等離子體點(diǎn)火裝置,等離子體點(diǎn)火方法及等離子體發(fā)生裝置的制造方法
【專利說明】等離子體點(diǎn)火裝置，等離子體點(diǎn)火方法及等離子體發(fā)生裝 置
[0001] 本申請是申請?zhí)枮?01080055528. 9、申請日為2010年7月29日、發(fā)明名稱為"等 離子體點(diǎn)火裝置，等離子體點(diǎn)火方法及等離子體發(fā)生裝置"的中國發(fā)明專利申請的分案申 請，原申請為國際申請?zhí)枮镻CT/JP2010/062780的國家階段申請，該國際申請要求申請日 為2009年12月10日的申請序列號為JP2009-280581的日本專利申請的優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及等離子體點(diǎn)火裝置，等離子體點(diǎn)火方法，以及等離子體發(fā)生裝置。
【背景技術(shù)】
[0003] 在許多生產(chǎn)現(xiàn)場使用等離子體。例如，在半導(dǎo)體電路的制造領(lǐng)域中，通過等離子 體清潔成為焊接對象的半導(dǎo)體電路的表面。
[0004] 作為以往的等尚子體發(fā)生裝置，例如，在日本特開2002-342599號公報(bào)中，公開 了以下裝置：引線配置在導(dǎo)入氬氣的玻璃管的軸心，高頻線圈及點(diǎn)火用線圈卷繞在玻璃管 的前端部分（專利文獻(xiàn)1)。在該裝置中，將氬氣導(dǎo)入玻璃管，等離子氣流穩(wěn)定后，從高頻 電源向高頻線圈供給高頻電力，接著，通過向點(diǎn)火用線圈施加高壓，發(fā)生放電，產(chǎn)生等離 子體。
[0005] 又，在日本特開2003-328138號公報(bào)中，公開了以下等尚子體點(diǎn)火機(jī)構(gòu)：從點(diǎn)火 器向包含引線的等離子體點(diǎn)火用線圈施加高壓，在等離子體點(diǎn)火用線圈和引線之間誘發(fā) 放電，使得等離子體點(diǎn)火（專利文獻(xiàn)2,圖3)。
[0006] 再有，在日本特開2006-104545號公報(bào)中，公開了以下微等離子體反應(yīng)裝置：將 高熔點(diǎn)導(dǎo)線插入通過等離子槍內(nèi)管，用混合氣體流通的等離子槍外管圍住上述等離子槍 內(nèi)管的周圍，通過設(shè)在外部的點(diǎn)火器，使其開始放電（專利文獻(xiàn)3,圖1-6)。
[0007] 又，在日本特開平6-215894號公報(bào)中，公開了以下高頻等離子用電源：通過阻 抗匹配電路向等離子室的電極間供給高頻電力（專利文獻(xiàn)4)。根據(jù)該裝置，在直到電源輸 出阻抗和等離子室的阻抗匹配前的期間，低低地設(shè)定供給功率放大器的FET的電壓值，防 止因反射波引起FET破損。
[0008]【專利文獻(xiàn)1】日本特開2002-343599號公報(bào)
[0009]【專利文獻(xiàn)2】日本特開2003-328138號公報(bào)
[0010]【專利文獻(xiàn)3】日本特開2006-104545號公報(bào)
[0011]【專利文獻(xiàn)4】日本特開平6-215894號公報(bào)
[0012] 但是，在等離子體發(fā)生裝置中，若等離子用惰性氣體的流動狀態(tài)惡化等，則等離 子體成為不穩(wěn)定或滅火。當(dāng)?shù)入x子體不穩(wěn)定或滅火場合，半導(dǎo)體電路等制品大多會產(chǎn)生缺 陷。且因這種缺陷，有時(shí)還會在與缺陷處不同的地方產(chǎn)生發(fā)熱等不良狀況。若注意到等離 子體滅火化費(fèi)時(shí)間長，則在許多制品上會產(chǎn)生缺陷。因此，在上述專利文獻(xiàn)記載的等離子 體發(fā)生裝置中，需要監(jiān)視等離子體是否沒有滅火。又，等離子體滅火場合，必須通過手工 動作再點(diǎn)火。再有，等離子體的點(diǎn)火作業(yè)與高頻電力的施加作業(yè)并行，需要估計(jì)時(shí)間實(shí) 施，因此，點(diǎn)火作業(yè)需要某種程度熟練才行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 于是，鑒于上述課題提出本發(fā)明。本發(fā)明的目的之一是提供不需要監(jiān)視或不需要 手工動作、能容易且確實(shí)地進(jìn)行等離子體點(diǎn)火或再點(diǎn)火的等離子點(diǎn)火技術(shù)。
[0014] 為了解決上述課題，本發(fā)明的等離子體點(diǎn)火裝置的特征在于，包括：
[0015] 高頻電源裝置，向使得發(fā)生等離子體的負(fù)載電極供給所定的高頻信號；
[0016] 匹配裝置，使得上述高頻電源裝置側(cè)和上述負(fù)載電極側(cè)的阻抗匹配；
[0017] 前進(jìn)波/反射波檢測裝置，檢測上述高頻信號的前進(jìn)波及反射波；
[0018] 高壓發(fā)生裝置，發(fā)生所定的高壓；以及
[0019] 控制裝置，當(dāng)上述反射波相對上述前進(jìn)波的比率比第一閾值大場合，將上述高壓 疊加在上述高頻信號上。
[0020] 根據(jù)上述構(gòu)成，若高頻信號供給到負(fù)載電極，則根據(jù)那時(shí)的等離子體狀態(tài)等的負(fù) 載電極側(cè)的阻抗確定。若這時(shí)等離子體沒有合適地發(fā)生，則匹配裝置側(cè)的輸出阻抗和負(fù)載 電極側(cè)的輸出阻抗產(chǎn)生不匹配，因此，高頻信號的反射波相對前進(jìn)波的比率變大。若該反 射波相對前進(jìn)波的比率為某種程度大，則可推測為點(diǎn)火前狀態(tài)，或一旦點(diǎn)火的等離子體因 什么原因滅火的狀態(tài)。于是，為了推測等離子體滅火狀態(tài)，預(yù)先設(shè)定第一閾值，所述比率 比該第一閾值大場合，判斷為等離子體沒有點(diǎn)火，將高壓疊加在高頻信號上。通過該高 壓，負(fù)載電極發(fā)生放電，等離子體點(diǎn)火或被再點(diǎn)火。
[0021] "反射波相對前進(jìn)波的比率"通常作為反射波的振幅值相對前進(jìn)波的振幅值的比 把握，例如，為駐波比（SWR(StandingWaveRatio)值）。
[0022] 下面，說明本發(fā)明的效果：
[0023] 按照本發(fā)明，用反射波相對前進(jìn)波的比率判斷等離子體的點(diǎn)火狀態(tài)，實(shí)行點(diǎn)火作 業(yè)，因此，不需要監(jiān)視且不需要手工動作，能容易且確實(shí)地進(jìn)行等離子體點(diǎn)火或再點(diǎn)火。
【附圖說明】
[0024] 圖1是實(shí)施形態(tài)1的包含等離子體點(diǎn)火裝置的等離子體發(fā)生裝置的構(gòu)成圖。
[0025] 圖2是說明實(shí)施形態(tài)1的等離子體點(diǎn)火方法的流程圖。
[0026] 圖3是說明實(shí)施形態(tài)1的等離子體點(diǎn)火方法的波形圖。
[0027] 圖4是說明實(shí)施形態(tài)2的等離子體點(diǎn)火方法的流程圖。
[0028] 圖5是說明實(shí)施形態(tài)2的等離子體點(diǎn)火方法的波形圖。
[0029] 圖6是說明實(shí)施形態(tài)3的等離子體點(diǎn)火方法的流程圖。
[0030]圖7是說明實(shí)施形態(tài)3的等離子體點(diǎn)火方法的波形圖。
[0031] 圖8是說明實(shí)施形態(tài)4的等離子體點(diǎn)火方法的流程圖。
[0032] 圖9是說明實(shí)施形態(tài)4的等離子體點(diǎn)火方法的波形圖。
[0033] 圖10是說明應(yīng)用例的等離子體點(diǎn)火方法的流程圖。
[0034] 圖11是變形例涉及的等離子體發(fā)生裝置的構(gòu)成圖。
[0035] 圖中符號意義如下：
[0036] 1 一等離子體發(fā)生裝置
[0037] 10 -等離子體點(diǎn)火裝置
[0038] 1〇〇-控制裝置
[0039] 101 -高頻電源裝置
[0040] 102 -前進(jìn)波/反射波檢測裝置
[0041] 103 -高壓發(fā)生裝置
[0042] 104 -疊加線圈
[0043] 105-匹配裝置
[0044] 106-同軸電纜
[0045] 110、110b-氣體室
[0046] 111 一電抗補(bǔ)正線圈
[0047] 112 - 陶瓷管
[0048] 114、114b-負(fù)載電極
[0049] 115 -屏蔽蓋
[0050] 116、116b-接地電極
[0051] 118-等離子氣體供給口
[0052] HS-高頻信號
[0053] HV、HV1、HV2、HV3 -高壓
[0054] M-存儲介質(zhì)
[0055] S-清洗面（被加工面）
[0056] SHS、SHV-控制信號
[0057] Vf-前進(jìn)波振幅值
[0058] Vr-反射波振幅值
[0059] Z-負(fù)載阻抗
[0060] ZQ-特性阻抗
[0061] r(gamma)-電壓反射系數(shù)
【具體實(shí)施方式】
[0062] 下面，說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。在以下附圖記載中，對于相同或類似的步驟用相同 或類似符號表示。但是，附圖所示方框圖、波形圖、以及流程圖都是例示。因此，具體的方 框、發(fā)生波形、處理流程應(yīng)參照以下說明進(jìn)行判斷。
[0063] [實(shí)施形態(tài)1]
[0064] 本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1涉及以下能自動點(diǎn)火的等離子體點(diǎn)火裝置的基本型：當(dāng)反射 波相對前進(jìn)波（progressivewave)的比率比所定閾值大場合，將高壓疊加在高頻信號， 又，將高壓疊加在高頻信號后，當(dāng)反射波相對前進(jìn)波的比率成為上述閾值以下場合，停止 高壓疊加。
[0065] 圖1表示本實(shí)施形態(tài)的包含等離子體點(diǎn)火裝