JPH09316645A - 表面処理装置およびこれを用いた表面処理方法 - Google Patents
表面処理装置およびこれを用いた表面処理方法Info
- Publication number
- JPH09316645A JPH09316645A JP13197396A JP13197396A JPH09316645A JP H09316645 A JPH09316645 A JP H09316645A JP 13197396 A JP13197396 A JP 13197396A JP 13197396 A JP13197396 A JP 13197396A JP H09316645 A JPH09316645 A JP H09316645A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- plasma
- nozzle
- flow
- surface treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラズマ生成部におけるノズル内壁と反応性
ガスによって励起されたガスプラズマとの反応を抑制
し、長期にわたって安定して、高性能かつ高効率の薄膜
形成、エッチングおよび表面改質などの表面処理をおこ
なう。 【解決手段】 本発明の第１の特徴は、内部を通過した
ガスを一端から噴射するように構成されたノズルと、前
記ノズルの流路の一部で、通過する反応性ガスを、プラ
ズマ励起しガスプラズマを生成するプラズマ生成部とを
具備し、前記ノズルの噴射口近傍に配設された被処理基
体に前記ガスプラズマを噴射することにより前記被処理
基体に表面処理をおこなう表面処理装置において、前記
プラズマ生成部において、前記流路の外周部にシールド
ガスを流すと共に、内側に前記反応性ガスを流すように
したことにある。
ガスによって励起されたガスプラズマとの反応を抑制
し、長期にわたって安定して、高性能かつ高効率の薄膜
形成、エッチングおよび表面改質などの表面処理をおこ
なう。 【解決手段】 本発明の第１の特徴は、内部を通過した
ガスを一端から噴射するように構成されたノズルと、前
記ノズルの流路の一部で、通過する反応性ガスを、プラ
ズマ励起しガスプラズマを生成するプラズマ生成部とを
具備し、前記ノズルの噴射口近傍に配設された被処理基
体に前記ガスプラズマを噴射することにより前記被処理
基体に表面処理をおこなう表面処理装置において、前記
プラズマ生成部において、前記流路の外周部にシールド
ガスを流すと共に、内側に前記反応性ガスを流すように
したことにある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面処理装置およ
びこれを用いた表面処理方法に係り、特に、プラズマ生
成に関する。
びこれを用いた表面処理方法に係り、特に、プラズマ生
成に関する。
【０００２】
【従来技術】インダクションプラズマ法やＤＣプラズマ
ジェット法により、ガスをプラズマ化して、活性化し反
応性を高めた状態で、このプラズマ化されたガスを被処
理基体表面に向けて高速で噴射させることにより、薄膜
形成、エッチングあるいは表面改質などの表面処理を行
うという技術は既に公知であり、半導体薄膜の形成ある
いはエッチング、あるいは酸化、窒化などの表面改質処
理等に広く利用されている。
ジェット法により、ガスをプラズマ化して、活性化し反
応性を高めた状態で、このプラズマ化されたガスを被処
理基体表面に向けて高速で噴射させることにより、薄膜
形成、エッチングあるいは表面改質などの表面処理を行
うという技術は既に公知であり、半導体薄膜の形成ある
いはエッチング、あるいは酸化、窒化などの表面改質処
理等に広く利用されている。
【０００３】ところで、例えばプラズマを用いた薄膜形
成を行う場合には、プラズマ化され反応性が高められた
ガスを、処理対象である被処理基体まで、超音速で短時
間に到達するように導く必要がある。これは次のような
理由による。プラズマ化されたガスを短時間で被処理基
体まで導くことができないと、励起状態（活性状態）を
維持することができず、被処理基体と反応生成物との密
着性が低下し、反応生成物の剥離等の不都合が生じた
り、また、成膜速度が低下し、作業効率が低下すること
になるからである。また、エッチングや表面改質の場合
にも処理速度が低下するなどの不都合が生じることもあ
る。
成を行う場合には、プラズマ化され反応性が高められた
ガスを、処理対象である被処理基体まで、超音速で短時
間に到達するように導く必要がある。これは次のような
理由による。プラズマ化されたガスを短時間で被処理基
体まで導くことができないと、励起状態（活性状態）を
維持することができず、被処理基体と反応生成物との密
着性が低下し、反応生成物の剥離等の不都合が生じた
り、また、成膜速度が低下し、作業効率が低下すること
になるからである。また、エッチングや表面改質の場合
にも処理速度が低下するなどの不都合が生じることもあ
る。
【０００４】また、プラズマ化されたガスは、非常に温
度が高いため、ガスが被処理基体上に到達した時点で
は、被処理基体が耐え得る温度まで降温された状態とな
っていなければならない。仮に、高温のまま被処理基体
表面に到達すると、被処理基体表面が損傷を受けるのみ
ならず、成膜不良が生じることもある。また、プラズマ
化された反応性ガス中への不純物の混入を防ぐことも要
求される。不純物の混入は、膜質低下の原因となるから
である。そこで本発明者らは、上記要求を満たし、作業
効率の向上、膜質およびエッチング特性の向上をはかる
ことを企図した、改良構造の表面処理装置を提案してい
る。
度が高いため、ガスが被処理基体上に到達した時点で
は、被処理基体が耐え得る温度まで降温された状態とな
っていなければならない。仮に、高温のまま被処理基体
表面に到達すると、被処理基体表面が損傷を受けるのみ
ならず、成膜不良が生じることもある。また、プラズマ
化された反応性ガス中への不純物の混入を防ぐことも要
求される。不純物の混入は、膜質低下の原因となるから
である。そこで本発明者らは、上記要求を満たし、作業
効率の向上、膜質およびエッチング特性の向上をはかる
ことを企図した、改良構造の表面処理装置を提案してい
る。
【０００５】この装置は、図３に示すように、ラバール
ノズル（末広ノズルともいう）１に高周波誘導コイルを
巻回したものである。このラバールノズル１は、断面積
が徐々に小さくなるように構成されたガス導入部２と、
ガス導入部２に接続され、ノズル全体で最小の断面積
Ａ1（直径ｄ1）となるように構成されたスロート部（喉
部）３と、該スロート部３に接続され、所定の広がり角
θをもって断面積が徐々に拡大せしめられ、最大断面積
Ａ2（直径ｄ2）となるように構成されたガス噴射部４と
から構成されている。そして、ガス導入部２の開口端の
ガス導入口２ａから反応性ガス６が導入されると、ガス
導入部２内では、ガスの進行に伴い断面積が徐々に小さ
くなり、スロート部で安定化された後、ガス噴射部４で
断熱膨張により加速され、音速よりも大きい流速をもっ
てプラズマ化された反応性ガスが、ノズル出口４ａに対
向するように設けられた被処理基体Ｓに対して噴射され
るようにしたものである。
ノズル（末広ノズルともいう）１に高周波誘導コイルを
巻回したものである。このラバールノズル１は、断面積
が徐々に小さくなるように構成されたガス導入部２と、
ガス導入部２に接続され、ノズル全体で最小の断面積
Ａ1（直径ｄ1）となるように構成されたスロート部（喉
部）３と、該スロート部３に接続され、所定の広がり角
θをもって断面積が徐々に拡大せしめられ、最大断面積
Ａ2（直径ｄ2）となるように構成されたガス噴射部４と
から構成されている。そして、ガス導入部２の開口端の
ガス導入口２ａから反応性ガス６が導入されると、ガス
導入部２内では、ガスの進行に伴い断面積が徐々に小さ
くなり、スロート部で安定化された後、ガス噴射部４で
断熱膨張により加速され、音速よりも大きい流速をもっ
てプラズマ化された反応性ガスが、ノズル出口４ａに対
向するように設けられた被処理基体Ｓに対して噴射され
るようにしたものである。
【０００６】ここで、スロート部３の外周には、誘導コ
イル５が巻き付けられており、該誘導コイル５に高周波
電流が通電され得るようになっている。このため、誘導
コイル５に通電がなされるとスロート部３内に誘導電磁
場が形成され、高密度化されてスロート部３を通過する
ガスが加熱され、プラズマ励起される。そしてプラズマ
励起された高密度ガスは、下流側のガス噴出管４のノズ
ル径の広がりによって膨張して加速され、ガス噴射口４
ａから超音速プラズマジェット７となって噴射される。
イル５が巻き付けられており、該誘導コイル５に高周波
電流が通電され得るようになっている。このため、誘導
コイル５に通電がなされるとスロート部３内に誘導電磁
場が形成され、高密度化されてスロート部３を通過する
ガスが加熱され、プラズマ励起される。そしてプラズマ
励起された高密度ガスは、下流側のガス噴出管４のノズ
ル径の広がりによって膨張して加速され、ガス噴射口４
ａから超音速プラズマジェット７となって噴射される。
【０００７】ここでは、ガス導入口２ａからラバールノ
ズル１内部に被処理基体Ｓに噴射すべき高密度の混合ガ
ス６が供給されたものとする。すると、上述したように
スロート部３においては、高周波誘導コイル５に高周波
電流が通電されているため、管内に誘導電磁場が発生
し、この場のエネルギーによって高密度のガスが、加熱
され、プラズマ化される。
ズル１内部に被処理基体Ｓに噴射すべき高密度の混合ガ
ス６が供給されたものとする。すると、上述したように
スロート部３においては、高周波誘導コイル５に高周波
電流が通電されているため、管内に誘導電磁場が発生
し、この場のエネルギーによって高密度のガスが、加熱
され、プラズマ化される。
【０００８】そして、プラズマ化された高密度ガスは、
下流側のガス噴出管４によるノズルの広がりのために膨
張加速され、ガス噴射口４ａから超音速プラズマジェッ
ト７となって被処理基体に向けて噴射される。
下流側のガス噴出管４によるノズルの広がりのために膨
張加速され、ガス噴射口４ａから超音速プラズマジェッ
ト７となって被処理基体に向けて噴射される。
【０００９】このような表面処理装置を用いることによ
り、作業効率の向上、膜質およびエッチング特性の向上
をはかることが可能となる。
り、作業効率の向上、膜質およびエッチング特性の向上
をはかることが可能となる。
【００１０】ところで、このノズルのスロート部で反応
性ガスを高周波誘導コイルによりプラズマ化する際、ノ
ズル内壁近傍でより電場が強くなっているため、高密度
のガスプラズマが生成され、プラズマ成膜装置では、ノ
ズル内壁に薄膜が付着し易いという問題がある。この堆
積した薄膜は時間と共に厚さを増し、一定の膜厚になる
と剥離してプラズマガス中に混入し、被処理基体表面に
到達することにより膜質を著しく低下させることにな
る。また図４に示すようにノズルのスロート部３の内壁
に導電性膜ｐが堆積されると、コイルにより誘起された
円周電場によって膜に円周方向の電流が流れジュール熱
が発生する。そしてこの熱によってノズル内壁材料が消
耗しノズルの寿命を短くしてしまうこともある。
性ガスを高周波誘導コイルによりプラズマ化する際、ノ
ズル内壁近傍でより電場が強くなっているため、高密度
のガスプラズマが生成され、プラズマ成膜装置では、ノ
ズル内壁に薄膜が付着し易いという問題がある。この堆
積した薄膜は時間と共に厚さを増し、一定の膜厚になる
と剥離してプラズマガス中に混入し、被処理基体表面に
到達することにより膜質を著しく低下させることにな
る。また図４に示すようにノズルのスロート部３の内壁
に導電性膜ｐが堆積されると、コイルにより誘起された
円周電場によって膜に円周方向の電流が流れジュール熱
が発生する。そしてこの熱によってノズル内壁材料が消
耗しノズルの寿命を短くしてしまうこともある。
【００１１】またエッチング装置においても、エッチン
グ作用をもつガスプラズマが、ノズル内壁材料をエッチ
ングし、ノズルに損傷を与えるのみならず、ノズル内壁
でエッチングされた物質がパーチクルとなって被処理基
体表面に付着し、デバイス特性の劣化原因となることも
ある。このように、成膜装置のみならずエッチング装置
などの他の表面処理装置を用いる場合にも、ノズル内壁
が損傷を受け、処理性能を低下させることがしばしばで
あった。このように同様の問題は、成膜のみならず、エ
ッチングや表面改質等においても発生していた。
グ作用をもつガスプラズマが、ノズル内壁材料をエッチ
ングし、ノズルに損傷を与えるのみならず、ノズル内壁
でエッチングされた物質がパーチクルとなって被処理基
体表面に付着し、デバイス特性の劣化原因となることも
ある。このように、成膜装置のみならずエッチング装置
などの他の表面処理装置を用いる場合にも、ノズル内壁
が損傷を受け、処理性能を低下させることがしばしばで
あった。このように同様の問題は、成膜のみならず、エ
ッチングや表面改質等においても発生していた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のプラ
ズマを用いた表面処理装置では、プラズマ生成部におけ
るノズル内壁と反応性ガスによって励起されたガスプラ
ズマとの反応による、ノズル内壁への薄膜堆積あるいは
ノズル内壁のエッチングなどの問題が極めて深刻となっ
ている。
ズマを用いた表面処理装置では、プラズマ生成部におけ
るノズル内壁と反応性ガスによって励起されたガスプラ
ズマとの反応による、ノズル内壁への薄膜堆積あるいは
ノズル内壁のエッチングなどの問題が極めて深刻となっ
ている。
【００１３】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、プラズマ生成部におけるノズル内壁とガスプラズマ
との反応を抑制するように構成して、ノズル内壁を保護
し、長期にわたり安定して、高性能かつ高効率の薄膜形
成エッチングおよび表面改質などの表面処理をおこなう
ことを目的とする。
で、プラズマ生成部におけるノズル内壁とガスプラズマ
との反応を抑制するように構成して、ノズル内壁を保護
し、長期にわたり安定して、高性能かつ高効率の薄膜形
成エッチングおよび表面改質などの表面処理をおこなう
ことを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】そこで本発明の第１の特
徴は、内部を通過したガスを一端から噴射するように構
成されたノズルと、前記ノズルの流路の一部で、通過す
る反応性ガスを、プラズマ励起しガスプラズマを生成す
るプラズマ生成部とを具備し、前記ノズルの噴射口近傍
に配設された被処理基体に前記ガスプラズマを噴射する
ことにより前記被処理基体に表面処理をおこなう表面処
理装置において、前記プラズマ生成部において、前記流
路の外周部にシールドガスを流すと共に、内側に前記反
応性ガスを流すようにしたことにある。
徴は、内部を通過したガスを一端から噴射するように構
成されたノズルと、前記ノズルの流路の一部で、通過す
る反応性ガスを、プラズマ励起しガスプラズマを生成す
るプラズマ生成部とを具備し、前記ノズルの噴射口近傍
に配設された被処理基体に前記ガスプラズマを噴射する
ことにより前記被処理基体に表面処理をおこなう表面処
理装置において、前記プラズマ生成部において、前記流
路の外周部にシールドガスを流すと共に、内側に前記反
応性ガスを流すようにしたことにある。
【００１５】望ましくは、前記ノズルは前記プラズマ生
成部よりも上流側で、外管と内管とからなる二重管構造
とし、前記二重管の内管に反応性ガスを流すと共に、外
管にシールドガスを流すようにしたことを特徴とする。
成部よりも上流側で、外管と内管とからなる二重管構造
とし、前記二重管の内管に反応性ガスを流すと共に、外
管にシールドガスを流すようにしたことを特徴とする。
【００１６】また望ましくは、前記外管は、前記ノズル
の円周方向に向かう旋回流を生成する旋回流生成手段を
具備したことを特徴とする。
の円周方向に向かう旋回流を生成する旋回流生成手段を
具備したことを特徴とする。
【００１７】また望ましくは、前記内管の先端は、前記
外管の先端よりも下流側に位置するようにしたことを特
徴とする。
外管の先端よりも下流側に位置するようにしたことを特
徴とする。
【００１８】更に望ましくは、前記プラズマ生成部は前
記ノズルの外側に巻回せしめられた高周波誘導コイルで
あることを特徴とする。
記ノズルの外側に巻回せしめられた高周波誘導コイルで
あることを特徴とする。
【００１９】本発明の第２の特徴は、断面積が徐々に小
さくなるように構成されたガス導入部と、ガス導入部に
接続され、ノズル全体で最小の断面積をもつように構成
されたスロート部と、該スロート部に接続され、所定の
広がり角をもって断面積が徐々に拡大せしめられ、最大
断面積をとるように構成されたガス噴射部とからなり、
該ノズル内を通過するガスが断熱膨張せしめられてガス
噴射部から音速よりも大きい流速で噴射されるように加
速するガス流路を構成する超音速ノズルと、前記超音速
ノズルの前記スロート部の外側に巻回せしめられノズル
内を通過するガスを励起し、プラズマ化する高周波誘導
コイルからなるプラズマ生成手段とを具備し、被処理基
体の表面にガスプラズマを噴射することにより前記被処
理基体の表面処理を行うようにした表面処理装置におい
て、前記ガス導入部あるいはその上流で、前記ノズル
は、外管と内管とからなる二重管構造をなし、前記二重
管の内管に反応性ガスを流すと共に、外管にシールドガ
スを流すように構成したことにある。
さくなるように構成されたガス導入部と、ガス導入部に
接続され、ノズル全体で最小の断面積をもつように構成
されたスロート部と、該スロート部に接続され、所定の
広がり角をもって断面積が徐々に拡大せしめられ、最大
断面積をとるように構成されたガス噴射部とからなり、
該ノズル内を通過するガスが断熱膨張せしめられてガス
噴射部から音速よりも大きい流速で噴射されるように加
速するガス流路を構成する超音速ノズルと、前記超音速
ノズルの前記スロート部の外側に巻回せしめられノズル
内を通過するガスを励起し、プラズマ化する高周波誘導
コイルからなるプラズマ生成手段とを具備し、被処理基
体の表面にガスプラズマを噴射することにより前記被処
理基体の表面処理を行うようにした表面処理装置におい
て、前記ガス導入部あるいはその上流で、前記ノズル
は、外管と内管とからなる二重管構造をなし、前記二重
管の内管に反応性ガスを流すと共に、外管にシールドガ
スを流すように構成したことにある。
【００２０】本発明の第３の特徴は、反応性ガスを、励
起してプラズマ化してガスプラズマを生成するプラズマ
生成工程と、前記ガスプラズマを音速よりも大きい流速
となるように加速して、被処理基体の表面に導き、被処
理基体の表面処理をおこなう処理工程とを備えた表面処
理方法において、前記プラズマ生成工程を、ノズル内壁
にシールドガスを供給しながら、その内側に反応性ガス
を供給し、前記ノズルの外側から電場を供給してプラズ
マを生成するようにしたことにある。
起してプラズマ化してガスプラズマを生成するプラズマ
生成工程と、前記ガスプラズマを音速よりも大きい流速
となるように加速して、被処理基体の表面に導き、被処
理基体の表面処理をおこなう処理工程とを備えた表面処
理方法において、前記プラズマ生成工程を、ノズル内壁
にシールドガスを供給しながら、その内側に反応性ガス
を供給し、前記ノズルの外側から電場を供給してプラズ
マを生成するようにしたことにある。
【００２１】なお、本発明の装置において、厳密には
「断熱」状態は作り得ないが、熱の出入りを極めて少な
くした状態という意味で「断熱」という語を用いてい
る。
「断熱」状態は作り得ないが、熱の出入りを極めて少な
くした状態という意味で「断熱」という語を用いてい
る。
【００２２】このように本発明では、プラズマ生成部で
ノズルの内壁にシールドガスとして不活性ガス等を流し
ながら、その内側に反応性ガスを流すようにしたことに
より、ノズル内壁と反応性ガスが直接接触するのを避
け、ノズル内壁と反応性ガスとの反応を防止している。
ノズルの内壁にシールドガスとして不活性ガス等を流し
ながら、その内側に反応性ガスを流すようにしたことに
より、ノズル内壁と反応性ガスが直接接触するのを避
け、ノズル内壁と反応性ガスとの反応を防止している。
【００２３】望ましくは、プラズマ生成部よりも上流側
で、ノズルを外管と内管とからなる二重管構造をとるよ
うに構成し、前記二重管の内管に反応性ガスを流すと共
に、外管にシールドガスを流すようにすれば、効率良く
内壁をシールドすることができる。
で、ノズルを外管と内管とからなる二重管構造をとるよ
うに構成し、前記二重管の内管に反応性ガスを流すと共
に、外管にシールドガスを流すようにすれば、効率良く
内壁をシールドすることができる。
【００２４】また望ましくは、前記外管に、ノズルの円
周方向に向かう旋回流を生成する旋回流生成手段を配設
することにより、シールドガスは旋回流となって内壁に
押し付けられ、ノズル内壁を覆うため、反応性ガスは管
壁と接触することなく良好にプラズマ化される。
周方向に向かう旋回流を生成する旋回流生成手段を配設
することにより、シールドガスは旋回流となって内壁に
押し付けられ、ノズル内壁を覆うため、反応性ガスは管
壁と接触することなく良好にプラズマ化される。
【００２５】また望ましくは、前記内管の先端を、前記
外管内に設置された旋回流生成手段の先端よりも下流側
に位置するようにすれば、シールドガスがより上流側か
ら管壁を覆うため、反応性ガスと接触する領域まではシ
ールドガスの助走区間となる。このように、シールドガ
スの助走区間ができるため、より安定したシールド効果
を達成する。特にシールドガスを旋回流として形成する
場合にも、反応性ガスの出口の方がシールドガスの出口
よりも下流側に形成されるため、より安定した旋回流を
形成した上で反応性ガスを導入することができ、さらに
安定したシールド効果を達成する。
外管内に設置された旋回流生成手段の先端よりも下流側
に位置するようにすれば、シールドガスがより上流側か
ら管壁を覆うため、反応性ガスと接触する領域まではシ
ールドガスの助走区間となる。このように、シールドガ
スの助走区間ができるため、より安定したシールド効果
を達成する。特にシールドガスを旋回流として形成する
場合にも、反応性ガスの出口の方がシールドガスの出口
よりも下流側に形成されるため、より安定した旋回流を
形成した上で反応性ガスを導入することができ、さらに
安定したシールド効果を達成する。
【００２６】更に、プラズマ生成が、ノズルの外側に巻
回せしめられた高周波誘導コイルによって行われる場
合、生成される円周電場はノズル中心軸上で小さく、端
にいく程大きくなるので、特にノズル管壁近傍で電場が
強くなり、反応性ガスは、よりプラズマ励起されやすい
が、本発明の構成により、シールドガスの保護効果と、
冷却効果とにより、反応抑制効果はいっそう高いものと
なる。
回せしめられた高周波誘導コイルによって行われる場
合、生成される円周電場はノズル中心軸上で小さく、端
にいく程大きくなるので、特にノズル管壁近傍で電場が
強くなり、反応性ガスは、よりプラズマ励起されやすい
が、本発明の構成により、シールドガスの保護効果と、
冷却効果とにより、反応抑制効果はいっそう高いものと
なる。
【００２７】本発明によれば、被処理基体の表面に噴射
すべき反応性ガスが、プラズマ化され、反応性の高い状
態（励起状態、活性状態）となる。そして、本発明の第
２によれば、スロート部で管壁と反応することなく良好
にプラズマ化されたガスが超音速ノズルによって断熱膨
張されて音速よりも大きい流速をもつように加速される
とともに効率良く、プラズマ化され、この加速されたガ
スプラズマが被処理基体の表面に向けて噴射される。こ
のようにして、プラズマ化され高反応性状態となったガ
スプラズマ流が、高純度を維持し、噴射対象である被処
理基体まで短時間で到達する。従って、成膜速度が高ま
り、作業効率も向上することとなる。さらに、プラズマ
化されたガスの温度は、断熱膨張によって被処理基体が
耐えられる温度にまで低下せしめられるため、被処理基
体の劣化を防止することができる。反応性ガスを効率よ
くプラズマ化することができ、成膜に際しては膜質が向
上する。また、エッチングに際しては清浄なエッチング
表面を得ることができる。
すべき反応性ガスが、プラズマ化され、反応性の高い状
態（励起状態、活性状態）となる。そして、本発明の第
２によれば、スロート部で管壁と反応することなく良好
にプラズマ化されたガスが超音速ノズルによって断熱膨
張されて音速よりも大きい流速をもつように加速される
とともに効率良く、プラズマ化され、この加速されたガ
スプラズマが被処理基体の表面に向けて噴射される。こ
のようにして、プラズマ化され高反応性状態となったガ
スプラズマ流が、高純度を維持し、噴射対象である被処
理基体まで短時間で到達する。従って、成膜速度が高ま
り、作業効率も向上することとなる。さらに、プラズマ
化されたガスの温度は、断熱膨張によって被処理基体が
耐えられる温度にまで低下せしめられるため、被処理基
体の劣化を防止することができる。反応性ガスを効率よ
くプラズマ化することができ、成膜に際しては膜質が向
上する。また、エッチングに際しては清浄なエッチング
表面を得ることができる。
【００２８】本発明の第３によれば、反応性ガスの管壁
への接触を防止し、管壁と反応性ガスとの反応を抑制す
ることができ、安定した表面処理をおこなうことが可能
となる。
への接触を防止し、管壁と反応性ガスとの反応を抑制す
ることができ、安定した表面処理をおこなうことが可能
となる。
【００２９】なお、シールドガスとしてはアルゴンなど
の不活性ガスを用いるのが望ましいが、シールドガスを
２層構造とし、外側に、水素、ハロゲンなどの還元性ガ
スを添加した不活性ガスを流すようにし、内側すなわち
反応性ガス側に不活性ガスを流すようにしてもよく、こ
れにより、管壁をクリーニングしながら表面処理をおこ
なうことも可能である。
の不活性ガスを用いるのが望ましいが、シールドガスを
２層構造とし、外側に、水素、ハロゲンなどの還元性ガ
スを添加した不活性ガスを流すようにし、内側すなわち
反応性ガス側に不活性ガスを流すようにしてもよく、こ
れにより、管壁をクリーニングしながら表面処理をおこ
なうことも可能である。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照しつつ詳細に説明する。
面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３１】本発明実施例のプラズマ成膜装置は、図１
および図２に示すように、ラバールノズル１を用いて形
成したガスプラズマにより成膜をおこなうに際し、プラ
ズマ生成部であるスロート部３の上流側に位置するガス
導入管２の入口側を、外管２ａと内管２ｂとからなる二
重管構造とし、外管にノズルの中心軸に垂直な断面の円
周方向に向けてシールドガス９を噴射し、ノズル内面に
沿った旋回流として供給するスワラー８を配設し、内管
２ｂに反応性ガスを流すようにしたことを特徴とする。
一方このスワラー８は図２に断面拡大図を示すように構
成されており、ガス供給口（図示せず）から供給された
シールドガス９はスワラー８の溝ｈをとおって円周方向
に噴射せしめられ、円周に沿った旋回流となる。ここで
は溝幅１ｍｍ深さ０．５ｍｍの溝ｈが７個ノズル内壁の
接線方向に配設されている。一方反応性ガスは内管２ｂ
から供給される。これにより、外側を高周波誘導コイル
５で巻回せしめられたスロート部３では、外側にシール
ドガス流が、内側に反応性ガス流がそれぞれ形成され、
管壁と反応性ガスとの接触を抑制しつつ、効率よくガス
プラズマが生成される。
および図２に示すように、ラバールノズル１を用いて形
成したガスプラズマにより成膜をおこなうに際し、プラ
ズマ生成部であるスロート部３の上流側に位置するガス
導入管２の入口側を、外管２ａと内管２ｂとからなる二
重管構造とし、外管にノズルの中心軸に垂直な断面の円
周方向に向けてシールドガス９を噴射し、ノズル内面に
沿った旋回流として供給するスワラー８を配設し、内管
２ｂに反応性ガスを流すようにしたことを特徴とする。
一方このスワラー８は図２に断面拡大図を示すように構
成されており、ガス供給口（図示せず）から供給された
シールドガス９はスワラー８の溝ｈをとおって円周方向
に噴射せしめられ、円周に沿った旋回流となる。ここで
は溝幅１ｍｍ深さ０．５ｍｍの溝ｈが７個ノズル内壁の
接線方向に配設されている。一方反応性ガスは内管２ｂ
から供給される。これにより、外側を高周波誘導コイル
５で巻回せしめられたスロート部３では、外側にシール
ドガス流が、内側に反応性ガス流がそれぞれ形成され、
管壁と反応性ガスとの接触を抑制しつつ、効率よくガス
プラズマが生成される。
【００３２】この装置では、ノズル内を通過する反応性
ガスが断熱膨張せしめられてノズル出口４ａから音速 a
よりも大きい流速ｕで噴射されるように、後述する条件
の下で、超音速ノズルであるラバールノズル（末広ノズ
ルともいう）１が構成されている。
ガスが断熱膨張せしめられてノズル出口４ａから音速 a
よりも大きい流速ｕで噴射されるように、後述する条件
の下で、超音速ノズルであるラバールノズル（末広ノズ
ルともいう）１が構成されている。
【００３３】ラバールノズル１は、中細のノズルであ
り、被処理基体Ｓの表面に噴射すべき反応性ガス６（例
えばＳｉＨ4とＨ2の混合ガスに不純物ガスとしてＢ2Ｈ6
として供給する内管２ｂとシールドガス９（Ａｒ：５０
％と Ｈ2：５０％の混合ガス）を供給する外管２ａとか
らなるガス導入部２ｐ（５０ｍｍΦ）と、ガス進行に伴
い断面積が徐々に小さくなるよう構成されたガス導入管
２と、ノズル全体で最小の断面積Ａ1（直径ｄ1：１６ｍ
ｍΦ）をなすスロート部３とこのスロート部から所定の
広がり角をもって断面積が徐々に拡大せしめられ、 最
大断面積Ａ2（直径ｄ2：４０ｍｍΦ ）のガス噴射口４
ａからプラズマ流７が噴射されるガス噴射管４とから構
成されている。そして、スロート部３の外側には、プラ
ズマ生成手段として誘導コイル５（コイル径：１６ｍ
ｍ、コイル巻き数：５）が巻回されており、該誘導コイ
ル５に高周波電流が通電されるとスロート部３内に誘導
電磁場が形成され、スロート部３を通過するガスが、プ
ラズマ励起される。 ここで、この内管２ｂから導入さ
れた反応性ガス６はスロート部３に向けて供給される。
一方、外管２ａからはシールドガス９がスワラー８を介
して旋回流として流れる。
り、被処理基体Ｓの表面に噴射すべき反応性ガス６（例
えばＳｉＨ4とＨ2の混合ガスに不純物ガスとしてＢ2Ｈ6
として供給する内管２ｂとシールドガス９（Ａｒ：５０
％と Ｈ2：５０％の混合ガス）を供給する外管２ａとか
らなるガス導入部２ｐ（５０ｍｍΦ）と、ガス進行に伴
い断面積が徐々に小さくなるよう構成されたガス導入管
２と、ノズル全体で最小の断面積Ａ1（直径ｄ1：１６ｍ
ｍΦ）をなすスロート部３とこのスロート部から所定の
広がり角をもって断面積が徐々に拡大せしめられ、 最
大断面積Ａ2（直径ｄ2：４０ｍｍΦ ）のガス噴射口４
ａからプラズマ流７が噴射されるガス噴射管４とから構
成されている。そして、スロート部３の外側には、プラ
ズマ生成手段として誘導コイル５（コイル径：１６ｍ
ｍ、コイル巻き数：５）が巻回されており、該誘導コイ
ル５に高周波電流が通電されるとスロート部３内に誘導
電磁場が形成され、スロート部３を通過するガスが、プ
ラズマ励起される。 ここで、この内管２ｂから導入さ
れた反応性ガス６はスロート部３に向けて供給される。
一方、外管２ａからはシールドガス９がスワラー８を介
して旋回流として流れる。
【００３４】そしてこの旋回流は、ガス導入管２ の内
壁から、スロート部（喉部）３ の内壁を覆う。そして
この内側を反応性ガスが流れ、最小の断面積Ａ1 をもつ
スロート部３で良好にプラズマ化される。そして、基板
支持台１１に載置された被処理基体Ｓとしてのガラス基
板に向けて、ラバールノズル１の噴射口４ａからプラズ
マ流７が噴射されるように構成されている。
壁から、スロート部（喉部）３ の内壁を覆う。そして
この内側を反応性ガスが流れ、最小の断面積Ａ1 をもつ
スロート部３で良好にプラズマ化される。そして、基板
支持台１１に載置された被処理基体Ｓとしてのガラス基
板に向けて、ラバールノズル１の噴射口４ａからプラズ
マ流７が噴射されるように構成されている。
【００３５】次に、この表面処理装置の動作について説
明する。まず、被処理基体Ｓとしてガラス基板をノズル
のガス噴出管４の出口に設置し、基板温度を４００℃と
する。そして、ラバールノズル１の内管２ｂから、反応
性ガスを供給するととともに外管２ａからスワラー８を
介してガス導入管に、シールドガスを旋回流として供給
する。従ってスロート部３の内壁にはシールドガス流が
形成されその内側に反応性ガスが流れる。そして、スロ
ート部３においては、誘導コイル５に高周波電流（５０
０Ｗ、１３．５６ＭＨｚ）が流れると、管内に誘導電磁
場が発生し、この場のエネルギーによって高密度のガス
が、加熱励起され、プラズマ化される。
明する。まず、被処理基体Ｓとしてガラス基板をノズル
のガス噴出管４の出口に設置し、基板温度を４００℃と
する。そして、ラバールノズル１の内管２ｂから、反応
性ガスを供給するととともに外管２ａからスワラー８を
介してガス導入管に、シールドガスを旋回流として供給
する。従ってスロート部３の内壁にはシールドガス流が
形成されその内側に反応性ガスが流れる。そして、スロ
ート部３においては、誘導コイル５に高周波電流（５０
０Ｗ、１３．５６ＭＨｚ）が流れると、管内に誘導電磁
場が発生し、この場のエネルギーによって高密度のガス
が、加熱励起され、プラズマ化される。
【００３６】そして、プラズマ化された高密度ガスは、
下流側のガス噴出管４によるノズルの広がりのために膨
張加速され、ガス噴射口４ａから超音速のプラズマ流７
となって噴射される。このプラズマ流７を１０分間にわ
たりガラス基板Ｓ上に導くことにより膜厚１μｍのｐ型
多結晶シリコン層が形成される。
下流側のガス噴出管４によるノズルの広がりのために膨
張加速され、ガス噴射口４ａから超音速のプラズマ流７
となって噴射される。このプラズマ流７を１０分間にわ
たりガラス基板Ｓ上に導くことにより膜厚１μｍのｐ型
多結晶シリコン層が形成される。
【００３７】成膜処理後のスロート部３の内壁に薄膜の
付着は見られなかった。従って、多数回にわたり、成膜
処理をくり返し効率良くおこなうことができた。
付着は見られなかった。従って、多数回にわたり、成膜
処理をくり返し効率良くおこなうことができた。
【００３８】この装置では、シールドガスの供給部にス
ワラーを用いているため、シールドガス９は旋回成分を
もつ。従って、この遠心力によってシールドガスはノズ
ル内壁に押し遣られ、助走区間としてのガス導入部２ｐ
を経てガス導入管２からスロート部３に導かれる。この
ため、スロート部では良好に管壁を被覆している。そし
てこの内側を反応性ガスが流れるため、スロート部３の
内壁は保護される。
ワラーを用いているため、シールドガス９は旋回成分を
もつ。従って、この遠心力によってシールドガスはノズ
ル内壁に押し遣られ、助走区間としてのガス導入部２ｐ
を経てガス導入管２からスロート部３に導かれる。この
ため、スロート部では良好に管壁を被覆している。そし
てこの内側を反応性ガスが流れるため、スロート部３の
内壁は保護される。
【００３９】また、高周波コイルにより生成される円周
電場はノズル中心軸上で小さく、端にいく程大きくなる
ので、シールドガスを流さない従来の場合には、より多
くのガス粒子が強い電場領域に存在することになり、管
壁で反応性ガスの活性度が高くなるが、本発明によれ
ば、シールドガスが流されているため、直接管壁に反応
性ガスが接触するのが防止される。また、ノズル内壁面
でのシールドガスが旋回流として流れているため、誘導
加熱されるノズルの冷却効果も高められることになり、
ノズル保護にも役立つ。
電場はノズル中心軸上で小さく、端にいく程大きくなる
ので、シールドガスを流さない従来の場合には、より多
くのガス粒子が強い電場領域に存在することになり、管
壁で反応性ガスの活性度が高くなるが、本発明によれ
ば、シールドガスが流されているため、直接管壁に反応
性ガスが接触するのが防止される。また、ノズル内壁面
でのシールドガスが旋回流として流れているため、誘導
加熱されるノズルの冷却効果も高められることになり、
ノズル保護にも役立つ。
【００４０】ところで、気体力学の理論によれば、たと
えば２原子気体の場合、導入された反応性ガス６のよど
み圧Ｐ0と噴射口４ａの下流の圧力Ｐ1との比Ｐ1／Ｐ0
が、約０．５２以下、スロート部３の断面積Ａ1と噴射
口４ａの断面積Ａ2の比（末広比）Ａ2／Ａ1が１を越え
る場合に、ガスが断熱膨張されて、噴射流速が超音速、
つまり音速ａよりも大きい流速ｕとなる。
えば２原子気体の場合、導入された反応性ガス６のよど
み圧Ｐ0と噴射口４ａの下流の圧力Ｐ1との比Ｐ1／Ｐ0
が、約０．５２以下、スロート部３の断面積Ａ1と噴射
口４ａの断面積Ａ2の比（末広比）Ａ2／Ａ1が１を越え
る場合に、ガスが断熱膨張されて、噴射流速が超音速、
つまり音速ａよりも大きい流速ｕとなる。
【００４１】また、スロート部３の前後の広がり角α
は、あまり大きいと壁面で境界層の剥離が発生するの
で、適切な大きさ、たとえば１５°程度とする必要があ
る。
は、あまり大きいと壁面で境界層の剥離が発生するの
で、適切な大きさ、たとえば１５°程度とする必要があ
る。
【００４２】スロート部３において加熱、プラズマ化さ
れた高密度の反応性ガスは、その熱によって反応性の高
い、つまりガラス基板上において反応し易い状態に励起
される。ただし、この高反応性ガスは、温度が非常に高
く、場合によっては１万数千度にも達するため、これを
ガラス基板上に噴射した場合には、ガラス基板がこの温
度に耐えられないことがある。
れた高密度の反応性ガスは、その熱によって反応性の高
い、つまりガラス基板上において反応し易い状態に励起
される。ただし、この高反応性ガスは、温度が非常に高
く、場合によっては１万数千度にも達するため、これを
ガラス基板上に噴射した場合には、ガラス基板がこの温
度に耐えられないことがある。
【００４３】しかしながら、ラバールノズル１は、上述
するように内部を通過する反応性ガスが断熱膨張せしめ
られるように設計されているため、この断熱膨張過程に
おいて急冷され、ガラス基板表面に達するまでにはガラ
ス基板の劣化を生じない程度の適切な温度になる。この
ときの温度は、上記末広比Ａ2／Ａ1（この例では０．
４）によって決まるので、ノズル１の設計条件によって
任意の温度を得ることができる。
するように内部を通過する反応性ガスが断熱膨張せしめ
られるように設計されているため、この断熱膨張過程に
おいて急冷され、ガラス基板表面に達するまでにはガラ
ス基板の劣化を生じない程度の適切な温度になる。この
ときの温度は、上記末広比Ａ2／Ａ1（この例では０．
４）によって決まるので、ノズル１の設計条件によって
任意の温度を得ることができる。
【００４４】さらに、プラズマ流７は、超音速をもつた
め、ガラス基板に到達するまでの時間が極めて短く、ガ
ラス基板に到達するまでに、プラズマ励起された状態が
元の状態に戻ってしまうことがない。このように、いわ
ゆる励起状態を維持したまま温度を適温まで下げること
ができる。したがって、膜質を向上させることができ
る。また、短時間で噴射が終了するため、成膜速度が高
まり、作業効率も向上することとなる。
め、ガラス基板に到達するまでの時間が極めて短く、ガ
ラス基板に到達するまでに、プラズマ励起された状態が
元の状態に戻ってしまうことがない。このように、いわ
ゆる励起状態を維持したまま温度を適温まで下げること
ができる。したがって、膜質を向上させることができ
る。また、短時間で噴射が終了するため、成膜速度が高
まり、作業効率も向上することとなる。
【００４５】以上説明した現象は、一次元流体力学の理
論により次のように説明される。
論により次のように説明される。
【００４６】すなわち、完全気体の断熱流れにおける流
体温度と流速の関係は次式により表される。
体温度と流速の関係は次式により表される。
【００４７】 Ｔ0＝Ｔ＋（１／２）・｛（γ―１）／（γ・Ｒ）｝・（ｕ）2 …（１） あるいは、 Ｔ0／Ｔ＝１＋｛（γ―１）／２｝・（Ｍ）2 …（２） ここに、 Ｔ0：流れの全温度（加熱部であるスロート部３の温度
にほぼ等しい） Ｔ：流れの静温度（いわゆる温度） γ：ガスの比熱比 Ｒ：ガス定数 ｕ：流れの流速 Ｍ：マッハ数 である。
にほぼ等しい） Ｔ：流れの静温度（いわゆる温度） γ：ガスの比熱比 Ｒ：ガス定数 ｕ：流れの流速 Ｍ：マッハ数 である。
【００４８】上記（２）式は、上記（１）式をマッハ数
（ｕ／ａ、ａ：音速）を用いて書き換えたものである。
また、マッハ数 Ｍは、末広比 Ａ2／Ａ1の関数として一
義的に決定される。
（ｕ／ａ、ａ：音速）を用いて書き換えたものである。
また、マッハ数 Ｍは、末広比 Ａ2／Ａ1の関数として一
義的に決定される。
【００４９】上記（１)式より断熱膨張過程では、全温
度Ｔ0の値が一定に保たれるため、流速ｕの増加ととと
もに、静温度Ｔの低下が起こることがわかる。つまり、
流れの速度が大きいほど、急速な温度低下が起こる。
度Ｔ0の値が一定に保たれるため、流速ｕの増加ととと
もに、静温度Ｔの低下が起こることがわかる。つまり、
流れの速度が大きいほど、急速な温度低下が起こる。
【００５０】また、上記（２）式より、温度比 Ｔ0／Ｔ
の値は、マッハ数Ｍの２乗に比例して増加する。たとえ
ば、２原子気体（γ＝１．４）の場合、マッハ数Ｍ＝５
のとき、温度比 Ｔ0／Ｔ＝６となる。すなわち、高温に
加熱された反応性プラズマをラバールノズル１を用いて
高マッハ数まで断熱膨張加速させることにより、プラズ
マ温度Ｔを被処理基体Ｓの表面処理に適する温度まで下
げることができるのがわかる。 また、このときプラズ
マ粒子は極めて高速に加速されるため（たとえば、Ｔ＝
１５００（Ｋ）、γ＝１．４、Ｒ＝５００（Ｊ／ｋｇ
Ｋ）、Ｍ＝５の場合、ｕ＝５１２３（ｍ／ｓ）とな
る）、被処理基体Ｓ（ガラス基板）に到達するまでの時
間が非常に短く、プラズマは初期活性状態をほぼ維持し
たまま低温度で被処理基体Ｓに到達することができる。
の値は、マッハ数Ｍの２乗に比例して増加する。たとえ
ば、２原子気体（γ＝１．４）の場合、マッハ数Ｍ＝５
のとき、温度比 Ｔ0／Ｔ＝６となる。すなわち、高温に
加熱された反応性プラズマをラバールノズル１を用いて
高マッハ数まで断熱膨張加速させることにより、プラズ
マ温度Ｔを被処理基体Ｓの表面処理に適する温度まで下
げることができるのがわかる。 また、このときプラズ
マ粒子は極めて高速に加速されるため（たとえば、Ｔ＝
１５００（Ｋ）、γ＝１．４、Ｒ＝５００（Ｊ／ｋｇ
Ｋ）、Ｍ＝５の場合、ｕ＝５１２３（ｍ／ｓ）とな
る）、被処理基体Ｓ（ガラス基板）に到達するまでの時
間が非常に短く、プラズマは初期活性状態をほぼ維持し
たまま低温度で被処理基体Ｓに到達することができる。
【００５１】この装置では、スワラー８を用いてシール
ドガスを旋回流として供給したが、必ずしも旋回流とす
ることなく、単に導入管を二重管構造として外側にシー
ルドガスを供給する様にしても良く、また、別の部分あ
るいは別の方向から高速流としてシールドガスを供給す
ることも可能である。
ドガスを旋回流として供給したが、必ずしも旋回流とす
ることなく、単に導入管を二重管構造として外側にシー
ルドガスを供給する様にしても良く、また、別の部分あ
るいは別の方向から高速流としてシールドガスを供給す
ることも可能である。
【００５２】なお、前記実施例では多結晶シリコン薄膜
の形成例について説明したが、同様にして、例えばＣＨ
4とＯ2の混合気体を用いれば、グラファイト薄膜、また
ＮＨ4ガスとＢ2Ｈ6ガス等を反応性ガスとして用いれ
ば、ｃ-ＢＮを成膜することができる。
の形成例について説明したが、同様にして、例えばＣＨ
4とＯ2の混合気体を用いれば、グラファイト薄膜、また
ＮＨ4ガスとＢ2Ｈ6ガス等を反応性ガスとして用いれ
ば、ｃ-ＢＮを成膜することができる。
【００５３】また、反応性ガスの種類によっては、エッ
チング、酸化、窒化等の各種表面処理を行うこともでき
る。
チング、酸化、窒化等の各種表面処理を行うこともでき
る。
【００５４】なお、実施例では、高周波誘導コイル５に
よってガスをプラズマ励起しているが、ＥＣＲプラズ
マ、ヘリコンプラズマ等、他の無電極のプラズマ装置を
使用して励起するようにしてもよい。
よってガスをプラズマ励起しているが、ＥＣＲプラズ
マ、ヘリコンプラズマ等、他の無電極のプラズマ装置を
使用して励起するようにしてもよい。
【００５５】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、プラズマ生成部において反応性ガスとノズル内壁と
の反応を抑制し、長期にわたってくり返し高速で信頼性
の高い表面処理をおこなうことが可能となる。
ば、プラズマ生成部において反応性ガスとノズル内壁と
の反応を抑制し、長期にわたってくり返し高速で信頼性
の高い表面処理をおこなうことが可能となる。
【図１】本発明の第１の実施例の表面処理装置を示す図
【図２】同装置で用いられるスワラーの拡大図
【図３】従来例の表面処理装置を示す図
【図４】同装置のノズル内壁説明図
1 ラバールノズル ２ ガス導入管 ２ａ 外管 ２ｂ 内管 ２ｐ ガス導入部 ３ スロート部（喉部） ４ ガス噴射管 ５ 誘導コイル ６ 反応性ガス ７ プラズマ流（高速プラズマジェット） ８ スワラー ９ シールドガス １０ 真空チャンバー １１ 基板支持台 Ｓ 被処理基体
Claims (7)
- 【請求項１】 内部を通過したガスを一端から噴射する
ように構成されたノズルと、前記ノズルの流路の一部
で、通過する反応性ガスを、プラズマ励起しガスプラズ
マを生成するプラズマ生成部とを具備し、前記ノズルの
噴射口近傍に配設された被処理基体に前記ガスプラズマ
を噴射することにより前記被処理基体に表面処理をおこ
なう表面処理装置において、 前記ノズルは、前記プラズマ生成部において、 前記流路の外周部にシールドガスを流すと共に、内側に
前記反応性ガスを流すように構成されていることを特徴
とする表面処理装置。 - 【請求項２】 前記ノズルは前記プラズマ生成部よりも
上流側で、外管と内管とからなる二重管構造をなし、 前記二重管の内管に反応性ガスを流すと共に、外管にシ
ールドガスを流すようにしたことを特徴とする請求項１
記載の表面処理装置。 - 【請求項３】 前記外管は、前記ノズルの円周方向に向
かう旋回流を生成する旋回流生成手段を具備したことを
特徴とする請求項２記載の表面処理装置。 - 【請求項４】 前記内管の先端は、前記外管内に設置さ
れた旋回流生成手段の先端よりも下流側に位置するよう
にしたことを特徴とする請求項２または請求項３記載の
表面処理装置。 - 【請求項５】 前記プラズマ生成部は前記ノズルの外側
に巻回せしめられた高周波誘導コイルであることを特徴
とする請求項３記載の表面処理装置。 - 【請求項６】 断面積が徐々に小さくなるように構成さ
れたガス導入部と、ガス導入部に接続され、ノズル全体
で最小の断面積をもつように構成されたスロート部と、
該スロート部に接続され、所定の広がり角をもって断面
積が徐々に拡大せしめられ、最大断面積をとるように構
成されたガス噴射部とからなり、該ノズル内を通過する
ガスが断熱膨張せしめられてガス噴射部から音速よりも
大きい流速で噴射されるように加速するガス流路を構成
する超音速ノズルと、前記超音速ノズルの前記スロート
部の外側に巻回せしめられ前記超音速ノズル内を通過す
るガスを励起し、プラズマ化する高周波誘導コイルから
なるプラズマ生成手段とを具備し、被処理基体の表面に
ガスプラズマを噴射することにより前記被処理基体の表
面処理を行うようにした表面処理装置において、 前記ガス導入部あるいはその上流で、前記超音速ノズル
は、外管と内管とからなる二重管構造をなし、 前記二重管の内管に反応性ガスを流すと共に、外管にシ
ールドガスを流すように構成されていることを特徴とす
る表面処理装置。 - 【請求項７】 反応性ガスを、励起してプラズマ化して
ガスプラズマを生成するプラズマ生成工程と、 前記ガスプラズマを音速よりも大きい流速となるように
加速して、被処理基体の表面に導き、被処理基体の表面
処理をおこなう処理工程とを備えた表面処理方法におい
て、 前記プラズマ生成工程が、ノズル内壁にシールドガスを
供給しながら、その内側に反応性ガスを供給し、前記ノ
ズルの外側から電場を供給してプラズマを生成する工程
であることを特徴とする表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13197396A JPH09316645A (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 表面処理装置およびこれを用いた表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13197396A JPH09316645A (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 表面処理装置およびこれを用いた表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09316645A true JPH09316645A (ja) | 1997-12-09 |
Family
ID=15070565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13197396A Pending JPH09316645A (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 表面処理装置およびこれを用いた表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09316645A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008034735A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Shinkawa Ltd | ボンディング装置 |
| KR101429728B1 (ko) * | 2013-12-18 | 2014-08-12 | 주식회사 엔픽스 | 건식 식각 장치, 건식 식각을 위한 고속 입자 빔을 생성하는 노즐 및 고속 입자 빔을 이용한 건식 식각 방법. |
| JP2016184684A (ja) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 基板処理装置と処理ガス供給ノズル |
| JP2017510934A (ja) * | 2014-01-31 | 2017-04-13 | モノリス マテリアルズ インコーポレイテッド | プラズマトーチ設計 |
| JP2018101713A (ja) * | 2016-12-21 | 2018-06-28 | 株式会社日本製鋼所 | ガス導入ノズル、処理室およびプラズマ処理方法 |
| US10370539B2 (en) | 2014-01-30 | 2019-08-06 | Monolith Materials, Inc. | System for high temperature chemical processing |
| US10618026B2 (en) | 2015-02-03 | 2020-04-14 | Monolith Materials, Inc. | Regenerative cooling method and apparatus |
| KR20200078457A (ko) * | 2018-12-11 | 2020-07-01 | (주)아이솔루션 | 수증기 공급 방식의 포토레지스터 스트리퍼 및 그에 의한 포토레지스트 제거 방법 |
| US10808097B2 (en) | 2015-09-14 | 2020-10-20 | Monolith Materials, Inc. | Carbon black from natural gas |
| US11149148B2 (en) | 2016-04-29 | 2021-10-19 | Monolith Materials, Inc. | Secondary heat addition to particle production process and apparatus |
| US11203692B2 (en) | 2014-01-30 | 2021-12-21 | Monolith Materials, Inc. | Plasma gas throat assembly and method |
| US11453784B2 (en) | 2017-10-24 | 2022-09-27 | Monolith Materials, Inc. | Carbon particles having specific contents of polycylic aromatic hydrocarbon and benzo[a]pyrene |
| US11492496B2 (en) | 2016-04-29 | 2022-11-08 | Monolith Materials, Inc. | Torch stinger method and apparatus |
| US11665808B2 (en) | 2015-07-29 | 2023-05-30 | Monolith Materials, Inc. | DC plasma torch electrical power design method and apparatus |
| US11760884B2 (en) | 2017-04-20 | 2023-09-19 | Monolith Materials, Inc. | Carbon particles having high purities and methods for making same |
| US11926743B2 (en) | 2017-03-08 | 2024-03-12 | Monolith Materials, Inc. | Systems and methods of making carbon particles with thermal transfer gas |
| US11939477B2 (en) | 2014-01-30 | 2024-03-26 | Monolith Materials, Inc. | High temperature heat integration method of making carbon black |
-
1996
- 1996-05-27 JP JP13197396A patent/JPH09316645A/ja active Pending
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100902271B1 (ko) * | 2006-07-31 | 2009-06-10 | 가부시키가이샤 신가와 | 본딩 장치 |
| JP2008034735A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Shinkawa Ltd | ボンディング装置 |
| KR101429728B1 (ko) * | 2013-12-18 | 2014-08-12 | 주식회사 엔픽스 | 건식 식각 장치, 건식 식각을 위한 고속 입자 빔을 생성하는 노즐 및 고속 입자 빔을 이용한 건식 식각 방법. |
| US11203692B2 (en) | 2014-01-30 | 2021-12-21 | Monolith Materials, Inc. | Plasma gas throat assembly and method |
| US11591477B2 (en) | 2014-01-30 | 2023-02-28 | Monolith Materials, Inc. | System for high temperature chemical processing |
| US11939477B2 (en) | 2014-01-30 | 2024-03-26 | Monolith Materials, Inc. | High temperature heat integration method of making carbon black |
| US10370539B2 (en) | 2014-01-30 | 2019-08-06 | Monolith Materials, Inc. | System for high temperature chemical processing |
| US11866589B2 (en) | 2014-01-30 | 2024-01-09 | Monolith Materials, Inc. | System for high temperature chemical processing |
| JP2017510934A (ja) * | 2014-01-31 | 2017-04-13 | モノリス マテリアルズ インコーポレイテッド | プラズマトーチ設計 |
| US11304288B2 (en) | 2014-01-31 | 2022-04-12 | Monolith Materials, Inc. | Plasma torch design |
| US10618026B2 (en) | 2015-02-03 | 2020-04-14 | Monolith Materials, Inc. | Regenerative cooling method and apparatus |
| JP2016184684A (ja) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 基板処理装置と処理ガス供給ノズル |
| US11665808B2 (en) | 2015-07-29 | 2023-05-30 | Monolith Materials, Inc. | DC plasma torch electrical power design method and apparatus |
| US10808097B2 (en) | 2015-09-14 | 2020-10-20 | Monolith Materials, Inc. | Carbon black from natural gas |
| US11149148B2 (en) | 2016-04-29 | 2021-10-19 | Monolith Materials, Inc. | Secondary heat addition to particle production process and apparatus |
| US11492496B2 (en) | 2016-04-29 | 2022-11-08 | Monolith Materials, Inc. | Torch stinger method and apparatus |
| JP2018101713A (ja) * | 2016-12-21 | 2018-06-28 | 株式会社日本製鋼所 | ガス導入ノズル、処理室およびプラズマ処理方法 |
| US11926743B2 (en) | 2017-03-08 | 2024-03-12 | Monolith Materials, Inc. | Systems and methods of making carbon particles with thermal transfer gas |
| US11760884B2 (en) | 2017-04-20 | 2023-09-19 | Monolith Materials, Inc. | Carbon particles having high purities and methods for making same |
| US11453784B2 (en) | 2017-10-24 | 2022-09-27 | Monolith Materials, Inc. | Carbon particles having specific contents of polycylic aromatic hydrocarbon and benzo[a]pyrene |
| KR20200078457A (ko) * | 2018-12-11 | 2020-07-01 | (주)아이솔루션 | 수증기 공급 방식의 포토레지스터 스트리퍼 및 그에 의한 포토레지스트 제거 방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH09316645A (ja) | 表面処理装置およびこれを用いた表面処理方法 | |
| Ichiki et al. | Localized and ultrahigh-rate etching of silicon wafers using atmospheric-pressure microplasma jets | |
| US6417111B2 (en) | Plasma processing apparatus | |
| JP4153048B2 (ja) | プラズマ処理装置のガス噴射システム | |
| JP5510437B2 (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| KR20030066769A (ko) | 저오염의 플라즈마 챔버 부품 및 그 제조방법 | |
| JP2000514599A (ja) | プラズマエッチングリアクタ及び方法 | |
| KR101974289B1 (ko) | 성막 장치에의 가스 분사 장치 | |
| WO1997008361A1 (fr) | Appareil pour traitement de surface utilisant un jet de gaz | |
| JP3555470B2 (ja) | 大気圧高周波プラズマによるエッチング方法 | |
| JP2009004157A (ja) | プラズマ発生装置 | |
| JP2004527071A (ja) | 大気圧無線周波数ノンサーマルプラズマ放電内での材料の処理 | |
| JPH1027778A (ja) | 表面処理装置及びこれに用いられるノズル | |
| KR102584068B1 (ko) | 클리닝 방법 및 기판 처리 장치 | |
| JPH09306695A (ja) | プラズマ発生装置およびこれを用いた表面処理装置 | |
| CA2192349A1 (en) | Surface treatment method by gas jetting and surface treatment device | |
| JPH09299786A (ja) | 表面処理装置 | |
| KR100906377B1 (ko) | 기판의 고속 박층화장치 및 방법 | |
| JPH09330909A (ja) | 表面処理装置およびこれを用いた表面処理方法 | |
| JPH1050622A (ja) | 表面処理装置用ノズル、表面処理装置およびこれを用いた表面処理方法 | |
| JPH06318579A (ja) | ドライクリーニング方法 | |
| JP3128929B2 (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置および処理方法 | |
| JP2004031509A (ja) | マイクロ波を用いた大気圧プラズマ処理方法及び装置 | |
| JP2007184259A (ja) | プラズマ生成装置およびプラズマ処理製造方法 | |
| JPH07283203A (ja) | 表面処理装置 |