(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、前記マイクロ波を伝搬する導波管と、前記導波管に取り付けられ前記マイクロ波を受信しそのマイクロ波のエネルギーに基づいてガスをプラズマ化して放出するプラズマ発生ノズルと、このプラズマ発生ノズルにプラズマ化するための処理ガスを供給するガス供給手段とを備え、前記プラズマ発生ノズルから処理対象とされるワークにプラズマ化されたガスであるプルームを照射して所定の処理を施与するワーク処理装置であって、
前記プラズマ発生ノズルからワークに対して放出される前記プルームの方向が、ワークが配置され、前記プルームが照射される基準となる基準照射面に対して傾斜するように構成され、
前記プルームの傾斜前方側に配置され、前記プラズマ発生ノズルから放出される前記プルームにより吹き飛ばされた塵埃を収集する集塵装置と、
前記基準照射面に対するプルーム照射方向の傾斜角度を変更可能なプルーム照射角度調整手段と、を備え、
前記プルーム照射角度調整手段は、プラズマ発生ノズルが設けられた前記導波管の長手方向中心軸の周りに該導波管を回動させることにより、前記基準照射面に対するプルーム照射方向の傾斜角度を変更可能に構成されていることを特徴とするワーク処理装置。
【請求項２】
前記導波管は、断面概ね矩形に形成され、
この断面矩形の導波管のワークに対する対向面が水平面に対して傾斜するように設けられることにより、前記プルームの方向が、前記基準照射面に対して傾斜するように構成されてい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】
前記プラズマ発生ノズルとワークとの距離を変更可能なプラズマ距離調整手段を備えた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】
前記プラズマ距離調整手段は、前記導波管の位置を調節することにより、前記プラズマ発生ノズルとワークとの距離を変更可能に構成されていることを特徴とする請求項３に記載のワーク処理装置。
【請求項５】
プラズマ発生ノズルの配置部を経由して、ワークを搬送するワーク搬送手段を備え、
前記集塵装置は、前記プラズマ発生ノズルのワーク搬送方向の下流側近傍に配置されていることを特徴とする請求項１ないし４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、基板等の被処理ワークに対してプラズマ化されたガスを照射してワーク表面の清浄化や改質を図るためのワーク処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板等の被処理ワークに対してプラズマ化されたガスであるプルームを照射してワーク表面の清浄化や改質を図るためのワーク処理装置として、導波管の中を伝搬するマイクロ波を受信してそのマイクロ波のエネルギーに基づいて処理ガスをプラズマ化して放出するプラズマ発生ノズルを備えたワーク処理装置が知られている。
【０００３】
このようなワーク処理装置においては、プラズマ化されたガスであるプルームをワークに照射する場合には、ワーク表面上に付着した塵埃やプルーム照射による分解残渣などの塵埃を取り除かなければならないので、一般的には、プラズマ発生ノズルとワークとの近傍に集塵機構が設けられることが多かった。
【０００４】
例えば、特許文献１には、吹き出しノズルから圧縮空気を噴出して集塵ダクトに向かう流れを積極的に発生させて粉塵を補足するように構成されたプラズマ切断機における集塵装置の技術が開示されている。
【特許文献１】実開平６−９７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されたプラズマ切断機における集塵装置などの従来の技術では、プルーム照射による分解残渣などの塵埃を吹き飛ばすために、吹き出しノズルから圧縮空気を噴出するなどの送風設備を設ける必要があるので、集塵のための設備の構成が複雑になり、ワーク処理装置の製造に係るコストを増大させていた。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、プルーム照射による分解残渣などの塵埃を吹き飛ばすための送風設備をワークの周辺に設ける必要がない簡素で安価な集塵設備を備えたワーク処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係るワーク処理装置は、マイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、前記マイクロ波を伝搬する導波管と、前記導波管に取り付けられ前記マイクロ波を受信しそのマイクロ波のエネルギーに基づいてガスをプラズマ化して放出するプラズマ発生ノズルと、このプラズマ発生ノズルにプラズマ化するための処理ガスを供給するガス供給手段とを備え、前記プラズマ発生ノズルから処理対象とされるワークにプラズマ化されたガスであるプルームを照射して所定の処理を施与するワーク処理装置であって、前記プラズマ発生ノズルからワークに対して放出される前記プルームの方向が、ワークが配置され、前記プルームが照射される基準となる基準照射面に対して傾斜するように構成され、前記プルームの傾斜前方側に配置され、前記プラズマ発生ノズルから放出される前記プルームにより吹き飛ばされた塵埃を収集する集塵装置と、前記基準照射面に対するプルーム照射方向の傾斜角度を変更可能なプルーム照射角度調整手段と、を備え、前記プルーム照射角度調整手段は、プラズマ発生ノズルが設けられた前記導波管の長手方向中心軸の周りに該導波管を回動させることにより、前記基準照射面に対するプルーム照射方向の傾斜角度を変更可能に構成されていることを特徴としている。
【０００８】
この構成によれば、プラズマ発生ノズルから放出されるプラズマ化されたガスにより塵埃を発生させた場合でも、このプラズマ化されたガスにより吹き飛ばされた塵埃を収集する集塵装置をさらに備えているので、長期にわたってワーク周辺を清浄に維持することができる。その結果、プルーム照射による分解残渣などの塵埃が被処理面に残らないようにすることができる。
【０００９】
また、この構成によれば、プルーム照射による分解残渣などの塵埃を吹き飛ばすための
送風機をワークの周辺に設ける必要がない結果、簡素な構成で安価に集塵のための設備を備えたワーク処理装置を実現することができる。
【００１０】
また、プラズマ化されたガスの方向が、ワークが配置され、プルームが照射される基準となる基準照射面に対して傾斜するように構成されているので、プラズマ化されたガスは、プラズマ発生ノズルの傾斜前方側に指向性をもって吹き出される。また、このプラズマ発生ノズルの傾斜前方側には、集塵装置が配置されているので、この集塵装置で吹き飛ばされた塵埃を集塵することができる結果、プルームを被照射面に対して垂直に照射した場合には四方八方に飛散させてしまうような塵埃を一定の方向に集めて効率良く集塵することができるようになる。
【００１１】
また、プルーム照射角度調整手段が、被照射面に対するプルーム照射方向の傾斜角度を変更することができるので、照射範囲と照射強度だけでなくプラズマ化されたガスの到達範囲と吹き付け強度も変更することができる結果、さまざまなワークに対応可能な汎用性の高いワーク処理装置にすることができる。
【００１２】
また、プルーム照射角度調整手段が、導波管を回動させて被照射面に対するプルーム照射方向の傾斜角度を変更するので、個々のプラズマの出力特性は変化させずに、プラズマ化されたガスの到達範囲と吹き付け強度とを容易に変更することができるようになる。
【００１３】
上記構成において、前記導波管は、断面概ね矩形に形成され、この断面矩形の導波管のワークに対する対向面が水平面に対して傾斜するように設けられることにより、前記プルームの方向が、前記基準照射面に対して傾斜するように構成されていることが望ましい（請求項２）。
【００１４】
この構成によれば、断面矩形の導波管のワークに対する対向面が水平面に対して傾斜するように設けられることにより、プラズマ化されたガスの方向が、プルームが照射される基準となる基準照射面に対して傾斜するように構成されるので、塵埃を一定の方向に集めるために導波管を傾斜させた場合に、プラズマ発生ノズルが設けられる導波管の撓みを抑制することができる。その結果、マルチノズルタイプのように、ノズルの個数が多く、導波管が長くなる場合でも、導波管が撓んでノズルごとのプルームの照射位置に狂いが生じるというようなことが少なくなり、ワークに対してより高い精度で均一に照射することができるようになる。
【００１５】
さらに、このワーク処理装置は、前記プラズマ発生ノズルとワークとの距離を変更可能なプラズマ距離調整手段を備えたことが望ましい（請求項３）。
【００１６】
この構成によれば、プラズマ距離調整手段が、プラズマ発生ノズルとワークとの距離を変更するので、より多様にプラズマ化されたガスの到達範囲と吹き付け強度とを変更することができる結果、さまざまなワークに対応可能な、より汎用性の高いワーク処理装置にすることができる。
【００１７】
ここで、前記プラズマ距離調整手段は、前記導波管の位置を調節することにより、前記プラズマ発生ノズルとワークとの距離を変更可能に構成されていることが望ましい（請求項４）。
【００１８】
この構成によれば、プラズマ距離調整手段が、プラズマ発生ノズルが設けられた導波管の位置を調節することにより、前記プラズマ発生ノズルとワークとの距離を変更するので、個々のプラズマの出力特性は変化させずに、一度に多くのプラズマ発生ノズルとワークとの距離を容易に変更することができるようになる。
【００１９】
また、このワーク処理装置は、プラズマ発生ノズルの配置部を経由して、ワークを搬送するワーク搬送手段を備え、前記集塵装置は、前記プラズマ発生ノズルのワーク搬送方向の下流側近傍に配置されていることが望ましい（請求項５）。
【００２０】
この構成によれば、ワーク処理装置が、プラズマ発生ノズルの配置部を経由して、ワークを搬送するワーク搬送手段を備え、集塵装置が、プラズマ発生ノズルのワーク搬送方向の下流側近傍に配置されているので、プルーム照射直後に、その照射箇所から生じることがある塵埃を直ちに回収することができる。その結果、一旦、プルーム照射により処理したワークを塵埃で汚すことがないので、ワークの処理品質が向上する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、プラズマ発生ノズルから放出されるプラズマ化されたガスにより塵埃を発生させた場合でも、このプラズマ化されたガスにより吹き飛ばされた塵埃を収集する集塵装置をさらに備えているので、長期にわたってワーク周辺を清浄に維持することができる。その結果、プルーム照射による分解残渣などの塵埃が被処理面に残らないようにすることができる。また、プルーム照射による分解残渣などの塵埃を吹き飛ばすための送風機をワークの周辺に設ける必要がない結果、簡素な構成で安価に集塵のための設備を備えたワーク処理装置を実現することができる。
【００２２】
また、プルーム照射角度調整手段が、導波管を回動させて被照射面に対するプルーム照射方向の傾斜角度を変更するので、個々のプラズマの出力特性は変化させずに、プラズマ化されたガスの到達範囲と吹き付け強度とを容易に変更することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施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り、図２は、ワーク処理装置Ｓの全体構成を示す断面図である。なお、図１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。
【００２４】
図１と図２とに示すように、本発明の実施形態に係るワーク処理装置Ｓは、ワークＷを所定のルートで搬送するワーク搬送手段Ｃと、このワーク搬送手段Ｃにより搬送される被処理物であるワークＷに、プラズマ化されたガスであるプルームＰを照射するプラズマ発生ユニットＰＵと、プラズマ発生ユニットＰＵにブラズマ化するための処理ガスＧを供給するガス供給手段１１０（図１０）と、プラズマ化されたガスであるプルームＰにより吹き飛ばされた塵埃を収集する集塵装置１２０とを備えている。
【００２５】
また、このワーク処理装置Ｓは、姿勢調整手段１３０を備えており、この姿勢調整手段１３０は、プルーム照射方向の傾斜角度を変更するプルーム照射角度調整手段と、プラズマ発生ノズル３１とワークＷとの距離を変更するプラズマ距離調整手段とを兼ねている。
【００２６】
ワーク搬送手段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、この搬送ローラ８０が図略の駆動手段により駆動されることで、処理対象となるワークＷを、プラズマ発生部３０を経由して搬送させるものである。本実施形態では、半導体基板のような平型基板や電子部品が実装された回路基板、あるいはプラズマディスプレイパネルなどの平板状のワークＷが、処理対象として図１においてＸ方向後ろ側に搬送されるようになっている。
【００２７】
また、プラズマ発生ユニットＰＵは、マイクロ波のエネルギーに基づいてプラズマの処理ガスＧをプラズマ化して常温常圧でプラズマを生成することが可能なユニットであって、マイクロ波を伝搬させる導波管１０と、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（マイクロ波発生手段に相当する）と、プラズマ発生部３０とを備えている。
【００２８】
また、このプラズマ発生ユニットＰＵは、付帯設備として、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と、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と、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と、インピーダンス整合を行うスタブチューナ７０とを備えている。
【００２９】
上記導波管１０は、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り、本実施形態では、マイクロ波発生装置２０が搭載される第１導波管１０ピース１１と、スタブチューナ７０が組み付けられる第２導波管１０ピース１２と、プラズマ発生部３０が設けられている第３導波管１０ピース１３とを備えている。
【００３０】
これら第１導波管１０ピース１１と、第２導波管１０ピース１２と、第３導波管１０ピース１３とは、本実施形態では、それぞれアルミニウム等の非磁性金属の平板からなる上面板と、下面板と、２枚の側面板と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形成された断面矩形の長尺管で構成されている。そして、これらの長尺管からなる第１導波管１０ピース１１と、第２導波管１０ピース１２と、第３導波管１０ピース１３とは、互いのフランジ板で連結されるが、この時、第１導波管１０ピース１１と第２導波管１０ピース１２との間にはサーキュレータ５０が介在され、また、第３導波管１０ピース１３の他端側にはスライディングショート４０が連結される。
【００３１】
上記マイクロ波発生装置２０（マイクロ波発生手段に相当する）は、本実施形態では、周波数２．４５ＧＨｚ、出力エネルギー１Ｗ〜３ｋＷのマイクロ波を出力できる連続可変型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の両方を有する装置本体部２１と、この装置本体部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（図５）とを備えたものであり、第１導波管１０ピース１１に載置される態様で固定されている。
【００３２】
このマイクロ波発生装置２０は、図２に示すように、装置本体部２１が第１導波管１０ピース１１の上面板に載置され、マイクロ波送信アンテナ２２が上面板に穿設された貫通孔を通して第１導波管１０ピース１１内部の導波空間に突出する態様で固定されている。
【００３３】
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。
【００３４】
上記プラズマ発生部３０は、第３導波管１０ピース１３（導波管１０）に設けられ、マイクロ波を受信しそのマイクロ波のエネルギーに基づいてプラズマ化したガスであるプルームＰを生成して放出するプラズマ発生ノズル３１を備え、このプラズマ発生ノズル３１から処理対象とされるワークＷにプルームＰを照射して所定の処理を施与するように構成されている。
【００３５】
次に、図３と図４とを参照して、このプラズマ発生部３０のプラズマ発生ノズル３１について説明する。図３は、プラズマ発生部３０のプラズマ発生ノズル３１の構成を示す側面図であり、図４は、プラズマ発生部３０のプラズマ発生ノズル３１の構成を示す断面図である。
【００３６】
図３と図４とに示すように、プラズマ発生ノズル３１は、ノズルホルダ３４と、ノズル本体３３と、シール部材３５と、内部導電体３２とを備えている。
【００３７】
まず、ノズルホルダ３４は、ノズル本体３３を保持するために設けられた良導電性金属の筒状体であり、第３導波管１０ピース１３の下面板１３Ｂに穿孔された貫通孔１３１に溶接されている。
【００３８】
このノズルホルダ３４の外周には、処理ガスＧをプラズマ発生ノズル３１に供給するためのガス供給孔３４４が穿孔され、所定の処理ガスＧを供給するガス供給管の終端部を接続するための図略の管継手が取り付けられる。
【００３９】
ノズル本体３３は、ノズルホルダ３４に下から嵌め合わされる良導電性金属の筒状体であり、ガスシールリング３７を保持するための環状凹部３３Ｓと、ノズルホルダ３４に嵌合される上側胴部３３Ｕと、環状に突設されたフランジ部３３Ｆとを備えている。また、上側胴部３３Ｕには、所定の処理ガスＧを筒状空間３３２へ供給させるための連通孔３３３が穿孔されている。
【００４０】
このノズル本体３３は、内部導電体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、ノズル本体３３の外周部がノズルホルダ３４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、図示しないが、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。
【００４１】
そして、ノズルホルダ３４のガス供給孔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。
【００４２】
シール部材３５は、内部導電体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る筒状体である。
【００４３】
このシール部材３５は、その下端縁がノズル本体３３の上端縁と当接し、その上端縁がノズルホルダ３４の上端係止部３４５と当接する態様で、ノズルホルダ３４の上部に保持されている。すなわち、内部導電体３２を支持した状態のシール部材３５がノズル本体３３の上端縁でその下端縁が押圧されるようにして組み付けられている。
【００４４】
内部導電体３２は、良導電性金属で構成された棒状部材であり、第３導波管１０ピース１３（導波管１０）の内部に一端が突出するように設けられている。そして、この第３導波管１０ピース１３の内部に一端が突出するように設けられた受信アンテナ部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が与えられるようになっている。この内部導電体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。
【００４５】
これらノズルホルダ３４と、ノズル本体３３と、第３導波管１０ピース１３は導通状態（同電位）とされる一方で、内部導電体３２は絶縁性のシール部材３５で支持され、電気的に絶縁されている。従って、第３導波管１０ピース１３がアース電位とされた状態で、ノズル本体３３には、内部導電体３２の対電極が形成される。そして内部導電体３２の受信アンテナ部３２０にマイクロ波が受信されると、内部導電体３２にマイクロ波電力が給電され、その下端部３２２とノズル本体３３との間に電界集中部が形成されるようになる。
【００４６】
上記ガス供給手段１１０は、図１０に示すように、プラズマ発生ノズル３１にブラズマ化するための処理ガスＧを供給するためのものであり、本実施形態では、処理ガス供給源９２１と、ガス供給管９２２と、流量制御弁９２３とを備えている。
【００４７】
処理ガス供給源９２１は、本実施形態ではガスボンベが採用されている。
【００４８】
また、ガス供給管９２２は、処理ガス供給源９２１とプラズマ発生ノズル３１との間を接続する配管であり、流量制御弁９２３は、流量制御可能な自動弁が採用されている。
【００４９】
上記集塵装置１２０は、図１に示すように、プラズマ発生ノズル３１から放出されるプラズマ化されたガスが吹き飛ばした塵埃を収集するための装置であり、プラズマ発生ノズル３１のワーク搬送方向の下流側近傍（図１においてＸ方向後ろ側）に配置されている。そして、ダクト１２１の内部が図略の排風機により負圧に引かれることにより、吸引口１２２付近の空気Ａが吸引され、これにともなって付近の集塵が収集される構成になっている。
【００５０】
なお、プラズマ発生ノズル３１は、図６を参照して後述するように、姿勢調整手段１３０によって、導波管ごと、プルーム照射方向が、基準照射面Ｆに対して傾斜させることができるようになっており、集塵装置１２０は、プラズマ発生ノズル３１のワーク搬送方向の下流側近傍において、このプラズマ発生ノズル３１の傾斜前方側に配置される構成になっている。その結果、プルーム照射直後に、その照射箇所から生じることがある塵埃を直ちに回収することができるようになっている。
【００５１】
上記姿勢調整手段１３０は、図１に示すように、プルーム照射方向の傾斜角度を変更可能なプルーム照射角度調整手段と、プラズマ発生ノズル３１とワークＷとの距離を変更可能なプラズマ距離調整手段とを兼ねた調整手段である。この姿勢調整手段１３０は、導波管１０の左右の端部位置（フランジ部４０Ｆとフランジ部５０Ｆとの位置）に取り付けられている一対の姿勢調整機構１４０を備えている。
【００５２】
これら一対の姿勢調整機構１４０は、同一構造を備えているので、ここでは、フランジ部４０Ｆに取り付けられる一方の姿勢調整機構１４０について図５と図６とを参照して説明し、他方のフランジ部５０Ｆに取り付けられる姿勢調整機構１４０については説明を省略するものとする。図５と図６は、姿勢調整機構１４０の構成を説明する図１のＩ−Ｉ線断面図であり、図５は、プラズマ発生ノズル３１の指向角度がワークＷの法線ｎと一致する方向になった状態を、また、図６は、プラズマ発生ノズル３１の指向角度が、ワークＷの法線ｎから角度θだけ前方向に傾斜した状態をそれぞれ示している。
【００５３】
図５と、図６とに示すように、姿勢調整機構１４０は、姿勢調整板１４１と、支持フレーム１４２とから構成されている。
【００５４】
ここで、一方の姿勢調整板１４１は、第３導波管１０ピース１３のフランジ部１３Ｆと接合されるスライディングショート４０のフランジ部４０Ｆの上端縁にその下端部が固定された部材であり、前後方向に配列された上下方向に長い３つの長孔１４３Ｆ，１４３Ｃ，１４３Ｂを有している。
【００５５】
そして、これら姿勢調整板１４１に備えられている長孔のうち、中央側の長孔１４３Ｃは、単純に上下方向に長い長孔であり、これに対し、前方側の長孔１４３Ｆは、その上端と下端とに中央側の長孔１４３Ｃの方向に向けて幅員が拡張された拡張部Ｆ１，Ｆ２を有している。同様に、後方側の長孔１４３Ｂは、その上端と下端とに中央側の長孔１４３Ｃの方向に向けて幅員が拡張された拡張部Ｂ１，Ｂ２を有している。
【００５６】
支持フレーム１４２は、ワーク処理装置Ｓの本体に固定されたフレーム部材であり、姿勢調整板１４１の３つの長孔１４３Ｆ，１４３Ｃ，１４３Ｂに対応させて係合ピン１４４Ｆ，１４４Ｃ，１４４Ｂを備えている。
【００５７】
そして、姿勢調整板１４１の３つの長孔１４３Ｆ，１４３Ｃ，１４３Ｂに対して、支持フレーム１４２の各々係合ピン１４４Ｆ，１４４Ｃ，１４４Ｂが挿通されて図略のナットで相互に固定されることで、導波管１０が姿勢調整板１４１を介して支持フレーム１４２に固定されている。
【００５８】
従って、姿勢調整板１４１の３つの長孔１４３Ｆ，１４３Ｃ，１４３Ｂと、係合ピン１４４Ｆ，１４４Ｃ，１４４Ｂとの係合位置を調整することで、姿勢調整板１４１を矢印Ｖの上下方向に移動させて位置調整できると共に、矢印Ｒ１，Ｒ２の回転方向に移動させて位置調整を行うことができるようになっている。
【００５９】
このように、姿勢調整機構１４０は、プラズマ発生ノズル３１が設けられた導波管１０の長手方向中心軸の周りに導波管１０を回動させることにより、断面矩形の導波管１０のワークＷに対する対向面が水平面に対して傾斜させることが可能となっている。その結果、プルーム照射角度調整手段としてプルームＰの方向を図６のように、基準照射面Ｆに対して傾斜させることができるようになっている。
【００６０】
そして、この場合、前述のように、集塵装置１２０が、プラズマ発生ノズル３１のワーク搬送方向の下流側近傍において、プラズマ発生ノズル３１の傾斜前方側に配置されているので、プラズマ発生ノズルの傾斜前方側に指向性をもって吹き出されるプラズマ化されたガスにより、プルーム照射箇所から生じることがある塵埃を直ちに効率良く集塵することができる構成になっている。
【００６１】
また、この姿勢調整機構１４０は、プラズマ発生ノズル３１が設けられた導波管１０を変位させることにより、プラズマ距離調整手段としてプラズマ発生ノズル３１とワークＷとの距離ｄ１を変更させることができるようになっているので、より多様にプラズマ化されたガスの到達範囲と吹き付け強度とを変更することができる構成になっている。
【００６２】
次に、図７〜図９を参照して、プラズマ発生ユニットＰＵの付帯設備であるスライディングショート４０と、サーキュレータ５０と、ダミーロード６０と、スタブチューナ７０とについて説明する。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り、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。そして、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。
【００６３】
上記スライディングショート４０は、図７に示すように、第３導波管１０ピース１３の内部にマイクロ波の定在波パターンを形成して、各々のプラズマ発生ノズル３１に備えられている内部導電体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のものである。
【００６４】
このスライディングショート４０は、第３導波管１０ピース１３の右側端部に連結され、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することができるように構成されている。すなわち、この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部４１と、この筐体部４１に収納された円柱状の反射ブロック４２と、筐体部４１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、シャフト４５と、このシャフト４５を介して反射ブロック４２に直結されている調整ノブ４６とを備えている。
【００６５】
筐体部４１は、導波管１０と同じ材料で構成された断面矩形の筐体構造であり、中空空間４１０を有する。
【００６６】
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１０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。
【００６７】
矩形ブロック４３は、反射ブロック４２の基端部に一体的に取り付けられた矩形の部材であり、筐体部４１内を左右方向に摺動する。
【００６８】
移動機構４４は、反射ブロック４２およびこれと一体化された矩形ブロック４３を左右方向に推進若しくは後退させる機構であり、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。
【００６９】
シャフト４５は、移動機構４４に螺合するねじ構造で構成され、このシャフト４５が回転することによりこのシャフト４５に螺合する移動機構４４が、左右方向に推進若しくは後退されるようになっている。
【００７０】
調整ノブ４６は、シャフト４５の端部に固定された円盤状の部材であり、この調整ノブ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。
【００７１】
上記サーキュレータ５０は、図８に示すように、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に戻さずにダミーロード６０へ向かわせることにより、反射マイクロ波によってマイクロ波発生装置２０が過熱状態となることを防止するものであり、フェライト柱を内蔵する導波管１０型の３ポートサーキュレータで構成されている。すなわち、サーキュレータ５０の第１ポート５１には第１導波管１０ピース１１が、第２ポート５２には第２導波管１０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おり、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１０ピース１２へ向かう。また、第２導波管１０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ポートへ向かうよう偏向され、ダミーロード６０へ入射される。
【００７２】
上記ダミーロード６０は、ダミーロード６０へ入射される反射マイクロ波を吸収して熱に変換する電波吸収体である。このダミーロード６０には、図６に示すように、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に変換することにより発生した熱がこの冷却水により冷却されるようになっている。
【００７３】
上記スタブチューナ７０は、図９に示すように、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あり、第２導波管１０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同一構造の３つのスタブチューナユニット７０Ａ〜７０Ｃを備えている。
【００７４】
そして、それぞれのスタブチューナユニット７０Ａ〜７０Ｃは、第２導波管１０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。
【００７５】
ここで、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、内部導電体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。
【００７６】
次に、図１０を参照して、本実施形態に係るワーク処理装置Ｓの電気的構成と本発明に係るワーク処理装置Ｓの作用について説明する。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。
【００７７】
図１０に示すように、本発明の実施形態に係るワーク処理装置Ｓの制御系９０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）等からなり、機能的に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が備えられている。さらに、全体制御部９４に対して所定の操作信号を与える操作部９５が備えられている。
【００７８】
ここで、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、所定のパルス信号を生成してマイクロ波発生装置２０によるマイクロ波発生の動作制御を行う。
【００７９】
また、ガス流量制御部９２は、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。
【００８０】
さらに、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の動作制御を行うもので、ワークＷの搬送開始及び停止、搬送速度の制御等を行うものである。
【００８１】
そして、全体制御部９４は、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、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、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。
【００８２】
このようにして、本実施形態では、図３と図４とに示すように、ガス供給孔３４４から処理ガスＧとして酸素ガスや空気のような酸素系の処理ガスＧがプラズマ発生ノズル３１へ供給される。そしてマイクロ波電力により処理ガスＧが励起されて内部導電体３２の下端部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。
【００８３】
また、プラズマ化された処理ガスＧ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の下端縁から放射される。このプルームＰにはラジカルが含まれ、処理ガスＧとして酸素ガスや空気のような酸素系の処理ガスＧが使用されているので、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。
【００８４】
以上説明したワーク処理装置Ｓによれば、マイクロ波発生装置２０（マイクロ波発生手段）と導波管１０とを備えたワーク処理装置Ｓにおいて、プルーム照射による分解残渣などの塵埃が被処理面に残らないようにすることができる。
【００８５】
特に、このワーク処理装置Ｓによれば、たとえ、プラズマ発生ノズル３１から放出されるプラズマ化されたガスにより塵埃を発生させた場合でも、このプラズマ化されたガスにより吹き飛ばされた塵埃を収集する集塵装置１２０をさらに備えているので、長期にわたってワークＷ周辺を清浄に維持することができる。その結果、プルーム照射による分解残渣などの塵埃が被処理面に残らないようにすることができる。
【００８６】
また、プルーム照射による分解残渣などの塵埃を吹き飛ばすための送風機をワークＷの周辺に設ける必要がない結果、簡素な構成で安価に集塵のための設備を備えたワーク処理装置Ｓを実現することができる。
【００８７】
さらに、プラズマ発生ノズル３１からワークＷに対して放出されるプラズマ化されたガスの方向が、ワークＷが配置され、プルームＰが照射される基準となる基準照射面Ｆに対して傾斜するように構成されているので、プルームＰを被照射面に対して垂直に照射した場合には四方八方に飛散させてしまうような塵埃を一定の方向に集めることができるようになる。
【００８８】
さらに、この構成によれば、プラズマ化されたガスの方向が、ワークＷが配置され、プルームＰが照射される基準となる基準照射面Ｆに対して傾斜するように構成されているので、プラズマ化されたガスは、プラズマ発生ノズル３１の傾斜前方側に指向性をもって吹き出される。また、このプラズマ発生ノズル３１の傾斜前方側には、集塵装置１２０が配置されているので、この集塵装置１２０で吹き飛ばされた塵埃を集塵することができる結果、プルームＰを被照射面に対して垂直に照射した場合には四方八方に飛散させてしまうような塵埃を一定の方向に集めて効率良く集塵することができるようになる。
【００８９】
また、断面矩形の導波管１０のワークＷに対する対向面が水平面に対して傾斜するように設けられることにより、プラズマ化されたガスの方向が、プルームＰが照射される基準となる基準照射面Ｆに対して傾斜するように構成されるので、塵埃を一定の方向に集めるために導波管１０を傾斜させた場合に、プラズマ発生ノズル３１が設けられる導波管１０の撓みを抑制することができる。
【００９０】
図１１は、導波管１０の重力による撓みと、水平面Ｈに対するプルームＰの照射位置の狂いを示す概念図である。マルチノズルタイプのように、ノズルの個数が多く、導波管１０が長くなるような図１１に示すような場合でも、このワーク処理装置Ｓによれば、導波管１０が撓んでノズルごとのプルームＰの照射位置に狂いが生じるというようなことが少なくなり、ワークＷに対してより高い精度で均一に照射することができるようになる。
【００９１】
また、姿勢調整手段１３０がプルーム照射角度調整手段として、被照射面に対するプルーム照射方向の傾斜角度を変更することができるので、照射範囲と照射強度だけでなくプラズマ化されたガスの到達範囲と吹き付け強度も変更することができる結果、さまざまなワークＷに対応可能な汎用性の高いワーク処理装置Ｓにすることができる。
【００９２】
また、姿勢調整手段１３０が、プルーム照射角度調整手段として、導波管１０を回動させて被照射面に対するプルーム照射方向の傾斜角度を変更するので、個々のプラズマの出力特性は変化させずに、プラズマ化されたガスの到達範囲と吹き付け強度とを容易に変更することができるようになる。
【００９３】
そして、姿勢調整手段１３０が、プラズマ距離調整手段として、プラズマ発生ノズル３１とワークＷとの距離ｄ１を変更するので、より多様にプラズマ化されたガスの到達範囲と吹き付け強度とを変更することができる結果、さまざまなワークＷに対応可能な、より汎用性の高いワーク処理装置Ｓにすることができる。
【００９４】
また、プラズマ距離調整手段が、プラズマ距離調整手段として、プラズマ発生ノズル３１が設けられた導波管１０を変位させることにより、前記プラズマ発生ノズル３１とワークＷとの距離ｄ１を変更するので、個々のプラズマの出力特性は変化させずに、一度に多くのプラズマ発生ノズルとワークとの距離を容易に変更することができるようになる。
【００９５】
また、ワーク処理装置Ｓが、プラズマ発生ノズル３１の配置部を経由して、ワークＷを搬送するワーク搬送手段Ｃを備え、集塵装置１２０が、プラズマ発生ノズル３１のワーク搬送方向の下流側近傍に配置されているので、プルーム照射直後に、その照射箇所から生じることがある塵埃を直ちに回収することができる。その結果、一旦、プルーム照射により処理したワークを塵埃で汚すことがないので、ワークＷの処理品質が向上する。
【００９６】
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、例えば下記の実施形態を取ることができる。
【００９７】
（１）例えば、上記実施形態では、本発明の実施形態に係るワーク処理装置Ｓは、半導体基板のような平型基板や電子部品が実装された回路基板、あるいはプラズマディスプレイパネルなどの平板状のワークＷに対してプラズマを照射するように構成されているが、必ずしもこのようなワークＷに対してプラズマを照射するものである必要はなく、特定のガスの化学反応に寄与するようなものでもよいなど、種々の設計変更が可能である。
【００９８】
（２）それ故、ワークＷを所定のルートで搬送するワーク搬送手段Ｃなどは必ずしも必須ではない。
【００９９】
（３）また、導波管１０も、必ずしも図示のようにマイクロ波発生装置２０が搭載される第１導波管１０ピース１１と、スタブチューナ７０が組み付けられる第２導波管１０ピース１２と、プラズマ発生部３０が設けられている第３導波管１０ピース１３とに分離される必要はなく、共通の導波管１０が用いられたりすることも可能であるなど、種々の設計変更が可能である。
【０１００】
（４）また、導波管１０は、必ずしもアルミニウムから断面矩形の長尺管である必要はなく、その他の非磁性体金属からなる円管なども採用可能であるなど種々の設計変更が可能である。
【０１０１】
（５）上記マイクロ波発生装置２０は、周波数２．４５ＧＨｚ、出力エネルギー１Ｗ〜３ｋＷのマイクロ波を出力できる連続可変型のマイクロ波発生源に限定されない。その他のマイクロ波発生源も採用可能である。
【０１０２】
（６）ガス供給手段１１０は、ガスボンベからなる処理ガス供給源９２１と、ガス供給管９２２と、流量制御弁９２３とを備えたものに限定されない。プラズマ発生ノズル３１にブラズマ化するための処理ガスＧを供給することができるものであれば、外気を取り入れてプラズマ発生ノズル３１に供給するようなものも採用可能であるなど、種々の設計変更が可能である。
【０１０３】
（７）集塵装置１２０は、ダクト１２１のような一つの角型のダクトを備えたものに限定されない。プラズマ発生ノズル３１から放出されるプラズマ化されたガスが吹き飛ばした塵埃を収集することができるものであれば、例えば多数の円筒型配管のダクトを備えた集塵装置でも良いなど、種々の設計変更が可能である。
【０１０４】
（８）また、姿勢調整手段１３０は、本実施形態ではプルーム照射角度調整手段と、プラズマ距離調整手段とを兼ねた構成になっているが、必ずしもプルーム照射角度調整手段と、プラズマ距離調整手段とは、１つの機構で実現される必要はない。それぞれ別の異なる機構で構成されても良いなど、種々の設計変更が可能である。
【０１０５】
（９）上記実施形態では、プルーム照射角度調整手段として導波管１０を傾斜させる姿勢調整機構１４０を例示したが、これに代えてプラズマ発生ノズル３１を首振り移動させることで、プルーム照射角度調整手段を実現しても良い。図１２は、首振り式のプラズマ発生ノズル３１０の一例を示す側面図であり、図１２（ａ）は、ノズル本体３３０が垂直な垂下状態とされ、ノズル先端部３６０の指向角度がワークＷの法線ｎ方向とされている状態を示している。一方、図１２（ｂ）は、ノズル本体３３０が回動され、ノズル先端部３６０の指向角度がワークＷの法線ｎに対して角度θだけ傾斜した状態を示している。また、図１３は、首振り式のプラズマ発生ノズル３１０の断面図を示している。
【０１０６】
図１２と図１３とに示すように、このプラズマ発生ノズル３１０は、導波管１０に固定的に取り付けられたノズルホルダ３４０に椀型を呈するノズル本体３３０が回動可能に保持され、これによりノズル先端部３６０の指向角度が調整可能とされている。
【０１０７】
ノズルホルダ３４０は下端側に開口部３４０１を有する金属筒体からなり、開口部３４０１に向けて内径が縮径されている。なお、ノズルホルダ３４０の上端側は、導波管１０の第３導波管１０ピース１３に固定的に取り付けられ、側胴部には処理ガスＧの供給孔３４０２（図１３）が設けられている。ノズル本体３３０は半球体状の金属部材であって、ノズルホルダ３４０と電気的接触を常時保ちつつその下端側において回動可能に保持されている。中心導電体３２’（図１３）は、上側片３２１１と下側片３２１２とが回転ジョイント部３２１３で接続されてなる。上側片３２１１は絶縁性のシール部材３５０で保持され、下側片３２１２はノズル本体３３０に嵌め込まれた絶縁性の保持リング３３０１で保持されている。従って、ノズル本体３３０を首振り移動させると、下側片３２１２が回転ジョイント部３２１３を支点として回転し、首振り移動に追従するようになる。なお、保持リング３３０１には処理ガスＧの流通孔３３０２が設けられている。このような首振り式のプラズマ発生ノズル３１０によっても、その指向角度を調整することができる。
【０１０８】
（１０）また、本実施形態では、酸素ガスや空気のような酸素系の処理ガスがプラズマ発生ノズル３１へ供給されるが、処理ガスＧは、酸素ガスや空気のような酸素系のガスに限定されない。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。
【０１０９】
（１１）また、スライディングショート４０、サーキュレータ５０、ダミーロード６０、スタブチューナ７０は、必ずしも必須ではなく、できるだけ簡略化された装置にするために、省略することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明に係るワーク処理装置によれば、プラズマ発生ノズルから処理対象とされるワークにプラズマ化されたガスであるプルームを照射して所定の処理を施与するワーク処理装置において、プルーム照射による分解残渣などの塵埃を吹き飛ばすための送風設備をワークの周辺に設ける必要がない簡素で安価な集塵設備を備えたワーク処理装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の実施形態に係るプラズマ発生装置Ｓの全体構成を示す斜視図である。
【図２】プラズマ発生装置Ｓの全体構成を示す断面図である。
【図３】プラズマ発生部３０のプラズマ発生ノズル３１の構成を示す側面図である。
【図４】プラズマ発生部３０のプラズマ発生ノズル３１の構成を示す断面図である。
【図５】姿勢調整機構１４０の構成を説明する図１のＩ−Ｉ線断面図であり、プラズマ発生ノズル３１の指向角度がワークＷの法線ｎと一致する方向になった状態を示している。
【図６】姿勢調整機構１４０の構成を説明する図１のＩ−Ｉ線断面図であり、プラズマ発生ノズル３１の指向角度が、ワークＷの法線ｎから角度θだけ前方向に傾斜した状態を示している。
【図７】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８】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９】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１０】ワーク処理装置Ｓの制御系９０を示すブロック図である。
【図１１】導波管１０の重力による撓みと、水平面Ｈに対するプルームＰの照射位置の狂いを示す概念図である。
【図１２】首振り式のプラズマ発生ノズル３１０の一例を示す側面図であり、図１２（ａ）は、ノズル本体３３０が垂直な垂下状態とされ、ノズル先端部３６０の指向角度がワークＷの法線ｎ方向とされている状態を示している。一方、図１２（ｂ）は、ノズル本体３３０が回動され、ノズル先端部３６０の指向角度がワークＷの法線ｎに対して角度θだけ傾斜した状態を示している。
【図１３】首振り式のプラズマ発生ノズル３１０の断面図を示している。
【符号の説明】
【０１１２】
Ｆ      基準照射面
Ｓ      ワーク処理装置
Ｐ      プルーム
Ｗ      ワーク
１０    導波管
２０    マイクロ波発生装置（マイクロ波発生手段）
３１    プラズマ発生ノズル
１１０  ガス供給手段
１２０  集塵装置
１３０  姿勢調整手段（プルーム照射角度調整手段、プラズマ距離調整手段）
【図１】
0004619966.tif 000002
【図２】
0004619966.tif 000003
【図３】
0004619966.tif 000004
【図４】
0004619966.tif 000005
【図５】
0004619966.tif 000006
【図６】
0004619966.tif 000007
【図７】
0004619966.tif 000008
【図８】
0004619966.tif 000009
【図９】
0004619966.tif 000010
【図１０】
0004619966.tif 000011
【図１１】
0004619966.tif 000012
【図１２】
0004619966.tif 000013
【図１３】
0004619966.tif 000014