特許 6417103 表面処理装置および表面処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6417103

(24)【登録日】2018年10月12日

(45)【発行日】2018年10月31日

(54)【発明の名称】表面処理装置および表面処理方法

(51)【国際特許分類】

   H05H 1/46 20060101AFI20181022BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20181022BHJP

   B01J 19/08 20060101ALI20181022BHJP

   C23C 16/52 20060101ALI20181022BHJP

【ＦＩ】

   H05H1/46 M

   H01L21/302 101E

   B01J19/08 E

   C23C16/52

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-72069(P2014-72069)

(22)【出願日】2014年3月31日

(65)【公開番号】特開2015-195113(P2015-195113A)

(43)【公開日】2015年11月5日

【審査請求日】2017年3月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002428

【氏名又は名称】芝浦メカトロニクス株式会社

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 茂

(72)【発明者】

【氏名】中野 晴香

(72)【発明者】

【氏名】宮本 高志

【審査官】 杉田 翠

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１７９１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３２０４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１４６９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２６８７４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０５９０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３３６５２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｊ１０／００−１２／０２

１４／００−１９／３２

Ｂ２９Ｃ７１／０４

Ｃ０８Ｊ５／００−５／０２

５／１２−５／２２

７／００−７／０２

７／１２−７／１８

Ｃ２３Ｃ１６／００−１６／５６

Ｈ０１Ｌ２１／３０２

２１／３０６５

２１／４６１

Ｈ０５Ｈ１／００−１／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

大気圧下で被処理物の表面処理を行う処理室と、
放電空間を内部に有し、ガス供給部および電界印加手段を備え、前記ガス供給部が前記放電空間に導入した処理ガスに、前記電界印加手段が電界を印加することによって前記放電空間においてプラズマを発生させ、プラズマ生成物を含む処理ガスを被処理物に向かって噴出するプラズマ発生手段と、を備える表面処理装置であって、
処理室内部の湿度を検出する湿度センサと、
湿調ガスを導入する湿調ガス導入手段と、
前記湿調ガス導入手段を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記湿度センサが検出した湿度の情報を用いて、前記処理室内部の湿度が、前記放電空間から離隔して配置された前記被処理物の処理に寄与する前記プラズマ生成物の失活量が処理に影響を与えないように予め設定した閾値以下になるように湿調ガス導入手段を制御して、前記処理室内部の湿度を下げる湿調ガスを導入することを特徴とする表面処理装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記湿度センサが検出した湿度の情報を用いて、前記プラズマ発生手段における前記処理ガスの供給量、または前記電界印加手段の印加タイミングを制御することを特徴とする請求項１記載の表面処理装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記湿調ガス導入手段の前記供給量を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の表面処理装置。

【請求項4】

前記湿調ガス導入手段は、前記処理室内の空気を吸入し、除湿した前記空気を前記処理室内に導入する除湿手段であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の表面処理装置。

【請求項5】

前記処理室は、さらに排気手段を備え、
前記湿調ガス導入手段が処理室内に前記湿調ガスを導入する開口と前記排気手段が処理室から空気を排気する排気口とが結ぶ線が処理室の対角線上に位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の表面処理装置。

【請求項6】

大気圧下で被処理物の表面処理を行う処理室と、
前記処理室に設けられた搬入口から前記処理室内部を通過して、前記搬入口と対向する搬出口へ被処理物Ｗを搬送する搬送部と、
放電空間を内部に有し、ガス供給部および電界印加手段を備え、前記ガス供給部が前記放電空間に導入した処理ガスに、前記電界印加手段が電界を印加することによって前記放電空間においてプラズマを発生させ、プラズマ生成物を含む処理ガスを噴出するプラズマ発生手段と、を備える表面処理装置であって、
処理室内部の湿度を検出する湿度センサと、
処理室内部の湿度を下げる湿調ガスを導入する湿調ガス導入手段と、
前記湿調ガス導入手段を制御する制御部と、を備え、
前記プラズマ発生手段は、処理室内部において放電空間とは離隔して配置される被処理物に向かってプラズマ生成物を含む処理ガスを噴出し、
前記制御部は、前記湿度センサが検出した湿度の情報を用いて、前記搬送部の、前記被処理物を搬送する搬送速度を制御する制御部を備えることを特徴とする表面処理装置。

【請求項7】

大気圧下の処理室内で被処理物の表面処理を行う表面処理方法であって、
前記処理室に設けられた搬入口から処理室内部を通過して、前記搬入口と対向する搬出口へ被処理物を搬送する工程と、
放電空間を内部に有し、ガス供給部および電界印加手段を備えるプラズマ発生手段が、前記ガス供給部が前記放電空間に導入した処理ガスに、前記電界印加手段が電界を印加することによって前記放電空間においてプラズマを発生させ、プラズマ生成物を含む処理ガスを被処理物に向かって噴出する工程と、
処理室内部の湿度を、湿度センサが検出する工程と、
処理室内部に向かって、湿調ガス導入手段が湿調ガスを導入する工程と、を備え、
前記湿調ガスを導入する工程では、前記湿度センサが検出した湿度の情報を用いて、前記処理室内部の湿度が、前記放電空間から離隔して配置された前記被処理物の処理に寄与する前記プラズマ生成物の失活量が処理に影響を与えないように予め設定した閾値以下になるように前記処理室内部の湿度を下げる湿調ガスを導入することを特徴とする表面処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表面処理装置および表面処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ガラス基板やシート、フィルムなどの被処理物Ｗの表面処理においては、大気圧近傍の圧力下において、プラズマ照射や紫外線照射、イオン照射などにより行う表面処理方法がある（特許文献１）。

【0003】

活性種（ラジカル）や反応性イオンの化学反応を利用した表面処理方法では、反応種（ラジカルやイオン）を発生させる過程、反応種を被処理物Ｗへ輸送する過程、到達した反応種が被処理物Ｗを反応する過程が必要である。表面処理・表面改質効果は、反応種の発生量から、被処理物Ｗへ到達するまでの失活量を差し引いた残量に影響される。一般的に、その残量が多いほど、表面処理や表面改質の効果が高い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−２４６２６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来の表面処理方法では、表面処理・表面改質の効果を向上させるために、反応種の発生量を増加させることのみに工夫が行われてきた。しかしながら、表面処理・表面改質効果を得るために大量の反応種を発生させなければならないため、必要以上のエネルギーや反応性ガスを消費しなければならず、生産効率が低かった。

【0006】

そこで本発明は、反応種の失活量を低減させ、生産効率が向上する表面処理装置および表面処理方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、表面処理・表面改質の効果を向上させるために反応種の失活量を低減させることに着目した。反応種が被処理物Ｗへ到達するまでに失活する原因の一つである処理雰囲気の水分を低減させることで、その失活量を減少させ、表面処理改質の効果を向上させた。

【0008】

本実施形態によれば、
大気圧下で被処理物の表面処理を行う処理室と、
放電空間を内部に有し、ガス供給部および電界印加手段を備え、前記ガス供給部が前記放電空間に導入した処理ガスに、前記電界印加手段が電界を印加することによって前記放電空間においてプラズマを発生させ、プラズマ生成物を含む処理ガスを被処理物に向かって噴出するプラズマ発生手段と、を備える表面処理装置であって、
処理室内部の湿度を検出する湿度センサと、
湿調ガスを導入する湿調ガス導入手段と、
前記湿調ガス導入手段を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記湿度センサが検出した湿度の情報を用いて、前記処理室内部の湿度が、前記放電空間から離隔して配置された前記被処理物の処理に寄与する前記プラズマ生成物の失活量が処理に影響を与えないように予め設定した閾値以下になるように湿調ガス導入手段を制御して、前記処理室内部の湿度を下げる湿調ガスを導入することを特徴とする表面処理装置を提供する。

【0009】

また、他の実施形態によれば、
大気圧下の処理室内で被処理物の表面処理を行う表面処理方法であって、
前記処理室に設けられた搬入口から処理室内部を通過して、前記搬入口と対向する搬出口へ被処理物を搬送する工程と、
放電空間を内部に有し、ガス供給部および電界印加手段を備えるプラズマ発生手段が、前記ガス供給部が前記放電空間に導入した処理ガスに、前記電界印加手段が電界を印加することによって前記放電空間においてプラズマを発生させ、プラズマ生成物を含む処理ガスを被処理物に向かって噴出する工程と、
処理室内部の湿度を、湿度センサが検出する工程と、
処理室内部に向かって、湿調ガス導入手段が湿調ガスを導入する工程と、を備え、
前記湿調ガスを導入する工程では、前記湿度センサが検出した湿度の情報を用いて、前記処理室内部の湿度が、前記放電空間から離隔して配置された前記被処理物の処理に寄与する前記プラズマ生成物の失活量が処理に影響を与えないように予め設定した閾値以下になるように前記処理室内部の湿度を下げる湿調ガスを導入することを特徴とする表面処理方法を提供する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、反応種の失活量を低減させ、生産効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１の実施形態に係る表面処理装置１００を例示するための模式図

【図2】プラズマ発生手段２を例示するための模式図

【図3】表面処理効果と被処理物Ｗの搬送速度の関係を表した図

【図4】第２の実施形態に係る表面処理装置２００を例示するための模式図

【図5】第３の実施形態に係る表面処理装置３００を例示するための模式図

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明には適宜省略する。

【0013】

また、本明細書中において「湿度」、「相対湿度」は同義とする。また、「反応種」、「プラズマ生成物」は同義とする。

【0014】

［第１の実施形態］（表面処理装置１００）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る表面処理装置１００を例示するための模式図である。
図２は、本実施の形態に係る表面処理装置１００に設けられたプラズマ発生手段２を例示するための模式図である。
図１に示すように、表面処理装置１００には、処理室１、搬送部６、プラズマ発生手段２、制御部８が設けられている。

【0015】

（処理室１）
処理室１の側壁には、例えばガラス基板などの被処理物Ｗを処理室１に搬入する搬入口５ａと、被処理物Ｗを処理室１から搬出する搬出口５ｂが、互いに対向して設けられている。搬入口５ａと搬出口５ｂは、少なくとも被処理物Ｗの搬入と搬出を行う間、および被処理物Ｗの処理を行う間は開口されている。

【0016】

処理室１の天井部付近には、湿調ガス導入手段３が設けられる。湿調ガス導入手段３は、処理室１内の湿度を調整する湿調ガスＧ１を処理室１内に導入できるようになっており、処理室１内における被処理基板Ｗの搬送方向前方と後方にそれぞれ対向するように２個設置されている。湿調ガス導入手段３については後述する。

【0017】

（搬送部６）
搬送部６は、処理室１の外部から内部にかけて延在し、搬入口５ａと搬出口５ｂとを結ぶ経路上に設けられている。搬送部６は、図１に示すように、複数のローラ６ａを備え、複数のローラ６ａをそれぞれ同じ方向に回転させることでローラ６ａの上に載置した被処理物Ｗを搬送する。例えば、被処理物Ｗを、搬入口５ａから処理室１内部に搬入し、搬出口５ｂから処理室１外部に搬出する。

【0018】

（プラズマ発生手段２）
図２に示すように、プラズマ発生手段２には、本体部２１、第１の電極２２ａ、第２の電極２２ｂ、高周波電源２０、ガス供給部２３が設けられている。

【0019】

本体部２１は処理室１内に設けられ、アルミナや石英などの誘電体の材料からなるものとすることができる。

【0020】

また、本体部２１は、二つの開口を有する筐体である。一方の開口はガス導入口２１ａであり、流量制御弁２３ａを介してガス供給部２３に接続され、処理ガスＧが供給される開口である。他方の端部の開口は、被処理物Ｗに向けて開口する吹き出し口２１ｂであり、処理ガスＧを吹き出す開口である。

【0021】

また、本体部２１の内部の、ガス導入口２１ａと吹き出し口２１ｂとの間の空間を放電空間Ｐとすることができる。

【0022】

第１、第２の電極２２ａ、２２ｂは、放電空間Ｐを挟み、互いに平行になるように配置され、いわゆる平行平板電極を形成するように設けられている。すなわち、第１、第２の電極２２ａ、２２ｂが電界印加手段となる。第１、第２の電極２２ａ、２２ｂは、銅やアルミなどの金属、合金、金属間化合物からなり、表面をアルミナや石英などの誘電体２２ｃで覆われている。第１の電極２２ａには高周波電源２０が接続され、高周波電圧を印加されるようになっており、第２の電極２２ｂは接地されている。

【0023】

高周波電源２０は例えば、１００ＨＨｚ〜１００ＭＨｚ程度の高周波電力を第１の電極２２ａに印加するものとすることができる。

【0024】

ガス供給部２３は、処理ガスＧが封入されたガスボンベとすることができ、ガス導入口２１ａを介して、処理ガスＧを放電空間Ｐに向けて供給する。処理ガスＧは、処理や被処理物Ｗの種類によって適宜変更することができる。例えば、ＣＦ_４、ＮＦ_３、Ｏ_２、Ｈ_２などのガスを例示することができる。ただし、これらに限定されるものではなく、エッチング、アッシング、薄膜堆積、表面硬化、表面活性化、表面洗浄など表面処理の内容に応じて適宜変更することができる。

【0025】

流量制御弁２３ａは、ガス供給部２３から供給される処理ガスＧが、所定の流量になるように制御される。

【0026】

なお、プラズマ発生手段２には、冷却水を流通させることで本体部２１を冷却する図示しない冷却手段や、第１、第２の電極２２ａ、２２ｂに供給する高周波電力を調整する図示しない整合器を設けることができる。

【0027】

プラズマ発生手段２は、第１の電極２２ａと第２の電極２２ｂに高周波電圧を印加し、ガス供給部２３から供給した処理ガスＧが、ガス導入口２１ａから吹き出し口２１ｂを通過するとき放電空間Ｐにおいてプラズマを発生させる。そして、吹き出し口２１ｂからプラズマ生成物（イオンやラジカルなどの活性種）を含んだ処理ガスＧを被処理物Ｗに向かって吹き出すことができる。

【0028】

プラズマ生成物は、被処理物Ｗの表面に到達し、被処理物Ｗの表面と反応することにより、被処理物Ｗの表面処理が行われる。

【0029】

ここで、処理室１内部の湿度が高いと、プラズマ生成物と処理室１内部の水分とが反応し、プラズマ生成物の失活量が多くなる。

【0030】

図３は、表面処理効果と被処理物Ｗの搬送速度の関係を表した図である。
図において、横軸は被処理物Ｗの搬送速度、縦軸は表面処理効果（純水を使った接触角の改善度）を示している。湿度を管理せずに処理を行った場合（相対湿度が約４５％）と、湿度を管理し、低湿度環境下で処理を行った場合（相対湿度が約２０％）での表面改質効果を比べると、明らかに低湿度環境下（相対湿度が約２０％）での表面改質効果が高いことが分かる。

【0031】

すなわち、処理室１内部の湿度を管理する（例えば、相対湿度を２０％程度に維持する）ことで、プラズマ生成物の失活量が少なくなり、プラズマ生成物の残存量を多くすることができる。その結果、被処理物Ｗの処理に寄与するプラズマ生成物の量を比較例に比べて多くすることができ、処理効率の低下を抑止することができる。

【0032】

また、図３のように、湿度を管理し、低湿度環境下で処理を行った場合（相対湿度が約２０％）では、被処理物Ｗの搬送速度を速くしても、湿度を管理せずに処理を行った場合（相対湿度が約４５％）に比べ高い表面処理効果が得られるため、搬送速度を速くすることができる。その結果、一枚あたりの被処理物Ｗの処理時間を短くすることができ、生産効率を向上させることができる。

【0033】

そこで、本実施形態においては、湿度センサ４および湿調ガス導入手段３により処理室１内部の湿度管理を行う。

【0034】

（湿度センサ４）
図１に示すように、湿度センサ４は処理室１の例えば側壁に設けられ、処理室１内の相対湿度を検出することができる。湿度センサ４は、電子式湿度計などの公知の湿度計を用いることができる。また、湿度センサ４は、温度変化による測定誤差を抑えるため、温度センサを用いた補正機構も備えるものとすることができる。湿度センサ４は制御部８に接続され、湿度センサ４が検出した相対湿度の情報は、制御部８に送られ、後述する湿調ガス導入手段３の制御、または搬送部６の制御に使用される。湿度センサ４はリアルタイムに検出してもよいし、ある所定の時間間隔で検出するようにしてもよい。

【0035】

（湿調ガス導入手段３）
処理室１の天井には、湿調ガス導入手段３が設けられている。湿調ガス導入手段３は、処理室１内部の湿度が低湿度に調整されるように湿調ガスＧ１を導入する。そのため、湿調ガス導入手段３の一端は、湿度の調整されたガスが封入されたガスボンベ（図示せず）に接続され、他端を処理室１に接続されたガスノズルとすることができる。湿調ガス導入手段３は、処理室１に設けられた開口（ノズルの開口）３ａから湿調ガスＧ１を処理室１内部に供給する。湿調ガスＧ１は、処理室１内部に存在する空気の相対湿度よりも、相対湿度が低いガスとすることができ、例えば、湿調ガスＧ１の相対湿度を２０％とすることができる。また、湿調ガスＧ１は、例えば、窒素ガスなどの不活性ガスとすることができる。

【0036】

また、湿調ガス導入手段３は、制御部８により、湿調ガスＧ１の供給タイミング、供給量、または供給方向のいずれかを制御される。

【0037】

例えば、処理ガスＧが処理室１内部に導入される前に、処理室１内部の空気を湿調ガスＧ１に置換するように、湿調ガスＧ１の導入を開始することができる。また、例えば、湿度センサ４によって検出された処理室１内部の湿度が閾値以下の場合は、湿調ガスＧ１の供給を停止し、閾値以上になったことを検知した場合は、湿調ガスＧ１の導入を開始するように制御することができる。この閾値は、プラズマ生成物の失活量が、所望の処理に影響を与えない程度の湿度で、予め実験などによって求められたものとすることができる。例えば相対湿度が２０％とすることができる。

【0038】

また、湿調ガス導入手段３は、制御部８により、湿調ガスＧ１の導入量を制御される。例えば、処理ガスＧの導入を開始したときに、湿調ガスＧ１の導入量を湿調ガスＧ１の導入開始時の導入量よりも少なくすることができる。

【0039】

また、湿調ガス導入手段３は、制御部８により、湿調ガスＧ１の導入方向を制御される。例えば、湿調ガス導入手段３のノズル向きを処理室１内壁に向け、処理室１内壁に沿って湿調ガスＧ１が流れるように制御することができる。これにより、湿調ガスＧ１の供給方向を処理ガスＧの流れを阻害しないようにすることができ、処理性能を安定させることができる。

【0040】

なお、搬入口５ａや搬入口５ｂから処理室１内の既存ガスが排出されるようにしてもよいし、処理室１内に通じる排気口を設け、湿調ガス導入手段３で処理室１内に湿調ガスを供給するとともに、処理室１内の既存ガスを排気するようにしても良い。

【0041】

（制御部８）
制御部８は、搬送部６、プラズマ発生手段２、ガス供給部２３、湿調ガス導入手段３などを制御する。

【0042】

また、制御部８は、湿度センサ４が検出した処理室１内の湿度の情報に基づいて、湿調ガス導入手段３、プラズマ発生手段２、または、搬送部６の少なくともいずれかを制御する。以下、それぞれの制御について説明する。

【0043】

（１）湿調ガス導入手段３を制御する場合。
湿度センサ４が検出した処理室１内の湿度の情報に基づき、制御部８は、処理室１内の湿度が所定の湿度になるように、湿調ガス導入手段３が処理室１内に導入する湿調ガスＧ１の時間当たりの導入量を制御する。例えば、湿度センサ４が検出した湿度が制御部８に予め設定した閾値よりも高いとき、制御部８は閾値以下になるまで湿調ガスＧ１を導入する。

【0044】

これにより、処理室１内部の湿度を低くすることができ、プラズマ生成物の失活量を少なくすることができる。その結果、被処理物Ｗの処理に寄与するプラズマ生成物の量を多くすることができ、被処理物Ｗの処理効率を向上させることができる。

【0045】

また、例えば、湿度センサ４が検出した湿度が閾値以下になったとき、湿調ガスＧ１の導入を停止、または導入量を少なくするように制御する。

【0046】

これにより、湿調ガスＧ１の使用量を少なくすることができる。また、プラズマ発生手段２から噴出されるプラズマ生成物を含む処理ガスＧの流れが、湿調ガスＧ１の気流によって乱れることを抑えることができ、被処理物Ｗの処理を安定させることができる。

【0047】

（２）プラズマ発生手段２を制御する場合。
湿度センサ４が検出した処理室１内の湿度の情報に基づき、制御部８は、プラズマ発生手段２が所定のタイミングで放電空間Ｐにおいてプラズマを生成するように、プラズマ発生手段２を制御する。

【0048】

例えば、プラズマ発生手段２が放電空間Ｐにおいてプラズマを生成するタイミングは、湿度センサ４が検出した処理室１内の湿度が、閾値以下であるときを条件とすることができる。その場合、制御部８は、湿度センサ４が検知した湿度が閾値以下になったことを判断し、処理ガスＧを導入するようにすることができる。もしくは、湿度が閾値以下になったことを判断し、高周波電圧を印加することができる。

【0049】

これにより、処理室１内の湿度が所定の湿度となった後に、プラズマ発生手段２が放電空間Ｐにおいてプラズマを生成することができるので、プラズマ生成直後におけるプラズマ生成物の失活量を少なくすることができる。その結果、プラズマ生成直後の処理ガスＧの無駄を削減することができる。その結果、生産性が向上する。

【0050】

（３）搬送部６を制御する場合。
湿度センサ４が検出した処理室１内の湿度の情報に基づき、制御部８は、搬送部６を制御する。

【0051】

例えば、湿度センサ４が検出した処理室１内の湿度が、閾値以下であることを条件として、搬送部６による被処理物Ｗの搬送を開始し、処理室１内に被処理物Ｗを搬入することができる。これにより、被処理物Ｗを処理室１内に搬入する前に、処理室１内の相対湿度を処理に最適な湿度とすることができ、一枚の被処理物Ｗの処理効率を安定させることができる。
また、例えば、処理室１内部の相対湿度に応じて、制御部８は、搬送部６が被処理物Ｗを搬送する搬送速度を制御することができる。処理室１内部の相対湿度と搬送速度の関連は、図３に示した通りである。例えば、所定の表面処理効果を得る場合に、処理開始（被処理物Ｗの搬送を開始する）時の処理室１内部の相対湿度が低ければ搬送速度を速くし、相対湿度が高ければ搬送速度を遅くすることができる。これにより、処理室１内の湿度に応じて最適な搬送速度で処理を行うことができる。その結果、一枚の被処理物Ｗの処理時間の無駄をなくすことができ、生産性を向上させることができる。

【0052】

（表面処理装置１００の作用）
次に、本実施形態に係る表面処理装置１００の作用について例示をする。

【0053】

まず、湿度センサ４が処理室１内の湿度を検出し、制御部８に送る。制御部８は処理室１内の湿度が閾値以下になるまで、湿調ガスＧ１を導入するように湿調ガス導入手段３を制御する。

【0054】

処理室１内の湿度が閾値以下になった後、制御部８は、プラズマを生成するようにプラズマ発生手段２を制御する。

【0055】

まず、ガス供給部２３から流量が制御された処理ガスＧが放電空間Ｐに供給される。一方、第１の電極２２ａに高周波電源２０から高周波電力が印加される。これにより、放電空間Ｐ内の処理ガスＧが励起され、プラズマＰが発生する。プラズマＰが発生することにより生成されたプラズマ生成物は、励起しなかった処理ガスＧとともに吹き出し口２１ｂから噴出される。

【0056】

一方、図示しない搬送手段により被処理物Ｗが、処理室１の外部に延在した搬送部６の上面（載置面）に載置される。載置された被処理物Ｗは、搬送部６に設けられた図示しない保持手段により保持される。被処理物Ｗが搬送部６に載置されると、搬送部６は、ローラ６ａを回転させ、被処理物Ｗを、搬入口５ａから処理室１内部に所定の速度で搬入する。

【0057】

このとき、湿度センサ４が検出した処理室１内の湿度の情報に基づき、制御部８によって搬送部６の搬送速度が制御される。被処理物Ｗは搬送部６によって移動しながら、プラズマ生成物によって処理が行われる。

【0058】

被処理物Ｗの処理が終わると、搬送部６は搬出口５ｂから処理室１外部へ被処理物Ｗを搬出し、図示しない搬送手段によって、被処理物Ｗが搬送部６から取り出される。

【0059】

本実施形態によれば、処理室１内部の湿度を検出する湿度センサ４を設け、湿度センサ４が検出した情報に基づき、制御部８が、プラズマ発生手段２、湿調ガス導入手段３、搬送部６の少なくともいずれかを制御するようにした。

【0060】

これにより、処理室１内部の湿度に応じた処理を行うことができ、高い表面処理・表面改質効果を得ることが可能になる。その結果、生産効率が向上する。

【0061】

また、本実施形態によれば、プラズマ生成物の失活量を少なくすることにより、プラズマ生成物の残存量を多くすることができる。その結果、被処理物Ｗの処理に寄与するプラズマ生成物の量を多くすることができ、被処理物Ｗの処理効率を向上させることができる。

【0062】

また、本実施形態によれば、被処理物Ｗの処理に寄与するプラズマ生成物の量に応じた最適の搬送速度で処理を行うことができる。その結果、処理時間を最適化することができ、被処理物Ｗの処理効率を向上させることができる。

【0063】

［第２の実施形態］（表面処理装置２００）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る表面処理装置２００を例示するための模式図である。表面処理装置２００は、第１の実施形態に係る表面処理装置１００の湿調ガス導入手段３を、除湿手段９としたものである。除湿手段９は、除湿部９ａと、除湿部９ａと処理室１を接続する配管９ｂと、処理室１内部の空気を吸引して配管９ｂ内を循環させる不図示の吸引手段（ポンプなど）を備えている。この除湿手段９により、処理室１内部の空気を吸引し、除湿部９ａによって除湿した空気を湿調ガスＧ１として再び処理室１内部に導入することができる。すなわち、除湿手段９は、処理室１内の湿った空気を除湿し、湿調ガスＧ１として再利用することができるものである。これにより、新たな湿調ガスＧ１の導入を不要にすることができる。

【0064】

除湿手段９は、湿度センサ４が検知する湿度が閾値以下になるまで、処理室内の空気の吸入と除湿、排出を繰り返すことができる。

【0065】

［第３の実施形態］（表面処理装置３００）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る表面処理装置３００を例示するための模式図である。表面処理装置３００は、第１の実施形態に係る表面処理装置１００に、さらに排気手段１１を配置したものである。排気手段１１は、被処理物Ｗの被処理面よりも下部に設けられた排気口１１ａから、圧力制御部１１ｂを介して接続された排気部１１ｃによって処理室１内部の空気の排気を行う。

【0066】

また、表面処理装置３００は、処理室１内部の気流が一方向になるように湿調ガスＧ１導入手段１０と排気手段１１を配置している。すなわち、湿調ガスＧ１導入手段１０の開口１０ａと排気手段１１の排気口１１ａとを結ぶ線が、処理室１の対角線上に位置するように両者を配置する。そして、処理室１上流から湿調ガスＧ１を導入し、下流から処理室１内の空気を排気する。これにより、流れが一方向になる気流を作ることができる。プラズマ発生手段２はこの気流に伴い、プラズマ生成物を被処理物Ｗに向かって噴出することができる。その結果、プラズマ生成物を含む処理ガスＧが拡散することが抑制され、被処理物Ｗに寄与するプラズマ生成物の量を多くすることができる。また、湿調ガスＧ１も拡散することが抑制されるので、処理室１内において、湿調ガスＧ１の使用量を少なく抑えることができる。

【0067】

なお、図示したように、湿調ガスＧ１導入手段１０およびプラズマ発生手段２（以下、両者という）がそれぞれ噴出する湿調ガスＧ１と処理ガスＧが、処理室１内に角度を持って導入されるように、両者を処理室１壁に対して傾斜させるようにしてもよい。これにより、より気流の流れを作りやすくすることができる。また被処理物Ｗの移動にともない、両者の傾斜角度を変化させるように制御してもよい。

【0068】

以上、実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の各実施形態に関して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、または工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。

【0069】

例えば、プラズマ処理装置が備える各要素の形状、寸法、材料、配置、数などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

【0070】

また、例えば、搬送部６は、回転する複数のローラ６ａに替わり、水平移動手段を備えた載置台により被処理物Ｗを搬送するようにしてもよい。

【0071】

また、例えば、プラズマ発生手段２は、第１、第２の電極２２ｂにより平行平板電極を構成し、高周波電源２０により第１の電極２２ａに高周波電力を印加するものでなくてもよく、放電空間Ｐにパルス波、マイクロ波などの電界が印加されるものであってもよい。その場合は、第１、第２の電極２２ｂを省略し、電界印加手段としてパルス波やマイクロ波などを発生させるものを設ければよい。

【0072】

また、例えば、湿度センサ４が検出した湿度は、制御部８に接続されるものでなくてもよく、図示しない表示部に接続されるものであってもよい。その場合は、表示部に表示された湿度の情報に基づいて、オペレータが、プラズマ発生手段２、湿調ガス導入手段３または搬送部６の手動制御を行っても良い。

【0073】

また、例えば、プラズマ発生手段２に移動手段を設け、水平方向に移動させることもできる。その場合、搬送部６の搬送速度の制御とともに、プラズマ発生手段２の搬送速度の制御も行い、両者の相対速度を制御することによって被処理物Ｗの反応速度を制御することもできる。

【0074】

また、被処理物として、ガラス基板を例に挙げたが、本発明はこれに限られず、プラズマ処理される被処理物に対して適用可能である。

【符号の説明】

【0075】

１ 処理室
２ プラズマ発生手段
３ 湿調ガス導入手段
３ａ 開口
４ 湿度センサ
５ａ 搬入口
５ｂ 搬出口
６ 搬送部
６ａ ローラ
８ 制御部
９ 除湿手段
９ａ 除湿部
９ｂ 配管
１０ 湿調ガス導入手段
１１ 排気手段
１１ａ排気口
１１ｂ圧力制御部
１１ｃ排気部
２０ 高周波電源
２１ 本体部
２１ａガス導入口
２１ｂ吹き出し口
２２ａ第１の電極
２２ｂ第２の電極
２２ｃ誘電体
２３ ガス供給部
２３ａ流量制御弁

１００ 表面処理装置
２００ 表面処理装置
３００ 表面処理装置
Ｐ 放電空間
Ｗ 被処理物
Ｇ 処理ガス
Ｇ１ 湿調ガス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】