JP2008077926A - プラズマ発生装置およびそれを用いるワーク処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の改質等に使用されるプラズマ発生装置において、マグネトロンやその電源部などの発熱部位に対するファンの冷却風によるワークへの埃の落下を防止する。
【解決手段】マイクロ波発生装置２０からのマイクロ波が導波管１０を介して各プラズマ発生ノズル３１に与えられるプラズマ発生ユニットＰＵ１，ＰＵ２において、前記マイクロ波発生装置２０のマグネトロン２１およびそれを駆動するインバータ基板を収容した電源部２３に対して、ファン８１，８２をそれぞれ設け、それらに冷却風を吹き当てて冷却を行うとともに、このように構成されるプラズマ発生ユニットＰＵ１，ＰＵ２をカバー部材８５によって覆う。したがって、マグネトロン２１や電源部２３に放熱のためのフィン２１１，２３１が形成され、その凹所にファン８１，８２からの冷却風によって埃が吹き寄せられて蓄積し、塊となって落下しても、ワーク上には落下しないようにできる。
【選択図】図１

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。

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、常温・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

上述の従来技術によれば、常温・常圧下でのプラズマ発生が可能になるので、ワークの処理には好都合である。しかしながら、高真空や高圧の環境とは異なり、比較的緩やかな環境で使用できるので、たとえば基板を処理する場合、クリーンルーム内にプラズマ処理装置をそのまま持ち込んで使用されることになる。一方、プラズマ発生装置では、マグネトロンやそれを駆動するインバータ基板などの発熱部位に、ファンなどの冷却手段によって冷却風を吹き当てるようになっており、これに対して、前記発熱部位は、放熱フィンが設けられるなどして凹凸を有する複雑な形状を有しており、凹所には前記冷却風によって吹き寄せられた埃が溜り易く、蓄積した埃が塊となってワーク上にこぼれ落ちる可能性がある。

本発明の目的は、冷却風が引き起こすワークへの埃の付着を防止する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。

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、前記マイクロ波発生手段から入力される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を備えて構成されるプラズマ発生装置において、少なくとも前記マイクロ波発生手段を含む発熱部位を冷却するための冷却風を発生する冷却手段と、前記プラズマ発生ノズルによって処理されるワークに対して、前記冷却手段からの冷却風がワーク側へ漏洩しないようにするカバー部材とを含むことを特徴とする。

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、マイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手段から入力される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を備えて構成されるプラズマ発生装置では、マグネトロンやそれを駆動するインバータ基板などの少なくとも前記マイクロ波発生手段を含む発熱部位に、ファンなどの冷却手段によって冷却風を吹き当てるようになっており、一方、前記発熱部位は、放熱フィンが設けられるなどして凹凸を有する複雑な形状を有しており、凹所には前記冷却風によって吹き寄せられた埃が溜り易く、蓄積した埃が塊となってワーク上にこぼれ落ちる可能性がある。

そこで、カバー部材を設け、前記プラズマ発生ノズルによって処理されるワークに対して、前記冷却手段からの冷却風がワーク側へ漏洩しないようにする。前記カバー部材は、前記冷却風がワークと触れない経路で循環するように該プラズマ発生装置側をワーク側から区画して覆い込んで、カバー部材からはプラズマ発生ノズルの前記先端部分だけ露出するようにしてもよく、或いはカバー部材をトンネル状に形成し、そこからプラズマ発生ノズルの前記先端部分だけが内部に露出する（ワーク側を覆う）ようにして、そのトンネル内部をワークが流れるようにしてもよい。

したがって、冷却風が引き起こすワークへの埃の付着を防止することができる。

また、本発明のプラズマ発生装置は、前記マイクロ波発生手段におけるマグネトロンのインバータ電源をさらに防塵カバーで密閉し、その防塵カバー内ではファンによって前記冷却風を循環させ、排熱を冷却コイルで外部に取出すことを特徴とする。

上記の構成によれば、プラズマ発生装置において、ファンによる冷却対象であるマグネトロンおよびインバータ電源の内、インバータ電源をさらに防塵カバーで密閉してその内部で冷却風を循環させるので、前記埃の飛散をさらに抑えることができる。

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。

上記の構成によれば、冷却風が引き起こすワークへの埃の付着を防止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。

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、少なくとも前記マイクロ波発生手段を含む発熱部位を冷却する冷却手段が設けられる場合に、前記プラズマ発生ノズルによって処理されるワークに対して、前記冷却手段からの冷却風がワーク側へ漏洩しないようにするカバー部材を設ける。

それゆえ、冷却風が引き起こすワークへの埃の付着を防止することができる。

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。

それゆえ、冷却風が引き起こすワークへの埃の付着を防止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。

［実施の形態１］
以下、本発明の実施の一形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るワーク処理装置Ｓを下方から見上げた斜視図である。なお、図１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。

このワーク処理装置Ｓは、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板を処理するもので、移動手段であるローラＣによって前後方向に搬送され、ワークである前記ガラス基板に対して、上方からプラズマ照射を行うものである。そのプラズマ照射を行い、プラズマ発生装置であるプラズマ発生ユニットは、本実施の形態では、参照符号ＰＵ１，ＰＵ２で示すように、前記ワークの搬送方向である前後方向に対して、前後に２列設けられている。２つのプラズマ発生ユニットＰＵ１，ＰＵ２は、相互に同一の構成から成り、装置の小型化のために、このワーク処理装置Ｓの中心を通る鉛直軸線に対して、点対称に設けられている。このため、先ず以下の説明では、前段側のプラズマ発生ユニットＰＵ１について、その構成を説明し、後段側のプラズマ発生ユニットＰＵ２については、対応する部分に同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。

プラズマ発生ユニットＰＵ１は、マイクロ波を利用し、前記常温・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（右側）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（左側）に配置されマイクロ波を吸収するダミーロード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。

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。本実施の形態では、導波管１０は、コンパクト化のために湾曲されており、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と、スタブチューナ７０およびプラズマ発生部３０が組付けられる第２導波管ピース１２とが連結されて成る。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２導波管ピース１２の他端側にはダミーロード４０が設けられている。

図２は、プラズマ発生ユニットＰＵ１を一直線状に展開して示す断面図である。この図２も参照して、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、前記マグネトロン２１の電源となるインバータ基板を収容する電源部２３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ＰＵ１では、前記電源部２３が、インバータ回路によって、商用交流を一旦２０〜３０ｋＨｚの高周波に変換した後、トランスを介して４ｋＶの高圧に昇圧し、整流した直流電圧をマグネトロン２１のフィラメントに与えることで、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が用いられる。

図２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（右側）から他端側（左側）に向けて伝搬される。

プラズマ発生部３０は、第２導波管ピース１２の下面板１２Ｂ（処理対象ワークＷとの対向面）に、左右方向へ一列に整列して突設された４個のプラズマ発生ノズル３１を具備して構成されている。なお、４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。

図３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４は、図３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（内側導電体）、ノズル本体３３（外側導電体）、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。

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１２０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。

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、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。

ノズルホルダ３４は、第２導波管ピース１２の下面板１２Ｂ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。

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。

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。

保護管３６（図４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。

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２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５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。

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。

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ＰＵ１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。

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。

ダミーロード４０，６０は、各プラズマ発生ノズル３１で受信されなかった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。これらのダミーロード４０，６０には、冷却水を内部に流通させるための冷却水流通管４１，６１が設けられており、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。前記冷却水流通管４１，６１に接続される管路は、プラズマ発生ユニットＰＵ１，ＰＵ２内を適宜引回され、外部に設けられた冷却装置や、水道の蛇口などに接続される。

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た反射マイクロ波を、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。

このサーキュレータ５０は、たとえばアルミ塊の切削加工で、任意の形状に作成することができる。たとえば図１の構成の場合、前記切削加工された左右の２ピースを組合わせて構成することができる。このように切削加工によることで、板状体の組合わせや押出し成型では矩形にしかできなかった形状を、星型（図１の例では、マイクロ波発生装置２０からプラズマ発生部３０への一直線の送信マイクロ波の経路に、このサーキュレータ５０でダミーロード６０への反射マイクロ波の経路が９０°分岐しているＴ型であるのに対して、このサーキュレータ５０を中心として、マイクロ波発生装置２０、プラズマ発生部３０およびダミーロード６０を１２０°間隔で配置する等）などの任意の形状に作成することができる。これによって、プラズマ発生ユニットＰＵ１，ＰＵ２における前記の各部を所望とする位置へ配置することができる。

また、そのように構成した場合、マイクロ波の分岐用の前記フェライト柱を収納する以外に、サーキュレータ５０を各分岐方向に延長形成し、前記マイクロ波発生装置２０やダミーロード６０の取付け台（前記第１導波管ピース１１等）としての機能を有するように構成することで、導波管１０のフランジ接合部分が減少し、小型化を図ることができるとともに、そのフランジ接合が無くなることで、各部の配置位置の調整を無くすこともできる。さらにまた、マイクロ波パワーを測定するセンサを埋込むことで、従来では前記センサを設けるために必要であったカプラー（フランジ付きの導波管ピース）も不要にすることができる。

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ている。３つのスタブチューナ７０は相互に同一構造を備えており、図２で示すように第２導波管ピース１２の導波空間１２０に突出するスタブ７１を、上下方向に出没動作させることで中心導電体３２による消費電力が最大、すなわち反射マイクロ波を最小として、プラズマ点火を生じ易くするものである。

搬送ローラＣは、所定の搬送路に沿って複数配置され、図略の駆動手段により駆動されることで、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、前記フラットディスプレイパネルや半導体基板のような平型基板以外にも、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Ｃに代えてベルトコンベア等を採用すればよい。

上述のように構成されるワーク処理装置Ｓにおいて、マグネトロン２１およびそれを駆動するインバータ基板を収容した電源部２３の発熱部位に対しては、冷却手段であるファン８１，８２がそれぞれ設けられており、それらに冷却風を吹き当てるようになっている。注目すべきは、本実施の形態では、これに対応して、上述のプラズマ発生ユニットＰＵ１，ＰＵ２は、前記ファン８１，８２による冷却風がワークＷ側に漏洩しないように、カバー部材８５によって覆われていることである。そして、カバー部材８５には、前記各プラズマ発生ノズル３１がワークＷに向けて突出するための孔８６が穿設されており、この孔８６の位置で、プラズマ発生ノズル３１の先端部分において、ワークＷ側と該プラズマ発生ユニットＰＵ１，ＰＵ２側とが気密に分画されている。カバー部材８５が樹脂などのプラズマ発生ノズル３１からの発熱に弱い部材から成る場合には、前記孔８６の内周面には、断熱材が介在されるようにしてもよい。

このように構成することで、マグネトロン２１や電源部２３に放熱のためのフィン２１１，２３１が形成されるなどして該マグネトロン２１や電源部２３が凹凸を有する複雑な形状を有しており、凹所にファン８１，８２からの冷却風によって埃が吹き寄せられて蓄積し、塊となって落下しても、その塊はカバー部材８５の底板８５１上に留まり、またその落下の衝撃で塊が弾け、舞い上がったとしても、側壁８５２内を浮遊するだけで、ワークＷ上には落下せず、ワークＷ上を清浄に保つことができる。このようにして、冷却風によるワークＷへの埃の付着を防止することができる。

上述の実施の形態では、プラズマ発生ノズル３１の先端部分だけが孔８６からワークＷ側に露出しており、その孔８６の位置でワークＷ側とプラズマ発生ユニットＰＵ１，ＰＵ２側とが気密に分画され、プラズマ発生ユニットＰＵ１，ＰＵ２における冷却風がワークＷ側へ漏洩しないように該プラズマ発生ユニットＰＵ１，ＰＵ２側がカバー部材８５によって覆われているけれども、本発明の他の実施の形態として、ワークＷ側を覆うようにしてもよい。具体的には、カバー部材をトンネル状に形成し、そこからプラズマ発生ノズル３１の前記先端部分だけが内部に露出するようにして、そのトンネル内部をワークＷが流れるようにしてもよい。このようにワークＷ側を覆った場合、プラズマ発生ユニットＰＵ１，ＰＵ２のメンテナンスが楽であるとともに、排熱の対策も楽である。どちら側を覆うかは、前後の工程なども併せて考慮されればよい。

［実施の形態２］
図６は、本発明の他の実施形態に係るワーク処理装置におけるマグネトロンの電源部２３’の構成を示す断面図である。注目すべきは、この電源部２３’では、インバータ基板２３５が防塵カバー２３６によって密閉されており、その防塵カバー２３６内にファン８２’が設けられていることである。これによって、防塵カバー２３６内で冷却風を循環させて前記インバータ基板２３５の冷却を行い、該防塵カバー２３６内からの排熱は冷却コイル２３７によって外部に取出される。前記冷却コイル２３７内には、図示しない冷却装置から、冷媒が循環されている。

このように構成することで、前記ファン８１，８２による冷却対象であるマグネトロン２１およびインバータ基板２３５の内、インバータ基板２３５を、さらに防塵カバー２３６で密閉してその内部で冷却風を循環させるので、前記埃の飛散をさらに抑えることができる。このように構成した場合には、防塵カバー２３６には前記フィン２３１が設けられておらず、また電源部２３’の外部から冷却風を吹付ける前記ファン８２は設けられない。

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。

本発明の一実施形態に係るワーク処理装置を下方から見上げた斜視図である。 プラズマ発生ユニットを一直線状に展開して示す断面図である。 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３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。 本発明の他の実施形態に係るワーク処理装置におけるマグネトロンの電源部の構成を示す断面図である。

符号の説明

１０ 導波管
２０ マイクロ波発生装置
２１ マグネトロン
２１１，２３１ フィン
２３，２３’ 電源部
２３５ インバータ基板
２３６ 防塵カバー
２３７ 冷却コイル
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
４０，６０ ダミーロード
４１，６１ 冷却水流通管
５０ サーキュレータ
７０ スタブチューナ
８１，８２；８２’ ファン
８５ カバー部材
８６ 孔
８１１ 底板
８１２ 側壁
Ｓ ワーク処理装置
ＰＵ１，ＰＵ２ プラズマ発生ユニット
Ｃ 搬送ローラ
Ｗ ワーク

Claims (4)

1. マイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手段から入力される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を備えて構成されるプラズマ発生装置において、
   少なくとも前記マイクロ波発生手段を含む発熱部位を冷却するための冷却風を発生する冷却手段と、
   前記プラズマ発生ノズルによって処理されるワークに対して、前記冷却手段からの冷却風がワーク側へ漏洩しないようにするカバー部材とを含むことを特徴とするプラズマ発生装置。
2. 前記カバー部材は、前記冷却風がワークと触れない経路で循環するように該プラズマ発生装置側をワーク側から区画して覆うことを特徴とする請求項１記載のプラズマ発生装置。
3. 前記マイクロ波発生手段におけるマグネトロンのインバータ電源をさらに防塵カバーで密閉し、その防塵カバー内ではファンによって前記冷却風を循環させ、排熱を冷却コイルで外部に取出す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。
4. 前記請求項１〜３のいずれか１項に記載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ワーク処理装置。

Images