JP2007227071A - Plasma generating device and workpiece processing device using same - Google Patents
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Abstract
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。
しかしながら、上述の従来技術では、プラズマ発生ノズルの構造が示されているだけで、寿命のある前記プラズマ発生ノズルを、どのようにメンテナンスすればよいのかが想到し得ない。前記プラズマ発生ノズルの寿命は、主に導電体の寿命に左右される。したがって、大きなマイクロ波パワーで駆動した場合と、小さなマイクロ波パワーで駆動した場合とで、同じ時間駆動しても導電体の消耗具合が異なり、また複数の被処理ワークや大面積の被処理ワークの処理などに対応するにあたって、プラズマ発生ノズルを複数個1列に設け、ワークをその配列方向と直角方向に搬送してプラズマ照射を行うとき、中央部は毎回駆動し、両端部は大きなワークに照射する等などで選択的に駆動される場合、中央部と両端部とでプラズマ発生ノズルの稼働時間が異なってくる。 However, in the above-described prior art, only the structure of the plasma generating nozzle is shown, and it is impossible to conceive how to maintain the plasma generating nozzle having a lifetime. The lifetime of the plasma generating nozzle mainly depends on the lifetime of the conductor. Therefore, even when driven with a large microwave power and when driven with a small microwave power, the electrical conductor wears out differently even if driven for the same time, and multiple workpieces or workpieces with a large area are processed. When the plasma irradiation is performed by providing a plurality of plasma generating nozzles in one row and carrying the workpiece in a direction perpendicular to the arrangement direction, the central portion is driven each time, and both ends are made large workpieces. When selectively driven by irradiation or the like, the operation time of the plasma generating nozzle differs between the central portion and both end portions.
本発明の目的は、プラズマの点灯状態を反映したメンテナンスを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 generating apparatus capable of performing maintenance reflecting the lighting state of plasma and a work processing apparatus using the same.
本発明のプラズマ発生装置は、マイクロ波発生手段で発生されたマイクロ波をプラズマ発生ノズルが受信し、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装置において、前記プラズマ発生ノズルにおけるプラズマの点灯状態を表すパラメータを検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記プラズマ発生ノズルの寿命を推測する寿命推測手段とを含むことを特徴とする。 The plasma generating apparatus of the present invention is a plasma generating apparatus in which the plasma generating nozzle receives the microwave generated by the microwave generating means, and generates and emits plasma gas based on the energy of the microwave. It includes a detecting means for detecting a parameter indicating a plasma lighting state in the generating nozzle, and a life estimating means for estimating the life of the plasma generating nozzle based on a detection result of the detecting 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、検出手段および寿命推測手段を設け、寿命推測手段は、検出手段で検出されたプラズマ発生ノズルにおけるプラズマの点灯状態を表すパラメータに基づいて、前記プラズマ発生ノズルの寿命を推測する。たとえば、プラズマ発生ノズルがどのような状態(マイクロ波パワー、ガス流量、ガス質等の間接的なパラメータ、或いはプルームの光量や温度等の直接的なパラメータの1または複数の組合わせ)で、それぞれどれだけの時間点灯されたかなどの稼働履歴を積算し、その積算値が予め定める値となると、交換や清掃などのメンテナンス予告を報知する。 According to the above configuration, in the plasma generating apparatus that can be used for processing of a workpiece such as substrate modification, the detecting means and the life estimating means are provided, and the life estimating means generates the plasma detected by the detecting means. The lifetime of the plasma generating nozzle is estimated based on a parameter indicating the plasma lighting state in the nozzle. For example, in what state the plasma generation nozzle is (one or more combinations of indirect parameters such as microwave power, gas flow rate and gas quality, or direct parameters such as the amount of light and temperature of the plume), respectively. The operation history such as how long it has been lit is integrated, and when the integrated value reaches a predetermined value, a maintenance notice such as replacement or cleaning is notified.
したがって、プラズマの点灯状態を反映したメンテナンスが可能になり、メンテナンスのコストを抑えつつも、安定したプルームを得ることができる。 Therefore, the maintenance reflecting the lighting state of the plasma is possible, and a stable plume can be obtained while reducing the maintenance cost.
また、本発明のプラズマ発生装置は、前記検出手段の検出結果を記憶しておく記憶手段と、少なくとも起動時に前記記憶手段の記憶内容を読出し、前記プラズマ発生ノズルにおけるプラズマの点灯状態を変化することができるパラメータを調整する制御手段を備えることを特徴とする。 Further, the plasma generator of the present invention is configured to store a detection result of the detection means, and to read out the stored contents of the storage means at least at the time of activation, and to change a plasma lighting state in the plasma generation nozzle. It is characterized by comprising a control means for adjusting a parameter that can be controlled.
上記の構成によれば、プラズマ発生ノズルにおけるプラズマの点灯状態を変化することができるパラメータ、たとえばマイクロ波パワー、ガス流量、ガス質等を検出手段で検出すると、その結果を記憶手段に記憶しておき、制御手段は、次回起動時に自動的にそれらのパラメータ設定を行う。 According to the above configuration, when the detection unit detects a parameter capable of changing the lighting state of the plasma in the plasma generating nozzle, such as microwave power, gas flow rate, gas quality, etc., the result is stored in the storage unit. The control means automatically sets these parameters at the next startup.
したがって、運転毎のばらつきを抑え、プラズマが正常に発生するように管理することができる。 Therefore, it is possible to manage such that plasma is generated normally while suppressing variations in operation.
さらにまた、本発明のプラズマ発生装置では、前記マイクロ波発生手段からのマイクロ波は、導波管によって伝搬され、プラズマ発生部の導波管において複数個配列して取付けられる前記プラズマ発生ノズルでそれぞれ受信され、前記検出手段は、各プラズマ発生ノズルにおけるプラズマの点灯/消灯状態を検出することを特徴とする。 Furthermore, in the plasma generation apparatus of the present invention, the microwaves from the microwave generation means are propagated by the waveguide and are respectively arranged in the plasma generation nozzles that are arranged and attached in the waveguide of the plasma generation unit. Received, and the detecting means detects the on / off state of plasma in each plasma generating nozzle.
上記の構成によれば、複数の被処理ワークや大面積の被処理ワークの処理などに対応するにあたって、プラズマ発生ノズルが複数設けられる場合に、前記寿命推測手段は各プラズマ発生ノズルの点灯時間を個別に積算し、残り寿命を推定する。 According to the above configuration, when a plurality of plasma generating nozzles are provided in dealing with a plurality of workpieces to be processed or a large-area workpiece to be processed, the life estimation means determines the lighting time of each plasma generating nozzle. Accumulate individually and estimate remaining life.
したがって、複数の被処理ワークや大面積の被処理ワークの処理などに対応して、個別にまたはグループ分けして駆動される各プラズマ発生ノズルの寿命をそれぞれ管理することができる。 Therefore, it is possible to manage the lifetime of each plasma generating nozzle that is driven individually or in groups, corresponding to the processing of a plurality of workpieces to be processed or workpieces having a large area.
また、本発明のプラズマ発生装置では、前記複数のプラズマ発生ノズルは、同様に点灯/消灯制御されるものが1つのグループに纏められており、前記検出手段は、各グループ内のプラズマ発生ノズルの1つだけの点灯/消灯状態を検出し、代表値とすることを特徴とする。 In the plasma generating apparatus of the present invention, the plurality of plasma generating nozzles that are similarly controlled to be turned on / off are grouped into one group, and the detection means includes the plasma generating nozzles in each group. Only one lighting / extinguishing state is detected and used as a representative value.
上記の構成によれば、複数のプラズマ発生ノズルを設ける場合、同様に点灯/消灯制御される1または複数のプラズマ発生ノズルを1つのグループとして、前記検出手段は、各グループ内のプラズマ発生ノズルの1つだけの点灯/消灯状態を検出し、前記寿命推測手段は、その代表値で、各グループのプラズマ発生ノズルの寿命管理を行う。 According to the above configuration, when a plurality of plasma generating nozzles are provided, one or a plurality of plasma generating nozzles that are similarly controlled to be turned on / off are grouped into one group, and the detection unit includes the plasma generating nozzles in each group. Only one ON / OFF state is detected, and the lifetime estimation means manages the lifetime of the plasma generating nozzles of each group with the representative value.
したがって、検出手段を削減し、また寿命推測手段の処理を削減し、管理コストを低減することができる。 Therefore, the number of detection means can be reduced, the processing of the life estimation means can be reduced, and the management cost can be reduced.
さらにまた、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。 Furthermore, the workpiece processing apparatus of the present invention 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. A predetermined process is performed by irradiating the workpiece with plasma while moving.
上記の構成によれば、プラズマの点灯状態を反映したメンテナンスを行うことができるワーク処理装置を実現することができる。 According to said structure, the workpiece processing apparatus which can perform the maintenance reflecting the lighting state of plasma is realizable.
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、検出手段および寿命推測手段を設け、寿命推測手段は、検出手段で検出されたプラズマ発生ノズルにおけるプラズマの点灯状態を表すパラメータに基づいて、前記プラズマ発生ノズルの寿命を推測する。 As described above, the plasma generation apparatus of the present invention is provided with a detection means and a life estimation means in the plasma generation apparatus that can be used for workpiece processing, such as substrate modification, and the life estimation means is a detection means. The lifetime of the plasma generating nozzle is estimated based on the parameter representing the plasma lighting state in the plasma generating nozzle detected in (1).
それゆえ、プラズマの点灯状態を反映したメンテナンスが可能になり、メンテナンスのコストを抑えつつも、安定したプルームを得ることができる。 Therefore, maintenance reflecting the lighting state of plasma is possible, and a stable plume can be obtained while reducing the maintenance cost.
さらにまた、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。 Furthermore, the work processing apparatus of the present invention, as described above, has moving means for moving the work and the plasma generating nozzle relative to each other on a plane intersecting the plasma irradiation direction. The workpiece is irradiated with plasma and subjected to a predetermined treatment while performing relative movement.
それゆえ、プラズマの点灯状態を反映したメンテナンスを行う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, it is possible to realize a work processing apparatus capable of performing maintenance reflecting the plasma lighting state.
[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および導波管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
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、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2導波管ピース12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
また、第1導波管ピース11、第2導波管ピース12および第3導波管ピース13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。
The
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
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
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λGに応じて定めることが望ましい。たとえば、波長λG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、λG=230mmであるので、115mm(λG/2)ピッチ、或いは57.5mm(λG/4)ピッチでプラズマ発生ノズル31を配列すればよい。
The
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
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
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
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
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
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
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
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
保護管36は、所定長さの透明な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
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
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
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
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.
各プラズマ発生ノズル31には、その先端である前記保護管36の外周面361に、検出手段である光センサユニット38が取付けられている。保護管36が前記石英ガラスパイプから成ることで、その外周面361から、前記光センサユニット38はプルームPの光量を検出することができる。光センサユニット38は、前記プルームPにおける相互に異なる波長λ1,λ2,λ3の各成分の光量をそれぞれ検出するセンサ381,382,383と、そのセンサ381,382,383をバイアスするとともに、検出結果を信号処理する信号処理回路384と、前記センサ381,382,383および信号処理回路384を一体に封止する基体385と、信号処理回路384から引出される信号線386とを備えて構成される。
Each
前記センサ381,382,383は、フォトダイオードなどから成り、1つのセンサがエリア分割して使用されてもよく、或いは異なるセンサが組合わせて使用されてもよく、前記各波長λ1,λ2,λ3、たとえば700nm,600nm,500nmに、検出ピークをそれぞれ有するように、不純物が調整され、或いは分光フィルタが被せられている。
The
図11は、前記信号処理回路384の一構成例を示すブロック図である。この信号処理回路384では、前記各センサ381〜383は、バイアス抵抗R1〜R3によって、所定電圧+Vでバイアスされており、それらの接続点の電圧が、可変ゲインアンプA1〜A3を介して、信号出力S1〜S3として取出される。したがって、前記各波長λ1,λ2,λ3の色成分を、それぞれ任意のゲインで検出することができる。
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of the
上述のように構成される光センサユニット38は、取付け部材391およびビス392によって、センサ381〜383の面が前記保護管36の外周面361に密着するように、ノズル本体33の下端縁331に取付けられる。前記信号線386は、前記ガス供給孔344に接続される後述するガス供給管922などと干渉しないように適宜引回され、線材止め具395によって前記第3導波管ピース13の下面板13Bに取付けられる。
The
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。したがって、定在波を利用しない場合は、当該スライディングショート40に代えて、電波吸収作用を有するダミーロードが取付けられる。
The sliding short 40 is provided for optimizing the coupling state between the
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内に収納された円柱状の反射ブロック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に組付けられた移動機構44と、反射ブロック42にシャフト45を介して直結されている調整ノブ46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
反射ブロック42は、マイクロ波の反射面となる先端面421が第3導波管ピース13の導波空間130に対向するよう左右方向に延在する円柱体である。この反射ブロック42は、矩形ブロック43と同様な角柱状を呈していてもよい。前記移動機構44は、調整ノブ46の回転操作により、矩形ブロック43およびこれと一体化された反射ブロック42を左右方向に推進若しくは後退させる機構であって、調整ノブ46を回転させることで反射ブロック42が中空空間410内において矩形ブロック43にてガイドされつつ左右方向に移動可能とされている。かかる反射ブロック42の移動による先端面421の位置調整によって、定在波パターンが最適化される。なお、調整ノブ46の回転操作を、ステッピングモータ等を用いて自動化することが望ましい。
The
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
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
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
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に直結された操作棒72と、スタブ71を上下方向に出没動作させるための移動機構73と、これら機構を保持する外套74とから構成されている。
The
スタブチューナユニット70A〜70Cに各々備えられているスタブ71は、その導波空間120への突出長が各操作棒72により独立して調整可能とされている。これらスタブ71の突出長は、たとえばマイクロ波電力パワーをモニタしつつ、中心導電体32による消費電力が最大となるポイント(反射マイクロ波が最小になるポイント)を探索することで決定される。なお、このようなインピーダンス整合は、必要に応じてスライディングショート40と連動させて実行される。このスタブチューナ70の操作も、ステッピングモータ等を用いて自動化することが望ましい。
In the
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
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、制御手段である全体制御部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および搬送制御部93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96,97,98と、センサ961,971、前記光センサユニット38、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
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
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の開閉制御乃至は開度調整をそれぞれ行う。
The gas flow
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
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96から入力される流量センサ961の測定結果、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、センサ入力部98から入力される光センサユニット38による各プラズマ発生ノズル31におけるプルームPの光量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
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
このとき、前記CPU901は、複数のプラズマ発生ノズル31のそれぞれに対して設けられる前記光センサユニット38によって検出されるプルームPの点灯/消灯状態をセンサ入力部98を介してモニタしており、点灯されている間は、不揮発性のメモリ903に格納されている積算点灯時間を逐次更新する。そして、前記CPU901は、不揮発性のメモリ904に予め格納されている第1の閾値点灯時間となると、前記操作部95の表示手段に、交換の準備を促す表示を行う。これによって、使用者は、新たなプラズマ発生ノズル31の手配を行うことができる。その後、適宜設定される閾値点灯時間となる毎に、残り寿命時間などが表示され、予め定められた第2の閾値点灯時間となると、設計寿命時間を満了したことが表示される。
At this time, the
前記プルームPの点灯/消灯は、マイクロ波発生部20から出力されるマイクロ波エネルギーを絞ってゆくことで、複数のプラズマ発生ノズル31の内、マイクロ波発生部20から遠い側のプラズマ発生ノズルを消灯させてゆくことができ、また処理ガスを供給するか否かで切換えることができる。処理ガスを供給しないことでプルームPを消灯させると、プラズマ発生ノズル31の温度が上昇するので、その場合、冷却することができる程度のガスだけを供給するようにすればよい。また、プラズマ発生ノズル31において、内部導電体である中心導電体32と、外部導電体であるノズル本体33との間を短絡し、受信アンテナ部320をアースすることでも、プルームPを発生しないようにすることができる。
The plume P is turned on / off by narrowing the microwave energy output from the
また、CPU901は、定常運転時において、予め定めるタイミングで光センサユニット38の検出出力S1〜S3、すなわち各波長λ1,λ2,λ3の成分の光量を不揮発性のメモリ905に取込んでいる。そして、次回起動時に、同じ条件(処理ガスの種類、流量、マイクロ波電力等)で運転される場合には、その記憶しておいたプラズマが再現されるように、前記マイクロ波出力制御部91からのマイクロ波パワーを調整するとともに、前記流量制御弁923の開度を調整する。前記予め定めるタイミングは、たとえば起動時、起動調整終了時、たとえば6時間の予め定める時間毎、停止時などである。
Further, the
図12は、起動調整時におけるCPU901の動作を説明するためのフローチャートである。ステップS1では、流量センサ961によって検出される処理ガスの流量が所定の流量となるまで流量制御弁923が開放され、プラズマ点灯すべきプラズマ発生ノズル31に処理ガスを供給した状態で、マイクロ波発生部20からマイクロ波を発生させてプラズマ点火を行う。ステップS2では、前記各波長λ1,λ2,λ3の成分の光量L1,L2,L3が0でなくなるまで、すなわち検出されるまで待機し、総ての波長λ1,λ2,λ3の成分の光量L1,L2,L3が検出されるとステップS3に移る。
FIG. 12 is a flowchart for explaining the operation of the
ステップS3では、先ず長波長λ1の成分の光量L1が予め定める基準範囲に入っているか否かが判断され、入っておらず、基準範囲より大きい場合はステップS4に移る。ステップS4では、マイクロ波出力制御部91からマイクロ波発生部20に与えられる前記2.45GHzのパルス信号のデューティが小さくされて前記マイクロ波発生部20で発生されるマイクロ波のエネルギーが小さくされて前記ステップS3に戻る。一方、前記ステップS3において基準範囲より小さい場合はステップS5に移り、前記パルス信号のデューティが大きくされて前記マイクロ波発生部20で発生されるマイクロ波のエネルギーが大きくされて前記ステップS3に戻る。
In step S3, it is first determined whether or not the light amount L1 of the component of the long wavelength λ1 is within a predetermined reference range. If not, the process proceeds to step S4. In step S4, the duty of the 2.45 GHz pulse signal given from the
一方、前記ステップS3で長波長λ1の成分の光量L1が前記基準範囲に入っている場合にはステップS6に移り、次に前記各波長λ1,λ2,λ3の成分の光量L1,L2,L3が略等しいか否かが判断され、等しくない場合にはステップS7に移り、前記流量制御弁923の開度が調整されて前記ステップS3に戻る。こうして、ステップS3〜S7を繰返すことで、プルームPの光量、すなわち大きさが前記基準範囲で、各波長λ1,λ2,λ3の成分が略均等なプラズマが発生されることになる。このような動作を、プラズマ点灯すべき総てのプラズマ発生ノズル31に対して行うことで、各プラズマ発生ノズル31に、略等しい大きさで同じ波長成分のプラズマを発生させ、当該ワーク処理装置Sを、毎回同じ条件で起動させることができる。
On the other hand, if the light amount L1 of the component of the long wavelength λ1 is within the reference range in step S3, the process proceeds to step S6, and then the light amounts L1, L2, L3 of the components of the wavelengths λ1, λ2, λ3 are obtained. It is determined whether or not they are approximately equal. If they are not equal, the process proceeds to step S7, the opening of the
なお、前記各センサ381〜383の較正は、メーカ側で、プルームPが発生していない状態で、保護管36内に前記各波長λ1,λ2,λ3を均等に、前記基準範囲の光量で発生する光源を挿入し、前記アンプA1〜A3のゲインを調整することで行うことができ、光センサユニット38側での調整が困難な場合は、センサ入力部98側にもアンプを設けて、そのゲインで調整すればよい。図12の説明では、各波長λ1,λ2,λ3の成分が均等になるように調整する例を示しているが、ガス種などに応じて、各波長λ1,λ2,λ3の成分の基準範囲が設定されればよい。
The calibration of the
また、プルームPが発生しているか否かを判断するだけであれば、光センサユニット38には、ガス種などに応じた特定の波長に設定されている光センサが、ガス種分設けられればよいが、判定に上述のように複数の波長を用いることで、不所望なガスの混入や、混合ガスの成分比の変化なども判定することができる。詳しくは、特定の色のプラズマが間違いなく発生すると分っている場合には、その色に対応する光センサ(白色の場合は、R,G,Bの3色に対応したものに限らず、任意の光成分に対応したものでよい)が設けられればよいが、たとえば前記ガス供給管922に処理ガス供給源921が複数接続され、処理ガスが不所望に混ざってしまった場合には、本来の処理ガスの色は継続して検出されるので、その色に対応したセンサしか設けられていなければ、異常なしの検出結果となるが、その対応する色以外の光センサが設けられていると、本来検出されないはずの成分も検出され、漏洩が検出可能となる。或いは、元々複数色の光センサを設けることで、多くの種類のガスを切換えて使用する場合には、少ないセンサ数で、点灯状態を判定することができ、この場合には設定波長は或る程度離間している方がよい。
If it is only determined whether or not the plume P is generated, the
前記センサ入力部98は、前記各光センサユニット38からの検出出力S1〜S3を時分割で選択するマルチプレクサ981と、そのマルチプレクサ981からの出力をアナログ/デジタル変換して前記全体制御部90へ与えるアナログ/デジタル変換器984とを備えて構成される。CPU901は、前記点灯時間の積算には、各波長λ1,λ2,λ3の成分のいずれか1つから点灯しているかどうかを判定していればよく、図12で示すように波長λ1,λ2,λ3毎の成分を検出する必要のあるときには、総ての成分を取込めばよい。
The
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
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が備える中心導電体32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。
Further, the microwave generated from the
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
さらにまた、各プラズマ発生ノズル31のプルームPの点灯/消灯状態を光センサユニット38で捉え、CPU901が、メモリ903に記憶されるその稼働履歴を積算して更新すし、各プラズマ発生ノズル31の寿命がメモリ904に記憶されている閾値点灯時間となると、操作部95に、交換のメンテナンス予告を表示することで、プラズマの点灯状態を反映したメンテナンスが可能になり、メンテナンスのコストを抑えつつも、安定したプルームを得ることができるとともに、複数の被処理ワークや大面積の被処理ワークの処理などに対応するにあたって、各プラズマ発生ノズル31の寿命をそれぞれ管理することができる。
Furthermore, the
また、前回駆動時に、マイクロ波パワーおよび各プラズマ発生ノズル31におけるガス流量を検出してメモリ905に記憶しておき、CPU901は、同じ条件で運転される場合には、次回起動時に自動的にそれらのパラメータ設定を自動で行うことで、運転毎のばらつきを抑え、プラズマが正常に発生するように管理することができる。なお、メモリ905に記憶しておくパラメータは、プラズマの点灯状態を変化することができるパラメータであればよく、前記マイクロ波パワーおよびガス流量以外に、ガス質等の他のパラメータが含められてもよい。
Also, at the time of the previous drive, the microwave power and the gas flow rate at each
また、操作部95への表示は、前記プラズマ発生ノズル31の交換時期としても、主に中心導電体32の交換時期であるが、それに限らず、ガスシーリング37の交換時期など、複数の部品が個別に管理されてもよく、また交換時期に限らず、清掃などの他のメンテナンスの時期であってもよい。さらにまた、プラズマ発生ノズル31の寿命を推測するにあたって、上述のようなプラズマの点灯/消灯状態だけでなく、どのような状態(マイクロ波パワー、ガス流量、ガス質等の間接的なパラメータ、或いはプルームPの光量や温度等の直接的なパラメータの1または複数の組合わせ)で、それぞれどれだけの時間点灯されたかなどのさらに詳しい稼働履歴を積算するようにしてもよい。
Further, the display on the
また、プラズマ発生ノズル31の寿命を判定するにあたっては、上述のような稼働履歴の積算に限らず、マイクロ波電力、ガス種および流量など、同じ条件で運転されていて(或いはテスト運転してみて)、プラズマ(プルームP)の光量が所定値以下に低下した時点で判定したり、光量低下のレベルが所定値以上になると判定するなど、上述のような推測ではなく、実際の性能低下から判定するようにしてもよい。前記2つの判定方法のうち、後者の判定方法は、寿命末期まで特性の劣化が少なく、寿命末期に急速に特性が劣化する場合に、その寿命の満了を精度良く判定することができる。
In determining the life of the
或いは、上述のように複数のプラズマ発生ノズル31が備えられ、同様に点灯/消灯制御されるグループが存在する場合、前記光センサユニット38は、各グループ内のプラズマ発生ノズルの1つだけの点灯/消灯状態を、代表値として検出するようにしてもよい。このように構成することで、光センサユニット38を削減し、またCPUの処理を削減し、管理コストを低減することができる。
Alternatively, when a plurality of
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)導波管10内におけるマイクロ波電力を測定するために、パワーメータを導波管10の適所に設置することが望ましい。たとえば、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知見するために、サーキュレータ50と第2導波管ピース12との間に、パワーメータを内蔵する導波管を介在させるようにすることができる。
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
(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
(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) In order to measure the microwave power in the
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.
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)
36 保護管
38 光センサユニット
381,382,383 センサ
384 信号処理回路
385 基体
386 信号線
391 取付け部材
40 スライディングショート
50 サーキュレータ
60 ダミーロード
70 スタブチューナ
80 搬送ローラ
90 全体制御部
901 CPU
902〜905 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
96,97,98 センサ入力部
981 マルチプレクサ
982 アナログ/デジタル変換器
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
30
33 Nozzle body (external conductor)
34
36
902 to 905
C Conveying means W Workpiece
Claims (5)
前記プラズマ発生ノズルにおけるプラズマの点灯状態を表すパラメータを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記プラズマ発生ノズルの寿命を推測する寿命推測手段とを含むことを特徴とするプラズマ発生装置。 In the plasma generator that receives the microwave generated by the microwave generation means, generates a plasma gas based on the energy of the microwave, and emits the gas,
Detecting means for detecting a parameter representing a lighting state of plasma in the plasma generating nozzle;
A plasma generation apparatus comprising: life estimation means for estimating a life of the plasma generation nozzle based on a detection result of the detection means.
少なくとも起動時に前記記憶手段の記憶内容を読出し、前記プラズマ発生ノズルにおけるプラズマの点灯状態を変化することができるパラメータを調整する制御手段を備えることを特徴とする請求項1記載のプラズマ発生装置。 Storage means for storing a detection result of the detection means;
2. The plasma generating apparatus according to claim 1, further comprising a control unit that reads a stored content of the storage unit at the time of startup and adjusts a parameter capable of changing a plasma lighting state in the plasma generating nozzle.
前記検出手段は、各プラズマ発生ノズルにおけるプラズマの点灯/消灯状態を検出することを特徴とする請求項1または2記載のプラズマ発生装置。 Microwaves from the microwave generation means are propagated by a waveguide and received by the plasma generation nozzles mounted in a plurality of arrangements in the waveguide of the plasma generation unit,
The plasma generation apparatus according to claim 1 or 2, wherein the detection means detects the on / off state of plasma in each plasma generation nozzle.
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