JP6713039B2

JP6713039B2 - Plasma gas irradiation device

Info

Publication number: JP6713039B2
Application number: JP2018242838A
Authority: JP
Inventors: 俊之池戸; 神藤　高広; 高広神藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2020-06-24
Anticipated expiration: 2034-09-16
Also published as: JP2019050216A

Description

本発明は、被処理物のプラズマ処理において、プラズマガスを被処理物に照射するプラズマガス照射装置に関するものである。 The present invention relates to a plasma gas irradiation device that irradiates an object to be processed with plasma gas in plasma processing of the object to be processed.

特許文献１に記載のプラズマガス照射装置においては、プラズマガス用の噴出口の周辺がシールド材によって覆われ、そのシールド材の外側に不活性ガス用の噴出口が設けられる。被処理物には、不活性ガスがプラズマガスの照射の前後に照射されるのであり、それによりプラズマ処理効果を向上させることができる。また、不活性ガスがプラズマガスの周辺に噴出させられるため、プラズマガスが大気中の酸素に接触し難くすることができる。
特許文献２に記載のプラズマガス照射装置においては、プラズマガス用の噴出口の外側に不活性ガス用の噴出口が設けられるが、プラズマガス用の噴出口と不活性ガス用の噴出口との間に排気ガス回収通路が設けられる。プラズマ処理において生じる排気ガス等が排気ガス回収通路を経て回収されるが、排気ガス回収通路の外側において不活性ガスが噴出させられるため、排気ガスの大気中への放出が良好に抑制される。
特許文献３には、複数のプラズマ処理装置が連結部によって連結されたプラズマ処理システムが記載されている。本プラズマ処理システムにおいて、連結部の各々に不活性ガスが供給されることによりエアカーテンが形成され、複数のプラズマ処理装置の各々のプラズマ処理空間が仕切られる。 In the plasma gas irradiation device described in Patent Document 1, the periphery of the plasma gas ejection port is covered with a shield material, and an inert gas ejection port is provided outside the shield material. The object to be processed is irradiated with the inert gas before and after the irradiation with the plasma gas, so that the plasma processing effect can be improved. Further, since the inert gas is ejected around the plasma gas, it is possible to make it difficult for the plasma gas to come into contact with oxygen in the atmosphere.
In the plasma gas irradiation device described in Patent Document 2, the jet port for the inert gas is provided outside the jet port for the plasma gas, but the jet port for the plasma gas and the jet port for the inert gas are provided. An exhaust gas recovery passage is provided between them. Exhaust gas and the like generated in the plasma processing is recovered through the exhaust gas recovery passage, but since the inert gas is ejected outside the exhaust gas recovery passage, the emission of the exhaust gas into the atmosphere is suppressed well.
Patent Document 3 describes a plasma processing system in which a plurality of plasma processing devices are connected by a connecting portion. In this plasma processing system, an air curtain is formed by supplying an inert gas to each of the connecting portions, and the plasma processing space of each of the plurality of plasma processing apparatuses is partitioned.

特許第４８７１３４３号公報Japanese Patent No. 4871343 特開平７−０６２５４６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-062546 特開２０１３−０２０８３６号公報JP, 2013-020836, A

本発明の課題は、プラズマガス照射装置の改良である。 An object of the present invention is to improve a plasma gas irradiation device .

課題を解決するための手段および効果Means and effects for solving the problems

本発明に係るプラズマガス照射装置は、放電空間を備え、プラズマガスが生成される上流側ハウジングと、前記上流側ハウジングに着脱可能に設けられ、前記放電空間に連通可能な１つ以上のプラズマガス噴出口を備えた下流側ハウジングと、前記上流側ハウジングまたは前記下流側ハウジングに着脱可能に設けられ、前記下流側ハウジングを隙間を隔てて覆うカバー部とを含み、前記カバー部の開口から前記プラズマガスが噴出させられて被処理物に照射される。このように、下流側ハウジングを上流側ハウジングに着脱可能に設け、カバー部を上流側ハウジングまたは下流側ハウジングに着脱可能に設けたのであり、それにより、プラズマ照射装置を改良することができる。 A plasma gas irradiation apparatus according to the present invention includes a discharge space, an upstream housing in which plasma gas is generated, and at least one plasma gas detachably provided in the upstream housing and capable of communicating with the discharge space. The downstream side housing having a jet port, and a cover part detachably provided on the upstream side housing or the downstream side housing and covering the downstream side housing with a gap therebetween, the plasma from the opening of the cover part. The gas is ejected to irradiate the object to be processed. In this way, the downstream housing is detachably provided on the upstream housing, and the cover portion is detachably provided on the upstream housing or the downstream housing, whereby the plasma irradiation apparatus can be improved.

請求可能な発明Claimable invention

以下、本願において請求が可能と認識されている発明または発明の特徴点等について説明する。
（１）内側ハウジングに設けられた内側ガス噴出口から、放電空間において活性化されて得られたプラズマガスを噴出させるプラズマガス噴出部と、
前記内側ハウジングとその内側ハウジングの少なくとも一部を覆う状態で設けられた外側ハウジングとの間の保護ガス室に保護ガスを供給する保護ガス供給部と
を含み、前記外側ハウジングに設けられた外側ガス噴出口から、前記プラズマガスと前記保護ガスとを噴出させて被処理物に照射することを特徴とするプラズマガス照射装置。
外側ハウジングは、少なくとも、内側ハウジングの内側ガス噴出口が設けられた部分の近傍を隙間を隔てて覆うものであればよく、内側ハウジングの全体を覆うものとする必要は必ずしもない。
（２）前記外側ガス噴出口の開口面積Ｓoが前記内側ガス噴出口の開口面積Ｓiより大きくされた(1)項に記載のプラズマガス照射装置。
外側ガス噴出口の開口面積Ｓoの前記内側ガス噴出口の開口面積Ｓiに対する比率γｓ（Ｓo／Ｓi）は１より大きい（γｓ＞１）。
（３）前記外側ガス噴出口の開口面積Ｓoの前記内側ガス噴出口の開口面積Ｓiに対する比率γｓ（Ｓo／Ｓi）が２より大きく１３より小さくされた(1)項または(2)項に記載のプラズマガス照射装置。
比率γｓ（Ｓo／Ｓi）は、４より大きく９より小さい値とすることが望ましい。「開口面積」は、外側ガス噴出口の個数と内側ガス噴出口の個数とが同じ場合には、個々の開口面積としたり、１つ以上の噴出口の開口面積の和としたりすることができる。外側ガス噴出口の個数と内側ガス噴出口の個数とが異なる場合には、外側ガス噴出口、内側ガス噴出口の各々の開口面積の和とすることができる。
なお、例えば、外側ガス噴出口、内側ガス噴出口が概して円形であり、個数が同じである場合には、外側ガス噴出口と内側ガス噴出口との関係を、個々の噴出口の直径の比率γｄ（ｄo／ｄi）で表すこともできる。
γｓ＝γｄ²
直径の比率γｄは、例えば、１．５より大きく３．５より小さい値とすることができ、２．０より大きく３．０より小さい値とすることが望ましい。
（４）前記外側ガス噴出口と前記内側ガス噴出口とが、互いに上下方向に隔たって、これらを規定する規定点の各々が同一直線上に位置する状態で設けられた(1)項ないし(3)項のいずれか１つに記載のプラズマガス照射装置。
外側ガス噴出口、内側ガス噴出口を規定する規定点は、これらガス噴出口を表す代表的な点をいう。例えば、ガス噴出口が概して円形を成したものである場合には円の中心点とすることができる。また、円形でない場合には長手方向の中点としたり、開口のほぼ中央にある点としたりすること等ができる。
（５）前記外側ガス噴出口が、前記内側ガス噴出口から噴出させられる前記プラズマガスの噴出方向の下流側に設けられた(1)項ないし(4)項のいずれか１つに記載のプラズマガス照射装置。
内側ガス噴出口から噴出させられるプラズマガスは外側ガス噴出口を経て被処理物に照射される。換言すれば、放電空間において活性化されたプラズマガスは内側ガス噴出口と外側ガス噴出口とを経て被処理物に照射される。
（６）前記内側ハウジングが、(i)前記放電空間と、(ii)一端部が前記放電空間に開口する放電側開口とされ、他端部が前記保護ガス室に開口する前記内側ガス噴出口とされたプラズマガス通路とを含む(1)項ないし(5)項のいずれか１つに記載のプラズマガス照射装置。
プラズマガス通路は、連続した１本の通路とは限らず、複数の通路を含む場合、複数の通路の合流部、分岐部等を含む場合もある。いずれの場合も全体としてプラズマ通路と称する。
（７）前記保護ガス供給部が、少なくとも、前記外側ハウジングの両側面の各々の、前記内側ハウジングに対向する部分に設けられた一対の保護ガス供給口を含む(1)項ないし(6)項のいずれか１つに記載のプラズマガス照射装置。
内側ガス噴出口、外側ガス噴出口が、例えば、プラズマガス照射装置の幅方向に複数個並んで設けられた場合、または、幅方向に長いスリット状を成したものである場合には、保護ガス供給口は外側ハウジングの幅方向の両側にある両側面にそれぞれ設けられる。換言すれば、保護ガス供給口は、保護ガス室の内側ガス噴出口と外側ガス噴出口との間の部分に均等に保護ガスを供給可能な位置に設けることが望ましい。
（８）放電空間において活性化されて得られたプラズマガスを噴出させるプラズマガス噴出部と、
前記プラズマガスの噴出により生じる減圧領域に、保護ガスを供給可能な保護ガス供給部と
を含み、前記プラズマガスの噴出に伴って前記保護ガスを巻き込んで、前記プラズマガスを前記保護ガスとともにガス噴出口から噴出させて被処理物に照射することを特徴とするプラズマガス照射装置。
本項に記載のプラズマガス照射装置には(1)項ないし(7)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。また、本項に記載のガス噴出口は、(1)項に記載の外側ガス噴出口に対応するものであると考えることができる。 Hereinafter, the invention or the features of the invention, which are recognized as claimable in the present application, will be described.
(1) A plasma gas ejecting portion for ejecting the plasma gas activated and obtained in the discharge space from the inner gas ejecting port provided in the inner housing,
An outer gas provided in the outer housing, including a protective gas supply unit for supplying a protective gas to a protective gas chamber between the inner housing and an outer housing provided so as to cover at least a part of the inner housing. A plasma gas irradiation device, characterized in that the plasma gas and the protective gas are ejected from an ejection port to irradiate an object to be processed.
The outer housing need only cover at least the vicinity of the portion of the inner housing where the inner gas ejection port is provided with a gap, and does not necessarily cover the entire inner housing.
(2) The plasma gas irradiation device according to (1), wherein the opening area So of the outer gas outlet is larger than the opening area Si of the inner gas outlet.
The ratio γs (So/Si) of the opening area So of the outer gas outlet to the opening area Si of the inner gas outlet is larger than 1 (γs>1).
(3) The ratio γs (So/Si) of the opening area So of the outer gas outlet to the opening area Si of the inner gas outlet is greater than 2 and less than 13 (1) or (2) Plasma gas irradiation device.
The ratio γs(So/Si) is preferably larger than 4 and smaller than 9. The “opening area” can be the individual opening area or the sum of the opening areas of one or more ejection openings when the number of outer gas ejection openings and the number of inner gas ejection openings are the same. .. When the number of outer gas outlets and the number of inner gas outlets are different, the sum of the opening areas of the outer gas outlet and the inner gas outlet can be used.
Note that, for example, when the outer gas outlets and the inner gas outlets are generally circular and the number of them is the same, the relationship between the outer gas outlets and the inner gas outlets is defined as the ratio of the diameters of individual outlets. It can also be expressed by γd (do/di).
γs=γd ²
The diameter ratio γd can be, for example, a value larger than 1.5 and smaller than 3.5, and is preferably a value larger than 2.0 and smaller than 3.0.
(4) The outer gas ejection port and the inner gas ejection port are provided in a state in which they are vertically separated from each other, and the respective regulation points that define them are located on the same straight line. The plasma gas irradiation device according to any one of the items 3).
The defined points that define the outer gas ejection port and the inner gas ejection port are typical points that represent these gas ejection ports. For example, when the gas ejection port has a generally circular shape, it may be the center point of the circle. Further, when it is not circular, it can be set as a midpoint in the longitudinal direction or a point located almost at the center of the opening.
(5) The plasma according to any one of (1) to (4), wherein the outer gas outlet is provided on the downstream side in the ejection direction of the plasma gas ejected from the inner gas outlet. Gas irradiation device.
The plasma gas ejected from the inner gas ejection port is irradiated to the object to be processed through the outer gas ejection port. In other words, the plasma gas activated in the discharge space irradiates the object to be processed through the inner gas ejection port and the outer gas ejection port.
(6) The inner housing has (i) the discharge space, and (ii) the inner gas ejection port, one end of which is a discharge-side opening having an opening in the discharge space and the other end having an opening in the protective gas chamber. The plasma gas irradiation device according to any one of items (1) to (5), including a plasma gas passage defined as follows.
The plasma gas passage is not limited to one continuous passage, but may include a plurality of passages, a merged portion of a plurality of passages, a branch portion, or the like. In either case, the whole is called a plasma passage.
(7) The protective gas supply section includes at least a pair of protective gas supply ports provided at portions of both side surfaces of the outer housing facing the inner housing, respectively (1) to (6). The plasma gas irradiation device according to any one of 1.
For example, when the inner gas outlet and the outer gas outlet are provided side by side in the width direction of the plasma gas irradiation device, or when the slits are long in the width direction, the protective gas The supply ports are provided on both side surfaces on both sides of the outer housing in the width direction. In other words, it is desirable that the protective gas supply port be provided at a position where the protective gas can be uniformly supplied to the portion between the inner gas ejection port and the outer gas ejection port of the protective gas chamber.
(8) A plasma gas jetting portion for jetting plasma gas obtained by being activated in the discharge space,
A protective gas supply unit capable of supplying a protective gas is provided in a depressurized region generated by the ejection of the plasma gas, and the protective gas is entrained as the plasma gas is ejected, and the plasma gas is ejected together with the protective gas. A plasma gas irradiation device, characterized in that it is ejected from an outlet to irradiate an object to be processed.
The plasma gas irradiation apparatus according to this section can employ the technical features described in any one of sections (1) to (7). Further, the gas ejection port described in this section can be considered to correspond to the outer gas ejection port described in (1).

本発明の実施例１に係るプラズマガス照射装置を含むプラズマ処理装置を概念的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows notionally the plasma processing apparatus containing the plasma gas irradiation apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 上記プラズマガス照射装置の加熱部を除いた部分の斜視図である。It is a perspective view of a portion excluding a heating part of the plasma gas irradiation device. 上記プラズマガス照射装置の要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the said plasma gas irradiation apparatus. (a)上記プラズマガス照射装置の要部を示す断面図である。(b)上記要部を示す斜視図である。(c)プラズマガスと保護ガスとの噴出状態を示す概念図である。(a) It is a cross-sectional view showing a main part of the plasma gas irradiation device. (b) It is a perspective view showing the main part. (c) It is a conceptual diagram showing a jetting state of plasma gas and protective gas. 上記要部を斜め下方から見た状態を示す斜視図である。It is a perspective view showing the state where the above-mentioned important part was seen from the slanting lower part. 上記要部および加熱部の側面図である。It is a side view of the said main part and a heating part. 上記プラズマガス照射装置からプラズマガスと保護ガスとが照射される状態をシミュレートした結果を示す図である。It is a figure which shows the result of simulating the state which the plasma gas and the protective gas are irradiated from the said plasma gas irradiation apparatus. 本発明の実施例２に係るプラズマガス照射装置の要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the plasma gas irradiation apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 上記要部を斜め下方から見た状態を示す斜視図である。It is a perspective view showing the state where the above-mentioned important part was seen from the slanting lower part. 本発明の実施例３に係るプラズマガス照射装置の要部を斜め下方から見た状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which looked at the principal part of the plasma gas irradiation apparatus which concerns on Example 3 of this invention from diagonally downward. 上記プラズマガス照射装置の要部をさらに改良したものを可能から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at what improved further the principal part of the above-mentioned plasma gas irradiation device from the possible. 本発明の実施例４に係るプラズマガス照射装置の要部の斜視図である。It is a perspective view of the principal part of the plasma gas irradiation apparatus concerning Example 4 of the present invention.

以下、本発明のいくつかの実施例を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１に、本発明の一実施形態であるプラズマガス照射装置を含むプラズマ処理装置を示す。本プラズマ処理装置は、(a)プラズマガス照射装置２、(b)プラズマガス照射装置２を保持するとともに図示しないプラズマ処理装置本体に対して昇降させる昇降装置４、(c)被処理物Ｗを搬送するとともに保持する搬送・保持装置６、(d)プラズマ処理装置を制御するコンピュータを主体とする制御装置８等を含む。図１において、被処理物Ｗの搬送方向（前後方向と称することができる）をｘ方向、上下方向をｚ方向、プラズマガス照射装置２の幅方向をｙ方向とする。ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は互いに直交する。
プラズマガス照射装置２は、図２に示すプラズマガス生成・噴出部１６、加熱部１８等を含む。プラズマガス生成・噴出部１６は、図３に示すように、(a)内側ハウジングとしてのハウジング２０、(b)一対の電極２２，２３、(c)これら一対の電極２２，２３の間に形成された空間（一対の電極２２，２３が印加されることにより放電空間となる）２４、(d)プラズマガス通路２６、(e)外側ハウジングとしてのカバー部２８等を含む。カバー部２８は、ハウジング２０に隙間を隔てて設けられる。 FIG. 1 shows a plasma processing apparatus including a plasma gas irradiation apparatus according to an embodiment of the present invention. The plasma processing apparatus includes (a) a plasma gas irradiation apparatus 2, (b) a lifting apparatus 4 that holds the plasma gas irradiation apparatus 2 and moves up and down with respect to a plasma processing apparatus body (not shown), and (c) an object W to be processed. A transport/holding device 6 for transporting and holding, and (d) a control device 8 mainly composed of a computer for controlling the plasma processing apparatus are included. In FIG. 1, the transport direction (which can be referred to as the front-back direction) of the workpiece W is the x direction, the vertical direction is the z direction, and the width direction of the plasma gas irradiation device 2 is the y direction. The x direction, the y direction, and the z direction are orthogonal to each other.
The plasma gas irradiation device 2 includes the plasma gas generation/ejection unit 16, the heating unit 18, and the like shown in FIG. As shown in FIG. 3, the plasma gas generating/spouting portion 16 is formed between (a) the housing 20 as the inner housing, (b) the pair of electrodes 22 and 23, and (c) between the pair of electrodes 22 and 23. The space 24 (which becomes a discharge space when a pair of electrodes 22, 23 is applied) 24, (d) plasma gas passage 26, (e) a cover portion 28 as an outer housing, and the like. The cover portion 28 is provided in the housing 20 with a gap.

ハウジング２０は、上流側ハウジング２０ａと下流側ハウジング２０ｂとを含み、下流側ハウジング２０ｂは上流側ハウジング２０ａに着脱可能とされている。
上流側ハウジング２０ａの上面には図１に示すように処理ガス供給口４０が設けられ、処理ガス源４２が流量調整装置４４を介して接続される。処理ガスとは、反応ガス、キャリアガス等を含むものである。反応ガスは放電空間２４において活性化（例えば、ラジカル、正イオン、負イオン等の反応種とすることをいう。プラズマ化と称することもできる）され易いガスであり、例えば、酸素ガス、水素ガス等が該当する。キャリアガスは、反応種を運搬するためのガスであり、活性化され難いガスが用いられるのが普通である。例えば、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガス、窒素ガス等が該当する。
上流側ハウジング２０ａには、図３に示すように空間２４が形成されるとともに、空間２４に対向して一対の電極２２，２３が保持される。 The housing 20 includes an upstream housing 20a and a downstream housing 20b, and the downstream housing 20b is attachable to and detachable from the upstream housing 20a.
As shown in FIG. 1, a processing gas supply port 40 is provided on the upper surface of the upstream housing 20 a, and a processing gas source 42 is connected via a flow rate adjusting device 44. The processing gas includes a reaction gas and a carrier gas. The reaction gas is a gas that is easily activated in the discharge space 24 (for example, it is referred to as a reactive species such as radicals, positive ions, negative ions, and can also be referred to as plasma), and is, for example, oxygen gas or hydrogen gas. Etc. are applicable. The carrier gas is a gas for carrying the reactive species, and a gas that is difficult to be activated is usually used. For example, an inert gas such as argon gas or helium gas, nitrogen gas, or the like is applicable.
A space 24 is formed in the upstream housing 20 a as shown in FIG. 3, and a pair of electrodes 22 and 23 are held facing the space 24.

プラズマガス通路２６は、図３，６に示すように、上流側ハウジング２０ａに形成された上流側通路５０と、下流側ハウジング２０ｂに形成された下流側通路５２とを含む。
上流側通路５０は、ｘ方向に伸びた複数（本実施例においては４本）のｘ通路５０ｘとｚ方向に伸びた複数（本実施例においては４本）のｚ通路５０ｚとを含む。４本のｘ通路５０ｘの各々と４本のｚ通路５０ｚの各々とは、互いにｙ方向に隔たって形成される。また、４本のｘ通路５０ｘの各々において、一端部が放電空間２４に開口する放電空間開口５０ａとされ、他端部が上流側ハウジング２０ａの前面（ｙｚ面）に達して開口５０ｂとされる。４本のｚ通路５０ｚは、それぞれ、４本のｘ通路５０ｘの各々に互いに連通させられ、下流側端部は上流側ハウジング２０ａの下面（ｘｙ面）に達して開口５０ｃとされる。
下流側通路５２は、図３，４(a)，(b)，６等に示すように、下流側ハウジング２０ｂの上面（上流側ハウジング２０ａへの当接面）に開口して設けられた接続凹部５３と、ｚ方向に伸び、ｙ方向に互いに隔てて設けられた複数（本実施例においては６本）の噴出通路５４ｚとを含む。接続凹部５３はｙ方向に長い長穴形状を成したものであり、その接続凹部５３の上部開口に上述の４本のｚ通路５０ｚの各々の下端部の開口５０ｃが対向し、接続凹部５３の底面に６本の噴出通路５４ｚの各々の上端部が開口する。したがって、接続凹部５３を介して、ｚ通路５０ｚと噴出通路５４ｚとが連通させられる。また、噴出通路５４ｚの下端部は下流側ハウジング２０ｂの下面（ｘｙ面）に達して開口する内側ガス噴出口５６とされる。内側ガス噴出口５６は概して円形を成したものであり、カバー部２８に向かって開口する。
以上のように、プラズマガス通路２６において、ｘ通路５０ｘ、ｚ通路５０ｚ、接続凹部５３、噴出通路５４ｚは互いに連通させられ、一端部が放電空間２４に開口する放電空間側開口５０ａとされ、他端部が内側噴出口５６とされるのであり、放電空間２４において活性化されたプラズマガスは、プラズマガス通路２６を経て内側ガス噴出口５６から噴出させられる。 As shown in FIGS. 3 and 6, the plasma gas passage 26 includes an upstream passage 50 formed in the upstream housing 20a and a downstream passage 52 formed in the downstream housing 20b.
The upstream passage 50 includes a plurality of (four in this embodiment) x passages 50x extending in the x direction and a plurality (four in this embodiment) z passages 50z extending in the z direction. Each of the four x passages 50x and each of the four z passages 50z are formed so as to be separated from each other in the y direction. Further, in each of the four x passages 50x, one end is a discharge space opening 50a that opens into the discharge space 24, and the other end is an opening 50b that reaches the front surface (yz surface) of the upstream housing 20a. .. The four z passages 50z are communicated with each of the four x passages 50x, and the downstream end reaches the lower surface (xy surface) of the upstream housing 20a to form the opening 50c.
As shown in FIGS. 3, 4(a), (b), 6, etc., the downstream passage 52 is a connection provided by opening on the upper surface of the downstream housing 20b (contact surface with the upstream housing 20a). It includes a concave portion 53 and a plurality (six in this embodiment) of ejection passages 54z that extend in the z direction and are separated from each other in the y direction. The connection recess 53 has a long hole shape elongated in the y direction, and the upper openings of the connection recess 53 are opposed to the openings 50c at the lower ends of the above-mentioned four z passages 50z. The upper end of each of the six ejection passages 54z is open at the bottom surface. Therefore, the z passage 50z and the ejection passage 54z are communicated with each other via the connection recess 53. Further, the lower end portion of the ejection passage 54z serves as an inner gas ejection port 56 that reaches the lower surface (xy surface) of the downstream housing 20b and opens. The inner gas outlet 56 has a generally circular shape and opens toward the cover portion 28.
As described above, in the plasma gas passage 26, the x passage 50x, the z passage 50z, the connection concave portion 53, and the ejection passage 54z are communicated with each other, and one end thereof is the discharge space side opening 50a that opens into the discharge space 24, and the other. The end portion serves as the inner ejection port 56, and the plasma gas activated in the discharge space 24 is ejected from the inner gas ejection port 56 through the plasma gas passage 26.

カバー部２８は、図４(a)，６等に示すように、ｘ、ｙ、ｚ方向にそれぞれ隙間を隔てて、下流側ハウジング２０ｂ（内側ハウジング２０の一部）を覆うものであり、これら下流側ハウジング２０ｂとカバー部２８との間が保護ガス室６０とされる。
カバー部２８の底面（ｘｙ面）には、ｚ方向に貫通した外側ガス噴出口６２がｙ方向に等間隔に６つ形成される。図４(a)，(b)，５等に示すように、外側ガス噴出口６２も廃して円形を成したものであり、内側ガス噴出口５６と同心に、すなわち、内側ガス噴出口５６の中心と外側ガス噴出口６２の中心とがｚ方向に伸びた同一の線ｚi上に位置する状態で形成される。このように、内側ガス噴出口５６と外側ガス噴出口６２とは、互いにプラズマガスの噴出方向（噴出通路５４ｚが伸びるｚ方向）に隔たって、外側ガス噴出口６２が内側ガス噴出口５６の下流側に設けられるのであり、内側ガス噴出口５６から噴出させられたプラズマガスは外側ガス噴出口６２からプラズマガス照射装置２の外部に噴出させられる。また、外側ガス噴出口６２の直径ｄoは内側ガス噴出口５６の直径ｄiより大きい。換言すれば、外側ガス噴出口６２の開口面積Ｓoは内側ガス噴出口５６の開口面積Ｓiより大きいのである。 As shown in FIGS. 4(a), 6 and the like, the cover portion 28 covers the downstream housing 20b (a part of the inner housing 20) with a gap in each of the x, y and z directions. A protective gas chamber 60 is provided between the downstream housing 20b and the cover portion 28.
On the bottom surface (xy surface) of the cover portion 28, six outer gas ejection ports 62 penetrating in the z direction are formed at equal intervals in the y direction. As shown in FIGS. 4(a), (b), 5 and the like, the outer gas ejection port 62 is also abolished and has a circular shape, and is concentric with the inner gas ejection port 56, that is, the inner gas ejection port 56 It is formed such that the center and the center of the outer gas ejection port 62 are located on the same line zi extending in the z direction. In this way, the inner gas outlet 56 and the outer gas outlet 62 are separated from each other in the plasma gas ejection direction (the z direction in which the ejection passage 54z extends), and the outer gas ejection port 62 is located downstream of the inner gas ejection port 56. The plasma gas ejected from the inner gas ejection port 56 is ejected to the outside of the plasma gas irradiation device 2 from the outer gas ejection port 62. The diameter do of the outer gas outlet 62 is larger than the diameter di of the inner gas outlet 56. In other words, the opening area So of the outer gas outlet 62 is larger than the opening area Si of the inner gas outlet 56.

カバー部２８の一対の側面６４、すなわち、外側ガス噴出口６２が並ぶ方向（幅方向ｙ）の両側の面（ｚｘ面）には、ｙ方向に貫通した保護ガス供給口６６がそれぞれ形成される。保護ガス供給口６６には、図１に示すように、保護ガス源７０が流量調整装置７２を介して接続される。保護ガスとは、本実施例において、プラズマガスを大気中の酸素から保護するガスであり、例えば、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガス、窒素ガス等が該当する。
また、保護ガス供給口６６は、カバー部２８の側面６４の下流側ハウジング２０ｂに対向する部分（側面６４の部分ｈ）、すなわち、ｚ方向において、内側ガス噴出口５６より上方に形成される。保護ガス供給口６６は、保護ガス室６０に供給される保護ガスが内側ガス噴出口５６から噴出されるプラズマガスの流れの妨げにならず、かつ、保護ガス室６０の下部、すなわち、下流側ハウジング２０ｂの下方において均一に供給され得る位置に設けることが望ましい。 A protective gas supply port 66 penetrating in the y direction is formed on each of the pair of side surfaces 64 of the cover portion 28, that is, the surfaces (zx surfaces) on both sides in the direction in which the outer gas outlets 62 are arranged (width direction y). .. As shown in FIG. 1, a protective gas source 70 is connected to the protective gas supply port 66 via a flow rate adjusting device 72. In the present embodiment, the protective gas is a gas that protects the plasma gas from oxygen in the atmosphere, and examples thereof include an inert gas such as argon gas and helium gas, and a nitrogen gas.
Further, the protective gas supply port 66 is formed at a portion of the side surface 64 of the cover portion 28 facing the downstream housing 20b (a portion h of the side surface 64), that is, above the inner gas ejection port 56 in the z direction. The protective gas supply port 66 does not obstruct the flow of the plasma gas ejected from the inner gas ejection port 56 by the protective gas supplied to the protective gas chamber 60, and the lower part of the protective gas chamber 60, that is, the downstream side. It is desirable to provide it at a position where it can be uniformly supplied below the housing 20b.

なお、上流側ハウジング２０ａの前面には、図１，２に示すように、ｘ通路５０ｘの開口５０ｂを閉塞する状態で放熱部８０が取り付けられる。放熱部８０は、複数のフィンを有するものである。また、図３，４，６等において、符号８２はアース板を示す。アース板８２は、上流側ハウジング２０ａの構成要素であり、避雷針としての機能を果たす。 As shown in FIGS. 1 and 2, the heat radiation portion 80 is attached to the front surface of the upstream housing 20a so as to close the opening 50b of the x passage 50x. The heat dissipation part 80 has a plurality of fins. Further, in FIGS. 3, 4, 6 and the like, reference numeral 82 indicates a ground plate. The ground plate 82 is a component of the upstream housing 20a and functions as a lightning rod.

図１，６等に示すように、上流側ハウジング２０ａの前面の放熱部８０の近傍には加熱部１８が取り付けられる。加熱部１８は、被処理物Ｗの表面ＷＳを加熱するものであり、ガスを加熱して照射するものである。加熱部１８は、(a)本体９０、(b)ヒータ部９２、(c)加熱ガス噴出部９４等を含む。本体９０には、加熱用ガス供給口９６が設けられ、加熱用ガス源９８が流量調整装置１００を介して接続される。加熱用ガスとして、例えば、窒素ガス、不活性ガス、ドライエア等を用いることができる。
また、図６に示すように、加熱部８０は、水平線に対してθの角度で加熱ガスを照射可能な状態で取り付けられる。
なお、図１において、処理ガス源４２、保護ガス源７０、加熱用ガス源９８をそれぞれ別個に記載したが、これらの少なくとも一部（例えば、窒素ガス源、不活性ガス源等）は共通のものとすることができる。 As shown in FIGS. 1 and 6, the heating unit 18 is attached to the front surface of the upstream housing 20a in the vicinity of the heat radiation unit 80. The heating unit 18 heats the surface WS of the processing target W, and heats and irradiates the gas. The heating section 18 includes (a) a main body 90, (b) a heater section 92, (c) a heated gas ejection section 94, and the like. A heating gas supply port 96 is provided in the main body 90, and a heating gas source 98 is connected to the main body 90 via a flow rate adjusting device 100. As the heating gas, for example, nitrogen gas, inert gas, dry air or the like can be used.
Further, as shown in FIG. 6, the heating unit 80 is attached in a state capable of irradiating the heating gas at an angle θ with respect to the horizontal line.
Although the processing gas source 42, the protective gas source 70, and the heating gas source 98 are shown separately in FIG. 1, at least some of them (for example, a nitrogen gas source, an inert gas source, etc.) are common. Can be something.

以上のように構成されたプラズマ処理装置において、一対の電極２２，２３に電圧が印加されることにより放電空間２４が形成される。放電空間２４に供給された処理ガスに含まれる酸素原子、分子等が活性化されて反応種とされるが、これら反応種がキャリアガスによって運搬される。放電空間２４において活性化された反応種を含むガスがプラズマガスであり、プラズマガス通路２６を経て内側ガス噴出口５６から噴出させられる。
また、保護ガス室６０には保護ガス（本実施例においては、窒素ガスが用いられる）が保護ガス供給口６６から供給される。保護ガスは、主として、下流側ハウジング２０ｂに当たり、下流側ハウジング２０ｂに沿って移動させられ、保護ガス供給口６６の内側ガス噴出口５６と外側ガス噴出口６２との間の部分に均等に供給される。
そして、プラズマガスの内側ガス噴出口５６からの噴出に伴って保護ガス室６０に存在する保護ガスが巻き込まれ、これらプラズマガスと保護ガスとが外側ガス噴出口６２から噴出させられ、被処理物Ｗに照射される。プラズマガスの内側ガス噴出口５６からの噴出により、内側ガス噴出口５６の周辺が減圧されるのであり、減圧領域、すなわち、保護ガス室６０にある保護ガスが巻き込まれる。いわゆるアスピレータの原理（ベンチュリー効果）が利用されるのであり、図４(c)に示すように、プラズマガスＧｐの周りを保護ガスＧｃが囲む状態で噴出させられる。この場合において、プラズマガスＧｐの周り全体が保護ガスＧｃの層によって覆われない場合もあるが、プラズマガスＧｐは保護ガスＧｃによって大気中の酸素に接触され難くされる。
一方、プラズマガス照射装置から噴出させられたプラズマガスＧｐが大気に接触すると、プラズマガス中のラジカル等の反応種が大気中の酸素等と反応し、被処理物Ｗに照射される前に、プラズマ処理能力が低下するという問題があった。それに対して本実施例に係るプラズマガス照射装置２においては、噴出させられたプラズマガスＧｐが大気に接触し難くされる。その結果、高い処理能力が維持された状態でプラズマガスを被処理物に照射することができるのであり、良好にプラズマ処理が行われるようにすることができる。
以上のことから、下流側ハウジング２０ｂに設けられた内側ガス噴出口５６、カバー部２８に設けられた外側ガス噴出口６２等により複合ガス（プラズマガスと、その周りの保護ガスとを含むガスをいう）を噴出させる複合ガス噴出部１１０が構成されると考えることができる。本実施例において、複合ガス噴出部１１０は、上流側ハウジング２０ａ（本体と称することができる）に対して着脱可能とされる。 In the plasma processing apparatus configured as described above, the discharge space 24 is formed by applying a voltage to the pair of electrodes 22 and 23. Oxygen atoms, molecules and the like contained in the processing gas supplied to the discharge space 24 are activated to be reactive species, and these reactive species are carried by the carrier gas. The gas containing the reactive species activated in the discharge space 24 is the plasma gas, which is ejected from the inner gas ejection port 56 via the plasma gas passage 26.
Further, a protective gas (nitrogen gas is used in this embodiment) is supplied to the protective gas chamber 60 from a protective gas supply port 66. The protective gas mainly hits the downstream housing 20b, is moved along the downstream housing 20b, and is evenly supplied to a portion of the protective gas supply port 66 between the inner gas ejection port 56 and the outer gas ejection port 62. It
Then, the protective gas existing in the protective gas chamber 60 is entrained as the plasma gas is ejected from the inner gas ejection port 56, and the plasma gas and the protective gas are ejected from the outer gas ejection port 62, and the object to be processed is ejected. W is irradiated. By the ejection of the plasma gas from the inner gas ejection port 56, the pressure around the inner gas ejection port 56 is reduced, and the protective gas in the decompression region, that is, the protective gas chamber 60 is caught. The so-called aspirator principle (Venturi effect) is used, and as shown in FIG. 4C, the protective gas Gc is ejected around the plasma gas Gp. In this case, the entire circumference of the plasma gas Gp may not be covered with the layer of the protective gas Gc, but the protective gas Gc makes it difficult for the plasma gas Gp to come into contact with oxygen in the atmosphere.
On the other hand, when the plasma gas Gp ejected from the plasma gas irradiation device comes into contact with the atmosphere, reactive species such as radicals in the plasma gas react with oxygen and the like in the atmosphere to irradiate the object W to be processed. There is a problem that the plasma processing capacity is lowered. On the other hand, in the plasma gas irradiation device 2 according to the present embodiment, it is difficult for the ejected plasma gas Gp to come into contact with the atmosphere. As a result, the object to be processed can be irradiated with the plasma gas in a state where the high processing capacity is maintained, and the plasma processing can be favorably performed.
From the above, the composite gas (the gas containing the plasma gas and the protective gas around it is generated by the inner gas ejection port 56 provided in the downstream housing 20b, the outer gas ejection port 62 provided in the cover portion 28, and the like. It can be considered that the composite gas ejecting unit 110 for ejecting (i.e.) is configured. In this embodiment, the composite gas ejection portion 110 is attachable to and detachable from the upstream housing 20a (which can be referred to as a main body).

また、従来のプラズマ処理装置においては、高い処理能力を有するプラズマガスを被処理物Ｗに照射させるために、プラズマガス照射装置を被処理物Ｗの表面に接近させた状態でプラズマ処理が行われるようにされていた。しかし、表面に凸部がある被処理物Ｗに対しては、プラズマガス照射装置を接近させることができず、プラズマ処理を良好に行うことができなかった。それに対して本実施例に係るプラズマガス照射装置２においては、噴出させられたプラズマガスＧｐの処理能力の低下が抑制されるため、プラズマガス照射装置２を被処理物Ｗの表面ＷＳに接近させる必要性が低くなる。外側ガス噴出口６２と被処理物Ｗの表面ＷＳとの間の距離Ｈ（図６参照：高さと称することもできる。）を大きくすることができるのであり、表面ＷＳに凸部がある被処理物Ｗに対しても良好にプラズマ処理が行われるようにすることができる。
さらに、従来から、プラズマガス照射装置のガス噴出口の周辺に樹脂製の円筒状のカバー部材を取り付けて、使用されることがあった。しかし、円筒状のカバーを取り付けるのが面倒である等の問題があった。それに対して本実施例に係るプラズマガス照射装置２においては、円筒状のカバー部材を取り付けなくても、プラズマガスの処理能力の低下が抑制されるため、円筒状のカバーを取り付ける必要がない等の利点がある。 Further, in the conventional plasma processing apparatus, in order to irradiate the processing target W with the plasma gas having a high processing capability, the plasma processing is performed in a state where the plasma gas irradiation apparatus is brought close to the surface of the processing target W. Was being done. However, the plasma gas irradiation device could not be brought close to the object W having a convex portion on the surface, and the plasma processing could not be performed well. On the other hand, in the plasma gas irradiation device 2 according to the present embodiment, since the decrease in the processing capacity of the ejected plasma gas Gp is suppressed, the plasma gas irradiation device 2 is brought closer to the surface WS of the object W to be processed. The need is reduced. It is possible to increase the distance H between the outer gas ejection port 62 and the surface WS of the object to be processed W (see FIG. 6: it can also be referred to as height), and the object to be processed having a convex portion on the surface WS. The object W can be satisfactorily plasma-processed.
Further, conventionally, a resin-made cylindrical cover member has been attached to the periphery of the gas ejection port of the plasma gas irradiation device and used. However, there is a problem that it is troublesome to attach the cylindrical cover. On the other hand, in the plasma gas irradiation device 2 according to the present embodiment, it is not necessary to attach the cylindrical cover because the decrease in the plasma gas processing ability is suppressed without attaching the cylindrical cover member. There are advantages.

また、本実施例に係るプラズマ処理装置においては、保護ガスが直接被処理物Ｗに照射されるのではなく、下流側ハウジング２０ｂとカバー部２８との間の保護ガス室６０に供給された後に照射される。下流側ハウジング２０ｂの近傍は高温であるため、保護ガス室６０も高温である。したがって、保護ガスが被処理物Ｗに照射される前に、温度を高くすることができ、保護ガスの照射に起因する被処理物Ｗの温度低下を抑制することができ、プラズマ処理が良好に行われるようにすることができる。
さらに、加熱部１８によってもプラズマ処理が良好に行われるようにすることができる。例えば、被処理物Ｗが図６の矢印Ａ方向に搬送される場合には、加熱部１８により被処理物Ｗが加熱された後にプラズマガスが照射されることになり、より一層、高い能力でプラズマ処理が行われるようにすることができる。被処理物Ｗの搬送方向が矢印Ｂ方向である場合には、プラズマ処理が行われた後に加熱ガスが照射されることになるが、この場合であっても、プラズマ処理効果が良好に得られるようにすることができる。 Further, in the plasma processing apparatus according to the present embodiment, the protective gas is not directly applied to the workpiece W but is supplied to the protective gas chamber 60 between the downstream housing 20b and the cover portion 28. Is irradiated. Since the vicinity of the downstream housing 20b is hot, the protective gas chamber 60 is also hot. Therefore, the temperature can be raised before the protection gas is irradiated to the object to be processed W, the temperature decrease of the object to be processed W caused by the irradiation of the protection gas can be suppressed, and the plasma processing is favorably performed. Can be done.
Further, the heating unit 18 can also perform the plasma processing favorably. For example, when the object W to be processed is conveyed in the direction of arrow A in FIG. 6, plasma gas is irradiated after the object W to be processed is heated by the heating unit 18, and thus with higher performance. Plasma treatment can be performed. When the transport direction of the workpiece W is the direction of the arrow B, the heating gas is irradiated after the plasma processing is performed, but even in this case, the plasma processing effect is excellently obtained. You can

なお、本実施例においては、図６に示すように、プラズマガス照射装置２が、プラズマガス生成・噴出部１６の外側ガス噴出口６２と被処理物Ｗの表面ＷＳとの間の距離Ｈ、加熱部１８（加熱ガス噴出口９４）の傾斜角度（加熱ガスの照射角度）θ、被処理物Ｗのプラズマガスが照射される部分と加熱ガスが照射される部分との間の間隔ｘが所望の大きさとなる状態で取り付けられる。
例えば、傾斜角度θが小さい場合は、加熱ガス噴出部９４から照射される加熱ガスが外側ガス噴出口６２から噴出させられるプラズマガスＧｐ，保護ガスＧｃに影響を与える可能性があり、望ましくない。また、間隔ｘが長い場合には加熱の効果が充分に得られ難くなり、間隔ｘが短い場合には加熱ガスがプラズマガスや保護ガスに影響を及ぼす可能性が高くなる。距離Ｈは、被処理物Ｗの表面ＷＳの凹凸が大きい場合は大きくすることが望ましい。
以上の事情等を考慮して、距離Ｈ，角度θ、間隔ｘが決定される。加熱部１８において、距離Ｈと角度θとから間隔ｘが一義的に決まる構造としたり、距離Ｈ，角度θ、間隔ｘが別箇独立に調節可能な構造としたりすること等ができる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the plasma gas irradiation device 2 uses the distance H between the outer gas ejection port 62 of the plasma gas generation/ejection unit 16 and the surface WS of the processing object W, The inclination angle (heating gas irradiation angle) θ of the heating unit 18 (heating gas ejection port 94) and the interval x between the portion of the workpiece W irradiated with the plasma gas and the portion irradiated with the heating gas are desired. It is attached in the size of.
For example, when the inclination angle θ is small, the heating gas emitted from the heating gas ejection portion 94 may affect the plasma gas Gp and the protective gas Gc ejected from the outer gas ejection port 62, which is not desirable. Further, when the interval x is long, it becomes difficult to sufficiently obtain the heating effect, and when the interval x is short, the heating gas is likely to affect the plasma gas and the protective gas. It is desirable to increase the distance H when the surface WS of the object W to be processed has large irregularities.
The distance H, the angle θ, and the interval x are determined in consideration of the above circumstances. The heating unit 18 may have a structure in which the distance x is uniquely determined from the distance H and the angle θ, or a structure in which the distance H, the angle θ, and the distance x can be adjusted independently.

また、外側ガス噴出口６２の直径ｄoの内側ガス噴出口５６の直径ｄiに対する比率γｄ（ｄo／ｄi）は１．５より大きく３．５より小さい値とすることができ、２．０より大きく３．０より小さい値とすることが望ましい。
比率γｄが小さい場合には、プラズマガスＧｐが外側ガス噴出口６２を通過する際の抵抗となり、保護ガスの層が良好に形成され難く望ましくない。比率γｄが大きい場合には、必要な保護ガス量が多くなり望ましくない。また、プラズマガス照射装置２の構造上、外側ガス噴出口６２の直径ｄoが、互いに隣接する開口同士が重ならないようにするという制約がある。
以上の事情等を考慮して比率γｄが設計されるのであり、プラズマガスＧｐの噴出に伴って保護ガスが良好に巻き込まれ、プラズマガスＧｐの回りに図４(c)に示すように良好に保護ガスの層が形成され得る範囲とされる。
なお、外側ガス噴出口６２と内側ガス噴出口５６との関係は、外側ガス噴出口５６の各々の開口面積Ｓoの内側ガス噴出口５２の各々の開口面積Ｓiに対する比率γｓ（＝Ｓo／Ｓi）で表すこともできる。
比率γｓは２より大きく１３より小さい値とすることができ、４より大きく９より小さい値とすることが望ましい。 Further, the ratio γd (do/di) of the diameter do of the outer gas outlet 62 to the diameter di of the inner gas outlet 56 can be greater than 1.5 and less than 3.5, and greater than 2.0. A value smaller than 3.0 is desirable.
When the ratio γd is small, the plasma gas Gp becomes a resistance when passing through the outer gas ejection port 62, and it is difficult to form a protective gas layer well, which is not desirable. If the ratio γd is large, the amount of protective gas required is large, which is not desirable. Further, due to the structure of the plasma gas irradiation device 2, there is a constraint that the diameter do of the outer gas ejection port 62 prevents the openings adjacent to each other from overlapping each other.
The ratio γd is designed in consideration of the above circumstances, and the protective gas is satisfactorily entrained along with the ejection of the plasma gas Gp, so that the plasma gas Gp can be satisfactorily surrounded by the gas as shown in FIG. 4C. The range is such that a protective gas layer can be formed.
The relationship between the outer gas outlets 62 and the inner gas outlets 56 is the ratio γs (=So/Si) of the opening area So of each of the outer gas outlets 56 to each opening area Si of each of the inner gas outlets 52. Can also be expressed as
The ratio γs can be a value larger than 2 and smaller than 13, and is preferably a value larger than 4 and smaller than 9.

また、下流側ハウジング２０ｂの内側ガス噴出口５６から噴出させられるプラズマガスの流量や流速、保護ガス供給口６６から供給される保護ガスの流量や流速等も、保護ガスＧｃの層の形成に影響を与える。例えば、プラズマガスの流速が大きい場合は小さい場合より保護ガスが巻き込まれ易くなる。保護ガスの流量や流速が、プラズマガスの流量や流速に対して小さすぎる場合には保護ガスの層が良好に形成され難く、大きすぎる場合にはプラズマガスの噴出に影響を与え、望ましくない。それに対して、保護ガスの流量や流速が適正な範囲内である場合には、保護ガスの層が良好に形成され得ると推定される。なお、下流側ハウジング２０ｂの内側ガス噴出口５６から噴出させられるプラズマガスの流量や流速を直接取得することは困難であるため、処理ガス供給口４０から供給される処理ガスの流量、流速を内側ガス噴出口５６から噴出させられるプラズマガスの流量、流速であるとみなす。また、内側ガス噴出口５６の開口面積が決まっているため、流速が大きい場合は小さい場合より流量が大きくなる。
図７には、プラズマガスの流量が、３０Ｌ／min、保護ガスの供給流量が、２０Ｌ／minであり、比率γｄ（＝ｄo／ｄi）が３．５／１．２である場合の保護ガスＧｃの流れをシミュレートした結果を示す。図７に示すように、この条件において、プラズマガスＧｐの周りに保護ガスＧｃの層が良好に形成され、プラズマガスＧｐが良好に大気から遮断されることが明らかである。また、保護ガスＧｃの流速が、保護ガス室６０の内部より外部（外側ガス噴出口６２の下流側）における方が早くなることが認められた。プラズマガスＧｐの噴出に伴う巻き込みに起因すると推測される。 Further, the flow rate and flow rate of the plasma gas ejected from the inner gas ejection port 56 of the downstream housing 20b, the flow rate and flow rate of the protective gas supplied from the protective gas supply port 66, and the like also influence the formation of the layer of the protective gas Gc. give. For example, when the flow velocity of the plasma gas is high, the protective gas is more likely to be entrapped than when it is low. If the flow rate or flow rate of the protective gas is too low with respect to the flow rate or flow rate of the plasma gas, it is difficult to form a protective gas layer well, and if it is too high, the ejection of the plasma gas is affected, which is not desirable. On the other hand, when the flow rate or flow velocity of the protective gas is within the proper range, it is estimated that the protective gas layer can be formed well. Since it is difficult to directly obtain the flow rate and flow rate of the plasma gas ejected from the inner gas ejection port 56 of the downstream housing 20b, the flow rate and flow rate of the process gas supplied from the process gas supply port 40 are set to the inner side. The flow rate and flow velocity of the plasma gas ejected from the gas ejection port 56 are considered. Further, since the opening area of the inner gas ejection port 56 is fixed, the flow rate becomes larger when the flow velocity is high than when it is low.
FIG. 7 shows that the protective gas has a plasma gas flow rate of 30 L/min, a protective gas supply flow rate of 20 L/min, and a ratio γd (=do/di) of 3.5/1.2. The result of having simulated the flow of Gc is shown. As shown in FIG. 7, under this condition, it is clear that the layer of the protective gas Gc is well formed around the plasma gas Gp and the plasma gas Gp is well shielded from the atmosphere. Further, it was confirmed that the flow velocity of the protective gas Gc was faster outside (downstream of the outer gas outlet 62) than inside the protective gas chamber 60. It is presumed that this is due to the entrainment that accompanies the ejection of the plasma gas Gp.

以上のように、本実施例においては、処理ガス源４２、処理ガス供給口４０、電極２２，２３、放電空間２４、プラズマガス通路２６、内側ガス噴出口５６等によりプラズマガス噴出部が構成され、保護ガス供給口６６、保護ガス源７０等により保護ガス供給部が構成される。 As described above, in this embodiment, the processing gas source 42, the processing gas supply port 40, the electrodes 22 and 23, the discharge space 24, the plasma gas passage 26, the inner gas ejection port 56, and the like constitute a plasma gas ejection portion. The protective gas supply port 66, the protective gas source 70, and the like constitute a protective gas supply unit.

なお、本実施例において、プラズマガス照射装置２に電極２２，２３が一対設けられていたが、複数対設けることもできる。
また、保護ガスとしては、窒素ガスの他にヘリウム等の不活性ガスを用いることもできる。さらに、保護ガス供給口６６を、カバー部２８のｙ方向に対向する両側面６４と、ｘ方向に対向する一対のｙｚ面（前面および後面）との両方に設けたり、前面および後面の各々に２つずつ設けたりする等もできる。
また、カバー部２８は、下流側ハウジング２０ｂに着脱可能としても、上述側ハウジング２０ａに着脱可能としてもよい。さらに、カバー部２８は、下流側ハウジング２０ｂと一体的に設けてもよい。また、下流側ハウジング２０ｂを上流側ハウジング２０ａに着脱可能とすることは不可欠ではなく、下流側ハウジングと上流側ハウジング２０ａとは一体的に設けてもよい。
さらに、プラズマガス通路２６の構造は問わない。また、内側ガス噴出口５６、外側ガス噴出口６２の形状、個数等も問わない。
さらに、加熱部１８を設けることは不可欠ではない。加熱部１８がなくてもプラズマ処理能力の低下を良好に抑制し得る。 In this embodiment, the plasma gas irradiation device 2 is provided with the pair of electrodes 22 and 23, but a plurality of pairs may be provided.
Further, as the protective gas, an inert gas such as helium can be used in addition to nitrogen gas. Further, the protective gas supply ports 66 are provided on both side surfaces 64 of the cover portion 28 facing in the y direction and a pair of yz surfaces (front surface and rear surface) facing in the x direction, or on each of the front surface and the rear surface. It is also possible to provide two each.
Further, the cover portion 28 may be detachable from the downstream housing 20b or may be detachable from the above-mentioned housing 20a. Further, the cover portion 28 may be provided integrally with the downstream housing 20b. Further, it is not essential that the downstream housing 20b can be attached to and detached from the upstream housing 20a, and the downstream housing and the upstream housing 20a may be integrally provided.
Furthermore, the structure of the plasma gas passage 26 does not matter. Further, the shapes and the numbers of the inner gas outlets 56 and the outer gas outlets 62 do not matter.
Furthermore, it is not essential to provide the heating unit 18. Even without the heating unit 18, it is possible to satisfactorily suppress the decrease in the plasma processing capacity.

複合ガス噴出部は、図８，９に示す構造を成したものとすることができる。プラズマ処理装置のその他の部分については実施例１と同様であるため、同じ符号を付して説明、図示等を省略する。
複合ガス噴出部１３０は、(a)下流側ハウジング１４０に形成され、ｙ方向に長い形状を成した１つの内側ガス噴出口１４２と、(b)カバー部１４４に形成され、ｙ方向に長い長穴形状を成した１つの外側ガス噴出口１４６とを含む。また、プラズマガス通路１４８は、実施例１における場合と同様に上流側通路５０と、下流側通路１５０とを含み、下流側通路１５０は、ｙ方向に長いスリット状を成した噴出通路１５２と、接続凹部１５４とを含む。噴出通路１５２の下端側の開口が内側ガス噴出口１４２とされ、上端部が接続凹部１５４の底面に開口する。接続凹部１５４を介して上流側通路５０と噴出通路１５２とが連通させられる。
また、外側ガス噴出口１４６の開口面積Ｓosは内側ガス噴出口１４２の開口面積Ｓisより大きい。
このように、プラズマガスの噴出口をｙ方向に長い長穴形状を成したものとすることにより、プラズマガスを被処理物Ｗの幅方向に均等に照射することができる。また、プラズマガスの噴出口がｙ方向に長い長穴形状を成したものであっても、同様に、プラズマガスの周辺に窒素ガスの層が形成され、プラズマガスが大気に接触し難くすることができる。 The composite gas ejection part may have the structure shown in FIGS. The other parts of the plasma processing apparatus are the same as those in the first embodiment, and therefore, the same reference numerals are given, and the description, illustration and the like are omitted.
The composite gas ejection part 130 is formed in the (a) downstream housing 140 and has one inner gas ejection port 142 having a long shape in the y direction, and (b) is formed in the cover part 144, and has a long length in the y direction. And one outer gas outlet 146 in the shape of a hole. Further, the plasma gas passage 148 includes the upstream passage 50 and the downstream passage 150 as in the case of the first embodiment, and the downstream passage 150 includes the ejection passage 152 having a slit shape elongated in the y direction. And a connection recess 154. The opening on the lower end side of the ejection passage 152 serves as the inner gas ejection port 142, and the upper end portion opens to the bottom surface of the connection recess 154. The upstream passage 50 and the ejection passage 152 are communicated with each other via the connection recess 154.
The opening area Sos of the outer gas outlet 146 is larger than the opening area Sis of the inner gas outlet 142.
In this way, by forming the ejection port of the plasma gas in the shape of an elongated hole elongated in the y direction, the plasma gas can be uniformly irradiated in the width direction of the object W to be processed. Even when the plasma gas ejection port has a long hole shape elongated in the y direction, a nitrogen gas layer is similarly formed around the plasma gas to make it difficult for the plasma gas to contact the atmosphere. You can

複合ガス噴出部は、図１０に示す構造を成したものとすることができる。プラズマ処理装置のその他の部分は実施例１に係るプラズマ処理装置と同様であるため、同じ符号を付して説明、図示等を省略する。
複合ガス噴出部１８０は、実施例１に係るプラズマ処理装置の構成要素である下流側ハウジング２０ｂに、実施例２に係るプラズマ処理装置の構成要素であるカバー部１４４が取り付けられたものであり、下流側ハウジング２０ｂに形成された６つの内側ガス噴出口５６と、カバー部１４４に形成された長穴形状を成した１つの外側ガス噴出口１４６とを含む。
なお、下流側ハウジング２０ｂに形成する噴出通路５４ｚの数を増やし（７本以上とし）、図１１に示すように、内側ガス噴出口５６の数を７以上とすることもできる。このように、内側ガス噴出口５６の個数を増やし、間隔を狭くすることにより、保護ガスの層をより一層形成され易くすることができる。 The composite gas ejection part may have the structure shown in FIG. The other parts of the plasma processing apparatus are the same as those of the plasma processing apparatus according to the first embodiment, and therefore the same reference numerals are given and description, illustration, and the like are omitted.
The composite gas ejection part 180 is one in which the cover part 144, which is a component of the plasma processing apparatus according to the second embodiment, is attached to the downstream housing 20b, which is a component of the plasma processing device according to the first embodiment. It includes six inner gas outlets 56 formed in the downstream housing 20b and one outer gas outlet 146 formed in the cover portion 144 and having a long hole shape.
The number of the ejection passages 54z formed in the downstream housing 20b may be increased (7 or more), and the number of the inner gas ejection ports 56 may be 7 or more, as shown in FIG. As described above, by increasing the number of the inner gas ejection ports 56 and narrowing the intervals, it is possible to further facilitate the formation of the protective gas layer.

複合ガス噴出部は、図１２に示す構造を成したものとすることもできる。プラズマ処理装置のその他の部分は実施例１に係るプラズマ処理装置と同様であるため、同じ符号を付して説明、図示等を省略する。
複合ガス噴出部２００においては、実施例２に記載の複合ガス噴出部１３０と比較すると、噴出通路の形状が異なる。下流側ハウジング２１０に形成されたスリット状の噴出通路２１２は、上流側から下流側に向かって断面積が小さくなる形状とされる。すなわち、接続凹部１５４に開口する上流側開口２１４の開口面積Ｓaより下流側の開口である内側ガス噴出口２１６の開口面積Ｓbの方が小さくされる（Ｓb＜Ｓa）。その結果、内側ガス噴出口２１６の近傍において、プラズマガスの流速を大きくすることができ、窒素ガスを良好に巻き込むことができる。本実施例において、接続凹部１５４、噴出通路２１２等により下流側通路２１４が構成され、下流側通路２１４、上流側通路５０等によりプラズマガス通路２１６が構成される。
なお、実施例４に記載の技術を実施例１，３の複合ガス噴出部１１０，１８０に適用することもできる。すなわち、下流側ハウジング２０ｂに形成された噴出通路５４ｚの各々を、上流側から下流側に向かって断面積が小さくなる形状とすることができる。
以上、複数の実施例について説明したが、その他、本発明は、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。 The composite gas ejection portion may have the structure shown in FIG. The other parts of the plasma processing apparatus are the same as those of the plasma processing apparatus according to the first embodiment, and therefore the same reference numerals are given and description, illustration, and the like are omitted.
In the composite gas ejection part 200, the shape of the ejection passage is different as compared with the composite gas ejection part 130 described in the second embodiment. The slit-shaped ejection passage 212 formed in the downstream housing 210 has a shape in which the cross-sectional area decreases from the upstream side toward the downstream side. That is, the opening area Sb of the inner gas ejection port 216, which is the opening on the downstream side, is smaller than the opening area Sa of the upstream opening 214 that opens to the connection recess 154 (Sb<Sa). As a result, the flow velocity of the plasma gas can be increased near the inner gas ejection port 216, and the nitrogen gas can be satisfactorily taken in. In the present embodiment, the connection recess 154, the ejection passage 212, and the like configure the downstream passage 214, and the downstream passage 214, the upstream passage 50, and the like configure the plasma gas passage 216.
The technique described in the fourth embodiment can also be applied to the composite gas jetting units 110 and 180 of the first and third embodiments. That is, each of the ejection passages 54z formed in the downstream housing 20b can have a shape in which the cross-sectional area decreases from the upstream side to the downstream side.
Although a plurality of embodiments have been described above, the present invention can be carried out in various modified modes based on the knowledge of those skilled in the art.

２：プラズマガス照射装置１６：プラズマ生成・噴出部２０：ハウジング２０ａ：上流側ハウジング２０ｂ，１４０，２１０：下流側ハウジング２６，１４８，２１６：プラズマガス通路２８：カバー４０：処理ガス供給口４２：処理ガス源５０：上流側通路５２，１５０，２１６：下流側通路５４ｚ，１５２，２１２：噴出通路５６，１４２，２１６：内側ガス噴出口６２，１４６：外側ガス噴出口１１０，１３０，１５０，１８０，２００：複合ガス噴出部 2: Plasma gas irradiation device 16: Plasma generation/spouting part 20: Housing 20a: Upstream housing 20b, 140, 210: Downstream housing 26, 148, 216: Plasma gas passage 28: Cover 40: Processing gas supply port 42: Process gas source 50: upstream passage 52, 150, 216: downstream passage 54z, 152, 212: ejection passage 56, 142, 216: inner gas ejection port 62, 146: outer gas ejection port 110, 130, 150, 180 , 200: Composite gas spouting part

Claims

放電空間を備え、プラズマガスが生成される上流側ハウジングと、
前記上流側ハウジングに着脱可能に設けられ、前記放電空間に連通可能な１つ以上のプラズマガス噴出口を備えた下流側ハウジングと、
前記上流側ハウジングまたは前記下流側ハウジングに着脱可能に設けられ、前記下流側ハウジングを隙間を隔てて覆うカバー部と
を含み、前記カバー部の開口から前記プラズマガスを噴出させて被処理物に照射するプラズマガス照射装置であって、
前記上流側ハウジングに、一端部が、前記放電空間に開口する１つ以上の上流側通路が設けられ、
前記下流側ハウジングに、それぞれ、前記プラズマガス噴出口を備えた１つ以上の下流側通路と、前記１つ以上の下流側通路と前記１つ以上の上流側通路とを接続する接続凹部とが設けられたプラズマガス照射装置。 An upstream housing having a discharge space, in which plasma gas is generated,
A downstream housing that is detachably provided in the upstream housing and includes one or more plasma gas ejection ports that can communicate with the discharge space;
A cover portion that is detachably provided to the upstream housing or the downstream housing and covers the downstream housing with a gap, and the plasma gas is ejected from an opening of the cover portion to irradiate an object to be processed. A plasma gas irradiation device for
One or more upstream passages, one end of which is open to the discharge space, are provided in the upstream housing,
One or more downstream passages each provided with the plasma gas ejection port, and a connection recess connecting the one or more downstream passages with the one or more upstream passages are provided in the downstream housing. A plasma gas irradiation device provided.

前記カバー部の開口の開口面積が、前記１つ以上のプラズマガス噴出口の開口面積より大きくされた請求項１に記載のプラズマ照射装置。 The plasma irradiation apparatus according to claim 1 , wherein the opening area of the opening of the cover portion is larger than the opening area of the one or more plasma gas ejection ports.

前記カバー部に窒素ガス供給口が設けられ、前記プラズマガス噴出口から噴出された前記プラズマガスと前記窒素ガス供給口から供給された窒素ガスとを前記カバー部の前記開口から前記被処理物に照射する請求項１または２に記載のプラズマ照射装置。 A nitrogen gas supply port is provided in the cover part, and the plasma gas ejected from the plasma gas ejection port and the nitrogen gas supplied from the nitrogen gas supply port are supplied to the object to be processed from the opening of the cover part. The plasma irradiation apparatus according to claim 1, which irradiates the plasma.

前記プラズマガス噴出口が前記下流ハウジングに複数設けられた請求項１ないし３のいずれか１つに記載のプラズマ照射装置。 The plasma irradiation apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the plasma gas ejection ports are provided in the downstream housing.

処理ガスをプラズマ化させる放電空間が形成されたハウジングと、A housing in which a discharge space for converting the processing gas into plasma is formed;
前記ハウジングに形成され、前記放電空間においてプラズマ化されたプラズマガスを前記ハウジングから噴出させるためのプラズマガス噴出口と、 A plasma gas ejection port formed in the housing, for ejecting plasma gas plasmatized in the discharge space from the housing;
少なくとも前記プラズマガス噴出口を覆う状態で前記ハウジングに設けられたカバー部と、 A cover portion provided on the housing so as to cover at least the plasma gas ejection port;
前記カバー部の内部に窒素ガスを供給するガス供給装置と、 A gas supply device for supplying nitrogen gas to the inside of the cover part,
前記プラズマガス噴出口の先端が内側に位置するように、前記カバー部に形成された開口と An opening formed in the cover portion so that the tip of the plasma gas ejection port is located inside.
を含むプラズマ照射装置であって、A plasma irradiation device including:
前記プラズマ照射装置が、前記カバー部の内部に前記窒素ガスを供給するための窒素ガス供給口に対向する状態で、前記カバー部の内部に配設され、前記カバー部の内部に供給された窒素ガスを拡散させる拡散壁を備え、 The plasma irradiating device is arranged inside the cover part in a state of facing the nitrogen gas supply port for supplying the nitrogen gas into the cover part, and the nitrogen supplied to the inside of the cover part. Equipped with a diffusion wall that diffuses gas,
前記拡散壁の前記窒素ガス供給口に対向する面の面積が、前記窒素ガス供給口の開口面積より大きく、かつ、前記窒素ガス供給口が、前記プラズマガスの噴出方向と直交する方向に開口し、 The area of the surface of the diffusion wall facing the nitrogen gas supply port is larger than the opening area of the nitrogen gas supply port, and the nitrogen gas supply port opens in a direction orthogonal to the jet direction of the plasma gas. ,
前記カバー部が、前記プラズマガス噴出口の先端より前記プラズマガスの下流側に位置する底面を備え、前記底面の中央部に、前記開口が設けられ、The cover portion has a bottom surface located on the downstream side of the plasma gas from the tip of the plasma gas ejection port, the opening is provided in the central portion of the bottom surface,
前記プラズマガス噴出口から噴出させられた前記プラズマガスを前記窒素ガス供給口から供給された前記窒素ガスとともに前記カバー部の前記開口から噴出させて、被処理物に照射するプラズマ照射装置。 A plasma irradiation device that irradiates the object to be processed by ejecting the plasma gas ejected from the plasma gas ejection port together with the nitrogen gas supplied from the nitrogen gas supply port from the opening of the cover part.

処理ガスをプラズマ化させる放電空間が形成されたハウジングと、A housing in which a discharge space for converting the processing gas into plasma is formed;
前記ハウジングに形成され、前記放電空間においてプラズマ化されたプラズマガスを前記ハウジングから噴出させるためのプラズマガス噴出口と、 A plasma gas ejection port formed in the housing, for ejecting plasma gas plasmatized in the discharge space from the housing;
少なくとも前記プラズマガス噴出口を覆う状態で前記ハウジングに設けられたカバー部と、 A cover portion provided on the housing so as to cover at least the plasma gas ejection port;
前記カバー部の内部に窒素ガスを供給するガス供給装置と、 A gas supply device for supplying nitrogen gas to the inside of the cover part,
前記プラズマガス噴出口の先端が内側に位置するように、前記カバー部に形成された開口と An opening formed in the cover portion so that the tip of the plasma gas ejection port is located inside.
を含むプラズマ照射装置であって、A plasma irradiation device including:
前記プラズマ照射装置が、前記カバー部の内部に前記窒素ガスを供給するための窒素ガス供給口に対向する状態で、前記カバー部の内部に配設され、前記カバー部の内部に供給された窒素ガスを拡散させる拡散壁を備え、 The plasma irradiating device is arranged inside the cover part in a state of facing the nitrogen gas supply port for supplying the nitrogen gas into the cover part, and the nitrogen supplied to the inside of the cover part. Equipped with a diffusion wall that diffuses gas,
前記拡散壁の前記窒素ガス供給口に対向する面の面積が、前記窒素ガス供給口の開口面積より大きく、かつ、前記窒素ガス供給口が、前記プラズマガスの噴出方向と直交する方向に開口し、 The area of the surface of the diffusion wall facing the nitrogen gas supply port is larger than the opening area of the nitrogen gas supply port, and the nitrogen gas supply port opens in a direction orthogonal to the jet direction of the plasma gas. ,
前記カバー部の内部に前記窒素ガスが供給されるガス室が設けられ、 A gas chamber to which the nitrogen gas is supplied is provided inside the cover portion,
前記ガス室が、前記プラズマガス噴出口の先端より前記プラズマガスの下流側の部分を含み、 The gas chamber includes a portion on the downstream side of the plasma gas from the tip of the plasma gas ejection port,
前記プラズマガス噴出口から噴出させられた前記プラズマガスを、前記ガス室に供給された前記窒素ガスとともに前記カバー部の前記開口から噴出させて、被処理物に照射するプラズマ照射装置。 A plasma irradiation apparatus that irradiates the object to be processed by ejecting the plasma gas ejected from the plasma gas ejection port together with the nitrogen gas supplied to the gas chamber from the opening of the cover portion.