JP6630734B2

JP6630734B2 - プラズマ照射方法、およびプラズマ照射システム

Info

Publication number: JP6630734B2
Application number: JP2017542552A
Authority: JP
Inventors: 神藤　高広; 高広神藤; 俊之池戸; 陽大丹羽
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-09-29
Filing date: 2015-09-29
Publication date: 2020-01-15
Anticipated expiration: 2035-09-29
Also published as: JPWO2017056184A1; WO2017056184A1

Description

本発明は、プラズマ処理を実行するためのプラズマ照射方法、および、プラズマ照射システムに関する。

プラズマ照射方法、および、プラズマ照射システムでは、プラズマ処理の対象となる被処理物の周囲に、酸素などの活性ガスが存在すると、効率的にプラズマ処理を実行できない虞がある。このため、下記特許文献には、被処理物の周囲に、不活性ガスをカーテン状に流すことで、被処理物の周囲への活性ガスの流入を防ぐ技術が記載されている。

特開２０１２−０１９０２４号公報

上記特許文献に記載の技術によれば、ある程度、効率的にプラズマ処理を実行することが可能となる。しかしながら、更に効率的なプラズマ処理の実行が望まれている。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、効率的にプラズマ処理を実行することである。

上記課題を解決するために、本願に記載のプラズマ照射方法は、被処理物にプラズマを照射するプラズマ照射方法であって、当該プラズマ照射方法が、ステージに載置された被処理物に向かって、加熱された不活性ガスを加熱装置によって噴出することで、被処理物を加熱する加熱工程と、前記加熱工程において加熱された被処理物にプラズマを照射装置によって照射する照射工程と、前記照射工程においてプラズマ照射された被処理物に向かって不活性ガスを冷却装置によって噴出することで、被処理物を冷却する冷却工程と、前記加熱装置と前記照射装置と前記冷却装置とに対して前記ステージを所定の方向に向かって移動、若しくは、前記ステージに対して前記加熱装置と前記照射装置と前記冷却装置とを前記所定の方向と反対の方向に向かって移動させる移動工程とを含み、前記加熱装置の不活性ガスを噴出する第１噴出口と、前記照射装置のプラズマを前記所定の方向に並ぶ複数のノズル穴から照射する照射口と、前記冷却装置の不活性ガスを噴出する第２噴出口とが、前記所定の方向に向かって前記第１噴出口、前記照射口、前記第２噴出口の順に、前記所定の方向に沿って配設されることを特徴とする。また、本願に記載のプラズマ照射方法は、被処理物にプラズマを照射するプラズマ照射方法であって、当該プラズマ照射方法が、ステージに載置された被処理物に向かって、加熱された不活性ガスを加熱装置によって噴出することで、被処理物を加熱する加熱工程と、前記加熱工程において加熱された被処理物にプラズマを照射装置によって照射する照射工程と、前記照射工程においてプラズマ照射された被処理物に向かって不活性ガスを冷却装置によって噴出することで、被処理物を冷却する冷却工程と、前記加熱装置と前記照射装置と前記冷却装置とに対して前記ステージを所定の方向に向かって移動、若しくは、前記ステージに対して前記加熱装置と前記照射装置と前記冷却装置とを前記所定の方向と反対の方向に向かって移動させる移動工程とを含み、前記加熱装置の不活性ガスを噴出する第１噴出口と、前記照射装置のプラズマを前記所定の方向を長手方向とするノズルから照射する照射口と、前記冷却装置の不活性ガスを噴出する第２噴出口とが、前記所定の方向に向かって前記第１噴出口、前記照射口、前記第２噴出口の順に、前記所定の方向に沿って配設されることを特徴とする。

上記課題を解決するために、本願に記載のプラズマ照射システムは、ステージに載置された被処理物を加熱する加熱装置と、前記加熱装置によって加熱された被処理物にプラズマを照射する照射装置と、前記照射装置によってプラズマ照射された被処理物に向かって不活性ガスを噴出することで、被処理物を冷却する冷却装置とを備えるプラズマ照射システムであって、前記加熱装置が、前記ステージに載置された被処理物に向かって、加熱された不活性ガスを噴出することで、被処理物を加熱する装置であるプラズマ照射システムにおいて、前記プラズマ照射システムが、前記加熱装置と前記照射装置と前記冷却装置とに対して前記ステージを所定の方向に向かって移動、若しくは、前記ステージに対して前記加熱装置と前記照射装置と前記冷却装置とを前記所定の方向と反対の方向に向かって移動させる移動装置を備え、前記加熱装置の不活性ガスを噴出する第１噴出口と、前記照射装置のプラズマを前記所定の方向に並ぶ複数のノズル穴から照射する照射口と、前記冷却装置の不活性ガスを噴出する第２噴出口とが、前記所定の方向に向かって前記第１噴出口、前記照射口、前記第２噴出口の順に、前記所定の方向に沿って配設されることを特徴とする。また、本願に記載のプラズマ照射システムは、ステージに載置された被処理物を加熱する加熱装置と、前記加熱装置によって加熱された被処理物にプラズマを照射する照射装置と、前記照射装置によってプラズマ照射された被処理物に向かって不活性ガスを噴出することで、被処理物を冷却する冷却装置とを備えたプラズマ照射システムであって、前記加熱装置が、前記ステージに載置された被処理物に向かって、加熱された不活性ガスを噴出することで、被処理物を加熱する装置であるプラズマ照射システムにおいて、前記プラズマ照射システムが、前記加熱装置と前記照射装置と前記冷却装置とに対して前記ステージを所定の方向に向かって移動、若しくは、前記ステージに対して前記加熱装置と前記照射装置と前記冷却装置とを前記所定の方向と反対の方向に向かって移動させる移動装置を備え、前記加熱装置の不活性ガスを噴出する第１噴出口と、前記照射装置のプラズマを前記所定の方向を長手方向とするノズルから照射する照射口と、前記冷却装置の不活性ガスを噴出する第２噴出口とが、前記所定の方向に向かって前記第１噴出口、前記照射口、前記第２噴出口の順に、前記所定の方向に沿って配設されることを特徴とする。

本願に記載のプラズマ照射方法および、プラズマ照射システムでは、ステージに載置された被処理物が加熱された後に、被処理物にプラズマが照射される。そして、プラズマ照射された被処理物に向かって不活性ガスが噴出されることで、被処理物が冷却される。これにより、加熱された被処理物へのプラズマ照射により、効率的にプラズマ処理を行うことが可能となる。また、プラズマ処理終了後には、被処理物が素早く冷却されるため、加熱された状態の被処理物への酸化等の影響を適切に防止することが可能となる。さらに、被処理物への不活性ガスの噴出により、被処理物の周囲に不活性ガスが充満し、活性ガスが殆ど存在しないため、活性ガスによる被処理物への影響を好適に防止することが可能となる。

第１実施例のプラズマ照射システムを示す斜視図である。プラズマ照射装置を示す斜視図である。図２のＡＡ線における断面図である。制御装置を示すブロック図である。第２実施例のプラズマ照射システムを示す側面図である。

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。

［第１実施例］
＜プラズマ照射装置の構成＞
図１に、本発明の実施例のプラズマ照射システム１０を示す。プラズマ照射システム１０は、大気圧下で被処理体にプラズマを照射するためのシステムである。プラズマ照射システム１０は、プラズマ照射装置２０と、ハウジング２２と、加熱ガス噴出装置（図４参照）２４と、冷却ガス噴出装置（図４参照）２６と、ステージ２８と、移動装置３０と、制御装置（図４参照）３２とを備えている。

プラズマ照射装置２０は、図２及び図３に示すように、本体部５０と、アース板５２と、照射ノズル５４と、１対の電極５６，５８と、処理ガス供給源（図４参照）５９とを備えている。ちなみに、図２は、プラズマ照射装置２０の要部の透過図であり、図３は、図２のＡＡ線における断面図である。

本体部５０は、概して直方体形状をなし、セラミックにより成形されている。本体部５０の内部には、反応室６０が形成されている。反応室６０の底面には、下方向に延びるように、４本の第１流路６２が形成されている。なお、第１流路６２は、本体部５０の下面側に貫通していない。また、本体部５０には、第１流路６２の下端部から本体部５０の前面に貫通する第２流路６４が、形成されている。その第２流路６４の本体部５０の前面側の端部は、封止栓６６によって塞がれている。さらに、本体部５０には、第２流路６４の両端部の間に開口する第３流路６８が、上下方向に延びるように、形成されている。なお、第３流路６８の下端部は、本体部５０の下面側に貫通している。

アース板５２は、金属により成形されており、本体部５０の下面に固定されている。アース板５２には、上下方向に貫通する４本の貫通穴７０が形成されており、貫通穴７０は、本体部５０の第３流路６８と同軸的に連通している。

照射ノズル５４は、アース板５２の下面に固定されている。照射ノズル５４には、上下方向に貫通する４本のノズル穴７２が形成されており、ノズル穴７２は、アース板５２の貫通穴７０と同軸的に連通している。

１対の電極５６，５８は、棒状をなし、離間した状態で反応室６０の内部に挿入されている。また、処理ガス供給源５９は、処理ガスを供給するものであり、反応室６０に接続されている。これにより、反応室６０の内部に処理ガスが供給される。

また、ハウジング２２は、図１に示すように、概して箱形状をなし、それの下面は、開口している。また、ハウジング２２の上面は、概して矩形をなしている。そのハウジング２２の上面の略中央部には、貫通穴７６が形成されており、その貫通穴７６の内寸は、プラズマ照射装置２０の照射ノズル５４の外径より僅かに大きい。そして、その貫通穴７６に、図３に示すように、プラズマ照射装置２０の照射ノズル５４が嵌入され、プラズマ照射装置２０とハウジング２２とが照射ノズル５４において固定されている。

このような構造により、プラズマ照射装置２０は、プラズマをハウジング２２の内部に向かって照射する。詳しくは、処理ガス供給源５９から処理ガスが反応室６０に供給される。処理ガスは、活性ガスとして水素を含んでいる。そして、処理ガスが反応室６０に供給されると、１対の電極５６，５８に電圧が印加される。この際、１対の電極５６，５８間に電流が流れ、放電が生じることで、処理ガスがプラズマ化される。そして、そのプラズマが、第１流路６２，第２流路６４，第３流路６８，貫通穴７０を介して、ノズル穴７２の下端の開口から噴出される。これにより、ノズル穴７２の開口からハウジング２２の内部に向かってプラズマが照射される。なお、処理ガスに水素が含まれているため、照射されるプラズマは、水素プラズマとなる。

また、加熱ガス噴出装置２４は、噴出ノズル７８と加熱ガス供給源（図４参照）８０とを有している。ハウジング２２の上面には、その上面の長手方向（以下、「Ｘ方向」と記載する場合がある）において、プラズマ照射装置２０の照射ノズル５４が嵌入される貫通穴７６と並ぶように、貫通穴８２が形成されている。つまり、貫通穴７６と貫通穴８２とが、ハウジング２２の上面に、Ｘ方向に沿って、離間した状態で形成されている。なお、貫通穴８２の内寸は、噴出ノズル７８の外寸より僅かに大きい。そして、噴出ノズル７８が、貫通穴８２に嵌入されている。また、加熱ガス供給源８０は、窒素等の不活性ガスを加熱し、供給するものであり、噴出ノズル７８に接続されている。これにより、加熱された不活性ガスが、噴出ノズル７８からハウジング２２の内部に向かって噴出される。

また、冷却ガス噴出装置２６は、噴出ノズル８４と冷却ガス供給源（図４参照）８６とを有している。ハウジング２２の上面には、Ｘ方向において、貫通穴７６を中心として、貫通穴８２と対称的な位置に、貫通穴８８が形成されている。このため、３つの貫通穴７６，８２，８８が、Ｘ方向に沿って並んだ状態となる。つまり、Ｘ方向のうちの一方の方向、例えば、図１での左側に向かう方向（以下、「Ｘ１方向」と記載する場合がある）に向かって、３つの貫通穴７６，８２，８８が、貫通穴８８、貫通穴７６、貫通穴８２の順で設けられている。また、言い換えれば、Ｘ方向のうちの他方の方向、例えば、図１での右側に向かう方向（以下、「Ｘ２方向」と記載する場合がある）に向かって、３つの貫通穴７６，８２，８８が、貫通穴８２、貫通穴７６、貫通穴８８の順で設けられている。なお、貫通穴８８の内寸は、噴出ノズル８４の外寸より僅かに大きくされており、その貫通穴８８に噴出ノズル８４が嵌入されている。また、冷却ガス供給源８６は、不活性ガスを冷却し、供給するものであり、噴出ノズル８４に接続されている。これにより、冷却された不活性ガスが、噴出ノズル８４からハウジング２２の内部に向かって噴出される。

また、ステージ２８は、プラズマ対象の被処理物９０を載置するためのものであり、概して板状をなしている。ステージ２８は、ハウジング２２の下方に配設されており、ハウジング２２の下端から離間した状態で、ハウジング２２と略平行とされている。

また、移動装置３０は、プラズマ照射装置２０を固定的に保持するスライダ１００を有している。スライダ１００は、移動装置３０の本体部（図示省略）によって、Ｘ方向に移動可能に保持されており、電磁モータ（図４参照）１０２の駆動により、Ｘ方向の任意の位置に移動する。これにより、プラズマ照射装置２０および、プラズマ照射装置２０に固定されたハウジング２２、さらに、ハウジング２２の貫通穴８２，８８に嵌入された噴出ノズル７８，８４が、一体的に、Ｘ方向の任意の位置に移動される。なお、プラズマ照射装置２０および、プラズマ照射装置２０に固定されたハウジング２２、さらに、ハウジング２２の貫通穴８２，８８に嵌入された噴出ノズル７８，８４を一体的に、作業ヘッド１０６と記載する場合がある。

また、制御装置３２は、図４に示すように、コントローラ１１０と、複数の駆動回路１１２とを備えている。複数の駆動回路１１２は、電極５６，５８、処理ガス供給源５９、加熱ガス供給源８０、冷却ガス供給源８６、電磁モータ１０２に接続されている。コントローラ１１０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路１１２に接続されている。これにより、プラズマ照射装置２０、加熱ガス噴出装置２４、冷却ガス噴出装置２６、移動装置３０の作動が、コントローラ１１０によって制御される。

＜プラズマ照射システムによるプラズマ処理＞
プラズマ照射システム１０は、上述した構成により、ステージ２８に載置された被処理物９０に対してプラズマ処理を行う。なお、プラズマ照射システム１０では、プラズマ照射装置２０によって水素プラズマが照射されるため、プラズマ処理によって被処理物の表面が還元され、被処理物の酸化膜が除去される。つまり、プラズマ照射システム１０では、被処理物の酸化膜を除去する目的で、プラズマ処理が行われる。

詳しくは、まず、ステージ２８の上に被処理物９０が載置される。次に、噴出ノズル７８が、被処理物９０よりＸ２方向側の上方に位置するように、作業ヘッド１０６が、移動装置３０によって移動される。そして、加熱ガス供給源８０により加熱された不活性ガスが噴出ノズル７８に供給された状態で、作業ヘッド１０６がＸ１方向に向かって移動される。これにより、噴出ノズル７８から加熱された不活性ガスが被処理物９０に向かって噴出され、作業ヘッド１０６の移動に伴って、被処理物９０の全体が加熱される。この際、ハウジング２２の内部、および、被処理物９０の周囲において、不活性ガスが充満し、酸素濃度は相当低下する。被処理物９０が加熱された際に、被処理物９０の周囲に酸素が存在すると、酸化膜が形成される虞があるが、不活性ガスの存在により、酸化膜の形成が防止される。なお、噴出ノズル７８から噴出される加熱ガスは、常温より高く、被処理物９０の素材の溶融温度より低い温度となるように、調整されている。

続いて、作業ヘッド１０６のＸ１方向への移動に伴って、プラズマ照射装置２０の照射ノズル５４の下方に、被処理物９０が位置する前に、照射ノズル５４からプラズマが照射される。この際、作業ヘッド１０６は、継続して、Ｘ１方向に向かって移動する。これにより、被処理物９０の全体にプラズマが照射され、水素プラズマの還元効果により被処理物９０の全体の酸化膜が除去される。特に、プラズマ照射の直前に、被処理物９０は加熱ガスにより加熱されているため、水素プラズマによる還元効果が高くなり、酸化膜が効率的に除去される。

続いて、作業ヘッド１０６のＸ１方向への移動に伴って、噴出ノズル８４の下方に、被処理物９０が位置する前に、冷却ガス供給源８６により冷却された不活性ガスが噴出ノズル８４に供給され、噴出ノズル８４から冷却された不活性ガスが噴出される。この際、作業ヘッド１０６は、継続して、Ｘ１方向に向かって移動することで、プラズマ処理が施された被処理物９０の全体に、冷却された不活性ガスが噴出され、被処理物９０が冷却される。また、噴出ノズル８４から噴出された不活性ガスが、ハウジング２２の内部、および、被処理物９０の周囲において充満し、酸素濃度は相当低下する。このため、被処理物９０が加熱された状態から冷却されるまで、被処理物９０の周囲には、酸素が殆ど存在しないため、酸化膜除去後の被処理物９０への酸化膜の再形成等を好適に防止することが可能となる。

このように、プラズマ照射システム１０では、被処理物９０が加熱された後に、プラズマ処理が行われることから、効率的にプラズマ処理を行うことが可能となる。また、プラズマ処理終了後には、被処理物９０が素早く冷却されるため、被処理物９０が加熱された状態での酸化膜の再形成等を適切に防止することが可能となる。特に、被処理物９０の加熱、被処理物９０へのプラズマ照射、被処理物９０の冷却の間、継続的に、被処理物９０の周囲に不活性ガスが充満しているため、酸化膜の再形成等を確実に防止することが可能となる。さらに言えば、作業ヘッド１０６がＸ１方向に移動されるだけで、被処理物９０の加熱処理、被処理物９０へのプラズマ処理、被処理物９０の冷却処理が、順次、行われる。これにより、例えば、多くの被処理物９０に対して、順次、プラズマ処理を行うことが可能となる。

なお、制御装置３２のコントローラ１１０は、図４に示すように、加熱処理部１２０と、照射処理部１２２と、冷却処理部１２４とを有している。加熱処理部１２０は、加熱ガス噴出装置２４によって被処理物９０を加熱するための機能部である。照射処理部１２２は、プラズマ照射装置２０によって被処理物９０にプラズマを照射するための機能部である。冷却処理部１２４は、冷却ガス噴出装置２６によって被処理物９０を冷却するための機能部である。

［第２実施例］
第２実施例のプラズマ照射システム１５０を、図５に示す。プラズマ照射システム１５０は、第１実施例のプラズマ照射システム１０と同様に、大気圧下で被処理体にプラズマを照射するためのシステムであり、ステージ１６０と、搬送装置１６２と、プラズマ照射装置１６４と、冷却ガス噴出装置１６６と、加熱装置１６８とを備えている。

ステージ１６０は、プラズマ対象の被処理物１７０を載置するためのものであり、概して板状をなしている。また、搬送装置１６２は、コンベアベルト（図示省略）によりステージ１６０を支持し、矢印１７２の方向に向かってステージ１６０を搬送する。

プラズマ照射装置１６４は、下端面に設けられた照射口１７６からプラズマを照射するものであり、第１実施例のプラズマ照射装置２０と略同じ構成であるため、詳しい説明は省略する。また、冷却ガス噴出装置１６６は、下端面に設けられた噴出口１７８から冷却された不活性ガスを噴出するものであり、第１実施例の冷却ガス噴出装置２６と略同じ構成であるため、詳しい説明は省略する。なお、プラズマ照射装置１６４と冷却ガス噴出装置１６６とは、一体的に設けられており、矢印１７２の方向に向かって、照射口１７６、噴出口１７８の順に並ぶように、配設されている。

また、加熱装置１６８は、ステージ１６０の内部に配設されており、ステージ１６０の上面を加熱する。これにより、ステージ１６０の上に載置された被処理物１７０が、加熱される。なお、加熱装置１６８による加熱温度は、常温より高く、被処理物１７０の素材の溶融温度より低い温度となるように、調整される。

プラズマ照射システム１５０は、上述した構成により、第１実施例のプラズマ照射システム１０と同様に、被処理物１７０に対して、加熱処理、プラズマ処理、冷却処理が、順次、行われることで、被処理物１７０の酸化膜が除去される。

詳しくは、まず、ステージ１６０の上に被処理物１７０が載置される。この際、ステージ１６０は、加熱装置１６８によって加熱されており、ステージ１６０の加熱により被処理物１７０が加熱される。また、ステージ１６０は、プラズマ照射装置１６４の照射口１７６の下方よりも、矢印１７２の反対方向に位置するように、搬送装置１６２によって移動されている。そして、ステージ１６０が、矢印１７２の方向に向かって搬送される。

ステージ１６０の矢印１７２の方向への搬送に伴って、プラズマ照射装置１６４の照射口１７６の下方に、被処理物１７０が位置する前に、照射口１７６からプラズマが照射される。この際、ステージ１６０は、継続して、矢印１７２の方向に向かって搬送される。これにより、被処理物１７０の全体にプラズマが照射され、水素プラズマの還元効果により被処理物１７０の全体の酸化膜が除去される。特に、プラズマ照射の直前、および、プラズマ照射中に、被処理物１７０は加熱装置１６８により加熱されているため、水素プラズマによる還元効果が高くなり、酸化膜が効率的に除去される。

なお、プラズマ照射装置１６４によるプラズマ照射とともに、冷却ガス噴出装置１６６は、噴出口１７８から冷却された不活性ガスを噴出している。照射口１７６と噴出口１７８とは、比較的、近い位置に並んで配設されているため、プラズマ照射されている被処理物１７０の周囲には、不活性ガスが充満しており、被処理物１７０の周囲の酸素濃度は、相当低い。このため、プラズマ処理中の被処理物１７０は、加熱装置１６８により加熱されている状態であるが、被処理物１７０の周囲には、酸素が殆ど存在しないため、酸化膜除去中の被処理物９０への酸化膜の再形成等を好適に防止することが可能となる。

そして、ステージ１６０の矢印１７２の方向への搬送に伴って、冷却ガス噴出装置１６６の噴出口１７８の下方に、被処理物１７０が移動することで、加熱状態の被処理物１７０に冷却された不活性ガスが噴出される。この際、ステージ１６０は、継続して、矢印１７２の方向に向かって搬送される。これにより、プラズマ処理が施された被処理物１７０の全体に、冷却された不活性ガスが噴出され、被処理物１７０が冷却される。また、冷却ガス噴出装置１６６の噴出口１７８から噴出された不活性ガスが、被処理物１７０の周囲において充満し、酸素濃度は相当低下する。このため、被処理物１７０が加熱された状態から冷却されるまで、被処理物１７０の周囲には、酸素が殆ど存在しないため、酸化膜除去後の被処理物１７０への酸化膜の再形成等を好適に防止することが可能となる。

このように、プラズマ照射システム１５０においても、被処理物１７０が加熱された後に、プラズマ処理が行われることから、効率的にプラズマ処理を行うことが可能となる。また、プラズマ処理終了後には、被処理物１７０が素早く冷却されるため、被処理物１７０が加熱された状態での酸化膜の再形成等を適切に防止することが可能となる。特に、加熱された状態の被処理物１７０へのプラズマ照射、被処理物１７０の冷却の間、継続的に、被処理物１７０の周囲に不活性ガスが充満しているため、酸化膜の再形成等を確実に防止することが可能となる。さらに言えば、加熱された状態のステージ１６０が矢印１７２の方向に搬送されるだけで、被処理物１７０の加熱処理、被処理物１７０へのプラズマ処理、被処理物１７０の冷却処理が、順次、行われる。これにより、例えば、多くの被処理物１７０に対して、順次、プラズマ処理を行うことが可能となる。

ちなみに、プラズマ照射システム１０は、プラズマ照射システムの一例である。プラズマ照射装置２０は、照射装置の一例である。ハウジング２２は、ハウジングの一例である。加熱ガス噴出装置２４は、加熱装置の一例である。冷却ガス噴出装置２６は、冷却装置の一例である。ステージ２８は、ステージの一例である。移動装置３０は、移動装置の一例である。貫通穴７６は、照射口の一例である。貫通穴８２は、第１噴出口の一例である。貫通穴８８は、第２噴出口の一例である。プラズマ照射システム１５０は、プラズマ照射システムの一例である。ステージ１６０は、ステージの一例である。搬送装置１６２は、移動装置の一例である。プラズマ照射装置１６４は、照射装置の一例である。冷却ガス噴出装置１６６は、冷却装置の一例である。加熱装置１６８は、加熱装置の一例である。照射口１７６は、照射口の一例である。噴出口１７８は、第２噴出口の一例である。また、加熱処理部１２０により実行される工程は、加熱工程の一例である。照射処理部１２２により実行される工程は、照射工程の一例である。冷却処理部１２４により実行される工程は、冷却工程の一例である。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記第１実施例では、被処理物９０を加熱する装置として、加熱ガスを噴出する加熱ガス噴出装置２４が採用され、上記第２実施例では、被処理物１７０を加熱する装置として、ステージ１６０を加熱する加熱装置１６８が採用されているが、加熱ガス噴出装置２４と加熱装置１６８との２つの装置を採用することが可能である。つまり、第１実施例のプラズマ照射システム１０において、ステージ２８の内部に、加熱装置１６８を配設することが可能である。これにより、被処理物９０が、加熱ガス噴出装置２４と加熱装置１６８との２つの装置により加熱されることで、効果的に被処理物を加熱することが可能となる。

また、上記実施例のプラズマ照射装置２０，１６４では、水素を含む処理ガスが用いられているが、酸素を含む処理ガスを用いてもよい。つまり、上記実施例のプラズマ照射システム１０，１５０では、水素プラズマの還元効果を利用したプラズマ処理が行われているが、ラジカルの活性を利用したプラズマ処理を行うことも可能である。

また、上記実施例の冷却ガス噴出装置２６，１６６では、冷却された不活性ガスの噴出により被処理体が冷却されるが、常温の不活性ガスの噴出により被処理体を冷却してもよい。

１０：プラズマ照射システム２０：プラズマ照射装置（照射装置）２２：ハウジング２４：加熱ガス噴出装置（加熱装置）２６：冷却ガス噴出装置（冷却装置）２８：ステージ３０：移動装置７６：貫通穴（照射口）８２：貫通穴（第１噴出口）８８：貫通穴（第２噴出口）１５０：プラズマ照射システム１６０：ステージ１６２：搬送装置（移動装置）１６４：プラズマ照射装置（照射装置）１６６：冷却ガス噴出装置（冷却装置）１６８：加熱装置１７６：照射口１７８：噴出口（第２噴出口）

Claims

ステージに載置された被処理物を加熱する加熱装置と、
前記加熱装置によって加熱された被処理物にプラズマを照射する照射装置と、
前記照射装置によってプラズマ照射された被処理物に向かって不活性ガスを噴出することで、被処理物を冷却する冷却装置と
を備えたプラズマ照射システムであって、
前記加熱装置が、
前記ステージに載置された被処理物に向かって、加熱された不活性ガスを噴出することで、被処理物を加熱する装置であるプラズマ照射システムにおいて、
前記プラズマ照射システムが、
前記加熱装置と前記照射装置と前記冷却装置とに対して前記ステージを所定の方向に向かって移動、若しくは、前記ステージに対して前記加熱装置と前記照射装置と前記冷却装置とを前記所定の方向と反対の方向に向かって移動させる移動装置を備え、
前記加熱装置の不活性ガスを噴出する第１噴出口と、前記照射装置のプラズマを前記所定の方向に並ぶ複数のノズル穴から照射する照射口と、前記冷却装置の不活性ガスを噴出する第２噴出口とが、前記所定の方向に向かって前記第１噴出口、前記照射口、前記第２噴出口の順に、前記所定の方向に沿って配設されることを特徴とするプラズマ照射システム。
前記プラズマ照射システムが、下面の開口するハウジングを備え、
前記ハウジングの上面に、前記加熱装置の不活性ガスを噴出する第１噴出口と、前記照射装置のプラズマを照射する照射口と、前記冷却装置の不活性ガスを噴出する第２噴出口とが形成されることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ照射システム。
前記照射装置が、
水素を含む処理ガスに電圧を印加することでプラズマを発生させ、そのプラズマを被処理物に照射する装置であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマ照射システム。
ステージに載置された被処理物を加熱する加熱装置と、
前記加熱装置によって加熱された被処理物にプラズマを照射する照射装置と、
前記照射装置によってプラズマ照射された被処理物に向かって不活性ガスを噴出することで、被処理物を冷却する冷却装置と
を備えたプラズマ照射システムであって、
前記加熱装置が、
前記ステージに載置された被処理物に向かって、加熱された不活性ガスを噴出することで、被処理物を加熱する装置であるプラズマ照射システムにおいて、
前記プラズマ照射システムが、
前記加熱装置と前記照射装置と前記冷却装置とに対して前記ステージを所定の方向に向かって移動、若しくは、前記ステージに対して前記加熱装置と前記照射装置と前記冷却装置とを前記所定の方向と反対の方向に向かって移動させる移動装置を備え、
前記加熱装置の不活性ガスを噴出する第１噴出口と、前記照射装置のプラズマを前記所定の方向を長手方向とするノズルから照射する照射口と、前記冷却装置の不活性ガスを噴出する第２噴出口とが、前記所定の方向に向かって前記第１噴出口、前記照射口、前記第２噴出口の順に、前記所定の方向に沿って配設されることを特徴とするプラズマ照射システム。
被処理物にプラズマを照射するプラズマ照射方法であって、
当該プラズマ照射方法が、
ステージに載置された被処理物に向かって、加熱された不活性ガスを加熱装置によって噴出することで、被処理物を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程において加熱された被処理物にプラズマを照射装置によって照射する照射工程と、
前記照射工程においてプラズマ照射された被処理物に向かって不活性ガスを冷却装置によって噴出することで、被処理物を冷却する冷却工程と、
前記加熱装置と前記照射装置と前記冷却装置とに対して前記ステージを所定の方向に向かって移動、若しくは、前記ステージに対して前記加熱装置と前記照射装置と前記冷却装置とを前記所定の方向と反対の方向に向かって移動させる移動工程と
を含み、
前記加熱装置の不活性ガスを噴出する第１噴出口と、前記照射装置のプラズマを前記所定の方向に並ぶ複数のノズル穴から照射する照射口と、前記冷却装置の不活性ガスを噴出する第２噴出口とが、前記所定の方向に向かって前記第１噴出口、前記照射口、前記第２噴出口の順に、前記所定の方向に沿って配設されることを特徴とするプラズマ照射方法。
前記照射工程が、
水素を含む処理ガスに電圧を印加することでプラズマを発生させ、そのプラズマを被処理物に照射する工程であることを特徴とする請求項５に記載のプラズマ照射方法。
被処理物にプラズマを照射するプラズマ照射方法であって、
当該プラズマ照射方法が、
ステージに載置された被処理物に向かって、加熱された不活性ガスを加熱装置によって噴出することで、被処理物を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程において加熱された被処理物にプラズマを照射装置によって照射する照射工程と、
前記照射工程においてプラズマ照射された被処理物に向かって不活性ガスを冷却装置によって噴出することで、被処理物を冷却する冷却工程と、
前記加熱装置と前記照射装置と前記冷却装置とに対して前記ステージを所定の方向に向かって移動、若しくは、前記ステージに対して前記加熱装置と前記照射装置と前記冷却装置とを前記所定の方向と反対の方向に向かって移動させる移動工程と
を含み、
前記加熱装置の不活性ガスを噴出する第１噴出口と、前記照射装置のプラズマを前記所定の方向を長手方向とするノズルから照射する照射口と、前記冷却装置の不活性ガスを噴出する第２噴出口とが、前記所定の方向に向かって前記第１噴出口、前記照射口、前記第２噴出口の順に、前記所定の方向に沿って配設されることを特徴とするプラズマ照射方法。