JP4680091B2

JP4680091B2 - Plasma generator and work processing apparatus

Info

Publication number: JP4680091B2
Application number: JP2006046357A
Authority: JP
Inventors: 博史林; 龍一岩崎; 正明三毛
Original assignee: SAIAN CORP
Current assignee: SAIAN CORP
Priority date: 2006-02-23
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2026-02-23
Also published as: JP2007227123A

Description

本発明は、基板等の被処理ワークなどに対してプラズマを照射することで、前記ワークの表面の清浄化や改質などを図ることが可能なプラズマ発生装置およびそれを用いるワーク処理装置に関する。 The present invention relates to a plasma generator capable of purifying or modifying the surface of a workpiece by irradiating plasma on a workpiece to be processed such as a substrate, and a workpiece processing apparatus using the plasma generator.

近年、半導体基板等の被処理ワークに対してプラズマを照射し、その表面の有機汚染物の除去、表面改質、エッチング、薄膜形成または薄膜除去等を行う技術が知られている。また、特許文献１には、反応ガスをプラズマで活性化させる低温プラズマ処理装置において、プラズマ又は反応ガスの放射光スペクトルに基づいて、プラズマ又は反応ガスの放電状態を一定に制御する技術が開示されている。
特開昭６２−２２８４８２号公報 2. Description of the Related Art In recent years, a technique is known in which a workpiece to be processed such as a semiconductor substrate is irradiated with plasma to remove organic contaminants on the surface, surface modification, etching, thin film formation, or thin film removal. Patent Document 1 discloses a technique for controlling the discharge state of plasma or reaction gas to be constant based on the radiation spectrum of plasma or reaction gas in a low-temperature plasma processing apparatus that activates reaction gas with plasma. ing.
JP 62-228482 A

しかしながら、特許文献１には、プラズマを放出するプラズマ発生ノズルの状態を監視することに関しての記載が何らなされておらず、この点改良の余地がある。特に、プラズマを照射するプラズマ発生ノズルが複数存在しており、この中に、正常な状態のプラズマを放出することができない欠陥ノズルが含まれる場合、処理対象物に対してプラズマを照射すると一定の効果を得るケースもあることから、欠陥ノズルの存在に気づかないケースも想定される。そして、この場合、プラズマ発生装置の能力をフルに発揮してプラズマを照射することができず、効率良いプラズマ処理を実現することが困難となる。 However, Patent Document 1 does not describe anything about monitoring the state of a plasma generating nozzle that emits plasma, and there is room for improvement in this regard. In particular, when there are a plurality of plasma generating nozzles that irradiate plasma, and these include defective nozzles that cannot emit plasma in a normal state, a certain amount of plasma is irradiated when the object is irradiated with plasma. Since there are cases where an effect is obtained, a case where the presence of a defective nozzle is not noticed is also assumed. In this case, it is difficult to irradiate the plasma by fully demonstrating the capability of the plasma generator, and it is difficult to realize an efficient plasma treatment.

また、光を検出するフォトダイオードを複数のプラズマ発生ノズルに配置して、各プラズマ発生ノズルのプルームの発生の有無を検出してプラズマ発生ノズルの状態を監視することも考えられるが、フォトダイオードから出力される電流信号は数μＡオーダーといった極めて微弱な値であるため、当該電流信号を本体制御部に伝送する伝送回路上で、当該電流信号がマイクロ波によるノイズの影響を受けてしまい、プラズマ発生ノズルを精度良く監視できないという問題がある。更に、フォトダイオードを複数設けると、フォトダイオードの数だけ本体制御部を構成するＣＰＵのＩＯポートが必要となり、装置構成が煩雑化し、コストが嵩むという問題もある。 In addition, it is conceivable to place photodiodes for detecting light in a plurality of plasma generating nozzles and detect the occurrence of plumes in each plasma generating nozzle to monitor the state of the plasma generating nozzles. Since the output current signal is an extremely weak value on the order of several μA, the current signal is affected by noise from the microwave on the transmission circuit that transmits the current signal to the main body control unit, and plasma is generated. There is a problem that the nozzle cannot be monitored accurately. Further, when a plurality of photodiodes are provided, there is a problem that an I / O port of a CPU that constitutes the main body control unit is required by the number of photodiodes, which complicates the apparatus configuration and increases the cost.

本発明の目的は、簡便な構成により複数のプラズマ発生ノズルの状態を直接監視することができるプラズマ発生装置及びワーク処理装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a plasma generating apparatus and a work processing apparatus capable of directly monitoring the states of a plurality of plasma generating nozzles with a simple configuration.

本発明によ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部と、前記マイクロ波発生部により発生されたマイクロ波を伝搬する導波管と、プラズマ化されるガスを供給するガス供給部と、前記マイクロ波を受信し、受信したマイクロ波のエネルギーを基に、前記ガス供給部から供給されるガスをプラズマ化して放出するプラズマ発生ノズルが前記導波管に複数個配列して取り付けられたプラズマ発生部と、前記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からなるプルームの画像を撮影する撮影部と、前記撮影部により撮影されたプルームの画像を表示する状態監視部と、前記撮影部により撮影されたプルームの画像を基に、前記複数個配列されたプラズマ発生ノズルのうち、所定の状態でプラズマが放出されていないプラズマ発生ノズルである欠陥ノズルを検出する欠陥ノズル検出部とを備えことを特徴とする。
A plasma generator according to the present invention includes a microwave generator that generates a microwave, a waveguide that propagates the microwave generated by the microwave generator, and a gas supply that supplies a gas to be converted into plasma. A plurality of plasma generating nozzles are arranged and attached to the waveguide for receiving the microwaves and converting the gas supplied from the gas supply unit into plasma based on the received microwave energy. A plasma generation unit; an imaging unit that captures an image of a plume made of plasma gas emitted from the plasma generation nozzle; a state monitoring unit that displays an image of the plume captured by the imaging unit; and the imaging Plasma is emitted in a predetermined state from among the plurality of plasma generating nozzles arranged based on the plume image captured by the unit. Characterized in that a malfunctioning nozzle detecting unit for detecting a defective nozzle is not plasma generation nozzles.

この構成によれば、撮影部は、プラズマ発生ノズルから発生するプルームの画像を撮影し、状態監視部は、撮影されたプルームの画像を表示するため、ユーザはプラズマ発生ノズルの状態を直接監視することができる。また、プラズマ発生ノズルの全域を撮影できるように撮影部を配置することで、プラズマ発生ノズル毎に撮影部を設けなくとも、プルームの画像を撮影することが可能となり、簡素な構成によりプラズマ発生ノズルの状態を監視することができる。 According to this configuration, the imaging unit captures an image of the plume generated from the plasma generation nozzle, and the state monitoring unit displays the captured plume image, so the user directly monitors the state of the plasma generation nozzle. be able to. In addition, by arranging the imaging unit so that the entire area of the plasma generating nozzle can be imaged, it is possible to take an image of the plume without providing an imaging unit for each plasma generating nozzle. Can be monitored.

また、この構成によれば、欠陥ノズルは、プルームを放出しない、或いは、正常なプラズマ発生ノズルが放出するプルームに比べて形状が小さなプルームを放出するため、プルームの画像を撮影することにより、プラズマ発生ノズルの欠陥を精度よく検出することが可能となる。
Further , according to this configuration, the defective nozzle does not emit a plume or emits a plume having a smaller shape than a plume emitted by a normal plasma generating nozzle. It becomes possible to detect the defect of the generated nozzle with high accuracy.

また、上記構成において、前記欠陥ノズル検出部により、前記複数個配列されたプラズマ発生ノズルのうち、欠陥ノズルが少なくとも１本検出された場合、全てのプラズマ発生ノズルからのプラズマの放出を停止させる稼働制御部を更に備えることが好ましい。 Further, in the above configuration, when at least one defective nozzle is detected among the plurality of plasma generating nozzles arranged by the defective nozzle detecting unit, the operation of stopping the emission of plasma from all the plasma generating nozzles. It is preferable to further include a control unit.

この構成によれば、複数のプラズマ発生ノズルのうち、欠陥ノズルが少なくとも１本検出された場合、プラズマ発生装置の稼働が停止されるため、不効率なプラズマの照射を防止することができる。 According to this configuration, when at least one defective nozzle among the plurality of plasma generating nozzles is detected, the operation of the plasma generating apparatus is stopped, so that inefficient plasma irradiation can be prevented.

また、上記構成において、前記稼働制御部は、前記マイクロ波発生部によるマイクロ波の発生、及び前記ガス供給部によるガスの供給のうちの少なくともいずれか一方を停止させることにより、プラズマ発生ノズルからのプラズマの放出を停止させることが好ましい。 In the above configuration, the operation control unit stops at least one of the generation of the microwave by the microwave generation unit and the supply of the gas by the gas supply unit, thereby preventing the operation from the plasma generation nozzle. It is preferable to stop the emission of plasma.

この構成によれば、マイクロ波の発生及びガスの供給のうち、少なくともいずれか一方が停止されることでプラズマの放出が停止されているため、プラズマの放出を確実に停止させることができる。 According to this configuration, since the plasma emission is stopped by stopping at least one of the generation of the microwave and the supply of the gas, the emission of the plasma can be reliably stopped.

また、上記構成において、前記稼働制御部は、プラズマ発生ノズルからのプラズマの放出を所定時間停止させた後、プラズマ発生ノズルからプラズマの放出を再開させ、プラズマの放出の再開を所定回数行っても、前記欠陥ノズル検出部により欠陥ノズルとして検出されたプラズマ発生ノズルが少なくとも１本存在する場合、プラズマ発生装置が故障していると判定することが好ましい。 In the above configuration, the operation control unit may stop the plasma emission from the plasma generation nozzle for a predetermined time, then restart the plasma emission from the plasma generation nozzle, and restart the plasma emission a predetermined number of times. When at least one plasma generating nozzle detected as a defective nozzle by the defective nozzle detection unit is present, it is preferable to determine that the plasma generating device has failed.

この構成によれば、プラズマ発生ノズルを所定回数稼働させても欠陥ノズルとして検出されたプラズマ発生ノズルが少なくとも１本存在した場合に、プラズマ発生装置が故障していると判定されるため、プラズマ発生装置の故障をより精度良く検出することができる。 According to this configuration, since at least one plasma generating nozzle detected as a defective nozzle exists even if the plasma generating nozzle is operated a predetermined number of times, it is determined that the plasma generating device is faulty, A device failure can be detected with higher accuracy.

また、上記構成において、前記状態監視部は、前記稼働制御部によりプラズマ発生装置が故障していると判定された場合、プラズマ発生装置の故障を報知することが好ましい。 In the above configuration, it is preferable that the state monitoring unit notifies the failure of the plasma generation device when the operation control unit determines that the plasma generation device has failed.

この構成によれば、ユーザは速やかにプラズマ発生装置の故障を認識することができる。 According to this configuration, the user can quickly recognize the failure of the plasma generator.

また、上記構成において、前記撮影部に前記複数個配列されたプラズマ発生ノズルから放出される全プルームを撮影させるために、前記撮影部の撮影方向を前記複数個配列の方向に移動させる撮影方向移動部を更に備えること In the above structure, in order to photograph the entire plume emitted from the plurality pieces arrayed plasma generating nozzles on the imaging unit, imaging movement for moving the imaging direction of the imaging unit in the direction of the plurality pieces sequence Further comprising a section

この構成によれば、撮影部のフレームがプラズマ発生ノズル全体を一度に撮影できる範囲より小さい場合であっても、プラズマ発生ノズルの全域が撮影されるように撮影部の撮影方向が移動されるため、導波管におけるプラズマ発生ノズルの配列領域が広範囲にわたる場合であっても、全てのプラズマ発生ノズルから発生するプルームを撮影することができる。 According to this configuration, the photographing direction of the photographing unit is moved so that the entire region of the plasma generating nozzle is photographed even when the frame of the photographing unit is smaller than the range in which the entire plasma generating nozzle can be photographed at once. Even when the arrangement region of the plasma generating nozzles in the waveguide is wide, it is possible to photograph the plumes generated from all the plasma generating nozzles.

また、本発明によるワーク処理装置は、請求項１〜７のいずれかに記載のプラズマ発生装置を備え、前記プラズマ発生装置から放出されたプラズマをワークに照射することを特徴とする。 Moreover, the workpiece processing apparatus by this invention is equipped with the plasma generator in any one of Claims 1-7, and irradiates a workpiece | work with the plasma discharge | released from the said plasma generator.

この構成によれば、プラズマ発生ノズルの状態を精度よく監視することが可能となり、ワークに対して効率良くプラズマを照射することができるワーク処理装置を提供することができる。 According to this configuration, it is possible to accurately monitor the state of the plasma generating nozzle, and it is possible to provide a workpiece processing apparatus that can efficiently irradiate the workpiece with plasma.

本発明によれば、簡素な構成でありながら複数のプラズマ発生ノズルの状態を直接監視することができる。 According to the present invention, it is possible to directly monitor the states of a plurality of plasma generating nozzles with a simple configuration.

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１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。 (Embodiment 1)
Hereinafter, the workpiece processing apparatus S according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a work processing apparatus S according to the present invention. The workpiece processing apparatus S includes a plasma generation unit PU (plasma generation apparatus) that generates plasma and irradiates the workpiece W, which is an object to be processed, with the plasma, and a predetermined route that passes the workpiece W through the plasma irradiation region. It is comprised from the conveyance means C which conveys. 2 is a perspective view of the plasma generation unit PU in which the line-of-sight direction is different from that in FIG. 1, and FIG. 3 is a partially transparent side view. 1 to 3, the XX direction is the front-rear direction, the Y-Y direction is the left-right direction, the ZZ direction is the up-down direction, the -X direction is the front direction, the + X direction is the rear direction,- Y will be described as a left direction, + Y direction as a right direction, -Z direction as a downward direction, and + Z direction as an upward direction.

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、及びプラズマ発生部３０から発生するプラズマを撮影する撮影部１００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。 The plasma generation unit PU is a unit capable of generating plasma at room temperature and normal pressure using microwaves. In general, the waveguide 10 propagates microwaves, and one end side (left side) of the waveguide 10. ) Disposed on the other end side (right side) of the waveguide 10 to reflect the microwave. A sliding short 40, a circulator 50 that separates reflected microwaves from the microwaves emitted to the waveguide 10 so as not to return to the microwave generator 20, a dummy load 60 that absorbs the reflected microwaves separated by the circulator 50, and A stub tuner 70 that performs impedance matching and a photographing unit 100 that photographs plasma generated from the plasma generating unit 30 are provided. It is configured Te. The conveying means C includes a conveying roller 80 that is rotationally driven by a driving means (not shown). In the present embodiment, an example in which a flat workpiece W is conveyed by the conveying means C is shown.

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。 The waveguide 10 is made of, for example, a non-magnetic metal (aluminum or the like), has a long tubular shape with a rectangular cross section, and directs the microwave generated by the microwave generator 20 toward the plasma generator 30 in the longitudinal direction. Propagate. The waveguide 10 is composed of a connected body in which a plurality of divided waveguide pieces are connected to each other by flange portions, and the first conductor on which the microwave generator 20 is mounted in order from one end side. The wave tube piece 11, the second waveguide piece 12 to which the stub tuner 70 is assembled, and the third waveguide piece 13 provided with the plasma generator 30 are connected. A circulator 50 is interposed between the first waveguide piece 11 and the second waveguide piece 12, and a sliding short 40 is connected to the other end side of the third waveguide piece 13.

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。 The first waveguide piece 11, the second waveguide piece 12, and the third waveguide piece 13 are each formed into a rectangular tube shape using an upper plate, a lower plate, and two side plates made of a metal flat plate. It is assembled and flange plates are attached to both ends. In addition, you may make it use the rectangular waveguide piece or non-dividing type | mold waveguide formed by extrusion molding, the bending process of a plate-shaped member, etc. irrespective of the assembly of such a flat plate. In addition, the waveguide is not limited to a rectangular cross section, and for example, a waveguide having an elliptical cross section can be used. Furthermore, not only a nonmagnetic metal but a waveguide can be comprised with the various members which have a waveguide effect | action.

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。 The microwave generation device 20 includes, for example, a microwave generation source such as a magnetron that generates a 2.45 GHz microwave, and an amplifier that adjusts the intensity of the microwave generated by the microwave generation source to a predetermined output intensity. And a microwave transmission antenna 22 that emits the microwave generated by the device body 21 to the inside of the waveguide 10. In the plasma generation unit PU according to the present embodiment, for example, a continuously variable microwave generator 20 that can output microwave energy of 1 W to 3 kW is preferably used.

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。 As shown in FIG. 3, the microwave generation device 20 has a configuration in which a microwave transmission antenna 22 protrudes from the device main body portion 21, and is fixed in a manner to be placed on the first waveguide piece 11. ing. Specifically, the apparatus main body 21 is placed on the upper surface plate 11U of the first waveguide piece 11, and the microwave transmitting antenna 22 is inside the first waveguide piece 11 through the through hole 111 formed in the upper surface plate 11U. The waveguide space 110 is fixed so as to protrude. With this configuration, a microwave of 2.45 GHz, for example, emitted from the microwave transmission antenna 22 propagates from one end side (left side) to the other end side (right side) by the waveguide 10. Is done.

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。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。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λ_Ｇに応じて定めることが望ましい。例えば、波長λ_Ｇ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、λ_Ｇ＝２３０ｍｍであるので、１１５ｍｍ（λ_Ｇ／２）ピッチ、或いは５７．５ｍｍ（λ_Ｇ／４）ピッチでプラズマ発生ノズル３１を配列すれば良い。 The plasma generation unit 30 protrudes from the lower surface plate 13B of the third waveguide piece 13 (one side surface of the rectangular waveguide; the surface facing the workpiece to be processed) aligned in a line in the left-right direction. Each plasma generating nozzle 31 is provided. The width of the plasma generation unit 30, that is, the arrangement width in the left-right direction of the eight plasma generation nozzles 31 is a width that substantially matches the size t in the width direction orthogonal to the conveyance direction of the flat workpiece W. Thereby, the plasma processing can be performed on the entire surface of the workpiece W (the surface facing the lower surface plate 13B) while the workpiece W is being conveyed by the conveying roller 80. The arrangement interval of the eight plasma generating nozzles 31 is preferably determined according to the wavelength lambda _G of the microwave propagating through the waveguide 10. For example, it is desirable to arrange the plasma generating nozzles 31 at a ½ pitch and a ¼ pitch of the wavelength λ _{G. When} a microwave of 2.45 GHz is used, λ _G = 230 mm, so 115 mm (λ _G / 2) The plasma generating nozzles 31 may be arranged at a pitch or 57.5 mm (λ _G / 4) pitch.

図２に示すように撮影部１００は、ＣＣＤ等の光電変換素子を用いて動画像又は静止画像を撮影することができる公知のカメラから構成され、レンズ部１０１及び本体部１０２を備える。本体部１０２は、直方体状の筐体を有し、筐体の底面には、撮影部１００の撮影方向を移動させるための撮影方向移動部２００が配設されている。撮影方向移動部２００は、本体部１０２が載置されるカメラ台２０１と、本体部１０２の底面に取り付けられ、カメラ台２０１を貫通する軸２０２と、軸２０２に取り付けられ、撮影部１００を扇状にスイングさせるモータ２０３とを備えている。モータ２０３は、図１０に示す全体制御部９４の制御の下、図２に示すように撮影部１００が左端に配設されたプラズマ発生ノズル３１から右端に配設されたプラズマ発生ノズル３１までを撮影することができるように、撮影部１００をプラズマ発生ノズル３１の配列方向に沿ってスイングさせる。 As shown in FIG. 2, the image capturing unit 100 includes a known camera that can capture a moving image or a still image using a photoelectric conversion element such as a CCD, and includes a lens unit 101 and a main body unit 102. The main body 102 has a rectangular parallelepiped housing, and a photographing direction moving unit 200 for moving the photographing direction of the photographing unit 100 is disposed on the bottom surface of the housing. The photographing direction moving unit 200 is attached to the camera base 201 on which the main body unit 102 is placed, the bottom surface of the main body unit 102, the shaft 202 penetrating the camera base 201, and the shaft 202. And a motor 203 for swinging. Under the control of the general control unit 94 shown in FIG. 10, the motor 203 moves from the plasma generating nozzle 31 provided at the left end to the plasma generating nozzle 31 provided at the right end as shown in FIG. The photographing unit 100 is swung along the arrangement direction of the plasma generating nozzles 31 so that photographing can be performed.

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。 4 is an enlarged side view showing two plasma generation nozzles 31 (one plasma generation nozzle 31 is drawn as an exploded view), and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. The plasma generating nozzle 31 includes a central conductor 32, a nozzle body 33, a nozzle holder 34, a seal member 35, and a protective tube 36.

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。 The central conductor 32 is made of a rod-shaped member made of a highly conductive metal, and the upper end portion 321 side penetrates the lower surface plate 13B of the third waveguide piece 13 to the waveguide space 130 by a predetermined length. While projecting (this projecting portion is referred to as the receiving antenna unit 320), the lower end 322 is arranged in the vertical direction so as to be substantially flush with the lower end edge 331 of the nozzle body 33. Microwave energy (microwave power) is applied to the central conductor 32 when the receiving antenna unit 320 receives the microwave propagating through the waveguide 10. The central conductor 32 is held by a seal member 35 at a substantially intermediate portion in the length direction.

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。 The nozzle body 33 is a cylindrical body made of a highly conductive metal and having a cylindrical space 332 that houses the central conductor 32. The nozzle holder 34 is also made of a highly conductive metal, and has a relatively large-diameter lower holding space 341 that holds the nozzle body 33 and a relatively small-diameter upper holding space 342 that holds the seal member 35. It is a state. On the other hand, the seal member 35 is made of an insulating member made of a heat-resistant resin material such as Teflon (registered trademark), ceramic, or the like, and has a holding hole 351 on the central axis for holding the central conductor 32 fixedly. It consists of a cylindrical body.

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。 The nozzle body 33 is provided in an annularly projecting manner from the upper side, an upper body part 33U fitted in the lower holding space 341 of the nozzle holder 34, an annular recess 33S for holding a gas seal ring 37 described later. A flange portion 33F and a lower body portion 33B protruding from the nozzle holder 34 are provided. In addition, a communication hole 333 for supplying a predetermined processing gas to the cylindrical space 332 is formed in the upper body portion 33U.

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。 The nozzle body 33 functions as an external conductor disposed around the central conductor 32. The central conductor 32 is a cylindrical space with a predetermined annular space H (insulation interval) secured around it. It is inserted on the central axis of 332. The nozzle body 33 has a nozzle holder such that the outer peripheral portion of the upper body portion 33U is in contact with the inner peripheral wall of the lower holding space 341 of the nozzle holder 34 and the upper end surface of the flange portion 33F is in contact with the lower end edge 343 of the nozzle holder 34. 34 is fitted. The nozzle body 33 is preferably attached to the nozzle holder 34 with a detachable fixing structure using, for example, a plunger or a set screw.

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。 The nozzle holder 34 includes an upper body portion 34U (corresponding approximately to the position of the upper holding space 342) and a lower surface plate 13B that are closely fitted in a through hole 131 formed in the lower surface plate 13B of the third waveguide piece 13. And a lower body portion 34B (substantially corresponding to the position of the lower holding space 341). A gas supply hole 344 for supplying a processing gas to the annular space H is formed in the outer periphery of the lower body portion 34B. Although not shown, a pipe joint or the like for connecting a terminal portion of a gas supply pipe for supplying a predetermined processing gas is attached to the gas supply hole 344. The gas supply hole 344 and the communication hole 333 of the nozzle body 33 are set so that they are in communication with each other when the nozzle body 33 is fitted into the nozzle holder 34 at a fixed position. A gas seal ring 37 is interposed between the nozzle body 33 and the nozzle holder 34 in order to suppress gas leakage from the abutting portion between the gas supply hole 344 and the communication hole 333.

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。 The seal member 35 has a lower end edge 352 in contact with an upper end edge 334 of the nozzle body 33 and an upper end edge 353 in contact with an upper end locking portion 345 of the nozzle holder 34 in the upper holding space 342 of the nozzle holder 34. Is retained. That is, the seal member 35 supporting the central conductor 32 is fitted in the upper holding space 342 and assembled so that the lower end edge 352 of the nozzle body 33 is pressed by the upper end edge 334. .

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。 The protective tube 36 (not shown in FIG. 5) is made of a quartz glass pipe having a predetermined length and has an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the cylindrical space 332 of the nozzle body 33. The protective tube 36 has a function of preventing abnormal discharge (arcing) at the lower end edge 331 of the nozzle body 33 and normally radiating a plume P, which will be described later, a part of which is a lower end edge of the nozzle body 33. It is inserted into the cylindrical space 332 so as to protrude from 331. The protective tube 36 may be entirely accommodated in the cylindrical space 332 so that the tip end thereof coincides with the lower end edge 331 or enters the inner side of the lower end edge 331.

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。 As a result of the plasma generating nozzle 31 being configured as described above, the nozzle body 33, the nozzle holder 34, and the third waveguide piece 13 (waveguide 10) are in a conductive state (the same potential). Since the central conductor 32 is supported by the insulating seal member 35, it is electrically insulated from these members. Accordingly, as shown in FIG. 6, when the microwave is received by the receiving antenna unit 320 of the central conductor 32 and the microwave power is supplied to the central conductor 32 in a state where the waveguide 10 is at the ground potential. The electric field concentration portion is formed in the vicinity of the lower end portion 322 and the lower end edge 331 of the nozzle body 33.

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。 In this state, when an oxygen-based processing gas such as oxygen gas or air is supplied from the gas supply hole 344 to the annular space H, the processing gas is excited by the microwave power and the lower end portion of the central conductor 32. Plasma (ionized gas) is generated in the vicinity of 322. Although this plasma has an electron temperature of tens of thousands of degrees, the gas temperature is a reactive plasma that is close to the outside temperature (a plasma in which the electron temperature indicated by electrons is extremely high compared to the gas temperature indicated by neutral molecules). It is a plasma generated under normal pressure.

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。 The processing gas thus converted into plasma is radiated from the lower edge 331 of the nozzle body 33 as a plume P by the gas flow provided from the gas supply hole 344. The plume P contains radicals. For example, when an oxygen-based gas is used as a processing gas, oxygen radicals are generated, and the plume P having an organic substance decomposition / removal action, a resist removal action, and the like can be obtained. In the plasma generation unit PU according to the present embodiment, since a plurality of plasma generation nozzles 31 are arranged, it is possible to generate a line-shaped plume P extending in the left-right direction.

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。 Incidentally, when an inert gas such as argon gas or nitrogen gas is used as the processing gas, the surface cleaning and surface modification of various substrates can be performed. Further, if a compound gas containing fluorine is used, the substrate surface can be modified to a water-repellent surface, and using a compound gas containing a hydrophilic group can modify the substrate surface to a hydrophilic surface. Furthermore, if a compound gas containing a metal element is used, a metal thin film layer can be formed on the substrate.

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。 The sliding short 40 is provided for optimizing the coupling state between the central conductor 32 provided in each plasma generation nozzle 31 and the microwave propagated inside the waveguide 10. The third wave guide piece 13 is connected to the right end of the third waveguide piece 13 so that the standing wave pattern can be adjusted by changing the microwave reflection position. Therefore, when a standing wave is not used, a dummy load having a radio wave absorption function is attached in place of the sliding short 40.

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。 FIG. 7 is a perspective view showing the internal structure of the sliding short 40. As shown in FIG. 7, the sliding short 40 includes a housing structure having a rectangular cross section similar to that of the waveguide 10, and a housing portion 41 having a hollow space 410 made of the same material as the waveguide 10. A cylindrical reflecting block 42 housed in the hollow space 410, a rectangular block 43 that is integrally attached to the base end of the reflecting block 42 and slides in the left-right direction in the hollow space 410, and A moving mechanism 44 assembled to the rectangular block 43 and an adjustment knob 46 directly connected to the reflecting block 42 via a shaft 45 are provided.

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。 The reflection block 42 is a cylindrical body that extends in the left-right direction so that a tip surface 421 serving as a microwave reflection surface faces the waveguide space 130 of the third waveguide piece 13. The reflection block 42 may have a prismatic shape similar to that of the rectangular block 43. The moving mechanism 44 is a mechanism for propelling or retreating the rectangular block 43 and the reflecting block 42 integrated with the rectangular block 43 by rotating the adjusting knob 46 in the left-right direction. The reflecting block 42 is rotated by rotating the adjusting knob 46. Is movable in the left-right direction while being guided by the rectangular block 43 in the hollow space 410. The standing wave pattern is optimized by adjusting the position of the tip surface 421 by the movement of the reflection block 42. It is desirable to automate the rotation operation of the adjusting knob 46 using a stepping motor or the like.

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。 The circulator 50 is composed of, for example, a waveguide-type three-port circulator with a built-in ferrite column. Of the microwaves once propagated toward the plasma generator 30, the circulator 50 returns without being consumed by the plasma generator 30. The incoming reflected microwave is directed to the dummy load 60 without returning to the microwave generator 20. By arranging such a circulator 50, the microwave generator 20 is prevented from being overheated by the reflected microwave.

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。 FIG. 8 is a top view of the plasma generation unit PU for explaining the operation of the circulator 50. As shown, the first port 51 of the circulator 50 has a first waveguide piece 11, the second port 52 has a second waveguide piece 12, and the third port 53 has a dummy load 60. It is connected. Then, the microwave generated from the microwave transmission antenna 22 of the microwave generator 20 travels from the first port 51 to the second waveguide piece 12 via the second port 52 as indicated by an arrow a. On the other hand, the reflected microwave incident from the second waveguide piece 12 side is deflected from the second port 52 toward the third port 53 and is incident on the dummy load 60 as indicated by an arrow b.

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。 The dummy load 60 is a water-cooled (or air-cooled) radio wave absorber that absorbs the reflected microwave and converts it into heat. The dummy load 60 is provided with a cooling water circulation port 61 for circulating cooling water therein so that heat generated by heat conversion of the reflected microwaves is exchanged with the cooling water. It has become.

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。 The stub tuner 70 is for impedance matching between the waveguide 10 and the plasma generation nozzle 31, and has three stub tuners arranged in series on the upper surface plate 12 U of the second waveguide piece 12 at a predetermined interval. Units 70A to 70C are provided. FIG. 9 is a perspective side view showing an installation state of the stub tuner 70. As shown in the figure, the three stub tuner units 70 A to 70 C have the same structure, and a stub 71 protruding into the waveguide space 120 of the second waveguide piece 12 and an operation rod 72 directly connected to the stub 71. And a moving mechanism 73 for moving the stub 71 up and down in the vertical direction, and an outer jacket 74 for holding these mechanisms.

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。 In the stub 71 provided in each of the stub tuner units 70 A to 70 C, the protruding length into the waveguide space 120 can be adjusted independently by each operation rod 72. The protruding lengths of these stubs 71 are determined by searching for a point where the power consumption by the central conductor 32 is maximized (a point where the reflected microwave is minimized) while monitoring the microwave power. Such impedance matching is executed in conjunction with the sliding short 40 as necessary. The operation of the stub tuner 70 is preferably automated using a stepping motor or the like.

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。 The conveyance means C includes a plurality of conveyance rollers 80 arranged along a predetermined conveyance path, and the conveyance roller 80 is driven by a driving means (not shown), so that the workpiece W to be processed is generated by the plasma generation. It is conveyed via the section 30. Here, examples of the workpiece W to be processed include a flat substrate such as a plasma display panel and a semiconductor substrate, a circuit substrate on which electronic components are mounted, and the like. Also, parts or assembled parts that are not flat-shaped can be processed, and in this case, a belt conveyor or the like may be employed instead of the conveying roller.

次に、本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。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、モータ２０３を制御するモータ制御部９６、ユーザに装置の故障を報知すると共に、撮影部１００により撮影された画像を表示する状態監視部９７を備えている。 Next, an electrical configuration of the work processing apparatus S according to the present embodiment will be described. FIG. 10 is a block diagram showing the control system 90 of the work processing apparatus S. The control system 90 includes a CPU (Central Processing Unit) and the like, and functionally includes a microwave output control unit 91, a gas flow rate control unit 92, a motor control unit 93, and an overall control unit 94. Furthermore, an operation unit 95 that gives a predetermined operation signal to the overall control unit 94, a motor control unit 96 that controls the motor 203, and notifies the user of a malfunction of the apparatus, and displays an image captured by the image capturing unit 100. A state monitoring unit 97 is provided.

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。具体的には、マイクロ波出力制御部９１は、後述する稼働制御部９４２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、稼働制御部９４２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。 The microwave output control unit 91 performs ON / OFF control and output intensity control of the microwave output from the microwave generation device 20. The microwave output control unit 91 generates a predetermined pulse signal to generate a device main body of the microwave generation device 20. The operation of the microwave generation by 21 is controlled. Specifically, when receiving a microwave stop signal from an operation control unit 942 described later, the microwave output control unit 91 causes the microwave generator 20 to stop outputting the microwave, and the operation control unit 942 receives the microwave. When the output signal is received, the microwave generator 20 starts outputting the microwave.

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。また、ガス流量制御部９２は、稼働制御部９４２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。 The gas flow rate control unit 92 controls the flow rate of the processing gas supplied to each plasma generation nozzle 31 of the plasma generation unit 30. Specifically, the flow control valve 923 provided in the gas supply pipe 922 connecting the processing gas supply source 921 such as a gas cylinder and the plasma generation nozzle 31 is controlled to open or close or the opening is adjusted. The gas flow rate control unit 92 closes the flow rate control valve 923 when receiving a close signal from the operation control unit 942 and opens the flow rate control valve when receiving an open signal, and the flow rate according to the level of the open signal. The opening degree of the control valve 923 is adjusted. In FIG. 10, only one gas flow rate control unit 92 and a flow rate control valve 923 are shown, but in reality, eight gas flow rate control units 92 corresponding to each of the eight plasma generation nozzles 31 There is a flow control valve 923. The eight gas flow rate control units 92 are individually controlled by the overall control unit 94. Further, the number of the gas flow rate control unit 92 and the flow rate control valve 923 is not limited to eight, and can be changed as appropriate according to the number of the plasma generation nozzles 31.

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。 The motor control unit 93 controls the operation of the drive motor 931 that rotates the transport roller 80, and controls the start and stop of the work W, control of the transport speed, and the like.

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。 The overall control unit 94 controls the overall operation of the work processing apparatus S. The microwave output control unit 91, the gas flow rate control unit 92, and the motor control are performed according to the operation signal given from the operation unit 95. The operation of the unit 93 is controlled based on a predetermined sequence. That is, based on a control program given in advance, the conveyance of the workpiece W is started, the workpiece W is guided to the plasma generation unit 30, and microwave power is applied while supplying a predetermined flow rate of processing gas to each plasma generation nozzle 31. The plasma (plume P) is generated and the plume P is radiated on the surface of the workpiece W while it is being conveyed. Thereby, the some workpiece | work W can be processed continuously.

特に、実施の形態１において、全体制御部９４は、欠陥ノズル検出部９４１、及び稼働制御部９４２の機能を備えている。欠陥ノズル検出部９４１は、撮影部１００により撮影された画像に対して所定の画像処理を施すことで、プラズマ発生部３０を構成する８個のプラズマ発生ノズル３１のうち、正常な状態のプラズマを放出することができないプラズマ発生ノズル３１である欠陥ノズルを検出する。 In particular, in the first embodiment, the overall control unit 94 includes functions of a defective nozzle detection unit 941 and an operation control unit 942. The defective nozzle detection unit 941 performs predetermined image processing on the image captured by the imaging unit 100, so that a normal state of the plasma generation nozzles 31 constituting the plasma generation unit 30 is obtained. A defective nozzle which is a plasma generating nozzle 31 that cannot be discharged is detected.

稼働制御部９４２は、欠陥ノズル検出部９４１により、８個のプラズマ発生ノズル３１のうち、少なくとも１本の欠陥ノズルが検出された場合、マイクロ波発生装置２０によるマイクロ波の出力が停止されるようにマイクロ波出力制御部９１にマイクロ波停止信号を出力する。 The operation control unit 942 stops the microwave output from the microwave generator 20 when the defective nozzle detection unit 941 detects at least one defective nozzle among the eight plasma generation nozzles 31. A microwave stop signal is output to the microwave output control unit 91.

また、稼働制御部９４２は、欠陥ノズル検出部９４１により、８個のプラズマ発生ノズル３１のうち、少なくとも１本の欠陥ノズルが検出された場合、流量制御弁９２３が閉じられるようにガス流量制御部９２に閉信号を出力する。 In addition, the operation control unit 942 has a gas flow rate control unit so that the flow rate control valve 923 is closed when at least one defective nozzle among the eight plasma generation nozzles 31 is detected by the defective nozzle detection unit 941. A close signal is output to 92.

また、稼働制御部９４２は、マイクロ波出力制御部９１にマイクロ波停止信号を通知すると共に、ガス流量制御部９２に閉信号を出力した後、一定時間経過したときに、プラズマの発生を再開させるために、マイクロ波出力制御部９１にマイクロ波発生信号を出力すると共に、ガス流量制御部９２に開信号を出力する。 In addition, the operation control unit 942 notifies the microwave output control unit 91 of the microwave stop signal and outputs a close signal to the gas flow rate control unit 92, and then restarts the generation of plasma when a certain time has elapsed. For this purpose, a microwave generation signal is output to the microwave output control unit 91 and an open signal is output to the gas flow rate control unit 92.

更に、稼働制御部９４２は、欠陥ノズル検出部９４１により３回連続して欠陥ノズルとして検出されたプラズマ発生ノズルが少なくとも１本存在する場合、装置が故障したと判定し、状態監視部９７に装置の故障を報知させる。 Further, the operation control unit 942 determines that the apparatus has failed when there is at least one plasma generation nozzle detected as a defective nozzle three times consecutively by the defective nozzle detection unit 941, and the state monitoring unit 97 Notify you of a malfunction.

モータ制御部９６は、全体制御部９４の制御の下、モータ２０３を制御する。 The motor control unit 96 controls the motor 203 under the control of the overall control unit 94.

状態監視部９７は、液晶表示パネル、陰極線管ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の表示装置から構成され、撮影部１００により撮影された画像を表示すると共に、装置の故障をユーザに報知する。 The state monitoring unit 97 is composed of a display device such as a liquid crystal display panel, a cathode ray tube display, a plasma display, or an organic EL display. The state monitoring unit 97 displays an image photographed by the photographing unit 100 and notifies the user of the failure of the device.

次に、ワーク処理装置Ｓによるプラズマ発生ノズル３１の欠陥を検出する処理について説明する。図１１は、プラズマ発生ノズル３１の欠陥を検出する処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１において、ユーザにより図略の電源スイッチがオンされると、稼働制御部９４２は、装置を構成する各回路に対して商用電源からの電力の供給を開始する。 Next, a process for detecting a defect in the plasma generating nozzle 31 by the work processing apparatus S will be described. FIG. 11 is a flowchart showing a process for detecting a defect in the plasma generating nozzle 31. First, in step S1, when a power switch (not shown) is turned on by the user, the operation control unit 942 starts supplying power from a commercial power source to each circuit constituting the apparatus.

ステップＳ２において、稼働制御部９４２は、ガス流量制御部９２に開信号を出力して流量制御弁を開け、処理ガス供給源９２１からのガスを、プラズマ発生ノズル３１に供給する。ここで、稼働制御部９４２は、８個のプラズマ発生ノズル３１に対応する８個のガス流量制御部９２の全てに対して、開信号を出力する。 In step S 2, the operation control unit 942 outputs an open signal to the gas flow rate control unit 92 to open the flow rate control valve, and supplies the gas from the processing gas supply source 921 to the plasma generation nozzle 31. Here, the operation control unit 942 outputs an open signal to all of the eight gas flow rate control units 92 corresponding to the eight plasma generation nozzles 31.

ステップＳ３において、稼働制御部９４２は、マイクロ波発生信号をマイクロ波出力制御部９１に出力し、マイクロ波発生装置２０からマイクロ波を発生させる。これにより、８個のプラズマ発生ノズル３１は、プラズマを発生し、搬送手段Ｃによって搬送されるワークＷに対してプラズマを照射する。 In step S 3, the operation control unit 942 outputs a microwave generation signal to the microwave output control unit 91 to generate a microwave from the microwave generator 20. Thereby, the eight plasma generation nozzles 31 generate plasma and irradiate the workpiece W conveyed by the conveying means C with plasma.

ステップＳ４において、欠陥ノズル検出部９４１は、マイクロ波出力信号をマイクロ波出力制御部９１に出力すると共に、開信号をガス流量制御部９２に出力してから３秒経過した場合（Ｓ４でＹＥＳ）、撮影部１００にプラズマ発生ノズル３１から出力されるプルームＰを撮影させる（ステップＳ５）。一方、ステップＳ４において、３秒経過しない場合（Ｓ４でＮＯ）、処理がステップＳ４に戻される。 In step S4, the defective nozzle detection unit 941 outputs a microwave output signal to the microwave output control unit 91 and when 3 seconds have elapsed since the open signal is output to the gas flow rate control unit 92 (YES in S4). The photographing unit 100 is caused to photograph the plume P output from the plasma generating nozzle 31 (step S5). On the other hand, if 3 seconds have not elapsed in step S4 (NO in S4), the process returns to step S4.

図１２は、撮影部１００がプルームＰを撮影する様子を説明する図である。図１２の例では、撮影部１００のフレームは、一度に２個のプルームＰを撮影することが可能なサイズを有しているものとする。また、撮影部１００は、撮影方向移動部２００によって、フレームＦが一定の速度ｖでスライドするようにスイングされているものとする。また、撮影部１００が、スイング範囲の左端に位置する場合、左から１個目及び２個目のプラズマ発生ノズル３１から放出される２個のプルームＰが、フレームＦ内に存在するように、撮影部１００が設置されているものとする。 FIG. 12 is a diagram for explaining a state in which the photographing unit 100 photographs the plume P. In the example of FIG. 12, it is assumed that the frame of the photographing unit 100 has a size capable of photographing two plumes P at a time. Further, it is assumed that the photographing unit 100 is swung by the photographing direction moving unit 200 so that the frame F slides at a constant speed v. Further, when the imaging unit 100 is located at the left end of the swing range, the two plumes P emitted from the first and second plasma generating nozzles 31 from the left are present in the frame F. It is assumed that the photographing unit 100 is installed.

まず、欠陥ノズル検出部９４１は、撮影部１００が左端に位置するときに、撮影部１００にプルームＰの画像を撮影させる。次に、欠陥ノズル検出部９４１は、左から１個目及び２個目のプラズマ発生ノズル３１から放出される２個のプルームＰを撮影してから、フレームＦ内に左から３個目及び４個目のプラズマ発生ノズル３１が放出する２個のプルームＰが入るまでの所定の撮影待機時間が経過したときに、撮影部１００にプルームＰの画像を撮影させる。このように、欠陥ノズル検出部９４１は、左端のプラズマ発生ノズル３１から順番に２個ずつ、合計４枚のプルームＰの画像を撮影部１００に撮影させる。なお、上記撮影待機時間は、撮影部１００の移動速度と、プラズマ発生部３０の全長とから予め定められた値が採用される。 First, the defective nozzle detection unit 941 causes the imaging unit 100 to capture an image of the plume P when the imaging unit 100 is located at the left end. Next, the defective nozzle detector 941 captures the two plumes P emitted from the first and second plasma generating nozzles 31 from the left, and then the third and fourth from the left in the frame F. When a predetermined imaging standby time until two plumes P emitted from the first plasma generating nozzle 31 enter, the imaging unit 100 is caused to capture an image of the plume P. In this manner, the defective nozzle detection unit 941 causes the imaging unit 100 to capture a total of four images of the plume P, two in order from the leftmost plasma generation nozzle 31. Note that a value determined in advance from the moving speed of the imaging unit 100 and the total length of the plasma generation unit 30 is adopted as the imaging standby time.

なお、撮影部１００が一度に撮影するプルームＰの個数は、２個に限定されず、１個ずつ撮影してもよいし、４個ずつ撮影してもよいし、一度に８個を撮影してもよい。 Note that the number of plumes P taken by the photographing unit 100 at a time is not limited to two, and may be taken one by one, four by four, or eight at a time. May be.

ステップＳ６において、欠陥ノズル検出部９４１は、撮影部１００により撮影された４枚の各画像に対して、所定の画像処理を施し、全てのプラズマ発生ノズル３１が点灯しているか否かを検出する。具体的には、欠陥ノズル検出部９４１は、撮影部１００により撮影された各画像からプルームＰを示す画像を抽出する処理を行い、各画像において、プルームＰを示す画像が２個抽出することができた場合は、これらのプルームＰを発生させているプラズマ発生ノズル３１は正常であると判定する。一方、各画像において、プルームＰを示す画像を１個しか抽出することができなかった場合、又は、プルームＰを示す画像を１個も抽出することができなかった場合は、プルームＰを放出することができなかったプラズマ発生ノズル３１を欠陥ノズルとして判定する。 In step S 6, the defective nozzle detection unit 941 performs predetermined image processing on each of the four images captured by the imaging unit 100 and detects whether all the plasma generation nozzles 31 are lit. . Specifically, the defective nozzle detection unit 941 performs a process of extracting an image indicating the plume P from each image captured by the imaging unit 100, and in each image, two images indicating the plume P may be extracted. If it is possible, it is determined that the plasma generating nozzle 31 generating these plumes P is normal. On the other hand, if only one image showing the plume P can be extracted from each image, or if no image showing the plume P can be extracted, the plume P is emitted. The plasma generation nozzle 31 that could not be determined is determined as a defective nozzle.

更に、各画像において、プルームＰが２個抽出された場合であっても、抽出したプルームの面積が規定値より小さい場合、当該プルームＰを放出するプラズマ発生ノズル３１は、欠陥ノズルであると判定する。規定値としては、実験的に予め得られた値が採用される。 Furthermore, even if two plumes P are extracted in each image, if the area of the extracted plume is smaller than a specified value, it is determined that the plasma generating nozzle 31 that emits the plume P is a defective nozzle. To do. As the specified value, a value obtained experimentally in advance is adopted.

ここで、欠陥ノズル検出部９４１は、撮影部１００により撮影された４枚の画像のうち、例えば１枚目の画像において、右側の領域にプルームを示す画像が１つ表れている場合は、左端に位置するプラズマ発生ノズル３１からプラズマが発生されていないと判定し、左側の領域にプルームを示す画像が１つ表れている場合は、左から２番目のプラズマ発生ノズル３１に欠陥が生じていると判定する。残り３枚の画像についても同様にして、プラズマを発生していないプラズマ発生ノズル３１を特定する。 Here, the defective nozzle detection unit 941, for example, of the four images captured by the imaging unit 100, for example, in the first image, when one image showing a plume appears in the right region, If it is determined that no plasma is generated from the plasma generating nozzle 31 located at the position and one image showing a plume appears in the left region, the second plasma generating nozzle 31 from the left is defective. Is determined. Similarly for the remaining three images, the plasma generating nozzle 31 that does not generate plasma is specified.

また、欠陥ノズル検出部９４１は、例えば、撮影部１００により撮影された画像に対して、基準プルーム画像を用いたテンプレートマッチングを施すことでプルームＰを示す画像を抽出する。或いは、撮影部１００により撮影された画像に対して、ＹＵＶ変換を施し、彩度がプルームＰの彩度に基づいて予め定められた範囲内にある画素をラベリングし、ラベリングした画素からなる領域が一定の面積以上連続して存在する場合、当該画素からなる領域を、プルームＰを示す画像として抽出する。 In addition, the defective nozzle detection unit 941 extracts an image indicating the plume P by performing template matching using a reference plume image on the image captured by the imaging unit 100, for example. Alternatively, an image captured by the image capturing unit 100 is subjected to YUV conversion, pixels whose saturation is within a predetermined range based on the saturation of the plume P are labeled, and an area including the labeled pixels is obtained. When there is a continuous area of a certain area or more, a region including the pixel is extracted as an image showing the plume P.

ステップＳ６において、欠陥ノズル検出部９４１により欠陥ノズルが検出されなかった場合（Ｓ６でＹＥＳ）、処理がステップＳ４に戻され、再度、撮影部１００による撮影が実行される。一方、欠陥ノズル検出部９４１により少なくとも１本の欠陥ノズルが検出された場合（Ｓ６でＮＯ）、稼働制御部９４２は、マイクロ波停止信号をマイクロ波出力制御部９１に出力し、マイクロ波発生装置２０によるマイクロ波の出力を停止させる（ステップＳ７）。 If no defective nozzle is detected by the defective nozzle detection unit 941 in step S6 (YES in S6), the process returns to step S4, and imaging by the imaging unit 100 is executed again. On the other hand, when at least one defective nozzle is detected by the defective nozzle detection unit 941 (NO in S6), the operation control unit 942 outputs a microwave stop signal to the microwave output control unit 91, and the microwave generation device The output of the microwave by 20 is stopped (step S7).

ステップＳ８において、稼働制御部９４２は、全てのガス流量制御部９２に閉信号を出力し、全てのプラズマ発生ノズル３１へのガスの供給を停止させる。 In step S 8, the operation control unit 942 outputs a close signal to all the gas flow rate control units 92, and stops the supply of gas to all the plasma generation nozzles 31.

ステップＳ９において、稼働制御部９４２は、欠陥ノズル検出部９４１により３回連続して欠陥ノズルとして判定されたプラズマ発生ノズル３１が少なくとも１本存在する場合、（ステップＳ９でＮＯ）、稼働制御部９４２は、プラズマ発生装置ＰＵが故障していると判定し、マイクロ波の出力の停止と、ガスの供給の停止とを継続させ、プラズマ発生装置ＰＵの駆動の停止を継続させる（ステップＳ１１）。 In step S9, if there is at least one plasma generating nozzle 31 determined as a defective nozzle three times consecutively by the defective nozzle detection unit 941 (NO in step S9), the operation control unit 942 Determines that the plasma generator PU is out of order, continues the stop of the microwave output and the stop of the gas supply, and continues to stop the drive of the plasma generator PU (step S11).

ステップＳ１２において、稼働制御部９４２は、状態監視部９７に、プラズマ発生装置ＰＵが故障していることをユーザに報知するための所定の画像を表示させる。この場合、例えば状態監視部９７には「左から１番目のプラズマ発生ノズルと４番目のプラズマ発生ノズルからプラズマが放出されていません。」、「１番目のプラズマ発生ノズルからプラズマが放出されていません。４番目のプラズマ発生ノズルが劣化しています。」というように、８個のプラズマ発生ノズル３１のうち、どのプラズマ発生ノズル３１が欠陥ノズルであるかを示す語句が表示される。また、図３に示すようなプラズマ発生ノズル３１の全体を示す画像を状態監視部９７に表示し、欠陥ノズルを例えば赤色で点滅させる等して、グラフィカルに欠陥ノズルの存在を報知してもよい。 In step S12, the operation control unit 942 causes the state monitoring unit 97 to display a predetermined image for notifying the user that the plasma generator PU has failed. In this case, for example, in the state monitoring unit 97, “the plasma is not emitted from the first plasma generation nozzle and the fourth plasma generation nozzle from the left”, “the plasma is emitted from the first plasma generation nozzle. No. The fourth plasma generating nozzle has deteriorated. "Among the eight plasma generating nozzles 31, a word indicating which plasma generating nozzle 31 is a defective nozzle is displayed. Also, an image showing the entire plasma generating nozzle 31 as shown in FIG. 3 may be displayed on the state monitoring unit 97, and the presence of the defective nozzle may be notified graphically, for example, by blinking the defective nozzle in red. .

ステップＳ９において、欠陥ノズル検出部９４１により３回連続して欠陥ノズルとして判定されたプラズマ発生ノズル３１が１本も存在しない場合（ステップＳ９でＮＯ）、稼働制御部９４２は、ステップＳ９の処理が終了してから３秒経過したか否かを判定し、３秒経過した場合（ステップＳ１０でＹＥＳ）、処理をステップＳ２に戻し、３秒経過していない場合（ステップＳ１０でＮＯ）、処理をステップＳ１０に戻す。 In step S9, when there is no plasma generating nozzle 31 determined as a defective nozzle three times consecutively by the defective nozzle detection unit 941 (NO in step S9), the operation control unit 942 performs the process of step S9. It is determined whether or not 3 seconds have elapsed from the end. If 3 seconds have elapsed (YES in step S10), the process returns to step S2, and if 3 seconds have not elapsed (NO in step S10), the process is performed. Return to step S10.

以上説明したようにワーク処理装置Ｓによれば、撮影部１００で撮影された画像が状態監視部９７に表示されているため、プラズマ発生ノズル３１毎に撮影部１００を設けなくとも、プルームＰの画像の画像を撮影することが可能となり、簡素な構成によりプラズマ発生ノズルの状態を監視することができる。 As described above, according to the work processing apparatus S, since the image photographed by the photographing unit 100 is displayed on the state monitoring unit 97, the plumbing P can be provided without providing the photographing unit 100 for each plasma generating nozzle 31. An image can be taken, and the state of the plasma generating nozzle can be monitored with a simple configuration.

また、プラズマ発生ノズル３１から発生するプルームＰの画像を撮影し、撮影されたプルームＰの画像を基に、欠陥ノズルが検出されている。ここで、欠陥ノズルからはプルームＰが放出されていない、或いは正常なプルームよりも小さなプルームＰが放出されているため、プルームＰの画像を撮影することにより、欠陥ノズルを精度よく検出することが可能となる。 Further, an image of the plume P generated from the plasma generation nozzle 31 is taken, and a defective nozzle is detected based on the taken image of the plume P. Here, since the plume P is not emitted from the defective nozzle or the plume P smaller than the normal plume is emitted, it is possible to detect the defective nozzle with high accuracy by taking an image of the plume P. It becomes possible.

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２によるワーク処理装置Ｓａについて説明する。図１３は、実施の形態２によるワーク処理装置Ｓａの制御系９０ａを示すブロック図である。実施の形態２によるワーク処理装置Ｓａは、全体制御部９４をシステム制御基板９８及びパソコン９９により構成し、撮影部１００ａにより撮影された画像を、通信回線ＮＴを介してパソコン９９が受信することを特徴とする。なお、実施の形態２によるワーク処理装置Ｓａにおいて、実施の形態１によるワーク処理装置Ｓと同一のものは同一の符号を付して説明を省略し、相違点のみ説明する。 (Embodiment 2)
Next, a work processing apparatus Sa according to Embodiment 2 of the present invention will be described. FIG. 13 is a block diagram showing a control system 90a of the work processing apparatus Sa according to the second embodiment. In the work processing apparatus Sa according to the second embodiment, the overall control unit 94 is configured by the system control board 98 and the personal computer 99, and the personal computer 99 receives an image photographed by the photographing unit 100a via the communication line NT. Features. Note that, in the workpiece processing device Sa according to the second embodiment, the same components as those of the workpiece processing device S according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only differences are described.

撮影部１００ａは、公知のウェブカメラから構成され、システム制御基板９８の制御の下、プルームＰの画像を撮影し、通信回線ＮＴを介してパソコンに送信する。通信回線ＮＴとしては、インターネット通信網、公衆電話回線網、専用線網、及びＬＡＮ等の通信回線を採用することができる。 The photographing unit 100a is composed of a known web camera, takes an image of the plume P under the control of the system control board 98, and transmits it to the personal computer via the communication line NT. As the communication line NT, a communication line such as an Internet communication network, a public telephone line network, a private line network, and a LAN can be employed.

システム制御基板９８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。 The system control board 98 is responsible for overall operation control of the work processing apparatus S, and the microwave output control unit 91, the gas flow rate control unit 92, and the motor control according to the operation signal given from the operation unit 95. The operation of the unit 93 is controlled based on a predetermined sequence. That is, based on a control program given in advance, the conveyance of the workpiece W is started, the workpiece W is guided to the plasma generation unit 30, and microwave power is applied while supplying a predetermined flow rate of processing gas to each plasma generation nozzle 31. The plasma (plume P) is generated and the plume P is radiated on the surface of the workpiece W while it is being conveyed. Thereby, the some workpiece | work W can be processed continuously.

パソコン９９は、公知の通信機能を備えるパーソナルコンピュータから構成され、状態監視部９７ａ、欠陥ノズル検出部９４１ａ、及び稼働制御部９４２ａを備えている。欠陥ノズル検出部９４１ａは、図１０に示す欠陥ノズル検出部９４１と同一の機能を有しているため、説明を省略する。パソコン９９とシステム制御基板９８とはＲＳ−２３２等の所定の通信ケーブルを介して接続されている。或いは、インターネット、ＬＡＮ、専用線等の通信回線を介して接続されている。 The personal computer 99 is composed of a personal computer having a known communication function, and includes a state monitoring unit 97a, a defective nozzle detection unit 941a, and an operation control unit 942a. The defective nozzle detection unit 941a has the same function as the defective nozzle detection unit 941 shown in FIG. The personal computer 99 and the system control board 98 are connected via a predetermined communication cable such as RS-232. Alternatively, they are connected via a communication line such as the Internet, a LAN, and a dedicated line.

稼働制御部９４２ａは、欠陥ノズル検出部９４１ａにより、８個のプラズマ発生ノズル３１のうち、少なくとも１本の欠陥ノズルが検出された場合、システム制御基板９８がマイクロ波出力制御部９１にマイクロ波停止信号を出力するように、システム制御基板９８を制御する。 When the defective nozzle detection unit 941a detects at least one defective nozzle among the eight plasma generation nozzles 31, the operation control unit 942a causes the microwave output control unit 91 to stop the microwave. The system control board 98 is controlled so as to output a signal.

また、稼働制御部９４２ａは、欠陥ノズル検出部９４１ａにより、８個のプラズマ発生ノズル３１のうち、少なくとも１本の欠陥ノズルが検出された場合、システム制御基板９８が閉信号を出力するように、システム制御基板９８を制御する。 In addition, the operation control unit 942a causes the system control board 98 to output a close signal when at least one defective nozzle among the eight plasma generation nozzles 31 is detected by the defective nozzle detection unit 941a. The system control board 98 is controlled.

また、稼働制御部９４２ａは、マイクロ波出力制御部９１にマイクロ波停止信号を通知すると共に、ガス流量制御部９２に閉信号を通知した後、一定時間経過したときに、プラズマの発生を再開させるために、システム制御基板９８がマイクロ波出力制御部９１にマイクロ波発生信号を出力すると共に、ガス流量制御部９２に開信号を出力するように、システム制御基板９８を制御する。 Further, the operation control unit 942a notifies the microwave output control unit 91 of the microwave stop signal, and notifies the gas flow rate control unit 92 of the close signal, and then restarts the generation of plasma when a certain time has elapsed. For this purpose, the system control board 98 controls the system control board 98 so that it outputs a microwave generation signal to the microwave output control section 91 and also outputs an open signal to the gas flow rate control section 92.

更に、稼働制御部９４２ａは、マイクロ波の発生を所定回数再開させても、欠陥ノズル検出部９４１ａにより連続して３回欠陥ノズルとして検出されたプラズマ発生ノズル３１が少なくとも１本存在する場合、プラズマ発生装置ＰＵが故障したと判定し、状態監視部９７ａにプラズマ発生装置ＰＵの故障を報知させる。状態監視部９７ａはパソコン９９が備える表示装置により構成される。 Further, even if the operation control unit 942a restarts the generation of the microwaves a predetermined number of times, the plasma can be detected when at least one plasma generation nozzle 31 is detected as the defective nozzle three times continuously by the defective nozzle detection unit 941a. It is determined that the generator PU has failed, and the state monitoring unit 97a is notified of the failure of the plasma generator PU. The state monitoring unit 97a is configured by a display device included in the personal computer 99.

以上説明したように、実施の形態２によるワーク処理装置Ｓａによれば、全体制御部９４をパソコンとシステム制御基板９８とにより構成し、パソコンと撮影部１００ａとを通信回線ＮＴを介して接続したため、パソコン９９により、プラズマ発生装置ＰＵの故障を遠隔的に監視することができる。また、状態監視部９７ａには、撮影部１００ａにより撮影された画像が表示されるため、プラズマ発生ノズル３１を遠隔監視することができる。 As described above, according to the work processing apparatus Sa according to the second embodiment, the overall control unit 94 is configured by the personal computer and the system control board 98, and the personal computer and the photographing unit 100a are connected via the communication line NT. The failure of the plasma generator PU can be remotely monitored by the personal computer 99. Further, since the image captured by the imaging unit 100a is displayed on the state monitoring unit 97a, the plasma generating nozzle 31 can be remotely monitored.

以上、本発明の実施の形態１及び２に係るワーク処理装置Ｓ及びＳａ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。
（１）上記実施形態では、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。
（２）上記実施形態では、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。
（３）上記実施形態では、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。
（４）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。
（５）また、実施の形態１及び２では説明しなかったが、状態監視部９７，９７ａは、撮影部１００，１００ａにより撮影された画像をサーモグラフィ化して表示してもよい。
（６）更に、複数のプラズマ発生ノズル３１がそれぞれ点灯しているかどうかの状態を確認するために、ワーク処理装置Ｓの筐体（図略）に、プラズマ発生装置ＰＵを観察する観察窓を設けるようにしてもよい。 The work processing apparatuses S and Sa according to the first and second embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to this, and for example, the following embodiments can be taken.
(1) In the above embodiment, an example in which a plurality of plasma generating nozzles 31 are arranged in a line has been shown. However, the nozzle arrangement may be determined as appropriate according to the shape of the workpiece, the power of the microwave power, The plural rows of plasma generating nozzles 31 may be arranged in a matrix or in a staggered arrangement in the transport direction.
(2) In the above-described embodiment, an example in which the plate-like workpiece W is placed on the upper surface of the conveyance roller 80 and conveyed as the conveyance means C is exemplified. In a form in which a workpiece is stored in a predetermined basket or the like without using a conveyance roller and the basket or the like is conveyed by a line conveyor or the like, or is held in a robot hand or the like and conveyed to the plasma generator 30. There may be.
(3) In the above embodiment, a magnetron that generates a microwave of 2.45 GHz is illustrated as a microwave generation source. However, various high-frequency power sources other than the magnetron can be used, and a microwave having a wavelength different from 2.45 GHz. A wave may be used.
(4) In order to measure the microwave power in the waveguide 10, it is desirable to install a power meter at an appropriate position of the waveguide 10. For example, in order to know the ratio of the reflected microwave power to the microwave power emitted from the microwave transmission antenna 22 of the microwave generator 20, a power meter is provided between the circulator 50 and the second waveguide piece 12. It is possible to interpose a waveguide containing the.
(5) Although not described in the first and second embodiments, the state monitoring units 97 and 97a may display images captured by the imaging units 100 and 100a in a thermographic manner.
(6) Further, in order to confirm whether or not each of the plurality of plasma generating nozzles 31 is lit, an observation window for observing the plasma generating device PU is provided in the casing (not shown) of the work processing apparatus S. You may do it.

本発明にかかるプラズマ発生装置及びワーク処理装置は、半導体ウエ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。 The plasma generation apparatus and the work processing apparatus according to the present invention include an etching processing apparatus and a film forming apparatus for a semiconductor substrate such as a semiconductor wafer, a glass substrate such as a plasma display panel, a cleaning processing apparatus for a printed board, and a sterilization process for a medical device. The present invention can be suitably applied to an apparatus, a protein decomposition apparatus, and the like.

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。It is a perspective view which shows the whole structure of the workpiece processing apparatus S which concerns on this invention. 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。FIG. 2 is a perspective view of a plasma generation unit PU having a different line-of-sight direction from FIG. 1. ワーク処理装置Ｓの一部透視側面図である。3 is a partially transparent side view of the work processing apparatus S. FIG. 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）である。It is a side view which expands and shows two plasma generation nozzles 31 (one plasma generation nozzle 31 is drawn as an exploded view). 図４のＡ−Ａ線側断面図である。It is the sectional view on the AA line side of FIG. 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。4 is a perspective side view for explaining a plasma generation state in a plasma generation nozzle 31. FIG. 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。3 is a perspective view showing the internal structure of a sliding short 40. FIG. 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。4 is a top view of a plasma generation unit PU for explaining the operation of a circulator 50. FIG. スタブチューナ７０の設置状況を示す透視側面図である。FIG. 4 is a perspective side view showing an installation state of a stub tuner 70. ワーク処理装置Ｓの制御系９０を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a control system 90 of the work processing apparatus S. FIG. プラズマ発生ノズル３１の欠陥を検出する処理を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a process for detecting a defect in a plasma generating nozzle 31. 撮影部１００がプルームＰを撮影する様子を説明する図である。It is a figure explaining a mode that the imaging part 100 image | photographs the plume P. FIG. 実施の形態２によるワーク処理装置Ｓａの制御系９０ａを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system 90a of the workpiece | work processing apparatus Sa by Embodiment 2. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０導波管
２０マイクロ波発生装置（マイクロ波発生部）
３０プラズマ発生部
３１プラズマ発生ノズル
９０、９０ａ制御系
９１マイクロ波出力制御部
９２ガス流量制御部
９３モータ制御部
９４全体制御部
９５操作部
９６モータ制御部
９７，９７ａ状態監視部
９８システム制御基板
９９パソコン
１００，１００ａ撮影部
１０１レンズ部
１０２本体部
２００撮影方向移動部
２０１カメラ台
２０２軸
２０３モータ
９２１処理ガス供給源
９２２ガス供給管
９２３流量制御弁
９３１駆動モータ
９４１，９４１ａ欠陥ノズル検出部
９４２，９４２ａ稼働制御部
Ｓ，Ｓａワーク処理装置
ＰＵプラズマ発生ユニット（プラズマ発生装置） 10 Waveguide 20 Microwave generator (microwave generator)
30 Plasma generation unit 31 Plasma generation nozzles 90, 90a Control system 91 Microwave output control unit 92 Gas flow rate control unit 93 Motor control unit 94 Overall control unit 95 Operation unit 96 Motor control units 97, 97a Status monitoring unit 98 System control board 99 Personal computer 100, 100a Image capturing unit 101 Lens unit 102 Main body unit 200 Image capturing direction moving unit 201 Camera stand 202 Axis 203 Motor 921 Processing gas supply source 922 Gas supply pipe 923 Flow control valve 931 Drive motor 941, 941a Defect nozzle detection unit 942, 942a Operation control unit S, Sa Work processing unit PU Plasma generation unit (plasma generator)

Claims

マイクロ波を発生するマイクロ波発生部と、
前記マイクロ波発生部により発生されたマイクロ波を伝搬する導波管と、
プラズマ化されるガスを供給するガス供給部と、
前記マイクロ波を受信し、受信したマイクロ波のエネルギーを基に、前記ガス供給部から供給されるガスをプラズマ化して放出するプラズマ発生ノズルが前記導波管に複数個配列して取り付けられたプラズマ発生部と、
前記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からなるプルームの画像を撮影する撮影部と、
前記撮影部により撮影されたプルームの画像を表示する状態監視部と、
前記撮影部により撮影されたプルームの画像を基に、前記複数個配列されたプラズマ発生ノズルのうち、所定の状態でプラズマが放出されていないプラズマ発生ノズルである欠陥ノズルを検出する欠陥ノズル検出部とを備えことを特徴とするプラズマ発生装置。 A microwave generator for generating microwaves;
A waveguide for propagating microwaves generated by the microwave generator;
A gas supply unit for supplying a gas to be converted into plasma;
Plasma in which a plurality of plasma generating nozzles that receive the microwaves and turn the gas supplied from the gas supply unit into plasma based on the received microwave energy are arranged and attached to the waveguide. Generating part,
An imaging unit that captures an image of a plume made of plasmaized gas discharged from the plasma generating nozzle;
A state monitoring unit for displaying an image of a plume photographed by the photographing unit ;
A defective nozzle detection unit that detects a defective nozzle that is a plasma generating nozzle in which plasma is not emitted in a predetermined state among the plurality of plasma generating nozzles arranged based on the plume image captured by the imaging unit. And a plasma generating apparatus.

前記欠陥ノズル検出部により、前記複数個配列されたプラズマ発生ノズルのうち、欠陥ノズルが少なくとも１本検出された場合、全てのプラズマ発生ノズルからのプラズマの放出を停止させる稼働制御部を更に備えることを特徴とする請求項１記載のプラズマ発生装置。 When the defective nozzle detection unit detects at least one defective nozzle among the plurality of plasma generating nozzles arranged, the defect nozzle detecting unit further includes an operation control unit that stops plasma emission from all the plasma generating nozzles. The plasma generator according to claim 1 .

前記稼働制御部は、前記マイクロ波発生部によるマイクロ波の発生、及び前記ガス供給部によるガスの供給のうちの少なくともいずれか一方を停止させることにより、プラズマ発生ノズルからのプラズマの放出を停止させることを特徴とする請求項２記載のプラズマ発生装置。 The operation control unit stops emission of plasma from the plasma generation nozzle by stopping at least one of generation of microwaves by the microwave generation unit and supply of gas by the gas supply unit. The plasma generating apparatus according to claim 2 .

前記稼働制御部は、プラズマ発生ノズルからのプラズマの放出を所定時間停止させた後、プラズマ発生ノズルからプラズマの放出を再開させ、プラズマの放出の再開を所定回数行っても、前記欠陥ノズル検出部により欠陥ノズルとして検出されたプラズマ発生ノズルが少なくとも１本存在する場合、プラズマ発生装置が故障していると判定することを特徴とする請求項２又は３記載のプラズマ発生装置。 The operation control unit stops the plasma emission from the plasma generation nozzle for a predetermined time, restarts the plasma emission from the plasma generation nozzle, and restarts the plasma emission a predetermined number of times. 4. The plasma generating apparatus according to claim 2 , wherein when at least one plasma generating nozzle detected as a defective nozzle is present, it is determined that the plasma generating apparatus is out of order.

前記状態監視部は、前記稼働制御部によりプラズマ発生装置が故障していると判定された場合、プラズマ発生装置の故障を報知することを特徴とする請求項４記載のプラズマ発生装置。 The plasma generation apparatus according to claim 4 , wherein the state monitoring unit notifies a failure of the plasma generation apparatus when the operation control unit determines that the plasma generation apparatus is out of order.

前記撮影部に前記複数個配列されたプラズマ発生ノズルから放出される全プルームを撮影させるために、前記撮影部の撮影方向を前記複数個配列の方向に移動させる撮影方向移動部を更に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のプラズマ発生装置。 To photograph the entire plume emitted from the plurality pieces arrayed plasma generating nozzles on the imaging unit, further comprising a photographing direction of the imaging unit further said photographing direction moving unit which moves in the direction of the plurality pieces sequence The plasma generator according to any one of claims 1 to 5 , wherein

請求項１〜６のいずれかに記載のプラズマ発生装置を備え、前記プラズマ発生装置から放出されたプラズマをワークに照射することを特徴とするワーク処理装置。
Comprising a plasma generating apparatus according to any one of claims 1 to 6, the workpiece processing apparatus characterized by irradiating the plasma emitted from the plasma generator to the work.