JP2007220499A

JP2007220499A - Plasma generator and workpiece treatment device using the same

Info

Publication number: JP2007220499A
Application number: JP2006040166A
Authority: JP
Inventors: Hidetaka Matsuuchi; 秀高松内; Hiroshi Mankawa; 宏史萬川; Shigeru Masuda; 滋増田
Original assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Current assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2007-08-30

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To automate the adjustment of a stub tuner and a sliding short used when a waveguide is used in a plasma generator used, for example, for treating a workpiece. SOLUTION: A CPU 901 in an entire control section 90 adjusts the amount of projection/retraction of the stub of the stub tuner 70 provided for matching impedance by a reception antenna into a waveguide space so that the difference between incident power and reflection power to a plasma generation section 30 measured by respective power meter units 100A, 100B in a power meter 100, namely the propagation efficiency in microwaves, is maximized, and adjusts the position of the reflection block of the sliding short 40 provided for adjusting the pattern of the standing waves of microwaves in the waveguide 10. Thus, a fine adjustment can be made automatically and precisely. Even if the plasma generation nozzle 31 is replaced by the one having a different shape, plasma (plume P) lighting can be made easily. COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、基板等の被処理ワークなどに対してプラズマを照射することで、前記ワークの表面の清浄化や改質などを図ることが可能なプラズマ発生装置およびそれを用いるワーク処理装置に関する。 The present invention relates to a plasma generator capable of purifying or modifying the surface of a workpiece by irradiating plasma on a workpiece to be processed such as a substrate, and a workpiece processing apparatus using the plasma generator.

たとえば半導体基板等の被処理ワークに対してプラズマを照射し、その表面の有機汚染物の除去、表面改質、エッチング、薄膜形成または薄膜除去等を行うワーク処理装置が知られている。たとえば特許文献１には、同心状の内側導電体と外側導電体とを有するプラズマ発生ノズルを用い、両導電体間に高周波のパルス電界を印加することで、アーク放電ではなく、グロー放電を生じさせてプラズマを発生させ、ガス供給源からの処理ガスを両導電体間で旋回させながら基端側から遊端側へ向かわせることで高密度なプラズマを生成し、前記遊端に取付けられたノズルから被処理ワークに放射することで、常圧下で高密度なプラズマを得ることができるプラズマ処理装置が開示されている。
特開２００３−１９７３９７号公報 For example, there is known a workpiece processing apparatus that irradiates a workpiece to be processed such as a semiconductor substrate with plasma and removes organic contaminants on the surface, surface modification, etching, thin film formation, or thin film removal. For example, Patent Document 1 uses a plasma generation nozzle having concentric inner conductors and outer conductors, and applies a high-frequency pulse electric field between the two conductors, thereby generating glow discharge instead of arc discharge. The plasma is generated, and a high-density plasma is generated by turning the processing gas from the gas supply source from the base end side to the free end side while swirling between both conductors, and is attached to the free end. A plasma processing apparatus is disclosed in which high-density plasma can be obtained under normal pressure by radiating a workpiece to be processed from a nozzle.
JP 2003-197397 A

上述の従来技術は、常圧下で高密度なプラズマを得ることができるプラズマ処理装置である。しかしながら、マイクロ波の伝搬には同軸ケーブルが用いられている。この場合、該同軸ケーブルによる損失（発熱）のため、プラズマ発生ノズルには数百Ｗ程度までしかマイクロ波電力を与えることができない。このため、より多くのマイクロ波電力を与えられるように、導波管が使用される。また、複数のプラズマ発生ノズルに共通のマイクロ波発生装置からのマイクロ波を伝搬するためにも、前記導波管が使用される。 The above-described prior art is a plasma processing apparatus that can obtain high-density plasma under normal pressure. However, coaxial cables are used for microwave propagation. In this case, because of loss (heat generation) due to the coaxial cable, microwave power can be applied only to the plasma generating nozzle up to about several hundred watts. For this reason, a waveguide is used so that more microwave power can be applied. The waveguide is also used to propagate microwaves from a microwave generator common to a plurality of plasma generating nozzles.

その場合、負荷となる前記プラズマ発生ノズルの受信アンテナ部におけるインピーダンス整合を図り、該受信アンテナ部で受信され、プラズマの生成に使用されるマイクロ波電力を最大に、すなわちマイクロ波を効率良くプラズマの生成に使用するために、スタブチューナが設けられることがある。また、導波管の先端に、前記受信アンテナ部と該導波管の内部を伝搬されるマイクロ波との結合状態を最適化するために、マイクロ波の反射位置を変化させて定在波パターンを調整するスライディングショートが設けられることがある。 In that case, impedance matching is performed at the receiving antenna unit of the plasma generating nozzle serving as a load, and the microwave power received by the receiving antenna unit and used to generate plasma is maximized, that is, the microwave is efficiently generated. A stub tuner may be provided for use in generation. Further, in order to optimize the coupling state between the receiving antenna unit and the microwave propagating through the waveguide at the tip of the waveguide, the standing wave pattern is changed by changing the reflection position of the microwave. A sliding short may be provided to adjust the.

しかしながら、前記スタブチューナやスライディングショートは、適正に調整されて、所期の効果を発揮するので、前記スタブチューナの場合には導波空間に突出するスタブの出没量を調整する必要があり、前記スライディングショートの場合にはその反射位置を調整する必要があり、調整作業が煩雑であるという問題がある。特に、導波管にプラズマ発生ノズルが複数設けられていたり、プラズマ発生ノズルを異なる形状のものに付け替えた場合には、顕著である。 However, since the stub tuner and the sliding short are appropriately adjusted and exhibit the desired effect, in the case of the stub tuner, it is necessary to adjust the amount of stubs protruding into the waveguide space, In the case of sliding short, it is necessary to adjust the reflection position, and there is a problem that adjustment work is complicated. This is particularly noticeable when a plurality of plasma generating nozzles are provided in the waveguide, or when the plasma generating nozzles are replaced with different shapes.

本発明の目的は、導波管を用いてマイクロ波が伝搬される場合に、調整を容易に行うことができるプラズマ発生装置およびそれを用いるワーク処理装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a plasma generator and a work processing apparatus using the same that can be easily adjusted when microwaves are propagated using a waveguide.

本発明のプラズマ発生装置は、マイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、前記マイクロ波を伝搬する導波管と、前記導波管に取付けられ、前記マイクロ波を受信しそのマイクロ波のエネルギーに基づきプラズマ化したガスを生成して放出するプラズマ発生ノズルおよびそのプラズマ発生ノズルと導波管とのインピーダンス整合を図るスタブチューナとを備えて構成されるプラズマ発生装置において、前記導波管に設けられ、当該導波管内におけるマイクロ波電力を測定するパワーメータと、前記パワーメータの測定結果に応答し、前記スタブチューナの導波空間に突出するスタブの出没量を調整する制御手段とを含むことを特徴とする。 The plasma generator according to the present invention includes a microwave generating means for generating a microwave, a waveguide for propagating the microwave, and the waveguide attached to the waveguide, receiving the microwave, and converting the microwave energy into the microwave energy. A plasma generator comprising: a plasma generating nozzle that generates and discharges gas based on the plasma; and a stub tuner that matches impedance between the plasma generating nozzle and the waveguide. A power meter that measures the microwave power in the waveguide, and a control means that adjusts the amount of stubs protruding into the waveguide space of the stub tuner in response to the measurement result of the power meter. Features.

上記の構成によれば、基板の改質等、ワークの処理などに使用することができるプラズマ発生装置において、プラズマ発生ノズルへのマイクロ波の伝搬に導波管が使用され、負荷となるプラズマ発生ノズルと導波管とのインピーダンス整合を図り、前記受信アンテナ部で受信され、プラズマの生成に使用されるマイクロ波電力を最大にするために、すなわちマイクロ波を効率良くプラズマの生成に使用するためにスタブチューナが設けられる場合、導波空間に突出するそのスタブチューナのスタブの出没量を調整する必要がある。そこで、前記導波管に、当該導波管内におけるマイクロ波電力を測定するパワーメータを設けるとともに、制御手段を設け、前記パワーメータの測定結果に応答して、制御手段が前記スタブの出没量を調整するようにする。たとえば、前記パワーメータの測定結果から、制御手段は、マイクロ波発生手段から放出されたマイクロ波電力に対する反射マイクロ波電力の比を求め、その比が最も小さくなるように前記スタブの出没量を調整する。 According to the above configuration, in a plasma generating apparatus that can be used for workpiece processing, such as substrate modification, a waveguide is used for propagation of microwaves to a plasma generating nozzle, and plasma is generated as a load. In order to maximize impedance of microwave power received by the receiving antenna unit and used for plasma generation by matching impedance between the nozzle and the waveguide, that is, for efficiently using microwaves for plasma generation When a stub tuner is provided in the stub tuner, it is necessary to adjust the amount of protrusion of the stub that protrudes into the waveguide space. Therefore, the waveguide is provided with a power meter for measuring the microwave power in the waveguide, and a control means is provided. In response to the measurement result of the power meter, the control means determines the amount of protrusion and depression of the stub. Try to adjust. For example, from the measurement result of the power meter, the control means obtains the ratio of the reflected microwave power to the microwave power emitted from the microwave generation means, and adjusts the amount of appearance of the stub so that the ratio is minimized. To do.

したがって、スタブの出没量を調整、すなわちインピーダンス整合を自動化することができるとともに、細かな調整を精度良く行うことができる。これによって、ノズルの太さや導電体の長さなど、プラズマ発生ノズルを異なる形状のものに付け替えた場合にも、容易にプラズマ（プルーム）点灯させることができる。 Therefore, it is possible to adjust the amount of stub appearance, that is, to automate impedance matching and to perform fine adjustment with high accuracy. Accordingly, even when the plasma generating nozzle is replaced with a nozzle having a different shape such as the thickness of the nozzle or the length of the conductor, the plasma (plume) can be easily turned on.

また、本発明のプラズマ発生装置は、マイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、前記マイクロ波を伝搬する導波管と、前記導波管に取付けられ、前記マイクロ波を受信しそのマイクロ波のエネルギーに基づきプラズマ化したガスを生成して放出するプラズマ発生ノズルと、前記導波管の先端に取付けられ、マイクロ波の反射位置を変化させて定在波パターンを調整するスライディングショートとを備えて構成されるプラズマ発生装置において、前記導波管に設けられ、当該導波管内におけるマイクロ波電力を測定するパワーメータと、前記パワーメータの測定結果に応答し、前記スライディングショートの反射位置を調整する制御手段とを含むことを特徴とする。 In addition, the plasma generator of the present invention includes a microwave generator for generating a microwave, a waveguide for propagating the microwave, and the microwave generator attached to the waveguide, receiving the microwave and receiving the microwave. A plasma generation nozzle that generates and emits plasma gas based on energy, and a sliding short that is attached to the tip of the waveguide and adjusts the standing wave pattern by changing the reflection position of the microwave. In the plasma generator configured, a power meter that is provided in the waveguide and measures microwave power in the waveguide, and a reflection position of the sliding short is adjusted in response to a measurement result of the power meter. And control means.

上記の構成によれば、基板の改質等、ワークの処理などに使用することができるプラズマ発生装置において、プラズマ発生ノズルへのマイクロ波の伝搬に導波管が使用され、その導波管の先端に、プラズマ発生ノズルの受信アンテナ部と該導波管の内部を伝搬されるマイクロ波との結合状態を最適化するために、マイクロ波の反射位置を変化させて定在波パターンを調整するスライディングショートが設けられる場合、前記スライディングショートの反射位置を調整する必要がある。そこで、前記導波管に、当該導波管内におけるマイクロ波電力を測定するパワーメータを設けるとともに、制御手段を設け、前記パワーメータの測定結果に応答して、制御手段が前記スライディングショートの反射位置を調整するようにする。たとえば、前記パワーメータの測定結果から、制御手段は、マイクロ波発生手段から放出されたマイクロ波電力に対する反射マイクロ波電力の比を求め、その比が最も小さくなるように前記スライディングショートの反射位置を調整する。 According to the above configuration, in the plasma generating apparatus that can be used for workpiece processing, such as substrate modification, a waveguide is used for microwave propagation to the plasma generating nozzle. At the tip, the standing wave pattern is adjusted by changing the reflection position of the microwave in order to optimize the coupling state between the receiving antenna portion of the plasma generating nozzle and the microwave propagating through the waveguide. When a sliding short is provided, it is necessary to adjust the reflection position of the sliding short. Therefore, the waveguide is provided with a power meter for measuring the microwave power in the waveguide, and a control unit is provided. In response to the measurement result of the power meter, the control unit reflects the reflection position of the sliding short. To adjust. For example, from the measurement result of the power meter, the control means obtains the ratio of the reflected microwave power to the microwave power emitted from the microwave generation means, and sets the reflection position of the sliding short so that the ratio becomes the smallest. adjust.

したがって、スライディングショートの反射位置の調整、すなわち定在波パターンの調整を自動化することができるとともに、細かな調整を精度良く行うことができる。これによって、プラズマ発生ノズルを異なる形状のものに付け替えた場合にも、容易にプラズマ（プルーム）点灯させることができる。 Therefore, the adjustment of the reflection position of the sliding short, that is, the adjustment of the standing wave pattern can be automated, and the fine adjustment can be performed with high accuracy. Thereby, even when the plasma generating nozzle is replaced with one having a different shape, the plasma (plume) can be easily turned on.

さらにまた、本発明のプラズマ発生装置では、前記プラズマ発生ノズルは、プラズマ発生部における導波管に複数個配列して取付けられることを特徴とする。 Furthermore, in the plasma generating apparatus of the present invention, a plurality of the plasma generating nozzles are arranged and attached to the waveguide in the plasma generating unit.

上記の構成によれば、プラズマ発生部の導波管にプラズマ発生ノズルが複数個配列して取付けられる場合、各プラズマ発生ノズルにおけるインピーダンス整合や定在波パターンの調整は複雑になり、上記のようにスタブチューナやスライディングショートの調整を自動化することは、特に効果的である。 According to the above configuration, when a plurality of plasma generation nozzles are mounted in the waveguide of the plasma generation unit, impedance matching and standing wave pattern adjustment in each plasma generation nozzle are complicated, as described above. It is particularly effective to automate the adjustment of stub tuners and sliding shorts.

また、本発明のワーク処理装置は、前記のプラズマ発生装置に、そのプラズマ照射方向とは交差する面上で前記ワークとプラズマ発生ノズルとを相対的に移動させる移動手段を備え、相対的な移動を行いつつ、前記ワークにプラズマを照射して所定の処理を施与することを特徴とする。 The workpiece processing apparatus of the present invention further comprises a moving means for moving the workpiece and the plasma generating nozzle relative to each other on a plane intersecting the plasma irradiation direction in the plasma generating apparatus. And performing a predetermined treatment by irradiating the workpiece with plasma.

上記の構成によれば、複数のプラズマ発生ノズルを導波管に備えるプラズマ発生部に、そのプラズマ照射方向とは交差する面上で前記ワークとプラズマ発生ノズルとを相対的に移動させる移動手段を備え、相対的な移動を行いつつ、前記処理対象とされるワークにプラズマを照射して所定の処理を連続して施与してゆくので、パワーメータの測定結果に応答して、制御手段が、スタブチューナやスライディングショートの調整を自動的に行うことで、複数の被処理ワークや大面積の被処理ワークを、均一に処理することができる。 According to said structure, the moving means which moves the said workpiece | work and a plasma generation nozzle relatively to the plasma generation part which equips a waveguide with a plurality of plasma generation nozzles on the surface which cross | intersects the plasma irradiation direction. In response to the measurement result of the power meter, the control means is configured to continuously apply a predetermined process by irradiating the workpiece to be processed with plasma while performing relative movement. By automatically adjusting the stub tuner and the sliding short, a plurality of workpieces and workpieces having a large area can be processed uniformly.

本発明のプラズマ発生装置は、以上のように、基板の改質等、ワークの処理などに使用することができるプラズマ発生装置において、プラズマ発生ノズルへのマイクロ波の伝搬に導波管が使用され、負荷となるプラズマ発生ノズルと導波管とのインピーダンス整合を図り、前記受信アンテナ部で受信され、プラズマの生成に使用されるマイクロ波電力を最大にするためにスタブチューナが設けられる場合、導波管に当該導波管内におけるマイクロ波電力を測定するパワーメータを設け、その測定結果に応答して、制御手段が前記スタブチューナのスタブの導波空間への出没量を調整する。 As described above, the plasma generator of the present invention uses a waveguide for propagation of microwaves to a plasma generation nozzle in a plasma generator that can be used for processing of a workpiece such as substrate modification. If a stub tuner is provided to maximize the microwave power received by the receiving antenna unit and used for plasma generation, the impedance matching between the plasma generating nozzle serving as a load and the waveguide is achieved. A power meter for measuring the microwave power in the waveguide is provided in the wave tube, and in response to the measurement result, the control means adjusts the amount of the stub tuner to and from the waveguide space.

それゆえ、スタブの出没量を調整、すなわちインピーダンス整合を自動化することができるとともに、細かな調整を精度良く行うことができ、プラズマ発生ノズルを異なる形状のものに付け替えた場合にも、容易にプラズマ（プルーム）点灯させることができる。 Therefore, the amount of stubs can be adjusted, that is, impedance matching can be automated, and fine adjustment can be performed with high precision. Even when the plasma generation nozzle is replaced with a different shape, it is easy to perform plasma adjustment. (Plume) can be lit.

また、本発明のプラズマ発生装置は、以上のように、基板の改質等、ワークの処理などに使用することができるプラズマ発生装置において、プラズマ発生ノズルへのマイクロ波の伝搬に導波管が使用され、その導波管の先端に、プラズマ発生ノズルの受信アンテナ部と該導波管の内部を伝搬されるマイクロ波との結合状態を最適化するために、マイクロ波の反射位置を変化させて定在波パターンを調整するスライディングショートが設けられる場合、導波管に当該導波管内におけるマイクロ波電力を測定するパワーメータを設け、そのパワーメータの測定結果に応答して、制御手段が前記スライディングショートの反射位置を調整する。 Further, as described above, the plasma generating apparatus of the present invention is a plasma generating apparatus that can be used for processing of a workpiece such as substrate modification, and a waveguide is used for propagation of microwaves to a plasma generating nozzle. In order to optimize the coupling state between the receiving antenna part of the plasma generation nozzle and the microwave propagated inside the waveguide, the microwave reflection position is changed at the tip of the waveguide. When a sliding short for adjusting the standing wave pattern is provided, a power meter for measuring the microwave power in the waveguide is provided in the waveguide, and in response to the measurement result of the power meter, the control means Adjust the reflection position of the sliding short.

それゆえ、スライディングショートの反射位置の調整、すなわち定在波パターンの調整を自動化することができるとともに、細かな調整を精度良く行うことができ、プラズマ発生ノズルを異なる形状のものに付け替えた場合にも、容易にプラズマ（プルーム）点灯させることができる。 Therefore, the adjustment of the reflection position of the sliding short, that is, the adjustment of the standing wave pattern can be automated, and the fine adjustment can be performed with high precision. Also, plasma (plume) can be easily turned on.

また、本発明のワーク処理装置は、以上のように、前記のプラズマ発生装置に、そのプラズマ照射方向とは交差する面上で前記ワークとプラズマ発生ノズルとを相対的に移動させる移動手段を備え、相対的な移動を行いつつ、前記ワークにプラズマを照射して所定の処理を施与する。 In addition, as described above, the workpiece processing apparatus of the present invention includes a moving unit that moves the workpiece and the plasma generating nozzle relative to each other on a plane that intersects the plasma irradiation direction. While performing the relative movement, the workpiece is irradiated with plasma to give a predetermined treatment.

それゆえ、パワーメータの測定結果に応答して、制御手段が、スタブチューナやスライディングショートの調整を自動的に行うことで、複数の被処理ワークや大面積の被処理ワークを、均一に処理することができるワーク処理装置を実現することができる。 Therefore, in response to the measurement result of the power meter, the control means automatically adjusts the stub tuner and the sliding short to uniformly process a plurality of workpieces and workpieces with a large area. It is possible to realize a work processing apparatus that can perform the above processing.

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の一形態に係るワーク処理装置Ｓの全体構成を示す斜視図である。このワーク処理装置Ｓは、プラズマを発生し被処理物となるワークＷに前記プラズマを照射するプラズマ発生ユニットＰＵ（プラズマ発生装置）と、ワークＷを前記プラズマの照射領域を経由する所定のルートで搬送する搬送手段Ｃとから構成されている。図２は、図１とは視線方向を異ならせたプラズマ発生ユニットＰＵの斜視図、図３は一部透視側面図である。なお、図１〜図３において、Ｘ−Ｘ方向を前後方向、Ｙ−Ｙ方向を左右方向、Ｚ−Ｚ方向を上下方向というものとし、−Ｘ方向を前方向、＋Ｘ方向を後方向、−Ｙを左方向、＋Ｙ方向を右方向、−Ｚ方向を下方向、＋Ｚ方向を上方向として説明する。 [Embodiment 1]
FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of a work processing apparatus S according to an embodiment of the present invention. The workpiece processing apparatus S includes a plasma generation unit PU (plasma generation apparatus) that generates plasma and irradiates the workpiece W, which is an object to be processed, with the plasma, and a predetermined route that passes the workpiece W through the plasma irradiation region. It is comprised from the conveyance means C which conveys. 2 is a perspective view of the plasma generation unit PU in which the line-of-sight direction is different from that in FIG. 1, and FIG. 3 is a partially transparent side view. 1 to 3, the XX direction is the front-rear direction, the Y-Y direction is the left-right direction, the ZZ direction is the up-down direction, the -X direction is the front direction, the + X direction is the rear direction,- Y will be described as a left direction, + Y direction as a right direction, -Z direction as a downward direction, and + Z direction as an upward direction.

プラズマ発生ユニットＰＵは、マイクロ波を利用し、常温常圧でのプラズマ発生が可能なユニットであって、大略的に、マイクロ波を伝搬させる導波管１０、この導波管１０の一端側（左側）に配置され所定波長のマイクロ波を発生するマイクロ波発生装置２０、導波管１０に設けられたプラズマ発生部３０、導波管１０の他端側（右側）に配置されマイクロ波を反射させるスライディングショート４０、導波管１０に放出されたマイクロ波のうち反射マイクロ波がマイクロ波発生装置２０に戻らないよう分離するサーキュレータ５０、サーキュレータ５０で分離された反射マイクロ波を吸収するダミーロード６０、導波管１０とプラズマ発生ノズル３１とのインピーダンス整合を図るスタブチューナ７０およびパワーメータ１００を備えて構成されている。また搬送手段Ｃは、図略の駆動手段により回転駆動される搬送ローラ８０を含んで構成されている。本実施形態では、平板状のワークＷが搬送手段Ｃにより搬送される例を示している。 The plasma generation unit PU is a unit capable of generating plasma at normal temperature and pressure using microwaves. In general, the waveguide 10 propagates microwaves, and one end side of the waveguide 10 ( Microwave generator 20 arranged on the left side to generate microwaves of a predetermined wavelength, plasma generator 30 provided on waveguide 10, and arranged on the other end side (right side) of waveguide 10 to reflect microwaves The sliding short 40 to be performed, the circulator 50 for separating the reflected microwaves from the microwaves emitted to the waveguide 10 so as not to return to the microwave generator 20, and the dummy load 60 for absorbing the reflected microwaves separated by the circulator 50. The stub tuner 70 and the power meter 100 for impedance matching between the waveguide 10 and the plasma generation nozzle 31 are provided. It has been made. The conveying means C includes a conveying roller 80 that is rotationally driven by a driving means (not shown). In the present embodiment, an example in which a flat workpiece W is conveyed by the conveying means C is shown.

導波管１０は、アルミニウム等の非磁性金属から成り、断面矩形の長尺管状を呈し、マイクロ波発生装置２０により発生されたマイクロ波をプラズマ発生部３０へ向けて、その長手方向に伝搬させるものである。導波管１０は、分割された複数の導波管ピースが互いのフランジ部同士で連結された連結体で構成されており、一端側から順に、マイクロ波発生装置２０が搭載される第１導波管ピース１１、パワーメータ１００が組付けられる第４導波管ピース１４、スタブチューナ７０が組付けられる第２導波管ピース１２およびプラズマ発生部３０が設けられている第３導波管ピース１３が連結されて成る。なお、第１導波管ピース１１と第４導波管ピース１４との間にはサーキュレータ５０が介在され、第３導波管ピース１３の他端側にはスライディングショート４０が連結されている。 The waveguide 10 is made of a nonmagnetic metal such as aluminum, has a long tubular shape with a rectangular cross section, and propagates the microwave generated by the microwave generator 20 toward the plasma generator 30 in the longitudinal direction thereof. Is. The waveguide 10 is composed of a connected body in which a plurality of divided waveguide pieces are connected to each other by flange portions, and the first conductor on which the microwave generator 20 is mounted in order from one end side. The wave guide piece 11, the fourth wave guide piece 14 to which the power meter 100 is assembled, the second wave guide piece 12 to which the stub tuner 70 is assembled, and the third wave guide piece provided with the plasma generator 30. 13 is connected. A circulator 50 is interposed between the first waveguide piece 11 and the fourth waveguide piece 14, and a sliding short 40 is connected to the other end side of the third waveguide piece 13.

また、各導波管ピース１１〜１４は、それぞれ金属平板からなる上面板、下面板および２枚の側面板を用いて角筒状に組立てられ、その両端にフランジ板が取付けられて構成されている。なお、このような平板の組み立てによらず、押出し成形や板状部材の折り曲げ加工等により形成された矩形導波管ピースもしくは非分割型の導波管を用いるようにしてもよい。また、断面矩形の導波管に限らず、たとえば断面楕円の導波管を用いることも可能である。さらに、非磁性金属に限らず、導波作用を有する各種の部材で導波管を構成することができる。 Each of the waveguide pieces 11 to 14 is assembled in a rectangular tube shape using an upper plate, a lower plate, and two side plates made of a metal flat plate, and flange plates are attached to both ends thereof. Yes. In addition, you may make it use the rectangular waveguide piece formed by extrusion molding, the bending process of a plate-shaped member, etc., or a non-dividing type | mold waveguide irrespective of the assembly of such a flat plate. In addition, the waveguide is not limited to a rectangular cross section, and for example, a waveguide having an elliptical cross section can be used. Furthermore, not only a nonmagnetic metal but a waveguide can be comprised with the various members which have a waveguide effect | action.

マイクロ波発生装置２０は、たとえば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマグネトロン等のマイクロ波発生源を具備する装置本体部２１と、装置本体部２１で発生されたマイクロ波を導波管１０の内部へ放出するマイクロ波送信アンテナ２２とを備えて構成されている。本実施形態に係るプラズマ発生ユニットＰＵでは、たとえば１Ｗ〜３ｋＷのマイクロ波エネルギーを出力できる連続可変型のマイクロ波発生装置２０が好適に用いられる。 The microwave generator 20 includes, for example, an apparatus main body portion 21 including a microwave generation source such as a magnetron that generates a microwave of 2.45 GHz, and the microwave generated by the apparatus main body portion 21 inside the waveguide 10. And a microwave transmission antenna 22 that emits light to the outside. In the plasma generation unit PU according to the present embodiment, for example, a continuously variable microwave generator 20 that can output microwave energy of 1 W to 3 kW is preferably used.

図３に示すように、マイクロ波発生装置２０は、装置本体部２１からマイクロ波送信アンテナ２２が突設された形態のものであり、第１導波管ピース１１に載置される態様で固定されている。詳しくは、装置本体部２１が第１導波管ピース１１の上面板１１Ｕに載置され、マイクロ波送信アンテナ２２が上面板１１Ｕに穿設された貫通孔１１１を通して第１導波管ピース１１内部の導波空間１１０に突出する態様で固定されている。このように構成されることで、マイクロ波送信アンテナ２２から放出された、たとえば２．４５ＧＨｚのマイクロ波は、導波管１０により、その一端側（左側）から他端側（右側）に向けて伝搬される。 As shown in FIG. 3, the microwave generation device 20 has a configuration in which a microwave transmission antenna 22 protrudes from the device main body 21, and is fixed in a mode of being placed on the first waveguide piece 11. Has been. Specifically, the apparatus main body 21 is placed on the upper surface plate 11U of the first waveguide piece 11, and the microwave transmitting antenna 22 is inside the first waveguide piece 11 through the through hole 111 formed in the upper surface plate 11U. The waveguide space 110 is fixed so as to protrude. With this configuration, the microwave of 2.45 GHz, for example, emitted from the microwave transmission antenna 22 is directed from one end side (left side) to the other end side (right side) by the waveguide 10. Propagated.

プラズマ発生部３０は、第３導波管ピース１３の下面板１３Ｂ（処理対象ワークとの対向面）に、左右方向へ一列に整列して突設された８個のプラズマ発生ノズル３１を具備して構成されている。このプラズマ発生部３０の幅員、つまり８個のプラズマ発生ノズル３１の左右方向の配列幅は、平板状ワークＷの搬送方向と直交する幅方向のサイズｔと略合致する幅員とされている。これにより、ワークＷを搬送ローラ８０で搬送しながら、ワークＷの全表面（下面板１３Ｂと対向する面）に対してプラズマ処理が行えるようになっている。なお、８個のプラズマ発生ノズル３１の配列間隔は、導波管１０内を伝搬させるマイクロ波の波長λ_Ｇに応じて定めることが望ましい。たとえば、波長λ_Ｇの１／２ピッチ、１／４ピッチでプラズマ発生ノズル３１を配列することが望ましく、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を用いる場合は、λ_Ｇ＝２３０ｍｍであるので、１１５ｍｍ（λ_Ｇ／２）ピッチ、或いは５７．５ｍｍ（λ_Ｇ／４）ピッチでプラズマ発生ノズル３１を配列すればよい。 The plasma generation unit 30 includes eight plasma generation nozzles 31 that are arranged in a row in the left-right direction on the lower surface plate 13B of the third waveguide piece 13 (the surface facing the workpiece to be processed). Configured. The width of the plasma generation unit 30, that is, the arrangement width in the left-right direction of the eight plasma generation nozzles 31 is a width that substantially matches the size t in the width direction orthogonal to the conveying direction of the flat workpiece W. Thereby, the plasma processing can be performed on the entire surface of the workpiece W (the surface facing the lower surface plate 13B) while the workpiece W is being conveyed by the conveying roller 80. The arrangement interval of the eight plasma generating nozzles 31 is preferably determined according to the wavelength lambda _G of the microwave propagating through the waveguide 10. For example, it is desirable to arrange the plasma generating nozzles 31 at a ½ pitch and a ¼ pitch of the wavelength λ _{G. When} a microwave of 2.45 GHz is used, since λ _G = 230 mm, 115 mm (λ _G / 2) The plasma generating nozzles 31 may be arranged at a pitch or 57.5 mm (λ _G / 4) pitch.

図４は、２つのプラズマ発生ノズル３１を拡大して示す側面図（一方のプラズマ発生ノズル３１は分解図として描いている）、図５は、図４のＡ−Ａ線側断面図である。プラズマ発生ノズル３１は、中心導電体３２（内部導電体）、ノズル本体３３（外部導電体）、ノズルホルダ３４、シール部材３５および保護管３６を含んで構成されている。 4 is an enlarged side view showing two plasma generation nozzles 31 (one plasma generation nozzle 31 is drawn as an exploded view), and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. The plasma generating nozzle 31 includes a central conductor 32 (internal conductor), a nozzle body 33 (external conductor), a nozzle holder 34, a seal member 35, and a protective tube 36.

中心導電体３２は、銅、アルミ、真鍮などの良導電性の金属から構成され、φ１〜５ｍｍ程度の棒状部材から成り、その上端部３２１の側が第３導波管ピース１３の下面板１３Ｂを貫通して導波空間１３０に所定長さだけ突出（この突出部分を受信アンテナ部３２０という）する一方で、下端部３２２がノズル本体３３の下端縁３３１と略面一になるように、上下方向に配置されている。この中心導電体３２には、受信アンテナ部３２０が導波管１０内を伝搬するマイクロ波を受信することで、マイクロ波エネルギー（マイクロ波電力）が与えられるようになっている。当該中心導電体３２は、長さ方向略中間部において、シール部材３５により保持されている。 The center conductor 32 is made of a highly conductive metal such as copper, aluminum, or brass, and is made of a rod-like member having a diameter of about 1 to 5 mm. The upper end 321 side of the center conductor 32 is a lower plate 13B of the third waveguide piece 13. While vertically penetrating and projecting into the waveguide space 130 by a predetermined length (this projecting portion is referred to as a receiving antenna unit 320), the lower end 322 is substantially flush with the lower end edge 331 of the nozzle body 33. Is arranged. Microwave energy (microwave power) is applied to the central conductor 32 when the receiving antenna unit 320 receives the microwave propagating through the waveguide 10. The central conductor 32 is held by a seal member 35 at a substantially intermediate portion in the length direction.

ノズル本体３３は、良導電性の金属から構成され、中心導電体３２を収納する筒状空間３３２を有する筒状体である。また、ノズルホルダ３４も良導電性の金属から構成され、ノズル本体３３を保持する比較的大径の下部保持空間３４１と、シール部材３５を保持する比較的小径の上部保持空間３４２とを有する筒状体である。一方、シール部材３５は、テフロン（登録商標）等の耐熱性樹脂材料やセラミック等の絶縁性部材から成り、前記中心導電体３２を固定的に保持する保持孔３５１をその中心軸上に備える筒状体から成る。 The nozzle body 33 is a cylindrical body made of a highly conductive metal and having a cylindrical space 332 that houses the central conductor 32. The nozzle holder 34 is also made of a highly conductive metal, and has a relatively large-diameter lower holding space 341 that holds the nozzle body 33 and a relatively small-diameter upper holding space 342 that holds the seal member 35. It is a state. On the other hand, the seal member 35 is made of a heat-resistant resin material such as Teflon (registered trademark) or an insulating member such as ceramic, and has a holding hole 351 for holding the central conductor 32 fixedly on its central axis. It consists of a body

ノズル本体３３は、上方から順に、ノズルホルダ３４の下部保持空間３４１に嵌合される上側胴部３３Ｕと、後述するガスシールリング３７を保持するための環状凹部３３Ｓと、環状に突設されたフランジ部３３Ｆと、ノズルホルダ３４から突出する下側胴部３３Ｂとを具備している。また、上側胴部３３Ｕには、所定の処理ガスを前記筒状空間３３２へ供給させるための連通孔３３３が穿孔されている。 The nozzle body 33 is provided in an annularly projecting manner from the upper side, an upper body part 33U fitted in the lower holding space 341 of the nozzle holder 34, an annular recess 33S for holding a gas seal ring 37 described later. A flange portion 33F and a lower body portion 33B protruding from the nozzle holder 34 are provided. In addition, a communication hole 333 for supplying a predetermined processing gas to the cylindrical space 332 is formed in the upper body portion 33U.

このノズル本体３３は、中心導電体３２の周囲に配置された外部導電体として機能するもので、中心導電体３２は所定の環状空間Ｈ（絶縁間隔）が周囲に確保された状態で筒状空間３３２の中心軸上に挿通されている。ノズル本体３３は、上側胴部３３Ｕの外周部がノズルホルダ３４の下部保持空間３４１の内周壁と接触し、またフランジ部３３Ｆの上端面がノズルホルダ３４の下端縁３４３と接触するようにノズルホルダ３４に嵌合されている。なお、ノズル本体３３は、たとえばプランジャやセットビス等を用いて、ノズルホルダ３４に対して着脱自在な固定構造で装着されることが望ましい。 The nozzle body 33 functions as an external conductor disposed around the central conductor 32. The central conductor 32 is a cylindrical space with a predetermined annular space H (insulation interval) secured around it. It is inserted on the central axis of 332. The nozzle body 33 has a nozzle holder such that the outer peripheral portion of the upper body portion 33U is in contact with the inner peripheral wall of the lower holding space 341 of the nozzle holder 34 and the upper end surface of the flange portion 33F is in contact with the lower end edge 343 of the nozzle holder 34. 34 is fitted. The nozzle body 33 is preferably attached to the nozzle holder 34 with a detachable fixing structure using, for example, a plunger or a set screw.

ノズルホルダ３４は、第３導波管ピース１３の下面板１３Ｂに穿孔された貫通孔１３１に密嵌合される上側胴部３４Ｕ（上部保持空間３４２の位置に略対応する）と、下面板１３Ｂから下方向に延出する下側胴部３４Ｂ（下部保持空間３４１の位置に略対応する）とを備えている。下側胴部３４Ｂの外周には、処理ガスを前記環状空間Ｈに供給するためのガス供給孔３４４が穿孔されている。図示は省略しているが、このガス供給孔３４４には、所定の処理ガスを供給するガス供給管の終端部が接続するための管継手等が取り付けられる。かかるガス供給孔３４４と、ノズル本体３３の連通孔３３３とは、ノズル本体３３がノズルホルダ３４への定位置嵌合された場合に互いに連通状態となるように、各々位置設定されている。なお、ガス供給孔３４４と連通孔３３３との突き合わせ部からのガス漏洩を抑止するために、ノズル本体３３とノズルホルダ３４との間にはガスシールリング３７が介在されている。 The nozzle holder 34 includes an upper body portion 34U (corresponding approximately to the position of the upper holding space 342) and a lower surface plate 13B that are closely fitted in a through hole 131 formed in the lower surface plate 13B of the third waveguide piece 13. And a lower body portion 34B (substantially corresponding to the position of the lower holding space 341). A gas supply hole 344 for supplying a processing gas to the annular space H is formed in the outer periphery of the lower body portion 34B. Although not shown, a pipe joint or the like for connecting a terminal portion of a gas supply pipe for supplying a predetermined processing gas is attached to the gas supply hole 344. The gas supply hole 344 and the communication hole 333 of the nozzle body 33 are set so that they are in communication with each other when the nozzle body 33 is fitted into the nozzle holder 34 at a fixed position. A gas seal ring 37 is interposed between the nozzle body 33 and the nozzle holder 34 in order to suppress gas leakage from the abutting portion between the gas supply hole 344 and the communication hole 333.

これらガス供給孔３４４および連通孔３３３は、周方向に等間隔に複数穿孔されていてもよく、また中心へ向けて半径方向に穿孔されるのではなく、前述の特許文献１のように、処理ガスを旋回させるように、前記筒状空間３３２の外周面の接線方向に穿孔されてもよい。また、ガス供給孔３４４および連通孔３３３は、中心導電体３２に対して垂直ではなく、処理ガスの流れを良くするために、上端部３２１側から下端部３２２側へ斜めに穿設されてもよい。 A plurality of the gas supply holes 344 and the communication holes 333 may be perforated at equal intervals in the circumferential direction, and are not perforated in the radial direction toward the center. The gas may be perforated in the tangential direction of the outer peripheral surface of the cylindrical space 332 so as to swirl the gas. Further, the gas supply hole 344 and the communication hole 333 are not perpendicular to the central conductor 32, and may be formed obliquely from the upper end 321 side to the lower end 322 side in order to improve the flow of the processing gas. Good.

シール部材３５は、その下端縁３５２がノズル本体３３の上端縁３３４と当接し、その上端縁３５３がノズルホルダ３４の上端係止部３４５と当接する態様で、ノズルホルダ３４の上部保持空間３４２に保持されている。すなわち、上部保持空間３４２に中心導電体３２を支持した状態のシール部材３５が嵌合され、ノズル本体３３の上端縁３３４でその下端縁３５２が押圧されるようにして組付けられているものである。 The seal member 35 has a lower end edge 352 in contact with an upper end edge 334 of the nozzle body 33 and an upper end edge 353 in contact with an upper end locking portion 345 of the nozzle holder 34 in the upper holding space 342 of the nozzle holder 34. Is retained. That is, the upper holding space 342 is assembled so that the seal member 35 supporting the central conductor 32 is fitted and the lower end edge 352 of the nozzle body 33 is pressed by the upper end edge 334. is there.

保護管３６（図５では図示省略している）は、所定長さの石英ガラスパイプ等から成り、ノズル本体３３の筒状空間３３２の内径に略等しい外径を有する。この保護管３６は、ノズル本体３３の下端縁３３１での異常放電（アーキング）を防止して、後述するプルームＰを正常に放射させる機能を有しており、その一部がノズル本体３３の下端縁３３１から突出するように、前記筒状空間３３２に内挿されている。なお、保護管３６は、その先端部が下端縁３３１と一致するように、或いは下端縁３３１よりも内側へ入り込むように、その全体が筒状空間３３２に収納されていてもよい。 The protective tube 36 (not shown in FIG. 5) is made of a quartz glass pipe or the like having a predetermined length, and has an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the cylindrical space 332 of the nozzle body 33. The protective tube 36 has a function of preventing abnormal discharge (arcing) at the lower end edge 331 of the nozzle body 33 and radiating a plume P to be described later normally. The cylindrical space 332 is inserted so as to protrude from the edge 331. Note that the entire protective tube 36 may be accommodated in the cylindrical space 332 so that the tip end thereof coincides with the lower end edge 331 or enters the inner side of the lower end edge 331.

プラズマ発生ノズル３１は上記のように構成されている結果、ノズル本体３３、ノズルホルダ３４および第３導波管ピース１３（導波管１０）は導通状態（同電位）とされている一方で、中心導電体３２は絶縁性のシール部材３５で支持されていることから、これらの部材とは電気的に絶縁されている。したがって、図６に示すように、導波管１０がアース電位とされた状態で、中心導電体３２の受信アンテナ部３２０でマイクロ波が受信され中心導電体３２にマイクロ波電力が給電されると、その下端部３２２およびノズル本体３３の下端縁３３１の近傍に電界集中部が形成されるようになる。 As a result of the plasma generation nozzle 31 being configured as described above, the nozzle body 33, the nozzle holder 34, and the third waveguide piece 13 (waveguide 10) are in a conductive state (the same potential), Since the central conductor 32 is supported by the insulating seal member 35, it is electrically insulated from these members. Therefore, as shown in FIG. 6, when the microwave is received by the receiving antenna unit 320 of the central conductor 32 and the microwave power is supplied to the central conductor 32 in a state where the waveguide 10 is at the ground potential. An electric field concentration portion is formed in the vicinity of the lower end portion 322 and the lower end edge 331 of the nozzle body 33.

かかる状態で、ガス供給孔３４４から、たとえば酸素ガスや空気のような酸素系の処理ガスが環状空間Ｈへ供給されると、前記マイクロ波電力により処理ガスが励起されて中心導電体３２の下端部３２２付近においてプラズマ（電離気体）が発生する。このプラズマは、電子温度が数万度であるものの、ガス温度は外界温度に近い反応性プラズマ（中性分子が示すガス温度に比較して、電子が示す電子温度が極めて高い状態のプラズマ）であって、常圧下で発生するプラズマである。 In this state, when an oxygen-based processing gas such as oxygen gas or air is supplied from the gas supply hole 344 to the annular space H, the processing gas is excited by the microwave power and the lower end of the central conductor 32 is excited. Plasma (ionized gas) is generated near the portion 322. Although this plasma has an electron temperature of tens of thousands of degrees, the gas temperature is a reactive plasma that is close to the outside temperature (a plasma in which the electron temperature indicated by electrons is extremely high compared to the gas temperature indicated by neutral molecules). It is a plasma generated under normal pressure.

このようにしてプラズマ化された処理ガスは、ガス供給孔３４４から与えられるガス流によりプルームＰとしてノズル本体３３の下端縁３３１から放射される。このプルームＰにはラジカルが含まれ、たとえば処理ガスとして酸素系ガスを使用すると酸素ラジカルが生成されることとなり、有機物の分解・除去作用、レジスト除去作用等を有するプルームＰとすることができる。本実施形態に係るプラズマ発生ユニットＰＵでは、プラズマ発生ノズル３１が複数個配列されていることから、左右方向に延びるライン状のプルームＰを発生させることが可能となる。 The processing gas thus converted into plasma is radiated from the lower edge 331 of the nozzle body 33 as a plume P by the gas flow provided from the gas supply hole 344. This plume P contains radicals. For example, when an oxygen-based gas is used as the processing gas, oxygen radicals are generated, and the plume P having an organic substance decomposition / removal action, a resist removal action, and the like can be obtained. In the plasma generation unit PU according to the present embodiment, since a plurality of plasma generation nozzles 31 are arranged, it is possible to generate a line-shaped plume P extending in the left-right direction.

因みに、処理ガスとしてアルゴンガスのような不活性ガスや窒素ガスを用いれば、各種基板の表面クリーニングや表面改質を行うことができる。また、フッ素を含有する化合物ガスを用いれば基板表面を撥水性表面に改質することができ、親水基を含む化合物ガスを用いることで基板表面を親水性表面に改質することができる。さらに、金属元素を含む化合物ガスを用いれば、基板上に金属薄膜層を形成することができる。 Incidentally, when an inert gas such as argon gas or nitrogen gas is used as the processing gas, the surface cleaning and surface modification of various substrates can be performed. Further, if a compound gas containing fluorine is used, the substrate surface can be modified to a water-repellent surface, and using a compound gas containing a hydrophilic group can modify the substrate surface to a hydrophilic surface. Furthermore, if a compound gas containing a metal element is used, a metal thin film layer can be formed on the substrate.

スライディングショート４０は、各々のプラズマ発生ノズル３１に備えられている中心導電体３２と、導波管１０の内部を伝搬されるマイクロ波との結合状態を最適化するために備えられているもので、マイクロ波の反射位置を変化させて定在波パターンを調整可能とするべく第３導波管ピース１３の右側端部に連結されている。 The sliding short 40 is provided for optimizing the coupling state between the central conductor 32 provided in each plasma generation nozzle 31 and the microwave propagated inside the waveguide 10. The third wave guide piece 13 is connected to the right end of the third waveguide piece 13 so that the standing wave pattern can be adjusted by changing the microwave reflection position.

図７は、スライディングショート４０の内部構造を示す透視斜視図である。図７に示すように、スライディングショート４０は、導波管１０と同様な断面矩形の筐体構造を備えており、導波管１０と同じ材料で構成された中空空間４１０を有する筐体部４１と、前記中空空間４１０内に収納された反射ブロック４２と、反射ブロック４２の基端部に一体的に取り付けられ、前記断面矩形の中空空間４１０内を左右方向に摺動する矩形ブロック４３と、この矩形ブロック４３に組付けられたナット４４と、前記ナット４４に螺合し、前記矩形ブロック４３および反射ブロック４２を摺動させるボールねじ４５と、前記ボールねじ４５を回転駆動するステッピングモータ４６と、前記ステッピングモータ４６の出力軸４６１と前記ボールねじ４５の一端部４５１とを直結する継手４７とを備えている。 FIG. 7 is a perspective view showing the internal structure of the sliding short 40. As shown in FIG. 7, the sliding short 40 includes a housing structure having a rectangular cross section similar to that of the waveguide 10, and a housing portion 41 having a hollow space 410 made of the same material as the waveguide 10. And a reflection block 42 housed in the hollow space 410, a rectangular block 43 that is integrally attached to the base end of the reflection block 42, and slides in the left-right direction in the hollow space 410 having a rectangular cross section, A nut 44 assembled to the rectangular block 43; a ball screw 45 that is screwed into the nut 44 to slide the rectangular block 43 and the reflecting block 42; and a stepping motor 46 that rotationally drives the ball screw 45; And a joint 47 that directly connects the output shaft 461 of the stepping motor 46 and the one end 451 of the ball screw 45.

反射ブロック４２は、円筒状の筒状部４２２の一端にマイクロ波の反射面となる端板４２１が、第３導波管ピース１３の導波空間１３０に対向するよう取付けられて成り、前記筒状部４２２の他端は前記矩形ブロック４３に固着され、その内部には前記ボールねじ４５の他端部４５２側を収納可能となっている。この反射ブロック４２の前記筒状部４２２は、矩形ブロック４３と同様な角筒状を呈していてもよい。前記矩形ブロック４３の中央に形成された孔４３１には、ナット４４が嵌め込まれており、このナット４４の内ねじに螺合しているボールねじ４５が回転すると、該矩形ブロック４３および前記反射ブロック４２が左右方向に摺動する。かかる反射ブロック４２の移動による端板４２１の位置調整によって、定在波パターンが最適化される。前記ボールねじ４５の一端部４５１とステッピングモータ４６の出力軸４６１とは、ビス４８によって継手４７にそれぞれ固定され、連動して回転するようになる。 The reflection block 42 is formed by attaching an end plate 421 serving as a microwave reflection surface to one end of a cylindrical tubular portion 422 so as to face the waveguide space 130 of the third waveguide piece 13. The other end of the shape portion 422 is fixed to the rectangular block 43, and the other end portion 452 side of the ball screw 45 can be accommodated therein. The tubular portion 422 of the reflection block 42 may have a rectangular tubular shape similar to that of the rectangular block 43. A nut 44 is fitted in a hole 431 formed in the center of the rectangular block 43, and when the ball screw 45 screwed into the inner screw of the nut 44 rotates, the rectangular block 43 and the reflective block are rotated. 42 slides in the left-right direction. The standing wave pattern is optimized by adjusting the position of the end plate 421 by the movement of the reflection block 42. One end 451 of the ball screw 45 and the output shaft 461 of the stepping motor 46 are fixed to the joint 47 by screws 48 and rotate in conjunction with each other.

サーキュレータ５０は、たとえばフェライト柱を内蔵する導波管型の３ポートサーキュレータからなり、一旦はプラズマ発生部３０へ向けて伝搬されたマイクロ波のうち、プラズマ発生部３０で電力消費されずに戻って来る反射マイクロ波を、マイクロ波発生装置２０に戻さずダミーロード６０へ向かわせるものである。このようなサーキュレータ５０を配置することで、マイクロ波発生装置２０が反射マイクロ波によって過熱状態となることが防止される。 The circulator 50 is composed of, for example, a waveguide-type three-port circulator with a built-in ferrite column. Of the microwaves once propagated toward the plasma generator 30, the plasma generator 30 returns without being consumed. The incoming reflected microwave is directed to the dummy load 60 without returning to the microwave generator 20. By arranging such a circulator 50, the microwave generator 20 is prevented from being overheated by the reflected microwave.

図８は、サーキュレータ５０の作用を説明するためのプラズマ発生ユニットＰＵの上面図である。図示するように、サーキュレータ５０の第１ポート５１には第１導波管ピース１１が、第２ポート５２には第２導波管ピース１２が、さらに第３ポート５３にはダミーロード６０がそれぞれ接続されている。そして、マイクロ波発生装置２０のマイクロ波送信アンテナ２２から発生されたマイクロ波は、矢印ａで示すように第１ポート５１から第２ポート５２を経由して第２導波管ピース１２へ向かう。これに対して、第２導波管ピース１２側から入射する反射マイクロ波は、矢印ｂで示すように、第２ポート５２から第３ポート５３へ向かうよう偏向され、ダミーロード６０へ入射される。 FIG. 8 is a top view of the plasma generation unit PU for explaining the operation of the circulator 50. As shown, the first port 51 of the circulator 50 has a first waveguide piece 11, the second port 52 has a second waveguide piece 12, and the third port 53 has a dummy load 60. It is connected. Then, the microwave generated from the microwave transmission antenna 22 of the microwave generator 20 travels from the first port 51 to the second waveguide piece 12 via the second port 52 as indicated by an arrow a. On the other hand, the reflected microwave incident from the second waveguide piece 12 side is deflected from the second port 52 toward the third port 53 and incident on the dummy load 60 as indicated by the arrow b. .

ダミーロード６０は、上述の反射マイクロ波を吸収して熱に変換する水冷型（空冷型でも良い）の電波吸収体である。このダミーロード６０には、冷却水を内部に流通させるための冷却水流通口６１が設けられており、反射マイクロ波を熱変換することにより発生した熱が前記冷却水に熱交換されるようになっている。 The dummy load 60 is a water-cooled (or air-cooled) radio wave absorber that absorbs the reflected microwave and converts it into heat. The dummy load 60 is provided with a cooling water circulation port 61 for circulating cooling water therein so that heat generated by heat conversion of the reflected microwaves is exchanged with the cooling water. It has become.

スタブチューナ７０は、導波管１０とプラズマ発生ノズル３１とのインピーダンス整合を図るためのもので、第２導波管ピース１２の上面板１２Ｕに所定間隔を置いて直列配置された３つのスタブチューナユニット７０Ａ〜７０Ｃを備えている。図９は、スタブチューナ７０の設置状況を示す透視側面図である。図示するように、３つのスタブチューナユニット７０Ａ〜７０Ｃは同一構造を備えており、第２導波管ピース１２の導波空間１２０に突出するスタブ７１と、該スタブ７１に一端７２１が直結された筒状体７２と、前記筒状体７２の他端７２２固着されるナット７３と、前記ナット７３に螺合し、前記ナット７３ならびにそれに連なる筒状体７２およびスタブ７１を前記導波空間１２０に出没させるボールねじ７５と、前記ボールねじ７５を回転駆動するステッピングモータ７６と、前記ステッピングモータ７６の出力軸７６１と前記ボールねじ７５の一端部７５１とを直結する継手７７と、後述する外套７４の内周面に固定され、筒状に形成されて前記筒状体７２およびスタブ７１を収納するとともに、軸方向に形成された長孔７９１を有し、その長孔７９１内を前記筒状体７２に立設されたピン７２３が摺動することで前記ボールねじ７５によって回転駆動される筒状体７２を軸方向に変位させ、スタブ７１を導波空間１２０に出没させる案内筒７９と、これら機構を保持する前記外套７４とから構成されている。前記ステッピングモータ７６の出力軸７６１と前記ボールねじ７５の一端部７５１とは、ビス７８によって継手７７にそれぞれ固定され、連動して回転するようになる。 The stub tuner 70 is for impedance matching between the waveguide 10 and the plasma generation nozzle 31, and has three stub tuners arranged in series on the upper surface plate 12 U of the second waveguide piece 12 at a predetermined interval. Units 70A to 70C are provided. FIG. 9 is a perspective side view showing an installation state of the stub tuner 70. As shown in the figure, the three stub tuner units 70A to 70C have the same structure, and the stub 71 protruding into the waveguide space 120 of the second waveguide piece 12 and one end 721 are directly connected to the stub 71. The cylindrical body 72, the nut 73 fixed to the other end 722 of the cylindrical body 72, and the nut 73 are screwed together, and the nut 73 and the cylindrical body 72 and the stub 71 connected thereto are inserted into the waveguide space 120. A ball screw 75 that moves in and out, a stepping motor 76 that rotationally drives the ball screw 75, a joint 77 that directly connects the output shaft 761 of the stepping motor 76 and one end portion 751 of the ball screw 75, and an outer jacket 74 that will be described later It is fixed to the inner peripheral surface and is formed in a cylindrical shape to accommodate the cylindrical body 72 and the stub 71, and has an elongated hole 791 formed in the axial direction. The pin 723 erected on the cylindrical body 72 slides in the elongated hole 791 to displace the cylindrical body 72 rotated by the ball screw 75 in the axial direction and guide the stub 71. The guide cylinder 79 is made to appear and disappear in the space 120, and the outer sleeve 74 holds these mechanisms. The output shaft 761 of the stepping motor 76 and the one end 751 of the ball screw 75 are fixed to the joint 77 by screws 78 and rotate in conjunction with each other.

パワーメータ１００は、図３で示すように、第４導波管ピース１４の上面板１４Ｕに所定間隔を置いて直列配置された２つのパワーメータユニット１００Ａ，１００Ｂを備えている。２つのパワーメータユニット１００Ａ，１００Ｂは同一構造を備えており、第４導波管ピース１４の導波空間１４０に突出し、伝搬されるマイクロ波の電力を検知する検知部１０１を有する。マイクロ波発生装置２０側のパワーメータユニット１００Ａはプラズマ発生部３０への入力波の電力を検知し、プラズマ発生部３０側のパワーメータユニット１００Ｂは該プラズマ発生部３０からの反射波の電力を検知する。 As shown in FIG. 3, the power meter 100 includes two power meter units 100 A and 100 B arranged in series at a predetermined interval on the upper surface plate 14 U of the fourth waveguide piece 14. The two power meter units 100A and 100B have the same structure, and have a detection unit 101 that projects into the waveguide space 140 of the fourth waveguide piece 14 and detects the power of the propagated microwave. The power meter unit 100A on the microwave generator 20 side detects the power of the input wave to the plasma generator 30, and the power meter unit 100B on the plasma generator 30 side detects the power of the reflected wave from the plasma generator 30. To do.

搬送手段Ｃは、所定の搬送路に沿って配置された複数の搬送ローラ８０を備え、図略の駆動手段により搬送ローラ８０が駆動されることで、処理対象となるワークＷを、前記プラズマ発生部３０を経由して搬送させるものである。ここで、処理対象となるワークＷとしては、プラズマディスプレイパネルや半導体基板のような平型基板、電子部品が実装された回路基板等を例示することができる。また、平型形状でないパーツや組部品等も処理対象とすることができ、この場合は搬送ローラに代えてベルトコンベア等を採用すればよい。 The conveyance means C includes a plurality of conveyance rollers 80 arranged along a predetermined conveyance path, and the conveyance roller 80 is driven by a driving means (not shown), so that the workpiece W to be processed is generated by the plasma generation. It is conveyed via the section 30. Here, examples of the workpiece W to be processed include a flat substrate such as a plasma display panel and a semiconductor substrate, a circuit substrate on which electronic components are mounted, and the like. Also, parts or assembled parts that are not flat-shaped can be processed, and in this case, a belt conveyor or the like may be employed instead of the conveying roller.

次に、本実施形態に係るワーク処理装置Ｓの電気的構成について説明する。図１０は、ワーク処理装置Ｓの制御系を示すブロック図である。この制御系は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）９０１およびその周辺回路等から成り、全体制御部９０と、出力インタフェイスや駆動回路等から成るマイクロ波出力制御部９１、ガス流量制御部９２、搬送制御部９３、スタブチューナ駆動部９８およびスライディングショート駆動部９９と、表示手段や操作パネル等から成り、前記全体制御部９０に対して所定の操作信号を与える操作部９５と、入力インタフェイスやアナログ／デジタル変換器等から成るセンサ入力部９４，９７と、センサ９７１ならびに駆動モータ９３１および流量制御弁９２３とを備えて構成される。 Next, an electrical configuration of the work processing apparatus S according to the present embodiment will be described. FIG. 10 is a block diagram showing a control system of the work processing apparatus S. This control system includes a CPU (central processing unit) 901 and its peripheral circuits, and the like. The overall control unit 90, a microwave output control unit 91 including an output interface and a drive circuit, a gas flow rate control unit 92, and a transport A control unit 93, a stub tuner drive unit 98, a sliding short drive unit 99, a display means, an operation panel, and the like, an operation unit 95 for giving a predetermined operation signal to the overall control unit 90, an input interface and an analog A sensor input unit 94, 97 composed of a digital converter or the like, a sensor 971, a drive motor 931, and a flow control valve 923 are configured.

マイクロ波出力制御部９１は、マイクロ波発生装置２０から出力されるマイクロ波のＯＮ−ＯＦＦ制御、出力強度制御を行うもので、前記２．４５ＧＨｚのパルス信号を生成してマイクロ波発生装置２０の装置本体部２１によるマイクロ波発生の動作制御を行う。 The microwave output control unit 91 performs ON / OFF control and output intensity control of the microwave output from the microwave generator 20. The microwave output controller 91 generates the 2.45 GHz pulse signal and The operation control of the microwave generation by the apparatus main body 21 is performed.

ガス流量制御部９２は、プラズマ発生部３０の各プラズマ発生ノズル３１へ供給する処理ガスの流量制御を行うものである。具体的には、ガスボンベ等の処理ガス供給源９２１と各プラズマ発生ノズル３１との間を接続するガス供給管９２２に設けられた前記流量制御弁９２３の開度調整をそれぞれ行う。 The gas flow rate control unit 92 controls the flow rate of the processing gas supplied to each plasma generation nozzle 31 of the plasma generation unit 30. Specifically, the opening degree of the flow rate control valve 923 provided in the gas supply pipe 922 connecting the processing gas supply source 921 such as a gas cylinder and each plasma generating nozzle 31 is adjusted.

搬送制御部９３は、搬送ローラ８０を回転駆動させる駆動モータ９３１の動作制御を行うもので、ワークＷの搬送開始／停止、および搬送速度の制御等を行うものである。 The conveyance control unit 93 controls the operation of the drive motor 931 that rotationally drives the conveyance roller 80, and controls the start / stop of conveyance of the workpiece W, the conveyance speed, and the like.

全体制御部９０は、当該ワーク処理装置Ｓの全体的な動作制御を司るもので、操作部９５から与えられる操作信号に応じて、センサ入力部９７から入力される速度センサ９７１によるワークＷの搬送速度の測定結果等をモニタし、上記マイクロ波出力制御部９１、ガス流量制御部９２および搬送制御部９３を、所定のシーケンスに基づいて動作制御する。 The overall control unit 90 is responsible for overall operation control of the workpiece processing apparatus S, and transports the workpiece W by the speed sensor 971 input from the sensor input unit 97 in response to an operation signal given from the operation unit 95. The speed measurement result and the like are monitored, and the operation of the microwave output control unit 91, the gas flow rate control unit 92, and the transfer control unit 93 is controlled based on a predetermined sequence.

具体的には、前記ＣＰＵ９０１は、メモリ９０２に予め格納されている制御プログラムに基づいて、ワークＷの搬送を開始させてワークＷをプラズマ発生部３０へ導き、所定流量の処理ガスを各プラズマ発生ノズル３１へ供給させつつマイクロ波電力を与えてプラズマ（プルームＰ）を発生させ、ワークＷを搬送しながらその表面にプルームＰを放射させるものである。これにより、複数のワークＷを連続的に処理する。 Specifically, the CPU 901 starts the conveyance of the workpiece W based on a control program stored in advance in the memory 902, guides the workpiece W to the plasma generation unit 30, and generates a processing gas having a predetermined flow rate for each plasma. Plasma (plume P) is generated by supplying microwave power while being supplied to the nozzle 31, and the plume P is radiated on the surface of the workpiece W while it is being conveyed. Thereby, a plurality of works W are processed continuously.

このプラズマ照射作業にあたって、作業開始前の起動時に、或いはプラズマ発生ノズル３１の交換等に伴う操作部９５からの作業者の操作などに応答して、前記ＣＰＵ９０１は、メモリ９０２に予め格納されている較正プログラムに基づいて、センサ入力部９４から入力されるパワーメータ１００のパワーメータユニット１００Ａ，１００Ｂの測定結果をモニタしながら、測定結果の差（パワーメータユニット１００Ａで測定されるプラズマ発生部３０への入力波の電力から、パワーメータユニット１００Ｂで測定されるプラズマ発生部３０からの反射波の電力を減算した値）が最大となるように、すなわち各プラズマ発生ノズル３１での受信マイクロ波電力および電力伝送効率が最大となるように、スタブチューナ駆動部９８を介してステッピングモータ７６を駆動して前述のスタブチューナ７０のスタブ７１の導波空間１２０への出没量を調整するとともに、スライディングショート駆動部９９を介してステッピングモータ４６を駆動して前述のスライディングショート４０の反射ブロック４２の中空空間４１０内での反射位置を調整する。 In this plasma irradiation work, the CPU 901 is stored in advance in the memory 902 at the time of start-up before starting the work or in response to the operation of the operator from the operation unit 95 accompanying the replacement of the plasma generating nozzle 31 or the like. While monitoring the measurement results of the power meter units 100A and 100B of the power meter 100 input from the sensor input unit 94 based on the calibration program, the difference between the measurement results (to the plasma generation unit 30 measured by the power meter unit 100A). (The value obtained by subtracting the power of the reflected wave from the plasma generation unit 30 measured by the power meter unit 100B) from the power of the input wave of the input wave, that is, the received microwave power at each plasma generation nozzle 31 and In order to maximize the power transmission efficiency, a step through the stub tuner driver 98 is used. The ping motor 76 is driven to adjust the amount of the stub 71 of the stub tuner 70 protruding into the waveguide space 120, and the stepping motor 46 is driven via the sliding short drive unit 99 to adjust the sliding short 40. The reflection position in the hollow space 410 of the reflection block 42 is adjusted.

前記スタブ７１の出没量を調整することによって、負荷となるプラズマ発生ノズル３１の受信アンテナ部３２０におけるインピーダンス整合を図り、前記受信アンテナ部３２０で受信され、プラズマの生成に使用されるマイクロ波電力を最大に、すなわちマイクロ波を効率良くプラズマの生成に使用することができるようになる。また、前記反射ブロック４２の反射位置を調整することによって、定在波パターンを調整し、前記受信アンテナ部３２０と導波管１０の内部を伝搬されるマイクロ波との結合状態を最適化することができるようになる。したがって、全体制御部９０、スタブチューナ駆動部９８およびスライディングショート駆動部９９は、制御手段を構成する。 By adjusting the amount of appearance of the stub 71, impedance matching is achieved in the receiving antenna unit 320 of the plasma generating nozzle 31 serving as a load, and the microwave power received by the receiving antenna unit 320 and used for plasma generation is reduced. At the maximum, that is, microwaves can be efficiently used for plasma generation. Further, the standing wave pattern is adjusted by adjusting the reflection position of the reflection block 42, and the coupling state between the receiving antenna unit 320 and the microwave propagating through the waveguide 10 is optimized. Will be able to. Accordingly, the overall control unit 90, the stub tuner driving unit 98, and the sliding short driving unit 99 constitute control means.

図１１は、ＣＰＵ９０１による上述のようなスタブ７１の出没量および反射ブロック４２の反射位置の較正動作を説明するためのフローチャートである。較正プログラムが起動すると、ＣＰＵ９０１により、先ずステップＳ０で、ガス流量制御部９２を介して流量制御弁９２３が駆動され、各プラズマ発生ノズル３１へ処理ガスの供給が開始されるとともに、マイクロ波出力制御部９１を介してマイクロ波発生装置２０が駆動され、マイクロ波の送信が開始される。 FIG. 11 is a flowchart for explaining the calibration operation of the amount of appearance of the stub 71 and the reflection position of the reflection block 42 as described above by the CPU 901. When the calibration program is started, first, in step S0, the flow rate control valve 923 is driven by the CPU 901 via the gas flow rate control unit 92, supply of the processing gas to each plasma generating nozzle 31 is started, and microwave output control is performed. The microwave generator 20 is driven via the unit 91, and transmission of microwaves is started.

続いてステップＳ１では、センサ入力部９４を介してパワーメータユニット１００Ａ，１００Ｂの測定結果をモニタしながら、最もプラズマ発生部３０に近いスタブチューナユニット７０Ｃ（ＳＴ１）のスタブ７１の導波空間１２０への出没量をスタブチューナ駆動部９８を介して掃引させ、前記入力電力と反射電力との差が最大となる出没量のデータをメモリ９０３に記憶する。このとき、スタブ７１は、一旦最大または最小の出没量まで変位された後に掃引を開始してもよく、前回使用時の出没量から、最大または最小の出没量まで変位され、さらに掃引方向が反転されて最小または最大の出没量まで変位されてもよい。掃引の後は、ステップＳ２において、前記のスタブチューナユニット７０Ｃ（ＳＴ１）のスタブ７１を、入力電力と反射電力との差が最大となる出没量まで変位させる。 Subsequently, in step S1, while monitoring the measurement results of the power meter units 100A and 100B via the sensor input unit 94, the waveguide space 120 of the stub 71 of the stub tuner unit 70C (ST1) closest to the plasma generation unit 30 is obtained. The amount of protrusion / discontinuation is swept via the stub tuner driving unit 98, and data of the amount of protrusion / distraction that maximizes the difference between the input power and the reflected power is stored in the memory 903. At this time, the stub 71 may start sweeping after being displaced up to the maximum or minimum amount of protrusion / displacement, is displaced from the amount of protrusion / intrusion at the previous use to the maximum / minimum amount of protrusion, and the sweep direction is reversed. And may be displaced to a minimum or maximum amount of appearance. After the sweep, in step S2, the stub 71 of the stub tuner unit 70C (ST1) is displaced to the amount of protrusion and depression that maximizes the difference between the input power and the reflected power.

ステップＳ３，Ｓ４では、次のスタブチューナユニット７０Ｂ（ＳＴ２）に対して、前記ステップＳ１，Ｓ２と同様に、スタブ７１の出没量が掃引されて、メモリ９０３に入力電力と反射電力との差が最大となる出没量のデータが取得され、その出没量まで変位される。続いて、ステップＳ５，Ｓ６でも、最もマイクロ波発生装置２０に近いスタブチューナユニット７０Ａ（ＳＴ３）に対して、前記ステップＳ１，Ｓ２と同様に、スタブ７１の出没量が掃引されて、メモリ９０３に入力電力と反射電力との差が最大となる出没量のデータが取得され、その出没量まで変位される。 In steps S3 and S4, the amount of appearance of the stub 71 is swept to the next stub tuner unit 70B (ST2) as in steps S1 and S2, and the difference between the input power and the reflected power is stored in the memory 903. The data of the maximum amount of appearance is acquired and displaced to the amount of appearance. Subsequently, also in steps S5 and S6, the stub 71 unit 70A (ST3) closest to the microwave generator 20 is swept away from the stub 71 in the memory 903 in the same manner as in steps S1 and S2. The data of the amount of appearance that makes the difference between the input power and the reflected power maximum is acquired and displaced to the amount of appearance.

ステップＳ７では、ＣＰＵ９０１は、センサ入力部９４を介してパワーメータユニット１００Ａ，１００Ｂの測定結果をモニタしながら、スライディングショート駆動部９９を介してスライディングショート４０の反射ブロック４２の中空空間４１０内での反射位置を掃引させ、前記入力電力と反射電力との差が最大となる反射位置のデータをメモリ９０３に記憶する。掃引の後は、ステップＳ８において、前記の反射ブロック４２を、入力電力と反射電力との差が最大となる反射位置まで変位させる。 In step S 7, the CPU 901 monitors the measurement results of the power meter units 100 A and 100 B through the sensor input unit 94, and the inside of the hollow space 410 of the reflection block 42 of the sliding short 40 through the sliding short drive unit 99. The reflection position is swept, and data of the reflection position at which the difference between the input power and the reflected power is maximized is stored in the memory 903. After the sweep, in step S8, the reflection block 42 is displaced to the reflection position where the difference between the input power and the reflected power is maximized.

その後、ステップＳ９では、プラズマ（プルームＰ）点灯したか否かが判断され、点灯していないときには前記ステップＳ１に戻り、点灯しているときには処理を終了する。プラズマ（プルームＰ）点灯したか否かは、プラズマ（プルームＰ）点灯すると、ノズル受信（消費）電力が急激に増大するので、前記入力電力と反射電力との差が急激に大きくなることから判定することができる。通常、上記のステップＳ１〜Ｓ９を２回程度繰返すことで、プラズマ（プルームＰ）点灯させることができる。 Thereafter, in step S9, it is determined whether or not the plasma (plume P) is lit. If not lit, the process returns to step S1, and if lit, the process is terminated. Whether the plasma (plume P) is lit or not is determined because when the plasma (plume P) is lit, the received (consumed) power of the nozzle increases rapidly, and the difference between the input power and the reflected power increases rapidly. can do. Usually, plasma (plume P) can be turned on by repeating the above steps S1 to S9 about twice.

以上説明したワーク処理装置Ｓによれば、ワーク搬送手段ＣでワークＷを搬送しつつ、導波管１０に複数個配列して取付けられたプラズマ発生ノズル３１からプラズマ化されたガスをワークＷに対して放射することが可能であるので、複数の被処理ワークに対して連続的にプラズマ処理を行うことができ、また大面積のワークに対しても効率良くプラズマ処理を行うことができる。したがって、バッチ処理タイプのワーク処理装置に比較して、各種の被処理ワークに対するプラズマ処理作業性に優れるワーク処理装置Ｓ若しくはプラズマ発生装置ＰＵを提供することができる。しかも、外界の温度および圧力でプラズマを発生させることができるので、真空チャンバー等を必要とせず、設備構成を簡素化することができる。 According to the workpiece processing apparatus S described above, the workpiece W is transported by the workpiece transport means C, and the plasmaized gas from the plasma generating nozzles 31 arranged and attached to the waveguide 10 is supplied to the workpiece W. Since it can radiate | emit with respect to a workpiece | work, a plasma processing can be continuously performed with respect to several to-be-processed workpiece | work, and a plasma processing can be efficiently performed also about the workpiece | work of a large area. Therefore, it is possible to provide the work processing apparatus S or the plasma generation apparatus PU that is superior in plasma processing workability to various types of workpieces as compared with batch processing type work processing apparatuses. Moreover, since plasma can be generated at an external temperature and pressure, a vacuum chamber or the like is not required, and the equipment configuration can be simplified.

また、マイクロ波発生装置２０から発生されたマイクロ波を、各々のプラズマ発生ノズル３１が備える受信アンテナ部３２０で受信させ、そのマイクロ波のエネルギーに基づきそれぞれのプラズマ発生ノズル３１からプラズマ化されたガスを放出させることができるので、マイクロ波が保有するエネルギーの各プラズマ発生ノズル３１への伝達系を簡素化することができる。したがって、装置構成のシンプル化、コストダウン等を図ることができる。 In addition, the microwave generated from the microwave generator 20 is received by the receiving antenna unit 320 provided in each plasma generation nozzle 31, and the gas converted into plasma from each plasma generation nozzle 31 based on the energy of the microwave. Therefore, the transmission system of the energy held by the microwave to each plasma generating nozzle 31 can be simplified. Therefore, simplification of the device configuration, cost reduction, and the like can be achieved.

さらに、複数のプラズマ発生ノズル３１が一列に整列配置されて成るプラズマ発生部３０が、平板状のワークＷの搬送方向と直交する幅方向のサイズｔに略合致した幅員を有しているので、当該ワークＷを、搬送手段Ｃにより一度だけプラズマ発生部３０を通過させるだけで、その全面の処理を完了させることができ、平板状のワークに対するプラズマ処理効率を格段に向上させることができる。また、搬送されて来るワークＷに対して同じタイミングでプラズマ化されたガスを放射できるようになり、均質的な表面処理等を行うことができる。 Further, since the plasma generation unit 30 in which the plurality of plasma generation nozzles 31 are arranged in a line has a width that substantially matches the size t in the width direction orthogonal to the conveyance direction of the flat workpiece W, By simply passing the workpiece W through the plasma generating unit 30 only once by the conveying means C, the processing of the entire surface can be completed, and the plasma processing efficiency for the plate-shaped workpiece can be remarkably improved. In addition, plasmaized gas can be radiated to the workpiece W being conveyed at the same timing, and uniform surface treatment or the like can be performed.

さらにまた、上記のように各プラズマ発生ノズル３１へのマイクロ波の伝搬に導波管１０が使用されることで、受信アンテナ部３２０におけるインピーダンス整合を図るために設けられるスタブチューナ７０およびマイクロ波の定在波パターンを調整するために設けられるスライディングショート４０のそれぞれの調整を、全体制御部９０がパワーメータ１００の測定結果に応じて行うので、自動的に細かな調整を精度良く行うことができる。これによって、ノズルの太さや導電体の長さなどプラズマ発生ノズル３１を異なる形状のものに付け替えた場合にも、容易にプラズマ（プルームＰ）点灯させることができる。 Furthermore, as described above, the waveguide 10 is used for the propagation of the microwave to each plasma generation nozzle 31, so that the stub tuner 70 provided for impedance matching in the reception antenna unit 320 and the microwave Since the overall control unit 90 performs each adjustment of the sliding short 40 provided for adjusting the standing wave pattern according to the measurement result of the power meter 100, it is possible to automatically perform fine adjustment with high accuracy. . Accordingly, even when the plasma generating nozzle 31 is replaced with a nozzle having a different shape such as the thickness of the nozzle or the length of the conductor, the plasma (plume P) can be easily turned on.

以上、本発明の一実施形態に係るワーク処理装置Ｓについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば下記の実施形態を取ることができる。
（１）上記実施形態では、複数のプラズマ発生ノズル３１を一列に整列配置した例を示したが、ノズル配列はワークＷの形状やマイクロ波電力のパワー等に応じて適宜決定すればよく、たとえばワークＷの搬送方向に複数列プラズマ発生ノズル３１をマトリクス整列したり、千鳥配列したりしてもよい。
（２）上記実施形態では、移動手段としてワークＷを搬送する搬送手段Ｃが用いられ、その搬送手段Ｃとしては搬送ローラ８０の上面にワークＷを載置して搬送する形態を例示したが、この他に、たとえば上下の搬送ローラ間にワークＷをニップさせて搬送させる形態、搬送ローラを用いず所定のバスケット等にワークを収納し前記バスケット等をラインコンベア等で搬送させる形態、或いはロボットハンド等でワークＷを把持してプラズマ発生部３０へ搬送させる形態であってもよい。或いは、移動手段としてはプラズマ発生ノズル３１側を移動させる構成であってもよい。すなわち、ワークＷとプラズマ発生ノズル３１とは、プラズマ照射方向（Ｚ方向）とは交差する面（Ｘ，Ｙ面）上で相対的に移動すればよい。
（３）上記実施形態では、マイクロ波発生源として２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマグネトロンを例示したが、マグネトロン以外の各種高周波電源も使用可能であり、また２．４５ＧＨｚとは異なる波長のマイクロ波を用いるようにしてもよい。
（４）前記スタブチューナ７０とスライディングショート４０とは、必ずしも併用される必要はなく、少なくとも一方が設けられ、その調整をパワーメータ１００の測定結果に応じて自動的に行うようにすればよい。 The work processing apparatus S according to the embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this, and for example, the following embodiment can be taken.
(1) In the above embodiment, an example in which a plurality of plasma generating nozzles 31 are arranged in a line is shown. However, the nozzle arrangement may be appropriately determined according to the shape of the workpiece W, the power of microwave power, and the like. The plurality of rows of plasma generating nozzles 31 may be arranged in a matrix or in a staggered arrangement in the conveyance direction of the workpiece W.
(2) In the above-described embodiment, the transport unit C that transports the workpiece W is used as the moving unit. As the transport unit C, a mode in which the workpiece W is mounted on the upper surface of the transport roller 80 and transported is exemplified. In addition to this, for example, a form in which the work W is nipped between the upper and lower transport rollers and transported, a form in which the work is stored in a predetermined basket or the like without using the transport roller, and the basket or the like is transported by a line conveyor or the like, or a robot hand For example, the workpiece W may be gripped and conveyed to the plasma generation unit 30 by using a method such as that described above. Alternatively, the moving means may be configured to move the plasma generating nozzle 31 side. That is, the workpiece W and the plasma generation nozzle 31 may be relatively moved on a plane (X, Y plane) intersecting with the plasma irradiation direction (Z direction).
(3) In the above embodiment, a magnetron that generates a microwave of 2.45 GHz is illustrated as a microwave generation source. However, various high-frequency power sources other than the magnetron can be used, and a microwave having a wavelength different from 2.45 GHz. A wave may be used.
(4) The stub tuner 70 and the sliding short 40 do not necessarily have to be used in combination, and at least one of them may be provided and the adjustment may be automatically performed according to the measurement result of the power meter 100.

本発明に係るワーク処理装置およびプラズマ発生装置は、半導体ウェハ等の半導体基板に対するエッチング処理装置や成膜装置、プラズマディスプレイパネル等のガラス基板やプリント基板の清浄化処理装置、医療機器等に対する滅菌処理装置、タンパク質の分解装置等に好適に適用することができる。 A workpiece processing apparatus and a plasma generation apparatus according to the present invention include an etching processing apparatus and a film forming apparatus for a semiconductor substrate such as a semiconductor wafer, a glass substrate such as a plasma display panel and a cleaning processing apparatus for a printed board, and a sterilization process for medical equipment The present invention can be suitably applied to an apparatus, a protein decomposition apparatus, and the like.

本発明に係るワーク処理装置の全体構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the whole structure of the workpiece processing apparatus which concerns on this invention. 図１とは視線方向を異ならせたプラズマ発生ユニットの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a plasma generation unit with a different line-of-sight direction from FIG. 1. ワーク処理装置の一部透視側面図である。It is a partial see-through | perspective side view of a workpiece | work processing apparatus. ２つのプラズマ発生ノズルを拡大して示す側面図（一方のプラズマ発生ノズルは分解図として描いている）である。It is a side view which expands and shows two plasma generation nozzles (one plasma generation nozzle is drawn as an exploded view). 図４のＡ−Ａ線側断面図である。It is the sectional view on the AA line side of FIG. プラズマ発生ノズルにおけるプラズマの発生状態を説明するための透視側面図である。It is a see-through | perspective side view for demonstrating the generation state of the plasma in a plasma generation nozzle. スライディングショートの内部構造を示す透視斜視図である。It is a see-through | perspective perspective view which shows the internal structure of a sliding short. サーキュレータの作用を説明するためのプラズマ発生ユニットの上面図である。It is a top view of the plasma generation unit for demonstrating the effect | action of a circulator. スタブチューナの設置状況を示す透視側面図である。It is a see-through | perspective side view which shows the installation condition of a stub tuner. ワーク処理装置の制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of a workpiece processing apparatus. ＣＰＵによるスタブチューナのスタブの出没量およびスライディングショートの反射ブロックの反射位置の較正動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the calibration operation | movement of the reflection amount of the reflection block of the reflection block of a stub tuner and sliding short of CPU by a CPU.

Explanation of symbols

１０導波管
２０マイクロ波発生装置（マイクロ波発生手段）
３０プラズマ発生部
３１プラズマ発生ノズル
３２中心導電体（内部導電体）
３３ノズル本体（外部導電体）
３４ノズルホルダ
３４４ガス供給孔（ガス供給部）
４０スライディングショート
４２反射ブロック
４６，７６ステッピングモータ
５０サーキュレータ
６０ダミーロード
７０スタブチューナ
７０Ａ〜７０Ｃスタブチューナユニット
７１スタブ
８０搬送ローラ
９０全体制御部
９０１ＣＰＵ
９０２，９０３メモリ
９１マイクロ波出力制御部
９２ガス流量制御部
９２１処理ガス供給源
９２２ガス供給管
９２３流量制御弁
９３搬送制御部
９３１駆動モータ
９５操作部
９４，９７センサ入力部
９７１速度センサ
９８スタブチューナ駆動部
９９スライディングショート駆動部
１００パワーメータ
１００Ａ，１００Ｂパワーメータユニット
Ｓワーク処理装置
ＰＵプラズマ発生ユニット（プラズマ発生装置）
Ｃ搬送手段
Ｗワーク 10 Waveguide 20 Microwave generator (microwave generator)
30 Plasma generator 31 Plasma generator nozzle 32 Central conductor (internal conductor)
33 Nozzle body (external conductor)
34 Nozzle holder 344 Gas supply hole (gas supply part)
40 Sliding short 42 Reflecting block 46, 76 Stepping motor 50 Circulator 60 Dummy load 70 Stub tuner 70A-70C Stub tuner unit 71 Stub 80 Conveying roller 90 Overall controller 901 CPU
902, 903 Memory 91 Microwave output control unit 92 Gas flow rate control unit 921 Processing gas supply source 922 Gas supply pipe 923 Flow rate control valve 93 Transport control unit 931 Drive motor 95 Operation units 94, 97 Sensor input unit 971 Speed sensor 98 Stub tuner Drive unit 99 Sliding short drive unit 100 Power meter 100A, 100B Power meter unit S Work processing unit PU Plasma generation unit (plasma generator)
C Conveying means W Workpiece

Claims

Microwave generating means for generating microwaves, a waveguide for propagating the microwaves, and attached to the waveguides, receiving the microwaves and generating plasmad gas based on the energy of the microwaves A plasma generation device configured to include a plasma generation nozzle that discharges the stub and a stub tuner that matches impedance between the plasma generation nozzle and the waveguide,
A power meter provided in the waveguide for measuring the microwave power in the waveguide;
And a control means for adjusting the amount of protrusion and depression of the stub protruding into the waveguide space of the stub tuner in response to the measurement result of the power meter.

Microwave generating means for generating microwaves, a waveguide for propagating the microwaves, and attached to the waveguides, receiving the microwaves and generating plasmad gas based on the energy of the microwaves A plasma generation device configured to include a plasma generation nozzle that emits and a sliding short that is attached to a tip of the waveguide and adjusts a standing wave pattern by changing a reflection position of the microwave,
A power meter provided in the waveguide for measuring the microwave power in the waveguide;
And a control means for adjusting a reflection position of the sliding short in response to a measurement result of the power meter.

3. The plasma generating apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the plasma generating nozzles are arranged and attached to a waveguide in the plasma generating unit.

4. The plasma generating apparatus according to claim 3, further comprising a moving means for relatively moving the workpiece and the plasma generating nozzle on a surface intersecting with the plasma irradiation direction, and performing the relative movement while moving the workpiece. A workpiece processing apparatus characterized in that a predetermined process is performed by irradiating a plasma on the workpiece.