JPH069020Y2 - 多孔質電極 - Google Patents

多孔質電極

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JPH069020Y2
JPH069020Y2 JP1988160945U JP16094588U JPH069020Y2 JP H069020 Y2 JPH069020 Y2 JP H069020Y2 JP 1988160945 U JP1988160945 U JP 1988160945U JP 16094588 U JP16094588 U JP 16094588U JP H069020 Y2 JPH069020 Y2 JP H069020Y2
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porous
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は多孔質電極に関し、特に、プラズマエッチング
装置に使用する多孔質電極に関するものである。
〔従来技術および解決しようとする課題〕
従来、プラズマエッチング装置に使用している多孔質電
極にあっては均一な厚みの多孔質濾過材を使用してい
る。
第5図には均一な厚みの多孔質濾過材33を用いた多孔
質電極31が示されている。
すなわち、この多孔質電極31は、上面中央部に小径の
流体35の流入口34を有するとともに、下面に大径の
流出口32を有し、導電性を有する材質で形成される本
体部36と、この本体部36の前記流出口32に配設さ
れるとともに、導電性を有する円板状の多孔質濾過材3
3とから構成されている。
上記の多孔質電極31においては流体35は多孔質濾過
材33で濾過されて流出するが、流入口34に対向する
中央部では流速が速く、周縁部に行くほど流速が遅くな
り、このために多孔質濾過材33の下流側では流体が乱
流状態になるという問題点を有していた。
このために、板状の多孔質濾過材33を有する多孔質電
極31を使用した第6図に示すようなプラズマエッチン
グ装置においては、エッチング精度等に悪い影響を与え
ていた。
第6図に示すプラズマエッチング装置は、エンチング室
42を形成したケーシング41の内部に多孔質電極であ
る上部電極43と、この上部電極43に対向した状態で
配設された下部電極44とを具えている。
前記上部電極43は、その上部中央に反応性ガス45を
導入する小径の流入口43aが設けられた中空状に形成
され、下面の流出口43bに板状の多孔質濾過材43c
が配設されている。
前記下部電極44は、その上面が前記多孔質濾過材43
cに対向しており、その対向面にエッチングを施す基板
46が載置され、下部電極44の下部は水冷部分44a
となっている。
そして、前記下部電極44は接地してアノードカップリ
ング接続するとともに、前記上部電極43との間に高周
波電源47を接続して両電極43、44間に高周波電圧
を印加するようになっている。
また、前記ケーシング41には排気口48が形成されて
いる。
上記のような多孔質電極である上部電極43と、下部電
極44とを具えたプラズマエッチング装置にあっては、
前記下部電極44の上面に、ポリシリコン、SiO2
PSG(リンケイ酸ガラス)、アルミニウム合金、高融
点金属およびシリサイド(ケイ素化物)等の薄膜からな
る基板46を載置する。
そして、上部電極43の流入口43aから反応性ガス4
5を中空部内に導入して流出口43bに配設した多孔質
濾過材43cから下部電極44に向けて流出する。
そして、両電極43、44間の空間に反応性ガス45を
充満させるとともに、両電極43、44間に高周波電源
47から高周波電圧を印加し、両電極43、44間に存
在する反応性ガス45をプラズマ化して、前記下部電極
44の上面に載置した基板46を所望のパターンにエッ
チングするようになっている。
しかしながら、前述の如く、前記流入口43aから流入
して多孔質濾過材43cで濾過されて流出する反応性ガ
ス45は、多孔質濾過材43cの中央部では流速が速
く、中央部から遠ざかるにつれて流速が遅くなってしま
う。
したがって、流入口43aに対応した多孔質濾過材43
cの部位からの流体の流出量が多すぎてしまい、一方、
この部位からの流出量を適したものとすれば、周縁部で
は流出量が少なすぎてしまうという問題点を有してい
た。
さらに、多孔質濾過材43cを通過した下流側の部分で
は反応性ガス45が乱流状態になり、反応性ガス45の
濃度が両電極43、44間の空間で不均一になるととも
に、プラズマ密度に乱れを生じ、基板46のエッチング
速度が不均一になり、正確なエッチングができないとい
う問題点を有していた。
本考案は上記のような従来のもののもつ問題点を解決し
たものであって、多孔質濾過材の下流側に均一な流量の
流体を供給することができるとともに、流出側では反応
ガスが乱流状態となるのを防止することができる多孔質
電極を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するために本考案は、プラズマエッチ
ング装置の電極として使用される多孔質電極であって、
上流中央部に小径の流入口を有するとともに、下流に大
径の流出口を有し、かつ導電性を有する本体部と、該本
体部の前記流出口に、そこを閉塞した状態で設けられ、
前記流入口に対面する中央部が肉厚であるとともに、周
縁部に行くに従って順次肉薄となり、かつ、導電性を有
する多孔質濾過材とを具え、前記流入口から流入した反
応性ガスが前記多孔質濾過材を通過して、多孔質濾過材
の下面の全面に渡ってほぼ均一の流速で流出するように
構成したものである。
〔作用〕
本考案は上記の構成を採用したことにより多孔質電極の
下流側では全面に渡ってほぼ均一の流量を確保すること
ができ、また、全面に渡ってほぼ均一な流速を確保する
ことができるので下流側が乱流状態となるのを確実に防
止することができる。
〔実施例〕
以下、図面に示す本考案の実施例について説明する。
第1図および第2図には本考案による多孔質電極が示さ
れている。
この多孔質電極1は、上面中央部に小径の流体5の流入
口4を有するとともに、下面に大径の流出口2を有し、
導電性を有する材質で形成される本体部6と、この本体
部6の前記流出口2に配設されるとともに、導電性を有
し、かつ、中央部が厚肉で周縁部に行くに従って肉薄と
なる凸レンズ状の多孔質濾過材3とから構成されてい
る。
上記の構成の多孔質電極1にあっては、前記小径の流入
口4に対面した多孔質濾過材3の中央部では速い流速で
流れ込み、周縁部に行くに従って遅い流速で流れ込む
が、速い流速で流れ込む多孔質濾過材3の中央部では肉
厚が厚く、また、遅い速度で流れ込む周縁部では肉厚が
薄く形成されているので、多孔質濾過材3の下流側では
流体が均一な流速で濾過されて流出するようになる。
しかも、多孔質濾過材3の中央部から流出する流体の流
速を増加させることなく、下流側で流体の均一な流速を
確保することができ、多孔質濾過材3の下面の全面にわ
たってほぼ均一な流量を確保することができる。
ここで、上記の多孔質濾過材3を通過する流体5の通気
率は、以下の式で示される。
k=(Q/A)(d/△p) ここで、kは通気率、Qは流量、Aは断面積、dは厚
み、△pは差圧であり、(Q/A)は流速vを示してい
る。
すなわち、均質組成を有する多孔質体においては、多孔
質体の厚みdと流速vとが反比例の関係となっていて、
前記本考案による多孔質電極1に用いられている均質組
成の多孔質濾過材3は、流体5の流入口4に対面する中
央部が厚く、流入口4から遠ざかる周縁部に向けて順次
薄くなる凸レンズ状に形成されている。
したがって、前記流入口4に対面して大きい流速で流れ
込む部分では多孔質濾過材3が厚く形成されているので
下流側に流出する流速が遅くなり、一方、流入口から遠
ざかって流体5が小さい流速で流れ込む周縁部では多孔
質濾過材3の厚みが薄くなっているので下流側に流出す
る流速が速くなり、全体として流速が制御されて、多孔
質濾過材3の全面に渡ってほぼ均一な流速となり、これ
により、下面の全体にわたってほぼ均一な流量を確保す
ることができる。
第3図には上記の本考案による多孔質電極1を上部電極
13として使用したプラズマエッチング装置が示されて
いる。
このプラズマエッチング装置は、エッチング室12を形
成したケーシング11の内部に多孔質電極1である上部
電極13と、この上部電極13に対向した状態で配設さ
れた下部電極14とを具えている。
前記上部電極13は、その上部中央に反応性ガス15を
導入する小径の流入口13aが設けられた中空状に形成
され、下面の流出口13bに中央部が厚肉で周縁部に行
くに従って肉薄となる凸レンズ状の多孔質濾過材13c
が配設されている。
前記下部電極14は、その上面が前記多孔質濾過材13
cに対向しており、その対向面にエッチングを施す基板
16が載置され、下部電極14の下部は水冷部分14a
となっている。
そして、前記下部電極14は接地してアノードカップリ
ング接続するとともに、前記上部電極13との間に高周
波電源17を接続して両電極13、14間に高周波電圧
を印加するようになっている。
また、前記ケーシング11には排気口18が形成されて
いる。
上記のような多孔質電極である上部電極13と、下部電
極14とを具えたプラズマエッチング装置にあっては、
前記下部電極14の上面に、ポリシリコン、SiO2
PSG(リンケイ酸ガラス)、アルミニウム合金、高融
点金属およびシリサイド(ケイ素化物)等の薄膜からな
る基板16を載置する。
そして、上部電極13の流入口13aから反応性ガス1
5を中空部内に導入して流出口13bに配設した多孔質
濾過材13cから下部電極14に向けて流出する。
そして、両電極13、14間に空間に反応性ガス15を
充満させるとともに、両電極13、14間に高周波電源
17から高周波電圧を印加し、両電極13、14間に存
在する反応性ガス15をプラズマ化して、前記下部電極
14の上面に載置した基板16を所望のパターンにエッ
チングするようになっている。
そして、前記流入口13aから流入して流出口13bに
配設される多孔質濾過材13cで濾過されて流出する反
応性ガス15は、多孔質濾過材13cの中央部では流速
が速く、中央部から周縁部に行くに従って流速が遅くな
るが、多孔質濾過材13cの厚みが凸レンズ状となって
いるので、下流側に流出する反応性ガス15の流速は、
多孔質濾過材13cのすべての部位にわたってあまり変
化せず、全体として流速が制御され、多孔質濾過材13
cの下流側の全面にわたって均一な流速で反応性ガス1
5が流出する。
これによって多孔質濾過材13cの下面の全面にわたっ
てほぼ均一な流量を確保することができる。
しかも、上記のことは中央部から流出する流体の流量を
多くすることなく達成することができる。
そして、本考案による多孔質電極1を上部電極13とし
て使用したプラズマエッチング装置では、反応性ガス1
5の流出口13bに配設される多孔質濾過材13cの全
面から反応性ガス15が均一な流速の層流状態で両電極
13、14間の空間に放出され、基板16上において反
応性ガス15の濃度およびプラズマ密度の乱れを生じる
ことなく、基板16の上面におけるエッチング速度が一
定で均一で正確なエッチングができることになる。
前記本考案に用いる導電性材料からなる凸レンズ状の多
孔質濾過材13cは、たとえば、炭化ケイ素(SiC)
の粉末70重量部と、水30重量部とを混合したもの
に、炭素または樹脂等の炭素源を炭素換算で3〜5重量
部となるように混合し、このものを成形型に流し込んで
成形体を形成し、つづいて、この成形体を1500℃で
仮焼し、さらに、この仮焼体の重量の約20%に相当す
るケイ素(Si)を1500℃の温度下で焼結反応させ
ることにより製造することができる。
第4図には本考案による凸レンズ状の多孔質濾過材を配
設した多孔質電極の他の例が示されている。
この多孔質電極は第1図に示した多孔質電極に使用した
多孔質濾過材の流出側面を平面状にした平凸レンズ状と
したものである。
すなわち、この他の例に示す多孔質電極21は、上流中
央に小径の流体25の流入口24を有するとともに、下
流に大径の流出口22を有し、かつ、導電性材料で形成
された本体部26と、この本体部26の流出口22に、
流出側を平面状にして流入側が凸状となっていて中央部
を肉厚とするとともに、周縁部に行くに従って順次肉薄
とした平凸レンズ状の多孔質濾過材23とから構成され
ている。
このため、流入口24に対面する流体25が大きい流速
で流れ込む部分では多孔質濾過材23が肉厚となってい
るので下流側に流出する流速が遅くなり、流入口24か
ら遠ざかって流体25が小さい流速で流れ込む部分では
肉厚が徐々に薄くなっているので下流側に流出する流速
があまり変化せず、全体として流速が制御され、多孔質
濾過材23の下流側の全面にわたって均一な流速とな
る。
〔考案の効果〕
本考案は前記のように構成したので、多孔質濾過材を通
過する流体の流速を全面に渡ってほぼ均一にすることが
できて、多孔質濾過材の各部位にわってほぼ均一の流量
を確保することができる。
しかも、流入口に対面する多孔質濾過材の各部位を通過
する流体の流量は、多孔質濾過材の中央部の肉厚に応じ
て任意に設定できて、この中央部の設定量とほぼ均一の
流量を多孔質濾過材の各部位で確保することができる。
したがって、プラズマエッチング装置に使用した場合に
は多孔質濾過材を通過する反応性ガスが均一な層流状態
で上下電極間の空間に放出されるので、反応ガスの濃度
およびプラズマ密度の乱れを生じることがなく、均一な
エッチング速度を確保できて正確なエッチングを行うこ
とができるという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案による多孔質電極の概略断面図、第2図
は第1図の平面図、第3図は本考案による多孔質電極を
上部電極として使用したプラズマエッチング装置を示す
概略断面図、第4図は本考案による多孔質電極の他の例
を示す概略断面図、第5図は従来の多孔質電極の概略断
面図、第6図は従来の多孔質電極を上部電極として使用
したプラズマエッチング装置を示す概略断面図である。 1、21、31……多孔質電極 2、22、32……流出口 3、23、33……多孔質濾過材 4、24、34……流入口 5、25、35……流体 6、26、36……本体部 11、41……ケーシング 12、42……エッチング室 13、43……上部電極(多孔質電極) 13a、43a……流入口 13b、43b……流出口 13c、43c……多孔質濾過材 14、44……下部電極 14a、44a……水冷部分 15、45……反応性ガス 16、46……基板 17、47……高周波電源 18、48……排気口

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】プラズマエッチング装置の電極として使用
    される多孔質電極であって、上流中央部に小径の流入口
    を有するとともに、下流に大径の流出口を有し、かつ導
    電性を有する本体部と、該本体部の前記流出口に、そこ
    を閉塞した状態で設けられ、前記流入口に対面する中央
    部が肉厚であるとともに、周縁部に行くに従って順次肉
    薄となり、かつ、導電性を有する多孔質濾過材とを具
    え、前記流入口から流入した反応性ガスが前記多孔質濾
    過材を通過して、多孔質濾過材の下面の全面に渡ってほ
    ぼ均一の流速で流出するようにしたことを特徴とする多
    孔質電極。
JP1988160945U 1988-12-12 1988-12-12 多孔質電極 Expired - Lifetime JPH069020Y2 (ja)

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JP1988160945U JPH069020Y2 (ja) 1988-12-12 1988-12-12 多孔質電極

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JPH0283017U JPH0283017U (ja) 1990-06-27
JPH069020Y2 true JPH069020Y2 (ja) 1994-03-09

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4104193B2 (ja) * 1997-11-14 2008-06-18 株式会社エフオーアイ プラズマ処理装置
JP7595841B2 (ja) * 2020-10-07 2024-12-09 株式会社リコー フィルタ保持装置、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59162918U (ja) * 1983-04-18 1984-10-31 株式会社共立 エア−クリ−ナ

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