JP2000164521A

JP2000164521A - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法

Info

Publication number: JP2000164521A
Application number: JP10352088A
Authority: JP
Inventors: Koji Teranishi; 康治寺西; Satoshi Takagi; 智高木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-11-26
Filing date: 1998-11-26
Publication date: 2000-06-16

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】電子写真用感光体デバイス、画像入力用ライン
センサー等に有用な機能性堆積膜を好適に形成し得るプ
ラズマ処理装置を提供する。【解決手段】反応容器１００内のプラズマ発生用高周波
電極と、前記電極に高周波電力を印加する高周波電源１
０５とを有し、前記高周波電源からの高周波電力を前記
プラズマ発生用高周波電極に供給してプラズマを発生さ
せ、前記反応容器１００内に供給された原料ガスを分解
して基体１０２上に堆積膜を形成するプラズマ処理装置
またはプラズマ処理方法において、高周波電極の高周波
電力給電点の反対側に、可変高圧真空コンデンサを介し
て接地された整合回路１０６と、該整合回路と高周波電
極との間に配された可変高圧真空コンデンサを有する位
相制御回路とを備え、前記整合回路と前記位相制御回路
の両コンデンサの容量をそれぞれ制御することによっ
て、該両コンデンサの容量の総和量を一定の範囲で可変
的に制御可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ処理装置
及び処理方法に係わり、詳しくは半導体デバイスとして
の電子写真用感光体デバイス、画像入力用ラインセンサ
ー、撮像デバイス、光起電力デバイス等に有用な結晶質
または非単結晶質の機能性堆積膜を好適に形成し得るプ
ラズマ処理装置及び処理方法、或いは半導体デバイスや
光学素子としての絶縁膜、金属配線等を好適に形成し得
るスパッタ装置及び方法、或いは半導体デバイス等のエ
ッチング装置及び方法等のプラズマ処理装置及び処理方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体デバイス等の製造プロセス
においては、プラズマＣＶＤ装置及びプラズマＣＶＤ法
が工業的に実用化されている。特に１３．５６ＭＨｚの
高周波や２．４５ＧＨｚのマイクロ波を用いたプラズマ
ＣＶＤ装置は基板材料、堆積膜材料等が導電体、絶縁体
に関わらず処理できるので広く用いられている。従来の
プラズマ発生用高周波電極及び該高周波電極を用いたプ
ラズマＣＶＤ装置及びプラズマＣＶＤ法の一例として、
平行平板型の装置について図８を参照しながら説明す
る。反応容器１００に絶縁性の高周波電極支持台を介し
て高周波電極１０１が配置されている。高周波電極１０
１は、対向電極１１４と平行に配された平板であり、こ
の電極間の静電容量で決まる電界によりプラズマを発生
させる。プラズマが発生すると、実質的に導電体である
プラズマと、プラズマと両電極や反応容器壁との間の等
価的に主にコンデンサとして働くシースが電極間に発生
してプラズマ発生前とは大きくインピーダンスが異なる
場合が多い。高周波電極１０１の回りには、高周波電極
１０１の側部と反応容器１００との間で放電が発生しな
いようにアースシールド１１３が配置されている。高周
波電極１０１には整合回路１０６と高周波電力供給線を
介して高周波電源１０５が接続されている。高周波電極
１０１と平行に配された対向電極１１４にはプラズマＣ
ＶＤを行うための平板状の被成膜基体１０２が配置さ
れ、被成膜基体１０２は、基体温度制御手段（図示せ
ず）により所望する温度に保たれる。

【０００３】この装置を使用した場合のプラズマＣＶＤ
は以下のように行われる。反応容器１００を真空排気手
段１０７によって高真空まで排気した後、ガス供給手段
１０８によって反応ガスを反応容器内に導入し、所定の
圧力に維持する。高周波電源１０５より高周波電力を高
周波電極１０１に供給して高周波電極１０１と対向電極
との間にプラズマを発生させる。この方法により、反応
ガスがプラズマにより分解、励起され被成膜基体１０２
上に堆積膜を形成する。高周波電力としては、１３．５
６ＭＨｚの高周波電力を用いるのが一般的であるが、放
電周波数が１３．５６ＭＨｚの場合、放電条件の制御が
比較的容易であり、得られる膜の膜質が優れているとい
った利点を有するが、ガスの利用効率が低く、堆積膜の
形成速度が比較的小さいといった問題がある。

【０００４】こうした問題に鑑みて、周波数が２５〜１
５０ＭＨｚ程度の高周波を用いたプラズマＣＶＤ法につ
いての検討がなされている。例えばＰｌａｓｍａＣｈ
ｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＰｌａｓｍａＰｒｏｃｅｓ
ｓｉｎｇ，Ｖｏｌ７，Ｎｏ３，（１９８７）ｐ２６７
−２７３（以下、「文献１」という。）には、平行平板
型のグロー放電分解装置を使用して原料ガス（シランガ
ス）を周波数２５〜１５０ＭＨｚの高周波電力で分解し
てアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜を形成すること
が記載されている。具体的には、文献１には、周波数を
２５ＭＨｚ〜１５０ＭＨｚの範囲で変化させてａ−Ｓｉ
膜の形成を行い、７０ＭＨｚを使用した場合、膜堆積速
度が、２．１ｎｍ／ｓｅｃと最も大きくなり、これは上
述の１３．５６ＭＨｚを用いたプラズマＣＶＤ法の場合
の５〜８倍程度の形成速度であること、及び得られるａ
−Ｓｉ膜の欠陥密度、光バンドギャップ及び導電率は、
励起周波数によってはあまり影響を受けないことが記載
されている。

【０００５】上記従来例は平板状の基体を処理するのに
適したプラズマＣＶＤ装置の例であるが、複数の円筒状
基体上に堆積膜を形成するのに適したプラズマＣＶＤ装
置の一例が、特開昭６０−１８６８４９号公報（以下、
「文献２」という。）に記載されている。文献２には、
周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波エネルギー源を用い
たプラズマＣＶＤ装置及び無線周波エネルギー（高周波
電力）源を用いたプラズマＣＶＤ装置が開示されてい
る。

【０００６】文献２の高周波電力源を用いたＲＦプラズ
マＣＶＤ装置を図面を参照しながら説明する。図９及び
図１０に示すプラズマＣＶＤ装置は、文献２に記載され
ているＲＦプラズマＣＶＤ装置に基づいたプラズマＣＶ
Ｄ装置である。図９及び図１０において、１００は反応
容器を示す。反応容器１００内には、６個の基体ホルダ
ー１０３が同心円状に所定の間隔で配されている。１０
２はそれぞれの基体ホルダー１０３上に配された成膜用
の円筒状基体である。それぞれの基体ホルダー１０３の
内部にはヒーター１０４が設けられていて円筒状基体１
０２を内側より加熱できるようにされている。また、そ
れぞれの基体ホルダー１０３は、モーター１１０に連結
したシャフトに接続しており、回転できるようにされて
いる。１０１はプラズマ生起領域の中心に位置したアン
テナ型の高周波電極である。高周波電極１０１は、整合
回路１０６を介して高周波電源１０５に接続されてい
る。排気パイプは、真空ポンプを備えた排気機構１０７
に連通している。

【０００７】１０８は、ガスボンベ、マスフローコント
ローラ、バルブ等で構成された原料ガス供給系である。
原料ガス供給系は、ガス供給パイプを介して複数のガス
放出孔を備えたガス放出パイプに接続される。この装置
を使用した場合のプラズマＣＶＤは以下のように行われ
る。反応容器１００を排気機構１０７によって高真空ま
で排気した後、ガス供給手段１０８からガス供給パイプ
及びガス放出パイプを介して原料ガスを反応容器１００
内に導入し、所定の圧力に維持する。こうしたところ
で、高周波電源１０５より高周波電力を整合回路１０６
を介して高周波電極１０１に供給して高周波電極と円筒
状基体１０２との間にプラズマを発生させる。こうする
ことにより、原料ガスがプラズマにより分解、励起され
円筒状基体１０２上に堆積膜が形成される。図９及び図
１０に示したプラズマＣＶＤ装置を使用すれば、放電空
間が円筒状基体１０２で取り囲まれているので高い利用
効率で原料ガスを使用できるという利点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の文献１及び文献２に記載されたものは、つぎのような
点に問題がある。すなわち、従来例の文献１に記載の平
行平板型装置での周波数２５〜１５０ＭＨｚの高周波電
力による成膜は、実験室規模のものであり、大面積の膜
の形成においてこうした効果が期待できるか否かについ
て全く触れるところはない。一般に、励起周波数が高く
なるにしたがって、高周波電極上の定在波の影響が顕著
になり、特に平板電極では２次元の複雑な定在波が生じ
てくる。この為、大面積の膜を均一に形成することが困
難になることが予想される。また、従来例の文献２に記
載の円筒状基体の表面全面に堆積膜を形成するもので
は、円筒状基体１０３を回転させる必要があり、回転さ
せることによって実質的な堆積速度が上述した平行平板
型のプラズマＣＶＤ装置を使用した場合の約１／３〜１
／５に低下するという問題がある。即ち、放電空間が円
筒状基体で取り囲まれているため、円筒状基体が高周波
電極と正対する位置では平行平板型のプラズマＣＶＤ装
置と同程度の堆積速度で堆積膜が形成されるが、放電空
間に接していない位置ではほとんど堆積膜は形成されな
いためである。

【０００９】また、文献２においては、高周波電力の具
体的な周波数については言及がなされていない。本発明
者らが図９及び図１０に示したプラズマＣＶＤ装置を使
用して、高周波電力として一般的な１３．５６ＭＨｚ、
原料ガスとしてＳｉＨ₄を用い、堆積速度は高くなるが
ポリシランなど膜質悪化の原因ともなり得る粉体が発生
し易い数１００ｍＴｏｒｒの圧力条件において円筒状基
体を回転させて基体の全周全面にアモルファスシリコン
膜を堆積したところ、実質的な堆積速度は高々０．５ｎ
ｍ／ｓであった。例えば、図９及び図１０に示したプラ
ズマＣＶＤ装置を用いてアモルファスシリコン膜を感光
層とする電子写真感光体を作製する場合、アモルファス
シリコン感光層の膜厚は３０μｍ程度必要であるため、
前述した０．５ｎｍ／ｓ程度の堆積速度では膜堆積に１
６時間以上要し、生産性が非常に悪い。したがって、こ
の方式においても、高周波電力の周波数を３０ＭＨｚ以
上にするとプラズマの密度が上がり、堆積速度は向上す
るが、定在波の影響により不均一なプラズマが形成され
やすく、基体上に均質な堆積膜を形成するのは極めて難
しいといった問題がある。この点は、後述の本発明者ら
が行った文献２に記載の方法を実施した比較例の結果か
らも容易に理解される。

【００１０】また、従来例の文献１及び文献２のいずれ
の方式においても、高周波電力の周波数を３０ＭＨｚ以
上にするとプラズマの密度が上がり、プラズマ中のラジ
カルの発生密度が上がる為、堆積速度は向上するが、プ
ラズマ中のラジカル同士の反応が進み、堆積膜の質を低
下させるポリシランの発生が多くなる。そして、このよ
うなラジカルの発生密度が多い状況でポリシランの発生
を抑える為には、成膜時の圧力を下げることが効果的で
あるが、そうすると別の問題としてプラズマを生起した
り維持することが困難になってくる。特に、プラズマが
生起する前後でのインピーダンスの違いが大きい為に、
高周波の整合を取ることが難しく、僅かなプラズマの状
況の変化等によって放電が消えてしまうという問題が生
じる。

【００１１】このように、従来の１３．５６ＭＨｚの代
わりに、より高い周波数の高周波電力を用いた場合に
は、堆積速度は向上するが、均一で安定したプラズマを
形成することが難しく、結果的に実用上問題となる様な
膜厚ムラ（例えば電子写真用感光体の場合±２０％以上
の膜厚ムラ）および膜質のムラが発生し、１３．５６Ｍ
Ｈｚの放電周波数では問題にならなかった新たな問題が
生じる。即ち、この様な膜厚ムラおよび膜質のムラは、
電子写真用感光体のみならず、画像入力用ラインセンサ
ー、撮像デバイス、光起電力デバイス等に用いられる結
晶質または非単結晶質の機能性堆積膜を形成する場合、
あるいはドライエッチング、スパッタ等の他のプラズマ
プロセスにおいても、大きな問題となる。

【００１２】そこで、本発明は、上記従来技術の有する
課題を解決し、均一で安定したプラズマを形成すること
によって、従来のプラズマプロセスでは達成できなかっ
た処理速度で、良好な膜質及び膜厚の堆積膜を大面積に
亘って形成することができるプラズマ処理装置およびプ
ラズマ処理方法を提供すること、とりわけ半導体デバイ
スとしての電子写真用感光体デバイス、画像入力用ライ
ンセンサー、撮像デバイス、光起電力デバイス等に有用
な結晶質または非単結晶質の機能性堆積膜を好適に形成
し得るプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供
することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するため、プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
を、つぎのように構成したことを、特徴とするものであ
る。すなわち、本発明のプラズマ処理装置は、減圧可能
な反応容器と、前記反応容器内にプラズマＣＶＤの原料
ガスを供給する原料ガス供給手段と、前記反応容器内に
配された基体保持手段と、前記反応容器内の反応後のガ
スを排気する排気手段と、前記反応容器内に配されたプ
ラズマ発生用高周波電極と、前記プラズマ発生用高周波
電極に高周波電力を印加する高周波電源とを有し、前記
高周波電源からの高周波電力を前記プラズマ発生用高周
波電極に供給してプラズマを発生させ、前記原料ガス供
給手段によって前記反応容器内に供給された原料ガスを
分解して前記基体保持手段で保持される基体上に堆積膜
を形成するプラズマ処理装置において、前記プラズマ発
生用高周波電極の高周波電力給電点の反対側に、可変高
圧真空コンデンサを介して接地された整合回路と、該整
合回路と前記プラズマ発生用高周波電極との間に配され
た可変高圧真空コンデンサを有する位相制御回路とを備
え、前記整合回路と前記位相制御回路の両コンデンサの
容量をそれぞれ制御することによって、該両コンデンサ
の容量の総和量を一定の範囲で可変的に制御可能とした
ことを特徴としている。また、本発明のプラズマ処理方
法は、減圧可能な反応容器を備え、該反応容器内に配さ
れたプラズマ発生用高周波電極に高周波電源からの高周
波電力を供給してプラズマを発生させ、前記反応容器内
に供給された原料ガスを分解し、前記反応容器内に配さ
れた基体保持手段によって保持された基体上に堆積膜を
形成するプラズマ処理方法において、前記プラズマ発生
用高周波電極の高周波電力給電点の反対側に、可変高圧
真空コンデンサを介して接地された整合回路と、該整合
回路と前記プラズマ発生用高周波電極との間に配された
可変高圧真空コンデンサを有する位相制御回路とを備
え、前記整合回路と前記位相制御回路の両コンデンサの
容量をそれぞれ制御することによって、該両コンデンサ
の容量の総和量を一定の範囲で可変的に制御し、反応容
器内に配されたプラズマ発生用高周波電極に伝般される
高周波電力の位相を制御しつつ堆積膜を形成することを
特徴としている。

【００１４】そして、本発明のこれらの装置及び方法
は、前記可変的に制御される範囲が、前記両コンデンサ
の容量の総和量の±３０％以内の範囲にあることを特徴
としている。また、本発明のこれらの装置及び方法は、
前記整合回路の可変高圧真空コンデンサと接地部分との
リアクタンス、または給電点の反対側の先端部分におけ
る接地部分とのリアクタンスを、接地までの線路の距離
及び／又は該コンデンサの静電容量により調整すること
を特徴としている。また、本発明のこれらの装置及び方
法は、前記位相制御回路の可変高圧真空コンデンサとカ
ソード電極の間のリアクタンスを、該コンデンサと該カ
ソード電極までの距離又は、該コンデンサの静電容量に
より調節することを特徴としている。また、本発明のこ
れらの装置及び方法は、前記高周波電力は、その周波数
が３０〜６００ＭＨｚの範囲にあることを特徴としてい
る。また、本発明のこれらの装置及び方法は、前記プラ
ズマ発生用高周波電極は、表面が誘電体で覆われている
ことを特徴としている。また、本発明のこれらの装置及
び方法は、前記反応容器が誘電体部材で構成されてお
り、誘電体部材の外部大気側にプラズマ発生用高周波電
極が存在することを特徴としている。また、本発明のこ
れらの装置及び方法は、前記誘電体部材で構成された反
応容器において、該反応容器内部に前記原料ガスを供給
するガス供給管が埋め込まれていることを特徴としてい
る。また、本発明のこれらの装置及び方法は、前記プラ
ズマ発生用高周波電極が円筒状であることを特徴として
いる。また、本発明のこれらの装置及び方法は、前記プ
ラズマ発生用高周波電極を複数本有し、該複数本のプラ
ズマ発生用高周波電極に同一高周波電源より高周波電力
を供給する構成を備えていることを特徴としている。ま
た、本発明のこれらの装置及び方法は、前記基体が円筒
状であることを特徴としている。また、本発明のこれら
の装置及び方法は、前記円筒状基体が、回転可能である
ことを特徴としている。また、本発明のこれらの装置及
び方法は、前記基体が同心円上に複数個配置されるよう
に構成されていることを特徴としている。また、本発明
のこれらの装置及び方法は、複数本の基体が同一円周上
に配置され、同一電源または別電源より高周波電力を分
割して供給される複数本のプラズマ発生用高周波電極
が、前記基体の外側の同一円周上に、該基体に対して直
線距離で等距離に設置されていることを特徴としてい
る。また、本発明のこれらの装置及び方法は、前記被処
理基体が平板上であり、前記基体と前記複数個のカソー
ド電極とが対向していることを特徴としている。また、
本発明のこれらの装置及び方法は、前記被処理基体が成
膜時に保持ロールより送り出され、巻き取りロールによ
り巻き取られるシート状基体であり、シート状基体に対
して平行に単数または複数の高周波電極が配置されてい
ることを特徴としている。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明者らは、高周波電力の周波
数を３０ＭＨｚ以上にすると、気相反応が起こりにくい
高真空領域での放電が可能となり、非常に優れた膜特性
を得ることができ、堆積速度も１３．５６ＭＨｚの場合
に比べて向上するが、まだ高真空領域での放電の安定性
に問題があったり、偏在的に膜質の悪化や堆積速度の低
下が発生するという知見を得た。そこで、本発明者らは
これらの原因を解明すべく鋭意検討を行い、諸実験を介
して得られた知見に基づいて、本発明を完成するに至っ
たものである。これらの検討内容を説明すると、まず本
発明者らは、高真空領域での放電の安定性は、放電前後
のインピーダンス変化が大きすぎることが問題であると
推定した。高真空領域での放電では、比較的簡単な低真
空領域と比較して放電を生起する電圧も維持する電圧も
高い。高周波放電の場合、通常定電力のグロー放電であ
り、一定パワーを整合回路を介して放電負荷にあったイ
ンピーダンス変換を行って放電を維持している。この場
合、例えば極端な例で、瞬時のアーク放電が発生した場
合、インピーダンスが瞬間的に小さくなり、低電圧大電
流放電になりグロー放電が維持できなくなって放電が消
失してしまう。この時、放電前後のインピーダンス変化
が大きすぎると整合回路によるインピーダンスの変換が
うまくいかずそのまま放電が消失してしまうからであ
る。

【００１６】これらの検討結果から、膜質分布及び堆積
速度分布の悪化は、高周波電極上に発生する定在波およ
び高周波電極上での高周波電力の減衰に起因するものと
推察された。一般に高周波電極と対向電極間に高周波電
力を印加することによってプラズマを生成する場合、電
極に印加した高周波電力の周波数と電極の大きさとの関
係から電極上に無視できない定在波が発生する場合があ
る。即ち、高周波電力の周波数が高くなる場合や高周波
電極の面積が大きくなる場合に定在波が発生し易くな
り、この定在波が大きいと、高周波電極内での電界分布
が悪くなり、電極間のプラズマ密度、プラズマ電位、電
子温度などのプラズマ分布が乱れ、プラズマＣＶＤの成
膜品質に悪影響を及ぼす。

【００１７】上述した実験においては、高周波電極の先
端で高周波電極上に反射波が発生し、入射波との干渉に
より３０ＭＨｚ以上の周波数において膜質、堆積速度に
影響を与える定在波が発生したものと考えられる。特
に、定在波の節の位置では電界が弱くなり、偏在的なプ
ラズマ電位の低下を引き起こして偏在的に膜質が悪化し
たものと考えられる。また、高周波電力の周波数が高く
なればなるほど、高周波電力のプラズマヘの吸収が多く
なり、高周波電極への高周波電力の給電点から離れるに
つれて高周波電力の減衰が大きくなり、堆積速度分布に
悪影響を及ぼす。また、４００ＭＨｚ〜６００ＭＨｚの
周波数においては、高周波電力が給電点から減衰しつつ
も、複数の位置に定在波の節が発生したものと考えられ
る。特に、定在波の節の位置では電界が弱くなり、偏在
的なプラズマ電位の低下を引き起こして偏在的に膜質が
悪化したものと考えられる。また、高周波電力の周波数
が高くなればなるほど、高周波電力のプラズマヘの吸収
が多くなり、高周波電極への高周波電力の給電点から離
れるにつれて高周波電力の減衰が大きくなり、堆積速度
分布に悪影響を及ぼす。また、４００ＭＨｚ〜６００Ｍ
Ｈｚの周波数においては、高周波電力が給電点から減衰
しつつも、複数の位置に定在波の節が発生したものと考
えられる。

【００１８】本発明は、以上の検討結果を基礎として完
成するに至ったものである。以下、図面を参照しながら
本発明を説明する。まず、本発明の位相制御回路を含ん
だプラズマＣＶＤ装置について説明する。図２におい
て、高周波電源１０５で発生した高周波電力は整合回路
１０６を介して高周波電極１０１に供給される。高周波
電極は、単純な棒状のアンテナ形状のものであり、通
常、高周波電極１０１そのものは表皮抵抗（Ｒ）とイン
ダクタンス（Ｌ）の直列インピーダンスで記述される。
電極は、表皮抵抗（Ｒ）とインダクタンス（Ｌ）の直列
インピーダンス（Ｒ＋ｊωＬ）で記述される。プラズマ
が生起していない場合、高周波電極１０１と基体１０２
の間にはその位置関係及び形状によって決まる静電容量
（Ｃ）を持つ。高周波電極１０１と基体１０２の間の静
電容量（Ｃ）によって高周波電極１０１に流れる高周波
電流は決まってくる為、高周波電極１０１と基体１０２
との位置関係及び形状によってプラズマの生起しやすさ
は大きく影響を受け、きわめて僅かな位置関係の変化で
も最適化の為の調整が必要になってくる。

【００１９】一方、一旦プラズマが生起するとプラズマ
は抵抗を持つ導電体となり、高周波電極１０１及び基体
１０２とプラズマとの間のイオンシースは静電容量とな
る。静電容量は面積及び媒体の誘電率が同じ場合、導電
体間の距離と反比例するが、イオンシースの厚みは、高
周波電極−基体間の距離に比べてかなり薄くその静電容
量は大きい。この為、プラズマ生起前後での高周波電極
−基体間のインピーダンスの変化が大きくなり整合回路
の調整が難しくなるため、プラズマの生起も難しくなっ
てくる。また、きわめて僅かなプラズマの変化に対して
もインピーダンスの変化が大きくなるため自動整合回路
などを用いても整合が間に合わなくなり、最悪の場合プ
ラズマが消えてしまうこととなる。プラズマの均一性に
ついても、高周波電極の先端は開放端になっており強い
定在波が立ちやすくなっている。更に高周波電極及び基
体のインピーダンスに対してプラズマのインピーダンス
が低い場合、分布定数回路で考えた場合、高周波電極の
高周波導入側で多く高周波電流が流れる為、先端に行く
につれて高周波電流は急激に減少する。かくして、この
ふたつの要因により不均一なプラズマが形成され易くな
る。

【００２０】一方、本発明の位相制御回路Ａを用いたプ
ラズマＣＶＤ装置を用いることで、高周波電源１０５で
発生した高周波電力は整合回路１０６及び本発明の位相
制御回路Ａを介して高周波電極１０１に供給される。高
周波電極１０１は、単純な棒状のアンテナ形状のもので
あり、給電点の反対側部分が接地もしくは、接地部分と
カソード電極の給電点の反対側部分の間に高圧コンデン
サを介している。通常、高周波電極１０１そのものは表
皮抵抗とインダクタンスの直列インピーダンスで記述さ
れる。周波数が高い場合は自然にＬ成分によるインピー
ダンス（ｊωＬ）が大きくなる。しかしながら、本発明
の位相制御回路Ａを介することによって、基体形状の変
更などを行ってもプラズマの生起のしやすさや安定性へ
の影響は少なく最適化も容易となった。プラズマが生起
した場合、プラズマとイオンシースの直列インピーダン
スの絶対値に対して整合回路１０６の絶対値を小さくす
ると、プラズマ生起後も高周波電流は整合回路１０６の
インピーダンスの効きが大きく、プラズマ生起前後での
インピーダンス変化は比較的少なくなる。この為、プラ
ズマの状況の変化に対しても整合条件の変化が小さくプ
ラズマは安定する。また、位相制御回路Ａを導入し、こ
れを操作することで、高周波電極１０１上での高周波電
流量の差は小さくなり、プラズマの均一性も良くなる。
プラズマのインピーダンスはプラズマの条件により異な
るがその実部であるレジスタンスは５０Ω以下になるこ
とが多く、虚部であるリアクタンスは放電周波数やその
他の条件により変わる。以上に述べたように、本発明
は、高周波電源１０５で発生した高周波電力は整合回路
１０６及び本発明の位相制御回路Ａを介して高周波電極
１０１に供給するように構成することにより、均一且つ
安定なプラズマを形成することが可能となり、極めて均
一性の良い膜質及び膜厚の堆積膜を形成することができ
る。

【００２１】以下に、図に基づいて本発明の実施の形態
について、詳しく説明する。図２に示したフラズマＣＶ
Ｄ装置は本発明のプラズマＣＶＤ装置の一例を示すもの
である。図２において、１００は反応容器を示す。反応
容器１００内に、６個の基体ホルダー１０３が同心円状
に所定の間隔で配されている。１０２はそれぞれの基体
ホルダー１０３上に配された成膜用の円筒状基体であ
る。それぞれの基体ホルダー１０３の内部にはヒーター
１０４が設けられていて円筒状基体１０２を内側より加
熱できるようにされている。また、それぞれの基体ホル
ダー１０３は、モーターに連結したシャフトに接続して
おり、回転できるようにされている。１０１はプラズマ
生起領域の中心に位置した高周波電力投入用の高周波電
極である。高周波電源１０５は、整合回路１０６、本発
明制御回路（Ａ）を介して、高周波電極１０１の一端に
接続されている。高周波電極１０１は誘電体カバー１０
９で被覆されており、排気パイプは、真空ポンプを備え
た排気機構１０７に連通している。

【００２２】ガス供給手段１０８を備えた原料ガス供給
系は、ガスボンベ、マスフローコントローラ、バルブ等
を備えている。原料ガス供給系は、ガス供給パイプを介
して複数のガス放出孔を備えたガス放出パイプに接続さ
れる。この装置を使用した場合のプラズマＣＶＤは以下
のように行われる。反応容器１００を排気機構１０７に
よって高真空まで排気した後、ガス供給手段１０８から
ガス供給パイプ及びガス放出パイプを介して原料ガスを
反応容器１００内に導入し、所定の圧力に維持する。こ
うしたところで、高周波電源１０５より高周波電力を出
力し、整合回路１０６、本発明制御回路（Ａ）を介し
て、高周波電極１０１に供給して高周波電極と円筒状基
体１０２との間にプラズマを発生させる。この際、Ｃ１
の真空高圧可変コンデンサとＣ２真空高圧可変コンデン
サの容量の和をの容量を等価にし、可安きせる。こうす
ることにより、原料ガスがプラズマにより分解、励起さ
れ円筒状基体１０２上に堆積膜が形成される。

【００２３】本発明において、誘電体カバー１０９に使
用する誘電体材料は任意の公知のものを選択できるが、
誘電損の小さい材料が好ましく、誘電正接が０．０１以
下であるものが好ましく、より好ましくは０．００１以
下がよい。高分子誘電体材料ではポリ四フッ化エチレ
ン、ポリ三フッ化塩化エチレン、ポリフッ化エチレンプ
ロピレン、ポリイミドなどが好ましく、ガラス材料で
は、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスなどが好ましく、磁
器材料では窒化ホウ素、窒化シリコン、窒化アルミニウ
ム、などや酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化
ケイ素などの元素酸化物の中の単数または複数の元素酸
化物を主成分とする磁器が好ましい。本発明において、
高周波電極１０１の形状は円柱状、円筒状、多角柱状な
どの棒状のもの、長板状のものが好ましい。本発明にお
いて、高周波電源１０５の周波数は好ましくは３０〜６
００ＭＨｚ、更に好適には６０〜３００ＭＨｚの範囲と
するのが望ましい。

【００２４】本発明において、装置構成は図４に示すよ
うに円筒状基体１０２の周囲に複数の高周波電極１０１
を配置したものでもよい。こうすることにより、成膜時
には常時、円筒状基体の全周表面をプラズマに曝すこと
ができるので堆積速度を大幅に向上することが可能とな
り生産性を大幅に向上できる。更に、高周波電極の本数
や配置箇所を最適化すれば円筒状基体を回転させなくて
も均一な堆積膜を基体全周表面に形成することが可能と
なり、回転機構が不要となるので装置構成を簡略化でき
る。また、円筒状基体を回転させることにより更に極め
て均一な堆積膜を形成できることは言うまでもない。本
発明においては、装置構成として図６に示すように平板
状基体１０２に対して平行に複数の高周波電極１０１を
配置したものでもよい。こうすることにより、大面積の
平板状基体上に膜厚が極めて均一で旦つ均質膜質である
高品質な堆積膜を高速度で形成することができる。ま
た、本発明においては、装置構成として図７に示すよう
に成膜時に保持ロールより送り出され、巻き取りロール
に巻き取られるシート状基体１０２に対して平行に単数
または複数の高周波電極１０１を配置したものでもよ
い。こうすることにより、大面積のシート状基体上に膜
厚が極めて均一で且つ均質膜質である高品質な堆積膜を
高速度で形成することができる。また、本発明において
は、装置構成として図１１に示すように、反応容器が誘
電体部材で構成され、ガス導入管を反応容器に埋め込ん
だものでもよい。

【００２５】本発明のプラズマＣＶＤ装置を使用するに
際して、使用するガスについては、形成する堆積膜の種
類に応じて公知の成膜に寄与する原料ガスを適宜選択使
用される。例えば、ａ−Ｓｉ系の堆積膜を形成する場合
であれば、シラン、ジシラン、高ジシラン等あるいはそ
れらの混合ガスが好ましい原料ガスとして挙げらる。他
の堆積膜を形成する場合であれば、例えば、ゲルマン、
メタン、エチレン等の原料ガスまたはそれらの混合ガス
が挙げられる。いずれの場合にあっても、成膜用の原料
ガスはキャリアーガスと共に反応容器内に導入すること
ができる。キャリアーガスとしては、水素ガス、及びア
ルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスを挙げること
ができる。堆積膜のバンドギャップを調整する等の特性
改善用ガスを使用することもできる。そうしたガスとし
ては、例えば、窒素、アンモニア等の窒素原子を含むガ
ス、酸素、酸化窒素、酸化二窒素等の酸素原子を含むガ
ス、メタン、エタン、エチレン、アセチレン、プロパン
等の炭化水素ガス、四フッ化珪素、六フッ化二珪素、四
フッ化ゲルマニウム等のガス状フッ素化合物またはこれ
らの混合ガス等が挙げられる。形成される堆積膜をドー
ピングするについてドーパントガスを使用することもで
きる。そうしたドーピングガスとしては、例えば、ガス
状のジボラン、フッ化ホウ素、ホスフィン、フッ化リン
等が挙げられる。堆積膜形成時の基体温度は、適宜設定
できるが、アモルファスシリコン系の堆積膜を形成する
場合には、好ましくは６０℃〜４００℃、より好ましく
は１００℃〜３５０℃とするのが望ましい。

【００２６】

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する
が、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるも
のではない。［実施例１］本実施例に使用したプラズマＣＶＤ装置の
模式図を図２および図３に示す。図３は、図２の横断面
図である。高周波電源１０５として周波数１３．５６Ｍ
Ｈｚ〜６５０ＭＨｚの電源を使用した。高周波電極１０
１は、円柱状のものを用いている。図１のように、整合
回路内のチューニングの可変高圧真空コンデンサのカソ
ード電極側（反応容器内に配されたプラズマ発生用高周
波電極側）には、可変高圧真空コンデンサＣ２を介して
電気的に接地されており、また、前記カソード電極との
間にも可変高圧真空コンデンサＣ１が設置してある。そ
して、高周波電極に供給される高周波電力の位相をＣ１
＋Ｃ２＝一定を満たして制御している。

【００２７】本実験では、直径１０８ｍｍ、長さ３５８
ｍｍ、厚さ５ｍｍのＡｌ製円筒状の被成膜基体を反応容
器１００内に設置して基体は回転させながら成膜実験を
行った。高周波電極１０１には、Ａｌ製の直径２０ｍ
ｍ、長さ４５０ｍｍ、の円柱状のものを用いた。膜質の
評価用として、電気特性評を価用するためのＣｒ製の２
５０μｍギャップの櫛形電極を蒸着したコーニング＃７
０５９ガラス基板を電気特性評価基板として円筒状被成
膜基体表面上の軸方向の長さ３５８ｍｍに亘って設置
し、以下の手順で実験を行った。まず反応容器１００内
を排気機構１０７を作動して排気し、反応容器１００内
を４×１０^-6Ｔｏｒｒ以下の圧力に調整した。ついで、
基板加熱ヒーター１０４に通電して円筒状の被成膜基体
１０２を２５０℃の温度に加熱保持した。ついで以下の
手順で成膜を行った。即ち、原料ガス供給手段１０８か
らガス管１１２を介して、ＳｉＨ₄ガスを５００ｓｃｃ
ｍの流量で反応容器１００内に導入し、該反応容器内を
１０ｍＴｏｒｒの圧力に調整した。

【００２８】こうしたところで、表１の条件によって、
高周波電源１０１により周波数１３．５６ＭＨｚ乃至６
５０ＭＨｚの高周波を１．５ＫＷ発生させ、該高周波を
整合回路１０６を介して高周波電極１０１に供給した。
ここで高周波電源１０５としては上述した範囲の周波数
が与えられるよう、所定の高周波電源を用いた。このよ
うな操作を行うことにより、被成膜基体１０２上及び前
記の電気特性評価基板上にアモルファスシリコン膜が形
成された。以上のようにして形成したアモルファスシリ
コン膜の膜質および膜質分布、並びに堆積速度および堆
積速度分布を以下の方法で評価した。膜質及び膜質分布
は電気特性評価基板の上端から下端までに亘って約２０
ｍｍおきの１８箇所の位置で明／暗導電率比（（光導電
率σｐ）／（暗導電率σｄ））を測定することにより評
価した。ここでは、光導電率σｐは、１ｍＷ／ｃｍ²の
強度のＨｅ−Ｎｅレーザー（波長６３２．８ｎｍ）の照
射時の導電率により評価している。

【００２９】本発明者らのこれまでの電子写真感光体作
製からの知見によると、上記の方法による明／暗導電率
比が１０³以上の品質の堆積膜を得られる条件を基に最
適化して作製した電子写真感光体において実用に値する
画像が得られる。しかし、近年の画像の高コントラスト
化により、上述の明／暗導電率比が１０⁴以上のものが
必須になってきており、更に近い将来１０⁵以上の明／
暗導電率比が求められることが予想される。このような
観点から、今回の実験では明／暗導電率比の値を下記の
基準で評価した。 ◎：明／暗導電率比が１０⁵以上であり、非常に優れた
膜特性である。〇：明／暗導電率比が１０⁴以上であり、良好な膜特性
である。 △：明／暗導電率比が１０³以上であり、実用上問題な
し。 ×：明／暗導電率比が１０³未満であり、実用に適さな
い。

【００３０】堆積速度及び堆積速度分布の評価は、ａ−
Ｓｉ膜を形成した円筒状の被成膜基体の軸方向に亘って
上述した明／暗導電率比の測定位置と同様に軸方向位置
に１０箇所について渦電流式膜厚計（Ｋｅｔｔ科学研究
所製）を使用して膜厚を測定することにより評価した。
堆積速度は２０ｍｍおきに、１８箇所における膜厚に基
づいて算出し、得られた値の平均値を平均堆積速度とし
た。堆積速度分布の評価は次のようにして行った。即
ち、軸方向の堆積速度分布については、軸方向１８箇所
における堆積速度の最大値と最小値との差を求め、該差
を１８箇所の平均堆積速度で割り、堆積速度分布｛（最
大値−最小値）／平均値｝を求め、これを軸方向の堆積
速度分布として百分率で表した。１３．５６ＭＨｚの場
合、１０ｍＴｏｒｒでは放電が生起しなかった為評価で
きなかった。３０ＭＨｚの周波数を持つ高周波電力によ
り成膜したものは、全ての試料において明／暗導電率比
が１×１０⁴〜３×１０⁴の範囲にあり良好な膜特性
（〇）であった。平均堆積速度は２．０ｎｍ／ｓであり
堆積速度分布は１０％であった。６０ＭＨｚ〜３００Ｍ
Ｈｚの周波数を持つ高周波電力により成膜したものは、
表２に示すように全ての試料において明／暗導電率比が
９×１０⁴〜５×１０⁵であり非常に優れた膜特性（◎）
であった。平均堆積速度は３．０〜６．５ｎｍ／ｓであ
り、堆積速度分布は５〜８．５％であった。４００ＭＨ
ｚ〜６００ＭＨｚの周波数を持つ高周波電力による試料
においては、明／暗導電率比が５×１０⁴〜８×１０⁴で
あり良好な膜特性（〇）であった。平均堆積速度は２．
０〜２．８ｎｍ／ｓであり、堆積速度分布は６〜７％で
あった。６５０ＭＨｚの場合は、放電が不安定になり堆
積膜の形成はできなかった。以上のように本実施例にお
いては、３０ＭＨｚ乃至６００ＭＨｚの放電周波数条件
で、明／暗導電率比、平均堆積速度分布共に良好なアモ
ルファスシリコン膜が得られており、６０ＭＨｚ乃至３
００ＭＨｚにおいては特に優れたアモルファスシリコン
膜が得られた。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】（比較例）実施例１と同様の条件で、Ｃ１、Ｃ２の可変
高圧コンデンサを含む回路をはずした（図１の回路Ａを
外した）図２および図３に示した装置についても検討を
行い、実施例１と同様の評価を行った。実施例１の結果
に比べて、全ての放電周波数で、明／暗導電率比の落ち
込みや堆積速度分布の不均一性が大きい。また、放電す
らたたないこともあった。本発明の装置を用いて得られ
たそれぞれの膜は、部分的にａ−Ｓｉ膜の膜質を測定し
たところ、膜質は電子写真用感光体デバイスや画像入力
用ラインセンサー等の実用に十分耐え得るものであっ
た。以上のように放電周波数をＶＨＦ帯にすることで成
膜速度が上昇し、生産効率が良くなること、および膜質
も、電子写真感光体として十分耐え得る堆積膜を形成す
ることが可能となった。

【００３３】［実施例２］図３に示した複数本の被処理
基体を有し、且つ同一電源より高周波電力を分割して供
給する複数本のカソード電極および別電源より高周波電
力を供給するカソード電極を有するプラズマ処理装置に
おいて、図３に示した回路を用い、周波数１００ＭＨｚ
の高周波電源１０５を用い、実施例１の表１の条件によ
りプラズマを生起させ、実施例１と同様に被処理基体上
に設置された＃７０５９基板上にａ−Ｓｉ膜を堆積させ
た。上記装置を用いて堆積させた堆積膜を実施例１の評
価法を用い評価したところ、平均堆積速度は４．０ｎｍ
／ｓであり堆積速度分布は５．５％であった。また、膜
質も表２に示したように、８×１０⁴〜５×１０⁵の範囲
にあり、従来装置において、回路（Ａ）を設置していな
い条件である比較方法に比べ均一性がよく、高品質な堆
積膜を形成できた。堆積膜の膜厚も膜質も実際の電子写
真プロセスに十分耐えうる性能をもった堆積膜が形成で
きた。上記のように、カソード電極上に伝搬される高周
波電力の位相を制御しながら供給することで、均一性の
よい堆積膜を形成できる。

【００３４】［実施例３］図４に示した反応容器が誘電
体部材（アルミナセラミックス）で構成された反応容器
外部に同一円周上に同一電源より高周波電力を分割して
供給される複数本のカソード電極を有し、又そのカソー
ド電極は同一円周上に配置されており、その中心に別電
源より電力を供給するカソード電極を有し、それぞれの
カソード電極に供給される高周波電力は図１に示した回
路をもちいて、位相が制御されており、高周波電源より
発せられた高周波電力が図１で示した回路を含む整合回
路を介して、カソード電極に印加され、対向電極である
直径１０８ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、厚さ５ｍｍのＡｌ製
円筒状の被成膜基体を反応容器１００内に設置して基体
は回転させず、表１の条件で成膜実験を行った。この反
応装置により堆積した堆積膜を実施例１と同様に評価し
た。堆積膜の平均堆積速度は、６．０ｎｍ／ｓであり堆
積速度分布は４．５％であった。また、堆積膜の膜質も
２×１０⁴〜５×１０⁵であり、均一性がよく且つ高品質
な堆積膜を形成することが可能となった。

【００３５】［実施例４］図４および図５に示した、実
施例３で示した装置において原料ガスを供給するガス供
給管を反応容器内に埋め込ませた構造の反応装置を用
い、表１の条件で堆積膜を形成し、堆積した膜の表面を
光学顕微鏡で観察し、堆積膜表面に存在する球状の突起
物（以下球状突起とす）の数量をカウントした。またこ
の球状突起が数多く存在すると電子写真プロセスにおい
て欠陥を引き起こすことが予想される。従来の装置によ
り堆積した堆積膜表面の最大箇所の１０μｍ以上の球状
突起数１５０個／３ｍｍ²であった。これに対し、本発
明のガス管が反応容器内に埋め込まれたプラズマＣＶＤ
法において同様に球状突起数を測定したところ、堆積膜
表面の最大箇所の１０μｍ以上の球状突起数１３個／３
ｍｍ²であり、実質上電子写真プロセスには問題がない
程度まで球状突起数が減少した。また、この装置にて堆
積された薄膜の平均堆積速度は、６．１ｎｍ／ｓであり
堆積速度分布は４．６％であり、均一性の良い堆積膜が
形成された。

【００３６】［実施例５］電子写真感光体を表３の条件
で、実施例３の方法にて６本のＡｌ製の円筒状基体上
に、電界注入阻止層、光導電層、表面層の順で成膜させ
た。この結果、画像欠陥・濃度、帯電能について評価し
たが、それぞれ６本のＡｌ製の円筒状基体に成膜させた
電子写真感光体のムラはなく、いずれの電子写真感光体
も優れた結果を示した。

【００３７】

【表３】［実施例６］図６に示した平行平板型であり図１に示し
た回路が組み込まれた装置において、縦４００ｍｍ、横
４００ｍｍ、厚さ１ｍｍの＃７０５９ガラス製の平板状
基体を反応容器に配置して成膜を行った。図５に示すよ
うに３本の高周波電極を反応容器に配置した。高周波電
源の周波数は１５０ＭＨｚのものを用い、表１に示す成
膜条件で平板状基体上にアモルファスシリコン膜を形成
し、以下の手順で堆積速度及び堆積速度分布を評価し
た。実施例１で用いた膜厚測定器を使用して膜厚を測定
し各測定箇所における堆積速度を算出し、得られた値の
平均値を平均堆積速度とした。得られた平均堆積速度は
６．４ｎｍ／ｓであった。堆積速度分布は、堆積速度の
最大値と最小値との差を求め、該差を平均堆積速度で割
り堆積速度分布として１００分率で表した。得られた堆
積速度分布は６．２％であり、電子写真感光体デバイス
および画像入力用ラインセンサ等に十分耐え得るもので
あった。

【００３８】［実施例７］実施例６に示した平行平板型
位相制御可能な装置を用い、図７のステンレス製のシー
ト状基体を反応容器に配置して巻き取りロールに巻き取
りながら成膜を行った。高周波電極の構成は図１に示し
た高周波電極に、厚み５ｍｍのアルミナセラミックス製
の誘電体カバーを覆ったものを用い、３本の高周波電極
を反応容器に配置した。高周波電源の周波数は１５０Ｍ
Ｈｚのものを用い、表８に示す成膜条件でシート状基体
上にアモルファスシリコン膜を形成し、長さ５００ｍｍ
のシート状基体を切り出して実施例６と同様の手順で堆
積速度及び堆積速度分布を評価した。得られた平均堆積
速度は４ｎｍ／ｓであり、堆積速度分布は１０％であり
従来例に比べ高周波電極に伝搬される高周波電力の位相
を制御することで格段に堆積速度が速くなり生産性が良
くなるばかりでなく、均一性も格段に良くなった。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
整合回路と位相制御回路の両コンデンサの容量をそれぞ
れ制御することによって、該両コンデンサの容量の総和
量を一定の範囲で可変的に制御可能に構成して、反応容
器内に配されたプラズマ発生用高周波電極（カソード電
極）に伝般される高周波電力の位相を制御しつつ堆積膜
を形成することにより、大面積に亘り均質な高周波放電
が容易に達成され、大面積基体へのプラズマ処理を均一
且つ高速に行うことが可能になる。したがって、これに
より、とりわけ半導体デバイスとしての電子写真用感光
体デバイス、画像入力用ラインセンサー、撮像デバイ
ス、光起電力デバイス等に有用な結晶質または非単結晶
質の機能性堆積膜を好適に形成し得るプラズマ処理装置
及び処理方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の発信電力の位相制御可能な回路を含む
回路図である。

【図２】本発明の円筒カソード電極を有するプラズマＣ
ＶＤ法の一例縦断面を示す構成模式図である。

【図３】本発明の円筒カソード電極を有するプラズマＣ
ＶＤ法の一例横断面を示す構成模式図である。

【図４】本発明の円筒状カソード電極を有し、対向電極
も複数本存在するプラズマＣＶＤ法の一例を示す模式図
である。

【図５】本発明の誘電体部材反応容器および円筒状カソ
ード電極を有し、対向電極も複数本存在するプラズマＣ
ＶＤ法の一例を示す模式図である。

【図６】本発明の回路を有し、平行平板型のプラズマＣ
ＶＤ法の一例を示す模式図である。

【図７】ロール状の被成膜処理基体の模式図である。

【図８】従来の平行平板型のプラズマＣＶＤ法である。

【図９】特開昭６０−１８６８４９号公報のプラズマＣ
ＶＤ法の縦断面を示す模式図である。

【図１０】特開昭６０−１８６８４９号公報のプラズマ
ＣＶＤ法の横断面を示す模式図である。

【図１１】反応容器が誘電体部材で構成され、ガス導入
管を反応容器に埋め込んで構成した装置の一例を示す模
式図である。

【符号の説明】

１００：反応容器１０１：カソード電極１０２：被成膜基体１０３：基体ホルダー１０４：加熱ヒータ１０５：高周波電源１０６：整合回路１０７：真空排気手段１０８：ガス供給手段１０９：誘電体部材１１０：モーター１１１：絶縁材料１１２：ガス供給管１１３：アースシールドＡ：本発明回路

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】減圧可能な反応容器と、前記反応容器内に
プラズマＣＶＤの原料ガスを供給する原料ガス供給手段
と、前記反応容器内に配された基体保持手段と、前記反
応容器内の反応後のガスを排気する排気手段と、前記反
応容器内に配されたプラズマ発生用高周波電極と、前記
プラズマ発生用高周波電極に高周波電力を印加する高周
波電源とを有し、前記高周波電源からの高周波電力を前
記プラズマ発生用高周波電極に供給してプラズマを発生
させ、前記原料ガス供給手段によって前記反応容器内に
供給された原料ガスを分解して前記基体保持手段で保持
される基体上に堆積膜を形成するプラズマ処理装置にお
いて、前記プラズマ発生用高周波電極の高周波電力給電点の反
対側に、可変高圧真空コンデンサを介して接地された整
合回路と、該整合回路と前記プラズマ発生用高周波電極
との間に配された可変高圧真空コンデンサを有する位相
制御回路とを備え、前記整合回路と前記位相制御回路の
両コンデンサの容量をそれぞれ制御することによって、
該両コンデンサの容量の総和量を一定の範囲で可変的に
制御可能としたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】前記可変的に制御される範囲が、前記両コ
ンデンサの容量の総和量の±３０％以内の範囲にあるこ
とを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】前記整合回路の可変高圧真空コンデンサと
接地部分とのリアクタンス、または給電点の反対側の先
端部分における接地部分とのリアクタンスを、接地まで
の線路の距離及び／又は該コンデンサの静電容量により
調整することを特徴とする請求項１または請求項２に記
載のプラズマ処理装置。
【請求項４】前記位相制御回路の可変高圧真空コンデン
サとカソード電極の間のリアクタンスを、該コンデンサ
と該カソード電極までの距離又は、該コンデンサの静電
容量により調節することを特徴とする請求項１〜請求項
３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】前記高周波電力は、その周波数が３０〜６
００ＭＨｚの範囲にあることを特徴とする請求項１〜請
求項４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】前記プラズマ発生用高周波電極は、表面が
誘電体で覆われていることを特徴とする請求項１〜請求
項５のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】前記反応容器が誘電体部材で構成されてお
り、誘電体部材の外部大気側にプラズマ発生用高周波電
極が存在することを特徴とする請求項１〜請求項６のい
ずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】前記誘電体部材で構成された反応容器にお
いて、該反応容器内部に前記原料ガスを供給するガス供
給管が埋め込まれていることを特徴とする請求項７に記
載のプラズマ処理装置。
【請求項９】前記プラズマ発生用高周波電極が円筒状で
あることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１
項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】前記プラズマ発生用高周波電極を複数本
有し、該複数本のプラズマ発生用高周波電極に同一高周
波電源より高周波電力を供給する構成を備えていること
を特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載
のプラズマ処理装置。
【請求項１１】前記基体が円筒状であることを特徴とす
る請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のプラズ
マ処理装置。
【請求項１２】前記円筒状基体が、回転可能であること
を特徴とする請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１３】前記基体が同心円上に複数個配置される
ように構成されていることを特徴とする請求項１〜請求
項１２のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】複数本の基体が同一円周上に配置され、
同一電源または別電源より高周波電力を分割して供給さ
れる複数本のプラズマ発生用高周波電極が、前記基体の
外側の同一円周上に、該基体に対して直線距離で等距離
に設置されていることを特徴とする請求項１〜請求項１
３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１５】前記被処理基体が平板上であり、前記基
体と前記複数個のカソード電極とが対向していることを
特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の
プラズマ処理装置。
【請求項１６】前記被処理基体が成膜時に保持ロールよ
り送り出され、巻き取りロールにより巻き取られるシー
ト状基体であり、シート状基体に対して平行に単数また
は複数の高周波電極が配置されていることを特徴とする
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のプラズマ処
理装置。
【請求項１７】減圧可能な反応容器を備え、該反応容器
内に配されたプラズマ発生用高周波電極に高周波電源か
らの高周波電力を供給してプラズマを発生させ、前記反
応容器内に供給された原料ガスを分解し、前記反応容器
内に配された基体保持手段によって保持された基体上に
堆積膜を形成するプラズマ処理方法において、前記プラズマ発生用高周波電極の高周波電力給電点の反
対側に、可変高圧真空コンデンサを介して接地された整
合回路と、該整合回路と前記プラズマ発生用高周波電極
との間に配された可変高圧真空コンデンサを有する位相
制御回路とを備え、前記整合回路と前記位相制御回路の
両コンデンサの容量をそれぞれ制御することによって、
該両コンデンサの容量の総和量を一定の範囲で可変的に
制御し、反応容器内に配されたプラズマ発生用高周波電
極に伝般される高周波電力の位相を制御しつつ堆積膜を
形成することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１８】前記可変的に制御される範囲が、前記両
コンデンサの容量の総和量の±３０％以内の範囲にある
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１９】前記整合回路の可変高圧真空コンデンサ
と接地部分とのリアクタンス、または給電点の反対側の
先端部分における接地部分とのリアクタンスを、接地ま
での線路の距離及び／又は該コンデンサの静電容量によ
り調整することを特徴とする請求項１７または請求項１
８に記載のプラズマ処理方法。
【請求項２０】前記位相制御回路の可変高圧真空コンデ
ンサとカソード電極の間のリアクタンスを、該コンデン
サと該カソード電極までの距離又は、該コンデンサの静
電容量により調節することを特徴とする請求項１７〜請
求項１９のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項２１】前記高周波電力は、その周波数が３０〜
６００ＭＨｚの範囲にあることを特徴とする請求項１７
〜請求項２０のいずれか１項に記載のプラズマ処理方
法。
【請求項２２】前記プラズマ発生用高周波電極は、表面
が誘電体で覆われていることを特徴とする請求項１７〜
請求項２１のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項２３】前記反応容器が誘電体部材で構成されて
おり、誘電体部材の外部大気側にプラズマ発生用高周波
電極が存在することを特徴とする請求項１７〜請求項２
２のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項２４】前記誘電体部材で構成された反応容器に
おいて、該反応容器内部に前記原料ガスを供給するガス
供給管が埋め込まれていることを特徴とする請求項２３
に記載のプラズマ処理方法。
【請求項２５】前記プラズマ発生用高周波電極が円筒状
であることを特徴とする請求項１７〜請求項２４のいず
れか１項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項２６】前記プラズマ発生用高周波電極を複数本
有し、該複数本のプラズマ発生用高周波電極に同一高周
波電源より高周波電力を供給する構成を備えていること
を特徴とする請求項１７〜請求項２５のいずれか１項に
記載のプラズマ処理方法。
【請求項２７】前記基体が円筒状であることを特徴とす
る請求項１７〜請求項２６のいずれか１項に記載のプラ
ズマ処理方法。
【請求項２８】前記円筒状基体が、回転可能であること
を特徴とする請求項２７に記載のプラズマ処理方法。
【請求項２９】前記基体が同心円上に複数個配置される
ように構成されていることを特徴とする請求項１７〜請
求項２８のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３０】複数本の基体が同一円周上に配置され、
同一電源または別電源より高周波電力を分割して供給さ
れる複数本のプラズマ発生用高周波電極が、前記基体の
外側の同一円周上に、該基体に対して直線距離で等距離
に設置されていることを特徴とする請求項１７〜請求項
２９のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３１】前記被処理基体が平板上であり、前記基
体と前記複数個のカソード電極とが対向していることを
特徴とする請求項１７〜請求項２４のいずれか１項に記
載のプラズマ処理方法。
【請求項３２】前記被処理基体が成膜時に保持ロールよ
り送り出され、巻き取りロールにより巻き取られるシー
ト状基体であり、シート状基体に対して平行に単数また
は複数の高周波電極が配置されていることを特徴とする
請求項１７〜請求項２４のいずれか１項に記載のプラズ
マ処理方法。