CN101026920A - 等离子体发生装置和工件处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种等离子体发生装置以及使用该等离子体发生装置的工件处理装置。所述等离子体发生装置包括：装置主体，具有微波发生部以及等离子体发生喷嘴，该微波发生部产生微波，该喷嘴基于所述微波的能量产生并喷出等离子体化的气体；微波接收部，接收从所述装置主体泄漏的微波；以及控制部，一旦用所述接收部接收到微波，就使所述微波发生部停止产生微波。

Description

等离子体发生装置和工件处理装置

技术领域

本发明涉及通过对基板等被处理工件照射等离子体，可以使工件表面清洁和/或表面改性的等离子体发生装置，以及使用该等离子体发生装置的工件处理装置。

背景技术

对半导体基板等被处理工件照射等离子体，进行去除工件表面的有机污染物、表面改性、蚀刻、形成薄膜或去除薄膜等工件处理是公知的。例如特开2003-197397号公报公开了一种等离子体处理装置，使用具有同心的内侧导电体和外侧导电体的等离子体发生喷嘴，通过在两个导电体之间施加高频脉冲电场(微波)，不是产生电弧放电，而是产生辉光放电，来生成等离子体。在该装置中，使来自供气源的处理气体在内侧-外侧导电体之间边回旋，边从底端一侧引向空腔，生成高密度的等离子体，通过从安装在所述空腔的喷嘴喷到被处理工件，在常压下得到高密度等离子体。

所述的现有技术是可以在常压下得到高密度等离子体的优良的等离子体处理装置。这样的等离子体处理装置由于是在常压下可以使用的装置，所以有时配置在人进出的区域。因此，为了不发生微波泄漏，在设计阶段或出厂时等，要模拟或使用实际测量仪器判断有没有泄漏。

可是因地震或移动装置设置位置时的振动和冲击、因操作者不注意或机械不适合等造成的冲击，也不能排除预料之外微波泄漏的可能性。所以还提供了具有如下结构的装置，即，用屏蔽微波或使微波衰减的屏蔽罩体覆盖装置主体，微波即使在内部泄漏，也不会向外部泄漏。可是，即使微波不向外部泄漏，也会由于输出(微波能量)在装置主体内产生因泄漏造成发热的部位，所以存在着会导致其他部分产生故障的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以提高针对微波泄漏的安全性能的等离子体发生装置和使用该等离子体发生装置的工件处理装置。

为达到该目的，本发明一种方式的等离子体发生装置包括：装置主体，具有微波发生部以及等离子体发生喷嘴，该微波发生部产生微波，该等离子体发生喷嘴基于所述微波的能量产生并喷出等离子体化的气体；微波接收部，接收从所述装置主体泄漏的微波；以及控制部，一旦用所述接收部接收到微波，就使所述微波发生部停止产生微波。

此外，本发明另一种方式的等离子体发生装置包括：装置主体，具有微波发生部以及等离子体发生喷嘴，该微波发生部产生微波，该等离子体发生喷嘴基于所述微波的能量产生并喷出等离子体化的气体；微波接收部，接收从所述装置主体泄漏的微波；以及报告部，一旦通过所述接收部接收到微波，就进行报告。

此外，本发明的工件处理装置把等离子体照射到工件上，实施规定的处理，该工件处理装置包括：等离子体发生装置，从规定的方向对所述工件照射等离子体化的气体；以及移动机构，在与等离子体化的气体的照射方向交叉的面上，使所述工件和等离子体发生装置相对移动；所述等离子体发生装置具有上述构成。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的工件处理装置的整体构成的立体图。

图2是与图1视线方向不同的等离子体发生单元的立体图。

图3是等离子体发生单元的一部分的透视侧视图。

图4是把两个等离子体发生喷嘴放大表示的侧视图(其中一个等离子体发生喷嘴描绘成分解图)。

图5是图4的V-V线剖面图。

图6是用于说明等离子体发生喷嘴中的等离子体产生状态的透视侧视图。

图7是表示滑动式短路器内部构造的透视立体图。

图8是用于说明循环器作用的等离子体发生单元的俯视图。

图9是表示短线调谐器设置状况的透视侧视图。

图10是表示工件处理装置的控制系统的框图。

图11是用于说明等离子体发生部的第三波导管构件弯曲的正视图。

图12是用于说明其他向所述第三波导管构件安装微波天线的例子的立体图。

图13是用于说明微波天线另一个安装例子的立体图。

图14是用于说明微波天线的其他安装例子的立体图。

图15是用于说明微波天线的又一个安装例子的立体图。

具体实施方式

第一实施方式

图1是表示本发明一个实施方式的工件处理装置S的整体构成的立体图。该工件处理装置S包括：等离子体发生单元PU(等离子体发生装置)，产生等离子体，向作为被处理物的工件W照射所述等离子体；以及输送装置C，以经由所述等离子体照射区域的规定的路线输送工件W。

所述等离子体发生单元PU和输送装置C的一部分装在屏蔽罩体1内，所述输送装置C从工件W的送入口2和送出口3向外部延伸设置。图2是与图1视线方向不同的等离子体发生单元PU的立体图，图3是其一部分的透视侧视图。此外，在图1～图3中，设X-X方向为前后方向、Y-Y方向为左右方向、Z-Z方向为上下方向、-X方向为前方、+X方向为后方、-Y方向为左方、+Y方向为右方、-Z方向为下方、+Z方向为上方来进行说明。

等离子体发生单元PU利用微波可以在常温常压下产生等离子体，大体包括：波导管10，传送微波；微波发生装置20，配置在该波导管10的一端(左侧)，产生规定波长的微波；等离子体发生部30，设置在波导管10上；滑动式短路器40，配置在波导管10的另一端(右侧)，使微波反射；循环器50，分离波导管10所发送微波中的反射微波，使其不返回到微波发生装置20；虚载荷60，吸收用循环器50分离的反射微波；以及短线调谐器70，实现波导管10和等离子体发生喷嘴31的阻抗匹配。此外，输送装置C包括由图中省略的驱动装置驱动转动的输送辊80。在本实施方式中，表示用输送装置C输送平板状的工件W的例子。

屏蔽罩体1(要求保护的发明的罩体)由可以屏蔽微波或使微波衰减的构件构成，为了防止微波向外部泄漏，覆盖等离子体发生单元PU(要求保护的发明的装置主体)。在屏蔽罩体1的前后侧壁具有工件W的送入口2和送出口3。它们是用于把工件W导入屏蔽罩体1进行连续处理的不可避免的开口部。此外，在屏蔽罩体1上，在送入口2附近设置有用于观察罩体内部的监视窗口4。

波导管10由铝等非磁性金属制成，呈断面为矩形的长管状，把由微波发生装置20产生的微波，沿其长度方向向等离子体发生部30传送。波导管10由把分割为多段的波导管构件在相互的法兰盘部之间连接起来的连接体构成，从一端顺序连接装载微波发生装置20的第一波导管构件11、安装短线调谐器70的第二波导管构件12(要求保护的发明的第二波导管之一)、以及设置等离子体发生部30的第三波导管构件13(要求保护的发明的第一波导管)而构成。此外，在第一波导管构件11和第二波导管构件12之间，设置循环器50，滑动式短路器40(要求保护的发明的第二波导管之一)连接在第三波导管构件13的另一端。

此外，第一波导管构件11、第二波导管构件12、以及第三波导管构件13分别使用由金属平板构成的上面板、下面板和两块侧面板，组装成方筒状，在它的两端安装法兰盘。此外，也可以不用这样的平板组装，而使用挤压成形或通过板状构件折弯加工形成的矩形波导管构件，或使用非分割型的波导管。此外，不限于断面为矩形的波导管，也可以使用例如断面为椭圆的波导管。再有，不限于非磁性金属，可以用具有波导作用的各种构件构成波导管。

微波发生装置20包括：微波发生源，例如产生2.45GHz(千兆赫兹)微波的磁控管等；装置主体部21，具有放大器，把该微波发生源产生的微波的强度调整到规定的输出强度；以及微波发送天线22，把在装置主体部21产生的微波向波导管10内部发送。在本实施方式的等离子体发生单元PU中，例如适合使用可以输出1W～3kW微波能量的连续可变型微波发生装置20。

如图3所示，微波发生装置20设置成微波发送天线22从装置主体部21伸出的方式，以装载在第一波导管构件11上的方式进行固定。详细地说，装置主体部21装载在第一波导管构件11的上面板11U上，微波发送天线22经过贯穿设置在上面板11U上的贯通孔111，以伸到第一波导管构件11内部的波导空间110的方式进行固定。利用这种构成，从微波发送天线22发送出的微波，例如发送出的2.45GHz的微波，通过波导管10，从它的一端(左侧)向另一端(右侧)传送。

等离子体发生部30在第三波导管构件13的下面板13B(与处理对象的工件相对的面)，具有沿左右方向排成一列的、设置成向外伸出的八个等离子体发生喷嘴31。该等离子体发生部30的宽度，也就是八个等离子体发生喷嘴31的左右方向的排列宽度，设置成与平板状工件W的输送方向垂直的宽度方向的尺寸t大体一致。这样，边用输送辊80输送工件W，边对工件W的整个表面(与下面板13B相对的面)进行等离子体处理。

此外，优选的是，八个等离子体发生喷嘴31的排列间隔根据在波导管10内传送的微波的波长λG确定。例如优选的是，以波长λG的1/2间距、1/4间距排列等离子体发生喷嘴31，在使用2.45GHz微波的情况下，由于λG＝230mm，所以只要以115mm(λG/2)间距或57.5mm(λG/4)间距排列等离子体发生喷嘴31即可。

图4是把两个等离子体发生喷嘴31放大表示的侧视图(其中一个等离子体发生喷嘴31描绘成分解图)，图5是图4的V-V线侧剖面图。等离子体发生喷嘴31包括中心导电体32(内部导电体)、喷嘴主体33(外部导电体)、喷嘴托架34、密封构件35、以及保护管36。

中心导电体32由铜、铝、黄铜等具有优良导电性能的金属制成，由φ1～5mm左右的棒状构件构成，上下方向配置，它的上端部321一侧贯通第三波导管构件13的下面板13B，向波导空间130伸出规定长度(把该伸出的部分称为接收天线部320)，另一方面，下端部322与喷嘴主体33的下端边缘331基本在同一个面上。通过接收天线部320接收在波导管10内传送的微波，并把微波的能量(微波功率)赋予该中心导电体32。该中心导电体32用密封构件35支撑在长度方向的大体中间部位。

喷嘴主体33由具有优良导电性能的金属构成，是具有装入中心导电体32的筒状空间332的筒状体。此外，喷嘴托架34也由具有优良导电性能的金属构成，为筒状体，具有支撑喷嘴主体33的直径比较大的下部支撑空间341、以及支撑密封构件35的直径比较小的上部支撑空间342。另一方面，密封构件35由特富龙(Teflon，注册商标)等耐热树脂材料或陶瓷等绝缘性构件制成，为筒状体，在它的中心轴上具有固定支撑所述中心导电体32的支撑孔351。

喷嘴主体33从上方开始顺序具有与喷嘴托架34的下部支撑空间341配合的上侧圆筒部33U、用于支撑后面叙述的气体密封圈37的环状凹部33S、设置成环状伸出的法兰盘部33F、以及从喷嘴托架34突出的下侧圆筒部33B。此外，在上侧圆筒部33U上穿透设置连通孔333，用于把规定的处理气体向所述筒状空间332提供。

该喷嘴主体33具有作为配置在中心导电体32周围的外部导电体的功能，在周围确保规定的环状空间H(绝缘间隔)的状态下，把中心导电体32插入到筒状空间332的中心轴上。喷嘴主体33与喷嘴托架34配合，使上侧圆筒部33U的外周部与喷嘴托架34的下部支撑空间341的内周壁接触，此外，使法兰盘部33F的上端面与喷嘴托架34的下端边缘343接触。此外，优选的是，喷嘴主体33例如使用棒状导体或调整螺钉等，以装拆自如的固定构造安装在喷嘴托架34上。

喷嘴托架34具有：上侧圆筒34U(大体对应于上部支撑空间342的位置)，与穿透设置在第三波导管13的下面板13B的贯通孔131紧密配合；以及下侧圆筒部34B(大体对应于下部支撑空间341的位置)，从下面板13B向下延伸。穿透下侧圆筒部34B的外周，形成用于把处理气体提供给所述环状空间H的供气孔344。

图中没有表示，但在该供气孔344上安装有管接头等，用于连接提供规定的处理气体的供气管的末端。在喷嘴主体33向喷嘴托架34的固定位置配合的情况下，使这样的供气孔344和喷嘴主体33的连通孔333处于相互连通的状态，来进行各自的位置设定。此外，为了抑制从供气孔344和连通孔333的对接部泄漏气体，把气体密封圈37夹在喷嘴主体33和喷嘴托架34之间。

这些供气孔344和连通孔333也可以在圆周方向等间隔穿多个孔，此外像所述特开2003-197397号公报那样，也可以不沿半径方向向中心穿孔，而沿所述筒状空间332的外周面的切线方向穿孔，使处理气体回旋。此外，供气孔344和连通孔333也可以不垂直于中心导电体32，为了使处理气体更好流通，设置成从上端部321一侧向下端部322一侧倾斜穿孔。

密封构件35以其下端边缘352与喷嘴主体33的上端边缘334抵接，其上端边缘353与喷嘴托架34的上端卡止部345抵接的状态，支撑在喷嘴托架34的上部支撑空间342中。也就是，支撑中心导电体32的密封构件35与上部支撑空间342配合，用喷嘴主体33的上端边缘334按压其下端边缘352来进行组装。

保护管36(在图5中没有表示)由规定长度的石英玻璃管等构成，外径大体与喷嘴主体33的筒状空间332的内径相等。该保护管36具有防止在喷嘴主体33的下端边缘331的异常放电(打火)、正常喷射后面叙述的羽流P的功能，它插到所述筒状空间332内，从喷嘴主体33的下端边缘331伸出一部分。此外，保护管36也可以全部装入筒状空间332内，使它的前端部与下端边缘331一致，或比下端边缘331更深入内侧。

像上述这样构成等离子体发生喷嘴31，则喷嘴主体33、喷嘴托架34、以及第三波导管构件13(波导管10)成导通状态(电位相同)，另一方面，由于中心导电体32用绝缘性的密封构件35支撑，所以与这些构件为电绝缘状态。因此如图6所示，波导管10在处于接地电位的状态下，用中心导电体32的接收天线部320接收微波，一旦把微波功率提供给中心导电体32，就会在它的下端部322和喷嘴主体33的下端边缘331的附近形成电场集中部。

在这样的状态下，若例如把氧气或空气这样的含氧处理气体从供气孔344提供给环状空间H，则由所述微波功率激发处理气体，在中心导电体32的下端部322附近产生等离子体(电离气体)。该等离子体尽管电子温度为数万度，但气体温度为接近外界温度的反应性等离子体(与中性分子显示的气体温度相比，电子显示的电子温度非常高状态的等离子体)，是在常压下产生的等离子体。

这样等离子体化的处理气体，通过从供气孔344赋予的气流，作为羽流P从喷嘴主体33的下端边缘331喷出。在该羽流P中包括原子团，例如使用含氧气体作为处理气体，生成氧原子团，可以成为具有分解和去除有机物作用、去除保护膜作用等的羽流P。在本实施方式的等离子体发生单元PU中，排列多个等离子体发生喷嘴31，所以可以产生沿左右方向延伸的线形的羽流P。

因此，如果使用氩气这样的惰性气体或氮气作为处理气体，就可以进行各种基板表面清洁和表面改性。此外，如使用含氟化合物气体，则可以把基板表面改性成疏水性表面，通过使用含亲水基的化合物气体，可以把基板表面改性为亲水性表面。此外，如使用含金属元素的化合物气体，则可以在基板上形成金属薄膜层。

滑动式短路器40是用于使装在各个等离子体发生喷嘴31上的中心导电体32、和在波导管10内部传播的微波的结合状态最佳化而设置的，为了改变微波的反射位置，可以调整驻波图形而连接在第三波导管构件13的右端。因此在不利用驻波的情况下，安装具有吸收电波作用的虚载荷来替代该滑动式短路器40。

图7是表示滑动式短路器40内部构造的透视立体图。如图7所示，滑动式短路器40具有与波导管10相同的矩形断面的罩体构造，它包括：罩体部41，具有用与波导管10相同材料构成的中空空间410；反射块42，呈圆柱状，装在所述中空空间410内；矩形块43，与反射块42的底端部安装成一体，在所述中空空间410内沿左右方向滑动；移动机构44，组装在该矩形块43上；以及调整旋钮46，通过轴45直接连接在反射块42上。

反射块42是在左右方向延伸的圆柱体，使微波反射面的前端面421与第三波导管构件13的波导空间130相对。该反射块42也可以是与矩形块43同样的方柱形。所述移动机构44通过调整旋钮46的转动操作，使矩形块43和与其一体的反射块42沿左右方向推进或后退，通过使调整旋钮46转动，反射块42在中空空间410内，由矩形块43引导，可以在左右方向上移动。通过移动反射块42，调整前端面421的位置，使驻波图形最优化。此外，优选的是，使用步进电动机等自动进行调整旋钮46的转动操作。

循环器50例如由内部装有铁氧体柱的波导管型的三端口循环器构成，把在向等离子体发生部30传送的微波中的、在等离子体发生部30没有消耗功率而返回来的反射微波，不返回到微波发生装置20，而引向虚载荷60。通过配置这样的循环器50，可以防止微波发生装置20因反射微波而处于过热的状态。

图8是用于说明循环器50的作用的等离子体发生单元PU的俯视图。如图所示，分别在循环器50的第一端口51连接第一波导管构件11，在第二端口52连接第二波导管构件12，在第三端口53连接虚载荷60。而从微波发生装置20的微波发送天线22产生的微波，如箭头a所示，从第一端口51经由第二端口52传送到第二波导管构件12。而从第二波导管构件12入射的反射微波，如箭头b所示，从第二端口52偏向第三端口53，向虚载荷60入射。

虚载荷60是吸收所述的反射微波后转换成热的水冷型(也可以是空冷型)的电波吸收体。在该虚载荷60上设置有用于使冷却水在内部流通的冷却水流通口61，通过对反射微波进行热转换而产生的热量与所述冷却水进行热交换。

短线调谐器70用于实现波导管10和等离子体发生喷嘴31的阻抗匹配，在第二波导管构件12的上面板12U上，隔开规定间隔，串列配置有三个短线调谐器单元70A～70C。图9是表示短线调谐器70的设置状况的透视侧视图。如图所示，三个短线调谐器单元70A～70C具有相同的构造，包括：突出到第二波导管构件12的波导空间120的波导管短路线71、直接连接在该波导管短路线上的操作棒72、用于使波导管短路线71沿上下方向伸出或缩进的移动机构73、以及支撑这些机构的外套74。

短线调谐器单元70A～70C分别具有的波导管短路线71向其波导空间120突出的长度，利用各操作棒72可以独立进行调整。这些波导管短路线71的突出长度例如通过监控微波电功率、同时寻找中心导电体32的功率消耗为最大的点(反射微波为最小的点)来决定。此外，根据需要使这样的阻抗匹配与滑动式短路器40连动实施。该短线调谐器70的操作优选的也是使用步进电动机等自动进行。

输送装置C具有沿规定的输送通道配置的多个输送辊80，通过图中省略的驱动装置驱动输送辊80，把作为处理对象的工件W经过所述等离子体发生部30进行输送。其中，作为处理对象的工件W可以例举出：等离子体显示面板或半导体基板这样的平面基板、以及实际安装电子部件的电路基板等。此外，也可以把不是平面形状的零件或组件等作为处理对象，这种情况下，可以采用传送带等替代输送辊。

在如上所述构成的工件处理装置S中，在本实施方式中，安装有屏蔽罩体1的工件W的送入口2和送出口3，以及在等离子体发生部30的第三波导管构件13两端的法兰盘13F1、13F2上安装有杆状的微波天线A11、A12、A21、A22(下面在统称时用参照符号A表示)。这些微波天线A在使用所述2.45GHz微波的情况下，优选的是，参照波长λG＝230mm，各天线的长度可选择为2λG×n或(1/2)λG×n，其中n为正整数。

设置在工件W的送入口2和送出口3的微波天线A11、A12，是为了检测出来自这样的开口部的微波泄漏。微波天线A11、A12如果紧靠送入口2和送出口3，则可以设置在内侧或外侧任何一侧，但设置在内侧容易捕捉微波，只要根据所述输送辊80和图中没有表示的配管、配线、辅助设备的配置等适当确定即可。

此外，设置在第三波导管构件13两端的法兰盘13F1、13F2上的微波天线A21、A22，用于检测来自由所述法兰盘13F1、13F2连接的短线调谐器70一侧的第二波导管构件12和滑动式短路器40的结合部的微波泄漏。

其中如图11所示，在等离子体发生部30的第三波导管构件13上，设置有多个如前所述的等离子体发生喷嘴3 1，而且由于工件W穿过其正下方输送，所以如参照符号F1和F2所示，通过位于两边的、短线调谐器70一侧的第二波导管构件12和滑动式短路器40支撑在罩体1上。因此，如参照符号F3所示，在第三波导管13的中央部位产生挠曲，因此上面板13U被向下拉。

所以因地震、移动装置设置位置、操作中的事故等产生振动或冲击，在法兰盘13F1、13F2的结合部的上面产生间隙G，有可能从该间隙G泄漏微波。因此，优选的是，在结合部附近、特别是如所述那样在结合部的上侧设置微波天线A21、A22。

下面对本实施方式的工件处理装置S的电气构成进行说明。图10是表示工件处理装置S的控制系统的框图。该控制系统包括：总体控制部90，由CPU(中央处理器)901及其周边电路等构成；微波输出控制部91，由输出接口和驱动电路等构成；气体流量控制部92；输送控制部93；操作部95，由显示装置和操作面板等构成，把规定的操作信号提供给所述总体控制部90；传感器输入部96、97，由输入接口和模拟/数字转换器等构成；接收机R11、R12、R21、R22(以下统称时用参照符号R表示)；传感器961、971；驱动电动机931；以及流量控制阀923。

微波输出控制部91进行从微波发生装置20输出的微波的开-关控制、及输出强度控制，产生所述2.45GHz的脉冲信号，控制通过微波发生装置20的装置主体21产生微波的动作。

气体流量控制部92对提供给等离子体发生部30的各等离子体发生喷嘴31的处理气体的流量进行控制。具体说，它分别对设置在供气管922上的所述流量控制阀923的开度进行调整，所述供气管922连接在高压储气瓶等处理气体源921和各等离子体发生喷嘴31之间。

输送控制部93对驱动输送辊80转动的驱动电动机931的动作进行控制，并对工件W的输送开始或停止、输送速度等进行控制。

总体控制部90担任该工件处理装置S的总体动作的控制，根据从操作部95赋予的操作信号，监视从传感器输入部96输入的流量传感器961的测量结果、以及从传感器输入部97输入的速度传感器971关于工件W的输送速度的测量结果等，根据规定的顺序对所述微波输出控制部91、气体流量控制部92、以及输送控制部93进行动作控制。

具体说，所述CPU901根据预先存入存储器902中的控制程序，开始输送工件W，把工件W导向等离子体发生部30，把规定流量的处理气体提供给各等离子体发生喷嘴31，同时赋予微波功率，生成等离子体(羽流P)，边输送工件W，边向它的表面喷射羽流P。这样对多个工件W进行连续处理。

此时，所述CPU901从对应各微波天线A设置的接收机R，获得用所述各微波天线A接收到的2.45GHz的天线功率的电平。如果天线功率达到预先设定的密度，例如5mW/cm²以上，则CPU901进行判断出正有微波泄漏，并使微波输出控制部91停止产生微波的连锁动作。

与此同时，CPU901通过具有报告功能的操作部95，向操作人员报告微波泄漏。报告的方法可以使用蜂鸣器蜂鸣等利用听觉的装置，也可以使用灯发光或用显示装置进行显示等利用视觉的装置等任何方法。此外，优选的是，显示出在多个微波天线A的哪个部位检测出了泄漏。这样操作者可以容易采取应对泄漏的措施。

从以上说明可以看出，本实施方式的微波天线A和接收机R构成要求保护的发明的接收微波的接收部。此外，总体控制部90构成要求保护的发明的控制部，并且构成报告部。

在所述的说明中，接收机R输出天线功率的密度，CPU901从该功率的密度判断有无泄漏，决定是否进行停止微波或报告的动作。也可以代之以使接收机R在检测到规定密度以上的天线功率时导出输出，或也可以不用CPU901判断它的输出，而通过响应该输出，切断主电源，来使微波停止。此外，用所述5mW/cm²的阈值判断有无泄漏，但也可以设置多个阈值，根据泄漏的程度，切换总体控制部90的响应动作，使其先仅报告，之后切断微波。

如采用以上说明的工件处理装置S，由于用工件输送装置C输送工件W，并可以从多个排列安装在波导管10上的等离子体发生喷嘴31，把等离子体化的气体向工件W喷射，所以可以对多个被处理工件连续进行等离子体处理，此外，即使对大面积的工件也可以有效地进行等离子体处理。因此，与批处理型的工件处理装置相比，可以提供对各种被处理工件的等离子体处理操作性能都优良的工件处理装置S或等离子体发生装置PU。而且，由于可以在外界的温度和压力下生成等离子体，所以无须真空室等，可以简化设备结构。

此外，用各等离子体发生喷嘴31具有的中心导电体32接收从微波发生装置20产生的微波，根据该微波的能量，可以从各等离子体发生喷嘴31发出等离子体化的气体。因此，可以简化将微波具有的能量向各等离子体发生喷嘴31传递的系统。这样可以实现简化装置构成、降低成本等。

此外，等离子体发生部30由多个等离子体发生喷嘴31排列配置而成，宽度与垂直平板状的工件W的输送方向的宽度方向的尺寸t大体一致。因此，把该工件W用输送装置C仅通过等离子体发生部30一次，就可以完成其整个面的处理，可以明显提高对平板状工件进行等离子体处理的效率。此外，对输送来的工件W可以在相同时间喷射等离子体化的气体，可以进行均匀的表面处理。

此外，像上述那样在常压下使用，即使发生因振动或冲击造成预料之外的微波泄漏，也不用专门的测量仪器，就可检测出它的泄漏，并由总体控制部90使微波停止产生，此外，由于向操作人员报告，所以可以提高安全性能。

此外，像上述那样，在等离子体发生部30中安装多个等离子体发生喷嘴31的情况下，随个数的增加，因其重量而产生的挠曲也增加，法兰盘13F1、13F2(图1、图11)的结合面的上侧被拉伸，容易因所述振动或冲击产生间隙G。也就是，微波泄漏的可能性增加，本发明对这种情况特别有效。

在所述的实施方式中，屏蔽罩体1屏蔽可以在常压下产生等离子体的等离子体发生单元PU的微波和处理气体等，在屏蔽罩体1中，微波天线A11、A12设置在用于连续处理工件W的开口部分即所述送入口2和送出口3上。这样，按照本实施方式，可以优先检测出来自操作者能接近(把手插入或观察)的这些送入口2和送出口3的微波泄漏。

此外，设置在送入口2上的微波天线A11，也可以检测出从能观察羽流P状态等的监视窗4泄漏的微波，此外，设置在等离子体发生部30的第三波导管13两端的法兰盘13F1、13F2上的微波天线A21、A22，可以有效地检测出从结构薄弱的波导管10的结合部泄漏的微波。

此外，如果微波天线A在波导管10的外侧，则设置在任何位置都可以。例如图12中箭头所示，微波天线A如果在法兰盘13F1的周围，可以检测出来自周围的泄漏，在进行清扫等维护时，从有无微波的泄漏可以判断是不是组装得没有间隙。

此外如图13所示，如果把微波天线A设置在罩体1的壁面1A或顶面1B上，由于微波从任何部位泄漏都反复在罩体1内反射，所以可以用少的天线数有效地检测出泄漏。这种情况下，优选的是，微波天线A使用无方向性或接近无方向性的天线，使得在罩体1内无论怎么反射来的微波都能捕捉到。

在安装于壁面1A或顶面1B上的情况下，优选的是，使用平面天线，此外，更优选的是，如果壁面1A或顶面1B弯曲，则沿着它安装，或天线本身弯曲。平面天线的安装例如对于在壁面1A上，要领与安装画框相同，即把下部至少两点、上部至少一点固定在壁面1A上，就可以实现。此外，对于在顶面1B上，则悬挂平面天线的四个角就可以实现。

可是，例如，波导管10的其他部分向哪一侧挠曲，因使波导管10的哪个部位支撑在罩体1上而不同，所以微波天线A的设置位置在成本允许的部位数和精度内，像所述那样可以根据配管、配线、辅助设备等适当确定即可。特别是设置在结构薄弱、泄漏可能性大的部位更有效。

如图14所示，在大型设备101上有开口部102和门103的情况下，如箭头所示，优选的是，在靠近开口部、可以有效捕捉微波的多个部位设置微波天线。此外，在图15所示的小型设备111的情况下，如箭头所示，也可以仅在正面的门112部分设置微波天线。图14的设备101例如是从锡焊后的基板清洗焊药的装置，把所述等离子体发生装置PU组装到流槽上。图15的设备111例如是医疗器具消毒用的灭菌装置，把等离子体发生装置PU设置在主体右侧内部，对放在装置内的器具进行等离子体照射。

上面对本发明一个实施方式的工件处理装置S进行了说明，但本发明不限于此，例如可以采用下述的实施方式。

(1)在所述实施方式中，表示了把多个等离子体发生喷嘴31排成一整列配置的例子，但喷嘴的排列可以根据工件W的形状和微波功率等适当确定，例如可以在工件W的输送方向把多列等离子体发生喷嘴31排列成矩阵或锯齿形。

(2)在所述实施方式中，使用输送工件W的输送装置C作为移动装置，作为该输送装置C，例举了把工件W放置在输送辊80的上面进行输送的方式。除此以外，例如也可以采用：把工件W夹在上下输送辊之间进行输送的方式；不使用输送辊，把工件装在筐等中，用流水作业传送带输送所述筐等的方式；或用机械手等夹持工件，向等离子体发生部30输送的方式。或者也可以采用使等离子体发生喷嘴31移动的构成作为移动装置。也就是，只要是工件W和等离子体发生喷嘴31在与等离子体照射方向(Z方向)交叉的面(X、Y面)上相对移动就可以。

(3)在所述实施方式中，举出了以产生2.45GHz微波的磁控管作为微波发生源的例子，也可以使用磁控管以外的各种高频电源，此外，还可以使用波长不为2.45GHz的微波。

(4)为了测量在波导管10内的微波功率，优选的是，把功率表设置在波导管10的适当部位。例如为了要知道反射微波功率相对于从微波发生装置20的微波发送天线22发送的微波功率的比例，可以把内部装有功率表的波导管夹在循环器50和第二波导管构件12之间。

本发明的工件处理装置和等离子体发生装置，可以用于对半导体晶片等半导体基板的蚀刻处理装置或成膜装置、等离子体显示面板等玻璃基板或印刷电路板的清洁处理装置、医疗仪器等的灭菌处理装置、以及蛋白质的分解装置等。

此外，在所述的具体实施方式中主要包括具有以下构成的发明。

本发明一种方式的等离子体发生装置包括：装置主体，具有微波发生部以及等离子体发生喷嘴，该微波发生部产生微波，该喷嘴基于所述微波的能量产生并喷出等离子体化的气体；微波接收部，接收从所述装置主体泄漏的微波；以及控制部，一旦用所述接收部接收到微波，就使所述微波发生部停止产生微波。

如采用所述的构成，接收适宜所述微波的接收部在成本允许的部位数和精度内，设置在例如等离子体发生装置的结构薄弱、泄漏可能性大的部位。例如接收部测量2.45GHz的天线功率，如果达到预先设定的功率密度以上，例如5mW/cm²以上，则控制部使所述微波生成部停止产生微波。

因此，因地震、移动装置设置位置、操作中的事故等产生的振动或冲击，即使产生预料之外的微波泄漏，也由于可检测出该泄漏，并停止产生微波，所以可以提高安全性能。

本发明另一种方式的等离子体发生装置包括：装置主体，它具有微波发生部和等离子体发生喷嘴，该微波发生部产生微波，该喷嘴基于所述微波的能量产生并喷出等离子体化的气体；微波接收部，接收从所述装置主体泄漏的微波；以及报告部，一旦用所述接收部接收到微波，就进行报告。

如采用所述的构成，接收适宜所述微波的接收部在成本允许的部位数和精度内，设置在等离子体发生装置的例如结构薄弱、泄漏可能性大的部位。例如接收部测量2.45GHz的天线功率，如果达到预先设定的功率密度以上，例如5mW/cm²以上，则报告部向操作人员报告该情况。报告的方法可以使用蜂鸣器的蜂鸣等利用听觉的装置，也可以使用灯发光或通过显示部进行显示等利用视觉的装置等任何方法。

因此，因地震、移动装置设置位置、操作中的事故等产生的振动或冲击，即使产生预料之外的微波泄漏，也由于可检测出该泄漏，并进行报告，所以可以提高安全性能。

此外，本发明的工件处理装置把等离子体照射到工件上，实施规定的处理，它包括：等离子体发生装置，从规定的方向对所述工件照射等离子体化的气体；以及移动机构，在与等离子体化的气体的照射方向交叉的面上，使所述工件和等离子体发生装置相对移动，所述等离子体发生装置具有上述任意一种的构成。

采用这种工件处理装置，通过检测出微波的泄漏，停止产生微波或向操作人员报告，可以实现能提高安全性能的工件处理装置。

在所述构成中，优选的是，具有第一波导管，它传送所述微波，且其上排列安装有多个所述等离子体发生喷嘴。

在这种构成中，因等离子体发生喷嘴的重量造成挠曲，第一波导管容易挠曲。因为与其他部分的结合面容易形成间隙，微波泄漏的可能性增加，所以本发明对这种情况特别有效。

这种情况下，优选的是，还具有与所述第一波导管接合的第二波导管，至少在所述第一波导管和所述第二波导管的结合面的上侧设置所述接收部。

按照这种构成，安装有多个等离子体发生喷嘴的第一波导管，因等离子体发生喷嘴的重量造成挠曲，拉伸第二波导管的结合面的上侧，因所述振动或冲击产生间隙的可能性增加。在该结合面的周围，至少在它上侧设置所述接收部，可以有效地检测出微波的泄漏。

在所述的构成中，优选的是，还具有罩体，覆盖所述装置主体、由屏蔽微波或使微波衰减的构件构成，所述接收部设置在所述罩体的、用户可以接近罩体内部的部位附近。

按照这种构成，在罩体的所述可以屏蔽微波或使微波衰减的金属部分等，即使有泄漏，也可以对微波进行所述屏蔽或衰减。可是，在设置于罩体上的开口部、门或窗等操作者可以接近(把手伸入或观察)的部位，存在微波泄漏的可能性。通过在这样的部分优先设置接收部，可以有效地检测出微波的泄漏。

Claims (10)

1.一种等离子体发生装置，包括：

装置主体，具有微波发生部以及等离子体发生喷嘴，该微波发生部产生微波，该喷嘴基于所述微波的能量产生并喷出等离子体化的气体；

微波接收部，接收从所述装置主体泄漏的微波；

以及控制部，一旦用所述接收部接收到微波，就使所述微波发生部停止产生微波。

2.一种等离子体发生装置，包括：

装置主体，具有微波发生部以及等离子体发生喷嘴，该微波发生部产生微波，该喷嘴基于所述微波的能量产生并喷出等离子体化的气体；

微波接收部，接收从所述装置主体泄漏的微波；

以及报告部，一旦通过所述接收部接收到微波，就进行报告。

3.根据权利要求1或2所述的等离子体发生装置，还包括第一波导管，它传送所述微波，且其上排列安装有多个所述等离子体发生喷嘴。

4.根据权利要求3所述的等离子体发生装置，还包括第二波导管，它与所述第一波导管接合，其中，所述接收部至少设置在所述第一波导管和第二波导管的结合面的上侧。

5.根据权利要求1或2所述的等离子体发生装置，还包括罩体，覆盖所述装置主体，并由屏蔽微波或使微波衰减的构件构成，其中，所述接收部设置在所述罩体的、用户可以接近罩体内部的部位附近。

6.一种工件处理装置，把等离子体照射到工件上，实施规定的处理，该工件处理装置包括：

等离子体发生装置，从规定的方向对所述工件照射等离子体化的气体；

以及移动机构，在与等离子体化的气体的照射方向交叉的面上，使所述工件和等离子体发生装置相对移动，

其中，所述等离子体发生装置包括：

装置主体，具有微波发生部以及等离子体发生喷嘴，该微波发生部产生微波，该喷嘴基于所述微波的能量产生并喷出等离子体化的气体；

微波接收部，接收从所述装置主体泄漏的微波；

以及控制部，一旦用所述接收部接收到微波，就使所述微波发生部停止产生微波。

7.一种工件处理装置，把等离子体照射到工件上，实施规定的处理，该工件处理装置包括：

等离子体发生装置，从规定的方向对所述工件照射等离子体化的气体；

以及移动机构，在与等离子体化的气体的照射方向交叉的面上，使所述工件和等离子体发生装置相对移动，

其中，所述等离子体发生装置包括：

装置主体，具有微波发生部以及等离子体发生喷嘴，该微波发生部产生微波，该喷嘴基于所述微波的能量产生并喷出等离子体化的气体；

微波接收部，接收从所述装置主体泄漏的微波；

以及报告部，一旦用所述接收部接收到微波，就进行报告。

8.根据权利要求6或7所述的工件处理装置，还包括第一波导管，它传送所述微波，且其上排列安装有多个所述等离子体发生喷嘴。

9.根据权利要求8所述的工件处理装置，还包括第二波导管，与所述第一波导管接合，其中，所述接收部至少设置在所述第一波导管和第二波导管的结合面的上侧。

10.根据权利要求6或7所述的工件处理装置，还包括罩体，覆盖所述装置主体，并由屏蔽微波或使微波衰减的构件构成，其中，所述接收部设置在所述罩体的、用户可以接近罩体内部的部位附近。

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