JP2007323836A - プラズマ処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1電極31と第2電極32を、金属製の筐体10で囲むとともに対向させ、間に放電空間23を形成する。第1電極31の第2電極32との対向面に固体誘電体からなる誘電部材51を設ける。誘電部材51を、第1電極31の両端部より延び出させ、一対の第3方向延出部53を形成する。第1電極31と、筐体10の放電空間23より第1電極31の側の部分と、誘電部材51の第3方向延出部53とによって、第1電極31を筐体10から絶縁する側部絶縁空間71を画成する。
【選択図】図1
Description
特許文献2には、L字形の小片を、複数、電極の長手方向に離して配置し、これらL字形の小片を電極の背面と下面に当てることにより、電極を支持することが記載されている。隣り合うL字形小片の間の電極の背部及び下部には、絶縁空間が形成されている。
特許文献1における電極の側端面及び下端面とホルダとの間の狭い隙間は、熱膨張差を吸収することはできるが沿面放電等の異常放電が起きないようにするには不十分である。特に、電極の側端面は、他方の電極の側端面に向けて異常放電が走りやすい。
特許文献2のように、電極の背部の絶縁部材を省略し、電極背部と金属製側壁との間に絶縁空間を設けることにすれば、電極背部の沿面放電を防止できるが、電極側端面の異常放電防止については記載されていない。また、電極を支持するため、L字形小片を電極の背面に当てているため、この接触面で異常放電が起きる可能性がある。
(a)前記第1方向と交差する第2方向に対向して間に前記放電空間を形成する第1電極及び第2電極と、
(b)これら第1電極及び第2電極を、前記第1方向から見て囲む金属製の筐体と、
(c)前記第1電極の前記第2電極との対向面に設けられた固体誘電体からなる誘電部材と、
を備え、
前記誘電部材の前記第1方向及び第2方向と交差する第3方向の両端部が、前記第1電極より延び出て、一対の第3方向延出部を構成し、
前記第1電極の前記対向面とは反対側の背部及び前記第3方向の両端部と、前記筐体と、前記一対の第3方向延出部とによって、前記第1電極を前記筐体から絶縁する側部絶縁空間が画成されていることを特徴とする。
これによって、第1電極の背部及び第3方向の両端部と筐体との間に第1電極を絶縁する部材を配置せずに済み、この絶縁部材と第1電極との間に沿面放電が発生するのを防止できる。加えて、誘電部材の第3方向延出部によって第1電極の第3方向の端部から第2電極へ向けて異常放電が飛ぶのを防止することができる。これにより、第1、第2電極等の損傷を防止でき、メンテナンス頻度を削減できるとともに、パーティクルの発生を防止することができる。
前記第1電極が、前記上流側絶縁部材に自重のほぼ全体を掛けるようにして連結されていることが好ましい。
これによって、第1電極の上流側端部だけを、上流側絶縁部材を介して筐体に連結し支持することができる。第1電極の背部及び第3方向の両端部と筐体との間には、第1電極を絶縁して支持する部材を配置せずに済み、側部絶縁空間を確実に形成でき、異常放電ひいてはパーティクルの発生を確実に防止することができる。
これによって、第1電極の上流側端部から第2電極に異常放電が飛ぶのを防止できる。
前記誘電部材の自重のほぼ全体が前記上流側絶縁部材に掛かるようにして、前記上流側延出部が前記上流側絶縁部材に連結されていることが好ましい。
これによって、誘電部材の上流側延出部だけを、上流側絶縁部材を介して筐体に連結し支持することができる。
上流側絶縁部材と誘電部材との接合手段は接着剤を用いることが好ましい。
これによって、第1電極から被処理物に異常放電が飛ぶのを防止し、被処理物のダメージを回避しつつ、第1電極ひいては放電空間を被処理物に接近させることができ、放電空間で生成した活性種が失活しないうちに被処理物に確実に到達させることができる。これによって、処理レートを向上させることができる。
前記誘電部材が、前記第1電極より前記第1方向の下流側へ延び出る下流側延出部を有していることが好ましい。
前記第1電極の前記第1方向の下流側の端部と、前記下流側導電部材と、前記下流側延出部とによって、前記第1電極を前記下流側部材から絶縁するとともに前記側部絶縁空間に連なる下流側絶縁空間が画成されていることが好ましい。
これによって、第1電極と下流側導電部材との間に第1電極を絶縁する部材を配置せずに済み、この絶縁部材と第1電極の下流側面との間に沿面放電が発生するのを防止できる。更には、誘電部材の下流側延出部によって第1電極の下流側端部から第2電極へ異常放電が飛ぶのを防止することができる。これによって、第1、第2電極等の損傷ひいてはパーティクルの発生を一層確実に防止することができる。
前記誘電部材の下流側延出部の端部が、前記吹出し口の近傍に前記下流側部材より突出しないようにして配置されていることが好ましい。
これによって、下流側導電部材によって誘電部材が破損しないように保護することができる。
図1〜図3は、大気圧プラズマ処理装置を示したものである。装置は、処理ヘッド1を備えている。処理ヘッド1は、図示しない架台によって支持されている。図2に示すように、処理ヘッド1の下方の処理位置に、例えば液晶用ガラス基板や半導体基板等の被処理物Wが配置されるようになっている。被処理物Wは、図示しない搬送機構によって例えば前方(図2の矢印方向)へ移動されるようになっている。被処理物Wが静止する一方、処理ヘッド1が移動されるようになっていてもよい。
筐体10は、ステンレス等の金属にて構成され、電気的に接地されている。図1に示すように、筐体10は、前後に一対をなす長い壁11,12と、左右に一対をなす短い壁13,13とを有し、平面視で左右(第3方向)に長い長方形をなしている。
印加電圧は、例えばVpp=10〜30kV程度が好ましく、周波数は、例えば1〜200kHz程度が好ましい。
誘電部材間ガス路22の下端部は、吹出し口24に直接的に連なっている。
図2及び図3に示すように、筐体10の内部には、上流側絶縁部材60が設けられている。上流側絶縁部材60は、ユニレート(登録商標)等の高い耐プラズマ性を有する絶縁体で構成され、左右方向に延びている。上流側絶縁部材60は、筐体10にボルト61にて連結されている。
整流部2で左右方向に均一化された処理ガスは、ガス導入孔21を経て、誘電部材間ガス路22に導かれ、この誘電部材間ガス路22内を上端部(第1方向の上流端)から下方へ流れ、途中、放電空間23を通過することによりプラズマ化(励起、活性化)される。このプラズマ化された処理ガスが、放電空間23より下側(第1方向の下流側)の誘電部材間ガス路22を経て、吹出し口24から下方へ吹き出され、被処理物Wの表面に接触し、反応を起こす。これによって、洗浄、表面改質、エッチング、アッシング、成膜等の所望の表面処理を行うことができる。
図1に示すように、第1電極31と、筐体10の長壁11とは、第1電極31への電圧印加時に絶縁破壊を起こす距離(以下「絶縁破壊距離」という。)より大きく離れている。更に、電極31の左右両端部と筐体10の左右の短壁13,13とは、上記絶縁破壊距離より大きく離れている。これにより、電極31の背部及び左右両端部と、筐体10の放電空間23より第1電極31側の部分と、誘電部材51の左右の延出部53とによって、側部絶縁空間71が画成されている。誘電部材51の左右の延出部53は、側部絶縁空間71の第2電極32側の端部を画成している。側部絶縁空間71は、平面視コ字状をなし、電極31の背部と左右両端部を覆っている。
誘電部材51の左右の延出部53によって、第1電極31の左右端面から第2電極32の側へ沿面放電やアーク等の異常放電が形成されるのを防止することができる。上流側延出部54によって、第1電極31の上下端面から第2電極32の側へ沿面放電やアーク等の異常放電が形成されるのを防止することができる。更には、誘電部材51の下流側延出部55によって、第1電極31の下端面から第2電極32の側へ沿面放電やアーク等の異常放電が形成されるのを防止することができる。
これによって、電極31,32の劣化、損傷を防止でき、パーティクルの発生を抑制することができる。また、電極31,32の上側にだけ絶縁部材60が配置され、電極31,32の背部と下部と左右側部には絶縁部材が配置されていないので、背部と下部と左右側部における絶縁部材の劣化の問題は起き得ず、メンテナンス頻度を削減することができる。
例えば、上流側絶縁部材60及びボルト61,62に代えて、筐体10の上側部から絶縁性のボルトを垂らし、この絶縁性ボルトで電極31,32を吊って支持することにしてもよい。
本発明は、洗浄、表面改質、エッチング、アッシング、成膜等の種々のプラズマ表面処理に適用可能である。
G 処理ガス源
P 電源
1 処理ヘッド
2 整流部
3 プラズマ生成部
10 筐体
14 底部材(下流側導電部材)
23 放電空間
31 第1電極
32 第2電極
51 誘電部材
53 第3方向延出部
55 下流側延出部
60 上流側絶縁部材
71 側部絶縁空間
72 下流絶縁空間
Claims (5)
- 処理ガスを放電空間の第1方向に通して前記放電空間より前記第1方向の下流側の外側に配置した被処理物に当て、プラズマ処理を行なう装置において、
(a)前記第1方向と交差する第2方向に対向して間に前記放電空間を形成する第1電極及び第2電極と、
(b)これら第1電極及び第2電極を、前記第1方向から見て囲む金属製の筐体と、
(c)前記第1電極の前記第2電極との対向面に設けられた固体誘電体からなる誘電部材と、
を備え、
前記誘電部材の前記第1方向及び第2方向と交差する第3方向の両端部が、前記第1電極より延び出て、一対の第3方向延出部を構成し、
前記第1電極の前記対向面とは反対側の背部及び前記第3方向の両端部と、前記筐体と、前記一対の第3方向延出部とによって、前記第1電極を前記筐体から絶縁する側部絶縁空間が画成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記第1電極の前記第1方向の上流側の端部と前記筐体との間に、絶縁材料からなる上流側絶縁部材が設けられており、
前記第1電極が、前記上流側絶縁部材に自重のほぼ全体を掛けるようにして連結され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。 - 前記誘電部材が、前記第1電極より前記第1方向の上流側へ延び出る上流側延出部を有し、
前記誘電部材の自重のほぼ全体が前記上流側絶縁部材に掛かるようにして、前記上流側延出部が前記上流側絶縁部材に連結されていることを特徴とする請求項2に記載のプラズマ処理装置。 - 前記筐体の前記第1方向の下流側の端部には金属製の下流側導電部材が設けられ、
前記誘電部材が、前記第1電極より前記第1方向の下流側へ延び出る下流側延出部を有し、
前記第1電極の前記第1方向の下流側の端部と、前記下流側導電部材と、前記下流側延出部とによって、前記第1電極を前記下流側部材から絶縁するとともに前記側部絶縁空間に連なる下流側絶縁空間が画成されていることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のプラズマ処理装置。 - 前記下流側導電部材には、前記放電空間に連なる吹出し口が形成されており、
前記誘電部材の下流側延出部の端部が、前記吹出し口の近傍に前記下流側部材より突出しないようにして配置されていることを特徴とする請求項4に記載のプラズマ処理装置。
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