JP2010212182A - Plasma treatment device and plasma treatment method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent alteration and etching of a radiator and insulating tube by plasma. <P>SOLUTION: The plasma treatment device includes: a cylindrical casing 31 of which an upper end part is closed with a closing plate 11b and a lower end part is formed in an open end; a cylindrical radiator 14 erected on an inner surface of the closing plate 11b; and the insulating tube 11 for conveying inert gas G1 via an inside of the casing 31 to the open end, and emitting to an external of the casing 31. The casing 31 is structured as a reactive gas supply path for emitting reactive gas G2 supplied to its inside from the open end to the external and forming a reactive gas atmosphere in front of the open end. The radiator 14 radiates a supplied high frequency signal S1, and primary plasma P1 by the inert gas G1 which is converted into plasma is generated in the insulating tube 11c. The primary plasma P1 is emitted from a tip end part of the insulating tube 11c in the reactive gas atmosphere to covert the reactive gas G2 into plasma, and secondary plasma P2 or the like for plasma-treating a treatment object 6 is generated. <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、およびこのプラズマ処理装置において実施されるプラズマ処理方法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 that generates plasma near the tip of a radiation conductor, and a plasma processing method that is performed in the plasma processing apparatus.

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(放射導体)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、ガス導入口から外管内に導入されたガスをプラズマ化して、内部導体の先端部分にプラズマを発生させている。また、このようにして発生させられたプラズマは外管の内面を変質させたり、エッチングしたりするため、このプラズマ処理装置では、この変質またはエッチング(以下、「変質等」ともいう)を防止すべく、内部導体の先端部分を取り囲む外管の内周面に石英管(絶縁管)を配置して、この石英管内においてプラズマを発生させている。   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. A conductor (radiating conductor). Further, the conductor (center conductor) of the coaxial line is refracted in the direction of the lid within 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, microwaves converted into a coaxial mode in the resonator are transmitted to the inner conductor via the coaxial line, and a high electric field is generated at the tip portion of the inner conductor, so that the gas is introduced from the gas inlet to the outer tube. The gas introduced into is converted into plasma, and plasma is generated at the tip portion of the inner conductor. Further, since the plasma generated in this manner alters or etches the inner surface of the outer tube, this plasma processing apparatus prevents this alteration or etching (hereinafter also referred to as “altering”). Accordingly, a quartz tube (insulating tube) is disposed on the inner peripheral surface of the outer tube surrounding the tip portion of the inner conductor, and plasma is generated in the quartz tube.

特開平6−188094号公報(第2−3頁、第2図)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、この種のプラズマ処理装置では、上記のガスとして、一般的に、プラズマを安定に発生させるためのガス(不活性ガス)と処理対象体を処理するための処理ガス(反応性ガス)との混合ガスを使用している。この場合、反応性ガスは、プラズマ化した状態での物質に対する変質させる能力やエッチング力がプラズマ化した不活性ガスと比較して極めて高く、上記のプラズマ処理装置のように外管の内周面に石英管(絶縁管)を配置する構成を採用したとしても、石英管自体がプラズマ化した反応性ガスによって変質等される。また、プラズマが発生する内部導体の先端部分についても、プラズマ化した不活性ガスおよびプラズマ化した反応性ガスによって変質等される。したがって、上記のプラズマ処理装置には、内部導体の先端部分および石英管が変質等されることに起因して、装置の耐久性が低下するという問題点が存在しているのを見出した。   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 type of plasma processing apparatus, as the gas, generally, a gas (inert gas) for stably generating plasma and a processing gas (reactive gas) for processing the object to be processed are used. The mixed gas is used. In this case, the reactive gas has an extremely high ability to alter the substance in the plasma state and the etching power compared to the inert gas converted into plasma, and the inner peripheral surface of the outer tube as in the plasma processing apparatus described above. Even if a configuration in which a quartz tube (insulating tube) is arranged is used, the quartz tube itself is altered by the reactive gas that is converted into plasma. Further, the tip portion of the inner conductor where plasma is generated is also altered by the plasma-ized inert gas and the plasma-ized reactive gas. Therefore, it has been found that the plasma processing apparatus has a problem that the durability of the apparatus is lowered due to the deterioration of the tip portion of the internal conductor and the quartz tube.

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、プラズマによる放射導体および絶縁管の変質等を防止して耐久性を向上させ得るプラズマ処理装置、およびプラズマ処理方法を提供することを主目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and provides a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of improving the durability by preventing the deterioration of the radiation conductor and the insulating tube due to plasma. Main purpose.

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、不活性ガス、窒素ガスおよびエアーガスのうちのいずれか1つ以上からなるガスを前記筐体内を経由して当該筐体の前記開放端まで搬送すると共に、当該開放端近傍に位置する先端部から前記筐体の外部に放出させる絶縁管とを備え、前記筐体は、内部に供給された反応性ガスを前記開放端から外部に放出して当該開放端の前方に反応性ガス雰囲気を形成する反応性ガス供給路を備えて構成され、前記放射導体が供給された高周波信号を放射することにより、前記絶縁管内にプラズマ化した前記1つ以上からなるガスによる一次プラズマを発生させると共に、当該発生させた一次プラズマを前記絶縁管の前記先端部から前記反応性ガス雰囲気中に放出することにより、前記反応性ガスをプラズマ化させた二次プラズマ、および前記反応性ガスをラジカル化させたラジカルのうちの少なくとも一方を処理対象体のプラズマ処理のために発生させる。   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. Any one or more of a body, a rod-shaped radiation conductor erected on the inner surface of the closing plate along the cylinder length direction of the casing, and inert gas, nitrogen gas, and air gas An insulating tube that transports a gas consisting of the gas to the open end of the casing via the inside of the casing, and discharges the gas to the outside of the casing from a tip located near the open end, Comprises a reactive gas supply path that discharges the reactive gas supplied inside from the open end to the outside and forms a reactive gas atmosphere in front of the open end, and is supplied with the radiation conductor By emitting a high frequency signal, The reactive plasma is generated by generating a primary plasma from the one or more gases formed into plasma in the tube and releasing the generated primary plasma from the tip of the insulating tube into the reactive gas atmosphere. At least one of a secondary plasma obtained by converting a gas into a plasma and a radical obtained by radicalizing the reactive gas is generated for plasma processing of the object to be processed.

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、前記絶縁管は、前記先端部が前記放射導体の先端から突出した状態で当該放射導体内に配設されている。   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 the insulating tube has a state in which the tip portion protrudes from a tip of the radiation conductor. In the radiation conductor.

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、筒状に形成されると共に、先端が前記筐体の前記開放端または当該開放端の近傍に達するように立設され、前記絶縁管は、前記先端部が前記放射導体の前記先端または当該先端の近傍に達する状態で当該放射導体内に配設され、前記反応性ガス供給路は、前記放射導体の内周面と前記絶縁管の外周面との間に形成された隙間によって形成されている。   The plasma processing apparatus according to claim 3 is the plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the radiation conductor is formed in a cylindrical shape, and a tip thereof is at the open end of the casing or in the vicinity of the open end. The insulating tube is disposed in the radiation conductor in a state where the tip reaches the tip of the radiation conductor or in the vicinity of the tip, and the reactive gas supply path is It is formed by a gap formed between the inner peripheral surface of the radiation conductor and the outer peripheral surface of the insulating tube.

請求項4記載のプラズマ処理方法は、不活性ガス、窒素ガスおよびエアーガスのうちのいずれか1つ以上からなるガスを絶縁管内に供給している状態において、前記絶縁管内にプラズマ化した前記1つ以上からなるガスによる一次プラズマを発生させ、前記絶縁管の先端部から前記一次プラズマを放出させると共に、当該放出させた一次プラズマに反応性ガスを供給することにより、前記反応性ガスをプラズマ化させた二次プラズマ、および前記反応性ガスをラジカル化させたラジカルのうちの少なくとも一方を発生させ、当該発生させた二次プラズマおよびラジカルのうちの少なくとも一方で処理対象体をプラズマ処理する。   5. The plasma processing method according to claim 4, wherein in the state in which a gas comprising any one or more of an inert gas, a nitrogen gas, and an air gas is supplied into the insulating tube, the one gasified into the insulating tube. A primary plasma is generated by the gas composed of the above, and the primary plasma is emitted from the tip portion of the insulating tube, and the reactive gas is supplied to the emitted primary plasma, thereby converting the reactive gas into plasma. At least one of the secondary plasma and the radical obtained by radicalizing the reactive gas is generated, and the object to be processed is plasma-treated by at least one of the generated secondary plasma and radical.

請求項1記載のプラズマ処理装置および請求項4記載のプラズマ処理方法によれば、絶縁管内で一次プラズマを発生させて、絶縁管の先端部から一次プラズマを筐体の外部に放出させるため、放射導体および筐体が一次プラズマによって変質等(変質やエッチング)される事態を確実に防止することができる。また、絶縁管内で発生する一次プラズマは、不活性ガス、窒素ガスおよびエアーガスのうちのいずれか1つ以上からなるガスがプラズマ化したものであって、反応性ガスがプラズマ化したものではないため、プラズマによる絶縁管の変質等も大幅に低減することができる。また、処理対象体をプラズマ処理するための二次プラズマやラジカルは、筐体の外部において、筐体から一次プラズマを反応性ガス雰囲気中に放出して、反応性ガスをプラズマ化させたり、ラジカル化させたりして発生させられるため、絶縁管、放射導体および筐体が二次プラズマやラジカルによって変質等される事態についても防止することができる。これにより、プラズマ処理方法に使用されるプラズマ処理装置の耐久性を向上させることができる。   According to the plasma processing apparatus of claim 1 and the plasma processing method of claim 4, the primary plasma is generated in the insulating tube, and the primary plasma is emitted from the tip of the insulating tube to the outside of the casing. It is possible to reliably prevent the conductor and the case from being altered or the like (deterioration or etching) by the primary plasma. In addition, the primary plasma generated in the insulating tube is a gas made of any one or more of an inert gas, a nitrogen gas and an air gas, but not a reactive gas. In addition, alteration of the insulating tube due to plasma can be greatly reduced. In addition, secondary plasma and radicals for plasma treatment of the object to be treated are released from the casing into the reactive gas atmosphere outside the casing to convert the reactive gas into plasma or radicals. Therefore, it is possible to prevent a situation where the insulating tube, the radiation conductor, and the housing are altered by secondary plasma or radicals. Thereby, durability of the plasma processing apparatus used for the plasma processing method can be improved.

請求項2記載のプラズマ処理装置によれば、筒状に形成された放射導体内に、先端部が放射導体の先端から突出した状態で絶縁管を配設したことにより、電界強度が最大となる放射導体の先端近傍に常に絶縁管を配設できる結果、一次プラズマ、ひいては二次プラズマを効率良く発生させることができ、処理対象体に対するプラズマ処理の効率を向上させることができる。   According to the plasma processing apparatus of claim 2, the electric field strength is maximized by disposing the insulating tube in a state where the tip portion protrudes from the tip of the radiation conductor in the cylindrical radiation conductor. As a result of always being able to dispose the insulating tube near the tip of the radiation conductor, primary plasma and thus secondary plasma can be efficiently generated, and the efficiency of the plasma processing on the object to be processed can be improved.

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すると共に、先端が筐体の開放端またはこの開放端の近傍に達するように立設し、絶縁管を先端部が放射導体の先端またはこの先端の近傍に達する状態で放射導体内に配設して、放射導体の内周面と絶縁管の外周面との間に形成された隙間によって反応性ガス供給路を構成したことにより、反応性ガス供給路として筐体全体を使用する構成とは異なり、より小径な放射導体を反応性ガス供給路として使用して、処理対象体におけるプラズマ処理する部位を含む狭い範囲に反応性ガスの雰囲気をピンポイントで形成できるため、少量の反応性ガスでプラズマ処理することができる。   According to the plasma processing apparatus of the third aspect, the radiation conductor is formed in a cylindrical shape, the tip is erected so as to reach the open end of the housing or in the vicinity of the open end, and the insulating tube has the tip radiating. The reactive gas supply path is configured by a gap formed between the inner peripheral surface of the radiating conductor and the outer peripheral surface of the insulating tube, which is disposed in the radiating conductor so as to reach the tip of the conductor or in the vicinity of the tip. Therefore, unlike the configuration in which the entire housing is used as the reactive gas supply path, a smaller-diameter radiation conductor is used as the reactive gas supply path to react within a narrow range including the part to be plasma processed in the object to be processed. Since the atmosphere of the reactive gas can be formed pinpoint, plasma treatment can be performed with a small amount of reactive gas.

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1Dの構成図(絶縁管11cについては中心軸に沿った断面図)である。It is a block diagram (it is sectional drawing along a central axis about the insulating tube 11c) of plasma processing apparatus 1D.

以下、添付図面を参照して、プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置の実施の形態について説明する。   Embodiments of a plasma processing method and a plasma processing apparatus will be described below with reference to the accompanying drawings.

まず、図1に示すプラズマ処理装置1を用いた処理対象体6に対するプラズマ処理方法について説明する。   First, a plasma processing method for the processing object 6 using the plasma processing apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described.

最初に、このプラズマ処理装置1について説明する。このプラズマ処理装置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内に一次プラズマP1を発生させると共に、発生させた一次プラズマP1をプラズマ発生部3の外部へ放出可能に構成されている。   First, the plasma processing apparatus 1 will be described. The plasma processing apparatus 1 includes a high frequency power source 2, a plasma generator 3, and a table 4. In addition, the plasma processing apparatus 1 generates a primary plasma P1 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 and generates the primary plasma P1. The primary plasma P <b> 1 that has been made is configured to be able to be emitted to the outside of the plasma generator 3.

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、絶縁管11cを除く他のすべての構成要素に対して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 casing 11, a coaxial connector 12, a feeding conductor 13, and a radiator (antenna) 14 as a radiation conductor. The housing 11 includes, as an example, a conductive cylinder 11a that opens at both ends, a conductive blocking plate 11b, and an insulating tube 11c, and one end (the upper end in FIG. 1) is closed, and The other end (the lower end in FIG. 1) is formed as an open end to form a torch-type housing, and a ground potential is applied to all other components except the insulating tube 11c. .

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。   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.

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G1(以下、「放電用ガスG1」ともいう)を供給するための絶縁管11cを挿通させる貫通孔22が形成されている。この場合、貫通孔22の位置は、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)規定されている。また、本例では放電用ガスG1として、電離電圧が低くプラズマが発生し易い不活性ガス(例えば、アルゴン、ネオン、キセノン、ヘリウムから選択された単独ガスまたは複数のガスの混合ガス)、窒素ガスおよびエアーガスのうちのいずれか1つ以上からなるガス(以下、「不活性ガス等」ともいう)が使用される。絶縁管11cは、その外径が貫通孔22の内径よりも若干小径に形成されて、図1,2に示すように、その中心軸が筒体11aの中心軸Xと同軸となるように貫通孔22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の開口端側に位置する端部)は、この開口端と面一の状態となっている。絶縁管11cの材料としては、例えば、イットリア、窒化アルミ、および窒化ホウ素などを使用することができる。この場合、耐フッ素プラズマ性では、イットリアが最も好ましく、それに次いで、窒化アルミおよび窒化ホウ素の順で耐エッチング性が高い。一方、熱衝撃性については、逆に、窒化ホウ素が最も好ましく、窒化アルミ、イットリアの順で熱衝撃性が高い。なお、石英を使用して絶縁管11cを製造してもよいのは勿論である。   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 cylinder 11 a. Further, as an example, the closing plate 11b is formed with a through hole 22 through which an insulating tube 11c for supplying plasma discharge gas G1 (hereinafter also referred to as “discharge gas G1”) is inserted. In this case, the position of the through hole 22 is defined such that the central axis thereof is coaxial with the central axis X of the cylinder 11a (that is, at the center of the blocking plate 11b). In this example, as the discharge gas G1, an inert gas having a low ionization voltage and easily generating plasma (for example, a single gas selected from argon, neon, xenon, or helium, or a mixed gas of a plurality of gases), nitrogen gas And a gas composed of at least one of air gas (hereinafter also referred to as “inert gas or the like”) is used. The insulating tube 11c is formed so that its outer diameter is slightly smaller than the inner diameter of the through hole 22, and as shown in FIGS. 1 and 2, the central axis thereof is coaxial with the central axis X of the cylindrical body 11a. The protruding length from the inner surface of the blocking plate 11b is defined to be substantially the same as the entire length of the cylindrical body 11a. Thereby, the edge part (end part located in the opening edge side of the cylinder 11a) which protruded from the radiator 14 in the insulating tube 11c is in the same state as this opening edge. As a material of the insulating tube 11c, for example, yttria, aluminum nitride, boron nitride, or the like can be used. In this case, in terms of fluorine plasma resistance, yttria is most preferable, followed by high etching resistance in the order of aluminum nitride and boron nitride. On the other hand, as for thermal shock resistance, on the contrary, boron nitride is most preferable, and thermal shock resistance is higher in the order of aluminum nitride and yttria. Of course, the insulating tube 11c may be manufactured using quartz.

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棒状(本例では筒状)に形成されている。具体的には、放射器14は、図1,2に示すように、その内径が貫通孔22の内径以上に規定された筒状(本例では円筒状)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(電気的に接続された状態で立設)されている。この構成により、放射器14の内部が貫通孔22と連通した状態となり、貫通孔22に挿通された絶縁管11cは、放射器14にも挿通された状態となる。また、放射器14は、その長さL1が((1/4+n/2)×λ)に規定されている。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。   The radiator 14 is formed in a rod shape (in this example, a cylinder) using a conductive material. Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, the radiator 14 is formed in a cylindrical shape (in this example, a cylindrical shape) whose inner diameter is defined to be equal to or larger than the inner diameter of the through-hole 22, and its central axis is It is erected on the inner surface of the closing plate 11b so as to be coaxial with the central axis X of the cylindrical body 11a (standing in an electrically connected state). With this configuration, the inside of the radiator 14 is in communication with the through hole 22, and the insulating tube 11 c inserted through the through hole 22 is also inserted into the radiator 14. Further, the length L1 of the radiator 14 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).

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を用いたプラズマ処理方法について、プラズマ処理装置1の動作と併せて説明する。なお、図1に示すように、テーブル4上には、処理対象体6がプラズマ処理用ガス(以下、「処理用ガス」)G2の雰囲気(一点鎖線で囲まれた範囲)下で載置されているものとする。この場合、処理用ガスG2としては、反応性ガスが使用され、プラズマ処理の種類に応じて、二酸化炭素、一酸化二窒素などの酸化性ガス、水素、アンモニアなどの還元性ガス、および四フッ化メタンなどのフッ素系ガスのうちから選択される。   Next, a plasma processing method using the plasma processing apparatus 1 will be described together with the operation of the plasma processing apparatus 1. As shown in FIG. 1, the processing object 6 is placed on the table 4 under an atmosphere of plasma processing gas (hereinafter, “processing gas”) G2 (a range surrounded by an alternate long and short dash line). It shall be. In this case, a reactive gas is used as the processing gas G2, and depending on the type of plasma processing, an oxidizing gas such as carbon dioxide and dinitrogen monoxide, a reducing gas such as hydrogen and ammonia, and four fluorines are used. It is selected from fluorine-based gases such as hydromethane.

まず、不図示の第1ガス供給部から絶縁管11c内への放電用ガスG1の供給を開始する。これにより、筒状の筐体11における開放端の外部に、プラズマ発生部3内(筒体11a内)に導入された絶縁管11cを介して放電用ガスG1が放出される。この放電用ガスG1の供給状態において、高周波電源2からプラズマ発生部3への高周波信号S1の出力(供給)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)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る(放射器14が高周波信号S1を放射している状態となる)。これにより、プラズマの発生し易い放電用ガスG1が供給されている絶縁管11c内における放射器14の先端近傍では、絶縁管11cの外部から印加される高い強度の電界により、放電用ガスG1がプラズマ化して、一次プラズマP1が発生する。   First, supply of the discharge gas G1 from the first gas supply unit (not shown) into the insulating tube 11c is started. As a result, the discharge gas G1 is released to the outside of the open end of the cylindrical casing 11 through the insulating tube 11c introduced into the plasma generation unit 3 (inside the cylinder 11a). In the supply state of the discharge gas G1, the output (supply) of the high frequency signal S1 from the high frequency power source 2 to the plasma generating unit 3 is started. 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 radiator 14 in the resonance state operates as a resonance monopole, and the voltage is maximized on the tip end (lower end in FIG. 1) located on the opening end side of the housing 11. For this reason, the electric field intensity becomes maximum near the tip of the radiator 14 in the plasma generating unit 3 (near the tip) (the radiator 14 emits the high-frequency signal S1). As a result, in the vicinity of the tip of the radiator 14 in the insulating tube 11c to which the discharge gas G1 that is likely to generate plasma is supplied, the discharge gas G1 is generated by the high-intensity electric field applied from the outside of the insulating tube 11c. The plasma is generated and primary plasma P1 is generated.

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、一次プラズマP1は高密度な状態で発生する。また、絶縁管11c内に供給された放電用ガスG1は絶縁管11cの先端部(筐体11の開口端側の端部)から外部に放出されるため、絶縁管11c内に発生した一次プラズマP1も、図1に示すように、絶縁管11cの長さ方向に沿って(筒体11aの中心軸Xに沿って)延びた状態で、絶縁管11cの先端部から放出される。また、放射器14およびプラズマ発生部3(具体的には筒体11a)は、絶縁管11cによって一次プラズマP1と分離されている(一次プラズマP1に直接触れない状態となっている)ため、一次プラズマP1による変質等が防止されている。   In this case, since the high frequency power supply 2 supplies a quasi-microwave or microwave to the plasma generator 3 as the high frequency signal S1, the primary plasma P1 is generated in a high density state. Further, since the discharge gas G1 supplied into the insulating tube 11c is discharged to the outside from the tip end portion (end portion on the opening end side of the housing 11) of the insulating tube 11c, primary plasma generated in the insulating tube 11c. As shown in FIG. 1, P1 is also emitted from the tip of the insulating tube 11c while extending along the length direction of the insulating tube 11c (along the central axis X of the cylinder 11a). Further, the radiator 14 and the plasma generator 3 (specifically, the cylinder 11a) are separated from the primary plasma P1 by the insulating tube 11c (the primary plasma P1 is not in direct contact with the primary plasma P1). Alteration or the like due to the plasma P1 is prevented.

続いて、絶縁管11cの先端部から放出されている一次プラズマP1を、処理用ガスG2の雰囲気下でテーブル4上に載置されている処理対象体6に照射する。この処理用ガスG2への一次プラズマP1の照射により、一次プラズマP1と衝突させられた処理用ガスG2がプラズマ化されたり、ラジカル化されて、図1に概念的に示すように、一次プラズマP1の周囲に二次プラズマおよびラジカルのうちの少なくとも一方(以下、「二次プラズマ等」ともいう)P2が発生する。これにより、処理対象体6が、二次プラズマ等P2によって表面処理される。この表面処理には、処理対象体6の表面のエッチング処理、殺菌処理、洗浄処理、および親水性の向上処理などが含まれるものとする。また、この二次プラズマ等P2は、プラズマ発生部3の外部(絶縁管11cおよび筒体11aの外部)において発生させられるため、絶縁管11cおよび筒体11aの二次プラズマ等P2による変質等が防止されている。   Subsequently, the processing object 6 placed on the table 4 is irradiated with the primary plasma P1 emitted from the distal end portion of the insulating tube 11c in the atmosphere of the processing gas G2. By irradiating the processing gas G2 with the primary plasma P1, the processing gas G2 collided with the primary plasma P1 is turned into plasma or radical, and as shown conceptually in FIG. At least one of secondary plasma and radicals (hereinafter also referred to as “secondary plasma or the like”) P <b> 2 is generated around. Thereby, the process target object 6 is surface-treated by secondary plasma etc. P2. This surface treatment includes an etching process, a sterilization process, a cleaning process, a hydrophilicity improving process, and the like on the surface of the processing object 6. In addition, since this secondary plasma etc. P2 is generated outside the plasma generating part 3 (outside of the insulating tube 11c and the cylinder 11a), the secondary plasma etc. of the insulating tube 11c and the cylinder 11a are altered by the P2 etc. It is prevented.

この際に、一次プラズマP1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の長さと一次プラズマP1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、一次プラズマP1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、発明者らによる実験(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、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(12.4)と比較してプラズマ発生後のVSWR(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 primary plasma P1 itself has conductivity, the apparent length (electric length) of the radiator 14 is before plasma generation (the length of the radiator 14 only) and after plasma generation. It varies depending on (the length of the radiator 14 and the total length of the primary plasma P1). Therefore, in the conventional plasma processing apparatus, the resonance frequency of the plasma generator 3 before and after the generation of the primary plasma P1 changes greatly. For this reason, according to experiments by the inventors (experiment when 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)), before plasma generation ( When the length L1 of the radiator 14 is defined with respect to the resonance frequency before ignition), it becomes inconsistent after plasma generation (after ignition) and compared with VSWR (12.4) before plasma generation. It was confirmed that VSWR (61.5) after plasma generation was greatly deteriorated.

これに対してプラズマ処理装置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、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, as described above, the power 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. Therefore, as an 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 change the VSWR before and after plasma generation. When measured, the measured VSWR before plasma generation and VSWR after plasma generation at each predetermined distance L2 are (11.1, 18.6), (13.1, 17.4), (18. 5 and 17), and at least in the range of λ / 30.6 ≧ L2 ≧ λ / 61.2, it is almost the same value as all VSWR (VSWR before plasma generation) in the alignment state in the conventional plasma processing apparatus (all VSWR was 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、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。   As the predetermined distance L2 is increased to 2 mm, 3 mm, and 4 mm, the VSWR after the plasma generation is maintained almost constant from 18.6 to 17.4, 17 (slightly decreased), but before the plasma generation. The VSWR tends to gradually increase from 11.1 to 13.1, 18.5 (plasma ignitability decreases). 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、およびこのプラズマ処理装置1を用いたプラズマ処理方法では、内部に放射器14が立設された筒状の筐体11における開放端の外部に、先端部が筐体11の開放端に達するように筐体11内に導入された絶縁管11cを介して不活性ガスである放電用ガスG1を放出させ、この状態において放射器14に高周波信号S1を供給することにより、絶縁管11c内にプラズマ化した不活性ガスからなる一次プラズマP1を発生させると共に、絶縁管11cの先端部から一次プラズマP1を放出させ、この一次プラズマP1を反応性ガスである処理用ガスG2と衝突させ、これによって処理用ガスG2をプラズマ化させて二次プラズマ等P2を発生させ、この二次プラズマ等P2で処理対象体6を表面処理する。   As described above, in the plasma processing apparatus 1 and the plasma processing method using the plasma processing apparatus 1, the tip portion is outside the open end of the cylindrical casing 11 in which the radiator 14 is erected. The discharge gas G1, which is an inert gas, is discharged through the insulating tube 11c introduced into the housing 11 so as to reach the open end of the housing 11, and the high frequency signal S1 is supplied to the radiator 14 in this state. As a result, a primary plasma P1 made of an inert gas converted into plasma is generated in the insulating tube 11c, and the primary plasma P1 is emitted from the tip of the insulating tube 11c, and this primary plasma P1 is used as a reactive gas. By colliding with the gas G2, the processing gas G2 is converted into plasma to generate secondary plasma or the like P2, and the object to be processed 6 is surface-treated with the secondary plasma or the like P2. That.

したがって、このプラズマ処理装置1、およびこのプラズマ処理装置1を用いたプラズマ処理方法によれば、絶縁管11cの外部に配設された放射器14において発生する電界を絶縁管11c内に供給することにより、絶縁管11c内で一次プラズマP1を発生させて、絶縁管11cの先端部から一次プラズマP1を筐体11の外部に放出させるため、放射器14および筐体11が一次プラズマP1によって変質等される事態を確実に防止することができる。また、絶縁管11c内で発生する一次プラズマP1は、不活性ガスである放電用ガスG1がプラズマ化したものであって、反応性ガスである処理用ガスG2がプラズマ化したものではないため、プラズマによる絶縁管11cの変質等も大幅に低減することができる。また、処理対象体6をプラズマ処理するための二次プラズマ等P2は、筐体11の外部において、筐体11から放出された一次プラズマP1と処理用ガスG2との衝突によって発生させられるため、絶縁管11c、放射器14および筐体11が二次プラズマ等P2によって変質等させられる事態についても防止することができる。これにより、プラズマ処理方法に使用されるプラズマ処理装置1の耐久性を向上させることができる。   Therefore, according to the plasma processing apparatus 1 and the plasma processing method using the plasma processing apparatus 1, an electric field generated in the radiator 14 disposed outside the insulating tube 11c is supplied into the insulating tube 11c. Thus, the primary plasma P1 is generated in the insulating tube 11c and the primary plasma P1 is emitted from the distal end portion of the insulating tube 11c to the outside of the casing 11, so that the radiator 14 and the casing 11 are altered by the primary plasma P1. Can be reliably prevented. Further, the primary plasma P1 generated in the insulating tube 11c is a plasma generated from the discharge gas G1, which is an inert gas, and is not a plasma generated from the processing gas G2, which is a reactive gas. Deterioration of the insulating tube 11c due to plasma can be significantly reduced. Further, the secondary plasma P2 for plasma processing the processing object 6 is generated by the collision between the primary plasma P1 emitted from the casing 11 and the processing gas G2 outside the casing 11. It is possible to prevent a situation in which the insulating tube 11c, the radiator 14 and the casing 11 are altered by the secondary plasma or the like P2. Thereby, durability of the plasma processing apparatus 1 used for the plasma processing method can be improved.

また、処理用ガスG2の雰囲気中にある処理対象体6に一次プラズマP1を放出することにより、処理用ガスG2をプラズマ化またはラジカル化して二次プラズマ等P2を発生させる例について上記したが、一次プラズマP1を処理対象体6に放出した状態において、処理対象体6に処理用ガスG2を供給して二次プラズマ等P2を発生させる構成を採用することもできる。   In addition, as described above, the secondary plasma or the like P2 is generated by emitting the primary plasma P1 to the processing object 6 in the atmosphere of the processing gas G2 to thereby convert the processing gas G2 into plasma or radical. In a state where the primary plasma P1 is released to the processing target body 6, a configuration in which the processing gas G2 is supplied to the processing target body 6 to generate secondary plasma or the like P2 may be employed.

なお、上記したプラズマ処理装置1は、処理対象体6を処理用ガスG2の雰囲気下に移行させる機能を備えていないが、図3に示すプラズマ処理装置1Aのように、プラズマ発生部3から処理用ガスG2を放出させて、筐体11における開放端の外部に処理用ガスG2の雰囲気を形成することで、処理対象体6を処理用ガスG2の雰囲気下に移行させる構成を採用することもできる。以下、このプラズマ処理装置1Aについて説明する。   The above-described plasma processing apparatus 1 does not have a function of moving the processing object 6 to the atmosphere of the processing gas G2, but the plasma generating unit 3 performs processing from the plasma processing apparatus 1A shown in FIG. It is also possible to adopt a configuration in which the processing object 6 is transferred to the atmosphere of the processing gas G2 by releasing the processing gas G2 and forming an atmosphere of the processing gas G2 outside the open end of the housing 11. it can. 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と相違している以外は、プラズマ処理装置1と同一に構成されている。以下では、相違するプラズマ発生部3Aの構成について説明し、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する。   A plasma processing apparatus 1A shown in FIG. 3 includes a high-frequency power source 2, a plasma generation unit 3A, and a table 4. It is configured identically. Below, the structure of 3 A of plasma generation parts which differ is demonstrated, the same code | symbol is attached | subjected about the same structure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

プラズマ発生部3Aは、一例として図3,4に示すように、筐体31、同軸コネクタ12、給電導体13、および放射器14を備えている。筐体31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、筒体11aの一方の端部(図3中の上端部)が閉塞板11bによって閉塞されることにより、筒体11aの他方の端部(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ている。また、筐体31では、閉塞板11bに、放電用ガスG1供給用の絶縁管11cを挿通させるための貫通孔22と共に、処理用ガスG2を供給するための他の貫通孔23が形成されている。本例では一例として、この貫通孔23には、処理用ガスG2を筐体31に供給するための絶縁管24が連結されている。この構成により、筐体31、具体的には筒体11aは、後述するように反応性ガス供給路として機能する。   As shown in FIG. 3 and FIG. 4 as an example, the plasma generator 3A includes a casing 31, a coaxial connector 12, a feed conductor 13, and a radiator 14. As an example, the housing 31 includes a conductive cylinder 11a that is open at both ends, a conductive blocking plate 11b, and an insulating tube 11c. One end of the cylinder 11a (upper end in FIG. 3) is provided. By being closed by the closing plate 11b, the other end portion (lower end portion in FIG. 3) of the cylindrical body 11a is formed at an open end to constitute a torch type housing. Further, in the casing 31, another through hole 23 for supplying the processing gas G <b> 2 is formed in the closing plate 11 b together with the through hole 22 for inserting the insulating tube 11 c for supplying the discharge gas G <b> 1. Yes. In this example, as an example, an insulating tube 24 for supplying the processing gas G2 to the housing 31 is connected to the through hole 23. With this configuration, the casing 31, specifically, the cylinder 11 a functions as a reactive gas supply path as will be described later.

次に、プラズマ処理装置1Aを用いたプラズマ処理方法について、プラズマ処理装置1Aの動作と併せて説明する。なお、上記したプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置1の動作と同じ部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。   Next, a plasma processing method using the plasma processing apparatus 1A will be described together with the operation of the plasma processing apparatus 1A. In addition, description is abbreviate | omitted about the part same as operation | movement of the above-mentioned plasma processing method and the plasma processing apparatus 1, and a different part is demonstrated.

まず、筐体31における開放端と対向して配設されたテーブル4上に、処理対象体6を載置する。なお、この状態では、処理対象体6は未だ処理用ガスG2の雰囲気下とはなっていない。   First, the processing object 6 is placed on the table 4 disposed opposite to the open end of the housing 31. In this state, the processing object 6 is not yet in the atmosphere of the processing gas G2.

次いで、不図示の第1ガス供給部から絶縁管11c内への放電用ガスG1の供給を開始すると共に、不図示の第2ガス供給部から絶縁管24内への処理用ガスG2の供給を開始する。これにより、絶縁管24および貫通孔23を介してプラズマ発生部3A内(筒体11a内)に供給されている処理用ガスG2が、筒状の筐体31における開放端(筒体11aの下端部)から外部(下部)に放出される。これにより、図3に示すように、筐体31における開放端の外部(前方)に処理用ガスG2の雰囲気(一点鎖線で囲まれた範囲)が形成される。このため、テーブル4上に載置されている処理対象体6における表面処理される部位を含む表面領域は、処理用ガスG2の雰囲気で覆われた状態となる(処理用ガスG2の雰囲気下となる)。また、絶縁管11c内に供給されている放電用ガスG1が、絶縁管11cの先端(筐体31の開口端側に位置する先端。図3中の下端)から、処理用ガスG2の雰囲気内に放出される。   Subsequently, supply of the discharge gas G1 from the first gas supply unit (not shown) into the insulating tube 11c is started, and supply of the processing gas G2 from the second gas supply unit (not shown) into the insulation tube 24 is started. Start. As a result, the processing gas G2 supplied into the plasma generating unit 3A (inside the cylinder 11a) via the insulating tube 24 and the through hole 23 is opened at the open end (the lower end of the cylinder 11a). Part) to the outside (lower part). As a result, as shown in FIG. 3, an atmosphere of the processing gas G <b> 2 (a range surrounded by an alternate long and short dash line) is formed outside (in front of) the open end of the housing 31. For this reason, the surface region including the part to be surface-treated in the processing object 6 placed on the table 4 is covered with the atmosphere of the processing gas G2 (under the atmosphere of the processing gas G2). Become). Further, the discharge gas G1 supplied into the insulating tube 11c is introduced into the atmosphere of the processing gas G2 from the tip of the insulating tube 11c (tip positioned on the opening end side of the housing 31; the lower end in FIG. 3). To be released.

続いて、この両ガスG1,G2の供給状態において、高周波電源2からプラズマ発生部3Aへの高周波信号S1の出力(供給)を開始する。これにより、プラズマ処理装置1と同様にして、プラズマ発生部3A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るため、放電用ガスG1が供給されている絶縁管11c内における放射器14の先端近傍において、放電用ガスG1がプラズマ化して、一次プラズマP1が発生する。この場合、絶縁管11c内に供給された放電用ガスG1は絶縁管11cの先端部から外部に放出され、かつ処理用ガスG2も筐体31の開放端から筒体11aの中心軸Xにほぼ沿って放出されるため、絶縁管11c内に発生した一次プラズマP1は、図3に示すように、絶縁管11cの長さ方向に沿って延びた状態で、絶縁管11cの先端部から放出される。また、放射器14およびプラズマ発生部3A(具体的には筒体11a)は、絶縁管11cによって一次プラズマP1と分離されているため、一次プラズマP1による変質等が防止されている。   Subsequently, output (supply) of the high-frequency signal S1 from the high-frequency power source 2 to the plasma generating unit 3A is started in the supply state of both the gases G1 and G2. As a result, in the same manner as in the plasma processing apparatus 1, the electric field strength is maximized in the vicinity of the tip of the radiator 14 (near the tip) in the plasma generating unit 3A, so that the inside of the insulating tube 11c to which the discharge gas G1 is supplied. In the vicinity of the tip of the radiator 14 in FIG. 1, the discharge gas G1 is turned into plasma, and primary plasma P1 is generated. In this case, the discharge gas G1 supplied into the insulating tube 11c is discharged to the outside from the distal end portion of the insulating tube 11c, and the processing gas G2 is also approximately from the open end of the housing 31 to the central axis X of the cylindrical body 11a. As shown in FIG. 3, the primary plasma P1 generated in the insulating tube 11c is emitted from the distal end portion of the insulating tube 11c while extending along the length direction of the insulating tube 11c. The Further, the radiator 14 and the plasma generator 3A (specifically, the cylinder 11a) are separated from the primary plasma P1 by the insulating tube 11c, so that alteration or the like due to the primary plasma P1 is prevented.

また、絶縁管11cの先端部から放出されている一次プラズマP1が、処理用ガスG2の雰囲気中に放出されることにより、一次プラズマP1と衝突させられた処理用ガスG2がプラズマ化されて、図3に示すように、一次プラズマP1の周囲に二次プラズマ等P2が発生する。これにより、処理対象体6が、二次プラズマ等P2によって表面処理される。この場合、二次プラズマ等P2はプラズマ発生部3Aの外部(絶縁管11cおよび筒体11aの外部)において発生させられるため、絶縁管11cおよび筒体11aの二次プラズマ等P2による変質等が防止されている。   Further, the primary plasma P1 released from the tip of the insulating tube 11c is released into the atmosphere of the processing gas G2, so that the processing gas G2 collided with the primary plasma P1 is turned into plasma, As shown in FIG. 3, the secondary plasma P2 is generated around the primary plasma P1. Thereby, the process target object 6 is surface-treated by secondary plasma etc. P2. In this case, the secondary plasma etc. P2 is generated outside the plasma generator 3A (outside of the insulating tube 11c and the cylinder 11a), so that the alteration of the insulating tube 11c and the cylinder 11a by the secondary plasma etc. P2 is prevented. Has been.

このように、このプラズマ処理装置1A、およびこのプラズマ処理装置1Aを用いたプラズマ処理方法によっても、絶縁管11cの外部に配設された放射器14において発生する電界を絶縁管11c内に供給することにより、絶縁管11c内で一次プラズマP1を発生させて、絶縁管11cの先端部から一次プラズマP1を筐体31の外部に放出させるため、放射器14および筐体31が一次プラズマP1によって変質等される事態を確実に防止することができる。また、絶縁管11c内で発生する一次プラズマP1は、不活性ガスである放電用ガスG1がプラズマ化したものであって、反応性ガスである処理用ガスG2がプラズマ化したものではないため、プラズマによる絶縁管11cの変質等も大幅に低減することができる。また、処理対象体6をプラズマ処理するための二次プラズマ等P2は、筐体31の外部において、筐体31から放出された一次プラズマP1と処理用ガスG2との衝突によって発生させられるため、絶縁管11c、放射器14および筐体31が二次プラズマ等P2によって変質等させられる事態についても確実に防止することができる。これにより、プラズマ処理方法に使用されるプラズマ処理装置1Aの耐久性を向上させることができる。また、放射器14を筒状に形成して、放射器14内に絶縁管11cを配設したことにより、電界強度が最大となる放射器14の先端近傍に常に絶縁管11cを配設できる結果、一次プラズマP1、ひいては二次プラズマ等P2を効率良く発生させることができ、処理対象体6に対するプラズマ処理の効率も向上させることができる。   As described above, the plasma processing apparatus 1A and the plasma processing method using the plasma processing apparatus 1A also supply the electric field generated in the radiator 14 disposed outside the insulating tube 11c into the insulating tube 11c. Thus, the primary plasma P1 is generated in the insulating tube 11c, and the primary plasma P1 is emitted from the tip of the insulating tube 11c to the outside of the casing 31, so that the radiator 14 and the casing 31 are altered by the primary plasma P1. The situation where it is equal can be prevented reliably. Further, the primary plasma P1 generated in the insulating tube 11c is a plasma generated from the discharge gas G1, which is an inert gas, and is not a plasma generated from the processing gas G2, which is a reactive gas. Deterioration of the insulating tube 11c due to plasma can be significantly reduced. In addition, since the secondary plasma P2 or the like for plasma processing the processing object 6 is generated by the collision of the primary plasma P1 emitted from the casing 31 and the processing gas G2 outside the casing 31, A situation in which the insulating tube 11c, the radiator 14 and the casing 31 are altered by the secondary plasma or the like P2 can also be reliably prevented. Thereby, durability of the plasma processing apparatus 1A used for the plasma processing method can be improved. Further, by forming the radiator 14 in a cylindrical shape and disposing the insulating tube 11c in the radiator 14, the insulating tube 11c can always be disposed in the vicinity of the tip of the radiator 14 at which the electric field strength becomes maximum. In addition, the primary plasma P1, and thus the secondary plasma P2 and the like can be generated efficiently, and the efficiency of the plasma processing on the processing object 6 can be improved.

また、上記のプラズマ処理装置1Aでは、筐体31を構成する筒体11aを介して(筒体11a内を流路として)処理用ガスG2を筐体31における開放端の外部(前方)に放出する構成を採用しているが、図5に示すプラズマ処理装置1Bのように、筒状に形成された放射器14の内部を介して処理用ガスG2を筐体31における開放端の外部(前方)に放出させて、筐体32における開放端の外部に処理用ガスG2の雰囲気を形成する構成を採用することもできる。以下、このプラズマ処理装置1Bについて説明する。   In the plasma processing apparatus 1A, the processing gas G2 is released to the outside (front) of the open end of the casing 31 through the cylinder 11a constituting the casing 31 (with the inside of the cylinder 11a as a flow path). However, like the plasma processing apparatus 1B shown in FIG. 5, the processing gas G2 is passed through the inside of the radiator 14 formed in a cylindrical shape to the outside of the open end of the casing 31 (front side). ) To form an atmosphere of the processing gas G2 outside the open end of the housing 32. Hereinafter, the plasma processing apparatus 1B will be described.

まず、プラズマ処理装置1Bの構成について説明する。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 1B will be described. In addition, about the same structure as 1 A of plasma processing apparatuses, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted and only a different structure is demonstrated.

図5に示すプラズマ処理装置1Bは、高周波電源2、プラズマ発生部3Bおよびテーブル4を備え、プラズマ発生部3Bがプラズマ処理装置1Aのプラズマ発生部3Aと相違している以外は、プラズマ処理装置1Aと同一に構成されている。以下では、相違するプラズマ発生部3Bの構成について説明し、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する。   A plasma processing apparatus 1B shown in FIG. 5 includes a high-frequency power source 2, a plasma generation unit 3B, and a table 4, except that the plasma generation unit 3B is different from the plasma generation unit 3A of the plasma processing apparatus 1A. It is configured identically. Below, the structure of the different plasma generation part 3B is demonstrated, the same code | symbol is attached | subjected about the same structure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

プラズマ発生部3Bは、一例として図5に示すように、筐体32、同軸コネクタ12、給電導体13、および放射器14を備えている。筐体32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、筒体11aの一方の端部(図5中の上端部)が閉塞板11bによって閉塞されることにより、筒体11aの他方の端部(図5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ている。また、筐体32では、閉塞板11bに、放電用ガスG1供給用の絶縁管11cを挿通させるための貫通孔22と共に、処理用ガスG2を供給するための他の貫通孔23が形成されている。本例では一例として、この貫通孔23には、処理用ガスG2を供給するための絶縁管24が連結されている。また、筐体32では、一例として図5に示すように、貫通孔22は、閉塞板11bにおける外面側の領域Bの内径が絶縁管11cの外径よりも若干大径に形成されると共に、閉塞板11bにおける内面側の領域Cの内径が放射器14の外径よりも若干大径(領域Bの内径よりも大径)に形成されている。また、貫通孔23は、貫通孔22を構成する閉塞板11bの内面における領域Cに開口している。   As shown in FIG. 5 as an example, the plasma generator 3B includes a housing 32, a coaxial connector 12, a feed conductor 13, and a radiator 14. As an example, the housing 32 includes a conductive cylinder 11a that opens at both ends, a conductive blocking plate 11b, and an insulating tube 11c. One end of the cylinder 11a (the upper end in FIG. 5) is provided. By being closed by the closing plate 11b, the other end portion (lower end portion in FIG. 5) of the cylindrical body 11a is formed at an open end to constitute a torch type housing. In the housing 32, the through-hole 22 for inserting the insulating tube 11c for supplying the discharge gas G1 and the other through-hole 23 for supplying the processing gas G2 are formed in the closing plate 11b. Yes. In this example, as an example, the through-hole 23 is connected to an insulating tube 24 for supplying the processing gas G2. Moreover, in the housing | casing 32, as shown in FIG. 5 as an example, while the through-hole 22 is formed in the outer surface side area | region B in the obstruction board 11b in a slightly larger diameter than the outer diameter of the insulation pipe | tube 11c, The inner diameter of the area C on the inner surface side of the blocking plate 11b is slightly larger than the outer diameter of the radiator 14 (larger than the inner diameter of the area B). Further, the through hole 23 opens in a region C on the inner surface of the blocking plate 11 b that constitutes the through hole 22.

放射器14は、図5に示すように、閉塞板11bの内面に、貫通孔22の領域C内に端部(図5中の上端部)が挿入されて、その中心軸が筒体11aの中心軸Xと同軸となり、かつその先端(同図中の下端)が筐体32の開放端または開放端の近傍に達する状態で立設されている。また、放射器14におけるこの上端部には貫通孔(または切欠き)14aが形成されて、この貫通孔14aを介して、放射器14の内部領域が貫通孔23と連通する状態となっている。また、同図に示すように、貫通孔22の領域Bに挿通された絶縁管11cは、放射器14にも挿通され、先端部が放射器14の先端または先端の近傍に達する状態となっている。これにより、二重管構造となっている放射器14の内周面と絶縁管11cの外周面との間には、反応性ガス供給路25(放射器14の内周面と絶縁管11cの外周面との間の隙間によって形成されて、放射器14の上端から下端に達する流路)が形成され、この反応性ガス供給路25は、放射器14に形成された貫通孔14aを介して貫通孔23と連通した状態となる。   As shown in FIG. 5, the radiator 14 has an end portion (upper end portion in FIG. 5) inserted into the inner surface of the blocking plate 11 b in the region C of the through hole 22, and the central axis thereof is the cylindrical body 11 a. It is erected in such a state that it is coaxial with the central axis X and its tip (lower end in the figure) reaches the open end of the housing 32 or near the open end. In addition, a through hole (or notch) 14a is formed at the upper end portion of the radiator 14, and the internal region of the radiator 14 is in communication with the through hole 23 through the through hole 14a. . Further, as shown in the figure, the insulating tube 11c inserted into the region B of the through hole 22 is also inserted into the radiator 14 so that the tip reaches the tip of the radiator 14 or the vicinity of the tip. Yes. Thereby, the reactive gas supply path 25 (the inner peripheral surface of the radiator 14 and the insulating tube 11c is provided between the inner peripheral surface of the radiator 14 having a double tube structure and the outer peripheral surface of the insulating tube 11c. Formed by a gap between the outer peripheral surface and a flow path reaching from the upper end to the lower end of the radiator 14, and the reactive gas supply path 25 is connected via a through hole 14 a formed in the radiator 14. It will be in the state connected with the through-hole 23. FIG.

次に、プラズマ処理装置1Bを用いたプラズマ処理方法について、プラズマ処理装置1Bの動作と併せて説明する。なお、上記したプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置1,1Aの動作と同じ部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。   Next, a plasma processing method using the plasma processing apparatus 1B will be described together with the operation of the plasma processing apparatus 1B. In addition, description is abbreviate | omitted about the same part as operation | movement of the above-mentioned plasma processing method and plasma processing apparatuses 1 and 1A, and a different part is demonstrated.

まず、筐体32における開放端と対向して配設されたテーブル4上に、処理対象体6を載置する。なお、この状態では、処理対象体6は未だ処理用ガスG2の雰囲気下とはなっていない。   First, the processing object 6 is placed on the table 4 disposed opposite to the open end of the housing 32. In this state, the processing object 6 is not yet in the atmosphere of the processing gas G2.

次いで、不図示の第1ガス供給部から絶縁管11c内への放電用ガスG1の供給を開始すると共に、不図示の第2ガス供給部から絶縁管24内への処理用ガスG2の供給を開始する。これにより、処理用ガスG2は、絶縁管24、貫通孔23、放射器14の貫通孔14a、および反応性ガス供給路25を経由して、放射器14の下端側から筐体32における開放端の外部に放出されて、図5に示すように、筐体32における開放端の外部(前方)に処理用ガスG2の雰囲気(一点鎖線で囲まれた範囲)が形成される。このため、テーブル4上に載置されている処理対象体6における表面処理される部位を含む表面領域は、処理用ガスG2の雰囲気で覆われた状態となる(処理用ガスG2の雰囲気下となる)。この場合、反応性ガス供給路として筒体11aを使用するプラズマ処理装置1Aとは異なり、より小径な放射器14を反応性ガス供給路として使用するため、処理用ガスG2の雰囲気がプラズマ処理の必要な狭い部位にピンポイントで形成される。また、絶縁管11c内に供給されている放電用ガスG1が、絶縁管11cの先端(筐体32の開口端側に位置する先端。図5中の下端)から、処理用ガスG2の雰囲気内に放出される。   Subsequently, supply of the discharge gas G1 from the first gas supply unit (not shown) into the insulating tube 11c is started, and supply of the processing gas G2 from the second gas supply unit (not shown) into the insulation tube 24 is started. Start. Thereby, the processing gas G2 passes through the insulating tube 24, the through hole 23, the through hole 14a of the radiator 14, and the reactive gas supply path 25 from the lower end side of the radiator 14 to the open end of the housing 32. As shown in FIG. 5, an atmosphere of the processing gas G <b> 2 (a range surrounded by a one-dot chain line) is formed outside (in front of) the open end of the housing 32. For this reason, the surface region including the part to be surface-treated in the processing object 6 placed on the table 4 is covered with the atmosphere of the processing gas G2 (under the atmosphere of the processing gas G2). Become). In this case, unlike the plasma processing apparatus 1A that uses the cylinder 11a as the reactive gas supply path, the radiator 14 having a smaller diameter is used as the reactive gas supply path, so that the atmosphere of the processing gas G2 is used for the plasma processing. It is formed pinpoint in the required narrow part. Further, the discharge gas G1 supplied into the insulating tube 11c is introduced into the atmosphere of the processing gas G2 from the tip of the insulating tube 11c (tip positioned on the opening end side of the housing 32; the lower end in FIG. 5). To be released.

続いて、この両ガスG1,G2の供給状態において、高周波電源2からプラズマ発生部3Bへの高周波信号S1の出力(供給)を開始する。これにより、プラズマ処理装置1,1Aのときと同様にして、プラズマ発生部3B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るため、放電用ガスG1が供給されている絶縁管11c内における放射器14の先端近傍において、放電用ガスG1がプラズマ化して、一次プラズマP1が発生する。この場合、絶縁管11c内に供給された放電用ガスG1は絶縁管11cの先端部から外部に放出され、かつ処理用ガスG2も放射器14の開放端から筒体11aの中心軸Xに沿って放出されるため、絶縁管11c内に発生した一次プラズマP1は、図5に示すように、絶縁管11cの長さ方向に沿って延びた状態で、絶縁管11cの先端部から放出される。また、放射器14およびプラズマ発生部3B(具体的には筒体11a)は、絶縁管11cによって一次プラズマP1と分離されているため、一次プラズマP1による変質等が防止されている。   Subsequently, output (supply) of the high-frequency signal S1 from the high-frequency power source 2 to the plasma generating unit 3B is started in the supply state of both the gases G1 and G2. As a result, in the same manner as in the plasma processing apparatuses 1 and 1A, the electric field strength is maximized near the tip of the radiator 14 (near the tip) in the plasma generating unit 3B, so that the discharge gas G1 is supplied. In the vicinity of the tip of the radiator 14 in the insulating tube 11c, the discharge gas G1 is turned into plasma and primary plasma P1 is generated. In this case, the discharge gas G1 supplied into the insulating tube 11c is discharged to the outside from the tip of the insulating tube 11c, and the processing gas G2 also extends along the central axis X of the cylindrical body 11a from the open end of the radiator 14. As shown in FIG. 5, the primary plasma P1 generated in the insulating tube 11c is emitted from the tip of the insulating tube 11c while extending along the length direction of the insulating tube 11c. . Further, the radiator 14 and the plasma generator 3B (specifically, the cylinder 11a) are separated from the primary plasma P1 by the insulating tube 11c, so that alteration or the like due to the primary plasma P1 is prevented.

また、絶縁管11cの先端部から放出されている一次プラズマP1が、処理用ガスG2の雰囲気中に放出されることにより、一次プラズマP1と衝突させられた処理用ガスG2がプラズマ化されて、図5に示すように、一次プラズマP1の周囲に二次プラズマ等P2が発生する。これにより、処理対象体6が、二次プラズマ等P2によって表面処理される。この場合、二次プラズマ等P2はプラズマ発生部3Bの外部(絶縁管11cおよび筒体11aの外部)において発生させられるため、絶縁管11cおよび筒体11aの二次プラズマ等P2による変質等が防止されている。   Further, the primary plasma P1 released from the tip of the insulating tube 11c is released into the atmosphere of the processing gas G2, so that the processing gas G2 collided with the primary plasma P1 is turned into plasma, As shown in FIG. 5, the secondary plasma P2 is generated around the primary plasma P1. Thereby, the process target object 6 is surface-treated by secondary plasma etc. P2. In this case, the secondary plasma etc. P2 is generated outside the plasma generator 3B (outside of the insulating tube 11c and the cylinder 11a), so that the alteration of the insulating tube 11c and the cylinder 11a by the secondary plasma etc. P2 is prevented. Has been.

このように、このプラズマ処理装置1B、およびこのプラズマ処理装置1Bを用いたプラズマ処理方法によっても、絶縁管11cの外部に配設された放射器14において発生する電界を絶縁管11c内に供給することにより、絶縁管11c内で一次プラズマP1を発生させて、絶縁管11cの先端部から一次プラズマP1を筐体32の外部に放出させるため、放射器14および筐体32が一次プラズマP1によって変質等される事態を確実に防止することができる。また、絶縁管11c内で発生する一次プラズマP1は、不活性ガスである放電用ガスG1がプラズマ化したものであって、反応性ガスである処理用ガスG2がプラズマ化したものではないため、プラズマによる絶縁管11cの変質等も大幅に低減することができる。また、処理対象体6をプラズマ処理するための二次プラズマ等P2は、筐体32の外部において、筐体32から放出された一次プラズマP1と処理用ガスG2との衝突によって発生させられるため、絶縁管11c、放射器14および筐体32が二次プラズマ等P2によって変質等させられる事態についても確実に防止することができる。これにより、プラズマ処理方法に使用されるプラズマ処理装置1Bの耐久性を向上させることができる。また、反応性ガス供給路として筐体31(筒体11a)を使用するプラズマ処理装置1Aとは異なり、より小径な放射器14を反応性ガス供給路として使用して、処理対象体6におけるプラズマ処理する部位を含む狭い範囲に処理用ガスG2の雰囲気をピンポイントで形成できるため、少量の処理用ガスG2でプラズマ処理することができる。   As described above, the plasma processing apparatus 1B and the plasma processing method using the plasma processing apparatus 1B also supply the electric field generated in the radiator 14 disposed outside the insulating tube 11c into the insulating tube 11c. As a result, primary plasma P1 is generated in the insulating tube 11c, and the primary plasma P1 is emitted from the tip of the insulating tube 11c to the outside of the housing 32. Therefore, the radiator 14 and the housing 32 are altered by the primary plasma P1. The situation where it is equal can be prevented reliably. Further, the primary plasma P1 generated in the insulating tube 11c is a plasma generated from the discharge gas G1, which is an inert gas, and is not a plasma generated from the processing gas G2, which is a reactive gas. Deterioration of the insulating tube 11c due to plasma can be significantly reduced. In addition, secondary plasma or the like P2 for plasma processing the object 6 to be processed is generated by the collision between the primary plasma P1 emitted from the casing 32 and the processing gas G2 outside the casing 32. The situation where the insulating tube 11c, the radiator 14 and the casing 32 are altered by the secondary plasma or the like P2 can also be reliably prevented. Thereby, durability of the plasma processing apparatus 1B used for the plasma processing method can be improved. Further, unlike the plasma processing apparatus 1A that uses the casing 31 (cylinder 11a) as the reactive gas supply path, the plasma in the processing object 6 is obtained by using the radiator 14 having a smaller diameter as the reactive gas supply path. Since the atmosphere of the processing gas G2 can be pinpointed in a narrow range including the region to be processed, plasma processing can be performed with a small amount of the processing gas G2.

また、上記のプラズマ処理装置1,1A,1Bでは、放射器14を筒状体(筒状の棒状体)に構成して、その内部に絶縁管11cを挿通させる構成、および放射器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(逆F形のアンテナとする構成)の双方を採用しているが、放射器14を棒状体の他の例としての柱状体に構成して、放射器14の外部に絶縁管11cを配置する構成、および背景技術で説明した上記特許文献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)のように、給電導体13を筒体11a内で閉塞板11bの方向に直角に折り曲げて、その先端を閉塞板11bに接続する構成のうちの少なくとも1つを採用することもできる。以下では、図6を参照しつつ、これらの2つの構成を、放射器14を筒体にする構成、および放射器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を供給する構成に代えて採用したプラズマ処理装置1Cについて説明する。   Moreover, in said plasma processing apparatus 1, 1A, 1B, the radiator 14 is comprised in a cylindrical body (cylindrical rod-shaped body), the structure which inserts the insulating tube 11c in the inside, and the obstruction | occlusion in the radiator 14 Both of the configurations for supplying the high-frequency signal S1 to the feeding position A separated by a predetermined distance L2 from the base end portion fixed to the plate 11b via the feeding conductor 13 (configuration configured as an inverted F-shaped antenna) are employed. However, the radiator 14 is configured as a columnar body as another example of the rod-shaped body, and the insulating tube 11c is disposed outside the radiator 14, and the plasma disclosed in Patent Document 1 described in the background art. As in a processing apparatus (microwave plasma generator), at least one of the configurations in which the power supply conductor 13 is bent at right angles to the direction of the closing plate 11b in the cylindrical body 11a and the tip thereof is connected to the closing plate 11b. adopt And it can also be. In the following, referring to FIG. 6, these two configurations are divided into a configuration in which the radiator 14 is a cylindrical body, and a power supply that is separated by a predetermined distance L <b> 2 from a base end portion fixed to the closing plate 11 b in the radiator 14. A plasma processing apparatus 1 </ b> C employed instead of the configuration for supplying the high-frequency signal S <b> 1 to the position A via the power supply conductor 13 will be described.

まず、プラズマ処理装置1Cの構成について説明する。なお、プラズマ処理装置1Cは、上記したプラズマ処理装置1,1A,1Bのうちのプラズマ処理装置1Aの構成に近似する構成を備えているため、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 1C will be described. Note that the plasma processing apparatus 1C has a configuration similar to the configuration of the plasma processing apparatus 1A among the plasma processing apparatuses 1, 1A, and 1B described above. The description which overlaps is abbreviate | omitted and only a different structure is demonstrated.

プラズマ発生部3Cは、一例として図6に示すように、筐体33、同軸コネクタ12、給電導体13、および放射器14を備えている。筐体33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、筒体11aの一方の端部(図5中の上端部)が閉塞板11bによって閉塞されることにより、筒体11aの他方の端部(図5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ている。また、閉塞板11bには、放電用ガスG1供給用の絶縁管11cを挿通させるための貫通孔22と共に、処理用ガスG2を供給するための他の貫通孔23が形成されている。また、貫通孔23には、処理用ガスG2供給用の絶縁管24が連結されている。この構成により、筐体31、具体的には筒体11aは、反応性ガス供給路として機能する。また、図6に示すように、貫通孔22は、筒体11aの中心軸Xから外れた位置に形成されている。絶縁管11cは、同図に示すように、筒体11aの中心軸Xと平行となるように貫通孔22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における筒体11aの開口端側の端部は、この開口端とほぼ面一の状態となっている。   As an example, as shown in FIG. 6, the plasma generating unit 3 </ b> C includes a housing 33, a coaxial connector 12, a power supply conductor 13, and a radiator 14. As an example, the housing 33 includes a conductive cylinder 11a that opens at both ends, a conductive blocking plate 11b, and an insulating tube 11c. One end of the cylinder 11a (upper end in FIG. 5) is provided. By being closed by the closing plate 11b, the other end portion (lower end portion in FIG. 5) of the cylindrical body 11a is formed at an open end to constitute a torch type housing. In addition, the closing plate 11b is formed with another through hole 23 for supplying the processing gas G2 together with the through hole 22 for inserting the insulating tube 11c for supplying the discharge gas G1. An insulating tube 24 for supplying the processing gas G2 is connected to the through hole 23. With this configuration, the casing 31, specifically, the cylinder 11 a functions as a reactive gas supply path. Moreover, as shown in FIG. 6, the through-hole 22 is formed in the position away from the central axis X of the cylinder 11a. As shown in the figure, the insulating tube 11c is inserted into the through hole 22 so as to be parallel to the central axis X of the cylinder 11a, and the protruding length from the inner surface of the blocking plate 11b is substantially equal to the total length of the cylinder 11a. It is prescribed to the same length. Thereby, the edge part by the side of the opening end of the cylinder 11a in the insulating tube 11c is substantially flush with the opening end.

給電導体13は、図6に示すように、導電性を有する棒状体がL字状に折曲(本例では直角に折曲)されて、カップリングループとして構成されている。具体的には、給電導体13は、放射器14側の端部が閉塞板11bに接続されると共に、他方の端部が同軸コネクタ12の芯線(不図示)に接続されている。この状態において、給電導体13における放射器14側の部位(直角に折曲された部位)13aは、閉塞板11bから直角に起立した状態(筒体11aの中心軸Xと平行な状態)となっており、かつ高周波信号S1の波長をλとしたときに、その長さL3がλ/4の半分以下の長さ(本例では、一例としてλ/10)に規定されている。放射器14は、図6に示すように、長さL1の1本の導電性の柱状体(本例では円柱体)で構成されて、筒体11aの中心軸X上に位置した状態で、閉塞板11bの内面に立設されている。   As shown in FIG. 6, the power supply conductor 13 is configured as a coupling group in which a conductive rod-like body is bent into an L shape (in this example, bent at a right angle). Specifically, the feed conductor 13 has an end on the radiator 14 side connected to the closing plate 11 b and the other end connected to a core wire (not shown) of the coaxial connector 12. In this state, a portion (a portion bent at a right angle) 13a on the radiator 14 side of the power supply conductor 13 is in a state of standing up at a right angle from the blocking plate 11b (a state parallel to the central axis X of the cylinder 11a). In addition, when the wavelength of the high-frequency signal S1 is λ, the length L3 is defined as a length equal to or less than half of λ / 4 (in this example, λ / 10 as an example). As shown in FIG. 6, the radiator 14 is composed of one conductive columnar body (in this example, a cylindrical body) having a length L1, and is located on the central axis X of the cylindrical body 11a. It is erected on the inner surface of the closing plate 11b.

次に、プラズマ処理装置1Cを用いたプラズマ処理方法について、プラズマ処理装置1Cの動作と併せて説明する。なお、上記したプラズマ処理装置1Aを用いたプラズマ処理方法の処理内容、およびプラズマ処理装置1Aの動作と同じ部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。   Next, a plasma processing method using the plasma processing apparatus 1C will be described together with the operation of the plasma processing apparatus 1C. In addition, description is abbreviate | omitted about the processing content of the plasma processing method using the above-mentioned plasma processing apparatus 1A, and the same part as operation | movement of 1 A of plasma processing apparatuses, and a different part is demonstrated.

まず、筐体33における開放端と対向して配設されたテーブル4上に、処理対象体6を載置する。なお、この状態では、処理対象体6は未だ処理用ガスG2の雰囲気下とはなっていない。   First, the processing object 6 is placed on the table 4 disposed opposite to the open end of the housing 33. In this state, the processing object 6 is not yet in the atmosphere of the processing gas G2.

次いで、不図示の第1ガス供給部から絶縁管11c内への放電用ガスG1の供給を開始すると共に、不図示の第2ガス供給部から絶縁管24内への処理用ガスG2の供給を開始する。これにより、プラズマ発生部3C内(筒体11a内)に供給されている処理用ガスG2が筒状の筐体33における開放端から外部に放出されることにより、図6に示すように、筐体33における開放端の外部(前方)に処理用ガスG2の雰囲気(一点鎖線で囲まれた範囲)が形成される。このため、テーブル4上に載置されている処理対象体6における表面処理される部位を含む表面領域は、処理用ガスG2の雰囲気で覆われた状態となる(処理用ガスG2の雰囲気下となる)。また、絶縁管11c内に供給されている放電用ガスG1が、絶縁管11cの先端(筐体33の開口端側に位置する先端。図6中の下端)から、処理用ガスG2の雰囲気内に放出される。   Subsequently, supply of the discharge gas G1 from the first gas supply unit (not shown) into the insulating tube 11c is started, and supply of the processing gas G2 from the second gas supply unit (not shown) into the insulation tube 24 is started. Start. As a result, the processing gas G2 supplied into the plasma generating unit 3C (inside the cylinder 11a) is discharged from the open end of the cylindrical casing 33 to the outside as shown in FIG. An atmosphere of the processing gas G2 (a range surrounded by a one-dot chain line) is formed outside (in front of) the open end of the body 33. For this reason, the surface region including the part to be surface-treated in the processing object 6 placed on the table 4 is covered with the atmosphere of the processing gas G2 (under the atmosphere of the processing gas G2). Become). Further, the discharge gas G1 supplied into the insulating tube 11c is introduced into the atmosphere of the processing gas G2 from the tip of the insulating tube 11c (tip positioned on the opening end side of the housing 33; the lower end in FIG. 6). To be released.

続いて、この両ガスG1,G2の供給状態において、高周波電源2からプラズマ発生部3Cへの高周波信号S1の出力(供給)を開始する。この場合、給電導体13に高周波信号S1が流れることにより、給電導体13における放射器14側の部位13aの周囲に磁界が発生し、上記した長さL1に規定された放射器14がこの磁界によって共振する。共振状態の放射器14は共振モノポールとして作動して、放射器14の先端(図6中の下端)で電圧が最大となる。このため、放射器14の先端近傍(先端付近)で電界強度が最大となるため、放電用ガスG1が供給されている絶縁管11c内における放射器14の先端近傍において、放電用ガスG1がプラズマ化して、一次プラズマP1が発生する。この場合、絶縁管11c内に供給された放電用ガスG1は絶縁管11cの先端部から外部に放出され、かつ処理用ガスG2も筐体33における開放端から筒体11aの中心軸Xに沿って放出されるため、絶縁管11c内に発生した一次プラズマP1も、図6に示すように、絶縁管11cの長さ方向に沿って延びた状態で、絶縁管11cの先端部から放出される。また、放射器14およびプラズマ発生部3C(具体的には筒体11a)は、絶縁管11cによって一次プラズマP1と分離されているため、一次プラズマP1による変質等が防止されている。   Subsequently, output (supply) of the high-frequency signal S1 from the high-frequency power source 2 to the plasma generating unit 3C is started in the supply state of both the gases G1 and G2. In this case, when the high-frequency signal S1 flows through the feed conductor 13, a magnetic field is generated around the portion 13a on the radiator 14 side of the feed conductor 13, and the radiator 14 defined by the length L1 described above is caused by this magnetic field. Resonates. The radiator 14 in the resonance state operates as a resonance monopole, and the voltage becomes maximum at the tip of the radiator 14 (the lower end in FIG. 6). For this reason, since the electric field strength becomes maximum near the tip of the radiator 14 (near the tip), the discharge gas G1 is plasma in the vicinity of the tip of the radiator 14 in the insulating tube 11c to which the discharge gas G1 is supplied. The primary plasma P1 is generated. In this case, the discharge gas G1 supplied into the insulating tube 11c is discharged to the outside from the distal end portion of the insulating tube 11c, and the processing gas G2 also extends from the open end of the housing 33 along the central axis X of the cylindrical body 11a. As shown in FIG. 6, the primary plasma P1 generated in the insulating tube 11c is also emitted from the tip of the insulating tube 11c while extending along the length direction of the insulating tube 11c. . Further, the radiator 14 and the plasma generating unit 3C (specifically, the cylinder 11a) are separated from the primary plasma P1 by the insulating tube 11c, so that alteration or the like due to the primary plasma P1 is prevented.

また、絶縁管11cの先端部から放出されている一次プラズマP1が、処理用ガスG2の雰囲気中に放出されることにより、一次プラズマP1と衝突させられた処理用ガスG2がプラズマ化されて、図6に示すように、一次プラズマP1の周囲に二次プラズマ等P2が発生する。これにより、処理対象体6が、二次プラズマ等P2によって表面処理される。この場合、二次プラズマ等P2はプラズマ発生部3Cの外部(絶縁管11cおよび筒体11aの外部)において発生させられるため、絶縁管11cおよび筒体11aの二次プラズマ等P2による変質等が防止されている。   Further, the primary plasma P1 released from the tip of the insulating tube 11c is released into the atmosphere of the processing gas G2, so that the processing gas G2 collided with the primary plasma P1 is turned into plasma, As shown in FIG. 6, the secondary plasma P2 is generated around the primary plasma P1. Thereby, the process target object 6 is surface-treated by secondary plasma etc. P2. In this case, the secondary plasma etc. P2 is generated outside the plasma generating part 3C (outside of the insulating tube 11c and the cylinder 11a), so that the alteration of the insulating tube 11c and the cylinder 11a by the secondary plasma etc. P2 is prevented. Has been.

このように、このプラズマ処理装置1C、およびこのプラズマ処理装置1Cを用いたプラズマ処理方法によっても、絶縁管11cの外部に配設された放射器14において発生する電界を絶縁管11c内に供給することにより、絶縁管11c内で一次プラズマP1を発生させて、絶縁管11cの先端部から一次プラズマP1を筐体33の外部に放出させるため、放射器14および筐体33が一次プラズマP1によって変質等させられる事態を防止することができる。また、絶縁管11c内で発生する一次プラズマP1は、不活性ガスである放電用ガスG1がプラズマ化したものであって、反応性ガスである処理用ガスG2がプラズマ化したものではないため、プラズマによる絶縁管11cの変質等も大幅に低減することができる。また、処理対象体6をプラズマ処理するための二次プラズマ等P2は、筐体33の外部において、筐体33から放出された一次プラズマP1と処理用ガスG2との衝突によって発生させられるため、絶縁管11c、放射器14および筐体33が二次プラズマ等P2によって変質等させられる事態についても防止することができる。これにより、プラズマ処理方法に使用されるプラズマ処理装置1Cの耐久性を向上させることができる。   As described above, the plasma processing apparatus 1C and the plasma processing method using the plasma processing apparatus 1C also supply the electric field generated in the radiator 14 disposed outside the insulating tube 11c into the insulating tube 11c. As a result, primary plasma P1 is generated in the insulating tube 11c, and the primary plasma P1 is emitted from the distal end portion of the insulating tube 11c to the outside of the housing 33. Therefore, the radiator 14 and the housing 33 are altered by the primary plasma P1. It is possible to prevent a situation where they are equalized. Further, the primary plasma P1 generated in the insulating tube 11c is a plasma generated from the discharge gas G1, which is an inert gas, and is not a plasma generated from the processing gas G2, which is a reactive gas. Deterioration of the insulating tube 11c due to plasma can be significantly reduced. Further, the secondary plasma P2 for plasma processing the processing object 6 is generated outside the casing 33 due to the collision between the primary plasma P1 emitted from the casing 33 and the processing gas G2. It is also possible to prevent a situation in which the insulating tube 11c, the radiator 14 and the housing 33 are altered by the secondary plasma or the like P2. Thereby, durability of the plasma processing apparatus 1C used for the plasma processing method can be improved.

また、上記したプラズマ処理装置1,1A,1B,1Cによれば、一次プラズマP1を絶縁管11c内で発生させて、プラズマ発生部3,3A,3B,3Cの外部に放射させるため、一次プラズマP1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、一次プラズマP1の直径、ひいては一次プラズマP1との衝突によって発生される二次プラズマ等P2の直径を小さくすることができるため、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ができる。   Further, according to the plasma processing apparatuses 1, 1A, 1B, and 1C described above, the primary plasma P1 is generated in the insulating tube 11c and radiated to the outside of the plasma generators 3, 3A, 3B, and 3C. Since the diameter of P1 can be defined by the inner diameter of the insulating tube 11c, by reducing the inner diameter of the insulating tube 11c, the diameter of the primary plasma P1, and thus the secondary plasma generated by the collision with the primary plasma P1, etc. P2 Therefore, only a narrow range on the surface of the processing object 6 can be surface-treated.

また、上記したプラズマ処理装置1A,1Cでは、処理用ガスG2を閉塞板11bに形成された貫通孔23から筒体11aの内部に供給する構成を採用しているが、この貫通孔23を筒体11aに配設する構成を採用することもできる。また、処理用ガスG2供給用の貫通孔23の数は1つに限定されず、貫通孔23を2つ以上配設する構成を採用することもできる。   Further, in the plasma processing apparatuses 1A and 1C described above, a configuration in which the processing gas G2 is supplied from the through hole 23 formed in the closing plate 11b to the inside of the cylindrical body 11a is employed. The structure arrange | positioned in the body 11a is also employable. Further, the number of the through holes 23 for supplying the processing gas G2 is not limited to one, and a configuration in which two or more through holes 23 are disposed may be employed.

また、プラズマ処理装置1を用いたプラズマ処理方法について上記したが、プラズマ処理方法は、プラズマ処理装置1以外のプラズマ処理装置(例えば、図7に示すプラズマ処理装置1D)を用いても実施することができる。以下、このプラズマ処理装置1Dを用いたプラズマ処理方法について説明する。   Moreover, although the plasma processing method using the plasma processing apparatus 1 has been described above, the plasma processing method can also be performed using a plasma processing apparatus other than the plasma processing apparatus 1 (for example, the plasma processing apparatus 1D shown in FIG. 7). Can do. Hereinafter, a plasma processing method using the plasma processing apparatus 1D will be described.

まず、このプラズマ処理装置1D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する。このプラズマ処理装置1Dは、高周波電源2、プラズマ発生部3D、およびテーブル4を備えている。   First, the configuration of the plasma processing apparatus 1D will be described. In addition, about the structure same as the plasma processing apparatus 1, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted. The plasma processing apparatus 1D includes a high-frequency power source 2, a plasma generator 3D, and a table 4.

このプラズマ処理装置1D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3Dに供給することによってプラズマ発生部3Dの絶縁管11c内に一次プラズマP1を発生させると共に、発生させた一次プラズマP1をプラズマ発生部3Dの外部へ放出可能に構成されている。プラズマ発生部3Dは、一例として、図7に示すように、絶縁管11cおよび一対の電極15a,15bを備えている。また、一対の電極15a,15bは、同図に示すように、絶縁管11cを挟んで互いに対向する位置に配設されて、高周波電源2に接続されている。   The plasma processing apparatus 1D generates a primary plasma P1 in the insulating tube 11c of the plasma generating unit 3D by supplying a high frequency signal S1 generated by the high frequency power source 2 to the plasma generating unit 3D, and the generated primary plasma. P1 can be discharged to the outside of the plasma generation unit 3D. As an example, the plasma generator 3D includes an insulating tube 11c and a pair of electrodes 15a and 15b as shown in FIG. Further, as shown in the figure, the pair of electrodes 15a and 15b are disposed at positions facing each other with the insulating tube 11c interposed therebetween, and are connected to the high frequency power source 2.

次に、プラズマ処理装置1Dを用いたプラズマ処理方法について、プラズマ処理装置1Dの動作と併せて説明する。なお、図7に示すように、テーブル4上には、処理対象体6が処理用ガスG2の雰囲気(一点鎖線で囲まれた範囲)下で載置されているものとする。   Next, a plasma processing method using the plasma processing apparatus 1D will be described together with the operation of the plasma processing apparatus 1D. As shown in FIG. 7, it is assumed that the processing object 6 is placed on the table 4 under the atmosphere of the processing gas G2 (a range surrounded by a one-dot chain line).

まず、不図示の第1ガス供給部から絶縁管11c内への放電用ガスG1の供給を開始する。これにより、絶縁管11cの先端部(同図中の下端部。処理対象体6側の端部)から放電用ガスG1が放出される。この放電用ガスG1の供給状態において、高周波電源2から一対の電極15a,15b間への高周波信号S1の供給を開始する。これにより、絶縁管11cの内部領域における一対の電極15a,15bで挟まれた部位での電界強度が高まるため、この部位において放電用ガスG1がプラズマ化して、一次プラズマP1が発生し、絶縁管11cの先端部から外部に放出される。この場合、一対の電極15a,15bは、絶縁管11cによって一次プラズマP1と分離されているため、一次プラズマP1による変質等が防止されている。   First, supply of the discharge gas G1 from the first gas supply unit (not shown) into the insulating tube 11c is started. As a result, the discharge gas G1 is released from the distal end portion of the insulating tube 11c (the lower end portion in the drawing, the end portion on the processing object 6 side). In the supply state of the discharge gas G1, supply of the high frequency signal S1 from the high frequency power source 2 to the pair of electrodes 15a and 15b is started. As a result, the electric field strength at the portion sandwiched between the pair of electrodes 15a and 15b in the inner region of the insulating tube 11c is increased, so that the discharge gas G1 is turned into plasma at this portion to generate the primary plasma P1, and the insulating tube It is discharged outside from the tip of 11c. In this case, since the pair of electrodes 15a and 15b are separated from the primary plasma P1 by the insulating tube 11c, alteration or the like due to the primary plasma P1 is prevented.

次いで、絶縁管11cの先端部から放出されている一次プラズマP1を、処理用ガスG2の雰囲気下でテーブル4上に載置されている処理対象体6に照射する。この処理用ガスG2への一次プラズマP1の照射により、一次プラズマP1と衝突させられた処理用ガスG2がプラズマ化されたり、ラジカル化されて、図7に概念的に示すように、一次プラズマP1の周囲に二次プラズマ等P2が発生する。これにより、処理対象体6が、二次プラズマ等P2によって表面処理される。このように、プラズマ処理装置1Dを用いたプラズマ処理方法においても、二次プラズマ等P2が絶縁管11cの外部において発生させられるため、絶縁管11cの二次プラズマ等P2による変質等を防止することができる。なお、このプラズマ処理装置1Dでは、高周波信号S1を一対の電極15a,15b間に供給することによって一次プラズマP1を発生させる構成を採用しているが、高周波電源2に代えて直流電源を使用して、一対の電極15a,15b間に直流電圧を印加することによって一次プラズマP1を発生させる構成を採用することもできる。また、一対の電極15a,15bに代えて1つの電極15aを使用し、高周波電源2の一方の出力端子から1つの電極15aに高周波信号S1を出力し、高周波電源2の他方の出力端子を基準電位(例えばグランド電位)に接続する構成を採用することができる。また、上記の各プラズマ処理装置1〜1Dでは、テーブル4を備える構成を採用したが、処理用ガスG2の雰囲気中に処理対象体6を配置できるものであれば、テーブル4以外の種々の台や容器を使用することができる。   Next, the primary plasma P1 emitted from the tip of the insulating tube 11c is irradiated to the processing object 6 placed on the table 4 in the atmosphere of the processing gas G2. By irradiating the processing gas G2 with the primary plasma P1, the processing gas G2 collided with the primary plasma P1 is turned into plasma or radical, and as shown conceptually in FIG. Secondary plasma or the like P2 is generated around the. Thereby, the process target object 6 is surface-treated by secondary plasma etc. P2. As described above, also in the plasma processing method using the plasma processing apparatus 1D, the secondary plasma or the like P2 is generated outside the insulating tube 11c, so that the alteration or the like of the insulating tube 11c due to the secondary plasma or the like P2 is prevented. Can do. The plasma processing apparatus 1D employs a configuration in which the primary plasma P1 is generated by supplying the high frequency signal S1 between the pair of electrodes 15a and 15b. However, a DC power source is used instead of the high frequency power source 2. Thus, it is possible to adopt a configuration in which the primary plasma P1 is generated by applying a DC voltage between the pair of electrodes 15a and 15b. Further, instead of the pair of electrodes 15a and 15b, one electrode 15a is used, a high frequency signal S1 is output from one output terminal of the high frequency power source 2 to one electrode 15a, and the other output terminal of the high frequency power source 2 is used as a reference. A configuration of connecting to a potential (for example, a ground potential) can be employed. Moreover, in each said plasma processing apparatus 1-1D, although the structure provided with the table 4 was employ | adopted, as long as the process target body 6 can be arrange | positioned in the atmosphere of the process gas G2, various tables other than the table 4 are used. And containers can be used.

1,1A,1B,1C,1D プラズマ処理装置
2 高周波電源
3,3A,3B,3C,3D プラズマ発生部
6 処理対象体
11,31,32,33 筐体
11b 閉塞板
13 給電導体
14 放射器
15a,15b 一対の電極
G1 放電用ガス
G2 処理用ガス
P1 一次プラズマ
P2 二次プラズマ
S1 高周波信号
1, 1A, 1B, 1C, 1D Plasma processing apparatus 2 High-frequency power supply 3, 3A, 3B, 3C, 3D Plasma generating unit 6 Processed object 11, 31, 32, 33 Case 11b Blocking plate 13 Feeding conductor 14 Radiator 15a 15b A pair of electrodes G1 Discharge gas G2 Processing gas P1 Primary plasma P2 Secondary plasma S1 High frequency signal

Claims (4)

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、
不活性ガス、窒素ガスおよびエアーガスのうちのいずれか1つ以上からなるガスを前記筐体内を経由して当該筐体の前記開放端まで搬送すると共に、当該開放端近傍に位置する先端部から前記筐体の外部に放出させる絶縁管とを備え、
前記筐体は、内部に供給された反応性ガスを前記開放端から外部に放出して当該開放端の前方に反応性ガス雰囲気を形成する反応性ガス供給路を備えて構成され、
前記放射導体が供給された高周波信号を放射することにより、前記絶縁管内にプラズマ化した前記1つ以上からなるガスによる一次プラズマを発生させると共に、当該発生させた一次プラズマを前記絶縁管の前記先端部から前記反応性ガス雰囲気中に放出することにより、前記反応性ガスをプラズマ化させた二次プラズマ、および前記反応性ガスをラジカル化させたラジカルのうちの少なくとも一方を処理対象体のプラズマ処理のために発生させるプラズマ処理装置。
A cylindrical housing in which a ground potential is applied and one end is closed by a closing plate, and the other end is formed at an open end;
A rod-shaped radiation conductor erected on the inner surface of the closing plate so as to extend along the cylinder length direction of the housing;
A gas composed of any one or more of inert gas, nitrogen gas, and air gas is transported to the open end of the casing through the casing, and from the tip located near the open end With an insulating tube that discharges to the outside of the housing,
The housing is configured to include a reactive gas supply path that discharges a reactive gas supplied to the inside from the open end to the outside and forms a reactive gas atmosphere in front of the open end.
By radiating a high-frequency signal supplied to the radiation conductor, primary plasma is generated by the one or more gases formed into plasma in the insulating tube, and the generated primary plasma is generated at the tip of the insulating tube. Plasma processing of the object to be processed is performed by discharging at least one of the secondary plasma obtained by converting the reactive gas into plasma and the radical obtained by radicalizing the reactive gas by releasing the reactive gas into the reactive gas atmosphere. Plasma processing equipment to generate for.
前記放射導体は筒状に形成され、
前記絶縁管は、前記先端部が前記放射導体の先端から突出した状態で当該放射導体内に配設されている請求項1記載のプラズマ処理装置。
The radiation conductor is formed in a cylindrical shape,
The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the insulating tube is disposed in the radiation conductor in a state in which the tip portion protrudes from the tip of the radiation conductor.
前記放射導体は、筒状に形成されると共に、先端が前記筐体の前記開放端または当該開放端の近傍に達するように立設され、
前記絶縁管は、前記先端部が前記放射導体の前記先端または当該先端の近傍に達する状態で当該放射導体内に配設され、
前記反応性ガス供給路は、前記放射導体の内周面と前記絶縁管の外周面との間に形成された隙間によって形成されている請求項1記載のプラズマ処理装置。
The radiation conductor is formed in a cylindrical shape, and is erected so that a tip reaches the open end of the housing or the vicinity of the open end,
The insulating tube is disposed in the radiation conductor in a state where the tip portion reaches the tip of the radiation conductor or the vicinity of the tip.
The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the reactive gas supply path is formed by a gap formed between an inner peripheral surface of the radiation conductor and an outer peripheral surface of the insulating tube.
不活性ガス、窒素ガスおよびエアーガスのうちのいずれか1つ以上からなるガスを絶縁管内に供給している状態において、前記絶縁管内にプラズマ化した前記1つ以上からなるガスによる一次プラズマを発生させ、
前記絶縁管の先端部から前記一次プラズマを放出させると共に、当該放出させた一次プラズマに反応性ガスを供給することにより、前記反応性ガスをプラズマ化させた二次プラズマ、および前記反応性ガスをラジカル化させたラジカルのうちの少なくとも一方を発生させ、
当該発生させた二次プラズマおよびラジカルのうちの少なくとも一方で処理対象体をプラズマ処理するプラズマ処理方法。
In a state where any one or more of inert gas, nitrogen gas and air gas is supplied into the insulating tube, primary plasma is generated by the one or more gases formed into plasma in the insulating tube. ,
The primary plasma is emitted from the distal end portion of the insulating tube, and the reactive gas is supplied to the emitted primary plasma to thereby convert the reactive gas into a secondary plasma, and the reactive gas. Generating at least one of radicals that have been radicalized,
A plasma processing method of performing plasma processing on a processing object at least one of the generated secondary plasma and radicals.
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