(57)【要約】      （修正有）【課題】ワーク全域に改質効果が現れているか否かを精度よく判定するワ−ク処理装置の提供。【解決手段】ディスペンサに設けられたノズル１０１ａ〜１０１ｈは、プラズマ処理されたワークＷに水滴を滴下する。接触角計１０２ａ〜１０２ｈは、ノズル１０１ａ〜１０１ｈにより滴下された水滴の接触角を検出する。判定部９４２は、接触角計１０２ａ〜１０２ｈにより検出された接触角が規定値以上である場合、ワークＷの濡れ性が向上されておらず、プラズマ処理によりワークＷから汚れや埃が十分に除去されていないと判定する。【選択図】図１０
2008071684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送されるワークの搬送方向と直交する幅方向に複数配列されたプラズマ発生ノズルを含み、ワークにプラズマを照射するプラズマ照射手段と、
前記幅方向に複数配列された試薬供給ノズルを含み、前記プラズマ照射手段によりプラズマ処理が実行された後のワークに濡れ試薬を滴下する試薬供給手段と、
各試薬供給ノズルから滴下された濡れ試薬のワーク上における濡れ性を評価する評価手段と、
前記評価手段により評価された濡れ性から、前記プラズマ処理によるワークの改質効果を判定する判定手段とを備えることを特徴とするワーク処理装置。
【請求項２】
前記評価手段は、各試薬供給ノズルから滴下された濡れ試薬の接触角を測定する接触角計であり、
前記判定手段は、前記接触角が規定値を超えるか否かによりワークの濡れ性を評価することを特徴とする請求項１に記載のワーク処理装置。
【請求項３】
前記試薬供給手段は、幅方向に一定間隔で配列され、少なくとも前記プラズマ発生ノズルの個数分の試薬供給ノズルを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク処理装置。
【請求項４】
前記試薬供給ノズルは、隣接するプラズマ発生ノズルの間に配列されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク処理装置。
【請求項５】
前記濡れ試薬は、純水であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のワーク処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマをワークに放出してワークに付着する汚れを除去するワーク処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プラズマディスプレイパネルや液晶パネルに用いられるガラス基板等の透明なワークに対してプラズマを照射してワークに付着した汚れや埃を除去することが行われている。
【０００３】
また、本願発明に関連する技術として特許文献１には、プラスチック基材の孔の中に、フタロシアニン系反応性染料や、フルオラン系染料等のプラズマ処理により色調が変化する物質を付着させ、プラズマ照射後におけるこれらの物質の色調の変化からプラスチック基材の改質効果を確認する手法が開示されている。
【特許文献１】特開昭６３−１６０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の手法では、人間が色調の変化を目視により確認しているため、人間の主観によって色調の変化の認識にバラツキが生じ、精度よくプラスチック基材の改質効果を確認することができないという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、プラズマ処理によるワークの改質効果を精度よく判定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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるワーク処理装置は、ワークを搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送されるワークの搬送方向と直交する幅方向に複数配列されたプラズマ発生ノズルを含み、ワークにプラズマを照射するプラズマ照射手段と、前記幅方向に複数配列された試薬供給ノズルを含み、前記プラズマ照射手段によりプラズマ処理が実行された後のワークに濡れ試薬を滴下する試薬供給手段と、各試薬供給ノズルから滴下された濡れ試薬の接触角を検出する接触角検出手段と、前記接触角検出手段により検出された接触角から、前記プラズマ処理によるワークの改質効果を判定する判定手段とを備えることを特徴とする（請求項１）。
【０００７】
この構成によれば、幅方向に複数配列されたプラズマ発生ノズルによってプラズマ処理が実行されたワークに、幅方向に複数配列された試薬供給ノズルから濡れ試薬が滴下され、各試薬供給ノズルから滴下された濡れ試薬のワーク上における濡れ性が評価され、評価された濡れ性からプラズマ処理によるワークの改質効果が判定される。
【０００８】
ここで、プラズマ処理によってワークから汚れや埃が十分に除去されると、ワークの濡れ性が向上することが知られている。これにより、人間の主観によらずプラズマ処理による改質効果を客観的に判断することができ、ワークの改質効果を精度良く検出することができる。また、プラズマ発生ノズル及び試薬供給ノズルは共にワークの幅方向に複数配列され、ワークは幅方向と直交する方向に搬送されているため、ワーク全域に亘って濡れ試薬を滴下し、ワーク全域に改質効果が現れているか否かを判定することができる。
【０００９】
また、前記評価手段は、各試薬供給ノズルから滴下された濡れ試薬の接触角を測定する接触角計であり、前記判定手段は、前記接触角が規定値を超えるか否かによりワークの濡れ性を評価することが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、接触角計により濡れ試薬の接触角が測定され、接触角が規定値を超えるか否かによりワークの濡れ性が評価されているため、ワークの濡れ性の評価を精度良く行うことができる。
【００１１】
また、前記試薬供給手段は、幅方向に一定間隔で配列され、少なくとも前記プラズマ照射ノズルの個数分の試薬供給ノズルを備えることが好ましい（請求項３）。
【００１２】
この構成によれば、試薬供給ノズルは、幅方向に一定間隔で配列され、少なくともプラズマ発生ノズルの個数分存在するため、各プラズマ発生ノズルのワークへの改質効果を検出することが可能となり、欠陥が生じているプラズマ発生ノズルを特定することが可能となる。
【００１３】
また、前記試薬供給ノズルは、隣接するプラズマ発生ノズルの間に配列されていることが好ましい（請求項４）。
【００１４】
この構成によれば、プラズマ処理による改質効果が表れ難い、隣接するプラズマ発生ノズルの間のワークの位置に濡れ試薬が供給されるため、ワーク全域に改質効果が現れているか否かをより正確に判定することができる。また、薬液供給ノズルは隣接するワークの間に配列されるため、薬液供給ノズルの個数をプラズマ発生ノズルの個数よりも１つ少なくすることができ、装置の小規模化及び低コスト化を図ることができる。
【００１５】
また、前記濡れ試薬は、純水であることが好ましい（請求項５）。
【００１６】
この構成によれば、濡れ難い性質を有する純水が用いられているため、プラズマ処理によるワークの改質効果をよりシビアに判定することができると共に、純水はワークに悪影響を及ぼすこともないため、ワークのどの位置に滴下してもワークに悪影響を及ぼさず、濡れ試薬のワークへの滴下位置の自由度を増大させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、人間の主観によらずプラズマ処理による改質効果を客観的に判断することができ、ワークの改質効果を精度良く検出することができる。また、プラズマ発生ノズル及び試薬供給ノズルは共にワークの幅方向に複数配列され、ワークは幅方向と直交する方向に搬送されているため、ワーク全域に亘ってプラズマを照射し、ワーク全域に改質効果が現れているか否かを判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態によるワーク処理装置Ｓについて図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明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、処理対象となるワークＷに前記プラズマを照射するプラズマ発生ユニットＰＵ（プラズマ発生手段）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とを備えている。本実施の形態では、ワークＷとして、プラズマディスプレイや液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイに採用されるガラス基板が採用されている。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。
【００１９】
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、及びインピーダンス整合を行うスタブチューナ７０を備えて構成されている。
【００２０】
搬送手段Ｃは、図略の駆動モータにより回転駆動される搬送ローラ８０を含む。ワークＷの搬送経路上、プラズマ発生ユニットＰＵの近傍の下流側であって、搬送ローラ８０の上方には、ワークＷに水滴を滴下するディスペンサ１０３が配設されている。ディスペンサ１０３は、ワークＷの搬送経路と直交する幅方向を長手方向とし、長手方向には、ワークＷに水滴を滴下する８個のノズル１０１ａ〜１０１ｈが一定の間隔を設けて配設されている。ノズル１０１ａ〜１０１ｈの間隔はプラズマ発生ノズル３１ａ〜３１ｈの間隔と同一であり、プラズマ発生ノズル３１ａ〜３１ｈの前後方向（搬送方向）の延長線上に配設されている。なお、ノズル１０１ａ〜１０１ｈを総称して呼ぶときはノズルに対し、１０１の符号を付す。また、プラズマ発生ノズル３１ａ〜３１ｈを総称して呼ぶときはプラズマ発生ノズルに対し、３１の符号を付す。
【００２１】
ディスペンサ１０３の下流側であって、搬送ローラ８０の上側には、ノズル１０１ａ〜１０１ｈにより供給された水滴の接触角を検出するための８個の接触角計１０２ａ〜１０２ｈが、左右方向（幅方向）に一定の間隔を設けて配設されている。接触角計１０２ａ〜１０２ｈは、ノズル１０１ａ〜１０１ｈの間隔と同一間隔であり、ノズル１０１ａ〜１０１ｈの前後方向の延長線上に配設されている。なお、接触角計を総称して呼ぶときは、接触角計に対し１０２の符号を付す。
【００２２】
図１２は、ノズル１０１ａ〜１０１ｈによりワークＷに滴下された水滴を示した図である。図１２のθに示す水滴ＤＲとワークＷとのなす角度は、接触角を示している。例えば、ワークＷとしてガラス基板を採用した場合、プラズマ処理前の接触角は３０度前後であるのに対し、プラズマ処理後の接触角は５度未満になることが知られている。
【００２３】
そこで、本ワーク処理装置Ｓでは、水滴ＤＲの接触角θを接触角計１０２で測定し、接触角θが規定値以上の場合、ワークＷが十分に改質されていないと判定し、接触角θが規定値未満の場合、ワークＷが十分に改質されたと判定する。なお、ワークＷや処理ガスの種類、処理のレベルに応じてプラズマ処理前後における接触角の大きさは異なるため、規定値としてはワークＷの種類に応じてワークＷの改質効果が十分に判定することが可能な値を適宜採用することが好ましい。
【００２４】
導波管１０は、例えば非磁性金属（アルミニウム等）からなり、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が組み付けられる第２導波管ピース１２及びプラズマ発生部３０が設けられている第３導波管ピース１３が連結されてなる。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。
【００２５】
また、第１導波管ピース１１、第２導波管ピース１２及び第３導波管ピース１３は、それぞれ金属平板からなる上面板、下面板及び２枚の側面板を用いて角筒状に組み立てられ、その両端にフランジ板が取り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、押し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若しくは非分割型の導波管を用いるようにしても良い。また、断面矩形の導波管に限らず、例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。
【００２６】
マイクロ波発生装置２０は、例えば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と、このマイクロ波発生源にて発生されたマイクロ波の強度を所定の出力強度に調整するアンプと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。本実施の形態に係るプラズマ発生ユニットＰＵでは、例えば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。
【００２７】
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から放出された例えば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。
【００２８】
プラズマ発生部３０は、第３導波管ピース１３の下面板１３Ｂ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、平板状のワークＷの搬送方向と直交する幅方向のサイズｔと略合致する幅員とされている。これにより、ワークＷ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。
【００２９】
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λＧに応じて定めることが望ましい。例えば、波長λＧ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る場合、矩形の導波管１０の断面サイズが２．８４インチ×１．３８インチのとき、λＧ＝２３０ｍｍであるので、１１５ｍｍ（λＧ／２）ピッチ、或いは５７．５ｍｍ（λＧ／４）ピッチでプラズマ発生ノズル３１を配列すれば良い。
【００３０】
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線側断面図である。プラズマ発生ノズル３１は、中心導電体３２、ノズル本体３３、ノズルホルダ３４、シール部材３５及び保護管３６を含んで構成されている。
【００３１】
中心導電体３２は、良導電性の金属から構成された棒状部材からなり、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。
【００３２】
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からなる絶縁性部材からなり、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なる。
【００３３】
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。
【００３４】
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、例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。
【００３５】
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。
【００３６】
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み付けられているものである。
【００３７】
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なり、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良い。
【００３８】
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及び第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。従って、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及びノズル本体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。
【００３９】
かかる状態で、ガス供給孔３４４から例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。
【００４０】
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、例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。本実施の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。
【００４１】
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。従って、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り付けられる。
【００４２】
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に組み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とが備えられている。
【００４３】
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良い。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及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。
【００４４】
サーキュレータ５０は、例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。
【００４５】
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。一方、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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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、例えばマイクロ波電力パワーをモニターしつつ、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。
【００４９】
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。
【００５０】
次に、本実施の形態によるワーク処理装置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９０を示すブロック図である。制御系９０は、ＣＰＵや専用のハードウエア回路等から構成され、マイクロ波出力制御部９１、ガス流量制御部９２、モータ制御部９３、全体制御部９４、操作部９５、表示部９６、タンク９７、及びワーク検出センサ９９を含む。
【００５１】
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、出力強度制御を行い、所定のパルス信号を生成してマイクロ波発生装置２０の動作制御を行う。具体的には、マイクロ波出力制御部９１は、全体制御部９４からマイクロ波停止信号を受信したとき、マイクロ波発生装置２０にマイクロ波の出力を停止させ、全体制御部９４からマイクロ波出力信号を受信したとき、マイクロ波発生装置２０にマイクロ波の出力を開始させる。
【００５２】
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。具体的には、ガス流量制御部９２は、ガスボンベ等の処理ガス供給源９２１とプラズマ発生ノズル３１との間を接続するガス供給管９２２に設けられた流量制御弁９２３の開閉制御乃至は開度調整を行う。また、ガス流量制御部９２は、全体制御部９４から閉信号を受信した場合、流量制御弁９２３を閉じ、開信号を受信した場合、流量制御弁を開け、開信号のレベルに応じて、流量制御弁９２３の開度を調整する。なお、図１０においては、１つのガス流量制御部９２と流量制御弁９２３としか示していないが、実際には、８本のプラズマ発生ノズル３１の各々に対応する８つのガス流量制御部９２と流量制御弁９２３とが存在する。そして、８つのガス流量制御部９２は、全体制御部９４によって個別に制御される。また、ガス流量制御部９２と流量制御弁９２３の個数は、８つに限定されず、プラズマ発生ノズル３１の個数に応じて適宜変更される。
【００５３】
モータ制御部９３は、搬送ローラ８０を回転駆動させる駆動モータ９３１の動作制御を行い、ワークＷの搬送開始停止、及び搬送速度の制御等を行う。
【００５４】
全体制御部９４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成され、当該ワーク処理装置Ｓの全体的な動作制御を司り、操作部９５から与えられる操作信号に応じて、マイクロ波出力制御部９１、ガス流量制御部９２、及びモータ制御部９３を、所定のシーケンスに基づいて動作制御する。すなわち、全体制御部９４は、予め与えられた制御プログラムに基づいて、ワークＷの搬送を開始させてワークＷをプラズマ発生部３０へ導き、所定流量の処理ガスを各プラズマ発生ノズル３１へ供給させつつマイクロ波電力を与えてプラズマ（プルームＰ）を発生させ、ワークＷを搬送しながらその表面にプルームＰを放射させる。これにより、複数のワークＷを連続的に処理することができる。
【００５５】
また、全体制御部９４は、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することで、ＣＰＵを、ディスペンサ制御部９４１、判定部９４２、及び表示制御部９４３として機能させる。
【００５６】
ディスペンサ制御部９４１は、ワーク検出センサ９９によりワークＷの先端が検出されたとき、ノズル１０１ａ〜１０１ｈを駆動し、ワーク検出センサ９９にワークＷの後端が検出されるまで、一定の時間間隔でワークＷに水滴ＤＲを滴下する。これにより、ワークＷには幅方向に８個、搬送方向に複数個の水滴ＤＲが供給され、水滴ＤＲが格子状に配列される。具体的には、ディスペンサ制御部９４１は、ノズル１０１ａ〜１０１ｈが備える弁（図略）を一定時間開くことで、ワークＷに水適ＤＲを滴下する。
【００５７】
判定部９４２は、接触角計１０２ａ〜１０２ｈによって測定された水滴ＤＲの接触角θを、規定値と比較し、規定値以上の接触角θが測定された場合、ワークＷの濡れ性が低く、プラズマ処理によりワークＷが十分に改質されていないと判定する。一方、判定部９４２は、接触角計１０２ａ〜１０２ｈにより規定値以上の接触角θが測定されなかった場合、ワークの濡れ性が高く、プラズマ処理によりワークＷが十分に改質されていると判定する。ここで、規定値としては、ワークＷの濡れ性がワークＷから埃や汚れが十分に除去されたことを示す値が採用される。すなわち、ワークＷから埃や汚れが十分に除去された場合は、ワークＷの濡れ性は高くなるが、ワークＷから埃や汚れが十分に除去されていない場合は、ワークＷの濡れ性は低くなる。そのため、ワークＷの滴下した水滴ＤＲの接触角θを測定することで、ワークＷが十分に改質されているか否かを判定することができる。
【００５８】
なお、判定部９４２は、１枚のワークＷにおいて、接触角計１０２により規定値以上の接触角θが１つでも測定された場合、又は接触角計１０２により規定値以上の接触角θが一定個数以上測定された場合、当該ワークの濡れ性が低く、当該ワークＷは十分に改質されていないと判定してもよい。
【００５９】
また、判定部９４２は、ある接触角計１０２が規定値以上の接触角θを連続して所定回数以上測定した場合、当該接触角計１０２の搬送方向の延長線上に存在するプラズマ発生ノズル３１を欠陥ノズルと判定する。
【００６０】
表示制御部９４３は、判定部９４２により、ワークＷが十分に改質されていないと判定された場合、そのことを示す情報を表示部９６に表示する。また、表示制御部９４３は、判定部９４２により、あるプラズマ発生ノズル３１が欠陥ノズルであると判定された場合、そのことを示す情報を表示部９６に表示する。
【００６１】
操作部９５は、全体制御部９４に対してユーザの操作に応じた操作信号を与える。表示部９６は、例えば液晶ディスプレイから構成され、ユーザにワークＷが十分に改質されていないことを示す情報、及び、欠陥ノズルであるプラズマ発生ノズル３１を示す情報を表示する。タンク９７は、ノズル１０１ａ〜１０２ｈの各々に供給する純水（濡れ試薬）を蓄える。
【００６２】
ワーク検出センサ９９は、例えばワークＷの搬送経路上にワークＷと当接可能に配設されたマイクロスイッチから構成され、ワークＷが当接したときにオンし、ワークＷが当接しないときにオフし、オフからオンに変化したとき、ワークの先端が通過したことを検出し、オンからオフに変化したとき、ワークの後端が通過したことを検出する。
【００６３】
次に、本ワーク処理装置Ｓの動作について説明する。図１１は、本ワーク処理装置Ｓが１枚のワークＷに汚れが残存しているか否かを判定する際の動作を示すフローチャートである。
【００６４】
まず、モータ制御部９３は、全体制御部９４の制御の下、駆動モータ９３１を駆動させ、搬送ローラ８０にワークＷを搬送させる（ステップＳ１）。次に、マイクロ波発生装置２０は、搬送ローラ８０によって搬送されるワークＷにプラズマを照射し、ワークＷに付着する汚れや埃を除去し、ワークの濡れ性を向上させ、ワークを改質させる（ステップＳ２）。
【００６５】
次に、ワーク検出センサ９９によりワークＷの先端が検出されると（ステップＳ３でＹＥＳ）、ディスペンサ制御部９４１は、ノズル１０１ａ〜１０１ｈの弁を一定時間開き、ワークＷの幅方向に８個の水滴ＤＲを滴下する（ステップＳ４）。一方、ステップＳ３において、ワーク検出センサ９９によりワークＷの先端が検出されない場合（ステップＳ３でＮＯ）、処理がステップＳ３に戻される。
【００６６】
次に、ワーク検出センサ９９によりワークＷの後端が検出されると（ステップＳ５でＹＥＳ）、処理がステップＳ６に進められ、ワークＷの後端が検出されない場合（ステップＳ５でＮＯ）、処理がステップＳ４に戻される。これにより、ノズル１０１ａ〜１０１ｈは、ワーク検出センサ９９によりワークＷの先端が検出されてからワークＷの後端が検出されるまでの間、一定の時間間隔を置いて、ワークＷに水滴ＤＲを滴下し、ワークＷの表面において、幅方向に８個、搬送方向に複数個の水滴ＤＲを滴下する。
【００６７】
次に、接触角計１０２ａ〜１０２ｈは、各々、ノズル１０１ａ〜１０１ｈにより供給された水滴ＤＲの接触角θを測定し、測定した接触角θを示す接触角データを全体制御部９４に出力する。ここで、接触角計１０２ａ〜１０２ｈから出力される接触角データは、マルチプレクサを介してこの順番でサイクリックに出力されるため、判定部９４２は受け付けた接触角データがどの接触角計１０２ａ〜１０２ｈから出力されたデータであるかを判定することができる。
【００６８】
次に、判定部９４２は、接触角計１０２ａ〜１０２ｈにより測定された接触角θを規定値と比較し、接触角計１０２ａ〜１０２ｈにより規定値以上の接触角θが１個以上又は所定個数以上測定された場合、ワークＷが十分に改質されていないと判定し（ステップＳ７でＹＥＳ）、処理をステップＳ８に進める。
【００６９】
一方、判定部９４２は、接触角計１０２ａ〜１０２ｈにより規定値以上の接触角θが全く測定されない、或いは一定個数以上測定されない場合（ステップＳ７でＮＯ）、ワークＷが十分に改質されたと判定し、処理を終了する。
【００７０】
ステップＳ８において、判定部９４２は、プラズマ発生ノズル３１ａ〜３１ｈのうち、欠陥ノズルが存在するか否かを判定する。例えば、判定部９４２は、接触角計１０２ａが規定値以上の接触角θを一定回数連続して測定した場合、接触角計１０２ａにより測定された水滴ＤＲが滴下されたワークＷの領域にプラズマを照射したプラズマ発生ノズル３１ａを欠陥ノズルとして特定する。
【００７１】
次に、表示制御部９４３は、ワークＷから汚れや埃が十分に除去されていないことを示す情報を表示部９６に表示させる（ステップＳ９）。この場合、表示制御部９４３は、例えば、「ワークの汚れは十分に除去されていません。」という文言を表示部９６に表示させる、又は、ワークＷに汚れが残存することを示すマークを表示部９６に表示させる。
【００７２】
ここで、表示制御部９４３は、ステップＳ８で判定部９４２により欠陥ノズルが特定された場合は、欠陥ノズルと特定されたプラズマ発生ノズル３１ａ〜３１ｈを表示部９６に表示させる。例えば、表示制御部９４３は、判定部９４２によりプラズマ発生ノズル３１ａが欠陥ノズルであると特定された場合は、「搬送方向に向かって左から１番目のプラズマ発生ノズルに欠陥が生じています。」という文言を表示部９６に表示させる。
【００７３】
以上説明したように、本実施の形態によるワーク処理装置Ｓによれば、プラズマ処理後のワークＷに水滴ＤＲを滴下し、水滴ＤＲの接触角θを測定し、測定した接触角θが規定値以上である場合、ワークＷの濡れ性が低く、プラズマ処理によりワークＷが十分に改質されていないと判定される。そのため、プラズマ処理によりワークＷが十分に改質されているか否かを精度良く検出することができる。また、プラズマ処理によってワークＷが十分に改質されていないと判定された場合は、そのことを示す情報が表示部９６に表示される。そのため、ユーザは、プラズマ処理によるワークＷの改質効果を速やかに認識することが可能となると共に、別途、ワークＷに汚れが残存しているか否かを検出するための工程を実施しなくとも、プラズマ処理工程において、ワークＷが十分に改質されていないことを認識することができる。
【００７４】
更に、プラズマ発生ノズル３１及びノズル１０１は共にワークＷの幅方向に複数配列され、ワークＷは幅方向と直交する方向に搬送されているため、ワークＷ全域に亘ってプラズマを照射し、ワーク全域に改質効果が現れているか否かを精度良く判定することができる。
【００７５】
なお、上記実施の形態では、ノズル１０１の個数を８個としたがこれに限定されず、７個以下、又は９個以上にしてもよい。図１３は、ノズルの個数を１６個としたときのワーク処理装置Ｓの全体構成を示す斜視図である。ディスペンサ１０３は、１６個のノズル１０１ａ〜１０１ｐを備えている。左から数えて偶数番目に位置するノズル１０１ｂ，１０１ｄ，１０１ｆ，１０１ｈ，１０１ｊ，１０１ｌ，１０１ｎ，１０１ｐは、ワークＷの搬送方向において、プラズマ発生ノズル３１ａ〜３１ｈの延長線上に配設されている。そして、１６個のノズル１０１ａ〜１０１ｐは一定の間隔で配列されている。
【００７６】
ディスペンサ１０３の下流側には、ノズル１０１ａ〜１０１ｐにより滴下された水滴ＤＲの接触角θを検出する１６個の接触角計１０２ａ〜１０２ｐが幅方向に配列されている。
【００７７】
このように、幅方向に配列するノズルの個数をプラズマ発生ノズル３１ａ〜３１ｈの個数よりも多くすることで、ワークＷ全域に改質効果が表れているか否かをより正確に判定することができる。
【００７８】
また、図１４に示すように、ディスペンサ１０３に７個のノズル１０１ａ〜１０１ｇを配列してもよい。ここで、ノズル１０１ａ〜１０１ｇは、隣接するプラズマ発生ノズル３１の中間の位置に配列されている。また、ワークＷの搬送方向におけるノズル１０１ａ〜１０１ｇの延長線上には、ノズル１０１ａ〜１０１ｇにより滴下された水滴ＤＲの接触角θを測定するための７個の接触角計１０２ａ〜１０２ｇが幅方向に配列されている。
【００７９】
このように、プラズマ処理による改質効果が表れ難い、隣接するプラズマ発生ノズル３１の間のワークＷの位置に水滴ＤＲが供給され、その位置における改質効果が判定されるため、ワークＷ全域に改質効果が現れているか否かをより正確に判定することができる。また、ノズル１０１ａ〜１０１ｇは隣接するプラズマ発生ノズル１０１の間に配列されるため、ノズル１０１の個数をプラズマ発生ノズル３１の個数よりも１つ少なくすることができ、装置の小規模化及び低コスト化を図ることができる。
【００８０】
また、上記実施の形態において、判定部９４２は、接触角計１０２ａ〜１０２ｈにより測定された接触角θの各々を規定値と比較したがこれに限定されず、１枚のワークＷにおいて、接触角計１０２ａ〜１０２ｈにより測定された接触角θの平均値を求め、この平均値が規定値以上の場合、ワークＷが十分に改質されたと判定してもよい。
【００８１】
また、上記実施の形態では、表示制御部９４３は、判定部９４２によりワークＷが十分に改質されていないと判定された場合に、そのことを示す情報を表示部９６に表示させたが、これに限定されず、判定部９４２によりワークＷが十分に改質されていると判定された場合にも、そのことを示す情報を表示部９６に表示させてもよい。
【００８２】
また、本ワーク処理装置Ｓにおいては、接触角計１０２ａ〜１０２ｈにより測定された接触角に従って、プラズマ発生ノズル３１から出力されるプラズマのパワーが一定の値を保つようにフィードバック制御を行うようにしてもよい。
【００８３】
具体的には、全体制御部９４は、接触角計１０２ａ〜１０２ｈにより測定された接触角のうち規定値より小さい接触角が一定個数以上存在する場合は、マイクロ波出力制御部９１に、マイクロ波発生装置２０から出力されるマイクロ波のパワーを増大させるように指令し、接触角計１０２ａ〜１０２ｈにより測定された接触角のうち規定値より大きい接触角が一定個数以上存在する場合は、マイクロ波出力制御部９１に、マイクロ波発生装置２０から出力されるマイクロ波のパワーを減少させるように指令する。また、全体制御部９４は、接触角計１０２ａ〜１０２ｈにより測定された接触角において、規定値より大きい接触角と規定値より小さい接触角とが混在する場合は、規定値より大きい接触角の個数が規定値より小さい接触角の個数より多いときは、マイクロ波のパワーを減少させるようにマイクロ波出力制御部９１に指令を行い、規定値より大きい接触角の個数が規定値より小さい接触角の個数より少ないときは、マイクロ波のパワーを増大させるようにマイクロ波出力制御部９１に指令を行えばよい。
【００８４】
更に、全体制御部９４は、接触角計１０２ａ〜１０２ｈにより測定された接触角のうち規定値より小さい接触角が一定個数以上存在する場合は、マイクロ波出力制御部９１に、プラズマ発生ノズル３１に供給されるガスの流量が増大するようにガス流量制御部９２に指令し、接触角計１０２ａ〜１０２ｈにより測定された接触角のうち規定値より大きい接触角が一定個数以上存在する場合は、プラズマ発生ノズル３１に供給されるガスの流量が減少するようにガス流量制御部９２に指令してもよい。
【００８５】
また、全体制御部９４は、接触角計１０２ａ〜１０２ｈにより測定された各接触角に従って、各プラズマ発生ノズル３１に供給されるガスの流量を個別に調節してもよい。例えば、全体制御部９４は、接触角計１０２ａにより測定された接触角が規定値より大きい場合は、接触角計１０２ａに対応するプラズマ発生ノズル３１ａへのガスの流量が減少するように、ガス流量制御部９２に指令を行い、接触角計１０２ｂにより測定された接触角が規定値より小さい場合は、接触角計１０２ｂに対応するプラズマ発生ノズル３１ｂへのガスの流量が増大するように、ガス流量制御部９２に指令を行えばよい。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明に係るワーク処理装置は、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等に好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】ワーク処理装置の一部透視側面図である。
【図４】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。
【図５】図４のＡ−Ａ線側断面図である。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】スタブチューナの設置状況を示す透視側面図である。
【図１０】ワーク処理装置の制御系を示すブロック図である。
【図１１】本実施の形態によるワーク処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】ワークＷに滴下された水滴を示した図である。
【図１３】ノズルの個数を１６個としたときのワーク処理装置Ｓの全体構成を示す斜視図である。
【図１４】ノズルの個数を７個としたときのワーク処理装置Ｓの全体構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０  導波管
２０  マイクロ波発生装置
３０  プラズマ発生部
３１  プラズマ発生ノズル
３２  中心導電体
３３  ノズル本体
３４  ノズルホルダ
３４４  ガス供給孔
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
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  モータ制御部
９３１  駆動モータ
９４  全体制御部
９４１  ディスペンサ制御部
９４２  判定部
９４３  表示制御部
９５  操作部
９６  表示部
９７  タンク
９９  ワーク検出センサ
１０１，１０１ａ〜１０１ｐ  ノズル
１０２，１０２ａ〜１０２ｐ  接触角計
１０３  ディスペンサ
Ｓ  ワーク処理装置
ＰＵ  プラズマ発生装置
Ｃ    搬送手段
Ｗ    ワーク
【図１】
2008071684.tif 000003
【図２】
2008071684.tif 000004
【図３】
2008071684.tif 000005
【図４】
2008071684.tif 000006
【図５】
2008071684.tif 000007
【図６】
2008071684.tif 000008
【図７】
2008071684.tif 000009
【図８】
2008071684.tif 000010
【図９】
2008071684.tif 000011
【図１０】
2008071684.tif 000012
【図１１】
2008071684.tif 000013
【図１２】
2008071684.tif 000014
【図１３】
2008071684.tif 000015
【図１４】
2008071684.tif 000016