JPH07153593A - マイクロ波プラズマ処理装置 - Google Patents
マイクロ波プラズマ処理装置Info
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- JPH07153593A JPH07153593A JP5330050A JP33005093A JPH07153593A JP H07153593 A JPH07153593 A JP H07153593A JP 5330050 A JP5330050 A JP 5330050A JP 33005093 A JP33005093 A JP 33005093A JP H07153593 A JPH07153593 A JP H07153593A
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- antenna
- microwave
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 マイクロ波の放射により処理容器内のガスを
プラズマ化し、そのプラズマによって被処理物の表面処
理を行う装置において、アンテナ元部の周囲の領域から
アンテナ先部の周囲の領域までプラズマの密度の均等化
を向上させることが出来、更にエネルギーの利用効率も
向上させ得るようにする。 【構成】 被処理物の処理用空間を備える処理容器内
に、そこのガスをプラズマ化させる為のマイクロ波を放
射するアンテナが突設されている。ガスをプラズマ化さ
せる領域をアンテナの長手方向に広める為に、アンテナ
の周囲はマイクロ波透過性物質製の包囲筒で包囲されて
いる。アンテナの元部の周囲に配設された遮蔽部材が、
アンテナ元部側の壁の近傍での高密度のプラズマの形成
を防止する。
プラズマ化し、そのプラズマによって被処理物の表面処
理を行う装置において、アンテナ元部の周囲の領域から
アンテナ先部の周囲の領域までプラズマの密度の均等化
を向上させることが出来、更にエネルギーの利用効率も
向上させ得るようにする。 【構成】 被処理物の処理用空間を備える処理容器内
に、そこのガスをプラズマ化させる為のマイクロ波を放
射するアンテナが突設されている。ガスをプラズマ化さ
せる領域をアンテナの長手方向に広める為に、アンテナ
の周囲はマイクロ波透過性物質製の包囲筒で包囲されて
いる。アンテナの元部の周囲に配設された遮蔽部材が、
アンテナ元部側の壁の近傍での高密度のプラズマの形成
を防止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は処理容器内において被処
理物が置かれた処理用空間にマイクロ波を放射してその
処理空間にあるガスをプラズマ化し、そのプラズマによ
って上記被処理物の表面処理を行うマイクロ波プラズマ
処理装置に関する。
理物が置かれた処理用空間にマイクロ波を放射してその
処理空間にあるガスをプラズマ化し、そのプラズマによ
って上記被処理物の表面処理を行うマイクロ波プラズマ
処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に示す如く、内部に被処理物11ｆを
プラズマ処理する為の処理用空間を備える処理容器1f内
には、上記処理用空間のプラズマ化用ガスをプラズマ化
する為にその処理用空間にマイクロ波を放射する為のア
ンテナ14ｆを突設させ、上記処理容器1f内においては、
上記マイクロ波の放射により上記プラズマ化用ガスをプ
ラズマ化させる領域を上記アンテナ14ｆの長手方向に広
める為に、上記アンテナ14ｆの周囲をマイクロ波透過性
物質製の包囲筒15ｆで包囲している。尚7fは真空排気装
置、9fはプラズマ化用ガス供給源、16ｆはマイクロ波発
生装置、17ｆは導波管を示す（例えば特公昭５７−５３
８５８号公報参照）。
プラズマ処理する為の処理用空間を備える処理容器1f内
には、上記処理用空間のプラズマ化用ガスをプラズマ化
する為にその処理用空間にマイクロ波を放射する為のア
ンテナ14ｆを突設させ、上記処理容器1f内においては、
上記マイクロ波の放射により上記プラズマ化用ガスをプ
ラズマ化させる領域を上記アンテナ14ｆの長手方向に広
める為に、上記アンテナ14ｆの周囲をマイクロ波透過性
物質製の包囲筒15ｆで包囲している。尚7fは真空排気装
置、9fはプラズマ化用ガス供給源、16ｆはマイクロ波発
生装置、17ｆは導波管を示す（例えば特公昭５７−５３
８５８号公報参照）。
【０００３】このようなマイクロ波プラズマ処理装置に
おいては、処理容器1f内において被処理物の表面処理を
行う場合、上記包囲筒15ｆの存在により、処理容器1f内
においてはアンテナ14ｆの長手方向に沿った広い領域で
ガスをプラズマ化出来、その広い領域で多量の被処理物
11ｆを同時に表面処理したり、長寸の被処理物を表面処
理したりすることが出来る。
おいては、処理容器1f内において被処理物の表面処理を
行う場合、上記包囲筒15ｆの存在により、処理容器1f内
においてはアンテナ14ｆの長手方向に沿った広い領域で
ガスをプラズマ化出来、その広い領域で多量の被処理物
11ｆを同時に表面処理したり、長寸の被処理物を表面処
理したりすることが出来る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしアンテナ元部14
cfの周囲において処理容器1fの壁1aｆの近傍Pfでは高密
度のプラズマ41ｆが形成される為そこでのマイクロ波エ
ネルギーの消費が大きく、その結果アンテナ先部14dfに
到達するマイクロ波エネルギーが少なくなってアンテナ
先部14dfの周囲の領域R2ｆではプラズマが希薄となる問
題点があった。このことはアンテナ元部14cfの周囲の領
域R1ｆとアンテナ先部14dfの周囲の領域R2ｆとで被処理
物11ｆのプラズマ処理の進行にアンバランスをもたら
し、例えば一定の処理時間の下では被処理物のプラズマ
処理の程度に場所相互の斑を生じ、又被処理物の全体に
所定量以上のプラズマ処理を施す場合には上記プラズマ
が希薄な領域R2ｆに対応した長時間を要する問題点があ
った。更に又、上記のように壁1aｆの近傍Pfで高密度の
プラズマ41ｆが形成される為、その高密度のプラズマか
ら壁1aｆへ逃げてしまうエネルギー量が大きく、その分
供給するマイクロ波エネルギーに対してプラズマ処理に
活用できるエネルギーが減少し、エネルギーの利用効率
が低下する問題点もあった。
cfの周囲において処理容器1fの壁1aｆの近傍Pfでは高密
度のプラズマ41ｆが形成される為そこでのマイクロ波エ
ネルギーの消費が大きく、その結果アンテナ先部14dfに
到達するマイクロ波エネルギーが少なくなってアンテナ
先部14dfの周囲の領域R2ｆではプラズマが希薄となる問
題点があった。このことはアンテナ元部14cfの周囲の領
域R1ｆとアンテナ先部14dfの周囲の領域R2ｆとで被処理
物11ｆのプラズマ処理の進行にアンバランスをもたら
し、例えば一定の処理時間の下では被処理物のプラズマ
処理の程度に場所相互の斑を生じ、又被処理物の全体に
所定量以上のプラズマ処理を施す場合には上記プラズマ
が希薄な領域R2ｆに対応した長時間を要する問題点があ
った。更に又、上記のように壁1aｆの近傍Pfで高密度の
プラズマ41ｆが形成される為、その高密度のプラズマか
ら壁1aｆへ逃げてしまうエネルギー量が大きく、その分
供給するマイクロ波エネルギーに対してプラズマ処理に
活用できるエネルギーが減少し、エネルギーの利用効率
が低下する問題点もあった。
【０００５】本願発明は上記従来技術の問題点（技術的
課題）を解決する為になされたもので、アンテナ元部の
周囲の領域からアンテナ先部の周囲の領域までプラズマ
の密度の均等化を向上させることが出来、更にエネルギ
ーの利用効率も向上させ得るようにしたマイクロ波プラ
ズマ処理装置を提供することを目的としている。
課題）を解決する為になされたもので、アンテナ元部の
周囲の領域からアンテナ先部の周囲の領域までプラズマ
の密度の均等化を向上させることが出来、更にエネルギ
ーの利用効率も向上させ得るようにしたマイクロ波プラ
ズマ処理装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本願発明におけるマイクロ波プラズマ処理装置は、
内部に被処理物をプラズマ処理する為の処理用空間を備
える処理容器内には、上記処理用空間のプラズマ化用ガ
スをプラズマ化する為にその処理用空間にマイクロ波を
放射する為のアンテナを突設させ、上記処理容器内にお
いては、上記マイクロ波の放射により上記プラズマ化用
ガスをプラズマ化させる領域を上記アンテナの長手方向
に広める為に、上記アンテナの周囲をマイクロ波透過性
物質製の包囲筒で包囲しているマイクロ波プラズマ処理
装置において、上記アンテナの元部の周囲と上記包囲筒
との間には、処理容器内におけるアンテナ元部側の壁の
近傍に向けて上記プラズマ化用のマイクロ波が放射され
ることを遮蔽する為の遮蔽部材を周設したものである。
に、本願発明におけるマイクロ波プラズマ処理装置は、
内部に被処理物をプラズマ処理する為の処理用空間を備
える処理容器内には、上記処理用空間のプラズマ化用ガ
スをプラズマ化する為にその処理用空間にマイクロ波を
放射する為のアンテナを突設させ、上記処理容器内にお
いては、上記マイクロ波の放射により上記プラズマ化用
ガスをプラズマ化させる領域を上記アンテナの長手方向
に広める為に、上記アンテナの周囲をマイクロ波透過性
物質製の包囲筒で包囲しているマイクロ波プラズマ処理
装置において、上記アンテナの元部の周囲と上記包囲筒
との間には、処理容器内におけるアンテナ元部側の壁の
近傍に向けて上記プラズマ化用のマイクロ波が放射され
ることを遮蔽する為の遮蔽部材を周設したものである。
【０００７】
【作用】アンテナから放射されるマイクロ波によって処
理用空間のプラズマ化用ガスがプラズマ化される。この
場合、包囲筒がアンテナを包囲しているので、処理容器
内においてはアンテナの長手方向に沿った広い領域でガ
スをプラズマ化出来る。従って広い領域で被処理物のプ
ラズマ処理を行える。又上記の場合、遮蔽部材がアンテ
ナ元部側における処理容器の壁の近傍に向けて上記プラ
ズマ化用のマイクロ波が放射されることを遮蔽する。従
って該元部でのマイクロ波エネルギーの消費が少なくて
アンテナ先部に比較的多くのマイクロ波エネルギーを到
達させることが出来、その周囲の領域でのプラズマ密度
を高めることができる。
理用空間のプラズマ化用ガスがプラズマ化される。この
場合、包囲筒がアンテナを包囲しているので、処理容器
内においてはアンテナの長手方向に沿った広い領域でガ
スをプラズマ化出来る。従って広い領域で被処理物のプ
ラズマ処理を行える。又上記の場合、遮蔽部材がアンテ
ナ元部側における処理容器の壁の近傍に向けて上記プラ
ズマ化用のマイクロ波が放射されることを遮蔽する。従
って該元部でのマイクロ波エネルギーの消費が少なくて
アンテナ先部に比較的多くのマイクロ波エネルギーを到
達させることが出来、その周囲の領域でのプラズマ密度
を高めることができる。
【０００８】
【実施例】以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。図１において、１は内部に被処理物の処理用空間２
を備える処理容器を示す。該処理容器１は、内部を真空
化或いはガス圧を任意の値に保持できるよう密閉構造で
あり、又マイクロ波の漏洩防止、エネルギー注入効率の
向上、外部の影響例えば外部インピーダンスの変化の防
止の為にマイクロ波非透過体製例えばステンレス等の金
属製である。導電膜を備えた非金属製でも良い。該処理
容器１は例えば凹状の本体３と本体内部のメンテナンス
及び被処理物11の出し入れの為に開閉自在な蓋４とから
構成される。５は密閉用のパッキンである。６は排気口
で、真空排気装置７例えば真空ポンプが接続してある。
８はガス導入口で、プラズマ化用のガスの供給手段９例
えばボンベが接続してある。10は被処理物11を処理用空
間２において保持するための保持体である。被処理物11
は種々の金属製機械部品或いはプラスチック等の高分子
材料その他の非金属製の部品その他である。14はアンテ
ナで、上記処理用空間２のプラズマ化用ガスをプラズマ
化する為にその処理用空間２にマイクロ波を放射する為
のものである。15は上記アンテナ14の周囲を包囲する包
囲筒で、アンテナ14からのマイクロ波の放射により上記
プラズマ化用ガスをプラズマ化させる領域を上記アンテ
ナの長手方向に広める為のものである。16はマイクロ波
発生装置で、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生
する。17はマイクロ波発生装置16からのマイクロ波を上
記アンテナ14に伝える為の導波管である。
る。図１において、１は内部に被処理物の処理用空間２
を備える処理容器を示す。該処理容器１は、内部を真空
化或いはガス圧を任意の値に保持できるよう密閉構造で
あり、又マイクロ波の漏洩防止、エネルギー注入効率の
向上、外部の影響例えば外部インピーダンスの変化の防
止の為にマイクロ波非透過体製例えばステンレス等の金
属製である。導電膜を備えた非金属製でも良い。該処理
容器１は例えば凹状の本体３と本体内部のメンテナンス
及び被処理物11の出し入れの為に開閉自在な蓋４とから
構成される。５は密閉用のパッキンである。６は排気口
で、真空排気装置７例えば真空ポンプが接続してある。
８はガス導入口で、プラズマ化用のガスの供給手段９例
えばボンベが接続してある。10は被処理物11を処理用空
間２において保持するための保持体である。被処理物11
は種々の金属製機械部品或いはプラスチック等の高分子
材料その他の非金属製の部品その他である。14はアンテ
ナで、上記処理用空間２のプラズマ化用ガスをプラズマ
化する為にその処理用空間２にマイクロ波を放射する為
のものである。15は上記アンテナ14の周囲を包囲する包
囲筒で、アンテナ14からのマイクロ波の放射により上記
プラズマ化用ガスをプラズマ化させる領域を上記アンテ
ナの長手方向に広める為のものである。16はマイクロ波
発生装置で、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生
する。17はマイクロ波発生装置16からのマイクロ波を上
記アンテナ14に伝える為の導波管である。
【０００９】次に上記処理容器１の壁1aとアンテナ14と
包囲筒15との関係を示す図２について説明する。上記ア
ンテナ14はマイクロ波をロス少なく導く為に良導電材料
製例えば銅製であり、内部に冷却用流体例えば冷却用ガ
スを通ずることが出来るようパイプが用いてある。該ア
ンテナ14は処理容器１の壁1aにアンテナを壁1aとは絶縁
状態で挿入する為に設けた透孔20を通して図示の如く処
理容器１内に突設してある。図１に示される突出長さＬ
は例えば４３０ｍｍ程度（それより長く例えば６００ｍ
ｍ程度であっても良い）である。アンテナ14の外径は例
えば１２ｍｍ程度である。上記包囲筒15は処理容器１の
内部を密閉する為の非通気性と、アンテナ14から放射さ
れるマイクロ波を通過させる為のマイクロ波透過性と、
プラズマ処理中の昇温に耐える為の耐熱性と、所定形状
への加工性とを備えた材料例えば石英ガラスで形成され
る。該包囲筒15の外径は、アンテナ14の元部14ｃの周囲
の領域から先部14ｄの周囲の領域に至る全域においてプ
ラズマ化用ガスをプラズマ化出来るようにする為に、ア
ンテナ14の外周面と包囲筒15の外周面との間の距離が例
えば１０ｍｍ以上となるように、例えば３２ｍｍ程度に
設定される。上記包囲筒15はアンテナ14の長手方向へ向
けてのマイクロ波の伝達が安定に行われるようにする為
にアンテナ14と同軸状態に配置してある。上記包囲筒15
におけるアンテナ元部側の端は上記透孔20を封ずる状態
で上記壁1aに取付けてある。例えば、21は包囲筒15を保
持する為の筒状のジャケットで、包囲筒15は該ジャケッ
ト21に挿通し、端部の鍔15ｂをジャケット21における受
部21ａと対峙させて、包囲筒15が容器１内へ移動するこ
とを防止してある。22はジャケット21が容器１内へ移動
することを防止する為の係合部、22ａはパッキンの保持
部を示す。23は包囲筒15とジャケット21との間の気密を
保持する為の部材であり、Ｏリングを例示する。24は上
記アンテナ14の元部の周囲と包囲筒15との間に配設した
遮蔽部材で、処理容器１内におけるアンテナ元部14ｃ側
の壁1aの近傍Ｐに向けてアンテナ14からガスをプラズマ
化する為のマイクロ波が放射されることを遮蔽する為の
ものであり、上記遮蔽作用を行わせる為に導電材料例え
ば金属材料で筒状に形成してある。電気的には処理容器
１と同電位とする為に例えば符号28で示される部材に接
続し、部材28，31，25を介して処理容器１と接続してい
る。該遮蔽部材24は筒状の網体であってもよい。上記近
傍Ｐとは、そこにプラズマが存在した場合、そのプラズ
マのエネルギーが壁1aに逃げる状態が生ずるようになる
空間を言う。上記遮蔽部材24を配設する範囲は、そのよ
うな近傍へのマイクロ波の放射を防止するように決める
のが良く、例えば符号Ｌ２で示す寸法が２０ｍｍ程度の
範囲を一例として示す。
包囲筒15との関係を示す図２について説明する。上記ア
ンテナ14はマイクロ波をロス少なく導く為に良導電材料
製例えば銅製であり、内部に冷却用流体例えば冷却用ガ
スを通ずることが出来るようパイプが用いてある。該ア
ンテナ14は処理容器１の壁1aにアンテナを壁1aとは絶縁
状態で挿入する為に設けた透孔20を通して図示の如く処
理容器１内に突設してある。図１に示される突出長さＬ
は例えば４３０ｍｍ程度（それより長く例えば６００ｍ
ｍ程度であっても良い）である。アンテナ14の外径は例
えば１２ｍｍ程度である。上記包囲筒15は処理容器１の
内部を密閉する為の非通気性と、アンテナ14から放射さ
れるマイクロ波を通過させる為のマイクロ波透過性と、
プラズマ処理中の昇温に耐える為の耐熱性と、所定形状
への加工性とを備えた材料例えば石英ガラスで形成され
る。該包囲筒15の外径は、アンテナ14の元部14ｃの周囲
の領域から先部14ｄの周囲の領域に至る全域においてプ
ラズマ化用ガスをプラズマ化出来るようにする為に、ア
ンテナ14の外周面と包囲筒15の外周面との間の距離が例
えば１０ｍｍ以上となるように、例えば３２ｍｍ程度に
設定される。上記包囲筒15はアンテナ14の長手方向へ向
けてのマイクロ波の伝達が安定に行われるようにする為
にアンテナ14と同軸状態に配置してある。上記包囲筒15
におけるアンテナ元部側の端は上記透孔20を封ずる状態
で上記壁1aに取付けてある。例えば、21は包囲筒15を保
持する為の筒状のジャケットで、包囲筒15は該ジャケッ
ト21に挿通し、端部の鍔15ｂをジャケット21における受
部21ａと対峙させて、包囲筒15が容器１内へ移動するこ
とを防止してある。22はジャケット21が容器１内へ移動
することを防止する為の係合部、22ａはパッキンの保持
部を示す。23は包囲筒15とジャケット21との間の気密を
保持する為の部材であり、Ｏリングを例示する。24は上
記アンテナ14の元部の周囲と包囲筒15との間に配設した
遮蔽部材で、処理容器１内におけるアンテナ元部14ｃ側
の壁1aの近傍Ｐに向けてアンテナ14からガスをプラズマ
化する為のマイクロ波が放射されることを遮蔽する為の
ものであり、上記遮蔽作用を行わせる為に導電材料例え
ば金属材料で筒状に形成してある。電気的には処理容器
１と同電位とする為に例えば符号28で示される部材に接
続し、部材28，31，25を介して処理容器１と接続してい
る。該遮蔽部材24は筒状の網体であってもよい。上記近
傍Ｐとは、そこにプラズマが存在した場合、そのプラズ
マのエネルギーが壁1aに逃げる状態が生ずるようになる
空間を言う。上記遮蔽部材24を配設する範囲は、そのよ
うな近傍へのマイクロ波の放射を防止するように決める
のが良く、例えば符号Ｌ２で示す寸法が２０ｍｍ程度の
範囲を一例として示す。
【００１０】25は処理容器１に対し導波管17を接続する
為の第１の接続部材を示し、筒状で、一端は壁1aに気密
及び機械的に強固な取付手段26例えば溶接によって取付
けてあり、他端には第２の接続部材28との気密連結用の
フランジ27を備える。該接続部材25はジャケット21の保
持部材でもあって、ジャケット21の保持を行うと共に、
ジャケット21が容器１の内部側に移動することを防止す
るための上記係合部22の受部25ａを備える。上記第２の
接続部材28の一端は導波管17に固着した連結部材29例え
ばねじ込みユニットと着脱自在なようにねじ接続してあ
り、他端には上記フランジ27に対応するフランジ30を備
える。31は両フランジ27，30とを結合する為の結合部材
でクランプリングを例示する。32は両フランジ27，30と
ジャケット21との間の気密保持部材例えばＯリングであ
る。次に33はマイクロ波の収斂用部材で、先端33ａが壁
1aの側を向くように導波管17の壁に止めプレート34及び
取付用ねじ35で取付けてある。該部材33はアンテナ14の
保持部材としても機能しており、アンテナ14を上記包囲
筒15と同軸位置に固定的に保持している。
為の第１の接続部材を示し、筒状で、一端は壁1aに気密
及び機械的に強固な取付手段26例えば溶接によって取付
けてあり、他端には第２の接続部材28との気密連結用の
フランジ27を備える。該接続部材25はジャケット21の保
持部材でもあって、ジャケット21の保持を行うと共に、
ジャケット21が容器１の内部側に移動することを防止す
るための上記係合部22の受部25ａを備える。上記第２の
接続部材28の一端は導波管17に固着した連結部材29例え
ばねじ込みユニットと着脱自在なようにねじ接続してあ
り、他端には上記フランジ27に対応するフランジ30を備
える。31は両フランジ27，30とを結合する為の結合部材
でクランプリングを例示する。32は両フランジ27，30と
ジャケット21との間の気密保持部材例えばＯリングであ
る。次に33はマイクロ波の収斂用部材で、先端33ａが壁
1aの側を向くように導波管17の壁に止めプレート34及び
取付用ねじ35で取付けてある。該部材33はアンテナ14の
保持部材としても機能しており、アンテナ14を上記包囲
筒15と同軸位置に固定的に保持している。
【００１１】上記構成のプラズマ処理装置によるプラズ
マ処理を説明する。被処理物11を保持体10にセットし、
処理容器１内部を例えば１×１０-2Ｔｏｒｒ程度まで真
空排気する。次にプラズマ化用ガスを導入口８から処理
用空間２を通って排気口６に所定の流量で流通させる。
プラズマ化用ガス及びその流量は、プラズマ処理の種類
に応じて知られている種類のガス及び流量値を用いるこ
とができる。ガスとしては例えば窒素、水素、アルゴン
等があり、流量は処理容器１の大きさに応じて設定す
る。上記状態において、マイクロ波発生装置16により発
生されるマイクロ波は、矢印39の如く導波管17を通って
アンテナ14に至る。アンテナ14はそのマイクロ波を受け
取り、そして処理容器１内に位置している放射部14ｂ、
即ち遮蔽部材24で覆われず処理用空間２に対して露出し
ている部分から、矢印40の如く処理用空間２に向けて上
記マイクロ波を放射する。上記処理用空間２に放射され
たマイクロ波により処理用空間２のプラズマ化用ガスが
プラズマ化される。そのプラズマ41により被処理物11の
表面がプラズマ処理される。上記プラズマ処理を行って
いるときの処理容器１内のガス圧力はプラズマ処理の種
類に応じて設定し、例えばガスとして水素と窒素を用い
て行う金属製品のプラズマ窒化処理の場合には１Ｔｏｒ
ｒ前後、ガスとしてアルゴンなどの不活性ガスを用いて
行う高分子材料の表面処理の場合には１×１０-1Ｔｏｒ
ｒにする。所定時間のプラズマ処理が終了すると、マイ
クロ波発生装置16を停止し、処理容器１内を大気圧に復
圧し、処理を終えた被処理物11を取り出す。
マ処理を説明する。被処理物11を保持体10にセットし、
処理容器１内部を例えば１×１０-2Ｔｏｒｒ程度まで真
空排気する。次にプラズマ化用ガスを導入口８から処理
用空間２を通って排気口６に所定の流量で流通させる。
プラズマ化用ガス及びその流量は、プラズマ処理の種類
に応じて知られている種類のガス及び流量値を用いるこ
とができる。ガスとしては例えば窒素、水素、アルゴン
等があり、流量は処理容器１の大きさに応じて設定す
る。上記状態において、マイクロ波発生装置16により発
生されるマイクロ波は、矢印39の如く導波管17を通って
アンテナ14に至る。アンテナ14はそのマイクロ波を受け
取り、そして処理容器１内に位置している放射部14ｂ、
即ち遮蔽部材24で覆われず処理用空間２に対して露出し
ている部分から、矢印40の如く処理用空間２に向けて上
記マイクロ波を放射する。上記処理用空間２に放射され
たマイクロ波により処理用空間２のプラズマ化用ガスが
プラズマ化される。そのプラズマ41により被処理物11の
表面がプラズマ処理される。上記プラズマ処理を行って
いるときの処理容器１内のガス圧力はプラズマ処理の種
類に応じて設定し、例えばガスとして水素と窒素を用い
て行う金属製品のプラズマ窒化処理の場合には１Ｔｏｒ
ｒ前後、ガスとしてアルゴンなどの不活性ガスを用いて
行う高分子材料の表面処理の場合には１×１０-1Ｔｏｒ
ｒにする。所定時間のプラズマ処理が終了すると、マイ
クロ波発生装置16を停止し、処理容器１内を大気圧に復
圧し、処理を終えた被処理物11を取り出す。
【００１２】上記プラズマ化用ガスのプラズマ化の場
合、アンテナ14は包囲筒15で覆われているから、処理容
器１内部の処理用空間２においては、アンテナ14の元部
14ｃの周囲の領域Ｒ１からアンテナ14の先部14ｄの周囲
の領域Ｒ２にわたる広い領域に対してどこにもマイクロ
波が放射され、その広い領域においてガスのプラズマ化
が行われる。従ってその広い領域の何処においても被処
理物11のプラズマ処理が出来る。しかし壁1aの近傍Ｐに
対しては、遮蔽部材24の存在によって、ガスをプラズマ
化する為のマイクロ波が放射されぬから、そこでは高密
度のプラズマが形成されない。従って従来技術のように
高密度のプラズマからエネルギーが壁1aに逃げてしまう
ようなことが防止される。又上記のように遮蔽部材24の
存在によってアンテナ元部14ｃからのマイクロ波の放射
が抑制されるから、その分アンテナの先部14ｄの側に向
かうマイクロ波エネルギーが多くなり、先部14ｃからの
マイクロ波放射が増強される。このことは上記領域Ｒ１
と領域Ｒ２とでのプラズマ密度の均等化をより向上させ
る。
合、アンテナ14は包囲筒15で覆われているから、処理容
器１内部の処理用空間２においては、アンテナ14の元部
14ｃの周囲の領域Ｒ１からアンテナ14の先部14ｄの周囲
の領域Ｒ２にわたる広い領域に対してどこにもマイクロ
波が放射され、その広い領域においてガスのプラズマ化
が行われる。従ってその広い領域の何処においても被処
理物11のプラズマ処理が出来る。しかし壁1aの近傍Ｐに
対しては、遮蔽部材24の存在によって、ガスをプラズマ
化する為のマイクロ波が放射されぬから、そこでは高密
度のプラズマが形成されない。従って従来技術のように
高密度のプラズマからエネルギーが壁1aに逃げてしまう
ようなことが防止される。又上記のように遮蔽部材24の
存在によってアンテナ元部14ｃからのマイクロ波の放射
が抑制されるから、その分アンテナの先部14ｄの側に向
かうマイクロ波エネルギーが多くなり、先部14ｃからの
マイクロ波放射が増強される。このことは上記領域Ｒ１
と領域Ｒ２とでのプラズマ密度の均等化をより向上させ
る。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本願発明にあっては、処理
容器１内において被処理物11の表面をプラズマ処理する
場合、アンテナ14を包囲筒15が包囲しているから、処理
容器１内においてはアンテナ14の長手方向に沿った広い
領域でガスをプラズマ化出来、その広い領域で多量の被
処理物11を同時に表面処理したり、長寸の被処理物を表
面処理したりすることが出来る特長がある。
容器１内において被処理物11の表面をプラズマ処理する
場合、アンテナ14を包囲筒15が包囲しているから、処理
容器１内においてはアンテナ14の長手方向に沿った広い
領域でガスをプラズマ化出来、その広い領域で多量の被
処理物11を同時に表面処理したり、長寸の被処理物を表
面処理したりすることが出来る特長がある。
【００１４】しかも上記の場合、アンテナ14の元部14ｃ
の周囲に配設した遮蔽部材24が、処理容器１内の空間に
おいてアンテナ元部14ｃ側の壁1aの近傍Ｐに向けて上記
プラズマ化用のマイクロ波が放射されることを遮蔽する
から、該アンテナ元部14ｃでのマイクロ波エネルギーの
消費が少なく、従ってアンテナ先部14ｄの側に向けての
マイクロ波エネルギーの供給量を増すことが出来る特長
がある。このことは、アンテナ先部14ｄから放射される
マイクロ波を多くできることであり、その結果、アンテ
ナ先部14ｄの周囲の領域R2でのプラズマ密度を高めるこ
とが出来て、アンテナ元部14ｃの周囲の領域R1と先部14
ｄの周囲の領域R2のプラズマ密度の均等化を向上させる
ことが出来、それらの場所での被処理物のプラズマ処理
の進行の均等化を向上させ得る効果がある。
の周囲に配設した遮蔽部材24が、処理容器１内の空間に
おいてアンテナ元部14ｃ側の壁1aの近傍Ｐに向けて上記
プラズマ化用のマイクロ波が放射されることを遮蔽する
から、該アンテナ元部14ｃでのマイクロ波エネルギーの
消費が少なく、従ってアンテナ先部14ｄの側に向けての
マイクロ波エネルギーの供給量を増すことが出来る特長
がある。このことは、アンテナ先部14ｄから放射される
マイクロ波を多くできることであり、その結果、アンテ
ナ先部14ｄの周囲の領域R2でのプラズマ密度を高めるこ
とが出来て、アンテナ元部14ｃの周囲の領域R1と先部14
ｄの周囲の領域R2のプラズマ密度の均等化を向上させる
ことが出来、それらの場所での被処理物のプラズマ処理
の進行の均等化を向上させ得る効果がある。
【００１５】更に上記の場合、上記のようにアンテナ元
部側における処理容器１の壁1aの近傍Ｐに向けてマイク
ロ波が放射されることを遮蔽するから、壁1aの近傍Ｐで
プラズマが過剰に生成されてそこのプラズマが高密度と
なることを阻止することが出来、その結果、前記従来技
術の如く壁近くの高密度のプラズマから壁にエネルギー
が逃げてしまうようなことを防止でき、多くのエネルギ
ーを被処理物のプラズマ処理に有効利用できる有用性が
ある。
部側における処理容器１の壁1aの近傍Ｐに向けてマイク
ロ波が放射されることを遮蔽するから、壁1aの近傍Ｐで
プラズマが過剰に生成されてそこのプラズマが高密度と
なることを阻止することが出来、その結果、前記従来技
術の如く壁近くの高密度のプラズマから壁にエネルギー
が逃げてしまうようなことを防止でき、多くのエネルギ
ーを被処理物のプラズマ処理に有効利用できる有用性が
ある。
【図１】マイクロ波プラズマ処理装置の断面略示図。
【図２】処理容器の壁とアンテナと包囲筒との関係を示
す断面図。
す断面図。
【図３】従来のマイクロ波プラズマ処理装置の断面略示
図。
図。
１ 処理容器 ２ 処理用空間 11 被処理物 14 アンテナ 15 包囲筒 24 遮蔽部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/285 Ｃ 8826−4Ｍ 21/31
Claims (1)
- 【請求項１】 内部に被処理物をプラズマ処理する為の
処理用空間を備える処理容器内には、上記処理用空間の
プラズマ化用ガスをプラズマ化する為にその処理用空間
にマイクロ波を放射する為のアンテナを突設させ、上記
処理容器内においては、上記マイクロ波の放射により上
記プラズマ化用ガスをプラズマ化させる領域を上記アン
テナの長手方向に広める為に、上記アンテナの周囲をマ
イクロ波透過性物質製の包囲筒で包囲しているマイクロ
波プラズマ処理装置において、上記アンテナの元部の周
囲と上記包囲筒との間には、処理容器内におけるアンテ
ナ元部側の壁の近傍に向けて上記プラズマ化用のマイク
ロ波が放射されることを遮蔽する為の遮蔽部材を周設し
たことを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5330050A JPH07153593A (ja) | 1993-12-01 | 1993-12-01 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5330050A JPH07153593A (ja) | 1993-12-01 | 1993-12-01 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07153593A true JPH07153593A (ja) | 1995-06-16 |
Family
ID=18228222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5330050A Pending JPH07153593A (ja) | 1993-12-01 | 1993-12-01 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07153593A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7164095B2 (en) | 2004-07-07 | 2007-01-16 | Noritsu Koki Co., Ltd. | Microwave plasma nozzle with enhanced plume stability and heating efficiency |
| US7189939B2 (en) | 2004-09-01 | 2007-03-13 | Noritsu Koki Co., Ltd. | Portable microwave plasma discharge unit |
| US7271363B2 (en) | 2004-09-01 | 2007-09-18 | Noritsu Koki Co., Ltd. | Portable microwave plasma systems including a supply line for gas and microwaves |
| US7806077B2 (en) | 2004-07-30 | 2010-10-05 | Amarante Technologies, Inc. | Plasma nozzle array for providing uniform scalable microwave plasma generation |
| CN112967920A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-15 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | 一种微波等离子体刻蚀装置及方法 |
-
1993
- 1993-12-01 JP JP5330050A patent/JPH07153593A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7164095B2 (en) | 2004-07-07 | 2007-01-16 | Noritsu Koki Co., Ltd. | Microwave plasma nozzle with enhanced plume stability and heating efficiency |
| US7806077B2 (en) | 2004-07-30 | 2010-10-05 | Amarante Technologies, Inc. | Plasma nozzle array for providing uniform scalable microwave plasma generation |
| US7189939B2 (en) | 2004-09-01 | 2007-03-13 | Noritsu Koki Co., Ltd. | Portable microwave plasma discharge unit |
| US7271363B2 (en) | 2004-09-01 | 2007-09-18 | Noritsu Koki Co., Ltd. | Portable microwave plasma systems including a supply line for gas and microwaves |
| CN112967920A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-15 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | 一种微波等离子体刻蚀装置及方法 |
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