JP4800845B2 - Plasma processing equipment - Google Patents
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Description
この発明は、処理ガスをプラズマ放電空間に導入して該放電空間に配置した被処理物に当て、該被処理物のプラズマ表面処理を行なう所謂ダイレクト式のプラズマ処理装置に関する。 The present invention relates to a so-called direct-type plasma processing apparatus that introduces a processing gas into a plasma discharge space and applies it to an object to be processed disposed in the discharge space to perform plasma surface treatment of the object to be processed.
例えば、特許文献1には、電極ユニットとロール電極とを上下に対向させて間に放電空間を形成し、この放電空間に被処理物を配置してプラズマ処理を行なう、所謂ダイレクト式のプラズマ処理装置が記載されている。電極ユニットは、中央に電極を配し、その両側を一対の樹脂製のノズル部材で挟むことにより構成されている。各ノズル部材は、電極の側部に当接され、ボルトにて連結されている。片側のノズル部材の内部には処理ガスの供給路が設けられ、他方のノズル部材には排気路が設けられている。電極の下面には固体誘電体板が設けられている。固体誘電体板は、電極の両側より延び出ている。上記一対のノズル部材には、この固体誘電体板の延出部を保持する保持部が設けられている。
上掲特許文献1に記載の装置では、ノズル部材が電極の側部に当接されているため、プラズマ放電に伴なう電極の発熱や電極の側部で発生する沿面放電によって加熱され変形を来たしやすい。そうすると、ガス流が不均一になったり、固体誘電体板を正常に保持できなくなり、固体誘電体板を破損させたり脱落させたりするおそれがある。
In the device described in the above-mentioned
上記課題を解決するため、本発明は、処理ガスを放電空間に導入して該放電空間に配置した被処理物に当て、該被処理物の表面処理を行なうプラズマ処理装置において、
(a)前記放電空間を形成するための放電面を有する電極と、
(b)前記電極の放電面に被さる主誘電部と、前記放電面に沿う延出方向に沿って前記主誘電部及び前記放電面ひいては前記電極より延び出る延出部を有する板状の固体誘電体からなる誘電部材と、
(c)前記処理ガスを前記放電空間に供給し、又は前記放電空間から処理済みのガスを吸引するガス路と、前記延出部の前記延出方向の端部を保持する保持部とを一体に有して、前記電極から前記延出方向に離れた絶縁材料製のノズル部材と、
(d)前記電極を前記放電面とは反対側から支持する支持部と、
を備え、前記電極及び前記ノズル部材の互いに前記延出方向に離れて対向する側面どうしが直接的に対面して、これら側面と前記延出部における前記端部より前記主誘電部の側の部分とによって電極側部空間が画成されていることを特徴とする。
上記構成によれば、電極の放電面とは反対側を支持することにより、電極の側部に空間を形成でき、ノズル部材を電極から熱的に離して配置するのが容易になり、電極とノズル部材との間の熱伝達を抑制することができる。これによって、電極がプラズマ放電により発熱したり側部に沿面放電が形成されたりしても、ノズル部材までもが加熱されて熱変形を来たすのを防止でき、ガス流が不均一になったり、誘電部材を正常に保持できなくなって誘電部材が破損したり保持部から脱落したりするのを防止することができる。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a plasma processing apparatus for introducing a processing gas into a discharge space and applying the processing gas to the object to be processed disposed in the discharge space to perform surface treatment of the object to be processed.
(A) an electrode having a discharge surface for forming the discharge space;
(B) A plate-shaped solid dielectric having a main dielectric portion covering the discharge surface of the electrode, and the main dielectric portion and the discharge surface and thus extending from the electrode along the extending direction along the discharge surface. A dielectric member comprising a body;
(C) A gas path that supplies the processing gas to the discharge space or sucks a processed gas from the discharge space, and a holding portion that holds an end of the extending portion in the extending direction are integrated. a and an insulating material made of a nozzle member apart to the extending direction of the electrode,
(D) a support portion that supports the electrode from the side opposite to the discharge surface;
The side surfaces of the electrode and the nozzle member that are spaced apart from each other in the extending direction directly face each other, and the side surface and the portion of the extending portion on the side of the main dielectric portion from the end portion An electrode side space is defined by.
According to the above configuration, by supporting the side opposite to the discharge surface of the electrode, a space can be formed in the side portion of the electrode, and it becomes easy to dispose the nozzle member thermally away from the electrode. Heat transfer with the nozzle member can be suppressed. As a result, even if the electrode generates heat due to plasma discharge or a creeping discharge is formed on the side, even the nozzle member can be prevented from being heated and causing thermal deformation, and the gas flow becomes non-uniform, It can be prevented that the dielectric member cannot be normally held and the dielectric member is damaged or dropped from the holding portion.
また、本発明は、処理ガスを放電空間に導入して該放電空間に配置した被処理物に当て、該被処理物の表面処理を行なうプラズマ処理装置において、
(e)前記放電空間を形成するための放電面を有する電極と、
(f)前記電極の放電面に被さる主誘電部と、前記放電面に沿う延出方向に沿って前記主誘電部及び前記放電面ひいては前記電極より前記延出方向の一側に延び出る第1延出部と、前記延出方向に沿って前記主誘電部及び前記放電面ひいては前記電極より前記延出方向の他側に延び出る第2延出部を有する板状の固体誘電体からなる誘電部材と、
(g)前記処理ガスを前記放電空間に供給する第1ガス路と、前記第1延出部の前記延出方向の前記一側の端部を保持する第1保持部とを有して、前記電極から前記延出方向の前記一側に離れた絶縁材料製の第1ノズル部材と、
(h)前記放電空間から処理済みのガスを吸引する第2ガス路と、前記第2延出部の前記延出方向の前記他側の端部を保持する第2保持部とを有して、前記電極から前記延出方向の前記他側に離れた絶縁材料製の第2ノズル部材を、
(i)前記電極を前記放電面とは反対側から支持する支持部と、
を備え、前記電極及び前記第1ノズル部材の互いに前記延出方向に離れて対向する第1の側面どうしが直接的に対面して、前記電極の前記第1の側面及び前記第1ノズル部材の前記第1の側面、並びに前記第1延出部における前記一側の端部より前記主誘電部の側の部分によって第1電極側部空間が画成され、前記電極及び前記第2ノズル部材の互いに前記延出方向に離れて対向する第2の側面どうしが直接的に対面して、前記電極の前記第2の側面及び前記第2ノズル部材の前記第2の側面、並びに前記第2延出部における前記他側の端部より前記主誘電部の側の部分によって第2電極側部空間が画成されていることを特徴とする。
上記構成によれば、電極の放電面とは反対側を支持することにより、電極の両側部に空間を形成でき、第1、第2ノズル部材を電極から熱的に離して配置するのが容易になり、電極と第1、第2ノズル部材との間の熱伝達を抑制することができる。これによって、電極がプラズマ放電により発熱したり側部に沿面放電が形成されたりしても、第1、第2ノズル部材までもが加熱されて熱変形を来たすのを防止でき、ガス流が不均一になったり、誘電部材を正常に保持できなくなって誘電部材が破損したり保持部から脱落したりするのを防止することができる。
Further, the present invention provides a plasma processing apparatus for introducing a processing gas into a discharge space and applying it to a workpiece disposed in the discharge space to perform a surface treatment of the workpiece.
(E) an electrode having a discharge surface for forming the discharge space;
(F) a main dielectric portion covering the discharge surface of the electrode, and a first extension extending from the main dielectric portion and the discharge surface and thus the electrode to one side of the extension direction along the extending direction along the discharge surface. A dielectric composed of a plate-like solid dielectric having an extending portion and a second extending portion extending from the main dielectric portion and the discharge surface, and thus the other side of the extending direction along the extending direction, along the extending direction. A member,
(G) having a first gas path for supplying the processing gas to the discharge space, and a first holding part for holding the one end of the first extending part in the extending direction; A first nozzle member made of an insulating material separated from the electrode on the one side in the extending direction;
(H) having a second gas path for sucking the treated gas from the discharge space, and a second holding part for holding the other end of the second extending part in the extending direction. A second nozzle member made of an insulating material separated from the electrode to the other side in the extending direction,
(I) a support portion that supports the electrode from the side opposite to the discharge surface;
The first side surfaces of the electrode and the first nozzle member facing each other in the extending direction are directly facing each other, the first side surface of the electrode and the first nozzle member A first electrode side space is defined by the first side surface and a portion on the main dielectric portion side from the one end portion of the first extension portion, and the electrode and the second nozzle member The second side surfaces facing away from each other in the extending direction directly face each other, the second side surface of the electrode, the second side surface of the second nozzle member, and the second extension. A second electrode side space is defined by a portion of the main dielectric portion side of the other end portion of the portion.
According to the above configuration, by supporting the side opposite to the discharge surface of the electrode, a space can be formed on both sides of the electrode, and the first and second nozzle members can be easily disposed away from the electrode. Thus, heat transfer between the electrode and the first and second nozzle members can be suppressed. As a result, even if the electrode generates heat due to plasma discharge or creeping discharge is formed on the side, it is possible to prevent the first and second nozzle members from being heated and causing thermal deformation, and the gas flow is reduced. It is possible to prevent the dielectric member from becoming uniform or being unable to normally hold the dielectric member and from being damaged or falling off the holding portion.
前記電極には、前記放電面における前記延出部(前記第1延出部又は第2延出部)の側の縁部の近傍に開口して前記誘電部材を真空吸着する吸着孔が設けられ、前記吸着孔に前記誘電部材が被さっていることが好ましい。
これにより、誘電部材を電極の放電面に密着させることができ、電極と誘電部材の間に隙間が形成されるのを防止できる。ひいては、電極と誘電部材の間で異常放電が生じるのを回避でき、パーティクルの発生を抑制することができる。
The said electrodes, suction holes to vacuum adsorb the dielectric member opens in the vicinity of the edge of the side of the extending portion of the discharge surface (the first extending portion or the second extending portion) is provided The dielectric member is preferably covered with the suction hole .
Thereby, a dielectric member can be stuck to the discharge surface of an electrode, and it can prevent that a crevice is formed between an electrode and a dielectric member. As a result, the occurrence of abnormal discharge between the electrode and the dielectric member can be avoided, and the generation of particles can be suppressed.
本発明は、大気圧近傍下でプラズマを生成し表面処理するのに好適である。大気圧近傍(略常圧)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便化を考慮すると、1.333×104〜10.664×104Pa(100〜800Torr)が好ましく、9.331×104〜10.397×104Pa(700〜780Torr)がより好ましい。 The present invention is suitable for generating plasma and performing surface treatment near atmospheric pressure. Near atmospheric pressure (substantially normal pressure) refers to a range of 1.013 × 10 4 to 50.663 × 10 4 Pa, and considering the ease of pressure adjustment and the simplification of the apparatus configuration, 1.333 × 10 6. 4 to 10.664 × 10 4 Pa (100 to 800 Torr) is preferable, and 9.331 × 10 4 to 10.9797 × 10 4 Pa (700 to 780 Torr) is more preferable.
本発明によれば、ノズル部材が熱変形を来たすのを防止でき、ガス流が不均一になったり、誘電部材が破損したり保持部から脱落したりするのを防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the nozzle member from undergoing thermal deformation, and it is possible to prevent the gas flow from becoming non-uniform, the dielectric member from being damaged, or falling off the holding portion.
以下、本発明の第1実施形態を説明する。
図1は、大気圧プラズマ処理装置Mを示したものである。装置Mは、処理ヘッド1と、この処理ヘッド1の下方に配置されたロール2を備えている。ロール2は、軸線を図1の紙面と直交する前後方向に向けた筒状の金属にて構成されている。ロール2は、電気的に接地され、接地電極を構成している。ロール2の表面には例えばアルミナの溶射膜等からなる固体誘電体層(図示せず)が設けられている。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 shows an atmospheric pressure plasma processing apparatus M. The apparatus M includes a
ロール2の上側部にフィルム状ないしはシート状の被処理物Wが部分的に巻かれている。ロール2は例えば時計周りに回転し、これに併せて被処理物Wが例えば右方向に送られるようになっている。
A film-like or sheet-like workpiece W is partially wound on the upper side of the
図1及び図2に示すように、処理ヘッド1は、ヘッドフレーム10と、電源電極30と、一対をなす第1及び第2のノズル部材50,60とを備え、前後方向(図1の紙面直交方向、図2の上下方向)に延びている。図2に示すように、処理ヘッド1の長手方向の両端部には、それぞれ樹脂製のエンドブロック15が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図1に示すように、ヘッドフレーム10は、前後方向に延びる金属板にて構成され、図示しない架台に支持されている。ヘッドフレーム10の下面の左右方向の中央部に樹脂製の絶縁フレーム11が金属製ボルト12にて取り付けられている。絶縁フレーム11は、四角形の断面をなして前後方向に延びている。この絶縁フレーム11の下側に電源電極30が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
図1及び図2に示すように、電源電極30は、ステンレスやアルミ等の金属にて構成され、大略四角形の断面をなして前後方向(図1の紙面直交方向、図2の上下方向)に延びている。電極30は、給電ライン3aを介して電源3に接続されている。電源3から電極30に電圧が供給されることにより、電極30とその下側の接地電極としてのロール2との間に大気圧グロー放電が形成されるようになっている。電極30の下面が、上記放電を形成するための放電面を構成している。図1及び図3に示すように、電極30の下面と左右の側面との角は、それぞれ斜めに面取りされ、面取り部32が形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
電極30の支持構造について説明する。
図1に示すように、ヘッドフレーム10と絶縁フレーム11には、ボルト挿通孔13が垂直に貫通形成されている。絶縁フレーム11内における挿通孔13の中間部には段差13aが形成されている。挿通孔13は、絶縁フレーム11の左右に2列をなし、前後方向(図1の紙面直交方向)に離れて複数配置されている。これら挿通孔13の各々に金属製ボルト14(支持部)が通されている。これらボルト14の頭部が、挿通孔13の段差13aに引っ掛かり、脚部が電極30の上側部にねじ込まれている。これにより、電極30が、ボルト14によって吊り下げられるようにして上側(放電面とは反対側)から支持されている。電極30の上面は絶縁フレーム11の下面に押し当てられている。電極30とベースフレーム10とは、絶縁フレーム11によって絶縁されている。ボルト14とベースフレーム10とは、絶縁フレーム11及び挿通孔13内の空間によって絶縁されている。
A support structure of the
As shown in FIG. 1, bolt insertion holes 13 are vertically formed through the
図1及び図2に示すように、電極30の下面(放電面)には、誘電部材40が設けられている。誘電部材40は、例えばアルミナを材料とするセラミックなどの固体誘電体で構成され、長手方向を前後方向(図1の紙面直交方向、図2の上下方向)に向け、幅方向を左右に向けた平らな長板状をなしている。誘電部材40の厚さは、例えば1mm程度である。誘電部材40は、電極30より大きな長さと幅を有し、その中央部(主誘電部40X)が電極30の下面(放電面)の全体を覆っている。この誘電部材の中央部40Xとロール電極2との間に放電空間91が画成されるようになっている。誘電部材40の幅方向の両側部は、電極30より左右外側へ延び出ており、左側の延び出た部分が第1延出部41を構成し、右側の延び出た部分が第2延出部42を構成している。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
図1及び図2に示すように、電極30の内部には、一対の吸着路35が形成されている。これら吸着路35は、電極30の下側部の左右の隅の近くに配置され、それぞれ電極30の長手方向に延びている。各吸着路35は、電極30と絶縁フレーム11とヘッドフレーム10を貫通する吸引ライン4aを介して真空ポンプ等からなる吸引手段4に接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a pair of
図2及び図3に示すように、各吸着路35から多数の細孔状の吸着孔34が分岐して下方へ延びている。これら吸着孔34は、吸着路35の長手方向に間隔を置いて配置されている。吸着孔34の下端は、電極30の下面に達し、開口されている。この吸着孔34の下端開口は、電極30の左右下隅の面取り部32の近傍に配置されている。
吸引手段4を駆動して吸引ライン4a及び吸着路35を介して吸着孔34を吸引することにより、誘電部材40を電極30の下面(放電面)に吸着できるようになっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, a large number of fine adsorption holes 34 branch from each
The
図1に示すように、電極30の内部には、更に冷却路36(温調路)が形成されている。冷却路36は、電極30の長手方向に延びている。冷却路36には冷媒(温調媒体)として例えば水が通され、これにより、電極30が冷却(温調)されるようになっている。
As shown in FIG. 1, a cooling path 36 (temperature control path) is further formed inside the
第1ノズル部材50と第2ノズル部材60は、絶縁フレーム11と電極30と誘電部材40を左右から挟み、処理ヘッド1の左右の壁を構成している。
左側の第1ノズル部材50は、ユニレート(登録商標)等の耐プラズマ性及び絶縁性に優れた樹脂やセラミック等の絶縁材料にて構成されている。図1及び図2に示すように、ノズル部材50は、大略、上下に長い長方形の断面をなし、前後方向に延びている。図1に示すように、ノズル部材50の下面(先端面)は、左外側へ向かって下に傾く斜面になっている。
The
The
右側の第2ノズル部材60は、第1ノズル部材50と同様にユニレート(登録商標)等の耐プラズマ性及び絶縁性に優れた樹脂やセラミック等の絶縁材料にて構成されている。図1及び図2に示すように、ノズル部材60は、大略、上下に長い長方形の断面をなし、前後方向に延びている。図1に示すように、ノズル部材60の下面(先端面)は、右外側へ向かって下に傾く斜面になっている。
Similar to the
第1、第2ノズル部材50,60は、次のようにして支持されている。
図1に示すように、左側の第1ノズル部材50の上面がヘッドフレーム10の左側部の下面に突き当てられ、ヘッドフレーム10にボルト(図示せず)等にて連結されている。また、ノズル部材50の右側を向く内側面の上側部分が絶縁フレーム11の左側面に添えられ、絶縁フレーム11にボルト(図示せず)等にて連結されている。ノズル部材50の内側面の下側部分は、電極30の左側面(第1側面)と離れて対向している。ノズル部材50と電極30との間に第1電極側部空間81が画成されている。
The first and
As shown in FIG. 1, the upper surface of the left
右側の第2ノズル部材60の上面がヘッドフレーム10の右側部の下面に突き当てられ、ヘッドフレーム10にボルト(図示せず)等にて連結されている。また、ノズル部材60の左側を向く内側面の上側部分が絶縁フレーム11の右側面に添えられ、絶縁フレーム11にボルト(図示せず)等にて連結されている。ノズル部材60の内側面の下側部分は、電極30の右側面(第2側面)と離れて対向している。ノズル部材60と電極30との間に第2電極側部空間82が画成されている。
The upper surface of the
左側の第1ノズル部材50の内部には、第1ガス路51が形成されている。第1ガス路51は、ノズル部材50の上面から下へ延びる導入路52と、この導入路52の下端に接続された吹出し路53と、この吹出し路53から下方へ延びる多数の細孔状の吹出し孔54と、これら吹出し孔54に連なる吹出し口55とを有している。導入路52の上端部に導入ライン5aを介して処理ガス源5が連なっている。処理ガス源5には処理目的に応じた処理ガスが蓄えられており、所定流量の処理ガスを第1ガス路51へ供給するようになっている。
A
図1及び図2に示すように、吹出し路53は、ノズル部材50の長手方向に延びている。
吹出し孔54は、吹出し路53の下側部から下方に向かって内側(右側)へ斜めに延びるとともに、互いに吹出し路53の長手方向に間隔を置いて配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The blow-out
ノズル部材50の下面には、凹溝55が長手方向に延びるようにして形成され、この凹溝55の上底面に各吹出し孔54の下端が開口されている。この凹溝55によって吹出し口が構成されている。
A
右側の第2ノズル部材60の内部には、第2ガス路61が形成されている。第2ガス路61は、吸引口62と、多数の吸引孔63と、吸引路64と、この吸引路64から上へ延びる排出路65とを有している。
ノズル部材60の下面には、凹溝62が長手方向に延びるように形成されている。この凹溝が、吸引口62を構成している。
吸引孔63は、吸引口62の上底面から上に延びる短い細孔状をなしている。吸引孔63は、吸引口62の長手方向に互いに間隔を置いて多数配置されている。
吸引路64は、ノズル部材60の長手方向に延び、多数の吸引孔63を連ねている。
排出路65は、吸引路64から上へ延び、ノズル部材60の上面に達している。この排出路65の上端部に排気ライン6aを介して真空ポンプ等からなる排気手段6が接続されている。排気手段6は、上記吸着孔34に連なる吸引手段4と共通の真空ポンプ等を用いてもよい。
A
A
The
The
The
ノズル部材50,60は、処理ガスの給排通路を形成する部材としてだけでなく、誘電部材40を保持する部材としても用いられている。
図2及び図3に示すように、左側の第1ノズル部材50には、誘電部材40の左端を保持するための第1保持部56が一体に設けられている。第1保持部56は、第1ノズル部材50の内側面の下端付近に形成され、ノズル部材50の長手方向(図1の紙面直交方向)に延びる凹溝状をなしている。この第1保持部56に誘電部材40の第1延出部41の端縁が差し込まれている。
誘電部材40の第1延出部41によって、第1電極側部空間81の下端が塞がれ、ひいては第1電極側部空間81が放電空間91から隔てられている。
The
As shown in FIGS. 2 and 3, the left
The lower end of the first
図1及び図2に示すように、右側の第2ノズル部材60には、誘電部材40の右端を保持するための第2保持部66が一体に設けられている。第2保持部66は、第2ノズル部材60の内側面の下端付近に形成され、ノズル部材60の長手方向(図1の紙面直交方向)に延びる凹溝状をなしている。この第2保持部66に誘電部材40の第2延出部42の端縁が差し込まれている。
誘電部材40の第2延出部42によって、第2電極側部空間82の下端が塞がれ、ひいては第2電極側部空間82が放電空間91から隔てられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the second holding
The lower end of the second
上記のように構成された大気圧プラズマ処理装置Mの動作を説明する。
処理すべき被処理物Wをロール2の上側部に巻き付ける。処理ヘッド1とロール2上の被処理物Wとの間には、放電空間91を含む処理通路90が画成される。
そして、処理ガス源5からの処理ガスを、第1ガス路51の導入路52に導入する。この処理ガスは、導入路52から吹出し路53へ送られ、この吹出し路53内をノズル部材50の長手方向へ拡散しながら順次吹出し孔54に通され、凹溝状の吹出し口55から一様に処理通路90の左端部(上流端部)に吹出される。この処理ガスが、処理通路90の中央部の放電空間91へ導かれる。
併行して、電源3から電極30に電圧が供給され、電極30とロール2との間に大気圧グロー放電が形成される。これによって、放電空間91において処理ガスがプラズマ化され、このプラズマ化された処理ガスが被処理物Wの表面に接触して反応が起きる。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なうことができる。
処理済みのガスは、処理通路90の右端部(下流端部)から第2ガス路61の吸引口62に入り、吸引孔63、吸引路64、排出路65及び排気ライン6aを順次経て、排気手段6にて排出される。
The operation of the atmospheric pressure plasma processing apparatus M configured as described above will be described.
The workpiece W to be processed is wound around the upper part of the
Then, the processing gas from the
In parallel, a voltage is supplied from the power source 3 to the
The processed gas enters the
大気圧プラズマ処理装置Mによれば、処理ガスを放電空間91に導入するための第1ガス路51を形成する部材と誘電部材40の幅方向の一端部を保持する部材が共通の部材50にて構成されている。また、処理済みガスを放電空間91から導出するための第2ガス路61を形成する部材と誘電部材40の幅方向の他端部を保持する部材が共通の部材60にて構成されている。したがって、部品点数を削減でき、組立てを簡易化することができ、ノズル部材50,60と誘電部材40相互の位置決めの手間を省くことができる。
According to the atmospheric pressure plasma processing apparatus M, the member that forms the
電極30をボルト12で上側から吊るようにして支持することにより、電極30をサイドから支持する必要がなく、ノズル部材50,60と電極30の間に電極を保持する部材を配置したり、ノズル部材50,60自体で電極30を保持したりする必要がない。したがって、電極30とノズル部材50,60との間に空間81,82を形成して、これら電極30とノズル部材50,60とを熱的に離すことができる。これによって、電極30がプラズマ放電により発熱したり側部に沿面放電が形成されたりしても、ノズル部材50,60すなわち誘電部材40の保持部材までもが加熱されて熱変形を来たすのを防止できる。この結果、ガス路51,62が変形してガス流が不均一になったり、誘電部材40を正常に保持できなくなって誘電部材40が破損したり脱落したりするのを防止することができる。
By supporting the
また、吸引手段4を駆動し、吸着路35を介して吸着孔34を吸引する。これにより、誘電部材40を電極30の下面に密着させることができ、電極30と誘電部材40の間に隙間が形成されるのを防止できる。ひいては、電極30と誘電部材40の間で異常放電が生じるのを回避でき、パーティクルの発生を抑制することができる。
電極30はボルト12に吊り下げられ、誘電部材30に自重がかからないようになっているので、誘電部材30が電極30の重さで破損することはない。
Further, the suction means 4 is driven to suck the
Since 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4は、電極支持構造の変形例を示したものである。電極30の支持部として、第1実施形態の短い金属製のボルト14に代えて、長い樹脂(絶縁材料)製のボルト15が用いられている。この樹脂ボルト15の頭部が、ヘッドフレーム10に引っ掛けられ、脚部が、ヘッドフレーム10及び絶縁フレーム11を貫通して電極30にねじ込まれている。これにより、ボルト15は、電極30を吊るように支持するだけでなく、絶縁フレーム11をヘッドフレーム10と電極30との間に挟み付けて保持している。したがって、ヘッドフレーム10と絶縁フレーム11を連結するボルト12は不要である。
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following embodiments, the same reference numerals are given to the drawings and the description thereof is omitted for the same configurations as those of the above-described embodiments.
FIG. 4 shows a modification of the electrode support structure. Instead of the short metal bolt 14 of the first embodiment, a long resin (insulating material)
図5は、第1ガス路51の下流端の吹出し口の変形例を示したものである。第1ノズル部材50の下面の凹溝55には、拡散板57が設けられている。拡散板57は、多数の小孔57aを有する多孔板にて構成され、前後に延びる凹溝55に合わせて前後(図5の紙面直交方向)に延びている。処理ガスは、吹出し孔54から凹溝55の上底面と拡散板57との間の空間に導入されて拡散し、多数の小孔57aから吹出される。小孔57aが、第1通路51の吹出し口を構成している。
FIG. 5 shows a modification of the outlet at the downstream end of the
図6及び図7は、第1通路51の吹出し口の幅を可変にした変形例を示したものである。第1ノズル部材50の下面の凹溝55には、吹出し幅調節部材58が収容されている。吹出し幅調節部材58は、ユニレート(登録商標)等の耐プラズマ性に優れた絶縁材料にて構成され、前後(図6の紙面直交方向、図7の上下方向)に延びる板状をなしている。吹出し幅調節部材58の右端縁(電極30を向く側の縁)と凹溝55の右端面との間に、第1ガス路51の吹出し口51aが形成されている。
6 and 7 show a modification in which the width of the outlet of the
吹出し幅調節部材58には、ボルト挿通孔58aが形成されている。この挿通孔58aに挿通したボルト59を第1ノズル部材50にねじ込むことにより、吹出し幅調節部材58が第1ノズル部材50に固定されている。ボルト挿通孔58aは、長径を左右に向けた長孔になっている。これにより、吹出し幅調節部材58の第1ノズル部材50に対する左右方向の位置を調節できるようになっている。ひいては、吹出し口51aの幅を拡縮調節できるようになっている。
A
この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変をなすことができる。
例えば、プラズマ処理装置Mの電極構造は、平板電極30とロール電極2とで構成されていたが、接地電極をも平板電極にし、平行平板電極としてもよい。
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遍く適用可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, the electrode structure of the plasma processing apparatus M is composed of the
The present invention is universally applicable to various plasma surface treatments such as cleaning, surface modification, etching, ashing, and film formation.
本発明は、液晶パネル等のフラットパネル用ガラス基板や半導体製造におけるシリコン基板のプラズマ表面処理に利用可能である。 The present invention can be used for plasma surface treatment of glass substrates for flat panels such as liquid crystal panels and silicon substrates in semiconductor manufacturing.
M 大気圧プラズマ処理装置
W 被処理物
3 電源
14 ボルト(支持部)
15 ボルト(支持部)
30 電源電極
34 吸着孔
40 誘電部材
40X 主誘電部
41 第1延出部
42 第2延出部
50 第1ノズル部材
51 第1ガス路
56 第1保持部
60 第2ノズル部材
61 第2ガス路
66 第2保持部
81 第1電極側部空間
82 第2電極側部空間
91 放電空間
M Atmospheric pressure plasma processing equipment W Object 3 Power supply 14 Volt (support)
15 bolts (support)
30
Claims (3)
(a)前記放電空間を形成するための放電面を有する電極と、
(b)前記電極の放電面に被さる主誘電部と、前記放電面に沿う延出方向に沿って前記主誘電部及び前記放電面ひいては前記電極より延び出る延出部を有する板状の固体誘電体からなる誘電部材と、
(c)前記処理ガスを前記放電空間に供給し、又は前記放電空間から処理済みのガスを吸引するガス路と、前記延出部の前記延出方向の端部を保持する保持部とを一体に有して、前記電極から前記延出方向に離れた絶縁材料製のノズル部材と、
(d)前記電極を前記放電面とは反対側から支持する支持部と、
を備え、前記電極及び前記ノズル部材の互いに前記延出方向に離れて対向する側面どうしが直接的に対面して、これら側面と前記延出部における前記端部より前記主誘電部の側の部分とによって電極側部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。 In a plasma processing apparatus that introduces a processing gas into a discharge space and applies it to an object to be processed disposed in the discharge space, and performs a surface treatment of the object to be processed,
(A) an electrode having a discharge surface for forming the discharge space;
(B) A plate-shaped solid dielectric having a main dielectric portion covering the discharge surface of the electrode, and the main dielectric portion and the discharge surface and thus extending from the electrode along the extending direction along the discharge surface. A dielectric member comprising a body;
(C) A gas path that supplies the processing gas to the discharge space or sucks a processed gas from the discharge space, and a holding portion that holds an end of the extending portion in the extending direction are integrated. a and an insulating material made of a nozzle member apart to the extending direction of the electrode,
(D) a support portion that supports the electrode from the side opposite to the discharge surface;
The side surfaces of the electrode and the nozzle member that are spaced apart from each other in the extending direction directly face each other, and the side surface and the portion of the extending portion on the side of the main dielectric portion from the end portion An electrode side space is defined by the plasma processing apparatus.
(e)前記放電空間を形成するための放電面を有する電極と、
(f)前記電極の放電面に被さる主誘電部と、前記放電面に沿う延出方向に沿って前記主誘電部及び前記放電面ひいては前記電極より前記延出方向の一側に延び出る第1延出部と、前記延出方向に沿って前記主誘電部及び前記放電面ひいては前記電極より前記延出方向の他側に延び出る第2延出部を有する板状の固体誘電体からなる誘電部材と、
(g)前記処理ガスを前記放電空間に供給する第1ガス路と、前記第1延出部の前記延出方向の前記一側の端部を保持する第1保持部とを一体に有して、前記電極から前記延出方向の前記一側に離れた絶縁材料製の第1ノズル部材と、
(h)前記放電空間から処理済みのガスを吸引する第2ガス路と、前記第2延出部の前記延出方向の前記他側の端部を保持する第2保持部とを一体に有して、前記電極から前記延出方向の前記他側に離れた絶縁材料製の第2ノズル部材を、
(i)前記電極を前記放電面とは反対側から支持する支持部と、
を備え、前記電極及び前記第1ノズル部材の互いに前記延出方向に離れて対向する第1の側面どうしが直接的に対面して、前記電極の前記第1の側面及び前記第1ノズル部材の前記第1の側面、並びに前記第1延出部における前記一側の端部より前記主誘電部の側の部分によって第1電極側部空間が画成され、前記電極及び前記第2ノズル部材の互いに前記延出方向に離れて対向する第2の側面どうしが直接的に対面して、前記電極の前記第2の側面及び前記第2ノズル部材の前記第2の側面、並びに前記第2延出部における前記他側の端部より前記主誘電部の側の部分によって第2電極側部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。 In a plasma processing apparatus that introduces a processing gas into a discharge space and applies it to an object to be processed disposed in the discharge space, and performs a surface treatment of the object to be processed,
(E) an electrode having a discharge surface for forming the discharge space;
(F) a main dielectric portion covering the discharge surface of the electrode, and a first extension extending from the main dielectric portion and the discharge surface and thus the electrode to one side of the extension direction along the extending direction along the discharge surface. A dielectric composed of a plate-like solid dielectric having an extending portion and a second extending portion extending from the main dielectric portion and the discharge surface, and thus the other side of the extending direction along the extending direction, along the extending direction. A member,
(G) integrally having a first gas passage for supplying the processing gas to the discharge space and a first holding portion for holding the one end of the first extending portion in the extending direction; A first nozzle member made of an insulating material separated from the electrode to the one side in the extending direction;
(H) integrally having a second gas path for sucking the treated gas from the discharge space and a second holding part for holding the other end of the second extending part in the extending direction; Then, a second nozzle member made of an insulating material separated from the electrode to the other side in the extending direction,
(I) a support portion that supports the electrode from the side opposite to the discharge surface;
The first side surfaces of the electrode and the first nozzle member facing each other in the extending direction are directly facing each other, the first side surface of the electrode and the first nozzle member A first electrode side space is defined by the first side surface and a portion on the main dielectric portion side from the one end portion of the first extension portion, and the electrode and the second nozzle member The second side surfaces facing away from each other in the extending direction directly face each other, the second side surface of the electrode, the second side surface of the second nozzle member, and the second extension. A plasma processing apparatus, wherein a second electrode side space is defined by a portion of the main dielectric portion side of the other end portion of the portion.
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