JP7139550B2 - Surface treatment apparatus and surface treatment method - Google Patents

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Description

本発明は表面処理装置及び表面処理方法に関する。 The present invention relates to a surface treatment apparatus and a surface treatment method.

特許文献１には、被処理物（以下、処理対象物ともいう。）を処理室に配置して、マイクロ波表面波水素プラズマを処理対象物の表面に照射することで、処理対象物の表面の有機物をクリーニングすることができる処理装置が開示されている。 In Patent Document 1, an object to be treated (hereinafter also referred to as an object to be treated) is placed in a treatment chamber, and the surface of the object to be treated is irradiated with microwave surface wave hydrogen plasma. Disclosed is a processing apparatus capable of cleaning organics from

特開２００６－３０７２５５号公報JP 2006-307255 A

ところで、上記のようなプラズマを発生させる装置は、一般に、処理室内の気体が排気口から排気されるようになっている。
このため、処理対象物の表面を処理するためのプラズマ中の第１イオンのうちのいくらかは、表面の処理に寄与することなく、排気口から排気されることになるという問題がある。 By the way, in the apparatus for generating plasma as described above, gas in the processing chamber is generally exhausted from an exhaust port.
Therefore, there is a problem that some of the first ions in the plasma for processing the surface of the object to be processed are exhausted from the exhaust port without contributing to surface processing.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、処理対象物の表面を処理するためのプラズマ中の第１イオンの排気を抑制した処理対象物の表面をプラズマで処理する表面処理装置及び表面処理方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances. An object of the present invention is to provide an apparatus and a surface treatment method.

本発明は、上記目的を達成するために、以下の構成によって把握される。
（１）本発明の表面処理装置は、処理対象物の表面をプラズマで処理する表面処理装置であって、前記表面処理装置は、前記処理対象物を収容し、前記処理対象物の表面を前記プラズマで処理する処理室と、前記処理室に設けられ、前記処理室内の気体を排出する排気口と、前記処理対象物の表面を処理するために用いられる前記プラズマ中の第１イオンの前記排気口からの排気をローレンツ力で抑制する排気抑制手段と、を備える。 In order to achieve the above objects, the present invention is grasped by the following configurations.
(1) A surface treatment apparatus of the present invention is a surface treatment apparatus that treats the surface of an object to be treated with plasma, the surface treatment apparatus accommodates the object to be treated, and treats the surface of the object to be treated as described above. A processing chamber for processing with plasma, an exhaust port provided in the processing chamber for discharging gas in the processing chamber, and the exhaust of first ions in the plasma used for processing the surface of the object to be processed. an exhaust suppression means for suppressing exhaust from the mouth by Lorentz force.

（２）上記（１）の構成において、前記第１イオンが陽イオンであり、前記排気抑制手段は、前記陽イオンが前記排気口から排気されるのを抑制するローレンツ力を発生させる手段である。 (2) In the configuration of (1) above, the first ions are cations, and the exhaust suppression means is means for generating a Lorentz force that suppresses the cations from being exhausted from the exhaust port. .

（３）上記（１）の構成において、前記第１イオンが陰イオンであり、前記排気抑制手段は、前記陰イオンが前記排気口から排気されるのを抑制するローレンツ力を発生させる手段である。 (3) In the configuration of (1) above, the first ions are anions, and the exhaust suppression means is means for generating a Lorentz force that suppresses the anions from being exhausted from the exhaust port. .

（４）上記（１）から（３）のいずれか１つの構成において、前記排気抑制手段は、前記排気口に設けられた導電性の円筒部材と、前記円筒部材に一方側から他方側に向けて電流を流す第１電源と、前記円筒部材の中央に前記円筒部材と離間して配置された導電性の電極部と、前記円筒部材と前記電極部の間に電圧を印加する第２電源と、を備える。 (4) In any one of the above configurations (1) to (3), the exhaust suppressing means includes a conductive cylindrical member provided at the exhaust port and a a first power source for applying a current to the cylindrical member; a conductive electrode section disposed in the center of the cylindrical member and spaced apart from the cylindrical member; and a second power source for applying a voltage between the cylindrical member and the electrode section. , provided.

（５）本発明の表面処理方法は、上記（１）から（４）のいずれか１つの構成を備えた表面処理装置を用いた処理対象物の表面をプラズマで処理する表面処理方法であって、前記処理対象物の表面の処理が、前記表面をクリーニングするクリーニング処理、前記表面を還元する還元処理、前記表面をエッチングするエッチング処理、前記表面に新たな層を形成するデポジション処理、又は、前記表面に材料を注入するイオン注入処理である。 (5) A surface treatment method of the present invention is a surface treatment method in which the surface of an object to be treated is treated with plasma using a surface treatment apparatus having any one of the above configurations (1) to (4). , the treatment of the surface of the object to be treated includes cleaning treatment for cleaning the surface, reduction treatment for reducing the surface, etching treatment for etching the surface, deposition treatment for forming a new layer on the surface, or An ion implantation process for implanting material into the surface.

本発明によれば、処理対象物の表面を処理するためのプラズマ中の第１イオンの排気を抑制した処理対象物の表面をプラズマで処理する表面処理装置及び表面処理方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a surface treatment apparatus and a surface treatment method for treating the surface of an object to be treated with plasma while suppressing the exhaust of the first ions in the plasma for treating the surface of the object to be treated. .

本発明に係る実施形態の表面処理装置の斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a perspective view of the surface treatment apparatus of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態の表面処理装置の断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing of the surface treatment apparatus of embodiment which concerns on this invention. ローレンツ力を発生させるための基礎的な内容を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the basic content for generating a Lorentz force. 本発明に係る実施形態の排気抑制手段を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the exhaust suppression means of embodiment which concerns on this invention.

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。
なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, with reference to an accompanying drawing, the form (henceforth, embodiment) for implementing this invention is demonstrated in detail.
The same numbers are given to the same elements throughout the description of the embodiment.

図１は本発明に係る実施形態の表面処理装置１０の斜視図であり、図２は本発明に係る実施形態の表面処理装置１０の断面図である。
なお、以下では、処理対象物１３が金属材料（例えば、銅や鉄等）の板材で、その板材に塗装をする前に表面の処理として、表面に付着している有機物をクリーニングするクリーニング処理又は表面の錆を還元する還元処理を前提に説明を行う。 FIG. 1 is a perspective view of a surface treatment apparatus 10 according to an embodiment of the invention, and FIG. 2 is a sectional view of the surface treatment apparatus 10 according to an embodiment of the invention.
In the following description, the object to be processed 13 is a plate made of a metal material (for example, copper, iron, etc.), and before the plate is coated with a coating, the surface is treated by cleaning or Description will be given on the premise of reduction treatment for reducing surface rust.

ただし、表面の処理として、処理対象物１３が半導体ウェハ等であって、その半導体ウェハの表面のフォトレジストのような有機物をアッシング（除去するクリーニング）するクリーニング処理、半導体ウェハの表面をエッチングするエッチング処理、半導体ウェハの表面に新たな別の材料の層を形成するデポジション処理、又は、半導体ウェハの表面にドーパント等の材料を注入するイオン注入処理等であってもよい。 However, as the surface treatment, the object 13 to be treated is a semiconductor wafer or the like, and the cleaning treatment for ashing (cleaning to remove) organic substances such as photoresist on the surface of the semiconductor wafer, the etching treatment for etching the surface of the semiconductor wafer. It may be a process, a deposition process that forms a new layer of another material on the surface of the semiconductor wafer, or an ion implantation process that implants a material, such as a dopant, into the surface of the semiconductor wafer.

図１に示すように、表面処理装置１０は、処理室本体１１と、処理室本体１１の前側に設けられ、開閉操作時に掴む把手１２ａを有する扉１２と、処理室本体１１の開放口縁に設けられたパッキン材１５と、を備え、扉１２を閉じることで機密空間となる、処理対象物１３を収容し、処理対象物１３の表面をプラズマで処理する処理室１４が形成されるものになっている。 As shown in FIG. 1, the surface treatment apparatus 10 includes a processing chamber main body 11, a door 12 provided on the front side of the processing chamber main body 11, and having a handle 12a to be gripped when opening and closing the processing chamber main body 11. and a packing material 15 provided, and a processing chamber 14 which becomes an airtight space by closing the door 12 and which accommodates the processing object 13 and processes the surface of the processing object 13 with plasma is formed. It's becoming

また、表面処理装置１０は、前側の処理室本体１１の左右一方側（図では右側）に設けられた処理開始ボタン２１と、前側の処理室本体１１の左右一方側（図では右側）に設けられた処理時間を設定するタイマー設定ダイヤル２２と、前側の処理室本体１１の左右一方側（図では右側）に設けられた処理時間を表示する処理時間表示部２３と、を備えている。 The surface treatment apparatus 10 also includes a processing start button 21 provided on one of the left and right sides (right side in the drawing) of the front processing chamber main body 11, and a button 21 provided on one of the left and right sides (right side in the drawing) of the front processing chamber main body 11. A timer setting dial 22 for setting the processing time, and a processing time display section 23 for displaying the processing time provided on one of the left and right sides (right side in the figure) of the processing chamber main body 11 on the front side.

さらに、図２に示すように、表面処理装置１０は、処理室１４の上側に設けられたマイクロ波発生手段１７と、マイクロ波発生手段１７に対応する処理室１４の壁面（本例では上壁面）に設けられ、マイクロ波発生手段１７の発生させるマイクロ波を処理室１４に入射させる誘電体材料（例えば、石英ガラスやセラミック等）の窓２０と、を備えている。 Further, as shown in FIG. 2, the surface treatment apparatus 10 includes a microwave generating means 17 provided on the upper side of the processing chamber 14, and a wall surface (upper wall surface in this example) of the processing chamber 14 corresponding to the microwave generating means 17. ) and is provided with a window 20 made of a dielectric material (for example, quartz glass, ceramics, etc.) for allowing microwaves generated by the microwave generating means 17 to enter the processing chamber 14 .

本実施形態では、マイクロ波発生手段１７に周波数が２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生させるマグネトロンを用いているが、発生させるマイクロ波の周波数は、これに限定される必要はなく、例えば、通信目的以外で使用できるＩＳＭバンドの５ＧＨｚ、２４．１ＧＨｚ、９１５ＭＨｚ、４０．６ＭＨｚ、２７．１ＭＨｚ及び１３．５６ＭＨｚ等であってもよい。 In this embodiment, a magnetron that generates microwaves with a frequency of 2.45 GHz is used as the microwave generating means 17, but the frequency of the microwaves to be generated is not limited to this. ISM bands such as 5 GHz, 24.1 GHz, 915 MHz, 40.6 MHz, 27.1 MHz and 13.56 MHz that can be used in other bands may also be used.

また、本実施形態では、マイクロ波発生手段１７が、パルス的なマイクロ波を発生させるものとして、マイクロ波電力（マイクロ波強度）のピーク値を高めつつ、平均的なマイクロ波電力（マイクロ波強度）を下げるようにしている。 Further, in the present embodiment, the microwave generating means 17 generates pulse-like microwaves, and while increasing the peak value of the microwave power (microwave intensity), ) is lowered.

ただし、パルス的なマイクロ波とは、周期的なマイクロ波電力（マイクロ波強度）の強弱を伴うものを意味し、必ずしも、周期的にマイクロ波電力（マイクロ波強度）がゼロになるものに限定されるものではない。 However, pulse-like microwaves mean those accompanied by periodic microwave power (microwave intensity), and are not necessarily limited to those whose microwave power (microwave intensity) periodically becomes zero. not to be

具体的には、マイクロ波発生手段１７は、パルス的なマイクロ波のマイクロ波電力（マイクロ波強度）のピーク値が現れる周期が１５０マイクロ秒以下（望ましくは、１００マイクロ秒以下、更に望ましくは５０マイクロ秒以下）であるマイクロ波を発生させ、プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）が大幅に減衰する前に、処理室１４内にピーク値のマイクロ波電力を有するマイクロ波を供給することで、ほぼそのマイクロ波電力（マイクロ波強度）のピーク値に対応する密度のマイクロ波表面波プラズマを維持しつつ、マイクロ波発生手段１７で使用される平均電力を抑制するようにしている。 Specifically, the microwave generating means 17 has a period of 150 microseconds or less (preferably 100 microseconds or less, more preferably 50 microseconds or less, and more preferably 50 microseconds or less) in which the peak value of the microwave power (microwave intensity) of the pulse-like microwave appears. microseconds or less), and supply microwaves having a peak microwave power into the processing chamber 14 before the plasma (microwave surface wave hydrogen plasma in this example) is significantly attenuated. By doing so, the average power used by the microwave generating means 17 is suppressed while maintaining the microwave surface wave plasma having a density substantially corresponding to the peak value of the microwave power (microwave intensity). .

また、表面処理装置１０は、処理室１４の壁面（本例では右壁面）に開口するように設けられ、プラズマ化する気体を受け入れる受入口１８ａと、受入口１８ａから処理室１４内に供給される気体を供給するための気体供給手段１８（本例では、水素ガス供給手段）と、処理室１４の壁面（本例では右壁面）に開口するように設けられ、処理室１４内の気体を排出する排気口１９ａと、排気口１９ａから気体を排出するための気体排出手段１９（本例では、真空ポンプ）と、を備えている。 Further, the surface treatment apparatus 10 is provided so as to open to the wall surface (the right wall surface in this example) of the processing chamber 14, an inlet port 18a for receiving gas to be plasmatized, and the gas being supplied into the processing chamber 14 from the inlet port 18a. and a gas supply means 18 (hydrogen gas supply means in this example) for supplying the gas in the processing chamber 14, and a wall surface (right wall surface in this example) of the processing chamber 14, which is provided so as to open so as to supply the gas in the processing chamber 14. It has an exhaust port 19a for exhausting, and a gas exhaust means 19 (a vacuum pump in this example) for exhausting gas from the exhaust port 19a.

なお、真空ポンプには、吸引力が高く、処理室１４内を速やかに真空（例えば、１０Ｐａ程度）にできるようにメカニカルブースターポンプを用いることが好ましい。
また、気体の貯蔵部であるボンベ又はタンクが表面処理装置１０とは別体に設けられ、気体の貯蔵部から表面処理装置１０まで気体供給配管で繋げる場合もあることから、気体供給手段１８は、供給する気体の流量等を制御する流量制御装置までを意味し、気体の貯蔵部を含まない場合がある。 As the vacuum pump, it is preferable to use a mechanical booster pump that has a high suction force so that the inside of the processing chamber 14 can be quickly evacuated (for example, about 10 Pa).
In some cases, a cylinder or tank, which is a gas reservoir, is provided separately from the surface treatment apparatus 10, and the gas supply means 18 is connected to the surface treatment apparatus 10 by a gas supply pipe. , means up to a flow control device for controlling the flow rate of gas to be supplied, and may not include a gas storage unit.

さらに、表面処理装置１０は、処理室１４の壁面（本例では下壁面）に開口する通気孔１６ａと、通気孔１６ａを通じて外気を処理室１４内に取り込むか否かを制御するバルブ１６と、を備えている。
なお、表面処理装置１０は、処理対象物１３を配置するために処理室１４内に設置され、複数の貫通孔の形成された載置台２４も備えている。 Furthermore, the surface treatment apparatus 10 includes a vent hole 16a that opens in the wall surface (lower wall surface in this example) of the processing chamber 14, a valve 16 that controls whether outside air is taken into the processing chamber 14 through the vent hole 16a, It has
The surface treatment apparatus 10 also includes a mounting table 24 which is installed in the treatment chamber 14 for placing the object 13 to be treated and which has a plurality of through holes.

そして、扉１２（図１参照）を閉めると、扉１２が処理室本体１１にロックされ、そのロックに連動してバルブ１６が閉じて、処理室１４が密閉空間になるとともに、マイクロ波発生手段１７、気体供給手段１８、及び、気体排出手段１９の稼働が許可された動作可能モードになる。 When the door 12 (see FIG. 1) is closed, the door 12 is locked to the processing chamber main body 11, the valve 16 is closed in conjunction with the locking, and the processing chamber 14 becomes an airtight space. 17, the gas supply means 18 and the gas discharge means 19 are permitted to operate and enter an operable mode.

なお、扉１２を開く場合には、把手１２ａを引くことになり、その引き操作に連動して扉１２のロックが解除されるとともに、マイクロ波発生手段１７、気体供給手段１８、及び、気体排出手段１９の稼働が許可されない動作不能モードになるとともに、バルブ１６が開き処理室１４が常圧になって扉１２を開けることができる。 When opening the door 12, the handle 12a is pulled, and the door 12 is unlocked in conjunction with the pulling operation, and the microwave generating means 17, the gas supplying means 18, and the gas discharging means are operated. The operation of the means 19 is not permitted, and the valve 16 is opened, and the processing chamber 14 becomes normal pressure, and the door 12 can be opened.

そして、扉１２を開けて、載置台２４に処理対象物１３を配置して扉１２を閉じて、処理時間表示部２３を見ながらタイマー設定ダイヤル２２を操作して処理時間を設定した後、処理開始ボタン２１を押すと、処理対象物１３の表面をプラズマで処理する表面処理が開示される。 Then, the door 12 is opened, the object 13 to be processed is placed on the mounting table 24, the door 12 is closed, and the processing time is set by operating the timer setting dial 22 while looking at the processing time display section 23, and then the processing is performed. When the start button 21 is pressed, the surface treatment of treating the surface of the object 13 with plasma is disclosed.

具体的には、気体排出手段１９が駆動して処理室１４内の圧力が所定の圧力まで減圧されると、マイクロ波発生手段１７、及び、気体供給手段１８が駆動し、気体（本例では、水素ガス）及び、マイクロ波の処理室１４への供給が開始される。 Specifically, when the gas discharge means 19 is driven and the pressure in the processing chamber 14 is reduced to a predetermined pressure, the microwave generation means 17 and the gas supply means 18 are driven and gas (in this example, , hydrogen gas) and microwaves to the processing chamber 14 are started.

なお、高密度なプラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）を安定して生成させるためには、処理室１４内の圧力が低い方が有利であり、少なくとも処理室１４内は１０分の１気圧以下が好ましく、１００分の１気圧以下がより好ましく、１０００分の１気圧以下が更に好ましく、本実施形態では、所定の圧力を１００００分の１気圧程度である約１０Ｐａにしている。 In order to stably generate a high-density plasma (microwave surface wave hydrogen plasma in this example), it is advantageous that the pressure in the processing chamber 14 is low. is preferably 1 atm or less, more preferably 1/100 atm or less, and even more preferably 1/1000 atm or less.

このように、マイクロ波が窓２０を通じて処理室１４内に供給されると、窓２０の処理室１４内に露出した表面に表面波が形成され、この表面波のカットオフ角周波数で決まる密度以上の高密度プラズマ２５（本例では、高密度なマイクロ波表面波水素プラズマ）が生成される。
なお、高密度プラズマ２５として点線で示す範囲は、プラズマの発光状態が目視できるほどプラズマの密度が高い範囲を模式的に示したものであり、密度は低いもののそれよりも外側にもプラズマが存在する。 Thus, when microwaves are supplied into the processing chamber 14 through the window 20, a surface wave is formed on the surface of the window 20 exposed in the processing chamber 14, and the density of the surface wave exceeds the cutoff angular frequency of the surface wave. of high-density plasma 25 (in this example, high-density microwave surface wave hydrogen plasma) is generated.
The range indicated by the dotted line as the high-density plasma 25 schematically shows a range in which the plasma density is so high that the light emission state of the plasma can be visually observed. do.

なお、マイクロ波表面波プラズマ（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ）は、電子密度が高いので照射されたマイクロ波はマイクロ波表面波プラズマの表面で反射されて内部には入らないがマイクロ波表面波プラズマの表面に沿う形で伝搬される。 The microwave surface wave plasma (microwave surface wave hydrogen plasma in this example) has a high electron density. Wave surface waves are propagated along the surface of the plasma.

そして、設定された処理時間の間、高密度プラズマ２５（本例では、高密度なマイクロ波表面波水素プラズマ）によって、処理対象物１３の表面のクリーニング処理又は還元処理が行われ、設定された処理時間が経過すると、マイクロ波発生手段１７、及び、気体供給手段１８の駆動が停止し、クリーニング処理又は還元処理が完了する。 Then, during the set processing time, the surface of the processing object 13 is cleaned or reduced by the high-density plasma 25 (high-density microwave surface wave hydrogen plasma in this example). After the processing time has elapsed, the microwave generating means 17 and the gas supplying means 18 are stopped, and the cleaning process or reduction process is completed.

なお、本実施形態では、プラズマがマイクロ波表面波プラズマである例を示しているが、これに限定される必要はなく、他のプラズマであってもよいが、マイクロ波表面波プラズマは、他のプラズマ（例えば、高周波プラズマや直流放電プラズマ等）と比較すれば、電子温度が低く（例えば、電子温度が１ｅＶ程度）、他のプラズマのように、高い電子温度（例えば、電子温度が１０ｅＶ以上）とするためにエネルギーが消費されるプラズマと異なり、エネルギーロスが少ないという利点がある。 In this embodiment, an example in which the plasma is microwave surface wave plasma is shown, but it is not necessary to be limited to this, and other plasma may be used. plasma (e.g., high-frequency plasma, DC discharge plasma, etc.), the electron temperature is low (e.g., the electron temperature is about 1 eV), and like other plasmas, the electron temperature is high (e.g., the electron temperature is 10 eV or more. ), unlike plasma, which consumes energy, it has the advantage of less energy loss.

また、マイクロ波表面波プラズマは、プラズマ中のイオンや分子の温度が熱プラズマと呼ばれるものに比べ大幅に低い（ほぼ常温）ため、高温処理したくない処理対象物１３の表面の処理が可能であるとともに、高密度なプラズマを均一に、例えば、０．５ｍ２以上の大面積の範囲に生成することができることから大きな処理対象物１３に対しても表面処理が可能である。 In addition, since the temperature of ions and molecules in the microwave surface wave plasma is much lower than that of thermal plasma (approximately room temperature), it is possible to treat the surface of the object 13 that is not desired to be treated at a high temperature. In addition, high-density plasma can be generated uniformly over a large area of, for example, 0.5 m 2 or more, so that even a large object 13 to be processed can be surface-treated.

そして、本実施形態の場合、プラズマ化する気体に水素ガスを用いているため、処理対象物１３の表面を処理するために用いられるプラズマ中の第１イオンは水素イオン（陽イオン）になっており、この水素イオンが排気口１９ａから排出されると、プラズマ密度が低下し、表面の処理効率が悪くなる。 In the case of this embodiment, hydrogen gas is used as the gas to be plasmatized, so the first ions in the plasma used for processing the surface of the processing object 13 become hydrogen ions (positive ions). When these hydrogen ions are discharged from the exhaust port 19a, the plasma density is lowered and the surface treatment efficiency is deteriorated.

なお、本実施形態では、先に述べたように銅や鉄等といった金属材料の板材の表面を処理する場合を事例にしているため、水素ガスを用いて表面を処理する雰囲気を還元雰囲気として、金属材料の板材の表面をクリーニングするクリーニング処理、又は、表面の錆を還元する還元処理を行うものとしている。
しかし、このような処理に用いる気体は、水素ガスに限定される必要はなく、メタンやプロパン等といった還元雰囲気を形成できる反応性ガスであってもよい。 In this embodiment, as described above, the case of treating the surface of a plate material made of a metal material such as copper or iron is used as an example. A cleaning treatment for cleaning the surface of the metal plate material or a reduction treatment for reducing rust on the surface is performed.
However, the gas used for such treatment is not limited to hydrogen gas, and may be a reactive gas capable of forming a reducing atmosphere, such as methane or propane.

また、処理対象物１３の表面の処理に寄与せずに、排気口１９ａから排出される水素イオンがあると、処理対象物１３の表面の処理に必要な水素ガスよりも多い水素ガスを処理室１４に供給することになる。 Further, if there are hydrogen ions discharged from the exhaust port 19a without contributing to the processing of the surface of the processing object 13, more hydrogen gas than the hydrogen gas required for processing the surface of the processing object 13 is supplied to the processing chamber. 14 will be supplied.

そこで、本実施形態では、表面処理装置１０が、処理対象物１３の表面を処理するために用いられるプラズマ中の第１イオン（本例では、水素イオンである陽イオン）の排気口１９ａからの排気をローレンツ力で抑制する排気抑制手段３０を備えるものとしており、以下、図３及び図４を参照しながら排気抑制手段３０について説明する。 Therefore, in the present embodiment, the surface treatment apparatus 10 emits the first ions (in this example, positive ions that are hydrogen ions) in the plasma used for treating the surface of the object 13 to be treated from the exhaust port 19a. An exhaust suppression means 30 for suppressing exhaust by the Lorentz force is provided, and the exhaust suppression means 30 will be described below with reference to FIGS. 3 and 4. FIG.

図３はローレンツ力を発生させるための基礎的な内容を説明するための図であり、図４は排気抑制手段３０を説明するための図であり、図３を参照してローレンツ力を発生させるための基礎的な内容を説明した後に、図４を参照して排気抑制手段３０についての説明を行う。
なお、図３では左側にローレンツ力を発生させるための構成の概略図を示し、右側にその構成で発生するローレンツ力の状態を示している。 FIG. 3 is a diagram for explaining the basic content for generating the Lorentz force, and FIG. 4 is a diagram for explaining the exhaust suppression means 30. Referring to FIG. 3, the Lorentz force is generated. After explaining the basic contents for the purpose, the exhaust suppression means 30 will be explained with reference to FIG.
In FIG. 3, the left side shows a schematic diagram of the structure for generating the Lorentz force, and the right side shows the state of the Lorentz force generated by the structure.

図３に示すように、左右一対の磁石をＳ極とＮ極が向かい合うように配置する。
図３の配置の場合、左右一対の磁石間の向かい合う極を見ると、左側にＳ極が位置（左側に左側の磁石のＳ極が位置）し、右側にＮ極が位置（右側に右側の磁石のＮ極が位置）しているため、磁界の方向（磁束密度）は右から左に向かう方向となる。 As shown in FIG. 3, a pair of left and right magnets are arranged so that the S pole and the N pole face each other.
In the arrangement of FIG. 3, looking at the opposing poles between the pair of left and right magnets, the S pole is located on the left side (the S pole of the left magnet is located on the left side) and the N pole is located on the right side (the right side is located on the right side). Since the north pole of the magnet is positioned, the direction of the magnetic field (magnetic flux density) is from right to left.

一方、この磁界の方向（磁束密度）と直交する方向に一対の電極を配置し、電圧を印加することで、一方を陽極（＋極）とし、他方を陰極（－極）とする。 On the other hand, by arranging a pair of electrodes in a direction perpendicular to the direction of the magnetic field (magnetic flux density) and applying a voltage, one becomes an anode (+ pole) and the other becomes a cathode (- pole).

図３では、手前側（下側）が陽極（＋極）とされ、奥側（上側）が陰極（－極）とされており、プラズマ中（本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ中）では電流Ｉが流れる状態にあるため、図３に示すように、手前側（下側）から奥側（上側）に向かって電流Ｉが流れることになる。 In FIG. 3, the front side (lower side) is the anode (+ pole), the back side (upper side) is the cathode (- pole), and in the plasma (in this example, in the microwave surface wave hydrogen plasma) 3, the current I flows from the front side (lower side) to the back side (upper side).

そして、上記の状態を図示すれば、図３の右側に示すようになり、図３の右側に示す磁界の向きに左手の人差し指を合わせ、電流Ｉの流れに左手の中指を合わせるようにすれば、左手の親指が上側を向き、フレミングの左手の法則から力（ローレンツ力）が上向きに発生する構成になっていることが理解できる。 The above state is illustrated on the right side of FIG. , the thumb of the left hand points upward, and the force (Lorentz force) is generated upward according to Fleming's left hand rule.

ただし、フレミングの左手の法則は、電荷が正である場合に働く力（ローレンツ力）を示すものになっており、電荷が負である場合に働く力（ローレンツ力）は逆方向になる。 However, Fleming's left-hand rule indicates the force acting when the charge is positive (Lorentz force), and the force acting when the charge is negative (Lorentz force) is in the opposite direction.

したがって、図３の構成の場合、正の電荷を有するもの（例えば、本例の第１イオン（水素イオンのような陽イオン））には上側に向かう力（ローレンツ力）が働き、負の電荷を有するもの（例えば、陰イオンや電子）には下側に向かう力（ローレンツ力）が働くことになる。 Therefore, in the case of the configuration of FIG. 3, an upward force (Lorentz force) acts on a positively charged object (for example, the first ion (positive ion such as a hydrogen ion) in this example), and the negatively charged A downward force (Lorentz force) acts on those having (for example, anions and electrons).

なお、図３の構成において、向かい合うＳ極とＮ極を逆転、つまり、左側にＮ極が位置し、右側にＳ極が位置するようにすれば、磁界の方向（磁束密度）が逆転することになるので、ローレンツ力の関係も逆転、つまり、正の電荷を有するもの（例えば、陽イオン）には下側に向かう力（ローレンツ力）が働き、負の電荷を有するもの（例えば、陰イオンや電子）には上側に向かう力（ローレンツ力）が働くことになる。 In the configuration of FIG. 3, if the facing S and N poles are reversed, that is, if the N pole is positioned on the left side and the S pole is positioned on the right side, the direction of the magnetic field (magnetic flux density) will be reversed. Therefore, the relationship of the Lorentz force is also reversed. and electrons) will be subject to an upward force (Lorentz force).

同様に、図３の構成において、一対の電極の配置を逆転、つまり、手前側（下側）を陰極（－極）とし、奥側（上側）を陽極（＋極）とすれば、電流Ｉの向きが逆転するので、ローレンツ力の関係も逆転、つまり、正の電荷を有するもの（例えば、陽イオン）には下側に向かう力（ローレンツ力）が働き、負の電荷を有するもの（例えば、陰イオンや電子）には上側に向かう力（ローレンツ力）が働くことになる。 Similarly, in the configuration of FIG. Since the direction of is reversed, the relationship of the Lorentz force is also reversed. , anions and electrons) are subject to an upward force (Lorentz force).

このような原理を利用して、排気抑制手段３０は実現され、以下、具体的に、図４を参照しながら排気抑制手段３０の構成について説明する。 Using this principle, the exhaust suppression means 30 is realized. Hereinafter, the configuration of the exhaust suppression means 30 will be specifically described with reference to FIG. 4 .

図４の左側に示すように、排気抑制手段３０は、導電性の材料で形成された円筒部材ＣＭと、導電性の材料で形成され、円筒部材ＣＭの中央に配置される電極部としての棒状部材ＳＭと、を備えている。
なお、電極部としての棒状部材ＳＭは、円筒部材ＣＭと短絡しないように、円筒部材ＣＭの中央に円筒部材ＣＭと離間して配置されている。 As shown on the left side of FIG. 4, the exhaust suppression means 30 includes a cylindrical member CM made of a conductive material and a rod-shaped electrode portion made of a conductive material and arranged in the center of the cylindrical member CM. and a member SM.
In addition, the rod-shaped member SM as the electrode portion is arranged in the center of the cylindrical member CM so as to be separated from the cylindrical member CM so as not to short-circuit with the cylindrical member CM.

本実施形態では、円筒部材ＣＭはステンレス（ＳＵＳ）で形成され、棒状部材ＳＭはタングステン等の高温に耐えられるものを用いるようにしている。
ただし、棒状部材ＳＭの断面積が大きく、あまり発熱しない場合には、円筒部材ＣＭと同様にステンレス（ＳＵＳ）等を用いるようにしてもよく、形状についても本実施形態では、棒状部材ＳＭの断面形状が直径５ｍｍから１０ｍｍ程度の円形の円柱形状にしているが、棒状部材ＳＭは断面形状が六角形等の多角形であってもよく、星型等であってもよい。
また、円筒部材ＣＭの内径は、大きい方が、圧損が出ないため、例えば、５．０ｃｍ以上であることが好ましい。 In this embodiment, the cylindrical member CM is made of stainless steel (SUS), and the rod-shaped member SM is made of tungsten or the like that can withstand high temperatures.
However, if the rod-shaped member SM has a large cross-sectional area and does not generate much heat, stainless steel (SUS) or the like may be used in the same manner as the cylindrical member CM. Although the shape is a circular cylinder with a diameter of about 5 mm to 10 mm, the cross-sectional shape of the rod-shaped member SM may be polygonal such as hexagonal, or star-shaped.
Further, the larger the inner diameter of the cylindrical member CM, the less pressure loss occurs, so it is preferably 5.0 cm or more, for example.

また、排気抑制手段３０は、円筒部材ＣＭに電流Ｉを流すための第１電源と、円筒部材ＣＭと棒状部材ＳＭを一対の電極として機能させるための電圧を印加する第２電源と、を備えている。
例えば、第１電源は、０．５Ｖから１.０Ｖ程度で円筒部材ＣＭに３０Ａから３００Ａの電流Ｉが流れるようにしている。
また、第２電源は、２０Ｖから８０Ｖ程度の電圧を印加するものとしている。 In addition, the exhaust suppressing means 30 includes a first power source for applying an electric current I to the cylindrical member CM, and a second power source for applying a voltage for causing the cylindrical member CM and the rod-shaped member SM to function as a pair of electrodes. ing.
For example, the first power supply is configured to supply a current I of 30A to 300A to the cylindrical member CM at a voltage of about 0.5V to 1.0V.
Also, the second power supply applies a voltage of about 20V to 80V.

図４で示す構成では、第１電源が、円筒部材ＣＭの一方側（例えば、図４の上側）から他方側（例えば、図４の下側）に向けて電流Ｉを流すように設けられ、第２電源が円筒部材ＣＭを陰極（－極）とし、棒状部材ＳＭを陽極（＋極）とするように、円筒部材ＣＭと棒状部材ＳＭの間に電圧を印加するように設けられている。 In the configuration shown in FIG. 4, the first power supply is provided to flow a current I from one side (eg, the upper side of FIG. 4) to the other side (eg, the lower side of FIG. 4) of the cylindrical member CM, A second power supply is provided to apply a voltage between the cylindrical member CM and the rod-shaped member SM such that the cylindrical member CM is made a cathode (negative pole) and the rod-shaped member SM is made an anode (+ pole).

図４の右側の図は、左側の図を上側から見た模式図になっており、上述のようにすると、まず、円筒部材ＣＭの一方側（例えば、図４の上側）から他方側（例えば、図４の下側）に向けて流れる電流Ｉによって、図４の右側に点線で示すように、円筒部材ＣＭの内部空間に反時計回りの磁界が形成される。 The diagram on the right side of FIG. 4 is a schematic diagram of the diagram on the left side viewed from above. , bottom of FIG. 4), a counterclockwise magnetic field is formed in the internal space of the cylindrical member CM, as indicated by the dotted line on the right side of FIG.

なお、物理のテキスト等においては、円筒部材ＣＭの一方側から他方側に電流Ｉを流しても、円筒部材ＣＭの内部空間には磁界が形成されないという説明になっているが、例えば、排気を取る程度に内径の大きな円筒部材ＣＭ（例えば、内径が３.０ｃｍ以上）の場合、棒状部材ＳＭが位置するような中心には磁界が形成されないものの、それ以外のところでは磁界が形成されていることをガウスメーターで確認している。
ただし、中心ほど磁界が弱くなる傾向はある。 In physics textbooks, etc., it is explained that even if a current I is passed from one side of the cylindrical member CM to the other side, no magnetic field is formed in the internal space of the cylindrical member CM. In the case of a cylindrical member CM with a large inner diameter (for example, an inner diameter of 3.0 cm or more), a magnetic field is not formed at the center where the rod-shaped member SM is located, but a magnetic field is formed at other locations. This is confirmed with a gauss meter.
However, there is a tendency for the magnetic field to become weaker toward the center.

また、プラズマ中（本例では、マイクロ波表面波プラズマ中）は電流Ｉが流れる状態にあるため、図４の右側の図に示すように、棒状部材ＳＭから円筒部材ＣＭに向かって放射状に電流Ｉが流れる状態となる。
例えば、本実施形態では、１.０Ａ程度の電流Ｉが流れるようになっている。 In addition, since the current I flows in plasma (in this example, microwave surface wave plasma), as shown in the right side of FIG. I flows.
For example, in this embodiment, a current I of approximately 1.0 A flows.

そして、棒状部材ＳＭから円筒部材ＣＭに向かって放射状に流れる電流Ｉと反時計回りの磁界との接点においては、その接点で磁界に対して接線を引いて反時計回り方向に向きを取った磁界が発生していることになる。 At the point of contact between the current I radially flowing from the bar member SM toward the cylindrical member CM and the counterclockwise magnetic field, a magnetic field oriented in the counterclockwise direction by drawing a tangential line to the magnetic field at the point of contact is occurring.

このため、図４に示す構成の場合、正の電荷を有するもの（本例の第１イオンである水素イオン（陽イオン））には上側に向かう力（ローレンツ力）が働き、負の電荷を有するもの（例えば、陰イオンや電子）には下側に向かう力（ローレンツ力）が働くことになる。 Therefore, in the case of the configuration shown in FIG. 4, an upward force (Lorentz force) acts on a positively charged substance (hydrogen ion (positive ion), which is the first ion in this example), and a negative charge is generated. A downward force (Lorentz force) acts on the object (for example, anions and electrons).

なお、円筒部材ＣＭ中を流れる電流Ｉの向きが逆になるように第１電源を設ければ、時計回りの磁界が形成されるため、ローレンツ力の関係は逆転、つまり、正の電荷を有するもの（例えば、陽イオン）には下側に向かう力（ローレンツ力）が働き、負の電荷を有するもの（例えば、陰イオンや電子）には上側に向かう力（ローレンツ力）が働くことになる。 If the first power supply is provided so that the direction of the current I flowing through the cylindrical member CM is reversed, a clockwise magnetic field is formed, so the Lorentz force relationship is reversed, that is, the current I has a positive charge. A downward force (Lorentz force) acts on substances (e.g., cations), and an upward force (Lorentz force) acts on substances with negative charges (e.g., anions and electrons). .

同様に、円筒部材ＣＭを陽極（＋極）とし、棒状部材ＳＭを陰極（－極）とするように第２電源を設ければ、棒状部材ＳＭと円筒部材ＣＭの間を流れる電流Ｉの向きが逆転するため、ローレンツ力の関係は逆転、つまり、正の電荷を有するもの（例えば、陽イオン）には下側に向かう力（ローレンツ力）が働き、負の電荷を有するもの（例えば、陰イオンや電子）には上側に向かう力（ローレンツ力）が働くことになる。 Similarly, if the second power supply is provided so that the cylindrical member CM is used as an anode (+ pole) and the rod-shaped member SM is used as a cathode (- pole), the direction of the current I flowing between the rod-shaped member SM and the cylindrical member CM is reversed, the Lorentz force relationship is reversed. An upward force (Lorentz force) acts on ions and electrons).

したがって、円筒部材ＣＭに対してどちら側に正の電荷を有するもの（例えば、陽イオン）に働く力（ローレンツ力）を発生させ、負の電荷を有するもの（例えば、陰イオンや電子）に働く力（ローレンツ力）を発生させるかは、第１電源又は第２電源の設け方によって選択される。 Therefore, on either side of the cylindrical member CM, a force (Lorentz force) acting on positively charged substances (eg, cations) is generated, and it acts on negatively charged substances (eg, anions and electrons). Whether to generate a force (Lorentz force) is selected depending on how the first power source or the second power source is provided.

このことから、例えば、半導体ウェハの表面のフォトレジストのような有機物をクリーニングするクリーニング処理では、プラズマ化する気体に酸素ガスが用いられることがあり、この場合、処理対象物１３の表面を処理するために用いられるプラズマ中の第１イオンは酸素イオン（陰イオン）になるが、そのような別の例の場合であっても、基本的な構成は同じままで第１電源又は第２電源の設け方によって対応させることができる。 For this reason, for example, in a cleaning process for cleaning an organic substance such as a photoresist on the surface of a semiconductor wafer, oxygen gas may be used as the plasmatized gas. Although the first ions in the plasma used for this are oxygen ions (negative ions), even in such alternative cases, the basic configuration remains the same and the first or second power source It can be adapted depending on how it is provided.

そして、図２に示す排気抑制手段３０は、処理室１４側に向かって正の電荷を有するもの（本例の第１イオンである水素イオン（陽イオン））に働く力（ローレンツ力）を発生させるようにしている。 Then, the exhaust suppressing means 30 shown in FIG. 2 generates a force (Lorentz force) acting on positively charged substances (hydrogen ions (positive ions), which are the first ions in this example) toward the processing chamber 14 side. I am trying to let

なお、上述の説明でわかるように、処理対象物１３の表面を処理するために用いられるプラズマ中の第１イオンが陰イオンとなる場合には、図２に示す排気抑制手段３０は、第１電源又は第２電源の設け方によって、処理室１４側に向かって負の電荷を有するもの（陰イオン）に働く力（ローレンツ力）を発生させることになる。 As can be seen from the above description, when the first ions in the plasma used for processing the surface of the processing object 13 are negative ions, the exhaust suppressing means 30 shown in FIG. Depending on how the power source or the second power source is provided, a force (Lorentz force) acting on negatively charged substances (negative ions) toward the processing chamber 14 side is generated.

このように、本実施形態では、排気抑制手段３０が、排気口１９ａ（図２参照）に設けられた導電性の円筒部材ＣＭ（図４参照）と、円筒部材ＣＭに一方側（一端側）から他方側（他端側）に向けて電流Ｉを流す第１電源と、円筒部材ＣＭの中央に円筒部材ＣＭと離間して配置された導電性の電極部（図４の棒状部材ＳＭ）と、円筒部材ＣＭと電極部（図４の棒状部材ＳＭ）の間に電圧を印加する第２電源と、を備え、その第１電源又は第２電源の設け方によって、排気抑制手段３０は、処理室１４側に向かって正の電荷を有するもの（本例の第１イオンである水素イオン（陽イオン））に働く力（ローレンツ力）を発生させるようになっているため、第１イオンが排気口１９ａから排気されるのが抑制される。 Thus, in the present embodiment, the exhaust suppression means 30 includes the conductive cylindrical member CM (see FIG. 4) provided at the exhaust port 19a (see FIG. 2) and one side (one end side) of the cylindrical member CM. a first power supply that flows a current I toward the other side (the other end side) from the , and a second power source that applies a voltage between the cylindrical member CM and the electrode portion (the rod-shaped member SM in FIG. 4). Since a force (Lorentz force) acting on positively charged substances (hydrogen ions (positive ions) which are the first ions in this example) is generated toward the chamber 14 side, the first ions are exhausted. Exhaust from the port 19a is suppressed.

なお、本実施形態では、排気抑制手段３０が、排気口１９ａ（図２参照）内に収まる構成としているが、排気口１９ａの近くの処理室１４内に、図３を参照して説明した構成をそのまま設けるようにした排気抑制手段３０としてもよい。
つまり、排気抑制手段３０は、左右一対の磁石と、一対の磁石によって形成される磁界の方向（磁束密度）と直交する方向に設けられた一対の電極と、一対の電極に電圧を印加する電源と、を備えるものであってもよい。 In the present embodiment, the exhaust suppressing means 30 is configured to be accommodated within the exhaust port 19a (see FIG. 2). may be provided as the exhaust suppressing means 30 as it is.
That is, the exhaust suppressing means 30 includes a pair of left and right magnets, a pair of electrodes provided in a direction orthogonal to the direction of the magnetic field (magnetic flux density) formed by the pair of magnets, and a power supply for applying a voltage to the pair of electrodes. and may be provided.

以上、具体的な実施形態に基づいて、本発明について説明してきたが、本発明は、上記の具体的な実施形態に限定されるものではない。 Although the present invention has been described above based on specific embodiments, the present invention is not limited to the above specific embodiments.

例えば、プラズマを発生させる構成自体は、上記実施形態に限定される必要はなく、例えば、半導体ウェハ等（単に基材ともいう。）の表面を処理する場合、基材に直接ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）と高電圧を与え、プロセスガス及び層形成材料の存在する雰囲気下で、基材自身で層を形成する材料のイオンを含むプラズマを生成しプラズマを引き付けるＰＢＩＩ＆Ｄ（Ｐｌａｓｍａ Ｂａｓｅｄ Ｉｏｎ Ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ ＆ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等も知られており、このような新たな層を形成する材料のイオン（第１イオン）を含むプラズマで基材の表面を処理し、新たな層を形成するデポジション処理の場合であっても、その表面処理を行う表面処理装置に排気抑制手段３０を設けるようにすることで無駄な材料の排気を抑制することが可能となる。 For example, the configuration itself for generating plasma does not need to be limited to the above embodiments. PBII&D (Plasma Based Ion Implantation & Deposition) method, etc., in which a plasma containing ions of a material that forms a layer by the substrate itself is generated and attracted by applying a high voltage and a process gas and a layer forming material. is also known, and even in the case of a deposition process in which the surface of the substrate is treated with a plasma containing ions (first ions) of the material forming such a new layer to form a new layer By providing the exhaust suppressing means 30 in the surface treatment apparatus that performs the surface treatment, it is possible to suppress wasteful exhaust of the material.

また、ＰＢＩＩ＆Ｄ法の装置では、基材の表面に材料（ドーパントともいう。）を注入するイオン注入処理も行えるが、この場合であっても、排気抑制手段３０を設けるようにすることで、プラズマ中のドーパントのイオン（第１イオン）が無駄に排気されるのを抑制することができる。 In addition, in the PBII&D method apparatus, ion implantation processing for implanting a material (also called dopant) into the surface of the base material can be performed. It is possible to suppress wasteful exhaustion of dopant ions (first ions) inside.

さらに、半導体ウェハ等（単に基材ともいう。）の表面をプラズマでエッチングするための装置においても、排気抑制手段３０を設けるようにすることで、そのエッチングに寄与するプラズマ中のイオン（第１イオン）が無駄に排気されるのを抑制することができる。 Furthermore, in an apparatus for etching the surface of a semiconductor wafer or the like (also simply referred to as a base material) with plasma, by providing the exhaust suppressing means 30, ions in the plasma (first ions) can be suppressed from being wastefully exhausted.

プラズマで表面を処理する表面処理装置によっては、プラズマ中の中性のラジカルだけを表面の処理に利用する構成になっているものもあるが、そのような極性を有しないもので表面の処理を行う装置でなければ、つまり、希ガスや反応性ガス（金属の蒸気含む）等の気体をプラズマ化して、そのプラズマ中のイオン（第１イオン）で表面を処理する表面処理装置であれば、排気抑制手段３０を設けるようにすることで、第１イオンが無駄に排気されるのを抑制することができる。 Some surface treatment apparatuses that treat surfaces with plasma are configured to use only neutral radicals in the plasma for surface treatment. If it is not an apparatus that performs the By providing the exhaust suppressing means 30, wasteful exhaust of the first ions can be suppressed.

なお、上述の第１電源又は第２電源のいずれか１つを繋ぎ込みの方向を、例えば、スイッチング操作で簡単に逆転できる構成を持たせるようにしておけば、第１イオンが陽イオンの場合でも、陰イオンの場合でも、スイッチング操作で対応させることができるので好ましい。 If the direction of connection of either one of the first power supply or the second power supply described above can be easily reversed by, for example, a switching operation, when the first ion is a positive ion, However, even in the case of anion, it is preferable because it can be made to correspond by switching operation.

また、同様に、排気抑制手段３０に図３の構成をそのまま用いた場合でも、一対の電極に電圧を印加する電源がスイッチング操作で繋ぎ込みの方向を逆転できる構成を有することが好ましい。 Similarly, even if the configuration of FIG. 3 is used as it is for the exhaust suppressing means 30, it is preferable that the power supply for applying voltage to the pair of electrodes has a configuration in which the connection direction can be reversed by switching operation.

このように、本発明は具体的な実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形や改良を施したものも本発明の技術的範囲に含まれるものであり、そのことは、当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。 As described above, the present invention is not limited to specific embodiments, and appropriately modified and improved versions are also included in the technical scope of the present invention. It is clear from the description of the claims.

１０ 表面処理装置
１１ 処理室本体
１２ 扉
１２ａ 把手
１３ 処理対象物
１４ 処理室
１５ パッキン材
１６ バルブ
１６ａ 通気孔
１７ マイクロ波発生手段
１８ 気体供給手段
１８ａ 受入口
１９ 気体排出手段
１９ａ 排気口
２０ 窓
２１ 処理開始ボタン
２２ タイマー設定ダイヤル
２３ 処理時間表示部
２４ 載置台
２５ 高密度プラズマ
３０ 排気抑制手段
ＣＭ 円筒部材
Ｉ 電流
ＳＭ 棒状部材 10 Surface treatment apparatus 11 Processing chamber body 12 Door 12a Handle 13 Object to be processed 14 Processing chamber 15 Packing material 16 Valve 16a Vent 17 Microwave generation means 18 Gas supply means 18a Inlet 19 Gas discharge means 19a Exhaust port 20 Window 21 Treatment Start button 22 Timer setting dial 23 Processing time display unit 24 Mounting table 25 High density plasma 30 Exhaust suppressing means CM Cylindrical member I Current SM Bar member

Claims (4)

処理対象物の表面をプラズマで処理する表面処理装置であって、
前記表面処理装置は、
前記処理対象物を収容し、前記処理対象物の表面を前記プラズマで処理する処理室と
前記処理室に設けられ、前記処理室内の気体を排出する排気口と、
前記処理対象物の表面を処理するために用いられる前記プラズマ中の第１イオンの前記排気口からの排気をローレンツ力で抑制する排気抑制手段と、を備え、
前記排気抑制手段は、
前記排気口に設けられた導電性の円筒部材と、
前記円筒部材に一方側から他方側に向けて電流を流す第１電源と、
前記円筒部材の中央に前記円筒部材と離間して配置された導電性の電極部と、
前記円筒部材と前記電極部の間に電圧を印加する第２電源と、を備えることを特徴とする表面処理装置。 A surface treatment apparatus for treating the surface of an object to be treated with plasma,
The surface treatment device is
a processing chamber that houses the object to be processed and processes the surface of the object to be processed with the plasma; an exhaust port that is provided in the processing chamber and exhausts gas from the processing chamber;
an exhaust suppressing means for suppressing exhaust from the exhaust port of the first ions in the plasma used for processing the surface of the processing object by Lorentz force ,
The exhaust suppression means is
a conductive cylindrical member provided at the exhaust port;
a first power supply that applies current to the cylindrical member from one side to the other side;
a conductive electrode portion disposed in the center of the cylindrical member and spaced apart from the cylindrical member;
and a second power supply that applies a voltage between the cylindrical member and the electrode section . 前記第１イオンが陽イオンであり、
前記排気抑制手段は、前記陽イオンが前記排気口から排気されるのを抑制するローレンツ力を発生させる手段であることを特徴とする請求項１に記載の表面処理装置。 the first ion is a positive ion,
2. The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein said exhaust suppression means is means for generating a Lorentz force for suppressing said cations from being exhausted from said exhaust port. 前記第１イオンが陰イオンであり、
前記排気抑制手段は、前記陰イオンが前記排気口から排気されるのを抑制するローレンツ力を発生させる手段であることを特徴とする請求項１に記載の表面処理装置。 The first ion is an anion,
2. The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein said exhaust suppression means is means for generating a Lorentz force for suppressing said anions from being exhausted from said exhaust port. 前記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の表面処理装置を用いた処理対象物の表面をプラズマで処理する表面処理方法であって、
前記処理対象物の表面の処理が、前記表面をクリーニングするクリーニング処理、前記表面を還元する還元処理、前記表面をエッチングするエッチング処理、前記表面に新たな層を形成するデポジション処理、又は、前記表面に材料を注入するイオン注入処理であることを特徴とする表面処理方法。 A surface treatment method for treating the surface of an object to be treated with plasma using the surface treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
The treatment of the surface of the object to be treated includes cleaning treatment for cleaning the surface, reduction treatment for reducing the surface, etching treatment for etching the surface, deposition treatment for forming a new layer on the surface, or 1. A surface treatment method, characterized in that it is an ion implantation treatment for implanting a material into a surface.
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