(57)【要約】【課題】ノズル部の交換作業やメンテナンス作業を容易に行うことができるようにする。【解決手段】ワーク処理装置Ｓは、マイクロ波を発生するマイクロ波発生装置２０と、マイクロ波を伝搬する導波管１０と、導波管１０により伝搬される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き所定の処理ガスをプラズマ化して放出するノズル部３１ａとを備えている。そして、ノズル部３１ａは、導波管１０に対して着脱可能に取り付けられている。【選択図】図４
2007220545.tif 000002
【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、
前記導波管により伝搬される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き所定のガスをプラズマ化して放出するノズル部とを備え、
前記ノズル部は、前記導波管に対して着脱可能に取り付けられている、プラズマ発生装置。
【請求項２】
前記導波管に一体的に設けられ、前記ノズル部と着脱可能に嵌合するとともに前記ノズル部を保持するホルダ部を備えた、請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項３】
前記ノズル部に前記所定のガスを供給するガス供給管を接続するための管継手を備え、
前記管継手は、前記ホルダ部の外周に設けられている、請求項２に記載のプラズマ発生装置。
【請求項４】
前記ホルダ部と前記ノズル部との間には、これらの境界部における隙間を閉塞するシール部材が設けられている、請求項３に記載のプラズマ発生装置。
【請求項５】
前記ノズル部は、前記マイクロ波を受信する内部導電体と、この内部導電体の周囲に離間して配置され、前記導波管及び前記ホルダ部を介して所定の電位に設定される外部導電体とを含み、前記マイクロ波を受信した内部導電体と前記外部導電体との間の電位差により生じる電界を利用して前記所定のガスをプラズマ化するものであって、
前記シール部材は、前記ホルダ部と前記外部導電体との間に設けられ、導電性を有する材料からなる、請求項４に記載のプラズマ発生装置。
【請求項６】
前記ホルダ部は、前記ノズル部を所定の付勢力を持って挟持する構造を備える、請求項２〜５のいずれか１項に記載のプラズマ発生装置。
【請求項７】
前記ホルダ部は、バネで付勢される球体を有しその球体を前記バネの付勢力を利用して前記ノズル部に所定の押圧力で当接させるボールプランジャを含み、
前記ノズル部と前記ホルダ部とは、前記ボールプランジャを用いた嵌合構造を有する、請求項６に記載のプラズマ発生装置。
【請求項８】
前記ノズル部は、前記マイクロ波を受信するための導電体を有し、
前記導波管の前記ノズル部が取り付けられる位置には、そのノズル部の前記導電体を導波管内に突出させるための貫通孔が設けられており、
前記導波管の貫通孔を開閉するためのシャッター機構をさらに備える、請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項９】
前記シャッター機構は、前記導波管から前記ノズル部を取り外したときに前記貫通孔を自動的に閉じるように構成されている、請求項８に記載のプラズマ発生装置。
【請求項１０】
前記ノズル部が前記導波管に対して取り付けられたことを検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて前記マイクロ波発生手段を動作させる制御手段とをさらに備えた、請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のプラズマ発生装置を備えたワーク処理装置であって、
前記プラズマ発生装置により生成されるプラズマを前記ノズル部から処理対象とされるワークに照射して所定の処理を施与する、ワーク処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマを生成するプラズマ発生装置及びこのプラズマ発生装置を用い基板等の被処理ワークに対してプラズマを照射してワーク表面の清浄化や改質を図ることが可能なワーク処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、所定のガスをプラズマ化して放出するプラズマ発生装置が知られており、例えば、特許文献１にそのようなプラズマ発生装置の一例が開示されている。この特許文献１に開示されたプラズマ発生装置は、内側電極とその周囲を所定の間隔を置いて取り囲む環状の外側電極とを含むノズル部を用い、常圧下において内側電極と外側電極との間に電界を印加することでその両電極間に供給されるガスをグロー放電によりプラズマ化して放出するように構成されている。
【０００３】
また、従来、他の例として、マイクロ波を伝搬する導波管に上記のようなノズル部を一体的に設け、導波管により伝搬されたマイクロ波をノズル部の内側電極に受信させるとともに、そのマイクロ波のエネルギーを利用して所定のガスのプラズマ化を行うようにしたプラズマ発生装置も知られている。
【特許文献１】特開２００３−１９７３９７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、上記の導波管を伝搬するマイクロ波をノズル部の内側電極で受信させてプラズマを生成する従来のプラズマ発生装置では、ノズル部が導波管に一体的に設けられているためノズル部を導波管から取り外すのが困難であり、その結果、導波管からノズル部を取り外して行うノズル部の交換作業やメンテナンス作業が困難になるという問題点がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、ノズル部の交換作業やメンテナンス作業を容易に行うことが可能なプラズマ発生装置及び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】
【０００６】
本発明の請求項１に係るプラズマ発生装置は、マイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、マイクロ波を伝搬する導波管と、導波管により伝搬される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き所定のガスをプラズマ化して放出するノズル部とを備えている。そして、ノズル部は、導波管に対して着脱可能に取り付けられている。
【０００７】
この構成によれば、ノズル部が導波管に一体的に設けられている場合と異なり、ノズル部を導波管から容易に取り外すことができるので、導波管からノズル部を取り外して行うノズル部の交換作業やメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【０００８】
上記構成において、導波管に一体的に設けられ、ノズル部と着脱可能に嵌合するとともにノズル部を保持するホルダ部を備えていることが望ましい（請求項２）。この構成によれば、ホルダ部の機能によりノズル部を導波管に対して着脱可能な構造を得ることができる。
【０００９】
この場合、ノズル部に所定のガスを供給するガス供給管を接続するための管継手を備え、管継手は、ホルダ部の外周に設けられていることが望ましい（請求項３）。管継手がノズル部に対して取り付けられている場合、ノズル部の着脱の際にガス供給管の脱着や引き回しを伴うこととなる。これに対し、上記構成によれば、ガス供給管がノズル部に対して接続されない構成とすることができるので、ノズル部の交換時やメンテナンス時にノズル部とガス供給管との接続を外す作業が不要となる。このため、ガス供給管を介してノズル部に所定のガスを供給する構成において、ノズル部の交換時やメンテナンス時の作業が煩雑になるのを抑制することができる。
【００１０】
さらに、この場合、ホルダ部とノズル部との間には、これらの境界部における隙間を閉塞するシール部材が設けられていることが望ましい（請求項４）。この構成によれば、シール部材によりホルダ部とノズル部との境界部における隙間を閉塞することができるので、ホルダ部に設けられた管継手に供給管が接続されて所定のガスが供給管からホルダ部を介してノズル部に供給される際に、ホルダ部とノズル部との境界部における隙間から所定のガスが漏洩するという不都合が生じるのを抑制することができる。
【００１１】
このホルダ部とノズル部との間にシール部材が設けられている構成において、ノズル部は、マイクロ波を受信する内部導電体と、この内部導電体の周囲に離間して配置され、導波管及びホルダ部を介して所定の電位に設定される外部導電体とを含み、マイクロ波を受信した内部導電体と外部導電体との間の電位差により生じる電界を利用して所定のガスをプラズマ化するものであって、シール部材は、ホルダ部と外部導電体との間に設けられ、導電性を有する材料からなることが望ましい（請求項５）。この構成によれば、シール部材がホルダ部とノズル部の外部導電体との間に設けられていてもシール部材が導電性を有する材料からなるので、ホルダ部と外部導電体との間の導電性が低下するのを抑制することができる。これにより、ホルダ部と外部導電体との間の導電性の低下に起因して導波管及びホルダ部を介して外部導電体の電位を所定の電位に設定しにくくなるのを抑制することができるので、マイクロ波を受信した内部導電体と外部導電体との間の電位差を所定のガスのプラズマ化に要する電界の形成に必要な電位差に確実に設定することができる。その結果、ホルダ部と外部導電体との間に設けられたシール部材により所定のガスの漏洩を抑止しながら、ノズル部において所定のガスのプラズマ化を良好に行うことができる。
【００１２】
上記ホルダ部を含む構成において、ホルダ部は、ノズル部を所定の付勢力を持って挟持する構造を備えていることが望ましい（請求項６）。この構成によれば、ねじ止め等の煩雑な作業を行うことなくノズル部をホルダ部に保持させることができるとともにホルダ部からノズル部を取り外すことができるので、ノズル部の着脱作業を簡略化することができる。
【００１３】
この場合、ホルダ部は、バネで付勢される球体を有しその球体をバネの付勢力を利用してノズル部に所定の押圧力で当接させるボールプランジャを含み、ノズル部とホルダ部とは、ボールプランジャを用いた嵌合構造を有していることが望ましい（請求項７）。この構成によれば、ボールプランジャによりホルダ部をノズル部を付勢力を持って挟持する構造を構成することができる。
【００１４】
上記導波管に対してノズル部が着脱可能に取り付けられている構成において、ノズル部は、マイクロ波を受信するための導電体を有し、導波管のノズル部が取り付けられる位置には、そのノズル部の導電体を導波管内に突出させるための貫通孔が設けられており、導波管の貫通孔を開閉するためのシャッター機構をさらに備えることが望ましい（請求項８）。この構成によれば、導波管からノズル部を取り外す際、シャッター機構によりその貫通孔を閉じることができるので、導波管からノズル部を取り外した後、導波管を伝搬するマイクロ波が貫通孔から外部に流出するのを抑制することができるとともに、その貫通孔から導波管内に埃等が入るのを抑制することができる。
【００１５】
この場合、シャッター機構は、導波管からノズル部を取り外したときに貫通孔を自動的に閉じるように構成されていることが望ましい（請求項９）。この構成によれば、導波管からノズル部を取り外した後、シャッター機構により貫通孔を閉じる作業を別途行う必要がないので、ノズル部の取り外し時の作業を簡略化することができる。
【００１６】
上記導波管に対してノズル部が着脱可能に取り付けられている構成において、ノズル部が導波管に対して取り付けられたことを検出する検出手段と、検出手段の検出結果に基づいてマイクロ波発生手段を動作させる制御手段とをさらに備えることが望ましい（請求項１０）。この構成によれば、ノズル部が導波管に取り付けられたことが検出手段により検出された後、制御手段によりマイクロ波発生手段を動作させてマイクロ波を出力させることができるので、ノズル部が導波管に取り付けられていない状態でマイクロ波発生手段からマイクロ波が出力されるのを抑止することができる。これにより、導波管にノズル部が取り付けられていない状態において、マイクロ波発生手段から出力されたマイクロ波が導波管のノズル部の取付部から外部へ漏洩するという不都合が生じるのを抑制することができる。
【００１７】
本発明の請求項１１に係るワーク処理装置は、上記いずれかの構成を有するプラズマ発生装置を備えたものであって、プラズマ発生装置により生成されるプラズマをノズル部から処理対象とされるワークに照射して所定の処理を施与する。この構成によれば、導波管に対してノズル部を着脱可能なプラズマ発生装置を備えたワーク処理装置を構成することができるので、その結果、ノズル部の交換やメンテナンスを容易に行うことが可能なワーク処理装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によるプラズマ発生装置及びワーク処理装置では、ノズル部の交換やメンテナンスを容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１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る。このワーク処理装置Ｓは、プラズマを発生し被処理物となるワークＷに前記プラズマを照射するプラズマ発生ユニットＰＵ（プラズマ発生装置）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とから構成されている。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はワーク処理装置Ｓの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。また、後述する全ての実施形態においてもこれらの方向を同様に適用する。
【００２１】
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（マイクロ波発生手段）、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。また搬送手段Ｃは、図略の駆動手段により回転駆動される搬送ローラ８０を含んで構成されている。本実施形態では、平板状のワークＷが搬送手段Ｃにより搬送される例を示している。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。第１実施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。
【００２５】
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。
【００２６】
プラズマ発生部３０は、第３導波管ピース１３の下面板１３Ｂ（矩形導波管の一つの側面；処理対象ワークとの対向面）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。第３導波管ピース１３の下面板１３Ｂには、上下に貫通する８個の貫通孔１３１が左右方向に所定間隔で一列に整列して設けられており、これら８個の貫通孔１３１に対応する位置に上記の各プラズマ発生ノズル３１がそれぞれ設置されている。
【００２７】
また、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。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は、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。
【００２８】
図４は、プラズマ発生ノズル３１を拡大して示す側面図、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（内部導電体）、ノズル本体３３（外部導電体）及び導電体保持部材３４を含むノズル部３１ａと、ノズルホルダ３５（ホルダ部）と、管継手３６と、シール部材３７とを含んで構成されている。
【００２９】
ノズル部３１ａの中心導電体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の貫通孔１３１を介して導波空間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、導電体保持部材３４により保持されている。
【００３０】
ノズル部３１ａのノズル本体３３は、良導電性の金属から構成され、中心導電体３２を収納する下部筒状空間３３２と、導電体保持部材３４を保持する上部筒状空間３３３とを有する筒状体である。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下部筒状空間３３２の中心軸上に挿通されている。ノズル部３１ａの導電体保持部材３４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３４１をその中心軸上に備える筒状体からなる。また、ノズルホルダ３５は上記ノズル本体３３と同様、良導電性の金属から構成され、ノズル本体３３を保持する保持空間３５１を有する筒状体である。
【００３１】
この第１実施形態では、ノズルホルダ３５が第３導波管ピース１３の下面板１３Ｂの貫通孔１３１が設けられた位置に一体的に取り付けられるとともに、そのノズルホルダ３５にノズル部３１ａのノズル本体３３が着脱可能に嵌合している。すなわち、ノズル部３１ａは、ノズルホルダ３５を介して第３導波管ピース１３に着脱可能に取り付けられている。具体的には、ノズル本体３３は、上方から順に、ノズルホルダ３５の保持空間３５１に内嵌される胴部３３Ａと、環状に突設されたフランジ部３３Ｆとを具備している。また、胴部３３Ａには、所定の処理ガスを前記下部筒状空間３３２へ供給させるための連通孔３３４が穿孔されているとともに、胴部３３Ａの外周面には、後述するボールプランジャ３８の球体３８ｃが係合する丸型の凹部３３５が形成されている。
【００３２】
また、ノズルホルダ３５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３５Ｕと、下面板１３Ｂから下方向に延出する下側胴部３５Ｂとを備えている。上記保持空間３５１は、この下側胴部３５Ｂの内部に設けられており、下側胴部３５Ｂの外周には、処理ガスを上記環状空間Ｈに供給するためのガス供給孔３５２と、後述するボールプランジャ３８を取り付けるためのネジ孔３５３とが穿孔されている。このガス供給孔３５２とネジ孔３５３とは、下側胴部３５Ｂの外周の相対する位置にそれぞれ設けられている。また、ガス供給孔３５２と、ノズル本体３３の連通孔３３４とは、ノズル本体３３がノズルホルダ３５へ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。
【００３３】
そして、ノズル本体３３は、胴部３３Ａの外周部がノズルホルダ３５の下側胴部３５Ｂの内周壁と接触するようにノズルホルダ３５に嵌合されている。また、ノズルホルダ３５は、ボールプランジャ３８を有しており、このボールプランジャ３８を用いて、ノズル本体３３（ノズル部３１ａ）がノズルホルダ３５に対して着脱自在な嵌合構造で装着されている。
【００３４】
ボールプランジャ３８は、外装体３８ａ、圧縮コイルバネ３８ｂ及び球体３８ｃを備えている。外装体３８ａは、有底の略円筒形状に構成されており、その軸方向一方端側には円形の開口部３８ｄが設けられている。また、外装体３８ａの外周面にはネジ溝が形成されており、このネジ溝が上記ネジ孔３５３と螺合されることによって外装体３８ａがノズルホルダ３５の下側胴部３５Ｂに取り付けられている。この際、外装体３８ａは、その開口部３８ｄがノズルホルダ３５の径方向内側を向くとともに、開口部３８ｄ側の端縁がノズルホルダ３５の内壁面と略面一となるように配置されている。
【００３５】
圧縮コイルバネ３８ｂは、外装体３８ａの内部に収容されており、球体３８ｃは、外装体３８ａの内部の圧縮コイルバネ３８ｂの開口部３８ｄ側に収容されている。この球体３８ｃは、樹脂材料によって形成されているとともに、圧縮コイルバネ３８ｂによりノズルホルダ３５の径方向内側（開口部３８ｄ側）に付勢されている。そして、開口部３８ｄの径は球体３８ｃの径よりも若干小さく設定されており、球体３８ｃはその一部の領域が開口部３８ｄからノズルホルダ３５の保持空間３５１内に突出した状態で外装体３８ａに保持されている。
【００３６】
また、球体３８ｃの保持空間３５１内に突出した領域は、開口部３８ｄを介して外装体３８ａ内に出入可能に構成されている。すなわち、球体３８ｃにノズルホルダ３５の径方向外側へ所定の力が付与されると、球体３８ｃはその方向に圧縮コイルバネ３８ｂの付勢力に抗しながら移動するとともに、球体３８ｃの保持空間３５１内に突出していた領域は外装体３８ａ内に没入し、その後、球体３８ｃに上記所定の力が付与されなくなると圧縮コイルバネ３８ｂの付勢力により球体３８ｃの一部の領域が開口部３８ｄから保持空間３５１内に突出した元の状態に戻るように構成されている。
【００３７】
ノズル本体３３をノズルホルダ３５に嵌合させる際には、ノズル本体３３の胴部３３Ａをノズルホルダ３５の下方から保持空間３５１に挿入する。この際、ボールプランジャ３８の球体３８ｃは、胴部３３Ａの外周面によりノズルホルダ３５の径方向外側に押されて外装体３８ａ内に没入する。そして、ノズルホルダ３５のガス供給孔３５２とノズル本体３３の連通孔３３４とが連通状態となる定位置までノズル本体３３がノズルホルダ３５に挿嵌されると、外装体３８ａ内に没入していた球体３８ｃが圧縮コイルバネ３８ｂの付勢力により突出してノズル本体３３の胴部３３Ａの外周面に形成された凹部３３５に嵌り込む。したがって、ノズル本体３３の凹部３３５とボールプランジャ３８とは、ノズル本体３３とノズルホルダ３５とが定位置嵌合したときに凹部３３５の位置とボールプランジャ３８の球体３８ｃの位置とが合致するように位置設定されている。
【００３８】
このようにノズルホルダ３５へノズル部３１ａ（ノズル本体３３）を挿嵌する際、ボールプランジャ３８の球体３８ｃが圧縮コイルバネ３８ｂの付勢力によって突出してノズル本体３３の凹部３３５に嵌り込むことによって、ノズルホルダ３５にノズル部３１ａを挿嵌させる作業者にはクリック感が得られ、ノズル部３１ａがノズルホルダ３５に定位置嵌合したことが感知できるようになっている。また、ノズルホルダ３５にノズル部３１ａを挿嵌させる際、ボールプランジャ３８の球体３８ｃがノズル本体３３の胴部３３Ａの外周面と擦れ合うが、球体３８ｃが樹脂材料で形成されていることによって、球体３８ｃが金属製の場合に比べてその擦れ合いに起因する金属粉の発生が抑制される。なお、球体３８ｃの表面に潤滑剤を塗布すれば、球体３８ｃとノズル本体３３の胴部３３Ａとの摩擦係数を低減させることが可能であるので、球体３８ｃが金属製であっても上記の擦れ合いに起因する金属粉の発生を抑制可能である。したがって、このように構成する場合には、金属製のボールも球体３８ｃとして適用可能である。
【００３９】
また、ボールプランジャ３８の球体３８ｃは、ノズル本体３３の凹部３３５に嵌り込んだ状態においても圧縮コイルバネ３８ｂによってノズルホルダ３５の径方向内側に付勢されており、この付勢力で球体３８ｃはノズル本体３３の凹部３３５に押圧されている。この押圧力によってノズル本体３３は、ボールプランジャ３８の球体３８ｃとその反対側に位置するノズルホルダ３５の内壁面との間で挟持され、これにより、ノズル部３１ａがノズルホルダ３５に固定される。
【００４０】
なお、この第１実施形態では、ノズルホルダ３５に単一のボールプランジャ３８が設けられているが、ノズル部３１ａをノズルホルダ３５により確実に固定するために複数のボールプランジャ３８をノズルホルダ３５の所定位置にそれぞれ配設しても良い。
【００４１】
ノズルホルダ３５のガス供給孔３５２には、所定の処理ガスを供給するガス供給管５２１の終端部が接続するための上記管継手３６がノズルホルダ３５の径方向外側から取り付けられている。そして、ガス供給管５２１からノズルホルダ３５のガス供給孔３５２及びノズル本体３３の連通孔３３４を介して、ノズル本体３３の下部筒状空間３３２（環状空間Ｈ）へ処理ガスが供給されるように構成されている。上記シール部材３７は、環状の円盤形に形成されており、ノズル本体３３とノズルホルダ３５との間に介在されている。このシール部材３７は、ノズル本体３３とノズルホルダ３５との境界部における隙間を閉塞するためのものである。
【００４２】
具体的には、環状のシール部材３７は、ノズル本体３３の胴部３３Ａに密着した状態で外嵌しているとともに、ノズル本体３３のフランジ部３３Ｆの上端縁３３６とノズルホルダ３５の下側胴部３５Ｂの下端縁３５４との間でこれらに密着した状態で挟持されている。シール部材３７がこのような態様で設けられていることにより、ノズル本体３３とノズルホルダ３５との境界部における隙間が閉塞されている。これにより、ガス供給孔３５２と連通孔３３４との突き合わせ部から上記境界部における隙間を介して処理ガスが漏洩するのが抑止されている。
【００４３】
また、シール部材３７は、導電性を有する材料からなり、例えば導電性ゴムパッキンによって構成されている。これにより、シール部材３７を介してノズル本体３３とノズルホルダ３５との電気的な導通が確保されている。また、シール部材３７がゴム製であることから、シール部材３７はノズル本体３３及びノズルホルダ３５の両方に良好に密着し、ノズル本体３３とノズルホルダ３５との境界部における隙間が確実に閉塞される。
【００４４】
上記導電体保持部材３４は、その下端縁３４２がノズル本体３３の上部筒状空間３３３の底面部３３３ａと当接し、その上端縁３４３がノズルホルダ３５の上端係止部３５５と当接する態様で、ノズル本体３３の上部筒状空間３３３に保持されている。すなわち、上部筒状空間３３３に中心導電体３２を支持した状態の導電体保持部材３４が嵌合されるとともに、その導電体保持部材３４がノズルホルダ３５の上端係止部３５５と上部筒状空間３３３の底面部３３３ａとで上下から挟持されるようにして組み付けられている。
【００４５】
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３５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は絶縁性の導電体保持部材３４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、ノズル本体３３はアース電位とされるとともに、そのノズル本体３３と中心導電体３２との間に所定の電位差が生じる。そして、この電位差により中心導電体３２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。
【００４６】
かかる状態で、ガス供給管５２１から管継手３６、ガス供給孔３５２及び連通孔３３４を介して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。
【００４７】
このようにしてプラズマ化された処理ガスは、上記のように供給される処理ガスの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。
【００４８】
因みに、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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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より熱交換されるようになっている。
【００５２】
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。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、これらは共に第２導波管ピース１２の導波空間１２０に突出するスタブ７１を有している。
【００５３】
この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。
【００５４】
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。ここで、処理対象となるワークＷとしては、プラズマディスプレイパネルや半導体基板のような平型基板、電子部品が実装された回路基板等を例示することができる。また、平型形状でないパーツや組部品等も処理対象とすることができ、この場合は搬送ローラに代えてベルトコンベア等を採用すれば良い。
【００５５】
次に、第１実施形態に係るワーク処理装置Ｓの電気的構成について説明する。図７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。この制御系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。
【００５６】
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の装置本体部２１によるマイクロ波発生の動作制御を行う。
【００５７】
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のノズル部３１ａ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のノズル部３１ａとの間を接続する上記ガス供給管５２１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。
【００５８】
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。
【００５９】
全体制御部９４は、当該ワーク処理装置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、上記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のノズル部３１ａ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を放射させるものである。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。
【００６０】
以上説明した第１実施形態に係るワーク処理装置Ｓによれば、プラズマ発生ノズル３１のノズル部３１ａがノズルホルダ３５を介して導波管１０（第３導波管ピース１３）に対して着脱可能に取り付けられているので、ノズル部３１ａが導波管１０に一体的に設けられている場合と異なり、ノズル部３１ａを導波管１０から容易に取り外すことができる。このため、導波管１０からノズル部３１ａを取り外して行うノズル部３１ａの交換作業やメンテナンス作業を容易に行うことができる。また、導波管１０により伝搬したマイクロ波をノズル部３１ａの中心導電体３２に受信させてプラズマ生成のためのエネルギーを供給しているので、中心導電体３２にプラズマ生成に要する電力を供給するための電気配線を接続する必要がない。このため、ノズル部３１ａを電気配線による制約を受けることなく自由に着脱することができるので、ノズル部３１ａを容易に交換することができる。
【００６１】
また、ノズル部３１ａに処理ガスを供給するガス供給管５２１を接続するための管継手３６がノズルホルダ３５の外周に設けられているので、管継手がノズル部３１ａに対して取り付けられている場合と異なり、ガス供給管５２１がノズル部３１ａに対して接続されない構成とすることができる。これにより、ノズル部３１ａの交換時やメンテナンス時にノズル部３１ａとガス供給管５２１との接続を外す作業が不要となる。このため、ノズル部３１ａの交換時やメンテナンス時の作業が煩雑になるのを抑制することができる。
【００６２】
また、ノズルホルダ３５とノズル部３１ａ（ノズル本体３３）との間には、これらの境界部における隙間を閉塞するシール部材３７が設けられているので、処理ガスがガス供給管５２１からノズルホルダ３５のガス供給孔３５２及びノズル本体３３の連通孔３３４を介して環状空間Ｈに供給される際に、ノズルホルダ３５とノズル部３１ａ（ノズル本体３３）との境界部における隙間から処理ガスが漏洩するという不都合が生じるのを抑制することができる。
【００６３】
また、シール部材３７が導電性を有する材料からなるので、シール部材３７がノズルホルダ３５とノズル本体３３との間に設けられていても、ノズルホルダ３５とノズル本体３３との間の導電性が低下するのを抑制することができる。これにより、ノズルホルダ３５とノズル本体３３との間の導電性の低下に起因して導波管１０及びノズルホルダ３５を介してノズル本体３３の電位をアース電位に設定しにくくなるのを抑制することができるので、マイクロ波を受信した中心導電体３２とノズル本体３３との間の電位差を処理ガスのプラズマ化に要する電界集中部の形成に必要な電位差に確実に設定することができる。その結果、ノズルホルダ３５とノズル本体３３との間に設けられたシール部材３７により処理ガスの漏洩を抑止しながら、ノズル部３１ａにおいて処理ガスのプラズマ化を良好に行うことができる。
【００６４】
また、ノズル部３１ａとノズルホルダ３５とは、ボールプランジャ３８を用いた嵌合構造を有しているので、ねじ止め等の煩雑な作業を行うことなくノズル部３１ａをノズルホルダ３５の下方から保持空間３５１に押し込んで嵌合させることによりワンタッチでノズルホルダ３５にノズル部３１ａを保持させることができる。さらに、ノズルホルダ３５からノズル部３１ａを取り外す際も、ノズルホルダ３５からノズル部３１ａを下方に引き抜くことによりワンタッチで取り外すことができるので、ノズル部３１ａの着脱作業を簡略化することができる。
【００６５】
（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態に係るワーク処理装置Ｓに用いるプラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生ノズル３１の構造を示した側断面図、図９は、そのプラズマ発生ノズル３１に適用するシャッター機構３９のシャッター部３９１の側面図である。また、図１０は、図８に対応するプラズマ発生ノズル３１のノズル部３１ａを第３導波管ピース１３から取り外した状態を示した側断面図である。この第２実施形態によるワーク処理装置Ｓでは、上記第１実施形態と異なり、第３導波管ピース１３の下面板１３Ｂに設けられた貫通孔１３１が第３導波管ピース１３からノズル部３１ａを取り外したときにシャッター機構３９で自動的に閉じられるように構成されている。
【００６６】
具体的には、図８に示すように、第３導波管ピース１３の下面板１３Ｂの各貫通孔１３１が設けられた領域にそれぞれシャッター機構３９が設置されており、このシャッター機構３９は、下面板１３Ｂの下面側に設置されている。シャッター機構３９は、貫通孔１３１の左右両側に配設された一対のシャッター部３９１，３９１からなる。各シャッター部３９１は、可動部３９２、取付部材３９３、支持部材３９４、付勢バネ３９５及び一対のガイド部材３９６，３９６を含んでいる。
【００６７】
上記可動部３９２は、その上面が下面板１３Ｂの下面に接触しながら左右方向に移動できるように設けられており、第３導波管ピース１３の貫通孔１３１を開閉する扉部として機能するものである。すなわち、図１０に示すように、一方のシャッター部３９１の可動部３９２と他方のシャッター部３９１の可動部３９２とが貫通孔１３１の軸心に対応する位置で左右両側から突き合わされることによって貫通孔１３１が閉じられるように構成されている。可動部３９２は、金属材料もしくは表面に金属膜がコーティングされた樹脂材料によって形成されており、導電性を有している。
【００６８】
また、可動部３９２は、左右方向に延びる略直方体形状の可動部本体３９２ａを有しており、この可動部本体３９２ａの下面の貫通孔１３１側の所定領域には、上方へ所定の傾斜角で傾斜する斜面部３９２ｂが形成されている。また、この可動部３９２では、一対の平板状の被ガイド部３９２ｃ，３９２ｃが可動部本体３９２ａの前面の上端部近傍の領域と可動部本体３９２ａの後面の上端部近傍の領域とにそれぞれ設けられている。これらの一対の被ガイド部３９２ｃ，３９２ｃは、それぞれ可動部本体３９２ａの前方向と後方向とに所定の幅で突出するように設けられている。また、可動部本体３９２ａの前後方向の中央部には、左右方向に直線的に延びる丸形の穴部３９２ｄが穿設されている。この穴部３９２ｄは、可動部３９２の貫通孔１３１と反対側の端縁から貫通孔１３１側へ所定の領域にわたって形成されている。
【００６９】
上記取付部材３９３は、断面Ｌ字状に構成されており、下面板１３Ｂの下面に固定されている。取付部材３９３は、下面板１３Ｂの下面に固定される平板状の固定領域３９３ａと、その固定領域３９３ａから下方に垂直に延出され、前後方向に延びる平板状の取付領域３９３ｂとによって構成されている。取付領域３９３ｂの中央部には、左右方向に貫通する取付孔３９３ｃが形成されており、この取付孔３９３ｃに取付ネジ３９７が挿通されている。
【００７０】
上記支持部材３９４は、可動部３９２を左右方向に移動可能に支持するためのものである。支持部材３９４は、直線的に延びる丸棒状の部材であり、その長手方向の一方端にはネジ穴３９４ａが設けられている。この支持部材３９４は、そのネジ穴３９４ａに取付部材３９３の取付孔３９３ｃに挿通された取付ネジ３９７が螺合されることによって、取付部材３９３の取付領域３９３ｂに左右方向に直線的に延びるように固定されている。そして、支持部材３９４は、可動部３９２の穴部３９２ｄに挿入されており、可動部３９２が支持部材３９４に沿って左右方向に移動できるように構成されている。
【００７１】
上記付勢バネ３９５は、圧縮コイルバネからなり、可動部３９２を第３導波管ピース１３の貫通孔１３１側に付勢するためのものである。この付勢バネ３９５は、可動部３９２の穴部３９２ｄ内に位置する支持部材３９４の端部と穴部３９２ｄの底部との間に収容されている。上記一対のガイド部材３９６，３９６は、可動部３９２の左右方向への移動をガイドする機能を有している。すなわち、一対のガイド部材３９６，３９６は、可動部３９２の被ガイド部３９２ｃ，３９２ｃにそれぞれ対応する位置に設けられており、被ガイド部３９２ｃ，３９２ｃをそれぞれ左右方向に移動可能に支持することにより、可動部３９２の左右方向への移動をガイドしている。このガイド部材３９６は、左右方向に延びる板状体からなり、その上面が第３導波管ピース１３の下面板１３Ｂの下面に対して固定されている。また、ガイド部材３９６の可動部３９２側の上端部近傍の領域には、被ガイド部３９２ｃと略等しい前後方向の幅を有する切欠部３９６ａが左右方向に直線的に延びるように形成されている。そして、この切欠部３９６ａと下面板１３Ｂの下面とで挟まれた空間に被ガイド部３９２ｃが左右方向に移動可能に保持されている。
【００７２】
また、この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、ノズルホルダ３５（図５参照）が設けられておらず、ノズル部３１ａは上記シャッター機構３９を用いて第３導波管ピース１３の下面板１３Ｂに対して取り付けられている。具体的には、ノズル部３１ａのノズル本体３３は、下部筒状空間３３２に略対応する位置に設けられた下側胴部３３Ｂと、下側胴部３３Ｂの上側に設けられ、下側胴部３３Ｂよりも小径に形成された上側胴部３３Ｕとを有している。この上側胴部３３Ｕが左右両側から一対のシャッター部３９１，３９１の各可動部３９２により付勢バネ３９５の付勢力を持って挟持されることにより、ノズル部３１ａが保持されている。この際、ノズル部３１ａは、中心導電体３２（導電体）が貫通孔１３１を介して導波空間１３０内に突出するとともにノズル本体３３及び導電体保持部材３４の上端縁が第３導波管ピース１３の下面板１３Ｂの下面に対して当接した状態で固定されている。
【００７３】
また、上記シャッター機構３９により、ノズル部３１ａは第３導波管ピース１３に対してワンタッチで着脱できるように構成されている。具体的には、図１０に示すように、第３導波管ピース１３からノズル部３１ａが取り外されてシャッター機構３９が閉じた状態からノズル部３１ａを第３導波管ピース１３に取り付ける際には、ノズル部３１ａを一対のシャッター部３９１，３９１の各可動部３９２が突き合わされた位置に下方から押し当てる。この際、まず、ノズル部３１ａの中心導電体３２の上端部３２１が左右の可動部３９２，３９２の各々の斜面部３９２ｂに押し当てられ、その押圧力を受けて左側の可動部３９２は付勢バネ３９５の付勢力に抗しながら左方向に移動し、右側の可動部３９２は付勢バネ３９５の付勢力に抗しながら右方向に移動する。すなわち、一対の可動部３９２，３９２は、中心導電体３２の径の分だけ互いに離反する左右方向に移動する。
【００７４】
そして、ノズル部３１ａをさらに上方に押動して中心導電体３２を下面板１３Ｂの貫通孔１３１から導波空間１３０内に突出させるとともに、ノズル本体３３の上側胴部３３Ｕの上端縁を一対の可動部３９２，３９２の各々の斜面部３９２ｂに押圧すると、その押圧力を受けて一対の可動部３９２，３９２は上側胴部３３Ｕの径の分だけ付勢バネ３９５の付勢力に抗しながら左右両側に互いに離反する。そして、ノズル部３１ａをノズル本体３３及び導電体保持部材３４の上端縁が下面板１３Ｂの下面に接触するまで上方に押動する。この際、ノズル本体３３の上側胴部３３Ｕが一対の可動部３９２，３９２により付勢バネ３９５の付勢力を持って左右から挟持される。これにより、ノズル部３１ａはこの状態で固定される。上記のように、第３導波管ピース１３へのノズル部３１ａの取付け時には、ノズル部３１ａを一対のシャッター部３９１，３９１の各可動部３９２が突き合わされた位置に下方から押し当てるだけでワンタッチで取り付けることができる。
【００７５】
また、ノズル部３１ａは、可動部３９２，３９２により付勢バネ３９５の付勢力を持って左右両側から挟持されることのみによって固定されているので、第３導波管ピース１３からノズル部３１ａを取り外す際には、ノズル部３１ａを下方に引き抜くだけで取り外すことができる。そして、その際、一対のシャッター部３９１，３９１の各可動部３９２が付勢バネ３９５の付勢力によって左右両側から貫通孔１３１の軸心の位置に向かって移動し互いに突き合わされることにより貫通孔１３１が自動的に閉じられる。なお、プラズマ発生ユニットＰＵを駆動させている際には、ノズル部３１ａに外力が加えられても第３導波管ピース１３からノズル部３１ａが外れないようにする必要があるので、上記シャッター機構３９による固定に加えて、図示しない外れ止め部によってノズル部３１ａを第３導波管ピース１３により確実に固定しておくことが望ましい。
【００７６】
第２実施形態によるワーク処理装置Ｓの上記以外の構成は、上記第１実施形態によるワーク処理装置Ｓの構成と同様である。
【００７７】
以上説明した第２実施形態に係るワーク処理装置Ｓによれば、第３導波管ピース１３の貫通孔１３１を開閉するためのシャッター機構３９が設けられているので、第３導波管ピース１３からノズル部３１ａを取り外す際、シャッター機構３９によりそのノズル部３１ａの取付位置に設けられた貫通孔１３１を閉じることができる。これにより、第３導波管ピース１３からノズル部３１ａを取り外した後、導波管１０を伝搬するマイクロ波が貫通孔１３１から外部に流出するのを抑制することができるとともに、その貫通孔１３１から第３導波管ピース１３内に埃等が入るのを抑制することができる。
【００７８】
また、シャッター機構３９は、第３導波管ピース１３からノズル部３１ａを取り外したときに貫通孔１３１を自動的に閉じるように構成されているので、第３導波管ピース１３からノズル部３１ａを取り外した後、シャッター機構３９により貫通孔１３１を閉じる作業を別途行う必要がないので、ノズル部３１ａの取り外し時の作業を簡略化することができる。
【００７９】
第２実施形態による上記以外の効果は、上記第１実施形態による効果と同様である。
【００８０】
（第３実施形態）
図１１は、本発明の第３実施形態に係るワーク処理装置Ｓに用いるプラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生ノズル３１の構造を示した側面図であり、図１２は、そのプラズマ発生ノズル３１の分解側面図である。この第３実施形態によるワーク処理装置Ｓでは、上記第１及び第２実施形態と異なり、ノズル部３１ａが第３導波管ピース１３に取り付けられたことを検出するリミットスイッチ１００（検出手段）が各プラズマ発生ノズル３１に設けられており、このリミットスイッチ１００により全てのプラズマ発生ノズル３１のノズル部３１ａが第３導波管ピース１３に取り付けられたことが検出されるまでマイクロ波発生装置２０（図１参照）からマイクロ波が出力されないように構成されている。
【００８１】
具体的には、第３導波管ピース１３の下面板１３Ｂに固定されたノズルホルダ３５の下側胴部３５Ｂの外周にスイッチ取付面３５６が設けられており、このスイッチ取付面３５６の下端部近傍にリミットスイッチ１００が設置されている。リミットスイッチ１００は、スイッチ取付面３５６に対して固定されているスイッチ本体１０１と、そのスイッチ本体１０１から下方へ延びるように設けられ、スイッチ本体１０１に出入可能に設けられた作動体１０２とを含んでいる。
【００８２】
上記スイッチ取付面３５６は、円筒状の下側胴部３５Ｂの外周の一部が平面的にカットされたように構成されている。したがって、スイッチ取付面３５６は、円筒状の下側胴部３５Ｂの外周面の位置よりも所定の距離だけ径方向内側に設けられている。これにより、ノズル本体３３のフランジ部３３Ｆの外周縁とスイッチ取付面３５６の位置との間の領域では、フランジ部３３Ｆの上端縁３３６が露出しており、上記リミットスイッチ１００の作動体１０２の下端部は、このフランジ部３３Ｆの上端縁３３６の露出した領域に接触可能に構成されている。
【００８３】
リミットスイッチ１００では、作動体１０２がスイッチ本体１０１内に押し込まれることによって、ノズル部３１ａがノズルホルダ３５に定位置嵌合されたことが検出されるようになっている。具体的には、ノズル部３１ａをノズルホルダ３５に嵌合させる際には、図１２に示すように、ノズル部３１ａのノズル本体３３の胴部３３Ａをノズルホルダ３５の下方から保持空間３５１に挿入する。そして、図１１に示すようにノズル部３１ａがノズルホルダ３５に対して定位置まで挿嵌されると、ノズル本体３３のフランジ部３３Ｆの上端縁３３６によりリミットスイッチ１００の作動体１０２が上方のスイッチ本体１０１内に押し込まれる。これにより、ノズル部３１ａがノズルホルダ３５に定位置まで挿嵌されたことがリミットスイッチ１００により検出される。
【００８４】
なお、この第３実施形態によるプラズマ発生ノズル３１では、上記第１実施形態と異なり、シール部材３７（図５参照）の代わりにガスシールリング１０７が設けられている。ノズル本体３３の胴部３３Ａとフランジ部３３Ｆとの間に環状凹部３３Ｓが設けられており、この環状凹部３３Ｓにガスシールリング１０７が保持されている。このガスシールリング１０７は、円環状に形成されており、上記第１実施形態のシール部材３７と同様、ノズルホルダ３５のガス供給孔３５２とノズル本体３３の連通孔３３４との突き合わせ部からのガス漏洩を抑止するために設けられている。このように第３実施形態ではガスシールリング１０７を用いてガス漏洩を抑止する構成を適用したが、上記第１実施形態と同様の導電性ゴムパッキンからなるシール部材３７を用いてガス漏洩を抑止する構成を適用しても良い。
【００８５】
図１３は、本発明の第３実施形態に係るワーク処理装置Ｓの有する制御系９０（制御手段）を示すブロック図である。この第３実施形態では、ノズル部３１ａがノズルホルダ３５に定位置嵌合されたことをリミットスイッチ１００が検出したときにリミットスイッチ１００から全体制御部９４へ所定の検出信号が送られるように構成されている。そして、全体制御部９４は、８個のプラズマ発生ノズル３１のリミットスイッチ１００の内１つでも検出信号が送信されない場合は、マイクロ波出力制御部９１にマイクロ波発生装置２０からマイクロ波を出力させないように制御する一方、８個全てのプラズマ発生ノズル３１のリミットスイッチ１００から上記検出信号が送信された場合には、マイクロ波出力制御部９１にマイクロ波発生装置２０からマイクロ波を出力させるように制御する。これにより、この第３実施形態では、全てのノズル部３１ａが各ノズルホルダ３５を介して第３導波管ピース１３（導波管１０）に取り付けられた後、マイクロ波発生装置２０からマイクロ波が出力されるとともに導波管１０によりそのマイクロ波が各プラズマ発生ノズル３１のノズル部３１ａへ伝搬されるように構成されている。
【００８６】
第３実施形態に係るワーク処理装置Ｓの上記以外の構成は、上記第１実施形態に係るワーク処理装置Ｓの構成と同様である。
【００８７】
以上説明した第３実施形態に係るワーク処理装置Ｓによれば、ノズル部３１ａがノズルホルダ３５に装着されたことがリミットスイッチ１００により検出された際に送信される検出信号に基づいて、全体制御部９４及びマイクロ波出力制御部９１がマイクロ波発生装置２０を動作させるので、８個全てのノズル部３１ａがノズルホルダ３５を介して第３導波管ピース１３に取り付けられた後、マイクロ波発生装置２０からマイクロ波を出力させることができる。これにより、ノズル部３１ａが導波管１０に取り付けられていない状態でマイクロ波発生装置２０からマイクロ波が出力されるのを抑止することができる。このため、第３導波管ピース１３にノズル部３１ａが取り付けられていない状態において、マイクロ波発生装置２０から出力されたマイクロ波がノズル部３１ａの取付位置に対応する貫通孔１３１から外部へ漏洩するという不都合が生じるのを抑制することができる。
【００８８】
第３実施形態による上記以外の効果は、上記第１実施形態による効果と同様である。
【００８９】
以上、本発明の第１〜第３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。
【００９０】
上記第１実施形態では、ボールプランジャ３８を用いてノズル部３１ａをノズルホルダ３５に固定するようにしたが、本発明はこれに限らず、図１４に示すような挟持機構１０８を用いてノズル部３１ａをノズルホルダ３５に固定するようにしても良い。具体的には、挟持機構１０８は、ノズルホルダ３５に設けられている。この挟持機構１０８は、一対の挟持部１０８ａ，１０８ａによって構成されており、各挟持部１０８ａは、可動部１０８ｂと、付勢バネ１０８ｃとを有している。また、ノズルホルダ３５は、上側ホルダ３５ａと下側ホルダ３５ｂとに分割されており、上側ホルダ３５ａの内部には一対の凹部３５ｃ，３５ｃが相対する位置に設けられている。この凹部３５ｃの下側は、下側ホルダ３５ｂの上端縁３５ｄで遮蔽されており、凹部３５ｃと下側ホルダ３５ｂの上端縁３５ｄとで上記一対の挟持部１０８ａ，１０８ａをそれぞれ収容する一対の収容空間３５Ｓ，３５Ｓが構成されている。一対の収容空間３５Ｓ，３５Ｓ内にそれぞれ挟持部１０８ａが収容されていることにより、挟持部１０８ａ，１０８ａはノズルホルダ３５の内部の保持空間３５１を挟んで相対する位置にそれぞれ配置されている。
【００９１】
挟持部１０８ａの可動部１０８ｂは、収容空間３５Ｓの保持空間３５１側に設置されており、ノズルホルダ３５の径方向に移動可能に構成されている。付勢バネ１０８ｃは、可動部１０８ｂと上側ホルダ３５ａの凹部３５ｃ内の内壁面との間に設置されており、可動部１０８ｂをノズルホルダ３５の径方向内側に付勢している。
【００９２】
また、ノズル本体３３の胴部３３Ａの外周の上端から若干下方の位置には環状凹部３３７が設けられており、この環状凹部３３７と胴部３３Ａの上端縁との間の領域には環状凹部３３７より径方向外側に突出した環状の突縁部３３８が形成されている。そして、環状凹部３３７の形成領域が上記一対の挟持部１０８ａ，１０８ａの可動部１０８ｂにより付勢バネ１０８ｃの付勢力を持って両側から挟持されている。これにより、ノズル部３１ａがノズルホルダ３５に固定されている。また、この実施形態によるプラズマ発生ノズル３１では、上記第１実施形態と同様のボールプランジャ３８も設けられており、上記の挟持機構１０８及びボールプランジャ３８の両方を用いてノズル部３１ａがノズルホルダ３５に固定されている。なお、ノズルホルダ３５にボールプランジャ３８を設けず、挟持機構１０８のみによってノズル部３１ａをノズルホルダ３５に固定しても良い。
【００９３】
ノズル部３１ａをノズルホルダ３５に取り付ける際には、ノズル本体３３の上側半分程度をノズルホルダ３５の保持空間３５１内に挿入した状態（図１５参照）からノズル部３１ａをさらに上方に押動すると、ノズル本体３３の突縁部３３８により挟持部１０８ａの可動部１０８ｂが押されて、可動部１０８ｂは付勢バネ１０８ｃの付勢力に抗しながらノズルホルダ３５の径方向外側に移動する。その後、ノズル部３１ａが図１４に示す位置までノズルホルダ３５に挿嵌されると可動部１０８ａが付勢バネ１０８ｃの付勢力によりノズルホルダ３５の径方向内側に突出してノズル本体３３の環状凹部３３７内の領域に当接する。これにより、ノズル本体３３が一対の挟持部１０８ａ，１０８ａの可動部１０８ｂ，１０８ｂにより付勢バネ１０８ｃの付勢力を持って左右両側から挟持される。
【００９４】
なお、ノズル部３１ａをノズルホルダ３５に挿嵌する作業者には、可動部１０８ａが付勢バネ１０８ｃにより付勢されて突出する際にクリック感が得られる。そして、上記のようにノズル部３１ａをノズルホルダ３５に挿嵌した後、ノズルホルダ３５に対するノズル部３１ａの周方向の位置を定位置に合わせる。この際、ボールプランジャ３８の球体３８ｃがノズル本体３３の凹部３３５に嵌り込む。これにより、上記第１実施形態と同様、作業者にはクリック感が得られ、ノズル部３１ａがノズルホルダ３５の定位置にセットされたことが感知される。
【００９５】
上記第２実施形態では、シャッター機構３９のシャッター部３９１の可動部３９２を一対のガイド部材３９６，３９６によってガイドするようにしたが、これ以外の構成によって可動部３９２の移動をガイドするようにしても良い。例えば、図１７に示すように、上記第１実施形態によるガイド部材３９６及び可動部３９２の被ガイド部３９２ｃ（図９参照）を設けることなく、可動部３９２の可動部本体３９２ａに左右方向に直線的に延びる２つの穴部３９２ｄ，３９２ｄを前後方向に所定の間隔を隔てて平行に形成するとともに、取付部材３９３の取付領域３９３ｂに固定した左右方向に直線的に延びる一対の支持部材３９４，３９４を２つの穴部３９２ｄ，３９２ｄにそれぞれ挿入し、この一対の支持部材３９４，３９４で可動部３９２を支持しながら可動部３９２の左右方向への移動をガイドするようにしても良い。なお、この実施形態では、図１６に示すように、支持部材３９４の長さ及び穴部３９２ｄの深さが両方とも上記第１実施形態の場合よりも大きく設定されている。これにより、可動部３９２が貫通孔１３１を閉じるために貫通孔１３１の軸心側に移動した際、可動部３９２の支持部材３９４により支持される領域があまりに小さくなって可動部３９２の支持が不安定になるという不都合が生じないようになっている。
【００９６】
上記各実施形態では、複数のプラズマ発生ノズル３１を一列に整列配置した例を示したが、ノズル配列はワークの形状やマイクロ波電力のパワー等に応じて適宜決定すれば良く、例えばワークの搬送方向に複数列のプラズマ発生ノズル３１をマトリクス整列したり、千鳥配列したりしても良い。
【００９７】
上記第１実施形態では、搬送手段Ｃとして搬送ローラ８０の上面に平板状のワークＷを載置して搬送する形態を例示したが、この他に例えば上下の搬送ローラ間にワークをニップさせて搬送させる形態、搬送ローラを用いず所定のバスケット等にワークを収納し前記バスケット等をラインコンベア等で搬送させる形態、或いはロボットハンド等でワークを把持してプラズマ発生部３０へ搬送させる形態であっても良い。
【００９８】
上記第１実施形態では、マイクロ波発生源として２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマグネトロンを例示したが、マグネトロン以外の各種高周波電源も使用可能であり、また２．４５ＧＨｚとは異なる波長のマイクロ波を用いるようにしても良い。
【００９９】
導波管１０内におけるマイクロ波電力を測定するために、パワーメータを導波管１０の適所に設置することが望ましい。例えば、マイクロ波発生装置２０のマイクロ波送信アンテナ２２から放出されたマイクロ波電力に対する反射マイクロ波電力の比を知見するために、サーキュレータ５０と第２導波管ピース１２との間に、パワーメータを内蔵する導波管を介在させるようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明に係るワーク処理装置及びプラズマ発生装置は、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、医療機器等に対する滅菌処理装置、タンパク質の分解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】
【０１０１】
【図１】本発明の第１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ＰＵの斜視図である。
【図３】第１実施形態に係るワーク処理装置Ｓの一部透視側面図である。
【図４】第１実施形態に係るプラズマ発生ノズル３１を拡大して示す側面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線側断面図である。
【図６】第１実施形態に係るプラズマ発生ノズル３１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】第１実施形態に係るワーク処理装置Ｓの制御系９０を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るワーク処理装置Ｓに用いるプラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生ノズル３１の構成を示した側断面図である。
【図９】図８に示したプラズマ発生ノズル３１に適用するシャッター機構３９のシャッター部３９１の側面図である。
【図１０】図８に対応するプラズマ発生ノズル３１のノズル部３１ａを第３導波管ピース１３から取り外した状態を示した側断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係るワーク処理装置Ｓのプラズマ発生ユニットＰＵのプラズマ発生ノズル３１の構成を示した側面図である。
【図１２】図１１に示したプラズマ発生ノズル３１の分解側面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係るワーク処理装置Ｓの有する制御系９０を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第１実施形態の変形例に係るプラズマ発生ノズル３１の構成を示した側断面図である。
【図１５】本発明の第１実施形態の変形例に係るプラズマ発生ノズル３１の構成を説明するための側断面図である。
【図１６】本発明の第２実施形態の変形例に係るプラズマ発生ノズル３１の構成を説明するための側断面図である。
【図１７】図１６に示したプラズマ発生ノズル３１に適用するシャッター機構３９のシャッター部３９１の側面図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０    導波管
２０    マイクロ波発生装置（マイクロ波発生手段）
３１ａ  ノズル部
３２    中心導電体（内部導電体、導電体）
３３    ノズル本体（外部導電体）
３５    ノズルホルダ（ホルダ部）
３６    管継手
３７    シール部材
３８    ボールプランジャ
３８ａ  球体
３８ｂ  圧縮コイルバネ（バネ）
３９    シャッター機構
９０    制御系（制御手段）
１００  リミットスイッチ（検出手段）
１３１  貫通孔
５２１  ガス供給管
Ｓ      ワーク処理装置
ＰＵ    プラズマ発生装置
Ｗ      ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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