等離子處理設備及其製作方法

2023-05-30 07:55:46

專利名稱：等離子處理設備及其製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於通過等離子化處理氣體並將等離子化的氣體噴 射到待處理的物體即工件上，以進行表面處理操作如清洗、薄膜沉積、 刻蝕、表面改進等的設備，更具體地說，涉及一種工件設置在等離子化 空間外部的所謂遙控型等離子處理設備。
背景技術：
等離子處理設備可以大致分成兩種類型 一種是工件設置在電極之 間的等離子化空間中的所謂直接控制型，另一種是工件設置在等離子化 空間外部的所謂遙控型。
作為遙控型等離子處理設備的一個實例，專利文獻1公開了一種具 有一個設置在其右側，而另一個以相對關係設置在其左側的一對電極的 垂直平面結構。 一個電極連接到高頻電源並作為電壓施加電極，而另一 個電極接地並作為接地電極。陶瓷製作的下固定器設置在電極的下側。 此固定器的下表面與工件面對。
通過將來自電源的電場施加到形成於位於電極之間的空間，該空間 成為等離子化空間。處理氣體進入此空間並等離子化。等離子化的氣體 向下噴射並施加到工件上。通過這樣做，可以進行工件的等離子表面加 工。
在上述裝置中，上述電極，從而等離子化空間必須設置成遠離工件 至少等於陶瓷製作的下固定器厚度的一部分。由於此原因，直到處理氣
體達到工件的減活(deactivate)處理氣體比增加，造成表面處理效率不 充分。具體地說，在通常常壓(在臨近大氣壓力的壓力下)下進行處理 的情況下，減活比進一步增加且效率進一步降低。另一方面，在下固定器過度薄的情況下，當電極靠近工件時，電弧放電傾向於降落到工件上， 並導致產生較差的處理並傾向於出現工件損壞。具體地說，在通常的常 壓下，電弧放電傾向於下降。此外，還具有工件受到來自電極的電場負 效應影響的危險。
也就是說，在此種遙控型等離子處理設備中，在電極和工件之間的 距離較短的情況下，電弧放電傾向於降落到工件上。相反，在距離較長 的情況下，等離子氣體很難達到工件，從而處理效率降低。特別是在通 常的常壓下，此傾向對於等離子處理明顯出現。
由於以上原因，專利文獻2的設備設計為以便金屬板通過絕緣件在 電源側上被設置到至少電壓施加電極的下表面。金屬板電接地。此金屬 板與工件面對。連接到等離子化空間下遊的引出路徑形成於絕緣件中。 連接到引出路徑下遊的噴射口形成於金屬板中。電極的等離子化空間形 成表面、絕緣件的引出路徑形成表面以及金屬板的噴射口邊表面彼此齊 平。等離子化空間、引出路徑以及噴射口彼此筆直連接，且流動路徑部 分面積完全均勻。在等離子化空間中等離子化的處理氣體通過引出路徑 由噴射口噴射出。通過這樣做，可以防止電弧放電出現到工件上。此外， 由於等離子化空間可以更靠近工件，可以提高處理效率。此外，可以通 過金屬板隔離電極和工件之間的電場，可以防止電場洩漏到工件，且可 以防止工件受到電場的副影響。日本公開專利申請No.H09-92493日本公開專利申請No.2003-100646
在專利文獻2的設備中，如果設置空氣層如絕緣件和金屬板之間的 微小間隙，則具有在此出現放電的危險。此外，具有絕緣件的引出路徑 形成表面等被等離子擊穿的危險。其結果是產生粒子並降低處理質量。
電極的等離子化空間形成表面、絕緣件的引出路徑形成表面以及金 屬板的噴射口邊表面彼此不必必須齊平。相反，這些表面可以相互凸出 或縮回，以便可以防止由電極和絕緣件出現的放電出現在傳導件等上， 並保護絕緣件。另外，可以通過改變流動路徑部分面積將處理氣體流的 銳度調節到要求的程度。

發明內容
鑑於上述情況提出了本發明。因此，本發明的主要目的在於防止絕 緣體的損壞並防止出現放電，並提高遙控型等離子處理設備中的處理質 量，其中傳導件通過絕緣體設置在朝向電極的工件的側面。
本發明的第一特徵在於用於通過將穿過等離子化空間(等離子產 生空間)的等離子化氣體噴射到設置在等離子化空間外部的工件上以處 理工件的表面的設備，包括用於形成等離子化空間的電極；具有電場 屏蔽和防止放電性質的傳導件，並設置成以便在所述傳導件電接地的狀 態中遮蔽朝向工件的電極的側面；以及由介於在電極和傳導件之間的絕 緣體組成的絕緣件，絕緣件具有介電常數和厚度，以使絕緣件和傳導件 之間的電壓不達到放電電壓水平，即沒有受到電介質擊穿(參見圖l到 3)。所述特徵還在於一間隙形成於絕緣件和傳導件之間，而絕緣件的介 電常數和厚度設置為以便施加到此間隙的電壓變為小於電介質擊穿電
壓，以便滿足將在後面說明的公式(2)。由於此設置，可以防止在絕緣
件和傳導件之間出現放電如電弧(火花)放電。因此，可以提高處理質
說明的是，電極設置在等離子化空間形成表面和用固體電介質朝向 等離子化空間的側面上的表面，而絕緣件位於固體電介質的所述工件的 側面上(參見圖1)。在此情況下，絕緣件的介電常數和厚度通過考慮固 體電介質的介電常數和工件側部分上的厚度予以確定。工件側面上的固 體電介質和絕緣件可以整體構成。工件側面上的固體電介質可以認為是 "絕緣件"的一部分。
理想地，絕緣件包括朝向電極的表面、用於形成連接到等離子化空 間的處理氣體引出路徑的表面、以及朝向傳導件的表面， 一角形成於朝 向電極的表面和形成引出路徑的表面之間，且一角形成於形成引出路徑 的表面和朝向傳導件的表面之間，且至少前者的角被形成倒角(包括圓
形倒角和方形倒角(square chamfering))(參見圖9，以及別處)。通過 前者被形成倒角，可以防止形成於朝向電極的表面和絕緣件的引出路徑 形成表面之間的角被等離子擊穿，且可以防止產生顆粒。通過後者被形 成倒角，可以方便地防止在絕緣件和傳導件之間出現放電。在兩個角都形成倒角的情況下，理想的情況是，形成於朝向電極的表面和引出路徑 形成表面之間的角比形成於引出路徑形成表面和朝向傳導件的表面之
間的角更多程度地斜切(形成倒角)(chamfer)。理想地，傳導件的噴射 口邊表面總體上位於與朝向傳導件的表面和絕緣件的引出路徑形成表 面之間邊緣的同樣的位置，或從其縮回的位置。由於此設置，可以方便 地防止在絕緣件和傳導件之間出現放電。
理想地，設置絕緣件的介電常數和厚度以便施加在絕緣件和傳導件 之間的電壓變得比火花電壓小，而與分離距離，即形成於絕緣件和傳導 件之間間隙的厚度無關。由於此設置，即使分離距離即絕緣件和傳導件 之間間隙的厚度改變，也可以可靠地防止在絕緣件和傳導件之間出現放 電如電弧放電。如果上述設置在分離距離即間隙厚度被希望出現變化的 範圍內有效，這就足夠了。理想地，即使絕緣件和傳導件如此緊密地彼 此連接，以便在其間沒有間隙形成，絕緣件的介電常數和厚度設置為以 便施加在絕緣件和傳導件之間的電壓變得比所述火花電壓小，而與其假 想在絕緣件和傳導件之間形成的假想間隙的厚度d無關。在具有厚度d 的間隙形成於絕緣件和傳導件之間的情況下，即使厚度d稍微增加或降 低，即與厚度d的變化無關，則可以理想地設置絕緣件的介電常數和厚 度以便施加在絕緣件和傳導件之間的電壓變得比火花電壓小(參見圖 3)。
理想地，進行用於測量火花電壓的實驗，根據火花在比平均值低的 水平出現的測量數據，獲得火花電壓相對絕緣件和傳導件之間的分離距 離即形成於這兩個件之間間隙的厚度的關係。通過這樣做，可以更可靠 地防止在絕緣件和傳導件之間出現放電如電弧放電。
還可以認為，介於在電極和傳導件之間的絕緣體由氣體層(此後稱 為"氣體層介於其間的結構"(參見圖7和8))而不是絕緣件組成，且 此氣體層的厚度設置為以便施加在絕緣件和傳導件之間的電壓變得比 火花電壓小。由於此設置，可以防止出現放電如電弧(火花)放電。
在氣體層介於其間的結構中，理想地，固體電介質設置到等離子化 空間形成表面以及朝向電極工件的側面上的表面(參見圖7)，氣體層由 工件側固體電介質和傳導件限定，氣體層的厚度設置為以便施加在工件側固體電介質和傳導件之間的電壓小於火花電壓。
當製造/設計氣體層介於其間的結構時，理想地，氣體層的厚度設置 為以便施加在工件側固體電介質和傳導件之間的電壓變得小於火花電 壓，而與電極和傳導件之間的分離距離無關。由於此設置，即使電極和 傳導件之間的分離距離變化，也可以可靠地防止出現放電如電弧放電。 如果上述設置在希望出現分離距離變化的範圍內有效，這就足夠了。
當製造/設計氣體層介於其間的結構時，理想地，進行用於測量火花 電壓的實驗，根據火花在低於平均值的水平出現的測量數據，獲得火花 電壓相對氣體層厚度的火花電壓的關係。通過這樣做，可以更可靠地防 止在絕緣件和傳導件之間出現放電如電弧放電。
理想地，傳導件包括朝向絕緣體的表面、用於形成連接到等離子化 空間的噴射口的邊表面和朝向工件的表面， 一角形成於朝向絕緣體的表 面和噴射口邊表面之間，且一角形成於噴射口邊表面和朝向工件的表面 之間，且至少前者角被形成倒角(包括圓形倒角和方形倒角)。在更理 想的情況下，噴射口邊表面為指向朝向絕緣體的表面和朝向工件的表面 的圓形(參見圖9，以及別處)。由於此設置，可以更可靠地防止在電極 和傳導件之間、或絕緣件和傳導件之間出現放電。
本發明的第二特徵在於用於通過等離子化處理氣體並將等離子化 的氣體噴射到工件上以進行等離子處理的設備，等離子處理設備包括由 用於形成等離子化空間的一對電極組成的電極結構；傳導件，其設置以 便在傳導件電接地的狀態下遮蔽朝向電極結構的工件的側面(放電屏蔽 板，放電屏蔽件)；以及介於在電極結構和傳導件之間的絕緣體，絕緣
體分成用於形成連接到等離子化空間下遊的處理氣體引出路徑(噴射路 徑)的第一絕緣部分(第一絕緣體)，以及分離地設置在第一絕緣部分 引出路徑側的相反側的第二絕緣部分(第二絕緣體)(參見圖11，以及 別處)。
由於上述設置，當絕緣體的第一絕緣部分被等離子擊穿時，只更換 損壞的絕緣部分，而不需要更換整個絕緣體。此外，只有第一絕緣部分 由耐等離子材料組成，而不需要整個絕緣體都由耐等離子材料組成。結 果，可以降低材料成本。傳導件和絕緣體(至少第一絕緣部分)可以彼此接觸。通過這樣做，可以防止放電積聚在絕緣體上。
理想地，第一絕緣部分由具有比第二絕緣部分高的耐等離子性質的 絕緣材料組成。由於此設置，可以防止絕緣體的引出路徑形成表面受到 等離子化處理氣體的損壞。因此，可以防止產生顆粒，且可以提高處理 質量。至於此部分，即第二絕緣部分，由於其不暴露到等離子，則不必 提供耐等離子性質，因此，其可以由相對便宜的材料組成。因此，絕緣 體可以在其材料成本上減少，而不是用具有高耐等離子性質的材料的整
個絕緣體組成。
作為具有高耐等離子性質的絕緣材料，例如，可以列出石英、氧化 鋁、氮化鋁和類似物。
第二絕緣部分可以由氣體層如空氣組成(參見圖17和21)。由於氣 體如空氣具有良好的介電強度，形成於電極結構和傳導件之間的間隙可 以可靠地絕緣。此外，可以進一步降低絕緣體的材料成本。
理想地，電極結構包括連接到電場施加裝置(電源)的電場施加電 極以及電接地的接地電極，而絕緣體和傳導件以此方式設置以便對應於 至少所有電極的電場施加電極。由於此設置，可以更可靠地防止放電電 弧和電場洩漏到工件上。
理想地，第一絕緣部分的引出路徑形成表面從電極結構的等離子化 空間形成表面縮回(參見圖11，以及別處)。由於此設置，可以更可靠 地防止損壞第一絕緣件。
可以認為，傳導件包括用於形成連接到引出路徑下遊的噴射口的邊 表面，且此噴射口邊表面從電極結構的第一絕緣部分的等離子化空間形 成表面或引出路徑形成表面縮回(參見圖ll，以及別處)。由於此設置， 可以防止在電極和傳導件的噴射口邊表面之間出現放電。
傳導件的噴射口邊表面可以從電極結構的等離子化空間形成表面 縮回(參見圖13，以及別處)，或可以從第一絕緣部分的引出路徑形成 表面凸出(參見圖13，以及別處)。由於此設置，處理氣體流可以通過 在噴射口減少變為急劇並提高處理效率。傳導件的噴射口的相反側面上 的外表面(後表面)可以與電極中的等離子化空間的相反側面上的外表 面(後表面)平齊(參見圖13，以及別處)，其可以從電極的外表面向內縮回(噴射口側)(參見圖15)，或可以從電極的外表面向外凸出(參 見圖11，以及別處)。
理想地，形成於朝向電極結構的表面和第一絕緣部分的引出路徑形 成表面之間的角被形成倒角(包括圓形倒角(圖19)和方形倒角(圖
19))，從而形成第一倒角部分(參見圖18到20，以及別處)。由於此設
置，可以防止形成於朝向電極結構的表面和第一絕緣部分的引出路徑形 成表面之間的角被等離子擊穿，並可以防止產生顆粒。
可以認為，形成於引出路徑形成表面和朝向第一絕緣部分的傳導表
面的表面之間的角被形成倒角(包括圓形倒角(圖19)和方形倒角(圖 19))，從而形成第二倒角部分(參見圖18到20，以及別處)。由於此設 置，可以防止在第一絕緣部分和傳導件之間出現放電。
從防止形成於朝向電極結構的表面和第一絕緣部分的引出路徑形 成表面之間的角出現破裂應該在防止在第一絕緣部分和傳導件之間出 現放電之前進行的觀點看，理想地，第一倒角部分為比第二倒角部分斜 切得更多(參見圖18到20，以及別處)。
理想地，傳導件的噴射口邊表面位於與朝向傳導件的表面和第一絕 緣部分的第二倒角部分之間的邊界總體上同樣的位置，或在從其縮回的 位置(參見圖18和19，以及別處)。由於此設置，可以防止在第一絕緣 部分和傳導件之間出現放電。
理想地，可以使形成於噴射口邊表面和朝向傳導件的傳導體的表面 之間的角被形成倒角(包括圓形倒角和方形倒角)，在更優選方式中， 形成於噴射口邊表面和朝向工件的表面之間，並在朝向工件的絕緣體的 表面的相反側面上的角被形成倒角(包括圓形倒角和方形倒角)。同樣， 在更理想情況下，噴射口邊表面為指向朝向絕緣體的表面和朝向工件的 表面的被形成圓形(參見圖20)。由於此設置，可以防止在電極和傳導 件之間或在第一絕緣部分和傳導件之間出現放電。
在第二方面，可以認為，孔部分在傳導件中開口，第一絕緣部分的 處理氣體引出路徑設置在孔部分內，把孔部分作為吸入口的吸入路徑通 過傳導件和第一絕緣部分限定，而此吸入路徑設置作為第二絕緣部分的 氣體層(參見圖21)。這樣就不僅可以使電極和傳導件絕緣，而且可以吸入和排出處理的氣體。可以認為，電極結構的電極之一與其他電極同 軸並環形地圍繞，從而將等離子化空間形成環狀結構。所述第一件的引 出路徑可以連接到環狀等離子化空間的整個外圓周。
本發明的第三特徵在於電極的等離子化空間形成表面、絕緣件的引 出路徑形成表面以及傳導件的噴射口邊表面相互凸出或縮回(參見圖 11、 13和14，以及別處)。
根據第三特徵的一個實施方式，提供了一種用於通過等離子化處理 氣體並將等離子化氣體噴射到工件上進行等離子處理的設備，等離子處
理設備包括由用於形成等離子化空間的一對電極組成的電極結構；在傳
導件電接地的狀態下，通過絕緣體設置在朝向電極結構的工件的側面 (噴射出側)上的傳導件，傳導件包括用於形成連接到等離子化空間的 下遊的噴射口的邊表面，噴射口邊表面與電極的等離子化空間形成表面 不平齊。也就是說，傳導件的噴射口邊表面可以從電極的等離子化空間
形成表面縮回(參見圖ll，以及別處)或可以從其凸出(參見圖13)。
在噴射口邊表面縮回的情況下，可以防止出現由電極放電到傳導件的噴 射口邊部分。在噴射口邊表面凸出的情況下，處理氣體可以急劇噴射出 並提高處理效率。
在一些情況下，電極的等離子化空間形成表面設置有固體電介質 層。在此情況下，傳導件的噴射口邊表面可以從固體電介質的前表面凸 出，而不是僅僅停留在電極的等離子化空間形成表面上。
絕緣體可以包括由固體絕緣件組成的絕緣件，其可以包括氣體層如
空氣，或其可以由絕緣件和絕緣件兩者組成(參見圖16和17)。在優選 方式中，絕緣件包括用於形成連接到等離子化空間下遊並連接到噴射口 上遊的引出路徑(噴射路徑)的表面。理想地，形成引出路徑部分的絕 緣材料具有耐等離子的性質。如果傳導件和絕緣件彼此接觸，可以防止 電荷積聚在絕緣體上。氣體層可以設置在絕緣件的引出路徑側的相反側 面上。
根據第三特徵的另一實施方式，提供了用於通過等離子化處理氣體 並將等離子化氣體噴射到工件上進行等離子處理的設備，等離於處理設 備包括由用於形成等離子化空間的一對電極組成的電極結構；以及傳導件，其在傳導件電接地的狀態下通過包括固體絕緣件的絕緣體設置在朝 向電極結構的工件的側面(噴射側)，絕緣件包括用於形成連接到等離 子化空間下遊的引出路徑(噴射路徑)的表面，該傳導件包括用於形成 連接到引出路徑的下遊的邊表面，噴射口邊表面與絕緣件的引出路徑形 成表面不平齊。也就是說，傳導件的噴射口邊表面可以從絕緣件的引出 路徑形成表面縮回(參見圖11，以及別處)或可以從其凸出(參見圖13)。 在噴射口邊表面縮回的情況下，可以更可靠地防止出現從電極到傳導件 的噴射口的放電。在噴射口邊表面凸出的情況下，可以增加處理氣體的 噴射速度並可以進一步提高處理效率。絕緣體不僅可以包括固體絕緣 件，而且還可以包括氣體層如空氣。
在第三特徵中，理想地，絕緣件的引出路徑形成表面從電極的等離 子化空間形成表面縮回(參見圖11和13，以及別處)。由於此設置，可 以防止絕緣件被等離子擊穿。理想地，至少絕緣件的引出路徑形成表面 具有耐等離子性質。由於此設置，可以更有效地防止出現損壞。
在第三特徵中，傳導件的噴射口的相反側面上的外表面(後表面) 可以與電極中等離子化空間的相反側面上的外表面(後表面)平齊(參 見圖11和13，以及別處)，其可以位於電極的外表面向內縮回的位置(噴 射口側面)(參見圖15)，或可以向電極的外表面向外凸出(參見圖11)。
在第三特徵中，理想地，形成於朝向電極結構的表面和絕緣件的引 出路徑形成表面之間的角可以被形成倒角(包括圓形倒角(圖19)以及
方形倒角(圖18和19))，從而形成第一倒角部分(參見圖18到20)。 由於此設置，可以防止形成於朝向電極結構的表面和絕緣件的引出路徑 形成表面之間的角被等離子擊穿，並可以防止產生顆粒。
在第三特徵中，可以認為，形成於引出路徑形成表面和朝向絕緣件 的傳導件的表面之間的角被形成倒角(包括圓形倒角(圖19)和方形倒 角(圖19)和20)，從而形成第二倒角部分(參見圖18到20，以及別 處)。由於此設置，可以防止在絕緣件和傳導件之間出現放電。
在第三特徵中，從防止形成於朝向電極結構的表面和絕緣件的引出 路徑形成表面之間的角破裂應該在防止在絕緣件和傳導件之間出現放 電之前進行的觀點看，理想地，第一倒角部分為比第二倒角部分斜切得更多(參見圖18到20，以及別處)。
在第三特徵中，理想地，傳導件的噴射口邊表面位於與朝向傳導件 的表面和絕緣件的第二倒角部分之間的邊界總體上同樣的位置，或在從 其縮回的位置(參見圖18和19，以及別處)。由於此設置，可以防止在 絕緣件和傳導件之間出現放電。
在第三特徵中，理想地，可以使形成於噴射口邊表面和朝向傳導件 的傳導體的表面之間的角形成倒角(包括圓形倒角和方形倒角)，在更 優選方式中，形成於噴射口邊表面和朝向工件的表面之間並在朝向絕緣 體的表面的相反側面上的角被形成倒角(包括圓形倒角和方形倒角)。 同樣，在更理想情況下，噴射口邊表面形成為指向朝向絕緣體的表面和
朝向工件的表面的圓形(參見圖20)。由於此設置，可以防止在電極和
傳導件之間以及在絕緣件和傳導件之間出現放電。
在第三特徵中，可以認為，電極結構包括連接到電場施加裝置的電 場施加電極和電接地的接地電極，而傳導件設置以便對應於至少所有電 極的電場施加電極。由於此設置，可以更可靠地防止放電和電場洩漏到 工件上。
在本發明中，可以認為，電極結構的成對電極具有在垂直於相互相 對方向的方向延伸的延長結構，絕緣體和傳導件在與電極的同樣方向延 伸，因此，形成於傳導件中以便連接到引出路徑的下遊端的引出路徑和 噴射口在與電極同樣的方向延伸，噴射口在總體上垂直於相互相對的方
向和所述延伸方向的方向開口 (參見圖4到6，以及別處)。換言之，可 以認為，成對的電極每個都在總體上垂直於相互相對方向和噴射軸線的 方向延伸，傳導件在與電極同樣的方向延伸，而處理氣體的噴射方向朝 向總體上垂直於相互相對方向和所述延伸方向的方向。由於此設置，噴 射口可以被延長且此時可以進行等於此長度部分的表面處理。
在延伸結構中，理想地，由絕緣材料組成的隔板夾在成對電極的縱 向中的同樣側面上的各個端部分之間，而傳導件以此方式形成以便保持 遠離隔板和電極之間的邊界(參見圖12)。由於此設置，當在隔板和電 極之間的邊界出現表面放電時，可以防止表面放電傳導到傳導件上。
在本發明中，電極可以更靠近工件，同時防止放電電弧出現在工件上。因此，可以可靠地防止出現劣質處理和工件的損壞，且可以在處理 氣體減活前更可靠地將等離子化處理氣體施加到工件上。因此，可以提 高等離子表面處理效率。具體地說，當表面處理在通常的常壓下進行時， 此優點更明顯。此外，可以防止電場洩漏到工件上，且可以使工件避免 受到電場的副作用。在傳導件和絕緣件彼此接觸到情況下，可以防止電 場積聚在絕緣件上。
當考慮到壓力調節的方便性和設備結構的簡化性時，在此使用的術 語"通常的常壓(鄰近大氣壓的壓力)"指範圍從1.013xl04到 50.663xl04Pa的壓力，優選從1.333乂104至1」10.664xl04Pa的壓力，更優 選從9.331 x 104到10.397x 104Pa的壓力。


圖1是顯示根據本發明第一實施方式的等離子處理設備的示意結構 的前剖視圖2是顯示用於在最低水平獲得火花電壓表達式的實驗設備的示意
圖3是顯示電壓相對形成於絕緣件和金屬板(傳導件)之間的間隙 厚度的圖表；
圖4是顯示根據第一實施方式一個具體模式的常壓等離子處理設備
的噴嘴頭的透視圖5是顯示根據上述具體模式的設備的前剖視圖6是顯示沿圖5的線VI-VI剖開的設備的側剖視圖7是顯示第一實施方式的改進實施方式的剖視圖8是顯示第一實施方式的另一改進實施方式的剖視圖9是顯示第一實施方式的再一改迸實施方式的剖視圖10是顯示根據本發明第二實施方式的常壓等離子處理設備的前
視圖11是顯示第二實施方式的噴嘴頭的剖視圖12是顯示第二實施方式的噴嘴頭的縱向中的端部分的放大底視
圖；圖13是顯示第二實施方式的改進實施方式的剖視圖； 圖14是顯示第二實施方式的另一改進實施方式的剖視圖； 圖15是顯示第二實施方式的再一改進實施方式的剖視圖； 圖16是顯示第二實施方式的另外一個改進實施方式的剖視圖； 圖17是顯示第二實施方式的另外一個改進實施方式的剖視圖； 圖18是顯示第二實施方式的附加改進實施方式的剖視圖； 圖19是顯示第二實施方式的另一附加改進實施方式的剖視圖； 圖20是顯示第二實施方式的再一附加改進實施方式的剖視圖； 圖21是顯示根據本發明第三實施方式的常壓等離子處理設備的圓 筒噴嘴頭的垂直前視圖；以及
圖22是顯示圓筒噴嘴頭的放大底視圖。
M、 Ml、 M2、 M3 常壓等離子處理設備 W、 W' 工件(待處理對象) 1 延長的噴嘴頭 5 接地導線
3 脈衝源(電場施加裝置)
30、 30X 電極結構 30a、 30b 等離子化空間
31、 3IX 電壓施加電極
32、 32X 接地電極
33 固體電介質
34 隔板
40a 引出路徑 40b 間隙、氣體層
40 絕緣件
40r、 40s 倒角部分
41 第一絕緣板(第一絕緣部分)
42 第二絕緣板(第二絕緣部分)42S間隙(第二絕緣部分)
45絕緣體
51傳導件
51a避免部分
50a噴射口
70圓筒噴嘴頭
卯s間隙(第二絕緣部分和吸入路徑)
91外噴嘴件(傳導件)
91b孔部分
92內噴嘴件(第一絕緣部分)
92a引出路徑
具體實施例方式
下面將參照相應的

本發明的實施方式。 下面將說明第一實施方式。圖1是顯示常壓等離子處理設備結構的
示意視圖。常壓等離子處理設備M包括一對相互相對的電極31、 32。 電極31與作為電壓施加裝置的電源3連接，而另一個電極32接地。在 電極31、 32之間形成等離子產生空間30a。電場通過電源3施加到等離 子產生空間30a，從而出現輝光放電。從處理氣體源2進給的處理氣體 進入等離子產生空間30a並等離子化。因此，等離子化的處理氣體通過 後面說明的噴射口 40b噴灑到工件W上或位於其下的待處理對象上。通 過這樣做，工件W受到表面處理。此表面處理操作在常壓下進行。
用於防止電弧放電在空間30a中出現的固體電介質通過熱噴灑以薄 膜的形式沉積在相對表面和各個電極31、 32的底面。固體電介質33的 厚度以放大的方式顯示。
電極31、 32在底面側(工件側)設置有由固體絕緣體組成的絕緣件 40。連接到等離子產生空間30a的下遊側的處理氣體引出路徑40a形成 於絕緣件40的中心部分。
絕緣件40在下側面設置有由金屬板組成的傳導件51。連接到引出 路徑40a下遊側的噴射口 50a形成於傳導件51的中心部分。傳導件51通過接地導線5電接地。傳導件51設置在電極31、 32的處理氣體的噴
出側，以便防止電極結構30與工件W直接面對。在電極31、 32相對側 上的傳導件51的底面與待處理的工件W直接面對。
由於上述設置，可以防止電弧放電從電極31降落到工件W上，且 等離子氣體可以通過使噴射口 50a靠近工件W可靠地到達工件W。因 此，可以提高處理效率。此外，可以防止電場洩漏到工件W，以便可以 保持工件W不受到電場的副作用。傳導件51組成用於防止放電如電弧 放電出現的放電防止件，或用於隔離電極31與電場的電場隔離件。
傳導件51可以設置到所有電極31、32的至少電壓施加電極31的下 側面。
間隙40b形成於絕緣件40和傳導件51之間。空氣在常壓下流進間 隙40b。間隙40b可以可靠地形成，以便提高絕緣性質，或間隙40b可 以通過一些原因意外地形成。例如，即使分別製作的絕緣件40和傳導 件51隻是彼此重疊，間隙在一些情況下也形成。
施用到間隙40b的電壓Vx可以通過以下公式表示。
Vx=￡AsBVPpd/2 (sAtB+sBtA+sAsBd) (1)
其中
d:間隙40b的厚度，即，絕緣件40和傳導件51之間的間隔距離，
VPP:電極31的峰值到峰值電壓
sA:固體電介質33的相對介電常數
sB:絕緣件40的相對介電常數
tA:固體電介質33的電極的下側部分的厚度
tB:絕緣件40的厚度
間隙40b，即空氣的相對介電常數初步設定為"1"。 峰值到峰值電壓VPP設置為例如幾kV到幾十kV範圍的值。 固體電介質33的電極的下側部分的厚度U等於等離子產生空間30a
的側面部分的厚度。固體電介質33的相對介電常數SA (即材料質量)
和厚度U設定為以便可以維持有利的輝光放電。
通過考慮上述Vpp、 SA和tA，等離子處理設備M的絕緣件40的相
對介電常數化和厚度tB設定為以便不使間隙40b中的空氣產生絕緣破壞。也就是說，如果間隙40b中的火花放電(絕緣擊穿電壓)用Vxo表 示，則相對介電常數SB和厚度tB設定為以便可以滿足下列表達式
VXo> Vx =sAeBVPPd/2 (sAtB+sBtA+sAsBd) (2)
由於上述設置，可以防止電弧放電在間隙40b中形成。因此，可以 防止絕緣件40被焙燒從而不會產生顆粒，結果，可以提高處理質量， 且也可以提高生產量。
附帶地說明，絕緣件40的相對介電常數SB由其材料質量確定。鋁 的相對介電常數SB大約為7.5;鹼性玻璃大約為6到9;派熱克斯(pyrex) (註冊商標)玻璃大約為4.5到5.0;石英玻璃大約為3.5到4.5;以及 氯乙烯大約為3.0到3.5。因此，理想地，當確定材料質量後，厚度tA
根據其相對介電常數SB確定。
間隙40b中的火花電壓Vxo可以通過已知文獻的下列表達式(3)獲
得
Vxo=2.4055d (1+0.328 (Sd/10-1/2)) (3)
在表達式(3)中，火花電壓Vxo的單位為"kV"，而間隙40b的厚度 單位為"mm"(同樣適用到表達式(5))。 5表示相對空氣密度。如果間 隙40b中的溫度和壓力分別用攝氏度T和P (mmHg)表示，則可以獲 得下列表達式(4)。
5=0.386P/ (273+T) (4) 例如，在20攝氏度和760 mmHg的情況下，獲得3=1.00122867。如果 此時表達式(3)，換言之，如果火花電壓Vxo (文獻值)對(v.s.)間隙 40b厚度表示在圖表中，其通過圖3中的點劃線表示。
然而，上述文獻表達式3顯示了平均值，實際上，其有時發生在低 於上述電壓時出現火花的現象。因此，發明者試圖通過實驗將火花電壓 Vxo重新表述成一表達式。具體地說，如圖2所示，具有同樣的相對介 電常數(相對介電常數=4.4)但不同厚度的玻璃49 一個接一個地連接到 對應於電極31的電壓施加側上的電極板31X的底面，且當在每個玻璃 49和對應於位於玻璃49下的傳導件的接地金屬板51X之間的間隙40b中出現火花放電時，檢測峰值到峰值電壓VPP。間隙40b的厚度設定為
d=0.5mm。在此使用的玻璃49對應於等離子處理設備的固體電介質33 和絕緣件40。因此，玻璃49的厚度對應於tA+tB。同樣，sA=sB=4.4。
結果，當厚度(tA+tB)為2.9mm時，在相對表達式(3)的上述文 獻值的負方向出現最大的不規則變化。此時，峰值到峰值電壓為11.4kV (即，VPP=11.4kV)。通過用此結果替換表達式(1)的右側，可以獲得 下列火花電壓Vxo相對於間隙40b的厚度d的表達式 Vxo=8.65d/ (1.52d+l) (5)
此表達式(5)顯示了在最低水平時用於對應於間隙40b的厚度d 出現火花時的火花電壓Vxo。如果以圖表的形式顯示表達式(5)，則其 變為圖3中的虛線。自然，此虛線位於比文獻表達式(3)的點劃線低 的位置。
在等離子處理設備M的製造中，當設置絕緣件40的介電常數sB和 厚度tB時，表達式(5)， g卩，在最低水平時的火花電壓Vxo用於參考， 且判斷是否間隙40b中的電壓Vx小於火花電壓VX，也就是說，是否 滿足表達式(2)。通過這樣做，可以更可靠地防止在間隙40b中出現放 電如放電電弧。
如圖3所示，表示由表達式(1)表示的電壓Vx的曲線(圖3的實 線)在圖表中整個(或可以取用d的範圍中的部分)低於在表達式(5) 的最低水平時的表示火花電壓的虛線。最低極限優選的是對應於厚度d 的電壓Vx的值變為例如在同樣厚度d中的火花電極Vxo值的0.8到0.9 倍。由於此設置，可以防止在間隙40b中出現放電如放電電弧，而與間 隙40b的厚度無關。這在間隙40b通過一個或其他原因偶然形成且間隙 40b的厚度很難預見的情況特別有效。
圖3的實線符合以下條件。
固體電介質33的材料鋁(sA=7.5)，厚度tA=0.5mm 絕緣件40的材料鹼性玻璃(sA=7.0)，厚度tB=6.2mm 峰值間電壓VPP=13kV
當然，當間隙40d可靠地形成時厚度d已知的情況下，如果表達式 (2)滿足此具體的厚度d就足夠了。重新參照圖3的圖表，如果電壓Vx線位於低於至少在此具體厚度d點(或其鄰近區域)的最低水平的火 花電極Vxo就足夠了。
比較理想的是初步獲得可以通過計算機器如個人計算機執行的具有 圖表準備功能的電子數據表軟體，且上述表達式(1)和(5)初始儲存 在此機器中，以便可以利用SA、 SB、 tA、 tB等參數方便地畫出圖3中的 圖表。由於此設置，可以方便地做出上述判斷。
可以認為，不採用最低水平的火花電壓Vxo (表達式(5))，可以根 據平均火花電極Vx (文獻表達式(3))獲得絕緣件40的相對介電常數
SB和厚度ts。
圖4到6顯示了常壓等離子處理設備的具體結構的一個實施方式。 此等離子處理設備Ml包括工件進給機構4、以此方式支撐在固定
臺(未示出)上以便位於進給機構4上方的等離子噴嘴頭1、以及處理
氣體源2和連接到此噴嘴頭1的電源3。
根據處理的各種要求的處理氣體保存在處理氣體源2中。例如，作
為用於等離子清洗的處理氣體，N2的純氣體或N2和少量的02的混合氣
體保存在其中。這些氣體可以以液體狀態保存以便每次可以蒸發適量的氣體。
電源3輸出例如，脈衝狀高頻電壓。比較理想的是此脈衝的上升時 間/下降時間為lOps或更小，電極31、 32之間的電場密度為10到 1000Kv/cm，而頻率為0.5KHz或更多。電壓的形式可以為正弦形式而不 是脈衝形式。作為在示意結構中的說明，峰值到峰值電壓Vpp摘定在幾 個kV到幾十個kV的範圍。在此，例如，設置VPP=14[kV]。
如圖5所示，進給機構4包括水平並排設置的多個滾子4a。具有大 面積的板狀工件W放置在這些滾子上並向左向右進給。通過噴嘴頭1 等離子化的氣體噴灑到此工件W上，並進行等離子表面處理例如清洗。 當然，可以認為工件W固定且噴嘴頭1可移動。
下面將具體說明等離子處理設備M1的等離子噴嘴頭1。
噴嘴頭1包括上氣體校正器10和下放電處理器20。噴嘴頭1在垂 直於圖5的紙表面的後和前方向延伸。 '
氣體校正器IO包括在後和前方向延伸的容器狀主體11。管單元12
21容納在此主體11中。管單元12包括一對左、右管13、 13以及一對用於
夾住地保持這些管13、 13的上下管固定器14、 14。管單元12在與主體 11同樣的方向延伸。主體11的內部由管單元12分成上、下兩個室lla、 llb。如圖4和6所示，管13 (管13、 13之一)的入口 13a設置在氣體 校正器10的縱向的一端部分處，且另一管13的入口 13a設置在另一端 部分處。在各個管13、 13的口13a、 13a側上的端部分的反向側的端部 分分別用塞子阻塞。
從處理氣體源2延伸的氣體供給管2a分成兩個支管。這兩個支管分 別連接到管13的前端部分和另一管13的後端部分。從處理氣體源2進 給的處理氣體通過管2a進入兩個管13、 13，並在管13、 13內的相互反 方向流動。孔lie以此方式形成於每個管13和上管固定器14的上部分， 以便在後和前縱向方向延伸。多個孔Ue可以在定點狀態的後和前方向 以短間隔設置，且其可以以狹縫狀態在後和前方向延伸。管13、 13中 的處理氣體通過此孔lle洩漏進上室lla。此後，處理氣體通過管單元 12兩側上的狹縫狀間隙llc流進下室llb。由於此設置，處理氣體可以 在縱向方向均勻設置。
下面將說明等離子噴嘴頭1的放電處理器20。
如圖5和6所示，放電處理器20包括由一對左、右電極31、 32組 成的電極結構30和用於固定此電極結構30的固定器21。
每個電極31、 32由傳導材料如，例如不鏽鋼組成並形成方形截面結 構。每個電極31、 32在垂直於圖5的紙表面的後和前方向線性延伸。 每個電極31、 32的角為圓形，以便防止出現電弧放電。等離子產生空 間30a形成於電極31、 32之間並以狹縫狀態在後和前方向延伸。例如， 等離子產生空間30a的厚度(電極3K 32之間的距離)為2mm。例如， 當這些表面經過噴砂處理後，通過熱噴灑將具有相對介電常數￡八=7.5的 鋁組成的固體電介質33以薄膜的形式沉積在相對表面以及每個電極30 的上、下表面上。固體電介質33的厚度U例如為U^mm。
在圖5中，標號3a表示從電源3引導到電壓施加電極31的連接線， 而標號3b表示從接地電極32引導的接地導線。標號30c表示用於調節 溫度的冷卻劑路徑(在圖6中未示出)。用於電極30、 30的固定器21包括上板22、 一對左、右側板23、 一 對左、右轉角件(轉角固定器)24、以及下部分50 (在圖4中未示出)。 每個轉角件24由絕緣樹脂組成並形成倒L型的截面形狀。轉角件24在 垂直於圖5的紙表面的前後方向延伸。轉角件24與每個電極30的上表 面和後表面鄰接。間隙24a形成於兩個轉角件24、 24的上部分之間。間 隙24a連接到電極31、 32之間的等離子產生空間30a的上遊。
由剛性的鋼材料製作的上板22放在兩個轉角件24、 24的上表面。 在前後方向延伸的狹縫22a形成於上板22的橫向中心部分。狹縫22a 連接到氣體校正器10的下室llb的下遊，還連接到間隙24a的上遊。由 於此設置，從氣體校正器10進給的處理氣體通過狹縫22a和間隙24a 進入電極間的空間30a。
由剛性的鋼材料製作的側板23與每個轉角件24的後表面(外表面) 鄰接。每個側板23的上端部分剛性螺栓連接到上板22。倒U型的框架 通過上板22和左、右側板23形成。
多個推動螺栓25 (電極接近裝置)和多個拉動螺栓26 (電極分離裝 置)在縱向方向間隔設置在每個側板23上。推動螺栓25螺紋擰進側板 23，且推動螺栓25的尖端與轉角件24的後表面鄰接。因此，推動螺栓 25通過轉角件24向另一電極推動電極30。容納在由樹脂製作的螺栓環 (螺栓固定器)27中的拉動螺栓26螺紋擰進電極30並在遠離另一電極 的方向拉動電極30。通過調節這些螺栓25、 26的螺紋量，可以校正伸 長的電極30、 30的扭曲，並可以在電極30、 30的整個長度上製成恆定 的電極間空間30a的厚度。此外，可以防止由於庫侖力或金屬主體和形 成於電極31、 32的外表面上的電介質層33之間的熱膨脹差，以及電極 31、 32內的溫度差產生的熱應力等造成的電極30、 31的扭曲。結果， 處理氣體可以可靠和均勻地向下噴射(即，沿垂直於電極31、 32的相 對方向的噴射軸線)，因此，可以可靠和均勻地對工件W進行等離子處 理。
下面將說明形成固定器21的底部分的下部分50。下部分50包括板 狀絕緣件40和由金屬板組成的傳導件51。下板50在垂直於圖5的紙面 的方向前後水平延伸。下部分50橫跨左、右側板23、 23、轉角件24、24和電極結構30的下表面，並支撐所有都位於其下部分50上方的噴嘴 頭l的零件元件。因此，下部分50覆蓋將要指向電極結構30的工件W 的下表面並隔離電極結構30，以便電極結構30不與工件W直接面對。 換言之，將指向電極結構30的工件W的下表面用下部分50的傳導件 51覆蓋，而用於將電極結構30與傳導件51絕緣的絕緣體45插在/裝在 電極結構30和傳導件51之間。下部分50的左、右端部分從側板23、 23凸出。這些左、右凸出的部分通過未示出的支撐裝置進行支撐。下部 分50和側板23可以通過螺栓等連接。
作為絕緣件40的材料，例如，使用具有sB=44的相對介電常數的玻 璃。脊部40c以此方式形成於絕緣件40的上表面上，以便在垂直於圖5 的紙表面的縱向方向前後延伸。此脊部40c配合進形成於轉角孔24的下 端表面中的凹進槽24b中。
引出路徑40a (噴射路徑)形成於絕緣件40的左、右寬度方向的中 心部分。引出路徑40a以縫隙的形式在垂直於圖3的紙表面的前後長度 延伸，並連接到等離子化空間30a的上遊。絕緣件40中的引出路徑40a 的左、右側面上的內端表面，g卩，引出路徑形成表面，從電極31、 32 的相對表面，即等離子化空間形成表面，稍微橫向向外縮回。由於此設 置，引出路徑40a在流動路徑截面面積上大於等離子化空間30a面積。
絕緣件40的左、右端部分都從側板23、 23凸出。
傳導件51整個覆蓋絕緣件40的下表面。傳導件51由例如不鏽鋼板 組成。噴射口 50a形成於傳導件51的橫向中心部分的中心部分。噴射口 50a以縫隙的形式在垂直於圖5的紙表面的前後縱向為長度進行延伸， 並連接到引出路徑40a的下遊。因此，噴射口 50a通過引出路徑40a連 接到電極結構30的等離子化空間30a (由於此設置，下部分50允許處 理氣體噴射出)。噴射口 50a的邊表面從絕緣件40的引出路徑40a的形 成表面稍微向外縮回。由於此設置，噴射口 50a在寬度上更大一些，即 在流動路徑截面面積上大於引出路徑40a面積。
替代單一的整體，可以認為的是絕緣件40由一對左、右板件組成， 且引出路徑40a形成於這些左、右板件之伺。同樣，替代單一的整體， 可以認為的是傳導件51由一對左、右板件組成，且噴射口50a形成於這些左、右板件之間。
工件W設置在傳導件51下方。由於此設置，噴嘴頭10可以更靠近 工件W，同時防止電弧放電發生在工件W上，即使在常壓下也可以可 靠地將等離子作用到工件W上。
螺母55通過焊接固定到傳導件51的兩個左、右側部分的上表面。 另一方面，用於允許螺母55插入其中的凹進部分40d形成於絕緣件40 的下表面。螺栓插入孔40e以此方式形成於絕緣件40中，以便從上表面 延伸到凹進部分40d中。金屬製作的螺栓56通過插入孔40c分別與相應 的螺母55螺紋作用。由於此設置，傳導件51固定到絕緣件40上。接 地導線5的接線端5a與螺栓56的頭部分作用。此導線接地。由於此設 置，傳導件51通過螺栓56和螺母55電接地。
凹進部分40f形成於絕緣件40中的電極32、 32的下部分40x的下 表面中。由於此設置，間隙40b可靠地形成於絕緣件40和傳導件51之 間。凹進部分40f，從而間隙40b連接到引出路徑40a和噴射口 50a。間 隙40b的厚度d為例如，d=lmm。
在常壓等離子處理設備M1中，絕緣件40 (sB=4.4)的電極下側部 分40x (除間隙40b外)的厚度tB以此方式設置以便滿足表達式(2)。 例如，tB=5mm。由於此設置，可以防止電弧放電在間隙40b出現，並可 以獲得良好的處理質量。
下面將說明第一實施方式的一個改進實施方式。
如圖7所示，在電極31、 32和傳導件51之間不需要設置絕緣件40。 也就是說，電極31、 32位於遠離傳導件預定的距離d，且間隙40b形成 其間。具體地說，具有厚度U和相對介電常數eB的固體電介質33以薄 膜的形式沉積在固體電介質33的底面上，而間隙40b通過固體電介質 33的底面和傳導件51的上表面限定。間隙40b填充有空氣。空氣用作 具有良好電介質強度的絕緣體。由於此設置，間隙即，氣體層(空氣層) 40b組成用於絕緣電極31與傳導件51的絕緣體。在圖7中，固體電介 質33隻設置在電場施加電極31的相對面和底面上，而不設置在接地電 極上。然而，固體電介質33可以如圖31所示設置在兩個電極31、 32 上。氣體層40b的厚度以此方式設置以便沒有電介質擊穿出現在氣體層
40b上。也就是說，施加在固體電介質33和位於電極31下側的傳導件 51之間的電壓Vx變為小於火花電壓VXo。具體地說，電壓Vx以此方式
設置以便滿足下列表達式
VX0>Vx=sAVPPd/2 (tA+sAd) (6) 上述表達式(6)通過將先前所述的表達式(2)中用sB=l和tB=0替代 獲得。作為標準的火花電壓Vxo理想用表達式(5)的最低水平實驗值 (圖3中虛線表示)，而不是表達式(3)中的文獻值(圖3中的點劃線 表示)。由於此設置，可以防止在氣體層出現電弧放電。同樣，通過使 Vx低於Vxo，而與用圖3的實線表示的同樣方式的d值無關，即使氣體 層40b的厚度d由於一些原因變化，也可以可靠地防止出現電弧放電。 如果在其中d包括原始值的預定範圍滿足Vxc^Vx就足夠了。
如圖8所示，可以認為的是在電極31、 32和傳導件51之間不需要 設置絕緣件40，此外，在電場施加電極31上不設置固體電介質33。由 於此設置，氣體層40b由電極31的金屬主體和傳導件51限定。在此情 況下，至少在與另一電極31與固體電介質33相對的表面需要設置接地 電極32。
在圖8的實施方式中，氣體層40b的厚度d設置為以便施加在電極 3和傳導件51之間的電壓Vx變為小於火花電壓Vxo。作為火花電壓Vxo， 理想地使用最低水平的實驗值(圖3中虛線表示)，而不是在上述實施 方式情況下的表達式(3)中的文獻值(點劃線表示)。
也就是說，根據顯示的最低水平實驗值的表達式(5)，根據施加的 電壓Vpp的氣體層40b的厚度d以此方式設置以便滿足下列表達式
Vpp《8.65d7 (1.52d+l) (7) 由於此設置，可以防止在氣體層出現電弧放電。
至於圖8的實施方式中的設備，可以確定至少少量的電弧放電的範 圍在氣體層40b的厚度d=lmm的條件下並通過增加/降低供給電壓Vpp 進行測定。結果為VPP》3kV。由此，可以完全確定表達式(7)在充分 安全的區域。
圖9顯示了絕緣件40的引出路徑形成部分的結構的改進實施方式。在此改進實施方式中，形成於上表面(朝向電極結構30的表面)和絕
緣件40的引出路徑40a形成表面之間的角部被形成圓形倒角，從而形成 第一倒角部分40r。同樣，形成於引出路徑40a形成表面和絕緣件40的 底面(朝向傳導件30的表面)之間的角被形成圓形倒角，從而形成第 二倒角部分40s。
由於第一倒角部分40r的設置，可以防止形成於上表面和絕緣件40 的引出路徑40a形成表面之間的角被等離子破壞，並防止產生顆粒。因 此，可以提高處理質量並可以增加產量。
第一倒角部分40r大於第二倒角部分40s。也就是說，第一倒角部分 40r的曲率半徑R大於第二倒角部分40s的曲率半徑。由於此設置，可 以可靠地防止形成於上表面和絕緣件40的引出路徑形成表面之間的角 的破壞和顆粒的形成。
不採用圓形倒角，第一和第二倒角部分也可以通過方形倒角形成。
在圖9的改進實施方式中，傳導件51的噴射口 50a的邊表面形成圓 形為指向朝向絕緣件40的上表面和朝向工件W的底面的類似於半圓形 的圓形。換言之，由上表面和傳導件51的噴射口 50a邊表面形成的角形 成圓形倒角，且噴射口 50a邊表面和底面形成的角形成圓形倒角。由於 此設置，可以更可靠地防止在絕緣板41和傳導件51之間出現電弧放電。 可以認為的是只將形成於上表面和傳導件51的噴射口 50a邊表面的角形 成倒角，而形成於噴射口 50a邊表面和底面的角不被形成倒角。不採用 圓形倒角，可以採用方形倒角。
下面將參照圖10到12具體說明第二實施方式。
如圖10所示，根據第二實施方式的常壓等離子處理設備M2包括處 理氣體源2、脈衝源3、工件進給機構4、門型框架60以及一對左、右 噴嘴頭(處理頭)1。處理氣體源2、電源3和進給機構4與圖4到6的 設備M1相同。
門型框架60包括左、右立柱62，並位於進給機構4的上方。門型 框架60具有構成用於處理氣體(包括通過處理產生的副產品)的排出 管的中空內部。也就是說，門型框架60的每個立柱62的內部通過隔板 64分隔成內和外吸入室62a、 62b。分別連接到吸入室62a、 62b的兩個內和外吸入口 63a、 63b形成於立柱62的底板63中。吸入口 63a、 63b 以縫隙的形式在垂直於圖10的紙表面的方向前後延伸。然而，這些口 63a、 63b可以為設置在垂直於紙表面的方向的多個縫隙狀孔。內和外吸入室62a、 62b的上端部分連接到門型框架60的上框架部 分61的中空內部。吸入管6a從上框架部分61的中心部分延伸，且此吸 入管6a連接到排出泵6。通過驅動排出泵6，噴嘴頭l中的處理氣體從 內吸入口 63a吸進內吸入室62a。留下的未吸入處理氣體和大氣從外吸 入口 63b吸進外吸入室62b。由於此設置，可以可靠地防止處理氣體被 不吸入。通過防止大氣通過內吸入口 63a吸進，只有處理氣體可以吸進 內吸入口 63a。吸進各個室62a、 62b的氣體被聚集在上框架部分61的 內部，然後，由排出泵6通過吸入管6a排出。兩個內、外節流板65A、 65B可提前/縮回地設置到每個立柱62的 上部分上。室62a、 62b的節流量可以分別通過節流板65A、 65B進行調 節，因此，可以分別調節通過吸入口 63a、 63b的氣體吸入量。常壓等離子處理設備M2具有位於滾子4a上方，即工件W的移動 平面上方的一對左、右噴嘴頭1，並支撐在門型框架60的左、右立柱 62之間。左、右噴嘴頭1具有同樣的結構。如圖10所示，在設備M2中，下部分50之一通過連接板59連接到 鄰近噴嘴頭1的另一下部分50。連接板59和下部分50通過螺栓56彼 此連接。如圖11所示，在設備M2的噴嘴頭1中，下部分50的結構與設備 Ml的結構局部不同。具體地說，設備M2的下部分50包括絕緣體45 和傳導件51，並在垂直於圖11的紙表面方向前後水平地延伸。絕緣體 45由位於內側面上的第一絕緣板41和位於外側面上的第二絕緣板42組 成。也就是說，絕緣體45通過由板狀的固體絕緣體組成的第一絕緣部 分41和與第一絕緣部分41分離製作的由板狀的固體絕緣體組成的第二 絕緣部分42構成。第一絕緣板41的寬度小，並在向前和向後方向延伸。第二絕緣板 42寬度大且其左、右端部分從側板23凸出。在前後方向延伸的縫隙狀 開口形成於第二絕緣板42的橫向中心部分。第一絕緣板41配合到此縫隙狀開口。階梯形成於第二絕緣板42的縫隙狀開口的兩個左、右側面 上的內邊以及第一絕緣板41的兩個左、右側面上的外邊。由於這些階
梯彼此作用，所以，第一和第二絕緣板41、 42以半重疊連接的方式連
接在一起。
引出路徑40a (噴射路徑)形成於第一絕緣板41的側向寬度方向中 的中心部分。引出路徑40a為縫隙的形式並在垂直於圖11的紙表面方向 前後為長度地延伸。引出路徑40a的整個前後長度連接到電極結構30 的等離子化空間30a的下端部分，即下遊端。在具有設備M1的絕緣件 40的情況下，第一絕緣板41的引出路徑40a形成表面從相接表面，艮口， 電極3K 32的等離子化空間30a形成表面，稍微橫向向外縮回。由於此 設置，引出路徑40a的寬度比等離子化空間30a的寬度大即，在流動路 徑截面面積大一些。
第二絕緣板42設置在第一絕緣板41的引出路徑40a的反側面上。 脊部40c形成於第二絕緣板42的上表面。此脊部40c配合到轉角件24 的凹進槽24b上。第一和第二絕緣板41、 42由相互不同的固體絕緣材料組成。
第一絕緣板41由具有耐等離子性質的材料組成。更具體地說，第一 絕緣板41由具有比第二絕緣板42高的耐等離子性質的材料組成。例如， 第一絕緣板41由石英組成。而第二絕緣板42由氯乙烯組成。總體上說， 當與不具有高耐等離子性質的材料如氯乙烯相比時，具有高耐等離子性
質的材料如石英較貴。
傳導件51緊密連接到第一和第二絕緣板41、 42的底面。在傳導件 51和絕緣體45之間沒有間隙形成。然而，通過假設設置具有厚度d的 假想間隙並通過以此方式設置絕緣體45的介電常數和厚度(具體為第 一絕緣板41)，以便滿足表達式(2)，而與d的尺寸無關，可以防止在 傳導件51和絕緣體45之間出現電弧放電。
在上述設備M1的情況下，傳導件51的噴射口 50a的邊表面從用於 形成第一絕緣板41的引出路徑40a的表面稍微向外縮回。由於此設置， 噴射口 50a變為比引出路徑40a的寬度大，g口，在流動路徑截面面積大一些。不採用單一的整體，第一和第二絕緣板41、 42可以由一對左、右板件組成，且引出路徑40a可以形成於成對的第一絕緣板41的板件之間。 同樣，不採用單一的整體，傳導件51可以由成對的左、右板件組成， 且噴射口 50a可以形成於這些板件之間。如圖12所示，用於保持等離子化空間30a厚度的絕緣樹脂製作的隔 板34在電極3K 32的縱向夾在兩個端部分之間。理想地，圓形的避免 部分(avoidance portion) 51a形成於傳導件51的噴射口形成端表面縱向 的兩個端部分上，以便傳導件51保持遠離電極31、 32和隔板34之間 的邊界。根據常壓等離子處理設備M2的構成，即使放電電荷積聚在絕緣件 41、 42上，也可以通過傳導件51將放電電荷釋放到大地上，且可以防 止從絕緣件41、 42到工件W的放電電荷。形成引出路徑40a的第一絕緣板41由石英玻璃組成。通過這樣做， 可以獲得耐等離子性質。另一方面，不暴露到等離子的第二絕緣板42 由便宜的氯乙烯組成。通過這樣做，當與其中整個絕緣體45由石英組 成的情況相比時，可以降低材料的成本。由於用於形成第一絕緣板41 的引出路徑40a的表面從用於形成電極結構30的等離子化空間30a的表 面縮回，所以，可以更可靠地防止第一絕緣板41受到等離子的損壞。傳導件51的噴射口 50a的邊表面從用於形成電極結構30的等離子 化空間30a的表面縮回，同樣從用於形成第一絕緣板41的引出路徑40a 的表面縮回。由於此設置，可以可靠地防止在電極31和傳導件51的噴 射口邊部分之間出現放電電荷。在延長的噴嘴頭1縱向的兩個端部分以此方式設計以便保持遠離隔 板34和電極31、 32之間的邊界。由於此設置，在隔板34和電極31、 32之間的邊界出現的表面放電可以被防止傳導到傳導件51。下面將具體說明第二實施方式的改進方式。如上所述，在圖11的設備M2中，傳導件51的噴射口邊表面從電 極結構30的等離子化空間形成表面縮回，從而防止放電電荷從電極31 出現到傳導件51。然而，這些表面的位置關係可以根據需要進行反向。也就是說，如圖13所示，傳導件51的噴射口 50a的邊表面可以從用於形成絕緣件41的引出路徑40a的表面凸出，且同樣從用於形成電極 31、 32的等離子化空間30a的表面凸出。由於此設置，噴射口50b可以 變為比等離子化空間30a的寬度小。這樣可以節流噴射口 50a中的處理 氣體，以便氣體可以急劇和可靠地施加到工件W上。結果，可以進一步 提高處理效率。此外，在等離子化空間30a中加熱的處理氣體可以在溫 度增加的狀態噴灑到工件W上。在另一方式中，如圖14所示，傳導件51的噴射口 50a的邊表面可 以從用於形成絕緣件41的引出路徑40a的表面凸出，並與用於形成電極 31、 32的等離子化空間30a的表面平齊。由於此設置，可以防止處理氣體的噴射速度變緩慢，並可以提高處理效率。在圖11的設備M2中，傳導件51的外端表面，g卩，在具有夾在其 間的傳導件51的噴射口 50a的左、右各部分中的噴射口 50a的相反側上 的後表面從電極31、 32的外表面，即，等離子化空間30a相反側上的後 表面向外凸出。然而，如圖13和14所示，這些表面可以彼此平齊。此外，如圖15所示，傳導件51的外端表面可以位於電極31、 32 的外表面內並靠近噴射口 50a。絕緣體45不僅可以包括第一和第二絕緣板41、 42， gp，固體絕緣 件，而且可以包括由空氣等組成的空氣層，即，氣體絕緣體。例如，如 圖16所示，可以認為，絕緣板41、 42和傳導件51彼此分離預定的距 離d，且在其間形成間隙40b。間隙40b填充有空氣。空氣為具有良好 電介質強度的絕緣體。間隙，即氣體層(空氣層)40b組成與固體絕緣 板41、 42共同作用的絕緣體45以使電極與傳導件51絕緣。氣體層40b 的厚度，即，絕緣板41、 42和傳導件51之間的距離d設置為以便施加 到氣體層40b的電壓變為小於火花電壓。絕緣裝置45的第二絕緣部分可以由氣體層，而不是絕緣板42組成。 具體地說，如圖17所示，間隙，即氣體層42S (絕緣氣體層)限定在電 極結構30和傳導件51之間，且在第一絕緣板41的外部(在引出路徑 40a的相反側上)。第二絕緣部分由此氣體層42S組成。根據此改進的實 施方式，由於不需要設置第二絕緣板，所以可以進一步降低材料成本。在圖13到17中，未示出電極31、 32的固體電介質層圖18是顯示如圖9所示的同樣改進方式施加到第一絕緣板41的引 出路徑形成部分的結構的視圖。也就是說，形成於第一絕緣板41的上表面(朝向電極結構30的表面)和用於形成引出路徑40a的表面之間的 角形成方形倒角，以提供預定的角度(例如45度)，從而形成第一倒角 部分41a。同樣，形成於用於形成引出路徑40a的表面和第一絕緣板41 的底面(朝向傳導件50的表面)形成方形倒角，以提供預定的角度(例 如45度)，從而形成第二倒角部分41b。由於第一倒角部分41a的設置，可以防止形成於第一絕緣板41的上 表面和引出路徑形成表面之間的角受到等離子的擊穿破壞，並可以防止 產生顆粒。因此，可以提高處理質量，同樣可以增加產量。第一倒角部 分41a大於第二倒角部分41b。由於此設置，可以可靠地防止出現形成 於第一絕緣板41的上表面和引出路徑形成表面之間的角，並可以防止 產生顆粒。此外，在圖18的改進實施方式中，傳導件51的噴射口 50a上的邊 表面位於相對第一絕緣板41的第二倒角部分41b和的底面之間的邊界 的左、右方向的同樣位置。由於此設置，可以可靠地防止在電極31和 傳導件51之間出現電弧放電。此外，由於噴射口 50a變為大於引出路徑 40a，所以，可以平滑地噴射出處理氣體。傳導件51的噴射口 50a的邊表面可以從第二倒角部分41b和第一絕 緣部分的底部之間的邊界向外橫向縮回。圖19顯示了倒角的另一改進方式，在此改進方式中，第一絕緣板 41的倒角為圓形倒角，而不是方形倒角。具體地說，形成於第一絕緣板 41的上表面和用於形成引出路徑40a的表面之間的角形成圓形倒角，從 而形成第一倒角部分41c，同時，形成於用於形成引出路徑40a的表面 和底面之間的角形成圓形倒角，從而形成第二倒角部分41d。第一倒角 部分41c的曲率半徑大於第二倒角部分41d的曲率。圖20是顯示與圖9同樣的改進方式施加到傳導件51的噴射口形成 部分的結構的視圖。也就是說，傳導件51的噴射口 50a的邊表面分別被 半圓形地形成圓形指向朝向第一絕緣板41的上表面和指向將要朝向的 工件W的底面。換言之，形成於傳導件51的噴射口 50a的上表面和邊表面之間的角形成圓形倒角，同時形成於噴射口 50a的邊表面和底面之 間的角形成圓形倒角。由於此設置，可以可靠地防止在電極31和傳導 件51之間，或絕緣板41和傳導件51之間出現電弧放電。可以認為， 只有形成於傳導件51的噴射口 50a的上表面和邊表面之間的角形成倒 角，而噴射口 50a的邊表面和底面之間的角被形成倒角。替代圓形倒角， 也可以採用方形倒角。下面將參照圖21和22說明根據本發明第三實施方式的常壓等離子 處理氣體設備M3。如圖21所示，常壓等離子處理氣體設備M3為用於進行，例如，作 為等離子處理表面的等離子刻蝕的設備。設備M3處理氣體源2X保存 例如CF4或類似氣體作為用於等離子刻蝕的處理氣體。設備M3包括圓筒形噴嘴70，而不是延長的噴嘴頭l。此圓筒形噴 嘴70支撐在其軸線指向向上和向下方向的固定臺(未示出)上。待刻 蝕的工件W'設置在此噴嘴下方。下面將具體說明圓筒形噴嘴70。圓筒形噴嘴70包括其軸線指向向上和向下方向的座體、裝載在此座 體71內的絕緣固定器80以及電極結構30X。座體71具有通過垂直連接 由傳導金屬製作的三個座體件72、 73、 74形成的三極圓筒結構。絕緣 固定器80具有通過垂直連接由絕緣樹脂製作的三個固定器件81、 82、 83的圓筒結構。設備M3的電極結構30X具有同軸的雙環形結構。也就是說，電場 施加電極31X固定在下級的固定器件83上。電場施加電極31X具有與 座體同軸的底圓筒結構。固體電介質層33沉積在電場施加電極31X的 外表面上。與座體同軸的金屬製作的傳導管35的下端部分插在電場施 加電極31X中。傳導管35通過傳導環36與電極31X在其中間部分傳導。 傳導管35的上端部分向固定器81的上端凸出並連接到脈衝源3 (電場 施加裝置)上。接地電極32X固定在下級的座體件74的內圓周上。接地電極32X 通過傳導體71接地且接地導線5從座體71延伸。接地電極32X具有與 座體71同軸且比電場施加電極31X的直徑大，長度小的圓筒結構。電場施加電極31X插在並設置在此接地電極32X中。也就是說，接地電極
32X環繞電場施加電極31X。由於此設置，環形等離子化空間30b形成 於這些電極31X、 32X之間。固體電介質層33沉積在接地電極32X的 內圓周表面上。
用於溫度調節的製冷劑輸送到管35的開口上端。當穿過管35後， 此製冷劑在電場施加電極31X的內圓周和管35的外圓周之間通過，並 調節電極31X的溫度。後，通過形成於固定器件83和座體件74中的 流通水路徑(未示出)，製冷劑穿過形成於接地電極32X的外圓周和座 體件74之間的環行空間74d，並調節電極32X的溫度。此後，製冷劑通 過延伸通過座體件74、固定器件83、 82以及座體件72的排出路徑(未 示出)被排出。
從處理氣體源2X進給的處理氣體通過形成於噴嘴頭71的座體件 72、固定器件82、 83等中形成的處理氣體供給路徑70b，然後，通過環 (螺旋形成件)84的渦流型路徑84a進入環形等離子化空間30b。另一 方面，從脈衝源3進給的脈衝電壓通過傳導管35和傳導環36施加到電 極31X。由於此設置，電場形成於等離子化空間30b中，且處理氣體被 等離子化。
渦流形成環84以此方式固定在固定器件83上，以便環繞接地電極 32X的上側上的電場施加電極31X。渦流形成路徑84a包括沿環84的外 圓周延伸的環形路徑84b以及從環形路徑84b的外圓周方向的多個位置 插進環84的多個內圓周表面的渦流導向孔84c。環形路徑84b將處理氣 體從處理氣體供給路徑70b在外圓周方向供給到整個外圓周。渦流導向 孔84c為沿環84內圓周的切線方向大體延伸的微細路徑，並向內圓周表 面向下傾斜。來自環形路徑84b的處理氣體穿過渦流導向孔84c並轉化 成沿環形等離子化空間30b的圓周方向高速渦流。由於此設置，可以延 長處理氣體的等離子化空間30b中的流動距離，可以增加等離子密度且 可以噴射出強烈的氣體並可靠地施加到工件W'上。因此，可以提高刻 蝕速度。
下部分90 (噴嘴件部分)設置在圓筒噴嘴頭70的下級上的座體件 74的下方。內噴嘴件92由絕緣樹脂例如聚四氟乙烯組成並構成"第一絕緣部 分"。內噴嘴件92具有在直徑上小於外噴嘴件91、但在直徑上稍微大於
接地電極32X的圓盤狀結構。引出路徑92a形成於內噴嘴件92的中心 部分。引出路徑92a具有與電極31X同軸線的漏鬥形狀結構，且其上錐 形部分連接到等離子化空間30b。電極31X的下端部分與引出路徑92a 的上錐形部分面對。如圖13所示，漏鬥形引出路徑92a的下直線部分在 底視圖中具有橢圓的結構。引出路徑92a的下端部分向下開口並構成噴 射口。
如圖21所示，用於形成引出路徑92a的下直線部分的倒凸出部分 92b設置到內噴嘴件92的底面的中心。倒凸出部分92b的外圓周表面隨 著向下在直徑上逐步減少。此外圓周表面與引出路徑92a的下直線部分 的內圓周表面相交，從而將倒凸出部分92b的下端(尖端)形成刀口結 構。
外噴嘴件91由傳導金屬例如不鏽鋼組成並構成"傳導件"。外噴嘴 件91具有與座體件74同樣直徑的圓盤狀結構。外噴嘴件91通過螺栓 (未示出)固定到座體件74的下端表面上。外噴嘴件91通過座體71 和接地導線5電接地。
凹進部分91a形成於外噴嘴件91的上表面。內噴嘴件92容納在此 凹進部分91a中。用於提高內噴嘴件92的隔板(未示出)整體設置到外 噴嘴件91的凹進部分91a的內底面或內噴嘴件92的底面上。由於此設 置，在外噴嘴件91和內噴嘴件92之間形成間隙90s。間隙90s構成"由 氣體層組成的第二絕緣部分"。作為第二絕緣部分的間隙90s和作為第一 絕緣部分的內噴嘴件92構成用於使電極結構30X與外噴嘴件91即傳導 件絕緣的絕緣體。
間隙90s的上端部分與吸入路徑70c連通。吸入路徑70c順序形成 於座體件74、固定器件83、 82和座體件72中。吸入路徑70c的上端部 分通過吸入管6a連接到排出泵6上。
開口到外噴嘴件91的下表面的孔部分91b形成於外噴嘴件91的凹 進部分91a的中心部分中。如圖22所示，到孔部分91b的件91的底面 的開口具有稍微大於倒凸出部分92b的下端邊的橢圓結構。如圖21所示，內噴嘴件92的倒凸出部分92b插進並設置在孔部分91b中。(也就
是說，在其內側具有內噴嘴件92的噴射路徑92a的孔部分91b形成於外 噴嘴件91中。)間隙90s通過形成於孔部分91b的內圓周表面和倒凸出 部分92b的外圓周表面之間的空間開口到外噴嘴件91的底面。由於此 設置，作為第二絕緣部分的間隙90s構成具有作為其吸入口的孔部分91b 的"吸入路徑"。如上所述，倒凸出部分92b的尖端如刀口一般尖銳， 從而使間隙90s的開口的內圓周邊和引出路徑92a的開口的外圓周邊彼 此接觸。
在設備M3中，由於傳導金屬製作的外噴嘴件91以其電接地狀態設 置在電極結構30X和工件W之間，噴嘴頭70可以更靠近工件W',而不 產生較差的處理和由於放電電弧造成的對工件W'的損壞。因此，可以 可靠地提高等離子處理效率。電極結構30X和外噴嘴件91可以通過由 內噴嘴件92和間隙90s組成的絕緣裝置彼此可靠地絕緣。
形成於外噴嘴件91和內噴嘴件92之間的間隙90s作為可以使電極 31X與外噴嘴件91絕緣的第二絕緣部分設置。此外，間隙90s還作為根 據排出泵6的作用被驅動以吸入處理氣體(包括由刻蝕產生的副產品) 的吸入部分設置。處理氣體可以通過排出泵6順序通過吸入路徑70c和 吸入管6a從作為吸入路徑的間隙90s排出。流速控制閥6b (吸入流速 調節裝置)插在吸入管6a中，以便可以調節吸入流速。
本發明不局限於以上實施方式，而且可以採用其他各種實施方式而 不會脫離本發明的主題精神。
例如，傳導件可以至少設置到電壓施加電極且其不是必須要設置到 接地電極。
絕緣體可以至少設置在電壓施加電極和傳導件之間，且其不是必須 要設置在接地電極和傳導件之間。
設置到相接表面和電極31、 32的底面的固體電介質33可以由與電 極3K 31的金屬主體分別製作的電介質薄板而不是熱噴霧薄膜組成。
本發明不僅可以在常壓下，而且可以在低壓下施用到等離子處理。 本發明不僅可以利用輝光放電施用到等離子處理，而且可以利用其他放 電電荷如電暈放電施用到等離子處理。此外，其可以普遍施用於各種等離子處理如清洗、刻蝕、薄膜沉積、表面改進、拋光和類似處理。 [工業應用]
本發明可以施用到相關基體的表面處理，例如在半導體製造加工中 的如清洗、刻蝕、薄膜沉積、表面改進和類似處理中。
權利要求
1. 一種用於通過等離子化處理氣體並將所述等離子化氣體噴射到待處理的物體上以進行等離子處理的設備，所述等離子處理設備的特徵在於其包括由用於形成所述等離子化空間的一對電極組成的電極結構；設置成以遮蔽所述電極結構的朝向所述物體的側面的電接地的傳導件；以及介於所述電極結構和所述傳導件之間並設置成以使其彼此絕緣的絕緣裝置，所述絕緣裝置分成包括用於形成連接到所述等離子化空間的下遊的處理氣體引出路徑的表面的第一絕緣部分，以及分離設置在所述第一絕緣部分的所述引出路徑側的相反側上並彼此分離的第二絕緣部分。
2. 根據權利要求1所述的等離子處理設備，其特徵在於 所述第一絕緣部分由具有比所述第二絕緣部分高的等離子阻抗性質的絕緣材料組成。
3. 根據權利要求l所述的等離子處理設備，其特徵在於-所述第一絕緣部分由具有等離子阻抗性質的絕緣材料組成。
4. 根據權利要求l所述的等離子處理設備，其特徵在於 所述第二絕緣部分由氣體層組成。
5. 根據權利要求1所述的等離子處理設備，其特徵在於 所述第一絕緣部分的引出路徑形成表面從所述電極結構的等離子化空間形成表面縮回。
6. 根據權利要求1所述的等離子處理設備，其特徵在於 所述第一絕緣部分具有形成於朝向所述電極結構的所述表面和所述第一絕緣部分的所述引出路徑形成表面之間的一個角，以及形成於所 述引出路徑形成表面和朝向所述傳導件的所述表面之間的一個角，且至 少前者角被形成倒角。
7. 根據權利要求1所述的等離子處理設備，其特徵在於形成於朝向所述電極結構的所述表面和所述第一絕緣部分的所述 引出路徑形成表面之間的所述角，以及形成於所述引出路徑形成表面和 朝向所述傳導件的所述表面之間的所述角兩者都被形成倒角，且前者角 比後者角斜切得更多。
8. 根據權利要求1所述的等離子處理設備，其特徵在於 形成於所述第一絕緣部分的所述引出路徑形成表面和朝向所述傳導件的所述表面之間的所述角被形成倒角，所述傳導件包括用於形成連接到所述引出路徑下遊的噴射口的邊 表面，所述噴射口邊表面位於總體上與朝向所述傳導件的所述表面和所 述第一絕緣部分的所述形成倒角部分之間的邊界同樣的位置，或從其上 縮回的位置。
9. 根據權利要求1所述的等離子處理設備，其特徵在於 所述傳導件包括朝向所述第一絕緣部分的表面、用於形成連接到所述引出路徑下遊的噴射口的邊表面以及朝向所述工件的表面， 一個角形 成於朝向所述第一絕緣部分的所述表面和所述噴射口邊表面之間， 一個 角形成於所述噴射口邊表面和朝向所述工件的所述表面之間，且至少前 者角被形成倒角。
10. 根據權利要求1所述的等離子處理設備，其特徵在於 所述傳導件包括用於形成連接到所述引出路徑下遊的噴射口的邊表面，所述噴射口邊表面從所述電極結構的所述等離子化空間形成表面 或所述第一絕緣部分的所述引出路徑形成表面縮回。
11. 根據權利要求1所述的等離子處理設備，其特徵在於 所述傳導件包括用於形成連接到所述引出路徑下遊的噴射口的邊表面，所述噴射口邊表面從所述電極結構的所述等離子化空間形成表面 或所述第一絕緣部分的所述引出路徑形成表面凸出。
12. 根據權利要求1所述的等離子處理設備，其特徵在於-所述電極結構的所述成對電極具有在垂直於彼此相對方向的方向延伸的延長結構，所述絕緣體和所述傳導件在與所述電極同樣的方向延 伸，因此，所述引出路徑和形成於所述傳導件中以被連接到所述引出路 徑的下遊端的噴射口在與所述電極同樣的方向延伸，所述噴射口在總體上垂直於所述彼此相對方向和所述延伸方向的方向開口。
13. 根據權利要求12所述的等離子處理設備，其特徵在於由絕緣材料組成的隔板夾在所述成對電極的縱向同樣側面上的各 個端部分之間，所述傳導件被形成以便與所述隔板和所述電極之間的邊 界隔離來。
14. 根據權利要求4所述的等離子處理設備，其特徵在於 孔部分在所述傳導件中開口，所述第一絕緣部分的所述引出路徑設置在所迷孔部分的中心部分，具有通過所述孔部分的外圍部分形成的吸 入口的吸入路徑通過所述傳導件和所述第一絕緣部分限定，且所述吸入 路徑被設置為作為所述第二絕緣部分的氣體層。
15. 根據權利要求14所述的等離子處理設備，其特徵在於所述電極結構的所述成對電極之一通過另一電極同軸環狀環繞，從 而將所述等離子化空間形成環狀結構。
全文摘要
本發明涉及等離子處理設備及其製作方法，其中傳導元件51相對電極結構30設置在與物體W相對的邊上。傳導元件51電接地。絕緣裝置45插在電極結構30和傳導元件51之間。絕緣裝置45分為第一絕緣部分41和第二絕緣部分42。第一絕緣部分41形成與電極之間的所述等離子化空間30a的下遊相連的引出路徑40a，第二絕緣部分42相對第一絕緣部分41被分離設置在與引出路徑40a相對的邊上，第一和第二絕緣部分41、42可彼此分離，如果第一絕緣部分41被損壞，只簡單的對第一絕緣部分41進行更換，而沒有必要更換整個絕緣裝置45，只有第一絕緣部分41由等離子電阻高於第二絕緣部分42的材料構成，其結果是可大大降低材料成本。
文檔編號H05H1/24GK101296549SQ20081009498
公開日2008年10月29日 申請日期2004年5月13日 優先權日2003年5月14日
發明者上原剛, 伊藤巧, 大野毅之, 日野守, 真弓聰 申請人:積水化學工業株式會社