以大气压力等离子体处理衬底表面的装置制造方法及图纸

一种表面处理装置，包含处理气体储存部分及位于处理气体储存部分下面的等离子体产生部分，其中ａ）处理气体储存部分包含：第一入口，经由该第一入口引入处理气体，及ｂ）等离子体产生部分包含：彼此面对的上电极及下电极；形 成在电极之间的等离子体产生空间；使上电极及下电极绝缘的至少一个电介体；降低电极的表面温度的散热器；第二入口，经由该第二入口，处理气体自处理气体储存部分被引入等离子体产生空间；出口，经由该出口，等离子体及未被转 换成等离子体的处理气体被排出到等离子体产生空间的外面；以及施加交流电压的交流电源；其中上电极及下电极二者都是平板电极，出口形成在下电极上，以及衬底位于下电极下面。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及表面处理装置(或等离子体处理装置)，尤其涉及在大气压力下产生等离子体并且排出等离子体到等离子体产生空间外面(或放电空间)用以将等离子体与被处理的衬底(substrate)表面接触的表面处理装置。
技术介绍
诸如从衬底表面去除诸如有机物质等污染、剥除抗蚀剂、增加有机薄膜的粘附力、表面修正、薄膜形成、还原金属氧化物、或清洗液晶用玻璃衬底等表面处理可分成化学表面处理及等离子体表面处理。在表面处理中，化学表面处理有化学对环境产生不利影响的缺点。其中一种等离子体表面处理方法是利用低温低压等离子体的表面处理。该方法在低压室内产生等离子体，然后低压等离子体与衬底接触以处理其表面。尽管其优良的性能，但是该方法并未普遍被使用，因为该方法需要保持低压的真空装置，如此难以将该方法应用到在大气压力下执行的连续处理。结果，已积极对大气压力下产生等离子体及将它们使用于表面处理等方面做研究。日本未审查专利申请案号2-15171，3-241739，或1-306569揭示了衬底位于等离子体产生空间内的表面处理方法及装置。尤其是，该方法包含配置一对彼此平行的金属电极并且以至少一电介体(dielectric)加以绝缘，将处理气体引进形成在电极之间的等离子体(plasma)产生空间，在电极之间施加交流电以由处理气体产生等离子体，及以产生的等离子体处理位于等离子体产生空间内的衬底的表面。然而，根据文件中所说明的方法及装置，因为衬底需被定位于两电极之间，所以只能处理极薄的衬底。为此原因，其应用非常有限。另外，当衬底不是电介体而是导电金属或半导体时，由于施加到电介体的高电压，有破坏衬底的高危险性。为了解决此缺点，建议有一方法，其中在等离子体产生空间内产生的等离子体被排出到等离子体产生空间外面，在那里与衬底接触以处理衬底表面。US 5,185,132揭示了一表面处理方法，包含将稀有气体及反应气体的混合气体引进具有电介涂层的平板电极的反应容器，其中彼此平行的两或更多电极表面被设有固体电介体，及其中在该电极下游提供衬底，在大气压力下用等离子体激励该混合气体以产生活性物种(active species)，及以该活性物种处理该衬底的表面。图1a为使用该方法的表面处理装置的立体图，及图1b为图1a的装置所使用的电极结构的横剖面图。如图1a及1b所示，表面处理装置包含两个平板电极(101a，101b)，彼此平行并且以电介体(106a，106b)加以绝缘；处理气体入口(103)，装设在形成在电极(101a，101b)之间的等离子体产生空间(102)一侧上；出口(104)，装设在等离子体产生空间(102)的相对侧上。处理气体首先经由入口(103)引进等离子体产生空间(102)，在那里以施加到电极(101a，101b)的交流电压转换成等离子体。等离子体及未被转换成等离子体的处理气体经由出口(104)排出到等离子体产生空间(102)的外面，然后与衬底表面接触并处理它。然而，因为出口(104)被装设在等离子体产生空间(102)的一侧上，所以该表面处理装置有表面的有效处理宽度(W)被限制的缺点。加宽宽度(W)需要突然上升施加的交流电压。为了解决上述缺点，US 6,424,091揭示一表面处理装置，包含a)至少一对电极，该对电极的至少一个在其外表面具有电介体层；b)气体供应机构，用以供应等离子体产生用气体到界定在该电极之间的该放电空间，其中该气体供应机构自该放电空间朝衬底提供一股等离子体产生用气体；及c)电源，用以在该电极之间提供AC电压以在该放电空间产生等离子体产生用气体的该等离子体，其中该对电极的至少一个具有突出到该放电空间内的弯曲表面，该放电空间被配置成自该放电空间朝该衬底向外散开该等离子体。图2为该表面处理装置所使用的电极结构的较佳实施例的横剖面图，其中等离子体产生在以电介体(202a，202b)加以绝缘的两圆柱形电极(201a，201b)之间，如此产生的等离子体接触并且处理位于表面处理装置外面的衬底(204)表面。具有圆柱形电极的表面处理装置可以加宽处理宽度。但是，因为与平板电极结构比较，圆柱形电极的每电极单位面积的等离子体产生空间装置明显减少，所以该装置仍然有低等离子体转换效率的缺点。即将处理气体转换成等离子体的电极有效面积明显减少，如此减少等离子体转换效率及降低衬底的处理效率。而且，由于低等离子体转换效率的结果所浪费的电力，所以该表面处理装置比平板电极需要更多电力。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是为了提供一表面处理装置，解决传统平板电极结构所导致的有效处理面积的窄小宽度问题，及解决圆柱形电极结构所产生的等离子体放电空间减小问题。本专利技术的另一目的是为了提供一表面处理装置，可以在增加衬底的总处理面积同时，又能够以连续方法处理衬底表面。藉由提供由处理气体储存部分及位于处理气体储存部分下面的等离子体产生部分组成的表面处理装置将完成在本专利技术的详细说明将说明的上述目的及其它，其中a)处理气体储存部分包含第一入口，经由该第一入口引入处理气体，及b)等离子体产生部分包含彼此面对的上电极及下电极；形成在电极之间的等离子体产生空间；使上电极及下电极绝缘的至少一个电介体；降低电极的表面温度的散热器；第二入口，经由该第二入口，处理气体自处理气体储存部分被引入等离子体产生空间；出口，经由该出口，等离子体及未被转换成等离子体的处理气体被排出到等离子体产生空间的外面；以及施加交流电压的交流电源；其中上电极及下电极二者都是平板电极，出口形成在下电极上，以及衬底位于下电极下面。附图说明图1a为具有平板电极结构的传统表面处理装置的立体图。图1b为图1a的装置所使用的电极结构的横剖面图。图2为具有圆柱形电极结构的传统表面处理装置所使用的电极结构的横剖面图。图3为根据本专利技术的表面处理装置的横剖面图。图4a及4b为图3的表面处理装置所使用的电极结构的较佳实施例的立体图。主要组件对照表101a 平板电极101b 平板电极102 等离子体产生空间103 入口104 出口105 衬底106a 电介体106b 电介体201a 圆柱形电极201b 圆柱形电极202a 电介体202b 电介体203 等离子体204 衬底300 处理气体储存部分301a 第一入口301b 第一入口400 等离子体产生部分401a 平板上电极401b 平板下电极 402 等离子体产生空间403a电介体403b电介体404a散热器404b散热器405a第二入口405b第二入口406 出口406a出口406b出口406c出口406d出口406e出口407 交流电源408 衬底具体实施方式图3为根据本专利技术的表面处理装置的较佳实施例的横剖面图。如图3所示，表面处理装置由处理气体储存部分(300)及位于处理气体储存部分下面的等离子体产生部分(400)组成。处理气体储存部分(300)具有将处理气体平稳供应到等离子体产生部分(400)的作用，因此，可就处理容量及转换效率适当选择其体积。等离子体产生部分(400)具有将处理气体转换成等离子体的作用。经由第一入口(301a，301b)等离子体产生用处理气体被引进处理气体储存部分(300)，第一入口(301a，301b)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：李学柱，
申请(专利权)人：希姆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：