JP2008066035A - ワーク処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマ処理によってワークに汚れが残存しているか否かをユーザに速やかに認識させることができるワーク処理装置を提供すること。
【解決手段】ラインセンサ１０１は、光源１０２から照射される光のワークＷの透過光を受光し、プラズマ処理後のワークＷの透過光を受光する。判定部９４３は、ラインセンサ１０１により受光されたワークＷの透過光に、所定レベル以下の受光データが含まれるか否かを判定し、所定レベル以下の受光データが含まれる場合、ワークＷに汚れが残存していると判定し、そのことを示す情報を表示部９６に表示する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、プラズマをワークに放出してワークを改質するワーク処理装置に関するものである。

近年、プラズマディスプレイパネルや液晶パネルに用いられるガラス基板等の透明なワークに対してプラズマを照射し、その表面に付着した微細な汚れ（パーティクル）を除去したり、ワークの表面を粗くしたりする等してワークを改質するワーク処理装置が知られている。また、本発明に関連する技術として、マグネトロンの高寿命化を図ることを目的として、マグネトロンに印加するマイクロ波電力パルスのデューティー比及びそのデューティー比の繰り返し周波数が各々一定となるように制御する技術が開示されている（特許文献１）。
特開平０７−４１９５５号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、プラズマ処理が実行された後のワークが十分に改質されているか否かを検査することが行われておらず、ユーザはワークが改質されているか否かを速やかに認識することができなかった。

本発明の目的は、プラズマ処理によってワークが十分に改質されたか否かをユーザに速やかに認識させることができるワーク処理装置を提供することである。

本発明によるワーク処理装置は、ワークを搬送するワーク搬送手段と、前記搬送手段により搬送されるワークにプラズマを照射するプラズマ照射手段と、前記プラズマ照射手段によりプラズマ処理が実行された後のワークであって、前記ワーク搬送手段により搬送されるワークに光を照射する光照射手段と、前記光照射手段により照射された光による前記ワークの透過光又は反射光を受光する受光手段と、前記受光手段により、受光された反射光又は透過光のレベルに従って、前記ワークが改質されているか否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする（請求項１）。

この構成によれば、光照射手段によりプラズマ処理された後のワークに対して光が照射され、受光手段によりワークの透過光又は反射光が受光され、受光された反射光又は透過光のレベルに従って、ワークが改質されているか否かが判定される。そのため、ユーザはプラズマ処理によってワークが改質されているか否かを速やかに認識することができる。また、これにより、ユーザはプラズマ処理工程の実行中に、ワークが改質されているか否かを認識することが可能となり、別途、プラズマ処理されたワークに対し、改質効果を確認するための検査工程を実行する必要がなくなる。

前記受光手段は、前記ワーク搬送手段によるワークの搬送方向と直交する主走査方向を長手方向とするラインセンサから構成されることが好ましい（請求項２）。

この構成によれば、主走査方向を長手方向とするラインセンサが、主走査方向に配設されているため、ワーク全域に亘って、ワークが十分に改質されたか否かを検出することができる。

前記光源は、前記ワークの前記主走査方向の幅の全域に光を照射することが好ましい（請求項３）。

この構成によれば、光源がワークの主走査方向の全域に光を照射しているため、受光手段は、ワークが十分に改質されたか否かを広範囲に亘ってより正確に検出することができる。

前記プラズマ照射手段は、前記ワーク搬送手段によるワークの搬送方向と直交する主走査方向に配列された複数のプラズマ発生ノズルを備えることが好ましい（請求項４）。

この構成によれば、ワークの全域にプラズマを照射することができる。

前記判定手段によりワークが改質されていないと判定された場合、そのことを報知する報知手段を更に備えることが好ましい（請求項５）。

この構成によれば、ワークが改質されていない場合、そのことがユーザに報知されるため、ユーザはより確実にワークが改質されたか否かを認識することができる。

本発明によれば、光照射手段によりプラズマ処理された後のワークに対して光が照射され、受光手段によりワークの透過光又は反射光が受光され、受光された反射光又は透過光のレベルに従って、ワークが改質されているか否かが判定される。そのため、ユーザはプラズマ処理によってワークが改質されているか否かを速やかに認識することができる。また、これにより、ユーザはプラズマ処理工程の実行中に、ワークが改質されているか否かを認識することが可能となり、別途、プラズマ処理されたワークに対し、改質効果を確認するための検査工程を実行する必要がなくなる。

以下、本発明の実施の形態によるワーク処理装置Ｓについて図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明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、処理対象となるワーク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とを備えている。本実施の形態では、ワークＷとして、プラズマディスプレイや液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイに採用される透明なガラス基板が採用されている。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。

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、及びインピーダンス整合を行うスタブチューナ７０を備えて構成されている。

搬送手段Ｃは、図略の駆動モータにより回転駆動される搬送ローラ８０を含む。搬送経路上、プラズマ発生ユニットＰＵの近傍の下流側であって、ワークＷの下側にはプラズマ発生ユニットＰＵによってプラズマ処理が施された後のワークＷの透過光を受光するラインセンサ１０１が配設されている。

ラインセンサ１０１は、左右方向（主走査方向）を長手方向とし、主走査方向に沿って複数配列された受光素子を含むＣＣＤラインセンサから構成されている。そして、ラインセンサ１０１は、光源１０２から照射される光のうちワークＷを透過する光を受光する。なお、ラインセンサ１０１の長手方向の長さは、本ワーク処理装置Ｓが搬送することができるワークのうち、主走査方向の長さが最大のワークとほぼ同じ寸法であることが好ましい。

光源１０２は、ワークＷを挟んでラインセンサ１０１と対向する位置に配設されている。光源１０２は、例えば、主走査方向に複数配列された発光ダイオードから構成され、プラズマ処理が実行されたワークＷの主走査方向の全域に光を照射する。なお、光源１０２の長手方向の長さは、本ワーク処理装置Ｓが搬送することができるワークのうち、主走査方向の長さが最大のワークとほぼ同じ長さであることが好ましい。

導波管１０は、例えば非磁性金属（アルミニウム等）からなり、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が組み付けられる第２導波管ピース１２及びプラズマ発生部３０が設けられている第３導波管ピース１３が連結されてなる。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。

また、第１導波管ピース１１、第２導波管ピース１２及び第３導波管ピース１３は、それぞれ金属平板からなる上面板、下面板及び２枚の側面板を用いて角筒状に組み立てられ、その両端にフランジ板が取り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、押し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若しくは非分割型の導波管を用いるようにしても良い。また、断面矩形の導波管に限らず、例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。

マイクロ波発生装置２０は、例えば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と、このマイクロ波発生源にて発生されたマイクロ波の強度を所定の出力強度に調整するアンプと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、例えば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。

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から放出された例えば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。

プラズマ発生部３０は、第３導波管ピース１３の下面板１３Ｂ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、平板状のワーク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。例えば、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、矩形の導波管１０の断面サイズが２．８４インチ×１．３８インチのとき、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を配列すれば良い。

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、ノズル本体３３、ノズルホルダ３４、シール部材３５及び保護管３６を含んで構成されている。

中心導電体３２は、良導電性の金属から構成された棒状部材からなり、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。

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からなる絶縁性部材からなり、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なる。

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。

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、例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。

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。

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み付けられているものである。

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なり、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良い。

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及び第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。従って、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及びノズル本体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。

かかる状態で、ガス供給孔３４４から例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。

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、例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。

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。従って、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り付けられる。

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に組み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とが備えられている。

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良い。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及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。

サーキュレータ５０は、例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。

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。一方、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。

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。

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。

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、例えばマイクロ波電力パワーをモニターしつつ、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。

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。

次に、本実施の形態によるワーク処理装置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９０を示すブロック図である。制御系９０は、ＣＰＵや専用のハードウエア回路等から構成され、マイクロ波出力制御部９１、ガス流量制御部９２、モータ制御部９３、全体制御部９４、操作部９５、及び表示部９６を含む。

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、出力強度制御を行い、所定のパルス信号を生成してマイクロ波発生装置２０の動作制御を行う。具体的には、マイクロ波出力制御部９１は、全体制御部９４からマイクロ波停止信号を受信したとき、マイクロ波発生装置２０にマイクロ波の出力を停止させ、全体制御部９４からマイクロ波出力信号を受信したとき、マイクロ波発生装置２０にマイクロ波の出力を開始させる。

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。具体的には、ガス流量制御部９２は、ガスボンベ等の処理ガス供給源９２１とプラズマ発生ノズル３１との間を接続するガス供給管９２２に設けられた流量制御弁９２３の開閉制御乃至は開度調整を行う。また、ガス流量制御部９２は、全体制御部９４から閉信号を受信した場合、流量制御弁９２３を閉じ、開信号を受信した場合、流量制御弁を開け、開信号のレベルに応じて、流量制御弁９２３の開度を調整する。なお、図１０においては、１つのガス流量制御部９２と流量制御弁９２３としか示していないが、実際には、８本のプラズマ発生ノズル３１の各々に対応する８つのガス流量制御部９２と流量制御弁９２３とが存在する。そして、８つのガス流量制御部９２は、全体制御部９４によって個別に制御される。また、ガス流量制御部９２と流量制御弁９２３の個数は、８つに限定されず、プラズマ発生ノズル３１の個数に応じて適宜変更される。

モータ制御部９３は、搬送ローラ８０を回転駆動させる駆動モータ９３１の動作制御を行い、ワークＷの搬送開始停止、及び搬送速度の制御等を行う。

ラインセンサ１０１は、全体制御部９４の制御の下、光源１０２から照射された光のうちワークＷを透過する光を受光し、左端の受光素子から右端の受光素子に向けて、又は右端の受光素子から左端の受光素子に向けて順番に、各受光素子により受光された光量データを全体制御部９４に出力する。

以下、ワークＷにプラズマを照射して、ワークＷから汚れを除去することでワークＷを改質する場合を例に挙げて説明する。なお、ワークＷに付着した汚れは、光源１０２から照射された光を遮るため、ラインセンサ１０１を構成する受光素子が出力する光量データは、汚れが付着している箇所よりも汚れが付着していない箇所の方が大きくなる。光源１０２は、全体制御部９４の制御の下、搬送手段Ｃによって搬送されるワークＷに光を照射する。

全体制御部９４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成され、当該ワーク処理装置Ｓの全体的な動作制御を司り、操作部９５から与えられる操作信号に応じて、マイクロ波出力制御部９１、ガス流量制御部９２及びモータ制御部９３を、所定のシーケンスに基づいて動作制御する。すなわち、全体制御部９４は、予め与えられた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。これにより、複数のワークＷを連続的に処理することができる。

また、全体制御部９４は、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することで、ＣＰＵを受光制御部９４１、光源制御部９４２、判定部９４３、及び表示制御部９４４として機能させる。

受光制御部９４１は、ワーク検出センサ１０３によりワークＷの先端が検出されると、ラインセンサ１０１にワークＷの透過光の受光を開始させる。また、受光制御部９４１は、ワーク検出センサ１０３によりワークＷの後端が検出されると、ラインセンサ１０１にワークＷの透過光の受光を終了させる。

光源制御部９４２は、ワーク検出センサ１０３によりワークＷの先端が検出されると、光源１０２を点灯させ、ワーク検出センサ１０３によりワークＷの後端が検出されると、光源１０２を消灯させる。

判定部９４３は、ラインセンサ１０１から出力された光量データに所定レベル以下の光量データが含まれているか否かを判定し、所定レベル以下の光量データが含まれている場合、ワークＷに汚れが残存すると判定する。一方、判定部９４３は、ラインセンサ１０１から出力される光量データに所定レベル以下の光量データが含まれていない場合、ワークＷに汚れが残存していないと判定する。

なお、判定部９４３は、ラインセンサ１０１から出力される光量データのうち所定レベル以下の光量データが一定の個数以上存在する場合、ワークＷに汚れが残存すると判定し、ラインセンサ１０１から出力される光量データのうち所定レベル以下の光量データが一定の個数未満である場合、ワークＷに汚れが残存していないと判定してもよい。

また、判定部９４３は、所定レベル以下の光量データを出力した受光素子の主走査方向上での位置及び、その光量データの副走査方向（主走査方向に直交する方向）上での位置から、ワークＷに残存している汚れの位置を特定する。

表示制御部９４４は、判定部９４３により、ワークＷに汚れが残存していると判定された場合、そのことを示す情報を表示部９６に表示する。また、表示制御部９４４は、判定部９４３により、ワークＷに汚れが残存していると判定された場合、判定部９４３により特定された汚れの位置を示す情報を表示部９６に表示する。

操作部９５は、全体制御部９４に対してユーザの操作に応じた操作信号を与える。表示部９６は、ユーザにワークに汚れが残存しているか否かを報知する表示部９６を備えている。ワーク検出センサ１０３は、例えばワークＷの搬送経路上にワークＷと当接可能に配設されたマイクロスイッチから構成され、ワークＷが当接したときにオンし、ワークＷが当接しないときにオフし、オフからオンに変化したとき、ワークの先端が通過したことを検出し、オンからオフに変化したとき、ワークの後端が通過したことを検出する。

なお、本実施の形態では、光源制御部９４２及び光源１０２が光照射手段に相当し、判定部９４３が判定手段に相当し、表示制御部９４４、及び表示部９６が報知手段に相当する。

次に、本ワーク処理装置Ｓの動作について説明する。図１１は、本ワーク処理装置Ｓが１枚のワークＷに汚れが残存しているか否かを判定する際の動作を示すフローチャートである。

まず、モータ制御部９３は、全体制御部９４の制御の下、駆動モータ９３１を駆動させ、搬送ローラ８０にワークＷを搬送させる（ステップＳ１）。次に、マイクロ波発生装置２０は、搬送ローラ８０によって搬送されるワークＷにプラズマを照射し、ワークＷに付着する汚れを除去する（ステップＳ２）。

次に、ワーク検出センサ１０３によりワークＷの先端が検出されると、光源１０２は、搬送ローラ８０によって搬送されるワークＷに光を照射し、ラインセンサ１０１はワークＷの透過光の受光を開始する（ステップＳ３）。次に、判定部９４３は、ラインセンサ１０１から順次出力される光量データを受け、所定レベルよりも低い光量データが出力された場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、表示制御部９４４は、ワークＷに汚れが残存していることを示す情報を表示部９６に表示させる（ステップＳ６）。この場合、表示制御部９４４は、例えば、「ワークの汚れは十分に除去されていません。」という文言を表示部９６に表示させる、又は、ワークＷに汚れが残存することを示すマークを表示部９６に表示させる。

更に、表示制御部９４４は、ワークＷのどの箇所に汚れが残存しているかを示す情報を表示部９４に表示させる。具体的には、表示制御部９４４は、ワークＷの外枠を示す四角形を表示部９４に表示し、実際に汚れが付着している位置に相当する四角形内の位置に、汚れが付着していることを示すマーク（例えば、「×」マーク）等を表示して、汚れが付着している位置をユーザに報知する。或いは、表示制御部９４４は、ワークＷの外枠を示す四角形を複数の矩形領域に分割し、汚れが付着している位置を含む矩形領域を他の矩形領域と異なる色で表示して、汚れが付着している位置をユーザに報知する。

一方、ステップＳ４において、判定部９４３は、所定レベル以下の光量データを受けない場合（ステップＳ４でＮＯ）、処理をステップＳ５に進める。

ステップＳ５において、ワーク検出センサ１０３がワークＷの後端の通過を検出したとき、ラインセンサ１０１は、ワークＷの透過光の受光を終了する。

以上説明したように、本ワーク処理装置Ｓによれば、プラズマ処理後のワークＷに光を照射し、ワークＷの透過光をラインセンサ１０１に受光させ、ラインセンサ１０１から所定レベル以下の光量データが出力された場合、ワークＷに汚れが残存していると判定して、そのことを示す情報が表示部９６に表示される。そのため、ユーザはワークＷに汚れが残存しているか否かを速やかに認識することが可能となる。また、別途、ワークＷに汚れが残存しているか否かを検出するための工程を実施しなくとも、プラズマ処理工程において、ワークＷに汚れが残存するか否かを判定することができる。

なお、上記実施の形態では、ラインセンサ１０１はワークＷの透過光を受光したが、反射光を受光してもよい。この場合、ラインセンサ１０１は、ワークＷの上面側、すなわち光源１０２側に配設すればよい。また、この場合、ワークＷに付着した汚れは、光源１０２から照射された光を乱反射させるため、ラインセンサ１０１を構成する受光素子が出力する光量データは、汚れが付着している箇所よりもよごれが付着していない箇所の方が大きくなる。そのため、判定部９４３は、ワークＷの反射光を基に、ワークＷに汚れが残存しているか否かを判定する場合は、ラインセンサ１０１から所定レベル以下の光量データが出力されたとき、ワークＷに汚れが残存していると判定すればよい。

また、上記実施の形態では、ワークＷを改質させる例として、ワークＷから汚れを除去する場合を示したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、プラズマを照射してワークＷの表面を粗くすることをワークＷの改質としてもよい。ワークＷの表面が粗くなると、ガラス基板のワークＷの表面で光が乱反射されるため、プラズマ処理により改質が十分になされて粗くされた箇所は、改質が十分になされていない滑らかな箇所よりも透過光の光量が減少する。従って、判定部９４３は、ラインセンサ１０１により受光された透過光が規定値よりも低い場合、ワークＷの表面が粗くされ、ワークＷが改質されたと判定する。

本発明に係るワーク処理装置は、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等に好適に適用することができる。

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。 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。 ワーク処理装置の一部透視側面図である。 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。 図４のＡ−Ａ線側断面図である。 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。 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。 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。 スタブチューナの設置状況を示す透視側面図である。 ワーク処理装置の制御系を示すブロック図である。 本実施の形態によるワーク処理装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 導波管
２０ マイクロ波発生装置
３０ プラズマ発生部
３１ プラズマ発生ノズル
３２ 中心導電体
３３ ノズル本体
３４ ノズルホルダ
３４４ ガス供給孔
３６ 保護管
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
１０１ ラインセンサ
１０２ 光源
１０３ ワーク検出センサ
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 モータ制御部
９３１ 駆動モータ
９４ 全体制御部
９４１ 受光制御部
９４２ 光源制御部
９４３ 判定部
９４４ 表示制御部
９５ 操作部
Ｓ ワーク処理装置
ＰＵ プラズマ発生装置
Ｃ 搬送手段
Ｗ ワーク

Claims (5)

1. ワークを搬送するワーク搬送手段と、
   前記搬送手段により搬送されるワークにプラズマを照射するプラズマ照射手段と、
   前記プラズマ照射手段によりプラズマ処理が実行された後のワークであって、前記ワーク搬送手段により搬送されるワークに光を照射する光照射手段と、
   前記光照射手段により照射された光による前記ワークの透過光又は反射光を受光する受光手段と、
   前記受光手段により、受光された反射光又は透過光のレベルに従って、前記ワークが改質されているか否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とするワーク処理装置。
2. 前記受光手段は、前記ワーク搬送手段によるワークの搬送方向と直交する主走査方向を長手方向とするラインセンサから構成されることを特徴とする請求項１に記載のワーク処理装置。
3. 前記光源は、前記ワークの主走査方向の幅の全域に光を照射することを特徴とする請求項２に記載のワーク処理装置。
4. 前記プラズマ照射手段は、前記ワーク搬送手段によるワークの搬送方向と直交する主走査方向に配列された複数のプラズマ発生ノズルを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のワーク処理装置。
5. 前記判定手段によりワークが改質されていないと判定された場合、そのことを報知する報知手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のワーク処理装置。

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