(57)【要約】【課題】この発明は、プラズマ周縁での漏れマイクロ波を防止することのできるプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】この発明は、ワークが移動する処理空間を画成する真空容器と、該真空容器の外部に取り付けられるマイクロ波の導波管と、前記真空容器の一部を構成すると共に前記導波管と接して設けられるマイクロ波導入窓と、該マイクロ波導入窓と前記処理空間との間の画成されるプラズマ発生空間とを少なくとも有するプラズマ処理装置において、前記プラズマ発生空間の側縁を規制する側縁規制部を設けたことにある。また、前記側縁規制部の中央側縁部から前記処理空間へ突出するプラズマガイド部を設けることが望ましい。前記プラズマガイド部の先端には、前記ワークに対して幅が拡大する拡大ガイド部が設けられることが望ましい。【選択図】  図１
2007134192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークが移動する処理空間を画成する真空容器と、該真空容器の外部に取り付けられるマイクロ波の導波管と、前記真空容器の一部を構成すると共に前記導波管と接して設けられるマイクロ波導入窓と、該マイクロ波導入窓と前記処理空間との間の画成されるプラズマ発生空間とを少なくとも有するプラズマ処理装置において、
前記プラズマ発生空間の側縁を規制する側縁規制部を設けたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記側縁規制部の中央側縁部から前記処理空間へ突出するプラズマガイド部を設けたことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記プラズマガイド部の先端には、前記ワークに対して幅が拡大する拡大ガイド部が設けられることを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記プラズマのインピーダンスを考慮した実効的なマイクロ波の波長をλとした場合に、前記プラズマ発生空間の前記ワークの進行方向の長さＷ１及び高さｈ１は、Ｗ１＝λ／４×ｎ１及びｈ１＝λ／４×ｎ２で規定され、さらに
前記プラズマガイド部の前記ワークの進行方向の長さＷ２及び高さｈ２は、Ｗ２＝λ／４×ｎ３及びｈ２＝λ／４×ｎ４で規定されると共に、
前記ｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４は整数であり、
ｎ１＞ｎ２≧１，λ／４≦ｈ１≦λであり、且つ
１≦ｎ３＜ｎ４，λ／４≦ｈ２≦λであることを特徴とする請求項１〜３のいずれ一つに記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロ波によってプラズマを発生させるプラズマ発生部を具備するプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、プラズマ発生用コイルを有するプラズマ発生装置において、プラズマ発生空間を囲むように設けられるプラズマ拡散遮蔽壁を設け、プラズマ拡散遮蔽壁により囲まれた空間にプラズマを封じ込めて発生させ、プラズマの拡散を防止し、プラズマの発生効率を向上させるものである。
【０００３】
特許文献２は、プラズマ発生室を形成するマイクロ波導入窓のマイクロ波導入側に、所定の大きさの拡大空間を有する拡大導波管を設け、該空間内に縦横比の異なる孔を有する仕切り板を設け、拡大導波管の空間内で仕切り板を挟んでマイクロ波の共振空間が形成され、拡大導波管の空間内部に均一で強い電界が発生し、マイクロ波導入窓を介してプラズマ発生室に入射され、プラズマ発生室内に帰一で強いプラズマを発生するマイクロ波プラズマ処理装置を開示する。
【特許文献１】特開平７−２９８９０号公報
【特許文献２】特開平７−１３５０９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されるプラズマ発生装置は、石英等の誘電体材料からなる天井板を通過する電磁波（マイクロ波）によって、前記天井板及びプラズマ拡散遮蔽壁によって画成された空間にプラズマを発生させる。この発生したプラズマは、前記空間の中央部分では密度が高く周縁部分では密度が低いため、前記マイクロ波は中央部分ではプラズマに吸収されるが、周縁部分ではプラズマを通過する漏れマイクロ波が発生し、この漏れマイクロ波がワークにダメージを与えるという不具合が発生する。
【０００５】
特許文献２に開示されるマイクロ波プラズマ処理装置は、マイクロ波導入窓を透過したマイクロ波によって、プラズマ発生室内にプラズマを発生させる。この発生したプラズマも、上述した特許文献１の場合と同様に、前記プラズマ発生室の中央部分では密度が高く周縁部分では密度が低いため、前記マイクロ波は中央部分ではプラズマに吸収されるが、周縁部分ではプラズマを通過する漏れマイクロ波が発生し、この漏れマイクロ波がワークにダメージを与えるという不具合が発生する。
【０００６】
したがって、この発明は、プラズマ周縁での漏れマイクロ波を防止することのできるプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、この発明は、ワークが移動する処理空間を画成する真空容器と、該真空容器の外部に取り付けられるマイクロ波の導波管と、前記真空容器の一部を構成すると共に前記導波管と接して設けられるマイクロ波導入窓と、該マイクロ波導入窓と前記処理空間との間の画成されるプラズマ発生空間とを少なくとも有するプラズマ処理装置において、前記プラズマ発生空間の側縁を規制する側縁規制部を設けたことにある。
【０００８】
また、前記側縁規制部の中央側縁部から前記処理空間へ突出するプラズマガイド部を設けることが望ましい。尚、前記側縁規制部と前記プラズマガイド部とによってプラズマガイドユニットが構成される。
【０００９】
さらに、前記プラズマガイド部の先端には、前記ワークに対して幅が拡大する拡大ガイド部が設けられることが望ましい。また、前記プラズマガイドユニットには、この拡大ガイド部を付加しても良いものである。
【００１０】
さらにまた、前記プラズマのインピーダンスを考慮した実効的なマイクロ波の波長をλとした場合に、前記プラズマ発生空間の前記ワークの進行方向の長さＷ１及び高さｈ１は、Ｗ１＝λ／４×ｎ１及びｈ１＝λ／４×ｎ２で規定され、さらに前記プラズマガイド部の前記ワークの進行方向の長さＷ２及び高さｈ２は、Ｗ２＝λ／４×ｎ３及びｈ２＝λ／４×ｎ４で規定されると共に、前記ｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４は整数であり、ｎ１＞ｎ２≧１，λ／４≦ｈ１≦λであり、且つｎ３＞ｎ４＞１、１≦ｎ３＜ｎ１，λ／４≦ｈ２≦λであることが望ましい。
【００１１】
以上の構成によれば、プラズマ発生空間のＷ１方向及びｈ１方向において定在波がたつため、安定したプラズマを生成することができ、その結果マイクロ波を吸収し易くなる。また、前記側縁規制部が、側縁部分のマイクロ波を反射するので、ワークへのダメージを防止することができる。
【００１２】
さらに、プラズマガイド部にも定在波がたちプラズマが生成される。また、伝搬するマイクロ波はプラズマにより吸収され、下方に進むについてその強度は弱まっていく。このため、マイクロ波によるワークへのダメージを防止することができる。
【００１３】
さらにまた、拡大ガイド部によって、ガスやプラズマが流れやすいようにすることができるので、生成されたプラズマを安定して外部に放出できるものである。
【発明の効果】
【００１４】
したがって、この発明によれば、マイクロ波によるワークへのダメージを防止することができると共に、作業性を向上させることができるものである。さらに、処理面積の拡大、面内均一処理を可能にすることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施例について図面により説明する。
【実施例１】
【００１６】
本願発明の実施例１に係るプラズマ処理装置１は、例えば図１に示すように、ワーク４が移動可能に配置される真空の処理空間２を画成する真空容器３と、この真空容器３の上部に配されるマイクロ波Ａを供給する導波管５と、この導波管５に接して設けられると共に前記真空容器３の一部を構成し、マイクロ波が透過可能な石英板からなるマイクロ波導入窓６と、このマイクロ波導入窓６の下方に画成されるプラズマ発生空間７と、このプラズマ発生空間７を画成するためのプラズマガイドユニット１０とを少なくとも具備する。
【００１７】
前記プラズマ発生空間７は、例えば図１に示すように、ワーク４の進行方向の両側が前記真空容器３の壁部３Ａ，３Ｂによって画成される直方体の空間であり、図２に示すように、その壁部３Ａ，３Ｂによって規制される進行方向の寸法Ｗ１と、前記壁部３Ａ，３Ｂの高さｈ１とを有する。また、前記進行方向に対して垂直方向に延出する長さは、前記ワーク４の幅と略等しい寸法の幅（図示せず）である。
【００１８】
また、前記寸法Ｗ１は、前記プラズマのインピーダンスを考慮したマイクロ波の波長λの波長λの４分の１波長の整数倍（Ｗ１＝λ／４×ｎ１）であることが望ましく、最大は前記マイクロ波導入窓６の幅と等しいことが望ましい。また、前記高さｈ１は、前記プラズマのインピーダンスを考慮したマイクロ波の波長λの４分の１波長の整数倍（ｈ１＝λ／４×ｎ２）であることが望ましく、最大がλであることが望ましい。
【００１９】
これによって、前記プラズマ発生空間７においては、定在波がたち、安定したプラズマＢを生成することができるものである。
【００２０】
前記プラズマガイドユニット１０は、前記プラズマ発生空間７の前記進行方向の両側に位置する側縁部分を規制する側縁規制部１１と、この側縁部分からワーク４に対して延出するプラズマガイド部１２とを有するものである。また、このプラズマガイドユニット１０は、金属又は金属コーティングされた部材によって形成されることが望ましい。
【００２１】
前記側縁規制部１１は、前記プラズマ発生空間７の側縁を規制するもので、前記プラズマ発生空間７に発生したプラズマＢの密度の薄い側縁部分を通過するマイクロ波Ａを反射させると共に、定在波を発生させることができる。
【００２２】
さらに、前記プラズマガイド部１２は、前記進行方向の幅Ｗ２及び所定の高さｈ２を有する略直方体のプラズマ空間１３を画成するものである。このプラズマ空間１３の進行方向の幅Ｗ２は、前記プラズマのインピーダンスを考慮したマイクロ波の波長λの４分の１波長の整数倍（Ｗ２＝λ／４×ｎ３）であることが望ましく、前記プラズマ発生空間７の幅Ｗ１よりも最低でλ／４小さいことが望ましい。言い換えれば、前記側縁規制部１１の延出距離ｄ（ｄ＝（Ｗ１−Ｗ２）／２）は、０≦ｄ≦（Ｗ１−λ）／２であることが望ましいものである。
【００２３】
さらに、前記高さｈ２は、前記プラズマのインピーダンスを考慮したマイクロ波の波長λの４分の１波長の整数倍（ｈ２＝λ／４×ｎ４）であることが望ましく、最大がλであることが望ましい。
【００２４】
前記プラズマガイド部１２においても、定在波がたつためプラズマＢが生成され、伝搬するマイクロ波はプラズマＢにより吸収され、下方に進むにつれて弱くなり、その強度は弱まって、前記ワーク４へのダメージを抑制又は防止することができるものである。
【実施例２】
【００２５】
また、本願発明の実施例２に係るプラズマ処理装置は、プラズマガイドユニット１０の構成を除いて上述した実施例１に係るプラズマ処理装置１と同様の構造である。このため、上述した実施例１と同一の箇所及び同様の効果を奏する箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２６】
実施例２に係るプラズマ処理装置は、実施例１に係るプラズマ処理装置の前記プラズマガイドユニット１０において、前記プラズマガイド部１２の端部に、前記ワーク４に向かって延出すると共にその幅を漸次増大させる拡大ガイド部１４を設けたことを特徴とするものである。
【００２７】
これによって、プラズマが流れ易くなるため、生成されたプラズマを安定して放出することが可能となり、その結果、処理面積の拡大、ワークの面内均一処理が可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本願発明の実施例１に係るプラズマ処理装置の概略構成図である。
【図２】本願発明の実施例１に係るプラズマ処理装置の一部拡大説明図である。
【図３】本願発明の実施例２に係るプラズマ処理装置の一部拡大説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  プラズマ処理装置
２  処理空間
３  真空容器
４  ワーク
５  導波管
６  マイクロ波導入窓
７  プラズマ発生空間
１０  プラズマガイドユニット
１１  側縁規制部
１２  プラズマガイド部
１３  プラズマ空間
１４  拡大ガイド部
【図１】
2007134192.tif 000003
【図２】
2007134192.tif 000004
【図３】
2007134192.tif 000005