KR100650094B1 - 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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마모루 히노
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세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
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Abstract

플라즈마 처리 장치(M1)에는, 한 쌍의 긴 전극(30)을 지지하는 처리부(20)가 설치되어 있다. 처리부(20)에는, 복수의 당김 볼트(52)(접근 왜곡 저지 수단)가 전극(30)의 길이 방향으로 서로 떨어져 설치되어 있다. 당김 볼트(52)의 헤드부는 볼트 홀더(53)를 통해 강성판(33)에 걸쳐지고, 레그부는 전극(30)에 나사 삽입되어 있다. 이에 의해, 전극이 쿨롱력에 의해 왜곡되는 것을 방지할 수 있다.

Description

플라즈마 처리 장치{PLASMA PROCESSING SYSTEM}
본 발명은 박막 형성, 에칭, 표면 개질, 유기 오염물 제거, 세정, 발수화, 친수화 등의 표면 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 특히 평행한 한 쌍의 긴 전극을 갖고, 이들 전극의 한 쪽 길이측 모서리끼리 사이로부터 대향면끼리 사이에 처리 가스를 도입하여 플라즈마를 생성하고, 이 플라즈마를 다른 쪽 길이측 모서리끼리 사이로부터 전극 밖으로 취출하여 피처리물에 맞대는 리모트식 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
처리 가스를 한 쌍의 전극간에 도입하여 크로우 방전에 의해 플라즈마화하고, 이 플라즈마 흐름을 전극 밖의 피처리물에 송풍하여 표면 처리를 행하는 소위 리모트식의 플라즈마 처리 장치는 공지이다(예를 들어 일본 특허 공개 평11-251304호 공보, 일본 특허 공개 평9-92493호 공보 등). 2개의 평판형 전극을 평행하게 배치한 플라즈마 처리 장치도 공지이다(일본 특허 공개 평7-85997호 공보, 일본 특허 공개 평9-92493호 공보 등).
긴 평행 평판 전극을 이용한 리모트식 플라즈마 처리 장치에는, 이들 전극의 길이측 모서리끼리 사이로부터 플라즈마 흐름을 취출함으로써, 전극의 길이만큼의 표면 처리를 한 번에 행할 수 있어 처리 속도를 향상시킬 수 있다. 그러나, 인가 전계에 의한 쿨롱력에 의해, 전극끼리가 예를 들어 길이 방향의 중간부에서 근접하도록 변형을 초래하는 일이 있다(도12의 가상선 참조). 이 현상은 전극의 길이가 예를 들어 50 ㎝ 이상에서 확실히 볼 수 있게 되어 길어지면 길어질수록 현저해진다. 이러한 변형이 생기면, 플라즈마 가스의 취출이 전극의 길이 방향의 양단부에서는 많고, 중간부에서는 적어져 처리 균일성이 손상되어 버린다.
또한, 전류에 의해 전극이 가열되었을 때 열 팽창 차이에 따라서도 왜곡 변형을 발생시킬 수 있다. 즉, 통상 전극의 내부 온도는 다른 전극 근처의 부분이 배면 근처의 부분보다 높아진다. 이 온도 차이에 따라서 열 팽창에 차이가 생겨 왜곡이 되어 나타내어진다. 또한, 전극을 구성하는 금속과 이 금속 전극에 용사 등으로 피막된 고체 유전체층과의 열 팽창율의 차이에 따라서도 왜곡을 발생시킬 수 있다. 이에 의해, 처리 균일성이 손상되어 버린다.
또한, 전극의 제조 프로세스에 있어서, 전극의 표면에 고체 유전체층을 용사 등으로 피막할 때 블러스트 처리나, 전극과 용사 재료와의 열 팽창율 차이에 따라, 전극에 왜곡 변형을 발생시킬 경우가 있다. 또한, 고체 유전체의 피막 이외의 면을 위치 결정용 기준면으로 하여 연마할 때 열 등에 의해, 전극에 왜곡 변형을 발생시킬 경우가 있다. 이러한 제조 프로세스에 있어서의 왜곡 변형에 따라서도, 플라즈마 흐름을 전극의 길이 방향에 따라서 일정하게 할 수 없게 되어 균일한 처리를 할 수 없게 된다.
도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 플라즈마 처리 장치를, 도6의 절곡 I-I선에 따라서 도시하는 측면 계단 단면도이다.
도2는 상기 플라즈마 처리 장치의 플라즈마 노즐 헤드의 사시도이다.
도3은 도1의 III-III선에 따르는 상기 플라즈마 노즐 헤드의 정면 단면도이다.
도4의 (a)는 도1의 IVA-IVA선에 따르는 상기 플라즈마 노즐 헤드의 처리 가스 도입 장치의 평면 단면도이다.
도4의 (b)는 도1의 IVB-IVB선에 따르는 상기 플라즈마 노즐 헤드의 처리 가스 도입 장치의 평면 단면도이다.
도4의 (c)는 도1의 IVC-IVC선에 따르는 상기 플라즈마 노즐 헤드의 처리 가스 도입 장치의 평면 단면도이다.
도5의 (a)는 도1의 VA-VA선에 따르는 상기 플라즈마 노즐 헤드의 처리 가스 도입 장치의 평면 단면도이다.
도5의 (b)는 도1의 VB-VB선에 따르는 상기 플라즈마 노즐 헤드의 처리 가스 도입 장치의 평면 단면도이다.
도6은 도1의 VI-VI선에 따르는 상기 플라즈마 노즐 헤드의 홀더의 평면 단면도이다.
도7은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 상압 플라즈마 처리 장치의 노즐 헤드를 도시하고, 도8의 VII-VII선에 따르는 정면 단면도이다.
도8은 도7의 VIII-VIII선에 따르는 상기 제2 실시 형태에 관한 상압 플라즈마 처리 장치의 측면 단면도이다.
도9는 도7의 IX-IX선에 따르는 상기 상압 플라즈마 처리 장치의 측면 단면도이다.
도10은 상기 제2 실시 형태의 노즐 헤드의 사시도이다.
도11은 상기 제2 실시 형태에 관한 상압 플라즈마 처리 장치의 스페이서를 확대하여 도시하는 정면도이다.
도12는 상기 제2 실시 형태에 관한 상압 플라즈마 처리 장치의 한 쌍의 전극과 스페이서를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도13의 (a)는 스페이서가 있는 플라즈마 처리 장치로 처리한 작업편(workpiece)에 있어서의 접촉 각도의 경시 변화의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도13의 (b)는 스페이서가 없는 플라즈마 처리 장치로 처리한 작업편에 있어서의 접촉 각도의 경시 변화의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도14는 스페이서의 변형예에 관한 상압 플라즈마 처리 장치의 측면 단면도이다.
도15는 도14의 변형예에 관한 스페이서의 사시도이다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 처리 가스를 전계 속에서 플라즈마화(활성화, 이온화, 래디컬화를 포함함)하고, 취출하는 플라즈마 처리 장치에 있어서 제1, 제2 길이측 모서리를 갖는 긴형을 이루어 서로 평행하게 늘어 세워지고, 상기 전계가 인가되는 동시에 상기 제1 길이측 모서리끼리 사이가 처리 가스의 수용부가 되고, 상기 제2 길이측 모서리끼리 사이가 처리 가스의 취출부가 되는 한 쌍의 전극과, 각 전극이 상기 배열 방향으로 왜곡되는 것을 저지하는 왜곡 저지 기구를 구비한 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 전계 인가시의 쿨롱력이나 열 팽창 차이 등에 의해 전극이 왜곡되는 것을 저지할 수 있어 전극간 간격이 불균일해지는 것을 방지할 수 있다. 따라서 플라즈마 흐름을 전극의 길이 방향에 따라서 일정하게 취출할 수 있어, 나아가서는 균일한 표면 처리를 행할 수 있다.
상기 왜곡 저지 기구는, 각 전극이 다른 쪽 전극으로 접근하도록 왜곡되는 것을 저지하는 접근 왜곡 저지 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 전극끼리가 쿨롱력에 의해 근접하도록 왜곡되는 것을 확실하게 저지할 수 있다.
각 전극의 다른 쪽 전극과는 반대의 배부에 각각 강성 부재가 설치되어 있고, 상기 접근 왜곡 저지 수단이 헤드부가 상기 강성 부재에 걸쳐지는 동시에 레그부가 상기 전극에 나사 삽입된 볼트(나사 부재)를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 접근 왜곡 저지 수단의 구성을 간소화할 수 있다. 또한, 볼트의 나사 삽입량에 의해 왜곡 저지력의 작용 위치를 용이하게 조절할 수 있다.
상기 왜곡 저지 기구는 각 전극이 다른 쪽 전극으로 접근하도록 왜곡되는 것을 저지하는 접근 왜곡 저지 수단과, 각 전극이 다른 쪽 전극으로부터 멀어지도록 왜곡되는 것을 저지하는 이격 왜곡 저지 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 전극의 왜곡을 한층 확실하게 저지할 수 있다.
각 전극을 다른 쪽 전극측으로 가까이 하는 접근 수단과, 멀리하는 이격 수단이 각각 전극의 길이 방향으로 서로 떨어져 복수 설치되고, 상기 접근 수단이 전극의 이격을 저지함으로써 상기 이격 왜곡 저지 수단을 겸하여, 상기 이격 수단이 전극의 접근을 저지함으로써 상기 접근 왜곡 저지 수단을 겸하고 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 전극의 제조 프로세스 등에서 왜곡이 생기더라도 교정할 수 있어 전극간의 간격이 길이 방향에 따라서 균일해지도록 조절할 수 있다. 따라서, 플라즈마의 취출 흐름을 길이 방향에 따라서 확실하면서 일정하게 할 수 있어, 나아가서는 표면 처리를 확실하면서 균일하게 행할 수 있다. 또한, 전극간의 간격을 크게 하여 가스를 흐르기 쉽게 하거나, 전극간의 간격을 작게 하여 방전을 일으키기 쉽게 하거나 할 수 있다. 또한, 접근 수단이 이격 왜곡 저지 수단을 겸하여 이격 수단이 접근 왜곡 저지 수단을 겸함으로써, 부품 개수를 삭감할 수 있다. 접근 수단과 이격 수단에 의해,「각 전극의 왜곡 교정 기구」또는「전극간의 간격 조절 기구」가 구성된다.
각 전극의 다른 쪽 전극과는 반대의 배부에 각각 강성 부재가 설치되어 있고, 상기 접근 수단 즉 이격 왜곡 저지 수단이, 상기 강성 부재에 나사 삽입되는 동시에 상기 전극의 배면에 맞닿아서 전극을 누르는 누름 볼트(누름 나사 부재)를 포함하고, 상기 이격 수단 즉 접근 왜곡 저지 수단이 헤드부가 상기 강성 부재에 걸쳐지는 동시에 레그부가 상기 전극에 나사 삽입되어 전극을 강성 부재측으로 당기는 당김 볼트(당김 볼트 부재)를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 접근 수단과 이격 수단의 구성을 간소화할 수 있다. 또한, 이들 누름 및 당김 볼트의 나사 삽입량을 조절함으로써, 각 전극의 왜곡 교정이나 전극간의 간격 조절을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 이들 누름 및 당김 볼트의 나사 삽입량을 의해, 왜곡 저지력의 작용 위치를 쉽게 조절할 수 있다.
상기 접근 왜곡 저지 수단이, 상기 한 쌍의 전극 길이 방향의 거의 중간부끼리 사이에 개재된 1 또는 복수의 절연성의 스페이서를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 길이 방향 중간부의 전극간의 간격이 좁아지는 것을 확실하게 방지할 수 있고, 처리 가스를 길이 방향에 따라서 확실하면서 일정하게 취출하도록 할 수 있어, 나아가서는 플라즈마 표면 처리를 확실하면서 균일하게 행할 수 있다.
상기 스페이서가 처리 가스의 흐름에 미치는 영향을 무시할 수 있는 정도로 작은 것이 바람직하다. 이에 의해, 처리의 균일성을 확실하게 확보할 수 있다.
상기 스페이서가 처리 가스 수용부측으로 치우쳐 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 처리 가스를 스페이서의 처리 가스 취출부측으로 돌아 들어가게 할 수 있어, 스페이서의 배치 위치에 대응하는 부위라도 플라즈마 표면 처리를 확실하게 행할 수 있다.
상기 스페이서에는 처리 가스를 상기 스페이서의 처리 가스 취출부측으로 돌아 들어가도록 안내하는 가스 안내부가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 스페이서의 배치 위치에 대응하는 부위라도 플라즈마 표면 처리를 한층 확실하게 행할 수 있다.
상기 스페이서의 전극 길이 방향의 양 모서리가 처리 가스 취출부측으로 향함에 따라서 접근하도록 경사 설치되어 있고, 이 경사 모서리가 상기 가스 안내부로 되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 처리 가스를 경사 모서리에 따라서 스페이서의 처리 가스 취출부측으로 돌아 들어가게 할 수 있다.
상기 한 쌍의 전극의 대향면을 제외하는 부분이 서로 다른 절연 커버로 덮여져 있고, 상기 스페이서의 처리 가스 수용부측의 부분이 전극간보다 돌출되어, 이 돌출 부분이 한 쪽 절연 커버에 고정 가능한 것이 바람직하다. 이에 의해, 스페이서를 한 쪽 절연 커버에 고정한 상태로 용이하게 조립 부착할 수 있다. 또한, 스페이서를 전극간에 안정적으로 끼워 둘 수 있다.
상기 스페이서가 상기 한 쌍의 전극간에 삽입되는 삽입부와, 한 쌍의 전극의 제1 길이측 모서리끼리 사이에 걸치는 걸침부를 일체로 갖고 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 스페이서를 전극간에 안정적으로 끼워 둘 수 있다.
또한, 본 발명은 처리 가스를 전계 속에서 플라즈마화하여 취출하는 플라즈마 처리 장치에 있어서, 제1, 제2 길이측 모서리를 갖는 긴형을 이루어 서로 평행하게 배치되고, 상기 전계가 인가되는 동시에 상기 제1 길이측 모서리끼리 사이가 처리 가스의 수용부가 되고, 상기 제2 길이측 모서리끼리 사이가 처리 가스의 취출부가 되는 한 쌍의 전극과, 이들 전극의 길이 방향으로 떨어져 복수 배치되고, 각 전극을 다른 쪽 전극측으로 가까이 하는 접근 수단과, 상기 길이 방향으로 이격하여 복수 배치되고, 각 전극을 다른 쪽 전극으로부터 멀리하는 이격 수단을 구비한 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 전극의 제조 공정 등으로 왜곡이 생기더라도, 이 왜곡을 복수의 접근 수단과 복수의 이격 수단에 의해 교정할 수 있어, 전극간의 간격이 길이 방향에 따라서 균일해지도록 조절할 수 있다. 따라서, 플라즈마의 취출 흐름을 길이 방향에 따라서 일정하게 할 수 있어, 나아가서는 표면 처리를 균일하게 행할 수 있다. 또한, 전극간의 간격을 크게 하여 가스를 흐르기 쉽게 하거나, 전극간의 간격을 작게 하여 방전을 일으키기 쉽게 하거나 할 수 있다.
각 전극의 다른 쪽 전극과는 반대의 배부에 각각 강성 부재가 설치되어 있고, 상기 접근 수단이, 상기 강성 부재에 나사 삽입되는 동시에 상기 전극의 배면에 맞닿아서 전극을 누르는 누름 볼트(누름 나사 부재)를 포함하고, 상기 이격 수단이 헤드부가 상기 강성 부재에 걸쳐지는 동시에 레그부가 상기 전극에 나사 삽입 전극을 강성 부재측으로 당기는 당김 볼트(당김 나사 부재)를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 접근 수단과 이격 수단의 구성을 간소화할 수 있다. 또한, 이들 누름 및 당김 볼트의 나사 삽입량을 조절함으로써, 각 전극의 왜곡 교정이나 전극간의 간격 조절을 용이하게 행할 수 있다.
상기 한 쌍의 전극을 지지하는 홀더를 구비하고, 이 홀더가 각 전극의 배부에 각각 설치된 상기 강성 부재와, 이들 강성 부재끼리를 연결 일체화하여 보강하는 연결 보강 부재를 갖고 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 한 쌍의 강성 부재가 변형되지 않도록 보강할 수 있어, 나아가서는 각 전극의 왜곡 저지, 왜곡 교정, 전극간의 간격의 조절을 확실하게 행할 수 있다.
상기 접근 수단은, 각 전극이 다른 쪽 전극으로부터 멀어지도록 왜곡되는 것을 저지하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 전계 인가시의 열 팽창 차이 등에 의해 전극간의 간격이 불균일해지는 것을 방지할 수 있어 균일 처리를 확보할 수 있다.
상기 이격 수단은, 각 전극이 다른 쪽 전극으로 접근하도록 왜곡되는 것을 저지하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 전계 인가시의 쿨롱력이나 열 팽창 차이 등에 의해 전극간의 간격이 불균일해지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 플라즈마 흐름을 전극의 길이 방향에 따라서 확실하면서 일정하게 취출할 수 있어, 나아가서는 표면 처리를 확실하면서 균일하게 행할 수 있다.
각 전극의 대향면을 제외하는 부분을 덮는 절연 커버를 구비하고, 이 절연 커버가 절연 재료로 이루어지는 커버 본체와, 이 커버 본체보다 내플라즈마성이 높은 절연 재료로 이루어지는 내플라즈마 부재를 포함하고, 상기 내플라즈마 부재가 상기 한 쌍의 전극 처리 가스 수용부에 연속되는 처리 가스 도입구의 형성면과, 각 전극의 제1 길이측 모서리측의 측면에의 접촉면을 갖고, 전극과 같은 방향으로 연장되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 절연 커버가 전극간 공간(플라즈마화 공간)의 플라즈마에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다. 한편, 플라즈마에 노출될 우려가 적은 커버 본체에 대해서는 비교적 저렴한 재료로 구성할 수 있어, 나아가서는 절연 커버 전체를 내플라즈마성이 높은 재료로 구성하는 것보다도 재료 비용을 삭감할 수 있다.
또한, 본 발명의 플라즈마 처리 장치에는 처리 가스원으로부터의 처리 가스를 상기 한 쌍의 전극 처리 가스 수용부로 유도하는 가스 도입 장치를 구비하고, 이 가스 도입 장치에는 상기 처리 가스 흐름의 대략 절반씩을 상기 길이 방향에 따라서 서로 대향하도록 흐르게 하면서 주위측부의 대략 전체 길이 영역으로부터 통로 외로 점차 새게 하는 한 쌍의 균일화 통로와, 각각 상기 길이 방향에 따르는 가늘고 긴 형을 이루는 동시에 단계마다 연통로로 연통된 복수 단계의 균일화 챔버가 형성되고, 1단계 균일화 챔버가 상기 한 쌍의 균일화 통로의 통로 외 공간을 구성하고, 상기 연통로가 연통되어야 할 전후 단계의 균일화 챔버의 대략 전체 길이 영역에 걸쳐 연장되는 가늘고 긴 슬릿형을 이루고, 최종단의 균일화 챔버가 상기 한 쌍의 전극 처리 가스 수용부의 대략 전체 길이에 걸쳐 연속되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 처리 가스를 전극의 길이 방향으로 균일화한 상태로 전극간으로 도입할 수 있고, 취출 플라즈마 흐름을 확실하게 균일화할 수 있어, 나아가서는 플라즈마 표면 처리를 확실하면서 균일하게 행할 수 있다. 또, 상기 연통로는 연통해야 할 전후 단계의 균일화 챔버의 대략 전체 길이 영역에 걸쳐 단간격으로 배치된 복수의 스폿형(가는 구멍형)을 이루게 해도 좋다.
상기 가스 도입 장치가 상기 전극과 같은 방향으로 연장되는 가늘고 긴 용기형의 장치 본체를 갖고, 이 가스 도입 장치 본체의 내부에 상기 한 쌍의 균일화 통로를 구성하는 부재가 수용되고, 이 균일화 통로 구성 부재를 끼워 상기 전극과는 반대측 장치 본체 내가 상기 1단계 균일화 챔버로 하여 제공되고, 상기 전극측의 장치 본체 내가 2단계 및 최종 단계의 균일화 챔버로 하여 제공되고, 또한 장치 본체와 균일화 통로 구성 부재의 양측부 사이에 좁은 간극이 형성되고, 이 간극이 상기 슬릿형의 연통로로 하여 제공되어 있는 것이 바람직하다.
상기 균일화 통로 구성 부재가 상기 가스 도입 장치 본체와 같은 방향으로 연장되는 한 쌍의 파이프를 포함하고, 한 쪽 파이프의 일단부와 다른 쪽 파이프의 타단부가 각각 처리 가스의 입구가 되고, 각 파이프의 관벽의 대략 전체 길이 영역에 상기 1단계 균일화 챔버에 통하는 누설 구멍이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 균일화 통로의 유로 단면적은 가스의 흐름 방향에 따라서 점차적으로 작아져 있어도 좋다.
상기 처리 가스가 분류와 합류를 반복되게 하고, 또한 복수회에 걸쳐 절곡된 다음에, 상기 균일화 통로로 유도되는 것이 바람직하다.
상기 가스 도입 장치와 상기 한 쌍의 전극을 지지하는 홀더가 일체로 연결되어 있는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면을 참조하여 설명한다.
도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 리모트식의 상압 플라즈마 처리 장치(M1)를 도시한 것이다. 플라즈마 처리 장치(M1)는 장착대(4T)와, 이 장착대(4T)의 상방에 배치되도록 하여 가대(도시하지 않음)로 지지된 플라즈마 노즐 헤드(1)와, 이 플라즈마 노즐 헤드(1)에 접속된 처리 가스원(2)과 전원(전계 인가 수단)(3)을 구비하고 있다. 장착대(4T) 상에 대면적의 작업편(기판, 피처리물)(W)이 적재되어 있다. 장착대(4T)에는 이동 기구(4)가 일체로 접속되어 있다. 도1의 화살표로 나타낸 바와 같이, 이 이동 기구(4)에 의해 장착대(4T) 나아가서는 작업편(w)이 전후 방향(도1에 있어서 좌우)으로 상대 이동되도록 되어 있다. 장착대(4T)를 고정하여 헤드(1)를 이동 기구(4)에 접속하여 이동할 수 있게 해도 좋다.
전원(3)은 다음에 기재한 전극(30)에 예를 들어 펄스형의 전압을 출력하도록 되어 있다. 이 펄스의 상승 시간 및/또는 하강 시간은 10 ㎲ 이하, 전계 강도는 10 내지 1000 ㎸/㎝, 주파수는 0.5 ㎑ 이상인 것이 바람직하다.
처리 가스원(2)에는, 예를 들어 플라즈마 세정용의 처리 가스로서 N2의 순수 가스 또는 N2와 미량의 O2와의 혼합 가스가 저장되어 있다. 물론, N2와 O2를 따로따로 저장하여 적절량씩 혼합하도록 되어 있어도 좋다. 액상으로 저장하여 적절량씩 기화하도록 되어 있어도 좋다.
처리 가스원(2)의 처리 가스는 노즐 헤드(1)로 이송되어 플라즈마화된 후, 작업편(w)으로 송풍된다. 이에 의해, 작업편(W)의 세정 등의 플라즈마 표면 처리가 상압 하에서 실행된다.
또, 본 발명에 있어서의 대략 상압(대기압 근방의 압력)이라 함은, 1.333 × 104 내지 10.664 × 104 Pa의 범위를 말한다. 특히, 9.331 × 104 내지 10.397 × 104 Pa의 범위는 압력 조정이 용이하고 장치 구성이 간편하게 되어 바람직하다.
처리 가스원(2)과 노즐 헤드(1)는 가스 공급관 수단에 의해 접속되어 있다. 가스 공급관 수단은 처리 가스원(2)으로부터 연장되는 1개의 공통관(2a)과, 이 공통관(2a)으로부터 분기된 4개(복수)의 분기관(2b)과, 2개의 분기관(2b)이 합류되어 연장되는 합류관(2c)을 갖고 있다. 이들 관(2a, 2b, 2c)은 플렉시블한 수지 튜브로 구성되어 있다. 공통관(2a)과 합류관(2c)은 분기관(2b)에 비해 짧다. 각 분기관(2b)은 가스 공급관 수단의 길이의 대부분을 차지하도록 길게 연장되어 있다. 각 분기관(2b)의 유로 단면적은 공통관(2a)의 4분의 1로 되어 있다. 따라서, 각 분기관(2b)을 가늘게 할 수 있어 배치의 용이화를 도모할 수 있다. 각 합류관(2c)의 유로 단면적은 각 분기관(2b)의 의 2배로 되어 있다. 2개의 합류관(2c)이 플라즈마 노즐 헤드(1)의 좌우 한 쌍의 입구 포트(14a)에 각각 접속되어 있다.
플라즈마 노즐 헤드(1)에 대해 상세하게 서술한다. 도1 내지 도3에 도시한 바와 같이, 노즐 헤드(1)는 상측의 처리 가스 도입 장치(10)(가스 균일화부)와, 하측의 처리부(20)를 구비하고, 좌우 방향(도1의 종이면과 직교하는 방향)으로 길게 연장되어 있다.
플라즈마 노즐 헤드(1)의 처리 가스 도입 장치(10)는 좌우 방향으로 연장되는 가늘고 긴 용기형의 장치 본체(하우징)(11)와, 이 장치 본체(11) 내에 수용된 내측 파이프 유닛(가스 균일화 통로 구성 부재)(12)을 구비하고 있다.
도1, 도2, 도3, 도4의 (a)에 도시한 바와 같이, 장치 본체(11)의 상면의 좌우 양 단부에는 한 쌍의 단부 편(14E)이 설치되고, 중앙부에는 중앙 편(14C)이 설치되어 있다. 각 단부 편(14E)과 중앙 편(14C) 사이에 상부 파이프(13A, 13B)가 2개씩 전후로 늘어 세워져 걸쳐져 있다.
좌우의 단부 편(14E)에 상기 입구 포트(14a)가 각각 형성되어 있다. 각 입구 포트(14a)가 상부 파이프(13B)의 단부에 각각 연속되어 있다.
도4의 (a)에 도시한 바와 같이, 중앙 편(14C)에는 4개의 상부 파이프(13A, 13B)의 내부끼리를 서로 연통시키는 연통 구멍(14b)이 형성되어 있다. 이에 의해, 2개의 상부 파이프(13B)로부터의 처리 가스는 연통 구멍(14b)에서 합류한 후, 2개의 상부 파이프(13A) 내로 분류하고, 각 상부 파이프(13A)의 좌우 양 단부를 향해 흐르도록 되어 있다.
도2에 도시한 바와 같이, 가스 도입 장치 본체(11)의 좌우의 단부판에는 한 쌍의 단부 블럭(14B)이 설치되어 있다. 단부 블럭(14B)은 단부 편(14E)의 하면에 맞닿아 있다. 도1, 도3 내지 도5에 도시한 바와 같이 좌우의 단부 편(14E) 및 단부 블럭(14B)에는 상부 파이프(13A)로부터 계속되는 절곡 통로(14g 내지 14k)(14k')가 형성되어 있다. 즉, 도3 및 도4의 (a)에 도시한 바와 같이 좌우의 단부 편(14E)에는 상부 파이프(13A)의 양단부에 일직선에 연속되는 통로(14g)와, 이 통로(14g)로부터 아래로 연장되어 단부 편(14E)의 하면에 도달하는 통로(14h)가 각각 형성되어 있다. 도3 및 도4의 (b)에 도시한 바와 같이, 좌우의 단부 블럭(14B)의 상면에는 전후 방향으로 연장되는 타원 형상의 오목부가 형성되고, 이 타원형 오목부와 단부 편(14E)의 하면에 의해 통로(14i)가 형성되어 있다. 통로(14i)의 전방측 단부에 상기 통로(14h)가 연속되어 있다. 도3 및 도4의 (b), (c)에 도시한 바와 같이, 단부 블럭(14B)에는 통로(14i)의 후방측 단부로부터 하부로 연장되는 통로(14j)가 형성되어 있다. 도3 및 도5의 (a)에 도시한 바와 같이, 좌측의 단부 블럭(14B)에는 통로(14j)의 하단부로부터 전방으로 연장되는 통로(14k)가 형성되어 있다. 한편, 우측 단부 블럭(14B)에는 통로(14j)의 하단부로부터 후방으로 연장되는 통로(14k')가 형성되어 있다. 후술한 바와 같이, 이들 좌우의 통로(14k, 14k')가 내측 파이프 유닛(12)의 전후의 파이프(12A, 12B)에 각각 연속되어 있다.
내측 파이프 유닛(12)에 대해 설명한다.
도1, 도3, 도5의 (a)에 도시한 바와 같이, 유닛(12)은 좌우로 연장되는 동시에 서로 전후로 늘어 세워진 2개의 내측 파이프(균일화 통로)(12A, 12B)와, 이들 내측 파이프(12A, 12B)를 상하로부터 끼우는 협지 플레이트(파이프 홀더)(12C, 12D)를 구비하고 있다. 내측 파이프(12A, 12B)의 좌우 양단부가 장치 본체(11)의 좌우 단부판에 지지되어 있다. 도3 및 도5의 (a)에 도시한 바와 같이, 전방측 내측 파이프(12A)의 좌단부는 좌측 단부 블럭(14B)의 통로(14k)에 연속되어 있다. 한편, 이 파이프(12A)의 우단부는 폐색되어 있다. 도5의 (a)에 도시한 바와 같이, 후방측 내측 파이프(12B)의 우단부는 우측 단부 블럭(14B)의 통로(14k')에 연속되어 좌단부는 폐색되어 있다.
도1, 도3, 도5의 (a)에 도시한 바와 같이, 각 내측 파이프(12A, 12B)의 주위 방향의 상측부에는 내주면으로부터 외주면으로 관통하는 스폿형의 누설 구멍(12e)이 다수 형성되어 있다. 이들 누설 구멍(12e)은 파이프(12A, 12B)의 대략 전체 길이 영역에 걸쳐 좌우로 단간격으로 배치되어 있다.
도1에 도시한 바와 같이, 상하의 협지 플레이트(12C, 12D)는, 각각 전후의 내측 파이프(12A, 12B) 사이에 걸쳐져 있다. 이들 협지 플레이트(12C, 12D)는 2개의 내측 파이프(12A, 12B) 사이에 통하게 된 볼트(12G)에 의해 연결되고, 내측 파이프(12A, 12B)를 협지하고 있다. 도1, 도3, 도4의 (c)에 도시한 바와 같이, 상측의 협지 플레이트(12C)에는 상기 내측 파이프(12A, 12B)의 구멍(12e)에 연속되는 누설 구멍(12f)이 다수 형성되어 있다. 이들 누설 구멍(12f)이 협지 플레이트(12C)의 상면에 개구되어 있다. 또, 다수의 스폿형의 구멍(12e, 12f)에다가, 좌우 길이 방향으로 연장되는 슬릿형의 구멍을 형성할 수도 있다.
도1 및 도3에 도시한 바와 같이, 처리 가스 도입 장치 본체(11)의 내부가 파이프 유닛(12)에 의해 상하 2개의 균일화 챔버(11a, 11b)로 구획되어 있다. 즉, 처리 가스 도입 장치 본체(11)에 있어서의 내측 파이프 유닛(12)으로부터 상측의 좌우 가늘고 긴 내부 공간은 1단계 균일화 챔버(11a)를 구성하고 있다. 이 챔버(11a)에 상기 협지 플레이트(12C)의 구멍(12f) 나아가서는 양 내측 파이프(12A, 12B)의 누설 구멍(12e)이 연속되어 있다.
도1, 도4의 (c), 도5의 (a)에 도시한 바와 같이, 처리 가스 도입 장치 본체(11)의 전후의 측벽과 내측 파이프 유닛(12)의 전후 측면 사이에는, 각각 슬릿형의 간극(연통로)(11c)이 형성되어 있다. 이 간극(11c)은 좌우 전체 길이에 걸쳐 등두께로 또한 매우 좁아져 있다.
도1, 도3, 도5의 (b)에 도시한 바와 같이, 처리 가스 도입 장치 본체(11)에서의 내측 파이프 유닛(12)으로부터 하측의 좌우 가늘고 긴 내부 공간은, 2단계(또한 최종 단계)의 균일화 챔버(11b)를 구성하고 있다. 챔버(11b)는 간극(11c)을 통해 상측의 챔버(11a)에 연속되어 있다.
도1 및 도5의 (b)에 도시한 바와 같이, 처리 가스 도입 장치 본체(11)의 바닥판의 전후 폭 방향의 중앙부에는, 좌우 전체 길이에 걸쳐 연장되는 도입 구멍(11d)이 형성되어 있다. 도입 구멍(11d)은 장치 본체(11)의 바닥판의 상면에서 폭이 넓어져 하면을 향함에 따라서 폭이 좁아지고 있다.
다음에, 플라즈마 노즐 헤드(1)의 처리부(20)에 대해 설명한다.
처리부(20)는 한 쌍의 긴 전극(30)과, 이들 긴 전극(30)을 보유 지지하는 홀더(21)를 갖고 있다.
전극(30)은, 예를 들어 스테인레스 등의 도전성 재료로 구성되어 있다. 도1 및 도3에 도시한 바와 같이, 전극(30)은 각 기둥 형상을 이루고, 좌우 방향(도1의 종이면과 직교하는 방향)으로 직선형으로 가늘고 길게 연장되어 있다. 한 쪽 전극(30)은 급전선(3a)을 통해 펄스 전원(3)에 접속되고, 다른 쪽 전극(30)은 접지선(3b)을 통해 접지되어 있다.
도1, 도3, 도6에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 전극(30)끼리는 좁은 간격(예를 들어 2 ㎜)을 두고 서로 평행을 이루어 전후로 늘어 세워져 있다. 양 전극(30)의 대향면끼리 사이에 플라즈마화 공간(30a)이 형성되어 있다. 플라즈마화 공간(30a)은 전극(30)의 전체 길이 영역에 걸쳐 등두께로 되어 있다. 전극(30)의 상측의 길이측 모서리(제1 길이측 모서리)끼리 사이는, 가스 도입 장치(10)로부터의 처리 가스를 플라즈마화 공간(30a)에 수용하는 좌우 가늘고 긴 슬릿형의 처리 가스 수용부(30b)로 되어 있다. 플라즈마화 공간(30a)에는 펄스 전원(3)에 의해 펄스 전계가 인가된다. 이 전계 속에서 처리 가스가 플라즈마화되도록 되어 있다. 전극(30)의 하측의 길이측 모서리(제2 길이측 모서리)끼리 사이는, 공간(30a)에서 플라즈마화된 처리 가스를 취출하는 좌우 가늘고 긴 슬릿형의 처리 가스 취출부(30c)로 되어 있다.
또, 전극(30)의 대향면 및 하면에는 샌드 블러스트가 실시된 후에 세라믹 등의 유전체가 용사됨으로써, 아크 방전 방지를 위한 고체 유전체층(31)이 피막되어 있다[고체 유전체층(31)은, 전극(30)의 상면이나 길이 방향의 양 단부면에도 설치하게 해도 좋음]. 전극(30)의 상기 대향면과는 반대측의 배면(외측면) 및 상면은 각각 아주 평평하게 되고, 게다가 서로 실제 직각이 되도록 연마되어 있다. 전극(30)의 각 면이 이루는 각은 아크 방전 방지를 위한 R 가공이 실시되어 있다. 전극(30)의 내부에는 전극 냉각(온도 조절)용의 냉매로(30d)가 형성되어 있다.
다음에, 처리부(20)의 전극 홀더(21)에 대해 설명한다.
도1 내지 도3에 도시한 바와 같이, 전극 홀더(21)는 각 전극(30)에 씌워진 전후 한 쌍의 절연 커버(22)와, 각 절연 커버(22)에 첨부된 전후 한 쌍의 사이드 플레이트(강성 부재)(24)와, 이들 사이드 플레이트(24) 및 절연 커버(22)의 상면 사이에 걸쳐진 상부 플레이트(연결 보강 부재)(23)를 갖고, 좌우 방향으로 길게 연장되어 있다.
절연 커버(22)는 커버 본체(22A)와 하부 플레이트(27)를 갖고 있다. 커버 본체(22A)는 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 절연성 수지에 의해 생기고, 상편부(22x)와 종편부(22y)를 갖고 단면 역 L자 형상으로 형성되어 있다. 상편부(22x)는 전극(30)의 상면에 대어지고, 종편부(22y)는 전극(30)의 배면에 대어지고 있다. 상세하게는, 상편부(22x)의 하면과 종편부(22y)의 내측면은 서로 실제 직각을 이루고, 전극(30)의 상기 실제 직각을 이루는 연마면에 정확하게 접촉되어 있다. 또한, 도2 및 도3에 도시한 바와 같이 커버 본체(22A)의 길이 방향의 양단부에는 단부판부(22z)가 일체로 설치되어, 이 단부판부(22z)가 전극(30)의 양 단부면에 대어지고 있다.
도1에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 절연 커버 본체(22A)의 상편부(22x)끼리 사이에는, 전체 길이 영역에 걸쳐 등간격이 좁은 간극(22a)이 형성되어 있다. 간극(22a)은 한 쌍의 전극(30)의 처리 가스 수용부(30b) 나아가서는 전극간 공간(30a)에 연속되어 있다.
절연 커버 본체(22A)의 종편부(22y)의 하단부면에는 상기 하부 플레이트(27)가 볼트 체결로 고정되어 있다. 하부 플레이트(27)는 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 절연 수지에 의해 구성되어 가늘고 긴 판형을 이루고 있다. 하부 플레이트(27)는 종편부(22y)로부터 내측으로 약간 돌출되어 있다. 이 하부 플레이트(27)의 돌출 부분에 전극(30)의 하측 또한 외측의 모서리부가 적재되어 지지되어 있다.
상부 플레이트(23)는 강재 등의 강성 재료로 구성되어 있다. 상부 플레이트(23)의 전후 폭 방향의 중앙부에는 좌우 가늘고 긴 슬릿(23a)이 형성되어 있다. 이 슬릿(23a)의 상단부가 상기 처리 가스 도입 장치(10)의 도입 구멍(11d)에 연속되는 동시에, 하단부가 한 쌍의 절연 커버(22) 사이의 간극(22a) 나아가서는 전극간 공간(30a)에 연속되어 있다.
사이드 플레이트(24)는 강재 등의 강성 재료에 의해 긴 판형으로 형성되고, 폭 방향을 상하를 향하는 동시에 좌우 방향으로 똑바로 연장되어 있다. 사이드 플레이트(24)는 절연 커버(22)의 종편부(22y)의 외측면(배면)에 대어지는 동시에, 상측 모서리가 상부 플레이트(23)에 맞닿아서 볼트 체결되어 있다. 이에 의해, 전후 한 쌍의 사이드 플레이트(24)가 상부 플레이트(23)를 통해 연결 일체화되어 상대 변형되지 않도록 보강되어 있다.
플라즈마 노즐 헤드(1)의 처리부(20)에는 전극(30)의 제조 단계 등에서 생긴 원래의 왜곡을 교정하는 왜곡 교정 기구 및 전계 인가에 의해 생기는 왜곡을 저지하는 왜곡 저지 기구가 설치되어 있다. 왜곡 교정 기구는, 전극(30)을 다른 쪽 전극으로부터 이격시키는 복수의 이격 수단과, 접근시키는 복수의 접근 수단에 의해 구성되어 있다. 왜곡 저지 기구는 전극(30)이 다른 쪽 전극에 접근하도록 왜곡되는 것을 저지하는 복수의 접근 왜곡 저지 수단과, 다른 쪽 전극으로부터 멀어지도록 왜곡되는 것을 저지하는 복수의 이격 왜곡 저지 수단에 의해 구성되어 있다. 이격 수단과 접근 왜곡 저지 수단은 동일 부재로 구성되고, 접근 수단과 이격 왜곡 저지 수단은 동일 부재로 구성되어 있다. 또한, 왜곡 교정 기구(복수의 이격 수단과 복수의 접근 수단)는 한 쌍의 전극(30)끼리의 간격을 조절하는 간격 조절 기구도 구성하고 있다.
상세하게 서술하면, 도1, 도2, 도6에 도시한 바와 같이 사이드 플레이트(24)에는 전극 누름 볼트(51)와 전극 당김 볼트(52)가 각각 길이 방향으로 이격하여 복수 설치되어 있다. 누름 볼트(51)[왜곡 교정 기구(또는 간격 조절 기구)의 접근 수단, 왜곡 저지 기구의 이격 왜곡 저지 수단]는 사이드 플레이트(24)의 나사 구멍(24a)에 나사 삽입하는 동시에, 절연 커버(22)의 배면의 오목부(22c)에 맞닿아서, 나아가서는 절연 커버(22)를 통해 전극(30)의 배면에 맞닿아 있다. 누름 볼트(51)를 또한 나사 삽입함으로써, 절연 커버(22)를 통해 전극(30)을 다른 쪽 전극으로 누를 수 있게 되어 있다.
사이드 플레이트(24)와 절연 커버(22)에는 볼트 홀더 수용 구멍(24b, 22b)이 길이 방향으로 서로 이격하여 복수 설치되어 있다. 이들 수용 구멍(24b, 22b)에 단차식 통형의 당김 볼트 홀더(53)가 수용되어 있다. 볼트 홀더(53)의 외단부에는 플랜지(53a)가 설치되어 있고, 이 플랜지(53a)가 사이드 플레이트(24)의 수용 구멍(24b)의 단차(24c)에 맞닿아 있다. 볼트 홀더(53)에는 그 중심축에 따라서 외단부측에 대직경 구멍(53b)이 형성되고, 내단부측에 소직경 구멍(53c)이 형성되어 있다. 이들 구멍(53b, 53c)에 당김 볼트(52)가 삽입 관통되어 있다. 당김 볼트(52)의 헤드부는 구멍(53b, 53c)끼리의 단차에 맞닿고, 레그부는 소직경 구멍(53c)을 관통하여 전극(30)의 나사 구멍(30e)에 나사 삽입되어 있다.
전극(30)이 제조 공정 등으로 왜곡되어 버려 커버 종편부(22y) 사이에 간극이 되어 있는 경우, 당김 볼트(52)의 나사 삽입을 강하게 하면, 전극(30)을 커버 종편부(22y)에 맞닿도록 가까이 끌어당겨[다른 쪽 전극(30)으로부터 멀리하여] 교정할 수 있다. 또한, 전극(30)이 쿨롱력 등에 의해 다른 쪽 전극(30)측으로 접근하도록 왜곡되고자 하면, 당김 볼트(52)의 헤드부가 볼트 홀더(53)의 구멍(53b, 53c)끼리의 단차에 걸리고, 또한 볼트 홀더(53)의 플랜지(53a)가 사이드 플레이트(24)의 단차(24c)에 걸린다[나아가서는, 당김 볼트(52)의 헤드부가 볼트 홀더(53)를 통해 사이드 플레이트(24)에 걸린다]. 이에 의해, 상기 전극(30)의 다른 쪽 전극(30)측에의 접근(왜곡)이 저지되도록 되어 있다.
당김 볼트(52) 및 볼트 홀더(53)는「왜곡 교정 기구(또는 간격 조절 기구)의 이격 수단」을 구성하는 동시에「왜곡 저지 기구의 접근 왜곡 저지 수단」을 구성하고 있다.
상기한 바와 같이 구성된 플라즈마 처리 장치(M1)의 동작에 대해 설명한다.
처리 가스원(2)으로부터의 처리 가스는 공통관(2a)을 지나서 분기관(2b)에서 4개로 분류되고, 그 후 2개씩 합류하여 2개의 합류관(2c)의 내부를 흐른다. 이들 합류관(2c)을 지나서 노즐 헤드(1)의 좌우의 포트(14a)로 도입되어, 좌우의 상부 파이프(13B) 내를 각각 장치(10)의 중앙부를 향해 흐른다. 그리고, 중앙 편(14C)의 연통 구멍(14b) 내에서 하나로 합류한 후 대략 절반씩으로 분류하고, 좌우의 상부 파이프(13A)의 내부로 각각 유도되어, 좌우의 단부 편(14E)을 향해 각각 흐른다. 또한, 처리 가스는 좌우의 절곡 통로(14g 내지 14k)(14k')로 복수회에 걸쳐 직각으로 절곡된다. 이와 같이, 분류, 합류, 절곡을 반복함으로써, 처리 가스 흐름을 균일하게 할 수 있다.
좌우의 절곡 통로(14g 내지 14k)(14k')를 통과한 후의 처리 가스 흐름은, 각각내측 파이프(12A, 12B)의 내부로 이송된다. 좌측의 통로(14k)로부터 전방측 내측 파이프(12A)의 좌단부로 들어 간 처리 가스는 이 파이프(12A) 내를 우측으로 흐르면서, 이 파이프(12A)의 다수의 누설 구멍(12e) 및 또한 그에 연속되는 구멍(12f)을 통해 상측 챔버(11a)(균일로의 밖)로 점차 누출된다. 마찬가지로, 우측의 통로(14k')로부터 후방측 내측 파이프(12B)의 우단부로 들어 간 처리 가스는 파이프(12B) 내를 좌측으로 흐르면서, 이 파이프(12B)의 누설 구멍(12e) 및 또한 그에 연속되는 구멍(12f)을 통해 상측 챔버(11a)(균일로의 밖)로 점차 누출된다. 이 때, 각각의 파이프(12A, 12B)에서는 처리 가스의 유량이나 유속이 흐름에 따라 점차적으로 변화되어 가지만, 2개의 파이프(12A, 12B)로 처리 가스를 대향하여 흐르게 함으로써, 상기한 유량이나 유속의 변화 경향을 서로 부정할 수 있다. 이에 의해, 처리 가스를 상측 챔버(11a) 내에 좌우 방향으로 대략 균일하게 도입할 수 있다. 상측 챔버(11a)는 충분히 넓은 용적을 갖고 있으므로, 처리 가스를 챔버(11a) 내에서 일단 정압으로 할 수 있다.
또한, 처리 가스는 상측 챔버(11a)의 전체 길이 영역으로부터 좁은 간극(11c)을 통해 하측 챔버(11b)로 흐른다. 이 때, 간극(11c)에 있어서 압력 손실이 생겨 압력이 큰 곳의 가스가 보다 작은 곳으로 유입되고자 한다. 이에 의해, 가스 흐름을 좌우 방향으로 한층 균일화하여 하측 챔버(11b)로 보낼 수 있다. 처리 가스는 이 챔버(11a) 내에서 다시 정압이 된다. 그리고, 챔버(11b)의 도입 구멍(11d), 처리부(20)의 슬릿(23a) 및 간극(22a)을 점차 지나서, 한 쌍의 전극(30)의 상측 길이측 모서리끼리 사이의 수용부(30b)에 수용된다. 이에 의해, 처리 가스를 전극(30) 사이의 플라즈마화 공간(30a)에 좌우 길이 방향에 따라서 균일하게 도입할 수 있다.
한편, 펄스 전원(3)으로부터의 펄스 전압이 전극(30)에 인가됨으로써, 공간(30a)에 펄스 전계가 형성된다. 이에 의해, 공간(30a) 내에서 글로우 방전이 생겨 상기 처리 가스가 플라즈마화된다. 이 처리 가스는 좌우 방향으로 균일화되어 있으므로, 플라즈마도 좌우 방향으로 균일화할 수 있다. 이 균일한 플라즈마 흐름이 취출부(30c)로부터 작업편(w)으로 송출됨으로써, 작업편(W)의 상면에 균일한 표면 처리를 행할 수 있다.
게다가, 인가 전계에 의해 긴 전극(30) 사이에 쿨롱 인력이 작용해도, 전극(30)에 나사 삽입된 당김 볼트(52)의 헤드부가 볼트 홀더(53)를 통해 사이드 플레이트(24)에 걸쳐짐으로써, 각 전극(30)이 다른 쪽 전극(30)을 향해 당겨지는 것을 저지할 수 있다. 또한, 긴 전극(30)의 내부에 있어서 다른 쪽 전극측 부분이 배면 근처의 부분보다 고온이 되거나, 고체 유전체층(31) 사이의 열 팽창율 차이에 따라, 다른 쪽 전극에 접근하도록 왜곡되고자 해도, 상기와 같이 당김 볼트(52)에 의해 이 접근 방향의 왜곡을 저지할 수 있다. 한편, 긴 전극(30)이 상기 열 팽창 차이 등에 의해 다른 쪽 전극으로부터 멀어지도록 왜곡되고자 한 경우에는, 누름 볼트(51)가 절연 커버(22)를 통해 배부로부터 압박됨으로써, 이 이격 방향의 왜곡을 저지할 수 있다. 이에 의해, 긴 전극(30)을 똑바른 상태로 유지할 수 있어 전극(30)간의 간격 즉 플라즈마화 공간(30a)의 두께를 균일하게 유지할 수 있다. 이 결과, 플라즈마 흐름을 전극(30)의 길이 방향에 따라서 한층 확실하면서 균일하게 취출할 수 있어 균일한 표면 처리를 한층 확실하게 행할 수 있다.
플라즈마 노즐 헤드(10)로서는, 긴 전극(30)의 제조 과정에 있어서의 고체 유전체층(31)의 용사 처리나, 기준면의 연마 처리 등에 의해 전극(30)에 왜곡이 생겼다고 해도 누름 및 당김 볼트(51, 52)를 조절함으로써, 전극(30)의 왜곡을 교정할 수 있어 똑바르게 되도록 할 수 있다. 나아가서는, 한 쌍의 전극(30)끼리간의 공간(30a)을 길이 방향에 따라서 확실하게 균일 두께로 할 수 있다. 이에 의해, 취출 플라즈마 흐름을 보다 한층 확실하면서 균일하게 할 수 있어, 보다 한 층 균일한 표면 처리를 행할 수 있다. 또한, 공간(30a)의 두께를 크게 하여 가스를 흐르기 쉽게 하거나, 공간(30a)의 두께를 작게 하여 글로우 방전을 일으키기 쉽게 하거나 할 수도 있다.
다음에, 본 발명의 다른 실시 형태를 설명한다. 이하의 실시 형태에 있어서, 이미 기재된 실시 형태와 마찬가지의 구성에 관해서는, 도면에 동일 부호를 부여하여 설명을 생략한다.
도7 내지 도12는 본 발명의 제2 실시 형태를 도시한 것이다. 도8 및 도9에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태에 관한 리모트식 상압 플라즈마 처리 장치(M2)의 이동 기구(작업편 이송 기구)(4)는 롤러(4a) 등을 포함하는 롤러 컨베어로 구성되어 있다. 롤러(4a) 상에 대면적의 작업편(W)(피처리물)이 적재되어 전후(도8, 도9에 있어서 우측 좌측)로 이송되도록 되어 있다.
도7 및 도10에 도시한 바와 같이, 상압 플라즈마 처리 장치(M2)의 노즐 헤드(1)에 있어서는 처리 가스 도입 장치(10)의 본체(하우징)(11)의 좌우 단부면에 각각 입구 포트(14a)가 설치되어 있다. 이들 입구 포트(14a)에 처리 가스원(2)으로부터의 가스 공급관(2A)이 양쪽으로 분기하여 접속되어 있다.
좌측의 입구 포트(14a)에는, 내측 파이프 유닛(12)의 한 쪽의 내측 파이프(12A)의 좌단부가 연속되어 있다. 우측의 입구 포트(14a)에는, 다른 쪽 내측 파이프(12B)의 우단부가 연속되어 있다. 각 파이프(12A, 12B)에 있어서의 포트(14a)측과는 반대측의 단부는 플러그(16)(도7)에 의해 폐색되어 있다.
물론, 제2 실시 형태의 장치(M2)에 있어서도, 제1 실시 형태와 같이 분기ㆍ합류로(2b, 2c), 상부 파이프(13A, 13B), 절곡 통로(14g 내지 14k)(14k')를 지나서, 내측 파이프(12A, 12B)로 도입되도록 되어 있어도 좋다.
도8, 도9, 도12에 도시한 바와 같이, 장치(M2)의 한 쌍의 전극(30)끼리는 예를 들어 2 ㎜ 정도가 좁은 간격을 두고 서로 평행하게 배치되어 있다. 또, 각 전극(30)의 좌우 길이는, 예를 들어 1.5 m 정도이며, 상하 방향의 치수는 예를 들어 35 ㎜ 정도이다[도12에 있어서, 전극(30)간의 간격 및 다음에 기재된 스페이서(60)의 두께는 과장되게 도시하고 있음]. 도8에 도시한 바와 같이, 각 전극(30)에는 대향면 및 하면뿐만 아니라 상면에도, 알루미나 등의 용사막으로 이루어지는 고체 유전체층(31)이 피막되어 있다.
도7 내지 도9에 도시한 바와 같이, 각 전극(30)용의 절연 커버(22)는 커버 본체(22A)와, 막힘 부재(내플라즈마 부재)(26)와, 하부 플레이트(27)를 갖고 있다. 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 절연성 수지로 이루어지는 커버 본체(22A)의 상편부(22x)에는 오목홈(절취)(22d)이 형성되어 있다. 오목홈(22d)은 상편부(22x)의 내단부면 및 하면으로 개구하는 동시에, 커버 부재(22)의 좌우 길이 방향의 대략 전체 길이에 걸쳐 연장되어 있다. 이 오목홈(22d)에 가는 판형의 막힘 부재(26)가 끼워 넣어져 있다.
도8, 도9에 도시한 바와 같이, 막힘 부재(26)의 하면(접촉면)은 전극(30)의 상면(제1 길이측 모서리측의 측면)에 접촉되어 있다. 막힘 부재(26)의 내단부면[처리 가스 수용부(30b)에의 처리 가스 도입구 형성면]은 절연 커버 본체(22A)의 상편부(22x)의 내단부면과 동일면을 이루고 있다. 전후 한 쌍의 절연 커버(22)의 본체(22A) 및 막힘 부재(26)의 내단부면끼리 사이에 좌우로 연장되는 간극(처리 가스 도입구)(22a)이 형성되어 있다.
막힘 부재(26)는 절연 커버 본체(22A)로부터 내플라즈마성이 높은 절연성 재료, 예를 들어 세라믹으로 구성되어 있다. 일반적으로, 세라믹과 같은 내플라즈마성이 높은 재료는 그렇지 않은 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 수지에 비해 고가이다. 이에 의해, 플라즈마에 의한 손상을 방지할 수 있는 동시에, 플라즈마에 노출될 우려가 적은 커버 본체(22A)에 대해서는 저렴한 재료로 구성할 수 있어, 나아가서는 커버 본체(22A)와 막힘 부재(26)의 전체를 내플라즈마성이 높은 재료로 구성하는 것보다도 재료 비용을 삭감할 수 있다.
도8, 도9에 도시한 바와 같이, 절연 커버(22)의 하부 플레이트(27)는 내측의 폭이 넓은 플레이트(27A)와, 외측의 폭이 넓은 플레이트(27B)로 분할되어 있다. 이들 하부 플레이트(27A, 27B)끼리는 포개져 연결되는 동시에 볼트(27G)에 의해 접합되어 있다.
폭이 넓은 외측 플레이트(27B)는 전극(30) 및 절연 커버 본체(22A)의 하면보다 외측으로 돌출되어 사이드 플레이트(24)의 하면에 미치고 있다. 폭이 좁은 내측 플레이트(27A)는 전극(30)의 하면의 내측 근처의 부분에 첨가되어 있다. 전후 한 쌍의 내측 플레이트(27A)의 서로 대향하는 내단부면끼리 사이에 취출구(27c)가 형성되어 있다. 취출구(27c)는 한 쌍의 전극(30)의 취출부(30c)[제2 길이측 모서리끼리 사이]에 연속되어, 나아가서는 플라즈마화 공간(30a)에 연속되어 있다.
하부 플레이트(27)의 내외의 플레이트(27A, 27B)는 함께 절연성의 재료로 구성되고, 게다가 내측 플레이트(27A)가 외측 플레이트(27B)로부터 내플라즈마성이 높은 재료로 구성되어 있다. 예를 들어, 내측 플레이트(27A)는 석영으로 구성되고, 외측 플레이트(27B)는 염화비닐로 구성되어 있다. 일반적으로, 석영과 같은 내플라즈마성이 높은 재료는 그렇지 않은 염화비닐 등에 비해 고가이다. 이에 의해, 플라즈마에 의한 손상을 방지할 수 있는 동시에, 플라즈마에 노출될 우려가 적은 외측 플레이트(27B)에 대해서는 저렴한 재료로 구성할 수 있어, 나아가서는 하부 플레이트(27)의 전체를 내플라즈마성이 높은 재료로 구성하는 것보다도 재료 비용을 삭감할 수 있다.
하부 플레이트(27)의 하면은 방전 차폐판(29)으로 덮여져 있다. 방전 차폐판(29)은, 예를 들어 스테인레스 등의 도전 금속으로 구성되어 있다. 이 방전 차폐판(29)이 작업편(W)과 직접 대면하도록 되어 있다. 도9에 도시한 바와 같이, 방전 차폐판(29)은 접지선(3c)을 통해 접지되어 있다. 이에 의해, 전극(30)으로부터 작업편(W)에의 아크 방전을 방지하면서 노즐 헤드(1)를 작업편(W)에 충분히 근접하게 할 수 있게 되어 있다. 이에 의해, 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
방전 차폐판(29)의 내단부면은 플레이트(27A)의 내단부면[취출구(27c)의 형성면]보다 외측으로 인입하고 있다. 이에 의해, 전극(30)으로부터 방전 차폐판(29)에의 방전을 확실하게 방지할 수 있다.
도7, 도8, 도12에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태로서는 한 쌍의 전극(30)의 길이 방향의 중간부끼리 사이에 2개(복수)의 스페이서(60)(접근 왜곡 저지 수단)가 마련되어 있다. 이들 스페이서(60)는 좌우로 떨어져 배치되어 있다. 각 스페이서(60)는, 예를 들어 세라믹 등의 절연성 또한 내플라즈마성의 경질 재료로 구성되어 있다. 도11에 도시한 바와 같이, 스페이서(60)는 상하로 가늘고 긴 판형을 이루고 있다. 스페이서(60)의 좌우 폭은, 예를 들어 4 ㎜ 정도이다. 스페이서(60)의 하측부의 좌우의 모서리는, 하방을 향함에 따라서 접근하도록 경사 설치되어 경사 모서리(60a)(가스 안내부)를 구성하고 있다.
도7, 도8, 도11에 도시한 바와 같이, 스페이서(60)는 전극간 공간(30a)의 상측으로 치우쳐 배치되어 있다. 즉, 스페이서(60)의 경사 모서리(60a)를 포함하는 하측부가 공간(30a) 내에 배치되는 한편, 스페이서(60)의 상측부는 공간(30a)으로부터 돌출하고, 한 쌍의 절연 커버(22) 사이의 간극(22a) 내에 배치되어 있다. 스페이서(60)의 공간(30a) 내의 배치 부분의 상하 길이는, 예를 들어 10 ㎜ 정도이다.
도8, 도11에 도시한 바와 같이, 스페이서(60)의 상측부에는 상하로 한 쌍의 핀 구멍(60b)이 형성되어 있다. 각 핀 구멍(60b)에 핀(61)이 삽입 관통되어 있다. 상측의 핀(61)의 양단부는 한 쌍의 절연 커버 본체(22A)의 내단부면의 구멍부(22e)에 각각 삽입되어 있다. 하측의 핀(61)의 양단부는 한 쌍이 막힘 부재(26)의 내단부면의 구멍부(26e)에 각각 삽입되어 있다. 이에 의해, 스페이서(60)가 절연 커버(22)에 고정되어 있다. 또한, 스페이서(60)를 통해 커버 본체(22A)와 막힘 부재(26)가 접합되어 있다.
상기 구성의 플라즈마 처리 장치(M2)에 따르면, 플라즈마 처리시의 인가 전계에 의해 한 쌍의 전극(30)의 중간부끼리 서로 접근하도록 변형하고자 해도(도12의 가상선 참조), 당김 볼트(52)에 의해 이를 저지할 수 있을 뿐만 아니라, 전극(30)간의 스페이서(60)에 의해 확실하게 저지할 수 있다. 이에 의해, 한 쌍의 전극(30)끼리의 간격[공간(30a)의 두께]이 길이 방향에 따라서 확실하면서 일정하게 유지되도록 할 수 있다. 또한, 누름 볼트(51)와 당김 볼트(52)에 의해, 전극(30)간의 간격이 길이 방향에 따라서 균일해지도록 조절할 수 있다. 이에 의해, 처리 가스 도입 장치(10)에 의한 균일 상태를 공간(30a) 내에서도 유지할 수 있어, 공간(30a) 내에서 플라즈마화한 처리 가스를 좌우 길이 방향에 따라서 균일하게 취출할 수 있다. 이 결과, 작업편(W)을 확실하면서 균일하게 플라즈마 처리할 수 있다.
게다가, 스페이서(60)는 처리 가스의 흐름에 미치는 영향을 무시할 수 있는 정도로 작기 때문에, 처리 균일성을 확실하게 확보할 수 있다.
또한, 도11에 도시한 바와 같이 스페이서(60)는 전극간 공간(30a)의 상측부에 치우쳐 배치되어 있으므로, 상기 도면의 화살표에 도시한 바와 같이 스페이서(60)의 하측의 공간(30a)으로 처리 가스를 돌아 들어갈 수 있다. 게다가, 한 쌍의 경사 모서리(60a)에 의해 처리 가스를 스페이서(60)의 하측으로 원활하게 돌아 들어가게 할 수 있다. 이에 의해, 스페이서(60)의 배치 위치에 있어서도, 다른 위치와 같이 처리 가스를 취출할 수 있다.
도13은, 장치(M2)에 있어서 스페이서(60)를 설치한 경우[상기 도면(a)]와, 설치하지 않던 경우[상기 도면 (b)]와의 처리 결과를 비교한 것이다. 상기 도면 (b)에 도시한 바와 같이 스페이서(60)를 설치하지 않던 경우, 작업편(W)의 표면에 있어서의 전극(30)의 길이 방향의 중앙부에 대응하는 위치에서의 접촉 각도가 크게 변동하였다. 이에 대해, 상기 도면 (a)에 도시한 바와 같이 스페이서(60)를 설치한 경우, 전극(30)의 길이 방향의 중앙부에 대응하는 위치에서의 접촉 각도는 양단부에 대응하는 위치에서의 접촉 각도와 대략 일치하는 경시 변화를 나타냈다. 이에 의해, 스페이서(60)를 설치함으로써, 길이 방향으로 균일한 처리가 가능한 것이 판명되었다.
여기에서,「접촉 각도」라고 함은 처리 후 작업편(W)의 표면에 늘어뜨린 액적의 모서리와 정상점을 연결하는 선이 작업편(W)의 표면으로 이루는 각도를 나타내어 습윤성의 지표가 되는 것이다.
노즐 헤드(1)의 처리부(20)의 조립시는, 스페이서(60)를 어느 한 쪽 절연 커버(22)의 본체(22A) 및 막힘 부재(26)에 핀(61)으로 미리 부착해 둔다. 그 다음에, 커버 본체(22A)를 전극(30)에 씌워 한 쌍의 커버 본체(22A) 및 전극(30)을 마주 보게 한다. 그리고, 핀(61)을 다른 쪽 절연 커버(22)의 본체(22A) 및 막힘 부재(26)의 핀 구멍(22e, 26e)에 삽입한다. 이에 의해, 스페이서(60)를 간단하게 조립할 수 있다. 그 후, 한 쌍의 절연 커버 본체(22A)를 상부 플레이트(22)로 연결한다.
도14 및 도15는, 스페이서의 변형예를 도시한 것이다. 이 변형예에 관한 스페이서(70)(접근 왜곡 저지 수단)는 수평을 이루는 걸침부(72)와, 이 걸침부(72)의 중앙부로부터 하방으로 수직으로 돌출된 삽입부(71)를 갖고, 측면시 T자형의 소편형을 이루고 있다. 스페이서(70)의 좌우 방향의 길이는, 예를 들어 4 ㎜ 정도이다. 스페이서(70)의 삽입부(71)의 상하 길이는, 예를 들어 3 내지 4 ㎜ 정도이다. 따라서, 스페이서(70)는 처리 가스의 흐름에 미치는 영향을 무시할 수 있는 정도로 작다. 스페이서(70)의 재질은 상기 스페이서(60)와 마찬가지의 세라믹이다.
도14에 도시한 바와 같이, 스페이서(70)의 걸침부(72)는 한 쌍의 전극(30)의 상면간에 걸쳐 있다. 막힘 부재(26)에는 걸침부(72)를 끼워 넣는 오목부(26f)가 형성되어 있다.
스페이서(70)의 삽입부(71)는 한 쌍의 전극(30)의 상측부끼리 사이에 삽입되고 협지되어 있다.
본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 여러 가지의 개변이 가능하다.
예를 들어, 전극(30)은 상기 실시 형태로서는 각 기둥 형상(두꺼운 판형)을 이루고 있지만, 얇은 판형으로 형성할 수도 있다. 이에 의해, 노즐 헤드(1) 전체의 슬림화 및 경량화를 도모할 수 있다. 전극(30)이 얇은 판형으로 되어 있어도, 당김 볼트(52)나 스페이서(60) 등의 저지 수단에 의해 쿨롱력에 대항할 수 있어 왜곡을 방지할 수 있다.
전극(30)의 길이는 작업편(W)의 크기에 따라서 설정하면 좋다. 전극(30)을 길게 하면 할수록 생기는 쿨롱력이 커져 가기 때문에, 이 쿨롱력에 따라서 당김 볼트(52)의 개수를 설정하면 좋다.
접근 왜곡 저지 수단으로서의 스페이서는 전극의 길이 방향의 중간부에 서로 떼어서 2개 설치하는 데 한정되지 않고, 서로 떼어서 3개 이상 설치해도 좋고, 길이 방향의 중앙부에 하나만 설치하게 해도 좋다.
접근 왜곡 저지 수단은 전극에 걸리도록 하여 사이드 플레이트(24)에 설치된 스톱퍼라도 좋다.
왜곡 교정 수단(또는 간격 조절 기구)으로서의 이격 수단을 접근 왜곡 저지 수단과는 별도로 설치해도 좋고, 접근 수단을 이격 왜곡 저지 수단과는 별도로 설치해도 좋다.
전계 인가 수단으로서 펄스 전원을 이용하고 있지만, 공진 전원 등의 고주파 전원을 이용해도 좋다.
본 발명은, 상압하뿐만 아니라 감압하에서의 플라즈마 처리에도 적용할 수 있고, 글로우 방전뿐만 아니라 코로나 방전이나 연면 방전에 의한 플라즈마 처리에도 적용할 수 있어 세정뿐만 아니라, 에칭, 성막, 표면 개질, 애싱 등의 여러 가지의 플라즈마 처리에 널리 적용할 수 있다.
본 발명에 관한 플라즈마 처리 장치는, 예를 들어 반도체 기판의 표면 처리 장치로서 이용할 수 있다.

Claims (24)

  1. 처리 가스를 전계 속에서 플라즈마화하여 취출하는 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    제1, 제2 길이측 모서리를 갖는 긴형을 이루어 서로 평행하게 늘어 세워지고, 사이에 상기 전계가 인가되는 동시에 상기 제1 길이측 모서리끼리의 사이가 처리 가스의 수용부가 되고, 상기 제2 길이측 모서리끼리의 사이가 처리 가스의 취출부가 되는 한 쌍의 전극과,
    상기 한 쌍의 전극 중 한 쪽 전극이 다른 쪽 전극과의 배열 방향으로 왜곡되는 것을 저지하는 왜곡 저지 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 왜곡 저지 기구는 상기 한 쪽 전극이 상기 다른 쪽 전극으로 접근하도록 왜곡되는 것을 저지하는 접근 왜곡 저지 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 한 쪽 전극의 상기 다른 쪽 전극측과는 반대의 배부에 강성 부재가 설치되어 있고,
    상기 접근 왜곡 저지 수단이 헤드부가 상기 강성 부재에 걸쳐지는 동시에 레그부가 상기 한 쪽 전극에 나사 삽입된 나사 부재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 왜곡 저지 기구는 상기 한 쪽 전극이 상기 다른 쪽 전극으로 접근하도록 왜곡되는 것을 저지하는 접근 왜곡 저지 수단과, 상기 한 쪽 전극이 상기 다른 쪽 전극으로부터 멀어지도록 왜곡되는 것을 저지하는 이격 왜곡 저지 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 한 쪽 전극을 상기 다른 쪽 전극측으로 가까이 하는 접근 수단과, 멀리하는 이격 수단이 각각 상기 한 쪽 전극의 길이 방향으로 서로 떨어져 복수 설치되고,
    상기 접근 수단이 상기 한 쪽 전극의 상기 다른 쪽 전극으로부터의 이격을 저지함으로써 상기 이격 왜곡 저지 수단을 겸하고, 상기 이격 수단이 상기 한 쪽 전극의 상기 다른 쪽 전극으로의 접근을 저지함으로써 상기 접근 왜곡 저지 수단을 겸하고 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 한 쪽 전극의 상기 다른 쪽 전극측과는 반대의 배부에 각각 강성 부재가 설치되어 있고,
    상기 접근 수단 즉 이격 왜곡 저지 수단이, 상기 강성 부재에 나사 삽입되는 동시에 상기 한 쪽 전극의 배면에 맞닿은 누름 나사 부재를 포함하고,
    상기 이격 수단 즉 접근 왜곡 저지 수단이 헤드부가 상기 강성 부재에 걸쳐지는 동시에 레그부가 상기 한 쪽 전극에 나사 삽입된 당김 나사 부재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 접근 왜곡 저지 수단이, 상기 한 쌍의 전극 길이 방향의 거의 중간부끼리 사이에 개재된 1 또는 복수의 절연성의 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 스페이서가 처리 가스의 흐름에 미치는 영향을 무시할 수 있는 정도로 작은 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 스페이서가 처리 가스 수용부측으로 치우쳐 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 스페이서에는 처리 가스를 상기 스페이서의 처리 가스 취출부측으로 돌아 들어가도록 안내하는 가스 안내부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 스페이서의 전극 길이 방향의 양 모서리가 처리 가스 취출부측을 향함에 따라서 접근하도록 경사 설치되어 있고, 이 경사 모서리가 상기 가스 안내부로 되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 한 쌍의 전극의 대향면을 제외하는 부분이 서로 다른 절연 커버로 덮어져 있고, 상기 스페이서의 처리 가스 수용부측의 부분이 전극간으로부터 돌출되고, 이 돌출 부분이 한 쪽 절연 커버에 고정 가능한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  13. 제7항에 있어서, 상기 스페이서가 상기 한 쌍의 전극간에 삽입되는 삽입부와, 한 쌍의 전극의 제1 길이측 모서리끼리 사이에 걸치는 걸침부를 일체로 갖고 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  14. 처리 가스를 전계 속에서 플라즈마화하여 취출하는 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    제1, 제2 길이측 모서리를 갖는 긴형을 이루어 서로 평행하게 배치되고, 사이에 상기 전계가 인가되는 동시에 상기 제1 길이측 모서리끼리의 사이가 처리 가스의 수용부가 되고, 상기 제2 길이측 모서리끼리의 사이가 처리 가스의 취출부가 되는 한 쌍의 전극과,
    상기 한 쌍의 전극 중 한 쪽 전극에 있어서의 다른 쪽 전극측과는 반대 배부에 설치된 강성 부재와,
    헤드부가 상기 강성 부재에 걸쳐지는 동시에 레그부가 상기 한 쪽 전극에 나사 삽입된 당김 나사 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 강성 부재에 나사 삽입되는 동시에 상기 한 쪽 전극의 배면에 맞닿은 누름 나사 부재를 더 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 다른 쪽 전극에 있어서의 상기 한 쪽 전극측과는 반대의 배부에 설치된 다른 강성 부재와, 상기 한 쪽 전극의 배부의 강성 부재와 상기 다른 쪽 전극의 배부의 강성 부재끼리를 연결 일체화하여 보강하는 연결 보강 부재를 더 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 한 쌍의 전극의 길이 방향의 거의 중간부끼리 사이에 개재된 1 또는 복수의 절연성의 스페이서를 더 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  18. 삭제
  19. 제1항 또는 제14항에 있어서, 각 전극의 대향면을 제외하는 부분을 덮는 절연 커버를 구비하고,
    이 절연 커버가 절연 재료로 이루어지는 커버 본체와, 이 커버 본체보다 내플라즈마성이 높은 절연 재료로 이루어지는 내플라즈마 부재를 포함하고,
    상기 내플라즈마 부재가 상기 한 쌍의 전극 처리 가스 수용부에 연속되는 처리 가스 도입구의 형성면과, 각 전극의 제1 길이측 모서리측의 측면에의 접촉면을 갖고, 전극과 같은 방향으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  20. 제1항 또는 제14항에 있어서, 처리 가스원으로부터의 처리 가스를 상기 한 쌍의 전극 처리 가스 수용부로 유도하는 가스 도입 장치를 구비하고,
    이 가스 도입 장치에는 상기 처리 가스 흐름의 대략 절반씩을 상기 길이 방향에 따라서 서로 대향하도록 흐르게 하면서 주위측부의 대략 전체 길이 영역으로부터 통로 밖으로 점차 새게 하는 한 쌍의 균일화 통로와, 각각 상기 길이 방향에 따르는 가늘고 긴형을 이루는 동시에 단계마다 연통로에서 연통된 복수단의 균일화 챔버가 형성되고,
    1단계의 균일화 챔버가 상기 한 쌍의 균일화 통로의 통로 외 공간을 구성하고,
    상기 연통로가 연통되어야 할 전후 단계의 균일화 챔버의 대략 전체 길이 영역에 걸쳐 연장되는 가늘고 긴 슬릿형 또는 대략 전체 길이 영역에 걸쳐 단간격으로 배치된 복수의 스폿형을 이루고,
    최종단의 균일화 챔버가 상기 한 쌍의 전극 처리 가스 수용부의 대략 전체 길이에 걸쳐 연속되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 가스 도입 장치가 상기 전극과 동일 방향으로 연장되는 가늘고 긴 용기형의 장치 본체를 갖고,
    이 가스 도입 장치 본체의 내부에 상기 한 쌍의 균일화 통로를 구성하는 부재가 수용되고,
    이 균일화 통로 구성 부재를 끼워 상기 전극과는 반대측의 장치 본체 내가 상기 1단계 균일화 챔버로 하여 제공되고,
    상기 전극측의 장치 본체 내가 2단계 및 최종 단계의 균일화 챔버로 하여 제공되고,
    또한, 장치 본체와 균일화 통로 구성 부재의 양측부 사이에 좁은 간극이 형성되고, 이 간극이 상기 슬릿형의 연통로로 하여 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 균일화 통로 구성 부재가 상기 가스 도입 장치 본체와 같은 방향으로 연장되는 한 쌍의 파이프를 포함하고,
    한 쪽 파이프의 일단부와 다른 쪽 파이프의 타단부가 각각 처리 가스의 입구가 되고,
    각 파이프의 관벽의 대략 전체 길이 영역에 상기 1단계 균일화 챔버에 통하는 누설 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  23. 제20항에 있어서, 상기 처리 가스가 분류와 합류를 반복되게 하고, 또한 복수회에 걸쳐 절곡된 후에 상기 균일화 통로로 유도되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  24. 제20항에 있어서, 상기 가스 도입 장치와 상기 한 쌍의 전극을 지지하는 홀더가 일체로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
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