等离子体点火装置,等离子体点火方法及等离子体发生装置的制造方法
【专利说明】等离子体点火装置，等离子体点火方法及等离子体发生装 置
[0001] 本申请是申请号为201080055528. 9、申请日为2010年7月29日、发明名称为"等 离子体点火装置，等离子体点火方法及等离子体发生装置"的中国发明专利申请的分案申 请，原申请为国际申请号为PCT/JP2010/062780的国家阶段申请，该国际申请要求申请日 为2009年12月10日的申请序列号为JP2009-280581的日本专利申请的优先权。
技术领域
[0002] 本发明涉及等离子体点火装置，等离子体点火方法，以及等离子体发生装置。
【背景技术】
[0003] 在许多生产现场使用等离子体。例如，在半导体电路的制造领域中，通过等离子 体清洁成为焊接对象的半导体电路的表面。
[0004] 作为以往的等尚子体发生装置，例如，在日本特开2002-342599号公报中，公开 了以下装置：引线配置在导入氩气的玻璃管的轴心，高频线圈及点火用线圈卷绕在玻璃管 的前端部分（专利文献1)。在该装置中，将氩气导入玻璃管，等离子气流稳定后，从高频 电源向高频线圈供给高频电力，接着，通过向点火用线圈施加高压，发生放电，产生等离 子体。
[0005] 又，在日本特开2003-328138号公报中，公开了以下等尚子体点火机构：从点火 器向包含引线的等离子体点火用线圈施加高压，在等离子体点火用线圈和引线之间诱发 放电，使得等离子体点火（专利文献2,图3)。
[0006] 再有，在日本特开2006-104545号公报中，公开了以下微等离子体反应装置：将 高熔点导线插入通过等离子枪内管，用混合气体流通的等离子枪外管围住上述等离子枪 内管的周围，通过设在外部的点火器，使其开始放电（专利文献3,图1-6)。
[0007] 又，在日本特开平6-215894号公报中，公开了以下高频等离子用电源：通过阻 抗匹配电路向等离子室的电极间供给高频电力（专利文献4)。根据该装置，在直到电源输 出阻抗和等离子室的阻抗匹配前的期间，低低地设定供给功率放大器的FET的电压值，防 止因反射波引起FET破损。
[0008]【专利文献1】日本特开2002-343599号公报
[0009]【专利文献2】日本特开2003-328138号公报
[0010]【专利文献3】日本特开2006-104545号公报
[0011]【专利文献4】日本特开平6-215894号公报
[0012] 但是，在等离子体发生装置中，若等离子用惰性气体的流动状态恶化等，则等离 子体成为不稳定或灭火。当等离子体不稳定或灭火场合，半导体电路等制品大多会产生缺 陷。且因这种缺陷，有时还会在与缺陷处不同的地方产生发热等不良状况。若注意到等离 子体灭火化费时间长，则在许多制品上会产生缺陷。因此，在上述专利文献记载的等离子 体发生装置中，需要监视等离子体是否没有灭火。又，等离子体灭火场合，必须通过手工 动作再点火。再有，等离子体的点火作业与高频电力的施加作业并行，需要估计时间实 施，因此，点火作业需要某种程度熟练才行。
【发明内容】
[0013] 于是，鉴于上述课题提出本发明。本发明的目的之一是提供不需要监视或不需要 手工动作、能容易且确实地进行等离子体点火或再点火的等离子点火技术。
[0014] 为了解决上述课题，本发明的等离子体点火装置的特征在于，包括：
[0015] 高频电源装置，向使得发生等离子体的负载电极供给所定的高频信号；
[0016] 匹配装置，使得上述高频电源装置侧和上述负载电极侧的阻抗匹配；
[0017] 前进波/反射波检测装置，检测上述高频信号的前进波及反射波；
[0018] 高压发生装置，发生所定的高压；以及
[0019] 控制装置，当上述反射波相对上述前进波的比率比第一阈值大场合，将上述高压 叠加在上述高频信号上。
[0020] 根据上述构成，若高频信号供给到负载电极，则根据那时的等离子体状态等的负 载电极侧的阻抗确定。若这时等离子体没有合适地发生，则匹配装置侧的输出阻抗和负载 电极侧的输出阻抗产生不匹配，因此，高频信号的反射波相对前进波的比率变大。若该反 射波相对前进波的比率为某种程度大，则可推测为点火前状态，或一旦点火的等离子体因 什么原因灭火的状态。于是，为了推测等离子体灭火状态，预先设定第一阈值，所述比率 比该第一阈值大场合，判断为等离子体没有点火，将高压叠加在高频信号上。通过该高 压，负载电极发生放电，等离子体点火或被再点火。
[0021] "反射波相对前进波的比率"通常作为反射波的振幅值相对前进波的振幅值的比 把握，例如，为驻波比（SWR(StandingWaveRatio)值）。
[0022] 下面，说明本发明的效果：
[0023] 按照本发明，用反射波相对前进波的比率判断等离子体的点火状态，实行点火作 业，因此，不需要监视且不需要手工动作，能容易且确实地进行等离子体点火或再点火。
【附图说明】
[0024] 图1是实施形态1的包含等离子体点火装置的等离子体发生装置的构成图。
[0025] 图2是说明实施形态1的等离子体点火方法的流程图。
[0026] 图3是说明实施形态1的等离子体点火方法的波形图。
[0027] 图4是说明实施形态2的等离子体点火方法的流程图。
[0028] 图5是说明实施形态2的等离子体点火方法的波形图。
[0029] 图6是说明实施形态3的等离子体点火方法的流程图。
[0030]图7是说明实施形态3的等离子体点火方法的波形图。
[0031] 图8是说明实施形态4的等离子体点火方法的流程图。
[0032] 图9是说明实施形态4的等离子体点火方法的波形图。
[0033] 图10是说明应用例的等离子体点火方法的流程图。
[0034] 图11是变形例涉及的等离子体发生装置的构成图。
[0035] 图中符号意义如下：
[0036] 1 一等离子体发生装置
[0037] 10 -等离子体点火装置
[0038] 1〇〇-控制装置
[0039] 101 -高频电源装置
[0040] 102 -前进波/反射波检测装置
[0041] 103 -高压发生装置
[0042] 104 -叠加线圈
[0043] 105-匹配装置
[0044] 106-同轴电缆
[0045] 110、110b-气体室
[0046] 111 一电抗补正线圈
[0047] 112 - 陶瓷管
[0048] 114、114b-负载电极
[0049] 115 -屏蔽盖
[0050] 116、116b-接地电极
[0051] 118-等离子气体供给口
[0052] HS-高频信号
[0053] HV、HV1、HV2、HV3 -高压
[0054] M-存储介质
[0055] S-清洗面（被加工面）
[0056] SHS、SHV-控制信号
[0057] Vf-前进波振幅值
[0058] Vr-反射波振幅值
[0059] Z-负载阻抗
[0060] ZQ-特性阻抗
[0061] r(gamma)-电压反射系数
【具体实施方式】
[0062] 下面，说明本发明的实施形态。在以下附图记载中，对于相同或类似的步骤用相同 或类似符号表示。但是，附图所示方框图、波形图、以及流程图都是例示。因此，具体的方 框、发生波形、处理流程应参照以下说明进行判断。
[0063] [实施形态1]
[0064] 本发明的实施形态1涉及以下能自动点火的等离子体点火装置的基本型：当反射 波相对前进波（progressivewave)的比率比所定阈值大场合，将高压叠加在高频信号， 又，将高压叠加在高频信号后，当反射波相对前进波的比率成为上述阈值以下场合，停止 高压叠加。
[0065] 图1表示本实施形态的包含等离子体点火装