JP2002025794A - リアルタイムパーティクルフィルタを具備したプラズマ処理装置 - Google Patents
リアルタイムパーティクルフィルタを具備したプラズマ処理装置Info
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- C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低圧アーク放電を利用したプラズマ処理装置
において、粒径５μｍ以下の荷電性粒子と電荷を持たな
い中性粒子に対する効果的な捕獲・除去を図る。 【解決手段】 ターゲット１とストライカ４との間で低
圧アーク放電５が行なわれると、プラズマ１１が発生
し、第１の磁場ダクト１４，第２の磁場ダクト１５内を
通って処理室６内の被処理基板７の表面に照射される。
ここで、第１の磁場ダクト１４と第２の磁場ダクト１５
との間に、中心部に貫通孔２５を有してプラズマ１１を
通す防着フィルタ２３が設けられ、これにより、プラズ
マ１１中に浮遊する中性粒子２４が捕獲され、また、第
２の磁場ダクト１５と被処理基板７との間に円筒状の電
場フィルタ１６が設けられ、これにより、プラズマ１１
中に浮遊している負に帯電した荷電性粒子１７が捕獲さ
れる。従って、これら中性粒子２４，荷電性粒子１７が
除かれたプラズマ１１が被処理基板７に照射される。
において、粒径５μｍ以下の荷電性粒子と電荷を持たな
い中性粒子に対する効果的な捕獲・除去を図る。 【解決手段】 ターゲット１とストライカ４との間で低
圧アーク放電５が行なわれると、プラズマ１１が発生
し、第１の磁場ダクト１４，第２の磁場ダクト１５内を
通って処理室６内の被処理基板７の表面に照射される。
ここで、第１の磁場ダクト１４と第２の磁場ダクト１５
との間に、中心部に貫通孔２５を有してプラズマ１１を
通す防着フィルタ２３が設けられ、これにより、プラズ
マ１１中に浮遊する中性粒子２４が捕獲され、また、第
２の磁場ダクト１５と被処理基板７との間に円筒状の電
場フィルタ１６が設けられ、これにより、プラズマ１１
中に浮遊している負に帯電した荷電性粒子１７が捕獲さ
れる。従って、これら中性粒子２４，荷電性粒子１７が
除かれたプラズマ１１が被処理基板７に照射される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ処理装置
に係り、特に、陰極アーク放電を用いたプラズマ処理装
置に関する。
に係り、特に、陰極アーク放電を用いたプラズマ処理装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、低圧アーク放電を応用した薄膜形
成技術の研究が盛んに行なわれている。かかる技術は、
カソードとなるターゲット部分に、通常ストライカと呼
ばれている電極を機械的に接触させる、あるいは電子ビ
ーム等を用いることによって数十アンペア程度のアーク
電流を流入させてアーク放電を発生させる。そして、タ
ーゲットの上部空間に発生するプラズマハンプからのイ
オンをカソードに衝突させてカソードからイオンや電子
等を発生させることにより、プラズマを持続させる。こ
れらのイオンや電子を含むプラズマを輸送用磁場ダクト
及び走査用磁場ダクトを用いて効率的に真空反応室に導
き、均一に被処理基板に対して照射させることにより、
薄膜の形成やエッチング等の処理を行なう手法である。
成技術の研究が盛んに行なわれている。かかる技術は、
カソードとなるターゲット部分に、通常ストライカと呼
ばれている電極を機械的に接触させる、あるいは電子ビ
ーム等を用いることによって数十アンペア程度のアーク
電流を流入させてアーク放電を発生させる。そして、タ
ーゲットの上部空間に発生するプラズマハンプからのイ
オンをカソードに衝突させてカソードからイオンや電子
等を発生させることにより、プラズマを持続させる。こ
れらのイオンや電子を含むプラズマを輸送用磁場ダクト
及び走査用磁場ダクトを用いて効率的に真空反応室に導
き、均一に被処理基板に対して照射させることにより、
薄膜の形成やエッチング等の処理を行なう手法である。
【０００３】しかしながら、上記の従来方法において
は、アーク放電によってプラズマを発生させる際、イオ
ンや電子以外にも、電荷を持たない中性の微粒子或いは
荷電粒子が多量に発生し、これらが異物として薄膜の形
成やエッチング等の処理を阻害するという大きな問題を
抱えていた。
は、アーク放電によってプラズマを発生させる際、イオ
ンや電子以外にも、電荷を持たない中性の微粒子或いは
荷電粒子が多量に発生し、これらが異物として薄膜の形
成やエッチング等の処理を阻害するという大きな問題を
抱えていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記した問題を解決す
る方法として、磁場ダクトの部分に１つ以上の曲率を有
する形状を用いたり、磁場ダクトの内壁部分に発生した
プラズマの進行方向に対して逆テーパとなるリング状の
トラップ機構等を設けたりすることが、ＰＣＴ／ＧＢ９
６／００３８９公報に開示されている。
る方法として、磁場ダクトの部分に１つ以上の曲率を有
する形状を用いたり、磁場ダクトの内壁部分に発生した
プラズマの進行方向に対して逆テーパとなるリング状の
トラップ機構等を設けたりすることが、ＰＣＴ／ＧＢ９
６／００３８９公報に開示されている。
【０００５】しかしながら、発明者等の実験によって明
らかになったものであるが、上記の従来技術では、光学
顕微鏡で容易に観察可能な粒径を有する中性粒子の除去
に対して効果を奏するが、発生する異物の大部分の粒径
が５μｍ以下であるような中性粒子は、磁場フィルタの
内壁にトラップされる確率が極端に減少するため、その
除去が困難である。また、粒径が５μｍ以下の荷電性粒
子についても、その捕獲が困難であって、薄膜の形成や
エッチング等の実用化に際して、新たな解決策を見出す
ことが必要である。
らかになったものであるが、上記の従来技術では、光学
顕微鏡で容易に観察可能な粒径を有する中性粒子の除去
に対して効果を奏するが、発生する異物の大部分の粒径
が５μｍ以下であるような中性粒子は、磁場フィルタの
内壁にトラップされる確率が極端に減少するため、その
除去が困難である。また、粒径が５μｍ以下の荷電性粒
子についても、その捕獲が困難であって、薄膜の形成や
エッチング等の実用化に際して、新たな解決策を見出す
ことが必要である。
【０００６】本発明の目的は、主として上記のような約
５μｍ以下の粒子に対して、有効な除去を可能とするプ
ラズマ処理装置を提供することにある。
５μｍ以下の粒子に対して、有効な除去を可能とするプ
ラズマ処理装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、アーク放電に
よって発生するプラズマ中に含まれる粒子を荷電性と中
性の粒子とに大別し、夫々に対して有効な捕獲・除去方
法を提案するものである。
よって発生するプラズマ中に含まれる粒子を荷電性と中
性の粒子とに大別し、夫々に対して有効な捕獲・除去方
法を提案するものである。
【０００８】先ず、プラズマ中に含まれる粒径が約５μ
ｍ以下の荷電性粒子を除去するためには、発生したプラ
ズマをその輸送用の第１の磁場ダクトとプラズマを均一
に被処理基板上に照射させるための第２の磁場フィルタ
とを用いて被処理基板を保持した処理室へ導く際に、プ
ラズマを電圧が印加された少なくとも１つ以上からなる
電場フィルタを通過させることが必要である。
ｍ以下の荷電性粒子を除去するためには、発生したプラ
ズマをその輸送用の第１の磁場ダクトとプラズマを均一
に被処理基板上に照射させるための第２の磁場フィルタ
とを用いて被処理基板を保持した処理室へ導く際に、プ
ラズマを電圧が印加された少なくとも１つ以上からなる
電場フィルタを通過させることが必要である。
【０００９】具体的には、電場フィルタに印加するバイ
アス電圧を設置電圧に対して１０Ｖから９０Ｖの範囲で
設定することにより、プラズマ中の荷電性粒子を効率良
く、しかも、リアルタイムで捕獲することが可能にな
る。これは、プラズマ中に浮遊する個々の荷電性粒子が
約数１０００個の電子に覆われて負の電位を有している
ことを利用するものである。
アス電圧を設置電圧に対して１０Ｖから９０Ｖの範囲で
設定することにより、プラズマ中の荷電性粒子を効率良
く、しかも、リアルタイムで捕獲することが可能にな
る。これは、プラズマ中に浮遊する個々の荷電性粒子が
約数１０００個の電子に覆われて負の電位を有している
ことを利用するものである。
【００１０】一方、アーク放電によってカソードのター
ゲットから飛び出す中性粒子をリアルタイムで効率良く
捕獲し、そして、これを除去するためには、第１の磁場
ダクトと被処理基板との間のプラズマが輸送される経路
の中に、少なくとも１つ以上の貫通孔を有する防着フィ
ルタをプラズマの進行方法に対してほぼ垂直な位置に設
け、第１の磁場フィルタを通って輸送されてきたプラズ
マがこの防着フィルタを通過するようにする。
ゲットから飛び出す中性粒子をリアルタイムで効率良く
捕獲し、そして、これを除去するためには、第１の磁場
ダクトと被処理基板との間のプラズマが輸送される経路
の中に、少なくとも１つ以上の貫通孔を有する防着フィ
ルタをプラズマの進行方法に対してほぼ垂直な位置に設
け、第１の磁場フィルタを通って輸送されてきたプラズ
マがこの防着フィルタを通過するようにする。
【００１１】このとき、貫通孔の断面積の総和が、第１
の磁場フィルタまたは第２の磁場フィルタの断面積に対
して、約４０％未満の断面積を有するようにする。
の磁場フィルタまたは第２の磁場フィルタの断面積に対
して、約４０％未満の断面積を有するようにする。
【００１２】また、上記の防着フィルタの表面の一部を
高分子からなる有機材料、またはこれらを含む複合材料
を用いて覆うことにより、この防着フィルタの表面に付
着した中性粒子の剥離を防止し、この中性粒子の剥がれ
による二次的な粒子の発生を大幅に減少させることが可
能となる。
高分子からなる有機材料、またはこれらを含む複合材料
を用いて覆うことにより、この防着フィルタの表面に付
着した中性粒子の剥離を防止し、この中性粒子の剥がれ
による二次的な粒子の発生を大幅に減少させることが可
能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて詳細に説明する。図１は本発明によるプラズマ処
理装置の第１の実施形態を示す概略構成図であって、１
はターゲット、２はカソード、３はアーク用電源、４は
ストライカ、５はアーク放電、６は処理室、７は被処理
基板、８はステージ、９は直流電源、１０は高周波電
源、１１はプラズマ、１２は正のカーボンイオン、１３
は電子、１４は第１の磁場ダクト、１５は第２の磁場ダ
クト、１６は電場フィルタ、１７は荷電性粒子、１８，
１９，２０は直流電源、２１は排気ポンプ、２２は絶縁
部材、２３は防着フィルタ、２４は中性粒子、４０は第
１の磁場ダクト１４の中心軸付近、４１は高周波電源で
ある。
用いて詳細に説明する。図１は本発明によるプラズマ処
理装置の第１の実施形態を示す概略構成図であって、１
はターゲット、２はカソード、３はアーク用電源、４は
ストライカ、５はアーク放電、６は処理室、７は被処理
基板、８はステージ、９は直流電源、１０は高周波電
源、１１はプラズマ、１２は正のカーボンイオン、１３
は電子、１４は第１の磁場ダクト、１５は第２の磁場ダ
クト、１６は電場フィルタ、１７は荷電性粒子、１８，
１９，２０は直流電源、２１は排気ポンプ、２２は絶縁
部材、２３は防着フィルタ、２４は中性粒子、４０は第
１の磁場ダクト１４の中心軸付近、４１は高周波電源で
ある。
【００１４】同図において、ここでは、ターゲット１の
材料の一例として、高配向グラファイトカーボンを使用
し、その直径は約５０ｍｍである。このターゲット１は
第１の磁場ダクト１４内の一方の端部に設けられたカソ
ード２に接合されている。このカソード２は、絶縁部材
２２により、第１の磁場ダクト１４から絶縁されてい
る。この第１の磁場ダクト１４内のターゲット１の近く
に、アーク放電を行なわせるためのストライカ４が設け
られている。この第１の磁場ダクト１４の他方の端部に
第２の磁場ダクト１５が連結され、さらに、この第２の
磁場ダクト１５に絶縁部材２２を介して処理室６が連結
されている。
材料の一例として、高配向グラファイトカーボンを使用
し、その直径は約５０ｍｍである。このターゲット１は
第１の磁場ダクト１４内の一方の端部に設けられたカソ
ード２に接合されている。このカソード２は、絶縁部材
２２により、第１の磁場ダクト１４から絶縁されてい
る。この第１の磁場ダクト１４内のターゲット１の近く
に、アーク放電を行なわせるためのストライカ４が設け
られている。この第１の磁場ダクト１４の他方の端部に
第２の磁場ダクト１５が連結され、さらに、この第２の
磁場ダクト１５に絶縁部材２２を介して処理室６が連結
されている。
【００１５】ターゲット１に、カソード２を介して、ア
ーク用電源３からアーク電流として２０〜１５０Ａ、ア
ーク電圧として約−３０Ｖが印加されるストライカ４を
接触させることにより、ターゲット１とストライカ４と
の間でアーク放電５を行なわせる。
ーク用電源３からアーク電流として２０〜１５０Ａ、ア
ーク電圧として約−３０Ｖが印加されるストライカ４を
接触させることにより、ターゲット１とストライカ４と
の間でアーク放電５を行なわせる。
【００１６】なお、このストライカ４としては、このア
ーク放電５が不安定になったとき、再びターゲット１の
表面に接触させて定常的にアーク放電５の維持ができる
ような構造を有するのが好ましい。
ーク放電５が不安定になったとき、再びターゲット１の
表面に接触させて定常的にアーク放電５の維持ができる
ような構造を有するのが好ましい。
【００１７】また、アーク放電５を開始するときの第１
の磁場ダクト１４，第２の磁場ダクト１５及び処理室６
の真空度（背圧）は、排気ポンプ２１により、例えば、
約５×１０-5Ｐａ以下の真空度に保たれ、これにより、
被処理基板７の表面に存在する水分子などの吸着量を減
少させることが可能である。
の磁場ダクト１４，第２の磁場ダクト１５及び処理室６
の真空度（背圧）は、排気ポンプ２１により、例えば、
約５×１０-5Ｐａ以下の真空度に保たれ、これにより、
被処理基板７の表面に存在する水分子などの吸着量を減
少させることが可能である。
【００１８】処理室６内に配置される被処理基板７を設
置するためのステージ８には、これに正及び負のいずれ
かの電圧を印加するための直流電源９または高周波電源
１０などが接続されているが、ここでは、接地電圧に対
してフローティングの状態とした。
置するためのステージ８には、これに正及び負のいずれ
かの電圧を印加するための直流電源９または高周波電源
１０などが接続されているが、ここでは、接地電圧に対
してフローティングの状態とした。
【００１９】ターゲット１から生成されたプラズマ１１
の主要成分である正のカーボンイオン１２と電子１３と
は、円筒形状を示すプラズマ輸送用の第１の磁場ダクト
１４の周囲に配置した磁石（第１の磁場ダクト１４の中
心付近において、約５００ガウス）に電源１８から通電
することにより、サイクロトロン運動をしながら第１の
磁場ダクト１４のほぼ中心軸付近４０にトラップされて
ビーム状になり、第２の磁場ダクト１５へと輸送され
る。
の主要成分である正のカーボンイオン１２と電子１３と
は、円筒形状を示すプラズマ輸送用の第１の磁場ダクト
１４の周囲に配置した磁石（第１の磁場ダクト１４の中
心付近において、約５００ガウス）に電源１８から通電
することにより、サイクロトロン運動をしながら第１の
磁場ダクト１４のほぼ中心軸付近４０にトラップされて
ビーム状になり、第２の磁場ダクト１５へと輸送され
る。
【００２０】円筒形状の第２の磁場ダクト１５の周囲に
は、第１の磁場ダクト１４と同様に、磁石が配置されて
おり、この磁石に電源１９から通電することにより、第
１の磁場ダクト１４から輸送されてきたビーム状のプラ
ズマ１１が揺動して被処理基板７の表面をスキャンし、
これにより、被処理基板７の表面にカーボンの層が均一
に形成される。
は、第１の磁場ダクト１４と同様に、磁石が配置されて
おり、この磁石に電源１９から通電することにより、第
１の磁場ダクト１４から輸送されてきたビーム状のプラ
ズマ１１が揺動して被処理基板７の表面をスキャンし、
これにより、被処理基板７の表面にカーボンの層が均一
に形成される。
【００２１】ところで、この第１の実施形態において
は、第２の磁場ダクト１５と被処理基板７との間に、例
えば、図２に示すような開口部１６ａを有する電場フィ
ルタ１６がリアルパーティクルフィルタとして、絶縁部
材２２によって処理室６との間で電気的絶縁を保って、
設置されている。ここで、図２（ａ）は円筒状の電場フ
ィルタ１６を示すものであって、その開口部１６ａの直
径はこの電場フィルタ１６の外形寸法（第１の磁気ダク
ト１４の内径よりも大きい）に近い値となっているもの
である。これにより、被処理基板７が大きくてプラズマ
１１の揺動範囲が広くても、このプラズマ１１はこの開
口部１６ａを通ってその流れが電場フィルタ１６によっ
て妨げられることはない。これに対し、被処理基板７が
小さい場合には、図２（ｂ）に示すように、電場フィル
タ１６の開口部１６ａの直径を小さくすることができる
が、この場合でも、その直径を第２の磁場ダクト１５の
作用によって揺動するプラズマ１１の通過を妨げない程
度の大きさとする。
は、第２の磁場ダクト１５と被処理基板７との間に、例
えば、図２に示すような開口部１６ａを有する電場フィ
ルタ１６がリアルパーティクルフィルタとして、絶縁部
材２２によって処理室６との間で電気的絶縁を保って、
設置されている。ここで、図２（ａ）は円筒状の電場フ
ィルタ１６を示すものであって、その開口部１６ａの直
径はこの電場フィルタ１６の外形寸法（第１の磁気ダク
ト１４の内径よりも大きい）に近い値となっているもの
である。これにより、被処理基板７が大きくてプラズマ
１１の揺動範囲が広くても、このプラズマ１１はこの開
口部１６ａを通ってその流れが電場フィルタ１６によっ
て妨げられることはない。これに対し、被処理基板７が
小さい場合には、図２（ｂ）に示すように、電場フィル
タ１６の開口部１６ａの直径を小さくすることができる
が、この場合でも、その直径を第２の磁場ダクト１５の
作用によって揺動するプラズマ１１の通過を妨げない程
度の大きさとする。
【００２２】かかる電場フィルタ１６はアルミニウム合
金，ステンレス合金あるいは銅を含む金属で形成されて
おり、その開口部１６ａの内壁が凹凸状（例えば、蛇腹
形状や螺旋溝を有する形状など）になっている。この電
場フィルタ１６に正の電圧が印加されており、これによ
り、この電場フィルタ１６を通過するプラズマ１１の中
に浮遊している負に帯電している荷電性粒子１７がこの
電場フィルタ１６に捕獲され、その結果、大部分の荷電
性粒子１７が除去されたプラズマ１１が被処理基板７の
表面に照射されることになる。
金，ステンレス合金あるいは銅を含む金属で形成されて
おり、その開口部１６ａの内壁が凹凸状（例えば、蛇腹
形状や螺旋溝を有する形状など）になっている。この電
場フィルタ１６に正の電圧が印加されており、これによ
り、この電場フィルタ１６を通過するプラズマ１１の中
に浮遊している負に帯電している荷電性粒子１７がこの
電場フィルタ１６に捕獲され、その結果、大部分の荷電
性粒子１７が除去されたプラズマ１１が被処理基板７の
表面に照射されることになる。
【００２３】このように、電場フィルタ１６は、第２の
磁場ダクト１５から被処理基板７の方に流れる途中の荷
電粒子１７を捕獲することになり、プラズマ処理中にリ
アルタイムで荷電粒子１７を除くことができる。
磁場ダクト１５から被処理基板７の方に流れる途中の荷
電粒子１７を捕獲することになり、プラズマ処理中にリ
アルタイムで荷電粒子１７を除くことができる。
【００２４】ここで、上記のように、電場フィルタ１６
の開口部１６ａの内壁を凹凸状にすることにより、荷電
性粒子１７を捕獲するための有効面積が広くなって荷電
粒子１７の捕獲量が向上する効果があるし、また、後述
する中性粒子の捕獲も可能である。
の開口部１６ａの内壁を凹凸状にすることにより、荷電
性粒子１７を捕獲するための有効面積が広くなって荷電
粒子１７の捕獲量が向上する効果があるし、また、後述
する中性粒子の捕獲も可能である。
【００２５】また、この第１の実施形態においては、第
１の磁場ダクト１４の断面形状を、例えば、円形状と
し、その内径が２００ｍｍであるのに対して、図２
（ａ）に示す構成の電場フィルタ１６の内径を２００ｍ
ｍまたは第１の磁場ダクトより大きく、例えば、２０５
ｍｍとするものであり、これにより、輸送されてきたイ
オンや電子を含むプラズマ１１を効率良く被処理基板７
の表面に照射することができる。
１の磁場ダクト１４の断面形状を、例えば、円形状と
し、その内径が２００ｍｍであるのに対して、図２
（ａ）に示す構成の電場フィルタ１６の内径を２００ｍ
ｍまたは第１の磁場ダクトより大きく、例えば、２０５
ｍｍとするものであり、これにより、輸送されてきたイ
オンや電子を含むプラズマ１１を効率良く被処理基板７
の表面に照射することができる。
【００２６】なお、図２（ｂ）に示す構成の電場フィル
タ１６を同様に用いた場合には、荷電粒子１７や後述の
中性粒子がこの電場フィルタ１６の表面１６ｂででも捕
獲される。
タ１６を同様に用いた場合には、荷電粒子１７や後述の
中性粒子がこの電場フィルタ１６の表面１６ｂででも捕
獲される。
【００２７】図３は図２（ａ）に示す構成の電場フィル
タ１６を用いた場合のこの第１の実施形態での被処理基
板７の表面に飛来する荷電性粒子１７の変化量を示す図
である。
タ１６を用いた場合のこの第１の実施形態での被処理基
板７の表面に飛来する荷電性粒子１７の変化量を示す図
である。
【００２８】ここでは、直流電源２０を用いて、電場フ
ィルタ１６の印加電圧を設置電圧に対して−２０Ｖから
１００Ｖまで変化させた場合を示している。また、この
測定は、粒径が1μｍ以上の荷電粒子について、例え
ば、日立電子エンジニアリング社製のLaser Surface In
spection Device「ＬＳ−６０００」を用いて行ない、
アーク電流を２０Ａ，アーク放電時間を１９０秒とし
た。
ィルタ１６の印加電圧を設置電圧に対して−２０Ｖから
１００Ｖまで変化させた場合を示している。また、この
測定は、粒径が1μｍ以上の荷電粒子について、例え
ば、日立電子エンジニアリング社製のLaser Surface In
spection Device「ＬＳ−６０００」を用いて行ない、
アーク電流を２０Ａ，アーク放電時間を１９０秒とし
た。
【００２９】この結果、図３に示すように、被処理基板
７の表面に飛来する荷電性粒子１７の量は、電場フィル
タ１６に印加される電圧がマイナスからプラスに変化す
ることによって急激に減少し、更に印加電圧を大きくす
るしていくと、再び増加するようになる。そして、印加
電圧が５０Ｖ前後であるとき、被処理基板７の表面に飛
来する荷電性粒子１７の量を極めて低減させることが可
能になった。
７の表面に飛来する荷電性粒子１７の量は、電場フィル
タ１６に印加される電圧がマイナスからプラスに変化す
ることによって急激に減少し、更に印加電圧を大きくす
るしていくと、再び増加するようになる。そして、印加
電圧が５０Ｖ前後であるとき、被処理基板７の表面に飛
来する荷電性粒子１７の量を極めて低減させることが可
能になった。
【００３０】この実施形態では、一例として、この実験
結果に基づいて、電場フィルタ１６に印加する電圧を接
地電圧に対して１０Ｖから９０Ｖの範囲の電圧とし、さ
らに荷電粒子１７を低減する場合には、２０Ｖから７０
Ｖの範囲の電圧とし、より好ましくは、４０Ｖから６０
Ｖまでの範囲の電圧とする。図２（ｂ）に示した構成の
電場フィルタ１６についても同様である。
結果に基づいて、電場フィルタ１６に印加する電圧を接
地電圧に対して１０Ｖから９０Ｖの範囲の電圧とし、さ
らに荷電粒子１７を低減する場合には、２０Ｖから７０
Ｖの範囲の電圧とし、より好ましくは、４０Ｖから６０
Ｖまでの範囲の電圧とする。図２（ｂ）に示した構成の
電場フィルタ１６についても同様である。
【００３１】ところで、カーボン原子と化学反応して強
力な密着性を示す高分子有機材料（具体的には、例え
ば、ポリイミドフィルム）を、電場フィルタ１６の開口
部１６ａの内壁面に張り付けることにより、電場フィル
タ１６の表面に堆積する荷電粒子からなる膜の剥がれの
防止効果が増大する。例えば、このような高分子有機材
料を張り付けた電場フィルタ１６に高周波電源４１を用
いて発生する約５０Ｖの直流電圧成分を印加することに
より、安定なアーク放電を維持することができ、しか
も、プラズマ１１中に含まれる荷電粒子１７を、上記し
た場合と同様に、効率良く捕獲することができるばかり
でなく、電場フィルタ１６の表面に堆積した荷電粒子１
７からなる膜が不用意に剥離することを防止する効果の
あることが確かめられた。
力な密着性を示す高分子有機材料（具体的には、例え
ば、ポリイミドフィルム）を、電場フィルタ１６の開口
部１６ａの内壁面に張り付けることにより、電場フィル
タ１６の表面に堆積する荷電粒子からなる膜の剥がれの
防止効果が増大する。例えば、このような高分子有機材
料を張り付けた電場フィルタ１６に高周波電源４１を用
いて発生する約５０Ｖの直流電圧成分を印加することに
より、安定なアーク放電を維持することができ、しか
も、プラズマ１１中に含まれる荷電粒子１７を、上記し
た場合と同様に、効率良く捕獲することができるばかり
でなく、電場フィルタ１６の表面に堆積した荷電粒子１
７からなる膜が不用意に剥離することを防止する効果の
あることが確かめられた。
【００３２】なお、図２（ｂ）に示した構成の電場フィ
ルタ１６では、その開口部１６ａ以外の表面１６ｂにも
同様の高分子有機材料を設けることにより、そこに堆積
する電荷粒子１７や後述する中性粒子からなる膜の剥が
れの防止効果が増大する。
ルタ１６では、その開口部１６ａ以外の表面１６ｂにも
同様の高分子有機材料を設けることにより、そこに堆積
する電荷粒子１７や後述する中性粒子からなる膜の剥が
れの防止効果が増大する。
【００３３】また、電場フィルタ１６の開口部の内壁面
が導電面である場合には、直流電源２０から電場フィル
タ１６に上記の電圧範囲の直流電圧が印加されるが、こ
の内壁面にポリイミドフィルムなどの電気的絶縁性の高
分子有機材料を含む部材が設けられているときには、高
周波電源４１を用いて発生する上記の電圧範囲の直流電
圧成分が電場フィルタ１６に印加される。
が導電面である場合には、直流電源２０から電場フィル
タ１６に上記の電圧範囲の直流電圧が印加されるが、こ
の内壁面にポリイミドフィルムなどの電気的絶縁性の高
分子有機材料を含む部材が設けられているときには、高
周波電源４１を用いて発生する上記の電圧範囲の直流電
圧成分が電場フィルタ１６に印加される。
【００３４】図４は本発明によるプラズマ処理装置の第
２の実施形態を示す概略構成図であって、２３は防着フ
ィルタであり、図１に対応する部分には同一符号を付け
て重複する説明を省略する。
２の実施形態を示す概略構成図であって、２３は防着フ
ィルタであり、図１に対応する部分には同一符号を付け
て重複する説明を省略する。
【００３５】同図において、アーク放電５によって生成
させたプラズマ１１を第１の磁場ダクト１４及び第２の
磁場ダクト１５を通過させて、被処理基板７を設置した
ステージ８を有する処理室６内へ輸送させることは、第
１の実施形態である場合と同様であるが、この第２の実
施形態では、第１の磁場ダクト１４と被処理基板７との
間にリアルタイムパーティクルフィルタとしての防着フ
ィルタ２３を配置し、プラズマ処理のために輸送されて
くるプラズマ１１の中に浮遊する中性粒子２４をリアル
タイムで捕獲し、除去するようにしたものであり、ここ
では、板状のこの防着フィルタ２３をプラズマ１１の進
行方向に対して略直交するように配置している。
させたプラズマ１１を第１の磁場ダクト１４及び第２の
磁場ダクト１５を通過させて、被処理基板７を設置した
ステージ８を有する処理室６内へ輸送させることは、第
１の実施形態である場合と同様であるが、この第２の実
施形態では、第１の磁場ダクト１４と被処理基板７との
間にリアルタイムパーティクルフィルタとしての防着フ
ィルタ２３を配置し、プラズマ処理のために輸送されて
くるプラズマ１１の中に浮遊する中性粒子２４をリアル
タイムで捕獲し、除去するようにしたものであり、ここ
では、板状のこの防着フィルタ２３をプラズマ１１の進
行方向に対して略直交するように配置している。
【００３６】この防着フィルタ２３は、第１の磁場ダク
ト１４の内部断面積に比較して小さい開口断面積を有す
る貫通孔２５を１つ以上備えており、その素材として
は、例えば、表面をブラスト処理したステンレス合金を
用いて作製され、電気的には、第１の磁場ダクト１４と
同電位に設定されている。
ト１４の内部断面積に比較して小さい開口断面積を有す
る貫通孔２５を１つ以上備えており、その素材として
は、例えば、表面をブラスト処理したステンレス合金を
用いて作製され、電気的には、第１の磁場ダクト１４と
同電位に設定されている。
【００３７】かかる防着フィルタ２３を用いることによ
り、プラズマ１１の中に浮遊する中性粒子２４を捕獲す
ることができる。その様子を図５に示した。
り、プラズマ１１の中に浮遊する中性粒子２４を捕獲す
ることができる。その様子を図５に示した。
【００３８】図５（ａ）は防着フィルタ２３の断面を示
すものであって、斜線の部分は貫通孔２５である。この
第２の実施形態では、１つの貫通孔２５を防着フィルタ
２３のほぼ中央に設けたものであるが、貫通孔２５の位
置はこれのみに限定されるものでなく、周囲に複数個設
けてもよいことは言うまでもない。
すものであって、斜線の部分は貫通孔２５である。この
第２の実施形態では、１つの貫通孔２５を防着フィルタ
２３のほぼ中央に設けたものであるが、貫通孔２５の位
置はこれのみに限定されるものでなく、周囲に複数個設
けてもよいことは言うまでもない。
【００３９】図５（ｂ）は被処理基板７に到達する中性
粒子２４の量と防着フィルタ２３の貫通孔２５の開口断
面積との関係を示すものであって、これからも明らかの
ように、第１の磁場ダクト１４の断面積に比較して貫通
孔２５の開口断面積が小さくなると、被処理基板７の表
面に到達する中性粒子２４の量が減少する。特に、貫通
孔２５の開口断面積が第１の磁場ダクト１４の内部断面
積の約４０％以下になると、中性粒子２４が急激に減少
し、さらに、約２５％以下では、中性粒子２４の量が激
減する。
粒子２４の量と防着フィルタ２３の貫通孔２５の開口断
面積との関係を示すものであって、これからも明らかの
ように、第１の磁場ダクト１４の断面積に比較して貫通
孔２５の開口断面積が小さくなると、被処理基板７の表
面に到達する中性粒子２４の量が減少する。特に、貫通
孔２５の開口断面積が第１の磁場ダクト１４の内部断面
積の約４０％以下になると、中性粒子２４が急激に減少
し、さらに、約２５％以下では、中性粒子２４の量が激
減する。
【００４０】発明者等の検討結果によれば、貫通孔２５
の形状や配置に関して、上記の例に比較してより小径の
貫通穴２５を多数有する多孔形状、或いはそれらを防着
フィルタ２３の周辺部（第１の磁場ダクト内の内壁周辺
部）に配置した場合についても、図５（ｂ）と同様の結
果を得ることができ、この貫通孔２５の開口断面積の総
和を第１の磁場ダクト１４の内部断面積の約４０％以下
になると、中性粒子２４が急激に減少し、さらに、約２
５％以下では、中性粒子２４の量が激減する。
の形状や配置に関して、上記の例に比較してより小径の
貫通穴２５を多数有する多孔形状、或いはそれらを防着
フィルタ２３の周辺部（第１の磁場ダクト内の内壁周辺
部）に配置した場合についても、図５（ｂ）と同様の結
果を得ることができ、この貫通孔２５の開口断面積の総
和を第１の磁場ダクト１４の内部断面積の約４０％以下
になると、中性粒子２４が急激に減少し、さらに、約２
５％以下では、中性粒子２４の量が激減する。
【００４１】更にまた、図６に示す第３の実施形態のよ
うに、防着フィルタ２３の形状が板状ではなく、防着フ
ィルタ２３の表面での貫通孔２５の周りに円筒状部材２
６を設けた形状であっても、同様の効果を得ることが可
能である。
うに、防着フィルタ２３の形状が板状ではなく、防着フ
ィルタ２３の表面での貫通孔２５の周りに円筒状部材２
６を設けた形状であっても、同様の効果を得ることが可
能である。
【００４２】図７は本発明によるプラズマ処理装置の第
４の実施形態を示す概略構成図であって、図４に対応す
る部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
４の実施形態を示す概略構成図であって、図４に対応す
る部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００４３】同図において、この第４の実施形態は、図
４に示した第２の実施形態に対し、プラズマ１１が輸送
される第１の磁場ダクト１４の内部にも、貫通孔２５の
開口部面積の異なる複数の防着フィルタ２３を装着した
ものである。ここでは、防着フィルタ２３を第１の磁場
ダクト１４の内部に２ヶ所と第１の磁場ダクト１４，第
２の磁場ダクト１５間との合計３ヶ所に設置したもので
あるが、これら３ヶ所に設置した防着フィルタ２３夫々
について、その貫通孔２５の開口断面積の総和が第１の
磁場ダクト１４の内部断面積の約４０％以下とした。
４に示した第２の実施形態に対し、プラズマ１１が輸送
される第１の磁場ダクト１４の内部にも、貫通孔２５の
開口部面積の異なる複数の防着フィルタ２３を装着した
ものである。ここでは、防着フィルタ２３を第１の磁場
ダクト１４の内部に２ヶ所と第１の磁場ダクト１４，第
２の磁場ダクト１５間との合計３ヶ所に設置したもので
あるが、これら３ヶ所に設置した防着フィルタ２３夫々
について、その貫通孔２５の開口断面積の総和が第１の
磁場ダクト１４の内部断面積の約４０％以下とした。
【００４４】かかる構成について、上記の図４の場合と
同様の実験を行なったところ、プラズマ１１中に浮遊す
る中性粒子２４を効率良く捕獲することができた。これ
は、ランダムな軌道で移動する中性粒子２４を夫々の防
着フィルタ２３が捕獲するからであり、最初の防着フィ
ルタ２３で捕獲されない中性粒子２４が次の２番目の防
着フィルタ２３で捕獲され、これら２つの防着フィルタ
２３で捕獲されない次の３番目の防着フィルタ２３で捕
獲されるからである。そして、更に、これら防着フィル
タ２３夫々毎の貫通孔２５の開口断面積の総和を第１の
磁場ダクト１４の内部断面積の約２５％以下にすること
により、中性粒子２４の捕獲効率が更に向上することが
確かめられた。
同様の実験を行なったところ、プラズマ１１中に浮遊す
る中性粒子２４を効率良く捕獲することができた。これ
は、ランダムな軌道で移動する中性粒子２４を夫々の防
着フィルタ２３が捕獲するからであり、最初の防着フィ
ルタ２３で捕獲されない中性粒子２４が次の２番目の防
着フィルタ２３で捕獲され、これら２つの防着フィルタ
２３で捕獲されない次の３番目の防着フィルタ２３で捕
獲されるからである。そして、更に、これら防着フィル
タ２３夫々毎の貫通孔２５の開口断面積の総和を第１の
磁場ダクト１４の内部断面積の約２５％以下にすること
により、中性粒子２４の捕獲効率が更に向上することが
確かめられた。
【００４５】なお、ここでは、防着フィルタ２３が３ヶ
所に設けられたものであったが、２ヶ所あるいは４ヶ所
以上設けるようにしてもよく、これら防着フィルタ２３
毎の貫通孔２５の開口断面積の総和を上記のように設定
することにより、上記と同様の効果が得られる。
所に設けられたものであったが、２ヶ所あるいは４ヶ所
以上設けるようにしてもよく、これら防着フィルタ２３
毎の貫通孔２５の開口断面積の総和を上記のように設定
することにより、上記と同様の効果が得られる。
【００４６】一方、図４，図６及び図７に示す実施形態
において、図８（ａ）に示すように、プラズマ１１の輸
送方向２７にほぼ直交するように設けられた防着フィル
タ２３でのプラズマ１１が流れ込んでくる側の面全体
に、高分子有機材料からなる部材２９を設けた。ここで
は、防着フィルタ２３を、一例として、グラスファイバ
ーからなる板状部材２８(板厚が約１ｍｍ)の表面に高分
子有機材料としてポリイミドの部材を設けた複合材料３
０でもって形成した。
において、図８（ａ）に示すように、プラズマ１１の輸
送方向２７にほぼ直交するように設けられた防着フィル
タ２３でのプラズマ１１が流れ込んでくる側の面全体
に、高分子有機材料からなる部材２９を設けた。ここで
は、防着フィルタ２３を、一例として、グラスファイバ
ーからなる板状部材２８(板厚が約１ｍｍ)の表面に高分
子有機材料としてポリイミドの部材を設けた複合材料３
０でもって形成した。
【００４７】かかる構成の防着フィルタ２３を用いた上
記の実施形態について、図４または図７に示した場合と
同様の実験を行なったところ、図９に示す結果が得られ
た。この結果から明らかのように、被処理基板７の表面
上に飛来する中性粒子２４はアーク放電の継続時間と共
に増加の傾向にあるが、その量を、防着フィルタ２３に
上記の複合部材３０を用いない場合（図９のグラフ３
１）と比較して、複合部材３０を用いる場合（図９のグ
ラフ３２）には、減少させることができる。
記の実施形態について、図４または図７に示した場合と
同様の実験を行なったところ、図９に示す結果が得られ
た。この結果から明らかのように、被処理基板７の表面
上に飛来する中性粒子２４はアーク放電の継続時間と共
に増加の傾向にあるが、その量を、防着フィルタ２３に
上記の複合部材３０を用いない場合（図９のグラフ３
１）と比較して、複合部材３０を用いる場合（図９のグ
ラフ３２）には、減少させることができる。
【００４８】即ち、プラズマ１１が第１の磁場ダクト１
４内を輸送される際に、この複合材料３０は、プラズマ
１１中に浮遊する中性粒子２４を効率良く捕獲するばか
りでなく、複合部材３０を装着しない場合に比較して、
複合部材２９の表面に堆積した中性粒子２４からなる膜
の剥離を効果的に防止する役割も果たしていることが確
認された。
４内を輸送される際に、この複合材料３０は、プラズマ
１１中に浮遊する中性粒子２４を効率良く捕獲するばか
りでなく、複合部材３０を装着しない場合に比較して、
複合部材２９の表面に堆積した中性粒子２４からなる膜
の剥離を効果的に防止する役割も果たしていることが確
認された。
【００４９】なお、図８（ａ）に示す防着フィルタ２３
は、プラズマ１１が流れ込んでくる側の面全体に高分子
有機材料からなる部材２９を設けたものであったが、こ
の面の一部、例えば、図８（ｂ）に示すように、貫通孔
２５の周りの所定の幅の領域に高分子有機材料からなる
部材２９を設けるようにしてもよい。
は、プラズマ１１が流れ込んでくる側の面全体に高分子
有機材料からなる部材２９を設けたものであったが、こ
の面の一部、例えば、図８（ｂ）に示すように、貫通孔
２５の周りの所定の幅の領域に高分子有機材料からなる
部材２９を設けるようにしてもよい。
【００５０】図１０は本発明によるプラズマ処理装置の
第５の実施形態を示す概略構成図であって、図６に対応
する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略す
る。
第５の実施形態を示す概略構成図であって、図６に対応
する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略す
る。
【００５１】同図において、この第５の実施形態では、
図６に示した第３の実施形態において、第２に磁場ダク
ト１５と被処理基板７との間に電場フィルタ１６を配置
し、従って、第１の磁場ダクト１４と第２の磁場ダクト
１５との間に防着フィルタ２３を、第２に磁場ダクト１
５と被処理基板７との間に、絶縁部材２２によって処理
室６との間で電気的絶縁が保たれながら、電場フィルタ
１６を配置したものである。
図６に示した第３の実施形態において、第２に磁場ダク
ト１５と被処理基板７との間に電場フィルタ１６を配置
し、従って、第１の磁場ダクト１４と第２の磁場ダクト
１５との間に防着フィルタ２３を、第２に磁場ダクト１
５と被処理基板７との間に、絶縁部材２２によって処理
室６との間で電気的絶縁が保たれながら、電場フィルタ
１６を配置したものである。
【００５２】防着フィルタ２３は、図８に示したような
複合部材３０（板厚約１ｍｍ）からなり、また、電場フ
ィルタ１６には、直流電源２０から約５０Ｖの電圧が印
加されている。そして、ターゲット１とストライカ４と
の間に、アーク用電源３からアーク電流として２０〜１
５０Ａ、アーク電圧として約−３０Ｖを印加して、アー
ク放電を行なった。
複合部材３０（板厚約１ｍｍ）からなり、また、電場フ
ィルタ１６には、直流電源２０から約５０Ｖの電圧が印
加されている。そして、ターゲット１とストライカ４と
の間に、アーク用電源３からアーク電流として２０〜１
５０Ａ、アーク電圧として約−３０Ｖを印加して、アー
ク放電を行なった。
【００５３】これによって発生したプラズマ１１は、第
１の磁場ダクト１４及び第２の磁場ダクト１５の内部を
輸送されて被処理基板７の表面に照射されるが、その過
程で、プラズマ１１の中に浮遊する中性粒子２４が防着
フィルタ２３により、また、荷電性粒子１７が電場フィ
ルタ１６により、夫々効果的に捕獲される。その結果、
少なくとも約１μｍ以上の大きさを有する異物粒子が大
幅に除去されたプラズマ１１のみが被処理基板７の表面
に照射されることになる。
１の磁場ダクト１４及び第２の磁場ダクト１５の内部を
輸送されて被処理基板７の表面に照射されるが、その過
程で、プラズマ１１の中に浮遊する中性粒子２４が防着
フィルタ２３により、また、荷電性粒子１７が電場フィ
ルタ１６により、夫々効果的に捕獲される。その結果、
少なくとも約１μｍ以上の大きさを有する異物粒子が大
幅に除去されたプラズマ１１のみが被処理基板７の表面
に照射されることになる。
【００５４】なお、防着フィルタ２３としては、図８
（ａ）に示したものが図４に示すように１つ設けられて
いてもよいし、また、図７で示したように、複数設けら
れていてもよい。この場合、かかる防着フィルタ２３と
しては、図８に示したような複合部材３０でなくともよ
いが、かかる複合部材３０とすることにより、上記の効
果がより顕著に得られることになることはいうまでもな
い。
（ａ）に示したものが図４に示すように１つ設けられて
いてもよいし、また、図７で示したように、複数設けら
れていてもよい。この場合、かかる防着フィルタ２３と
しては、図８に示したような複合部材３０でなくともよ
いが、かかる複合部材３０とすることにより、上記の効
果がより顕著に得られることになることはいうまでもな
い。
【００５５】図１１は本発明によるプラズマ処理装置の
第６の実施形態を示す概略構成図であって、３３は第１
の磁場ダクト、３４はバッフル、３５は遮蔽板（シャッ
タ）であり、前出図面に対応する部分に同一符号を付け
て重複する説明を省略する。
第６の実施形態を示す概略構成図であって、３３は第１
の磁場ダクト、３４はバッフル、３５は遮蔽板（シャッ
タ）であり、前出図面に対応する部分に同一符号を付け
て重複する説明を省略する。
【００５６】同図において、この第６の実施形態では、
第１の磁場ダクト３３が屈曲された形状をなし、また、
この第１の磁場ダクト３３の内壁面には、プラズマ１１
の進行方向に対して逆テーパ形状になるようなバッフル
３４が設けられている。そして、この第１の磁場ダクト
３３と第２の磁場ダクト１５との間に防着フィルタ２３
が、第２の磁場ダクト３４と被処理基板７との間に図１
０に示した実施形態と同様にして電場フィルタ１６が夫
々配置されている。
第１の磁場ダクト３３が屈曲された形状をなし、また、
この第１の磁場ダクト３３の内壁面には、プラズマ１１
の進行方向に対して逆テーパ形状になるようなバッフル
３４が設けられている。そして、この第１の磁場ダクト
３３と第２の磁場ダクト１５との間に防着フィルタ２３
が、第２の磁場ダクト３４と被処理基板７との間に図１
０に示した実施形態と同様にして電場フィルタ１６が夫
々配置されている。
【００５７】アーク放電によって発生した荷電粒子や中
性粒子は、第１の磁場ダクト３３ないをランダムな方向
に進むが、第１の磁場ダクト３３が屈曲していることに
より、これまで第１の磁場ダクト３３の中心軸に進んで
きたこれら粒子もその内壁面の方向に向かうことにな
り、その内壁面に設けられているバッフル３４に捕獲さ
れることになる。
性粒子は、第１の磁場ダクト３３ないをランダムな方向
に進むが、第１の磁場ダクト３３が屈曲していることに
より、これまで第１の磁場ダクト３３の中心軸に進んで
きたこれら粒子もその内壁面の方向に向かうことにな
り、その内壁面に設けられているバッフル３４に捕獲さ
れることになる。
【００５８】防着フィルタ２３の構成は、図６に示した
第３の実施形態に用いられているものと同様にしたが、
図８に示したような複合部材３０の構成とし、そこに設
けられた貫通孔の開口断面積は第２の磁場ダクト１５の
断面積の約４％程度とした。そして、電場フィルタ１６
と被処理基板７との間に、開閉可能な遮蔽板３５が設置
されている。
第３の実施形態に用いられているものと同様にしたが、
図８に示したような複合部材３０の構成とし、そこに設
けられた貫通孔の開口断面積は第２の磁場ダクト１５の
断面積の約４％程度とした。そして、電場フィルタ１６
と被処理基板７との間に、開閉可能な遮蔽板３５が設置
されている。
【００５９】図１２は、図１１に示した第６の実施形態
において、アーク放電の継続時間経過と処理室６内に浮
遊する荷電性粒子及び中性粒子の量との関係を示すもの
である。
において、アーク放電の継続時間経過と処理室６内に浮
遊する荷電性粒子及び中性粒子の量との関係を示すもの
である。
【００６０】図１２からも明らかのように、アーク放電
が開始され、発生したプラズマ１１が処理室６の方へ輸
送される時間を経過した後、処理室６の内部に浮遊する
粒子の量が急激に増加し、その後の時間経過に伴って徐
々に減少する。そして、アーク放電が停止されると、若
干の時間経過後、処理室６の内部に浮遊する粒子の量が
再び増加し、その後、処理室６の内部が排気されるに伴
って粒子の量が減少を始める。即ち、アーク放電による
プラズマ生成の場合、アーク放電の開始時及び終了時に
極めて多くの粒子が発生することが明らかになった。
が開始され、発生したプラズマ１１が処理室６の方へ輸
送される時間を経過した後、処理室６の内部に浮遊する
粒子の量が急激に増加し、その後の時間経過に伴って徐
々に減少する。そして、アーク放電が停止されると、若
干の時間経過後、処理室６の内部に浮遊する粒子の量が
再び増加し、その後、処理室６の内部が排気されるに伴
って粒子の量が減少を始める。即ち、アーク放電による
プラズマ生成の場合、アーク放電の開始時及び終了時に
極めて多くの粒子が発生することが明らかになった。
【００６１】従って、アーク放電を利用したプラズマ処
理の場合には、アーク放電の開始及び終了時にプラズマ
に含まれる粒子が被処理基板７の表面に飛来しないよう
な工夫が必要である。
理の場合には、アーク放電の開始及び終了時にプラズマ
に含まれる粒子が被処理基板７の表面に飛来しないよう
な工夫が必要である。
【００６２】図１１における開閉可能な遮蔽板３５（ス
テンレス合金製）は、上記の機能を果たすためのもので
あって、例えば、アーク放電の開始から数秒乃至数十秒
の間、そして、アーク放電の終了前の数秒乃至数十秒の
間、被処理基板７を覆い隠すように作動させる。これに
より、これら期間に発生した荷電粒子や中性粒子が遮蔽
板３５に捕獲される。また、この遮蔽板３５は処理室６
に対して電気的に絶縁の状態を保つようにし、必要に応
じて電圧の印加を可能とした。遮蔽板３５に印加する電
圧に対する荷電粒子の低減効果の傾向も図３と同様であ
り、従って、この印加電圧も、例えば、１０Ｖから９０
Ｖまでの範囲に設定し、好ましくは４０Ｖから６０Ｖま
での範囲に設定する。
テンレス合金製）は、上記の機能を果たすためのもので
あって、例えば、アーク放電の開始から数秒乃至数十秒
の間、そして、アーク放電の終了前の数秒乃至数十秒の
間、被処理基板７を覆い隠すように作動させる。これに
より、これら期間に発生した荷電粒子や中性粒子が遮蔽
板３５に捕獲される。また、この遮蔽板３５は処理室６
に対して電気的に絶縁の状態を保つようにし、必要に応
じて電圧の印加を可能とした。遮蔽板３５に印加する電
圧に対する荷電粒子の低減効果の傾向も図３と同様であ
り、従って、この印加電圧も、例えば、１０Ｖから９０
Ｖまでの範囲に設定し、好ましくは４０Ｖから６０Ｖま
での範囲に設定する。
【００６３】表１に、被処理基板７上の異物となる粒子
の数と電場フィルタ１６及び防着フィルタ２３との関係
をまとめて示したものである。
の数と電場フィルタ１６及び防着フィルタ２３との関係
をまとめて示したものである。
【００６４】
【表１】 尚、実験におけるアーク放電の条件を、図１に示した第
１の実施形態と同様とし、また、遮蔽板３５を接地電圧
に対してフローティングの状態に保ち、アーク放電の開
始後１０秒間及び終了前の１０秒間は遮蔽板３５を作動
させて被処理基板７の表面を覆うようにした。また、被
処理基板７の面積は約１００ｃｍ2である。
１の実施形態と同様とし、また、遮蔽板３５を接地電圧
に対してフローティングの状態に保ち、アーク放電の開
始後１０秒間及び終了前の１０秒間は遮蔽板３５を作動
させて被処理基板７の表面を覆うようにした。また、被
処理基板７の面積は約１００ｃｍ2である。
【００６５】この結果、電場フィルタ１６及び防着フィ
ルタ２３のいずれも使用しない場合には、粒径１μｍ以
上の異物となる粒子（荷電性粒子や中性粒子）が極めて
多量に被処理基板７上に輸送されている。これに対し、
防着フィルタ２３を用いると、これによって中性粒子が
除去されることにより、被処理基板７上に付着する粒子
（大部分が荷電性粒子）は、上記の場合の１／１０以下
に激減させることができる。そして、更に、電場フィル
タ１６を用いることにより、その量を１／１００以下に
低減させることが可能であることが明らかになった。
ルタ２３のいずれも使用しない場合には、粒径１μｍ以
上の異物となる粒子（荷電性粒子や中性粒子）が極めて
多量に被処理基板７上に輸送されている。これに対し、
防着フィルタ２３を用いると、これによって中性粒子が
除去されることにより、被処理基板７上に付着する粒子
（大部分が荷電性粒子）は、上記の場合の１／１０以下
に激減させることができる。そして、更に、電場フィル
タ１６を用いることにより、その量を１／１００以下に
低減させることが可能であることが明らかになった。
【００６６】換言すれば、アーク放電を利用したプラズ
マ処理において、生成させるプラズマ１１中に含まれる
荷電性粒子は電場フィルタ１６を用いて、また、中性粒
子は防着フィルタ２３を用いて夫々除去することがで
き、これにより、薄膜形成などの場合、デバイスにとっ
て悪影響をもたらす異物粒子が排除された極めてクリー
ンなプラズマを用いて処理を行なうことができることで
ある。
マ処理において、生成させるプラズマ１１中に含まれる
荷電性粒子は電場フィルタ１６を用いて、また、中性粒
子は防着フィルタ２３を用いて夫々除去することがで
き、これにより、薄膜形成などの場合、デバイスにとっ
て悪影響をもたらす異物粒子が排除された極めてクリー
ンなプラズマを用いて処理を行なうことができることで
ある。
【００６７】なお、遮蔽板３５としては、電場フィルタ
１６と同様の金属材料で形成してもよいし、また、その
粒子捕獲面に上記の電気的絶縁性の高分子有機材料を設
けるようにしてよい。そして、この粒子捕獲面が導電面
であるときには、遮蔽板３５は直流電源２０から直流電
圧が、この粒子捕獲面に高分子有機材料が設けられてい
るときには、遮蔽板３５は高周波電源４１を用いて発生
する直流電圧成分が夫々印加される。
１６と同様の金属材料で形成してもよいし、また、その
粒子捕獲面に上記の電気的絶縁性の高分子有機材料を設
けるようにしてよい。そして、この粒子捕獲面が導電面
であるときには、遮蔽板３５は直流電源２０から直流電
圧が、この粒子捕獲面に高分子有機材料が設けられてい
るときには、遮蔽板３５は高周波電源４１を用いて発生
する直流電圧成分が夫々印加される。
【００６８】図１３は本発明によるプラズマ処理装置の
第７の実施形態を示す概略構成図であって、３８は集塵
用基板、３９は直流電源、４２は高周波電源であり、図
１１に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明
を省略する。
第７の実施形態を示す概略構成図であって、３８は集塵
用基板、３９は直流電源、４２は高周波電源であり、図
１１に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明
を省略する。
【００６９】同図において、この第７の実施形態は、図
１１に示した第６の実施形態において、遮蔽板３５の代
りに、被処理基板７とは異なる位置に集塵用基板３８を
配置したものである。
１１に示した第６の実施形態において、遮蔽板３５の代
りに、被処理基板７とは異なる位置に集塵用基板３８を
配置したものである。
【００７０】この第７の実施形態では、アーク放電の開
始から数秒乃至数十秒の間及びアーク放電の終了前数秒
乃至数十秒の間、第２の磁場ダクト１５の磁界を制御す
ることにより、第１の磁場ダクト１４を通過したプラズ
マ１１の進む方向を集塵用基板３８に変化させる。これ
により、異物粒子が大量に発生し易い時間を避けてプラ
ズマ処理を実行することができる。
始から数秒乃至数十秒の間及びアーク放電の終了前数秒
乃至数十秒の間、第２の磁場ダクト１５の磁界を制御す
ることにより、第１の磁場ダクト１４を通過したプラズ
マ１１の進む方向を集塵用基板３８に変化させる。これ
により、異物粒子が大量に発生し易い時間を避けてプラ
ズマ処理を実行することができる。
【００７１】尚、集塵用基板３８は被処理基板７と同一
の構造体のものでよく、必要に応じて所定の電圧を印加
することも可能である。また、集塵用基板３８の表面を
ポリイミドなどによる処理を施すことにより、集塵用基
板３８の表面から剥がれた異物粒子が再び処理室６の内
部に浮遊し、それが被処理基板７の処理中に悪影響を及
ぼすことを抑制することができる。
の構造体のものでよく、必要に応じて所定の電圧を印加
することも可能である。また、集塵用基板３８の表面を
ポリイミドなどによる処理を施すことにより、集塵用基
板３８の表面から剥がれた異物粒子が再び処理室６の内
部に浮遊し、それが被処理基板７の処理中に悪影響を及
ぼすことを抑制することができる。
【００７２】なお、集塵用基板３８の表面が導電面であ
るときには、集塵用基板３８は直流電源３９から直流電
圧が、集塵用基板３８の表面に高分子有機材料が設けら
れているときには、集塵用基板３８は高周波電源４２を
用いて発生する直流電圧成分が夫々印加される。
るときには、集塵用基板３８は直流電源３９から直流電
圧が、集塵用基板３８の表面に高分子有機材料が設けら
れているときには、集塵用基板３８は高周波電源４２を
用いて発生する直流電圧成分が夫々印加される。
【００７３】また、集塵用基板３８の印加電圧に対する
異物粒子の低減効果も、先の図３と同様の傾向にあり、
従って、集塵用基板３８に印加する電圧も、さきに説明
した電場フィルタ１６や遮蔽板３５（図１１）の場合と
同様である。
異物粒子の低減効果も、先の図３と同様の傾向にあり、
従って、集塵用基板３８に印加する電圧も、さきに説明
した電場フィルタ１６や遮蔽板３５（図１１）の場合と
同様である。
【００７４】図１３に示したこの第７の実施形態と同様
な効果を得る方法として、ステージ８を回転可能な構造
にして、このステージ８上に被処理基板７と集塵用基板
３８とが併置するようにしてもよい。そして、アーク放
電の開始時及び終了時には、このステージ８を回転させ
てプラズマ１１の進行方向と集塵用基板３８の位置とを
一致させる。このような方法によっても、上記した場合
と同様の効果を得ることが可能である。
な効果を得る方法として、ステージ８を回転可能な構造
にして、このステージ８上に被処理基板７と集塵用基板
３８とが併置するようにしてもよい。そして、アーク放
電の開始時及び終了時には、このステージ８を回転させ
てプラズマ１１の進行方向と集塵用基板３８の位置とを
一致させる。このような方法によっても、上記した場合
と同様の効果を得ることが可能である。
【００７５】次に、電場フィルタ１６及び中性フィルタ
２３によって除去される異物粒子の素性について調べた
結果を説明する。
２３によって除去される異物粒子の素性について調べた
結果を説明する。
【００７６】図１４（ａ）に示す被処理基板７上に付着
した大きな粒子３６（約２．５×７μｍ）を良く知られ
た顕微ラマン分光法を用いて解析した。
した大きな粒子３６（約２．５×７μｍ）を良く知られ
た顕微ラマン分光法を用いて解析した。
【００７７】図１４（ｂ）はこの結果得られたラマン分
光スペクトルの一例を示すものであるが、そのラマンス
ペクトルは波数が１５８０ｃｍ-1及び１３５０ｃｍ-1の
近傍に観察されることから、この異物２３がグラファイ
トカーボンに近い粒子であることが確認された。
光スペクトルの一例を示すものであるが、そのラマンス
ペクトルは波数が１５８０ｃｍ-1及び１３５０ｃｍ-1の
近傍に観察されることから、この異物２３がグラファイ
トカーボンに近い粒子であることが確認された。
【００７８】また、図１５（ａ）は粒径が１μｍ程度の
粒子３７を示すものであり、そのラマン分光スペクトル
は、図１５（ｂ）に示すように、図１４（ｂ）の場合と
比較して、その強度が減少しただけであって、スペクト
ルの波数は同じである。従って、この粒子３７もグラフ
ァイトカーボンに近い粒子である。
粒子３７を示すものであり、そのラマン分光スペクトル
は、図１５（ｂ）に示すように、図１４（ｂ）の場合と
比較して、その強度が減少しただけであって、スペクト
ルの波数は同じである。従って、この粒子３７もグラフ
ァイトカーボンに近い粒子である。
【００７９】図１６〜図１８は、大きさの異なる粒子に
ついて、良く知られたエネルギー分散Ｘ線分光法を用い
て成分分析を行なった結果を示すものである。
ついて、良く知られたエネルギー分散Ｘ線分光法を用い
て成分分析を行なった結果を示すものである。
【００８０】図１６及び図１７に併記した電子顕微鏡写
真の形状から判断すると、その粒子の形状が鋭角的な面
を有していることから、中性粒子であるものと考えられ
る。そして、その成分分析の結果から、これらの粒子は
カーボンからなる粒子であるということができる。但
し、成分分析のスペクトルに現れるシリコンに帰属した
ピークは、下地基板として使用したシリコンウエハから
の信号である。
真の形状から判断すると、その粒子の形状が鋭角的な面
を有していることから、中性粒子であるものと考えられ
る。そして、その成分分析の結果から、これらの粒子は
カーボンからなる粒子であるということができる。但
し、成分分析のスペクトルに現れるシリコンに帰属した
ピークは、下地基板として使用したシリコンウエハから
の信号である。
【００８１】一方、図１８に示した異物は、その形状が
丸みを帯びていることから、プラズマ雰囲気中で成長
し、そして、その周りに数千個の電子を帯電した状態で
被処理基板上に輸送された荷電性粒子であると推察され
る。そして、その成分分析の結果、この粒子も、また、
カーボンで構成されていることが判明した。
丸みを帯びていることから、プラズマ雰囲気中で成長
し、そして、その周りに数千個の電子を帯電した状態で
被処理基板上に輸送された荷電性粒子であると推察され
る。そして、その成分分析の結果、この粒子も、また、
カーボンで構成されていることが判明した。
【００８２】上記したように、アーク放電によって生成
したプラズマ中に浮遊する異物粒子はグラファイトカー
ボンに近い粒子であって、電荷を帯びている粒子と電気
的には中性の粒子とが存在する。そして、これらはいず
れも被処理基板上に堆積されて、例えば、薄膜としての
利用価値が低く、かつ結晶学的にも劣る構造体であるた
め、その除去が不可欠である。
したプラズマ中に浮遊する異物粒子はグラファイトカー
ボンに近い粒子であって、電荷を帯びている粒子と電気
的には中性の粒子とが存在する。そして、これらはいず
れも被処理基板上に堆積されて、例えば、薄膜としての
利用価値が低く、かつ結晶学的にも劣る構造体であるた
め、その除去が不可欠である。
【００８３】なお、以上の各実施形態では、ターゲット
１としてカーボンを用いたが、例えば、タングステンな
どの融解点の高い金属であっても、アーク放電の可能な
材料であれば、限定されない。
１としてカーボンを用いたが、例えば、タングステンな
どの融解点の高い金属であっても、アーク放電の可能な
材料であれば、限定されない。
【００８４】また、上記各実施形態では、電場フィルタ
１６を１つ用いるものであったが、２個以上をプラズマ
１１の流れ方向に並べて配置するようにしてもよい。こ
の場合、各電場フィルタ１６の開口部の直径を全て等し
くしてもよいし、また、適宜異ならせてもよい。勿論、
これら電場フィルタ１６に印加する電圧を互いに等しく
してもよいし、また、適宜異ならせるようにしてもよ
い。例えば、図１に示した実施形態において、電場フィ
ルタ１６を２個以上中心軸４０に沿って配置する場合、
被処理基板７側の電場フィルタ１６に対し、第２の磁場
フィルタ１５側の電場フィルタ１６ほどその開口部の直
径を大きくしてもよいし、小さくしてもよい。
１６を１つ用いるものであったが、２個以上をプラズマ
１１の流れ方向に並べて配置するようにしてもよい。こ
の場合、各電場フィルタ１６の開口部の直径を全て等し
くしてもよいし、また、適宜異ならせてもよい。勿論、
これら電場フィルタ１６に印加する電圧を互いに等しく
してもよいし、また、適宜異ならせるようにしてもよ
い。例えば、図１に示した実施形態において、電場フィ
ルタ１６を２個以上中心軸４０に沿って配置する場合、
被処理基板７側の電場フィルタ１６に対し、第２の磁場
フィルタ１５側の電場フィルタ１６ほどその開口部の直
径を大きくしてもよいし、小さくしてもよい。
【００８５】
【発明の効果】以上で説明したように、本発明によれ
ば、アーク放電によって発生したプラズマの輸送経路に
貫通孔を有する防着フィルタと電圧印加の可能電磁フィ
ルタを配置させることにより、中性粒子及び荷電性粒子
を低減させたプラズマを被処理基板に照射することが可
能である。
ば、アーク放電によって発生したプラズマの輸送経路に
貫通孔を有する防着フィルタと電圧印加の可能電磁フィ
ルタを配置させることにより、中性粒子及び荷電性粒子
を低減させたプラズマを被処理基板に照射することが可
能である。
【図１】本発明によるプラズマ処理装置の第１の実施形
態を示す概略構成図である。
態を示す概略構成図である。
【図２】図１における電場フィルタの一具体例を示す斜
視図及び断面図である。
視図及び断面図である。
【図３】図１に示す実施形態での電場フィルタに印加さ
れる電圧と被処理基板に到達する異物粒子との関係を示
す図である。
れる電圧と被処理基板に到達する異物粒子との関係を示
す図である。
【図４】本発明によるプラズマ処理装置の第２の実施形
態を示す概略構成図である。
態を示す概略構成図である。
【図５】図４における防着フィルタの一具体例とこの防
着フィルタに設けた貫通孔の開口断面積と被処理基板に
到達する異物粒子との関係を示す図である。
着フィルタに設けた貫通孔の開口断面積と被処理基板に
到達する異物粒子との関係を示す図である。
【図６】本発明によるプラズマ処理装置の第３の実施形
態を示す概略構成図である。
態を示す概略構成図である。
【図７】本発明によるプラズマ処理装置の第４の実施形
態を示す概略構成図である。
態を示す概略構成図である。
【図８】図７における防着フィルタの一具体例を示す概
略構造図である。
略構造図である。
【図９】図８に示した複合材料の防着フィルタの効果を
示す図である。
示す図である。
【図１０】本発明によるプラズマ処理装置の第５の実施
形態を示す概略構成図である。
形態を示す概略構成図である。
【図１１】本発明によるプラズマ処理装置の第６の実施
形態を示す概略構成図である。
形態を示す概略構成図である。
【図１２】図１１に示した第６の実施形態でのアーク放
電の過程と発生する異物粒子との関係を示す説明図であ
る。
電の過程と発生する異物粒子との関係を示す説明図であ
る。
【図１３】本発明によるプラズマ処理装置の第７の実施
形態を示す概略構成図である。
形態を示す概略構成図である。
【図１４】プラズマ処理する被処理基板に付着した異物
粒子の一例の（サイズ２．５×７μｍ程度）のラマン分
光スペクトルを示す図である。
粒子の一例の（サイズ２．５×７μｍ程度）のラマン分
光スペクトルを示す図である。
【図１５】プラズマ処理する被処理基板に付着した異物
粒子の他の例（粒径１μｍ程度）のラマン分光スペクト
ルを示す図である。
粒子の他の例（粒径１μｍ程度）のラマン分光スペクト
ルを示す図である。
【図１６】異物粒子のエネルギー分散Ｘ線分光法による
成分分析結果の第１の具体例を示す図である。
成分分析結果の第１の具体例を示す図である。
【図１７】異物粒子のエネルギー分散Ｘ線分光法による
成分分析結果の第２の具体例を示す図である。
成分分析結果の第２の具体例を示す図である。
【図１８】異物粒子のエネルギー分散Ｘ線分光法による
成分分析結果の第３の具体例を示す図である。
成分分析結果の第３の具体例を示す図である。
１ ターゲット ２ カソード電極 ３ アーク電源 ４ ストライカ ５ アーク放電領域 ６ 処理室 ７ 被処理基板 ８ ステージ ９ 直流電源 １０ 高周波電源 １１ プラズマ １２ イオン １３ 電子 １４ 第１の磁場ダクト １５ 第２の磁場ダクト １６ 電場フィルタ １７ 荷電性粒子 １８，１９，２０ 直流電源 ２１ 排気ポンプ ２２ 絶縁部材 ２３ 防着フィルタ ２４ 中性粒子 ２５ 貫通孔 ２６ 円筒部 ２８ グラスファイバー ２９ ポリイミド ３０ 複合部材 ３３ 第１の磁場ダクト ３４ バッフル ３５ 遮蔽板 ３８ 集塵用基板 ３９ 直流電源 ４０ 第１の磁場ダクトの中心付近 ４１，４２ 高周波電源 ４２ 集塵基板用高周波電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ａ (72)発明者 稲葉 宏 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 佐々木 新治 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 平野 真也 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 古澤 賢司 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 山坂 稔 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 天辰 篤志 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 シー シュ シンガポール国 730356 ウッドランド アベニュー ５，＃02−402，ビーエルケ ー 356 Ｆターム(参考） 4G075 AA24 BC01 BC06 CA17 CA42 CA47 CA65 EB01 EB21 EB22 4K029 CA03 DA09 DD06 4K057 DA01 DB06 DD01 DJ03 DM03 DM19 DM24 DM40 DN01 5F004 AA01 AA06 BA11 5F103 AA08 BB23 DD30 RR06
Claims (26)
- 【請求項１】 陰極アーク放電によるプラズマ発生部
と、プラズマを輸送するための第１の磁場ダクトと、第
２の磁場ダクトと、被処理基板を保持するステージを有
する処理室とを備え、 該プラズマ発生部で生成したプラズマが該第１の磁場ダ
クト及び該第２の磁場ダクトを通って該処理室の該被処
理基板に照射されるように、該第１，第２の磁場ダクト
と該処理室とが配置されて、かつ該第１，第２の磁場ダ
クトと該処理室とが真空に保持されてなり、 該第１の磁場ダクトと該被処理基板との間に電圧を印加
可能な１つ以上の電場フィルタが該処理室に対して電気
的な絶縁を保って設置され、該電場フィルタが該プラズ
マ中に含まれる荷電性粒子を捕獲し、除去させるように
したことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２】 前記電場フィルタは少なくとも前記プラ
ズマが通過する開口部を有し、かつ該開口部は前記プラ
ズマの流れに対して同心円状に配置されてなることを特
徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項３】 前記電場フィルタの開口部の内径が前記
第１の磁場ダクトの内径に等しい、もしくは大なること
を特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項４】 前記電場フィルタの開口部の内径が前記
第２の磁場ダクトによって揺動する前記プラズマを妨げ
ない程度の大きさとしたことを特徴とする請求項２に記
載のプラズマ処理装置。 - 【請求項５】 前記電場フィルタに印可させる電圧が少
なくとも直流電源を用いて発生する直流電圧または高周
波電源を用いて発生する直流電圧成分であって、前記電
圧の値が接地電圧に対して１０Ｖから９０Ｖの範囲で設
定されてな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６】 前記電場フィルタに印可させる電圧が少
なくとも直流電源を用いて発生する直流電圧または高周
波電源を用いて発生する直流電圧成分であって、前記電
圧の値が接地電圧に対して２０Ｖから７０Ｖの範囲で設
定されてな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７】 前記電場フィルタに印可させる電圧が少
なくとも直流電源を用いて発生する直流電圧または高周
波電源を用いて発生する直流電圧成分であって、前記電
圧の値が接地電圧に対して４０Ｖから６０Ｖの範囲で設
定されてな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８】 前記電場フィルタの開口部の内壁が凹凸
形状を備えてなることを特徴とする請求項２に記載のプ
ラズマ処理装置。 - 【請求項９】 前記電場フィルタの開口部の内壁の少な
くとも一部の表面が少なくとも高分子有機物を含む物質
によって覆われてなることを特徴とする請求項２または
８に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項１０】 前記電場フィルタが少なくともアルミ
ニウム合金，ステンレス合金または銅を含む金属からな
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１１】 陰極アーク放電によるプラズマ発生部
と、プラズマを輸送するための第１の磁場ダクトと、第
２の磁場ダクトと、被処理基板を保持するステージを有
する処理室とを備え、 該プラズマ発生部で生成したプラズマが該第１の磁場ダ
クト及び該第２の磁場ダクトを通って該処理室の該被処
理基板に照射されるように、該第１，第２の磁場ダクト
と該処理室とが配置されて、かつ該第１，第２の磁場ダ
クトと該処理室とが真空に保持されてなり、 該第２の磁場ダクトと該被処理基板との間に１つ以上の
電場フィルタが該処理室に対して電気的な絶縁を保って
設置され、かつ該電場フィルタに接地電圧に対して４０
Ｖから６０Ｖの範囲の少なくとも直流電源を用いて発生
する直流電圧または高周波電源を用いて発生する直流電
圧成分が印加されてなることを特徴とするプラズマ処理
装置。 - 【請求項１２】 陰極アーク放電によるプラズマ発生部
と、プラズマを輸送するための第１の磁場ダクトと、第
２の磁場ダクトと、被処理基板を保持するステージを有
する処理室とを備え、 該プラズマ発生部で生成したプラズマが該第１の磁場ダ
クト及び該第２の磁場ダクトを通って該処理室の該被処
理基板に照射されるように、該第１，第２の磁場ダクト
と該処理室とが配置されて、かつ該第１，第２の磁場ダ
クトと該処理室とが真空に保持されてなり、 該第１の磁場ダクトと該被処理基板との間に貫通孔を有
する防着フィルタが１つ以上設置され、該防着フィルタ
が該プラズマ中に含まれる中性粒子を捕獲し、除去させ
るようにしたことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項１３】 前記防着フィルタは前記貫通孔を１つ
以上有し、夫々の該防着フィルタについて、前記貫通孔
の開口断面積の総和が前記第１の磁場ダクトの断面積の
４０％以下であることを特徴とする請求項１２に記載の
プラズマ処理装置。 - 【請求項１４】 前記防着フィルタは前記貫通孔を１つ
以上有し、夫々の該防着フィルタについて、前記貫通孔
の開口断面積の総和が前記第１の磁場ダクトの断面積の
２５％以下であることを特徴とする請求項１２に記載の
プラズマ処理装置。 - 【請求項１５】 前記貫通孔の形状または開口断面積の
少なくともいずれかが異なる防着フィルタを１つ以上備
えたことを特徴とする請求項１２に記載のプラズマ処理
装置。 - 【請求項１６】 前記防着フィルタの表面の少なくとも
一部が少なくとも高分子有機物を含む物質によって覆わ
れていることを特徴とする請求項１２に記載のプラズマ
処理装置。 - 【請求項１７】 陰極アーク放電によるプラズマ発生部
と、プラズマを輸送するための第１の磁場ダクトと、第
２の磁場ダクトと、被処理基板を保持するステージを有
する処理室とを備え、 該プラズマ発生部で生成したプラズマが該第１の磁場ダ
クト及び該第２の磁場ダクトを通って該処理室の該被処
理基板に照射されるように、該第１，第２の磁場ダクト
と該処理室とが配置されて、かつ該第１，第２の磁場ダ
クトと該処理室とが真空に保持されてなり、 該第１の磁場ダクトの内部に１つ以上の貫通孔を有する
防着フィルタが１つ以上配置され、かつ夫々の該防着フ
ィルタについて、該貫通孔の開口断面積の総和が該第１
の磁場ダクトの断面積の４０％以下であることを特徴と
するプラズマ処理装置。 - 【請求項１８】 陰極アーク放電によるプラズマ発生部
と、プラズマを輸送するための第１の磁場ダクトと、第
２の磁場ダクトと、被処理基板を保持するステージを有
する処理室とを備え、 該プラズマ発生部で生成したプラズマが該第１の磁場ダ
クト及び該第２の磁場ダクトを通って該処理室の該被処
理基板に照射されるように、該第１，第２の磁場ダクト
と該処理室とが配置されて、かつ該第１，第２の磁場ダ
クトと該処理室とが真空に保持されてなり、 該第１の磁場ダクトと該被処理基板との間に、電圧を印
加可能でかつ可動する遮蔽板が該処理室に対して電気的
な絶縁を保って設置され、少なくとも該アーク放電の開
始するときまたは終了するときに該遮蔽板が該プラズマ
を遮蔽することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項１９】 陰極アーク放電によるプラズマ発生部
と、プラズマを輸送するための第１の磁場ダクトと、第
２の磁場ダクトと、被処理基板を保持するステージを有
する処理室とを備え、 該プラズマ発生部で生成したプラズマが該第１の磁場ダ
クト及び該第２の磁場ダクトを通って該処理室の該被処
理基板に照射されるように、該第１，第２の磁場ダクト
と該処理室とが配置されて、かつ該第１，第２の磁場ダ
クトと該処理室とが真空に保持されてなり、 該第１の磁場ダクトと該被処理基板との間に、電圧を印
加可能でかつ可動する遮蔽板が該処理室に対して電気的
な絶縁を保って設置され、該アーク放電の開始時から所
定時間経過するまで、または所定時間経過して該アーク
放電が終了するまでの間、該遮蔽板が該プラズマを遮蔽
することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２０】 前記遮蔽板に印可させる電圧が少なく
とも直流電源を用いて発生する直流電圧または高周波電
源を用いて発生する直流電圧成分であって、該電圧の値
が接地電圧に対して１０Ｖから９０Ｖの範囲で設定され
てなることを特徴とする請求項１８または１９に記載の
プラズマ処理装置。 - 【請求項２１】 陰極アーク放電によるプラズマ発生部
と、プラズマを輸送するための第１の磁場ダクトと、第
２の磁場ダクトと、被処理基板を保持するステージを有
する処理室とを備え、 該プラズマ発生部で生成したプラズマが該第１の磁場ダ
クト及び該第２の磁場ダクトを通って該処理室の該被処
理基板に照射されるように、該第１，第２の磁場ダクト
と該処理室とが配置されて、かつ該第１，第２の磁場ダ
クトと該処理室とが真空に保持されてなり、 該処理室の内部には、該被処理基板と異なる位置に集塵
用基板が配設され、かつ少なくとも該アーク放電の開始
時から所定時間経過するまで、または所定時間経過して
該アーク放電が終了するまでの間、該第２の磁場ダクト
に印加される磁場を制御して該プラズマを前記集塵用基
板に照射することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２２】 陰極アーク放電によるプラズマ発生部
と、プラズマを輸送するための第１の磁場ダクトと、第
２の磁場ダクトと、被処理基板及び集塵用基板を保持す
る回転ステージを有する処理室とを備え、 該プラズマ発生部で生成したプラズマが該第１の磁場ダ
クト及び該第２の磁場ダクトを通って該処理室の該被処
理基板に照射されるように、該第１，第２の磁場ダクト
と該処理室とが配置されて、かつ該第１，第２の磁場ダ
クトと該処理室とが真空に保持されてなり、 少なくとも該アーク放電の開始時から所定時間経過する
まで、または所定時間経過して該アーク放電が終了する
までの間、該プラズマが該集塵用基板に照射されるよう
に該回転ステージが制御されることを特徴とするプラズ
マ処理装置。 - 【請求項２３】 陰極アーク放電によるプラズマ発生部
と、プラズマを輸送するための第１の磁場ダクトと、第
２の磁場ダクトと、被処理基板を保持するステージを有
する処理室とを備え、 該プラズマ発生部で生成したプラズマが該第１の磁場ダ
クト及び該第２の磁場ダクトを通って該処理室の該被処
理基板に照射されるように、該第１，第２の磁場ダクト
と該処理室とが配置されて、かつ該第１，第２の磁場ダ
クトと該処理室とが真空に保持されてなり、 該第１の磁場ダクトと該被処理基板との間に、電圧を印
加可能な１つ以上の電場フィルタが該処理室に対して電
気的絶縁を保って設置され、かつ貫通孔を有する防着フ
ィルタが１つ以上設置されてなることを特徴とするプラ
ズマ処理装置。 - 【請求項２４】 前記電場フィルタに接地電圧に対して
４０Ｖから６０Ｖの範囲の少なくとも直流電源を用いて
発生する直流電圧または高周波電源を用いて発生する直
流電圧成分が印加され、 かつ前記防着フィルタが前記貫通孔を１つ以上有し、前
記防着フィルタ夫々について、前記貫通孔の開口断面積
の総和が前記第１の磁場ダクトの断面積の４０％以下で
あることを特徴とする請求項２３に記載のプラズマ処理
装置。 - 【請求項２５】 陰極アーク放電によるプラズマ発生部
と、プラズマを輸送するための第１の磁場ダクトと、第
２の磁場ダクトと、被処理基板を保持するステージを有
する処理室とを備え、 該プラズマ発生部で生成したプラズマが該第１の磁場ダ
クト及び該第２の磁場ダクトを通って該処理室の該被処
理基板に照射されるように、該第１，第２の磁場ダクト
と該処理室とが配置されて、かつ該第１，第２の磁場ダ
クトと該処理室とが真空に保持されてなり、 該第１の磁場ダクトと該処理室との間に貫通孔を有する
防着フィルタが１つ以上設置され、かつ該第２の磁場ダ
クトと該被処理基板との間に、電圧を印加可能な１つ以
上の電場フィルタと可動する遮蔽板とが該処理室に対し
て電気的な絶縁を保って設置され、 少なくとも該アーク放電の開始時から所定時間経過する
までの間、または所定時間経過して該アーク放電が終了
するまでの間、該遮蔽板が該プラズマを遮蔽することを
特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２６】 前記防着フィルタは前記貫通孔を１つ
以上有し、前記防着フィルタ夫々について、前記貫通孔
の開口断面積の総和が前記第１の磁場ダクトの断面積の
４０％以下であって、かつ前記電場フィルタまたは前記
遮蔽板に接地電圧に対して４０Ｖから６０Ｖの範囲の少
なくとも直流電源を用いて発生する直流電圧または高周
波電源を用いて発生する直流電圧成分が印加されてなる
ことを特徴とする請求項２５に記載のプラズマ処理装
置。
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