プラズマ処理装置
【課題】 プラズマ放電部を複数並べて任意の大きさの試料に対応できるように放電面積を拡大する場合であっても、単位あたりの電力コストを増加することなく、均一なプラズマ生成が可能なプラズマ処理装置を提供する。
【解決手段】 高周波信号回路13及び高周波電力回路11を有する高周波電源と筐体21と放電電極2とを備えたプラズマ処理装置において、筐体21内に設置された放電電極2と高周波電力回路11とでプラズマモジュールを構成し、複数個並列接続されたプラズマモジュールに高周波信号回路13からの周波数信号を入力する。
【解決手段】 高周波信号回路13及び高周波電力回路11を有する高周波電源と筐体21と放電電極2とを備えたプラズマ処理装置において、筐体21内に設置された放電電極2と高周波電力回路11とでプラズマモジュールを構成し、複数個並列接続されたプラズマモジュールに高周波信号回路13からの周波数信号を入力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はプラズマを用いて成膜、表面改質、洗浄等の処理を行うためのプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、大気圧でプラズマを生成する技術の検討が進み、DLC(Diamond-Like Carbon)等の機能性膜の生成や、材料表面の有機物除去、滅菌等にプラズマを用いる方法が広く検討されるようになった。例えば特許文献1には基板の大きさに柔軟に対応可能なプラズマ処理装置に関して、複数枚の放電電極板を平行に並べた構造が記載されている。また特許文献2には平面上に2種類の電極を櫛形に向かい合わせた構造のプラズマ処理装置について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2005−135892号公報
【特許文献2】特開2008−186832号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
発明者らは、プラズマ放電部を複数並べて任意の大きさの試料(被処理体)に対応できるように放電面積を拡大する場合の課題について検討した。その結果、プラズマ放電部を複数個並べて大面積化する際に、放電用の高周波電源1つから電力を分配する方式の場合、例えば出力電圧が数十ワットを超えると、単位電力あたりの電源コストが増大すること、比較的出力の小さい電源を複数個用いた場合の方が電源コストを低減できるメリットがあることが分かった。一方で、電源を複数個用いたとき、各電源間の位相差により異常放電が発生する可能性が高くなる、また、放電部間のプラズマ密度や電子温度のばらつきが生じる可能性が高くなる等の問題のあることが分かった。
【0005】
本発明の目的は、プラズマ放電部を複数並べて任意の大きさの試料(被処理体)に対応できるように放電面積を拡大する場合であっても、単位電力あたりの電力コストを増加することなく、均一なプラズマ生成が可能なプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の代表的なものを示すと次のとおりである。すなわち、筐体と、前記筐体内に設置された放電電極と、プラズマ生成のための高周波電源とを有するプラズマ処理装置において、前記高周波電源は、周波数を決定する高周波信号回路と、前記高周波信号回路に電気的に接続され低電圧の高周波電力を生成する低電圧高周波電力回路と、前記低電圧高周波電力回路に電気的に接続され高電圧の高周波電力を生成する昇圧回路とを有し、少なくとも前記低電圧高周波電力回路と前記昇圧回路とを有する高周波電力回路は、前記放電電極を設置した前記筐体内に設置されてプラズマモジュールを構成し、前記放電電極と前記高周波電力回路と前記筐体から構成される前記プラズマモジュールが複数個並列接続され、複数個の前記プラズマモジュールとは独立に前記高周波信号回路は配置され、前記高周波信号回路からの周波数信号は、前記複数個のプラズマモジュールのうちの1つに入力され、前記複数個のプラズマモジュール間を並列に伝送されるものであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【0007】
また、隣接して配置された複数のプラズマモジュールと、複数の前記プラズマモジュールに電気的に接続された制御ユニットと、を備え、各々の前記プラズマモジュールは、放電電極と、前記放電電極に電気的に接続され、プラズマ生成のための高周波電力回路と、を備え、前記プラズマモジュールの各々の前記放電電極と前記高周波電力回路とは同じ長さとなるように調整された配線で接続されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、プラズマ放電部を複数並べて任意の大きさの試料(被処理体)に対応できるように放電面積を拡大する場合であっても、単位電力あたりの電力コストを増加することなく、均一なプラズマ生成が可能なプラズマ処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の第1の実施例になるプラズマ処理装置の主要部の概略構成図である。
【図2】本発明の第1の実施例になるプラズマモジュールの詳細説明図であり、左側部がプラズマモジュールの斜視図、中央部が正面図(斜視図A方向から見た図)、右側部が右側面図(斜視図B方向から見た図)、上部が上面図(斜視図C方向から見た図)、下部が下面図(斜視図D方向から見た図)である。
【図3】本発明の第1の実施例になるプラズマ処理装置における各種回路間の配線接続の概略図である。
【図4】本発明の第1の実施例になるプラズマ処理装置における制御ユニットの構成の概略図である。
【図5】本発明の第1の実施例になるプラズマ処理装置におけるプラズマを生成するための放電電極の構成の概略図であり、下部は上面図、上部は上面図のX−X’断面図を示す。
【図6】本発明の第1の実施例になるプラズマ処理装置の放電電極におけるプラズマ放電の原理を説明する概略図である。
【図7】本発明の第1の実施例において、放電電極内の電極間ギャップと放電に必要である高周波電力の最大電圧の関係を説明するための図である。
【図8】本発明の第1の実施例になるプラズマ処理装置の放電電極について、各種寸法を説明するための図である。
【図9】本発明の第1の実施例になるプラズマ処理装置(プラズマ洗浄装置)の全体概略構成図である。
【図10】本発明の第2の実施例になるプラズマ処理装置(プラズマ成膜装置)の全体概略構成図である。
【図11A】本発明の第2の実施例になるプラズマ処理装置(プラズマ成膜装置)のプラズマモジュールアレイについて説明するための上面図である。
【図11B】本発明の第2の実施例になる、プラズマ処理装置(プラズマ成膜装置)のプラズマモジュールアレイについて説明するための図であり、図11AのX−X’断面図を示す。
【図12】本発明の第2の実施例になるプラズマ処理装置(プラズマ成膜装置)における成膜処理の概略を示した図である。
【図13】本発明の第2の実施例になるプラズマ処理装置(プラズマ成膜装置)の放電電極の構成において、他の電極パターンを用いた部分的成膜を説明するための図であり、上図は断面図、下図は上面図を示す。
【図14】本発明の第2の実施例になるプラズマ処理装置(プラズマ成膜装置)における成膜処理のフローの一例を示した図である。
【図15】本発明の第2の実施例になるプラズマ処理装置(プラズマ成膜装置)におけるプラズマモジュールアレイの他の並べ方を示した図である。
【図16】本発明の第2の実施例になるプラズマ処理装置(プラズマ成膜装置)の放電電極における他の電極構造を示した図である。
【図17】本発明の第3の実施例になるプラズマ処理装置(オゾン処理装置)の全体概略構成図である。
【図18A】本発明の第3の実施例になるプラズマ処理装置(オゾン処理装置)におけるガス供給部の概略構成上面図である。
【図18B】本発明の第3の実施例になるプラズマ処理装置(オゾン処理装置)におけるガス供給部の概略構成図であり、図18AのX方向から見た側面図である。
【図18C】本発明の第3の実施例になるプラズマ処理装置(オゾン処理装置)におけるガス供給部の概略構成図であり、図18AのY方向から見た側面図である。
【図19A】本発明の第3の実施例になるプラズマ処理装置(オゾン処理装置)における放電電極部へのガスの吹きつけ方法を説明するための図であり、望ましい場合の例を示す。
【図19B】本発明の第3の実施例になるプラズマ処理装置(オゾン処理装置)における放電電極へのガスの吹きつけ方法を説明するための図であり、望ましくない場合の例を示す。
【図20】本発明の第1の実施例になるプラズマ処理装置の主要部の他の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明では、放電電極と、該放電電極を固定する筐体と、該筐体内に設置された昇圧回路と整合回路を有するプラズマ生成のための高周波電力回路の組み合わせを1つのプラズマモジュールとして構成する。該プラズマモジュールは複数個を接続可能とし、前記プラズマモジュールとは独立に構成された制御ユニットから出力される高周波信号が、各プラズマモジュールに供給される構成とした。これにより、安価に、且つ、容易にプラズマ源の放電面積を拡大することができ、任意の大きさの被処理体への均一な処理を可能とする。
【0011】
以下、図面を参照しながら、本発明を具体的に適用した実施例について詳細に説明する。
【実施例1】
【0012】
第1の実施例について図1から図9を用いて説明する。
図1は、本実施例になる、プラズマ処理装置の主要部の概略構成図であり、プラズマモジュールアレイの構成を示している。本実施例では横方向に3つのプラズマモジュールを並べている。図2は1つのプラズマモジュールの構成をより詳しく示したものである。図3はプラズマモジュールを含むプラズマ処理装置における各種回路間の配線接続の概要、図4はプラズマ処理装置における制御ユニットの構成の概略図である。
【0013】
プラズマモジュール1は、図2に示すように筐体21と筐体内に収納された高周波電力回路11と、筐体21の上部に取り付けられた放電電極2を基本構成としている。なお、符号29はコネクタ、E1、E2、E3はそれぞれ高周波電力回路11の幅、高さ、長さを示す。
【0014】
又、プラズマモジュール間は、図1に示すように筐体21の下部に設けられたコネクタ29を介して、配線28−2を用いて並列に接続することが可能となっている。また、1つ目のモジュール(図1の左端)は制御ユニット12と配線28−1を介して接続されている。なお、符号13は高周波信号回路、符号14−1、14−2はDC電源、符号28−3、28−4は配線、符号42はコンセントプラグである。また、同一符号は同一構成要素を示す。
【0015】
プラズマモジュールの筐体21の側面は高周波電力回路を冷却可能とするため、角部の骨組み部分以外はできるだけ空洞とすることによって空気を流すことが可能となっている。また、側面を例えば通気性のよいパンチングメタル等で覆うことができるようになっている。筐体の下部(図2のD参照)にはコネクタ29が2つ設置されている。該コネクタは制御ユニット、または、プラズマモジュール間の接続に用いる。
【0016】
制御ユニット12は、図3に示すように高周波信号回路13と2つのDC電源14−1と14−2から構成される。DC電源14−1は高周波信号回路13を駆動させるためのものであり、配線28−9により高周波信号回路13に接続されている。また、DC電源14−2は高周波電力回路11へ電力を供給するためのものであり、1つ目のモジュールのコネクタに配線28−6により接続されている。
【0017】
次に図3を用いて電力、電気信号の流れを説明する。大元の電源は本実施例では商用の100V交流電源を用いることとした。配線28−4を介してコンセント(コンセントプラグ42)から得た交流の電力は、DC電源14−1と14−2にてDC電力に変換される。DC電源14−1で生成されたDC電力は高周波信号回路13へ伝送され、ここで高周波信号が生成される。生成された高周波信号は配線28−5及びコネクタ29を介して各プラズマモジュールの高周波電力回路11内の低電圧高周波電力回路15へ伝送される。また、DC電源14−2で生成されたDC電力は配線28−6及びコネクタ29を介して各プラズマモジュールの低電圧高周波電力回路15に入力される。
【0018】
低電圧高周波電力回路15では高周波信号に基づいて、DC電源14−2から供給されたDC電力を低電圧高周波電力に変換する。該低電圧高周波電力は、配線28−7を介して昇圧回路16に入力され昇圧回路16において高電圧高周波電力(以後、高周波電力と呼ぶ)に変換される。該高周波電力は、配線28−8を介して整合回路に入力される。次に、整合回路17を介して、放電電極2へ供給され、該放電電極2においてプラズマが生成される。
【0019】
高周波電力回路11と放電電極2を接続する配線28−3の長さが、プラズマもモジュール間で異なると、配線容量がモジュール間で一定とならない。この場合、プラズマに投入される電力がプラズマモジュール毎に異なるため、均一なプラズマ処理を行うためには、すべてのプラズマモジュールで配線28−3の長さはできるだけ同じにする必要がある。
【0020】
制御ユニット12は少なくとも高周波電力の周波数と電圧を調整できる機能を有している。制御ユニット12には、図4に示すように高周波電力の周波数、及び、電圧を設定するためのダイヤル22−1、22−2と高周波電力の周波数、及び、電圧を表示するための表示部23−1、23−2が設置されている。高周波電力の周波数は、ダイヤル22−1によって高周波信号回路における高周波信号の周波数を変更することによって調整できるようになっている。また、高周波電力の出力電圧はダイヤル22−2によってDC電源14−2で生成されるDC電力の電圧を調整することによって変化させることができるようになっている。即ち、DC電源14−2で生成されたDC電圧に応じて、低電圧高周波電力回路15にて生成される低電圧の高周波電力の電圧値が決定され、さらに、昇圧回路16において生成される高電圧高周波電力の電圧は、低電圧高周波電力の電圧値によって決まるような回路構成となっている。もちろん高周波電力の生成の詳細方式については、図1の基本構成を満たせば他の方式でもよい。
【0021】
次に図5を用いて放電電極2の構成について説明する。放電電極2は誘電体5の内部に電極4が設置された構造となっている。電極4は2つの櫛形電極4−1と4−2からなり、放電電極の断面を見たとき、電極4−1と4−2が交互に配置された構造となっている。電極4は例えば一方をアンテナ、他方をアースとして用いる。もちろん逆位相の高周波電力「+V」と「−V」をそれぞれ電極4−1と4−2に印加する方式としてもよい。即ち、放電電極2は誘電体バリア放電に基づく面放電型の放電電極となっている。電極4は配線28−3を介して、高周波電力回路11へ接続されている。なお、符号7は放電面、L1は電極間隔(ギャップ)、L2は電極の幅、T1は電極4上方の誘電体5の厚さ、T2は電極4下方の誘電体5の厚さを示す。
【0022】
図6は放電電極2の断面を拡大して示したものである。電極4−1と4−2を結ぶ電気力線9のうち、誘電体5の上方の気相側8にしみ出した電気力線9がプラズマ3の生成に寄与する。そのため、誘電体の表面厚さT1は絶縁破壊や消耗による破損の問題が起こらない範囲で、電極間隔L1に対してできるだけ小さい方がよい。また、放電電極の裏面側でプラズマ3が生成しないようにするため、電極4の下方の誘電体層の厚さT2はT1に比べて十分大きくしている。大気圧の空気中での放電では例えばL1を0.1mm、T1を0.01〜0.05mm、T2を2mmとするのが望ましい。
【0023】
次に電極4−1と4−2の電極間ギャップL1を0.1mmとした理由を述べる。図7は発明者等が調べた、大気中における放電に必要な高周波電力の電圧(波高値)と電極間ギャップL1の関係を示している。誘電体5の表面厚さT1は数十μmである。電極間ギャップL1が0.1mmのとき、約1.5kVで放電が開始される。ただし、1.5kVでは放電電極の放電面7の面内において放電ムラが見られ、放電電極の放電面の全面で安定に放電するためには約1.8kVの電圧が必要であった。即ち、放電電極の面内において均一にプラズマを生成するためには、放電開始に必要な電圧よりも20〜30%程度高い電圧の印加が必要である。L1が0.2mmのとき、放電開始に必要な電圧は約3kVであり、ムラなく全面で放電させるためには4kV程度の電圧が必要である。高周波電力回路11内の昇圧回路16には昇圧コイルが設置されている。この昇圧コイルに関して、耐圧を約2kVとすると、ニクロム線を用いることができるメリットがある。また、耐圧を2kVよりも大きい例えば4kV、6kV等と大きくすると、昇圧コイルの絶縁対策が大がかりとなり、部品コストが高くなる。当然、高周波電力回路全体の絶縁対策も大がかりなものとなる上に、高周波電力回路11と放電電極2を接続する配線28−3の耐圧も大きくする必要が生じる。また、耐圧を大きくすると昇圧回路16のコイルのサイズが大きくなるデメリットも生じる。図1に示したように、高周波電力回路11と放電電極2を含む構成を1つのモジュールとして複数個並べるためには、図2に示したように、高周波電力回路11の幅E1、高さE2、長さE3について、少なくとも、これらのうち2つが、放電電極2の大きさW1、W2よりも小さい必要がある。そうでない場合は、高周波電力回路がじゃまになって、放電電極を隙間無く並べることができなくなる。一般に高周波電力回路に用いる素子で一番大きい部品は昇圧コイルであり、この昇圧コイルを小さくすることが重要である。そのためには放電電圧を概ね2kV以下とし、耐圧約2kVのコイルを用いるようにするのが望ましい。この場合、放電電極2の電極間ギャップは必然的に0.1mmと決定される。
【0024】
次に放電電極2のサイズ等(W1×W2)について述べる。発明者等の実験結果では、電極間ギャップL1を0.1mmとしたとき、1Wの電力で生成できるプラズマは、1対の電極によって生成される1ラインのプラズマの長さに換算して約100mmであった。これを基に、放電電極2の大きさの決定方法について述べる。例えば図8に示すように、電極長さをL10、電極4−1、4−2の配列の右端から左端までの距離をL11とすると、放電領域の面積Sは
S=L10×L11 ‥‥ (1)
となる。また、電極4−1と4−2で形成される電極間ギャップの数をNとすると、電極間ギャップL1と電極の幅L2を用いて、L11は次の式で示される。
L11=L1×N+L2×(N+1) ‥‥ (2)
電極間ギャップの総長さ(1ラインの放電に換算した時のプラズマの長さ)Lgは
Lg=L10×N ‥‥ (3)
である。高周波電力回路11の出力をP(W)としたとき、
Lg≦P×100 ‥‥ (4)
である必要がある。式(4)の右辺の100は、1Wで長さ100mmの1ラインのプラズマを生成できることに基づく値である。ここで、具体的な数値として、例えばPを20W、L10を40mm、L11を30mm、放電ギャップを0.1mmとすると、
Lg=P×100=20×100=2000(mm) ‥‥ (5)
N=Lg÷L10=2000÷40=50 ‥‥ (6)
L2=(L11−L1×N)÷(N+1)
=(30−0.1×50)÷(50+1)
≒0.5 ‥‥ (7)
となり、電極幅L2は0.5mmと算出される。
また、W1、W2は、L10、L11よりもやや大きめとなるため、例えばW1は42mm、W2は32mmとなる。なお、断面における電極4−1と4−2の本数が同じになるのはNが奇数の時のため、上記計算ではNは49(または51)とするのがよい。放電電源の出力Pが20Wよりも大きい場合にはL2は0.5mmよりも小さくすることができ、P2が20Wよりも小さい場合にはL2は0.5mmよりも大きい必要がある。
【0025】
なお、既に述べたように、大気圧の空気(窒素約80%、酸素約20%)では1対のアンテナとアースにおける1ラインのプラズマ放電の場合は、1Wの電力で約100mmの長さのプラズマ放電が可能であるが、大気圧のアルゴンガスでは約5倍の500mm、大気圧のヘリウムガスでは約10倍の1000mmの長さのプラズマを生成することができる。従って、アルゴンの場合には式(4)の100は500に、ヘリウムの場合には1000に置き換えて計算する。
【0026】
また、SixHyやCxHyガスを用いる場合でも、アルゴンやヘリウムで例えば99%希釈されているような場合には、空気中での放電に比べて、少ない電力で同じ面積のプラズマ放電が可能となる。そのため、高周波電力回路の出力電力Pが同じであれば、L10、L11の大きさを大きくすることができる。
【0027】
また、図7に示した放電電極の電極間ギャップL1と放電開始に必要な電圧はプラズマを生成する気相中のガス組成によって変化し、空気中(大気圧)では電極間ギャップ0.1mmにおいて放電開始に必要な電圧は1.5kV程度であるのに対して、アルゴンやヘリウム雰囲気(大気圧)では電極間ギャップ0.1mmでは500V以下で放電開始可能である。そのため、耐圧が2kVの高周波電力回路を用いれば、電極間ギャップL1は約1mmまで拡大可能である。
【0028】
次に本プラズマ処理装置の一例としてプラズマ洗浄装置に適用した場合の装置構成例を示す。図9はプラズマ洗浄装置の例を示している。処理装置31は処理チャンバー34に複数個のプラズマモジュール1が設置されている。被処理体(処理基板)6はローラー32によって処理室内を搬送される。処理室にはガス、または、空気を排気するための排気系38に接続されている。また、被処理体の搬入口、または、搬送口には外気と処理室内の雰囲気を分離するためのガス切り換えユニット33が設置されている。プラズマモジュール1で生成したプラズマ3を被処理体6に照射するため、プラズマモジュール1の放電面と被処理体6の処理表面との距離は0.1mmから10mm程度とするとよい。
【0029】
本装置と同等の構成の具体的な装置例としては、被処理体がガラス基板であり、そのガラス基板上に付着している有機物を除去するプラズマ洗浄装置、被処理体がエスカレーターのハンドレール(手摺り)であり、この手摺りに付着した手垢や、殺菌処理を行うプラズマ滅菌・洗浄装置、被処理体が樹脂、または、金属であり、例えば樹脂と金属等へ貼り合わせる前処理としてプラズマを照射するプラズマ表面改質装置などが挙げられる。
本プラズマ洗浄装置を用いて大きさの異なる液晶用ガラス基板の表面を洗浄したところいずれの大きさの基板でも放電部間のプラズマ密度や電子温度のばらつきを抑制でき、均一性の向上を図ることができた。また、基板の大きさに応じてプラズマモジュールの数を調整することで電力コストの点でも良好な結果が得られた。
【0030】
なお、以上の説明では、図1に示したように、プラズマモジュールについて、周波数を決定する回路は制御ユニット側に設置する構成とした。このメリットとしては、複数個のプラズマモジュールにおいて、高周波電力の位相が同じになっているため、放電電極間での電位差による異常放電を抑制できることが挙げられる。また、周波数が複数個のプラズマモジュールで同一となるため、生成されるプラズマの特性が同等になるメリットもある。
【0031】
一方で、プロセスによってはプラズマモジュールに一定の間隔を開けたり、モジュール間でプラズマの特性に多少のばらつきがあっても、影響が少ないものが考えられる。
【0032】
この場合は、必ずしも周波数を決定する回路が制御ユニット12ではなく、昇圧回路を有する高周波電力回路側にあっても良い。この例を図20に示す。図1と同等の構成は説明を省略する。図20の構成では、高周波電力回路11それぞれに高周波信号回路13と、低電圧高周波電力回路15と、昇圧回路16と、整合回路17が設置されている。制御ユニット12には2つのDC電源14−1、14−2が設置されている。一方は高周波信号回路13の電力として用い、他方はメインの高周波電力の電源として用いる。
【0033】
また、例えば、スイッチング回路と昇圧コイルを基本構成とする自励式のインバーター電源を用いる際は、スイッチング回路が高周波信号回路と低電圧高周波電力回路を兼ねるため、各高周波電力回路11はスイッチング回路と昇圧回路と整合回路を有する構成とする。なお、図20のような構成にした場合でも、放電電極2と高周波電力回路11との距離はモジュール間で同等にすることにより、プラズマ密度をモジュール間で同等にすることが可能である。
【0034】
以上、本実施例によれば、放電電極と高周波電力回路を1つのプラズマモジュールとすることにより、プラズマ放電部を複数並べて任意の大きさの試料に対応できるように放電面積を拡大する場合であっても、単位電力あたりの電力コストを増加することなく、均一なプラズマ生成が可能なプラズマ処理装置を提供することができる。
【実施例2】
【0035】
次に本発明の第2の実施例について図10〜図16を用いて説明する。なお、実施例1に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情が無い限り本実施例にも適用することができる。
【0036】
図10は、本実施例になるプラズマ処理装置(プラズマ成膜装置)の全体概略構成図である。本プラズマ成膜装置は放電電極2の直上に処理基板(被処理体)6を設置し、処理基板6の上方でプラズマ3を生成させて成膜する方式の成膜装置を示している。本処理装置31は処理室を構成する筐体34と、プラズマモジュール1と、被処理体6を搬送するためのローラー32が設置されている。また、被処理体6の搬送口にはガス雰囲気を処理室内と処理室外で切り換えるためのガス雰囲気切り換えユニット33が設置されている。また、処理室内に処理ガスを供給するため、処理ガス供給源37から供給された処理ガスをガス配管36及びガス供給口35を介して、処理室内に供給できるようになっている。ガス供給口35には、ガス供給口面から均等に処理ガスを供給するため、例えば多孔質体を用いるとよい。なお、図10に示す装置構成の場合には処理基板の上方でプラズマを発生させるため、放電電極における電極の間隔や電極の幅等は基板の材料と厚さを考慮して決めることが必要である。
【0037】
図11A、図11Bはプラズマモジュールのアレイを示したものであり、図11Aは上面図、図11Bは図11AのX−X’断面図を示す。この図では、プラズマモジュール1は外枠24−1に取り付けており、単一のプラズマモジュール(右手前)が取り外しとなっている。外枠24−1の上部24−2は放電電極2の放電面7と同じ高さになるようになっている。また、放電電極2の外周部はガスの流路25を形成するために段差41が付けられている。また、放電電極2の段差41は押さえ30によりパッキン27を押しつけるようになっている。また、ガスの流路である溝25には所々にガスを供給するためのガス穴26−1、及びガスを吸い込むためのガス穴26−2が設けられている。ガス供給口26−1からは、希ガスに比べて放電しにくい、例えば窒素ガス等の放電抑制ガスを供給する。また、ガス排気口26−2からは供給した放電抑制ガスを排気し、被処理体と放電電極の間の圧力を若干、負圧にすることにより、被処理体を放電電極2の放電面7にできるだけ密着させるようにしている。なお、ガス穴26−1、26−2、または、ガスの流路25は前記実施例1の表面処理装置(プラズマ洗浄装置)のプラズマモジュールアレイにも同様に設けるようにするとよい。
【0038】
図12はプラズマ成膜処理の様子を示しており、被処理体(処理基板)6を紙面において右から左方向に搬送しながらプラズマ3内で機能成膜52を成膜している様子を示している。図13は放電電極2の電極パターンに沿って成膜する場合の例を示している。図13にように電極4−1と4−2が放電してプラズマ3を生成するための間隔L1と放電させないための間隔L3を有する構成となっている場合、処理基板6を放電電極2上に静止させて成膜すると、放電領域に沿って、選択的に成膜することが可能となる。
【0039】
図14は実施例になるプラズマ処理装置(プラズマ成膜装置)における成膜処理のフローの一例を示した図であり、デバイスの製造例として、太陽電池の製造工程を例に挙げたものである。例えば、被処理体(基板)6として透明な樹脂のフィルムを用いる。最初に、ガスバリア層として例えばSiN膜61を基板6上に生成する(図14A)。このとき、処理ガスには例えば、SiH4とH2とNH3の混合ガスをHeで希釈したガスを用いる。次に図14に示したような放電電極を設置した成膜装置で導電性の電極62の成膜を行う(図14B)。次に、n型Si層63の成膜のため、Heで希釈されたSiH4、H2、PH3等から成る混合ガスを用いる(図14C)。次にi型Si層64の成膜のため、Heで希釈されたSiH4、H2等からなる混合ガスを用いて成膜する(図14D)。次にp型Si層65の成膜のため、Heで希釈されたSiH4、H2、B2H6等からなる混合ガスを用いて成膜を行う(図14E)。次に裏面電極として導電性の膜66を形成し(図14F)、最後に、バリア膜67を形成する(図14G)。これにより製造した太陽電池は、繰り返し電極パターンの均一性や電力コストの点で良好な結果が得られた。また、プラズマモジュールを任意に組み合わせることが容易にできるため、被処理体の大きさに応じて安価に、且つ、簡便に放電電極の拡大、縮小を行うことができる。
【0040】
なお、成膜処理の途中では複数の電極62はお互いに電気的に接続されていない状態とし、成膜処理の最後の方で接続する方法としてもよい。
【0041】
また、プラズマ処理装置における放電電極の並べ方としては図15のように配置してもよい。さらに、放電電極の電極パターンは、図16に示したようなパターンでもよい。
【0042】
以上、本実施例によれば、プラズマ放電部を複数並べて任意の大きさの試料に対応できるように放電面積を拡大する場合であっても、単位電力あたりの電力コストを増加することなく、均一なプラズマ生成が可能なプラズマ処理装置を提供することができる。また、電極間隔を変えることにより、処理基板上に所望の繰り返しパターンを均一性よく形成することができる。また、処理基板を放電電極上に配置する構成とすることにより、所望のガスを処理基板上に均一に供給することが可能となる。
【実施例3】
【0043】
本発明の第3の実施例について図17〜図19A、図19Bを用いて説明する。なお、実施例1又は2に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情が無い限り本実施例にも適用することができる。
【0044】
図17はプラズマ処理装置の一つであるオゾン処理装置の全体概略構成図である。図18A、図18B、図18Cは、本オゾン処理装置におけるガス供給部とプラズマ放電部の概略構成図であり、図18Aは上面図、図18Bは図18AのX方向から見た側面図、図18Cは図18AのY方向から見た側面図である。
図19A、図19Bはガスの吹きつけ方法の簡単な例について説明する図であり、図19Aは望ましい場合の例、図19Bは望ましくない場合の例である。プラズマ処理装置(オゾン処理装置)31には、図17に示すように筐体34に複数のプラズマモジュール1が設置されている。オゾンを生成するためのガスは、空気または酸素ガスなどを用い、ガス供給系37からガスライン36、ガス供給口35を介してオゾン生成空間71へ供給される。オゾン生成空間71で生成されたオゾンは、オゾン供給配管72を介して、例えば被処理体である配管73内の水74に供給される。被処理体としては池の水やプールの水であってもよい。符号75はオゾンを含むガスである。
【0045】
プラズマ放電部は上方から見たとき、図18Aに示すように長方形の領域にプラズマ3を生成している。吹き出し口(ガス供給口)35の形状はプラズマ3の放電領域の形と同等の矩形型のノズルとなっており、処理ガスはプラズマ放電領域全体に対して、直上から供給するようにした。オゾンはガスの温度が高温となると、分解反応が進むため、ガスの温度を低く抑える工夫がある方が望ましい。そして、ガスの温度は放電電極2の表面温度に大きく依存しているため、ガス温度を低くするためには放電電極2の表面の冷却が重要である。放電電極2の裏面側に例えば冷却水を流すことは1つの有効な冷却方法である。一方で、放電電極2の裏面側を冷却した場合、放電電極2の表面側を十分冷却できるとは限らない。図18B、図18Cに示したように、放電電極2の表面に向けてガス51を供給できるようにし、処理ガスをでるだけ勢いよく噴射することによって放電電極2を直接冷却することが望ましい。なお、例えば、図19A、図19Bに示したように、ガス配管の先端(ガス供給口35)をプラズマ放電領域に向けて処理ガスを放電電極2の表面に吹き付ける場合は、図19Aに示したようにプラズマ3の長手方向に向けてガスを吹き付けることにより放電領域全体を冷却する方が望ましく、長手方向に垂直に吹き付ける図19Bは、吹き付けた領域付近のみの冷却となり、その周囲の領域Dの範囲はあまり冷却されない。また、ガスのプラズマ中の滞在時間が短い、または、プラズマを通過するガスの量を大きくしにくい等の理由によりオゾン生成量を多くするのは難しい。処理ガスによる放電電極表面の冷却を目的として、処理ガスを放電電極表面の放電領域全体に勢いよく吹き付けることができる構成であれば、図18の構成にはとらわれないことは言うまでもない。
【0046】
上記オゾン処理装置を用い、配管の大きさや水量によりプラズマモジュールの数を変更してプール内の水の処理を行った結果、プラズマモジュール毎の均一性や電力コストに関して良好な結果が得られた。
【0047】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【0048】
1:プラズマモジュール、2:放電電極、3:プラズマ、4、4−1、4−2:電極、5:誘電体、6:処理基板(被処理体)、7:放電面、8:気相、9:電気力線、11:高周波電力回路、12:制御ユニット、13:高周波信号回路、14−1、14−2:DC電源、15:低電圧高周波電力回路、16:昇圧回路、17:整合回路、21:筐体、22−1、22−2:ダイヤル、23−1、23−2:表示部、24−1、24−2:外枠、25:ガス流路(溝)、26−1、26−2:ガス穴、27:パッキン、28−1〜28−9:配線、29:コネクタ、30:押さえ、31:処理装置、32:ローラー、33:ガス切り換えユニット、34:筐体(処理チャンバー)、35:ガス供給口、36:ガスライン、37:ガス供給源、38:排気系、41:段差、42:コンセントプラグ、51:ガスの流れ方向、52:成膜された機能性膜、61:バリア層、62:電極、63:n型Si層、64:i型Si層、65:p型Si層、66:導電性膜、67:バリア膜、71:オゾン生成空間、72:オゾン供給配管、73:配管、74:水、75:オゾンを含むガス。
【技術分野】
【0001】
本発明はプラズマを用いて成膜、表面改質、洗浄等の処理を行うためのプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、大気圧でプラズマを生成する技術の検討が進み、DLC(Diamond-Like Carbon)等の機能性膜の生成や、材料表面の有機物除去、滅菌等にプラズマを用いる方法が広く検討されるようになった。例えば特許文献1には基板の大きさに柔軟に対応可能なプラズマ処理装置に関して、複数枚の放電電極板を平行に並べた構造が記載されている。また特許文献2には平面上に2種類の電極を櫛形に向かい合わせた構造のプラズマ処理装置について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2005−135892号公報
【特許文献2】特開2008−186832号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
発明者らは、プラズマ放電部を複数並べて任意の大きさの試料(被処理体)に対応できるように放電面積を拡大する場合の課題について検討した。その結果、プラズマ放電部を複数個並べて大面積化する際に、放電用の高周波電源1つから電力を分配する方式の場合、例えば出力電圧が数十ワットを超えると、単位電力あたりの電源コストが増大すること、比較的出力の小さい電源を複数個用いた場合の方が電源コストを低減できるメリットがあることが分かった。一方で、電源を複数個用いたとき、各電源間の位相差により異常放電が発生する可能性が高くなる、また、放電部間のプラズマ密度や電子温度のばらつきが生じる可能性が高くなる等の問題のあることが分かった。
【0005】
本発明の目的は、プラズマ放電部を複数並べて任意の大きさの試料(被処理体)に対応できるように放電面積を拡大する場合であっても、単位電力あたりの電力コストを増加することなく、均一なプラズマ生成が可能なプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の代表的なものを示すと次のとおりである。すなわち、筐体と、前記筐体内に設置された放電電極と、プラズマ生成のための高周波電源とを有するプラズマ処理装置において、前記高周波電源は、周波数を決定する高周波信号回路と、前記高周波信号回路に電気的に接続され低電圧の高周波電力を生成する低電圧高周波電力回路と、前記低電圧高周波電力回路に電気的に接続され高電圧の高周波電力を生成する昇圧回路とを有し、少なくとも前記低電圧高周波電力回路と前記昇圧回路とを有する高周波電力回路は、前記放電電極を設置した前記筐体内に設置されてプラズマモジュールを構成し、前記放電電極と前記高周波電力回路と前記筐体から構成される前記プラズマモジュールが複数個並列接続され、複数個の前記プラズマモジュールとは独立に前記高周波信号回路は配置され、前記高周波信号回路からの周波数信号は、前記複数個のプラズマモジュールのうちの1つに入力され、前記複数個のプラズマモジュール間を並列に伝送されるものであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【0007】
また、隣接して配置された複数のプラズマモジュールと、複数の前記プラズマモジュールに電気的に接続された制御ユニットと、を備え、各々の前記プラズマモジュールは、放電電極と、前記放電電極に電気的に接続され、プラズマ生成のための高周波電力回路と、を備え、前記プラズマモジュールの各々の前記放電電極と前記高周波電力回路とは同じ長さとなるように調整された配線で接続されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、プラズマ放電部を複数並べて任意の大きさの試料(被処理体)に対応できるように放電面積を拡大する場合であっても、単位電力あたりの電力コストを増加することなく、均一なプラズマ生成が可能なプラズマ処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の第1の実施例になるプラズマ処理装置の主要部の概略構成図である。
【図2】本発明の第1の実施例になるプラズマモジュールの詳細説明図であり、左側部がプラズマモジュールの斜視図、中央部が正面図(斜視図A方向から見た図)、右側部が右側面図(斜視図B方向から見た図)、上部が上面図(斜視図C方向から見た図)、下部が下面図(斜視図D方向から見た図)である。
【図3】本発明の第1の実施例になるプラズマ処理装置における各種回路間の配線接続の概略図である。
【図4】本発明の第1の実施例になるプラズマ処理装置における制御ユニットの構成の概略図である。
【図5】本発明の第1の実施例になるプラズマ処理装置におけるプラズマを生成するための放電電極の構成の概略図であり、下部は上面図、上部は上面図のX−X’断面図を示す。
【図6】本発明の第1の実施例になるプラズマ処理装置の放電電極におけるプラズマ放電の原理を説明する概略図である。
【図7】本発明の第1の実施例において、放電電極内の電極間ギャップと放電に必要である高周波電力の最大電圧の関係を説明するための図である。
【図8】本発明の第1の実施例になるプラズマ処理装置の放電電極について、各種寸法を説明するための図である。
【図9】本発明の第1の実施例になるプラズマ処理装置(プラズマ洗浄装置)の全体概略構成図である。
【図10】本発明の第2の実施例になるプラズマ処理装置(プラズマ成膜装置)の全体概略構成図である。
【図11A】本発明の第2の実施例になるプラズマ処理装置(プラズマ成膜装置)のプラズマモジュールアレイについて説明するための上面図である。
【図11B】本発明の第2の実施例になる、プラズマ処理装置(プラズマ成膜装置)のプラズマモジュールアレイについて説明するための図であり、図11AのX−X’断面図を示す。
【図12】本発明の第2の実施例になるプラズマ処理装置(プラズマ成膜装置)における成膜処理の概略を示した図である。
【図13】本発明の第2の実施例になるプラズマ処理装置(プラズマ成膜装置)の放電電極の構成において、他の電極パターンを用いた部分的成膜を説明するための図であり、上図は断面図、下図は上面図を示す。
【図14】本発明の第2の実施例になるプラズマ処理装置(プラズマ成膜装置)における成膜処理のフローの一例を示した図である。
【図15】本発明の第2の実施例になるプラズマ処理装置(プラズマ成膜装置)におけるプラズマモジュールアレイの他の並べ方を示した図である。
【図16】本発明の第2の実施例になるプラズマ処理装置(プラズマ成膜装置)の放電電極における他の電極構造を示した図である。
【図17】本発明の第3の実施例になるプラズマ処理装置(オゾン処理装置)の全体概略構成図である。
【図18A】本発明の第3の実施例になるプラズマ処理装置(オゾン処理装置)におけるガス供給部の概略構成上面図である。
【図18B】本発明の第3の実施例になるプラズマ処理装置(オゾン処理装置)におけるガス供給部の概略構成図であり、図18AのX方向から見た側面図である。
【図18C】本発明の第3の実施例になるプラズマ処理装置(オゾン処理装置)におけるガス供給部の概略構成図であり、図18AのY方向から見た側面図である。
【図19A】本発明の第3の実施例になるプラズマ処理装置(オゾン処理装置)における放電電極部へのガスの吹きつけ方法を説明するための図であり、望ましい場合の例を示す。
【図19B】本発明の第3の実施例になるプラズマ処理装置(オゾン処理装置)における放電電極へのガスの吹きつけ方法を説明するための図であり、望ましくない場合の例を示す。
【図20】本発明の第1の実施例になるプラズマ処理装置の主要部の他の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明では、放電電極と、該放電電極を固定する筐体と、該筐体内に設置された昇圧回路と整合回路を有するプラズマ生成のための高周波電力回路の組み合わせを1つのプラズマモジュールとして構成する。該プラズマモジュールは複数個を接続可能とし、前記プラズマモジュールとは独立に構成された制御ユニットから出力される高周波信号が、各プラズマモジュールに供給される構成とした。これにより、安価に、且つ、容易にプラズマ源の放電面積を拡大することができ、任意の大きさの被処理体への均一な処理を可能とする。
【0011】
以下、図面を参照しながら、本発明を具体的に適用した実施例について詳細に説明する。
【実施例1】
【0012】
第1の実施例について図1から図9を用いて説明する。
図1は、本実施例になる、プラズマ処理装置の主要部の概略構成図であり、プラズマモジュールアレイの構成を示している。本実施例では横方向に3つのプラズマモジュールを並べている。図2は1つのプラズマモジュールの構成をより詳しく示したものである。図3はプラズマモジュールを含むプラズマ処理装置における各種回路間の配線接続の概要、図4はプラズマ処理装置における制御ユニットの構成の概略図である。
【0013】
プラズマモジュール1は、図2に示すように筐体21と筐体内に収納された高周波電力回路11と、筐体21の上部に取り付けられた放電電極2を基本構成としている。なお、符号29はコネクタ、E1、E2、E3はそれぞれ高周波電力回路11の幅、高さ、長さを示す。
【0014】
又、プラズマモジュール間は、図1に示すように筐体21の下部に設けられたコネクタ29を介して、配線28−2を用いて並列に接続することが可能となっている。また、1つ目のモジュール(図1の左端)は制御ユニット12と配線28−1を介して接続されている。なお、符号13は高周波信号回路、符号14−1、14−2はDC電源、符号28−3、28−4は配線、符号42はコンセントプラグである。また、同一符号は同一構成要素を示す。
【0015】
プラズマモジュールの筐体21の側面は高周波電力回路を冷却可能とするため、角部の骨組み部分以外はできるだけ空洞とすることによって空気を流すことが可能となっている。また、側面を例えば通気性のよいパンチングメタル等で覆うことができるようになっている。筐体の下部(図2のD参照)にはコネクタ29が2つ設置されている。該コネクタは制御ユニット、または、プラズマモジュール間の接続に用いる。
【0016】
制御ユニット12は、図3に示すように高周波信号回路13と2つのDC電源14−1と14−2から構成される。DC電源14−1は高周波信号回路13を駆動させるためのものであり、配線28−9により高周波信号回路13に接続されている。また、DC電源14−2は高周波電力回路11へ電力を供給するためのものであり、1つ目のモジュールのコネクタに配線28−6により接続されている。
【0017】
次に図3を用いて電力、電気信号の流れを説明する。大元の電源は本実施例では商用の100V交流電源を用いることとした。配線28−4を介してコンセント(コンセントプラグ42)から得た交流の電力は、DC電源14−1と14−2にてDC電力に変換される。DC電源14−1で生成されたDC電力は高周波信号回路13へ伝送され、ここで高周波信号が生成される。生成された高周波信号は配線28−5及びコネクタ29を介して各プラズマモジュールの高周波電力回路11内の低電圧高周波電力回路15へ伝送される。また、DC電源14−2で生成されたDC電力は配線28−6及びコネクタ29を介して各プラズマモジュールの低電圧高周波電力回路15に入力される。
【0018】
低電圧高周波電力回路15では高周波信号に基づいて、DC電源14−2から供給されたDC電力を低電圧高周波電力に変換する。該低電圧高周波電力は、配線28−7を介して昇圧回路16に入力され昇圧回路16において高電圧高周波電力(以後、高周波電力と呼ぶ)に変換される。該高周波電力は、配線28−8を介して整合回路に入力される。次に、整合回路17を介して、放電電極2へ供給され、該放電電極2においてプラズマが生成される。
【0019】
高周波電力回路11と放電電極2を接続する配線28−3の長さが、プラズマもモジュール間で異なると、配線容量がモジュール間で一定とならない。この場合、プラズマに投入される電力がプラズマモジュール毎に異なるため、均一なプラズマ処理を行うためには、すべてのプラズマモジュールで配線28−3の長さはできるだけ同じにする必要がある。
【0020】
制御ユニット12は少なくとも高周波電力の周波数と電圧を調整できる機能を有している。制御ユニット12には、図4に示すように高周波電力の周波数、及び、電圧を設定するためのダイヤル22−1、22−2と高周波電力の周波数、及び、電圧を表示するための表示部23−1、23−2が設置されている。高周波電力の周波数は、ダイヤル22−1によって高周波信号回路における高周波信号の周波数を変更することによって調整できるようになっている。また、高周波電力の出力電圧はダイヤル22−2によってDC電源14−2で生成されるDC電力の電圧を調整することによって変化させることができるようになっている。即ち、DC電源14−2で生成されたDC電圧に応じて、低電圧高周波電力回路15にて生成される低電圧の高周波電力の電圧値が決定され、さらに、昇圧回路16において生成される高電圧高周波電力の電圧は、低電圧高周波電力の電圧値によって決まるような回路構成となっている。もちろん高周波電力の生成の詳細方式については、図1の基本構成を満たせば他の方式でもよい。
【0021】
次に図5を用いて放電電極2の構成について説明する。放電電極2は誘電体5の内部に電極4が設置された構造となっている。電極4は2つの櫛形電極4−1と4−2からなり、放電電極の断面を見たとき、電極4−1と4−2が交互に配置された構造となっている。電極4は例えば一方をアンテナ、他方をアースとして用いる。もちろん逆位相の高周波電力「+V」と「−V」をそれぞれ電極4−1と4−2に印加する方式としてもよい。即ち、放電電極2は誘電体バリア放電に基づく面放電型の放電電極となっている。電極4は配線28−3を介して、高周波電力回路11へ接続されている。なお、符号7は放電面、L1は電極間隔(ギャップ)、L2は電極の幅、T1は電極4上方の誘電体5の厚さ、T2は電極4下方の誘電体5の厚さを示す。
【0022】
図6は放電電極2の断面を拡大して示したものである。電極4−1と4−2を結ぶ電気力線9のうち、誘電体5の上方の気相側8にしみ出した電気力線9がプラズマ3の生成に寄与する。そのため、誘電体の表面厚さT1は絶縁破壊や消耗による破損の問題が起こらない範囲で、電極間隔L1に対してできるだけ小さい方がよい。また、放電電極の裏面側でプラズマ3が生成しないようにするため、電極4の下方の誘電体層の厚さT2はT1に比べて十分大きくしている。大気圧の空気中での放電では例えばL1を0.1mm、T1を0.01〜0.05mm、T2を2mmとするのが望ましい。
【0023】
次に電極4−1と4−2の電極間ギャップL1を0.1mmとした理由を述べる。図7は発明者等が調べた、大気中における放電に必要な高周波電力の電圧(波高値)と電極間ギャップL1の関係を示している。誘電体5の表面厚さT1は数十μmである。電極間ギャップL1が0.1mmのとき、約1.5kVで放電が開始される。ただし、1.5kVでは放電電極の放電面7の面内において放電ムラが見られ、放電電極の放電面の全面で安定に放電するためには約1.8kVの電圧が必要であった。即ち、放電電極の面内において均一にプラズマを生成するためには、放電開始に必要な電圧よりも20〜30%程度高い電圧の印加が必要である。L1が0.2mmのとき、放電開始に必要な電圧は約3kVであり、ムラなく全面で放電させるためには4kV程度の電圧が必要である。高周波電力回路11内の昇圧回路16には昇圧コイルが設置されている。この昇圧コイルに関して、耐圧を約2kVとすると、ニクロム線を用いることができるメリットがある。また、耐圧を2kVよりも大きい例えば4kV、6kV等と大きくすると、昇圧コイルの絶縁対策が大がかりとなり、部品コストが高くなる。当然、高周波電力回路全体の絶縁対策も大がかりなものとなる上に、高周波電力回路11と放電電極2を接続する配線28−3の耐圧も大きくする必要が生じる。また、耐圧を大きくすると昇圧回路16のコイルのサイズが大きくなるデメリットも生じる。図1に示したように、高周波電力回路11と放電電極2を含む構成を1つのモジュールとして複数個並べるためには、図2に示したように、高周波電力回路11の幅E1、高さE2、長さE3について、少なくとも、これらのうち2つが、放電電極2の大きさW1、W2よりも小さい必要がある。そうでない場合は、高周波電力回路がじゃまになって、放電電極を隙間無く並べることができなくなる。一般に高周波電力回路に用いる素子で一番大きい部品は昇圧コイルであり、この昇圧コイルを小さくすることが重要である。そのためには放電電圧を概ね2kV以下とし、耐圧約2kVのコイルを用いるようにするのが望ましい。この場合、放電電極2の電極間ギャップは必然的に0.1mmと決定される。
【0024】
次に放電電極2のサイズ等(W1×W2)について述べる。発明者等の実験結果では、電極間ギャップL1を0.1mmとしたとき、1Wの電力で生成できるプラズマは、1対の電極によって生成される1ラインのプラズマの長さに換算して約100mmであった。これを基に、放電電極2の大きさの決定方法について述べる。例えば図8に示すように、電極長さをL10、電極4−1、4−2の配列の右端から左端までの距離をL11とすると、放電領域の面積Sは
S=L10×L11 ‥‥ (1)
となる。また、電極4−1と4−2で形成される電極間ギャップの数をNとすると、電極間ギャップL1と電極の幅L2を用いて、L11は次の式で示される。
L11=L1×N+L2×(N+1) ‥‥ (2)
電極間ギャップの総長さ(1ラインの放電に換算した時のプラズマの長さ)Lgは
Lg=L10×N ‥‥ (3)
である。高周波電力回路11の出力をP(W)としたとき、
Lg≦P×100 ‥‥ (4)
である必要がある。式(4)の右辺の100は、1Wで長さ100mmの1ラインのプラズマを生成できることに基づく値である。ここで、具体的な数値として、例えばPを20W、L10を40mm、L11を30mm、放電ギャップを0.1mmとすると、
Lg=P×100=20×100=2000(mm) ‥‥ (5)
N=Lg÷L10=2000÷40=50 ‥‥ (6)
L2=(L11−L1×N)÷(N+1)
=(30−0.1×50)÷(50+1)
≒0.5 ‥‥ (7)
となり、電極幅L2は0.5mmと算出される。
また、W1、W2は、L10、L11よりもやや大きめとなるため、例えばW1は42mm、W2は32mmとなる。なお、断面における電極4−1と4−2の本数が同じになるのはNが奇数の時のため、上記計算ではNは49(または51)とするのがよい。放電電源の出力Pが20Wよりも大きい場合にはL2は0.5mmよりも小さくすることができ、P2が20Wよりも小さい場合にはL2は0.5mmよりも大きい必要がある。
【0025】
なお、既に述べたように、大気圧の空気(窒素約80%、酸素約20%)では1対のアンテナとアースにおける1ラインのプラズマ放電の場合は、1Wの電力で約100mmの長さのプラズマ放電が可能であるが、大気圧のアルゴンガスでは約5倍の500mm、大気圧のヘリウムガスでは約10倍の1000mmの長さのプラズマを生成することができる。従って、アルゴンの場合には式(4)の100は500に、ヘリウムの場合には1000に置き換えて計算する。
【0026】
また、SixHyやCxHyガスを用いる場合でも、アルゴンやヘリウムで例えば99%希釈されているような場合には、空気中での放電に比べて、少ない電力で同じ面積のプラズマ放電が可能となる。そのため、高周波電力回路の出力電力Pが同じであれば、L10、L11の大きさを大きくすることができる。
【0027】
また、図7に示した放電電極の電極間ギャップL1と放電開始に必要な電圧はプラズマを生成する気相中のガス組成によって変化し、空気中(大気圧)では電極間ギャップ0.1mmにおいて放電開始に必要な電圧は1.5kV程度であるのに対して、アルゴンやヘリウム雰囲気(大気圧)では電極間ギャップ0.1mmでは500V以下で放電開始可能である。そのため、耐圧が2kVの高周波電力回路を用いれば、電極間ギャップL1は約1mmまで拡大可能である。
【0028】
次に本プラズマ処理装置の一例としてプラズマ洗浄装置に適用した場合の装置構成例を示す。図9はプラズマ洗浄装置の例を示している。処理装置31は処理チャンバー34に複数個のプラズマモジュール1が設置されている。被処理体(処理基板)6はローラー32によって処理室内を搬送される。処理室にはガス、または、空気を排気するための排気系38に接続されている。また、被処理体の搬入口、または、搬送口には外気と処理室内の雰囲気を分離するためのガス切り換えユニット33が設置されている。プラズマモジュール1で生成したプラズマ3を被処理体6に照射するため、プラズマモジュール1の放電面と被処理体6の処理表面との距離は0.1mmから10mm程度とするとよい。
【0029】
本装置と同等の構成の具体的な装置例としては、被処理体がガラス基板であり、そのガラス基板上に付着している有機物を除去するプラズマ洗浄装置、被処理体がエスカレーターのハンドレール(手摺り)であり、この手摺りに付着した手垢や、殺菌処理を行うプラズマ滅菌・洗浄装置、被処理体が樹脂、または、金属であり、例えば樹脂と金属等へ貼り合わせる前処理としてプラズマを照射するプラズマ表面改質装置などが挙げられる。
本プラズマ洗浄装置を用いて大きさの異なる液晶用ガラス基板の表面を洗浄したところいずれの大きさの基板でも放電部間のプラズマ密度や電子温度のばらつきを抑制でき、均一性の向上を図ることができた。また、基板の大きさに応じてプラズマモジュールの数を調整することで電力コストの点でも良好な結果が得られた。
【0030】
なお、以上の説明では、図1に示したように、プラズマモジュールについて、周波数を決定する回路は制御ユニット側に設置する構成とした。このメリットとしては、複数個のプラズマモジュールにおいて、高周波電力の位相が同じになっているため、放電電極間での電位差による異常放電を抑制できることが挙げられる。また、周波数が複数個のプラズマモジュールで同一となるため、生成されるプラズマの特性が同等になるメリットもある。
【0031】
一方で、プロセスによってはプラズマモジュールに一定の間隔を開けたり、モジュール間でプラズマの特性に多少のばらつきがあっても、影響が少ないものが考えられる。
【0032】
この場合は、必ずしも周波数を決定する回路が制御ユニット12ではなく、昇圧回路を有する高周波電力回路側にあっても良い。この例を図20に示す。図1と同等の構成は説明を省略する。図20の構成では、高周波電力回路11それぞれに高周波信号回路13と、低電圧高周波電力回路15と、昇圧回路16と、整合回路17が設置されている。制御ユニット12には2つのDC電源14−1、14−2が設置されている。一方は高周波信号回路13の電力として用い、他方はメインの高周波電力の電源として用いる。
【0033】
また、例えば、スイッチング回路と昇圧コイルを基本構成とする自励式のインバーター電源を用いる際は、スイッチング回路が高周波信号回路と低電圧高周波電力回路を兼ねるため、各高周波電力回路11はスイッチング回路と昇圧回路と整合回路を有する構成とする。なお、図20のような構成にした場合でも、放電電極2と高周波電力回路11との距離はモジュール間で同等にすることにより、プラズマ密度をモジュール間で同等にすることが可能である。
【0034】
以上、本実施例によれば、放電電極と高周波電力回路を1つのプラズマモジュールとすることにより、プラズマ放電部を複数並べて任意の大きさの試料に対応できるように放電面積を拡大する場合であっても、単位電力あたりの電力コストを増加することなく、均一なプラズマ生成が可能なプラズマ処理装置を提供することができる。
【実施例2】
【0035】
次に本発明の第2の実施例について図10〜図16を用いて説明する。なお、実施例1に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情が無い限り本実施例にも適用することができる。
【0036】
図10は、本実施例になるプラズマ処理装置(プラズマ成膜装置)の全体概略構成図である。本プラズマ成膜装置は放電電極2の直上に処理基板(被処理体)6を設置し、処理基板6の上方でプラズマ3を生成させて成膜する方式の成膜装置を示している。本処理装置31は処理室を構成する筐体34と、プラズマモジュール1と、被処理体6を搬送するためのローラー32が設置されている。また、被処理体6の搬送口にはガス雰囲気を処理室内と処理室外で切り換えるためのガス雰囲気切り換えユニット33が設置されている。また、処理室内に処理ガスを供給するため、処理ガス供給源37から供給された処理ガスをガス配管36及びガス供給口35を介して、処理室内に供給できるようになっている。ガス供給口35には、ガス供給口面から均等に処理ガスを供給するため、例えば多孔質体を用いるとよい。なお、図10に示す装置構成の場合には処理基板の上方でプラズマを発生させるため、放電電極における電極の間隔や電極の幅等は基板の材料と厚さを考慮して決めることが必要である。
【0037】
図11A、図11Bはプラズマモジュールのアレイを示したものであり、図11Aは上面図、図11Bは図11AのX−X’断面図を示す。この図では、プラズマモジュール1は外枠24−1に取り付けており、単一のプラズマモジュール(右手前)が取り外しとなっている。外枠24−1の上部24−2は放電電極2の放電面7と同じ高さになるようになっている。また、放電電極2の外周部はガスの流路25を形成するために段差41が付けられている。また、放電電極2の段差41は押さえ30によりパッキン27を押しつけるようになっている。また、ガスの流路である溝25には所々にガスを供給するためのガス穴26−1、及びガスを吸い込むためのガス穴26−2が設けられている。ガス供給口26−1からは、希ガスに比べて放電しにくい、例えば窒素ガス等の放電抑制ガスを供給する。また、ガス排気口26−2からは供給した放電抑制ガスを排気し、被処理体と放電電極の間の圧力を若干、負圧にすることにより、被処理体を放電電極2の放電面7にできるだけ密着させるようにしている。なお、ガス穴26−1、26−2、または、ガスの流路25は前記実施例1の表面処理装置(プラズマ洗浄装置)のプラズマモジュールアレイにも同様に設けるようにするとよい。
【0038】
図12はプラズマ成膜処理の様子を示しており、被処理体(処理基板)6を紙面において右から左方向に搬送しながらプラズマ3内で機能成膜52を成膜している様子を示している。図13は放電電極2の電極パターンに沿って成膜する場合の例を示している。図13にように電極4−1と4−2が放電してプラズマ3を生成するための間隔L1と放電させないための間隔L3を有する構成となっている場合、処理基板6を放電電極2上に静止させて成膜すると、放電領域に沿って、選択的に成膜することが可能となる。
【0039】
図14は実施例になるプラズマ処理装置(プラズマ成膜装置)における成膜処理のフローの一例を示した図であり、デバイスの製造例として、太陽電池の製造工程を例に挙げたものである。例えば、被処理体(基板)6として透明な樹脂のフィルムを用いる。最初に、ガスバリア層として例えばSiN膜61を基板6上に生成する(図14A)。このとき、処理ガスには例えば、SiH4とH2とNH3の混合ガスをHeで希釈したガスを用いる。次に図14に示したような放電電極を設置した成膜装置で導電性の電極62の成膜を行う(図14B)。次に、n型Si層63の成膜のため、Heで希釈されたSiH4、H2、PH3等から成る混合ガスを用いる(図14C)。次にi型Si層64の成膜のため、Heで希釈されたSiH4、H2等からなる混合ガスを用いて成膜する(図14D)。次にp型Si層65の成膜のため、Heで希釈されたSiH4、H2、B2H6等からなる混合ガスを用いて成膜を行う(図14E)。次に裏面電極として導電性の膜66を形成し(図14F)、最後に、バリア膜67を形成する(図14G)。これにより製造した太陽電池は、繰り返し電極パターンの均一性や電力コストの点で良好な結果が得られた。また、プラズマモジュールを任意に組み合わせることが容易にできるため、被処理体の大きさに応じて安価に、且つ、簡便に放電電極の拡大、縮小を行うことができる。
【0040】
なお、成膜処理の途中では複数の電極62はお互いに電気的に接続されていない状態とし、成膜処理の最後の方で接続する方法としてもよい。
【0041】
また、プラズマ処理装置における放電電極の並べ方としては図15のように配置してもよい。さらに、放電電極の電極パターンは、図16に示したようなパターンでもよい。
【0042】
以上、本実施例によれば、プラズマ放電部を複数並べて任意の大きさの試料に対応できるように放電面積を拡大する場合であっても、単位電力あたりの電力コストを増加することなく、均一なプラズマ生成が可能なプラズマ処理装置を提供することができる。また、電極間隔を変えることにより、処理基板上に所望の繰り返しパターンを均一性よく形成することができる。また、処理基板を放電電極上に配置する構成とすることにより、所望のガスを処理基板上に均一に供給することが可能となる。
【実施例3】
【0043】
本発明の第3の実施例について図17〜図19A、図19Bを用いて説明する。なお、実施例1又は2に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情が無い限り本実施例にも適用することができる。
【0044】
図17はプラズマ処理装置の一つであるオゾン処理装置の全体概略構成図である。図18A、図18B、図18Cは、本オゾン処理装置におけるガス供給部とプラズマ放電部の概略構成図であり、図18Aは上面図、図18Bは図18AのX方向から見た側面図、図18Cは図18AのY方向から見た側面図である。
図19A、図19Bはガスの吹きつけ方法の簡単な例について説明する図であり、図19Aは望ましい場合の例、図19Bは望ましくない場合の例である。プラズマ処理装置(オゾン処理装置)31には、図17に示すように筐体34に複数のプラズマモジュール1が設置されている。オゾンを生成するためのガスは、空気または酸素ガスなどを用い、ガス供給系37からガスライン36、ガス供給口35を介してオゾン生成空間71へ供給される。オゾン生成空間71で生成されたオゾンは、オゾン供給配管72を介して、例えば被処理体である配管73内の水74に供給される。被処理体としては池の水やプールの水であってもよい。符号75はオゾンを含むガスである。
【0045】
プラズマ放電部は上方から見たとき、図18Aに示すように長方形の領域にプラズマ3を生成している。吹き出し口(ガス供給口)35の形状はプラズマ3の放電領域の形と同等の矩形型のノズルとなっており、処理ガスはプラズマ放電領域全体に対して、直上から供給するようにした。オゾンはガスの温度が高温となると、分解反応が進むため、ガスの温度を低く抑える工夫がある方が望ましい。そして、ガスの温度は放電電極2の表面温度に大きく依存しているため、ガス温度を低くするためには放電電極2の表面の冷却が重要である。放電電極2の裏面側に例えば冷却水を流すことは1つの有効な冷却方法である。一方で、放電電極2の裏面側を冷却した場合、放電電極2の表面側を十分冷却できるとは限らない。図18B、図18Cに示したように、放電電極2の表面に向けてガス51を供給できるようにし、処理ガスをでるだけ勢いよく噴射することによって放電電極2を直接冷却することが望ましい。なお、例えば、図19A、図19Bに示したように、ガス配管の先端(ガス供給口35)をプラズマ放電領域に向けて処理ガスを放電電極2の表面に吹き付ける場合は、図19Aに示したようにプラズマ3の長手方向に向けてガスを吹き付けることにより放電領域全体を冷却する方が望ましく、長手方向に垂直に吹き付ける図19Bは、吹き付けた領域付近のみの冷却となり、その周囲の領域Dの範囲はあまり冷却されない。また、ガスのプラズマ中の滞在時間が短い、または、プラズマを通過するガスの量を大きくしにくい等の理由によりオゾン生成量を多くするのは難しい。処理ガスによる放電電極表面の冷却を目的として、処理ガスを放電電極表面の放電領域全体に勢いよく吹き付けることができる構成であれば、図18の構成にはとらわれないことは言うまでもない。
【0046】
上記オゾン処理装置を用い、配管の大きさや水量によりプラズマモジュールの数を変更してプール内の水の処理を行った結果、プラズマモジュール毎の均一性や電力コストに関して良好な結果が得られた。
【0047】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【0048】
1:プラズマモジュール、2:放電電極、3:プラズマ、4、4−1、4−2:電極、5:誘電体、6:処理基板(被処理体)、7:放電面、8:気相、9:電気力線、11:高周波電力回路、12:制御ユニット、13:高周波信号回路、14−1、14−2:DC電源、15:低電圧高周波電力回路、16:昇圧回路、17:整合回路、21:筐体、22−1、22−2:ダイヤル、23−1、23−2:表示部、24−1、24−2:外枠、25:ガス流路(溝)、26−1、26−2:ガス穴、27:パッキン、28−1〜28−9:配線、29:コネクタ、30:押さえ、31:処理装置、32:ローラー、33:ガス切り換えユニット、34:筐体(処理チャンバー)、35:ガス供給口、36:ガスライン、37:ガス供給源、38:排気系、41:段差、42:コンセントプラグ、51:ガスの流れ方向、52:成膜された機能性膜、61:バリア層、62:電極、63:n型Si層、64:i型Si層、65:p型Si層、66:導電性膜、67:バリア膜、71:オゾン生成空間、72:オゾン供給配管、73:配管、74:水、75:オゾンを含むガス。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
筐体と、前記筐体内に設置された放電電極と、プラズマ生成のための高周波電源とを有するプラズマ処理装置において、
前記高周波電源は、周波数を決定する高周波信号回路と、前記高周波信号回路に電気的に接続され低電圧の高周波電力を生成する低電圧高周波電力回路と、前記低電圧高周波電力回路に電気的に接続され高電圧の高周波電力を生成する昇圧回路とを有し、
少なくとも前記低電圧高周波電力回路と前記昇圧回路とを有する高周波電力回路は、前記放電電極を設置した前記筐体内に設置されてプラズマモジュールを構成し、
前記放電電極と前記高周波電力回路と前記筐体から構成される前記プラズマモジュールが複数個並列接続され、
複数個の前記プラズマモジュールとは独立に前記高周波信号回路は配置され、
前記高周波信号回路からの周波数信号は、前記複数個のプラズマモジュールのうちの1つに入力され、前記複数個のプラズマモジュール間を並列に伝送されるものであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項2】
請求項1に記載のプラズマ処理装置において、
前記放電電極は、誘電体内に2種類の導線が設置された構成とし、2種類の導線の間隔は0.1mmとすることで、ピーク電圧2kV以下の高周波電力で大気中にてプラズマ生成が可能であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項3】
請求項1に記載のプラズマ処理装置において、
前記放電電極は、誘電体内に2種類の導線が設置された構成とし、2種類の導線の間隔は0.1mm以上、1mm以下とすることで、ピーク電圧2kV以下の高周波電力で、希ガス、または希ガスを主成分とする処理ガスを用いて、大気圧でプラズマを生成できるようにしたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項4】
隣接して配置された複数のプラズマモジュールと、
複数の前記プラズマモジュールに電気的に接続された制御ユニットと、を備え、
各々の前記プラズマモジュールは、
放電電極と、
前記放電電極に電気的に接続され、プラズマ生成のための高周波電力回路と、を備え、
前記プラズマモジュールの各々の前記放電電極と前記高周波電力回路とは同じ長さとなるように調整された配線で接続されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項5】
請求項4に記載のプラズマ処理装置において、
前記制御ユニットは、周波数を決定する高周波信号回路を有し、
前記高周波電力回路は、前記高周波信号回路からの信号により低電圧の高周波電力を生成する低電圧高周波電力回路と、前記低電圧高周波電力回路からの低電圧高周波電力により高電圧の高周波電力を生成する昇圧回路と、
を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項6】
請求項4に記載のプラズマ処理装置において、
前記高周波電力回路は、周波数を決定する高周波信号回路と、前記高周波信号回路からの信号により低電圧の高周波電力を生成する低電圧高周波電力回路と、前記低電圧高周波電力回路からの低電圧高周波電力により高電圧の高周波電力を生成する昇圧回路と、を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項7】
請求項4に記載のプラズマ処理装置において、
前記プラズマモジュールの数は、被処理物の大きさに応じて決定されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項8】
請求項4に記載のプラズマ処理装置において、
前記プラズマは、前記放電電極と被処理物との間で生成されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項9】
請求項4に記載のプラズマ処理装置において、
前記放電電極の上に、被処理物が配置されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項10】
請求項4に記載のプラズマ処理装置において、
前記放電電極は外周縁に段差が設けられ、隣接する放電電極間にガス流路が形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項11】
請求項10に記載のプラズマ処理装置において、
前記ガス流路にはガス供給口とガス排気口とが設けられていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項12】
請求項4に記載のプラズマ処理装置において、
前記放電電極は、放電し易い狭間隔の部分と、放電し難い広間隔の部分とを有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項13】
請求項4に記載のプラズマ処理装置において、
前記プラズマ生成のための処理ガスは、前記放電電極に対して垂直方向に供給されるものであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項1】
筐体と、前記筐体内に設置された放電電極と、プラズマ生成のための高周波電源とを有するプラズマ処理装置において、
前記高周波電源は、周波数を決定する高周波信号回路と、前記高周波信号回路に電気的に接続され低電圧の高周波電力を生成する低電圧高周波電力回路と、前記低電圧高周波電力回路に電気的に接続され高電圧の高周波電力を生成する昇圧回路とを有し、
少なくとも前記低電圧高周波電力回路と前記昇圧回路とを有する高周波電力回路は、前記放電電極を設置した前記筐体内に設置されてプラズマモジュールを構成し、
前記放電電極と前記高周波電力回路と前記筐体から構成される前記プラズマモジュールが複数個並列接続され、
複数個の前記プラズマモジュールとは独立に前記高周波信号回路は配置され、
前記高周波信号回路からの周波数信号は、前記複数個のプラズマモジュールのうちの1つに入力され、前記複数個のプラズマモジュール間を並列に伝送されるものであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項2】
請求項1に記載のプラズマ処理装置において、
前記放電電極は、誘電体内に2種類の導線が設置された構成とし、2種類の導線の間隔は0.1mmとすることで、ピーク電圧2kV以下の高周波電力で大気中にてプラズマ生成が可能であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項3】
請求項1に記載のプラズマ処理装置において、
前記放電電極は、誘電体内に2種類の導線が設置された構成とし、2種類の導線の間隔は0.1mm以上、1mm以下とすることで、ピーク電圧2kV以下の高周波電力で、希ガス、または希ガスを主成分とする処理ガスを用いて、大気圧でプラズマを生成できるようにしたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項4】
隣接して配置された複数のプラズマモジュールと、
複数の前記プラズマモジュールに電気的に接続された制御ユニットと、を備え、
各々の前記プラズマモジュールは、
放電電極と、
前記放電電極に電気的に接続され、プラズマ生成のための高周波電力回路と、を備え、
前記プラズマモジュールの各々の前記放電電極と前記高周波電力回路とは同じ長さとなるように調整された配線で接続されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項5】
請求項4に記載のプラズマ処理装置において、
前記制御ユニットは、周波数を決定する高周波信号回路を有し、
前記高周波電力回路は、前記高周波信号回路からの信号により低電圧の高周波電力を生成する低電圧高周波電力回路と、前記低電圧高周波電力回路からの低電圧高周波電力により高電圧の高周波電力を生成する昇圧回路と、
を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項6】
請求項4に記載のプラズマ処理装置において、
前記高周波電力回路は、周波数を決定する高周波信号回路と、前記高周波信号回路からの信号により低電圧の高周波電力を生成する低電圧高周波電力回路と、前記低電圧高周波電力回路からの低電圧高周波電力により高電圧の高周波電力を生成する昇圧回路と、を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項7】
請求項4に記載のプラズマ処理装置において、
前記プラズマモジュールの数は、被処理物の大きさに応じて決定されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項8】
請求項4に記載のプラズマ処理装置において、
前記プラズマは、前記放電電極と被処理物との間で生成されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項9】
請求項4に記載のプラズマ処理装置において、
前記放電電極の上に、被処理物が配置されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項10】
請求項4に記載のプラズマ処理装置において、
前記放電電極は外周縁に段差が設けられ、隣接する放電電極間にガス流路が形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項11】
請求項10に記載のプラズマ処理装置において、
前記ガス流路にはガス供給口とガス排気口とが設けられていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項12】
請求項4に記載のプラズマ処理装置において、
前記放電電極は、放電し易い狭間隔の部分と、放電し難い広間隔の部分とを有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項13】
請求項4に記載のプラズマ処理装置において、
前記プラズマ生成のための処理ガスは、前記放電電極に対して垂直方向に供給されるものであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18A】
【図18B】
【図18C】
【図19A】
【図19B】
【図20】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18A】
【図18B】
【図18C】
【図19A】
【図19B】
【図20】
【公開番号】特開2013−89515(P2013−89515A)
【公開日】平成25年5月13日(2013.5.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−230222(P2011−230222)
【出願日】平成23年10月20日(2011.10.20)
【出願人】(000005108)株式会社日立製作所 (27,607)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年5月13日(2013.5.13)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年10月20日(2011.10.20)
【出願人】(000005108)株式会社日立製作所 (27,607)
【Fターム(参考)】
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