JP2002008894A - Plasma treatment device and plasma lighting method - Google Patents
Plasma treatment device and plasma lighting methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、被処理物の表面に
存在する有機物等の異物のクリーニング、レジストの剥
離、有機フィルムの密着性の改善、金属酸化物の還元、
製膜、表面改質などのプラズマ処理に利用されるプラズ
マを発生させるためのプラズマ処理装置、及びこれのプ
ラズマ点灯方法に関するものであり、特に、精密な接合
が要求される電子部品の表面のクリーニングに好適に応
用されるものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to cleaning of foreign substances such as organic substances present on the surface of an object to be processed, peeling of resist, improvement of adhesion of an organic film, reduction of metal oxide,
The present invention relates to a plasma processing apparatus for generating plasma used for plasma processing such as film formation and surface modification, and a plasma lighting method for the plasma processing apparatus. In particular, cleaning of the surface of an electronic component that requires precise bonding It is preferably applied to
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、大気圧下でプラズマ処理を行
うことが試みられている。例えば、特開平２−１５１７
１号公報や特開平３−２４１７３９号公報や特開平１−
３０６５６９号公報には、反応容器内の放電空間に一対
のプラズマ生成用電極を配置すると共にプラズマ生成用
電極の間に誘電体を設け、放電空間をＨｅ（ヘリウム）
やＡｒ（アルゴン）などの希ガスを主成分とするプラズ
マ生成用ガスで充満し、反応容器に被処理物を入れると
共にプラズマ生成用電極の間に交流電圧を印加するよう
にしたプラズマ処理方法が開示されており、誘電体が配
置されたプラズマ生成用電極の間のプラズマ生成部に交
流電圧を印加することにより安定的にグロー放電を発生
させ、このグロー放電によりプラズマ生成用ガスを励起
して反応容器内にプラズマを生成し、このプラズマによ
り被処理物の処理を行うようにしたものである。2. Description of the Related Art Conventionally, attempts have been made to perform plasma processing under atmospheric pressure. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 1, JP-A-3-241739 and JP-A-1-241.
Japanese Patent No. 306569 discloses a method in which a pair of plasma generation electrodes is arranged in a discharge space in a reaction vessel, a dielectric is provided between the plasma generation electrodes, and the discharge space is made of He (helium).
A plasma processing method of filling a reaction vessel with an object to be processed and applying an AC voltage between the electrodes for plasma generation, which is filled with a plasma generation gas mainly containing a rare gas such as Ar or argon (Ar). It is disclosed that a glow discharge is generated stably by applying an AC voltage to a plasma generation unit between the plasma generation electrodes on which the dielectric is disposed, and the plasma generation gas is excited by the glow discharge. A plasma is generated in a reaction vessel, and the object to be processed is processed by the plasma.
【０００３】また、被処理物の特定の部分のみにプラズ
マ処理を行うために、特開平４−３５８０７６号公報、
特開平３−２１９０８２号公報、特開平４−２１２２５
３号公報、特開平６−１０８２５７号公報、特願平１０
−３４４７３５号の願書に最初に添付した明細書及び図
面などに開示されているような、大気圧下でグロー放電
によりプラズマ（特にプラズマの活性種）を被処理物に
ジェット状に吹き出してプラズマ処理することが行われ
ている。このようなプラズマ処理装置としては、例え
ば、図７（ａ）に示すようなものが例示することができ
る。In order to perform plasma processing only on a specific portion of an object to be processed, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-358076 discloses a method.
JP-A-3-219082, JP-A-4-21225
No. 3, JP-A-6-108257, Japanese Patent Application No. 10
As disclosed in the specification and drawings attached to the application of No. 344735, plasma (especially active species of plasma) is jetted out to a workpiece by glow discharge under atmospheric pressure to perform plasma processing. That is being done. As such a plasma processing apparatus, for example, the one shown in FIG. 7A can be exemplified.
【０００４】２は筒状の反応容器であって、反応容器２
の上端はガス供給口１０として開口されていると共に反
応容器２の下端は吹き出し口１として開口されている。
また、反応容器２の外周に上下一対のプラズマ生成用電
極３、４が設けられており、反応容器２内においてプラ
ズマ生成用電極３、４の間に対応する空間がプラズマ生
成部１３として形成されている。また、一方のプラズマ
生成用電極３はプラズマ生成用電源１１とインピーダン
ス整合回路１２を介して電気的に接続されていると共に
他方のプラズマ生成用電極４は接地されている。インピ
ーダンス整合回路１２は可変コンデンサとインダクタを
備えた回路であって、このようなインピーダンス整合回
路１２を介してプラズマ生成用電源１１からプラズマ生
成部１３に高周波電圧を印加することによって、プラズ
マ生成部１３に印加される電圧が１３．６５ＭＨｚに代
表されるような高周波電圧であっても、インピーダンス
整合回路１２によりプラズマ生成部１３とプラズマ生成
用電源１１の間のインピーダンス整合を得ることがで
き、効率よくプラズマを生成することができるのであ
る。[0004] Reference numeral 2 denotes a cylindrical reaction vessel.
The upper end is opened as a gas supply port 10, and the lower end of the reaction vessel 2 is opened as an outlet 1.
A pair of upper and lower plasma generating electrodes 3 and 4 is provided on the outer periphery of the reaction container 2, and a space corresponding to the space between the plasma generating electrodes 3 and 4 in the reaction container 2 is formed as a plasma generating unit 13. ing. One plasma generation electrode 3 is electrically connected to a plasma generation power supply 11 via an impedance matching circuit 12, and the other plasma generation electrode 4 is grounded. The impedance matching circuit 12 is a circuit including a variable capacitor and an inductor. By applying a high-frequency voltage from the plasma generation power supply 11 to the plasma generation unit 13 through the impedance matching circuit 12, the impedance matching circuit 12 , The impedance matching circuit 12 can obtain impedance matching between the plasma generation unit 13 and the power supply 11 for plasma generation even when the voltage applied to the power supply is a high frequency voltage represented by 13.65 MHz. Plasma can be generated.
【０００５】このようなプラズマ処理装置でプラズマ処
理を行うにあたっては、ガス供給口１０から反応容器２
内にプラズマ生成用ガスを導入すると共にプラズマ生成
用電極３、４を介してプラズマ生成用電源１１で発生さ
せた高周波電圧をプラズマ生成部１３に印加することに
よって、プラズマ生成部１３にプラズマを点灯させて放
電を開始させ、この後、プラズマ生成部１３に高周波電
圧を印加し続けることによってプラズマ生成部１３でプ
ラズマを連続的に生成し、このプラズマをプラズマ生成
部１３から流下させて反応容器２の吹き出し口１から吹
き出し、吹き出し口１の下側に配置される被処理物にプ
ラズマを吹き付けるようにするのである。[0005] When plasma processing is performed by such a plasma processing apparatus, a reaction vessel 2 is supplied from a gas supply port 10.
The plasma generating gas is supplied to the plasma generating unit 13, and a high frequency voltage generated by the plasma generating power source 11 is applied to the plasma generating unit 13 through the plasma generating electrodes 3 and 4, thereby lighting the plasma in the plasma generating unit 13. Then, the plasma is continuously generated by the plasma generation unit 13 by continuously applying a high-frequency voltage to the plasma generation unit 13, and the plasma is caused to flow down from the plasma generation unit 13, and the reaction vessel 2 is discharged. The plasma is blown out from the blowout port 1 to the workpiece to be disposed below the blowout port 1.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記のようなプラズマ
処理装置においては、大気圧近傍の圧力条件下（９３．
３〜１０６．７ｋＰａ（７００〜８００Ｔｏｒｒ））で
の放電であるため、プラズマを点灯させて放電を開始さ
せるには一般的に１ｋＶを超える高電圧をプラズマ生成
部１３に印加しなければならないが、これに伴って、イ
ンピーダンス整合回路１２にも高電圧が印加されること
になる。従って、インピーダンス整合回路１２の可変コ
ンデンサ(通常は空気バリコン)内でアークが発生してし
まい、プラズマが点灯せずにプラズマ処理装置の始動不
良が発生することがあった。また、この問題を解決する
手法の一つとしては、インピーダンス整合回路１２で使
用する可変コンデンサを、いわゆる、真空バリコンのよ
うな高耐圧バリコンにすれば良いが、プラズマ処理装置
のコストが高くなるという問題があった。In the above-described plasma processing apparatus, a pressure condition near atmospheric pressure (93.
Since the discharge is performed at 3 to 106.7 kPa (700 to 800 Torr), a high voltage generally exceeding 1 kV must be applied to the plasma generation unit 13 to turn on the plasma and start the discharge. Accordingly, a high voltage is also applied to the impedance matching circuit 12. Therefore, an arc may be generated in the variable capacitor (normally, an air variable condenser) of the impedance matching circuit 12, and the plasma may not be turned on, and a starting failure of the plasma processing apparatus may occur. In addition, as one method of solving this problem, the variable capacitor used in the impedance matching circuit 12 may be a so-called high-voltage variable capacitor such as a vacuum variable capacitor, but the cost of the plasma processing apparatus increases. There was a problem.
【０００７】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、プラズマの点灯が確実に行えて始動が良好であ
り、しかも安価なプラズマ処理装置を提供することを目
的とするものである。また本発明は、プラズマの点灯が
確実に行えて始動が良好なプラズマ点灯方法を提供する
ことを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an inexpensive plasma processing apparatus that can reliably start plasma and can start well. Another object of the present invention is to provide a plasma lighting method in which plasma lighting can be performed reliably and starting is good.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
プラズマ処理装置は、大気圧近傍の圧力下で、片側を吹
き出し口１として開放させた反応容器２内で高周波放電
プラズマを生成し、生成したプラズマを反応容器２の吹
き出し口１よりジェット状に吹き出すプラズマ処理装置
において、プラズマを点灯するための点灯手段５を備え
て成ることを特徴とするものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus for generating a high-frequency discharge plasma in a reaction vessel 2 having one side opened as a blow-out port 1 under a pressure near atmospheric pressure. A plasma processing apparatus which blows out generated plasma in a jet form from a blowing port 1 of a reaction vessel 2 is characterized by comprising lighting means 5 for lighting plasma.
【０００９】また本発明の請求項２に係るプラズマ処理
装置は、請求項１の構成に加えて、反応容器２内に高周
波電圧を印加するためのプラズマ生成用電極３、４を、
反応容器２の外面に接触させて設けて成ることを特徴と
するものである。According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the plasma generating electrodes 3 and 4 for applying a high-frequency voltage to the reaction vessel 2 are provided.
It is characterized by being provided in contact with the outer surface of the reaction vessel 2.
【００１０】また本発明の請求項３に係るプラズマ処理
装置は、請求項１又は２の構成に加えて、点灯手段５と
して、プラズマが生成される部分よりも上流側に予備放
電部２１を備えて成ることを特徴とするものである。A plasma processing apparatus according to a third aspect of the present invention, in addition to the structure of the first or second aspect, further comprises a preliminary discharge section 21 as the lighting means 5 upstream of a portion where plasma is generated. It is characterized by comprising.
【００１１】また本発明の請求項４に係るプラズマ処理
装置は、請求項３の構成に加えて、大気圧近傍の圧力下
において放電開始電圧の低いガスを予備放電部２１に導
入することを特徴とするものである。According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the third aspect, a gas having a low discharge starting voltage is introduced into the preliminary discharge section 21 at a pressure near the atmospheric pressure. It is assumed that.
【００１２】また本発明の請求項５に係るプラズマ処理
装置は、請求項１又は２の構成に加えて、点灯手段５と
して、反応容器２内に直流の高電圧を印加するための点
灯回路２２を備えて成ることを特徴とするものである。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the plasma processing apparatus according to the first or second aspect, wherein the lighting means includes a lighting circuit for applying a high DC voltage to the reaction vessel as the lighting means. It is characterized by comprising.
【００１３】また本発明の請求項６に係るプラズマ処理
装置は、請求項５の構成に加えて、プラズマが点灯した
後に、点灯回路２２による直流の高電圧の印加を遮断可
能に形成して成ることを特徴とするものである。A plasma processing apparatus according to a sixth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the fifth aspect, is formed so that the application of a high DC voltage by the lighting circuit 22 can be cut off after the plasma is turned on. It is characterized by the following.
【００１４】また本発明の請求項７に係るプラズマ処理
装置は、請求項１又は２の構成に加えて、点灯手段５と
して、反応容器２内に挿入可能な導電性部材２３を備え
て成ることを特徴とするものである。According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the first or second aspect, the plasma processing apparatus further comprises a conductive member 23 which can be inserted into the reaction vessel 2 as the lighting means 5. It is characterized by the following.
【００１５】また本発明の請求項８に係るプラズマ処理
装置は、請求項７の構成に加えて、反応容器２に対して
導電性部材２３を入出移動自在に形成して成ることを特
徴とするものである。An eighth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the seventh aspect, is characterized in that the conductive member 23 is formed so as to be movable in and out of the reaction vessel 2. Things.
【００１６】また本発明の請求項９に係るプラズマ処理
装置は、請求項１又は２の構成に加えて、点灯手段５と
して、プラズマ点灯時に反応容器２内のガスの放電開始
電圧よりも高い電圧を短時間印加可能なプラズマ生成用
電源１１を備えて成ることを特徴とするものである。According to a ninth aspect of the present invention, in the plasma processing apparatus according to the first or second aspect, the lighting means 5 includes a voltage higher than a discharge starting voltage of the gas in the reaction vessel 2 when the plasma is lit. Is provided with a plasma generation power supply 11 capable of applying a short period of time.
【００１７】本発明の請求項１０に係るプラズマ点灯方
法は、請求項１乃至９のいずれかに記載のプラズマ処理
装置において、点灯手段５により反応容器２内の大気圧
近傍の圧力下のガスをプラズマ化してプラズマを点灯さ
せることを特徴とするものである。A plasma lighting method according to a tenth aspect of the present invention is the plasma processing apparatus according to any one of the first to ninth aspects, wherein the lighting means 5 emits a gas under a pressure near the atmospheric pressure in the reaction vessel 2. It is characterized by turning on plasma by turning it into plasma.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。Embodiments of the present invention will be described below.
【００１９】図１に実施の形態の一例を示す。このプラ
ズマ処理装置は、反応容器２、プラズマ生成用電極３、
４、プラズマ生成用電源１１、インピーダンス整合回路
１２及び点灯手段５などを備えて形成されている。FIG. 1 shows an example of the embodiment. The plasma processing apparatus includes a reaction vessel 2, a plasma generation electrode 3,
4, a plasma generation power supply 11, an impedance matching circuit 12, a lighting means 5, and the like.
【００２０】反応容器２は、石英、アルミナ、イットリ
ア部分安定化ジルコニウムなどのガラス質材料やセラミ
ック材料などの高融点の絶縁材料（誘電体材料）を用い
て、円筒状あるいは角筒状に形成されている。また、反
応容器２の側面にはガス導入管３０が一体的に突設され
ている。そして、反応容器２の上端面が第一ガス導入口
３１として開口されていると共にガス導入管３０の先端
が第二ガス導入口３２として開口されている。また、反
応容器２の下端面は吹き出し口１として開口されてい
る。The reaction vessel 2 is formed in a cylindrical shape or a rectangular cylindrical shape using a high-melting-point insulating material (dielectric material) such as a vitreous material such as quartz, alumina, and partially stabilized zirconium yttria or a ceramic material. ing. Further, a gas introduction pipe 30 is integrally provided on the side surface of the reaction vessel 2 so as to protrude therefrom. The upper end surface of the reaction vessel 2 is opened as a first gas inlet 31 and the tip of the gas inlet tube 30 is opened as a second gas inlet 32. Further, the lower end surface of the reaction vessel 2 is opened as a blowout port 1.
【００２１】この反応容器２には対をなす（一対の）プ
ラズマ生成用電極３、４が設けられている。プラズマ生
成用電極３、４は、例えば、銅、アルミニウム、真鍮、
耐食性の高いステンレス鋼（ＳＵＳ３０４など）などの
導電性の金属材料で形成することができる。また、プラ
ズマ生成用電極３、４は環状（リング状）に形成されて
いるが、その形状（特に内周形状）は反応容器２の形状
（特に外周形状）に対応して形成されている。すなわ
ち、反応容器２が円筒状に形成されている場合はプラズ
マ生成用電極３、４は円環状に形成され、反応容器２が
角筒状に形成されている場合はプラズマ生成用電極３、
４は角環状に形成されるものである。The reaction vessel 2 is provided with a pair (a pair) of electrodes 3 and 4 for plasma generation. The electrodes 3 and 4 for plasma generation are, for example, copper, aluminum, brass,
It can be formed of a conductive metal material such as stainless steel having high corrosion resistance (such as SUS304). Further, the plasma generating electrodes 3 and 4 are formed in a ring shape (ring shape), and the shape (particularly the inner peripheral shape) is formed corresponding to the shape of the reaction vessel 2 (particularly the outer peripheral shape). That is, when the reaction vessel 2 is formed in a cylindrical shape, the plasma generating electrodes 3 and 4 are formed in an annular shape, and when the reaction vessel 2 is formed in a rectangular cylindrical shape, the plasma generating electrodes 3 and 4 are formed.
Numeral 4 is formed in an annular shape.
【００２２】そして、吹き出し口１とガス導入管３０の
間において、プラズマ生成用電極３、４の内側に反応容
器２を挿着することによって、反応容器２の外周にプラ
ズマ生成用電極３、４を取り付けることができる。この
時、プラズマ生成用電極３、４の内周面は反応容器２の
外周面に全周に亘って接触させて配置していると共にプ
ラズマ生成用電極３、４は吹き出し口１に対して上下に
対向させて配置されている。そして、プラズマ生成用電
極３、４の間に対応する位置において反応容器２内の空
間がプラズマ生成部１３として形成されている。また、
プラズマ生成用電極３、４の間隔はプラズマを安定に生
成するために３〜２０ｍｍに設定するのが好ましい。こ
れらプラズマ生成用電極３、４はインピーダンス整合回
路１２を介して高周波電圧を発生するためのプラズマ生
成用電源１１に電気的に接続されている。Then, by inserting the reaction vessel 2 inside the plasma generation electrodes 3 and 4 between the outlet 1 and the gas introduction pipe 30, the plasma generation electrodes 3 and 4 are attached to the outer periphery of the reaction vessel 2. Can be attached. At this time, the inner peripheral surfaces of the plasma generating electrodes 3 and 4 are arranged so as to be in contact with the outer peripheral surface of the reaction vessel 2 over the entire circumference, and the plasma generating electrodes 3 and 4 are vertically moved with respect to the outlet 1. Are arranged to face each other. A space in the reaction vessel 2 is formed as a plasma generation unit 13 at a position corresponding to between the plasma generation electrodes 3 and 4. Also,
The distance between the plasma generating electrodes 3 and 4 is preferably set to 3 to 20 mm in order to generate plasma stably. These plasma generating electrodes 3 and 4 are electrically connected via an impedance matching circuit 12 to a plasma generating power supply 11 for generating a high-frequency voltage.
【００２３】点灯手段５は反応容器２の上部に設けられ
た予備放電部２１により形成されている。予備放電部２
１は、対をなす（一対の）予備放電電極３３、３４と反
応容器２内の上部の空間である予備放電空間３５と予備
放電電源３６とを備えて形成されている。予備放電電極
３３、３４はガス導入管３０よりも上側において反応容
器２の外面に接触させて設けられており、予備放電電極
３３と予備放電電極３４は反応容器２を挟んで対向する
ように配置されている。予備放電電極３３、３４はプラ
ズマ生成用電極３、４と同種の材料で形成することがで
きる。また、予備放電空間３５は予備放電電極３３、３
４の間における反応容器２内の空間で形成されるもので
ある。従って、予備放電空間３５はプラズマ生成部１３
と連通するようにその上流側（上側）に形成されるもの
であり、また、予備放電空間３５は第一ガス導入口３１
と連通するようにその下流側（下側）に形成されるもの
である。予備放電電源３６は上記のプラズマ生成用電源
１１と同様のものを用いることができ、一方の予備放電
電極３３に接続されている。また、他方の予備放電電極
３４は接地されている。The lighting means 5 is formed by a preliminary discharge section 21 provided on the upper part of the reaction vessel 2. Pre-discharge unit 2
1 is provided with a pair of (a pair of) pre-discharge electrodes 33 and 34, a pre-discharge space 35 which is an upper space in the reaction vessel 2, and a pre-discharge power supply 36. The preliminary discharge electrodes 33 and 34 are provided in contact with the outer surface of the reaction vessel 2 above the gas inlet tube 30, and the preliminary discharge electrodes 33 and the preliminary discharge electrodes 34 are arranged so as to face each other with the reaction vessel 2 interposed therebetween. Have been. The preliminary discharge electrodes 33 and 34 can be formed of the same material as the plasma generating electrodes 3 and 4. The pre-discharge space 35 includes pre-discharge electrodes 33, 3
4 is formed in the space in the reaction vessel 2 between the four. Therefore, the preliminary discharge space 35 is
The pre-discharge space 35 is formed on the upstream side (upper side) so as to communicate with the first gas inlet 31.
It is formed on the downstream side (lower side) so as to communicate with. The pre-discharge power supply 36 may be the same as the above-described plasma generation power supply 11, and is connected to one of the pre-discharge electrodes 33. The other pre-discharge electrode 34 is grounded.
【００２４】プラズマ生成用ガスとして不活性ガス（希
ガス）あるいは不活性ガスと反応ガスの混合気体を用い
る。不活性ガスとしては、ヘリウム、アルゴン、ネオ
ン、クリプトンなどを単独で使用したりあるいは二種類
以上を併用したりすることができるが、放電の安定性や
経済性を考慮すると、アルゴンやヘリウムを用いるのが
好ましい。また反応ガスの種類は処理の内容によって任
意に選択することができる。例えば、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
などの還元性ガスを用いることができる。反応ガスの添
加量は不活性ガスの全量に対して１０重量％以下、好ま
しくは０．１〜５重量％の範囲である。反応ガスの添加
量が０．１重量％未満であれば、処理効果が低くなる恐
れがあり、反応ガスの添加量が１０重量％を超えると、
放電が不安定になる恐れがある。An inert gas (rare gas) or a mixed gas of an inert gas and a reaction gas is used as the plasma generating gas. As the inert gas, helium, argon, neon, krypton, etc. can be used alone or in combination of two or more, but in consideration of discharge stability and economic efficiency, argon or helium is used. Is preferred. The type of the reaction gas can be arbitrarily selected depending on the content of the treatment. For example, when performing cleaning of an organic substance present on the surface of the object to be processed, removal of a resist, etching of an organic film, and the like, oxygen, air,
It is preferable to use an oxidizing gas such as CO 2 and N 2 O.
In addition, a fluorine-based gas such as CF 4 can be appropriately used as a reaction gas. When etching silicon or the like, it is effective to use this fluorine-based gas. In the case of reducing a metal oxide, a reducing gas such as hydrogen or ammonia can be used. The amount of the reaction gas added is 10% by weight or less, preferably 0.1 to 5% by weight, based on the total amount of the inert gas. If the addition amount of the reaction gas is less than 0.1% by weight, the treatment effect may be reduced. If the addition amount of the reaction gas exceeds 10% by weight,
Discharge may become unstable.
【００２５】上記のような本発明のプラズマ処理装置を
用いて大気圧近傍の圧力下でプラズマ処理を行うにあた
っては、次のようにして行う。まず、矢印ハで示すよう
に、プラズマ生成用ガスのうち電離しやすくて放電開始
電圧が低いガスを第一ガス導入口３１から予備放電部２
１の予備放電空間３５に導入する。放電開始電圧が低い
ガスとしてはプラズマ生成用ガスを構成するガスのうち
最も放電開始電圧が低いものを選択すればよいが、ヘリ
ウムを用いる場合はこれを放電開始電圧が低いガスとす
ることができる。次に、予備放電電極３３、３４を介し
て予備放電電源３６で発生させた高周波電圧を予備放電
空間３５に印加することによって、予備放電空間３５で
予備放電プラズマ５０が生成される。この予備放電プラ
ズマ５０中には予備放電空間３５に導入された上記のガ
スから電子などの荷電粒子が生成される。ここで、予備
放電空間３５に印加される電圧は０．５〜１ｋＶにする
ことができる。When performing the plasma processing under the pressure near the atmospheric pressure using the above-described plasma processing apparatus of the present invention, the plasma processing is performed as follows. First, as indicated by an arrow C, a gas that is easily ionized and has a low discharge start voltage among the plasma generation gases is supplied from the first gas inlet 31 to the preliminary discharge unit 2.
Introduced into one pre-discharge space 35. As the gas having a low discharge start voltage, a gas having the lowest discharge start voltage among the gases constituting the plasma generating gas may be selected, but when helium is used, this gas can be used as a gas having a low discharge start voltage. . Next, a pre-discharge plasma 50 is generated in the pre-discharge space 35 by applying a high-frequency voltage generated by the pre-discharge power supply 36 to the pre-discharge space 35 via the pre-discharge electrodes 33 and 34. In the preliminary discharge plasma 50, charged particles such as electrons are generated from the gas introduced into the preliminary discharge space 35. Here, the voltage applied to the preliminary discharge space 35 can be set to 0.5 to 1 kV.
【００２６】この後、予備放電空間３５で生成された荷
電粒子はガス流れに沿って反応容器２内を上から下へ流
れてプラズマ生成部１３に導入される。また、矢印ニで
示すように、プラズマ生成用ガスのうち放電開始電圧が
低いガス以外の他のガス（ヘリウム以外のアルゴンなど
の希ガス及び反応性ガス）を第二ガス導入口３２からガ
ス導入管３１を通じて反応容器２内に導入し、荷電粒子
と一緒にプラズマ生成部１３に導入する。次に、プラズ
マ生成用電極３、４を介してプラズマ生成用電源１１で
発生させた高周波電圧をプラズマ生成部１３に印加する
ことによって、プラズマ生成部１３でグロー状の放電を
発生させてプラズマ（高周波放電プラズマ）を生成す
る。この時、プラズマ生成部１３（プラズマ生成用電極
３、４の間）に印加する高周波電圧はプラズマ点灯後に
プラズマ生成部１３でプラズマを安定して連続的に生成
するのに必要な電圧であって、０．５〜１ｋＶである。Thereafter, the charged particles generated in the preliminary discharge space 35 flow from top to bottom in the reaction vessel 2 along the gas flow, and are introduced into the plasma generation unit 13. Further, as indicated by the arrow d, another gas (a rare gas such as argon other than helium and a reactive gas) other than the gas having a low firing voltage among the plasma generating gases is introduced from the second gas inlet 32. It is introduced into the reaction vessel 2 through the tube 31 and is introduced into the plasma generating unit 13 together with the charged particles. Next, a high-frequency voltage generated by the plasma generation power supply 11 is applied to the plasma generation unit 13 through the plasma generation electrodes 3 and 4, thereby generating a glow-like discharge in the plasma generation unit 13 and causing the plasma ( (High-frequency discharge plasma). At this time, the high frequency voltage applied to the plasma generation unit 13 (between the plasma generation electrodes 3 and 4) is a voltage necessary for the plasma generation unit 13 to generate plasma stably and continuously after plasma lighting. , 0.5 to 1 kV.
【００２７】この後、プラズマ生成部１３で生成された
プラズマを吹き出し口１から下方にジェット状（連続
的）に流出させて吹き出し口１の下側に配置された被処
理物の表面にプラズマを吹き付けるようにする。このよ
うにして被処理物のプラズマ処理を行うことができる。
尚、プラズマを連続的に安定して生成するために、プラ
ズマ生成部１３に印加される高周波電圧の周波数は１ｋ
Ｈｚ〜２００ＭＨｚに、プラズマ生成部１３に印加され
る印加電力の密度は２０〜３５００Ｗ／ｃｍ3にそれぞ
れ設定するのが好ましい。印加電力の密度（Ｗ／ｃ
ｍ3）は、（印加電力／プラズマ生成部１３の体積）で
定義される。Thereafter, the plasma generated by the plasma generating unit 13 is jetted downward (continuously) from the outlet 1 in a jet state, and the plasma is applied to the surface of the workpiece disposed below the outlet 1. Spray it. In this manner, plasma processing of the object can be performed.
Note that the frequency of the high-frequency voltage applied to the plasma generation unit 13 is 1 k in order to generate plasma continuously and stably.
It is preferable that the density of the applied power applied to the plasma generation unit 13 be set to 20 to 3500 W / cm 3 , respectively. Density of applied power (W / c
m 3 ) is defined by (applied power / volume of plasma generation unit 13).
【００２８】上記のような本発明のプラズマ処理装置で
は、プラズマを点灯させるための点灯手段５を外部手段
（プラズマ生成用電極３、４やプラズマ生成用電源１１
やインピーダンス整合回路１２以外の手段）として備え
るので、点灯手段５によりプラズマを点灯させることに
よって、インピーダンス整合回路１２に高電圧がかから
ないようにしてプラズマ生成部１３にプラズマを点灯さ
せることができ、インピーダンス整合回路１２の可変コ
ンデンサ内でのアークが防止され、プラズマの点灯が確
実に行えて始動が良好になるものである。従って、イン
ピーダンス整合回路１２に真空バリコンのような高耐圧
バリコンを用いる必要がなく、プラズマ処理装置を安価
に形成することができるものである。In the plasma processing apparatus of the present invention as described above, the lighting means 5 for lighting the plasma is connected to the external means (the electrodes 3 and 4 for generating plasma and the power supply 11 for generating plasma).
And means other than the impedance matching circuit 12), and by lighting the plasma by the lighting means 5, it is possible to turn on the plasma in the plasma generation unit 13 without applying a high voltage to the impedance matching circuit 12, and An arc in the variable capacitor of the matching circuit 12 is prevented, the plasma can be reliably turned on, and the starting is improved. Therefore, it is not necessary to use a high withstand voltage variable condenser such as a vacuum variable condenser for the impedance matching circuit 12, and the plasma processing apparatus can be formed at low cost.
【００２９】また、プラズマ生成用電極３、４を反応容
器２の外側において上下に対向させて配置しているプラ
ズマ処理装置においては、これ以外の配置でプラズマ生
成用電極３、４を設けたプラズマ処理装置（例えば、反
応容器２を挟んで対向するようにプラズマ生成用電極
３、４を設けたものなど）に比べて、放電開始電圧が高
くてプラズマが点灯しにくくなっている。すなわち、図
７（ｂ）に示すように、プラズマ生成用電極３、４を反
応容器２の外側において上下に対向させて配置している
場合、プラズマ生成部１３におけるプラズマ生成用電極
３、４の間の距離（矢印イで示す）よりも、反応容器２
外におけるプラズマ生成用電極３、４の間の距離（矢印
ロで示す）の方が短くなるので、プラズマ生成用電源１
１から印加される高周波電圧は主に反応容器２外におい
てプラズマ生成用電極３、４の間に印加されるものであ
る。つまり、プラズマ生成用電源１１から印加される高
周波電圧はプラズマ生成部１３には印加されにくく、プ
ラズマ生成部１３以外の空間に高周波電圧が印加される
割合が大きいものであり、このために、プラズマの点灯
が確実に行えずにプラズマ処理装置の始動が不良なると
いう問題がある。しかしながら、本発明のプラズマ処理
装置では、プラズマを連続的に安定して生成させるため
のプラズマ生成用電極３、４を用いずに、プラズマを点
灯させるための専用の点灯手段５を備えるので、上記の
ようなプラズマ生成用電極３、４の配置によるプラズマ
点灯不良が起こらないようにすることができる。In a plasma processing apparatus in which the plasma generating electrodes 3 and 4 are vertically arranged outside the reaction vessel 2, the plasma generating electrodes 3 and 4 are provided in other arrangements. As compared with a processing apparatus (for example, an apparatus in which the plasma generating electrodes 3 and 4 are provided so as to face each other with the reaction container 2 interposed therebetween), the discharge starting voltage is higher and the plasma is hardly lit. That is, as shown in FIG. 7 (b), when the plasma generating electrodes 3, 4 are vertically arranged outside the reaction vessel 2, the plasma generating electrodes 3, 4 Than the distance between them (indicated by the arrow a)
Since the distance between the plasma generating electrodes 3 and 4 outside (shown by arrow B) is shorter, the plasma generating power source 1
The high frequency voltage applied from 1 is mainly applied between the plasma generating electrodes 3 and 4 outside the reaction vessel 2. That is, the high-frequency voltage applied from the plasma generation power supply 11 is hardly applied to the plasma generation unit 13 and the ratio of the high-frequency voltage applied to the space other than the plasma generation unit 13 is large. There is a problem that the lighting of the plasma processing apparatus cannot be performed reliably and the starting of the plasma processing apparatus is deteriorated. However, the plasma processing apparatus of the present invention does not use the plasma generation electrodes 3 and 4 for generating plasma continuously and stably, but includes the dedicated lighting means 5 for lighting the plasma. It is possible to prevent plasma lighting failure due to the arrangement of the plasma generating electrodes 3 and 4 as described above.
【００３０】また、上記の実施の形態のプラズマ処理装
置は、プラズマを連続的に安定して生成させるプラズマ
生成部１３よりも上流側に点灯手段５として予備放電部
２１を備えるので、予備放電部２１で放電させて荷電粒
子を生成すると共にこの荷電粒子をプラズマ生成部１３
に導入することによって、プラズマ生成部１３での荷電
粒子の密度が高くなってプラズマ生成部１３における放
電開始電圧を低下させることができ、プラズマ生成用電
源１１やプラズマ生成用電極３、４を用いてプラズマ生
成部１３に高電圧の高周波電圧を印加しなくてもプラズ
マを確実に点灯させることができるものである。Further, the plasma processing apparatus of the above-described embodiment includes the preliminary discharge section 21 as the lighting means 5 upstream of the plasma generation section 13 for continuously and stably generating plasma. The discharge is performed at 21 to generate charged particles, and the charged particles are generated by the plasma generation unit 13.
, The density of charged particles in the plasma generation unit 13 is increased, and the discharge starting voltage in the plasma generation unit 13 can be reduced. Thus, the plasma generation power supply 11 and the plasma generation electrodes 3 and 4 are used. Thus, the plasma can be reliably turned on without applying a high-frequency high voltage to the plasma generating unit 13.
【００３１】また、大気圧近傍の圧力下において放電開
始電圧の低いガスを予備放電部２１に導入するので、予
備放電部２１での放電開始電圧も低くすることができ、
プラズマ処理装置全体の耐電圧性能を低くすることがで
きてプラズマ処理装置を安価に形成することができるも
のである。しかも、予備放電部２１の予備放電電極３
３、３４は予備放電空間３５を挟んで対向するように配
置されているので、プラズマを点灯させるための高周波
電圧が予備放電空間３５以外にかかることが少なくなっ
て、予備放電空間３５に効率よく高周波電圧を印加する
ことができるものであり、従って、プラズマ生成用電極
３、４を用いてプラズマを点灯する場合に比べて、予備
放電部２１に大きな放電開始電圧をかける必要がなく、
これによりプラズマ処理装置全体の耐電圧性能を低くす
ることができてプラズマ処理装置を安価に形成すること
ができるものである。Further, since a gas having a low discharge start voltage is introduced into the preliminary discharge section 21 at a pressure close to the atmospheric pressure, the discharge start voltage in the preliminary discharge section 21 can be reduced.
The withstand voltage performance of the entire plasma processing apparatus can be reduced, and the plasma processing apparatus can be formed at low cost. Moreover, the preliminary discharge electrode 3 of the preliminary discharge section 21
Since the electrodes 3 and 34 are arranged to face each other with the pre-discharge space 35 interposed therebetween, it is less likely that a high-frequency voltage for lighting the plasma is applied to portions other than the pre-discharge space 35, so that the pre-discharge space 35 is efficiently applied to the pre-discharge space 35. A high-frequency voltage can be applied, so that it is not necessary to apply a large firing voltage to the preliminary discharge unit 21 as compared with a case where plasma is turned on using the plasma generating electrodes 3 and 4.
As a result, the withstand voltage performance of the entire plasma processing apparatus can be lowered, and the plasma processing apparatus can be formed at low cost.
【００３２】図２に他の実施の形態を示す。このプラズ
マ処理装置は反応容器２及び点灯手段５以外の構成が上
記の実施の形態と同様に形成されている。反応容器２は
上記と同様の絶縁材料を用いて円筒状あるいは角筒状に
形成されており、反応容器２の上端はガス供給口１０と
して開口されていると共に反応容器２の下端は吹き出し
口１として開口されている。また、点灯手段５は反応容
器２内のプラズマ生成部１３に直流の高電圧を印加する
ための点灯回路２２により形成されている。点灯回路２
２は、発生電圧が調整可能な高圧直流電源５１、高周波
電流をカットするためのコイル５２とコンデンサ３７、
及びプラズマ生成用電極３、４への直流電圧の印加をオ
ンオフするためのスイッチ３８を備えて形成されるもの
であり、高圧直流電源５１の一方の極（正極）が上側の
プラズマ生成用電極３に、高圧直流電源５１の他方の極
（負極）が下側のプラズマ生成用電極４にそれぞれ電気
的に接続されている。また、コイル５２及びスイッチ３
８は高圧直流電源５１と直列に接続されて点灯回路２２
に設けられていると共にコンデンサ３７は高圧直流電源
５１と並列に接続されて点灯回路２２に設けられてい
る。FIG. 2 shows another embodiment. This plasma processing apparatus has the same configuration as that of the above embodiment except for the reaction vessel 2 and the lighting means 5. The reaction vessel 2 is formed in the shape of a cylinder or a square tube using the same insulating material as described above. The upper end of the reaction vessel 2 is opened as a gas supply port 10 and the lower end of the reaction vessel 2 is It is opened as. The lighting means 5 is formed by a lighting circuit 22 for applying a high DC voltage to the plasma generating unit 13 in the reaction vessel 2. Lighting circuit 2
2 is a high-voltage DC power supply 51 whose generation voltage is adjustable, a coil 52 and a capacitor 37 for cutting high-frequency current,
And a switch 38 for turning on and off the application of a DC voltage to the plasma generating electrodes 3 and 4. One of the high-voltage DC power sources 51 (positive electrode) is connected to the upper plasma generating electrode 3. The other electrode (negative electrode) of the high-voltage DC power supply 51 is electrically connected to the lower plasma generating electrode 4. The coil 52 and the switch 3
Reference numeral 8 denotes a lighting circuit 22 connected in series with the high-voltage DC power supply 51.
The capacitor 37 is connected to the high-voltage DC power supply 51 in parallel and provided in the lighting circuit 22.
【００３３】このように形成されるプラズマ処理装置で
プラズマ処理を行うにあたっては、次のようにして行
う。まず、ガス供給口１０から反応容器２内にプラズマ
生成用ガスを導入すると共に反応容器２内に導入された
プラズマ生成用ガスを上から下へ流してプラズマ生成部
１３に導入する。次に、プラズマ生成用電極３、４を介
してプラズマ生成用電源１１で発生させた高周波電圧を
プラズマ生成部１３に印加すると共にこれと同時に点灯
回路２２のスイッチ３８を閉じてオンすることによっ
て、プラズマ生成用電極３、４を介して高圧直流電源５
１で発生させた直流の高圧電圧をプラズマ生成部１３に
印加する。このようにしてプラズマ生成用電源１１で発
生させた高周波電圧と高圧直流電源５１で発生させた直
流の高圧電圧を重畳させてプラズマ生成部１３に印加す
ることによって、プラズマ生成部１３にプラズマを点灯
させて放電を開始させる。この後、プラズマ生成部１３
に高周波電圧を印加し続けることによってプラズマ生成
部１３でプラズマ（高周波放電プラズマ）を連続的に生
成し、このプラズマをプラズマ生成部１３から流下させ
て反応容器２の吹き出し口１から吹き出し、吹き出し口
１の下側に配置される被処理物にプラズマを吹き付ける
ようにするのである。The plasma processing performed by the plasma processing apparatus thus formed is performed as follows. First, a plasma generation gas is introduced from the gas supply port 10 into the reaction vessel 2, and the plasma generation gas introduced into the reaction vessel 2 is flowed from top to bottom to be introduced into the plasma generation unit 13. Next, by applying a high-frequency voltage generated by the plasma generation power source 11 via the plasma generation electrodes 3 and 4 to the plasma generation unit 13 and simultaneously closing and turning on the switch 38 of the lighting circuit 22, High-voltage DC power supply 5 via plasma generating electrodes 3 and 4
The DC high voltage generated in step 1 is applied to the plasma generator 13. The high frequency voltage generated by the power supply 11 for plasma generation and the high voltage of the direct current generated by the high-voltage DC power supply 51 are superimposed and applied to the plasma generation unit 13 to turn on the plasma in the plasma generation unit 13. To start the discharge. Thereafter, the plasma generation unit 13
By continuously applying a high-frequency voltage to the plasma, a plasma (high-frequency discharge plasma) is continuously generated in the plasma generation unit 13, and the plasma is caused to flow down from the plasma generation unit 13 and is blown out from the blowout port 1 of the reaction vessel 2. The plasma is blown to the object to be processed disposed below the substrate 1.
【００３４】このプラズマ処理装置では、点灯手段５と
して、反応容器２内に直流の高電圧を印加するための点
灯回路２２を備えるので、プラズマ生成部１３でプラズ
マを点灯させる際に、プラズマ生成用電源１１で発生さ
せた高周波電圧をプラズマ生成部１３に印加するのと同
時に点灯回路２２から直流の高電圧をプラズマ生成部１
３に印加することができ、高周波電圧と直流の高電圧を
重畳させて印加することによりプラズマを確実に点灯さ
せることができるものである。In this plasma processing apparatus, the lighting means 5 is provided with the lighting circuit 22 for applying a high DC voltage to the inside of the reaction vessel 2. At the same time as applying the high-frequency voltage generated by the power supply 11 to the plasma generation unit 13, a high DC voltage is applied from the lighting circuit 22 to the plasma generation unit 1.
3, and the plasma can be reliably turned on by applying the high frequency voltage and the DC high voltage in a superimposed manner.
【００３５】また、上記の点灯回路２２はコイル５２と
コンデンサ３７からなるローパスフィルターを備えるの
で、プラズマ生成用電源１１で発生させた高周波電圧に
より点灯回路２２が破損するのを防止することができる
ものである。すなわち、プラズマ点灯時には、点灯回路
２２が接続されるプラズマ生成用電極３、４にプラズマ
生成用電源１１も同時に接続された状態となるものであ
り、このために、コイル５２やコンデンサ３７が無い場
合は直流回路である点灯回路２２に高周波電流が流れて
高圧直流電源５１等が破損する恐れがある。そこで、上
記の点灯回路２２では高圧直流電源５１への高周波電流
の流れ込みを防止するために、高周波では高インピーダ
ンス素子となるコイル５２を高圧直流電源５１と直列に
接続して設けるようにしたものであり、これにより、高
圧直流電源５１の破損を防止することができるものであ
る。また、このコイル５２だけではカットできない部分
（モレ高周波電流）については、高圧直流電源５１と並
列に接続された高周波的に低インピーダンスなコンデン
サ３７により高圧直流電源５１への高周波電流の流れ込
みを防止し、高圧直流電源５１を保護することができる
ものである。Since the lighting circuit 22 includes a low-pass filter including the coil 52 and the capacitor 37, the lighting circuit 22 can be prevented from being damaged by a high-frequency voltage generated by the power supply 11 for plasma generation. It is. That is, at the time of plasma lighting, the plasma generating power supply 11 is also connected to the plasma generating electrodes 3 and 4 to which the lighting circuit 22 is connected at the same time. The high-frequency current flows through the lighting circuit 22 which is a DC circuit, and the high-voltage DC power supply 51 and the like may be damaged. Therefore, in the lighting circuit 22, in order to prevent a high-frequency current from flowing into the high-voltage DC power supply 51, a coil 52 serving as a high-impedance element at a high frequency is provided in series with the high-voltage DC power supply 51. With this, it is possible to prevent the high-voltage DC power supply 51 from being damaged. In addition, for a portion that cannot be cut by the coil 52 alone (more-high-frequency current), the high-frequency low-impedance capacitor 37 connected in parallel with the high-voltage DC power supply 51 prevents the high-frequency current from flowing into the high-voltage DC power supply 51. And the high-voltage DC power supply 51 can be protected.
【００３６】また、プラズマ点灯後に、点灯回路２２か
ら高圧の直流電圧をプラズマ生成用電極３、４に印加し
続けると、プラズマ生成用電源１１やインピーダンス整
合回路１２などからなる高周波回路に直流バイアスがか
かり、プラズマ処理装置が動作不良を起こす恐れがあ
る。そこで、プラズマ点灯直後にスイッチ３８を開いて
オフすることによって、直流の高圧電圧がプラズマ生成
用電極３、４に印加されるのを遮断（切断）することが
好ましく、これにより、プラズマ処理装置の動作不良を
防止することができるものである。When the high voltage DC voltage is continuously applied to the plasma generating electrodes 3 and 4 from the lighting circuit 22 after the plasma lighting, a DC bias is applied to the high frequency circuit including the plasma generating power supply 11 and the impedance matching circuit 12. As a result, the plasma processing apparatus may malfunction. Therefore, it is preferable to open (turn off) the switch 38 immediately after the plasma is turned on, thereby cutting off (cutting) the application of the DC high voltage to the plasma generating electrodes 3 and 4. The operation failure can be prevented.
【００３７】図３、４に他の実施の形態を示す。このプ
ラズマ処理装置は点灯回路２２からなる点灯手段５を設
けていないことを除いて、図２の実施の形態と同様に形
成されている。また、このプラズマ処理装置は点灯手段
５として導電性部材２３が備えられている。導電性部材
２３はステンレス鋼などの金属板や金属棒で形成される
ものであり、吹き出し口１から反応容器２内に挿入可能
な大きさ及び形状に形成されている。また、矢印ホで示
すように、この導電性部材２３はエアーシリンダなどの
移動手段（図示省略）にて反応容器２の吹き出し口１か
ら入出移動自在に形成されている。FIGS. 3 and 4 show another embodiment. This plasma processing apparatus is formed in the same manner as the embodiment of FIG. 2 except that the lighting means 5 including the lighting circuit 22 is not provided. Further, the plasma processing apparatus is provided with a conductive member 23 as the lighting means 5. The conductive member 23 is formed of a metal plate or a metal rod made of stainless steel or the like, and has a size and a shape that can be inserted into the reaction vessel 2 from the outlet 1. Further, as shown by an arrow E, the conductive member 23 is formed so as to be movable in and out of the outlet 1 of the reaction vessel 2 by a moving means (not shown) such as an air cylinder.
【００３８】このように形成されるプラズマ処理装置で
プラズマ処理を行うにあたっては、次のようにして行
う。まず、導電性部材２３を移動手段により移動させて
吹き出し口１の下側から反応容器２内に挿入し、導電性
部材２３をプラズマ生成部１３に配置する。次に、ガス
供給口１０から反応容器２内にプラズマ生成用ガスを導
入すると共に反応容器２内に導入されたプラズマ生成用
ガスを上から下へ流してプラズマ生成部１３に導入す
る。次に、プラズマ生成用電極３、４を介してプラズマ
生成用電源１１で発生させた高周波電圧をプラズマ生成
部１３に印加する。この時、図３に示すように、プラズ
マ生成用電極３、４と導電性部材２３の間においてプラ
ズマ生成部１３に高周波電圧が直接的に印加されること
になり、プラズマ生成部１３にプラズマを容易に点灯さ
せて放電を開始させることができる。次に、導電性部材
２３を移動手段により移動させて吹き出し口１から反応
容器２外に導出すると共にプラズマ生成部１３に高周波
電圧を印加し続けることによってプラズマ生成部１３で
プラズマ（高周波放電プラズマ）を連続的に生成し、こ
のプラズマをプラズマ生成部１３から流下させて反応容
器２の吹き出し口１から吹き出し、吹き出し口１の下側
に配置される被処理物にプラズマを吹き付けるようにす
るのである。The plasma processing performed by the plasma processing apparatus thus formed is performed as follows. First, the conductive member 23 is moved by the moving means and inserted into the reaction vessel 2 from below the outlet 1, and the conductive member 23 is arranged in the plasma generation unit 13. Next, a gas for plasma generation is introduced into the reaction vessel 2 from the gas supply port 10, and the gas for plasma generation introduced into the reaction vessel 2 flows from top to bottom and is introduced into the plasma generation unit 13. Next, a high-frequency voltage generated by the plasma generation power supply 11 is applied to the plasma generation unit 13 via the plasma generation electrodes 3 and 4. At this time, as shown in FIG. 3, a high-frequency voltage is directly applied to the plasma generation unit 13 between the plasma generation electrodes 3 and 4 and the conductive member 23, and the plasma is applied to the plasma generation unit 13. It can be easily turned on to start discharge. Next, the conductive member 23 is moved by the moving means to be drawn out of the reaction vessel 2 from the outlet 1, and the high frequency voltage is continuously applied to the plasma generating unit 13, whereby the plasma (high frequency discharge plasma) is generated in the plasma generating unit 13. Is continuously generated, and this plasma is caused to flow down from the plasma generation unit 13 to be blown out from the outlet 1 of the reaction vessel 2, so that the plasma is blown on the workpiece to be disposed below the outlet 1. .
【００３９】このプラズマ処理装置では、点灯手段５と
して、反応容器２内のプラズマ生成部１３に挿入可能な
導電性部材２３を備えるので、プラズマを点灯させる際
にプラズマ生成部１３に導電性部材２３を吹き出し口１
から挿入して配置することによって、プラズマ生成用電
源１１からプラズマ生成用電極３、４に印加された高周
波電圧を直接的にプラズマ生成部１３に印加することが
でき、従って、放電開始電圧を低下させる（本来の大気
圧近傍の圧力条件下の放電開始電圧にまで低下させる）
ことができると共に実効的なプラズマ生成用電極３、４
の間の距離を短くすることができ、低い高周波電圧でプ
ラズマを確実に点灯させることができるものである。In this plasma processing apparatus, since the lighting means 5 includes the conductive member 23 which can be inserted into the plasma generating section 13 in the reaction vessel 2, the plasma generating section 13 has the conductive member 23 when the plasma is turned on. Outlet 1
The high frequency voltage applied from the plasma generation power supply 11 to the plasma generation electrodes 3 and 4 can be directly applied to the plasma generation unit 13, thus lowering the discharge starting voltage. (Reduce to the firing voltage under the pressure condition near the original atmospheric pressure)
And effective plasma generating electrodes 3, 4
Can be shortened, and the plasma can be reliably turned on with a low high-frequency voltage.
【００４０】また、導電性部材２３を反応容器２に対し
て入出移動自在に形成したので、プラズマを点灯させる
時（プラズマ処理装置の始動時）のみに導電性部材２３
をプラズマ生成部１３に挿入して配置し、プラズマを点
灯させた後、プラズマが連続的に安定して生成されるよ
うになると、導電性部材２３を反応容器２から導出して
プラズマ処理の妨げにならない位置に移動させることが
でき、導電性部材２３がプラズマ処理の妨げにならない
ようにすることができるものである。Further, since the conductive member 23 is formed so as to be movable in and out of the reaction vessel 2, the conductive member 23 can be used only when the plasma is turned on (when the plasma processing apparatus is started).
Is inserted into the plasma generation unit 13, and after the plasma is turned on and the plasma is continuously and stably generated, the conductive member 23 is led out of the reaction vessel 2 to hinder the plasma processing. The conductive member 23 can be moved to a position where the plasma processing does not occur, so that the conductive member 23 does not hinder the plasma processing.
【００４１】図５に他の実施の形態を示す。このプラズ
マ処理装置はプラズマ生成用電源１１を除いて図７
（ａ）に示す従来例と同様に形成されている。また、こ
のプラズマ処理装置は点灯手段５として短時間（パルス
状）の高周波電圧を発生させることができるプラズマ生
成用電源１１を備えている。このプラズマ生成用電源１
１は反応容器２内のプラズマ生成部１３に導入されたプ
ラズマ生成用ガスの放電開始電圧よりも高い高周波電圧
をプラズマ生成用電極３、４（プラズマ生成部１３）に
印加することができるものである。FIG. 5 shows another embodiment. The plasma processing apparatus shown in FIG.
It is formed similarly to the conventional example shown in FIG. In addition, the plasma processing apparatus includes a plasma generation power supply 11 capable of generating a short-time (pulse-like) high-frequency voltage as the lighting means 5. This power supply 1 for plasma generation
Numeral 1 can apply a high-frequency voltage higher than the discharge starting voltage of the plasma generation gas introduced into the plasma generation unit 13 in the reaction vessel 2 to the plasma generation electrodes 3 and 4 (plasma generation unit 13). is there.
【００４２】このようなプラズマ処理装置でプラズマ処
理を行うにあたっては、ガス供給口１０から反応容器２
内にプラズマ生成用ガスを導入すると共にプラズマ生成
用電極３、４を介してプラズマ生成用電源１１で発生さ
せた高周波電圧をプラズマ生成部１３に印加し、プラズ
マ生成部１３にプラズマを点灯させて放電を開始させ
る。このプラズマを点灯させる際に、プラズマ生成用電
源１１で発生させる高周波電圧は、短時間（０．１秒程
度以下）でプラズマ生成用ガスの放電開始電圧よりも高
い高周波電圧（プラズマ生成用ガスの種類によって異な
るが例えば５ｋＶ以上）である。この後、プラズマ生成
部１３に高周波電圧を印加し続けることによってプラズ
マ生成部１３でプラズマ（高周波放電プラズマ）を連続
的に生成し、このプラズマをプラズマ生成部１３から流
下させて反応容器２の吹き出し口１から吹き出し、吹き
出し口１の下側に配置される被処理物にプラズマを吹き
付けるようにするのである。When performing the plasma processing using such a plasma processing apparatus, the reaction vessel 2 is connected through the gas supply port 10.
A plasma generating gas is introduced into the chamber, and a high-frequency voltage generated by a plasma generating power supply 11 is applied to the plasma generating unit 13 through the plasma generating electrodes 3 and 4, and the plasma generating unit 13 turns on the plasma. Start discharge. When the plasma is turned on, the high-frequency voltage generated by the plasma generation power supply 11 is short (about 0.1 second or less) and higher than the discharge start voltage of the plasma generation gas (the high-frequency voltage of the plasma generation gas). (For example, 5 kV or more, depending on the type). Thereafter, by continuously applying a high-frequency voltage to the plasma generation unit 13, plasma (high-frequency discharge plasma) is continuously generated by the plasma generation unit 13, and the plasma is caused to flow down from the plasma generation unit 13 and blow out from the reaction vessel 2. The plasma is blown out from the port 1 and the object to be processed disposed below the blowout port 1 is blown.
【００４３】このプラズマ処理装置では、点灯手段５と
して、反応容器２内のプラズマ生成部１３に導入された
プラズマ生成用ガスの放電開始電圧よりも高い電圧を所
定の短時間印加可能なプラズマ生成用電源１１を備える
ので、プラズマを点灯させる際に、プラズマ生成部１３
に導入されたプラズマ生成用ガスに短時間の高電圧の高
周波電圧をプラズマ生成用電源１１により印加すること
によって、反応容器２内のプラズマ生成部１３以外での
スパークを防止することができ、また、短時間の高電圧
の印加のために、インピーダンス整合回路１２の可変コ
ンデンサ（バリコン）内にアークが発生するよりも先
に、プラズマ生成部１３にプラズマを点灯させることが
でき、プラズマを確実に点灯させることができるもので
ある。In this plasma processing apparatus, as the lighting means 5, a plasma generating gas capable of applying a voltage higher than the discharge starting voltage of the plasma generating gas introduced into the plasma generating section 13 in the reaction vessel 2 for a predetermined short time is used. Since the power supply 11 is provided, when the plasma is turned on, the plasma generation unit 13 is turned on.
By applying a short-time high-frequency high-frequency voltage to the plasma generation gas introduced into the reaction chamber by the plasma generation power supply 11, it is possible to prevent sparks other than the plasma generation unit 13 in the reaction vessel 2, and Because of the application of a high voltage for a short time, the plasma can be turned on by the plasma generation unit 13 before an arc is generated in the variable capacitor (varicon) of the impedance matching circuit 12, and the plasma is reliably generated. It can be turned on.
【００４４】尚、上記の複数種類の点灯手段５を組み合
わせて用いても良く、これにより、より確実にプラズマ
を点灯させることができるものである。また、本発明に
おいて、反応容器２の形状やプラズマ生成用電極３、４
の配置位置や形状は任意に設定することができる。例え
ば、図６（ａ）のものはプラズマ生成用電極３、４を、
反応容器２の外周面に接触して設けられた外側電極４０
と反応容器２の内側に配置された内側電極４１とで構成
したものである。また、図６（ｂ）のものはプラズマ生
成用電極３、４が反応容器２を挟んで対向するように、
反応容器２の外周面にプラズマ生成用電極３、４を設け
たものである。そして、図６（ａ）（ｂ）のものに上記
と同様の点灯手段５を設けることができる。It should be noted that a plurality of types of lighting means 5 may be used in combination, whereby the plasma can be more reliably turned on. In the present invention, the shape of the reaction vessel 2 and the
Can be set arbitrarily in the arrangement position and the shape of. For example, in FIG. 6A, the plasma generating electrodes 3 and 4 are
Outer electrode 40 provided in contact with the outer peripheral surface of reaction vessel 2
And an inner electrode 41 arranged inside the reaction vessel 2. 6B, the plasma generating electrodes 3 and 4 are opposed to each other with the reaction vessel 2 interposed therebetween.
The plasma generating electrodes 3 and 4 are provided on the outer peripheral surface of the reaction vessel 2. 6A and 6B can be provided with the same lighting means 5 as described above.
【００４５】[0045]
【実施例】以下本発明を実施例によって具体的に説明す
る。The present invention will be described below in detail with reference to examples.
【００４６】（実施例１）図１に示すプラズマ処理装置
を用いた。このプラズマ処理装置の反応容器２は外径が
５ｍｍ、内径が３ｍｍで石英で形成されている。プラズ
マ生成用電源１１及び予備放電電源３６としては１３．
５６ＭＨｚの周波数の高周波電圧を発生するものを用い
た。プラズマ生成用ガスとしてはヘリウムとアルゴンと
酸素を用いたが、ヘリウムは第一ガス導入口３１から反
応容器２の予備放電空間３５に０．３リットル／分で導
入し、アルゴンと酸素は第二ガス導入口３２から反応容
器２のプラズマ生成部１３にそれぞれ１．５リットル／
分（アルゴン）、０．０２リットル／分（酸素）で導入
した。そして、大気圧下で１００Ｗの電力にてプラズマ
生成部１３でプラズマを生成した。Example 1 The plasma processing apparatus shown in FIG. 1 was used. The reaction vessel 2 of this plasma processing apparatus has an outer diameter of 5 mm and an inner diameter of 3 mm and is made of quartz. As the power source 11 for plasma generation and the pre-discharge power source 36, 13.
A device that generates a high-frequency voltage having a frequency of 56 MHz was used. Helium, argon, and oxygen were used as the plasma generation gas. Helium was introduced from the first gas inlet 31 into the preliminary discharge space 35 of the reaction vessel 2 at a rate of 0.3 liter / min. 1.5 liters / liter each from the gas inlet 32 to the plasma generating section 13 of the reaction vessel 2
Min (argon) at 0.02 l / min (oxygen). Then, the plasma was generated by the plasma generating unit 13 at a power of 100 W under the atmospheric pressure.
【００４７】このプラズマ処理装置では、ヘリウムのみ
を導入する予備放電空間３５での放電開始電圧は１ｋＶ
以下であるので、予備放電空間３５で容易に放電を開始
し、予備放電プラズマ中に電子などの荷電粒子が生成さ
れた。また、この荷電粒子はガス流れに沿ってプラズマ
生成部１３に導入するために、プラズマ生成部１３での
放電開始電圧が低下し、１ｋＶ程度の高周波電圧を印加
するだけでプラズマ生成部１３にてプラズマを点灯させ
て放電を開始させてプラズマ処理装置を始動させること
ができた。In this plasma processing apparatus, the discharge starting voltage in the preliminary discharge space 35 into which only helium is introduced is 1 kV.
Therefore, the discharge was easily started in the preliminary discharge space 35, and charged particles such as electrons were generated in the preliminary discharge plasma. In addition, since the charged particles are introduced into the plasma generation unit 13 along the gas flow, the discharge starting voltage in the plasma generation unit 13 is reduced, and the plasma generation unit 13 only needs to apply a high frequency voltage of about 1 kV. The plasma was turned on to start the discharge and start the plasma processing apparatus.
【００４８】尚、図７（ａ）に示すような予備放電部２
１を有さない従来例において、プラズマ生成用ガスの組
成や反応容器２等を上記と同様の条件にしてプラズマを
点灯させようとした場合、プラズマ生成部１３（プラズ
マ生成用電極３、４の間）に５ｋＶ以上もの電圧を印加
しなければならず、インピーダンス整合回路１２の内部
の可変コンデンサの内部で毎回アークが発生し、始動さ
せることができなかった。The pre-discharge unit 2 shown in FIG.
In the conventional example having no plasma generator 1, the plasma generation unit 13 (the plasma generation electrodes 3 and 4) During this period, a voltage of 5 kV or more had to be applied, and an arc was generated every time inside the variable capacitor inside the impedance matching circuit 12, and it was impossible to start.
【００４９】（実施例２）図２に示すプラズマ処理装置
を用いた。このプラズマ処理装置の反応容器２は外径が
５ｍｍ、内径が３ｍｍで石英で形成されている。プラズ
マ生成用電源１１としては１３．５６ＭＨｚの周波数の
高周波電圧を発生するものを用いた。また、点灯回路２
２のコイル５２としては約３μＨのものを、コンデンサ
３７としては約４００ｐＦのものを用いた。そして、ガ
ス供給口１０から反応容器２のプラズマ生成部１３にヘ
リウムを１リットル／分、アルゴンを３リットル／分、
酸素を０．０６リットル／分で導入し、大気圧下で３０
０Ｗの電力にてプラズマを生成した。Example 2 The plasma processing apparatus shown in FIG. 2 was used. The reaction vessel 2 of this plasma processing apparatus has an outer diameter of 5 mm and an inner diameter of 3 mm and is made of quartz. As the plasma generation power supply 11, a power supply that generates a high-frequency voltage having a frequency of 13.56 MHz was used. Lighting circuit 2
The coil 52 of about 3 μH and the capacitor 37 of about 400 pF were used. Then, 1 l / min of helium and 3 l / min of argon were supplied from the gas supply port 10 to the plasma generation unit 13 of the reaction vessel 2.
Oxygen is introduced at 0.06 liters / minute and 30
Plasma was generated with 0 W power.
【００５０】このプラズマ処理装置では、始動時のみに
点灯回路２２の高圧直流電源５１からプラズマ生成部１
３に約１０ｋＶの直流電圧を印加したので、直流電圧を
印加した瞬間にプラズマ生成部１３でプラズマを点灯さ
せて放電を開始させてプラズマ処理装置を始動させるこ
とができた。In this plasma processing apparatus, the plasma generating unit 1 is supplied from the high-voltage DC power supply 51 of the lighting circuit 22 only at the time of starting.
Since a DC voltage of about 10 kV was applied to 3, the plasma generation unit 13 turned on the plasma at the moment when the DC voltage was applied, started discharge, and started the plasma processing apparatus.
【００５１】尚、図７（ａ）に示すような点灯回路２２
を有さない従来例において、プラズマ生成用ガスの組成
や反応容器２等を上記と同様の条件にしてプラズマを点
灯させようとした場合、プラズマ生成部１３（プラズマ
生成用電極３、４の間）に２ｋＶ以上もの電圧を印加し
なければならず、インピーダンス整合回路１２の内部の
可変コンデンサの内部で毎回アークが発生し、始動させ
ることができなかった。The lighting circuit 22 shown in FIG.
In a conventional example having no plasma generator, when the composition of the plasma generation gas, the reaction vessel 2 and the like are to be turned on under the same conditions as above, the plasma generation unit 13 (between the plasma generation electrodes 3 and 4) is turned on. ), A voltage of 2 kV or more had to be applied, and an arc was generated every time inside the variable capacitor inside the impedance matching circuit 12, and it was not possible to start.
【００５２】（実施例３）図３に示すプラズマ処理装置
を用いた。このプラズマ処理装置の反応容器２は外径が
５ｍｍ、内径が３ｍｍで石英で形成されている。プラズ
マ生成用電源１１としては１３．５６ＭＨｚの周波数の
高周波電圧を発生するものを用いた。また、導電性部材
２３としてはステンレス鋼（ＳＵＳ）製の直径１ｍｍの
針金を用いた。そして、ガス供給口１０から反応容器２
のプラズマ生成部１３にヘリウムを０．３リットル／
分、アルゴンを１．５リットル／分、酸素を０．０２リ
ットル／分で導入し、大気圧下で１００Ｗの電力にてプ
ラズマを生成した。(Embodiment 3) The plasma processing apparatus shown in FIG. 3 was used. The reaction vessel 2 of this plasma processing apparatus has an outer diameter of 5 mm and an inner diameter of 3 mm and is made of quartz. As the plasma generation power supply 11, a power supply that generates a high-frequency voltage having a frequency of 13.56 MHz was used. Further, as the conductive member 23, a wire made of stainless steel (SUS) and having a diameter of 1 mm was used. Then, the reaction vessel 2 is supplied from the gas supply port 10.
0.3 liters of helium /
For 1 minute, argon was introduced at 1.5 liters / minute, and oxygen was introduced at 0.02 liters / minute, and plasma was generated at atmospheric pressure and at a power of 100 W.
【００５３】このプラズマ処理装置では、始動時のみに
プラズマ生成部１３に導電性部材２３を挿入して配置し
たので、プラズマ生成部１３での放電開始電圧が低下
し、１ｋＶ程度の高周波電圧を印加するだけでプラズマ
生成部１３にてプラズマを点灯させて放電を開始させて
プラズマ処理装置を始動させることができた。In this plasma processing apparatus, since the conductive member 23 is inserted into the plasma generation unit 13 only at the time of starting, the discharge starting voltage in the plasma generation unit 13 is reduced, and a high-frequency voltage of about 1 kV is applied. By simply doing so, the plasma generation unit 13 turned on the plasma to start the discharge and start the plasma processing apparatus.
【００５４】尚、図７（ａ）に示すような導電性部材２
３を有さない従来例において、プラズマ生成用ガスの組
成や反応容器２等を上記と同様の条件にしてプラズマを
点灯させようとした場合、プラズマ生成部１３（プラズ
マ生成用電極３、４の間）に５ｋＶ以上もの電圧を印加
しなければならず、インピーダンス整合回路１２の内部
の可変コンデンサの内部で毎回アークが発生し、始動さ
せることができなかった。The conductive member 2 shown in FIG.
In the conventional example having no plasma generator 3, the plasma generator 13 (the plasma generator electrodes 3 and 4) is turned on when the composition of the gas for plasma generation, the reaction vessel 2 and the like are to be turned on under the same conditions as described above. During this period, a voltage of 5 kV or more had to be applied, and an arc was generated every time inside the variable capacitor inside the impedance matching circuit 12, and it was impossible to start.
【００５５】（実施例４）図４に示すプラズマ処理装置
を用いた。このプラズマ処理装置の反応容器２は薄板状
の角筒に形成されるものであって、幅広方向の外寸法が
５６ｍｍ、幅広方向の内寸法が５４ｍｍ、幅狭方向（厚
み方向）の外寸法が３．５ｍｍ、幅狭方向の内寸法が
１．５ｍｍで石英で形成されている。プラズマ生成用電
源１１としては１３．５６ＭＨｚの周波数の高周波電圧
を発生するものを用いた。また、導電性部材２３として
はステンレス鋼（ＳＵＳ）製の板材を用いた。そして、
ガス供給口１０から反応容器２のプラズマ生成部１３に
ヘリウムを２リットル／分、アルゴンを１０リットル／
分、酸素を０．４リットル／分で導入し、大気圧下で７
００Ｗの電力にてプラズマを生成した。Embodiment 4 The plasma processing apparatus shown in FIG. 4 was used. The reaction vessel 2 of this plasma processing apparatus is formed in a thin plate-shaped rectangular tube, and has an outer dimension in the wide direction of 56 mm, an inner dimension in the wide direction of 54 mm, and an outer dimension in the narrow direction (thickness direction). It is 3.5 mm, the inner dimension in the narrow direction is 1.5 mm, and is formed of quartz. As the plasma generation power supply 11, a power supply that generates a high-frequency voltage having a frequency of 13.56 MHz was used. As the conductive member 23, a plate made of stainless steel (SUS) was used. And
Helium is supplied at a rate of 2 L / min and argon is supplied at a rate of 10 L / min from the gas supply port 10 to the plasma generation section 13 of the reaction vessel 2.
Minute, oxygen is introduced at 0.4 liter / minute, and 7
Plasma was generated with a power of 00W.
【００５６】このプラズマ処理装置では、始動時のみに
プラズマ生成部１３に導電性部材２３を挿入して配置し
たので、プラズマ生成部１３での放電開始電圧が低下
し、１ｋＶ程度の高周波電圧を印加するだけでプラズマ
生成部１３にてプラズマを点灯させて放電を開始させて
プラズマ処理装置を始動させることができた。In this plasma processing apparatus, since the conductive member 23 is inserted into the plasma generating unit 13 only at the time of starting, the discharge starting voltage in the plasma generating unit 13 is reduced, and a high frequency voltage of about 1 kV is applied. By simply doing so, the plasma generation unit 13 turned on the plasma to start the discharge and start the plasma processing apparatus.
【００５７】尚、図７（ａ）に示すような導電性部材２
３を有さない従来例において、プラズマ生成用ガスの組
成や反応容器２等を上記と同様の条件にしてプラズマを
点灯させようとした場合、プラズマ生成部１３（プラズ
マ生成用電極３、４の間）に５ｋＶ以上もの電圧を印加
しなければならず、インピーダンス整合回路１２の内部
の可変コンデンサの内部で毎回アークが発生し、始動さ
せることができなかった。The conductive member 2 shown in FIG.
In the conventional example having no plasma generator 3, the plasma generator 13 (the plasma generator electrodes 3 and 4) is turned on when the composition of the gas for plasma generation, the reaction vessel 2 and the like are to be turned on under the same conditions as described above. During this period, a voltage of 5 kV or more had to be applied, and an arc was generated every time inside the variable capacitor inside the impedance matching circuit 12, and it was impossible to start.
【００５８】[0058]
【発明の効果】上記のように本発明の請求項１の発明
は、大気圧近傍の圧力下で、片側を吹き出し口として開
放させた反応容器内で高周波放電プラズマを生成し、生
成したプラズマを反応容器の吹き出し口よりジェット状
に吹き出すプラズマ処理装置において、プラズマを点灯
するための点灯手段を備えるので、点灯手段によりプラ
ズマを点灯させることによって、インピーダンス整合回
路に高電圧がかからないようにしてプラズマを点灯させ
ることができ、インピーダンス整合回路の可変コンデン
サ内でのアークが防止され、プラズマの点灯が確実に行
えて始動が良好になるものである。従って、インピーダ
ンス整合回路に真空バリコンのような高耐圧バリコンを
用いる必要がなく、プラズマ処理装置を安価に形成する
ことができるものである。As described above, according to the first aspect of the present invention, a high-frequency discharge plasma is generated in a reaction vessel which is opened at one side as an outlet under a pressure close to the atmospheric pressure, and the generated plasma is generated. In a plasma processing apparatus that blows out a jet from the outlet of the reaction vessel, a lighting means for lighting the plasma is provided.By lighting the plasma with the lighting means, the plasma is prevented so that a high voltage is not applied to the impedance matching circuit. The lamp can be turned on, an arc in the variable capacitor of the impedance matching circuit is prevented, the plasma can be turned on reliably, and the start-up is improved. Therefore, it is not necessary to use a high-withstand-voltage variable capacitor such as a vacuum variable capacitor in the impedance matching circuit, and the plasma processing apparatus can be formed at low cost.
【００５９】また、本発明の請求項２の発明は、反応容
器内に高周波電圧を印加するためのプラズマ生成用電極
を反応容器の外面に接触させて設けるので、プラズマ生
成用電極の配置がプラズマが点灯しにくいものであって
も点灯手段によりプラズマを点灯させることができ、プ
ラズマの点灯が確実に行えて始動が良好になるものであ
る。According to the invention of claim 2 of the present invention, the plasma generating electrode for applying a high-frequency voltage to the inside of the reaction vessel is provided in contact with the outer surface of the reaction vessel. Even if is difficult to light, the plasma can be lit by the lighting means, and the plasma can be steadily lit and the start is good.
【００６０】また、本発明の請求項３の発明は、点灯手
段として、プラズマが生成される部分よりも上流側に予
備放電部を備えるので、予備放電部で放電させて荷電粒
子を生成すると共にこの荷電粒子を反応容器内に導入す
ることによって、荷電粒子の密度が高くなって放電開始
電圧を低下させることができ、プラズマが生成される部
分に高電圧の高周波電圧を印加しなくてもプラズマを確
実に点灯させることができるものである。According to the invention of claim 3 of the present invention, since the preliminary discharge section is provided as the lighting means on the upstream side of the portion where plasma is generated, the preliminary discharge section discharges to generate charged particles. By introducing the charged particles into the reaction vessel, the density of the charged particles is increased and the discharge starting voltage can be reduced, and the plasma can be generated without applying a high-frequency high-frequency voltage to a portion where the plasma is generated. Can be reliably turned on.
【００６１】また、本発明の請求項４の発明は、大気圧
近傍の圧力下において放電開始電圧の低いガスを予備放
電部に導入するので、予備放電部に大きな放電開始電圧
をかけることなく荷電粒子を生成することができ、装置
全体の耐電圧性能を低くすることができて安価に形成す
ることができるものである。According to the invention of claim 4 of the present invention, a gas having a low firing voltage is introduced into the preliminary discharge section at a pressure close to the atmospheric pressure, so that charging is performed without applying a high firing voltage to the preliminary discharge section. Particles can be generated, the withstand voltage performance of the entire device can be lowered, and the device can be formed at low cost.
【００６２】また、本発明の請求項５の発明は、反応容
器内に直流の高電圧を印加するための点灯回路を備える
ので、点灯回路から直流の高電圧を反応容器内に印加す
ることができ、高周波電圧と直流の高電圧を重畳させて
印加することによりプラズマを確実に点灯させることが
できるものである。Further, since the invention of claim 5 of the present invention includes a lighting circuit for applying a high DC voltage to the reaction vessel, it is possible to apply a high DC voltage to the reaction vessel from the lighting circuit. The plasma can be reliably turned on by superposing and applying a high frequency voltage and a DC high voltage.
【００６３】また、本発明の請求項６の発明は、プラズ
マが点灯した後に、点灯回路による直流の高電圧の印加
を遮断可能に形成するので、点灯回路による直流の高電
圧の印加を遮断することによって、高周波回路に直流バ
イアスがかからないようにすることができ、動作不良を
起こすのを防止することができるものである。According to the invention of claim 6 of the present invention, since the application of the high DC voltage by the lighting circuit can be cut off after the plasma is turned on, the application of the high DC voltage by the lighting circuit is cut off. Thus, a DC bias can be prevented from being applied to the high-frequency circuit, and an operation failure can be prevented.
【００６４】また、本発明の請求項７の発明は、点灯手
段として、反応容器内に挿入可能な導電性部材を備える
ので、反応容器内に導電性部材を挿入することによっ
て、高周波電圧を直接的に反応容器内に印加することが
できてプラズマ生成用ガスの放電開始電圧を低下させる
ことができると共に実効的なプラズマ生成用電極の間の
距離を短くすることができ、低い高周波電圧でプラズマ
を確実に点灯させることができるものである。Further, according to the invention of claim 7 of the present invention, since a conductive member which can be inserted into the reaction vessel is provided as the lighting means, the high frequency voltage can be directly applied by inserting the conductive member into the reaction vessel. It can be applied to the inside of the reaction vessel to reduce the discharge starting voltage of the plasma generating gas, and the effective distance between the plasma generating electrodes can be shortened. Can be reliably turned on.
【００６５】また、本発明の請求項８の発明は、反応容
器に対して導電性部材を入出移動自在に形成するので、
プラズマ点灯後に導電性部材を反応容器から導出してプ
ラズマ処理の妨げにならない位置に移動させることがで
き、導電性部材がプラズマ処理の妨げにならないように
することができるものである。According to the eighth aspect of the present invention, since the conductive member is formed so as to be movable in and out of the reaction vessel,
After the plasma is turned on, the conductive member can be taken out of the reaction vessel and moved to a position where it does not hinder the plasma processing, so that the conductive member does not hinder the plasma processing.
【００６６】また、本発明の請求項９の発明は、点灯手
段として、プラズマ点灯時に反応容器内のプラズマ生成
用ガスの放電開始電圧よりも高い電圧を短時間印加可能
なプラズマ生成用電源を備えるので、プラズマを点灯さ
せる際に、反応容器に導入されたプラズマ生成用ガスに
短時間の高電圧の高周波電圧をプラズマ生成用電源によ
り印加することによって、反応容器外でのスパークを防
止することができ、プラズマを確実に点灯させることが
できるものである。In a ninth aspect of the present invention, a plasma generating power supply capable of applying a voltage higher than the discharge starting voltage of the plasma generating gas in the reaction vessel for a short time when the plasma is lit is provided as the lighting means. Therefore, when the plasma is turned on, it is possible to prevent a spark outside the reaction vessel by applying a short-time high-frequency high-frequency voltage to the plasma generation gas introduced into the reaction vessel from the plasma generation power supply. It is possible to reliably turn on the plasma.
【００６７】また、本発明の請求項１０の発明は、請求
項１乃至９のいずれかに記載のプラズマ処理装置におい
て、点灯手段により反応容器内の大気圧近傍の圧力下の
プラズマ生成用ガスをプラズマ化してプラズマを点灯さ
せるので、インピーダンス整合回路に高電圧がかからな
いようにしてプラズマを点灯させることができ、インピ
ーダンス整合回路の可変コンデンサ内でのアークが防止
され、プラズマの点灯が確実に行えて始動が良好になる
ものである。According to a tenth aspect of the present invention, in the plasma processing apparatus according to any one of the first to ninth aspects, the plasma generating gas under the pressure near the atmospheric pressure in the reaction vessel is supplied by the lighting means. Since the plasma is turned on and the plasma is turned on, the plasma can be turned on without applying a high voltage to the impedance matching circuit, arcing in the variable capacitor of the impedance matching circuit is prevented, and the plasma can be turned on reliably. The starting becomes good.
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す断面図であ
る。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of an embodiment of the present invention.
【図２】同上の他の実施の形態の一例を示す断面図であ
る。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of another embodiment of the above.
【図３】同上の他の実施の形態の一例を示す断面図であ
る。FIG. 3 is a sectional view showing an example of another embodiment of the present invention.
【図４】同上の他の実施の形態の一例を示す斜視図であ
る。FIG. 4 is a perspective view showing an example of another embodiment of the above.
【図５】同上の他の実施の形態の一例を示す正面図であ
る。FIG. 5 is a front view showing an example of another embodiment of the above.
【図６】同上の他の実施の形態を示し、（ａ）（ｂ）は
断面図である。FIG. 6 shows another embodiment of the above, and (a) and (b) are cross-sectional views.
【図７】従来例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面
図である。7A and 7B show a conventional example, wherein FIG. 7A is a front view and FIG. 7B is a cross-sectional view.
１ 吹き出し口 ２ 反応容器 ３ プラズマ生成用電極 ４ プラズマ生成用電極 ５ 点灯手段 １１ プラズマ生成用電源 ２１ 予備放電部 ２２ 点灯回路 ２３ 導電性部材 Reference Signs List 1 outlet 2 reaction vessel 3 electrode for plasma generation 4 electrode for plasma generation 5 lighting means 11 power supply for plasma generation 21 pre-discharge unit 22 lighting circuit 23 conductive member
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 圭一 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 中園 佳幸 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 猪岡 結希子 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 4K030 FA01 KA30 5F004 AA14 BA03 BA04 BB12 BB13 BB28 BD01 CA02 CA07 DA00 DA01 DA22 DA23 DA24 DA25 DA26 DB01 DB13 DB23 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Keiichi Yamazaki, Inventor Keiichi Yamazaki 1048, Kazumasa Kadoma, Osaka Pref.Matsushita Electric Works, Ltd. 72) Inventor Yukiko Inoka 1048 Kadoma, Kazuma, Osaka F-term in Matsushita Electric Works Co., Ltd.
Claims (10)
口として開放させた反応容器内で高周波放電プラズマを
生成し、生成したプラズマを反応容器の吹き出し口より
ジェット状に吹き出すプラズマ処理装置において、プラ
ズマを点灯するための点灯手段を備えて成ることを特徴
とするプラズマ処理装置。In a plasma processing apparatus, a high-frequency discharge plasma is generated in a reaction vessel opened at one side as an outlet under a pressure near the atmospheric pressure, and the generated plasma is jetted from the outlet of the reaction vessel. And a lighting means for lighting the plasma.
のプラズマ生成用電極を反応容器の外面に接触させて設
けて成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。2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a plasma generating electrode for applying a high-frequency voltage to the inside of the reaction vessel is provided in contact with an outer surface of the reaction vessel.
部分よりも上流側に予備放電部を備えて成ることを特徴
とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。3. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a preliminary discharge section is provided upstream of a portion where plasma is generated as the lighting means.
圧の低いガスを予備放電部に導入することを特徴とする
請求項３に記載のプラズマ処理装置。4. The plasma processing apparatus according to claim 3, wherein a gas having a low discharge starting voltage is introduced into the preliminary discharge section at a pressure close to the atmospheric pressure.
電圧を印加するための点灯回路を備えて成ることを特徴
とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。5. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising a lighting circuit for applying a high DC voltage to the inside of the reaction vessel, as the lighting means.
る直流の高電圧の印加を遮断可能に形成して成ることを
特徴とする請求項５に記載のプラズマ処理装置。6. The plasma processing apparatus according to claim 5, wherein after the plasma is turned on, application of a high DC voltage by the lighting circuit can be cut off.
な導電性部材を備えて成ることを特徴とする請求項１又
は２に記載のプラズマ処理装置。7. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising a conductive member that can be inserted into the reaction vessel as the lighting means.
自在に形成して成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。8. The plasma processing apparatus according to claim 7, wherein the conductive member is formed so as to be movable in and out of the reaction vessel.
容器内のプラズマ生成用ガスの放電開始電圧よりも高い
電圧を短時間印加可能なプラズマ生成用電源を備えて成
ることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ処
理装置。9. A plasma generating power supply capable of applying a voltage higher than a discharge starting voltage of a plasma generating gas in a reaction vessel for a short time when the plasma is lit, as a lighting means. Or the plasma processing apparatus according to 2.
ラズマ処理装置において、点灯手段により反応容器内の
大気圧近傍の圧力下のプラズマ生成用ガスをプラズマ化
してプラズマを点灯させることを特徴とするプラズマ点
灯方法。10. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the plasma generating gas under a pressure near the atmospheric pressure in the reaction vessel is turned into plasma by the lighting means to turn on the plasma. Plasma lighting method.
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