JP2010086685A - Plasma treatment device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma treatment device maintaining an aligned state before and after plasma generation. <P>SOLUTION: The plasma treatment device 1 includes: a ground potential-applied cylindrical case 11 whose one end is closed with a closing plate 11b and other end is formed to be open-ended; and a rod-shaped radiator 14 disposed upright in the plate 11b so as to extend in a cylinder length direction of the case 11. With discharge gas W supplied to the vicinity of an open end-side leading end of the radiator 14, the radiator 14 radiates a supplied high-frequency signal S1 to generate a plasma P in the vicinity of the leading end. The device also includes a power supply conductor 13 connected to a power supply position A apart from a base end of the radiator 14 fixed to the closing plate 11b by a predetermined distance L2 to supply the high-frequency signal S1 to the radiator 14. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、一方の端部が閉塞板で閉塞された筒状の筐体、および閉塞板の内面に筐体の筒長方向に沿って延出するように立設された放射導体を備えて、放射導体の先端近傍にプラズマを発生させるプラズマ処理装置に関するものである。   The present invention includes a cylindrical casing whose one end is closed by a closing plate, and a radiation conductor erected on the inner surface of the closing plate so as to extend along the cylinder length direction of the casing. The present invention relates to a plasma processing apparatus for generating plasma near the tip of a radiation conductor.

この種のプラズマ処理装置として、下記特許文献1に開示されたプラズマ処理装置(マイクロ波プラズマ発生器)が知られている。このプラズマ処理装置は、円筒状の外管の上端に蓋体を固定して構成された共振器と、外管の上端寄りに配設された同軸線路と、蓋体の中央に固着された内部導体とを備えている。また、同軸線路の導体(中心導体)は、外管内で蓋体方向に屈折して先端が蓋体に接続されている。また、内部導体は、その長さが(λ/2)×n+(λ/4)に設定されている。また、外管には、ガス導入口が形成されている。このプラズマ処理装置では、共振器に同軸モードに変換したマイクロ波を同軸線路を経由して内部導体に伝送して、内部導体の先端部分に高電界を生じさせることにより、プラズマを発生させる。このため、このプラズマ処理装置では、インピーダンス整合器の必要がなくなると共に、反射板等も不必要となるため、装置全体の小形化が可能となっている。
特開平6−188094号公報(第2−3頁、第2図)
As this type of plasma processing apparatus, a plasma processing apparatus (microwave plasma generator) disclosed in Patent Document 1 below is known. This plasma processing apparatus includes a resonator configured by fixing a lid to the upper end of a cylindrical outer tube, a coaxial line disposed near the upper end of the outer tube, and an inner portion fixed to the center of the lid. And a conductor. Further, the conductor (center conductor) of the coaxial line is refracted in the direction of the lid in the outer tube, and the tip is connected to the lid. The length of the inner conductor is set to (λ / 2) × n + (λ / 4). A gas introduction port is formed in the outer tube. In this plasma processing apparatus, a microwave is generated in the resonator by transmitting the microwave converted into the coaxial mode to the inner conductor via the coaxial line and generating a high electric field at the tip of the inner conductor. For this reason, this plasma processing apparatus eliminates the need for an impedance matching device, and also eliminates the need for a reflecting plate and the like, thereby enabling downsizing of the entire apparatus.
JP-A-6-1888094 (page 2-3, FIG. 2)

ところが、本願発明者等が上記した従来のプラズマ処理装置について鋭意研究した結果、このプラズマ処理装置には以下の問題点が存在していることを見出した。すなわち、このプラズマ処理装置では、発生するプラズマ自体が導電性を持つため、内部導体の見かけ上の長さ(電気長)がプラズマ発生前とプラズマ発生後とで変化し、これによってプラズマの発生前後での内部導体の共振周波数が変化する。したがって、このプラズマ処理装置では、プラズマ発生前の共振周波数を基準として内部導体の長さを規定した場合には、プラズマ発生後において不整合状態となる。したがって、このプラズマ処理装置には、高周波信号の反射が増大することに起因して、プラズマの発生を維持させるために大きな電力の高周波信号を供給する必要がある結果、電力効率が低下しているという問題点が存在している。   However, as a result of intensive studies on the above-described conventional plasma processing apparatus by the present inventors, it has been found that the following problems exist in this plasma processing apparatus. That is, in this plasma processing apparatus, the generated plasma itself has conductivity, so that the apparent length (electrical length) of the inner conductor changes before and after the generation of the plasma. The resonance frequency of the inner conductor changes at. Therefore, in this plasma processing apparatus, when the length of the internal conductor is defined with reference to the resonance frequency before plasma generation, the plasma processing apparatus becomes inconsistent after plasma generation. Therefore, this plasma processing apparatus needs to be supplied with a high-frequency signal having a large power in order to maintain the generation of plasma due to an increase in reflection of the high-frequency signal, resulting in a decrease in power efficiency. There is a problem.

本発明は、かかる問題点を解決すべくなされたものであり、プラズマ発生前後において整合状態を維持し得るプラズマ処理装置を提供することを主目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and a main object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of maintaining an alignment state before and after plasma generation.

上記目的を達成すべく請求項1記載のプラズマ処理装置は、グランド電位が付与されると共に一方の端部が閉塞板で閉塞され、かつ他方の端部が開放端に形成された筒状の筐体と、前記閉塞板の内面に前記筐体の筒長方向に沿って延出するように立設された棒状の放射導体とを備え、当該放射導体における前記開放端側の先端近傍にプラズマ放電用ガスが供給された状態において、当該放射導体が供給された高周波信号を放射することによって前記先端近傍にプラズマを発生させるプラズマ処理装置であって、前記放射導体における前記閉塞板に固定された基端部から所定距離だけ離間した給電位置に接続されて前記高周波信号を当該放射導体に供給する給電導体を備えている。   In order to achieve the above object, a plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a ground potential is applied, one end is closed by a closing plate, and the other end is formed at an open end. And a rod-shaped radiation conductor erected so as to extend along the cylinder length direction of the casing on the inner surface of the closing plate, and plasma discharge near the open end side of the radiation conductor A plasma processing apparatus for generating plasma in the vicinity of the tip by radiating a high-frequency signal supplied by the radiation conductor in a state where a working gas is supplied, the substrate being fixed to the closing plate in the radiation conductor A power supply conductor is provided that is connected to a power supply position that is separated from the end by a predetermined distance and supplies the high-frequency signal to the radiation conductor.

また、請求項2記載のプラズマ処理装置は、請求項1記載のプラズマ処理装置において、前記放射導体は筒状に形成され、前記放射導体の前記先端から突出する状態で当該放射導体内に配設された絶縁管を備え、前記プラズマ放電用ガスは前記絶縁管によって前記放射導体の前記先端近傍に供給されて、前記プラズマは当該絶縁管内における当該先端近傍に発生させられる。   The plasma processing apparatus according to claim 2 is the plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the radiation conductor is formed in a cylindrical shape and is disposed in the radiation conductor so as to protrude from the tip of the radiation conductor. The plasma discharge gas is supplied to the vicinity of the tip of the radiation conductor by the insulation tube, and the plasma is generated in the vicinity of the tip in the insulation tube.

また、請求項3記載のプラズマ処理装置は、請求項1記載のプラズマ処理装置において、前記放射導体は筒状に形成され、前記閉塞板には、当該放射導体の内部に連通する貫通孔が形成され、前記プラズマ放電用ガスは前記貫通孔内および前記放射導体内に挿通された処理対象管によって前記放射導体の前記先端近傍に供給されて、前記プラズマは当該処理対象管内における当該先端近傍に発生させられる。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the plasma processing apparatus according to the first aspect, wherein the radiation conductor is formed in a cylindrical shape, and the through-hole communicating with the inside of the radiation conductor is formed in the blocking plate. The plasma discharge gas is supplied to the vicinity of the tip of the radiation conductor by the processing target tube inserted into the through hole and the radiation conductor, and the plasma is generated near the tip of the processing target tube. Be made.

請求項1記載のプラズマ処理装置によれば、放射器における閉塞板に固定された基端部から所定距離だけ離間した給電位置に給電導体を介して高周波信号を供給する構成としたことにより、プラズマ発生前後において整合状態(良好でほぼ一定のVSWR状態)に維持することができる。したがって、プラズマ発生時の電力効率およびプラズマ発生後(プラズマの発生状態を維持する際)の電力効率の双方を良好な状態にできる結果、プラズマ処理の電力効率を十分に向上させることができる。   According to the plasma processing apparatus of claim 1, the plasma processing apparatus is configured to supply a high-frequency signal via a power supply conductor to a power supply position that is spaced a predetermined distance from a base end portion fixed to the closing plate in the radiator. Before and after the occurrence, the alignment state (good and substantially constant VSWR state) can be maintained. Therefore, both the power efficiency at the time of plasma generation and the power efficiency after plasma generation (when the plasma generation state is maintained) can be made good, so that the power efficiency of the plasma processing can be sufficiently improved.

請求項2記載のプラズマ処理装置によれば、放射導体を筒状に形成すると共に、この放射導体の先端から突出する状態で放射導体内に絶縁管を配設し、かつプラズマ放電用ガスを絶縁管によって放射導体の先端近傍に供給して、プラズマを絶縁管内における放射導体の先端近傍に発生させることにより、プラズマ処理の電力効率を十分に向上させつつ、プラズマの直径を絶縁管の内径で規定することができる。このため、例えば、絶縁管の内径を小さくすることにより、処理対象体の表面における狭い範囲のみを表面処理することができる。   According to the plasma processing apparatus of claim 2, the radiation conductor is formed in a cylindrical shape, an insulating tube is disposed in the radiation conductor so as to protrude from the tip of the radiation conductor, and the plasma discharge gas is insulated. By supplying the plasma near the tip of the radiating conductor through a tube and generating plasma near the tip of the radiating conductor in the insulating tube, the plasma processing efficiency is sufficiently improved, and the plasma diameter is defined by the inner diameter of the insulating tube. can do. For this reason, for example, by reducing the inner diameter of the insulating tube, it is possible to surface-treat only a narrow range on the surface of the object to be processed.

請求項3記載のプラズマ処理装置によれば、放射導体を筒状に形成し、閉塞板に放射導体の内部に連通する貫通孔を形成すると共に、プラズマ放電用ガスを貫通孔内および放射導体内に挿通された処理対象管によって放射導体の先端近傍に供給して、プラズマを処理対象管内における先端近傍に発生させるようにしたことにより、プラズマ処理の電力効率を十分に向上させつつ、処理対象管の内面を表面処理することができる。   According to the plasma processing apparatus of claim 3, the radiation conductor is formed in a cylindrical shape, the through-hole communicating with the inside of the radiation conductor is formed in the closing plate, and the plasma discharge gas is placed in the through-hole and in the radiation conductor. Is supplied to the vicinity of the tip of the radiation conductor by the processing target tube inserted into the processing target tube, and plasma is generated in the vicinity of the leading end in the processing target tube, thereby sufficiently improving the power efficiency of the plasma processing and the processing target tube. The inner surface of can be surface-treated.

以下、添付図面を参照して、本発明に係るプラズマ処理装置の最良の形態について説明する。   Hereinafter, the best mode of a plasma processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1に示すプラズマ処理装置1は、高周波電源2、プラズマ発生部3およびテーブル4を備えている。また、このプラズマ処理装置1は、高周波電源2において生成された高周波信号S1をプラズマ発生部3に同軸ケーブル5を介して供給することによってプラズマ発生部3内にプラズマを発生させると共に、発生させたプラズマをテーブル4に載置された処理対象体6に放射してその表面をプラズマ処理可能に構成されている。一例として、このプラズマ処理装置1は、樹脂などの有機材料で形成された部材(例えば、シート状や板状の部材)を処理対象体6として、その表面の殺菌処理、洗浄処理、および親水性の向上処理などを実行する。   A plasma processing apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a high-frequency power source 2, a plasma generator 3, and a table 4. In addition, the plasma processing apparatus 1 generates and generates plasma in the plasma generating unit 3 by supplying the high frequency signal S1 generated in the high frequency power source 2 to the plasma generating unit 3 through the coaxial cable 5. Plasma is radiated to the processing object 6 placed on the table 4 so that the surface thereof can be subjected to plasma processing. As an example, the plasma processing apparatus 1 uses a member (for example, a sheet-like or plate-like member) formed of an organic material such as a resin as a processing object 6, sterilization treatment, cleaning treatment, and hydrophilicity of the surface thereof. Execute improvement processing.

高周波電源2は、準マイクロ波帯(1GHz〜3GHz)またはマイクロ波帯(3GHz〜30GHz)の高周波信号(一例として、2.45GHz程度の準マイクロ波)S1を所定の電力で生成して、プラズマ発生部3に出力する高周波信号生成部として機能する。なお、本例では、高周波電源2が、準マイクロ波を高周波信号S1として出力する構成を採用しているが、マイクロ波を高周波信号S1として出力する構成を採用することもできる。また、高周波電源2からプラズマ発生部3に対する高周波信号S1の供給効率を高めるため、高周波電源2とプラズマ発生部3との間に整合器を配設することもできる。   The high frequency power supply 2 generates a high frequency signal (for example, a quasi microwave of about 2.45 GHz) S1 in a quasi-microwave band (1 GHz to 3 GHz) or a microwave band (3 GHz to 30 GHz) with a predetermined power, and plasma It functions as a high-frequency signal generation unit that outputs to the generation unit 3. In this example, the high-frequency power supply 2 employs a configuration that outputs the quasi-microwave as the high-frequency signal S1, but a configuration that outputs the microwave as the high-frequency signal S1 can also be employed. Further, a matching unit may be provided between the high frequency power source 2 and the plasma generating unit 3 in order to increase the supply efficiency of the high frequency signal S1 from the high frequency power source 2 to the plasma generating unit 3.

プラズマ発生部3は、一例として図1に示すように、筐体11、同軸コネクタ12、給電導体13、および本発明における放射導体としての放射器(アンテナ)14を備えている。筐体11は、一例として、両端が開口する導電性の筒体11a、導電性の閉塞板11bおよび絶縁管11cを備え、一方の端部(図1中の上端部)が閉塞され、かつ他方の端部(図1中の下端部)が開放端に形成されてトーチ型筐体に構成されると共に、グランド電位が付与されている。   As shown in FIG. 1 as an example, the plasma generating unit 3 includes a housing 11, a coaxial connector 12, a feeding conductor 13, and a radiator (antenna) 14 as a radiation conductor in the present invention. As an example, the housing 11 includes a conductive cylinder 11a that is open at both ends, a conductive blocking plate 11b, and an insulating tube 11c. One end (upper end in FIG. 1) is closed, and the other The end portion (the lower end portion in FIG. 1) is formed at an open end to constitute a torch type housing, and a ground potential is applied.

具体的には、図1に示すように、筐体11は、その筒体11aにおける一方の端部(図1中の上端部)が、この一方の端部に密着して配設された閉塞板11bによって閉塞されて、他方の端部が開口端となるトーチ型筐体として構成されている。また、筒体11aは、図2に示すように、中心軸Xと直交する平面に沿った外周面の断面形状が四角形(つまり、外形が四角筒体)であるが、この平面に沿った内周面の断面形状が円形であるため、実質的には円筒体として機能する。また、筒体11aは、図1に示すように、その長さ(筒長)が放射器14の長さL1よりも長く規定されて、放射器14の先端が筒体11aの開放端から突出しない構成となっている。絶縁管11cは、図1に示すように、筒体11aの内周面に配設されて、高周波信号S1の出力電力を高めたときに、放射器14から筐体11への不要な放電を発生させないように機能する。   Specifically, as shown in FIG. 1, the casing 11 is a closed body in which one end portion (upper end portion in FIG. 1) of the cylindrical body 11a is disposed in close contact with the one end portion. It is configured as a torch-type housing that is closed by the plate 11b and whose other end becomes an open end. Further, as shown in FIG. 2, the cylindrical body 11a has a quadrangular cross section on the outer peripheral surface along a plane orthogonal to the central axis X (that is, the outer shape is a rectangular cylindrical body). Since the cross-sectional shape of the peripheral surface is circular, it substantially functions as a cylindrical body. Further, as shown in FIG. 1, the cylinder 11a is defined to have a length (cylinder length) longer than the length L1 of the radiator 14, and the tip of the radiator 14 protrudes from the open end of the cylinder 11a. It has a configuration that does not. As shown in FIG. 1, the insulating tube 11c is disposed on the inner peripheral surface of the cylindrical body 11a, and when the output power of the high frequency signal S1 is increased, unnecessary discharge from the radiator 14 to the housing 11 is performed. It functions so as not to generate.

また本例では、図1に示すように、筒体11aには、筐体11内に高周波信号S1を導入するための貫通孔21が形成されている。また、一例として、閉塞板11bには、プラズマ放電用ガスG(以下、「放電用ガスG」ともいう)を筒体11a内に供給する供給管7を接続するための貫通孔22が形成されている。この場合、貫通孔22の位置は、図1,2に示すように、筒体11aの中心軸Xから外れた位置(具体的には、後述するように中心軸Xに配設された放射器14と干渉しない位置)に規定されている。なお、供給管7を接続するための貫通孔22は、閉塞板11bに代えて、筒体11aに形成することもできる。また、本例では一例として、電離電圧が低くプラズマが発生し易いガス(例えば、アルゴンガスやヘリウムガスなど)を放電用ガスGとして使用する。   In this example, as shown in FIG. 1, a through hole 21 for introducing a high-frequency signal S <b> 1 into the housing 11 is formed in the cylindrical body 11 a. Further, as an example, the closing plate 11b is formed with a through hole 22 for connecting a supply pipe 7 for supplying a plasma discharge gas G (hereinafter also referred to as “discharge gas G”) into the cylindrical body 11a. ing. In this case, as shown in FIGS. 1 and 2, the position of the through hole 22 is a position deviated from the central axis X of the cylinder 11a (specifically, a radiator disposed on the central axis X as described later). 14 is a position that does not interfere with 14). The through hole 22 for connecting the supply pipe 7 can be formed in the cylindrical body 11a instead of the blocking plate 11b. In this example, as an example, a gas (eg, argon gas or helium gas) that has a low ionization voltage and easily generates plasma is used as the discharge gas G.

同軸コネクタ12は、図1に示すように、高周波電源2に接続された同軸ケーブル5の先端に装着された状態で、筒体11aの外周面に、貫通孔21を閉塞するようにして取り付けられている。給電導体13は、高導電性の線材を用いて、一例として、図1,2に示すように、棒状(ほぼ真っ直ぐな棒状)に形成されて、一端側が同軸コネクタ12の芯線12aに接続されると共に、他端側が放射器14の給電位置Aに接続されている。この場合、給電位置Aは、放射器14における閉塞板11bに固定された基端部から所定距離L2だけ離間した位置に規定されている。ここで、所定距離L2は、高周波信号S1の波長をλとしたときに、λ/10≧L2>0の範囲に規定するのが好ましい。これにより、放射器14と、これに接続される閉塞板11bおよび給電導体13とで逆F形のアンテナが構成されて、後述するように、プラズマ発生(着火)前後でのVSWRの変化を低減し得る構成となる。なお、所定距離L2がλ/10を超える構成では、後述するようにプラズマ発生前のVSWRが悪化し始める(つまり、プラズマの着火性が低下し始める)。このため、L2はλ/10以下とするのが好ましい。   As shown in FIG. 1, the coaxial connector 12 is attached to the outer peripheral surface of the cylindrical body 11 a so as to close the through-hole 21 while being attached to the tip of the coaxial cable 5 connected to the high-frequency power source 2. ing. For example, as shown in FIGS. 1 and 2, the power supply conductor 13 is formed in a rod shape (substantially straight rod shape) using a highly conductive wire, and one end side is connected to the core wire 12 a of the coaxial connector 12. At the same time, the other end is connected to the feeding position A of the radiator 14. In this case, the power feeding position A is defined as a position separated from the base end portion fixed to the closing plate 11b in the radiator 14 by a predetermined distance L2. Here, the predetermined distance L2 is preferably defined in a range of λ / 10 ≧ L2> 0, where λ is the wavelength of the high-frequency signal S1. As a result, the radiator 14, the closing plate 11b connected to the radiator 14 and the feed conductor 13 constitute an inverted F-shaped antenna, which reduces the change in VSWR before and after plasma generation (ignition), as will be described later. This is a possible configuration. Note that, in the configuration in which the predetermined distance L2 exceeds λ / 10, the VSWR before plasma generation begins to deteriorate as described later (that is, the ignitability of plasma starts to decrease). For this reason, L2 is preferably λ / 10 or less.

放射器14は、導電性材料を用いて1本の棒状に形成されている。具体的には、放射器14は、長さL1が((1/4+n/2)×λ)に規定された1本の導電性の柱状体(本例では円柱体)で構成されている。ここで、nは、0以上の整数であり、本例では一例としてn=0に設定されて、放射器14の長さL1は(λ/4。高周波信号S1の周波数が一例として2.45GHzであるため、122.45mm/4=30.6mm)に規定されている。なお、放射器14は、柱状体に限定されず、直方体や樋状体(ハーフパイプ状体)などの板状体で構成することもできる。また、放射器14は、図1に示すように、筐体11の内部に筐体11の筒長(長手)方向に沿って配設されている。本例では、一例として、放射器14は、筒体11aの内部に筒体11aの中心軸X上に位置した状態で(筐体11の筒長方向に沿って延出した状態で)、閉塞板11bの内面に立設(電気的に接続された状態で立設)されている。   The radiator 14 is formed in a single bar shape using a conductive material. Specifically, the radiator 14 is composed of one conductive columnar body (in this example, a cylindrical body) whose length L1 is defined as ((1/4 + n / 2) × λ). Here, n is an integer greater than or equal to 0. In this example, n = 0 is set as an example, and the length L1 of the radiator 14 is (λ / 4. The frequency of the high-frequency signal S1 is 2.45 GHz as an example. Therefore, it is defined as 122.45 mm / 4 = 30.6 mm). In addition, the radiator 14 is not limited to a columnar body, and can be configured by a plate-shaped body such as a rectangular parallelepiped or a bowl-shaped body (half-pipe-shaped body). Further, as shown in FIG. 1, the radiator 14 is disposed inside the casing 11 along the cylinder length (longitudinal) direction of the casing 11. In this example, as an example, the radiator 14 is closed in a state of being located on the central axis X of the cylindrical body 11a (in a state of extending along the cylindrical length direction of the casing 11) inside the cylindrical body 11a. Standing on the inner surface of the plate 11b (standing in an electrically connected state).

テーブル4は、図1に示すように、筐体11における他方の端部(開口端)に対向して配設されて、その筐体11側の表面(載置面)に処理対象体6を載置可能に構成されている。本例では、一例としてテーブル4の載置面は、筒体11aの中心軸Xと直交する平面に形成されている。   As shown in FIG. 1, the table 4 is disposed to face the other end (opening end) of the housing 11, and the processing object 6 is placed on the surface (mounting surface) on the housing 11 side. It is configured so that it can be placed. In this example, as an example, the mounting surface of the table 4 is formed on a plane orthogonal to the central axis X of the cylindrical body 11a.

次に、プラズマ処理装置1の動作について説明する。なお、テーブル4上には処理対象体6が載置されているものとする。   Next, the operation of the plasma processing apparatus 1 will be described. It is assumed that the processing object 6 is placed on the table 4.

プラズマ処理装置1では、処理対象体6に対するプラズマ処理の実行に際して、まず、不図示のガス供給部から供給管7を介して筐体11内に放電用ガスGが供給される。次いで、この放電用ガスGの供給状態において、高周波電源2が高周波信号S1のプラズマ発生部3への出力を開始する。高周波電源2から出力された高周波信号S1は、同軸ケーブル5、同軸コネクタ12および給電導体13を介して、放射器14にその給電位置Aから供給される。これにより、λ/4の長さL1に規定されている放射器14が、高周波信号S1によって共振する。共振状態の放射器14は共振モノポールとして作動して、筐体11の開口端側に位置する先端(図1中の下端であって、本発明における先端)側で電圧が最大となる。このため、プラズマ発生部3内における放射器14の先端近傍(先端付近)で電界強度が最大となり、プラズマの発生し易い放電用ガスGが存在するプラズマ発生部3内(すなわち筐体11内)では、この先端近傍においてプラズマPが発生する。この場合、高周波電源2が高周波信号S1として準マイクロ波またはマイクロ波をプラズマ発生部3に供給するため、プラズマPは高密度な状態で発生する。また、供給管7から供給された放電用ガスGは筒体11a内を筒長方向に沿って流れて筐体11の開口端から外部に流出するため、発生したプラズマPは、図1に示すように、放射器14の先端から筒長方向に沿って(筒体11aの中心軸Xに沿って)延びて、筒体11aの開放端から処理対象体6に放射される。これにより、筐体11から放射されるプラズマPにより、処理対象体6が表面処理される。   In the plasma processing apparatus 1, when performing the plasma processing on the processing object 6, first, the discharge gas G is supplied into the housing 11 from the gas supply unit (not shown) via the supply pipe 7. Next, in the supply state of the discharge gas G, the high-frequency power source 2 starts outputting the high-frequency signal S1 to the plasma generator 3. The high-frequency signal S1 output from the high-frequency power source 2 is supplied from the power supply position A to the radiator 14 via the coaxial cable 5, the coaxial connector 12, and the power supply conductor 13. Thereby, the radiator 14 prescribed | regulated to the length L1 of (lambda) / 4 resonates with the high frequency signal S1. The resonator 14 in the resonance state operates as a resonance monopole, and the voltage is maximized on the front end side (the lower end in FIG. 1 and the front end in the present invention) located on the opening end side of the housing 11. For this reason, the electric field intensity is maximized near the tip of the radiator 14 in the plasma generating unit 3 (near the tip), and the inside of the plasma generating unit 3 in which the discharge gas G that easily generates plasma exists (that is, in the casing 11). Then, plasma P is generated near the tip. In this case, since the high frequency power supply 2 supplies a quasi-microwave or a microwave to the plasma generator 3 as the high frequency signal S1, the plasma P is generated in a high density state. Further, since the discharge gas G supplied from the supply tube 7 flows in the cylinder 11a along the cylinder length direction and flows out from the opening end of the housing 11, the generated plasma P is shown in FIG. Thus, it extends along the cylinder length direction (along the central axis X of the cylinder 11a) from the tip of the radiator 14, and is radiated from the open end of the cylinder 11a to the processing object 6. Thereby, the processing object 6 is surface-treated by the plasma P emitted from the housing 11.

この際に、プラズマP自体が導電性を持つことに起因して、放射器14の見かけ上の長さ(電気長)が、プラズマ発生前(放射器14のみの長さ)とプラズマ発生後(放射器14の長さとプラズマPの長さの合計長)とで変化する。したがって、従来のプラズマ処理装置では、プラズマPの発生前後でのプラズマ発生部3の共振周波数が大きく変化する。このため、発明者による実験(高周波信号S1の周波数を2.45GHz、放射器14の長さL1をλ/4(=30.6mm)としたときの実験)によれば、図7に示すように、プラズマ発生前(着火前)の共振周波数を基準として放射器14の長さL1を規定した場合には、プラズマ発生後(着火後)において不整合状態となり、プラズマ発生前のVSWR(同図中の□印を付した値:12.4)と比較してプラズマ発生後のVSWR(同図中の○印を付した値:61.5)が大きく悪化することが確認された。   At this time, due to the fact that the plasma P itself has conductivity, the apparent length (electrical length) of the radiator 14 is before the plasma generation (the length of the radiator 14 only) and after the plasma generation ( It varies depending on the length of the radiator 14 and the total length of the plasma P). Therefore, in the conventional plasma processing apparatus, the resonance frequency of the plasma generation unit 3 before and after the generation of the plasma P changes greatly. Therefore, according to an experiment by the inventors (an experiment in which the frequency of the high-frequency signal S1 is 2.45 GHz and the length L1 of the radiator 14 is λ / 4 (= 30.6 mm)), as shown in FIG. In addition, when the length L1 of the radiator 14 is defined with reference to the resonance frequency before plasma generation (before ignition), a mismatched state occurs after plasma generation (after ignition), and VSWR before plasma generation (same figure). It was confirmed that VSWR after plasma generation (value marked with ◯ in the figure: 61.5) greatly deteriorated compared with the value marked with □ in the middle: 12.4).

これに対して本発明に係るプラズマ処理装置1では、上記したように放射器14における閉塞板11bから所定距離L2だけ離間した位置に高周波信号S1の給電位置Aが規定されている。このため、図7に示すように、一例として所定距離L2を2mm(=λ/61.2),3mm(=λ/40.8),4mm(=λ/30.6)と変えてプラズマ発生前後でのVSWRの変化を測定した場合、測定された各所定距離L2でのプラズマ発生前のVSWRおよびプラズマ発生後のVSWRは、それぞれ(11.1,18.6)、(13.1,17.4)、(18.5,17)となり、少なくともλ/30.6≧L2≧λ/61.2の範囲においては、従来のプラズマ処理装置における整合状態でのVSWR(プラズマ発生前のVSWR)とほぼ同じ値(すべてのVSWRが20未満)であった。この結果、従来のプラズマ処理装置と比較して、プラズマ発生前後でのVSWRの変化がほぼ変化しないと言えるレベルまで、プラズマ発生前後でのVSWRの変化が大幅に低減されることが確認された。つまり、プラズマ処理装置1では、プラズマ発生前後で良好な整合状態が維持されることが確認された。この理由としては、給電位置Aから給電された高周波信号S1により、放射器14の基端部から放射器14の先端部への経路と、給電位置Aから放射器14の先端部へ伝わる経路の2つの経路で共振が発生しているため、放射器14のQがブロード(広帯域)となるのが原因の1つと考えられる。   On the other hand, in the plasma processing apparatus 1 according to the present invention, the feeding position A of the high-frequency signal S1 is defined at a position separated from the closing plate 11b in the radiator 14 by a predetermined distance L2, as described above. Therefore, as shown in FIG. 7, for example, the predetermined distance L2 is changed to 2 mm (= λ / 61.2), 3 mm (= λ / 40.8), and 4 mm (= λ / 30.6) to generate plasma. When the change in VSWR before and after is measured, the measured VSWR before and after plasma generation at each predetermined distance L2 is (11.1, 18.6), (13.1, 17), respectively. 4) and (18.5, 17), and at least in the range of λ / 30.6 ≧ L2 ≧ λ / 61.2, the VSWR in the alignment state in the conventional plasma processing apparatus (VSWR before plasma generation) And almost the same value (all VSWRs are less than 20). As a result, it was confirmed that the change in VSWR before and after plasma generation was significantly reduced to a level where it could be said that the change in VSWR before and after plasma generation did not change substantially compared to the conventional plasma processing apparatus. That is, in the plasma processing apparatus 1, it was confirmed that a good alignment state was maintained before and after plasma generation. The reason for this is that the high-frequency signal S1 fed from the feeding position A causes the path from the proximal end of the radiator 14 to the distal end of the radiator 14 and the path transmitted from the feeding position A to the distal end of the radiator 14. Since resonance occurs in two paths, it is considered that one of the causes is that the Q of the radiator 14 becomes broad (broadband).

なお、図7に示す実験の結果から、所定距離L2を2mm,3mm,4mmと長くするに従い、プラズマ発生後のVSWRは18.6から、17.4、17とほぼ一定に維持される(若干減少する)が、プラズマ発生前のVSWRは11.1から、13.1、18.5と次第に大きくなる(プラズマの着火性が低下する)傾向となる。このため、給電位置Aまでの所定距離L2を長くし過ぎると、プラズマ発生前のVSWRが一層大きくなって、プラズマの着火性が低下すると考えられる。このため、所定距離L2は、最長でもλ/10以下とするのが好ましいと考えられる。   From the results of the experiment shown in FIG. 7, as the predetermined distance L2 is increased to 2 mm, 3 mm, and 4 mm, the VSWR after plasma generation is maintained substantially constant from 18.6 to 17.4, 17 (slightly However, the VSWR before the plasma generation tends to gradually increase from 11.1 to 13.1, 18.5 (decrease in plasma ignitability). For this reason, it is considered that if the predetermined distance L2 to the power feeding position A is too long, the VSWR before the plasma generation is further increased and the ignitability of the plasma is lowered. For this reason, it is considered that the predetermined distance L2 is preferably λ / 10 or less at the longest.

このように、このプラズマ処理装置1によれば、放射器14における閉塞板11bに固定された基端部から所定距離L2だけ離間した給電位置Aに給電導体13を介して高周波信号S1を供給する構成としたことにより、プラズマ発生前後においてプラズマ発生部3を整合状態(良好でほぼ一定のVSWR状態)に維持することができる。したがって、プラズマ発生時の電力効率およびプラズマ発生後(プラズマの発生状態を維持する際)の電力効率の双方を良好な状態にできる結果、プラズマ処理装置1でのプラズマ処理の電力効率を十分に向上させることができる。   As described above, according to the plasma processing apparatus 1, the high-frequency signal S <b> 1 is supplied via the power supply conductor 13 to the power supply position A that is separated by the predetermined distance L <b> 2 from the base end portion fixed to the closing plate 11 b in the radiator 14. By adopting the configuration, the plasma generating unit 3 can be maintained in an aligned state (good and substantially constant VSWR state) before and after plasma generation. Therefore, both the power efficiency at the time of plasma generation and the power efficiency after plasma generation (when the plasma generation state is maintained) can be improved, and as a result, the power efficiency of the plasma processing in the plasma processing apparatus 1 can be sufficiently improved. Can be made.

なお、本発明は、上記した実施の形態に示した構成に限定されない。例えば、上記の実施の形態では、筒体11aの内周面に絶縁管11cを配設し、筒体11aの内部全体に供給管7から放電用ガスGを供給してプラズマPを筒体11aの内部で発生させる構成としたが、図3,4に示すプラズマ処理装置1Aのように、放射器14を筒状に形成すると共に放射器14の内部に絶縁管11cを配設して、この絶縁管11cを介して放電用ガスGを供給すると共に絶縁管11c内にプラズマPを発生させて、絶縁管11cから処理対象体6にプラズマPを放射する構成とすることもできる。以下、このプラズマ処理装置1Aについて説明する。   The present invention is not limited to the configuration shown in the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, the insulating tube 11c is disposed on the inner peripheral surface of the cylinder 11a, and the discharge gas G is supplied from the supply tube 7 to the entire inside of the cylinder 11a to generate the plasma P from the cylinder 11a. However, as in the plasma processing apparatus 1A shown in FIGS. 3 and 4, the radiator 14 is formed in a cylindrical shape and an insulating tube 11c is disposed inside the radiator 14, It is also possible to supply the discharge gas G through the insulating tube 11c and generate the plasma P in the insulating tube 11c so that the plasma P is emitted from the insulating tube 11c to the object 6 to be processed. Hereinafter, the plasma processing apparatus 1A will be described.

まず、プラズマ処理装置1Aの構成について説明する。なお、プラズマ処理装置1と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略し、相違する構成についてのみ説明する。   First, the configuration of the plasma processing apparatus 1A will be described. In addition, about the same structure as the plasma processing apparatus 1, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted and only a different structure is demonstrated.

図3に示すプラズマ処理装置1Aは、高周波電源2、プラズマ発生部3Aおよびテーブル4を備え、プラズマ発生部3Aがプラズマ処理装置1のプラズマ発生部3と相違している。また、本例では、プラズマ処理装置1における絶縁管11c同じ機能を有する絶縁管11cを放電用ガスGの供給管としても機能させることにより、供給管7が無い点においてもプラズマ処理装置1と相違している。   A plasma processing apparatus 1 </ b> A shown in FIG. 3 includes a high-frequency power source 2, a plasma generator 3 </ b> A, and a table 4, and the plasma generator 3 </ b> A is different from the plasma generator 3 of the plasma processing apparatus 1. Further, in this example, the insulating tube 11c having the same function as the insulating tube 11c in the plasma processing apparatus 1 is also made to function as a supply pipe for the discharge gas G, so that it is different from the plasma processing apparatus 1 in that there is no supply pipe 7. is doing.

プラズマ発生部3Aは、図3,4に示すように、筐体11、同軸コネクタ12、給電導体13、および放射器(アンテナ)14を備えている。筐体11は、筒体11a、閉塞板11bおよび絶縁管11cを備え、一方の端部(図3中の上端部)が閉塞され、かつ他方の端部(図3中の下端部)が開放端に形成されてトーチ型筐体に構成されると共に、グランド電位が付与されている。具体的には、図3に示すように、筐体11は、その筒体11aにおける一方の端部(図1中の上端部)が、この一方の端部に密着して配設された閉塞板11bによって閉塞されて、他方の端部が開口端となるトーチ型筐体として構成されている。また、放電用ガスGの供給用として閉塞板11bに形成される貫通孔22は、本例では、その中心軸が筒体11aの中心軸Xと同軸となるように(つまり、閉塞板11bの中心に)形成されている。放射器14は、その内径が貫通孔22の内径以上に規定された筒状に形成されて、その中心軸が筒体11aの中心軸Xと同軸となるように閉塞板11bの内面に立設されている。これにより、放射器14の内部が貫通孔22と連通した状態となる。絶縁管11cは、その外径が貫通孔22の内径よりも小径に形成されて、図3,4に示すように、貫通孔22および放射器14に挿通され、かつ閉塞板11bの内面からの突出長が筒体11aの全長とほぼ同じ長さに規定されている。これにより、絶縁管11cにおける放射器14から突出した端部(筒体11aの開口端側の端部)は、この開口端と面一の状態となっている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the plasma generator 3 </ b> A includes a housing 11, a coaxial connector 12, a power supply conductor 13, and a radiator (antenna) 14. The housing 11 includes a cylindrical body 11a, a closing plate 11b, and an insulating tube 11c, one end (upper end in FIG. 3) is closed, and the other end (lower end in FIG. 3) is open. It is formed at the end to constitute a torch-type housing, and a ground potential is applied. Specifically, as shown in FIG. 3, the casing 11 is a closed body in which one end portion (upper end portion in FIG. 1) of the cylindrical body 11 a is disposed in close contact with the one end portion. It is configured as a torch-type housing that is closed by the plate 11b and whose other end becomes an open end. In addition, in this example, the through hole 22 formed in the closing plate 11b for supplying the discharge gas G has a central axis that is coaxial with the central axis X of the cylindrical body 11a (that is, the closing plate 11b has a central axis). Formed in the center). The radiator 14 is formed in a cylindrical shape whose inner diameter is defined to be equal to or larger than the inner diameter of the through hole 22, and is erected on the inner surface of the closing plate 11 b so that the central axis thereof is coaxial with the central axis X of the cylindrical body 11 a. Has been. As a result, the inside of the radiator 14 is in communication with the through hole 22. The outer diameter of the insulating tube 11c is smaller than the inner diameter of the through hole 22, and is inserted into the through hole 22 and the radiator 14 as shown in FIGS. 3 and 4, and from the inner surface of the blocking plate 11b. The protruding length is defined to be substantially the same as the entire length of the cylinder 11a. Thereby, the edge part (end part by the side of the opening end of the cylinder 11a) which protruded from the radiator 14 in the insulating tube 11c is in the same state as this opening end.

次に、プラズマ処理装置1Aの動作について説明する。   Next, the operation of the plasma processing apparatus 1A will be described.

プラズマ処理装置1Aでは、処理対象体6に対するプラズマ処理の実行に際して、まず、不図示のガス供給部から絶縁管11c内に放電用ガスGが供給される。次いで、この放電用ガスGの供給状態において、高周波電源2が高周波信号S1のプラズマ発生部3Aへの出力を開始する。高周波電源2から出力された高周波信号S1は、給電導体13等を介して、放射器14にその給電位置Aから供給される。これにより、高周波信号S1の波長λに対して((1/4+n/2)×λ)の長さL1(一例としてλ/4)に規定されている放射器14が、共振モノポールとして作動して、その先端近傍で電界強度が最大となり、プラズマの発生し易い放電用ガスGが存在する絶縁管11cの内部では、放射器14の先端近傍に位置する領域においてプラズマPが発生する。また、このプラズマPは、放電用ガスGの流れに沿って延び、絶縁管11cの端部(図3の下端部)から処理対象体6に放射される。これにより、筐体11から放射されるプラズマPにより、処理対象体6が表面処理される。   In the plasma processing apparatus 1A, when performing plasma processing on the processing object 6, first, the discharge gas G is supplied into the insulating tube 11c from a gas supply unit (not shown). Next, in the supply state of the discharge gas G, the high-frequency power source 2 starts outputting the high-frequency signal S1 to the plasma generator 3A. The high frequency signal S1 output from the high frequency power source 2 is supplied from the power supply position A to the radiator 14 through the power supply conductor 13 and the like. As a result, the radiator 14 defined by the length L1 (λ / 4 as an example) with respect to the wavelength λ of the high-frequency signal S1 operates as a resonance monopole. Thus, the plasma P is generated in a region located near the tip of the radiator 14 inside the insulating tube 11c where the discharge gas G in which the electric field intensity becomes maximum near the tip and the plasma is easily generated exists. Further, the plasma P extends along the flow of the discharge gas G and is radiated from the end portion (lower end portion in FIG. 3) of the insulating tube 11c to the object 6 to be processed. Thereby, the processing object 6 is surface-treated by the plasma P emitted from the housing 11.

このプラズマ処理装置1Aにおいても、筐体11、放射器14および給電導体13についての基本的な構成(逆F形のアンテナとなる構成)はプラズマ処理装置1と同じであるため、発生するプラズマPによって放射器14の見かけ上の長さ(電気長)がプラズマ発生前後で変化したとしても、プラズマPの発生前およびプラズマPの発生後の双方において整合状態を維持することができる。また、プラズマPの直径を絶縁管11cの内径で規定することができるため、絶縁管11cの内径を小さくすることにより、処理対象体6の表面における狭い範囲のみを表面処理することもできる。   Also in this plasma processing apparatus 1A, the basic configuration of the casing 11, the radiator 14, and the power supply conductor 13 (the configuration that becomes an inverted F-shaped antenna) is the same as that of the plasma processing apparatus 1, and thus the generated plasma P Thus, even if the apparent length (electric length) of the radiator 14 changes before and after the generation of the plasma, the alignment state can be maintained both before and after the generation of the plasma P. Moreover, since the diameter of the plasma P can be defined by the inner diameter of the insulating tube 11c, it is possible to surface-treat only a narrow range on the surface of the processing object 6 by reducing the inner diameter of the insulating tube 11c.

なお、このプラズマ処理装置1Aでは、貫通孔22および筒状の放射器14に絶縁管11cを挿通させることにより、絶縁管11cを放電用ガスGの供給管としても機能させたが、図5に示すように、プラズマ処理装置1Bのように、供給管7を別途設け、この供給管7から筒状の放射器14内に放電用ガスGを供給し、放射器14の先端近傍に絶縁管11cを取り付けてプラズマ発生部3Bを構成することもできる。この場合、絶縁管11cは、放射器14の先端近傍の内周面に取り付けてもよいし、外周面に取り付けることもできる。本例では一例として、放射器14の内周面に絶縁管11cの外周面を密着させて絶縁管11cを取り付けている。このプラズマ処理装置1Bによって、絶縁管11c内における放射器14の先端近傍にプラズマPを発生させて、絶縁管11cの端部(筒体11aの開放端側の端部であって、この開放端と面一の状態となっている端部)からプラズマPを処理対象体6に放射することができ、プラズマ処理装置1Aと同様の作用効果を奏することができる。なお、プラズマ処理装置1Aと同一の構成については同一の符号を付して重複する説明は省略した。   In this plasma processing apparatus 1A, the insulating tube 11c is made to function as a supply tube for the discharge gas G by inserting the insulating tube 11c through the through hole 22 and the cylindrical radiator 14, but FIG. As shown, a supply pipe 7 is separately provided as in the plasma processing apparatus 1B, a discharge gas G is supplied from the supply pipe 7 into a cylindrical radiator 14, and an insulating pipe 11c is provided near the tip of the radiator 14. It is also possible to configure the plasma generator 3B by attaching In this case, the insulating tube 11c may be attached to the inner peripheral surface near the tip of the radiator 14, or may be attached to the outer peripheral surface. In this example, as an example, the insulating tube 11 c is attached with the outer peripheral surface of the insulating tube 11 c in close contact with the inner peripheral surface of the radiator 14. By this plasma processing apparatus 1B, plasma P is generated in the vicinity of the tip of the radiator 14 in the insulating tube 11c, and the end of the insulating tube 11c (the end on the open end side of the cylindrical body 11a). The plasma P can be radiated to the object 6 to be processed from the end portion which is flush with the plasma processing apparatus 1A, and the same effect as the plasma processing apparatus 1A can be obtained. In addition, about the structure same as plasma processing apparatus 1A, the same code | symbol was attached | subjected and the overlapping description was abbreviate | omitted.

また、上記した各プラズマ処理装置1,1A,1Bでは、絶縁管11cを筒体11a内に配設して、絶縁管11cの内部における放射器14の先端近傍でプラズマPを発生させると共に、発生させたプラズマPをテーブル4上に載置された処理対象体6に放射させる構成を採用したが、処理対象体6が管状の形状であり、かつその内周面がプラズマ処理の対象部位となる場合には、図6に示すプラズマ処理装置1Cのように、閉塞板11bおよび筒状の放射器14内に管状の処理対象体6を挿通させ、かつ処理対象体6を放電用ガスGの供給管としても機能させることで、このプラズマ処理装置1Cによって処理対象体6の内周面を絶縁管11cをプラズマPで処理することが可能となる。   Further, in each of the plasma processing apparatuses 1, 1A, 1B described above, the insulating tube 11c is disposed in the cylindrical body 11a, and the plasma P is generated near the tip of the radiator 14 inside the insulating tube 11c. Although the structure which makes the processed plasma P radiate | emitted to the process target body 6 mounted on the table 4 was employ | adopted, the process target body 6 is a tubular shape, and the internal peripheral surface becomes an object site | part of a plasma process. In this case, as in the plasma processing apparatus 1C shown in FIG. 6, the tubular processing object 6 is inserted into the closing plate 11b and the cylindrical radiator 14, and the processing object 6 is supplied with the discharge gas G. By functioning also as a tube, it becomes possible to process the inner peripheral surface of the object 6 to be processed with the plasma P on the insulating tube 11c by the plasma processing apparatus 1C.

以下、このプラズマ処理装置1Cについて、図6を参照して説明する。なお、プラズマ処理装置1Aと同一の構成については同一の符号を付して重複する説明は省略する。   Hereinafter, the plasma processing apparatus 1C will be described with reference to FIG. In addition, about the structure same as plasma processing apparatus 1A, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

このプラズマ処理装置1Cは、プラズマ処理装置1Aとほぼ同じ構成を備えており、プラズマ発生部3Cのみが相違している。プラズマ処理装置1Cのプラズマ発生部3Cは、図6に示すように、プラズマ処理装置1Aのプラズマ発生部3Aから絶縁管11cのみを省いた構成となっている。   This plasma processing apparatus 1C has substantially the same configuration as the plasma processing apparatus 1A, and only the plasma generator 3C is different. As shown in FIG. 6, the plasma generating unit 3C of the plasma processing apparatus 1C has a configuration in which only the insulating tube 11c is omitted from the plasma generating unit 3A of the plasma processing apparatus 1A.

次に、プラズマ処理装置1Cの動作について説明すると、プラズマ処理装置1Cでは、管状の処理対象体6に対するプラズマ処理の実行に際して、まず、処理対象体6を貫通孔22および筒状の放射器14に挿通させる。次いで、不図示のガス供給部から処理対象体6内への放電用ガスGの供給を開始させる。次いで、この放電用ガスGの供給状態において、高周波電源2が高周波信号S1のプラズマ発生部3への出力を開始する。これにより、プラズマ処理装置1Aと同様にして、放射器14が共振モノポールとして作動して、その先端近傍で電界強度が最大となり、プラズマの発生し易い放電用ガスGが存在する処理対象体6の内部では、放射器14の先端近傍に位置する領域においてプラズマPが発生する。この状態において、処理対象体6は一例として貫通孔22側から放射器14方向に移送される。これにより、処理対象体6の内周面が、処理対象体6内に発生しているプラズマPによって順次プラズマ処理される。   Next, the operation of the plasma processing apparatus 1 </ b> C will be described. In the plasma processing apparatus 1 </ b> C, when the plasma processing is performed on the tubular processing object 6, first, the processing object 6 is moved to the through-hole 22 and the cylindrical radiator 14. Insert. Next, supply of the discharge gas G from the gas supply unit (not shown) into the processing object 6 is started. Next, in the supply state of the discharge gas G, the high-frequency power source 2 starts outputting the high-frequency signal S1 to the plasma generator 3. Thereby, similarly to the plasma processing apparatus 1A, the radiator 14 operates as a resonance monopole, the electric field intensity is maximized in the vicinity of the tip thereof, and the processing object 6 in which the discharge gas G that easily generates plasma exists. Inside, the plasma P is generated in a region located near the tip of the radiator 14. In this state, the processing object 6 is transferred from the through hole 22 side to the radiator 14 as an example. Thereby, the inner peripheral surface of the processing object 6 is sequentially subjected to plasma processing by the plasma P generated in the processing object 6.

このプラズマ処理装置1Cにおいても、筐体11、放射器14および給電導体13についての基本的な構成(逆F形のアンテナとなる構成)は上記のプラズマ処理装置1,1A,1Bと同じであるため、上記した各プラズマ処理装置1等と同様にして、発生するプラズマPによって放射器14の見かけ上の長さ(電気長)がプラズマ発生前後で変化したとしても、プラズマの発生前およびプラズマの発生後の双方において整合状態を維持することができる。したがって、プラズマ処理の電力効率を十分に向上させつつ、処理対象管の内面を表面処理することができる。   Also in this plasma processing apparatus 1C, the basic configuration of the casing 11, the radiator 14, and the power supply conductor 13 (the configuration that becomes an inverted F-shaped antenna) is the same as the plasma processing apparatuses 1, 1A, and 1B. Therefore, even if the apparent length (electrical length) of the radiator 14 is changed before and after the generation of the plasma by the generated plasma P in the same manner as each of the plasma processing apparatuses 1 described above, The alignment state can be maintained both after the occurrence. Therefore, it is possible to surface-treat the inner surface of the processing target tube while sufficiently improving the power efficiency of the plasma processing.

プラズマ処理装置1の構成図(筐体11については中心軸Xに沿った断面図)である。1 is a configuration diagram of a plasma processing apparatus 1 (a cross-sectional view taken along a central axis X for a housing 11). 図1におけるW1−W1線断面図(同軸コネクタ12を除く断面図)である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line W1-W1 in FIG. 1 (a cross-sectional view excluding the coaxial connector 12). プラズマ処理装置1Aの構成図(筐体11については中心軸Xに沿った断面図)である。1 is a configuration diagram of a plasma processing apparatus 1A (a cross-sectional view taken along a central axis X for a housing 11). 図3におけるW2−W2線断面図(同軸コネクタ12を除く断面図)である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line W2-W2 in FIG. 3 (a cross-sectional view excluding the coaxial connector 12). プラズマ処理装置1Bの構成図(筐体11については中心軸Xに沿った断面図)である。It is a block diagram (it is sectional drawing in alignment with the central axis X about the housing | casing 11) of the plasma processing apparatus 1B. プラズマ処理装置1Cの構成図(筐体11については中心軸Xに沿った断面図)である。It is a block diagram (Cross sectional view along the central axis X about the housing | casing 11) of 1 C of plasma processing apparatuses. プラズマ処理装置1および従来のプラズマ処理装置について測定したプラズマ発生前後でのVSWRの特性図である。It is a characteristic view of VSWR before and after the plasma generation measured about the plasma processing apparatus 1 and the conventional plasma processing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1,1A,1B,1C プラズマ処理装置
2 高周波電源
3,3A,3B,3C プラズマ発生部
6 処理対象体
11 筐体
11b 閉塞板
13 給電導体
14 放射器
A 給電位置
G 放電用ガス
L2 給電位置Aまでの所定距離
P プラズマ
S1 高周波信号
1, 1A, 1B, 1C Plasma processing apparatus 2 High frequency power source 3, 3A, 3B, 3C Plasma generation unit 6 Processed object 11 Housing 11b Blocking plate 13 Feeding conductor 14 Radiator A Feeding position G Discharge gas L2 Feeding position A Predetermined distance to P Plasma S1 High frequency signal

Claims (3)

グランド電位が付与されると共に一方の端部が閉塞板で閉塞され、かつ他方の端部が開放端に形成された筒状の筐体と、前記閉塞板の内面に前記筐体の筒長方向に沿って延出するように立設された棒状の放射導体とを備え、当該放射導体における前記開放端側の先端近傍にプラズマ放電用ガスが供給された状態において、当該放射導体が供給された高周波信号を放射することによって前記先端近傍にプラズマを発生させるプラズマ処理装置であって、
前記放射導体における前記閉塞板に固定された基端部から所定距離だけ離間した給電位置に接続されて前記高周波信号を当該放射導体に供給する給電導体を備えているプラズマ処理装置。
A cylindrical casing in which a ground potential is applied and one end is closed by a closing plate and the other end is formed as an open end, and the cylinder length direction of the casing is formed on the inner surface of the closing plate And a rod-shaped radiation conductor erected so as to extend along the line, and the radiation conductor is supplied in the state where the plasma discharge gas is supplied in the vicinity of the tip on the open end side of the radiation conductor. A plasma processing apparatus for generating plasma in the vicinity of the tip by radiating a high-frequency signal,
A plasma processing apparatus, comprising: a power supply conductor that is connected to a power supply position that is a predetermined distance away from a base end portion fixed to the blocking plate in the radiation conductor and supplies the high-frequency signal to the radiation conductor.
前記放射導体は筒状に形成され、
前記放射導体の前記先端から突出する状態で当該放射導体内に配設された絶縁管を備え、
前記プラズマ放電用ガスは前記絶縁管によって前記放射導体の前記先端近傍に供給されて、前記プラズマは当該絶縁管内における当該先端近傍に発生させられる請求項1記載のプラズマ処理装置。
The radiation conductor is formed in a cylindrical shape,
Comprising an insulating tube disposed in the radiation conductor in a state protruding from the tip of the radiation conductor;
The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the plasma discharge gas is supplied to the vicinity of the tip of the radiation conductor by the insulating tube, and the plasma is generated in the vicinity of the tip in the insulating tube.
前記放射導体は筒状に形成され、
前記閉塞板には、当該放射導体の内部に連通する貫通孔が形成され、
前記プラズマ放電用ガスは前記貫通孔内および前記放射導体内に挿通された処理対象管によって前記放射導体の前記先端近傍に供給されて、前記プラズマは当該処理対象管内における当該先端近傍に発生させられる請求項1記載のプラズマ処理装置。
The radiation conductor is formed in a cylindrical shape,
The blocking plate is formed with a through hole communicating with the inside of the radiation conductor.
The plasma discharge gas is supplied to the vicinity of the tip of the radiation conductor by a processing target tube inserted in the through hole and the radiation conductor, and the plasma is generated in the vicinity of the tip in the processing target tube. The plasma processing apparatus according to claim 1.
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