JPH0261071A - Plasma treating device and plasma treatment - Google Patents
Plasma treating device and plasma treatmentInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「発明の利用分野」
本発明は、大電力を供給するプラズマCVDまたはプラ
ズマエツチング装置およびその作製方法に関する。さら
に本発明は一度に多量の筒状基体その他の基体上に被膜
形成を行う気相反応または気相のクリーニング、エツチ
ング方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a plasma CVD or plasma etching apparatus that supplies a large amount of power and a method for manufacturing the same. Furthermore, the present invention relates to a gas phase reaction or a gas phase cleaning or etching method for forming a film on a large amount of cylindrical substrates or other substrates at one time.
「従来技術」
一般にプラズマCVD法においては、平坦面を有する基
板上に平面状に成膜する方法が工業的に有効であるとさ
れている。さらに、プラズマCVD法でありながら、ス
パッタ効果を伴わせつつ成膜させる方法も知られている
。その代表例である炭素膜のコーティングに関しては、
本発明人の出願になる特許願r炭素被膜を有する複合体
およびその作製方法J (特願昭56−146936
昭和56年9月17日出願)が知られている。しかし
、これらは平行平板型の一方の電極(カソード側)に基
板を配設し、セルフバイアスを用いて平坦面の上面に炭
素膜を成膜する方法である。またはマイクロ波励起方法
により活性種を強く励起して、基板上に硬い炭素膜を成
膜する方法である。"Prior Art" Generally, in the plasma CVD method, a method of forming a film in a planar shape on a substrate having a flat surface is considered to be industrially effective. Furthermore, a method is also known in which a film is formed using a plasma CVD method while also producing a sputtering effect. Regarding carbon film coating, which is a typical example,
Patent application filed by the present inventor: Composite with carbon coating and method for producing the same J
(filed on September 17, 1981) is known. However, these are methods in which a substrate is disposed on one electrode (cathode side) of a parallel plate type, and a carbon film is formed on the upper surface of the flat surface using self-bias. Alternatively, active species are strongly excited using a microwave excitation method to form a hard carbon film on a substrate.
「従来の問題点J
しかし、かかるスパッタ効果を伴わせつつ成膜させる従
来例は、円筒状の基体の上表面に成膜できないばかりか
、凹凸を有する基体または一度に多量に基体上に膜を作
ることができない。このため、大容量空間に多量の基体
を配設し、大電力を供給して、これらに−度に被膜を形
成する方法が求められていた。本発明はかかる目的のた
めになされたものである。``Conventional Problems J'' However, in the conventional method of forming a film while producing such a sputtering effect, it is not only impossible to form a film on the upper surface of a cylindrical substrate, but also to form a film on an uneven substrate or a large amount at a time. Therefore, there has been a need for a method in which a large number of substrates are arranged in a large capacity space, a large amount of power is supplied, and a coating is formed on them at the same time. This is what was done.
r問題を解決すべき手段」
本発明は、互いに離間して一対の電極を配設する。プラ
ズマ処理(プラズマエツチング、プラズマCvD、プラ
ズマクリーニング等を総称してプラズマ処理という)を
大電極を供給して実行するため、一対の電極間に第1の
交番電圧を印加する。Means to Solve the Problem "The present invention arranges a pair of electrodes spaced apart from each other. In order to perform plasma processing (plasma etching, plasma CvD, plasma cleaning, etc. are collectively referred to as plasma processing) by supplying a large electrode, a first alternating voltage is applied between the pair of electrodes.
このそれぞれの電極には、接地に対しその高周波電圧が
互いに位相が180°または0°等の異なった位相を位
相調整器で制御してそれぞれの高周波電源より印加し、
互いに対称または同相の交番電圧を印加することができ
る。結果として合わせて実質的に1つの交番電圧として
枠構造内に印加し、大電力の高周波プラズマを誘起させ
る。To each of these electrodes, the high frequency voltages are applied from respective high frequency power supplies with different phases such as 180° or 0° relative to the ground controlled by a phase adjuster,
Alternating voltages that are symmetrical or in phase with each other can be applied. As a result, a substantially single alternating voltage is applied within the frame structure to induce a high-power high-frequency plasma.
さらにそれぞれの高周波電源の他端を接地せしめ、ここ
と被処理面を有する基体または基体ホルダとの間に、他
の第2の交番電圧を印加する。この基体ホルダ(単にホ
ルダともいう)または基体を第3の電極として作用せし
め、この基体上に交流バイアスを印加することにより、
スパッタ効果を伴わせつつプラズマ処理をせんとしたも
のである。Furthermore, the other end of each high-frequency power source is grounded, and another second alternating voltage is applied between this end and the substrate or substrate holder having the surface to be processed. By making this substrate holder (also simply referred to as a holder) or the substrate act as a third electrode and applying an alternating current bias on this substrate,
This is an attempt to perform plasma processing while also producing a sputtering effect.
そして第1の交番電圧を1〜50MHzのグロー放電の
生じやすい周波数とし、さらに第2の交番電圧を1〜5
00KHzの反応性気体に運動エネルギを加えやすい周
波数として印加する。さらにこの第2の交番電圧の一方
と第1の交番電圧発生用のそれぞれのマツチングコイル
の他端とはともに接地レベルにあり、結果として、第2
の交番電圧の出力側には負の直流の自己バイアスが重畳
して印加される。すると第1の交番電圧により、プラズ
マ活性化した気体を自己バイアスにより基体上に加速し
、さらに基体上での不要のチャージアップした電荷を交
流の第2の電圧により除去する。かくして被形成面がた
とえ絶縁性を有しても、その表面にもプラズマ処理を行
い得るようにしたものである。The first alternating voltage is set to a frequency of 1 to 50 MHz, which is a frequency at which glow discharge tends to occur, and the second alternating voltage is set to a frequency of 1 to 50 MHz.
00KHz is applied as a frequency that makes it easy to add kinetic energy to the reactive gas. Furthermore, one end of this second alternating voltage and the other end of each matching coil for generating the first alternating voltage are both at ground level, and as a result, the second alternating voltage
A negative direct current self-bias is superimposed and applied to the output side of the alternating voltage. The first alternating voltage then accelerates the plasma-activated gas onto the substrate by self-biasing, and the unnecessary charged-up charge on the substrate is removed by the second alternating voltage. In this way, even if the surface to be formed has insulating properties, it is possible to perform plasma treatment on that surface.
以下においては、プラズマ処理のうち、特にプラズマC
VDを中心として記す。In the following, plasma treatment, especially plasma C
I will focus on VD.
このプラズマCVD法を用いた薄膜の形成の1例として
、エチレン(CJn)、メタン(CH4)、アセチレン
(C2112)のような炭化水素気体またはこれと弗化
窒素の混合気体または弗化炭素の如き炭素弗化物気体を
導入し、分解せしめることによりsp″軌道を有するダ
イヤモンドと類似のC−C結合を作り、比抵抗(固有抵
抗) I X 10’〜I XIO”Ωcmを有すると
ともに、光学的エネルギバンド巾(Egという)が1.
OeV以上、好ましくは1.5〜5.5eVを有する赤
外または可視領域で透光性のダイヤモンドと類(以の特
性を有する炭素膜を形成した。本発明において、基体を
積極的に加熱することがないため、アルミニウム母材上
に有機樹脂の感光体を有する有機感光ドラム上に炭素ま
たはこれを主成分とする被膜を作製することも可能であ
る。As an example of forming a thin film using this plasma CVD method, a hydrocarbon gas such as ethylene (CJn), methane (CH4), acetylene (C2112), a mixed gas of this and nitrogen fluoride, or a fluorocarbon gas, etc. By introducing carbon fluoride gas and decomposing it, a C-C bond similar to that of diamond with sp'' orbitals is created, and it has a specific resistance (specific resistance) of IX10' to IXIO''Ωcm and optical energy. The band width (called Eg) is 1.
A carbon film having properties similar to diamond that is transparent in the infrared or visible region with a voltage of OeV or more, preferably 1.5 to 5.5 eV was formed. In the present invention, the substrate is actively heated. Therefore, it is also possible to fabricate carbon or a film mainly composed of carbon on an organic photosensitive drum having an organic resin photoreceptor on an aluminum base material.
本発明方法での成膜に際し、リンまたはホウ素をフォス
ヒンまたはジボランを用いてその厚さ方向に均一または
勾配を設けて同時に添加して成膜できる。弗素の如きハ
ロゲン元素と窒素とを、プラズマCVD中に炭化物気体
に加えて弗化窒素を同時に混入させて厚さ方向に均一な
濃度勾配を設けた炭素を主成分とする被膜または添加物
の有無を制御した多層の複合膜を作ってもよい。When forming a film using the method of the present invention, the film can be formed by simultaneously adding phosphorus or boron to the film using phosphine or diborane, either uniformly or with a gradient in the thickness direction. Presence or absence of carbon-based coating or additives in which a halogen element such as fluorine and nitrogen are added to carbide gas and nitrogen fluoride is simultaneously mixed in during plasma CVD to create a uniform concentration gradient in the thickness direction. It is also possible to create a multilayer composite membrane with controlled
以下に図面に従って本発明のプラズマ処理装置およびそ
れを用いたプラズマ処理方法を記す。The plasma processing apparatus of the present invention and the plasma processing method using the same will be described below according to the drawings.
「実施例1」
第2図は、本発明の筒状の基体上に薄膜形成方法を実施
するためのプラズマ処理装置の概要を示す。"Example 1" FIG. 2 shows an outline of a plasma processing apparatus for carrying out the method of forming a thin film on a cylindrical substrate of the present invention.
図面において、プラズマ処理装置の反応容器(7)はロ
ード/アンロード用予備室(7゛)とゲート弁(9)で
仕切られている。ガス系(30)において、キャリアガ
スである水素またはアルゴンを(31)より、反応性気
体である炭化水素気体、例えばメタン、エチレンを(3
2)より、添加物気体である弗化窒素を(33)より、
反応容器のエツチング用気体である酸素を(34)より
、バルブ(28)、流量計(29)をへて反応系(50
)中にノズル(25)より導入する。すると、エチレン
と弗化寥素とを導入すると、窒素と弗素が添加されたダ
イヤモンド状炭素膜(DLCともいうが、添加物が添加
下されたDLCを含めて本発明は炭素または炭素を主成
分とする被膜という)が成膜できる。In the drawing, a reaction vessel (7) of the plasma processing apparatus is separated by a loading/unloading preliminary chamber (7') and a gate valve (9). In the gas system (30), hydrogen or argon as a carrier gas is added to (31), and a hydrocarbon gas as a reactive gas, such as methane or ethylene, is added to (31).
From 2), nitrogen fluoride, which is an additive gas, from (33),
Oxygen, which is an etching gas in the reaction vessel, is supplied to the reaction system (50) from (34) through a valve (28) and a flow meter (29).
) through the nozzle (25). Then, when ethylene and fluoride are introduced, the diamond-like carbon film (also referred to as DLC) to which nitrogen and fluorine are added, including DLC to which additives are added, forms a diamond-like carbon film containing carbon or carbon as the main component. (referred to as a film) can be formed.
反応系(50)では、第3図(A) 、 (B)に示す
如く、枠構造体(2)(電極側よりみて四角または六角
形の枠構造を有する)を有し、この上方および下方の開
口部には、この開口部を覆うようにフード(8)。The reaction system (50) has a frame structure (2) (having a square or hexagonal frame structure when viewed from the electrode side) as shown in FIGS. A hood (8) is attached to the opening to cover the opening.
(8°)を有する。このフード(8) 、 (8”)に
配設された一対の同一形状を有する第1および第2の電
極(3)。(8°). A pair of first and second electrodes (3) having the same shape are disposed in the hoods (8), (8'').
(3°)をアルミニウムの金属メツシュで構成せしめる
。反応性気体はノズル(25)より下方向に放出される
。第3の電極は母材をアルミニウムとその上に感光体を
有する静電複写用ドラムとし、直流的には感光体が絶縁
材料であるが、ここに第2の交番電圧を加え、交流的に
は実質的に導体化してバイアスを印加した。この基体(
1)上の被形成面(1゛)を一対の電極(3)、(3”
)で生成されるプラズマ中に保持させて配設した。基体
(1−1) 、 (1−2) 、・・・(1n)即ち(
1)には被形成面(1’−1) 、 (1’−2)
・・・(1’−n)を有し、第2の交番電圧と負の直流
バイアスが印加された1〜500KHzの交番電圧が印
加されている。第1の高周波の交番電圧によりグロー放
電のプラズマ化した反応性気体は、反応空間(60)に
均一に分散し、このプラズマは(2) 、 (8) 、
(8”)により取り囲むようにし、この外側の外部空
間(6)にはプラズマ状態で放出しないようにして反応
容器内壁に付着しないようにした。また反応空間でのプ
ラズマ電位を均質にした。(3°) is made of aluminum metal mesh. The reactive gas is emitted downward from the nozzle (25). The third electrode is an electrostatic copying drum with aluminum as the base material and a photoreceptor on it.The photoreceptor is an insulating material in direct current terms, but a second alternating voltage is applied here, and in alternating current was made substantially conductive and a bias was applied. This base (
1) The upper surface to be formed (1゛) is connected to a pair of electrodes (3), (3”
) was maintained in the plasma generated by the Substrates (1-1), (1-2), ... (1n), that is, (
1) has surfaces to be formed (1'-1) and (1'-2)
...(1'-n), and an alternating voltage of 1 to 500 KHz to which a second alternating voltage and a negative DC bias are applied is applied. The reactive gas that has become plasma in the glow discharge due to the first high-frequency alternating voltage is uniformly dispersed in the reaction space (60), and this plasma is (2), (8),
(8"), and the plasma was not emitted into the external space (6) outside of this to prevent it from adhering to the inner wall of the reaction vessel. Furthermore, the plasma potential in the reaction space was made homogeneous.
さらにプラズマ反応空間での電位分布をより等しくさせ
るため、電源系(40)には二種類の周波数の交番電圧
が印加できるようになっている。第1の交番電圧は1〜
100MHz例えば13.56MHzの高周波であり、
一対をなす2つの電源(15−1) 、 (15−2)
よりマツチングトランス(16−1) 、 (16〜2
)に至る。このマツチングトランスでの位相は位相調整
器により調整し、互いに180°または0°ずれて供給
できるようにしている。もちろん基体が非対称である場
合等においての最適位相はこれらよりずれてくるが、そ
れを位相調整器により制御し得る。そして対称型または
同相型の出力を有し、トランスの一端(4)および他端
(4゛)は一対の第1および第2の電極(3)、(3’
)にそれぞれ連結されている。また、トランスの出力側
中点(5)は接地レベルに保持され、第2の1〜500
KHz、例えば50KHzの交番電界(17)が印加さ
れている。その出力は、基体(1−1’)、(1−2″
)、・・・(1−n”)即ち(1)またはそれらに電気
的に連結するホルダ(2)の第3の電極に連結されてい
る。Furthermore, in order to make the potential distribution in the plasma reaction space more equal, alternating voltages of two different frequencies can be applied to the power supply system (40). The first alternating voltage is 1~
It is a high frequency of 100MHz, for example 13.56MHz,
Two power supplies forming a pair (15-1), (15-2)
More matching transformer (16-1), (16-2
). The phase in this matching transformer is adjusted by a phase adjuster so that the signals can be supplied with a mutual deviation of 180° or 0°. Of course, if the base is asymmetrical, the optimum phase will deviate from these, but this can be controlled by a phase adjuster. The transformer has a symmetrical or in-phase output, and one end (4) and the other end (4') of the transformer are connected to a pair of first and second electrodes (3), (3'
) are connected to each other. In addition, the midpoint (5) on the output side of the transformer is held at the ground level, and the second 1 to 500
An alternating electric field (17) of KHz, for example 50 KHz, is applied. The output is the base (1-1'), (1-2''
), . . . (1-n''), ie, (1) or the third electrode of the holder (2) electrically connected thereto.
かくして反応空間にプラズマ(60)が発生する。Thus, plasma (60) is generated in the reaction space.
排気系(20)は、圧力調整バルブ(21)、ターボ分
子ポンプ(22)、 ロータリーポンプ(23)をへて
不要気体を排気する。The exhaust system (20) exhausts unnecessary gas through a pressure regulating valve (21), a turbo molecular pump (22), and a rotary pump (23).
゛これらの反応性気体は、反応空間(60)で0.00
1〜1 、 Otorr例えば0.05torrとし、
この枠構造体(2)は四角形または六角形を有し、例え
ば四角形の場合は第3図(A)に示す如き巾75cm、
奥行き75cm、縦50cmとした。そしてこの中に被
形成面を有する筒状基体を(1−1)、(1−2)
・・・(1−n) ・・に示す如く、ここでは16本
を互いに等間隔で配設する。゛These reactive gases are 0.00
1 to 1, Otorr, for example 0.05torr,
This frame structure (2) has a rectangular or hexagonal shape, for example, in the case of a rectangular shape, the width is 75 cm as shown in FIG. 3(A),
The depth was 75cm and the height was 50cm. Then, a cylindrical substrate having a surface to be formed is placed inside (1-1), (1-2).
. . (1-n) As shown in . . ., here, 16 pieces are arranged at equal intervals.
その外側の枠構造(2)の内側にも等電界を形成するた
めのダミーの母材(1−0) 、 (1−n+1)を配
設している。かかる空間において、13.56MHzの
周波数の0.5〜5KW(単位面積あたり0.3〜3W
/cmり例えば1に直単位面積あたり0.6W/cm2
の高エネルギ)の第1の高周波電圧を加える。さらに第
2の交番電圧による交流バイヤスの印加により、被形成
面上には−200〜−600V (例えばその出力は5
00W) (7)負自己バイアス電圧が印加されており
、この負の自己バイアス電圧により加速された反応性気
体を基体上でスパッタしつつ成膜し、かつ緻密な膜とす
ることができた。Dummy base materials (1-0) and (1-n+1) are also arranged inside the outer frame structure (2) to form a uniform electric field. In such a space, 0.5 to 5 KW (0.3 to 3 W per unit area) at a frequency of 13.56 MHz
/cm, for example 0.6W/cm2 per unit area
A first high frequency voltage of high energy) is applied. Furthermore, by applying an AC bias using a second alternating voltage, a voltage of -200 to -600 V (for example, the output is 5
00W) (7) A negative self-bias voltage was applied, and a film was formed while sputtering a reactive gas accelerated by this negative self-bias voltage on the substrate, and a dense film was formed.
もちろん、この四角形°(直方体)の枠構造体の高さを
設計上の必要に応じて20cm〜1m、また−辺を30
cm〜3mとしてもよい。また第1の交番電圧も上下間
ではなく、図面を装置の上方より示した如く、前後間に
配設して加えてもよい。Of course, the height of this quadrilateral (rectangular parallelepiped) frame structure can be adjusted from 20cm to 1m depending on design needs, and the sides can be adjusted to 30cm.
It may be from cm to 3 m. Further, the first alternating voltage may also be applied not between the upper and lower sides but between the front and rear as shown in the drawing from the top of the device.
反応性気体は、例えばエチレンと弗化窒素の混合気体と
した。その割合はNFi/CzHa = 1/4〜4/
1とし、代表的には−171である。この割合を可変す
ることにより、透過率および比抵抗を制御することがで
きる。基体の温度は代表的には室温に保持させる。かく
して被形成面上は比抵抗lXl0’〜1×1013Ωc
mを有し、を機構脂膜上にも密着させて成膜させる。赤
外または可視光に対し、透光性のアモルファス構造また
は結晶構造を有する炭素または炭素を主成分とする被膜
を0.1〜1μm例えば0.5μm(中央部)に生成さ
せた。成膜速度は100〜1000人/分を有していた
。The reactive gas was, for example, a mixed gas of ethylene and nitrogen fluoride. The ratio is NFi/CzHa = 1/4 to 4/
1, typically -171. By varying this ratio, transmittance and specific resistance can be controlled. The temperature of the substrate is typically maintained at room temperature. Thus, the specific resistance on the surface to be formed is lXl0'~1x1013Ωc
m, and is formed into a film in close contact with the mechanical fat film. A film having a transparent amorphous structure or a crystalline structure, or a film mainly composed of carbon, which is transparent to infrared or visible light, was formed to a thickness of 0.1 to 1 μm, for example, 0.5 μm (at the center). The deposition rate was 100-1000 people/min.
かくして基体である静電複写用ドラムの有機樹脂の感光
体上に炭素を主成分とする被膜、特に炭素中に水素を3
0原子%以下含有するとともに、0.3〜3原子%弗素
が混入し、また0、3〜10原子%の窒素を混入させた
炭素を形成させることができた。Thus, on the organic resin photoreceptor of the electrostatic copying drum, which is the base, a coating containing carbon as a main component, especially 3 hydrogen atoms in carbon, was applied.
It was possible to form carbon containing 0 atomic % or less, 0.3 to 3 atomic % of fluorine, and 0.3 to 10 atomic % of nitrogen.
P、■またはN型の導電型を有する炭素を主成分とする
被膜をも形成させることができた。It was also possible to form a film mainly composed of carbon having P, ■, or N type conductivity.
「実施例2」
この実施例は実施例1で用いた装置により、第1図に示
す如き静電ドラム上に炭素を主成分とする膜の作製例で
ある。"Example 2" This example is an example of producing a film mainly composed of carbon on an electrostatic drum as shown in FIG. 1 using the apparatus used in Example 1.
第1図(八)において、円筒状の静電複写用ドラムの断
面図を示す。その要部の拡大図を第1図(B)に示す。FIG. 1(8) shows a cross-sectional view of a cylindrical electrostatic copying drum. An enlarged view of the main part is shown in FIG. 1(B).
第1図(A)において、静電複写用ドラムはアルミニウ
ムの母材(11)よりなり、一端に回転の際の芯を出す
ための凸部(42)と他端の内側にネジ切り(43)を
有する。これは静電複写機自体にドラムのネジ切り部を
固定し、複写の度にこのドラムが回転させられる。この
導電性母材(41)上に有機樹脂の感光体(47)を有
する。この感光体は感光層とキャリア伝導層との多層膜
を一般に有している。その被形成面(1゛)を有する基
体(1)上に炭素または炭素を主成分とする耐摩耗性の
保護膜(44)を0.1〜3μmの厚さに設けた。In FIG. 1(A), the electrostatic copying drum is made of an aluminum base material (11), has a convex portion (42) at one end for providing a core during rotation, and a threaded portion (43) on the inside of the other end. ). This fixes the threaded portion of the drum to the electrostatic copying machine itself, and the drum is rotated each time a copy is made. An organic resin photoreceptor (47) is provided on this conductive base material (41). This photoreceptor generally has a multilayer film including a photosensitive layer and a carrier conductive layer. A wear-resistant protective film (44) containing carbon or carbon as a main component was provided on the substrate (1) having the formation surface (1') to a thickness of 0.1 to 3 μm.
本発明において、特にこの炭素または炭素を主成分とす
る被膜はトナーの横方向への滲み出しを防ぐとともに、
チャージアップを防ぐため、その比抵抗はlXl0’〜
1×1014ΩCII+の範囲、特に好ましくはlXl
09〜lXl0”ΩCl1lの範囲とした。In the present invention, in particular, this carbon or carbon-based coating prevents the toner from seeping out in the lateral direction, and
To prevent charge-up, its specific resistance is lXl0'~
in the range of 1×10 Ω CII+, particularly preferably lXl
The range was 09 to lXl0''ΩCl1l.
複写をする部分では、スキージ、コピーによって局部的
にプレスにより有機感光体(47)が変形しても、保護
膜(44)にクランク、ハガレの生ずることがない。ま
た、A4版の大きさの紙を10万枚コピしても、複写用
紙のこすりによるスクラッチが何ら表面に発生しなかっ
た。In the area to be copied, even if the organic photoreceptor (47) is locally deformed by pressing with a squeegee or copying, the protective film (44) will not crack or peel. Further, even after copying 100,000 sheets of A4 size paper, no scratches were generated on the surface due to rubbing of the copy paper.
「実施例3」
実施例1においては、このドラムに対して局部加圧をさ
らに強くすると、円筒状の基体にあっては、その端部よ
り少しずつ保護層がはがれてしまう傾向がみられ、この
ため、第1図(C) 、 (D)にその断面図が示され
ているが、その両端部(11)の複写を実行する領域(
12)の外側の保護膜の膜厚を相対的に厚くし、摩耗防
止とはがれ防止を促した。"Example 3" In Example 1, when the local pressure on the drum was further strengthened, there was a tendency for the protective layer to peel off little by little from the ends of the cylindrical base. For this reason, although the cross-sectional views are shown in FIGS. 1(C) and 1(D), the area (
12) The thickness of the outer protective film was made relatively thick to promote prevention of wear and peeling.
第1図(B)は実施例1に示した如く、端部の保護膜が
中央部と同じ膜厚である場合である。FIG. 1(B) shows a case where the protective film at the end portions has the same thickness as that at the center portion, as shown in Example 1.
第1図(C)は端部で保護膜(45)が相対的に厚く形
成されたものである。In FIG. 1(C), the protective film (45) is formed relatively thick at the end.
さらに第1図(D)は端部(11)の厚さが中央部(1
2)に比べて相対的に薄く、または除去した構造を示し
ている。Furthermore, in FIG. 1(D), the thickness of the end portion (11) is
It shows a structure that is relatively thinner or removed compared to 2).
これらは第2図のプラズマCVD装置を用い、対の電極
近傍に配設されるように調整するとともに、このプラズ
マ反応での圧力が0.05torrでは第1図(B)が
得られ、0.0111−0.1 torrでは第1図(
C)が得られ、0.01〜0.04torrでは第1図
(D)が得られる。成膜の時、必要に応じて不要部の端
部に部分的にカバーをかぶせておけばよい。These are adjusted to be arranged near the pair of electrodes using the plasma CVD apparatus shown in FIG. 2, and when the pressure in this plasma reaction is 0.05 torr, the result shown in FIG. At 0111-0.1 torr, Figure 1 (
C) is obtained, and at 0.01 to 0.04 torr, FIG. 1(D) is obtained. During film formation, the ends of unnecessary parts may be partially covered with a cover if necessary.
その他保護層の形成方法は実施例1と同様である。The other methods for forming the protective layer are the same as in Example 1.
「実施例4」
この実施例は実施例1においてこの反応空間に酸素を導
入した場合である。この枠構造、フード等に実施例2で
示した炭素または炭素を主成分とする被膜が形成されて
いる。本発明による大電力を供給してプラズマエツチン
グし、除去することができた。"Example 4" This example is a case where oxygen was introduced into the reaction space in Example 1. Carbon or a coating mainly composed of carbon as shown in Example 2 is formed on this frame structure, hood, etc. It was possible to perform plasma etching and removal by supplying high power according to the present invention.
この後この反応室に水素を添加し、反応容器、枠構造、
フードに付着した酸化物を水素でエツチング除去した。After this, hydrogen is added to this reaction chamber, and the reaction vessel, frame structure,
Oxide adhering to the hood was removed by etching with hydrogen.
なお、エツチングする対象により気体は変更されること
はいうまでもない。その他は実施例1に従った。It goes without saying that the gas may be changed depending on the object to be etched. The rest was in accordance with Example 1.
「実施例5」
この実施例は反応空間にアルゴンを導入したものである
。この反応容器に保存されている基体上にアルゴンプラ
ズマが衝突し、スパッタをすることにより、表面をクリ
ーニングすることができた。"Example 5" In this example, argon was introduced into the reaction space. Argon plasma impinged on the substrate stored in this reaction vessel and caused sputtering, thereby cleaning the surface.
その他は実施例1に従った。The rest was in accordance with Example 1.
「効果」
本発明方法は、基体側をカソード側のスパッタ効果を有
すべき電圧関係とし、かつその反応空間をきわめて大き
くしたことにより、工業的に多量生産を可能としたもの
である。"Effects" The method of the present invention enables industrial mass production by setting the voltage relationship between the substrate side and the cathode side to have a sputtering effect, and by making the reaction space extremely large.
本発明方法において形成される被膜の例としてDLCを
示した。しかし炭化珪素、窒化珪素、酸化珪素、珪素等
の無機材料、その他の有機樹脂膜であってもよい。さら
に磁性材料、超電導材料であってもよい。DLC is shown as an example of a film formed by the method of the present invention. However, inorganic materials such as silicon carbide, silicon nitride, silicon oxide, and silicon, or other organic resin films may also be used. Furthermore, a magnetic material or a superconducting material may be used.
以上の説明より明らかな如く、本発明は大電力のプラズ
マを反応空間に供給できること、さらに反応空間ではプ
ラズマをたてやすいことを特長とし、他の多くの実施例
にみられる如くその応用は計り知れないものである。As is clear from the above description, the present invention is characterized by being able to supply high-power plasma to the reaction space, and furthermore, it is easy to generate plasma in the reaction space, and as seen in many other embodiments, the present invention has many applications. It is unknown.
実施例等に示したプラズマエツチングと、実施例1に示
したプラズマCVDとを交互に繰り返すことにより、反
応容器内の清浄に手間がかからなくなり、量産効果が優
れたものであった。By alternately repeating the plasma etching shown in Examples and the plasma CVD shown in Example 1, cleaning the inside of the reaction vessel did not take much time and the mass production effect was excellent.
第1図は本発明の円筒状基体に炭素膜をコートした例を
示す。
第2図は本発明のプラズマ処理装置の製造装置の概要を
示す。
第3図(A) 、 (B)は第2図で示したプラズマC
VD装置における基体の配設方式を示す。FIG. 1 shows an example in which a cylindrical substrate of the present invention is coated with a carbon film. FIG. 2 shows an outline of a manufacturing apparatus for a plasma processing apparatus according to the present invention. Figures 3 (A) and (B) show the plasma C shown in Figure 2.
The arrangement method of the base in the VD device is shown.
Claims (1)
ズマ化して被膜形成またはプラズマエッチングを行うプ
ラズマ処理装置であって、一対の交番電圧を発生する電
源を有し、それぞれよりマッチングトランスをへてその
出力の一端は前記一対の電極にそれぞれ連結せしめ、前
記トランスの出力の他端は接地せしめて、前記一対の電
源は位相を制御するための位相調整器を具備することを
特徴とするプラズマ処理装置。 2、特許請求の範囲第1項において、被形成面または被
エッチング面を有する基体は、一対の電極からいずれも
離間し、前記基体の導体部と接地との間には前記一対の
電極に印加した周波数より低い周波数の第2の交番電圧
を印加する手段を有することを特徴とするプラズマ処理
方法。 3、互いに離間した一対の電極を用いて反応性気体をプ
ラズマ化して被膜形成またはプラズマ化して、被膜形成
またはプラズマエッチングを行うに際し、位相が制御さ
れた一対の交番電圧を発生する電源よりそれぞれのマッ
チングトランスをへてその出力の一端を前記一対の電源
に連結せしめるとともに、前記出力の他端を接地するこ
とにより、プラズマ空間のプラズマ状態を制御して処理
することを特徴とするプラズマ処理方法。[Claims] 1. A plasma processing apparatus for forming a film or plasma etching by converting a reactive gas into plasma using a pair of electrodes spaced apart from each other, and having a power source for generating a pair of alternating voltages, each of which one end of the output of the matching transformer is connected to the pair of electrodes, the other end of the output of the transformer is grounded, and the pair of power supplies is provided with a phase adjuster for controlling the phase. A plasma processing device featuring: 2. In claim 1, a substrate having a surface to be formed or a surface to be etched is spaced apart from a pair of electrodes, and a voltage applied to the pair of electrodes is provided between a conductive portion of the substrate and ground. A plasma processing method characterized by comprising means for applying a second alternating voltage having a frequency lower than that of the second alternating voltage. 3. When forming a film or plasma etching by converting a reactive gas into plasma using a pair of electrodes spaced apart from each other, a power supply that generates a pair of alternating voltages with controlled phases is used to A plasma processing method, characterized in that one end of the output is connected to the pair of power sources through a matching transformer, and the other end of the output is grounded, thereby controlling the plasma state in the plasma space for processing.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5255016A (en) * | 1989-09-05 | 1993-10-19 | Seiko Epson Corporation | Ink jet printer recording head |
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- 1988-08-26 JP JP21289088A patent/JP2676085B2/en not_active Expired - Fee Related
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