(57)【要約】【課題】簡易な構造で製造コストを抑制でき、装置の製品寿命の低下を防止するとともに被処理体に対する処理精度を向上させ被処理体にプラズマダメージを生じさせない放電プラズマ処理装置及び放電プラズマ処理方法を得る。【解決手段】第３電極１８から所定距離以上に離間した第１電極１２と第２電極１６との間にプラズマ化するガスが供給され第１電極１２に高周波電圧が印加されて第１電極１２と第２電極１６との間にプラズマＰ１を発生させる。第１電極１２と第３電極１８との離間距離が小さくなるように第１電極１２が第２電極１６とともに第３電極１８側に移動される。第１電極１２が第２電極１６とともに第３電極１８側に移動され、第１電極１２と第３電極１８との間にプラズマ化するガスが供給されて第１電極１２と第３電極１８との間にプラズマを発生させる。この発生したプラズマにより被処理体２６の処理が行われる。【選択図】      図１
2007141583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電圧が印加される第１の電極と、
前記第１の電極に対して対向するように配置され、アース接続された第２の電極と、
前記第１の電極と対向するように前記第２の電極の反対側に配置され、アース接続された第３の電極と、
前記第１の電極に高周波電圧を印加する高周波電源と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間及び前記第１の電極と前記第３の電極との間にプラズマ化するガスを供給するガス供給手段と、
前記第１の電極の前記第３の電極に対する離間距離を変更する方向に前記第１の電極を前記第２の電極とともに移動させる駆動手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする放電プラズマ処理装置。
【請求項２】
高周波電圧が印加される第１の電極と、
前記第１の電極に対して対向するように配置され、アース接続された第２の電極と、
前記第１の電極と対向するように前記第２の電極の反対側に配置され、アース接続された第３の電極と、
前記第１の電極に高周波電圧を印加する高周波電源と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間及び前記第１の電極と前記第３の電極との間にプラズマ化するガスを供給するガス供給手段と、
前記第１の電極の前記第３の電極に対する離間距離を変更する方向に前記第１の電極を前記第２の電極とともに移動させ、かつ前記第２の電極の前記第１の電極に対する離間距離を変更する方向に前記第２の電極を移動させる駆動手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする放電プラズマ処理装置。
【請求項３】
アース接続された第１の電極と、
前記第１の電極に対して対向するように配置され、高周波電圧が印加される第２の電極と、
前記第１の電極と対向するように前記第２の電極の反対側に配置され、アース接続された第３の電極と、
前記第２の電極に高周波電圧を印加する高周波電源と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間及び前記第１の電極と前記第３の電極との間にプラズマ化するガスを供給するガス供給手段と、
前記第１の電極の前記第３の電極に対する離間距離を変更する方向に前記第１の電極を前記第２の電極とともに移動させる駆動手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする放電プラズマ処理装置。
【請求項４】
高周波電圧が印加される第１の電極と、前記第１の電極に対して対向するように配置され、アース接続された第２の電極と、前記第１の電極と対向するように前記第２の電極の反対側に配置され、アース接続された第３の電極と、前記第１の電極に高周波電圧を印加する高周波電源と、を有する放電プラズマ処理装置を用いた放電プラズマ処理方法であって、
前記第３の電極から所定距離以上に離間した前記第１の電極と前記第２の電極との間にプラズマ化するガスが供給され、前記第１の電極に前記高周波電圧が印加されて前記第１の電極と前記第２の電極との間にプラズマを発生させる第１プラズマ発生工程と、
前記第１の電極と前記第３の電極との離間距離が小さくなるように前記第１の電極が前記第２の電極とともに前記第３の電極側に移動される移動工程と、
前記第１の電極が前記第２の電極とともに前記第３の電極側に移動され、前記第１の電極と前記第３の電極との間にプラズマ化するガスが供給されて前記第１の電極と前記第３の電極との間にプラズマを発生させる第２プラズマ発生工程と、
前記第２プラズマ発生工程で発生したプラズマにより被処理体の処理を行う処理工程と、
を有することを特徴とする放電プラズマ処理方法。
【請求項５】
高周波電圧が印加される第１の電極と、前記第１の電極に対して対向するように配置され、アース接続された第２の電極と、前記第１の電極と対向するように前記第２の電極の反対側に配置され、アース接続された第３の電極と、前記第１の電極に高周波電圧を印加する高周波電源と、を有する放電プラズマ処理装置を用いた放電プラズマ処理方法であって、
前記第３の電極から所定距離以上に離間した前記第１の電極と前記第２の電極との間にプラズマ化するガスが供給され、前記第１の電極に前記高周波電圧が印加されて前記第１の電極と前記第２の電極との間にプラズマを発生させる第１プラズマ発生工程と、
前記第１の電極と前記第３の電極との離間距離が小さくなるように前記第１の電極が前記第２の電極とともに前記第３の電極側に移動される第１移動工程と、
前記第１の電極が前記第２の電極とともに前記第３の電極側に移動され、前記第１の電極と前記第３の電極との間にプラズマ化するガスが供給されて前記第１の電極と前記第３の電極との間にプラズマを発生させる第２プラズマ発生工程と、
前記第２プラズマ発生工程によりプラズマが発生されると同時に、前記第１の電極と前記第２の電極との離間距離が大きくなるように前記第２の電極が前記第１の電極に対して移動される第２移動工程と、
前記第２プラズマ発生工程で発生したプラズマにより被処理体の処理を行う処理工程と、
を有することを特徴とする放電プラズマ処理方法。
【請求項６】
アース接続された第１の電極と、前記第１の電極に対して対向するように配置され、高周波電圧が印加される第２の電極と、前記第１の電極と対向するように前記第２の電極の反対側に配置され、アース接続された第３の電極と、前記第２の電極に高周波電圧を印加する高周波電源と、を有する放電プラズマ処理装置を用いた放電プラズマ処理方法であって、
前記第３の電極から所定距離以上に離間した前記第１の電極と前記第２の電極との間にプラズマ化するガスが供給され、前記第２の電極に前記高周波電圧が印加されて前記第１の電極と前記第２の電極との間にプラズマを発生させる第１プラズマ発生工程と、
前記第１の電極と前記第３の電極との離間距離が小さくなるように前記第１の電極が前記第２の電極とともに前記第３の電極側に移動される移動工程と、
前記第１の電極が前記第２の電極とともに前記第３の電極側に移動され、前記第１の電極と前記第３の電極との間にプラズマ化するガスが供給されて前記第１の電極と前記第３の電極との間にプラズマを発生させる第２プラズマ発生工程と、
前記第２プラズマ発生工程で発生したプラズマにより被処理体の処理を行う処理工程と、
を有することを特徴とする放電プラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電プラズマ処理装置及び放電プラズマ処理方法に係り、特に放電開始時の高電界を生じないプラズマを発生させることができる放電プラズマ処理装置及び放電プラズマ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から様々な電極構造による放電プラズマ処理が実用化されているが、通常どの電極構造においても、放電開始時に極めて大きな電位差が生じており、被処理体に対してプラズマダメージを引き起こすひとつの要因となっている。具体的には、放電が開始するまでは、放電空間は絶縁体とみなせ、電流が流れない状態であるため、気体粒子が電離するまでは高電界を印加することになる。また、電離が持続して、安定な放電プラズマを発生させるためにも、高電界は必要である。しかし、高電界は一様ではなく、電極表面の形状や電離粒子が原因となって、局所的にさらに高電界になることがあるため、極めて不均一である。この高電界そのものと高電界の不均一さが、被処理体に対してプラズマダメージを生じさせる。
【０００３】
例えば、最も一般的な平行平板型の放電プラズマ処理装置を例にとると、放電開始電圧は放電維持電圧と比較して数倍から数十倍大きく（数ｋＶ〜１０数ｋＶ）、この大きな電位差によって被処理体であるデバイスがプラズマダメージを受けることが知られている。
【０００４】
このため、従来の放電プラズマ処理装置では、放電が開始し易いように、トリガーとなる金属を電極間に挿入したり、電極が高温になるように加熱したり、紫外線やレーザ光の照射によって光電子を供給したり、放電開始電圧が低いガスで放電を開始し、その後ガスを置換していくなど、様々な方法がとられている。
【特許文献１】特開平１１−１９５６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記方法では、金属汚染が生じたり、電極の消耗が激しかったり、プロセス温度に影響を与えたり、また装置自体が複雑化し製造コストが上昇するなどの別の問題が生じていた。
【０００６】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、簡易な構造で製造コストを抑制でき、かつ装置の製品寿命が低下することを防止するとともに、被処理体に対する処理精度を向上させ被処理体にプラズマダメージを生じさせない放電プラズマ処理装置及び放電プラズマ処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、高周波電圧が印加される第１の電極と、前記第１の電極に対して対向するように配置され、アース接続された第２の電極と、前記第１の電極と対向するように前記第２の電極の反対側に配置され、アース接続された第３の電極と、前記第１の電極に高周波電圧を印加する高周波電源と、前記第１の電極と前記第２の電極との間及び前記第１の電極と前記第３の電極との間にプラズマ化するガスを供給するガス供給手段と、前記第１の電極の前記第３の電極に対する離間距離を変更する方向に前記第１の電極を前記第２の電極とともに移動させる駆動手段と、を含んで構成されたことを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、駆動手段により第１の電極と第２の電極が移動されて、第１の電極と第３の電極との離間距離が十分に大きくされ、被処理体が第３の電極上に載置される。そして、ガス供給手段により第１の電極と第２の電極との間にガスが供給される。
【０００９】
次に、高周波電源により第１の電極に高周波電圧が印加されると、第２の電極がアース（接地）されているため、第１の電極と第２の電極との間に電位差が生じる。これにより、第１の電極と第２の電極との間にプラズマが発生する。
【００１０】
このとき、第１の電極と第３の電極との離間距離が大きいため、第１の電極と第３の電極との間にプラズマが発生することはない。このため、第３の電極上に載置された被処理体にプラズマが作用することがない。
【００１１】
次に、第１の電極と第２の電極との間に発生したプラズマが安定すると、第１の電極と第３の電極との離間距離が小さくなるように、駆動手段により第１の電極と第２の電極が第３の電極側に移動される。
【００１２】
第１の電極と第２の電極が第３の電極側に移動され、第１の電極と第３の電極との離間距離が小さくなると、第１の電極と第３の電極との間にガスが供給されるとともに、第１の電極と第２の電極との間のプラズマから多量の荷電粒子が第１の電極と第３の電極との間に移動する。第１の電極と第３の電極との間に荷電粒子が移動すると、この荷電粒子が原因となって第１の電極と第３の電極との間にプラズマが発生する。このように、第１の電極と第３の電極との間には、大きな放電開始電圧を印加させることなくプラズマを発生させることができる。
【００１３】
そして、第１の電極と第３の電極との間に発生したプラズマにより、第１の電極と第３の電極との間に配置された被処理体の処理が行われる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、高周波電圧が印加される第１の電極と、前記第１の電極に対して対向するように配置され、アース接続された第２の電極と、前記第１の電極と対向するように前記第２の電極の反対側に配置され、アース接続された第３の電極と、前記第１の電極に高周波電圧を印加する高周波電源と、前記第１の電極と前記第２の電極との間及び前記第１の電極と前記第３の電極との間にプラズマ化するガスを供給するガス供給手段と、前記第１の電極の前記第３の電極に対する離間距離を変更する方向に前記第１の電極を前記第２の電極とともに移動させ、かつ前記第２の電極の前記第１の電極に対する離間距離を変更する方向に前記第２の電極を移動させる駆動手段と、を含んで構成されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、駆動手段により第１の電極と第２の電極が移動されて、第１の電極と第３の電極との離間距離が十分に大きくされ、被処理体が第３の電極上に載置される。そして、ガス供給手段により第１の電極と第２の電極との間にガスが供給される。
【００１６】
次に、高周波電源により第１の電極に高周波電圧が印加されると、第２の電極がアース（接地）されているため、第１の電極と第２の電極との間に電位差が生じる。これにより、第１の電極と第２の電極との間にプラズマが発生する。
【００１７】
このとき、第１の電極と第３の電極との離間距離が大きいため、第１の電極と第３の電極との間にプラズマが発生することはない。このため、第３の電極上に載置された被処理体にプラズマが作用することがない。
【００１８】
次に、第１の電極と第２の電極との間に発生したプラズマが安定すると、第１の電極と第３の電極との離間距離が小さくなるように、駆動手段により第１の電極と第２の電極が第３の電極側に移動される。
【００１９】
第１の電極と第２の電極が第３の電極側に移動され、第１の電極と第３の電極との離間距離が小さくなると、第１の電極と第３の電極との間にガスが供給されるとともに、第１の電極と第２の電極との間のプラズマから多量の荷電粒子が第１の電極と第３の電極との間に流れる。第１の電極と第３の電極との間に荷電粒子が流れると、この荷電粒子が原因となって第１の電極と第３の電極との間にプラズマが発生する。このように、第１の電極と第３の電極との間には、放電開始電圧を印加させることなくプラズマを発生させることができる。
【００２０】
ここで、第１の電極と第３の電極との間にプラズマが発生すると同時に、駆動手段により第２の電極のみが移動され、第２の電極と第１の電極との離間距離が大きくされる。これにより、第１の電極と第２の電極との間に発生していたプラズマが消滅する。この結果、第１の電極と第３の電極との間のみプラズマが存在している状態になり、このプラズマにより第３の電極上に載置された被処理体の処理が行われる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、アース接続された第１の電極と、前記第１の電極に対して対向するように配置され、高周波電圧が印加される第２の電極と、前記第１の電極と対向するように前記第２の電極の反対側に配置され、アース接続された第３の電極と、前記第２の電極に高周波電圧を印加する高周波電源と、前記第１の電極と前記第２の電極との間及び前記第１の電極と前記第３の電極との間にプラズマ化するガスを供給するガス供給手段と、前記第１の電極の前記第３の電極に対する離間距離を変更する方向に前記第１の電極を前記第２の電極とともに移動させる駆動手段と、を含んで構成されたことを特徴とする。
【００２２】
請求項３に記載の発明によれば、駆動手段により第１の電極と第２の電極が移動されて、第１の電極と第３の電極との離間距離を十分に大きくされ、被処理体が第３の電極上に載置される。そして、ガス供給手段により第１の電極と第２の電極との間にガスが供給される。
【００２３】
次に、高周波電源により第２の電極に高周波電圧が印加されると、第１の電極がアース（接地）されているため、第１の電極と第２の電極との間に電位差が生じる。これにより、第１の電極と第２の電極との間にプラズマが発生する。
【００２４】
このとき、第１の電極と第３の電極との離間距離が大きいため、第１の電極と第３の電極との間にプラズマが発生することはない。このため、第３の電極上に載置された被処理体にプラズマが作用することがない。
【００２５】
次に、第１の電極と第２の電極との間に発生したプラズマが安定すると、第１の電極と第３の電極との離間距離が小さくなるように、駆動手段により第１の電極と第２の電極が第３の電極側に移動される。
【００２６】
第１の電極と第２の電極が第３の電極側に移動され、第１の電極と第３の電極との離間距離が小さくなると、第１の電極と第３の電極との間にガスが供給されるとともに、第１の電極と第２の電極との間のプラズマから多量の荷電粒子が第１の電極と第３の電極との間に流れる。第１の電極は第１の電極と第２の電極との間のプラズマにより低い電位を持っていることから、第１の電極と第３の電極との間に荷電粒子が流れると、この荷電粒子が原因となって第１の電極と第３の電極との間にプラズマが発生する。このように、第１の電極と第３の電極との間には、放電開始電圧を印加させることなくプラズマを発生させることができる。また、高周波電圧が印加される第２の電極が第３の電極から離れた位置にあり、第１の電極は低い電位を持っており、第３の電極は接地されているため、放電開始電圧だけでなく放電維持電圧も低くすることができ、第１の電極と第３の電極との間に低電位のプラズマを発生させることができる。
【００２７】
そして、第１の電極と第３の電極との間に発生したプラズマにより、第１の電極と第３の電極との間に配置された被処理体の処理が行われる。
【００２８】
請求項４に記載の発明は、高周波電圧が印加される第１の電極と、前記第１の電極に対して対向するように配置され、アース接続された第２の電極と、前記第１の電極と対向するように前記第２の電極の反対側に配置され、アース接続された第３の電極と、前記第１の電極に高周波電圧を印加する高周波電源と、を有する放電プラズマ処理装置を用いた放電プラズマ処理方法であって、前記第３の電極から所定距離以上に離間した前記第１の電極と前記第２の電極との間にプラズマ化するガスが供給され、前記第１の電極に前記高周波電圧が印加されて前記第１の電極と前記第２の電極との間にプラズマを発生させる第１プラズマ発生工程と、前記第１の電極と前記第３の電極との離間距離が小さくなるように前記第１の電極が前記第２の電極とともに前記第３の電極側に移動される移動工程と、前記第１の電極が前記第２の電極とともに前記第３の電極側に移動され、前記第１の電極と前記第３の電極との間にプラズマ化するガスが供給されて前記第１の電極と前記第３の電極との間にプラズマを発生させる第２プラズマ発生工程と、前記第２プラズマ発生工程で発生したプラズマにより被処理体の処理を行う処理工程と、を有することを特徴とする。
【００２９】
請求項４に記載の発明によれば、第１プラズマ発生工程において、第３の電極から所定距離以上に離間した第１の電極と第２の電極との間にプラズマ化するガスが供給され、第１の電極に高周波電圧が印加されて第１の電極と第２の電極との間にプラズマを発生させる。移動工程において、第１の電極と第３の電極との離間距離が小さくなるように第１の電極が第２の電極とともに第３の電極側に移動される。第２プラズマ発生工程において、第１の電極が第２の電極とともに第３の電極側に移動され、第１の電極と第３の電極との間にプラズマ化するガスが供給されて第１の電極と第３の電極との間にプラズマを発生させる。第２プラズマ発生工程で発生したプラズマにより被処理体の処理が行われる。
【００３０】
請求項５に記載の発明は、高周波電圧が印加される第１の電極と、前記第１の電極に対して対向するように配置され、アース接続された第２の電極と、前記第１の電極と対向するように前記第２の電極の反対側に配置され、アース接続された第３の電極と、前記第１の電極に高周波電圧を印加する高周波電源と、を有する放電プラズマ処理装置を用いた放電プラズマ処理方法であって、前記第３の電極から所定距離以上に離間した前記第１の電極と前記第２の電極との間にプラズマ化するガスが供給され、前記第１の電極に前記高周波電圧が印加されて前記第１の電極と前記第２の電極との間にプラズマを発生させる第１プラズマ発生工程と、前記第１の電極と前記第３の電極との離間距離が小さくなるように前記第１の電極が前記第２の電極とともに前記第３の電極側に移動される第１移動工程と、前記第１の電極が前記第２の電極とともに前記第３の電極側に移動され、前記第１の電極と前記第３の電極との間にプラズマ化するガスが供給されて前記第１の電極と前記第３の電極との間にプラズマを発生させる第２プラズマ発生工程と、前記第２プラズマ発生工程によりプラズマが発生されると同時に、前記第１の電極と前記第２の電極との離間距離が大きくなるように前記第２の電極が前記第１の電極に対して移動される第２移動工程と、前記第２プラズマ発生工程で発生したプラズマにより被処理体の処理を行う処理工程と、を有することを特徴とする。
【００３１】
請求項５に記載の発明によれば、第１プラズマ発生工程において、第３の電極から所定距離以上に離間した第１の電極と第２の電極との間にプラズマ化するガスが供給され、第１の電極に高周波電圧が印加されて第１の電極と第２の電極との間にプラズマを発生させる。第１移動工程において、第１の電極と第３の電極との離間距離が小さくなるように第１の電極が第２の電極とともに第３の電極側に移動される。第２プラズマ発生工程において、第１の電極が第２の電極とともに第３の電極側に移動され、第１の電極と第３の電極との間にプラズマ化するガスが供給されて第１の電極と第３の電極との間にプラズマを発生させる。第２移動工程において、第２プラズマ発生工程によりプラズマが発生されると同時に、第１の電極と第２の電極との離間距離が大きくなるように第２の電極が第１の電極に対して移動される。処理工程において、第２プラズマ発生工程で発生したプラズマにより被処理体の処理が行われる。
【００３２】
請求項６に記載の発明は、アース接続された第１の電極と、前記第１の電極に対して対向するように配置され、高周波電圧が印加される第２の電極と、前記第１の電極と対向するように前記第２の電極の反対側に配置され、アース接続された第３の電極と、前記第２の電極に高周波電圧を印加する高周波電源と、を有する放電プラズマ処理装置を用いた放電プラズマ処理方法であって、前記第３の電極から所定距離以上に離間した前記第１の電極と前記第２の電極との間にプラズマ化するガスが供給され、前記第２の電極に前記高周波電圧が印加されて前記第１の電極と前記第２の電極との間にプラズマを発生させる第１プラズマ発生工程と、前記第１の電極と前記第３の電極との離間距離が小さくなるように前記第１の電極が前記第２の電極とともに前記第３の電極側に移動される移動工程と、前記第１の電極が前記第２の電極とともに前記第３の電極側に移動され、前記第１の電極と前記第３の電極との間にプラズマ化するガスが供給されて前記第１の電極と前記第３の電極との間にプラズマを発生させる第２プラズマ発生工程と、前記第２プラズマ発生工程で発生したプラズマにより被処理体の処理を行う処理工程と、を有することを特徴とする。
【００３３】
請求項６に記載の発明によれば、第１プラズマ発生工程において、第３の電極から所定距離以上に離間した第１の電極と第２の電極との間にプラズマ化するガスが供給され、第２の電極に高周波電圧が印加されて第１の電極と第２の電極との間にプラズマを発生させる。移動工程において、第１の電極と第３の電極との離間距離が小さくなるように第１の電極が第２の電極とともに第３の電極側に移動される。第２プラズマ発生工程において、第１の電極が第２の電極とともに第３の電極側に移動され、第１の電極と第３の電極との間にプラズマ化するガスが供給されて第１の電極と第３の電極との間にプラズマを発生させる。処理工程において、第２プラズマ発生工程で発生したプラズマにより被処理体の処理が行われる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、簡易な構造で製造コストを抑制でき、かつ装置の製品寿命が低下することを防止するとともに、被処理体に対する処理精度を向上させ被処理体にプラズマダメージが生じることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
次に、本発明の第１実施形態に係る放電プラズマ処理装置について、図面を参照して説明する。
【００３６】
図１及び図２に示すように、放電プラズマ処理装置１０は、平板型の第１電極１２を備えている。この第１電極１２には、後述の高周波電源１４から高周波電圧が印加される。また、第１電極１２の上方には、第１電極１２に対して平行となるように、平板型の第２電極１６が配置されている。この第２電極１６は初期の電位がゼロとなるようにアース接続（接地）されている。また、第１電極１２の下方には、第１電極１２に対して平行となるように、平板型の第３電極１８が配置されている。この第３電極１８は初期の電位がゼロとなるようにアース接続（接地）されている。
【００３７】
また、放電プラズマ処理装置１０は、高周波電源１４を備えている。上述のように、この高周波電源１４により、第１電極１２に高周波電圧が印加される。さらに、放電プラズマ処理装置１０は、ガスユニット２０を備えている。このガスユニット２０により、第１電極１２と第２電極１６との間及び第１電極１２と第３電極１８との間にはプラズマ化するガスが供給される。
【００３８】
なお、第１電極１２及び第２電極１６には、その厚み方向に貫通しガスが流れる複数の貫通孔２２がそれぞれ形成されている。これにより、ガスユニット２０から第２電極１６に形成された貫通孔２２に対してガスが供給されると、そのガスは第１電極１２と第２電極１６との間に充満し、さらに第１電極１２に形成された貫通孔２２を通って第１電極１２と第３電極１８との間に流れ込むようになる。
【００３９】
また、第１電極１２と第２電極１６は、駆動ユニット２４と接続されており、第１電極１２と第２電極１６とは相互の離間距離を一定に維持した状態で、第１電極１２と第３電極１８との離間距離が変更する方向に、第１電極１２と第２電極１６が移動できるようになっている。
【００４０】
次に、本実施形態に係る放電プラズマ処理装置を用いた放電プラズマ処理方法について、図面を参照して説明する。
【００４１】
図１に示すように、第１電極１２と第３電極１８との離間距離を十分に大きくするために、駆動ユニット２４により第１電極１２と第２電極１６が上方に移動される。そして、被処理体２６が第３電極１８上に載置され、ガスユニット２０により第２電極１６に形成された貫通孔２２に対してプラズマ化するガスが供給される。これにより、第１電極１２と第２電極１６との間には、ガスが充満する。
【００４２】
次に、高周波電源１４により第１電極１２に高周波電圧が印加される。第１電極１２に高周波電圧が印加されると、第２電極１６がアース（接地）されているため、第１電極１２と第２電極１６との間に電位差が生じる。これにより、第１電極１２と第２電極１６との間にプラズマＰ１が発生する。
【００４３】
このとき、第１電極１２と第３電極１８との離間距離が大きいため、第１電極１２と第３電極１８との間にプラズマが発生することはない。このため、第３電極１８上に載置された被処理体２６にプラズマが作用することがない。
【００４４】
次に、図２に示すように、第１電極１２と第２電極１６との間に発生したプラズマＰ１が安定すると、第１電極１２と第３電極１８との離間距離が小さくなるように、駆動ユニット２４により第１電極１２と第２電極１６が下方の第３電極１８側に移動される。
【００４５】
第１電極１２と第２電極１６が下方の第３電極１８側に移動され、第１電極１２と第３電極１８との離間距離が小さくなると、第１電極１２に形成された貫通孔２２から第１電極１２と第３電極１８との間にガスが供給されるとともに、第１電極１２と第２電極１６との間のプラズマＰ１から多量の荷電粒子が第１電極１２に形成された貫通孔２２を通って第１電極１２と第３電極１８との間に移動する。第１電極１２と第３電極１８との間に荷電粒子が移動すると、この荷電粒子が原因となって第１電極１２と第３電極１８との間にプラズマＰ２が発生する。このように、第１電極１２と第３電極１８との間には、放電開始電圧を印加させることなくプラズマＰ２を発生させることができる。
【００４６】
そして、第１電極１２と第３電極１８との間に発生したプラズマＰ２により、第１電極１２と第３電極１８との間に配置された被処理体２６の処理が行われる。
【００４７】
以上のように、本実施形態によれば、放電開始電圧を必要とせずに第１電極１２と第３電極１８との間のプラズマＰ２が発生することにより、放電開始時に被処理体２６にプラズマダメージを生じさせることを防止できる。
【００４８】
特に、本実施形態の放電プラズマ処理装置１０は、簡易な構造で実現することができるため製造コストを抑制することができる。また、従来技術のように金属を挿入したり、あるいは電極自体を高温に加熱することなどがないため、放電プラズマ処理装置１０の製品寿命が低下することを防止できる。
【００４９】
次に、本発明の第２実施形態に係る放電プラズマ処理装置について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態に係る放電プラズマ処理装置は、第１実施形態に係る放電プラズマ処理装置をベースとしたものであるため、第１実施形態に係る放電プラズマ処理装置と重複する構成には同符号を付し、その説明を適宜省略する。
【００５０】
図３乃至図５に示すように、本実施形態の放電プラズマ処理装置３０は、第１電極１２と第２電極１６との離間距離を一定に維持した状態で、第１電極１２と第３電極１８との離間距離を変更する方向に第１電極１２と第２電極１６を移動させることができるとともに、第２電極１６と第１電極１２との離間距離を変更する方向に第２電極１６を移動させることができる駆動ユニット３２を備えている。
【００５１】
次に、本実施形態に係る放電プラズマ処理装置を用いた放電プラズマ処理方法について、図面を参照して説明する。
【００５２】
図３に示すように、第１電極１２と第３電極１８との離間距離を十分に大きくするために、駆動ユニット３２により第１電極１２と第２電極１６が上方に移動され、その位置が調整される。そして、被処理体２６が第３電極１８上に載置され、ガスユニット２０により第２電極１６に形成された貫通孔２２に対してプラズマ化するガスが供給される。これにより、第１電極１２と第２電極１６との間には、ガスが充満する。
【００５３】
次に、高周波電源１４により第１電極１２に高周波電圧が印加される。第１電極１２に高周波電圧が印加されると、第２電極１６がアース（接地）されているため、第１電極１２と第２電極１６との間に電位差が生じる。これにより、第１電極１２と第２電極１６との間にプラズマＰ１が発生する。
【００５４】
このとき、第１電極１２と第３電極１８との離間距離が大きいため、第１電極１２と第３電極１８との間にプラズマが発生することはない。このため、第３電極１８上に載置された被処理体２６にプラズマが作用することがない。
【００５５】
次に、図４に示すように、第１電極１２と第２電極１６との間に発生したプラズマＰ１が安定すると、第１電極１２と第３電極１８との離間距離が小さくなるように、駆動ユニット３２により第１電極１２と第２電極１６が第３電極１８側に移動される。
【００５６】
第１電極１２と第２電極１６が下方の第３電極１８側に移動され、第１電極１２と第３電極１８との離間距離が小さくなると、第１電極１２に形成された貫通孔２２から第１電極１２と第３電極１８との間にガスが供給されるとともに、第１電極１２と第２電極１６との間のプラズマＰ１から多量の荷電粒子が第１電極１２に形成された貫通孔２２を通って第１電極１２と第３電極１８との間に流れる。第１電極１２と第３電極１８との間に荷電粒子が流れると、この荷電粒子が原因となって第１電極１２と第３電極１８との間にプラズマＰ２が発生する。このように、第１電極１２と第３電極１８との間には、放電開始電圧を印加させることなくプラズマＰ２を発生させることができる。
【００５７】
ここで、図５に示すように、第１電極１２と第３電極１８との間にプラズマＰ２が発生すると同時に、第２電極１６と第１電極１２との離間距離が大きくなるように、駆動ユニット３２により第２電極１６のみが上方に移動される。これにより、第２電極１６と第１電極１２との離間距離が大きくなり、第１電極１２と第２電極１６との間に発生していたプラズマＰ１が消滅する。この結果、第１電極１２と第３電極１８との間のみプラズマＰ２が存在している状態になり、このプラズマＰ２により第３電極１８上に載置された被処理体２６の処理が行われる。
【００５８】
以上のように、本実施形態によれば、被処理体２６の処理の際には、第１電極１２と第２電極１６との間のプラズマＰ１が消滅するため、電力密度が小さくなることがない。すなわち、第１電極１２と第３電極１８との間にプラズマＰ２が発生すると、供給される電力が一定であれば、放電空間体積が第１電極１２と第３電極１８との間の分（例えば２倍）だけ増加し、電力密度がその分だけ小さくなる（例えば１／２倍）。電力密度が小さくなると、被処理体２６のプラズマによる処理速度がその分だけ遅くなり、また、電力密度を大きくするために供給電力を増やすと、ランニングコストが上昇しさらには異常放電を起こす問題があるが、上述したように、第１電極１２と第２電極１６との間のプラズマＰ１を消滅させて放電空間体積の増加を抑制し電力密度を一定に維持することにより、上記問題を回避することができる。
【００５９】
次に、本発明の第３実施形態に係る放電プラズマ処理装置について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態に係る放電プラズマ処理装置は、第１実施形態に係る放電プラズマ処理装置をベースとしたものであるため、第１実施形態に係る放電プラズマ処理装置と重複する構成には同符号を付し、その説明を適宜省略する。
【００６０】
図６及び図７に示すように、本実施形態の放電プラズマ処理装置４０は、高周波電源１４から第２電極１６に対して高周波電圧を印加させるとともに、第１電極１２をアース接続（接地）させるように構成したものである。
【００６１】
次に、本実施形態に係る放電プラズマ処理装置を用いた放電プラズマ処理方法について、図面を参照して説明する。
【００６２】
図６に示すように、第１電極１２と第３電極１８との離間距離を十分に大きくするために、駆動ユニット２４により第１電極１２と第２電極１６が上方に移動される。そして、被処理体２６が第３電極１８上に載置され、ガスユニット２０により第２電極１６に形成された貫通孔２２に対してプラズマ化するガスが供給される。これにより、第１電極１２と第２電極１６との間には、ガスが充満する。
【００６３】
次に、高周波電源１４により第２電極１６に高周波電圧が印加される。第２電極１６に高周波電圧が印加されると、第１電極１２がアース（接地）されているため、第１電極１２と第２電極１６との間に電位差が生じる。これにより、第１電極１２と第２電極１６との間にプラズマＰ１が発生する。
【００６４】
このとき、第１電極１２と第３電極１８との離間距離が大きいため、第１電極１２と第３電極１８との間にプラズマが発生することはない。このため、第３電極１８上に載置された被処理体２６にプラズマが作用することがない。
【００６５】
次に、図７に示すように、第１電極１２と第２電極１６との間に発生したプラズマＰ１が安定すると、第１電極１２と第３電極１８との離間距離が小さくなるように、駆動ユニット２４により第１電極１２と第２電極１６が下方の第３電極１８側に移動される。
【００６６】
第１電極１２と第２電極１６が下方の第３電極１８側に移動され、第１電極１２と第３電極１８との離間距離が小さくなると、第１電極１２に形成された貫通孔２２から第１電極１２と第３電極１８との間にガスが供給されるとともに、第１電極１２と第２電極１６との間のプラズマＰ１から多量の荷電粒子が第１電極１２に形成された貫通孔２２を通って第１電極１２と第３電極１８との間に流れる。第１電極１２は第１電極１２と第２電極１６との間のプラズマにより低い電位を持っていることから、第１電極１２と第３電極１８との間に荷電粒子が流れると、この荷電粒子が原因となって第１電極１２と第３電極１８との間にプラズマＰ２が発生する。このように、第１電極１２と第３電極１８との間には、放電開始電圧を印加させることなくプラズマＰ２を発生させることができる。また、高周波電圧が印加される第２電極１６が第３電極１８から離れた位置にあり、第１電極１２は低い電位を持っており、第３電極１８は接地されているため、放電開始電圧だけでなく放電維持電圧も低くすることができ、第１電極１２と第３電極１８との間に低電位のプラズマＰ２を発生させることができる。
【００６７】
そして、第１電極１２と第３電極１８との間に発生したプラズマＰ２により、第１電極１２と第３電極１８との間に配置された被処理体２６の処理が行われる。
【００６８】
以上のように、本実施形態によれば、放電維持電圧も低下させ、低電位のプラズマＰ２により被処理体２６の処理を行うことにより、被処理体２６のプラズマダメージを大幅に低減させることができる。この結果、被処理体２６の処理精度を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る放電プラズマ処理装置を用いた放電プラズマ処理方法の一工程を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る放電プラズマ処理装置を用いた放電プラズマ処理方法の一工程を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る放電プラズマ処理装置を用いた放電プラズマ処理方法の一工程を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る放電プラズマ処理装置を用いた放電プラズマ処理方法の一工程を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る放電プラズマ処理装置を用いた放電プラズマ処理方法の一工程を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る放電プラズマ処理装置を用いた放電プラズマ処理方法の一工程を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る放電プラズマ処理装置を用いた放電プラズマ処理方法の一工程を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０、３０、４０  放電プラズマ処理装置
１２              第１電極（第１の電極）
１４              高周波電源
１６              第２電極（第２の電極）
１８              第３電極（第３の電極）
２０              ガスユニット（ガス供給手段）
２４、３２        駆動ユニット（駆動手段）
【図１】
2007141583.tif 000003
【図２】
2007141583.tif 000004
【図３】
2007141583.tif 000005
【図４】
2007141583.tif 000006
【図５】
2007141583.tif 000007
【図６】
2007141583.tif 000008
【図７】
2007141583.tif 000009