專利名稱:等離子體表面加工設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種等離子體表面加工技術(shù),其中通過在一對電極之間施加電場以等離子體化加工氣體,對于半導(dǎo)體等的基材的表面進行例如成膜、蝕刻、灰化、清理、表面改性等加工。更具體地,本發(fā)明涉及一種適合在等離子體成膜設(shè)備中布置基材遠(yuǎn)離基材的電極之間的電場施加空間的所謂的遠(yuǎn)程控制型的設(shè)備。
背景技術(shù):
等離子體表面加工設(shè)備配備一對電極(例如,日本專利申請公開第H11-236676號)。加工氣體引入到該對電極之間,并且在它們之間施加電場產(chǎn)生輝光放電。這樣加工氣體被等離子體化。將這樣等離子體化的加工氣體吹到半導(dǎo)體基材等的基材表面上。這樣可以對基材表面進行例如成膜(CVD)、蝕刻、灰化、清理和表面改性的加工。
配備到單一設(shè)備上的電極的數(shù)目不局限于兩個。例如,在日本專利申請公開第H05-226258號中公開的等離子體加工設(shè)備中,布置多個電極以致它們的極性交替出現(xiàn)。
等離子體表面加工系統(tǒng)包括將基材放置在一對電極之間的電場施加空間的所謂直接系統(tǒng)、和其中基材遠(yuǎn)離電場施加空間放置和在電場施加空間中等離子體化的加工氣體吹到這個基材上的所謂遠(yuǎn)程型。它進一步包括其中將整個系統(tǒng)放在減壓容器中和在較低壓力環(huán)境中進行加工的低壓等離子體加工系統(tǒng)和在接近大氣壓力的壓力(大致為常壓)下進行加工的常壓加工系統(tǒng)。
例如,如日本專利申請公開第H11-251304號公開的,遠(yuǎn)程型常壓表面加工設(shè)備包括吹出加工氣體的噴氣嘴。在這個嘴內(nèi),一對電極以對面關(guān)系布置。至少一個電極熱噴涂膜在其對表面配備固體電介質(zhì)層例如陶瓷。為了防止在常壓電極間的空間中可發(fā)生的電弧放電發(fā)生進行這種布置。噴嘴形成有與電極之間的電場施加空間連接的噴氣通道?;牟贾迷谶@個噴氣通道前面。
根據(jù)加工的目的選擇用于等離子體表面加工的氣體。在成膜(CVD)的情況中,使用包含膜的原材料的氣體。這個原材料氣體引入到電極之間并與等離子體反應(yīng)以在基材表面形成膜。
但是,這個成膜加工技術(shù)有這樣的問題本來趨于粘附在基材上的膜易于粘附在設(shè)備側(cè)面上。特別地,在遠(yuǎn)程型中,氣體從噴氣通道吹出之前容易粘附在電極表面。氣體也容易粘附到噴嘴的噴氣通道的周圍區(qū)域或相對于基材的噴嘴的相對表面。這導(dǎo)致原材料的增加量的損失。更頻繁地需要維護例如電極等的替換和其清理。主組件例如電極的完全地替換意味著組件原料的巨大浪費。而且,為了粘附在噴氣通道的周圍區(qū)域上的粘附物(污點)完全地清理噴嘴是非常地麻煩。另外,在維護時必須暫時地停止加工。
順便提及,日本專利申請公開第H03-248415號公開了一種技術(shù)其中在常壓CVD中一般地從噴嘴的周圍區(qū)域到它的放電部件的壁表面由金屬網(wǎng)組成,從金屬網(wǎng)的網(wǎng)孔中吹出惰性氣體,由此防止膜粘附到設(shè)備側(cè)面上。但是這個技術(shù)又有這樣的問題加工氣體流被通過網(wǎng)孔的惰性氣體干擾,這樣嚴(yán)重地降低了成膜到基材上的效率。
并且常壓等離子體表面加工具有和低壓環(huán)境相比自由基的平均自由程(壽命)短的這樣的問題。因為這個原因,如果放置噴嘴離基材太遠(yuǎn),由于失活不能形成膜。另一方面,如果放置噴嘴離基材太近,在施加電場的側(cè)面上的電極和基材之間容易發(fā)生電弧,并且在一些情況下基材會損壞。
在常壓等離子體表面加工中,在電極的背面(相對表面的相反側(cè)表面)和在電極的邊緣可能發(fā)生電弧(異常的放電)。當(dāng)包含氬氣的稀有氣體或氫氣用作加工氣體時這特別明顯地發(fā)生。
針對上述情形進行了本發(fā)明。因此本發(fā)明的一個目的是提供一種解決在所有等離子體表面加工中的等離子體成膜時,特別是在遠(yuǎn)程型的等離子體成膜時,膜粘附到電極等上的問題的技術(shù)。本發(fā)明的另一個目的是提供一種在防止電弧放電時能進行有利的成膜加工的技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題,根據(jù)本發(fā)明的第一方面,提供一種在等離子體作用下在基材表面上形成膜的等離子體成膜設(shè)備,包括(A)包含膜的原材料的第一種氣體供應(yīng)源;(B)由等離子體放電引起達到激發(fā)狀態(tài)的但是不包含能形成到膜形式中的組分的第二種氣體供應(yīng)源;(C)要與基材對面地放置的加工頭;該加工頭設(shè)置有(a)接地的接地電極;和(b)連接到電源并在接地電極和電場施加電極之間形成等離子體放電空間的電場施加電極;該加工頭形成有(c)以避免等離子體空間或離等離子體空間很近地通過的方式從第一種氣體供應(yīng)源引入第一種氣體到基材的第一種流道;(d)包括等離子體放電空間且在使第二種氣體通過等離子體放電空間之后使來自第二個氣體供應(yīng)源的第二種氣體接觸第一種氣體的第二種流道。
由于上述布置,可以阻止膜粘附到組成等離子體放電空間的電極的表面上。這樣原材料的損失減少。并且可以減少維護例如電極的替換和清理的麻煩。
在第一方面中,例如第一種和第二種流道相互匯聚和朝著表面與基材對面地放置的加工頭的表面開口的共同噴氣道連接是可以的。(見圖3,其它地方一樣)。還可以接受的是第一種和第二種流道的下游端間隔地朝著表面要與基材相對放置的加工頭的表面開口,并且這些開口端分別作為第一種氣體的噴氣口和第二種氣體的噴氣口(見
圖11,其它地方一樣)。在前種共同噴氣結(jié)構(gòu)(common blowoff construction)中,第一種氣體和等離子體化的第二種氣體在共同噴氣通道中接觸以可靠地反應(yīng)。在后種單個噴氣結(jié)構(gòu)(individual blowoff construction)中,可以肯定地防止膜在噴氣通道的內(nèi)周表面上形成。
在共同噴氣結(jié)構(gòu)中,例如,第一種和第二種流道中的一個線性地與共同噴氣通道連通,另一個與上述的一種流道以一個角度交叉。第一種和第二種氣體中的一個以噴氣方向線性地流動,另一個氣體可以與其匯集。
在共同噴氣結(jié)構(gòu)中第一種和第二種流道之間的交叉角度例如是直角。但是,交叉角度不局限于此,它可以是鈍角或銳角。第一種和第二種流道都可以與共同噴氣通道成一定的角度。
在第一方面中,例如,電極作為限定第一種流道的構(gòu)件配置。由于這種布置,具體的第一種流道形成構(gòu)件可以被省略或縮短。
在第一方面中,例如,加工頭設(shè)置有相同極性的以相互鄰接關(guān)系布置的兩個電極,第一種流道在有相同極性的電極之間形成。有相同極性的電極可以指電場施加電極,或它們可以是接地電極。
在第一方面中,例如,加工頭配備電場施加電極和接地電極各兩個,這樣總共四個,以相互鄰接關(guān)系安置兩個電場施加電極,這樣在它們之間形成第一種流道,并且和所述各兩個相應(yīng)的接地電極的每一個都對面地布置兩個電場施加電極的每一個,這樣在它們之間形成等離子體放電空間(見圖3,其它地方一樣)。
例如以接地電極、電場施加電極、電場施加電極和接地電極的順序布置四個電極,由于這種布置方式,兩個等離子體放電空間和進而第二種流道都布置在兩邊,單一的第一種流道夾在它們之間。
在這個四電極和三流道結(jié)構(gòu)中,例如,加工頭包括覆蓋朝向電極的基材的表面的基材相對構(gòu)件(base material opposing member),所述基材相對構(gòu)件形成有三種流道的各個噴氣通道(見圖11)。由于這種布置,構(gòu)成了單一噴氣結(jié)構(gòu)的一實施方式。
并且,在四電極和三流道結(jié)構(gòu)中,如下結(jié)構(gòu)是可以接受的加工頭包括要覆蓋面向電極的基材的表面的基材相對構(gòu)件,在基材相對構(gòu)件和每個電場施加電極之間形成作為第二種流道的一部分的連通通道,等離子體放電空間和第一種流道通過連通通道相互連通,由第一種和第二種氣體的共同噴氣通道形成基材相對構(gòu)件,因此共同噴氣通道與第一種流道和連通通道之間的交叉部件是連續(xù)的(見圖3)。由于這種布置,組成單個噴氣結(jié)構(gòu)的一種模式。
基材相對構(gòu)件例如由絕緣(電介質(zhì))材料例如陶瓷組成。
就四電極和三流道結(jié)構(gòu)的一個更普遍化的結(jié)構(gòu)而言,可以有如下結(jié)構(gòu)加工頭設(shè)置有多個電場施加電極和多個接地電極,以平行關(guān)系布置電極,因此每個在相同極性的電極之間形成的第一種流道和等離子體放電空間即每個在不同極性的電極之間形成的第二種流道被交替地布置(見圖13)。術(shù)語“有相同極性的電極”指電場施加電極或指接地電極,術(shù)語“有不同極性的電極”指電場施加電極和接地電極。
在該第一種和第二種流道交替布置的結(jié)構(gòu)中,優(yōu)選位于布置方向相反端部的電極為接地電極。由于這種布置,可以防止電場泄漏到電極區(qū)域外邊。
在交替布置的結(jié)構(gòu)中,第一種和第二種流道可以一個一個地或一組一組地交替地布置。第一組由一個或多個第一種流道組成,第二組由一個或多個第二種流道組成。第二種流道和第一種流道可以交替地布置使得在多個第二種流道之后僅布置一個第一種流道。備選地,它們可以交替地布置使得在僅僅一個第二種流道之后布置多個第一種流道。一組第一個或第二種流道依照布置方向在數(shù)目上是不同的。優(yōu)選地,第二種流道的數(shù)目整體地比第一種流道的大。由于這種布置,可以得到原材料氣體的充分反應(yīng)。
在第一方面中,例如,電場施加電極和接地電極以與電場施加電極和接地電極的相反方向的正交方向伸展,電極之間的等離子體放電空間的上游端布置在與相反方向和伸展方向正交的第一個方向的一個端部上,其下游端布置在該第一個方向的另一個端部上。由于這種布置,其中膜一次形成的范圍得以擴大并且加工效率可得到提高。
在長形電極結(jié)構(gòu)中,優(yōu)選電場施加裝置的供電線以電場施加電極的縱長方向連接到一個端部,接地線以接地電極的縱長方向連接到另一端部(見圖6)。由于這種布置,可以防止供電線和接地線短路。
在第一方面的一個優(yōu)選方案中,接地電極以相對關(guān)系布置在要面向加工頭中基材的電場施加電極的側(cè)面上(見圖15)。由于這種布置,在電場施加電極和基材之間插入接地電極可以防止在電場施加電極和基材之間發(fā)生電弧。這樣,可以防止基材損壞,加工頭進而等離子體放電空間可以充分地接近基材放置。結(jié)果,在活性粒種失活之前可以肯定地將活性粒種帶到基材上,可進行高速有利的成膜加工。這個插入結(jié)構(gòu)對自由基的平均自由程(直到活性片失活的距離)短的大體上常壓等離子體成膜加工是特別有效的。
在此使用的術(shù)語“大體上常壓(接近大氣壓)”指1.333×104~10.664×104Pa的范圍。特別地,因為壓力調(diào)整變?nèi)菀缀驮O(shè)備的結(jié)構(gòu)變簡單,9.331×104~10.397×104Pa的范圍是優(yōu)選的。
在接地電極插入結(jié)構(gòu)中,例如,加工頭包括覆蓋要面向電場施加電極的基材的表面的基材相對構(gòu)件,接地電極布置在基材相對構(gòu)件上。在電場施加電極和基材相對構(gòu)件之間形成縫隙,該縫隙充當(dāng)包括等離子體放電空間的第二種流道。優(yōu)選等離子體放電空間直接與第一種流道交叉,用第一種和第二種氣體的共同噴氣通道構(gòu)成基材相對構(gòu)件,以使共同噴氣通道和交叉部分是連續(xù)的。根據(jù)這個直接匯集結(jié)構(gòu),放電空間中的等離子體可以溢流到交叉部分。由于這個溢流部分,第一種氣體可以直接地被等離子體化(第一種氣體可以離等離子體放電空間很近地通過)。由于這種布置,成膜效率被提高。
在接地電極插入結(jié)構(gòu)中,例如接收接地電極的接收凹槽形成在要面向基材相對構(gòu)件的基材的表面(在電場施加側(cè)的相反側(cè)的表面)中。由于這種布置,接地電極直接面向基材。在這個接地電極直接對面結(jié)構(gòu)中,優(yōu)選基材相對構(gòu)件由陶瓷組成,形成基材相對構(gòu)件的接收凹槽的形成部件作為覆蓋接地電極的金屬主體的固體電介質(zhì)層配置。由于這種布置,不再需要對接地電極提供特定的固體電介質(zhì)層。
在接地電極插入結(jié)構(gòu)中,例如要面向電場施加電極的金屬主體的共同噴氣通道的端面大體上可以與電場施加電極的金屬主體同側(cè)的端面平齊(見圖20)或比其更加擴展。在面向接地電極的金屬主體的共同噴氣通道的側(cè)的端面比電場施加電極的金屬主體同側(cè)的端面更加縮進也是可以的(見圖21)。在前種大體上平齊或更擴展的結(jié)構(gòu)中,可以確保電場不會從接地電極泄漏到基材側(cè)面,可以確保電弧不會落到基材上,并且可以確保加工頭和基材之間的距離得以縮短。在后種縮進結(jié)構(gòu)中,在電場施加電極和接地電極的各端面之間可形成橫向電場,第一種氣體的反應(yīng)空間離基材更近。
在第一方面中,例如,加工頭設(shè)置有接地的導(dǎo)電構(gòu)件使得接地的導(dǎo)電構(gòu)件覆蓋面向電場施加電極的基材的側(cè)面(圖15和23,和其它地方)。由于這種布置,在電場施加電極和基材之間插入接地的導(dǎo)電構(gòu)件可以防止在電場施加電極和基材之間發(fā)生電弧。這樣可以防止基材損壞,加工頭進而等離子體放電空間可以充分接近基材。結(jié)果,在活性粒種失去活性之前可以肯定地將活性粒種帶到基材上,進行高速有利的成膜過程。這個插入結(jié)構(gòu)對自由基的平均自由程(活性粒種失去活性的距離)短的大體上常壓等離子成膜加工是特別有效的。
在這個導(dǎo)電構(gòu)件插入結(jié)構(gòu)中,導(dǎo)電構(gòu)件在電場施加電極和導(dǎo)電構(gòu)件之間形成等離子體放電空間和導(dǎo)電部件作為接地電極配置(見圖15)是可以的。由于這種布置,導(dǎo)電構(gòu)件也可充當(dāng)接地電極,這樣可減少零件的數(shù)目。
在導(dǎo)電構(gòu)件插入結(jié)構(gòu)中,使導(dǎo)電構(gòu)件和電場施加電極絕緣的絕緣構(gòu)件填充在絕緣構(gòu)件和電場施加電極之間(見圖23)。由于這種布置,可以防止在導(dǎo)電構(gòu)件和電場施加電極之間發(fā)生放電。
在第一方面中,優(yōu)選加工頭設(shè)置有輸入管道,所述輸入管道具有圍繞其基材相對表面的周緣部分的輸入口。由于這種布置,可以防止加工氣體停留在該空間,順利地放電。最終,粘附在基材相對構(gòu)件上的污點減少,維護的頻率減少。并且第一種和第二種氣體的流量在加工頭和基材之間的空間得到穩(wěn)定,可以得到大體上層流的流動狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面,提供了一種在等離子體作用下在基材表面形成膜的等離子體成膜設(shè)備,包括含有膜的原材料的第一種氣體供應(yīng)源;由等離子體放電引起達到活化狀態(tài)的但是不包含能形成到成膜中的組分的第二種氣體供應(yīng)源;
接地的接地電極;連接到電源和以與接地電極相對的方式形成等離子體放電空間的電場施加電極;以避開等離子體放電空間或很接近等離子體放電空間地通過的方式使來自第一種氣體供應(yīng)源的第一種氣體流過其中的并將第一種氣體吹到基材上的第一種流道形成設(shè)備;和使來自第二種氣體的第二種氣體通過等離子體空間和使第二種氣體接觸第一種氣體的第二種流道形成設(shè)備。由于這種布置,可以防止膜粘附到組成等離子體放電空間的電極的表面上。這樣原材料損失減少。并且維護例如電極的替換及其清理的麻煩得以減少。
如上述,有相同極性的電極可以是第一種流道形成設(shè)備,有不同極性的電極可以是第二種流道形成設(shè)備。也就是說,例如電場施加電極包括形成第一種流道并作為第一種流道形成設(shè)備配置的表面是可以的。并且也可以將電場施加電極和接地電極作為第二種流道形成設(shè)備進行配置,其中第二種流道和等離子體放電空間形成在電場施加電極和接地電極之間。
根據(jù)第二方面的另一實施方式,接地電極布置在要面向電場施加電極的基礎(chǔ)構(gòu)件的側(cè)面,電介質(zhì)構(gòu)件(絕緣構(gòu)件)夾在接地電極與電場施加電極之間,使電介質(zhì)構(gòu)件暴露其中的切口形成在接地電極的一部分中,切口內(nèi)部充當(dāng)?shù)入x子體放電空間;第二種流道形成設(shè)備使第二種氣體沿著接地電極吹出,進入切口;第一種流道形成設(shè)備使第一種氣體以和第二種氣體形成層流流體的方式在接地電極的相反側(cè)面從第二種氣體吹出(圖22)。由于這種布置,第一種氣體以非常接近地通過等離子體放電空間的方式流過,并在離基材更近的地方反應(yīng)。并且可抑制膜對設(shè)備側(cè)面的粘附。
在如本發(fā)明的等離子體表面加工中(特別是常壓表面加工),防止電弧(異常的放電)發(fā)生的固體電介質(zhì)層配置到電場施加電極和接地電極的對表面中的至少一個??梢杂脽釃娚渫坎嫉仍陔姌O的金屬主體上涂布這個固體電介質(zhì)層(見圖3)。在備選方案中,它可以是后面描述的電介質(zhì)容器接收結(jié)構(gòu)。
也就是說,本發(fā)明的等離子體成膜設(shè)備的電極可包含由金屬組成的主體和由用于在其中接收主體的由固體電介質(zhì)構(gòu)件組成的電介質(zhì)容器(圖19)。由于這種布置,即使膜(污點)粘到電極上,它也僅僅粘到電介質(zhì)容器上,不粘到電極主體上。因此簡單地通過僅清洗電介質(zhì)容器,主體就仍可使用。并且由于整個電極主體被作為固體電介質(zhì)層的電介質(zhì)容器覆蓋,不僅在相對另一個電極的對表面而且在后表面和邊緣可以防止異常的放電發(fā)生。特別地,甚至在使用容易放電的物質(zhì)如氬氣或氫氣作為加工氣體的情況中,在后表面等可以肯定地防止異常放電發(fā)生。并且與用其中通過熱噴射涂布等直接涂布電極主體表面的技術(shù)相比,對厚度進行變化是容易的。電介質(zhì)容器接收結(jié)構(gòu)本身不僅可以應(yīng)用到屬于本發(fā)明領(lǐng)域的等離子體成膜過程,而且可以廣泛地應(yīng)用到其它等離子體表面加工電極結(jié)構(gòu)例如清理、蝕刻、灰化、表面改性等。它不僅可以應(yīng)用到遠(yuǎn)程型等離子體加工而且可以應(yīng)用到直接型等離子體加工。
優(yōu)選地,電介質(zhì)容器包括在其中一個表面有開口的內(nèi)部空間中縮進地接收電極主體的容器主體和覆蓋該開口的蓋子。
成對的電場施加電極和接地電極都可以是電介質(zhì)容器接收結(jié)構(gòu)。在那個情況中,第二種流道的等離子體放電空間形成在電場施加電極的電介質(zhì)容器和接地電極的電介質(zhì)容器之間。
如下方式也是可以的有相同極性并形成第一種流道的兩個電極的每一個包含由金屬組成的主體和用于在其中接收主體的由固體電介質(zhì)構(gòu)件組成的電介質(zhì)容器,兩個電極的電介質(zhì)容器相互對面地放置,由此在它們之間形成第一種流道。
電極的電介質(zhì)容器可以獨立地形成,或它們整體地相互連接(見圖28,以及其它地方)。在前種獨立結(jié)構(gòu)中,根據(jù)粘附(污點)情況單獨地進行維護例如替換。在后種整體結(jié)構(gòu)中,零件的數(shù)目減少。另外,可以容易正確地進行電極的相對定位等。在整體結(jié)構(gòu)的情況中,優(yōu)選氣體流道形成在容器主體中,用于在其中接收電極主體的接收空間形成在兩側(cè),這種流道夾在兩側(cè)中間。這種流道的截面可以沿著氣體流動方向變化使得流道逐漸變窄或變寬或配備一個臺階。由于這種布置,可以改變氣流的壓力和速度。根據(jù)該整體結(jié)構(gòu),可以容易地形成剛提及的這樣的變形流道。
如下方式也是可行的每個電極和其電介質(zhì)容器以正交于另一個電極的相反方向的方向延展,以及電介質(zhì)容器整體地包括以延展方向均勻地分散進入電介質(zhì)容器和另一個電極之間流道的氣體的氣體均勻化部件(見圖30)。由于這種布置,不再需要另外的均勻化氣體的構(gòu)件,零件的數(shù)目得以減少。
電介質(zhì)容器中在形成等離子體放電空間的側(cè)面上的平板部件在等離子體放電空間的上游側(cè)的厚度和在等離子體放電空間的下游側(cè)的厚度可能是不同的(見圖28)。并且可以在容器整體結(jié)構(gòu)采用如下結(jié)構(gòu)用充當(dāng)?shù)入x子體放電空間的第二種流道形成整體電介質(zhì)容器,金屬主體接收在整體電介質(zhì)容器的每一側(cè),它們之間夾有流道,金屬主體之間的距離在等離子體放電空間的上游側(cè)和下游側(cè)是不同的(見圖29)。由于這種布置,當(dāng)它流過時通過改變產(chǎn)生自由基粒種的方式可以對等離子體的情況進行許多變化。這樣豐富了表面加工方法。
如下方式也是可以的每個電極包含金屬制的主體和至少布置在主體的等離子體放電空間形成表面上的固體電介質(zhì)層,在等離子體放電空間形成表面的固體電介質(zhì)層在等離子體放電空間的上游側(cè)和下游側(cè)有不同的厚度。還可以采用如下方式每個電極包含金屬制成的主體和至少布置在主體的等離子體放電空間形成表面的固體電介質(zhì)層,兩個電極之間的距離在等離子體放電空間的上游側(cè)和下游側(cè)是不同的。
作為對電極施加電場的方法或作為本發(fā)明的接地方法,可以使用供電插頭(feed pin)或接地插頭(grounding pin),或?qū)驳膶?dǎo)線直接連接到電極上。
在前一種插頭結(jié)構(gòu)中,插頭包括具有朝其頂端面開口的插孔并可抽出地插入到電極中的導(dǎo)電插頭主體、電連接到插頭主體并可滑動地接收在插頭孔中的芯體部件、和接收在插頭孔中并用于偏置芯體部件以被推出插頭孔的頂端開口的彈簧(見圖10)。由于這種布置,可確保插頭和電極的電連接。并且由于供電插頭可以從電極抽回,在維護時它不可能成為任何干擾。
在后一種包覆導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中,優(yōu)選導(dǎo)體孔形成在電極中,包覆導(dǎo)體插入導(dǎo)體孔中,用絕緣材料包覆導(dǎo)線形成包覆導(dǎo)線,僅有位于孔的內(nèi)側(cè)的電線的頂端部從絕緣材料中暴露出來,以大體上正交于導(dǎo)體孔的方式將螺釘旋進電極,螺釘將電線的暴露的頂端部擠到導(dǎo)體孔的內(nèi)周表面(見圖24)。由于這種布置,導(dǎo)電頂端部可確保固定到電極主體上。并且在導(dǎo)線拉出電極的部分可確保異常放電不會發(fā)生。在維護時,通過松動螺釘可以容易地從電極中拉出導(dǎo)線。
在第一方面中,優(yōu)選加工頭可拆卸地包括由第一個和第二個氣體噴出通道組成并放置在基材對面的基材相對構(gòu)件(見圖9)。由于這種布置,即使膜(污點)粘附到加工頭的基材相對表面等上,也可以僅分離基材相對構(gòu)件。然后通過僅僅將基材相對構(gòu)件浸漬在化學(xué)液體例如強酸中可以僅清洗基材相對構(gòu)件。因此不再需要將整個加工頭進行清洗過程,并可以使維護過程簡化。并且通過制備一個基材相對構(gòu)件的備用部件,甚至在維護期間也可以保持表面加工連續(xù)進行。
基材相對構(gòu)件的除去結(jié)構(gòu)本身不僅可以應(yīng)用到屬于本發(fā)明領(lǐng)域的等離子體成膜而且可廣泛應(yīng)用到其它等離子體表面加工頭例如清洗、蝕刻、灰化、表面改性等。并且它也可以應(yīng)用到除等離子體例如熱CVD外的其它表面加工頭。
在相對構(gòu)件除去結(jié)構(gòu)中,優(yōu)選進一步包括,以在其上放置基材相對構(gòu)件的周邊部分使表面朝向直接向下的基材相對構(gòu)件的基材的方式支撐基材相對構(gòu)件的支撐設(shè)備;加工頭的基材相對構(gòu)件的上側(cè)面,被整體地放置在基材相對構(gòu)件上。并且優(yōu)選支撐設(shè)備有框架式外形使得加工頭以能被向上地除去的方式被接收在其中,并且鉤在基材相對構(gòu)件的周邊部分上的內(nèi)凸緣放置在支撐設(shè)備的下端部的內(nèi)周邊上。由于這種布置,在維護時簡單地拉起加工頭,可以分離基材相對構(gòu)件。并且朝下的加工頭被構(gòu)成,基材被布置在該頭的下面。
在相對構(gòu)件除去結(jié)構(gòu)中,優(yōu)選定位突出布置在加工頭的基材相對構(gòu)件的上側(cè)和支撐設(shè)備中的一個上,使定位突起垂直固定其上的定位凹槽放置在離開加工頭的基材相對構(gòu)件的上側(cè)和支撐設(shè)備中的另一個上。由于這種布置,加工頭能確保定位在支撐設(shè)備上。
支撐設(shè)備優(yōu)選包括具有向下開口的進口并以圍繞加工頭的方式放置的輸入管道。由于這種布置,可以防止加工氣體停留在該空間,順利放電。最終,粘附在基材相對構(gòu)件上的污點減少,維護頻率減少。并且由于支撐設(shè)備和輸入管道由共同的構(gòu)件組成,零件的數(shù)目減少。
在第一方面中,優(yōu)選加工頭包括一個面向基材的部件,基材相對構(gòu)件包括放置第一種和第二種氣體噴出通道的噴出區(qū)域和從噴出區(qū)域膨脹由此得到形成膜的比例的膨脹區(qū)域,膨脹區(qū)域和惰性氣體引入設(shè)備連接;基材相對構(gòu)件的膨脹區(qū)域由有一定的氣體滲透性的材料組成使得來自惰性氣體引入設(shè)備的惰性氣體滲透到基材相對表面,滲透程度和惰性氣體從基材相對表面的滲出程度為能防止加工氣體接觸基材相對表面并且不干擾加工氣體的流動(見圖34)的程度。由于這種布置,可以在基材相對表面形成一薄層氣體,特別是在膨脹區(qū)域,因此可確保防止膜粘附在基材相對表面。另外,在使加工氣體在導(dǎo)向膨脹區(qū)域不干擾在加工頭和基材之間空間的加工氣體流動下充分地形成膜。
氣體滲透材料優(yōu)選為多孔材料。由于這種布置,可以容易地可靠地得到需要的滲透程度和滲出。特別地,從多孔材料組成氣體滲透材料,也可以確保得到絕緣性能。
優(yōu)選以凹向基材相對表面的方式,在基材相對構(gòu)件的膨脹區(qū)域的基材相對表面的相反側(cè)面中,形成其中臨時儲存來自氣體引入設(shè)備的惰性氣體的凹槽。由于這種布置,膨脹區(qū)域中的基材相對構(gòu)件可以在厚度上減少,可以確保在基材相對表面形成惰性氣體膜,因此可以更可靠地防止膜粘附到這個表面。
優(yōu)選基材相對構(gòu)件有短方向和縱長方向,每個區(qū)域以縱長方向伸展,膨脹區(qū)域以短方向配置在兩側(cè),它們之間夾有噴出區(qū)域,以在縱長方向伸展的方式在每個膨脹方向形成凹槽。由于這種布置,可以一次在寬范圍區(qū)域有效地形成膜,可確保防止膜粘附到兩個膨脹區(qū)域。
優(yōu)選基材相對構(gòu)件完全整體地由氣體滲透材料形成,抑制氣體滲透的氣體滲透抑制構(gòu)件放置在面向凹槽噴氣區(qū)域的內(nèi)側(cè)面。由于這種布置,可確保加工氣體流不會被惰性氣體在噴氣區(qū)域干擾或稀釋,因此可以得到高質(zhì)量的成膜。
優(yōu)選凹槽在其深度方向的中間部分配備隔板,隔板具有比氣體滲透材料更充分高的氣體滲透性,凹槽通過隔板分割成連接惰性氣體引入設(shè)備的上段凹槽部分和在基材相對構(gòu)件附近的下段凹槽部分。由于這種布置,惰性氣體在凹槽內(nèi)被均勻化。隔板優(yōu)選由網(wǎng)孔比氣體滲透材料更足夠粗的多孔板組成。并且氣體滲透抑制構(gòu)件優(yōu)選僅放置在指向上段凹槽部分的噴氣區(qū)域的內(nèi)側(cè)面上。下段凹槽部分優(yōu)選在容量方面比上段凹槽部分更大。通過僅在上段凹槽部分放置氣體滲透抑制構(gòu)件,可以使下段凹槽在容量上比上段凹槽部分更大。
在第一方面中,優(yōu)選第一種流道的下游端和第二種流道的下游端交叉,交叉部分充當(dāng)?shù)谝环N和第二種氣體的共同噴氣口(見圖37)。由于這種布置,可以防止膜粘附到各個電極的對面表面上。并且在噴氣的同時,相互混合第一種氣體和等離子體化的第二種氣體,在不等待氣體分散和在活化粒種失去活性之前可以得到充分的成膜反應(yīng)。這樣成膜效率提高。
在這個混合同時噴氣結(jié)構(gòu)中,第一種和第二種流道優(yōu)選以銳角相互交叉。由于這種布置,當(dāng)?shù)谝环N和第二種氣體在混合時噴向基材,使得第一種和第二種氣體形成單一氣流。
在混合同時噴氣結(jié)構(gòu)中,優(yōu)選加工頭包括開有噴氣口和面向基材的表面,第一種和第二種流道中的一個正交于基材相對表面,另一個傾斜于基材相對表面并以銳角與一種流道交叉。由于這種布置,在其前面從右面朝著基材吹出氣體中的一種,將另一種氣體對角地匯聚到第一種提到的氣體中,得到單一氣流。
在混合同時噴氣結(jié)構(gòu)中,優(yōu)選布置第一種和第二種流道使得第二種流道以夾有或圍繞第一種流道的方式布置,它們之間布置第二種流道,第二種流道朝著下游端接近第一種流道,在噴氣口相互交叉。由于這種布置,第二種氣體可匯聚到相反側(cè)或圍繞著第一種氣體?!霸谶@些第二種流道之間夾有第一種流道”的一個例子包括在第一種流道的相反側(cè)面布置兩個第二種流道的布置。類似地,“第二種流道圍繞第一種流道”的一個例子包括這樣的布置其中同心地布置第二種流道,在它們之間布置第一種流道,因此第二種流道將接近第一種流道。同心的第二種流道在截面上能圍繞第一種流道的環(huán)形外形,在直徑上向下游端逐漸地減少。備選地,同心的第二種流道可以這樣構(gòu)造,它們由許多以第一種流道的周邊方向間隔地布置的分支通道以圍繞第一種流道的方式組成,那些分支通道朝著下游逐漸地接近第一種流道。第一種和第二種流道可以是相反的關(guān)系。即也可以如此布置布置第一種流道使得它們夾有或圍繞它們之間布置的第二種流道,第一種流道朝著下游側(cè)逐漸地接近第二種流道最終在噴氣口相互交叉。
在混合同時噴氣結(jié)構(gòu)中,優(yōu)選加工頭設(shè)置有電場施加電極和接地電極各兩個,兩個電場施加電極以相互面對的方式布置在第一種流道上,電場施加電極中的每一個都面向接地電極中的每一個,它們之間形成第二種流道,兩個第二種流道以朝著下游端接近第一種流道的方式布置,它們之間夾有第一種流道中的一個,那些通道中的三個在噴氣口相互交叉。由于這種布置,等離子體化的第二種氣體從第一種氣體的兩側(cè)匯聚到第一種氣體。
并且優(yōu)選加工頭包括面向基材開有噴氣口的表面;在兩個電場施加電極之間的第一種流道正交于基材相對表面,兩個電場施加電極中的每個包括位于面向第一種流道的側(cè)面的反面上并相對于基材相對表面傾斜的第一個表面;兩個接地電極的每一個包括平行地面對相應(yīng)電場施加電極的第一個表面并在它們之間形成第二種流道的第二個表面。由于這種布置,各個電場施加電極可以布置在基材的相反側(cè)上,在它們之間夾有接地電極,可以防止從電場施加電極到基材的電弧放電,可確保進行有利的成膜加工。并且,通過在它之前從右面沖著基材噴出第一種氣體和對角地匯集等離子體化的第二種氣體到第一種氣體的相反側(cè),可以得到單一氣流。
在有第一種流道的相反側(cè)上布置兩個第二種流道的結(jié)構(gòu)中,兩個第二種流道優(yōu)選相互對稱,在它們之間夾有第一種流道。由于這種布置,等離子體化的第二種氣體從第一種氣體的相反側(cè)均勻地匯集到第一種氣體。
接地電極優(yōu)選包括基材相對表面,由于這種布置,可以更加確保不會發(fā)生從各個電場施加電極到基材的電弧放電。
附圖簡要說明圖1是本發(fā)明第一實施方式實施方式的等離子體成膜設(shè)備的示意圖。
圖2是等離子體成膜設(shè)備的加工頭的氣體均勻化部分的前截面圖。
圖3是加工頭的噴嘴部分的前截面圖。
圖4是沿氣體均勻化部分的縱長方向截取的側(cè)面截面圖。
圖5是沿圖3的V-V線截取的噴嘴部分的側(cè)面截面圖。
圖6是在圖3的VI-VI線截取的噴嘴部分的左側(cè)部分的平面截面圖。
圖7是加工頭的仰視圖。
圖8是加工頭的噴氣部分的放大圖。
圖9是表示在維護時分離加工頭的頭主體和噴嘴頂端組成構(gòu)件的方式的前截面圖。
圖10是噴嘴部分的供電插銷的詳細(xì)圖。
圖11是本發(fā)明的第二實施方式的等離子體成膜設(shè)備中的加工頭的噴嘴部分的前截面圖。
圖12是第二實施方式的加工頭的仰視圖。
圖13是本發(fā)明第三實施方式的等離子體成膜設(shè)備中的加工頭的前截面圖。
圖14是表示第三實施方式的改進方案的截面圖。
圖15是本發(fā)明第四實施方式的等離子體成膜設(shè)備中的加工頭的噴嘴部分的前截面圖。
圖16是在圖15的XVI-XVI線截取的噴嘴部分的側(cè)面截面圖。
圖17是在圖15的XVII-XVII線截取的噴嘴部分的平面截面圖。
圖18是第四實施方式的加工頭的底部的視圖。
圖19是第四實施方式的電場施加電極的分解透視圖。
圖20是第四實施方式的噴氣部分的放大圖。
圖21是表示第四實施方式的接地電極結(jié)構(gòu)的改進方案的噴氣部分的放大圖。
圖22是本發(fā)明第五實施方式的等離子體成膜設(shè)備的示意構(gòu)造圖。
圖23是本發(fā)明第六實施方式的等離子體成膜設(shè)備的示意結(jié)構(gòu)圖。
圖24是表示電場施加電極和電源線的連接結(jié)構(gòu)的改進方案的示意圖。
圖25是表示電極的感應(yīng)容器的改進方案的分解透視圖。
圖26是表示感應(yīng)容器的另一個改進方案的前截面圖。
圖27是圖26的感應(yīng)容器的分解透視圖。
圖28是表示帶感應(yīng)容器的電極結(jié)構(gòu)的改進方案的透視圖。
圖29是表示感應(yīng)容器的電極結(jié)構(gòu)的另一個改進方案的透視圖。
圖30是有氣體均勻化部分集成感應(yīng)容器的電極結(jié)構(gòu)的前截面圖。
圖31是在圖30的XXXI-XXXI線截取的氣體均勻化部分集成感應(yīng)容器的側(cè)面圖。
圖32是有樹型通道的感應(yīng)容器的電極結(jié)構(gòu)的前截面圖。
圖33是在圖32的XXXIII-XXXIII線截取的樹型通道的感應(yīng)容器的側(cè)面圖。
圖34是表示本發(fā)明第七實施方式的常壓等離子體成膜設(shè)備的示意結(jié)構(gòu)圖和設(shè)備的加工頭的前截面圖。
圖35是在圖34的XXXV-XXXV線截取的加工頭的下板的平面圖。
圖36是在圖35的XXXVI-XXXVI線截取的加工頭的噴嘴部分的側(cè)面截面圖。
圖37是表示本發(fā)明第八實施方式的常壓等離子體成膜設(shè)備的示意結(jié)構(gòu)和設(shè)備的加工頭的前截面的圖。
圖38是圖37的加工頭的噴嘴的放大截面圖。
具體實施例方式
此后參照附圖描述本發(fā)明的實施方式。
圖1表示本發(fā)明第一實施方式的常壓等離子體成膜設(shè)備M1。常壓等離子體形成設(shè)備M1包含包括機殼10的框架、支撐在框架的機殼10上的加工頭3、連接到加工頭3的兩類加工氣體源1,2、和電源4。在加工頭3的下面,將具有大面積的板狀基材W(待加工的材料)用移動設(shè)備以左右方向移動(未表示出)。當(dāng)然,固定基材W和移動加工頭3也是可以的。在常壓等離子體成膜設(shè)備M1中,在這個基材W的上表面上形成膜A(圖8)例如無定形硅(a-Si)和氮化硅。
在這兩類加工氣體源中,原材料氣體源1(第一種氣體源)在其中存儲形成膜A,例如上述無定形硅的原材料氣體(第一種氣體,例如硅烷)??杉ぐl(fā)氣體源2(第二種氣體源)在其中存儲可激發(fā)氣體(第二種氣體例如氫氣和氮氣)??杉ぐl(fā)氣體當(dāng)被等離子體激發(fā)時引起原材料例如硅烷反應(yīng)以形成膜A例如無定形硅等。另一方面,可激發(fā)氣體不包括甚至被等離子體激發(fā)時不能單獨形成膜的組分(膜原材料)。每個氣體可以以液相存儲和用蒸發(fā)器蒸發(fā)。
原材料氣體和可激發(fā)氣體一般地稱為“加工氣體”。
脈沖電源4(電場施加設(shè)備)輸出脈沖電壓給電極51。這個脈沖電壓優(yōu)選有10μs或更低的脈沖上升時間和/或脈沖下降時間、200μs或更低的脈沖持續(xù)時間、1-1000kV/cm的電場強度和0.5kHz或更高的頻率。
接收和支撐加工頭3的機殼10包括具有例如在側(cè)面圖中為半環(huán)形結(jié)構(gòu)的左和右壁11和連接壁11的下部分的前和后低壁。在平面圖中機殼10為正方形。作為加工頭3的支撐設(shè)備的機殼10也充當(dāng)輸入管道。即,如圖3和6所示,前、后、左和右壁11、12是中空結(jié)構(gòu)。那些中空部分10b的下端部朝著壁11、12的下端面開口,由此形成圍繞加工頭3的下端外周的輸入口10a。如圖1所示,與中空部分10b連續(xù)的開口11b位于左和右壁11的上端部。排氣通道13從每個上端開口11b伸展。在匯集后,那些排氣通道13連接到泵14(排氣設(shè)備)上。
加工頭3有背面和前面方向長的大體上長方體外形。機殼10接收和支撐加工頭3使得加工頭3被前、后、左和右壁11、12圍繞?,F(xiàn)在將描述加工頭3的支撐結(jié)構(gòu)。
如圖3和7所示,機殼10在左和右壁11的內(nèi)壁表面的下端邊緣上每個地設(shè)置有內(nèi)凸緣11d。加工頭3的下框架24放置在凸緣11d上,使得下框架24的左和右部分鉤在內(nèi)凸緣11d上。如圖5和7所示,機殼10也在前和后壁12上每個地配備內(nèi)凸緣12d。下框架24的前和后部件分別放置在內(nèi)凸緣12d上。
如圖1所示,前和后壁12在每個都有以倒三角形的形式凹陷的定位凹槽12b(頭支撐部件)的上端面上形成。另一方面,加工頭3的側(cè)框架23設(shè)置有倒三角形結(jié)構(gòu)的定位突起23a。定位突起23a固定到定位凹槽12b。由于這種布置,加工頭3定位到機殼10并被其支撐。
定位凹槽配備在加工頭3上和定位突起配備在機殼(支撐設(shè)備)10上也是可以的。
如圖1所示,加工頭3由氣體均勻化部分30和其上疊置有氣體均勻化部分30的噴嘴部分20組成。將氣體從氣體源1、2在上側(cè)面引入氣體均勻化部分30。氣體均勻化部分30以加工頭3的縱長方向均勻化這個氣體,將它供應(yīng)給位于下面的噴嘴部分20。
更具體地,如圖2和4所示,通過層壓多個前后方向延展的銅制板31至38構(gòu)成氣體均勻化部分30。那些板31至38即氣體均勻化部分30包括向左邊和向右邊假想地劃分設(shè)置的三個氣體流動區(qū)域30B、30A、30B。
如圖1所示,第二級板32在其前端部(一個端部)配備相應(yīng)于區(qū)域30B、30A、30B向左和向右以并行關(guān)系安置的三個氣體塞32P。在中心原材料氣體流動區(qū)域30A的氣體塞32P通過原材料氣體管道1a和原材料氣體源1連接。在左和右可激發(fā)氣體流動區(qū)域30B、30B的氣體塞32P通過可激發(fā)氣體管道2a和可激發(fā)氣體源2連接??杉ぐl(fā)氣體管道2a從可激發(fā)氣源2以單根管道的形式延長,然后分支成兩根管道,以和各個區(qū)域30B、30B的氣體塞32P連接。
如圖2所示,在第二級至最下面的級的板32至38設(shè)置有每個都分別形成在區(qū)域30B、30A、30B的氣體均勻化通道30x。那些氣體均勻化通道30x具有相互相同的結(jié)構(gòu)。
如圖2和4所示,就在各個區(qū)域30B、30A、30B的氣體均勻化通道30x而言,第二級板32在其前端部形成有與氣體塞32P連接的入口32b。第二級板32進一步形成有以板32的后和前方向延伸到中心部分并朝其下表面開口的深反向凹槽32a。
第三級板33以其后和前方向在中心部分形成有一對連接到反向凹槽32a的左和右連通孔33a、33b。
第四級板34形成有連接到連通孔33a并向后伸展的線凹槽34b、從這個線凹槽34a的終端(后端)伸展到其下表面的連通孔34c、與連通孔33b連通連的向前伸展的線凹槽34b、和從這個線凹槽34b的終端(前端)伸展到其下表面的連通孔34d。
第五級板35形成有與連通孔34c連通的大致以后和前縱長方向伸展在整個長度的線凹槽35a、與連通孔34d連通并以后和前縱長方向大體地伸展在整個長度的線凹槽35b、和多個從各個線凹槽35a、35b伸展到下表面并以后和前方向相等間隔排列的小孔(壓力損失形成通道)35c、35d。
第六級板36形成有與小孔35c、35d連通的以后和前縱長方向大體伸展在整個長度的寬線槽(膨脹室)36a和多個從線槽36a伸展到下表面并以后前方向等間隔地Z字形排成兩排的小孔36b。
第七級板37形成有與小孔36b連通的以后和前縱長方向大體地伸展在整個長度的寬線槽(膨脹室)37a和多個從線槽37a伸展到下表面并以后前方向等間隔地Z字形安置成兩排的小孔37b。
最下級板38形成有與小孔37b連通的以后和前縱長方向大致伸展在整個長度的寬通孔(膨脹室)38a。這個通孔38a構(gòu)成氣體均勻化通道30x的下游端。如后面描述的,通孔38a和絕緣板27的導(dǎo)向通道27b、27a、27b連通。
最上級板31在其中接收適于加熱氣體均勻化通道30x并以后和前方向伸展的薄長板加熱器31H。第二至最下級板32-38沿區(qū)域30B、30A、30B的邊沿形成有窄縫30s。由于這種布置,區(qū)域30B、30A、30A相互單個地相互熱隔絕(分開)。
在圖1和2中,附圖標(biāo)號39S表示連接最上級板31和第二級板32的螺釘,附圖標(biāo)號39L表示將第二至最小級板32至38連接在一起的螺釘。
接著,將描述加工頭3的噴嘴部分20。如圖3所示,噴嘴部分20包括噴嘴體21、容納在噴嘴體21中的電極單元50、覆蓋這個單元50的絕緣板27、位于單元50的下側(cè)的基材相對構(gòu)件24、25。如圖6所示,噴嘴體21包括以后和前方向伸長的金屬制的左和右側(cè)框架22、和分別位于側(cè)框架22的前和后端部件之間的絕緣樹脂制的前和后側(cè)框架23。噴嘴體21具有在后和前方向為長的箱式構(gòu)造。側(cè)框架22用螺栓26A連接到氣體均勻化部分30的最下級板38(圖30)。
如圖3和7所示,構(gòu)成基材相對構(gòu)件的一個零件的下框架24由金屬例如不銹鋼和鋁制成,它具有以后和前方向伸展的長方形構(gòu)造。如上述,以鉤在機殼10的內(nèi)凸緣11d、12d上的方式支撐下框架24。側(cè)框架22放置在下臂24上。盡管下臂24和側(cè)框架22僅僅接觸沒有相互連接,但是它們可以通過一個易拆除連接裝置例如螺栓和鉤子連接。
如圖3所示,臺階24a形成在下框架24的內(nèi)周邊緣上。構(gòu)成基材相對構(gòu)件的長方形底板25的周緣部件以鉤在其上的方式放置并支撐在這個臺階24a上。底板25由陶瓷(電介質(zhì)構(gòu)件或絕緣構(gòu)件)例如氧化鋁組成。電極接收凹槽25c形成在底板25的上表面中。電極單元50固定到這個接收凹槽25c上。
如圖3和5所示,更淺的凹槽25d位于在底板25的上表面中形成的接收凹槽25c上。凹槽25d是寬的,以后和前方向伸展。如圖3所示,從凹槽25d伸展到下表面的噴氣通道25a形成在底板25的左右方向的中心部分。如圖7所示,噴氣通道25a具有象窄縫的構(gòu)造,以后和前方向伸展。
如圖3所示,陶瓷組成的絕緣板27(絕緣構(gòu)件)垂直地夾在氣體均勻化部分30的最下級板38和電極單元50之間。絕緣板27形成有以縱長方向大致伸展在整個長度的以左右方向獨立地排列的三個氣體導(dǎo)向通道27b、27a、27b。中心原料氣體導(dǎo)向通道27a垂直地穿透絕緣板27。右側(cè)可激發(fā)氣體導(dǎo)向通道27b從絕緣板27的上表面向左下方傾斜,最后到達板27的下表面。左側(cè)可激發(fā)氣體導(dǎo)向通道27b從絕緣板27的上表面向右下方向伸展,最后到達板27的下表面。
如圖3和6所示,電極單元50包括由四個(多個)電極51、52組成的電極組、一對左右側(cè)板53和一對前后端板54。電極51、52的每一個通過給金屬例如鋁和不銹鋼制成的主體56的表面配備防止電弧的固體電介質(zhì)層59構(gòu)成。金屬主體56在截面中具有垂直方向長的正方形構(gòu)造并以后和前方向伸長。固體電介質(zhì)層59由電介質(zhì)構(gòu)件例如陶瓷組成,用熱噴涂等在如后面描述的流道50b的側(cè)面的表面和金屬主體56的上和下表面上以膜的形式涂布。代替熱噴涂,可以將樹脂片如聚四氟乙烯貼在金屬主體56上。
四個電極51、52以左右方向按相互平行關(guān)系排列。
在電極組中,在中間側(cè)面的兩個電極51是電場施加電極(第一種電極),在左和右兩端(在安排方向的兩端)的兩個電極是接地電極(第二種電極)。因此,以左右方向依次排列接地電極52、電場施加電極51、電場施加電極51和接地電極52以構(gòu)成電極組。
每個電極51、52都在其中形成溫度控制通道,使溫度控制冷卻水在其中通過。
電極單元的側(cè)面板53每個都由絕緣樹脂制成。側(cè)面板53沿左和右電極52的后表面(電極51的相對側(cè)的反側(cè)表面),從左和右側(cè)夾住電極組。擰透側(cè)框架22的螺栓26與側(cè)面板53的后表面鄰接。由于這種布置,電極單元50正確地定位,保留在噴嘴體21內(nèi)。
電極單元50的端面板54每個都由絕緣樹脂制成。端面板54以四個電極51、52的縱長方向應(yīng)用到兩個端面表面,從前和后側(cè)面夾住電極組。
將描述電極51、52的饋電/接地結(jié)構(gòu)。如圖6所示,供電插頭40例如嵌入中間側(cè)的兩個電場施加電極的每一個的前端面部分(縱長方向的一個端部)中,有與供電插頭40相同的結(jié)構(gòu)的接地插頭40A嵌入左和右兩側(cè)的兩個電極52的每一個的后端部(縱長方向的另一個端部)中。
如圖10所示,電場施加電極51的供電插頭40包括沖前端面開口的有軸孔41a的軸式插頭主體41、支撐在軸孔41a中的桶體42、和滑動支撐在這個桶體42中的芯體部件43。插頭主體41、桶體42和芯體部件43由導(dǎo)電金屬例如不銹鋼組成,并且它們在它們的內(nèi)部和外周表面相互鄰接而導(dǎo)電。
插頭主體41的前端部可拉出地推進到在電場施加電極51的前端面中形成的插頭孔56a中。由于這種布置,插頭主體41和電極51相互電傳導(dǎo)。盤繞的彈簧44(偏置設(shè)備)容納在桶體42中。通過這個盤繞的彈簧44,芯體部件43以向前端方向即以推出軸孔41a的方向偏置。由于這種布置,芯體部件43的向前端部用力地擠壓到插頭孔56a的最里端面。結(jié)果,可確保維持供電插頭40和電極主體56之間的電傳導(dǎo)狀態(tài)。
每個由絕緣構(gòu)件制成的桶式插頭固定器45A、45B安放在插頭主體41的基礎(chǔ)端部(頭部分)上。安放固定器的插頭主體41的基礎(chǔ)端部從端板54中凸出,位于前側(cè)端板54和側(cè)框架23之間。如圖5所示,電源線4a從這個主體41的基礎(chǔ)端部伸展,并連接到脈沖電源4上。
接地電極52的接地插頭40A具有與供電插頭40的相同結(jié)構(gòu)。如圖6所示,接地插頭40A的頭部分從后側(cè)端板54凸出。接地線4b連接到接地插頭40A的頭部分。使接地線4b在后側(cè)面?zhèn)瓤蚣?3的上表面和絕緣板27之間通過,并從加工頭3拉出以便于接地。
如圖3和6所示,加工氣體即原材料氣體或可激發(fā)氣體的流道50a、50b在鄰接電極51、52之間形成。
更具體地,在相同極性的中間側(cè)電極51、51之間形成原材料氣體的流道50a。在不同極性的左和右側(cè)電極52、51之間形成可激發(fā)氣體的流道50b(等離子體放電空間)中的每一個。因此,從左邊依次安置可激發(fā)氣體流道50b、原材料氣體流道50a和可激發(fā)氣體流道50b。
電極單元50在前和后端板54上配備三個每個都由絕緣樹脂制成的片狀墊片55。那些片狀墊片55在鄰接電極51、52之間推入,由此限定每種流道50b、50a、50b的寬度。
如圖3所示,中心流道50a的上端部(上游端)通過絕緣板27的中心導(dǎo)向通道27a筆直地與氣體均勻化部分30的中心區(qū)域30A中的氣體均勻化通道30x相連,這樣原材料氣體源1通過管道1a。
形成每個電場施加電極51的流道50a的表面在其上側(cè)凹進,在其下側(cè)凸出。在流道形成表面的中間部分形成一個臺階。由于這種布置,流道50a在上側(cè)寬度增大而在下側(cè)寬度縮小。
在左右側(cè)的流道50b、50b的上端部(上游端)通過絕緣板27的左和右導(dǎo)向通道27b、27b在氣體均勻化部分30的左和右區(qū)域30B、30B中與氣體均勻化通道30x、30x相連通,這樣可激發(fā)氣體源2通過管道2a。
每個接地電極52放置在底板25的電極接收凹槽25c的上表面上。另一方面,如圖3和5所示,各個電場施加電極51間隔地安置在底板25的凹槽25d的上部分上。由于這種布置,在每個電場施加電極51的下表面和底板25之間形成縫隙20b。
如圖3所示,那些左和右縫隙20b每個都充當(dāng)將不同極性電極之間的流道50b和相同極性電極之間的流道50a連通的連通通道。即,左側(cè)連通通道20b的左端部(上游端)連通到不同極性的電極之間的流道50b,右端部(下游端側(cè))和相同極性的電極之間的電極通道50a的下端部(下游端)交叉。右側(cè)流通通道20b的右端部(上游端)和不同極性的右側(cè)電極之間的流道50b連通,左端部(下游端)和相同極性的電極之間的流道50a的下游端交叉。
相同極性的電極之間的流道50a構(gòu)成“第一種流道”,不同極性的電極之間的流道50a和連通通道20b構(gòu)成“第二種流道”。
相同極性的電極51、51構(gòu)成“第一種流道形成設(shè)備”。不同極性的電極51、52、和電極51和底板25構(gòu)成“第二種流道形成設(shè)備”。
左和右連通通道20b是水平的,正交于豎直的第一種流道50a。左和右第二種流道50b、20b相對于夾在它們之間的中心第一種流道20a相互對稱。
如在放大的基座上的圖8所示,底板25的噴氣通道25a和三種流道20b、50a、20b的交叉部分(匯聚部分)連通。這個噴氣通道25a充當(dāng)原材料氣體和可激發(fā)氣體的共同噴氣通道,它的下游端(噴氣口)朝底板25的下表面開口。噴氣通道25a位于豎直流道50a的正下面。
現(xiàn)在描述這樣構(gòu)造的常壓等離子體成膜設(shè)備的操作。
來自可激發(fā)氣體源2的可激發(fā)氣體(第二種氣體)例如氫氣通過氣體管道2a從加工頭3的兩個左和右塞32P引入到左和右區(qū)域30B中的氣體均勻化通道30x,被那些通道30x以后和前縱長方向均勻化。這樣均勻化的可激發(fā)氣體分別通過左和右導(dǎo)向通道27b引入到左和右流道50b中。
另一方面,來自脈沖電源4的電壓供應(yīng)給電場施加電極51,在不同極性的電極51、52之間施加脈沖電場。這樣,如圖8所示,在左和右流道50b中產(chǎn)生輝光放電,可激發(fā)氣體被等離子體化(激發(fā)和活化)。將這樣等離子體化的可激發(fā)氣體從流道50b導(dǎo)向到連通通道20b,使其流向交叉部分20c。這個激發(fā)的氣體本身不包含因激發(fā)粘附和沉積在陶瓷等的表面的任何組分。因此,從來不會發(fā)生膜粘附到不同極性的電極51、52之間的對面表面、電極51的下表面和底板25的上表面(第二種流道形成表面)上。
在可激發(fā)氣體流動的同時,來自原材料氣體源1的原材料氣體(第一種氣體)例如硅烷通過氣體管道1a從加工頭3的中心氣體塞32P引入到中心區(qū)域30A中的氣體均勻化通道30x,以后和前縱長方向均勻化。此后,該氣體通過中心導(dǎo)向通道27a引入到相同極性的電極之間的中心流道50a。盡管脈沖電壓供應(yīng)給兩個電場施加電極51的每一個,但是在相同極性的電極51、51之間沒有施加電場,從不發(fā)生在流道50a中發(fā)生等離子體放電。這樣使原材料氣體通過而不被等離子體化。因為這個原因,膜不粘附到相同極性的電極51之間的對面表面(第一種流道形成表面)上。
由于沒有膜粘附到四個電極的任何地方,電極51、52的維護變得容易。并且在電極之間通過時可發(fā)生的原材料損失被消除。
通過流道50a的原材料氣體在通道50a變窄的通道50a的下側(cè)減少,因此壓力增加。
在通過中心流道50a之后,原材料氣體流向左和右連通通道20b之間的交叉部分20c。在左和右流道50b中等離子體化的可激發(fā)氣體通過連通通道20b也流向交叉部分20c。這樣,原材料氣體和等離子體化的可激發(fā)氣體(活性粒種)接觸使得發(fā)生例如分解和激發(fā)的反應(yīng),由此產(chǎn)生自由基反應(yīng)產(chǎn)物p,其變?yōu)槟ぁ?br>
從左和右通道20b進入交叉部分20c的可激發(fā)氣體流被原材料氣體流推動和向下彎曲。這樣,可激發(fā)氣體大部分沿噴氣通道25a的右側(cè)邊緣表面和左側(cè)邊緣表面流動,原材料氣體大部分以夾在左和右可激發(fā)氣體流之間的方式流動,通過噴氣通道25a的中間側(cè)。這使得反應(yīng)產(chǎn)品p有可能很少接觸噴氣通道25a的邊緣表面。因此膜到噴氣通道25a的邊緣表面的粘附減少,原材料氣體損失可進一步減少。
然后,加工氣體(可激發(fā)氣體和原材料氣體)大體上以層流的狀態(tài)從噴氣通道25a噴出。這樣,將反應(yīng)產(chǎn)品p應(yīng)用到緊接放在噴氣通道25a下面的基材W的上表面上,可以形成需要的膜A。
由于氣體被氣體均勻化部分30以后和前方向均勻化,可以形成在后和前方向均勻的膜A。
此后,加工氣體以左和右兩個方向以離開噴氣通道25a的方式流過加工頭3和基材W之間的空間。此時,可激發(fā)氣體大部分偏向加工頭3側(cè),原材料氣體大部分偏向位于其下的基材W側(cè)。這樣,可以以幾乎不接觸底板25和下框架24的下表面的狀態(tài)維持反應(yīng)產(chǎn)品p。結(jié)果,到那些構(gòu)件25、24的膜粘附減少,除膜頻率減少。
加工氣體通過入口10a進入機殼10,然后通過真空泵14的激勵放電。通過控制這個真空泵14的入口壓力等,可以以大體的層流狀態(tài)維持可激發(fā)氣體和原材料氣體??梢愿_保膜不會粘附到加工頭3上。
例如,即使成膜在基材相對構(gòu)件(下框架24和底板25)上,也可以如圖9所示拉出加工頭3和從機殼10取出它,僅僅基材相對構(gòu)件24、25保留鉤在機殼10的內(nèi)凸緣11d、12d上的狀態(tài)。這樣,基材相對構(gòu)件24、25可以很容易地從加工頭3分離開。此后,僅將基材相對構(gòu)件24、25浸在化學(xué)液體例如強酸中進行清理過程,使膜除去。由于整個加工頭3不再需要進行清理過程,維護工作得以簡化。另一方面,通過制備基材相對構(gòu)件24、25的備用部件,將它們放在設(shè)備M1上,甚至在清理過程中也可以保持成膜加工繼續(xù)進行。
根據(jù)常壓等離子體成膜設(shè)備M1,由于電源線4a從加工頭的一個端部拉出,接地線4b從另一個端部拉出(圖5和7),可以防止那些線4a、4b短路。
并且,供電/接地線4a、4b和電極主體56通過供電/接地插頭40、40A可以確保容易地電連接。由于供電/接地插頭40、40A能容易地除去,在維護時它們不受任何干擾。
并且兩個接地電極52安置在左和右外側(cè),兩個電場施加電極51夾在它們之間,也可以防止電場泄漏到外邊并且整個加工頭3可容易地接地。
接著描述本發(fā)明的其它方案。在此后描述的方案中,在圖中用相同的參考數(shù)字表示與上述方案中相同的結(jié)構(gòu),使得其描述簡化。
圖11和12表示本發(fā)明的第二實施方式。在第二實施方式中,第一種和第二種氣體的噴氣口分別地形成。
更具體地,如圖12所示,底板25形成以后和前方向伸展并以左和右方向等間隔地平行安置的三個縫隙式的單個噴氣通道25b、25a、25b。
如圖11所示,左側(cè)噴氣通道25b筆直地與不同極性的左側(cè)電極52、51之間的流道50b的下部分連通。中心噴氣通道25a筆直地與相同極性的中心電極51、51之間的流道50a的下部分連通。右側(cè)噴氣通道25b筆直地與不同極性的右側(cè)電極51、52之間的流道50b的下部分連通。這三個噴氣通道25b、25a、25b的下端部朝底板25的下表面開口。中心噴氣通道25a的下端開口構(gòu)成原材料氣體(第一種氣體)的噴氣口,左和右噴氣通道25b的下端開口構(gòu)成可激發(fā)氣體(第二種氣體)的噴氣口。
底板25在電極接收凹槽25c中不配備第一實施方式的凹槽25d,電場施加電極51和接收凹槽25c的上部分鄰接。因此不形成第一實施方式的連通通道20b。
導(dǎo)向到中心流道50a的原材料氣體直接通過噴氣通道25a噴出,此后使其在底板25和基材W之間以左和右兩個方向分別地流動。另一方面,導(dǎo)向到左和右流道50b的可激發(fā)氣體被不同極性的電極51、52之間的電場等離子體化(激發(fā)和活化),此后通過左和右噴氣通道25b噴出。流動在基材W上的原材料氣體接觸這樣噴出的可激發(fā)氣體。結(jié)果,發(fā)生反應(yīng)。這樣在基材W上形成膜A。此后,可激發(fā)氣體和原材料氣體以它們垂直地重疊的大致層流的狀態(tài)流向入口10a,然后它們放電。
圖13表示本發(fā)明的第三實施方式。
在第三實施方式中,由八個(多個)平面電極51、52組成的電極組位于加工頭3的金屬導(dǎo)體制成的噴嘴體20B內(nèi)。那些電極是相互平行的關(guān)系,從左邊起以接地電極52、電場施加電極51、接地電極52、接地電極52、電場施加電極51、電場施加電極51和接地電極52的順序等間隔地安置。由于這種安置,在不同極性的電極之間的第二種流道(等離子體放電空間)50b和在相同極性的電極之間的第一種流道50a交替地排列。每個第一種流道50a使來自原材料氣體源(未表示出)的原材料氣體(第一種氣體)通過其中,每個第二種流道50b使來自可激發(fā)氣體源(未表示出)的可激發(fā)氣體(第二種氣體)通過其中。
以電極組安置方向位于對面端部的接地電極52沿噴嘴體20B在它們的背表面鄰接,并與這個噴嘴體20B電傳導(dǎo)。盡管沒有具體地表示出,中心側(cè)的兩個接地電極52在對面端部以縱長方向(圖13的紙表面的正交方向)和噴嘴體20B毗連,并與這個噴嘴體20B電傳導(dǎo)。噴嘴體20B通過接地線4b接地。由于這種布置,整個加工頭3可以接地,同時接地電極52也可接地。
在第三實施方式中,位于相對外側(cè)面處的接地電極52可能與噴嘴體20B整體地形成。即,噴嘴體20B也可以充當(dāng)位于相對的外側(cè)面的接地電極52。
在第三實施方式中,電極組的電極數(shù)目不局限于8個,但是它可以是3、5-7或9個或更多個。安置那些電極使得交替地形成使第二種氣體通過的不同極性空間(第二種流道)和使第一種氣體通過的相同極性空間(第一種流道)。即,以第二種電極、第一種電極、第一種電極、第二種電極、第二種電極、第一種電極、第一種電極、第二種電極、第二種電極、第一種電極、第一種電極、第二種電極等的順序安置那些電極。作為接地電極的第二種電極優(yōu)選安置在最外側(cè)。假如電極的數(shù)目總體上是偶數(shù),第一種電極的數(shù)目等于第二種電極的數(shù)目。假如電極的數(shù)目總體上是奇數(shù),第二種電極的數(shù)目比第一種電極的數(shù)目大1個。相同極性的電極(優(yōu)選接地電極)安置在最外側(cè)和挨著最外側(cè)的內(nèi)部位置上,并且第一種氣體通過最外側(cè)的對面空間也是可以的。長度幾乎等于大面積基材的整個長度的多個第一種和第二種電極以上述順序安置在基材的整個寬度上,使得整個基材上一次形成膜也是可以的。
并且第一種和第二種流道可以一個接一個地交替地安置。也可采用如下方式多個“第一種和第二種流道中至少一個”相互鄰接地安置,這樣鄰接的流道和其它流道的組平行交替安置。
圖14表示這樣的交替安置結(jié)構(gòu)的一個改進方案。在這個改進方案的加工頭3中,一組電極以第二種電極52、第一種電極51、第二種電極52、第二種電極52、第一種電極51和第二種電極52的順序安置。由于這種安置方式,這樣的第一種流道50a之一安置在中心,這樣的第二種流道50b中的兩個安置在其對面的左和右側(cè)。即,兩個(多個)第二種流道50b和一個第一種流道50a平行地交替地安置。在圖14中,第二種電極52的接地線未表示出。
根據(jù)圖14的改進方案,可以得到原材料氣體和等離子體化的可激發(fā)氣體反應(yīng)的大的反應(yīng)區(qū)域,可以充分地反應(yīng)原材料氣體以形成膜,反應(yīng)效率(產(chǎn)率)可得到提高。并且從各個第二種流道50ab輕微地噴出等離子體化的可激發(fā)氣體,可以確保得到大體上層流狀態(tài)。
圖15-20表示本發(fā)明的第四實施方式。
在第四實施方式中,如第一實施方式,第二種流道安置在左和右側(cè),它們之間夾有中心第一種流道。那三種流道匯聚并與單一的共同噴氣通道25a連通。第四實施方式不同于第一實施方式之處在于接地電極的安置位置和第二種流道的等離子體放電部分的位置。
更具體地,如圖15-17所示,在第四實施方式的加工頭3中,代替第一實施方式的接地電極52的虛設(shè)電極隔板52S放置在接收第一實施方式的接地電極52的位置(圖3和6)。虛設(shè)電極隔板52S每個都有與第一實施方式的接地電極52的大體相同的構(gòu)造,但是它們由絕緣構(gòu)件(電介質(zhì)構(gòu)件)例如陶瓷而不是導(dǎo)電金屬組成。因此虛設(shè)電極隔板52S和電場施加電極51之間的流道50b不充當(dāng)?shù)入x子體放電空間。使可激發(fā)氣體在沒有被等離子體化的情況下通過流道50b。
第四實施方式的底板25不僅具有作為加工頭3的基材相對構(gòu)件或噴氣口組成構(gòu)件的功能而且有作為接地電極的保持部件的功能。即如圖15和18所示,一對淺接收凹槽25e在底板25的下表面形成有夾在它們之間的共同噴氣通道25a。凹槽25e以后和前方向伸展。由長形薄金屬導(dǎo)電板組成的接地電極52A固定到每個接收凹槽25e。由于這種安置方式,接地電極52A以對面關(guān)系安置在面向電場施加電極51的基材W那側(cè)(下側(cè))上。因此兩個電場施加電極51和底板25之間的那些連通通道20b分別充當(dāng)?shù)入x子體放電空間。
如圖20所示,等離子PL不僅放置在連通通道20b的內(nèi)部而且溢流到交叉部分20c。
在由例如氧化鋁的電介質(zhì)構(gòu)件組成的底板25中,覆蓋金屬制成的接地電極52A的上表面的部分和沿接地電極52A的噴氣通道25a側(cè)上的端面的部分(即噴氣通道25a形成部分)具有擔(dān)當(dāng)接地電極的固體電介質(zhì)層的作用。
如圖20所示,面向左側(cè)接地電極(金屬主體)52A的共同噴氣通道25a的右側(cè)端面和左側(cè)電場施加電極51的金屬主體56的同側(cè)端面(右側(cè)端面)平齊。面向右側(cè)接地電極(金屬主體)52A的共同噴氣通道25a的左側(cè)端面與右側(cè)電場施加電極51的金屬主體56的同側(cè)端面(左側(cè)端面)平齊。各個接地電極52A的共同噴氣通道25a側(cè)上的端面可以從電場施加電極主體56的同側(cè)端面擴展。
如圖15所示,在每個接地電極52A的共同噴氣通道25a側(cè)的相反側(cè)上的端面從電場施加電極主體56的后表面凸起。
如圖16所示,接地電極52A的縱長方向的相反端邊緣與由金屬導(dǎo)體組成的下框架24接觸。使地線4b從下框架24的后端部(供電插頭40的安置側(cè)的相反側(cè))伸展并接地。
通過在單一長形金屬導(dǎo)電板中形成充當(dāng)噴氣通道25a的縫隙構(gòu)成接地電極52A。
第四實施方式不同于第一實施方式之處也在于電極51的固體電介質(zhì)層結(jié)構(gòu)。
即,如圖19所示,在第四實施方式中的電場施加電極51的固體電介質(zhì)層由容器57組成,容器57由電極主體56而不是整體地?zé)釃娡吭陔姌O主體56上的熱噴涂膜59(圖3)獨立地形成。容器57包括由陶瓷(電介質(zhì)構(gòu)件)例如氧化鋁和玻璃組成的容器主體57a和由容器主體57a的相同材料組成的蓋子57b。容器57以后和前方向延長。
容器主體57a包括電極主體56的相同構(gòu)造的內(nèi)部空間。容器主體57a向其后表面(在其它電極51的對面?zhèn)鹊南喾磦?cè)的表面)開口。電極主體56可拆除地接收在容器主體57a的內(nèi)部空間中。容器主體57a的后表面用蓋子57b封住。由于這種安置方式,電極主體56的整個表面用由容器57組成的固體電介質(zhì)層覆蓋。
蓋子57b和容器主體57a是可拆除關(guān)系。
容器主體57a例如在其前側(cè)端板上,形成有使供電插頭40插入的孔57c。
在每個電場施加電極57a的容器主體57a中,在與另一個電極51對面?zhèn)壬系陌宓纳蟼?cè)是薄的,下側(cè)是厚的,在中間部分形成一個臺階。由于這種布置,在該對電極51之間的流道50a的上側(cè)寬,下側(cè)窄。
根據(jù)第四實施方式,來自可激發(fā)氣體源2的可激發(fā)氣體在左和右流道50b、50b中不被等離子體化,但是它在挨著流道50b、50b的連通通道20b、20b中等離子體化(激發(fā)并活化)。由于可激發(fā)氣體不包含任何成膜組分,因此膜不粘附到電極51的下表面上或底板25的上表面(連通通道20b形成表面)上。
如圖20所示,在左和右連通通道20b中等離子體化的可激發(fā)氣體流向交叉部分20c。并且來自原材料氣體源1的原材料氣體通過中心流道50a進入交叉部分20c。由于這種布置,膜原材料和等離子體化的可激發(fā)氣體反應(yīng)產(chǎn)生形成膜的反應(yīng)產(chǎn)品p。另外,原材料氣體也通過溢流到交叉部分20c(原材料氣體很接近等離子體放電空間地流動)的等離子體PL。這樣,原材料氣體直接被等離子體化,可以得到更多的反應(yīng)產(chǎn)品p。結(jié)果,成膜到基材W的效率被提高。
由于接地電極52A(接地導(dǎo)電構(gòu)件)插入在電場施加電極51和基材W之間,可以防止電弧落到基材W上,這樣可以防止基材W損壞。
并且,由于在面向接地電極52A的共同噴氣通道25a的側(cè)上的端面和電場施加電極主體56的同側(cè)端面平齊,可以防止電場從接地電極52A的共同噴氣通道25a的側(cè)端面向下泄漏,更加確保電弧不會落在基材W上。這樣可以使加工頭3接近基材W,加工頭3和基材W之間的距離(工作距離)可充分地減少,因此可以使工作距離比常壓下自由基的短的失活距離(例如2mm)更短。這樣在反應(yīng)產(chǎn)品p失活之前確保將基材W帶到預(yù)定位置。結(jié)果,可高速可靠地形成膜。
由于電場施加電極主體56完全地裝入作為固體電介質(zhì)層的容器57中,更確保防止異常放電發(fā)生。
在膜粘附到電場施加電極51的容器57上的情況中,從噴嘴體21除去電極61以分解。在分解時,可以容易地抽出供電插頭40。從容器主體57a除去蓋子57b,容易地取出電極主體56。由于膜僅僅粘附到容器57上,例如僅替換容器57,將電極主體56放入新容器中。通過這樣做,不再需要制備多個電極主體56。將主體56放入新容器的工作也是容易的。
另一方面,對于粘附膜的容器57,嘗試了將容器57浸在強酸中或采用任何其它合適的方法從容器57除去膜。這使得可能重復(fù)使用容器57,從而避免了材料的浪費。由于獨立地為每個電極51形成容器57,維護的工作可以單獨地進行。
通過由金屬導(dǎo)體代替電介質(zhì)構(gòu)件組成虛設(shè)的電極隔板52S和將其接地,電極隔板52S和平面電極52A可一起用作接地電極部分。這樣整個第二種流道50b、20b可充當(dāng)?shù)入x子體放電空間。在這種情況中,接地電極52S可能具有和電場施加電極51相同的電介質(zhì)容器接收結(jié)構(gòu)。
在第二實施方式的單個的噴氣結(jié)構(gòu)中(圖11),四個電極51、52的每一個可以具有電介質(zhì)容器接收結(jié)構(gòu)。
圖21表示第四實施方式的接地電極結(jié)構(gòu)的改進方案。
在這個改進方案中,在面向每個接地電極(金屬主體)52A的共同噴氣通道25a的側(cè)面上的端面從電場施加電極51的金屬主體56的同側(cè)端面向后設(shè)置。形成底板25的表面的共同噴氣通道52a大致和電場施加主體56的同側(cè)端面平齊。但是本發(fā)明不局限于此。另外,共同噴氣通道25a形成表面也可以凹縮接近接地電極52A的端面。即共同噴氣通道25a的寬度可以大約增加到左和右接地電極52A的對面端面之間的距離。
根據(jù)這個改進方案,電場施加電極主體56和接地電極主體52A之間的替換形成側(cè)向電場。這個側(cè)向電場引起等離子體PL從底板25的電極52A移到擴展部分25H的下側(cè)附近。由于這種布置,在更接近基材W的位置發(fā)生原材料氣體的進一步反應(yīng),這樣以更高的速度可靠地形成膜。
用合適的方法將接地電極主體52A的整個表面涂布上薄的電介質(zhì)構(gòu)件59A。由于這種布置,可以更確保防止異常的放電發(fā)生。
圖22表示本發(fā)明的第五實施方式。
第五實施方式的加工頭3X包括金屬導(dǎo)體組成的電場施加電極51X、和覆蓋電極51X的下部分(面向基材W的側(cè))的接地電極(接地傳導(dǎo)構(gòu)件)52X。由陶瓷等組成的固體電介質(zhì)構(gòu)件28裝載在上和下電極51X、52X之間。固體電介質(zhì)構(gòu)件28是兩個電極51X、52X共同的固體電介質(zhì)層。通過這個固體電介質(zhì)構(gòu)件28,兩個電極51X、52X是電絕緣的。在接地電極52X的中心部分處形成中斷器部分52b。從這個中斷器部分52b暴露出固體電介質(zhì)構(gòu)件28的下表面。
兩個噴氣噴嘴61、62的頂部分安置在接地電極52X的側(cè)面。原材料氣體噴氣噴嘴61(第一種流道形成設(shè)備)的基礎(chǔ)端部通過原材料氣體管道1a和原材料氣體源1連通,可激發(fā)氣體噴氣噴嘴62(第二種流道形成設(shè)備)的基礎(chǔ)端部通過可激發(fā)氣體管道2a和可激發(fā)氣體源2連接。在那些噴氣噴嘴61、62末端的噴出軸對角地朝向接地電極52X和基材W之間的空間放置。并且,可激發(fā)氣體噴氣噴嘴62放置在原材料氣體噴氣噴嘴61的上側(cè)(更接近接地電極52X)。
根據(jù)第五實施方式,將可激發(fā)氣體從上側(cè)噴嘴62噴到接地電極52X和基材W之間的空間,同時將原材料氣體從下側(cè)噴嘴61噴到相同空間。此時,形成可激發(fā)氣體偏向上側(cè)和原材料氣體偏向下側(cè)的大致層流。上側(cè)可激發(fā)氣體流入中斷器部分52b。
另一方面,脈沖電源4的脈沖電壓施加在中斷器部分52b中產(chǎn)生側(cè)向電場。這樣,中斷器部分52b的內(nèi)部充當(dāng)?shù)入x子體放電空間,流向中斷器部分52b的可激發(fā)氣體被等離子體化(激發(fā)和活化)。原材料氣體接觸這個等離子體化的可激發(fā)氣體?;蛟牧蠚怏w很接近等離子體放電空間52b地流動。這樣原材料氣體就在基材W附近反應(yīng),高速地可靠地形成膜A。由于甚至在可激發(fā)氣體通過等離子體放電空間52b之后,可激發(fā)氣體流體也比原材料氣體更接近接地電極52X,因此可以防止或抑制膜對接地電極52X的下表面即加工頭3X的下表面的粘附。
由于接地電極52X(接地傳導(dǎo)構(gòu)件)插入到電場施加電極51X和基材W之間,可以防止電弧落到基材W上,這樣可以防止基材W損壞。
圖23表示本發(fā)明的第六實施方式。
在第六實施方式的加工頭3Y中,成對的電場施加電極51Y和接地電極52Y以對面關(guān)系向左和向右地遠(yuǎn)遠(yuǎn)地安置。充當(dāng)?shù)入x子體放電空間的第二種流道20h垂直地形成在那些電極51Y、52Y之間。從可激發(fā)氣體管道2伸展的管道2a連接到第二種流道20h的上端部(上游端)。
金屬板組成的導(dǎo)電構(gòu)件29放置在加工頭3Y的下端部。導(dǎo)電構(gòu)件29通過地線4b接地。導(dǎo)電構(gòu)件29覆蓋電場施加電極51Y的下側(cè)面(面向基材W的側(cè)面)。電隔離電場施加電極51Y和導(dǎo)電構(gòu)件29的絕緣構(gòu)件28Y裝載在電極51Y和構(gòu)件29之間。
充當(dāng)?shù)谝环N流道的縫隙20g水平地形成在接地電極52Y和導(dǎo)電構(gòu)件29之間。從原材料氣體源1伸展的管道1a連接到第一種流道20g的右端部(上游端)。第一種流道20g的左端部(下游端)和第二種流道20h的下端部(下游端)交叉。導(dǎo)電構(gòu)件29正下面形成一個從第一種和第二種流道20g、20h之間的交叉部分20c伸展的噴氣通道29a。噴氣通道29a充當(dāng)原材料氣體和可激發(fā)氣體的共同噴氣通道。
并且在第六實施方式中,可以防止膜對電極51Y、52Y等的等離子體放電空間形成表面的粘附發(fā)生,防止電弧從電場施加電極51Y落在基材W上。
圖24表示電極供電/接地結(jié)構(gòu)的改進方案。用絕緣管道46b包覆導(dǎo)電線46a構(gòu)成充當(dāng)供電線4a或接地線4b的包覆導(dǎo)體46。包覆的導(dǎo)體46通過電介質(zhì)容器57的孔57d插入到電極主體56的孔56d中。
在包覆的導(dǎo)體46的線46a中,僅僅位于孔56d的最里側(cè)的終端部從絕緣管道46b中暴露出來,位于孔56d中這側(cè)的部分被絕緣管道46b覆蓋。當(dāng)然,線46a在位于電介質(zhì)容器57的孔57d中的部分和位于容器57外邊的部分被絕緣管道46b覆蓋。
以大致正交于孔57d的方式將螺釘(螺栓)47擰到電極主體56中。線46a的暴露頂端部被這個螺釘47擠壓到孔57d的最里端部的內(nèi)周表面。
根據(jù)這個結(jié)構(gòu),可以確保防止導(dǎo)體46發(fā)生異常放電。并且可以確保將導(dǎo)體46的終端固定到電極主體56,因此前者可以確保與后者電傳導(dǎo)。并且在維護例如替換電介質(zhì)容器57時,松開螺釘47就可以容易地從電極51除去導(dǎo)體46。
圖25表示充當(dāng)電極的固體電介質(zhì)層的電介質(zhì)容器的改進方案。
在改進方案的電介質(zhì)容器57X中,以縱長方向在一個端面而不是在圖19的方案的后表面形成容器主體57a的開口。電極的金屬主體56插穿這個端面開口。容器57X的蓋子57b覆蓋上端面開口。
圖26和27表示電介質(zhì)容器的另一個改進方案。組合每個截面為L形構(gòu)造的一對部件58a、58b構(gòu)成這個電介質(zhì)容器58的主體58X。那些部件58a、58b在其端邊緣分別形成棘爪58c、58d。相互固定棘爪58c、58d,形成長的正方形容器主體58X。這個主體58X以縱長方向在其相反端部分別形成開口58e。蓋子58f可除去地放置在那些開口58e的每個上。
圖28表示電介質(zhì)容器的進一步修改的方案。在這實施方式中,兩個(多個)電極電介質(zhì)容器整體地相互連接。換句話說,兩個(多個)電極金屬主體56接收在單一的共同電介質(zhì)容器70中。
共同電介質(zhì)容器70包括由電介質(zhì)構(gòu)件組成的單一的容器主體71、和電介質(zhì)構(gòu)件組成的兩個蓋子74。容器主體71包括兩個以相互平行關(guān)系水平伸長的容器主體部分72、和相互連接那些主體部分72的相反端部(在圖28中僅表示出紙面的最里側(cè))的連接部分73。在那些主體部分72的對面?zhèn)鹊南喾磦?cè)上的后表面是開口的。在電極金屬主體56通過那些后表面開口插入到主體部分72中之后,分別通過蓋子74覆蓋上后表面開口。
在這實施方式中,兩個電極中的一個是連接到電源4的電場施加電極,另一個是接地的接地電極。但是本發(fā)明不局限于此。它們也可以是有相同極性的電極。
流道70a(在這實施方式中,是充當(dāng)?shù)入x子體放電空間的第二種流道)形成在共同電介質(zhì)容器70的兩個主體部分72之間。流道70a以主體部分72的相同方向伸長。在縱長方向均勻化后,將加工氣體(在此實施方式中的激發(fā)氣體)導(dǎo)向到流道70a的上端開口(上游端)。流道70a的下端開口充當(dāng)噴氣口。
電介質(zhì)容器70構(gòu)成第二種流道形成設(shè)備。第一種流道形成設(shè)備沒有表示出(在圖29-33中相同的也是可以的)。
兩個主體部分72中的相對側(cè)板(即在兩個電極的對面?zhèn)壬系墓腆w電介質(zhì)層)的上側(cè)部分72c是相對薄的,下側(cè)部分72d是相對厚的。在中間高度形成臺階72g。由于這種布置,如第一實施方式(圖3)的容器,流道70a的上側(cè)寬,下側(cè)窄。
脈沖電源4的電場施加使流道70a充當(dāng)?shù)入x子體放電空間。由于充當(dāng)固體電介質(zhì)層的上和下板部分72c、72d之間的厚度差別,這個等離子體在臺階72g的上側(cè)(上游側(cè))變得相對地強,在下側(cè)相對地弱。從上述可明顯看出,改變電介質(zhì)容器的厚度可以改變等離子體的狀態(tài)。
充當(dāng)固體電介質(zhì)層的上和下板部分72c、72d,可以根據(jù)目的在厚度上顛倒。
在圖28的方案中,由于兩個電極的電介質(zhì)容器被整體地形成,部件的數(shù)目減少。并且裝備兩個電極需要的勞動和時間被省掉,可以容易地正確的進行電極的相對定位,流道70的形狀尺寸在精度上提高。
在第四實施方式和其它各種改進方案中公開的電介質(zhì)容器結(jié)構(gòu)本身不僅可以應(yīng)用到等離子體成膜設(shè)備中使用的電極,而且可以應(yīng)用到其它等離子體表面加工設(shè)備例如清洗和蝕刻使用的那些電極中。在成膜中,上述結(jié)構(gòu)也可以應(yīng)用到將原材料氣體和可激發(fā)氣體的混合氣體(例如硅烷和氫氣的混合氣體)導(dǎo)向到等離子體放電空間的傳統(tǒng)的電極中(其對后面描述的改進方案也是可以的)。如果例如圖28的方案中的電介質(zhì)容器70應(yīng)用到傳統(tǒng)的成膜系統(tǒng),在流道70a的上側(cè)部分抑制了氫的自由基粒種的產(chǎn)生,硅烷的自由基粒種可相對地增加。在流道70a的下側(cè)部分,氫的自由基粒種增加。以這種方式,可以依照流體改變產(chǎn)生自由基粒種的方式,這樣表面加工方法得以豐富。
圖29表示電介質(zhì)容器的再進一步的改進方案。在這個電介質(zhì)容器70A中,兩個容器主體部分72的對面板72b傾斜以向下方相互接近。由于這種布置,流道70a的截面面積向下方連續(xù)地減少。每個容器主體部分72的內(nèi)部空間是傾斜的,兩個電極主體56的對面表面傾斜以向下方相互接近。由于這種布置,在流道70a中的加工氣體的流速和等離子體狀態(tài)沿流動方向連續(xù)地改變,表面加工方法得到豐富。根據(jù)目的可以構(gòu)造使得流道70a沿流動方向逐漸地擴大。
圖30和31表示電介質(zhì)容器的還進一步的改進方案。左和右電極的電介質(zhì)容器57包括用于在其中接收電極主體56的容器主體57a和如第四實施方式的容器中覆蓋住后表面開口的蓋子57b。電介質(zhì)容器57以后和前的方向伸長使得與長的電極主體56相匹配(圖31)。
每個電介質(zhì)容器主體57a在其上側(cè)整體地配備氣體均勻化部分80。氣體均勻化部分80的底板和容器主體57a的上板由共同的板84組成。氣體均勻化部分80用一個水平分割板83形成兩個上和下半分裂膨脹室80a、80b。
有氣體均勻化部分的一對左和右電介質(zhì)容器57有互為顛倒的形狀。有氣體均勻化部分的電介質(zhì)容器57的對面邊緣相互毗連。由于這種布置,上側(cè)半分裂膨脹室80a相互聯(lián)合以形成第一個膨脹室81,下側(cè)半分裂膨脹室80b相互聯(lián)合以形成第二個膨脹室82。那些膨脹室81、82大體上伸展在電介質(zhì)容器57附帶的氣體均勻化部分的整個長度上,這樣大體上在電極的整個長度上延伸,在寬度方向上也增大。這樣膨脹室81、82每個都有充分大的容量。盡管上和下膨脹室81、82在容量上是相同的,但是它們也可以不同。
該對氣體均勻化部分80的上板的對面邊緣相互鄰接,在其中心部分以縱長方向配備加工氣體(在這實施方式中可激發(fā)氣體)接收口80c。
在該對分割板83之間形成一窄的縫隙式的壓力損失形成通道80d。壓力損失形成通道80d大體上伸展在電介質(zhì)容器57附帶的氣體均勻化部分的整個長度上。上和下膨脹室81、82通過壓力損失形成通道80d相互連通。
在一對板84的對面邊緣之間形成一窄的氣體式的引入通道80e。引入通道80e大體上伸展在電介質(zhì)容器57附帶的氣體均勻化部分的整個長度上。第二個膨脹室82通過引入通道80e和一對容器主體57a之間的流道50b連通。膨脹室81、82和通道80d、80e組成“氣體均勻化通道”。
在從上端接收部分80c引入到第一個膨脹室81和膨脹之后,加工氣體在壓力損失形成通道80d節(jié)流以產(chǎn)生壓力損失,然后引入到第二個膨脹室82再次膨脹。并且,加工氣體再次節(jié)流以產(chǎn)生壓力損失。以這個方式,交替地進行膨脹和節(jié)流,在以縱長方向充分地均勻化之后,將加工氣體引入到電極間流道50a。這樣可進行均勻化處理。
根據(jù)氣體均勻化部分整體型電介質(zhì)容器結(jié)構(gòu),部件的數(shù)目減少。
氣體均勻化部分膨脹室不局限于第一個和第二個膨脹室81、82的兩個階段,而是可以配備三個或更多個。相互連接膨脹室的壓力損失形成通道80d可以在縱長方向安置的多個點狀的孔中而不是上述縫隙狀的孔中形成。
圖32和33表示電介質(zhì)容器的還進一步修改的方案。
每個電極的電介質(zhì)容器90包括用于在其中接收電極主體56的容器主體91和如第四實施方式的容器的擋住后表面開口的蓋子92。如圖33所示,電介質(zhì)容器90以后和前方向伸長以與長的電極主體56相匹配。
在左和右容器主體91的每一個中的另一個電極的對面表面的上側(cè)部分形成有一個淺的樹狀的凹槽91a,下側(cè)部分形成一個淺凹槽91b。樹狀的凹槽91a在多個階段分支,從而以縱長方向從容器主體91的上端邊緣的中心部分向下伸展。凹槽91b在樹狀的凹槽91a的終端和多個分支凹槽連通。凹槽91大體上伸展在容器主體91的整個長度,與容器主體91的下端部連接。
左和右電介質(zhì)容器90以手掌合在一起的方式相互鄰接。由于這種布置,左和右樹狀的凹槽91a相互連接以形成樹狀的氣體分散通道(氣體均勻化通道)90a,凹槽91b連接形成氣體噴出通道90b。通道90b大體上伸展在容器90的整個長度上,這樣電極主體56的整個長度上。通道90b在樹狀的氣體分散通道90a的尾端與所有的分支通道連接,并向下開口。幾乎整個通道90a、90b插入到一對電極主體56之間。
引入到樹狀通道90a的上端開口的加工氣體(在此實施方式中的可激發(fā)氣體)以縱長方向通過樹狀通道90a連續(xù)地分流,此后導(dǎo)向到通道90b。同時,用電源4在一對電極之間施加電場。這樣加工氣體不僅在樹狀通道90a的分流過程而且在噴出通道90b的通過過程中被等離子體化。然后加工氣體通過噴出通道90b的下端開口噴出。樹狀通道90a和噴出通道90b組成“第二種流道的等離子體放電空間”。
圖34表示本發(fā)明的第七實施方式的常壓等離子體成膜設(shè)備M7。
如在第一實施方式的容器中通過垂直地重疊氣體均勻化部分(未表示出)和噴嘴部分20而組成常壓等離子體成膜設(shè)備M7的加工頭3Z。
噴嘴部分20的下端部設(shè)置有面向基材W的底板101(基材相對構(gòu)件)。
如圖35所示,在平面圖中底板101有以后和前方向伸展的長方形的水平的板式的構(gòu)造,底板101由絕緣和多孔陶瓷(氣體滲透材料)組成??字睆嚼鐬榧s10μm,空隙率例如為約47%。
如圖34和35所示,底板101的寬度方向(短方向)比四個電極51、52組成的整個電極組的側(cè)向?qū)挾认蜃蠛拖蛴腋哟蟮厣煺?。在底?01中,相應(yīng)于電極組的寬度方向的中心部分充當(dāng)噴氣區(qū)域101R1,寬度方向上相反端部充當(dāng)一對伸展的區(qū)域101R2。
如圖34-36所示,在底板101的噴氣區(qū)域101R1中上表面(基材W的對面表面的相反側(cè))中形成電極接收凹槽25c。四個電極51、52的下端部插入在這個接收凹槽25c中??p隙式噴氣通道25b、25a、25b的三線以左和右的平行關(guān)系形成在底板101中。通道25b、25a、25b從凹槽25c的底部伸到凹槽25c的下表面,以后和前方向細(xì)長地伸展。那些噴氣通道25b、25a、25b分別與相應(yīng)的電極間流道50b、50a、5b連通。
以后和前方向細(xì)長地伸展的凹槽101b形成在底板101的左和右膨脹區(qū)域101R2的上表面中。凹槽101b深深地凹陷接近底板101的下表面。由于這種布置,底板101在凹槽101b部分的厚度減少。
在凹槽101b的深度方向的中間部分形成一個小的臺階101c。桿102(氣體滲透抑制構(gòu)件)和角板103(隔板)鉤在這個臺階101c上。桿102由無孔陶瓷(氣體滲透抑制構(gòu)件)組成,并在截面中具有正方形構(gòu)造。桿102沿凹槽101b以后和前方向伸展。這個桿102從臺階101c的上側(cè)擠壓凹槽101b(后面描述的凹槽部分101d)的噴出區(qū)域101R1上的內(nèi)側(cè)表面。
角板103由密集地形成有多個直徑約為1mm的小孔103a的沖壓金屬(多孔板)組成。角板103具有比由多孔陶瓷組成的底板101更充分大的氣體滲透性。角板103在截面上具有L型構(gòu)造,沿凹槽101b以后和前方向細(xì)長地伸展。凹槽101b被角板103的底側(cè)部分分割成兩個上和下段凹槽部分101d、101e。下段凹槽部分101e在寬度上比上段凹槽部分101d大等于不存在桿102的量,具有大的容量。
在角板103中,在與桿102鄰接的豎直的板部分中不形成小孔103a是可以的。這個無孔豎直的板部分直接和凹槽部分101d的噴氣區(qū)域101R1中的側(cè)表面鄰接和省去桿102也是可以的。
從左和右夾住電極單元50的截面有水平U型構(gòu)造的一對側(cè)框架104放置在底板101的左和右膨脹區(qū)域101R2的上側(cè)。上段凹槽部分101d的上表面開口被這個側(cè)框架104堵上。密封上段凹槽部分101d的O環(huán)放置在側(cè)框架104的下表面。
并且,與上段凹槽部分101d連通的惰性氣體引入管道105分別放置在該對側(cè)框架104上。這個惰性氣體引入管道105通過惰性氣體通道5a和惰性氣體源5連接。惰性氣體例如氮氣儲存在惰性氣體源5中。盡管兩個惰性氣體引入管道105以向前和向后的方式放置在加工頭3,但是本發(fā)明不局限于此。三個或更多個惰性氣體引入管道105可以以向前和向后的方式放置在加工頭3上,或僅一個惰性氣體引入管道105放置在后和前方向的中心。
“惰性氣體引入設(shè)備”由惰性氣體源5、惰性氣體通道5a、惰性氣體引入管道105和堵塞凹槽101d的側(cè)框架104組成。
根據(jù)本發(fā)明的第七實施方式的常壓等離子體成膜設(shè)備M7,如圖34所示,通過噴氣區(qū)域101R1的加工氣體流引入到膨脹區(qū)域101R2和基材W之間。這樣,在膨脹區(qū)域101R2正下方的基材W上也形成膜A。結(jié)果,原材料的成膜速率提高,損失減少。
成膜操作的同時,來自惰性氣體源5的惰性氣體通過通道5a和管道105引入到上段凹槽部分101d。此后,惰性氣體通過在角板103的底側(cè)部分中形成的小孔103a。此時壓力損失發(fā)生。然后將惰性氣體供應(yīng)給下段凹槽部分101e,并且惰性氣體膨脹。從而可以在后和前縱長方向上均勻化惰性氣體。
并且,惰性氣體從下段凹槽部分101e的內(nèi)周表面(底表面和左和右側(cè)表面)滲透到多孔底板101。惰性氣體漸漸地從底板101的膨脹區(qū)域101R2滲出。這樣,膨脹區(qū)域101R2的下表面被薄層惰性氣體覆蓋。由于這個惰性氣體層,可以防止加工氣體流a直接接觸底板101的膨脹區(qū)域101R2。結(jié)果,可以防止底板101的膨脹區(qū)域101R2被膜粘附。特別地,由于底板101在凹槽101e部分變得很薄,在其下確保形成惰性氣體層b,確保防止膜粘附發(fā)生。
另一方面,由于惰性氣體的滲出量很小,加工氣體流幾乎不被干擾。這樣確保進行成膜到膨脹區(qū)域101R2正下方的基材W上。另外,成膜到基材W上的量增加了相當(dāng)于膜不粘附到底板101上的量。結(jié)果,可以更加確保減少原材料損失,成膜效率可進一步提高。
順便提及,防止上段凹槽部分101d的惰性氣體通過絕對沒有氣體滲透性的桿102滲透到噴氣區(qū)域101R1側(cè)。這可使得惰性氣體層b在噴氣區(qū)域101R1幾乎不占優(yōu)勢。因此,在噴氣區(qū)域101R1的有多個活性粒種的加工氣體流a不被惰性氣體干擾或稀釋。這樣,在噴氣區(qū)域101R1正下方的基材W上形成的膜A在質(zhì)量上可確保得以改進。另一方面,在噴氣區(qū)域101R1,由于到噴嘴端板101的膜粘附幾乎不發(fā)生,因此即使不形成惰性氣體層b,也不會遇到麻煩。
當(dāng)噴氣區(qū)域101R1由氣體滲透抑制材料例如無孔陶瓷組成時,底板101的膨脹區(qū)域101R2由氣體滲透材料例如多孔陶瓷組成也是可以的。
噴氣區(qū)域101R1的組成構(gòu)件和膨脹區(qū)域101R2的組成構(gòu)件可以由不同的構(gòu)件組成。膨脹區(qū)域101R2的組成構(gòu)件可以由加工頭的水平框架(支撐設(shè)備)構(gòu)成。
這實施方式的氣體滲透結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用到第一個和第四實施方式的共同噴氣通道結(jié)構(gòu)中。
圖37表示本發(fā)明的第八實施方式的常壓等離子體成膜設(shè)備。
設(shè)備M8的加工頭3A的噴嘴部分20包括以后和前方向(圖37的紙表面的正交方向)伸展的支架110、作為其側(cè)部分放置的側(cè)框架112、和覆蓋它們上表面的上板113。
上板113由兩個相互重疊的陶瓷板構(gòu)成。上板113在其上設(shè)置有第一種氣體整流器部分114。來自第一種氣體源(原材料氣體源)1的管道1a連接到第一種氣體整流器部分114。盡管沒有表示出,將豎直地連接多個分布安置的小孔和以后和前方向伸展的膛等構(gòu)成的均勻化通道30x放置在第一種氣體整流器部分114的不銹鋼制成的主體114X內(nèi)。均勻化通道30x的下端部和在上板113的左和右方向的中心部分形成的以后和前方向延長的縫隙式的引入通道113a連通。在均勻化通道30x中在后和前方向上均勻化之后,來自第一種氣體源1的第一種氣體(原材料氣體)引入到引入通道113a中。
豎直地重疊一個厚陶瓷板112U和兩個不銹鋼、鋁等形成的金屬板112M、112L而構(gòu)成加工頭3A的側(cè)框架112。多個第二種氣體接收口(僅表示出一個)115放置在陶瓷板112U的左和右方向的相對側(cè)上,在后和前方向上獨立地排列。來自第二種氣體源(可激發(fā)氣體源)2的管道2a分支,并連接到相應(yīng)的接收口115。在陶瓷板112U和放置在陶瓷板112U下面的金屬板112M之間形成薄的縫隙112a。這個縫隙112a的左和右端部和接收口115連通。
加工頭3A的電極支架110由絕緣構(gòu)件例如陶瓷組成。如放大比例的圖38所示,兩個左和右電場施加電極51被這個支架110支撐。
每個電場施加電極51包括由導(dǎo)電金屬例如不銹鋼和鋁組成的主體56H和用于在其中接收金屬主體56H的陶瓷制電介質(zhì)容器57。電極51以后和前方向(正交于圖的紙面的方向)伸展。電場施加電極主體56H的橫截面表現(xiàn)出其中主體56H的底表面向下朝著左和右方向的中心(另一個電場施加電極51側(cè))傾斜的大體上梯形的構(gòu)造。為了防止電弧放電發(fā)生,電場施加電極主體56H的所有拐角形成圓角。
電介質(zhì)容器57包括其上表面開口并以后和前方向延長的盒子式容器的主體和堵塞這個容器主體57a的上表面開口的蓋子57b。容器主體57a的底板和側(cè)板和蓋子57b相比很薄。這個容器主體57a的底板向下傾斜到左和右方向的中心(另一個電場施加電極51側(cè))。截面有梯形構(gòu)造的金屬主體56H的傾斜底表面和傾斜的底板的內(nèi)底面鄰接。
陶瓷制的隔板135裝載在容器主體57a內(nèi)的金屬主體51H上。
每個電場施加電極51配備供電插頭137。供電插頭137豎直地穿透蓋子57b和隔板135,嵌入金屬主體56H中。供電插頭137的上端部放在支架110的上表面中形成的凹槽116a中。如圖37所示,來自電源4的電源線4a連接到每個供電插頭137的上端部。凹槽116a在其上端開口設(shè)置有陶瓷制的蓋子117。
第一種氣體的第一種流道50a放置在支架110的左和右方向?qū)ΨQ的兩個電場施加電極51之間。第一種流道50a以后和前方向(正交于圖的紙面的方向)豎直地伸展在電極51的整個長度上。第一種流道50a的上端部(上游端)穿透支架110,與上板113的引入通道113a的后和前方向的整個長度相連續(xù)。最后,它通過整流器部分114的均勻化通道30x和管道1a與第一種氣源1連接。
陶瓷制的板118分別與每個電場施加電極51和支架110的第一種流道側(cè)的表面鄰接。板118的上端部到達引入通道13a的內(nèi)表面。該對板118組成“第一種流道形成設(shè)備”。
加工頭3A設(shè)置有放置在電場施加電極51的下側(cè)的接地電極52,使得每個接地電極52與相應(yīng)的電場施加電極51都形成一對。左和右接地電極52相互對稱,中心第一種流道50a夾在它們之間。每個接地電極52都包括由導(dǎo)電金屬例如不銹鋼和鋁組成的主體56E、和氧化鋁等形成的充當(dāng)這個金屬主體56E的固體電介質(zhì)層的薄平面板34。接地電極52以后和前方向(正交于圖的紙面的方向)伸展。
接地電極主體56E包括水平的底面(基材對面表面)和以左和右方向向中心傾斜使得斜面相對于這個底面形成銳角的斜面。接地電極主體56E在截面上具有梯形構(gòu)造。左和右接地電極52的主體56E的底面相互平齊。
如圖37所示,每個接地電極主體56E連接到左和右外側(cè)金屬板112A、112L。金屬板112M、112L每個都在其外端面設(shè)置有接地插頭138。地線4b從這個接地插頭138伸展以便于接地。由于這種布置,接地電極52接地。
截面為梯形構(gòu)造的接地電極主體56E的斜面的傾斜角度等于和接地電極主體56E一起形成一對的上側(cè)電場施加電極51的傾斜底面部分的傾斜角度。固體電介質(zhì)板134和接地電極主體56E的傾斜表面的頂端鄰接。當(dāng)然,固體電介質(zhì)板134沿主體56E的傾斜表面以主體56E的相等角度傾斜。
“第二種流道形成設(shè)備”由電極51、52構(gòu)成。即,充當(dāng)?shù)入x子體放電空間的這些第二種流道50b中的每一個都形成在第一種流道50a的左側(cè)上的豎直成對的電極51、52之間和第一種流道50a的右側(cè)上的豎直成對的電極51、52之間。具體地,電場施加電極51的容器主體57a的傾斜底面(第一個表面)和在其下側(cè)的接地電極52的固體電介質(zhì)板134的傾斜外表面(第二個表面)之間的空間充當(dāng)?shù)诙N流道50b。每個第二種流道50b以后和前方向(正交于圖的紙面的方向)伸展在電極51、52的整個長度上。
每個第二種流道50b的上端部(上游端)通過接地電極52的上表面和支架110支架之間的水平縫隙154以后和前方向連接到這些側(cè)框架112之間的間隙112a的整個長度上。最后它通過接收口115和管道2a與第二種氣體源2相連通。
左側(cè)第二種流道50b以與左側(cè)電極51、52的傾斜表面一致地接近第一種流道50a的方式向右下傾斜。右側(cè)第二種流道50b以與右側(cè)電極51、52的傾斜表面一致地接近第一種流道50a的方式向左下傾斜。左和右第二種流道50b的傾斜角度關(guān)于它們之間夾的豎直的第一種流道50a相互對稱。
左和右第二種流道50b的下端部(下游端)在一個地方和第一種流道50a的下端部(下游端)以銳角交叉。并且在那些三個通道50b、50a、50b中間的交叉部分直接充當(dāng)噴氣口50c。這個噴氣口50c朝著由左和右接地電極52組成的加工頭3A的底表面開口。
根據(jù)第八實施方式的常壓等離子體成膜設(shè)備M8,來自第一種氣體源1的第一種氣體依次連續(xù)地通過管道1a、均勻化通道30x和引入通道113a引入到中心的第一種流道50a。與此同時,來自第二種氣體源2的第二種氣體依次連續(xù)地通過管道2a、接收口115和縫隙112a、154引入到左和右第二種流道50b,通過電場的施加被等離子體化(激發(fā)和活化),因此產(chǎn)生活性粒種。
當(dāng)達到第二種流道50b的下游端的噴氣口50c時,這樣等離子體化的第二種氣體和來自第一種流道50a的第一種氣體匯集。通過這樣的匯集,膜的原材料接觸第二種氣體的活性物質(zhì),在它們之間發(fā)生反應(yīng)。匯集的同時,即原材料和活性粒種之間發(fā)生反應(yīng)的同時,那些加工氣體通過噴氣口50c向下吹出。因此,膜幾乎不粘附到噴氣口50c。沖著基材W吹加工氣體,形成膜例如聚硅(p-Si)。
如上述,在第一種和第二種氣體達到噴氣口50c和噴出的同時,第一種氣體的膜的原材料和等離子體化的第二種氣體的活性粒種之間發(fā)生接觸。因此,不再需要等待噴出后的散射。這樣,活性粒種幾乎不失活,對發(fā)生反應(yīng)仍是足夠地好。特別地,即使在活性粒種的壽命短的常壓下進行加工,也可以得到充分的反應(yīng)。結(jié)果,可以得到有利的膜A和成膜效率得以提高。并且不再需要為了提高反應(yīng)而加熱基材W至高溫,甚至在常溫下也可以充分地形成膜。
由于第二種流道50b以相對于豎直的第一種流道50a的銳角交叉,在混合第一種和第二種氣體使得它們形成單一流體的同時可以確保將第一種和第二種氣體噴射到基材W。這樣,成膜效率可以提高。
并且,左和右第二種流道50b與夾在它們之間的中心第一種流道50a對稱地安置,使得第二種氣體可以均勻地匯集到第一種氣體的左和右相反側(cè)形成單一氣流,因此可以將匯集的氣體噴射到基材W右前表面。這樣成膜效率可以進一步提高。
本發(fā)明不局限于上述方案,但是可以在不脫離發(fā)明的精神下進行很多改變和修改。
作為電源(電場施加設(shè)備),可以使用高頻電源,在第一種和第二種電極之間施加高頻電場。
本發(fā)明不僅可以應(yīng)用到大致常壓環(huán)境下的常壓等離子體成膜,而且可以應(yīng)用到在減壓下進行的低壓等離子體成膜。
不言而喻,本發(fā)明可以應(yīng)用到各種成膜例如a-Si、p-Si、SiN和SiO2。在使用a-Si、p-Si的成膜的情況中,SiH4用作第一種氣體,H2用作第二種氣體。在使用SiN的成膜的情況中,SiH4用作第一種氣體,N2用作第二種氣體。在使用SiO2的成膜的情況中,TEOS或TMOS用作第一種氣體,O2用作第二種氣體。
第一個、第二個和第七實施方式等的電極51、52可以具有與第四實施方式(圖19)和它的改進方案(圖25等)的容器中的電介質(zhì)容器接收結(jié)構(gòu)相同的電介質(zhì)容器接收結(jié)構(gòu)。
也可以接受的是,作為第四個和第八實施方式等的電極51的固體電介質(zhì)層,而不是電介質(zhì)容器57,可用合適的方法例如向其上熱噴射電介質(zhì)構(gòu)件例如陶瓷或向其粘結(jié)樹脂制成的片例如四氟乙烯,從而在電極主體56的表面形成膜。
在電介質(zhì)容器接收結(jié)構(gòu)中,電介質(zhì)容器的蓋子可以旋轉(zhuǎn)地連接到容器主體上。供電/接地插頭和包覆導(dǎo)體可以插到電極主體而不是通過蓋子插到容器主體。
電場施加電極可以具有套管或環(huán)形狀的構(gòu)造,它的內(nèi)部空間也充當(dāng)?shù)谝环N流道。接地電極可以具有其中能同軸接收這個套管狀的電場施加電極的套管或環(huán)形狀的構(gòu)造,那些電極之間的環(huán)形空間可以充當(dāng)?shù)诙N流道。
基材可以安放在加工頭上。在那種情況中,基材相對構(gòu)件優(yōu)選放置在加工頭的上端部。機殼10的入口10a直接向上??梢杂萌菀走B接/脫接機械例如插銷或鉤子將加工頭20固定到外邊的機殼10上。
本發(fā)明不局限于第一種流道由放置在兩個電場施加電極之間的電場施加電極構(gòu)成的情況,第一種流道也可以由特定的第一種流道形成構(gòu)件例如噴嘴體和管道構(gòu)成。
在第八實施方式中,相對于基材對面表面豎直地放置第二種流道和對角地放置第一種流道也是可以的。僅一個第二種流道放置在中心和兩個第一種流道放置在它的相反側(cè)也是可以的。第一種和第二種流道和電極不僅可以沿后和前方向線性地伸展,而且它們可以例如以截面環(huán)形安置。電場施加電極和接地電極中的一個可以環(huán)形地圍繞另一個電極。在那種情況中,第一種流道可以形成在內(nèi)側(cè)電極內(nèi),內(nèi)和外電極之間的環(huán)形空間可以充當(dāng)?shù)诙N流道。第一種和第二種流道中的一個以向下接近另一個的方式同心安置,另一個通道放置在它們之間。
本發(fā)明例如可以用作半導(dǎo)體基材的等離子體CVD。
權(quán)利要求
1.一種等離子體表面加工設(shè)備,其中,第一種氣體與被等離子體放電激發(fā)的第二種氣體接觸以使所述第一種氣體被激發(fā),并與基材表面接觸,從而加工所述基材表面,所述設(shè)備包括加工頭,所述的加工頭包括第一電極,其具有限定用于所述第一種氣體的第一種流道的表面;和第二電極,其與所述第一電極的另一個表面一起限定用于所述第二種氣體的第二種流道,通過向所述第一電極和所述第二電極之間施加電場在所述第二種流道中產(chǎn)生所述等離子體放電;所述的加工頭具有與所述基材平行相對的相對表面,所述相對表面具有與所述第一種流道連通的第一噴氣口和與所述第二種流道連通的第二噴氣口,所述第一噴氣口和所述第二噴氣口在一個方向上彼此分開放置;和轉(zhuǎn)移機構(gòu),其將所述基材在所述方向上相對于所述加工頭相對地轉(zhuǎn)移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的等離子體表面加工設(shè)備,其中所述第一電極和所述第二電極以與這些電極的相反方向正交的方向伸展,在所述電極之間的所述等離子體放電空間的上游端以正交于所述相反方向和伸展方向的第一個方向放置在一個端部上,其下游端以所述第一個方向放置在另一端部上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的等離子體表面加工設(shè)備,其中來自電源的供電線連接到所述第一電極的縱長方向的一個端部,地線連接到所述第二電極的縱長方向的另一端部上。
4.一種等離子體表面加工設(shè)備,其中,第一種氣體與被等離子體放電激發(fā)的第二種氣體接觸以使所述第一種氣體被激發(fā),并與基材表面接觸,從而加工所述基材表面,所述設(shè)備包括兩個電場施加電極;和兩個接地電極;所述四個電極的安置順序如下一個所述接地電極、一個所述電場施加電極、另一個所述電場施加電極、另一個所述接地電極,所述兩個電場施加電極在它們之間形成有用于所述第一種氣體的第一種流道,所述相鄰的電場施加電極和接地電極在其間形成有用于所述第二種氣體的第二種流道,從而,設(shè)置兩個第二種流道以將所述第一種流道夾在中間,通過在所述相鄰的電場施加電極和接地電極之間施加電場而在每個所述第二種流道中產(chǎn)生所述等離子體放電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的等離子體表面加工設(shè)備,其中還包括加工頭,所述加工頭包含所述四個電極和與所述基材相對的相對表面,所述相對表面具有與所述第一種流道連通的第一噴氣口和每個都與每個所述第二種流道連通的兩個第二噴氣口,所述三個噴氣口安置順序如下一個第二噴氣口、第一噴氣口和另一個第二噴氣口;和轉(zhuǎn)移機構(gòu),其將所述基材在其中安置所述三個噴氣口的方向上相對于所述加工頭相對地轉(zhuǎn)移。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的等離子體表面加工設(shè)備,其中還包含具有共同噴氣通道并與所述基材相對的相對構(gòu)件,每個所述第二種流道包括在所述相對構(gòu)件和每一所述電場施加電極之間形成的連通通道,所述連通通道在交叉部分與所述第一種流道交叉,并且所述共同噴氣通道與所述交叉部分連通。
7.一種等離子體表面加工設(shè)備,其中,第一種氣體與被等離子體放電激發(fā)的第二種氣體接觸以使所述第一種氣體被激發(fā),并與基材表面接觸,從而加工所述基材表面,所述設(shè)備包括多個電場施加電極和多個接地電極,所述電極以如下方式安置用于所述第一種氣體的第一種流道和用于所述第二種氣體的第二種流道交替安置,每個所述第一種流道都在兩個所述電場施加電極之間或兩個所述接地電極之間形成,每個所述第二種流道都在一個所述電場施加電極和一個所述接地電極之間形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的等離子體表面加工設(shè)備,其中位于所述安置的兩端部的所述電極為接地電極。
9.一種等離子體表面加工設(shè)備,其中,第一種氣體與被等離子體放電激發(fā)的第二種氣體接觸以使所述第一種氣體被激發(fā),并與基材表面接觸,從而加工所述基材表面,所述設(shè)備包括電場施加電極,用作構(gòu)成用于所述第一種氣體的第一種流道的構(gòu)件,接地電極,其與所述電場施加電極一起構(gòu)成用于所述第二種氣體的第二種流道,通過在所述電場施加電極和所述接地電極之間施加電場而在所述第二種流道中產(chǎn)生所述等離子體放電,以及所述接地電極以與所述基材相對的方式安置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的等離子體表面加工設(shè)備,其中還包括與所述基材相對的相對構(gòu)件,所述相對基材中設(shè)置有所述接地電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的等離子體表面加工設(shè)備,其中在所述電場施加電極和所述相對構(gòu)件之間形成縫隙,所述縫隙充當(dāng)所述第二種流道。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的等離子體表面加工設(shè)備,其中所述第二種流道在交叉部分處與所述第一種流道交叉,并且所述相對構(gòu)件形成有所述第一種和第二種氣體的共同噴氣通道,使得所述共同噴氣通道和所述交叉部分相連通。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的等離子體表面加工設(shè)備,其中所述相對構(gòu)件由陶瓷組成并具有在要面向所述基材的表面處形成有用于在其中接收所述接地電極的凹槽的部分,并且所述形成有凹槽的部分作為要覆蓋所述金屬性接地電極的固體電介質(zhì)層提供。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的等離子體表面加工設(shè)備,其中要面向所述金屬性接地電極的所述共同噴氣通道的端面大體上與所述金屬性電場施加電極的相同方向的端面平齊或突出。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的等離子體表面加工設(shè)備,其中在面向所述金屬性接地電極的所述共同噴氣通道的那側(cè)上的端面比面向所述金屬性電場施加電極的所述共同噴氣通道那側(cè)上的端面有所縮進。
16.根據(jù)權(quán)利要求9的等離子體表面加工設(shè)備,其中還包括與所述基材相對的相對表面;所述第一種流道正交于所述相對表面,并且所述第二種流道傾斜于所述相對表面并在所述相對表面上或附近與所述第一種流道以銳角交叉。
17.根據(jù)權(quán)利要求9的等離子體表面加工設(shè)備,其中還包括與所述基材相對的相對構(gòu)件;和具有圍繞所述相對構(gòu)件的周緣部分的輸入口的輸入管。
18.根據(jù)權(quán)利要求9的等離子體表面加工設(shè)備,其中包括包括所述接地電極的上側(cè)部分;要與所述基材的上側(cè)相對的相對構(gòu)件,所述相對構(gòu)件可分離地安置在低于所述上側(cè)部分的部分上;以及支撐設(shè)備,所述支撐設(shè)備以其上放置所述基材相對構(gòu)件的周緣部分的方式支撐所述相對構(gòu)件,并且所述上側(cè)部分放置在所述相對構(gòu)件上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的等離子體表面加工設(shè)備,其中所述支撐設(shè)備包括具有向下開口的輸入口并以圍繞所述相對構(gòu)件的方式放置的輸入管。
20.根據(jù)權(quán)利要求9的等離子體表面加工設(shè)備,其中還包括要面向所述基材的相對構(gòu)件,所述相對構(gòu)件包括用于所述第一種和第二種氣體的噴氣區(qū)域和從所述噴氣區(qū)域膨脹到所述相對構(gòu)件的端側(cè)的膨脹區(qū)域,所述膨脹區(qū)域和惰性氣體引入設(shè)備連接并且所述膨脹區(qū)域由具有使得惰性氣體滲透的氣體滲透程度的氣體滲透性材料組成,并且來自所述相對構(gòu)件的所述惰性氣體的滲透程度可以防止所述加工氣體接觸所述相對構(gòu)件,而沒有干擾所述加工氣體的流動。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的等離子體表面加工設(shè)備,其中所述氣體滲透材料為多孔的。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的等離子體表面加工設(shè)備,其中所述氣體滲透材料為多孔陶瓷。
23.根據(jù)權(quán)利要求20的等離子體表面加工設(shè)備,其中用于在其中臨時存儲來自所述氣體引入設(shè)備的惰性氣體的凹槽形成在所述相對構(gòu)件的所述膨脹區(qū)域中。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的等離子體表面加工設(shè)備,其中所述相對構(gòu)件具有短方向和縱長方向,膨脹區(qū)域在短方向的兩側(cè)設(shè)置有被夾在它們之間的噴氣區(qū)域,并且在每個所述膨脹區(qū)域中以縱長方向伸展的方式形成凹槽,所述凹槽用于將來自所述氣體引入設(shè)備的惰性氣體臨時儲存于其中。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的等離子體表面加工設(shè)備,其中所述相對構(gòu)件整體地由氣體滲透性材料形成,抑制氣體滲透的氣體滲透抑制構(gòu)件放置在面向所述凹槽的所述噴氣區(qū)域的內(nèi)側(cè)表面上。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的等離子體表面加工設(shè)備,其中所述凹槽在深度方向的中間部分設(shè)置有隔板,所述隔板具有比所述氣體滲透材料顯著更高的氣體滲透性,并且所述凹槽通過所述隔板分隔成上段凹槽部分和下段凹槽部分,所述上段凹槽部分與所述惰性氣體引入設(shè)備連通。
27.一種等離子體表面加工設(shè)備,其中,第一種氣體與被等離子體放電激發(fā)的第二種氣體接觸以使所述第一種氣體被激發(fā),并與基材表面接觸,從而加工所述基材表面,所述設(shè)備包括電場施加電極;電介質(zhì)構(gòu)件,其安置在所述電場施加電極側(cè);接地電極,其與所述基材相對并與所述電場施加電極一起將所述電介質(zhì)構(gòu)件夾在中間,在所述接地電極的一部分中形成用于使所述電介質(zhì)構(gòu)件通過其暴露的切口,所述切口的內(nèi)部充當(dāng)?shù)入x子體放電空間;第一噴氣噴嘴,所述第一噴氣噴嘴將所述第一種氣體在所述接地電極和所述基材之間噴出;和第二噴氣噴嘴,所述第二噴氣噴嘴將所述第二種氣體大體上平行于所述第一種氣流在所述接地電極和所述第一種氣流之間噴出,從而使所述第二種氣體進入所述切口。
全文摘要
一種包含加工頭3的等離子體表面加工設(shè)備。加工頭3包括其上設(shè)置有第一種流道50a的電場施加電極51和其上設(shè)置有第二種流道50b的接地電極52,通過在電極51、52之間施加電場產(chǎn)生等離子體放電。加工頭3的下表面與基材W平行相對。在加工頭3的下表面中,設(shè)置有與所述第一種流道50a連通的第一種噴氣口25a和與所述第二種流道50b連通的第二種噴氣口25b。噴氣口25a、25b在將基材W相對于加工頭3轉(zhuǎn)移的方向上彼此分離。第一種氣體通過第一種流道50a并通過第一種噴氣口25a噴出。第二種氣體通過第二種流道50b時被激發(fā)并通過第二種噴氣口25b噴出。第一種氣體與激發(fā)的第二種氣體接觸使得第一種氣體被激發(fā)并與基材W接觸,從而加工基材W。
文檔編號H01L21/205GK1811012SQ200610005949
公開日2006年8月2日 申請日期2003年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月7日
發(fā)明者川崎真一, 中武純夫, 北畠裕也, 山嶋節(jié)男, 江口勇司, 安西純一郎, 中野良憲 申請人:積水化學(xué)工業(yè)株式會社