(57)【要約】【課題】電源出力を小さく抑えつつ、加熱処理を行い得る領域を拡大することができるプラズマ装置を提供すること。【解決手段】プラズマ装置1は、それらの間にプラズマ生成空間21を形成する１対の長尺な板状部材23、24と、各板状部材23、24にそれぞれ電気的に接続された１対の第１の電極25、26、およびこれらよりワーク100側の１対の第２の電極27、28と、第１の電極25、26間に電圧を印加する第１の電源29と、第２の電極27、28間に電圧を印加する第２の電源30と、プラズマ生成空間21に所定のガスを供給するガス供給手段4とを備え、プラズマ生成空間21にガスを供給しつつ、第１の電極25、26間に電圧を印加することにより、プラズマ生成空間21内のガスを活性化してプラズマを生成するとともに、第２の電極27、28間に電圧を印加することにより、生成したプラズマの温度を目的の温度に調整して、ワーク100に向けて放出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ放出部とワークとを相対的に移動しつつ前記プラズマ放出部より放出されたプラズマにより前記ワークの被処理面を加熱処理するプラズマ装置であって、
前記プラズマ放出部は、
誘電体材料で構成され、前記ワークの前記プラズマ放出部に対する移動方向と直交しかつ前記被処理面の法線方向と直交する方向に沿って互いに平行に配置され、それらの間にプラズマ生成空間を形成する１対の長尺な板状部材と、
前記１対の板状部材にそれぞれ電気的に接続された１対の第１の電極と、該第１の電極間に電圧を印加する第１の電源とを備える第１の通電手段と、
前記１対の板状部材の前記第１の電極より前記ワーク側にそれぞれ電気的に接続された１対の第２の電極と、該第２の電極間に電圧を印加する第２の電源とを備える第２の通電手段と、
前記プラズマ生成空間に所定のガスを供給するガス供給手段とを有し、
前記プラズマ生成空間に前記ガスを供給しつつ、前記第１の通電手段により前記１対の板状部材間に電圧を印加することにより、前記プラズマ生成空間内の前記ガスを活性化してプラズマを生成するとともに、前記第２の通電手段により前記１対の板状部材間に電圧を印加することにより、生成した前記プラズマの温度を目的の温度に調整し、目的の温度に調整された前記プラズマを前記ワークに向けて放出するよう構成されていることを特徴とするプラズマ装置。
【請求項２】
前記プラズマ生成空間の前記１対の第１の電極を通過する断面における面積をＡ［ｍｍ２］とし、前記プラズマ生成空間の前記１対の第２の電極を通過する断面における面積をＢ［ｍｍ２］としたとき、Ａ＜Ｂである請求項１に記載のプラズマ装置。
【請求項３】
前記Ａは、０．０５Ｂ〜０．８Ｂである請求項２に記載のプラズマ装置。
【請求項４】
前記板状部材間の距離は、ほぼ一定であり、
前記１対の板状部材は、前記第１の電極が設けられた部分における長手方向の長さが、前記第２の電極が設けられた部分における長手方向の長さより小さい請求項２または３に記載のプラズマ装置。
【請求項５】
前記第１の電極における電力密度は、前記第２の電極における電力密度より大きい請求項１ないし４のいずれかに記載のプラズマ装置。
【請求項６】
前記第１の電極における電力密度をＸ［Ｗ／ｍｍ２］とし、前記第２の電極における電力密度をＹ［Ｗ／ｍｍ２］としたとき、Ｘ／Ｙが１．１以上である請求項５に記載のプラズマ装置。
【請求項７】
前記第１の電源が前記第１の電極に供給する電力の周波数は、前記第２の電源が前記第２の電極に供給する電力の周波数とほぼ等しいか、または前記第２の電源が前記第２の電極に供給する電力の周波数より大きい請求項１ないし６のいずれかに記載のプラズマ装置。
【請求項８】
前記ガスは、不活性ガスを主成分とするものである請求項１ないし７のいずれかに記載のプラズマ装置。
【請求項９】
前記ガスは、窒素ガスを含有する請求項１ないし８のいずれかに記載のプラズマ装置。
【請求項１０】
前記ガス中における窒素ガスの含有量は、常圧で１０ｖｏｌ％以下である請求項９に記載のプラズマ装置。
【請求項１１】
前記プラズマ放出部と前記ワークとを相対的に移動する移動手段を有する請求項１ないし１０のいずれかに記載のプラズマ装置。
【請求項１２】
前記移動手段は、前記プラズマ放出部と前記ワークとの相対移動速度を調節する機能を備えているものである請求項１１に記載のプラズマ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークをプラズマにより加熱処理するプラズマ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放電管内に供給されたガスに対して、マイクロ波による電界を付与しつつ着火することにより、熱プラズマを発生させ、この熱プラズマにより有機ハロゲン化物を分解するプラズマ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このようなプラズマ装置を、被処理物である基板（ワーク）の表面を加熱処理する装置に適用する場合、次のような問題点がある。
【０００３】
第１に、熱プラズマを放電管内で発生させるため、熱プラズマを供給し得る範囲が制限され、加熱処理を行い得る範囲が狭い。
第２に、加熱処理を行い得る範囲の拡大を図ると、大きな電源出力を要するようになり、消費電力が増大してしまう。また、この場合、設備（装置）の規模が大きくなる。このため、加熱処理に要するコストの増大を招く。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１３３４９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、電源出力を小さく抑えつつ、加熱処理を行い得る領域を拡大することができるプラズマ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のプラズマ装置は、プラズマ放出部とワークとを相対的に移動しつつ前記プラズマ放出部より放出されたプラズマにより前記ワークの被処理面を加熱処理するプラズマ装置であって、
前記プラズマ放出部は、
誘電体材料で構成され、前記ワークの前記プラズマ放出部に対する移動方向と直交しかつ前記被処理面の法線方向と直交する方向に沿って互いに平行に配置され、それらの間にプラズマ生成空間を形成する１対の長尺な板状部材と、
前記１対の板状部材にそれぞれ電気的に接続された１対の第１の電極と、該第１の電極間に電圧を印加する第１の電源とを備える第１の通電手段と、
前記１対の板状部材の前記第１の電極より前記ワーク側にそれぞれ電気的に接続された１対の第２の電極と、該第２の電極間に電圧を印加する第２の電源とを備える第２の通電手段と、
前記プラズマ生成空間に所定のガスを供給するガス供給手段とを有し、
前記プラズマ生成空間に前記ガスを供給しつつ、前記第１の通電手段により前記１対の板状部材間に電圧を印加することにより、前記プラズマ生成空間内の前記ガスを活性化してプラズマを生成するとともに、前記第２の通電手段により前記１対の板状部材間に電圧を印加することにより、生成した前記プラズマの温度を目的の温度に調整し、目的の温度に調整された前記プラズマを前記ワークに向けて放出するよう構成されていることを特徴とする。
これにより、電源出力を小さく抑えつつ、加熱処理を行い得る領域を拡大することができる。
【０００７】
本発明のプラズマ装置では、前記プラズマ生成空間の前記１対の第１の電極を通過する断面における面積をＡ［ｍｍ２］とし、前記プラズマ生成空間の前記１対の第２の電極を通過する断面における面積をＢ［ｍｍ２］としたとき、Ａ＜Ｂであることが好ましい。
これにより、プラズマを生成するのに要する電源出力を小さく抑えながら、ワークに対して加熱処理し得る領域の拡大を図ることができる。
【０００８】
本発明のプラズマ装置では、前記Ａは、０．０５Ｂ〜０．８Ｂであることが好ましい。
これにより、ワークの被処理面における加熱領域の拡大を図りつつ、プラズマを生成するのに要する電源出力を十分に小さく抑えることができる。
本発明のプラズマ装置では、前記板状部材間の距離は、ほぼ一定であり、
前記１対の板状部材は、前記第１の電極が設けられた部分における長手方向の長さが、前記第２の電極が設けられた部分における長手方向の長さより小さいことが好ましい。
これにより、板状部材として、ほぼ等しい形状のものを用い、これらをほぼ平行に配置すればよいので、装置の構成およびその製造を簡便に行うことができる。また、プラズマ生成空間におけるプラズマの流路が単純な形状になるので、プラズマに乱流等が生じるのを防止して、ワーク側に向かって迅速かつ均一に移行させることができる。その結果、ワークに対してプラズマを均一に供給することができる。
【０００９】
本発明のプラズマ装置では、前記第１の電極における電力密度は、前記第２の電極における電力密度より大きいことが好ましい。
これにより、より確実かつ十分なプラズマを発生させるとともに、プラズマの温度を目的の温度により容易かつ確実に調整することができる。
本発明のプラズマ装置では、前記第１の電極における電力密度をＸ［Ｗ／ｍｍ２］とし、前記第２の電極における電力密度をＹ［Ｗ／ｍｍ２］としたとき、Ｘ／Ｙが１．１以上であることが好ましい。
これにより、より確実かつ十分なプラズマの発生を可能としつつ、プラズマの温度の調整がより容易となる。
【００１０】
本発明のプラズマ装置では、前記第１の電源が前記第１の電極に供給する電力の周波数は、前記第２の電源が前記第２の電極に供給する電力の周波数とほぼ等しいか、または前記第２の電源が前記第２の電極に供給する電力の周波数より大きいことが好ましい。
これにより、より確実かつ十分なプラズマを発生させるとともに、プラズマの温度を目的の温度により容易かつ確実に調整することができる。
【００１１】
本発明のプラズマ装置では、前記ガスは、不活性ガスを主成分とするものであることが好ましい。
不活性ガスのプラズマを用いることにより、ワークの被処理面が改質される等の不都合を防止しつつ、加熱処理を行うことができる。
本発明のプラズマ装置では、前記ガスは、窒素ガスを含有することが好ましい。
これにより、より確実にプラズマ（熱プラズマ）を発生させることができる。
【００１２】
本発明のプラズマ装置では、前記ガス中における窒素ガスの含有量は、常圧で１０ｖｏｌ％以下であることが好ましい。
これにより、ワークの被処理面が改質される等の不都合を防止しつつ、より迅速に（効率よく）プラズマを発生させることができる。
本発明のプラズマ装置では、前記プラズマ放出部と前記ワークとを相対的に移動する移動手段を有することが好ましい。
これにより、ワークを、均一に効率良く処理することができ、生産性の向上に寄与する。
【００１３】
本発明のプラズマ装置では、前記移動手段は、前記プラズマ放出部と前記ワークとの相対移動速度を調節する機能を備えているものであることが好ましい。
これにより、プラズマ処理の程度（密度）を調整したり、全体処理時間（単位時間当たりの処理量）を調整したりすることができ、ワークに対する処理の最適化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明のプラズマ装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のプラズマ装置の実施形態を示す部分断面斜視図、図２は、図１に示すプラズマ装置が備えるプラズマ放出部を模式的に示す縦断面図、図３は、図２中のＡ−Ａ線断面図（ａ）およびＢ−Ｂ線断面図（ｂ）、図４は、図２に示すプラズマ放出部におけるガスの流れを模式的に示す図（縦断面図）である。
【００１５】
なお、図１では、プラズマ放出部に設けられる一部の部材を省略してある。また、以下の説明では、図１、図２および図４中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
図１に示すプラズマ装置１は、プラズマを発生（生成）し、これを目的の温度に調整した後、そのプラズマにより、被処理物であるワーク（例えば基板等）１００の被処理面（表面）１０１を加熱処理する装置である。
【００１６】
このプラズマ装置１は、ワーク１００の上方（被処理面１０１側）に位置するプラズマ放出部２と、ワーク１００の下方に位置し、ワーク１００を載置するテーブル（可動テーブル）３と、ワーク１００（テーブル３）とプラズマ放出部２とを相対的に移動させる移動手段として、テーブル３を図１中の矢印Ｘ方向（左右方向：水平方向）に移動させる移動機構５とを備えている。
そして、ワーク１００に対する加熱処理は、移動機構５によりワーク１００をテーブル３ごと図１中のＸ方向に移動させつつ行う。
【００１７】
各図に示すように、プラズマ放出部２は、互いに平行に配置され、それらの間にプラズマ生成空間２１を形成する１対の長尺な板状部材２３、２４と、１対の板状部材２３、２４を介して、互いに平行に配置された１対の第１の電極２５、２６および１対の第２の電極２７、２８と、１対の第１の電極２５、２６間に電圧を印加するための第１の電源２９と、１対の第２の電極２７、２８間に電圧を印加するための第２の電源３０と、プラズマ生成空間２１に所定のガスを供給するガス供給手段４とを有している。
１対の長尺な板状部材２３、２４は、ワーク１００の移動方向（図１中のＸ方向）と直交しかつ被処理面１０１の法線方向と直交する方向に沿って、対向して配置されている。
【００１８】
また、図３に示すように、１対の板状部材２３、２４の長手方向における両端部には、それぞれ側板（一対の側板）２０、２０が設けられ、各側板２０に各板状部材２３、２４が固定されている。
具体的には、各側板２０には、それぞれ、図３中紙面前後方向に延在し、かつ互いに平行な１対の溝２０１、２０２が形成され、各溝２０１、２０２に各板状部材２３、２４の端部がそれぞれ挿入、固定されている。これにより、１対の板状部材２３、２４は、その両端部において、一定の間隔を保持するように側板２０、２０に支持されている。
【００１９】
なお、各板状部材２３、２４の各側板２０への固定の方法としては、例えば、嵌合、融着、接着剤による接着等の方法が挙げられる。
この１対の板状部材２３、２４および一対の側板２０とにより、プラズマ生成空間２１が画成されている。このプラズマ生成空間２１は、その上方において、後述するガス供給手段４のガス溜まり４３に連通している。
【００２０】
一方、プラズマ生成空間２１は、その下方において外部に開放し、プラズマ放出口２１４が形成されている。このプラズマ放出口２１４を介して、プラズマ生成空間２１で生成されたプラズマ（熱プラズマ）が放出される。
また、図４に示すように、１対の板状部材２３、２４は、それぞれ、上方の第１の部分２３１、２４１と、第１の部分２３１、２４１よりもワーク１００側（下方）に位置し、第１の部分２３１、２４１よりも長手方向の長さが大きい第２の部分２３２、２４２と、第１の部分２３１、２４１と第２の部分２３２、２４２とを連結し、長手方向の長さが連続的に変化する連結部分２３３、２４３とで構成されている。
【００２１】
なお、以下では、プラズマ生成空間２１のうち、第１の部分２３１、２４１に対応する領域を「第１のプラズマ生成空間２１１」と、第２の部分２３２、２４２に対応する領域を「第２のプラズマ生成空間２１２」と、連結部分２３３、２４３に対応する領域を「連結空間２１３」と、それぞれ言う。
これらの板状部材２３、２４は、それぞれ、誘電体材料で構成されている。
【００２２】
この誘電体材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート等の各種プラスチック、石英ガラス等の各種ガラス、無機酸化物等が挙げられる。前記無機酸化物としては、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２等の金属酸化物、ＢａＴｉＯ３（チタン酸バリウム）等の複合酸化物等が挙げられる。
ここで、各板状部材２３、２４の構成材料として、それぞれ、２５℃における比誘電率が１０以上である誘電体材料を用いれば、低電圧で高密度のプラズマを発生させることができ、ワーク１００の処理効率がより向上するという利点がある。
【００２３】
また、使用可能な誘電体材料の比誘電率の上限は、特に限定されないが、比誘電率が１０〜１００程度のものが好ましい。比誘電率が１０以上である誘電体材料には、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２等の金属酸化物、ＢａＴｉＯ３等の複合酸化物が該当する。
なお、側板２０も、板状部材２３、２４の構成材料と同様の誘電体材料で構成するのが好ましい。
【００２４】
１対の板状部材２３、２４の第１の部分２３１、２４１には、それぞれ電気的に接続された１対の第１の電極２５、２６、また第２の部分２３２、２４２には、それぞれ電気的に接続された１対の第２の電極２７、２８が設けられている。
すなわち、１対の板状部材２３、２４には、１対の第１の電極２５、２６と、これらの第１の電極２５、２６よりワーク１００側に１対の第２の電極２７、２８とが、それぞれ電気的に接続されている。
【００２５】
各電極２５〜２８は、本実施形態では、横断面形状がほぼ四角形の棒状をなしており、その一側面が互いにほぼ平行となるように、板状部材２３、２４のプラズマ生成空間２１と反対側の面に固定されている。
板状部材２３、２４に対する各電極２５〜２８の固定の方法としては、例えば、ネジ止め、接着剤による接着等の方法が挙げられる。
これらの電極２５〜２８の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウム、鉄、銀等の金属単体、ステンレス鋼、真鍮、アルミニウム合金等の各種合金、金属間化合物、各種炭素材料等の導電性が良好な材料が挙げられる。
【００２６】
なお、各電極２５〜２８の横断面形状は、前述した四角形に限らず、例えば、円形、楕円形、その他異形のものであってもよい。
１対の第１の電極２５、２６は、それぞれ、導線（ケーブル）や導板（金属製の板材）を介して、第１の電源（電源部）２９に接続されている。これにより、簡易な構成で、プラズマ生成空間２１（第１のプラズマ生成空間２１１）内に放電を生じさせることができる。
【００２７】
一方、１対の第２の電極２７、２８は、それぞれ、導線（ケーブル）や導板（金属製の板材）を介して、第２の電源（電源部）３０に接続されている。これにより、簡易な構成で、プラズマ生成空間２１（第２のプラズマ生成空間２１２）内に放電を生じさせることができる。
また、１対の第１の電極２５、２６を接続する導線の途中、および１対の第２の電極２７、２８を接続する導線の途中には、それぞれ整合器２９１、３０１が設けられている。これにより、第１の電極２５、２６の間、および第２の電極２７、２８の間に、独立して電圧（電力）を印加することができるようになっている。
【００２８】
本実施形態では、主に、１対の第１の電極２５、２６、第１の電源（電源部）２９および整合器２９１により、１対の第１の電極２５、２６間に電圧を印加する第１の通電手段が構成され、１対の第２の電極２７、２８、第２の電源（電源部）３０および整合器３０１により、１対の第２の電極２７、２８間に電圧を印加する第２の通電手段が構成されている。
なお、回路は、図示されていないが、各電源２９、３０の周波数を変える周波数調整手段（回路）や、各電源２９、３０の印加電圧の最大値（振幅）を変える電圧調整手段（回路）を有していてもよい。これにより、必要に応じ、ワーク１００に対するプラズマ処理の処理条件を調整することができる。
【００２９】
ワーク１００にプラズマによる加熱処理を施すときは、まず、第１の電源２９が作動し、１対の第１の電極２５、２６間に電圧が印加される。このとき、第１のプラズマ生成空間２１１には、電界が発生し、後述するガス供給手段４よりガスが供給されると、放電が生じて、プラズマ（熱プラズマ）が発生（生成）する。そして、このプラズマは、鉛直下方に流れて、第２のプラズマ生成空間２１２に達すると、第２の電源３０の作動による１対の第２の電極２７、２８間への電圧の印加により、第２のプラズマ生成空間２１２には、電界が発生し、第２のプラズマ生成空間２１２に到達したプラズマが再度活性化される。これにより、プラズマが再度加熱されて、プラズマの温度が目的の温度に調整（微調整）される。そして、この目的の温度に調整されたプラズマがワーク１００の被処理面１０１に供給されて、ワーク１００が加熱処理される。
【００３０】
ここで、図３に示すように、プラズマ生成空間２１の１対の第１の電極２５、２６を通過する断面における面積（第１のプラズマ生成空間２１１の平面視での面積）をＡ［ｍｍ２］とし、プラズマ生成空間２１の１対の第２の電極２７、２８を通過する断面における面積（第２のプラズマ生成空間２１２の平面視での面積）をＢ［ｍｍ２］としたとき、Ａ＜Ｂであるのが好ましい。
【００３１】
プラズマ生成空間２１の断面における面積ＡおよびＢが、このような関係を満足していると、ワーク１００の被処理面１０１における加熱領域を拡大すべく、第２のプラズマ生成空間２１２のサイズ（開口面積）を大きくした場合でも、第１のプラズマ生成空間２１１のサイズは小さく抑えられ、密度の高い電界を生成（付与）し易くなる。したがって、第１のプラズマ生成空間２１１で、プラズマを生成するのに要する電源出力を小さく抑えながら、ワーク１００に対して加熱処理し得る領域の拡大を図ることができる。
【００３２】
また、第１のプラズマ生成空間２１１において、確実にプラズマを発生させ、第２のプラズマ生成空間２１２でプラズマの温度の調整を確実に行うことができるため、１回でプラズマの発生および温度調整を行う構成に比べ、ワーク１００に供給されるプラズマの温度分布の均一化を図ることができる。
具体的には、Ａは、０．０５Ｂ〜０．８Ｂ程度であるのが好ましく、０．１Ｂ〜０．５Ｂ程度であるのが好ましい。これにより、ワーク１００の被処理面１０１における加熱領域の拡大を図りつつ、第１のプラズマ生成空間２１１で、プラズマを生成するのに要する電源出力を十分に小さく抑えることができる。
【００３３】
本実施形態では、面積Ａおよび面積Ｂを、前述のような関係を満たすようにするように、１対の板状部材２３、２４間の距離（離間距離：図２中Ｌ３）をほぼ一定とし、第１の部分２３１、２４１の長手方向の長さ（図４中Ｌ１１）を、第２の部分２３２、２４２の長手方向の長さ（図４中Ｌ１２）より小さく設定することにより実現している。これとは逆に、第１の部分２３１、２４１の長手方向の長さＬ１１と、第２の部分２３２、２４２の長手方向の長さＬ１２とをほぼ等しく設定し、１対の板状部材２３、２４間の距離Ｌ３を、第１の部分２３１、２４１において、第２の部分２３２、２４２より小さく設定してもよい。
【００３４】
なお、本実実施形態の構成とすることにより、板状部材２３、２４として、ほぼ等しい形状のものを用い、これらをほぼ平行に配置すればよいので、装置の構成およびその製造を簡便に行うことができる。また、プラズマ生成空間２１におけるプラズマの流路が単純な形状になるので、第１のプラズマ生成空間２１１で発生したプラズマに乱流等が生じるのを防止して、第２のプラズマ生成空間２１２に迅速かつ均一に移行させることができる。その結果、ワーク１００に対してプラズマを均一に供給することができる。
また、このような構成とすることにより、加熱処理し得る領域の長手方向の長さ（幅）を大きくすることができ、プラズマ放出部２をワーク１００に対して一方向に移動させるだけで、比較的大型のワーク１００の被処理面１０１全体を加熱処理することができるようになる。
【００３５】
本実施形態の構成では、板状部材２３、２４同士の間の距離Ｌ３は、特に限定されないが、０．１〜５ｍｍ程度であるのが好ましく、０．５〜２ｍｍ程度であるのがより好ましい。これにより、プラズマ生成空間２１に供給されるガスやプラズマに対して、十分な電界を付与することができ、プラズマを確実に発生させ、プラズマの温度を目的の温度に容易に調整することができる。
【００３６】
板状部材２３、２４の第２の部分２３２、２４２における長手方向の長さＬ１２の具体的な値は、ワーク１００の被処理領域（被処理面１０１のうち処理を行うべき領域）の幅よりも大とされているのが好ましい。これにより、Ｙ方向へ往復移動させることなく、Ｘ方向の一方向へ移動させるだけで、その被処理領域の全体に対して処理を行うことができる。
【００３７】
また、各板状部材２３、２４の第２の部分２３２、２４２における短手方向の長さ（図４中Ｌ２２）は、長手方向の長さＬ１２によっても若干異なり、特に限定されないが、５〜１２０ｍｍ程度であるのが好ましく、１０〜３０ｍｍ程度であるのがより好ましい。これにより、十分な大きさの第２のプラズマ生成空間２１２を確保することができ、プラズマの温度を目的の温度により確実に調整することができる。
【００３８】
一方、板状部材２３、２４の第１の部分２３１、２４１における長手方向の長さＬ１１は、前記面積ＡおよびＢの関係から、０．０５Ｌ１２〜０．８Ｌ１２程度あるのが好ましく、０．１Ｌ１２〜０．５Ｌ１２程度あるのがより好ましい。
また、各板状部材２３、２４の第１の部分２３１、２４１における短手方向の長さ（図４中Ｌ２１）は、長手方向の長さＬ１１によっても若干異なり、特に限定されないが、５〜８０ｍｍ程度であるのが好ましく、１０〜３０ｍｍ程度であるのがより好ましい。これにより、十分な大きさの第１のプラズマ生成空間２１１を確保することができ、ワーク１００の加熱処理に必要かつ十分なプラズマを発生させることができる。
【００３９】
また、各板状部材２３、２４の厚さ（図３中ｄ）は、特に限定されないが、０．０１〜４ｍｍ程度であるのが好ましく、１〜２ｍｍ程度であるのがより好ましい。これにより、インピーダンスの増大を防止することができ、比較的低電圧で所望の放電を生じさせ、プラズマの発生やプラズマの再加熱を確実に行うことができる。また、電圧印加時における絶縁破壊を防止して、アーク放電が生じるのを好適に防止することもできる。
【００４０】
また、このようなプラズマ装置１では、第１の電極２５、２６における電力密度が、第２の電極２７、２８における電力密度より大きく設定するのが好ましい。これにより、第１のプラズマ生成空間２１１において、より確実かつ十分なプラズマを発生させることができる。また、第２のプラズマ生成空間２１２において、プラズマの温度を目的の温度により容易かつ確実に調整することができる。
【００４１】
ここで、第１の電極２５、２６における電力密度をＸ［Ｗ／ｍｍ２］とし、第２の電極２７、２８における電力密度をＹ［Ｗ／ｍｍ２］としたとき、Ｘ／Ｙが１．１以上であるのが好ましく、１．１〜６０程度であるのがより好ましく、２〜４０程度であるのがさらに好ましい。Ｘ／Ｙをかかる範囲に設定することにより、第１のプラズマ生成空間２１１におけるより確実かつ十分なプラズマの発生を可能としつつ、第２のプラズマ生成空間２１２におけるプラズマの温度の調整がより容易となる。
なお、第１の電極２５、２６における電力密度Ｘの具体的な値は、１〜３０Ｗ／ｍｍ２程度であるのが好ましく、２〜２０Ｗ／ｍｍ２程度であるのがより好ましい。
一方、第２の電極２７、２８における電力密度Ｙの具体的な値は、０．１〜１５Ｗ／ｍｍ２程度であるのが好ましく、０．５〜１０Ｗ／ｍｍ２程度であるのがより好ましい。
【００４２】
また、第１の電源２９が第１の電極２５、２６に供給する電力（電流）の周波数とは、第２の電源３０が第２の電極２７、２８に供給する電力（電流）の周波数との関係は、特に限定されないが、第１の電源２９が第１の電極２５、２６に供給する電力の周波数は、第２の電源３０が第２の電極２７、２８に供給する電力の周波数とほぼ等しいか、または第２の電源３０が第２の電極２７、２８に供給する電力の周波数より大きいことが好ましい。これにより、第１のプラズマ生成空間２１１において、より確実にプラズマを発生させることができる。また、第２のプラズマ生成空間２１２において、プラズマの温度を目的の温度により容易かつ確実に調整することができる。
【００４３】
具体的には、第１の電源２９には、高周波電源を用いるのが好ましく、その周波数は、５〜７５ＭＨｚ程度であるのが好ましく、１０〜５０ＭＨｚ程度であるのがより好ましい。これにより、第１の電極２５、２６における電力密度を若干小さくした場合でも、第１のプラズマ生成空間２１１において、確実にプラズマを発生させることができる。すなわち、電源出力を小さく抑えることができるようになる。
【００４４】
一方、第２の電源３０には、低周波電源および高周波電源のいずれも使用可能であり、その周波数は、５Ｈｚ〜７５ＭＨｚ程度であるのが好ましく、１０Ｈｚ〜５０ＭＨｚ程度であるのがより好ましい。このような周波数の範囲での供給する電力を設定することにより、プラズマの温度を所望の温度に確実に調整することができる。
プラズマ生成空間２１には、ガス供給手段４により、所定のガスが供給される。
【００４５】
このガス供給手段４は、所定のガスを充填し供給するガスボンベ（ガス供給源）４１と、ガスボンベ４１から供給されるガスの流量を調整するレギュレータ（流量調整手段）４２と、その内空部にガス溜まり４３を形成する筐体４４と、その上流端側がガスボンベ４１に接続され、下流端側（ガス流出口）が筐体４４の上面に設置された供給管４５とを有している。
【００４６】
レギュレータ４２は、ガスボンベ４１よりガス流出口側（下流側）に配置されている。また、供給管４５のレギュレータ４２よりガス流出口側には、供給管４５内の流路を開閉するバルブ（流路開閉手段）４６が設けられている。
バルブ４６が開いた状態で、ガスボンベ４１からは所定のガスが送出され、このガスは、供給管４５内を流れ、レギュレータ４２で流量を調節された後、供給管４５の下流側に形成されたガス流出口４７から、筐体４４内のガス溜まり４３に導入（供給）される。
【００４７】
この筐体４４の下部に、１対の板状部材２３、２４が接合（固定）されている。筐体４４に対する板状部材２３、２４の固定の方法としては、例えば、ネジ止め、融着、接着剤による接着等の方法が挙げられる。
この筐体４４の上面のほぼ中央部には、供給管４５のガス流出口４７が設置されている。供給管４５を流れるガスは、このガス流出口４７から、ガス溜まり４３内に供給される。
【００４８】
また、筐体４４の下面は、プラズマ生成空間２１に対応する部分が開放部４９とされており、この開放部４９を介して、筐体４４のガス溜まり４３とプラズマ生成空間２１とが連通している。
筐体４４内の一方の内側面には、ガス溜まり４３の一部を上下に仕切る長尺の仕切り板４８が設けられており、この仕切り板４８と、他方の内側面との間には、隙間が空いている。
【００４９】
ガス流出口４７から、ガス溜まり４３内に供給されたガスは、まず、仕切り板４８よりも上側の空間に流入し、仕切り板４８と他方の側面との隙間を通過して、下側の空間に流入する。このガス溜まり４３では、ガスがこのような経路（流路）で流れることにより、各部で流速が均一化する。そして、下側の空間に流入したガスは、開放部４９を通過して、プラズマ生成空間２１（第１のプラズマ生成空間２１１）に均一な流量で導入（供給）される。
処理に用いるガス（処理ガス）には、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅまたはこれらの混合ガス等の不活性ガス（希ガス）を主成分とするものが好適に用いられる。不活性ガスのプラズマを用いることにより、ワーク１００の被処理面１０１が改質される等の不都合を防止しつつ、加熱処理を行うことができる。
【００５０】
また、かかる処理ガスは、Ｎ２（窒素ガス）を含有するものが好ましい。これにより、より確実にプラズマ（熱プラズマ）を発生させることができる。
この場合、処理ガス中のＮ２の含有量は、特に限定されないが、常圧（１気圧換算）で１０ｖｏｌ％以下が好ましく、５ｖｏｌ％以下であるのがより好ましい。これにより、ワーク１００の被処理面１０１が改質される等の不都合を防止しつつ、より迅速に（効率よく）プラズマを発生させることができる。
供給するガスの流量は、ガスの種類、加熱処理の程度等に応じて適宜決定され、特に限定されるものではないが、通常は、３０ＳＣＣＭ〜５０ＳＬＭ程度であるのが好ましい。
【００５１】
図４に示すように、ガス供給手段４から所定のガスが、１対の板状部材２３、２４の間（プラズマ生成空間２１）に供給され、１対の第１の電極２５、２６間に、所定の電圧、例えば、高周波電圧（電圧）が印加されると、第１のプラズマ生成空間２１１に電界が発生して、放電、すなわち、グロー放電（バリア放電）が生じる。この放電により供給されたガスが活性化（電離、イオン化、励起等）され、プラズマが発生する。そして、第１のプラズマ生成空間２１１で発生したプラズマは、プラズマ放出口２１４に向かって（鉛直下方に）流れ、１対の第２の電極２７、２８間に、所定の電圧、例えば、低周波電圧や高周波電圧（電圧）が印加されると、第２のプラズマ生成空間２１２に電界が発生して、プラズマが再度活性化されて、再加熱される。この加熱されたプラズマは、プラズマ放出口２１４からワーク１００に向かって放出される。
【００５２】
プラズマ放出部２の下方には、テーブル３が配置されている。テーブル３は、上面が平坦面とされており、この上面にワーク１００が載置される。
テーブル３の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチック、石英ガラス等の各種ガラス、前記金属酸化物、複合酸化物等の各種無機酸化物（セラミックス）、各種金属材料等が挙げられるが、本実施形態においては、テーブル３は、金属材料以外の材料で構成されているものとする。
【００５３】
このようなテーブル３は、その下方に設けられた移動機構（移動手段）５により、図１中のＸ方向（左右方向）に移動する。このテーブル３の移動により、載置されたワーク１００も同方向に移動する。
なお、移動機構５としては、公知のいずれの構成のものを用いてもよく、例えば、コンベア（ベルト駆動、チェーン駆動等）、スクリュー軸を備えた送り機構、ローラ送り機構等が挙げられる。
【００５４】
また、移動機構５は、移動速度（プラズマ放出部２とワーク１００との相対移動速度）を調節可能とするものが好ましい。これにより、ワーク１００の加熱処理の程度を調整したり、全体処理時間（単位時間当たりの処理量）を調整したりすることができ、ワーク１００に対する加熱処理の最適化を図ることができる。例えば、他の条件を固定し、プラズマ放出部２に対するワーク１００の相対移動速度（処理速度）を遅くした場合には、ワーク１００の加熱処理の程度（密度）を大とすること、すなわち、より緻密な加熱処理を行うことができる。
なお、本発明では、テーブル３側が固定され、プラズマ放出部２側がＸ方向に移動するような構成であってもよい。
加熱処理の目的としては、例えば、液状被膜の乾燥、膜中におけるモノマーの重合反応、ポリマーの架橋反応、結晶の相変化等が挙げられる。
【００５５】
プラズマ装置１による加熱処理に供されるワーク１００としては、例えば、石英ガラス、無アルカリガラス等の各種ガラス、アルミナ、シリカ、チタニア等の各種セラミックス、シリコン、ガリウム−ヒ素等の各種半導体材料、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、液晶ポリマー、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等各種プラスチック（樹脂材料）のような誘電体材料で構成されたものが挙げられる。さらに、これらの材料によって構成された基材上に、揮発性の溶媒を含有する液状被膜等が形成されたもの等が挙げられる。
【００５６】
ワーク１００の形状としては、板状（基板）、層状、フィルム状が挙げられる。また、ワーク１００は、１枚の大きな基板でもよく、小片状をなす複数個のものであってもよい。このような小片状をなすワーク１００としては、例えば、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等に用いられるディスプレイパネル、小片状のガラスチップ、半導体チップ、セラミックスチップ等が挙げられる。
また、ワーク１００の形状（平面視での形状）は、四角形のものに限らず、例えば円形、楕円形等のものであってもよい。
ワーク１００の厚さは、特に限定されないが、通常は、０．３〜２．０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．５〜０．７ｍｍ程度であるのがより好ましい。
【００５７】
プラズマ放出部２とワーク１００との間隙距離（板状部材２３、２４の下面とワーク１００の被処理面１０１との距離）は、特に限定されず、諸条件に応じて適宜決定することができるが、通常は、０．５〜１０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．５〜５ｍｍ程度であるのがより好ましい。これにより、プラズマ放出口２１４から放出されるプラズマを、ワーク１００の被処理面１０１にムラなく照射（供給）することができ、ワークの被処理面１０１を均一に処理することができる。
【００５８】
なお、このプラズマ放出部２とワーク１００との間隙距離は、被処理面１０１に均一で適正なプラズマによる加熱処理を行う上で重要な条件の１つである（ガスの種類や流量、印加電圧等も同様）。
したがって、本プラズマ装置１では、例えばプラズマ放出部２またはテーブル３の少なくとも一方を上下方向に移動可能とし、プラズマ放出部２とワーク１００との間隙距離を調整可能とした構成であるのが好ましい。
【００５９】
次に、プラズマ装置１の作用（動作）を説明する。また、プラズマ生成空間２１の各部におけるプラズマの温度変化の一例について、図４を参照しつつ説明する。
テーブル３に載置（支持）されたワーク１００の被処理面１０１にプラズマによる加熱処理を施す際は、第１の電源２９を作動させるとともに、バルブ４６を開き、レギュレータ４２によりガスの流量を調整し、ガスボンベ４１からガスを送出する。
【００６０】
これにより、ガスボンベ４１から送出されたガスは、供給管４５内を流れ、そのガス流出口４７から所定の流量でガス溜まり４３に供給される。そして、ガス溜まり４３に供給されたガスは、ガス溜まり４３を通過することにより、各部で流速が均一化し、開放部４９を通過して、第１のプラズマ生成空間２１１内に供給される。
このとき、第１の電源２９の作動により、１対の第１の電極２５、２６間に、例えば高周波電圧が印加され、第１のプラズマ生成空間２１１に電界が発生する。
【００６１】
第１のプラズマ生成空間２１１内に流入したガスは、電界が作用することにより放電して活性化され、温度Ｔ１のプラズマが発生する。
ここで、第１の電源２９の出力が、前述のように設定されていることにより、プラズマは、高密度かつ短時間に発生する。
その後、発生したプラズマは、連結空間２１３を通過して、第２のプラズマ生成空間２１２に導入される。
【００６２】
この連結空間２１３を通過する際に、プラズマは、温度Ｔ３に温度が低下するので、第２のプラズマ生成空間２１２には、第１のプラズマ生成空間２１１で発生したプラズマよりも低い温度Ｔ３のプラズマが導入される。
このとき、第２の電源３０を作動により、１対の第２の電極２７、２８間に、例えば低周波電圧または高周波電圧が印加され、第２のプラズマ生成空間２１２に電界が発生し、放電、すなわち、グロー放電（バリア放電）が生じる。これにより、プラズマは、再加熱され、目的の温度Ｔ２となる。
このとき、第２の電源３０の出力は、第２のプラズマ生成空間２１２で、プラズマの温度が、目的の温度に精密に調整されるような条件に設定される。
【００６３】
次いで、この温度が調整されたプラズマは、プラズマ放出口２１４から、ワーク１００に向けて放出される。
一方、これと同時に、移動機構５を作動させて、テーブル３を例えば図１中Ｘ方向へ等速で移動させる。これにより、このプラズマ放出口２１４の直下を、ワーク１００が通過すると、放出されたプラズマ（活性化されたガス）は、ワーク１００の被処理面１０１に接触し、その被処理面１０１に均一で良好な加熱処理が施される。
【００６４】
そして、テーブル３の移動により、ワーク１００の被処理領域の全体に対し均一で良好な熱処理を行うことができる。
テーブル３の移動速度は、０．１〜１００ｍｍ／ｍｉｎ程度であるのが好ましく、１〜１０ｍｍ／ｍｉｎ程度であるのがより好ましい。なお、移動速度は、必要に応じて変化させるようにしてもよい。
【００６５】
以上のように、このプラズマ装置１は、第１の電極２５、２６間に電圧を印加することにより、第１のプラズマ生成空間２１１で、プラズマを発生させ、第２の電極２７、２８間に電圧を印加することにより、第２のプラズマ生成空間２１２で、プラズマの温度を目的の温度に調整するように構成されている。これにより、第１の電源２９の出力は、密度の高いプラズマを発生させることを優先して設定することができ、第２の電源３０の出力は、プラズマを目的の温度に調整することを優先して設定することができる。したがって、密度の高いプラズマを生成し、このプラズマを、目的の温度に、精密に調整することができる。これにより、ワーク１００の被処理面１０１に対して、所定の温度で、均一に加熱処理を行うことができる。
【００６６】
なお、図４に示す温度制御のパターンは、一例であり、これに限定されるものではなく、例えば、Ｔ１＝Ｔ２や、Ｔ１＜Ｔ２となるように温度制御してもよい。ただし、図４に示すように、生成（発生）時のプラズマ温度Ｔ１＞目的の温度Ｔ２となるように、温度制御することにより、プラズマの温度調整が容易となり、ワーク１００に供給されるプラズマの温度をより確実に均一化することができる。
【００６７】
また、１つのワーク１００の加熱処理を終了した後、または加熱処理を開始する前には、プラズマ装置１は、第１のプラズマ生成空間２１１内にガスを供給し、第１の電極２５、２６間に電圧（電力）を印加して、プラズマの生成（発生）を継続するが、ガスの供給量をプラズマ放出口２１４からプラズマが放出されない程度の量とし、プラズマがワーク１００に供給されない状態（すなわち待機状態）とすることができる。
【００６８】
この場合、加熱処理を開始（再開）する時点で、ガスの供給量を、プラズマが放出されるような量に増大させるとともに、第２の電源３０を作動させ、第２の電極２７、２８間への電圧の印加を開始することにより、第２のプラズマ生成空間２１２で、プラズマの温度を調整し、プラズマ放出口２１４から放出させることができる。すなわち、処理状態（処理可能状態）とすることができる。
【００６９】
この第２のプラズマ生成空間２１２で行われるプラズマの温度の調整は、第１のプラズマ空間２１１で行われるプラズマの生成（発生）よりも短時間で行われるので、このような待機状態を設けることにより、短時間に、目的の温度に調整されたプラズマを放出させることができる。したがって、加熱処理を開始する時点でのプラズマ装置１の応答性を向上させることができる。
また、プラズマ放出部２は、他の構成物を付加して、次のような構成とすることができる。
【００７０】
以下、プラズマ放出部２の他の構成例について説明する。
図５は、プラズマ放出部の他の構成例を示す縦断面図である。
図５に示すプラズマ放出部２には、各電極２５〜２８を冷却する冷却手段６と、プラズマ放出部２とワーク１００の間において、プラズマが放出される領域を外部環境から遮蔽する遮蔽手段（隔離手段）７とを有している。
【００７１】
冷却手段６は、電極２５、２７を覆う（収納する）カバー６１と、電極２６、２８を覆うカバー６２と、カバー６１、６２内に供給される冷媒（例えば水等）６３と、この冷媒６３をカバー６１、６２内に供給する冷媒供給手段（図示せず）とを有している。
カバー６１、６２は、板状部材２３、２４に対して液密に固定されている。このカバー６１、６２の板状部材２３、２４に対する固定の方法には、前述したような固定の方法を用いることができる。
【００７２】
このような冷却手段６を設けることにより、電極２５〜２８を冷却することができ、電極２５〜２８が必要以上に加熱され、板状部材２３、２４と電極２５〜２８との熱膨張係数の差により、電極２５〜２８が板状部材２３、２４から脱落することや、板状部材２３、２４および電極２５〜２８が破損することを好適に防止することができる。
一方、遮蔽手段７は、各板状部材２３、２４のワーク１００側の端部に設けられた長尺の遮蔽板７１、７２と、遮蔽板７１、７２の両端部を固定する側板７０、７０とを有している。
【００７３】
各側板７０は、前記側板２０と同様の構成とされ、各遮蔽板７１、７２を、前記板状部材２３、２４と同様に固定、支持している。
また、遮蔽板７１、７２の板状部材２３、２４に対する固定の方法としては、前述したような固定の方法を用いることができる。
各遮蔽板７１、７２および各側板２０の構成材料としては、前述したような誘電体材料等が好適に用いられる。
【００７４】
このような隔離手段７を設けることにより、プラズマ放出部２から放出されたプラズマが、プラズマ放出部２とワーク１００の間において、プラズマ温度が低下するのを防止することができる。すなわち、遮蔽板７１、７２は、防熱板として機能する。
このようなことから、ワーク１００をより確実にプラズマにより加熱処理することができるようになるとともに、加熱処理に際して制御の応答性が向上し、ワーク１００の処理時間の短縮を図ることもできる。
【００７５】
以上説明したプラズマ装置１では、ワーク１００側が移動するようになっているが、本発明では、例えば、プラズマ放出部２側が移動するようになっていてもよく、また、ワーク１００およびプラズマ放出部２の双方がそれぞれ異なる方向に移動するようになっていてもよい。
また、１対の第１の電極２５、２６間および１対の第２の電極２７、２８に印加される電圧は、高周波によるものに限られず、例えば、パルス波やマイクロ波によるものであってもよい。
【００７６】
以上、本発明のプラズマ装置を、図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
また、前記実施形態では、プラズマ装置は、大気圧下において、ワークの表面に加熱処理を施すことを想定しているが、本発明では、減圧または真空状態においてワークの表面に加熱処理を施してもよい。
また、１対の第１の電極と１対の第２の電極との間、１対の第１の電極の上方、１対の第２の電極の下方には、さらに、１対の電極を１組または複数組、設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明のプラズマ装置の実施形態を示す部分断面斜視図である。
【図２】図１に示すプラズマ装置が備えるプラズマ放出部を模式的に示す縦断面図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ線断面図（ａ）およびＢ−Ｂ線断面図（ｂ）である。
【図４】図２に示すプラズマ放出部におけるガスの流れを模式的に示す図（縦断面図）である。
【図５】プラズマ放出部の他の構成例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１……プラズマ装置  ２……プラズマ放出部  ２０……側板  ２０１、２０２……溝  ２１……プラズマ生成空間  ２１１……第１のプラズマ生成空間  ２１２……第２のプラズマ生成空間  ２１３……連結空間  ２１４……プラズマ放出口  ２３、２４……板状部材  ２３１、２４１……第１の部分  ２３２、２４２……第２の部分  ２３３、２４３……連結部分  ２５、２６……第１の電極  ２７、２８……第２の電極  ２９……第１の電源  ３０……第２の電源  ２９１、３０１……整合器  ３……テーブル  ４……ガス供給手段  ４１……ガスボンベ  ４２……レギュレータ  ４３……ガス溜まり  ４４……筐体  ４５……供給管  ４６……バルブ  ４７……ガス流出口  ４８……仕切り板  ４９……開放部  ５……移動機構  ６……冷却手段  ６１、６２……カバー  ６３……冷媒  ７……遮蔽手段  ７０……側板  ７１、７２……遮蔽板  １００……ワーク  １０１……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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