WO1998005803A1 - Surface treatment apparatus, surface treatment method using the apparatus, and surface treatment nozzle used for the apparatus and method - Google Patents

Surface treatment apparatus, surface treatment method using the apparatus, and surface treatment nozzle used for the apparatus and method Download PDF

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Abstract

The nozzle of a suface treatment apparatus in which reactive gas is jetted against a substrate to be treated to subject the substrate to a surface treatment comprises a gas introducing section which has a sheet-like gas flow path whose length is sufficiently larger than the width and whose width direction cross section along the flow path is uniform and whose cross section gradually decreases toward the downstream, a throat section which is connected to the gas introducing section and has the minimum cross section in the whole nozzle and a gas jetting section which is connected to the throat section and whose cross section gradually increase at a predetermined widening angle. The gas made to flow through the nozzle is subjected to adiabatic expansion and accelerated to flow at a speed larger than the speed of sound and jetted out in such a way that the jetting plane of the reactive gas forms a long line.

Description

明細書 表面処理装置およびこれを用いた表面処理方法並びにこれらに使用される表面 処理用ノズル 技術分野  TECHNICAL FIELD Surface treatment apparatus, surface treatment method using the same, and nozzle for surface treatment used in the same
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並びにこれらに使用 される表面処理用ノズルに係り、 特に反応性ガスの供給方法に関する。 背景技術  The present invention relates to a surface treatment apparatus, a surface treatment method using the same, and a surface treatment nozzle used for the same, and more particularly, to a reactive gas supply method. Background art
インダクションプラズマ法や D Cプラズマジエツト法により、 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、 薄膜形成あるいはエッチングなど 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ツ チング等に広く利用されている。  The gas is turned into plasma by the induction plasma method or the DC plasma jet method, and the gas is turned into a plasma. The technique of performing surface treatment such as formation or etching is already known, and is widely used for forming or etching a semiconductor thin film.
ところで、 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、 処理对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、 エッチングの場合にはエッチング速度が低下するなど の不都合が生じることもある。  By the way, when forming a thin film using plasma, it is necessary to guide the gas, which has been converted into a plasma and has increased reactivity, to the target substrate to be processed in a short time at supersonic speed. . This is for the following reasons. If the plasma gas cannot be guided to the substrate in a short time, the excited state (active state) cannot be maintained, and the adhesion between the substrate and the reaction product is reduced, and the reaction product is generated. This is because inconveniences such as peeling of an object may occur, and a film forming rate may be reduced, thereby lowering work efficiency. Further, in the case of etching, inconveniences such as a decrease in the etching rate may occur.
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、 被処理基体が耐えられ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。  In addition, since the temperature of the plasma gas is extremely high, when the gas reaches the substrate to be processed, the temperature of the gas must be lowered to a temperature that the substrate can withstand. If the temperature reaches a high temperature, not only the surface of the substrate to be processed is damaged, but also a film formation defect may occur.
また、 ブ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、 膜質の低下の原因となるからである。 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。 Also, it is required to prevent impurities from being mixed into the plasma-formed reactive gas. This is because the inclusion of impurities causes deterioration of the film quality. It is also required to prevent impurities from being mixed into the plasma-formed reactive gas. This is because the contamination of impurities causes deterioration of the film quality.
そこで、 本発明者らは、 上記要求を満たし、 作業効率の向上、 膜質およびエツ 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。  Therefore, the present inventors have proposed a surface treatment apparatus having an improved structure which satisfies the above requirements and aims to improve the working efficiency, the film quality and the etching characteristics.
この装置は、 第 8図に示すように、 ラバ一ルノズル (末広ノズルともいう) に 高周波誘導コイルを卷回したものである。 このラパールノズルは、 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 1 0 1と、 ガス導入部 1 0 1に接続さ れ、 ノズル全体で最小の面積 A 1 (直径 d l ) となるように構成されたスロート 部 (喉部) 1 0 2と、 該スロート部 1 0 2に接続され、 所定の広がり角をもって 断面稍が徐々に拡大し、 最大断面積 A 2 (直径 d 2 ) となるように構成されたガ ス噴射管 1 0 3とから構成されている。 そして、 ガス導入部 1 0 1の開口端のガ ス導入口 1 0 1 aから反応性ガス 1 0 6が導入されると、 ガス導入部 1 0 1内で は、 ガスの進行に伴い断面稜が徐々に小さくなり、 スロート部で安定化された後、 ガス噴射管 1 0 3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 1 0 3 aに対向するように設けられた 被処理基体 1 0 7に対して噴射されるようにしたものである。  In this device, as shown in Fig. 8, a high frequency induction coil is wound around a rubber nozzle (also called a divergent nozzle). This Lapearl nozzle is connected to the gas introduction part 101 and the gas introduction part 101 which are configured so that the cross-sectional area becomes gradually smaller, and has the smallest area A 1 (diameter dl) of the whole nozzle. A throat portion (throat portion) 102 configured so as to be connected to the throat portion 102, the cross section gradually expands at a predetermined spread angle, and the maximum cross-sectional area A 2 (diameter d 2) And a gas injection pipe 103 configured to be as follows. When the reactive gas 106 is introduced from the gas introduction port 101 a at the opening end of the gas introduction section 101, the cross section of the gas introduction section 101 along the gas progresses as the gas progresses. After the gas gradually becomes smaller and stabilized in the throat section, the reactive gas accelerated by adiabatic expansion in the gas injection pipe 103 and converted into a plasma with a flow velocity larger than the sonic velocity is generated at the nozzle outlet 103 a It is configured to be sprayed to the substrate to be processed 107 provided so as to face the substrate.
ここで、 スロート部 1 0 2の外周には、 誘導コイル 5が卷き付けられており、 該誘導コイル 1 0 5に高周波電流が通電され得るようになつている。 このため、 誘導コイル 1 0 5に通電がなされるとスロート部 1 0 2内に誘導電磁場が形成さ れ、 スロート部 1 0 2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髙密度プラズマガスは、 下流側のガス噴射管 1 0 3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 1 0 3 aから超音速プラズマ ジエツト 1 0 4となって噴射される。  Here, an induction coil 5 is wound around the outer periphery of the throat portion 102, so that a high-frequency current can be supplied to the induction coil 105. Therefore, when the induction coil 105 is energized, an induced electromagnetic field is formed in the throat portion 102, and the gas passing through the throat portion 102 is heated and plasma-excited. Then, the plasma-excited low-density plasma gas is expanded and accelerated by the expansion of the nozzle diameter of the downstream gas injection pipe 103, and becomes a supersonic plasma jet 104 from the gas injection port 103 a. It is injected.
いま、 ガス導入口 1 0 1 aからラバ一ルノズル內部に被処理基体 1 0 7に噴射 すべき高密度の混合ガス 1 0 6が供給されたものとする。 すると、 上述したよう にスロート部に電磁場が発生し、 この場のエネルギーによってガスが高密度ブラ ズマとして励起される。  Now, it is assumed that a high-density mixed gas 106 to be injected into the substrate to be processed 107 is supplied from the gas inlet 101 a to the rubber nozzle a. Then, as described above, an electromagnetic field is generated in the throat portion, and the energy of this field excites the gas as high-density plasma.
そして、 プラズマ化された高密度ガスは、 下流側のガス導出管 1 0 3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 1 0 3 aから超音速プラズマジ エツト 1 0 4となって被処理基体に向けて噴射される。 Then, the high-density gas that has been turned into plasma is discharged through the gas outlet pipe 103 on the downstream side. The gas is expanded and accelerated due to the spread of the chirping, and is injected from the gas injection port 103 a as a supersonic plasma jet 104 toward the substrate to be processed.
このような表面処理装置を用いることにより、 比較的小さな領域に対しては、 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。 ところで、 太陽電池やイメージセンサにおいては、 大面積化が進む一方であり、 大きいものでは 1 m X 1 mなどと大面積の基板上に均一な高品質薄膜を形成する というような要求がある。  By using such a surface treatment apparatus, it is possible to improve the work efficiency, the film quality and the etching characteristics in a relatively small area. By the way, the area of solar cells and image sensors is increasing, and there is a demand to form a uniform high-quality thin film on a large-area substrate such as 1 mx 1 m.
しかしながら、 上述したような従来のノズルでは、 大面穢基板に対して効率よ く薄膜形成ゃェツチングを行うのは困難であるという問題があった。  However, the conventional nozzle as described above has a problem that it is difficult to efficiently perform thin film formation etching on a large-surface impurity substrate.
このように、 従来の高速ガス噴射を用いた表面処理においては微小領域に対し てなされるものであり、 大面積基板に対して効率よく薄膜形成ゃェツチングを行 うのは困難であった。  As described above, the conventional surface treatment using high-speed gas injection is performed on a small area, and it has been difficult to efficiently perform thin-film formation etching on a large-area substrate.
本発明は、 前記事情に鑑みてなされたものであり、 大面積基板に対して均一で 信頼性の高い表面処理を実現することを目的とする。 発明の開示  The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to realize uniform and highly reliable surface treatment for a large-area substrate. Disclosure of the invention
本発明の第 1の特徴は、 被処理基体の表面に反応性ガス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表面処理装置用ノズルにおいて、 幅方向に対し て長さ方向が十分に長く、 流路に沿った幅方向断面がすべて同一なシート状流路 を構成し、 下流に向かうに従って、 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、 前記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、 前記スロート部に接続され、 所定の広がり角をも つて断面積が徐々に拡大せしめられ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を断熱膨張せしめ、 ガス噴射部から、 前記処理室内に 音速よりの大きレ、流速となるように加速し、 反応性ガスの噴射面が長尺の線状を なすように噴射せしめられることにある。  A first feature of the present invention is that in a nozzle for a surface treatment apparatus that performs a surface treatment on the substrate to be treated by injecting a reactive gas onto the surface of the substrate to be treated, the length direction is sufficiently long with respect to the width direction. A gas introduction section that is long and has the same cross section in the width direction along the flow path and has the same sheet-like flow path, and has a cross-sectional area that gradually decreases toward the downstream, and is connected to the gas introduction section. A throat portion configured to have a minimum cross-sectional area over the entire nozzle, and a gas injection portion connected to the throat portion and configured to gradually increase the cross-sectional area with a predetermined divergence angle. The gas passing through the nozzle is adiabatically expanded and accelerated from the gas injection unit into the processing chamber so as to have a flow velocity larger than the speed of sound, and the reactive gas injection surface has a long line. Form Lies in the fact that is caused to sea urchin injection.
また、 本発明の第 2の特徴は、 処理室内に設けられた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表面処理装置に おいて、 前記処理室内を所望の圧力に真空排気する真空排気手段と、 幅方向に対 して長さ方向が十分に長く、 流路に沿った幅方向断面がすべて同一なシ一ト状流 路を構成し、 下流に向かうに従って、 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、 前記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、 前記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るように構成されたガス噴射部と力 らなり、 該ノズル内を通過するガスを断熱膨張せしめ、 ガス噴射部から、 前記処理室内に 音速よりも大きい流速となるように加速し、 反応性ガスの噴射面が長尺の線状を なすように噴射せしめられるようにガス流路を形成する超音速ノズルと、 前記超 音速ノズルの流路の一部でノズル内を通過するガスをプラズマ励起するプラズマ 生成手段と、 前記超音速ノズルの前記ガス導入部に、 前記反応性ガスを供給する ガス供給手段と、 前記超音速ノズルのガス噴射部の長手方向に対して垂直に前記 被処理基体を相対的に搬送する搬送手段とを具備し、 大面積の表面処理を可能に したことにある。 Further, a second feature of the present invention is a surface treatment apparatus for performing a surface treatment on the substrate to be treated by injecting gas plasma onto a surface of the substrate to be treated provided in the treatment chamber; Evacuating means for evacuating to a desired pressure; Gas whose length direction is long enough to form a sheet-like channel with the same cross-section in the width direction along the flow path, and whose cross-sectional area gradually decreases toward the downstream An inlet, connected to the gas inlet, a throat configured to have a minimum cross-sectional area over the entire nozzle, and connected to the throat, gradually increasing the cross-sectional area with a predetermined divergence angle. The gas passing through the nozzle is adiabatically expanded and accelerated from the gas injection unit into the processing chamber so as to have a flow velocity higher than the sonic velocity, and the reactive gas A supersonic nozzle that forms a gas flow path so that the injection surface of the supersonic nozzle forms a long linear shape, and a part of the flow path of the supersonic nozzle excites the gas passing through the nozzle with plasma. Plasma raw Means, a gas supply unit for supplying the reactive gas to the gas introduction unit of the supersonic nozzle, and the substrate to be processed in a direction perpendicular to a longitudinal direction of a gas injection unit of the supersonic nozzle. It is provided with a transport means for transporting, and enables surface treatment of a large area.
望ましくは、 前記プラズマ生成手段は、 前記超音速ノズルのガス導入部または スロート部の両端に互いに相対向するように配設された 1対の放電電極を介して 前記超音速ノズルを通過する反応性ガスに高周波電力を印加するように構成され ていることにある。  Preferably, the plasma generating means includes a reactive gas passing through the supersonic nozzle via a pair of discharge electrodes disposed so as to face each other at both ends of a gas introduction portion or a throat portion of the supersonic nozzle. The configuration is such that high-frequency power is applied to the gas.
また、 望ましくは、 前記プラズマ生成手段は、 前記超音速ノズルのガス導入部 またはスロート部の長手方向に沿った外壁に互いに相対向するように配設された Preferably, the plasma generating means is disposed on an outer wall along a longitudinal direction of a gas introduction portion or a throat portion of the supersonic nozzle so as to face each other.
1対の放電電極を介して前記超音速ノズルを通過する反応性ガスに高周波電力を 印加するように構成されていることにある。 A high frequency power is applied to a reactive gas passing through the supersonic nozzle via a pair of discharge electrodes.
また、 望ましくは、 前記プラズマ生成手段は、 前記超音速ノズルのガス導入部 またはスロート部の長手方向に沿った内壁に互いに相対向するように配設された Preferably, the plasma generating means is disposed on an inner wall along a longitudinal direction of a gas introduction portion or a throat portion of the supersonic nozzle so as to face each other.
1対の放電電極を介して前記超音速ノズルを通過する反応性ガスに高周波電力を 印加するように構成されていることにある。 A high frequency power is applied to a reactive gas passing through the supersonic nozzle via a pair of discharge electrodes.
さらに望ましくは、 前記プラズマ生成手段は、 前記超音速ノズルのガス導入部 またはスロート部内に、 長手方向に沿って、 ガス流に直交して互いに対向するよ うに配設された 1対のメッシュ状の放電電極を介して前記超音速ノズルを通過す る反応性ガスに高周波電力を印加するように構成されていることにある。 本発明の第 3の方法は、 処理室内を所望の圧力に真空排気する真空排気工程と 前記処理室内に噴射口が設置され、 幅方向に対して長さ方向が十分に長く、 流路 に沿った幅方向断面がすべて同一なシ一ト状流路を構成し、 下流に向かうに従つ て、 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、 前記ガス導入部 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、 前記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を断 熱膨張せしめ、 ガス噴射部から、 前記処理室内に音速よりも大きい流速となるよ うに加速し、 反応性ガスの噴射面が長尺の線状をなすように噴射せしめられるよ うにガス流路を形成する超音速ノズルの、 ガス供給口から、 反応性ガスを供給す るガス供給工程と、 前記ノズルの流路に電場を形成し、 前記ガスをプラズマ励起 することにより、 ガスプラズマを生成する工程と、 前記ガスプラズマを断熱膨張 させて音速よりも大きい流速となるように所望の方向に加速すると共に、 前記噴 射口の近傍で、 被処理基体を前記超音速ノズルの長手方向に垂直に搬送しながら、 被処理ガス表面に高速のガスプラズマを導くことにより前記被処理基体表面に、 二次元方向の表面処理を行うことができるようにしたことにある。 More desirably, the plasma generating means includes a pair of mesh-shaped members arranged in the gas introduction portion or the throat portion of the supersonic nozzle along the longitudinal direction so as to face each other at right angles to the gas flow. It is configured to apply high-frequency power to a reactive gas passing through the supersonic nozzle via a discharge electrode. In a third method of the present invention, there is provided a vacuum evacuation step of evacuating the processing chamber to a desired pressure, an injection port being provided in the processing chamber, a length direction being sufficiently longer than a width direction, and extending along a flow path. The cross section in the width direction constitutes the same sheet-like flow path, and is connected to the gas introduction section, which is configured so that the cross-sectional area gradually decreases as going downstream. A throat portion configured to have a minimum cross-sectional area over the entire nozzle, and a gas injection portion connected to the throat portion and configured to gradually expand the cross-sectional area with a predetermined spread angle. The gas passing through the nozzle is thermally inflated and accelerated from the gas injection unit so that the flow velocity is larger than the sonic velocity in the processing chamber, so that the reactive gas injection surface has a long linear shape. So that it can be injected into A gas supply step of supplying a reactive gas from a gas supply port of a supersonic nozzle forming a flow path, and an electric field is formed in the flow path of the nozzle, and the gas is plasma-excited. Generating a gas plasma, adiabatically expanding the gas plasma to accelerate the gas plasma in a desired direction so as to have a flow velocity larger than the sonic velocity, and moving the substrate to be processed in the longitudinal direction of the supersonic nozzle in the vicinity of the injection port. An object of the present invention is to conduct a two-dimensional surface treatment on the surface of the substrate to be processed by introducing high-speed gas plasma to the surface of the gas to be processed while transporting the substrate vertically.
なお、 本発明の装置および方法において、 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。  In the apparatus and method of the present invention, strictly, "insulated" state cannot be created, but the term "insulated" is used to mean a state in which heat flow is extremely small.
また、 この超音速ノズルはガス噴射部では断面積が徐々に拡大せしめられるよ うに構成されており、 出口ではガス噴射部内で最大断面積を構成するが、 必ずし もノズル全体で最大断面精をとる必要はない。  In addition, this supersonic nozzle is configured so that the cross-sectional area is gradually increased at the gas injection part, and the maximum cross-sectional area is formed at the outlet in the gas injection part. No need to take.
以上、 本発明によれば、 長尺のノズルを構成し、 二次元的に一様なカーテン状 の超音速気流を形成することができる。 そして、 これを走査することにより、 作 業性よく、 二次元的に均一な表面処理を行うことが可能となる。  As described above, according to the present invention, a long nozzle can be configured to form a two-dimensionally uniform curtain-shaped supersonic airflow. By scanning this, it is possible to perform two-dimensionally uniform surface treatment with good workability.
また、 本発明は、 超音速ノズルを用いたプラズマ表面処理のみならず、 高速ガ ス流を噴射して表面処理をおこなう表面処理全般に適用することができる。 図面の簡単な説明 第 1図は、 本発明の第 1の実施例の表面処理装置を示す図であり、 In addition, the present invention can be applied not only to plasma surface treatment using a supersonic nozzle, but also to general surface treatment in which a high-speed gas flow is applied to perform surface treatment. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1 is a diagram showing a surface treatment apparatus of a first embodiment of the present invention,
第 2図は、 本発明の第 2の実施例の表面処理装置を示す図であり、  FIG. 2 is a diagram showing a surface treatment apparatus of a second embodiment of the present invention,
第 3図は、 本発明の第 3の実施例の表面処理装置を示す図であり、  FIG. 3 is a diagram showing a surface treatment apparatus of a third embodiment of the present invention,
第 4図は、 本発明の第 4の実施例の表面処理装置を示す図であり、  FIG. 4 is a diagram showing a surface treatment apparatus of a fourth embodiment of the present invention,
第 5図は、 本発明の第 5の実施例の表面処理装置を示す図であり、  FIG. 5 is a diagram showing a surface treatment apparatus of a fifth embodiment of the present invention,
第 6図は、 本発明の第 6の実施例の表面処理装置を示す図であり、  FIG. 6 is a view showing a surface treatment apparatus of a sixth embodiment of the present invention,
第 7図は、 同表面処理装置のガス供給管を示す図であり、  FIG. 7 is a diagram showing a gas supply pipe of the surface treatment apparatus,
第 8図は、 従来例の表面処理装置を示す図である。 発明を実施するための最良の形態  FIG. 8 is a diagram showing a conventional surface treatment apparatus. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
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。  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明実施例の表面処理装置は、 第 1図に示すように、 幅方向に対して長さ方 向が十分に長くなるように形成され、 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 1と、 前記ガス導入部 1に接続され、 ノズル全体で最小の断面積を もち、 かつ、 被処理基体に沿って該被処理基体の移動方向に直交する方向に同一 の断面形状で延びるように構成されたスロート部 2と、 前記スロート部 2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 3とからなる超音速ノズルと、 このガス導入部 1 の両端に相対向するように配設された 1対の放電電極 5 a、 5 bと、 これらを介 してガス導入部を通過する反応性ガスに高周波電圧を印加し、 プラズマ励起する 高周波電源 6とを具備し、 該ノズル内を通過するガスを断熱膨張せしめ、 ガス噴 射部 3から、 前記処理室内に音速よりも大きい流速となるように加速し、 反応性 ガスの噴射面がやや幅をもった長尺の線状に噴射せしめられるようにし、 搬送口 ーラ 8によって、 この超音速ノズルのガス噴射部の長手方向に対して垂直に被処 理基体 7を搬送することにより、 二次元方向に均一な薄膜形成を行うようにした ものである。  As shown in FIG. 1, the surface treatment apparatus according to the embodiment of the present invention is formed of a gas formed so that the length direction is sufficiently long with respect to the width direction and the cross-sectional area is gradually reduced. Connected to the introduction section 1 and the gas introduction section 1, has a minimum cross-sectional area over the entire nozzle, and extends along the substrate to be processed in the same cross-sectional shape in a direction orthogonal to the moving direction of the substrate to be processed A throat portion 2 configured as described above, and a gas injection portion 3 connected to the throat portion 2. A supersonic nozzle, a pair of discharge electrodes 5a, 5b disposed so as to face each other at both ends of the gas introduction section 1, and a reactive gas passing through the gas introduction section through these, High-frequency power supply 6 that applies voltage and excites plasma The gas passing through the nozzle is adiabatically expanded, accelerated from the gas injection unit 3 so as to have a flow velocity larger than the sonic velocity in the processing chamber, and the reactive gas injection surface has a slightly wider width. The target substrate 7 is conveyed perpendicularly to the longitudinal direction of the gas injection part of the supersonic nozzle by the conveyer roller 8 so that the substrate 7 is conveyed in a two-dimensional direction. This is to form a uniform thin film.
このような構成により、 前記ガス導入部に導入された反応性ガスは、 高周波電 圧が生成する電界のエネルギーを受けて励起し、 ガスプラズマとなり、 該ガスプ ラズマは、 前記スロート部を通過することにより、 その流速が被処理基体に沿つ た方向に均一化される。 その後、 この長手方向に均一化されたガスプラズマは、 前記ガス噴射部の形状により断熱膨張し、 被処理基体の表面にやや幅をもった長 尺の線状で噴射される。 With such a configuration, the reactive gas introduced into the gas introduction unit is excited by receiving the energy of the electric field generated by the high-frequency voltage to become gas plasma, and the gas plasma passes through the throat unit. The flow velocity along the substrate to be processed In the same direction. Thereafter, the gas plasma uniformed in the longitudinal direction is adiabatically expanded due to the shape of the gas injection unit, and is injected in a long linear shape having a width slightly on the surface of the substrate to be processed.
なお、 図示しないが、 少なくともノズルの噴射口 3 aは真空排気可能なチヤン バ一内に配設され、 このチャンバ一は、 メカニカルブースターポンプと口一タリ 一ポンプとからなる真空ポンプによつて所望の圧力 P c hとなるように真空排気 される。 また、 被処理基体はヒータ (図示せず) によって所望の温度に維持され ている。 Although not shown, at least the nozzle orifice 3a of the nozzle is disposed in a chamber that can be evacuated, and this chamber is desirably provided by a vacuum pump composed of a mechanical booster pump and a single pump. is evacuated so that the pressure P c h. The substrate to be processed is maintained at a desired temperature by a heater (not shown).
さらにこの装置では、 ノズルは、 内部を通過する反応性ガスが断熱膨張せしめ られてノズルの噴射口 3 a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、 超音速ノズルを構成する。  Further, in this device, the nozzle is operated under the following conditions so that the reactive gas passing through the nozzle is adiabatically expanded and injected from the injection port 3a of the nozzle at a flow velocity u greater than the sonic velocity a. Construct a sonic nozzle.
このノズルは、 断面中細のノズルであり、 被処理基体 7の表面に噴射すべき反 応性ガス 6 (例えば〇114と1^ 2の混合ガス) がガス導入部 1 (断面の幅 w : 5 O mm) から導入され、 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 たガス導入部 1と、 ノズル全体で最小の断面積 A 1 (幅 d l : 1 6 mm) をなす スロート部 (喉部) 2と、 所定の広がり角をもって断面積が徐々に拡大し、 最大 断面積 A 2 (幅 d 2 : 4 0 mm) のガス噴射口 3 aからプラズマ流 4が噴射され るガス噴射部 5とから構成されている。 そして、 被処理基体 7は、 ノズルの噴射 口 3 aから噴射される線状のプラズマ流 4に対向するように搬送ローラ 8によつ て連続的に移動される。 This nozzle is a nozzle fine in cross-section, reactivity gas 6 to be injected on the surface of the processed substrate 7 (e.g. Rei_11 4 and 1 ^ mixed gas of 2) gas inlet portion 1 (the width of the cross-section w: 5 O mm) and a throat section with a minimum cross-sectional area A 1 (width dl: 16 mm) across the nozzle, with a gas inlet 1 configured so that the cross-sectional area gradually decreases as the gas progresses (Throat part) 2 and gas injection where plasma area 4 gradually injects from gas injection port 3 a having maximum cross-sectional area A 2 (width d 2: 40 mm) with a predetermined spread angle Section 5 Then, the substrate to be processed 7 is continuously moved by the transport roller 8 so as to face the linear plasma flow 4 ejected from the ejection port 3a of the nozzle.
ガス導入部 1の両端外壁には、 プラズマ生成手段として 1対の放電電極 5 a、 5 bが配設されており、 該放電電極 5 a、 5 bに高周波電流 (5 0 0 W、 1 3 . 5 6 MH z ) が通電されるとス口一ト部 3内に誘導電磁場が形成され、 スロート 部 2を通過するガスが、 プラズマ励起される。  A pair of discharge electrodes 5a and 5b are provided as plasma generating means on the outer walls at both ends of the gas introduction section 1. High-frequency currents (500 W, 13 When 56 MHz is applied, an induced electromagnetic field is formed in the outlet 3 and the gas passing through the throat 2 is plasma-excited.
そして、 プラズマ化された高密度ガスは、 下流側のガス噴射部 3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 3 aから超音速のカーテン状のプラ ズマ流 4となって噴射される。  The high-density gas, which has been turned into plasma, is expanded and accelerated due to the expansion of the nozzle by the gas injection unit 3 on the downstream side, and is injected as a supersonic curtain-like plasma flow 4 from the gas injection port 3a. You.
ここで、 スロート部 2の前後の断面広がり角は、 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 1 5 ° 程度とする必要がある。 スロ一ト部 2において、 プラズマ化された高密度の反応性ガスは、 その熱によつ て反応性の高い、 つまり被処理基体上において反応し易い状態に励起される。 2 次元の長尺ノズルについて、 実験結果から、 立体断面についても、 従来のラバ一 ルノズルと同様の効果を得ることができ、 さらに、 立体に拡張して演算をおこな つた場合、 断面図での演算結果とほぼ一致することがわかる。 Here, if the cross-sectional divergence angle before and after the throat portion 2 is too large, separation of the boundary layer occurs on the wall surface. Therefore, it is necessary to set an appropriate size, for example, about 15 °. In the slot 2, the high-density reactive gas, which has been turned into plasma, is excited by the heat into a highly reactive state, that is, a state in which the reactive gas easily reacts on the substrate to be processed. From the experimental results for a two-dimensional long nozzle, the same effects as those of a conventional rubber nozzle can be obtained for a three-dimensional cross section. It can be seen that the result almost coincides with the calculation result.
ところで、 この反応性ガスは、 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、 これを被処理基体上に噴射した場合には、 被処理基体自体がこ の温度に耐えられないことがある。  By the way, since the temperature of this reactive gas is very high, and in some cases reaches as high as 10,000 degrees, when the reactive gas is injected onto the substrate to be processed, the substrate itself withstands this temperature. May not be possible.
しかしながら、 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、 被処理基体表面に達する までには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 A 2 ZA 1によって決まるので、 ノズルの設計条件によって任意の温度 を得ることができる。  However, since the reactive gas passing through the inside is designed to be adiabatically expanded, it is rapidly cooled during this adiabatic expansion process and has an appropriate temperature that does not cause deterioration of the substrate before reaching the surface of the substrate to be processed. become. Since the temperature at this time is determined by the divergence ratio A 2 ZA 1, an arbitrary temperature can be obtained depending on the nozzle design conditions.
一次元流体力学の理論によれば、 完全気体の断熱流れにおける基体温度と流速 の関係は次式により表される。  According to the theory of one-dimensional fluid dynamics, the relationship between the substrate temperature and the flow velocity in the adiabatic flow of a complete gas is expressed by the following equation.
T。 = T+ (1/2) · { (7 - 1) / (r · R) } · (u) 2- (1) あるいは、 T. = T + (1/2) · {(7-1) / (r · R)} · (u) 2- (1)
Τ0/Τ= 1 + { (γ - l) /2) · (Μ) 2- (2) Τ 0 / Τ = 1 + ((γ-l) / 2) · (Μ) 2- (2)
ここに、 here,
Τ0: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) Τ 0 : Total temperature of the flow (approximately equal to the temperature of the throat 3 which is the heating part) T: Static temperature of the flow (so-called temperature)
:ガスの比熱比  : Specific heat ratio of gas
R :ガス定数  R: gas constant
u :流れの流速  u: Flow velocity
M:マッハ数  M: Mach number
である。 It is.
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 AsZA の関数として一義的 に決定される。 上記 (1 ) 式より断熱膨張過程では、 全温度 T。の値が一定に保たれるため、 流速 uの增加とともに、 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。 Equation (2) is obtained by rewriting equation (1) using Mach numbers (u / a, a: sound velocity). The Mach number M is uniquely determined as a function of the Suehiro ratio AsZA. From the above equation (1), the total temperature T in the adiabatic expansion process. Since the value of is kept constant, it can be seen that the static temperature T decreases as the flow velocity u increases. In other words, the higher the flow speed, the more rapid the temperature drops.
さらにまた、 本発明の表面処理装置を用いた表面処理方法によれば、 高密度で 反応性の高いガスを、 任意の温度にまで低下させて、 被処理基体 7上に導くこと ができ、 この結果大面積にわたり均一な膜を形成することができ、 作業効率のみ ならず膜質を大幅に向上することができる。  Furthermore, according to the surface treatment method using the surface treatment device of the present invention, a high-density and highly reactive gas can be reduced to an arbitrary temperature and guided onto the substrate 7 to be treated. As a result, a uniform film can be formed over a large area, and not only the working efficiency but also the film quality can be greatly improved.
なお、 この実施例では、 成膜について説明したが、 エッチングなどにも適用可 能である。 また、 前記実施例では、 基板を搬送するようにしたが、 ノズル側を所 望の速度で搬送するようにしてもよい。  In this embodiment, the film formation is described, but the present invention is also applicable to etching and the like. In the above-described embodiment, the substrate is transported. However, the substrate may be transported at a desired speed on the nozzle side.
また、 この実施例では、 プラズマ励起のための放電電極をガス導入部の両端に 配設しているが、 これに限定されることなく適宜変更可能である。  Further, in this embodiment, the discharge electrodes for plasma excitation are provided at both ends of the gas introduction part, but the present invention is not limited to this and can be changed as appropriate.
次に、 本発明の第 2の実施例について説明する。  Next, a second embodiment of the present invention will be described.
この表面処理装置は、 第 2図に示すように、 放電電極 1 5 a、 1 5 bをメッシ ュ状にし、 ノズル內のガス流に直交するように配設したことを特徴とするもので ある。 他の部分については前記第 1の実施例とまったく同様に形成されている。 この場合、 ガス流が放電電極に直接接触するため、 反応性ガスに対して反応しに くい電極材料を用いる必要がある。  As shown in FIG. 2, this surface treatment apparatus is characterized in that the discharge electrodes 15a and 15b are formed in a mesh shape and arranged so as to be orthogonal to the gas flow of the nozzle 內. . The other parts are formed in exactly the same manner as in the first embodiment. In this case, since the gas flow comes into direct contact with the discharge electrode, it is necessary to use an electrode material that is difficult to react with the reactive gas.
また、 本発明の第 3の実施例として、 第 3図に示すように、 放電電極 2 5 a、 2 5 bを、 ノズルのガス導入部 1の内壁に沿って配設したことを特徴とするもの である。 他の部分については前記第 1の実施例とまったく同様に形成されている。 この場合も、 ガス流が放電電極に直接接触するため、 反応性ガスに対して反応し にくい電極材料を用いる必要がある。  Further, as a third embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, the discharge electrodes 25a and 25b are arranged along the inner wall of the gas inlet 1 of the nozzle. Things. The other parts are formed in exactly the same manner as in the first embodiment. Also in this case, since the gas flow comes into direct contact with the discharge electrode, it is necessary to use an electrode material that does not easily react with the reactive gas.
また、 本発明の第 4の実施例として第 4図に示すように、 放電電極 3 5 a、 3 5 bを、 ノズルのガス導入部 1の外壁に沿って配設し、 誘導加熱により、 ノズル 内を通過するガスをプラズマ励起するようにしてもよい。  As shown in FIG. 4 as a fourth embodiment of the present invention, discharge electrodes 35a and 35b are arranged along the outer wall of the gas introduction portion 1 of the nozzle, and the nozzle is heated by induction heating. The gas passing through the inside may be excited by plasma.
また、 本発明の第 5の実施例として第 5図に示すように、 放電電極 4 5 a、 4 5 bを、 ノズノレのスロート部 2の内壁に沿って配設し、 高周波電源 6によって高 周波電圧を印加し、 ノズル内を通過するガスをプラズマ励起するようにしてもよ レ、。 Further, as a fifth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, discharge electrodes 45a and 45b are arranged along the inner wall of the throat portion 2 of the horn, and a high frequency power supply 6 A voltage may be applied to excite the gas passing through the nozzle into plasma. Les ,.
さらに、 本発明の第 6の実施例として第 6図に示すように、 ノズルのガス導入 部 1を貫通するガス供給管 1 1からここに供給される反応性ガスを、 プラズマ励 起手段として、 導波管 5 5を通過してきたマイクロ波 1 2によって励起するよう にしてもよい。 他の部分については前記実施例と同様に形成されている。 そして このガス供給管 1 1は、 第 7図に示すように、 パイプの一部に等間隔で配設され た孔からパイプに垂直な方向に噴出されるように構成されている。  Further, as a sixth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, a reactive gas supplied here from a gas supply pipe 11 penetrating through a gas introduction portion 1 of a nozzle is used as plasma excitation means, Excitation may be performed by the microwave 12 that has passed through the waveguide 55. Other parts are formed in the same manner as in the above embodiment. As shown in FIG. 7, the gas supply pipe 11 is configured to be blown in a direction perpendicular to the pipe from holes provided at equal intervals in a part of the pipe.
なお、 前記実施例では、 ラバールノズルについて説明したが、 他の構造のノズ ルを用いてもよいことはいうまでもない。  Although the Laval nozzle has been described in the above embodiment, it goes without saying that a nozzle having another structure may be used.
加えて、 前記実施例では、 成膜方法について説明したが、 成膜に限定されるこ となく、 エッチングにも適用可能であることはいうまでもない。  In addition, in the above-described embodiment, the film forming method has been described. However, it is needless to say that the present invention is not limited to the film forming and can be applied to the etching.
また、 前述した各実施例では、 噴射ノズルを固定し、 被処理基体を搬送するよ うに構成したが、 本発明では、 被処理基体を固定し、 噴射ノズルを移動させるよ うに構成してもよい。  In each of the above-described embodiments, the injection nozzle is fixed and the substrate to be processed is transported. However, in the present invention, the substrate to be processed may be fixed and the injection nozzle may be moved. .
また、 前述したように、 ガス導入部から噴射されるガスプラズマは音速以上の 流速であることが好ましいが、 音速と同等またはこれに近い速度であれば本発明 の効果を得ることも可能である。  In addition, as described above, the gas plasma injected from the gas introduction unit preferably has a flow velocity equal to or higher than the sonic velocity, but the effect of the present invention can be obtained if the velocity is equal to or close to the sonic velocity. .
また、 前記実施例では、 真空排気手段を具備する例について説明したが、 本発 明においては、 減圧の条件を必須とするものはなく、 常圧のもとにおいても同様 の効果を奏することができる。 産業上の利用可能性  Further, in the above-described embodiment, the example in which the vacuum exhaust means is provided has been described. However, in the present invention, there is no requirement for the condition of reduced pressure, and the same effect can be obtained even under normal pressure. it can. Industrial applicability
以上説明してきたように、 本発明によれば、 大面積にわたって髙速で均一な薄 膜形成あるいはエッチングを効率よく行うことが可能となる。  As described above, according to the present invention, it is possible to efficiently form and etch a thin film uniformly and quickly over a large area.

Claims

請求の範囲 The scope of the claims
( 1 ) 反応性ガスをブラズマ流に変換して噴射する噴射ノズルと、  (1) an injection nozzle that converts a reactive gas into a plasma flow and injects the same,
前記噴射ノズルに前記反応性ガスを供給するガス供給手段と、  Gas supply means for supplying the reactive gas to the injection nozzle,
前記噴射ノズルにより噴射された前記プラズマ流により表面処理がされる被処 理基体を前記噴射ノズルに対して相対的に移動させる搬送手段と  Conveying means for moving a substrate to be surface-treated by the plasma flow jetted by the jet nozzle relative to the jet nozzle;
を具備し、  With
前記噴射ノズルは、  The injection nozzle,
前記ガス供給手段により供給された反応性ガスが導入されるガス導入部と、 前記ガス導入部に接続され、 かつ前記被処理基体に沿って該被処理基体の移動 方向に直交する方向に延びるスロート部と、  A gas introduction unit into which the reactive gas supplied by the gas supply unit is introduced; and a throat connected to the gas introduction unit and extending along the substrate to be processed in a direction orthogonal to a moving direction of the substrate to be processed. Department and
前記スロート部に接続され、 断面逆ロート状を有するガス噴射部と、 前記ガス導入部に設けられ、 前記反応性ガスを励起することによりプラズマ流 を生成するプラズマ生成手段と  A gas injection unit connected to the throat unit and having an inverted funnel shape in cross section; and a plasma generation unit provided in the gas introduction unit and generating a plasma flow by exciting the reactive gas.
を具備し、  With
前記プラズマ生成手段で生成されたプラズマ流を、 前記スロート部を通過させ ることによりその流速を前記被処理基体に沿った方向に関して均一化し、 さらに 該プラズマ流を前記ガス噴射部で断熱膨張させることにより加速して前記被処理 基体に噴射する表面処理装置。  The plasma flow generated by the plasma generation means is made to pass through the throat portion to make the flow velocity uniform in a direction along the substrate to be processed, and the plasma flow is adiabatically expanded by the gas injection portion. A surface treatment apparatus for accelerating by means of spraying on the substrate to be treated.
( 2 ) 前記噴射ノズルから噴射されるプラズマ流は、  (2) The plasma flow injected from the injection nozzle is:
音速以上の流速に加速される請求項 1記載の表面処理装置。  2. The surface treatment device according to claim 1, wherein the surface treatment device is accelerated to a flow velocity higher than a sonic velocity.
( 3 ) 前記プラズマ生成手段は、  (3) The plasma generating means includes:
前記ガス導入部に対向して配設された一対の放電電極  A pair of discharge electrodes disposed to face the gas introduction unit;
を具備する請求項 1記載の表面処理装置。  The surface treatment apparatus according to claim 1, further comprising:
( 4 ) 前記一対の電極は、  (4) The pair of electrodes,
前記反応性ガスの流れる方向に直交して配設され、 かつ前記反応性ガスを通過 させるための多数の孔を有する請求項 1記載の表面処理装置。  2. The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein the surface treatment apparatus is disposed orthogonal to a direction in which the reactive gas flows, and has a plurality of holes for allowing the reactive gas to pass therethrough.
( 5 ) 前記プラズマ生成手段は、  (5) The plasma generation means,
前記ガス導入部にマイク口波を照射するマイクロ波照射手段  Microwave irradiation means for irradiating the gas inlet with a microphone mouth wave
を具備する請求項 1記載の表面処理装置。 The surface treatment apparatus according to claim 1, further comprising:
( 6 ) 反応性ガスをプラズマ流に変換して噴射する噴射ノズルと、 前記噴射ノズルに前記反応性ガスを供給するガス供給手段と、 (6) an injection nozzle that converts a reactive gas into a plasma flow and injects the same, a gas supply unit that supplies the reactive gas to the injection nozzle,
前記噴射ノズルにより噴射された前記プラズマ流により表面処理がされる被処 理基体を前記噴射ノズノレに対して相対的に移動させる搬送手段と  Conveying means for moving a substrate to be surface-treated by the plasma flow jetted by the jet nozzle relative to the jet nozzle;
を具備し、  With
前記噴射ノズルは、  The injection nozzle,
前記ガス供給手段により供給された反応性ガスが導入されるガス導入部と、 前記ガス導入部に接続され、 かつ前記被処理基体に沿って該被処理基体の移動 方向に直交する方向に延びるスロ一ト部と、  A gas introduction unit into which the reactive gas supplied by the gas supply unit is introduced; and a slot connected to the gas introduction unit and extending along the substrate to be processed in a direction orthogonal to a moving direction of the substrate to be processed. One part,
前記スロート部に接続され、 断面逆ロート状を有するガス喷射部と、 前記スロートに設けられ、 前記反応性ガスを励起することによりプラズマ流を 生成するプラズマ生成手段と  A gas emitting portion connected to the throat portion and having an inverted funnel shape in cross section; and a plasma generating means provided on the throat and generating a plasma flow by exciting the reactive gas.
を具備し、  With
前記ガス導入部に導入された反応性ガスを、 前記スロート部を通過させること によりその流速を前記被処理基体に沿った方向に関して均一化するとともに、 前 記プラズマ生成手段によりプラズマ流を生成し、 さらに該プラズマ流を前記ガス 噴射部で断熱膨張させることにより加速して前記被処理基体に噴射する表面処理 装置。  The reactive gas introduced into the gas introduction unit is caused to pass through the throat unit to make the flow velocity uniform in a direction along the substrate to be processed, and to generate a plasma flow by the plasma generation unit, A surface treatment apparatus that accelerates the plasma flow by adiabatically expanding the gas flow at the gas injection unit and jets the plasma flow to the substrate to be processed.
( 7 ) 前記噴射ノズルから噴射されるプラズマ流は、  (7) The plasma flow injected from the injection nozzle is:
音速以上の流速に加速される請求項 6記載の表面処理装置。  7. The surface treatment device according to claim 6, wherein the surface treatment device is accelerated to a flow velocity higher than the speed of sound.
( 8 ) 前記プラズマ生成手段は、  (8) The plasma generating means,
前記スロート部に対向して配設された一対の放電電極  A pair of discharge electrodes disposed to face the throat portion
を具備する請求項 6記載の表面処理装置。  7. The surface treatment apparatus according to claim 6, comprising:
( 9 ) 反応性ガスを励起させることにより該反応性ガスのブラズマ流を生成し、 該プラズマ流を被処理基体に沿って延び、 かつ前記プラズマ流に沿って一定の 長さからなるスロート部を通過させることによりその流速を前記被処理基体に沿 つた方向に関して均一化し、  (9) Exciting the reactive gas to generate a plasma flow of the reactive gas, extending the plasma flow along the substrate to be processed, and forming a throat portion having a predetermined length along the plasma flow. By passing the fluid, the flow velocity is made uniform in the direction along the substrate to be treated,
該プラズマ流をさらに断熱膨張させることにより加速して前記被処理基体に噴 射し、 これにより前記被処理基体の表面処理を行う表面処理方法。 The plasma stream is further adiabatically expanded and accelerated and sprayed on the substrate to be processed, A surface treatment method for performing a surface treatment on the substrate to be treated.
( 1 0 ) 前記表面処理は、 滅圧下で行われる請求項 9記載の表面処理方法。 (10) The surface treatment method according to claim 9, wherein the surface treatment is performed under reduced pressure.
( 1 1 ) 反応性ガスを導入し、 (11) Introduce reactive gas,
該反応性ガスを被処理基体に沿って延びかつ一定の長さからなうスロート部を 通過させ、  Passing the reactive gas through a throat portion extending along the substrate to be treated and having a predetermined length;
該スロート部で前記反応性ガスを励起させることによりブラズマ流に変換する とともにその流速を前記被処理基体に沿った方向に関して均一化し、  Exciting the reactive gas in the throat portion to convert the reactive gas into a plasma flow and uniformizing the flow velocity in a direction along the substrate to be processed,
該プラズマ流をさらに断熱膨張させることにより加速して前記被処理基体に噴 射し、  The plasma stream is further adiabatically expanded to accelerate and spray the substrate to be processed,
これにより前記被処理基体の表面処理を行う表面処理方法。  A surface treatment method for performing a surface treatment on the substrate to be treated.
( 1 2 ) 前記表面処理は、 減圧下で行われる請求項 1 1記載の表面処理方法。 (12) The surface treatment method according to claim 11, wherein the surface treatment is performed under reduced pressure.
( 1 3 ) 反応性ガスが導入されるガス導入部と、 (13) a gas introduction part into which a reactive gas is introduced,
前記ガス導入部に接続され、 かつ該反応性ガスによ表面処理が行われる被処理 基体に沿って延びるスロート部と、  A throat portion connected to the gas introduction portion, and extending along a substrate to be treated, the surface treatment of which is performed by the reactive gas;
前記スロート部に接続され、 断面逆ロート状を有するガス噴射部と、 前記ガス導入度部に設けられ、 前記反応性ガスを励起することによりブラズマ 流を生成するプラズマ生成手段と  A gas injection unit connected to the throat unit and having an inverted funnel shape in cross section, a plasma generation unit provided in the gas introduction degree unit, and generating a plasma flow by exciting the reactive gas;
を具備し、  With
前記プラズマ生成手段で生成されたプラズマ流を、 前記スロート部を通過させ ることによりその流速を前記被処理基体に沿った方向に関して均一化し、 さらに 該プラズマ流を前記ガス噴射部で断熱膨張させることにより加速して噴射する表 面処理装置用ノズル。  The plasma flow generated by the plasma generation means is made to pass through the throat portion to make the flow velocity uniform in a direction along the substrate to be processed, and the plasma flow is adiabatically expanded by the gas injection portion. Nozzle for surface treatment equipment that accelerates and jets by
( 1 ) 反応性ガスが導入されるガス導入部と、  (1) a gas introduction part into which a reactive gas is introduced,
前記ガス導入部に接続され、 かつ該反応性ガスによ表面処理が行われる被処理 基体に沿って延びるスロート部と、  A throat portion connected to the gas introduction portion, and extending along a substrate to be treated, the surface treatment of which is performed by the reactive gas;
前記スロート部に接続され、 断面逆口一ト状を有するガス噴射部と、 前記スロート部に設けられ、 前記反応性ガスを励起することによりプラズマ流 を生成するプラズマ生成手段と  A gas injection unit connected to the throat unit and having an inverted cross section, and a plasma generation unit provided in the throat unit and generating a plasma flow by exciting the reactive gas.
を具備し、 前記ガス導入部に導入された反応性ガスを、 前記スロート部を通過させること により前記プラズマ生成手段によりプラズマ流に変換するとともに、 該プラズマ 流の流速を前記被処理基体に沿った方向に関して均一化し、 さらに該プラズマ流 を前記ガス噴射部で断熱膨張させることにより加速して噴射する表面処理装置用 ノズル。 With The reactive gas introduced into the gas introduction part is converted into a plasma flow by the plasma generation means by passing through the throat part, and the flow velocity of the plasma flow is made uniform in a direction along the substrate to be processed. Further, a nozzle for a surface treatment apparatus which accelerates and jets the plasma stream by adiabatically expanding the gas jet section.
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