(57)【要約】プラズマ処理に先立って被処理物の被処理面の加熱を行うプラズマ処理装置の実用性を向上させる。独立開口型処理ガス生成・噴出装置１２の処理ガス生成装置７０においてプラズマ内に生成された反応種を含む処理ガスを生成し、独立開口型噴出装置７２から下方へ噴出する。被処理物搬送方向において処理ガス生成・噴出装置１２の上流側に加熱空気生成・噴出装置１６のヒータ１５０を、処理ガス噴出口と加熱空気噴出口との中心間距離より、被処理物の被処理面の処理ガスと加熱空気との各到達領域の中心間距離間が小さくなる向きに傾斜させて設ける。被処理面を処理ガスの噴付けに先立って加熱空気の噴出により加熱する。ヒータ１５０の傾斜により被処理面の処理ガスと加熱空気との各到達領域の中心間距離が短く、加熱から処理ガス噴付けまでの被処理面の温度低下が抑制され、簡易な装置構成で加熱による処理向上効果が有効に得られる。
2014184910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電空間に供給されるガスを、少なくともプラズマ内に生成された反応種を含む処理ガスとし、その処理ガスを処理ガス噴出口から噴出させる処理ガス生成・噴出部と、
ヒータにより加熱した加熱気体を加熱気体噴出口から噴出させる加熱気体生成・噴出部と、
それら処理ガス生成・噴出部および加熱気体生成・噴出部を、前記処理ガス噴出口と前記加熱気体噴出口とが一方向に並ぶ状態で保持する生成・噴出部保持体と、
前記処理ガスにより被処理面を処理されるべき被処理物を保持する被処理物保持体と、
前記処理ガス噴出口および前記加熱気体噴出口が前記被処理物保持体に保持された被処理物の被処理面に対向する状態で、前記生成・噴出部保持体と前記被処理物保持体とを前記処理ガス噴出口と前記加熱気体噴出口との並び方向に、かつ、前記加熱気体噴出口が前記処理ガス噴出口に先行して被処理面に対向することとなる向きに相対移動させる相対移動装置と
を含み、加熱気体により加熱した被処理面を処理ガスにより処理するプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記処理ガス噴出口および前記加熱気体噴出口が、前者から噴出した処理ガスと後者から噴出した加熱気体とがそれぞれ被処理面に到達する両到達領域の中心間距離が２５ｍｍ以下となる状態に互いに近接させられた請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記加熱気体生成・噴出部が前記加熱気体噴出口から加熱気体を噴出させる方向と、前記処理ガス生成・噴出部が前記処理ガス噴出口から処理ガスを噴出させる方向とが、両噴出口の中心間距離より処理ガスと加熱気体とが被処理面にそれぞれ到達する両到達領域の中心間距離が小さくなる向きに、互いに交差させられた請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記加熱気体生成・噴出部が前記加熱気体噴出口から噴出させる加熱気体の流量が、前記処理ガス生成・噴出部が前記処理ガス噴出口から噴出させる処理ガスの流量より少ない請求項１ないし３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記処理ガス生成・噴出部と前記加熱気体生成・噴出部とが互いに別体に構成され、互いに分離可能である請求項１ないし４のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記処理ガス生成・噴出部および前記加熱気体生成・噴出部が前記生成・噴出部保持体に対して着脱可能である請求項１ないし５のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
さらに、前記生成・噴出部保持体と前記被処理物保持体とを、前記相対移動装置による相対移動方向と交差する方向に互いに接近・離間させる接近・離間装置を含む請求項１ないし６のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記接近・離間装置が、駆動源を備え、その駆動源の制御により前記生成・噴出部保持体と前記被処理物保持体とを接近・離間させるものである請求項７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記相対移動装置が、前記生成・噴出部保持体と前記被処理物保持体とを、概して被処理物の被処理面に平行な平面上において、互いに交差する２方向に相対移動可能なものである請求項１ないし８のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記処理ガス噴出口として、互いに独立した複数の開口が一線上に互いに間隔を隔てて並んだ独立開口列を有する独立開口型処理ガス生成・噴出部と、一線に沿って延びるスリット状の開口を有するスリット型処理ガス生成・噴出部との少なくとも一方を含む請求項１ないし９のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記独立開口型処理ガス生成・噴出部と前記スリット型処理ガス生成・噴出部との両方を含む請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記独立開口型処理ガス生成・噴出部と前記スリット型処理ガス生成・噴出部とが、供給されるガスを処理ガスとする処理ガス生成部を共通とし、その共通の処理ガス生成部に対して、前記独立開口列を有する独立開口型噴出部と、前記スリット状開口を有するスリット型噴出部とが択一的に取り付けられることにより構成される請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１３】
前記独立開口型処理ガス生成・噴出部と前記スリット型処理ガス生成・噴出部とが択一的に前記生成・噴出部保持体に取り付け可能である請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】
加熱気体生成・噴出部の前記加熱気体噴出口が前記処理ガス生成・噴出部の前記処理ガス噴出口の両側に設けられ、それら両側に設けられた加熱気体噴出口の各々が前記処理ガス噴出口に先行して被処理面に対向することとなる向きに、前記相対移動装置が前記生成・噴出部保持体と前記被処理物保持体とを選択的に移動させる請求項１ないし１３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１５】
プラズマ処理が大気圧雰囲気中において行われる請求項１ないし１４のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置に関するものであり、特に、プラズマ処理に先立って被処理物の被処理面の加熱を行う装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のプラズマ処理装置は、例えば、下記の特許文献１に記載されている。このプラズマ処理装置においては、被処理物の搬送方向においてプラズマ処理ユニットの上流側に加熱ユニットおよび補助ヒータが設けられ、下流側に補助ヒータが設けられている。加熱ユニットは加熱手段により加熱した循環風をフード内に形成して被処理物を加熱するものとされ、補助ヒータは輻射熱により被処理物を加熱するものとされている。被処理物は加熱ユニットにおいて加熱され、さらに補助ヒータにより加熱された後、処理ユニットに送り込まれ、処理ガスが噴き付けられて被処理面に処理が施される。加熱によって被処理面の温度が高くされているため反応速度が速く、処理が良好に行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２５７１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、プラズマ処理に先立って被処理物の被処理面の加熱を行うプラズマ処理装置の実用性の向上を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題は、プラズマ処理装置を、(a)放電空間に供給されるガスを、少なくともプラズマ内に生成された反応種を含む処理ガスとし、その処理ガスを処理ガス噴出口から噴出させる処理ガス生成・噴出部と、(b)ヒータにより加熱した加熱気体を加熱気体噴出口から噴出させる加熱気体生成・噴出部と、(c)それら処理ガス生成・噴出部および加熱気体生成・噴出部を、前記処理ガス噴出口と前記加熱気体噴出口とが一方向に並ぶ状態で保持する生成・噴出部保持体と、(d)前記処理ガスにより被処理面を処理されるべき被処理物を保持する被処理物保持体と、(e)前記処理ガス噴出口および前記加熱気体噴出口が前記被処理物保持体に保持された被処理物の被処理面に対向する状態で、前記生成・噴出部保持体と前記被処理物保持体とを前記処理ガス噴出口と前記加熱気体噴出口との並び方向に、かつ、前記加熱気体噴出口が前記処理ガス噴出口に先行して被処理面に対向することとなる向きに相対移動させる相対移動装置とを含み、加熱気体により加熱した被処理面を処理ガスにより処理する装置とすることにより解決される。
被処理物は、例えば、金属製，樹脂製，セラミックス製とされ、処理ガスの噴付けにより、例えば、被処理面の改質，洗浄が行われる。改質は、例えば、被処理面の接合強度の向上，親水性あるいは撥水性の向上であり、洗浄は、例えば、減菌，滅菌，有機物等の除去である。
相対移動装置は、生成・噴出部保持体を移動させる装置としてもよく、被処理物保持体を移動させる装置としてもよく、両方を移動させる装置としてもよい。
【発明の効果】
【０００６】
処理ガス生成・噴出部と加熱気体生成・噴出部とは共に生成・噴出部保持体に保持され、それら両生成・噴出部と被処理物保持体に保持された被処理物とは相対移動装置により、処理ガス噴出口と加熱気体噴出口との並び方向に、かつ、加熱気体噴出口が処理ガス噴出口に先行して被処理面に対向することとなる向きに相対移動させられる。それにより、被処理物の被処理面の各部は、加熱気体の噴付けにより加熱された後に処理ガスの噴付けにより処理されることとなる。処理ガスは勿論、加熱気体も直接被処理面へ噴き付けられるのであり、それによってプラズマ処理装置の構成が簡易化される。また、加熱気体噴出口，処理ガス噴出口および被処理物の存在空間を密閉することが不可欠ではなくなり、そうした場合にはさらに構成の簡易化が可能となる。
共通の生成・噴出部保持体により保持された処理ガス生成・噴出部と加熱気体生成・噴出部とは互いに近接しており、被処理物の被処理面が処理ガスが噴き付けられる直前に加熱されることが望ましい。そのようにすれば、加熱から処理までの時間が短く、被処理面の温度低下が少なくて済み、加熱による処理向上効果、すなわち反応速度の増大、それによる化学反応の促進効果がより有効に得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態である大気圧プラズマ処理装置を概略的に示す正面図（一部断面）である。
【図２】上記大気圧プラズマ処理装置の処理ガス生成・噴出装置および加熱空気生成・噴出装置を示す斜視図である。
【図３】上記処理ガス生成・噴出装置である独立開口型処理ガス生成・噴出装置および加熱空気生成・噴出装置を示す斜視図である。
【図４】上記独立開口型処理ガス生成・噴出装置および加熱空気生成・噴出装置を示す正面図である。
【図５】上記独立開口型処理ガス生成・噴出装置および加熱空気生成・噴出装置を下方から見た状態を示す斜視図である。
【図６】上記処理ガス生成・噴出装置であるスリット型処理ガス生成・噴出装置および加熱空気生成・噴出装置を示す斜視図である。
【図７】上記スリット型処理ガス生成・噴出装置および加熱空気生成・噴出装置を下方から見た状態を示す斜視図である。
【図８】上記大気圧プラズマ処理装置の被処理物を例示する図であり、図８(a-1)，（a-2）は金型、図８(b)は液晶基板、図８(c-1)，（c-2）は金型である。
【図９】上記独立開口型処理ガス生成・噴出装置の独立開口と加熱空気生成・噴出装置の加熱空気噴出口との距離を異ならせて処理ガス噴付けを行った場合に得られる距離と被処理面の平均接触角との関係を示すグラフである。
【図１０】上記加熱空気生成・噴出装置のヒータの傾きを異ならせて処理ガス噴付けを行った場合に得られるヒータの傾斜角度と被処理面の平均接触角との関係を示すグラフである。
【図１１】上記加熱空気生成・噴出装置のヒータの傾きを異ならせ、上記独立開口と加熱空気噴出口との距離を一定にして処理ガス噴付けを行った場合に得られるヒータの傾斜角度と被処理面の平均接触角との関係、および処理ガスと加熱空気とが被処理面にそれぞれ到達する両到達領域の中心間距離を一定にして処理ガス噴付けを行った場合に得られるヒータの傾斜角度と被処理面の平均接触角との関係をを示すグラフである。
【図１２】上記加熱空気生成・噴出装置のヒータの傾きを一定にし、処理ガスと加熱空気とが被処理面にそれぞれ到達する両到達領域の中心間距離を異ならせた場合に得られる中心間距離と被処理面の平均接触角との関係を示すグラフである。
【図１３】別の実施形態である大気圧プラズマ処理装置の処理ガス生成・噴出装置および加熱空気生成・噴出装置を概略的に示す正面図（一部断面）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形態を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施形態の他、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。
【０００９】
図１に、本発明の一実施形態である大気圧プラズマ処理装置（以後、プラズマ処理装置と略称する）が概略的に図示されている。本プラズマ処理装置は、図１に示すように、処理装置本体１０，独立開口型処理ガス生成・噴出装置１２，スリット型処理ガス生成・噴出装置１４（図６参照），加熱空気生成・噴出装置１６，被処理物搬送装置１８，生成・噴出装置昇降装置２０，制御装置２２を含む。本プラズマ処理装置は大気圧雰囲気中に配設され、処理装置本体１０等、プラズマ処理装置の構成要素は大気圧雰囲気中にあり、被処理物の搬送，被処理面の加熱および処理ガスの噴付け等が大気圧雰囲気中において行われる。
【００１０】
被処理物搬送装置１８は、本実施形態においてはローラコンベヤ３０により構成されている。ローラコンベヤ３０は、処理装置本体１０に回転可能に設けられた複数のローラ３２を備え、被処理物３４を一方向、本実施形態においては水平な一方向に搬送する。被処理物３４は、被処理物保持体たる位置決め保持部材３６に収容されて搬送される。ローラ３２上には複数の位置決め保持部材３６が被処理物搬送方向において隙間なく一列に並べられ、複数の被処理物３４が連続的に一方向に搬送される。位置決め保持部材３６は、本実施形態においては絶縁材料、例えば、アルミナにより作られている。ローラコンベヤ３０には、その被処理物搬送方向の一方の側から、未処理の被処理物３４が載せられた位置決め保持部材３６が投入され、処理済みの被処理物３４が載せられた位置決め保持部材３６が被処理物搬送方向の他方の側において取り出される。被処理物搬送方向をＸ軸方向、複数のローラ３２により構成される搬送平面であって、水平面な一平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向およびＹ軸方向と直交する方向であって、鉛直方向をＺ軸方向とする。被処理物３４は、本実施形態においてはローラコンベヤ３０への投入側から取出し側へ搬送され、被処理物搬送方向において投入側が上流側、取出側が下流側となる。
【００１１】
本プラズマ処理装置においては、被処理物３４として、例えば、図８(a-1)，図８(c-1)に例示する金型３４ａ，３４ｃおよび図８(b)に例示する液晶基板３４ｂが処理される。金型３４ａの凹部３９内には、成形する製品の形状に対応する凹部４１が設けられ、金型３４ａの表面である被処理面３８ａは凹凸を有する。凹部４１は、横断面積は広いが浅いものである。液晶基板３４ｂは平板状を成し、その被処理面３８ｂは一平面状を成す。金型３４ｃの凹部４３内には、成形する製品の形状に対応する凸部４５が設けられ、金型３４ｃの表面である被処理面３８ｃは凹凸を有する。凸部４５は、凹部４１より横断面積が小さいものである。
【００１２】
処理装置本体１０には、図１に示すように被処理物搬送装置１８より上方に生成・噴出装置昇降装置２０が設けられている。生成・噴出装置昇降装置２０は、本実施形態においては、可動部材たる昇降部材４０と昇降部材駆動装置４２とを含む。昇降部材駆動装置４２は、駆動源たる電動モータ４４と送りねじ機構４６とを含み、送りねじ機構４６は送りねじ４８およびナット（図示省略）を含む。送りねじ４８が電動モータ４４によって回転させられることにより、昇降部材４０が案内装置５２を構成するガイドレール５４により案内されつつ昇降させられ、Ｚ軸方向において任意の位置へ移動させられ、位置決め保持部材３６に接近，離間させられる。電動モータとしては、回転角度の正確な制御が可能な回転電動モータの一種であるエンコーダ付のサーボモータが好適であり、送りねじとしてはボールねじが好適である。
【００１３】
昇降部材４０には、独立開口型処理ガス生成・噴出装置１２とスリット型処理ガス生成・噴出装置１４との一方および加熱空気生成・噴出装置１６が搭載される。図１には、独立開口型処理ガス生成・噴出装置１２が搭載された状態が図示されている。
【００１４】
本実施形態においては、独立開口型処理ガス生成・噴出装置１２とスリット型処理ガス生成・噴出装置１４とは、処理ガス生成部たる処理ガス生成装置７０を共通とし、装置コストの増大が抑制される。そして、図３に示すように独立開口型処理ガス生成・噴出装置１２は固有の噴出部であって、独立開口型噴出部たる独立開口型噴出装置７２を含み、図６に示すように、スリット処理ガス生成・噴出装置１４は固有の噴出部であって、スリット型噴出部たるスリット型噴出装置７４を含む。
【００１５】
処理ガス生成装置７０は、その本体である処理ガス生成装置本体８０（図１参照）において昇降部材４０に、固定手段の一種である複数のボルトにより着脱可能に取り付けられている。図３に示すように処理ガス生成装置本体８０内には複数、例えば、２本の電極８４，８６がＺ軸方向に延びる姿勢で、Ｙ軸方向に間隔を隔てて設けられ、それら電極８４，８６の間に放電空間８８が設けられている。放電空間８８には、処理ガス生成装置本体８０の上部に設けられた供給口（図示省略）および処理ガス生成装置本体８０内に設けられた供給通路を経てガスが供給される。ガスは、例えば、窒素およびドライエアを含むガスとされる。
【００１６】
電極８４，８６への電圧の印加により放電空間８８にプラズマが発生させられ、放電空間８８に供給されるガスが、プラズマ内に生成された反応種たる酸素ラジカルを含む処理ガスとされる。プラズマとは、放電、すなわち、絶縁破壊により発生させられるものであり、正イオンおよび負イオン等の荷電粒子、ラジカル等の中性粒子、電子等を含み、全体として、電気的に中性のものをいう。反応種とは、本実施形態においては、励起原子、分子等の電気的に中性な中性粒子をいい、例えば、ラジカル等の反応性の高い励起種等をいう。励起とは、エネルギの低い基底状態からエネルギの高い状態に遷移させることをいい、例えば、放電によって原子や分子が励起させられたり、原子や分子とプラズマ中の荷電粒子とが衝突することによって励起させられたりする。また、放電に起因して励起させられることによって得られた反応種は、プラズマ内で生成された反応種である。ラジカルとは、不対電子を有する化学種をいい、遊離基ともいう。
【００１７】
処理ガスは処理ガス流出通路９０によって放電空間８８から流出させられる。処理ガス流出通路９０は、少なくとも１本、例えば複数、本実施形態においては４本、Ｙ軸方向において適宜の間隔を隔てて、本実施形態においては等間隔を隔てて一列に設けられている。各処理ガス流出通路９０は、放電空間８８からＸ軸方向に平行に、被処理物搬送方向において上流側へ延び出させられ、処理ガス生成装置本体８０の外側面に開口させられるとともに、その途中で下方へ鉛直に延び出させられ、処理ガス生成装置本体８０の下面に開口させられている。
【００１８】
処理ガス生成装置本体８０には、処理ガス流出通路９０が開口させられた上記外側面に放熱部９２が設けられ、処理ガス流出通路９０の開口を閉塞している。図２に示すように、放熱部９２は、本実施形態においては、Ｙ軸方向に間隔を隔てて設けられた複数の板状のフィン９４を含む。処理ガス生成装置本体８０にはまた、図４に示すようにアース部材９６が取り付けられ、接地されている。
【００１９】
図５に示すように、独立開口型噴出装置７２の本体である独立開口型噴出装置本体１００はブロック状を成し、ボルト１０２によって処理ガス生成装置本体８０の下面に着脱可能に固定される。独立開口型噴出装置７２の取付け，取外しは作業者により行われる。図３に示すように、独立開口型噴出装置本体１００内には接続部１０４および処理ガス流出通路１０６が設けられている。接続部１０４は、独立開口型噴出装置本体１００の上面に開口し、Ｙ軸方向に平行に延びる長手形状の凹部状を成し、独立開口型噴出装置本体１００の被処理物搬送方向において上流側の端部に設けられている。
【００２０】
処理ガス流出通路１０６は、少なくとも１本、例えば複数、本実施形態においては６本設けられている。これら処理ガス流出通路１０６は、Ｙ軸方向に適宜の間隔を隔てて、本実施形態においては等間隔に一列に設けられ、図４に示すように接続部１０４のＸ軸方向において被処理物搬送方向の上流側の部分からＺ軸方向において下向きに延び出させられ、独立開口型噴出装置本体１００の下面に開口させられている。これらの開口は互いに独立した処理ガス噴出口たる独立開口１０８を構成し、図３に示すように６個の独立開口１０８がＹ軸方向に平行な一直線上に等間隔を隔てて並び、独立開口列１１０を構成している。本実施形態においては、独立開口１０８の直径は１．２ｍｍとされ、６個の独立開口１０８の形成ピッチ（隣接する２個の独立開口１０８の中心間距離）は４ｍｍとされている。
【００２１】
図３に示すように独立開口型噴出装置７２が処理ガス生成装置本体８０に固定された状態では、４本の処理ガス流出通路９０の全部が接続部１０４の被処理物搬送方向において下流側の部分に開口する状態となる。処理ガスは処理ガス流出通路９０，接続部１０４および処理ガス流出通路１０６を通り、６個の独立開口１０８から鉛直方向において下方へ噴出され、図４に示すように、独立開口型噴出装置７２の被処理物搬送方向において上流側の部分から噴出される。
【００２２】
図７に示すように、スリット型噴出装置７４の本体であるスリット型噴出装置本体１２０は、本実施形態においては、複数、例えば２つの本体構成部材１２２，１２４が一体的に組み付けられて成り、図６に示すように、接続部１３０およびスリット状通路１３２が形成されている。接続部１３０は、スリット型噴出装置本体１２０の上面に開口し、Ｙ軸方向に延びる長手形状の凹部状を成す。スリット状通路１３２は、Ｙ軸方向に長く、上端が接続部１３０の、被処理物搬送方向において上流側の端部に開口し、下端がスリット型噴出装置本体１２０の下面の、被処理物搬送方向において上流側の端部に開口させられている。スリット状通路１３２の下面開口が、Ｙ軸方向に平行な一直線に沿って延びる処理ガス噴出口たるスリット状開口１４４を構成している。
【００２３】
スリット型噴出装置本体１２０は独立開口型噴出装置本体１００と同じ形状，寸法を有し、接続部１３０は接続部１０４と同じ形状，寸法を有し、スリット型噴出装置本体１２０に、接続部１０４の独立開口型噴出装置本体１００に対する位置と同じ位置に形成されている。また、本実施形態においては、スリット状開口１４４の開口面積は、６個の独立開口１０８の各開口面積の和より大きくされている。スリット型噴出装置本体１２０は処理ガス生成装置本体８０の下面にボルト１０２により、独立開口型噴出装置本体１００と同じ位置に固定される。スリット型噴出装置７２の取付け，取外しは、作業者により行われる。スリット型噴出装置本体１２０の固定により４本の処理ガス流出通路９０は接続部１３０に連通させられ、処理ガスはスリット状通路１３２を通ってスリット状開口１４４から下方（鉛直方向真下）へ、Ｙ軸方向に延びる帯状に噴出される。
【００２４】
図４は、独立開口型噴出装置７２が処理ガス生成装置７０に取り付けられた状態を正面から見た状態を示す図であるが、独立開口型噴出装置７２，スリット型噴出装置７４を処理ガス生成装置７０に取り付けた状態において、処理ガス生成装置７０に対する接続部１０４および独立開口列１１０の位置と接続部１３０およびスリット状開口１４４の位置とは同じであり、両方の符号を付して示すこととする。独立開口型噴出装置本体１００およびスリット型噴出装置本体１２０は、処理ガス生成装置本体１００にボルト１０２によって固定されることにより、処理ガス生成装置本体１００の下面に密着させられ、それらの間からの処理ガスの漏れが防止される。
【００２５】
独立開口型噴出装置７２とスリット型噴出装置７４とは択一的に処理ガス生成装置７０に取り付けられ、処理ガス生成装置７０への独立開口型噴出装置７２の取付けにより、独立開口型処理ガス生成・噴出部たる独立開口型処理ガス生成・噴出装置１２が構成され、スリット型噴出装置７４の取付けにより、スリット型処理ガス生成・噴出部たるスリット型処理ガス生成・噴出装置１４が構成される。取付状態において独立開口１０８とスリット状開口１４４とのＺ軸方向における位置は同じになる。
【００２６】
図２に示すように加熱空気生成・噴出装置１６はヒータ１５０を備え、加熱気体たる空気を加熱して噴出する。ヒータ１５０は、ブラケット１５２，１５４，１５６により処理ガス生成装置本体８０の、被処理物搬送方向において上流側の外側面に着脱可能に固定されている。ヒータ１５０は、コイル状の発熱体が管、例えば、石英管に収容されて長手形状を成す発熱部１６０を有し、発熱部１６０の長手方向の一端部である下端部に加熱空気噴出部１６２が設けられている。図５に示すように加熱空気噴出部１６２は扁平な板状とされており、その厚さ（Ｘ軸方向に沿う方向の寸法）は、発熱部１６０の外径より小さくされている。加熱空気噴出部１６２の内部に設けられたスリット状の通路１６４は、発熱部１６０に連通させられるとともに、加熱空気噴出部１６２の下面に開口させられている。この開口が加熱空気噴出口１６６を構成し、加熱空気が下方へ噴出される。加熱空気噴出口１６６はＹ軸方向に長く、Ｙ軸方向において、独立開口型噴出装置７２およびスリット型噴出装置７４によりそれぞれ噴出される処理ガスの被処理面への到達領域全体を加熱することができる長さを有するものとされている。
【００２７】
ヒータ１５０は、図２に示すように発熱部１６０の上端部をホルダ１６８により保持され、処理ガス生成装置本体８０にボルト（図示省略）によって着脱可能に固定されたブラケット１５２によりホルダ１６８が保持される。図示は省略するが、ホルダ１６８から発熱部１６０内に電源線（図示省略）が挿入され、コイルに電圧が印加される。ヒータ１５０はまた、その長手方向の中間部において、ボルトにより処理ガス生成装置本体８０に着脱可能に固定されたブラケット１５４，１５６によって保持されている。なお、ヒータ１５０は、カバー１７０，１７２により覆われている。カバー１７０，１７２はボルトによって処理ガス生成装置本体８０に固定され、着脱可能である。
【００２８】
ヒータ１５０は、作業者によるブラケット１５２，１５４，１５６の処理ガス生成装置本体８０に対する取付け，取外しにより処理ガス生成装置本体８０に取付け，取外しされる。加熱空気生成・噴出装置１６は、処理ガス生成・噴出装置１２，１４とは別体に構成され、互いに分離可能であるのであり、処理ガス生成・噴出装置１２あるいは１４を介して昇降部材４０に着脱可能に、独立開口１０８あるいはスリット状開口１４４と加熱空気噴出口１６６とが、被処理物搬送方向に平行な一方向に並ぶ状態で保持され、処理ガス生成・噴出装置１２あるいは１４と一体的に被処理物３４に接近，離間させられる。本実施形態においては昇降部材４０が生成・噴出部保持体を構成し、生成・噴出装置昇降装置２０が接近・離間装置を構成している。昇降部材４０と生成・噴出部保持体とが一体的に設けられていると考えることもできる。
【００２９】
図２に示すように、ヒータ１５０は、その全体が処理ガス生成・噴出装置１２（スリット型噴出装置７４が処理ガス生成装置７０に取り付けられた状態では処理ガス生成・噴出装置１４）に対して傾斜した姿勢で取り付けられている。鉛直な処理ガス噴出方向に対して、加熱空気噴出方向が傾斜させられているのであり、図４に示すように、独立開口１０８あるいはスリット状開口１４４と加熱空気噴出口１６６とのＺ軸方向の位置が同じにされるとともに、加熱空気噴出口１６６からの加熱空気の噴出方向と、開口１０８，１４４からの処理ガスの噴出方向とが、開口１０８，１４４と加熱空気噴出口１６６との中心間距離（以後、場合によって、処理ガス・加熱空気噴出口中心間距離と称する。）Ｘより、処理ガスと加熱空気とが被処理物３４の被処理面３８にそれぞれ到達する両到達領域の中心間距離（以後、場合によって、到達領域中心間距離と称する。）Ｘ´が小さくなる向きに互いに交差させられている。なお、「到達領域の中心」は、独立開口列１１０の中心あるいはスリット状開口１４４の中心や、加熱空気噴出口１６６の中心から、各噴出方向に平行に延びる直線と被処理面３８との交点とする。加熱空気噴出方向の処理ガス噴出方向に対する傾斜角度は、本実施形態においては、上記のように中心間距離Ｘより中心間距離Ｘ´が小さくなる向きの傾斜を負として規定される。
【００３０】
このように加熱空気噴出方向が処理ガス噴出方向に対して傾斜させられることが望ましい。加熱空気生成・噴出装置に比較して処理ガス生成・噴出装置の方が構造が複雑であり、加熱空気噴出方向を傾斜させる方が容易であり、また、処理ガスは被処理面に対して直角な方向から噴き付けた方が、斜めから噴き付けるよりも片寄りなく噴き付けることができるからである。
【００３１】
上記処理装置本体１０，処理ガス生成・噴出装置１２，１４，加熱空気生成・噴出装置１６，被処理物搬送装置１８，生成・噴出装置昇降装置２０等は、図１に示すようにハウジング１７４により覆われ、処理時に発生する騒音の漏れや、処理中における作業者と被処理物や装置との接触等が防止されている。本プラズマ処理装置において被処理物の加熱，処理ガスの噴付けは大気圧雰囲気中で行われるため、ハウジング１７４は、処理が低圧雰囲気中で行われる場合のように気密な空間を形成するものとしなくてよく、プラズマ処理装置の構成、特にハウジング１７４の構成が簡単になるとともに、被処理物の搬入，搬出が容易となる。
【００３２】
前記制御装置２２はコンピュータを主体として構成され、駆動回路を介してローラコンベヤ３０，電動モータ４４，処理ガス生成装置７０，ヒータ１５０等を制御する。図１に示すように、コンピュータには電動モータ４４に設けられた回転量検出装置たるエンコーダ１８０および距離センサ１８２が接続されている。距離センサ１８２は、処理装置本体１０の被処理物搬送方向において昇降部材４０の上流側であって、加熱空気生成・噴出装置１６の上流側に設けられ、被処理物３４の被処理面３８までの距離を検出する。本実施形態においては、距離センサ１８２は、例えば、レーザ変位センサにより構成されている。レーザ変位センサは、レーザビーム発生器が発生するレーザビームを投光光学系により集光して被処理面３８に照射し、その反射光を受光光学系により半導体位置検出素子上に集光し、反射光集光位置をアナログ演算回路において演算するように構成されたものである。被処理面３８の高さ方向の位置によって半導体位置検出素子上の集光位置が変わることから、その集光位置の演算により距離センサ１８２と被処理面３８との間の距離が得られる。本実施形態においては、距離センサ１８２が距離検出部を構成している。
【００３３】
以上のように構成されたプラズマ処理装置においては、被処理物３４が搬送されつつ、被処理面３８の加熱および処理ガスの噴付けが行われる。独立開口型処理ガス生成・噴出装置１２あるいはスリット型処理ガス生成・噴出装置１４および加熱空気生成・噴出装置１６は、ローラコンベヤ３０により搬送される被処理物３４の上方に位置し、被処理物搬送方向において処理ガス生成・噴出装置１２，１４の上流側に設けられた加熱空気生成・噴出装置１６の加熱空気噴出口１６６は、独立開口１０８あるいはスリット状開口１４４に先行して被処理面３８に対向し、処理ガスの噴付けに先立って被処理面３８を加熱する。それにより、処理ガスの噴付けによる処理、例えば、被処理面３８の汚れの除去や親水性の向上処理の効果が高められる。
【００３４】
処理ガスの噴付けには、独立開口型噴出装置７２とスリット型噴出装置７４とが択一的に使用される。放電空間８８において発生させられた処理ガスは、独立開口型噴出装置７２においては、６本の処理ガス流出通路１０６を通り、６個の独立開口１０８からそれぞれ棒状に噴出させられ、スリット型噴出装置７４においてはスリット状通路１３２を通り、スリット状開口１４４から帯状に噴出させられる。そして、噴出装置７２，７４において処理ガスの毎分の使用量は同じにされ、独立開口１０８から噴出されるプラズマの方が、スリット状開口１４４から噴出されるプラズマより遠くまで届き、プラズマ到達可能距離が長い。プラズマ到達可能距離は実験により取得され、現実に、独立開口１０８の方が噴出されるプラズマの到達可能距離が長い。その理由は、前述のように、本実施形態においてはスリット状開口１４４の開口面積が６個の独立開口１０８の各開口面積の和より大きくされているため、開口１０８，１４４から噴出する処理ガスの流速が独立開口１０８の方がスリット状開口１４４より速く、遠くへ飛ぶことによると推定される。
【００３５】
プラズマ到達可能距離を取得する実験は、被処理物としてガラス板を使用し、ガラス板の一平面状の表面である被処理面に処理ガスを噴き付け、処理効果を測定することにより行われる。処理効果は、例えば、ガラス板表面の複数個所に水滴を垂らし、各水滴の接触角を接触角計（例えば、協和界面科学株式会社製）により測定し、それらの平均値を求め、濡れ性（親水性）を検出することにより取得する。独立開口型噴出装置７２とスリット型噴出装置７４との各々について、開口１０８，１４４と被処理面との間の距離（以後、場合によって処理ガス噴出口・被処理面間距離と称する）を複数種類に異ならせ、ガラス板を搬送しつつ処理ガスを噴き付けて処理効果を測定し、設定値以下の平均接触角が得られる場合の処理ガス噴出口・被処理面間距離のうちの最大距離をプラズマ到達可能距離とする。また、搬送速度を複数種類に異ならせ、各速度毎にプラズマ到達可能距離を取得する。
【００３６】
その結果、ガラス板の搬送速度の大きさに関係なく、独立開口型噴出装置７２についてスリット型噴出装置７４より長いプラズマ到達可能距離が得られた。また、独立開口型噴出装置７２でもスリット型噴出装置７４でも、被処理物の搬送速度を遅くした方が長いプラズマ到達可能距離が得られた。さらに、独立開口型噴出装置７２により処理ガスを噴き付けるのに先立ってヒータ１５０により被処理面を加熱したところ、加熱を行わない場合より長いプラズマ到達可能距離が得られ、非加熱時と同じプラズマ到達可能距離であれば、被処理物搬送速度を速くすることができる結果が得られた。
【００３７】
したがって、被処理面が凹凸を有する被処理物の処理には独立開口型噴出装置７２が適しており、本実施形態においては金型３４ａ，３４ｃの処理には独立開口型噴出装置７２が使用される。被処理面に凹凸があり、処理ガス噴出口・被処理面間距離が一定でない場合、プラズマ到達可能距離が短ければ、被処理面に処理ガスが届かない部分が生じるのに対し、プラズマ到達可能距離が長ければ、処理ガス噴出口・被処理面間距離の差の影響が緩和され、処理ガスを噴き付けることができるからである。また、搬送速度を抑えつつ、被処理面３８ａの加熱が行われてプラズマ到達可能距離が長くされ、凹凸による処理ガス噴出口・被処理面間距離の違いに確実に対応し得るようにされる。さらに、処理ガス噴出口・被処理面間距離が長いため、６個の独立開口１０８の各々から噴出される処理ガス中のプラズマが拡散により、被処理面近傍において交わり、独立開口１０８の並び方向において被処理面にほぼ均一な帯状に噴き付けられる。
【００３８】
それに対し、被処理面が凹凸のない一平面状を成すのであれば、プラズマ到達可能距離は長くなくてよく、本実施形態においては液晶基板３４ｂの処理にはスリット型噴出装置７４が使用される。この際、被処理面３８ｂの加熱は行われない。凹凸による処理ガス噴出口・被処理面間距離の変化に対応しなくてよく、加熱によりプラズマ到達可能距離を延ばさなくてよいからである。スリット型噴出装置７４によれば、処理ガスが被処理面３８ｂに帯状に噴き付けられ、スリット状開口１４４の長手方向において均一に処理ガスが噴き付けられる。
【００３９】
前記ヒータ１５０により被処理面を加熱するに当たり、その噴出方向の傾斜角度θ，処理ガス・加熱空気噴出口中心間距離Ｘおよび到達領域中心間距離Ｘ´は、予め実験により得られたデータに基づいて設定されている。実験は、被処理物としてガラス板を使用し、処理ガス噴出装置として独立開口型噴出装置７２を使用し、処理ガス噴出口・被処理面間距離Ｚは、実験により取得した複数種類のプラズマ到達可能距離のうち最大の距離とし、その最大プラズマ到達可能距離が得られる際の搬送速度によりガラス板を搬送して行った。また、加熱空気噴出口１６６から噴出される加熱空気の流量は、独立開口１０８から噴出される処理ガスの流量より少なくした。
【００４０】
そして、まず、ヒータ１５０を傾けず、処理ガス噴出方向および加熱空気噴出方向がいずれも鉛直方向において下向きとなる状態で、処理ガス・加熱空気噴出口中心間距離Ｘを複数種類に異ならせ、それぞれガラス板の被処理面を加熱した後、処理ガスを噴き付け、処理効果を測定した。その結果を図９のグラフに示す。
【００４１】
図９のグラフから明らかなように、処理ガス・加熱空気噴出口中心間距離Ｘを限界値、すなわち独立開口型処理ガス生成・噴出装置１２全体と加熱空気生成・噴出装置１６（ヒータ１５０）全体とを、鉛直な姿勢で、それらの装置構成上、最も近づけ得る位置まで近づけた状態における距離とした場合に平均接触角が最も小さくなり、高い処理効果が得られる。処理ガス・加熱空気噴出口中心間距離Ｘを限界値よりやや大きくすれば、平均接触角が急増し、その後は処理ガス・加熱空気噴出口中心間距離Ｘを増大させれば平均接触角は増大するが、その勾配は緩やかである結果が得られた。それにより処理ガス・加熱空気噴出口中心間距離Ｘは限界値およびそれに近い距離とすることが望ましいことがわかる。
【００４２】
その理由は、本プラズマ処理装置においては、被処理面の加熱および処理ガスの噴付けは大気圧下で（大気中で）行われるため、被処理面の加熱後、処理ガスの噴付けまでの間に被処理面の温度が低下するが、処理ガス・加熱空気噴出口中心間距離Ｘが短いほど、加熱から処理ガス噴付けまでの時間が短く、被処理面の温度低下が少なくて済み、処理効果が向上することによると考えられる。
【００４３】
また、加熱空気噴出方向の処理ガス噴出方向に対する傾斜角度を複数種類に異ならせ、それぞれガラス板表面の加熱，処理ガスの噴付けを行い、各場合について水滴の平均接触角を取得する実験を行った。なお、処理ガス・加熱空気噴出口中心間距離Ｘおよび到達領域中心間距離Ｘ´は、上記限界値とは関係なく設定した。この実験により、図１０のグラフに示すように、負の値で規定される傾斜角度が大きい領域において平均接触角が小さく、傾斜角度を小さくすれば、平均接触角が急増する結果が得られた。傾斜角度０は、処理ガス噴出方向と加熱空気噴出方向とが平行な状態であり、傾斜角度が正の状態は、加熱空気噴出方向が処理ガス噴出方向に対して、処理ガス・加熱空気噴出口中心間距離Ｘが到達領域中心間距離Ｘ´より小さくなる方向に傾斜させられた状態である。
【００４４】
この実験の結果から、ヒータ１５０を傾斜させれば処理効果は向上するが、大きく傾斜させればよいわけではなく、適切な傾斜角度範囲があることがわかる。その理由は、次のように考えられる。加熱空気噴出方向の傾斜角度が０の状態から負となる方向にヒータ１５０を傾ければ、到達領域中心間距離Ｘ´が処理ガス・加熱空気噴出口中心間距離Ｘより短くなり、加熱から処理ガス噴付けまでの時間を短くすることができ、被処理面の温度低下が少なくて済み、処理効果が向上する。しかし、ヒータ１５０を傾け過ぎれば、加熱空気噴出方向が処理ガス噴出方向に対して直角に近くなって処理ガスを噴き飛ばし、処理ガスの量が不足して処理効果が低下すると考えられるのである。
【００４５】
加熱空気は処理ガスに向かって噴出されるため、ヒータ１５０の傾きが小さくても加熱空気が処理ガスを噴き飛ばす恐れはあるが、加熱空気の流量が処理ガスの流量より少なくされることにより処理ガスの噴飛ばしが回避され、傾斜角度の適切な設定により、到達領域中心間距離Ｘ´を小さくすることによる処理効果向上効果が得られる。加熱空気の流量を処理ガスの流量より少なくする特徴は、加熱空気噴出方向と処理ガス噴出方向とを、処理ガス・加熱空気噴出口中心間距離Ｘより到達領域中心間距離Ｘ´が小さくなる向きに交差させる特徴と組み合わせて特に有効なのである
【００４６】
これらの実験結果に基づき、さらに３つの実験を行った。１つは、処理ガス・加熱空気噴出口中心間距離Ｘを、加熱空気噴出方向を傾斜させない場合の限界値とし、加熱空気噴出方向の傾斜角度θを複数種類に異ならせてガラス板表面の加熱，処理ガスの噴付けを行い、各々の場合について水滴の平均接触角を取得する実験である。傾斜角度θは、先に傾斜角度θを複数種類に異ならされて行った実験の結果、小さい平均接触角が得られる範囲において異ならせた。その結果を図１１のグラフに示す。処理ガス・加熱空気噴出口中心間距離Ｘを一定とした場合、傾斜角度θを変えることにより到達領域中心間距離Ｘ´が変わり、傾斜角度θを小さくするほど（負の値であるため、絶対値が大きくなるほど）到達領域中心間距離Ｘ´が小さくなって平均接触角が小さくなることがわかる。
【００４７】
別の１つの実験は、到達領域中心間距離Ｘ´を、加熱空気噴出方向を傾斜させない場合における限界値とし、加熱空気噴出方向の傾斜角度θを複数種類に異ならせて行ったものである。その結果も図１１のグラフに示す。この場合、加熱空気噴出方向を大きく傾けるほど、平均接触角が大きくなる。これは、到達領域中心間距離Ｘ´が一定であるため、加熱空気噴出方向を傾斜させれば、処理ガス・加熱空気噴出口中心間距離Ｘが大きくなり、加熱空気がガラス板表面に届くまでの距離が大きくなって被処理面の加熱が不足して温度が低下することによると考えられる。
【００４８】
さらに、別の１つの実験は、傾斜角度θを、図１０のグラフに示す実験の結果、平均接触角が最少となった場合の大きさとし、到達領域中心間距離Ｘ´を複数種類に異ならせて行ったものである。その結果を図１２のグラフに示す。このグラフからも、到達領域中心間距離Ｘ´が小さいほど処理効果が向上することがわかる。到達領域中心間距離Ｘ´の限界値は、加熱空気の噴出が処理ガスの噴付けの邪魔をしない範囲、すなわち加熱空気到達領域が処理ガス到達領域と干渉しない範囲において最少の距離である。加熱空気噴出方向を傾斜させない場合、ヒータ１５０の独立開口型処理ガス生成・噴出装置１２への接近は放熱部９２により制限されるのに対し、ヒータ１５０を傾斜させれば、図４に示すように、発熱部１６０より厚さが薄い加熱空気噴出部１６２が放熱部９２の下方に入り込む。そのため、ヒータ１５０を鉛直に設ける場合より、加熱空気噴出口１６６を独立開口１０８に近付けることができる。したがって、到達領域中心間距離Ｘ´の限界値は、処理ガス・加熱空気噴出口中心間距離Ｘを加熱空気噴出方向を傾斜させない場合の限界値とし、ヒータ１５０を、本実験の傾斜角度θと同じ角度、傾斜させた場合の到達領域中心間距離Ｘ´より小さく、上記１つめの実験により得られる最少の平均接触角より小さい平均接触角が得られる。
【００４９】
以上の実験の結果に基づいて、本実施形態においては、前述のように、加熱空気噴出方向の処理ガス噴出方向に対する傾斜角度θは負の値であって、図１２のグラフに示す実験を行った場合の大きさである−２０度とされ、中心間距離Ｘ´は、その場合の限界値である７．５ｍｍとされている。また、処理ガス噴出口・被処理面間距離Ｚは、独立開口型噴出装置７２に得られる最大のプラズマ到達可能距離とされ、搬送速度は、その最大プラズマ到達可能距離が得られる際の速度とされる。なお、被処理面の温度は加熱時間、すなわち対象物の搬送速度によって変わるため、到達領域中心間距離Ｘ´は一概には規定されない。搬送速度が遅ければ加熱時間が長く、被処理物が内部まで加熱されて温度が下がり難く、到達領域中心間距離Ｘ´が長くても被処理面が加熱された状態で処理ガスを噴き付けて処理することができる。また、搬送速度が速ければ加熱時間が短いが、到達領域中心間距離Ｘ´を短くすることにより、被処理面が加熱された状態で処理することができるのである。
【００５０】
金型３４ａ，３４ｃの被処理面３８ａ，３８ｃの処理を説明する。この場合には独立開口型噴出装置７２が処理ガス生成装置本体８０に取り付けられる。金型３４ａは位置決め保持部材３６に保持されて搬送され、加熱空気生成・噴出装置１６から独立開口型処理ガス生成・噴出装置１２に向かう向きに搬送される。搬送方向において上流側に位置する加熱空気生成・噴出装置１６の加熱空気噴出口１６６は、独立開口１０８に先行して被処理面３８ａに対向し、被処理面３８ａには処理ガスの噴付けに先立って加熱空気が噴き付けられる。そして、被処理面３８ａは加熱により温度が高くされた状態で処理ガスが噴き付けられ、汚れが除去される。金型３４ｃについても同様である。
【００５１】
図８(a-1)に示すように金型３４ａは凹部３９を備えるとともに、凹部３９内には凹部４１が設けられ、被処理面３８ａ（金型３４ａの縁部の端面を含む）が凹凸を有するため、独立開口型処理ガス生成・噴出装置１２は被処理面３８ａの凹凸に沿って昇降させられ、独立開口１０８と被処理面３８ａとの間の距離が予め設定された距離とされた状態で処理ガスの噴付けが行われるようにされる。但し、独立開口型処理ガス生成・噴出装置１２は被処理面３８ａの凹凸の全部に逐一沿って昇降させられるのではなく、概ね沿って移動させられる。処理ガスは独立開口１０８から棒状に噴出され、プラズマ到達可能距離が長いため、小さい凹凸の存在による処理ガス噴出口・被処理面間距離の変化の影響が緩和されるからであり、独立開口型処理ガス生成・噴出装置１２の昇降制御が簡単になる。金型３４ｃについても同様である。
【００５２】
そのため、本実施形態においては、被処理面３８ａ，３８ｃのうち、独立開口型処理ガス生成・噴出装置１２を、独立開口１０８と被処理面３８ａ，３８ｃとの間の距離が設定距離となる位置に位置させる面が予め設定され、基準面ないし目標面としてコンピュータに入力され、記憶させられている。基準面により、独立開口型処理ガス生成・噴出装置１２の被処理物３４に対する相対移動経路が接近・離間方向および相対移動装置による相対移動方向において規定される。基準面は、被処理物の形状，寸法に応じてコンピュータにより自動的に設定されるようにすることも可能であるが、ここでは、説明の簡単化のために、作業者により決められるものとし、かつ、独立開口型処理ガス生成・噴出装置１２が金型３４ａ，３４ｃの縁には当たらない高さで昇降させられる。作業者は被処理物の形状，寸法に基づいて基準面を設定するのであり、例えば、金型３４ａについては、その縁部の端面と、凹部３９の底面との高さの差は大きいのに対し、凹部４１は横断面積は広いが浅く、凹部４１の周囲の部分との高さの差が小さいため、周囲の部分と同様にプラズマが十分届くと作業者が判断し、図８(a-2)に太線で示すように被処理面３８ａについては、金型３４ａの縁部の端面と凹部３９の底面の凹部４１が形成されていない部分の面とを含む面を基準面１８４とする。また、金型３４ｃについては、凸部４５は横断面積が小さいため、凸部４５の周囲の部分と同様にプラズマ処理されると作業者が判断し、図８(c-2)に太線で示すように被処理面３８ｃについては、金型３４ｃの縁部の端面と凹部４３の底面の凸部４５が形成されていない部分の面とを含む面を基準面１８６とする。
【００５３】
基準面１８４，１８６は、その被処理物搬送方向に平行な方向の位置と、その位置における金型３４ａ，３４ｃの下面に対する高さとが対応付けられた基準面データにより規定される。被処理物搬送方向に平行な方向の位置は、被処理物３４の搬送方向において下流側の端を原点として決められる。金型３４ａの凹部４１の底面については、その搬送方向に平行な方向の位置に対して凹部３９の底面の凹部４１が形成されていない部分の高さが対応付けられ、基準面データとして記憶させられることとなる。また、金型３４ｃの凸部４５については、その搬送方向に平行な方向の位置に対して、凹部４３の底面の凸部４５が形成されていない部分の高さが対応付けられ、基準面データとして記憶させられる。本実施形態においては、位置決め保持部材３６の被処理物３４の下面を支持する支持面が上下方向の位置の基準とされているのである。
【００５４】
金型３４ａがプラズマ処理装置に搬入されれば、距離センサ１８２により、距離センサ１８２と被処理面３８ａとの間の距離が検出される。この検出距離から、被処理面３８ａの距離センサ１８２により距離を検出される部分の金型３４ａの下面からの高さが得られる。距離センサ１８２およびローラコンベヤ３０は処理装置本体１０に設けられて上下方向の位置が不変であり、位置決め保持部材３６により保持されて搬送される被処理物３４の被処理面３８と距離センサ１８２との間の距離は、被処理面３８の高さにより決まるからである。また、距離センサ１８２と独立開口１０８とは被処理物搬送方向に平行な方向において離れているが、その離間距離および被処理物搬送速度により、被処理面３８ａの距離センサ１８２により距離を検出された部分が、距離センサ１８２により距離を検出される位置である距離検出位置から独立開口１０８の下方の位置に至るまでに要する時間が得られ、被処理面３８ａの距離センサ１８２により距離を検出された部分の独立開口１０８の下方への到達がわかる。
【００５５】
高さの検出により、被処理面３８ａの被処理物搬送方向において下流側の端であって、金型３４ａの処理ガス噴付け開始端が検出され、その開始端が独立開口１０８の下方に到達すれば、以後、独立開口型処理ガス生成・噴出装置１２は金型３４ａに対して上下方向において、基準面データおよび設定された処理ガス噴出口・被処理面間距離により決まる位置に位置させられる。それにより、独立開口型処理ガス生成・噴出装置１２は金型３４ａの凹部３９の縁部の上方を通過した後に下降させられ、その縁部より低い位置にある凹部３９の底面に接近させられて処理ガスを噴き付け、処理ガス噴付け効果を得ることができる。しかし、独立開口型処理ガス生成・噴出装置１２は凹部４１に対応して昇降させられることはなく、独立開口１０８は、図８(a-2)に二点鎖線で示すように被処理面３８ａに概ね沿った状態で相対移動させられ、処理ガスを噴き付ける。金型３４ｃについても同様に、独立開口型処理ガス生成・噴出装置１２は凸部４５に対応して昇降させられることはなく、図８(c-2)に二点鎖線で示すように被処理面３８ｃに概ね沿った状態で処理ガスを噴き付ける。距離センサ１８２は、金型３４ａ，３４ｃの下流側端の検出後は、金型３４ａ，３４ｃが通過するまで距離の検出は行わず、通過後、検出を再開し、後続の金型３４ａ，３４ｃの下流側端を検出する。金型３４ａ，３４ｃの通過は、金型３４ａ，３４ｃの寸法によりわかる。
【００５６】
独立開口１０８から棒状に噴出される処理ガスは、プラズマ到達可能距離が長く、凹部３９,４３内の凹凸いずれの面にも届き、被処理面３８が処理される。被処理面３８ａ，３８ｃには凹凸があり、水平な一平面ではなく、鉛直方向において下向きの処理ガス噴出方向は、概して被処理面に沿う方向に直角であることとなる。本実施形態においては制御装置２２のコンピュータの距離センサ１８２の距離検出に基づく被処理物３４の処理ガス噴付け開始端の検出，基準面データおよび設定された処理ガス噴出口・被処理面間距離に基づいて電動モータ４４を制御する部分が、接近・離間制御部ないし被処理面追従部を構成している。
【００５７】
液晶基板３４ｂの被処理面３８ｂの処理を説明する。この場合には、スリット型噴出装置７４が処理ガス生成装置本体８０に取り付けられる。スリット型処理ガス生成・噴出装置１４による処理時には、被処理物の被処理面の加熱は行われない。加熱空気生成・噴出装置１６は処理ガス生成装置本体８０から取り外してもよく、取り付けたままとしてもよい。処理ガス噴出口・被処理面間距離Ｚは、スリット型噴出装置７４に得られるプラズマ到達可能距離および液晶基板３４ｂの搬送速度に基づいて設定される。そして、昇降部材４０の昇降により、スリット状開口１４４が、処理ガス噴出口・被処理面間距離Ｚが設定距離となる位置に位置させられる。液晶基板３４ｂは位置決め保持部材３６に収容され、搬送されつつスリット型噴出装置７４から噴出される処理ガスが噴き付けられ、被処理面３８ｂが処理される。なお、スリット型処理ガス生成・噴出装置１４による処理ガスの噴付け時にも、処理ガスの噴付けに先立って被処理面の加熱を行ってもよい。
【００５８】
別の実施形態を図１３に基づいて説明する。
本実施形態の大気圧プラズマ処理装置（以後、プラズマ処理装置と略称する）は、図１３に概略的に示すように、生成・噴出装置昇降装置２００の生成・噴出部保持体たる昇降部材２０１に処理ガス生成・噴出装置２０２が設けられるとともに、その両側にそれぞれ加熱空気生成・噴出装置２０４，２０６が設けられている。
【００５９】
処理ガス生成・噴出装置２０２は処理ガス生成装置２１０および処理ガス噴出装置２１２を備え、加熱空気生成・噴出装置２０４，２０６はそれぞれ発熱部２２０および加熱空気噴出部２２２を備えている。各発熱部２２０は、長手方向が鉛直となり、処理ガス生成・噴出装置２０２と平行な姿勢で設けられている。また、各加熱空気噴出部２２２は発熱部２２０の下端部に設けられ、処理ガス噴出装置２１２側へ延び出させられた後、鉛直方向において下方へ延び出させられている。本実施形態においては、加熱空気噴出部２２２が曲げられることにより加熱空気噴出部２２２が処理ガス噴出装置２１２に接近させられ、処理ガス噴出方向と加熱空気噴出方向とが平行であって、鉛直方向において下向きとされており、加熱空気が処理ガスを噴き飛ばす恐れがない。また、処理装置本体２２４には、被処理物搬送方向に平行な方向において加熱空気生成・噴出装置２０４，２０６のそれぞれ、処理ガス生成・噴出装置２０２とは反対側の部分に距離センサ２２６，２２８が設けられている。その他の構成は前記実施形態と同じであり、対応する構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。
【００６０】
本プラズマ処理装置において、例えば、前記金型３４ａのように、被処理面が凹凸を有する被処理物２３０を処理する場合、処理ガス生成・噴出装置２０２として独立開口型処理ガス生成・噴出装置が使用され、被処理物２３０が被処理物搬送装置１８により往復移動させられて処理が行われる。被処理物２３０の往方向への移動時、ここでは被処理物搬送方向に平行な方向において被処理物投入装置が設けられた側から被処理物取出装置が設けられた側への移動時には、加熱空気生成・噴出装置２０４，２０６のうち、往方向において処理ガス生成・噴出装置２０２の上流側の加熱空気生成・噴出装置２０４により、加熱空気噴出部２２２の加熱空気噴出口から加熱空気が被処理面に噴射され、加熱される。加熱空気噴出部２２２は、処理ガス噴出装置２１２に近接させられており、被処理面には加熱後、直ちに処理ガス噴出装置２１２の処理ガス噴出口から処理ガスが噴き付けられる。また、加熱空気生成・噴出装置２０４の上流側の距離センサ２２６による距離の検出に基づいて被処理物２３０の下流側端が検出され、昇降部材２０１が基準面データおよび設定された処理ガス噴出口・被処理面間距離に従って昇降させられ、処理ガス噴出装置２１２が被処理面２３２に概ね沿って処理ガスの噴付けが行われる。
【００６１】
被処理物２０８の往方向の移動により被処理面全部が処理されたならば、被処理物２０８は逆方向、ここでは被処理物取出装置側から被処理物投入装置側へ搬送される。この逆方向であって復方向の搬送時には、搬送方向において処理ガス生成・噴出装置２０２の上流側に位置する加熱空気生成・噴出装置２０６の加熱空気噴出部２２２の加熱空気噴出口から加熱空気が噴出され、処理ガスの噴付けに先立って被処理面が加熱される。また、加熱空気生成・噴出装置２０６の上流側の距離センサ２２８による距離の検出に基づく被処理物２３０の下流側端の検出，処理ガス生成・噴出装置２０２の高さ方向の位置調節が行われる。このように被処理物２３０が往復移動させられ、被処理面２３２が２回、処理されることにより、凹凸のある被処理面の全体が漏れなく十分に処理される。被処理物を３回以上、処理することも可能である。また、被処理物搬送方向において処理ガス生成・噴出装置２０２の下流側の加熱空気生成・噴出装置に加熱空気を噴出させ、処理後の被処理面を加熱し、温度低下を防止して処理ガス噴付けにより起こる化学反応が促進されるようにしてもよい。プラズマの失活を遅らせるためには、噴出されたプラズマを加熱気体、特に不活性ガス、例えば、窒素ガスにより囲むことが理想であるが、被処理物２０８の搬送方向において処理ガス生成・噴出装置２０２の両側に加熱空気生成・噴出装置２０４，２０６を設け、被処理物２０８の処理の前後に加熱空気を噴出させれば、プラズマを囲んだ状態に近い状態となり、望ましい。
【００６２】
本プラズマ処理装置により前記液晶基板３４ｂのように凹凸のない被処理面を有する被処理物を処理する場合、被処理物は被処理物投入装置側から被処理物取出装置側へ１回、移動させられ、処理ガスの噴付けが１回、行われる。この場合、被処理面３８ｂを加熱するのであれば、設定された被処理物搬送方向において処理ガス生成・噴出装置２０２の上流側に位置する加熱空気生成・噴出装置２０４が加熱に使用される。
【００６３】
なお、加熱気体生成・噴出装置を１つの発熱部および２つの加熱気体噴出部を有し、発熱部において加熱された加熱気体が２つの加熱気体噴出部の各加熱気体噴出口から択一的に噴出される装置とし、２つの加熱気体噴出口を処理ガス噴出口の両側に設けてもよい。
【００６４】
また、処理ガス噴出口の両側に加熱気体噴出口を設ければ、相対移動装置による生成・噴出部保持体と被処理物保持体との相対移動方向を任意に選択できるようにすることも可能である。例えば、相対移動装置が被処理物搬送装置とされ、被処理物搬送方向において一方の側に被処理物投入装置が設けられ、他方の側に被処理物取出装置が設けられる場合、被処理物投入装置および被処理物取出装置が被処理物搬送装置の被処理物搬送方向に隔たった両側のいずれの側に設けられても、それに応じた方向に被処理物を搬送し、被処理面の加熱および処理ガスの噴付けを行うことができる。この場合にも、処理時に処理ガス噴出口の両側の加熱気体噴出口から加熱気体を噴出させれば、処理ガスの噴付け前後における被処理面の加熱により反応が促進され、また、プラズマを加熱気体により囲んだ状態に近い状態が得られることとなり、望ましい。
【００６５】
相対移動装置は、生成・噴出部保持体と被処理物保持体とを、概して被処理物の被処理面に平行な平面上において、互いに交差する２方向に相対移動可能なものとしてもよい。それにより、例えば、比較的広い被処理面の処理が可能となる。２方向の一方の相対移動により、移動方向と直角な方向において行われる処理範囲が被処理面より小さい場合、一方の方向の相対移動後、生成・噴出部保持体と被処理物保持体とを他方向に相対移動させて被処理面の未処理部分上に生成・噴出部を位置させ、再び一方の方向に相対移動させて未処理部分に処理を行うことができるからである。相対移動装置は、生成・噴出部保持体と被処理物保持体との一方を２方向に移動させるものとしてもよく、生成・噴出部保持体と被処理物保持体との一方を２方向の一方に移動させ、他方を２方向の他方に移動させるものとしてもよい。
【００６６】
生成・噴出部保持体と被処理物保持体との２方向の相対移動と、加熱気体噴出口の処理ガス噴出口の両側における設置とを組み合わせれば、広い被処理面について加熱および処理ガスの噴付けを行う場合、処理を能率良く行うことができる。生成・噴出部保持体と被処理物保持体とを２方向の他方に移動させて未処理部分上に生成・噴出部を位置させた後、２方向の一方において逆向きに移動させる際に被処理面の加熱，処理ガスの噴付けを行うことができるからである。
【００６７】
処理ガス生成・噴出部と加熱気体生成・噴出部とは別体に構成され、個々に生成・噴出部保持体に着脱可能に保持されてもよく、処理ガス生成・噴出部と加熱気体生成・噴出部とが一体的に構成されてもよい。この一体の生成・噴出部は、生成・噴出部保持体に対して着脱可能とされてもよく、着脱可能とされなくてもよい。プラズマ処理装置が独立開口型処理ガス生成・噴出部とスリット型処理ガス生成・噴出部との両方を含む場合、それぞれを加熱気体生成・噴出部と一体的に構成してもよく、両処理ガス生成・噴出部が処理ガス生成部を共通とする場合、その共通の処理ガス生成部が加熱気体生成・噴出部と一体的に構成されてもよい。
【００６８】
また、独立開口型処理ガス生成・噴出部とスリット型処理ガス生成・噴出部とが択一的に生成・噴出部保持体に取り付けられるようにしてもよい。この場合、両処理ガス生成・噴出部はそれぞれ処理ガス生成部を含むものとされる。
【００６９】
接近・離間装置は、生成・噴出部保持体と被処理物保持体とを作業者が手動で段階的あるいは連続的に接近，離間させる装置とされてもよい。
【００７０】
駆動源を備えた接近・離間装置は、(1)手動入力に応じて作動するものと、(2)生成・噴出部保持体を予め設定された移動経路に沿って自動的に移動させるものと、(3)被処理面までの距離を計測する距離検出部の検出結果に応じて自動的に作動するものとを含む。(3)の態様は、距離センサの検出値が目標値から設定値以上外れた場合、接近・離間装置が作動するようにすれば、生成・噴出部保持体を被処理面に概ね沿うように移動させることが可能となる。上記(2)および(3)の態様は、独立開口型処理ガス生成・噴出部に適しているが、スリット型処理ガス生成・噴出部に適用してもよい。
【００７１】
独立開口型噴出部とスリット型噴出部とは、共通の処理ガス生成部に対して簡易迅速に着脱可能なものであることが望ましい。例えば、噴出部と処理ガス生成部との一方に設けられた係合部と他方に設けられた被係合部とを係合，離脱させることにより着脱されるようにする。ただし、処理ガスの圧力は比較的高いため、その圧力でも処理ガスが漏れないような構造とすることが必要である。
【００７２】
加熱気体生成・噴出部および処理ガス生成・噴出部は、処理ガス生成・噴出部全体が加熱気体生成・噴出部に対して傾斜させられてもよく、それらの一方の噴出部のみが傾斜させられてもよい。
【００７３】
独立開口型処理ガス生成・噴出部とスリット型処理ガス生成・噴出部とが処理ガス生成部を共通とし、その共通の処理ガス生成部に対して独立開口型噴出部とスリット型噴出部とが択一的に取り付けられる特徴は、加熱気体生成・噴出部を有さないプラズマ処理装置において採用可能である。
【００７４】
前記実施形態において放熱部９２のフィン９４は切り欠かれていなかったが、フィン９４の一部を切り欠き、その切欠の中に加熱空気生成・噴出装置１６を配設し、処理ガス生成・噴出装置１２，１４と加熱空気生成・噴出装置１６とを互いに近づけるようにしてもよい。
【００７５】
被処理物搬送装置は、被処理物を、処理ガス生成・噴出部に対して処理ガス噴出方向に距離を隔てた状態で、処理ガス噴出方向と交差する方向に搬送する装置であればよく、ローラコンベヤに限らず、例えばベルトコンベヤやチェーンコンベヤの採用が可能である。
【００７６】
さらに、本発明は、低圧雰囲気中においてプラズマ処理を行う低圧プラズマ処理装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１２：独立開口型処理ガス生成・噴出装置    １４：スリット型処理ガス生成・噴出装置    １６：加熱空気生成・噴出装置    ２０：生成・噴出装置昇降装置    ３４：被処理物    ３４ａ：金型    ３４ｂ：液晶基板    ３８，３８ａ，３８ｂ：被処理面    ７０：処理ガス生成装置    ７２：独立開口型噴出装置    ７４：スリット型噴出装置    ８８：放電空間    １０６：処理ガス流出通路    １０８：独立開口    １３２：スリット状通路    １４４：スリット状開口    １５０：ヒータ    １６２：加熱空気噴出部    ２００：生成・噴出装置昇降装置    ２０２：処理ガス生成・噴出装置    ２０４，２０６：加熱空気生成・噴出装置    ２１０：処理ガス生成装置    ２１２：処理ガス噴出装置    ２２２：加熱空気噴出部    ２３０：被処理物    ２３２：被処理面
【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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【図１３】
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【国際調査報告】
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