JP2002231642A - プラズマ処理装置およびプラズマ処理機、並びにプラズマ処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】回転電極を用いたプラズマ処理において、プラ
ズマ処理終了後にチャンバ内に残存する反応ガスを低減
することができる。 【解決手段】チャンバ５内にガス流路形成部材１０が設
けられている。ガス流路形成部材１０は、回転電極１お
よび被処理物である基板２とのギャップ部ｇに対して円
滑にプラズマ処理用ガスを流すガス流路Ｆを形成してい
る。ガス流路Ｆに供給されるプラズマ処理用ガスは、回
転電極１と基板２との間のギャップ部ｇに円滑に流入
し、また、ギャップ部ｇ内にてプラズマ処理された後の
ガスは、チャンバ５外に円滑に排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転電極を用い
て、被処理物に対して、成膜処理、加工処理、表面処理
等の各種処理を行うプラズマ処理装置およびプラズマ処
理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板等の被処理物に対して、成膜処理、
加工処理、表面処理等をプラズマ処理によって実施する
ことが行われているが、プラズマ処理においては、処理
速度の高速化とプラズマ処理の高品質化とが望まれてい
る。この要求に応えるためのプラズマ処理装置として、
回転電極を用いたプラズマ処理装置が、特開平９−１０
４９８５号公報に開示されている。

【０００３】この公報に開示されたプラズマ処理装置よ
うに、回転電極を用いたプラズマ処理装置では、回転電
極の高速回転によりプラズマが発生する領域に対して効
率的にプラズマ処理用ガスを供給することができ、ま
た、プラズマ処理後のガスをプラズマ発生領域から効率
よく排出することもできるために、処理速度の高速化お
よびプラズマ処理の高品質化を実現することができる。

【０００４】このような回転電極を用いたプラズマ処理
装置では、さらに改良を加えることによって、プラズマ
処理の高速化および高品質化を、一層、効果的に実現す
ることができる。例えば、特開平１１−１８９８７７号
公報には、回転電極と基板との間に形成されるプラズマ
発生領域の近傍に、ガス吹出口とガス吸引口とを対向し
て配置することによって、プラズマ処理用ガスの利用効
率を向上させる構成が開示されている。

【０００５】図１１は、特開平１１−１８９８７７号公
報に記載されたプラズマ処理装置の主要部の構成を示す
断面図である。

【０００６】このプラズマ処理装置は、チャンバ９５
と、このチャンバ９５内に配置されたドラム状の回転電
極９１と、回転電極９１の表面に対向するようにチャン
バ９５内に配置された基板ホルダ９３とを備えている。
回転電極９１は、図示しない回転駆動機構によって、図
１１にＤＲにて示す方向に高速で回転駆動される。回転
電極９１の回転軸９１ｂは、高周波電源９４に接続され
ており、高周波電源９４から高周波電力が供給される。
被処理物である基板９２は、基板ホルダ９３上に載せら
れて、回転電極９１の表面に対して、数１００μｍ程度
のギャップ部ｇを隔てて対向している。

【０００７】図１２は、回転電極９１の近傍部分の拡大
図である。回転電極９１の下方には、ガス吹出用のノズ
ル９６とガス吸引口９７とが、回転電極９１の下部を挟
んで相互に対向して配置されている。ガス吹出用のノズ
ル９６およびガス吸引口９７は、それぞれ、ガス循環路
９９の各端部に設けられている。ガス循環路９９内で
は、チャンバ９５の外部に設けられた循環ポンプ９８に
よって、プラズマ処理用ガスが循環される。

【０００８】ガス吹出用のノズル９６は、図１３に示す
ように、先端側になるにつれて順次厚みが減少したテー
パ形状になっており、また、ガス吸引口９７も同様のテ
ーパ形状になっている。

【０００９】プラズマ処理を行う場合には、反応ガスと
不活性ガスの混合ガスからなるプラズマ処理用ガスをチ
ャンバ９５内に充填し、循環ポンプ９８を動作させつ
つ、回転電極９１を、図１１および図１２に矢印ＤＲで
示す方向に高速回転させる。これにより、ノズル９６か
ら吹出されたプラズマ処理用ガスが、粘性によって、高
速回転している回転電極９１の表面に引き連れられ、回
転電極９１と基板９２との間のギャップ部ｇに効率よく
供給される。

【００１０】この場合における反応ガスとは、目的とす
るプラズマ処理を行うためのガスであり、Ｓｉ薄膜を形
成する場合にはＳｉＨ₄ガス等が用いられる。また、不
活性ガスは、直接的にはプラズマ処理に関与しないが、
安定なプラズマ状態を維持するために有効であり、例え
ばＨｅガスが用いられる。尚、チャンバ９５内に充填さ
れるプラズマ処理用ガス中の反応ガスの濃度は所定の濃
度とされる。

【００１１】このようなプラズマ処理用ガスがギャップ
部ｇに供給された状態で、高周波電源９４から回転電極
９１に高周波電力を供給すると、ギャップ部ｇにおいて
プラズマＰが発生し、プラズマ処理用ガス中の反応ガス
分子が分解、励起される。こうして生成された反応種の
作用によって、基板９２の表面に対して所望のプラズマ
処理が行われる。

【００１２】プラズマ処理後のガスは、回転電極９１が
高速回転することによって、プラズマ領域Ｐから速やか
に排出され、続いて吸引口９７から吸込まれる。吸引口
９７から吸込まれたプラズマ処理後のガスは、図示しな
いフィルタによってパーティクルを除去され、さらに、
図示しない反応ガス導入手段によってプラズマ処理で消
費された分量の反応ガスが補充されて、ノズル９６のガ
ス吹出口から吹出される。

【００１３】このように、ガス吹出用ノズル９６から吹
出されたプラズマ処理用ガスは、回転電極９１の高速回
転によってギャップ部ｇに導かれ、又、ギャップ部ｇよ
り排出されたプラズマ処理後のガスは、吸引口９７によ
って吸引される。このことによって安定したガスの流れ
を形成でき、その結果、プラズマ処理を高速にて実施す
ることができるとともに、プラズマ処理の品質を向上さ
せることができる。

【００１４】なお、特開平１１−１８９８７７号公報に
は、チャンバ９５に回転電極９１が収納される収納部を
設けて、チャンバ９５の容積を低減することによって、
さらに、プラズマ処理速度の高速化およびプラズマ処理
の高品質化を実現している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】図１１に示す従来のプ
ラズマ処理装置では、ガス吹出用のノズル９６およびガ
ス吸引口９７を、回転電極９１と基板９２との間に形成
された数１００μｍ程度の狭いギャップ部ｇに近接して
配置することが容易でなく、しかも、図１３に示す如く
に、ガス吹出用ノズル９６およびガス吸引口９７の形
状、口径等が制約を受けるという問題がある。

【００１６】また、プラズマ処理用ガスが流れる、ガス
吹出用のノズル９６およびガス吸引口９７にて挟まれた
回転電極９１の下方の空間は開放された空間であるため
に、ノズル９６から吹出されたプラズマ処理用ガスの一
部は、図１２に示すように、プラズマが生じるギャップ
部ｇ内に流入することなく、ギャップ部ｇの外部に流出
するおそれがある。

【００１７】さらに、回転電極９１と基板９２との間に
形成されたギャップ部ｇが開放された状態になっている
ために、ノズル９６から吹出されたプラズマ処理用ガス
のみならず、チャンバ９５内に充填されているガスも、
回転電極９１の高速回転によって、プラズマが生じるギ
ャップ部ｇに流入させるおそれがあり、また、ガス吸引
口９７は、回転電極９１の高速回転によってギャップ部
ｇから流出するガスのみならず、チャンバ９５内に充填
されているガスも吸引するおそれがある。

【００１８】このために、上記のプラズマ処理装置にお
いて安定したプラズマ処理を行うためには、ノズル９６
から吹出されるプラズマ処理用ガスと同一のガス（一定
反応ガス濃度のプラズマ処理用ガス）を、プラズマ処理
中、常にチャンバ９５内に充填する必要がある。

【００１９】その結果、プラズマ処理終了後に、結果的
に使用されない反応ガス（例えばＳｉＨ₄ガス）がチャ
ンバ９５内に残存することになり、コスト的に望ましく
ないという問題がある。

【００２０】また、このようなプラズマ処理用ガスが充
填されたチャンバを複数台数併設して、各チャンバ間で
被処理物である基板を連続的に移動させることによっ
て、各チャンバで夫々行われる異なるプラズマ処理を順
次連続的に行うようなインライン方式とする場合には、
各チャンバに充填された異なる種類のプラズマ処理用ガ
スが、基板が移動する通路を介して、相互に混合される
おそれがある。従って、回転電極が設けられたチャンバ
では、複数のチャンバを併設して、連続的にプラズマ処
理を行うインライン方式への適用が容易でないという問
題がある。

【００２１】本発明は、このような問題点を解決するも
のであり、その目的は、回転電極を用いながらも、プラ
ズマ処理終了後にチャンバ内に残存する反応ガスを減少
させることができ、また、容易にインライン方式に展開
することができるプラズマ処理装置およびプラズマ処理
機、並びにプラズマ処理方法を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明のプラズマ処理装
置は、チャンバ内に、被処理物と所定のギャップ部を隔
てて対向した状態で、電力が供給されるように配置され
た回転電極と、該回転電極と前記被処理物との間のギャ
ップ部に対して円滑にプラズマ処理用ガスを流すための
ガス流路を形成するように、該チャンバ内に配置された
ガス流路形成部材と、を具備することを特徴とする。

【００２３】前記ガス流路形成部材には、前記ガス流路
に前記プラズマ処理用ガスを供給するプラズマ処理用ガ
ス供給手段が接続されている。

【００２４】前記ガス流路形成部材には、プラズマ処理
後のガスを前記ガス流路から排出するプラズマ処理用ガ
ス排気手段が接続されている。

【００２５】前記ガス流路形成部材は、前記回転電極の
一部又は全部を収容している。

【００２６】前記ガス流路は、前記ギャップ部の上流側
部分および下流側部分が、ギャップ部に対してほぼ対称
な形状になっている。

【００２７】前記ガス流路は、前記ギャップ部の上流側
および下流側部分のうちの少なくとも一方が、前記回転
電極の表面に沿って湾曲している。

【００２８】前記ガス流路は、その中心軸が前記ギャッ
プ部の上流側部分から下流側部分にかけてほぼ直線状に
延びている。

【００２９】前記被処理物または前記被処理物が搭載さ
れるホルダが、ドラム形状である。

【００３０】前記ガス流路形成部材は、複数の部材から
構成されている。

【００３１】前記ガス流路形成部材を構成する少なくと
も１つの部材が、前記回転電極へ電力を伝達するように
なっている。

【００３２】前記ガス流路は、その内部がほぼ気密状態
になっている。

【００３３】本発明のプラズマ処理機は、前記プラズマ
処理装置が複数、並んで配置されており、隣接するプラ
ズマ処理装置の各チャンバ同士が連通路を介して相互に
接続されていることを特徴とする。

【００３４】本発明のプラズマ処理方法は、前記プラズ
マ処理装置またはプラズマ処理機を用いて、被処理物に
対してプラズマ処理を行うことを特徴とする。

【００３５】前記ガス流路内の圧力が、前記ガス流路外
のチャンバの内部の圧力よりも低く設定されている。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。

【００３７】図１は、本発明のプラズマ処理装置の実施
形態の一例の概略構成を示す断面図、図２はそのプラズ
マ処理装置の主要部を示す斜視図、図３は図２の主要部
を平面ＰＬ１にて切断した状態の斜視図である。

【００３８】このプラズマ処理装置１００は、図１に示
すように、被処理物であるガラス等の基板２が収容され
てプラズマ処理が実施される中空直方体状のチャンバ５
と、このチャンバ５の内部に配置されたドラム状の回転
電極１と、被処理物である基板２を回転電極１の表面に
対向させるために、回転電極１に対向してチャンバ５内
に水平に配置された基板ホルダ３と、チャンバ５内にガ
ス流路Ｆを形成するために、チャンバ５内に配置された
ガス流路形成部材１０とを備えている。

【００３９】チャンバ５には、チャンバ５内を所定のガ
ス雰囲気とするためのガス供給手段５７、及び、チャン
バ５内のガスを排出するガス排気手段５８が接続されて
いる。

【００４０】チャンバ５の内部には、ドラム状の回転電
極１が、チャンバ５の幅方向に沿ってほぼ水平に配置さ
れている。回転電極１の軸心部には、回転軸１ｂが設け
られており、この回転軸１ｂが、図示しない回転駆動機
構によって高速で回転されるようになっており、回転軸
１ｂが回転されることにより、回転電極１が図１に矢印
ＤＲで示す方向に高速で回転される。回転電極１の回転
軸１ｂは、高周波電源４に接続されており、高周波電源
４から高周波電力が回転軸１ｂに供給される。回転電極
１の直径は、例えば３００ｍｍ程度になっている。

【００４１】チャンバ５内の、回転電極１の下方には、
基板ホルダ３が水平な状態で配置されており、この基板
ホルダ３上に、被処理物であるガラス板等の平板状の基
板２が載置されるようになっている。基板ホルダ３上に
載置される基板２は、上方に配置された回転電極１に対
して、所定のギャップ部ｇを隔てた状態で水平状態とさ
れる。基板ホルダ３の幅寸法は、回転電極１の軸方向長
さとほぼ等しくなっている。基板２と回転電極１とのギ
ャップ部ｇは、数１００μｍ〜数ｍｍ程度になってい
る。

【００４２】基板ホルダ３は、図１に矢印ＤＸで示す方
向であるチャンバ５の長手方向に沿って水平方向に移動
されるようになっており、基板ホルダ３上に載置された
基板２も、基板ホルダ３とともに、図１に矢印ＤＸで示
す方向に水平に移動される。基板ホルダ３内には、ヒー
ター（図示せず）が内蔵されており、このヒータによっ
て、基板ホルダ３上に載置された基板２が、必要に応じ
て加熱されるようになっている。

【００４３】基板ホルダ３は、幅方向寸法が、回転電極
１の軸方向長さとほぼ等しくなっているために、基板ホ
ルダ３上に載置された基板２が長手方向に沿って水平に
移動されることにより、基板２はその表面全体にわたっ
て、回転電極１の外周面に対向される。

【００４４】回転電極１は、チャンバ５内に配置された
ガス流路形成部材１０によって覆われた状態になってい
る。ガス流路形成部材１０は、図２および図３に示すよ
うに、チャンバ５内にて回転電極１を取り囲むように配
置された中空直方体状のケーシング部材１１と、このケ
ーシング部材１１の内部にて回転電極１の上部と対向す
るように配置されたブロック部材１２とを有している。

【００４５】ケーシング部材１１は、それぞれが回転電
極１の両側に回転電極１の軸方向に沿って配置された一
対の側板部１１Ａと、回転電極１の各端面に沿ってそれ
ぞれ配置された端面部１１Ｂとによって上面および下面
が開放された中空の直方体状に形成されている。各側板
部１１Ａのそれぞれの下部内面は、回転電極１の下部外
周と所定の間隔が形成されるように、回転電極１の下部
外周面に沿った円弧状の曲面部１１ｂになっており、回
転電極１の下部が、ケーシング部材１１の下面に形成さ
れた開口部１１ａに対向している。

【００４６】ケーシング部材１１の各端面部１１Ｂは、
回転電極１の各端面に、それぞれ、可能な限り狭い間隔
を隔てて対向しており、回転電極１の回転軸１ｂは、各
端面部１１Ｂの穴部に対して僅かな隙間をもって貫通し
て、ケーシング部材１１の外部に突出している。各端面
部１１Ｂの下端部１１ｄは、それぞれ、各側板部１１Ａ
の下端面１１ｃよりも下方に突出しており、各端面部１
１Ｂの下端部１１ｄが、基板ホルダ３の各側面に、僅か
の間隙を隔てて対向している。

【００４７】各端面部１１Ｂの下端部１１ｄ間に位置す
る各側板部１１Ａの下端面１１cは、基板ホルダ３上に
載置される基板２の表面に対して、可能な限り狭い間
隔、例えば数１００μｍ程度の間隔を隔てて、それぞれ
対向している。

【００４８】ケーシング部材１１の内部にて回転電極１
の上方に配置されたブロック部材１２は、ケーシング部
材１１の各端面部１１Ｂ間に、各側板部１１Ａとはそれ
ぞれ一定の間隔を空けて架設されている。基板ホルダ３
の水平移動方向に沿ったブロック部材１２の幅寸法Ｗｐ
は、回転電極１の直径とほぼ等しくなっており、例えば
３００ｍｍ程度になっている。ブロック部材１２の底面
は、回転電極１の上部外周面に沿った円弧状の凹面部１
２ａになっており、回転電極１の上部外周面とは、数１
００μｍ〜数ｍｍ程度の間隔を隔てて対向している。

【００４９】このような構成のケーシング部材１１およ
びブロック部材１２を有するガス流路形成部材１０は、
ケーシング部材１１の各側板部１１Ａとブロック部材１
２との間に形成された一定の間隔になった部分と、これ
ら各一定の間隔部分に連続した各側板部１１Ａの下部内
面と回転電極１の外周面との間隔が設けられた部分とを
形成し、これらが、回転電極１の下部外周面と基板２と
のギャップ部ｇに対して円滑に連続している。このよう
に、回転電極１の下部外周面に沿った下部湾曲部と、こ
の下部湾曲部から上方に垂直に延出する一対の垂直部と
は、ギャップ部ｇとともにガス流路Ｆを形成し、このガ
ス流路Ｆは、断面Ｕ字状になっている。

【００５０】このガス流路Ｆにおいて、ギャップ部ｇに
対する、回転電極１の回転方向の上流側に位置する垂直
部分の上端部は、プラズマ処理用ガス導入部１３になっ
ており、このプラズマ処理用ガス導入部１３が、チャン
バ５の上壁面に設けられたガス導入口５１を介して、ガ
スボンベ等のプラズマ処理用ガス供給手段５３に気密状
態で接続されている。また、ガス流路Ｆにおいて、ギャ
ップ部ｇに対する回転電極１の回転方向の下流側に位置
する垂直部分の上端部は、プラズマ処理用ガス排気部１
４になっており、このプラズマ処理用ガス排気部１４
が、チャンバ５の上壁面に設けられたガス排気口５２を
介して、プラズマ処理用ガス排気手段５４に気密状態で
接続されている。

【００５１】ガス流路Ｆの内部の幅寸法Ｗ_Fは、基板２
と回転電極１とのギャップ部ｇおよびその近傍部分を除
いて、回転電極１の形状による制約を受けることなく広
く形成されており、例えば数１０ｍｍ程度に設定されて
いる。ギャップ部ｇの近傍部分では、ギャップ部ｇから
離れるにつれてガス流路Ｆの幅寸法が、順次増大してい
る。

【００５２】ケーシング部材１１における各側板部１１
Ａの下端面１１ｃは、基板２に対して可能な限り狭い間
隔、例えば数１００μｍ程度の間隔を隔てて対向してお
り、また、各下端面１１ｃは、基板２の水平移動方向に
広くなっている。同様に、ケーシング部材１１における
各端面部１１Ｂと回転電極１の各端面との間隙も、可能
な限り小さく設定されており、さらには、各端面部１１
Ｂの下端部１１ｄと基板ホルダ３との間隙も、可能な限
り小さく設定されている。このような構成により、ガス
流路形成部材１０は、ガス流路Ｆの内部空間と、その外
部空間との間に形成される空間のコンダクタンスを極力
小さくしており、ガス流路Ｆは、ほぼ気密状態になって
いる。

【００５３】ブロック部材１２は、アルミナなどの絶縁
体によって構成されている。ケーシング部材１１は、ブ
ロック部材１２と同様の絶縁体でも、または、導電体で
も良い。また、絶縁体の外周面を導体で覆っても良い。
ケーシング部材１１の全部又はその外面を導体とする場
合には、その導体を接地しておくことが好ましい。

【００５４】次に、このような構成のプラズマ処理装置
１００を用いたプラズマ処理方法について説明する。

【００５５】まず、雰囲気ガス排気手段５８およびプラ
ズマ処理用ガス排気手段５４をそれぞれ動作させて、チ
ャンバ５内およびガス流路Ｆ内を、それぞれ減圧状態と
する。その後、雰囲気ガス供給手段５７を動作させて、
チャンバ５内に雰囲気ガスを導入し、チャンバ５内を所
定の圧力とする。このように、チャンバ５内が所定の圧
力になると、雰囲気ガス供給手段５７は停止される。

【００５６】なお、チャンバ５内が所定の圧力となった
後も、雰囲気ガス供給手段５７および雰囲気ガス排気手
段５８を、適宜調整しつつ動作させることによって、チ
ャンバ５内を所定の圧力に維持するようにしてもよい。

【００５７】チャンバ５内の雰囲気ガスは、例えばＨ
ｅ、Ａｒなどの不活性ガスであり、その圧力Ｐｃは、例
えば７６０Ｔｏｒｒとされる。

【００５８】チャンバ５内が所定の圧力とされて、チャ
ンバ５内の雰囲気設定が終了すると、次に、プラズマ処
理用ガス供給手段５３およびプラズマ処理用ガス排気手
段５４を同時に動作させるとともに、回転電極１を、図
１に矢印ＤＲで示す方向に、１０００〜５０００ｒ.ｐ.
ｍ.程度で高速回転させる。これにより、ガス流路Ｆ内
に、一定の流量のプラズマ処理用ガスが通流する。プラ
ズマ処理用ガス供給手段５３から供給されるプラズマ処
理用ガスの流量は、回転電極１の高速回転によってギャ
ップ部ｇに流される流量とほぼ等しい流量とされ、通
常、数ＳＭＬ〜数１０００ＳＭＬ程度とされる。

【００５９】ガス流路Ｆ内を通流するプラズマ処理用ガ
スは、例えば反応ガスと不活性ガスとの混合ガスであっ
て、その圧力Ｐｐはチャンバ５内の圧力Ｐｃよりも若干
低い圧力、例えば７５５Ｔｏｒｒに設定される。プラズ
マ処理用ガス中の不活性ガスには、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅな
どのガスが用いられるが、チャンバ５内の雰囲気ガスと
同種のガスであることが好ましく、例えばＨｅガスが用
いられる。特に、Ｈｅガスは、放電を安定させることが
でき、しかも、基板２へのダメージを抑制することがで
きるために、好適である。尚、放電の容易性やコストに
重点を置く場合には、Ａｒを用いても良い。

【００６０】プラズマ処理用ガス中の反応ガスとして
は、プラズマ処理の目的に応じたガスが用いられる。例
えばアモルファス、微結晶、多結晶等のＳｉ薄膜を形成
する場合には、ＳｉＨ₄ガスやＳｉ₂Ｈ₆ガスなどのＳｉ
原子を含むガスが単体で、またはＨ₂等の他のガスと混
合して用いられる。また、Ｓｉ系基板の加工を行う場合
には、ＳＦ₆やＣＦ₄等のハロゲン系ガスが単体で、また
はＯ₂などの他のガスと混合して用いられる。親水性の
表面処理を施す場合には、アルコール類のような有機溶
媒が用いられる。

【００６１】なお、プラズマ処理用ガス中の反応ガスの
濃度は、０．１〜数１０％程度であり、目標とするプラ
ズマ処理速度、すなわち、成膜速度、加工速度等に応じ
て適宜設定される。

【００６２】プラズマ処理用ガス供給手段５３からガス
流路Ｆのプラズマ処理用ガス導入部１３に供給されたプ
ラズマ処理用ガスは、回転電極１の外周面と対向する図
１の位置Ｆ１において、その流れが高速回転している回
転電極１の外周面に引き継がれ、その後、回転電極１の
外周面に引き連れられて通流する。この場合、ブロック
部材１２と回転電極１とは、段差がなく、しかも、きわ
めて近接した状態になっているために、プラズマ処理用
ガスは、円滑に、回転電極１の表面に沿う。そして、こ
のプラズマ処理用ガスは、ガス自体の粘性によって、回
転電極１の表面に追従して、通流する。回転電極１の表
面に追従して通流するプラズマ処理用ガスは、さらに、
その流れの外縁がプラズマ処理用ガス導入部１３に連続
したケーシング部材１１の側板部１１Ａにおける曲面部
１１ｂにて案内されて、回転電極１と基板２との間のギ
ャップ部ｇ内に供給される。

【００６３】このように、ギャップ部ｇ内にプラズマ処
理用ガスが供給された状態において、高周波電源４から
回転電極１に高周波電力を供給すると、ギャップ部ｇ内
にプラズマＰが発生し、プラズマ処理用ガス中の反応ガ
ス分子が分解および励起される。そして、このようにし
て生成された反応種の作用によって、基板２の表面に対
する所望のプラズマ処理が行われる。

【００６４】高周波電源４から回転電極１に供給される
高周波電力の周波数は、１５０ＭＨｚ程度、電力密度は
数１０〜数１００Ｗ／ｃｍ²程度である。

【００６５】ギャップ部ｇ内にてプラズマ処理に用いら
れた後のガスは、回転電極１の高速回転によって、ギャ
ップ部ｇから速やかに排出される。そして、ケーシング
部材１１におけるギャップ部ｇに対する回転電極１の回
転方向下流側に位置する側板部１１Ａの曲面部１１ｂに
て上方に向かって案内されながら、回転電極１の表面に
追従して流れ、その後、位置Ｆ₂において回転電極１の
表面から流れが離れてプラズマ処理用ガス排気部１４を
通って、プラズマ処理用ガス排気手段５４によって、チ
ャンバ５の外部に排出される。

【００６６】このようなプラズマ処理を行いながら、基
板ホルダ３によって保持された基板２が、図１の矢印Ｄ
Ｘで示す方向に移動することにより、基板２の表面全面
にプラズマ処理が実施される。

【００６７】本発明のプラズマ処理装置では、ガス流路
Ｆの壁面の一部が、回転電極１の表面によって構成さ
れ、また、ガス流路Ｆが滑らかな形状になっているため
に、プラズマ処理用ガスの流れのコンダクタンスを非常
に大きくすることができる。具体的には、プラズマ処理
用ガス供給手段５３から供給されるプラズマ処理用ガス
は、プラズマ処理用ガス導入部１３から回転電極１の表
面に向かって回転電極１の表面に沿うように円滑に流
れ、その後、回転電極１の表面に引き連れられ、回転電
極１の高速回転に追従して高速に流れるために、回転電
極１の下方に設けられた狭いギャップ部ｇ内に効率的に
プラズマ処理用ガスを流すことができる。また、基板２
の表面にプラズマ処理を施した後のガスは、回転電極１
の表面に追従して流れ、その後、回転電極１の表面から
円滑に流れが離れて、プラズマ処理用ガス排気部１４に
向かい、プラズマ処理用ガス排気手段５４にて確実に排
気される。

【００６８】また、ガス流路Ｆの幅寸法Ｗ_Fは、回転電
極１の下方におけるギャップ部ｇの近傍を除いて回転電
極１の形状による制約を受ける事なく広く設定されてい
るために、ガス流路Ｆのコンダクタンスをより効果的に
大きくすることができる。

【００６９】さらに、回転電極１の高速回転に追従して
流れるプラズマ処理用ガスは、その流れの外縁部がケー
シング部材１１における各側板部１１Ａの下部内面にそ
れぞれ設けられた曲面部１１ｂによって案内されるため
に、ガス流路Ｆのコンダクタンスをより効果的に大きく
することができ、しかも、ガス流路Ｆの内部を流れるプ
ラズマ処理用ガスが、外部にリークすることも抑制する
ことができる。

【００７０】また、ケーシング部材１１がガス流路Ｆを
包囲しており、ケーシング部材１１における各側板部１
１Ａの下端面１１ｃと基板２との間隔、および、各端面
部１１Ｂの下端部１１ｄと基板２との間隔が、可能な限
り狭く設定されているために、ガス流路Ｆの内部を、ほ
ぼ気密状態に保持することができる。その結果、ガス流
路Ｆの内部を流れるプラズマ処理用ガスが、ケーシング
部材１１の外部にリークすることを抑制することができ
る。

【００７１】さらには、ガス流路Ｆ内の圧力Ｐｐがチャ
ンバ５内の圧力Ｐｃよりも低くなっているために、ガス
流路Ｆの内部を流れるプラズマ処理用ガスが、ガス流路
Ｆの外部にリークすることをさらに確実に抑制すること
ができる。なお、このような圧力設定によって、チャン
バ５内の雰囲気ガスが、ガス流路Ｆ内のプラズマ処理用
ガスに微量に混入するおそれがあるが、雰囲気ガスがＨ
ｅなどの不活性ガスであるために、プラズマ処理用ガス
に微量に混入しても、プラズマ処理の特性に影響を与え
るおそれがない。

【００７２】このように、プラズマ処理用ガスは、ガス
流路Ｆの外部にリークするおそれがなく、また、ガス流
路Ｆの全体にわたって、損失なく高速に流れる。従っ
て、ドラム状の回転電極１によって、プラズマＰが生じ
る領域にのみ局所的にプラズマ処理用ガスを供給でき、
また、プラズマ処理後のガスも、その局所的な領域から
確実に排出することができる。

【００７３】その結果、容積の大きいチャンバ５内に、
プラズマ処理用ガスと同一のガス、すなわち、一定反応
ガス濃度のプラズマ処理用ガスを充填する必要がなく、
プラズマ処理が終了した後に、使用されない反応ガスが
チャンバ５内に残存することを防止できる。これによっ
て、回転電極１を用いたプラズマ処理方法を低コストに
て実現することができる。

【００７４】また、本発明のプラズマ処理装置１００
は、プラズマ処理用ガスが、チャンバ５内に設けられた
所定のガス流路Ｆ内を流れて、チャンバ５内に拡散する
おそれがないために、このようなプラズマ処理装置１０
０を、複数併設して、基板２を、各プラズマ処理装置１
００のチャンバ５内に順次連続的に移動させて、各チャ
ンバ内において異なるプラズマ処理用ガスによってプラ
ズマ処理することができる。この場合、それぞれのチャ
ンバ５のガス流路Ｆ内に収容された異なる種類のプラズ
マ処理用ガスが、基板２の移動する通路を介して、相互
に混合するおそれがなく、従って、プラズマ処理装置１
００は、回転電極１を用いているにもかかわらず、イン
ライン方式によって基板をプラズマ処理することができ
る。

【００７５】図４は、図１に示すプラズマ処理装置１０
０を３台併設して構成されたプラズマ処理機の断面図で
ある。各プラズマ処理装置１００は、基板２の移動方向
に併設されており、隣接するプラズマ処理装置１００の
チャンバ５間は、連通路６１によって相互に連通してい
る。基板２が載置される基板ホルダ３は、例えば、各連
通路６１を通って、全てのプラズマ処理装置１００のチ
ャンバ５内にわたって配置されている。この場合、基板
ホルダ３上に載置される基板２も、各連通路６１を通っ
て、全てのチャンバ５内にわたって配置されている。そ
して、基板２の表面に対向するように、各チャンバ５内
に、ガス流路形成部材１０および回転電極１がそれぞれ
設けられて、ガス流路Ｆが形成されている。

【００７６】このようなプラズマ処理機によって基板２
をプラズマ処理する場合には、各プラズマ処理装置１０
０を所定の動作状態として、基板２を各チャンバ５内を
通して連続的に移動させる。各チャンバ５に設けられた
各ガス流路Ｆ内を通流するプラズマ処理用ガスは、相互
に混入するおそれがない。従って、各チャンバ５内に設
けられたそれぞれのガス流路Ｆ内に、異なる種類のプラ
ズマ処理用ガスを供給して、各チャンバ５内にて基板２
の表面に順次異なるプラズマ処理を施すことができる。
従って、この装置によって、Ｐ−Ｉ−Ｎ型の太陽電池を
製造することができる。

【００７７】次に、図４に示すプラズマ処理機によっ
て、透明電極付きのガラス基板上に異なる導電型のａ−
Ｓｉ薄膜を順次積層して、Ｐ−Ｉ−Ｎ構造の太陽電池を
製造する場合について説明する。

【００７８】図４に示すプラズマ処理機において、各プ
ラズマ処理装置１００の回転電極１として、直径３００
ｍｍ、長さ１００ｍｍのＡｌ製のドラム形状のものを用
い、回転電極１を、１７００ｒ.ｐ.ｍ.にて回転させ
た。各プラズマ処理装置１００のガス流路Ｆの幅寸法Ｗ
_Fは、それぞれ、ギャップ部ｇの付近を除いて４０ｍｍ
とし、ギャップ部ｇを、それぞれ３００μｍとした。各
チャンバ５の内部には、圧力が７６０ＴｏｒｒのＨｅガ
スをそれぞれ充填し、各ガス流路Ｆの内部圧力を、それ
ぞれ、７５５Ｔｏｒｒとした。各ガス流路Ｆには、それ
ぞれ異なる種類のプラズマ処理用ガス供給した。供給す
るプラズマ処理用ガスの種類は、基板（ガラス基板）２
の移動方向上流側から順番に次の通りである。

【００７９】・基板２の移動方向上流側：Ｈｅ＋ＳｉＨ
₄＋Ｈ₂＋Ｂ₂Ｈ₆ ・基板２の移動方向中央部：Ｈｅ＋ＳｉＨ₄＋Ｈ₂ ・基板２の移動方向下流側：Ｈｅ＋ＳｉＨ₄＋Ｈ₂＋ＰＨ
₃ 各ガス流路Ｆに対して、各プラズマ処理用ガスをそれぞ
れ供給して、基板２を、各プラズマ処理装置１００に対
して順次連続的に移動させることにより、ＰＩＮ構造の
太陽電池を製造した。

【００８０】製造された太陽電池に対して、ガラス基板
側からＡＭ１．５の太陽光を照射したところ、約８％の
光電変換効率が得られた。

【００８１】比較のために、各ガス流路形成部材１０を
取り外し、各ガス流路Ｆを形成することなく、回転電極
１のみを各チャンバ５内にそれぞれ設けた３台のプラズ
マ処理装置を相互に連結した装置によって、同様の条件
で太陽電池を製造し、製造された太陽電池に対してガラ
ス基板側からＡＭ１．５の太陽光を照射したところ、積
層体は光電変換を行わず、また、そのＰ−Ｉ−Ｎ接合は
ダイオード特性を示さなかった。得られた積層体がダイ
オード特性を示さない理由は、各チャンバ５内におい
て、各チャンバ５内に供給されるそれぞれのプラズマ処
理用ガスが相互に混入しあったためと考えられる。

【００８２】図５は、本発明のプラズマ処理装置の実施
形態のさらに他の例を示すの断面図である。このプラズ
マ処理装置１００では、チャンバ５の内部に、基板２が
載置される基板ホルダー３の周囲に適当な空間が形成さ
れており、ガス流路形成部材１０を、その周囲に特に空
間を設けることなく、チャンバ５内に収容している。そ
の他の構成は、図１に示すプラズマ処理装置１００と同
様である。

【００８３】このような構成により、チャンバ５内の容
積を、図１に示すプラズマ処理装置１００よりも小さく
することができ、しかも、チャンバ５内に充填する雰囲
気ガス量を低減することができるために、プラズマ処理
をさらに低コストにて実施することができる。

【００８４】図６は、本発明のプラズマ処理装置の実施
形態のさらに他の例を示す断面図である。このプラズマ
処理装置１００は、ガス流路Ｆのプラズマ処理用ガス導
入部１３とプラズマ処理用ガス排気部１４とが、ガス循
環ライン４２によって連結されており、そのガス循環ラ
イン４２内にガス循環ポンプ４１が設けられている。ガ
ス流路Ｆ内には、図示しないプラズマ処理用ガス供給手
段より供給されたプラズマ処理用ガスが予め充填されて
おり、循環ポンプ４１によって、プラズマ処理用ガス
が、ガス循環ライン４２を通って、ガス流路Ｆ内を循環
される。

【００８５】ガス循環ライン４２には、さらに図示しな
いフィルタが設けられており、プラズマ処理された後の
ガスから、パーティクル等が除去されて、そのガスがガ
ス流路Ｆへ循環される。また、プラズマ処理による反応
ガス（例えばＳｉＨ₄ガス）の消費量が多い場合には、
図示しない反応ガス導入手段により、消費された分量の
反応ガスがガス流路Ｆ内に補充される。その他の構成
は、図１に示すプラズマ処理装置１００と同様になって
いる。

【００８６】このような構成によれば、プラズマＰ中で
分解されなかった未使用の反応ガスを再利用することが
できるために、プラズマ処理をさらに低コストにて実現
することができる。

【００８７】なお、図６に示すプラズマ処理装置におい
ては、プラズ処理用ガスを循環させる構成になっている
が、さらに、チャンバ５内の雰囲気ガスも循環させるよ
うに構成してもよい。この場合には、雰囲気ガス供給手
段５７および雰囲気ガス排気手段５８に代えて、チャン
バ５内の雰囲気ガスを循環させる循環ラインを設けて、
その循環ラインに循環ポンプを設ければよい。

【００８８】図７は、本発明のプラズマ処理装置の実施
形態のさらに他の例を示す断面図である。このプラズマ
処理装置１００は、ガス流路形成部材１０のブロック部
材１２に対して高周波電源４が接続されており、ブロッ
ク部材１２を介して回転電極１へ間接的に高周波電力が
供給されている。

【００８９】この場合、ブロック部材１２は、導電体に
よって構成されており、また、ケーシング部材１１も、
好ましくは図示のように導電体によって構成されてい
る。ブロック部材１２およびケーシング部材１１は、例
えば、Ａｌによって構成されている。ブロック部材１２
は、アルミナなどの絶縁体５０１を介してチャンバ５に
取り付けられており、チャンバ５は、高周波電源４とは
絶縁状態になっている。また、ケーシング部材１１は、
直接チャンバ５に取り付けられており、図示のように導
電体によって構成される場合には、接地状態になってい
る。尚、ケーシング部材１１の端面部とブロック部材１
２との間は、絶縁体によって絶縁されている。

【００９０】このような構成のプラズマ処理装置では、
ブロック部材１２に供給される高周波電力は、回転電極
１に対して容量結合によって伝達されるようになってお
り、ブロック部材１２は、電力伝達部材として機能して
いる。その結果、高速で回転する回転電極１に対して、
非接触で、しかも、安定して高周波電力を供給すること
ができる。

【００９１】また、この図示されたプラズマ処理装置１
００では、ケーシング部材１１およびブロック部材１２
が、それぞれ導電体によって構成されており、ケーシン
グ部材１１は、回転電極１およびブロック部材１２を取
り囲んだ状態で接地されている。このために、高周波伝
送線路がほぼ同軸構造になっており、チャンバ５内の浮
遊容量、インダクタンス成分等による外乱の影響を受け
ることなく、プラズマＰが発生する領域に安定して高周
波電力を供給することができる。

【００９２】なお、前記図１〜図７に示した各プラズマ
処理装置１００では、ガス流路Ｆは、ギャップ部ｇに対
して回転電極１の回転方向の上流側部分と下流側部分と
が対称形状になっているが、このような構成に限るもの
ではなく、例えば、上流側部分のみが、ギャップ部ｇに
接近するにつれて順次幅寸法Ｗ_Fを小さくして、ギャッ
プ部ｇに対してプラズマ処理用ガスを確実に案内できる
形状としてもよい。

【００９３】また、前記各プラズマ処理装置１００にお
いては、ガス流路Ｆがほぼ気密状態となるように、ケー
シング部材１１が回転電極１の全体を取り囲むように構
成されているが、ガス流路Ｆを特に気密状態とせずにギ
ャップ部ｇにまで円滑にプラズマ処理用ガスを供給し
て、また、ギャップ部ｇからプラズマ処理後のガスを円
滑に排気する場合には、ケーシング部材１１は、回転電
極１の各端面と対向する端面部１１Ｂをそれぞれ設ける
ことなく、開放状態としてもよい。また、目的に応じ
て、ガス流路Ｆは、ギャップ部ｇに対して上流側部分の
みを気密状態としたり、下流側部分のみを気密状態とし
てもよい。さらに、ほぼ気密状態のガス流路Ｆを形成す
るために、ガス流路形成部材１０のみに限らず、例えば
チャンバ５の壁面等も利用することができる。又、目的
に応じてケーシング部材１１の一対の側板部１１Ａのう
ちの一方のみを用いる事も可能である。

【００９４】図８は、本発明のプラズマ処理装置のさら
に他の例の概略構成を示す断面図である。

【００９５】このプラズマ処理装置７０は、可撓性を有
するシート状の基板７２に対してプラズマ処理を行うた
めに使用される。このプラズマ処理装置７０は、図８に
示すように、中空直方体状のチャンバ７５と、このチャ
ンバ７５の上部内に配置されたドラム状の回転電極７１
と、チャンバ７５内における回転電極７１の下方に、回
転電極７１と対向して配置されたドラム状の基板ホルダ
７３とを有している。

【００９６】チャンバ７５における上下方向の中程に
は、水平方向に沿って、ガス流路形成部材７９が設けら
れている。図９は、ガス流路形成部材７９およびその周
辺部分を示す斜視図、図１０は、図９に示すガス流路形
成部材７９を平面ＰＬ２にて切断した状態の斜視図であ
る。図９および図１０に示すように、ガス流路形成部材
７９は、チャンバ７５の幅方向全体にわたって、偏平な
中空の角筒状になっており、アルミナなどの絶縁体によ
って構成されている。

【００９７】ガス流路形成部材７９の上側のチャンバ７
５内には、回転電極７１が設けられており、また、ガス
流路形成部材７９の下側のチャンバ７５内には、ドラム
状の基板ホルダ７３が設けられている。

【００９８】回転電極７１は、前述したプラズマ処理装
置１００と同様に、回転軸７１ｂによって、図８に矢印
ＤＲで示す方向に高速で回転されるようになっており、
回転軸７１ｂが高周波電源７４と接続されている。回転
電極７１の下部は、ガス流路形成部材７９の上面に設け
られた開口部７９ａ内にわずかな隙間を隔てて挿入さ
れ、ガス流路形成部材７９の内部の中空部分に位置して
いる。

【００９９】回転電極７１の下方に配置された基板ホル
ダ７３は、回転電極７１と平行に配置されており、その
上部は、ガス流路形成部材７９の下面に設けられた開口
部７９ｂ内にわずかな隙間を隔てて挿入され、ガス流路
形成部材７９の内部の中空部分に位置している。基板ホ
ルダ７３は、基板７２のDX方向の移動と連動して図８の
矢印ＤＳで示す方向に回転される。

【０１００】回転電極７１の下部と基板ホルダ７３の上
部との間には、ガス流路形成部材７９の内部の中空部分
において、適切なギャップ部ｇが設けられている。上記
のように配置されたガス流路形成部材７９の内部の中空
部分と、回転電極１と、基板ホルダ７３とによって、ガ
ス流路Ｆが形成されている。

【０１０１】基板ホルダ７３の上部外周面には、ステン
レス鋼、ポリイミド等によって構成された帯状の可撓性
シートである基板７２が巻き付けられるようになってい
る。基板ホルダ７３の内部には、ヒータが設けられてお
り、必要に応じて、基板ホルダ７３の上部に巻き付けら
れる基板７２が加熱されるようになっている。

【０１０２】回転電極７１の下部が挿入されるガス流路
形成部材７９の上面に設けられた開口部７９ａを形成す
る部分は、挿入される回転電極７１の表面に沿って湾曲
した曲面部７９ｃ になっており、回転電極７１の下部
は、開口部７９ａ内に、ほぼ気密状態で挿入されてい
る。同様に、基板ホルダ７３の上部が挿入されるガス流
路形成部材７９の下面に設けられた開口部７９ｂを形成
する部分も、挿入される基板ホルダ７３の表面に沿って
湾曲した曲面部７９ｄ になっており、基板ホルダ７３
の上部は、開口部７９ｂ内に、ほぼ気密状態で挿入され
ている。

【０１０３】基板ホルダ７３の直径は、回転電極７１の
直径とほぼ等しくなっており、例えば３００ｍｍに形成
されている。基板７２と回転電極７１との間に形成され
るギャップ部ｇは、数１００μｍ〜数ｍｍ程度になって
いる。

【０１０４】シート状の基板７２は、図示しない供給リ
ールから繰り出されて、チャンバ７５の下部内に水平に
導入され、チャンバ７５の下部内に配置されたガイドロ
ーラ７８によって、上方に向かって案内されて、基板ホ
ルダ７３の上部外周面に巻き付けられている。基板ホル
ダ７３の上部外周面に巻き付けられた基板７２は、チャ
ンバ７５の下部内に配置されたガイドローラ７８によっ
て、チャンバ７５から、図８に矢印ＤＸにて示すように
水平方向に排出され、その後、図示しない巻取りリール
によって巻き取られる。尚、基板ホルダ７３は、基板７
２のＤＸ方向の移動に連動して、ＤＳ方向に回転され
る。

【０１０５】ガス流路形成部材７９における回転電極７
１の軸方向と直交する方向にそれぞれ位置する各端部
は、チャンバ７５の各側面にほぼ気密状態に接合してお
り、一方の端部には、ガス供給路７７ａを介して、プラ
ズマ処理用ガス供給手段５３が接続され、他方の端部
に、プラズマ処理用ガス排気路７７ｂを介して、ガス排
気手段５４が接続されている。

【０１０６】また、チャンバ７５の下部における側面に
は、ガス流路Ｆ内に供給されるガスとは異なる種類のガ
スの雰囲気をチャンバ７５内に形成するために、雰囲気
ガス供給手段５７および雰囲気ガス排気手段５８が接続
されている。

【０１０７】このような構成のプラズマ処理装置７０で
は、ガス流路形成部材７９内に形成されたガス流路Ｆの
壁面の一部が、回転電極７１の表面によって構成され、
この表面と対向する壁面が、基板ホルダ７３の表面上に
巻き付けられたシート状の基板７２によって構成されて
いる。これにより、ガス流路Ｆは、回転電極７１と基板
ホルダ７３との間のギャップ部ｇを中心として対称形状
になっている。そして、このガス流路Ｆの中心軸は、ギ
ャップ部ｇに対する流れの上流側部分から下流側部分に
かけてほぼ直線状に伸びている。

【０１０８】ガス流路Ｆの上下方向の幅Ｗ_Fは、ギャッ
プ部ｇの近傍を除いて、回転電極７１の形状による制約
を受けることなく広く設定されており、例えば数１０ｍ
ｍ程度とされる。これに対して、ギャップ部ｇの近傍で
は、ギャップ部ｇから離れるにつれて、順次、上下方向
の幅Ｗ_Fが大きくなっている。

【０１０９】回転電極７１と、回転電極７１が挿入され
たガス流路形成部材７９の開口部７９ａを形成する曲面
部７９ｃとの間隔、および、基板ホルダ７３上の基板７
２と、基板ホルダ７３が挿入されたガス流路形成部材７
９の開口部７９ｂを形成する曲面部７９ｄとの間隙は、
それぞれ、可能な限り小さくされており、例えば、それ
ぞれ数１００μｍ程度になっている。これにより、ガス
流路形成部材７９内のガス流路Ｆと、ガス流路形成部材
７９の外部との間の空間のコンダクタンスが小さくな
り、ガス流路Ｆは、ほぼ気密状態となっている。

【０１１０】次に、このようなプラズマ処理装置７０を
用いたプラズマ処理方法について説明する。

【０１１１】まず、雰囲気ガス排気手段５８およびプラ
ズマ処理用ガス排気手段５４を動作させ、チャンバ７５
内およびガス流路Ｆ内を、一且、減圧する。その後、雰
囲気ガス供給手段５７によって、チャンバ７５内に雰囲
気ガスを導入し、チャンバ７５内を所定の圧力に維持す
る。なお、その後は、この所定の圧力を維持するため
に、雰囲気ガス供給手段５７および雰囲気ガス排気手段
５８を適宜調整しながら動作させておいてもよい。雰囲
気ガスの種類および圧力は、前述したプラズマ処理装置
１００の場合と同様である。

【０１１２】次いで、プラズマ処理用ガス供給手段５３
およびプラズマ処理用ガス排気手段５４を同時に動作さ
せ、さらに、回転電極１をＤＲ方向に高速回転させて、
ガス流路Ｆ内に一定流量のプラズマ処理用ガスを流す。
ガス流路Ｆ内に供給されるプラズマ処理用ガスの種類、
流量および圧力は、前述したプラズマ処理装置１００の
場合と同様である。

【０１１３】プラズマ処理用ガス供給手段５３からガス
流路Ｆに供給されたプラズマ処理用ガスは、ガス流路Ｆ
における回転電極７１の回転方向上流側の位置Ｆ１（図
８参照）において、その流れが、高速回転している回転
電極７１の外周面に引き継がれ、その後、回転電極７１
の高速回転によって、その外周面に引き連れられて、ギ
ャップ部ｇ内に供給される。この場合、ガス流路Ｆは、
ギャップ部ｇの手前の位置Ｆ１からギャップ部ｇにかけ
て、その形状が円滑に変化しており、プラズマ処理用ガ
スは、ガス流路Ｆの外部にリークすることなく、円滑に
ギャップ部ｇ内に流入する。このとき、プラズマ処理用
ガスは、その粘性により、高速回転する回転電極７１の
外周面に追従して流れ、さらには、基板ホルダ７３にて
規制されつつ、ギャップ部ｇ内を流れる。

【０１１４】この状態において、高周波電源７４から回
転電極７１に高周波電力を供給すると、ギャップ部ｇに
プラズマＰが発生し、シート状の基板７２に対して所望
のプラズマ処理が施される。高周波電力の周波数や電力
密度は、前述のプラズマ処理装置１００の場合と同様で
ある。

【０１１５】プラズマ処理後のガスは、回転電極７１の
高速回転によってプラズマが発生するギャップ部ｇから
速やかに排出され、ギャップ部ｇから離れた位置Ｆ２に
おいて、その流れが回転電極７１の表面から円滑に離れ
て、プラズマ処理用ガス排気手段５４によって、ガス流
路Ｆから排出される。

【０１１６】このような動作が、基板ホルダ７３のＤＳ
方向の回転とともに、すなわち、基板ホルダ７３に巻き
付けられたシート状の基板７２が、ＤＸ方向に移動しつ
つ実施されて、連続的に移動するシート状の基板７２の
全面にプラズマ処理が行われる。

【０１１７】このようなプラズマ処理方法では、ガス流
路Ｆの壁面の一部が回転電極７１の表面によって構成さ
れ、また、ガス流路Ｆの断面形状が、プラズマ処理用ガ
スの流れる方向に沿って順次、円滑に変化している。そ
の結果、プラズマ処理用ガス供給手段から供給されるプ
ラズマ処理用ガスは、その流れが高速回転している回転
電極７１の外周面に円滑に引き継がれ、その後、高速回
転する回転電極７１の外周面に追従して、ギャップ部ｇ
内を高速にて流れる。また、基板７２の表面にプラズマ
処理を施した後のガスは、回転電極７１の外周面に追従
して流れ、その後、回転電極７１の外周面から円滑に流
れが離れてプラズマ処理用ガス排気手段５４にて排気さ
れる。従って、ガス流路Ｆ内を流れるプラズマ処理用ガ
スの流れのコンダクタンスを非常に大きくすることがで
きる。

【０１１８】また、ギャップ部ｇの近傍を除いて、ガス
流路Ｆの上下方向の幅Ｗ_Fが、回転電極７１の形状によ
って制約を受けることがないために広く設定できる。こ
のため、ガス流路Ｆのコンダクタンスを、さらに大きく
することができる。

【０１１９】さらに、回転電極７１の高速回転によって
流れるプラズマ処理用ガスは、その下方に配置された基
板ホルダ７３の表面によって案内されることによって
も、ガス流路Ｆのコンダクタンスをさらに大きくするこ
とができる。

【０１２０】また、ガス流路形成部材７９内にガス流路
Ｆが形成されており、また、ガス流路形成部材７９の開
口部７９ａ及び７９ｂに、回転電極７１及び基板ホルダ
７３がわずかな隙間を隔てて、挿入されているために、
ガス流路Ｆの内部をほぼ気密状態に保持する事ができ
る。その結果、ガス流路Ｆの内部を流れるプラズマ処理
用ガスが、その外部にリークすることを抑制できる。

【０１２１】その結果、本実施形態のプラズマ処理装置
７０では、可撓性を有するシート状の基板７２に対して
も、前記のプラズマ処理装置１００と同様の作用効果を
得ることができる。

【０１２２】なお、本実施形態では、ドラム状の基板ホ
ルダ７３に支持されたシート状の基板７２に対してプラ
ズマ処理を行う場合について説明したが、ドラム状の基
板ホルダ７３自体を被処理物としてプラズマ処理を行う
ことも可能である。

【０１２３】

【発明の効果】本発明のプラズマ処理装置およびプラズ
マ処理方法は、このように、回転電極と被処理物との間
のギャップ部に対して、プラズマ処理用ガスを円滑に流
すためのガス流路がチャンバ内に形成されていることに
より、回転電極を用いながらも、プラズマが発生するギ
ャップ部に対して、局所的にプラズマ処理用ガスを確実
に供給することができるとともに、プラズマ処理後のガ
スをプラズマ領域から局所的に確実に排気することがで
きる。その結果、チャンバ内にプラズマ処理用ガスを充
填する必要がなくなり、低コスト化を図ることができ
る。また、本発明のプラズマ処理機は、インライン方式
にて被処理物を連続してプラズマ処理することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラズマ処理装置の実施形態の一例を
示す概略断面図である。

【図２】そのプラズマ処理装置の主要部の斜視図であ
る。

【図３】その主要部を図２中の平面ＰＬ１で切断して示
す斜視図である。

【図４】本発明のプラズマ処理装置を使用したプラズマ
処理機の一例を示す概略断面図である。

【図５】本発明のプラズマ処理装置の実施形態のさらに
他の例を示す概略断面図である。

【図６】本発明のプラズマ処理装置の実施形態のさらに
他の例を示す概略断面図である。

【図７】本発明のプラズマ処理装置の実施形態のさらに
他の例を示す概略断面図である。

【図８】本発明のプラズマ処理装置の実施形態のさらに
他の例を示す概略断面図である。

【図９】そのプラズマ処理装置の主要部の斜視図であ
る。

【図１０】その主要部を図９中の平面ＰＬ２で切断して
示す斜視図である。

【図１１】従来のプラズマ処理装置の概略断面図であ
る、

【図１２】そのプラズマ処理装置の要部の拡大断面図で
ある。

【図１３】そのプラズマ処理装置に使用されるノズルの
斜視図である。

【符号の説明】

１ 回転電極 ２ 基板（被処理物） ３ 基板ホルダ ４ 高周波電源 ５ チャンバ １０ ガス流路形成部材 １１ ケーシング部材 １２ ブロック部材 １３ 連通導入口 １４ 連通排気口 ４１ 循環ポンプ ４２ 循環ライン ５１ プラズマ処理用ガス供給口 ５２ プラズマ処理用ガス排気口 ５３ プラズマ処理用ガス供給手段 ５４ プラズマ処理用ガス排気手段 ５７ 雰囲気ガス供給手段 ５８ 雰囲気ガス排気手段 ７０ プラズマ処理装置 ７１ 回転電極 ７２ 基板（被処理物） ７３ 基板ホルダ ７４ 高周波電源 ７５ チャンバ ７９ ガス流路形成部材 １００ プラズマ処理装置 Ｆ ガス流路 ｇ ギャップ部 Ｐ プラズマ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K030 AA06 AA17 BA29 CA06 EA11 FA01 GA14 KA16 KA30 LA16 5F004 BA06 BB11 BB28 DA01 DA18 DA26 DB01 5F045 AA08 AB04 AC01 AC17 AC19 AF07 AF08 AF10 CA13 DP03 DP22 EF13 EH04 EH12 EK07

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャンバ内に、被処理物と所定のギャッ
   プ部を隔てて対向した状態で、電力が供給されるように
   配置された回転電極と、 該回転電極と前記被処理物との間のギャップ部に対して
   円滑にプラズマ処理用ガスを流すためのガス流路を形成
   するように、該チャンバ内に配置されたガス流路形成部
   材と、 を具備することを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 【請求項２】 前記ガス流路形成部材には、前記ガス流
   路に前記プラズマ処理用ガスを供給するプラズマ処理用
   ガス供給手段が接続されている請求項１に記載のプラズ
   マ処理装置。
3. 【請求項３】 前記ガス流路形成部材には、プラズマ処
   理後のガスを前記ガス流路から排出するプラズマ処理用
   ガス排気手段が接続されている請求項１または請求項２
   に記載のプラズマ処理装置。
4. 【請求項４】 前記ガス流路形成部材は、前記回転電極
   の一部又は全部を収容している請求項１〜３のいずれか
   に記載のプラズマ処理装置。
5. 【請求項５】 前記ガス流路は、前記ギャップ部の上流
   側部分および下流側部分が、ギャップ部に対してほぼ対
   称な形状になっている請求項１〜４のいずれかに記載の
   プラズマ処理装置。
6. 【請求項６】 前記ガス流路は、前記ギャップ部の上流
   側および下流側部分のうちの少なくとも一方が、前記回
   転電極の表面に沿って湾曲している請求項１〜５のいず
   れかに記載のプラズマ処理装置。
7. 【請求項７】 前記ガス流路は、その中心軸が前記ギャ
   ップ部の上流側部分から下流側部分にかけてほぼ直線状
   に延びている請求項１〜５のいずれかに記載のプラズマ
   処理装置。
8. 【請求項８】 前記被処理物または前記被処理物が搭載
   されるホルダが、ドラム形状である請求項１〜７のいず
   れかに記載のプラズマ処理装置。
9. 【請求項９】 前記ガス流路形成部材は、複数の部材か
   ら構成されている請求項１〜８のいずれかに記載のプラ
   ズマ処理装置。
10. 【請求項１０】 前記ガス流路形成部材を構成する少な
    くとも１つの部材が、前記回転電極へ電力を伝達するよ
    うになっている請求項９に記載のプラズマ処理装置。
11. 【請求項１１】 前記ガス流路は、その内部がほぼ気密
    状態になっている請求項１〜１０に記載のプラズマ処理
    装置。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれかに記載のプ
    ラズマ処理装置が複数、並んで配置されており、隣接す
    るプラズマ処理装置の各チャンバ同士が連通路を介して
    相互に接続されていることを特徴とするプラズマ処理
    機。
13. 【請求項１３】 請求項１〜１２のいずれかに記載のプ
    ラズマ処理装置またはプラズマ処理機を用いて、被処理
    物に対してプラズマ処理を行うことを特徴とするプラズ
    マ処理方法。
14. 【請求項１４】 前記ガス流路内の圧力が、前記ガス流
    路外のチャンバの内部の圧力よりも低く設定されている
    請求項１３に記載のプラズマ処理方法。