(57)【要約】【課題】処理対象とされるワークＷ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、プルームを広い範囲に均一に照射するためのプラズマ発生ノズルの回転機構を小さくかつ簡単なものにすることができるだけでなく、プラズマ発生ノズルにおいて発生するプルームをより安定したものにする。【解決手段】プラズマ発生ノズル３１は、マイクロ波を受電してその受電エネルギーに基づいてガスをプラズマ化する内部導電体３２と、内部導電体３２で発生するプルームＰをプラズマ発生ノズル３１の内部に覆うようにプラズマ発生ノズル３１の先端に設けられた回転可能な回転板３６とを備え、この回転板３６は、回転板３６が覆っているノズル内部のプルームＰをノズル内部からノズルの外へと噴出可能な噴出管３８を備えるとともに、噴出管３８から噴出されるプルームＰの反力により自転可能とされている。【選択図】図３
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【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、この導波管に設けられ、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プラズマ化したガスであるプルームを生成して放出するプラズマ発生ノズルとを備え、このプラズマ発生ノズルから処理対象とされるワークに前記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は、マイクロ波を受電してその受電エネルギーに基づいてガスをプラズマ化する内部導電体と、内部導電体で発生するプルームをプラズマ発生ノズルの内部に覆うようにプラズマ発生ノズルの先端に設けられた回転可能な回転板とを備え、
この回転板は、回転板が覆っているノズル内部の前記プルームをノズル内部からノズルの外へと噴出可能な噴出管を備えるとともに、前記噴出管から噴出されるプルームの反力により自転可能とされていることを特徴とするワーク処理装置。
【請求項２】
前記回転板は、前記噴出管を回転板の偏心した位置に有し、
この噴出管が前記プルームを噴出する噴出方向は、噴出管から噴出される前記プルームの反力が回転板を回転軸の周りに回転させるように回転板の周回方向へ傾い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】
前記噴出管が前記プルームを噴出する噴出方向は、このプルームが前記回転板の半径外側方向に拡がるように回転板の半径外側方向へ傾い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４】
前記回転板と前記噴出管とは、電気的絶縁物で構成されていることを特徴とする請求項１ないし３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、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、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、一般に、プラズマ発生ノズルからのプルームの照射方向が被照射面に対して垂直になるように構成されているので、照射可能な範囲が狭く、また、中心付近でプラズマが強すぎるなどプルームの照射強度が不均一になるという不具合があった。
【０００４】
そこで、プラズマ発生ノズルからプラズマ化されたガスであるプルームを斜めに噴出するとともにこの斜めに噴出したプルームを回転させることにより、照射可能な範囲を広く、また、プルームの照射強度を均一にするように構成した技術が種々提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、噴出ノズル先端の偏心した噴出孔からプラズマ化されたガスであるプルームの流れを斜めに噴出させた状態で噴出ノズルを回転させることにより、医療用器具の表面にプルームを照射するように構成された医療用器具の親水化処理方法の技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−８１２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された医療用器具の親水化処理方法の技術では、プラズマ発生ノズルの中心に設けられた内部導電体の周りに、対電極が設けられたノズル先端を回転させていたので、軸受け部分などの回転機構が大きく、かつ複雑になってしまうという不具合があった。
【０００７】
また、プラズマ発生ノズルの中心に設けられた内部導電体に対して、対電極を回転させるので、対電極と静止部との電気的接続が不安定になり、発生するプルームが不安定になる可能性があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、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、プルームを広い範囲に均一に照射するためのプラズマ発生ノズルの回転機構を小さくかつ簡単なものにすることができるだけでなく、プラズマ発生ノズルにおいて発生するプルームをより安定したものにすることができるワーク処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、この導波管に設けられ、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プラズマ化したガスであるプルームを生成して放出するプラズマ発生ノズルとを備え、このプラズマ発生ノズルから処理対象とされるワークに前記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は、マイクロ波を受電してその受電エネルギーに基づいてガスをプラズマ化する内部導電体と、内部導電体で発生するプルームをプラズマ発生ノズルの内部に覆うようにプラズマ発生ノズルの先端に設けられた回転可能な回転板とを備え、この回転板は、回転板が覆っているノズル内部の前記プルームをノズル内部からノズルの外へと噴出可能な噴出管を備えるとともに、前記噴出管から噴出されるプルームの反力により自転可能とされていることを特徴としている。
【００１０】
この構成によれば、回転板に設けられた噴出管が、プラズマ化されたガスであるプルームをノズル内部からノズルの外へと噴出する際に、このプルームの反力で回転板を自転させることができるので、噴出管が回転する全周方向の広い範囲にプラズマ化されたガスを均一に照射することができる。その結果、ノズル直下の部分が集中的に照射されてそれ以外のところでは十分な照射が行われないというようなことを防ぐことができる。
【００１１】
また、回転させる部分は、内部導電体で発生するプラズマ化されたガスを覆うようにプラズマ発生ノズルの先端に設けられた回転可能な回転板であり、対電極が設けられたノズル先端は静止したままであるので、軸受け部分などの回転機構を小さくかつ簡単なものにすることができる。また、特別な駆動機構や動力が不要であるので、運転やメンテナンスも容易である。
【００１２】
さらに、対電極が設けられたノズル先端は静止したままであるので、発生するプラズマ化されたガスが回転板の回転にともなって不安定になってしまうということがない。
【００１３】
ここで、前記回転板は、前記噴出管を回転板の偏心した位置に有し、この噴出管が前記プルームを噴出する噴出方向は、噴出管から噴出される前記プルームの反力が回転板を回転軸の周りに回転させるように回転板の周回方向へ傾いていることが望ましい（請求項２）。
【００１４】
この構成によれば、回転板の偏心した位置において傾くように設けられた噴出管が、プラズマ化されたガスをノズル内部からノズルの外へと噴出する際に、プラズマ化されたガスの反力で回転板を回転軸の周りにより効果的に回転させるので、噴出管が回転する全周方向の広い範囲にプラズマ化されたガスをより均一に照射することができる。
【００１５】
また、前記噴出管が前記プルームを噴出する噴出方向は、このプルームが前記回転板の半径外側方向に拡がるように回転板の半径外側方向へ傾いていることが望ましい（請求項３）。
【００１６】
この構成によれば、噴出管が前記プルームを噴出する噴出方向が、回転板の半径外側方向へ傾いているので、回転板の半径外側方向のより広い範囲にプラズマ化されたガスを照射することができるようになる。
【００１７】
さらに、前記回転板と前記噴出管とは、電気的絶縁物で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、回転板と噴出管とが、電気的絶縁物で構成されているので、回転板あるいは噴出管が電気的導体であった場合に回転板あるいは噴出管を介して内部導電体とノズル本体との間に発生し得る放電を防止することができる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係るワーク処理装置によれば、回転板に設けられた噴出管が、プラズマ化されたガスであるプルームをノズル内部からノズルの外へと噴出する際に、このプルームの反力で回転板を自転させることができるので、噴出管が回転する全周方向の広い範囲にプラズマ化されたガスを均一に照射することができる。その結果、ノズル直下の部分が集中的に照射されてそれ以外のところでは十分な照射が行われないというようなことを防ぐことができる。
【００２０】
また、回転させる部分は、内部導電体で発生するプラズマ化されたガスを覆うようにプラズマ発生ノズルの先端に設けられた回転可能な回転板であり、対電極が設けられたノズル先端は静止したままであるので、軸受け部分などの回転機構を小さくかつ簡単なものにすることができる。また、特別な駆動機構や動力が不要であるので、運転やメンテナンスも容易である。
【００２１】
さらに、対電極が設けられたノズル先端は静止したままであるので、発生するプラズマ化されたガスが回転板の回転にともなって不安定になってしまうということがない。
【００２２】
また、請求項２に係るワーク処理装置によれば、回転板の偏心した位置において傾くように設けられた噴出管が、プラズマ化されたガスをノズル内部からノズルの外へと噴出する際に、プラズマ化されたガスの反力で回転板を回転軸の周りにより効果的に回転させるので、噴出管が回転する全周方向の広い範囲にプラズマ化されたガスをより均一に照射することができる。
【００２３】
さらに、請求項３に係るワーク処理装置によれば、噴出管が前記プルームを噴出する噴出方向が、回転板の半径外側方向へ傾いているので、回転板の半径外側方向のより広い範囲にプラズマ化されたガスを照射することができるようになる。
【００２４】
そして、請求項４に係るワーク処理装置によれば、回転板と噴出管とが、電気的絶縁物で構成されているので、回転板あるいは噴出管が電気的導体であった場合に回転板あるいは噴出管を介して内部導電体とノズル本体との間に発生し得る放電を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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、本発明の実施の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のプラズマ発生部３０の構成を示す断面図である。また、図３は、プラズマ発生部３０のプラズマ発生ノズル３１の構成を示す斜視図であり、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。また、図５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６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。また、図７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。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。
【００２６】
図１に示すように、本発明の実施の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搬送手段Ｃと、この搬送手段Ｃにより搬送される被処理物であるワークＷに、プラズマを照射するプラズマ発生ユニットＰＵとを備えている。
【００２７】
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、処理対象として搬送されるようになっている。
【００２８】
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原料ガス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、導波管１０に設けられたプラズマ発生部３０と、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導波管ピース１３とを備えている。
【００３０】
これら第１導波管ピース１１と、第２導波管ピース１２と、第３導波管ピース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導波管ピース１１と、第２導波管ピース１２と、第３導波管ピース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、また、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、詳細は図示しないが、装置本体部２１が第１導波管ピース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（図５）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、図１と図２とに示すように、第３導波管ピース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】
このプラズマ発生ノズル３１は、図３と図４とに示すように、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、プラズマ発生ノズル３１の先端に設けられた回転可能な回転板３６とを備えている。
【００３６】
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。
【００３７】
このノズルホルダ３４の外周には、処理ガスをプラズマ発生ノズル３１に供給するための一対のガス供給孔３４４Ａ、３４４Ｂが穿孔され、所定の処理ガスを供給するガス供給管の終端部を接続するための管継手３４６Ａ、３４６Ｂが取り付けられる。なお、本実施形態では、原料ガスＧの量を適切なものにするために、一方の一対のガス供給孔３４４Ａには、図略のガス供給管が接続され、他方のガス供給孔３４４Ｂはプラグ３４７で塞がれる。
【００３８】
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、上方から順に、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。
【００３９】
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。
【００４０】
そして、ノズルホルダ３４のガス供給孔３４４Ａ、３４４Ｂ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３４４Ａ、３４４Ｂ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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
これらノズルホルダ３４と、ノズル本体３３と、第３導波管ピース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。
【００４５】
回転板３６は、内部導電体３２で発生するプルームＰをプラズマ発生ノズル３１の内部に覆うようにプラズマ発生ノズル３１の先端に設けられた回転可能な円盤状部材であり、この回転板３６の回転軸は、ねじ３６Ａとワッシャ３６Ｂとを介してプラズマ発生ノズル３１の内部導電体３２の先端に設けられている。
【００４６】
また、この回転板３６は、回転板３６が覆っているノズル内部のプルームＰをノズル内部からノズルの外へと噴出可能な噴出管３８を備えており、この噴出管３８から噴出されるプルームＰの反力により自転することができるようになっている。具体的には、この回転板３６は、図３に示すように、回転板３６の偏心した位置に噴出管３８を有し、この噴出管３８がプルームＰを噴出する噴出方向は、噴出管３８から噴出されるプルームＰの反力が回転板３６を回転軸の周りに回転させるように回転板３６の周回方向へ傾いている。
【００４７】
また、この噴出管３８がプルームＰを噴出する噴出方向は、プルームＰが回転板３６の半径外側方向に拡がるように回転板３６の半径外側方向へ傾いている。
【００４８】
これら、回転板３６と噴出管３８とは、内部導電体３２とノズル本体３３との間に形成された電界集中部を維持するために、両方とも電気的絶縁物で構成されている。
【００４９】
次に、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。
【００５０】
上記スライディングショート４０は、第３導波管ピース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。
【００５１】
このスライディングショート４０は、図５に示すように、第３導波管ピース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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
上記サーキュレータ５０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、図６に示すように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導波管ピース１２へ向かう。また、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ポートへ向かうよう偏向され、ダミーロード６０へ入射される。
【００５９】
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。
【００６０】
上記スタブチューナ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あり、図７に示すように、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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
次に、図８と図９とを参照して、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８は、ワーク処理装置Ｓの制御系９０を示すブロック図であり、図９は、ワーク処理装置Ｓの作用についての説明図である。
【００６４】
図８に示すように、本発明の実施の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。
【００６５】
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。
【００６６】
また、ガス流量制御部９２は、各プラズマ発生ノズル３１へ供給する原料ガスＧの流量制御を行うものである。具体的には、ガスボンベ等の原料ガスＧ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。
【００６７】
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。
【００６８】
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、所定流量の原料ガスＧ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。
【００６９】
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３４４Ａから原料ガスとして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。そしてマイクロ波電力により処理ガス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。
【００７０】
また、プラズマ化された処理ガスは、ガス供給孔３４４Ａ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、処理ガスとして酸素ガスや空気のような酸素系の処理ガス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。
【００７１】
そして、噴出管３８が、回転板３６が覆っているノズル内部のプルームＰをノズル内部からノズルの外へと噴出させる際に、噴出管３８の噴出方向が、回転板３６の周回方向と、回転板３６の半径外側方向へ傾いているので、図９に示すように、噴出管３８から噴出されるプルームＰの反力により回転板３６が回転軸の周りに自転する。
【００７２】
図９において、（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は、それぞれ（ａ）、（ｃ）、（ｅ）の状態のプラズマ発生ノズル３１のワークＷにおける照射範囲を示している。また、（ｃ）、（ｅ）は、（ａ）の状態からプラズマ発生ノズル３１の回転板３６が、それぞれ反時計方向に９０°、１８０°回転した状態を示している。
【００７３】
以上説明したワーク処理装置Ｓによれば、回転板３６に設けられた噴出管３８が、プラズマ化されたガスであるプルームＰをノズル内部からノズルの外へと噴出する際に、このプルームＰの反力で回転板３６を自転させることができるので、噴出管３８が回転する全周方向の広い範囲にプラズマ化されたガスを均一に照射することができる。その結果、ノズル直下の部分が集中的に照射されてそれ以外のところでは十分な照射が行われないというようなことを防ぐことができる。
【００７４】
また、回転させる部分は、内部導電体３２で発生するプラズマ化されたガスを覆うようにプラズマ発生ノズル３１の先端に設けられた回転可能な回転板３６であり、内部導電体３２の対電極が設けられたプラズマ発生ノズル３１のノズル先端は静止したままであるので、軸受け部分などの回転機構を小さくかつ簡単なものにすることができる。また、特別な駆動機構や動力が不要であるので、運転やメンテナンスも容易である。
【００７５】
さらに、対電極が設けられたプラズマ発生ノズル３１のノズル先端は静止したままであるので、発生するプラズマ化されたガスが回転板３６の回転にともなって不安定になってしまうということがない。
【００７６】
また、回転板３６の偏心した位置において傾くように設けられた噴出管３８が、プラズマ化されたガスをノズル内部からノズルの外へと噴出する際に、プラズマ化されたガスの反力で回転板３６を回転軸の周りにより効果的に回転させるので、噴出管３８が回転する全周方向の広い範囲にプラズマ化されたガスをより均一に照射することができる。
【００７７】
さらに、噴出管３８が前記プルームＰを噴出する噴出方向が、回転板３６の半径外側方向へ傾いているので、回転板３６の半径外側方向のより広い範囲にプラズマ化されたガスを照射することができるようになる。
【００７８】
そして、回転板３６の回転軸が、プラズマ発生ノズル３１の内部導電体３２の先端に設けられているので、部品の点数が少なくかつ簡単な構造で回転板３６をプラズマ発生ノズル３１の先端に取り付けることができる。
【００７９】
また、回転板３６と噴出管３８とが、電気的絶縁物で構成されているので、回転板３６あるいは噴出管３８が電気的導体であった場合に回転板３６あるいは噴出管３８を介して内部導電体３２とノズル本体との間に発生し得る放電を防止することができる。
【００８０】
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。
【００８１】
（１）例えば、上記実施形態では、本発明の実施の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。
【００８２】
（２）それ故、ワークＷを所定のルートで搬送する搬送手段Ｃなどは必ずしも必須ではない。
【００８３】
（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導波管ピース１３とに分離される必要はなく、共通の導波管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。
【００８４】
（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。
【００８５】
（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。
【００８６】
（６）また、本実施形態では、プラズマ発生ノズル３１において、噴出管３８がプルームＰを噴出する噴出方向は、プルームＰが回転板３６の半径外側方向に拡がるように回転板３６の半径外側方向へ傾いているが、それほど広い範囲に噴出させる必要がないならば、必ずしも半径外側方向に拡がるように回転板３６の半径外側方向へ傾いている必要はない。
【００８７】
（７）また、本実施形態では、酸素ガスや空気のような酸素系の原料ガスＧがプラズマ発生ノズル３１へ供給されるが、原料ガスは、酸素ガスや空気のような酸素系のガスに限定されない。原料ガスＧ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。
【００８８】
（８）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】
【００８９】
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、プルームを広い範囲に均一に照射するためのプラズマ発生ノズルの回転機構を小さくかつ簡単なものにすることができるだけでなく、プラズマ発生ノズルにおいて発生するプルームをより安定したものにすることができるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】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。
【図２】ワーク処理装置Ｓのプラズマ発生部３０の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の構成を示す斜視図である。
【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】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６】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７】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８】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９】ワーク処理装置Ｓの作用についての説明図であり、（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は、それぞれ（ａ）、（ｃ）、（ｅ）の状態のプラズマ発生ノズル３１のワークＷにおける照射範囲を示している。また、（ｃ）、（ｅ）は、（ａ）の状態からプラズマ発生ノズル３１の回転板３６が、それぞれ反時計方向に９０°、１８０°回転した状態を示している。
【符号の説明】
【００９１】
Ｐ    プルーム
Ｓ    ワーク処理装置
Ｗ    ワーク
１３  第３導波管ピース（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
３２  内部導電体
３６  回転板
３８  噴出管
【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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