[go: up one dir, main page]

JP3591407B2 - Local processing unit - Google Patents

Local processing unit Download PDF

Info

Publication number
JP3591407B2
JP3591407B2 JP2000043354A JP2000043354A JP3591407B2 JP 3591407 B2 JP3591407 B2 JP 3591407B2 JP 2000043354 A JP2000043354 A JP 2000043354A JP 2000043354 A JP2000043354 A JP 2000043354A JP 3591407 B2 JP3591407 B2 JP 3591407B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
casing
discharge tube
lead
electrodes
local processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000043354A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001237219A (en
Inventor
弘夫 宮島
孝 小池
博明 秋山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2000043354A priority Critical patent/JP3591407B2/en
Publication of JP2001237219A publication Critical patent/JP2001237219A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3591407B2 publication Critical patent/JP3591407B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理物の表面をエッチング、アッシング、改質し又は薄膜を形成する表面処理技術に関し、特に大気圧又はその近傍の圧力下でプラズマに生成される励起活性種を用いて局所的に表面処理をする局所処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、大気圧付近の圧力下でのプラズマ放電により生成される励起活性種を利用することによって、真空設備を必要とせずに低コストで被処理物の表面を様々に処理することができる表面処理技術が知られている。大気圧下でのプラズマによる表面処理には、電極と被処理物間で直接気体放電を生じさせ、これにより発生するプラズマに直接曝露させる直接放電方式と、一対の電極間での気体放電によりプラズマを発生させ、それにより生成される励起活性種に被処理物を曝露させる間接放電方式とがある。
【0003】
間接放電方式は、直接放電方式に比して処理レートが低いので高出力を要求される場合があるが、チャージアップによる被処理物の損傷の虞がない点で有利である。このような大気圧プラズマに局所表面処理に適した表面処理装置の典型例が、特開平9−232293号公報に開示されている。この従来装置は、例えば内径1mm以下の狭小な断面を有するガラス等の誘電体材料からなる細い放電管と、当該放電管を挟むように対向配置された一対の電極とを備え、放電管先端のノズル部を被処理物の表面に向けて配置する。ガス供給源から放電管内に所定のガスを導入しつつ、両電極間で気体放電を発生させることにより生成される励起活性種を含む反応性ガスを、ノズル部から細いガス流として被処理物表面に噴射する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来においては以下のような問題があった。
【0005】
上記したように、放電管は内径1mm以下といった小径のものを使用する。このため、放電管を内部に取り込むケーシングを設けるのが一般的である。前記ケーシングは金属材料にて形成し、外部への電磁的なシールドを行わせるのが一般的である。また、ケーシング内に設けた放電管を振動等から保護するため、誘電体からなる保護部材をケーシング内に充填して放電管の周囲を覆うことが好ましい。
【0006】
しかし、このような場合に、高周波電圧を電極に印加すると、保護部材を介してケーシングへの高周波電力の漏れが発生し、電極に伝導する高周波電力に無視できない程の損失を与えていた。電極に印加される高周波電力の損失により、気体放電による表面処理効率も低下するため、ケーシングへの高周波電力の漏れを防止することが望まれていた。
【0007】
本発明の目的は、高周波電力の損失を最小限として、安定した気体放電を行うことのできる局所処理装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
伝導経路の絶縁保持を行うにあたり、上記したような誘電体で周囲を覆わせることが考えられる。しかし、大気雰囲気中よりも誘電体(絶縁体)の方が、比誘電率は数倍以上大きい。このため、ケーシング内を誘電体で充填させる構成とするよりも、ケーシング内を大気雰囲気中に近づける方が、高周波電力の漏れを効果的に防止できることに本願発明者は着目した。
【0009】
本発明に係る局所処理装置は上記した知見に基づいてなされ、電磁的遮蔽をなすケーシング内に処理用気体を流通させる放電管が形成されてなり、当該放電管の周囲に誘電体にてなる保護部材が配置されてなるとともに、当該放電管の両側に一対の電極が配置され、当該電極の一方にリードが接続されてなり、前記一方の電極と前記リードによって形成されてなる伝導経路及び保護部材とケーシングとの間に中空部分が形成されてなる構成とした。
【0010】
このため、高周波電圧を伝導経路に伝導させる際に、前記伝導経路及び前記保護部材と、ケーシングとの絶縁保持が効果的になされ、もれ電流を最小化することができる。これにより、気体放電を安定的に発生させることができる。
また、本発明に係る局所排気装置は、放電管の先端に、着脱可能なノズルチップを有するため、異なる孔径のものに交換でき、表面処理するエリアを調整することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の局所処理装置の実施形態について図面に従って詳細に説明する。
【0012】
図1は本実施形態における局所処理装置20の断面図である。本実施形態における局所処理装置20はケーシング部材21を有している。前記ケーシング部材21は、上部ケーシング部材22、中部ケーシング部材24、下部ケーシング部材26、底部ケーシング部材28にて形成される。前記上部〜底部ケーシング部材22,24,26,28は、それぞれ略角柱形状のブロック体のセンター部を略円筒形状に刳り抜いたものである。前記ケーシング部材21は、前記上部〜底部ケーシング部材22,24,26,28の刳り抜き部を芯合わせして密接してなっている。このため、ケーシング部材21は、ケーシング部材22,24,26,28の一部を省略したり追加したりできるため、ケーシング部材21内に入れ込む部材に合わせてサイズを調節することができる。本実施形態においては、ケーシング部材21はアルミにて形成している。このため、ケーシング部材21外部への電磁波の遮蔽をすることができる。なお、ケーシング部材21の材料としては、アルミに限らずシールド機能を有する材質のものであればよい。
【0013】
前記ケーシング部材21の軸心上には直管状の放電管40が配置されている。前記放電管40は上端部を上部ケーシング部材22の軸心上に位置し、放電管40下端部を底部ケーシング部材28内壁面に臨ませている。一方、前記放電管40下端部に対向する底部ケーシング部材28の対向面には、ノズルチップ44が外部に突出する形で着脱自在に設けられ、当該ノズルチップ44に前記放電管40の下端部がはめ込まれている。このように、放電管40とノズルチップ44とを分離可能に形成させたことにより、ノズルチップ44を異なる孔径のものに交換することができる。このため、表面処理するエリアを調整することができる。また、ノズルチップ44の材料としては、ステンレス(SUS)やアルミが好ましい。
【0014】
前記ノズルチップ44は底部ケーシング部材28内に上端部を突出させている。前記ノズルチップ44の上端部は略円筒形状に形成したノズルホルダ42に螺着されて固定保持される。ノズルホルダ42の材質としては、ステンレス(SUS)やアルミが好ましい。
【0015】
前記放電管40は、下部ケーシング部材26に対向する面の周囲を保護部材36にて覆わせている。前記保護部材36は、受け部37の中央部に仕切り部39を一体的に垂設した逆T字形状をなしている。前記保護部材36は仕切り部39の中心軸部に放電管40を貫通させ、放電管40の保護をなしている。そして、保護部材36は、受け部37下面を前記ノズルホルダ42の上面に当接され、ノズルホルダ42にて支持される。
【0016】
前記保護部材36の仕切り部39の両面39a,39bの図2(a)に示した上下方向中央には、それぞれ一対の棒状電極46,48を当接させている。前記一対の棒状電極46,48はそれぞれ略直方形状をなしており、図2(a)に示すように前記保護部材36の仕切り部39を挟み込んで上面視一直線状となるように対向配置している。棒状電極46,48に挟み込まれた仕切り部39軸心部を放電管40が上下方向を貫通しており、当該放電管40の貫通部分内で気体放電を起こさせるのである。このように、前記一対の棒状電極46,48はノズルチップ44近傍に配置している。これにより、プラズマなどの励起活性種が直ちにノズルチップ44から外部へ放出することができる。このため、十分な励起活性種を被処理物表面に到達させることができる。
【0017】
また、受け部37の長手方向の長さは棒状電極46,48の長手方向の長さより長く形成している。これにより、両電極46,48の設置面積を確保させている。特に、高周波電圧を印加される棒状電極46は、底部ケーシング部材28を直線的に臨めないため、棒状電極46と底部ケーシング部材28との間で放電が発生することを防止できる。前記保護部材36はアルミナや石英にて形成しており、両電極46,48の絶縁を保持させている。なお、保護部材36の材料としては、絶縁体材料であればこれに限られない。
【0018】
そして、前記保護部材36の仕切り部39の高さは、図2(b)に示すように、前記棒状電極46,48よりも高く形成してある。また、前記保護部材36の仕切り部39a,39bは前記棒状電極46,48の厚み方向に対して十分長く形成している。これにより、棒状電極46,48同士が直線的に臨めないようにしている。棒状電極46,48同士が直線的に臨めると、棒状電極46,48に印加させる際に、保護部材36の表面(沿面)を伝って導通してしまう沿面放電が発生するおそれがある。沿面放電が発生すると、放電管40内での気体放電が発生せずまたは発生した気体放電を停止させてしまう。上記したように、前記保護部材36の仕切り部39は、前記棒状電極46、48の厚み方向に対して十分長く形成しているため、沿面放電を防止することができる。このため、放電管40内を介した気体放電を確実に発生させることができ、また発生した気体放電を安定して持続させることができる。前記棒状電極46,48はアルミにて形成しており、それぞれ表面に金めっきを施している。これにより、棒状電極46,48の腐食、酸化を防止させることができる。そして、金は高い導電性を有しているため、棒状電極の伝導効率を向上させることができる。また、棒状電極46,48の性能の劣化を防止することができる。
【0019】
前記棒状電極46背面と、ケーシング部材21内壁面との間には、ホルダ部材50が介在している。前記ホルダ部材50は基端部を下部ケーシング部材26内壁面に当接し、ホルダ部材50の先端部を前記棒状電極46の背面部に当接させている。これにより、棒状電極46が保護部材36側に位置決め保持されている。前記ホルダ部材50の材質としては、アルミナや石英を好ましく用いることができるが、絶縁体材料であればこれに限られない。
【0020】
これに対して、他方の棒状電極48は、下部ケーシング部材21の外表面まで露出した延長電極49に一体的に連結されている。前記延長電極49は、図示しないアース経路に接続されている。これにより、棒状電極48の接地が確保されている。
【0021】
前記保護部材36の上には、略円柱形状の中間部材34が配置されている。前記中間部材34は側面部を中部ケーシング部材24の内壁面に対向するよう配置している。そして、前記中間部材34は下面を前記保護部材36の仕切り部39の上面に当接して、前記保護部材36の位置決めをなしているのである。また、前記中間部材34の中心軸部には貫通孔が設けられ、当該貫通孔内に放電管40を挿入させて当該放電管40を保護しているのである。なお、前記中間部材34としては、テフロンやマイカ系セラミックスが好ましいが、絶縁体材料であればこれに限られない。
【0022】
前記中間部材34の上側には、絶縁部材32が配置されている。前記絶縁部材32は前記上部ケーシング部材22の刳り抜き部に対応する略円柱形状をなしている。前記絶縁部材32は前記上部ケーシング部材32の刳り抜き部にはめ込まれている。これにより、ケーシング部材21の上面方向における密閉がなされ、ケーシング部材21内部に密閉空間を形成させることができる。絶縁部材32の上面は断面凹部形状に形成してあり、当該凹部底面は前記中間部材34上面に対応させて形成している。そして、絶縁部材32の下面は下方に張り出した断面逆凸部形状に形成してあり、当該逆凸部下面にて中間部材34上面と当接させている。前記絶縁部材32は周面部に開口したガス流入孔33を有している。上部ケーシング部材22の一側面部にも、図示しないガス供給源に接続したガス流入パイプ62が設けてあり、当該ガス流入パイプ62の先端部を前記ガス流入孔33の上開口部に対応させている。前記ガス流入孔33は前記上開口部から絶縁部材32の軸中心方向に向って伸び、当該軸中心部にて軸心に沿って下方へ屈曲する。そして、前記ガス流入孔33は前記絶縁部材32の下面まで達し、当該下面部にて下開口部を有している。前記絶縁部材32下面部のガス流入孔33の下開口部には、放電管40の上端部が挿入される。このため、ガス流入パイプ62から流入された処理気体がガス流入孔33を介して放電管40上部に送り出されるのである。また、前記ガス流入孔33下開口部の内壁面は、円筒形状の押え部材35が形成されている。前記押え部材35には内側フランジが形成してあり、当該内側フランジが前記放電管40上部に当接して下方向に付勢する。このため、前記放電管40の位置決めをなすことができるのである。前記絶縁部材32はテフロンにて形成され、絶縁保持を行わせている。なお、前記絶縁部材32は、絶縁体材料であればこれに限られない。
【0023】
また、前記上部ケーシング部材22上面の軸中心方向からリード30が挿入配置されている。前記リード30は、前記絶縁部材32上面付近にて直径方向に屈曲する。そして、絶縁部材32の上面凹部内壁面に沿って下降し、絶縁部材32を貫通する。上記したように絶縁部材32の上面凹部底面は中間部材34上面に対応して形成しているため、前記絶縁部材32を貫通するリード30は、中間部材34の側面に当接するように下降する。これにより中間部材34にてリード30の保護を行わせることができる。前記リード30は、さらに下方に伸びて棒状電極46に接続する。これにより、リード30は棒状電極46との電気的導通が確保される。そして、前記リード30は下端部を保護部材36の受け部37aに当接し、伝導効率を向上させるのである。
【0024】
前記リード30は、複数の板状部材にて形成し、当該複数の板状部材を積層配置させてなっている。本実施形態においては、前記リード30は、前記板状部材を3枚積層配置させたものとしている。そして、本実施形態においては、リード30の上端部が、図示しない高周波電源に接続している。本実施形態においては、高周波電圧として、周波数が40.68MHzのものを用いている。図示しない高周波電源にて発生した高周波電力は前記リード30の上端部より伝導されるが、このような高周波電力はリード30の内部ではなくリード30の表面部を通して棒状電極46に伝導する。上記したように、リード30は複数の板状部材を積層配置しているが、高周波電力は板状部材の間隙を介して表面部を伝導する。本実施形態においては、3枚の板状部材を積層配置させているため、高周波電力の伝導効率を3倍化させることができる。これにより、棒状電極46に効率よく高周波電圧を印加させることができ、高周波電圧にて気体放電を行わせることができるのである。このように高周波電圧を棒状電極46に印加することにより、棒状電極46,48間で電子が高周波振動し、この電子の衝突により処理気体がプラズマ化され励起活性種となる。従って、高密度のプラズマを高い生成率で発生することができるとともに、異常放電を起こりにくくすることができる。また、リード30全体の体積を減少させてもリード30の表面積を増加させることで電力を効率よく伝えて、局所処理装置20をコンパクト化することができる。さらに、前記高周波電圧は、周波数が30MHz以上のものを用いることにより、高周波電圧の伝導効率を保持しつつ棒状電極46,48間にて電子が振動するため、棒状電極46,48に電子が衝突して損傷を与えることなく高密度のプラズマを発生させることができ、処理効率を向上させることができる。
【0025】
また、前記リード30は銅にて形成され、表面に金めっきを施している。これにより、前記リード30の酸化を防止して安定的に高周波電力を伝導させることができる。
【0026】
前記局所処理装置20は、前記伝導経路(リード30、棒状電極46)及び前記保護部材(保護部材36、中間部材34)と、ケーシング部材21内との間に中空領域60を設けて絶縁空間を形成している。前記伝導経路の周囲をマイカ系セラミックスなどの誘電体で囲って絶縁する形態も考えられる。しかし、図3(b)に示したように、大気雰囲気中よりも誘電体(絶縁体)であるマイカ系セラミックスの方が、比誘電率は5倍以上大きい。このように、伝導経路の周囲を誘電体で囲む構成とするよりも、中空領域を形成させて大気雰囲気中とする方が絶縁保持を効果的に行えることに本願発明者は着目した。このように中空領域60を形成させたため、前記伝導経路(リード30、棒状電極46)及び前記保護部材(保護部材36、中間部材34)と、ケーシング部材21内との絶縁保持が効果的になされ、もれ電流を最小化することができる。これにより、気体放電を安定的に発生させることができるのである。
【0027】
また、下部ケーシング部材26の一側面部には空気供給管52を突設するとともに、下部ケーシング部材26の他側面部には空気放出管54を突設している。空気供給管52より冷却空気をケーシング部材21内に案内する。そして、ケーシング部材21内の中空領域60を通ってケーシング部材21内部の熱交換を行い、空気放出管54よりケーシング部材21外部に放出される。これにより、電極のプラズマ生成過程における過熱状態を防止することができ、ケーシング部材21内部の温度を一定に保持することができ、放電を安定させることができる。電極部の熱膨張等による破損を防止することができる。なお、ケーシング部材21内の電極部を空冷できるような構造であれば特に上記構造に限られない。
【0028】
以上のように構成した局所処理装置20の作用は以下のようになる。局所処理装置20は、ノズルチップ44の先端を図示しない被処理物の上方に臨ませている。
【0029】
処理用気体が上部ケーシング部材22側壁に設けた放電管40開口部に流入する。処理用気体は放電管40内を進行してケーシング部材21内を下降する。下部ケーシング部材26の部分においては、棒状電極46,48に高周波電圧が印加され、放電管40内に気体放電が発生する。本実施形態においては、高周波で電圧を印加させているため、高密度の励起活性種を発生させることができる。前記励起活性種はノズルチップ44からすぐ被処理物上に送りだされるため、十分な励起活性種を被処理物上に送り出し、表面処理を行わせることができる。被処理物としては半導体チップ、ウエハ等がある。処理工程としては、エッチング、アッシング、改質し又は薄膜形成等があるが、特に用途はこれに限られない。
【0030】
図3(a)に実施例である局所処理装置20と比較例の局所処理装置におけるアッシングレイトの比較図を示す。比較例の局所処理装置は中空領域60にマイカ系セラミックスを配置したものである。処理条件としては、He流量は2l/minであり、O流量は30ml/minである。ノズルチップ先端から被処理物までの距離は、0.5mm程度である。ノズルチップの外径は3.0mmであり、内径は1.5mmである。上記処理条件において実施例と比較例のアッシングレイトを比較すると、図3(a)に示すように同じ出力でも処理効率を3倍以上に上昇させることができるという結果を得た。
【0031】
【発明の効果】
本発明における局所処理装置においては、電磁的遮蔽をなすケーシング内に処理用気体を流通させる放電管が形成されてなり、当該放電管の周囲に誘電体にてなる保護部材が配置されてなるとともに、当該放電管の両側に一対の電極が配置され、当該電極の一方にリードが接続されてなり、前記一方の電極と前記リードによって形成されてなる伝導経路及び保護部材とケーシングとの間に中空部分が形成されてなるため、前記伝導経路及び前記保護部材と、ケーシング内の絶縁保持が効果的になされ、もれ電流を最小化することができる。これにより、気体放電を安定的に発生させることができるのである。
【0032】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態における局所処理装置を示す断面図である。
【図2】本発明の実施形態における局所処理装置の要部上面図及び斜視図である。
【図3】本発明における局所処理装置の処理効率と材質の比誘電率を示す説明図である。
【符号の説明】
20………局所表面処理装置
21………ケーシング部材
22………上部ケーシング部材
24………中部ケーシング部材
26………下部ケーシング部材
28………底部ケーシング部材
30………リード
32………絶縁部材
33………ガス流入孔
34………中間部材
35………押え部材
36………保護部材
37………受け部
39………仕切り部
40………放電管
42………ノズルホルダ
44………ノズルチップ
46………棒状電極
48………棒状電極
49………延長電極
50………ホルダ部材
52………空気供給管
54………空気放出管
60………中空領域
62………ガス流入パイプ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface treatment technique for etching, ashing, modifying, or forming a thin film on a surface of an object to be treated, and in particular, locally using an excited active species generated in a plasma at or near atmospheric pressure. The present invention relates to a local processing apparatus for performing a surface treatment on an object.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, by using excited active species generated by plasma discharge under a pressure near the atmospheric pressure, a surface capable of variously treating the surface of an object to be processed at low cost without requiring vacuum equipment. Processing techniques are known. For surface treatment with plasma under atmospheric pressure, a gas discharge is directly generated between the electrode and the object to be processed, and the plasma is directly exposed to the generated plasma. And an indirect discharge method in which an object to be processed is exposed to excited active species generated thereby.
[0003]
The indirect discharge method requires a high output because the processing rate is lower than that of the direct discharge method. However, the indirect discharge method is advantageous in that there is no risk of damage to the workpiece due to charge-up. A typical example of a surface treatment apparatus suitable for local surface treatment for such atmospheric pressure plasma is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-232293. This conventional device includes, for example, a thin discharge tube made of a dielectric material such as glass having a narrow cross section having an inner diameter of 1 mm or less, and a pair of electrodes arranged to face each other so as to sandwich the discharge tube. The nozzle portion is arranged facing the surface of the workpiece. A reactive gas containing excited active species generated by generating a gas discharge between both electrodes while introducing a predetermined gas from a gas supply source into a discharge tube is converted into a thin gas flow from a nozzle portion on the surface of the workpiece. Spray.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventionally, there were the following problems.
[0005]
As described above, a discharge tube having a small diameter of 1 mm or less is used. For this reason, it is common to provide a casing for taking the discharge tube inside. In general, the casing is formed of a metal material and electromagnetically shields the outside. Further, in order to protect the discharge tube provided in the casing from vibrations or the like, it is preferable to cover the periphery of the discharge tube by filling the casing with a protective member made of a dielectric material.
[0006]
However, in such a case, when a high-frequency voltage is applied to the electrode, high-frequency power leaks to the casing via the protective member, causing a considerable amount of loss in the high-frequency power transmitted to the electrode. Since the loss of the high-frequency power applied to the electrodes also reduces the surface treatment efficiency due to gas discharge, it has been desired to prevent the high-frequency power from leaking to the casing.
[0007]
An object of the present invention is to provide a local processing apparatus capable of performing stable gas discharge while minimizing loss of high-frequency power.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to maintain the insulation of the conduction path, it is conceivable to cover the periphery with the above-described dielectric. However, the relative permittivity of the dielectric (insulator) is several times or more higher than that in the air atmosphere. For this reason, the inventor of the present application has noticed that leakage of high-frequency power can be more effectively prevented by bringing the inside of the casing closer to the atmosphere than by using a structure in which the inside of the casing is filled with a dielectric.
[0009]
The local processing apparatus according to the present invention is made based on the above-mentioned knowledge, and includes a discharge tube for flowing a processing gas in a casing forming an electromagnetic shield, and a protection made of a dielectric material around the discharge tube. A member is arranged, a pair of electrodes are arranged on both sides of the discharge tube, a lead is connected to one of the electrodes, and a conduction path and a protection member formed by the one electrode and the lead A hollow portion is formed between the casing and the casing.
[0010]
Therefore, when the high-frequency voltage is transmitted to the conduction path, insulation between the conduction path and the protection member and the casing is effectively maintained, and leakage current can be minimized. Thereby, gas discharge can be generated stably.
Moreover, since the local exhaust device according to the present invention has a detachable nozzle tip at the tip of the discharge tube, the local exhaust device can be replaced with one having a different hole diameter and the area to be surface-treated can be adjusted.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the local processing apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 is a cross-sectional view of the local processing apparatus 20 according to the present embodiment. The local processing apparatus 20 according to the present embodiment has a casing member 21. The casing member 21 is formed of an upper casing member 22, a middle casing member 24, a lower casing member 26, and a bottom casing member 28. Each of the upper to lower casing members 22, 24, 26, and 28 is formed by hollowing out a center portion of a substantially prismatic block body into a substantially cylindrical shape. The casing member 21 is in close contact with the hollow portions of the top to bottom casing members 22, 24, 26, and 28 by centering. For this reason, since the casing member 21 can omit or add a part of the casing members 22, 24, 26, and 28, the size can be adjusted according to the members to be inserted into the casing member 21. In the present embodiment, the casing member 21 is formed of aluminum. Therefore, it is possible to shield the electromagnetic wave to the outside of the casing member 21. The material of the casing member 21 is not limited to aluminum, but may be any material having a shielding function.
[0013]
A straight discharge tube 40 is disposed on the axis of the casing member 21. The discharge tube 40 has an upper end located on the axis of the upper casing member 22 and a lower end facing the inner wall surface of the bottom casing member 28. On the other hand, a nozzle tip 44 is detachably provided on the surface of the bottom casing member 28 facing the lower end of the discharge tube 40 so as to protrude to the outside, and the lower end of the discharge tube 40 is attached to the nozzle tip 44. Inlaid. As described above, since the discharge tube 40 and the nozzle tip 44 are formed so as to be separable, the nozzle tip 44 can be replaced with one having a different hole diameter. For this reason, the area to be surface-treated can be adjusted. As a material of the nozzle tip 44, stainless steel (SUS) or aluminum is preferable.
[0014]
The nozzle tip 44 has an upper end projecting into the bottom casing member 28. The upper end of the nozzle tip 44 is screwed and fixedly held on a nozzle holder 42 formed in a substantially cylindrical shape. The material of the nozzle holder 42 is preferably stainless steel (SUS) or aluminum.
[0015]
The discharge tube 40 is covered with a protection member 36 around a surface facing the lower casing member 26. The protection member 36 has an inverted T-shape in which a partition portion 39 is integrally provided at the center of the receiving portion 37. The protection member 36 protects the discharge tube 40 by passing the discharge tube 40 through the central axis of the partition 39. The protection member 36 has the lower surface of the receiving portion 37 in contact with the upper surface of the nozzle holder 42 and is supported by the nozzle holder 42.
[0016]
A pair of rod-shaped electrodes 46 and 48 are in contact with the upper and lower centers of both surfaces 39a and 39b of the partition 39 of the protection member 36 as shown in FIG. The pair of rod-shaped electrodes 46 and 48 each have a substantially rectangular shape, and are opposed to each other so as to be linear when viewed from above, with the partition 39 of the protection member 36 interposed therebetween as shown in FIG. I have. The discharge tube 40 penetrates in the vertical direction through the axial center of the partition 39 sandwiched between the rod-shaped electrodes 46 and 48, and causes gas discharge in the penetrating portion of the discharge tube 40. As described above, the pair of rod-shaped electrodes 46 and 48 are arranged near the nozzle tip 44. As a result, excited active species such as plasma can be immediately released from the nozzle tip 44 to the outside. For this reason, sufficient excited active species can reach the surface of the object.
[0017]
The length of the receiving portion 37 in the longitudinal direction is longer than the length of the rod-shaped electrodes 46 and 48 in the longitudinal direction. Thereby, the installation area of both electrodes 46 and 48 is secured. In particular, since the rod-shaped electrode 46 to which the high-frequency voltage is applied does not linearly face the bottom casing member 28, it is possible to prevent discharge from occurring between the rod-shaped electrode 46 and the bottom casing member 28. The protection member 36 is made of alumina or quartz, and keeps the electrodes 46 and 48 insulated. The material of the protection member 36 is not limited to this as long as it is an insulator material.
[0018]
The height of the partition 39 of the protection member 36 is higher than the rod electrodes 46 and 48 as shown in FIG. 2B. The partition portions 39a and 39b of the protection member 36 are formed sufficiently long in the thickness direction of the rod-shaped electrodes 46 and 48. Thereby, the rod-shaped electrodes 46 and 48 are prevented from linearly facing each other. When the rod-shaped electrodes 46 and 48 are linearly facing each other, there is a possibility that a creeping discharge that is conducted along the surface (creeping surface) of the protection member 36 when applying the voltage to the rod-shaped electrodes 46 and 48 may occur. When the creeping discharge occurs, the gas discharge in the discharge tube 40 does not occur or the generated gas discharge is stopped. As described above, since the partition 39 of the protective member 36 is formed sufficiently long in the thickness direction of the rod-shaped electrodes 46 and 48, creeping discharge can be prevented. For this reason, the gas discharge through the inside of the discharge tube 40 can be reliably generated, and the generated gas discharge can be stably maintained. The rod-shaped electrodes 46 and 48 are formed of aluminum, and each surface is plated with gold. Thereby, corrosion and oxidation of the rod-shaped electrodes 46 and 48 can be prevented. Since gold has high conductivity, the conduction efficiency of the rod-shaped electrode can be improved. In addition, the performance of the rod-shaped electrodes 46 and 48 can be prevented from deteriorating.
[0019]
A holder member 50 is interposed between the back surface of the rod-shaped electrode 46 and the inner wall surface of the casing member 21. The holder member 50 has a base end in contact with the inner wall surface of the lower casing member 26 and a distal end of the holder member 50 in contact with the back surface of the rod-shaped electrode 46. Thus, the rod-shaped electrode 46 is positioned and held on the protection member 36 side. As a material of the holder member 50, alumina or quartz can be preferably used, but is not limited to this as long as it is an insulator material.
[0020]
On the other hand, the other rod-shaped electrode 48 is integrally connected to the extension electrode 49 exposed to the outer surface of the lower casing member 21. The extension electrode 49 is connected to a ground path (not shown). Thus, the grounding of the rod-shaped electrode 48 is ensured.
[0021]
A substantially cylindrical intermediate member 34 is disposed on the protection member 36. The intermediate member 34 is disposed such that a side surface portion faces the inner wall surface of the middle casing member 24. The lower surface of the intermediate member 34 is in contact with the upper surface of the partition 39 of the protection member 36, thereby positioning the protection member 36. Further, a through-hole is provided in the central shaft portion of the intermediate member 34, and the discharge tube 40 is inserted into the through-hole to protect the discharge tube 40. The intermediate member 34 is preferably made of Teflon or mica ceramics, but is not limited to this as long as it is an insulator material.
[0022]
An insulating member 32 is disposed above the intermediate member 34. The insulating member 32 has a substantially cylindrical shape corresponding to a hollow portion of the upper casing member 22. The insulating member 32 is fitted in a hollow portion of the upper casing member 32. Thereby, the casing member 21 is sealed in the upper surface direction, and a sealed space can be formed inside the casing member 21. The upper surface of the insulating member 32 is formed in a concave shape in cross section, and the bottom surface of the concave portion is formed so as to correspond to the upper surface of the intermediate member 34. The lower surface of the insulating member 32 is formed in a downwardly projecting cross-sectional inverted convex shape, and the lower surface of the inverted convex portion is in contact with the upper surface of the intermediate member 34. The insulating member 32 has a gas inflow hole 33 opened on the peripheral surface. A gas inflow pipe 62 connected to a gas supply source (not shown) is also provided on one side surface of the upper casing member 22, and a tip of the gas inflow pipe 62 corresponds to an upper opening of the gas inflow hole 33. I have. The gas inflow hole 33 extends from the upper opening toward the axial center of the insulating member 32 and is bent downward along the axis at the axial center. The gas inlet 33 reaches the lower surface of the insulating member 32 and has a lower opening at the lower surface. The upper end of the discharge tube 40 is inserted into the lower opening of the gas inflow hole 33 on the lower surface of the insulating member 32. Therefore, the processing gas flowing from the gas inflow pipe 62 is sent out to the upper portion of the discharge tube 40 through the gas inflow hole 33. A cylindrical pressing member 35 is formed on the inner wall surface of the lower opening of the gas inflow hole 33. The holding member 35 has an inner flange formed thereon, and the inner flange contacts the upper portion of the discharge tube 40 and urges the discharge tube 40 downward. Therefore, the discharge tube 40 can be positioned. The insulating member 32 is made of Teflon, and performs insulation holding. The insulating member 32 is not limited to this as long as it is an insulator material.
[0023]
A lead 30 is inserted and arranged from the axial center direction of the upper surface of the upper casing member 22. The lead 30 is bent in the diameter direction near the upper surface of the insulating member 32. Then, it descends along the inner wall surface of the upper surface concave portion of the insulating member 32 and penetrates the insulating member 32. As described above, since the bottom surface of the concave portion of the upper surface of the insulating member 32 is formed so as to correspond to the upper surface of the intermediate member 34, the lead 30 penetrating the insulating member 32 descends so as to contact the side surface of the intermediate member 34. Thus, the lead 30 can be protected by the intermediate member 34. The lead 30 extends further downward and connects to the rod-shaped electrode 46. As a result, electrical conduction between the lead 30 and the rod-shaped electrode 46 is ensured. The lower end of the lead 30 contacts the receiving portion 37a of the protection member 36, thereby improving the conduction efficiency.
[0024]
The lead 30 is formed of a plurality of plate members, and the plurality of plate members are stacked and arranged. In the present embodiment, the lead 30 is formed by laminating three plate members. In the present embodiment, the upper end of the lead 30 is connected to a high-frequency power source (not shown). In the present embodiment, a high frequency voltage having a frequency of 40.68 MHz is used. High-frequency power generated by a high-frequency power supply (not shown) is transmitted from the upper end of the lead 30, but such high-frequency power is transmitted to the rod-shaped electrode 46 not through the inside of the lead 30 but through the surface of the lead 30. As described above, the lead 30 has a plurality of plate-like members stacked and arranged, but the high-frequency power is transmitted through the surface of the lead 30 through the gap between the plate-like members. In the present embodiment, since the three plate-shaped members are arranged in a stacked manner, the conduction efficiency of the high-frequency power can be tripled. Thus, a high-frequency voltage can be efficiently applied to the rod-shaped electrode 46, and gas discharge can be performed with the high-frequency voltage. By applying a high-frequency voltage to the rod-shaped electrode 46 in this manner, electrons are oscillated at a high frequency between the rod-shaped electrodes 46 and 48, and the collision of the electrons turns the processing gas into plasma to become excited active species. Therefore, high-density plasma can be generated at a high generation rate, and abnormal discharge can be suppressed. Further, even if the volume of the entire lead 30 is reduced, the power is efficiently transmitted by increasing the surface area of the lead 30 and the local processing apparatus 20 can be made compact. Further, by using the high frequency voltage having a frequency of 30 MHz or more, the electrons oscillate between the rod electrodes 46 and 48 while maintaining the conduction efficiency of the high frequency voltage. Therefore, high-density plasma can be generated without causing damage, and processing efficiency can be improved.
[0025]
The lead 30 is made of copper and has a gold plated surface. Accordingly, the lead 30 can be prevented from being oxidized, and the high-frequency power can be stably conducted.
[0026]
The local processing apparatus 20 provides a hollow region 60 between the conductive path (lead 30, the bar-shaped electrode 46) and the protection member (the protection member 36, the intermediate member 34), and the inside of the casing member 21 to form an insulating space. Has formed. A form in which the periphery of the conduction path is surrounded by a dielectric such as mica-based ceramics and insulated is also conceivable. However, as shown in FIG. 3B, the relative permittivity of the mica-based ceramic, which is a dielectric (insulator), is at least five times higher than that in the air atmosphere. As described above, the present inventor has paid attention to the fact that it is possible to more effectively maintain insulation by forming a hollow region and setting it in an air atmosphere than by forming a structure surrounding the conduction path with a dielectric. Since the hollow region 60 is formed in this manner, insulation between the conduction path (lead 30, the bar-shaped electrode 46) and the protection member (the protection member 36, the intermediate member 34) and the inside of the casing member 21 is effectively performed. , Leakage current can be minimized. Thereby, gas discharge can be stably generated.
[0027]
An air supply pipe 52 projects from one side of the lower casing member 26, and an air discharge pipe 54 projects from the other side of the lower casing member 26. The cooling air is guided from the air supply pipe 52 into the casing member 21. Then, heat exchange inside the casing member 21 is performed through the hollow region 60 in the casing member 21, and the heat is released to the outside of the casing member 21 from the air discharge pipe 54. Thus, an overheating state of the electrode during the plasma generation process can be prevented, the temperature inside the casing member 21 can be kept constant, and the discharge can be stabilized. Damage due to thermal expansion or the like of the electrode portion can be prevented. Note that the structure is not particularly limited to the above structure as long as the electrode portion in the casing member 21 can be air-cooled.
[0028]
The operation of the local processing device 20 configured as described above is as follows. The local processing apparatus 20 has a tip of the nozzle tip 44 facing above a workpiece (not shown).
[0029]
The processing gas flows into the opening of the discharge tube 40 provided on the side wall of the upper casing member 22. The processing gas advances in the discharge tube 40 and descends in the casing member 21. In the lower casing member 26, a high-frequency voltage is applied to the rod-shaped electrodes 46 and 48, and gas discharge occurs in the discharge tube 40. In the present embodiment, since a voltage is applied at a high frequency, a high-density excited active species can be generated. Since the excited active species is immediately sent out from the nozzle tip 44 onto the workpiece, a sufficient amount of the excited active species can be delivered onto the workpiece to perform surface treatment. The object to be processed includes a semiconductor chip and a wafer. The processing step includes, for example, etching, ashing, modification, or thin film formation, but the application is not particularly limited to this.
[0030]
FIG. 3A shows a comparison diagram of the ashing rate between the local processing device 20 of the embodiment and the local processing device of the comparative example. The local processing apparatus of the comparative example has mica ceramics disposed in the hollow region 60. As processing conditions, the He flow rate is 2 l / min, and the O 2 flow rate is 30 ml / min. The distance from the tip of the nozzle tip to the workpiece is about 0.5 mm. The outer diameter of the nozzle tip is 3.0 mm and the inner diameter is 1.5 mm. Comparing the ashing rates of the embodiment and the comparative example under the above-mentioned processing conditions, as shown in FIG. 3A, it was found that the processing efficiency could be increased three times or more even with the same output.
[0031]
【The invention's effect】
In the local processing apparatus according to the present invention, a discharge tube that circulates a processing gas is formed in a casing that forms an electromagnetic shield, and a protective member made of a dielectric is disposed around the discharge tube. A pair of electrodes are arranged on both sides of the discharge tube, a lead is connected to one of the electrodes, and a hollow is formed between the one electrode and the conductive path formed by the lead and the protective member and the casing. Since the portion is formed, insulation between the conduction path and the protection member and the casing is effectively maintained, and leakage current can be minimized. Thereby, gas discharge can be stably generated.
[0032]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a local processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a top view and a perspective view of a main part of the local processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the processing efficiency and relative permittivity of a material of the local processing apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
20 Local surface treatment device 21 Casing member 22 Upper casing member 24 Middle casing member 26 Lower casing member 28 Bottom casing member 30 Lead 32 ... Insulating member 33 ... Gas inflow hole 34 ... Intermediate member 35 ... Pressing member 36 ... Protective member 37 ... Receiving part 39 ... Partition part 40 ... Discharge tube 42 ... Nozzle holder 44 Nozzle tip 46 Rod electrode 48 Rod electrode 49 Extension electrode 50 Holder member 52 Air supply pipe 54 Air discharge pipe 60 Hollow area 62 ... Gas inflow pipe

Claims (2)

電磁的遮蔽をなすケーシング内に、処理用気体を流通させる放電管が形成され、当該放電管の周囲に誘電体にてなる保護部材が配置され、該保護部材の、当該放電管の両側に、一対の電極が配置され、該電極に印加された高周波電圧により励起活性種を得て、ノズルから被処理物上に送り出す局所処理装置であって、
前記ケーシングは前記放電管、前記保護部材、前記一対の電極を内包し、配管、配線用の開口を設けた上で、胴部と底面を閉鎖し、さらに上部を絶縁材料にて閉鎖し、
前記一対の電極の一方にリードが接続され、他方の電極はアース経路に接続され、
前記リードが接続された電極と、前記ケーシングの胴部の間に空間を設けるとともに、前記リードによって形成される伝導経路と、前記ケーシングの胴部の間にも空間を設け、
前記保護部材と前記ケーシングの胴部との間に空間を設け、且つ前記保護部材と前記ケーシングの底部との間にも空間を設けたことを特徴とする局所処理装置。
In a casing that forms an electromagnetic shield, a discharge tube that allows a processing gas to flow is formed, and a protective member made of a dielectric material is arranged around the discharge tube.The protective member, on both sides of the discharge tube, A local processing apparatus in which a pair of electrodes is arranged, an excited active species is obtained by a high-frequency voltage applied to the electrodes, and is sent out from a nozzle onto an object to be processed.
The casing encloses the discharge tube, the protection member, and the pair of electrodes, and provides a pipe and an opening for wiring , then closes a body and a bottom surface, and further closes an upper portion with an insulating material,
A lead is connected to one of the pair of electrodes, and the other electrode is connected to a ground path,
A space is provided between the electrode to which the lead is connected and the body of the casing, and a space is also provided between the conduction path formed by the lead and the body of the casing,
A local processing apparatus, wherein a space is provided between the protection member and a body of the casing, and a space is also provided between the protection member and a bottom of the casing.
請求項1記載の前記放電管の先端に、着脱可能なノズルチップを有することを特徴とする局所処理装置。A local processing apparatus comprising a detachable nozzle tip at a tip of the discharge tube according to claim 1.
JP2000043354A 2000-02-21 2000-02-21 Local processing unit Expired - Fee Related JP3591407B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000043354A JP3591407B2 (en) 2000-02-21 2000-02-21 Local processing unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000043354A JP3591407B2 (en) 2000-02-21 2000-02-21 Local processing unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001237219A JP2001237219A (en) 2001-08-31
JP3591407B2 true JP3591407B2 (en) 2004-11-17

Family

ID=18566282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000043354A Expired - Fee Related JP3591407B2 (en) 2000-02-21 2000-02-21 Local processing unit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3591407B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5859057B2 (en) * 2014-04-24 2016-02-10 芝浦メカトロニクス株式会社 Local plasma processing equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001237219A (en) 2001-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5747231B2 (en) Plasma generating apparatus and plasma processing apparatus
KR100241171B1 (en) A plasma enhanced chemical processing reactor and method
US10147585B2 (en) Plasma processing apparatus
EP1300878A1 (en) Device and method for plasma processing, and slow-wave plate
US20070284085A1 (en) Plasma processing apparatus, electrode unit, feeder member and radio frequency feeder rod
US11309167B2 (en) Active gas generation apparatus and deposition processing apparatus
US10115565B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
TWI870532B (en) Dielectric shielding type plasma generating device and plasma discharge starting method of dielectric shielding type plasma generating device
US20130105460A1 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP2002299331A (en) Plasma processing apparatus
JPH04279044A (en) Sample holding device
KR20010014867A (en) Antenna coil assemblies for substrate processing chambers
JP5456049B2 (en) Plasma generator
KR19990062781A (en) Plasma treatment apparatus and treatment method
JP3591407B2 (en) Local processing unit
JP3580211B2 (en) Local processing unit
JP2001006897A (en) Plasma treatment device and plasma treatment method
JP2001237220A (en) Local processing unit
JPH04259274A (en) Electrically pumped gas laser suitable for high input power
JP3169134U (en) Plasma processing equipment
JP2001237225A (en) Local processing unit
JP2002203836A (en) Plasma treatment method and plasma treatment device
JPH10241893A (en) Microwave plasma generator
WO2014045565A1 (en) Plasma processing device and method
JP2001232179A (en) Local processing unit

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20031222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040309

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040415

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040629

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040705

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040803

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040816

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080903

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080903

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090903

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090903

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100903

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100903

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110903

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120903

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130903

Year of fee payment: 9

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees