JP2007287453A - プラズマ装置 - Google Patents

Abstract

【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、かつ、確実に目標処理温度で加熱処理を行うことができるプラズマ装置を提供すること。
【解決手段】プラズマ装置は、プラズマ生成空間２１に所定のガスを供給しつつ、１対の電極２５、２６を介して１対の板状部材２３、２４間に電圧を印加してプラズマを生成し、そのプラズマでワーク１００を加熱処理するよう構成され、プラズマの温度を検出する第１の温度検出手段と、ワーク１００の温度を検出する第２の温度検出手段とのうちの少なくとも一方と、電力調整手段と、流量調整手段と、制御手段とを備え、制御手段は、第１の温度検出手段および／または第２の温度検出手段の検出結果に基づいて、加熱処理時の処理温度が目標処理温度になるように、電力調整手段および流量調整手段の作動を制御して、電力とガスの流量とを調整する。
【選択図】図２

Description

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。

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。

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。

特開２０００−１３３４９４号公報

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、かつ、確実に目標処理温度で加熱処理を行うことができるプラズマ装置を提供することにある。

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対の電極と、該１対の電極間に電圧を印加する電源部とを有する通電手段と、
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備え、
前記プラズマ生成空間に前記ガスを供給しつつ、前記１対の電極を介して前記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所定の温度のプラズマを生成し、該プラズマを前記ワークに向けて放出して前記ワークの被処理面を加熱処理するよう構成されており、
前記プラズマの温度を検出する第１の温度検出手段と、前記ワークの温度を検出する第２の温度検出手段とのうちの少なくとも一方と、
前記電源部から前記１対の電極に供給される電力を調整する電力調整手段と、
前記ガス供給手段から前記プラズマ生成空間に供給される前記ガスの流量を調整する流量調整手段と、
前記電力調整手段および前記流量調整手段の作動を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第１の温度検出手段および／または前記第２の温度検出手段の検出結果に基づいて、前記加熱処理時の処理温度が目標処理温度になるように、前記電力調整手段および前記流量調整手段の作動を制御して、前記１対の電極に供給される電力と、前記プラズマ生成空間に供給される前記ガスの流量とを調整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、かつ、確実に目標処理温度で加熱処理を行うことができる。
特に、電源部から１対の電極に供給される電力と、加熱処理時の処理温度とは、略比例関係にあり、加熱処理の際は、電力を優先的に調整することで処理温度を調整することにより、その処理温度の制御を、容易に、精度良く行うことができ、これにより、処理温度を確実に目標処理温度にすることができる。

また、ガスの流量を変更（調整）することにより、電力の調整で調整可能な処理温度の範囲を変更することができ、これにより、容易に、様々な処理温度に対応することができる。
また、例えば、処理温度が、より低い電力で目標処理温度になるように、ガスの流量や電力を調整することもできる。これにより、例えば、配線パターン等が被処理面に設けられているワーク等、電界の影響を低減させたい場合は、電力をより低くして、電界の影響を低減させることができる。
また、例えば、処理温度が、より小さいガスの流量で目標処理温度になるように、ガスの流量や電力を調整することもできる。これにより、例えば、高価なガスを用いる場合に、加熱処理のコストを低減することができる。

本発明のプラズマ装置では、前記プラズマ放出部は、プラズマを放出するプラズマ放出口を有しており、
前記プラズマ放出口の長手方向の長さＡは、前記ワークの被処理領域の幅方向の長さＢ以上に設定されていることが好ましい。
これにより、ワークやプラズマ放出部を、Ｙ方向（図１参照）へ往復移動させることなく、Ｘ方向（図１参照）の一方向へ移動させるだけで、ワークの被処理領域の全体に対して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、前記目標処理温度は、所定の許容温度範囲を有し、
前記制御手段は、前記加熱処理時の処理温度が前記許容温度範囲内に入るように、前記電力および前記ガスの流量を調整するよう構成されていることが好ましい。
これにより、容易かつ安定的に、加熱処理時の処理温度を目標処理温度にすることができる。

本発明のプラズマ装置では、前記制御手段は、前記電力を優先的に調整するよう構成されていることが好ましい。
これにより、処理温度の制御を、容易に、精度良く行うことができる。
本発明のプラズマ装置では、前記制御手段は、前記ガスの流量を変更する際は、前記電力を調整して、処理温度の微調整を行うよう構成されていることが好ましい。
これにより、処理温度の制御を、容易に、精度良く行うことができる。
本発明のプラズマ装置では、前記制御手段は、前記ガスの流量を調整することで、前記電力の調整で調整可能な処理温度の範囲を変更するよう構成されていることが好ましい。
これにより、容易に、様々な処理温度に対応することができる。

本発明のプラズマ装置では、前記制御手段は、前記加熱処理時の処理温度が前記許容温度範囲内に入っていない場合は、前記電源部から供給する電力の適正値を求め、その適正値が前記電源部の電力の供給可能な範囲内に入っている場合には、前記電源部から供給する電力を前記適正値に変更し、前記適正値が前記電源部の電力の供給可能な範囲内に入っていない場合には、前記電源部から供給する電力の適正値が前記電源部の電力の供給可能な範囲内に入るように、前記ガス供給手段から供給するガスの流量を変更するとともに、前記電源部から供給する電力の適正値を求め、前記電源部から供給する電力をその適正値に変更するよう構成されていることが好ましい。
これにより、迅速かつ確実に、加熱処理時の処理温度を目標処理温度にすることができる。

本発明のプラズマ装置では、前記第１の温度検出手段の検出値をＴ_１、前記第２の温度検出手段の検出値をＴ_２としたとき、前記制御手段は、前記加熱処理時の処理温度Ｔ_０を下記式１により求め、前記調整を行なうよう構成されていることが好ましい。
Ｔ_０＝αＴ_１＋βＴ_２ ・・・（式１）
但し、前記式１のαおよびβは、それぞれ、０を除く正の係数である。
これにより、より確実に目標処理温度で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、前記係数αおよび前記係数βは、それぞれ、前記ワークの種類、組成および特性のうちの少なくとも１つを含むワーク条件を考慮して決定されることが好ましい。
これにより、種々のワークに対して、より確実に目標処理温度で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、前記ワークの種類、組成および特性のうちの少なくとも１つを含むワーク条件を認識し、そのワーク条件に基づいて、前記係数αおよび前記係数βをそれぞれ決定する係数自動決定手段を有することが好ましい。
これにより、種々のワークに対して、より確実に目標処理温度で加熱処理を行うことができるとともに、操作の簡略化を図ることができる。

本発明のプラズマ装置では、前記制御手段は、前記第１の温度検出手段の検出値および前記第２の温度検出手段の検出値に基づいて、前記加熱処理時の処理温度を求め、前記調整を行なうよう構成されており、
前記加熱処理時の処理温度の求め方の異なる複数のモードを有し、該複数のモードのうちからいずれかのモードを選択し得るよう構成されていることが好ましい。
これにより、種々のワークに対して、より確実に目標処理温度で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、前記ワークの種類、組成および特性のうちの少なくとも１つを含むワーク条件を認識し、そのワーク条件に基づいて、前記複数のモードのうちから所定のモードを選択するモード自動選択手段を有することが好ましい。
これにより、種々のワークに対して、より確実に目標処理温度で加熱処理を行うことができるとともに、操作の簡略化を図ることができる。

本発明のプラズマ装置では、前記複数のモードには、第１のモードおよび第２のモードが含まれており、
前記第１の温度検出手段の検出値をＴ_１、前記第２の温度検出手段の検出値をＴ_２としたとき、前記制御手段は、前記第１のモードにおいては、前記加熱処理時の処理温度Ｔ_０を下記式１により求め、前記第２のモードにおいては、前記加熱処理時の処理温度Ｔ_０を下記式２により求めるよう構成されていることが好ましい。
Ｔ_０＝αＴ_１＋βＴ_２ ・・・（式１）
但し、前記式１のαおよびβは、それぞれ、０を除く正の係数である。
Ｔ_０＝γＴ_１ ・・・（式２）
但し、前記式２のγは、０を除く正の係数である。
これにより、種々のワークに対して、より確実に目標処理温度で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、前記係数αおよび前記係数βは、それぞれ、前記ワークの種類、組成および特性のうちの少なくとも１つを含むワーク条件を考慮して決定されることが好ましい。
これにより、種々のワークに対して、より確実に目標処理温度で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、前記ワークの種類、組成および特性のうちの少なくとも１つを含むワーク条件を認識し、そのワーク条件に基づいて、前記係数αおよび前記係数βをそれぞれ決定する係数自動決定手段を有することが好ましい。
これにより、種々のワークに対して、より確実に目標処理温度で加熱処理を行うことができるとともに、操作の簡略化を図ることができる。

本発明のプラズマ装置では、前記係数γは、前記ワークの種類、組成および特性のうちの少なくとも１つを含むワーク条件を考慮して決定されることが好ましい。
これにより、種々のワークに対して、より確実に目標処理温度で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、前記係数自動決定手段は、前記ワーク条件を認識し、そのワーク条件に基づいて、前記係数γを決定するよう構成されていることが好ましい。
これにより、種々のワークに対して、より確実に目標処理温度で加熱処理を行うことができるとともに、操作の簡略化を図ることができる。

本発明のプラズマ装置では、前記複数のモードには、第３のモードが含まれており、
前記制御手段は、前記第３のモードにおいては、前記加熱処理時の処理温度Ｔ_０を下記式３により求めるよう構成されていることが好ましい。
Ｔ_０＝δＴ_２ ・・・（式３）
但し、前記式３のδは、０を除く正の係数である。
これにより、種々のワークに対して、より確実に目標処理温度で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、前記係数αおよび前記係数βは、それぞれ、０．５であることが好ましい。
これにより、より確実に目標処理温度で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、前記電源部は、周波数が、５〜１００ＭＨｚの高周波電源を有することが好ましい。
これにより、簡易な構成で、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。
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、均一に効率良く加熱処理することができ、生産性の向上に寄与する。

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を有することが好ましい。
これにより、プラズマ放出部から放出されたプラズマが、プラズマ放出部とワークの間において、プラズマ温度が低下することや、プラズマの流量が低下することを防止することができる。

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。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明のプラズマ装置の第１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１に示すプラズマ装置が備えるプラズマ放出部の底面図、図４は、図１に示すプラズマ装置の回路構成を示すブロック図である。

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および図２中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図１〜図３中に示すように、互いに直交するＸ軸（Ｘ方向）、Ｙ軸（Ｙ方向）およびＺ軸（Ｚ方向）を想定する。この場合、Ｘ方向およびＹ方向は、水平方向、すなわち、ＸＹ平面は、水平面であり、Ｚ方向は、鉛直方向である。

図１に示すプラズマ装置１は、所定の温度のプラズマを発生（生成）し、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（熱処理）する装置である。
ここで、本発明の特徴（要部）のうちの最も大きな特徴は、加熱処理の際の電力およびガスの流量の調整にあるが、本発明の理解を容易にするため、まずは、プラズマ装置１の構成や動作（作用）を一通り説明する。

図１に示すように、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Ｘ方向（左右方向：水平方向）に移動させる移動機構４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４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。

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対の電極２５、２６と、１対の電極２５、２６間（１対の電極２５、２６を介して１対の板状部材２３、２４間）に電圧（高周波電圧）を印加するための高周波電源（電源部）２８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２９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。
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）３０、３０が設けられ、各側板３０に各板状部材２３、２４が固定されている。

具体的には、各側板３０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３０１、３０２が形成され、各溝３０１、３０２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３０、３０に支持されている。
なお、各板状部材２３、２４の各側板３０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３０とにより、プラズマ生成空間２１が画成（形成）されている。このプラズマ生成空間２１は、その上方（基端側）において、後述するガス供給手段２９のガス溜まり２９３に連通している。

一方、プラズマ生成空間２１は、その下方（先端側）において外部に開放し、プラズマ放出口（先端開口）２１１が形成されている。このプラズマ放出口２１１を介して、プラズマ生成空間２１で生成されたプラズマが放出される。なお、プラズマ放出口２１１は、１対の板状部材２３、２４の下端（先端）および一対の側板３０の下端（先端）で画成されている。

プラズマ放出口２１１の長手方向の長さ（図３中Ａ）は、ワーク１００の被処理領域（被処理面１０１のうち加熱処理を行うべき領域）（加熱領域）の幅Ｂ（図１中Ｂ）以上に設定されているのが好ましく、被処理領域の幅Ｂよりも大きく設定されているのがより好ましい。これにより、ワーク１００を、Ｘ方向と直交する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加熱処理を行うことができる。なお、図示例では、ワーク１００の被処理面１０１全体が被処理領域である場合が示されている。

プラズマ放出口２１１の長手方向の長さＡの具体的な値は、被処理対象物の形状（長さ）に合わせて決めるものであるために特に限定されないが、被処理対象物の長さに対して５〜２０ｍｍ程度長くすることが好ましい。これにより、このプラズマ装置１を、各種製造分野の加熱処理に対応できるものとすることができる。
なお、図示例では、各板状部材２３、２４の長手方向の端部がそれぞれ各溝３０１、３０２に挿入されているので、各板状部材２３、２４の長手方向の長さ（図３中Ｌ_１）は、プラズマ放出口２１１の長手方向の長さＡより若干長い。

一方、各板状部材２３、２４の短手方向の長さ（図２中Ｌ_２）は、長手方向の長さＬ_１によっても若干異なり、特に限定されないが、３０〜２００ｍｍ程度であるのが好ましく、５０〜８０ｍｍ程度であるのがより好ましい。これにより、十分な大きさのプラズマ生成空間２１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。

また、各板状部材２３、２４の厚さ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、プラズマを確実に発生させることができる。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。

板状部材２３、２４同士の間の距離（図２中Ｌ_３）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ることができる。

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。
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、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２等の金属酸化物、ＢａＴｉＯ_３（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。
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、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２等の金属酸化物、ＢａＴｉＯ_３等の複合酸化物が該当する。
なお、側板３０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。

１対の板状部材２３、２４には、それぞれ電気的に接続された１対の電極２５、２６が設けられている。
１対の電極２５、２６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に対する電極２５、２６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、２６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。
なお、各電極２５、２６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。また、１対の電極は、複数組を板状部材２３、２４の短手方向（上下方向）に沿って設けるようにしてもよい。

１対の電極２５、２６は、それぞれ、導線（ケーブルや金属板）を介して、高周波電源（電源部）２８に接続されており、これにより、１対の電極２５、２６間に電圧（高周波電圧）を印加する通電手段が構成されている。これにより、簡易な構成で、プラズマ生成空間２１内に放電を生じさせることができる。また、高周波電源２８は、後述する制御部（制御手段）７によりその作動（駆動）が制御される電力調整部（電力調整手段）を有しており、制御部７の制御（指令）により、電力調整部が作動して、１対の電極２５、２６に供給する電力（電力値）を可変（変更）、すなわち調整し得るようになっている。

ワーク１００にプラズマによる加熱処理を施すときは、高周波電源２８が作動し、１対の電極２５、２６間に電圧が印加される。このとき、プラズマ生成空間２１には、電界が発生し、後述するガス供給手段２９よりガスが供給されると、放電が生じて、所定の温度のプラズマ（熱プラズマ）が発生（生成）する。このプラズマは、プラズマ放出口２１１から放出され、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。
高周波電源２８の周波数は、特に限定されないが、５〜１００ＭＨｚ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く、１０〜４０ＭＨｚ程度であるのがさらに好ましい。

プラズマ生成空間２１には、ガス供給手段２９により、所定のガスが供給される。
このガス供給手段２９は、所定のガスを充填し供給するガスボンベ（ガス供給源）２９１と、ガスボンベ２９１から供給されるガスの流量を調整、すなわち、ガス供給手段２９からプラズマ生成空間２１に供給されるガスの流量を調整する流量調整手段であるレギュレータ（流量調整部）２９２と、内部にガス溜まり２９３が形成された筐体２９４と、その上流端側がガスボンベ２９１に接続され、下流端側（ガス流出口）が筐体２９４の上面に設置された供給管２９５とを有している。

レギュレータ２９２は、ガスボンベ２９１よりガス流出口側（下流側）に配置されている。また、供給管２９５のレギュレータ２９２よりガス流出口側には、供給管２９５内の流路を開閉するバルブ（流路開閉手段）２９６が設けられている。なお、これらレギュレータ２９２およびバルブ２９６の作動（駆動）は、それぞれ、制御部７により制御されるようになっている。

バルブ２９６が開いた状態で、ガスボンベ２９１からは所定のガスが送出され、このガスは、供給管２９５内を流れ、レギュレータ２９２で流量を調節された後、供給管２９５の下流端に形成されたガス流出口２９７から、筐体２９４内のガス溜まり２９３に導入（供給）される。
この筐体２９４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２９４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２９４の上面のほぼ中央部には、供給管２９５のガス流出口２９７が形成されている。供給管２９５を流れるガスは、このガス流出口２９７から、ガス溜まり２９３内に供給される。
また、筐体２９４の下面には、プラズマ生成空間２１に開放する開放部２９９が形成されており、この開放部２９９を介して、筐体２９４のガス溜まり２９３とプラズマ生成空間２１とが連通している。
筐体２９４の一方の内側面には、ガス溜まり２９３の一部を上下の空間に仕切る長尺の仕切り板２９８が設けられており、この仕切り板２９８と、他方の内側面との間には、隙間が形成されている。

ガス流出口２９７から、ガス溜まり２９３内に供給されたガスは、まず、仕切り板２９８よりも上側の空間に流入し、仕切り板２９８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２９３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２９９を通過して、プラズマ生成空間２１内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、Ｈｅ、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。
また、かかる処理ガスは、Ｎ_２（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Ｎ_２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（効率良く）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。
ガス供給手段２９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、プラズマ生成空間２１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。プラズマ生成空間２１で発生したプラズマは、プラズマ放出口２１１からワーク１００に向かって放出される。

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。
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）４により、図１中のＸ方向（左右方向）に移動し、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４の作動（駆動）は、制御部７により制御されるようになっている。

この移動機構４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。
また、移動機構４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（調節する機能を有するもの）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。
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。

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。

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２１１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を均一に加熱処理することができる。

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、供給する電力（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Ｚ方向（上下方向：鉛直方向）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。

次に、プラズマ装置１の作用（動作）を説明する。
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、高周波電源２８を作動させるとともに、バルブ２９６を開き、レギュレータ２９２によりガスの流量を調整し、ガスボンベ２９１からガスを送出する。
これにより、ガスボンベ２９１から送出されたガスは、供給管２９５内を流れ、そのガス流出口２９７から所定の流量でガス溜まり２９３に供給される。そして、ガス溜まり２９３に供給されたガスは、ガス溜まり２９３を通過することにより、各部で流速が均一化し、開放部２９９を通過して、プラズマ生成空間２１内に供給される。

一方、高周波電源２８の作動により、１対の電極２５、２６間に高周波電圧が印加され、プラズマ生成空間２１に電界が発生する。
プラズマ生成空間２１内に流入したガスは、放電によって活性化され、プラズマが発生する。
このプラズマは、プラズマ放出口２１１から、ワーク１００の被処理面１０１に向けて放出される。

一方、これと同時に、移動機構４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２１１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。
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加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／ｓｅｃ程度であるのが好ましく、１〜１０ｍｍ／ｓｅｃ程度であるのがより好ましい。この移動速度は、必要に応じて変化させるようにしてもよい。

なお、ワーク１００の被処理面１０１に対する加熱処理の回数（パス回数）は、特に限定されず（１回でもよく、また、複数回でもよく）、諸条件等に応じて、適宜設定される。
また、このプラズマ装置１は、例えば、１００〜５００℃程度の処理温度（温度）、特に、２００〜４５０℃程度の処理温度で、加熱処理を行う場合に好適に用いることができる。

図２および図４に示すように、このプラズマ装置１は、プラズマの温度を検出する第１の温度センサ（第１の温度検出手段）８１と、ワーク１００の温度を検出する第２の温度センサ（第２の温度検出手段）８２と、制御部（制御手段）７と、記憶部（記憶手段）９１と、入力等の各操作を行う操作部（入力手段）９２とを備えている。
第１の温度センサ８１は、一方の板状部材２４に設置され、また、第２の温度センサ８２は、ワーク１００の下側の面（裏面）、すなわち、被処理面１０１と反対側の面に設置されている。

これら第１の温度センサ８１および第２の温度センサ８２としては、それぞれ、例えば、熱伝対、サーミスタ等を用いることができる。
なお、第１の温度センサ８１および第２の温度センサ８２の設置箇所（設置位置）は、それぞれ、他の部位（位置）であってもよいことは、言うまでもない。
また、操作部９２としては、例えば、液晶表示パネル、ＥＬ表示パネル等を備えたタッチパネル等を用いることができ、この場合は、操作部９２は、各種の情報を表示（報知）する表示手段（報知手段）も兼ねる。

また、記憶部９１は、各種の情報、データ、演算式、テーブル、プログラム等が記憶（記録とも言う）される記憶媒体（記録媒体とも言う）を有しており、この記憶媒体は、例えば、ＲＡＭ等の揮発性メモリー、ＲＯＭ等の不揮発性メモリー、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリー等の書き換え可能（消去、書き換え可能）な不揮発性メモリー等、各種半導体メモリー、ＩＣメモリー、磁気記録媒体、光記録媒体、光磁気記録媒体等で構成される。この記憶部９１における書き込み（記憶）、書き換え、消去、読み出し等の制御は、制御部７によりなされる。

また、制御部７は、例えば、演算部やメモリー等を内蔵するマイクロコンピュータやパーソナルコンピュータ等のコンピュータで構成されており、制御部７には、前記第１の温度センサ８１および第２の温度センサ８２からの検出信号（検出値）、操作部９２からの信号（入力）が、それぞれ、随時入力される。
また、制御部７は、第１の温度センサ８１および第２の温度センサ８２からの検出信号、操作部９２からの信号等に基づき、予め設定されたプログラムに従って、プラズマ装置１の各部の作動（駆動）、例えば、レギュレータ２９２、バルブ２９６、高周波電源２８、移動機構４等の作動をそれぞれ制御する。
なお、この制御部７により、モード自動選択手段および係数自動決定手段の主機能が達成される。

さて、このプラズマ装置１は、制御部７の制御により、加熱処理の際、第１の温度センサ８１により、プラズマ生成空間２１内のプラズマの温度を検出し、第２の温度センサ８２により、ワーク１００の温度を検出し、第１の温度センサ８１および第２の温度センサ８２の検出値（検出結果）に基づいて、その加熱処理時の処理温度を求め、その処理温度が目標処理温度になるように、高周波電源２８から１対の電極２５、２６に供給される電力（電力の大きさ）と、プラズマ生成空間２１に供給されるガスの流量（流量の大きさ）とを調整するよう構成されている。これにより、確実に目標処理温度で加熱処理を行うことができる。

また、目標処理温度Ｔは、所定の許容温度範囲Ｔ_ｍｉｎ（下限値）〜Ｔ_ｍａｘ（上限値）を有しており、加熱処理の際は、その処理温度が許容温度範囲Ｔ_ｍｉｎ〜Ｔ_ｍａｘ内に入るように、高周波電源２８から１対の電極２５、２６に供給される電力と、プラズマ生成空間２１に供給されるガスの流量とが調整される。
前記許容温度範囲Ｔ_ｍｉｎ〜Ｔ_ｍａｘとしては、Ｔ_ｍｉｎ〜Ｔ_ｍａｘをＴ±ΔＴ（Ｔ_ｍｉｎ＝Ｔ−ΔＴ、Ｔ_ｍａｘ＝Ｔ＋ΔＴ）としたとき、そのΔＴが、０〜１０℃程度であるのが好ましく、１〜５℃程度であるのが好ましい。

また、前記処理温度の調整では、電力を優先的に調整するのが好ましい。その理由は、高周波電源２８から１対の電極２５、２６に供給される電力と、加熱処理時の処理温度とは、略比例関係にあるので、電力を優先的に調整することにより、処理温度の制御を、容易に、精度良く行うことができるためである。なお、電力を増大させてゆくと、処理温度は増大してゆく。

また、ガスの流量を変更（調整）することにより、処理温度を変更することができるのはもちろんのことであるが、特に、電力の調整で調整可能な処理温度の範囲を変更することができる。このため、容易に、様々な処理温度に対応することができる。なお、ガスの流量を増大させてゆくと、処理温度は、所定の流量までは、増大してゆき、そこからは、逆に減少してゆく。したがって、ガスの流量は、前記処理温度が最大となるときの流量以下の範囲内で調整されるのが好ましい。これにより、ガスの使用量を低減させることができる。
また、ガスの流量を変更する際は、電力を調整して、処理温度の微調整を行うのが好ましい。これにより、処理温度の制御を、容易に、精度良く行うことができる。

ここで、プラズマ生成空間２１に供給されるガス（処理に用いるガス）が複数種のガスを混合した混合ガスの場合は、その混合ガス（ガス）の流量の調整には、混合ガス全体の流量を換える場合に限らず、複数種のガスのうちの少なくとも１つのガスの流量を換える場合も含まれる。そして、複数種のガス（混合ガス）のうちの少なくとも１つのガスの流量を調整することで、ガスの混合比率を調整することができる（例えば、混合ガス全体の流量を換えずに、ガスの混合比率を換えることもできる）。例えば、２種のガスを混合した混合ガスを用いる場合、一方のガスの流量を換えると、ガスの混合比率が換わり、また、一方のガスの流量と他方のガスの流量とを互いに異なる度合いで換えると、ガスの混合比率が換わる。

なお、複数種のガスを混合した混合ガスを用い、その複数種のガスのうちの少なくとも１つのガスの流量を変更（調整）し得るようにするには、例えば、図２において、ガスボンベ２９１、レギュレータ２９２、バルブ２９６および供給管２９５を複数組設け、各供給管２９５内の流路が、バルブ２９６の下流側において合流するようにすればよい。
また、プラズマ装置１は、加熱処理時の処理温度の求め方の異なる複数のモードを有し、複数のモードのうちからいずれかのモードを選択し得るよう構成されている。これにより、種々のワーク１００に対して、より確実に目標処理温度で加熱処理を行うことができる。

本実施形態では、前記複数のモードとして、下記第１のモード、第２のモードおよび第３のモードが設けられている。
この場合、第１の温度センサ８１の検出値をＴ_１、第２の温度センサ８２の検出値をＴ_２としたとき、第１のモードにおいては、加熱処理時の処理温度Ｔ_０を下記式１（演算式）により求め、第２のモードにおいては、加熱処理時の処理温度Ｔ_０を下記式２（演算式）により求め、第３のモードにおいては、加熱処理時の処理温度Ｔ_０を下記式３（演算式）により求めるよう構成されている。

（１）第１のモード
Ｔ_０＝αＴ_１＋βＴ_２ ・・・（式１）
但し、前記式１のαおよびβは、それぞれ、０を除く正の係数である。
（２）第２のモード
Ｔ_０＝γＴ_１ ・・・（式２）
但し、前記式２のγは、０を除く正の係数である。
（３）第３のモード
Ｔ_０＝δＴ_２ ・・・（式３）
但し、前記式３のδは、０を除く正の係数である。

これらの式１〜式３は、それぞれ、記憶部９１に格納（記憶）されており、各係数α、β、γ、δは、それぞれ、例えば、ワーク条件等を考慮して決定される。
ワーク条件としては、例えば、ワーク１００の種類、組成および特性等が挙げられ、ワーク条件には、これらのうちの少なくとも１つが含まれる。また、ワーク１００の特性としては、例えば、ワーク１００の熱伝導率等の物理的特性や、化学的特性等が挙げられる。
また、使用者が、例えば、操作部９２を操作して、各係数α、β、γ、δの値を入力すると、それぞれ、各係数α、β、γ、δは、その入力値に設定されるようになっている。また、操作部９２を操作して、第１〜第３のモードのうちから所定のモードを選択し得るようになっている。

ここで、第１のモードの式１では、例えば、ワーク１００の熱伝導率が低い程、係数αに対して係数βを大きくするのが好ましい。
また、例えば、式１において、係数α、βを、α＝０．５、β＝０．５に設定すると、加熱処理時の処理温度Ｔ_０は、第１の温度センサ８１の検出値と、第２の温度センサ８２の検出値との平均（平均値）になる。

また、第２のモードは、第２の温度センサ８２を無効、すなわち、第２の温度センサ８２によるワーク１００の温度の検出を行ないか、または、その検出を行っても検出値を利用しないモードである。この第２のモードは、例えば、ワーク１００の熱伝導率が低い場合等に用いると有効である。
また、第３のモードは、第１の温度センサ８１を無効、第１の温度センサ８１によるプラズマの温度の検出を行ないか、または、その検出を行っても検出値を利用しないモードである。

ここで、本発明では、プラズマ装置１（制御部７）が、ワーク条件を認識して、モードの選択（設定）や、各係数α、β、γ、δの決定（設定）が、自動的になされるように構成されていてもよい。これにより、種々のワーク１００に対して、より確実に目標処理温度で加熱処理を行うことができるとともに、操作の簡略化を図ることができる。
すなわち、本発明では、使用者が、操作部９２を操作して、ワーク条件を入力すると、プラズマ装置１（制御部７）が、そのワーク条件を認識し、ワーク条件に基づいて、第１〜第３のモード（複数のモード）のうちから所定のモード（適正なモード）を選択し、そのモードに設定するようになっていてもよい。

また、本発明では、使用者が、操作部９２を操作して、ワーク条件を入力すると、プラズマ装置１（制御部７）が、そのワーク条件を認識し、ワーク条件に基づいて、各係数α、β、γ、δを決定（設定）するようになっていてもよい。
また、前記式１において、α＝０．５、β＝０．５とすると、下記式４が得られ、加熱処理時の処理温度Ｔ_０を下記式４（演算式）により求めるモードを、別途、第４のモードとして設けてもよい。

（４）第４のモード
Ｔ_０＝（Ｔ_１＋Ｔ_２）／２ ・・・（式４）
この第４のモードは、第１の温度センサ８１の検出値と、第２の温度センサ８２の検出値との平均（平均値）をとるモードである。
なお、本発明では、モードの数は、３つや４つに限らず、２つでもよく、また、５つ以上でもよい。また、モードが１つ、すなわち、モードを選択する余地のないものでもよい。
また、モードの内容は、前述のものに限らず、他のものでもよい。
また、モードを追加したり、削除したりし得るようになっていてもよく、また、モードの内容を変更し得るようになっていてもよい。

次に、図５および図６に示すフローチャートを参照して、プラズマ装置１の加熱処理の際の動作（温度制御）をさらに詳細に説明する。
ここで、このフローチャートに記述されている各機能を実現するためのプログラムは、コンピュータに読み取り可能なプログラムコードの形態でプラズマ装置１の記憶部９１に格納（記憶）されており、プラズマ装置１（制御部７）は、このプログラムコードにしたがった動作を逐次実行する。

図５および図６は、図１に示すプラズマ装置の加熱処理の際の制御動作（作用）を示すフローチャートである。
ワーク１００に対して加熱処理を行う場合（加熱処理が開始される前であればいつでもよい）は、使用者は、操作部９２を操作して、第１〜第３のモードのうちから所定のモードを選択し、また、各係数α、β、γ、δの値を入力し、また、目標処理温度Ｔの値を入力する。これにより、モード、各係数α、β、γ、δおよび目標処理温度Ｔが決定する。なお、既に、決定（設定）されているもので、その変更の必要のないものについては、前記操作を行う必要がないことは言うまでもない。

図５に示すように、まず、モードを設定する（ステップＳ１０１）。このステップＳ１０１では、使用者が選択したモードに設定される。
なお、モードを選択（決定）する方法や、各係数α、β、γ、δを決定する方法は、前述したものに限らず、例えば、前述したように、使用者が、操作部９２を操作して、ワーク条件を入力すると、制御部７が、そのワーク条件を認識し、ワーク条件に基づいて、所定のモードを選択し、また、各係数α、β、γ、δを決定するようになっていてもよい。

次いで、目標処理温度Ｔの許容範囲Ｔ_ｍｉｎ〜Ｔ_ｍａｘを設定する（ステップＳ１０２）。
次いで、高周波電源２８から供給する電力の初期値、ガス供給手段２９から供給するガスの流量の初期値をそれぞれ設定する（ステップＳ１０３）。
この場合、モード毎に、目標処理温度Ｔに基づいて、電力の初期値（値）およびガスの流量の初期値（値）を求めるためのテーブルや、演算式（関数）等の検量線が、予め、記憶部９１に格納（記憶）されており、その検量線を用いて、電力の値およびガスの流量の値を求め、各値をそれぞれ電力の初期値およびガスの流量の初期値として設定する。なお、この検量線は、実験的に求めることができる。

ここで、前記検量線から求まった電力の値とガスの流量の値との組み合わせが、複数（複数組）ある場合は、そのうちのいずれか１つの組み合わせが選択されるようになっている。この選択の方法は、特に限定されないが、例えば、ガスの流量が最小、電力が最小等、何を優先して選択するのかを設定しておく。例えば、高価なガスを用いる場合は、前記「ガスの流量が最小」に設定すると、加熱処理のコストを低減することができる。また、前記「電力が最小」に設定すると、ワーク１００の被処理面１０１に対する電界の影響を低減させることができる。

次いで、高周波電源２８に電力の初期値、レギュレータ２９２にガスの流量の初期値をそれぞれ指示する（ステップＳ１０４）。これにより、高周波電源２８が作動し、１対の電極２５、２６間に電圧が印加され、プラズマ生成空間２１に、電界が発生する。また、ガス供給手段２９より、プラズマ生成空間２１にガスが供給され、放電が生じて、所定の温度のプラズマが発生し、そのプラズマが放出口２１１から放出される。

次いで、図６に示すように、第１の温度センサ８１により、プラズマの温度Ｔ_１を検出し（ステップＳ１０５）、第２の温度センサ８２により、ワーク１００の温度Ｔ_２を検出する（ステップＳ１０６）。
次いで、検出したプラズマの温度Ｔ_１と、ワーク１００の温度Ｔ_２とに基づいて、現在の処理温度Ｔ_０を求める（ステップＳ１０７）。

このステップＳ１０７では、前記式１〜式３のうちからモードに対応する演算式を選択し、その演算式に、プラズマの温度Ｔ_１や、ワーク１００の温度Ｔ_２を代入して、処理温度Ｔ_０を算出する。すなわち、第１のモードの場合は、前記式１を用い、また、第２のモードの場合は、前記式２を用い、また、第３のモードの場合は、前記式３を用いる。
なお、第２のモードの場合は、第２の温度センサ８２によりワーク１００の温度Ｔ_２を検出するステップＳ１０６の工程は、省略される。
また、第３のモードの場合は、第１の温度センサ８１によりプラズマの温度Ｔ_１を検出するステップＳ１０５の工程は、省略される。

次いで、前記ステップＳ１０７で求めた処理温度Ｔ_０が、目標処理温度Ｔの許容範囲Ｔ_ｍｉｎ〜Ｔ_ｍａｘ内に入っているか否かを判断する（ステップＳ１０８）。
ステップＳ１０８において、処理温度Ｔ_０が、目標処理温度Ｔの許容範囲Ｔ_ｍｉｎ〜Ｔ_ｍａｘ内に入っていない場合（ステップＳ１０８で「ＮＯ」）には、高周波電源２８から供給する電力の適正値（値）を求める（ステップＳ１０９）。

このステップＳ１０９では、目標処理温度Ｔ、検出された処理温度Ｔ_０、電力の現在設定されている値（現在の電力の値）およびガスの流量の現在設定されている値（現在のガスの流量の値）に基づいて、電力の適正値（処理温度Ｔ_０が目標処理温度Ｔになると推定される値）を求めるためのテーブルや、演算式（関数）等の検量線が、予め、記憶部９１に格納（記憶）されており、その検量線を用いて、電力の適正値を求める。なお、この検量線は、実験的に求めることができる。

次いで、ステップＳ１０９で求めた電力の適正値が、高周波電源２８の電力の供給可能（操作可能）な範囲内に入っているか否かを判断する（ステップＳ１１０）。
ステップＳ１１０において、電力の適正値が、高周波電源２８の電力の供給可能な範囲内に入っている場合（ステップＳ１１０で「ＹＥＳ」）には、電力の値を前記適正値に更新する（ステップＳ１１２）。このように、電力が優先的に調整される。なお、実際に供給されている電力の値は、このステップＳ１１２の段階では、更新前の値になっており、後述するステップＳ１１３において、更新した値に変更される。

一方、ステップＳ１１０において、電力の適正値が、高周波電源２８の電力の供給可能な範囲内に入っていない場合（ステップＳ１１０で「ＮＯ」）には、ガス供給手段２９から供給するガスの流量の値を更新する（ステップＳ１１１）。これにより、電力の調整で調整可能な処理温度の範囲が変更される。なお、実際に供給されているガスの流量の値は、このステップＳ１１１の段階では、更新前の値になっており、後述するステップＳ１１３において、更新した値に変更される。

ここで、ステップＳ１１１の処理には、例えば、電力の値を考慮せずにガスの流量の値を更新する方法（方法１）や、電力の値を考慮してガスの流量の値を更新する方法（方法２）等を採用することができ、下記に、それぞれの方法の具体例を説明する。
（方法１）
熱処理温度Ｔ_０が、目標処理温度Ｔの許容範囲Ｔ_ｍｉｎ〜Ｔ_ｍａｘより低い場合は、ガスの流量の値を１段階増大させ、逆に、高い場合は、ガスの流量の値を１段階減少させる。

（方法２）
目標処理温度Ｔ、検出された処理温度Ｔ_０、電力の現在設定されている値（現在の電力の値）およびガスの流量の現在設定されている値（現在のガスの流量の値）に基づいて、ガスの流量の適正値（処理温度Ｔ_０が目標処理温度Ｔに最も近くなると推定される値）を求めるためのテーブルや、演算式（関数）等の検量線が、予め、記憶部９１に格納（記憶）されており、その検量線を用いて、ガスの流量の適正値を求め、この値に更新する。なお、この検量線は、実験的に求めることができる。

ステップＳ１１１を実行した後、ステップＳ１０９に戻り、再度、ステップＳ１０９以降を実行する。そして、ステップＳ１１０において、電力の適正値が、高周波電源２８の操作可能範囲内に入った場合（ステップＳ１１０で「ＹＥＳ」）には、電力の値を前記適正値に更新する（ステップＳ１１２）。このように、ガスの流量を変更する際、すなわち、ガスの流量の値を更新（調整）した後は、電力の調整により、処理温度が微調整され、これにより、処理温度を確実に目標処理温度にすることができる。

次いで、電力の値およびガスの流量の値の両方を更新した場合は、高周波電源２８に更新した電力の値、レギュレータ２９２に更新したガスの流量の値を指示し、また、電力の値のみを更新した場合は、高周波電源２８に更新した電力の値を指示し（ステップＳ１１３）、ステップＳ１１４に移行する。
ステップＳ１１４では、加熱処理が終了したか否かを判断し、加熱処理が終了していない場合には、ステップＳ１０５に戻り、再度、ステップＳ１０５以降を実行する。加熱処理の最中は、前記ステップＳ１０５〜Ｓ１１４のルーチンが繰り返し実行され、これにより、目標処理温度Ｔの許容範囲Ｔ_ｍｉｎ〜Ｔ_ｍａｘ内の温度で加熱処理が行われる。
一方、ステップＳ１１４において、加熱処理が終了した場合は、このプログラムを終了する。

以上説明したように、このプラズマ装置１によれば、確実に目標処理温度で加熱処理を行うことができる。
特に、高周波電源２８から１対の電極２５、２６に供給される電力と、加熱処理時の処理温度とは、略比例関係にあり、加熱処理の際は、電力を優先的に調整することで処理温度を調整するので、その処理温度の制御を、容易に、精度良く行うことができ、これにより、処理温度を確実に目標処理温度にすることができる。

また、ガスの流量を変更（調整）することにより、電力の調整で調整可能な処理温度の範囲を変更することができ、これにより、容易に、様々な処理温度に対応することができる。
また、例えば、処理温度が、より低い電力で目標処理温度になるように、ガスの流量や電力を調整することもできる。これにより、例えば、配線パターン等が被処理面１０１に設けられているワーク１００等、電界の影響を低減させたい場合は、電力をより低くして、電界の影響を低減させることができる。
また、例えば、処理温度が、より小さいガスの流量で目標処理温度になるように、ガスの流量や電力を調整することもできる。これにより、例えば、高価なガスを用いる場合に、加熱処理のコストを低減することができる。

また、ステップＳ１０８の直後に実行したステップＳ１０９で求めた電力の適正値が高周波電源２８の電力の供給可能な範囲内に入っている場合には、高周波電源２８から供給する電力をその適正値に変更し、ステップＳ１０８の直後に実行したステップＳ１０９で求めた電力の適正値が高周波電源２８の電力の供給可能な範囲内に入っていない場合には、高周波電源２８から供給する電力の適正値が高周波電源２８の電力の供給可能な範囲内に入るように、ガス供給手段２９から供給するガスの流量を変更するとともに、ステップＳ１１１の直後のステップＳ１０９において高周波電源２８から供給する電力の適正値を求め、高周波電源２８から供給する電力をその適正値に変更するので、迅速かつ確実に、処理温度を目標処理温度にすることができる。
また、プラズマ装置１は、前述した構造のものであるので、電源出力を小さく抑えつつ、加熱処理を行い得る領域を広くすることができる。

＜第２実施形態＞
図７は、本発明本発明のプラズマ装置の第２実施形態におけるプラズマ放出部を模式的に示す縦断面図である。
なお、以下の説明では、図７中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図７中に示すように、前述した第１実施形態と同様に、互いに直交するＸ軸（Ｘ方向）、Ｙ軸（Ｙ方向）およびＺ軸（Ｚ方向）を想定する。

以下、第２実施形態のプラズマ装置について、前述した第１実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
図７に示すように、第２実施形態のプラズマ装置１では、プラズマ放出部２は、１対の電極２５、２６を冷却する冷却手段５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）６とを有している。

冷却手段５は、各電極２５、２６を覆う（収納する）カバー５１、５２と、カバー５１、５２内に供給される冷媒（例えば水等）５３と、この冷媒５３をカバー５１、５２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５１、５２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５１、５２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。
このような冷却手段５を設けることにより、電極２５、２６を冷却することができ、電極２５、２６が必要以上に加熱され、板状部材２３、２４と電極２５、２６との熱膨張係数の差により、電極２５、２６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、２６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６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６１、６２と、遮蔽板６１、６２の両端部を固定する側板６０、６０とを有している。
各側板６０は、前記側板３０と同様の構成とされ、各遮蔽板６１、６２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６１、６２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６１、６２および各側板６０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。

このような隔離手段６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、大気（空気）等に曝されることによる減衰を抑制することや、プラズマが外部環境へ拡散するのを抑制することができる。すなわち、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ことや、プラズマの流量が低下することを防止することができ、遮蔽板６１、６２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。

以上、本発明のプラズマ装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれ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。
例えば、前記実施形態では、ワーク側が移動するようになっているが、本発明では、例えば、プラズマ放出部側が移動するようになっていてもよく、また、ワークおよびプラズマ放出部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、本発明では、第１の温度検出手段と第２の温度検出手段とのうちのいずれか一方が省略されていてもよい。
すなわち、本発明では、第１の温度検出手段のみが設けられており、制御手段は、その第１の温度検出手段の検出結果に基づいて、加熱処理時の処理温度が目標処理温度になるように、電力調整手段および流量調整手段の作動を制御して、１対の電極に供給される電力と、プラズマ生成空間に供給されるガスの流量とを調整するように構成されていてもよい。

また、第２の温度検出手段のみが設けられており、制御手段は、その第２の温度検出手段の検出結果に基づいて、加熱処理時の処理温度が目標処理温度になるように、電力調整手段および流量調整手段の作動を制御して、１対の電極に供給される電力と、プラズマ生成空間に供給されるガスの流量とを調整するように構成されていてもよい。
また、本発明では、１対の電極間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。

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、本発明のプラズマ装置の用途は、加熱処理であれば、特に限定されず、本発明は、加熱処理を必要とする種々のプロセス（例えば、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、プラズマ表示装置等の各種の電気機器、電気光学機器、光学機器等の製造）において用いることができる。

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１に示すプラズマ装置が備えるプラズマ放出部の底面図である。 図１に示すプラズマ装置の回路構成を示すブロック図である。 図１に示すプラズマ装置の加熱処理の際の制御動作（作用）を示すフローチャートである。 図１に示すプラズマ装置の加熱処理の際の制御動作（作用）を示すフローチャートである。 本発明本発明のプラズマ装置の第２実施形態におけるプラズマ放出部を模式的に示す縦断面図である。

符号の説明

１……プラズマ装置 ２……プラズマ放出部 ２１……プラズマ生成空間 ２１１……プラズマ放出口 ２３、２４……板状部材 ２５、２６……電極 ２８……高周波電源 ２９……ガス供給手段 ２９１……ガスボンベ ２９２……レギュレータ ２９３……ガス溜まり ２９４……筐体 ２９５……供給管 ２９６……バルブ ２９７……ガス流出口 ２９８……仕切り板 ２９９……開放部 ３０……側板 ３０１、３０２……溝 ３……テーブル ４……移動機構 ５……冷却手段 ５１、５２……カバー ５３……冷媒 ６……遮蔽手段 ６０……側板 ６１、６２……遮蔽板 ７……制御部 ８１……第１の温度センサ ８２……第２の温度センサ ９１……記憶部 ９２……操作部 １００……ワーク １０１……被処理面 Ｓ１０１〜Ｓ１１４……ステップ

Claims (22)

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対の電極と、該１対の電極間に電圧を印加する電源部とを有する通電手段と、
   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備え、
   前記プラズマ生成空間に前記ガスを供給しつつ、前記１対の電極を介して前記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所定の温度のプラズマを生成し、該プラズマを前記ワークに向けて放出して前記ワークの被処理面を加熱処理するよう構成されており、
   前記プラズマの温度を検出する第１の温度検出手段と、前記ワークの温度を検出する第２の温度検出手段とのうちの少なくとも一方と、
   前記電源部から前記１対の電極に供給される電力を調整する電力調整手段と、
   前記ガス供給手段から前記プラズマ生成空間に供給される前記ガスの流量を調整する流量調整手段と、
   前記電力調整手段および前記流量調整手段の作動を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記第１の温度検出手段および／または前記第２の温度検出手段の検出結果に基づいて、前記加熱処理時の処理温度が目標処理温度になるように、前記電力調整手段および前記流量調整手段の作動を制御して、前記１対の電極に供給される電力と、前記プラズマ生成空間に供給される前記ガスの流量とを調整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。
2. 前記プラズマ放出部は、プラズマを放出するプラズマ放出口を有しており、
   前記プラズマ放出口の長手方向の長さＡは、前記ワークの被処理領域の幅方向の長さＢ以上に設定されている請求項１に記載のプラズマ装置。
3. 前記目標処理温度は、所定の許容温度範囲を有し、
   前記制御手段は、前記加熱処理時の処理温度が前記許容温度範囲内に入るように、前記電力および前記ガスの流量を調整するよう構成されている請求項１または２に記載のプラズマ装置。
4. 前記制御手段は、前記電力を優先的に調整するよう構成されている請求項１ないし３のいずれかに記載のプラズマ装置。
5. 前記制御手段は、前記ガスの流量を変更する際は、前記電力を調整して、処理温度の微調整を行うよう構成されている請求項１ないし４のいずれかに記載のプラズマ装置。
6. 前記制御手段は、前記ガスの流量を調整することで、前記電力の調整で調整可能な処理温度の範囲を変更するよう構成されている請求項１ないし５のいずれかに記載のプラズマ装置。
7. 前記制御手段は、前記加熱処理時の処理温度が前記許容温度範囲内に入っていない場合は、前記電源部から供給する電力の適正値を求め、その適正値が前記電源部の電力の供給可能な範囲内に入っている場合には、前記電源部から供給する電力を前記適正値に変更し、前記適正値が前記電源部の電力の供給可能な範囲内に入っていない場合には、前記電源部から供給する電力の適正値が前記電源部の電力の供給可能な範囲内に入るように、前記ガス供給手段から供給するガスの流量を変更するとともに、前記電源部から供給する電力の適正値を求め、前記電源部から供給する電力をその適正値に変更するよう構成されている請求項３に記載のプラズマ装置。
8. 前記第１の温度検出手段の検出値をＴ_１、前記第２の温度検出手段の検出値をＴ_２としたとき、前記制御手段は、前記加熱処理時の処理温度Ｔ_０を下記式１により求め、前記調整を行なうよう構成されている請求項１ないし７のいずれかに記載のプラズマ装置。
   Ｔ_０＝αＴ_１＋βＴ_２ ・・・（式１）
   但し、前記式１のαおよびβは、それぞれ、０を除く正の係数である。
9. 前記係数αおよび前記係数βは、それぞれ、前記ワークの種類、組成および特性のうちの少なくとも１つを含むワーク条件を考慮して決定される請求項８に記載のプラズマ装置。
10. 前記ワークの種類、組成および特性のうちの少なくとも１つを含むワーク条件を認識し、そのワーク条件に基づいて、前記係数αおよび前記係数βをそれぞれ決定する係数自動決定手段を有する請求項８に記載のプラズマ装置。
11. 前記制御手段は、前記第１の温度検出手段の検出値および前記第２の温度検出手段の検出値に基づいて、前記加熱処理時の処理温度を求め、前記調整を行なうよう構成されており、
    前記加熱処理時の処理温度の求め方の異なる複数のモードを有し、該複数のモードのうちからいずれかのモードを選択し得るよう構成されている請求項１ないし７のいずれかに記載のプラズマ装置。
12. 前記ワークの種類、組成および特性のうちの少なくとも１つを含むワーク条件を認識し、そのワーク条件に基づいて、前記複数のモードのうちから所定のモードを選択するモード自動選択手段を有する請求項１１に記載のプラズマ装置。
13. 前記複数のモードには、第１のモードおよび第２のモードが含まれており、
    前記第１の温度検出手段の検出値をＴ_１、前記第２の温度検出手段の検出値をＴ_２としたとき、前記制御手段は、前記第１のモードにおいては、前記加熱処理時の処理温度Ｔ_０を下記式１により求め、前記第２のモードにおいては、前記加熱処理時の処理温度Ｔ_０を下記式２により求めるよう構成されている請求項１１または１２に記載のプラズマ装置。
    Ｔ_０＝αＴ_１＋βＴ_２ ・・・（式１）
    但し、前記式１のαおよびβは、それぞれ、０を除く正の係数である。
    Ｔ_０＝γＴ_１ ・・・（式２）
    但し、前記式２のγは、０を除く正の係数である。
14. 前記係数αおよび前記係数βは、それぞれ、前記ワークの種類、組成および特性のうちの少なくとも１つを含むワーク条件を考慮して決定される請求項１３に記載のプラズマ装置。
15. 前記ワークの種類、組成および特性のうちの少なくとも１つを含むワーク条件を認識し、そのワーク条件に基づいて、前記係数αおよび前記係数βをそれぞれ決定する係数自動決定手段を有する請求項１３に記載のプラズマ装置。
16. 前記係数γは、前記ワークの種類、組成および特性のうちの少なくとも１つを含むワーク条件を考慮して決定される請求項１３ないし１５のいずれかに記載のプラズマ装置。
17. 前記係数自動決定手段は、前記ワーク条件を認識し、そのワーク条件に基づいて、前記係数γを決定するよう構成されている請求項１５に記載のプラズマ装置。
18. 前記複数のモードには、第３のモードが含まれており、
    前記制御手段は、前記第３のモードにおいては、前記加熱処理時の処理温度Ｔ_０を下記式３により求めるよう構成されている請求項１３ないし１７のいずれかに記載のプラズマ装置。
    Ｔ_０＝δＴ_２ ・・・（式３）
    但し、前記式３のδは、０を除く正の係数である。
19. 前記係数αおよび前記係数βは、それぞれ、０．５である請求項６ないし２０、１３ないし１８のいずれかに記載のプラズマ装置。
20. 前記電源部は、周波数が、５〜１００ＭＨｚの高周波電源を有する請求項１ないし１９のいずれかに記載のプラズマ装置。
21. 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２０のいずれかに記載のプラズマ装置。
22. 前記プラズマ放出部と前記ワークの間において、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を有する請求項１ないし２１のいずれかに記載のプラズマ装置。

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