(57)【要約】【課題】本発明の課題は、プラズマガス照射装置の改良である。【解決手段】本発明に係るプラズマガス照射装置は、放電空間を備え、プラズマガスが生成される上流側ハウジングと、前記上流側ハウジングに着脱可能に設けられ、前記放電空間に連通可能な１つ以上のプラズマガス噴出口を備えた下流側ハウジングと、前記上流側ハウジングまたは下流側ハウジングに着脱可能に設けられ、前記下流側ハウジングを隙間を隔てて覆うカバー部とを含み、前記カバー部の開口から前記プラズマガスが噴出させられて被処理物に照射される。このように、下流側ハウジングを上流側ハウジングに着脱可能に設け、カバー部を上流側ハウジングまたは下流側ハウジングに着脱可能に設けたのであり、それにより、プラズマ照射装置を改良することができる。【選択図】図４
2019050216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電空間を備え、プラズマガスが生成される上流側ハウジングと、
前記上流側ハウジングに着脱可能に設けられ、前記放電空間に連通可能な１つ以上のプラズマガス噴出口を備えた下流側ハウジングと、
前記上流側ハウジングまたは前記下流側ハウジングに着脱可能に設けられ、前記下流側ハウジングを隙間を隔てて覆うカバー部と
を含み、前記カバー部の開口から前記プラズマガスを噴出させて被処理物に照射することを特徴とするプラズマガス照射装置。
【請求項２】
前記上流側ハウジングに、一端部が、前記放電空間に開口する１つ以上の上流側通路が設けられ、
前記下流側ハウジングに、それぞれ、前記プラズマガス噴出口を備えた１つ以上の下流側通路と、前記１つ以上の下流側通路と前記１つ以上の上流側通路とを接続する接続凹部とが設けられた請求項１に記載のプラズマガス照射装置。
【請求項３】
前記カバーの開口の開口面積が、前記１つ以上のプラズマガス噴出口の開口面積より大きくされた請求項１または２に記載のプラズマ照射装置。
【請求項４】
前記カバーに窒素ガス供給口が設けられ、前記プラズマガス噴出口から噴出された前記プラズマガスと前記窒素ガス供給口から供給された窒素ガスとを前記カバーの前記開口から前記被処理物に照射する請求項１ないし３のいずれか１つに記載のプラズマ照射装置。
【請求項５】
前記プラズマガス噴出口が前記下流ハウジングに複数設けられた請求項１ないし４のいずれか１つに記載のプラズマ照射装置。
【請求項６】
前記下流側ハウジングが、前記下流側ハウジングの前記上流側ハウジングに対する複数の相対位置において前記プラズマガスを噴出するものである請求項１ないし５のいずれか１つに記載のプラズマガス照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理物のプラズマ処理において、プラズマガスを被処理物に照射するプラズマガス照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載のプラズマガス照射装置においては、プラズマガス用の噴出口の周辺がシールド材によって覆われ、そのシールド材の外側に不活性ガス用の噴出口が設けられる。被処理物には、不活性ガスがプラズマガスの照射の前後に照射されるのであり、それによりプラズマ処理効果を向上させることができる。また、不活性ガスがプラズマガスの周辺に噴出させられるため、プラズマガスが大気中の酸素に接触し難くすることができる。
特許文献２に記載のプラズマガス照射装置においては、プラズマガス用の噴出口の外側に不活性ガス用の噴出口が設けられるが、プラズマガス用の噴出口と不活性ガス用の噴出口との間に排気ガス回収通路が設けられる。プラズマ処理において生じる排気ガス等が排気ガス回収通路を経て回収されるが、排気ガス回収通路の外側において不活性ガスが噴出させられるため、排気ガスの大気中への放出が良好に抑制される。
特許文献３には、複数のプラズマ処理装置が連結部によって連結されたプラズマ処理システムが記載されている。本プラズマ処理システムにおいて、連結部の各々に不活性ガスが供給されることによりエアカーテンが形成され、複数のプラズマ処理装置の各々のプラズマ処理空間が仕切られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４８７１３４３号公報
【特許文献２】特開平７−０６２５４６号公報
【特許文献３】特開２０１３−０２０８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、プラズマガス照射装置の改良である。
【課題を解決するための手段および効果】
【０００５】
本発明に係るプラズマガス照射装置は、放電空間を備え、プラズマガスが生成される上流側ハウジングと、前記上流側ハウジングに着脱可能に設けられ、前記放電空間に連通可能な１つ以上のプラズマガス噴出口を備えた下流側ハウジングと、前記上流側ハウジングまたは前記下流側ハウジングに着脱可能に設けられ、前記下流側ハウジングを隙間を隔てて覆うカバー部とを含み、前記カバー部の開口から前記プラズマガスが噴出させられて被処理物に照射される。このように、下流側ハウジングを上流側ハウジングに着脱可能に設け、カバー部を上流側ハウジングまたは下流側ハウジングに着脱可能に設けたのであり、それにより、プラズマ照射装置を改良することができる。
【請求可能な発明】
【０００６】
以下、本願において請求が可能と認識されている発明または発明の特徴点等について説明する。
（１）内側ハウジングに設けられた内側ガス噴出口から、放電空間において活性化されて得られたプラズマガスを噴出させるプラズマガス噴出部と、
前記内側ハウジングとその内側ハウジングの少なくとも一部を覆う状態で設けられた外側ハウジングとの間の保護ガス室に保護ガスを供給する保護ガス供給部と
を含み、前記外側ハウジングに設けられた外側ガス噴出口から、前記プラズマガスと前記保護ガスとを噴出させて被処理物に照射することを特徴とするプラズマガス照射装置。
外側ハウジングは、少なくとも、内側ハウジングの内側ガス噴出口が設けられた部分の近傍を隙間を隔てて覆うものであればよく、内側ハウジングの全体を覆うものとする必要は必ずしもない。
（２）前記外側ガス噴出口の開口面積Ｓoが前記内側ガス噴出口の開口面積Ｓiより大きくされた(1)項に記載のプラズマガス照射装置。
外側ガス噴出口の開口面積Ｓoの前記内側ガス噴出口の開口面積Ｓiに対する比率γｓ（Ｓo／Ｓi）は１より大きい（γｓ＞１）。
（３）前記外側ガス噴出口の開口面積Ｓoの前記内側ガス噴出口の開口面積Ｓiに対する比率γｓ（Ｓo／Ｓi）が２より大きく１３より小さくされた(1)項または(2)項に記載のプラズマガス照射装置。
比率γｓ（Ｓo／Ｓi）は、４より大きく９より小さい値とすることが望ましい。「開口面積」は、外側ガス噴出口の個数と内側ガス噴出口の個数とが同じ場合には、個々の開口面積としたり、１つ以上の噴出口の開口面積の和としたりすることができる。外側ガス噴出口の個数と内側ガス噴出口の個数とが異なる場合には、外側ガス噴出口、内側ガス噴出口の各々の開口面積の和とすることができる。
なお、例えば、外側ガス噴出口、内側ガス噴出口が概して円形であり、個数が同じである場合には、外側ガス噴出口と内側ガス噴出口との関係を、個々の噴出口の直径の比率γｄ（ｄo／ｄi）で表すこともできる。
γｓ＝γｄ2
直径の比率γｄは、例えば、１．５より大きく３．５より小さい値とすることができ、２．０より大きく３．０より小さい値とすることが望ましい。
（４）前記外側ガス噴出口と前記内側ガス噴出口とが、互いに上下方向に隔たって、これらを規定する規定点の各々が同一直線上に位置する状態で設けられた(1)項ないし(3)項のいずれか１つに記載のプラズマガス照射装置。
外側ガス噴出口、内側ガス噴出口を規定する規定点は、これらガス噴出口を表す代表的な点をいう。例えば、ガス噴出口が概して円形を成したものである場合には円の中心点とすることができる。また、円形でない場合には長手方向の中点としたり、開口のほぼ中央にある点としたりすること等ができる。
（５）前記外側ガス噴出口が、前記内側ガス噴出口から噴出させられる前記プラズマガスの噴出方向の下流側に設けられた(1)項ないし(4)項のいずれか１つに記載のプラズマガス照射装置。
内側ガス噴出口から噴出させられるプラズマガスは外側ガス噴出口を経て被処理物に照射される。換言すれば、放電空間において活性化されたプラズマガスは内側ガス噴出口と外側ガス噴出口とを経て被処理物に照射される。
（６）前記内側ハウジングが、(i)前記放電空間と、(ii)一端部が前記放電空間に開口する放電側開口とされ、他端部が前記保護ガス室に開口する前記内側ガス噴出口とされたプラズマガス通路とを含む(1)項ないし(5)項のいずれか１つに記載のプラズマガス照射装置。
プラズマガス通路は、連続した１本の通路とは限らず、複数の通路を含む場合、複数の通路の合流部、分岐部等を含む場合もある。いずれの場合も全体としてプラズマ通路と称する。
（７）前記保護ガス供給部が、少なくとも、前記外側ハウジングの両側面の各々の、前記内側ハウジングに対向する部分に設けられた一対の保護ガス供給口を含む(1)項ないし(6)項のいずれか１つに記載のプラズマガス照射装置。
内側ガス噴出口、外側ガス噴出口が、例えば、プラズマガス照射装置の幅方向に複数個並んで設けられた場合、または、幅方向に長いスリット状を成したものである場合には、保護ガス供給口は外側ハウジングの幅方向の両側にある両側面にそれぞれ設けられる。換言すれば、保護ガス供給口は、保護ガス室の内側ガス噴出口と外側ガス噴出口との間の部分に均等に保護ガスを供給可能な位置に設けることが望ましい。
（８）放電空間において活性化されて得られたプラズマガスを噴出させるプラズマガス噴出部と、
前記プラズマガスの噴出により生じる減圧領域に、保護ガスを供給可能な保護ガス供給部と
を含み、前記プラズマガスの噴出に伴って前記保護ガスを巻き込んで、前記プラズマガスを前記保護ガスとともにガス噴出口から噴出させて被処理物に照射することを特徴とするプラズマガス照射装置。
本項に記載のプラズマガス照射装置には(1)項ないし(7)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。また、本項に記載のガス噴出口は、(1)項に記載の外側ガス噴出口に対応するものであると考えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施例１に係るプラズマガス照射装置を含むプラズマ処理装置を概念的に示す斜視図である。
【図２】上記プラズマガス照射装置の加熱部を除いた部分の斜視図である。
【図３】上記プラズマガス照射装置の要部を示す斜視図である。
【図４】(a)上記プラズマガス照射装置の要部を示す断面図である。(b)上記要部を示す斜視図である。(c)プラズマガスと保護ガスとの噴出状態を示す概念図である。
【図５】上記要部を斜め下方から見た状態を示す斜視図である。
【図６】上記要部および加熱部の側面図である。
【図７】上記プラズマガス照射装置からプラズマガスと保護ガスとが照射される状態をシミュレートした結果を示す図である。
【図８】本発明の実施例２に係るプラズマガス照射装置の要部を示す斜視図である。
【図９】上記要部を斜め下方から見た状態を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施例３に係るプラズマガス照射装置の要部を斜め下方から見た状態を示す斜視図である。
【図１１】上記プラズマガス照射装置の要部をさらに改良したものを可能から見た斜視図である。
【図１２】本発明の実施例４に係るプラズマガス照射装置の要部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明のいくつかの実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１に、本発明の一実施形態であるプラズマガス照射装置を含むプラズマ処理装置を示す。本プラズマ処理装置は、(a)プラズマガス照射装置２、(b)プラズマガス照射装置２を保持するとともに図示しないプラズマ処理装置本体に対して昇降させる昇降装置４、(c)被処理物Ｗを搬送するとともに保持する搬送・保持装置６、(d)プラズマ処理装置を制御するコンピュータを主体とする制御装置８等を含む。図１において、被処理物Ｗの搬送方向（前後方向と称することができる）をｘ方向、上下方向をｚ方向、プラズマガス照射装置２の幅方向をｙ方向とする。ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は互いに直交する。
プラズマガス照射装置２は、図２に示すプラズマガス生成・噴出部１６、加熱部１８等を含む。プラズマガス生成・噴出部１６は、図３に示すように、(a)内側ハウジングとしてのハウジング２０、(b)一対の電極２２，２３、(c)これら一対の電極２２，２３の間に形成された空間（一対の電極２２，２３が印加されることにより放電空間となる）２４、(d)プラズマガス通路２６、(e)外側ハウジングとしてのカバー部２８等を含む。カバー部２８は、ハウジング２０に隙間を隔てて設けられる。
【００１０】
ハウジング２０は、上流側ハウジング２０ａと下流側ハウジング２０ｂとを含み、下流側ハウジング２０ｂは上流側ハウジング２０ａに着脱可能とされている。
上流側ハウジング２０ａの上面には図１に示すように処理ガス供給口４０が設けられ、処理ガス源４２が流量調整装置４４を介して接続される。処理ガスとは、反応ガス、キャリアガス等を含むものである。反応ガスは放電空間２４において活性化（例えば、ラジカル、正イオン、負イオン等の反応種とすることをいう。プラズマ化と称することもできる）され易いガスであり、例えば、酸素ガス、水素ガス等が該当する。キャリアガスは、反応種を運搬するためのガスであり、活性化され難いガスが用いられるのが普通である。例えば、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガス、窒素ガス等が該当する。
上流側ハウジング２０ａには、図３に示すように空間２４が形成されるとともに、空間２４に対向して一対の電極２２，２３が保持される。
【００１１】
プラズマガス通路２６は、図３，６に示すように、上流側ハウジング２０ａに形成された上流側通路５０と、下流側ハウジング２０ｂに形成された下流側通路５２とを含む。
上流側通路５０は、ｘ方向に伸びた複数（本実施例においては４本）のｘ通路５０ｘとｚ方向に伸びた複数（本実施例においては４本）のｚ通路５０ｚとを含む。４本のｘ通路５０ｘの各々と４本のｚ通路５０ｚの各々とは、互いにｙ方向に隔たって形成される。また、４本のｘ通路５０ｘの各々において、一端部が放電空間２４に開口する放電空間開口５０ａとされ、他端部が上流側ハウジング２０ａの前面（ｙｚ面）に達して開口５０ｂとされる。４本のｚ通路５０ｚは、それぞれ、４本のｘ通路５０ｘの各々に互いに連通させられ、下流側端部は上流側ハウジング２０ａの下面（ｘｙ面）に達して開口５０ｃとされる。
下流側通路５２は、図３，４(a)，(b)，６等に示すように、下流側ハウジング２０ｂの上面（上流側ハウジング２０ａへの当接面）に開口して設けられた接続凹部５３と、ｚ方向に伸び、ｙ方向に互いに隔てて設けられた複数（本実施例においては６本）の噴出通路５４ｚとを含む。接続凹部５３はｙ方向に長い長穴形状を成したものであり、その接続凹部５３の上部開口に上述の４本のｚ通路５０ｚの各々の下端部の開口５０ｃが対向し、接続凹部５３の底面に６本の噴出通路５４ｚの各々の上端部が開口する。したがって、接続凹部５３を介して、ｚ通路５０ｚと噴出通路５４ｚとが連通させられる。また、噴出通路５４ｚの下端部は下流側ハウジング２０ｂの下面（ｘｙ面）に達して開口する内側ガス噴出口５６とされる。内側ガス噴出口５６は概して円形を成したものであり、カバー部２８に向かって開口する。
以上のように、プラズマガス通路２６において、ｘ通路５０ｘ、ｚ通路５０ｚ、接続凹部５３、噴出通路５４ｚは互いに連通させられ、一端部が放電空間２４に開口する放電空間側開口５０ａとされ、他端部が内側噴出口５６とされるのであり、放電空間２４において活性化されたプラズマガスは、プラズマガス通路２６を経て内側ガス噴出口５６から噴出させられる。
【００１２】
カバー部２８は、図４(a)，６等に示すように、ｘ、ｙ、ｚ方向にそれぞれ隙間を隔てて、下流側ハウジング２０ｂ（内側ハウジング２０の一部）を覆うものであり、これら下流側ハウジング２０ｂとカバー部２８との間が保護ガス室６０とされる。
カバー部２８の底面（ｘｙ面）には、ｚ方向に貫通した外側ガス噴出口６２がｙ方向に等間隔に６つ形成される。図４(a)，(b)，５等に示すように、外側ガス噴出口６２も廃して円形を成したものであり、内側ガス噴出口５６と同心に、すなわち、内側ガス噴出口５６の中心と外側ガス噴出口６２の中心とがｚ方向に伸びた同一の線ｚi上に位置する状態で形成される。このように、内側ガス噴出口５６と外側ガス噴出口６２とは、互いにプラズマガスの噴出方向（噴出通路５４ｚが伸びるｚ方向）に隔たって、外側ガス噴出口６２が内側ガス噴出口５６の下流側に設けられるのであり、内側ガス噴出口５６から噴出させられたプラズマガスは外側ガス噴出口６２からプラズマガス照射装置２の外部に噴出させられる。また、外側ガス噴出口６２の直径ｄoは内側ガス噴出口５６の直径ｄiより大きい。換言すれば、外側ガス噴出口６２の開口面積Ｓoは内側ガス噴出口５６の開口面積Ｓiより大きいのである。
【００１３】
カバー部２８の一対の側面６４、すなわち、外側ガス噴出口６２が並ぶ方向（幅方向ｙ）の両側の面（ｚｘ面）には、ｙ方向に貫通した保護ガス供給口６６がそれぞれ形成される。保護ガス供給口６６には、図１に示すように、保護ガス源７０が流量調整装置７２を介して接続される。保護ガスとは、本実施例において、プラズマガスを大気中の酸素から保護するガスであり、例えば、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガス、窒素ガス等が該当する。
また、保護ガス供給口６６は、カバー部２８の側面６４の下流側ハウジング２０ｂに対向する部分（側面６４の部分ｈ）、すなわち、ｚ方向において、内側ガス噴出口５６より上方に形成される。保護ガス供給口６６は、保護ガス室６０に供給される保護ガスが内側ガス噴出口５６から噴出されるプラズマガスの流れの妨げにならず、かつ、保護ガス室６０の下部、すなわち、下流側ハウジング２０ｂの下方において均一に供給され得る位置に設けることが望ましい。
【００１４】
なお、上流側ハウジング２０ａの前面には、図１，２に示すように、ｘ通路５０ｘの開口５０ｂを閉塞する状態で放熱部８０が取り付けられる。放熱部８０は、複数のフィンを有するものである。また、図３，４，６等において、符号８２はアース板を示す。アース板８２は、上流側ハウジング２０ａの構成要素であり、避雷針としての機能を果たす。
【００１５】
図１，６等に示すように、上流側ハウジング２０ａの前面の放熱部８０の近傍には加熱部１８が取り付けられる。加熱部１８は、被処理物Ｗの表面ＷＳを加熱するものであり、ガスを加熱して照射するものである。加熱部１８は、(a)本体９０、(b)ヒータ部９２、(c)加熱ガス噴出部９４等を含む。本体９０には、加熱用ガス供給口９６が設けられ、加熱用ガス源９８が流量調整装置１００を介して接続される。加熱用ガスとして、例えば、窒素ガス、不活性ガス、ドライエア等を用いることができる。
また、図６に示すように、加熱部８０は、水平線に対してθの角度で加熱ガスを照射可能な状態で取り付けられる。
なお、図１において、処理ガス源４２、保護ガス源７０、加熱用ガス源９８をそれぞれ別個に記載したが、これらの少なくとも一部（例えば、窒素ガス源、不活性ガス源等）は共通のものとすることができる。
【００１６】
以上のように構成されたプラズマ処理装置において、一対の電極２２，２３に電圧が印加されることにより放電空間２４が形成される。放電空間２４に供給された処理ガスに含まれる酸素原子、分子等が活性化されて反応種とされるが、これら反応種がキャリアガスによって運搬される。放電空間２４において活性化された反応種を含むガスがプラズマガスであり、プラズマガス通路２６を経て内側ガス噴出口５６から噴出させられる。
また、保護ガス室６０には保護ガス（本実施例においては、窒素ガスが用いられる）が保護ガス供給口６６から供給される。保護ガスは、主として、下流側ハウジング２０ｂに当たり、下流側ハウジング２０ｂに沿って移動させられ、保護ガス供給口６６の内側ガス噴出口５６と外側ガス噴出口６２との間の部分に均等に供給される。
そして、プラズマガスの内側ガス噴出口５６からの噴出に伴って保護ガス室６０に存在する保護ガスが巻き込まれ、これらプラズマガスと保護ガスとが外側ガス噴出口６２から噴出させられ、被処理物Ｗに照射される。プラズマガスの内側ガス噴出口５６からの噴出により、内側ガス噴出口５６の周辺が減圧されるのであり、減圧領域、すなわち、保護ガス室６０にある保護ガスが巻き込まれる。いわゆるアスピレータの原理（ベンチュリー効果）が利用されるのであり、図４(c)に示すように、プラズマガスＧｐの周りを保護ガスＧｃが囲む状態で噴出させられる。この場合において、プラズマガスＧｐの周り全体が保護ガスＧｃの層によって覆われない場合もあるが、プラズマガスＧｐは保護ガスＧｃによって大気中の酸素に接触され難くされる。
一方、プラズマガス照射装置から噴出させられたプラズマガスＧｐが大気に接触すると、プラズマガス中のラジカル等の反応種が大気中の酸素等と反応し、被処理物Ｗに照射される前に、プラズマ処理能力が低下するという問題があった。それに対して本実施例に係るプラズマガス照射装置２においては、噴出させられたプラズマガスＧｐが大気に接触し難くされる。その結果、高い処理能力が維持された状態でプラズマガスを被処理物に照射することができるのであり、良好にプラズマ処理が行われるようにすることができる。
以上のことから、下流側ハウジング２０ｂに設けられた内側ガス噴出口５６、カバー部２８に設けられた外側ガス噴出口６２等により複合ガス（プラズマガスと、その周りの保護ガスとを含むガスをいう）を噴出させる複合ガス噴出部１１０が構成されると考えることができる。本実施例において、複合ガス噴出部１１０は、上流側ハウジング２０ａ（本体と称することができる）に対して着脱可能とされる。
【００１７】
また、従来のプラズマ処理装置においては、高い処理能力を有するプラズマガスを被処理物Ｗに照射させるために、プラズマガス照射装置を被処理物Ｗの表面に接近させた状態でプラズマ処理が行われるようにされていた。しかし、表面に凸部がある被処理物Ｗに対しては、プラズマガス照射装置を接近させることができず、プラズマ処理を良好に行うことができなかった。それに対して本実施例に係るプラズマガス照射装置２においては、噴出させられたプラズマガスＧｐの処理能力の低下が抑制されるため、プラズマガス照射装置２を被処理物Ｗの表面ＷＳに接近させる必要性が低くなる。外側ガス噴出口６２と被処理物Ｗの表面ＷＳとの間の距離Ｈ（図６参照：高さと称することもできる。）を大きくすることができるのであり、表面ＷＳに凸部がある被処理物Ｗに対しても良好にプラズマ処理が行われるようにすることができる。
さらに、従来から、プラズマガス照射装置のガス噴出口の周辺に樹脂製の円筒状のカバー部材を取り付けて、使用されることがあった。しかし、円筒状のカバーを取り付けるのが面倒である等の問題があった。それに対して本実施例に係るプラズマガス照射装置２においては、円筒状のカバー部材を取り付けなくても、プラズマガスの処理能力の低下が抑制されるため、円筒状のカバーを取り付ける必要がない等の利点がある。
【００１８】
また、本実施例に係るプラズマ処理装置においては、保護ガスが直接被処理物Ｗに照射されるのではなく、下流側ハウジング２０ｂとカバー部２８との間の保護ガス室６０に供給された後に照射される。下流側ハウジング２０ｂの近傍は高温であるため、保護ガス室６０も高温である。したがって、保護ガスが被処理物Ｗに照射される前に、温度を高くすることができ、保護ガスの照射に起因する被処理物Ｗの温度低下を抑制することができ、プラズマ処理が良好に行われるようにすることができる。
さらに、加熱部１８によってもプラズマ処理が良好に行われるようにすることができる。例えば、被処理物Ｗが図６の矢印Ａ方向に搬送される場合には、加熱部１８により被処理物Ｗが加熱された後にプラズマガスが照射されることになり、より一層、高い能力でプラズマ処理が行われるようにすることができる。被処理物Ｗの搬送方向が矢印Ｂ方向である場合には、プラズマ処理が行われた後に加熱ガスが照射されることになるが、この場合であっても、プラズマ処理効果が良好に得られるようにすることができる。
【００１９】
なお、本実施例においては、図６に示すように、プラズマガス照射装置２が、プラズマガス生成・噴出部１６の外側ガス噴出口６２と被処理物Ｗの表面ＷＳとの間の距離Ｈ、加熱部１８（加熱ガス噴出口９４）の傾斜角度（加熱ガスの照射角度）θ、被処理物Ｗのプラズマガスが照射される部分と加熱ガスが照射される部分との間の間隔ｘが所望の大きさとなる状態で取り付けられる。
例えば、傾斜角度θが小さい場合は、加熱ガス噴出部９４から照射される加熱ガスが外側ガス噴出口６２から噴出させられるプラズマガスＧｐ，保護ガスＧｃに影響を与える可能性があり、望ましくない。また、間隔ｘが長い場合には加熱の効果が充分に得られ難くなり、間隔ｘが短い場合には加熱ガスがプラズマガスや保護ガスに影響を及ぼす可能性が高くなる。距離Ｈは、被処理物Ｗの表面ＷＳの凹凸が大きい場合は大きくすることが望ましい。
以上の事情等を考慮して、距離Ｈ，角度θ、間隔ｘが決定される。加熱部１８において、距離Ｈと角度θとから間隔ｘが一義的に決まる構造としたり、距離Ｈ，角度θ、間隔ｘが別箇独立に調節可能な構造としたりすること等ができる。
【００２０】
また、外側ガス噴出口６２の直径ｄoの内側ガス噴出口５６の直径ｄiに対する比率γｄ（ｄo／ｄi）は１．５より大きく３．５より小さい値とすることができ、２．０より大きく３．０より小さい値とすることが望ましい。
比率γｄが小さい場合には、プラズマガスＧｐが外側ガス噴出口６２を通過する際の抵抗となり、保護ガスの層が良好に形成され難く望ましくない。比率γｄが大きい場合には、必要な保護ガス量が多くなり望ましくない。また、プラズマガス照射装置２の構造上、外側ガス噴出口６２の直径ｄoが、互いに隣接する開口同士が重ならないようにするという制約がある。
以上の事情等を考慮して比率γｄが設計されるのであり、プラズマガスＧｐの噴出に伴って保護ガスが良好に巻き込まれ、プラズマガスＧｐの回りに図４(c)に示すように良好に保護ガスの層が形成され得る範囲とされる。
なお、外側ガス噴出口６２と内側ガス噴出口５６との関係は、外側ガス噴出口５６の各々の開口面積Ｓoの内側ガス噴出口５２の各々の開口面積Ｓiに対する比率γｓ（＝Ｓo／Ｓi）で表すこともできる。
比率γｓは２より大きく１３より小さい値とすることができ、４より大きく９より小さい値とすることが望ましい。
【００２１】
また、下流側ハウジング２０ｂの内側ガス噴出口５６から噴出させられるプラズマガスの流量や流速、保護ガス供給口６６から供給される保護ガスの流量や流速等も、保護ガスＧｃの層の形成に影響を与える。例えば、プラズマガスの流速が大きい場合は小さい場合より保護ガスが巻き込まれ易くなる。保護ガスの流量や流速が、プラズマガスの流量や流速に対して小さすぎる場合には保護ガスの層が良好に形成され難く、大きすぎる場合にはプラズマガスの噴出に影響を与え、望ましくない。それに対して、保護ガスの流量や流速が適正な範囲内である場合には、保護ガスの層が良好に形成され得ると推定される。なお、下流側ハウジング２０ｂの内側ガス噴出口５６から噴出させられるプラズマガスの流量や流速を直接取得することは困難であるため、処理ガス供給口４０から供給される処理ガスの流量、流速を内側ガス噴出口５６から噴出させられるプラズマガスの流量、流速であるとみなす。また、内側ガス噴出口５６の開口面積が決まっているため、流速が大きい場合は小さい場合より流量が大きくなる。
図７には、プラズマガスの流量が、３０Ｌ／min、保護ガスの供給流量が、２０Ｌ／minであり、比率γｄ（＝ｄo／ｄi）が３．５／１．２である場合の保護ガスＧｃの流れをシミュレートした結果を示す。図７に示すように、この条件において、プラズマガスＧｐの周りに保護ガスＧｃの層が良好に形成され、プラズマガスＧｐが良好に大気から遮断されることが明らかである。また、保護ガスＧｃの流速が、保護ガス室６０の内部より外部（外側ガス噴出口６２の下流側）における方が早くなることが認められた。プラズマガスＧｐの噴出に伴う巻き込みに起因すると推測される。
【００２２】
以上のように、本実施例においては、処理ガス源４２、処理ガス供給口４０、電極２２，２３、放電空間２４、プラズマガス通路２６、内側ガス噴出口５６等によりプラズマガス噴出部が構成され、保護ガス供給口６６、保護ガス源７０等により保護ガス供給部が構成される。
【００２３】
なお、本実施例において、プラズマガス照射装置２に電極２２，２３が一対設けられていたが、複数対設けることもできる。
また、保護ガスとしては、窒素ガスの他にヘリウム等の不活性ガスを用いることもできる。さらに、保護ガス供給口６６を、カバー部２８のｙ方向に対向する両側面６４と、ｘ方向に対向する一対のｙｚ面（前面および後面）との両方に設けたり、前面および後面の各々に２つずつ設けたりする等もできる。
また、カバー部２８は、下流側ハウジング２０ｂに着脱可能としても、上述側ハウジング２０ａに着脱可能としてもよい。さらに、カバー部２８は、下流側ハウジング２０ｂと一体的に設けてもよい。また、下流側ハウジング２０ｂを上流側ハウジング２０ａに着脱可能とすることは不可欠ではなく、下流側ハウジングと上流側ハウジング２０ａとは一体的に設けてもよい。
さらに、プラズマガス通路２６の構造は問わない。また、内側ガス噴出口５６、外側ガス噴出口６２の形状、個数等も問わない。
さらに、加熱部１８を設けることは不可欠ではない。加熱部１８がなくてもプラズマ処理能力の低下を良好に抑制し得る。
【実施例２】
【００２４】
複合ガス噴出部は、図８，９に示す構造を成したものとすることができる。プラズマ処理装置のその他の部分については実施例１と同様であるため、同じ符号を付して説明、図示等を省略する。
複合ガス噴出部１３０は、(a)下流側ハウジング１４０に形成され、ｙ方向に長い形状を成した１つの内側ガス噴出口１４２と、(b)カバー部１４４に形成され、ｙ方向に長い長穴形状を成した１つの外側ガス噴出口１４６とを含む。また、プラズマガス通路１４８は、実施例１における場合と同様に上流側通路５０と、下流側通路１５０とを含み、下流側通路１５０は、ｙ方向に長いスリット状を成した噴出通路１５２と、接続凹部１５４とを含む。噴出通路１５２の下端側の開口が内側ガス噴出口１４２とされ、上端部が接続凹部１５４の底面に開口する。接続凹部１５４を介して上流側通路５０と噴出通路１５２とが連通させられる。
また、外側ガス噴出口１４６の開口面積Ｓosは内側ガス噴出口１４２の開口面積Ｓisより大きい。
このように、プラズマガスの噴出口をｙ方向に長い長穴形状を成したものとすることにより、プラズマガスを被処理物Ｗの幅方向に均等に照射することができる。また、プラズマガスの噴出口がｙ方向に長い長穴形状を成したものであっても、同様に、プラズマガスの周辺に窒素ガスの層が形成され、プラズマガスが大気に接触し難くすることができる。
【実施例３】
【００２５】
複合ガス噴出部は、図１０に示す構造を成したものとすることができる。プラズマ処理装置のその他の部分は実施例１に係るプラズマ処理装置と同様であるため、同じ符号を付して説明、図示等を省略する。
複合ガス噴出部１８０は、実施例１に係るプラズマ処理装置の構成要素である下流側ハウジング２０ｂに、実施例２に係るプラズマ処理装置の構成要素であるカバー部１４４が取り付けられたものであり、下流側ハウジング２０ｂに形成された６つの内側ガス噴出口５６と、カバー部１４４に形成された長穴形状を成した１つの外側ガス噴出口１４６とを含む。
なお、下流側ハウジング２０ｂに形成する噴出通路５４ｚの数を増やし（７本以上とし）、図１１に示すように、内側ガス噴出口５６の数を７以上とすることもできる。このように、内側ガス噴出口５６の個数を増やし、間隔を狭くすることにより、保護ガスの層をより一層形成され易くすることができる。
【実施例４】
【００２６】
複合ガス噴出部は、図１２に示す構造を成したものとすることもできる。プラズマ処理装置のその他の部分は実施例１に係るプラズマ処理装置と同様であるため、同じ符号を付して説明、図示等を省略する。
複合ガス噴出部２００においては、実施例２に記載の複合ガス噴出部１３０と比較すると、噴出通路の形状が異なる。下流側ハウジング２１０に形成されたスリット状の噴出通路２１２は、上流側から下流側に向かって断面積が小さくなる形状とされる。すなわち、接続凹部１５４に開口する上流側開口２１４の開口面積Ｓaより下流側の開口である内側ガス噴出口２１６の開口面積Ｓbの方が小さくされる（Ｓb＜Ｓa）。その結果、内側ガス噴出口２１６の近傍において、プラズマガスの流速を大きくすることができ、窒素ガスを良好に巻き込むことができる。本実施例において、接続凹部１５４、噴出通路２１２等により下流側通路２１４が構成され、下流側通路２１４、上流側通路５０等によりプラズマガス通路２１６が構成される。
なお、実施例４に記載の技術を実施例１，３の複合ガス噴出部１１０，１８０に適用することもできる。すなわち、下流側ハウジング２０ｂに形成された噴出通路５４ｚの各々を、上流側から下流側に向かって断面積が小さくなる形状とすることができる。
以上、複数の実施例について説明したが、その他、本発明は、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００２７】
２：プラズマガス照射装置  １６：プラズマ生成・噴出部  ２０：ハウジング  ２０ａ：上流側ハウジング  ２０ｂ，１４０，２１０：下流側ハウジング  ２６，１４８，２１６：プラズマガス通路  ２８：カバー  ４０：処理ガス供給口  ４２：処理ガス源  ５０：上流側通路  ５２，１５０，２１６：下流側通路  ５４ｚ，１５２，２１２：噴出通路  ５６，１４２，２１６：内側ガス噴出口  ６２，１４６：外側ガス噴出口  １１０，１３０，１５０，１８０，２００：複合ガス噴出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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