TW202137282A - Negative ion generator has an ultraviolet light suppression mechanism that suppresses the ultraviolet light directed to the object - Google Patents
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Abstract
Description
本發明係有關一種負離子產生裝置。 本申請案係主張基於2020年3月19日申請之日本專利申請第2020-049133號的優先權。該日本申請案的全部內容係藉由參閱而援用於本說明書中。The present invention relates to a negative ion generating device. This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2020-049133 filed on March 19, 2020. The entire content of this Japanese application is incorporated in this specification by reference.
以往,作為負離子產生裝置,已知有專利文獻1中記載之負離子產生裝置。該負離子產生裝置具備:氣體供給部,向腔室內供給成為負離子的原料之氣體;以及負離子產生部,藉由在腔室內產生電漿來產生負離子。負離子產生部藉由電漿在腔室內產生負離子,藉此將該負離子照射到對象物。
[先前技術文獻]Conventionally, as an anion generator, the anion generator described in
[專利文獻1] 日本特開2017-025407號公報[Patent Document 1] JP 2017-025407 A
在此,在如上所述的負離子產生裝置中,在由負離子產生部產生電漿時,電漿光包含紫外光。此時,紫外光有可能照射到接受負離子照射的對象物,而對該對象物造成損傷。Here, in the negative ion generator as described above, when plasma is generated by the negative ion generator, the plasma light includes ultraviolet light. At this time, there is a possibility that the ultraviolet light is irradiated to the object that is irradiated with negative ions, which may damage the object.
[發明所欲解決之問題][The problem to be solved by the invention]
因此,本發明的目的為,提供一種能夠抑制對對象物造成損傷之負離子產生裝置。 [解決問題之技術手段]Therefore, the object of the present invention is to provide a negative ion generator capable of suppressing damage to an object. [Technical means to solve the problem]
為了解決上述課題,本發明之負離子產生裝置,係產生負離子並照射到對象物之負離子產生裝置,其係具備:腔室,係在內部進行負離子的產生;負離子產生部,係藉由在腔室內產生電漿來產生負離子;對象物配置部,係配置對象物;以及紫外光抑制機構,係在負離子產生部與對象物配置部之間抑制朝向對象物配置部的紫外光。In order to solve the above-mentioned problems, the negative ion generator of the present invention is a negative ion generator that generates negative ions and irradiates them to an object. The negative ion generator includes: a chamber for generating negative ions inside; Plasma is generated to generate negative ions; the object arranging part is the arranging object; and the ultraviolet light suppression mechanism is arranged between the negative ion generating part and the object arranging part to suppress ultraviolet light toward the object arranging part.
本發明之負離子產生裝置係具備:在負離子產生部與對象物配置部之間抑制朝向對象物配置部的紫外光之紫外光抑制機構。在負離子產生部為了產生負離子而產生了電漿之情況下,包含紫外光之電漿光朝向配置於對象物配置部之對象物的方向。此時,紫外光抑制機構抑制朝向對象物的紫外光,藉此能夠減少或阻斷照射到對象物之紫外光。綜上所述,能夠抑制對對象物造成損傷。The negative ion generating device of the present invention is provided with an ultraviolet light suppression mechanism that suppresses ultraviolet light directed to the object arranging portion between the anion generating portion and the object arranging portion. When the negative ion generating part generates plasma in order to generate negative ions, the plasma light containing ultraviolet light is directed in the direction of the object arranged in the object arrangement part. At this time, the ultraviolet light suppression mechanism suppresses the ultraviolet light directed to the object, thereby being able to reduce or block the ultraviolet light irradiated to the object. In summary, damage to the object can be suppressed.
紫外光抑制機構可以具有:在腔室內配置於離子產生部與對象物配置部之間且用於抑制紫外光的通過之構件。此時,即使不變更腔室整體的形狀,僅藉由對現有的腔室追加構件,仍能夠抑制朝向對象物的紫外光。The ultraviolet light suppression mechanism may have a member arranged between the ion generating part and the object arrangement part in the chamber and for suppressing the passage of ultraviolet light. At this time, even if the shape of the entire chamber is not changed, only by adding a member to the existing chamber, it is possible to suppress ultraviolet light directed to the object.
構件可以抑制紫外光的通過且允許負離子的通過。此時,即使不設置使構件移動之機構等,仍能夠抑制朝向對象物的紫外光。The member can inhibit the passage of ultraviolet light and allow the passage of negative ions. At this time, even if a mechanism or the like for moving the member is not provided, it is possible to suppress ultraviolet light directed to the object.
紫外光抑制機構可以具有切換部,該切換部在由負離子產生部產生電漿之時點和停止電漿之時點切換構件的位置。此時,在產生電漿之時點,切換部將構件配置於負離子產生部與對象物之間,能夠阻斷朝向對象物的紫外光。另一方面,在電漿停止之時點,切換部移除構件,藉此能夠將由負離子產生部產生之負離子照射到對象物。The ultraviolet light suppression mechanism may have a switching part that switches the position of the member at the time when plasma is generated by the negative ion generating part and when the plasma is stopped. At this time, when the plasma is generated, the switching section arranges the member between the negative ion generating section and the object, and can block the ultraviolet light directed to the object. On the other hand, when the plasma is stopped, the switching part removes the member, whereby the negative ions generated by the negative ion generating part can be irradiated to the object.
紫外光抑制機構可以由在負離子產生部與對象物配置部之間利用壁部阻斷紫外光之腔室構成。此時,無需追加另外的構件就能夠抑制朝向對象物的紫外光。 [發明之效果]The ultraviolet light suppression mechanism may be constituted by a chamber in which ultraviolet light is blocked by a wall between the negative ion generating part and the object arrangement part. In this case, it is possible to suppress ultraviolet light directed to the object without adding another member. [Effects of Invention]
依據本發明,可提供一種能夠抑制對對象物造成損傷之負離子產生裝置。According to the present invention, it is possible to provide a negative ion generating device capable of suppressing damage to an object.
以下,參閱附圖並對本發明的一實施形態之負離子產生裝置進行說明。另外,在附圖的說明中,對相同的要素賦予相同的元件符號,並省略重複說明。Hereinafter, referring to the drawings, a negative ion generator according to an embodiment of the present invention will be described. In addition, in the description of the drawings, the same reference numerals are given to the same elements, and repeated descriptions are omitted.
首先,參閱圖1對本發明的實施形態之負離子產生裝置的構成進行說明。圖1為表示本實施形態之負離子產生裝置的構成之概略剖面圖。另外,為了便於說明,圖1中示出XYZ座標系統。X軸方向為作為對象物之基板的厚度方向。Y軸方向及Z軸方向為與X軸方向正交且彼此正交之方向。First, referring to FIG. 1, the structure of the negative ion generator according to the embodiment of the present invention will be described. Fig. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the negative ion generator of this embodiment. In addition, for convenience of description, the XYZ coordinate system is shown in FIG. 1. The X-axis direction is the thickness direction of the substrate as the object. The Y-axis direction and the Z-axis direction are directions orthogonal to the X-axis direction and orthogonal to each other.
如圖1所示,本實施形態的負離子產生裝置1具備腔室2、對象物配置部3、負離子產生部4、氣體供給部6、電路部7、電壓施加部8及控制部50。As shown in FIG. 1, the
腔室2為用於收納基板11(對象物)並進行負離子的照射處理之構件。腔室2為在內部進行負離子的產生之構件。腔室2由導電性的材料構成,並且與接地電位連接。The
腔室2具備在X軸方向相對向之一對壁部2a、2b、在Y軸方向相對向之一對壁部2c、2d及在Z軸方向相對向之一對壁部(未圖示)。另外,在X軸方向的負側配置有壁部2a,在正側配置有壁部2b。在Y軸方向的負側配置有壁部2c,在正側配置有壁部2d。The
對象物配置部3供配置成為負離子的照射對象物之基板11。對象物配置部3設置於腔室2的壁部2a。對象物配置部3具備載置構件12和連接構件13。載置構件12及連接構件13由導電性的材料構成。載置構件12為用於在載置面12a上載置基板11之構件。載置構件12安裝於壁部2a,且配置於腔室2的內部空間內。載置面12a為以與X軸方向正交之方式展開之平面。藉此,基板11以與X軸方向正交且與ZY平面平行之方式,載置於載置面12a上。連接構件13為將載置構件12與電壓施加部8電連接之構件。連接構件13貫通壁部2a延伸至腔室2外。另外,連接構件13的位置關係只要是不干涉作為負離子產生部4之電漿槍14和陽極16之位置,可以採用任何位置關係。The
作為成為負離子照射的對象之基板11,例如,採用在基材的表面形成有ITO、IWO、ZnO、Ga2
O3
、AlN、GaN、SiON等膜之基板。作為基材,例如採用玻璃基板或塑膠基板等板狀構件。As the
接著,對負離子產生部4的構成進行詳細說明。負離子產生部4在腔室2內產生電漿及電子,藉此產生負離子及自由基等。負離子產生部4具有電漿槍14和陽極16。Next, the structure of the negative
電漿槍14例如為壓力梯度型電漿槍,其本體部分設置於腔室2的壁部2c,而與腔室2的內部空間連接。電漿槍14在腔室2內產生電漿P。在電漿槍14中產生之電漿P從電漿口向腔室2的內部空間以射束狀射出。藉此,在腔室2的內部空間產生電漿P。The
陽極16為將來自電漿槍的電漿P引導至所期望的位置之機構。陽極16為具有用於感應電漿P之電磁體或者磁鐵之機構。陽極16設置於腔室的壁部2d,配置於與電漿槍14在Y軸方向上相對向之位置。藉此,電漿P從電漿槍14射出,朝向Y軸方向的正側而在腔室2的內部空間擴散後,收斂並引導至陽極16。另外,電漿槍14與陽極16的位置關係並不限定於上述,只要能夠產生負離子,則可以採用任何位置關係。The
氣體供給部6配置於腔室2的外部。氣體供給部6通過形成於壁部2d之氣體供給口26,向腔室2內供給氣體。氣體供給口26形成於負離子產生部4與對象物配置部3之間。在此,氣體供給口26形成於壁部2d的X軸方向的負側的端部與陽極16之間的位置。但是,氣體供給口26的位置沒有特別限定。氣體供給部6供給成為負離子的原料之氣體。作為氣體,例如可以採用成為O-
等負離子的原料之O2
、成為NH-
等氮化物負離子的原料之NH2
、NH4
,除此以外,成為C-
或Si-
等負離子的原料之C2
H6
、SiH4
等。亦即,可以說採用電子親和力為正之原料。另外,氣體亦包含Ar等稀有氣體作為使放電穩定之載氣。The
電路部7具有:可變電源30、第1配線31、第2配線32、電阻器R1~R3、及開關SW1。可變電源30隔著處於接地電位之腔室2,將負電壓施加到電漿槍14的陰極21,將正電壓施加到陽極16。藉此,可變電源30在電漿槍14的陰極21與陽極16之間產生電位差。第1配線31將電漿槍14的陰極21與可變電源30的負電位側電連接。第2配線32將陽極16與可變電源30的正電位側電連接。電阻器R1串聯在第1中間電極22與可變電源30之間。電阻器R2串聯在第2中間電極23與可變電源30之間。電阻器R3串聯在腔室2與可變電源30之間。開關SW1藉由接收來自控制部50的指令訊號,切換ON/OFF狀態。開關SW1與電阻器R2並聯。開關SW1在產生電漿P時成為OFF狀態。另一方面,開關SW1在停止電漿P時成為ON狀態。The circuit section 7 has a
電壓施加部8對基板11施加偏電壓。電壓施加部8具有:電源36,對基板11施加偏電壓;第3配線37,連接電源36與對象物配置部3;以及開關SW2,設置於第3配線37上。電源36施加正電壓作為偏電壓。第3配線37的一端與電源36的正電位側連接,並且另一端與連接構件13連接。藉此,第3配線37透過連接構件13及載置構件12將電源36與基板11電連接。開關SW2藉由控制部50切換其ON/OFF狀態。開關SW2在產生負離子時的既定時點成為ON狀態。當開關SW2為ON狀態時,連接構件13與電源36的正電位側彼此電連接,向連接構件13施加偏電壓。另一方面,開關SW2在產生負離子時的既定時點成為OFF狀態。當開關SW2為OFF狀態時,連接構件13與電源36彼此電切斷,偏電壓不施加到連接構件13,連接構件13成為浮接狀態。當連接構件13成為浮接狀態時,例如在電漿ON時流入基板11之粒子的正負平衡而成為最小限度。The
控制部50為控制負離子產生裝置1整體之裝置,具備統括管理裝置整體之ECU[Electronic Control Unit:電子控制單元]。ECU為具有CPU[Central Processing Unit:中央處理單元]、ROM[Read Only Memory:唯讀記憶體]、RAM[Random Access Memory:隨機存取記憶體]、CAN[Controller Area Network:控制器區域網路]通信電路等之電子控制單元。在ECU中,例如將存儲於ROM中之程式載入RAM,並由CPU執行載入RAM之程式,藉此實現各種功能。ECU亦可以由複數個電子單元構成。The
控制部50配置於腔室2的外部。又,控制部50具備:氣體供給控制部51,控制基於氣體供給部6之氣體供給;電漿控制部52,控制基於負離子產生部4之電漿P的產生;以及電壓控制部53,控制基於電壓施加部8之偏電壓的施加。控制部50進行控制,以進行重複電漿P的產生和停止之間歇運轉。The
在藉由電漿控制部52的控制而使開關SW1成為OFF狀態時,來自電漿槍14的電漿P向腔室2內射出,因此在腔室2內產生電漿P。電漿P將中性粒子、正離子、負離子(存在氧氣等負電性氣體之情況下)及電子作為構成物質。在藉由電漿控制部52的控制而使開關SW1成為ON狀態時,來自電漿槍14的電漿P不向腔室2內射出,因此腔室2內的電漿P的電子溫度急劇降低。因此,電子容易附著於供給至腔室2內之氣體的粒子上。藉此,在產生室10b內有效率地產生負離子。電壓控制部53在電漿P停止之時點,控制電壓施加部8對基板11施加正偏電壓。藉此,腔室2內的負離子被引導至基板11,負離子照射到基板11上。When the switch SW1 is turned off by the control of the
圖2為表示電漿P的ON/OFF的時點和正離子及負離子向對象物的飛行狀況之曲線圖。圖中,記載為“ON”之區域表示電漿P的產生狀態,記載為“OFF”之區域表示電漿P的停止狀態。在時間t1的時點,電漿P停止。在電漿P的產生中,大量產生正離子。此時,在腔室2中亦大量產生電子。而且,當電漿P停止時,正離子急劇減少。此時,電子亦減少。負離子在電漿P停止後,從經過了既定時間之時間t2急劇增加,在時間t3成為峰值。另外,正離子及電子從電漿P停止後減少,在時間t3附近正離子的量與負離子的量相同,電子幾乎消失。FIG. 2 is a graph showing the timing of the ON/OFF of the plasma P and the flight status of positive ions and negative ions to an object. In the figure, the area described as "ON" indicates the generation state of the plasma P, and the area described as "OFF" indicates the stop state of the plasma P. At time t1, the plasma P stops. In the generation of plasma P, a large amount of positive ions are generated. At this time, a large amount of electrons are also generated in the
在此,負離子產生裝置1進一步具備紫外光抑制機構60。紫外光抑制機構60為在負離子產生部4與對象物配置部3之間抑制朝向對象物配置部3的紫外光UV、亦即朝向基板11的紫外光UV之機構。在本實施形態中,紫外光抑制機構60具有:在腔室2內配置於負離子產生部4與對象物配置部3之間且用於抑制紫外光UV的通過之開口率調整構件61A、61B(構件)。開口率調整構件61A、61B抑制紫外光UV的通過且允許負離子、自由基(具有不成對電子之原子、分子)等的供給物PM的通過。另外,在本實施形態中,來自電漿P的紫外光UV及供給物PM主要從在X軸方向上的正側朝向負側行進,並照射到基板11上。因此,有時將X軸方向稱為“照射方向”。又,有時將X軸方向的正側稱為“照射方向上的上游側”,將X軸方向的負側稱為“照射方向上的下游側”。Here, the
開口率調整構件61A、61B分別為具有貫通部之板狀構件。開口率調整構件61A、61B以與照射方向正交之方式,亦即以與YZ平面平行地展開之方式配置。又,開口率調整構件61A、61B以在照射方向彼此相對向之方式配置。在此,開口率調整構件61A配置於照射方向上的上游側,開口率調整構件61B配置於照射方向上的下游側。又,開口率調整構件61A、61B能夠以從照射方向觀察時使彼此的貫通部錯開之方式配置,藉此事先調整開口率。The aperture
參閱圖3,對開口率調整構件61A、61B的一例進行說明。圖3(a)為從照射方向上的上游側觀察開口率調整構件61A與開口率調整構件61B重疊之情況之概略圖。圖3(b)為除去開口率調整構件61A,從照射方向上的上游側僅觀察開口率調整構件61B之概略圖。如圖3(a)所示,開口率調整構件61A具有以既定圖案分佈之圓形的貫通部62A。又,如圖3(b)所示,開口率調整構件61B具有以既定圖案分佈之圓形的貫通部62B。從照射方向觀察時,貫通部62A與貫通部62B以彼此錯開之方式配置。因此,開口率調整構件61A的貫通部62A成為被開口率調整構件61B的板部(除了貫通部62B以外的部分)堵住之狀態。Referring to FIG. 3, an example of the aperture
如上所述,開口率調整構件61A、61B成為從照射方向觀察時不存在開口部分之結構。因此,當從電漿P射出之紫外光UV沿照射方向行進時,被開口率調整構件61A、61B的組合阻斷。另一方面,開口率調整構件61A、61B在照射方向上彼此隔著微小的間隙而分離。因此,比開口率調整構件61A、61B更靠電漿P側的空間SP1(參閱圖1)與比開口率調整構件61A、61B更靠基板11側的空間SP2(參閱圖1)透過貫通部62A、間隙及貫通部62B在空間上連通。因此,來自空間SP1的供給物PM能夠藉由重複進行構件之間的反射等而進入空間SP2。藉此,允許供給物PM、尤其是負離子通過開口率調整構件61A、61B,並照射到基板11上。另外,紫外光UV亦具有相對於照射方向傾斜之成分或在構件之間反射之成分,藉此使其一部分進入空間SP2。然而,所進入之紫外光UV的量與供給物PM相比是相當少。As described above, the aperture
在圖3(a)、(b)中,從照射方向觀察時,開口率調整構件61A、61B的組合結構不存在開口部。然而,為了增加供給物PM的通過量,亦可以形成有開口部。具體而言,如圖3(b)所示,亦可藉由使貫通部62A(假想線)與貫通部62B的一部分重疊來形成開口部OP(用陰影線表示之區域)。又,開口部OP的大小能夠藉由調整開口率調整構件61A與開口率調整構件61B的錯開量來進行控制。如此,開口率調整構件61A、61B能夠藉由調整彼此的錯開量來調整開口率。In FIGS. 3(a) and (b), when viewed from the irradiation direction, the combined structure of the aperture
在此,對開口率調整構件61A、61B的開口率進行說明。當將從照射方向觀察時的基準區域的面積設為100%時,該開口率為在該基準區域內形成之開口部OP的面積的合計比例。在此,基準區域可以是在圖1中用“E1”表示之與基板11重疊之部分的區域。或者,在未載置基板11之狀態下,可以將與載置構件12重疊之部分的區域設為基準區域。在圖3(a)所示之例子中,開口率調整構件61A、61B的組合結構不具有開口部OP,因此開口率成為0%。藉由調整開口率調整構件61A、61B的錯開量或調整貫通部62A、62B的大小而增大開口部OP來增大開口率。另外,在開口率調整構件61A、61B的組合結構中,使貫通部62A、62B完全重疊時成為開口率的上限值。亦即,即使使貫通部62A、62B完全重疊,基準區域E1亦被開口率調整構件61A的除了貫通部62A以外的部分的板部堵住。因此,開口率的上限值成為100%以下。但是,依據情況,亦可以藉由從基準區域E1除去開口率調整構件61A、61B本身來將開口率設為100%。又,在將開口率設為0%時,在允許電子的照射之情況下,亦可以不進行如圖2所示之電漿P的間歇控制而連續地產生電漿P。另外,在將開口率設為0%時,亦可以在不讓紫外光UV照射到基板11之狀態下,利用電場吸引供給物PM。Here, the aperture ratio of the aperture
另外,開口率調整構件的形狀沒有特別限定。例如,如圖3(c)、(d)所示,亦可以採用具有梳齒狀的貫通部64A、64B之開口率調整構件63A、63B。藉由調整開口率調整構件63A、63B的貫通部64A、64B的錯開量,可以如圖3(c)所示,將開口率設為0%,亦可以如圖3(d)所示,增大開口率。另外,亦可以採用平板的巢套結構。又,亦可以採用除了圖3所示之例子以外的各種貫通部的形狀。又,亦可以進一步增加開口率調整構件的片數。可藉由採用各種組合,使與開口率調整構件的組合有關的構成能夠將開口率調整為0%至100%。In addition, the shape of the aperture ratio adjustment member is not particularly limited. For example, as shown in FIGS. 3(c) and (d), aperture
又,開口率調整構件的片數亦可以為1片。此時,如圖7(a)所示,採用利用覆蓋基板11的上部之一片的板200來堵住之結構。在該結構中,使供給物PM從板200的外側迂迴進入而照射。在圖7(a)的構成中,以基準區域E1作為基準時的開口率成為0%。然而,當讓供給物PM迂迴進入之開口部的大小很大,假設將該開口部比照基準區域E1之情況下,開口部的大小亦可以成為相當於開口率100%之大小。在這樣的構成中,調整開口部與腔室2的截面積的比例。在允許電子的照射之情況下,亦可以不進行如圖2所示之電漿P的間歇控制而連續地產生電漿P。In addition, the number of aperture ratio adjusting members may be one. At this time, as shown in FIG. 7(a), a structure in which a
例如,在圖3所示之形態中,貫通部的大小比基板11小。但是,開口率調整構件201、202的貫通部亦可以如圖7(b)所示那樣形成得較大。例如,貫通部的大小亦可以成為“基板11的尺寸/2”的大小等。此時,藉由調整開口率調整構件201、202的重疊態樣來抑制分佈不均勻。For example, in the form shown in FIG. 3, the size of the penetration portion is smaller than that of the
接著,對本實施形態之負離子產生裝置1的作用效果進行說明。Next, the effect of the
本實施形態之負離子產生裝置1係具備:在負離子產生部4與對象物配置部3之間抑制朝向對象物配置部3的紫外光UV之紫外光抑制機構60。在負離子產生部4為了產生負離子而產生了電漿P之情況下,包含紫外光UV之電漿光朝向配置於對象物配置部3之基板11的方向。此時,藉由紫外光抑制機構60抑制朝向基板11的紫外光UV,能夠減少或阻斷照射到基板11上之紫外光UV。綜上所述,能夠抑制對基板11造成損傷。The
紫外光抑制機構60具有:在腔室2內配置於負離子產生部4與對象物配置部3之間且用於抑制紫外光UV的通過之開口率調整構件61A、61B。此時,即使不變更腔室2整體的形狀(例如,如圖6那樣),僅藉由對現有的腔室2追加開口率調整構件61A、61B,仍能夠抑制朝向基板11的紫外光UV。The ultraviolet
開口率調整構件61A、61B抑制紫外光UV的通過且允許負離子的通過。此時,即使不設置使如圖4所示那樣的構件移動之複雜的機構,仍能夠抑制朝向基板11的紫外光UV。The aperture
本發明並不限定於上述實施形態。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment.
例如,亦可以採用圖4所示之負離子產生裝置1的構成。在圖4所示之例子中,紫外光抑制機構60可以具有切換部67,該切換部67在由負離子產生部4產生電漿P之時點和停止電漿P之時點切換開閉構件66(構件)的位置。開閉構件66為在照射方向的下游側與基板11及載置構件12相對向之構件。開閉構件66為不具有如圖3所示那樣的貫通部之平面狀的板構件。切換部67藉由對開閉構件66施加驅動力,能夠使其旋轉移動或往復移動。藉此,切換部67能夠切換利用開閉構件66覆蓋基板11之狀態和使開閉構件66退避而使基板11暴露之狀態。For example, the configuration of the
此時,在產生電漿P之時點(圖2的“ON”的時點),切換部67將開閉構件66配置於負離子產生部4與基板11之間,能夠阻斷朝向基板11的紫外光UV。另一方面,在電漿P停止之時點(圖2的“OFF”的時點),切換部67藉由除去開閉構件66,能夠使由負離子產生部4產生之負離子照射到基板11上。依據圖4所示之結構,在產生電漿P時,與使用了圖1所示之開口率調整構件之結構相比,不具有開口部之開閉構件66能夠更確實地阻斷紫外光UV。並且,在電漿P停止時,藉由使基板11暴露,與使用了圖1所示之開口率調整構件之結構相比,能夠使更多的負離子照射到基板11上。At this time, at the time when the plasma P is generated (the "ON" time in FIG. 2), the switching
又,亦可以採用圖5所示之負離子產生裝置1的構成。在圖5所示之例子中,在比開口率調整構件61A、61B更靠基板11側的空間SP2設置有磁場形成部80。磁場形成部80具備:以隔著腔室2之方式在Y軸方向的正側和負側分別設置之磁場產生裝置81。磁場形成部80形成沿著載置構件12的載置面12a之方向的磁場。亦即,磁場形成部80形成沿著基板11的被照射面11a之方向的磁場。沿著載置面12a及被照射面11a之方向是指與該等面大致平行的方向。在圖5所示之例子中,磁場產生裝置81所產生之磁通B與Y軸方向大致平行地延伸。磁場形成部80能夠藉由在基板11附近形成磁場來捕獲電子。藉此,磁場形成部80能夠減少照射到基板11上之電子的量。因此,藉由採用圖5所示之結構,亦可以不進行如圖2所示之電漿P的間歇控制而連續地產生電漿P。In addition, the structure of the
進而,與磁場形成部80、對象物配置部3及電壓施加部8的組合有關的構成,能夠作為進行磁控管放電之放電部90發揮作用。又,負離子產生部4能夠作為產生自由基之自由基供給源發揮作用。放電部90為能夠使用從自由基供給源供給之自由基進行磁控管放電之機構。藉此,放電部90亦能夠藉由磁控管放電來產生照射到基板11上之負離子。Furthermore, the configuration related to the combination of the magnetic
具體而言,磁場形成部80能夠施加與基板11的被照射面11a大致平行的磁場。亦即,在被照射面11a(及載置面12a)的位置形成與被照射面11a大致平行的磁場。並且,電壓施加部8能夠施加與基板11的被照射面11a垂直的偏電壓。這樣一來,放電部90能夠在被照射面11a附近的位置進行“E×B”的磁控管放電。又,負離子產生部4能夠從高密度的電漿P供給大量的自由基。藉此,與基態的氣體等不同地,容易進行放電,能夠進行基於電漿照射之改質。另外,雖然藉由磁控管放電產生新的電漿光,但與負離子產生部4的電漿P相比容易進行放電,因此紫外光少。因此,能夠在可允許之範圍內抑制對基板11造成損傷。藉由這樣的磁控管放電,對成為陽極之基板11照射新產生之負離子及電子。Specifically, the magnetic
另外,負離子及電子表現出在磁通B的周圍迴旋之行為。此時,電子以小直徑在磁通B的周圍迴旋,而負離子以大直徑在磁通B的周圍迴旋。因此,藉由調整磁場形成部80的磁場,可以使較大迴旋之負離子盡可能與基板11接觸,而較小迴旋之電子盡可能不與基板11接觸。藉此,與電子相比,負離子更容易照射到基板11上。In addition, negative ions and electrons exhibit the behavior of circling around the magnetic flux B. At this time, the electrons orbit around the magnetic flux B with a small diameter, and the negative ions orbit around the magnetic flux B with a large diameter. Therefore, by adjusting the magnetic field of the magnetic
在上述實施形態及變形例中,藉由在腔室2內設置新的構件,構成了紫外光抑制機構。取而代之,紫外光抑制機構亦可以由在負離子產生部4與對象物配置部3之間利用壁部阻斷紫外光UV之腔室102構成。此時,無需追加如圖1、圖4所示之另外的構件就能夠抑制朝向基板11的紫外光UV。具體而言,如圖6所示,可以將對象物配置部3及基板11配置於來自電漿P的紫外光UV不直接照射到之位置。In the above-mentioned embodiment and modification examples, by providing a new member in the
圖6所示之腔室102具備:用於產生電漿P之電漿室RM1、和對基板11進行負離子的照射之照射室RM2。電漿室RM1為與圖1的腔室2的內部空間對應之空間,由被壁部2a~2d包圍之空間形成。照射室RM2由在電漿室RM1的X軸方向的負側的端部向Y軸方向的負側延伸之空間形成。具體而言,照射室RM2具備:壁部2e,使壁部2a向Y軸方向的負側延伸;壁部2f,從壁部2c向Y軸方向的負側延伸;以及壁部2g,連接壁部2e、2f的Y軸方向的負側的端部彼此。在電漿室RM1中,負離子產生部4的構成要素設置於與圖1相同的位置。與此相對,對象物配置部3設置於照射室RM2的壁部2e。The
將與基板11的被照射面11a正交之方向(X軸方向)定義為照射方向。此時,設置對象物配置部3之照射室RM2在與照射方向正交之方向(在此,為Y軸方向)上,配置於從電漿室RM1偏離之位置。又,照射室RM2配置於比電漿槍14及陽極16更靠照射方向上的下游側,並且配置於比電漿P的緣部Pa更靠照射方向上的下游側。另外,電漿P的緣部Pa表示在以最大輸出產生電漿P時,視覺上能夠確認之發光範圍的邊界部分。另外,由於存在電漿P的發光強度的差異,其輪廓具有某種程度的寬度。The direction (X-axis direction) orthogonal to the
由於這樣的位置關係,從基板11觀察時,成為無法直接觀察到電漿P之結構。具體而言,在從基板11側的基準位置觀察負離子產生部4側之情況下,成為無法觀察到電漿P的全部或一部分之狀態。例如,在將基板11的端部設為基準位置P1時,可以成為從基準位置P1無法觀察到電漿P的緣部Pa之配置,亦可以成為從基準位置P1無法觀察到陽極16的中心位置CP2之配置,亦可以成為從基準位置P1無法觀察到電漿P的中心位置CP1(電漿槍14與陽極16之間的區域的中心位置)之配置,亦可以成為從基準位置P1無法觀察到電漿槍14的中心位置CP3之配置。另外,從基準位置P1無法觀察到中心位置CP1之狀態,是指連結基準位置P1與中心位置CP1之假想線VL受腔室102的壁部干涉之狀態(參閱圖6)。另外,亦可以將載置構件12的中心設為基板11側的基準位置P2。藉由讓該等位置關係成立,從電漿P朝向基板11之紫外光UV被腔室102的壁部2c阻斷。綜上所述,由腔室102構成紫外光抑制機構60。Due to this positional relationship, when viewed from the
另外,圖6所示之負離子產生裝置1亦具有:形成沿著基板11的被照射面11a及載置面12a之方向的磁場之磁場形成部80。藉此,藉由磁控管放電,負離子照射到基板11上。另外,亦可以省略該磁場形成部80。In addition, the
例如,在上述實施形態中,將電漿槍14設為壓力梯度型電漿槍,但電漿槍14只要能夠在腔室2內產生電漿即可,並不限於壓力梯度型電漿槍。For example, in the above-mentioned embodiment, the
又,在上述實施形態中,在腔室2內僅設置有一組由電漿槍14和引導電漿P之陽極16構成的組,但亦可以設置複數組。又,亦可以從複數個電漿槍14向一個部位供給電漿P。In addition, in the above-mentioned embodiment, only one set consisting of the
1:負離子產生裝置
2:腔室
3:對象物配置部
4:負離子產生部
11:基板(對象物)
60:紫外光抑制機構
61A,61B,63A,63B:開口率調整構件(構件)
66:開閉構件(構件)
67:切換部
102:腔室(紫外光抑制機構)1: Anion generator
2: chamber
3: Object placement department
4: Negative ion generation part
11: Board (object)
60: Ultraviolet
[圖1]為表示本實施形態之負離子產生裝置的構成之概略剖面圖。 [圖2]為表示電漿P的ON/OFF的時點和正離子及負離子向對象物的飛行狀況之曲線圖。 [圖3(a)~(d)]為表示開口率調整構件的例子之概略圖。 [圖4]為表示變形例之負離子產生裝置的構成之概略剖面圖。 [圖5]為表示變形例之負離子產生裝置的構成之概略剖面圖。 [圖6]為表示變形例之負離子產生裝置的構成之概略剖面圖。 [圖7(a)、(b)]為表示變形例之負離子產生裝置的基板周邊的結構之概略放大圖。[Fig. 1] is a schematic cross-sectional view showing the structure of the negative ion generator of this embodiment. Fig. 2 is a graph showing the timing of the ON/OFF of plasma P and the flight status of positive ions and negative ions to the object. [Fig. 3(a)~(d)] is a schematic diagram showing an example of an aperture ratio adjusting member. [Fig. 4] is a schematic cross-sectional view showing the structure of a negative ion generator according to a modification. [Fig. 5] A schematic cross-sectional view showing the structure of a negative ion generator according to a modification. [Fig. 6] is a schematic cross-sectional view showing the structure of a negative ion generator of a modification. [FIG. 7(a), (b)] is a schematic enlarged view showing the structure around the substrate of the negative ion generator of the modification.
1:負離子產生裝置 1: Anion generator
2:腔室 2: chamber
2a,2b,2c,2d:壁部 2a, 2b, 2c, 2d: wall
3:對象物配置部 3: Object placement department
4:負離子產生部 4: Negative ion generation part
6:氣體供給部 6: Gas supply department
7:電路部 7: Circuit Department
8:電壓施加部 8: Voltage application part
11:基板(對象物) 11: Board (object)
11a:被照射面 11a: illuminated surface
12:載置構件 12: Mounting components
12a:載置面 12a: Mounting surface
13:連接構件 13: connecting member
14:電漿槍 14: Plasma gun
16:陽極 16: anode
21:陰極 21: Cathode
22:第1中間電極 22: The first middle electrode
23:第2中間電極 23: 2nd middle electrode
26:氣體供給口 26: Gas supply port
30:可變電源 30: Variable power supply
31:第1配線 31: 1st wiring
32:第2配線 32: 2nd wiring
36:電源 36: Power
37:第3配線 37: 3rd wiring
50:控制部 50: Control Department
51:氣體供給控制部 51: Gas supply control unit
52:電漿控制部 52: Plasma Control Department
53:電壓控制部 53: Voltage Control Department
60:紫外光抑制機構 60: Ultraviolet light suppression mechanism
61A,61B:開口率調整構件 61A, 61B: Aperture ratio adjustment member
E1:基準區域 E1: Reference area
P:電漿 P: Plasma
PM:供給物 PM: supplies
R1,R2,R3:電阻器 R1, R2, R3: resistor
SP1,SP2:空間 SP1, SP2: Space
SW1,SW2:開關 SW1, SW2: switch
UV:紫外光 UV: Ultraviolet light
X,Y,Z:軸方向 X, Y, Z: axis direction
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