大気圧プラズマ処理システム
【課題】実用性の高い大気圧プラズマ処理システムを提供することを課題とする。
【解決手段】大気圧下でプラズマ処理を行うシステムにおいて、(a)一列に並んで配置された複数のチャンバー３４と、(b)隣り合う２つのチャンバーを連通する１以上の連通路４２，４４と、(c)連通路を介しつつ、チャンバー内を通って基板５４を搬送する搬送装置５０と、(d)各チャンバー内で大気圧下においてプラズマを発生可能な複数のプラズマヘッド３８と、(e)各連通路を遮るようにガスを吹出し、その吹出されたガスの流れによって隣り合うチャンバー間を仕切る１以上の仕切装置６２，６４とを備え、搬送装置によって搬送される被処理物に複数のチャンバー内で順次プラズマ処理を施すように構成する。このような構成により、複数のプラズマ処理に要する時間を短縮するとともに、吹出されるガスの流れによって、各チャンバーで使用される反応ガスの混合を抑制することが可能となる。
【解決手段】大気圧下でプラズマ処理を行うシステムにおいて、(a)一列に並んで配置された複数のチャンバー３４と、(b)隣り合う２つのチャンバーを連通する１以上の連通路４２，４４と、(c)連通路を介しつつ、チャンバー内を通って基板５４を搬送する搬送装置５０と、(d)各チャンバー内で大気圧下においてプラズマを発生可能な複数のプラズマヘッド３８と、(e)各連通路を遮るようにガスを吹出し、その吹出されたガスの流れによって隣り合うチャンバー間を仕切る１以上の仕切装置６２，６４とを備え、搬送装置によって搬送される被処理物に複数のチャンバー内で順次プラズマ処理を施すように構成する。このような構成により、複数のプラズマ処理に要する時間を短縮するとともに、吹出されるガスの流れによって、各チャンバーで使用される反応ガスの混合を抑制することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気圧下で被処理物に対してプラズマ処理を施す大気圧プラズマ処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、減圧下で発生させたプラズマを利用して、基板等の被処理物に対する表面処理が行われている。具体的には、減圧したチャンバー内で、ガスをプラズマ化させ、そのプラズマ化されたガスによって、被処理物の表面改質，表面洗浄，薄膜成形等の処理が行われている。減圧下でのプラズマ処理においては、チャンバー内を減圧するべく、真空ポンプ等が必要であり、さらに、減圧状態を維持するべく、チャンバーを密閉する必要がある。このため、減圧下でプラズマ処理を行うためのシステムは、大型化するとともに、コスト高になる傾向にある。また、チャンバーの密閉工程，減圧工程等が必要であるため、減圧下でのプラズマ処理に要する時間は、比較的長くなる。このようなことに鑑みて、近年では、大気圧下で被処理物に対してプラズマ処理を施す大気圧プラズマ処理システムの開発が進められている。下記特許文献には、大気圧プラズマ処理システムの一例が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１４００５１号公報
【特許文献２】特開２００６−３３１７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プラズマ化されたガスによる処理には、表面改質，表面洗浄，薄膜成形等の様々な種類の処理があり、種々のプラズマ処理を連続して行うことがある。具体的には、例えば、反応ガスとして酸素をプラズマ化させて、基板表面の有機物を除去するプラズマ処理を行って、有機物除去後の基板表面に、薄膜成形用の反応ガスのプラズマ化によって、薄膜を形成するプラズマ処理を行う。そして、その形成された薄膜上に、その薄膜とは異なる薄膜を形成するべく、別の薄膜成形用の反応ガスによるプラズマ処理を行うことがある。このような複数のプラズマ処理を、減圧下で行う場合には、処理毎に密閉工程および減圧工程を繰り返し行う必要があり、総処理時間は相当長くなる虞がある。一方で、複数のプラズマ処理を、大気圧プラズマ処理システムによって行う場合には、処理毎の密閉工程および減圧工程を行う必要が無いため、処理時間を相当短縮することが可能となる。
【０００５】
大気圧プラズマ処理システムによる複数のプラズマ処理において、処理時間の更なる短縮を図るべく、各処理を行う複数のチャンバーを一列に配置し、隣り合う２つのチャンバーを連通することが考えられる。ただし、隣り合う２つのチャンバーを連通する場合には、各チャンバーで使用される反応ガスが互いに混ざり合わないようにする必要がある。上記特許文献には、システム内への被処理物の搬入口および、システム内からの被処理物の搬出口を、エアカーテンによってシステムの内部と外部とに仕切ることで、チャンバー内からの反応ガスの流出、チャンバー内への外気の流入等を抑制するための技術が記載されている。しかし、上記特許文献では、２つのチャンバーを連通させることは考えられておらず、２つのチャンバー間の反応ガスの混合を防止することまで考慮されていない。このように、大気圧プラズマ処理システムには、改良の余地を多分に残すものとなっており、種々の改良を施すことによって、大気圧プラズマ処理システムの実用性が向上すると考えられる。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高い大気圧プラズマ処理システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本願の請求項１に記載の大気圧プラズマ処理システムは、一列に並んで配置された複数のチャンバーと、それぞれが、前記複数のチャンバーのうちの隣り合う２つのチャンバーを連通する１以上のチャンバー間連通路と、それら１以上のチャンバー間連通路を介しつつ、前記複数のチャンバー内を通って被処理物を搬送する搬送装置と、前記複数のチャンバーに対応して設けられ、それぞれが、前記複数のチャンバーのうちの自身に対応するものの内部で大気圧下においてプラズマを発生可能な複数の大気圧プラズマ発生装置と、前記１以上のチャンバー間連通路に対応して設けられ、それぞれが、前記１以上のチャンバー間連通路のうちの自身に対応するものを遮るようにガスを吹出し、その吹出されたガスの流れによって隣り合う２つのチャンバーの間を仕切る１以上のチャンバー間仕切装置とを備え、前記搬送装置によって搬送される被処理物に対して、前記複数のチャンバー内で順次プラズマ処理を施すように構成される。
【０００７】
また、請求項２に記載の大気圧プラズマ処理システムは、請求項１に記載の大気圧プラズマ処理システムにおいて、前記複数のチャンバー内の気圧が同じとなるように構成される。
【０００８】
また、請求項３に記載の大気圧プラズマ処理システムは、請求項１または請求項２に記載の大気圧プラズマ処理システムにおいて、前記複数のチャンバー内の気圧が陽圧となるように構成される。
【０００９】
また、請求項４に記載の大気圧プラズマ処理システムは、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の大気圧プラズマ処理システムにおいて、前記複数のチャンバーのうちの両端に配置された２つのチャンバーの各々は、大気に開口し、被処理物を前記搬送装置によって搬出入するための搬出入口を有し、当該大気圧プラズマ処理システムは、前記両端に配置された２つのチャンバーに対応して設けられ、それぞれが、前記搬出入口を遮るようにガスを吹出し、その吹出されたガスの流れによって自身に対応するチャンバーと大気との間を仕切る２つのチャンバー大気間仕切装置を備えるように構成される。
【００１０】
また、請求項５に記載の大気圧プラズマ処理システムは、請求項４に記載の大気圧プラズマ処理システムにおいて、前記２つのチャンバー大気間仕切装置の各々の単位時間当たりの吹出し量は、前記１以上のチャンバー間仕切装置の各々の単位時間当たりの吹出し量より多く構成される。
【００１１】
また、請求項６に記載の大気圧プラズマ処理システムは、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の大気圧プラズマ処理システムにおいて、被処理物の搬送方向における前記１以上のチャンバー間連通路の長さが、当該大気圧プラズマ処理システムによって処理できる最も大きな被処理物の前記搬送方向における長さより長く構成される。
【００１２】
また、請求項７に記載の大気圧プラズマ処理システムは、請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の大気圧プラズマ処理システムにおいて、前記１以上のチャンバー間仕切装置は、それぞれ、被処理物の搬送方向に垂直かつ水平な方向にガスを吹出すように構成される。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の大気圧プラズマ処理システムでは、各処理を行う複数のチャンバーが一列に配置され、隣り合う２つのチャンバーの間が連通路によって連通されるとともに、被処理物が、複数のチャンバー内を通って搬送装置によって搬送される。これにより、搬送装置によって搬送される被処理物に対して、複数のチャンバー内で順次プラズマ処理を施すことが可能となり、処理時間を短縮することが可能となる。さらに、仕切装置によって吹出されるガスの流れによって、隣り合う２つのチャンバーの間を仕切ることが可能となっており、これにより、各チャンバーで使用される反応ガスの混合を抑制することが可能となる。
【００１４】
また、請求項２に記載の大気圧プラズマ処理システムでは、隣り合う２つのチャンバーの間の気圧差を無くすことが可能となる。これにより、隣り合う２つのチャンバー間での反応ガスの混合をさらに抑制することが可能となる。
【００１５】
また、請求項３に記載の大気圧プラズマ処理システムでは、各チャンバー内の気圧が大気圧より高くされている。これにより、各チャンバー内への大気の流入を防止することが可能となる。
【００１６】
また、請求項４に記載の大気圧プラズマ処理システムでは、仕切装置によって吹出されるガスの流れによって、端に位置するチャンバーと大気との間を仕切ることが可能となっている。これにより、そのチャンバー内から大気への反応ガスの流出および、そのチャンバー内への大気の流入を抑制することが可能となる。
【００１７】
また、請求項５に記載の大気圧プラズマ処理システムでは、端に位置するチャンバーと大気との間を仕切るガスの流れを、隣り合う２つのチャンバー間を仕切るガスの流れより強くしている。各チャンバー内には、プラズマ処理を行うべく、反応ガスが流されており、チャンバー内の気圧が大気圧より高くなっていることが多くある。一方、反応ガスの流量はチャンバー毎に大きく異なることは少なく、隣り合う２つのチャンバー間の気圧差はさほど大きくない。このため、端に位置するチャンバーと大気との気圧差が、隣り合う２つのチャンバー間の気圧差より大きくなる傾向にある。したがって、請求項５に記載の大気圧プラズマ処理システムによれば、効果的に端に位置するチャンバー内から大気への反応ガスの流出を抑制することが可能となる。
【００１８】
また、請求項６に記載の大気圧プラズマ処理システムでは、被処理物の搬送方向における長さが、チャンバー間連通路より短くされている。つまり、被処理物の搬送時に、被処理物が隣り合う２つのチャンバーに渡って位置することは無い。これにより、チャンバー間連通路に吹出されるガスのチャンバー内への流入を抑制することが可能となる。詳しく言えば、例えば、被処理物の搬送方向における長さがチャンバー間連通路より長い場合には、被処理物の搬送時に、被処理物が隣り合う２つのチャンバーに渡って位置することがある。このように、被処理物が２つのチャンバーに渡って位置すると、チャンバー間連通路に吹出されたガスが、被処理物に沿ってチャンバー内に流入し易くなる。つまり、被処理物の搬送方向における長さがチャンバー間連通路より短くされることで、チャンバー間連通路に吹出されるガスのチャンバー内への流入を抑制することが可能となる。
【００１９】
また、請求項７に記載の大気圧プラズマ処理システムでは、被処理物の側方からガスが吹出されている。被処理物の多くは、板状のものであり、側方からガスが吹出された場合の流路抵抗が最も小さくなると考えられる。したがって、請求項７に記載の大気圧プラズマ処理システムによれば、チャンバー間連通路に吹出されたガスは、被処理物を挟んで吹出し口の反対側に流れ易くなり、吹出されたガスのチャンバー内への流入を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例である大気圧プラズマ処理システムを示す斜視図である
【図２】図１に示す大気圧プラズマ処理システムを上部カバーを取り外した状態で示す平面図である
【図３】図２のＡＡ線における概略断面図である。
【図４】実施例の大気圧プラズマ処理システムでの窒素ガスの流れを模式的に示す図である。
【図５】変形例の大気圧プラズマ処理システムを示す概略断面図である。
【図６】変形例の大気圧プラズマ処理システムでの窒素ガスの流れを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例および変形例を、図を参照しつつ詳しく説明する。
【００２２】
＜大気圧プラズマ処理システムの構成＞
図１〜図３に、本発明の実施例の大気圧プラズマ処理システム（以下、「処理システム」と略す場合がある）１０を示す。図１は、処理システム１０の斜視図であり、図２は、上部カバーを取り除いた状態での処理システム１０を上方からの視点において示した概略平面図であり、図３は、図２のＡＡ線における概略断面図である。処理システム１０は、大気圧下でプラズマ処理を施すことが可能な３台の大気圧プラズマ処理装置（以下、「処理装置」と略す場合がある）１２，１４，１６と、４台の連結装置１８，２０，２２，２４とによって構成されている。それら３台の処理装置１２，１４，１６と４台の連結装置１８，２０，２２，２４とは交互に隣接して並べられており、一列に配置されている。
【００２３】
ちなみに、以下の説明において、処理装置１２，１４，１６および連結装置１８，２０，２２，２４の並ぶ方向を左右方向と称し、その方向に垂直かつ水平な方向を前後方向と称する。そして、図１における斜め左上方向および、図２，３における左方向を左方と称し、図１における斜め右下方向および、図２，３における右方向を右方と称する。さらに、図１における斜め左下方向および、図２における下方向を前方と称し、図１における斜め右上方向および、図２における上方向を後方と称する。また、３台の処理装置１２，１４，１６を区別する場合には、最も左側に配置されたものから順に、第１処理装置１２，第２処理装置１４，第３処理装置１６と称し、４台の連結装置１８，２０，２２，２４を区別する場合には、最も左側に配置されたものから順に、第１連結装置１８，第２連結装置２０，第３連結装置２２，第４連結装置２４と称する。
【００２４】
処理装置１２，１４，１６は、それぞれ、ベース３０と、そのベース３０の上面全体を囲う上部カバー３２とを備えており、それらベース３０と上部カバー３２とによって、プラズマ処理が行われる処理室３４が区画されている。処理室３４の天井、つまり、上部カバー３２の内面には、ヘッド保持部３６が固定的に設けられており、そのヘッド保持部３６によって、プラズマヘッド３８が保持されている。プラズマヘッド３８は、反応ガスを内部でプラズマ化し、そのプラズマ化されたガスを下端面に形成された開口（図示省略）から下方に向けて吹き出すものであり、大気圧下においてプラズマガスを発生可能とされている。大気圧下でプラズマガスを発生可能なヘッドは、それの構成が公知のものであることから、簡単に説明すると、プラズマヘッド内部に形成されたガス流路に反応ガスを流し、そのガス流路に設けられた１対の電極間において放電させることで、反応ガスをプラズマ化させる構造とされている。
【００２５】
また、連結装置１８，２０，２２，２４は、隣り合う２台の処理装置１２，１４，１６の処理室３４を連通するもの、若しくは、処理室３４と処理システム１０の外部とを連通するものであり、内部にそれらを連通するための通路が形成されている。詳しく言えば、第１連結装置１８の内部には、第１処理装置１２の処理室３４と処理システム１０の外部とを連通する第１連通路４０が形成されており、第２連結装置２０の内部には、第１処理装置１２の処理室３４と第２処理装置１４の処理室３４とを連通する第２連通路４２が形成されている。第３連結装置２２の内部には、第２処理装置１４の処理室３４と第３処理装置１６の処理室３４とを連通する第３連通路４４が形成されており、第４連結装置２４の内部には、第３処理装置１６の処理室３４と処理システム１０の外部とを連通する第４連通路４６が形成されている。
【００２６】
処理システム１０には、それの内部を左右方向に貫くようにして、搬送装置５０が配設されている。搬送装置５０は、１対のコンベアベルト５２を有しており、それら１対のコンベアベルト５２は、各連通路４０，４２，４４，４６を通って、左右方向に延びるようにして、各処理装置１２，１４，１６のベース３０上面に固定されている。搬送装置５０は、１対のコンベアベルト５２によって基板５４を支持し、それら１対のコンベアベルト５２を電磁モータ（図示省略）によって周回させることで、基板５４を右方向に向かって搬送する構造とされている。つまり、基板５４は、搬送装置５０によって、第１連結装置１８の第１連通路４０から搬入されて、第１処理装置１２，第２処理装置１４，第３処理装置１６の各々の処理室３４内を順番に搬送され、第４連結装置２４の第４連通路４６から搬出される。
【００２７】
また、連結装置１８，２０，２２，２４の各連通路４０，４２，４４，４６には、エアカーテン装置６０，６２，６４，６６が設けられており、各連通路によって繋がれる２つの処理室３４の間、若しくは、処理室３４と処理システム１０の外部との間を仕切ることが可能となっている。詳しく言えば、各エアカーテン装置６０等は、送風機構６８と吸引機構７０とから構成されており、送風機構６８は連通路４０等の後方に配設され、吸引機構７０は連通路４０等の前方に配設されている。その送風機構６８の送風口７２と吸引機構７０の吸引口７４とは、連通路４０等に開口しており、その連通路４０等を挟んで向かい合っている。それら送風口７２と吸引口７４とはそれぞれ、連通路４０等の上下方向の長さ一杯に開口しており、送風口７２および吸引口７４の上下方向の長さと連通路４０等の上下方向の長さとは、同じとされている。そして、送風機構６８は、送風口７２から窒素ガスを吹出し、吸引機構７０は、その吹出された窒素ガスを吸引口７４から吸引する構造とされており、そのガスの流れによって壁を形成し、ガス流の壁によって処理室３４の間、若しくは、処理室３４と大気との間を仕切るようになっている。
【００２８】
＜大気圧プラズマ処理システムでのプラズマ処理＞
上述のように構成された処理システム１０では、３台の処理装置１２，１４，１６の処理室３４毎に異なるプラズマ処理を行うことが可能とされており、搬送装置５０によって搬送される基板５４に対して、３種類のプラズマ処理が順次行われるようになっている。具体的にいえば、まず、第１連通路４０を介して基板５４が搬入される第１処理装置１２の処理室３４では、反応ガスとして酸素が利用されており、プラズマ化された酸素ガスによって、基板表面の有機物を除去するためのプラズマ処理が行われる。プラズマ化された酸素ガスが、基板表面に付着した有機汚染物と化学的に結合することで、有機汚染物が分解され、基板表面から除去されるのである。
【００２９】
次に、有機物除去後の基板５４が、第２連通路４２を介して、第２処理装置１４の処理室３４に搬送され、その処理室３４では、プラズマ化された反応ガスによって基板表面に薄膜が蒸着される。つまり、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）による薄膜形成が行われる。反応ガスとしては、モノシラン，ジクロロシラン等種々のものを採用することが可能であり、形成される薄膜に応じて選択される。
【００３０】
続いて、第２処理装置１４の処理室３４において１層の薄膜が形成された基板５４が、第３連通路４４を介して、第３処理装置１６の処理室３４に搬送され、その処理室３４で、プラズマＣＶＤによって２層目の薄膜が形成される。この第３処理装置１６の処理室３４での薄膜形成用の反応ガスは、第２処理装置１４の処理室３４での薄膜形成用の反応ガスと異なるものが採用されており、基板５４に形成される２つの層は異なるものとなっている。
【００３１】
そして、上記プラズマ処理が施された基板５４が、第４連通路４６を介して、処理システム１０から搬出される。処理システム１０内で上記プラズマ処理が行われている間、各連通路４０等には、エアカーテン装置６０等によって窒素ガスが吹出されており、窒素ガスによる気流の壁によって、隣り合う２つの処理室３４の間、若しくは、端に位置する処理室３４と処理システム１０の外部との間が仕切られている。この窒素ガスの流れを、搬送方向からの視点において、図４に示す。
【００３２】
エアカーテン装置６０等の送風機構６８は、各連通路４０等の後方に設けられており、送風機構６８の吹出口７２から、前方に向かって窒素ガスが吹出されている。そして、その吹出された窒素ガスが、各連通路４０等の前方に設けられた吸引機構７０の吸引口に吸引される。このような窒素ガスの流れによって、図に示すように、各連通路４０に気流の壁が形成され、その気流の壁によって、隣り合う２つの処理室３４の間、若しくは、端に位置する処理室３４と処理システム１０の外部との間が仕切られるのである。これより、隣り合う２つの処理室３４で使用されている異なる種類の反応ガスの混合を防止するとともに、端に位置する処理室３４で使用されている反応ガスと大気との混合を防止することが可能となっている。なお、コンベアベルト５２は、一本のベルトの両端が連結された環状のベルトであるため、コンベアベルト５２の側方から吹出された窒素ガスは、環状のベルト内部を通り抜けるようになっている。
【００３３】
また、図から解るように、窒素ガスは、基板５４の側方から吹出されている。このため、吹出口７２から基板５４に吹き付けられた窒素ガスは、基板５４の上面および下面に沿って、吸引口７４に流れ込んでいる。このように、窒素ガスを薄板状の基板側方から吹出すことで、少ない流路抵抗で窒素ガスを流すことが可能となり、好適に気流の壁を形成することが可能となる。
【００３４】
なお、各処理室３４ではプラズマ処理を行うべく、反応ガスが流されており、各プラズマ処理で使用される反応ガスの流量は概ね同じとされている。このため、各処理室３４の気圧は概ね同じとされている。つまり、処理室間の気圧差は殆ど０とされており、処理室間の反応ガスの混合をより効果的に防止することが可能となっている。また、処理室３４では反応ガスが流されていることから、処理室３４内の気圧が大気圧より高くなっている。このため、端に位置する処理室３４と大気との間では、処理室３４への大気の流入が好適に防止されている。
【００３５】
また、上述したように、隣り合う処理室３４間の気圧差は殆どなく、端に位置する処理室３４内の気圧は大気圧より高いため、端に位置する処理室３４と大気との気圧差は、隣り合う処理室３４間の気圧差より大きい。このため、処理システム１０の端に位置する連結装置１８，２４に設けられたエアカーテン装置６０，６６の単位時間当たりの吹出し量を、処理装置１２等の間に位置する連結装置２０，２２に設けられたエアカーテン装置６２，６４の単位時間当たりの吹出し量より多くしている。これにより、端に位置する処理室３４から大気への反応ガスの流出を好適に防止することが可能となっている。
【００３６】
＜変形例＞
上記処理システム１０では、窒素ガスが基板５４の側方から吹出されるように構成されていたが、窒素ガスが基板５４の上方から吹出されるように構成されてもよい。このように構成されたシステムを、変形例の処理システム８０として図５に示す。この図は、上記処理システム１０を示す図３に相当する図であり、変形例の処理システム８０を前方からの視点において示す概略断面図である。なお、変形例の処理システム８０は、エアカーテン装置８２を除き、上記処理システム１０と略同様の構成であるため、上記処理システム１０と同様の機能の構成要素については、同じ符号を用いて説明を省略あるいは簡略に行うものとする。
【００３７】
処理システム８０に装備されているエアカーテン装置８２は、各連通路４０等の上方に配設された送風機構８４と、各連通路４０等の下方に配設された吸引機構８６とから構成されており、送風機構８４の送風口８８と吸引機構８６の吸引口９０とが、各連通路４０等を挟んで向かい合っている。それら送風口８８と吸引口９０とはそれぞれ、各連通路４０等の前後方向の長さ一杯に開口しており、送風口８８および吸引口９０の前後方向の長さと各連通路４０等の前後方向の長さとは、同じとされている。そして、送風機構８４は、送風口８８から窒素ガスを吹出し、吸引機構８６は、その吹出された窒素ガスを吸引口９０から吸引する構造とされている。このような構造により、変形例の処理システム８０においても、上記処理システム１０と同様に、窒素ガスの流れによって壁を形成し、ガス流の壁によって処理室３４の間、若しくは、処理室３４と大気との間を仕切るようになっている。
【００３８】
また、変形例の処理システム８０では、上記処理システム１０と異なり、窒素ガスが基板５４の上面に向かって吹きつけられており、比較的大きな流路抵抗で窒素ガスが流れるようになっている。この窒素ガスの流れを、前方からの視点において、図６（ａ）に示す。図６（ａ）は、基板５４が連通路４０等内を搬送されている状態を示しており、この図における基板５４は、処理システム８０で処理できる最も大きなものとされている。図から解るように、連通路４０等の搬送方向における長さは、基板５４の搬送方向における長さより長くされており、送風機構８４の送風口８８から基板５４の上面に向かって吹きつけられた窒素ガスは、処理室３４に流れ込む前に、吸引機構８６の吸引口９０に吸引されるようになっている。
【００３９】
一方で、連通路の搬送方向における長さが、基板５４の搬送方向における長さより短い場合での窒素ガスの流れを説明する。具体的には、図６（ｂ）に示すように、基板５４の搬送方向における長さより短い連通路９２によって、２つの処理室３４を連通した場合における窒素ガスの流れを説明する。この場合には、基板５４が２つの処理室３４に渡って位置しており、送風口８８から基板５４の上面に向かって吹きつけられた窒素ガスは、吸引口９０に吸引される前に、各処理室３４に流れ込んでしまう。このように、流路抵抗が大きい状態で窒素ガスが流され、基板５４が２つの処理室３４に渡って位置すると、窒素ガスが処理室内に流れ込み易くなるのである。
【００４０】
変形例の処理システム８０では、上述したように、比較的大きな流路抵抗で窒素ガスが流れているが、連通路４０等の搬送方向における長さが、基板５４の搬送方向における長さより長くされている。したがって、変形例の処理システム８０によれば、窒素ガスの処理室３４内への流入を好適に抑制することが可能となっている。
【００４１】
ちなみに、上記実施例および変形例において、処理システム１０，８０は、大気圧プラズマ処理システムの一例であり、搬送装置５０は、搬送装置の一例である。また、各処理装置１２，１４，１６内の処理室３４は、チャンバーの一例であり、各処理室３４に設けられたプラズマヘッド３８は、大気圧プラズマ発生装置の一例である。各処理室３４を連通する第２連通路４２および、第３連通路４４は、チャンバー間連通路の一例であり、処理室３４と大気とを連通する第１連通路４０および、第４連通路４６は、搬出入口の一例である。それら第２連通路４２および、第３連通路４４に設けられたエアカーテン装置６２，６４，８２は、チャンバー間仕切装置の一例であり、第１連通路４０および、第４連通路４６に設けられたエアカーテン装置６０，６６，８２は、チャンバー大気間仕切装置の一例である。そして、基板５４は、被処理物の一例である。
【００４２】
なお、本発明は、上記実施例および変形例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例および変形例では、大気圧プラズマ発生装置として、プラズマ化されたガスを被処理物に吹き付ける構造のプラズマヘッド３８、所謂、リモート方式のプラズマ発生装置が採用されているが、ダイレクト方式のプラズマ発生装置を採用してもよい。具体的には、１対の電極の間に被処理物を配置し、その間に反応ガスを流した状態で１対の電極間で放電させることで、プラズマ処理を行う方式のプラズマ発生装置を採用することが可能である。さらに言えば、リモート方式のプラズマ発生装置とダイレクト方式のプラズマ発生装置との両方の方式を採用してもよい。つまり、１台目の処理装置と３台目の処理装置にリモート方式のプラズマ発生装置を設け、２台目の処理装置にダイレクト方式のプラズマ発生装置を設けてもよい。
【００４３】
また、上記実施例および変形例では、エアカーテン装置から吹出されるガスとして窒素ガスが採用されているが、ヘリウムガス，アルゴンガス等種々のガスを採用することが可能である。ただし、反応性の乏しいガス、所謂、イナートガスであることが望ましい。
【符号の説明】
【００４４】
１０：大気圧プラズマ処理システム ３４：処理室（チャンバー） ３８：プラズマヘッド（大気圧プラズマ発生装置） ４０：第１連通路（搬出入口） ４２：第２連通路（チャンバー間連通路） ４４：第３連通路（チャンバー間連通路） ４６：第４連通路（搬出入口） ５０：搬送装置 ６０：エアカーテン装置（チャンバー大気間仕切装置） ６２：エアカーテン装置（チャンバー間仕切装置） ６４：エアカーテン装置（チャンバー間仕切装置） ６６：エアカーテン装置（チャンバー大気間仕切装置） ８０：大気圧プラズマ処理システム ８２：エアカーテン装置（チャンバー間仕切装置）（チャンバー大気間仕切装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気圧下で被処理物に対してプラズマ処理を施す大気圧プラズマ処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、減圧下で発生させたプラズマを利用して、基板等の被処理物に対する表面処理が行われている。具体的には、減圧したチャンバー内で、ガスをプラズマ化させ、そのプラズマ化されたガスによって、被処理物の表面改質，表面洗浄，薄膜成形等の処理が行われている。減圧下でのプラズマ処理においては、チャンバー内を減圧するべく、真空ポンプ等が必要であり、さらに、減圧状態を維持するべく、チャンバーを密閉する必要がある。このため、減圧下でプラズマ処理を行うためのシステムは、大型化するとともに、コスト高になる傾向にある。また、チャンバーの密閉工程，減圧工程等が必要であるため、減圧下でのプラズマ処理に要する時間は、比較的長くなる。このようなことに鑑みて、近年では、大気圧下で被処理物に対してプラズマ処理を施す大気圧プラズマ処理システムの開発が進められている。下記特許文献には、大気圧プラズマ処理システムの一例が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１４００５１号公報
【特許文献２】特開２００６−３３１７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プラズマ化されたガスによる処理には、表面改質，表面洗浄，薄膜成形等の様々な種類の処理があり、種々のプラズマ処理を連続して行うことがある。具体的には、例えば、反応ガスとして酸素をプラズマ化させて、基板表面の有機物を除去するプラズマ処理を行って、有機物除去後の基板表面に、薄膜成形用の反応ガスのプラズマ化によって、薄膜を形成するプラズマ処理を行う。そして、その形成された薄膜上に、その薄膜とは異なる薄膜を形成するべく、別の薄膜成形用の反応ガスによるプラズマ処理を行うことがある。このような複数のプラズマ処理を、減圧下で行う場合には、処理毎に密閉工程および減圧工程を繰り返し行う必要があり、総処理時間は相当長くなる虞がある。一方で、複数のプラズマ処理を、大気圧プラズマ処理システムによって行う場合には、処理毎の密閉工程および減圧工程を行う必要が無いため、処理時間を相当短縮することが可能となる。
【０００５】
大気圧プラズマ処理システムによる複数のプラズマ処理において、処理時間の更なる短縮を図るべく、各処理を行う複数のチャンバーを一列に配置し、隣り合う２つのチャンバーを連通することが考えられる。ただし、隣り合う２つのチャンバーを連通する場合には、各チャンバーで使用される反応ガスが互いに混ざり合わないようにする必要がある。上記特許文献には、システム内への被処理物の搬入口および、システム内からの被処理物の搬出口を、エアカーテンによってシステムの内部と外部とに仕切ることで、チャンバー内からの反応ガスの流出、チャンバー内への外気の流入等を抑制するための技術が記載されている。しかし、上記特許文献では、２つのチャンバーを連通させることは考えられておらず、２つのチャンバー間の反応ガスの混合を防止することまで考慮されていない。このように、大気圧プラズマ処理システムには、改良の余地を多分に残すものとなっており、種々の改良を施すことによって、大気圧プラズマ処理システムの実用性が向上すると考えられる。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高い大気圧プラズマ処理システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本願の請求項１に記載の大気圧プラズマ処理システムは、一列に並んで配置された複数のチャンバーと、それぞれが、前記複数のチャンバーのうちの隣り合う２つのチャンバーを連通する１以上のチャンバー間連通路と、それら１以上のチャンバー間連通路を介しつつ、前記複数のチャンバー内を通って被処理物を搬送する搬送装置と、前記複数のチャンバーに対応して設けられ、それぞれが、前記複数のチャンバーのうちの自身に対応するものの内部で大気圧下においてプラズマを発生可能な複数の大気圧プラズマ発生装置と、前記１以上のチャンバー間連通路に対応して設けられ、それぞれが、前記１以上のチャンバー間連通路のうちの自身に対応するものを遮るようにガスを吹出し、その吹出されたガスの流れによって隣り合う２つのチャンバーの間を仕切る１以上のチャンバー間仕切装置とを備え、前記搬送装置によって搬送される被処理物に対して、前記複数のチャンバー内で順次プラズマ処理を施すように構成される。
【０００７】
また、請求項２に記載の大気圧プラズマ処理システムは、請求項１に記載の大気圧プラズマ処理システムにおいて、前記複数のチャンバー内の気圧が同じとなるように構成される。
【０００８】
また、請求項３に記載の大気圧プラズマ処理システムは、請求項１または請求項２に記載の大気圧プラズマ処理システムにおいて、前記複数のチャンバー内の気圧が陽圧となるように構成される。
【０００９】
また、請求項４に記載の大気圧プラズマ処理システムは、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の大気圧プラズマ処理システムにおいて、前記複数のチャンバーのうちの両端に配置された２つのチャンバーの各々は、大気に開口し、被処理物を前記搬送装置によって搬出入するための搬出入口を有し、当該大気圧プラズマ処理システムは、前記両端に配置された２つのチャンバーに対応して設けられ、それぞれが、前記搬出入口を遮るようにガスを吹出し、その吹出されたガスの流れによって自身に対応するチャンバーと大気との間を仕切る２つのチャンバー大気間仕切装置を備えるように構成される。
【００１０】
また、請求項５に記載の大気圧プラズマ処理システムは、請求項４に記載の大気圧プラズマ処理システムにおいて、前記２つのチャンバー大気間仕切装置の各々の単位時間当たりの吹出し量は、前記１以上のチャンバー間仕切装置の各々の単位時間当たりの吹出し量より多く構成される。
【００１１】
また、請求項６に記載の大気圧プラズマ処理システムは、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の大気圧プラズマ処理システムにおいて、被処理物の搬送方向における前記１以上のチャンバー間連通路の長さが、当該大気圧プラズマ処理システムによって処理できる最も大きな被処理物の前記搬送方向における長さより長く構成される。
【００１２】
また、請求項７に記載の大気圧プラズマ処理システムは、請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の大気圧プラズマ処理システムにおいて、前記１以上のチャンバー間仕切装置は、それぞれ、被処理物の搬送方向に垂直かつ水平な方向にガスを吹出すように構成される。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の大気圧プラズマ処理システムでは、各処理を行う複数のチャンバーが一列に配置され、隣り合う２つのチャンバーの間が連通路によって連通されるとともに、被処理物が、複数のチャンバー内を通って搬送装置によって搬送される。これにより、搬送装置によって搬送される被処理物に対して、複数のチャンバー内で順次プラズマ処理を施すことが可能となり、処理時間を短縮することが可能となる。さらに、仕切装置によって吹出されるガスの流れによって、隣り合う２つのチャンバーの間を仕切ることが可能となっており、これにより、各チャンバーで使用される反応ガスの混合を抑制することが可能となる。
【００１４】
また、請求項２に記載の大気圧プラズマ処理システムでは、隣り合う２つのチャンバーの間の気圧差を無くすことが可能となる。これにより、隣り合う２つのチャンバー間での反応ガスの混合をさらに抑制することが可能となる。
【００１５】
また、請求項３に記載の大気圧プラズマ処理システムでは、各チャンバー内の気圧が大気圧より高くされている。これにより、各チャンバー内への大気の流入を防止することが可能となる。
【００１６】
また、請求項４に記載の大気圧プラズマ処理システムでは、仕切装置によって吹出されるガスの流れによって、端に位置するチャンバーと大気との間を仕切ることが可能となっている。これにより、そのチャンバー内から大気への反応ガスの流出および、そのチャンバー内への大気の流入を抑制することが可能となる。
【００１７】
また、請求項５に記載の大気圧プラズマ処理システムでは、端に位置するチャンバーと大気との間を仕切るガスの流れを、隣り合う２つのチャンバー間を仕切るガスの流れより強くしている。各チャンバー内には、プラズマ処理を行うべく、反応ガスが流されており、チャンバー内の気圧が大気圧より高くなっていることが多くある。一方、反応ガスの流量はチャンバー毎に大きく異なることは少なく、隣り合う２つのチャンバー間の気圧差はさほど大きくない。このため、端に位置するチャンバーと大気との気圧差が、隣り合う２つのチャンバー間の気圧差より大きくなる傾向にある。したがって、請求項５に記載の大気圧プラズマ処理システムによれば、効果的に端に位置するチャンバー内から大気への反応ガスの流出を抑制することが可能となる。
【００１８】
また、請求項６に記載の大気圧プラズマ処理システムでは、被処理物の搬送方向における長さが、チャンバー間連通路より短くされている。つまり、被処理物の搬送時に、被処理物が隣り合う２つのチャンバーに渡って位置することは無い。これにより、チャンバー間連通路に吹出されるガスのチャンバー内への流入を抑制することが可能となる。詳しく言えば、例えば、被処理物の搬送方向における長さがチャンバー間連通路より長い場合には、被処理物の搬送時に、被処理物が隣り合う２つのチャンバーに渡って位置することがある。このように、被処理物が２つのチャンバーに渡って位置すると、チャンバー間連通路に吹出されたガスが、被処理物に沿ってチャンバー内に流入し易くなる。つまり、被処理物の搬送方向における長さがチャンバー間連通路より短くされることで、チャンバー間連通路に吹出されるガスのチャンバー内への流入を抑制することが可能となる。
【００１９】
また、請求項７に記載の大気圧プラズマ処理システムでは、被処理物の側方からガスが吹出されている。被処理物の多くは、板状のものであり、側方からガスが吹出された場合の流路抵抗が最も小さくなると考えられる。したがって、請求項７に記載の大気圧プラズマ処理システムによれば、チャンバー間連通路に吹出されたガスは、被処理物を挟んで吹出し口の反対側に流れ易くなり、吹出されたガスのチャンバー内への流入を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例である大気圧プラズマ処理システムを示す斜視図である
【図２】図１に示す大気圧プラズマ処理システムを上部カバーを取り外した状態で示す平面図である
【図３】図２のＡＡ線における概略断面図である。
【図４】実施例の大気圧プラズマ処理システムでの窒素ガスの流れを模式的に示す図である。
【図５】変形例の大気圧プラズマ処理システムを示す概略断面図である。
【図６】変形例の大気圧プラズマ処理システムでの窒素ガスの流れを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例および変形例を、図を参照しつつ詳しく説明する。
【００２２】
＜大気圧プラズマ処理システムの構成＞
図１〜図３に、本発明の実施例の大気圧プラズマ処理システム（以下、「処理システム」と略す場合がある）１０を示す。図１は、処理システム１０の斜視図であり、図２は、上部カバーを取り除いた状態での処理システム１０を上方からの視点において示した概略平面図であり、図３は、図２のＡＡ線における概略断面図である。処理システム１０は、大気圧下でプラズマ処理を施すことが可能な３台の大気圧プラズマ処理装置（以下、「処理装置」と略す場合がある）１２，１４，１６と、４台の連結装置１８，２０，２２，２４とによって構成されている。それら３台の処理装置１２，１４，１６と４台の連結装置１８，２０，２２，２４とは交互に隣接して並べられており、一列に配置されている。
【００２３】
ちなみに、以下の説明において、処理装置１２，１４，１６および連結装置１８，２０，２２，２４の並ぶ方向を左右方向と称し、その方向に垂直かつ水平な方向を前後方向と称する。そして、図１における斜め左上方向および、図２，３における左方向を左方と称し、図１における斜め右下方向および、図２，３における右方向を右方と称する。さらに、図１における斜め左下方向および、図２における下方向を前方と称し、図１における斜め右上方向および、図２における上方向を後方と称する。また、３台の処理装置１２，１４，１６を区別する場合には、最も左側に配置されたものから順に、第１処理装置１２，第２処理装置１４，第３処理装置１６と称し、４台の連結装置１８，２０，２２，２４を区別する場合には、最も左側に配置されたものから順に、第１連結装置１８，第２連結装置２０，第３連結装置２２，第４連結装置２４と称する。
【００２４】
処理装置１２，１４，１６は、それぞれ、ベース３０と、そのベース３０の上面全体を囲う上部カバー３２とを備えており、それらベース３０と上部カバー３２とによって、プラズマ処理が行われる処理室３４が区画されている。処理室３４の天井、つまり、上部カバー３２の内面には、ヘッド保持部３６が固定的に設けられており、そのヘッド保持部３６によって、プラズマヘッド３８が保持されている。プラズマヘッド３８は、反応ガスを内部でプラズマ化し、そのプラズマ化されたガスを下端面に形成された開口（図示省略）から下方に向けて吹き出すものであり、大気圧下においてプラズマガスを発生可能とされている。大気圧下でプラズマガスを発生可能なヘッドは、それの構成が公知のものであることから、簡単に説明すると、プラズマヘッド内部に形成されたガス流路に反応ガスを流し、そのガス流路に設けられた１対の電極間において放電させることで、反応ガスをプラズマ化させる構造とされている。
【００２５】
また、連結装置１８，２０，２２，２４は、隣り合う２台の処理装置１２，１４，１６の処理室３４を連通するもの、若しくは、処理室３４と処理システム１０の外部とを連通するものであり、内部にそれらを連通するための通路が形成されている。詳しく言えば、第１連結装置１８の内部には、第１処理装置１２の処理室３４と処理システム１０の外部とを連通する第１連通路４０が形成されており、第２連結装置２０の内部には、第１処理装置１２の処理室３４と第２処理装置１４の処理室３４とを連通する第２連通路４２が形成されている。第３連結装置２２の内部には、第２処理装置１４の処理室３４と第３処理装置１６の処理室３４とを連通する第３連通路４４が形成されており、第４連結装置２４の内部には、第３処理装置１６の処理室３４と処理システム１０の外部とを連通する第４連通路４６が形成されている。
【００２６】
処理システム１０には、それの内部を左右方向に貫くようにして、搬送装置５０が配設されている。搬送装置５０は、１対のコンベアベルト５２を有しており、それら１対のコンベアベルト５２は、各連通路４０，４２，４４，４６を通って、左右方向に延びるようにして、各処理装置１２，１４，１６のベース３０上面に固定されている。搬送装置５０は、１対のコンベアベルト５２によって基板５４を支持し、それら１対のコンベアベルト５２を電磁モータ（図示省略）によって周回させることで、基板５４を右方向に向かって搬送する構造とされている。つまり、基板５４は、搬送装置５０によって、第１連結装置１８の第１連通路４０から搬入されて、第１処理装置１２，第２処理装置１４，第３処理装置１６の各々の処理室３４内を順番に搬送され、第４連結装置２４の第４連通路４６から搬出される。
【００２７】
また、連結装置１８，２０，２２，２４の各連通路４０，４２，４４，４６には、エアカーテン装置６０，６２，６４，６６が設けられており、各連通路によって繋がれる２つの処理室３４の間、若しくは、処理室３４と処理システム１０の外部との間を仕切ることが可能となっている。詳しく言えば、各エアカーテン装置６０等は、送風機構６８と吸引機構７０とから構成されており、送風機構６８は連通路４０等の後方に配設され、吸引機構７０は連通路４０等の前方に配設されている。その送風機構６８の送風口７２と吸引機構７０の吸引口７４とは、連通路４０等に開口しており、その連通路４０等を挟んで向かい合っている。それら送風口７２と吸引口７４とはそれぞれ、連通路４０等の上下方向の長さ一杯に開口しており、送風口７２および吸引口７４の上下方向の長さと連通路４０等の上下方向の長さとは、同じとされている。そして、送風機構６８は、送風口７２から窒素ガスを吹出し、吸引機構７０は、その吹出された窒素ガスを吸引口７４から吸引する構造とされており、そのガスの流れによって壁を形成し、ガス流の壁によって処理室３４の間、若しくは、処理室３４と大気との間を仕切るようになっている。
【００２８】
＜大気圧プラズマ処理システムでのプラズマ処理＞
上述のように構成された処理システム１０では、３台の処理装置１２，１４，１６の処理室３４毎に異なるプラズマ処理を行うことが可能とされており、搬送装置５０によって搬送される基板５４に対して、３種類のプラズマ処理が順次行われるようになっている。具体的にいえば、まず、第１連通路４０を介して基板５４が搬入される第１処理装置１２の処理室３４では、反応ガスとして酸素が利用されており、プラズマ化された酸素ガスによって、基板表面の有機物を除去するためのプラズマ処理が行われる。プラズマ化された酸素ガスが、基板表面に付着した有機汚染物と化学的に結合することで、有機汚染物が分解され、基板表面から除去されるのである。
【００２９】
次に、有機物除去後の基板５４が、第２連通路４２を介して、第２処理装置１４の処理室３４に搬送され、その処理室３４では、プラズマ化された反応ガスによって基板表面に薄膜が蒸着される。つまり、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）による薄膜形成が行われる。反応ガスとしては、モノシラン，ジクロロシラン等種々のものを採用することが可能であり、形成される薄膜に応じて選択される。
【００３０】
続いて、第２処理装置１４の処理室３４において１層の薄膜が形成された基板５４が、第３連通路４４を介して、第３処理装置１６の処理室３４に搬送され、その処理室３４で、プラズマＣＶＤによって２層目の薄膜が形成される。この第３処理装置１６の処理室３４での薄膜形成用の反応ガスは、第２処理装置１４の処理室３４での薄膜形成用の反応ガスと異なるものが採用されており、基板５４に形成される２つの層は異なるものとなっている。
【００３１】
そして、上記プラズマ処理が施された基板５４が、第４連通路４６を介して、処理システム１０から搬出される。処理システム１０内で上記プラズマ処理が行われている間、各連通路４０等には、エアカーテン装置６０等によって窒素ガスが吹出されており、窒素ガスによる気流の壁によって、隣り合う２つの処理室３４の間、若しくは、端に位置する処理室３４と処理システム１０の外部との間が仕切られている。この窒素ガスの流れを、搬送方向からの視点において、図４に示す。
【００３２】
エアカーテン装置６０等の送風機構６８は、各連通路４０等の後方に設けられており、送風機構６８の吹出口７２から、前方に向かって窒素ガスが吹出されている。そして、その吹出された窒素ガスが、各連通路４０等の前方に設けられた吸引機構７０の吸引口に吸引される。このような窒素ガスの流れによって、図に示すように、各連通路４０に気流の壁が形成され、その気流の壁によって、隣り合う２つの処理室３４の間、若しくは、端に位置する処理室３４と処理システム１０の外部との間が仕切られるのである。これより、隣り合う２つの処理室３４で使用されている異なる種類の反応ガスの混合を防止するとともに、端に位置する処理室３４で使用されている反応ガスと大気との混合を防止することが可能となっている。なお、コンベアベルト５２は、一本のベルトの両端が連結された環状のベルトであるため、コンベアベルト５２の側方から吹出された窒素ガスは、環状のベルト内部を通り抜けるようになっている。
【００３３】
また、図から解るように、窒素ガスは、基板５４の側方から吹出されている。このため、吹出口７２から基板５４に吹き付けられた窒素ガスは、基板５４の上面および下面に沿って、吸引口７４に流れ込んでいる。このように、窒素ガスを薄板状の基板側方から吹出すことで、少ない流路抵抗で窒素ガスを流すことが可能となり、好適に気流の壁を形成することが可能となる。
【００３４】
なお、各処理室３４ではプラズマ処理を行うべく、反応ガスが流されており、各プラズマ処理で使用される反応ガスの流量は概ね同じとされている。このため、各処理室３４の気圧は概ね同じとされている。つまり、処理室間の気圧差は殆ど０とされており、処理室間の反応ガスの混合をより効果的に防止することが可能となっている。また、処理室３４では反応ガスが流されていることから、処理室３４内の気圧が大気圧より高くなっている。このため、端に位置する処理室３４と大気との間では、処理室３４への大気の流入が好適に防止されている。
【００３５】
また、上述したように、隣り合う処理室３４間の気圧差は殆どなく、端に位置する処理室３４内の気圧は大気圧より高いため、端に位置する処理室３４と大気との気圧差は、隣り合う処理室３４間の気圧差より大きい。このため、処理システム１０の端に位置する連結装置１８，２４に設けられたエアカーテン装置６０，６６の単位時間当たりの吹出し量を、処理装置１２等の間に位置する連結装置２０，２２に設けられたエアカーテン装置６２，６４の単位時間当たりの吹出し量より多くしている。これにより、端に位置する処理室３４から大気への反応ガスの流出を好適に防止することが可能となっている。
【００３６】
＜変形例＞
上記処理システム１０では、窒素ガスが基板５４の側方から吹出されるように構成されていたが、窒素ガスが基板５４の上方から吹出されるように構成されてもよい。このように構成されたシステムを、変形例の処理システム８０として図５に示す。この図は、上記処理システム１０を示す図３に相当する図であり、変形例の処理システム８０を前方からの視点において示す概略断面図である。なお、変形例の処理システム８０は、エアカーテン装置８２を除き、上記処理システム１０と略同様の構成であるため、上記処理システム１０と同様の機能の構成要素については、同じ符号を用いて説明を省略あるいは簡略に行うものとする。
【００３７】
処理システム８０に装備されているエアカーテン装置８２は、各連通路４０等の上方に配設された送風機構８４と、各連通路４０等の下方に配設された吸引機構８６とから構成されており、送風機構８４の送風口８８と吸引機構８６の吸引口９０とが、各連通路４０等を挟んで向かい合っている。それら送風口８８と吸引口９０とはそれぞれ、各連通路４０等の前後方向の長さ一杯に開口しており、送風口８８および吸引口９０の前後方向の長さと各連通路４０等の前後方向の長さとは、同じとされている。そして、送風機構８４は、送風口８８から窒素ガスを吹出し、吸引機構８６は、その吹出された窒素ガスを吸引口９０から吸引する構造とされている。このような構造により、変形例の処理システム８０においても、上記処理システム１０と同様に、窒素ガスの流れによって壁を形成し、ガス流の壁によって処理室３４の間、若しくは、処理室３４と大気との間を仕切るようになっている。
【００３８】
また、変形例の処理システム８０では、上記処理システム１０と異なり、窒素ガスが基板５４の上面に向かって吹きつけられており、比較的大きな流路抵抗で窒素ガスが流れるようになっている。この窒素ガスの流れを、前方からの視点において、図６（ａ）に示す。図６（ａ）は、基板５４が連通路４０等内を搬送されている状態を示しており、この図における基板５４は、処理システム８０で処理できる最も大きなものとされている。図から解るように、連通路４０等の搬送方向における長さは、基板５４の搬送方向における長さより長くされており、送風機構８４の送風口８８から基板５４の上面に向かって吹きつけられた窒素ガスは、処理室３４に流れ込む前に、吸引機構８６の吸引口９０に吸引されるようになっている。
【００３９】
一方で、連通路の搬送方向における長さが、基板５４の搬送方向における長さより短い場合での窒素ガスの流れを説明する。具体的には、図６（ｂ）に示すように、基板５４の搬送方向における長さより短い連通路９２によって、２つの処理室３４を連通した場合における窒素ガスの流れを説明する。この場合には、基板５４が２つの処理室３４に渡って位置しており、送風口８８から基板５４の上面に向かって吹きつけられた窒素ガスは、吸引口９０に吸引される前に、各処理室３４に流れ込んでしまう。このように、流路抵抗が大きい状態で窒素ガスが流され、基板５４が２つの処理室３４に渡って位置すると、窒素ガスが処理室内に流れ込み易くなるのである。
【００４０】
変形例の処理システム８０では、上述したように、比較的大きな流路抵抗で窒素ガスが流れているが、連通路４０等の搬送方向における長さが、基板５４の搬送方向における長さより長くされている。したがって、変形例の処理システム８０によれば、窒素ガスの処理室３４内への流入を好適に抑制することが可能となっている。
【００４１】
ちなみに、上記実施例および変形例において、処理システム１０，８０は、大気圧プラズマ処理システムの一例であり、搬送装置５０は、搬送装置の一例である。また、各処理装置１２，１４，１６内の処理室３４は、チャンバーの一例であり、各処理室３４に設けられたプラズマヘッド３８は、大気圧プラズマ発生装置の一例である。各処理室３４を連通する第２連通路４２および、第３連通路４４は、チャンバー間連通路の一例であり、処理室３４と大気とを連通する第１連通路４０および、第４連通路４６は、搬出入口の一例である。それら第２連通路４２および、第３連通路４４に設けられたエアカーテン装置６２，６４，８２は、チャンバー間仕切装置の一例であり、第１連通路４０および、第４連通路４６に設けられたエアカーテン装置６０，６６，８２は、チャンバー大気間仕切装置の一例である。そして、基板５４は、被処理物の一例である。
【００４２】
なお、本発明は、上記実施例および変形例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例および変形例では、大気圧プラズマ発生装置として、プラズマ化されたガスを被処理物に吹き付ける構造のプラズマヘッド３８、所謂、リモート方式のプラズマ発生装置が採用されているが、ダイレクト方式のプラズマ発生装置を採用してもよい。具体的には、１対の電極の間に被処理物を配置し、その間に反応ガスを流した状態で１対の電極間で放電させることで、プラズマ処理を行う方式のプラズマ発生装置を採用することが可能である。さらに言えば、リモート方式のプラズマ発生装置とダイレクト方式のプラズマ発生装置との両方の方式を採用してもよい。つまり、１台目の処理装置と３台目の処理装置にリモート方式のプラズマ発生装置を設け、２台目の処理装置にダイレクト方式のプラズマ発生装置を設けてもよい。
【００４３】
また、上記実施例および変形例では、エアカーテン装置から吹出されるガスとして窒素ガスが採用されているが、ヘリウムガス，アルゴンガス等種々のガスを採用することが可能である。ただし、反応性の乏しいガス、所謂、イナートガスであることが望ましい。
【符号の説明】
【００４４】
１０：大気圧プラズマ処理システム ３４：処理室（チャンバー） ３８：プラズマヘッド（大気圧プラズマ発生装置） ４０：第１連通路（搬出入口） ４２：第２連通路（チャンバー間連通路） ４４：第３連通路（チャンバー間連通路） ４６：第４連通路（搬出入口） ５０：搬送装置 ６０：エアカーテン装置（チャンバー大気間仕切装置） ６２：エアカーテン装置（チャンバー間仕切装置） ６４：エアカーテン装置（チャンバー間仕切装置） ６６：エアカーテン装置（チャンバー大気間仕切装置） ８０：大気圧プラズマ処理システム ８２：エアカーテン装置（チャンバー間仕切装置）（チャンバー大気間仕切装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一列に並んで配置された複数のチャンバーと、
それぞれが、前記複数のチャンバーのうちの隣り合う２つのチャンバーを連通する１以上のチャンバー間連通路と、
それら１以上のチャンバー間連通路を介しつつ、前記複数のチャンバー内を通って被処理物を搬送する搬送装置と、
前記複数のチャンバーに対応して設けられ、それぞれが、前記複数のチャンバーのうちの自身に対応するものの内部で大気圧下においてプラズマを発生可能な複数の大気圧プラズマ発生装置と、
前記１以上のチャンバー間連通路に対応して設けられ、それぞれが、前記１以上のチャンバー間連通路のうちの自身に対応するものを遮るようにガスを吹出し、その吹出されたガスの流れによって隣り合う２つのチャンバーの間を仕切る１以上のチャンバー間仕切装置と
を備え、前記搬送装置によって搬送される被処理物に対して、前記複数のチャンバー内で順次プラズマ処理を施す大気圧プラズマ処理システム。
【請求項２】
前記複数のチャンバー内の気圧が同じとされた請求項１に記載の大気圧プラズマ処理システム。
【請求項３】
前記複数のチャンバー内の気圧が陽圧とされた請求項１または請求項２に記載の大気圧プラズマ処理システム。
【請求項４】
前記複数のチャンバーのうちの両端に配置された２つのチャンバーの各々は、
大気に開口し、被処理物を前記搬送装置によって搬出入するための搬出入口を有し、
当該大気圧プラズマ処理システムは、
前記両端に配置された２つのチャンバーに対応して設けられ、それぞれが、前記搬出入口を遮るようにガスを吹出し、その吹出されたガスの流れによって自身に対応するチャンバーと大気との間を仕切る２つのチャンバー大気間仕切装置を備えた請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の大気圧プラズマ処理システム。
【請求項５】
前記２つのチャンバー大気間仕切装置の各々の単位時間当たりの吹出し量は、前記１以上のチャンバー間仕切装置の各々の単位時間当たりの吹出し量より多い請求項４に記載の大気圧プラズマ処理システム。
【請求項６】
被処理物の搬送方向における前記１以上のチャンバー間連通路の長さが、当該大気圧プラズマ処理システムによって処理できる最も大きな被処理物の前記搬送方向における長さより長い請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の大気圧プラズマ処理システム。
【請求項７】
前記１以上のチャンバー間仕切装置は、それぞれ、被処理物の搬送方向に垂直かつ水平な方向にガスを吹出す構造とされた請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の大気圧プラズマ処理システム。
【請求項１】
一列に並んで配置された複数のチャンバーと、
それぞれが、前記複数のチャンバーのうちの隣り合う２つのチャンバーを連通する１以上のチャンバー間連通路と、
それら１以上のチャンバー間連通路を介しつつ、前記複数のチャンバー内を通って被処理物を搬送する搬送装置と、
前記複数のチャンバーに対応して設けられ、それぞれが、前記複数のチャンバーのうちの自身に対応するものの内部で大気圧下においてプラズマを発生可能な複数の大気圧プラズマ発生装置と、
前記１以上のチャンバー間連通路に対応して設けられ、それぞれが、前記１以上のチャンバー間連通路のうちの自身に対応するものを遮るようにガスを吹出し、その吹出されたガスの流れによって隣り合う２つのチャンバーの間を仕切る１以上のチャンバー間仕切装置と
を備え、前記搬送装置によって搬送される被処理物に対して、前記複数のチャンバー内で順次プラズマ処理を施す大気圧プラズマ処理システム。
【請求項２】
前記複数のチャンバー内の気圧が同じとされた請求項１に記載の大気圧プラズマ処理システム。
【請求項３】
前記複数のチャンバー内の気圧が陽圧とされた請求項１または請求項２に記載の大気圧プラズマ処理システム。
【請求項４】
前記複数のチャンバーのうちの両端に配置された２つのチャンバーの各々は、
大気に開口し、被処理物を前記搬送装置によって搬出入するための搬出入口を有し、
当該大気圧プラズマ処理システムは、
前記両端に配置された２つのチャンバーに対応して設けられ、それぞれが、前記搬出入口を遮るようにガスを吹出し、その吹出されたガスの流れによって自身に対応するチャンバーと大気との間を仕切る２つのチャンバー大気間仕切装置を備えた請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の大気圧プラズマ処理システム。
【請求項５】
前記２つのチャンバー大気間仕切装置の各々の単位時間当たりの吹出し量は、前記１以上のチャンバー間仕切装置の各々の単位時間当たりの吹出し量より多い請求項４に記載の大気圧プラズマ処理システム。
【請求項６】
被処理物の搬送方向における前記１以上のチャンバー間連通路の長さが、当該大気圧プラズマ処理システムによって処理できる最も大きな被処理物の前記搬送方向における長さより長い請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の大気圧プラズマ処理システム。
【請求項７】
前記１以上のチャンバー間仕切装置は、それぞれ、被処理物の搬送方向に垂直かつ水平な方向にガスを吹出す構造とされた請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の大気圧プラズマ処理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−２０８３６（Ｐ２０１３−２０８３６Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５３７５１（Ｐ２０１１−１５３７５１）
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００２３７２７１）富士機械製造株式会社 (775)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００２３７２７１）富士機械製造株式会社 (775)
【Ｆターム（参考）】
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