JP2006351367A - Atmospheric pressure plasma treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、大気圧プラズマ処理装置に関し、詳しくは、傾斜した状態で搬送される被処理物に対して洗浄、成膜、エッチング、アッシングまたは表面改質などのプラズマ処理を大気圧近傍の圧力下で行うプラズマ処理装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an atmospheric pressure plasma processing apparatus, and more particularly, to plasma processing such as cleaning, film formation, etching, ashing, or surface modification on an object conveyed in an inclined state under a pressure near atmospheric pressure. The present invention relates to a plasma processing apparatus performed in
この発明に関連する従来技術としては、対向する高圧電極と低圧電極との間に被処理体としての液晶ディスプレイ用ガラス基板を配置し、電極間で発生した大気圧プラズマで前記基板を洗浄する液晶ディスプレイ用ガラス基板の洗浄方法と、それに用いられる大気圧プラズマ処理装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、液晶ディスプレイ用ガラス基板に自重による撓みが生じないように、前記基板の被処理面を水平に対して傾けた状態で搬送しつつ処理液によって処理し、乾燥させる処理装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。
Further, there is known a processing apparatus for processing and drying with a processing liquid while transporting the processing target surface of the substrate inclined with respect to the horizontal so that the glass substrate for liquid crystal display does not bend due to its own weight. (For example, refer to Patent Document 2).
近年、液晶ディスプレイパネルを製造する際に実施されるプラズマ処理工程において、減圧下でグロー放電を発生させるプラズマ処理に代わり、大気圧近傍の圧力下でグロー放電を発生させるプラズマ処理が行われるようになってきている。
特許文献2に記載されているように、大型化するガラス基板などの被処理物を処理するには、自重による撓みの影響を排除するために立位状態、より好ましくは水平に対して傾けた状態で搬送し処理することが有効である。
In recent years, in plasma processing steps performed when manufacturing liquid crystal display panels, plasma processing for generating glow discharge under pressure near atmospheric pressure is performed instead of plasma processing for generating glow discharge under reduced pressure. It has become to.
As described in Patent Document 2, in order to process an object to be processed such as an enlarged glass substrate, it is tilted with respect to a standing state, more preferably horizontal, in order to eliminate the influence of bending due to its own weight. It is effective to carry and process in the state.
したがって、特許文献1に記載されているような、液晶ディスプレイ用ガラス基板を大気圧プラズマで処理する大気圧プラズマ処理装置と、特許文献2に記載されているような傾斜搬送が可能な処理装置とを組合せ、洗浄などの他の処理から連続して成膜、エッチング、アッシング、表面改質などのプラズマ処理を一括して行えば、装置設置スペースの削減、工程数削減などの観点から非常に有効となる。 Therefore, an atmospheric pressure plasma processing apparatus for processing a glass substrate for liquid crystal display as described in Patent Document 1 with atmospheric pressure plasma, and a processing apparatus capable of inclined conveyance as described in Patent Document 2 If plasma processing such as film formation, etching, ashing, and surface modification is performed all at once from other processing such as cleaning, it is very effective from the viewpoint of reducing equipment installation space and the number of processes. It becomes.
しかし、従来の大気圧プラズマ処理装置を傾斜状態で搬送される基板に対して使用するには、処理用のガスが窒素、酸素などの空気とほぼ同じ比重のものに限られてしまい、処理用途が限定されてしまう。
つまり、傾けて設置された大気圧プラズマ処理装置に対して空気とは比重の異なるガスを利用すると、重力の影響によりプラズマ生成空間内におけるガス濃度の分布が不均一なものとなり、均質なプラズマ処理が行えなくなる。
However, in order to use a conventional atmospheric pressure plasma processing apparatus with respect to a substrate transported in an inclined state, the processing gas is limited to a material having substantially the same specific gravity as that of air such as nitrogen and oxygen. Will be limited.
In other words, when a gas having a specific gravity different from that of air is used for an atmospheric pressure plasma processing apparatus installed at an angle, the gas concentration distribution in the plasma generation space becomes non-uniform due to the influence of gravity, and the uniform plasma processing is performed. Cannot be performed.
例えば、ヘリウムのように比重が空気より軽いガスを使用した場合、傾いたプラズマ生成空間内において上方側はヘリウムの濃い雰囲気に、下方側はヘリウムの薄い雰囲気となってしまう。
このような状態でプラズマを生成すると、上方側では高密度のプラズマとなってアーク放電に移行し易くなり、下方側では放電しない状態となる。
一方、アルゴンのように比重が空気より重いガスを使用した場合にも、同様の理由から均一なプラズマを生成できなくなる。
For example, when a gas whose specific gravity is lighter than air, such as helium, in the inclined plasma generation space, the upper side has a helium-rich atmosphere and the lower side has a thin helium atmosphere.
When plasma is generated in such a state, it becomes a high-density plasma on the upper side, and easily shifts to arc discharge, and does not discharge on the lower side.
On the other hand, when a gas having a specific gravity heavier than air, such as argon, is used, uniform plasma cannot be generated for the same reason.
この発明は以上のような事情を考慮してなされたものであり、プラズマ生成空間が水平に対して傾いた状態であっても均一な大気圧プラズマを生成できる大気圧プラズマ処理装置を提供するものである。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and provides an atmospheric pressure plasma processing apparatus capable of generating uniform atmospheric pressure plasma even when the plasma generation space is inclined with respect to the horizontal. It is.
この発明は、常圧用の反応部と、反応部内に互いに所定の間隔を空けて対向するように配置されプラズマ生成空間を規定する一対の第1電極および第2電極と、プラズマ生成空間にガスを供給するガス供給手段と、前記空間からガスを排出するガス排出手段とを備え、第1および第2電極の対向面は水平に対して所定の角度をなすようにそれぞれ傾斜し、ガス供給手段は、第1電極側からプラズマ生成空間にガスを供給する第1供給部と、第2電極側からプラズマ生成空間にガスを供給する第2供給部を有し、第1および第2供給部は第1および第2電極の対向面の傾斜方向に沿って互いに隣接するように並んだ複数のガス供給口をそれぞれ有することを特徴とする大気圧プラズマ処理装置を提供するものである。 According to the present invention, a reaction part for normal pressure, a pair of first and second electrodes that are arranged in the reaction part so as to face each other with a predetermined gap therebetween, and define a plasma generation space, and a gas in the plasma generation space Gas supply means for supplying and gas discharge means for discharging gas from the space, the opposing surfaces of the first and second electrodes are inclined so as to form a predetermined angle with respect to the horizontal, , A first supply unit that supplies gas from the first electrode side to the plasma generation space, and a second supply unit that supplies gas from the second electrode side to the plasma generation space, and the first and second supply units The present invention provides an atmospheric pressure plasma processing apparatus having a plurality of gas supply ports arranged adjacent to each other along the inclination direction of the opposing surfaces of the first and second electrodes.
この発明によれば、プラズマ生成空間を規定する第1および第2電極の対向面が水平に対して所定の角度をなすように傾斜し、第1および第2電極側からプラズマ生成空間にそれぞれガスを供給する第1および第2供給部は、第1および第2電極の対向面の傾斜方向に沿って互いに隣接するように並んだ複数のガス供給口をそれぞれ有するので、空気と異なる比重を有するガスを用いた場合であっても、ガスは第1および第2電極の対向面の傾斜方向に並んだ複数のガス供給口から分散してプラズマ生成空間に供給されることとなり、傾斜したプラズマ生成空間におけるガス濃度が均一化され、傾斜したプラズマ生成空間内に均一な大気圧プラズマを生成することができる。
これにより、水平に対して傾斜した状態にある被処理物に対してプラズマ処理を行うことが可能となり、特に、撓みが懸念される大型の被処理物に対して好適に利用できる大気圧プラズマ処理装置を提供できる。
According to the present invention, the opposing surfaces of the first and second electrodes that define the plasma generation space are inclined so as to form a predetermined angle with respect to the horizontal, and gas is respectively supplied from the first and second electrodes to the plasma generation space. The first and second supply sections that supply the gas each have a plurality of gas supply ports arranged adjacent to each other along the inclined direction of the opposing surfaces of the first and second electrodes, and thus have a specific gravity different from that of air. Even when the gas is used, the gas is distributed from a plurality of gas supply ports arranged in the inclination direction of the opposing surfaces of the first and second electrodes, and is supplied to the plasma generation space. The gas concentration in the space is made uniform, and uniform atmospheric pressure plasma can be generated in the inclined plasma generation space.
As a result, it is possible to perform plasma processing on an object to be processed that is inclined with respect to the horizontal, and in particular, atmospheric pressure plasma processing that can be suitably used for a large object to be processed that is likely to be bent. Equipment can be provided.
この発明による大気圧プラズマ処理装置は、常圧用の反応部と、反応部内に互いに所定の間隔を空けて対向するように配置されプラズマ生成空間を規定する一対の第1電極および第2電極と、プラズマ生成空間にガスを供給するガス供給手段と、前記空間からガスを排出するガス排出手段とを備え、第1および第2電極の対向面は水平に対して所定の角度をなすようにそれぞれ傾斜し、ガス供給手段は、第1電極側からプラズマ生成空間にガスを供給する第1供給部と、第2電極側からプラズマ生成空間にガスを供給する第2供給部を有し、第1および第2供給部は第1および第2電極の対向面の傾斜方向に沿って互いに隣接するように並んだ複数のガス供給口をそれぞれ有することを特徴とする。 An atmospheric pressure plasma processing apparatus according to the present invention includes a reaction section for normal pressure, a pair of first and second electrodes that are disposed in the reaction section so as to face each other with a predetermined space therebetween, and define a plasma generation space, A gas supply means for supplying a gas to the plasma generation space; and a gas discharge means for discharging the gas from the space. The opposing surfaces of the first and second electrodes are inclined so as to form a predetermined angle with respect to the horizontal. The gas supply means includes a first supply unit that supplies gas from the first electrode side to the plasma generation space, and a second supply unit that supplies gas from the second electrode side to the plasma generation space, The second supply unit has a plurality of gas supply ports arranged adjacent to each other along the inclination direction of the opposing surfaces of the first and second electrodes.
この発明による大気圧プラズマ処理装置において、常圧とは、大気圧又は大気圧の近傍の圧力を意味する。反応部は、一対の第1および第2電極を収容し被処理物を常圧の圧力下でプラズマ処理できるものであればよく、その構成は特に限定されないが、具体例としては、例えば、アルミニウムやステンレスなどで形成された金属製の容器が挙げられる。
一対の第1および第2電極は、導電体で形成されていればよく、その構成は特に限定されないが、具体例としては、例えば、アルミニウム、銅、または真鍮などで形成されたものが挙げられる。
なお、第1電極および第2電極のうち少なくとも被処理物と対向する面は、プロセスガス、プラズマ中で生成された活性種、反応後の生成物などによって表面が侵されないように固体の誘電体で被覆されることが好ましい。
誘電体としては、耐熱性、耐電圧性、耐プラズマ性、耐ガス性に優れた絶縁性材料で形成されていればよく、その材質は特に限定されないが、具体例としては、例えば、高純度アルミナ、窒化アルミ、または窒化珪素などが挙げられる。
ガス排出手段としては、プラズマ生成空間からガスを排出できるものであればよく、その構成は特に限定されないが、具体例としては、例えば、排気ポンプと排気ポンプに接続されプラズマ生成空間に通ずる排出路とから構成されるものが挙げられる。
In the atmospheric pressure plasma processing apparatus according to the present invention, the normal pressure means atmospheric pressure or a pressure in the vicinity of atmospheric pressure. The reaction part is not particularly limited as long as it accommodates a pair of first and second electrodes and can plasma-treat an object to be processed under normal pressure. As a specific example, for example, aluminum And metal containers made of stainless steel or the like.
The pair of first and second electrodes only need to be formed of a conductor, and the configuration thereof is not particularly limited, but specific examples include those formed of aluminum, copper, brass, or the like. .
Note that at least the surface of the first electrode and the second electrode facing the object to be processed is a solid dielectric so that the surface is not affected by the process gas, the active species generated in the plasma, the product after the reaction, etc. It is preferable to coat with.
The dielectric is not particularly limited as long as it is formed of an insulating material excellent in heat resistance, voltage resistance, plasma resistance, and gas resistance. Specific examples include, for example, high purity. Examples thereof include alumina, aluminum nitride, and silicon nitride.
The gas discharge means is not particularly limited as long as it can discharge gas from the plasma generation space. Specific examples include, for example, an exhaust path connected to an exhaust pump and an exhaust pump and leading to the plasma generation space. The thing comprised from these is mentioned.
この発明による大気圧プラズマ処理装置において、第1および第2電極はそれらの対向面の傾斜方向を長手方向とする細長い形状を有し、ガス排出手段は第1および第2電極の一端側の近傍に設けられ、ガス供給手段は、第1および第2電極の他端側から第1および第2電極の対向面の傾斜方向に向かってプラズマ生成空間にガスを噴出する第3供給部を備えることが好ましい。
このような構成によれば、プラズマ生成空間に供給されるガスの比重に応じて第3供給部から適宜ガスを噴出させることにより、プラズマ生成空間内におけるガス濃度のより一層の均一化を図ることができる。
In the atmospheric pressure plasma processing apparatus according to the present invention, the first and second electrodes have an elongated shape whose longitudinal direction is the inclination direction of the opposing surfaces, and the gas discharge means is in the vicinity of one end side of the first and second electrodes. The gas supply means includes a third supply unit that ejects gas from the other end side of the first and second electrodes toward the plasma generation space in the direction of inclination of the opposing surfaces of the first and second electrodes. Is preferred.
According to such a configuration, the gas concentration in the plasma generation space can be made more uniform by appropriately ejecting the gas from the third supply unit according to the specific gravity of the gas supplied to the plasma generation space. Can do.
この発明による大気圧プラズマ処理装置において、導入部は被処理物の導入と搬出を許容する導入口と搬出口を有し、ガス供給手段は、第1電極側から導入口に向かってガスを噴出する第4供給部と、第2電極側から導入口に向かってガスを噴出する第5供給部と、第1電極側から搬出口に向かってガスを噴出する第6供給部と、第2電極側から搬出口に向かってガスを噴出する第7供給部を備えることが好ましい。
このような構成によれば、第4、第5、第6および第7供給部からそれぞれガスを噴出させることにより、導入口および搬出口からプラズマ生成空間に外気が混入することを防止できると共に、プラズマ生成空間に供給されたガスが導入口および搬出口から流出することを防止できる。
In the atmospheric pressure plasma processing apparatus according to the present invention, the introduction part has an introduction port and a carry-out port that allow introduction and unloading of the workpiece, and the gas supply means ejects gas from the first electrode side toward the introduction port. A fourth supply unit, a fifth supply unit that ejects gas from the second electrode side toward the inlet, a sixth supply unit that ejects gas from the first electrode side toward the carry-out port, and a second electrode It is preferable to include a seventh supply unit that ejects gas from the side toward the carry-out port.
According to such a configuration, it is possible to prevent outside air from being mixed into the plasma generation space from the introduction port and the carry-out port by ejecting the gas from the fourth, fifth, sixth, and seventh supply units, respectively. The gas supplied to the plasma generation space can be prevented from flowing out from the inlet and the outlet.
この発明による大気圧プラズマ処理装置において、第1および第2供給部の各ガス供給口は、第1および第2電極の対向面の傾斜方向に沿った幅が200mm以下であることが好ましい。
というのは、各ガス供給口の幅を小さく設定するほど、より多くのガス供給口を設けることができ、ガスをより緻密に分散させて供給できるようになるので、傾いたプラズマ生成空間におけるガス濃度の分布がより一層均一なものとなるからである。
In the atmospheric pressure plasma processing apparatus according to the present invention, each of the gas supply ports of the first and second supply sections preferably has a width of 200 mm or less along the inclined direction of the opposing surfaces of the first and second electrodes.
This is because, as the width of each gas supply port is set smaller, more gas supply ports can be provided, and the gas can be supplied more finely distributed. This is because the concentration distribution becomes even more uniform.
200mmという値は、ガスを複数のガス供給口から分散させて供給することにより、傾いたプラズマ生成空間におけるガス濃度の均一化を図るという目的を達成するうえで、一定の目安となる値である。各ガス供給口の幅を200mmを越える値に設定すると、形成できるガス供給口の数が自ずと制限され、前記した目的を達成するうえであまり好ましくない。
一方、各ガス供給口の幅を極めて小さい値に設定し多くのガス供給口を形成すると、ガス濃度の均一化を図るうえでは好ましいが、後に説明するガス供給配管の数が増え、装置のコスト的観点からはあまり好ましくない。
The value of 200 mm is a value that serves as a constant guideline for achieving the purpose of uniforming the gas concentration in the inclined plasma generation space by supplying the gas dispersed from a plurality of gas supply ports. . If the width of each gas supply port is set to a value exceeding 200 mm, the number of gas supply ports that can be formed is naturally limited, which is not preferable in achieving the above-described object.
On the other hand, if the width of each gas supply port is set to a very small value and many gas supply ports are formed, it is preferable to make the gas concentration uniform, but the number of gas supply pipes to be described later increases and the cost of the apparatus increases. It is not so preferable from the viewpoint of the target.
この発明による大気圧プラズマ処理装置において、第1および第2供給部は、ガス供給口の各々に通ずる複数のガス供給配管をそれぞれ有し、各ガス供給配管はその一部にガスの流量を調整するガス流量調整機構が設けられていることが好ましい。
このような構成によれば、ガス供給口毎に供給されるガスの流量を調整できるので、傾いたプラズマ生成空間におけるガス濃度の均一化を測る上でより緻密なガス供給制御が可能となる。
In the atmospheric pressure plasma processing apparatus according to the present invention, each of the first and second supply units has a plurality of gas supply pipes communicating with each of the gas supply ports, and each gas supply pipe adjusts a gas flow rate to a part thereof. It is preferable that a gas flow rate adjusting mechanism is provided.
According to such a configuration, since the flow rate of the gas supplied to each gas supply port can be adjusted, more precise gas supply control can be performed in measuring the uniformity of the gas concentration in the inclined plasma generation space.
この発明による大気圧プラズマ処理装置において、ガス供給手段によって供給されるガスは、少なくとも水素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、炭酸ガス、CF4およびSF6のいずれかを含んでもよい。 In the atmospheric pressure plasma processing apparatus according to the present invention, the gas supplied by the gas supply means may include at least one of hydrogen, helium, neon, argon, krypton, xenon, carbon dioxide, CF4 and SF6.
以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
実施例
図1および図2に基づいて、この発明の実施例によるプラズマプロセス装置について説明する。
図1は、実施例による大気圧プラズマ処理装置の正面図、図2は図1に示される大気圧プラズマ処理装置の左側面図、図3は図1に示される大気圧プラズマ処理装置の右側面図、図4は図1のA−A矢視断面図、図5は図2のB−B矢視断面図である。
Embodiment A plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
1 is a front view of an atmospheric pressure plasma processing apparatus according to an embodiment, FIG. 2 is a left side view of the atmospheric pressure plasma processing apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a right side view of the atmospheric pressure plasma processing apparatus shown in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
装置構成
図1〜5に示されるように、実施例1による大気圧プラズマ処理装置10は、概して、平板状の被処理物Sの導入と搬出を許容する導入口11と搬出口12がそれぞれ形成された常圧用の反応容器(反応部)13と、反応容器13内に互いに所定の間隔を空けて対向するように配置されプラズマ生成空間Pを規定する一対の第1電極14および第2電極15と、プラズマ生成空間P内にガスを供給するガス供給手段16と、プラズマ生成空間Pからガスを排出するガス排出手段17とを備えている。
第1および第2電極14,15の対向面は水平に対して所定の角度θをなすようにそれぞれ傾斜し、ガス供給手段16は、第1電極14側からプラズマ生成空間Pにガスを供給する第1供給部18と、第2電極15側からプラズマ生成空間Pにガスを供給する第2供給部19とを有し、第1および第2供給部18,19は第1および第2電極14,15の対向面の傾斜方向に沿って互いに隣接するように並んだ複数のガス供給口20をそれぞれ有している。
As shown in FIGS. 1 to 5, the atmospheric pressure
The opposing surfaces of the first and
以下、図1〜5に基づいてより詳細に説明する。
図1〜5に示されるように、実施例1による大気圧プラズマ処理装置10は、ガラス基板などの平板状の被処理物Sが導入される導入口11と被処理物Sが搬出される搬出口12が形成されたアルミニウム製の反応容器13と、反応容器13内に配置され被処理物Sの導入を許容するように互いに所定の間隔を空けて対向する細長い第1電極14および第2電極15と、第1電極14に装着され第1電極14の両脇からガスを供給する第1供給部18と、第2電極15に装着され第2電極15の両脇からガスを供給する第2供給部19と、反応容器13の下部に接続され、プラズマ生成空間Pの下側からガスを供給する第3供給部21と、反応容器13の上部に接続されプラズマ生成空間Pの上側からガスを排出するガス排出手段17と、反応容器13の導入口11に装着され第1および第2電極側14,15から導入口11に向かってそれぞれガスを噴出する第4および第5供給部22,23と、反応容器13の搬出口12に装着され第1および第2電極側14,15から搬出口12に向かってそれぞれガスを噴出する第6および第7供給部24,25と、第1および第2電極14,15に高周波電力を供給する高周波電源26とから主に構成されている。
Hereinafter, it demonstrates in detail based on FIGS.
As shown in FIGS. 1 to 5, the atmospheric pressure
反応容器13は、反応容器13を所望の傾斜角θで固定できる支持台27に装着され、水平に対して傾いた状態にある被処理物Sの導入を許容する傾斜角θの導入口11と、被処理物Sの搬出を許容する傾斜角θの搬出口12とを有している。
反応容器13内に所定の間隔を空けて対向するように配置されるアルミニウム製の第1および第2電極14,15は細長い直方体状の形状を有し、第1および第2電極14,15によって挟まれた空間がプラズマ生成空間Pとなる。第1および第2電極14,15の対向面は耐プラズマ性を考慮してセラミクス(アルミナ99.5%)からなる誘電体28で被覆され、導入口11および搬出口12と同様に水平に対して傾斜角θで傾斜している。
これにより、プラズマ生成空間Pは、水平に対して傾斜角θで傾斜し、傾いた状態で搬送される被処理物Sはプラズマ生成空間Pを通過する際にプラズマ処理が施される。
The
The first and
As a result, the plasma generation space P is inclined at an inclination angle θ with respect to the horizontal, and the workpiece S conveyed in the inclined state is subjected to plasma processing when passing through the plasma generation space P.
被処理物Pは、その下端と係合する駆動ローラ29と、被処理物Sの裏面側に接する複数の従動ローラ30によって傾斜した状態のまま搬送される。
傾斜したプラズマ生成空間Pにガスを供給するための第1および第2供給部18,19は、隔壁部31によって仕切られ第1および第2電極の両脇に第1および第2電極14,15の長手方向に沿って互いに隣接するように並んだ複数のガス供給路32と、外部から各ガス供給路に接続されたガス供給配管33とから主に構成されている。
各ガス供給配管33はガス供給路32に接続される手前の位置にガス流量調整器34が設けられ、ガス供給配管毎にガス流量の調整が行えるように構成されている。
各ガス供給配管33から供給されたガスは、各ガス供給路32の端に形成されたガス供給口20からプラズマ生成空間Pに供給される。なお、ガス供給路32は耐プラズマ性を考慮してセラミクス(アルミナ99.5%)で形成されている。
The workpiece P is conveyed in an inclined state by a
The first and
Each
The gas supplied from each
第3供給部21は、反応容器13の下側に設けられ、プラズマ生成空間Pの下側から上側へ向かってガスを噴出する。第3供給部21は、空気より比重の重いガスが第1および第2供給部18,19から供給された場合に、プラズマ生成空間Pの下側にガス濃度の濃い雰囲気が形成され、滞留することを防止するための補助的作用を行うもので、第3供給部21からガスを噴出させることによりプラズマ生成空間P内のガスをガス排出手段17が設けられた上側へ向かわせる。
The
つまり、この実施例では、アルゴン、クリプトン、キセノン、炭酸ガス、CF4、SF6などの空気より比重の重いガスを使用することを想定して第3供給部21を反応容器13の下側に、ガス排出手段17を反応容器13の上側にそれぞれ設けているが、水素、ヘリウム、ネオンなどの空気より比重の軽いガスを使用する場合には、第3供給部21を上側に、ガス排出手段17を下側にそれぞれ設けるとよい。
なお、供給されるガスが、上記したガスの混合ガスであって、混合ガスのうち空気と比重の大きく異なるガスの比率が全体量に対して少量であれば、該ガスは主となるガスの流れにのって拡散するので、ガス濃度が不均一となる状態は形成されにくい。
したがって、このような混合ガスが用いられる場合には、主となるガスの比重に応じて第3供給部21とガス排出手段17の上下設定を決めればよい。
That is, in this embodiment, assuming that a gas having a specific gravity higher than air, such as argon, krypton, xenon, carbon dioxide, CF4, SF6, is used, the
If the gas to be supplied is a mixed gas of the above-mentioned gas and the ratio of the gas having a specific gravity greatly different from that of air is small relative to the total amount, the gas is the main gas. Since it diffuses along the flow, it is difficult to form a state where the gas concentration is non-uniform.
Therefore, when such a mixed gas is used, the upper and lower settings of the
また、この実施例では、上述のとおり、下側に第3供給部21、上側にガス排出手段17をそれぞれ1つずつ設けているが、上下両方に第3供給部21とガス排出手段17をそれぞれ設け、用いるガスの比重に応じて、第3供給部21とガス排出手段17を選択的に作動させることができるように構成してもよい。
In this embodiment, as described above, the
第4および第5供給部22,23は、反応容器13の導入口11の第1および第2電極14,15側にそれぞれ設けられ、第1および第2電極14,15側から導入口11に向けてガスを噴出する。これにより、導入口11からプラズマ生成空間Pに外気が混入することを防止できる共に、プラズマ生成空間P内のガスが導入口11から流出することを防止できる。
一方、第6および第7供給部24,25は、反応容器13の搬出口12の第1および第2電極14,15側にそれぞれ設けられ、第1および第2電極14,15側から搬出口12に向けてガスを噴出する。これにより搬出口12からプラズマ生成空間Pに外気が混入することを防止できる共に、プラズマ生成空間P内のガスが搬出口12から外部に流出することを防止できる。
なお、第4、第5、第6および第7ガス供給部22,23,24,25は、第1および第2ガス供給部18,19と同様に、複数のガス供給口35と、複数のガス供給配管36とから主に構成されている。
The fourth and
On the other hand, the sixth and
The fourth, fifth, sixth, and seventh
プラズマ生成空間Pに第1供給部18および第2供給部19からガスが供給され、30kHzの高周波電源26から第1および第2電極14,15に高周波電力が投入されると、プラズマ生成空間Pに大気圧プラズマが生成され、被処理物Sに対して洗浄、成膜、エッチング、アッシングまたは表面改質などの所望のプラズマ処理が行われる。
When gas is supplied from the
比較例
実施例による大気圧プラズマ処理装置との比較に用いるため、比較例としての大気圧プラズマ処理装置を作製した。
図6に示されるように、比較例による大気圧プラズマ処理装置100は、第1および第2供給部118,119が、実施例による大気圧プラズマ処理装置10(図1〜5参照)のように、隔壁部31によって隔てられた複数のガス供給路32を備えず、また、第3供給部21が設けられていない点のみが、実施例の大気圧プラズマ処理装置10と異なる。それ以外の構成は実施例による大気圧プラズマ処理装置10と同様の構成を有する。
Comparative Example An atmospheric pressure plasma processing apparatus as a comparative example was fabricated for use in comparison with the atmospheric pressure plasma processing apparatus according to the example.
As shown in FIG. 6, in the atmospheric pressure
以下、実施例に係る大気圧プラズマ処理装置10と、比較例の大気圧プラズマ処理装置100を用いて行った試験例について説明する。
Hereinafter, a test example performed using the atmospheric pressure
試験例1
実施例の大気圧プラズマ処理装置10を以下の条件で放電させ、プラズマを生成させた。
Test example 1
The atmospheric pressure
第1電極と第2電極の長手方向の長さ(L):1580mm
第1電極と第2電極の幅(W1):23mm
第1電極と第2電極の対向間隔(G):5mm
ガス供給配管:1/4インチ配管
ガス供給口の寸法(H)×(W2):1mm×190mm
ガス供給口の数:32(第1電極側8箇所×2列、第2電極側8箇所×2列)
隔壁部の幅(W3):1mm
第1供給部から供給されるガス:ヘリウム20slm、窒素320sccm、酸素80sccm(流量調整なし)
第2供給部から供給されるガス:(第1供給部と同じ)(流量調整なし)
ガス排出手段:排気口(φ1mm)×4
印加電圧:10kV
Length in the longitudinal direction of the first electrode and the second electrode (L): 1580 mm
First electrode and second electrode width (W1): 23 mm
Opposite distance (G) between the first electrode and the second electrode: 5 mm
Gas supply piping: 1/4 inch piping gas supply port dimensions (H) × (W2): 1 mm × 190 mm
Number of gas supply ports: 32 (8 locations on the first electrode side x 2 rows, 8 locations on the second electrode side x 2 rows)
Partition width (W3): 1mm
Gas supplied from the first supply unit:
Gas supplied from the second supply unit: (same as the first supply unit) (no flow rate adjustment)
Gas discharge means: exhaust port (φ1mm) × 4
Applied voltage: 10 kV
放電させた結果、図2および図3に示す傾斜角θが9°の時点で下方側のプラズマが不安定となり、45°を越えた時点で上方側が異常放電となった。 As a result of the discharge, the plasma on the lower side became unstable when the inclination angle θ shown in FIGS. 2 and 3 was 9 °, and abnormal discharge occurred on the upper side when it exceeded 45 °.
試験例2
試験例2の条件に付け加えて、各ガス供給配管33のガス流量調整器34により、流量調整を行いつつ放電させた結果、傾斜角θが57°となったあたりで下方側のプラズマが不安定となり、70°を越えた時点で上方側が異常放電となった。
Test example 2
In addition to the conditions of Test Example 2, as a result of discharging while adjusting the flow rate by the gas
試験例3
試験例2の条件に付け加えて、第3供給部21からもガスを供給すると共に、総ガス流量を一定とし、傾斜角θの変化に応じて流量比を以下の範囲で変化させた。
Test example 3
In addition to the conditions of Test Example 2, gas was supplied also from the
第1供給部から供給されるガス:ヘリウム8〜16slm、窒素128〜256sccm、酸素32〜64sccm
第2供給部から供給されるガス:(第1供給部と同じ)
第3供給部から供給されるガス:ヘリウム8〜24slm、窒素128〜384sccm、酸素32〜96sccm
Gas supplied from the first supply unit: helium 8 to 16 slm, nitrogen 128 to 256 sccm,
Gas supplied from the second supply unit: (same as the first supply unit)
Gas supplied from the third supply unit: helium 8-24 slm, nitrogen 128-384 sccm, oxygen 32-96 sccm
各ガス供給配管33の流量を調整しつつ放電させた結果、傾斜角θが0〜89°の範囲で均一なプラズマを生成させることができた。
As a result of discharging while adjusting the flow rate of each
比較例による装置を用いた試験例
上述の比較例による大気圧プラズマ処理装置100を以下の条件で放電させ、プラズマを生成させた。
Test Example Using Apparatus According to Comparative Example The atmospheric pressure
第1電極と第2電極の長手方向の長さ:1580mm
第1電極と第2電極の幅:23mm
第1電極と第2電極の対向間隔:5mm
ガス供給配管:1/4インチ配管
ガス供給口の寸法:1mm×1540mm
ガス供給口の数:4(第1電極側2つ、第2電極側2つ)
第1供給部から供給されるガス:ヘリウム20slm、窒素320sccm、酸素80sccm
第2供給部から供給されるガス:(第1供給部と同じ)
ガス排出手段:排気口(φ1mm)×4
印加電圧:10kV
Length in the longitudinal direction of the first electrode and the second electrode: 1580 mm
First electrode and second electrode width: 23 mm
Opposite distance between the first electrode and the second electrode: 5 mm
Gas supply piping: 1/4 inch piping gas supply port dimensions: 1 mm x 1540 mm
Number of gas supply ports: 4 (two first electrode sides, two second electrode sides)
Gas supplied from the first supply unit:
Gas supplied from the second supply unit: (same as the first supply unit)
Gas discharge means: exhaust port (φ1mm) × 4
Applied voltage: 10 kV
放電させた結果、傾斜角θが2°の時点で下方側のプラズマが不安定となり、傾斜角θが20°を越えた時点で上方側が異常放電となった。 As a result of the discharge, the plasma on the lower side became unstable when the tilt angle θ was 2 °, and the upper side became abnormal discharge when the tilt angle θ exceeded 20 °.
試験例4
実施例の大気圧プラズマ処理装置10を以下の条件で放電させ、プラズマを生成させた。
Test example 4
The atmospheric pressure
第1電極と第2電極の長手方向の長さ(L):1580mm
第1電極と第2電極の幅(W1):23mm
第1電極と第2電極の対向間隔(G):4mm
ガス供給配管:1/4インチ配管
ガス供給口の寸法(H)×(W2):1mm×190mm
ガス供給口の数:32(第1電極側8箇所×2列、第2電極側8箇所×2列)
隔壁部の幅(W3):1mm
第1供給部から供給されるガス:ヘリウム10slm、窒素10slm、CF4(四弗化メタン)1slm(流量調整あり)
第2供給部から供給されるガス:(第1供給部と同じ)(流量調整あり)
ガス排出手段:排気口(φ1mm)×4
印加電圧:18kV
Length in the longitudinal direction of the first electrode and the second electrode (L): 1580 mm
First electrode and second electrode width (W1): 23 mm
Opposite distance (G) between the first electrode and the second electrode: 4 mm
Gas supply piping: 1/4 inch piping gas supply port dimensions (H) × (W2): 1 mm × 190 mm
Number of gas supply ports: 32 (8 locations on the first electrode side x 2 rows, 8 locations on the second electrode side x 2 rows)
Partition width (W3): 1mm
Gas supplied from the first supply unit:
Gas supplied from the second supply unit: (same as the first supply unit) (with flow rate adjustment)
Gas discharge means: exhaust port (φ1mm) × 4
Applied voltage: 18 kV
放電させた結果、傾斜角θが75°の時点で下方側のプラズマが不安定となり、傾斜角θが82℃を超えた時点で上方側が異常放電となった。 As a result of the discharge, the lower plasma became unstable when the tilt angle θ was 75 °, and abnormal discharge occurred on the upper side when the tilt angle θ exceeded 82 ° C.
試験例5
試験例4の条件に付け加えて、第3供給部21からもガスを供給すると共に、総ガス流量を一定とし、傾斜角θの変化に応じて流量比を以下の範囲で変化させた。
Test Example 5
In addition to the conditions of Test Example 4, gas was supplied also from the
第1供給部から供給されるガス:ヘリウム6〜8slm、窒素6〜8slm、CF4(四弗化メタン)0.6〜0.8slm
第2供給部から供給されるガス:(第1供給部と同じ)
第3供給部から供給されるガス:ヘリウム4〜8slm、窒素4〜8slm、CF4(四弗化メタン)0.4〜0.8slm
Gas supplied from the first supply unit: helium 6-8 slm, nitrogen 6-8 slm, CF4 (tetrafluoromethane) 0.6-0.8 slm
Gas supplied from the second supply unit: (same as the first supply unit)
Gas supplied from the third supply part: helium 4-8 slm, nitrogen 4-8 slm, CF4 (tetrafluoromethane) 0.4-0.8 slm
各ガス供給配管33の流量を調整しつつ放電させた結果、傾斜角θが0〜89°の範囲で均一なプラズマを生成させることができた。
As a result of discharging while adjusting the flow rate of each
10,100・・・大気圧プラズマ処理装置
11・・・導入口
12・・・搬出口
13・・・反応容器
14・・・第1電極
15・・・第2電極
16・・・ガス供給手段
17・・・ガス排出手段
18,118・・・第1供給部
19,119・・・第2供給部
20,35・・・ガス供給口
21・・・第3供給部
22・・・第4供給部
23・・・第5供給部
24・・・第6供給部
25・・・第7供給部
26・・・高周波電源
27・・・支持台
28・・・誘電体
29・・・駆動ローラ
30・・・従動ローラ
31・・・隔壁部
32・・・ガス供給路
33,36・・・ガス供給配管
34・・・ガス流量調節器
P・・・プラズマ生成領域
S・・・被処理物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,100 ... Atmospheric pressure
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005176366A JP2006351367A (en) | 2005-06-16 | 2005-06-16 | Atmospheric pressure plasma treatment device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005176366A JP2006351367A (en) | 2005-06-16 | 2005-06-16 | Atmospheric pressure plasma treatment device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2006351367A true JP2006351367A (en) | 2006-12-28 |
Family
ID=37646997
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2005176366A Pending JP2006351367A (en) | 2005-06-16 | 2005-06-16 | Atmospheric pressure plasma treatment device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2006351367A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102802336A (en) * | 2011-05-26 | 2012-11-28 | 株式会社Biemt | Engineering gas separation feeding type atmospheric pressure plasma device and using method thereof |
-
2005
- 2005-06-16 JP JP2005176366A patent/JP2006351367A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102802336A (en) * | 2011-05-26 | 2012-11-28 | 株式会社Biemt | Engineering gas separation feeding type atmospheric pressure plasma device and using method thereof |
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