JP2001335944A - System and method for plasma treatment - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ処理装置
及びプラズマ処理方法に係わり、特に半導体デバイスと
しての電子写真用感光体デバイス、画像入力用ラインセ
ンサー、撮像デバイス、光起力デバイス等に有用な結晶
質または非単結晶質の機能性堆積膜を好適に形成し得る
プラズマCVD装置及び成膜方法、或いは半導体デバイ
スや光学素子としての絶縁膜、金属配線等を好適に形成
し得るスパッタ装置及び成膜方法、或いは半導体デバイ
ス等のエッチング装置及び方法等のプラズマ処理装置お
よびプラズマ処理方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method, and is particularly useful for an electrophotographic photosensitive member device as a semiconductor device, an image input line sensor, an imaging device, a photovoltaic device, and the like. A plasma CVD apparatus and a film forming method capable of suitably forming a crystalline or non-single-crystalline functional deposition film, or a sputtering apparatus and a film forming method capable of suitably forming an insulating film, a metal wiring, or the like as a semiconductor device or an optical element. The present invention relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method such as a film method or an etching apparatus and a method for a semiconductor device.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体デバイス等の製造プロセス
においては、プラズマCVD装置及びプラズマCVD法
が工業的に実用化されている。特に13.56MHzの
高周波や2.45GHzのマイクロ波を用いたプラズマ
CVD装置は基板材料、堆積膜材料等が導電体、絶縁体
に関わらず処理できるので広く用いられている。従来の
プラズマ発生用高周波電極及び該高周波電極を用いたプ
ラズマCVD法の一例として、平行平板型の装置を用い
た方法について図12を参照しながら説明する。反応容
器100に絶縁性の高周波電極支持台を介して高周波電
極102が配置されている。高周波電極102は、対向
電極と平行に配された平板であり、この電極間の静電容
量で決まる電界によりプラズマを発生させる。プラズマ
が発生すると、実質的に導電体であるプラズマと、プラ
ズマと両電極や反応容器壁との間の等価的に主にコンデ
ンサとして働くシースが電極間に発生してプラズマ発生
前とは大きくインピーダンスが異なる場合が多い。高周
波電極102の回りには、高周波電極102の側部と反
応容器100との間で放電が発生しないようにアースシ
ールド101が配置されている。高周波電極102には
整合回路104と高周波電力供給線を介して高周波電源
105が接続されている。高周波電極102と平行に配
された対向電極にはプラズマCVDを行うための平板状
の被成膜基体103が配置され、被処理基体103は、
基体温度制御手段(図示せず)により所望する温度に保
たれる。2. Description of the Related Art In recent years, in a process for manufacturing a semiconductor device or the like, a plasma CVD apparatus and a plasma CVD method have been industrially put to practical use. In particular, a plasma CVD apparatus using a high frequency of 13.56 MHz or a microwave of 2.45 GHz is widely used because a substrate material, a deposited film material, and the like can be processed regardless of a conductor or an insulator. As an example of a conventional high-frequency electrode for plasma generation and a plasma CVD method using the high-frequency electrode, a method using a parallel plate type apparatus will be described with reference to FIG. A high-frequency electrode 102 is arranged in the reaction vessel 100 via an insulating high-frequency electrode support. The high-frequency electrode 102 is a flat plate arranged in parallel with the counter electrode, and generates plasma by an electric field determined by the capacitance between the electrodes. When plasma is generated, a substantially conductive plasma and a sheath between the electrodes and the electrode and the reaction vessel wall, which mainly acts as a capacitor equivalently, are generated between the electrodes, resulting in a large impedance compared to before the plasma is generated. Are often different. An earth shield 101 is arranged around the high-frequency electrode 102 so that no discharge occurs between the side of the high-frequency electrode 102 and the reaction vessel 100. A high frequency power supply 105 is connected to the high frequency electrode 102 via a matching circuit 104 and a high frequency power supply line. On a counter electrode arranged in parallel with the high-frequency electrode 102, a flat plate-shaped substrate 103 for performing plasma CVD is arranged.
A desired temperature is maintained by a substrate temperature control means (not shown).
【0003】この装置を使用した場合のプラズマCVD
は以下のように行われる。反応容器100を真空排気手
段106によって高真空まで排気した後、ガス供給手段
107によって反応ガスを反応容器内に導入し、所定の
圧力に維持する。高周波電源105より高周波電力を高
周波電極102に供給して高周波電極102と対向電極
との間にプラズマを発生させる。この方法により、反応
ガスがプラズマにより分解、励起され被成膜基体103
上に堆積膜を形成する。高周波電力としては、13.5
6MHzの高周波電力を用いるのが一般的であるが、放
電周波数が13.56MHzの場合、放電条件の制御が
比較的容易であり、得られる膜の膜質が優れているとい
った利点を有するが、ガスの利用効率が低く、堆積膜の
形成速度が比較的小さいといった問題がある。[0003] Plasma CVD using this apparatus
Is performed as follows. After the reaction vessel 100 is evacuated to a high vacuum by the vacuum evacuation means 106, the reaction gas is introduced into the reaction vessel by the gas supply means 107 and maintained at a predetermined pressure. High-frequency power is supplied from the high-frequency power supply 105 to the high-frequency electrode 102 to generate plasma between the high-frequency electrode 102 and the counter electrode. By this method, the reaction gas is decomposed and excited by the plasma, and the film-forming substrate 103 is formed.
A deposited film is formed thereon. As high frequency power, 13.5
Generally, high-frequency power of 6 MHz is used. When the discharge frequency is 13.56 MHz, the discharge conditions are relatively easy to control, and the resulting film has the advantages of excellent film quality. However, there is a problem that the utilization efficiency of the film is low and the formation speed of the deposited film is relatively low.
【0004】こうした問題に鑑みて、周波数が25〜1
50MHz程度の高周波を用いたプラズマCVD法につ
いての検討がなされている。例えばPlasma Ch
emistry and Plasma Proces
sing, Vol 7,No3,(1987)p26
7−273(以下、「文献1」という。)には、平行平
板型のグロー放電分解装置を使用して原料ガス(シラン
ガス)を周波数25〜150MHzの高周波電力で分解
してアモルファスシリコン(a−Si)膜を形成するこ
とが記載されている。具体的には、文献1には、周波数
を25MHz〜150MHzの範囲で変化させてa−S
i膜の形成を行い、70MHzを使用した場合、膜堆積
速度が、2.1nm/secと最も大きくなり、これは
上述の13.56MHzを用いたプラズマCVD法の場
合の5〜8倍程度の形成速度であること、及び得られる
a−Si膜の欠陥密度、光バンドギャップ及び導電率
は、励起周波数によってはあまり影響を受けないことが
記載されている。[0004] In view of these problems, the frequency is 25 to 1
Studies have been made on a plasma CVD method using a high frequency of about 50 MHz. For example, Plasma Ch
emistry and Plasma Processes
sing, Vol 7, No3, (1987) p26
No. 7-273 (hereinafter referred to as “Document 1”) discloses that a raw material gas (silane gas) is decomposed with a high frequency power of 25 to 150 MHz using a parallel plate type glow discharge decomposition apparatus to obtain amorphous silicon (a- It describes that a Si) film is formed. Specifically, in Document 1, a-S is changed by changing the frequency in the range of 25 MHz to 150 MHz.
When an i-film is formed and 70 MHz is used, the film deposition rate is the highest at 2.1 nm / sec, which is about 5 to 8 times that in the case of the above-described plasma CVD method using 13.56 MHz. It is described that the formation rate is high, and that the defect density, optical band gap, and conductivity of the obtained a-Si film are not significantly affected by the excitation frequency.
【0005】上記従来例は平板状の基体を処理するのに
適したプラズマCVD装置を用いた堆積膜形成法の例で
あるが、複数の円筒状基体上に堆積膜を形成するのに適
したプラズマCVD装置を用いた堆積膜形成法の一例
が、特開昭60−186849号公報(以下、「文献
2」という。)に記載されている。文献2には、周波数
2.45GHzのマイクロ波エネルギー源を用いたプラ
ズマCVD装置及び無線周波エネルギー(高周波電力)
源を用いたプラズマCVD装置が開示されている。文献
2の高周波電力源を用いたRFプラズマCVD装置を図
面を参照しながら説明する。図13(A)、(B)に示
すプラズマCVD装置は、文献2に記載されているRF
プラズマCVD装置に基づいたプラズマCVD装置であ
る。図13(A)、(B)において、100は反応容器
を示す。反応容器100内には、6個の基体ホルダー1
12が同心円状に所定の間隔で配されている。103は
それぞれの基体ホルダー112上に配された成膜用の円
筒状基体である。それぞれの基体ホルダー112の内部
にはヒーター111が設けられていて円筒状基体103
を内側より加熱できるようにされている。The above conventional example is an example of a deposited film forming method using a plasma CVD apparatus suitable for processing a flat substrate, but is suitable for forming a deposited film on a plurality of cylindrical substrates. One example of a deposited film forming method using a plasma CVD apparatus is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-186849 (hereinafter referred to as “Document 2”). Reference 2 discloses a plasma CVD apparatus using a microwave energy source having a frequency of 2.45 GHz and radio frequency energy (high frequency power).
A plasma CVD apparatus using a source is disclosed. An RF plasma CVD apparatus using the high-frequency power source of Document 2 will be described with reference to the drawings. The plasma CVD apparatus shown in FIGS.
This is a plasma CVD apparatus based on the plasma CVD apparatus. 13A and 13B, reference numeral 100 denotes a reaction vessel. In the reaction vessel 100, six substrate holders 1 are provided.
12 are concentrically arranged at predetermined intervals. 103 is a cylindrical substrate for film formation arranged on each substrate holder 112. A heater 111 is provided inside each of the substrate holders 112 and the cylindrical substrate 103 is provided.
Can be heated from the inside.
【0006】また、それぞれの基体ホルダー112は、
モーター108に連結したシャフトに接続しており、回
転できるようにされている。102はプラズマ生起領域
の中心に位置したアンテナ型の高周波電極である。高周
波電極102は、整合回路104を介して高周波電源1
05に接続されている。排気パイプは、真空ポンプを備
えた排気機構106に連通している。107は、ガスボ
ンベ、マスフローコントローラ、バルブ等で構成された
原料ガス供給系である。原料ガス供給系は、ガス供給パ
イプを介して複数のガス放出孔を備えたガス放出パイプ
に接続される。Further, each base holder 112
It is connected to a shaft connected to a motor 108 and is rotatable. Reference numeral 102 denotes an antenna-type high-frequency electrode located at the center of the plasma generation region. The high-frequency electrode 102 is connected to the high-frequency power source 1 via a matching circuit 104.
05. The exhaust pipe communicates with an exhaust mechanism 106 having a vacuum pump. Reference numeral 107 denotes a source gas supply system including a gas cylinder, a mass flow controller, a valve, and the like. The source gas supply system is connected to a gas discharge pipe having a plurality of gas discharge holes via a gas supply pipe.
【0007】この装置を使用した場合のプラズマCVD
は以下のように行われる。反応容器100を排気機構1
06によって高真空まで排気した後、ガス供給手段10
7からガス供給パイプ及びガス放出パイプを介して原料
ガスを反応容器100内に導入し、所定の圧力に維持す
る。こうしたところで、高周波電源105より高周波電
力を整合回路104を介して高周波電極102に供給し
て高周波電極と円筒状基体103との間にプラズマを発
生させる。こうすることにより、原料ガスがプラズマに
より分解、励起され円筒状基体103上に堆積膜が形成
される。図13(A)、(B)に示したプラズマCVD
装置を使用すれば、放電空間が円筒状基体103で取り
囲まれているので高い利用効率で原料ガスを使用できる
という利点がある。[0007] Plasma CVD using this apparatus
Is performed as follows. Exhaust mechanism 1 for reaction vessel 100
06, the gas supply means 10
From 7, a source gas is introduced into the reaction vessel 100 via a gas supply pipe and a gas discharge pipe, and is maintained at a predetermined pressure. At this point, high-frequency power is supplied from the high-frequency power supply 105 to the high-frequency electrode 102 via the matching circuit 104 to generate plasma between the high-frequency electrode and the cylindrical base 103. By doing so, the source gas is decomposed and excited by the plasma, and a deposited film is formed on the cylindrical substrate 103. Plasma CVD shown in FIGS. 13A and 13B
The use of the apparatus has the advantage that the source space can be used with high utilization efficiency since the discharge space is surrounded by the cylindrical base 103.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
の文献1に記載の平行平板型装置での周波数25〜15
0MHzの高周波電力による成膜は実験室規模のもので
あり、大面積の膜の形成においてこうした効果が期待で
きるか否かについて全く触れるところはない。一般に、
励起周波数が高くなるにしたがって、高周波電極上の定
在波の影響が顕著になり、特に平板電極では2次元の複
雑な定在波が生じてくる。このため、大面積の膜を均一
に形成することが困難になることが予想される。また、
従来例の文献2に記載の円筒状基体の表面全面に堆積膜
を形成する場合には、円筒状基体を回転させる必要があ
り、回転させることによって実質的な堆積速度が上述し
た平行平板型のプラズマCVD装置を使用した場合の約
1/3〜1/5に低下するという問題がある。即ち、放
電空間が円筒状基体で取り囲まれているため、円筒状基
体が高周波電極と正対する位置では平行平板型のプラズ
マCVD装置と同程度の堆積速度で堆積膜が形成される
が、放電空間に接していない位置ではほとんど堆積膜は
形成されないためである。However, the frequency of 25 to 15 in the parallel plate type apparatus described in the prior art document 1 is used.
The film formation by the high frequency power of 0 MHz is a laboratory scale, and there is no mention as to whether such an effect can be expected in the formation of a large-area film. In general,
As the excitation frequency increases, the effect of the standing wave on the high-frequency electrode becomes remarkable, and a two-dimensional complicated standing wave is generated particularly in the case of a flat electrode. For this reason, it is expected that it will be difficult to form a large-area film uniformly. Also,
When a deposited film is formed on the entire surface of a cylindrical substrate described in Reference 2 of the related art, it is necessary to rotate the cylindrical substrate. There is a problem that it is reduced to about 1/3 to 1/5 of the case where a plasma CVD apparatus is used. That is, since the discharge space is surrounded by the cylindrical substrate, a deposition film is formed at a position at which the cylindrical substrate faces the high-frequency electrode at a deposition rate similar to that of the parallel plate type plasma CVD apparatus. This is because a deposited film is hardly formed at a position not in contact with the substrate.
【0009】文献2においては、高周波電力の具体的な
周波数については言及がなされていない。本発明者らが
図13に示したプラズマCVD装置を使用して、高周波
電力として一般的な13.56MHz、原料ガスとして
SiH4を用い、堆積速度は高くなるがポリシランなど
膜質悪化の原因ともなり得る粉体が発生し易い数100
mTorrの圧力条件において円筒状基体を回転させて
基体の全周全面にアモルファスシリコン膜を堆積したと
ころ実質的な堆積速度は高々0.5nm/sであった。
例えば、図13に示したプラズマCVD装置を用いてア
モルファスシリコン膜を感光層とする電子写真感光体を
作製する場合、アモルファスシリコン感光層の膜厚は3
0μm程度必要であるため、前述した0.5nm/s程
度の堆積速度では膜堆積に16時間以上要し、生産性が
非常に悪い。この方式においても、高周波電力の周波数
を30MHz以上にするとプラズマの密度が上がり、堆
積速度は向上するが、定在波の影響により不均一なプラ
ズマが形成されやすく、基体上に均質な堆積膜を形成す
るのは極めて難しいといった問題がある。この点は、後
述の本発明者らが行った文献2に記載の方法を実施した
比較例の結果からして容易に理解される。Reference 2 does not mention the specific frequency of the high-frequency power. Using the plasma CVD apparatus shown in FIG. 13 by the present inventors, a general high-frequency power of 13.56 MHz and a source gas of SiH 4 are used, and the deposition rate becomes high, but this may cause deterioration of the film quality such as polysilane. Several hundreds of powders that are likely to be generated
When the cylindrical substrate was rotated under mTorr pressure conditions to deposit an amorphous silicon film over the entire surface of the substrate, the substantial deposition rate was at most 0.5 nm / s.
For example, when an electrophotographic photosensitive member using an amorphous silicon film as a photosensitive layer is manufactured using the plasma CVD apparatus shown in FIG.
Since about 0 μm is required, at the above-mentioned deposition rate of about 0.5 nm / s, film deposition takes 16 hours or more, and the productivity is extremely poor. Also in this method, when the frequency of the high-frequency power is set to 30 MHz or more, the density of the plasma increases, and the deposition rate is improved. However, non-uniform plasma is easily formed due to the effect of the standing wave, and a uniform deposited film is formed on the substrate. There is a problem that it is extremely difficult to form. This point is easily understood from the result of a comparative example in which the method described in Reference 2 performed by the present inventors described below is performed.
【0010】また、従来例の文献1及び文献2のいずれ
の方式においても、高周波電力の周波数を30MHz以
上にするとプラズマの密度が上がり、プラズマ中のラジ
カルの発生密度が上がる為、堆積速度は向上するが、プ
ラズマ中のラジカル同士の反応も進む為堆積膜の質を低
下させるポリシランの発生が多くなる。ラジカルの発生
密度が多い状況でポリシランの発生を抑える為には、成
膜時の圧力を下げることが効果があるが、プラズマを生
起したり維持することが困難になってくる。特に、プラ
ズマが生起する前後でのインピーダンスの違いが大きい
ために、高周波電力のちょっとしたプラズマの状況の変
化等で放電が消えてしまう問題がある。[0010] Further, in any of the conventional methods of Documents 1 and 2, when the frequency of the high-frequency power is set to 30 MHz or more, the density of plasma increases, and the generation density of radicals in the plasma increases. However, since the reaction between radicals in the plasma also proceeds, the generation of polysilane which deteriorates the quality of the deposited film increases. In order to suppress the generation of polysilane in a situation where the radical generation density is high, it is effective to lower the pressure during film formation, but it becomes difficult to generate and maintain plasma. In particular, since there is a large difference in impedance before and after the plasma is generated, there is a problem that the discharge disappears due to a slight change in the state of the plasma with high-frequency power.
【0011】そこで、本発明は、上記した従来技術にお
ける課題を解決し、従来のプラズマプロセスでは達成で
きなかった処理速度で比較的大面積の基体を均一に安定
したプラズマで処理することが可能なプラズマ処理装置
およびプラズマ処理方法を提供することを目的としてい
る。Accordingly, the present invention solves the above-mentioned problems in the prior art, and makes it possible to treat a substrate having a relatively large area with a uniform and stable plasma at a processing speed which cannot be achieved by a conventional plasma process. It is an object to provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するため、つぎの(1)〜(40)のように構成した
プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供するも
のである。 (1)減圧可能な反応容器、該反応容器内にプラズマC
VDの原料ガスを供給する原料ガス供給手段、該反応容
器内に配された基体保持手段、および該基体保持手段に
保持される被成膜処理基体を対向電極とする複数のカソ
ード電極を有し、該複数のカソード電極に整合回路を介
して分割して高周波電源より高周波電力を印加し、該複
数のカソード電極と該被成膜処理基体との間にプラズマ
を発生させ、該被成膜処理基体上に堆積膜を形成するプ
ラズマ処理装置であって、前記複数のカソード電極に印
加する高周波電力の位相を制御する位相制御手段を有
し、該位相制御手段によって前記複数のカソード電極の
それぞれに伝搬される高周波電力の位相を制御して均一
なプラズマを形成し、プラズマ処理することを特徴とす
るプラズマ処理装置。 (2)前記位相制御手段は、前記カソード電極の高周波
電力給電点の反対側を高圧可変コンデンサ(C1)を介
して接地させる共に、他方の高周波電力給電点側にも、
前記整合回路後で且つ前記高周波電源より供給される電
力分割点以後で前記各カソード電極に対する給電点前
に、高圧可変コンデンサ(C2)を設け、両コンデンサ
の容量の総和量(C1+C2=k)が一定となるよう
に、それぞれのコンデンサ(C1、C2)の容量値を制
御し、前記各カソード電極に印加される高周波電力の位
相を制御する構成を有することを特徴とする上記(1)
に記載のプラズマ処理装置。 (3)前記位相制御手段は、前記容量値が前記両コンデ
ンサの容量の総和量(C1+C2=k)の±30%以内
の範囲となるように制御する構成を有することを特徴と
する上記(2)に記載プラズマ処理装置。 (4)前記位相制御手段は、前記高圧可変コンデンサ
(C1)と前記接地させた接地部までのリアクタンス、
および前記給電点と反対側の該接地部までのリアクタン
スが、該接地部までの線路の距離、またはコンデンサの
静電容量により調節する構成を有することを特徴とする
上記(2)または上記(3)に記載のプラズマ処理装
置。 (5)前記位相制御手段は、前記高圧可変コンデンサ
(C2)と前記カソード電極の間のリアクタンスが、高
圧可変コンデンサとカソード電極までの距離またはコン
デンサの静電容量により調節する構成を有することを特
徴とする上記(2)または上記(3)に記載のプラズマ
処理装置。 (6)前記位相制御手段は、前記整合回路内のチューン
の高圧可変コンデンサのカソード側で前記高周波電源よ
り供給される電力分割点前に高圧可変コンデンサ(C
3)を設置し、該高圧可変コンデンサ(C3)を介して
接地させると共に、前記チューンの高圧可変コンデンサ
後であり、前記電力分割点と前記各カソード電極に対す
る給電点前の間に高圧可変コンデンサ(C4)を設け、
両コンデンサの総和量(C3+C4=k)が一定となる
ように、それぞれのコンデンサ(C3、C4)の容量値
を制御し、前記各カソード電極に印加される高周波電力
の位相を制御する構成を有することを特徴とする上記
(1)に記載のプラズマ処理装置。 (7)前記位相制御手段は、前記容量値が前記両コンデ
ンサの容量の総和量(C3+C4=k)の±30%以内
の範囲となるように制御する構成を有することを特徴と
する上記(6)に記載のプラズマ処理装置。 (8)前記位相制御手段は、前記高圧可変コンデンサ
(C3)および前記高圧可変コンデンサ(C4)と前記
接地させた接地部までのリアクタンス、および給電点と
反対側の該接地部までのリアクタンスが、該接地部まで
の線路の距離、またはコンデンサの静電容量により調節
する構成を有することを特徴とする上記(6)または上
記(7)に記載のプラズマ処理装置。 (9)前記複数のカソード電極に、同一の高周波電源か
ら高周波電力を分割して印加することを特徴とする上記
(1)〜(8)のいずれかに記載のプラズマ処理装置。 (10)前記高周波電源が、周波数が30〜600MH
zの範囲の高周波を発振する高周波電源であることを特
徴とする上記(1)〜(9)のいずれかに記載のプラズ
マ処理装置。 (11)前記各カソード電極は、表面が誘電体で覆われ
ていることを特徴とする上記(1)〜(10)のいずれ
かに記載のプラズマ処理装置。 (12)前記カソード電極が、円筒状のカソード電極で
あることを特徴とする上記(1)〜(11)のいずれか
に記載のプラズマ処理装置。 (13)前記被処理基体が、円筒状基体であることを特
徴とする上記(1)〜(12)のいずれかに記載のプラ
ズマ処理装置。 (14)前記被処理基体が、同心円上に複数個配される
ように構成されていることを特徴とする上記(1)〜
(13)のいずれかに記載のプラズマ処理装置。 (15)前記反応容器が、誘電体部材にて構成されてお
り、誘電体部材の外部大気側に前記カソード電極が配さ
れていることを特徴とする上記(1)〜(14)のいず
れかに記載のプラズマ処理装置。 (16)前記円筒状基体を回転させながら該円筒状基体
の表面上に堆積膜を形成することを特徴とする上記
(1)〜(15)のいずれかに記載のプラズマ処理装
置。 (17)前記複数の被処理基体が同一円周上に配置され
ており、該複数の被処理基体の外側の同心円上に、前記
複数のカソード電極が該被処理基体間と等距離で配置さ
れ、該複数のカソード電極に同一電源より高周波電力を
分割して供給されるように構成されていることを特徴と
する上記(1)〜(16)のいずれかに記載のプラズマ
処理装置。 (18)前記複数の被処理基体が同一円周上に配置され
ており、該複数の被処理基体の外側の同心円上に、前記
複数のカソード電極が該被処理基体間と等距離で配置さ
れ、該複数のカソード電極に同一電源より高周波電力を
分割して供給されるように構成すると共に、別電源より
電力を供給されるカソード電極が前記複数のカソード電
極が配置された円周の同心上に配置されていることを特
徴とする上記(1)〜(16)のいずれかに記載のプラ
ズマ処理装置。 (19)前記被処理基体が平板状基体であり、前記被処
理基体と前記複数個のカソード電極とが対向しているこ
とを特徴とする上記(1)〜(11)のいずれかに記載
のプラズマ処理装置。 (20)前記被処理基体が成膜時に保持ロールより送り
出され、巻き取りロールにより巻き取られるシート状基
体であり、シート状基体に対して平行に単数または複数
の高周波電極が配置されており、前記高周波電極とシー
ト状基体との間にプラズマを発生させ、該シート状基体
上に堆積膜を形成することを特徴とする上記(1)〜
(11)のいずれかに記載のプラズマ処理装置。 (21)減圧可能な反応容器、該反応容器内にプラズマ
CVDの原料ガスを供給する原料ガス供給手段、該反応
容器内に配された基体保持手段、および該基体保持手段
に保持される被成膜処理基体を対向電極とする複数のカ
ソード電極を有し、該複数のカソード電極に整合回路を
介して分割して高周波電源より高周波電力を印加し、該
複数のカソード電極と該被成膜処理基体との間にプラズ
マを発生させ、該被成膜処理基体上に堆積膜を形成する
プラズマ処理方法であって、前記複数のカソード電極に
印加するに際し、前記複数のカソード電極のそれぞれに
伝搬される高周波電力の位相を制御して均一なプラズマ
を発生させ、前記被成膜処理基体上に堆積膜を形成する
ことを特徴とするプラズマ処理方法。 (22)前記高周波電力の位相制御が、前記カソード電
極の高周波電力給電点の反対側を高圧可変コンデンサ
(C1)を介して接地させる共に、他方の高周波電力給
電点側にも、前記整合回路後で且つ前記高周波電源より
供給される電力分割点以後で前記各カソード電極に対す
る給電点前に、高圧可変コンデンサ(C2)を設け、両
コンデンサの容量の総和量(C1+C2=k)が一定と
なるように、それぞれのコンデンサ(C1、C2)の容
量値を制御することによって行われることを特徴とする
上記(21)に記載のプラズマ処理方法。 (23)前記高周波電力の位相制御において、前記容量
値が前記両コンデンサの容量の総和量(C1+C2=
k)の±30%以内の範囲となるように制御することを
特徴とする上記(22)に記載のプラズマ処理方法。 (24)前記高周波電力の位相制御において、前記高圧
可変コンデンサ(C1)と前記接地させた接地部までの
リアクタンス、および前記給電点と反対側の該接地部ま
でのリアクタンスが、該接地部までの線路の距離、また
はコンデンサの静電容量により調節されることを特徴と
する上記(22)または上記(23)に記載のプラズマ
処理方法。 (25)前記高周波電力の位相制御において、前記高圧
可変コンデンサ(C2)と前記カソード電極の間のリア
クタンスが、高圧可変コンデンサとカソード電極までの
距離またはコンデンサの静電容量により調節されること
を特徴とする上記(22)または上記(23)に記載の
プラズマ処理方法。 (26)前記高周波電力の位相制御が、前記整合回路内
のチューンの高圧可変コンデンサのカソード側で前記高
周波電源より供給される電力分割点前に高圧可変コンデ
ンサ(C3)を設置し、該高圧可変コンデンサ(C3)
を介して接地させると共に、前記チューンの高圧可変コ
ンデンサ後であり、前記電力分割点と前記各カソード電
極に対する給電点前の間に高圧可変コンデンサ(C4)
を設け、両コンデンサの総和量(C3+C4=k)が一
定となるように、それぞれのコンデンサ(C3、C4)
の容量値を制御し、前記各カソード電極に印加される高
周波電力の位相を制御することによって行われることを
特徴とする上記(21)に記載のプラズマ処理方法。 (27)前記高周波電力の位相制御において、前記容量
値が前記両コンデンサの容量の総和量(C3+C4=
k)の±30%以内の範囲となるように制御することを
特徴とする上記(26)に記載のプラズマ処理方法。 (28)前記高周波電力の位相制御において、前記高圧
可変コンデンサ(C3)および前記高圧可変コンデンサ
(C4)と前記接地させた接地部までのリアクタンス、
および給電点と反対側の該接地部までのリアクタンス
が、該接地部までの線路の距離、またはコンデンサの静
電容量により調節されることを特徴とする上記(26)
または上記(27)に記載のプラズマ処理方法。 (29)前記複数のカソード電極に、同一の高周波電源
から高周波電力を分割して印加することを特徴とする上
記(21)〜(28)のいずれかに記載のプラズマ処理
方法。 (30)前記高周波電源により周波数が30〜600M
Hzの範囲の高周波を印加することを特徴とする上記
(21)〜(29)のいずれかに記載のプラズマ処理方
法。 (31)前記各カソード電極は、表面が誘電体で覆われ
ていることを特徴とする上記(21)〜(30)のいず
れかに記載のプラズマ処理方法。 (32)前記カソード電極が、円筒状のカソード電極で
あることを特徴とする上記(21)〜(31)のいずれ
かに記載のプラズマ処理方法。 (33)前記被処理基体が、円筒状基体であることを特
徴とする上記(21)〜(32)のいずれかに記載のプ
ラズマ処理方法。 (34)前記被処理基体が、同心円上に複数個配される
ように構成されていることを特徴とする上記(21)〜
(32)のいずれかに記載のプラズマ処理方法。 (35)前記反応容器が、誘電体部材にて構成されてお
り、誘電体部材の外部大気側に前記カソード電極が配さ
れていることを特徴とする上記(21)〜(34)のい
ずれかに記載のプラズマ処理方法。 (36)前記円筒状基体を回転させながら該円筒状基体
の表面上に堆積膜を形成することを特徴とする上記(2
1)〜(35)のいずれかに記載のプラズマ処理方法。 (37)前記複数の被処理基体が同一円周上に配置され
ており、該複数の被処理基体の外側の同心円上に、前記
複数のカソード電極が該被処理基体間と等距離で配置さ
れ、該複数のカソード電極に同一電源より高周波電力を
分割して供給されるように構成されていることを特徴と
する上記(21)〜(36)のいずれかに記載のプラズ
マ処理方法。 (38)前記複数の被処理基体が同一円周上に配置され
ており、該複数の被処理基体の外側の同心円上に、前記
複数のカソード電極が該被処理基体間と等距離で配置さ
れ、該複数のカソード電極に同一電源より高周波電力を
分割して供給されるように構成すると共に、別電源より
電力を供給されるカソード電極が前記複数のカソード電
極が配置された円周の同心上に配置されていることを特
徴とする上記(21)〜(36)のいずれかに記載のプ
ラズマ処理方法。 (39)前記被処理基体が平板状基体であり、前記被処
理基体と前記複数個のカソード電極とが対向しているこ
とを特徴とする上記(21)〜(31)のいずれかに記
載のプラズマ処理方法。 (40)前記被処理基体が成膜時に保持ロールより送り
出され、巻き取りロールにより巻き取られるシート状基
体であり、シート状基体に対して平行に単数または複数
の高周波電極が配置されており、前記高周波電極とシー
ト状基体との間にプラズマを発生させ、該シート状基体
上に堆積膜を形成することを特徴とする上記(21)〜
(31)のいずれかに記載のプラズマ処理方法。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a plasma processing apparatus and a plasma processing method configured as described in the following (1) to (40) in order to achieve the above object. (1) A reaction vessel that can be depressurized, and a plasma C
A source gas supply unit for supplying a VD source gas, a substrate holding unit disposed in the reaction vessel, and a plurality of cathode electrodes having a film formation processing substrate held by the substrate holding unit as a counter electrode. Dividing the plurality of cathode electrodes through a matching circuit and applying high-frequency power from a high-frequency power source to generate plasma between the plurality of cathode electrodes and the film-forming substrate, A plasma processing apparatus for forming a deposited film on a substrate, comprising: a phase control unit configured to control a phase of a high-frequency power applied to the plurality of cathode electrodes, wherein each of the plurality of cathode electrodes is controlled by the phase control unit. A plasma processing apparatus, comprising: forming a uniform plasma by controlling a phase of a transmitted high-frequency power; and performing plasma processing. (2) The phase control means grounds the opposite side of the high-frequency power supply point of the cathode electrode via a high-voltage variable capacitor (C1), and also connects the other high-frequency power supply point to the other side.
A high-voltage variable capacitor (C2) is provided after the matching circuit and after the power dividing point supplied from the high-frequency power supply and before the feeding point for each of the cathode electrodes, and the total amount of the capacitances of both capacitors (C1 + C2 = k) is (1) wherein the capacitance value of each of the capacitors (C1, C2) is controlled so as to be constant, and the phase of the high-frequency power applied to each of the cathode electrodes is controlled.
3. The plasma processing apparatus according to 1. (3) The phase control means has a configuration in which the capacitance value is controlled to be within a range of ± 30% of the total amount of the capacitances of the two capacitors (C1 + C2 = k). A) a plasma processing apparatus. (4) the phase control means includes: a reactance between the high-voltage variable capacitor (C1) and the grounded portion;
And (3) or (3), wherein the reactance to the grounding portion on the side opposite to the feeding point is adjusted by the distance of the line to the grounding portion or the capacitance of a capacitor. The plasma processing apparatus according to the item (1). (5) The phase control means is characterized in that the reactance between the high voltage variable capacitor (C2) and the cathode electrode is adjusted by the distance between the high voltage variable capacitor and the cathode electrode or the capacitance of the capacitor. The plasma processing apparatus according to the above (2) or (3). (6) The phase control means includes a high-voltage variable capacitor (C) at a cathode side of the tuned high-voltage variable capacitor in the matching circuit before a power dividing point supplied from the high-frequency power supply.
3) is installed and grounded via the high-voltage variable capacitor (C3), and after the high-voltage variable capacitor of the tune, between the power dividing point and the feeding point for each of the cathode electrodes (3). C4) is provided,
The capacitance value of each of the capacitors (C3, C4) is controlled so that the total amount (C3 + C4 = k) of both capacitors is constant, and the phase of the high-frequency power applied to each of the cathode electrodes is controlled. The plasma processing apparatus according to (1), wherein: (7) The phase control means has a configuration in which the capacitance value is controlled to be within a range of ± 30% of the total amount (C3 + C4 = k) of the capacitances of the two capacitors. The plasma processing apparatus according to the item (1). (8) The phase control means includes: a reactance between the high-voltage variable capacitor (C3) and the high-voltage variable capacitor (C4) and the grounded portion, and a reactance to the grounded portion on the side opposite to the feeding point. The plasma processing apparatus according to the above (6) or (7), wherein the plasma processing apparatus has a configuration in which the distance is adjusted by a distance of the line to the ground portion or a capacitance of a capacitor. (9) The plasma processing apparatus according to any one of (1) to (8), wherein high-frequency power is divided and applied from the same high-frequency power supply to the plurality of cathode electrodes. (10) The high frequency power supply has a frequency of 30 to 600 MHz.
The plasma processing apparatus according to any one of (1) to (9) above, wherein the plasma processing apparatus is a high-frequency power supply that oscillates a high frequency in a range of z. (11) The plasma processing apparatus according to any one of (1) to (10), wherein the surface of each of the cathode electrodes is covered with a dielectric. (12) The plasma processing apparatus according to any one of (1) to (11), wherein the cathode electrode is a cylindrical cathode electrode. (13) The plasma processing apparatus according to any one of (1) to (12), wherein the substrate to be processed is a cylindrical substrate. (14) The above-mentioned (1) to (1), wherein a plurality of the substrates to be processed are arranged on concentric circles.
(13) The plasma processing apparatus according to any of (13). (15) The reaction container according to any one of (1) to (14), wherein the reaction container is formed of a dielectric member, and the cathode electrode is disposed on the outside air side of the dielectric member. 3. The plasma processing apparatus according to 1. (16) The plasma processing apparatus according to any one of (1) to (15), wherein a deposited film is formed on a surface of the cylindrical substrate while rotating the cylindrical substrate. (17) The plurality of substrates to be processed are arranged on the same circumference, and the plurality of cathode electrodes are arranged on a concentric circle outside the plurality of substrates to be processed at equal distances between the substrates to be processed. The plasma processing apparatus according to any one of (1) to (16), wherein high-frequency power is divided and supplied to the plurality of cathode electrodes from the same power supply. (18) The plurality of substrates to be processed are arranged on the same circumference, and the plurality of cathode electrodes are arranged at equal distances between the substrates to be processed on concentric circles outside the plurality of substrates to be processed. The plurality of cathode electrodes are configured so that high-frequency power is divided and supplied from the same power supply, and the cathode electrodes supplied with power from another power supply are concentric with the circumference on which the plurality of cathode electrodes are arranged. The plasma processing apparatus according to any one of the above (1) to (16), wherein (19) The substrate according to any one of (1) to (11), wherein the substrate to be processed is a flat substrate, and the substrate to be processed and the plurality of cathode electrodes face each other. Plasma processing equipment. (20) The substrate to be processed is a sheet-like substrate that is sent out from a holding roll during film formation and wound up by a take-up roll, and one or more high-frequency electrodes are arranged in parallel to the sheet-like substrate. Generating plasma between the high-frequency electrode and the sheet-like substrate to form a deposited film on the sheet-like substrate;
The plasma processing apparatus according to any one of (11). (21) A reaction vessel that can be decompressed, a raw material gas supply means for supplying a raw material gas for plasma CVD into the reaction vessel, a substrate holding means disposed in the reaction container, and a substrate held by the substrate holding means A plurality of cathode electrodes having a film processing base as a counter electrode are divided into the plurality of cathode electrodes via a matching circuit, and high-frequency power is applied from a high-frequency power source to the plurality of cathode electrodes and the film-forming process. A plasma processing method for generating plasma between a substrate and forming a deposited film on the film-forming substrate, wherein the plasma is propagated to each of the plurality of cathode electrodes when applied to the plurality of cathode electrodes. A uniform plasma is generated by controlling the phase of the high-frequency power to form a deposited film on the substrate on which the film is to be formed. (22) In the phase control of the high-frequency power, the opposite side of the high-frequency power supply point of the cathode electrode is grounded via a high-voltage variable capacitor (C1), and the other high-frequency power supply point is also connected to the high-frequency power supply point after the matching circuit. And a high voltage variable capacitor (C2) is provided after the power dividing point supplied from the high frequency power supply and before the power supply point for each of the cathode electrodes, so that the total amount of the capacitances of both capacitors (C1 + C2 = k) is constant. The method according to (21), wherein the method is performed by controlling the capacitance value of each of the capacitors (C1, C2). (23) In the phase control of the high-frequency power, the capacitance value is a total amount (C1 + C2 =
The plasma processing method according to the above (22), wherein the control is performed so as to be within ± 30% of k). (24) In the phase control of the high-frequency power, the reactance between the high-voltage variable capacitor (C1) and the grounded ground portion and the reactance to the ground portion on the side opposite to the power supply point are changed to the ground portion. The plasma processing method according to the above (22) or (23), which is adjusted by a distance of a line or a capacitance of a capacitor. (25) In the phase control of the high frequency power, a reactance between the high voltage variable capacitor (C2) and the cathode electrode is adjusted by a distance between the high voltage variable capacitor and the cathode electrode or a capacitance of the capacitor. (22) or the plasma processing method according to the above (23). (26) The phase control of the high-frequency power is performed by installing a high-voltage variable capacitor (C3) on the cathode side of the tuned high-voltage variable capacitor in the matching circuit before the power dividing point supplied from the high-frequency power supply. Capacitor (C3)
And a high voltage variable capacitor (C4) after the high voltage variable capacitor of the tune and before the power dividing point and the power supply point for each cathode electrode.
So that the total amount (C3 + C4 = k) of both capacitors is constant.
The method according to (21), wherein the capacitance value is controlled to control the phase of the high-frequency power applied to each of the cathode electrodes. (27) In the phase control of the high-frequency power, the capacitance value is a total amount (C3 + C4 =
The plasma processing method according to the above (26), wherein the control is performed so as to be within ± 30% of k). (28) in the phase control of the high-frequency power, the reactance between the high-voltage variable capacitor (C3) and the high-voltage variable capacitor (C4) and the grounded part,
And (26) the reactance to the ground portion opposite to the feeding point is adjusted by the distance of the line to the ground portion or the capacitance of a capacitor.
Alternatively, the plasma processing method according to the above (27). (29) The plasma processing method according to any one of (21) to (28), wherein high-frequency power is divided and applied from the same high-frequency power supply to the plurality of cathode electrodes. (30) The frequency is 30 to 600M by the high frequency power supply.
The plasma processing method according to any one of the above (21) to (29), wherein a high frequency in a range of Hz is applied. (31) The plasma processing method according to any one of (21) to (30), wherein the surface of each of the cathode electrodes is covered with a dielectric. (32) The plasma processing method according to any one of (21) to (31), wherein the cathode electrode is a cylindrical cathode electrode. (33) The plasma processing method according to any one of (21) to (32), wherein the substrate to be processed is a cylindrical substrate. (34) The above (21) to (21) to (21) to (24), wherein a plurality of the substrates to be processed are arranged on concentric circles.
(32) The plasma processing method according to any of (32). (35) The reaction container according to any one of (21) to (34), wherein the reaction container is formed of a dielectric member, and the cathode electrode is disposed on the outside air side of the dielectric member. 4. The plasma processing method according to 1. (36) The method according to (2), wherein a deposited film is formed on the surface of the cylindrical substrate while rotating the cylindrical substrate.
The plasma processing method according to any one of 1) to (35). (37) The plurality of substrates to be processed are arranged on the same circumference, and the plurality of cathode electrodes are arranged on a concentric circle outside the plurality of substrates to be processed at equal distances between the substrates to be processed. The plasma processing method according to any one of the above (21) to (36), wherein high frequency power is divided and supplied from the same power supply to the plurality of cathode electrodes. (38) The plurality of substrates to be processed are arranged on the same circumference, and the plurality of cathode electrodes are arranged on a concentric circle outside the plurality of substrates to be processed at an equal distance from the substrates to be processed. The plurality of cathode electrodes are configured so that high-frequency power is divided and supplied from the same power supply, and the cathode electrodes supplied with power from another power supply are concentric with the circumference on which the plurality of cathode electrodes are arranged. The plasma processing method according to any one of the above (21) to (36), wherein the plasma processing method is disposed. (39) The substrate according to any one of the above (21) to (31), wherein the substrate to be processed is a flat substrate, and the substrate to be processed and the plurality of cathode electrodes face each other. Plasma treatment method. (40) The substrate to be processed is a sheet-like substrate which is sent out from a holding roll at the time of film formation and wound up by a take-up roll, and one or more high-frequency electrodes are arranged in parallel with the sheet-like substrate. The above (21) to (21) to (21), wherein plasma is generated between the high-frequency electrode and the sheet-like substrate to form a deposited film on the sheet-like substrate.
(31) The plasma processing method according to any of (31).
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態においては、
上記構成を適用することで、例えば、30MHz以上、
600MHz以下の高周波を使用し、カソード電極の手
前でカソード電極に伝搬される高周波電力の位相を制御
しつつ堆積膜を形成することで、大面積の均質な高周波
放電が容易に達成され、大面積基体へのプラズマ処理を
均一且つ高速に行うことが可能となる。これは、本発明
者らのつぎのような知見に基づくものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In an embodiment of the present invention,
By applying the above configuration, for example, 30 MHz or more,
By using a high frequency of 600 MHz or less and forming a deposited film while controlling the phase of the high frequency power transmitted to the cathode electrode in front of the cathode electrode, a large area homogeneous high frequency discharge is easily achieved, It becomes possible to perform plasma processing on the substrate uniformly and at high speed. This is based on the following findings of the present inventors.
【0014】すなわち、本発明者らは、上述したような
従来のプラズマCVD法及び装置を用い、良質膜の堆積
速度向上および堆積膜の膜厚および膜質の均一性を目的
として放電周波数を従来の13.56MHzの代わり
に、より高い周波数の高周波電力を用いて検討を行っ
た。その結果、周波数を上げたことで確かに目的通り良
質膜を従来より高い堆積速度で作製することができた
が、一方では13.56MHzの放電周波数では問題に
ならなかった以下の様な問題が新たに発生した。即ち、
放電周波数を上げることでプラズマが遍在化して堆積速
度に不均一が生じ、その結果、電子写真用感光体のよう
な比較的大面積の被加工体においては、結果的に実用上
問題となる様な膜厚ムラ(例えば電子写真用感光体の場
合±20%以上の膜厚ムラ)および膜質のムラが発生し
た。この様な膜厚ムラは、電子写真用感光体のみなら
ず、画像入力用ラインセンサー、撮像デバイス、光起力
デバイス等に用いられる結晶質または非単結晶質の機能
性堆積膜を形成する場合にも大きな問題となる。またド
ライエッチング、スパッタ等の他のプラズマプロセスに
おいても、放電周波数を上げた場合に同様の処理ムラが
生じ、このままでは実用上大きな問題になってくる。That is, the present inventors use the conventional plasma CVD method and apparatus as described above, and set the discharge frequency to the conventional value for the purpose of improving the deposition rate of a good quality film and uniformity of the film thickness and film quality of the deposited film. Investigation was performed using higher frequency power of a higher frequency instead of 13.56 MHz. As a result, by increasing the frequency, it was possible to produce a good quality film at a higher deposition rate than before, but on the other hand, the following problems which did not become a problem at a discharge frequency of 13.56 MHz were obtained. Newly occurred. That is,
Increasing the discharge frequency causes the plasma to be ubiquitous, causing a non-uniform deposition rate, and as a result, poses a practical problem for relatively large-area workpieces such as electrophotographic photoreceptors. Such film thickness unevenness (for example, film thickness unevenness of ± 20% or more in the case of an electrophotographic photosensitive member) and film quality unevenness occurred. Such film thickness unevenness is caused when a crystalline or non-single crystalline functional deposition film used not only for an electrophotographic photoreceptor but also for an image input line sensor, an imaging device, a photovoltaic device and the like is formed. Is also a big problem. Also, in other plasma processes such as dry etching and sputtering, when the discharge frequency is increased, similar processing unevenness occurs, and this causes a serious problem in practical use.
【0015】そこで、本発明者らは、高周波電力の周波
数を30MHz以上にすると、高真空領域での放電が可
能になるが、その安定性には問題があること、偏在的に
膜質の悪化や堆積速度の低下が発生する原因を解明すべ
く実験を行い、鋭意検討を行った結果、つぎのような知
見が得られた。まず、本発明者らは、高真空領域での放
電の安定性は、放電前後のインピーダンス変化が大きす
ぎることが問題であると推定した。高真空領域での放電
では、比較的簡単な低真空領域と比較して放電を生起す
る電圧も維持する電圧も高い。高周波放電の場合、通常
定電力のグロー放電であり、一定パワーを整合回路を介
して放電負荷にあったインピーダンス変換を行って放電
を維持している。この場合例えば極端な例で、瞬時のア
ーク放電が発生した場合インピーダンスが瞬間的に小さ
くなり、低電圧大電流放電になりグロー放電が維持でき
なくなり放電が消失してしまう。この時、放電前後のイ
ンピーダンス変化が大きすぎると整合回路によるインピ
ーダンスの変換がうまくいかずこのまま放電は消失した
ままとなるからである。The inventors of the present invention have found that when the frequency of the high-frequency power is set to 30 MHz or higher, discharge in a high vacuum region becomes possible. However, there is a problem in its stability. Experiments were conducted to elucidate the cause of the decrease in deposition rate, and as a result of intensive studies, the following findings were obtained. First, the present inventors have presumed that the stability of discharge in a high vacuum region is problematic because the impedance change before and after discharge is too large. In a discharge in a high vacuum region, a voltage that causes and maintains a discharge is higher than that in a relatively simple low vacuum region. In the case of high-frequency discharge, glow discharge is usually constant power, and discharge is maintained by performing impedance conversion of constant power through a matching circuit in accordance with a discharge load. In this case, for example, in an extreme case, when an instantaneous arc discharge occurs, the impedance is instantaneously reduced, the discharge becomes a low voltage and a large current, the glow discharge cannot be maintained, and the discharge disappears. At this time, if the impedance change before and after the discharge is too large, the impedance conversion by the matching circuit will not be successful, and the discharge will continue to disappear.
【0016】これらの検討結果から、膜質分布及び堆積
速度分布の悪化は、高周波電極上に発生する定在波およ
び高周波電極上での高周波電力の減衰に起因するものと
推察された。一般に高周波電極と対向電極間に高周波電
力を印加することによってプラズマを生成する場合、電
極に印加した高周波電力の周波数と電極の大きさとの関
係から電極上に無視できない定在波が発生する場合があ
る。即ち、高周波電力の周波数が高くなる場合や高周波
電極の面積が大きくなる場合に定在波が発生し易くな
り、この定在波が大きいと、高周波電極内での電界分布
が悪くなり、電極間のプラズマ密度、プラズマ電位、電
子温度などのプラズマ分布が乱れ、プラズマCVDの成
膜品質に悪影響を及ぼす。From these examination results, it was inferred that the deterioration of the film quality distribution and the deposition rate distribution was caused by the standing wave generated on the high-frequency electrode and the attenuation of the high-frequency power on the high-frequency electrode. In general, when plasma is generated by applying high-frequency power between a high-frequency electrode and a counter electrode, a non-negligible standing wave may be generated on the electrode due to the relationship between the frequency of the high-frequency power applied to the electrode and the size of the electrode. is there. That is, when the frequency of the high-frequency power is high or when the area of the high-frequency electrode is large, a standing wave is likely to be generated. The plasma distribution such as plasma density, plasma potential, and electron temperature is disturbed, which adversely affects the film formation quality of plasma CVD.
【0017】上述した実験においては、高周波電極の先
端で高周波電極上に反射波が発生し、入射波との干渉に
より30MHz以上の周波数において膜質、堆積速度に
影響を与える定在波が発生したものと考えられる。特
に、定在波の節の位置では電界が弱くなり、偏在的なプ
ラズマ電位の低下を引き起こして偏在的に膜質が悪化し
たものと考えられる。また、高周波電力の周波数が高く
なればなるほど、高周波電力のプラズマヘの吸収が多く
なり、高周波電極への高周波電力の給電点から離れるに
つれて高周波電力の減衰が大きくなり、堆積速度分布に
悪影響を及ぼす。また、400MHz〜600MHzの
周波数においては、高周波電力が給電点から減衰しつつ
も、複数の位置に定在波の節が発生したものと考えられ
る。本発明は、以上の検討結果を基礎として完成するに
至ったものである。In the above-described experiment, a reflected wave was generated on the high-frequency electrode at the tip of the high-frequency electrode, and a standing wave that affected the film quality and deposition rate was generated at a frequency of 30 MHz or more due to interference with the incident wave. it is conceivable that. In particular, it is considered that the electric field was weakened at the position of the node of the standing wave, which caused the uneven distribution of the plasma potential and the film quality was unevenly deteriorated. In addition, as the frequency of the high-frequency power increases, the high-frequency power is more absorbed into the plasma, and the farther away from the point of supplying the high-frequency power to the high-frequency electrode, the higher the attenuation of the high-frequency power becomes, which adversely affects the deposition rate distribution. Further, at frequencies of 400 MHz to 600 MHz, it is considered that the nodes of the standing wave occurred at a plurality of positions while the high frequency power was attenuated from the feeding point. The present invention has been completed based on the above study results.
【0018】以下、図面を参照しながら本実施の形態に
つい、更に詳細に説明する。まず、図2を用いて本発明
の位相制御回路を含んだプラズマCVD装置について説
明する。図2において、高周波電源105で発生した高
周波電力は整合回路104を介して高周波電極102に
供給される。高周波電極102は、単純な棒状のアンテ
ナ形状のものであり、(図2の電極は図1の電極だが、
この場合は位相制御機能回路をはずした時)通常、高周
波電極102そのものは表皮抵抗(R)とインダクタン
ス(L)の直列インピーダンスで記述される。電極は、
表皮抵抗(R)とインダクタンス(L)の直列インピー
ダンス(R+jωL)で記述される。プラズマが生起し
ていない場合、高周波電極102と基体ホルダー112
上の基体103の間にはその位置関係及び形状によって
決まる静電容量(C)を持つ。高周波電極102と基体
103の間の静電容量(C)によって高周波電極102
に流れる高周波電流は決まってくる為、高周波電極10
2と基体103との位置関係及び形状によってプラズマ
の生起しやすさは大きく影響を受け、ちょっとした位置
関係の変化でも最適化の為の調整が必要になってくる。Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail with reference to the drawings. First, a plasma CVD apparatus including the phase control circuit of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 2, high-frequency power generated by a high-frequency power supply 105 is supplied to a high-frequency electrode 102 via a matching circuit 104. The high-frequency electrode 102 has a simple rod-like antenna shape (the electrode of FIG. 2 is the electrode of FIG. 1,
In this case, when the phase control function circuit is removed) Usually, the high-frequency electrode 102 itself is described by the series impedance of the skin resistance (R) and the inductance (L). The electrodes are
It is described by the series impedance (R + jωL) of the skin resistance (R) and the inductance (L). When no plasma is generated, the high-frequency electrode 102 and the base holder 112
The upper substrate 103 has a capacitance (C) determined by its positional relationship and shape. The capacitance (C) between the high-frequency electrode 102 and the base 103 causes the high-frequency electrode 102
The high-frequency current flowing through the high-frequency electrode 10
The likelihood of plasma generation is greatly affected by the positional relationship between the substrate 2 and the base 103 and the shape thereof, and even a slight change in the positional relationship requires adjustment for optimization.
【0019】また、一旦プラズマが生起するとプラズマ
は抵抗を持つ導電体となり、高周波電極102及び基体
103とプラズマとの間のイオンシースは静電容量とな
る。静電容量は面積及び媒体の誘電率が同じ場合、導電
体間の距離と反比例するが、イオンシースの厚みは、高
周波電極−基体間の距離に比べてかなり薄くその静電容
量は大きい。この為、プラズマ生起前後での高周波電極
−基体間のインピーダンスの変化が大きく整合回路の調
整がかなり難しく、プラズマの生起も難しくなってく
る。また、ちょっとしたプラズマの変化に対してもイン
ピーダンス変化が大きく自動整合回路などを用いても整
合が間に合わなくなり、最悪の場合プラズマが消えてし
まう。プラズマの均一性についても、高周波電極の先端
は開放端になっており強い定在波が立ちやすくなってい
る。更に高周波電極及び基体のインピーダンスに対して
プラズマのインピーダンスが低い場合、分布定数回路で
考えた場合、高周波電極の高周波導入側で多く高周波電
流が流れる為、先端に行くにつれて高周波電流は急激に
減少する。かくして、このふたつの要因により不均一な
プラズマが形成されやすくなる。Further, once the plasma is generated, the plasma becomes a conductor having resistance, and the ion sheath between the high-frequency electrode 102 and the base 103 and the plasma becomes a capacitance. The capacitance is inversely proportional to the distance between the conductors when the area and the dielectric constant of the medium are the same, but the thickness of the ion sheath is considerably smaller than the distance between the high-frequency electrode and the base, and the capacitance is large. For this reason, the impedance between the high-frequency electrode and the substrate changes greatly before and after the plasma is generated, which makes it extremely difficult to adjust the matching circuit, and makes it difficult to generate the plasma. In addition, even if a slight change in plasma occurs, the impedance change is large and even if an automatic matching circuit or the like is used, matching cannot be made in time, and in the worst case, the plasma disappears. Regarding the uniformity of the plasma, the tip of the high-frequency electrode is an open end, and a strong standing wave is easily generated. Furthermore, when the impedance of the plasma is lower than the impedance of the high-frequency electrode and the base, when considered with a distributed constant circuit, a large amount of the high-frequency current flows on the high-frequency introduction side of the high-frequency electrode, so that the high-frequency current rapidly decreases toward the tip . Thus, a non-uniform plasma is likely to be formed due to these two factors.
【0020】一方、本発明を適用した位相制御回路11
3を含む高周波電極102(図1に示す)を用いたプラ
ズマCVD装置を構成することで、高周波電源105で
発生した高周波電力は整合回路104、前記位相制御回
路113を介して高周波電極102に供給される。高周
波電極102は、単純な棒状のアンテナ形状のものであ
り、給電点の反対側部分が接地もしくは、接地部分とカ
ソード電極102の給電点の反対側部分の間に高圧コン
デンサを介している。通常、高周波電極102そのもの
は表皮抵抗とインダクタンスの直列インピーダンスで記
述される。周波数が高い場合は自然にL成分によるイン
ピーダンス(jωL)が大きくなる。On the other hand, the phase control circuit 11 to which the present invention is applied
The high frequency power generated by the high frequency power supply 105 is supplied to the high frequency electrode 102 via the matching circuit 104 and the phase control circuit 113 by configuring the plasma CVD apparatus using the high frequency electrode 102 (shown in FIG. Is done. The high-frequency electrode 102 has a simple rod-like antenna shape, and the opposite side of the feeding point is grounded, or a high-voltage capacitor is interposed between the grounded portion and the opposite side of the feeding point of the cathode electrode 102. Usually, the high-frequency electrode 102 itself is described by a series impedance of skin resistance and inductance. When the frequency is high, the impedance (jωL) due to the L component naturally increases.
【0021】しかしながら、上記した本発明を適用して
構成した位相制御回路113を介することで、基体形状
の変更などを行ってもプラズマの生起のしやすさや安定
性への影響は少なく最適化も容易となる。すなわち、プ
ラズマが生起した場合、プラズマとイオンシースの直列
インピーダンスの絶対値に対して回路のLC回路の絶対
値を小さくすると、プラズマ生起後も高周波電流は回路
のLC回路のインピーダンスの効きが大きく、プラズマ
生起前後でのインピーダンス変化は比較的少なくなる。
この為、プラズマの状況の変化に対しても整合条件の変
化が小さくプラズマは安定する。また、このような位相
を制御する回路を導入し、操作することで、高周波電極
102上での高周波電流量の差は小さくなり、プラズマ
の均一性も良くなる。プラズマのインピーダンスはプラ
ズマの条件により異なるがその実部であるレジスタンス
は50Ω以下になることが多く、虚部であるリアクタン
スは放電周波数やその他の条件により変わる。この際、
安定した放電が生起しない場合、本発明を適用して構成
した位相制御回路113を用いても同様に均一高速堆積
膜が可能である。However, through the phase control circuit 113 configured by applying the present invention described above, even if the shape of the substrate is changed, the possibility of generating plasma and the influence on stability are small and optimization is not performed. It will be easier. That is, when the plasma is generated, if the absolute value of the LC circuit of the circuit is made smaller than the absolute value of the series impedance of the plasma and the ion sheath, the high-frequency current has a large effect on the impedance of the LC circuit of the circuit even after the plasma is generated. The change in impedance before and after the occurrence of plasma is relatively small.
For this reason, the change in the matching condition is small with respect to the change in the plasma condition, and the plasma is stabilized. Further, by introducing and operating such a circuit for controlling the phase, the difference in the amount of high-frequency current on the high-frequency electrode 102 is reduced, and the uniformity of the plasma is improved. The impedance of the plasma varies depending on the conditions of the plasma, but the resistance, which is the real part, is often 50Ω or less, and the reactance, which is the imaginary part, varies depending on the discharge frequency and other conditions. On this occasion,
When a stable discharge does not occur, a uniform high-speed deposition film can be similarly obtained by using the phase control circuit 113 configured by applying the present invention.
【0022】本発明を適用して構成した位相制御回路1
13を用いたプラズマCVD装置においては、以上に述
べたように均一且つ安定なプラズマを形成できることか
ら、極めて均一性の良い膜質及び膜厚の堆積膜の形成が
可能となるが、つぎに、この点を更に詳しく説明する。
図2に示したプラズマCVD装置は本実施の形態のプラ
ズマCVD装置の一例を示すものである。図2におい
て、100は反応容器を示す。反応容器100内に、6
個の基体ホルダー112が同心円状に所定の間隔で配さ
れている。103はそれぞれの基体ホルダー112上に
配された成膜用の円筒状基体である。それぞれの基体ホ
ルダー112の内部にはヒーター111が設けられてい
て円筒状基体103を内側より加熱できるようにされて
いる。また、それぞれの基体ホルダー112は、モータ
ー108に連結したシャフトに接続しており、回転でき
るようにされている。Phase control circuit 1 constructed by applying the present invention
As described above, in the plasma CVD apparatus using No. 13, since uniform and stable plasma can be formed, it is possible to form a deposited film having extremely uniform film quality and thickness. The points will be described in more detail.
The plasma CVD apparatus shown in FIG. 2 is an example of the plasma CVD apparatus according to the present embodiment. In FIG. 2, reference numeral 100 denotes a reaction vessel. 6 in the reaction vessel 100
The substrate holders 112 are arranged concentrically at predetermined intervals. 103 is a cylindrical substrate for film formation arranged on each substrate holder 112. A heater 111 is provided inside each base holder 112 so that the cylindrical base 103 can be heated from the inside. Each of the base holders 112 is connected to a shaft connected to the motor 108, and is rotatable.
【0023】102はプラズマ生起領域の中心に位置し
た高周波電力投入用の高周波電極である。高周波電源1
05は、整合回路104、上記位相調整回路113の1
部を介して、高周波電極102の一端に接続されてい
る。高周波電極102は誘電体カバー109で被覆され
ており、排気パイプは、真空ポンプを備えた排気機構1
06に連通している。原料ガス供給系は、ガスボンベ、
マスフローコントローラ、バルブ等を備えている。原料
ガス供給系107は、ガス供給パイプ110を介して複
数のガス放出孔を備えたガス放出パイプに接続される。Reference numeral 102 denotes a high-frequency electrode for inputting high-frequency power, which is located at the center of the plasma generation region. High frequency power supply 1
05 denotes one of the matching circuit 104 and the phase adjustment circuit 113.
It is connected to one end of the high-frequency electrode 102 via the section. The high-frequency electrode 102 is covered with a dielectric cover 109, and the exhaust pipe is an exhaust mechanism 1 equipped with a vacuum pump.
06. The source gas supply system is a gas cylinder,
It has a mass flow controller, a valve and the like. The source gas supply system 107 is connected via a gas supply pipe 110 to a gas discharge pipe having a plurality of gas discharge holes.
【0024】この装置を使用した場合のプラズマCVD
は以下のように行われる。反応容器100を排気機構1
06によって高真空まで排気した後、ガス供給手段10
7からガス供給パイプ110及びガス放出パイプを介し
て原料ガスを反応容器100内に導入し、所定の圧力に
維持する。こうしたところで、高周波電源105より高
周波電力を出力し、整合回路104、上記位相制御回路
113を介して、高周波電極102に供給して高周波電
極と円筒状基体103との間にプラズマを発生させる。Plasma CVD using this apparatus
Is performed as follows. Exhaust mechanism 1 for reaction vessel 100
06, the gas supply means 10
Source gas is introduced into the reaction vessel 100 from 7 via a gas supply pipe 110 and a gas discharge pipe, and is maintained at a predetermined pressure. At this point, high-frequency power is output from the high-frequency power supply 105 and supplied to the high-frequency electrode 102 via the matching circuit 104 and the phase control circuit 113 to generate plasma between the high-frequency electrode and the cylindrical base 103.
【0025】その際、高周波電源105の高周波電力給
電点の反対側を高圧可変コンデンサ(C1)を介して接
地させ、また高周波電力給電点側にも、前記整合回路後
で且つ前記高周波電源より供給される電力分割点以後で
前記高周波電源105に対する給電点前に、高圧可変コ
ンデンサ(C2)を設け、これら両コンデンサの容量の
総和量(C1+C2=k)が一定となるように、それぞ
れのコンデンサ(C1、C2)の容量値を制御し、前記
高周波電源105に印加される高周波電力の位相を制御
する。このように前記高周波電源105に伝搬される高
周波電力の位相を制御することで、高周波電極102表
面上の電流量のばらつきがほぼ均一化され、これにより
均一なプラズマが形成され、原料ガスがこのプラズマに
より分解、励起され、円筒状基体102上に良好な堆積
膜が形成される。At this time, the opposite side of the high-frequency power supply point of the high-frequency power supply 105 is grounded via a high-voltage variable capacitor (C1), and the high-frequency power supply point is also supplied from the high-frequency power supply after the matching circuit. A high-voltage variable capacitor (C2) is provided after the divided power point and before the power supply point to the high-frequency power supply 105, and each capacitor (C2) is fixed so that the total amount (C1 + C2 = k) of these capacitors is constant. C1 and C2) are controlled, and the phase of the high-frequency power applied to the high-frequency power supply 105 is controlled. By controlling the phase of the high-frequency power transmitted to the high-frequency power supply 105 in this way, the variation in the amount of current on the surface of the high-frequency electrode 102 is made substantially uniform, whereby a uniform plasma is formed. It is decomposed and excited by the plasma, and a good deposited film is formed on the cylindrical substrate 102.
【0026】また、その際、上記位相制御回路113の
構成としては、前記整合回路104内のチューンの高圧
可変コンデンサのカソード側で高周波電源より供給され
る電力分割点前に高圧可変コンデンサ(C3)を設置
し、該高圧可変コンデンサ(C3)を介して接地させる
と共に、前記チューンの高圧可変コンデンサ後であり、
前記電力分割点と前記各カソード電極に対する給電点前
の間に高圧可変コンデンサ(C4)を設け、両コンデン
サの総和量(C3+C4=k)が一定となるように、そ
れぞれのコンデンサ(C3、C4)の容量値を制御し、
高周波電極102に印加される高周波電力の位相を制御
する構成を採るようにすることもできる。At this time, the configuration of the phase control circuit 113 is such that a high voltage variable capacitor (C3) is provided on the cathode side of the tuned high voltage variable capacitor in the matching circuit 104 before the power dividing point supplied from the high frequency power supply. And grounded via the high voltage variable capacitor (C3), and after the high voltage variable capacitor of the tune,
A high-voltage variable capacitor (C4) is provided between the power division point and a point before the power supply point for each of the cathode electrodes, and the respective capacitors (C3, C4) are controlled so that the total amount (C3 + C4 = k) of both capacitors is constant. Control the capacitance value of
A configuration for controlling the phase of the high-frequency power applied to the high-frequency electrode 102 may be adopted.
【0027】ここで、上記位相制御回路113を用いた
プラズマCVD装置は、前記容量値が前記両コンデンサ
の容量の総和量(C1+C2=k)の±30%以内の範
囲となるように制御するようにすることが好ましい。ま
た、前記高圧可変コンデンサ(C1)と前記接地させた
接地部までのリアクタンス、および前記給電点と反対側
の該接地部までのリアクタンスが、該接地部までの線路
の距離、またはコンデンサの静電容量により調節するよ
うにすることが好ましい。また、前記高圧可変コンデン
サ(C2)と前記カソード電極の間のリアクタンスが、
高圧可変コンデンサとカソード電極までの距離またはコ
ンデンサの静電容量により調節するようにすることが好
ましい。また、前記高圧可変コンデンサ(C3)および
前記高圧可変コンデンサ(C4)と前記接地させた接地
部までのリアクタンス、および給電点と反対側の該接地
部までのリアクタンスが、該接地部までの線路の距離、
またはコンデンサの静電容量により調節するようにする
ことが好ましい。Here, the plasma CVD apparatus using the phase control circuit 113 performs control so that the capacitance value is within a range of ± 30% of the total amount of the capacitances of the two capacitors (C1 + C2 = k). Is preferable. Also, the reactance between the high-voltage variable capacitor (C1) and the grounded ground portion and the reactance to the ground portion opposite to the feeding point are determined by the distance of the line to the ground portion or the capacitance of the capacitor. It is preferable to adjust the volume according to the capacity. Also, the reactance between the high voltage variable capacitor (C2) and the cathode electrode is:
It is preferable to adjust the distance between the high-voltage variable capacitor and the cathode electrode or the capacitance of the capacitor. Also, the reactance between the high-voltage variable capacitor (C3) and the high-voltage variable capacitor (C4) and the grounded portion, and the reactance to the grounded portion on the side opposite to the feeding point are the values of the line to the grounded portion. distance,
Alternatively, it is preferable to adjust the capacitance by the capacitance of the capacitor.
【0028】また、プラズマ発生用高周波電極は、反応
容器100内に存在する場合は、表面が誘電体で覆われ
ていることが好ましい。また、誘電体カバー109に使
用する誘電体材料は任意の公知のものを選択できるが、
誘電損の小さい材料が好ましく、誘電正接が0.01以
下であるものが好ましく、より好ましくは0.001以
下がよい。高分子誘電体材料ではポリ四フッ化エチレ
ン、ポリ三フッ化塩化エチレン、ポリフッ化エチレンプ
ロピレン、ポリイミドなどが好ましく、ガラス材料で
は、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスなどが好ましく、磁
器材料では窒化ホウ素、窒化シリコン、窒化アルミニウ
ム、などや酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化
ケイ素などの元素酸化物の中の単数または複数の元素酸
化物を主成分とする磁器が好ましい。また、高周波電極
102の形状は円柱状、円筒状、多角柱状などの棒状の
もの、長板状のものが好ましい。また、高周波電源10
5の周波数は好ましくは30〜600MHz、更に好適
には60〜300MHzの範囲とするのが望ましい。When the plasma-generating high-frequency electrode is present in the reaction vessel 100, the surface is preferably covered with a dielectric. The dielectric material used for the dielectric cover 109 can be selected from any known materials.
A material having a small dielectric loss is preferable, and a material having a dielectric loss tangent of 0.01 or less is preferable, and more preferably 0.001 or less. For polymer dielectric materials, polytetrafluoroethylene, polytetrafluorochloride ethylene, polyfluoroethylene propylene, polyimide and the like are preferable, for glass materials, quartz glass and borosilicate glass are preferable, and for porcelain materials, boron nitride and nitride are preferable. A porcelain mainly containing one or more elemental oxides among elemental oxides such as silicon, aluminum nitride, aluminum oxide, magnesium oxide, and silicon oxide is preferable. Further, the shape of the high-frequency electrode 102 is preferably a rod shape such as a columnar shape, a cylindrical shape, a polygonal column shape, or a long plate shape. In addition, the high frequency power supply 10
The frequency of 5 is preferably in the range of 30 to 600 MHz, more preferably 60 to 300 MHz.
【0029】また、装置構成は図3および図4に示すよ
うに円筒状基体103の周囲に複数の高周波電極102
を配置したものでもよい。こうすることにより、成膜時
には常時、円筒状基体の全周表面をプラズマに曝すこと
ができるので堆積速度を大幅に向上することが可能とな
り生産性を大幅に向上できる。更に、高周波電極の本数
や配置箇所を最適化すれば円筒状基体を回転させなくて
も均一な堆積膜を基体全周表面に形成することが可能と
なり、回転機構が不要となるので装置構成を簡略化でき
る。また、円筒状基体を回転させることにより更に極め
て均一な堆積膜を形成できることは言うまでもない。As shown in FIGS. 3 and 4, a plurality of high-frequency electrodes 102 are provided around a cylindrical base 103.
May be arranged. By doing so, the entire peripheral surface of the cylindrical substrate can be exposed to plasma at all times during film formation, so that the deposition rate can be greatly increased and productivity can be greatly improved. Furthermore, by optimizing the number and arrangement of high-frequency electrodes, a uniform deposited film can be formed on the entire peripheral surface of the substrate without rotating the cylindrical substrate, and a rotating mechanism is not required. Can be simplified. It is needless to say that a more uniform deposited film can be formed by rotating the cylindrical substrate.
【0030】また、装置構成は図6に示すように平板状
基体103に対して平行に複数の高周波電極102を配
置したものでもよい。こうすることにより、大面積の平
板状基体上に膜厚が極めて均一で且つ均質膜質である高
品質な堆積膜を高速度で形成することができる。また、
装置構成は図5に示すように成膜時に保持ロールより送
り出され、巻き取りロールに巻き取られるシート状基体
114に対して平行に単数または複数の高周波電極10
2を配置したものでもよい。こうすることにより、大面
積のシート状基体上に膜厚が極めて均一で且つ均質膜質
である高品質な堆積膜を高速度で形成することができ
る。また、図6、図7、図8に示すように反応容器10
0が誘電体部材で構成させてもよい。こうすることによ
り、大面積の平板状基体上にガス利用効率が高く、膜厚
が極めて均一で且つ均質膜質である高品質な堆積膜を高
速度で形成することができる。Further, as shown in FIG. 6, the apparatus may have a structure in which a plurality of high-frequency electrodes 102 are arranged in parallel with the flat substrate 103. This makes it possible to form a high-quality deposited film having a very uniform thickness and a uniform film quality on a large-area flat substrate at a high speed. Also,
As shown in FIG. 5, the apparatus configuration includes a single or a plurality of high-frequency electrodes 10 parallel to a sheet-like substrate 114 which is sent out from a holding roll during film formation and wound up by a winding roll.
2 may be arranged. This makes it possible to form a high-quality deposited film having a very uniform thickness and a uniform film quality on a large-sized sheet-like substrate at a high speed. Further, as shown in FIGS.
0 may be constituted by a dielectric member. This makes it possible to form a high-quality deposited film having a high gas utilization efficiency, a very uniform film thickness and a uniform film quality on a large-area flat substrate at a high speed.
【0031】本発明のプラズマCVD装置を使用するに
際して、使用するガスについては、形成する堆積膜の種
類に応じて公知の成膜に寄与する原料ガスを適宜選択使
用される。例えば、a−Si系の堆積膜を形成する場合
であれば、シラン、ジシラン、高ジシラン等あるいはそ
れらの混合ガスが好ましい原料ガスとして挙げらる。他
の堆積膜を形成する場合であれば、例えば、ゲルマン、
メタン、エチレン等の原料ガスまたはそれらの混合ガス
が挙げられる。いずれの場合にあっても、成膜用の原料
ガスはキャリアーガスと共に反応容器100内に導入す
ることができる。キャリアーガスとしては、水素ガス、
及びアルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスを挙げ
ることができる。When using the plasma CVD apparatus of the present invention, as a gas to be used, a known source gas that contributes to film formation is appropriately selected and used according to the type of a deposited film to be formed. For example, in the case of forming an a-Si based deposited film, silane, disilane, high disilane, or the like, or a mixed gas thereof is mentioned as a preferable source gas. When forming another deposited film, for example, germane,
A raw material gas such as methane and ethylene, or a mixed gas thereof may be used. In any case, the source gas for film formation can be introduced into the reaction vessel 100 together with the carrier gas. Hydrogen gas, carrier gas
And inert gases such as argon gas and helium gas.
【0032】堆積膜のバンドギヤップを調整する等の特
性改善用ガスを使用することもできる。そうしたガスと
しては、例えば、窒素、アンモニア等の窒素原子を含む
ガス、酸素、酸化窒素、酸化二窒素等の酸素原子を含む
ガス、メタン、エタン、エチレン、アセチレン、プロパ
ン等の炭化水素ガス、四フッ化珪素、六フッ化二珪素、
四フッ化ゲルマニウム等のガス状フッ素化合物またはこ
れらの混合ガス等が挙げられる。It is also possible to use a gas for improving characteristics such as adjusting the band gap of the deposited film. Examples of such a gas include a gas containing a nitrogen atom such as nitrogen and ammonia; a gas containing an oxygen atom such as oxygen, nitric oxide and nitrous oxide; a hydrocarbon gas such as methane, ethane, ethylene, acetylene, and propane; Silicon fluoride, disilicon hexafluoride,
A gaseous fluorine compound such as germanium tetrafluoride or a mixed gas thereof may be used.
【0033】形成される堆積膜をドーピングするについ
てドーパントガスを使用することもできる。そうしたド
ーピングガスとしては、例えば、ガス状のジボラン、フ
ッ化ホウ素、ホスフィン、フッ化リン等が挙げられる。
堆積膜形成時の基体温度は、適宜設定できるが、アモル
ファスシリコン系の堆積膜を形成する場合には、好まし
くは60℃〜400℃、より好ましくは100℃〜35
0℃とするのが望ましい。A dopant gas can be used for doping the deposited film to be formed. Examples of such a doping gas include gaseous diborane, boron fluoride, phosphine, and phosphorus fluoride.
The substrate temperature at the time of forming the deposited film can be set as appropriate. However, when forming an amorphous silicon-based deposited film, it is preferably 60 ° C to 400 ° C, more preferably 100 ° C to 35 ° C.
Desirably, it is 0 ° C.
【0034】[0034]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるもので
はない。 [実施例1]実施例1において使用したプラズマCVD
装置の模式図を図3および図4に示す。(図3において
図1のカソード電極を設置したもの)この装置には本発
明の位相制御手段を適用して構成(図1に示した高周波
電極構造)が含まれており、カソード電極電力給電点と
反対側には可変高圧コンデンサC1を介し接地してお
り、さらに整合回路後でカソード電極電力供給点前にも
可変高圧コンデンサC2が設置され、C1+C2=k
(一定)の条件を満たしている。図4は、図3を装置中
央部より横方向に切断した際の断面図である。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
The present invention is not limited by these examples. [Example 1] Plasma CVD used in Example 1
FIGS. 3 and 4 show schematic views of the apparatus. (The cathode electrode of FIG. 1 is installed in FIG. 3) This apparatus includes a configuration (the high-frequency electrode structure shown in FIG. 1) to which the phase control means of the present invention is applied, and the power supply point of the cathode electrode On the other side, a variable high-voltage capacitor C1 is grounded via a variable high-voltage capacitor C1, and a variable high-voltage capacitor C2 is also provided after the matching circuit and before the cathode electrode power supply point, and C1 + C2 = k
(Constant) conditions are satisfied. FIG. 4 is a cross-sectional view when FIG. 3 is cut in a lateral direction from a central portion of the apparatus.
【0035】本実施例においては、高周波電源(10
5)として周波数13.56MHz〜650MHzの電
源を使用した。高周波電極102は、単純棒状のものを
用いている。本実施例では、直径108mm、長さ35
8mm、厚さ5mmのAl製円筒状の被成膜基体を反応
容器100内に設置して基体は回転させながら成膜し
た。アルミナセラミックス製の誘電体部材109は内径
約180mm、長さ500mmの円筒形のもので、薄い
ところの厚さ5mm、電極と接する部分の肉厚10mm
のものを用いた。高周波電極(102)は、Al製の径
30mm、長さ450mm、のものを6本用いた。膜質
の評価用として、電気特性評を価用するためのCr製の
250μmギャップの櫛形電極を蒸着したコーニング#
7059ガラス基板を電気特性評価基板として円筒状被
成膜基体表面上の軸方向の長さ358mmに亘って設置
し、以下の手順で成膜した。In this embodiment, the high-frequency power source (10
As 5), a power supply having a frequency of 13.56 MHz to 650 MHz was used. The high-frequency electrode 102 has a simple rod shape. In this embodiment, the diameter is 108 mm and the length is 35
An Al-made cylindrical deposition substrate having a thickness of 8 mm and a thickness of 5 mm was placed in the reaction vessel 100, and the substrate was deposited while rotating. The dielectric member 109 made of alumina ceramics is a cylindrical member having an inner diameter of about 180 mm and a length of 500 mm, a thickness of 5 mm at a thin portion, and a thickness of 10 mm at a portion in contact with an electrode.
Was used. As the high frequency electrode (102), six Al electrodes having a diameter of 30 mm and a length of 450 mm were used. For evaluation of film quality, a Corning # vapor-deposited with a comb-shaped electrode of 250 μm gap made of Cr for evaluation of electrical characteristics
A 7059 glass substrate was installed as an electrical property evaluation substrate over an axial length of 358 mm on the surface of a cylindrical deposition substrate, and a film was formed by the following procedure.
【0036】まず、反応容器100内を排気機構106
を作動して排気し、反応容器100内を1×10-6To
rr程度の圧力に調整した。ついで、基板加熱ヒーター
111に加熱電源(図示せず)より通電して円筒状の被
成膜基体103を約250℃の温度に加熱保持した。つ
いで以下の手順で成膜を行った。即ち、原料ガス供給手
段107からガス放出パイプを介して、SiH4ガスを
500sccmの流量で反応容器100内に導入(表
2)し、該反応容器内を10mTorr程度の圧力に調
整した。First, the inside of the reaction vessel 100 is evacuated by the exhaust mechanism 106.
Is operated to exhaust gas, and the inside of the reaction vessel 100 is 1 × 10 −6 To.
The pressure was adjusted to about rr. Then, a current was supplied to the substrate heater 111 from a heating power supply (not shown), and the cylindrical substrate 103 was heated and held at a temperature of about 250 ° C. Then, a film was formed in the following procedure. That is, SiH 4 gas was introduced into the reaction vessel 100 at a flow rate of 500 sccm from the raw material gas supply means 107 via a gas discharge pipe (Table 2), and the pressure in the reaction vessel was adjusted to about 10 mTorr.
【0037】こうしたところで、高周波電源105によ
り周波数13.56MHz乃至650MHzの高周波を
1.5KW発生させ、該高周波を整合回路104を介し
て6つに分割し、本発明のLC回路を介して均等に高周
波電極102に供給した。ここで高周波電源105とし
ては上述した周波数13.56MHz〜650MHzの
範囲の周波数が与えられるよう、所定の高周波電源を用
いた。整合回路104は、当該高周波電源の周波数に応
じて適宜調整した。かくして放電を生起されプラズマ処
理を行うことで円筒状の被成膜基体103上及び前記の
電気特性評価基板上にアモルファスシリコン膜が形成さ
れた。以上のようにして形成したアモルファスシリコン
膜の膜質および膜質分布、並びに堆積速度分布および堆
積速度分布を以下の方法で評価した。膜質及び膜質分布
は電気特性評価基板の上端から下端までに亘って約20
mmおきの18箇所の位置で明/暗導電率比((光導電
率σp)/(暗導電率σd)を測定することにより評価
した。ここでは、光導電率σpは、1mW/cm2の強
度のHe−Neレーザー(波長632.8nm)の照射
時の導電率により評価している。In such a case, a high frequency power of 13.56 MHz to 650 MHz is generated by the high frequency power supply 105 at 1.5 kW, and the high frequency is divided into six by the matching circuit 104 and is uniformly divided by the LC circuit of the present invention. The high-frequency electrode 102 was supplied. Here, as the high-frequency power supply 105, a predetermined high-frequency power supply was used so that the above-mentioned frequency in the range of 13.56 MHz to 650 MHz was given. The matching circuit 104 was appropriately adjusted according to the frequency of the high-frequency power supply. Thus, an electric discharge was generated and plasma treatment was performed, so that an amorphous silicon film was formed on the cylindrical substrate 103 and the above-described substrate for evaluating electrical characteristics. The film quality and film quality distribution, the deposition rate distribution, and the deposition rate distribution of the amorphous silicon film formed as described above were evaluated by the following methods. The film quality and the film quality distribution are about 20 from the upper end to the lower end of the electrical characteristic evaluation substrate.
The evaluation was performed by measuring the light / dark conductivity ratio ((photoconductivity σp) / (dark conductivity σd) at 18 positions every mm. Here, the photoconductivity σp was 1 mW / cm 2 . The evaluation is made based on the conductivity at the time of irradiation with a high intensity He-Ne laser (wavelength 632.8 nm).
【0038】本発明者らのこれまでの電子写真感光体作
製からの知見によると、上記の方法による明/暗導電率
比が103以上の品質の堆積膜を得られる条件を基に最
適化して作製した電子写真感光体において実用に値する
画像が得られる。しかし、近年の画像の高コントラスト
化により、上述の明/暗導電率比が104以上のものが
必須になってきており、更に近い将来105以上の明/
暗導電率比が求められることが予想される。このような
観点から、本実施例で得られた結果をもとにして、明/
暗導電率比の値を下記の基準で評価した。 ◎:明/暗導電率比が105以上であり、非常に優れた
膜特性である。 ○:明/暗導電率比が104以上であり、良好な膜特性
である。 △:明/暗導電率比が103以上であり、実用上問題な
し。 ×:明/暗導電率比が103未満であり、実用に適さな
い。According to the findings of the present inventors from the production of electrophotographic photosensitive members, optimization based on the conditions for obtaining a deposited film having a light / dark conductivity ratio of 10 3 or more according to the above-described method was carried out. An image worthy of practical use is obtained in the electrophotographic photoreceptor produced in this manner. However, the high contrast of the recent image, the bright / dark conductivity ratio described above have become essential ones 10 4 or more, further the near future 10 5 or more light /
It is expected that a dark conductivity ratio will be required. From such a point of view, based on the results obtained in this example,
The value of the dark conductivity ratio was evaluated according to the following criteria. :: The light / dark conductivity ratio is 10 5 or more, which is a very excellent film property. :: The light / dark conductivity ratio is 10 4 or more, and the film has good film properties. Δ: The light / dark conductivity ratio is 10 3 or more, and there is no practical problem. ×: The light / dark conductivity ratio is less than 10 3, which is not suitable for practical use.
【0039】堆積速度及び堆積速度分布の評価は、a−
Si膜を形成した円筒状の被成膜基体の軸方向に亘って
上述した明/暗導電率比の測定位置と同様に約20mm
おきの18箇所について渦電流式膜厚計(Kett科学
研究所製)を使用して膜厚を測定することにより評価し
た。堆積速度は18箇所における膜厚に基づいて算出
し、得られた値の平均値を平均堆積速度とした。堆積速
度分布の評価は次のようにして行った。即ち、軸方向の
堆積速度分布については、軸方向18箇所における堆積
速度の最大値と最小値との差を求め、該差を18箇所の
平均堆積速度で割り、堆積速度分布{(最大値−最小
値)/平均値}を求め、これを軸方向の堆積速度分布と
して百分率で表した。The evaluation of the deposition rate and the distribution of the deposition rate was performed using a-
About 20 mm in the axial direction of the cylindrical substrate on which the Si film is formed, similarly to the above-described light / dark conductivity ratio measurement position.
Evaluation was made by measuring the film thickness at every 18 locations using an eddy current film thickness meter (manufactured by Kett Scientific Research Institute). The deposition rate was calculated based on the film thickness at 18 locations, and the average of the obtained values was defined as the average deposition rate. Evaluation of the deposition rate distribution was performed as follows. That is, with respect to the deposition rate distribution in the axial direction, the difference between the maximum value and the minimum value of the deposition rate at 18 locations in the axial direction is obtained, and the difference is divided by the average deposition rate at 18 locations to obtain the deposition rate distribution {(maximum value− (Minimum value) / average value}, which was expressed as a percentage as the axial deposition rate distribution.
【0040】成膜した試料の明/暗導電率比、平均堆積
速度及び堆積速度分布の評価結果を表1に示す。13.
56MHzの場合、10mTorrで放電が生起しなか
った為評価できなかった。30MHzの周波数を持つ高
周波電力により成膜したものは、全ての試料において明
/暗導電率比が1×104〜3×104の範囲にあり良好
な膜特性(○)であった。平均堆積速度は2.0nm/
sであり堆積速度分布は3.2%であった。60MHz
〜300MHzの周波数を持つ高周波電力により成膜し
たものは全ての試料において明/暗導電率比が1×10
5〜5×105であり非常に優れた膜特性(◎)であった
(表1)。平均堆積速度は4.0〜7.8nm/sであ
り、堆積速度分布は4〜5%であった。400MHz〜
600MHzの周波数を持つ高周波電力による試料にお
いては、明/暗導電率比が5×104〜8×104であり
良好な膜特性(〇)であった(表1)。平均堆積速度は
2.0〜2.8nm/sであり、堆積速度分布は6〜7
%であった。650MHzの場合は、放電が不安定生起
したり消滅したりし堆積膜の形成および評価はできなか
った。Table 1 shows the evaluation results of the light / dark conductivity ratio, average deposition rate, and deposition rate distribution of the formed sample. 13.
In the case of 56 MHz, the evaluation could not be performed because no discharge occurred at 10 mTorr. One formed by the high frequency power having a frequency of 30MHz, it light / dark conductivity ratio in all samples were good film properties in the range of 1 × 10 4 ~3 × 10 4 (○). The average deposition rate is 2.0 nm /
s and the deposition rate distribution was 3.2%. 60 MHz
Films formed by high-frequency power having a frequency of 300 MHz have a light / dark conductivity ratio of 1 × 10 in all samples.
It was 5 to 5 × 10 5 , which was very excellent film characteristics (◎) (Table 1). The average deposition rate was 4.0-7.8 nm / s, and the deposition rate distribution was 4-5%. 400MHz ~
In the sample using high-frequency power having a frequency of 600 MHz, the light / dark conductivity ratio was 5 × 10 4 to 8 × 10 4 , indicating good film characteristics (〇) (Table 1). The average deposition rate is 2.0-2.8 nm / s, and the deposition rate distribution is 6-7.
%Met. In the case of 650 MHz, the discharge occurred unstablely or disappeared, and the formation and evaluation of the deposited film could not be performed.
【0041】このように本実施例においては、30MH
z乃至600MHzの放電周波数条件で、明/暗導電率
比、平均堆積速度分布共に良好なアモルファスシリコン
膜が得られており、60MHz乃至300MHzにおい
ては特に優れたアモルファスシリコン膜が得られた。本
実施例における装置および処理法を用いて得られたそれ
ぞれの膜は、部分的にa−Si膜の膜質を測定したとこ
ろ、膜質は電子写真用感光体デバイスや画像入力用ライ
ンセンサー等の実用に十分耐え得るものであった。以上
のように放電周波数をVHF帯にすることで成膜速度が
上昇し、生産効率が良くなること、および膜質も、電子
写真感光体として十分耐え得る堆積膜を形成することが
可能となった。As described above, in this embodiment, 30 MH
Under the discharge frequency conditions of z to 600 MHz, an amorphous silicon film having a good light / dark conductivity ratio and an average deposition rate distribution was obtained, and an especially excellent amorphous silicon film was obtained at a frequency of 60 MHz to 300 MHz. Each film obtained by using the apparatus and the processing method in this embodiment was partially measured for the film quality of the a-Si film, and the film quality was found to be a practical value such as an electrophotographic photosensitive member device or an image input line sensor. Was tolerable enough. As described above, by setting the discharge frequency to the VHF band, the film forming rate is increased, the production efficiency is improved, and the deposited film can be formed into a deposited film that can withstand the electrophotographic photoreceptor sufficiently. .
【0042】さらに、整合回路内のチューンの可変高圧
真空コンデンサのカソード側で電力分割点前に可変真空
高圧コンデンサ(C3)を設置し、その可変高圧真空コ
ンデンサC3を介して電気的にアース電位に落としてお
り、また、前記チューンの真空高圧可変コンデンサ後で
あり、電力分割点とカソード電極電力給電点前の間に可
変真空高圧コンデンサ(C4)が設置されており、C3
+C4=k(一定)となるように、それぞれのコンデン
サの容量値を制御し、カソードに印加される高周波電力
の位相を制御しながら堆積膜を形成する図10のカソー
ド電極構造を用いても、ほぼ同様の結果を示した。Further, a variable vacuum high voltage capacitor (C3) is installed on the cathode side of the tune variable high voltage vacuum capacitor in the matching circuit before the power dividing point, and is electrically connected to the ground potential via the variable high voltage vacuum capacitor C3. A variable vacuum high-voltage capacitor (C4) is installed between the power split point and the cathode electrode power supply point, after the vacuum high-voltage variable capacitor of the tune, and C3
+ C4 = k (constant) by controlling the capacitance value of each capacitor and forming the deposited film while controlling the phase of the high-frequency power applied to the cathode. Almost similar results were obtained.
【0043】[0043]
【表1】 [Table 1]
【0044】[0044]
【表2】 [実施例2]図8および図9に示した複数本の被処理基
体103を有し、且つ同一電源105より高周波電力を
分割して供給する複数本のカソード電極102を有し、
カソード電極102が誘電体で構成された反応容器10
0の外部に設置され、カソード電極の外周にアースシー
ルド101が設置されているプラズマ処理装置におい
て、図1に示した回路を用い、周波数100MHzの高
周波電源105を用い、実施例1の表2の条件によりプ
ラズマを生起させ、実施例1と同様に被処理基体上に設
置された#7059基板上にa−Si膜を堆積させた。[Table 2] [Embodiment 2] It has a plurality of substrates 103 shown in FIGS. 8 and 9, and has a plurality of cathode electrodes 102 which separately supply high-frequency power from the same power supply 105.
Reaction vessel 10 in which cathode electrode 102 is made of a dielectric
0, and a high frequency power supply 105 having a frequency of 100 MHz using a circuit shown in FIG. 1 in a plasma processing apparatus in which an earth shield 101 is installed around the cathode electrode. Plasma was generated depending on the conditions, and an a-Si film was deposited on the # 7059 substrate provided on the substrate to be processed in the same manner as in Example 1.
【0045】上記装置を用いて堆積させた堆積膜を実施
例1の評価法を用い評価したところ、平均堆積速度は
3.5nm/sであり堆積速度分布は5.7%であっ
た。また、膜質も表1に示したように、8×104〜5
×105の範囲にあり、均一性がよく、高品質な堆積膜
を形成できた。堆積膜の膜厚も膜質も実際の電子写真プ
ロセスに十分耐えうる性能をもった堆積膜が形成でき
た。上記のように、カソード電極上に伝搬される高周波
電力の位相を制御しながら供給することで、均一性のよ
い堆積膜を形成できる。When the deposited film deposited using the above apparatus was evaluated using the evaluation method of Example 1, the average deposition rate was 3.5 nm / s and the distribution of the deposition rate was 5.7%. Also, as shown in Table 1, the film quality was 8 × 10 4 to 5
It was in the range of × 10 5 , and a high-quality deposited film having good uniformity was formed. It was possible to form a deposited film having a sufficient film thickness and film quality to withstand the actual electrophotographic process. As described above, by supplying the high-frequency power propagated on the cathode electrode while controlling the phase, a deposition film with good uniformity can be formed.
【0046】[実施例3]図11に示した反応容器10
0が誘電体で構成され、その反応容器100の周囲に複
数本のカソード電極102が配置されており、同一電源
105より高周波電力を整合回路後に分割して供給し、
また、別電源105’より反応容器100の中央位置に
設置されたカソード電極には、アルミナカバーが設置さ
れ、且つ、中央位置のカソード電極および周囲に設置さ
れたカソード電極には図1に示した位相制御回路がそれ
ぞれ設置しており、前記高周波電源105および10
5’より発せられた高周波電力によりプラズマを生起さ
れ、反応容器内に同心円状に設置された、被成膜処理基
体にプラズマ処理を及ぼすプラズマ処理装置において、
アルミニウム製の電子写真感光体を表3の条件で、位相
制御回路を有し、カソード電極6本が同一円周上に配列
した図11の装置にて6本のAl製の円筒状基体上に、
電界注入阻止層、光導電層、表面層の順で成膜させた。Example 3 The reaction vessel 10 shown in FIG.
0 is made of a dielectric material, a plurality of cathode electrodes 102 are arranged around the reaction vessel 100, and high-frequency power is divided and supplied from the same power supply 105 after the matching circuit,
Further, an alumina cover is installed on the cathode electrode installed at the center position of the reaction vessel 100 from the separate power source 105 ', and the cathode electrode at the center position and the cathode electrodes installed around the center are shown in FIG. A phase control circuit is provided for each of the high-frequency power supplies 105 and 10
Plasma is generated by high-frequency power generated from 5 ′, and is provided concentrically in a reaction vessel and performs plasma processing on a substrate to be film-formed.
An electrophotographic photosensitive member made of aluminum was provided with a phase control circuit under the conditions shown in Table 3, and was mounted on six aluminum cylindrical substrates using the apparatus shown in FIG. 11 in which six cathode electrodes were arranged on the same circumference. ,
An electric field injection blocking layer, a photoconductive layer, and a surface layer were formed in this order.
【0047】この結果、画像欠陥・濃度、帯電能につい
て以下の様に評価した。 (帯電能)電子写真用光受容部材を実験装置に設置し、
帯電器に+6kVの高電圧を印加しコロナ帯電を行な
い、表面電位計により電子写真用光受容部材の暗部表面
電位を測定する。測定された値を膜厚で割ることにより
ノーマライズし、膜厚の影響を除いた。又、膜厚の厚い
位置/薄い位置それぞれについて評価を行った。 (画像特性)キヤノン製複写機NP−6650に設置し
画像を出し、ハーフトーン画像にて評価した。それぞれ
6本のAl製の円筒状基体に成膜させた電子写真感光体
としての特性を満足するものであり、いずれの電子写真
感光体も優れた結果を示した。As a result, the image defect / density and charging ability were evaluated as follows. (Charging ability) The photoreceptor for electrophotography was installed in the experimental device,
A high voltage of +6 kV is applied to the charger to perform corona charging, and the surface potential of the dark portion of the electrophotographic light-receiving member is measured by a surface electrometer. Normalization was performed by dividing the measured value by the film thickness, and the influence of the film thickness was removed. In addition, evaluation was performed for each of a thick position and a thin position. (Image Characteristics) The image was set on a Canon copier NP-6650, and an image was taken out. Each of the six electrophotographic photoconductors satisfies the characteristics as electrophotographic photoconductors formed on six Al-made cylindrical substrates, and all electrophotographic photoconductors showed excellent results.
【0048】[0048]
【表3】 [実施例4]図9に示した複数本の被処理基体を有し、
且つ同一電源より高周波電力を分割して供給する複数本
のカソード電極および別電源より高周波電力を供給する
カソード電極を有するプラズマ処理装置において、図1
0に示した回路を用い、実施例2と同様に位相を制御し
ながら周波数100MHzの高周波電源105を用い、
実施例1の表1の条件によりプラズマを生起させ、実施
例1と同様に被処理基体上に設置された#7059基板
上にa−Si膜を堆積させた。上記装置を用いて堆積さ
せた堆積膜を実施例1の評価法を用い評価したところ、
平均堆積速度は3.8nm/sであり堆積速度分布は
6.6%であった。また、実施例2と同様に膜質も4×
104〜2×105の範囲にあり、均一性がよく、高品質
な堆積膜を形成できた。堆積膜の膜厚も膜質も実際の電
子写真プロセスに十分耐えうる性能をもった堆積膜が形
成できた。上記のように、カソード電極上に伝搬される
高周波電力の位相を制御しながら供給することで、均一
性のよい堆積膜を形成できる。[Table 3] [Embodiment 4] Having a plurality of substrates to be processed shown in FIG.
In a plasma processing apparatus having a plurality of cathode electrodes for supplying high frequency power by dividing the same power source and a cathode electrode for supplying high frequency power from another power source, FIG.
0, using a high-frequency power supply 105 having a frequency of 100 MHz while controlling the phase in the same manner as in the second embodiment.
Plasma was generated under the conditions shown in Table 1 of Example 1, and an a-Si film was deposited on the # 7059 substrate provided on the substrate to be processed in the same manner as in Example 1. When the deposited film deposited using the above apparatus was evaluated using the evaluation method of Example 1,
The average deposition rate was 3.8 nm / s, and the deposition rate distribution was 6.6%. Also, the film quality was 4 × as in Example 2.
It was in the range of 10 4 to 2 × 10 5 , and the uniformity was good and a high-quality deposited film could be formed. It was possible to form a deposited film having a sufficient film thickness and film quality to withstand the actual electrophotographic process. As described above, by supplying the high-frequency power propagated on the cathode electrode while controlling the phase, a deposition film with good uniformity can be formed.
【0049】[実施例5]実施例1と同様で図3および
図4に示したカソード電極が反応容器内に設置されてい
る装置にて本発明の実施例1で用いた図1の位相制御回
路113を使用し、被処理基体上に設置された#705
9基板上にa−Si膜を堆積させた。尚、カソード電極
にはアルミナ部材でできた電極カバーをかぶせてある。
上記装置を用いて堆積させた堆積膜を実施例1の評価法
を用い評価したところ、平均堆積速度は2.7nm/s
であり堆積速度分布は5.5%であった。また、膜質も
表1に示したように、4×104〜2×105の範囲にあ
り、均一性がよく、高品質な堆積膜を形成できた。堆積
膜の膜厚も膜質も実際の電子写真プロセスに十分耐えう
る性能をもった堆積膜が形成できた。上記のように、カ
ソード電極が反応容器内にあってもカソード電極上に伝
搬される高周波電力の位相を制御しながら供給すること
で、均一性のよい堆積膜を形成できる。[Embodiment 5] Similar to Embodiment 1, the phase control of FIG. 1 used in Embodiment 1 of the present invention in an apparatus in which the cathode electrode shown in FIG. 3 and FIG. # 705 placed on the substrate to be processed using the circuit 113
An a-Si film was deposited on 9 substrates. The cathode electrode is covered with an electrode cover made of an alumina member.
When the deposited film deposited using the above apparatus was evaluated using the evaluation method of Example 1, the average deposition rate was 2.7 nm / s.
And the deposition rate distribution was 5.5%. Further, as shown in Table 1, the film quality was in the range of 4 × 10 4 to 2 × 10 5 , and a highly uniform and high-quality deposited film could be formed. It was possible to form a deposited film having a sufficient film thickness and film quality to withstand the actual electrophotographic process. As described above, even when the cathode electrode is in the reaction vessel, a high uniformity of the deposited film can be formed by supplying the high-frequency power transmitted on the cathode electrode while controlling the phase thereof.
【0050】[実施例6]電子写真感光体を表3の条件
で、実施例1と同様の位相制御回路113を有し、カソ
ード電極6本が同一円周上に配列した図4の装置にて6
本のAl製の円筒状基体上に、電界注入阻止層、光導電
層、表面層の順で成膜させた。この結果、画像欠陥・濃
度、帯電能について以下の様に評価した。 (帯電能)電子写真用光受容部材を実験装置に設置し、
帯電器に+6kVの高電圧を印加しコロナ帯電を行な
い、表面電位計により電子写真用光受容部材の暗部表面
電位を測定する。測定された値を膜厚で割ることにより
ノーマライズし、膜厚の影響を除いた。又、膜厚の厚い
位置/薄い位置それぞれについて評価を行った。 (画像特性)キヤノン製複写機NP−6650に設置し
画像を出し、ハーフトーン画像にて評価。それぞれ6本
のAl製の円筒状基体に成膜させた電子写真感光体とし
ての特性を満足するものであり、いずれの電子写真感光
体も優れた結果を示した。[Embodiment 6] An electrophotographic photoreceptor having the same phase control circuit 113 as in Embodiment 1 under the conditions shown in Table 3 and an apparatus shown in FIG. 4 in which six cathode electrodes are arranged on the same circumference. 6
An electric field injection blocking layer, a photoconductive layer, and a surface layer were formed in this order on a cylindrical substrate made of Al. As a result, the image defect / density and charging ability were evaluated as follows. (Charging ability) The photoreceptor for electrophotography was installed in the experimental device,
A high voltage of +6 kV is applied to the charger to perform corona charging, and the surface potential of the dark portion of the electrophotographic light-receiving member is measured by a surface electrometer. Normalization was performed by dividing the measured value by the film thickness, and the influence of the film thickness was removed. In addition, evaluation was performed for each of a thick position and a thin position. (Image characteristics) Installed in a Canon NP-6650 copier, output images, and evaluated with halftone images. Each of the six electrophotographic photoconductors satisfies the characteristics as electrophotographic photoconductors formed on six Al-made cylindrical substrates, and all electrophotographic photoconductors showed excellent results.
【0051】[実施例7]図6に示した平行平板型であ
り図1に示した位相制御回路113が組み込まれた装置
において、縦400mm、横400mm、厚さ1mmの
#7059ガラス製の平板状基体を反応容器に配置して
成膜を行った。図6のカソード電極は3本の高周波電極
を反応容器に配置した。高周波電源の周波数は150M
Hzのものを用い、表1に示す成膜条件で平板状基体上
にアモルファスシリコン膜を形成し、以下の手順で堆積
速度及び堆速度分布を評価した。実施例1で用いた膜厚
測定器を使用して膜厚を測定し各測定箇所における堆積
速度を算出し、得られた値の平均値を平均堆積速度とし
た。得られた平均堆積速度は6.4nm/sであった。
堆積速度分布は、堆積速度の最大値と最小値との差を求
め、該差を平均堆積速度で割り堆積速度分布として10
0分率で表した。得られた堆積速度分布は6.2%であ
り、電子写真感光体デバイスおよび画像入力用ラインセ
ンサ等に十分耐え得るものであった。[Embodiment 7] A flat plate made of # 7059 glass having a length of 400 mm, a width of 400 mm, and a thickness of 1 mm in the parallel plate type shown in FIG. 6 and incorporating the phase control circuit 113 shown in FIG. The substrate was placed in a reaction vessel to form a film. In the cathode electrode of FIG. 6, three high-frequency electrodes were arranged in a reaction vessel. The frequency of the high frequency power supply is 150M
Hz, an amorphous silicon film was formed on the flat substrate under the film forming conditions shown in Table 1, and the deposition rate and the deposition rate distribution were evaluated by the following procedure. The film thickness was measured using the film thickness measuring device used in Example 1, the deposition rate at each measurement location was calculated, and the average of the obtained values was defined as the average deposition rate. The average deposition rate obtained was 6.4 nm / s.
The deposition rate distribution is obtained by calculating the difference between the maximum value and the minimum value of the deposition rate, dividing the difference by the average deposition rate, and calculating the deposition rate distribution as 10
Expressed as 0 fraction. The obtained deposition rate distribution was 6.2%, which was enough to withstand an electrophotographic photosensitive member device, an image input line sensor, and the like.
【0052】[実施例8]実施例7に示した平行平板型
位相制御可能な装置を用い、図5のステンレス製のシー
ト状基体114を反応容器に配置して巻き取りロールに
巻き取りながら成膜を行った。高周波電極の構成は図1
に示した高周波電極に、厚み5mmのアルミナセラミッ
クス製の誘電体カバーを覆ったものを用い、3本の高周
波電極を反応容器に配置した。高周波電源の周波数は1
50MHzのものを用い、表3に示す成膜条件でシート
状基体上にアモルファスシリコン膜を形成し、長さ50
0mmのシート状基体を切り出して実施例7と同様の手
順で堆積速度及び堆速度分布を評価した。得られた平均
堆積速度は4nm/sであり、堆積速度分布は10%で
あり従来例に比べ高周波電極に伝搬される高周波電力の
位相を制御することで格段に堆積速度が速くなり、均一
性が増し、生産性が良くなるばかりでなく均一性も格段
に良くなった。また、図10に示す回路を用いても十分
な性能を持つアモルファスシリコン膜が均一性よく堆積
された。[Embodiment 8] Using the parallel-plate type phase-controllable apparatus shown in Embodiment 7, the stainless steel sheet-like substrate 114 of FIG. 5 was placed in a reaction vessel and wound up on a take-up roll. The membrane was made. Figure 1 shows the structure of the high-frequency electrode.
Were covered with a 5 mm-thick alumina ceramic dielectric cover, and three high-frequency electrodes were arranged in a reaction vessel. The frequency of the high frequency power supply is 1
An amorphous silicon film was formed on a sheet-like substrate under the film forming conditions shown in Table 3 using a 50 MHz frequency band, and had a length of 50 nm.
A 0-mm sheet-like substrate was cut out, and the deposition rate and the deposition velocity distribution were evaluated in the same procedure as in Example 7. The obtained average deposition rate was 4 nm / s, and the deposition rate distribution was 10%. By controlling the phase of the high-frequency power transmitted to the high-frequency electrode, the deposition rate was significantly increased as compared with the conventional example, and the uniformity was improved. And not only the productivity was improved, but also the uniformity was significantly improved. Further, even when the circuit shown in FIG. 10 was used, an amorphous silicon film having sufficient performance was deposited with good uniformity.
【0053】[0053]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明にれば、
従来のプラズマプロセスでは達成できなかった処理速度
で比較的大面積の基体を均一に安定したプラズマで処理
することが可能なプラズマ処理装置およびプラズマ処理
方法を実現することができる。As described above, according to the present invention,
A plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of uniformly processing a substrate having a relatively large area with a stable plasma at a processing speed that cannot be achieved by a conventional plasma process can be realized.
【図1】本発明の実施例に用いた位相制御回路を有する
カソード電極の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a cathode electrode having a phase control circuit used in an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例に用いた円筒状位相制御回路入
りカソード電極を有するプラズマCVD装置の一例を示
す模式図である。FIG. 2 is a schematic view showing an example of a plasma CVD apparatus having a cathode electrode with a cylindrical phase control circuit used in an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例に用いた被成膜処理基体を複数
本有し、円筒状位相制御回路入りカソード電極を有する
プラズマCVD装置の一例を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a plasma CVD apparatus having a plurality of film-forming substrates used in an example of the present invention and having a cathode electrode with a cylindrical phase control circuit.
【図4】図3の横断面を示すプラズマCVD装置の一例
を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic view showing an example of a plasma CVD apparatus showing a cross section of FIG.
【図5】本発明の実施例に用いたロール状の被成膜処理
基体の模式図である。FIG. 5 is a schematic view of a roll-shaped substrate to be subjected to film formation used in an example of the present invention.
【図6】本発明の実施例に用いた位相制御機構を有する
平行平板型のプラズマCVD装置の構成を示す図であ
る。FIG. 6 is a view showing a configuration of a parallel plate type plasma CVD apparatus having a phase control mechanism used in an embodiment of the present invention.
【図7】本発明の実施例に用いた位相制御機構を有し、
カソード電極が反応容器外にあるプラズマCVD装置の
横断面を示す模式図である。FIG. 7 has a phase control mechanism used in the embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a schematic view showing a cross section of a plasma CVD apparatus in which a cathode electrode is outside a reaction vessel.
【図8】本発明の実施例に用いた位相制御機構を有し、
カソード電極が反応容器外にあるプラズマCVD装置の
縦断面を示す模式図である。FIG. 8 has a phase control mechanism used in the embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a schematic diagram showing a vertical cross section of a plasma CVD apparatus in which a cathode electrode is outside a reaction vessel.
【図9】本発明の実施例に用いた位相制御回路を有し、
6本のカソード電極が反応容器外にあるプラズマCVD
装置の横断面を示す模式図である。FIG. 9 includes a phase control circuit used in the embodiment of the present invention,
Plasma CVD with six cathodes outside the reactor
It is a schematic diagram which shows the cross section of an apparatus.
【図10】本発明の実施例に用いた別の形態の位相制御
回路の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a phase control circuit of another embodiment used in the embodiment of the present invention.
【図11】本発明の実施例に用いた被成膜処理基体を複
数本有し、円筒状位相制御回路入りカソード電極を有す
る別の形態のプラズマCVD装置の一例を示す模式図で
ある。FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of another embodiment of a plasma CVD apparatus having a plurality of film-forming substrates used in an example of the present invention and having a cathode electrode with a cylindrical phase control circuit.
【図12】従来の平行平板型のプラズマCVD装置であ
る。FIG. 12 shows a conventional parallel plate type plasma CVD apparatus.
【図13】特開昭60−186849号公報のプラズマ
CVD装置の縦および横断面を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic view showing a vertical and a horizontal section of a plasma CVD apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-186849.
100:反応容器 101:アースシールド 102:カソード電極 103:被成膜基体 104:整合回路 105:高周波電源 106:真空排気手段 107:ガス供給手段 108:モーター 109:誘電体部材 110:原料ガス供給管 111:加熱ヒータ 112:基体ホルダー 113:位相制御回路 114:シート状被成膜基体 C1、C2、C3、C4:高圧可変コンデンサー 100: Reaction vessel 101: Earth shield 102: Cathode electrode 103: Deposition substrate 104: Matching circuit 105: High frequency power supply 106: Vacuum exhaust means 107: Gas supply means 108: Motor 109: Dielectric member 110: Source gas supply pipe 111: Heater 112: Substrate holder 113: Phase control circuit 114: Sheet-shaped substrate for film formation C1, C2, C3, C4: High-voltage variable condenser
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G075 AA29 AA30 AA42 AA61 BC04 BD14 CA02 CA05 CA13 CA15 CA25 CA62 CA65 DA02 DA18 EA01 EA05 EB01 EB41 EC06 EC21 ED01 EE04 EE36 FB02 FB04 FC10 FC15 4K030 AA06 AA20 BA30 CA02 CA16 FA01 FA03 GA07 JA03 JA16 JA18 JA19 JA20 KA04 KA15 KA18 KA24 KA39 KA41 LA17 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4G075 AA29 AA30 AA42 AA61 BC04 BD14 CA02 CA05 CA13 CA15 CA25 CA62 CA65 DA02 DA18 EA01 EA05 EB01 EB41 EC06 EC21 ED01 EE04 EE36 FB02 FB04 FC10 FC15 4K030 AA02 GA16 FA30 FA01 JA03 JA16 JA18 JA19 JA20 KA04 KA15 KA18 KA24 KA39 KA41 LA17
Claims (40)
ズマCVDの原料ガスを供給する原料ガス供給手段、該
反応容器内に配された基体保持手段、および該基体保持
手段に保持される被成膜処理基体を対向電極とする複数
のカソード電極を有し、該複数のカソード電極に整合回
路を介して分割して高周波電源より高周波電力を印加
し、該複数のカソード電極と該被成膜処理基体との間に
プラズマを発生させ、該被成膜処理基体上に堆積膜を形
成するプラズマ処理装置であって、 前記複数のカソード電極に印加する高周波電力の位相を
制御する位相制御手段を有し、該位相制御手段によって
前記複数のカソード電極のそれぞれに伝搬される高周波
電力の位相を制御して均一なプラズマを形成し、プラズ
マ処理することを特徴とするプラズマ処理装置。1. A reaction vessel capable of reducing pressure, a raw material gas supply means for supplying a raw material gas for plasma CVD into the reaction vessel, a substrate holding means disposed in the reaction container, and a substrate held by the substrate holding means. A plurality of cathode electrodes having a film-forming substrate as a counter electrode are provided. The plurality of cathode electrodes are divided through a matching circuit, and high-frequency power is applied from a high-frequency power supply to the plurality of cathode electrodes. What is claimed is: 1. A plasma processing apparatus for generating plasma between a film processing substrate and forming a deposited film on the film forming substrate, comprising: a phase control unit configured to control a phase of a high frequency power applied to the plurality of cathode electrodes. Wherein the phase control means controls the phase of the high-frequency power transmitted to each of the plurality of cathode electrodes to form uniform plasma and performs plasma processing. Equipment.
高周波電力給電点の反対側を高圧可変コンデンサ(C
1)を介して接地させる共に、他方の高周波電力給電点
側にも、前記整合回路後で且つ前記高周波電源より供給
される電力分割点以後で前記各カソード電極に対する給
電点前に、高圧可変コンデンサ(C2)を設け、 両コンデンサの容量の総和量(C1+C2=k)が一定
となるように、それぞれのコンデンサ(C1、C2)の
容量値を制御し、前記各カソード電極に印加される高周
波電力の位相を制御する構成を有することを特徴とする
請求項1に記載のプラズマ処理装置。2. A high-voltage variable capacitor (C), comprising:
1), and the other high-frequency power supply point is also connected to the other high-frequency power supply point after the matching circuit and after the power division point supplied from the high-frequency power supply and before the power supply point for each of the cathode electrodes. (C2) is provided, and the capacitance values of the respective capacitors (C1, C2) are controlled so that the total amount (C1 + C2 = k) of the capacitances of the two capacitors is constant. 2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the plasma processing apparatus has a configuration for controlling the phase.
コンデンサの容量の総和量(C1+C2=k)の±30
%以内の範囲となるように制御する構成を有することを
特徴とする請求項2に記載プラズマ処理装置。3. The phase control means according to claim 1, wherein said capacitance value is ± 30 of a total amount of the capacitances of said two capacitors (C1 + C2 = k).
3. The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein the plasma processing apparatus is configured to perform control so as to be within the range of%.
ンサ(C1)と前記接地させた接地部までのリアクタン
ス、および前記給電点と反対側の該接地部までのリアク
タンスが、該接地部までの線路の距離、またはコンデン
サの静電容量により調節する構成を有することを特徴と
する請求項2または請求項3に記載のプラズマ処理装
置。4. The phase control means according to claim 1, wherein a reactance between the high-voltage variable capacitor (C1) and the grounded ground portion, and a reactance between the high-voltage variable capacitor (C1) and the ground portion on the side opposite to the power feeding point are adjusted to the ground portion. The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein the plasma processing apparatus has a configuration in which the distance is adjusted by a distance of a line or a capacitance of a capacitor.
ンサ(C2)と前記カソード電極の間のリアクタンス
が、高圧可変コンデンサとカソード電極までの距離また
はコンデンサの静電容量により調節する構成を有するこ
とを特徴とする請求項2または請求項3に記載のプラズ
マ処理装置。5. The phase control means has a structure in which the reactance between the high voltage variable capacitor (C2) and the cathode electrode is adjusted by the distance between the high voltage variable capacitor and the cathode electrode or the capacitance of the capacitor. The plasma processing apparatus according to claim 2 or 3, wherein:
ューンの高圧可変コンデンサのカソード側で前記高周波
電源より供給される電力分割点前に高圧可変コンデンサ
(C3)を設置し、該高圧可変コンデンサ(C3)を介
して接地させると共に、前記チューンの高圧可変コンデ
ンサ後であり、前記電力分割点と前記各カソード電極に
対する給電点前の間に高圧可変コンデンサ(C4)を設
け、 両コンデンサの総和量(C3+C4=k)が一定となる
ように、それぞれのコンデンサ(C3、C4)の容量値
を制御し、前記各カソード電極に印加される高周波電力
の位相を制御する構成を有することを特徴とする請求項
1に記載のプラズマ処理装置。6. The high-voltage variable capacitor (C3) is disposed on the cathode side of the tuned high-voltage variable capacitor in the matching circuit and before a power dividing point supplied from the high-frequency power supply. A high-voltage variable capacitor (C4) is provided between the power split point and the power supply point for each of the cathode electrodes, after being grounded via a capacitor (C3), and after the high-voltage variable capacitor of the tune, It is characterized in that the capacitance (C3, C4) is controlled so that the amount (C3 + C4 = k) is constant, and the phase of the high-frequency power applied to each cathode electrode is controlled. The plasma processing apparatus according to claim 1.
コンデンサの容量の総和量(C3+C4=k)の±30
%以内の範囲となるように制御する構成を有することを
特徴とする請求項6に記載のプラズマ処理装置。7. The phase control means according to claim 1, wherein said capacitance value is ± 30 of a total amount (C3 + C4 = k) of capacitances of said two capacitors.
The plasma processing apparatus according to claim 6, wherein the plasma processing apparatus has a configuration for controlling so as to be within the range of%.
ンサ(C3)および前記高圧可変コンデンサ(C4)と
前記接地させた接地部までのリアクタンス、および給電
点と反対側の該接地部までのリアクタンスが、該接地部
までの線路の距離、またはコンデンサの静電容量により
調節する構成を有することを特徴とする請求項6または
請求項7に記載のプラズマ処理装置。8. The reactance between the high-voltage variable capacitor (C3) and the high-voltage variable capacitor (C4) and the grounded portion, and the reactance to the grounded portion on the side opposite to the feeding point. 8. The plasma processing apparatus according to claim 6, wherein the apparatus has a configuration in which the distance is adjusted by a distance of the line to the ground portion or a capacitance of a capacitor.
電源から高周波電力を分割して印加することを特徴とす
る請求項1〜8のいずれか1項に記載のプラズマ処理装
置。9. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein high-frequency power from the same high-frequency power source is divided and applied to said plurality of cathode electrodes.
0MHzの範囲の高周波を発振する高周波電源であるこ
とを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のプ
ラズマ処理装置。10. The high frequency power supply has a frequency of 30 to 60.
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the plasma processing apparatus is a high-frequency power supply that oscillates a high frequency in a range of 0 MHz.
覆われていることを特徴とする請求項1〜請求項10の
いずれか1項に記載のプラズマ処理装置。11. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a surface of each of the cathode electrodes is covered with a dielectric.
電極であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか
1項に記載のプラズマ処理装置。12. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein said cathode electrode is a cylindrical cathode electrode.
とを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の
プラズマ処理装置。13. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the substrate to be processed is a cylindrical substrate.
されるように構成されていることを特徴とする請求項1
〜13のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。14. The apparatus according to claim 1, wherein a plurality of said substrates to be processed are arranged on concentric circles.
14. The plasma processing apparatus according to any one of items 13 to 13.
れており、誘電体部材の外部大気側に前記カソード電極
が配されていることを特徴とする請求項1〜14のいず
れか1項に記載のプラズマ処理装置。15. The reaction vessel according to claim 1, wherein the reaction vessel is formed of a dielectric member, and the cathode electrode is disposed on the outside air side of the dielectric member. Item 6. The plasma processing apparatus according to Item 1.
状基体の表面上に堆積膜を形成することを特徴とする請
求項1〜15のいずれか1項に記載のプラズマ処理装
置。16. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a deposited film is formed on a surface of the cylindrical substrate while rotating the cylindrical substrate.
置されており、該複数の被処理基体の外側の同心円上
に、前記複数のカソード電極が該被処理基体間と等距離
で配置され、該複数のカソード電極に同一電源より高周
波電力を分割して供給されるように構成されていること
を特徴とする請求項1〜16のいずれか1項に記載のプ
ラズマ処理装置。17. The plurality of substrates to be processed are arranged on the same circumference, and the plurality of cathode electrodes are disposed on a concentric circle outside the plurality of substrates to be processed at an equal distance from the substrates to be processed. 17. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the plurality of cathode electrodes are arranged so that high-frequency power is divided and supplied from the same power supply to the plurality of cathode electrodes.
置されており、該複数の被処理基体の外側の同心円上
に、前記複数のカソード電極が該被処理基体間と等距離
で配置され、該複数のカソード電極に同一電源より高周
波電力を分割して供給されるように構成すると共に、別
電源より電力を供給されるカソード電極が前記複数のカ
ソード電極が配置された円周の同心上に配置されている
ことを特徴とする請求項1〜16のいずれか1項に記載
のプラズマ処理装置。18. The plurality of substrates to be processed are arranged on the same circumference, and the plurality of cathode electrodes are arranged on a concentric circle outside the plurality of substrates to be processed at an equal distance from the substrates to be processed. The plurality of cathode electrodes are arranged so that high-frequency power is divided and supplied from the same power source to the plurality of cathode electrodes, and the cathode electrode supplied with power from another power source is formed around the circumference where the plurality of cathode electrodes are arranged. 17. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the plasma processing apparatus is concentrically arranged.
記被処理基体と前記複数個のカソード電極とが対向して
いることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に
記載のプラズマ処理装置。19. The substrate according to claim 1, wherein the substrate to be processed is a flat substrate, and the substrate to be processed is opposed to the plurality of cathode electrodes. Plasma processing equipment.
り送り出され、巻き取りロールにより巻き取られるシー
ト状基体であり、シート状基体に対して平行に単数また
は複数の高周波電極が配置されており、前記高周波電極
とシート状基体との間にプラズマを発生させ、該シート
状基体上に堆積膜を形成することを特徴とする請求項1
〜11のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。20. The substrate to be processed is a sheet-like substrate which is sent out from a holding roll during film formation and wound up by a take-up roll, wherein one or more high-frequency electrodes are arranged in parallel with the sheet-like substrate. 2. The method according to claim 1, wherein a plasma is generated between the high-frequency electrode and the sheet-like substrate to form a deposited film on the sheet-like substrate.
12. The plasma processing apparatus according to any one of items 11 to 11.
ラズマCVDの原料ガスを供給する原料ガス供給手段、
該反応容器内に配された基体保持手段、および該基体保
持手段に保持される被成膜処理基体を対向電極とする複
数のカソード電極を有し、該複数のカソード電極に整合
回路を介して分割して高周波電源より高周波電力を印加
し、該複数のカソード電極と該被成膜処理基体との間に
プラズマを発生させ、該被成膜処理基体上に堆積膜を形
成するプラズマ処理方法であって、 前記複数のカソード電極に印加するに際し、前記複数の
カソード電極のそれぞれに伝搬される高周波電力の位相
を制御して均一なプラズマを発生させ、前記被成膜処理
基体上に堆積膜を形成することを特徴とするプラズマ処
理方法。21. A reaction vessel capable of reducing pressure, source gas supply means for supplying a source gas for plasma CVD into the reaction vessel,
A substrate holding means disposed in the reaction vessel; and a plurality of cathode electrodes having a film-forming target substrate held by the substrate holding means as a counter electrode, and a plurality of cathode electrodes connected to the plurality of cathode electrodes via a matching circuit. In a plasma processing method, a high frequency power is applied from a high frequency power source in a divided manner, a plasma is generated between the plurality of cathode electrodes and the film formation processing substrate, and a deposition film is formed on the film formation processing substrate. When applying to the plurality of cathode electrodes, a uniform plasma is generated by controlling the phase of the high-frequency power propagated to each of the plurality of cathode electrodes, and a deposited film is formed on the deposition target substrate. A plasma processing method characterized by forming.
ード電極の高周波電力給電点の反対側を高圧可変コンデ
ンサ(C1)を介して接地させる共に、他方の高周波電
力給電点側にも、前記整合回路後で且つ前記高周波電源
より供給される電力分割点以後で前記各カソード電極に
対する給電点前に、高圧可変コンデンサ(C2)を設
け、 両コンデンサの容量の総和量(C1+C2=k)が一定
となるように、それぞれのコンデンサ(C1、C2)の
容量値を制御することによって行われることを特徴とす
る請求項21に記載のプラズマ処理方法。22. The phase control of the high-frequency power, the opposite side of the high-frequency power supply point of the cathode electrode is grounded via a high-voltage variable capacitor (C1), and the matching is performed on the other high-frequency power supply point side. A high voltage variable capacitor (C2) is provided after the circuit and before the power supply point for each of the cathode electrodes after the power dividing point supplied from the high frequency power supply, and the total amount of the capacitances of both capacitors (C1 + C2 = k) is constant. 22. The plasma processing method according to claim 21, wherein the method is performed by controlling the capacitance value of each of the capacitors (C1, C2).
記容量値が前記両コンデンサの容量の総和量(C1+C
2=k)の±30%以内の範囲となるように制御するこ
とを特徴とする請求項22に記載のプラズマ処理方法。23. In the phase control of the high frequency power, the capacitance value is a sum of the capacitances of the two capacitors (C1 + C
23. The plasma processing method according to claim 22, wherein the control is performed so as to be within a range of ± 30% of 2 = k).
記高圧可変コンデンサ(C1)と前記接地させた接地部
までのリアクタンス、および前記給電点と反対側の該接
地部までのリアクタンスが、該接地部までの線路の距
離、またはコンデンサの静電容量により調節されること
を特徴とする請求項22または請求項23に記載のプラ
ズマ処理方法。24. In the phase control of the high-frequency power, the reactance between the high-voltage variable capacitor (C1) and the grounded grounding part and the reactance to the grounding part opposite to the feeding point are different from the grounding part. 24. The plasma processing method according to claim 22, wherein the plasma processing method is adjusted by a distance of a line up to or a capacitance of a capacitor.
記高圧可変コンデンサ(C2)と前記カソード電極の間
のリアクタンスが、高圧可変コンデンサとカソード電極
までの距離またはコンデンサの静電容量により調節され
ることを特徴とする請求項22または請求項23に記載
のプラズマ処理方法。25. In the phase control of the high frequency power, the reactance between the high voltage variable capacitor (C2) and the cathode electrode is adjusted by the distance between the high voltage variable capacitor and the cathode electrode or the capacitance of the capacitor. The plasma processing method according to claim 22 or claim 23, characterized in that:
回路内のチューンの高圧可変コンデンサのカソード側で
前記高周波電源より供給される電力分割点前に高圧可変
コンデンサ(C3)を設置し、該高圧可変コンデンサ
(C3)を介して接地させると共に、前記チューンの高
圧可変コンデンサ後であり、前記電力分割点と前記各カ
ソード電極に対する給電点前の間に高圧可変コンデンサ
(C4)を設け、 両コンデンサの総和量(C3+C4=k)が一定となる
ように、それぞれのコンデンサ(C3、C4)の容量値
を制御し、前記各カソード電極に印加される高周波電力
の位相を制御することによって行われることを特徴とす
る請求項21に記載のプラズマ処理方法。26. The phase control of the high-frequency power is performed by installing a high-voltage variable capacitor (C3) on a cathode side of a tuned high-voltage variable capacitor in the matching circuit before a power dividing point supplied from the high-frequency power supply. A high-voltage variable capacitor (C4) is provided between the power dividing point and the power supply point for each of the cathode electrodes, after being grounded via the high-voltage variable capacitor (C3), and after the high-voltage variable capacitor of the tune. By controlling the capacitance values of the respective capacitors (C3, C4) and controlling the phase of the high-frequency power applied to the respective cathode electrodes so that the total amount (C3 + C4 = k) becomes constant. The plasma processing method according to claim 21, wherein:
記容量値が前記両コンデンサの容量の総和量(C3+C
4=k)の±30%以内の範囲となるように制御するこ
とを特徴とする請求項26に記載のプラズマ処理方法。27. In the phase control of the high-frequency power, the capacitance value is a total amount (C3 + C
27. The plasma processing method according to claim 26, wherein the control is performed so as to be within a range of ± 30% of 4 = k).
記高圧可変コンデンサ(C3)および前記高圧可変コン
デンサ(C4)と前記接地させた接地部までのリアクタ
ンス、および給電点と反対側の該接地部までのリアクタ
ンスが、該接地部までの線路の距離、またはコンデンサ
の静電容量により調節されることを特徴とする請求項2
6または請求項27に記載のプラズマ処理方法。28. In the phase control of the high-frequency power, the reactance between the high-voltage variable capacitor (C3) and the high-voltage variable capacitor (C4) and the grounded portion and the grounded portion on the side opposite to the feeding point. The reactance is adjusted by the distance of the line to the ground or the capacitance of a capacitor.
The plasma processing method according to claim 6 or 27.
波電源から高周波電力を分割して印加することを特徴と
する請求項21〜28のいずれか1項に記載のプラズマ
処理方法。29. The plasma processing method according to claim 21, wherein high-frequency power from the same high-frequency power source is divided and applied to said plurality of cathode electrodes.
00MHzの範囲の高周波を印加することを特徴とする
請求項21〜29のいずれか1項に記載のプラズマ処理
方法。30. A frequency of 30 to 6 by said high frequency power supply.
30. The plasma processing method according to claim 21, wherein a high frequency in a range of 00 MHz is applied.
覆われていることを特徴とする請求項21〜請求項30
のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。31. The cathode electrode according to claim 21, wherein a surface of each of the cathode electrodes is covered with a dielectric.
The plasma processing method according to any one of the above items.
電極であることを特徴とする請求項21〜31のいずれ
か1項に記載のプラズマ処理方法。32. The plasma processing method according to claim 21, wherein the cathode electrode is a cylindrical cathode electrode.
とを特徴とする請求項21〜32のいずれか1項に記載
のプラズマ処理方法。33. The plasma processing method according to claim 21, wherein the substrate to be processed is a cylindrical substrate.
されるように構成されていることを特徴とする請求項2
1〜33のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。34. The apparatus according to claim 2, wherein a plurality of said substrates to be processed are arranged on concentric circles.
The plasma processing method according to any one of Items 1 to 33.
れており、誘電体部材の外部大気側に前記カソード電極
が配されていることを特徴とする請求項21〜34のい
ずれか1項に記載のプラズマ処理方法。35. The reaction container according to claim 21, wherein the reaction vessel is formed of a dielectric member, and the cathode electrode is disposed on the outside air side of the dielectric member. Item 6. The plasma processing method according to item 1.
状基体の表面上に堆積膜を形成することを特徴とする請
求項21〜35のいずれか1項に記載のプラズマ処理方
法。36. The plasma processing method according to claim 21, wherein a deposited film is formed on the surface of the cylindrical substrate while rotating the cylindrical substrate.
置されており、該複数の被処理基体の外側の同心円上
に、前記複数のカソード電極が該被処理基体間と等距離
で配置され、該複数のカソード電極に同一電源より高周
波電力を分割して供給されるように構成されていること
を特徴とする請求項21〜36のいずれか1項に記載の
プラズマ処理方法。37. The plurality of substrates to be processed are arranged on the same circumference, and the plurality of cathode electrodes are disposed on a concentric circle outside the plurality of substrates to be processed at an equal distance from the substrates to be processed. The plasma processing method according to any one of claims 21 to 36, wherein the plasma processing method is arranged so that high-frequency power is divided and supplied from the same power supply to the plurality of cathode electrodes.
置されており、該複数の被処理基体の外側の同心円上
に、前記複数のカソード電極が該被処理基体間と等距離
で配置され、該複数のカソード電極に同一電源より高周
波電力を分割して供給されるように構成すると共に、別
電源より電力を供給されるカソード電極が前記複数のカ
ソード電極が配置された円周の同心上に配置されている
ことを特徴とする請求項21〜36のいずれか1項に記
載のプラズマ処理方法。38. The plurality of substrates to be processed are arranged on the same circumference, and the plurality of cathode electrodes are arranged on a concentric circle outside the plurality of substrates to be processed at the same distance as between the substrates to be processed. The plurality of cathode electrodes are arranged so that high-frequency power is divided and supplied from the same power source to the plurality of cathode electrodes, and the cathode electrode supplied with power from another power source is formed around the circumference where the plurality of cathode electrodes are arranged. The plasma processing method according to any one of claims 21 to 36, wherein the plasma processing method is arranged concentrically.
記被処理基体と前記複数個のカソード電極とが対向して
いることを特徴とする請求項21〜31のいずれか1項
に記載のプラズマ処理方法。39. The method according to claim 21, wherein the substrate to be processed is a flat substrate, and the substrate to be processed is opposed to the plurality of cathode electrodes. Plasma processing method.
り送り出され、巻き取りロールにより巻き取られるシー
ト状基体であり、シート状基体に対して平行に単数また
は複数の高周波電極が配置されており、前記高周波電極
とシート状基体との間にプラズマを発生させ、該シート
状基体上に堆積膜を形成することを特徴とする請求項2
1〜31のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。40. The substrate to be processed is a sheet-like substrate which is sent out from a holding roll during film formation and wound up by a take-up roll, wherein one or more high-frequency electrodes are arranged in parallel with the sheet-like substrate. 3. The method according to claim 2, further comprising: generating plasma between the high-frequency electrode and the sheet-like substrate to form a deposited film on the sheet-like substrate.
The plasma processing method according to any one of Items 1 to 31.
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