表面処理装置
【課題】処理ガス中に雰囲気ガスより重い成分が含まれていても、ほぼ垂直に立てた被処理物の処理を過不足無く均一に行なう。
【解決手段】被処理物９の被処理面９ａを略垂直に向ける。略垂直に分布する吹出し口２１ａを有するノズル２０を被処理物９と対向させる。雰囲気ガスより重い反応成分を含む処理ガスをノズル２０に導入する。吹出し口２１ａの近傍で流速調節用の窒素ガスを処理ガスに混入する。混入後の処理ガスを吹出し口２１ａから吹き出す。吹き出し時の処理ガスの流速が０．１ｍ／ｓ〜０．５ｍ／ｓになるよう、流速調節用ガスの混入流量を調節する。
【解決手段】被処理物９の被処理面９ａを略垂直に向ける。略垂直に分布する吹出し口２１ａを有するノズル２０を被処理物９と対向させる。雰囲気ガスより重い反応成分を含む処理ガスをノズル２０に導入する。吹出し口２１ａの近傍で流速調節用の窒素ガスを処理ガスに混入する。混入後の処理ガスを吹出し口２１ａから吹き出す。吹き出し時の処理ガスの流速が０．１ｍ／ｓ〜０．５ｍ／ｓになるよう、流速調節用ガスの混入流量を調節する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被処理物に対しエッチング、ＣＶＤ、洗浄等の表面処理を行なう方法及び装置に関し、特に、被処理物の被処理面が略垂直に立てられ、かつ処理ガスが雰囲気ガスより重い成分を含む場合に適した表面処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、被処理物を垂直にした状態で処理する装置が開示されている。
特許文献２には、水を添加したフッ素系原料ガスを大気圧近傍のプラズマ空間に導入して、ＣＯＦ４、ＨＦ等を含むフッ素系反応性ガスを生成し、このフッ素系反応性ガスを被処理物のシリコンに接触させ、シリコンをエッチングすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１５８９５号公報
【特許文献２】特開２００７−２９４６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ほぼ垂直に立てた被処理物に処理ガスを横方向から吹き付ける場合、処理ガス中に雰囲気ガスより重い成分が含まれていると、該成分が垂れる傾向がある。特に、処理ガスの吹出し流速が小さい場合に、上記重い成分が垂れ易い。そのため、縦方向の均一性を確保するのが容易でない。処理ガスの流量を増やせば、吹出し流速を大きくできるが、そうすると、処理が過剰になるおそれがある。また、処理ガスのロスが多くなる。
本発明は、上記事情に鑑み、ほぼ垂直になった被処理面に処理ガスを横方向から吹き付ける際、処理ガス中に雰囲気ガスより重い成分が含まれていても、処理を過不足無く、しかも均一に行なえるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明方法は、被処理面を略垂直に向けた被処理物に、雰囲気ガスより重い反応成分を含む処理ガスを吹き付け、前記被処理面を処理する方法であって、
略垂直に分布する吹出し口を有するノズルを、前記被処理面と対向させ、
前記吹出し口の近傍で流速調節用ガスを前記処理ガスに混入し、
前記混入後の処理ガスを前記吹出し口から吹き出し、該吹き出し時の処理ガスの流速が０．１〜０．５ｍ／ｓになるよう、前記流速調節用ガスの混入流量を調節することを特徴とする。
本発明装置は、被処理面を略垂直に向けた被処理物に、雰囲気ガスより重い反応成分を含む処理ガスを吹き付け、前記被処理面を処理する装置であって、
前記処理ガスを通す処理ガス吹出し路と、流速調節用ガスを通す流速調節用ガス混入路と、被処理面と対向する先端面を有するノズルを備え、
前記処理ガス吹出し路の先端部が、前記先端面に達し、かつ前記先端面内において略垂直方向に分布する吹出し口を構成し、
前記流速調節用ガス混入路が、前記吹出し口の近傍で前記処理ガス吹出し路に合流しており、
前記吹出し口からの処理ガスの吹出し流速が、０．１〜０．５ｍ／ｓになるよう、前記流速調節用ガスの流量を調節する流量調節手段を、さらに備えたことを特徴とする。
これによって、処理ガス中に雰囲気ガスより重い成分が含まれていても、処理を過不足無く均一に行なうことができる。
流速調節用ガスとしては、不活性ガスを用いるとよく、好ましくは窒素ガス（Ｎ２）を用いるとよい。
【０００６】
前記ノズルの吹出し口の周辺部を温度調節することが好ましい。
前記ノズルの吹出し口の周辺部に、該吹出し口周辺部を温度調節する温度調節手段を熱的に接続するのが好ましい。
これによって、前記処理ガスが例えば水等の水素含有添加物を含んでいる場合、ノズルの先端面に水等の凝縮体が生成されるのを防止できる。したがって、処理ガス中の反応成分が凝縮体に吸収されるのを防止でき、処理を一層良好かつ均一に行なうことができる。また、凝縮体が表面処理装置や被処理物に付着するのを防止でき、表面処理装置や被処理物が腐蝕等のダメージを受けるのを防止できる。
水素含有添加成分として、水に代えて、過酸化水素水を用いてもよく、アルコール等のＯＨ基含有化合物を用いてもよい。 前記処理ガスが例えば水等の水素含有添加物を含んでいない場合でも、前記ノズルの吹出し口の周辺部を温度調節してもよい。
【０００７】
前記ノズルの吹出し口の周辺部の温度を３０℃〜３５℃に調節することが好ましい。
温調範囲を３０℃以上にすることによって、ノズルの先端面に凝縮体が形成されるのを確実に防止できる。温調範囲を３５℃以下にすることによって、温度調節手段に過度の負担がかかるのを防止できる。
【０００８】
略垂直とは、完全な鉛直の他、鉛直に対しやや傾斜した角度を含む。好ましくは、略垂直とは、鉛直に対し±２０°以内の角度範囲を言う。
前記ノズルの前記吹出し口が開口する先端面及び前記被処理面を、互いに平行になるように、鉛直にし又は鉛直に対し±２０°以内の範囲で傾斜させることが好ましい。
前記表面処理装置が、前記被処理面の鉛直に対する角度が±２０°以内になるように、前記被処理物を支持する被処理物支持手段と、前記先端面が前記被処理面と平行になるように、前記ノズルを支持するノズル支持手段と、を備えていることが好ましい。
被処理面が下向きに傾斜し、ノズル先端面が上向きに傾斜していてもよく、被処理面が上向きに傾斜し、ノズル先端面が下向きに傾斜していてもよい。
さらに、前記表面処理装置が、前記被処理物とノズルの一方を他方に対し前記被処理面又は前記先端面に沿って相対移動させる移動手段を備えていることが好ましい。
【０００９】
前記反応成分は、たとえばフッ素系の反応成分である。これにより、シリコン酸化物、シリコン窒化物等をエッチングすることができる。フッ素系反応成分として、ＨＦ、ＣＯＦ２、Ｆ２等が挙げられる。フッ素系反応成分は、フッ素系原料を含む原料ガスをプラズマ化（分解、励起、活性化、ラジカル化、イオン化を含む）することによって生成できる。フッ素系原料としては、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ６、Ｃ３Ｆ８等のパーフルオロカーボン（ＰＦＣ）、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｈ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ等のハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）、ＳＦ６、ＮＦ３、ＸｅＦ２等が挙げられる。プラズマは、大気圧近傍（略常圧）下で生成することが好ましい。ここで、大気圧近傍とは、１．０１３×１０４〜５０．６６３×１０４Ｐａの範囲を言い、圧力調整の容易化や装置構成の簡便化を考慮すると、１．３３３×１０４〜１０．６６４×１０４Ｐａが好ましく、９．３３１×１０４〜１０．３９７×１０４Ｐａがより好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、被処理物のほぼ垂直な被処理面に処理ガスを横方向から吹き付ける際、処理ガス中に雰囲気ガスより重い成分が含まれていても、処理の均一性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る表面処理装置を解説的に示す側面図である。
【図２】上記表面処理装置の原料ガス供給部及びプラズマソースを含む処理ガス生成部を、原料ガス供給部を回路構成にて示し、プラズマソースを断面にて示す解説図である。
【図３】上記表面処理装置のノズル等の構造を、ノズルを図１のIII-III線に沿う断面にして示す解説図である。
【図４】上記表面処理装置のノズル及び温調構造を、ノズルを図１のIV-IV線に沿って矢視した解説図である。
【図５】本発明の温調構造の変形例に係る第２実施形態を示し、ノズルの断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るプラズマソース及びノズル一体型の表面処理装置を、一体型ノズルを図７のVI-VI線に沿う断面にして示す解説図である。
【図７】上記第３実施形態に係る表面処理装置を、一体型ノズルを側面視にて示す解説図である。
【図８】ノズル及び被処理物の傾斜態様の変形例を示す解説図である。
【図９】実施例１、及び実施例１に対しＮ２混入流量を変えた参考実施例における、処理ガスの吹出し位置に対する吹出し流速の分布の測定結果を示すグラフである。
【図１０】実施例２及び３、並びにこれら実施例に対しＮ２混入流量を変えた参考実施例における、処理ガスの吹出し位置に対する吹出し流速の分布の測定結果を示すグラフである。
【図１１】ノズル温調を無しにした参考実施例における、処理ガスの吹出し位置に対する吹出し流速の分布の測定結果を示すグラフである。
【図１２】比較例２〜５に用いた表面処理装置の概略構成を示す図１対応の解説図である。
【図１３】比較例１〜４における、処理ガスの吹出し位置に対する吹出し流速の分布の測定結果を示すグラフである。
【図１４】比較例５、及び比較例５に対しＮ２混入流量を変えた比較例における、処理ガスの吹出し位置に対する吹出し流速の分布の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１〜図４は、本発明の第１実施形態を示したものである。この実施形態の被処理物９は、例えば太陽電池の表面パネルとして用いられるガラス基板である。ガラス基板９は長方形の平板になっている。このガラス基板９の被処理面９ａを表面処理装置１によってエッチングし粗化する。
【００１３】
図１に示すように、表面処理装置１は、被処理物支持手段２と、常圧プラズマソース１０と、ノズル２０を備えている。図１において簡略化して図示するが、支持手段２は、例えば被処理物９の周縁を嵌め込んだり、把持したり、引っ掛けたりする縁係合機構を有し、被処理物９をほぼ垂直に立てて支持している。これにより、被処理面９ａが、略垂直に向けられている。この支持状態において、被処理物９の長手方向は図１の紙面と直交する水平方向に向けられている。被処理物９の短手方向がほぼ垂直に向けられている（図４参照）。
支持手段２が、被処理物９の背面（被処理面９ａとは反対側の面）を吸着したり、押さえたりして支持していてもよい。
【００１４】
ここで、ほぼ垂直とは、垂直（鉛直）に対し例えば±２０°以内の角度範囲を云い、完全な垂直を含む。本実施形態の被処理物９は、表面処理装置１にて処理されるべき被処理面９ａが下向きになるように、垂直に対し１０°傾斜して支持されている。被処理物９を傾斜させることによって、大型の被処理物９であっても、取り回しスペースをコンパクトにできる。被処理物９を斜めにして搬送しながら各種の処理又は操作を行なう工場では、被処理物９の搬送ラインに表面処理装置１を容易に組み込むことができる。
【００１５】
さらに、支持手段２は、被処理物９を該被処理物９の長手方向（図１の紙面と直交する方向）に沿う水平方向にスライド可能に支持している。このような支持手段２として、ガイド溝を有するレールや、複数のコロからなるコロ機構を用いることができる。
【００１６】
図３に示すように、被処理物９に移動手段８が接続されている。被処理物９は、略垂直の角度を維持しながら移動手段８によって被処理面９ａに沿う水平方向（図１の紙面直交方向、図３の上下方向）に移動される。移動手段８として、直動モータ等を含む直動機構、エアシリンダ、油圧シリンダ等を用いてもよい。移動手段８が支持手段２に接続され、直接的には支持手段２を移動させることで、被処理物９が移動されるようになっていてもよい。支持手段２がコロ機構にて構成されている場合、コロが駆動機構によって回転駆動され、これにより、被処理物９が移動されるようになっていてもよい。この場合、コロ機構は、支持手段２と移動手段８を兼ねる。
【００１７】
図２に示すように、表面処理装置１は、原料ガス供給部４及び常圧プラズマソース１０を含むプラズマ生成部を備えている。
原料ガス供給部４は、フッ素系原料供給部４ａと、希釈ガス供給部４ｂを含み、処理ガス生成用の原料ガスをプラズマソース１０へ供給する。原料ガスは、フッ素系原料供給部４ａから供給されるフッ素系原料と、希釈ガス供給部４ｂから供給される希釈ガスを含む。この実施形態では、フッ素系原料として、ＣＦ４が用いられている。希釈ガスとしてＡｒが用いられている。フッ素系原料供給部４ａによるフッ素系原料（ＣＦ４）の供給流量は、フッ素系原料流量調手段４ａｖにて調節される。希釈ガス供給部４ｂによる希釈ガス（Ａｒ）の供給流量は、希釈ガス流量調節手段４ｂｖにて調節される。流量調節手段４ａｖ，４ｂｖは、マスフローコントローラにて構成されているが、流量制御弁にて構成されていてもよい。
原料ガス流量（ＣＦ４とＡｒの合計流量）は、なるべく小量に設定するのが好ましく、例えば後記吹出し口２１ａの上下方向の長さが４００ｍｍのとき、２ｓｌｍ〜６ｓｌｍ程度が好ましい。
ＣＦ４とＡｒの流量比は、例えばＣＦ４：Ａｒ＝１：１００〜１：１９程度である。
【００１８】
さらに、原料ガス供給部４には加湿器４ｃが設けられている。加湿器４ｃは、ＣＦ４とＡｒの混合ガスからなる原料ガスに水素含有添加成分として水（Ｈ２Ｏ）を添加する。例えば、供給部４ａ，４ｂからの原料ガス（ＣＦ４＋Ａｒ）の一部又は全部が、加湿器４ｃの水面より上側の空間に導入される。これにより、上記加湿器４ｃの上側空間の飽和水蒸気が原料ガスに混合される。原料ガスを加湿器４ｃ内の液相の水中にバブリングすることにしてもよい。加湿器４ｃを加熱して水の蒸発を促進してもよい。供給部４ａ，４ｂからの原料ガスのうち、加湿器４ｃに通すガスと加湿器４ｃを通さないガスとの比率を調節することで、水の添加量を調節できる。
水の添加量は、原料ガスの露点が例えば１２℃〜２４℃程度になるように設定する。
【００１９】
フッ素系原料として、ＣＦ４に代えてＣ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ６、Ｃ３Ｆ８等の他のＰＦＣを用いてもよく、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｈ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ等のＨＦＣを用いてもよく、その他、ＳＦ６、ＮＦ３、ＸｅＦ２等を用いてもよい。
希釈ガス（Ａｒ）は、フッ素系原料を希釈し、かつキャリアする役目に加え、後記放電空間１３において安定的なプラズマを生成する役目をも有している。希釈ガスとして、Ａｒに代えて、Ｈｅ、Ｎ２等の他の不活性ガスを用いてもよい。
水素含有添加成分として、水に代えて、過酸化水素水を用いてもよく、アルコール等のＯＨ基含有化合物を用いてもよい。
【００２０】
図２に示すように、常圧プラズマソース１０は、複数の電極１１と、これら電極１１を収容して保持するボディ１５を有している。電極１１は、アルミニウムやステンレス等の金属にて構成されている。電極１１は、例えば長手方向を図２の紙面と直交する方向に向けた長方形の平板状になっている。複数の電極１１が間隔を置いて平行に並べられている。１つ置きの電極１１が、電源３に接続されている。他の１つ置きの電極１１が電気的に接地されている。電源３は、例えばパルス波状の電圧を隣接電極１１，１１間に印加する。印加電圧は、パルス波に限られず、連続波でもよい。各電極１１における隣の電極１１との対向面（放電面）に固体誘電体１２が設けられている。固体誘電体１２は、アルミナ等のセラミックの板でもよく、アルミナ等の溶射膜でもよい。隣り合う電極１１，１１の互いに対向する固体誘電体１２，１２どうし間が略大気圧の放電空間１３になる。
【００２１】
ボディ１５は、導入側ボディ部１６と、導出側ボディ部１７を含む。これらボディ部１６，１７が、電極１１の並び方向と直交する方向の両側から電極１１を挟み付けている。導入側ボディ部１６には、複数の導入路１６ａが形成されている。各導入路１６ａは、導入側ボディ部１６の外面から延び、放電空間１３の上流端に連なっている。原料ガス供給部４からの原料ガス供給路４ｄが複数に分岐し、各導入路１６ａに連なっている。
【００２２】
原料ガス供給部４からの原料ガス（ＣＦ４＋Ａｒ＋Ｈ２Ｏ）は、供給路４ｄにてプラズマソース１０の各導入路１６ａに分配され、各放電空間１３に導入される。これによって、原料ガスが、放電空間１３内でプラズマ化され、ＨＦ等のフッ素系反応成分を含む処理ガスが生成される。処理ガスには、放電空間１３内で分解されなかった原料ガス成分（ＣＦ４、Ａｒ、Ｈ２Ｏ）も含まれている。処理ガス中のＨＦ、ＣＦ４、Ａｒ等の主要成分は、空気（雰囲気ガス）より重い。
【００２３】
導出側ボディ部１７には導出路１７ｂが設けられている。導出路１７ｂは、各放電空間１３の下流端から延び、１つに合流している。合流後の導出路１７ｂが、導出側ボディ部１７の外面に達している。導出路１７ｂの下流端から接続管５がノズル２０へ延びている。
各放電空間１３で生成された処理ガスが、導出路１７ｂを通って互いに合流した後、接続管５によってノズル２０へ送られる。
【００２４】
図１及び図４に示すように、ノズル２０は、例えば直方体形状になっている。このノズル２０が、ノズル支持手段２９によって長手方向を略上下に向けて支持されている。図１において簡略して図示された支持手段２９は、台座やフレーム等を含む。ノズル２０の先端面２０ａは、長手方向を略上下に向けた長方形（図４参照）になっている。ノズル先端面２０ａは、被処理物９の傾斜に合わせて、鉛直に対しやや仰向けになるように例えば１０°傾けられている。これにより、ノズル先端面２０ａが被処理物９の被処理面９ａと平行に対向する。図３に示すように、ノズル先端面２０ａと被処理物９の間の距離ｄは、例えばｄ＝３ｍｍ〜９ｍｍ程度が好ましい。
ノズル２０及び被処理物９は、大気中に配置されている。ノズル２０及び被処理物９の周辺の雰囲気ガスは空気である。
【００２５】
図３に示すように、ノズル２０の内部には、処理ガス吹出し路２１と、流速調節用ガス混入路２２と、一対の吸引路２４，２４が形成されている。これら路２１，２２，２４の一端部がノズル２０の背面２０ｂ（先端面２０ａとは反対側の面）に開口している。接続管５が、処理ガス吹出し路２１のノズル背面２０ｂ側の端部に連なっている。プラズマソース１０からの処理ガスが、接続管５を経て吹出し路２１に導入される。詳細な図示は省略するが、ノズル２０内の処理ガス吹出し路２１には、ガスの流れをノズル２０の長手方向（上下方向）に均質化する整流部が設けられている。整流部は、チャンバー、スリット、複数の小孔の列等のガスコンダクタンスを増減させる要素を含む。
【００２６】
図１に示すように、ノズル２０には流速調節用ガス供給部６が接続されている。流速調節用ガス供給部６には、流量調節用ガスとして窒素ガス（Ｎ２）が蓄えられている。供給部６から流速調節用ガス供給路６ａが延びている。供給路６ａに流速調節用ガス流量調節手段６ｖが設けられている。供給部６からの窒素ガスの供給流量が、調節手段６ｖにて調節される。流量調節手段６ｖは、マスフローコントローラにて構成されているが、流量制御弁にて構成されていてもよい。流速調節用ガス供給路６ａの先端部が、流速調節用ガス混入路２２のノズル背面２０ｂ側の端部に連なっている。供給部６からの窒素ガスが、供給路６ａを経て混入路２２に導入される。ノズル２０内の流速調節用ガス混入路２２には、上記処理ガス吹出し路２１と同様に、ガスの流れをノズル２０の長手方向に均一化する整流部（図示省略）が設けられている。
流速調節用ガスとして、窒素ガスに代えて、空気等を用いてもよい。
【００２７】
図３に示すように、処理ガス吹出し路２１及び流速調節用ガス混入路２２は、それぞれノズル２０の背面２０ｂから先端面２０ａへ向けて延びている。先端面２０ａの近傍のノズル２０内において、２つの路２１，２２が互いに接近し、合流している。これにより、流速調節用ガス混入路２２の窒素ガスが、処理ガス吹出し路２１の処理ガスに混入される。
合流前の処理ガス流量ひいては原料ガス（ＣＦ４＋Ａｒ＋Ｈ２Ｏ）の流量と、流速調節用ガス混入路２２の窒素ガスの流量との比は、好ましくは（ＣＦ４＋Ａｒ＋Ｈ２Ｏ）：Ｎ２＝２：５〜２：１５程度である。
【００２８】
ノズル２０内の２つの路２１，２２の合流部２３から処理ガス吹出し路２１が更にノズル先端面２０ａへ延びている。処理ガス吹出し路２１の先端部が、先端面２０ａに達して開口し、処理ガス吹出し口２１ａを構成している。窒素ガスと合流後の処理ガスが、吹出し口２１ａから吹き出される。上記整流部によって処理ガスの吹出し流が吹出し口２１ａの長手方向に均一になる。
合流部２３から処理ガス吹出し口２１ａまでの距離Ｌは、好ましくはＬ＝１ｍｍ〜１５ｍｍ程度である。
【００２９】
図４に示すように、処理ガス吹出し口２１ａは、ノズル２０の幅方向の中央部に配置され、かつノズル２０の長手方向に沿って延びるスリット状になっている。すなわち、処理ガス吹出し口２１ａは、ノズル先端面２０ａ内において略垂直方向に分布している。処理ガス吹出し口２１ａの長さ（図４の上下方向の寸法）は、図４において二点鎖線で示す被処理物９の幅方向の寸法（図４の上下方向の寸法）と略同じか、若干長い。処理ガス吹出し口２１ａの幅ｗは、ｗ＝１ｍｍ〜６ｍｍ程度が好ましい。
【００３０】
図３に示すように、各吸引路２４のノズル先端面２０ａ側の端部は、先端面２０ａに達して開口し、吸引口２４ｅを構成している。図４に示すように、吸引口２４ｅは、ノズル２０の長手方向に延びるスリット状になっている。吸引口２４ｅの長さ（図４の上下方向の寸法）は、処理ガス吹出し口２１ａと略同じ大きさになっている。一対の吸引口２４ｅ，２４ｅが、処理ガス吹出し口２１ａを挟んで両側に配置されている。図３に示すように、吸引路２４のノズル背面２０ｂ側の端部から排気路７ｅが延びている。排気路７ｅが排気手段７に連なっている。排気手段７は、排気ポンプや除害設備を含む。
【００３１】
図１に示すように、ノズル２０に温度調節手段３０が熱的に接続されている。図４に示すように、温度調節手段３０は、温調媒体供給部３１と、ノズル２０の内部に形成された温調路３３を含む。温調媒体供給部３１は、所定の温度に調節した温調媒体を、温調媒体供給路３２を介して温調路３３へ導入する。温調媒体として、例えば水が用いられている。
【００３２】
図３に示すように、温調路３３は、ノズル２０の内部における先端面２０ａの近傍部分、かつ処理ガス吹出し口２１ａの周辺部分に配置されている。図４に示すように、温調路３３は、往路３３ａと、折り返し路３３ｂと、復路３３ｃを有し、処理ガス吹出し口２１ａを囲んでいる。往復路３３ａ，３３ｃは、互いの間に処理ガス吹出し口２１ａを挟み、それぞれ処理ガス吹出し口２１ａと平行に延びている。往路３３ａの上流端が、ノズル２０の下端面に達し、温調媒体供給路３２に連なっている。折り返し路３３ｂは、処理ガス吹出し口２１ａの上端部より上に配置され、往復路３３ａ，３３ｃどうしを連ねている。復路３３ｃの下流端から温調媒体排出路３４が延びている。温調媒体排出路３４は、温調媒体供給部３１に接続されている。これにより、温調媒体が、温調媒体供給部３１、温調媒体供給路３２、温調路３３、温調媒体排出路３４の順に循環される。
温調媒体の設定温度は、３０℃〜３５℃程度が好ましい。
ノズル２０の先端側の部分は、熱伝導性が良好な金属等の部材にて形成されていることが好ましい。この良熱伝導部材に処理ガス吹出し口２１ａ及び温調路３３が形成されていることが好ましい。
【００３３】
上記のように構成された表面処理装置１によって被処理物９の表面を粗化処理する方法を説明する。
被処理物９を、支持手段２にて略垂直（傾斜角度１０°）に支持しながら、移動手段８にて、ノズル２０の先端面２０ａの前方を横切るように、被処理面９ａに沿う水平方向（図１の紙面と直交する方向）に移動させる。
【００３４】
原料ガス供給部４において、ＣＦ４とＡｒの混合ガスに水を添加し、原料ガス（ＣＦ４＋Ａｒ＋Ｈ２Ｏ）を生成する。流量調節手段４ａｖ，４ｂｖにより原料ガスの流量及び各原料成分の流量比を調節する。さらに、加湿器４ｃにおいて水の添加量を調節する。この原料ガスを、供給路４ｄからプラズマソース１０の各導入路１６ａに分配し、各空間１３に導入する。併行して、電源３からの電圧供給によって、隣接する電極１１，１１間に電界を印加し、各空間１３内に大気圧プラズマ放電を生成する。これによって、原料ガスを放電空間１３でプラズマ化し、ＨＦ等のフッ素系反応成分を含む処理ガスを生成できる。
【００３５】
各放電空間１３で生成した処理ガスを、導出路１７ｂにおいて互いに合流させる。この処理ガスを、接続管５を経てノズル２０の処理ガス吹出し路２１に導入する。
更に、流速調節用ガス供給部６の窒素ガス（流速調節用ガス）を、流速調節用ガス供給路６ａを経てノズル２０の流速調節用ガス混入路２２に導入する。この窒素ガスが、処理ガス吹出し口２１ａの近傍の合流部２３において処理ガス吹出し路２１からの処理ガスに混入する。流量調節手段６ｖにより窒素ガスの混入流量を調節する。窒素混入後の処理ガスを、処理ガス吹出し口２１ａから吹き出す。吹出し時の処理ガスは、処理ガス吹出し口２１ａの長手方向に均一になっている。この処理ガスが被処理物９に接触し、処理ガス中のＨＦ等の反応成分と被処理物９とが反応を起こし、被処理物９の表面が粗化される。
【００３６】
流量調節手段４ａｖ，４ｂｖにて原料ガス流量ひいては処理ガス流量を十分に小さくすることで、処理が過度になるのを防止できる。
処理ガスに窒素ガス（流速調節用ガス）を混入することで、処理ガスの吹出し流速を増大させることができ、処理ガスを被処理物９に確実に到達させることができる。流量調節手段６ｖにて窒素ガスの混入流量を調節することで、処理ガスの吹出し流速を調節できる。処理ガスの吹出し流速は、０．１〜０．５ｍ／ｓの範囲内になるようにする。吹出し流速を必要最小限に抑えることで、処理ガス成分の無駄を防止できる。
処理済みのガスは、吸引口２４ｅに吸い込まれ、吸引路２４、排気路７ｅを経て、排気手段７から排気される。
【００３７】
さらに、温調媒体供給部３１の温調媒体を、供給路３２を経て、温調路３３に導入する。温調媒体は、往路３３ａ、折り返し路３３ｂ、復路３３ｃの順に流れる。この温調媒体によって、ノズル２０の処理ガス吹出し口２１ａの周辺部を温調でき、ひいては処理ガスが吹出し口２１ａから吹出される時の温度（以下「吹出し温度」と称す）を例えば３０℃〜３５℃に温調できる。
【００３８】
これによって、処理ガスの吹出し流が緩やかで、かつ処理ガス中に空気より重い成分（ＨＦ、ＣＦ４、Ａｒ等）が含まれていても、処理ガスを被処理物９の上下方向に略均一に吹き付けることができる。したがって、被処理物９を上下方向にほぼ均一に表面処理できる。さらに、吹出し後の処理ガス中の水分が凝縮するのを防止できる。したがって、処理ガス吹出し口２１ａの内壁や先端面２０ａに結露が付着するのを防止でき、処理を安定的に連続して行なうことができる。また、凝縮した水に反応成分のＨＦが吸収されるのを防止できる。よって、処理の均一性を一層確実に確保できる。さらに、装置１や被処理物９が凝縮体によって腐蝕等のダメージを受けるのを防止できる。
【００３９】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において、既述の形態と重複する構成に関しては図面に同一符号を付して説明を省略する。
図５は、本発明の第２実施形態を示したものである。第２実施形態は、温度調節手段３０の変形例に係る。ノズル２０の内部には、該ノズル２０の先端面２０ａの近傍の温調路３３に加えて、ノズル２０の中央部ないしは背面２０ｂ寄りの部分にも温調路３３Ｘが設けられている。温調路３３Ｘは、温調路３３と同様に、往路３３ａ、折り返し路３３ｂ（図示省略）、復路３３ｃを有し、先端面２０ａ側の温調路３３と平行になっている。温調路３３Ｘの往復路３３ａ，３３ｃは、ガス路２１，２２の近くに配置されている。２つの温調路３３，３３Ｘに温調媒体をそれぞれ通すことによって、ノズル２０のほぼ全体を温調できる。特に温調路３３Ｘに温調媒体を通すことによって、処理ガス吹出し路２１及び流速調節用ガス混入路２２の中間部分を温調できる。したがって、互いに混合される前の処理ガス及び流速調節用ガスをそれぞれ温調することができる。流速調節用ガスを温調したうえで、処理ガスに合流させることができる。これにより、処理ガスの吹出し温度を確実に所望の温度になるよう調節することができる。処理ガス吹出し路２１の内部での結露を確実に防止できる。
【００４０】
図６及び図７は、本発明の第３実施形態を示したものである。第３実施形態では、プラズマソースとノズルが一体になっている。すなわち、図６に示すように、プラズマソース一体型ノズル２０Ｘの内部に一対の電極１１，１１が収容されている。一方の電極１１が電源３に接続され、他方の電極１１が電気的に接地されている。各電極１１の他方の電極１１との対向面に固体誘電体１２が設けられている。一対の電極１１の固体誘電体１２どうし間に放電空間１３が形成されている。放電空間１３が、処理ガス吹出し路２１の途中に介在されている。図７に示すように、原料ガス供給部４が、供給路４ｄを介してノズル２０Ｘに接続されている。図６に示すように、供給路４ｄは、処理ガス吹出し路２１の基端部に連なっている。
【００４１】
第３実施形態においては、原料ガス（ＣＦ４＋Ａｒ＋Ｈ２Ｏ）が、供給路４ｄを経て、処理ガス吹出し路２１に導入される。この原料ガスが、処理ガス吹出し路２１の途中の放電空間１３に導入され、プラズマ化される。これにより、ＨＦ等のフッ素系反応成分を含む処理ガスが生成される。この処理ガスが、放電空間１３より下流の処理ガス吹出し路２１を通り、かつ流速調節用ガス混入路２２からのＮ２と混合されたうえで、処理ガス吹出し口２１ａから吹き出される。
【００４２】
本発明は、上記実施形態に限定されず、その要旨の範囲内において種々の態様を採用できる。
例えば、被処理物９は略垂直であればよい。被処理物９の傾斜角度は、鉛直に対し１０°に限られず、鉛直に対し例えば±２０°の範囲であればよい。被処理物９の傾斜方向は、被処理面９ａが下向きになる側に限られない。図８に示すように、被処理面９ａが上向きになる側に傾斜されていてもよい。この場合、ノズル２０の先端面２０ａが、被処理物９の被処理面９ａと平行に対向するように、下向きに傾斜して配置される。
被処理物９が、まっすぐ鉛直になっていてもよい。この場合、ノズル２０の先端面２０ａが被処理物９の被処理面９ａと平行に対向するようにまっすぐ垂直に配置される。
【００４３】
被処理物９の位置が固定され、移動手段８がノズル２０に接続され、ノズル２０が先端面２０ａに沿う水平方向に移動されるようになっていてもよい。
被処理物９とノズル２０を相対移動させず、両者の相対位置を固定した状態で処理を行なってもよい。
【００４４】
処理ガス吹出し口２１ａは、ノズル２０の先端面２０ａの上下方向（略垂直方向）に分布していればよく、スリット状に限られず、ノズル２０の長手方向に間隔を置いて並べられた複数の小孔の列によって構成されていてもよい。
【００４５】
ノズル２０の内部や先端部に温度調節手段３０として電熱ヒータ等の加熱手段を設けてもよい。
ノズル２０と被処理物９の間の空間を含むノズル２０の周辺の雰囲気ガスが、空気に代えて窒素等の不活性ガスに置換されていてもよい。本発明は、雰囲気ガスより重い成分を含む処理ガスを用いた表面処理に好適である。
【００４６】
被処理物９の形状は、平板状に限られず、連続シート状でもよく、立体形状でもよい。
被処理物９は、太陽電池用のガラスに限定されず、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板でもよく、更にはガラスに限られず、半導体ウェハ、樹脂フィルム等の種々の被処理物に適用できる。
本発明は、ガラス基板の粗化エッチングだけでなく、半導体膜や絶縁膜等のエッチングにも適用でき、エッチングに限られず、ＣＶＤ、洗浄、表面改質（疎水化、親水化等）、アッシング等の他の表面処理にも適用できる。処理内容に応じて処理ガスの反応成分等を適宜選択する。
例えば、アモルファスシリコンや結晶シリコンをエッチングする場合、処理ガスが、フッ素系反応成分の他、オゾン等の酸化性反応成分を含むことが好ましい。
プラズマ表面処理に限られず、フッ酸ベーパー、熱ＣＶＤ等のプラズマを用いない表面処理にも適用できる。
【実施例１】
【００４７】
実施例を説明する。本発明が当該実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。
第１実施形態（図１〜図４）に示す表面処理装置１と実質的に同じ構造の装置を用いた。
原料ガス供給部４において、ＣＦ４ ０．１ｓｌｍ、Ａｒ ３．９ｓｌｍの混合ガスに露点が１８℃になる量の水を添加した。この原料ガス ４．０ｓｌｍを、常圧プラズマソース１０に導入してプラズマ化し、ＨＦを含む処理ガスを生成した。
常圧プラズマソース１０の各電極１１の長さは４００ｍｍであった。電極１１の表面の固体誘電体１２はアルミナ９９．５ｗｔ％であった。固体誘電体１２の厚さは、１ｍｍであった。隣接する２つの電極１１，１１どうしの間隔は、１ｍｍとした。電源３にて印加されるパルス電圧の立ち上がり速度は１０μｓとし、ピーク間電圧はＶｐｐ＝１６０Ｖとし、 周波数は３０ｋＨｚとした。
【００４８】
常圧プラズマソース１０にて生成した処理ガス ４．０ｓｌｍを、接続管５を経てノズル２０へ供給した。併行して、流速調節用ガス供給部６からＮ２ １５ｓｌｍをノズル２０へ供給した。ノズル２０内の合流部２３において上記処理ガスに上記流速調節用のＮ２を混入した。混入後の処理ガス １９ｓｌｍを吹出し口２１ａから吹出し、被処理物９に接触させた。処理ガスの吹出し流速は図９を参照のこと。
合流部２３から吹出し口２１ａまでの距離Ｌは、Ｌ＝１０ｍｍであった。吹出し口２１ａの長さは４００ｍｍ、幅ｗは、ｗ＝２ｍｍであった。吸引口２４ｅの幅は、０．７ｍｍであった。左右一対の吸引口２４ｅ，２４ｅどうしの間隔は、４０ｍｍであった。
温度調節手段３０によって、ノズル２０を３５℃に温調した。
【００４９】
被処理物９は、ガラスであり、処理前の表面粗さＲａは、Ｒａ＝０．１〜０．２ｎｍであった。表面粗さは、ＡＦＭ(原子間力顕微鏡)にて計測した（処理後の計測手段も同様）。被処理物９は、被処理面９ａが下向きになる側へ鉛直に対し１０°傾斜させた。被処理物９の上下方向の寸法は、４００ｍｍであった。ノズル２０は、先端面２０ａが被処理面９ａと平行に対向するように、鉛直に対し１０°傾斜させた。ノズル先端面２０ａと被処理物９との間の距離ｄは、ｄ＝７ｍｍとした。被処理物９とノズル２０の相対移動速度は、７７００ ｍｍ／ｍｉｎとした。ノズル２０及び被処理物９の周辺の雰囲気ガスは空気であり、雰囲気温度は２５℃であった。
【００５０】
処理後の被処理物９の表面粗さＲａは、被処理物９の下端（高さ０ｍｍ）から上端（高さ４００ｍｍ）までの全域において所望範囲の０．５ｎｍ＜Ｒａ＜０．８ｎｍになった。処理後のノズル先端面２０ａに結露等の生成物は確認されなかった。処理ガスに空気より重い成分が含まれていても、均一で良好な処理を行なうことができることが確認された。
【００５１】
図９は、吹出し口２１ａの長手方向の各位置から吹き出される処理ガスの流速の測定結果を示したものである。同図のグラフの横軸の吹出し位置（ｍｍ）は、吹出し口２１ａの下端（０ｍｍ）から吹出し口２１ａ上の測定点までの距離に対応する（図１０〜図１４において同じ）。実施例１では、流速調節用のＮ２ガスの混入流量を１５ｓｌｍにすることより、吹出し口２１ａの長手方向の全域で処理ガスの吹出し流速を０．３ｍ／ｓ〜０．４ｍ／ｓの範囲内に収めることができた。しかも、処理ガスが、吹出し口２１ａの長手方向の全域から略均一な流速で吹き出されることが確認できた。
【００５２】
更に、参考として、流速調節用のＮ２ガスの混入流量をそれぞれ１０ｓｌｍ、５ｓｌｍ、０ｓｌｍとし、他の条件はすべて実施例１と同じにした場合の吹出し流速をも測定した。図９に示すように、流速調節用のＮ２ガスを混入しない場合（Ｎ２＝０ｓｌｍ）、吹出し流速が０．１ｍ／ｓ未満になった。この流速では、処理ガスを被処理物９に到達させ接触させるのは困難である。流速調節用のＮ２ガスの混入流量を５ｓｌｍ以上にすることで、処理ガスの吹出し流速を０．１ｍ／ｓ以上にできた。流速調節用のＮ２ガスの混入流量が大きいほど、処理ガスの吹出し流速が大きくなった。流速調節用のＮ２ガスの混入流量を５ｓｌｍ〜１５ｓｌｍにすれば、処理ガスの吹出し流速を０．１ｍ／ｓ〜０．５ｍ／ｓの範囲内に十分収めることができることが確認できた。
【実施例２】
【００５３】
ノズル２０の温度を３０℃にした点を除き、実施例１と同一の条件で処理を行なった。
処理後の被処理物９の表面粗さＲａは、被処理物９の下端（高さ０ｍｍ）から上端（高さ４００ｍｍ）までの全域において所望範囲の０．５ｎｍ＜Ｒａ＜０．８ｎｍになった。処理後のノズル先端面２０ａに結露等の生成物は確認されなかった。処理ガスに空気より重い成分が含まれていても、均一で良好な処理を行なうことができることが確認された。
【実施例３】
【００５４】
吹出し口２１ａ近傍の合流部２３におけるＮ２の混入流量を１０ｓｌｍとした。したがって、処理ガスの吹出し流量は、１４ｓｌｍであった。さらにノズル２０の温度を３０℃にした。以上の点を除き、実施例１と同一の条件で処理を行なった。
処理後の被処理物９の表面粗さＲａは、被処理物９の下端（高さ０ｍｍ）から高さ３００ｍｍまでの区間では、所望範囲の０．５ｎｍ＜Ｒａ＜０．８ｎｍになった。高さ３００ｍｍから高さ３３０ｍｍまでの区間は、Ｒａ＜０．５ｎｍになった。高さ３３０ｍｍから上端（高さ４００ｍｍ）までの区間では、所望範囲の０．５ｎｍ＜Ｒａ＜０．８ｎｍになった。処理後のノズル先端面２０ａに結露等の生成物は確認されなかった。中間に処理量が所望範囲を下回る区間があったが全体的には良好な処理を行なうことができた。処理ガスに空気より重い成分が含まれていても、吹出し口２１ａの上端付近に対応する部分（高さ３３０ｍｍ〜４００ｍｍ）の処理を所望範囲にできることが確認された。
【００５５】
図１０は、実施例２及び実施例３において、吹出し口２１ａの長手方向の各位置から吹き出される処理ガスの流速の測定結果を示したものである。実施例２、３によれば、流速調節用のＮ２ガスの混入流量をそれぞれ１５ｓｌｍ、１０ｓｌｍにすることより、吹出し口２１ａの長手方向の全域で処理ガスの吹出し流速を０．１ｍ／ｓ〜０．５ｍ／ｓの範囲内に収めることができた。
【００５６】
更に、参考として、流速調節用のＮ２ガスの混入流量をそれぞれ５ｓｌｍ、０ｓｌｍとし、他の条件はすべて実施例２、３と同じにした場合の吹出し流速をも測定した。図１０に示すように、Ｎ２ガスの混入流量が５ｓｌｍ以下では、処理ガスの吹出し流速を所望範囲（０．１ｍ／ｓ〜０．５ｍ／ｓ）にすることができなかった。
図９及び図１０から明らかなように、ノズル２０の調節温度によって、処理ガスの流速分布が変化することが確認された。ノズル２０の温度を３５℃にした場合（図９）のほうが、３０℃にした場合（図１０）より、吹出し流速が大きくなり、しかも吹出しの均一性が良好であった。
【００５７】
更に、図１１は、ノズル２０の温調を行なわず、かつＮ２の混入流量をそれぞれ１５ｓｌｍ、１０ｓｌｍ、５ｓｌｍ、０ｓｌｍとし、他の条件はすべて実施例１と同じにした場合の吹出し流速の測定結果である。Ｎ２の混入流量を１０ｓｌｍ〜１５ｓｌｍにすれば、処理ガスの吹出し流速を吹出し位置の全域で所望範囲内（０．１ｍ／ｓ〜０．５ｍ／ｓ）にできることが確認された。
【００５８】
［比較例１］
比較例１では、処理ガスへのＮ２混入を行なわなかった。したがって、処理ガスの吹出し流量は、４ｓｌｍであった。かつノズル２０の温調は行なわなかった。それ以外の条件は実施例１と同一にして処理を行なった。
図１３に示すように、処理ガスの吹出し流速は、吹出し位置が高くなるにしたがって低下した。吹出し位置の略全域で、吹出し流速が所望範囲の下限（０．１ｍ／ｓ）を下回った。
処理後の被処理物９の表面粗さＲａは、被処理物９の下端（高さ０ｍｍ）から高さ１５０ｍｍまでの区間では、Ｒａ＞０．５ｎｍになった。高さ１５０ｍｍから上端（高さ４００ｍｍ）までの区間では、Ｒａ＜０．５ｎｍになった。処理後のノズル先端面２０ａに微小な水滴状態の生成物が多量に付着していた。
【００５９】
［比較例２］
比較例２では、図１２に示すように、流速調節用ガス供給路６ａをノズル２０ではなく接続管５の基端部に接続した装置を用いた。これにより、プラズマソース１０で生成された直後の処理ガスにＮ２を混入した。Ｎ２の混入流量は５ｓｌｍとした。したがって、処理ガスの吹出し流量は、９ｓｌｍであった。ノズル２０の温調は行なわなかった。それ以外の条件は実施例１と同一にして処理を行なった。
図１３に示すように、処理ガスの吹出し流速は、吹出し位置が高くなるにしたがって顕著に低下した。吹出し口２１ａの下端部（吹出し位置０ｍｍ）付近では、吹出し流速が０．２ｍ／ｓ程度になったが、１００ｍｍ以上の吹出し位置では、吹出し流速が所望範囲の下限（０．１ｍ／ｓ）を下回った。処理ガス中の空気より重い成分が垂れるためと考えられる。
処理後の被処理物９の表面粗さＲａは、被処理物９の下端（高さ０ｍｍ）から高さ２１０ｍｍまでの区間では、０．５ｎｍ＜Ｒａ＜０．８ｎｍになった。高さ２１０ｍｍから上端（高さ４００ｍｍ）までの区間では、Ｒａ＜０．５ｎｍになった。処理後のノズル先端面２０ａに微小な水滴状態の生成物が多量に付着していた。
【００６０】
［比較例３］
図１２に示す比較例２と同じ装置を用い、生成直後の処理ガスにＮ２を混入した。Ｎ２の混入流量は１０ｓｌｍとした。したがって、処理ガスの吹出し流量は、１４ｓｌｍであった。ノズル２０の温調は行なわなかった。それ以外の条件は実施例１と同一にして処理を行なった。
図１３に示すように、処理ガスの吹出し流速は、比較例２と同様に、吹出し位置が高くなるにしたがって顕著に低下した。
処理後の被処理物９の表面粗さＲａは、被処理物９の下端（高さ０ｍｍ）から高さ３００ｍｍまでの区間では、０．５ｎｍ＜Ｒａ＜０．８ｎｍになった。高さ３００ｍｍから上端（高さ４００ｍｍ）までの区間では、Ｒａ＜０．５ｎｍになった。処理後のノズル先端面２０ａに微小な水滴状態の生成物が多量に付着していた。
【００６１】
［比較例４］
図１２に示す比較例２と同じ装置を用い、生成直後の処理ガスにＮ２を混入した。ノズル２０の温調は行なわなかった。それ以外の条件は実施例１と同一にして処理を行なった。Ｎ２の混入流量は、実施例１と同じく１５ｓｌｍとした。したがって、処理ガスの吹出し流量は、１９ｓｌｍであった。処理ガスの吹出し流速は、図１３を参照のこと。
処理後の被処理物９の表面粗さＲａは、被処理物９の下端（高さ０ｍｍ）から高さ３６０ｍｍまでの区間では、０．５ｎｍ＜Ｒａ＜０．８ｎｍになった。高さ３６０ｍｍから上端（高さ４００ｍｍ）までの区間では、Ｒａ＜０．５ｎｍになった。処理後のノズル先端面２０ａに微小な水滴状態の生成物が多量に付着していた。
【００６２】
［比較例５］
図１２に示す比較例２と同じ装置を用い、生成直後の処理ガスに流速調節用のＮ２ １５ｓｌｍを混入した。ノズル２０の温度を３０℃にした。それ以外の条件は実施例１と同一にして処理を行なった。処理ガスの吹出し流速は、図１４を参照のこと。図１４には、流速調節用のＮ２の混入流量を１０ｓｌｍ、５ｓｌｍ、０ｓｌｍとした場合の処理ガスの吹出し流速をも示す。
処理後の被処理物９の表面粗さＲａは、被処理物９の下端（高さ０ｍｍ）から高さ３４０ｍｍまでの区間では、０．５ｎｍ＜Ｒａ＜０．８ｎｍになった。高さ３４０ｍｍから上端（高さ４００ｍｍ）までの区間では、Ｒａ＜０．５ｎｍになった。処理後のノズル先端面２０ａに結露等の生成物は確認されなかった。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、例えば太陽電池用の表面ガラスを粗化するのに適用可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 表面処理装置
２ 被処理物支持手段
３ 電源
４ 原料ガス供給部
４ａ フッ素系原料供給部
４ａｖ フッ素系原料流量調手段
４ｂ 希釈ガス供給部
４ｂｖ 希釈ガス流量調節手段
４ｃ 加湿器
４ｄ 供給路
５ 接続管
６ 流速調節用ガス供給部
６ａ 流速調節用ガス供給路
６ｖ 流速調節用ガス流量調節手段
７ 排気手段
７ｅ 排気路
８ 移動手段
９ 被処理物
９ａ 被処理面
１０ プラズマソース
１１ 電極
１２ 固体誘電体
１３ 放電空間
１５ ボディ
１６ 導入側ボディ部
１６ａ 導入路
１７ 導出側ボディ部
１７ｂ 導出路
２０ ノズル
２０Ｘ プラズマソース一体型ノズル
２０ａ 先端面（吹出し面）
２０ｂ 背面
２１ 処理ガス吹出し路
２１ａ 処理ガス吹出し口
２２ 流速調節用ガス混入路
２３ 合流部
２４ 吸引路
２４ｅ 吸引口
２９ ノズル支持手段
３０ 温度調節手段
３１ 温調媒体供給部
３２ 温調媒体供給路
３３ 温調路
３３ａ 往路
３３ｂ 折り返し路
３３ｃ 復路
３３Ｘ 温調路
３４ 温調媒体排出路
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被処理物に対しエッチング、ＣＶＤ、洗浄等の表面処理を行なう方法及び装置に関し、特に、被処理物の被処理面が略垂直に立てられ、かつ処理ガスが雰囲気ガスより重い成分を含む場合に適した表面処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、被処理物を垂直にした状態で処理する装置が開示されている。
特許文献２には、水を添加したフッ素系原料ガスを大気圧近傍のプラズマ空間に導入して、ＣＯＦ４、ＨＦ等を含むフッ素系反応性ガスを生成し、このフッ素系反応性ガスを被処理物のシリコンに接触させ、シリコンをエッチングすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１５８９５号公報
【特許文献２】特開２００７−２９４６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ほぼ垂直に立てた被処理物に処理ガスを横方向から吹き付ける場合、処理ガス中に雰囲気ガスより重い成分が含まれていると、該成分が垂れる傾向がある。特に、処理ガスの吹出し流速が小さい場合に、上記重い成分が垂れ易い。そのため、縦方向の均一性を確保するのが容易でない。処理ガスの流量を増やせば、吹出し流速を大きくできるが、そうすると、処理が過剰になるおそれがある。また、処理ガスのロスが多くなる。
本発明は、上記事情に鑑み、ほぼ垂直になった被処理面に処理ガスを横方向から吹き付ける際、処理ガス中に雰囲気ガスより重い成分が含まれていても、処理を過不足無く、しかも均一に行なえるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明方法は、被処理面を略垂直に向けた被処理物に、雰囲気ガスより重い反応成分を含む処理ガスを吹き付け、前記被処理面を処理する方法であって、
略垂直に分布する吹出し口を有するノズルを、前記被処理面と対向させ、
前記吹出し口の近傍で流速調節用ガスを前記処理ガスに混入し、
前記混入後の処理ガスを前記吹出し口から吹き出し、該吹き出し時の処理ガスの流速が０．１〜０．５ｍ／ｓになるよう、前記流速調節用ガスの混入流量を調節することを特徴とする。
本発明装置は、被処理面を略垂直に向けた被処理物に、雰囲気ガスより重い反応成分を含む処理ガスを吹き付け、前記被処理面を処理する装置であって、
前記処理ガスを通す処理ガス吹出し路と、流速調節用ガスを通す流速調節用ガス混入路と、被処理面と対向する先端面を有するノズルを備え、
前記処理ガス吹出し路の先端部が、前記先端面に達し、かつ前記先端面内において略垂直方向に分布する吹出し口を構成し、
前記流速調節用ガス混入路が、前記吹出し口の近傍で前記処理ガス吹出し路に合流しており、
前記吹出し口からの処理ガスの吹出し流速が、０．１〜０．５ｍ／ｓになるよう、前記流速調節用ガスの流量を調節する流量調節手段を、さらに備えたことを特徴とする。
これによって、処理ガス中に雰囲気ガスより重い成分が含まれていても、処理を過不足無く均一に行なうことができる。
流速調節用ガスとしては、不活性ガスを用いるとよく、好ましくは窒素ガス（Ｎ２）を用いるとよい。
【０００６】
前記ノズルの吹出し口の周辺部を温度調節することが好ましい。
前記ノズルの吹出し口の周辺部に、該吹出し口周辺部を温度調節する温度調節手段を熱的に接続するのが好ましい。
これによって、前記処理ガスが例えば水等の水素含有添加物を含んでいる場合、ノズルの先端面に水等の凝縮体が生成されるのを防止できる。したがって、処理ガス中の反応成分が凝縮体に吸収されるのを防止でき、処理を一層良好かつ均一に行なうことができる。また、凝縮体が表面処理装置や被処理物に付着するのを防止でき、表面処理装置や被処理物が腐蝕等のダメージを受けるのを防止できる。
水素含有添加成分として、水に代えて、過酸化水素水を用いてもよく、アルコール等のＯＨ基含有化合物を用いてもよい。 前記処理ガスが例えば水等の水素含有添加物を含んでいない場合でも、前記ノズルの吹出し口の周辺部を温度調節してもよい。
【０００７】
前記ノズルの吹出し口の周辺部の温度を３０℃〜３５℃に調節することが好ましい。
温調範囲を３０℃以上にすることによって、ノズルの先端面に凝縮体が形成されるのを確実に防止できる。温調範囲を３５℃以下にすることによって、温度調節手段に過度の負担がかかるのを防止できる。
【０００８】
略垂直とは、完全な鉛直の他、鉛直に対しやや傾斜した角度を含む。好ましくは、略垂直とは、鉛直に対し±２０°以内の角度範囲を言う。
前記ノズルの前記吹出し口が開口する先端面及び前記被処理面を、互いに平行になるように、鉛直にし又は鉛直に対し±２０°以内の範囲で傾斜させることが好ましい。
前記表面処理装置が、前記被処理面の鉛直に対する角度が±２０°以内になるように、前記被処理物を支持する被処理物支持手段と、前記先端面が前記被処理面と平行になるように、前記ノズルを支持するノズル支持手段と、を備えていることが好ましい。
被処理面が下向きに傾斜し、ノズル先端面が上向きに傾斜していてもよく、被処理面が上向きに傾斜し、ノズル先端面が下向きに傾斜していてもよい。
さらに、前記表面処理装置が、前記被処理物とノズルの一方を他方に対し前記被処理面又は前記先端面に沿って相対移動させる移動手段を備えていることが好ましい。
【０００９】
前記反応成分は、たとえばフッ素系の反応成分である。これにより、シリコン酸化物、シリコン窒化物等をエッチングすることができる。フッ素系反応成分として、ＨＦ、ＣＯＦ２、Ｆ２等が挙げられる。フッ素系反応成分は、フッ素系原料を含む原料ガスをプラズマ化（分解、励起、活性化、ラジカル化、イオン化を含む）することによって生成できる。フッ素系原料としては、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ６、Ｃ３Ｆ８等のパーフルオロカーボン（ＰＦＣ）、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｈ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ等のハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）、ＳＦ６、ＮＦ３、ＸｅＦ２等が挙げられる。プラズマは、大気圧近傍（略常圧）下で生成することが好ましい。ここで、大気圧近傍とは、１．０１３×１０４〜５０．６６３×１０４Ｐａの範囲を言い、圧力調整の容易化や装置構成の簡便化を考慮すると、１．３３３×１０４〜１０．６６４×１０４Ｐａが好ましく、９．３３１×１０４〜１０．３９７×１０４Ｐａがより好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、被処理物のほぼ垂直な被処理面に処理ガスを横方向から吹き付ける際、処理ガス中に雰囲気ガスより重い成分が含まれていても、処理の均一性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る表面処理装置を解説的に示す側面図である。
【図２】上記表面処理装置の原料ガス供給部及びプラズマソースを含む処理ガス生成部を、原料ガス供給部を回路構成にて示し、プラズマソースを断面にて示す解説図である。
【図３】上記表面処理装置のノズル等の構造を、ノズルを図１のIII-III線に沿う断面にして示す解説図である。
【図４】上記表面処理装置のノズル及び温調構造を、ノズルを図１のIV-IV線に沿って矢視した解説図である。
【図５】本発明の温調構造の変形例に係る第２実施形態を示し、ノズルの断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るプラズマソース及びノズル一体型の表面処理装置を、一体型ノズルを図７のVI-VI線に沿う断面にして示す解説図である。
【図７】上記第３実施形態に係る表面処理装置を、一体型ノズルを側面視にて示す解説図である。
【図８】ノズル及び被処理物の傾斜態様の変形例を示す解説図である。
【図９】実施例１、及び実施例１に対しＮ２混入流量を変えた参考実施例における、処理ガスの吹出し位置に対する吹出し流速の分布の測定結果を示すグラフである。
【図１０】実施例２及び３、並びにこれら実施例に対しＮ２混入流量を変えた参考実施例における、処理ガスの吹出し位置に対する吹出し流速の分布の測定結果を示すグラフである。
【図１１】ノズル温調を無しにした参考実施例における、処理ガスの吹出し位置に対する吹出し流速の分布の測定結果を示すグラフである。
【図１２】比較例２〜５に用いた表面処理装置の概略構成を示す図１対応の解説図である。
【図１３】比較例１〜４における、処理ガスの吹出し位置に対する吹出し流速の分布の測定結果を示すグラフである。
【図１４】比較例５、及び比較例５に対しＮ２混入流量を変えた比較例における、処理ガスの吹出し位置に対する吹出し流速の分布の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１〜図４は、本発明の第１実施形態を示したものである。この実施形態の被処理物９は、例えば太陽電池の表面パネルとして用いられるガラス基板である。ガラス基板９は長方形の平板になっている。このガラス基板９の被処理面９ａを表面処理装置１によってエッチングし粗化する。
【００１３】
図１に示すように、表面処理装置１は、被処理物支持手段２と、常圧プラズマソース１０と、ノズル２０を備えている。図１において簡略化して図示するが、支持手段２は、例えば被処理物９の周縁を嵌め込んだり、把持したり、引っ掛けたりする縁係合機構を有し、被処理物９をほぼ垂直に立てて支持している。これにより、被処理面９ａが、略垂直に向けられている。この支持状態において、被処理物９の長手方向は図１の紙面と直交する水平方向に向けられている。被処理物９の短手方向がほぼ垂直に向けられている（図４参照）。
支持手段２が、被処理物９の背面（被処理面９ａとは反対側の面）を吸着したり、押さえたりして支持していてもよい。
【００１４】
ここで、ほぼ垂直とは、垂直（鉛直）に対し例えば±２０°以内の角度範囲を云い、完全な垂直を含む。本実施形態の被処理物９は、表面処理装置１にて処理されるべき被処理面９ａが下向きになるように、垂直に対し１０°傾斜して支持されている。被処理物９を傾斜させることによって、大型の被処理物９であっても、取り回しスペースをコンパクトにできる。被処理物９を斜めにして搬送しながら各種の処理又は操作を行なう工場では、被処理物９の搬送ラインに表面処理装置１を容易に組み込むことができる。
【００１５】
さらに、支持手段２は、被処理物９を該被処理物９の長手方向（図１の紙面と直交する方向）に沿う水平方向にスライド可能に支持している。このような支持手段２として、ガイド溝を有するレールや、複数のコロからなるコロ機構を用いることができる。
【００１６】
図３に示すように、被処理物９に移動手段８が接続されている。被処理物９は、略垂直の角度を維持しながら移動手段８によって被処理面９ａに沿う水平方向（図１の紙面直交方向、図３の上下方向）に移動される。移動手段８として、直動モータ等を含む直動機構、エアシリンダ、油圧シリンダ等を用いてもよい。移動手段８が支持手段２に接続され、直接的には支持手段２を移動させることで、被処理物９が移動されるようになっていてもよい。支持手段２がコロ機構にて構成されている場合、コロが駆動機構によって回転駆動され、これにより、被処理物９が移動されるようになっていてもよい。この場合、コロ機構は、支持手段２と移動手段８を兼ねる。
【００１７】
図２に示すように、表面処理装置１は、原料ガス供給部４及び常圧プラズマソース１０を含むプラズマ生成部を備えている。
原料ガス供給部４は、フッ素系原料供給部４ａと、希釈ガス供給部４ｂを含み、処理ガス生成用の原料ガスをプラズマソース１０へ供給する。原料ガスは、フッ素系原料供給部４ａから供給されるフッ素系原料と、希釈ガス供給部４ｂから供給される希釈ガスを含む。この実施形態では、フッ素系原料として、ＣＦ４が用いられている。希釈ガスとしてＡｒが用いられている。フッ素系原料供給部４ａによるフッ素系原料（ＣＦ４）の供給流量は、フッ素系原料流量調手段４ａｖにて調節される。希釈ガス供給部４ｂによる希釈ガス（Ａｒ）の供給流量は、希釈ガス流量調節手段４ｂｖにて調節される。流量調節手段４ａｖ，４ｂｖは、マスフローコントローラにて構成されているが、流量制御弁にて構成されていてもよい。
原料ガス流量（ＣＦ４とＡｒの合計流量）は、なるべく小量に設定するのが好ましく、例えば後記吹出し口２１ａの上下方向の長さが４００ｍｍのとき、２ｓｌｍ〜６ｓｌｍ程度が好ましい。
ＣＦ４とＡｒの流量比は、例えばＣＦ４：Ａｒ＝１：１００〜１：１９程度である。
【００１８】
さらに、原料ガス供給部４には加湿器４ｃが設けられている。加湿器４ｃは、ＣＦ４とＡｒの混合ガスからなる原料ガスに水素含有添加成分として水（Ｈ２Ｏ）を添加する。例えば、供給部４ａ，４ｂからの原料ガス（ＣＦ４＋Ａｒ）の一部又は全部が、加湿器４ｃの水面より上側の空間に導入される。これにより、上記加湿器４ｃの上側空間の飽和水蒸気が原料ガスに混合される。原料ガスを加湿器４ｃ内の液相の水中にバブリングすることにしてもよい。加湿器４ｃを加熱して水の蒸発を促進してもよい。供給部４ａ，４ｂからの原料ガスのうち、加湿器４ｃに通すガスと加湿器４ｃを通さないガスとの比率を調節することで、水の添加量を調節できる。
水の添加量は、原料ガスの露点が例えば１２℃〜２４℃程度になるように設定する。
【００１９】
フッ素系原料として、ＣＦ４に代えてＣ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ６、Ｃ３Ｆ８等の他のＰＦＣを用いてもよく、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｈ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ等のＨＦＣを用いてもよく、その他、ＳＦ６、ＮＦ３、ＸｅＦ２等を用いてもよい。
希釈ガス（Ａｒ）は、フッ素系原料を希釈し、かつキャリアする役目に加え、後記放電空間１３において安定的なプラズマを生成する役目をも有している。希釈ガスとして、Ａｒに代えて、Ｈｅ、Ｎ２等の他の不活性ガスを用いてもよい。
水素含有添加成分として、水に代えて、過酸化水素水を用いてもよく、アルコール等のＯＨ基含有化合物を用いてもよい。
【００２０】
図２に示すように、常圧プラズマソース１０は、複数の電極１１と、これら電極１１を収容して保持するボディ１５を有している。電極１１は、アルミニウムやステンレス等の金属にて構成されている。電極１１は、例えば長手方向を図２の紙面と直交する方向に向けた長方形の平板状になっている。複数の電極１１が間隔を置いて平行に並べられている。１つ置きの電極１１が、電源３に接続されている。他の１つ置きの電極１１が電気的に接地されている。電源３は、例えばパルス波状の電圧を隣接電極１１，１１間に印加する。印加電圧は、パルス波に限られず、連続波でもよい。各電極１１における隣の電極１１との対向面（放電面）に固体誘電体１２が設けられている。固体誘電体１２は、アルミナ等のセラミックの板でもよく、アルミナ等の溶射膜でもよい。隣り合う電極１１，１１の互いに対向する固体誘電体１２，１２どうし間が略大気圧の放電空間１３になる。
【００２１】
ボディ１５は、導入側ボディ部１６と、導出側ボディ部１７を含む。これらボディ部１６，１７が、電極１１の並び方向と直交する方向の両側から電極１１を挟み付けている。導入側ボディ部１６には、複数の導入路１６ａが形成されている。各導入路１６ａは、導入側ボディ部１６の外面から延び、放電空間１３の上流端に連なっている。原料ガス供給部４からの原料ガス供給路４ｄが複数に分岐し、各導入路１６ａに連なっている。
【００２２】
原料ガス供給部４からの原料ガス（ＣＦ４＋Ａｒ＋Ｈ２Ｏ）は、供給路４ｄにてプラズマソース１０の各導入路１６ａに分配され、各放電空間１３に導入される。これによって、原料ガスが、放電空間１３内でプラズマ化され、ＨＦ等のフッ素系反応成分を含む処理ガスが生成される。処理ガスには、放電空間１３内で分解されなかった原料ガス成分（ＣＦ４、Ａｒ、Ｈ２Ｏ）も含まれている。処理ガス中のＨＦ、ＣＦ４、Ａｒ等の主要成分は、空気（雰囲気ガス）より重い。
【００２３】
導出側ボディ部１７には導出路１７ｂが設けられている。導出路１７ｂは、各放電空間１３の下流端から延び、１つに合流している。合流後の導出路１７ｂが、導出側ボディ部１７の外面に達している。導出路１７ｂの下流端から接続管５がノズル２０へ延びている。
各放電空間１３で生成された処理ガスが、導出路１７ｂを通って互いに合流した後、接続管５によってノズル２０へ送られる。
【００２４】
図１及び図４に示すように、ノズル２０は、例えば直方体形状になっている。このノズル２０が、ノズル支持手段２９によって長手方向を略上下に向けて支持されている。図１において簡略して図示された支持手段２９は、台座やフレーム等を含む。ノズル２０の先端面２０ａは、長手方向を略上下に向けた長方形（図４参照）になっている。ノズル先端面２０ａは、被処理物９の傾斜に合わせて、鉛直に対しやや仰向けになるように例えば１０°傾けられている。これにより、ノズル先端面２０ａが被処理物９の被処理面９ａと平行に対向する。図３に示すように、ノズル先端面２０ａと被処理物９の間の距離ｄは、例えばｄ＝３ｍｍ〜９ｍｍ程度が好ましい。
ノズル２０及び被処理物９は、大気中に配置されている。ノズル２０及び被処理物９の周辺の雰囲気ガスは空気である。
【００２５】
図３に示すように、ノズル２０の内部には、処理ガス吹出し路２１と、流速調節用ガス混入路２２と、一対の吸引路２４，２４が形成されている。これら路２１，２２，２４の一端部がノズル２０の背面２０ｂ（先端面２０ａとは反対側の面）に開口している。接続管５が、処理ガス吹出し路２１のノズル背面２０ｂ側の端部に連なっている。プラズマソース１０からの処理ガスが、接続管５を経て吹出し路２１に導入される。詳細な図示は省略するが、ノズル２０内の処理ガス吹出し路２１には、ガスの流れをノズル２０の長手方向（上下方向）に均質化する整流部が設けられている。整流部は、チャンバー、スリット、複数の小孔の列等のガスコンダクタンスを増減させる要素を含む。
【００２６】
図１に示すように、ノズル２０には流速調節用ガス供給部６が接続されている。流速調節用ガス供給部６には、流量調節用ガスとして窒素ガス（Ｎ２）が蓄えられている。供給部６から流速調節用ガス供給路６ａが延びている。供給路６ａに流速調節用ガス流量調節手段６ｖが設けられている。供給部６からの窒素ガスの供給流量が、調節手段６ｖにて調節される。流量調節手段６ｖは、マスフローコントローラにて構成されているが、流量制御弁にて構成されていてもよい。流速調節用ガス供給路６ａの先端部が、流速調節用ガス混入路２２のノズル背面２０ｂ側の端部に連なっている。供給部６からの窒素ガスが、供給路６ａを経て混入路２２に導入される。ノズル２０内の流速調節用ガス混入路２２には、上記処理ガス吹出し路２１と同様に、ガスの流れをノズル２０の長手方向に均一化する整流部（図示省略）が設けられている。
流速調節用ガスとして、窒素ガスに代えて、空気等を用いてもよい。
【００２７】
図３に示すように、処理ガス吹出し路２１及び流速調節用ガス混入路２２は、それぞれノズル２０の背面２０ｂから先端面２０ａへ向けて延びている。先端面２０ａの近傍のノズル２０内において、２つの路２１，２２が互いに接近し、合流している。これにより、流速調節用ガス混入路２２の窒素ガスが、処理ガス吹出し路２１の処理ガスに混入される。
合流前の処理ガス流量ひいては原料ガス（ＣＦ４＋Ａｒ＋Ｈ２Ｏ）の流量と、流速調節用ガス混入路２２の窒素ガスの流量との比は、好ましくは（ＣＦ４＋Ａｒ＋Ｈ２Ｏ）：Ｎ２＝２：５〜２：１５程度である。
【００２８】
ノズル２０内の２つの路２１，２２の合流部２３から処理ガス吹出し路２１が更にノズル先端面２０ａへ延びている。処理ガス吹出し路２１の先端部が、先端面２０ａに達して開口し、処理ガス吹出し口２１ａを構成している。窒素ガスと合流後の処理ガスが、吹出し口２１ａから吹き出される。上記整流部によって処理ガスの吹出し流が吹出し口２１ａの長手方向に均一になる。
合流部２３から処理ガス吹出し口２１ａまでの距離Ｌは、好ましくはＬ＝１ｍｍ〜１５ｍｍ程度である。
【００２９】
図４に示すように、処理ガス吹出し口２１ａは、ノズル２０の幅方向の中央部に配置され、かつノズル２０の長手方向に沿って延びるスリット状になっている。すなわち、処理ガス吹出し口２１ａは、ノズル先端面２０ａ内において略垂直方向に分布している。処理ガス吹出し口２１ａの長さ（図４の上下方向の寸法）は、図４において二点鎖線で示す被処理物９の幅方向の寸法（図４の上下方向の寸法）と略同じか、若干長い。処理ガス吹出し口２１ａの幅ｗは、ｗ＝１ｍｍ〜６ｍｍ程度が好ましい。
【００３０】
図３に示すように、各吸引路２４のノズル先端面２０ａ側の端部は、先端面２０ａに達して開口し、吸引口２４ｅを構成している。図４に示すように、吸引口２４ｅは、ノズル２０の長手方向に延びるスリット状になっている。吸引口２４ｅの長さ（図４の上下方向の寸法）は、処理ガス吹出し口２１ａと略同じ大きさになっている。一対の吸引口２４ｅ，２４ｅが、処理ガス吹出し口２１ａを挟んで両側に配置されている。図３に示すように、吸引路２４のノズル背面２０ｂ側の端部から排気路７ｅが延びている。排気路７ｅが排気手段７に連なっている。排気手段７は、排気ポンプや除害設備を含む。
【００３１】
図１に示すように、ノズル２０に温度調節手段３０が熱的に接続されている。図４に示すように、温度調節手段３０は、温調媒体供給部３１と、ノズル２０の内部に形成された温調路３３を含む。温調媒体供給部３１は、所定の温度に調節した温調媒体を、温調媒体供給路３２を介して温調路３３へ導入する。温調媒体として、例えば水が用いられている。
【００３２】
図３に示すように、温調路３３は、ノズル２０の内部における先端面２０ａの近傍部分、かつ処理ガス吹出し口２１ａの周辺部分に配置されている。図４に示すように、温調路３３は、往路３３ａと、折り返し路３３ｂと、復路３３ｃを有し、処理ガス吹出し口２１ａを囲んでいる。往復路３３ａ，３３ｃは、互いの間に処理ガス吹出し口２１ａを挟み、それぞれ処理ガス吹出し口２１ａと平行に延びている。往路３３ａの上流端が、ノズル２０の下端面に達し、温調媒体供給路３２に連なっている。折り返し路３３ｂは、処理ガス吹出し口２１ａの上端部より上に配置され、往復路３３ａ，３３ｃどうしを連ねている。復路３３ｃの下流端から温調媒体排出路３４が延びている。温調媒体排出路３４は、温調媒体供給部３１に接続されている。これにより、温調媒体が、温調媒体供給部３１、温調媒体供給路３２、温調路３３、温調媒体排出路３４の順に循環される。
温調媒体の設定温度は、３０℃〜３５℃程度が好ましい。
ノズル２０の先端側の部分は、熱伝導性が良好な金属等の部材にて形成されていることが好ましい。この良熱伝導部材に処理ガス吹出し口２１ａ及び温調路３３が形成されていることが好ましい。
【００３３】
上記のように構成された表面処理装置１によって被処理物９の表面を粗化処理する方法を説明する。
被処理物９を、支持手段２にて略垂直（傾斜角度１０°）に支持しながら、移動手段８にて、ノズル２０の先端面２０ａの前方を横切るように、被処理面９ａに沿う水平方向（図１の紙面と直交する方向）に移動させる。
【００３４】
原料ガス供給部４において、ＣＦ４とＡｒの混合ガスに水を添加し、原料ガス（ＣＦ４＋Ａｒ＋Ｈ２Ｏ）を生成する。流量調節手段４ａｖ，４ｂｖにより原料ガスの流量及び各原料成分の流量比を調節する。さらに、加湿器４ｃにおいて水の添加量を調節する。この原料ガスを、供給路４ｄからプラズマソース１０の各導入路１６ａに分配し、各空間１３に導入する。併行して、電源３からの電圧供給によって、隣接する電極１１，１１間に電界を印加し、各空間１３内に大気圧プラズマ放電を生成する。これによって、原料ガスを放電空間１３でプラズマ化し、ＨＦ等のフッ素系反応成分を含む処理ガスを生成できる。
【００３５】
各放電空間１３で生成した処理ガスを、導出路１７ｂにおいて互いに合流させる。この処理ガスを、接続管５を経てノズル２０の処理ガス吹出し路２１に導入する。
更に、流速調節用ガス供給部６の窒素ガス（流速調節用ガス）を、流速調節用ガス供給路６ａを経てノズル２０の流速調節用ガス混入路２２に導入する。この窒素ガスが、処理ガス吹出し口２１ａの近傍の合流部２３において処理ガス吹出し路２１からの処理ガスに混入する。流量調節手段６ｖにより窒素ガスの混入流量を調節する。窒素混入後の処理ガスを、処理ガス吹出し口２１ａから吹き出す。吹出し時の処理ガスは、処理ガス吹出し口２１ａの長手方向に均一になっている。この処理ガスが被処理物９に接触し、処理ガス中のＨＦ等の反応成分と被処理物９とが反応を起こし、被処理物９の表面が粗化される。
【００３６】
流量調節手段４ａｖ，４ｂｖにて原料ガス流量ひいては処理ガス流量を十分に小さくすることで、処理が過度になるのを防止できる。
処理ガスに窒素ガス（流速調節用ガス）を混入することで、処理ガスの吹出し流速を増大させることができ、処理ガスを被処理物９に確実に到達させることができる。流量調節手段６ｖにて窒素ガスの混入流量を調節することで、処理ガスの吹出し流速を調節できる。処理ガスの吹出し流速は、０．１〜０．５ｍ／ｓの範囲内になるようにする。吹出し流速を必要最小限に抑えることで、処理ガス成分の無駄を防止できる。
処理済みのガスは、吸引口２４ｅに吸い込まれ、吸引路２４、排気路７ｅを経て、排気手段７から排気される。
【００３７】
さらに、温調媒体供給部３１の温調媒体を、供給路３２を経て、温調路３３に導入する。温調媒体は、往路３３ａ、折り返し路３３ｂ、復路３３ｃの順に流れる。この温調媒体によって、ノズル２０の処理ガス吹出し口２１ａの周辺部を温調でき、ひいては処理ガスが吹出し口２１ａから吹出される時の温度（以下「吹出し温度」と称す）を例えば３０℃〜３５℃に温調できる。
【００３８】
これによって、処理ガスの吹出し流が緩やかで、かつ処理ガス中に空気より重い成分（ＨＦ、ＣＦ４、Ａｒ等）が含まれていても、処理ガスを被処理物９の上下方向に略均一に吹き付けることができる。したがって、被処理物９を上下方向にほぼ均一に表面処理できる。さらに、吹出し後の処理ガス中の水分が凝縮するのを防止できる。したがって、処理ガス吹出し口２１ａの内壁や先端面２０ａに結露が付着するのを防止でき、処理を安定的に連続して行なうことができる。また、凝縮した水に反応成分のＨＦが吸収されるのを防止できる。よって、処理の均一性を一層確実に確保できる。さらに、装置１や被処理物９が凝縮体によって腐蝕等のダメージを受けるのを防止できる。
【００３９】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において、既述の形態と重複する構成に関しては図面に同一符号を付して説明を省略する。
図５は、本発明の第２実施形態を示したものである。第２実施形態は、温度調節手段３０の変形例に係る。ノズル２０の内部には、該ノズル２０の先端面２０ａの近傍の温調路３３に加えて、ノズル２０の中央部ないしは背面２０ｂ寄りの部分にも温調路３３Ｘが設けられている。温調路３３Ｘは、温調路３３と同様に、往路３３ａ、折り返し路３３ｂ（図示省略）、復路３３ｃを有し、先端面２０ａ側の温調路３３と平行になっている。温調路３３Ｘの往復路３３ａ，３３ｃは、ガス路２１，２２の近くに配置されている。２つの温調路３３，３３Ｘに温調媒体をそれぞれ通すことによって、ノズル２０のほぼ全体を温調できる。特に温調路３３Ｘに温調媒体を通すことによって、処理ガス吹出し路２１及び流速調節用ガス混入路２２の中間部分を温調できる。したがって、互いに混合される前の処理ガス及び流速調節用ガスをそれぞれ温調することができる。流速調節用ガスを温調したうえで、処理ガスに合流させることができる。これにより、処理ガスの吹出し温度を確実に所望の温度になるよう調節することができる。処理ガス吹出し路２１の内部での結露を確実に防止できる。
【００４０】
図６及び図７は、本発明の第３実施形態を示したものである。第３実施形態では、プラズマソースとノズルが一体になっている。すなわち、図６に示すように、プラズマソース一体型ノズル２０Ｘの内部に一対の電極１１，１１が収容されている。一方の電極１１が電源３に接続され、他方の電極１１が電気的に接地されている。各電極１１の他方の電極１１との対向面に固体誘電体１２が設けられている。一対の電極１１の固体誘電体１２どうし間に放電空間１３が形成されている。放電空間１３が、処理ガス吹出し路２１の途中に介在されている。図７に示すように、原料ガス供給部４が、供給路４ｄを介してノズル２０Ｘに接続されている。図６に示すように、供給路４ｄは、処理ガス吹出し路２１の基端部に連なっている。
【００４１】
第３実施形態においては、原料ガス（ＣＦ４＋Ａｒ＋Ｈ２Ｏ）が、供給路４ｄを経て、処理ガス吹出し路２１に導入される。この原料ガスが、処理ガス吹出し路２１の途中の放電空間１３に導入され、プラズマ化される。これにより、ＨＦ等のフッ素系反応成分を含む処理ガスが生成される。この処理ガスが、放電空間１３より下流の処理ガス吹出し路２１を通り、かつ流速調節用ガス混入路２２からのＮ２と混合されたうえで、処理ガス吹出し口２１ａから吹き出される。
【００４２】
本発明は、上記実施形態に限定されず、その要旨の範囲内において種々の態様を採用できる。
例えば、被処理物９は略垂直であればよい。被処理物９の傾斜角度は、鉛直に対し１０°に限られず、鉛直に対し例えば±２０°の範囲であればよい。被処理物９の傾斜方向は、被処理面９ａが下向きになる側に限られない。図８に示すように、被処理面９ａが上向きになる側に傾斜されていてもよい。この場合、ノズル２０の先端面２０ａが、被処理物９の被処理面９ａと平行に対向するように、下向きに傾斜して配置される。
被処理物９が、まっすぐ鉛直になっていてもよい。この場合、ノズル２０の先端面２０ａが被処理物９の被処理面９ａと平行に対向するようにまっすぐ垂直に配置される。
【００４３】
被処理物９の位置が固定され、移動手段８がノズル２０に接続され、ノズル２０が先端面２０ａに沿う水平方向に移動されるようになっていてもよい。
被処理物９とノズル２０を相対移動させず、両者の相対位置を固定した状態で処理を行なってもよい。
【００４４】
処理ガス吹出し口２１ａは、ノズル２０の先端面２０ａの上下方向（略垂直方向）に分布していればよく、スリット状に限られず、ノズル２０の長手方向に間隔を置いて並べられた複数の小孔の列によって構成されていてもよい。
【００４５】
ノズル２０の内部や先端部に温度調節手段３０として電熱ヒータ等の加熱手段を設けてもよい。
ノズル２０と被処理物９の間の空間を含むノズル２０の周辺の雰囲気ガスが、空気に代えて窒素等の不活性ガスに置換されていてもよい。本発明は、雰囲気ガスより重い成分を含む処理ガスを用いた表面処理に好適である。
【００４６】
被処理物９の形状は、平板状に限られず、連続シート状でもよく、立体形状でもよい。
被処理物９は、太陽電池用のガラスに限定されず、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板でもよく、更にはガラスに限られず、半導体ウェハ、樹脂フィルム等の種々の被処理物に適用できる。
本発明は、ガラス基板の粗化エッチングだけでなく、半導体膜や絶縁膜等のエッチングにも適用でき、エッチングに限られず、ＣＶＤ、洗浄、表面改質（疎水化、親水化等）、アッシング等の他の表面処理にも適用できる。処理内容に応じて処理ガスの反応成分等を適宜選択する。
例えば、アモルファスシリコンや結晶シリコンをエッチングする場合、処理ガスが、フッ素系反応成分の他、オゾン等の酸化性反応成分を含むことが好ましい。
プラズマ表面処理に限られず、フッ酸ベーパー、熱ＣＶＤ等のプラズマを用いない表面処理にも適用できる。
【実施例１】
【００４７】
実施例を説明する。本発明が当該実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。
第１実施形態（図１〜図４）に示す表面処理装置１と実質的に同じ構造の装置を用いた。
原料ガス供給部４において、ＣＦ４ ０．１ｓｌｍ、Ａｒ ３．９ｓｌｍの混合ガスに露点が１８℃になる量の水を添加した。この原料ガス ４．０ｓｌｍを、常圧プラズマソース１０に導入してプラズマ化し、ＨＦを含む処理ガスを生成した。
常圧プラズマソース１０の各電極１１の長さは４００ｍｍであった。電極１１の表面の固体誘電体１２はアルミナ９９．５ｗｔ％であった。固体誘電体１２の厚さは、１ｍｍであった。隣接する２つの電極１１，１１どうしの間隔は、１ｍｍとした。電源３にて印加されるパルス電圧の立ち上がり速度は１０μｓとし、ピーク間電圧はＶｐｐ＝１６０Ｖとし、 周波数は３０ｋＨｚとした。
【００４８】
常圧プラズマソース１０にて生成した処理ガス ４．０ｓｌｍを、接続管５を経てノズル２０へ供給した。併行して、流速調節用ガス供給部６からＮ２ １５ｓｌｍをノズル２０へ供給した。ノズル２０内の合流部２３において上記処理ガスに上記流速調節用のＮ２を混入した。混入後の処理ガス １９ｓｌｍを吹出し口２１ａから吹出し、被処理物９に接触させた。処理ガスの吹出し流速は図９を参照のこと。
合流部２３から吹出し口２１ａまでの距離Ｌは、Ｌ＝１０ｍｍであった。吹出し口２１ａの長さは４００ｍｍ、幅ｗは、ｗ＝２ｍｍであった。吸引口２４ｅの幅は、０．７ｍｍであった。左右一対の吸引口２４ｅ，２４ｅどうしの間隔は、４０ｍｍであった。
温度調節手段３０によって、ノズル２０を３５℃に温調した。
【００４９】
被処理物９は、ガラスであり、処理前の表面粗さＲａは、Ｒａ＝０．１〜０．２ｎｍであった。表面粗さは、ＡＦＭ(原子間力顕微鏡)にて計測した（処理後の計測手段も同様）。被処理物９は、被処理面９ａが下向きになる側へ鉛直に対し１０°傾斜させた。被処理物９の上下方向の寸法は、４００ｍｍであった。ノズル２０は、先端面２０ａが被処理面９ａと平行に対向するように、鉛直に対し１０°傾斜させた。ノズル先端面２０ａと被処理物９との間の距離ｄは、ｄ＝７ｍｍとした。被処理物９とノズル２０の相対移動速度は、７７００ ｍｍ／ｍｉｎとした。ノズル２０及び被処理物９の周辺の雰囲気ガスは空気であり、雰囲気温度は２５℃であった。
【００５０】
処理後の被処理物９の表面粗さＲａは、被処理物９の下端（高さ０ｍｍ）から上端（高さ４００ｍｍ）までの全域において所望範囲の０．５ｎｍ＜Ｒａ＜０．８ｎｍになった。処理後のノズル先端面２０ａに結露等の生成物は確認されなかった。処理ガスに空気より重い成分が含まれていても、均一で良好な処理を行なうことができることが確認された。
【００５１】
図９は、吹出し口２１ａの長手方向の各位置から吹き出される処理ガスの流速の測定結果を示したものである。同図のグラフの横軸の吹出し位置（ｍｍ）は、吹出し口２１ａの下端（０ｍｍ）から吹出し口２１ａ上の測定点までの距離に対応する（図１０〜図１４において同じ）。実施例１では、流速調節用のＮ２ガスの混入流量を１５ｓｌｍにすることより、吹出し口２１ａの長手方向の全域で処理ガスの吹出し流速を０．３ｍ／ｓ〜０．４ｍ／ｓの範囲内に収めることができた。しかも、処理ガスが、吹出し口２１ａの長手方向の全域から略均一な流速で吹き出されることが確認できた。
【００５２】
更に、参考として、流速調節用のＮ２ガスの混入流量をそれぞれ１０ｓｌｍ、５ｓｌｍ、０ｓｌｍとし、他の条件はすべて実施例１と同じにした場合の吹出し流速をも測定した。図９に示すように、流速調節用のＮ２ガスを混入しない場合（Ｎ２＝０ｓｌｍ）、吹出し流速が０．１ｍ／ｓ未満になった。この流速では、処理ガスを被処理物９に到達させ接触させるのは困難である。流速調節用のＮ２ガスの混入流量を５ｓｌｍ以上にすることで、処理ガスの吹出し流速を０．１ｍ／ｓ以上にできた。流速調節用のＮ２ガスの混入流量が大きいほど、処理ガスの吹出し流速が大きくなった。流速調節用のＮ２ガスの混入流量を５ｓｌｍ〜１５ｓｌｍにすれば、処理ガスの吹出し流速を０．１ｍ／ｓ〜０．５ｍ／ｓの範囲内に十分収めることができることが確認できた。
【実施例２】
【００５３】
ノズル２０の温度を３０℃にした点を除き、実施例１と同一の条件で処理を行なった。
処理後の被処理物９の表面粗さＲａは、被処理物９の下端（高さ０ｍｍ）から上端（高さ４００ｍｍ）までの全域において所望範囲の０．５ｎｍ＜Ｒａ＜０．８ｎｍになった。処理後のノズル先端面２０ａに結露等の生成物は確認されなかった。処理ガスに空気より重い成分が含まれていても、均一で良好な処理を行なうことができることが確認された。
【実施例３】
【００５４】
吹出し口２１ａ近傍の合流部２３におけるＮ２の混入流量を１０ｓｌｍとした。したがって、処理ガスの吹出し流量は、１４ｓｌｍであった。さらにノズル２０の温度を３０℃にした。以上の点を除き、実施例１と同一の条件で処理を行なった。
処理後の被処理物９の表面粗さＲａは、被処理物９の下端（高さ０ｍｍ）から高さ３００ｍｍまでの区間では、所望範囲の０．５ｎｍ＜Ｒａ＜０．８ｎｍになった。高さ３００ｍｍから高さ３３０ｍｍまでの区間は、Ｒａ＜０．５ｎｍになった。高さ３３０ｍｍから上端（高さ４００ｍｍ）までの区間では、所望範囲の０．５ｎｍ＜Ｒａ＜０．８ｎｍになった。処理後のノズル先端面２０ａに結露等の生成物は確認されなかった。中間に処理量が所望範囲を下回る区間があったが全体的には良好な処理を行なうことができた。処理ガスに空気より重い成分が含まれていても、吹出し口２１ａの上端付近に対応する部分（高さ３３０ｍｍ〜４００ｍｍ）の処理を所望範囲にできることが確認された。
【００５５】
図１０は、実施例２及び実施例３において、吹出し口２１ａの長手方向の各位置から吹き出される処理ガスの流速の測定結果を示したものである。実施例２、３によれば、流速調節用のＮ２ガスの混入流量をそれぞれ１５ｓｌｍ、１０ｓｌｍにすることより、吹出し口２１ａの長手方向の全域で処理ガスの吹出し流速を０．１ｍ／ｓ〜０．５ｍ／ｓの範囲内に収めることができた。
【００５６】
更に、参考として、流速調節用のＮ２ガスの混入流量をそれぞれ５ｓｌｍ、０ｓｌｍとし、他の条件はすべて実施例２、３と同じにした場合の吹出し流速をも測定した。図１０に示すように、Ｎ２ガスの混入流量が５ｓｌｍ以下では、処理ガスの吹出し流速を所望範囲（０．１ｍ／ｓ〜０．５ｍ／ｓ）にすることができなかった。
図９及び図１０から明らかなように、ノズル２０の調節温度によって、処理ガスの流速分布が変化することが確認された。ノズル２０の温度を３５℃にした場合（図９）のほうが、３０℃にした場合（図１０）より、吹出し流速が大きくなり、しかも吹出しの均一性が良好であった。
【００５７】
更に、図１１は、ノズル２０の温調を行なわず、かつＮ２の混入流量をそれぞれ１５ｓｌｍ、１０ｓｌｍ、５ｓｌｍ、０ｓｌｍとし、他の条件はすべて実施例１と同じにした場合の吹出し流速の測定結果である。Ｎ２の混入流量を１０ｓｌｍ〜１５ｓｌｍにすれば、処理ガスの吹出し流速を吹出し位置の全域で所望範囲内（０．１ｍ／ｓ〜０．５ｍ／ｓ）にできることが確認された。
【００５８】
［比較例１］
比較例１では、処理ガスへのＮ２混入を行なわなかった。したがって、処理ガスの吹出し流量は、４ｓｌｍであった。かつノズル２０の温調は行なわなかった。それ以外の条件は実施例１と同一にして処理を行なった。
図１３に示すように、処理ガスの吹出し流速は、吹出し位置が高くなるにしたがって低下した。吹出し位置の略全域で、吹出し流速が所望範囲の下限（０．１ｍ／ｓ）を下回った。
処理後の被処理物９の表面粗さＲａは、被処理物９の下端（高さ０ｍｍ）から高さ１５０ｍｍまでの区間では、Ｒａ＞０．５ｎｍになった。高さ１５０ｍｍから上端（高さ４００ｍｍ）までの区間では、Ｒａ＜０．５ｎｍになった。処理後のノズル先端面２０ａに微小な水滴状態の生成物が多量に付着していた。
【００５９】
［比較例２］
比較例２では、図１２に示すように、流速調節用ガス供給路６ａをノズル２０ではなく接続管５の基端部に接続した装置を用いた。これにより、プラズマソース１０で生成された直後の処理ガスにＮ２を混入した。Ｎ２の混入流量は５ｓｌｍとした。したがって、処理ガスの吹出し流量は、９ｓｌｍであった。ノズル２０の温調は行なわなかった。それ以外の条件は実施例１と同一にして処理を行なった。
図１３に示すように、処理ガスの吹出し流速は、吹出し位置が高くなるにしたがって顕著に低下した。吹出し口２１ａの下端部（吹出し位置０ｍｍ）付近では、吹出し流速が０．２ｍ／ｓ程度になったが、１００ｍｍ以上の吹出し位置では、吹出し流速が所望範囲の下限（０．１ｍ／ｓ）を下回った。処理ガス中の空気より重い成分が垂れるためと考えられる。
処理後の被処理物９の表面粗さＲａは、被処理物９の下端（高さ０ｍｍ）から高さ２１０ｍｍまでの区間では、０．５ｎｍ＜Ｒａ＜０．８ｎｍになった。高さ２１０ｍｍから上端（高さ４００ｍｍ）までの区間では、Ｒａ＜０．５ｎｍになった。処理後のノズル先端面２０ａに微小な水滴状態の生成物が多量に付着していた。
【００６０】
［比較例３］
図１２に示す比較例２と同じ装置を用い、生成直後の処理ガスにＮ２を混入した。Ｎ２の混入流量は１０ｓｌｍとした。したがって、処理ガスの吹出し流量は、１４ｓｌｍであった。ノズル２０の温調は行なわなかった。それ以外の条件は実施例１と同一にして処理を行なった。
図１３に示すように、処理ガスの吹出し流速は、比較例２と同様に、吹出し位置が高くなるにしたがって顕著に低下した。
処理後の被処理物９の表面粗さＲａは、被処理物９の下端（高さ０ｍｍ）から高さ３００ｍｍまでの区間では、０．５ｎｍ＜Ｒａ＜０．８ｎｍになった。高さ３００ｍｍから上端（高さ４００ｍｍ）までの区間では、Ｒａ＜０．５ｎｍになった。処理後のノズル先端面２０ａに微小な水滴状態の生成物が多量に付着していた。
【００６１】
［比較例４］
図１２に示す比較例２と同じ装置を用い、生成直後の処理ガスにＮ２を混入した。ノズル２０の温調は行なわなかった。それ以外の条件は実施例１と同一にして処理を行なった。Ｎ２の混入流量は、実施例１と同じく１５ｓｌｍとした。したがって、処理ガスの吹出し流量は、１９ｓｌｍであった。処理ガスの吹出し流速は、図１３を参照のこと。
処理後の被処理物９の表面粗さＲａは、被処理物９の下端（高さ０ｍｍ）から高さ３６０ｍｍまでの区間では、０．５ｎｍ＜Ｒａ＜０．８ｎｍになった。高さ３６０ｍｍから上端（高さ４００ｍｍ）までの区間では、Ｒａ＜０．５ｎｍになった。処理後のノズル先端面２０ａに微小な水滴状態の生成物が多量に付着していた。
【００６２】
［比較例５］
図１２に示す比較例２と同じ装置を用い、生成直後の処理ガスに流速調節用のＮ２ １５ｓｌｍを混入した。ノズル２０の温度を３０℃にした。それ以外の条件は実施例１と同一にして処理を行なった。処理ガスの吹出し流速は、図１４を参照のこと。図１４には、流速調節用のＮ２の混入流量を１０ｓｌｍ、５ｓｌｍ、０ｓｌｍとした場合の処理ガスの吹出し流速をも示す。
処理後の被処理物９の表面粗さＲａは、被処理物９の下端（高さ０ｍｍ）から高さ３４０ｍｍまでの区間では、０．５ｎｍ＜Ｒａ＜０．８ｎｍになった。高さ３４０ｍｍから上端（高さ４００ｍｍ）までの区間では、Ｒａ＜０．５ｎｍになった。処理後のノズル先端面２０ａに結露等の生成物は確認されなかった。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、例えば太陽電池用の表面ガラスを粗化するのに適用可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 表面処理装置
２ 被処理物支持手段
３ 電源
４ 原料ガス供給部
４ａ フッ素系原料供給部
４ａｖ フッ素系原料流量調手段
４ｂ 希釈ガス供給部
４ｂｖ 希釈ガス流量調節手段
４ｃ 加湿器
４ｄ 供給路
５ 接続管
６ 流速調節用ガス供給部
６ａ 流速調節用ガス供給路
６ｖ 流速調節用ガス流量調節手段
７ 排気手段
７ｅ 排気路
８ 移動手段
９ 被処理物
９ａ 被処理面
１０ プラズマソース
１１ 電極
１２ 固体誘電体
１３ 放電空間
１５ ボディ
１６ 導入側ボディ部
１６ａ 導入路
１７ 導出側ボディ部
１７ｂ 導出路
２０ ノズル
２０Ｘ プラズマソース一体型ノズル
２０ａ 先端面（吹出し面）
２０ｂ 背面
２１ 処理ガス吹出し路
２１ａ 処理ガス吹出し口
２２ 流速調節用ガス混入路
２３ 合流部
２４ 吸引路
２４ｅ 吸引口
２９ ノズル支持手段
３０ 温度調節手段
３１ 温調媒体供給部
３２ 温調媒体供給路
３３ 温調路
３３ａ 往路
３３ｂ 折り返し路
３３ｃ 復路
３３Ｘ 温調路
３４ 温調媒体排出路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理面を略垂直に向けた被処理物に、雰囲気ガスより重い反応成分を含む処理ガスを吹き付け、前記被処理面を処理する方法であって、
略垂直に分布する吹出し口を有するノズルを、前記被処理面と対向させ、
前記吹出し口の近傍で流速調節用ガスを前記処理ガスに混入し、
前記混入後の処理ガスを前記吹出し口から吹き出し、該吹き出し時の処理ガスの流速が０．１〜０．５ｍ／ｓになるよう、前記流速調節用ガスの混入流量を調節することを特徴とする表面処理方法。
【請求項２】
前記処理ガスが、水素を含有する添加成分を含み、
前記ノズルの吹出し口の周辺部を温度調節することを特徴とする請求項１に記載の表面処理方法。
【請求項３】
前記ノズルの吹出し口の周辺部の温度を３０℃〜３５℃に調節することを特徴とする請求項２に記載の表面処理方法。
【請求項４】
前記ノズルの前記吹出し口が開口する先端面及び前記被処理面を、互いに平行になるように、鉛直にし又は鉛直に対し±２０°以内の範囲で傾斜させることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の表面処理方法。
【請求項５】
前記反応成分が、フッ素系の反応成分であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の表面処理方法。
【請求項６】
被処理面を略垂直に向けた被処理物に、雰囲気ガスより重い反応成分を含む処理ガスを吹き付け、前記被処理面を処理する装置であって、
前記処理ガスを通す処理ガス吹出し路と、流速調節用ガスを通す流速調節用ガス混入路と、被処理面と対向する先端面を有するノズルを備え、
前記処理ガス吹出し路の先端部が、前記先端面に達し、かつ前記先端面内において略垂直方向に分布する吹出し口を構成し、
前記流速調節用ガス混入路が、前記吹出し口の近傍で前記処理ガス吹出し路に合流しており、
前記吹出し口からの処理ガスの吹出し流速が、０．１〜０．５ｍ／ｓになるよう、前記流速調節用ガスの流量を調節する流量調節手段を、さらに備えたことを特徴とする表面処理装置。
【請求項７】
前記ノズルの吹出し口の周辺部に、該吹出し口周辺部を温度調節する温度調節手段を熱的に接続したことを特徴とする請求項６に記載の表面処理装置。
【請求項８】
前記温度調節手段が、前記吹出し口周辺部の温度を３０℃〜３５℃に調節することを特徴とする請求項７に記載の表面処理装置。
【請求項９】
前記被処理面の鉛直に対する角度が±２０°以内になるように、前記被処理物を支持する被処理物支持手段と、
前記先端面が前記被処理面と平行になるように、前記ノズルを支持するノズル支持手段と、
前記被処理物とノズルの一方を他方に対し前記被処理面又は前記先端面に沿って相対移動させる移動手段と、
を備えたことを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載の表面処理装置。
【請求項１】
被処理面を略垂直に向けた被処理物に、雰囲気ガスより重い反応成分を含む処理ガスを吹き付け、前記被処理面を処理する方法であって、
略垂直に分布する吹出し口を有するノズルを、前記被処理面と対向させ、
前記吹出し口の近傍で流速調節用ガスを前記処理ガスに混入し、
前記混入後の処理ガスを前記吹出し口から吹き出し、該吹き出し時の処理ガスの流速が０．１〜０．５ｍ／ｓになるよう、前記流速調節用ガスの混入流量を調節することを特徴とする表面処理方法。
【請求項２】
前記処理ガスが、水素を含有する添加成分を含み、
前記ノズルの吹出し口の周辺部を温度調節することを特徴とする請求項１に記載の表面処理方法。
【請求項３】
前記ノズルの吹出し口の周辺部の温度を３０℃〜３５℃に調節することを特徴とする請求項２に記載の表面処理方法。
【請求項４】
前記ノズルの前記吹出し口が開口する先端面及び前記被処理面を、互いに平行になるように、鉛直にし又は鉛直に対し±２０°以内の範囲で傾斜させることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の表面処理方法。
【請求項５】
前記反応成分が、フッ素系の反応成分であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の表面処理方法。
【請求項６】
被処理面を略垂直に向けた被処理物に、雰囲気ガスより重い反応成分を含む処理ガスを吹き付け、前記被処理面を処理する装置であって、
前記処理ガスを通す処理ガス吹出し路と、流速調節用ガスを通す流速調節用ガス混入路と、被処理面と対向する先端面を有するノズルを備え、
前記処理ガス吹出し路の先端部が、前記先端面に達し、かつ前記先端面内において略垂直方向に分布する吹出し口を構成し、
前記流速調節用ガス混入路が、前記吹出し口の近傍で前記処理ガス吹出し路に合流しており、
前記吹出し口からの処理ガスの吹出し流速が、０．１〜０．５ｍ／ｓになるよう、前記流速調節用ガスの流量を調節する流量調節手段を、さらに備えたことを特徴とする表面処理装置。
【請求項７】
前記ノズルの吹出し口の周辺部に、該吹出し口周辺部を温度調節する温度調節手段を熱的に接続したことを特徴とする請求項６に記載の表面処理装置。
【請求項８】
前記温度調節手段が、前記吹出し口周辺部の温度を３０℃〜３５℃に調節することを特徴とする請求項７に記載の表面処理装置。
【請求項９】
前記被処理面の鉛直に対する角度が±２０°以内になるように、前記被処理物を支持する被処理物支持手段と、
前記先端面が前記被処理面と平行になるように、前記ノズルを支持するノズル支持手段と、
前記被処理物とノズルの一方を他方に対し前記被処理面又は前記先端面に沿って相対移動させる移動手段と、
を備えたことを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載の表面処理装置。
【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】
【公開番号】特開２０１０−２４５４０４（Ｐ２０１０−２４５４０４Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９４２９４（Ｐ２００９−９４２９４）
【出願日】平成２１年４月８日（２００９．４．８）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月８日（２００９．４．８）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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