JPH03207866A - 複数電極式プラズマ発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ス｝　ＴＪップ状被処理基板上にプラズマＣ
ＶＤ、エッチング等によって表面処理を行うプラズマ発
生装置に関する。

〔従来の技術〕

プラズマＣＶＤ，エッチング等の技術は、電子材料、半
導体製造の分野に於で発展、利用されてきた。例えば、
半導体基板を製造する場合、単一電極を用いたプラズマ
処理装置を利用している。

第４図は、従来のプラズマＣＶＤ装置の模式図で、処理
容器１内に配置された２枚の対向電極ｆ２−３間にガス
パイプ４を介して所望のガスを導入し、高周波電源５を
用いて発生させた高周波電力を、電極２と電極３の間に
供給すると、プラズマが発生し、電極２上に配置された
被処理基板６がプラズマ処理される。（特開昭６３−２
３５４７９号公報参照）また、被処理基板がストリップ
状（長尺帯状）である場合、生産性を上げるために連続
的に高速処理することが必要となり、ストリップ進行方
向に複数個並べて処理時間、処理長を確保する必要がで
てくる。第５図は、ス｝　ＩＪップ状基板連続処理装置
の概念図である。（特開昭６３−３０７２６８号公報参
照） 第５図に於て、処理容器１内に配置された複数組の対向
電極２ａ．２ｂ．２ｃ−　　１３ａ，３ｂ，３Ｃ・・・
間に、電極間隙部に設けられたガスパイプ４を介して所
望のガスを供給し、それぞれの電極に独立に接続された
高周波電１５ａ，５ｂ，５ｃ・・・を用いて発生させた
高周波電力を、電極２ａ・２ｂ．２ｃ・・・と３ａ，３
ｂ，３ｃ・・・の間に供給すると、プラズマが発生し電
極２ａ．２ｂ，２ｃ・・・と３ａ，３ｂ．３ｃ・・・の
間に配置されたストリップ状被処理基板７がプラズマ処
理される。なお、他に、フィルム巻きとり式のプラズマ
処理装置等がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ストリップ状の基板を連続的に、高速処理する場合、電
極をストリップ板進行方向に複数個配置し、処理長、処
理時間を確保する必要がある。その際に、第５図に於け
る電極２ａと電極２ｂ、電極２ｂと電極２Ｃの間隙部で
は、電極２ａ・２ｂ・２Ｃ・・・上空間よりもプラズマ
密度が低くなるために、処理効果が低く、間隙部が無駄
スペースになってしまうという問題がある。課題として
、間隙部分のプラズマ密度を上げ、無駄スペースをなく
し、処理効率を上げることが考えられる。

この課題を解決する方法の一つとして、電極の大型化が
考えられる。しかし、被処理基板の幅が広い場合（例え
ば１ｍ以上〉、電極加工上、メンチ上、そして電源容量
上の点から制約を受ける。

本発明は、上記の課題を解決することにより、電極間隙
部のプラズマ密度を増大させ、処理時間、処理長を確保
し、処理効率を向上させることを目的とするものである
。

〔課題を解決するための手段〕

上述の課題は複数のプラズマ発生用電極に高周波電圧を
印加して減圧雰囲気中でプラズマを発生させるプラズマ
発生装置に於て、各々のプラズマ発生用電極に印加する
高周波電圧の位相を制御する位相制御器を備えたことを
特徴とする複数電極式プラズマ発生装置により達或され
る。

〔作　用〕

本発明の装置は、上述のような構或であるので、隣接す
るプラズマ発生用電極間に、例えば電極間の高周波電圧
の位相差が１８０゜となるように位相のずれた高周波電
圧を印加した場合、これらの隣接する電極間隙部に於け
る、電極面に対して水平方向の電界強度が最大となる。

電極間で発生するプラズマは、電子と中性粒子の衝突に
よって起こる電離現象によって発生、維持される。電子
は電界によって加速されるので、電界強度が高くなると
電離が促進され、プラズマ密度が増大する。

よって、隣接するプラズマ発生用電極に印加する高周波
電圧の位相差を制御することにより、電極隙部の電界強
度を高めることができ、電極間隙部で発生するプラズマ
密度を増大させることが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を、図を用いて説明する。

第１図は本発明をストリップ状基板連続処理装置に適用
した例を表わす図である。第５図と同一の構威要素につ
いては同様な参照番号を付してその説明を省略する。

高周波電源５ａ，５ｂ，５ｃ・・・と電極２ａ２ｂ・２
Ｃ・・・との間には′ｔ源の内部インピーダンスと負荷
インピーダンスとの整合をとり、電力を有効に利用する
ためのマッチングボックス８ａ．ｇｂ．３ｃ．・・・が
それぞれ設けられており、ここで各高周波電源５ａ，５
ｂ・５ｃ・・・の位相が検知される。位相制御器９はマ
ッチングボックス８ａ・８ｂ．８ｃ・・・で検知された
位相に基づいて高周波電源５ａ，５ｂ，５ｃ・・・の位
相を制御し、隣接する電極間の位相差が所定値、好まし
くは１８０゜になる様な制御を行う。

第２図は、大面積基板の表面改質や基板上に薄膜を形戊
するプラズマ処理実験装置を示すもので、ＳＵＳやアル
ミ等からなる処理容器１内に、配置された２組のＳＵＳ
製の水冷式プラズマ発生用電極２ａ．２ｂとアース電極
３ａ，３ｂ間にガスパイブ４を介して所望のガス（Ａｒ
で実施）を導入し、各電極に接続された高周波電源５ａ
，５ｂに於で発生する高周波電圧の位相を位相制御器９
を用いて、２電極間に印加する高周波電圧の位相差を制
御し、高周波電力を電極２ａ、２ｂと電極３ａ．３ｂ間
に供給するとプラズマが発生し、電極間に配置し接地さ
れた被処理基板６をプラズマ処理する。

本実施例では、プラズマ発生用電極２ａ．２ｂ上の中間
点１０におけるイオン密度（＝プラズマ密度）をシング
ルプローブ法により計測した。第３図は電極２ａ．２ｂ
に印加する高周波電圧の位相差を０度から１８０度まで
変化させたときの計測点１０に於ける計測結果である。

第３図より、位相差を０度から１８０度にずらすにつれ
て、プラズマ密度が増大することがわかる。位相差が１
８０度の方が、０度の場合よりも約３倍のプラズマ密度
が得られた。プラズマ密度が増大することによって、処
理効率も向上する。

〔発明の効果〕

本発明の複数電極式プラズマ発生装置では、隣接する電
極間隙部分のプラズマ密度を高くして効率的な処理を行
うことができ、高速処理が可能となる。また、ス｝　Ｉ
Ｊップ状基板のプラズマ処理装置のライン長の縮小化、
省スペース化に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による複数電極式プラズマ発生装置の
構戊図、 第２図は、本発明によるプラズマ処理実験装置の構戒図
、 第３図は、位相差とイオン密度（＝プラズマ密度）の関
係（実施結果）を示すグラフ、第４図は、従来のプラズ
マＣＶＤ装置の模式図、第５図は、ス｝ＩＪップ状基板
連続処理装置の概念図である。 １・・・処理容器、 ２ａ，ｂ．ｃ，ｄ・・・プラズマ発生用電極、３ａ．ｂ
，ｃ，ｄ・−アース電極、 ４・・・ガスパイプ、 ５ａ，ｂ，　ｃ＋　ｄ・・・高周波電源、６・・・被処
理基板、 ７・・・ストリップ状被処理基板、 ８ａ・ｂ・Ｃ・ｄ・・・マッチングボックス、９・・・
位相制御器、 １０・・・計測点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　複数のプラズマ発生用電極に高周波電圧を印加し
   て減圧雰囲気中でプラズマを発生させるプラズマ発生装
   置に於て、各々のプラズマ発生用電極に印加する高周波
   電圧の位相を制御する位相制御器を備えたことを特徴と
   する複数電極式プラズマ発生装置。