(57)【要約】【課題】大気圧近傍の圧力下で、連続波によって安定したグロー放電プラズマ処理を行うことのできるプラズマ処理方法および装置を提供する。【解決手段】所定の間隔を隔てて対向する一対の電極１間に電界を印加することにより、大気圧近傍の圧力下でグロー放電によるプラズマを発生させるプラズマ発生装置において、前記電界は、昇圧手段を備えた共振回路から供給されるように構成され、前記共振回路は、共振可能な所定の周波数帯域幅を得るとともに放電開始電圧を超えるように、共振のＱ値と、前記Ｑ値に応じた前記昇圧手段３の昇圧比とを設定してなることを特徴とする。【選択図】図１
2004273312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔を隔てて対向する一対の電極間に電界を印加することにより、大気圧近傍の圧力下でグロー放電によるプラズマを発生させるプラズマ発生装置において、
前記電界は、昇圧手段を備えた共振回路から供給されるように構成され、
前記共振回路は、共振可能な所定の周波数帯域幅を得るとともに放電開始電圧を超えるように、共振のＱ値と、前記Ｑ値に応じた前記昇圧手段の昇圧比とを設定してなることを特徴とするプラズマ発生装置。
【請求項２】
前記Ｑ値は、５から１００であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項３】
前記Ｑ値は、１０から６０であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項４】
前記Ｑ値は、２０から４０であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項５】
前記昇圧手段の昇圧比は、３から１０であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のプラズマ発生装置。
【請求項６】
直流電圧を駆動信号に基づいてスイッチングすることにより高周波電圧を出力するインバータと、前記インバータの出力を昇圧する昇圧手段と、前記昇圧手段の出力が印加される共振回路とを有し、
前記共振回路のインダクタンス成分として前記昇圧手段の二次コイルによるインダクタンス成分を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のプラズマ発生装置。
【請求項７】
電極間に印加される電界の共振状態を監視する監視手段と、前記共振状態のずれを感知し、共振を維持するように前記インバータ回路の駆動信号を制御する同調手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載のプラズマ発生装置。
【請求項８】
前記同調手段は、前記インバータ回路の出力電流の位相を検出する位相検出器を備え、前記位相に対応して、周波数調整用マイコンの外部クロック信号を調整するようにしたことを特徴とする請求項７に記載のプラズマ発生装置。
【請求項９】
請求項１乃至８に記載のプラズマ発生装置で生成されたプラズマにより、被処理物をプラズマ処理するように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記被処理物は、表面に金属膜を有する材料である請求項９に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
所定の間隔を隔てて対向する一対の電極と、前記一対の電極間にガスを供給して電界を印加することにより、大気圧近傍の圧力下で前記一対の電極間にグロー放電によるプラズマを発生させる方法であって、
前記電界は、昇圧手段を備えた共振回路から供給されるように構成され、共振可能な周波数帯域幅を得ることができる程度に、共振のＱ値を低く設定し、このＱ値に応じた昇圧比を設定したことを特徴とするプラズマ発生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ発生装置、プラズマ処理装置およびこれを用いたプラズマ発生方法にかかり、特に、大気圧近傍下で安定したグロー放電を行うことのできる装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、減圧下でのプラズマ処理に関しては種々の処理方法が提案されている。
【０００３】
一方、大気圧近傍下でのプラズマ処理方法としては、
１．雰囲気ガスとしてヘリウムガスを用いると共に、放電電極間に連続波電圧を印加する。
２．放電電極の少なくとも一方の電極に誘電体を被覆し、パルス電界を印加してプラズマ処理する（特許文献１参照）。
等の処理方法が提案されている。
【０００４】
上記１の処理方法では、ヘリウム、アルゴンなどの希ガス類は、その原子から電子１個を奪い、正イオンとするために必要なエネルギーすなわち第１イオン化エネルギーが高く、高濃度のガスを用いれば大気圧近傍下での放電で問題となるアーク放電への移行を起こしにくいという特性を持っている。
【０００５】
このように、上記１の処理方法では、ヘリウムを用いることによりアーク放電を起こりにくくすることができ、かつ低電圧の放電を可能とする。しかしながらヘリウムガスは高価であるため、ランニングコストの面で不利となる。しかも表面改質処理に用いるような場合は、ガス雰囲気が限定されるため用途が狭くなる。さらにこの方法では、反応ガスの濃度を高くすることができないことからプラズマ処理速度が遅く工業的なプロセスには不利となる。
【０００６】
上記２の処理方法では、放電電極間に印加される電圧波形がパルス状であるため、電流波形もパルス状となる。
そのため平均入力電力は小さな値であるが、パルスのピーク値に合わせてパルス電圧を出力させるインバータ回路や電源装置の容量を大きくしなければならず、装置が大型化、高コスト化する問題がある。また、パルスであるため、時間平均のプラズマ密度を高くすることができず、処理速度の点でも問題がある。
【０００７】
また下記特許文献２では、共振型電源を用いる点も示唆されているが、放電状態によって電極間の放電部と電源装置とのマッチングが変化するので、両者のマッチングをとることが難しい。すなわち上記方法では、放電中のインピーダンス変化で共振を外れてしまい放電を継続させるのが困難である。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−１５４５９８号公報
【特許文献２】
特開２０００−４４７０６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、簡便な装置構成で、大気圧近傍の圧力下において、アーク放電のない安定したグロー放電を可能にしたプラズマ発生装置、処理装置およびこれを用いた方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のプラズマ発生装置は、所定の間隔を隔てて対向する一対の電極間にガスを供給して電界を印加することにより、大気圧近傍の圧力下でグロー放電によるプラズマを発生させるプラズマ発生装置において、前記電界は、昇圧手段を備えた共振回路から供給されるように構成され、前記共振回路は、共振可能な所定の周波数帯域幅を得るとともに放電開始電圧を超えるように、共振のＱ値と、前記Ｑ値に応じた前記昇圧手段の昇圧比とを設定してなることを特徴とする。
【００１１】
すなわち、インバータ出力から直接ＬＣ直列共振により放電電圧まで高めようとすると直列共振回路のＱ値を高くしなければならない。しかしながら、Ｑ値が高いと増幅される周波数帯域が狭くなり、放電が安定しない。そこで本発明では、Ｑ値を低く設定し、その代わり帯域を広げ、Ｑ値を低くしたことによる電圧の不足分を、昇圧手段による昇圧で補うようにしたものである。
ここで放電開始電圧とは、大気圧近傍下でグロー放電が起こる電圧である。電極間（放電空間）のガス種や電極間距離に応じて異なるが数百Ｖ〜数十ｋＶである。
【００１２】
前記Ｑ値は、５から１００であるのが望ましい。
前記Ｑ値は、１０から６０であるのが望ましい。
前記Ｑ値は、２０から４０であるのが望ましい。
前記昇圧回路の昇圧比は、３から１０であるのが望ましい。
Ｑ値が高すぎると上述したように放電が安定しない。またＱ値が低すぎると、昇圧手段や電界を印加するための電源の能力を高くする必要があり、コストが高くなる。昇圧比は、低すぎるとグロー放電が起きる放電開始電圧に至らない。また、高すぎると昇圧手段の能力を高くする必要がありコストが高くなる。
【００１３】
前記電界は、直流電圧をスイッチングすることにより高周波電圧を出力するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力を昇圧する昇圧手段と、前記昇圧手段の出力をイミタンス変換する共振回路とで生成され、前記共振回路のインダクタンス成分として前記昇圧手段の二次コイルによるインダクタンス成分を含むのが望ましい。
【００１４】
また、望ましくは、前記共振回路は、前記電極に印加される電界の共振状態を監視する監視手段と、前記共振状態のずれを感知し、共振を維持するように前記インバータ回路の駆動信号を制御する同調回路とを備えている。
また、前記同調回路の共振状態を監視する手段としては、前記インバータ回路の出力電流の位相を検出する位相検出器を備え、前記位相に対応して、インバータの駆動回路を構成する周波数調整用マイコンの外部クロック信号を調整するように構成するのが望ましい。
【００１５】
また、上記プラズマ発生装置で生成されたプラズマにより、被処理物をプラズマ処理するように構成するのが望ましい。
また、前記被処理物は、表面に金属膜を有する材料であるのが望ましい。
また、前記被処理物は、前記一対の電極間を走行せしめられながらプラズマ処理がなされるようにするのが望ましい。
【００１６】
また、本発明のプラズマ発生方法は、所定の間隔を隔てて対向する一対の電極間にガスを供給して電界を印加することにより、大気圧近傍の圧力下で前記一対の電極間にグロー放電によるプラズマを発生させる方法であって、前記電界は、昇圧手段を備えた共振回路から供給されるように構成され、共振可能な周波数帯域幅を得ることができる程度に、共振のＱ値を低く設定し、このＱ値に応じた昇圧比を設定したことを特徴とする。
ここで大気圧近傍の圧力下でのグロー放電とは、１００〜１０００Ｔｏｒｒのガス雰囲気中で放電すると、放電が通常の火花放電でなく、真空下で起こるグロー放電に似た均一な放電状態を得ることができるが、この状態のことをいう。圧力は７００〜８００Ｔｏｒｒとすると、装置構成が簡易になるなどにより好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
本実施の形態は、ＬＣ直列共振により高電圧を発生させ、電極間電圧を、放電開始電圧まで高めるようにしたもので、通常の半導体スイッチング素子を用いたインバータの出力電圧を用いた場合にも、昇圧トランスを用いて、インバータ出力電圧を安定して放電開始電圧まで高めることができるようにしたものである。
【００１８】
図１は、実施の形態１に係るプラズマ発生装置Ｓ１の回路図を示したものである。プラズマ発生装置は、大気圧近傍下でプラズマを発生させる常圧プラズマ装置であって、後述する共振回路を駆動する交流電源２と、一次側コイル３ａが交流電源２に接続された昇圧トランス（昇圧手段）３と、昇圧トランス３の二次側コイル３ｂに直列に接続されたリアクトル４と、二次側コイル３ｂおよびリアクトル４に直列に接続された一対の電極１と、交流電源２を制御する制御部５とを主たる構成要素とする。
【００１９】
交流電源２は、単相６０Ｈｚ、２００Ｖの商用電源２１と、商用電源２１からの電圧を調節するスライドレギュレータ２３と、スライドレギュレータ２３から出力される電力を全波整流するダイオードブリッジ整流回路２４と、整流回路２４に接続された電圧型のインバータ２２と、電圧脈動平滑化のため整流回路２４と、インバータ２２の直流リンクに設けられた大容量の電解コンデンサ２７とからなる。インバータ２２は、１アーム１個のＭＯＳＦＥＴを用いた単相フルブリッジ型である。ゲート駆動回路（ドライブ回路）を備える制御部５は、所定の制御信号である外部クロック信号に基づいて駆動信号（ゲート制御信号）を作り、前記ＭＯＳＦＥＴのゲートへこの駆動信号（ゲート制御信号）を出力する。インバータ２２の出力周波数は、外部クロック信号に応じて可変である。具体的には、外部クロック信号の周波数を上げればインバータ２２の出力周波数は上がり、外部クロック信号の周波数を下げればインバータ２２の出力周波数は下がる。インバータ２２はＰＷＭ制御であってもＰＤＭ制御であっても構わない。さらにフルブリッジ形式でも、ハーフブリッジ形式でもどちらでもよい。
【００２０】
昇圧トランス３は、一次側コイル３ａと二次側コイル３ｂとからなる。一次側コイル３ａは、インバータ２２の出力端に接続されている。二次側コイル３ｂと電極１とリアクトル４とは直列接続され、さらに閉回路とされている。そして、この閉回路にてＬＣ直列の共振回路が構成される。電極の一端側は接地されている。
【００２１】
次に、図２を用いて電極１について説明する。電極１は、対向する上下一対の電極本体１０１、１０２からなる。電極１０１、１０２はステンレス製の平板からなり、相対向する面が平行になるように配置されている。電極１０１、１０２の相対向する面は、アルミナの溶射による誘電体膜１１１、１２１で被覆されている。電極間距離（誘電体膜表面同士の距離）は数ｍｍ以下に設定される。そして電極間１１０がグロー放電空間さらにはプラズマ発生空間となる。
【００２２】
このようにプラズマ発生装置Ｓ１では、交流電源２１の出力を整流してインバータ回路２２に導き、このインバータ回路２２の出力を昇圧トランス３の一次コイル３ａ側に入力して昇圧し、この昇圧トランスの二次側コイル３ｂとリアクトル４とをインダクタンスＬとし、プラズマ発生装置の電極間容量をＣとするＬＣ直列共振回路で共振させ、昇圧トランスによる昇圧と共振による昇圧との併用により電極間に高電圧を発生させ、電極間電圧が放電開始電圧より高くなるように構成されている。
【００２３】
ここで、図３のプラズマ発生装置Ｓ１の要部の等価回路図を用いて、本発明の基礎技術であるＬＣ直列共振現象を用いた高電圧発生の原理について説明する。破線部（Ｋ）は図２に示す平行平板電極１０１，１０２の等価回路図であり、Ｉ、Ｖ０はこの共振回路の電流、電圧で、Ｃｄは電極表面の誘電体層の静電容量、Ｃｇは電極間ギャップの静電容量である。放電開始前は電極間ギャップの持つ抵抗Ｒｇ＝∞であるが、放電に伴いＲｇは低下する。またＬはインダクタンスであるが共振周波数を調整するため、適切なインダクタンスを持つリアクトルを使用する。ＬＣ直列共振回路の電圧電流方程式は次のようになる。
【数１】
2004273312.tif 000003
また放電開始前の直列共振角周波数はＲｇ＝∞により、次のように表される。
【数２】
2004273312.tif 000004
このＬＣ直列共振回路を、共振角周波数ω０の交流電源で駆動すれば、電極間に直列共振による高電圧を発生することができる。
【００２４】
この方式の特徴として、回路に直列にインダクタンスが存在することが挙げられる。このためこの方式は、電極間が短絡し、無限大の電流が流れるアーク放電を抑止できる構成となっている。すなわち、電極を流れる電流がアーク放電により急激に増加する方向に向かっても、インダクタンスは回路に流れる電流を維持しようとするため、急激な電流増加は生じない。しかも共振状態が破れたときは、電極間に印加される電圧は低下し、リアクトルは大きなインピーダンスとなるため、電極を流れる電流は制限されてアーク放電を生じることはない。
【００２５】
次に本発明の特徴点について説明する。
ここで、Ｑ値（クオリティ  ファクタ  バリュー）は、
Ｑ＝ω０Ｌ／Ｒ  （ω０：共振角周波数）（Ｒ：共振回路の全抵抗）  （式３）
ｆ０＝２πω０        ｆ０：共振周波数                              （式４）
と定義され、共振周波数の鋭さすなわち周波数選択性を表す値として算出される。
【００２６】
安価に実現できる低出力インバータの出力からＬＣ直列共振により放電電圧まで高めようとするとＱ値を高くしなければならない。しかしながら、Ｑ値が高いと増幅される周波数帯域が狭くなり、放電が安定しない。そこで本発明では、Ｑ値を低く設定し、その代わり帯域を広げ、Ｑ値を低くしたことによる昇圧（電圧）の不足分を、昇圧トランス２８による昇圧で補うようにしたものである。
【００２７】
すなわち、まずＱ値を設定し、このＱ値に対応して昇圧比を決定するようにしている。
放電開始電圧：ＶＰ（Ｖ）
インバータ出力電圧：ＶＩ（Ｖ）  （ＶＰ、  ＶＩはピークｔｏピークとする）
またこのインバータ出力電圧は可変とする。
共振回路のＱ値：Ｑ
昇圧比：ＴＲ
ＴＲ＞ＶＰ／（Ｑ×ＶＩ）                                    （式５）
であれば放電開始電圧を超えるという関係が成立する。
従って、インバータの出力電圧と共振回路のＱ値と昇圧比との積が放電開始電圧を超える程度に、昇圧回路の昇圧比を高めることにより、安定したグロー放電状態を持続することができる。
Ｑ値と昇圧比は、さらに装置のコストや性能を考慮して決めればよい。放電開始電圧は、電極間距離やガス種にもよるが、数ｋＶ〜数十ｋＶ程度で決めることができる。インバータ２２の出力電圧を２００Ｖとすると、Ｑ値を低い適当な値（例えば１０〜６０）に決めれば、昇圧比も決めることができる。
【００２８】
次に、プラズマ発生装置Ｓ１での放電実験について説明する。
電極１は図２に示した上述の平行平板電極を用いた。電極間距離は２ｍｍとした。このときの静電容量は４０ｐＦである。
【００２９】
ここでは直列共振回路を構成するために必要なインダクタンスとして、電源と電極を電気的に絶縁するための昇圧トランスに発生する漏れインダクタンスを利用する。漏れインダクタンスは昇圧トランスの等価回路中でトランス巻き線に直列に存在するインダクタンスとして表現される。従って漏れインダクタンスは昇圧トランスの出力に直列に接続されたリアクトルとして扱うことができる。
【００３０】
例えば、Ｑ値を約３０とし、昇圧トランスの巻き数比を１：６（昇圧比６）とする。そしてこの二次側コイル２８ｂに加え電極に直列に、上述したリアクトル４を設けていることにより、共振周波数を下げることができる。また共振周波数を下げることにより、昇圧トランス３およびリアクトル４に発生する銅損を低減することができる。リアクトル４は、昇圧トランス３と同様、フェライトコアとボビン、ポリエステル銅線を使用して製作した。リアクトル４の巻き数は９０ターンで、コアにギャップを設けないときのインダクタンスは２９．３ｍＨであり、ギャップを設けることでインダクタンスを９．３ｍＨとして使用する。
このときインバータ回路２２への直流入力はＤＣ２４０Ｖ、４．８Ａであり、共振周波数は６６ｋＨｚであった。常温常圧下で放電状態を見ると、電極間全体に均一なグロー放電が起きた。このとき電極間の気体は空気である。さらにＱ値を２０と４０にしてみたが、同様に均一なグロー放電が起きた。
【００３１】
また昇圧トランス３の巻き数比を１：５（昇圧比５）とし、リアクトル４の巻き数は８０ターンで２次側コイル３ｂと併せて２０ｍＨとし、電極間距離を１ｍｍ、静電容量を１００ｐＦとし、Ｑ値を２０としても、共振周波数は２５０ｋＨｚで同様に均一なグロー放電が起きた。
【００３２】
このような実験結果から、経験的に以下のことが明らかとなった。
Ｑ値は５〜１００程度が望ましく、１００を越えると、安定なグロー放電状態を維持することができなくなる。一方、５に満たないと放電開始電圧まで引き上げるのが困難となる。
より望ましくは、Ｑ値は１０〜６０程度がよい。
そしてさらに望ましくは、Ｑ値は２０〜４０とする。この範囲にＱ値をとることにより、昇圧比を無理なくあげることができ、安定なグロー放電を維持することができる。
【００３３】
昇圧比ＴＲは３〜１０とするのが望ましい。昇圧比はＱ値に対応して決定されるが、昇圧比ＴＲをこの範囲に決定することにより、安定した放電状態を維持することができる。
【００３４】
電極間に印加される電界の周波数と強度については、共振周波数が１０ｋＨｚ〜１００ＭＨｚ（より好ましくは５０ｋＨｚ〜１００ＭＨｚ）、電界強度が１０ｋＶ／ｃｍ〜１００ｋＶ／ｃｍ程度が好ましい。この範囲を選択することにより、安定した放電状態を維持することができる。
【００３５】
また電極構造としては、図２に示すような平行平板型に限らず、円筒対向平板型（図４参照）、球対向平板型、双曲面対向平板型、同軸円筒型、円筒対向円筒型の各構造を用いることが可能である。ここで、曲面が放電面となる電極については、曲面の曲率は大きければ大きいほど平面に近似できるので好ましい。具体的には曲率半径は１０ｃｍ以上が好ましい。ただし曲率半径は小さくても電極間距離を０．５ｍｍ〜５ｍｍに一定とすればよい。さらに図５に示すように処理容器Ｋ内に電極を形成したものも有効である。
【００３６】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２として、連続周波数自動調整回路について説明する。図６は、本発明に係る連続可変周波数自動調整回路を備えたプラズマ発生装置Ｓ２を示す図、図７は連続可変周波数自動調整回路を示す図である。
この連続周波数自動調整回路を備えた制御部３０Ｓは、前記実施の形態１の制御部３０に代えて、プラズマ発生装置の共振状態を監視し、監視された共振状態に応じてインバータ回路２２を制御し、安定したプラズマを発生させるように構成される。
この例では、共振状態の監視手段として、共振電流の位相の変化を検出して、検出された位相に応じて前記実施の形態１におけるインバータ回路２２のゲート回路を制御するための制御ゲート制御信号を調整して共振周波数を自動調整するものである。
【００３７】
共振電流の位相の変化を検出することによって、インバータ出力周波数と共振周波数を合致させることができるのは次に示す理由による。
インバータの出力周波数が共振周波数よりも低い場合には、回路は容量性の挙動を示すために電流位相は進みとなる。そこで、電流が進み（進相）であるということが検出された場合には、インバータの駆動信号の周波数を上げて共振周波数に近づける。
また、インバータの出力周波数が共振周波数よりも高い場合には、回路は誘導性の挙動を示すために電流位相は遅れとなる。そこで、電流が遅れ（遅相）であるということが検出された場合には、インバータの駆動信号の周波数を下げて共振周波数に近づける。
このようにしてインバータの出力周波数と共振周波数とを一致させることができる。
【００３８】
次に図７を用いて、具体的な自動調整回路の構成及びその動作の説明をする。
図７の基本的な構成は、マイコン（ＰＩＣ１６Ｆ８７７）６３の出力（ゲート制御信号）によってインバータを構成する４個のＭＯＳＦＥＴのゲートを独立に制御するものである。
なお、マイコン６３に接続され、破線で囲んだ部分は、ＣＭＯＳバッファ（７４ＨＣ０４）とローパスフィルタであって、この回路を用いることによってインバータの駆動信号である方形波信号にアーム短絡を防止するデットタイムを付加することができる。この出力信号がゲート制御信号となる。
【００３９】
図７において、主回路電流は、２段のオペアンプからなる反転増幅回路６１を介してコンパレータ（ＬＭ３６１）６２に与えられる。このコンパレータでは、インバータの出力電流が正の時にはＨｉレベルの信号を出力し、インバータの出力電流が負の時にはＬｏｗレベルの信号を出力する。
この正又は負の信号は、マイコン６３に与えられて周波数決定用のメモリの値を、Ｈｉレベル信号が入力されている場合には１を加算し、Ｌｏｗレベル信号が与えられている場合には１を減算するようになっている。
【００４０】
マイコン６３は、このメモリの値をデジタル信号としてＤ／Ａコンバータ（ＡＤ７５４５）６４を介してアナログ信号として反転増幅器（ＬＦ４１２）を介してオフセット電圧を加えてＶＣＯ（７４ＨＣ４０４６）６５に与えて、入力直流電圧に応じた出力周波数の方形波信号を得る。
そして、このＶＣＯから得られた周波数信号をマイコン６３の外部クロック信号をして利用することによって、共振電流の位相の変化を検出することができ、ひいては、インバータ出力周波数と共振周波数を合致させることができる。
【００４１】
図７の構成を採用することによって、共振電流の位相の変化を検出して、マイコン６３の外部クロック信号を可変するので、インバータ出力周波数を連続的に制御することができるという特有の効果を奏することができる。
【００４２】
このように、本発明のプラズマ発生装置では、熱上昇等の外乱により共振周波数が変動しても、監視部３０により検出された電流の位相に応じて外部クロック信号を制御することにより、この変動する共振周波数の変動に追随して連続的に周波数を変化させ、共振回路のインピーダンスの変動に拘わらず、共振状態を保持することができるように構成されている。
【００４３】
（実施の形態３）
また、本発明に係るプラズマ処理装置の電極構造としては、平行平板型電極に限定されることなくロール電極を用いても良い。図４に示すプラズマ処理装置は、ロール電極（円筒電極）２０１、平板電極２０２、およびＸ−Ｙ−Ｚ移動機構２０３などを備えたものである。
【００４４】
ロール電極２０１と平板電極２０２とは所定の間隔を隔てて対向配置されており、これらロール電極２０１と平板電極２０２との間にプラズマ発生空間２１０が形成される。ロール電極２０１の表面は固体誘電体２１１によって被覆されている。また、平板電極２０２上には固体誘電体２２１が設けられている。平板電極２０２は、Ｘ−Ｙ−Ｚ移動機構２０３によって移動される可動電極であり、この平板電極２０２上に置かれた被処理物２００を搬送することができる。
【００４５】
そして、図４のプラズマ処理装置を用いて、平板電極２０２上に被処理物２００を置き、次いでロール電極２０１と平板電極２０２との間に、ガス導入口（図示せず）から原料ガス（処理ガス）を供給した状態で、ロール電極２０１と平板電極２０２との間に、後述する共振回路からの電界（連続波）を印加する。
この電界印加により、ロール電極２０１と平板電極２０２との間のプラズマ発生空間２１０にグロー放電プラズマが発生し、そのプラズマ発生空間２１０を被処理物２００が通過することにより、被処理物２００表面にプラズマ処理が施される。なお、図３のプラズマ処理装置において、ロール電極２０１を回転させる回転機構を設けておくことが好ましい。
【００４６】
（実施の形態４）
またこのプラズマ処理装置は、図５に示すように、閉空間を形成するプラズマ処理容器Ｋ内に、所定の間隔を隔てて対向する一対の電極１と、これらの電極間に電圧を印加するように配設された電源装置（図１に示した）とを備え、これら一対の電極間にガス供給管８から反応性ガスを供給して共振回路から電界を印加することにより、前記一対の電極１間に配置された被処理物Ｆに対し、大気圧近傍の圧力下でグロー放電プラズマ処理を行うように構成されている。ここでも電源装置は、前記実施の形態１または２で説明した共振可能な周波数帯域幅を十分に得ることができる程度に、共振のＱ値を低くしつつも、放電開始電圧を超える電圧領域となるように設定された、昇圧回路を含む共振回路を含む。
【００４７】
プラズマ処理装置において、プラズマ処理容器内に供給される雰囲気および原料ガス（処理ガス）は、プラズマ処理中、プラズマ発生空間に均一に供給されることが望ましく、例えば図５のプラズマ処理装置では、ガス導入管８から被処理物Ｆの上方のプラズマ発生空間１０にガスを供給し、処理後の排ガスはガス排出口９から排出される。
【００４８】
このように、本実施形態の発明では、インバータ回路２２と電極１０１、１０２間に昇圧回路を含む共振回路を設けたことにより、電極１０１、１０２から見て、インバータ回路２２からなる電圧源を、等価的な電流源に変換することができる。この共振回路による共振は、まずＱ値を低く設定し、共振条件である共振周波数ｆ＝１／（２π（ＬＣ）１／２）が成立するＬ、Ｃを適切に選択し、共振周波数ｆでインバータ回路２２を駆動することが必要である。
【００４９】
本実施形態の発明では、ＬＣ直列共振を行う共振回路により、電極を流れる電流がアーク放電により急激に増加する方向に向かっても、インダクタンスは回路に流れる電流を維持しようとするため、急激な電流増加は起こらない。しかも、共振状態がやぶれたときは電極間に印加される電圧は低下し、リアクトルは大きなインピーダンスとなるため、電極を流れる電流は制限されたアーク放電を生じない。電極１０１、１０２側から見て等価的に電流源に変換されるので、この電流源の電流制限機能により大気圧近傍で発生する可能性のあるアーク放電を効果的に防止することができる。
【００５０】
その結果、放電電極１０１、１０２間に、パルス電界を印加することなく、また特定の雰囲気ガスを供給することなく、大気圧近傍において、連続波で安定的にプラズマ放電を持続させることができる。
【００５１】
また、図１および図２の開放系のプラズマ処理装置では、例えば、プラズマ処理中、電極間のプラズマ発生空間１１０、２１０に、電極近傍に配置したガス導入口（図示せず）からガスを均一に供給し、処理後の排ガスを電極近傍に配置した排気機構（図示せず）にて強制的に排気するというガス供給・排気系を設けておくようにすればよい。
なお、誘電体膜１１１、１２１は、同図に示すような電極１０１、１０２の表面を被覆するものに限定されることなく、電極１０２、１０２の対向面の一方または双方に設置するようにしてもよい。誘電体膜１１１、１２１は、電極１０１、１０２に密着するように設置され、対向する電極１０１、１０２に対して電極１０１、１０２の対向面を覆うようにして、アーク放電への移行を防止するように構成する。
【００５２】
ここで電極１０１、１０２との間に電源装置から電界が印加されプラズマ処理がなされるようになっている。
【００５３】
また、被処理物が、表面に金属膜を有する材料である場合、プラズマ処理される被処理物の処理面に導電物が露出している場合であっても、上述した電流制限作用により、アーク放電となることなく、安定なグロー放電を維持することができる。
【００５４】
なお、このような表面に金属膜を有する被処理物の例としては、銅箔積層体、樹脂シートに回路を形成したいわゆるフィルムキャリア、プリント基板、液晶用ガラス基板であるＩＴＯ付ガラス基板などに対して有効である。また処理は、洗浄やＩＴＯ付ガラス基板に形成したフォトマスクのアッシング、プラズマＣＶＤ等にも適用可能である。
【００５５】
望ましくは、前記被処理物は、前記一対の電極間を搬送せしめられながらプラズマ処理がなされるようにしている。
これは特に、被処理物を連続的に搬送させながら処理を行うような場合に有効である。ほぼプロセスが完成した場合であっても、パルス電源を用いた場合には、被処理物の搬送がちょっと乱れたときにアーク放電を生じることがあるが、本発明によれば、安定したグロー放電を維持することができる。
【００５６】
また、アーク放電を招きにくいため、パルス電源に比べて高い電界を電極間に印加することができ、プラズマの生成を向上させることが可能となる。
さらに、プラズマ吹き出し型（リモート型）の場合でも、プラズマを吹き出しつつ被処理物（シート状でもウェハのような枚葉状でも）を搬送する場合にも適用可能である。
【００５７】
次に、本発明の処理方法および装置を更に具体的に説明する。
まず、本発明のプラズマ処理方法および装置は、半導体装置の製造工程において、ガス種類の変更、電界条件の変更、成膜環境の変更など行うことにより、基板上に、それぞれ、電極形成、層間絶縁膜形成、パッシベーション膜形成（保護膜）、Ｓｉ膜形成等の薄膜形成が可能となる。
【００５８】
また、本発明のプラズマ処理方法および装置は、基材表面に、電気的・光学的機能を与えたり、被処理物の表面から有機物除去、レジスト除去、高分子フィルムの接着性向上、ガラス系基板・プリント配線基板（ＦＰＣを含む）の洗浄、金属除去、デスミア、アッシング、エッチング、デスカム、滅菌洗浄などに利用できる。
【００５９】
本発明において処理に用いるガスとしては、電界を印加することによってプラズマを発生するガスであれば、特に限定されず、処理目的に応じて種々のガスを使用できる。処理に用いるガスを以下に具体的に説明する。
本発明において処理に用いるガスとして、アルゴン、ネオン、クリプトンなどの希ガス、Ｏ２、Ｏ３、水、空気、アルコールやケトン類のような有機化合物等の酸素元素含有化合物、Ｎ２、ＮＨ３等の窒素元素含有化合物、ＳＯ２、ＳＯ３等の硫黄元素含有化合物などが挙げられる。これらのガスを用いて、被処理物の表面にカルボニル基、水酸基、アミノ基等の親水性官能基を形成させて表面エネルギーを高くし、親水性表面を得ることができる。また、酸素含有化合物にＣＦ４、Ｃ２Ｆ６等のフッ素含有化合物を添加することで、親水化を促進させることもできる。また、アクリル酸、メタクリル酸等の親水基を有する重合性モノマーを用いて親水性重合膜を堆積することもできる。さらに、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＣＦ３ＣＦＣＦ２、ＣＣｌＦ３等のフッ素元素含有化合物を用いて撥水性表面を得ることもできる。
【００６０】
本発明において、Ａｌ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｓｎなどの金属の金属−水素化合物、金属−ハロゲン化合物、金属アルコラート化合物等の原料ガス、例えば有機アルミニウム化合物ガス等を用いて金属膜（例えば電極膜）を形成することができる。また、Ｓｉ、Ｔｉ、ＴｉＳｎ等の金属−水素化合物、金属−ハロゲン化合物、アルキル金属化合物等と酸素あるいはアルコラートガス等の原料ガスを用いて、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２等の金属酸化物薄膜（例えば層間絶縁膜）を形成することができる。さらに、層間絶縁膜の内の最終絶縁膜であるパッシベーション膜用として、主として窒化シリコン膜形成ガス、例えばシラン系ガスと窒素含有ガス等を用いてＳｉ３Ｎ４膜等を形成することができる。
【００６１】
なお、経済性および安全性の観点から、上記原料ガス（処理ガス）単独雰囲気よりも、希釈ガスによって希釈された雰囲気中で処理を行うことが好ましい。希釈ガスとしては、ネオン、アルゴン、キセノン等の希ガス、窒素気体等が挙げられる。これらは単独でも２種以上を混合して用いてもよい。
【００６２】
本発明に用いる他の原料ガスとして、Ｓｉ系ガスを挙げることができる。Ｓｉ系ガスとしては、Ｓｉ−水素系ガス、Ｓｉ−ハロゲン系ガス、Ｓｉ−フッ素系ガス等を用いることができ、例えば、ＳｉＨ４（シラン）、Ｓｉ２Ｈ６（ジシラン）、Ｓｉ３Ｈ８（トリシラン）、Ｓｉ４Ｈ１０（テトラシラン）等を用いて、アモルファスＳｉ膜、ポリＳｉ膜、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）膜、ａ−ＳｉＣ（アモルファスシリコンカーバイド）膜等の薄膜を形成することができる。このようなシラン系ガスに、ＧｅＨ４、ＡｓＨ３、Ｂ２Ｈ６等の不純物ガスを混合させることによりアモルファスＳｉ層にＰ、Ｂ、Ａｓ、Ｇｅ等がドーピングされたドープトアモルファスシリコン薄膜を形成することができる。
【００６３】
また、本発明においてアモルファス酸化シリコン（ａ−ＳｉＯ）膜およびアモルファス窒化シリコン（ａ−ＳｉＮ）膜を形成することも可能である。
【００６４】
アモルファス酸化シリコン（ａ−ＳｉＯ）を形成する場合、前記シラン系ガスのほかに、酸素原子導入用のガスとして使用できるものとして、例えば、酸素（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）、一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ２）、一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）、三酸化二窒素（Ｎ２Ｏ３）、四酸化二窒素（Ｎ２Ｏ４）、五酸化二窒素（Ｎ２Ｏ５）、三酸化窒素（ＮＯ３）、シリコン原子（Ｓｉ）と酸素原子（Ｏ）と水素原子（Ｈ）とを構成原子とする、例えば、ジシロキサン（Ｈ３ＳｉＯＳｉＨ３）、トリシロキサン（Ｈ３ＳｉＯＳｉＨ２ＯＳｉＨ３）等の低級シロキサン等を挙げることができる。
【００６５】
アモルファス窒化シリコン（ａ−ＳｉＮ）を形成する場合、前記シラン系ガスのほかに、窒素原子導入用のガスとして使用できるものとして、例えば、窒素（Ｎ２）、アンモニア（ＮＨ３）、ヒドラジン（Ｈ２ＮＮＨ２）、アジ化水素（ＨＮ３）等のガス状のまたはガス化し得る窒素、窒素物およびアジ化物等の窒素化合物を挙げることができる。
【００６６】
上記のシラン系ガスには、必要に応じて導電性を制御する原子を含むガスを加えて使用してもよい。
伝導性を制御する原子としては、半導体分野で用いられている不純物を挙げることができる。具体的には、例えば、Ｐ型伝導特性を与える周期律表ＩＩＩ族に属する原子またはｎ型伝導特性を与える周期律表Ｖ族に属する原子を挙げること
ができる。
【００６７】
前記周期律表ＩＩＩ族に属する原子導入用の原料物質として、例えば、ホウ素の原子導入用には、Ｂ２Ｈ６、Ｂ４Ｈ１０、Ｂ５Ｈ９、Ｂ５Ｈ１１、Ｂ６Ｈ１０、Ｂ６Ｈ１２、Ｂ６Ｈ１４等の水素化ホウ素、ＢＦ３、ＢＣ１３、ＢＢｒ３等のハロゲン化ホウ素などが挙げられる。このほか、ＡｌＣ１３、ＧａＣ１３、Ｇａ（ＣＨ３）３、ＩｎＣ１３、ＴｌＣ１３等も挙げることができる。
【００６８】
前記周期律表Ｖ族に属する原子導入用の原料物質として、例えば、リンの原子導入用には、ＰＨ３、Ｐ２Ｈ４等の水素化リン、ＰＨ４Ｉ、ＰＦ３、ＰＦ５、ＰＣ１３、ＰＣ１５、ＰＢｒ３、ＰＢｒ５、ＰＩ３等のハロゲン化リンが挙げられる。このほか、ＡｓＨ３、ＡｓＦ３、ＡｓＣ１３、ＡｓＢｒ３、ＡｓＦ５、ＳｂＨ３、ＳｂＦ３、ＳｂＦ５、ＳｂＣ１３、ＳｂＣ１５、ＢｉＨ３、ＢｉＣ１３、ＢｉＢｒ３等も出発物質の有効なものとして挙げることができる。また、これらの伝導性を制御する原子導入用の原料物質を必要に応じてＨ２、Ｎ２、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ等により希釈して使用してもよい。
【００６９】
本発明において、被処理物の表面に存在する有機物のクリーニング、レジストの剥離、有機フィルムのエッチング、ＬＣＤの表面クリーニング、ガラス板の表面クリーニングなどを行う場合は、酸素、空気、ＣＯ２、Ｎ２Ｏなどの酸化性ガスを用いるのが好ましい。また、反応ガスとしてＣＦ４などのフッ素系ガスも適宜用いることができ、シリコンなどのエッチングを行う場合にはこのフッ素系ガスを用いるのが効果的である。また、金属酸化物の還元を行う場合は、水素、アンモニアなどの反応ガス（還元性ガス）を用いる。
【００７０】
（実施例１）
次に本発明の実施例について説明する。
まず、本発明の実施例１として、フィルムキャリアの製造方法について説明する。
ここで用いられるプラズマ処理装置は、実施の形態１で説明した平行平板型の電極構造の処理装置に相当するものであり、図８に示すように、所定の間隔を隔てて対向する一対の電極１０１、１０２間に形成されるプラズマ空間１１０内を、被処理物である穴あけのなされたフィルムキャリア１００Ｆが、供給ロール１０７から所定の速度で巻き取りロール１０８にむけて走行し、その間にプラズマ処理がなされるようにしたものである。
【００７１】
なお、これら一対の電極はそれぞれ誘電体膜１１１、１２１で被覆されている。１０３、１０４はガス供給口およびガス排出口である。
ここでも１０６は接地電位であり、１０５は回路図を図１に示した電源装置である。
【００７２】
ここで被処理物は、図９（ａ）および（ｂ）に平面図およびＡ−Ａ断面図を示すようなデスミア処理段階のフィルムキャリアである。このフィルムキャリア１００Ｆは、厚さ５０μｍ、幅２５０ｍｍ長さ１００ｍのポリイミドフィルムの両面に厚さ２５μｍの銅箔を貼着してなるテープ状材料を、図１０（ａ）乃至（ｄ）に示すようにパターン処理および孔あけ処理を行うことによって形成されるもので、本発明の実施の形態のプラズマ処理装置を用いてプラズマ処理がなされる。
【００７３】
図９（ａ）および（ｂ）は、半導体チップ１００Ｃを搭載したフィルムキャリアを示す平面図および断面図である。このフィルムキャリア１００Ｆは、送り孔１００ｈおよびチップ取り付け穴１００Ｈとを備えたポリイミドフィルムからなるテープ基体１００Ｔと、このテープ基体１００Ｔ表面に銅箔１００Ｍをパターニングして形成したリードパターンとで形成され、このリードパターンに半導体チップ１００Ｃがフェースダウンで実装されている。なお、テープ基体１００Ｔの裏面側には銅箔１００ＭＡが形成され、接地電位に接続されるようになっている。
まず図１０（ａ）に示すように、厚さ５０μｍ、幅２５０ｍｍ長さ１００ｍのテープ状のポリイミドフィルム１００Ｔの両面に厚さ２５μｍの銅箔１００Ｍ（リードパターン）、１００ＭＡを貼着し、テープ状材料を形成する。
【００７４】
次に、このテープ状材料の表面にフォトリソグラフィを行いレジストパターンＲ１を形成し、さらに裏面全体をレジストＲで被覆する。そして、このレジストパターンＲ１をマスクとして、図１０（ｂ）に示すように、本発明のプラズマ処理装置を用いてプラズマエッチングを行うことにより、銅箔をパターニングし、リードパターンを構成する銅箔１００Ｍを形成する。
【００７５】
この後図１０（ｃ）に示すように、裏面側にもレジストパターンＲ２を形成し、ＣＯ２レーザで１００ｍｍφの孔を形成する。
そして最後に図１０（ｄ）に示すように、図６に示したプラズマ処理装置を用いてデスミア処理を行う。
【００７６】
このときの処理条件は、以下のとおりである。
すなわち、３５０×１００ｍｍの放電面に厚さ１ｍｍアルミナをコーティングした平行平板型の電極１０１、１０２を電極間距離２ｍｍとなるように配置し、この電極の一方１０１の供給ロール１０７側すなわち、被処理物供給側に位置するガス導入口１０３から、処理ガスとして窒素と酸素の混合ガスを供給し、電圧１５ｋＶ、周波数１５０ｋＨｚでデスミア処理を行った。ここで使用するガスの組成はＮ２／Ｏ２＝８０／２０とし、２０ＳＬＭで行った。また、電極の静電容量が３０００ｐＦであり、系のインダクタンス成分は８ｍＨであったので共振周波数１５０ｋＨｚで実験を行った。このときＱ値は３０程度であった。また昇圧比ＴＲは６とした。
【００７７】
そして、フィルムキャリアの走行速度を３ｍ／ｍｉｎ．で処理を行った。
その結果、送り孔およびチップ取り付け穴の底部のスミア（残渣）を完全に除去することができた。
【００７８】
（比較例１）
パルス電源を用いるほかは実施例１と同様の処理を行った。その際、印加電圧は１６ｋＶ、周波数は２０ｋＨｚであった。
フィルムキャリアの走行速度を前記実施例１と同様に３ｍ／ｍｉｎ．として処理を行ったところ、チップとりつけ穴の一部に残渣がみられた。さらに走行速度を変化させて実験を行った。その結果、完全にデスミアするためには、処理速度１５０ｍｍ／ｍｉｎ必要であった。
【００７９】
これら実施例１および比較例の比較から、本発明のプラズマ処理装置を用いたデスミア処理によれば、２０倍の速度で処理を行うことができることがわかった。
また、このようにプラズマ処理される被処理物であるフィルムキャリアの処理面に導電物が露出しているが、コイルの電流制限作用により、アーク放電にいたることなく、良好なグロー放電が続行される。
【００８０】
これに対し、パルス電源を用いた場合には、アーク放電が生じ易く、ほぼプロセスが完了した場合であっても、被処理物の搬送がわずかに乱れた場合にもアーク放電が生じてしまうことがある。
【００８１】
このように、被処理物を電極間で連続的に搬送しつつプラズマ処理を行う場合、電極間の条件が変化し易いため、電極間の物理的状態の変化によりアーク放電が生じ易いという問題があったが、本発明のプラズマ処理方法によれば、コイルの電流制限作用により、安定してグロー放電を続行することができ、良好なプラズマ状態を維持することができる。
【００８２】
また、アーク放電が生じにくいため、パルス電源を用いる場合に比べて高い電界を電極間に印加することができ、生成されるプラズマの密度を向上させることができる。
【００８３】
（実施例２）
次に本発明の実施例２として、６層構造のプリント配線基板への穴あけ後のデスミア処理を行う方法について説明する。
この装置は、図１１に示すように、互いに一定の間隔をあけて対向するように配置された一対の電極１０１、１０２間にプラズマ発生空間１１０が形成され、各放電電極１０１、１０２の表面（電極対向面）はそれぞれ固体誘電体１１１、１２１によって被覆されている。
【００８４】
そして、このプラズマ処理装置において、一対の放電電極１０１、１０２間に被処理物（図示せず）を配置し、電極間に被処理物を搬送するとともに、一対の放電電極１０１、１０２間のプラズマ発生空間１１０にガス導入口１０３からガス排出口１０４にむけて処理ガスを供給した状態で、一対の放電電極１０１、１０２の電極間に、後述する共振周波数をもつ共振回路からの電界（連続波）を印加する。この電界印加により、プラズマ発生空間１１０にグロー放電プラズマが発生し、被処理物の表面にプラズマ処理が施される。
【００８５】
ここで電極は３５０×５０ｍｍであり、被処理物である６層プリント基板１００Ｓは２ｍ／ｍｉｎで搬送される。この６層プリント基板は５１０×３４０ｍｍであった。
【００８６】
このときの処理条件は、以下のとおりである。すなわち、５５０×５０ｍｍの放電面に厚さ１ｍｍアルミナをコーティングした平行平板型の電極１０１、１０２を電極間距離３ｍｍとなるように配置し、被処理物の搬送方向とは垂直に、一方電極対の一方の電極１０１にあるガス導入口１０３から、処理ガスとして窒素と酸素の混合ガスを供給し、ガス排出口１０４で排出しつつ、電圧１４ｋＶ、周波数１００ｋＨｚでデスミア処理を行った。ここで使用するガスの組成はＮ２／Ｏ２＝９８／２とし、４０ＳＬＭで行った。また、共振周波数１００ｋＨｚで実験を行った。このときＱ値は３０程度であった。また昇圧比ＴＲは６とした。
【００８７】
そして、フィルムキャリアの走行速度を３ｍ／ｍｉｎ．で処理を行った。
その結果、穴の底部のスミア（残渣）を完全に除去することができた。
【００８８】
（比較例２）
パルス電源を用いるほかは実施例２と同様の処理を行った。その際、印加電圧は１５ｋＶ、周波数は１５ｋＨｚであった。
搬送速度を前記実施例２と同様に２ｍ／ｍｉｎ．として処理を行ったところ、穴の一部に残渣がみられた。さらに搬送速度を変化させて実験を行った。その結果、完全にデスミアするためには、処理速度１００ｍｍ／ｍｉｎ必要であった。
【００８９】
これら実施例１および比較例の比較から、本発明のプラズマ処理装置を用いたデスミア処理によれば、２０倍の速度で処理を行うことができることがわかった。
【００９０】
（実施例３）
次に本発明の実施例３について説明する。この例では、実施例１のフィルムキャリアのデスミア処理と同様のプラズマ処理を行うに際し、平行平板型電極に代えて、ロール状の第１電極２１０と、この第１電極２１０の外周の一部に所定の間隔を隔てて配設された第２電極２２０とで構成され、これら第１電極と第２電極との間にプラズマ発生空間１１０を形成するとともに、被処理物として、フィルムキャリア１００Ｆを搬送しつつデスミア処理を行う。
【００９１】
この装置は、図１１に示すように、互いに一定の間隔をあけて対向するように配置された幅３５０ｍｍ、３００ｍｍφのロール状の第１電極２１０と、この一部の周りに形成された幅３５０ｍｍ、１５０ｍｍφの第２電極２２０とで構成されており、これら第１電極２１０、第２電極２２０の表面（電極対向面）はそれぞれ固体誘電体２１１、２２１によって被覆されている。
【００９２】
そして、このプラズマ処理装置において、第１および第２電極２１０、２２０間に被処理物（図示せず）を配置し、電極間に被処理物を搬送するとともに、一対の放電電極２１０、２２０間のプラズマ発生空間１１０に第２電極内側に形成されガス導入口からガス排出口にむけて処理ガスを供給した状態で、一対の電極２１０、２２０の電極間に、図１に示した共振回路からの電界（連続波）を印加する。この電界印加により、プラズマ発生空間１１０にグロー放電プラズマが発生し、被処理物の表面にプラズマ処理が施される。
【００９３】
このときの処理条件は、実施例１と同様であった。
そして、フィルムキャリアの走行速度を前記実施例１と３ｍ／ｍｉｎ．で処理を行った。
その結果、穴の底部のスミア（残渣）を完全に除去することができた。
【００９４】
（実施例４）
次に本発明の実施例４について説明する。この例では、同様のプラズマ処理装置内で、リソグラフィ終了後のレジストパターンをプラズマアッシングによって除去するプラズマ処理方法について説明する。
この例では、使用した電極は、同軸円筒型で中心棒が８ｍｍφ、外側の筒が内径９ｍｍφ、長さは、３５ｍｍであった。
ガスとしてはＯ２：ＣＦ４＝８０％：２０％、流量２００ＳＣＣＭとしてプラズマ処理容器Ｋ内に供給した。
この例では１５ｗ、２０ｋＨｚのパルス電源を用いた場合と、共振周波数２９１ｋＨｚ、２２ｗの共振回路によるもの（Ｑ＝３０、昇圧比Ｔ＝６）と、共振周波数２９１ｋＨｚ、４０ｗの共振回路によるもの（Ｑ＝３０、昇圧比Ｔ＝６）とを、温度を変化させ、プラズマ処理を行った。
その結果を図１３に示す。パルス電源を用いた場合を曲線ａ、２２ｗの共振回路によるものを曲線ｂ、共振回路によるものを曲線ｃで示す。縦軸はアッシング速度、横軸は基板温度（被処理基板の表面温度）を示す。この図１３から明らかなように、本発明によれば、基板温度を高めた場合、基板温度８０℃程度から差が出てきてパルス電源を用いた場合の２倍程度の処理速度となっていることがわかる。
【００９５】
【発明の効果】
本発明のプラズマ処理方法および処理装置によれば、電極を含む回路に直列にインダクタンスを挿入し、電極間に直列共振による高電圧を発生させ、電極間電圧を、昇圧トランスを用いて、インバータ出力電圧を放電開始電圧まで高めるようにしたもので、大気圧近傍の圧力下で、安定的なグロー放電プラズマ処理を行うことが可能となる。
【００９６】
また、プラズマ処理される被処理物の処理面に導電物が露出している場合にも、アーク放電に移行することなく、良好なグロー放電状態を維持することができる。
【００９７】
また、被処理物を搬送しつつ成膜を行う場合、被処理物の搬送の乱れに起因してアーク放電が生じることもない。
【００９８】
さらにまたアークが落ちにくいので、パルス電源に比べて高い電界を電極間に印加することができ、プラズマの生成密度を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態１のプラズマ処理装置で用いられる電源装置の構成図を示す図である。
【図２】本実施の形態のプラズマ処理装置を示す図である。
【図３】本実施の形態のプラズマ処理装置を示す等価回路図である。
【図４】本発明に係る実施の形態３のプラズマ処理装置を示す図である。
【図５】本発明に係る実施の形態４のプラズマ処理装置を示す図である。
【図６】本発明に係る実施の形態２のプラズマ発生装置を示す図である。
【図７】本発明に係る実施の形態２のプラズマ発生装置の周波数調整回路を示す図である。
【図８】本発明の実施例１の係るプラズマ処理装置を示す図である。
【図９】本発明の実施例１の被処理物を示す図である。
【図１０】本発明の実施例１の被処理物の処理工程を示す図である。
【図１１】本発明の実施例２のプラズマ処理装置を示す図である。
【図１２】本発明の実施例３のプラズマ処理装置を示す図である。
【図１３】本発明の実施例４のプラズマ処理の処理結果を示す図である。
【符号の説明】
１  一対の電極
２  交流電源
３  昇圧トランス
４  リアクタンス
５  被処理物
６、７  接続線
８  ガス導入管
９  ガス排出管
１０  プラズマ発生空間
Ｋ    処理容器
２１  交流電源
２２  インバータ回路
２３  スライドレギュレータ
２４  ダイオード整流回路
２７  インダクタ
３０  制御部
３０Ｓ  制御部
１０１、１０２  電極
１１１、１２１  誘電体膜
１０５  電源装置
１０６  接地電位
１０７  供給ロール
１０８  排出ロール
【図１】
2004273312.tif 000005
【図２】
2004273312.tif 000006
【図３】
2004273312.tif 000007
【図４】
2004273312.tif 000008
【図５】
2004273312.tif 000009
【図６】
2004273312.tif 000010
【図７】
2004273312.tif 000011
【図８】
2004273312.tif 000012
【図９】
2004273312.tif 000013
【図１０】
2004273312.tif 000014
【図１１】
2004273312.tif 000015
【図１２】
2004273312.tif 000016
【図１３】
2004273312.tif 000017