JP4861387B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、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。
接地電極の上面（電界印加電極との対向面）には、アルミナの溶射膜からなる固体誘電体層が形成されている。
特開２００４−００６２１１号公報

上記構造のプラズマ処理装置では、金属からなる接地電極の噴出口の内面が露出していると、該内面にアークが落ちるおそれがあった。特に、噴出口の電極印加電極側の端縁に電界が集中し、その端縁に発光強度がより強い放電が起きたり、上記端縁にアークが落ちたりした。そうすると、メタルコンタミネーションやパーティクルが発生し、被処理物に付着するという問題があった。

上記課題を解決するため、発明者は、処理ガスを放電空間でプラズマ化して噴出し、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、
電源に接続された電界印加電極と、
前記電界印加電極を向く放電面と、前記被処理物配置部を向く処理面とを有し、電気的に接地された接地電極と、
前記接地電極の放電面に当接されるとともに前記電界印加電極に面して前記放電空間を画成する固体誘電体からなる誘電部材と、
を備え、前記誘電部材には、前記放電空間に連なる噴出導孔が形成され、
前記接地電極には、前記噴出導孔に連なるとともに前記放電面から前記処理面に貫通する噴出口が形成され、
前記誘電部材における前記噴出導孔の内面が、前記接地電極における前記噴出口の内面の前記放電面側の端縁より噴出口の径方向内側に突出し、
前記誘電部材が、前記接地電極の放電面と当接する当接面と、この当接面から面一に延長されて前記噴出導孔の内面と前記噴出口の内面との間の段差を形成する段差面とを有していることを特徴とするプラズマ処理装置を提案した（国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ２００８／０５５２７８）。
これにより、接地電極における噴出口の内面にアークなどの異常放電が落ちるのを防止でき、メタルコンタミネーション及びパーティクルの発生を阻止でき、これらメタルコンタミネーションやパーティクルが被処理物に付着するのを防止できる。
具体的な構造としては、例えば、噴出導孔の内径を噴出口の内径より小さくすることを提案した（（噴出導孔の内径）＜（噴出口の内径））。

前記誘電部材には複数の噴出導孔を形成するのが好ましい。噴出導孔と噴出口とは、１対１に対応していてもよい。しかし、噴出導孔のピッチが大き過ぎると、処理抜けが起きやすい。したがって、処理抜け防止の観点からは、噴出導孔のピッチをなるべく小さくするのが好ましい。一方、（噴出導孔の内径）＜（噴出口の内径）とした場合、噴出導孔のピッチを噴出口のピッチ以下にすると、隣り合う噴出口どうしが互いに干渉することになる。

本発明は、かかる考察に基づいてなされたものであり、処理ガスを放電空間でプラズマ化して噴出し、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、
前記被処理物配置部を向く電界印加側放電面を有し、電源に接続された電界印加電極と、
前記電界印加放電面と対向する接地側放電面と、前記接地側放電面とは反対側の前記被処理物配置部を向く処理面とを有し、電気的に接地された接地電極と、
前記電界印加側放電面に面して面状の隙間を画成する画成面と、前記画成面とは反対側を向いて前記接地側放電面に当てられる当接面とを有する固体誘電体からなる誘電部材と、
を備え、前記電界印加電極と前記接地電極との間への電圧印加によって前記面状の隙間が前記放電空間になり、前記誘電部材には前記画成面から前記当接面にそれぞれ貫通する複数の噴出導孔が形成され、前記接地電極には前記接地側放電面から前記処理面に貫通する噴出口が形成され、前記噴出導孔及び前記噴出口の貫通方向が、前記画成面ひいては前記面状の隙間と交差し、前記噴出口の前記接地側放電面への開口面積が前記複数の噴出導孔の前記当接面への開口面積の合計より大きく、前記複数の噴出導孔が共に１つの前記噴出口に連なり、かつ各噴出導孔の前記当接面側の周縁が前記噴出口の前記接地側放電面側の周縁の内側に配置されていることを特許請求する特徴とする。
これにより、接地電極の噴出口の前記接地側放電面への開口より内側に誘電部材の噴出導孔の周辺部分が突出するようにでき、噴出口の内面の特に接地側放電面への開口の縁部にアークなどの異常放電が落ちるのを防止でき、パーティクルの発生を阻止することができる。加えて、噴出導孔の配置間隔を狭くでき、処理ムラが出来るのを防止することができる。

前記複数の噴出導孔が列をなして並んでおり、前記噴出口が前記複数の噴出導孔の並び方向に延びる長穴状であることが好ましい。
これにより、確実に複数の噴出導孔が共に１つの前記噴出口に連なるようにできる。

前記噴出導孔のピッチが、前記噴出口の前記接地側放電面への開口の延び方向と直交する幅方向の寸法以下であることが好ましい。
これにより、噴出導孔の配置間隔を十分に狭くでき、処理ムラを一層確実に防止することができる。

前記噴出口の前記接地側放電面への開口の延び方向と直交する幅方向の寸法が、前記噴出導孔の前記当接面への開口の前記幅方向と同じ方向の寸法より大きいことが好ましい。
これにより、誘電部材の噴出導孔の周辺部分が噴出口の接地側放電面への開口より確実に内側に位置されるようにでき、噴出口の内面の特に接地側放電面への開口の縁部にアークなどの異常放電が落ちるのを確実に防止できる。

前記噴出口の前記接地側放電面への開口の延び方向と直交する幅方向の寸法と、前記噴出導孔の前記当接面への開口の前記幅方向と同じ方向の寸法との差は、好ましくは０．１〜５ｍｍであり、より好ましくは２ｍｍ程度である。
これにより、噴出口の幅を適度な大きさにでき、接地電極の面積を確保して、接地電極と電界印加電極との間の放電を確保できるとともに、噴出口の接地側放電面への開口より内側に誘電部材の噴出導孔の周辺部分が確実に突出するようにして、噴出口の内面の特に接地側放電面への開口の縁にアーク等の異常放電が落ちるのを確実に防止できる。

各噴出導孔の中心が、前記噴出口の延び方向と直交する幅方向の中央に配置されていることが好ましい。
これにより、誘電部材の噴出導孔の周辺部分が噴出口の接地側放電面への開口より確実に内側に位置されるようにでき、噴出口の内面の特に接地側放電面への開口の縁にアークなどの異常放電が落ちるのをより一層確実に防止できる。

大気圧近傍とは、１．０１３×１０^４〜５０．６６３×１０^４Ｐａ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、１．３３３×１０^４〜１０．６６４×１０^４Ｐａが好ましく、９．３３１×１０^４〜１０．３９７×１０^４Ｐａがより好ましい。

本発明によれば、接地電極における噴出口の内面の特に接地側放電面への開口の縁にアークなどの異常放電が落ちるのを防止でき、パーティクルの発生を阻止することができる。加えて、噴出導孔の配置間隔を狭くでき、処理ムラ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。
図１〜図５、図６（ａ）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９が配置されるようになっている。被処理物９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９を図１の紙面直交方向に搬送できるようになっている。被処理物９が位置固定されていてもよく、処理ヘッド１が図１の紙面直交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している。処理ヘッド１は、上蓋部材１０と、フレーム２０と、電界印加電極３０と、接地電極４０と、を備え、一方向（図１の左右方向、図２の紙面直交方向）に延びている。

上蓋部材１０は、耐腐食性の高い樹脂（絶縁体）で構成され、処理ヘッド１の長手方向に延びている。

図４に示すように、フレーム２０は、一対の長辺フレーム部２１と、一対の短辺フレーム部２２とを有し、内部が開口された平面視長方形になっている。長辺フレーム部２１は、処理ヘッド１の長辺を構成している。短辺フレーム部２２は、処理ヘッド１の短辺を構成している。フレーム２０の上面に上蓋部材１０の周縁部が載せられている。上蓋部材１０がフレーム２０にボルト（図示省略）にて連結されている。上蓋部材１０が、フレーム２０の内部空間を上側から塞いでいる。

図２に示すように、一対の長辺フレーム部２１には、それぞれガス導入路２０ａが形成されている。ガス導入路２０ａは、処理ヘッド１の長手方向に延びている。処理ガス源４からのガス供給路４ａが、ガス導入路２０ａの一端部に連なっている。ガス導入路２０ａの側部からガス導入口２０ｂが分岐されている。詳細な図示は省略するが、ガス導入口２０ｂは、ガス導入路２０ａの延び方向（図２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２０ｂは、長辺フレーム部２１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。

フレーム２０の内部のガス導入路２０ａより下側には、接地側冷却路２０ｃが形成されている。接地側冷却路２０ｃ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。

図２及び図４に示すように、処理ヘッド１の内部には、電界印加側誘電部材５０が設けられている。誘電部材５０は、底板部５１と、一対の側壁部５２，５２とを一体に有している。底板部５１は、処理ヘッド１の長手方向に延びている。一対の側壁部５２，５２は、底板部５１の短手方向の両側の縁から上に突出されている。これら底板部５１と側壁部５２，５２が組み合わさり、誘電部材５０の断面が、略Ｕ字状になっている。

底板部５１は、放電を安定化させるために電極３０の放電生成面（下面）に設けられる誘電体層としての役目を担っている。底板部５１は、電極３０とは別体で分離可能になっている。

図２に示すように、側壁部５２の上端面が上蓋部材１０の下面に当てられている。側壁部５２は、上蓋部材１０にボルト（図示省略）によって連結されている。

各側壁部５２の外側面と長辺フレーム部２１の内側面との間には、側部隙間１ｃが形成されている。側部隙間１ｃの上端部にガス導入口２０ｂが連なっている。

誘電部材５０の内部に電界印加電極３０が収容されている。電極３０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、長手方向を図１の左右方向（処理ヘッド１の長手方向と同方向）に向け、短手方向を図１の紙面直交方向に向けた平板状をなしている。図２に示すように、電極３０は、給電線３ａを介して電源３に接続されている。電極３０は、誘電部材５０の底板部５１の上面に載置されている。これにより、電極３０の下面（電界印加側放電面）が、固体誘電体層としての板部５１で覆われている。

図２に示すように、電極３０の内部には、電界印加側冷却路３２ｃが形成されている。冷却路３２ｃは、電極３０の長手方向に延びている。冷却路３２ｃ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。

図１に示すように、電極３０の長手方向の両端面と、短辺フレーム部２２との間には、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３０とフレーム２０とが絶縁されている。

電極３０の長手方向の両端面とエンドピース３５との間には、電極３０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。エンドピース３５と電界印加側誘電部材５０との継ぎ目は、接着剤などで完全にコーキングされている。

図２に示すように、電極３０の短手方向の両側面は、誘電部材５０の側壁部５２と対向している。これら電極３０と側壁部５２との間には、側部絶縁隙間１ｄが形成されている。

電極３０の上方に上蓋部材１０が被せられている。電極３０と上蓋部材１０との間には、上部絶縁隙間１ｅが形成されている。上部絶縁隙間１ｅと側部絶縁隙間１ｄとは互いに連なっている。

図１〜図４に示すように、処理ヘッド１の底部には接地電極４０が設けられている。接地電極４０は、長手方向を図１の左右方向（処理ヘッド１の長手方向と同方向）に向け、短手方向を図１の紙面直交方向に向けた平板状をなしている。接地電極４０が、フレーム２０の内部空間を下側から塞いでいる。接地電極４０は、処理ヘッド１の底板を兼ねている。接地電極４０の周縁部が、フレーム２０の下面に当接されている。フレーム２０と接地電極４０がボルト（図示省略）によって連結されている。フレーム２０と接地電極４０を連結するボルトは、頭部が上を向き、脚部が接地電極４０にねじ込まれていることが好ましい。

接地電極４０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ている。接地電極４０は、接地線３ｂ（図２）を介して電気的に接地されている。
接地電極４０の上面は、電界印加電極３０を向く接地側放電面４２（電界印加電極３０との間に放電を生成すべき面）となっている。
接地電極４０は、被処理物配置部２ひいては被処理物９と対向し、被処理物９との間に処理空間１ａを形成するようになっている。接地電極４０の下面（放電面４２とは反対側の面）は、被処理物９を向く処理面４３（被処理物９との間に処理空間１ａを画成すべき面）となっている。

接地電極４０の上側には、接地側誘電部材６０が設けられている。誘電部材６０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６０は、接地電極４０と同方向に延びる平板状をなしている。誘電部材６０は、接地電極４０の上に載せられている。誘電部材６０の下面は、接地電極４０の放電面４２（上面）に接する当接面６３になっている。誘電部材６０は、接地電極４０の放電面４２を覆い、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。

図１及び図２に示すように、誘電部材６０は、フレーム２０の内部に収容されている。誘電部材６０の外周縁とフレーム２０の内周面との間には、誘電部材６０の膨張を許容したり、誘電部材６０をフレーム２０に納めたりするのに十分なクリアランスが形成されている。クリアランスの大きさｄ１は、誘電部材６０の収容操作を可能にする程度であり、例えばｄ１＝１ｍｍ未満である。フレーム２０は、接地電極４０に対する誘電部材６０の水平方向の位置を規制する位置規制手段となっている。誘電部材６０の位置は、上記クリアランスの大きさｄ１（＜１ｍｍ）に対応する分の誤差が許容されている。誘電部材６０が正規の位置に配置されているとき、誘電部材６０の周端面とフレーム２０の内周面との間に上記クリアランスのちょうど２分の１の大きさの幅を有する隙間が形成される。

図１及び図４に示すように、誘電部材６０の長手方向の両端縁には、それぞれ上に突出する凸部６４が形成されている。凸部６４は、誘電部材６０の端縁に沿って延びている。これら凸部６４に上記電界印加側誘電部材５０の底板部５１の長手方向の両端部が載置されている。

図１及び図２に示すように、電界印加側誘電部材５０の底板部５１と接地側誘電部材６０との間には、狭い下部隙間１ｂ（面状の隙間）が形成されている。後述するように、この下部隙間１ｂの中央部が放電空間１ｐとなる。接地側誘電部材６０の上面は、電界印加側誘電部材５０ひいては電界印加電極３０に面している。接地側誘電部材６０の上面は、放電空間１ｐを画成する画成面６２となっている。図２に示すように、下部隙間１ｂの短手方向の両端部は側部隙間１ｃの下端部にそれぞれ連なっている。

処理ヘッド１の噴出構造について説明する。
図１〜図４に示すように、接地側誘電部材６０には、複数の噴出導孔６１が形成されている。図５に示すように、各噴出導孔６１は、誘電部材６０の上面（放電空間１ｐの画成面６２）から下面（接地電極４０との当接面６３）へ厚さ方向に貫通している。噴出導孔６１の上端部は、放電空間１ｐに連なっている。噴出導孔６１の内面は、例えば直径φ＝０．１ｍｍ〜２ｍｍ程度の円柱面になっている。

図３に示すように、複数の噴出導孔６１は、処理ヘッド１の長手方向に等間隔で一列に並べられている。これら噴出導孔６１の列は、処理ヘッド１の幅方向の中央部に配置されている。噴出導孔６１のピッチＰは、例えばＰ＝２ｍｍ〜１２ｍｍ程度である。

図１〜図４に示すように、接地電極４０には、１つの噴出口４１が形成されている。噴出口４１は、処理ヘッド１の幅方向の中央部に配置され、処理ヘッド１の長手方向すなわち噴出導孔６１の並び方向に延びるスリット状（長穴状）になっている。図５に示すように、噴出口４１は、接地電極４０の上面（放電面４２）から下面（処理面４３）へ厚さ方向に貫通している。噴出口４１の下端は、処理空間１ａに連なっている。
図３に示すように、噴出口４１の幅Ｗ（延び方向と直交する方向の寸法）は、例えばＷ＝０．３ｍｍ〜７ｍｍ程度である。

図１及び図３に示すように、誘電部材６０の全て（複数）の噴出導孔４１が共に１つのスリット状噴出口４１に連なっている。噴出口４１の開口面積は、全て（複数）の噴出導孔６１の開口面積の合計より大きい。
なお、噴出口４１の開口面積（断面積）は、接地電極４０の厚さ方向の位置に依らず一定である。噴出導孔６１の開口面積（断面積）は、誘電部材６０の厚さ方向の位置に依らず一定である。

スリット状噴出口４１の長手方向の両端部は、噴出導孔４１の列より長手方向（噴出導孔４１の並び方向）の外側に延び出ている。図３に示すように、底面視で全て（複数）の噴出導孔４１が噴出口４１の内側に配置されている。すなわち、図３及び図５に示すように、誘電部材６０の噴出導孔４１の周辺部分が、噴出口４１の縁より内側に配置されている。上方（電界印加電極３０の側）から見ると、誘電部材６０が、接地電極４０の噴出口４１の縁を全周にわたって覆うことになる。図５に示すように、誘電部材６０の噴出導孔４１の周辺部分によって、噴出口４１の内面と直交する段差面６３ｂが形成されている。

図３及び図６（ａ）に示すように、誘電部材６０が接地電極４０に対し正確に位置決めされているとき、各噴出導孔６１の中心が、スリット状噴出口４１の中心線Ｌ上（上記並び方向と交差する方向の中央）に配置されている。図６（ａ）に示すように、スリット状噴出口４１の幅方向の寸法Ｗは、噴出導孔６１の同方向寸法すなわち噴出導孔６１の直径φより大きい。
Ｗ＞φ 式（１）
噴出口４１の幅Ｗと噴出導孔６１の直径φとの差Δ（＝Ｗ−φ）は、好ましくはΔ＝０．１〜５ｍｍ程度であり、より好ましくはΔ＝２ｍｍ程度である。寸法差Δは、誘電部材６０の位置決め誤差の許容量ｄ１（＜１ｍｍ）の２倍より大きいことが好ましい。
Δ＞２×ｄ１ 式（２）

更に同図６（ａ）では、噴出口４１の幅Ｗが噴出導孔６１のピッチＰより大きく、下式を満たしている。
Ｗ≧Ｐ 式（３）
なお、噴出導孔６１のピッチＰは直径φより当然に大きい（Ｐ＞φ）。

式（３）を満たすようにできるのは、噴出口４１と噴出導孔６１の対応関係が一対一ではなく、一対複数になっているためである。図６（ｂ）に示すように、噴出口４１’と噴出導孔６１’が一対一に対応している場合、噴出導孔６１’のピッチＰ’は、噴出口４１’の直径Ｗ’（上記幅Ｗに相当））より大きくする必要がある。そうしないと、図６（ａ）の仮想線に示すように、隣り合う噴出口４１’，４１’どうしが干渉することになる。
なお、式（３）は必ずしも満たしている必要はない。噴出導孔６１のピッチＰが噴出導孔４１の幅より大きくてもよい（Ｐ＞Ｗ又はＰ≧Ｗ）。洗浄等の、均一性が厳しく求められない表面処理の場合、式（１）が満たされていれば十分である。

処理ヘッド１の組み立て手順を説明する。
底板すなわち接地電極４０の上にフレーム２０を配置する。接地側誘電部材６０をフレーム２０の内側に収容し、かつ接地電極４０の上面４２に載置する。すると、全て（複数）の噴出導孔６１が共に１つのスリット状噴出口４１に連通する。誘電部材６０とフレーム２０の間には極めて小さなクリアランス（ｄ１＜１ｍｍ）が形成されているため、誘電部材６０をフレーム２０内に容易に収容でき、かつ接地電極４０に対しほぼ正確に位置決めすることができる。たとえ、誘電部材６０の位置決め誤差があっても、噴出口４１の幅Ｗと噴出導孔６１の直径φとの寸法差Δと、クリアランスｄ１との関係（Δ＞２×ｄ１）によって、全て（複数）の噴出導孔６１の全周が１つのスリット状噴出口４１の常に内側に位置するようにできる。したがって、上方（電界印加電極３０の側）から見て、誘電部材６０が、接地電極４０の噴出口４１の上端縁４１ａの全周を常に覆うようにすることができる。

続いて、フレーム２０の内部に電界印加側誘電部材５０を挿入する。この電界印加側誘電部材５０の長手方向の両端部を凸部６４の上に載せる。電界印加側誘電部材５０の底板部５１の上には、電界印加電極３０を載置する。電界印加電極３０の長手方向の両端部には、エンドピース３５を配置する。エンドピース３５と電界印加側誘電部材５０との継ぎ目は、接着剤などで完全にコーキングする。次いで、上蓋部材１０を部材２０，３０，５０の上に被せる。そして、各部材をボルト締めして連結する。

上記構成のプラズマ処理装置にて表面処理を行なう際は、被処理物９を配置部２の上にセットする。そして、処理ガス源４からの処理ガスを、ガス供給路４ａを経て処理ヘッド１のガス導入路２０ａに供給する。この処理ガスは、複数のガス導入口２０ｂから側部隙間１ｃに均一に流入し、さらに下部隙間１ｂへ導入される。

併行して、電源３から電界印加電極３０に電圧を供給する。これにより、電界印加電極３０と接地電極４０との間に大気圧グロー放電が生成され、下部隙間１ｂの中央部が放電空間１ｐとなり、該空間１ｐの処理ガスがプラズマ化（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６１を経て、噴出口４１から下方の処理空間１ａへ噴き出され、被処理物９に接触する。これによって、被処理物９の表面上で反応が起き、所望の表面処理が行なわれる。さらに、配置部２を処理ヘッド１に対し相対移動させることにより、被処理物９の全体を処理することができる。

電界印加電極３０の側（上側）から見て、接地電極４０の噴出口４１が噴出導孔６１の周辺の誘電部材６０によって隠れるため、アークなどの異常放電が噴出口４１の内面の特に上端縁４１ａに落ちるのを防止できる。これにより、メタルコンタミネーション及びパーティクルの発生を阻止することができ、これらメタルコンタミネーションやパーティクルが被処理物９に付着するのを防止できる。

１の噴出口４１の内部にある複数の噴出導孔６１は、ピッチＰを十分に小さくできる。式（２）に示すように、噴出口４１の幅Ｗより噴出導孔６１のピッチＰを小さくすることもできる。式（２）及び式（３）から導かれるように、噴出導孔６１のピッチＰを直径φの２ｍｍ増し以下にすることもできる。したがって、処理抜けないしは処理ムラを十分に防止することができる。被処理物９の処理ヘッド１に対する相対移動速度が例えば１ｍｍ／ｍｉｎ以下の低速であっても処理ムラを確実に防止できる。

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７に示すように、接地電極４０にはスリット状（長穴状）の噴出口４１が複数設けられていてもよい。スリット状の噴出口４１の長手方向は、処理ヘッド１の長手方向と交差していてもよい。

図７に示す第２実施形態では、複数のスリット状の噴出口４１が処理ヘッド１の長手方向に一定間隔ごとに配置されている。スリット状噴出口４１の長手方向は、処理ヘッド１の長手方向に対し斜めになっている。各噴出口４１の内側に複数の噴出導孔６１が短ピッチで一列に並んで配置されている。これら噴出導孔６１の並び方向は、噴出口４１の長手方向と一致している。

図８に示す第３実施形態では、噴出口４１の長手方向の長さが既述実施形態（図３、図７）より小さい。噴出口４１は、接地電極４０に多数（複数）形成されている。噴出口４１は、処理ヘッド１の長手方向に一列に並べられ、かつ、処理ヘッド１の長手方向に対し斜めの方向に一列に並べられている。各噴出口４１の長手方向は、処理ヘッド１の長手方向と一致している。各噴出口４１の内側に２つ（複数）の噴出導孔６１が配置されている。２つの噴出導孔６１は、噴出口４１の長径方向に離れている。

本発明は、上記実施形態に限られず、種々の改変をなすことができる。
例えば、噴出導孔６１のピッチＰが噴出口４１の幅Ｗより大きくてもよい（Ｐ＞Ｗ）。噴出導孔６１の間隔は、等間隔置きでなくてもよい。
複数の噴出口４１が、それぞれ長手方向を処理ヘッド１の長手方向に向け、かつ、処理ヘッド１の長手方向と直交する幅方向に互いに間隔を置いて並べられていてもよい。
図７において、複数の噴出口４１が、それぞれ長手方向を処理ヘッド１の幅方向にまっすぐ向け、かつ処理ヘッド１の長手方向に互いに間隔を置いて並べられていてもよい。
図８において、各噴出口４１の長手方向が、処理ヘッド１の長手方向に対し斜め又は直交していてもよく、複数の噴出口４１が四角格子状または三角格子状に配列されていてもよい。
噴出口４１は、全長にわたって直線状に延びている必要はなく、折曲していてもよく、曲線状になっていてもよい。

１の噴出口４１の内側に噴出導孔６１が一列に限られず２列以上並んで配置されていてもよい。１の噴出口４１の内側に噴出導孔６１がランダムに配置されていてもよい。
噴出導孔６１の形状は、真円形に限られず、長円形でもよく、多角形状でもよく、任意の形状をしていてもよい。

噴出口４１は、楕円形であってもよい。噴出口４１は、その内側に複数の噴出口４１が配置されていればよく、その形状は長穴状（スリット状、楕円状を含む）に限られず、真円形でもよく、多角形状でもよく、任意の形状をしていてもよい。

噴出口４１の少なくとも放電面４２への開口の内側に、複数の噴出導孔６１の少なくとも当接面６３への開口が収まっていればよい。噴出口４１の少なくとも放電面４２への開口面積が、複数の噴出導孔６１の少なくとも当接面４３への開口面積の合計より大きくなっていればよい。第１実施形態では、噴出口４１の内周面が接地電極４１の厚さ方向の全体にわたって垂直になっており、噴出口４１の幅が接地電極４１の厚さ方向の全体にわたって一定になっていたが、これに限られず、噴出口４１の幅が下に向かって幅広になるよう又は幅狭になるよう、噴出口４１の内周面が斜面になっていてもよい。接地電極４１の厚さ方向の途中の噴出口４１の内周面に段差が形成されていてもよい。噴出導孔６１の内周面は、垂直な円筒面に限られず、下に向かって拡径又は縮径するテーパ状になっていてもよい。噴出導孔６１の貫通方向の途中に段差が形成されていてもよい。
噴出導孔６１の軸線は、当接面に対し直交しているのに限られず、斜めになっていてもよい。

噴出口４１の内周面に絶縁体の被覆部材（ブッシュ）を設けてもよい。

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。

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線に沿って示す側面断面図である。 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正面断面図である。 図２のIII -III線に沿う、上記処理ヘッドの底面図である。 上記処理ヘッドの分解斜視図である。 上記処理ヘッドの処理ガス噴き出し構造を拡大して示す正面断面図である。 （ａ）は、上記処理ヘッドの処理ガス噴き出し構造の拡大底面図である。（ｂ）は、噴出口と噴出導孔が一対一に対応している参考形態の噴き出し構造の拡大底面図である。 本発明の第２実施形態に係る処理ヘッドの底面図である。 本発明の第３実施形態に係る処理ヘッドの底面図である。

符号の説明

９ 被処理物
１ 処理ヘッド
１ａ 処理空間
１ｂ 下部隙間
１ｃ 側部隙間
１ｄ 側部絶縁隙間
１ｅ 上部絶縁隙間
１ｐ 放電空間
２ 被処理物配置部
３ 電源
３ａ 給電線
３ｂ 接地線
４ 処理ガス源
１０ 上蓋部材
２０ フレーム
２０ａ ガス導入路
２０ｂ ガス導入口
２０ｃ 接地側冷却路
２１ 長辺フレーム部
２２ 短辺フレーム部
３０ 電界印加電極
３２ｃ 電界印加側冷却路
３５ エンドピース
４０ 接地電極
４１ 噴出口
４１ａ 噴出口の放電面側の縁
４２ 放電面
４３ 処理面
５０ 電界印加側誘電部材
５１ 底板部
５２ 側壁部
６０ 誘電部材
６１ 噴出導孔
６２ 画成面
６３ 当接面
６３ｂ 段差
６４ 凸部
ｄ１ クリアランス（位置決め誤差許容量）
φ 噴出導孔の直径
Ｐ 噴出導孔のピッチ
Ｗ 噴出口の幅
Ｌ 噴出口の中心線

Claims (6)

1. 処理ガスを放電空間でプラズマ化して噴出し、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、
   前記被処理物配置部を向く電界印加側放電面を有し、電源に接続された電界印加電極と、
   前記電界印加放電面と対向する接地側放電面と、前記接地側放電面とは反対側の前記被処理物配置部を向く処理面とを有し、電気的に接地された接地電極と、
   前記電界印加側放電面に面して面状の隙間を画成する画成面と、前記画成面とは反対側を向いて前記接地側放電面に当てられる当接面とを有する固体誘電体からなる誘電部材と、
   を備え、前記電界印加電極と前記接地電極との間への電圧印加によって前記面状の隙間が前記放電空間になり、前記誘電部材には前記画成面から前記当接面にそれぞれ貫通する複数の噴出導孔が形成され、前記接地電極には前記接地側放電面から前記処理面に貫通する噴出口が形成され、前記噴出導孔及び前記噴出口の貫通方向が、前記画成面ひいては前記面状の隙間と交差し、前記噴出口の前記接地側放電面への開口面積が前記複数の噴出導孔の前記当接面への開口面積の合計より大きく、前記複数の噴出導孔が共に１つの前記噴出口に連なり、かつ各噴出導孔の前記当接面側の周縁が前記噴出口の前記接地側放電面側の周縁の内側に配置されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 前記複数の噴出導孔が列をなして並んでおり、前記噴出口が前記複数の噴出導孔の並び方向に延びる長穴状である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. 前記噴出導孔のピッチが、前記噴出口の前記接地側放電面への開口の延び方向と直交する幅方向の寸法以下であ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。
4. 前記噴出口の前記接地側放電面への開口の延び方向と直交する幅方向の寸法が、前記噴出導孔の前記当接面への開口の前記幅方向と同じ方向の寸法より大きいことを特徴とする請求項２又は３に記載のプラズマ処理装置。
5. 前記２つの寸法の差が０．１〜５ｍｍであることを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
6. 各噴出導孔の中心が、前記噴出口の延び方向と直交する幅方向の中央に配置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のプラズマ処理装置。

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