[发明专利]等离子处理设备及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于通过等离子化处理气体并将等离子化的气体喷射到待处理的物体即工件上，以进行表面处理操作如清洗、薄膜沉积、刻蚀、表面改进等的设备，更具体地说，涉及一种工件设置在等离子化空间外部的所谓遥控型等离子处理设备。 

背景技术

等离子处理设备可以大致分成两种类型：一种是工件设置在电极之间的等离子化空间中的所谓直接控制型，另一种是工件设置在等离子化空间外部的所谓遥控型。 

作为遥控型等离子处理设备的一个实例，专利文献1公开了一种具有一个设置在其右侧，而另一个以相对关系设置在其左侧的一对电极的垂直平面结构。一个电极连接到高频电源并作为电压施加电极，而另一个电极接地并作为接地电极。陶瓷制作的下固定器设置在电极的下侧。此固定器的下表面与工件面对。 

通过将来自电源的电场施加到形成于位于电极之间的空间，该空间成为等离子化空间。处理气体进入此空间并等离子化。等离子化的气体向下喷射并施加到工件上。通过这样做，可以进行工件的等离子表面加工。 

在上述装置中，上述电极，从而等离子化空间必须设置成远离工件至少等于陶瓷制作的下固定器厚度的一部分。由于此原因，直到处理气体达到工件的减活(deactivate)处理气体比增加，造成表面处理效率不充分。具体地说，在通常常压(在临近大气压力的压力下)下进行处理的情况下，减活比进一步增加且效率进一步降低。另一方面，在下固定器过度薄的情况下，当电极靠近工件时，电弧放电倾向于降落到工件上，并导致产生较差的处理并倾向于出现工件损坏。具体地说，在通常的常压下，电弧放电倾向于下降。此外，还具有工件受到来自电极的电场负效应影响的危险。 

也就是说，在此种遥控型等离子处理设备中，在电极和工件之间的距离较短的情况下，电弧放电倾向于降落到工件上。相反，在距离较长的情况下，等离子气体很难达到工件，从而处理效率降低。特别是在通常的常压下，此倾向对于等离子处理明显出现。 

由于以上原因，专利文献2的设备设计为以便金属板通过绝缘件在电源侧上被设置到至少电压施加电极的下表面。金属板电接地。此金属板与工件面对。连接到等离子化空间下游的引出路径形成于绝缘件中。连接到引出路径下游的喷射口形成于金属板中。电极的等离子化空间形成表面、绝缘件的引出路径形成表面以及金属板的喷射口边表面彼此齐平。等离子化空间、引出路径以及喷射口彼此笔直连接，且流动路径部分面积完全均匀。在等离子化空间中等离子化的处理气体通过引出路径由喷射口喷射出。通过这样做，可以防止电弧放电出现到工件上。此外，由于等离子化空间可以更靠近工件，可以提高处理效率。此外，可以通过金属板隔离电极和工件之间的电场，可以防止电场泄漏到工件，且可以防止工件受到电场的副影响。 

[专利文献1]日本公开专利申请No.H09-92493 

[专利文献2]日本公开专利申请No.2003-100646 

在专利文献2的设备中，如果设置空气层如绝缘件和金属板之间的微小间隙，则具有在此出现放电的危险。此外，具有绝缘件的引出路径形成表面等被等离子击穿的危险。其结果是产生粒子并降低处理质量。 

电极的等离子化空间形成表面、绝缘件的引出路径形成表面以及金属板的喷射口边表面彼此不必必须齐平。相反，这些表面可以相互凸出或缩回，以便可以防止由电极和绝缘件出现的放电出现在传导件等上，并保护绝缘件。另外，可以通过改变流动路径部分面积将处理气体流的锐度调节到要求的程度。 

发明内容

鉴于上述情况提出了本发明。因此，本发明的主要目的在于防止绝缘体的损坏并防止出现放电，并提高遥控型等离子处理设备中的处理质量，其中传导件通过绝缘体设置在朝向电极的工件的侧面。 

本发明的第一特征在于用于通过将穿过等离子化空间(等离子产生空间)的等离子化气体喷射到设置在等离子化空间外部的工件上以处理工件的表面的设备，包括：用于形成等离子化空间的电极；具有电场屏蔽和防止放电性质的传导件，并设置成以便在所述传导件电接地的状态中遮蔽朝向工件的电极的侧面；以及由介于在电极和传导件之间的绝缘体组成的绝缘件，绝缘件具有介电常数和厚度，以使绝缘件和传导件之间的电压不达到放电电压水平，即没有受到电介质击穿(参见图1到3)。所述特征还在于一间隙形成于绝缘件和传导件之间，而绝缘件的介电常数和厚度设置为以便施加到此间隙的电压变为小于电介质击穿电压，以便满足将在后面说明的公式(2)。由于此设置，可以防止在绝缘件和传导件之间出现放电如电弧(火花)放电。因此，可以提高处理质量。