JPH1088372A - 表面処理装置およびその表面処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大気圧近傍の圧力下で気体放電を発生させて
表面処理を行う表面処理装置において、処理室と排気手
段とを接続する排気路の少なくとも一部を加熱すること
で、被処理体と上記ガスにより反応して生成された副生
成物を効率よく除去し、生産性を向上する。 【解決手段】 大気圧近傍の圧力下で気体放電を発生
させて表面処理を行う表面処理装置において、処理室１
８と排気路３４の少なくとも一部を加熱することによっ
て、被処理体１６と上記ガスにより反応して生成された
反応副生成物を気化させることにより、上記反応副生成
物の付着を低減し、生産性および装置の信頼性を向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大気圧またはその
近傍の圧力下で気体放電により被処理体の表面を処理す
る装置に関するものであり、特に、被処理体の表面をエ
ッチングあるいはアッシングするのに利用する表面処理
装置および表面処理方法に関する。

【０００２】

【背景技術】気体放電により被処理体の表面を処理する
技術は広く知られているが、最近は、大気圧近傍の圧力
下で気体放電させることにより、真空設備を必要とせ
ず、簡単かつ小型で低価格の表面処理装置が実現されて
いる。たとえば、特開平７−６２５４６号公報には、大
気圧近傍の圧力下で気体放電させる大気圧プラズマ表面
処理装置が記載されている。反応ガスの生成物が周囲に
拡散するのを防止するために、処理空間近傍に排気ガス
を吸引させる空間（排気部分）を設ける形態が記載され
ている。しかしながら、上述したような表面処理装置に
おいては、被処理体によっては、以下に示すような問題
点を有する。即ち、ガス導入口から導入されたガスによ
って気体放電を発生させることにより被処理体の表面を
処理する際に、被処理体に対向した処理空間近傍の電極
部分及び排気部分にその処理による副生成物が付着す
る。このように、副生成物が付着することにより、処理
中にその副生成物が被処理体上に落下してパーティクル
となるという問題点を有する。また、排気部分に副生成
物が付着することにより、排気能力にばらつきが生じ、
安定した処理を行なうことが困難となるという問題点を
有する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
述したような問題を鑑みてなされたものであり、その目
的は、大気圧近傍の圧力下で気体放電を発生させて表面
処理を行う表面処理装置において、処理室と排気手段と
を接続する排気路の少なくとも一部を加熱することによ
って、被処理体と上記ガスにより反応して生成された副
生成物の付着を効率よく低減し、生産性を向上すること
ができる表面処理装置および表面処理方法を提供するこ
とにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の表面処理
装置は、気体放電によって生成されるガスの活性種を被
処理体に接触させて上記被処理体の表面を処理する装置
であって、上記被処理体を配置する処理室と、該処理室
に連結され、上記被処理体に向けてガスを供給するガス
供給手段と、上記処理室内のガスを排気する排気手段
と、大気圧またはその近傍の圧力下で気体放電を発生さ
せる電極と、上記処理室と排気手段とを接続する排気路
の少なくとも一部及び上記電極を加熱する加熱手段と、
を備えたことを特徴とする。したがって請求項１記載の
表面処理装置によれば、気体放電により、被処理体とガ
スが反応して反応副生成物が生成されたとしても、この
反応副生成物は排気路の加熱により気化・脱離され、上
記電極および排気路を構成する部分に副生成物が付着す
ることを低減することができる。このため、被処理体１
６の表面上のみならず表面処理装置内のパーティクルを
低減することができ、クリーニングの点を鑑みても生産
性を大幅に向上することができ、ひいては製品のスルー
プットを向上することができる。

【０００５】請求項２記載の表面処理装置は、上述した
請求項１の特徴点に加え、上記排気路は、上記電極を貫
通して形成されたものであることを特徴とする。したが
って、請求項２記載の表面処理装置によれば、上記被処
理体の表面にて反応したガスをその近傍から直接排気す
ることができるため、気化した反応副生成物を効率よく
除去することができる。

【０００６】請求項３記載の表面処理装置は、上述した
請求項２の特徴点に加え、上記加熱手段は、上記電極に
内蔵されたものであることを特徴とする。したがって、
請求項３記載の表面処理装置によれば、特に余分なスペ
ースを設けることなく上記電極を加熱することができ
る。

【０００７】請求項４記載の表面処理装置は、上述した
請求項３の特徴点に加え、上記電極は、電気的に加熱さ
れるものであることを特徴とする。したがって、請求項
４記載の表面処理装置によれば、上記電極を容易に加熱
制御可能な手段により加熱することができる。

【０００８】請求項５記載の表面処理装置は、上述した
請求項３の特徴点に加え、上記電極は熱媒体供給手段か
らの熱媒体を流すことにより加熱されるものであること
を特徴とする。したがって、請求項５記載の表面処理装
置によれば、電気的影響を与えることなく安定状態で上
記電極の加熱を行うことができる。

【０００９】請求項６記載の表面処理装置は、上述した
請求項１乃至５の特徴点に加え、上記電極は、上記排気
路において気体放電を発生させるものであることを特徴
とする。したがって、請求項６記載の表面処理装置によ
れば、上記排気路中のパーティクルをほぼ完全に除去す
ることができる。

【００１０】請求項７記載の表面処理装置は、上述した
請求項１乃至６の特徴点に加え、上記加熱手段による加
熱温度は、被処理体およびガスの反応生成物の気化する
温度を元に設定されるものであることを特徴とする。し
たがって、請求項７記載の表面処理装置によれば、上記
ガスと上記被処理体とによる反応生成物を気化させる条
件を提供することで、上記電極及び上記排気路に反応副
生成物が付着して堆積することを防止することができ
る。

【００１１】請求項８記載の表面処理装置は、上述した
請求項１乃至６の特徴点に加え、上記加熱手段による加
熱温度は、電極の熱的性質を元に設定されるものである
ことを特徴とする。したがって、請求項８記載の表面処
理装置によれば、上記加熱温度は、上記電極の熱膨張
率、耐熱衝撃性，耐熱性等の熱的性質についても考慮し
て決定することで上記電極及び上記排気路に反応副生成
物が付着して堆積することを防止することができる。

【００１２】請求項９記載の表面処理方法は、気体放電
によって生成されるガスの活性種を被処理体に接触させ
て上記被処理体の表面を処理する表面処理方法におい
て、処理室に配置された上記被処理体に向けてガスを供
給しながら大気圧またはその近傍の圧力下で電極により
気体放電を発生させて上記ガスを励起させ、上記処理室
内の気体を排気路を介して排気手段により排気する際
に、上記排気路の少なくとも一部及び上記電極を加熱す
ることを特徴とするものであることを特徴とする。した
がって、請求項９記載の表面処理方法によれば、気体放
電により、被処理体とガスが反応して反応副生成物が生
成されたとしても、この反応副生成物は排気路の加熱に
より気化、脱離させることができ、上記反応副生成物が
上記電極表面及び排気路を構成する壁面に付着すること
を低減することができる。このため、被処理体の表面上
のみならず表面処理装置内のパーティクルを低減するこ
とができ、クリーニングの点を鑑みても生産性を大幅に
向上することができ、ひいては製品のスループットを向
上することができる。

【００１３】請求項１０記載の表面処理方法は、上述し
た請求項９の特徴点に加え、上記排気、上記電極を貫通
して形成された排気路を介して行われるものであること
を特徴とする。したがって、請求項１０記載の表面処理
方法によれば、上記被処理体の表面にて反応したガスを
その近傍から直接排気することができるため、気化した
反応副生成物を効率よく除去することができる。

【００１４】請求項１１記載の表面処理方法は、上述し
た請求項１０の特徴点に加え、上記加熱は、上記電極に
内蔵された加熱手段により行われるものであることを特
徴とする。したがって、請求項１１記載の表面処理方法
によれば、特に余分なスペースを設けることなく上記電
極を加熱することができる。

【００１５】請求項１２記載の表面処理方法は、上述し
た請求項９乃至１１の特徴点に加え、上記加熱における
加熱温度は、上記被処理体およびガスの反応生成物の気
化する温度を元に設定されるものであることを特徴とす
る。したがって、請求項１２記載の表面処理方法によれ
ば、上記ガスと上記被処理体とによる反応生成物を気化
させる条件を提供することで、上記電極及び上記排気路
に反応副生成物が付着して堆積することを防止すること
ができる。

【００１６】請求項１３記載の表面処理方法は、上述し
た請求項９乃至１１の特徴点に加え、上記加熱における
加熱温度は、上記電極の熱的性質を元に設定されるもの
であることを特徴とする。したがって、請求項１３記載
の表面処理方法によれば、上記加熱温度は、上記電極の
熱膨張率、耐熱衝撃性，耐熱性等の熱的性質についても
考慮して決定することで上記電極及び上記排気路に反応
副生成物が付着して堆積することを防止することができ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）図１には本発明による表面処理装置の
概略図が、図２には本発明による表面処理装置の要部の
斜視図が示されている。表面処理装置２４は、被処理体
１６を配置し気体放電を行う処理室１８内に、対向して
配置された第１電極２０および第２電極３２を有する。
そして、上記第１電極２０はたとえばアルミニウム、ス
テンレススチール等からなる金属にて構成され、交流電
源４２に接続されている。上記第２電極３２の電位は接
地されており、上記被処理体１６のテーブルとしても使
用される。尚、テーブルは、図示していないが、移送手
段に連結することにより、被処理体１６を搬送すること
も可能である。

【００１８】上記第１電極２０は、ガスを被処理体１６
に供給するためのガス導入路４０と、上記被処理体１６
上の気体放電後のガスを排気するための排気路３４との
２系統の経路を有するものである。上記ガス導入路４０
は、第１ガス導入路４０ａ、ガス溜り部４４および第２
ガス導入路４０ｂにより構成される。上記ガス溜り部４
４およびこれに連続する第２ガス導入路４０ｂは、第１
電極２０の長手方向に沿って連続して形成され、被処理
領域にライン状にガスを供給できるよう構成されてい
る。上記ガス溜り部４４は、上記第１ガス導入路４０ａ
の上端より第１電極２０の内方向に延び、その空間は第
１ガス導入路４０ａより大きく形成されている。そし
て、ガス供給部３０により、ガスが一定のガス圧でガス
導入口３６、第１ガス導入路４０ａを介してガス溜り部
４４に一旦導入され、ここで上記ガスの流れの方向を変
換してガスを一旦滞溜させることにより、幅が比較的小
さく形成された第２ガス導入路４０ｂを介して、上記被
処理体１６に上記ガスの噴射が均一に行われる。

【００１９】上記第２ガス導入路４０ｂは第１誘電体２
２ａ、第２誘電体２２ｂ間に挟まれて形成されている。
第１誘電体２２ａおよび第２誘電体２２ｂは、底面が被
処理体１６上の表面処理を行う範囲以外のエリア上に存
在する。すなわち、このことにより、電界を発生させる
エリアを特定し、被処理体１６上の気体放電を行うエリ
アを特定している。上記第１誘電体２２ａ，第２誘電体
２２ｂは、絶縁性という性質から異常放電防止、および
ガスの均一化を目的として設けられるものである。ここ
で、たとえば、上記第１誘電体２２ａ，第２誘電体２２
ｂはアルミナ等のセラミックス材料を使用することがで
きる。

【００２０】また、上記第１電極２０には電気的に動作
するヒーター１４が内蔵されており、上記ヒーター１４
の動作を制御するためのヒーター用電源１２がヒーター
線４６を介して上記ヒーター１４と接続されている。上
記ヒーター線４６は図２にも示されているように、上記
第１電極２０内に引き回されて配置されている。このよ
うに、上記ヒーター１４を上記第１電極２０内に内蔵さ
せて設けることによって、処理室もしくは処理室外のス
ペースを占有することなく効率的に配置することがで
き、しかも第１電極２０の温度を正確に制御することが
できる。

【００２１】また、上記第１電極２０は、上述したよう
に、上記第１電極２０を貫通させることにより設けられ
た排気路３４を有し、該排気路３４は排気ポンプ１０と
接続されている。排気されるガス量は、図示しないバル
ブ等の流量調整部によってコントロールされる。

【００２２】このように、ガス導入路４０と排気路３４
を構成することにより、被処理体１６上の表面処理を行
う範囲におけるガスの流れが安定して確保でき、効率的
にガスを流出させることが可能となる。つまり、上記ガ
ス溜り部４４でガスの流れが調整され、均一化されたガ
スが第２ガス導入路４０ｂから被処理体１６に噴射さ
れ、上記ガスにより上記被処理体１６上の特定された範
囲の表面処理を行う。その後、表面処理に用いられたガ
スが上記特定された範囲の近傍の排気路３４から排気さ
れることで、効率的なガス流出経路を確保することがで
きる。

【００２３】また、上記被処理体１６の表面処理を行う
ために使用するガスは、上記ガス導入路４０を介してガ
ス供給部３０により供給される。上記ガス供給部３０は
たとえばガスボンベ、流量調整部などを使用することが
でき、複数のガスを別ルートにて供給することが可能な
ものを使用することができる。

【００２４】上記第１電極２０は、第１支持部２６ａ、
断熱支持部２８、第２支持部２６ｂにより支持される。
上記断熱支持部２８は、断熱効果および電気絶縁効果を
有する材質、たとえば、セラミックスのような材質を使
用して構成される。すなわち、この断熱支持部２８は、
上述したように上記第１電極２０がヒーター１４によっ
て加熱されるので、そのようにして装置内部で発生した
熱を外部に伝えないようにするために設けられたもので
ある。図２にも示されるように、第１支持部２６ａは第
１電極２０の周囲を取り囲むように設けられ、上記第１
電極２０を支持している。そして、上記第１支持部２６
ａと密着されて上記断熱支持部２８が同一の形状で設け
られ、このことによって内部の熱を外部と遮断し、熱に
よる歪みやたわみ等の物理的悪影響を外部に与えないよ
うにすることで支持部全体の強化を図っている。さら
に、上記第２支持部２６ｂは、上記断熱支持部２８の下
面と接合され、そして、特に図示しないが、上記第２支
持部２６ｂは表面処理装置２４の外壁と接続される。

【００２５】次に図１の表面処理装置を使用した表面処
理について以下に説明する。処理室１８に配置された被
処理体１６を表面処理するために、ガス供給部３０から
ガスを、ガス導入口３６およびガス導入路４０を介して
処理室１８内に供給する。交流電源４２によって上記第
１電極２０にたとえば１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を
印加し、第１電極２０−第２電極３２間で気体放電を発
生させ、大気圧近傍の圧力下で上記ガスを励起させる。
このとき、ヒーター用電源１２を制御することによりヒ
ーター１４を加熱し、上記被処理体１６の表面処理の
間、上記第１電極２０を略一定の温度に保持する。この
とき、ヒーター１４は上記ヒーター用電源１２により容
易に制御することができる。一方、排気ポンプ１０が図
示されない制御手段によって作動され、上記第１電極２
０内の排気路３４、排気口３８を介して上記処理室１８
中のガスが排気される。

【００２６】このとき、上記気体放電により、たとえば
上記被処理体１６と上記ガスが反応して反応副生成物が
生成したとしても、この反応副生成物は上記ヒーター１
４による上記第１電極２０の加熱により気化させること
ができるため、上記反応副生成物が上記第１電極２０の
被処理体１６に対向する面（第１電極の底面）および排
気路３４を構成する壁面に堆積することが防止される。
そして、処理室１８を排気することにより、気化した上
記反応副生成物を効率よく除去することができる。この
ため、被処理体１６の表面上のみならず表面処理装置内
のパーティクルを効率よく除去することができ、クリー
ニングの点を鑑みても生産性を大幅に向上することがで
き、ひいては製品のスループットを向上することができ
る。

【００２７】ここで、処理室に供給するガスは、たとえ
ば、Ｈｅ，Ａｒ等の希ガス、フッ素化合物、塩素化合物
等のハロゲンを含むガス，酸素，窒素等の反応ガスを被
処理体の表面処理の用途に合わせて材料を選択すること
ができる。たとえば、ヘリウムは気体放電の際の活性種
の励起用に、フッ素化合物はエッチング用に、酸素はア
ッシング用に使用することができる。また、重合膜の形
成には、気体状の有機物を使用することができる。

【００２８】また、ヒーターによる加熱温度は、被処理
体の物性、ガスと被処理体の気体放電による反応等を考
慮して決定される。すなわち、上述したように、上記ガ
スと上記被処理体とによる反応生成物を気化させる条件
を提供することで、第１電極に反応副生成物が付着して
堆積することを防止することができる。さらに、上記加
熱温度は、上述した点からも第１電極の材料および好ま
しくは誘電体（第１誘電体２２ａ及び第２誘電体２２
ｂ）の材料の熱膨張率、耐熱衝撃性，耐熱性等の熱的性
質についても考慮して決定することが効果的である。

【００２９】以下に、本発明の表面処理装置を使用した
実験例について、加熱手段を設けていない表面処理装置
を使用した例と比較して説明する。特に図示しないが、
比較用の表面処理装置と本発明の表面処理装置との差異
として、比較用の表面処理装置はヒーターおよびヒータ
ー用電源を有していない点、冷却水で第１電極２０を冷
却していた点が挙げられるが、加熱条件あるいは冷却条
件以外の処理条件はすべて同一の条件下で実験を行っ
た。いずれの表面処理装置も熱的性質および化学的性質
を考慮して、上記第１電極２０の材質をアルミニウムと
し、誘電体にはアルミナを用いた。両者ともパーフロロ
カーボンガスを用いたプラズマには高い耐久性をもつ。
また、被処理体１６としては液晶パネルに使用するガラ
ス基板を使用した。上記被処理体１６として、ガラス基
板（３５０×３００×１．１ｍｍ）上に全面的にタンタ
ル膜（Ｔａ）が、膜厚約１８０ｎｍで成膜されたものを
使用した。ここで、本実験においては表面処理の条件と
して、上記ガス供給部３０から、それぞれガスを、ヘリ
ウム（Ｈｅ）を２０リットル／分、パーフロロカーボン
ガス（ＣＦ₄）を１５０ＣＣＭ、酸素（Ｏ₂）を３０ＣＣ
Ｍの流量で処理室１８へむけて流出させ、１３．５６Ｍ
Ｈｚの交流電源４２により、電力４００Ｗを印加し、放
電を発生させた。排気量は、ガスの供給流量と対応させ
て最適条件下に設定した。テーブルの搬送速度は、処理
体１６上のＴａが約５ｎｍエッチングされるように調整
した。

【００３０】まず、比較装置における実験例について説
明する。第１電極２０は気体放電により加熱されるが、
その熱が外部に伝わり熱ひずみ等の弊害を防止するとと
もに、加熱による処理の不安定性を除くため、室温付近
（１５〜４５度）の温度を有する冷却水を一定流量で第
１電極２０内を循環させることで冷却した。そして、上
記エッチング処理を上述の方法で８０回行った後、上記
第１電極２０を観察したところ、第１電極２０の底面お
よび排気路３４の壁面に白い堆積物がみられた。この堆
積物を分析したところ、ほとんどがタンタル（Ｔａ）の
フッ化物、酸化物、窒化物および炭化物であった。この
ように、気体放電により形成されたタンタル系の反応副
生成物は、上記第１電極２０の温度が低いために、処理
後のガスが接触する上記第１電極２０の底面および排気
路３４の壁面上において付着し、徐々に堆積された。そ
して、排気路３４を介して排気ポンプ１０を動作させて
も上記反応副生成物を完全に除去することは困難であっ
た。上記第１電極２０に堆積した反応副生成物はもろく
て飛散しやすいため、被処理体１６上へ上記反応副生成
物が落下する可能性が大きく、被処理体を汚染するパー
ティクルの原因となった。このため、比較装置において
は、上記第１電極２０の底面及び上記排気路３４におけ
る堆積物を除去するために、装置のクリーニングを頻繁
に行う必要性が生じ、装置の運転面での困難性、信頼性
の低下、量産性欠如の点で不利な結果が得られた。

【００３１】次に、本発明の装置における実験例につい
て説明する。上記ヒーター用電源１２によりヒーター１
４の加熱温度を１００°Ｃ〜２００°Ｃに設定し、また
気体放電中もその範囲の温度に維持されるよう制御し
た。この加熱温度の上限は、第１電極２０としてのアル
ニウムおよび第１電極２０に隣接する誘電体（第１誘電
体２２ａ及び第２誘電体２２ｂ）として用いたアルミナ
の熱膨張率および耐熱衝撃性等の熱的性質を鑑みて決定
されたものである。そして、上述した比較実験例と同様
に８０回のエッチング処理を繰り返した後の上記第１電
極２０を観察したところ、第１電極２０底面への副生成
物の付着は著しく減少し、排気路３４の壁面への付着物
も大幅に減少した。気体放電によりタンタル系の反応副
生成物が形成されても、上記第１電極２０の底面は上記
温度に加熱されているとともに、気体放電にさらされて
いるので、上記反応副生成物は付着せず、上記第１電極
２０上に蓄積されることなく、排気路３４を介して排気
ポンプ１０によって除去された。また、上記第１電極２
０の排気路３４の壁面は上記温度に加熱されているた
め、同様の効果を得ることができた。このため、上記第
１電極２０および上記排気路３４におけるパーティクル
が大幅に減少され、これにより上記被処理体１６上のパ
ーティクルによる汚染を防止することが可能となり、生
産性の面での効果を大いに向上することができた。

【００３２】（実施の形態２）図３には本発明による表
面処理装置の別の実施の形態の概略図が示されている。
本発明は、上記第１電極２０の加熱を熱媒体により行う
ことを特徴とするものである。つまり、実施の形態１と
異なる点は、上記第１電極２０の加熱手段であり、簡単
のため同一のものについては説明を省略し、本発明の特
徴となる加熱手段に関する点のみを以下に説明する。

【００３３】熱媒体供給部５０は、上記第１電極２０を
加熱するための熱媒体を一定の温度に保持した状態で蓄
積し、熱媒体導入管５２へ所定の流量を流出させること
により、熱媒体を供給する機能を有するものである。こ
こで、たとえば、上記熱媒体はシリコーンオイルのよう
な絶縁性の溶媒を使用することができる。つまり、熱溶
媒として絶縁性の溶媒を使用することにより、第１電極
２０への電気的影響を与えることなく、かつ熱媒体供給
部を簡単な構造にて実現することができる。また、上記
熱媒体供給部５０においては、たとえばポンプ等を使用
することにより上記熱媒体を上記第１電極２０内で循環
させることができる。そして、上記熱媒体導入管５２は
上記第１電極２０内に形成され、上記熱媒体供給部５０
から供給される熱媒体の循環により、第１電極２０は略
一定の範囲の温度に加熱される。ここで、本発明におい
ても、実施形態の１と同様に、上記熱媒体の加熱温度
は、被処理体の物性、ガスと被処理体の気体放電による
反応等を考慮して決定される。すなわち、上述したよう
に、上記ガスと上記被処理体１６とによる反応生成物を
気化させる条件を提供することで、第１電極２０に反応
副生成物が付着して堆積することを防止することができ
る。さらに、上記加熱温度は、上述した点からも第１電
極２０および誘電体（２２ａ，２２ｂ）の材料の熱膨張
率、熱耐衝撃性等の熱的性質についても考慮して決定す
ることが効果的である。

【００３４】本発明によれば、上記気体放電により、た
とえば上記被処理体１６と上記ガスが反応して反応副生
成物が生成したとしても、この反応副生成物は上記熱媒
体による上記第１電極２０の加熱により気化させること
ができるため、上記反応副生成物が上記第１電極２０の
被処理体１６に対向する面（底面）および排気路３４を
構成する壁面に堆積することが防止される。そして、処
理室１８を排気することにより、気化した上記反応副生
成物を効率よく除去することができる。このため、上記
被処理体１６の表面上のみならず表面処理装置内のパー
ティクルを効率よく除去することができ、クリーニング
の点を鑑みても生産性を大幅に向上することができ、ひ
いては製品のスループットを向上することができる。

【００３５】さらに、本発明の表面処理装置は、上述し
た比較例の表面処理装置と比較すると、冷却水の代わり
に熱媒体を使用しているが、たとえば実施の形態１に記
載した比較実験例の装置の冷却経路と同一の既存の経路
を使用して、上記した熱媒体供給手段を設けることのみ
で容易に実現することができる。

【００３６】次に本発明の表面処理装置を使用した実験
例について、上述した加熱手段を設けていない表面処理
装置を使用した例と比較して説明する。特筆しないが、
実験の条件については、実施の形態１に記載したものと
同一の条件として実験を行った。そして、実施形態の１
と同様に、上記熱媒体の加熱温度を１００°Ｃ〜２００
°Ｃに設定し、また気体放電中もその範囲の温度に維持
されるよう制御した。この加熱温度の上限は、第１電極
２０としてのアルニウム及び第１電極２０に隣接する誘
電体（２２ａ，２２ｂ）として用いたアルミナの熱膨張
率および耐熱衝撃性等の熱的性質を鑑みて決定されたも
のである。上述した比較実験例と同様に８０回のエッチ
ング処理を繰り返した後の上記第１電極２０を観察した
ところ、第１電極２０底面への付着物は著しく低減し、
排気路３４の壁面への付着物も大幅に減少した。つま
り、気体放電によりタンタル系の反応副生成物が形成さ
れても、上記第１電極２０の底面は上記温度に加熱され
ているとともに気体放電にさらされているので、上記反
応副生成物は付着せず、上記第１電極２０上に蓄積され
ることなく、排気路３４を介して排気ポンプ１０によっ
て除去された。また、上記第１電極２０の排気路３４の
壁面は上記温度に加熱されているため、同様の効果を得
ることができた。このため、上記第１電極２０及び上記
排気路３４におけるパーティクルが特に大幅に減少さ
れ、これにより上記被処理体１６上のパーティクルによ
る汚染を防止することが可能となり、生産性の面での効
果を大いに向上することができた。

【００３７】（実施の形態３）図４には本発明による表
面処理装置のさらに別の実施の形態の概略図が示されて
いる。本発明は、実施の形態１もしくは実施の形態２に
記載したような第１電極２０−第２電極３２間での気体
放電に加えて、上記第１電極２０−第３電極２１間にお
いても気体放電を行うことにより、排気路におけるパー
ティクルの除去を一層効果的に行うことを特徴とするも
のである。以下、簡単のため同一のものについては説明
を省略し、本発明の特徴となる主旨に関する点のみを説
明する。また、図４の実施の形態としては、加熱手段と
して実施の形態２に示した熱媒体を使用した例について
示し、これをもとに以下に説明する。

【００３８】上記排気路３４において気体放電を発生さ
せるため、上記第３電極２１は接地電位に固定され、第
１電極２０は交流電源に接続される。そして、被処理体
１６の表面処理を行いつつ上記排気路３４の汚染を防止
するために、上記第１電極２０−第２電極３２間、第１
電極２０−第３電極２１間で同時に気体放電を発生さな
ければならない。ここで、上記第１電極２０−第２電極
３２間の距離をＹ、第１電極２０−第３電極２１間の距
離をＸとすると、キャパシティーの点からＸとＹの値を
略同一とすることが好ましい。このＸとＹの関係につい
ては、後に実験例を示して詳細に説明する。また、上記
第３電極２１−第２電極３２間においては、両電極に接
地電位を印加しているため、気体放電は発生せず、上記
第３電極２１下部においては気体放電は発生しない。こ
のため、第３電極２１に関しては図４においては、その
下部が第１誘電体２２ａ、第２誘電体２２ｂとそれぞれ
接続されているが、被処理体１６上の気体放電を行うエ
リアは第３誘電体２２ｃおよび上記第３電極２１にて特
定される。このことによって、上記第１誘電体２２ａ，
第２誘電体２２ｂは、放電の防止という点においては効
果的であるが、本実施の形態ではこの点の必要性が小さ
いので、必ずしもこれに限定されるわけでなく、たとえ
ば上記誘電体の代わりに金属を用いることも可能であ
る。

【００３９】本発明によれば、上記気体放電により、た
とえば上記被処理体１６と上記ガスが反応して反応副生
成物が生成したとしても、この反応副生成物は上記熱媒
体による上記第１電極２０および第３電極２１の加熱に
より気化させることができるため、上記反応副生成物が
上記第１電極２０の被処理体１６に対向する面（底面）
および上記第１電極２０と、第３電極２１の壁面の特に
排気路３４を構成する壁面に堆積することが防止され
る。特に、本発明においては、積極的に上記排気路３４
で気体放電させることによって、上記反応副生成物の気
化を助長することを可能としている。そして、処理室１
８を排気することにより、気化した上記反応副生成物を
効率よく除去することができる。このため、被処理体１
６の表面上のみならず表面処理装置内のパーティクルを
効率よく除去することができ、クリーニングの点を鑑み
ても、上記排気路３４におけるパーティクルが相対的に
減少するために、生産性を大幅に向上することができ、
ひいては装置の信頼性を向上することができ、製品のス
ループットを向上することができる。このため、本発明
の表面処理装置は特に、量産品の製造工程において適用
することが可能である。

【００４０】さらに、本発明の表面処理装置は、上述し
た比較例の表面処理装置と比較すると、冷却水の代わり
に熱媒体を使用しているが、たとえば実施例の形態１に
記載した比較実験例の装置の冷却経路と同一のものを使
用して、上記した熱媒体供給手段を設けることのみで容
易に実現することができる。

【００４１】次に本発明の表面処理装置を使用した実験
例について、加熱手段を設けていない表面処理装置を使
用した例と比較して説明する。特筆しないが、実験の条
件については、実施の形態２に記載したものと同一の条
件として実験を行った。上述した比較実験例と同様に８
０回のエッチング処理を繰り返した後の上記第１電極２
０を観察したところ、排気路３４の壁面への堆積物は第
１電極２０−第２電極間３２のみにおける気体放電の場
合と比較してさらに著しく減少した。つまり、気体放電
によりにタンタル系の反応副生成物が形成されても、上
記第１電極２０，第３電極２１は上記温度に加熱されて
いるとともに気体放電にさらされているので、上記反応
副生成物は付着せず、上記第１電極２０、第３電極２１
上および排気路３４を構成する壁面上に蓄積されること
なく、排気口３８を介して排気ポンプ１０によって除去
された。このため、上記排気路３４におけるパーティク
ルが特に大幅に減少され、これにより上記被処理体１６
上のパーティクルによる汚染を防止することが可能とな
り、生産性の面での効果を大いに向上することができ
た。

【００４２】次に本発明の表面処理装置を使用した実験
例について、上記第１電極２０−第２電極３２間の距離
Ｙ、第１電極２０−第３電極２１間の距離Ｘとの関係に
ついて説明する。

【００４３】Ｘ＞Ｙのとき、たとえば、Ｘ＝５ｍｍ，Ｙ
＝２ｍｍのときは、第１電極２０−第２電極３２間のみ
で気体放電が発生するものの、排気路３４においては上
記第１電極２０−第３電極２１間での電界が弱く気体放
電は発生しなかった。このため、この場合は被処理体１
６に対しての表面処理を行うことができたが、排気路３
４における反応生成物の除去に対する効果は実施の形態
２とほぼ同様なものであった。

【００４４】Ｘ＜Ｙのとき、たとえば、Ｘ＝２ｍｍ，Ｙ
＝５ｍｍのときは、第１電極２０−第３電極２１間の排
気路３４のみで気体放電が発生するものの、第１電極２
０−第２電極３２間においては被処理体１６を表面処理
するために必要とされる程度の放電が得られなかったの
で、上記被処理体１６に対する表面処理は不充分であっ
た。

【００４５】ＸとＹがほぼ同等の値である場合、たとえ
ば、Ｘ＝２ｍｍ，Ｙ＝２ｍｍである場合は、第１電極２
０−第２電極３２間で気体放電が発生するとともに、排
気路３４において第１電極２０−第３電極２１間で気体
放電が発生した。このため、この場合は被処理体１６に
対しての表面処理を行うことができ、さらに排気路３４
における反応生成物の除去に対する効果がみられ、パー
ティクルをほぼ完全に除去することができた。

【００４６】ここで、本発明には加熱手段として熱媒体
を使用したが、これに限定されるものではなく、実施形
態の１に示したヒーターのような電気的に加熱する機能
を有するものを使用することもでき、パーティクル除去
の面で同一の効果を得ることができる。ここで、本発明
は液晶基板、半導体ウエハ等の表面処理に広く適用する
ことができ、本実施形態としてエッチングを例として記
載したが、これに限定されるものでなくアッシング，重
合膜形成等にも使用することができる。

【００４７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による表面処理装置の概略図である。

【図２】本発明による表面処理装置の要部斜視図であ
る。

【図３】本発明による熱媒体を使用した加熱手段を有す
る表面処理装置の概略図である。

【図４】本発明による加熱手段を有し、排気路に気体放
電を発生させる表面処理装置の概略図である。

【符号の説明】

１０ 排気ポンプ １２ ヒーター用電源 １４ ヒーター １６ 被処理体 １８ 処理室 ２０ 第１電極 ２１ 第３電極 ２２ａ 第１誘電体 ２２ｂ 第２誘電体 ２２ｃ 第３誘電体 ２４ 表面処理装置 ２６ 支持部 ２６ａ 第１支持部 ２６ｂ 第２支持部 ２８ 断熱支持部 ３０ ガス供給部 ３２ 第２電極 ３４ 排気路 ３６ ガス導入口 ３８ 排気口 ４０ ガス導入路 ４０ａ 第１ガス導入路 ４０ｂ 第２ガス導入路 ４２ 交流電源 ４４ ガス溜り部 ４６ ヒーター線 ５０ 熱媒体供給部 ５２ 熱媒体導入管

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気体放電によって生成されるガスの活性
   種を被処理体に接触させて上記被処理体の表面を処理す
   る装置であって、 上記被処理体を配置する処理室と、 該処理室に連結され、上記被処理体に向けてガスを供給
   するガス供給手段と、 上記処理室内のガスを排気する排気手段と、 大気圧またはその近傍の圧力下で気体放電を発生させる
   電極と、 上記処理室と排気手段とを接続する排気路の少なくとも
   一部及び上記電極を加熱する加熱手段と、を備えたこと
   を特徴とする表面処理装置。
2. 【請求項２】 上記排気路は、上記電極を貫通して形成
   されたものであることを特徴とする請求項１項記載の表
   面処理装置。
3. 【請求項３】 上記加熱手段は、上記電極に内蔵された
   ものであることを特徴とする請求項２記載の表面処理装
   置。
4. 【請求項４】 上記電極は、電気的に加熱されるもので
   あることを特徴とする請求項３記載の表面処理装置。
5. 【請求項５】 上記電極は熱媒体供給手段からの熱媒体
   を流すことにより加熱されるものであることを特徴とす
   る請求項３記載の表面処理装置。
6. 【請求項６】 上記電極は、上記排気路において気体放
   電を発生させるものであることを特徴とする請求項３乃
   至５記載のいずれかの表面処理装置。
7. 【請求項７】 上記加熱手段による加熱温度は、上記被
   処理体およびガスの反応生成物の気化する温度を元に設
   定されるものであることを特徴とする請求項１乃至６記
   載のいずれかの表面処理装置。
8. 【請求項８】 上記加熱手段による加熱温度は、上記電
   極の熱的性質を元に設定されるものであることを特徴と
   する請求項１乃至６記載のいずれかの表面処理装置。
9. 【請求項９】 気体放電によって生成されるガスの活性
   種を被処理体に接触させて上記被処理体の表面を処理す
   る表面処理方法において、 処理室に配置された上記被処理体に向けてガスを供給し
   ながら大気圧またはその近傍の圧力下で電極により気体
   放電を発生させて上記ガスを励起させ、 上記処理室内の気体を排気路を介して排気手段により排
   気する際に、上記排気路の少なくとも一部及び上記電極
   を加熱することを特徴とする表面処理方法。
10. 【請求項１０】 上記排気は、上記電極を貫通して形成
    された排気路を介して行われるものであることを特徴と
    する請求項９記載の表面処理方法。
11. 【請求項１１】 上記加熱は、上記電極に内蔵された加
    熱手段により行われるものであることを特徴とする請求
    項１０記載の表面処理方法。
12. 【請求項１２】 上記加熱における加熱温度は、上記被
    処理体およびガスの反応生成物の気化する温度を元に設
    定されるものであることを特徴とする請求項９乃至１１
    記載のいずれかの表面処理方法。
13. 【請求項１３】 上記加熱における加熱温度は、上記電
    極の熱的性質を元に設定されるものであることを特徴と
    する請求項９乃至１１記載のいずれかの表面処理方法。