CN100433263C - 表面处理比如等离子处理的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
在用于将处理气体通过孔排比如狭缝喷射到有待处理的物体的表面的处理设备中,即使该孔排很短,具有大面积的物体的表面也可以被有效地处理。多个电极板(11,12)被并排地设置于等离子表面处理设备(M)的处理器(1)上。狭缝状的孔排(10a)形成于相邻的电极板之间,并且由并排设置的孔排(10a)组成孔排组(100)。该物体(W)通过移动机构(4)沿着每个狭缝(10a)的延伸方向移动。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于实施表面处理的设备和方法,该表面处理为:诸如通过将处理气体喷射到有待处理的物体上的膜沉积、蚀刻等,诸如等离子化学气相沉积(plasma CVD)、热解化学气相沉积(thermal CVD)等等。特别地,涉及一种所谓的遥控型等离子处理设备,以及涉及一种方法,在该方法中,有待处理的物体被安放在相邻的电极之间所形成的空间的外面,并且各电极之间形成的等离子被喷到物体上。
背景技术
例如,在专利文件1中,描述了一种用作表面处理设备的遥控型等离子处理设备。该设备包括等离子处理器,该等离子处理器由多个并排设置的垂直电极板组成。在这些电极板中,每隔一个的电极板与高频电源相连接,而余下的每隔一个的电极板则被接地。在每对相邻的两个电极板之间形成有狭缝。处理气体自高处被导入该狭缝中。并行地,通过将来自电源的高频电力供给到第一次提到的每隔一的电极板,而在相邻电极之间的狭缝中施加高频电场。由于这样的安排,处理气体被等离子化,因而相邻电极板之间的狭缝被变成了等离子化空间。该被等离子化的气体从狭缝的下端喷射出并被施加到安装于下面的有待处理的物体上。通过这样做,针对物体的等离子表面处理得以实施。
在专利文件2中,描述了一种方法,其中在沿着与电极板的延伸方向并因而与形成于相邻的两个电极板之间的狭缝的延伸方向垂直的方向上移动物体的同时,等离子体被喷射到有待处理的物体上。通过将电极板并因而将狭缝制成具有横跨物体的整个宽度延伸的长度,可以同时处理整个物体。
在专利文件3中描述的设备中,包括电极板对的多个气体喷射装置被并排地排列。有待处理的物体沿着形成于相邻的电极板间的狭缝的延伸方向相对移动。
[专利文件1]日本专利申请公开No.H05-226258(第一页);
[专利文件2]日本专利申请公开No.2002-143795(第一页);
[专利文件3]日本专利申请公开No.2003-249492(第一页)。
专利文件1中描述的设备不能妥善处理具有大面积的物体,因为电极板的数量非常有限。相反地,对于小面积的物件,电极板的数量又变得超出所需,因而过多的电力和处理气体被白白浪费掉。
再者,在专利文件1和2中,物体的面积变得越大,狭缝就越长,并因而电极板必须形成所需要的尺寸。如果狭缝和电极板形成的所需尺寸变长,则由于自重、库仑力、热应力等,电极板容易弯曲。并且也不容易保障狭缝和电极板的尺寸的精确性。再者,伴随着电极板的数量的增加,处理单元的重量成指数地增加。
在专利文件3中,多对电极板对并因而形成于每对相邻的两个电极板之间的狭缝没有以相等的节距排列,因而处理的间隔是不连续的。再者,对于相邻的气体喷射装置之间的电极板节距以及处于相应的气体喷射装置内的电极板节距之间的关系,也没有给出清楚的说明。
因此,本发明的首要目的是提供一种方法,该方法能够在诸如膜沉积、蚀刻等,诸如等离子化学气相沉积(plasma CVD)、热解化学气相沉积(thermalCVD)等的表面处理中,有效地对具有大面积的物体实施表面处理,并且更进一步地,即使在用于喷射处理气体的各个狭缝(狭缝排)被设计得短小时,该方法也能够使得处理的间隔连续。
发明内容
在通过将处理气体喷射到物体上的用于对有待处理的物体(工件)的表面进行处理的设备中,根据本发明的表面处理设备包括:具有一组孔排的处理器,该组孔排由多个孔排组成,该多个孔排中的每个孔排均沿一个方向延伸并且在与每个孔排的延伸方向相交的方向上以等节距彼此并排排列;处理气体通过所述孔排的每个孔排被吹送;以及用于在与相对于物体的并排排列方向相交的方向上相对地移动处理器的移动机构。
由于这种安排,每个孔排可以被做得短小。另一方面,即使该物体具有大的面积,也可以有效地处理该表面并且使得处理的间隔稳定不变。
在上述安排中,孔排可由单一的狭缝(变长的缝隙)组成,或者可以由多个成行设置的小孔或短的狭缝组成。
相对的移动方向可以沿着每个孔排的延伸方向。在那种情况下,每个孔排的延伸方向(即相对的移动方向)与并排排列的方向理想地是彼此正交,但是它们可以彼此倾斜相交。当孔排与物体之间的距离即工作距离被设定于有效范围(可允许的范围)的上限的附近时,节距理想地被设定为通常与有效处理宽度相等。由于这种安排,由来自于各个孔排的等离子所处理的区域可以在并排排列的方向上变得连续。孔排与该物体之间的距离的有效范围指的是物体上的某一点的处理速度能够被保持在有效的定值或者更大的值的范围(见图4)。类似地,有效处理宽度指的是表面处理能够由穿过单一的孔排被喷射的等离子所实施的整个范围内的宽度尺寸的有效范围,而处理的有效范围指的是一范围,在该范围中,与该单一的孔排相应的处理速度成为预定的比值(比如,15%到25%)或者比最大值更大。
每个孔排均相对于相对的移动方向倾斜地延伸。由于这种安排,表面处理的一致性能够被提高。
在这个倾斜地延伸的结构中,每个孔排相对于相对的移动方向倾斜延伸以及这些孔排在与相对的移动方向正交的方向上彼此并排排列也是可以接受的。可选择地,每个孔排相对于相对的移动方向倾斜延伸以及这些孔排在与延伸方向正交的方向上彼此并排排列也是可以接受的。在该倾斜延伸的结构中,当孔排与物体之间的距离处于有效范围的上限附近时,节距也可以被设定为大体上等于有效处理宽度。
在上述的倾斜延伸的结构中,理想地,两个相邻排列的孔排中的一个孔排或者所有所述孔排中的每个预定孔排的延伸方向上的一个端部与所述两个孔排中的另一个孔排的延伸方向上的另一端部设置于相对的移动方向上的同一直线上。由于这种安排,表面处理的一致性能够被进一步提高。
该设备进一步可以包括用于在与物体的相对的移动方向相交的方向上相对地摆动处理器的摆动机构。由于这种安排,表面处理能够被进一步地一致化。理想的是,摆动方向沿着并排排列方向或者是沿着与延伸方向直交的方向。
处理器在延伸方向上可以包括孔排组的多个段。由于这种安排,表面处理能够被充分地实施。
理想地,相邻孔排组的孔排在并排排列方向上相偏离。由于这种安排,表面处理能够被一致化。尤其是,在孔排的延伸方向与相对的移动方向平行的情况下,能够有效预防带斑纹的不一致性的发生。
理想地,偏移的量为节距的1/n(n为孔排组的段数)。由于这种安排,表面处理的一致性能够被进一步提高。
在上述多段结构中,可以接受地是:该设备进一步包括:第一摆动机构,该第一摆动机构在与物体的相对的移动方向相交的方向上相对地摆动多个段的两个相邻段中的一个段的孔排组;第二摆动机构,该摆动机构在与第一摆动机构的相对的摆动方向同样的方向上相对地摆动该两个段中另一个段的孔排组,该第二摆动机构的相位与所述第一摆动机构的相位相偏移。由于这种安排,表面处理的一致性能够被进一步提高。
所述表面处理设备为用于喷射来源于孔排组的处理气体以便将其施加到物体上的装置,并且该设备除了等离子处理设备以外,还包括热解化学气相沉积(thermal CVD)设备。
在等离子处理设备中,理想的是,处理器包括多个以等节距并排排列的电极部件,狭缝的缝隙作为一个孔排形成于所述多个电极部件的两个相邻的电极部件之间,而孔排组(狭缝的孔排组,即狭缝组)由形成于相邻两个电极部件之间的缝隙组成,用于等离子处理有待处理的物体的处理气体从缝隙中穿过。当具有与上述结构同样结构的本发明被应用于等离子处理设备时,该电极部件能够被做得尺寸小而且重量轻,并且该设备能够防止通过机械长度的增加而引起的弯曲。并且,尺寸精度也可以容易地获得。另外,该设备能够通过增加并排排列的电极部件的数量来处理具有大面积的物体,并且不需要增加单个的电极部件的尺寸。每个电极部件均具有比如板状的结构。
相邻电极被设置成比如相反的极性,并且每个缝隙用作等离子化空间,并且经过等离子化空间的处理气体被等离子化和喷射。在等离子化学气相沉积(plasma CVD)及其它表面处理中,同样可以接受的是:特定的电极部件与邻近其一侧的电极部件的极性相同,而与邻近其另一侧的电极部件的极性相反;通过等离子激活的活性气体,作为处理气体从具有相反极性的相邻电极部件之间穿过;而薄膜材质气体作为处理气体从具有相同极性的相邻电极部件之间穿过。
在上述等离子处理设备中,同样可以接受的是:处理器包括在所述孔排的并排排列方向上可分离地相连接的多个电极模块,每个电极模块包括多个以等节距并排排列的电极部件,并且该电极模块组成孔排组(狭缝组)的一部分。由于这种安排,通过调整电极模块的连接数目,整个孔排组的尺寸能够被设置为可以灵活地应对物体的尺寸。
理想地,相邻的两个电极模块中的每个电极模块均具有设置于相对端的端部电极部件,并且两个电极模块中的一个电极模块的端部电极部件与该两个电极模块中的另外一个电极模块的端部电极部件被装配在一起,以便这些端部电极部件组成单一的组合电极部件,该组合电极部件在厚度上与相邻的两个电极模块的其它各电极部件相同。由于这种安排,即使是在两个电极模块的连接部,狭缝状的孔排的节距也能够与余下部分的孔排的节距相等。
理想地,处理器包括用于将化处理气体均匀化的整流通道,并且孔排与整流通道连续,以使孔排被分叉。在等离子处理设备中,同样理想地,处理器在并排排列方向上包括可分离地相连接的多个模块单元,每个模块单元均包括电极模块以及连接于电极模块上的整流模块,整流模块包括用于将处理气体均匀化的整流通道,电极模块的孔排被连接至整流通道,以使孔排在每个模块单元中被分叉。由于这种安排,在单一的整流通道中被均匀化了的处理气体能够穿过多个孔排,并且与这些孔排对应的处理能够被更加一致地实施。
根据本发明的另外的特征,提供一种通过等离子化空间喷射处理气体并将处理气体施加到设置于所述等离子化空间外面的物体上来等离子处理有待处理的物体的设备,其中该设备包括在一个方向上排列的第一电极模块和第二电极模块。每个第一电极模块和第二电极模块均包括:与第一和第二电极模块的并排排列方向同方向上并排排列的多个电极部件;以及用于连接和支撑电极部件的支撑部;形成于各相邻的电极部件之间的用作等离子化空间的缝隙;组合第一电极模块的所有电极部件中位于第二电极模块侧的一端的第一端部电极部件和第二电极模块的所有电极部件中位于第一电极模块侧的一端的第二端部电极部件,用以形成单一的组合电极部件,并且第一电极模块的电极部件除了第一端部电极部件、组合的电极部件以及第二电极模块的电极部件除了第二端部电极部件彼此以等节距设置。根据这种特征的结构,通过调整并排设置的电极模块的数目,能够灵活地满足物体的尺寸需要。而且,即使在与电极模块之间的连接部对应的位置也可以像在与每个电极模块对应的位置一样,以相同的节距进行处理,因而可以获得表面处理的一致性。该电极模块结构同样能够被运用于没有移动机构的设备中,即在该设备中,与包括电极模块的处理器相关的处理以定位地固定的方式而实施。
第一端部电极部件和第二端部电极具有相同的极性。另外,理想地,第一端部电极部件和第二端部电极部件即组合电极部件电接地。由于这种安排,因此可以防止漏电。
根据本发明的一个优选实施例,在第一电极模块中,第一端部电极部件一体地包括:向着第二电极模块突出的第一加厚部;厚度小于第一加厚部并且向着第二电极模块侧的相对侧回缩的第一减厚部。在第二电极模块中,第二端部电极部件一体地包括:向着第一电极模块侧的相对侧回缩的第二减厚部;在厚度上大于第二加厚部并且向着第一电极模块突出的第二加厚部。在组合电极部件中,第一加厚部和第二减厚部被彼此装配在一起,而第一减厚部和第二加厚部被彼此装配在一起。由于这种安排,第一和第二端部电极部件能够被稳固地连接、组合以及被容易地分离。
在该优选的实施例中,在需要调节第一端部电极部件的温度的情况下,用来调节第一端部电极部件的温度的流体于其中通过的温度调节通道理想地形成于第一加厚部中。由于这种安排,可以容易地形成温度调节通道。
根据本发明的另一优选实施例,组合电极部件沿着与并排排列方向相交的宽度方向被分为多个局部电极部件,相邻的局部电极部件中的一个局部电极部件由第一电极模块的支撑部支撑,进而组成第一端部电极部件,而相邻的局部电极部件中的另一个局部电极部件由第二电极模块的支撑部支撑,进而组成第二端部电极部件。由于这种安排,第一和第二端部电极部件能够被稳固地连接,并且另外地,由于不存在部分地削减第一和第二端部电极部件的需要,因此,可以获得充分的刚度并抑制弯曲。再者,局部电极部件能够被容易地制造。
优选地,容许调节温度的流体从其中通过的温度调节通道形成于局部电极部件中。由于局部电极部件没有必要做得很薄,因此可以容易地形成温度调节通道。
理想地,第一电极模块和第二电极模块的各个电极部件均具有与并排排列的方向相交的板状结构,第一电极模块的板状的各电极部件除了第一端部电极部件、板状组合电极部件以及第二电极模块的板状各电极部件除了第二端部电极部件在厚度上相等。由于这种安排,可以容易地和可靠地使节距相等。
根据本发明的表面处理方法,包括步骤:通过在一个方向上以等节距并排排列于处理器上的孔排中的每个孔排吹送处理气体,用以在与物体有关的并排排列方向相交的方向上相对移动处理器的同时将处理气体喷射到物体上。由于这种安排,每个孔排可以被做得短小。另一方面,即使物体具有大的面积,对于物体也可以进行有效的表面处理。
可以在沿着每个孔排的延伸方向相对移动物体的同时进行处理气体的喷射,或者在相对于每个孔排的延伸方向相对倾斜地移动物体的同时进行处理气体的喷射。
理想地,当孔排和物体之间的距离处于有效范围的上限附近时,节距被设定成大体上等于有效处理宽度,并且在该距离处于有效范围的上限附近的条件下进行处理。
理想地,处理器通过排列孔排组的多个段而组成,该孔排组由在延伸方向上具有等节距的多个孔排组成,并且孔排组的相邻的两个段在并排排列的方向上偏移,相对运动针于孔排组的多个段的全部而被实施。由于这种安排,可以进一步提高表面处理的一致性。
在与物体的相对运动方向相交的方向上进一步相对摆动处理器的同时,可以实施处理气体的喷射。由于这种安排,可以进一步提高表面处理的一致性。
同样可以接受的是:处理器通过排列孔排组的多个段而组成,该孔排组由多个具有与相对运动平行的延伸方向上的等节距的孔排组成,相邻的段的孔排在与物体的相对运动方向相交的方向上以偏移的位相而相对摆动。
当与物体的相对移动距离相比较时,理想地,摆动运动的摆动宽度为足够小。同样理想地,摆动运动的摆动宽度被设定为节距的1/2或稍大于节距的1/2。由于这种安排,能够可靠地得到表面处理的一致性。
摆动运动的周期理想地设定为物体相对地移动对应孔排的长度的距离所需的时间的1/m倍(m:整数)。由于这种安排,能够更加可靠地获得表面处理的一致性。
本发明在诸如通常常压(接近大气压的压力)的情况下被应用于等离子处理。当考虑压力调节的简易以及设备结构的简化时,本发明中使用的常压通常指的是1.013×104至50.663×104帕的压力范围,优选地为1.333×104至10.664×104帕,以及更优选地为9.331×104至10.397×104帕的范围。
附图说明
图1描述本发明的第一实施例,是图2中沿线I-I的常压等离子处理设备的俯视剖视图。
图2为图1中沿线II-II的常压等离子处理设备的前视剖视说明图。
图3为描述由来自各个电极对电极的狭缝的等离子气体进行的处理的说明图。
图4为描述工作距离和处理速度之间的一般关系的座标图。
图5描述本发明的第二实施例,是常压等离子处理设备的一般结构的俯视图。
图6为图5中的设备的各个电极模块的俯视图。
图7为图5中的设备的模块单元沿着图8中的线VII-VII的侧剖视图。
图8为模块单元沿着图7中的线VIII-VIII的前视剖视图。
图9为前段和后段的模块单元沿着图8中的线IX-IX的俯视剖视图。
图10为描述电极模块的电极板和填充板之间的连接部的局部的俯视剖视图。
图11(a)为描述左右方向上相邻的电极模块处于分离位置的前视剖视图,而图11(b)为描述相邻的电极模块处于连接位置的前视剖视图。
图12为模块单元沿着图9中的线XII-XII的前视剖视图。
图13为模块单元的整流模块沿着图8中的线XIII-XIII的俯视剖视图。
图14为以工件和处理速度的位置的形式描述由前段和后段的电极模块进行的处理的座标图。
图15描述第二实施例的改进的实施例,图15(a)为描述左右方向上相邻的电极模块处于分离位置的前视剖视图,而图15(b)为描述相邻模块处于它们的连接位置的前视剖视图。
图16描述本发明的第三实施例,是常压等离子处理设备的俯视剖视图。
图17为描述第三实施例的改进的实施例的俯视剖视图。
图18为描述第三实施例的另一改进的实施例的俯视剖视图。
图19为描述第三实施例的再一改进的实施例的俯视剖视图。
图20为描述第三实施例的又一改进的实施例的俯视剖视图。
图21为描述第三实施例的主题的组件与第二实施例的设备相组合的实施例的俯视剖视图。
图22为描述本发明的第四实施例的俯视图。
图23为描述第四实施例的改进的实施例的俯视图。
图24为描述测试例1的结果的座标图。
附图标记说明
M-常压等离子处理设备(表面处理设备)
W-工件(有待处理的物件)
1-等离子处理头(处理器)
1X-模块单元
10-第一和第二电极模块
10a-狭缝(孔排,用作等离子化空间的缝隙)
100-狭缝组(孔排组)
11-高电位电极的电极板(板状的电极部件)
12-接地电极的电极板(板状的电极部件)
12L、12R-端部电极板(第一或第二端部电极部件)
12X-组合电极板(组合电极部件)
12f、12k-第一或第二加厚部
12g、12h-第一或第二减厚部
12p-局部电极板(局部电极板)
12a,12b,12c,12f-制冷剂通道(温度调节通道)
20-整流模块
4-移动机构
8-摆动机构
8A-第一摆动机构
8B-第二摆动机构
具体实施方式
以下参照附图对本发明的一些实施例予以描述。
图1和图2描述根据本发明的基本结构的第一实施例。作为表面处理设备的常压等离子处理设备M包括:等离子处理头1(处理器)、处理气体供应源2、电源3以及移动机构4。在近似常压下(在接近大气压的压力下),该等离子处理设备M适合于对工件W的表面进行等离子处理,作为有待处理的物体,工件W具有大的面积,比如液晶玻璃衬底以及半导体晶片。
处理气体供应源2中储备有气态或液态的单一的或多种的处理气体组分。液态的气体组分被挥发,并且假定多种组分、合适数量的这些气体组分,根据处理的目的而被混制成一种处理气体。
提供作为电场供应装置的电源3,电源3输出电压,比如脉冲电压,作为用于在处理头1中形成等离子的电压。希望得到的是:脉冲的上升时间和/或下落时间为10μs或者更短,脉冲持续时间为200μs或者更短,如后面所描述的位于相邻的电极板之间的狭缝10中的电场强度为1到1000kV/cm,并且波频为0.5kHz或者更高。
为了输出脉冲电压,电源3不局限为一个,但是电源3可以为一个用于输出正弦高频交流电压或者用于输出直流电压的电源。
移动机构4与水平的工件放置台5(仅在图2中示出)相连接。工件W被平放于该工件放置台5上。在前后方向上(如图1中双头箭头所示的方向),移动机构4移动工件台5并因而移动工件W。通过这样做,工件W经过处理头1的下面并接受等离子表面处理。工件W可以在往复移动的同时被处理,或者在向前方或向后方(仅仅单向运动)移动的同时被处理,并且接着被从工件台5上移开。当然,工件W被定位地固定,而移动机构4与处理头1相连接用于移动处理头也是可以接受的。移动机构4可以为滚轮传送装置或者类似物。假定为滚轮传送装置,则工件W可以被直接放置于该滚轮传送装置上,并因此可以省去工件放置台5。
如图2所示,工件温度调节装置5H(物体温度调节装置)比如加热器被连接于设备M的工件放置台5。通过该工件温度调节装置5H,工件被加热或冷却到用于处理的合适温度。该工件温度调节装置5H可以设置于工件放置台5的外面。
等离子处理设备M的等离子头1将要被描述。
如图2所示,处理头1被支撑在未示出的支撑基部上,以便该处理头1被定位于比工件放置台5更高的位置,并因而工件W放置在台5上。处理头1由单一的模块单元1X构成。该模块单元1X包括电极模块10以及安装于该电极模块10的上侧的整流模块20。该电极模块10构成等离子释放器,而整流模块20构成整流器。
接收端口21和整流通道形成于整流模块20上。通到处理气体供应源2的管2a与接收端口21连接。整流通道由整流室20a、狭缝状(或点状)的整流孔23a等组成。在气体整流模块20的下端部分设有整流板23,以作为整流孔的形成部件。多个整流孔23a在左右两侧以等节距形成于整流板23中。每个整流孔23a为沿前后方向(与图2的纸面垂直的方向)延伸的狭缝形式。除了狭缝形式,整流孔23a可以为多个点状的孔,这些孔以散开的方式设置于前侧和后侧。这些整流孔23a以一对一的方式与多个狭缝10a对应连接,如后面所述该多个狭缝10a形成于电极板之间。也就是,多个狭缝10a与单一的整流通道连接,以便多个狭缝10a从单一的整流通道处分叉。多个整流板23按上下关系设置,以便整流室可以分成多个部分也是可以接受的。从供应源2出来的处理气体经由管2a被气体整流模块20的接收端口21接收,接着通过由室20a、整流孔23a等组成的整流通道而被整流/均匀化,并且之后被导入电极模块10。
如图1和图2所示,处理头1的电极模块10包括绝缘壳体19以及收容于该壳体19中的电极行列(电极排)。该壳体19在其上侧和下侧开口,并且在俯视图中,具有沿着与工件W的移动方向垂直的左右方向上延伸的矩形结构。壳体19的左右方向上的长度比工件W的左右方向上的宽度尺寸要大。
收容于壳体19中的电极行列由多个第一和第二电极板11和12(板状电极部件)组成。那些电极板11和12中的每一个形成为方形平板,该方形平板由具有相同结构和尺寸的导电金属制成。每个电极板11和12被垂直地且沿着前后方向地设置。那些电极板11和12相互以等节距并排设置。各个电极板11和12的前端部和后端部被固定地支撑于壳体19的前方长侧壁和后方长侧壁上。
电极板的极性沿着并排排列方向彼此不同。即,如图1所示,由电源3导出的供电线3a分支成多个分别连接到处理头1的每隔一的电极板11上的支线。那些电极板11被分别用作电场供应电极(高电位电极)。处理头的余下的每隔一的电极板12通过地线3b接地,并且分别用作接地电极。通过来自于电源3的脉冲电压在相邻的电极板11和12之间形成了脉冲电场。
尽管未示出,固态的绝缘层比如氧化铝通过热喷涂覆盖在各个电极板11、12的表面上。
狭缝状的缝隙10a形成于相邻的电极板11和12之间。该缝隙或狭缝10a是垂直的,并且在前后方向上延伸(工件W的移动方向)。单一的狭缝10a组成“在一个方向上延伸的孔排”。形成于每两个相邻的电极之间的狭缝10a的左右方向上的宽度是相同的。各个电极狭缝10a的上端部分分别连接到相应的整流模块20的狭缝状整流孔23a上。整流孔23a作为导入通道用来将处理气体分别导入到电极对电极的狭缝10a中。每个电极对电极的狭缝10a被用作使处理气体从其中穿过的通道,并且也被用作放电空间,当电力从电源3被供应到电极板11时,由于电场的作用在该放电空间中产生辉光放电。由于这种安排,提供了处理气体在其中被等离子化的等离子化空间。
各个电极狭缝10a的下端部分开口,以便用作在前后方向上延伸的处理气体喷射端口。
可以接受的是:在壳体19的下端部分设置有可分离的用作喷射端口形成部件的底板。底板与电极板11、12的下端面邻接,并且直接连接到电极对电极的狭缝10a的狭缝的喷射端口形成在底板上。在该种情况下,单一的孔排由电极对电极的狭缝10a以及连接到狭缝10a的狭缝的喷射端口组成。优选地,底板由绝缘材料比如陶瓷组成。
在处理头1中,狭缝组100,也就是由狭缝状的孔排组成的孔排组由并排排列的狭缝10a组成。该狭缝组100延伸的长度比工件W的左右宽度要长。
处理头1的狭缝10a的下端部分(喷射端口)与工件W之间的距离也就是工作距离WD(图2)被设定为有效范围内的处于上限附近的值WD0(值WD0在下文中指的是设定的工作距离WD0)。如图4所示,工作距离WD的有效范围指的是这样一个范围:其中在工件W上的某一点测量的处理速度保持于有效的定值或者更大。当工作距离超过这个有效的范围时,测量点处的处理速度急剧降低。也就是说,上述设定的工作距离WD0为急剧降低发生之前的距离。比如这里WD0=6mm。
如图3所示,电极板11和12之间的节距被设定为与有效处理宽度大致相等,该有效处理宽度是通过等离子化的处理气体(以下在适当处称为“等离子气体”)以设定的工作距离WD0穿过每个狭缝10a被喷射所实施的。有效的处理宽度指的是宽度尺寸的范围S0:其中由穿过单一的狭缝10a喷射的等离子气体所实施的表面处理在表面处理能够被完成的整个范围S内有效。如果由穿过单一的狭缝10a喷射的等离子气体所实施的处理速度由R来表示,并且其最大值由Rmax来表示,那么有效的处理范围指的是这样一个范围:其中处理速度R变成一个相对于最大值Rmax的预定的比值α或者更大。也就是说,指的是满足R≥α×Rmax的范围。比如α=15%到20%。R变成Rmax的点通常直接地处于狭缝10a的中心之下。处理范围S以及有效处理范围S0相对于R变成Rmax的点向左和向右展开。
处理范围S的宽度以及有效处理宽度S0依工作距离而定。当工作距离在有效范围内,也就是说在满足WD≤WD0的范围内时,工作距离增加得越多,有效处理范围S0也就是有效的处理宽度增加得就越多。因此,在该实施例的设备M中,通过将工作距离S设定到上限附近的值WD0,有效处理宽度尽可能地被增大,并且通过使电极节距P与有效的处理宽度相等而使得电极节距得到尽可能的增大。
这种构造的常压等离子处理设备M的操作将被描述。
来自处理气体供应源2的处理气体在处理头1的气体整流模块20中被整流,并且接着被均匀地导入电极对电极的狭缝10a。与此并行地,来自电源3的脉冲电压被施加到电极模块10的交替的电极板11。通过这样做,每个电极对电极的狭缝10a中形成产生辉光放电的脉冲电场,并且处理气体被等离子化(被激发/被激化)。等离子化的处理气体被均匀地向下喷射。同时,工件W通过移动机构4而在处理头1下的前后方向也就是与狭缝10a平行的方向上通过,处理气体通过每个狭缝10a被喷射到工件W上。通过这样做,可以实施比如膜沉积、蚀刻、清洁等表面处理。
在单一的整流通道中的被均匀化的处理气体能够被导入狭缝10a,在这些狭缝10a内流动的处理气体能够被均匀化,并因而与那些狭缝10a对应的处理能够被均匀地实施。
如图3所示,由于上述狭缝10a的节距P与有效处理宽度之间的关系,由来自于单一的狭缝10a的等离子气体所有效实施的表面处理的范围与由来自于下一个狭缝10a的等离子气体有效实施的表面处理的范围是连续不断的。直接位于各个电极板11和12下面的位置,如图3的虚线所示,由通过狭缝10a、10a的两个侧面喷射的等离子气体所实施的处理速度部分地相互重叠。因此,如图3的实线所示,实际的处理速度能够被增大。由于这种安排,工件W能够在左右方向上被均匀地处理。并且,由于狭缝组100比工件W的左右宽度延伸得更长,工件W的左右的整个宽度能够被同时处理。这样,通过移动机构4来前后移动工件W,工件W的整个表面能够被有效处理。
大面积的(侧面的宽度)的工件能够通过增加电极板11、12的数目并因而通过增加并排排列的电极对电极的狭缝10a的数目来满足。不用考虑工件W的尺寸,各个电极板11、12的尺寸可以被制造得很小。因此,可以很容易地获得尺寸的精确度,另外也可以减轻重量。这样,电极板11、12在自身的重力、库仑力、热应力等作用下的弯曲引起的弯曲次数能够被减小。由于相对地定向的库仑力从两侧作用于每个电极板11、12(除位于左右两端侧面的电极板以外)上,并且库仑力作为一个整体被抵消,因此可以更加可靠地防止弯曲。
并且,由于工作距离被设定得尽可能地大,有效处理的宽度并因而节距P被设定得较大,电极板11、12的厚度能够得到足够地增加。由于这些特征,电极板11、12能够在强度方面被增强,因而能够更可靠地防止弯曲。
现在描述本发明的其它实施例。在接下来的实施例中,与上述实施例中相同的组件由相同的附图标记表示并且其描述被简化。
图5至图13描述本发明的详细结构的第二实施例。首先参照图5简要描述第二实施例。
根据第二实施例的常压等离子处理设备的处理头1包括多个模块单元1X。那些模块单元1X形成两个段,一个位于前侧(图5中的上侧)而另一个在后侧(图5中的下侧)。多个模块单元1X在每段中向左和向右地排列。模块单元1X与那些排列于其前侧、后侧和左侧、右侧的邻接的模块单元彼此可分离地连接。如第一实施例一样,每个模块单元1X包括电极模块10以及安装于电极模块10上侧的整流模块(见图7)。因此,在处理头1中,多个电极模块1形成两个段,一个在前侧而另一个在后侧,并且向左和向右地排列。电极模块10与那些排列于其前侧、后侧和左侧、右侧的邻接的电极模块彼此可分离地连接。如果相邻的两个电极模块10、10中的一个被称为第一电极模块,则另外一个被称为第二电极模块。同样,在处理头1中,多个整流模块20形成两个段,一个在前侧而另一个在后边,并且向左和向右地排列。“整流器”由所有组成处理头1的模块单元1X的整流模块20(见图7)组成,并且等离子释放器由所有的电极模块10组成。
如图5所示,每个电极模块10由预定数目的电极板11、12组成,该电极板11、12以不变的节距向左和向右地排列。(应该注意的是,在图5中,每个电极模块10的电极板的数目与图6至11中所示的那些详细的结构相比减少了,其目的仅仅是为了简化。)前侧的段的电极排列并因而前侧的段的狭缝组100由前侧的段的所有电极模块10的电极板11、12组成。后侧的段的电极排列以及后侧的段的狭缝组100由后侧的段的所有的电极模块10的电极板11、12组成。即,在处理头1中,狭缝组100形成两个段,一个在前侧而另一个在后侧。
位于两个电极模块10的相对端的电极板12、12(如后面描述,这些电极板分别由附图标记12R、12L示出)被安放在一起,以便组成单一的组合电极板12X(组合电极部件),在前段和后段的每个段中,该电极模块10在向左和向右的方向上彼此邻接。组合电极板12X的厚度与所有其它电极板11、12相同。由于这种安排,位于前侧和后侧的狭缝组100的所有狭缝节距彼此相同,即使是在两个电极模块之间的连接部分也是如此,并且相等的节距P被提供于整个狭缝组100的全部。
现在参照图6至13描述第二实施例的详细结构。
如图7所示,每个模块单元1X的整流模块20包括以长形的方式在向前和向后的方向(图7中为向左和向右的方向)延伸的壳体29,壳体29内提供有两个(多个)整流板23U、23L。一对前方和后方接收端口21设置于壳体29的上表面。通到处理气体供应源2的供应管2a为每个单元20而分叉,并且被分别连接到接收端口21上。
如图7和8所示,壳体29内的两个整流板23U、23L被有间隔地垂直设置。壳体29的内部被整流板23U、23L分成三段(多段)的腔室20a、20b、20c。接收端口21与上段的腔室20a相连接。
如图13所示,每个整流板23U、23L由多孔的板组成。上、中、下腔室20a、20b、20c通过形成于那些整流板23U、23L中的孔23c、23d相连通。例如各个整流板23U、23L的孔23c、23d以10mm到12mm的间隔成行地设置于点阵点上。然而,应该注意的是,在上段,没有孔直接形成于整流板23U的下面的位置。这些孔23c、23d的尺寸向着下段的整流板而依次减小。比如,上段的整流板23U的每个孔23c的直径是3mm,下段的整流板23L的每个孔23d的直径为2mm。
“整流通道”由每个整流模块20的腔室20a、20b、20c以及孔23c、23d组成。
如图8所示,壳体29在底板24的上表面设有四个(多个)支撑柱26。该支撑柱26以长形的方式向前和向后地(方向与图8的纸面直交)延伸,并且向左和向右相互分离地排列。位于下段的整流板23L由这些支撑柱26支撑。下段的腔室20c形成于相邻的支撑柱26之间。即下段的腔室由支撑柱26(隔断墙)分为五个。每个分腔室20c以长形的方式向前和向后延伸。腔室20c通过形成于底板24上的气体引导孔24a连接到电极模块10的电极对电极的狭缝10a的上端部分。单个的腔室20c与邻近的两个狭缝10a相通。即,多个狭缝10a以分叉的方式连接到每个整流模块20的整流通道上。
来自于处理气体供应源2的处理气体穿过供应管2a以及整流模块20的成对的前面和后面接收端口21,其后被导入上段的腔室20中。接着处理气体穿过整流板23U的大量的孔23c流入中段的腔室20b中。由于在每个接收端口21下面没有直接形成孔23c,处理气体能被完全分散到上段腔室20a内的整个区域,并且之后传送到中段的腔室20b中。其后,处理气体穿过整流板23L的大量的孔23d流入下段的相应的分腔室20c中。接着处理气体经由壳体底板24的引导孔24a被导入电极模块10的各个相邻的电极之间。
如图6所示,第二实施例的每个电极模块10包括:多个(比如十一个)以不变的节距向左和向右排列的电极板11、12(板状的电极部件);以及设置于电极板11、12的前端和后端的端壁15(支撑部分)。电极模块10以长形的方式向前和向后延伸。
如图6和7所示,位于前端和后端的每个壁15包括内壁部件16和通过螺钉连接到内壁部件16的外表面的外壁部件17。如后面所述,用于储存制冷剂的大的凹槽16f(图12)形成于内壁部件16的外表面。外壁部件17用作盖住该凹槽16f的盖子。外壁部件17由金属比如不锈钢制成,而内壁部件17由树脂制成。原因在于可以防止来自如后面所述的金属螺钉51的发生在金属制成的外壁部件17处的放电。树脂制成的填料块14被设置于内壁部件16的内表面,该填充块14的数目与电极板除去外壁的数目一致。每个填充板14具有垂直方向加长的结构并且前后相互无间隔地排列。
如图6到图8所示,电极模块10的各个电极板11、12由导电金属比如铝和不锈钢制成,并且以它们的纵向方向指向前后方向的姿态被排列,它们的厚度方向指向左右方向,而它们的宽度方向指向垂直方向。如图16和图18所示,组成高电位电极的第一电极板11和组成接地电极的第二电极板12在左右方向上交替地排列。第二电极板12,即接地电极,被分别排列于左端和右端。通过左侧和右侧的电极板12,组成了电极模块10的左外壁和右外壁。当需要将左端的电极板12与其它的电极板12区别开来时,它们通过附有“L”的附图标记12予以标明,而当需要将右端的电极板12与其它的电极板12区别开来时,它们通过附有“R”的附图标记12予以标明。当需要将除去那些位于左侧和右侧以及位于前侧和后侧的电极板12与其它的电极板12区别开来时,它们通过附有“M”的附图标记12予以标明。
在左右相邻的两个电极模块10、10中,如果左边的一个被称为“第一电极模块”,则右边的一个被称为“第二模块”,如果左侧的电极模块10中的右端电极板12R为“第一端电极部件”,则右侧的电极模块10中的左端电极板12L为“第二端电极部件”。相反地,如果右侧的电极模块10被称为“第一电极模块”,则左侧的电极模块被称为“第二电极模块”,如果右侧的电极模块10中的左端电极板12L为“第一端电极部件”,则左侧的电极模块10中的右端电极板12R为“第二端电极部件”。
除去那些位于电极模块10两端的电极板之外的九个电极板11、12M具有相等厚度的板状的扁平形状。那些电极板11、12M在前后方向上的长度例如为3000mm,而它们在左右方向上的厚度例如为9mm,以及它们在上下方向上的宽度例如为60mm。如图6所示,填充板14紧贴于并且通过金属螺钉51固定于相应的电极板11、12M的前端表面和后端表面。
同时作为电极模块10的外壁的位于电极模块10的两端的电极板12L、12R,在前后方向上比内部的电极板11、12M延伸得更长,该电极板12L、12R被紧贴于填充板14的左端和右端以及内壁部件16的左端面和右端面,并且紧靠和通过螺钉连接于外壁部件17上。
如图6到9所示,由氧化铝组成的固体的电介质板13或类似物被分别贴于电极板11、12M的两侧表面。类似的固体电介质板13同样被分别贴于左端电极板12L的右侧平坦表面以及右端电极板12R的左侧平坦表面。那些固体电介质板13的厚度例如为1mm。除了贴加固体电介质板13外,也可以通过热喷涂固体电介质或类似物而在其上覆盖薄膜。
如图6、8和9所示,具有狭窄的和预定厚度的狭缝,也就是电极对电极的狭缝10a形成于相邻的电极11和12之间(更严格地,介于它们的固体电介质板13之间)。如第一实施例的情况,电极对电极的狭缝10a用作允许处理气体从其中通过的通道,以及作为放电空间。在该放电空间中,由于电场的施加而发生辉光放电。该电场是通过来自电源3的电力被施加到电极板11上而引起的。因此,电极对电极的狭缝10a也用作等离子化空间,在该等离子化空间中处理气体被等离子化。单一的电极模块10的整体具有十个电极对电极的狭缝10a。那些电极对电极的狭缝10a之间的节距与电极板11、12之间的节距相等。
如图6、9和10所示,各个隔离片18被置于两个固体电介质板13的前侧端部之间以及后侧端部之间。该两个固体电介质板13被彼此相对设置,在它们之间具有各个电极对电极的狭缝10a。由于这样的安排,相应的固体电介质板13分别被电极板11、13压住,因而该电极对电极的狭缝10a在左右方向上的宽度被保持在预定值。例如,该电极对电极的狭缝10a的厚度为1mm。
如上所述,每个电极对电极的狭缝10a的上端部被连接至整流模块20的引导孔24a(图8)。
如图8和图11(a)所示,每个电极模块10的左侧电极板12L的上部和下部在宽度上比所有其它的电极板11、12M的要薄,因此形成了一对上、下减厚部12g、12g。在左侧电极板12L的上下方向的中心部具有突出结构,该突出结构向着相邻的电极模块10突出,并形成比减厚部12g厚的加厚部12f。如图2所示,减厚部12g和加厚部12f在左端电极板12L的整个长度上前后地延伸。例如,加厚部12f的厚度为7mm,而减厚部12g的厚度为2mm。
另一方面,如图8和图11(a)所示,每个电极模块10的右端电极板12R的上下方向上的中心部具有凹槽,该凹槽形成于该中心部的外表面。由于该结构,右端电极板12R的上下方向上的中心部形成减厚部12h,而每个形成加厚部12K的上部和下部比减厚部12h要厚。如图2所示,减厚部12h和加厚部12K在右端电极板12R的整个长度上前后地延伸。例如,右端电极板12R的减厚部12h的厚度为2mm,而加厚部12k的厚度为7mm。
如果相邻的两个电极模块10、10中的左边的一个电极模块10被称为“第一电极模块”,则右边的一个电极模块10被称为“第二电极模块”;如果左侧电极模块10中的右端电极板12R的加厚部12K和减厚部12h分别作为“第一加厚部”和“第一减厚部”,则右侧电极模块10中的左端电极板12L的减厚部12g和加厚部12f分别作为“第二减厚部”和“第二加厚部”。(当然,如果右侧电极模块10和左侧电极模块被分别称为“第一电极模块”和“第二电极模块”,则右侧电极模块10中的左侧电极板12L加厚部12f和减厚部12g被分别称为“第一加厚部”和“第一减厚部”,而左侧电极模块10中的右端电极板12R的减厚部12h和加厚部12k则被分别称为“第二减厚部”和“第二加厚部”。)
如图11(b)和图12所示,在等离子处理头1的每个前段和后段中,相邻的两个电极模块10、10中的右侧模块10的具有突出结构的加厚部12f被安装到左侧模块10的具有凹槽结构的减厚部12h。同样地,左侧模块10的具有突出结构的加厚部12k被安装到右侧模块10的具有凹槽结构的减厚部12g。通过这种方式,左侧模块10的右端电极板12R和右侧模块10的左端电极板12L被安置在一起。通过那些电极板12R、12L,组成了优良的的组合平面电极板12X。该组合电极板12X形成接地电极。
组合电极板12X的厚度(9mm)与其它的电极板11、12M的厚度相同。由于这样的安排,如图11(b)所示,电极板的节距的尺寸(例如:P=12mm)相等,即使在介于左右相邻的两个电极模块10之间的连接部处也是如此,就像在余下的其它部分一样。即,左侧模块10的电极板11、12M、组合电极板12X以及右侧模块10的电极板11、12M具有相同的节距。由于这样的安排,在整个狭缝组100的全部上狭缝10a的节距被单值化为特定的尺寸P。
如图8所示,在电极模块10的下端部设有底板10L。该底板10L由绝缘材料比如陶瓷制成,并被贴到电极板11、12L的下表面。多个喷射狭缝10b形成在底板10L中。那些喷射狭缝10b沿前后方向延伸并且被向左和向右以等节距P平行排列。如上述的电极对电极的狭缝10a的情况下,喷射狭缝10b的节距相同,即使是在两个电极模块10之间的连接部处也是如此,就像在余下的其它部分一样。
在每一喷射狭缝10b的下侧部形成有台阶(step),并且每一喷射狭缝10b的宽度从该台阶处向上增大。两个固体电介质板13、13的下端部被插入于喷射狭缝10b的较宽部分,该两个固体电介质板13、13彼此相对,并且电极对电极的狭缝10a被夹于它们之间。两个固体电介质板13、13之间的电极对电极的狭缝10a从喷射狭缝10b的台阶处起被连接至下侧部。喷射狭缝10b的下侧部向着底板10L的下表面开口,并且被用作处理气体的喷射端口。“孔排”由单一的电极对电极的狭缝10a以及连接于其上的喷射狭缝10b的下端部组成。
如图5至9所示,第二实施例的前段模块单元1X与后段模块单元1X向左和向右地以等于节距P的一半的部分相偏离。这样,前段电极模块10和后段电极模块10以等于半个节距(p/2)的部分向左或向右偏离。由于这种安排,前段狭缝组100和后段狭缝组100以等于半个节距(p/2)的部分向左或向右偏离。
由于该半个节距的偏离,如图14中的双点划线所示,由穿越前段狭缝组10的处理气体所引起的低谷部能够被由穿越后段狭缝组100的处理气体所引起的峰部所重叠,并且如图14的虚线所示,前侧峰部能够被后侧低谷部所重叠。结果,如图14的实线所示,处理速度能够在左和右的方向上被一致化,并且能够抑制处理的不规则性。
再者,由于狭缝组100即使在左电极模块10和右电极模块10之间的连接部具有特定的速度P,因此处理的一致性也能够被进一步提高。
第二实施例的电极板11、11的电源供应结构将被描述。
如图7、8所示,五个(多个)电力供应插脚31向左和向右地并排排列于整流模块20的前部,这样插脚31垂直穿过前部。每个电力供应插头31的上端部通过一根火线3a(电力供应线)连接至电源3,而下端部嵌入电场供应端的第一电极板11中。同样地,整流模块20的后部具有接地插脚32。接地插脚32的上部通过地线3b接地,并且下部嵌入位于接地端的第二电极板12中。
第二实施例的电极模块10具有用于电极板11、12的冷却器(温度调节器)。
具体地,如图7和8所示,作为温度调节通道的三个(多个)制冷剂通道10c、10d、10e形成于每个电极板11、12M中,这样,它们被上下间隔开。各个制冷剂通道10c至到10e在电极板11、12M的整个长度上前后延伸。
如图7所示,三个通道14a、14b、14c形成在用于电极板11、12M的前端面和后端面的每个填充块14中,这样这三个通道被上下间隔开。如图9所示,各个通道14a到14c包括前后延伸的通道部14e以及与通道部14e向左和向右地相交的通道部14f,并且在俯视图中,每个通道14a至14c具有T形的结构。上段通道14a的通道部14e连接到相应的电极板11、12M的上段制冷剂通道10c上,中段通道14b的通道部14e连接到中段制冷剂通道10d,以及下段通道14c连接到下段制冷剂通道10e上。
如图10所示,在电极板11、12M的制冷剂通道10c至10e与填充块14的通道14e之间的连接部上提供有具有环形柱状结构的连接器衬套65。形成于外周表面与连接器衬套65的前后端面之间的角被倒角,并且分别提供有O形圈。这些O形圈由金属螺钉压扁。
如图9所示,填充块14的同样高度的通道14a到14c的左右方向上的通道部14f向左右方向相互成直线地连接,该填充块14向左和向右地并排排列。
如图8、9所示,制冷剂通道12b形成于每个电极模块10的左端电极板12L的加厚部12f中。该制冷剂通道12b在左端电极板12L的几乎整个长度上前后延伸。左端填充块14的中段通道14b的左和右的通道部14f连接到制冷剂通道12b的前端和后端的相邻部分。
如图9至12所示,在每个电极模块10中,制冷剂通道12b的前端部和后端部分别通过位于前后内部部件16的左侧部的通道16b连接到制冷剂储存库16f上。
类似地,制冷剂通道12a形成于位于右端电极板12R的上端的加厚部12k中,并且制冷剂通道12c形成于位于下端的加厚部12k中。那些制冷剂通道12a、12c在右端电极板12R的几乎整个长度上前后延伸。右端填充块14的上段通道14a的左右通道部14f(图7)被连接到上段制冷剂12a的前后端的附近,而下段通道14c的左右通道部14f被连接于下段制冷剂通道12c的前端和后端的附近。制冷剂通道12a、12c的前后端部分别通过位于前后内壁部件16的右侧部的通道16a、16c连接至制冷剂储存库16f。
如图7所示,在电极模块10的前侧内壁部件16的上表面提供有连接至制冷剂储存库16f的制冷剂入口端61。从制冷剂供应源6起延伸的制冷剂供应管6a被连接到制冷剂入口端61。
另一方面,在电极模块10的后侧内壁部件16的上表面提供有连接至制冷剂储存库16f的制冷剂出口端62。制冷剂排出管道6b从这个端口62开始延伸。
经由管道6a的来自供应源6的制冷剂比如冷却水由入口端61而暂时储存在制冷剂储存库16f中,并且之后分叉进入三个通道16a到16c。穿过位于右侧的上段通道16a的制冷剂流入上段电极板12R,一部分制冷剂直接向后流,同时剩下的制冷剂流入前侧块的上段通道14a,然后分叉进入各个电极板11、12M的上段制冷剂通道10c并且向后流动。穿过位于左侧的中段通道16b的制冷剂流入左端电极板12L的制冷剂通道12b,一部分制冷剂直接向后流,同时剩下的制冷剂流入前侧块的中段通道14b,然后分叉进入各个电极板11、12M的中段制冷剂通道10d并且向后流动。穿过位于右侧的下段通道16c的制冷剂流入右端电极板12R的下段制冷剂通道12c,一部分制冷剂直接向后流,同时剩下的制冷剂流入前侧块的下段通道14c,然后分叉进入各个电极板11、12M的下段制冷剂通道10e并且向后流动。由于这种安排,电极板11、12能够被全部冷却(温度调整)。
到达各个电极板11、12M的制冷剂通道10c至10e的后端部的制冷剂穿过后侧块通道14a至14c,然后会聚到电极板12L、12R的制冷剂通道12a至12c的后端部上。这样,制冷剂穿过后侧内壁通道16a至16c,然后储存在制冷剂储存库161的后侧。其后,制冷剂经由管6b从出口端62排出。
如果有待处理的工件W在左右方向上的尺寸较大,模块单元1X并因而电极模块10可以被额外连接。由于这种安排,电极板11、12以及电极对电极狭缝10a的并排排列的数目可以容易地增加,并因而狭缝组100能够被容易地延长。如果要处理地工件W在左右方向上的尺寸较小,模块单元1X并因而电极模块10可以部分撤回。由于这种结构安排,电极板11、12以及电极对电极狭缝10a的并排排列的数目可以容易地减小,并因而狭缝组100能够被容易地缩短。由于这种安排,可以灵活地满足工件W的尺寸的需要。
在左右相邻的两个电极模块10、10中,电极模块10、10的相对的端部电极板12R、12L,能够通过将具有突出的外形的加厚部12f(12k)装配到具有凹陷的外形的其它减厚部12h(12g)中被牢固地连接和组合。拆分操作也能够容易地实现。
由于端部电极板12L、12R分别具有加厚部12f、12k,制冷剂通道12a至12c能够分别形成于这些加厚部12f、12k中,并因而能够容易地获得制冷剂通道。
通过将工作距离和有效处理宽度设定得尽可能大并因而使节距P尽可能大,电极板11、12能够被制作得尽可能地厚。由于这种安排,能够容易地形成制冷剂通道10a至10c。
图15描述了第二实施例的改进的实施例。
如图15(b)所示,在这个改进的实施例中,由左右方向上相邻的两个电极板10形成的组合电极板12X在上下的方向上被分成四个局部的电极板12p(即,多个板状的局部电极部件)。每个局部电极板12p在左右方向上具有与其它电极板11、12M同样的厚度,并且具有在和图5的纸面相交的前后方向上延伸的棱柱形结构。如图15(a)所示,在这些局部电极板12p中,从顶部算起的第一和第三局部电极板结合到左侧电极模块10的右端部上,因此组成了右侧电极模块10的右端电极板12R,而第二和第四局部电极板结合到右侧电极模块10的左端部上,因此组成了右侧电极模块10的左端电极板12L。尽管未详细描述,每一局部电极板12p的纵向的两端连接到相应的电极模块10的端壁上(见图6),并且被端壁支撑。
附设于左端电极模块10的第一局部电极板12p与第三局部电极板12p和附设于右端电极模块10的第二局部电极板12p与第四局部电极板12p相互接合,由此组成单一的组合电极板12X。
根据图15的改进的实施例,没有必要在端部电极板12L、12R上形成凹陷部或突出部,就能够很容易地进行制造并且也能够容易地获得平面精度。由于这些特征,端部电极板12L、12R能够可靠地与固体电介质板13表面接触。并且,组成端部电极板12L、12R的局部电极板12p的厚度与其它电极板11、12M的一样,但是比第二实施例的加厚部12f、12k要厚,并且它们不具有减厚部12g、12h。因此,能够获得足够的刚度并且能够抑制弯曲。由于这些特征,能够可靠地防止各个端部电极板12L、12R与应用于此的固体电介质板13之间的缝隙。结果,可以获得稳定的等离子。此外,即使是在左右电极模块10的连接部,狭缝组100也能够以特定的节距被可靠地保持,这样,表面处理的一致性能够得到进一步提高。
此外,组成端部电极板12L、12R的局部电极板12p能够被容易地制造,处理步骤的数量能够被减少,并且同样的构造能够应用于每个和全部的局部电极板12p。由于这种安排,部件的成本就不会高昂。
制冷剂通道10f(温度调节通道)形成于每个局部电极板12p中。尽管未详细描述,这些制冷剂通道10f分别被连接到制冷剂储存库16f(见图9)。那些电极板11、12M除了端部电极板12L、12R的制冷剂通道10c、10d、10e被连接至制冷剂储存库16f,而没有分别通过制冷剂通道10f。
图16描述本发明的第三实施例。第三实施例是有关本发明基础构造的第一实施例(图1和图2)的改进实施例。
在第三实施例中,处理头1的壳体19向左右延伸,并且壳体19内的各个电极板11、12、在与左右方向直交的方向上,也就是如第一实施例中所述工件W的移动方向上并排地排列。
另一方面,在第三实施例中,与第一实施例不同,电极板11、12相对于它们并排排列方向即左右方向以角度θ(θ<(π/2))倾斜。它们相对于工件W的移动方向(来回方向)以角度((π/2)-θ)倾斜。因此,电极对电极的狭缝10a的延伸方向相对于工件W的移动方向也以角度((π/2)-θ)倾斜。在第三实施例中,尽管电极板11、12和电极对电极的狭缝10a相对于前方(图6中的上部)向右倾斜,然而它们也可以向左倾斜。
如图16的单点划线所示,某一电极对电极的狭缝10a的前端部(图16中的上端)以及直接相邻的电极对电极的后端部(图16中的下端)位于沿着工件W的移动方向即前后方向的同一条直线上。换言之,上述某一电极对电极的狭缝10a的前端部的左右方向的位置和与其相邻的电极对电极的狭缝10a的后端部的左右方向的位置成直线对齐。因此,在第三实施例中的等离子处理设备M1中,狭缝组100满足以下公式:
L×cosθ=(t+d)×cosecθ ...(1)
其中L表示电极对电极的狭缝10a的长度,t表示电极板11、12的厚度(相邻的电极对电极狭缝之间的间隔)以及d表示电极对电极的狭缝10a的宽度(相邻的电极板11、12之间的间隔)。
尽管未示出,设置于电极模块10的上侧的整流模块20的狭缝状的整流板23a(见图2)与电极对电极的狭缝10a相匹配地同样倾斜,并且直接连接到相应的电极对电极狭缝10a的整个长度上。
在上述构造中,等离子化的处理气体被喷射到工件W上。与此同时,工件W在移动机构4的作用下来回移动。那时,工件W的每个和全部的点倾斜地移过位于电极对电极地狭缝10a正下方的区域以及电极板11、12正下方的区域。由于这种安排,暴露出的等离子的数量能够被均匀化。此外,由于在相邻的电极对电极的狭缝10a的前后方向上的相对端的端部位于前后方向上的同一直线上,当工件W通过一次时,曝露出的等离子气体能够在工件上的每个和全部的点处被均匀化。由于这种安排,表面处理能够被可靠地实施到整个工件W,并且能够可靠地防止带斑纹的不规则性的发生。尤其是,在一般的常压的情况下,因为气体是很难散开的,所以带斑纹的不规则性容易发生。而上述安排则能够有效防止这种不规则性的发生。
如在第一实施例中一样,不用考虑工件W的尺寸,各个电极板11、12也能够被可靠地缩短。
两个电极对电极的狭缝10a、10a并不局限于那些直接彼此相邻的狭缝,该狭缝10a的位于前后方向上的相对端的端部在前后方向上被排成同一直线L1。它们可以交替排列或者每隔几个电极对电极的狭缝而排列。即,如果狭缝组100满足以下通过一般化上述公式(1)而获得的公式将是非常好的:
L×cosθ=n×(t+d)×cosecθ ...(2)
其中n表示整数1或者更大。在图6(那些以一个间隔彼此相邻的)中,n=1。
图17表示上述式子(2)中满足n=2时的电极模块10。在这个电极模块10中,各个电极板11、12并因而电极对电极的狭缝10a比图16中的更加倾斜。某一电极对电极的狭缝10a的前端部和与此以一个间隔相邻的(即相邻狭缝的下一个狭缝)电极对电极的狭缝10a的后端部在前后方向上被排列于同一条直线L1上。
如图18所示,即使各个电极板11、12与并排排列的方向正交并且电极模块本身的构造与图1中的相同,通过将整体倾斜地设置,电极板11、12并因而电极对电极的狭缝10a也可以被倾斜设置。
如图18所示,在俯视图中整个处理头1在顺时针方向以角度θ’(=(π/2)-θ)倾斜。由于这种安排,电极模块10的纵向方向相对于左右方向以角度θ’倾斜。同样,电极板11、12并因而电极对电极的狭缝10a相对于前后方向即工件W的移动方向以角度θ’倾斜。某一电极对电极的狭缝10a的前端部以及在右方与此直接相邻的电极对电极的狭缝10a的后端部在前后方向上位于同一条直线L1上。在图18所示的电极模块10中,满足相当于公式(2)的以下公式。
L×cos(π/2-θ’)=n×(t+d)×sin(π/2-θ’) ...(3)
公式(3)中的L、t、d和n与公式(2)中的界定一样。在图18的电极模块10中,n=1。当然,电极模块10可以被倾斜以使n变成整数2或者更大。在俯视图中,电极模块10可以在逆时针方向上而不是在顺时针方向上倾斜。
同样在图16至18所示的倾斜的构造中,狭缝组100的多个段可以设置在前侧和后侧。
例如,图19所示的处理头包括排列于前后侧的两个电极模块以及排列于前后侧的狭缝组的两个段。每个电极模块10的壳体19在与工件的移动方向正交的左右方向上延伸,并且,如图16所示的那样,电极板11、12在壳体19内向左和向右地并排排列。这些电极板11、12并因而电极对电极的狭缝10a相对于在左右方向上的并排排列方向以预定角度θ倾斜。设置于前后侧的电极模块10的相应的狭缝10a在左右方向上偏离半个节距。尽管未示出,气体整流模块20安装于每个电极模块10的上侧。
在图19中,尽管倾斜角度θ所设定的值满足公式(1)(即,公式(2)中n=1的情况),也可以设定一个使公式(2)满足n≥2的值。
根据这样一种两段的倾斜的构造,表面处理能够以一种更加均匀化的方式实施。并且,各个电极板11、12的尺寸能够被制造得更小一些。
图20表示了另外一个实施例,其中图18的倾斜的电极模块10以一种多段的构造形成。该实施例的处理头包括两个倾斜的排列于前后侧的电极模块10,该电极模块10与图18的一样。每一模块10的纵向方向相对于左右方向在倾斜角度θ的方向上延伸。电极板11、12并因而电极对电极的狭缝10a并排排列于电极模块10的纵向方向上,并且在与电极模块10的纵向方向直交的方向上被定向,即相对于工件W的移动方向形成角度θ’。
尽管排列于前后侧的电极模块10在左右方向上稍微偏离,它们也可以以不偏离的方式排列。
图21表示了另外一个实施例,其中第二实施例(图5至图14)的设备以倾斜的构造形成。
根据该实施例,处理头1包含在前后侧的两个段中横向地并排排列的大量的电极模块10。通过这种安排,组成了排列于前后侧的狭缝组100的两个段。在俯视图中,整个处理头1在顺时针方向上以角度θ’倾斜。由于这种安排,电极模块10的并排排列方向相对于左右方向(与工件W的移动方向直交的方向)以角度θ’倾斜。电极模块10的各个电极板11、12并因而每个狭缝组100的各个狭缝10a与并排排列方向直交,并且因此相对于前后方向即工件W的移动方向以角度θ’的方向倾斜。
倾斜角度θ’满足下面公式而设置,该公式与上述公式(2)和(3)等同:
θ’=tan-1(n×P/L) ...(5)
在上述公式(5)中,分别地,P代表电极板11、12之间以及电极对电极的狭缝10a之间的节距(比如,P=12mm),L代表电极对电极的狭缝10a的长度(比如,L=300mm),以及n代表整数1或者更大。在图21的设备中,n=1。由于这种安排,在左右方向上相邻的两个电极狭缝10a中,左侧电极狭缝10a的前端部和右侧电极狭缝10a的后端部沿着前后方向上的工件W的移动方向被设置于同一直线L上。
尽管电极模块10的具体构造与图6至13中所示的第二实施例的相同,端部电极板12L、12R可以以与图15中所示的第二实施例的改进的实施例同样的方式被构造,而不是根据第二实施例中的端部电极板。尽管前侧段与后侧段在左右方向上以半个节距(P/2)偏离,然而偏离不是必须需要的。倾斜的角度θ’可以以在公式(1)中满足n≥2来设置。在俯视图中,电极模块10可以在逆时针方向上倾斜,而不是在顺时针方向上倾斜。
在上述实施例中,处理头1固定到支撑座上,并且不能移动。然而,处理头1在与工件W的移动方向相交的方向上相对地摆动也是可以接受的。
即,在图22所示的第四实施例中,包括在左右方向上并排排列的模块单元1X的单段的处理头1可滑动地支撑在左右方向上的支撑座(未示出)上。摆动机构8连接于该处理头1上。该摆动机构8包括:比如,交互制动器、可转式制动器、用于将翻转运动转换成交互运动的转换机构等等,并且该摆动机构8能够在左右方向上摆动整个处理头1。在等离子处理时,工件W在移动机构4的作用下前后移动,并且处理头1在左右方向上摆动(与工件W的移动方向直交的方向)。与此同时,处理气体被等离子化并且喷射到工件W上。由于这种安排,即使各个狭缝的延伸方向与工件W的移动方向相平行,也能够防止带斑纹的不一致性的发生,因而表面处理的一致性能够得到提高。
由摆动机构8所引起的摆动幅度,比如为电极板之间以及电极对电极的狭缝10a之间的节距P的1/2,但是实际上,摆动幅度从位置的精确性和加速度/减速度来看最理想的优化于比P/2大的范围内。由于这种安排,能够可靠地防止带斑纹的不一致性。
摆动周期依照由移动机构4引起的工件W的移动速度被最优化。具体地,摆动周期被设定为:在工件W移动和狭缝10a的长度部分等长的距离期间,处理头1仅仅自然地摆动。由于这种安排,可以防止由于摆动运动自身引起的不一致性的发生。
图23描述了安装有上述摆动机构的第四实施例的改进实施例。该改进实施例的处理头1包括在前后侧的左右方向上并排排列的模块单元1X的两个段。前侧段(图23中的上侧)的整个模块单元1X由未示出的支撑座支撑,这样单元1X作为一个单元可在左右方向上滑动。同样,后侧段(图23中的下侧)的整个模块单元1X由支撑座支撑,这样,单元1X作为一个单元可在左右方向上滑动,但是与前侧段相分离。前侧段模块单元1X与第一摆动机构8A相连接,而后侧段模块1X与第二摆动机构8B相连接。这些摆动机构8A、8B具有与上述摆动机构8同样的构造,并且位于相应的段中的模块单元1X分别在左右方向上摆动。并且,这些摆动机构8A、8B协同动作,这样它们可以在摆动相位上相偏离。该相位差ψ为,比如ψ=π/2。该摆动幅度与周期与上述摆动机构8的一样。由于这种安排,能够可靠地防止处理的不一致性的发生,因而表面处理的一致性能够被进一步提高。
本发明不局限于上述实施例,而是可以采用许多其它的实施例。
例如,狭缝组100不局限为一个或两个段,而是可以为三个或者更多的段。在那种情况下,优选地,相邻的段在狭缝10a的并排排列的方向上偏离。优选地,该偏差为节距÷(段数)。尤其是,在每个狭缝10a的延伸方向与工件W的移动方向相平行的情况下,段的数目增加得更多,处理的一致性就会更高。即使每个狭缝10a的延伸方向与工件W的移动方向相平行,在不需要一致性的处理的情况下,仅仅狭缝组100的单个段也就足够了。
可以接受地,不是单一的狭缝,而是多个缝隙和短的狭缝成行排列,以便用作“单一的孔排”。同样可以接受的是:不是狭缝组100,而是由缝隙和短的狭缝组成的多个排排列于与延伸方向相交的方向上,以便用作“孔排组”。
第一、第二电极模块的每个电极部件并不一定需要具有扁平的板状构造,而是它们可以具有环形柱状构造或者类似的形状。
可以接收地,第一电极模块的第一端部电极部件以及第二电极模块的第二端部电极部件的厚度大约分别相当于其它电极部件的一半,并且由前部和后部组成的组合电极部件的厚度与其它电极部件也相等。
在图16和17所示的各个实施例的倾斜的构造中,尽管斜角θ被设置成在公式(1)中同时满足n=1和n=2,然而该斜角也可被设置成在公式(1)中满足n=3或者更大。在图18到图21所示的倾斜构造的各个实施例中,斜角θ’被设置成在公式(4)中满足n=1,该斜角也可被设置成在公式(4)中满足n=2或者更大。再者,该倾斜构造的斜角没有必要满足公式(1)到公式(4)。该斜角θ’可以被适当地设定在从0度到小于90度的范围内。
在如图22所示的摆动机构的实施例中,处理头1被固定而工件W在前后移动的同时于左右方向上摆动也是可以接受的。在那种情况下,摆动机构可以被组装于移动机构中。当然,工件W被固定而处理头1在移动的同时在左右方向上摆动也是可以接受的。
摆动方向并不限于狭缝10a的并排排列的方向,而是只要该方向与工件W的移动方向相交就足够好。该摆动方向也可以相对于并排排列的方向倾斜。
在图23所示的摆动机构的实施例中,尽管狭缝组100(孔排组)被设置为两段,然而它们可以被设置为三段或者更多的段,并且它们可以各段分别摆动,以便相邻的段的摆动相位相互偏离。该相位差ψ比如为ψ=π/n,其中n是段的数目。然而,本发明并不局限与此。其可根据处理的条件等而被适当地设定。在三段和更多段的情况下,与相邻的段中的一个段连接的摆动机构如权利要求中所限定的那样被称为“第一摆动机构”,而与另一个段连接的摆动机构侧被称为“第二摆动机构”。可以接受的是,相邻的段中的一个段的狭缝组(孔排组)固定,工件W通过第一摆动机构摆动,并且另一段的狭缝组(孔排组)以相对于工件W的摆动运动在相位上偏移的方式被摆动。
由摆动机构产生的摆动操作也可以被应用于图16到21中的倾斜机构中。
本发明可应用于那些处理气体通过孔排组比如多个狭缝喷射以便被施加到有待处理的物体上的类型。本发明不仅可应用于等离子表面处理,而且可应用于比如通过热化学气相沉积(thermal CVD)、HF(氢氟酸)蒸气或类似物的蚀刻的无电极表面处理。本发明同样地可应用于各种表面处理,比如通过臭氧或类似物的灰化、通过CF4或类似物的蚀刻、膜沉积(CVD)、清洁、表面改性(亲水处理,疏水处理)或类似的表面处理。处理的压力条件不局限于一般的常压,而是可以处在减压的环境中。
测试例1
现在将描述一个测试例。不用说,本发明并不局限于下面的测试例。
在下面的条件下,使用如第二实施例(图5到图14)的用于蚀刻的同样的等离子处理设备进行蚀刻。
电极温度:50摄氏度
工件温度:100摄氏度
处理气体
CF4:200sccm
O2:800sccm
H2O:15sccm
脉冲频率:20kHz
供应电压:300V
接着,在工件的左右方向上的整个宽度上,测量仅仅通过来自前端狭缝组(孔排组)的等离子气体处理后的残留膜的厚度,以及测量前侧和后侧的两段中的处理后的残留薄的厚度。
结果显示于图24中。在仅仅通过前端的处理中,膜厚度有轻微的不均匀。当通过后端的处理被额外进行时,膜厚度几乎完全均匀化。
Claims (33)
1、一种通过将处理气体喷射到有待处理的物体上而对所述物体的表面进行处理的设备,所述设备包括:
处理器,该处理器具有一组孔排,该一组孔排由多个孔排组成,每个所述孔排均沿一个方向延伸并且在与每个所述孔排的延伸方向相交的方向上以等节距彼此并排地排列,通过每个所述孔排吹送处理气体;以及
移动机构,该移动机构用于在与并排排列方向相交的方向上相对于所述物体相对地移动所述处理器。
2、如权利要求1所述的表面处理设备,其中相对的移动方向沿着每个所述孔排的延伸方向。
3、如权利要求1所述的表面处理设备,其中每个所述孔排的延伸方向与所述孔排的并排排列方向相互直交,并且相对的移动方向沿着延伸方向。
4、如权利要求1所述的表面处理设备,其中每个所述孔排的延伸方向相对于相对的移动方向倾斜。
5、如权利要求1所述的表面处理设备,其中每个所述孔排的延伸方向相对于相对的移动方向倾斜,并且所述孔排的并排排列方向与相对的移动方向直交。
6、如权利要求1所述的表面处理设备,其中每个所述孔排的延伸方向相对于相对的移动方向倾斜,而所述孔排的并排排列方向与延伸方向直交。
7、如权利要求4所述的表面处理设备,其中两个相邻设置的孔排中的一个孔排或者所有所述孔排中的每一预定孔排的延伸方向上的一个端部与所述两个孔排中的另一个孔排的延伸方向上的另一端部设置于相对的移动方向上的同一直线上。
8、如权利要求1所述的表面处理设备,其中当所述孔排与所述物体之间的距离被设定于有效范围的上限时,每个所述节距通常被设定成与有效处理宽度相等,其中前述有效范围为使物体的处理速度保持定值或更大值的范围。
9、如权利要求1所述的表面处理设备,进一步包括用于在与相对移动方向相交的方向上相对于所述物体相对地摆动所述处理器的摆动机构。
10、如权利要求1所述的表面处理设备,其中所述处理器包括位于延伸方向上的所述孔排组的多个段,并且所述多个段的两个相邻段中的一个段的孔排与所述两个段中的另一个段的孔排在并排排列方向上相偏离。
11、如权利要求10所述的表面处理设备,其中所述偏离的量为所述节距的1/n,n为孔排组的段的数目。
12、如权利要求1所述的表面处理设备,其中所述处理器包括位于延伸方向上的所述孔排组的多个段,以及
所述设备进一步包括:
第一摆动机构,该摆动机构在与所述物体的相对移动方向相交的方向上相对地摆动所述多个段的两个相邻的段的中的一个段的孔排组;以及
第二摆动机构,该摆动机构在与所述第一摆动机构的相对摆动方向相同的方向上相对地摆动所述两个段中另一个段的孔排组,该第二摆动机构的相位与所述第一摆动机构的相位相偏移。
13、如权利要求1所述的表面处理设备,其中所述处理器包括:多个以等节距并排排列的电极部件,作为所述孔排中的一个孔排的狭缝状缝隙形成于所述多个电极部件的相邻的两个电极部件之间;
用于等离子处理所述物体的处理气体穿过所述缝隙。
14、如权利要求13所述的表面处理设备,其中所述处理器包括多个电极模块,在所述孔排的并排设置的方向上,该多个电极模块可分离地相连接,
每个所述电极模块包括多个以同样节距并排设置的电极部件,并且形成所述孔排组的一部分。
15、如权利要求14所述的表面处理设备,其中所述相邻的两个电极模块中的每一个电极模块都具有设置于彼此相对端的端部电极部件,所述两个电极模块中的一个电极模块的所述端部电极部件与所述两个电极模块中的另一个电极模块的所述端部电极部件装配在一起,以使这些端部电极部件形成单一的组合电极部件,
所述组合电极部件在厚度上与所述相邻的两个电极模块的其它各电极部件相等。
16、如权利要求1所述的表面处理设备,其中所述处理器包括用于使处理气体均匀化的整流通道,并且所述孔排与所述整流通道连续,以便所述孔排分叉。
17、如权利要求14所述的表面处理设备,其中所述处理器包括多个模块单元,该多个模块单元在并排排列方向上可分离地相连接,所述模块单元中的每一个模块单元包括所述电极模块和连接于所述电极模块上的整流模块,所述整流模块包括用于使处理气体均匀化的整流通道,并且所述电极模块的孔排连接到所述整流通道,以使所述孔排在所述模块单元的每一个所述模块单元中分叉。
18、一种表面处理方法,包括步骤:
通过以等节距沿一方向并排排列的多个孔排中的每一个孔排将处理气体吹到处理器上,以便在与并排排列方向相交的方向上相对于所述物体相对地移动所述处理器的同时,将处理气体喷射到有待处理的物体表面,进行该表面处理。
19、如权利要求18所述的表面处理方法,其中所述步骤包括在沿所述孔排中的每一个孔排的延伸方向上相对移动所述物体时,吹送所述处理气体。
20、如权利要求18所述的表面处理方法,其中所述步骤包括在相对于所述孔排中的每一个孔排的延伸方向相对倾斜地移动所述物体时,吹送所述处理气体。
21、如权利要求18所述的表面处理方法,其中当所述孔排与所述物体之间的距离处于有效范围的上限时,所述节距被设定成与有效处理宽度相等,并且所述步骤包括所述距离处于所述有效范围的上限的情况下的处理,前述有效范围为使物体的处理速度保持定值或更大值的范围。
22、如权利要求18所述的表面处理方法,其中所述处理器通过排列孔排组的多个段而组成,该孔排组由在所述孔排中的每一孔排的延伸方向上具有所述相同节距的多个孔排组成,并且所述孔排组的相邻的两个段在并排排列方向上相偏离,
所述相对运动相对于所述孔排组的所述多个段的全部而实施。
23、如权利要求18所述的表面处理方法,其中所述步骤包括沿着与所述物体的所述相对移动方向相交的方向上进一步相对地摆动所述处理器时,吹送所述处理气体。
24、如权利要求23所述的表面处理方法,其中所述摆动运动的摆动宽度被设定为所述节距的1/2或者略大于所述节距的1/2。
25、如权利要求23所述的表面处理方法,其中所述摆动运动的周期被设定为所述物体相对移动对应所述孔排的长度的距离时所需时间的1/m倍,m为整数。
26、如权利要求18所述的表面处理方法,其中所述处理器通过设置孔排组的多个段而组成,该孔排组由在所述孔排中的每一孔排的延伸方向上具有所述相同节距的多个孔排组成,
与所述相对运动并行,相邻段的所述孔排以相位偏移的方式在与物体的所述相对移动方向相交的方向上相对地摆动。
27、一种设备,该设备通过等离子化空间喷射处理气体并将处理气体施加到设置于所述等离子化空间外面的有待处理的物体上,用以等离子处理所述物体,所述设备包括:
在一个方向上彼此并排排列的第一电极模块和第二电极模块,
所述第一电极模块和第二电极模块均包括:多个电极部件,该多个电极部件并排排列于与所述第一电极模块和第二电极模块的并排排列方向相同的方向上,以及包括用于连接和支撑所述电极部件的支撑部,
用作所述等离子化空间的缝隙形成于各相邻的电极部件之间,
组合所述第一电极模块的所有所述电极部件的第一端部电极部件与所述第二电极模块的所有所述电极部件的第二端部电极部件,以便形成单一的组合电极部件,所述第一端部电极部件位于所述第二电极模块侧的一端,所述第二电极部件位于所述第一电极模块侧的一端,以及
电极部件除了所述第一电极模块的所述第一端部电极部件、所述组合的电极部件以及电极部件除了所述第二电极模块的第二端部电极部件彼此以等节距设置。
28、如权利要求27所述的等离子处理设备,其中所述第一端部电极部件和所述第二端部电极部件即所述组合的电极部件电接地。
29、如权利要求27所述的等离子处理设备,其中,在第一电极模块中,所述第一端部电极部件一体地包括:向所述第二电极模块突出的第一加厚部;以及厚度小于所述第一加厚部的并向所述第二电极模块侧的相对侧回缩的第一减厚部,
在所述第二电极模块中,所述第二端部电极部件一体地包括:向所述第一电极模块侧的相对侧回缩的第二减厚部;以及厚度大于所述第二加厚部并向所述第一电极模块突出的第二加厚部,以及
在所述组合电极部件中,所述第一加厚部和所述第二减厚部彼此装配在一起,并且所述第一减厚部和所述第二加厚部彼此装配在一起。
30、如权利要求29所述的等离子处理设备,其中温度调节通道形成于所述第一加厚部中,并且所述通道使得用来调节所述第一端部电极部件的温度的流体从该通道中通过。
31、如权利要求27所述的等离子处理设备,其中所述组合电极部件沿着与所述第一和第二电极模块的并排设置的方向相交的宽度方向上分成多个局部电极部件,该相邻的局部电极部件中的一个局部电极部件由所述第一电极模块的所述支撑部支撑,从而形成所述第一端部电极部件,以及该相邻的局部电极部件中的另一个局部电极部件由所述第二电极模块的所述支撑部支撑,从而形成所述第二端部电极部件。
32、如权利要求31所述的等离子处理设备,其中温度调节通道形成于所述局部电极部件中,并且所述通道使得用于调节温度的流体从该通道中通过。
33、如权利要求27所述的等离子处理设备,其中所述第一和第二电极模块的各电极部件均具有与所述第一和第二电极模块的并排排列方向相交的板状结构,并且所述组合电极部件具有与所述并排排列方向相交的板状结构,所述第一电极模块的除了所述第一端部电极部件之外的板状的各电极部件、所述板状的组合电极部件、以及所述第二电极模块的除了所述第二端部电极部件之外的所述板状的各电极部件在厚度上相等。
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