JP2009043467A - Plasma treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、処理ガスをプラズマ化(分解、励起、活性化、イオン化を含む)して被処理物に接触させ、被処理物を表面処理する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for treating a surface of a processing object by converting the processing gas into plasma (including decomposition, excitation, activation, and ionization) and bringing the processing gas into contact with the processing object.
電極に電界を印加することにより放電を形成し、処理ガスをこの放電空間に導入してプラズマ化し、被処理物に接触させ、プラズマ表面処理する装置は公知である。かかる装置においては、処理ガスが、ガス導入ノズルと電極との間などから漏洩し、被処理物への供給ガス量が低下したり、異常放電を誘起したり、構成部材の腐食や劣化を招いたりすることがあった。
そこで、例えば、特許文献1に記載のプラズマ処理装置では、ガス導入ノズルと電極との間に、ガス導入ノズルと放電空間とを連通する連通路を有するプレートが設けられ、このプレートと電極との間にガスケットが挟まれている。このガスケットにより処理ガスの漏洩を防止している。
特許文献2では、電極がケース状の誘電部材に収容されている。ガス導入ノズルの外周部と電極構造の外壁とがボルトで連結されている。
Therefore, for example, in the plasma processing apparatus described in
In
上掲特許文献1に記載の装置において、ガス導入ノズルの外周部と電極構造の外壁とをボルトで連結すると、ガスケットの周縁部ではシール圧が十分確保できるが、ガスケットの中央部分では十分なシール圧を確保するのが容易でない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電極とその上流側または下流側のガス通路を形成する部材との間を確実にシールし、ガス漏洩を確実に防止することにある。
In the apparatus described in
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reliably seal between the electrode and a member forming a gas passage on the upstream side or the downstream side, thereby ensuring gas leakage. There is to prevent.
本発明は、上記問題点を解決するために提案されたものであり、処理ガスを放電空間に通して被処理物に接触させる装置であって、
前記放電空間を形成するための電極と、
前記放電空間の上流または下流に連なる連通路を有する通路部材と、
前記電極の前記放電空間を向く面を覆う覆部と、この覆部の前記通路部材側の端部から前記電極の側へ突出する鍔とを有する誘電体からなる誘電部材と、
前記通路部材と前記誘電部材との間に介在されたシール材と、
前記鍔に係合し、前記誘電部材を前記通路部材に締め付ける締め付け手段と、
を備えたことを特徴とする。
これによって、誘電部材と通路部材との間を確実にシールでき、ガス漏洩を確実に防止することができる。
The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems, and is an apparatus for bringing a processing gas into contact with an object to be processed through a discharge space,
An electrode for forming the discharge space;
A passage member having a communication passage connected upstream or downstream of the discharge space;
A dielectric member made of a dielectric having a cover that covers a surface of the electrode that faces the discharge space, and a flange that protrudes from the end of the cover on the side of the passage member toward the electrode;
A sealing material interposed between the passage member and the dielectric member;
A clamping means for engaging the flange and clamping the dielectric member to the passage member;
It is provided with.
Accordingly, the gap between the dielectric member and the passage member can be reliably sealed, and gas leakage can be reliably prevented.
前記締め付け手段が、前記通路部材を通して前記鍔にねじ込まれたネジ部材を含んでいてもよい。
これによって、ネジ部材にて直接誘電部材を通路部材に締め付けることができる。
The tightening means may include a screw member screwed into the flange through the passage member.
Accordingly, the dielectric member can be directly fastened to the passage member by the screw member.
前記締め付け手段が、
(a)前記鍔より前記放電空間とは反対側に配置されたねじ受け部と、このねじ受け部から前記放電空間の側に突出し前記鍔と前記電極の間に差し入れられた挟持部とを有する挟持部材と、
(b)前記通路部材を通して前記ねじ受け部にねじ込まれたネジ部材と、
を含んでいてもよい。
これによって、鍔を挟持部材と通路部材との間に挟持するようにして、誘電部材を通路部材に締め付けることができる。また、誘電部材がネジ部材のねじ込みにより損傷するのを回避することができる。
The fastening means is
(A) a screw receiving portion disposed on a side opposite to the discharge space from the flange, and a clamping portion protruding from the screw receiving portion toward the discharge space and inserted between the flange and the electrode. A clamping member;
(B) a screw member screwed into the screw receiving portion through the passage member;
May be included.
As a result, the dielectric member can be fastened to the passage member so that the heel is sandwiched between the sandwiching member and the passage member. In addition, the dielectric member can be prevented from being damaged by screwing of the screw member.
前記電極が一対あり、これら電極の間に前記誘電部材が一対設けられ、これら誘電部材の間に前記放電空間が形成され、これら誘電部材における前記放電空間内のガスの流れ方向と直交する方向の端部どうしが、接着剤にて気密に接着されていることが好ましい。
これによって、一対の誘電部材どうし間における放電空間内のガスの流れ方向と直交する方向へのガス漏洩をも防止することができる。
There is a pair of the electrodes, a pair of the dielectric members are provided between the electrodes, the discharge space is formed between the dielectric members, and a direction perpendicular to the gas flow direction in the discharge space in these dielectric members It is preferable that the end portions are hermetically bonded with an adhesive.
Thereby, it is possible to prevent gas leakage in a direction orthogonal to the gas flow direction in the discharge space between the pair of dielectric members.
前記一対の誘電部材のうち少なくとも一方の誘電部材の前記端部における前記接着された部分より前記放電空間の側には、他方の誘電部材に接着剤を介さずに直接当接される凸部が形成されていることが好ましい。
これによって、接着剤が放電空間内のガスやプラズマに直接触れるのを防止でき、接着剤の劣化による気密性の低下を防止することができる。
On the discharge space side of the end portion of at least one dielectric member of the pair of dielectric members, a convex portion that is in direct contact with the other dielectric member without using an adhesive is provided. Preferably it is formed.
Accordingly, it is possible to prevent the adhesive from directly contacting the gas or plasma in the discharge space, and it is possible to prevent a decrease in airtightness due to deterioration of the adhesive.
前記一対の誘電部材の前記端部における前記接着された部分より前記放電空間の側の部分どうしの間にスペーサが挟まれ、このスペーサの両面が各誘電部材に接着剤を介さずに直接当接されていてもよい。
これによって、接着剤が放電空間内のガスやプラズマに直接触れるのを防止でき、接着剤の劣化による気密性の低下を防止することができる。スペーサは、耐腐食性に優れた絶縁材を用いるのが好ましい。
A spacer is sandwiched between portions of the end portions of the pair of dielectric members that are closer to the discharge space than the bonded portions, and both surfaces of the spacer directly contact each dielectric member without an adhesive. May be.
Accordingly, it is possible to prevent the adhesive from directly contacting the gas or plasma in the discharge space, and it is possible to prevent a decrease in airtightness due to deterioration of the adhesive. It is preferable to use an insulating material having excellent corrosion resistance for the spacer.
電極は、平行平板電極であってもよく、同軸円筒状電極であってもよい。 The electrode may be a parallel plate electrode or a coaxial cylindrical electrode.
前記シール材は、Oリングであることが好ましく、ゴム製のOリングであることがより好ましい。ゴムは、天然ゴムでもよく、フッ素系ゴムでもよい。これにより、放電による電極の熱膨張とその後の冷却等により圧縮力が変動した場合でも、Oリングの弾性でシール性を安定的に維持することができる。
前記シール材は、ガスケットその他のパッキンでもよい。
前記シール材として接着剤や粘着剤を用いてもよい。
前記シール材は、ペースト状であってもよい。ペースト状のシール材としては、シリコーンシール剤、ブチルゴムシール剤、グリースなどが挙げられる。ペースト状のシール材は、メンテナンスの際、容易に除去でき、装置の分解作業も容易化できる。
前記シール材の材質は、耐腐食性の高いものであることが好ましい。
The sealing material is preferably an O-ring, and more preferably a rubber O-ring. The rubber may be natural rubber or fluorinated rubber. Thereby, even when the compressive force fluctuates due to thermal expansion of the electrode due to discharge and subsequent cooling, the sealing performance can be stably maintained by the elasticity of the O-ring.
The sealing material may be a gasket or other packing.
An adhesive or an adhesive may be used as the sealing material.
The sealing material may be in a paste form. Examples of the paste-like sealing material include a silicone sealing agent, a butyl rubber sealing agent, and grease. The paste-like sealing material can be easily removed during maintenance, and the apparatus can be easily disassembled.
The material of the sealing material is preferably a material having high corrosion resistance.
本発明は、大気圧近傍下(ほぼ常圧)でのプラズマ処理に好適である。ここで、ほぼ常圧(大気圧近傍)とは、1.013×104〜50.663×104Paの範囲を言い、圧力調整の容易化や装置構成の簡易化を考慮すると、1.333×104〜10.664×104Paが好ましく、9.331×104〜10.397×104Paがより好ましい。 The present invention is suitable for plasma processing near atmospheric pressure (substantially normal pressure). Here, almost normal pressure (near atmospheric pressure) refers to a range of 1.013 × 10 4 to 50.663 × 10 4 Pa. Considering the ease of pressure adjustment and the simplification of the apparatus configuration, 333 × 10 4 to 10.664 × 10 4 Pa are preferable, and 9.331 × 10 4 to 10.9797 × 10 4 Pa are more preferable.
本発明によれば、シール部材を強く押圧でき、誘電部材の鍔ひいては電極と通路部材との間からのガス漏洩を確実に防止することができる。 According to the present invention, the seal member can be strongly pressed, and the gas leakage from between the electrode and the passage member can be reliably prevented.
以下、本発明の実施形態を説明する。
図4に示すように、大気圧プラズマ処理装置Mは、プラズマ生成器1と、チャンバー2と、被処理物搬送手段3を備えている。被処理物搬送手段3は、マニピュレータで構成され、その伸縮アーム3aの先端に吸着ハンド3bが設けられている。吸着ハンド3bは、チャンバー2の開閉部2aからチャンバー2内に差し入れ可能になっている。この吸着ハンド3b上に半導体ウェハ等の被処理物Wが載置され吸着されるようになっている。
被処理物搬送手段3として、マニピュレータに代えて、ローラコンベアを用いてもよい。
Embodiments of the present invention will be described below.
As shown in FIG. 4, the atmospheric pressure plasma processing apparatus M includes a
As the workpiece conveying means 3, a roller conveyor may be used instead of the manipulator.
チャンバー2の天板2b上にプラズマ生成器1が設けられている。処理ガス源4からの処理ガスが、プラズマ生成器1でプラズマ化され、チャンバー2内に噴き出され、吸着ハンド3b上の被処理物Wに接触される。これにより、被処理物Wが表面処理される。その後、被処理物Wは、マニピュレータ3によってチャンバー2から搬出される。
A
処理ガスは、処理内容に応じて適宜選択される。例えば、酸化シリコンのエッチングの場合、CF4とO2の混合ガスを露点25℃に加湿し、CF4とO2とH2Oとの混合ガスを得る。この混合ガスをプラズマ生成器1でプラズマ化すると、HFが生成される。このHFと酸化シリコンとが反応し、揮発性のSiF4が生成される。これにより、酸化シリコンをエッチングすることができる。CF4に代えて、CHF3などの他のフッ素系ガスを用いてもよい。放電の安定化のために混合ガスに更にArを含有させてもよい。
The processing gas is appropriately selected according to the processing content. For example, if the etching of the silicon oxide, a wet mixed gas of CF 4 and O 2 dew point 25 ° C., to obtain a mixed gas of CF 4, O 2 and H 2 O. When this mixed gas is converted into plasma by the
アモルファスシリコンのエッチングの場合、チャンバー2の天板2b上にプラズマ生成器1を2つ設けることにしてもよい。そのうち1つのプラズマ生成器1にはN2で希釈したO2を導入してプラズマ化し、O3を生成する。もう1つのプラズマ生成器1にはCF4(またはCHF3)にH2Oを添加したガスを導入してプラズマ化し、HFを生成する。これら2つのプラズマ生成器1からのガスを混合して被処理物Wに噴き付ける。そうすると、混合ガス中のO3がアモルファスシリコンを酸化させ、この酸化シリコンとHFとが反応する。これにより、アモルファスシリコンをエッチングすることができる。
In the case of etching of amorphous silicon, two
チャンバー2の底部から排気ダクト5aが延び、スクラバや真空ポンプ等を含む排気設備5に接続されている。チャンバー2内の処理済みのガスは、排気ダクト5aに吸い込まれ、排気設備5を経て排気されるようになっている。
An
プラズマ生成器1の詳細構造を説明する。
図1に示すように、プラズマ生成器1は、上側のガス導入ノズル10と、上下中央の一対の電極20と、下側のガス導出ノズル30とを有し、図1の紙面と直交する前後方向に延びている。
The detailed structure of the
As shown in FIG. 1, the
ガス導入ノズル10は、例えば塩化ビニールなどの樹脂で構成されているが、これに限定されるものではなく、アルミやステンレス等の金属で構成されていてもよい。ガス導入ノズル10には整流路11が形成されている。処理ガス源4の処理ガスは、供給路4aを経て整流路11に導入され、前後方向(図1の紙面直交方向)に均一化されるようになっている。
The
ガス導出ノズル30は、塩化ビニールなどの樹脂で構成されていてもよくアルミやステンレス等の金属で構成されていてもよい。図4に示すように、ガス導出ノズル30の先端部が、チャンバー2の天板2bから下方に突出し、チャンバー2の内部空間に臨んでいる。このガス導出ノズル30の下方に被処理物Wが配置されるようになっている。ガス導出ノズル30の下端面(先端面)から被処理物Wの上面(表面)までの距離は、例えば5mm程度である。
The
図1に示すように、一対の電極20,20は、互いに左右に対向して配置されている。電極20の大きさは、特に限定はないが、例えば高さ5cm、長さ10cm、厚さ25mmである。電極20の材質は、表面にアルマイト処理を施したアルミニウムであるが、これに限定されるものではなく、ステンレス等の他の金属を用いてもよい。
電極20の内部には、冷却水(冷媒)を通す冷却路21が形成されている。
As shown in FIG. 1, the pair of
A cooling
一方(例えば右側)の電極20は、電源6に接続され、他方の電極20は電気的に接地されている。電源6からの電圧供給により、一対の電極20,20間に電界が印加され、大気圧放電が生成されるようになっている。電源6による印加電圧は、例えば、バイポーラ形のパルス波であり、周波数は30kHz程度、パルス波の長さは5μsec程度、ピーク間電圧はVpp=16kV程度、電力は150Wとするが、これに限定されるものでない。
One (for example, the right side)
一対の電極20,20の間には、左右2つで一組になった誘電部材40が設けられている。
図2に示すように、各誘電部材40は、アルミナ等の腐食に強い誘電体セラミックで構成され、長手方向を前後に向け幅方向を上下に向けた平板状の覆部41と、この覆部41の上端部から他方の誘電部材40側とは反対側に突出する上鍔42と、覆部41の下端部から上鍔42と同方向に突出する下鍔43とを有している。図1に示すように、左側の誘電部材40の覆部41は、左側の電極20の対向面(放電空間を向く面)を密着して覆っている。右側の誘電部材40の覆部41は、右側の電極20の対向面(放電空間を向く面)を密着して覆っている。覆部41の面積は、電極20より大きく、例えば高さ7cm、長さ13cmである。
Between the pair of
As shown in FIG. 2, each
図2に示すように、一方(例えば右側)の誘電部材40の対向面には、放電空間画成凹部40aが設けられている。放電空間画成凹部40aは、誘電部材40の上下の端面にそれぞれ達している。放電空間画成凹部40aの内部は、スリット状の誘電部材間通路44になっている。この誘電部材間通路44の電極20,20間に対応する部分が、電極20,20間への電界印加により放電空間1aとなる。整流路11で均一化されたガスが、後記導入側連通路51を経て、この放電空間1aでプラズマ化されるようになっている。
As shown in FIG. 2, a discharge
一方(右側)の誘電部材40の長手方向の両端部には、凸部40bが形成されている。この凸部40bと他方(左側)の誘電部材40とが合わされ、接着剤45にて接着されている。接着剤45として例えばエポキシ系接着剤が用いられている。凸部40bによって、誘電部材間通路44(放電空間1a)におけるガスの流れ方向(上下方向)と直交する方向の端部が画成されている。
一組の誘電部材40は、互いに接着剤45で接着され一体化された後、互いの上面が面一になるように研磨加工されている。
The pair of
図1に示すように、ガス導入ノズル10と誘電部材40との間には、導入側通路部材50が介在されている。導入側通路部材50は、塩ビ製のガス導入ノズル10より剛性の高いアルミニウムやステンレスなどの金属で構成され、長手方向を前後に向け幅方向を左右に向けた平板状をなしている。図3に示すように、導入側通路部材50の幅方向の中央部には、前後(同図において上下)に延びるスリット状の導入側連通路51が厚さ方向(上下)に貫通形成されている。図1に示すように、この導入側連通路51を介して誘電部材間通路44の上流端が整流路11に連なっている。
As shown in FIG. 1, an introduction
導入側通路部材50の下面には、シール用凹部52が形成されている。図3に示すように、シール用凹部52は、導入側連通路51の周りを囲む環状になっている。図1に示すように、シール用凹部52の内部にOリング61(シール材)が収容されている。Oリング61は、シール用凹部52の上底面と誘電部材40の上端面とに挟まれている。
A sealing
導入側通路部材50の左側部分と左側の電極20との間、及び導入側通路部材50の右側部分と右側の電極20との間には、それぞれ導入側挟持部材71が設けられている。導入側挟持部材71は、絶縁体の樹脂で構成されているが、これに代えてセラミックスで構成されていてもよい。導入側挟持部材71は、誘電部材40の上鍔42より左右外側(放電空間1aの側とは反対側)に位置するねじ受け部72と、このねじ受け部72の下側部分から誘電部材40の覆部41へ向けて突出する挟持部73とを有し、断面が大略L字状になっている。挟持部73は、誘電部材40の鍔と電極20との間に挿し入れられている。ねじ受け部72には、ヘリサート74が埋め込まれている。
Between the left side portion of the introduction
金属製のネジ部材75が、ガス導入ノズル10及び導入側通路部材50を貫通してヘリサート74にねじ込まれている。図1及び図3において符号53は、導入側通路部材50に形成された、ネジ部材75を通すための挿通孔である。ネジ部材75は、Oリング61の外側かつ近傍を囲むようにOリング61の周方向に間隔を置いて複数設けられている。これらネジ部材75により、導入側挟持部材71と導入側通路部材50とが締め付けられるとともに、上鍔42が、挟持部73に引っ掛けられて導入側通路部材50に締め付けられている。これにより、Oリング61が圧縮され、導入側通路部材50と誘電部材40の上端面とに密着されている。
ネジ部材75と導入側挟持部材71は、誘電部材40と導入側通路部材50とを締め付ける締め付け手段70を構成している。
A
The
誘電部材40の下端部とガス導出ノズル30との間には、導出側通路部材80が介在されている。導出側通路部材80は、導入側通路部材50と同様にアルミニウムやステンレスなどの金属で構成され、長手方向を前後に向け幅方向を左右に向けた平板状をなしている。導出側通路部材80の幅方向の中央部には、前後に延びるスリット状の導出側連通路81が厚さ方向(上下)に貫通形成されている。導出側連通路81の上端部は、誘電部材間通路44の下流端に連なっている。導出側連通路81の下端部は、ガス導出ノズル30に形成された噴射路31に連なっている。噴射路31は、ガス導出ノズル30の下端部に達して開口されている。誘電部材間通路44でプラズマ化されたガスが、この噴射路31から下方の被処理物Wへ向けて噴き出されるようになっている。
An outlet
導出側通路部材80の上面には、シール用凹部82が形成されている。詳細な図示は省略するが、シール用凹部82は、環状をなして導出側連通路81の周りを囲んでいる。シール用凹部82の内部にOリング62(シール材)が収容されている。Oリング62は、誘電部材40の下端面とシール用凹部82の上底面とに挟まれている。
A sealing
左側の電極20の下端部と導出側通路部材80の左側部分との間、及び右側の電極20の下端部と導出側通路部材80の右側部分との間には、それぞれ導出側挟持部材91が設けられている。導出側挟持部材91は、樹脂やセラミックスなどの絶縁体で構成されている。導出側挟持部材91は、誘電部材40の下鍔43より左右外側(放電空間1aの側とは反対側)に位置するねじ受け部92と、このねじ受け部92の上側部分から誘電部材40の覆部41へ向けて突出する挟持部93とを有し、断面が大略逆L字状になっている。挟持部93は、電極20と鍔との間に挿し入れられている。ねじ受け部の下側部には、ヘリサート94が埋め込まれている。
Between the lower end portion of the
金属製のネジ部材95が、ガス導出ノズル30及び導出側通路部材80を貫通してヘリサート94にねじ込まれている。ネジ部材95は、Oリング62の外側かつ近傍を囲むようにOリング62の周方向に間隔を置いて複数設けられている。これらネジ部材95により、導出側挟持部材91と導出側通路部材80とが締め付けられるとともに、下鍔43が、挟持部93に引っ掛けられて導出側通路部材80に締め付けられている。これにより、Oリング62が圧縮され、誘電部材40の下端面と導出側通路部材80とに密着されている。
ネジ部材95と導出側挟持部材91は、誘電部材40と導出側通路部材80とを締め付ける締め付け手段90を構成している。
A
The
上記構成のプラズマ処理装置Mによれば、ネジ部材75の締め込みによりOリング61を確実に圧縮できる。これによって、導入側通路部材50と上鍔42との間を確実にシールすることができ、この結果、処理ガスが、導入側通路部材50と上鍔42との間を伝って漏洩するのを確実に防止することができる。
また、ネジ部材95の締め込みにより、Oリング62を確実に圧縮して下鍔43と導出側通路部材80との間を確実にシールすることができる。これによって、処理ガスが、下鍔43と導出側通路部材80との間を伝って漏洩するのを確実に防止することができる。
Oリング61,62は、ガスケット等と比べシール面積が小さいため、シール性をより高めることができる。特に、ゴム製のOリング61,62は、弾性に富み、放電による電極20の熱膨張とその後の冷却等により圧縮力が変動した場合でも、塑性変形を来たしにくい。したがって、シール性を安定的に維持することができる。
誘電部材40に鍔42,43を設けることにより、Oリング61,62のシール面積を十分に確保することができる。
一組の誘電部材40,40の上面の平面加工を、これら誘電部材40,40どうしの接着後に行なっているため、これら誘電部材40,40の上面間に段差が形成されないようにすることができる。これにより、シール性を一層高めることができる。
絶縁体からなる挟持部材71,91にて電極20と通路部材50,80とを絶縁できるだけでなく、ネジ部材75,95として金属ボルトを用いることができ、強固な締め付け力を得ることができる。
プラズマ生成器1は、ガス導出ノズル30の先端部だけがチャンバー2の内部に配置され、そこより上側の部分はチャンバー2の外部に配置されているため、腐食性ガスにほとんど晒されることがない。また、上述したように十分な気密性を有しているため、外部環境へのガス漏れを防止することができる。
According to the plasma processing apparatus M having the above configuration, the O-
Further, by tightening the
Since the O-
By providing the
Since the planar processing of the upper surfaces of the pair of
In addition to insulating the
In the
次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の実施形態と重複する構成に関しては図面に同一符号を付して説明を省略する。
図5は、本発明の第2実施形態を示したものである。この実施形態では、導入側挟持部材71、導出側挟持部材91が設けられていない。これに代えて、誘電部材40の上鍔42と下鍔43が、それぞれ誘電部材間通路44とは反対方向へ大きく突出されている。上鍔42の突端面及び下鍔43の突端面は、それぞれ電極20の背面(放電空間1aとは逆側の面)と面一になっているが、電極20の背面より突出していてもよく、引っ込んでいてもよい。
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following embodiments, the same reference numerals are given to the drawings for the same configurations as those of the above-described embodiments, and the description thereof is omitted.
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the introduction
上鍔42にヘリサート74が埋め込まれ、これにネジ部材75がねじ込まれている。このネジ部材75によって誘電部材40を直接導入側通路部材50に締め付けることができる。したがって、ネジ部材75が単独で誘電部材40の締め付け手段70を構成している。上鍔42が幅広であるため、Oリング61のシール面積を十分に確保することができる。
A
下鍔43にヘリサート94が埋め込まれ、これにネジ部材95がねじ込まれている。このネジ部材95によって誘電部材40を直接導出側通路部材80に締め付けることができる。したがって、ネジ部材95が単独で誘電部材40の締め付け手段90を構成している。下鍔43が幅広であるため、Oリング62のシール面積を十分に確保することができる。
A
図6は、本発明の第3実施形態を示したものである。この実施形態のプラズマ生成器1には、電極20が3つ左右に並んで設けられている。隣り合う電極20の一方が、電源6(図6において図示省略)に接続され、他方が電気的に接地されている。好ましくは、中央の電極20が電源6に接続され、左右の電極20が接地されている。各電極20の隣り合う電極20との対向面に誘電部材40が設けられている。左側と中央の電極20の誘電部材40どうし間と、中央と右側の電極20の誘電部材40どうし間とに、それぞれ放電空間1aとなるべき誘電部材間通路44が形成されている。
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention. In the
図6及び図7に示すように、導入側通路部材50には、左右に離れて2つの導入側連通路51が形成されている。これら導入側連通路51は、前後方向(図7において上下方向)に延びるスリット状をなし、上端部がそれぞれ整流路11に連なるとともに、下方へ向かうにしたがって互いに離れるように傾けられている。左側の導入側連通路51の下端部に左側の誘電部材間通路44が連なり、右側の導入側連通路51の下端部に右側の誘電部材間通路44が連なっている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the introduction-
図6に示すように、導出側通路部材80には、左右に離れて2つの導出側連通路81が形成されている。導出側連通路81は、前後方向(図6の紙面直交方向)に延びるスリット状をなし、導出側通路部材80を厚さ方向(上下)に貫通している。左側の導出側連通路81の上端部に左側の誘電部材間通路44が連なり、右側の導出側連通路81の上端部に右側の誘電部材間通路44が連なっている。
As shown in FIG. 6, two outlet
ガス導出ノズル30には、左右の導出側連通路81からそれぞれ延びる2つの導出路32,32が形成されている。これら導出路32,32は、互いに接近して合流し、この合流部から共通噴射路33が延びてガス導出ノズル30の下端面に達して開口されている。
処理ガスは、整流路11から左右の導入側連通路51に分流し、それぞれ左右の誘電部材間通路44を通過してプラズマ化された後、左右の導出側連通路81及び導出路を経て合流し、共通噴射路33から噴射される。
The gas lead-out
The processing gas is diverted from the rectifying
第3実施形態のシール構造を説明する。
図6に示すように、ガス導入ノズル10と導入側通路部材50との間には、Oリング63(シール材)が設けられている。Oリング63は、整流路11及び2つの導入側連通路51の上端部を囲んでいる。
A seal structure according to the third embodiment will be described.
As shown in FIG. 6, an O-ring 63 (seal material) is provided between the
ネジ部材101(締め付け部材)が、ガス導入ノズル10を上下に貫通して導入側通路部材50にねじ込まれている。ネジ部材101は、Oリング63の外側かつ近傍を囲むようにOリング63の周方向に間隔を置いて複数設けられている。これらネジ部材101によってガス導入ノズル10と導入側通路部材50を締め付けてOリング63を圧縮することができる。これにより、ガス導入ノズル10と導入側通路部材50との間を確実にシールでき、整流路11と導入側連通路51の接続部分からのガス漏れを確実に防止することができる。
A screw member 101 (clamping member) penetrates the
図7に示すように、導入側通路部材50の下面の各導入側連通路51の周りには、これを囲む環状のシール用凹部52がそれぞれ形成されている。各シール用凹部52にOリング61が収容されている。
As shown in FIG. 7, an
図6に示すように、ネジ部材75は、頭部が導入側通路部材50内に位置し、導入側通路部材50のみを上下に貫通してヘリサートにねじ込まれている。したがって、ネジ部材75を、整流路11を避けて配置する必要がなく、整流路11と平面視で重なる位置(導入側通路部材50の幅方向の中央部)にも配置することができる。これによって、Oリング61における導入側連通路51より中央側の部分をも確実に圧縮することができ、導入側通路部材50の幅方向の中央部分と中央の誘電部材40との間を確実にシールすることができる。
As shown in FIG. 6, the
同様にして、導出側通路部材80の上面の各導出側連通路81の周りには、これを囲む環状のシール用凹部82がそれぞれ形成されている。各シール用凹部82にOリング62が収容されている。
Similarly, annular sealing recesses 82 are formed around the respective outlet
ネジ部材95は、頭部が導出側通路部材80内に位置し、導出側通路部材80のみを貫通してヘリサート94にねじ込まれている。したがって、ネジ部材95を、導出路32及び噴射路33を避けて配置する必要がなく、導出路32及び噴射路33と平面視で重なる位置にも配置することができる。これによって、Oリング62における導出側連通路81より中央側の部分をも確実に圧縮でき、導出側通路部材80の幅方向の中央部分と中央の誘電部材40との間を確実にシールすることができる。
なお、図8において、符号85は、導出側通路部材80に形成された、ネジ部材95用の挿通孔であり、符号86は、ネジ部材95の頭部を収容するための頭部収容孔である。
The
In FIG. 8,
図8に示すように、導出側通路部材80の下面には、2つの導出側連通路81を囲む環状のシール用凹部84が形成されている。シール用凹部84にOリング64が収容されている。
As shown in FIG. 8, an
図6に示すように、ネジ部材102(締め付け部材)が、ガス導出ノズル30を貫通して導出側通路部材80の雌ネジ孔83にねじ込まれている。ネジ部材102は、Oリング64の外側かつ近傍を囲むようにOリング64の周方向に間隔を置いて複数設けられている。これらネジ部材102により、導出側通路部材80とガス導出ノズル30とを締め付けてOリング64を圧縮することができる。これにより、導出側通路部材80とガス導出ノズル30との間を確実にシールでき、導出側連通路81と導出路との接続部分からのガス漏れを確実に防止することができる。
As shown in FIG. 6, the screw member 102 (clamping member) passes through the
図9は、誘電部材40の変形例を示したものである。
図9(a)においては、互いに対向する誘電部材40の各々の対向面に放電空間画成凹部40aが形成されている。両者の放電空間画成凹部40aが合わさって放電空間1aとなるべき誘電部材間通路44が形成されている。
FIG. 9 shows a modification of the
In FIG. 9A, discharge
図9(b)においては、一方の誘電部材40の長手方向の両端部には凸部40bが形成されている。この凸部40bの最端部(放電空間1aの側とは反対側)には浅い接着用凹溝40cが形成されている。この接着用凹溝40cに充填された接着剤45によって2つの誘電部材40が接合されている。接着用凹溝40cより長手方向内側(放電空間1aの側)における凸部40bと他方の誘電部材40との間には接着剤45が設けられておらず、両者が直接突き当てられている。
これによって、接着剤45が誘電部材間通路44内の腐食ガス(例えばO3、HF等)に直接晒されないようにすることができ、接着剤45の劣化を防止でき、接着性能を長く保つことができる。この結果、一対の誘電部材40の端部どうし間の気密性を維持することができる。
In FIG. 9B,
Accordingly, the adhesive 45 can be prevented from being directly exposed to the corrosive gas (for example, O 3 , HF, etc.) in the
図9(c)においては、何れの誘電部材40の対向面も全体が平面になっており、放電空間画成凹部40a及び凸部40bが設けられていない。これら誘電部材40の長手方向の端部間には、凸部40bに代えてスペーサ46が介在されている。このスペーサ46によって両誘電部材40どうしの間隔が維持され、誘電部材間通路44の厚さが維持されている。スペーサ46は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などの耐腐食性の高い樹脂にて構成されている。スペーサ46より長手方向外側(放電空間1aの側とは反対側)の誘電部材40どうし間の隙間に両誘電部材40を接着する接着剤45が充填されている。この場合も誘電部材間通路44内の腐食性ガスが接着剤45まで届きにくく、接着剤45の劣化を防止でき、誘電部材40の端部どうし間の気密性を維持することができる。
In FIG.9 (c), the opposing surface of any
ここまでの実施形態では誘電部材40の覆部41と上鍔42及び下鍔43が一体になっていたが、図10に示すように、上鍔42及び下鍔43が覆部41とは別体の誘電体セラミックで構成されていてもよい。覆部41の上端部は、電極20の上面より上に突出し導入側通路部材50の下面に突き当たっている。この覆部41の上側部の背面(誘電部材間通路44を画成する側とは反対側の面)に上鍔42が当てられ接着剤47にて接着されている。覆部41の下端部は、電極20の下面より下に突出し導出側通路部材80の上面に突き当たっている。この覆部41の下側部の背面(誘電部材間通路44を画成する側とは反対側の面)に下鍔43が当てられ接着剤47にて接着されている。接着剤47としては、接着剤45と同様にエポキシ系接着剤などを用いるとよい。
In the embodiment so far, the
図10の実施形態では、導入側挟持部材71及び導出側挟持部材91が設けられておらず、図5の実施形態と同様に、ネジ部材75が直接上鍔42にねじ込まれ、ネジ部材95が直接下鍔43にねじ込まれている。
上鍔42の幅は、電極20の幅と等しくなっており、電極20の上面の全体に被さっている。同様に、下鍔43の幅は、電極20の幅と等しくなっており、電極20の下面の全体に被さっている。
中央の電極20の上下の面に被さる上鍔42及び下鍔43は、中央の電極20の両側の覆部41にそれぞれ接着されている。(中央の電極20の両側の誘電部材40の上鍔42どうしが一体になるとともに下鍔43どうしが一体になっている。)
In the embodiment of FIG. 10, the introduction
The width of the
The
本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の改変をなすことができる。
例えば、シール材は、Oリング61〜64に限られず、ガスケットでもよく、接着剤や粘着剤やペーストでもよい。
上流側のシール材61と下流側のシール材62の何れか一方を省略してもよい。
電極20は、2つまたは3つに限られず、4つ以上あってもよい。
上記実施形態の電極構造は平行平板電極であったが、本発明は同軸環状の電極にも適用可能である。
誘電部材40は、少なくとも一方の電極の対向面(放電空間を向く面)に設けられていればよい。
ガス導入ノズル10の下端部が導入側通路部材を構成し、ガス導入ノズル10の下端部と誘電部材40の上端部との間にシール材61を挟むことにしてもよい。
ガス導出ノズル30の上端部が導出側通路部材を構成し、誘電部材40の下端部とガス導出ノズル30の上端部との間にシール材62を挟むことにしてもよい。
締め付け手段70,90は、ネジ方式に限られず、クランプでもよい。電極20との短絡のおそれのあるときは、ネジ部材75,95やヘリサート74,94の材質を樹脂製にするとよい。
ヘリサート74,94を省略し、通路部材50,80や鍔42,43にネジ部材75,95が直接ねじ込まれる雌ネジ孔を形成してもよい。
ネジ部材75,95を電極20にねじ込み、電極20と通路部材50,80とで誘電部材40の鍔42,43を挟持してもよい。この場合、電極20が締め付け手段70,90の構成要素を兼ねる。電源6に接続された電極20にねじ込まれるネジ部材75,95は、樹脂(絶縁体)で構成するのが好ましい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, the sealing material is not limited to the O-
Either the upstream
The number of
Although the electrode structure of the above embodiment is a parallel plate electrode, the present invention can also be applied to a coaxial annular electrode.
The
The lower end portion of the
The upper end portion of the
The fastening means 70 and 90 are not limited to the screw system, but may be a clamp. When there is a possibility of short circuit with the
The
The
実施形態を互いに組み合わせてもよい。例えば、図1、図5の実施形態においても、図6の実施形態と同様に、ノズル10,30と通路部材50,80との間にOリング63,64等のシール材を設けることにしてもよい。
図1、図5の実施形態においても、図6の実施形態と同様に、ネジ部材75,95が通路部材50,80だけを通して挟持部材71,91にねじ込まれ、ノズル10,30と通路部材50,80とは別のネジ部材101,102で連結されていてもよい。
図1、図5の実施形態においても、図10の実施形態と同様に、誘電部材40の鍔42,43が覆部41とは別体のセラミック板で構成されていてもよい。
本発明は、エッチングだけでなく、アッシング、成膜、洗浄、表面改質等の種々のプラズマ表面処理に適用可能である。
大気圧下でのプラズマ処理に限られず、低圧下でのプラズマ処理にも適用可能である。
The embodiments may be combined with each other. For example, in the embodiment of FIGS. 1 and 5, as in the embodiment of FIG. 6, sealing materials such as O-
Also in the embodiment of FIGS. 1 and 5, as in the embodiment of FIG. 6, the
Also in the embodiment of FIGS. 1 and 5, like the embodiment of FIG. 10, the
The present invention is applicable not only to etching but also to various plasma surface treatments such as ashing, film formation, cleaning, and surface modification.
The present invention is not limited to plasma processing under atmospheric pressure, and can also be applied to plasma processing under low pressure.
本発明は、例えば半導体基板の製造やフラットパネルディスプレイ(FPD)の製造に利用可能である。 The present invention can be used for manufacturing a semiconductor substrate and a flat panel display (FPD), for example.
M 大気圧プラズマ処理装置
W 被処理物
1 プラズマ生成器
1a 放電空間
20 電極
40 誘電部材
40b 凸部
40c 接着用凹溝
41 覆部
42 上鍔
43 下鍔
45 接着剤
46 スペーサ
50 導入側(上流側)の通路部材
51 導入側(上流側)の連通路
61 Oリング(シール材)
62 Oリング(シール材)
70 締め付け手段
71 導入側(上流側)の挟持部材
72 ねじ受け部
73 挟持部
75 ネジ部材
80 導出側(下流側)の通路部材
81 導出側(下流側)の連通路
90 締め付け手段
91 導出側(下流側)の挟持部材
92 ねじ受け部
93 挟持部
95 ネジ部材
M Atmospheric pressure plasma processing apparatus W Object to be processed 1
62 O-ring (seal material)
70 Tightening means 71 Inlet side (upstream side) clamping
Claims (7)
前記放電空間を形成するための電極と、
前記放電空間の上流または下流に連なる連通路を有する通路部材と、
前記電極の前記放電空間を向く面を覆う覆部と、この覆部の前記通路部材側の端部から前記電極の側へ突出する鍔とを有する誘電体からなる誘電部材と、
前記通路部材と前記誘電部材との間に介在されたシール材と、
前記鍔に係合し、前記誘電部材を前記通路部材に締め付ける締め付け手段と、
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。 An apparatus for bringing a processing gas into contact with an object to be processed through a discharge space,
An electrode for forming the discharge space;
A passage member having a communication passage connected upstream or downstream of the discharge space;
A dielectric member made of a dielectric having a cover that covers a surface of the electrode that faces the discharge space, and a flange that protrudes from the end of the cover on the side of the passage member toward the electrode;
A sealing material interposed between the passage member and the dielectric member;
A clamping means for engaging the flange and clamping the dielectric member to the passage member;
A plasma processing apparatus comprising:
(a)前記鍔より前記放電空間とは反対側に配置されたねじ受け部と、このねじ受け部から前記放電空間の側に突出し前記鍔と前記電極の間に差し入れられた挟持部とを有する挟持部材と、
(b)前記通路部材を通して前記ねじ受け部にねじ込まれたネジ部材と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。 The fastening means is
(A) a screw receiving portion disposed on a side opposite to the discharge space from the flange, and a clamping portion protruding from the screw receiving portion toward the discharge space and inserted between the flange and the electrode. A clamping member;
(B) a screw member screwed into the screw receiving portion through the passage member;
The plasma processing apparatus according to claim 1, comprising:
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