KR20220121803A

KR20220121803A - Anion generating device, and anion generating method

Info

Publication number: KR20220121803A
Application number: KR1020227020761A
Authority: KR
Inventors: 히사시 키타미; 마코토 마에하라; 키미오 키노시타
Original assignee: 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2022-09-01
Also published as: TW202130225A; CN114902368A; JP2021108270A; WO2021132344A1; TWI770733B; JP7349910B2

Abstract

음이온생성장치는, 음이온을 생성하여 대상물에 조사하는 음이온생성장치로서, 내부에서 음이온의 생성이 행해지는 챔버와, 챔버 내에 있어서 플라즈마를 생성함으로써, 음이온을 생성하는 음이온생성부와, 대상물에 바이어스전압을 인가 가능한 전압인가부를 구비하고, 전압인가부는, 고주파의 전압신호를 인가할 수 있는 전원을 갖는다.The negative ion generator is an anion generator for generating negative ions and irradiating an object, and includes a chamber in which negative ions are generated inside, an anion generator that generates negative ions by generating plasma in the chamber, and a bias voltage applied to the object. and a voltage applying unit capable of applying , and the voltage applying unit has a power supply capable of applying a high-frequency voltage signal.

Description

Anion generating device, and anion generating method

본 발명은, 음이온생성장치, 및 음이온생성방법에 관한 것이다.The present invention relates to an anion generating device and an anion generating method.

종래, 음이온생성장치로서, 특허문헌 1에 기재된 것이 알려져 있다. 이 음이온생성장치는, 챔버 내로 음이온의 원료가 되는 가스를 공급하는 가스공급부와, 챔버 내에 있어서, 플라즈마를 생성함으로써 음이온을 생성하는 음이온생성부를 구비하고 있다. 음이온생성부는, 플라즈마에 의하여 챔버 내에서 음이온을 생성함으로써, 당해 음이온을 대상물로 조사하고 있다.Conventionally, as an anion generator, what was described in patent document 1 is known. The negative ion generating device includes a gas supply unit for supplying a gas as a raw material for negative ions into the chamber, and an anion generating unit for generating negative ions by generating plasma in the chamber. The negative ion generating unit irradiates the negative ions to the object by generating negative ions in the chamber with plasma.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2017-025407호Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-025407

여기에서, 상술한 바와 같은 음이온생성장치에 있어서는, 절연물을 대상물로 하여, 음이온을 조사하는 경우가 있다. 이 경우, 음이온생성장치가, 충분히 절연물에 대하여 음이온을 조사할 수 없다는 문제가 있다. 따라서, 대상물이 절연물인 경우에서도, 대상물에 관계없이 양호하게 음이온을 조사할 것이 요구되고 있었다.Here, in the above-described negative ion generating device, an insulator is used as an object to irradiate negative ions in some cases. In this case, there is a problem that the negative ion generating device cannot sufficiently irradiate negative ions to the insulating material. Therefore, even when the object is an insulator, it has been required to be irradiated with anions satisfactorily regardless of the object.

그래서 본 발명의 일 형태는, 대상물에 관계없이 양호하게 음이온을 조사할 수 있는 음이온생성장치, 및 음이온생성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Then, one aspect of this invention aims at providing the anion generating apparatus which can irradiate an anion favorably irrespective of a target object, and an anion generating method.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 형태에 관한 음이온생성장치는, 음이온을 생성하여 대상물에 조사하는 음이온생성장치로서, 내부에서 음이온의 생성이 행해지는 챔버와, 챔버 내에 있어서 플라즈마를 생성함으로써, 음이온을 생성하는 음이온생성부와, 대상물에 바이어스전압을 인가 가능한 전압인가부를 구비하고, 전압인가부는, 고주파의 전압신호를 인가할 수 있는 전원을 갖는다.In order to solve the above problems, an anion generating device according to one embodiment of the present invention is an anion generating device for generating negative ions and irradiating an object, and includes a chamber in which negative ions are generated inside, and plasma in the chamber. , a negative ion generating unit for generating negative ions, and a voltage applying unit capable of applying a bias voltage to an object, wherein the voltage applying unit has a power supply capable of applying a high-frequency voltage signal.

본 발명의 일 형태에 관한 음이온생성장치는, 대상물에 바이어스전압을 인가 가능한 전압인가부를 구비하고 있다. 따라서, 음이온생성부가, 음이온을 생성한 타이밍에, 전압인가부가 대상물에 바이어스전압을 인가함으로써, 음이온이 대상물에 조사된다. 여기에서, 전압인가부는, 고주파의 전압신호를 인가할 수 있는 전원을 갖는다. 따라서, 전압인가부는, 고주파의 전압신호를 인가함으로써, 절연물에 대해서도 계속적으로 전류를 흘려보내, 음이온을 조사할 수 있다. 이상으로부터, 대상물에 관계없이 양호하게 음이온을 조사할 수 있다.A negative ion generating device according to one embodiment of the present invention includes a voltage applying unit capable of applying a bias voltage to an object. Accordingly, the negative ions are irradiated to the object by the voltage applying unit applying a bias voltage to the object at the timing when the negative ion generating unit generates the negative ions. Here, the voltage applying unit has a power supply capable of applying a high-frequency voltage signal. Accordingly, the voltage applying unit can continuously flow a current to the insulator by applying a high-frequency voltage signal to irradiate the negative ions. From the above, the anion can be irradiated favorably irrespective of the target object.

전원은, 고주파의 전압신호와 직류의 전압신호를 중첩해도 된다. 이 경우, 전압인가부는, 음이온만을 대상물에 조사하는 것이 가능해진다.The power supply may superimpose a high-frequency voltage signal and a DC voltage signal. In this case, the voltage applying unit can irradiate only negative ions to the object.

전원은, 직류의 전압신호를 조정하는 조정기구를 가져도 된다. 이로써, 전압인가부는, 예를 들면, 양이온과 음이온을 양방 조사할 때 등에, 조정기구에 근거하는 직류의 전압신호를 중첩하여, 양이온의 양을 조정할 수 있다.The power supply may have an adjustment mechanism for adjusting the DC voltage signal. Thereby, the voltage application unit can adjust the amount of positive ions by superimposing a DC voltage signal based on the adjustment mechanism, for example, when irradiating both positive and negative ions.

본 발명의 일 형태에 관한 음이온생성장치는, 음이온을 생성하여 대상물에 조사하는 음이온생성장치로서, 내부에서 음이온의 생성이 행해지는 챔버와, 챔버 내에 있어서 플라즈마를 생성함으로써, 음이온을 생성하는 음이온생성부와, 대상물에 바이어스전압을 인가 가능한 전압인가부를 구비하고, 전압인가부는, 고주파의 전압신호를 인가할 수 있는 전원을 배치하기 위한 배치부를 갖는다.An anion generating device according to one embodiment of the present invention is an anion generating device for generating negative ions and irradiating an object, and includes a chamber in which negative ions are generated inside, and an anion generating device that generates negative ions by generating plasma in the chamber. and a voltage applying unit capable of applying a bias voltage to an object, wherein the voltage applying unit has an arrangement unit for arranging a power supply capable of applying a high frequency voltage signal.

본 발명의 일 형태에 관한 음이온생성방법은, 음이온을 생성하여 대상물에 조사하는 음이온생성방법으로서, 챔버 내에 있어서 플라즈마를 생성함으로써, 음이온을 생성하는 음이온생성스텝과, 대상물에 바이어스전압을 인가하는 전압인가스텝을 구비하고, 전압인가스텝에서는, 고주파의 전압신호를 대상물에 인가한다.An anion generating method according to one embodiment of the present invention is a negative ion generating method for generating negative ions and irradiating an object, and includes an anion generating step of generating negative ions by generating plasma in a chamber, and a voltage for applying a bias voltage to the object. An application step is provided, and in the voltage application step, a high-frequency voltage signal is applied to the object.

이들의 음이온생성장치, 및 음이온생성방법에 의하면, 상술한 음이온생성장치와 동일한 작용·효과를 얻을 수 있다.According to these anion generating apparatus and anion generating method, the same operation and effect as the above-mentioned anion generating apparatus can be acquired.

본 발명의 일 형태에 의하면, 대상물에 관계없이 양호하게 음이온을 조사할 수 있는 음이온생성장치, 및 음이온생성방법을 제공할 수 있다.According to one aspect of the present invention, it is possible to provide an anion generating device and an anion generating method capable of irradiating an anion favorably regardless of an object.

도 1은 본 실시형태에 관한 음이온생성장치의 구성을 나타내는 개략단면도이다.
도 2는 플라즈마(P)의 ON/OFF의 타이밍과 양이온 및 음이온의 대상물로의 비래(飛來)상황을 나타내는 그래프이다.
도 3은 음이온생성장치의 전압인가부의 상세한 구성을 나타내는 도이다.
도 4는 본 실시형태에 관한 음이온생성장치의 전압인가부가 바이어스전압을 인가하고 있을 때의 전압 및 전류의 파형을 나타내는 그래프이다.
도 5는 비교예에 관한 음이온생성장치의 전압인가부가 바이어스전압을 인가하고 있을 때의 전압 및 전류의 파형을 나타내는 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the negative ion generating apparatus which concerns on this embodiment.
2 is a graph showing the timing of ON/OFF of the plasma P and the state of flight of positive and negative ions to a target object.
3 is a view showing a detailed configuration of the voltage applying unit of the negative ion generating device.
Fig. 4 is a graph showing waveforms of voltage and current when the voltage applying unit of the negative ion generating device according to the present embodiment applies a bias voltage.
5 is a graph showing waveforms of voltage and current when the voltage applying unit of the negative ion generating device according to the comparative example applies a bias voltage.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시형태에 관한 음이온생성장치에 대하여 설명한다. 다만, 도면의 설명에 있어서 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다.Hereinafter, an anion generating device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, in the description of the drawings, the same reference numerals are assigned to the same elements, and overlapping descriptions are omitted.

먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 관한 음이온생성장치의 구성에 대하여 설명한다. 도 1은, 본 실시형태에 관한 음이온생성장치의 구성을 나타내는 개략단면도이다. 다만, 설명의 편의상, 도 1에는, XYZ좌표계를 나타낸다. X축방향은, 대상물인 기판의 두께방향이다. Y축방향 및 Z축방향은, X축방향과 직교함과 함께 서로 직교하는 방향이다.First, with reference to FIG. 1, the structure of the negative ion generating apparatus which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. 1 is a schematic sectional view showing the configuration of an anion generating device according to the present embodiment. However, for convenience of explanation, the XYZ coordinate system is shown in FIG. 1 . The X-axis direction is the thickness direction of the substrate as an object. The Y-axis direction and the Z-axis direction are directions orthogonal to each other while being orthogonal to the X-axis direction.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 음이온생성장치(1)는, 챔버(2), 대상물배치부(3), 음이온생성부(4), 가스공급부(6), 회로부(7), 전압인가부(8), 및 제어부(50)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 1 , the negative ion generating device 1 of the present embodiment includes a chamber 2 , an object arrangement unit 3 , an anion generating unit 4 , a gas supply unit 6 , a circuit unit 7 , and a voltage An application unit 8 and a control unit 50 are provided.

챔버(2)는, 기판(11)(대상물)을 수납하여 음이온의 조사처리를 행하기 위한 부재이다. 챔버(2)는, 내부에서 음이온의 생성이 행해지는 부재이다. 챔버(2)는, 도전성의 재료로 이루어지며 접지전위에 접속되어 있다.The chamber 2 is a member for accommodating the substrate 11 (object) and performing an ion irradiation treatment. The chamber 2 is a member in which negative ions are generated inside. The chamber 2 is made of a conductive material and is connected to a ground potential.

챔버(2)는, X축방향으로 대향하는 한 쌍의 벽부(2a, 2b)와, Y축방향으로 대향하는 한 쌍의 벽부(2c, 2d)와, Z축방향으로 대향하는 한 쌍의 벽부(도시하지 않음)를 구비한다. 다만, X축방향의 음측에 벽부(2a)가 배치되고, 양측에 벽부(2b)가 배치된다. Y축방향의 음측에 벽부(2c)가 배치되고, 양측에 벽부(2d)가 배치된다.The chamber 2 includes a pair of wall portions 2a and 2b opposed in the X-axis direction, a pair of wall portions 2c and 2d opposed in the Y-axis direction, and a pair of wall portions opposed in the Z-axis direction. (not shown) is provided. However, the wall portion 2a is disposed on the negative side in the X-axis direction, and the wall portion 2b is disposed on both sides. The wall part 2c is arrange|positioned on the negative side of the Y-axis direction, and the wall part 2d is arrange|positioned on both sides.

대상물배치부(3)는, 음이온의 조사대상물이 되는 기판(11)을 배치시킨다. 대상물배치부(3)는, 챔버(2)의 벽부(2a)에 마련된다. 대상물배치부(3)는, 재치부재(12)와, 접속부재(13)를 구비한다. 재치부재(12) 및 접속부재(13)는, 도전성의 재료에 의하여 구성된다. 재치부재(12)는, 재치면(12a)에 기판(11)을 재치하기 위한 부재이다. 재치부재(12)는, 벽부(2a)에 장착되며, 챔버(2)의 내부공간 내에 배치된다. 재치면(12a)은, X축방향과 직교하도록 확대되는 평면이다. 이로써, 기판(11)은, X축방향과 직교하도록, ZY평면과 평행이 되도록, 재치면(12a) 상에 재치된다. 접속부재(13)는, 재치부재(12)와 전압인가부(8)를 전기적으로 접속하는 부재이다. 접속부재(13)는, 벽부(2a)를 관통하여 챔버(2) 외부까지 뻗어 있다. 재치 부재(12) 및 접속 부재(13)는, 챔버(2)와는 절연되어 있다.The object placement unit 3 arranges the substrate 11 to be the object to be irradiated with negative ions. The object placement part 3 is provided in the wall part 2a of the chamber 2 . The object placement unit 3 includes a mounting member 12 and a connection member 13 . The mounting member 12 and the connecting member 13 are made of a conductive material. The mounting member 12 is a member for mounting the board|substrate 11 on the mounting surface 12a. The mounting member 12 is mounted on the wall portion 2a and is disposed in the inner space of the chamber 2 . The mounting surface 12a is a plane extended so that it may be orthogonal to an X-axis direction. Thereby, the board|substrate 11 is mounted on the mounting surface 12a so that it may become parallel to the ZY plane so that it may be orthogonal to an X-axis direction. The connecting member 13 is a member that electrically connects the mounting member 12 and the voltage applying unit 8 . The connecting member 13 extends through the wall portion 2a to the outside of the chamber 2 . The mounting member 12 and the connecting member 13 are insulated from the chamber 2 .

본 실시형태에서는, 음이온조사의 대칭이 되는 기판(11)으로서, 절연물의 재료가 채용된다. 절연물의 기판(11)으로서, 예를 들면, 유리기판, SiO2, SiON, AlN, Al2O3, Si3N4 등의 파인 세라믹스, 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 테프론(등록상표)·불소 수지 등 수지가 들어간 기판, 폴리이미드, PET 등의 플렉시블기판의 재료를 들 수 있다.In the present embodiment, an insulating material is employed as the substrate 11 that becomes the symmetry of the negative ion irradiation. As the substrate 11 of the insulator, for example, a glass substrate, fine ceramics such as SiO2, SiON, AlN, Al2O3, Si3N4, phenol resin, epoxy resin, polyimide resin, Teflon (registered trademark), resin such as fluororesin and materials for flexible substrates such as embedded substrates, polyimide, and PET.

계속해서, 음이온생성부(4)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다. 음이온생성부(4)는, 챔버(2) 내에 있어서, 플라즈마 및 전자를 생성하고, 이로써 음이온 및 라디칼 등을 생성한다. 음이온생성부(4)는, 플라즈마건(14)과 양극(16)을 갖고 있다.Then, the structure of the anion generating part 4 is demonstrated in detail. The negative ion generating unit 4 generates plasma and electrons in the chamber 2, thereby generating negative ions and radicals. The negative ion generating unit 4 includes a plasma gun 14 and an anode 16 .

플라즈마건(14)은, 예를 들면 압력구배(勾配)형의 플라즈마건이며, 그 본체부분이 챔버(2)의 벽부(2c)에 마련되고, 챔버(2)의 내부공간에 접속되어 있다. 플라즈마건(14)은 가스공급부(도시하지 않음)를 갖고 있고, Ar이나 He 등의 희가스를 공급하여 플라즈마를 생성하고 있다. 플라즈마건(14)은, 챔버(2) 내에서 플라즈마(P)를 생성한다. 플라즈마건(14)에 있어서 생성된 플라즈마(P)는, 플라즈마구(口)로부터 챔버(2)의 내부공간으로 빔상으로 출사된다. 이로써, 챔버(2)의 내부공간에 플라즈마(P)가 생성된다.The plasma gun 14 is, for example, a pressure gradient type plasma gun, the main body of which is provided on the wall 2c of the chamber 2 and connected to the internal space of the chamber 2 . The plasma gun 14 has a gas supply unit (not shown), and generates plasma by supplying a rare gas such as Ar or He. The plasma gun 14 generates plasma P in the chamber 2 . The plasma P generated by the plasma gun 14 is emitted in the form of a beam from the plasma sphere to the inner space of the chamber 2 . As a result, plasma P is generated in the inner space of the chamber 2 .

양극(16)은, 플라즈마건으로부터의 플라즈마(P)를 원하는 위치로 유도하는 기구이다. 양극(16)은, 플라즈마(P)를 유도하기 위한 전자석을 갖는 기구이다. 양극(16)은, 챔버의 벽부(2d)에 마련되고, 플라즈마건(14)과 Y축방향으로 대향하는 위치에 배치되어 있다. 이로써, 플라즈마(P)는, 플라즈마건(14)으로부터 출사되어 Y축방향의 양측을 향하면서 챔버(2)의 내부공간에서 확산된 후, 수렴하면서 양극(16)으로 유도된다. 다만, 플라즈마건(14)과 양극(16)의 위치관계는, 상술한 것에 한정되지 않고, 음이온을 생성할 수 있는 한, 어떠한 위치관계가 채용되어도 된다.The anode 16 is a mechanism for guiding the plasma P from the plasma gun to a desired position. The anode 16 is a mechanism having an electromagnet for inducing plasma P. The anode 16 is provided on the wall portion 2d of the chamber, and is disposed at a position opposite to the plasma gun 14 in the Y-axis direction. As a result, the plasma P is emitted from the plasma gun 14, diffuses in the inner space of the chamber 2 while facing both sides in the Y-axis direction, and is then guided to the anode 16 while converging. However, the positional relationship between the plasma gun 14 and the anode 16 is not limited to the above, and any positional relationship may be employed as long as it can generate negative ions.

가스공급부(6)는, 챔버(2)의 외부에 배치되어 있다. 가스공급부(6)는, 벽부(2d)에 형성된 가스공급구(26)를 통과시켜, 챔버(2) 내로 가스를 공급한다. 가스공급구(26)는, 음이온생성부(4)와 대상물배치부(3)의 사이에 형성된다. 여기에서는, 가스공급구(26)는, 벽부(2d)의 X축방향의 음측의 단부(端部)와, 양극(16)의 사이의 위치에 형성된다. 단, 가스공급구(26)의 위치는, 특별히 한정되지 않는다. 가스공급부(6)는, 음이온의 원료가 되는 가스를 공급한다. 가스로서, 예를 들면, O^- 등의 음이온의 원료가 되는 O₂, NH^- 등의 질화물의 음이온의 원료가 되는 NH₂, NH₄, 그 외에, C^-나 Si^- 등의 음이온의 원료가 되는 C₂H₆, SiH₄ 등이 채용된다. 다만, 가스는, Ar 등의 희가스도 포함한다.The gas supply unit 6 is disposed outside the chamber 2 . The gas supply part 6 passes the gas supply port 26 formed in the wall part 2d, and supplies gas into the chamber 2 . The gas supply port 26 is formed between the negative ion generating unit 4 and the object placing unit 3 . Here, the gas supply port 26 is formed at a position between the negative end of the wall portion 2d in the X-axis direction and the anode 16 . However, the position of the gas supply port 26 is not particularly limited. The gas supply unit 6 supplies a gas serving as a raw material for negative ions. As the gas, for example, O ₂ , which is a raw material of an anion such as O ⁻ , NH ₂ , NH ₄ , which is a raw material of an anion of a nitride such as NH ⁻ , In addition, a raw material of an anion such as C ⁻ or Si ⁻ C ₂ H ₆ , SiH ₄ and the like are employed. However, the gas also includes a noble gas such as Ar.

회로부(7)는, 가변전원(30)과, 제1 배선(31)과, 제2 배선(32)과, 저항기(R1~R3)와, 스위치(SW1)를 갖고 있다. 가변전원(30)은, 접지전위에 있는 챔버(2)를 사이에 두고, 음전압을 플라즈마건(14)의 음극(21)에, 양전압을 양극(16)에 인가한다. 이로써, 가변전원(30)은, 플라즈마건(14)의 음극(21)과 양극(16)의 사이에 전위차를 발생시킨다. 제1 배선(31)은, 플라즈마건(14)의 음극(21)을, 가변전원(30)의 음전위측과 전기적으로 접속하고 있다. 제2 배선(32)은, 양극(16)을, 가변전원(30)의 양전위측과 전기적으로 접속하고 있다. 저항기(R1)는, 제1 중간전극(22)과 가변전원(30)의 사이에 있어서 직렬접속되어 있다. 저항기(R2)는, 제2 중간전극(23)과 가변전원(30)의 사이에 있어서 직렬접속되어 있다. 저항기(R3)는, 챔버(2)와 가변전원(30)의 사이에 있어서 직렬접속되어 있다. 스위치(SW1)는, 제어부(50)로부터의 지령신호를 수신함으로써, ON/OFF상태가 전환된다. 스위치(SW1)는, 저항기(R2)에 병렬접속되어 있다. 스위치(SW1)는, 플라즈마(P)를 생성할 때는 OFF상태로 된다. 한편, 스위치(SW1)는, 플라즈마(P)를 정지할 때는 ON상태로 된다.The circuit unit 7 includes a variable power supply 30 , a first wiring 31 , a second wiring 32 , resistors R1 to R3 , and a switch SW1 . The variable power supply 30 applies a negative voltage to the cathode 21 of the plasma gun 14 and a positive voltage to the anode 16 with the chamber 2 at the ground potential interposed therebetween. As a result, the variable power supply 30 generates a potential difference between the cathode 21 and the anode 16 of the plasma gun 14 . The first wiring 31 electrically connects the cathode 21 of the plasma gun 14 to the negative potential side of the variable power supply 30 . The second wiring 32 electrically connects the anode 16 to the positive potential side of the variable power supply 30 . The resistor R1 is connected in series between the first intermediate electrode 22 and the variable power supply 30 . The resistor R2 is connected in series between the second intermediate electrode 23 and the variable power supply 30 . The resistor R3 is connected in series between the chamber 2 and the variable power supply 30 . The switch SW1 is switched ON/OFF by receiving a command signal from the control unit 50 . The switch SW1 is connected in parallel to the resistor R2. The switch SW1 is turned OFF when the plasma P is generated. On the other hand, the switch SW1 is turned ON when the plasma P is stopped.

전압인가부(8)는, 기판(11)에 바이어스전압을 인가한다. 전압인가부(8)는, 기판(11)에 바이어스전압을 인가하는 전원(36)과, 전원(36)과 대상물배치부(3)를 접속하는 제3 배선(37)과, 제3 배선(37)에 마련된 스위치(SW2)를 갖고 있다. 전원(36)은, 바이어스전압으로서, 양의 전압을 인가한다. 제3 배선(37)은, 일단(一端)이 전원(36)의 양전위측에 접속되어 있음과 함께, 타단이 접속부재(13)에 접속되어 있다. 이로써, 제3 배선(37)은, 전원(36)과 기판(11)을, 접속부재(13) 및 재치부재(12)를 개재하여 전기적으로 접속한다. 스위치(SW2)는, 제어부(50)에 의하여 그 ON/OFF상태가 전환된다. 스위치(SW2)는, 음이온생성 시에 소정의 타이밍에 ON상태로 된다. 스위치(SW2)가 ON상태로 되면, 접속부재(13)와 전원(36)의 양전위측이 서로 전기적으로 접속되어, 접속부재(13)에 바이어스전압이 인가된다. 한편, 스위치(SW2)는, 음이온생성 시에 있어서의 소정의 타이밍에 있어서 OFF상태로 된다. 스위치(SW2)가 OFF상태로 되면, 접속부재(13)와 전원(36)이 서로 전기적으로 절단되어, 접속부재(13)에는 바이어스전압이 인가되지 않고, 접속부재(13)는 부유(浮遊)상태가 된다. 다만, 전압인가부(8)의 더 상세한 구성에 대해서는, 후술한다.The voltage applying unit 8 applies a bias voltage to the substrate 11 . The voltage applying unit 8 includes a power supply 36 for applying a bias voltage to the substrate 11 , a third wiring 37 connecting the power supply 36 and the object placement unit 3 , and a third wiring ( 37) has a switch SW2 provided. The power supply 36 applies a positive voltage as a bias voltage. The third wiring 37 has one end connected to the positive potential side of the power source 36 , and the other end connected to the connecting member 13 . Accordingly, the third wiring 37 electrically connects the power source 36 and the substrate 11 via the connecting member 13 and the mounting member 12 . The ON/OFF state of the switch SW2 is switched by the control unit 50 . The switch SW2 is turned on at a predetermined timing when generating negative ions. When the switch SW2 is turned on, the positive potential side of the connecting member 13 and the power source 36 are electrically connected to each other, and a bias voltage is applied to the connecting member 13 . On the other hand, the switch SW2 is turned OFF at a predetermined timing in generating negative ions. When the switch SW2 is in the OFF state, the connection member 13 and the power source 36 are electrically disconnected from each other, and no bias voltage is applied to the connection member 13, and the connection member 13 floats. become a state However, a more detailed configuration of the voltage applying unit 8 will be described later.

제어부(50)는, 음이온생성장치(1) 전체를 제어하는 장치이며, 장치 전체를 통괄적으로 관리하는 ECU[Electronic Control Unit]를 구비하고 있다. ECU는, CPU[Central Processing Unit], ROM[Read Only Memory], RAM[Random Access Memory], CAN[Controller Area Network]통신회로 등을 갖는 전자제어유닛이다. ECU에서는, 예를 들면, ROM에 기억되어 있는 프로그램을 RAM에 로드하고, RAM에 로드된 프로그램을 CPU로 실행함으로써 각종 기능을 실현한다. ECU는, 복수의 전자유닛으로 구성되어 있어도 된다.The control unit 50 is a device that controls the entire negative ion generating device 1, and includes an ECU (Electronic Control Unit) that comprehensively manages the entire device. An ECU is an electronic control unit having a CPU [Central Processing Unit], ROM [Read Only Memory], RAM [Random Access Memory], CAN [Controller Area Network] communication circuit, and the like. The ECU realizes various functions by, for example, loading a program stored in the ROM into the RAM and executing the program loaded in the RAM by the CPU. The ECU may be constituted by a plurality of electronic units.

제어부(50)는, 챔버(2)의 외부에 배치되어 있다. 또, 제어부(50)는, 가스공급부(6)에 의한 가스공급을 제어하는 가스공급제어부(51)와, 음이온생성부(4)에 의한 플라즈마(P)의 생성을 제어하는 플라즈마제어부(52)와, 전압인가부(8)에 의한 바이어스전압의 인가를 제어하는 전압제어부(53)를 구비하고 있다. 제어부(50)는, 플라즈마(P)의 생성과 정지를 반복하는 간헐운전을 행하도록, 제어를 행한다.The control unit 50 is disposed outside the chamber 2 . In addition, the control unit 50 includes a gas supply control unit 51 for controlling the gas supply by the gas supply unit 6 and a plasma control unit 52 for controlling the generation of plasma P by the negative ion generating unit 4 . and a voltage control unit 53 for controlling the application of the bias voltage by the voltage application unit 8 . The control unit 50 controls so as to perform an intermittent operation that repeats the generation and stop of the plasma P.

플라즈마제어부(52)의 제어에 의하여, 스위치(SW1)가 OFF상태로 되어 있을 때, 플라즈마건(14)으로부터의 플라즈마(P)가 챔버(2) 내에 출사되기 때문에, 챔버(2) 내에 플라즈마(P)가 생성된다. 플라즈마(P)는, 중성 입자, 양이온, 음이온(산소가스 등의 음성 기체가 존재하는 경우), 및 전자를 구성물질로 하고 있다. 플라즈마제어부(52)의 제어에 의하여 스위치(SW1)가 ON상태로 되어 있을 때, 플라즈마건(14)으로부터의 플라즈마(P)가 챔버(2) 내에 출사되지 않으므로 챔버(2) 내에 있어서의 플라즈마(P)의 전자온도가 급격하게 저하된다. 이 때문에, 챔버(2) 내에 공급된 가스의 입자에, 전자가 부착되기 쉬워진다. 이로써, 생성실(10b) 내에는, 음이온이 효율적으로 생성된다. 전압제어부(53)는, 플라즈마(P)가 정지하고 있는 타이밍에, 전압인가부(8)를 제어하여 기판(11)에 양의 바이어스전압을 부여한다. 이로써, 챔버(2) 내의 음이온이 기판(11)으로 유도되어, 음이온이 기판(11)으로 조사된다.Under the control of the plasma control unit 52, when the switch SW1 is in the OFF state, the plasma P from the plasma gun 14 is emitted into the chamber 2, so that the plasma (P) in the chamber 2 is P) is created. The plasma P has neutral particles, positive ions, anions (when negative gas such as oxygen gas is present), and electrons as constituent substances. When the switch SW1 is turned on by the control of the plasma controller 52, the plasma P from the plasma gun 14 is not emitted into the chamber 2, so that the plasma (P) in the chamber 2 is The electron temperature of P) decreases rapidly. For this reason, electrons tend to adhere to the particles of the gas supplied into the chamber 2 . Thereby, an anion is efficiently produced|generated in the production|generation chamber 10b. The voltage control unit 53 applies a positive bias voltage to the substrate 11 by controlling the voltage applying unit 8 at the timing when the plasma P is stopped. Thereby, negative ions in the chamber 2 are guided to the substrate 11 , and the negative ions are irradiated to the substrate 11 .

도 2는, 플라즈마(P)의 ON/OFF의 타이밍과 양이온 및 음이온의 대상물로의 비래상황을 나타내는 그래프이다. 도면 중, "ON"이라고 기재되어 있는 영역은 플라즈마(P)의 생성상태를 나타내고, "OFF"라고 기재되어 있는 영역은 플라즈마(P)의 정지상태를 나타낸다. 시간 t1의 타이밍에, 플라즈마(P)가 정지된다. 플라즈마(P)의 생성 중에는, 양이온이 많이 생성된다. 이때, 챔버(2) 내에 전자도 많이 생성된다. 그리고, 플라즈마(P)가 정지되면, 양이온이 급격하게 감소된다. 이때, 전자도 감소된다. 음이온은, 플라즈마(P)의 정지 후, 소정 시간 경과한 시간 t2로부터 급격하게 증가하여, 시간 t3에서 피크가 된다. 다만, 양이온 및 전자는, 플라즈마(P)의 정지 후부터 감소해 가 시간 t3 부근에서, 양이온은 음이온과 동일 양이 되고, 전자는 거의 없어진다.Fig. 2 is a graph showing the timing of ON/OFF of the plasma P and the state of flight of positive and negative ions to the target. In the figure, a region marked with “ON” indicates the generation state of the plasma P, and a region marked with “OFF” indicates a stationary state of the plasma P. FIG. At the timing of time t1, the plasma P is stopped. During the generation of the plasma P, many positive ions are generated. At this time, many electrons are also generated in the chamber 2 . And, when the plasma P is stopped, positive ions are rapidly reduced. At this time, electrons are also reduced. The negative ions abruptly increase from time t2, which has elapsed for a predetermined period of time after the plasma P is stopped, and peak at time t3. However, positive ions and electrons decrease from the stop of plasma P, and around time t3, positive ions become equal to negative ions, and electrons almost disappear.

다음으로, 전압인가부(8)에 대하여, 도 3 및 도 4를 참조하여 더 상세하게 설명한다. 도 3의 (a)는, 본 실시형태에 관한 음이온생성장치(1)의 전압인가부(8)의 상세한 구성을 나타내는 도이다. 도 4는, 전압인가부(8)가 바이어스전압을 인가하고 있을 때의 전압 및 전류의 파형을 나타내는 그래프이다.Next, the voltage applying unit 8 will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4 . Fig. 3A is a diagram showing the detailed configuration of the voltage application unit 8 of the negative ion generating device 1 according to the present embodiment. 4 is a graph showing waveforms of voltage and current when the voltage applying unit 8 is applying a bias voltage.

도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 전압인가부(8)의 전원(36)은, 고주파(RF)의 전압신호를 인가할 수 있는 전원이다. 또, 전원(36)은, 고주파의 전압신호와 직류(DC)의 전압신호를 중첩할 수 있는 전원이다. 플라즈마(P)의 ON/OFF의 간헐주기는 예를 들면 60Hz이며, 그 이상의 주파수로 인가할 수 있는 것이 바람직하다. 그 때문에, 고주파의 전압신호의 주파수는, 바람직하게는 10kHz 이상이며, 보다 바람직하게는 13.56MHz 이상이다. 다만, 고주파의 전압신호의 주파수의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 13.56MHz 이하여도 된다.As shown in FIG. 3A , the power supply 36 of the voltage application unit 8 is a power supply capable of applying a high frequency (RF) voltage signal. The power source 36 is a power source capable of superimposing a high frequency voltage signal and a direct current (DC) voltage signal. The intermittent period of ON/OFF of the plasma P is, for example, 60 Hz, and it is preferable that it can be applied at a frequency higher than that. Therefore, the frequency of the high-frequency voltage signal is preferably 10 kHz or more, and more preferably 13.56 MHz or more. However, the upper limit of the frequency of the high-frequency voltage signal is not particularly limited, but may be 13.56 MHz or less.

고주파의 전압신호의 주파수는, 전원(36)에 마련된 조정기구(61)를 유저가 조작함으로써 조정되어도 된다. 혹은, 전원(36)의 고주파의 전압신호의 주파수는, 제어부(50)의 전압제어부(53)의 제어신호에 근거한 값으로 설정되어도 된다. 또, 전원(36)은, 고주파의 전압신호를 정지할 수도 있다. 고주파의 전압신호의 정지는, 전원(36)에 마련된 전환부(62)를 유저가 조작함으로써 전환되어도 된다. 혹은, 제어부(50)의 전압제어부(53)가, 고주파의 전압신호의 정지를 전환해도 된다. 전원(36)은, 직류의 전압신호를 조정하는 조정기구(63)를 갖는다. 이 조정기구(63)는, 유저의 조작에 의하여 조정된다. 혹은, 제어부(50)의 전압제어부(53)가, 직류의 전압신호를 조정해도 된다.The frequency of the high-frequency voltage signal may be adjusted by the user operating the adjustment mechanism 61 provided in the power supply 36 . Alternatively, the frequency of the high-frequency voltage signal of the power supply 36 may be set to a value based on the control signal of the voltage control unit 53 of the control unit 50 . The power supply 36 can also stop the high-frequency voltage signal. The stop of the high-frequency voltage signal may be switched by the user operating the switching unit 62 provided in the power supply 36 . Alternatively, the voltage control unit 53 of the control unit 50 may switch the stop of the high frequency voltage signal. The power supply 36 has an adjustment mechanism 63 for adjusting the DC voltage signal. This adjustment mechanism 63 is adjusted by a user's operation. Alternatively, the voltage control unit 53 of the control unit 50 may adjust the DC voltage signal.

전압인가부(8)는, 전원(36)을 배치하기 위한 배치부(71)를 갖는다. 이 배치부(71)는, 고주파용의 전원(36)을 배치할 수 있도록 구성된 에어리어이다. 배치부(71)는, 예를 들면 배전박스나, 배전기판 등에 의하여 구성되어 있고, 전원(36)과 제3 배선(37)을 접속하기 위한 기구도 갖고 있다. 따라서, 작업자가 전원(36)을 배치부(71)에 배치하여 장착함으로써, 전원(36)을 즉시 제3 배선에 접속할 수 있다. 전압인가부(8)는, 스위치(SW2)를 배치하기 위한 배치부(72)를 갖는다. 이 배치부(72)는, 스위치(SW2)를 배치할 수 있도록 구성된 에어리어이다. 배치부(72)는, 배치부(71)와 동일하게, 배전박스나 배전기판 등에 의하여 구성된다. 다만, 배치부(72)는, 배치부(71)와 동일한 배전박스나 배전기판의 일 구획에 마련되어도 된다.The voltage application unit 8 has an arrangement unit 71 for arranging the power source 36 . This arrangement part 71 is an area comprised so that the power supply 36 for high frequency can be arrange|positioned. The arrangement unit 71 is constituted of, for example, a power distribution box or a distribution board, and also has a mechanism for connecting the power source 36 and the third wiring 37 . Accordingly, by placing and mounting the power source 36 on the placement unit 71 by an operator, the power source 36 can be connected to the third wiring immediately. The voltage application unit 8 has an arrangement unit 72 for arranging the switch SW2. This arrangement part 72 is an area comprised so that the switch SW2 can be arrange|positioned. The arranging unit 72, similarly to the arranging unit 71, is constituted by a distribution box, a distribution board, or the like. However, the arrangement part 72 may be provided in the same distribution box or one section of the distribution board as the arrangement unit 71 .

고주파의 전압신호를 중첩할 수 있는 전원(36)은, 음이온생성장치(1)가 현장에 납품되는 시점에서 당해 음이온생성장치(1)에 구비되어 있어도 된다. 그 외에, 기존에 설치된 음이온생성장치의 전원을 본 실시형태의 전원(36)으로 교체함으로써, 음이온생성장치(1)를 구성해도 된다. 예를 들면, 기존에 설치된 음이온생성장치에서는, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 배치부(71)에 직류만의 전원(136)이 장착되고, 배치부(72)에 직류용의 스위치(SW12)가 장착되어 있다. 유저는, 전원(136)을 배치부(71)로부터 분리하고, 새롭게 전원(36)을 배치부(71)에 장착한다. 이때, 직류용의 스위치(SW12)가, 일정한 전압 이상의 전압신호밖에 통과시키지 않는 타입의 것인 경우, 고주파의 전원(36)용의 스위치로서 이용할 수 없다. 그 경우, 유저는, 스위치(SW12)를 배치부(72)로부터 분리하고, 새롭게 스위치(SW2)를 배치부(72)에 장착한다. 다만, 스위치(SW12)가, 상술한 바와 같은 제약을 갖지 않는 것인 경우, 스위치(SW12)를 그대로 스위치(SW2)로서 유용할 수 있다. 배치부(71)에 배치된 전원(36)은, 한 대로 고주파의 전압신호와 직류의 전압신호를 동시에 취급할 수 있는 것이다. 단, 배치부(71)에는, 한 대의 고주파전용의 전원과, 한 대의 직류전용의 전원을 병렬접속시켜 배치해도 된다. 즉, 전원(36)은, 복수 대의 전원의 조합에 의하여 구성되어도 된다.A power supply 36 capable of superimposing a high-frequency voltage signal may be provided in the negative ion generating device 1 at the time when the negative ion generating device 1 is delivered to the site. Alternatively, the negative ion generating device 1 may be configured by replacing the power supply of the previously installed negative ion generating device with the power supply 36 of the present embodiment. For example, in the previously installed negative ion generating device, as shown in FIG. 3B , a DC power supply 136 is attached to the placement unit 71 , and a DC switch is installed to the placement unit 72 . (SW12) is installed. The user disconnects the power source 136 from the placement unit 71 , and newly attaches the power source 36 to the placement unit 71 . At this time, when the DC switch SW12 is of a type that allows only a voltage signal equal to or higher than a certain voltage to pass, it cannot be used as the switch for the high frequency power supply 36 . In that case, the user separates the switch SW12 from the placement unit 72 , and newly attaches the switch SW2 to the placement unit 72 . However, when the switch SW12 does not have the above-mentioned restrictions, the switch SW12 can be used as the switch SW2 as it is. The power supply 36 arranged in the arrangement unit 71 is capable of handling a high-frequency voltage signal and a DC voltage signal simultaneously with one unit. However, in the arrangement section 71, one power supply for high frequency and one power supply for direct current may be connected in parallel and arranged. That is, the power source 36 may be configured by a combination of a plurality of power sources.

다음으로, 도 4를 참조하여, 전압인가부(8)가 바이어스전압을 인가하고 있을 때의 전압 및 전류의 파형에 대하여 설명한다. 전압인가부(8)는, 플라즈마(P)가 OFF로 되어 있고, 음이온이 챔버 내에 많이 존재하고 있는 타이밍에, 바이어스전압을 인가한다. 구체적으로는, 도 2에 나타내는 시간영역 E1의 타이밍에, 도 4에 나타내는 바와 같은 바이어스전압이 인가된다. 도 4의 (b)는, 전압인가부(8)가, 고주파의 전압신호만을 인가하고, 직류의 전압신호를 0으로 했을 때의 전압 및 전류의 파형을 나타낸다. 도 4의 (b)의 상단의 전압의 그래프에 나타내는 바와 같이, 고주파의 전압신호만의 경우, 바이어스전압은, 양의 전압과 음의 전압을 번갈아 반복한다. 바이어스전압이 양일 때에는, 기판(11)에는 음이온이 조사되고, 바이어스전압이 음일 때에는, 기판(11)에는 양이온이 조사된다. 따라서, 도 4의 (b)의 하단의 전류의 그래프에 나타내는 바와 같이, 양이온이 조사되고 있는 타이밍에는, 전류의 방향이 반대로 되어 있다. 예로서 시간영역 E1의 타이밍에 인가했지만, 전자 조사를 허용하는 경우는, 시간 t1, t2의 시점부터 바이어스전압을 인가해도 된다.Next, with reference to FIG. 4, voltage and current waveforms when the voltage applying unit 8 applies a bias voltage will be described. The voltage applying unit 8 applies a bias voltage at a timing when the plasma P is OFF and a large number of negative ions exist in the chamber. Specifically, at the timing of the time region E1 shown in FIG. 2, a bias voltage as shown in FIG. 4 is applied. Fig. 4(b) shows waveforms of voltage and current when the voltage applying unit 8 applies only a high-frequency voltage signal and sets the DC voltage signal to zero. As shown in the voltage graph at the top of FIG. 4B, in the case of only a high-frequency voltage signal, the bias voltage alternately repeats a positive voltage and a negative voltage. When the bias voltage is positive, negative ions are irradiated to the substrate 11 , and when the bias voltage is negative, positive ions are irradiated to the substrate 11 . Therefore, as shown in the graph of the current at the bottom of Fig. 4B, the direction of the current is reversed at the timing when the positive ions are irradiated. As an example, although application is made at the timing of the time region E1, when electron irradiation is allowed, the bias voltage may be applied from the time points t1 and t2.

상술한 바와 같이, 고주파의 전압신호만이 인가되는 경우, 음이온과 양이온의 양방이 기판(11)에 조사되기 때문에, 유저는, 양의 직류의 전압신호를 중첩함으로써, 음이온과 양이온의 비율을 조정할 수 있다. 기판(11)에 음이온만을 조사하고 싶은 경우, 도 4의 (a)의 상단의 그래프에 나타내는 바와 같이, 전체 위상에 걸쳐 "고주파+직류>0V"가 되도록, 직류의 전압신호를 조정한다. 이 경우, 기판(11)에 음이온만이 조사되기 때문에, 도 4의 (a)의 하단의 그래프에 나타내는 바와 같이, 반대측으로의 전류가 흐르지 않는다. 다만, 기판(11)에 다소의 양이온이 조사되는 것을 허용하는 경우, 예를 들면 "고주파+직류>-(고주파의 파고치/2)"라는 관계로 제어를 행해도 된다. 혹은, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 고주파의 전압신호만을 인가해도 된다.As described above, when only a high-frequency voltage signal is applied, since both anions and cations are irradiated to the substrate 11, the user adjusts the ratio of negative ions and positive ions by superimposing positive DC voltage signals. can When it is desired to irradiate only negative ions on the substrate 11, as shown in the upper graph of FIG. In this case, since only negative ions are irradiated to the substrate 11 , as shown in the graph at the bottom of FIG. 4A , no current flows to the opposite side. However, when allowing the substrate 11 to be irradiated with a small amount of positive ions, control may be performed, for example, in the relationship of "high frequency + direct current > - (high frequency crest value/2)". Alternatively, as shown in Fig. 4B, only a high-frequency voltage signal may be applied.

도 4에서 설명한 내용을 근거로 하여, 음이온생성방법에 대하여 설명한다. 당해 방법에서는, 먼저, 음이온생성부(4)가, 챔버(2) 내에 있어서 플라즈마(P)를 생성함으로써, 음이온을 생성하는 음이온생성스텝을 실행한다. 다음으로, 전압인가부(8)는, 기판(11)에 바이어스전압을 인가하는 전압인가스텝을 실행한다. 이때, 전압인가스텝에서는, 적어도 고주파의 전압신호를 기판(11)에 인가한다. 고주파의 전압신호에 대하여, 어느 정도의 크기의 직류의 전압신호를 중첩하거나, 혹은, 중첩하지 않거나 등은, 미리 설정해 둔다. 이상에 의하여, 기판(11)에 음이온이 조사된다.Based on the contents described in FIG. 4, an anion generating method will be described. In this method, first, the negative ion generating unit 4 generates the plasma P in the chamber 2 to perform the negative ion generation step of generating negative ions. Next, the voltage application unit 8 performs a voltage application step of applying a bias voltage to the substrate 11 . At this time, in the voltage application step, at least a high-frequency voltage signal is applied to the substrate 11 . The superposition of the DC voltage signal of a certain magnitude with respect to the high-frequency voltage signal or the non-overlapping of the DC voltage signal is set in advance. As described above, negative ions are irradiated to the substrate 11 .

다음으로, 본 실시형태에 관한 음이온생성장치(1), 및 음이온생성방법의 작용·효과에 대하여 설명한다.Next, the operation and effect of the anion generating apparatus 1 and the anion generating method according to the present embodiment will be described.

본 실시형태에 관한 음이온생성장치(1)는, 기판(11)에 바이어스전압을 인가 가능한 전압인가부(8)를 구비하고 있다. 따라서, 음이온생성부(4)가, 음이온을 생성한 타이밍에, 전압인가부(8)가 기판(11)에 바이어스전압을 인가함으로써, 음이온이 대상물에 조사된다.The negative ion generating device 1 according to the present embodiment includes a voltage applying unit 8 capable of applying a bias voltage to the substrate 11 . Accordingly, at the timing when the negative ion generating unit 4 generates negative ions, the voltage applying unit 8 applies a bias voltage to the substrate 11, so that the negative ions are irradiated to the object.

여기에서, 비교예에 관한 음이온생성장치에 대하여, 도 5를 참조하여 설명한다. 비교예에 관한 음이온생성장치는, 직류의 전압신호밖에 인가할 수 없는 전원을 갖고 있다. 따라서, 바이어스전압은, 도 5의 상단에 나타내는 그래프와 같이, 일정한 크기의 전압이 계속 인가된다. 이 경우, 하단에 나타내는 그래프와 같이, 인가의 개시 시는 전류가 흐르지만, 기판(11)이 절연물이기 때문에, 즉시 전류가 저하되고, 그 후, 전류가 흐르지 않게 된다. 이와 같이, 비교예에 관한 음이온생성장치에서는, 절연물인 기판(11)에 대하여, 음이온을 양호하게 조사할 수 없다.Here, the negative ion generating device according to the comparative example will be described with reference to FIG. 5 . The negative ion generating device according to the comparative example has a power supply to which only a DC voltage signal can be applied. Accordingly, as the bias voltage, as shown in the graph shown at the top of FIG. 5 , a voltage of a certain magnitude is continuously applied. In this case, as shown in the graph shown at the bottom, current flows at the start of application, but since the substrate 11 is an insulator, the current immediately decreases, and thereafter, no current flows. As described above, in the negative ion generating device according to the comparative example, the negative ions cannot be irradiated favorably to the substrate 11 which is an insulating material.

이에 대하여, 본 실시형태에 관한 음이온생성장치(1)의 전압인가부(8)는, 적어도 고주파의 전압신호를 인가할 수 있는 전원(36)을 갖는다. 따라서, 전압인가부(8)는, 고주파의 전압신호를 인가함으로써, 절연물에 대해서도 계속적으로 전류를 흘려보내, 음이온을 조사할 수 있다(도 4 참조). 이상으로부터, 대상물에 관계없이 양호하게 음이온을 조사할 수 있다.In contrast, the voltage applying unit 8 of the negative ion generating device 1 according to the present embodiment has a power supply 36 capable of applying at least a high-frequency voltage signal. Accordingly, the voltage applying unit 8 applies a high-frequency voltage signal to continuously flow a current to the insulator to irradiate the negative ions (see Fig. 4). From the above, the anion can be irradiated favorably irrespective of the target object.

전원(36)은, 고주파의 전압신호와 직류의 전압신호를 중첩해도 된다. 이 경우, 전압인가부(8)는, 음이온만을 기판(11)에 조사하는 것이 가능해진다.The power supply 36 may superimpose a high-frequency voltage signal and a DC voltage signal. In this case, the voltage applying unit 8 can irradiate only negative ions to the substrate 11 .

전원(36)은, 직류의 전압신호를 조정하는 조정기구(63)를 가져도 된다. 이로써, 전압인가부(8)는, 예를 들면, 양이온과 음이온을 양방 조사할 때 등에, 조정기구(63)에 근거하는 직류의 전압신호를 중첩하여, 양이온의 양을 조정할 수 있다.The power source 36 may have an adjustment mechanism 63 for adjusting the DC voltage signal. Accordingly, the voltage applying unit 8 can adjust the amount of positive ions by superimposing the DC voltage signal based on the adjustment mechanism 63, for example, when irradiating both positive and negative ions.

본 실시형태에 관한 음이온생성장치(1)는, 음이온을 생성하여 기판(11)에 조사하는 음이온생성장치(1)로서, 내부에서 음이온의 생성이 행해지는 챔버(2)와, 챔버(2) 내에 있어서 플라즈마(P)를 생성함으로써, 음이온을 생성하는 음이온생성부(4)와, 기판(11)에 바이어스전압을 인가 가능한 전압인가부(8)를 구비하고, 전압인가부(8)는, 고주파의 전압신호를 인가할 수 있는 전원(36)을 배치하기 위한 배치부(71)를 갖는다.The negative ion generating device 1 according to the present embodiment is an anion generating device 1 that generates negative ions and irradiates the substrate 11, and includes a chamber 2 in which negative ions are generated inside, and the chamber 2 A negative ion generating unit 4 for generating negative ions by generating plasma P in the inside, and a voltage applying unit 8 capable of applying a bias voltage to the substrate 11, the voltage applying unit 8 comprising: It has an arrangement part 71 for arranging a power source 36 to which a high frequency voltage signal can be applied.

본 실시형태에 관한 음이온생성방법은, 음이온을 생성하여 기판(11)에 조사하는 음이온생성방법으로서, 챔버(2) 내에 있어서 플라즈마(P)를 생성함으로써, 음이온을 생성하는 음이온생성스텝과, 기판(11)에 바이어스전압을 인가하는 전압인가스텝을 구비하고, 전압인가스텝은, 고주파의 전압신호를 인가한다.The negative ion generating method according to the present embodiment is an anion generating method for generating negative ions and irradiating the substrate 11, comprising: an anion generating step for generating negative ions by generating plasma P in the chamber 2; (11) includes a voltage application step of applying a bias voltage, wherein the voltage application step applies a high-frequency voltage signal.

이들의 음이온생성장치(1), 및 음이온생성방법에 의하면, 상술한 음이온생성장치(1)와 동일한 작용·효과를 얻을 수 있다.According to these anion generating apparatus 1 and anion generating method, the same action and effect as the above-mentioned anion generating apparatus 1 can be acquired.

본 발명은, 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니다.This invention is not limited to embodiment mentioned above.

예를 들면, 상기 실시형태에서는, 플라즈마건(14)을 압력구배형의 플라즈마건으로 했지만, 플라즈마건(14)은, 챔버(2) 내에 플라즈마를 생성할 수 있으면 되고, 압력구배형의 것에는 한정되지 않는다.For example, in the above embodiment, the plasma gun 14 is a pressure gradient type plasma gun, but the plasma gun 14 only needs to be capable of generating plasma in the chamber 2 and is limited to the pressure gradient type plasma gun. doesn't happen

또, 상기 실시형태에서는, 플라즈마건(14)과 플라즈마(P)를 유도하는 양극(16)의 세트가 챔버(2) 내에 1세트만 마련되어 있었지만, 복수 세트 마련해도 된다. 또, 일 개소에 대하여, 복수의 플라즈마건(14)으로부터 플라즈마(P)를 공급해도 된다.Moreover, in the said embodiment, although only one set of the set of the plasma gun 14 and the anode 16 which induces the plasma P was provided in the chamber 2, multiple sets may be provided. In addition, the plasma P may be supplied from a plurality of plasma guns 14 to one location.

1 음이온생성장치
2 챔버
4 음이온생성부
8 전압인가부
11 기판(대상물)
36 전원
5 전압제어부(조정기구)
63 조정기구1 Negative ion generator
2 chamber
4 Anion generator
8 Voltage application part
11 Substrate (object)
36 power
5 Voltage control unit (regulating mechanism)
63 adjustment mechanism

Claims

As an anion generating device for generating negative ions and irradiating an object,
a chamber in which generation of the negative ions is performed;
An anion generating unit for generating the negative ions by generating plasma in the chamber;
and a voltage applying unit capable of applying a bias voltage to the object;
The voltage applying unit, the negative ion generating device having a power supply capable of applying a high frequency voltage signal.

According to claim 1,
The power supply, the negative ion generating device that superimposes the high frequency voltage signal and the DC voltage signal.

3. The method of claim 2,
and the power source has an adjustment mechanism for adjusting the DC voltage signal.

As an anion generating device for generating negative ions and irradiating an object,
a chamber in which generation of the negative ions is performed;
An anion generating unit for generating the negative ions by generating plasma in the chamber;
and a voltage applying unit capable of applying a bias voltage to the object;
The voltage applying unit has an arranging unit for arranging a power source capable of applying a high frequency voltage signal, the negative ion generating device.

As an anion generating method for generating anion and irradiating an object,
an anion generating step of generating the negative ions by generating plasma in the chamber;
a voltage application step of applying a bias voltage to the object;
In the voltage application step, a high-frequency voltage signal is applied to the object.