JP4516891B2

JP4516891B2 - Atmospheric pressure plasma processing equipment

Info

Publication number: JP4516891B2
Application number: JP2005151205A
Authority: JP
Inventors: 和樹大木; 浩二村上
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-05-24
Filing date: 2005-05-24
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2025-05-24
Also published as: JP2006331736A

Description

この発明は、大気圧プラズマ処理装置に関し、とくに一対の電極間に被処理基板を通して大気圧プラズマ処理を行う装置に関する。 The present invention relates to an atmospheric pressure plasma processing apparatus, and more particularly to an apparatus for performing atmospheric pressure plasma processing through a substrate to be processed between a pair of electrodes.

従来、常圧下で安定なプラズマを用いて、被処理基板にエッチング、アッシング、成膜、表面改質等の種々のプラズマ処理をおこなう方法が特許文献１および特許文献２に開示されている。これらの大気圧プラズマ処理方法は、減圧プラズマに比べて、真空装置を必要としない、生産ラインの搬送系に組み込んでの処理が可能である等の利便性の高さから、例えば液晶パネル用、プラズマディスプレイパネル用のガラス基板やプラスチック基板、有機フィルム基板へのプラズマ処理に広く応用されている。 Conventionally, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 disclose various plasma treatments such as etching, ashing, film formation, and surface modification on a substrate to be treated using plasma that is stable under normal pressure. These atmospheric pressure plasma processing methods do not require a vacuum device as compared with low-pressure plasma, and can be processed by being incorporated in a transport system of a production line, for example, for liquid crystal panels, It is widely applied to plasma processing on glass substrates, plastic substrates, and organic film substrates for plasma display panels.

上記大気圧プラズマの利点を利用するために処理装置を生産ラインの搬送系に組み込んだ場合（以後、「オンライン型」と言うこともある）は、被処理基板の搬送時に基板に外気が巻き込まれ電極により形成された処理空間に不必要な気体が混入することおよび処理空間の近傍に設けられた搬送系の搬送動作、具体的に例を述べれば、被処理基板の下面と接し基板を搬送するコロの回転運動により、コロの搬送面より下側にある外気が巻き込まれ、それが処理空間に混入することが課題となっている。 When a processing apparatus is incorporated in a production line transport system (hereinafter sometimes referred to as “online type”) in order to take advantage of the above atmospheric pressure plasma, outside air is caught in the substrate during transport of the substrate to be processed. Unnecessary gas is mixed into the processing space formed by the electrodes, and the transport operation of the transport system provided in the vicinity of the processing space, specifically, the substrate is transported in contact with the lower surface of the substrate to be processed. Due to the rotational movement of the rollers, the outside air below the roller conveyance surface is entrained and mixed into the processing space.

そのため、従来から処理空間への外気の混入を阻止する装置や方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。このような従来の装置は、一対の電極ユニットと、板状ワークを電極ユニットどうしの対向方向と直交する姿勢で搬送するワーク送り機構と、処理ガスを一方の電極ユニットの一側部の傍らから処理空間に向けて吹き出す処理ガス吹き出し手段とを備えている。そして、ワーク移動平面に沿うように板状の縁きり部材が配置されており、ワーク送り機構が、縁切り部材の下側に回転軸を配したコロを有しており、このコロが、縁切り部材に形成された挿通孔を介して上に僅かに突出して回転し、ワークを処理空間に搬送する。これにより、縁切り部材の下側からコロの回転に沿って巻き込まれる外気が、処理ガス流および処理空間に混入することを阻止しようとしている。
特開平１−３０６５６９号公報特開平２−１５１７１号公報特開２００４−３１１２５６号公報 Therefore, an apparatus and a method for preventing the outside air from mixing into the processing space have been proposed (for example, see Patent Document 3). Such a conventional apparatus includes a pair of electrode units, a workpiece feeding mechanism that conveys a plate-shaped workpiece in a posture orthogonal to the opposing direction of the electrode units, and a processing gas from the side of one electrode unit. And a processing gas blowing means for blowing out toward the processing space. And the plate-shaped edge cutting member is arrange | positioned so that a workpiece moving plane may be followed, and the workpiece feed mechanism has the roller which arranged the rotating shaft on the lower side of the edge cutting member, and this roller is the edge cutting member. The workpiece is slightly protruded and rotated upward through the insertion hole formed in, and the work is conveyed to the processing space. Thereby, it is going to prevent that the external air wound along the rotation of the roller from the lower side of the edge cutting member is mixed into the processing gas flow and the processing space.
JP-A-1-306569 Japanese Patent Laid-Open No. 2-15171 JP 2004-311256 A

しかし、特に外気の混入を極端に嫌う常圧プラズマ処理、具体的に例を挙げると外気の混入により、処理空間の酸素濃度が高くなるため著しくその処理能力が低下してしまう撥水処理や、酸素の混入が爆発や火災の原因となり、その膜の性能も低下してしまうＳｉＨ４ガスを用いたアモルファスＳｉ膜や窒化Ｓｉ膜等の成膜処理においては、このような従来の外気侵入の阻止方法では、必ずしも十分とはいえない。つまり、縁切り部材の下側の外気がコロの回転運動により巻き込まれて、それが処理空間に混入するのを、縁切り部材を設けることである程度防ぐことは可能であるが、上記撥水処理や成膜処理で許される酸素濃度以下になる程度までは、阻止できない。例えば、上記撥水処理では、一般に処理空間の酸素濃度を１００ｐｐｍ以下に抑えないと、十分な撥水性が得られない。 However, in particular, atmospheric pressure plasma processing that extremely dislikes the mixing of outside air, specifically water repellent treatment that significantly reduces the processing capacity because the oxygen concentration in the processing space increases due to the mixing of outside air, In the conventional film formation process of amorphous Si film, Si nitride film, etc. using SiH4 gas, which is a cause of explosion and fire due to the mixing of oxygen, such a conventional method for preventing the entry of outside air But it's not always enough. In other words, it is possible to prevent the outside air below the edge cutting member from being entrained by the rotational movement of the rollers and mixing it into the processing space by providing the edge cutting member. It cannot be prevented to the extent that it is below the oxygen concentration allowed by the membrane treatment. For example, in the water repellent treatment, sufficient water repellency cannot be obtained unless the oxygen concentration in the treatment space is generally suppressed to 100 ppm or less.

この発明は、常圧下でプラズマ処理空間を形成する一対の電極ユニットと、前記電極ユニットどうしの対向方向と垂直な方向に被処理基板を前記プラズマ処理空間に搬送する搬送手段と、前記プラズマ処理空間を収納し、被処理基板が出入りするための入口および出口を有する閉鎖空間とを備え、前記搬送手段は、前記閉鎖空間の外側に設置され被処理基板を閉鎖空間に入口および出口を介して搬入・搬出する搬送部と、前記閉鎖空間の内部に設置され前記被処理基板を移動可能に支持する支持部とを備え、前記閉鎖空間には被処理基板の搬送中に閉鎖空間を外気から遮へいする遮へい手段が設置され、支持部が外気に接触することがないことを特徴とする大気圧プラズマ処理装置を提供するものである。 The present invention includes a pair of electrode units that form a plasma processing space under normal pressure, transport means for transporting a substrate to be processed to the plasma processing space in a direction perpendicular to the opposing direction of the electrode units, and the plasma processing space. And a closed space having an inlet and an outlet through which the substrate to be processed enters and exits, and the transfer means is installed outside the closed space and carries the substrate to be processed into the closed space via the inlet and the outlet. A transporting unit that carries out the substrate and a support unit that is installed inside the closed space and supports the substrate to be processed so as to be movable; the closed space shields the closed space from outside air during the transport of the substrate to be processed; It is an object of the present invention to provide an atmospheric pressure plasma processing apparatus in which a shielding means is installed and a support portion does not come into contact with outside air.

支持部は、被処理基板を支持して搬送方向に自由に回転する支持機構を備えてもよい。
支持部は被処理基板と接する部分が、樹脂、金属、セラミックの少なくとも一つから形成されてもよい。
支持部が、被処理基板の搬送方向に関してプラズマ処理空間の前後に設置され、電極ユニットと被処理基板との間隔を一定に保持する複数の支持部材からなってもよい。
プラズマ処理空間から生じるガスを排気する排気ユニットをさらに備え、排気ユニットは前記閉鎖空間の内部にプラズマ処理空間を被処理基板の搬送方向に挟んで設置され、前記排気ユニットは被処理基板に対向するようにガスを吸い込むための穴を備えてもよい。 The support unit may include a support mechanism that supports the substrate to be processed and rotates freely in the transport direction.
The support portion may be formed of at least one of resin, metal, and ceramic at a portion in contact with the substrate to be processed.
The support unit may be formed of a plurality of support members that are installed in front of and behind the plasma processing space in the transport direction of the substrate to be processed, and that keep the distance between the electrode unit and the substrate to be processed constant.
An exhaust unit that exhausts the gas generated from the plasma processing space is further provided, the exhaust unit is installed inside the closed space with the plasma processing space sandwiched in the transport direction of the substrate to be processed, and the exhaust unit faces the substrate to be processed. A hole for sucking gas may be provided.

遮へい手段が、前記閉鎖空間の内部に設けられ不活性ガスを吹き出すガスカーテンユニットからなり、前記ガスカーテンユニットはプラズマ処理空間を被処理基板の搬送方向に挟んで不活性ガスを吹き出す一対の穴を有してもよい。
排気ユニットが被処理基板に対向する平担面を備え、支持手段がその平担面に部分的に埋め込まれて固定されてもよい。
電極ユニットの被処理基板搬送方向に直交する方向の両端に、プラズマ処理空間から発生するガスを排気する一対の第２排気ユニットをさらに備えてもよい。 The shielding means comprises a gas curtain unit that is provided inside the closed space and blows out an inert gas, and the gas curtain unit has a pair of holes that blow out the inert gas with the plasma processing space sandwiched in the transport direction of the substrate to be processed. You may have.
The exhaust unit may include a flat surface facing the substrate to be processed, and the support means may be partially embedded and fixed on the flat surface.
A pair of second exhaust units for exhausting gas generated from the plasma processing space may be further provided at both ends of the electrode unit in a direction orthogonal to the substrate transport direction.

この発明によれば、プラズマ処理空間を収納する閉鎖空間の外側に被処理基板をプラズマ空間へ搬入・搬出する搬送部が設置され、内側に被処理基板を移動可能に支持する支持部が設置され、被処理基板の搬送中は閉鎖空間の内部が遮へい手段により外気から遮へいされ、支持部が外気に接触することがない。従って、プラズマ処理空間への外気の混入を効果的に阻止することができる。 According to the present invention, the transfer unit that carries the substrate into and out of the plasma space is installed outside the closed space that houses the plasma processing space, and the support unit that movably supports the substrate is installed inside. During the transfer of the substrate to be processed, the inside of the closed space is shielded from the outside air by the shielding means, and the support portion does not come into contact with the outside air. Therefore, it is possible to effectively prevent outside air from being mixed into the plasma processing space.

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態の大気圧プラズマ処理装置における被処理基板を搬送する方向と垂直な方向（以後、「川幅方向」と言うこともある）を法線とする平面で切断した場合の断面図であり、図２は大気圧プラズマ処理装置の全体を斜め方向より見た斜視図である。また、図３および図４は、それぞれ電極ユニット近辺を拡大して示す断面図およびガスカーテンユニットと排気ユニット近辺を拡大して示す断面図である。また図５は、被処理基板を搬送する搬送面（以後、単に「搬送面」と言うこともある）から下面側を見た場合の大気圧プラズマ処理装置であり、図６はボールベアを模式的に表した断面図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows a case in which a direction perpendicular to the direction in which a substrate to be processed is transported in the atmospheric pressure plasma processing apparatus of the present embodiment (hereinafter also referred to as “river width direction”) is cut along a plane. FIG. 2 is a cross-sectional view, and FIG. 2 is a perspective view of the whole atmospheric pressure plasma processing apparatus as seen from an oblique direction. 3 and 4 are an enlarged sectional view showing the vicinity of the electrode unit and an enlarged sectional view showing the vicinity of the gas curtain unit and the exhaust unit, respectively. FIG. 5 shows an atmospheric pressure plasma processing apparatus when the lower surface side is viewed from a transfer surface (hereinafter sometimes simply referred to as “transfer surface”) for transferring a substrate to be processed. FIG. 6 schematically shows a ball bear. It is sectional drawing represented to.

図１において、一対の電極ユニット２０は、搬送面の上面側に設置する上側電極２０ａと下面側に設置する下側電極２０ｂとから成る。上側電極２０ａと下側電極２０ｂは、構造が搬送面に対して対称であり、上側電極２０ａと下側電極２０ｂの被処理基板側の面は、搬送面内と平行でかつ間隔を開けるようにして設置する。処理空間Ａは、この一対の電極ユニット２０の間に形成される。 In FIG. 1, the pair of electrode units 20 includes an upper electrode 20a installed on the upper surface side of the transport surface and a lower electrode 20b installed on the lower surface side. The structure of the upper electrode 20a and the lower electrode 20b is symmetrical with respect to the transport surface, and the surfaces of the upper electrode 20a and the lower electrode 20b on the substrate to be processed are parallel to and spaced from the transport surface. Install. The processing space A is formed between the pair of electrode units 20.

搬送部１０は、電極ユニット２０と互いに平行で閉鎖空間１の外側に設置する。搬送面の下面側であって、搬送部１０と電極ユニット２０の間には、電極ユニット２０と平行になるように排気ユニット６０ｃ、６０ｄとガスカーテンユニット５０ｃ、５０ｄを設置する。排気ユニット６０ｃ、６０ｄは電極ユニットの両脇に接するように設置し、さらにその外側に接するようにガスカーテンユニット５０ｃ、５０ｄが、排気ユニット６０ｃ、６０ｄの搬送面側と面を一致するように設置する。さらに、搬送面の上面側にも、搬送面に対して対称になるように、排気ユニット６０ａ、６０ｂおよびガスカーテンユニット５０ａ、５０ｂを、川幅方向の端部に被処理基板１００を搬送するためのギャップ（以後、単に搬送ギャップととも言う）を保つためのスペーサを挟んで設置する。なお、ガスカーテンユニット５０ａ〜５０ｄは全く同じ構造であり代表してガスカーテンユニット５０と表記する場合もある。また排気ユニット６０ａ、６０ｂと６０ｃ、６０ｄの違いは、支持部３０を具備するか、否かだけであり、代表して排気ユニット６０と表記する場合もある。 The transport unit 10 is installed outside the closed space 1 in parallel with the electrode unit 20. Exhaust units 60 c and 60 d and gas curtain units 50 c and 50 d are installed between the transport unit 10 and the electrode unit 20 so as to be parallel to the electrode unit 20 on the lower surface side of the transport surface. The exhaust units 60c and 60d are installed so as to be in contact with both sides of the electrode unit, and the gas curtain units 50c and 50d are installed so as to be in contact with the outside of the electrode unit so as to coincide with the transport surface side of the exhaust units 60c and 60d. To do. Further, the exhaust units 60a and 60b and the gas curtain units 50a and 50b are also transported to the end in the river width direction so as to be symmetrical with respect to the transport surface on the upper surface side of the transport surface. A spacer for maintaining a gap (hereinafter, also simply referred to as a conveyance gap) is interposed. The gas curtain units 50a to 50d have the same structure and may be represented as the gas curtain unit 50 as a representative. Further, the difference between the exhaust units 60a, 60b and 60c, 60d is only whether or not the support unit 30 is provided, and may be represented as the exhaust unit 60 as a representative.

支持部３０は、排気ユニット６０ｃ、６０ｄの被処理基板の搬送面側に、排気ユニット６０ｃ、６０ｄの肉厚部分に格納するように設置する。支持部３０の例としては、ボールベア（登録商標）やボールローラ（登録商標）や、または閉鎖空間１の内側に格納するように取り付けたシャフトにベアリングを介して取り付けたコロ等が挙げられる。本発明の実施例では、図６に示すように、ボールベアを用いた。支持部つまりボールベア３０は、それぞれ電極ユニット２０に近傍でかつ平行になるように複数個取り付ける。ボールベア３０は、被処理基板１００を搬送する時、被処理基板の下面と接する位置に取り付ける。 The support unit 30 is installed on the transport surface side of the substrate to be processed of the exhaust units 60c and 60d so as to be stored in the thick portion of the exhaust units 60c and 60d. Examples of the support portion 30 include a ball bear (registered trademark), a ball roller (registered trademark), or a roller attached to a shaft attached so as to be stored inside the closed space 1 via a bearing. In the embodiment of the present invention, a ball bear was used as shown in FIG. A plurality of support portions, that is, ball bears 30 are attached to the electrode unit 20 so as to be in the vicinity and parallel to each other. The ball bear 30 is attached to a position in contact with the lower surface of the target substrate when the target substrate 100 is transported.

電極ユニット２０、排気ユニット６０、ガスカーテンユニット５０は、図２に示すように、川幅方向の両端において、ユニット固定具９０とボルトにより締結される。ユニット固定具９０には、固定ブロック９１が溶接してあり、固定ブロック９１と搬送土台とをボルトで締結することにより、各ユニットを搬送系に設置する。 As shown in FIG. 2, the electrode unit 20, the exhaust unit 60, and the gas curtain unit 50 are fastened with unit fixing members 90 and bolts at both ends in the river width direction. A fixed block 91 is welded to the unit fixture 90, and each unit is installed in the transport system by fastening the fixed block 91 and the transport base with bolts.

以下に、各ユニットおよび搬送部１０について詳細に説明する。
図３に示すように、電極ユニット２０の高周波電圧を印加するホット電極２３は、電圧を印加しかつ冷媒を流し電極を冷却する空洞を備えた、穴付きシャフト２４と、穴付きシャフト２４を隙間無く囲むように被覆する固体誘電体箱２６とから成る。穴付きシャフト２４はアルミニウム等の金属製であり、その表面にはアルミナ溶射膜を堆積しており、高電圧印加時に、異常放電が発生するのを抑制する。冷媒と高周波電圧は、電極ユニット川幅方向の端部において略Ｌ字型になるように取り付けられたシャフトの端部より、供給する。 Below, each unit and the conveyance part 10 are demonstrated in detail.
As shown in FIG. 3, the hot electrode 23 for applying a high-frequency voltage of the electrode unit 20 includes a holed shaft 24 provided with a cavity for applying a voltage and flowing a coolant to cool the electrode, and the holed shaft 24 is a gap. It is composed of a solid dielectric box 26 which is covered so as not to surround it. The shaft 24 with a hole is made of a metal such as aluminum, and an alumina sprayed film is deposited on the surface thereof to suppress the occurrence of abnormal discharge when a high voltage is applied. The refrigerant and the high-frequency voltage are supplied from the end portion of the shaft attached so as to be substantially L-shaped at the end portion in the electrode unit river width direction.

グランド電極２７は、断面がＬ字型の形状をしたＬ字金属２８と、断面がコの字型をした固体誘電体囲い２９と、Ｌ字金属２８を固体誘電体囲い２９に嵌め合わせたときの隙間に挿入されるフッ素系樹脂の板とから成る。グランド電極２７は、１本のホット電極２３に対して２本用意し、ホット電極２３と平行で、かつ両脇を囲むように、０．５ｍｍ〜２ｍｍの間隔を隔てて設置する。
処理ガスは、電極ユニット２０に設けた処理ガス溜め２２に、処理ガスポート２１を介して供給される。処理ガス溜め２２は、処理ガスを一旦蓄え拡散することで、ガスの吹き出しの均一化を図るために設けられる。処理ガス溜め２２に蓄えられた処理ガスは、ホット電極２３とグランド電極２８を隔離して設置することにより形成されたスリットを通って、処理空間Ａに噴出される。 The ground electrode 27 includes an L-shaped metal 28 having an L-shaped cross section, a solid dielectric enclosure 29 having a U-shaped cross section, and an L-shaped metal 28 fitted into the solid dielectric enclosure 29. And a fluororesin plate inserted in the gap. Two ground electrodes 27 are prepared for one hot electrode 23, and are arranged at intervals of 0.5 mm to 2 mm so as to be parallel to the hot electrode 23 and to surround both sides.
The processing gas is supplied to the processing gas reservoir 22 provided in the electrode unit 20 via the processing gas port 21. The processing gas reservoir 22 is provided in order to achieve uniform gas blowing by temporarily storing and diffusing the processing gas. The processing gas stored in the processing gas reservoir 22 is jetted into the processing space A through a slit formed by installing the hot electrode 23 and the ground electrode 28 separately.

高周波電源８０は、商用交流電源からの三相２００Ｖをトランスにより昇圧して１〜３０ｋＶで、周波数１〜５０ｋＨｚの正弦波を、互いに逆位相になるように２系統出力し、それぞれ高電圧ケーブルを通して上側電極２０ａおよび下側電極２０ｂに供給する。これにより、処理空間Ａに効率的にプラズマ放電を発生することができる。 The high frequency power supply 80 boosts the three-phase 200V from the commercial AC power supply with a transformer and outputs two sine waves of 1 to 30 kV and a frequency of 1 to 50 kHz so as to be in opposite phases to each other, respectively through a high voltage cable. Supply to the upper electrode 20a and the lower electrode 20b. Thereby, plasma discharge can be efficiently generated in the processing space A.

次に、搬送部１０について説明する。搬送部１０の具体的な例としては、コロ搬送が挙げられる。これは、図１に示すように複数のシャフト１２の各々に搬送コロ１１を配して、シャフト１２が回転することにより、シャフト１２に固定されている搬送コロ１１が回転し、被処理基板１００の下面と搬送コロ１１が接することで搬送を行う。シャフト１２は、川幅方向の両端部において、搬送土台に組み込まれた駆動部とギアを介して接続され、その動力によって回転する。 Next, the transport unit 10 will be described. A specific example of the transport unit 10 is roller transport. This is because, as shown in FIG. 1, the transfer roller 11 is arranged on each of the plurality of shafts 12 and the transfer roller 11 fixed to the shaft 12 is rotated by rotating the shaft 12, whereby the substrate 100 to be processed. It conveys by the lower surface of this and the conveyance roller 11 contacting. The shaft 12 is connected to the drive unit incorporated in the transport base at both ends in the river width direction via a gear, and rotates by its power.

次に、排気ユニット６０について説明する。
図４に示すように、排気ユニット６０は、排気ガスを均一に吸い込むために設けた排気ガス溜め６１と、排気ガスを吸い込むための吸い込みスリット６２と、排気ガス溜め６１から装置外に排気ガスを排気するための排気ポート６３とから成る。吸い込みスリット６２は、処理空間Ａの気流を乱しプラズマが不安定にならないように、排気ユニット６０の搬送方向において、電極ユニット２０からなるべく遠い位置に設けるのが好ましい。排気ガス溜め６１は、電極川幅方向端部で囲むような箱型になっており、排気ガスが装置外に漏洩すること無く、接続した排気ポート６３のみより排気される。排気ガスは、排気ポート６３より、ＰＦＡチューブ等の配管を通して、ポンプ等の吸引手段により吸い込まれる。さらに、吸い込まれた排気ガスは、除害装置を通り無害化され、工場排気などに放出する。排気ポート６３とポンプ等の吸引手段の間には、流量計が接続され、ニードルバルブの開閉により、吸引量が制御される。 Next, the exhaust unit 60 will be described.
As shown in FIG. 4, the exhaust unit 60 includes an exhaust gas reservoir 61 provided for uniformly sucking exhaust gas, a suction slit 62 for sucking exhaust gas, and exhaust gas from the exhaust gas reservoir 61 to the outside of the apparatus. And an exhaust port 63 for exhausting air. The suction slit 62 is preferably provided at a position as far as possible from the electrode unit 20 in the transport direction of the exhaust unit 60 so as not to disturb the airflow in the processing space A and to make the plasma unstable. The exhaust gas reservoir 61 has a box shape surrounded by the end portion in the electrode river width direction, and exhaust gas is exhausted only from the connected exhaust port 63 without leaking outside the apparatus. Exhaust gas is sucked from the exhaust port 63 through piping such as a PFA tube by suction means such as a pump. Further, the sucked exhaust gas passes through a detoxification device, is rendered harmless, and is discharged to factory exhaust. A flow meter is connected between the exhaust port 63 and suction means such as a pump, and the amount of suction is controlled by opening and closing the needle valve.

また、排気ユニット６０には、吸引型の酸素濃度計に測定ガスを送り込むチューブを接続するためのセンサポートＸが設けられている。センサポートＸは、排気ガス溜め６１と貫通すること無く、電極ユニット側の壁沿いに開けられた細長い穴で、図５に示すところの、測定点孔Ｙと連結される。これにより、処理空間Ａの近傍で、酸素濃度を測定したい箇所の測定点孔ＹにつながるセンサポートＸに、酸素濃度計のチューブを接続することで、その箇所の酸素濃度を測定することが可能である。なお、使用しないポートＸはプラグにより封止する。 Further, the exhaust unit 60 is provided with a sensor port X for connecting a tube for feeding a measurement gas to a suction type oxygen concentration meter. The sensor port X is connected to a measurement point hole Y as shown in FIG. 5 by an elongated hole formed along the wall on the electrode unit side without penetrating the exhaust gas reservoir 61. Thus, in the vicinity of the processing space A, it is possible to measure the oxygen concentration at that location by connecting the tube of the oximeter to the sensor port X connected to the measurement point hole Y at the location where the oxygen concentration is to be measured. It is. The unused port X is sealed with a plug.

図５に示すように、排気ユニット６０ｃおよび６０ｄには、電極ユニット２０の近傍でかつ平行になるように、一列当たり１６個で計４列のボールベア３０が設置される。図６に示すように、ボールベア３０には、メインボール３１とサブボール３２を格納するケース３３が設けられ、ケース３３の突起部分にはネジ山が切って有り、これを排気ユニット６０にあらかじめ加工したメネジ箇所にねじ込むことで、排気ユニット６０ｃおよび６０ｄに取り付ける。ボールベア３０は、メインボール３１とサブボール３２が互いに接し滑らかに回転することで、被処理基板１００を止めることなく、支持しながら搬送することができる。 As shown in FIG. 5, in the exhaust units 60c and 60d, a total of four rows of ball bears 30 are installed in a row in the vicinity of and parallel to the electrode unit 20. As shown in FIG. 6, the ball bear 30 is provided with a case 33 for storing the main ball 31 and the subball 32, and the protruding portion of the case 33 is threaded, and this is processed into the exhaust unit 60 in advance. The exhaust units 60c and 60d are attached by screwing into the female screw locations. The ball bear 30 can be transported while being supported without stopping the substrate 100 to be processed, because the main ball 31 and the sub ball 32 are in contact with each other and rotate smoothly.

また、ボールベア３０は、メインボール３１とサブボール３２の間には、密閉された僅かな空間しかなく、その密閉空間が処理ガスで置換されてしまえば、処理空間Ａへの外気の混入源となることは無い。ボールベア３０のメインボール３１の材質は、例えばポリアセタール、超高分子量ポリエチレン、ベスペル（登録商標）、フッ素系樹脂、ピーク（登録商標）、ナイロン等の樹脂や、スチール、ステンレス、アルミニウム等の金属や、アルミナ、ジルコニア、窒化珪素等のセラミックが挙げられる。被処理基板がガラス基板等の傷つき易い材質であったり、クリーンルーム内等の発塵を嫌う工程であったり、耐熱性や耐プラズマ性が必要であったりする場合は、ベスペル、ピーク等のエンジニアプラスチックを使用するほうがより好ましい。本実施例では、ベスペルをメインボール３１の材質としたボールベア３０を用いた。 In addition, the ball bear 30 has only a small sealed space between the main ball 31 and the sub ball 32. If the sealed space is replaced with the processing gas, the ball bear 30 may be a source of outside air into the processing space A. It will never be. The material of the main ball 31 of the ball bear 30 is, for example, polyacetal, ultra high molecular weight polyethylene, Vespel (registered trademark), fluororesin, peak (registered trademark), resin such as nylon, metal such as steel, stainless steel, aluminum, Examples thereof include ceramics such as alumina, zirconia, and silicon nitride. If the substrate to be processed is a material that is easily damaged, such as a glass substrate, is a process that does not like dust generation in a clean room, or if heat resistance or plasma resistance is required, engineer plastic such as Vespel or Peak Is more preferable. In the present embodiment, the ball bear 30 in which the vespel is made of the material of the main ball 31 is used.

次に、ガスカーテンユニット５０について述べる。
ガスカーテンユニット５０は、図４に示すように、不活性ガスを吹き出すスリット５６と、不活性ガスを均一に吹き出すために設けられた不活性ガス溜め５４と、不活性ガスの供給源と配管を接続し、ガスを供給する不活性ガスポート５２とから成る。不活性ガスの配管途中には、流量計が設けられ、ニードルバルブにより流量を調節することができる。不活性ガスとしては、安価なＮ_２を用いることが好ましい。 Next, the gas curtain unit 50 will be described.
As shown in FIG. 4, the gas curtain unit 50 includes a slit 56 for blowing out an inert gas, an inert gas reservoir 54 provided for blowing out the inert gas uniformly, a supply source of inert gas and piping. It consists of an inert gas port 52 that connects and supplies gas. A flow meter is provided in the middle of the inert gas piping, and the flow rate can be adjusted by a needle valve. As the inert gas, it is preferable to use inexpensive N ₂ .

また、ガスカーテンユニット５０には、カーテンガスを排気する、カーテンガス排気スリット５５およびカーテンガス排気ガス溜め５３およびカーテンガス排気ポート５１を設置する。カーテンガス排気ポート５１は、配管を介して流量計およびポンプ等の吸引手段と接続され、略除害装置を通して工場排気などに放出するか、または、直接工場排気などに接続して放出する。 The gas curtain unit 50 is provided with a curtain gas exhaust slit 55, a curtain gas exhaust gas reservoir 53, and a curtain gas exhaust port 51 for exhausting the curtain gas. The curtain gas exhaust port 51 is connected to suction means such as a flow meter and a pump via a pipe, and is discharged to a factory exhaust through a substantially abatement device, or directly connected to a factory exhaust and the like.

以下の条件で処理空間Ａ近傍の酸素濃度を、電極ユニット２０の川幅方向の各点において測定することで、外気、特に酸素の混入量を調べた。

（条件１）
電極ユニット：１６００ｍｍ×６５ｍｍ
処理ガス：ヘリウム５０％＋窒素５０％
処理ガス供給量：４０Ｌ／分（１０Ｌ／分の４系統）
電圧：１８ｋＶ
電力：２ｋＷ
周波数：２０ｋＨｚ
処理空間Ａのギャップ：４ｍｍ
排気ガス流量：８０Ｌ／分（２０Ｌ／分の４系統）
カーテンガス：Ｎ_２
カーテンガス流量：２００Ｌ／分（５０Ｌ／分の４系統）
カーテンガス排気流量：３２０Ｌ／分（８０Ｌ／分の４系統）
被処理基板：素ガラス
被処理基板サイズ：１５００ｍｍ×１８００ｍｍ×０．７ｍｍ
搬送速度：３ｍ／ｍｉｎ
酸素濃度計の吸引量：２００ｍＬ／ｍｉｎ
測定ユニットＡ：排気ユニット６０ａ（被処理基板入り口、上側）
Ｂ：排気ユニット６０ｂ（被処理基板出口、上側）
Ｃ：排気ユニット６０ｃ（被処理基板入り口、下側）
Ｄ：排気ユニット６０ｄ（被処理基板出口、下側）
測定位置：被処理基板端面から川幅方向に向って、５０〜１４５０ｍｍ By measuring the oxygen concentration in the vicinity of the processing space A at each point in the river width direction of the electrode unit 20 under the following conditions, the amount of outside air, particularly oxygen, was investigated.

(Condition 1)
Electrode unit: 1600mm x 65mm
Processing gas: 50% helium + 50% nitrogen
Process gas supply amount: 40 L / min (4 systems of 10 L / min)
Voltage: 18 kV
Electric power: 2kW
Frequency: 20kHz
Gap in processing space A: 4 mm
Exhaust gas flow rate: 80L / min (4 systems of 20L / min)
Curtain gas: N ₂
Curtain gas flow rate: 200L / min (4 lines of 50L / min)
Curtain gas exhaust flow rate: 320 L / min (4 systems at 80 L / min)
Substrate to be processed: Substrate glass substrate to be processed Size: 1500 mm x 1800 mm x 0.7 mm
Conveyance speed: 3m / min
Oxygen concentration meter suction volume: 200 mL / min
Measurement unit A: Exhaust unit 60a (substrate entrance, upper side)
B: Exhaust unit 60b (substrate exit, upper side)
C: Exhaust unit 60c (substrate entrance, lower side)
D: Exhaust unit 60d (substrate exit, lower side)
Measurement position: 50 to 1450 mm from the end surface of the substrate to be processed toward the river width direction

始めに、電極ユニット２０に、高周波電圧を印加せずプラズマ放電が無い状態で、被処理基板１００は搬送コロに載せず、搬送部１０を駆動した場合の各位置の酸素濃度を測定した。なお、処理ガスには、微量であり酸素濃度に影響を与えることは無いので、添加ガスは供給していない。 First, the oxygen concentration at each position when the transport unit 10 was driven was measured with the substrate to be processed 100 placed on the transport roller without applying a high frequency voltage to the electrode unit 20 and without plasma discharge. Since the processing gas is very small and does not affect the oxygen concentration, no additive gas is supplied.

表１の「−」は、センサポートＸを設けていないため、測定していない点である。この結果より、中心から川幅方向に±３５０ｍｍの位置において、酸素濃度１００ｐｐｍ以下であり、搬送コロ１１やシャフト１２の回転による影響は無く、処理空間Ａにほとんど外気が混入していないことがわかる。我々は、これまでに、コロ搬送によるオンライン型の大気圧プラズマ処理装置を開発してきたが、電極ユニットにより形成される処理空間と搬送コロやシャフトが、電極ユニット近傍に外気と遮断することなく設置する場合は、搬送コロおよびシャフトの回転により、搬送面より下側の外気が巻き込まれ、処理空間に酸素が０．１〜数％混入してしまうという結果を得ている。 “-” In Table 1 indicates that the sensor port X is not provided, and thus measurement is not performed. From this result, it can be seen that the oxygen concentration is 100 ppm or less at a position of ± 350 mm in the river width direction from the center, there is no influence by the rotation of the conveying roller 11 and the shaft 12, and almost no outside air is mixed in the processing space A. Up to now, we have developed an on-line atmospheric pressure plasma processing system using roller transport, but the processing space formed by the electrode unit and the transport roller and shaft are installed in the vicinity of the electrode unit without being blocked from the outside air. In this case, the rotation of the transfer roller and the shaft causes the outside air below the transfer surface to be entrained, resulting in 0.1 to several percent oxygen being mixed into the processing space.

また、表１の結果より、電極ユニット２０の川幅方向両端付近の処理空間Ａの酸素濃度は、全て１００ｐｐｍ以上となっている。これは、電極ユニット２０の川幅方向の端部に、ガスを排気する吸引口が無く、このため外気が置換されずに、ガス溜りになっている可能性がある。 Further, from the results in Table 1, all the oxygen concentrations in the processing space A near both ends in the river width direction of the electrode unit 20 are 100 ppm or more. This is because there is no suction port for exhausting gas at the end of the electrode unit 20 in the river width direction, so that there is a possibility that the outside air is not replaced and a gas pool is formed.

図７は、搬送面から下面側を見た場合の、改良型の大気圧プラズマ処理装置である。図７に示すように、電極ユニット２０の川幅方向の両端部に、搬送方向に平行に延びる端部排気ユニット７０を、搬送面の上面側および下面側に設置した。これに従い、ガスカーテンユニット５０を川幅方向に伸ばして、各ユニットの川幅方向両端部の面が合致するように新たにガスカーテンユニット５０を製作した。端部排気ユニット７０には、電極ユニット２０と排気ユニット６０をユニット固定具９０と固定するために、電極川幅方向に貫通し、端部排気ユニット７０の略端部排気ガス溜めと交わることが無いように、ボルトを通す貫通穴を備えている。これにより、電極ユニット２０および排気ユニット６０は端部排気ユニット７０を挟むようにして、ユニット固定具９０と締結する。 FIG. 7 shows an improved atmospheric pressure plasma processing apparatus when the lower surface side is viewed from the transport surface. As shown in FIG. 7, end exhaust units 70 extending in parallel to the transport direction are installed on both the upper and lower surfaces of the transport surface at both ends of the electrode unit 20 in the river width direction. In accordance with this, the gas curtain unit 50 was extended in the river width direction, and a new gas curtain unit 50 was manufactured so that the surfaces of both ends of each unit in the river width direction were matched. In order to fix the electrode unit 20 and the exhaust unit 60 to the unit fixture 90, the end exhaust unit 70 penetrates in the electrode river width direction and does not intersect with the substantially end exhaust gas reservoir of the end exhaust unit 70. As shown in FIG. Thereby, the electrode unit 20 and the exhaust unit 60 are fastened to the unit fixture 90 with the end exhaust unit 70 interposed therebetween.

端部排気ユニット７０には、川幅方向の両端部の排気ガスを特に吸い込むための端部排気スリット７１と、吸い込んだガスを排出するための端部排気ポートとを備えている。端部排気ポートは配管を介して、流量計とポンプ等の吸引手段と接続する。これにより、端部排気スリット７１から吸気を行う。
以上の装置改造を行って、再度上記条件１において、各点の酸素濃度を測定した。表２にその結果を示す。なお、端部排気スリットからの排気量は、１系統当たり２．５Ｌ／ｍｉｎで、合計１０Ｌ／ｍｉｎになるように設定した。 The end exhaust unit 70 includes an end exhaust slit 71 for particularly sucking exhaust gas at both ends in the river width direction, and an end exhaust port for discharging the sucked gas. The end exhaust port is connected to suction means such as a flow meter and a pump through a pipe. Thereby, intake is performed from the end exhaust slit 71.
The above apparatus modification was performed, and the oxygen concentration at each point was measured again under the above condition 1. Table 2 shows the results. The exhaust amount from the end exhaust slit was set to 2.5 L / min per system, so that the total amount was 10 L / min.

表２の「−」は、センサポートＸを設けていない点か、または測定を省略した点である。この結果より、電極ユニット２０の川幅方向の両端部に端部排気ユニット７０を設けたことで、端部において滞留していた外気を処理ガスで置換することができ、電極ユニット２０の川幅方向両端付近の処理空間Ａの酸素濃度を１００ｐｐｍ以下に改善することができた。 “-” In Table 2 indicates that the sensor port X is not provided or that measurement is omitted. As a result, by providing the end exhaust units 70 at both ends of the electrode unit 20 in the river width direction, the outside air staying at the ends can be replaced with the processing gas. The oxygen concentration in the nearby processing space A could be improved to 100 ppm or less.

次に被処理基板１００を搬送コロ１１に載せて、３ｍ／ｍｉｎの速度で搬送した場合のユニットＡ、位置７５０ｍｍ点の酸素濃度を測定した。その結果を表３に示す。 Next, the substrate 100 was placed on the transport roller 11 and the oxygen concentration at the point of unit A at a position of 750 mm when the substrate was transported at a speed of 3 m / min was measured. The results are shown in Table 3.

条件１に示したガスカーテン流量および排気ガス流量は全て合計量であり、それぞれ４系統から均一に供給、吸引している。表３に示している、「初期酸素濃度」とは被処理基板１００の搬送を開始する前の酸素濃度を表しており、「処理中酸素濃度」は被処理基板１００の先端が閉鎖空間１に差し掛かった時から、完全に出終わった時までの酸素濃度の範囲を示している。表３の結果より、ガスカーテン流量が０Ｌ／ｍｉｎで、排気ガス流量が４０Ｌ／ｍｉｎ以上の条件IIおよびIIIでは、排気ガス流量が処理ガス流量と同等、それより多いので、閉鎖空間１の内部、特に排気スリットに向ってガスが流れ込み易く、被処理基板１００の搬送により、被処理基板表裏の外気が排気スリットに向って引き込まれ、排気スリットで完全に吸い込まれること無く、処理空間Ａに混入してしまったためである。ガスカーテン流量を１００Ｌ／ｍｉｎ、２００Ｌ／ｍｉｎと流すと、被処理基板１００を搬送しても、被処理基板表裏の外気をガスカーテンが遮断してくれるため、１００Ｌ／ｍｉｎではやや増加する程度、２００Ｌ／ｍｉｎでは初期酸素濃度以内で被処理基板１００を搬送することができた。 The gas curtain flow rate and the exhaust gas flow rate shown in Condition 1 are all the total amount, and are supplied and sucked uniformly from each of the four systems. The “initial oxygen concentration” shown in Table 3 represents the oxygen concentration before the start of the transfer of the substrate to be processed 100, and “the oxygen concentration during processing” indicates that the tip of the substrate to be processed 100 is in the closed space 1. It shows the range of oxygen concentration from the time of reaching to the time when it is completely finished. From the results of Table 3, the exhaust gas flow rate is equal to or greater than the processing gas flow rate under conditions II and III where the gas curtain flow rate is 0 L / min and the exhaust gas flow rate is 40 L / min or more. In particular, the gas easily flows toward the exhaust slit, and the outside air on the front and back of the substrate to be processed is drawn toward the exhaust slit by the transport of the substrate to be processed 100, and is mixed into the processing space A without being completely sucked by the exhaust slit. It is because it has done. When the gas curtain flow rate is 100 L / min and 200 L / min, even if the substrate to be processed 100 is transported, the gas curtain blocks the outside air on the front and back of the substrate to be processed. At 200 L / min, the substrate 100 to be processed could be transported within the initial oxygen concentration.

なお、処理条件ＩとＶで処理中の酸素濃度が初期酸素濃度より減少しているのは、外気の侵入が阻止されている場合は、被処理基板１００が大気圧プラズマ処理装置１の内部に入っている時の方が、搬送路のギャップが短くなり、その分、外気の入り込みに対してコンダクタンスが大きくなるので、より外気が侵入しなくなるからである。 Note that the oxygen concentration during the processing under the processing conditions I and V is lower than the initial oxygen concentration. When the intrusion of outside air is prevented, the substrate 100 to be processed is placed inside the atmospheric pressure plasma processing apparatus 1. This is because when the air enters, the gap of the transport path becomes shorter, and the conductance increases with respect to the entry of the outside air, so that the outside air does not enter more.

次に、電極ユニット２０に高周波電圧を印加し、プラズマ放電を発生させた場合において、ユニットＡ、位置７５０ｍｍ点の酸素濃度を測定した。その結果を表４に示す。 Next, when a high frequency voltage was applied to the electrode unit 20 to generate plasma discharge, the oxygen concentration at the point of unit A, position 750 mm was measured. The results are shown in Table 4.

表４の「プラズマ放電有り」は、プラズマ放電を開始して１分後の酸素濃度を測定した。表３の結果より、酸素濃度はプラズマ放電の有無にほとんど依らないことがわかる。 “With plasma discharge” in Table 4 measured the oxygen concentration one minute after the start of plasma discharge. From the results in Table 3, it can be seen that the oxygen concentration hardly depends on the presence or absence of plasma discharge.

次に、以下の条件で大気圧プラズマにより撥水処理を施した場合の実験結果を示す。 Next, experimental results when water repellent treatment is performed by atmospheric pressure plasma under the following conditions are shown.

（条件２）
電極ユニット２０：１６００ｍｍ×６５ｍｍ
添加ガス（ＣＦ_４）：０．５〜１０％
Ｎ_２／Ｈｅ比：１／１
処理ガス供給量：４０Ｌ／分（１０Ｌ／分の４系統）
電圧：１８ｋＶ
電力：２ｋＷ
周波数：２０ｋＨｚ
処理空間Ａのギャップ：４ｍｍ
排気ガス流量：８０Ｌ／分（２０Ｌ／分の４系統）
カーテンガス：Ｎ_２
カーテンガス流量：２００Ｌ／分（５０Ｌ／分の４系統）
カーテンガス排気流量：３２０Ｌ／分（８０Ｌ／分の４系統）
被処理基板：有機膜付きガラス
被処理基板サイズ：６８０ｍｍ×８８０ｍｍ×０．７ｍｍ
搬送速度：１ｍ／ｍｉｎ
測定装置：接触角計
滴下液：エーテル系の溶剤

処理ガスとしては、Ｎ_２、ＨｅにＣＦ_４を添加したガスを用いた。Ｎ_２とＨｅの比を１：１として、総流量４０Ｌ／分を保つように、ＣＦ_４流量の変化に対応して、Ｎ_２およびＨｅ流量を調節した。 (Condition 2)
Electrode unit 20: 1600mm x 65mm
Additive gas (CF ₄ ): 0.5 to 10%
N ₂ / He ratio: 1/1
Process gas supply amount: 40 L / min (4 systems of 10 L / min)
Voltage: 18 kV
Electric power: 2kW
Frequency: 20kHz
Gap in processing space A: 4 mm
Exhaust gas flow rate: 80L / min (4 systems of 20L / min)
Curtain gas: N ₂
Curtain gas flow rate: 200L / min (4 lines of 50L / min)
Curtain gas exhaust flow rate: 320 L / min (4 systems at 80 L / min)
Substrate to be processed: Glass substrate to be processed with organic film Size: 680 mm × 880 mm × 0.7 mm
Conveyance speed: 1m / min
Measuring device: Contact angle meter drop solution: Ether solvent

As the processing gas, a gas obtained by adding CF ₄ to N ₂ and He was used. The ratio of N ₂ and He 1: as 1, so as to maintain a total flow rate 40L / min, corresponding to a change in CF ₄ flow rate was adjusted to _{N 2} and He flow.

被処理基板１００には、有機膜付きのガラス基板を使用し、大気圧プラズマにより撥水処理した後の有機膜部分の撥水性を確認する。撥水性の測定位置は、被処理基板１００の面内のほぼ中央で、結果は、３回測定した値の平均値を示した。なお、撥水性の確認には、純水では無く、エーテル系の溶剤を用いたが、本質的に液体であれば水であろうと、アルコールであろうとその撥水効果は変化しない。図８に、ＣＦ_４濃度を変化した場合の撥水性の結果を示す。また、条件２において、ＣＦ_４濃度を５％として酸素を６００〜１０００ｐｐｍ添加した場合の接触角依存性の結果を図９に示す。 A glass substrate with an organic film is used as the substrate 100 to be processed, and the water repellency of the organic film portion after the water repellent treatment with atmospheric pressure plasma is confirmed. The measurement position of the water repellency was almost in the center of the surface of the substrate 100 to be processed, and the result showed the average value of the values measured three times. For confirmation of water repellency, an ether-based solvent was used instead of pure water. However, the water repellency of water or alcohol does not change as long as it is essentially liquid. FIG. 8 shows the results of water repellency when the CF ₄ concentration is changed. Further, FIG. 9 shows the result of the contact angle dependency when oxygen is added in an amount of 600 to 1000 ppm under condition 2 with a CF ₄ concentration of 5%.

実験に用いた有機膜を大気圧プラズマにより十分撥水した場合、エーテル系溶剤の接触角は、５５〜６０度程度であり、それ以上処理を進めても飽和することが、これまでの検討によりわかっている。図８の結果より、ＣＦ_４濃度３％以上で、接触角５５度以上が得られ、我々がこれまで検討を行ってきた結果より、ＣＦ_４ガスを削減しても撥水性が得られることがわかった。これは、本発明のような装置構成にすることによって、処理空間Ａへの酸素の混入を阻止できたため、酸素がプラズマにより反応し表面を親水性にしてしまうオゾンの発生を極力抑制することができたからである。 When the organic film used in the experiment is sufficiently water-repellent by atmospheric pressure plasma, the contact angle of the ether solvent is about 55 to 60 degrees, and it is saturated even if the treatment is further advanced. know. From the results shown in FIG. 8, a contact angle of 55 degrees or more can be obtained with a CF ₄ concentration of 3% or more. From the results that we have studied so far, water repellency can be obtained even if CF ₄ gas is reduced. all right. This is because the configuration of the apparatus as in the present invention can prevent oxygen from being mixed into the processing space A, so that generation of ozone that causes oxygen to react and make the surface hydrophilic is suppressed as much as possible. Because it was made.

また図９より、ＣＦ_４濃度５％の条件で、酸素を６００〜１０００ｐｐｍ添加したところ、酸素濃度が６００ｐｐｍ含まれてしまうと、プラズマで酸素が反応してできたオゾンによる親水作用の方がフッ素系ガスの撥水作用に勝ってしまい、接触角１０度未満となってしまう。これより、撥水処理には、処理空間Ａに混入する酸素濃度を２００ｐｐｍ以下、好ましくは１００ｐｐｍ以下に阻止する必要があると考えられる。このように酸素濃度が１００ｐｐｍ以下になるような、開放系かつオンライン型の大気圧プラズマ処理装置を実現するためには、本発明のような外気の侵入を抑制した装置構成にすることが有効であることがわかった。 Further, as shown in FIG. 9, when oxygen is added in an amount of 600 to 1000 ppm under the condition of a CF ₄ concentration of 5%, if the oxygen concentration is 600 ppm, the hydrophilic action by ozone generated by the reaction of oxygen with plasma is more fluorine. The water repellent action of the system gas is overcome, and the contact angle is less than 10 degrees. From this, it is considered that the water repellent treatment needs to prevent the oxygen concentration mixed in the treatment space A to 200 ppm or less, preferably 100 ppm or less. Thus, in order to realize an open-system and on-line atmospheric pressure plasma processing apparatus in which the oxygen concentration is 100 ppm or less, it is effective to have an apparatus configuration that suppresses intrusion of outside air as in the present invention. I found out.

なお、上記の実施例では、大気圧プラズマ処理の一例であるＣＦ_４を添加ガスに用いた撥水処理について主に記述したが、これは外気の混入を嫌う成膜やドライエッチング、アッシング等の他の大気圧プラズマ処理においても同様であり、本発明の思想は適用可能である。 In the above embodiment, the water repellent treatment using CF ₄ as an additive gas as an example of the atmospheric pressure plasma treatment is mainly described. The same applies to other atmospheric pressure plasma treatments, and the idea of the present invention can be applied.

本発明は、大気圧プラズマによりガスを分解して、被処理基板の表面改質、薄膜の形成、加工をおこなうオンライン型の大気圧プラズマ処理装置に有効に適用される。 The present invention is effectively applied to an on-line atmospheric pressure plasma processing apparatus that decomposes gas by atmospheric pressure plasma to perform surface modification of a substrate to be processed, formation of a thin film, and processing.

本実施の形態の大気圧プラズマ処理装置の川幅方向を法線とする平面で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the plane which makes the river width direction the normal line of the atmospheric pressure plasma processing apparatus of this Embodiment. 大気圧プラズマ処理装置の全体を斜め方向より見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the whole atmospheric pressure plasma processing apparatus from the diagonal direction. 図１における電極ユニット近辺を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the electrode unit vicinity in FIG. 図１におけるガスカーテンユニットと排気ユニット近辺を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the gas curtain unit and exhaust unit vicinity in FIG. 大気圧プラズマ処理装置を搬送面から下側に見た平面図である。It is the top view which looked at the atmospheric pressure plasma processing apparatus from the conveyance surface below. ボールベアの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of a ball bear. 改良型の大気圧プラズマ処理装置を搬送面から下側に見た平面図である。It is the top view which looked at the improved atmospheric pressure plasma processing apparatus from the conveyance surface below. 接触角のＣＦ_４濃度依存性を示す特性図である。It is a characteristic diagram showing the CF ₄ concentration dependency of the contact angle. 接触角の酸素濃度依存性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the oxygen concentration dependence of a contact angle.

符号の説明Explanation of symbols

１…閉鎖空間
１０…搬送部
１１…搬送コロ
１２…シャフト
２０…電極ユニット
２０ａ…上側電極
２０ｂ…下側電極
２１…処理ガスポート
２２…処理ガス溜め
２３…ホット電極
２４…穴付きシャフト
２５…シャフトの端部
２６…固体誘電体箱
２７…グランド電極
２８…Ｌ字金属
２９…固体誘電体囲い
３０…支持部、つまり、ボールベア
３１…メインボール
３２…サブボール
３３…ケース
５０…ガスカーテンユニット
５１…カーテンガス排気ポート
５２…不活性ガスポート
５３…カーテンガス排気ガス溜め
５４…不活性ガス溜め
５５…カーテンガス排気スリット
５６…不活性ガスを吹き出すスリット
６０…排気ユニット
６１…排気ガス溜め
６２…スリット
６３…排気ポート
７０…端部排気ユニット
７１…端部排気スリット
８０…高周波電源
９０…ユニット固定具
９１…固定ブロック
１００…被処理基板
Ａ…処理空間
Ｘ…センサポート
Ｙ…測定点孔

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Closed space 10 ... Conveyance part 11 ... Conveyance roller 12 ... Shaft 20 ... Electrode unit 20a ... Upper electrode 20b ... Lower electrode 21 ... Processing gas port 22 ... Processing gas reservoir 23 ... Hot electrode 24 ... Shaft with hole 25 ... Shaft 26 ... Solid dielectric box 27 ... Ground electrode 28 ... L-shaped metal 29 ... Solid dielectric enclosure 30 ... Supporting part, that is, ball bear 31 ... Main ball 32 ... Sub ball 33 ... Case 50 ... Gas curtain unit 51 ... Curtain gas exhaust port 52 ... Inert gas port 53 ... Curtain gas exhaust gas reservoir 54 ... Inert gas reservoir 55 ... Curtain gas exhaust slit 56 ... Slit for blowing out inert gas 60 ... Exhaust unit 61 ... Exhaust gas reservoir 62 ... Slit 63 ... Exhaust port 70 ... End exhaust unit 71 ... End exhaust slit 8 DESCRIPTION OF SYMBOLS 0 ... High frequency power supply 90 ... Unit fixture 91 ... Fixed block 100 ... Substrate to be processed A ... Processing space X ... Sensor port Y ... Measurement point hole

Claims

常圧下でプラズマ処理空間を形成する一対の電極ユニットと、前記電極ユニットどうしの対向方向と垂直な方向に被処理基板を前記プラズマ処理空間に搬送する搬送手段と、前記プラズマ処理空間を収納し、被処理基板が出入りするための入口および出口を有する閉鎖空間とを備え、
前記搬送手段は、前記閉鎖空間の外側に設置され被処理基板を閉鎖空間に入口および出口を介して搬入・搬出する搬送部と、前記閉鎖空間の内部に設置され前記被処理基板を移動可能に支持する支持部とを備え、前記閉鎖空間には被処理基板の搬送中に閉鎖空間を外気から遮へいする遮へい手段が設置され、支持部は、被処理基板を搬送可能に支持する支持機構を備え、支持機構が複数のボールベアからなり、各ボールベアは、メインボールとメインボールを支持する複数のサブボールとをメインボールが表面に露出するように格納するケースと、ケースのメインボールと反対側に形成されたネジ部とを備え、各ボールベアは前記ネジ部を支持部の対応するネジ部に螺合することで取付けられ、メインボールとサブボールが互いに接しながら回転することでメインボールが被処理基板を搬送可能に支持する大気圧プラズマ処理装置。 A pair of electrode units that form a plasma processing space under normal pressure; a transport unit that transports a substrate to be processed to the plasma processing space in a direction perpendicular to the opposing direction of the electrode units; and the plasma processing space is housed. A closed space having an inlet and an outlet for entering and exiting a substrate to be processed;
The transfer means is installed outside the closed space and carries a substrate to be processed into and out of the closed space via an inlet and an outlet, and is installed inside the closed space to move the substrate to be processed. A support unit that supports the substrate to be processed, and the support unit includes a support mechanism that supports the substrate to be processed so that the substrate can be transferred. The support mechanism is composed of a plurality of ball bears, and each ball bear has a case for storing a main ball and a plurality of sub-balls supporting the main ball so that the main ball is exposed on the surface, and a case ball opposite to the main ball. Each ball bear is attached by screwing the screw portion to the corresponding screw portion of the support portion, while the main ball and the sub ball are in contact with each other. Atmospheric pressure plasma processing apparatus main ball carries supporting the target substrate by rolling.

支持部は被処理基板と接する部分が、樹脂、金属、セラミックの少なくとも一つから形成されることを特徴とする請求項１に記載の大気圧プラズマ処理装置。 The atmospheric pressure plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the support portion is formed of at least one of resin, metal, and ceramic at a portion in contact with the substrate to be processed.

支持部が、被処理基板の搬送方向に関してプラズマ処理空間の前後に設置され、電極ユニットと被処理基板との間隔を一定に保持する複数の支持部材からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の大気圧プラズマ処理装置。 Support portion is disposed before and after the plasma process space with respect to the transport direction of the substrate to be processed, according to claim 1 or 2, characterized in that it consists of a plurality of support members for holding the distance between the electrode unit and the target substrate at a constant The atmospheric pressure plasma processing apparatus according to 1.

プラズマ処理空間から生じるガスを排気する排気ユニットをさらに備え、排気ユニットは前記閉鎖空間の内部にプラズマ処理空間を被処理基板の搬送方向に挟んで設置され、前記排気ユニットは被処理基板に対向するようにガスを吸い込むための穴を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の大気圧プラズマ処理装置。 An exhaust unit that exhausts the gas generated from the plasma processing space is further provided, the exhaust unit is installed inside the closed space with the plasma processing space sandwiched in the transport direction of the substrate to be processed, and the exhaust unit faces the substrate to be processed. The atmospheric pressure plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 3 , further comprising a hole for sucking gas.

遮へい手段が、前記閉鎖空間の内部に設けられ不活性ガスを吹き出すガスカーテンユニットからなり、前記ガスカーテンユニットはプラズマ処理空間を被処理基板の搬送方向に挟んで不活性ガスを吹き出す一対の穴を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の大気圧プラズマ処理装置。 The shielding means comprises a gas curtain unit that is provided inside the closed space and blows out an inert gas, and the gas curtain unit has a pair of holes that blow out the inert gas with the plasma processing space sandwiched in the transport direction of the substrate to be processed. atmospheric pressure plasma processing apparatus according to any one of claims 1-4, characterized in that it has.

排気ユニットが被処理基板に対向する平担面を備え、支持手段がその平担面に部分的に埋め込まれて固定されていることを特徴とする請求項４記載の大気圧プラズマ処理装置。 5. The atmospheric pressure plasma processing apparatus according to claim 4, wherein the exhaust unit has a flat surface facing the substrate to be processed, and the support means is partially embedded and fixed on the flat surface.

電極ユニットの被処理基板搬送方向に直交する方向の両端に、プラズマ処理空間から発生するガスを排気する一対の第２排気ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の大気圧プラズマ処理装置。 The opposite ends perpendicular to the substrate to be processed conveying direction of the electrode unit, any one of claims 1-6, characterized in that it further comprises a pair of second exhaust unit for exhausting gas generated from the plasma processing space The atmospheric pressure plasma processing apparatus according to 1.