(57)【要約】ガスが複数の電極によって発生される電界を受けるようになっている、プラズマを励起させる方法である。１つの電極は、外側電極パイプ（１）によって形成され、この外側の金属パイプ（１）は、他の電極を形成する１つ以上の内側金属パイプ（２）を囲んでいる。このアイデアは、１つ以上の内側パイプ内で、プラズマが発生するできるようにすることである。これらのパイプは、クリーニングがより容易であり、従ってクリーニングプロセスがかなり簡略化される。これにより、更に電極間の距離を大幅に広くすることができるので、電極間でブレークダウンが生じるの危険性が小さくなっている。
2004522255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスが、２つ以上の電極を備えた電極システムにより発生される電界を受けるようになっており、外側第１電極が、パイプ状をした電極として形成されており、前記外側電極が、最も内側のパイプ状をした電極を囲んでおり、最も内側の電極が、プラズマ処理チャンバを囲んでいる、プラズマ処理チャンバにおいてプラズマを励起させる方法において、ガスを前記プラズマ処理チャンバに導入するステップと、前記電極に電力を加えることによって、プラズマ処理チャンバ内でプラズマを発生させるステップとを備えるプラズマを励起させる方法。
【請求項２】
前記電極システムが、２つ以上のパイプ状をした内側電極を含み、前記内側電極の少なくとも１つが最も内側の電極となっている、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記最も内側の電極が、１つ以上の内側の増設電極によって囲まれており、次にこの内側の増設電極が、外側電極によって囲まれている、請求項２記載の方法。
【請求項４】
１つ以上のパイプ状をした電極が、パイプの壁内に数個の貫通開口部を備え、前記少なくとも１つのパイプ状をした電極が、メッシュとして構成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記外側電極および最も内側の電極のうちの少なくとも１つ、好ましくはその双方、およびオプションとして設けられた任意の内側の増設電極が、ほぼ円形の断面を有し、前記ほぼ円形の断面を有する電極が、電極のパイプの全長にわたってほぼ円筒形となっている、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記外側電極が、多角形、好ましくは長方形となっており、前記外側電極が、好ましくは２つ以上の内側パイプを囲み、より好ましくは、内側パイプが楕円形の断面を有する、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記電極の少なくとも１つが、低導電性材料、例えばカーボンで満たされたポリエチレンで製造されているか、またはこの材料でコーティングされている、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
電源が、交流（ＡＣ）電源、直流（ＤＣ）電源、低周波（ＬＦ）電源、オーディオ周波数（ＡＦ）電源、無線周波数（ＲＦ）電源、およびマイクロウェーブ電源から成る群から選択したものである、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
プラズマ発生中に、プラズマ処理チャンバ内の圧力を１ミリバール未満、好ましくは０．４ミリバール未満に調節する、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
プラズマ発生に先立ち、プラズマ処理チャンバ内に装入された基板に対して、プラズマ処理を施すステップを更に備える、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
ガスがいくつかの電極から成る電極システムにより発生される電界を受け得るプラズマ処理チャンバを備え、外側第１電極がパイプ状をした電極として形成されており、前記外側電極が、最も内側のパイプ状をした電極を囲んでおり、かつ最も内側の電極が、プラズマ処理チャンバを囲んでいる、プラズマを励起させるための装置。
【請求項１２】
前記装置が、ガスをプラズマ処理チャンバ内に導入させるための入口を含む、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記電極システムが、パイプ形状をした２つ以上の内側電極を備え、前記内側電極の少なくとも１つが、最も内側の電極となっている、請求項１１または１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記内側電極が、１つ以上の内側の増設電極によって囲まれており、該内側の増設電極が、外側電極によって囲まれている、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
１つ以上のパイプ状をした電極が、パイプの壁内に数個の貫通開口部を備え、前記少なくとも１つのパイプ状をした電極が、メッシュとして構成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記外側電極および最も内側の電極のうちの少なくとも１つ、好ましくはその双方、およびオプションとして任意の内側の増設電極が、ほぼ円形の断面を有し、前記ほぼ円形の断面を有する電極が、電極のパイプの全長にわたって、ほぼ円筒形となっている、請求項１１〜１５のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
前記外側電極が、多角形、好ましくは長方形となっており、前記外側電極が、好ましくは２つ以上の内側パイプを囲み、より好ましくは、内側パイプが楕円形の断面を有する、請求項１１〜１５のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
前記電極の少なくとも１つが、低導電性材料、例えばカーボンで満たされたポリエチレンで製造されているか、またはこの材料でコーティングされている、請求項１１〜１７のいずれかに記載の装置。
【請求項１９】
電極が、交流（ＡＣ）電源、直流（ＤＣ）電源、低周波（ＬＦ）電源、オーディオ周波数（ＡＦ）電源、無線周波数（ＲＦ）電源およびマイクロウェーブ電源から成る群から選択した電源に接続された手段を含む、請求項１１〜１８のいずれかに記載の装置。
【請求項２０】
前記プラズマ処理チャンバを真空にするための真空ポンプを更に含む、請求項１１〜１９のいずれかに記載の装置。
【請求項２１】
プラズマ処理すべき基板を保持するためのホルダーを更に備え、該ホルダーが、プラズマ処理チャンバ内に設けられている、請求項１１〜２０のいずれかに記載の装置。
【請求項２２】
スパッタリング電極を更に備え、該スパッタリング電極が、プラズマ処理チャンバ内に設けられている、請求項１１〜２１のいずれかに記載の装置。
【請求項２３】
基板を表面処理するために、前記基板を、装置のプラズマ処理チャンバ内に置き、プラズマを発生させる、請求項１１〜２２のいずれかに記載の装置の使用法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、ガスが数個の電極を備える電極システムにより発生される電界を受けるようになっているプラズマを励起させる方法に関する。
【０００２】
プラズマを発生させるかかる電極システムを備えた装置は、例えばデンマーク特許願第１９９９ ００６７号から知られている。この明細書に記載されている電極システムは、多数の電極から成っている。しかし、プラズマ処理中にプラズマを通過する材料によって、電極が汚染されるという欠点がある。従って、これらの電極は、一定期間で取り外し、クリーニングし、また恐らくは交換しなければならない。このようなことは、面倒であり、コストを高める。
【０００３】
本発明の目的は、クリーニングプロセスの実行が容易である、プラズマを励起させる方法および装置を提供することにある。
【０００４】
これらの目的およびそれ以外の目的は、特許請求の範囲に記載されている発明によって達成される。
【０００５】
プラズマを励起させるための装置は通常、数個の電極を備え、１つの電極が、１つ以上の内側パイプを囲む外側パイプによって形成され、前記内側パイプが、他の電極のうちの１つ以上を形成するようになっている電極システムにより発生される電界を、ガスが受けるようになっている容器を備えている。
【０００６】
前記パイプは、クリーニングが容易であり、従ってクリーニング方法もかなり簡略化される。これを行うために、電極間の距離をおおむね１０倍大とし、電極間でのブレークダウンが生じる危険性を低下できるという効果が得られる。
【０００７】
本発明の装置は、プラズマ処理チャンバを備え、このチャンバ内で、ガスは電極システムにより発生された電界を受ける。電極システムは、第１の外側パイプ状をした電極と、最も内側のパイプ状をした電極とを備え、最も内側の電極は、プラズマ処理チャンバを囲むようになっている１つ以上の電極を含む。
【０００８】
外側のパイプ状をした電極は、パイプの高さの少なくとも一部において、最も内側のパイプ状をした電極を囲んでいる。このパイプの高さは、パイプの一端から他端までの距離である。
【０００９】
パイプ状をした電極は、丸く続くパイプ壁を備えるパイプであり、このパイプまたはパイプの壁の断面は、任意の形状とすることができる。パイプの高さは、パイプの中心線に平行な方向に測定したパイプの壁の端部からの最短距離であり、中心線は、パイプを通過する最も中心の線である。
【００１０】
電極システムは、２つ以上のパイプ状をした内側電極を含むことができ、これらの内側電極の少なくとも１つは、最も内側の電極となっている。他の内側電極は、内側の増設電極となっている。
【００１１】
本発明の装置では、最も内側の電極を、１つ以上の内側の増設電極によって囲まれ、この内側増設電極は、次に外側電極によって囲まれる。かかる内側の増設電極を備えることにより、より均一なプラズマを発生できる。
【００１２】
更に、電極間でもプラズマを得ることができることが理解できると思う。しかし、このプラズマは、一般にプラズマ処理チャンバ内で発生されるプラズマほど一様にはならない。更に電極間の距離は、例えば５ｍｍまたは１０ｍｍまでと、かなり短くなり得るので、極めて特殊な形状およびサイズの基板を処理する余裕しかない。電極間の距離は、電源のサイズに応じて、例えば５ｃｍまたは１０ｃｍに広げることができる。
【００１３】
電極間の距離を短くし、同時に電極間でのスパークの発生を防止するために、電極の間に絶縁材料を設けてもよい。この絶縁材料は、パイプのような形状とし、第２の最大の高さのパイプ高を有する電極のパイプ高さと少なくとも同じ高さのパイプ高さを有する。更に、絶縁材料が第２の最大高さのパイプ高を有する電極と最大高さのパイプ高を有する電極との間の領域の多くを占めるように、前記パイプ状をした要素を調節することが望ましい。
【００１４】
絶縁材料は、基本的には、任意のタイプのものでよい。例えば、ガラス、セラミック、またはゴムおよび熱可塑性樹脂を含むポリマー材料、例えばポリエチレン（ＰＥ）、塩化ポリビニル（ＰＶＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリ二フッ化ビニル（ＰＶＤＦ）およびカーボンで満たされたポリエチレンとすることができる。
【００１５】
外側電極は、絶縁材料で囲むか、または絶縁材料をコーティングすることが好ましい。この絶縁材料は、外側電極の最も外側表面の全面をカバーできることが好ましい。この絶縁材料は、上記のようなものでよい。
【００１６】
パイプ形状をした電極は、パイプの壁に設けられた数個の貫通開口部を含むことができる。基本的には、パイプ状をした電極のパイプの壁面積の少なくとも約９５％までを、貫通開口部とすることができる。一実施例では、パイプ状をした電極のパイプの壁面積の約６０％まで、例えば２５％〜５０％が貫通開口部となっていることが好ましい。これら貫通開口部は、メッシュ状、例えば０．０１〜２０ｍｍ、好ましくは０．１〜１０ｍｍの間のメッシュ状サイズに対応する開口部を有するメッシュとすることができる。
【００１７】
次に示すように、特にパイプ状をした電極が最も内側の電極内に設けられている場合には、上記のように貫通開口部を有するパイプ状をした電極を使用する結果と、プラズマ処理チャンバ内に、より一様なプラズマが発生する。
【００１８】
上記のように、電極は横断面が基本的には任意の形状（丸く続く形状として示されている）となっていてもよいが、必ずしも丸くする必要はなく、角張った形状でもよい。特に、クリーニングが容易なプラズマ処理チャンバを有する装置を得るには、最も内側の電極の内側表面は、実質的に凹凸部がないことが好ましい。
【００１９】
電極のパイプの全体の高さにわたって、断面を同じ形状にする必要はないことを理解できよう。しかし、ほとんどの場合、電極のパイプの全高にわたって、電極はほぼ同じ断面となっている。
【００２０】
電極システムのうちの電極は、異なる断面を含む異なる幾何学的形状とすることができる。
【００２１】
一実施例では、外側電極および最も内側電極の少なくとも一方、好ましくはその双方、およびオプションとして設けられた内側の増設電極は、断面がほぼ円形であることが好ましい。これらの電極は、電極のパイプの全長にわたって、ほぼ円形の断面を有し、よってほぼ円筒形となる。
【００２２】
別の実施例では、外側電極は、多角形、例えば長方形とされる。この実施例では、１つ以上の電極の断面が楕円となっていてもよい。
【００２３】
この電極システムは、２つ以上の最も内側の電極を有することができる。電極システムが最も内側の２つ以上の電極システムを含む状況では、オプションとして、他の内側電極によって個々に囲まれたこれら最も内側の電極は互いに並置され、外側電極によって囲まれる。最も内側の各電極は、プラズマ処理チャンバを囲んでいる。
【００２４】
ほとんどの状況では、最も内側の電極は、別の電極を囲まない。しかし、最も内側の電極は、プラズマ発生電極システムの一部ではなく、スパッタリング電極のような増設電極である別の電極を囲んでいる。
【００２５】
従って、本発明の装置の実施例では、例えば錫、銅、銀、金、白金またはアルミニウム製のスパッタリング電極を更に含んでいる。このスパッタリング電極は、プラズマ処理チャンバ内に設けることが好ましい。このスパッタリング電極は、当技術分野で一般に知られているような、例えば本明細書で参考例として援用する国際公開第ＷＯ ００／４４２０７号に記載されているような任意のタイプとすることができる。
【００２６】
これらの電極は、任意の種類の適当な材料、例えばスチールのような金属製とすることができる。更に電極の１つ以上を、低導電性材料、例えばカーボンで満たしたポリマー、例えばカーボンで満たしたポリエチレンで製造するか、またはこの材料でコーティングすることがある。
【００２７】
従来のプラズマ発生装置から一般に知られているように、本発明の装置は、プラズマ処理チャンバ内を真空にするための手段、例えば一体化された真空ポンプまたは装置を、真空ポンプに接続するための手段を有する。更に本発明は、ガスをプラズマ処理チャンバ内に導入するための入口も有する。
【００２８】
本発明の装置は、例えば支持プレートの形態をした、プラズマ処理すべき基板を保持するためのホルダーを更に有することができる。当然ながら、このホルダーは、プラズマ処理チャンバ内に設置しなければならない。
【００２９】
本装置は、本明細書で参考例として援用する欧州特許第ＥＰ８３１６７９号または国際公開第ＷＯ ００／４４２０７号に記載されているような交流（ＡＣ）電源、直流（ＤＣ）電源、低周波（ＬＦ）電源、オーディオ周波数（ＡＦ）電源、無線周波数（ＲＦ）電源およびマイクロウェーブ電源からなる群から選択した電源に接続される手段を有する。
【００３０】
一般に、ガスが数個の電極から成る電極システムにより発生される電界を受けるようになっている、プラズマを励起させる方法は、電極が１つ以上の内側パイプを囲む外側パイプから形成され、前記内側パイプが、前記一方の電極または他方の電極を形成し、１つ以上の内側パイプ内でプラズマを発生できるようになっていることを特徴とする。
【００３１】
ガスが、上記および特許請求の範囲に記載された装置により発生される電界を受けるプラズマ処理チャンバ内でプラズマを励起させる、本発明にかかわる方法は、プラズマを処理チャンバ内にガスを導入するステップと、前記電極に電力を加え、よってプラズマ処理チャンバ内でプラズマを発生するステップとを有する。
【００３２】
一般に知られているように、プラズマ処理チャンバは、例えば真空ポンプを使用することにより、最初に、全体または一部を真空にしなければならない。その後、別の処理ガスを導入することが好ましい。このガスは、本明細書で参考例として援用するＰＣＴ／ＤＫ０１／００３２７号またはＥＰ３４６００５号に記載されているようなガスとすることができる。
【００３３】
電源としては、例えば交流（ＡＣ）電源、直流（ＤＣ）電源、低周波（ＬＦ）電源、オーディオ周波数（ＡＦ）電源、無線周波数（ＲＦ）電源、およびマイクロウェーブ電源が使用される。電源の応用例に関する更なる情報は、欧州特許第ＥＰ８３１６７９号または国際公開ＷＯ ００／４４２０７号に記載されている。
【００３４】
プラズマ発生中に、プラズマ処理チャンバ内の圧力は１ミリバール未満、好ましくは０．４ミリバール未満に調節できることが好ましい。プラズマ処理を行う最適な圧力は、処理の種類に応じて決まる。処理圧力に関する更なる情報は、ＰＣＴ／ＤＫ０１／００３２７号またはＥＰ３４６００５号に記載されている。
【００３５】
処理すべき基板は、プラズマの発生前にプラズマ処理チャンバ内に設置することが好ましい。
【００３６】
処理すべき基板は、基本的には、任意のタイプの固体材料、例えば任意のタイプのポリマー材料、二酸化シリコン、セラミック、ガラスおよびカーボンなどでよい。
【００３７】
更に基板は、ファイバーを含む任意の形状でよい。
【００３８】
以下、図面を参照し、本発明について、より詳細に説明する。図面は、本発明の特定の実施例を示すものに過ぎず、当業者であれば、記載されている方法以外の方法で本発明を実施できるので、図面は、発明の範囲を限定するものではない。
【００３９】
次に図面を参照し、本発明について、より完全に説明する。
【００４０】
図１は、本願明細書の冒頭に記載したような従来の装置を示す。
【００４１】
プラズマ形成のために、ガス、例えばアルゴンを励起させるための、図２に示された本発明にかかわる装置は、少なくとも２つの電極１、２を備えている。これらの電極１、２は、パイプとして構成されており、最も内側のパイプ状をした電極２は、真空を、例えば、０．０１〜１．０ミリバールの圧力の前記ガスで満たされた、外側パイプ状をした電極１の内部に配置されている。
【００４２】
２つの電極に、ネットワークの位相１および位相２をそれぞれ加えることにより（図７参照）、最も内側のパイプ状をした電極２によって囲まれたプラズマ処理チャンバ内に、拡散プラズマが形成される。
【００４３】
実際にプラズマが形成されることが理解できようが、その理由については、科学的には説明できない。次に、プラズマが形成されるキャビティ、すなわちプラズマ処理チャンバ内に、プラズマ処理すべき物体または基板を装入する。この基板は、特殊な表面特性を有するように、表面処理するべきプラスチック製のストリップとすることができる。
【００４４】
外側の円筒形電極１は、絶縁層３によって囲まれている。この電極構造の特別な利点は、クリーニングが特に容易であるということである。クリーニングを行わない場合、スパークが生じる程度に電極が汚染され得るので、かかるクリーニングが必要である。当然ながら、このようなスパークは防止しなければならない。このほかに、電極間の距離を大として、更にスパークが生じる危険性を下げなければならない。
【００４５】
図１３ａおよび図１３ｂに示される別の実施例では、電極７、９は、パイプとして構成されており、図２を参照して説明したように、ネットワークの２つの位相に接続されている。しかし、この場合、電極は、電気絶縁材料８、例えばガラス、セラミック、またはポリマー、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリビニルクロライド（ＰＶＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリ二フッ化ビニル（ＰＶＤＦ）によって分離されている。
【００４６】
図２に示し、これまで説明した構造の利点は、電極間のスパークの発生が劇的に減少し、電極間により大きい電圧差を加えることが可能となり、プラズマのパワースループットをより大きくできるということである。
【００４７】
プラズマを維持できる最小電圧差は、図２に示された構造と比較して、図１３および図１３ｂに示されたこの構造では、より高くなるということが理解できると思う。
【００４８】
図１４ａおよび図１４ｂに示された別の実施例では、図２に示された構造と、図１３ａ／１３ｂに示された構造の２つが組み合わされている。大パワーのスループット（活動的プラズマ）が必要とされる時には、上記の図１３ａ／１３ｂに示されているように電気絶縁材料８によって分離されている電極１０、１２に加えられる電圧差を大きくする。小パワースループット（ゆるやかなプラズマ）でよい時には、図２を参照してこれまで説明したように、電極１２および１３に加える電圧差をより小さくする。
【００４９】
図１５ａおよび図１５ｂに示されている別の実施例では、図１３ａ／１３ｂに示された構造に、スパッタリング電極１７が増設されており、この電極は、例えば錫、銅、銀、金、白金、アルミから製造されている。電極１４、１６、１８は、パワーグリッドの三相の各々に接続される。磁石１８ａを使用することにより、コーティングすべき基板に向かってスパッタリングが行われる。
【００５０】
図３に示された別の実施例では、外側電極は、断面が四角形をした電極４によって構成され、他方、最も内側の電極は、断面が楕円形の２つの電極によって形成されている。
【００５１】
四角形をした外側の電極は、ネットワークの１つの位相に接続され、他方、最も内側の電極５は、ネットワークの別の位相に接続される。この場合でも、外側電極４は絶縁体６によって囲まれている。
【００５２】
１つの位相が、他の位相に対して１２０度ずれており、真空容器が、０（アース）レベルに接続され、種々の位相を供給するトランスの後部側が、互いに相互接続されているに二相式システムの場合、特殊な望ましいプラズマ特性が得られる。
【００５３】
図５には、電圧変化がアウトラインとして示されている。すなわち、１００ヘルツの周波数を有するパルス状プラズマが得られる。わずかな位相差は、わずかな電圧差を生じさせるにすぎないので、２つの位相の間の位相シフトの変化は、
電圧レベルにしか影響しない。
【００５４】
図４に示された別の実施例では、装置は、３つの電極、すなわち絶縁層２０を含む外側の第１電極１９と、外側の円筒形電極１９の内側に配置された円筒形電極状をした内側電極２１と、内側の円筒形電極２１の内側に配置された円筒形電極状をした最も内側の電極２２とを有する。プラズマ処理チャンバは、最も内側の電極のキャビティによって構成されている。
【００５５】
三相ネットワークの位相１、位相２および位相３は（例えば図１１の三相トランスを介して）３つの電極に供給される。この装置が作動すると、すべてのキャビティ内でプラズマが発生する。プラズマ処理チャンバ内で発生したプラズマが、最も一様なプラズマであり、利用されるのはこのプラズマである。
【００５６】
三相でドライブされるこの装置の利点は、エネルギー密度がより高くなり、エネルギー変化がより均一となることである。
【００５７】
図６は、外側の円形中実電極２３を含む二相式プラズマシステムのための別の電極構造を示す。この外側の円形中実電極２３は、径方向に対向するように配置されたメッシュ状の２つの放射状のフラップ２４を介して、最も内側の円筒形電極２５（同じようにメッシュ状）に接続されている。この内側のメッシュ状をした電極２５の内部には、１つの電極が配置されており、この電極は、ロッド状をした中実電極でもよいし、同時に基板ホルダー２６を形成していてもよい。プラズマは、第１電極２３、２４のキャビティ内だけでなく、プラズマ処理チャンバ内にも形成される。
【００５８】
この電極構造の利点は、第１電極のキャビティ内だけでなく、プラズマ処理チャンバ内においても小さい物体、またはフィラーを崩壊できることである。これらの電極は、低導電性材料、例えばカーボンで満たされたポリエチレンで製造するか、またはこれでコーティングすることが好ましい。その理由は、電極上でのスパークの発生が抑制されるからである。
【００５９】
図７は、システム全体を示しており、内部に電極１、２が配置された真空チャンバ３７、およびこの真空チャンバ３７に接続された真空ポンプ３８を示している。真空チャンバ３７には、真空チャンバ３７内でプラズマを発生するために励起すべきガスを供給するためのガス供給部３９も接続されている。送られるガスは、例えばアルゴンまたは大気でよい。電源４０も示されており、この電源から、真空チャンバ３７内の電極１、２に２つの位相が供給される。図２の実施例に対応する２つの内側電極１、２を有する真空チャンバ３７の断面も示されている。
【００６０】
内側電極２の懸架は、約２００℃の温度に耐える、熱的に安定した絶縁材料によって行うことが好ましい。この材料として、例えばＴＴＦＥまたはセラミック材料が挙げられる。
【００６１】
図１２は、懸架の一例を示しており、この例は、処理すべき基板５６のためのホルダーを挿入できる内側電極５２の取り付けを示している。外側電極５１は、パイプ形状となっており、この電極は、管状絶縁材料内に配置されており、次に絶縁材料は、真空チャンバ内に配置されている。最も内側の電極５２は、ステンレススチール製の管状メッシュから成っている。
【００６２】
外側電極５１には、絶縁材料製、例えばＴＴＦＥ製の長手方向に延びた放射状に配置されたフラップ５６が固定されている。このフラップ５６は、内側電極５２の内側に配置できる基板ホルダー５５と共に、最も内側の電極５２を支持している。この基板ホルダー５５は、数個の列となっており、キャリアレール５７によって内側に延びたフラップ５６に固定されているので、処理すべき基板５４を取り外し、または装入するために、基板ホルダー５５を長手方向に変位できる。
【００６３】
電極５１、５２の長さ（パイプ高さとしても示されている）および位置を、変えることができる。オプションとして、最も内側の電極５２を、外側の電極よりも短くすることができる。しかし、プラズマの一様性は変わることがある。メッシュ状をした電極５２により、プラズマは更に一様となる。
【００６４】
図８〜図１１は、図２、図３および図４にそれぞれ示す装置への電源の供給例を示す。
【００６５】
図２および図３に示す装置をドライブするようになっている、図８に示された電圧電源は、三相ネットワークからの２つの位相（ｒおよびｓ）を利用している。これら２つの位相は、互いに１２０度ずれている。出力電圧ＶｒおよびＶｓはトランスによってプラズマチャンバに望ましい電圧に変換される。２つのトランスの後部側は、相互に接続されている。
【００６６】
同じように、図２および図３に示された装置をドライブするようになっている、
【００６７】
図９に示された電圧電源は、三相ネットワークからの１つの位相（ｒ）を利用する。２つのトランス（１つは電極１のためのトランスであり、その１つは、電極２のためのトランスである）電圧をプラズマチャンバに望ましい電圧に変換するのに使用される。電極２のためのトランスは、１８０度の位相の位相シフト（ｒ）が生じ、電極１と電極２との間の位相差が、１８０度となるように接続されている。これら２つのとトランスの後部側は互いに接続され、かつ「０」点に接続されている。
【００６８】
同様に、図２および図３に示された装置をドライブするようになっている、図１０に示された電源は、三相ネットワークから１つの位相ｒを利用する。電源１および２に所望の電圧を供給するのに、１つのトランスが利用されている。電源１および２は、位相（ｒ）と同じ周波数にて電極１と電極１２との間に可変電圧が発生するように、トランスに接続されている。
【００６９】
図４に示された装置をドライブするようになっている、図１１に示された電圧電源はネットワークの３つの位相（ｒ、ｓ、ｔ）のすべてを利用する。電極１、２および３のために３つのトランスが使用され、これらトランスの後部側は互いに接続されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】
プラズマを励起させるための公知の装置の断面を示す。
【図２】
プラズマを励起させるための、本発明にかかわる装置の断面を示す。
【図３】
ネットワークの２つの位相を利用する一実施例としての装置を示す。
【図４】
ネットワークの３つの位相を使用する一実施例としての装置を示す。
【図５】
図７〜図９における同様の二相式電源における電圧条件の図である。
【図６】
別の実施例である装置を示す。
【図７】
プラズマを励起させるためのシステム全体を示す。
【図８】
システムへの給電の一例を示す。
【図９】
システムへの給電の一例を示す。
【図１０】
システムへの給電の一例を示す。
【図１１】
システムへの給電の一例を示す。
【図１２】
図２に示された実施例に関連する内側電極のための懸架の一例を示す。
【図１３】
ａは、ネットワークの２つの位相を使用する別の実施例である装置を示す。
ｂは、  ネットワークの２つの位相を使用する別の実施例である装置を示す。
【図１４】
ａは、ネットワークの２つの位相を使用する別の実施例である装置を示す。
ｂは、ネットワークの２つの位相を使用する別の実施例である装置を示す。
【図１５】
ａは、ネットワークの３つの位相を使用する別の実施例である装置を示す。
ｂは、ネットワークの３つの位相を使用する別の実施例である装置を示す。
【符号の説明】
１、２    電極
３        絶縁層
５        最も内側の電極
７、９    電極
８        絶縁材料
１４、１６、１８    電極
１８ａ    磁石
１９      外側第１電極
２０      絶縁層
２１      内側電極
２２      最も内側の電極
２３      外側の円形中実電極
２４      フラップ
２５      最も内側の円筒形電極
３７      真空チャンバ
３９      ガス供給部
４０      電源
５１      外側電極
５２      内側電極
５４      基板
５５      ホルダー
５６      フラップ
【図１】
2004522255.tif 000003
【図２】
2004522255.tif 000004
【図３】
2004522255.tif 000005
【図４】
2004522255.tif 000006
【図５】
2004522255.tif 000007
【図６】
2004522255.tif 000008
【図７】
2004522255.tif 000009
【図８】
2004522255.tif 000010
【図９】
2004522255.tif 000011
【図１０】
2004522255.tif 000012
【図１１】
2004522255.tif 000013
【図１２】
2004522255.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004522255.tif 000050
【手続補正書】
【提出日】平成14年10月30日(2002.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスが、２つ以上の電極を備えた電極システムにより発生される電界を受けるようになっており、外側第１電極が、パイプ状をした電極（１）として形成されており、前記外側電極が、最も内側のパイプ状をした電極（２）を囲んでおり、最も内側の電極が、プラズマ処理チャンバを囲んでいる、真空チャンバ（７）のプラズマ処理チャンバにおいてプラズマを励起させる方法において、ガスを前記真空チャンバに導入するステップと、前記電極に電源（１０）を接続し、よって、プラズマ処理チャンバ内でプラズマを発生させるステップとを備えるプラズマを励起させる方法。
【請求項２】
前記電極システムが、２つ以上のパイプ状をした内側電極を含み、前記内側電極の少なくとも１つが最も内側の電極となっている、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記最も内側の電極が、１つ以上の内側の増設電極によって囲まれており、次にこの内側の増設電極が、外側電極によって囲まれている、請求項２記載の方法。
【請求項４】
１つ以上のパイプ状をした電極が、パイプの壁内に数個の貫通開口部を備え、前記少なくとも１つのパイプ状をした電極が、メッシュとして構成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記外側電極および最も内側の電極のうちの少なくとも１つ、好ましくはその双方およびオプションとして設けられた任意の内側の増設電極がほぼ円形の断面を有し、前記ほぼ円形の断面を有する電極が、電極のパイプの全長にわたってほぼ円筒形となっている、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記外側電極が、多角形、好ましくは長方形となっており、前記外側電極が、好ましくは２つ以上の内側パイプを囲み、より好ましくは、内側パイプが楕円形の断面を有する、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記電極の少なくとも１つが、低導電性材料、例えばカーボンで満たされたポリエチレンで製造されているか、またはこの材料でコーティングされている、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
電源が、交流（ＡＣ）電源、直流（ＤＣ）電源、低周波（ＬＦ）電源、オーディオ周波数（ＡＦ）電源、無線周波数（ＲＦ）電源、およびマイクロウェーブ電源から成る群から選択されたものである、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
プラズマ発生中に、プラズマ処理チャンバ内の圧力を１ミリバール未満、好ましくは０．４ミリバール未満に調節する、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
プラズマ発生に先立ち、プラズマ処理チャンバ内に装入された基板に対して、プラズマ処理を施すステップを更に備える、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
ガスがいくつかの電極から成る電極システムにより発生される電界を受け得る真空チャンバを備え、外側第１電極がパイプ状をした電極（１）として形成されており、前記外側電極が、最も内側のパイプ状をした電極（２）を囲んでおり、かつ最も内側の電極が、プラズマ処理チャンバを囲んでおり、更に異なる電圧で前記電極を電源（１０）に接続するための手段を含む、プラズマを励起させるための装置。
【請求項１２】
前記装置が、ガスをプラズマ処理チャンバ内に導入させるための入口を含む、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記電極システムが、パイプ形状をした２つ以上の内側電極を備え、前記内側電極の少なくとも１つが、最も内側の電極となっている、請求項１１または１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記内側電極が、１つ以上の内側の増設電極によって囲まれており、該内側の増設電極が、外側電極によって囲まれている、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
１つ以上のパイプ状をした電極が、パイプの壁内に数個の貫通開口部を備え、前記少なくとも１つのパイプ状をした電極が、メッシュとして構成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記外側電極および最も内側の電極のうちの少なくとも１つ、好ましくはその双方、およびオプションとして任意の内側の増設電極が、ほぼ円形の断面を有し、前記ほぼ円形の断面を有する電極が、電極のパイプの全長にわたって、ほぼ円筒形となっている、請求項１１〜１５のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
前記外側電極が、多角形、好ましくは長方形となっており、前記外側電極が、好ましくは２つ以上の内側パイプを囲み、より好ましくは、内側パイプが楕円形の断面を有する、請求項１１〜１５のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
前記電極の少なくとも１つが、低導電性材料、例えばカーボンで満たされたポリエチレンで製造されているか、またはこの材料でコーティングされている、請求項１１〜１７のいずれかに記載の装置。
【請求項１９】
前記電源が、交流（ＡＣ）電源、直流（ＤＣ）電源、低周波（ＬＦ）電源、オーディオ周波数（ＡＦ）電源、無線周波数（ＲＦ）電源、およびマイクロウェーブ電源から成る群から選択したものである、請求項１１〜１８のいずれかに記載の装置。
【請求項２０】
前記プラズマ処理チャンバを真空にするための真空ポンプを更に含む、請求項１１〜１９のいずれかに記載の装置。
【請求項２１】
プラズマ処理すべき基板を保持するためのホルダーを更に備え、該ホルダーが、プラズマ処理チャンバ内に設けられている、請求項１１〜２０のいずれかに記載の装置。
【請求項２２】
スパッタリング電極を更に備え、該スパッタリング電極が、プラズマ処理チャンバ内に設けられている、請求項１１〜２１のいずれかに記載の装置。
【請求項２３】
基板を表面処理するために、前記基板を装置のプラズマ処理チャンバ内に置き、かつプラズマを発生させる、請求項１１〜２２のいずれかに記載の装置の使用法。
【請求項２４】
真空チャンバ内に、別の処理ガスを導入する、請求項２３記載の使用法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
図７は、システム全体を示しており、内部に電極１、２が配置された真空チャンバ７、およびこの真空チャンバ７に接続された真空ポンプ８を示している。真空チャンバ７には、真空チャンバ７内でプラズマを発生するために励起すべきガスを供給するためのガス供給部９も接続されている。送られるガスは、例えばアルゴンまたは大気でよい。電源１０も示されており、この電源から、真空チャンバ７内の電極１、２に２つの位相が供給される。図２の実施例に対応する２つの内側電極１、２を有する真空チャンバ７の断面も示されている。




【国際調査報告】
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2004522255.tif 000052
2004522255.tif 000053