JP5737606B2 - プラズマ発生装置、プラズマ処理装置、プラズマ発生方法、およびプラズマ処理方法 - Google Patents
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Description
マイクロ波により励起されるプラズマのプラズマ電位は、高周波により励起されるプラズマのプラズマ電位などと比べて低い。そのため、マイクロ波励起型のプラズマ処理装置は、ダメージの少ないレジスト・アッシング(resist ashing)や、バイアス電圧を印加した異方性エッチングなどに広く用いられている。
しかしながら、空胴共振器からマイクロ波を放射するために設けられたスロットなどの大きさが大きくなれば、空胴共振器内で強い電界強度を生じさせることが困難となる。そのため、空胴共振器から放射されたマイクロ波により形成される電界の電界強度も弱くなるという問題がある。
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係るプラズマ発生装置を例示するための模式図である。
図1に示すように、プラズマ発生装置1には、共振部2、導波部3、マイクロ波発生部4、放射制御部5、制御部6が設けられている。なお、図1中の矢印3aはマイクロ波の導波方向を表している。また、200はマイクロ波の放射領域を表している。
共振部2には、強電界発生部2a、放射部2bが設けられている。
強電界発生部2aは、導入されたマイクロ波を共振させることで強い電界強度を発生させる。強電界発生部2aの構成は特に限定されるわけではなく、例えば、各種の空胴共振器とすることができる。
放射部2bは、例えば、スロットや孔などの開口部とすることができ、強電界発生部2aにおいて共振されたマイクロ波を強電界発生部2aの外部に向けて放射する。
マイクロ波発生部4は、所定の周波数を有するマイクロ波を連続的に発生させ、導波部3に向けて放射する。
発生させるマイクロ波の周波数は、例えば、2.45GHzとすることができる。
放射制御部5には、遮蔽部5a、移動部5bが設けられている。
遮蔽部5aは、放射部2bからマイクロ波が放射されないように遮蔽する。遮蔽部5aは、例えば、アルミニウムやステンレスなどの金属から形成された板状体などとすることができる。
移動部5bは、放射部2bに対する遮蔽部5aの位置を変化させる。そして、放射部2bを覆う位置に遮蔽部5aを移動させることでマイクロ波の放射を停止させ、放射部2bが露出する位置に遮蔽部5aを移動させることでマイクロ波の放射を行わせる。移動部5bは、例えば、圧電素子やMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)を駆動源に有するものなどとすることができる。
この場合、放射制御部5は、共振部2からのマイクロ波の放射を抑制してマイクロ波エネルギーを共振部2に蓄積し、蓄積されたマイクロ波エネルギーを瞬間的に放出することで電界強度を強める。なお、このことに関する詳細は後述する。
なお、連続的なマイクロ波の場合、遮蔽部5aが単純に開閉動作を繰り返すのみでもマイクロ波エネルギーの蓄積と放出とを行うことができる。そのため、この様な場合には、必ずしも移動部5bを制御する必要はなく、移動部5bの制御を行わない場合には制御部6を設けなくてもよい。
図2は、放射制御部5が設けられていない場合を例示するための模式グラフ図である。 なお、図2(a)はマイクロ波発生部4から放射されたマイクロ波のパワーの時間変化を例示する模式グラフ図、図2(b)は放射部2bの開口率の時間変化を例示する模式グラフ図、図2(c)は強電界発生部2aのQ値の時間変化を例示する模式グラフ図、図2(d)は強電界発生部2aにおける電界強度の時間変化を例示する模式グラフ図、図2(e)は放射領域200における電界強度の時間変化を例示する模式グラフ図である。
この様な場合には、図2(c)に示すように強電界発生部2aのQ値は低い状態で一定となる。すなわち、強電界発生部2aのエネルギー蓄積能力が低いまま一定となる。
そのため、図2(a)に示すような連続的なマイクロ波がマイクロ波発生部4から放射されても強電界発生部2aに蓄積されるマイクロ波エネルギーは少ないものとなる。
そして、強電界発生部2aにおける電界強度が低いものとなるため、図2(e)に示すように、放射領域200における電界強度もわずかに高くなる程度となる。
そして、強電界発生部2aにおける電界強度が強いところから弱いところへと変化する時点において、図3(e)中のA部に示すように、放射領域200における電界強度が瞬間的に極めて強いものとなる。
まず、マイクロ波発生部4から連続的なマイクロ波が導波部3を介して強電界発生部2aに導入される。強電界発生部2aにおいては、共振によりマイクロ波の電界強度が強められる。
この際、制御部6により移動部5bを制御することで、放射領域200において極めて強い電界強度を繰り返し発生させる。
すなわち、前述したように、マイクロ波がマイクロ波発生部4から放射され、マイクロ波が強電界発生部2aに導入されている際に、遮蔽部5aにより放射部2bの開口率を変化させ、瞬間的に極めて強い電界強度を放射領域200において発生させる。そして、この極めて強い電界強度の発生を繰り返すことで強い電界強度を実効的に発生させる。
なお、プラズマ処理に関する詳細は後述する。
図4は、第2の実施形態に係るプラズマ発生装置を例示するための模式図である。
図4に示すように、プラズマ発生装置11には、共振部2、導波部3、マイクロ波発生部14、放射制御部5、制御部16が設けられている。なお、図4中の矢印3aはマイクロ波の導波方向を表している。また、200はマイクロ波の放射領域を表している。
発生させるマイクロ波の周波数は、例えば、2.45GHzとすることができる。
この場合、マイクロ波発生部14は、パルス状のマイクロ波を発生させ、導波部3に向けて放射させる。また、放射制御部5は、パルス状のマイクロ波が共振部2に導入されている際に共振部2からのマイクロ波の放射を抑制してマイクロ波エネルギーを共振部2に蓄積し、蓄積されたマイクロ波エネルギーを放出することで電界強度を強める。なお、このことに関する詳細は後述する。
図5は、放射制御部5が設けられていない場合を例示するための模式グラフ図である。 なお、図5(a)はマイクロ波発生部14から放射されたパルス状のマイクロ波のパワーの時間変化を例示する模式グラフ図、図5(b)は放射部2bの開口率の時間変化を例示する模式グラフ図、図5(c)は強電界発生部2aのQ値の時間変化を例示する模式グラフ図、図5(d)は強電界発生部2aにおける電界強度の時間変化を例示する模式グラフ図、図5(e)は放射領域200における電界強度の時間変化を例示する模式グラフ図である。
この様な場合には、図5(c)に示すように強電界発生部2aのQ値は低い状態で一定となる。すなわち、強電界発生部2aのエネルギー蓄積能力が低いまま一定となる。
そのため、図5(a)に示すようなパルス状のマイクロ波がマイクロ波発生部14から放射されても強電界発生部2aに蓄積されるマイクロ波エネルギーは少ないものとなる。
そして、強電界発生部2aにおける電界強度が低いものとなるため、図5(e)に示すように、放射領域200における電界強度も、パルス状のマイクロ波が強電界発生部2aに導入されている間、わずかに高くなる程度となる。
そして、強電界発生部2aにおける電界強度が強いところから弱いところへと変化する時点において、図6(e)中のC部に示すように、放射領域200における電界強度が瞬間的に極めて強いものとなる。
まず、制御部16によりマイクロ波発生部14を制御することで、マイクロ波発生部14からパルス状のマイクロ波が導波部3を介して強電界発生部2aに導入される。強電界発生部2aにおいては、共振によりマイクロ波の電界強度が強められる。
この際、制御部16により移動部5bを制御することで、放射領域200において極めて強い電界強度を繰り返し発生させる。
すなわち、前述したように、マイクロ波がマイクロ波発生部14から放射され、マイクロ波が強電界発生部2aに導入されている際に、遮蔽部5aにより放射部2bの開口率を変化させ、瞬間的に極めて強い電界強度を放射領域200において発生させる。そして、この極めて強い電界強度の発生を繰り返すことで強い電界強度を実効的に発生させる。
なお、プラズマ処理に関する詳細は後述する。
図7は、第3の実施形態に係るプラズマ処理装置100を例示するための模式断面図である。
なお、図7は、一例として、半導体ウェーハやガラス基板などの被処理物Wを大気圧プラズマ処理するプラズマ処理装置を例示するものである。また、図1において例示をしたプラズマ発生装置を設けた場合を例示するものである。
図7に示すように、プラズマ処理装置100には、プラズマ発生装置21と処理部23とが設けられている。
処理部23には、プラズマ発生部7(処理容器)、ガス供給部8、配管10、載置台22が設けられている。
共振部12には、強電界発生部12a、放射部12bが設けられている。
強電界発生部12aは、筒状を呈し、軸方向の端面が塞がれている。なお、強電界発生部12aの形態は特に限定されるわけではなく、空胴共振器とできる形状、寸法を有しているものとすることができる。
放射部12bは、例えば、スロットや孔などの開口部とすることができ、強電界発生部12aにおいて共振されたマイクロ波をプラズマ発生部7に向けて放射する。
外部導体13aは、一端が強電界発生部12aに接続され、他端がマイクロ波発生部4に接続されている。
誘電体部13bは、外部導体13aの内部に設けられ、外部導体13aと内部導体13cとを絶縁する。
本実施の形態においては、プラズマ発生部7が、内部にプラズマを発生させる領域Pを有する処理容器となる。そして、プラズマ発生部7は、ガス供給部8から供給されたガスを流通させる流路を有し、プラズマを発生させる領域Pはこの流路に設けられることになる。
載置台22の一方の主面は、被処理物Wを載置する載置面22aとなっている。また、載置台22には静電チャックなどの図示しない保持部が設けられており、載置された被処理物Wを保持することができるようになっている。なお、載置面22aの周縁に被処理物Wの周端を支持する図示しない支持部を設けて、被処理物Wの周端を支持することで載置面22aに載置された被処理物Wが保持されるようにしてもよい。
また、載置台22およびプラズマ発生装置21の少なくともいずれかの位置を変化させる図示しない移動部を設けるようにすることもできる。
まず、図示しない搬入搬出装置などにより被処理物Wが搬入される。搬入された被処理物Wは載置台22の載置面22aに載置される。載置面22aに載置された被処理物Wは、静電チャックなどの図示しない保持部により保持される。なお、載置面22aの周縁に被処理物Wの周端を支持する図示しない支持部が設けられている場合には、図示しない支持部により被処理物Wの周端が支持されることで、載置面22aに載置された被処理物Wが保持される。
強電界発生部12aにおいて共振したマイクロ波は、放射部12bを介してプラズマ発生部7の内部に導入される。
すなわち、前述したように、マイクロ波がマイクロ波発生部4から放射され、マイクロ波が強電界発生部12aに導入されている際に、遮蔽部5aにより放射部12bの開口率を変化させ、瞬間的に極めて強い電界強度を放射領域200において発生させる。そして、この極めて強い電界強度の発生を繰り返すことでより強い電界強度を実効的に発生させる。このようにすれば、プラズマ発生の容易化や安定化を図ることができる。
なお、放射部12bの近傍には絶縁部9が設けられているので、異常放電を抑制することができる。
また、必要に応じて、図示しない移動部により載置台22とプラズマ発生装置21との相対的な位置を変化させて、処理面Waにおけるプラズマ生成物が供給される領域を変化させるようにすることもできる。
図8は、第4の実施形態に係るプラズマ処理装置110を例示するための模式断面図である。
なお、図8は、一例として、半導体ウェーハやガラス基板などの被処理物Wをいわゆる液中プラズマ処理するプラズマ処理装置を例示するものである。また、図4において例示をしたプラズマ発生装置を設けた場合を例示するものである。
図8に示すように、プラズマ処理装置110には、プラズマ発生装置31と処理部33とが設けられている。
処理部33には、プラズマ処理部37、液体供給部38、載置台22、配管30が設けられている。
共振部32には、強電界発生部32a、放射部32bが設けられている。
外部導体13aは、一端が強電界発生部32aに接続され、他端がマイクロ波発生部14に接続されている。
誘電体部13bは、外部導体13aの内部に設けられ、外部導体13aと内部導体13cとを絶縁する。
流入部37aは、管状を呈し、配管30を介して液体供給部38から供給された液体Lを減圧部37bに流入させる。
減圧部37bは、液体Lの流速を上昇させることで液体Lの圧力を減圧させて、液体L自体が気化した気体や溶存していた気体を含む気泡Bを発生させる。あるいは、この様な気体Bを発生しやすくする。
減圧部37bの内部空間の液体Lの流れ方向と垂直な方向における断面積(流路断面積)は、流入部37aの内部空間の液体Lの流れ方向と垂直な方向における断面積(流路断面積)よりも小さくなっている。そのため、流入部37aから減圧部37bに流入した液体Lの流速を上昇させることができるので、減圧部37bにおける液体Lの圧力を減圧することができる。その結果、減圧部37bにおいて液体L中に気泡Bを発生させることができ、気泡Bを含んだ液体Lに強い電界強度を有するマイクロ波を導入することができる。そして、減圧部37bの内部において、気泡Bと導入されたマイクロ波とによりプラズマを発生させる領域Pが形成されることになる。
流入部37a、減圧部37bは、例えば、円管状を呈し、石英などの誘電体から形成されたものとすることができる。
また、流入部37aの上流側に液体Lに超音波を照射する図示しない超音波発生装置などを設け、超音波発生装置により発生させた気泡を併せて用いるようにしてもよい。
図示しない気体導入装置や超音波発生装置などを設けるようにすれば、プラズマ処理を行う際の気泡量を増加させることができる。
なお、液体Lの圧力を減圧して気泡Bを発生させる場合を例示したが、前述した図示しない気体導入装置、超音波発生装置などにより液体Lに気泡Bを形成するようにしてもよい。この様な場合には、減圧部37bを設ける必要はなく所望の流路断面積を有する流入部と吐出口とを設けるようにすればよい。
すなわち、プラズマ処理部37の内部に供給される液体Lに気泡を形成する気泡形成部が設けられていればよい。
液体Lとしては、例えば、水などの無機溶剤、アルコールなどの有機溶剤、無機溶剤と有機溶剤との混合液などを例示することができる。
また、液体Lには、気体以外の物質を含ませるようにすることもできる。
また、液体Lには気体が溶存していなくてもよく、液体Lのみで構成されていてもよい。その場合、液体Lを減圧により沸騰させる、もしくは加熱により沸騰させることによって液体L自体が気化して気体となり、液体L中にその気体を内包した気泡Bを発生させることができる。
配管30の材料は特に限定されないが、液体Lに対する耐性が高いものとすることが好ましい。配管30の材料は、例えば、フッ素樹脂(例えば、ポリテトラフルオロエチレン)などとすることができる。
なお、配管30は必ずしも設ける必要はなく、プラズマ処理部37、液体供給部38などの配置に応じて適宜設けるようにすることができる。
まず、図示しない搬入搬出装置などにより被処理物Wが搬入される。搬入された被処理物Wは載置台22の載置面22aに載置される。載置面22aに載置された被処理物Wは、静電チャックなどの図示しない保持部により保持される。なお、載置面22aの周縁に被処理物Wの周端を支持する図示しない支持部が設けられている場合には、図示しない支持部により被処理物Wの周端が支持されることで、載置面22aに載置された被処理物Wが保持される。
強電界発生部32aにおいて共振したマイクロ波は、放射部32bを介して減圧部37bの内部に導入される。
すなわち、前述したように、パルス状のマイクロ波がマイクロ波発生部14から放射され、マイクロ波が強電界発生部32aに導入されている際に、遮蔽部5aにより放射部32bの開口率を変化させ、瞬間的に極めて強い電界強度を放射領域200において発生させる。そして、この極めて強い電界強度の発生を繰り返すことで強い電界強度を実効的に発生させる。このようにすればプラズマ発生の容易化や安定化を図ることができる。
なお、放射部32bの近傍には絶縁部39が設けられているので、異常放電を抑制することができる。
例えば、気泡B中に含まれる蒸気や気体、あるいは気泡Bと液体Lとの界面にある液体Lや液体Lに含まれている物質などがプラズマによって励起、活性化されてプラズマ生成物(例えば、中性活性種、イオンや電子などの荷電粒子など)が生成される。
また、減圧部37bの内部に所望の材料から形成された部材を設けるようにすれば、荷電粒子などのプラズマ生成物を部材に衝突させることができるので部材の成分からなるナノ粒子などの微細体を生成することもできる。すなわち、減圧部37bの内部に設けられた物質をスパッタリングすることで、ナノ粒子などの微細体を生成することができる。なお、所望の材料から形成された減圧部37b自体の内壁をスパッタリングすることで、ナノ粒子などの微細体を生成することもできる。
また、液体Lに含まれている物質や液体L自体からナノ粒子などの微細体を生成することもできる。例えば、液体Lに含まれている有機物の炭素からカーボンナノファイバーなどの炭素系の微細体を生成することもできる。
また、生成されたプラズマ生成物により液体Lに含まれている有機物、有害物質、細菌類などの物質を分解することもできる。
処理面Waに供給されたプラズマ処理された液体Lは、処理面Waの全域に行きわたり所望の処理が行われる。
例えば、プラズマ生成物を含む液体Lを用いて処理面Waに付着している有機物などを除去するようにすることができる。
また、例えば、被処理物Wの表面改質を行うこともできる。
また、例えば、微細体を含む液体Lを用いて処理面Waに微細体を付着させるようにすることができる。
使用済みの液体Lは被処理物Wの径外方向に排出される。被処理物Wの径外方向に排出された使用済みの液体Lは、図示しない回収部により回収される。
また、必要に応じて、図示しない移動部により載置台22とプラズマ発生装置31との相対的な位置を変化させて、処理面Waにおけるプラズマ処理された液体Lが供給される領域を変化させるようにすることもできる。
図9は、第5の実施形態に係るプラズマ処理装置120を例示するための模式図である。
なお、図9(a)はプラズマ処理装置の模式断面図、図9(b)は図9(a)におけるD−D矢視断面図である。
また、図9は、一例として、半導体ウェーハやガラス基板などの被処理物Wを減圧環境下においてプラズマ処理するプラズマ処理装置を例示するものである。また、図1において例示をしたプラズマ発生装置を設けた場合を例示するものである。
図9に示すように、プラズマ処理装置120には、プラズマ発生装置41と処理部50とが設けられている。
処理部50には、処理容器51、透過窓52、減圧部53、ガス供給部54、整流板55、載置台22が設けられている。
共振部42には、環状部42a、強電界発生部42bが設けられている。
環状部42aは、中空の環状を呈し、外周面側には導波部43が設けられている。環状部42aの内部空間と導波部43の内部空間とが連通され、導波部43を介して環状部42aにマイクロ波Mが導入されるようになっている。
ここで、一対の板状体同士の間の寸法は、環状部42aの軸方向の内部空間の寸法よりも短くなっており、電界強度を強くすることができる。また、環状部42aの内部空間から強電界発生部42bの内部空間に導入されたマイクロ波Mを共振させることができるので、さらに電界強度を強くすることができる。
放射部42cは、マイクロ波Mの1/2波長のピッチ寸法で設けられたスロットとすることができる。放射部42cは、強電界発生部42bにおいて共振されたマイクロ波Mを強電界発生部42bの外部に向けて放射する。
なお、放射部42cの放射側の近傍は放射領域200となる。
環状部42a、強電界発生部42b、導波部43は、例えば、アルミニウム合金や銅合金などから形成されるものとすることができる。
透過窓52は、処理容器51の天井部分に気密となるようにして設けられている。透過窓52は平板状を呈し、マイクロ波Mに対する透過率が高くエッチングされにくい材料から形成されている。例えば、透過窓52をアルミナや石英などの誘電体から形成されるものとすることができる。
減圧部53には、圧力制御部53a、排気部53bが設けられている。
排気部53bは圧力制御部53aを介して処理容器51の底面に接続されており、処理容器51の内部を減圧することができるようになっている。
圧力制御部53aは、処理容器51の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、処理容器51の内圧が所定の圧力となるように制御する。
排気部53bは、例えば、ターボ分子ポンプ(TMP:Turbo Molecular Pump)などとすることができる。
なお、ガス供給部54には図示しないマスフローコントローラ(MFC:Mass Flow Controller)などが接続されており、これによって供給するガスGの流量を制御することができるようになっている。
整流板55は、多数の孔部55aが設けられた略円形の板状体であり、処理容器51の内壁に固定されている。整流板55は、配管54aが接続された位置よりは下方の位置であって、載置台22の載置面22aを覆うように設けられている。
整流板55は、プラズマにより生成されたプラズマ生成物を含んだガスの流れを整流し、被処理物Wの処理面Wa上におけるプラズマ生成物の量が略均一となるようにするためのものである。
また、処理容器51の内壁面、整流板55の表面は、中性活性種と反応しにくい材料(例えば、フッ素樹脂(例えば、ポリテトラフルオロエチレン)やアルミナ等のセラミック材料など)で覆われている。
整流板55と載置台22の載置面22aとの間の領域が、処理が行われる処理空間となる。
次に、プラズマ処理装置120の作用について例示する。
まず、図示しない搬入搬出装置などにより被処理物Wが処理容器51内に搬入される。搬入された被処理物Wは載置台22の載置面22aに載置される。載置面22aに載置された被処理物Wは、静電チャックなどの図示しない保持部により保持される。なお、載置面22aの周縁に被処理物Wの周端を支持する図示しない支持部が設けられている場合には、図示しない支持部により被処理物Wの周端が支持されることで、載置面22aに載置された被処理物Wが保持される。
ここで、ガスGとしては、例えば、CF4、O2、Heやこれらの混合ガスを例示することができるが、これらに限定されるわけではなく被処理物Wやプロセス条件に合わせて適宜変更することができる。
強電界発生部42bにおいて共振したマイクロ波Mは、放射部42cを介して透過窓52に導入される。
この際、制御部6により移動部5bを制御することで、放射領域200において極めて強い電界強度を繰り返し発生させる。
なお、強電界発生部42bの内部空間には絶縁部49が設けられているので、異常放電を抑制することができる。
本実施の形態によれば、放射領域200において極めて強い電界強度を発生させることができる。そのため、プラズマ発生の安定化や効率化などの向上を図ることができる。
共振部からのマイクロ波の放射を電気的に制御する要素を設ける場合には、遮蔽部5a、移動部5bを設ける必要はない。また、この様な場合には、放射制御部は開口部の開口率を変化させるものではなく、スロットや孔などの開口部(放射部)におけるマイクロ波の透過率を変化させるための電気的な制御を行うものとすることができる。
次に、本実施の形態に係るプラズマ発生方法について例示する。
本実施の形態に係るプラズマ発生方法は、マイクロ波を発生させる工程と、マイクロ波を共振させる工程と、プラズマを発生させる領域Pへ共振させたマイクロ波を放射する工程と、を備えている。そして、共振させたマイクロ波を放射する工程において、マイクロ波の放射を抑制してマイクロ波エネルギーを蓄積し、蓄積されたマイクロ波エネルギーを瞬間的に放出することで電界強度を強めるようにしている。
また、共振させたマイクロ波を放射する工程において、PINダイオードなどの電子デバイスを用いて、マイクロ波エネルギーの蓄積と、蓄積されたマイクロ波エネルギーの放出と、を実行するようにすることができる。
マイクロ波を共振させる工程においてパルス状のマイクロ波を共振させ、共振させたマイクロ波を放射する工程においてパルス状のマイクロ波を共振させている際にマイクロ波エネルギーの蓄積と、蓄積されたマイクロ波エネルギーの放出と、を実行するようにすることができる。
なお、各工程の内容の詳細は、前述したプラズマ発生装置やプラズマ処理装置などにおいて例示をしたものと同様とすることができるので説明は省略する。
次に、本実施の形態に係るプラズマ処理方法について例示する。
本実施の形態に係るプラズマ処理方法は、プラズマを発生させる領域Pにガスを供給する工程と、前述したプラズマ発生方法により、プラズマを発生させる領域Pにマイクロ波を放射してプラズマを発生させる工程と、を備えている。
この場合、例えば、いわゆる大気圧プラズマ処理などの場合には、プラズマを発生させる領域Pは、ガスを流通させる流路に設けられるようにすることができる。
また、例えば、減圧環境下におけるプラズマ処理などの場合には、プラズマを発生させる領域Pは、大気圧よりも減圧された雰囲気中に設けられるようにすることができる。
この場合、液体に気泡を形成する工程において、プラズマを発生させる領域Pに供給される液体の流速を上昇させることで液体の圧力を減圧させて気泡を形成するようにすることができる。
なお、各工程の内容の詳細は、前述したプラズマ発生装置やプラズマ処理装置などにおいて例示をしたものと同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、前述した各プラズマ処理装置、各プラズマ発生装置などに設けられた各要素の形状、寸法、材料、配置、数などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
Claims (12)
- プラズマを発生させる領域にマイクロ波を放射して前記プラズマを発生させるプラズマ発生装置であって、
マイクロ波を発生させるマイクロ波発生部と、
前記マイクロ波を共振させる共振部と、
前記共振部から前記プラズマを発生させる領域への前記マイクロ波の放射を制御する放射制御部と、
を備え、
前記共振部は、前記マイクロ波を放射させる開口部を有し、
前記放射制御部は、
前記開口部の開口率または前記開口部における前記マイクロ波の透過率を制御することで、前記マイクロ波を放射しないようにしてマイクロ波エネルギーを前記共振部に蓄積し、
前記開口部の開口率または前記開口部における前記マイクロ波の透過率を制御することで、前記蓄積されたマイクロ波エネルギーを瞬間的に放出させて電界強度を強めることを特徴とするプラズマ発生装置。 - 前記放射制御部は、前記開口部の開口率を変化させる遮蔽部を有したことを特徴とする請求項1記載のプラズマ発生装置。
- 前記放射制御部は、前記開口部における前記マイクロ波の透過率を電気的に制御する電子デバイスを有したことを特徴とする請求項1記載のプラズマ発生装置。
- 前記マイクロ波発生部と、前記放射制御部と、を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記マイクロ波発生部を制御することでパルス状の前記マイクロ波を発生させ、前記放射制御部を制御することで前記パルス状のマイクロ波が前記共振部に導入されている際に前記共振部から前記マイクロ波を放射しないようにして前記マイクロ波エネルギーを前記共振部に蓄積し、前記蓄積されたマイクロ波エネルギーを瞬間的に放出させて電界強度を強めることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のプラズマ発生装置。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載のプラズマ発生装置と、
内部にプラズマを発生させる領域を有する処理容器と、
前記処理容器の内部にガスを供給するガス供給部と、
被処理物を載置する載置台と、
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記処理容器は、前記供給されたガスを流通させる流路を有し、
前記プラズマを発生させる領域は、前記流路に設けられたことを特徴とする請求項5記載のプラズマ処理装置。 - 前記処理容器の内部を所定の圧力まで減圧する減圧部をさらに備え、
前記処理容器は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持し、
前記載置台は、前記処理容器の内部に設けられたことを特徴とする請求項5記載のプラズマ処理装置。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載のプラズマ発生装置と、
内部にプラズマを発生させる領域を有する処理容器と、
前記処理容器の内部に液体を供給する液体供給部と、
前記処理容器の内部に供給される液体に気泡を形成する、または形成しやすくする気泡形成部と、
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記気泡形成部は、前記処理容器の内部に供給された液体の流速を上昇させることで前記液体の圧力を減圧させて前記気泡を形成すること、を特徴とする請求項8記載のプラズマ処理装置。
- プラズマを発生させる領域にマイクロ波を放射して前記プラズマを発生させるプラズマ発生方法であって、
マイクロ波を発生させる工程と、
前記マイクロ波を共振させる工程と、
前記プラズマを発生させる領域へ前記共振させたマイクロ波を放射する工程と、
を備え、
前記共振させたマイクロ波を放射する工程において、前記マイクロ波を放射しないようにしてマイクロ波エネルギーを蓄積し、前記蓄積されたマイクロ波エネルギーを瞬間的に放出させて電界強度を強めること、を特徴とするプラズマ発生方法。 - プラズマを発生させる領域にガスを供給する工程と、
請求項10記載のプラズマ発生方法により、前記プラズマを発生させる領域にマイクロ波を放射して前記プラズマを発生させる工程と、
を備えたことを特徴とするプラズマ処理方法。 - 液体に気泡を形成する工程と、
プラズマを発生させる領域に前記気泡が形成された液体を供給する工程と、
請求項10記載のプラズマ発生方法により、前記プラズマを発生させる領域にマイクロ波を放射して前記プラズマを発生させる工程と、
を備えたことを特徴とするプラズマ処理方法。
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