JP2020194971A - プラズマ処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
大気開放下に配し、板状の加工対象物の表面との間でプラズマ発生空間を形成する非密閉式のプラズマ処理装置であって、
前記プラズマ発生空間に反応ガスを含むプロセスガスを供給するガス供給系と、
前記プラズマ発生空間の外側に配置し前記プロセスガス及び大気を排気する差動排気構造のガス排気系と、
前記プロセスガスに直接又は誘電体を介して接する電極と、
前記電極に高周波電界を印加する高周波電源と、
を備え、前記プラズマ発生空間を減圧状態に維持してプラズマを発生させて加工対象物の表面を処理する、
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
前記プラズマ発生空間の減圧状態の圧力が20〜200Torrである、(1)記載のプラズマ処理装置。
側面から下面及び上面にわたって区画壁で区画されており、上面の一部又は全部をセラッミクス製の誘電体板で形成し、両側に加工対象物が通過できる開口を形成し、内部の中央部に前記プラズマ発生空間となるプラズマ発生室を設け、その両側に排気室を設けた非密閉式のチャンバーと、
前記誘電体板の上の大気開放下に非接触状態で配置した電極と、
前記プラズマ発生室にプロセスガスを供給するガス供給系と、
前記両排気室から排気して、前記プラズマ発生室を所定の減圧状態にする差動排気構造のガス排気系と、
を備え、一方の開口から他方の開口に加工対象物が通過する間に、前記プラズマ発生室で発生したプラズマにより処理される、(1)又は(2)記載のプラズマ処理装置。
前記チャンバーの開口には、前記加工対象物との隙間を弾性的に塞ぐシール材を設ける、(3)記載のプラズマ処理装置。
前記電極は、少なくとも前記加工対象物の繰り送り方向と直交する方向に駆動機構で数値制御走査できる、(3)又は(4)記載のプラズマ処理装置。
中心に電極を配置し、その周囲に同心状にプロセスガスのガス噴出管、更に外側にガス吸引管を多重に形成し、下面は略フラットに形成し、前記電極は前記ガス噴出管より若干後退した位置にあり、その先端と加工対象物との間に所定ギャップを形成する構造の電極パッドと、
前記ガス噴出管には、ガス供給管が接続されてプロセスガスを供給するガス供給系と、
前記ガス吸引管に接続されたガス排気管で排気して、前記電極と加工対象物との間のプラズマ発生空間を減圧状態にする差動排気構造のガス排気系と、
を備え、前記電極パッドを加工対象物の表面に沿って数値制御走査して、前記プラズマ発生空間で発生したプラズマにより処理される、(1)又は(2)記載のプラズマ処理装置。
前記電極が、セラミックス被覆された電極である、請求項6記載のプラズマ処理装置。
前記プロセスガスは、希ガスとハロゲン元素含有ガスもしくは酸素ガスとの混合ガスであり、加工対象物の表面形状の創成が除去加工である、(1)〜(7)何れか1に記載のプラズマ処理装置。
先ず、前記誘電体板9と加工対象物WとのギャップGの大きさによる加工速度の変化を静止加工痕で比較した。加工対象物Wは、厚さ6.35mmの石英ガラス基板である。前記電極1は、直径3mmの円柱である。前記誘電体板9は、厚さ5mmのアルミナ板である。前記電極1とアルミナ板との間隔は0.5mmである。使用したプロセスガスは、He、SF6、O2の混合ガスであり、それぞれ流量はHeが100sccm、SF6が30sccm、O2が4sccmである。前記電極1は大気開放下であり、チャンバー3内の第2設定圧力P2は、150Torrである。また、高周波電源2の投入電力は230Wである。そして、前記ギャップGを、8mm、9mm、10mm、11.65mmと変化させた。加工時間は一定で60秒である。これらの加工条件は表1にまとめている。
次に、従来の大気圧プラズマCVMと本発明の減圧プラズマCVMの加工速度を静止加工痕で比較した。加工対象物Wは、厚さ6.35mmの石英ガラス基板である。大気圧プラズマCVM装置の電極ノズル20は、直径3mmの電極21がガス供給管22の中心に配置した構造のものを用い、加工ギャップは該電極ノズル20の先端と石英ガラス基板の直接的な間隔である。
次に、従来の大気圧プラズマCVMと本発明の減圧プラズマCVMの基板端部における加工量の変化を比較した。大気圧プラズマCVMの実験配置は図5に示している。XYステージ23の上に試料台24を載せ、その上に左側に石英ガラス基板W、右側に同じ材質、同じ厚さのダミー基板Dを、間隔0.5mmを空けて保持した。本発明の減圧プラズマCVMの実験配置は図6に示している。前記走査手段6であるXYステージの上に試料台7を載せ、その上に左側に石英ガラス基板W、右側に同じ材質、同じ厚さのダミー基板Dを、間隔0.5mmを空けて保持した。図7には、局所プラズマ発生領域LPの走査範囲25を示してあり、所定の加工後に石英ガラス基板Wの端から30mmの位置(中央部)と、端から1mmの位置(端部)での加工速度を比較した。それぞれ加工条件は前述の表2に示した加工条件と同じである。そして、走査速度は500mm/min、往復回数は30回、走査範囲は80mmである。
2 高周波電源、
3 チャンバー、
4 排気系、
5 ガス供給系、
6 走査手段、
7 試料台、
8 区画壁、
9 誘電体板、
10 ベース板、
11 ギャップ調節手段、
12 数値制御装置、
13 真空ポンプ、
14 圧力調整バルブ、
15 圧力計、
20 電極ノズル、
21 電極、
22 ガス供給管、
23 ステージ、
24 試料台、
25 走査範囲、
30 チャンバー、
31 開口、
32 区画壁、
33 誘電体板、
34 電極、
35 プラズマ発生室、
36 排気室、
40 電極パッド、
41 電極、
42 ガス噴出管、
43 ガス吸引管、
44 ガス吸引管、
45 ガス供給管、
46 ガス排気管、
47 ガス排気管、
W 加工対象物、
D ダミー基板、
G ギャップ、
LP 局所プラズマ発生領域、
S1 第1空間、
S2 第2空間、
P1 第1設定圧力、
P2 第2設定圧力、
Claims (8)
- 大気開放下に配し、板状の加工対象物の表面との間でプラズマ発生空間を形成する非密閉式のプラズマ処理装置であって、
前記プラズマ発生空間に反応ガスを含むプロセスガスを供給するガス供給系と、
前記プラズマ発生空間の外側に配置し前記プロセスガス及び大気を排気する差動排気構造のガス排気系と、
前記プロセスガスに直接又は誘電体を介して接する電極と、
前記電極に高周波電界を印加する高周波電源と、
を備え、前記プラズマ発生空間を減圧状態に維持してプラズマを発生させて加工対象物の表面を処理する、
ことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記プラズマ発生空間の減圧状態の圧力が20〜200Torrである、請求項1記載のプラズマ処理装置。
- 側面から下面及び上面にわたって区画壁で区画されており、上面の一部又は全部をセラッミクス製の誘電体板で形成し、両側に加工対象物が通過できる開口を形成し、内部の中央部に前記プラズマ発生空間となるプラズマ発生室を設け、その両側に排気室を設けた非密閉式のチャンバーと、
前記誘電体板の上の大気開放下に非接触状態で配置した電極と、
前記プラズマ発生室にプロセスガスを供給するガス供給系と、
前記両排気室から排気して、前記プラズマ発生室を所定の減圧状態にする差動排気構造のガス排気系と、
を備え、一方の開口から他方の開口に加工対象物が通過する間に、前記プラズマ発生室で発生したプラズマにより処理される、請求項1又は2記載のプラズマ処理装置。 - 前記チャンバーの開口には、前記加工対象物との隙間を弾性的に塞ぐシール材を設ける、請求項3記載のプラズマ処理装置。
- 前記電極は、少なくとも前記加工対象物の繰り送り方向と直交する方向に駆動機構で数値制御走査できる、請求項3又は4記載のプラズマ処理装置。
- 中心に電極を配置し、その周囲に同心状にプロセスガスのガス噴出管、更に外側にガス吸引管を多重に形成し、下面は略フラットに形成し、前記電極は前記ガス噴出管より若干後退した位置にあり、その先端と加工対象物との間に所定ギャップを形成する構造の電極パッドと、
前記ガス噴出管には、ガス供給管が接続されてプロセスガスを供給するガス供給系と、
前記ガス吸引管に接続されたガス排気管で排気して、前記電極と加工対象物との間のプラズマ発生空間を減圧状態にする差動排気構造のガス排気系と、
を備え、前記電極パッドを加工対象物の表面に沿って数値制御走査して、前記プラズマ発生空間で発生したプラズマにより処理される、請求項1又は2記載のプラズマ処理装置。 - 前記電極が、セラミックス被覆された電極である、請求項6記載のプラズマ処理装置。
- 前記プロセスガスは、希ガスとハロゲン元素含有ガスもしくは酸素ガスとの混合ガスであり、加工対象物の表面形状の創成が除去加工である、請求項1〜7何れか1項に記載のプラズマ処理装置。
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