JP4619967B2

JP4619967B2 - Work processing device

Info

Publication number: JP4619967B2
Application number: JP2006051990A
Authority: JP
Inventors: 宏史萬川; 和弘吉田; 滋増田
Original assignee: SAIAN CORP
Current assignee: SAIAN CORP
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2026-02-28
Also published as: JP2007234295A

Description

本発明は、基板等の被処理ワークなどに対してプラズマを照射することで、前記ワークの表面の清浄化や改質などを図ることが可能なワーク処理装置に関する。 The present invention relates to a workpiece processing apparatus capable of cleaning or modifying the surface of a workpiece by irradiating a workpiece to be processed such as a substrate with plasma.

たとえば半導体基板等の被処理ワークに対してプラズマを照射し、その表面の有機汚染物の除去、表面改質、エッチング、薄膜形成または薄膜除去等を行うワーク処理装置が知られている。たとえば特許文献１には、同心状の内側導電体と外側導電体とを有するプラズマ発生ノズルを用い、両導電体間に高周波のパルス電界を印加することで、アーク放電ではなく、グロー放電を生じさせてプラズマを発生させ、ガス供給源からの処理ガスを両導電体間で旋回させながら基端側から遊端側へ向かわせることで高密度なプラズマを生成し、前記遊端に取付けられたノズルから被処理ワークに放射することで、常圧下で高密度なプラズマを得ることができるプラズマ処理装置が開示されている。
特開２００３−１９７３９７号公報 For example, there is known a workpiece processing apparatus that irradiates a workpiece to be processed such as a semiconductor substrate with plasma and removes organic contaminants on the surface, surface modification, etching, thin film formation, or thin film removal. For example, Patent Document 1 uses a plasma generation nozzle having concentric inner conductors and outer conductors, and applies a high-frequency pulse electric field between the two conductors, thereby generating glow discharge instead of arc discharge. The plasma is generated, and a high-density plasma is generated by turning the processing gas from the gas supply source from the base end side to the free end side while swirling between both conductors, and is attached to the free end. A plasma processing apparatus is disclosed in which high-density plasma can be obtained under normal pressure by radiating a workpiece to be processed from a nozzle.
JP 2003-197397 A

上述の従来技術は、常圧下で使用可能なだけに、減圧下で使用される場合に比べて、マグネトロンなどのマイクロ波発生手段の寿命が短くなり、点検や交換などのメンテナンスを頻繁に行わなければならないという問題がある。たとえば、マグネトロンの寿命で、１８００時間程度である。 Since the above-mentioned conventional technology can be used under normal pressure, the life of microwave generating means such as magnetron is shortened compared to when it is used under reduced pressure, and maintenance such as inspection and replacement must be performed frequently. There is a problem that must be. For example, the lifetime of the magnetron is about 1800 hours.

本発明の目的は、マグネトロンなどのマイクロ波発生手段を稼働させる期間を最小限とし、該マイクロ波発生手段のメンテナンスを軽減することができるワーク処理装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a work processing apparatus capable of minimizing a period during which a microwave generating means such as a magnetron is operated and reducing maintenance of the microwave generating means.

本発明のワーク処理装置は、マイクロ波発生手段で発生されたマイクロ波をプラズマ発生ノズルが受信し、そのマイクロ波のエネルギーに基づきプラズマ化したガスを生成して処理対象とされるワークに向けて照射するとともに、搬送手段が、そのプラズマ照射方向とは交差する面上で前記ワークとプラズマ発生ノズルとを相対的に移動させることで、前記ワークに所定の処理を施与するワーク処理装置において、ワークにプラズマ照射する前段階で、ワークの有無を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果に応答して、マイクロ波発生手段の動作を制御して、プラズマの点灯および消灯を制御する制御手段とを含むことを特徴とする。 In the workpiece processing apparatus of the present invention, a plasma generating nozzle receives the microwave generated by the microwave generating means, generates a plasma gas based on the energy of the microwave, and toward the workpiece to be processed. irradiates, conveying means, by the a plasma irradiation direction are relatively moved and the workpiece and the plasma generating nozzles on a plane intersecting, in the work processing apparatus for applying a predetermined processing to the workpiece, Detection means for detecting the presence / absence of a workpiece and control for controlling on / off of plasma by controlling the operation of the microwave generation means in response to the detection result of the detection means in the previous stage of irradiating the workpiece with plasma Means.

上記の構成によれば、マイクロ波発生手段から、たとえば同軸ケーブルを介して、或いは導波管を介して、マイクロ波がプラズマ発生ノズルに伝播され、プラズマ発生ノズルがその受信したマイクロ波のエネルギーに基づき、プラズマ化したガスを生成して処理対象とされるワークに向けて照射するとともに、そのプラズマ照射方向とは交差する面上で前記ワークとプラズマ発生ノズルとを相対的に移動させることで、基板の改質等、ワークに所定の処理を施与するワーク処理装置において、前記ワークとプラズマ発生ノズルとを相対的に移動させるにあたって、ワークに対しては移動方向の上流側、プラズマ発生ノズルに対しては移動方向の下流側、すなわちこれからプラズマ照射が行われるワークが準備される地点で、ワークの有無を検知する検知手段を設け、その検知手段の検知結果に応答して、制御手段が、マイクロ波発生手段の動作を制御する。たとえば、搬送の遅延を考慮して、プラズマ発生ノズルに、ワークの先端が到達する所定時間だけ以前からマイクロ波発生手段を動作させてプラズマを点灯させ、ワークの後端が通過してから所定時間だけ以後にマイクロ波発生手段を停止させてプラズマを消灯させる。なお、プラズマ照射後のワークの有無を検知する検知手段も、適宜設けてもよい。また、検知手段は、プラズマ照射部が複数ステージ設けられる場合に、ステージ毎に設けられてもよく、或いは最前段のステージの前に１つだけ設けられ、後段側はそれぞれのステージまでの前記遅延時間を考慮して、マイクロ波発生手段の動作が制御されてもよい。 According to the above configuration, the microwave is propagated from the microwave generation means to the plasma generation nozzle, for example, via the coaxial cable or the waveguide, and the plasma generation nozzle converts the received microwave energy into the energy of the received microwave. Based on this, the plasmad gas is generated and irradiated toward the workpiece to be processed, and the workpiece and the plasma generating nozzle are moved relative to each other on a plane intersecting the plasma irradiation direction. In a workpiece processing apparatus that applies predetermined processing to a workpiece, such as substrate modification, when the workpiece and the plasma generating nozzle are relatively moved, the workpiece is upstream of the moving direction with respect to the workpiece. On the other hand, the presence or absence of a workpiece is detected downstream in the moving direction, that is, at a point where a workpiece to be irradiated with plasma is prepared. Detecting means for providing, in response to the detection result of the detecting means, the control means controls the operation of the microwave generating means. For example, in consideration of the transport delay, the plasma generation nozzle is operated for a predetermined time until the tip of the work reaches the plasma generating nozzle to turn on the plasma for a predetermined time after the rear end of the work passes. only by stopping the microwave generator in the subsequent Ru turn off the plasma. In addition, you may provide suitably the detection means which detects the presence or absence of the workpiece | work after plasma irradiation. Further, when a plurality of stages of plasma irradiation units are provided, the detection means may be provided for each stage, or only one detection means is provided before the front stage, and the rear stage side is the delay to each stage. The operation of the microwave generating means may be controlled in consideration of time.

したがって、ワークが間欠的に搬送されるなどして、被照射対象のワークが存在しない場合のあるワーク処理装置において、マグネトロンなどのマイクロ波発生手段を稼働させる期間を最小限とし、該マイクロ波発生手段のメンテナンスを軽減することができる。 Therefore, in a work processing apparatus in which a work to be irradiated may not exist, for example, when the work is transported intermittently, the period during which microwave generation means such as a magnetron is operated is minimized, and the microwave is generated. Means maintenance can be reduced.

また、本発明のワーク処理装置では、前記プラズマ発生ノズルは、同心状の内側導電体と外側導電体とを有し、両導電体間に受信されたマイクロ波による高周波のパルス電界を印加することで、グロー放電を生じさせてプラズマを発生させ、それらの間にガス供給源からの処理ガスを供給することで、吹出し口のノズルから常圧下でプラズマ化したガスを被処理ワークに放射することを特徴とする。 In the work processing apparatus of the present invention, the plasma generating nozzle has concentric inner conductors and outer conductors, and applies a high-frequency pulse electric field by microwaves received between both conductors. Then, a glow discharge is generated to generate plasma, and a processing gas from a gas supply source is supplied between them to radiate plasma gas from the nozzle of the outlet under normal pressure to the workpiece. It is characterized by.

上記の構成によれば、プラズマ発生ノズルが同心状の内側導電体と外側導電体とを有し、それらの間に受信されたマイクロ波による高周波のパルス電界を印加することで、アーク放電ではなく、グロー放電を生じさせてプラズマを発生させ、さらにそれらの間にガス供給源からの処理ガスを供給することで、吹出し口のノズルから常圧下でプラズマ化したガスを被処理ワークに放射することができる。 According to the above configuration, the plasma generating nozzle has the concentric inner conductor and outer conductor, and by applying a high-frequency pulse electric field by microwaves received between them, arc discharge is not caused. , Generating glow discharge, generating plasma, and supplying process gas from the gas supply source between them, and radiating plasma gas under normal pressure from the nozzle of the outlet to the workpiece Can do.

したがって、前記常圧下で稼働し、高密度のプラズマを発生するワーク処理装置は、マグネトロンなどのマイクロ波発生手段の寿命が短くなり、交換などのメンテナンスが頻繁に必要になるのに対して、前述のように被照射対象のワークが存在しないときにマイクロ波を停止することは、より効果的である。また、減圧下よりも厳しい条件である上述の常圧下で使用されるプラズマ発生ノズルの寿命も延長することができる。 Therefore, the work processing apparatus that operates under normal pressure and generates high-density plasma has a short life of the microwave generating means such as magnetron, and maintenance such as replacement is frequently required. As described above, it is more effective to stop the microwave when there is no workpiece to be irradiated. Moreover, the lifetime of the plasma generation nozzle used under the above-mentioned normal pressure, which is a severer condition than under reduced pressure, can be extended.

さらにまた、本発明のワーク処理装置では、前記マイクロ波発生手段からのマイクロ波は導波管によって伝搬され、前記プラズマ発生ノズルはプラズマ発生部の導波管において複数個配列して取付けられ、伝搬されたマイクロ波は各プラズマ発生ノズルの内側導電体でそれぞれ受信されることを特徴とする。 Furthermore, in the work processing apparatus of the present invention, the microwaves from the microwave generating means are propagated by a waveguide, and a plurality of the plasma generating nozzles are arranged and mounted in the waveguide of the plasma generating unit. The microwaves are received by the inner conductors of the respective plasma generation nozzles.

上記の構成によれば、１つのマイクロ波発生手段で複数のプラズマ発生ノズルを駆動するにあたって、マイクロ波発生手段からのマイクロ波を導波管によって伝搬する。 According to the above configuration, when the plurality of plasma generating nozzles are driven by one microwave generating unit, the microwaves from the microwave generating unit are propagated by the waveguide.

したがって、複数のプラズマ発生ノズルへのマイクロ波の給電を、簡単な構成で実現することができる。 Therefore, it is possible to realize microwave power feeding to the plurality of plasma generating nozzles with a simple configuration.

本発明のワーク処理装置は、以上のように、たとえばマイクロ波発生手段から同軸ケーブルを介して、或いは導波管を介して、マイクロ波がプラズマ発生ノズルに伝播され、プラズマ発生ノズルがその受信したマイクロ波のエネルギーに基づき、プラズマ化したガスを生成して処理対象とされるワークに向けて照射するとともに、そのプラズマ照射方向とは交差する面上で前記ワークとプラズマ発生ノズルとを相対的に移動させることで、基板の改質等、ワークに所定の処理を施与するワーク処理装置において、ワークにプラズマ照射する前段階で、ワークの有無を検知する検知手段を設け、その検知手段の検知結果に応答して、制御手段が、マイクロ波発生手段の動作を制御する。 As described above, in the work processing apparatus of the present invention, for example, the microwave is propagated from the microwave generation means to the plasma generation nozzle via the coaxial cable or the waveguide, and the plasma generation nozzle receives the microwave. Based on the energy of the microwave, a plasmaized gas is generated and irradiated to the workpiece to be processed, and the workpiece and the plasma generating nozzle are relatively placed on a plane that intersects the plasma irradiation direction. In a workpiece processing apparatus that applies predetermined processing to a workpiece such as substrate modification by moving it, a detection means for detecting the presence or absence of the workpiece is provided before the workpiece is irradiated with plasma, and the detection means detects the workpiece. In response to the result, the control means controls the operation of the microwave generation means.

それゆえ、ワークが間欠的に搬送されるなどして、被照射対象のワークが存在しない場合のあるワーク処理装置において、マグネトロンなどのマイクロ波発生手段を稼働させる期間を最小限とし、該マイクロ波発生手段のメンテナンスを軽減することができる。 Therefore, in a work processing apparatus in which a work to be irradiated may not exist because the work is conveyed intermittently, the period during which microwave generation means such as a magnetron is operated is minimized. Maintenance of the generating means can be reduced.

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の一形態に係るワーク処理装置Ｓの全体構成を示す斜視図である。このワーク処理装置Ｓは、プラズマを発生し被処理物となるワークＷに前記プラズマを照射するプラズマ発生ユニットＰＵ（プラズマ発生装置）と、ワークＷを前記プラズマの照射領域を経由する所定のルートで搬送する搬送手段Ｃと、搬送されるワークＷを検知するセンサユニットＳＵとから構成されている。図２は、図１とは視線方向を異ならせたプラズマ発生ユニットＰＵの斜視図、図３は一部透視側面図である。なお、図１〜図３において、Ｘ−Ｘ方向を前後方向、Ｙ−Ｙ方向を左右方向、Ｚ−Ｚ方向を上下方向というものとし、−Ｘ方向を前方向、＋Ｘ方向を後方向、−Ｙを左方向、＋Ｙ方向を右方向、−Ｚ方向を下方向、＋Ｚ方向を上方向として説明する。 [Embodiment 1]
FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of a work processing apparatus S according to an embodiment of the present invention. The workpiece processing apparatus S includes a plasma generation unit PU (plasma generation apparatus) that generates plasma and irradiates the workpiece W, which is a workpiece, with the plasma, and a predetermined route that passes the workpiece W through the plasma irradiation region. It is comprised from the conveyance means C which conveys, and sensor unit SU which detects the workpiece | work W conveyed. FIG. 2 is a perspective view of the plasma generation unit PU having a different line-of-sight direction from FIG. 1, and FIG. 3 is a partially transparent side view. 1 to 3, the XX direction is the front-rear direction, the Y-Y direction is the left-right direction, the ZZ direction is the up-down direction, the -X direction is the front direction, the + X direction is the rear direction,- Y will be described as a left direction, + Y direction as a right direction, -Z direction as a downward direction, and + Z direction as an upward direction.

プラズマ発生ユニットＰＵは、マイクロ波を利用し、常温常圧でのプラズマ発生が可能なユニットであって、大略的に、マイクロ波を伝搬させる導波管１０、この導波管１０の一端側（左側）に配置され所定波長のマイクロ波を発生するマイクロ波発生装置２０、導波管１０に設けられたプラズマ発生部３０、導波管１０の他端側（右側）に配置されマイクロ波を反射させるスライディングショート４０、導波管１０に放出されたマイクロ波のうち反射マイクロ波がマイクロ波発生装置２０に戻らないよう分離するサーキュレータ５０、サーキュレータ５０で分離された反射マイクロ波を吸収するダミーロード６０および導波管１０とプラズマ発生ノズル３１とのインピーダンス整合を図るスタブチューナ７０を備えて構成されている。また搬送手段Ｃは、図略の駆動手段により回転駆動される搬送ローラ８０を含んで構成されている。 The plasma generation unit PU is a unit capable of generating plasma at normal temperature and pressure using microwaves. In general, the waveguide 10 propagates microwaves, and one end side of the waveguide 10 ( Microwave generator 20 arranged on the left side to generate microwaves of a predetermined wavelength, plasma generator 30 provided on waveguide 10, and arranged on the other end side (right side) of waveguide 10 to reflect microwaves The sliding short 40 to be performed, the circulator 50 for separating the reflected microwaves from the microwaves emitted to the waveguide 10 so as not to return to the microwave generator 20, and the dummy load 60 for absorbing the reflected microwaves separated by the circulator 50. In addition, a stub tuner 70 for matching impedance between the waveguide 10 and the plasma generation nozzle 31 is provided. The conveying means C includes a conveying roller 80 that is rotationally driven by a driving means (not shown).

導波管１０は、アルミニウム等の非磁性金属から成り、断面矩形の長尺管状を呈し、マイクロ波発生装置２０により発生されたマイクロ波をプラズマ発生部３０へ向けて、その長手方向に伝搬させるものである。導波管１０は、分割された複数の導波管ピースが互いのフランジ部同士で連結された連結体で構成されており、一端側から順に、マイクロ波発生装置２０が搭載される第１導波管ピース１１、スタブチューナ７０が組付けられる第２導波管ピース１２およびプラズマ発生部３０が設けられている第３導波管ピース１３が連結されて成る。なお、第１導波管ピース１１と第２導波管ピース１２との間にはサーキュレータ５０が介在され、第３導波管ピース１３の他端側にはスライディングショート４０が連結されている。 The waveguide 10 is made of a nonmagnetic metal such as aluminum, has a long tubular shape with a rectangular cross section, and propagates the microwave generated by the microwave generator 20 toward the plasma generator 30 in the longitudinal direction thereof. Is. The waveguide 10 is composed of a connected body in which a plurality of divided waveguide pieces are connected to each other by flange portions, and the first conductor on which the microwave generator 20 is mounted in order from one end side. The wave tube piece 11, the second waveguide piece 12 to which the stub tuner 70 is assembled, and the third waveguide piece 13 provided with the plasma generator 30 are connected. A circulator 50 is interposed between the first waveguide piece 11 and the second waveguide piece 12, and a sliding short 40 is connected to the other end side of the third waveguide piece 13.

また、第１導波管ピース１１、第２導波管ピース１２および第３導波管ピース１３は、それぞれ金属平板からなる上面板、下面板および２枚の側面板を用いて角筒状に組立てられ、その両端にフランジ板が取付けられて構成されている。なお、このような平板の組み立てによらず、押出し成形や板状部材の折り曲げ加工等により形成された矩形導波管ピースもしくは非分割型の導波管を用いるようにしてもよい。また、断面矩形の導波管に限らず、たとえば断面楕円の導波管を用いることも可能である。さらに、非磁性金属に限らず、導波作用を有する各種の部材で導波管を構成することができる。 The first waveguide piece 11, the second waveguide piece 12, and the third waveguide piece 13 are each formed into a rectangular tube shape using an upper plate, a lower plate, and two side plates made of a metal flat plate. It is assembled and flange plates are attached to both ends thereof. In addition, you may make it use the rectangular waveguide piece formed by extrusion molding, the bending process of a plate-shaped member, etc., or a non-dividing type | mold waveguide irrespective of the assembly of such a flat plate. In addition, the waveguide is not limited to a rectangular cross section, and for example, a waveguide having an elliptical cross section can be used. Furthermore, not only a nonmagnetic metal but a waveguide can be comprised with the various members which have a waveguide effect | action.

マイクロ波発生装置２０は、たとえば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマグネトロン等のマイクロ波発生源を具備する装置本体部２１と、装置本体部２１で発生されたマイクロ波を導波管１０の内部へ放出するマイクロ波送信アンテナ２２とを備えて構成されている。本実施形態に係るプラズマ発生ユニットＰＵでは、たとえば１Ｗ〜３ｋＷのマイクロ波エネルギーを出力できる連続可変型のマイクロ波発生装置２０が好適に用いられる。 The microwave generator 20 includes, for example, an apparatus main body portion 21 including a microwave generation source such as a magnetron that generates a microwave of 2.45 GHz, and the microwave generated by the apparatus main body portion 21 inside the waveguide 10. And a microwave transmission antenna 22 that emits light to the outside. In the plasma generation unit PU according to the present embodiment, for example, a continuously variable microwave generator 20 that can output microwave energy of 1 W to 3 kW is preferably used.

図３に示すように、マイクロ波発生装置２０は、装置本体部２１からマイクロ波送信アンテナ２２が突設された形態のものであり、第１導波管ピース１１に載置される態様で固定されている。詳しくは、装置本体部２１が第１導波管ピース１１の上面板１１Ｕに載置され、マイクロ波送信アンテナ２２が上面板１１Ｕに穿設された貫通孔１１１を通して第１導波管ピース１１内部の導波空間１１０に突出する態様で固定されている。このように構成されることで、マイクロ波送信アンテナ２２から放出された、たとえば２．４５ＧＨｚのマイクロ波は、導波管１０により、その一端側（左側）から他端側（右側）に向けて伝搬される。 As shown in FIG. 3, the microwave generation device 20 has a configuration in which a microwave transmission antenna 22 protrudes from the device main body 21, and is fixed in a mode of being placed on the first waveguide piece 11. Has been. Specifically, the apparatus main body 21 is placed on the upper surface plate 11U of the first waveguide piece 11, and the microwave transmitting antenna 22 is inside the first waveguide piece 11 through the through hole 111 formed in the upper surface plate 11U. The waveguide space 110 is fixed so as to protrude. With this configuration, the microwave of 2.45 GHz, for example, emitted from the microwave transmission antenna 22 is directed from one end side (left side) to the other end side (right side) by the waveguide 10. Propagated.

プラズマ発生部３０は、第３導波管ピース１３の下面板１３Ｂ（処理対象ワークとの対向面）に、左右方向へ一列に整列して突設された８個のプラズマ発生ノズル３１を具備して構成されている。このプラズマ発生部３０の幅員、つまり８個のプラズマ発生ノズル３１の左右方向の配列幅は、ワークＷの搬送方向と直交する幅方向の最大サイズｔと略合致する幅員とされている。これにより、ワークＷ１を搬送ローラ８０で搬送しながら、ワークＷの全表面（下面板１３Ｂと対向する面）に対してプラズマ処理が行えるようになっている。なお、８個のプラズマ発生ノズル３１の配列間隔は、導波管１０内を伝搬させるマイクロ波の波長λ_Ｇに応じて定めることが望ましい。たとえば、波長λ_Ｇの１／２ピッチ、１／４ピッチでプラズマ発生ノズル３１を配列することが望ましく、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を用い、矩形の導波管１０の断面サイズが２．８４インチ×１．３８インチの場合、λ_Ｇ＝２３０ｍｍであるので、１１５ｍｍ（λ_Ｇ／２）ピッチ、或いは５７．５ｍｍ（λ_Ｇ／４）ピッチでプラズマ発生ノズル３１を配列すればよい。 The plasma generation unit 30 includes eight plasma generation nozzles 31 that are arranged in a row in the left-right direction on the lower surface plate 13B of the third waveguide piece 13 (the surface facing the workpiece to be processed). Configured. The width of the plasma generation unit 30, that is, the arrangement width in the left-right direction of the eight plasma generation nozzles 31 is a width that substantially matches the maximum size t in the width direction orthogonal to the conveyance direction of the workpiece W. As a result, plasma processing can be performed on the entire surface of the workpiece W (the surface facing the lower surface plate 13B) while the workpiece W1 is being conveyed by the conveying roller 80. The arrangement interval of the eight plasma generating nozzles 31 is preferably determined according to the wavelength lambda _G of the microwave propagating through the waveguide 10. For example, a half pitch of the wavelength lambda _G, 1/4, it is desirable to arrange the plasma generation nozzles 31 at a pitch, with a 2.45GHz microwave, 2.84 inch cross-sectional size of the rectangular waveguide 10 In the case of × 1.38 inch, since λ _G = 230 mm, the plasma generating nozzles 31 may be arranged at a pitch of 115 mm (λ _G / 2) or 57.5 mm (λ _G / 4).

図４は、２つのプラズマ発生ノズル３１を拡大して示す側面図（一方のプラズマ発生ノズル３１は分解図として描いている）、図５は、図４のＡ−Ａ線側断面図、図１１は、一方のプラズマ発生ノズル３１の底面図である。プラズマ発生ノズル３１は、中心導電体３２（内部導電体）、ノズル本体３３（外部導電体）、ノズルホルダ３４、シール部材３５および保護管３６を含んで構成されている。 4 is an enlarged side view showing two plasma generating nozzles 31 (one of the plasma generating nozzles 31 is drawn as an exploded view), and FIG. 5 is a cross-sectional side view taken along line AA in FIG. These are bottom views of one plasma generation nozzle 31. FIG. The plasma generating nozzle 31 includes a central conductor 32 (internal conductor), a nozzle body 33 (external conductor), a nozzle holder 34, a seal member 35, and a protective tube 36.

中心導電体３２は、銅、アルミ、真鍮などの良導電性の金属から構成され、φ１〜５ｍｍ程度の棒状部材から成り、その上端部３２１の側が第３導波管ピース１３の下面板１３Ｂを貫通して導波空間１３０に所定長さだけ突出（この突出部分を受信アンテナ部３２０という）する一方で、下端部３２２がノズル本体３３の下端縁３３１と略面一になるように、上下方向に配置されている。この中心導電体３２には、受信アンテナ部３２０が導波管１０内を伝搬するマイクロ波を受信することで、マイクロ波エネルギー（マイクロ波電力）が与えられるようになっている。当該中心導電体３２は、長さ方向略中間部において、シール部材３５により保持されている。 The center conductor 32 is made of a highly conductive metal such as copper, aluminum, or brass, and is made of a rod-like member having a diameter of about 1 to 5 mm. The upper end 321 side of the center conductor 32 is a lower plate 13B of the third waveguide piece 13. While vertically penetrating and projecting into the waveguide space 130 by a predetermined length (this projecting portion is referred to as a receiving antenna unit 320), the lower end 322 is substantially flush with the lower end edge 331 of the nozzle body 33. Is arranged. Microwave energy (microwave power) is applied to the central conductor 32 when the receiving antenna unit 320 receives the microwave propagating through the waveguide 10. The central conductor 32 is held by a seal member 35 at a substantially intermediate portion in the length direction.

ノズル本体３３は、良導電性の金属から構成され、中心導電体３２を収納する筒状空間３３２を有する筒状体である。また、ノズルホルダ３４も良導電性の金属から構成され、ノズル本体３３を保持する比較的大径の下部保持空間３４１と、シール部材３５を保持する比較的小径の上部保持空間３４２とを有する筒状体である。一方、シール部材３５は、テフロン（登録商標）等の耐熱性樹脂材料やセラミック等の絶縁性部材から成り、前記中心導電体３２を固定的に保持する保持孔３５１をその中心軸上に備える筒状体から成る。 The nozzle body 33 is a cylindrical body made of a highly conductive metal and having a cylindrical space 332 that houses the central conductor 32. The nozzle holder 34 is also made of a highly conductive metal, and has a relatively large-diameter lower holding space 341 that holds the nozzle body 33 and a relatively small-diameter upper holding space 342 that holds the seal member 35. It is a state. On the other hand, the seal member 35 is made of a heat-resistant resin material such as Teflon (registered trademark) or an insulating member such as ceramic, and has a holding hole 351 for holding the central conductor 32 fixedly on its central axis. It consists of a body.

ノズル本体３３は、上方から順に、ノズルホルダ３４の下部保持空間３４１に嵌合される上側胴部３３Ｕと、後述するガスシールリング３７を保持するための環状凹部３３Ｓと、環状に突設されたフランジ部３３Ｆと、ノズルホルダ３４から突出する下側胴部３３Ｂとを具備している。また、上側胴部３３Ｕには、所定の処理ガスを前記筒状空間３３２へ供給させるための連通孔３３３が穿孔されている。 The nozzle body 33 is provided in an annularly projecting manner from the upper side, an upper body part 33U fitted in the lower holding space 341 of the nozzle holder 34, an annular recess 33S for holding a gas seal ring 37 described later. A flange portion 33F and a lower body portion 33B protruding from the nozzle holder 34 are provided. In addition, a communication hole 333 for supplying a predetermined processing gas to the cylindrical space 332 is formed in the upper body portion 33U.

このノズル本体３３は、中心導電体３２の周囲に配置された外部導電体として機能するもので、中心導電体３２は所定の環状空間Ｈ（絶縁間隔）が周囲に確保された状態で筒状空間３３２の中心軸上に挿通されている。ノズル本体３３は、上側胴部３３Ｕの外周部がノズルホルダ３４の下部保持空間３４１の内周壁と接触し、またフランジ部３３Ｆの上端面がノズルホルダ３４の下端縁３４３と接触するようにノズルホルダ３４に嵌合されている。なお、ノズル本体３３は、たとえばプランジャやセットビス等を用いて、ノズルホルダ３４に対して着脱自在な固定構造で装着されることが望ましい。 The nozzle body 33 functions as an external conductor disposed around the central conductor 32. The central conductor 32 is a cylindrical space with a predetermined annular space H (insulation interval) secured around it. It is inserted on the central axis of 332. The nozzle body 33 has a nozzle holder such that the outer peripheral portion of the upper body portion 33U is in contact with the inner peripheral wall of the lower holding space 341 of the nozzle holder 34 and the upper end surface of the flange portion 33F is in contact with the lower end edge 343 of the nozzle holder 34. 34 is fitted. The nozzle body 33 is preferably attached to the nozzle holder 34 with a detachable fixing structure using, for example, a plunger or a set screw.

ノズルホルダ３４は、第３導波管ピース１３の下面板１３Ｂに穿孔された貫通孔１３１に密嵌合される上側胴部３４Ｕ（上部保持空間３４２の位置に略対応する）と、下面板１３Ｂから下方向に延出する下側胴部３４Ｂ（下部保持空間３４１の位置に略対応する）とを備えている。下側胴部３４Ｂの外周には、処理ガスを前記環状空間Ｈに供給するためのガス供給孔３４４が穿孔されている。図示は省略しているが、このガス供給孔３４４には、所定の処理ガスを供給するガス供給管の終端部が接続するための管継手等が取り付けられる。かかるガス供給孔３４４と、ノズル本体３３の連通孔３３３とは、ノズル本体３３がノズルホルダ３４への定位置嵌合された場合に互いに連通状態となるように、各々位置設定されている。なお、ガス供給孔３４４と連通孔３３３との突き合わせ部からのガス漏洩を抑止するために、ノズル本体３３とノズルホルダ３４との間にはガスシールリング３７が介在されている。 The nozzle holder 34 includes an upper body portion 34U (corresponding approximately to the position of the upper holding space 342) and a lower surface plate 13B that are closely fitted in a through hole 131 formed in the lower surface plate 13B of the third waveguide piece 13. And a lower body portion 34B (substantially corresponding to the position of the lower holding space 341). A gas supply hole 344 for supplying a processing gas to the annular space H is formed in the outer periphery of the lower body portion 34B. Although not shown, a pipe joint or the like for connecting a terminal portion of a gas supply pipe for supplying a predetermined processing gas is attached to the gas supply hole 344. The gas supply hole 344 and the communication hole 333 of the nozzle body 33 are set so that they are in communication with each other when the nozzle body 33 is fitted into the nozzle holder 34 at a fixed position. A gas seal ring 37 is interposed between the nozzle body 33 and the nozzle holder 34 in order to suppress gas leakage from the abutting portion between the gas supply hole 344 and the communication hole 333.

これらガス供給孔３４４および連通孔３３３は、周方向に等間隔に複数穿孔されていてもよく、また中心へ向けて半径方向に穿孔されるのではなく、前述の特許文献１のように、処理ガスを旋回させるように、前記筒状空間３３２の外周面の接線方向に穿孔されてもよい。また、ガス供給孔３４４および連通孔３３３は、中心導電体３２に対して垂直ではなく、処理ガスの流れを良くするために、上端部３２１側から下端部３２２側へ斜めに穿設されてもよい。 A plurality of the gas supply holes 344 and the communication holes 333 may be perforated at equal intervals in the circumferential direction, and are not perforated in the radial direction toward the center. The gas may be perforated in the tangential direction of the outer peripheral surface of the cylindrical space 332 so as to swirl the gas. Further, the gas supply hole 344 and the communication hole 333 are not perpendicular to the central conductor 32, and may be formed obliquely from the upper end 321 side to the lower end 322 side in order to improve the flow of the processing gas. Good.

シール部材３５は、その下端縁３５２がノズル本体３３の上端縁３３４と当接し、その上端縁３５３がノズルホルダ３４の上端係止部３４５と当接する態様で、ノズルホルダ３４の上部保持空間３４２に保持されている。すなわち、上部保持空間３４２に中心導電体３２を支持した状態のシール部材３５が嵌合され、ノズル本体３３の上端縁３３４でその下端縁３５２が押圧されるようにして組付けられているものである。 The seal member 35 has a lower end edge 352 in contact with an upper end edge 334 of the nozzle body 33 and an upper end edge 353 in contact with an upper end locking portion 345 of the nozzle holder 34 in the upper holding space 342 of the nozzle holder 34. Is retained. That is, the upper holding space 342 is assembled so that the seal member 35 supporting the central conductor 32 is fitted and the lower end edge 352 of the nozzle body 33 is pressed by the upper end edge 334. is there.

保護管３６（図５では図示省略している）は、所定長さの石英ガラスパイプ等から成り、ノズル本体３３の筒状空間３３２の内径に略等しい外径を有する。この保護管３６は、ノズル本体３３の下端縁３３１での異常放電（アーキング）を防止して、後述するプルームＰを正常に放射させる機能を有しており、その一部がノズル本体３３の下端縁３３１から突出するように、前記筒状空間３３２に内挿されている。なお、保護管３６は、その先端部が下端縁３３１と一致するように、或いは下端縁３３１よりも内側へ入り込むように、その全体が筒状空間３３２に収納されていてもよい。 The protective tube 36 (not shown in FIG. 5) is made of a quartz glass pipe or the like having a predetermined length, and has an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the cylindrical space 332 of the nozzle body 33. The protective tube 36 has a function of preventing abnormal discharge (arcing) at the lower end edge 331 of the nozzle body 33 and radiating a plume P to be described later normally. The cylindrical space 332 is inserted so as to protrude from the edge 331. Note that the entire protective tube 36 may be accommodated in the cylindrical space 332 so that the tip end thereof coincides with the lower end edge 331 or enters the inner side of the lower end edge 331.

プラズマ発生ノズル３１は上記のように構成されている結果、ノズル本体３３、ノズルホルダ３４および第３導波管ピース１３（導波管１０）は導通状態（同電位）とされている一方で、中心導電体３２は絶縁性のシール部材３５で支持されていることから、これらの部材とは電気的に絶縁されている。したがって、図６に示すように、導波管１０がアース電位とされた状態で、中心導電体３２の受信アンテナ部３２０でマイクロ波が受信され中心導電体３２にマイクロ波電力が給電されると、その下端部３２２およびノズル本体３３の下端縁３３１の近傍に電界集中部が形成されるようになる。 As a result of the plasma generation nozzle 31 being configured as described above, the nozzle body 33, the nozzle holder 34, and the third waveguide piece 13 (waveguide 10) are in a conductive state (the same potential), Since the central conductor 32 is supported by the insulating seal member 35, it is electrically insulated from these members. Therefore, as shown in FIG. 6, when the microwave is received by the receiving antenna unit 320 of the central conductor 32 and the microwave power is supplied to the central conductor 32 in a state where the waveguide 10 is at the ground potential. An electric field concentration portion is formed in the vicinity of the lower end portion 322 and the lower end edge 331 of the nozzle body 33.

かかる状態で、ガス供給孔３４４から、たとえば酸素ガスや空気のような酸素系の処理ガスが環状空間Ｈへ供給されると、前記マイクロ波電力により処理ガスが励起されて中心導電体３２の下端部３２２付近においてプラズマ（電離気体）が発生する。このプラズマは、電子温度が数万度であるものの、ガス温度は外界温度に近い反応性プラズマ（中性分子が示すガス温度に比較して、電子が示す電子温度が極めて高い状態のプラズマ）であって、常圧下で発生するプラズマである。 In this state, when an oxygen-based processing gas such as oxygen gas or air is supplied from the gas supply hole 344 to the annular space H, the processing gas is excited by the microwave power and the lower end of the central conductor 32 is excited. Plasma (ionized gas) is generated near the portion 322. Although this plasma has an electron temperature of tens of thousands of degrees, the gas temperature is a reactive plasma that is close to the outside temperature (a plasma in which the electron temperature indicated by electrons is extremely high compared to the gas temperature indicated by neutral molecules). It is a plasma generated under normal pressure.

このようにしてプラズマ化された処理ガスは、ガス供給孔３４４から与えられるガス流によりプルームＰとしてノズル本体３３の下端縁３３１から放射される。このプルームＰにはラジカルが含まれ、たとえば処理ガスとして酸素系ガスを使用すると酸素ラジカルが生成されることとなり、有機物の分解・除去作用、レジスト除去作用等を有するプルームＰとすることができる。本実施形態に係るプラズマ発生ユニットＰＵでは、プラズマ発生ノズル３１が複数個配列されていることから、左右方向に延びるライン状のプルームＰを発生させることが可能となる。 The processing gas thus converted into plasma is radiated from the lower edge 331 of the nozzle body 33 as a plume P by the gas flow provided from the gas supply hole 344. This plume P contains radicals. For example, when an oxygen-based gas is used as the processing gas, oxygen radicals are generated, and the plume P having an organic substance decomposition / removal action, a resist removal action, and the like can be obtained. In the plasma generation unit PU according to the present embodiment, since a plurality of plasma generation nozzles 31 are arranged, it is possible to generate a line-shaped plume P extending in the left-right direction.

因みに、処理ガスとしてアルゴンガスのような不活性ガスや窒素ガスを用いれば、各種基板の表面クリーニングや表面改質を行うことができる。また、フッ素を含有する化合物ガスを用いれば基板表面を撥水性表面に改質することができ、親水基を含む化合物ガスを用いることで基板表面を親水性表面に改質することができる。さらに、金属元素を含む化合物ガスを用いれば、基板上に金属薄膜層を形成することができる。 Incidentally, when an inert gas such as argon gas or nitrogen gas is used as the processing gas, the surface cleaning and surface modification of various substrates can be performed. Further, if a compound gas containing fluorine is used, the substrate surface can be modified to a water-repellent surface, and using a compound gas containing a hydrophilic group can modify the substrate surface to a hydrophilic surface. Furthermore, if a compound gas containing a metal element is used, a metal thin film layer can be formed on the substrate.

スライディングショート４０は、各々のプラズマ発生ノズル３１に備えられている中心導電体３２と、導波管１０の内部を伝搬されるマイクロ波との結合状態を最適化するために備えられているもので、マイクロ波の反射位置を変化させて定在波パターンを調整可能とするべく第３導波管ピース１３の右側端部に連結されている。したがって、定在波を利用しない場合は、当該スライディングショート４０に代えて、電波吸収作用を有するダミーロードが取付けられる。 The sliding short 40 is provided for optimizing the coupling state between the central conductor 32 provided in each plasma generation nozzle 31 and the microwave propagated inside the waveguide 10. The third wave guide piece 13 is connected to the right end of the third waveguide piece 13 so that the standing wave pattern can be adjusted by changing the microwave reflection position. Therefore, when a standing wave is not used, a dummy load having a radio wave absorption function is attached instead of the sliding short 40.

図７は、スライディングショート４０の内部構造を示す透視斜視図である。図７に示すように、スライディングショート４０は、導波管１０と同様な断面矩形の筐体構造を備えており、導波管１０と同じ材料で構成された中空空間４１０を有する筐体部４１と、前記中空空間４１０内に収納された円柱状の反射ブロック４２と、反射ブロック４２の基端部に一体的に取り付けられ前記中空空間４１０内を左右方向に摺動する矩形ブロック４３と、この矩形ブロック４３に組付けられた移動機構４４と、反射ブロック４２にシャフト４５を介して直結されている調整ノブ４６とを備えている。 FIG. 7 is a perspective view showing the internal structure of the sliding short 40. As shown in FIG. 7, the sliding short 40 includes a housing structure having a rectangular cross section similar to that of the waveguide 10, and a housing portion 41 having a hollow space 410 made of the same material as the waveguide 10. A cylindrical reflecting block 42 housed in the hollow space 410, a rectangular block 43 that is integrally attached to the base end of the reflecting block 42 and slides in the left-right direction in the hollow space 410, and A moving mechanism 44 assembled to the rectangular block 43 and an adjusting knob 46 directly connected to the reflecting block 42 via a shaft 45 are provided.

反射ブロック４２は、マイクロ波の反射面となる先端面４２１が第３導波管ピース１３の導波空間１３０に対向するよう左右方向に延在する円柱体である。この反射ブロック４２は、矩形ブロック４３と同様な角柱状を呈していてもよい。前記移動機構４４は、調整ノブ４６の回転操作により、矩形ブロック４３およびこれと一体化された反射ブロック４２を左右方向に推進若しくは後退させる機構であって、調整ノブ４６を回転させることで反射ブロック４２が中空空間４１０内において矩形ブロック４３にてガイドされつつ左右方向に移動可能とされている。かかる反射ブロック４２の移動による先端面４２１の位置調整によって、定在波パターンが最適化される。なお、調整ノブ４６の回転操作を、ステッピングモータ等を用いて自動化することが望ましい。 The reflection block 42 is a cylindrical body that extends in the left-right direction so that a tip surface 421 serving as a microwave reflection surface faces the waveguide space 130 of the third waveguide piece 13. The reflection block 42 may have a prismatic shape similar to that of the rectangular block 43. The moving mechanism 44 is a mechanism that pushes or retracts the rectangular block 43 and the reflecting block 42 integrated with the rectangular block 43 in the left-right direction by rotating the adjusting knob 46, and the reflecting block is rotated by rotating the adjusting knob 46. 42 is movable in the left-right direction while being guided by the rectangular block 43 in the hollow space 410. The standing wave pattern is optimized by adjusting the position of the tip surface 421 by the movement of the reflection block 42. It is desirable to automate the rotation operation of the adjusting knob 46 using a stepping motor or the like.

サーキュレータ５０は、たとえばフェライト柱を内蔵する導波管型の３ポートサーキュレータからなり、一旦はプラズマ発生部３０へ向けて伝搬されたマイクロ波のうち、プラズマ発生部３０で電力消費されずに戻って来る反射マイクロ波を、マイクロ波発生装置２０に戻さずダミーロード６０へ向かわせるものである。このようなサーキュレータ５０を配置することで、マイクロ波発生装置２０が反射マイクロ波によって過熱状態となることが防止される。 The circulator 50 is composed of, for example, a waveguide-type three-port circulator with a built-in ferrite column. Of the microwaves once propagated toward the plasma generator 30, the plasma generator 30 returns without being consumed. The incoming reflected microwave is directed to the dummy load 60 without returning to the microwave generator 20. By arranging such a circulator 50, the microwave generator 20 is prevented from being overheated by the reflected microwave.

図８は、サーキュレータ５０の作用を説明するためのプラズマ発生ユニットＰＵの上面図である。図示するように、サーキュレータ５０の第１ポート５１には第１導波管ピース１１が、第２ポート５２には第２導波管ピース１２が、さらに第３ポート５３にはダミーロード６０がそれぞれ接続されている。そして、マイクロ波発生装置２０のマイクロ波送信アンテナ２２から発生されたマイクロ波は、矢印ａで示すように第１ポート５１から第２ポート５２を経由して第２導波管ピース１２へ向かう。これに対して、第２導波管ピース１２側から入射する反射マイクロ波は、矢印ｂで示すように、第２ポート５２から第３ポート５３へ向かうよう偏向され、ダミーロード６０へ入射される。 FIG. 8 is a top view of the plasma generation unit PU for explaining the operation of the circulator 50. As shown, the first port 51 of the circulator 50 has a first waveguide piece 11, the second port 52 has a second waveguide piece 12, and the third port 53 has a dummy load 60. It is connected. Then, the microwave generated from the microwave transmission antenna 22 of the microwave generator 20 travels from the first port 51 to the second waveguide piece 12 via the second port 52 as indicated by an arrow a. On the other hand, the reflected microwave incident from the second waveguide piece 12 side is deflected from the second port 52 toward the third port 53 and incident on the dummy load 60 as indicated by the arrow b. .

ダミーロード６０は、上述の反射マイクロ波を吸収して熱に変換する水冷型（空冷型でも良い）の電波吸収体である。このダミーロード６０には、冷却水を内部に流通させるための冷却水流通口６１が設けられており、反射マイクロ波を熱変換することにより発生した熱が前記冷却水に熱交換されるようになっている。 The dummy load 60 is a water-cooled (or air-cooled) radio wave absorber that absorbs the reflected microwave and converts it into heat. The dummy load 60 is provided with a cooling water circulation port 61 for circulating cooling water therein so that heat generated by heat conversion of the reflected microwaves is exchanged with the cooling water. It has become.

スタブチューナ７０は、導波管１０とプラズマ発生ノズル３１とのインピーダンス整合を図るためのもので、第２導波管ピース１２の上面板１２Ｕに所定間隔を置いて直列配置された３つのスタブチューナユニット７０Ａ〜７０Ｃを備えている。図９は、スタブチューナ７０の設置状況を示す透視側面図である。図示するように、３つのスタブチューナユニット７０Ａ〜７０Ｃは同一構造を備えており、第２導波管ピース１２の導波空間１２０に突出するスタブ７１と、該スタブ７１に直結された操作棒７２と、スタブ７１を上下方向に出没動作させるための移動機構７３と、これら機構を保持する外套７４とから構成されている。 The stub tuner 70 is for impedance matching between the waveguide 10 and the plasma generation nozzle 31, and has three stub tuners arranged in series on the upper surface plate 12 U of the second waveguide piece 12 at a predetermined interval. Units 70A to 70C are provided. FIG. 9 is a perspective side view showing an installation state of the stub tuner 70. As shown in the figure, the three stub tuner units 70 </ b> A to 70 </ b> C have the same structure, a stub 71 protruding into the waveguide space 120 of the second waveguide piece 12, and an operation rod 72 directly connected to the stub 71. And a moving mechanism 73 for moving the stub 71 up and down in the vertical direction, and an outer jacket 74 for holding these mechanisms.

スタブチューナユニット７０Ａ〜７０Ｃに各々備えられているスタブ７１は、その導波空間１２０への突出長が各操作棒７２により独立して調整可能とされている。これらスタブ７１の突出長は、たとえばマイクロ波電力パワーをモニタしつつ、中心導電体３２による消費電力が最大となるポイント（反射マイクロ波が最小になるポイント）を探索することで決定される。なお、このようなインピーダンス整合は、必要に応じてスライディングショート４０と連動させて実行される。このスタブチューナ７０の操作も、ステッピングモータ等を用いて自動化することが望ましい。 In the stub 71 provided in each of the stub tuner units 70 </ b> A to 70 </ b> C, the protruding length into the waveguide space 120 can be adjusted independently by each operation rod 72. The protruding lengths of these stubs 71 are determined by searching for a point where the power consumption by the central conductor 32 is maximized (a point where the reflected microwave is minimized) while monitoring the microwave power. Such impedance matching is executed in conjunction with the sliding short 40 as necessary. The operation of the stub tuner 70 is preferably automated using a stepping motor or the like.

搬送手段Ｃは、所定の搬送路に沿って配置された複数の搬送ローラ８０を備え、図略の駆動手段により搬送ローラ８０が駆動されることで、処理対象となるワークＷを、前記プラズマ発生部３０を経由して搬送させるものである。ここで、処理対象となるワークＷとしては、プラズマディスプレイパネルや半導体基板のような平型基板、電子部品が実装された凹凸を有する回路基板等を例示することができ、搬送ローラ８０に代えてベルトコンベア等を採用してもよい。 The conveyance means C includes a plurality of conveyance rollers 80 arranged along a predetermined conveyance path, and the conveyance roller 80 is driven by a driving means (not shown), so that the workpiece W to be processed is generated by the plasma generation. It is conveyed via the section 30. Here, examples of the work W to be processed include a flat substrate such as a plasma display panel and a semiconductor substrate, a circuit board having unevenness on which electronic components are mounted, and the like. A belt conveyor or the like may be employed.

センサユニットＳＵは、プラズマ発生部３０に対して、矢府Ｆで示すワークＷの移動方向の上流側の適所に設けられ、ワークＷにプラズマ照射する前段階で、前記ワークＷの有無を検知する検知手段を構成する。図１の例では、センサユニットＳＵは、隣接する搬送ローラ８０間に埋設され、したがって前記ワークＷの移動方向とは直交する方向に延びて形成され、ワークＷの裏面側に臨む支持部材１０１と、前記支持部材１０１上に配列される１または複数（図１では５つ）の発光素子Ｌ１〜Ｌ５と、前記各発光素子Ｌ１〜Ｌ５の上方で対向配置される受光素子Ｓ１〜Ｓ５と、前記受光素子Ｓ１〜Ｓ５を支持する支持部材１０２とを備えて構成される。 The sensor unit SU is provided at an appropriate location upstream of the plasma generation unit 30 in the moving direction of the workpiece W indicated by Yafu F, and detects the presence or absence of the workpiece W at the stage before the workpiece W is irradiated with plasma. Configure the detection means. In the example of FIG. 1, the sensor unit SU is embedded between adjacent conveyance rollers 80, and thus is formed to extend in a direction perpendicular to the moving direction of the workpiece W, and faces the back side of the workpiece W. 1 or a plurality (five in FIG. 1) of light emitting elements L1 to L5 arranged on the support member 101, the light receiving elements S1 to S5 arranged to face each other above the light emitting elements L1 to L5, And a support member 102 that supports the light receiving elements S1 to S5.

このセンサユニットＳＵとしては、上述のように対を成す発光素子Ｌ１〜Ｌ５および受光素子Ｓ１〜Ｓ５を用い、それらの間の光路をワークＷが遮断することでワーク有りと判定し、前記光路が形成されることでワーク無しと判定する構成以外にも、ワークＷへ接触片を直接接触させる接触検知、赤外線や超音波の反射による検知の構成が用いられてもよい。 As the sensor unit SU, the light emitting elements L1 to L5 and the light receiving elements S1 to S5 that are paired as described above are used, and it is determined that the work is present by blocking the optical path between them, and the optical path is In addition to the configuration in which it is determined that there is no workpiece by being formed, a configuration of contact detection in which a contact piece is brought into direct contact with the workpiece W or detection by reflection of infrared rays or ultrasonic waves may be used.

次に、本実施形態に係るワーク処理装置Ｓの電気的構成について説明する。図１０は、ワーク処理装置Ｓの制御系を示すブロック図である。この制御系は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）９０１およびその周辺回路等から成り、全体制御部９０と、出力インタフェイスや駆動回路等から成るマイクロ波出力制御部９１、ガス流量制御部９２、搬送制御部９３およびセンサ駆動部９４と、表示手段や操作パネル等から成り、前記全体制御部９０に対して所定の操作信号を与える操作部９５と、入力インタフェイスやアナログ／デジタル変換器等から成るセンサ入力部９６，９７，９８と、前記受光素子Ｓ１〜Ｓ５、発光素子Ｌ１〜Ｌ５、センサ９６１，９７１、駆動モータ９３１、および流量制御弁９２３とを備えて構成される。 Next, an electrical configuration of the work processing apparatus S according to the present embodiment will be described. FIG. 10 is a block diagram showing a control system of the work processing apparatus S. This control system includes a CPU (central processing unit) 901 and its peripheral circuits, and the like. The overall control unit 90, a microwave output control unit 91 including an output interface and a drive circuit, a gas flow rate control unit 92, and a transport The control unit 93 and the sensor drive unit 94 are composed of a display means, an operation panel, and the like, and are composed of an operation unit 95 that gives a predetermined operation signal to the overall control unit 90, an input interface, an analog / digital converter, and the like. The sensor input units 96, 97, and 98, the light receiving elements S1 to S5, the light emitting elements L1 to L5, the sensors 961 and 971, the drive motor 931, and the flow control valve 923 are configured.

マイクロ波出力制御部９１は、マイクロ波発生装置２０から出力されるマイクロ波のＯＮ−ＯＦＦ制御、出力強度制御を行うもので、全体制御部９０からの出力に応答して、前記２．４５ＧＨｚのＰＷＭパルス信号を生成して、マイクロ波発生装置２０の装置本体部２１によるマイクロ波発生の動作制御を行う。 The microwave output control unit 91 performs ON / OFF control and output intensity control of the microwave output from the microwave generator 20. In response to the output from the overall control unit 90, the 2.45 GHz A PWM pulse signal is generated, and operation of microwave generation by the apparatus main body 21 of the microwave generator 20 is controlled.

ガス流量制御部９２は、プラズマ発生部３０の各プラズマ発生ノズル３１へ供給する処理ガスの流量制御を行うものである。具体的には、ガスボンベ等の処理ガス供給源９２１と各プラズマ発生ノズル３１との間を接続するガス供給管９２２に設けられた前記流量制御弁９２３の開閉制御乃至は開度調整をそれぞれ行う。 The gas flow rate control unit 92 controls the flow rate of the processing gas supplied to each plasma generation nozzle 31 of the plasma generation unit 30. Specifically, opening / closing control or opening degree adjustment of the flow rate control valve 923 provided in the gas supply pipe 922 connecting the processing gas supply source 921 such as a gas cylinder and each plasma generation nozzle 31 is performed.

搬送制御部９３は、搬送ローラ８０を回転駆動させる駆動モータ９３１の動作制御を行うもので、ワークＷの搬送開始／停止、および搬送速度の制御等を行うものである。 The conveyance control unit 93 controls the operation of the drive motor 931 that rotationally drives the conveyance roller 80, and controls the start / stop of conveyance of the workpiece W, the conveyance speed, and the like.

全体制御部９０は、当該ワーク処理装置Ｓの全体的な動作制御を司るもので、操作部９５から与えられる操作信号に応じて、センサ入力部９６から入力される流量センサ９６１の測定結果、センサ入力部９７から入力される速度センサ９７１によるワークＷの搬送速度、センサ入力部９８から入力される受光素子Ｓ１〜Ｓ５によるワークＷの有無等をモニタし、上記マイクロ波出力制御部９１、ガス流量制御部９２および搬送制御部９３を、所定のシーケンスに基づいて動作制御する。 The overall control unit 90 is responsible for overall operation control of the work processing apparatus S. The measurement result of the flow rate sensor 961 input from the sensor input unit 96 according to the operation signal given from the operation unit 95, the sensor The conveyance speed of the workpiece W by the speed sensor 971 input from the input unit 97, the presence / absence of the workpiece W by the light receiving elements S1 to S5 input from the sensor input unit 98 are monitored, and the microwave output control unit 91, gas flow rate is monitored. The controller 92 and the transport controller 93 are controlled based on a predetermined sequence.

具体的には、前記ＣＰＵ９０１は、メモリ９０２に予め格納されている制御プログラムに基づいて、駆動モータ９３１を起動し、速度センサ９７１によって検出される速度が所定の搬送速度になるように維持して、ワークＷの搬送を開始させる。そして、受光素子Ｓ１〜Ｓ５によってワークＷの通過が検知されると（受光素子Ｓ１〜Ｓ５への光入力の遮断によって、その出力がハイからローへ立ち下がる）、タイマ９０３を起動し、所定時間Ｔ−α１が経過した時点で流量制御弁９２３を所定の開度で開放して処理ガスの供給を開始し、所定時間Ｔ−α２が経過した時点でマイクロ波発生装置２０からマイクロ波を発生させる。こうしてプラズマ（プルームＰ）が点灯した状態で、ワークＷはプラズマ発生部３０へ導かれ、プラズマ照射されてゆく。 Specifically, the CPU 901 activates the drive motor 931 based on a control program stored in advance in the memory 902, and maintains the speed detected by the speed sensor 971 at a predetermined transport speed. Then, the conveyance of the workpiece W is started. When the passage of the workpiece W is detected by the light receiving elements S1 to S5 (the output falls from high to low due to interruption of the light input to the light receiving elements S1 to S5), the timer 903 is started for a predetermined time. When T-α1 has elapsed, the flow rate control valve 923 is opened at a predetermined opening to start supplying the processing gas, and when the predetermined time T-α2 has elapsed, microwaves are generated from the microwave generator 20. . In this way, with the plasma (plume P) turned on, the workpiece W is guided to the plasma generation unit 30 and irradiated with plasma.

ここで、前記時間Ｔは、受光素子Ｓ１〜Ｓ５の位置からプラズマ発生ノズル３１の位置までの距離Ｈ（図１参照）と搬送ローラ８０によるワークＷの搬送速度とから求められる時間で、カウンタ９０３によってこの時間Ｔがカウントされた時点で、ワークＷの先端がプラズマ発生ノズル３１に到達する。したがって、この時間Ｔよりもα１だけ以前に処理ガスの供給が開始され、プラズマ点灯可能とした状態で、前記時間Ｔよりもα２（α２＜α１）だけ以前にマイクロ波を発生させてプラズマ点灯が行われ、ワークＷの先端から照射不足のないように制御される。 Here, the time T is a time obtained from the distance H (see FIG. 1) from the position of the light receiving elements S1 to S5 to the position of the plasma generating nozzle 31 and the conveyance speed of the workpiece W by the conveyance roller 80, and is a counter 903. Thus, when this time T is counted, the tip of the workpiece W reaches the plasma generating nozzle 31. Accordingly, the supply of the processing gas is started by α1 before the time T, and the plasma is turned on by generating a microwave by α2 (α2 <α1) before the time T in a state where the plasma can be turned on. Control is performed so that there is no shortage of irradiation from the tip of the workpiece W.

続いて、受光素子Ｓ１〜Ｓ５によってワークＷの通過が検知されると（受光素子Ｓ１〜Ｓ５への光入力の再開によって、その出力がローからハイへ立ち上がる）、タイマ９０３をリセットして再起動し、所定時間Ｔ＋α３が経過した時点でマイクロ波発生装置２０からマイクロ波の発生を停止させ、所定時間Ｔ＋α４（α４＞α３）が経過した時点で流量制御弁９２３を閉止させて処理ガスの供給を停止する。こうして、ワークＷの後端までプラズマ照射された後、プラズマ（プルームＰ）の発生が停止される。 Subsequently, when the passage of the workpiece W is detected by the light receiving elements S1 to S5 (the output rises from low to high by resuming light input to the light receiving elements S1 to S5), the timer 903 is reset and restarted. When the predetermined time T + α3 elapses, the microwave generation from the microwave generator 20 is stopped, and when the predetermined time T + α4 (α4> α3) elapses, the flow rate control valve 923 is closed to supply the processing gas. Stop. Thus, after the plasma is irradiated to the rear end of the workpiece W, the generation of plasma (plume P) is stopped.

なお、プラズマ照射中および照射を行うにあたって、処理ガス供給源９２１のガス圧不足などで、流量センサ９６１によって、何れか１つのプラズマ発生ノズル３１にでも規定の流量の処理ガスが供給されていないことが検出されると、マイクロ波の発生が停止され、操作部９５の表示手段などに警告表示が行われる。 During plasma irradiation and irradiation, the processing gas having a specified flow rate is not supplied to any one of the plasma generation nozzles 31 by the flow rate sensor 961 due to insufficient gas pressure of the processing gas supply source 921 or the like. Is detected, the generation of microwaves is stopped, and a warning is displayed on the display means of the operation unit 95 or the like.

前記発光素子Ｌ１〜Ｌ５は、センサ駆動部９８を介して、全体制御部９０によって点灯／消灯が制御され、搬送ローラ８０が回転されている間は点灯され、或いは該ワーク処理装置Ｓの電源が投入されている間は点灯される。受光素子Ｓ１〜Ｓ５への外乱光の影響が考慮される場合には、受光素子Ｓ１〜Ｓ５にフィルタを設けたり、発光素子Ｌ１〜Ｌ５とのピーク波長を一致させるなど、素子Ｓ１〜Ｓ５，Ｌ１〜Ｌ５間の整合が適宜行われればよい。 The light emitting elements L1 to L5 are controlled to be turned on / off by the overall control unit 90 via the sensor driving unit 98, and are turned on while the conveying roller 80 is rotated, or the power of the work processing apparatus S is turned on. It is lit while it is turned on. When the influence of disturbance light on the light receiving elements S1 to S5 is taken into consideration, the elements S1 to S5, L1 such as providing a filter on the light receiving elements S1 to S5 or matching the peak wavelengths with the light emitting elements L1 to L5. Matching between ~ L5 may be performed as appropriate.

以上説明したワーク処理装置Ｓによれば、ワーク搬送手段ＣでワークＷを搬送しつつ、導波管１０に複数個配列して取付けられたプラズマ発生ノズル３１からプラズマ化されたガスをワークＷに対して放射することが可能であるので、複数の被処理ワークに対して連続的にプラズマ処理を行うことができ、また大面積のワークに対しても効率良くプラズマ処理を行うことができる。したがって、バッチ処理タイプのワーク処理装置に比較して、各種の被処理ワークに対するプラズマ処理作業性に優れるワーク処理装置Ｓ若しくはプラズマ発生装置ＰＵを提供することができる。しかも、外界の温度および圧力でプラズマを発生させることができるので、真空チャンバー等を必要とせず、設備構成を簡素化することができる。 According to the workpiece processing apparatus S described above, the workpiece W is transported by the workpiece transport means C, and the plasmaized gas from the plasma generating nozzles 31 arranged and attached to the waveguide 10 is supplied to the workpiece W. Since it can radiate | emit with respect to a workpiece | work, a plasma processing can be continuously performed with respect to several to-be-processed workpiece | work, and a plasma processing can be efficiently performed also about the workpiece | work of a large area. Therefore, it is possible to provide the work processing apparatus S or the plasma generation apparatus PU that is superior in plasma processing workability to various types of workpieces as compared with batch processing type work processing apparatuses. Moreover, since plasma can be generated at an external temperature and pressure, a vacuum chamber or the like is not required, and the equipment configuration can be simplified.

また、マイクロ波発生装置２０から発生されたマイクロ波を、各々のプラズマ発生ノズル３１が備える中心導電体３２で受信させ、そのマイクロ波のエネルギーに基づきそれぞれのプラズマ発生ノズル３１からプラズマ化されたガスを放出させることができるので、マイクロ波が保有するエネルギーの各プラズマ発生ノズル３１への伝達系を簡素化することができる。したがって、装置構成のシンプル化、コストダウン等を図ることができる。 Further, the microwave generated from the microwave generator 20 is received by the central conductor 32 provided in each plasma generation nozzle 31, and the gas generated from each plasma generation nozzle 31 based on the energy of the microwave is converted into plasma. Therefore, the transmission system of the energy held by the microwave to each plasma generating nozzle 31 can be simplified. Therefore, simplification of the device configuration, cost reduction, and the like can be achieved.

さらに、複数のプラズマ発生ノズル３１が一列に整列配置されて成るプラズマ発生部３０が、ワークＷの搬送方向と直交する幅方向のサイズｔに略合致した幅員を有しているので、当該ワークＷを、搬送手段Ｃにより一度だけプラズマ発生部３０を通過させるだけで、その全面の処理を完了させることができ、プラズマ処理効率を格段に向上させることができる。また、搬送されて来るワークＷに対して同じタイミングでプラズマ化されたガスを放射できるようになり、均質的な表面処理等を行うことができる。 Further, since the plasma generation unit 30 in which the plurality of plasma generation nozzles 31 are arranged in a line has a width that substantially matches the size t in the width direction orthogonal to the conveyance direction of the work W, the work W Can be completed by simply passing the plasma generator 30 once by the transport means C, and the plasma processing efficiency can be significantly improved. In addition, plasmaized gas can be radiated to the workpiece W being conveyed at the same timing, and uniform surface treatment or the like can be performed.

さらにまた、プラズマ発生ノズル３１に対して、ワークＷの移動方向Ｆの上流側に検知手段であるセンサユニットＳＵを設け、そのセンサユニットＳＵによるワークＷの検知結果に応答して、制御手段を構成する全体制御部９０およびマイクロ波出力制御部９１によって、マイクロ波発生装置２０の動作を制御することで、ワークＷが間欠的に搬送されるなどして、被照射対象のワークＷが存在しない場合のあるワーク処理装置Ｓにおいて、マグネトロンなどのマイクロ波発生装置２０を稼働させる期間を最小限とし、該マイクロ波発生装置２０のメンテナンスを軽減することができる。また、消費電力や処理ガスの消費量も軽減することができる。 Furthermore, a sensor unit SU that is detection means is provided upstream of the plasma generation nozzle 31 in the movement direction F of the workpiece W, and the control means is configured in response to the detection result of the workpiece W by the sensor unit SU. When the workpiece W to be irradiated does not exist by controlling the operation of the microwave generator 20 by the overall control unit 90 and the microwave output control unit 91 that perform the workpiece W being conveyed intermittently. In a certain work processing apparatus S, the period during which the microwave generator 20 such as a magnetron is operated can be minimized, and maintenance of the microwave generator 20 can be reduced. In addition, power consumption and processing gas consumption can be reduced.

さらにまた、プラズマ発生ノズル３１の構造として、内側導電体である中心導電体３２と外側導電体であるノズル本体３３とが同心状に形成され、両導電体間に中心導電体３２で受信されたマイクロ波による高周波のパルス電界を印加することで、グロー放電を生じさせてプラズマを発生させ、それらの間に処理ガス供給源９２１からの処理ガスを供給することで、吹出し口のノズルであるノズル本体３３の下端縁３３２から、常圧下でプラズマ化したガスを被処理ワークＷに放射する構造であるので、前記マイクロ波発生装置２０の寿命が短くなり、交換などのメンテナンスが頻繁に必要になるのに対して、前述のように被照射対象のワークＷが存在しないときにマイクロ波を停止することは、より効果的である。また、減圧下よりも厳しい条件である上述の常圧下で使用されるプラズマ発生ノズル３１の寿命も延長することができる。 Furthermore, as a structure of the plasma generating nozzle 31, a central conductor 32 which is an inner conductor and a nozzle body 33 which is an outer conductor are formed concentrically and received by the central conductor 32 between both conductors. By applying a high-frequency pulse electric field by microwaves, a glow discharge is generated to generate plasma, and a processing gas from a processing gas supply source 921 is supplied therebetween, so that a nozzle which is a nozzle of a blowout port Since the structure is such that the plasmaized gas is emitted from the lower end edge 332 of the main body 33 to the workpiece W under normal pressure, the life of the microwave generator 20 is shortened and maintenance such as replacement is frequently required. On the other hand, it is more effective to stop the microwave when there is no workpiece W to be irradiated as described above. In addition, the life of the plasma generating nozzle 31 used under the normal pressure described above, which is a severer condition than under reduced pressure, can be extended.

以上、本発明の一実施形態に係るワーク処理装置Ｓについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば下記の実施形態を取ることができる。
（１）上記実施形態では、複数のプラズマ発生ノズル３１を一列に整列配置した例を示したが、ノズル配列はワークＷの形状やマイクロ波電力のパワー等に応じて適宜決定すればよく、たとえばワークＷの搬送方向に複数列プラズマ発生ノズル３１をマトリクス整列したり、千鳥配列したりしてもよい。
（２）上記実施形態では、搬送手段Ｃとして搬送ローラ８０の上面にワークＷを載置して搬送する形態を例示したが、この他に、たとえば上下の搬送ローラ間にワークＷをニップさせて搬送させる形態、搬送ローラ８０を用いず所定のバスケット等にワークを収納し前記バスケット等をラインコンベア等で搬送させる形態、或いはロボットハンド等でワークＷを把持してプラズマ発生部３０へ搬送させる形態であってもよい。或いは、プラズマ発生ノズル３１側が移動してもよい。すなわち、ワークＷとプラズマ発生ノズル３１とは、プラズマ照射方向（Ｚ方向）とは交差する面（Ｘ，Ｙ面）上で相対的に移動すればよい。
（３）上記実施形態では、マイクロ波発生源として２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマグネトロンを例示したが、マグネトロン以外の各種高周波電源も使用可能であり、また２．４５ＧＨｚとは異なる波長のマイクロ波を用いるようにしてもよい。
（４）導波管１０内におけるマイクロ波電力を測定するために、パワーメータを導波管１０の適所に設置することが望ましい。たとえば、マイクロ波発生装置２０のマイクロ波送信アンテナ２２から放出されたマイクロ波電力に対する反射マイクロ波電力の比を知見するために、サーキュレータ５０と第２導波管ピース１２との間に、パワーメータを内蔵する導波管を介在させるようにすることができる。
（５）プラズマ照射の終了を判定するために、プラズマ発生ノズル３１よりも後方にもセンサユニットＳＵを設けるようにしてもよい。この場合、前記所定時間Ｔ＋α３，Ｔ＋α４のカウントは必要なくなる。
（６）センサユニットＳＵにおける素子Ｓ１〜Ｓ５，Ｌ１〜Ｌ５の数は、５組に限らず、ワークＷの搬送方向Ｆと直交する幅方向に、幾つのワークが並行して搬送されるのかによって決定されればよい。たとえば、幅の大小に拘わらず、幅方向には１つしか搬送されない場合は、１組でもよい。その場合には、ワークが、搬送ローラ８０のセンター基準で搬送されるか、サイド基準で搬送されるかによって、最小幅のワークを検知できる位置に設けられればよい。或いは、幅方向に複数のワークが並行して搬送され、素子Ｓ１〜Ｓ５，Ｌ１〜Ｌ５でそれぞれを検知する場合、何れかでワークが検知されればマイクロ波は発生されるが、検知されない素子の下流側に位置するプラズマ発生ノズルでの処理ガスの供給を停止するようにしてもよい。
（７）操作部９５の入力手段などからの設定によって、全体制御部９０に、プラズマ照射のＯＦＦ時のディレイタイマを設定し、ワークＷ間の間隔が短い場合は、ワークＷの後端が検出される毎にマイクロ波の発生を停止させるのではなく、そのディレイタイマのカウント中はマイクロ波を継続して発生させ、カウント動作が満了した時点で停止させるようにしてもよい。
（８）マイクロ波発生装置２０からのマイクロ波は、導波管１０ではなく、同軸ケーブルを介して伝達されてもよい。しかしながら、導波管１０を用いると、多くのプラズマ発生ノズル３１へ伝達するのに好適である。 The work processing apparatus S according to the embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this, and for example, the following embodiment can be taken.
(1) In the above embodiment, an example in which a plurality of plasma generating nozzles 31 are arranged in a line is shown. However, the nozzle arrangement may be appropriately determined according to the shape of the workpiece W, the power of microwave power, and the like. The plurality of rows of plasma generating nozzles 31 may be arranged in a matrix or in a staggered arrangement in the conveyance direction of the workpiece W.
(2) In the above-described embodiment, the mode in which the work W is placed on the upper surface of the transport roller 80 and transported as the transport means C is exemplified. However, for example, the work W is nipped between the upper and lower transport rollers. A form in which the work is stored in a predetermined basket or the like without using the carry roller 80 and the basket or the like is carried by a line conveyor or the like, or a form in which the work W is gripped by a robot hand or the like and carried to the plasma generating unit 30 It may be. Alternatively, the plasma generation nozzle 31 side may move. That is, the workpiece W and the plasma generation nozzle 31 may be relatively moved on a plane (X, Y plane) intersecting with the plasma irradiation direction (Z direction).
(3) In the above embodiment, a magnetron that generates a microwave of 2.45 GHz is illustrated as a microwave generation source. However, various high-frequency power sources other than the magnetron can be used, and a microwave having a wavelength different from 2.45 GHz. A wave may be used.
(4) In order to measure the microwave power in the waveguide 10, it is desirable to install a power meter at an appropriate position of the waveguide 10. For example, in order to know the ratio of the reflected microwave power to the microwave power emitted from the microwave transmission antenna 22 of the microwave generator 20, a power meter is provided between the circulator 50 and the second waveguide piece 12. It is possible to interpose a waveguide containing the.
(5) In order to determine the end of plasma irradiation, the sensor unit SU may be provided behind the plasma generating nozzle 31. In this case, it is not necessary to count the predetermined times T + α3 and T + α4.
(6) The number of elements S1 to S5 and L1 to L5 in the sensor unit SU is not limited to five, and depends on how many workpieces are conveyed in parallel in the width direction orthogonal to the conveyance direction F of the workpiece W. It only has to be decided. For example, when only one sheet is conveyed in the width direction regardless of the width, one set may be used. In that case, the workpiece may be provided at a position where the workpiece with the minimum width can be detected depending on whether the workpiece is conveyed on the basis of the center of the conveyance roller 80 or on the side. Alternatively, when a plurality of workpieces are transported in parallel in the width direction and are detected by the elements S1 to S5 and L1 to L5, a microwave is generated if the workpiece is detected by any of the elements, but the elements are not detected. The supply of the processing gas at the plasma generating nozzle located on the downstream side may be stopped.
(7) A delay timer when plasma irradiation is turned off is set in the overall control unit 90 by setting from the input means of the operation unit 95. When the interval between the workpieces W is short, the rear end of the workpiece W is detected. Instead of stopping the generation of the microwave every time it is performed, the microwave may be continuously generated during the count of the delay timer and stopped when the count operation is completed.
(8) The microwave from the microwave generator 20 may be transmitted via the coaxial cable instead of the waveguide 10. However, the use of the waveguide 10 is suitable for transmission to many plasma generation nozzles 31.

本発明に係るワーク処理装置およびプラズマ発生装置は、半導体ウェハ等の半導体基板に対するエッチング処理装置や成膜装置、プラズマディスプレイパネル等のガラス基板やプリント基板の清浄化処理装置、医療機器等に対する滅菌処理装置、タンパク質の分解装置等に好適に適用することができる。 A workpiece processing apparatus and a plasma generation apparatus according to the present invention include an etching processing apparatus and a film forming apparatus for a semiconductor substrate such as a semiconductor wafer, a glass substrate such as a plasma display panel and a cleaning processing apparatus for a printed board, and a sterilization process for medical equipment The present invention can be suitably applied to an apparatus, a protein decomposition apparatus, and the like.

本発明に係るワーク処理装置の全体構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the whole structure of the workpiece processing apparatus which concerns on this invention. 図１とは視線方向を異ならせたプラズマ発生ユニットの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a plasma generation unit with a different line-of-sight direction from FIG. 1. ワーク処理装置の一部透視側面図である。It is a partial see-through | perspective side view of a workpiece | work processing apparatus. ２つのプラズマ発生ノズルを拡大して示す側面図（一方のプラズマ発生ノズルは分解図として描いている）である。It is a side view which expands and shows two plasma generation nozzles (one plasma generation nozzle is drawn as an exploded view). 図４のＡ−Ａ線側断面図である。It is the sectional view on the AA line side of FIG. プラズマ発生ノズルにおけるプラズマの発生状態を説明するための透視側面図である。It is a see-through | perspective side view for demonstrating the generation state of the plasma in a plasma generation nozzle. スライディングショートの内部構造を示す透視斜視図である。It is a see-through | perspective perspective view which shows the internal structure of a sliding short. サーキュレータの作用を説明するためのプラズマ発生ユニットの上面図である。It is a top view of the plasma generation unit for demonstrating the effect | action of a circulator. スタブチューナの設置状況を示す透視側面図である。It is a see-through | perspective side view which shows the installation condition of a stub tuner. ワーク処理装置の制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of a workpiece | work processing apparatus.

１０導波管
２０マイクロ波発生装置（マイクロ波発生手段）
３０プラズマ発生部
３１プラズマ発生ノズル
３２中心導電体（内部導電体）
３３ノズル本体（外部導電体）
３４ノズルホルダ
３４４ガス供給孔（ガス供給部）
３６保護管
４０スライディングショート
５０サーキュレータ
６０ダミーロード
７０スタブチューナ
８０搬送ローラ
９０全体制御部
９０１ＣＰＵ
９０２メモリ
９０３タイマ
９１マイクロ波出力制御部
９２ガス流量制御部
９２１処理ガス供給源
９２２ガス供給管
９２３流量制御弁
９３搬送制御部
９３１駆動モータ
９４センサ駆動部
９５操作部
９６，９７，９８センサ入力部
１０１，１０２支持部材
Ｃ搬送手段
Ｌ１〜Ｌ５発光素子
ＰＵプラズマ発生ユニット（プラズマ発生装置）
Ｓワーク処理装置
Ｓ１〜Ｓ５受光素子
ＳＵセンサユニット
Ｗワーク 10 Waveguide 20 Microwave generator (microwave generator)
30 Plasma generator 31 Plasma generator nozzle 32 Central conductor (internal conductor)
33 Nozzle body (external conductor)
34 Nozzle holder 344 Gas supply hole (gas supply part)
36 protection tube 40 sliding short 50 circulator 60 dummy load 70 stub tuner 80 transport roller 90 overall control unit 901 CPU
902 Memory 903 Timer 91 Microwave output control unit 92 Gas flow rate control unit 921 Process gas supply source 922 Gas supply pipe 923 Flow rate control valve 93 Transport control unit 931 Drive motor 94 Sensor drive unit 95 Operation units 96, 97, 98 Sensor input unit 101, 102 Support member C Transport means L1-L5 Light emitting element PU Plasma generation unit (plasma generator)
S Work processing devices S1 to S5 Light receiving element SU Sensor unit W Work

Claims

The plasma generation nozzle receives the microwave generated by the microwave generation means, generates a plasma gas based on the energy of the microwave and irradiates it toward the workpiece to be processed . In a workpiece processing apparatus that applies a predetermined process to the workpiece by relatively moving the workpiece and the plasma generating nozzle on a surface that intersects the plasma irradiation direction,
Detection means for detecting the presence or absence of a workpiece in a stage before plasma irradiation of the workpiece;
A work processing apparatus comprising: control means for controlling operation of the microwave generation means in response to a detection result of the detection means to control turning on and off of plasma .

The plasma generating nozzle has concentric inner conductors and outer conductors, and applies a high-frequency pulsed electric field by microwaves received between the two conductors to generate glow discharge and generate plasma. 2. The workpiece according to claim 1, wherein the workpiece is supplied with a processing gas from a gas supply source to emit a plasma gas from the nozzle of the outlet under normal pressure to the workpiece. Processing equipment.

Microwaves from the microwave generating means are propagated by waveguides, and a plurality of the plasma generating nozzles are arranged and mounted in the waveguide of the plasma generating unit, and the propagated microwaves are arranged inside each plasma generating nozzle. The workpiece processing apparatus according to claim 2, wherein each workpiece is received by a conductor.