プラズマ検査方法、プラズマ処理方法、プラズマ検査装置及びプラズマ処理装置
【課題】簡便かつ的確に大気圧プラズマの良否検査を行うことができるプラズマ検査方法、プラズマ処理方法、プラズマ検査装置及びプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】測定試料４２の表面に大気圧プラズマＰＺを照射するプラズマ照射工程（ステップＳＴ８）と、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面の状態を検出する表面状態検出工程（ステップＳＴ９）と、検出した測定試料４２の表面の状態に基づいて大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う判定工程（ステップＳＴ１０及びステップＳＴ１１）を実行する。
【解決手段】測定試料４２の表面に大気圧プラズマＰＺを照射するプラズマ照射工程（ステップＳＴ８）と、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面の状態を検出する表面状態検出工程（ステップＳＴ９）と、検出した測定試料４２の表面の状態に基づいて大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う判定工程（ステップＳＴ１０及びステップＳＴ１１）を実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気圧近傍の圧力下で発生させたプラズマの状態の良否検査を行うプラズマ検査方法、プラズマ処理方法、プラズマ検査装置及びプラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマを用いて被処理物の表面のクリーニング、レジストの除去、表面改質、金属酸化物の還元、成膜等の処理等のプラズマ処理を行うプラズマ処理装置の中には、大気圧近傍の圧力下で発生させたプラズマ（大気圧プラズマ）を用いるものが知られている。大気圧プラズマは、反応空間内に大気圧近傍の圧力下で不活性ガスを基調としたプラズマ発生用のガス（不活性ガス又は不活性ガスと反応性ガスとの混合ガス）を供給しながらその反応空間に高周波電界を印加してグロー放電を生じさせて発生させる。
【０００３】
このような大気圧プラズマの発生装置（以下、大気圧プラズマ発生装置）としては種々の形態のものが公知であり、例えば、誘電体で挟み込んだ平行平板型の電極の間にプラズマ発生用のガスを供給し、両電極間に高周波電界を印加して大気圧プラズマを発生させるようにしたものや、誘電体で挟み込んだ平行平板型の電極の間にプラズマ発生用のガスを供給し、両電極間に高周波電界を印加して発生させた（吹き出させた）プラズマに、更にプラズマ発生用のガスを供給して混ぜ合わせるようにしたもの等が知られている（例えば、特許文献１参照）。このようにして発生した大気圧プラズマは、プラズマ発生装置が備えるプラズマヘッドからプラズマ光として射出される（例えば、特許文献１）。
【０００４】
このような大気圧プラズマを用いたプラズマ処理では、大気圧プラズマのパワーが変動すると被処理物に対する良好なプラズマ処理を施すことができなくなるため、従来ではプラズマ光の色や輝度等を検出することにより、プラズマ処理に用いる大気圧プラズマが所定のパワーを維持しているかどうかを定期的に検査するようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１８８６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、プラズマ処理に用いられる大気圧プラズマは、そのパワーが一定であれば常に良好なプラズマ処理結果が得られるというわけではなく、被処理物の表面に照射される面に対して一様なエッチングレートを有している必要がある。大気圧プラズマのエッチングレートの分布は、プラズマ発生用のガスの供給状態（例えば混合ガスの混合比率）等の変動等によって変化するが、上記従来のプラズマ光の色や輝度等の検出だけでは検知することはできないという問題点があった。
【０００７】
そこで本発明は、簡便かつ的確に大気圧プラズマの良否検査を行うことができるプラズマ検査方法、プラズマ処理方法、プラズマ検査装置及びプラズマ処理装置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】
【０００８】
請求項１に記載のプラズマ検査方法は、プラズマ発生用のガスが供給される反応空間内
に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させたプラズマの状態の良否検査を行うプラズマ検査方法であって、測定試料の表面に前記プラズマを照射するプラズマ照射工程と、前記プラズマが照射された前記測定試料の表面の状態を検出する表面状態検出工程と、検出した前記測定試料の表面の状態に基づいて前記プラズマの状態の良否判定を行う判定工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載のプラズマ検査方法は、請求項１に記載のプラズマ検査方法であって、前記測定試料は表面に有機物膜が形成されたものから成り、前記表面状態検出工程では、前記プラズマが照射された前記測定試料の表面の撮像を行うとともに、この撮像によって得られた前記測定試料の表面の画像から有機物膜の除去状態の検出を行い、判定工程では、検出した有機物膜の除去状態に基づいて前記プラズマの状態の良否判定を行う。
【００１０】
請求項３に記載のプラズマ検査方法は、請求項２に記載のプラズマ検査方法であって、前記測定試料の表面に形成される有機物膜は均一な厚みを有するレジスト材料から成る。
【００１１】
請求項４に記載のプラズマ検査方法は、請求項２又は３に記載のプラズマ検査方法であって、前記測定試料の表面に形成される有機物膜は前記測定試料とは異なる色を有している。
【００１２】
請求項５に記載のプラズマ検査方法は、請求項１乃至４の何れかに記載のプラズマ検査方法であって、前記電界は１ＫＨｚ以上、３０ＧＨｚ以下の周波数帯を有する高周波電源部により励起される。
【００１３】
請求項６に記載のプラズマ処理方法は、被処理物を搬入して所定位置に位置決めする位置決め工程と、位置決めした被処理物に、プラズマ発生用のガスが供給される反応空間内に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させたプラズマを照射して前記被処理物の表面をプラズマ処理するプラズマ処理工程と、プラズマ処理工程を施した前記被処理物を搬出する搬出工程とを含むプラズマ処理方法であって、プラズマ処理工程において用いるプラズマの良否検査を請求項１乃至５の何れかに記載のプラズマ検査方法により行う。
【００１４】
請求項７に記載のプラズマ検査装置は、プラズマ発生用のガスが供給される反応空間内に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させたプラズマの状態の良否検査を行うプラズマ検査装置であって、表面に前記プラズマが照射される測定試料と、前記プラズマが照射された前記測定試料の表面の状態を検出する表面状態検出手段と、前記表面状態検出手段により検出された前記測定試料の表面の状態に基づいて前記プラズマの状態の良否判定を行う判定手段とを備えた。
【００１５】
請求項８に記載のプラズマ検査装置は、請求項７に記載のプラズマ検査装置であって、前記測定試料は表面に有機物膜が形成されたものから成り、前記表面状態検出手段は、前記プラズマが照射された前記測定試料の表面の撮像を行う撮像手段及び前記撮像手段の撮像によって得られた前記測定試料の表面の画像から有機物膜の除去状態を検出する除去状態検出手段から成り、前記判定手段は、除去状態検出手段により検出された有機物膜の除去状態に基づいて前記プラズマの状態の良否判定を行う。
【００１６】
請求項９に記載のプラズマ検査装置は、請求項８に記載のプラズマ検査装置であって、前記測定試料の表面に形成される有機物膜は均一な厚みを有するレジスト材料から成る。
【００１７】
請求項１０に記載のプラズマ検査装置は、請求項８又は９に記載のプラズマ検査装置であって、前記測定試料の表面に形成される有機物膜は前記測定試料とは異なる色を有している。
【００１８】
請求項１１に記載のプラズマ検査装置は、請求項７乃至１０の何れかに記載のプラズマ検査装置であって、前記電界は１ＫＨｚ以上、３０ＧＨｚ以下の周波数帯を有する高周波電源部により励起される。
【００１９】
請求項１２に記載のプラズマ処理装置は、被処理物を搬入して所定位置に位置決めする位置決め手段と、位置決め手段により位置決めされた被処理物に、プラズマ発生用のガスが供給される反応空間内に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させたプラズマを照射して前記被処理物の表面をプラズマ処理するプラズマ処理手段と、プラズマ処理手段によるプラズマ処理が施された前記被処理物を搬出する搬出手段と、プラズマ処理手段において用いられるプラズマの良否判定を行う請求項７乃至１１の何れかに記載のプラズマ検査装置とを備えた。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、測定試料の表面に大気圧下で発生させたプラズマ（大気圧プラズマ）を照射して測定試料の表面の状態を検出し、その検出した測定試料の表面の状態に基づいて大気圧プラズマの状態の良否判定を行うようになっているので、簡便かつ的確に大気圧プラズマの良否検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の要部の構成図
【図２】本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置においてプラズマ処理が施される被処理物の一例の平面図
【図３】本発明の実施の形態１におけるプラズマ発生装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態１におけるプラズマ発生装置が備えるプラズマヘッドの一部の（ａ）斜視図（ｂ）断面図
【図５】本発明の実施の形態１における酸素ガスを含む混合ガスでプラズマを発生させたときの酸素ガスの体積比と発光強度の関係を示すグラフ
【図６】本発明の実施の形態１における酸素ガスを含む混合ガスを用いたプラズマ処理において酸素ガス濃度を変化させたときのエッチング量の特性を示すグラフ
【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）本発明の実施の形態１におけるププラズマ処理の流れを説明する図
【図８】本発明の実施の形態１における測定試料を検査ステーションとともに示す側面図
【図９】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）本発明の実施の形態１におけるプラズマ検査装置によりプラズマ検査を行っている様子を示す図
【図１０】本発明の実施の形態１における大気圧プラズマが照射された測定試料の（ａ）平面図（ｂ）断面図
【図１１】本発明の実施の形態１における大気圧プラズマが照射された測定試料の（ａ）平面図（ｂ）断面図
【図１２】本発明の実施の形態１における大気圧プラズマが照射された測定試料の（ａ）平面図（ｂ）断面図
【図１３】本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置による作業の流れを示すフローチャート
【図１４】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）本発明の実施の形態１におけるプラズマ発生装置の構成説明図
【図１５】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の実施の形態２における大気圧プラズマが照射された測定試料の平面図
【図１６】本発明の実施の形態３における測定試料の表面における試薬の接触角の説明図
【図１７】本発明の実施の形態３におけるプラズマ発生装置の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（実施の形態１）
先ず、図１〜図１４を用いて本発明の実施の形態１について説明する。図１において、プラズマ処理装置１は、筐体２の内部に水平面内の一の方向に延びて設置された搬送路３と、搬送路３の上方に設けられたロボット部４及びロボット部４によって移動自在に設けられたプラズマヘッド５を備えている。搬送路３は一対のベルトコンベアから成り、筐体２の一方の側面に設けられた搬入開口部２ａより投入された被処理物Ｗを筐体２内に搬入して所定の位置に位置決めする位置決め動作と、位置決めした被処理物Ｗを筐体２の他方の側面に設けられた搬出開口部２ｂから筐体２の外部へ搬出する搬出動作を行う。ここでは、搬送路３による被処理物Ｗの搬送（搬入及び搬出）方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向と直交する水平面内方向をＹ軸方向とする。また、上下方向をＺ軸方向とする。
【００２３】
図１において、ロボット部４は支持プレート４ａをＸＹＺの３軸の方向に移動させることができる機構を有しており、支持プレート４ａに取り付けられたプラズマヘッド５を三次元的に移動させることができるようになっている。
【００２４】
図２において、被処理物Ｗにはプラズマ処理を行うべき処理部位Ｓが複数箇所に分散されて配されている。被処理物Ｗは例えば、液晶パネルやプラズマディスプレイパネルのフラットパネルディスプレイ等から成り、各処理部位Ｓにクリーニングや表面改質等のプラズマ処理が施される。
【００２５】
図３において、プラズマ処理装置１が備えるプラズマ発生装置１０は、上述のプラズマヘッド５及びこのプラズマヘッド５を移動させるロボット部４のほか、第１の不活性ガスＧ１が充填された第１の不活性ガス容器１１ａ、第２の不活性ガスＧ２が充填された第２の不活性ガス容器１１ｂ、反応性ガスＧ３が充填された反応性ガス容器１１ｃ、第１の不活性ガス容器１１ａから供給される第１の不活性ガスＧ１の流量調節を行う第１流量制御弁１２ａ、第２の不活性ガス容器１１ｂから供給される第２の不活性ガスＧ２の流量調整を行う第２流量制御弁１２ｂ、反応性ガス容器１１ｃから供給される反応性ガスＧ３の流量調節を行う第３流量制御弁１２ｃ、第２流量制御弁１２ｂを経て供給される第２の不活性ガスＧ２と第３流量制御弁１２ｃを経て供給される反応性ガスＧ３が混合されて混合ガスＧ４が生成される混合器１３、第１流量制御弁１２ａとプラズマヘッド５の間のガス管路に介装され、プラズマヘッド５への第１の不活性ガスＧ１の供給及び遮断制御を行う第１開閉弁１４ａ、混合器１３とプラズマヘッド５の間のガス管路に介装され、プラズマヘッド５への混合ガスＧ４の供給及び遮断制御を行う第２開閉弁１４ｂ、高周波電圧をプラズマヘッド５に印加する高周波電源部１５、高周波電源部１５とプラズマヘッド５の間に介装され、高周波電源部１５とプラズマヘッド５の間に発生する反射波を抑えてインピーダンス整合を行う整合回路１６、プラズマヘッド５に混合ガスＧ４が供給され、かつ高周波電圧が印加されている状態でプラズマヘッド５に大気圧プラズマＰＺを点灯させる点灯回路１７、第１流量制御弁１２ａ、第２流量制御弁１２ｂ、第３流量制御弁１２ｃ、第１開閉弁１４ａ、第２開閉弁１４ｂ、搬送路３、ロボット部４、高周波電源部１５、点灯回路１７等の作動制御を行う制御装置２０、制御装置２０に繋がるデータ保存部２１及びディスプレイ装置２２等から構成されている。
【００２６】
図３において、プラズマヘッド５内には反応容器３０が設けられている。反応容器３０は誘電体材料から成り、図４（ａ），（ｂ）に示すように、中空円筒状で小径の容器上部３１と下方に開口した大径の容器下部３２から成り、容器上部３１が容器下部３２に上方から貫通することによって、容器上部３１の内部空間（上部反応空間３３）と容器下部３２の内部空間（下部反応空間３４）が連通した状態となっている。
【００２７】
容器下部３２の外周面には反応容器３０の平面視において９０度ずつずれた位置に計４つのガス供給管３５が設けられており、各ガス供給管３５は容器下部３２の外周面に設けられた連通口３６を介して容器下部３２の内部（下部反応空間３４）と連通した状態となっている。また、容器上部３１の周囲には高周波電源部１５に繋がるコイル状のアンテナ３７が巻き付けられている。
【００２８】
ここで、アンテナ３７に高周波電圧を印加する高周波電源部１５としては、１３．５６ＭＨｚに代表されるＲＦ周波数帯、１００ＭＨｚに代表されるＶＨＦ周波数帯が使用される。また、後記の図１４のプラズマ発生装置においては、上記周波数帯以外のマイクロ波周波数帯や１０ＫＨｚ以下の矩形波やパルス波等を使用することができる周波数帯、具体的には、１ＫＨｚ以上、３０ＧＨｚ以下の周波数帯を有するものによっても大気圧プラズマを発生することができる。
【００２９】
また、第１及び第２の不活性ガスＧ１，Ｇ２としては例えば、アルゴン、ネオン、キセノン、ヘリウム、窒素から選択された単独ガス又は複数のガスの混合ガスが適用される。また、反応性ガスＧ３としては例えば、プラズマ処理の種類に応じて酸素、空気、ＣＯ２、Ｎ２Ｏ等の酸化性ガス、水素、アンモニア等の還元性ガス、ＣＦ４等のフッ素系ガスが適用される。なお、窒素ガスは字義通りの不活性ガスではないが、大気圧プラズマの発生においては、本来の不活性ガスに準ずる挙動を示し、ほぼ同様に用いることができるので、ここでは、不活性ガスを広い定義に基づいて窒素ガスを含むものとする。また、ここでは第１の不活性ガスＧ１に混ぜ合わされる混合ガスＧ４が、第２の不活性ガスＧ２に反応性ガスＧ３を混合させた混合ガスＧ４であるとしているが、この混合ガスＧ４には反応性ガスＧ３を含まない第２の不活性ガスＧ２のみ（反応性ガスＧ３の流量を零にした場合）のガスも含まれるものとする。また、空気も窒素と酸素の混合ガスであるといえるので、ここでは、混合ガスＧ４には空気も含まれるものとする。
【００３０】
プラズマ発生装置１０において大気圧プラズマＰＺを発生（点灯）させるには、制御装置２０は高周波電源部１５の作動制御を行い、アンテナ３７に高周波電圧を供給することによって上部反応空間３３に高周波電界を印加するとともに、容器上部３１の上方から反応容器３０の上部反応空間３３内に第１の不活性ガスＧ１を供給し、容器上部３１の下方すなわち下部反応空間３４内に一次プラズマＰＺ１（図４（ｂ））を発生させつつ、容器下部３２に繋がる複数のガス供給管３５から下部反応空間３４内に第２の不活性ガスＧ２と反応性ガスＧ３との混合ガスＧ４を供給し、この混合ガスＧ４を上記一次プラズマＰＺ１と衝突させる。これにより下部反応空間３４内に二次プラズマＰＺ２（図４（ｂ））が発生し、これが大気圧プラズマＰＺとしてプラズマ発生装置１０の下方に射出される。
【００３１】
このように一次プラズマＰＺ１に混合ガスＧ４を衝突させて発生させた二次プラズマＰＺ２は、内部に反応性ガスＧ３のラジカルを高密度で含むので、この二次プラズマＰＺ２（大気圧プラズマＰＺ）を被処理物Ｗに照射することで、効率的なプラズマ処理を行うことができる。
【００３２】
なお、第１の不活性ガスＧ１の上部反応空間３３内への供給制御は、制御装置２０が第１流量制御弁１２ａの作動制御及び第１開閉弁１４ａの作動制御を行うことによってなされ、混合ガスＧ４の下部反応空間３４内への供給制御は、制御装置２０が第２流量制御弁１２ｂと第３流量制御弁１２ｃの作動制御及び第２開閉弁１４ｂの作動制御を行うことによってなされる。
【００３３】
ここで、混合ガスＧ４における反応性ガスＧ３の濃度、すなわち第２の不活性ガスＧ２と反応性ガスＧ３の混合比率の具体例について説明する。第２の不活性ガスＧ２としてヘ
リウムガスを、反応性ガスＧ３として酸素ガスを採用してエッチング処理を行う場合には、ヘリウムガスはプラズマを発生し易いが、プラズマ処理に直接寄与するのは酸素ラジカルである。一方、酸素はプラズマを弱くするため、ヘリウムガスに対する酸素ガスの混合比率にはピークがあり、効率的にプラズマ処理を行うには酸素ガスの混合比率をそのピーク値近傍に調整する必要がある。そこで、ヘリウムガスに対する酸素ガスの混合比率（体積比：％）を変化させて酸素原子に対応する７７７ｎｍの発光強度を測定したところ、図５に示すように、酸素ガスの混合比率が０．０５％付近のときに酸素ラジカルの発生量がピークを示すことが判明した。測定条件は、アンテナ３７に印加した高周波電圧（上部反応空間３３に印加した高周波電界）の周波数が１３．５６ＭＨｚ、パワーが１００Ｗであり、測定器具には浜松フォト社製のプラズマプロセスモニター（品番Ｃ７４７６）を使用した。
【００３４】
また、実際のプラズマエッチング処理におけるエッチング処理性能について、第２の不活性ガスＧ２としてアルゴンガスを、反応性ガスＧ３として酸素ガスを採用し、アルゴンガスの供給流量を５００ｓｃｃｍ、酸素ガスの供給流量を１ｓｃｃｍ（０．２％）として混合した混合ガスＧ４を使用した場合と、酸素ガスを混合しなかった場合についてエッチング量を調査した結果を図６に示す。図６より、酸素ガスを混合しない場合でもプラズマが大気中の酸素ガスと反応することで、或る程度のエッチング能力が発揮されるが、酸素ガスを混合した混合ガスＧ４を使用することでエッチング能力が向上し、アルゴンガスに対する酸素ガスの混合比率の変化によってプラズマ処理能力が大きく変化すること、及び、そのため酸素ガスの混合比率を最適な値に設定してそれを維持することで、効率的にエッチング処理をすることができるとともに、被処理物Ｗに対する処理状態の品質を安定して確保することができることが分かる。
【００３５】
このような構成のプラズマ処理装置１において、被処理物Ｗにプラズマクリーニング等のプラズマ処理を行うには、制御装置２０はプラズマヘッド５から大気圧プラズマＰＺを発生させてこれを下方に向けて照射させた状態で（図７（ａ）。プラズマ点灯工程）、搬送路３の作動制御を行って、搬入開口部２ａから投入された被処理物Ｗをプラズマ処理装置１の筐体２の内部に搬入し、その被処理物Ｗをプラズマヘッド５の直下の作業位置に位置決めする（図７（ｂ）。位置決め工程）。制御装置２０は、被処理物Ｗを作業位置に位置決めしたら、プラズマヘッド５を下降させて、被処理物Ｗに大気圧プラズマＰＺによって照射されるようにする（図７（ｃ））。これにより被処理物Ｗにプラズマ処理が施される（プラズマ処理工程）。制御装置２０は、プラズマ処理が終了したら、プラズマヘッド５を上昇させた後（図７（ｄ））、搬送路３の作動制御を行って、被処理物Ｗを搬出開口部２ｂからプラズマ処理装置１の筐体２の外部に搬出する（図７（ｅ）。搬出工程）。制御装置２０はこのような被処理物Ｗの搬入と位置決め、被処理物Ｗへの大気圧プラズマＰＺの照射によるプラズマ処理及び被処理物Ｗの搬出から成る一連の工程を繰り返し実行し、複数の被処理物Ｗに対するプラズマ処理を連続的に行う。
【００３６】
ところで、このようなプラズマ処理装置１において、プラズマ発生装置１０より射出される大気圧プラズマＰＺは、プラズマヘッド５に供給されるプラズマ発生用の第１の不活性ガスＧ１及び混合ガスＧ４それぞれの流量及び混合ガスＧ４の混合比率が変動するとその状態（エッチングレートの分布など）が変わってプラズマ処理能力が変化してしまう。このため、大気圧プラズマＰＺの状態が当初最適の状態に調整されていたとしても、複数の被処理物Ｗに対するプラズマ処理を継続している間にプラズマ処理能力が低下してしまう場合があり得る。
【００３７】
また、その他、プラズマ発生用のガス（第１及び第２の不活性ガスＧ１，Ｇ２及び反応性ガスＧ３）に空気等の不純なガスが混合した場合、高周波電源部１５に供給する電圧が変化した場合、整合回路１６が熱を帯びて反射波が増加した場合等においても大気圧プラ
ズマＰＺの状態が悪化（プラズマ処理能力が低下）してしまう場合があり得る。このため上記のプラズマ処理装置１には、大気圧プラズマＰＺの状態の良否検査を行うためのプラズマ検査装置４０が設けられており、このプラズマ検査装置４０により定期的にプラズマ検査を行いながら被処理物Ｗに対するプラズマ処理を行うことができるようになっている。
【００３８】
図１において、プラズマ検査装置４０は、筐体２内に設けられた検査ステーション４１、検査ステーション４１に支持（載置）され、表面４２ａにレジスト等の有機物膜４３が形成された測定試料４２、ロボット部４の支持プレート４ａに取り付けられた認識カメラ４４及び前述の制御装置２０を備えて構成されている。測定試料４２は検査ステーション４１に手置きにより載置されるが、ロボットアーム等を用いて自動で検査ステーション４１に載置されるようにしてもよい。或いは、検査ステーション４１を設けずに、搬送路３によって測定試料４２を搬送し、所定の位置に位置決めするようにしてもよい。なお、ここでは、測定試料４２は検査ステーション４１に１枚だけ載置するようにしているが、検査ステーション４１に測定試料４２を複数枚載置するようにしてもよい。
【００３９】
測定試料４２はここでは矩形の平板状に形成されているものとし、材料はシリコンとする。測定試料４２の表面４２ａには、図８に示すように、均一な厚みを有するレジスト材料から成る有機物膜４３が形成されている。なお、以下、「測定試料の表面」という表現には、測定試料４２の表面に設けられた有機物膜４３も含む場合があるものとする。
【００４０】
認識カメラ４４は例えばＣＣＤカメラから成り、撮像視野を下方に向けて設置されている。認識カメラ４４は制御装置２０から作動制御がなされ、プラズマ発生装置１０より発生された大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面を上方から撮像し、その撮像結果（画像データ）を制御装置２０に送信する（図３）。制御装置２０は認識カメラ４４から送信された測定試料４２の画像データに基づいて後述する所定の処理を行い、測定試料４２に照射された大気圧プラズマＰＺの状態の良否判断を行う。
【００４１】
プラズマ検査装置４０によるプラズマ検査、すなわち大気圧プラズマＰＺの状態の良否検査では、制御装置２０は先ず、ロボット部４の作動制御を行って、検査ステーション４１に支持された測定試料４２の上方にプラズマヘッド５を移動させた後（図９（ａ））、プラズマヘッド５を下降させて、プラズマヘッド５の下方に発生させた大気圧プラズマＰＺを測定試料４２に照射させる（図９（ｂ）。プラズマ照射工程）。これにより測定試料４２の表面４２ａに形成された有機物膜４３は大気圧プラズマＰＺが照射された部分が除去され、測定試料４２の表面４２ａのうち、有機物膜４３が除去された部分が露出した状態となる（図１０（ａ），（ｂ）、図１１（ａ），（ｂ）及び図１２（ａ），（ｂ））。ここで、図１０（ａ）、図１１（ａ）及び図１２（ａ）は大気圧プラズマＰＺを照射させた後の測定試料４２を上方から見た図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の測定試料４２を図中に示す矢視Ｖ１−Ｖ１から見た断面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の測定試料４２を図中に示す矢視Ｖ２−Ｖ２から見た断面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）の測定試料４２を図中に示す矢視Ｖ３−Ｖ３から見た断面図である。
【００４２】
制御装置２０は、プラズマ照射工程が終了したら、プラズマヘッド５を上昇させるとともに、大気圧プラズマＰＺの発生を停止させる（図９（ｃ））。そして、ロボット部４の作動制御を行って、測定試料４２の大気圧プラズマＰＺが照射された部分の上方に認識カメラ４４を移動させた後（図９（ｄ））、認識カメラ４４を下降させ、測定試料４２の大気圧プラズマＰＺが照射された部分にピントが合うようにして、認識カメラ４４に大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面の撮像を行わせる（図９（ｅ）。撮像工程）。制御装置２０は、撮像工程が終了したら、認識カメラ４４を上昇させる。
【００４３】
撮像工程が終了したら、制御装置２０の除去状態検出部２０ａ（図３）は、認識カメラ４４による撮像によって得られた画像に基づく画像認識を行って、測定試料４２の表面４２ａにおける有機物膜４３の除去状態の検出を行う（除去状態検出工程）。そして、制御装置２０の良否判定部２０ｂ（図３）は、除去状態検出部２０ａにより検出された有機物膜４３の除去状態に基づいて、大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う（判定工程）。
【００４４】
ここで、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２を上方から撮像すると、測定試料４２の表面４２ａに形成された有機物膜４３の一部がぼぼ円形に除去された画像が得られる（図１０（ａ），図１１（ａ），図１２（ａ））。そして、プラズマヘッド５から照射される大気圧プラズマＰＺの状態が正常であるときには、除去された有機物膜４３はほぼ完全な円形となってその部分に相当する測定試料４２の表面４２ａの全部が露出するとともに、有機物膜４３の除去された部分の最大径Ｌは、プラズマヘッド５の下端部（大気圧プラズマＰＺの射出口）と測定試料４２の表面４２ａ（有機物膜４３）との間の距離であるギャップＧ（図９（ｂ）参照）の関数として定められる基準径Ｌ０内に収まるようになる（図１０（ａ），（ｂ））。
【００４５】
一方、プラズマヘッド５から照射される大気圧プラズマＰＺの状態が正常でない（異常である）ときには、有機物膜４３の除去された部分は完全な円形とならずにドーナツ形となるなど、有機物膜４３の残渣４３ａが円形領域の内部に存在し（図１１（ａ），（ｂ））、或いは、有機物膜４３の除去された部分の最大径Ｌが上記基準径Ｌ０を上回るようになる（図１２（ａ），（ｂ））。したがって制御装置２０は、検出された有機物膜４３の除去状態に基づいて大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行うことができ、その判定結果をデータ保存部２１に保存するとともに、大気圧プラズマＰＺが異常状態にあるときには、その旨をディスプレイ装置２２に表示してオペレータに警告を与える。
【００４６】
オペレータは、ディスプレイ装置２２に表示された検査結果に基づいて、プラズマヘッド５から射出される大気圧プラズマＰＺが異常であることを検知したときには、プラズマヘッド５に供給されるプラズマ発生用のガス（第１の不活性ガスＧ１及び混合ガスＧ４）それぞれの流量や混合ガスＧ４の混合比率が正しい値になっているかどうかのチェックを行い、大気圧プラズマＰＺを正常な状態に復帰させる。
【００４７】
図１３は、プラズマ処理装置１により、所定枚数の被処理物Ｗに対するプラズマ処理が終了するごとに大気圧プラズマＰＺの状態の検査を実行しながら被処理物Ｗに対するプラズマ処理を連続実行する場合の作業の流れを示すフローチャートである。
【００４８】
制御装置２０ははじめにプラズマ発生装置１０に第１流量制御弁１２ａ、第２流量制御弁１２ｂ、第３流量制御弁１２ｃ、第１開閉弁１４ａ及び第２開閉弁１４ｂの作動制御を行って、プラズマヘッド５にプラズマ発生用のガス（第１の不活性ガスＧ１及び混合ガスＧ４）を供給するとともに、高周波電源部１５の作動制御を行ってアンテナ３７に高周波電圧を印加したうえで、点灯回路１７の作動制御を行ってプラズマヘッド５に大気圧プラズマＰＺを点灯させる（ステップＳＴ１。プラズマ点灯工程）。
【００４９】
制御装置２０はプラズマヘッド５に大気圧プラズマＰＺを点灯させたら、検査工程を実行するべきときであるかどうかの判断を行う（ステップＳＴ２）。この判断は、例えば、被処理物Ｗに対するプラズマ処理を連続して行った回数（連続処理回数）が所定回数に達したか否か等に基づいて行い、連続処理回数が所定回数に達したときには検査工程を実行すべきときであると判断し、連続処理回数が所定回数に達していないときには検査工程を実行すべきときでないと判断する。
【００５０】
制御装置２０は、ステップＳＴ２において、検査工程を実行すべきときでないと判断したときには、制御装置２０は、搬送路３の作動制御を行って、プラズマ処理装置１の外部から投入された被処理物Ｗの搬入及び位置決めを行い（ステップＳＴ３。位置決め工程）、その位置決めした被処理物Ｗに対して前述の要領で大気圧プラズマＰＺを照射してプラズマ処理を実行する（ステップＳＴ４。プラズマ処理工程）。
【００５１】
制御装置２０は、被処理物Ｗに対するプラズマ処理を実行したら、搬送路３の作動制御を行って、被処理物Ｗをプラズマ処理装置１の外部に搬出する（ステップＳＴ５。搬出工程）。そして、次にプラズマ処理を行うべき被処理物Ｗがあるかどうかの判断、すなわち全ての作業（プラズマ処理）が終了したかどうかの判断を行う（ステップＳＴ６）。その結果、次にプラズマ処理を行うべき被処理物Ｗがあったときには作業は終了していないとしてステップＳＴ２に戻り、次にプラズマ処理を行うべき被処理物Ｗがなかったときには、作業は終了したとして大気圧プラズマＰＺを消灯させる（ステップＳＴ７）。
【００５２】
一方、制御装置２０は、ステップＳＴ２において、検査工程を実行すべきであると判断したときには、プラズマヘッド５を検査ステーション４１の上方に移動させ、測定試料４２に大気圧プラズマＰＺを照射させる（ステップＳＴ８。プラズマ照射工程）。そして、測定試料４２への大気圧プラズマＰＺの照射が終了したら、認識カメラ４４により測定試料４２の撮像を行うとともに、この撮像によって得られた測定試料４２の表面の画像から有機物膜４３の除去状態の検出を行う（ステップＳＴ９。撮像工程及び除去状態検出工程）。そして、測定試料４２の表面に有機物膜４３の残渣４３ａが認められるどうかの判断を行い（ステップＳＴ１０）、その結果、測定試料４２の表面に有機物膜４３の残渣４３ａが認められなかったときには、更に、有機物膜４３の除去された部分の最大径Ｌが基準径Ｌ０以下であるかどうかの判断を行う（ステップＳＴ１１）。
【００５３】
ここで、上記のステップＳＴ９（撮像工程及び除去状態検出工程）は、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面の状態を検出する表面状態検出工程に相当し、上記のステップＳＴ１０とステップＳＴ１１は、検出した測定試料４２の表面の状態に基づいて大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う判定工程に相当する。
【００５４】
また、測定試料４２の表面の撮像を行う撮像手段としての認識カメラ４４及び認識カメラ４４の撮像によって得られた測定試料４２の表面の画像から有機物膜４３の除去状態を検出する制御装置２０の除去状態検出部２０ａは、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面の状態を検出する表面状態検出手段を構成し、制御装置２０の良否判定部２０ｂは、除去状態検出部２０ａにより検出された有機物膜４３の除去状態に基づいて大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う判定手段を構成する。
【００５５】
ステップＳＴ１１における判定の結果、有機物膜４３の除去された部分の最大径Ｌが基準径Ｌ０以下であったときには、大気圧プラズマＰＺは正常であるとしてステップＳＴ２に戻り、有機物膜４３の除去された部分の最大径Ｌが基準径Ｌ０を上回るとき、或いはステップＳＴ１０で測定試料４２の表面に有機物膜４３の残渣４３ａが認められたときには、大気圧プラズマＰＺは異常であるとして、その旨をディスプレイ装置２２に表示してオペレータに警告を与えた上で（ステップＳＴ１２）、大気圧プラズマＰＺを消灯させる（ステップＳＴ７）。
【００５６】
これにより、所定枚数の被処理物Ｗに対するプラズマ処理が終了するごとに大気圧プラズマＰＺの状態の検査が実行され、大気圧プラズマＰＺの状態の検査において異常が認められたときにはオペレータが必要な処置をとることによって、大気圧プラズマＰＺを正常な状態に復帰させることができる。
【００５７】
以上説明したように、本実施の形態におけるプラズマ検査方法は、プラズマ発生用のガス（第１の不活性ガスＧ１及び混合ガスＧ４）が供給される反応空間（上部反応空間３３）内に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させた大気圧プラズマＰＺの状態の良否検査を行うものであり、測定試料４２の表面に大気圧プラズマＰＺを照射するプラズマ照射工程（ステップＳＴ８）と、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面の状態を検出する表面状態検出工程（ステップＳＴ９）と、検出した測定試料４２の表面の状態に基づいて大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う判定工程（ステップＳＴ１０及びステップＳＴ１１）を含むものとなっている。
【００５８】
そして、測定試料４２は、表面に有機物膜４３が形成されたものから成り、表面状態検出工程では、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面の撮像を行うとともに（撮像工程）、この撮像によって得られた測定試料４２の表面の画像から有機物膜４３の除去状態の検出（除去状態検出工程）を行うようになっている。また判定工程では、検出した有機物膜４３の除去状態に基づいて大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行うようになっている。
【００５９】
また、本実施の形態におけるプラズマ検査装置４０は、プラズマ発生用のガスが供給される反応空間（上部反応空間３３）内に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させた大気圧プラズマＰＺの状態の良否検査を行うものであり、表面に大気圧プラズマＰＺが照射される測定試料４２と、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面の状態を検出する表面状態検出手段と、表面状態検出手段により検出された測定試料４２の表面の状態に基づいて大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う判定手段を備えたものとなっている。
【００６０】
そして、測定試料４２は、表面に有機物膜４３が形成されたものから成り、表面状態検出手段は、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面の撮像を行う撮像手段としての認識カメラ４４及び認識カメラ４４の撮像によって得られた測定試料４２の表面の画像から有機物膜４３の除去状態を検出する除去状態検出手段としての制御装置２０の除去状態検出部２０ａから成っており、判定手段は、制御装置２０の除去状態検出部２０ａにより検出された有機物膜４３の除去状態に基づいて大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う制御装置２０の良否判定部２０ｂから成っている。
【００６１】
このように、本実施の形態におけるプラズマ検査方法（プラズマ検査装置４０）では、測定試料４２の表面に大気圧下で発生させた大気圧プラズマＰＺを照射して測定試料４２の表面の状態を検出し、その検出した測定試料の表面の状態に基づいて大気圧プラズマの状態の良否判定を行うようになっているので、簡便かつ的確に大気圧プラズマの良否検査を行うことができる。
【００６２】
ここで、測定試料４２の表面に形成される有機物膜４３は特に限定されないが、上述の実施の形態に示したように、有機物膜４３が均一な厚みを有するレジスト材料から成るのであれば、プラズマ検査を安価かつ容易に行うことができるという利点を有する。また、測定試料４２の表面に形成される有機物膜４３が測定試料４２とは異なる色を有しているのであれば、有機物膜４３の除去状況を把握するための画像認識が容易になるので好ましい。
【００６３】
また、本実施の形態におけるプラズマ処理方法は、被処理物Ｗを搬入して所定位置に位置決めする位置決め工程と、位置決めした被処理物Ｗに、プラズマ発生用のガスが供給される反応空間（上部反応空間３３）内に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させた大気圧プラズマＰＺを照射して被処理物Ｗの表面をプラズマ処理するプラズマ処理工程と、プラズマ処理工程を施した被処理物Ｗを搬出する搬出工程を含み、プラズマ処理工程に
おいて用いる大気圧プラズマＰＺの良否検査を上記プラズマ検査方法により行うようになっている。
【００６４】
また、本実施の形態におけるプラズマ処理装置１は、被処理物Ｗを搬入して所定位置に位置決めする位置決め手段としての搬送路３と、搬送路３により位置決めされた被処理物Ｗに、プラズマ発生用のガスが供給される反応空間（上部反応空間３３）内に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させた大気圧プラズマＰＺを照射して被処理物Ｗの表面をプラズマ処理するプラズマ処理手段としてのプラズマ発生装置１０と、プラズマ発生装置１０によるプラズマ処理が施された被処理物Ｗを搬出する搬出手段としての搬送路３と、プラズマ発生装置１０において用いられる大気圧プラズマＰＺの良否判定を行う上記プラズマ検査装置４０を備えたものとなっている。
【００６５】
本実施の形態におけるプラズマ処理方法（プラズマ処理装置１）では、上記プラズマ検査方法（プラズマ検査装置４０）により検査した大気圧プラズマＰＺが用いられて被処理物Ｗに対するプラズマ処理が行われるので、常時良好なプラズマ処理が施された製品（被処理物Ｗ）を得ることができる。
【００６６】
なお、プラズマ実装装置１が備えるプラズマ発生装置１０は上述したものとは異なる形態のものを用いることもできる。
【００６７】
例えば、図１４（ａ）に示すプラズマ発生装置５０は、筒状体５１の内部に形成された反応空間５２内に、一定間隔を有して配置された一対の誘電体５３を挟むように一対の電極５４が配設されている。一対の電極５４には実施の形態１の場合と同様の高周波電源部１５が接続されている。
【００６８】
プラズマ発生装置５０に大気圧プラズマＰＺを発生（点灯）させるには、制御装置２０から高周波電源部１５の作動制御を行い、両電極５４間に高周波電圧を供給することによって反応空間５２内に高周波電界を印加するとともに、筒状体５１の上方から反応空間５２内にプラズマ発生用のガス（不活性ガス又は不活性ガスと反応性ガスとの混合ガス）を供給する。これにより反応空間５２内に大気圧プラズマＰＺが発生し、その大気圧プラズマＰＺがプラズマ発生装置５０の下方に射出される。
【００６９】
図１４（ｂ）に示すプラズマ発生装置６０は、円筒状の反応容器６１の外周にコイル状のアンテナ６２が巻回され、アンテナ６２には実施の形態１の場合と同様の高周波電源部１５が接続されている。
【００７０】
プラズマ発生装置６０に大気プラズマＰＺを発生させるには、反応容器６１の内部の反応空間６３内にプラズマ発生用のガスを供給するとともに、制御装置２０から高周波電源部１５の作動制御を行い、アンテナ６２に高周波電圧を供給する。これにより反応空間６３内に誘導結合型の大気圧プラズマＰＺが発生し、その大気圧プラズマＰＺがプラズマ発生装置６０の下方に射出される。
【００７１】
図１４（ｃ）に示すプラズマ発生装置７０は、誘電体から成る反応管７１の内側に内側電極７２が配置されるとともに外側に外側電極７３が配置され、両電極７２，７３には実施の形態１の場合と同様の高周波電源部１５が接続されている。
【００７２】
プラズマ発生装置７０に大気圧プラズマＰＺを発生させるには、制御装置２０から高周波電源部１５の作動制御を行い、両電極７２，７３の間に高周波電圧を供給するとともに、反応管７１の内部の反応空間７４内にプラズマ発生用のガスを供給する。これにより反応空間７４内に大気圧プラズマＰＺが発生し、その大気圧プラズマＰＺがプラズマ発生装
置７０の下方に射出される。
【００７３】
図１４（ｄ）に示すプラズマ発生装置８０は、誘電体から成る反応管８１の外周部に軸心方向に間隔を空けて一対の電極８２，８３が配置され、両電極８２，８３には実施の形態１の場合と同様の高周波電源部１５が接続されている。
【００７４】
プラズマ発生装置８０に大気圧プラズマＰＺを発生させるには、制御装置２０から高周波電源部１５の作動制御を行い、両電極８２，８３の間に高周波電圧を供給するとともに、反応管８１の一端（上端）側から反応管８１の内部の反応空間８４内にプラズマ発生用のガスを供給する。これにより反応空間８４内に大気圧プラズマＰＺが発生し、その大気圧プラズマＰＺが反応管８１の他端（下端）側から下方に射出される。
【００７５】
図１４（ｅ）に示すプラズマ発生装置９０は、断面形状が細長い長方形形状の誘電体から成る反応管９１の外周部に軸心方向に間隔を空けて一対の電極９２，９３が配置され、両電極９２，９３には実施の形態１の場合と同様の高周波電源部１５が接続されている。
【００７６】
プラズマ発生装置９０に大気圧プラズマＰＺを発生させるには、制御装置２０から高周波電源部１５の作動制御を行い、両電極９２，９３の間に高周波電圧を供給するとともに、反応管９１の内部の反応空間９４内に、反応管９１の一端（上端）側からプラズマ発生用のガスを供給する。これにより反応空間９４内に大気圧プラズマＰＺが発生し、その大気圧プラズマＰＺがプラズマ発生装置９０の他端（下端）側から下方に射出される。
【００７７】
（実施の形態２）
次に、図１５を用いて本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２におけるプラズマ実装装置１は、上述の実施の形態１におけるプラズマ処理装置１と同様の構成であるが、実施の形態１におけるプラズマ処理装置１が、プラズマヘッド５に対して相対的に固定した測定試料４２に対して大気圧プラズマＰＺを照射していたのに対し、実施の形態２におけるプラズマ処理装置１では、プラズマヘッド５に対して測定試料４２を相対的に移動させながら大気圧プラズマＰＺを測定試料４２の表面に（有機物膜４３に）照射させるものである。
【００７８】
プラズマヘッド５に対して測定試料４２を相対的に移動させるのは、検査ステーション４１により支持した測定試料４２に対してプラズマヘッド５を水平方向（例えばＸ軸方向）に移動させるのであってもよいし、搬送路３によって測定試料４２を搬送してプラズマヘッド５の下方を通過させ、その通過の際にプラズマヘッド５から照射される大気圧プラズマＰＺが測定試料４２に当たるようにしてもよい。
【００７９】
実施の形態２では、プラズマヘッド５に対して測定試料４２を相対的に移動させながら大気圧プラズマＰＺを測定試料４２の表面に照射させるため、大気圧プラズマＰＺが照射された後の測定試料４２を上方から撮像すると、測定試料４２の表面に形成された有機物膜４３の一部が、プラズマヘッド５と測定試料４２の相対移動方向に延びた、ほぼ一定幅の帯状に除去された画像が得られる（図１５（ａ），（ｂ），（ｃ））。そして、プラズマヘッド５から照射される大気圧プラズマＰＺの状態が正常であるときには、有機物膜４３の除去された部分は一本の帯状部となってその部分に相当する測定試料４２の表面４２ａの全部が露出するとともに、有機物膜４３の除去された部分の最大幅径Ｔは、プラズマヘッド５の下端部（大気圧プラズマＰＺの射出口）と測定試料４２の表面（有機物膜４３）との間の距離であるギャップＧ（図９（ｂ））の関数として定められる基準幅Ｔ０内に収まるようになる（図１５（ａ））。
【００８０】
一方、プラズマヘッド５から照射される大気圧プラズマＰＺの状態が正常でないときに
は、有機物膜４３の除去された部分は一本の帯状部とならずに複数の帯状部となって間に有機物膜４３の残渣４３ａが帯状に存在し（図１５（ｂ））、或いは、有機物膜４３の除去された部分の最大幅Ｔが上記基準幅Ｔ０を上回るようになる（図１５（ｃ））。したがって、この場合も制御装置２０は、検出された有機物膜４３の除去状態に基づいて大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行うことができ、大気圧プラズマＰＺが異常状態にあるときには、その旨をディスプレイ装置２２に表示してオペレータに警告を与えることができる。なお、実施の形態２では、図１３のフローチャートのステップＳＴ１１において、「最大径」を「最大幅」と読み替え、「基準径」を「基準幅」と読み替えることになる。
【００８１】
このような実施の形態２におけるプラズマ検査方法、プラズマ検査装置４０であっても、実施の形態１におけるプラズマ検査方法、プラズマ検査装置４０と同様の効果を得ることができる。
【００８２】
（実施の形態３）
次に、図１６及び図１７を用いて本発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３におけるプラズマ処理装置１は、上述の実施の形態１又は２におけるプラズマ処理装置１と同様の構成であるが、大気圧プラズマＰＺを照射した後の測定試料４２の表面の状態の検出及びその検出結果に基づいて行う大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う方法が異なるものである。
【００８３】
反応性ガスとして酸素が微量でも混入している場合、発生する大気圧プラズマＰＺが、所定の材料から成る測定試料４２（例えばガラス基板）に照射されると、測定試料４２の表面の親水性が大幅に向上することが知られていることから、実施の形態３では、大気圧プラズマＰＺを照射した後の測定試料４２の表面４２ａに所定の試薬を滴下して、測定試料４２の表面４２ａにおける試薬１００の接触角（図１６に示すように、測定試料４２の表面４２ａ上に滴下された試薬１００の「上方に凸」の部分の下縁１０１における、試薬１００の表面に対する接線１０２と測定試料４２の表面４２ａとがなす角度）θを検出し、その検出した接触角θの大きさに基づいて測定試料４２の表面の親水性を求め、これに基づいて測定試料４２の表面の状態を検出するものである。
【００８４】
このため実施の形態３におけるプラズマ処理装置１では、測定試料４２の表面に有機物膜４３が形成されることは必ずしも必要ではなく、図１７に示すように、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面４２ａに試薬を滴下する試薬滴下手段１１１と、試薬が滴下された測定試料４２を側方から撮像する撮像手段（例えば認識カメラ）１１２と、撮像手段１１２により撮像された画像に基づいて、測定試料４２の表面における試薬１００の接触角θを算出する接触角算出手段としての制御装置２０の接触角算出部２０ｃと、接触角算出部２０ｃにおいて算出された接触角θから求められる測定試料４２の表面の状態に基づいて、大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う判定手段としての制御装置２０の良否判定部２０ｄを備えている。ここで、試薬滴下手段１１１と撮像手段１１２は、プラズマ処理装置１が備える制御装置２０によって作動制御がなされる。
【００８５】
このように実施の形態３におけるプラズマ処理方法では、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面の状態を検出する表面状態検出工程は、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面に試薬を滴下する試薬滴下工程と、試薬が滴下された測定試料４２を側方から撮像する撮像工程と、撮像された画像に基づいて、測定試料４２の表面における試薬１００の接触角θを算出する接触角算出工程から成り、検出された測定試料４２の表面の状態に基づいて大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う判定工程は、表面状態検出工程（接触角算出工程）において算出された接触角θから求められる測定試料４２の表面の状態に基づいて、大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う接触角判定工程から成る。
【００８６】
また、実施の形態３におけるプラズマ処理装置１では、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面の状態を検出する表面状態検出手段は、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面に試薬を滴下する試薬滴下手段１１１と、試薬が滴下された測定試料４２を側方から撮像する撮像手段１１２と、撮像手段１１２により撮像された画像に基づいて、測定試料４２の表面における試薬１００の接触角θを算出する接触角算出手段（制御装置２０の接触角算出部２０ｃ）から成り、表面状態検出手段により検出された測定試料４２の表面の状態に基づいて大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う判定手段は、表面状態検出手段（制御装置２０の接触角算出部２０ｃ）において算出された接触角θから求められる測定試料４２の表面の状態に基づいて、大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う制御装置２０の良否判定部２０ｄから成る。
【００８７】
このような実施の形態３におけるプラズマ検査方法、プラズマ検査装置４０であっても、実施の形態１又は実施の形態２におけるプラズマ検査方法、プラズマ検査装置４０と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に限定されない。例えば、上述の実施の形態の図１等において示した測定試料４２の形状は矩形形状であったが、これは一例に過ぎず、円形等、他の形状であっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
簡便かつ的確に大気圧プラズマの良否検査を行うことができるプラズマ検査方法、プラズマ処理方法、プラズマ検査装置及びプラズマ処理装置を提供する。
【符号の説明】
【００９０】
１ プラズマ処理装置
３ 搬送路（位置決め手段、搬出手段）
１０ プラズマ発生手段（プラズマ処理手段）
１５ 高周波電源部
２０ａ 除去状態検出部（表面状態検出手段、除去状態検出手段）
２０ｂ 良否判定部（判定手段）
３３ 上部反応空間（反応空間）
４０ プラズマ検査装置
４２ 測定試料
４３ 有機物膜
４４ 認識カメラ（表面状態検出手段、撮像手段）
Ｇ１ 第１の不活性ガス（プラズマ発生用のガス）
Ｇ４ 混合ガス（プラズマ発生用のガス）
ＰＺ 大気圧プラズマ（プラズマ）
Ｗ 被処理物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気圧近傍の圧力下で発生させたプラズマの状態の良否検査を行うプラズマ検査方法、プラズマ処理方法、プラズマ検査装置及びプラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマを用いて被処理物の表面のクリーニング、レジストの除去、表面改質、金属酸化物の還元、成膜等の処理等のプラズマ処理を行うプラズマ処理装置の中には、大気圧近傍の圧力下で発生させたプラズマ（大気圧プラズマ）を用いるものが知られている。大気圧プラズマは、反応空間内に大気圧近傍の圧力下で不活性ガスを基調としたプラズマ発生用のガス（不活性ガス又は不活性ガスと反応性ガスとの混合ガス）を供給しながらその反応空間に高周波電界を印加してグロー放電を生じさせて発生させる。
【０００３】
このような大気圧プラズマの発生装置（以下、大気圧プラズマ発生装置）としては種々の形態のものが公知であり、例えば、誘電体で挟み込んだ平行平板型の電極の間にプラズマ発生用のガスを供給し、両電極間に高周波電界を印加して大気圧プラズマを発生させるようにしたものや、誘電体で挟み込んだ平行平板型の電極の間にプラズマ発生用のガスを供給し、両電極間に高周波電界を印加して発生させた（吹き出させた）プラズマに、更にプラズマ発生用のガスを供給して混ぜ合わせるようにしたもの等が知られている（例えば、特許文献１参照）。このようにして発生した大気圧プラズマは、プラズマ発生装置が備えるプラズマヘッドからプラズマ光として射出される（例えば、特許文献１）。
【０００４】
このような大気圧プラズマを用いたプラズマ処理では、大気圧プラズマのパワーが変動すると被処理物に対する良好なプラズマ処理を施すことができなくなるため、従来ではプラズマ光の色や輝度等を検出することにより、プラズマ処理に用いる大気圧プラズマが所定のパワーを維持しているかどうかを定期的に検査するようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１８８６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、プラズマ処理に用いられる大気圧プラズマは、そのパワーが一定であれば常に良好なプラズマ処理結果が得られるというわけではなく、被処理物の表面に照射される面に対して一様なエッチングレートを有している必要がある。大気圧プラズマのエッチングレートの分布は、プラズマ発生用のガスの供給状態（例えば混合ガスの混合比率）等の変動等によって変化するが、上記従来のプラズマ光の色や輝度等の検出だけでは検知することはできないという問題点があった。
【０００７】
そこで本発明は、簡便かつ的確に大気圧プラズマの良否検査を行うことができるプラズマ検査方法、プラズマ処理方法、プラズマ検査装置及びプラズマ処理装置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】
【０００８】
請求項１に記載のプラズマ検査方法は、プラズマ発生用のガスが供給される反応空間内
に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させたプラズマの状態の良否検査を行うプラズマ検査方法であって、測定試料の表面に前記プラズマを照射するプラズマ照射工程と、前記プラズマが照射された前記測定試料の表面の状態を検出する表面状態検出工程と、検出した前記測定試料の表面の状態に基づいて前記プラズマの状態の良否判定を行う判定工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載のプラズマ検査方法は、請求項１に記載のプラズマ検査方法であって、前記測定試料は表面に有機物膜が形成されたものから成り、前記表面状態検出工程では、前記プラズマが照射された前記測定試料の表面の撮像を行うとともに、この撮像によって得られた前記測定試料の表面の画像から有機物膜の除去状態の検出を行い、判定工程では、検出した有機物膜の除去状態に基づいて前記プラズマの状態の良否判定を行う。
【００１０】
請求項３に記載のプラズマ検査方法は、請求項２に記載のプラズマ検査方法であって、前記測定試料の表面に形成される有機物膜は均一な厚みを有するレジスト材料から成る。
【００１１】
請求項４に記載のプラズマ検査方法は、請求項２又は３に記載のプラズマ検査方法であって、前記測定試料の表面に形成される有機物膜は前記測定試料とは異なる色を有している。
【００１２】
請求項５に記載のプラズマ検査方法は、請求項１乃至４の何れかに記載のプラズマ検査方法であって、前記電界は１ＫＨｚ以上、３０ＧＨｚ以下の周波数帯を有する高周波電源部により励起される。
【００１３】
請求項６に記載のプラズマ処理方法は、被処理物を搬入して所定位置に位置決めする位置決め工程と、位置決めした被処理物に、プラズマ発生用のガスが供給される反応空間内に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させたプラズマを照射して前記被処理物の表面をプラズマ処理するプラズマ処理工程と、プラズマ処理工程を施した前記被処理物を搬出する搬出工程とを含むプラズマ処理方法であって、プラズマ処理工程において用いるプラズマの良否検査を請求項１乃至５の何れかに記載のプラズマ検査方法により行う。
【００１４】
請求項７に記載のプラズマ検査装置は、プラズマ発生用のガスが供給される反応空間内に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させたプラズマの状態の良否検査を行うプラズマ検査装置であって、表面に前記プラズマが照射される測定試料と、前記プラズマが照射された前記測定試料の表面の状態を検出する表面状態検出手段と、前記表面状態検出手段により検出された前記測定試料の表面の状態に基づいて前記プラズマの状態の良否判定を行う判定手段とを備えた。
【００１５】
請求項８に記載のプラズマ検査装置は、請求項７に記載のプラズマ検査装置であって、前記測定試料は表面に有機物膜が形成されたものから成り、前記表面状態検出手段は、前記プラズマが照射された前記測定試料の表面の撮像を行う撮像手段及び前記撮像手段の撮像によって得られた前記測定試料の表面の画像から有機物膜の除去状態を検出する除去状態検出手段から成り、前記判定手段は、除去状態検出手段により検出された有機物膜の除去状態に基づいて前記プラズマの状態の良否判定を行う。
【００１６】
請求項９に記載のプラズマ検査装置は、請求項８に記載のプラズマ検査装置であって、前記測定試料の表面に形成される有機物膜は均一な厚みを有するレジスト材料から成る。
【００１７】
請求項１０に記載のプラズマ検査装置は、請求項８又は９に記載のプラズマ検査装置であって、前記測定試料の表面に形成される有機物膜は前記測定試料とは異なる色を有している。
【００１８】
請求項１１に記載のプラズマ検査装置は、請求項７乃至１０の何れかに記載のプラズマ検査装置であって、前記電界は１ＫＨｚ以上、３０ＧＨｚ以下の周波数帯を有する高周波電源部により励起される。
【００１９】
請求項１２に記載のプラズマ処理装置は、被処理物を搬入して所定位置に位置決めする位置決め手段と、位置決め手段により位置決めされた被処理物に、プラズマ発生用のガスが供給される反応空間内に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させたプラズマを照射して前記被処理物の表面をプラズマ処理するプラズマ処理手段と、プラズマ処理手段によるプラズマ処理が施された前記被処理物を搬出する搬出手段と、プラズマ処理手段において用いられるプラズマの良否判定を行う請求項７乃至１１の何れかに記載のプラズマ検査装置とを備えた。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、測定試料の表面に大気圧下で発生させたプラズマ（大気圧プラズマ）を照射して測定試料の表面の状態を検出し、その検出した測定試料の表面の状態に基づいて大気圧プラズマの状態の良否判定を行うようになっているので、簡便かつ的確に大気圧プラズマの良否検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の要部の構成図
【図２】本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置においてプラズマ処理が施される被処理物の一例の平面図
【図３】本発明の実施の形態１におけるプラズマ発生装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態１におけるプラズマ発生装置が備えるプラズマヘッドの一部の（ａ）斜視図（ｂ）断面図
【図５】本発明の実施の形態１における酸素ガスを含む混合ガスでプラズマを発生させたときの酸素ガスの体積比と発光強度の関係を示すグラフ
【図６】本発明の実施の形態１における酸素ガスを含む混合ガスを用いたプラズマ処理において酸素ガス濃度を変化させたときのエッチング量の特性を示すグラフ
【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）本発明の実施の形態１におけるププラズマ処理の流れを説明する図
【図８】本発明の実施の形態１における測定試料を検査ステーションとともに示す側面図
【図９】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）本発明の実施の形態１におけるプラズマ検査装置によりプラズマ検査を行っている様子を示す図
【図１０】本発明の実施の形態１における大気圧プラズマが照射された測定試料の（ａ）平面図（ｂ）断面図
【図１１】本発明の実施の形態１における大気圧プラズマが照射された測定試料の（ａ）平面図（ｂ）断面図
【図１２】本発明の実施の形態１における大気圧プラズマが照射された測定試料の（ａ）平面図（ｂ）断面図
【図１３】本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置による作業の流れを示すフローチャート
【図１４】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）本発明の実施の形態１におけるプラズマ発生装置の構成説明図
【図１５】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の実施の形態２における大気圧プラズマが照射された測定試料の平面図
【図１６】本発明の実施の形態３における測定試料の表面における試薬の接触角の説明図
【図１７】本発明の実施の形態３におけるプラズマ発生装置の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（実施の形態１）
先ず、図１〜図１４を用いて本発明の実施の形態１について説明する。図１において、プラズマ処理装置１は、筐体２の内部に水平面内の一の方向に延びて設置された搬送路３と、搬送路３の上方に設けられたロボット部４及びロボット部４によって移動自在に設けられたプラズマヘッド５を備えている。搬送路３は一対のベルトコンベアから成り、筐体２の一方の側面に設けられた搬入開口部２ａより投入された被処理物Ｗを筐体２内に搬入して所定の位置に位置決めする位置決め動作と、位置決めした被処理物Ｗを筐体２の他方の側面に設けられた搬出開口部２ｂから筐体２の外部へ搬出する搬出動作を行う。ここでは、搬送路３による被処理物Ｗの搬送（搬入及び搬出）方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向と直交する水平面内方向をＹ軸方向とする。また、上下方向をＺ軸方向とする。
【００２３】
図１において、ロボット部４は支持プレート４ａをＸＹＺの３軸の方向に移動させることができる機構を有しており、支持プレート４ａに取り付けられたプラズマヘッド５を三次元的に移動させることができるようになっている。
【００２４】
図２において、被処理物Ｗにはプラズマ処理を行うべき処理部位Ｓが複数箇所に分散されて配されている。被処理物Ｗは例えば、液晶パネルやプラズマディスプレイパネルのフラットパネルディスプレイ等から成り、各処理部位Ｓにクリーニングや表面改質等のプラズマ処理が施される。
【００２５】
図３において、プラズマ処理装置１が備えるプラズマ発生装置１０は、上述のプラズマヘッド５及びこのプラズマヘッド５を移動させるロボット部４のほか、第１の不活性ガスＧ１が充填された第１の不活性ガス容器１１ａ、第２の不活性ガスＧ２が充填された第２の不活性ガス容器１１ｂ、反応性ガスＧ３が充填された反応性ガス容器１１ｃ、第１の不活性ガス容器１１ａから供給される第１の不活性ガスＧ１の流量調節を行う第１流量制御弁１２ａ、第２の不活性ガス容器１１ｂから供給される第２の不活性ガスＧ２の流量調整を行う第２流量制御弁１２ｂ、反応性ガス容器１１ｃから供給される反応性ガスＧ３の流量調節を行う第３流量制御弁１２ｃ、第２流量制御弁１２ｂを経て供給される第２の不活性ガスＧ２と第３流量制御弁１２ｃを経て供給される反応性ガスＧ３が混合されて混合ガスＧ４が生成される混合器１３、第１流量制御弁１２ａとプラズマヘッド５の間のガス管路に介装され、プラズマヘッド５への第１の不活性ガスＧ１の供給及び遮断制御を行う第１開閉弁１４ａ、混合器１３とプラズマヘッド５の間のガス管路に介装され、プラズマヘッド５への混合ガスＧ４の供給及び遮断制御を行う第２開閉弁１４ｂ、高周波電圧をプラズマヘッド５に印加する高周波電源部１５、高周波電源部１５とプラズマヘッド５の間に介装され、高周波電源部１５とプラズマヘッド５の間に発生する反射波を抑えてインピーダンス整合を行う整合回路１６、プラズマヘッド５に混合ガスＧ４が供給され、かつ高周波電圧が印加されている状態でプラズマヘッド５に大気圧プラズマＰＺを点灯させる点灯回路１７、第１流量制御弁１２ａ、第２流量制御弁１２ｂ、第３流量制御弁１２ｃ、第１開閉弁１４ａ、第２開閉弁１４ｂ、搬送路３、ロボット部４、高周波電源部１５、点灯回路１７等の作動制御を行う制御装置２０、制御装置２０に繋がるデータ保存部２１及びディスプレイ装置２２等から構成されている。
【００２６】
図３において、プラズマヘッド５内には反応容器３０が設けられている。反応容器３０は誘電体材料から成り、図４（ａ），（ｂ）に示すように、中空円筒状で小径の容器上部３１と下方に開口した大径の容器下部３２から成り、容器上部３１が容器下部３２に上方から貫通することによって、容器上部３１の内部空間（上部反応空間３３）と容器下部３２の内部空間（下部反応空間３４）が連通した状態となっている。
【００２７】
容器下部３２の外周面には反応容器３０の平面視において９０度ずつずれた位置に計４つのガス供給管３５が設けられており、各ガス供給管３５は容器下部３２の外周面に設けられた連通口３６を介して容器下部３２の内部（下部反応空間３４）と連通した状態となっている。また、容器上部３１の周囲には高周波電源部１５に繋がるコイル状のアンテナ３７が巻き付けられている。
【００２８】
ここで、アンテナ３７に高周波電圧を印加する高周波電源部１５としては、１３．５６ＭＨｚに代表されるＲＦ周波数帯、１００ＭＨｚに代表されるＶＨＦ周波数帯が使用される。また、後記の図１４のプラズマ発生装置においては、上記周波数帯以外のマイクロ波周波数帯や１０ＫＨｚ以下の矩形波やパルス波等を使用することができる周波数帯、具体的には、１ＫＨｚ以上、３０ＧＨｚ以下の周波数帯を有するものによっても大気圧プラズマを発生することができる。
【００２９】
また、第１及び第２の不活性ガスＧ１，Ｇ２としては例えば、アルゴン、ネオン、キセノン、ヘリウム、窒素から選択された単独ガス又は複数のガスの混合ガスが適用される。また、反応性ガスＧ３としては例えば、プラズマ処理の種類に応じて酸素、空気、ＣＯ２、Ｎ２Ｏ等の酸化性ガス、水素、アンモニア等の還元性ガス、ＣＦ４等のフッ素系ガスが適用される。なお、窒素ガスは字義通りの不活性ガスではないが、大気圧プラズマの発生においては、本来の不活性ガスに準ずる挙動を示し、ほぼ同様に用いることができるので、ここでは、不活性ガスを広い定義に基づいて窒素ガスを含むものとする。また、ここでは第１の不活性ガスＧ１に混ぜ合わされる混合ガスＧ４が、第２の不活性ガスＧ２に反応性ガスＧ３を混合させた混合ガスＧ４であるとしているが、この混合ガスＧ４には反応性ガスＧ３を含まない第２の不活性ガスＧ２のみ（反応性ガスＧ３の流量を零にした場合）のガスも含まれるものとする。また、空気も窒素と酸素の混合ガスであるといえるので、ここでは、混合ガスＧ４には空気も含まれるものとする。
【００３０】
プラズマ発生装置１０において大気圧プラズマＰＺを発生（点灯）させるには、制御装置２０は高周波電源部１５の作動制御を行い、アンテナ３７に高周波電圧を供給することによって上部反応空間３３に高周波電界を印加するとともに、容器上部３１の上方から反応容器３０の上部反応空間３３内に第１の不活性ガスＧ１を供給し、容器上部３１の下方すなわち下部反応空間３４内に一次プラズマＰＺ１（図４（ｂ））を発生させつつ、容器下部３２に繋がる複数のガス供給管３５から下部反応空間３４内に第２の不活性ガスＧ２と反応性ガスＧ３との混合ガスＧ４を供給し、この混合ガスＧ４を上記一次プラズマＰＺ１と衝突させる。これにより下部反応空間３４内に二次プラズマＰＺ２（図４（ｂ））が発生し、これが大気圧プラズマＰＺとしてプラズマ発生装置１０の下方に射出される。
【００３１】
このように一次プラズマＰＺ１に混合ガスＧ４を衝突させて発生させた二次プラズマＰＺ２は、内部に反応性ガスＧ３のラジカルを高密度で含むので、この二次プラズマＰＺ２（大気圧プラズマＰＺ）を被処理物Ｗに照射することで、効率的なプラズマ処理を行うことができる。
【００３２】
なお、第１の不活性ガスＧ１の上部反応空間３３内への供給制御は、制御装置２０が第１流量制御弁１２ａの作動制御及び第１開閉弁１４ａの作動制御を行うことによってなされ、混合ガスＧ４の下部反応空間３４内への供給制御は、制御装置２０が第２流量制御弁１２ｂと第３流量制御弁１２ｃの作動制御及び第２開閉弁１４ｂの作動制御を行うことによってなされる。
【００３３】
ここで、混合ガスＧ４における反応性ガスＧ３の濃度、すなわち第２の不活性ガスＧ２と反応性ガスＧ３の混合比率の具体例について説明する。第２の不活性ガスＧ２としてヘ
リウムガスを、反応性ガスＧ３として酸素ガスを採用してエッチング処理を行う場合には、ヘリウムガスはプラズマを発生し易いが、プラズマ処理に直接寄与するのは酸素ラジカルである。一方、酸素はプラズマを弱くするため、ヘリウムガスに対する酸素ガスの混合比率にはピークがあり、効率的にプラズマ処理を行うには酸素ガスの混合比率をそのピーク値近傍に調整する必要がある。そこで、ヘリウムガスに対する酸素ガスの混合比率（体積比：％）を変化させて酸素原子に対応する７７７ｎｍの発光強度を測定したところ、図５に示すように、酸素ガスの混合比率が０．０５％付近のときに酸素ラジカルの発生量がピークを示すことが判明した。測定条件は、アンテナ３７に印加した高周波電圧（上部反応空間３３に印加した高周波電界）の周波数が１３．５６ＭＨｚ、パワーが１００Ｗであり、測定器具には浜松フォト社製のプラズマプロセスモニター（品番Ｃ７４７６）を使用した。
【００３４】
また、実際のプラズマエッチング処理におけるエッチング処理性能について、第２の不活性ガスＧ２としてアルゴンガスを、反応性ガスＧ３として酸素ガスを採用し、アルゴンガスの供給流量を５００ｓｃｃｍ、酸素ガスの供給流量を１ｓｃｃｍ（０．２％）として混合した混合ガスＧ４を使用した場合と、酸素ガスを混合しなかった場合についてエッチング量を調査した結果を図６に示す。図６より、酸素ガスを混合しない場合でもプラズマが大気中の酸素ガスと反応することで、或る程度のエッチング能力が発揮されるが、酸素ガスを混合した混合ガスＧ４を使用することでエッチング能力が向上し、アルゴンガスに対する酸素ガスの混合比率の変化によってプラズマ処理能力が大きく変化すること、及び、そのため酸素ガスの混合比率を最適な値に設定してそれを維持することで、効率的にエッチング処理をすることができるとともに、被処理物Ｗに対する処理状態の品質を安定して確保することができることが分かる。
【００３５】
このような構成のプラズマ処理装置１において、被処理物Ｗにプラズマクリーニング等のプラズマ処理を行うには、制御装置２０はプラズマヘッド５から大気圧プラズマＰＺを発生させてこれを下方に向けて照射させた状態で（図７（ａ）。プラズマ点灯工程）、搬送路３の作動制御を行って、搬入開口部２ａから投入された被処理物Ｗをプラズマ処理装置１の筐体２の内部に搬入し、その被処理物Ｗをプラズマヘッド５の直下の作業位置に位置決めする（図７（ｂ）。位置決め工程）。制御装置２０は、被処理物Ｗを作業位置に位置決めしたら、プラズマヘッド５を下降させて、被処理物Ｗに大気圧プラズマＰＺによって照射されるようにする（図７（ｃ））。これにより被処理物Ｗにプラズマ処理が施される（プラズマ処理工程）。制御装置２０は、プラズマ処理が終了したら、プラズマヘッド５を上昇させた後（図７（ｄ））、搬送路３の作動制御を行って、被処理物Ｗを搬出開口部２ｂからプラズマ処理装置１の筐体２の外部に搬出する（図７（ｅ）。搬出工程）。制御装置２０はこのような被処理物Ｗの搬入と位置決め、被処理物Ｗへの大気圧プラズマＰＺの照射によるプラズマ処理及び被処理物Ｗの搬出から成る一連の工程を繰り返し実行し、複数の被処理物Ｗに対するプラズマ処理を連続的に行う。
【００３６】
ところで、このようなプラズマ処理装置１において、プラズマ発生装置１０より射出される大気圧プラズマＰＺは、プラズマヘッド５に供給されるプラズマ発生用の第１の不活性ガスＧ１及び混合ガスＧ４それぞれの流量及び混合ガスＧ４の混合比率が変動するとその状態（エッチングレートの分布など）が変わってプラズマ処理能力が変化してしまう。このため、大気圧プラズマＰＺの状態が当初最適の状態に調整されていたとしても、複数の被処理物Ｗに対するプラズマ処理を継続している間にプラズマ処理能力が低下してしまう場合があり得る。
【００３７】
また、その他、プラズマ発生用のガス（第１及び第２の不活性ガスＧ１，Ｇ２及び反応性ガスＧ３）に空気等の不純なガスが混合した場合、高周波電源部１５に供給する電圧が変化した場合、整合回路１６が熱を帯びて反射波が増加した場合等においても大気圧プラ
ズマＰＺの状態が悪化（プラズマ処理能力が低下）してしまう場合があり得る。このため上記のプラズマ処理装置１には、大気圧プラズマＰＺの状態の良否検査を行うためのプラズマ検査装置４０が設けられており、このプラズマ検査装置４０により定期的にプラズマ検査を行いながら被処理物Ｗに対するプラズマ処理を行うことができるようになっている。
【００３８】
図１において、プラズマ検査装置４０は、筐体２内に設けられた検査ステーション４１、検査ステーション４１に支持（載置）され、表面４２ａにレジスト等の有機物膜４３が形成された測定試料４２、ロボット部４の支持プレート４ａに取り付けられた認識カメラ４４及び前述の制御装置２０を備えて構成されている。測定試料４２は検査ステーション４１に手置きにより載置されるが、ロボットアーム等を用いて自動で検査ステーション４１に載置されるようにしてもよい。或いは、検査ステーション４１を設けずに、搬送路３によって測定試料４２を搬送し、所定の位置に位置決めするようにしてもよい。なお、ここでは、測定試料４２は検査ステーション４１に１枚だけ載置するようにしているが、検査ステーション４１に測定試料４２を複数枚載置するようにしてもよい。
【００３９】
測定試料４２はここでは矩形の平板状に形成されているものとし、材料はシリコンとする。測定試料４２の表面４２ａには、図８に示すように、均一な厚みを有するレジスト材料から成る有機物膜４３が形成されている。なお、以下、「測定試料の表面」という表現には、測定試料４２の表面に設けられた有機物膜４３も含む場合があるものとする。
【００４０】
認識カメラ４４は例えばＣＣＤカメラから成り、撮像視野を下方に向けて設置されている。認識カメラ４４は制御装置２０から作動制御がなされ、プラズマ発生装置１０より発生された大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面を上方から撮像し、その撮像結果（画像データ）を制御装置２０に送信する（図３）。制御装置２０は認識カメラ４４から送信された測定試料４２の画像データに基づいて後述する所定の処理を行い、測定試料４２に照射された大気圧プラズマＰＺの状態の良否判断を行う。
【００４１】
プラズマ検査装置４０によるプラズマ検査、すなわち大気圧プラズマＰＺの状態の良否検査では、制御装置２０は先ず、ロボット部４の作動制御を行って、検査ステーション４１に支持された測定試料４２の上方にプラズマヘッド５を移動させた後（図９（ａ））、プラズマヘッド５を下降させて、プラズマヘッド５の下方に発生させた大気圧プラズマＰＺを測定試料４２に照射させる（図９（ｂ）。プラズマ照射工程）。これにより測定試料４２の表面４２ａに形成された有機物膜４３は大気圧プラズマＰＺが照射された部分が除去され、測定試料４２の表面４２ａのうち、有機物膜４３が除去された部分が露出した状態となる（図１０（ａ），（ｂ）、図１１（ａ），（ｂ）及び図１２（ａ），（ｂ））。ここで、図１０（ａ）、図１１（ａ）及び図１２（ａ）は大気圧プラズマＰＺを照射させた後の測定試料４２を上方から見た図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の測定試料４２を図中に示す矢視Ｖ１−Ｖ１から見た断面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の測定試料４２を図中に示す矢視Ｖ２−Ｖ２から見た断面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）の測定試料４２を図中に示す矢視Ｖ３−Ｖ３から見た断面図である。
【００４２】
制御装置２０は、プラズマ照射工程が終了したら、プラズマヘッド５を上昇させるとともに、大気圧プラズマＰＺの発生を停止させる（図９（ｃ））。そして、ロボット部４の作動制御を行って、測定試料４２の大気圧プラズマＰＺが照射された部分の上方に認識カメラ４４を移動させた後（図９（ｄ））、認識カメラ４４を下降させ、測定試料４２の大気圧プラズマＰＺが照射された部分にピントが合うようにして、認識カメラ４４に大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面の撮像を行わせる（図９（ｅ）。撮像工程）。制御装置２０は、撮像工程が終了したら、認識カメラ４４を上昇させる。
【００４３】
撮像工程が終了したら、制御装置２０の除去状態検出部２０ａ（図３）は、認識カメラ４４による撮像によって得られた画像に基づく画像認識を行って、測定試料４２の表面４２ａにおける有機物膜４３の除去状態の検出を行う（除去状態検出工程）。そして、制御装置２０の良否判定部２０ｂ（図３）は、除去状態検出部２０ａにより検出された有機物膜４３の除去状態に基づいて、大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う（判定工程）。
【００４４】
ここで、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２を上方から撮像すると、測定試料４２の表面４２ａに形成された有機物膜４３の一部がぼぼ円形に除去された画像が得られる（図１０（ａ），図１１（ａ），図１２（ａ））。そして、プラズマヘッド５から照射される大気圧プラズマＰＺの状態が正常であるときには、除去された有機物膜４３はほぼ完全な円形となってその部分に相当する測定試料４２の表面４２ａの全部が露出するとともに、有機物膜４３の除去された部分の最大径Ｌは、プラズマヘッド５の下端部（大気圧プラズマＰＺの射出口）と測定試料４２の表面４２ａ（有機物膜４３）との間の距離であるギャップＧ（図９（ｂ）参照）の関数として定められる基準径Ｌ０内に収まるようになる（図１０（ａ），（ｂ））。
【００４５】
一方、プラズマヘッド５から照射される大気圧プラズマＰＺの状態が正常でない（異常である）ときには、有機物膜４３の除去された部分は完全な円形とならずにドーナツ形となるなど、有機物膜４３の残渣４３ａが円形領域の内部に存在し（図１１（ａ），（ｂ））、或いは、有機物膜４３の除去された部分の最大径Ｌが上記基準径Ｌ０を上回るようになる（図１２（ａ），（ｂ））。したがって制御装置２０は、検出された有機物膜４３の除去状態に基づいて大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行うことができ、その判定結果をデータ保存部２１に保存するとともに、大気圧プラズマＰＺが異常状態にあるときには、その旨をディスプレイ装置２２に表示してオペレータに警告を与える。
【００４６】
オペレータは、ディスプレイ装置２２に表示された検査結果に基づいて、プラズマヘッド５から射出される大気圧プラズマＰＺが異常であることを検知したときには、プラズマヘッド５に供給されるプラズマ発生用のガス（第１の不活性ガスＧ１及び混合ガスＧ４）それぞれの流量や混合ガスＧ４の混合比率が正しい値になっているかどうかのチェックを行い、大気圧プラズマＰＺを正常な状態に復帰させる。
【００４７】
図１３は、プラズマ処理装置１により、所定枚数の被処理物Ｗに対するプラズマ処理が終了するごとに大気圧プラズマＰＺの状態の検査を実行しながら被処理物Ｗに対するプラズマ処理を連続実行する場合の作業の流れを示すフローチャートである。
【００４８】
制御装置２０ははじめにプラズマ発生装置１０に第１流量制御弁１２ａ、第２流量制御弁１２ｂ、第３流量制御弁１２ｃ、第１開閉弁１４ａ及び第２開閉弁１４ｂの作動制御を行って、プラズマヘッド５にプラズマ発生用のガス（第１の不活性ガスＧ１及び混合ガスＧ４）を供給するとともに、高周波電源部１５の作動制御を行ってアンテナ３７に高周波電圧を印加したうえで、点灯回路１７の作動制御を行ってプラズマヘッド５に大気圧プラズマＰＺを点灯させる（ステップＳＴ１。プラズマ点灯工程）。
【００４９】
制御装置２０はプラズマヘッド５に大気圧プラズマＰＺを点灯させたら、検査工程を実行するべきときであるかどうかの判断を行う（ステップＳＴ２）。この判断は、例えば、被処理物Ｗに対するプラズマ処理を連続して行った回数（連続処理回数）が所定回数に達したか否か等に基づいて行い、連続処理回数が所定回数に達したときには検査工程を実行すべきときであると判断し、連続処理回数が所定回数に達していないときには検査工程を実行すべきときでないと判断する。
【００５０】
制御装置２０は、ステップＳＴ２において、検査工程を実行すべきときでないと判断したときには、制御装置２０は、搬送路３の作動制御を行って、プラズマ処理装置１の外部から投入された被処理物Ｗの搬入及び位置決めを行い（ステップＳＴ３。位置決め工程）、その位置決めした被処理物Ｗに対して前述の要領で大気圧プラズマＰＺを照射してプラズマ処理を実行する（ステップＳＴ４。プラズマ処理工程）。
【００５１】
制御装置２０は、被処理物Ｗに対するプラズマ処理を実行したら、搬送路３の作動制御を行って、被処理物Ｗをプラズマ処理装置１の外部に搬出する（ステップＳＴ５。搬出工程）。そして、次にプラズマ処理を行うべき被処理物Ｗがあるかどうかの判断、すなわち全ての作業（プラズマ処理）が終了したかどうかの判断を行う（ステップＳＴ６）。その結果、次にプラズマ処理を行うべき被処理物Ｗがあったときには作業は終了していないとしてステップＳＴ２に戻り、次にプラズマ処理を行うべき被処理物Ｗがなかったときには、作業は終了したとして大気圧プラズマＰＺを消灯させる（ステップＳＴ７）。
【００５２】
一方、制御装置２０は、ステップＳＴ２において、検査工程を実行すべきであると判断したときには、プラズマヘッド５を検査ステーション４１の上方に移動させ、測定試料４２に大気圧プラズマＰＺを照射させる（ステップＳＴ８。プラズマ照射工程）。そして、測定試料４２への大気圧プラズマＰＺの照射が終了したら、認識カメラ４４により測定試料４２の撮像を行うとともに、この撮像によって得られた測定試料４２の表面の画像から有機物膜４３の除去状態の検出を行う（ステップＳＴ９。撮像工程及び除去状態検出工程）。そして、測定試料４２の表面に有機物膜４３の残渣４３ａが認められるどうかの判断を行い（ステップＳＴ１０）、その結果、測定試料４２の表面に有機物膜４３の残渣４３ａが認められなかったときには、更に、有機物膜４３の除去された部分の最大径Ｌが基準径Ｌ０以下であるかどうかの判断を行う（ステップＳＴ１１）。
【００５３】
ここで、上記のステップＳＴ９（撮像工程及び除去状態検出工程）は、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面の状態を検出する表面状態検出工程に相当し、上記のステップＳＴ１０とステップＳＴ１１は、検出した測定試料４２の表面の状態に基づいて大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う判定工程に相当する。
【００５４】
また、測定試料４２の表面の撮像を行う撮像手段としての認識カメラ４４及び認識カメラ４４の撮像によって得られた測定試料４２の表面の画像から有機物膜４３の除去状態を検出する制御装置２０の除去状態検出部２０ａは、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面の状態を検出する表面状態検出手段を構成し、制御装置２０の良否判定部２０ｂは、除去状態検出部２０ａにより検出された有機物膜４３の除去状態に基づいて大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う判定手段を構成する。
【００５５】
ステップＳＴ１１における判定の結果、有機物膜４３の除去された部分の最大径Ｌが基準径Ｌ０以下であったときには、大気圧プラズマＰＺは正常であるとしてステップＳＴ２に戻り、有機物膜４３の除去された部分の最大径Ｌが基準径Ｌ０を上回るとき、或いはステップＳＴ１０で測定試料４２の表面に有機物膜４３の残渣４３ａが認められたときには、大気圧プラズマＰＺは異常であるとして、その旨をディスプレイ装置２２に表示してオペレータに警告を与えた上で（ステップＳＴ１２）、大気圧プラズマＰＺを消灯させる（ステップＳＴ７）。
【００５６】
これにより、所定枚数の被処理物Ｗに対するプラズマ処理が終了するごとに大気圧プラズマＰＺの状態の検査が実行され、大気圧プラズマＰＺの状態の検査において異常が認められたときにはオペレータが必要な処置をとることによって、大気圧プラズマＰＺを正常な状態に復帰させることができる。
【００５７】
以上説明したように、本実施の形態におけるプラズマ検査方法は、プラズマ発生用のガス（第１の不活性ガスＧ１及び混合ガスＧ４）が供給される反応空間（上部反応空間３３）内に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させた大気圧プラズマＰＺの状態の良否検査を行うものであり、測定試料４２の表面に大気圧プラズマＰＺを照射するプラズマ照射工程（ステップＳＴ８）と、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面の状態を検出する表面状態検出工程（ステップＳＴ９）と、検出した測定試料４２の表面の状態に基づいて大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う判定工程（ステップＳＴ１０及びステップＳＴ１１）を含むものとなっている。
【００５８】
そして、測定試料４２は、表面に有機物膜４３が形成されたものから成り、表面状態検出工程では、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面の撮像を行うとともに（撮像工程）、この撮像によって得られた測定試料４２の表面の画像から有機物膜４３の除去状態の検出（除去状態検出工程）を行うようになっている。また判定工程では、検出した有機物膜４３の除去状態に基づいて大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行うようになっている。
【００５９】
また、本実施の形態におけるプラズマ検査装置４０は、プラズマ発生用のガスが供給される反応空間（上部反応空間３３）内に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させた大気圧プラズマＰＺの状態の良否検査を行うものであり、表面に大気圧プラズマＰＺが照射される測定試料４２と、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面の状態を検出する表面状態検出手段と、表面状態検出手段により検出された測定試料４２の表面の状態に基づいて大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う判定手段を備えたものとなっている。
【００６０】
そして、測定試料４２は、表面に有機物膜４３が形成されたものから成り、表面状態検出手段は、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面の撮像を行う撮像手段としての認識カメラ４４及び認識カメラ４４の撮像によって得られた測定試料４２の表面の画像から有機物膜４３の除去状態を検出する除去状態検出手段としての制御装置２０の除去状態検出部２０ａから成っており、判定手段は、制御装置２０の除去状態検出部２０ａにより検出された有機物膜４３の除去状態に基づいて大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う制御装置２０の良否判定部２０ｂから成っている。
【００６１】
このように、本実施の形態におけるプラズマ検査方法（プラズマ検査装置４０）では、測定試料４２の表面に大気圧下で発生させた大気圧プラズマＰＺを照射して測定試料４２の表面の状態を検出し、その検出した測定試料の表面の状態に基づいて大気圧プラズマの状態の良否判定を行うようになっているので、簡便かつ的確に大気圧プラズマの良否検査を行うことができる。
【００６２】
ここで、測定試料４２の表面に形成される有機物膜４３は特に限定されないが、上述の実施の形態に示したように、有機物膜４３が均一な厚みを有するレジスト材料から成るのであれば、プラズマ検査を安価かつ容易に行うことができるという利点を有する。また、測定試料４２の表面に形成される有機物膜４３が測定試料４２とは異なる色を有しているのであれば、有機物膜４３の除去状況を把握するための画像認識が容易になるので好ましい。
【００６３】
また、本実施の形態におけるプラズマ処理方法は、被処理物Ｗを搬入して所定位置に位置決めする位置決め工程と、位置決めした被処理物Ｗに、プラズマ発生用のガスが供給される反応空間（上部反応空間３３）内に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させた大気圧プラズマＰＺを照射して被処理物Ｗの表面をプラズマ処理するプラズマ処理工程と、プラズマ処理工程を施した被処理物Ｗを搬出する搬出工程を含み、プラズマ処理工程に
おいて用いる大気圧プラズマＰＺの良否検査を上記プラズマ検査方法により行うようになっている。
【００６４】
また、本実施の形態におけるプラズマ処理装置１は、被処理物Ｗを搬入して所定位置に位置決めする位置決め手段としての搬送路３と、搬送路３により位置決めされた被処理物Ｗに、プラズマ発生用のガスが供給される反応空間（上部反応空間３３）内に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させた大気圧プラズマＰＺを照射して被処理物Ｗの表面をプラズマ処理するプラズマ処理手段としてのプラズマ発生装置１０と、プラズマ発生装置１０によるプラズマ処理が施された被処理物Ｗを搬出する搬出手段としての搬送路３と、プラズマ発生装置１０において用いられる大気圧プラズマＰＺの良否判定を行う上記プラズマ検査装置４０を備えたものとなっている。
【００６５】
本実施の形態におけるプラズマ処理方法（プラズマ処理装置１）では、上記プラズマ検査方法（プラズマ検査装置４０）により検査した大気圧プラズマＰＺが用いられて被処理物Ｗに対するプラズマ処理が行われるので、常時良好なプラズマ処理が施された製品（被処理物Ｗ）を得ることができる。
【００６６】
なお、プラズマ実装装置１が備えるプラズマ発生装置１０は上述したものとは異なる形態のものを用いることもできる。
【００６７】
例えば、図１４（ａ）に示すプラズマ発生装置５０は、筒状体５１の内部に形成された反応空間５２内に、一定間隔を有して配置された一対の誘電体５３を挟むように一対の電極５４が配設されている。一対の電極５４には実施の形態１の場合と同様の高周波電源部１５が接続されている。
【００６８】
プラズマ発生装置５０に大気圧プラズマＰＺを発生（点灯）させるには、制御装置２０から高周波電源部１５の作動制御を行い、両電極５４間に高周波電圧を供給することによって反応空間５２内に高周波電界を印加するとともに、筒状体５１の上方から反応空間５２内にプラズマ発生用のガス（不活性ガス又は不活性ガスと反応性ガスとの混合ガス）を供給する。これにより反応空間５２内に大気圧プラズマＰＺが発生し、その大気圧プラズマＰＺがプラズマ発生装置５０の下方に射出される。
【００６９】
図１４（ｂ）に示すプラズマ発生装置６０は、円筒状の反応容器６１の外周にコイル状のアンテナ６２が巻回され、アンテナ６２には実施の形態１の場合と同様の高周波電源部１５が接続されている。
【００７０】
プラズマ発生装置６０に大気プラズマＰＺを発生させるには、反応容器６１の内部の反応空間６３内にプラズマ発生用のガスを供給するとともに、制御装置２０から高周波電源部１５の作動制御を行い、アンテナ６２に高周波電圧を供給する。これにより反応空間６３内に誘導結合型の大気圧プラズマＰＺが発生し、その大気圧プラズマＰＺがプラズマ発生装置６０の下方に射出される。
【００７１】
図１４（ｃ）に示すプラズマ発生装置７０は、誘電体から成る反応管７１の内側に内側電極７２が配置されるとともに外側に外側電極７３が配置され、両電極７２，７３には実施の形態１の場合と同様の高周波電源部１５が接続されている。
【００７２】
プラズマ発生装置７０に大気圧プラズマＰＺを発生させるには、制御装置２０から高周波電源部１５の作動制御を行い、両電極７２，７３の間に高周波電圧を供給するとともに、反応管７１の内部の反応空間７４内にプラズマ発生用のガスを供給する。これにより反応空間７４内に大気圧プラズマＰＺが発生し、その大気圧プラズマＰＺがプラズマ発生装
置７０の下方に射出される。
【００７３】
図１４（ｄ）に示すプラズマ発生装置８０は、誘電体から成る反応管８１の外周部に軸心方向に間隔を空けて一対の電極８２，８３が配置され、両電極８２，８３には実施の形態１の場合と同様の高周波電源部１５が接続されている。
【００７４】
プラズマ発生装置８０に大気圧プラズマＰＺを発生させるには、制御装置２０から高周波電源部１５の作動制御を行い、両電極８２，８３の間に高周波電圧を供給するとともに、反応管８１の一端（上端）側から反応管８１の内部の反応空間８４内にプラズマ発生用のガスを供給する。これにより反応空間８４内に大気圧プラズマＰＺが発生し、その大気圧プラズマＰＺが反応管８１の他端（下端）側から下方に射出される。
【００７５】
図１４（ｅ）に示すプラズマ発生装置９０は、断面形状が細長い長方形形状の誘電体から成る反応管９１の外周部に軸心方向に間隔を空けて一対の電極９２，９３が配置され、両電極９２，９３には実施の形態１の場合と同様の高周波電源部１５が接続されている。
【００７６】
プラズマ発生装置９０に大気圧プラズマＰＺを発生させるには、制御装置２０から高周波電源部１５の作動制御を行い、両電極９２，９３の間に高周波電圧を供給するとともに、反応管９１の内部の反応空間９４内に、反応管９１の一端（上端）側からプラズマ発生用のガスを供給する。これにより反応空間９４内に大気圧プラズマＰＺが発生し、その大気圧プラズマＰＺがプラズマ発生装置９０の他端（下端）側から下方に射出される。
【００７７】
（実施の形態２）
次に、図１５を用いて本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２におけるプラズマ実装装置１は、上述の実施の形態１におけるプラズマ処理装置１と同様の構成であるが、実施の形態１におけるプラズマ処理装置１が、プラズマヘッド５に対して相対的に固定した測定試料４２に対して大気圧プラズマＰＺを照射していたのに対し、実施の形態２におけるプラズマ処理装置１では、プラズマヘッド５に対して測定試料４２を相対的に移動させながら大気圧プラズマＰＺを測定試料４２の表面に（有機物膜４３に）照射させるものである。
【００７８】
プラズマヘッド５に対して測定試料４２を相対的に移動させるのは、検査ステーション４１により支持した測定試料４２に対してプラズマヘッド５を水平方向（例えばＸ軸方向）に移動させるのであってもよいし、搬送路３によって測定試料４２を搬送してプラズマヘッド５の下方を通過させ、その通過の際にプラズマヘッド５から照射される大気圧プラズマＰＺが測定試料４２に当たるようにしてもよい。
【００７９】
実施の形態２では、プラズマヘッド５に対して測定試料４２を相対的に移動させながら大気圧プラズマＰＺを測定試料４２の表面に照射させるため、大気圧プラズマＰＺが照射された後の測定試料４２を上方から撮像すると、測定試料４２の表面に形成された有機物膜４３の一部が、プラズマヘッド５と測定試料４２の相対移動方向に延びた、ほぼ一定幅の帯状に除去された画像が得られる（図１５（ａ），（ｂ），（ｃ））。そして、プラズマヘッド５から照射される大気圧プラズマＰＺの状態が正常であるときには、有機物膜４３の除去された部分は一本の帯状部となってその部分に相当する測定試料４２の表面４２ａの全部が露出するとともに、有機物膜４３の除去された部分の最大幅径Ｔは、プラズマヘッド５の下端部（大気圧プラズマＰＺの射出口）と測定試料４２の表面（有機物膜４３）との間の距離であるギャップＧ（図９（ｂ））の関数として定められる基準幅Ｔ０内に収まるようになる（図１５（ａ））。
【００８０】
一方、プラズマヘッド５から照射される大気圧プラズマＰＺの状態が正常でないときに
は、有機物膜４３の除去された部分は一本の帯状部とならずに複数の帯状部となって間に有機物膜４３の残渣４３ａが帯状に存在し（図１５（ｂ））、或いは、有機物膜４３の除去された部分の最大幅Ｔが上記基準幅Ｔ０を上回るようになる（図１５（ｃ））。したがって、この場合も制御装置２０は、検出された有機物膜４３の除去状態に基づいて大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行うことができ、大気圧プラズマＰＺが異常状態にあるときには、その旨をディスプレイ装置２２に表示してオペレータに警告を与えることができる。なお、実施の形態２では、図１３のフローチャートのステップＳＴ１１において、「最大径」を「最大幅」と読み替え、「基準径」を「基準幅」と読み替えることになる。
【００８１】
このような実施の形態２におけるプラズマ検査方法、プラズマ検査装置４０であっても、実施の形態１におけるプラズマ検査方法、プラズマ検査装置４０と同様の効果を得ることができる。
【００８２】
（実施の形態３）
次に、図１６及び図１７を用いて本発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３におけるプラズマ処理装置１は、上述の実施の形態１又は２におけるプラズマ処理装置１と同様の構成であるが、大気圧プラズマＰＺを照射した後の測定試料４２の表面の状態の検出及びその検出結果に基づいて行う大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う方法が異なるものである。
【００８３】
反応性ガスとして酸素が微量でも混入している場合、発生する大気圧プラズマＰＺが、所定の材料から成る測定試料４２（例えばガラス基板）に照射されると、測定試料４２の表面の親水性が大幅に向上することが知られていることから、実施の形態３では、大気圧プラズマＰＺを照射した後の測定試料４２の表面４２ａに所定の試薬を滴下して、測定試料４２の表面４２ａにおける試薬１００の接触角（図１６に示すように、測定試料４２の表面４２ａ上に滴下された試薬１００の「上方に凸」の部分の下縁１０１における、試薬１００の表面に対する接線１０２と測定試料４２の表面４２ａとがなす角度）θを検出し、その検出した接触角θの大きさに基づいて測定試料４２の表面の親水性を求め、これに基づいて測定試料４２の表面の状態を検出するものである。
【００８４】
このため実施の形態３におけるプラズマ処理装置１では、測定試料４２の表面に有機物膜４３が形成されることは必ずしも必要ではなく、図１７に示すように、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面４２ａに試薬を滴下する試薬滴下手段１１１と、試薬が滴下された測定試料４２を側方から撮像する撮像手段（例えば認識カメラ）１１２と、撮像手段１１２により撮像された画像に基づいて、測定試料４２の表面における試薬１００の接触角θを算出する接触角算出手段としての制御装置２０の接触角算出部２０ｃと、接触角算出部２０ｃにおいて算出された接触角θから求められる測定試料４２の表面の状態に基づいて、大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う判定手段としての制御装置２０の良否判定部２０ｄを備えている。ここで、試薬滴下手段１１１と撮像手段１１２は、プラズマ処理装置１が備える制御装置２０によって作動制御がなされる。
【００８５】
このように実施の形態３におけるプラズマ処理方法では、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面の状態を検出する表面状態検出工程は、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面に試薬を滴下する試薬滴下工程と、試薬が滴下された測定試料４２を側方から撮像する撮像工程と、撮像された画像に基づいて、測定試料４２の表面における試薬１００の接触角θを算出する接触角算出工程から成り、検出された測定試料４２の表面の状態に基づいて大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う判定工程は、表面状態検出工程（接触角算出工程）において算出された接触角θから求められる測定試料４２の表面の状態に基づいて、大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う接触角判定工程から成る。
【００８６】
また、実施の形態３におけるプラズマ処理装置１では、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面の状態を検出する表面状態検出手段は、大気圧プラズマＰＺが照射された測定試料４２の表面に試薬を滴下する試薬滴下手段１１１と、試薬が滴下された測定試料４２を側方から撮像する撮像手段１１２と、撮像手段１１２により撮像された画像に基づいて、測定試料４２の表面における試薬１００の接触角θを算出する接触角算出手段（制御装置２０の接触角算出部２０ｃ）から成り、表面状態検出手段により検出された測定試料４２の表面の状態に基づいて大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う判定手段は、表面状態検出手段（制御装置２０の接触角算出部２０ｃ）において算出された接触角θから求められる測定試料４２の表面の状態に基づいて、大気圧プラズマＰＺの状態の良否判定を行う制御装置２０の良否判定部２０ｄから成る。
【００８７】
このような実施の形態３におけるプラズマ検査方法、プラズマ検査装置４０であっても、実施の形態１又は実施の形態２におけるプラズマ検査方法、プラズマ検査装置４０と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に限定されない。例えば、上述の実施の形態の図１等において示した測定試料４２の形状は矩形形状であったが、これは一例に過ぎず、円形等、他の形状であっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
簡便かつ的確に大気圧プラズマの良否検査を行うことができるプラズマ検査方法、プラズマ処理方法、プラズマ検査装置及びプラズマ処理装置を提供する。
【符号の説明】
【００９０】
１ プラズマ処理装置
３ 搬送路（位置決め手段、搬出手段）
１０ プラズマ発生手段（プラズマ処理手段）
１５ 高周波電源部
２０ａ 除去状態検出部（表面状態検出手段、除去状態検出手段）
２０ｂ 良否判定部（判定手段）
３３ 上部反応空間（反応空間）
４０ プラズマ検査装置
４２ 測定試料
４３ 有機物膜
４４ 認識カメラ（表面状態検出手段、撮像手段）
Ｇ１ 第１の不活性ガス（プラズマ発生用のガス）
Ｇ４ 混合ガス（プラズマ発生用のガス）
ＰＺ 大気圧プラズマ（プラズマ）
Ｗ 被処理物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ発生用のガスが供給される反応空間内に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させたプラズマの状態の良否検査を行うプラズマ検査方法であって、
測定試料の表面に前記プラズマを照射するプラズマ照射工程と、
前記プラズマが照射された前記測定試料の表面の状態を検出する表面状態検出工程と、
検出した前記測定試料の表面の状態に基づいて前記プラズマの状態の良否判定を行う判定工程とを含むことを特徴とするプラズマ検査方法。
【請求項２】
前記測定試料は表面に有機物膜が形成されたものから成り、
前記表面状態検出工程では、前記プラズマが照射された前記測定試料の表面の撮像を行うとともに、この撮像によって得られた前記測定試料の表面の画像から有機物膜の除去状態の検出を行い、
判定工程では、検出した有機物膜の除去状態に基づいて前記プラズマの状態の良否判定を行うことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ検査方法。
【請求項３】
前記測定試料の表面に形成される有機物膜は均一な厚みを有するレジスト材料から成ることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ検査方法。
【請求項４】
前記測定試料の表面に形成される有機物膜は前記測定試料とは異なる色を有していることを特徴とする請求項２又は３に記載のプラズマ検査方法。
【請求項５】
前記電界は１ＫＨｚ以上、３０ＧＨｚ以下の周波数帯を有する高周波電源部により励起されることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のプラズマ検査方法。
【請求項６】
被処理物を搬入して所定位置に位置決めする位置決め工程と、
位置決めした被処理物に、プラズマ発生用のガスが供給される反応空間内に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させたプラズマを照射して前記被処理物の表面をプラズマ処理するプラズマ処理工程と、
プラズマ処理工程を施した前記被処理物を搬出する搬出工程とを含むプラズマ処理方法であって、
プラズマ処理工程において用いるプラズマの良否検査を請求項１乃至５の何れかに記載のプラズマ検査方法により行うことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項７】
プラズマ発生用のガスが供給される反応空間内に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させたプラズマの状態の良否検査を行うプラズマ検査装置であって、
表面に前記プラズマが照射される測定試料と、
前記プラズマが照射された前記測定試料の表面の状態を検出する表面状態検出手段と、
前記表面状態検出手段により検出された前記測定試料の表面の状態に基づいて前記プラズマの状態の良否判定を行う判定手段とを備えたことを特徴とするプラズマ検査装置。
【請求項８】
前記測定試料は表面に有機物膜が形成されたものから成り、
前記表面状態検出手段は、前記プラズマが照射された前記測定試料の表面の撮像を行う撮像手段及び前記撮像手段の撮像によって得られた前記測定試料の表面の画像から有機物膜の除去状態を検出する除去状態検出手段から成り、
前記判定手段は、除去状態検出手段により検出された有機物膜の除去状態に基づいて前記プラズマの状態の良否判定を行うことを特徴とする請求項７に記載のプラズマ検査装置。
【請求項９】
前記測定試料の表面に形成される有機物膜は均一な厚みを有するレジスト材料から成る
ことを特徴とする請求項８に記載のプラズマ検査装置。
【請求項１０】
前記測定試料の表面に形成される有機物膜は前記測定試料とは異なる色を有していることを特徴とする請求項８又は９に記載のプラズマ検査装置。
【請求項１１】
前記電界は１ＫＨｚ以上、３０ＧＨｚ以下の周波数帯を有する高周波電源部により励起されることを特徴とする請求項７乃至１０の何れかに記載のプラズマ検査装置。
【請求項１２】
被処理物を搬入して所定位置に位置決めする位置決め手段と、
位置決め手段により位置決めされた被処理物に、プラズマ発生用のガスが供給される反応空間内に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させたプラズマを照射して前記被処理物の表面をプラズマ処理するプラズマ処理手段と、
プラズマ処理手段によるプラズマ処理が施された前記被処理物を搬出する搬出手段と、
プラズマ処理手段において用いられるプラズマの良否判定を行う請求項７乃至１１の何れかに記載のプラズマ検査装置とを備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１】
プラズマ発生用のガスが供給される反応空間内に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させたプラズマの状態の良否検査を行うプラズマ検査方法であって、
測定試料の表面に前記プラズマを照射するプラズマ照射工程と、
前記プラズマが照射された前記測定試料の表面の状態を検出する表面状態検出工程と、
検出した前記測定試料の表面の状態に基づいて前記プラズマの状態の良否判定を行う判定工程とを含むことを特徴とするプラズマ検査方法。
【請求項２】
前記測定試料は表面に有機物膜が形成されたものから成り、
前記表面状態検出工程では、前記プラズマが照射された前記測定試料の表面の撮像を行うとともに、この撮像によって得られた前記測定試料の表面の画像から有機物膜の除去状態の検出を行い、
判定工程では、検出した有機物膜の除去状態に基づいて前記プラズマの状態の良否判定を行うことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ検査方法。
【請求項３】
前記測定試料の表面に形成される有機物膜は均一な厚みを有するレジスト材料から成ることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ検査方法。
【請求項４】
前記測定試料の表面に形成される有機物膜は前記測定試料とは異なる色を有していることを特徴とする請求項２又は３に記載のプラズマ検査方法。
【請求項５】
前記電界は１ＫＨｚ以上、３０ＧＨｚ以下の周波数帯を有する高周波電源部により励起されることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のプラズマ検査方法。
【請求項６】
被処理物を搬入して所定位置に位置決めする位置決め工程と、
位置決めした被処理物に、プラズマ発生用のガスが供給される反応空間内に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させたプラズマを照射して前記被処理物の表面をプラズマ処理するプラズマ処理工程と、
プラズマ処理工程を施した前記被処理物を搬出する搬出工程とを含むプラズマ処理方法であって、
プラズマ処理工程において用いるプラズマの良否検査を請求項１乃至５の何れかに記載のプラズマ検査方法により行うことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項７】
プラズマ発生用のガスが供給される反応空間内に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させたプラズマの状態の良否検査を行うプラズマ検査装置であって、
表面に前記プラズマが照射される測定試料と、
前記プラズマが照射された前記測定試料の表面の状態を検出する表面状態検出手段と、
前記表面状態検出手段により検出された前記測定試料の表面の状態に基づいて前記プラズマの状態の良否判定を行う判定手段とを備えたことを特徴とするプラズマ検査装置。
【請求項８】
前記測定試料は表面に有機物膜が形成されたものから成り、
前記表面状態検出手段は、前記プラズマが照射された前記測定試料の表面の撮像を行う撮像手段及び前記撮像手段の撮像によって得られた前記測定試料の表面の画像から有機物膜の除去状態を検出する除去状態検出手段から成り、
前記判定手段は、除去状態検出手段により検出された有機物膜の除去状態に基づいて前記プラズマの状態の良否判定を行うことを特徴とする請求項７に記載のプラズマ検査装置。
【請求項９】
前記測定試料の表面に形成される有機物膜は均一な厚みを有するレジスト材料から成る
ことを特徴とする請求項８に記載のプラズマ検査装置。
【請求項１０】
前記測定試料の表面に形成される有機物膜は前記測定試料とは異なる色を有していることを特徴とする請求項８又は９に記載のプラズマ検査装置。
【請求項１１】
前記電界は１ＫＨｚ以上、３０ＧＨｚ以下の周波数帯を有する高周波電源部により励起されることを特徴とする請求項７乃至１０の何れかに記載のプラズマ検査装置。
【請求項１２】
被処理物を搬入して所定位置に位置決めする位置決め手段と、
位置決め手段により位置決めされた被処理物に、プラズマ発生用のガスが供給される反応空間内に電界を印加して大気圧近傍の圧力下で発生させたプラズマを照射して前記被処理物の表面をプラズマ処理するプラズマ処理手段と、
プラズマ処理手段によるプラズマ処理が施された前記被処理物を搬出する搬出手段と、
プラズマ処理手段において用いられるプラズマの良否判定を行う請求項７乃至１１の何れかに記載のプラズマ検査装置とを備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１０−２５１１４５（Ｐ２０１０−２５１１４５Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９９８０５（Ｐ２００９−９９８０５）
【出願日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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