JP2007265932A - リモート式プラズマ処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プラズマ処理装置10は、第一の電極層2A、第一の電極層2Aを埋設する第一のセラミック層1A、第二の電極層2B、および第二の電極層を埋設する第二のセラミック層1Bを備える。第一のセラミック層の第一の表面1aと第二のセラミック層の第二の表面1cとの間にギャップ7が形成されている。第一の電極層と第二の電極層とに対する電圧の印加による放電を用いて、ギャップ7内に導入された処理ガス8を活性化し、活性化した処理ガス9を排出する。
【選択図】 図1
Description
図1、図2、図3を参照しつつ説明した装置を作製し、ガラス基板をプラズマ処理した。
具体的には、セラミック層1A、1Bの材質は純度99.9%以上のアルミナとし、寸法は縦90mm、横50mm、厚さ1mmとした。金属電極層2A、2Bの位置は、セラミック層の表面から0.5mmとし、材質はモリブデン金属とした。電極層の厚さは約50μmとし、セラミック層のエッジ部(周縁部)には幅1mmにわたって金属電極層のない領域を設けた。
図4を参照しつつ説明したようなプラズマ処理装置を作製した。90×50×3mmの金属電極(SUS304製)16に、セラミック溶射法にて、厚さ0.5mmのアルミナ溶射膜17を形成して電極を製作した。この電極ユニットを2枚用意し、スペーサー13(厚さ0.3mm)を用いてギャップを形成した。実施例1と同じパルス電源、処理ガス、被処理物を用いて同様の評価を行った。
図5、図6を参照しつつ説明したようにして、実施例1で用いたセラミック層1A、1Bに溝加工を施し、これを2枚対向させ、図6に示すプラズマ処理装置を製作した。ただし、溝の深さはそれぞれ0.15mmとし、放電空間のギャップ間隔は0.3mmとした。この場合、実施例1で用いたアルミナ製スペーサーは用いていない。
実施例2と同様のプラズマ処理装置を作製し、同様の測定を行った。ただし、セラミック層における溝の深さを0.05mmとし、ギャップ間隔を0.1mmとした。これに実施例1と同じパルス電源、処理ガス、被処理物を用いて同様の評価を行った。
比較例1のセラミック溶射膜を用いた電極と、アルミナスペーサー(厚さ0.1mm)とを用いて、放電ギャップ0.1mmのプラズマ処理装置を製作した。そして、実施例1と同様の条件でプラズマ処理を試みたところ、通電中にスペーサーが割れて絶縁破壊する結果となった。すなわち、例えば厚さ0.1mmのスペーサーのような、薄いスペーサーを用いて安定的にプラズマ生成させることは困難であることが分かった。
図7に示すように、セラミック層の表面に溝14を形成するのにあたり、ギャップ間隔を均一に保つためのスペーサー部16を形成した。セラミック層の寸法は、実施例1より大きくし、縦180mm、横50mmとした。スペーサー部16の幅は1mmとした。
実施例3と同様のプラズマ処理装置を作製した。ただし、溝加工においてスペーサー部16を残さないようにした。この結果、プラズマ処理前後のガラス基板の接触角は、初期55度から処理後は12度になった。基板に付着した10ミクロン以下のパーティクル数は32個であった。更に、1000時間の連続通電試験を行ったところ、試験前後で電極間の絶縁抵抗は変化しなかった。ただし、幅方向の処理均一性は±25%に上昇することがわかった。
すなわち、溝加工においてスペーサー部16を設けることにより、プラズマ処理部が大型化しても、処理均一性の一層高い装置を得ることが出来るようになった。
実施例1と同様にしてプラズマ処理装置を作製した。ただし、図9に示すように、電極の冷却効果を高めるため、電極面に部分的に埋め込み金属層を形成し、周縁部以外に電極層を埋設しない不活性化領域18を設けた。セラミック電極の寸法は、縦90mm、横70mm、厚さ1mmとした。不活性化領域18の幅は20mmとした。得られたセラミック層を2枚対向させ、放電空間を形成してプラズマ処理装置を製作した。溝14の深さは0.15mmとし、放電空間のギャップ間隔は0.3mmとした。この場合、実施例1で用いたアルミナ製スペーサーは用いていない。これに実施例1と同じパルス電源、処理ガス、被処理物を用いて同様の評価を行った。
実施例5と同様にしてプラズマ処理装置を作製した。ただし、図11に示すような形状に金属電極層、溝加工を施した。この結果、プラズマ処理前後のガラス基板の接触角は、初期55度から処理後は13度になった。基板に付着した10ミクロン以下のパーティクル数は32個であった。更に、1000時間の連続通電試験を行ったところ、試験前後で電極間の絶縁抵抗は変化しなかった。これによって、プラズマの吹き出しを強くすると同時に、冷却効率の高いプラズマ処理装置を実現することができる。
図12に示すように、活性化ガスした処理ガスを別系統のガスで両側からシールドするための機構を設けた装置を製作した。すなわち、実施例1と同様のプラズマ処理装置を作製した。そして、SUS304のガスシールド23を取り付けた。処理部本体との間隔は5mmとした。また、シールドガスとしては、窒素ガス(流量10L/min)を2系統使用した。そして、実施例1と同様にして効果の確認を行った。
確認できた。
Claims (6)
- 第一の電極層、この第一の電極層を埋設する第一のセラミック層、第二の電極層、およびこの第二の電極層を埋設する第二のセラミック層を対向させて配置し、前記第一のセラミック層の第一の表面と前記第二のセラミック層の第二の表面との間にギャップが形成されており、前記第一の電極層と前記第二の電極層とに対する電圧の印加による放電を用いて、前記ギャップ内に導入された処理ガスを活性化し、活性化した処理ガスを排出することを特徴とする、リモート式プラズマ処理装置。
- 前記第一のセラミック層と前記第二のセラミック層の少なくとも一方の表面に溝が形成されており、これら溝によって前記ギャップが形成されていることを特徴とする、請求項1記載のリモート式プラズマ処理装置。
- 前第一のセラミック層と前記第二のセラミック層との間に、前記ギャップの間隔を均一に保つためのスペーサーが設けられていることを特徴とする、請求項1〜2のいずれか1つの請求項に記載のリモート式プラズマ処理装置。
- 前記第一の表面下に前記第一の電極の設けられていない不活性領域が設けられており、前記第二の表面下に前記第二の電極の設けられていない不活性領域が設けられていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一つの請求項に記載のリモート式プラズマ処理装置。
- 前記第一のセラミック層を保持する第一の電極保持体および前記第二のセラミック板を保持する第二の電極保持体を備えていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一つの請求項に記載のリモート式プラズマ処理装置。
- 前記第一のセラミック層および前記第二のセラミック層の周りに設けられているガスシールドを備えていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一つの請求項に記載のリモート式プラズマ処理装置。
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