JP2005243724A - Plasma processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、処理ガスをプラズマ化してワーク(被処理物)に当て、洗浄、成膜、エッ
チング、表面改質などの表面処理を行なうプラズマ処理装置に関する。
The present invention relates to a plasma processing apparatus that converts a processing gas into plasma and applies it to a work (object to be processed) to perform surface treatment such as cleaning, film formation, etching, and surface modification.
例えば、特許文献1に記載のプラズマ処理装置は、垂直な平板状をなす左右一対の電極
を備えている。一方の電極は、高周波電源に接続され、他方の電極は、接地されている。
これら電極は、セラミック製のホルダに収容され、保持されている。
For example, the plasma processing apparatus described in Patent Document 1 includes a pair of left and right electrodes that form a vertical flat plate shape. One electrode is connected to a high frequency power supply, and the other electrode is grounded.
These electrodes are housed and held in a ceramic holder.
電極ホルダの全体をセラミックにすると、材料コストが嵩む。一方、電極ホルダを樹脂
にすると、処理時の電極や処理ガスの熱でソリ、歪等の変形を来たすおそれがある。
If the entire electrode holder is made of ceramic, the material cost increases. On the other hand, when the electrode holder is made of resin, there is a risk of deformation such as warping and distortion due to heat of the electrode and processing gas during processing.
上記課題を解決するために、本発明に係るプラズマ処理装置は、処理ガスをプラズマ化
するための電極と、前記電極を収容するスペースを有する絶縁性の電極ホルダとを備え、
前記電極ホルダの電極収容スペースの内面には、電極からの離間部が凹設され、これによ
り、電極と電極ホルダの間に空隙が形成されていることを特徴とする。
これによって、電極と電極ホルダの接触面積を小さくでき、電極から電極ホルダへの熱
の伝わりを抑制することができる。したがって、電極ホルダを樹脂にて構成してもソリや
歪等の熱変形を来たすのを抑制することができる。
In order to solve the above problems, a plasma processing apparatus according to the present invention includes an electrode for converting a processing gas into plasma, and an insulating electrode holder having a space for accommodating the electrode,
The inner surface of the electrode housing space of the electrode holder is recessed from the electrode, whereby a gap is formed between the electrode and the electrode holder.
As a result, the contact area between the electrode and the electrode holder can be reduced, and the transfer of heat from the electrode to the electrode holder can be suppressed. Therefore, even if the electrode holder is made of resin, it is possible to suppress thermal deformation such as warpage and strain.
処理ガスが、前記電極にて画成されたプラズマ化空間に導入されて吹出される所謂リモ
ート式のプラズマ処理装置においては、前記電極ホルダが、前記電極収容スペースを有す
るホルダ本体と、このホルダ本体の処理ガス導入側の端部に設けられた導入側ピースとを
備え、前記導入側ピースが、電極における処理ガス導入側の面への当接面と、前記プラズ
マ化空間の上流端に連なる処理ガス導入路の形成面とを有していることが望ましい。また
、前記電極ホルダが、前記ホルダ本体の処理ガス吹出し側の端部に設けられた吹出し側ピ
ースとを備え、前記吹出し側ピースが、電極における吹出し側の面への当接面と、前記プ
ラズマ化空間の下流端に連なる吹出し路の形成面とを有していることが望ましい。これに
よって、導入側ピースや吹出し側ピースがプラズマ等によって損傷した場合には、それだ
けを交換すればよく、電極ホルダ全体を変える必要がない。
In a so-called remote type plasma processing apparatus in which a processing gas is introduced into a plasmatized space defined by the electrodes and blown out, the electrode holder includes a holder main body having the electrode accommodating space, and the holder main body. An introduction-side piece provided at the end of the processing gas introduction side, and the introduction-side piece is connected to the contact surface of the electrode with the surface on the processing gas introduction side and the upstream end of the plasmatization space. It is desirable to have a gas introduction path forming surface. Further, the electrode holder includes a blowing side piece provided at an end of the holder main body on the processing gas blowing side, and the blowing side piece is in contact with the blowing side surface of the electrode, and the plasma It is desirable to have a blow-off path forming surface connected to the downstream end of the gasification space. Thereby, when the introduction side piece or the blowout side piece is damaged by plasma or the like, it is only necessary to replace it, and there is no need to change the entire electrode holder.
前記導入側ピース又は吹出し側ピースが、ホルダ本体より耐プラズマ性が高い材料にて
構成されていることが望ましい。これによって、プラズマによる損傷を防止することがで
きる。
また、前記導入側ピース又は吹出し側ピースが、ホルダ本体より耐熱性が高い材料にて
構成されていることが望ましい。これによって、熱による変形や損傷等を防止できる。
前記ホルダ本体が、樹脂にて構成され、前記導入側ピース又は吹出し側ピースが、アル
ミナやガラス等のセラミックにて構成されていることが望ましい。これによって、電極ホ
ルダ全体の材料コストを確実に低減できるとともに、導入側ピース又は吹出し側ピースを
確実に耐プラズマ性及び耐熱性にすることができる。
ホルダ本体は、耐熱性の樹脂(例えばポリエチレンテレフタレートを主原料とする樹脂
)にて構成するのが望ましい。
It is desirable that the introduction side piece or the blowout side piece is made of a material having higher plasma resistance than the holder body. Thereby, damage due to plasma can be prevented.
Moreover, it is desirable that the introduction piece or the blowout piece is made of a material having higher heat resistance than the holder body. Thereby, deformation or damage due to heat can be prevented.
It is desirable that the holder main body is made of resin, and the introduction side piece or the blowout side piece is made of ceramic such as alumina or glass. Accordingly, the material cost of the entire electrode holder can be surely reduced, and the introduction side piece or the blowout side piece can be surely made to have plasma resistance and heat resistance.
The holder body is preferably made of a heat-resistant resin (for example, a resin mainly made of polyethylene terephthalate).
前記電極ホルダより吹出し側に導電部材が電気的に接地された状態で設けられているこ
とが望ましい。これによって、被処理物へのアーク放電を防止できるとともに、プラズマ
化空間を被処理物に近づけ処理効率を高めることができる。また、電界が被処理物へ洩れ
るのを防止でき、被処理物が電界によって影響を受けないようにすることができる。
前記電極ホルダの吹出し側の面に凹部が形成され、これにより、電極ホルダと導電部材
の間に空隙が形成されていることが望ましい。これによって、電極への高周波給電によっ
て導電部材が誘導加熱されても、導電部材から電極ホルダに熱が伝わるのを抑制でき、電
極ホルダの熱変形を来たすのを確実に防止することができる。
It is desirable that the conductive member is provided on the outlet side from the electrode holder in a state of being electrically grounded. As a result, arc discharge to the workpiece can be prevented, and the plasmaization space can be brought closer to the workpiece to increase the processing efficiency. In addition, the electric field can be prevented from leaking to the object to be processed, and the object to be processed can be prevented from being affected by the electric field.
It is desirable that a recess is formed on the blow-out side surface of the electrode holder, whereby a gap is formed between the electrode holder and the conductive member. Thereby, even if the conductive member is induction-heated by high-frequency power supply to the electrode, it is possible to suppress the heat from being transmitted from the conductive member to the electrode holder, and to reliably prevent the electrode holder from being thermally deformed.
前記電極ホルダを収容する剛性金属製の筐体と、この筐体に形成されたカラー収容孔に
収容された状態で筐体に係着された絶縁性のボルトカラーと、このボルトカラーに挿入さ
れるとともに電極におけるプラズマ化空間画成面とは逆側の背面に接合され、電極を押し
又は引き可能なボルトとを備え、前記筐体の収容孔の内周面と前記ボルトカラーの外周面
との間に空隙が形成されていることが望ましい。これによって、電極が長尺の場合、その
歪を矯正又は阻止できる。また、ボルトと筐体との間を確実に絶縁することができる。
A rigid metal housing for housing the electrode holder, an insulating bolt collar engaged with the housing in a state of being accommodated in a collar housing hole formed in the housing, and inserted into the bolt collar And a bolt that is joined to the back surface of the electrode opposite to the plasma space defining surface and can push or pull the electrode, and an inner peripheral surface of the housing hole of the housing and an outer peripheral surface of the bolt collar It is desirable that a gap be formed between the two. Thereby, when the electrode is long, the distortion can be corrected or prevented. Further, it is possible to reliably insulate between the bolt and the housing.
前記ボルトカラーに収容されたボルトが電極に螺合されてこれを引き可能であり、この
引きボルトとは別途のボルトが、前記筐体に螺合されるとともに前記電極ホルダに押し当
てられ、ひいては電極ホルダを介して電極を押し可能になっており、前記電極ホルダの電
極からの離間部ひいては電極との空隙が、前記押しボルトに対応する部分を避けて形成さ
れていることが望ましい。これによって、前記別途の押しボルトを電極から絶縁できると
ともに、歪阻止又は矯正のための力を電極に確実に作用させることができる。
The bolt accommodated in the bolt collar is screwed to the electrode and can be pulled, and a bolt separate from the pulling bolt is screwed to the housing and pressed against the electrode holder, It is desirable that the electrode can be pushed through the electrode holder, and the space between the electrode holder and the electrode and the gap with the electrode is formed so as to avoid the portion corresponding to the push bolt. Accordingly, the separate push bolt can be insulated from the electrode, and a force for preventing or correcting the distortion can be reliably applied to the electrode.
本発明のプラズマ処理は、例えば略常圧(大気圧近傍の圧力)で実施される。なお、本
発明における略常圧(大気圧近傍の圧力)とは、1.013×104〜50.663×1
04Paの範囲を言い、圧力調整の容易化や装置構成の簡便化を考慮すると、1.333
×104〜10.664×104Paが好ましく、9.331×104〜10.397×1
04Paがより好ましい。
The plasma treatment of the present invention is performed, for example, at a substantially normal pressure (pressure near atmospheric pressure). In addition, the substantially normal pressure (pressure near atmospheric pressure) in the present invention is 1.013 × 10 4 to 50.663 × 1.
In the range of 0 4 Pa, considering the ease of pressure adjustment and the simplification of the device configuration, 1.333
× 10 4 to 10.664 × 10 4 Pa is preferable, 9.331 × 10 4 to 10.9797 × 1
0 4 Pa is more preferable.
本発明によれば、電極から電極ホルダへの熱の伝わりを抑制することができ、電極ホル
ダが熱による変形等の影響を受けるのを防止することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the transmission of the heat from an electrode to an electrode holder can be suppressed, and it can prevent that an electrode holder receives influence, such as a deformation | transformation by a heat | fever.
以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図1及び図2に示すように、本実施形態に係る常圧プラズマ処理装置M1は、架台(図
示せず)に支持されたプラズマノズルヘッド1と、このノズルヘッド1に接続された処理
ガス源2(図1にのみ図示)と電源3(図2にのみ図示)を備えている。装置M1の被処
理物であるワークWは、大面積をなし、搬送手段(図示せず)によってノズルヘッド1の
下方を左右に送られ、常圧プラズマ処理されるようになっている。勿論、ワークWを固定
する一方、ノズルヘッド1を移動させるようになっていてもよい。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the atmospheric pressure plasma processing apparatus M <b> 1 according to this embodiment includes a plasma nozzle head 1 supported by a gantry (not shown) and a processing gas source connected to the nozzle head 1. 2 (shown only in FIG. 1) and a power source 3 (shown only in FIG. 2). The workpiece W, which is an object to be processed of the apparatus M1, has a large area, and is sent to the left and right of the nozzle head 1 by a conveying means (not shown) to be subjected to atmospheric pressure plasma processing. Of course, the nozzle head 1 may be moved while the workpiece W is fixed.
電源3は、例えばパルス状の高周波電圧を出力するようになっている。このパルスの立
上がり時間及び/又は立下り時間は、10μs以下、後記電極31,32間での電界強度
は10〜1000kV/cm、周波数は0.5kHz以上であることが望ましい。なお、
電圧形状は、パルス状に代えて、正弦波状であってもよい。
The
The voltage shape may be a sine wave shape instead of a pulse shape.
処理ガス源2には、処理内容に応じた処理ガスが貯えられている。液相で貯え、適量ず
つ気化するようになっていてもよい。この処理ガス源2からの処理ガスが、ガス供給管2
aを経てプラズマノズルヘッド1に導入されるようになっている。
The
It is introduced into the plasma nozzle head 1 via a.
プラズマ処理装置M1のプラズマノズルヘッド1について詳述する。
ノズルヘッド1は、上側のガス整流部10と、下側の放電処理部20を備え、前後方向
(図1において紙面と直交する方向、図2において上下方向)に長く延びている。詳細な
図示は省略するが、ガス整流部10には、前後に延びる複数段のチャンバーが設けられ、
これらチャンバーが前後に延在されたスリット又は多数の小孔にて連通されている。ガス
整流部10に導入された処理ガスは、これらチャンバーやスリット又は多数の小孔を順次
交互に通過することにより、前後長手方向に均一化されるようになっている。
The plasma nozzle head 1 of the plasma processing apparatus M1 will be described in detail.
The nozzle head 1 includes an upper
These chambers communicate with each other through slits or a large number of small holes extending in the front-rear direction. The processing gas introduced into the
プラズマノズルヘッド1の放電処理部20について説明する。
放電処理部20は、筐体21と、電極ホルダ70と、電極31,32を有し、前後方向
に長く延びている。
The
The
図1に示すように、筐体21は、トッププレート22と、左右一対のサイドプレート2
3を有している。これらプレート22,23は、剛性金属にて構成されている。トッププ
レート22の縁部にサイドプレート23の上端部がボルト締めにて連結され、剛結合され
ている。
トッププレート22の左右中央部には、ガス導入路22aが形成されている。導入路2
2aは、スリット状をなして前後方向に延び、上記ガス整流部10の下流端の全長にわた
って連なっている。
As shown in FIG. 1, the
3. These
A gas introduction path 22 a is formed in the left and right central portion of the top plate 22.
2a is slit-shaped and extends in the front-rear direction, and is continuous over the entire length of the downstream end of the
図1及び図2に示すように、筐体21の内部に、電極ホルダ70を介して左右一対の電
極31,32が収容されている。各電極31,32は、例えばステンレス等の導電性材料
によって出来、断面四角形状をなして前後方向へ直線状に長く延びている。左側の電極3
1は、給電線3aを介して電源3に接続され、電界印加電極となっている。右側の電極3
2は、接地線3bを介して接地され、接地電極となっている。一対の電極31,32どう
しは、狭い間隔(例えば2mm)を置いて互いに平行に配されている。これら電極31,
32どうしの間に、前後方向へスリット状に延びるプラズマ化空間30aが形成されてい
る。
なお、図示は省略するが、各電極31,32の対向面と上面と下面には、アルミナ等か
らなる固体誘電体が溶射被膜されている。また、電極の内部には、温調用の冷媒を通す温
調路が形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a pair of left and
Reference numeral 1 is connected to a
2 is grounded via a
Between 32, a
Although not shown, a solid dielectric made of alumina or the like is sprayed on the opposing surface, upper surface, and lower surface of the
図1に示すように、各電極31,32は、絶縁性の電極ホルダ70によって絶縁、保持
されている。電極ホルダ70は、筐体21の内部に左右一対をなして収容されている。各
電極ホルダ70は、ホルダ本体71と、ガス導入側ピース74と、吹出し側ピース75を
備えている。ホルダ本体71は、断面L字状のベース部72と、このベース部72の上部
に設けられたキャップ部73とに分割され、全体として断面コ字状をなし、前後に延びて
いる。これらホルダ本体構成部72,73は、例えばユニレート(登録商標)等の耐熱性
の絶縁樹脂にて構成されている。
As shown in FIG. 1, the
断面コ字状をなすホルダ本体71ひいては電極ホルダ70の内部に、電極31又は32
のための収容スペース70aが形成されている。左側の電極ホルダ70の収容スペース7
0aに電界印加電極31が収容されている。右側の電極ホルダ70の収容スペース70a
に電界印加電極31が収容されている。
A
An
The electric
An electric
各電極ホルダ70のキャップ部73の内端部(他方の電極ホルダ70との対向端部)の
下隅には、ガス導入側ピース74が設けられている。ガス導入側ピース74は、樹脂製の
ホルダ本体71より耐プラズマ性及び耐熱性が高い絶縁材料、例えばアルミナ等のセラミ
ックによって構成されている。ガス導入側ピース74は、キャップ部73の内端部に沿っ
て前後方向に延びる長方形断面の細棒状をなしている。ガス導入側ピース74の内端面は
、キャップ部73の内端面の下側においてこれと面一をなしている。左側のガス導入側ピ
ース74の下面は、電界印加電極31の上面の内側寄り部分に当接されている。右側のガ
ス導入側ピース74の下面は、接地電極32の上面の内側寄り部分に当接されている。
A gas
左右一対の電極ホルダ70のキャップ部73及びピース74の内端面どうしの間に、処
理ガス導入路70bが形成されている。導入路70bは、スリット状をなして前後方向に
延びている。導入路70bの上端部は、トッププレート22の導入路22aにストレート
に連なり、下端部は、電極31,32間のプラズマ化空間30aの上流端にストレートに
連なっている。
A processing
各電極ホルダ70において、L字状ベース部72の下辺部の内端部には、吹出し側ピー
ス75が設けられている。吹出し側ピース75は、樹脂製のホルダ本体71より耐プラズ
マ性及び耐熱性が高い絶縁材料、例えばパイレックス(登録商標)ガラスによって構成さ
れている。吹出し側ピース75は、ベース部72の下辺部の内端部に沿って前後方向に延
びる断面逆L字の細棒状をなしている。左側の吹出し側ピース75の上面は、電界印加電
極31の下面の内側寄り部分に当接されている。右側の吹出し側ピース75の上面は、接
地電極32の下面の内側寄り部分に当接されている。
In each
左右一対の電極ホルダ70の吹出し側ピース75の内端面どうしの間に、処理ガス吹出
し路70cが形成されている。吹出し路70cは、スリット状をなして前後方向に延びて
いる。吹出し路70cの上端部は、電極31,32間のプラズマ化空間30aの下流端に
ストレートに連なっている。
Between the inner end surfaces of the blowing
放電処理部20の底部全体(左右の電極31,32、ホルダ70,70及びサイドプレ
ート23,23の下面)には、金属板からなる導電部材27が被せられている。導電部材
27の左右中央部には、吹出し口27bが形成されている。吹出し口27bは、スリット
状をなして前後方向に延び、上記吹出し路70cに連なっている。
A
導電部材27は、電極ホルダ70によって電極31,32から絶縁されるとともに、接
地線3dを介して電気的に接地されている。
また、導電部材27とサイドプレート23とが接触することにより、筐体21が導電部
材27を介して電気的に接地されている。これにより、プラズマノズルヘッド1から外部
への漏電が防止されている。
The
In addition, the
プラズマノズルヘッド1には、長尺状の電極31,32の歪阻止手段ないしは歪矯正手
段が設けられている。すなわち、図2に示すように、左右のサイドプレート23には、ネ
ジ孔23aとカラー収容孔23bがそれぞれ前後方向に離間して交互に複数形成され、更
に、電極ホルダ70のベース部72には、サイドプレート23の各収容孔23bに連なる
カラー収容孔72bが形成されている。
The plasma nozzle head 1 is provided with strain preventing means or strain correcting means for the
各ネジ孔23aには、金属製いもネジからなる押しボルト40が捩じ込まれている。押
しボルト40は、所要強度を有する鋼材等の金属にて構成されている。押しボルト40の
先端には、座金41が設けられ、この座金41が、電極ホルダ70のベース部72背面の
凹み72cに突き当てられている。
In each
各収容孔23b,72bには、ボルトカラー60が収容されている。ボルトカラー60
は、ポリテトラフルオロエチレン等の絶縁樹脂によって出来、軸線を左右水平方向へ向け
た段付き筒状をなしている。ボルトカラー60の外端部には、フランジ60f(筐体への
係着部)が設けられている。このフランジ60fが、サイドプレート23の収容孔23b
の段差23cに外側から引っ掛けられている。
A
Is made of an insulating resin such as polytetrafluoroethylene, and has a stepped cylindrical shape with the axis oriented in the horizontal direction. At the outer end portion of the
Is hooked from the outside to the
ボルトカラー60の内部には、その軸線に沿ってボルト挿入孔60aが貫通形成されて
いる。ボルト挿入孔60aは、外端側が大径になり、奥端側が小径になっており、この大
径孔部60bと小径孔部60cとの間に段差60d(ボルトの引っ掛け部)が形成されて
いる。ボルトカラー60の肉厚(ボルト挿入孔60aの内周面からボルトカラー60の外
周面までの厚さ)は、絶縁耐力が十分大きくなり静電容量が十分小さくなるように、十分
な厚さになっている。
A
ボルトカラー60のボルト挿入孔60aに引きボルト50が挿通されている。引きボル
ト50は、所要強度を有する鋼材等の金属にて構成されている。引きボルト50の頭部は
、角部が丸みを帯びており、表面全体が滑らかになっている。引きボルト50の頭部は、
ボルト挿入孔60aの大径孔部60bに収容されるとともに段差60dに引っ掛かってい
る。引きボルト50の脚部は、ボルト挿入孔60aの小径孔部60cを貫通し、対応電極
31,32に形成されたネジ孔30dにねじ込まれている。すなわち、左側の引きボルト
50は、電界印加電極31にねじ込まれ、右側の引きボルト50は、接地電極32にねじ
込まれている。
The pulling
The bolt is inserted into the large-
サイドプレート23の各カラー収容孔23bのフランジ60fへの引っ掛け部を除く内
径は、ボルトカラー60のフランジ60fより奥側部分の外径より十分大きくなっている
。これによって、カラー収容孔23bの内周面とボルトカラー60の外周面の間には、環
状の空隙20cが形成されている。なお、電極ホルダ70のカラー収容孔72bは、サイ
ドプレート23のカラー収容孔23bと同径になっているが、それより大径にしてもよく
、ボルトカラー60がちょうど嵌る大きさにしてもよい。
The inner diameter of each
本発明の最も特徴的部分について説明する。
電極ホルダ70の収容スペース70aの内面には、ザグリ加工が施されている。これに
よって、電極からの離間部70dが凹設されている。離間部70dは、ベース部72の押
しボルト40に対応する部分72eを避けるとともに、カラー収容孔72bに連なるよう
にして、ベース部72の縦辺部の内面及び下辺部の上面、並びにキャップ部73の下面に
わたっている。これによって、電極31,32の背面(他方の電極との対向面とは逆側の
面)には、ベース部72の押しボルト対応部分72eのみが当接し、電極31,32の上
面には、導入側ピース74のみが当接し、電極31,32の下面には、吹出し側ピース7
5のみが当接している。これらの当接部分を除く電極31,32の背面、上面及び下面と
、電極ホルダ70との間には、空隙20aすなわち空気層が形成されている。
The most characteristic part of the present invention will be described.
The inner surface of the
Only 5 is in contact. A
また、左右の各電極ホルダ70のベース部72の下面には、凹部72aが形成されてい
る。これによって、電極ホルダ70の凹部72aの内面と導電部材27との間に、空隙2
0bすなわち空気層が形成されている。
A
0b, that is, an air layer is formed.
上記のように構成された常圧プラズマ処理装置M1の作用について説明する。
処理ガス源2からの処理ガスは、管2aを経て、整流部10に導入され、この整流部1
0において前後長手方向に均一化された後、導入路22a,70bを経て、電極間のプラ
ズマ化空間30aに導入される。そして、電源3から電極31への電圧印加によって空間
30a内にパルス電界が形成されてグロー放電が起き、これによって、処理ガスがプラズ
マ化される。このプラズマ化された処理ガスが、吹出し路27bを通って吹出し口20b
から下方へ吹出され、ワークWに当てられる。これにより、ワークWの洗浄等のプラズマ
表面処理を行なうことができる。
The operation of the atmospheric pressure plasma processing apparatus M1 configured as described above will be described.
The processing gas from the
After being uniformed in the longitudinal direction at 0, it is introduced into the
Is blown downward and applied to the work W. Thereby, plasma surface treatment such as cleaning of the workpiece W can be performed.
ノズルヘッド1の底面すなわちワークWと対向すべき面は、電気的に接地された導電部
材27が被装されているので、電極31からワークWにアークが落ちるのを防止しつつ、
ノズルヘッド1をワークWに近づけることができる。これによって、常圧下においてもプ
ラズマをワークWに確実に到達させることができる。ひいては、処理効率を確実に向上さ
せることができる。また、電界がワークWへ洩れるのを防止でき、ワークWが電界によっ
て影響を受けないようにすることができる。
導電部材27と電極31とは、電極ホルダ70にて絶縁できる。また、電極ホルダ70
と導電部材27の間に空隙20bを形成することによって、部材70,27間の絶縁耐力
を高めることができる。
The bottom surface of the nozzle head 1, that is, the surface to be opposed to the workpiece W is covered with the electrically grounded
The nozzle head 1 can be brought close to the workpiece W. Thereby, the plasma can reliably reach the workpiece W even under normal pressure. As a result, processing efficiency can be improved reliably. Further, it is possible to prevent the electric field from leaking to the workpiece W, and to prevent the workpiece W from being affected by the electric field.
The
By forming the
上記押しボルト40は、電極ホルダ70のベース部72を介して電極31,32を他方
の電極に接近する方向に押すことができ、一方、引きボルト50は、電極31,32を他
方の電極から遠ざかる方向に引くことができる。したがって、長尺電極31,32が歪ん
でいる場合には、これらボルト40,50のねじ込み量を調節することによって、上記電
極31,32の歪みを矯正できる。
また、押しボルト40は、電極31,32が他方の電極から遠ざかるのを阻止でき、一
方、引きボルト50は、電極31,32が他方の電極へ接近するのを阻止できる。したが
って、長尺電極31,32が、クーロン力で歪んだり、該電極の金属本体と表面の固体誘
電体層との熱膨張率の差で歪んだりするのを防止できる。これによって、プラズマ化空間
30aの幅を前後全長にわたって一定にすることができ、処理ガスを、前後長手方向に沿
って確実に均一に吹出すことができる。ひいては、ワークWを確実に均一にプラズマ処理
することができる。
The
The
左側の引きボルト50には、電極31を介して電圧が印加されるが、絶縁性のボルトカ
ラー60によって、筐体21と絶縁することができる。しかも、カラー60と筐体21の
間には環状空隙20cすなわち空気層が設けられているので、確実に絶縁することができ
る。
A voltage is applied to the
プラズマ処理装置M1によれば、電極31,32を絶縁保持する電極ホルダ70の大部
分を占める本体71を樹脂にて構成することによって、全体をセラミック等にするより材
料コストを安価にすることができる。一方、処理ガス導入路70bの形成面と吹出し路7
0cの形成面についてはセラミック製のピース74,75にて構成することによって、耐
プラズマ性を確保でき、プラズマによる損傷を防止できる。
また、セラミック製のピース74,75は耐熱性も十分に高く、高温の処理ガスを通し
ても変質や変形を来たさないようにすることができる。
According to the plasma processing apparatus M1, the
By forming the 0c formation surface with
In addition, the
電極ホルダ70の大部分を占める本体71については、樹脂の中でも耐熱性の高いユニ
レート(登録商標)にて構成することによって、電極31,32からの熱による変形等の
影響を低減することができる。
しかも、電極31,32とホルダ本体71の間には、空隙20aすなわち断熱層が介在
され、これら部材どうしの接触面積が小さくなっているので、電極31,32からホルダ
本体71への熱の伝わりを抑制することができる。したがって、ホルダ本体71が電極3
1,32からの熱によって変形等の影響を受けるのを一層確実に防止することができる。
また、電極31とホルダ本体71の間の絶縁耐力を高めることができ、放電を抑制するこ
とができる。
The
In addition, a
It is possible to more reliably prevent the heat from 1 and 32 from being affected by deformation and the like.
Moreover, the dielectric strength between the
更に、電極31,32への高周波給電によって導電部材27が誘導加熱されても、該導
電部材27と電極ホルダ70との間に空隙20bすなわち断熱層が介在されているので、
導電部材27から電極ホルダ70に熱が伝わるのを抑制できる。これによって、電極ホル
ダ70の樹脂本体71が熱変形を来たすのを一層確実に防止することができる。
Furthermore, even if the
It is possible to suppress heat from being transmitted from the
本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の改変が可能である。
例えば、電極ホルダ70の断面L字状のベース部72とキャップ部73とが、一体にな
っていてもよい。ベース部72の縦辺部と下辺部が分離され、縦辺部とキャップ部73が
一体になっていてもよい。
上記実施形態では、電極31,32が略正方形の断面形状をなしているが、縦長(例え
ば高さが横幅に対し2倍)の長方形断面等にしてもよい。勿論、この場合、サイドプレー
ト23や電極ホルダ70も縦長になる。
接地電極用の引きボルトは、カラーに収容しなくてもよく、頭部が筐体に直接係着され
ていてもよい。
押しボルトが、電極に直接突き当たって押すようになっていてもよい。この場合、少な
くとも電界印加電極に対応する押しボルトについては絶縁性のボルトカラーに収容し、筐
体と絶縁する。この押しボルト用カラーのボルト収容孔の内周面には、押しボルトを螺合
する雌ネジを設ける。また、押しボルト用カラーが筐体に内側から引っ掛かるようにする
。
少なくとも電界印加電極に対応するボルトカラーのボルト収容孔の外端開口は、キャッ
プで塞ぐようにしてもよい。これによって、ボルト収容孔の内周面が放電で焦げたとして
も、パーティクルがヘッドの周辺の処理雰囲気中に飛散、混入するのを防止できる。
本発明のプラズマ処理は、電極間のプラズマ化空間の外部に被処理物を配置する所謂リ
モート式だけでなく、電極間のプラズマ化空間の内部に被処理物を配置する所謂ダイレク
ト式にも適用される。
本発明は、常圧下だけでなく、減圧下でのプラズマ処理にも適用でき、グロー放電だけ
でなく、コロナ放電や沿面放電によるプラズマ処理にも適用でき、洗浄、成膜、表面改質
、エッチング、アッシング等の種々のプラズマ処理に遍く適用できる。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, the
In the above-described embodiment, the
The pulling bolt for the ground electrode may not be accommodated in the collar, and the head may be directly attached to the housing.
The push bolt may directly push against the electrode. In this case, at least the push bolt corresponding to the electric field application electrode is housed in an insulating bolt collar and insulated from the housing. A female screw for screwing the push bolt is provided on the inner peripheral surface of the bolt receiving hole of the push bolt collar. The collar for the push bolt is caught on the housing from the inside.
At least the outer end opening of the bolt housing hole of the bolt collar corresponding to the electric field applying electrode may be closed with a cap. Thereby, even if the inner peripheral surface of the bolt accommodation hole is burnt by electric discharge, it is possible to prevent particles from being scattered and mixed in the processing atmosphere around the head.
The plasma treatment of the present invention is applicable not only to the so-called remote type in which the object to be processed is arranged outside the plasmaization space between the electrodes, but also to the so-called direct type in which the object to be processed is arranged inside the plasmaization space between the electrodes. Is done.
The present invention can be applied not only to atmospheric pressure but also to plasma treatment under reduced pressure, and not only to glow discharge, but also to plasma treatment by corona discharge or creeping discharge, cleaning, film formation, surface modification, etching It can be applied to various plasma treatments such as ashing.
M1 常圧プラズマ処理装置
20a 電極と電極ホルダの間の空隙
20b 電極ホルダと導電部材の間の空隙
20c ボルトカラーと筐体の間の空隙
21 筐体
23a カラー収容孔
27 導電部材
31,32 電極
30a プラズマ化空間
40 押しボルト
50 引きボルト
60 ボルトカラー
60a ボルト挿入孔
70 電極ホルダ
70a 電極収容スペース
70b 処理ガス導入路
70c 吹出し路
70d 電極からの離間部
71 ホルダ本体
72a 凹部
72e 電極ホルダの押しボルト対応部分
74 導入側ピース
75 吹出し側ピース
M1 atmospheric pressure
Claims (9)
前記電極を収容するスペースを有する絶縁性の電極ホルダと、を備え、
前記電極ホルダの電極収容スペースの内面には、電極からの離間部が凹設され、これによ
り、電極と電極ホルダの間に空隙が形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。 An electrode for converting the processing gas into plasma;
An insulating electrode holder having a space for accommodating the electrode,
A plasma processing apparatus, wherein a space from the electrode is recessed in the inner surface of the electrode housing space of the electrode holder, whereby a gap is formed between the electrode and the electrode holder.
ており、
前記電極ホルダが、前記電極収容スペースを有するホルダ本体と、このホルダ本体の処理
ガス導入側の端部に設けられた導入側ピースとを備え、
前記導入側ピースが、電極における処理ガス導入側の面への当接面と、前記プラズマ化空
間の上流端に連なる処理ガス導入路の形成面とを有していることを特徴とする請求項1に
記載のプラズマ処理装置。 Process gas is introduced into the plasmatized space defined by the electrodes and blown out.
The electrode holder includes a holder main body having the electrode housing space, and an introduction side piece provided at an end of the holder main body on the processing gas introduction side,
The said introduction side piece has the contact surface to the surface by the side of the process gas introduction in an electrode, and the formation surface of the process gas introduction path connected to the upstream end of the said plasmaization space, It is characterized by the above-mentioned. 2. The plasma processing apparatus according to 1.
ており、
前記電極ホルダが、前記電極収容スペースを有するホルダ本体と、このホルダ本体の処理
ガス吹出し側の端部に設けられた吹出し側ピースとを備え、
前記吹出し側ピースが、電極における吹出し側の面への当接面と、前記プラズマ化空間の
下流端に連なる吹出し路の形成面とを有していることを特徴とする請求項1に記載のプラ
ズマ処理装置。 Process gas is introduced into the plasmatized space defined by the electrodes and blown out.
The electrode holder includes a holder main body having the electrode accommodation space, and a blowing side piece provided at an end of the holder main body on the processing gas blowing side,
The said blowing side piece has the contact surface to the surface of the blowing side in an electrode, and the formation surface of the blowing path connected to the downstream end of the said plasmaization space, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Plasma processing equipment.
する請求項2又は3に記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein the piece is made of a material having higher plasma resistance than the holder body.
求項2又は3に記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein the piece is made of a material having higher heat resistance than the holder body.
とを特徴とする請求項2〜5の何れかに記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein the holder main body is made of resin, and the piece is made of ceramic.
前記電極ホルダの吹出し側の面に凹部が形成され、これにより、電極ホルダと導電部材の
間に空隙が形成されていることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載のプラズマ処理
装置。 The conductive member is provided in a state of being electrically grounded to the outlet side from the electrode holder,
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein a concave portion is formed on a blow-off surface of the electrode holder, whereby a gap is formed between the electrode holder and the conductive member. .
この筐体に形成されたカラー収容孔に収容された状態で筐体に係着された絶縁性のボルト
カラーと、
このボルトカラーに挿入されるとともに電極におけるプラズマ化空間画成面とは逆側の背
面に接合され、電極を押し又は引き可能なボルトと、
を備え、前記筐体のカラー収容孔の内周面と前記ボルトカラーの外周面との間に空隙が形
成されていることを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載のプラズマ処理装置。 A rigid metal housing for housing the electrode holder;
An insulating bolt collar engaged with the housing in a state of being accommodated in a collar housing hole formed in the housing;
A bolt that is inserted into the bolt collar and joined to the back surface opposite to the plasma space defining surface of the electrode, and can push or pull the electrode;
The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a gap is formed between an inner peripheral surface of the collar housing hole of the housing and an outer peripheral surface of the bolt collar. .
この引きボルトとは別途のボルトが、前記筐体に螺合されるとともに前記電極ホルダに押
し当てられ、ひいては電極ホルダを介して電極を押し可能になっており、
前記電極ホルダの電極からの離間部が、前記押しボルトに対応する部分を避けて形成され
ていることを特徴とする請求項8に記載のプラズマ処理装置。 The bolt accommodated in the bolt collar can be screwed into the electrode and pulled.
A bolt that is separate from the pulling bolt is screwed into the housing and pressed against the electrode holder, so that the electrode can be pressed through the electrode holder.
The plasma processing apparatus according to claim 8, wherein a separation portion from the electrode of the electrode holder is formed so as to avoid a portion corresponding to the push bolt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004048332A JP2005243724A (en) | 2004-02-24 | 2004-02-24 | Plasma processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2004048332A Pending JP2005243724A (en) | 2004-02-24 | 2004-02-24 | Plasma processing apparatus |
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- 2004-02-24 JP JP2004048332A patent/JP2005243724A/en active Pending
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