等离子体处理装置的制作方法

本发明涉及能够连续地实施多个等离子体处理工序的等离子体处理装置。

背景技术：

1、专利文献1中公开了一种等离子体处理装置，具有以保持气密地覆盖设置于真空容器的壁面的开口部的方式安装的板状的高频天线导体，对该天线导体的长边方向的一方的端部供给高频电力，将另一方的端部直接接地，使高频电流流过，利用在天线导体的附近产生的感应电磁场，生成等离子体，使用该等离子体对被处理基板进行等离子体处理。另外，专利文献2中公开了一种同时设置有正副两根天线导体的等离子体处理装置。

2、现有技术文献

3、专利文献1：日本专利公报特许第5747231号

4、专利文献2：日本专利公开公报特开2016-149287号

5、在利用等离子体处理装置的基板材料的等离子体处理工序中有基板表面的清洗工序、离子注入工序、或类金刚石碳(以下也记载为dlc)膜的形成工序等多个等离子体处理工序。在这些工序中，需要相对于放电等离子体的等离子体电位使被处理基材成为负电位，边进行离子照射边进行等离子体处理。在专利文献1以及2中记载的等离子体处理装置中，通过相对于等离子体电位对被处理基材施加负的直流电压或负的脉冲电压来进行离子照射。

6、但是，例如在具有卷对卷方式的多个等离子体处理工序的等离子体处理装置中，由于基材以及输送系统整体成为相等的负电位，所以例如如果针对每个等离子体处理室使处理条件不同，则装置的构成变得复杂且高价，因此不实用。

技术实现思路

1、因此，本发明的主要目的在于提供一种成为能够边将被处理基材以及输送系统保持为接地电位边进行等离子体处理的构成、能够连续地实施处理条件不同的多个等离子体处理工序的价格低且安全的等离子体处理装置。

2、本发明的等离子体处理装置，其具备：等离子体处理室(以下也只记载为处理室)，收容被处理基材；输送装置，将所述被处理基材输送到所述等离子体处理室内；电感耦合型线状天线(以下也只记载为线状天线)，用于产生等离子体；偏置电极，对等离子体施加偏置电位；以及加热装置，加热所述被处理基材，使所述偏置电极成为穹顶形或u形的没有盖的箱形，在该偏置电极内所述线状天线以及所述加热装置大致平行于所述偏置电极的长边方向配置。

3、由此，在能够控制通过所述线状天线生成的放电等离子体的等离子体电位的同时能够将放电等离子体的扩散区域关在偏置电极内。

4、而且，借助偏置电极对等离子体施加正的偏置电位，由此能够对处于接地电位的被处理基材进行离子照射，因此能够边将被处理基材以及输送系统保持为接地电位边对被处理物表面进行等离子体处理。

5、此外，例如通过针对每个处理室控制对偏置电极施加的偏置电位，能够连续地实施处理条件不同的多个等离子体处理工序。而且，通过将被处理基材以及输送系统保持为接地电位，对装置的低成本化和安全性的提高也是有效的。

6、本发明的等离子体处理装置具备：真空排气装置，对所述处理室内进行真空排气；以及气体导入装置，导入工作气体，导入按照等离子体处理工序的工作气体。

7、如果是这样的构成，则通过气体导入装置能够调整处理室内的适当的气压例如1pa。

8、优选的是，所述偏置电极是包围所述等离子体生成区域的结构。

9、如果是这样的构成，则能够高效地对被处理物照射等离子体中的离子。

10、所述线状天线通过真空密封部件使石英管贯通形成于所述等离子体处理室的侧壁面的开口部，在该石英管内收纳有电感耦合型天线导体(以下也只记载为天线导体)。

11、如果是这样的构成，则通过对所述天线导体供给高频电力，能够在所述处理室内激发高密度的放电等离子体。

12、所述偏置电极的与其长边方向垂直的断面为穹顶形或u形的没有盖的箱形，在该偏置电极内所述线状天线以及所述加热装置大致平行于所述偏置电极的长边方向配置。

13、如果是这样的构成，则能够对放电等离子体施加正的偏置电压，能够对处于接地电位的所述被处理基材表面进行等离子体处理。

14、所述线状天线可以是一根的棒状的天线导体，或者可以是相对于高频电流构成往返回路的u形的天线导体。通过高频放电生成的放电等离子体被关在由所述偏置电极以及所述被处理基材包围的空间(放电区域)内。

15、如果是这样的构成，则能够抑制在处理室内的不需要的区域的放电，能够减少在处理室内产生的尘埃等。

16、偏置电压根据等离子体处理内容，可以是直流电压、脉冲电压、或对交流电压进行半波整流得到的脉动电压。

17、所述加热装置例如加热用灯加热器配置在所述偏置电极内，所以从加热装置放射的辐射热的大部分被所述偏置电极以及所述被处理基材吸收。

18、因此，如果作为所述偏置电极使用其内侧表面的热辐射率大且外侧表面的热辐射率小的金属材料例如铝材等，则能够有效地加热所述被处理基材。

19、另外，可以用绝缘体覆膜例如氧化铝、硅氧化膜覆盖所述偏置电极的外侧表面。

20、如果是这样的构成，则能够抑制所述偏置电极与处于接地电位的周围部件之间的不需要的异常放电。

21、此外，也可以是在所述处理室的壁面设置有多个开口部、将多个所述线状天线以及加热装置大致平行地配置的构成。

22、能够加大处理室的处理面积并且能够进行均匀的表面处理。

23、按照本发明，可以是将多个所述等离子体处理室连接的串联方式等离子体处理装置，所述等离子体处理室的前后通过与差动排气系统连接的差动排气室连接。

24、如果是这样的构成，则能够连续地实施处理条件不同的多个等离子体处理工序，能够更显著地发挥本发明的作用效果。

25、本发明的等离子体处理装置的特征在于，将被处理基材保持为接地电位，改变对所述偏置电极施加的偏置电压，由此能够进行不同的等离子体处理。在一台的处理室的情况下能够在时间上依次实施多个处理工序，在将多个处理室连接实施的情况下，能够平行地实施串联方式的多个处理工序。尤其是在具有多个处理工序的卷对卷方式等离子体处理装置中，能够针对每个处理室进行不同的等离子体处理。通过使被处理基材以及输送系统整体为接地电位，能够简化等离子体处理装置，能够降低制造成本，以及能够显著改善操作上的安全性。

26、本发明的等离子体处理装置的另外一个效果是通过将用于加热所述被处理基材的加热装置配置在所述偏置电极内，能够显著提高辐射热的利用效率。

27、即，按照本发明的等离子体处理装置，将被处理基材接地，对偏置电极施加正的偏置电压，进行正电位等离子体处理，由此不对处于接地电位的被处理基材施加高频电压和脉冲电压就能够边照射高能离子边进行等离子体处理。

技术特征：

1.一种等离子体处理装置，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，

8.一种等离子体处理装置，其特征在于，

技术总结
本发明提供一种等离子体处理装置，其具备：等离子体处理室，收容被处理基材；输送装置，将所述被处理基材输送到所述等离子体处理室内；电感耦合型线状天线，用于产生等离子体；偏置电极，对等离子体电位进行调制；以及加热装置，加热所述被处理基材，所述偏置电极的与长边方向垂直地切断的断面为穹顶形或U形的箱形，在该偏置电极内所述电感耦合型线状天线以及所述加热装置大致平行于所述偏置电极的长边方向配置。

技术研发人员：渡边正则,铃木泰雄
受保护的技术使用者：等离子体成膜有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5