JP6891788B2

JP6891788B2 - プラズマ装置

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Publication number: JP6891788B2
Application number: JP2017238471A
Authority: JP
Inventors: 哲治馬場; 典之加藤
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Filing date: 2017-12-13
Publication date: 2021-06-18
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Description

本発明は、プラズマ装置に関する。

プラズマＣＶＤ法により、基板に成膜を行う装置が知られている。特許文献１には、以下のような成膜装置が記載されている。この成膜装置は、成膜室の上部の壁と下部の壁とで基板を挟み込み、成膜室に成膜ガスを充填し、成膜室の内部の基板の下側に配置された高周波電極から基板の上側に配置された接地電極に向かうプラズマを発生させることにより、成膜を行う。

特開２００９−６２５７９号公報

基板の成膜対象部分の外周に成膜をすべきでない部分（以下「非成膜対象部分」とも呼ぶ）を設ける場合、その非成膜対象部分を覆うようにマスキング部材を配置することが多い。例えば、基板を挟み込んでいる成膜室の上部の壁と下部の壁の間にある部分（非成膜対象部分）では、プラズマの侵入が抑制され、プラズマから受け取る熱による温度上昇が抑制される。このため、非成膜対象部分と成膜対象部分との温度差は大きくなる。その結果、成膜時の非成膜対象部分と成膜対象部分との温度差に起因して、処理対象物が変形し、処理後も処理対象物に変形が残ることがあった。なお、この問題は、プラズマにより成膜を行なう場合のみならず、プラズマによりエッチングを行う場合においても同様である。そのため、成膜又はエッチングのプラズマ処理を行うプラズマ装置において、処理対象物の処理対象部分と非処理対象部分の温度差により発生する処理対象物の変形を抑制可能な技術が望まれていた。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
（１）本発明の一形態によれば、ワークにプラズマ処理を行なうプラズマ装置が提供される。このプラズマ装置は、対向して配置される第１型及び第２型を有し、前記第１型及び前記第２型によって形成される密閉空間の内部に前記ワークが配される容器を備える。前記ワークは、処理対象部分と、処理対象物に垂直な方向に沿って見たときに前記処理対象部分の一部よりも前記処理対象物の外周側に位置する非処理対象部分と、を有する処理対象物と、前記非処理対象部分を覆うマスキング部材と、を有する。前記第１型は、前記処理対象部分に対向して配置され、プラズマを発生させる第１窪み部と、前記非処理対象部分を覆う前記マスキング部材の少なくとも一部に対向して配置され、プラズマを発生させる第２窪み部と、前記第１窪み部および前記第２窪み部を囲むように配され、前記第１窪み部および前記第２窪み部よりも前記第２型に近い位置に配される対向平面部と、を有する。前記第２窪み部の深さは、前記第１窪み部の深さとは異なる値に設定される。
この形態のプラズマ装置によれば、第２窪み部において発生するプラズマによって非処理対象部分の温度を上昇させることができ、処理対象部分の温度と非処理対象部分の温度の温度差を抑制することができるので、処理対象物の変形を抑制することができる。

（２）上記形態のプラズマ装置において、前記第２窪み部の深さは前記第１窪み部の深さよりも小さく設定されるとしてもよい。
この形態のプラズマ装置によれば、ワークが密封される空間の大きさの増大を抑えつつ、第２窪み部において発生するプラズマによって非処理部分の温度を上昇させることができる。

（３）上記形態のプラズマ装置において、前記第１型は、さらに、前記第１窪み部と前記第２窪み部とを仕切る仕切壁を有し、前記仕切壁と前記マスキング部材との間に隙間が形成されており、前記隙間は、前記第２窪み部の底面と前記マスキング部材との間の間隔よりも小さい、としてもよい。
この形態のプラズマ装置においては、隙間を介して、第１窪み部内の物質が第２窪み部内に流入するため、第２窪み部内においてもプラズマが発生する。その結果、第２窪み部において非処理部分の温度を上昇させることができ、処理対象部分の温度と非処理対象部分の温度の温度差を抑制することができる。そのため、処理対象物の変形を抑制することができる。

（４）上記形態のプラズマ装置において、前記第１型は、前記第２窪み部の底面を構成する移動可能な底面部材を有し、前記プラズマ装置は、前記第２窪み部の底面の位置を変更することによって前記第２窪み部の深さを調整する深さ調整部を有する、としてもよい。
この形態のプラズマ装置によれば、第２窪み部の深さを調整することによって、非処理対象部分の温度を上昇させて処理対象部分と非処理対象部分との温度差を適切な値としつつ、第１型と第２型によって形成される密閉空間の大きさを、適切に設定することができる。

（５）上記形態のプラズマ装置において、さらに、前記第１型は、前記第１窪み部の底面を構成する移動可能な底面部材を有し、前記深さ調整部は、前記第１窪み部の底面の位置を変更することによって前記第１窪み部の深さを調整する、としてもよい。
この形態のプラズマ装置によれば、第１窪み部及び第２窪み部の深さを独立して調整することにより、処理対象部分と非処理対象部分との温度差を小さく調整することができる。また、処理対象部分のプラズマ処理に必要なプラズマ量に応じて第１窪み部及び第２窪み部の深さを調整することができる。

（６）上記形態のプラズマ装置において、さらに、前記処理対象部分の温度を計測する第１放射温度計と、前記非処理対象部分に対応する前記マスキング部材の部分の温度を計測する第２放射温度計と、を有し、前記深さ調整部は、前記第１放射温度計により計測される前記処理対象部分の温度と、前記第２放射温度計により計測される前記非処理対象部分の温度との温度差が、予め定めた許容温度差以内に収まるように、前記調整を実行する、としてもよい。
この形態のプラズマ装置によれば、処理対象部分の温度と非処理対象部分の温度との温度差を、予め定めた許容温度差以内に確実に収めることができる。

（７）上記形態のプラズマ装置において、さらに、前記第１窪み部内に配置された第１印加電極と、前記第２窪み部内に配置された第２印加電極と、前記第１印加電極及び前記第２印加電極に、それぞれ独立して高周波電力を印加する高周波電力印加部と、を備える、としてもよい。
この形態のプラズマ装置によれば、第２印加電極に高周波電力を印加して非処理対象部分の温度を上昇させることにより、処理対象部分と非処理対象部分との温度差を小さくすることができる。

（８）上記形態のプラズマ装置において、さらに、前記処理対象部分の温度を計測する第１放射温度計と、前記非処理対象部分に対応する前記マスキング部材の部分の温度を計測する第２放射温度計と、を有し、前記高周波電力印加部は、前記第１放射温度計により計測される前記処理対象部分の温度と、前記第２放射温度計により計測される前記非処理対象部分の温度との温度差が、予め定めた許容温度差以内に収まるように、少なくとも前記第２印加電極に印加する高周波電力を調整する、としてもよい。
この形態のプラズマ装置によれば、処理対象部分の温度と非処理対象部分の温度との温度差を、予め定めた許容温度差以内に確実に収めることができる。

本発明は、上述したプラズマ装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、プラズマ処理を行う方法や、プラズマ装置の制御方法及び制御装置、それらの装置又は方法の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の形態で実現することができる。

本発明の第１実施形態におけるプラズマ装置の構成を示す概略断面図。プラズマ装置の分解斜視図。プラズマ装置の部分拡大図。プラズマ装置によるプラズマ処理方法の一例について示す工程図。第２実施形態におけるプラズマ装置の構成を部分的に示す部分概略断面図。第３実施形態におけるプラズマ装置を示す図。第４実施形態におけるプラズマ装置を示す図。第５実施形態におけるプラズマ装置の構成を部分的に示す部分概略断面図。第６実施形態におけるプラズマ装置を示す図。第７実施形態におけるプラズマ装置を示す図。第８実施形態におけるプラズマ装置の構成を部分的に示す部分概略断面図。

Ａ．第１実施形態：
図１は、本発明の第１実施形態におけるプラズマ装置２００の構成を示す概略断面図である。図２は、プラズマ装置２００の分解斜視図である。図１及び図２には、相互に直交するＸＹＺ軸が図示されている。Ｙ軸方向は鉛直方向を示し、Ｘ軸方向は水平方向を示し、Ｚ軸方向はＹ軸及びＸ軸に垂直な方向を示す。このことは、以降の図においても同様である。

プラズマ装置２００は、いわゆるプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によって、導電性を有するワークＷの処理対象部分１０Ａに薄膜を形成する装置である。ワークＷは、処理対象物１０とマスキング部材２０とを含む。処理対象物１０は、処理対象部分１０Ａと非処理対象部分１０Ｂとを含む。非処理対象部分１０Ｂは、処理対象物１０に垂直な方向に沿って見たときに処理対象部分１０Ａの一部よりも処理対象物１０の外周側に位置する。より具体的には、非処理対象部分１０Ｂは、処理対象部分１０Ａを囲むように配されている。なお、本明細書において、「ＢがＡを囲む」とは、Ｂに含まれる２点であって、その２点を結ぶ直線がＡの一部と交わるような２点を取りうるように、Ａに対してＢが配されていることを意味する。処理対象部分１０Ａは、処理対象物１０の表面および裏面のうち、プラズマ装置２００によって、薄膜が形成される部分である。非処理対象部分１０Ｂは、処理対象物１０の表面および裏面のうち、プラズマ装置２００によって、薄膜が形成されない部分である。非処理対象部分１０Ｂは、処理対象部分１０Ａに接続されている。第１実施形態において、処理対象物１０は、燃料電池のセパレータの基材として用いられる矩形の板状の金属部材、例えば、チタン（Ｔｉ）の板材である。但し、処理対象物の素材は、これに限定されるものではなく、アルミニウム（Ａｌ），ステンレス鋼（ＳＵＳ）等であってもよい。

マスキング部材２０は、非処理対象部分１０Ｂの表面およびワークＷの端部側面を覆う板状の部材である。マスキング部材２０は、処理対象物１０の処理対象部分１０Ａにおいて開口している板状の部材である。プラズマ装置２００は、開口を通じて処理対象物１０の処理対象部分１０Ａにのみ、薄膜（例えば導電性の炭素系の薄膜）を形成する。

プラズマ装置２００は、真空容器（チャンバー）１００と、絶縁部材３０と、電力印加部７０と、を備える。プラズマ装置２００は、さらに、開閉装置５０と、搬送装置５５と、ガス供給装置８０と、排気装置９０と、制御部９５と、パレット１３０と、シール部材６１，６２と、を備える。なお、図２では、開閉装置５０と、搬送装置５５と、電力印加部７０及びその電力導入部７１と、ガス供給装置８０及びその供給口８１と、排気装置９０及び排気口９１と、制御部９５と、は図示を省略している。

真空容器１００は、分割可能な金属製の容器である。真空容器１００は、第１型１１０と、第１型１１０に対向して配置された第２型１２０と、を備える。第１型１１０は、ワークＷの上面側において、処理対象部分１０Ａに対向して配置される第１窪み部１１４と、非処理対象部分１０Ｂに対向して配置される第２窪み部１１７と、ワークＷを囲むように配されるパレット１３０と、マスキング部材２０に覆われたワークＷの外周部分と、の一部に対向して配置される対向平面部１１１と、を備える（図１参照）。

第１窪み部１１４及び第２窪み部１１７は、ワークＷから離間する方向に窪んでおり、第１実施形態ではワークＷの上面に対して上方（＋Ｙ方向）に窪んでいる。第２窪み部１１７は、第１窪み部１１４よりも浅い深さを有している。すなわち、第２窪み部１１７は、対向平面部１１１に対して、Ｙ軸方向＋側にへこんでいる。第１窪み部１１４は、第２窪み部１１７に対して、Ｙ軸方向＋側にへこんでいる。対向平面部１１１は、第１窪み部１１４および第２窪み部１１７よりも第２型１２０に近い位置に配される略平面状の部位である。

第２窪み部１１７は、第１窪み部１１４を囲むように配される。対向平面部１１１は、第２窪み部１１７を囲むように配される。対向平面部１１１は、第２窪み部１１７に接続されている。対向平面部１１１は、ワークＷの外周部分が対向して配置される部分である。第１窪み部１１４は、側面１１２と底面１１３とを備える。第２窪み部１１７は、側面１１５と底面１１６とを備える。第１窪み部１１４の側面１１２は第２窪み部１１７の底面１１６に接続され、第２窪み部１１７の側面１１５は対向平面部１１１の内周側の端部に接続されている。なお、本明細書においては、窪み部において、開口とは逆の側にある内壁を構成する面を、「底面」と呼ぶ。

第２型１２０は、ワークＷの下面側において、第１型１１０の対向平面部１１１と第１窪み部１１４と第２窪み部１１７にそれぞれ略対称に配置される対向平面部１２１と第１窪み部１２４と第２窪み部１２７を備える（図１参照）。第２型１２０の対向平面部１２１は第１型１１０の対向平面部１１１に平行であり、第１実施形態ではＸＺ平面に平行である。

また、第２型１２０の第１窪み部１２４及び第２窪み部１２７は、ワークＷの下面側の処理対象部分１０Ａに対して下方（−Ｙ方向）に窪んでいる（図１参照）。第２窪み部１２７は、第１窪み部１２４よりも浅い深さを有している。第１窪み部１２４は、側面１２２と底面１２３とを備える。第２窪み部１２７は、側面１２５と底面１２６とを備える。第１窪み部１２４の側面１２２は第２窪み部１２７の底面１２６に接続され、第２窪み部１２７の側面１２５は対向平面部１２１の内周側の端部に接続されている。

なお、以下の説明において、ワークＷを挟んで第１型１１０側と第２型１２０側の同じ構成要素を、特に区別する場合には、第１型１１０側の構成要素の前に「上側」、第２型１２０側の構成要素の前に「下側」を付す場合もある。例えば、第１型１１０の対向平面部１１１、第１窪み部１１４及び第２窪み部１１７を、それぞれ上側対向平面部１１１、上側第１窪み部１１４及び上側第２窪み部１１７とも呼ぶ。第２型１２０の対向平面部１２１、第１窪み部１２４及び第２窪み部１２７を、それぞれ下側対向平面部１２１、下側第１窪み部１２４及び下側第２窪み部１２７とも呼ぶ。

ワークＷが、閉じられた状態の真空容器１００の密閉空間内に配された状態おいて、ワークＷは、対向平面部１１１，１２１から離間されている。また、ワークＷの処理対象部分１０Ａは、第１窪み部１１４，１２４内の空間に向かい合っている。非処理対象部分１０Ｂは、第２窪み部１１７，１２７内の空間に向かい合っている。処理対象部分１０Ａの外周を構成する端部は、第１窪み部１１４，１２４の空間内に配置される。より具体的には、処理対象部分１０Ａの端部は、（ｉ）第１窪み部１１４，１２４の側面１１２，１２２を含むＺＹ平面に平行な二つの平面と、（ｉｉ）第１窪み部１１４の底面１１３を含むＸＺ平面に平行な一つの平面と、（ｉｉｉ）第１窪み部１２４の底面１２３を含むＸＺ平面に平行な一つの平面と、（ｉｖ）第１窪み部１１４，１２４を規定する図１に示されないＸＹ平面に平行な二つの平面と、によって区画される第１窪み部１１４，１２４の空間内に配置される。

第１型１１０及び第２型１２０は、真空容器１００内にガス供給装置８０からガスを供給するための供給口８１と、真空容器１００内を排気装置９０によって排気するための排気口９１と、を備える。供給口８１及び排気口９１には、開閉可能な弁（不図示）が設けられている。また、第２型１２０は、ワークＷに電圧を印加するための電力導入部７１を備える。第２型１２０と電力導入部７１との間は、絶縁部材３５によって電気的に絶縁されている。第１実施形態において、真空容器１００は、アース電位を有している。

なお、第１実施形態では、ワークＷのうち第１窪み部１１４，１２４内に位置する部分には、ワークＷの上面側と下面側とを貫通する孔が開いていない。しかし、当該部分には、真空容器１００が閉じられた状態においてワークＷの上面側と下面側とを貫通する孔が設けられていてもよい。

第１実施形態では、マスキング部材２０は、上側マスキング部材２１と下側マスキング部材２２とを有する。上側マスキング部材２１は、処理対象物１０の第１型１１０側に配置されている。下側マスキング部材２２は、処理対象物１０の第２型１２０側に配置されている。第１実施形態において、下側マスキング部材２２は、処理対象物１０を支持する。マスキング部材２０は、導電性の部材で形成されている。処理対象物１０とマスキング部材２０とは、接触することにより電気的に接続されている。なお、マスキング部材２０（２１，２２）を構成する部材としては、チタン（Ｔｉ），アルミニウム（Ａｌ），ステンレス鋼（ＳＵＳ）等が用いられる。

絶縁部材３０は、第１型１１０の対向平面部１１１と第２型１２０との間に配置されている。第１実施形態では、絶縁部材３０は対向平面部１１１と対向平面部１２１との間に配置されている。絶縁部材３０は、ワークＷの上面側の処理対象部分１０Ａを上側第１窪み部１１４内の空間に向け、上面側の非処理対象部分１０Ｂを上側第２窪み部１１７内の空間に向けるとともに、ワークＷを対向平面部１１１から離間させた状態で、ワークＷに接触する。また、第１実施形態では、絶縁部材３０は、ワークＷの下面側の処理対象部分１０Ａを下側第１窪み部１２４内の空間に向け、下面側の非処理対象部分１０Ｂを下側第２窪み部１２７内の空間に向けるとともに、ワークＷを対向平面部１２１から離間させた状態で、ワークＷに接触する。第１実施形態では、絶縁部材３０は、ワークＷのうちの下側マスキング部材２２に接触して下側マスキング部材２２を支持する。絶縁部材３０は、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）や二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）等のセラミックスで形成されている。

パレット１３０は、金属製の板状部材である。パレット１３０は、ワークＷを真空容器１００内に搬送する部材でもある。パレット１３０には、絶縁部材３０、下側マスキング部材２２、処理対象物１０及び上側マスキング部材２１が、この順に＋Ｙ方向に積載される（図１参照）。第１実施形態において、パレット１３０は、アース電位を有している。なお、パレット１３０を構成する金属製の部材としては、チタン（Ｔｉ），アルミニウム（Ａｌ），ステンレス鋼（ＳＵＳ）等が用いられる。

シール部材６１，６２は、第１型１１０の対向平面部１１１と第２型１２０との間に配置されている。シール部材６１，６２は、真空容器１００内の気密を保つための部材である。シール部材６１，６２は、絶縁性の部材であり、第１実施形態ではゴム製の環状部材である。第１実施形態では、シール部材６１，６２としてオーリングを用いている。第１実施形態では、シール部材６１は第１型１１０に設けられた溝部に嵌め込まれており、第１型１１０の対向平面部１１１とパレット１３０との間に配置されている。シール部材６２は、第２型１２０に設けられた溝部に嵌め込まれており、第２型１２０の対向平面部１２１とパレット１３０との間に配置されている。

開閉装置５０は、真空容器１００を開閉するための装置である。第１実施形態では、開閉装置５０は、第１型１１０を＋Ｙ方向に移動させて真空容器１００を開き、第１型１１０を−Ｙ方向に移動させて真空容器１００を閉じる。

搬送装置５５は、パレット１３０を真空容器１００の第１型１１０と第２型１２０との間（本明細書において、「真空容器１００内」とも表記する）へ搬送し、パレット１３０を真空容器１００外へ搬送するための装置である。第１実施形態では、搬送装置５５は、パレット１３０の端部１３０ｔに接触して、真空容器１００が開いた状態において、パレット１３０及びパレット１３０に積載された絶縁部材３０及びワークＷ（マスキング部材２０，処理対象物１０）を真空容器１００内（第１型１１０と第２型１２０との間）に搬送する。また、搬送装置５５は、搬送したパレット１３０を下方に移動させることによって、シール部材６２を介してパレット１３０を第２型１２０上に設置する。また、搬送装置５５は、上方に移動させたパレット１３０をＸＺ平面に沿って移動させて真空容器１００外へ搬送することも可能である。

電力印加部７０は、プラズマを発生させるための装置である。電力印加部７０は、ワークＷに直流電力を印加する。電力印加部７０は、真空容器１００内に供給された原料ガスをプラズマ化するための電場を生成する。第１実施形態では、電力導入部７１と処理対象物１０及びマスキング部材２０は陰極であり、第１型１１０、第２型１２０及びパレット１３０は陽極である。第１実施形態では、電力印加部７０は、下側マスキング部材２２を通じて処理対象物１０にバイアス電圧を印加する。電力印加部７０は、例えば、電力導入部７１に−３０００Ｖの電圧を印加することができる。なお、第１実施形態では、真空容器１００及びパレット１３０はアース（０Ｖ）に接続されている。

ガス供給装置８０は、供給口８１を介して、真空容器１００内にキャリアガス及び原料ガスを供給する。第１実施形態では、ガス供給装置８０は、キャリアガスとして例えば窒素（Ｎ_２）ガスやアルゴン（Ａｒ）ガスを供給し、原料ガスとして例えばピリジン（Ｃ_５Ｈ_５Ｎ）ガスを供給する。ガス供給装置８０は、異なる種類のガスを貯留する複数のタンクと接続されている。ガス供給装置８０は、各タンクと供給口８１との間に設けられた切替弁が操作されることにより、供給口８１に供給されるガスの種類を切り替えることが可能である。また、ガス供給装置８０は、真空容器１００内の圧力を、開閉装置５０が真空容器１００を開くことが可能な程度の圧力に戻すために、プラズマ装置２００による成膜後やエッチング後に、真空容器１００内に例えば窒素ガスを供給する。

排気装置９０は、排気口９１を介して、真空容器１００内を排気する。排気装置９０は、例えば、ロータリーポンプや拡散ポンプ、ターボ分子ポンプ等により構成される。

制御部９５は、プラズマ装置２００全体の動作を制御する。制御部９５は、ＣＰＵとメモリーとを含む。ＣＰＵは、メモリーに格納されたプログラムを実行することによって、プラズマ装置２００によるプラズマ処理の制御を行う。このプログラムは、各種記録媒体に記録されていてもよい。例えば、制御部９５は、開閉装置５０を制御することにより真空容器１００を開閉し、搬送装置５５を制御することによりパレット１３０を搬送する。また、制御部９５は、排気装置９０を制御することにより真空容器１００内を排気し、ガス供給装置８０を制御することにより真空容器１００内にガスを供給し、電力印加部７０を制御することによりワークＷに電力を印加する。

図３は、プラズマ装置２００の部分拡大図である。図３には、図１に破線で示したＲ部分が示されている。図３には、ワークＷと絶縁部材３０との接触点Ｐ１と、ワークＷと絶縁部材３０との接触点Ｐ２と、が示されている。接触点Ｐ１は、ワークＷと絶縁部材３０とが接触する箇所のうち、上側対向平面部１１１に対向する箇所である。接触点Ｐ１は、プラズマ装置２００の断面（図３参照）において、ワークＷと絶縁部材３０とが接触する箇所のうち、上側対向平面部１１１に最も近い接触箇所である。接触点Ｐ２は、ワークＷと絶縁部材３０とが接触する箇所のうち、下側対向平面部１２１に対向する箇所である。接触点Ｐ２は、プラズマ装置２００の断面（図３参照）において、ワークＷと絶縁部材３０とが接触する箇所のうち、下側対向平面部１２１に最も近い接触箇所である。

図３には、上側第１窪み部１１４の深さＤ１１４及び上側第２窪み部１１７の深さＤ１１７が示されている。深さＤ１１４は、上側対向平面部１１１のワークＷに対向する平面と上側第１窪み部１１４の底面１１３との距離（間隔）であり、深さＤ１１７は、上側対向平面部１１１のワークＷに対向する平面と上側第２窪み部１１７の底面１１６との距離（間隔）である。深さＤ１１４は第１窪み部１１４でプラズマを発生させることが可能な大きさに設定されている。深さＤ１１７も第２窪み部１１７でプラズマを発生させることが可能な大きさに設定されている。但し、本例では、Ｄ１１４＞Ｄ１１７に設定されている。図示及び説明は省略するが、下側第１窪み部１２４の深さ及び下側第２窪み部１２７の深さも同様に設定されている。

図３にはさらに、接触点Ｐ１と上側対向平面部１１１との距離Ａ１と、ワークＷと上側第１窪み部１１４の底面１１３との距離Ｂ１と、ワークＷと上側第２窪み部１１７の底面１１６との距離Ｃ１と、が示されている。距離Ａ１は、ワークＷと絶縁部材３０との接触箇所と、上側対向平面部１１１との最短距離である。距離Ｂ１は、上側第１窪み部１１４と対向するワークＷと、上側第１窪み部１１４の底面１１３との距離であり、上側第１窪み部１１４の底面１１３とワークＷとの最短距離である。距離Ｃ１は、上側第２窪み部１１７と対向するワークＷと、上側第２窪み部１１７の底面１１６との距離であり、上側第２窪み部１１７の底面１１６とワークＷとの最短距離である。

また、図３には、接触点Ｐ２と下側対向平面部１２１との距離Ａ２と、ワークＷと下側第１窪み部１２４の底面１２３との距離Ｂ２と、ワークＷと下側第２窪み部１２７の底面１２６との距離Ｃ２と、が示されている。距離Ａ２は、ワークＷと絶縁部材３０との接触箇所と、下側対向平面部１２１との最短距離である。距離Ｂ２は、下側第１窪み部１２４と対向するワークＷと、下側第１窪み部１２４の底面１２３との距離であり、下側第１窪み部１２４の底面１２３とワークＷとの最短距離である。距離Ｃ２は、下側第２窪み部１２７と対向するワークＷと、下側第２窪み部１２７の底面１２６との距離であり、下側第２窪み部１２７の底面１２６とワークＷとの最短距離である。

距離Ｂ１は、上側第１窪み部１１４の底面１１３とワークＷとの間に印加される電圧によって形成されるシースの距離（厚さ）よりも十分大きく、上側第１窪み部１１４の空間内でプラズマが十分に発生する大きさに設定されている。また、距離Ｃ１は距離Ｂ１よりも小さいが、上側第２窪み部１１７の底面１１６とワークＷとの間に印加される電圧によって形成されるシースの距離（厚さ）よりも十分大きく、上側第２窪み部１１７の空間内でプラズマが十分に発生する大きさに設定されている。

距離Ｂ２は、距離Ｂ１と同様に、下側第１窪み部１２４の底面１２３とワークＷとの間に印加される電圧によって形成されるシースの距離（厚さ）よりも十分大きく、下側第１窪み部１２４の空間内でプラズマが十分に発生する大きさに設定されている。また、距離Ｃ２も、距離Ｃ１と同様に、距離Ｂ２よりも小さいが、下側第２窪み部１２７の底面１２６とワークＷとの間に印加される電圧によって形成されるシースの距離（厚さ）よりも十分大きく、下側第２窪み部１２７の空間内でプラズマが十分に発生する大きさに設定されている。

プラズマ装置２００において、距離Ａ１は距離Ｂ１，Ｃ１よりも小さい。言い換えると、ワークＷと上側対向平面部１１１とで形成される空間は、ワークＷと上側第１窪み部１１４とで形成される空間、及びワークＷと上側第２窪み部１１７とで形成される空間よりも、奥行きが小さい。また、距離Ａ１は、上側対向平面部１１１とワークＷとの間に印加される電圧によって形成されるシースの距離よりも短く、プラズマの発生が抑制される大きさに設定されている。

距離Ａ２も、距離Ａ１と同様に、距離Ｂ２，Ｃ２よりも小さい。言い換えると、ワークＷと下側対向平面部１２１とで形成される空間は、ワークＷと下側第１窪み部１２４とで形成される空間、及びワークＷと下側第２窪み部１２７とで形成される空間よりも小さい。また、距離Ａ２も、距離Ａ１と同様に、下側対向平面部１２１とワークＷとの間に印加される電圧によって形成されるシースの距離よりも短く、プラズマの発生が抑制される大きさに設定されている。

第１実施形態では、距離（間隔）Ａ１及び距離（間隔）Ａ２は、ワークＷと真空容器１００との間に電力を印加した場合に、ワークＷと真空容器１００（上側対向平面部１１１，下側対向平面部１２１）との間に形成されるシースの距離（厚さ）よりも短い。第１実施形態では、距離Ａ１及び距離Ａ２は、２．０ｍｍ以下である。なお、真空容器１００とワークＷとの絶縁性を十分に保つ観点から、距離Ａ１及び距離Ａ２は、０．５ｍｍ以上であることが好ましい。

図３には、さらに、上側第２窪み部１１７と上側対向平面部１１１との接続箇所Ｑ１から接触点Ｐ１までのＸ軸に沿った距離と、下側第２窪み部１２７と下側対向平面部１２１との接続箇所Ｑ２から接触点Ｐ２までのＸ軸に沿った距離と、のうちの最短距離Ｌが示されている。距離Ｌは、上側第２窪み部１１７の側面１１５から接触点Ｐ１までのＸ軸に沿った距離と、下側第２窪み部１２７の側面１２５から接触点Ｐ２までのＸ軸に沿った距離と、のうちの最短距離でもある。距離Ｌは、０（ゼロ）よりも大きい値に設定されている。接触点Ｐ１，Ｐ２は、上側第２窪み部１１７の側面１１５や下側第２窪み部１２７の側面１２５から、距離Ｌ以上離れた位置に配される。その結果、接触点Ｐ１，Ｐ２と、電力導入部７１とマスキング部材２０との接触部とが、上側対向平面部１１１と下側対向平面部１２１との間に配置される。第１実施形態では、距離Ｌは、１０ｍｍ以上の値に設定される。

図４は、プラズマ装置２００によるプラズマ処理方法の一例について示す工程図である。以下では、プラズマ装置２００によりワークＷの一部に成膜を行う方法を例に挙げて説明する。制御部９５によってプラズマ装置２００による成膜の処理が開始されると、まず、ワークＷが真空容器１００内に搬送される（ステップＳ１０）。第１実施形態では、真空容器１００の第１型１１０が開閉装置５０によって＋Ｙ軸方向に移動され、絶縁部材３０及びワークＷ（マスキング部材２０，処理対象物１０）が積載されたパレット１３０が、搬送装置５５によって真空容器１００内（第１型１１０と、第２型１２０と、の間）に搬送される。搬送されたパレット１３０は、シール部材６２を介して第２型１２０上に配置される。

次に、真空容器１００が閉じられる（ステップＳ２０）。第１実施形態では、真空容器１００内（第１型１１０と、第２型１２０と、の間）にパレット１３０が搬送された後、開閉装置５０によって第１型１１０が−Ｙ軸方向に移動される。真空容器１００が閉じられると、処理対象部分１０Ａは真空容器１００の第１窪み部１１４，１２４及び第２窪み部１１７，１２７内の空間に向けられた状態になる。ワークＷは、対向平面部１１１，１２１から離間された状態で、真空容器１００の内部に密封される。

次に、真空容器１００内のガスが排気される（ステップＳ３０）。第１実施形態では、プラズマ装置２００は、例えば、窒素ガス雰囲気中に設置されている。ステップＳ３０では、排気装置９０によって排気口９１を介して真空容器１００内の窒素ガスが排気され、真空容器１００内が真空化される。

真空容器１００内のガスが排気されると、真空容器１００内に原料ガスが供給される（ステップＳ４０）。ステップＳ４０では、ガス供給装置８０によって供給口８１を介してキャリアガス及び原料ガスが供給される。真空容器１００内には、キャリアガスとして、例えば、水素ガス及びアルゴンガスが供給される。また、原料ガスとして、窒素ガス及びピリジンガスが供給される。ステップＳ４０では、真空容器１００内の圧力値は、例えば、１１Ｐａである。

次に、ワークＷに電力が印加される（ステップＳ５０）。電力印加部７０によってワークＷと真空容器１００との間に電力が印加されると、第１窪み部１１４，１２４内及び第２窪み部１１７，１２７内にプラズマが発生し、処理対象物１０の処理対象部分１０Ａに薄膜が形成される。以上のようにして、プラズマ装置２００による成膜が行われる。ステップＳ５０では、電力印加部７０によって、ワークＷに例えば−３０００Ｖの電力（直流電力）が印加される。ステップＳ５０が終了すると、原料ガスの供給と電力の印加とが停止されて成膜が終了する。

成膜が終了すると、真空容器１００内の圧力が調整される（ステップＳ５５）。第１実施形態では、真空容器１００内の圧力を、開閉装置５０によって真空容器１００を開くことが可能な程度の圧力に戻すために、ガス供給装置８０によって真空容器１００内に窒素ガスが供給される。なお、真空容器１００内の圧力が調整されると、第１型１１０が開閉装置５０によって＋Ｙ軸方向に移動され、搬送装置５５によって絶縁部材３０及びワークＷ（マスキング部材２０，処理対象物１０）が積載されたパレット１３０が、真空容器１００から搬出される。以上のようにしてプラズマ装置２００による一連のプラズマ処理方法が終了する。

ここで、プラズマを発生させて薄膜を形成する箇所は、処理対象物１０の処理対象部分１０Ａのみであるので、成膜する必要のない非処理対象部分１０Ｂが配置された空間においてプラズマを発生させる必要はない。また、成膜速度の高速化、供給するガス量の抑制等、成膜の際の様々な処理効率を向上させるためには、真空容器１００内の空間は小さい方が望ましい。これらの点を考慮した場合、真空容器としては、対向平面部１１１，１２１が第１窪み部１１４，１２４に接続されて、第２窪み部１１７，１２７（図１，図３参照）の無い構造が考えられる。しかしながら、上述したように、対向平面部１１１，１２１とワークＷとの間の空間の間隔Ａ１，Ａ２は、この間に形成されるシースの距離よりも小さくなるように設定されている。このため、この間でプラズマは発生せず、また、後述するように、第１窪み部１１４，１２４からのプラズマの侵入も抑制される。このため、非処理対象部分１０Ｂが対向平面部１１１，１２１に対向して配置されている場合、非処理対象部分１０Ｂを覆うマスキング部材２０及びこれに覆われた非処理対象部分１０Ｂでは、プラズマから受ける熱による温度上昇が抑制される。これにより、処理対象部分１０Ａに比べて非処理対象部分１０Ｂの温度が低くなり、その温度差が塑性変形発生温度差よりも大きくなることによって、成膜後の処理対象物１０に、反り、うねり等の塑性変形が発生する可能性が高い。

これに対して、第１実施形態のプラズマ装置２００では、上述したように、非処理対象部分１０Ｂに対向して配置された第２窪み部１１７，１２７を有している。第２窪み部１１７，１２７の空間は、第１窪み部１１４，１２４を介して供給された原料ガスをプラズマ状態とするのに必要な深さに設定されている。このため、第２窪み部１１７，１２７に対向して配置されているマスキング部材２０及びこれに覆われた非処理対象部分１０Ｂに、第２窪み部１１７，１２７で発生したプラズマから直接的に熱を加えることが可能であり、非処理対象部分１０Ｂと処理対象部分１０Ａとの温度差を抑制することが可能となる。そして、非処理対象部分１０Ｂと処理対象部分１０Ａとの境界における温度勾配を小さくすることが可能となる。これにより、成膜後の処理対象物１０の塑性変形の発生を抑制することができる。なお、第２窪み部１１７，１２７の空間は、第１窪み部１１４，１２４を介して供給された原料ガスをプラズマ状態とするのに必要な深さで、かつ、第１窪み部１１４，１２４の空間とは異なる深さに設定されている。

なお、非処理対象部分１０Ｂに加えられるプラズマからの熱量は、第２窪み部１１７，１２７で発生するプラズマの量に応じて変化する。従って、第２窪み部１１７，１２７の空間が大きい方が、すなわち、第２窪み部１１７，１２７の深さが深い方が多くなり、非処理対象部分１０Ｂと処理対象部分１０Ａとの温度差を抑制することが可能である。しかしながら、第２窪み部１１７，１２７を配置することによって、真空容器１００の内部空間が拡張される。このため、第２窪み部１１７，１２７の深さがより深い態様においては、空間内のガスを排気して真空化するための時間の増大、空間内に供給するガス量の増加及びそのための時間の増大等を招く。このため、第２窪み部１１７，１２４は、成膜後の処理対象物１０に許容される変形量を満たす大きさの範囲内で極力小さくすることが好ましい。

そこで、第１実施形態では、第２窪み部１１７，１２７は、第１窪み部１１４，１２４とは異なる深さに設定される。この第２窪み部１１７，１２７の深さは、予め、非処理対象部分１０Ｂと処理対象部分１０Ａとの温度差が許容温度差以内に収まる条件を実験により求めて、適切な値に設定すればよい。なお、第１実施形態では、図３に示したように、ワークＷと第２窪み部１１７，１２７の底面１１６，１２６との距離Ｃ１，Ｃ２は、ワークＷと第１窪み部１１４，１２４の底面１１３，１２３との距離Ｂ１，Ｂ２よりも小さく設定されている。すなわち、第２窪み部１１７，１２７の深さは、第１窪み部１１４，１２４の深さよりも小さく設定されている。この設定では、第２窪み部１１７，１２７を設けたことによる、真空化のための時間の増大や、ガス供給のための時間の増大を極力抑制することが可能である。

以上説明したように、第１実施形態のプラズマ装置２００によれば、処理対象物１０の非処理対象部分１０Ｂに対向して配置される第２窪み部１１７，１２７においてプラズマを発生させ、マスキング部材２０及びマスキング部材２０に覆われた非処理対象部分１０Ｂにプラズマから直接的に熱を加えることができる。これにより、非処理対象部分１０Ｂと処理対象部分１０Ａとの温度差を抑制することが可能となり、成膜後の処理対象物１０の塑性変形の発生を抑制することが可能である。

また、変形量が許容値を超えて発生したセパレータを燃料電池に用いた場合、燃料電池の変形によって複数の燃料電池をスタック化した際の燃料電池間のずれを招き、発電性能の低下を招く。これに対して、第１実施形態のプラズマ装置２００によって塑性変形の発生が抑制されたセパレータを燃料電池に用いれば、複数の燃料電池をスタック化した際に発生する燃料電池間のずれを抑制することができ、発電性能の低下を抑制することができる。

また、図３に示したように、真空容器１００が閉じた状態において、ワークＷと接触する絶縁部材３０は第１型１１０の上側対向平面部１１１と第２型１２０の下側対向平面部１２１との間に配置されている。ワークＷと絶縁部材３０との接触点Ｐ１と、上側対向平面部１１１と、の距離Ａ１は、ワークＷと上側第１窪み部１１４の底面１１３との距離Ｂ１及びワークＷと上側第２窪み部１１７の底面１１６との距離Ｃ１（＜Ｂ１）よりも小さくなっている。このため、ワークＷと上側対向平面部１１１とで形成される空間に、上側第１窪み部１１４及び上側第２窪み部１１７や下側第１窪み部１２４及び下側第２窪み部１２７で発生したプラズマが侵入することが抑制される。そのため、接触点Ｐ１におけるプラズマの量が低減されるので、異常放電の発生を抑制することができる。

同様に、ワークＷと絶縁部材３０との接触点Ｐ２と、下側対向平面部１２１と、の距離Ａ２は、ワークＷと下側第１窪み部１２４の底面１２３との距離Ｂ２及びワークＷと下側第２窪み部１２７の底面１２６との距離Ｃ２（＜Ｂ２）よりも小さくなっている。このため、ワークＷと下側対向平面部１２１とで形成される空間に、下側第１窪み部１２４及び下側第２窪み部１２７や上側第１窪み部１１４や上側第２窪み部１１７で発生したプラズマが侵入することが抑制される。そのため、接触点Ｐ２におけるプラズマの量が低減されるので、異常放電の発生を抑制することができる。

また、上側第２窪み部１１７と上側対向平面部１１１との接続箇所Ｑ１及び下側第２窪み部１２７と下側対向平面部１２１との接続箇所Ｑ２から、絶縁部材３０までのＸ軸に沿った距離Ｌは０（ゼロ）よりも大きいため、第１窪み部１１４，１２４及び第２窪み部１１７，１２７で形成されるプラズマが発生する空間と、ワークＷと絶縁部材３０との接触点Ｐ１，Ｐ２とが離れている。そのため、接触点Ｐ１，Ｐ２におけるプラズマの量がより低減される。その結果、ワークＷと絶縁部材３０との接触点Ｐ１，Ｐ２における異常放電の発生をより抑制することができる。

また、ワークＷと絶縁部材３０との接触点Ｐ１と、上側対向平面部１１１と、の距離Ａ１は、ワークＷと上側対向平面部１１１との間に形成されるシースの距離（厚さ）よりも短いため、ワークＷと上側対向平面部１１１との間にプラズマを発生させないようにすることができる。また、ワークＷと絶縁部材３０との接触点Ｐ２と、下側対向平面部１２１と、の距離Ａ２は、ワークＷと対向平面部１２１との間に形成されるシースの距離（厚さ）よりも短いため、ワークＷと対向平面部１２１との間にプラズマを発生させないようにすることができる。そのため、接触点Ｐ１，Ｐ２におけるプラズマの量が効果的に低減されるので、異常放電の発生を効果的に抑制することができる。

また、距離Ａ１及び距離Ａ２は２．０ｍｍ以下であるため、ワークＷと上側対向平面部１１１とで形成される空間及びワークＷと下側対向平面部１２１とで形成される空間に、第１窪み部１１４，１２４及び第２窪み部１１７，１２７からプラズマが侵入することが一層抑制される。また、ワークＷと対向平面部１１１，１２１との間にプラズマを発生させないようにすることができる。そのため、接触点Ｐ１，Ｐ２におけるプラズマの量が一層低減されるので、異常放電の発生を一層抑制することができる。

また、プラズマ装置２００において、ワークＷの処理対象部分１０Ａは第１窪み部１１４，１２４内の空間に向けられており、絶縁部材３０とワークＷの端部とは、上側対向平面部１１１と下側対向平面部１２１との間に位置している。そのため、ワークＷ全体をプラズマが発生する空間内に収容する場合と比較して、プラズマ装置２００を小型化することができる。また、プラズマ装置２００では、成膜のために排気が行われる空間が小さいので、排気に要する時間を短くすることができ、ワークＷに成膜を行うために要する時間を短くすることができる。

なお、上述の第１実施形態では、プラズマ装置２００によりワークＷの一部に成膜を行っている。これに対し、プラズマ装置２００により、ワークＷの一部にエッチングを行うプラズマ処理を行なうようにしてもよい。エッチングを行う場合には、上述のプラズマ処理のうち、ガスが供給される工程（図４のステップＳ４０）において、真空容器１００内に例えば主にアルゴンを含むガスが供給されてもよい。

Ｂ．第２実施形態：
図５は、第２実施形態におけるプラズマ装置２００ａの構成を部分的に示す部分概略断面図である。図５には、図１のＲ部分に相当する部分Ｒａが示されている。第２実施形態におけるプラズマ装置２００ａと第１実施形態におけるプラズマ装置２００とが異なる点は、マスキング部材２０ａ（２１ａ，２２ａ）が、傾斜面２３ａ，２４ａを有する点である。具体的には、上側マスキング部材２１ａは、処理対象部分１０Ａ側の端部に、上側第１窪み部１１４側に向けて傾斜した傾斜面２３ａを有する。また、下側マスキング部材２２ａは、処理対象部分１０Ａ側の端部に、下側第１窪み部１２４側に向けて傾斜した傾斜面２４ａを有する。傾斜面２３ａ，２４ａは、マスキング部材２０ａ（２１ａ，２２ａ）において、非処理対象部分１０Ｂと接触する接触面Ｓに対して傾斜する面である。第２実施形態では、傾斜面２３ａ，２４ａは処理対象部分１０Ａの端部と接触している。第２実施形態におけるプラズマ装置２００ａのその他の構成は、第１実施形態のプラズマ装置２００と同様であるため、説明を省略する。

第２実施形態のプラズマ装置２００ａによれば、処理対象部分１０Ａと接触する上側マスキング部材２１ａは、上側第１窪み部１１４側に向けて傾斜した傾斜面２３ａを備えるため、上側マスキング部材２１ａの端部に電界が集中することを抑制することができる。従って、ワークＷの上面側の処理対象部分１０Ａの端部において、成膜密度又はエッチング密度が低下することを抑制することができる。また、下側マスキング部材２２ａは、下側第１窪み部１２４側に向けて傾斜した傾斜面２４ａを備えるため、下側マスキング部材２２ａの端部に電界が集中することを抑制することができる。従って、ワークＷの下面側の処理対象部分１０Ａの端部において、成膜密度又はエッチング密度が低下することを抑制することができる。

なお、処理対象部分１０Ａの端部において、成膜密度又はエッチング密度が低下することをより抑制する観点から、傾斜面２３ａ，２４ａと接触面Ｓとのなす角である角度Ｔは、３０°以下であることが好ましい。なお、上側マスキング部材および下側マスキング部材において、傾斜面２３ａ，２４ａは、処理対象部分１０Ａに直接接触せず、傾斜面２３ａ，２４ａの先端と処理対象部分１０Ａとを接続する鉛直な（Ｙ方向に沿った）面が設けられていてもよい。そのような態様においても、上側マスキング部材２１ａの端部や下側マスキング部材２２ａの端部に電界が集中することを抑制することができる。従って、ワークＷの上面側および下面側の処理対象部分１０Ａの端部において、成膜密度又はエッチング密度が低下することを抑制することができる。

Ｃ．第３実施形態：
図６は、第３実施形態におけるプラズマ装置２００ｂを示す図である。プラズマ装置２００ｂと上述の第１実施形態におけるプラズマ装置２００（図１参照）とが異なる主な点は、パレット１３０を用いずワークＷが配置される点である。そのため、プラズマ装置２００ｂでは、真空容器１００ｂにおいて、第２型１２０ｂの対向平面部１２１ｂが絶縁部材３０ｂと接触しつつ、ワークＷと第２型１２０ｃとを離間させている。また、プラズマ装置２００ｂでは、第１実施形態のプラズマ装置２００と同様に、開閉装置５０、搬送装置５５、電力印加部７０、ガス供給装置８０、排気装置９０、及び、制御部９５を備えるが、図示の便宜上省略されている。

なお、上述の第１実施形態と同様に、第３実施形態においても、ワークＷと絶縁部材３０ｂとの接触点Ｐ１ｂと、上側対向平面部１１１と、の距離は、ワークＷと上側第２窪み部１１７の底面１１６との距離よりも小さい。また、ワークＷと絶縁部材３０ｂとの接触点Ｐ２ｂと、下側対向平面部１２１ｂと、の距離は、ワークＷと下側第２窪み部１２７の底面１２６との距離よりも小さい。また、上側第２窪み部１１７と上側対向平面部１１１との接続箇所Ｑ１及び下側第２窪み部１２７と下側対向平面部１２１との接続箇所Ｑ２から、接触点Ｐ１ｂ，Ｐ２ｂまでのＸ軸に沿った距離は、０（ゼロ）よりも大きい値に設定される。その結果、接触点Ｐ１ｂ，Ｐ２ｂ及び電力導入部７１とマスキング部材２０との接触部が、上側対向平面部１１１と下側対向平面部１２１との間に配置される。なお、第３実施形態のその他の構成は、上述の第１実施形態と同様である。

このプラズマ装置２００ｂにおいても、第１実施形態と同様に、塑性変形の発生を抑制することができる。また、プラズマ装置２００ｂ内における異常放電の発生を抑制することができる。

Ｄ．第４実施形態：
図７は、第４実施形態におけるプラズマ装置２００ｃを示す図である。プラズマ装置２００ｃは、第１実施形態のプラズマ装置２００（図１参照）とは異なり、処理対象物１０の第１窪み部１１４側のみに成膜又はエッチングのプラズマ処理を行う。そのため、プラズマ装置２００ｃでは、真空容器１００ｃの第２型１２０ｃと処理対象物１０との間に空間がなく、第２型１２０ｃ上に絶縁部材３０ｃが接触し、絶縁部材３０ｃ上に下側マスキング部材２２ｃが接触し、下側マスキング部材２２ｃ上に処理対象物１０の下側全面が接触する。また、プラズマ装置２００ｃは、ワークＷを載置するパレット１３０を備えていない。また、プラズマ装置２００ｃでは、第２型１２０側に代えて第１型１１０ｃ側に、電力導入部７１が備えられている。また、プラズマ装置２００ｃでは、第１実施形態のプラズマ装置２００と同様に、開閉装置５０、搬送装置５５、電力印加部７０、ガス供給装置８０、排気装置９０、及び、制御部９５を備えるが、図示の便宜上省略されている。

上述の第１実施形態と同様に、第４実施形態においても、ワークＷと絶縁部材３０ｃとの接触点Ｐ１ｃと、上側対向平面部１１１と、の距離は、ワークＷと上側第２窪み部１１７の底面１１６との距離よりも小さい。また、上側第２窪み部１１７と上側対向平面部１１１との接続箇所Ｑ１から接触点Ｐ１ｃまでのＸ軸に沿った距離は、０（ゼロ）よりも大きい値に設定される。その結果、接触点Ｐ１ｃ及び電力導入部７１とマスキング部材２０ｃとの接触部が、上側対向平面部１１１に対向する位置に配置される。なお、第４実施形態のその他の構成は、上述の第１実施形態と同様である。

このプラズマ装置２００ｃにおいても、第１実施形態と同様に、処理対象物１０の塑性変形の発生を抑制することができる。また、プラズマ装置２００ｃ内における異常放電の発生を抑制することができる。

Ｅ．第５実施形態：
図８は、第５実施形態におけるプラズマ装置２００ｄの構成を部分的に示す部分概略断面図である。図８には、図１のＲ部分に相当する部分Ｒｄが示されている。第５実施形態におけるプラズマ装置２００ｄと第１実施形態におけるプラズマ装置２００とが異なる点は、第２窪み部１１７ｄ，１２７ｄが、仕切壁１６０ｕ，１６０ｄを介して第１窪み部１１４，１２４の外側の周囲に配置されている点である。

上側第２窪み部１１７ｄと上側第１窪み部１１４との間の仕切壁１６０ｕは、上側第１窪み部１１４の側面１１２と、上側第２窪み部１１７ｄの内側の側面１１５ｐと、平面１１１ｐと、を含む。平面１１１ｐは、側面１１２と側面１１５ｐとに接続され、上側対向平面部１１１ｄのワークＷに対向する平面と同一のＸＺ平面上にある面である。また、下側第２窪み部１２７ｄと下側第１窪み部１２４との間の仕切壁１６０ｄは、下側第１窪み部１２４の側面１２２と、下側第２窪み部１２７ｄの内側の側面１２５ｐと、平面１２１ｐと、を含む。平面１２１ｐは、側面１２２と側面１２５ｐとに接続され、下側対向平面部１２１ｄのワークＷに対向する平面と同一のＸＺ平面上にある面である。

上側の仕切壁１６０ｕの平面１１１ｐは、上側対向平面部１１１ｄと同様に、対向するワークＷ（上側マスキング部材２１）から＋Ｙ方向に離間して配置される。上側の仕切壁１６０ｕの平面１１１ｐとワークＷとの間の隙間は、上側第２窪み部１１７ｄの底面１１６ｄと上側マスキング部材２１との間の間隔よりも小さく、上側第１窪み部１１４と上側第２窪み部１１７ｄとの連通路を構成する。

また、下側の仕切壁１６０ｄの平面１２１ｐは、下側対向平面部１２１ｄと同様に、対向するワークＷ（下側マスキング部材２２）から−Ｙ方向に離間して配置される。下側の仕切壁１６０ｄの平面１２１ｐとワークＷとの間の隙間は、下側第２窪み部１２７ｄの底面１２６ｄと下側マスキング部材２２との間の間隔よりも小さく、下側第１窪み部１２４と下側第２窪み部１２７ｄとの連通路を構成する。

第１窪み部１１４，１２４と第２窪み部１１７ｄ，１２７ｄとの連通路を介して、第１窪み部１１４，１２４から第２窪み部１１７ｄ，１２７ｄには原料ガスが供給される。このため、第２窪み部１１７ｄ，１２７ｄにおいても、第２窪み部１１７，１２７（図３参照）と同様に、対向するワークＷのマスキング部材２０の部分及びこれに覆われた非処理対象部分１０Ｂの温度を上昇させることが可能な十分なプラズマを発生させることができる。

上述の第１実施形態と同様に、第５実施形態においても、ワークＷと絶縁部材３０との接触点Ｐ１ｄと、上側対向平面部１１１ｄと、の距離は、ワークＷと上側第２窪み部１１７ｄの底面１１６ｄとの距離よりも小さい。また、ワークＷと絶縁部材３０との接触点Ｐ２ｄと、下側対向平面部１２１ｄと、の距離は、ワークＷと下側第２窪み部１２７ｄの底面１２６ｄとの距離よりも小さい。また、上側第２窪み部１１７ｄと上側対向平面部１１１ｄとの接続箇所Ｑ１ｄから接触点Ｐ１ｄまでのＸ軸に沿った距離、及び、下側第２窪み部１２７ｄと下側対向平面部１２１ｄとの接続箇所Ｑ２ｄから接触点Ｐ２ｄまでのＸ軸に沿った距離は、０（ゼロ）よりも大きい値に設定される。その結果、接触点Ｐ１ｄ，Ｐ２ｄ及び電力導入部７１とマスキング部材２０との接触部が、上側対向平面部１１１ｄと下側対向平面部１２１ｄとの間の位置に配置される。なお、第５実施形態におけるプラズマ装置２００ｄのその他の構成は、第１実施形態のプラズマ装置２００と同様であるため、図示及び説明を省略する。

このプラズマ装置２００ｄにおいても、第１実施形態と同様に、処理対象物１０の塑性変形の発生を抑制することができる。また、プラズマ装置２００ｄ内における異常放電の発生を抑制することができる。

本実施形態のプラズマ装置２００ｄにおいては、第１窪み部１１４と第２窪み部１１７ｄとは、仕切壁１６０ｕによって仕切られている。また、第１窪み部１２４と第２窪み部１２７ｄは、仕切壁１６０ｄによって仕切られている。このため、第１窪み部と第２窪み部とが仕切壁によって仕切られていない態様に比べて、ワークＷの処理対象部分１０Ａに対して薄膜を形成する処理を行う際に、短時間で第１窪み部１１４，１２４内を減圧することができ、短時間で第１窪み部１１４，１２４内を必要な濃度の処理ガスで満たすことができる。

Ｆ．第６実施形態：
図９は、第６実施形態におけるプラズマ装置２００ｅを示す図である。プラズマ装置２００ｅと上述の第１実施形態におけるプラズマ装置２００（図１参照）とが異なる主な点は、第１窪み部の深さを変更可能とする底面及び第２窪み部の深さを変更可能とする底面を有している点である。

プラズマ装置２００ｅでは、真空容器１００ｅの第１型１１０ｅは、第１窪み部１１４ｅの底面１１３ｅを有する第１型部分１４１と、第２窪み部１１７ｅの底面１１６ｅを有する第２型部分１４２と、対向平面部１１１を有する第３型部分１４３とに分割されている。真空容器１００ｅの第２型１２０ｅも、第１型１１０ｅと同様に、第１窪み部１２４ｅの底面１２３ｅを有する第１型部分１５１と、第２窪み部１２７ｅの底面１２６ｅを有する第２型部分１５２と、対向平面部１２１を有する第３型部分１５３とに分割されている。

第１型部分１４１，１５１には、第２型部分１４２，１５２側の外側面の溝部に、真空容器１００ｅ内の気密を保つためのシール部材６５が嵌め込まれている。第２型部分１４２，１５２にも、第３型部分１４３，１５３側の外側面の溝部に、真空容器１００ｅ内の気密を保つためのシール部材６６が嵌め込まれている。シール部材６５，６６には、オーリングが用いられる。なお、第１型部分１４１，１５１は「第１窪み部の底面を構成する移動可能な底面部材」に相当し、第２型部分１４２，１５２は「第２窪み部の底面を構成する移動可能な底面部材」に相当する。

また、プラズマ装置２００ｅは、第１実施形態のプラズマ装置２００（図１参照）と同様の開閉装置５０、搬送装置５５、電力印加部７０、ガス供給装置８０、及び排気装置９０を備えるとともに、制御部９５を制御部９５ｅに置き換えている。さらにまた、プラズマ装置２００ｅは、深さ調整部５２、ワークＷの処理対象部分１０Ａの温度を計測する第１放射温度計４３Ａ，４４Ａ、及び、非処理対象部分１０Ｂを覆うマスキング部材２０（上側マスキング部材２１，下側マスキング部材２２）の温度を計測する第２放射温度計４３Ｂ，４４Ｂを備える。

上側第１型部分１４１の底面１１３ｅ、下側第１型部分１５１の底面１２３ｅ、上側第２型部分１４２の底面１１６ｅ、及び下側第２型部分１５２の底面１２６ｅは、深さ調整部５２によって、それぞれ独立にＹ方向に移動可能な構造を有している。これにより、上側第１窪み部１１４ｅの深さ、下側第１窪み部１２４ｅの深さ、上側第２窪み部１１７ｅの深さ、及び下側第２窪み部１２７ｅの深さは、深さ調整部５２によって、それぞれ、独立して調整可能である。

制御部９５ｅは、上側第１放射温度計４３Ａ及び上側第２放射温度計４３Ｂの温度から、処理対象部分１０Ａの上面側と非処理対象部分１０Ｂの上面側の温度差を求めることができる。制御部９５ｅは、下側第１放射温度計４４Ａ及び下側第２放射温度計４４Ｂの温度から、処理対象部分１０Ａの下面側と非処理対象部分１０Ｂの下面側の温度差を求めることができる。そして、深さ調整部５２は、制御部９５ｅからの制御によって、第１窪み部１１４ｅ，１２４ｅ及び第２窪み部１１７ｅ，１２７ｅの深さを変化させることにより、処理対象部分１０Ａと非処理対象部分１０Ｂの温度差が、予め定めた許容温度差以内に収まるように、第１窪み部１１４ｅ，１２４ｅ及び第２窪み部１１７ｅ，１２７ｅの深さを調整することができる。

例えば、実際のプラズマ処理を開始する前の装置の調整段階において、予め、第１窪み部１１４ｅ，１２４ｅ及び第２窪み部１１７ｅ，１２７ｅの深さを変化させて、調整のためのプラズマ処理を繰り返し行うことにより、以下のような調整が可能となる。すなわち、処理対象部分１０Ａと非処理対象部分１０Ｂとの温度差が許容温度差以内に収まるように、第１窪み部１１４ｅ，１２４ｅ及び第２窪み部１１７ｅ，１２７ｅの深さを調整しておくことができる。これにより、処理対象部分１０Ａと非処理対象部分１０Ｂとの温度差を小さく調整することができる。なお、第６実施形態のその他の構成は、上述の第１実施形態と同様であり、説明を省略する。

このプラズマ装置２００ｅにおいても、第１実施形態と同様に、処理対象物１０の塑性変形の発生を抑制することができる。また、プラズマ装置２００ｅ内における異常放電の発生を抑制することができる。

なお、上述の説明では、第１窪み部１１４ｅ，１２４ｅの深さ及び第２窪み部１１７ｅ，１２７ｅの深さを調整するとして説明したが、第１窪み部１１４ｅ，１２４ｅの深さを固定し、第２窪み部１１７ｅ，１２７ｅの深さのみを調整するようにしてもよい。但し、両方調整できる方が、温度差の調整がよりバランス良く効果的に実行することができる。また、プラズマ処理に必要なプラズマ量に応じて、空間の大きさを調整することができる。

また、第１放射温度計４３Ａ，４４Ａ及び第２放射温度計４３Ｂ，４４Ｂを省略することも可能である。この場合には、例えば、上述した装置の調整時において、内部に温度計を設置して、調整を行なうようにすればよい。また、温度計を設置しなくても、調整用のプラズマ処理を複数回繰り返し行って、許容される変形量に収まる深さを求めることも可能である。

また、上述の説明では、上側第１窪み部１１４ｅの深さ、下側第１窪み部１２４ｅの深さ、上側第２窪み部１１７ｅの深さ、及び下側第２窪み部１２７ｅの深さを、それぞれ、独立して調整可能としたが、上側第１窪み部１１４ｅ及び下側第１窪み部１２４ｅの深さを同じとし、上側第２窪み部１１７ｅの深さ及び下側第２窪み部１２７ｅの深さを同じとして調整を行なうようにしてもよい。

Ｇ．第７実施形態：
図１０は、第７実施形態におけるプラズマ装置２００ｒを示す図である。プラズマ装置２００ｒは、電力印加部７０により印加される直流電力（ＤＣ（Direct Current）電力）と高周波電力印加部７０ｒにより印加される高周波電力（ＲＦ（Radio Frequency）電力）とを利用して、ワークＷの処理対象部分１０Ａにプラズマ処理を行うことが可能な装置である。そのため、プラズマ装置２００ｒは、上側第１窪み部１１４ｒ内の底面１１３ｒ側に配置された上側第１印加電極７５Ａと、下側第１窪み部１２４ｒ内の底面１２３ｒ側に配置された下側第１印加電極７６Ａと、高周波電力印加部７０ｒと、を備える。また、プラズマ装置２００ｒは、第１実施形態のプラズマ装置２００（図１参照）と同様の開閉装置５０、搬送装置５５、電力印加部７０、ガス供給装置８０、及び排気装置９０を備えるとともに、制御部９５を制御部９５ｒに置き換えている。

高周波電力印加部７０ｒは、制御部９５ｒの制御により、第１印加電極７５Ａ，７６Ａに、高周波電力を印加する。なお、高周波電力印加部７０ｒは、第１印加電極７５Ａ，７６Ａにそれぞれ独立して異なった大きさの高周波電力を印加する。但し、高周波電力印加部７０ｒは、第１印加電極７５Ａ，７６Ａに印加する高周波電力の大きさを同じとすることも可能である。

また、プラズマ装置２００ｒは、上側第２窪み部１１７ｒ内の底面１１６ｒ側に配置された上側第２印加電極７５Ｂと、下側第２窪み部１２７ｒ内の底面１２６ｒ側に配置された下側第２印加電極７６Ｂと、を備える。高周波電力印加部７０ｒは、制御部９５ｒの制御により、第２印加電極７５Ｂ，７６Ｂに、高周波電力を印加する。なお、高周波電力印加部７０ｒは、第２印加電極７５Ｂ，７６Ｂにそれぞれ独立して異なった大きさの高周波電力を印加する。但し、高周波電力印加部７０ｒは、第２印加電極７５Ｂ，７６Ｂに印加する高周波電力の大きさを同じとすることも可能である。

第１型１１０ｒは、上側第１印加電極７５Ａに高周波電力を印加するための電力導入部７１ｒＡと、上側第２印加電極７５Ｂに高周波電力を印加するための電力導入部７１ｒＢと、真空容器１００ｒ内を排気するための排気口９１ｒと、を備える。第２型１２０ｒは、下側第１印加電極７６Ａに高周波電力を印加するための電力導入部７２ｒＡと、下側第２印加電極７６Ｂに高周波電力を印加するための電力導入部７２ｒＢと、真空容器１００ｒ内を排気するための排気口９１ｒと、を備える。電力導入部７１ｒＡと第１型１１０ｒとの間、電力導入部７１ｒＢと第１型１１０ｒとの間、電力導入部７２ｒＡと第２型１２０ｒとの間及び電力導入部７２ｒＢと第２型１２０ｒとの間は、それぞれ、絶縁部材３５によって電気的に絶縁されている。

第７実施形態では、上側第１印加電極７５Ａと第１型１１０ｒとの距離及び上側第２印加電極７５Ｂと第１型１１０ｒとの距離は、上側第１型１１０ｒとワークＷとの間に形成されるシースの距離（厚さ）よりも短い。そのため、上側第１印加電極７５Ａと第１型１１０ｒとの間及び上側第２印加電極７５Ｂと第１型１１０ｒとの間には、プラズマは発生しない。下側第１印加電極７６Ａと第２型１２０ｒとの距離及び下側第２印加電極７６Ｂと第２型１２０ｒとの距離も同様であり、これらの間においてプラズマは発生しない。

第７施形態において、ワークＷのうち、第１窪み部１１４ｒ，１２４ｒ及び第２窪み部１１７ｒ，１２７ｒ内に位置する部分には、ワークＷの上面側と下面側とを貫通する孔が設けられておらず、真空容器１００ｒが閉じた状態において、ワークＷは上側第１窪み部１１４ｒ及び上側第２窪み部１１７ｒ内の空間と下側第１窪み部１２４ｒ及び下側第２窪み部１２７ｒ内の空間とを分離（区画）する。そのため、これらの空間は、電気的に絶縁される。すなわち、ワークＷにより、上側第１窪み部１１４ｒ及び上側第２窪み部１１７ｒ内に発生するプラズマと、下側第１窪み部１２４ｒ及び下側第２窪み部１２７ｒ内に発生するプラズマとが、分離される。

また、プラズマ装置２００ｒは、上述の第５実施形態のプラズマ装置２００ｅ（図９参照）と同様に、ワークＷの処理対象部分１０Ａの温度を計測する第１放射温度計４３Ａ，４４Ａ、及び、非処理対象部分１０Ｂを覆うマスキング部材２０（上側マスキング部材２１，下側マスキング部材２２）の温度を計測する第２放射温度計４３Ｂ，４４Ｂを備えている。制御部９５ｒは、上側第１放射温度計４３Ａ及び上側第２放射温度計４３Ｂの温度から、処理対象部分１０Ａの上面側と非処理対象部分１０Ｂの上面側の温度差を求めることができる。制御部９５ｒは、下側第１放射温度計４４Ａ及び下側第２放射温度計４４Ｂの温度から、処理対象部分１０Ａの下面側と非処理対象部分１０Ｂの下面側の温度差を求めることができる。なお、第１放射温度計４３Ａ，４４Ａ及び第２放射温度計４３Ｂ，４４Ｂの温度、及び、これらにより求められる処理対象部分１０Ａと非処理対象部分１０Ｂの温度差については後述する。なお、第７実施形態におけるプラズマ装置２００ｒのその他の構成は、第１実施形態のプラズマ装置２００と同様であるため、説明を省略する。

プラズマ装置２００ｒによるプラズマ処理では、上述の第１実施形態のプラズマ処理方法の電力が印加される工程（図４のステップＳ５０）において、ワークＷに直流電力が印加されるのに加え、さらに、高周波電力印加部７０ｒにより第１印加電極７５Ａ，７６Ａ及び第２印加電極７５Ｂ，７６Ｂに高周波電力が印加される。第７実施形態のその他のプラズマ処理方法は、上述の第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

第７実施形態のプラズマ装置２００ｒによれば、ワークＷにより上側第１窪み部１１４ｒ及び上側第２窪み部１１７ｒ内の空間と下側第１窪み部１２４ｒ及び下側第２窪み部１２７ｒ内の空間とが分離されており、これらの空間は電気的に絶縁されている。このため、上側第１印加電極７５Ａに印加された高周波と下側第１印加電極７６Ａに印加された高周波との位相が干渉することが抑制される。その結果、印加された電力を効率よく利用して、ワークＷの処理対象部分１０Ａを成膜又はエッチングすることができる。そのため、第１窪み部１１４ｒ，１２４ｒ内のプラズマ密度を増加させて、処理対象部分１０Ａの成膜密度やエッチング密度を高めることができる。また、プラズマ装置２００ｒにより処理対象部分１０Ａに成膜を行う場合には膜厚を厚くすることができ、プラズマ装置２００ｒにより処理対象部分１０Ａにエッチングを行う場合には、処理対象部分１０Ａのエッチング量を多くすることができる。

また、第７実施形態のプラズマ装置２００ｒにおいては、ワークＷにより上側第１窪み部１１４ｒ及び上側第２窪み部１１７ｒ内の空間と下側第１窪み部１２４ｒ及び下側第２窪み部１２７ｒ内の空間とが分離されている。そして、高周波電力印加部７０ｒは、上側第１印加電極７５Ａに印加する高周波電力の大きさと、下側第１印加電極７６Ａに印加する高周波電力の大きさと、を異ならせることが可能である。このため、第７実施形態のプラズマ装置２００ｒによれば、処理対象部分１０Ａの上面側と下面側との成膜密度やエッチング密度、膜厚やエッチング量を異ならせることができる。

例えば、処理対象物１０が燃料電池に用いられるセパレータであり、処理対象部分１０Ａの上面側に冷却水流路が形成されており、下面側に燃料ガスの流路が形成されている場合には、燃料電池の性能を高めるために、少なくとも下面側の成膜密度を高めることが好ましい。第７実施形態のプラズマ装置２００ｒによれば、上側第１印加電極７５Ａに印加する電力は維持したまま、下側第１印加電極７６Ａに印加する電力を大きくすることによって下面側のみ成膜密度やエッチング密度を高めることができる。そのため、処理対象物１０の一方の面の成膜密度やエッチング密度を高める場合において、消費される電力を抑制することができる。

なお、発明者らは、真空容器１００ｒ内の圧力が３０Ｐａであり、真空容器１００ｒ内に供給されるガスがピリジンガスであり、電力印加部７０によりワークＷに印加される電力が−２５００Ｖである場合において、第１印加電極７５Ａ，７６Ａに印加する電力を異ならせて処理対象物１０に成膜を行った。その結果、高周波電力印加部７０ｒにより上側第１印加電極７５Ａに１３．５６ＭＨｚで−１００Ｗの電力を印加し、下側第１印加電極７６Ａに１３．５６ＭＨｚで−１０００Ｗの電力を印加することで、処理対象部分１０Ａの上面側に５０ｎｍの厚さの膜が形成され、下面側に８０ｎｍの厚さの膜が形成されることを確認した。また、発明者らは、成膜後にＦＥ−ＳＥＭ（Field Emission-Scanning Electron Microscope：電界放射型走査電子顕微鏡）により処理対象部分１０Ａの上面側と下面側とを観察したところ、下面側では上面側に比べてより緻密な膜が形成されていることを確認した。

また、プラズマ装置２００ｒでは、上述したように、制御部９５ｒは、上側第１放射温度計４３Ａ及び上側第２放射温度計４３Ｂの温度から、処理対象部分１０Ａの上面側と非処理対象部分１０Ｂの上面側の温度差を求めることができ、下側第１放射温度計４４Ａ及び下側第２放射温度計４４Ｂの温度から、処理対象部分１０Ａの下面側と非処理対象部分１０Ｂの下面側の温度差を求めることができる。また、高周波電力印加部７０ｒは第１印加電極７５Ａ，７６Ａに印加する高周波電力とは別に、上側第２印加電極７５Ｂに印加する高周波電力の大きさと下側第２印加電極７６Ｂに印加する高周波電力の大きさとをそれぞれ独立して設定することが可能である。このため、印加する高周波電力の大きさに応じて、第２窪み部１１７ｒ，１２７ｒ内に発生するプラズマの密度を変化させることができ、非処理対象部分１０Ｂの上面側の温度及び下面側の温度をそれぞれ独立して変化させることが可能である。従って、高周波電力印加部７０ｒは、制御部９５ｒの制御によって、処理対象部分１０Ａと非処理対象部分１０Ｂの温度差が、予め定めた許容温度差以内に収まるように、高周波電力印加部７０ｒが、第２印加電極７５Ｂ，７６Ｂに印加する高周波電力の大きさを制御することができる。これにより、処理対象部分１０Ａと非処理対象部分１０Ｂとの温度差を小さく調整することができる。

このプラズマ装置２００ｒにおいても、第１実施形態と同様に、処理対象物１０の塑性変形の発生を抑制することができる。また、プラズマ装置２００ｒ内における異常放電の発生を抑制することができる。

なお、高周波電力印加部７０ｒが第２印加電極７５Ｂ，７６Ｂに印加する高周波電力の大きさの制御は、プラズマ処理を実行する度に行なう必要はない。また、高周波電力印加部７０ｒが第１印加電極７５Ａ，７６Ａに印加する高周波電力の大きさの制御も、プラズマ処理を実行する度に行なう必要はない。例えば、実際のプラズマ処理を開始する前の装置の調整段階において、予め、処理対象部分１０Ａと非処理対象部分１０Ｂの温度差が許容温度差以内に収まる高周波電力の大きさを求めて、予め設定しておくことも可能である。

また、第１放射温度計４３Ａ，４４Ａ及び第２放射温度計４３Ｂ，４４Ｂを省略することも可能である。この場合には、例えば、上述した装置の調整時において、内部に温度計を設置して、調整を行なうようにすればよい。また、温度計を設置しなくても、調整用のプラズマ処理を複数回繰り返し行って、許容される変形量に収まる高周波電力の大きさを求めることも可能である。

また、上述の説明では、上側第１印加電極７５Ａ、上側第２印加電極７５Ｂ、下側第１印加電極７６Ａ及び下側第２印加電極７６Ｂに印加する高周波電力の大きさをそれぞれ独立して設定する場合を例に説明した。しかし、上側第１印加電極７５Ａと下側第１印加電極７６Ａに同じ大きさの高周波電力を印加し、上側第２印加電極７５Ｂと下側第２印加電極７６Ｂに同じ大きさの高周波電力を印加するようにしてもよい。

また、上述の説明では、電力印加部７０からワークＷへの直流電力の印加に加えて、高周波電力印加部７０ｒから第１印加電極７５Ａ，７６Ａ及び第２印加電極７５Ｂ，７６Ｂに高周波電力を印加する構成を例に説明した。しかしながら、第１印加電極７５Ａ，７６Ａ及び第２印加電極７５Ｂ，７６Ｂに高周波電力を印加する構成の場合、電力印加部７０からワークＷへの直流電力の印加を省略可能である。

Ｈ．第８実施形態：
図１１は、第８実施形態におけるプラズマ装置２００ｓの構成を部分的に示す部分概略断面図である。図１１には、図１０のＲｒ部分に相当する部分Ｒｓが示されている。第８実施形態におけるプラズマ装置２００ｓと第７実施形態におけるプラズマ装置２００ｒとが異なる点は、第１印加電極７５Ａ，７６Ａ及び第２印加電極７５Ｂ，７６Ｂが、それぞれ複数の電極に分割されている点にある。

第８実施形態の例では、上側第１印加電極７５Ａは、内周側の分割電極７５Ａ１と外周側の分割電極７５Ａ２とに分割されており、下側第１印加電極７６Ａは、内周側の分割電極７６Ａ１と外周側の分割電極７６Ａ２とに分割されている。また、上側第２印加電極７５Ｂは、内周側の分割電極７５Ｂ１と、外周側の分割電極７５Ｂ２とに分割されており、下側第２印加電極７６Ｂは、内周側の分割電極７６Ｂ１と外周側の分割電極７６Ｂ２とに分割されている。上側の第１印加電極の分割電極７５Ａ１，７５Ａ２及び第２印加電極の分割電極７５Ｂ１，７５Ｂ２と、下側の第１印加電極の分割電極７６Ａ１，７６Ａ２及び第２印加電極の分割電極７６Ｂ１，７６Ｂ２とは、上下方向（Ｙ方向）で対称な位置に配置されている。

また、図示は省略するが、各分割電極７５Ａ１，７５Ａ２，７５Ｂ１，７５Ｂ２，７６Ａ１，７６Ａ２，７６Ｂ１，７６Ｂ２には、それぞれ、電力導入部が接続されており、高周波電力印加部からそれぞれ独立して設定された大きさの高周波電力が印加される。また、図示は省略するが、上下の第１印加電極の複数の分割電極７５Ａ１，７５Ａ２，７６Ａ１，７６Ａ２に対向するワークＷの各位置の温度を計測する複数（４個）の第１放射温度計と、上下の第２印加電極の複数の分割電極７５Ｂ１，７５Ｂ２，７６Ｂ１，７６Ｂ２に対向するワークＷの各位置の温度を計測する複数（４個）の第２放射温度計と、を備えている。なお、第８実施形態におけるプラズマ装置２００ｓのその他の構成は、第７実施形態のプラズマ装置２００ｒと同様であるため、説明を省略する。

プラズマ装置２００ｓでは、第７実施形態のプラズマ装置２００ｒ（図１０参照）の第２窪み部１１７ｒ，１２７ｒに配置される第２印加電極７５Ｂ，７６Ｂを、複数の分割電極７５Ｂ１，７５Ｂ２，７６Ｂ１，７６Ｂ２に分割している。そのため、ワークＷの非処理対象部分１０Ｂに温度分布が発生した場合に、各分割電極７５Ｂ１，７５Ｂ２，７６Ｂ１，７６Ｂ２に印加する高周波電力の大きさを制御することにより、その温度分布を抑制することが可能である。これにより、より効果的に非処理対象部分１０Ｂと処理対象部分１０Ａとの温度差を小さくすることが可能であり、処理対象物１０の塑性変形の発生を抑制することができる。

また、プラズマ装置２００ｓでは、第７実施形態のプラズマ装置２００ｒの第１窪み部１１４ｒ，１２４ｒに配置される第１印加電極７５Ａ，７６Ａを、複数の分割電極７５Ａ１，７５Ａ２，７６Ａ１，７６Ａ２に分割している。そのため、ワークＷの処理対象部分１０Ａに温度分布が発生した場合に、各分割電極７５Ａ１，７５Ａ２，７６Ａ１，７６Ａ２に印加する高周波電力の大きさを制御することにより、その温度分布を抑制することが可能であり、処理対象部分１０Ａに施されるプラズマ処理による成膜やエッチングのバラツキをより効果的に抑制することが可能である。

このプラズマ装置２００ｓにおいても、第１実施形態と同様に、処理対象物１０の塑性変形の発生を抑制することができる。また、プラズマ装置２００ｓ内における異常放電の発生を抑制することができる。

なお、第８実施形態のプラズマ装置２００ｓにおいて、第２印加電極の複数の分割電極７５Ｂ１，７５Ｂ２，７６Ｂ１，７６Ｂ２に印加する高周波電力の大きさの制御を、プラズマ処理を実行する度に行なわなくてもよい。例えば、実際のプラズマ処理を開始する前の調整段階において、予め、非処理対象部分１０Ｂの温度分布や処理対象部分１０Ａの温度分布を抑制するとともに、処理対象部分１０Ａと非処理対象部分１０Ｂの温度差が許容温度差以内に収まる高周波電力の大きさを求めて、設定しておくことも可能である。

また、第１放射温度計及び第２放射温度計を省略することも可能である。この場合には、例えば、上述した調整時において、内部に温度計を設置して、調整を行なうようにすればよい。また、温度計を設置しなくても、調整用の成膜処理を複数回繰り返し行って、許容される変形量に収まる高周波電力の大きさを求めることも可能である。

また、各分割電極７５Ａ１，７５Ａ２，７５Ｂ１，７５Ｂ２，７６Ａ１，７６Ａ２，７６Ｂ１，７６Ｂ２に印加する高周波電力の大きさをそれぞれ独立して設定する場合を例に説明したが、それぞれ上下方向（Ｙ方向）で対称位置に配置される分割電極には、同じ大きさの高周波電力を印加するようにしてもよい。

また、複数の第１印加電極に相当する分割電極７５Ａ１，７５Ａ２，７６Ａ１，７６Ａ２は、第１窪み部１１４ｒ，１２４ｒの内周側及び外周側に配置され、複数の第２印加電極に相当する分割電極７５Ｂ１，７５Ｂ２，７６Ｂ１，７６Ｂ２は、第２窪み部１１７ｒ，１２７ｒの内周側及び外周側に配置されている場合を例に説明している。しかしながら、電極の数や電極の配置位置は、これに限定されるものではない。すなわち、第１窪み部１１４ｒ，１２４ｒに対向配置された処理対象部分１０Ａの温度分布、及び、第２窪み部１１７ｒ，１２７ｒに対向配置された非処理対象部分１０Ｂの温度を抑制可能であれば、電極の数や電極の配置位置に特に限定はない。

Ｉ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（１）変形例１
上述の第１実施形態のプラズマ装置２００のプラズマ処理方法（図４参照）において、例えば成膜速度を高めるために、原料ガスが供給される前に、電力印加部７０によりワークＷ（処理対象物１０，マスキング部材２０）と真空容器１００との間に電力を印加して、ワークＷの温度を昇温させてもよい。

（２）変形例２
上述の第１実施形態では、図３に示したように、接触点Ｐ１と対向平面部１１１との距離Ａ１は、ワークＷと対向平面部１１１との間に形成されるシースの距離よりも短く、接触点Ｐ２と対向平面部１２１との距離Ａ２は、ワークＷと対向平面部１２１との間に形成されるシースの距離よりも短い。これに対し、距離Ａ１と距離Ａ２とのうち、いずれか一方がシースの距離よりも大きくてもよく、両方がシースの距離よりも大きくてもよい。また、上述の第１実施形態では、距離Ａ１及び距離Ａ２は２．０ｍｍ以下である。これに対し、距離Ａ１と距離Ａ２のうち、いずれか一方が２．０ｍｍより大きくてもよく、両方が、２．０ｍｍより大きくてもよい。
また、上記実施形態においては、対向平面部１１１は、第２窪み部１１７を囲んでおり、第２窪み部１１７に接続されている。しかし、対向平面部が、第１窪み部および第２窪み部を囲まずに、第２窪み部に接続されている態様とすることができる。そして、対向平面部が、第２窪み部を介さずに、第１窪み部に接続されている態様とすることもできる。さらに、対向平面部が、一部において、第２窪み部に接続され、他の一部において、第２窪み部を介さずに第１窪み部に接続されている態様とすることもできる。

（３）変形例３
上述の第１実施形態では、図３に示したように、上側第１窪み部１１４は側面１１２と底面１１３とを備えているが、上側第１窪み部１１４は、対向平面部１１１から処理対象物１０と離れる方向に窪んでいればよく、例えば、半球状であってもよい。この場合には、上側第１窪み部１１４の底面１１３は、上側第１窪み部１１４と対向するワークＷから最も離れた箇所であってもよく、ワークＷと上側第１窪み部１１４の底面１１３との距離Ｂ１は、第１窪み部１１４と対向するワークＷと、第１窪み部１１４のワークＷから最も離れた箇所と、の距離であってもよい。また、上側第２窪み部１１７は側面１１５と底面１１６とを備えているが、上側第２窪み部１１７も、上側第１窪み部１１４と同様に、対向平面部１１１から処理対象物１０と離れる方向に窪んでいればよい。また、下側第１窪み部１２４及び下側第２窪み部１２７も、上側第１窪み部１１４及び上側第２窪み部１１７と同様である。

上記実施形態では、第２窪み部１１７の深さは第１窪み部１１４の深さよりも小さく設定される（図１、図３、ならびに図５〜図８参照）。しかし、第２窪み部の深さは第１窪み部の深さよりも大きく設定されてもよい。

上記第６実施形態においては、上側第１型部分１４１の底面１１３ｅ、下側第１型部分１５１の底面１２３ｅ、上側第２型部分１４２の底面１１６ｅ、ならびに下側第２型部分１５２の底面１２６ｅは、深さ調整部５２によって、それぞれ独立にＹ方向に移動可能な構造を有している（図９参照）。

しかし、上側第１型部分１４１の底面１１３ｅおよび上側第２型部分１４２の底面１１６ｅは、Ｙ方向に移動可能に構成される一方で、下側第１型部分１５１の底面１２３ｅおよび下側第２型部分１５２の底面１２６ｅは、移動できないように構成されることもできる。また、上側第２型部分１４２の底面１１６ｅおよび下側第２型部分１５２の底面１２６ｅは、Ｙ方向に移動可能に構成される一方で、上側第１型部分１４１の底面１１３ｅおよび下側第１型部分１５１の底面１２３ｅは、移動できないように構成されることもできる。すなわち、少なくとも一部の底面を移動可能に構成することができる。

（４）変形例４
上述の第１実施形態では、図１に示したように、真空容器１００及びパレット１３０はアース電位であるが、真空容器１００及びパレット１３０はアース電位でなくてもよい。電力印加部７０は真空容器１００と処理対象物１０との間に処理対象物１０を成膜又はエッチングのプラズマ処理を行なうための電力を印加できればよい。

（５）変形例５
上述の第１実施形態では、処理対象物１０は燃料電池用のセパレータであるが、処理対象物１０は、導電性を有する部材であればよい。また、上述の第１実施形態では、プラズマ装置２００は炭素系の薄膜を成膜しているが、成膜を行う場合には、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、タンタル（Ｔａ）、シリコン（Ｓｉ）など他の導電性の元素の薄膜を形成するものとしてもよい。

（６）変形例６
上述の第１実施形態のプラズマ装置２００（図１参照）を、Ｚ軸方向を中心として時計回りまたは反時計回りに９０°回転した構成としてもよい。この変形例では、真空容器１００は、Ｘ軸方向に開閉される。なお、本変形例では、絶縁部材３０、マスキング部材２０、パレット１３０は、脱落しないような結合力でそれぞれ嵌まり合っていることが好ましい。又は、絶縁部材３０、マスキング部材２０、パレット１３０は、それぞれ例えばボルト等で締結されていることが好ましい。

（７）変形例７
上述の各実施形態及び変形例を任意に組み合わせて適用することが可能である。たとえば、傾斜面を備えるプラズマ装置（図５参照）や、仕切壁を備えるプラズマ装置（図８参照）において、窪み部の底面が移動可能である態様（図９参照）とすることもできる。

また、上記各実施形態において、第１型と第２型の両方において設けられている構成（たとえば、図５に示すマスキング部材２０ａの傾斜面２３ａ，２４ａや、図８に示す仕切壁１６０ｕ，１６０ｄ、図９に示す型部分１４１，１４２，１５１，１５２）は、第１型のみに設けられることもでき、第２型のみに設けられることもできる。さらに、各実施形態の第１型と第２型は入れ替えて配置してもよい。すなわち、第１型を下型とし、第２型を上型としてもよい。

本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態や変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組合せを行うことが可能である。また、前述した実施形態及び各変形例における構成要素の中の、独立請求項で記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。
本開示は、たとえば、以下のような態様で実現することもできる。
適用例１：
ワークにプラズマ処理を行なうプラズマ装置であって、
対向配置される第１型及び第２型を有し、閉じられた前記第１型及び前記第２型の内部に前記ワークを密封する容器を備え、
前記ワークは、
処理対象部分と前記処理対象部分の外周の非処理対象部分とを有する処理対象物と、
前記非処理対象部分を覆うマスキング部材と、
を有し、
前記第１型は、
前記ワークの外周表面に対向して配置される対向平面部と、
前記処理対象部分に対向して配置され、プラズマを発生する第１窪み部と、
前記対向平面部と前記第１窪み部との間で前記非処理対象部分に対向して配置され、プラズマを発生する第２窪み部と、
を有し、
前記第２窪み部の深さは、前記第１窪み部の深さとは異なる値に設定される、プラズマ装置。
適用例２：
適用例１のプラズマ装置であって、
前記第２窪み部の深さは前記第１窪み部の深さより小さく設定される、プラズマ装置。
適用例３：
適用例１または適用例２のプラズマ装置であって、
前記第１型は、さらに、前記第１窪み部と前記第２窪み部とを仕切る仕切壁を有し、
前記仕切壁と前記マスキング部材との間に隙間が形成されており、
前記隙間は、前記第２窪み部の底面と前記マスキング部材との間の間隔よりも小さい、プラズマ装置。
適用例４：
適用例１から適用例３までのいずれか一項のプラズマ装置であって、
前記第１型は、前記第２窪み部の底面を構成する移動可能な底面部材を有し、
前記第２窪み部の底面の位置を変更することによって前記第２窪み部の深さを調整する深さ調整部を有する、プラズマ装置。
適用例５：
適用例４のプラズマ装置であって、さらに、
前記第１型は、前記第１窪み部の底面を構成する移動可能な底面部材を有し、
前記深さ調整部は、前記第１窪み部の底面の位置を変更することによって前記第１窪み部の深さを調整する、プラズマ装置。
適用例６：
適用例４又は適用例５のプラズマ装置であって、さらに、
前記処理対象部分の温度を計測する第１放射温度計と、
前記非処理対象部分に対応する前記マスキング部材の部分の温度を計測する第２放射温度計と、
を有し、
前記深さ調整部は、前記第１放射温度計により計測される前記処理対象部分の温度と、前記第２放射温度計により計測される前記非処理対象部分の温度との温度差が、予め定めた許容温度差以内に収まるように、前記調整を実行する、プラズマ装置。
適用例７：
適用例１から適用例３までのいずれか一項のプラズマ装置であって、さらに、
前記第１窪み部内に配置された第１印加電極と、
前記第２窪み部内に配置された第２印加電極と、
前記第１印加電極及び前記第２印加電極に、それぞれ独立して高周波電力を印加する高周波電力印加部と、
を備える、プラズマ装置。
適用例８：
適用例７のプラズマ装置であって、さらに、
前記処理対象部分の温度を計測する第１放射温度計と、
前記非処理対象部分に対応する前記マスキング部材の部分の温度を計測する第２放射温度計と、
を有し、
前記高周波電力印加部は、前記第１放射温度計により計測される前記処理対象部分の温度と、前記第２放射温度計により計測される前記非処理対象部分の温度との温度差が、予め定めた許容温度差以内に収まるように、少なくとも前記第２印加電極に印加する高周波電力を調整する、プラズマ装置。

１０…処理対象物
１０Ａ…処理対象部分
１０Ｂ…非処理対象部分
２０，２０ａ，２０ｃ…マスキング部材
２１，２１ａ…上側マスキング部材
２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…下側マスキング部材
２３ａ，２４ａ…傾斜面
３０，３０ｂ，３０ｃ…絶縁部材
３５…絶縁部材
４３Ａ，４４Ａ…第１放射温度計
４３Ｂ，４４Ｂ…第２放射温度計
５０…開閉装置
５２…深さ調整部
５５…搬送装置
６１，６２，６５，６６…シール部材
７０…電力印加部
７０ｒ…高周波電力印加部
７１，７１ｒＡ，７１ｒＢ，７２ｒＡ，７２ｒＢ…電力導入部
７５Ａ…上側第１印加電極
７５Ｂ…上側第２印加電極
７６Ａ…下側第１印加電極
７６Ｂ…下側第２印加電極
７５Ａ１，７５Ａ２…上側第１印加電極の分割電極
７５Ｂ１，７５Ｂ２…上側第２印加電極の分割電極
７６Ａ１，７６Ａ２…下側第１印加電極の分割電極
７６Ｂ１，７６Ｂ２…下側第２印加電極の分割電極
８０…ガス供給装置
８１…供給口
９０…排気装置
９１，９１ｒ…排気口
９５，９５ｅ，９５ｒ…制御部
１００，１００ｂ〜１００ｅ，１００ｒ…真空容器
１１０，１１０ｃ〜１１０ｅ，１１０ｒ…第１型
１１１，１１１ｄ…対向平面部
１１１ｐ…平面
１１２，１１２ｅ…側面
１１３，１１３ｅ，１１３ｒ…底面
１１４，１１４ｅ，１１４ｒ…上側第１窪み部
１１５，１１５ｄ，１１５ｅ，１１５ｐ…側面
１１６，１１６ｄ，１１６ｅ，１１６ｒ…底面
１１７，１１７ｄ，１１７ｅ，１１７ｒ…上側第２窪み部
１２０，１２０ｂ〜１２０ｅ，１２０ｒ…第２型
１２１，１２１ｂ，１２１ｄ…対向平面部
１２１ｐ…平面
１２２，１２２ｅ…側面
１２３，１２３ｅ，１２３ｒ…底面
１２４，１２４ｅ，１２４ｒ…下側第１窪み部
１２５，１２５ｄ，１２５ｅ，１２５ｐ…側面
１２６，１２６ｄ，１２６ｅ，１２６ｒ…底面
１２７，１２７ｄ，１２７ｅ，１２７ｒ…下側第２窪み部
１３０…パレット
１３０ｔ…端部
１４１…上側第１型部分（底面部材）
１４２…上側第２型部分（底面部材）
１４３…上側第３型部分
１５１…下側第１型部分（底面部材）
１５２…下側第２型部分（底面部材）
１５３…下側第３型部分
１６０ｄ，１６０ｕ…仕切壁
２００，２００ａ〜２００ｅ，２００ｒ，２００ｓ…プラズマ装置
Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２，Ｌ…距離
Ｄ１１４，Ｄ１１７…深さ
Ｐ１，Ｐ１ｂ，Ｐ１ｃ，Ｐ１ｄ，Ｐ２，Ｐ２ｂ，Ｐ２ｄ…接触点
Ｑ１，Ｑ１ｄ，Ｑ２，Ｑ２ｄ…接続箇所
Ｒ，Ｒａ，Ｒｄ，Ｒｒ，Ｒｓ…プラズマ装置の部分
Ｓ…接触面
Ｔ…角度
Ｗ…ワーク

Claims

ワークにプラズマ処理を行なうプラズマ装置であって、
対向して配置される第１型及び第２型を有し、前記第１型及び前記第２型によって形成される密閉空間の内部に前記ワークが配される容器を備え、
前記ワークは、
処理対象部分と、処理対象物に垂直な方向に沿って見たときに前記処理対象部分の一部よりも前記処理対象物の外周側に位置する非処理対象部分と、を有する処理対象物と、
前記非処理対象部分を覆うマスキング部材と、
を有し、
前記第１型は、
前記処理対象部分に対向して配置され、プラズマを発生させる第１窪み部と、
前記非処理対象部分を覆う前記マスキング部材の少なくとも一部に対向して配置され、プラズマを発生させる第２窪み部と、
前記第１窪み部および前記第２窪み部を囲むように配され、前記第１窪み部および前記第２窪み部よりも前記第２型に近い位置に配される対向平面部と、
を有し、
前記第２窪み部の深さは、前記第１窪み部の深さとは異なる値に設定される、プラズマ装置。
請求項１に記載のプラズマ装置であって、
前記第２窪み部の深さは前記第１窪み部の深さより小さく設定される、プラズマ装置。
請求項１または請求項２に記載のプラズマ装置であって、
前記第１型は、さらに、前記第１窪み部と前記第２窪み部とを仕切る仕切壁を有し、
前記仕切壁と前記マスキング部材との間に隙間が形成されており、
前記隙間は、前記第２窪み部の底面と前記マスキング部材との間の間隔よりも小さい、プラズマ装置。
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のプラズマ装置であって、
前記第１型は、前記第２窪み部の底面を構成する移動可能な底面部材を有し、
前記プラズマ装置は、前記第２窪み部の底面の位置を変更することによって前記第２窪み部の深さを調整する深さ調整部を有する、プラズマ装置。
請求項４に記載のプラズマ装置であって、さらに、
前記第１型は、前記第１窪み部の底面を構成する移動可能な底面部材を有し、
前記深さ調整部は、前記第１窪み部の底面の位置を変更することによって前記第１窪み部の深さを調整する、プラズマ装置。
請求項４又は請求項５に記載のプラズマ装置であって、さらに、
前記処理対象部分の温度を計測する第１放射温度計と、
前記非処理対象部分に対応する前記マスキング部材の部分の温度を計測する第２放射温度計と、
を有し、
前記深さ調整部は、前記第１放射温度計により計測される前記処理対象部分の温度と、前記第２放射温度計により計測される前記非処理対象部分の温度との温度差が、予め定めた許容温度差以内に収まるように、前記調整を実行する、プラズマ装置。
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のプラズマ装置であって、さらに、
前記第１窪み部内に配置された第１印加電極と、
前記第２窪み部内に配置された第２印加電極と、
前記第１印加電極及び前記第２印加電極に、それぞれ独立して高周波電力を印加する高周波電力印加部と、
を備える、プラズマ装置。
請求項７に記載のプラズマ装置であって、さらに、
前記処理対象部分の温度を計測する第１放射温度計と、
前記非処理対象部分に対応する前記マスキング部材の部分の温度を計測する第２放射温度計と、
を有し、
前記高周波電力印加部は、前記第１放射温度計により計測される前記処理対象部分の温度と、前記第２放射温度計により計測される前記非処理対象部分の温度との温度差が、予め定めた許容温度差以内に収まるように、少なくとも前記第２印加電極に印加する高周波電力を調整する、プラズマ装置。