底板、枠、蓋は、それぞれ一体物に限られず、複数のパーツから構成されていてもよい。例えば、枠が、周方向または厚さ方向（底板と蓋の対向方向）に複数のパーツに分割されていてもよい。前記蓋が、中央パーツと周縁パーツ（フランジ）とに分割されていてもよい。これら複数のパーツは、前記基端部を蓋側に向け先端部を底板側に向けたネジで互いに連結されるようになっていてよく、他の方向を向くネジや接着剤などの他の接合手段で互いに連結されるようになっていてもよい。

前記電界印加側誘電部材が、前記電界印加電極の底板側の面を覆う覆部と、この覆部の縁部から蓋側へ突出された壁部とを有し、前記蓋と前記壁部とが前記ネジの１つにて連結されていることが好ましい。

前記電界印加電極の前記蓋を向く面に押さえ部材が宛てられ、この押さえ部材の端部が、基端部を蓋側に向け先端部を底板側に向けたネジにて前記壁部に連結されていることが好ましい。これによって、電界印加電極を電極収容部の内部に安定的に設置できる。押さえ部材は、ネジによって容易に取り付けることができる。

前記蓋が、前記電界印加側誘電部材との間に前記電極収容部を形成する蓋本体部と、この蓋本体部の縁に設けられた鍔部とを有し、前記鍔部と前記枠とが前記ネジの１つにて連結されていることが好ましい。
前記蓋と前記壁部とが前記ネジの１つにて連結されるとともに、前記鍔部と前記枠とが前記ネジの他の１つにて連結されていることがより好ましい。
前記底板と前記枠とが前記ネジの１つにて連結され、前記底板の前記ネジのための雌ネジ孔が、前記底板の前記被処理物配置部を向く面に達していないことが好ましい。これにより、底板と被処理物との間の処理ガスの流れが、雌ネジ孔及びネジによって乱されることがないようにすることができる。

前記電界印加側誘電部材と前記接地側誘電部材の何れか一方の端部に他方に突出して突き当たる段差部が形成されていることが好ましい。
これによって、放電空間の厚さを確保することができる。また、組み立ての際は、容器内に、接地側誘電部材、電界印加側誘電部材、電界印加電極を順次収容し、さらに蓋を被せ、ネジ止めすることができる。

前記容器の底部と枠は、互いに別部材で構成されていてもよく、１つの金属部材で一体形成されていてもよい。底部と枠が、互いに別部材で構成されている場合、前記ネジの１つにて連結されているのが好ましい。底部と枠が、一体形成されている場合、前記ネジによる連結は不要である。
前記蓋の蓋本体部と鍔部とは、一体形成されていてもよく、互いに別部材に構成され、ネジまたは接着剤などの接合手段にて接合されるようになっていてもよい。

前記枠には、前記蓋の端部を当該枠の縁に沿ってスライド可能かつこのスライド方向と交差する方向に変位不能に嵌め込む嵌合凹部が形成され、前記枠と前記蓋が、前記ネジに代えて又は加えて、前記嵌合凹部に前記蓋の端部が嵌め込まれることによって連結されていてもよい。これによって、枠と蓋の連結を簡易化できる。
この場合、前記蓋の端面が、前記底板の側へ向かうにしたがって外側へ突出する斜面になり、前記嵌合凹部の内面が、前記底板の側とは反対側に向かうにしたがって内側へ突出し前記蓋の端面に宛がわれる斜めの面を有していることが好ましい。これによって、蓋を枠に対し枠の縁に沿ってスライド可能かつこのスライド方向と交差する方向に変位不能に嵌め込むことができる。

本発明は、ほぼ大気圧近傍下（常圧下）でのプラズマ処理に好適である。ここで、ほぼ大気圧近傍下（ほぼ常圧）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易化を考慮すると、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、プラズマ処理装置の容器の各構成要素や容器内に収容される誘電部材のネジ止めを容易化でき、ひいては組み立て作業の容易化を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る大気圧プラズマ処理装置を、図２のI-I線に沿って示す正面断面図である。 図１のII-II線に沿う、上記大気圧プラズマ処理装置の処理ヘッドの側面断面図である。 上記処理ヘッドの分解斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る大気圧プラズマ処理装置を示す正面断面図である。 本発明の第３実施形態に係る大気圧プラズマ処理装置の処理ヘッドを示す正面断面図である。 本発明の第４実施形態に係る大気圧プラズマ処理装置の処理ヘッドを示す正面断面図である。 本発明の第５実施形態に係る大気圧プラズマ処理装置の処理ヘッドを示す正面断面図である。 本発明の第６実施形態に係る大気圧プラズマ処理装置の処理ヘッドを示す正面断面図である。

符号の説明

Ｗ 被処理物
１ 処理ヘッド
１ａ 処理空間
２ 被処理物配置部
１０ 容器
１０ａ 電極収容部
１０ｅ 放電空間
１１ 底板（接地電極）
１１ａ 噴出口
１２ 枠
１２ｄ 嵌合凹部
１２ｅ 斜めの面
１２ｇ 雌ネジ孔
１３ 蓋
１６ 蓋本体部
１７ 鍔部
１７ｅ 斜面
２０ 電界印加電極
３０ 電界印加側誘電部材
３１ 覆部
３２ 壁部
４０ 接地側誘電部材
４０ａ 噴出導孔
４１ 段差部
５１，５２，５３，５５ ネジ
６０ 押さえ部材
７０ 接着剤

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１〜図３は、本発明の第１実施形態を示したものである。大気圧プラズマ処理装置は、処理ヘッド１と、被処理物配置部２とを備えている。被処理物配置部２は、ステージやコンベアで構成されており、その上側に被処理物Ｗが配置されるようになっている。被処理物Ｗは、例えばガラス基板や半導体基板である。
被処理物配置部２は、被処理物Ｗを図１の左右方向に搬送できるようになっている。被処理物Ｗが位置固定されていてもよく、処理ヘッド１が左右方向に移動するようになっていてもよい。

処理ヘッド１は、図示しない架台に支持され、被処理物配置部２の上側に離れて位置されている。図１及び図２に示すように、処理ヘッド１は、容器１０と、この容器１０内に収容された電界印加電極２０とを備え、図１の紙面と直交する前後方向に延びている。

容器１０は、底板１１と、枠１２と、蓋１３とを有している。
底板１１は、ステンレス等の耐熱性及び耐腐食性の高い金属で構成され、長手方向を前後（図１の紙面直交方向）に向け、短手方向を左右に向けた平板状をなしている。底板１１には、多数の噴出口１１ａが厚さ方向に貫通するように形成されている。これら噴出口１１ａは、規則的に（例えば四角格子状又は三角格子状等）に配列されている。各噴出口１１ａは、例えば直径３ｍｍ程度の円形になっている。
噴出口１１ａの形状は、真円に限られず、楕円などの変形円形でもよく、多角形でもよく、処理ヘッド１の長手方向又は短手方向に延びるスリット状でもよい。
底板１１の下面は、被処理物配置部２ひいては被処理物Ｗと対向し、被処理物Ｗとの間に処理空間１ａを形成するようになっている。
底板１１は、接地線３ｂ（図１）を介して電気的に接地され、後記のように、電界印加電極２０に対する接地電極となっている。

図３に示すように、枠１２は、前後（図１の紙面直交方向）に延びる金属製の一対の長辺側枠部１４と、左右（図２の紙面直交方向）に延びる金属製の一対の短辺側枠部１５とを有している。これら４つの枠部１４，１５は、それぞれ別体になっている。４つの枠部１４，１５が、平面視長方形に組まれている。枠部１４，１５のうち直交するものどうしがネジ５４（図３）で連結されている。長辺側枠部１４は、底板１１の長辺側の縁部（短手方向の両端部）に沿って配置されている。短辺側枠部１５は、底板１１の短辺側の縁部（長手方向の両端部）に沿って配置されている。これら枠部１４，１５の下面が、底板１１の上面に当接されている。枠１２の内側の開口部が、底板１１によって下側から塞がれている。

図１に示すように、一対の長辺側枠部１４には、それぞれガス導入路１２ａが長手方向に延びるように形成されている。処理ガス源４からのガス供給路４ａが、ガス導入路１２ａの一端部に連なっている。ガス導入路１２ａの側部からガス導入口１２ｂが分岐されている。ガス導入口１２ｂは、ガス導入路１２ａの延び方向（図１の紙面直交方向）に間隔を置いて複数設けられている。各ガス導入口１２ｂは、長辺側枠部１４の内側面に達して開口されている。
なお、上記処理ガス源４には、処理目的に応じた処理ガスが蓄えられている。

さらに、枠１２の内部のガス導入路１２ａより下側には、接地側冷却路１２ｃが長手方向に延びるように形成されている。接地側冷却路１２ｃには、冷却媒体供給手段（図示省略）からの冷却媒体が通されるようになっている。冷却媒体として例えば水が用いられている。

枠１２の上側（底板１１側とは反対側）に蓋１３が設けられている。
蓋１３は、耐腐食性の高い樹脂（絶縁体）で構成されている。蓋１３は、中央の蓋本体部１６と、この蓋本体部１６の周縁に設けられた鍔部１７とを一体に有し、処理ヘッド１の長手方向に延びている。蓋本体部１６の下面の周縁部には、脚部１８が設けられている。脚部１８は、蓋本体部１６から下方へ突出されている。蓋本体部１６が、枠１２の内側の開口を上方から塞いでいる。脚部１８が、枠１２の内側の上端部に差し入れられている。鍔部１７が、枠１２の上面に載せられ当接されている。枠１２を挟んで、蓋１３と底板１１が上下に対向されている。

容器１０の内部に、電界印加電極２０と、電界印加側誘電部材３０と、接地側誘電部材４０とが収容されている。
電界印加電極２０は、ステンレスやアルミニウム等の金属で構成されている。電極３０は、長手方向を前後（図１の紙面直交方向）に向け、短手方向を左右に向けた平板状をなし、接地電極としての底板１１の上方に離れて位置されている。電界印加電極２０は、給電線３ａを介して電源３に接続されている。

図１に示すように、電極２０の内部には、電界印加側冷却路２０ｃが形成されている。冷却路２０ｃは、電極２０の長手方向に延びている。冷却路２０ｃには、図示しない冷却媒体供給手段からの冷却媒体が通されるようになっている。冷却媒体として例えば水が用いられている。

電源３から電界印加電極２０への電圧供給により、電界印加電極２０と接地電極としての底板１１との間に電界が印加され大気圧グロー放電が生成されるようになっている。ここで、大気圧グロー放電は、アークやストリーマーが観測されない、見た目均一の放電である。

図３に示すように、電界印加側誘電部材３０は、アルミナ等のセラミック（固体誘電体）で構成されている。誘電部材３０は、覆部３１と、一対の壁部３２，３２とを一体に有している。覆部３１は、前後方向（図１の紙面直交方向）に延びる底板状になっている。一対の壁部３２，３２は、覆部３１の左右両端部（長辺側の縁部）から上（蓋１３側）へ突出されている。これら覆部３１と壁部３２，３２が組み合わさり、誘電部材３０が、上面及び長手方向の両端が開口された略Ｕ字状の断面になっている。

誘電部材３０の上方に蓋１３の本体部１６が被さっている。誘電部材３０の上面開口が蓋本体部１６によって塞がれている。蓋本体部１６と誘電部材３０との間に電極収容部１０ａが画成されている。電極収容部１０ａに電極２０が収容されている。電極２０は、覆部３１の上面に載置されている。覆部３１は、電極２０の底板１１を向く下面（電界印加側放電面）に当接して覆い、電極２０，１１間の放電を安定化させる誘電体層としての役目を担っている。

電極２０の上方には蓋本体部１６が被さっている。電極２０の左右の側面には、誘電部材３０の壁部３２が対面している。電極２０の上面と蓋本体部１６との間、及び電極２０の側面と壁部３２との間には、十分な厚さの絶縁隙間が形成されている。

図２に示すように、誘電部材３０の長手方向の両端部には、エンドピース３５が設けられている。エンドピース３５は、アルミナ等のセラミック（絶縁体）で構成されている。エンドピース３５によって電極２０と短辺側枠部１５とが絶縁されている。電極２０の長手方向の両端面とエンドピース３５との間には、電界印加電極２０の伸び変形を許容する若干のクリアランスが設けられている。

接地側誘電部材４０は、アルミナ等のセラミック（固体誘電体）で構成されている。誘電部材４０は、長手方向を前後（図１の紙面直交方向）に向け、短手方向を左右に向けた平板状をなしている。この接地側誘電部材４０が、容器１０の内底面（底板１１の上面）に重ねられている。これにより、接地電極としての底板１１の上面（電界印加電極２０との対向面）が誘電部材４０に当接されて覆われている。接地側誘電部材４０は、電極２０，１１間の放電を安定化させる誘電体層としての役目を担っている。
誘電部材４０の外周縁と枠１２の内周面との間には、誘電部材４０の収容操作を可能にする程度のクリアランスが形成されている。

接地側誘電部材４０には、厚さ方向に貫通する多数の噴出導孔４０ａが形成されている。これら噴出導孔４０ａは、接地電極１１の噴出口１１ａと一対一に対応するように配列され、それぞれ対応する噴出口１１ａに連なっている。噴出導孔４０ａは、噴出口１１ａより小さく、例えば直径１ｍｍ程度の円形になっている。
噴出導孔４０ａの形状は、真円に限られず、楕円などの変形円形でもよく、多角形でもよく、処理ヘッド１の長手方向又は短手方向に延びるスリット状でもよい。噴出導孔４０ａの形状は、噴出口１１ａと相似形にするのが好ましいが、平面視で噴出導孔４０ａの内側に接地電極としての底板１１が露出しない限り、噴出導孔４０ａが噴出口１１ａとは異なる形状になっていてもよい。

図２及び図３に示すように、接地側誘電部材４０の長手方向の両端縁には、それぞれ上に突出する段差部４１が形成されている。段差部４１は、誘電部材４０の長手方向の端縁に沿って延びている。図２に示すように、電界印加側誘電部材３０の長手方向の両端部が、接地側誘電部材４０の段差部４１に載置されている。

図１に示すように、容器１０の内部は、電界印加側誘電部材３０によって、該誘電部材３０の内側の上記電極収容部１０ａと、処理ガス流通部１０ｂ（放電空間１０ｅを含む）とに仕切られている。処理ガス流通部１０ｂは、誘電部材３０の下方及び左右外側に位置している。

処理ガス流通部１０ｂは次のように構成されている。
電界印加側誘電部材３０の左右の壁部３２と長辺側枠部１４との間には、側部隙間１０ｃが形成されている。側部隙間１０ｃの上端部にガス導入口１２ｂが連なっている。
電界印加側誘電部材３０の覆部３１と接地側誘電部材４０との間には、上記段差部４１の高さ分の厚さのギャップ１０ｄが形成されている。このギャップ１０ｄの左右中央部が、上記電極２０，１１間への電界印加により放電空間１０ｅとなる。
ギャップ１０ｄの左右端部は、それぞれ側部隙間１０ｃの下端部に連なっている。これらギャップ１０ｄと側部隙間１０ｃとによって処理ガス流通部１０ｂが構成されている。
ギャップ１０ｄに噴出導孔４０ａが連なっている。

上記処理ガス源４からの処理ガスが、ガス供給路４ａ、ガス導入路１２ａ、ガス導入口１２ｂ、側部隙間１０ｃを順次経て、ギャップ１０ｄの中央部の放電空間１０ｅへ導入され、プラズマ化（分解、励起、活性化、ラジカル化、イオン化を含む）される。プラズマ化された処理ガスが、噴出導孔４０ａを経て、噴出口１１ａから下方の処理空間１ａへ噴き出され、被処理物Ｗに接触される。これによって、被処理物Ｗの表面上で反応が起き、所望の表面処理が行なわれるようになっている。
電界印加電極３０と被処理物Ｗとの間に、接地電極１１が介在されているので、電界印加電極３０から被処理物Ｗにアーク等の異常放電が落ちるのを防止することができる。
電界印加電極３０が蓋１３と誘電部材３０の間の電極収容部１０ａに収容され、処理ガス流通部１０ｂから隔離されているので、電極３０からのパーティクルがガス流通部１０ｂに侵入するのを防止することができる。

本発明の要旨に係る処理ヘッド１の各構成部材の連結構造を説明する。
図１に示すように、長めのネジ５１が、蓋１３の鍔部１７及び枠１２を垂直に貫通し、底板１１の周縁部にねじ込まれている。これにより、底板１１が、枠１２の下端面に強く押し当てられて連結されている。ネジ５１の基端部（頭部）は、上（蓋１３の側）へ向けられ、鍔部１７の内部に位置されている。ネジ５１の先端部（脚部）は、下（底板１１の側）へ向けられ、底板１１の内部に位置されている。

鍔部１７及び枠１２には、挿通孔１０ｆが上下に貫通形成されている。挿通孔１０ｆにネジ５１が挿通されている。
底板１１には、雌ネジ孔１１ｆが形成されている。雌ネジ孔１１ｆにネジ５１の先端部が螺合されている。雌ネジ孔１１ｆは、底板１１の上面から下へ延びている。雌ネジ孔１１ｆの下端部は、底板１１の厚さ方向の中間部に位置され、底板１１の下面（被処理物配置部２を向く面）へは達していない。

短いネジ５２が、蓋１３の鍔部１７を厚さ方向（上下）に貫通して枠１２の上端部にねじ込まれている。これにより、枠１２の上面が、鍔部１７の下面に強く押し当てられ、蓋１３と枠１２とが互いに連結されている。ネジ５２の基端部は、上へ向けられ、鍔部１７の内部に位置されている。ネジ５２の先端部は、下へ向けられ、枠１２の内部に位置されている。
鍔部１７には、挿通孔１３ｇが厚さ方向（上下方向）に貫通形成されている。挿通孔１３ｇにネジ５２が挿通されている。
枠１２の上端部には、雌ネジ孔１２ｇが形成されている。雌ネジ孔１２ｇにネジ５２の先端部が螺合されている。

電界印加側誘電部材３０の壁部３２の上端部は、蓋１３の脚部１８に当接されている。ネジ５３が、蓋１３を垂直に貫通し、壁部３２の上端部にねじ込まれている。これにより、壁部３２の上面が脚部１８に強く押し当てられ、電界印加側誘電部材３０が蓋１３に連結されている。ネジ５３の基端部は、上へ向けられ、蓋１３の内部に位置されている。ネジ５２の先端部は、下へ向けられ、脚部１８の内部に位置されている。
蓋１３には、挿通孔１０ｈが厚さ方向（上下方向）に貫通形成されている。挿通孔１０ｈにネジ５３が挿通されている。
壁部３２の上端部には、雌ネジ孔３２ｈが形成されている。雌ネジ孔３２ｈにネジ５３の先端部が螺合されている。

処理ヘッド１の組み立て手順の一例を説明する。
４つの枠部１４，１５を長方形に組み、これら枠部１４，１５をネジ５４で止め、枠１２を作る。この枠１２を底板１１の上に配置する。枠１２の内側には、接地側誘電部材４０を収容する。この接地側誘電部材４０を底板１１の上面に載置する。
次に、枠１２の内部に電界印加側誘電部材３０を挿入する。この電界印加側誘電部材３０の長手方向の両端部を段差部４１の上に載せる。
次に、電界印加側誘電部材３０の内部に電界印加電極２０を挿入し、この電界印加電極２０を覆部３１の上面に載置する。電界印加電極２０の長手方向の両端部には、エンドピース３５を配置する。
次いで、蓋１３を部材２０，３０，１２の上に被せる。

そして、長めのネジ５１を垂直にして、蓋１３及び枠１２を介して底板１１にねじ込む。これによって、底板１１と枠１２とを上下に押し当て連結できる。また、短いネジ５２を垂直にして、蓋１３を介して枠１２にねじ込む。これにより、蓋１３と枠１２とを上下に圧接させ連結できる。さらに、ネジ５３を垂直にして、蓋１３を介して電界印加側誘電部材３０にねじ込む。これによって、蓋１３と電界印加側誘電部材３０とを上下に押し当て連結できる。
ネジ５１，５２，５３がすべて同方向（上下）に向けられており、どのネジ５１〜５３によっても、連結される部材どうしが上下に押し当てられるようになっている。したがって、どのネジを先に締めても、残りのネジ締めの支障にはなることはない。したがって、締め付けの順番を工夫する必要がなく、同時併行して締め付ける必要もなく、任意の順番で容易にネジ締めすることができる。組み立てと分解が容易なので、ユーザー自身が生産ラインなどの現場でメンテナンスすることができる。また、生産ラインなどにおいて、処理ヘッド１の近傍に他の装置があっても、処理ヘッド１の上方に作業空間が確保できれば、メンテナンス作業を行うことができる。もちろん、狭い空間で処理ヘッド１を組み立てることもできる。

底板１１の連結用ネジ５１の頭部は、上側を向いており、処理空間１ａに露出することがない。また、底板１１の雌ネジ孔１１ｆが、底板１１の厚さ方向の中間部で止まり、底板１１の下面に貫通していない。したがって、ネジ５１の下端部は、底板１１で覆われ、処理空間１ａに露出していない。これによって、処理空間１ａ内での処理ガスの流れが乱されるのを防止することができる。

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した構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を適宜省略する。
図４は、本発明の第２実施形態を示したものである。この実施形態では、底板１１と枠１２とが、１つの金属部材によって構成され、互いに一体になっている（一体に連結されている）。したがって、底板１１と枠１２の連結用ネジ５１は設けられておらず、底板１１と枠１２の連結作業は不要である。

枠１２の高さは、第１実施形態より小さくなっている。枠１２の内部には、冷却路１２ｃが形成されている。冷却路１２ｃは、底板１１と枠１２が別体の場合よりも、底板１１に近づけて配置することができる。これにより、底板１１（接地電極）の冷却効率を高めることができる。

また、第２実施形態では、蓋１３の中央の本体部１６と周縁の鍔部１７とが、互いに別部材で構成され、これら本体部１６と鍔部１７とが分離可能になっている。蓋本体部１６は、第１実施形態の蓋１３と同様の耐腐食性を有する樹脂材料にて構成されている。蓋本体部１６の幅は、電界印加側誘電部材３０の幅と同じ大きさになっている。この蓋本体部１６が、電界印加電極２０及び電界印加側誘電部材３０に被さっている。蓋本体部１６の周縁の脚部１８が、電界印加側誘電部材３０の壁部３２の上面に突き当てられている。

垂直なネジ５３が、挿通孔１０ｈに通されている。ネジ５３の先端が、壁部３２の雌ネジ孔３２ｈにねじ込まれている。これにより、蓋本体部１６と電界印加側誘電部材３０とが連結されている。蓋本体部１６と電界印加側誘電部材３０の間に電極収容部１０ａが画成されている。蓋本体部１６の外側面と電界印加側誘電部材３０の壁部３２の外側面は、互いに面一になっている。

鍔部１７は、ステンレスやアルミ等の金属で構成されているが、これに限定されるものではなく、蓋本体部１６と同様の樹脂で構成されていてもよい。鍔部１７の厚さ（上下方向の寸法）は、第１実施形態より大きくなっている。この鍔部１７が、蓋本体部１６と壁部３２とに跨って、これら蓋本体部１６の外側面及び壁部３２の外側面に当接されている。鍔部１７は、水平なネジ５６にて蓋本体部１６に連結されている。

鍔部１７の下端部が、枠１２の上面に載せられている。垂直なネジ５２が、鍔部１７の挿通孔１３ｇに通されている。ネジ５２の先端部が、枠１２の雌ネジ孔１２ｇにねじ込まれている。これにより、鍔部１７と枠１２が連結されている。

処理ガス導入路１２ａ及びガス導入口１２ｂは、枠１２には形成されず、鍔部１７に形成されている。

この実施形態においては、蓋本体部１６と鍔１６とを水平なネジ５６で連結した後、垂直なネジ５２，５３による蓋１３と枠１２及び電界印加側誘電部材３０との連結を行なうのが好ましい。

図５は、本発明の第３実施形態を示したものである。第３実施形態の処理ヘッド１には、四種類のネジが設けられている。１つは、底板１１と枠１２を連結するためのネジ５１である。他の１つは、蓋１３と枠１２を連結するネジ５２である。他の１つは、蓋１３と電界印加側誘電部材３０を連結するためのネジ５３である。残る１つは、押さえ部材６０と誘電部材３０を連結するためのネジ５５である。

押さえ部材６０は、電界印加電極２０を１０ａ内に安定的に設置するためのものである。押さえ部材６０は、耐腐食性の高い樹脂（絶縁体）で構成されている。押さえ部材６０は、本体部６１と、一対の被固定部６２，６２とを有している。本体部６０は、左右に延びる板状になっている。この本体部６１が、電極２０の上面（蓋１３を向く面）に宛がわれている。本体部６１の両端部は、電極２０より左右外側に延び出ている。

本体部６１の両端部に被固定部６２が設けられている。被固定部６２は、本体部６１より下に突出されている。被固定部６２の下端部が、誘電部材３０の壁部３２の上端面（蓋１３を向く面）に載せられている。被固定部６２と壁部３２とが、ネジ５５によって連結されている。ネジ５５は、基端部を上（蓋１３側）に向け、先端部を下（底板１１側）に向けている。被固定部６２には、挿通孔６２ｅが上下に貫通するように形成されている。挿通孔６２ｅにネジ５５が挿通されている。壁部３２の上面には、雌ネジ孔３２ｅが形成されている。雌ネジ孔３２ｅにネジ５５の先端部がねじ込まれている。

押さえ部材６０によって電極２０が上から押さえ付けられている。これにより、電極２０の位置ずれを防止できる。押さえ部材６０は、電極２０の長手方向（図５の紙面と直交する方向）の中央部に１つだけ配置されていてもよく、電極２０の長手方向に離れて複数配置されていてもよい。

蓋１３の左右の脚部１８，１８の内側面（電極２０を向く面）には、それぞれ逃げ凹部１８ｅが形成されている。逃げ凹部１８ｅに被固定部６２が嵌め込まれている。

枠１２の上端面と内側面との角には、段差状の鍔嵌合凹部１２ｆが形成されている。嵌合凹部１２ｆに鍔１７が嵌め込まれている。

ネジ５１用の挿通孔１０ｆは、枠１２の上面から下端部の付近まで大径になっている。この挿通孔１０ｆの大径部にネジ５１の頭部（基端部）を収容できるようになっている。底板１１の周辺部には、凸部１１ｅが上に突出するように形成されている。この凸部１１ｅの上面に雌ネジ孔１１ｆが形成されている。したがって、ネジ５１を短くできる。また、雌ネジ孔１１ｆを深くでき、ネジ５１のねじ込み量を大きくでき、枠１２と底板１１をしっかりと固定できる。

ネジ５３用の挿通孔１０ｈについても、蓋１３の上面から下端部の付近まで大径になっている。この挿通孔１０ｈの大径部にネジ５３の頭部（基端部）を収容できるようになっている。したがって、ネジ５３を短くできる。

第３実施形態の処理ヘッド１を組み立てる際は、電極２０を誘電部材３０の内側に収容した後、押さえ部材６０の本体部６１を電極２０の上に載せる。続いて、ネジ５５を挿通孔６２ｅに差し入れ、雌ネジ孔３２ｅにねじ込む。これによって、被固定部６２を壁部３２に簡単に固定できる。その後、蓋１３を被せ、嵌合凹部１２ｆに鍔１７を嵌め込み、逃げ凹部１８ｅに被固定部６２を嵌め込む。そして、ネジ５２で蓋１３と枠１２を連結する。

図６は、本発明の第４実施形態を示したものである。第４実施形態の処理ヘッド１は、底板１１と枠１２が一体になっている点を除き、第３実施形態（図５）の処理ヘッド１と同じになっている。したがって、底板１１と枠１２を連結するためのネジ５１は不要である。第４実施形態の処理ヘッド１には、三種類のネジが設けられている。１つは、蓋１３と枠１２を連結するネジ５２である。他の１つは、蓋１３と誘電部材３０を連結するためのネジ５３である。残る１つは、押さえ部材６０と誘電部材３０を連結するためのネジ５５である。

第４実施形態は、底板１１と枠１２が一体である点で第２実施形態（図４）と同様であるが、第２実施形態とは異なり、蓋１３の蓋本体部１６と鍔１７とが分割されていない。したがって、ネジ５６（図４）は不要である。

図７は、本発明の第５実施形態を示したものである。第５実施形態の処理ヘッド１は、枠１２と蓋１３の連結構造を除き、第４実施形態（図６）の処理ヘッド１と同じになっている。第５実施形態の処理ヘッド１には、二種類のネジが設けられている。１つは、蓋１３と誘電部材３０を連結するためのネジ５３である。他の１つは、押さえ部材６０と誘電部材３０を連結するためのネジ５５である。枠１２と蓋１３を連結するネジ５２（図６）は設けられていない。枠１２と蓋１３とは、ネジ５２に代えて、以下のように連結されている。

蓋１３の鍔１７の左右の端面１７ｅは、下に向かうにしたがって外側に突出する斜面になっている。

枠１２の長辺枠部１４の上端面と内側面との角には、嵌合凹部１２ｄが形成されている。嵌合凹部１２ｄの内面のうち底面と交差する端面１２ｅは、上に向かうしたがって内側に突出する斜面になっている。嵌合凹部１２ｄに鍔１７が嵌め込まれている。嵌合凹部１２ｄの斜めの端面１２ｅが、鍔１７の斜めの端面１７ｅの上に被さるように接している。これによって、蓋１３が長手方向（枠部１４の縁に沿う長手方向、図７の紙面と直交する方向）にスライド可能になるとともに、長手方向と交差する方向に変位するのが阻止されている。特に、蓋１３が枠１２から上方へ外れるのが阻止されている。

図示は省略するが、蓋１３の長手方向の両端面には、短辺枠部１５，１５（図２及び図３参照）がそれぞれ当たっている。これにより、蓋１３の長手方向へのスライドが阻止されている。両端の短辺枠部１５，１５のうち少なくとも１つは、長辺枠部１４及び底板１１と別体になっており、長辺枠部１４及び底板１１に対して着脱できるようになっている。

処理ヘッド１を組み立てる際は、まず、電極２０と、誘電部材３０と、押さえ部材６０と、蓋１３とを、互いに組み立てる。上記別体の短辺枠部１５は、長辺枠部１４及び底板１１から分離しておく。次に、鍔１７を、上記別体の短辺枠部１５が取り外されている端部側から嵌合凹部１２ｄに嵌め込み、組立体（１３＋２０＋３０＋６０）を長手方向（図７の紙面と直交する方向）にスライドさせ、組立体（１３＋２０＋３０＋６０）を枠１２の内部に収容する。接地側誘電部材４０は、予め底板１１上に配置しておいてもよく、組立体（１３＋２０＋３０＋６０）をスライドさせた後で底板１１と誘電部材３０の間に差し入れてもよい。その後、上記別体の短辺枠部１５を取り付け、組立体（１３＋２０＋３０＋６０）をスライド不能にする。

図８は、本発明の第６実施形態を示したものである。第６実施形態の処理ヘッド１は、電極２０の安定化構造を除き、第５実施形態（図７）の処理ヘッド１と同じになっている。第６実施形態の処理ヘッド１には、蓋１３と誘電部材３０を連結するための一種類のネジ５３が設けられている。該処理ヘッド１には、第５実施形態とは異なり、押さえ部材６０とネジ５５（図７）が設けられていない。これら押さえ部材６０及びネジ５５に代えて、接着剤７０が、電極２０の側面と誘電部材３０との間に充填されている。接着剤７０によって、電極２０が誘電部材３０に位置固定されている。

本発明は、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、底板１１と枠１２との連結、枠１２と蓋１３との連結、容器１０と電界印加側誘電部材３０との連結の少なくとも１つが、基端部を蓋１３側に向け先端部を底板１１側に向けたネジ５１〜５３にてなされるようになっていればよく、必ずしも、上記の連結の全てが上記ネジ５１〜５３にてなされている必要はない。
上記連結されるべき２つの部材１１と１２；１２と１３；１０と３０どうしが、基端部を蓋１３側に向け先端部を底板１１側に向けたネジ５１〜５３に加えて、それ以外の向きのネジでも連結されるようになっていてもよい。
電界印加側誘電部材３０が、蓋１３に代えて枠１２に連結されるようになっていてもよい。
第１〜第６実施形態の構成を組み合わせてもよい。例えば、第１実施形態の本体部１６と鍔部１７が一体物になった蓋１３と、第２実施形態の一体物の底板１１及び枠１２とを組み合わせてもよい。
底板１１と枠１２が別体になった構造（図１、図５、図６）と、第５及び第６実施形態（図７、図８）の鍔１７と嵌合凹部１２ｄのスライド嵌合構造とを組み合わせてもよい。
第５及び第６実施形態（図７、図８）においても、鍔１７を枠１２にスライド嵌合させた後、これら鍔１７と枠１２をネジ５２で連結することにしてもよい。
第５、第６実施形態の嵌合凹部１２ｄは、蓋１３の端部を枠１２の縁に沿ってスライド可能かつこのスライド方向と交差する方向に変位不能に嵌め込むようになっていればよく、嵌合凹部１２ｄの内面が、鍔１７の上面に被さる面を有していてもよい。

処理ヘッド１の組み立て手順は、適宜変更してもよい。例えば、第１実施形態において、ネジ５３による電界印加側誘電部材３０と蓋１３との連結後、ネジ５１，５２による蓋１３と枠１２、及び蓋１３と底板１１の連結を行なうことにしてもよい。この場合、誘電部材４０に段差部４１が無くてもよい。
接地側誘電部材４０に代えて、電界印加側誘電部材３０の長手方向の両端部の下面にギャップ１０ｄの厚さを維持する段差部を設けることにしてもよい。ギャップ１０ｄの厚さを維持する手段として、上記段差部に加えて、又はそれに代えて、誘電部材３０，４０の長手方向の中間部どうしの間に、スペーサを介在させてもよい。スペーサは、何れかの誘電部材３０，４０と一体の凸部にて構成されていてもよい。
接地側誘電部材４０を省略し、電界印加側誘電部材３０の覆部３１と底板１１とによってギャップ１０ｄが画成されるようにしてもよい。或いは、底板１１の上面にアルミナ等の溶射膜を被膜することにしてもよい。
枠１２は、少なくとも一対の長辺側枠部１４があればよく、短辺側枠部１５は省略してもよい。
処理ヘッド１の姿勢は、底板１１が下を向き、蓋１３が上を向く状態に限られず、底板１１が上又は横を向く状態になっていてもよく、斜めの状態になっていてもよい。処理ヘッド１の姿勢に合わせて、被処理物Ｗを底板１１と対向するように処理ヘッド１の上に配置したり横に配置したり斜めに配置したりすることにしてもよい。
本発明は、洗浄、表面改質（親水化、撥水化等）、エッチング、成膜などの種々の表面処理に適用可能である。大気圧近傍下でのプラズマ処理に限られず、真空下でのプラズマ処理にも適用可能である。

この発明は、例えばフラットパネルディスプレイ用のガラス基板や半導体基板の製造工程における表面処理に適用可能である。

Claims (9)

1. 処理ガスを放電空間に通して噴出し、前記放電空間の外部の被処理物配置部に配置された被処理物に接触させ、プラズマ表面処理を行なう装置において、
   （ａ）前記処理ガスの噴出口を有して前記被処理物配置部に面するとともに電気的に接地された金属製の底板と、前記底板の縁部に連結された枠と、前記枠の底板側とは反対側に連結された蓋とを含む容器と、
   （ｂ）前記容器の内側に連結されて収容され、前記容器内を底板側の前記放電空間と蓋側の電極収容部とに仕切る固体誘電体からなる電界印加側誘電部材と、
   （ｃ）電源に接続されるとともに、底板側の面が前記電界印加側誘電部材に接するようにして前記電極収容部に収容された電界印加電極と、
   を備え、前記容器と電界印加側誘電部材との連結、前記底板と枠との連結、前記枠と蓋との連結の全てが、基端部を蓋側に向け先端部を底板側に向けたネジにてなされることを特徴とするプラズマ処理装置。
2. （ｄ）前記放電空間と前記噴出口を連ねる噴出導孔を有して、前記底板の内面に重ねられた固体誘電体からなる接地側誘電部材を更に備え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. 前記電界印加側誘電部材が、前記電界印加電極の底板側の面を覆う覆部と、この覆部の縁部から蓋側へ突出された壁部とを有し、
   前記蓋と前記壁部とが前記ネジの１つにて連結されている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. 前記電界印加電極の前記蓋を向く面に押さえ部材が宛てられ、この押さえ部材の端部が、基端部を蓋側に向け先端部を底板側に向けたネジにて前記壁部に連結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. 前記底板と前記枠が、前記ネジにて連結されるのに代えて、１つの金属部材で一体形成されてい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. 前記底板と前記枠とが前記ネジの１つにて連結され、前記底板の前記ネジのための雌ネジ孔が、前記底板の前記被処理物配置部を向く面に達していない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. 前記電界印加側誘電部材と前記接地側誘電部材の何れか一方の端部に他方に突出して突き当たる段差部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。
8. 前記枠には、前記蓋の端部を当該枠の縁に沿ってスライド可能かつこのスライド方向と交差する方向に変位不能に嵌め込む嵌合凹部が形成され、前記枠と前記蓋が、前記ネジに代えて又は加えて、前記嵌合凹部に前記蓋の端部が嵌め込まれることによって連結されていることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のプラズマ処理装置。
9. 前記蓋の端面が、前記底板の側へ向かうにしたがって外側へ突出する斜面になり、
   前記嵌合凹部の内面が、前記底板の側とは反対側に向かうにしたがって内側へ突出し前記蓋の端面に宛がわれる斜めの面を有してい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。

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