JP6222624B2

JP6222624B2 - プラズマｃｖｄ装置

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Publication number: JP6222624B2
Application number: JP2016508723A
Authority: JP
Inventors: 久野　裕彦; 裕彦久野; 雅史小泉
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Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2015-03-16
Publication date: 2017-11-01
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Description

本発明は、プラズマＣＶＤ装置に関する。

従来から、例えば半導体素子の製造において、精細化、薄膜化などの観点からプラズマを用いたプラズマ成膜工程、あるいはプラズマエッチング工程が採用されている。これらの工程はプラズマ処理装置を用いて行われている。

プラズマ処理装置によるプラズマ処理は、一般に真空処理室（チャンバー）内でプラズマを発生させて行われる。このプラズマを発生させるために、プラズマ処理装置には、チャンバー内に電力（電流）を導入するための電力導入端子（電流導入端子）が設けられている。この電力導入端子を介して外部電源からチャンバー内に電力（電流）を導入して、チャンバー内のガスをプラズマ化させることができる。

従来のプラズマ処理装置、電力導入端子の例としては、例えば下記特許文献１に開示されたものがある。下記特許文献１に開示された電力導入端子では、チャンバーの壁を貫通して形成された端子導入孔に取り付けられる一端部及び当該一端部と反対側の他端部を有する絶縁碍子と、当該絶縁碍子を貫通する貫通孔に挿通される棒状導電体とを備えている。

特開２０１２−００４４９５号公報

上記特許文献１に開示された電力導入端子を備えたプラズマＣＶＤ装置では、電力導入端子を構成する絶縁碍子に電子がチャージアップすることがあり、このチャージアップされた電子により放電が容易となって異常放電（アーク放電）が発生する問題があった。このような電子のチャージアップは、絶縁碍子と棒状導電体と接触する接点において特に発生しやすく、この接点に電子がチャージアップしてしまうと異常放電が特に起こりやすくなる問題があった。上記特許文献１には、高温環境や大電力化に対応する電力導入端子については開示されているものの、異常放電（アーク放電）を抑制するような技術思想については開示されていない。

そこで本発明者らは、このような異常放電の問題を解決することを意図して、絶縁碍子と棒状導電体との接点、つまり特にチャージアップしやすい部分をチャンバー内のプラズマが発生するプラズマ空間から遠ざけて配置することを見出した。

しかしながら、近年、生産性向上のためにプラズマ処理装置の大型化及びプラズマ処理の高速化が要求され、必要とする電力の大電力化（高電圧化）が進行することに伴い、チャージアップしやすい部分をプラズマ空間から遠ざけて配置しても異常放電が発生するおそれがあった。このように、高電圧が要求される近年においては、チャージアップしやすい部分をプラズマ空間から遠ざけて配置するだけでは不十分であり、異常放電を抑制する観点から改善すべき課題は依然として残っていた。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高電圧を使用した場合においても異常放電の発生を抑制することができるプラズマＣＶＤ装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係るプラズマＣＶＤ装置は、プラズマ空間を形成するチャンバーと、前記チャンバーの壁を貫通する端子導入孔に配置される電力導入端子と、を備え、前記電力導入端子は、貫通孔を有する絶縁部材と、前記貫通孔に挿通される導電体と、を有し、前記導電体の一端は前記チャンバー内に配置され、前記導電体の他端は前記チャンバー内に電力を供給する電源と電気的に接続され、前記絶縁部材の内壁と前記導電体との隙間は２ｍｍ未満であり、前記絶縁部材における前記チャンバー内の前記プラズマ空間に配置される一端から、前記絶縁部材と前記導電体との接点までの距離は１０ｍｍより大きいことを特徴とする。

本発明におけるプラズマＣＶＤ装置に用いられる電力導入端子では、絶縁部材の内壁と導電体との隙間をある一定値より小さくしているため、当該隙間からの電界（電気力線）の侵入を抑えることができる。プラズマは電界の存在する場所で発生するものであるから、隙間からの電界の侵入を抑えることは、プラズマが絶縁部材と導電体との接点近傍で発生することを抑えることにつながる。その結果、接点に電子がチャージアップすることに起因する異常放電の発生を抑制することができる。また本発明では、絶縁部材におけるチャンバー内のプラズマ空間に配置される一端から絶縁部材と導電体との接点までの距離が別の一定値より大きく設定されているため、当該接点をチャンバー内のプラズマ空間から遠ざけることができる。このように、接点をチャンバー内のプラズマ空間にさらされにくくすることができるため、高電圧を使用した場合でも、接点に電子がチャージアップすることを抑制することができる。その結果、異常放電の発生を抑制することができる。

また本発明に係るプラズマＣＶＤ装置では、前記接点は、前記プラズマ空間に対向する領域から外れた位置に設けられていることも好ましい。

また本発明に係るプラズマＣＶＤ装置では、前記導電体は、その表面に突出して設けられ、前記絶縁部材の内壁に当接する突出部を備え、前記絶縁部材の内壁に、その一部を窪ませて形成される凹部を有し、前記突出部と前記絶縁部材の内壁とが当接する部分のうち前記チャンバー内側に形成される前記突出部と前記絶縁部材との接点は、前記凹部内に位置することも好ましい。

また本発明に係るプラズマＣＶＤ装置では、前記導電体及び前記絶縁部材が屈曲して形成されることにより前記接点が前記プラズマ空間に対向する領域から外れた位置に設けられていることも好ましい。

本発明によれば、高電圧を使用した場合においても異常放電の発生を抑制することができるプラズマＣＶＤ装置を提供することができる。

本発明の実施形態におけるプラズマＣＶＤ装置を示す概略構成図である。電力導入端子を示す概略構成図である。電力導入端子の概略構造を示す断面図である。第一の変形例における電力導入端子の概略構造を示す断面図である。第二の変形例における電力導入端子の概略構造を示す断面図である。プラズマＣＶＤ処理をしたときの異常放電発生の有無について実験した結果を示すグラフである。プラズマＣＶＤ処理をしたときの異常放電が発生するまでのサイクル数について説明するための表である。

以下添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符合を付し、重複する説明は省略する。

まず、図１を参照しながら本発明の実施形態におけるプラズマＣＶＤ装置１００について説明する。図１はプラズマＣＶＤ装置１００を示す概略構成図である。プラズマＣＶＤ装置１００は、電圧を印加することで原料ガスをプラズマ化させ、真空処理室内に載置された基板の表面に薄膜を形成する装置である。なお、本発明は、この実施形態におけるプラズマＣＶＤ装置１００に限定されるものではない。

図１に示すように、プラズマＣＶＤ装置１００は、密閉可能なチャンバー６１と、チャンバー６１に反応ガスを導入するガス導入部９１と、チャンバー６１から反応ガスを排気するポンプＰと、チャンバー６１内に配置されその間にプラズマ放電するカソード電極８１とアノード電極８２（以下、単に「電極」とも称する）の組みからなる放電部８３と、放電部８３に電力を供給する電源Ｅと、各電極８１、８２と電気的に接続される電力導入端子１０（電流導入端子）と、電源Ｅと電力導入端子１０とを電気的に接続する電力導入線１２１（電流導入線）とを備える。カソード電極８１には、基板７１が載置される。

チャンバー６１は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金からなる箱型の気密な容器である。チャンバー６１には、内部に基板７１を搬入出するためのシャッター機構を有する搬入出口（図示せず）が設けられている。またチャンバー６１には、カソード電極８１とアノード電極８２とを所定間隔をもって支持する支持台（図示せず）が設けられると共に、チャンバー６１の壁６１ａにはチャンバー６１内を所定の真空度に真空排気するポンプＰが接続されている。

アノード電極８２は、ステンレス鋼やアルミニウム合金等の金属材料で作製される。アノード電極８２は、内部が空洞であると共に、対向するカソード電極８１に面するプラズマ放電面には当該空洞部と導通した多数の貫通穴（図示せず）が形成されている。なお、アノード電極８２の寸法は、成膜される基板７１の寸法に合わせて適当な値に設定され、カソード電極８１と略同じ寸法で設計される。なお、アノード電極８２は接地されている。

またアノード電極８２の一端面は、ガス導入管１３１を介してガス導入部９１と接続され、当該ガス導入部９１はガス供給源Ｇに接続されている。したがって、ガス供給源Ｇから供給される反応ガスは、ガス導入部９１及びガス導入管１３１を介してアノード電極８２の内部に供給され、アノード電極８２に形成された上記多数の貫通穴からカソード電極８１にて保持された基板７１の表面に向かって反応ガスが均一に噴出される。

基板７１に供給される成膜用の反応ガス（原料ガス）としては、基板７１に導電性を有する膜が成膜される反応ガスを用いることが望ましく、例えば炭化水素系のガスが用いられる。

カソード電極８１は、内部にヒーターを有すると共に、対となるアノード電極８２に面した側の側面上に基板７１が載置され、プラズマ放電下の成膜時に基板７１を加熱する。カソード電極８１は、ステンレス鋼、アルミニウム合金、カーボンなどの、導電性および耐熱性を備えた材料で製作されている。また本実施形態では、カソード電極８１にヒーターが内蔵されているが、これに限定されるものではなく、ヒーターとカソード電極８１とが分離されて設置されている構成でもよい。なお、基板７１としては、ガラス基板や半導体基板などが一般的であるが、特にこれらに限定されるものではない。

なお、図１では、アノード電極８２とカソード電極８１が一対一に対応しているが、本実施形態の電力導入端子が適用できるプラズマ処理装置はそれに限られず、例えば、図１の変形として、アノード電極８２一つに対して二つのカソード電極８１が設置された装置構成を取ることもできる。また、アノード電極８２とカソード電極８１が水平方向の設置に限られず、垂直方向に設置されているプラズマ処理装置にも本発明は適用できる。

ポンプＰは、チャンバー６１に接続され、チャンバー６１内を減圧することが可能な真空ポンプである。この真空ポンプによる排気を調節して、チャンバー６１内を所定の圧力に調節することができる。本実施形態においては、成膜プロセスにおけるチャンバー６１内の圧力を例えば１０Ｐａに調整することを想定している。

電源Ｅは、例えばバイアス電源が用いられ、バイアス電源の種類として、直流電源、交流電源、高周波電源又はマイクロ波電源等がある。電源Ｅは、チャンバー６１の壁６１ａに取り付けられた電力導入端子１０と電気的に接続され、この電力導入端子１０を介してチャンバー６１内に高電圧バイアス等を供給することができる。バイアス電源としては、例えば１０００Ｖ以上の高電圧バイアスをチャンバー６１内に供給することができる電源であればよい。またバイアス電源としては、チャンバー６１内に所定の直流電流又は直流電流を主として交流、高周波、マイクロ波等を重畳して供給することができる電源であればよい。

電力導入線１２１は、電力導入端子１０のチャンバー６１から外部に突出した端部（後述する他端１１ｂ）と電源Ｅとを電気的に接続するものであり、電源Ｅから供給される電力は、電力導入線１２１及び電力導入端子１０を介してチャンバー６１内に配置された放電部８３に供給される。なお、電力導入線１２１は、電力が外部に漏れないように遮断する機能を有する収容ケース（図示せず）内に収納されていることが好ましい。

続いて図２及び図３を参照しながらプラズマＣＶＤ装置１００に設けられる電力導入端子１０について更に説明する。図２は電力導入端子１０を示す概略構成図である。図３は、図２の概略断面図である。図２及び図３に示す電力導入端子１０は、図１に示すように、チャンバー６１の壁６１ａを貫通する端子導入孔６２に固定されて配置されるものである。

図２に示すように、電力導入端子１０は、チャンバー６１へ電力を導入するための棒状導電体１１と、当該棒状導電体１１を覆う碍子２１（絶縁部材）と、を備える。

棒状導電体１１は、碍子２１の貫通孔２２に挿通される一端１１ａと、図１に示す電源Ｅと電力導入線１２１を介して電気的に接続される他端１１ｂとを有する円柱棒（電極）である。また棒状導電体１１は、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、銀、金等を含有する金属材料にて形成される。このように棒状導電体１１が設けられているため、電源Ｅから供給される電力は、電力導入線１２１及び棒状導電体１１を介して、チャンバー６１内の放電部８３に供給される。

図２及び図３に示すように、碍子２１は、棒状導電体１１の周囲を覆うように設けられる略円筒形の部材である。碍子２１は、例えばセラミックスなどの絶縁材料にて形成され、図１に示したチャンバーの壁６１ａを貫通する端子導入孔６２に（例えば耐熱接着剤等を用いて）固定される。このため、この碍子２１によって、棒状導電体１１とチャンバー６１の壁６１ａとの間は絶縁されている。なお、本実施形態では、碍子２１は略円筒形に形成されるものであるが、これに限定されず、棒状導電体１１とチャンバー６１の壁６１ａとの間を絶縁する機能を有するものであれば、その形状や大きさは様々なものが選択され得る。

碍子２１におけるチャンバー６１内に位置する端面２１ａ（プラズマ空間に面する一端）について説明する。上述したように、碍子２１は図１に示したチャンバー６１の壁６１ａを貫通する端子導入孔６２に固定される。より詳細には、碍子２１は、碍子２１におけるチャンバー６１（図３では図示せず）内に位置する端面２１ａがチャンバー６１の壁６１ａを貫通する端子導入孔６２からチャンバー６１内へ突出させた状態で、当該端子導入孔６２に固定される。このため、碍子２１のうち、少なくとも上記端面２１ａは、プラズマＣＶＤ処理中にチャンバー６１内に発生したプラズマにさらされる。

なお、本実施形態では、電力導入端子１０は、図３において実線で示す壁６１ａ（図１におけるチャンバー６１の壁）の端子導入孔６２に気密に固定されるものである。しかしながらこれに限定されず、例えば図３において点線で示す壁６１ａａの端子導入孔６２ａａに電力導入端子１０が気密に固定されるものでも良く、適宜選択することが可能である。

続いて碍子２１の構造について更に説明する。図２及び図３に示すように、碍子２１には、その中央側に棒状導電体１１を挿入する段付きの貫通孔２２が形成され、当該貫通孔２２は、棒状導電体１１と隙間ｄをもって挿通する大径の貫通孔２２ａと、棒状導電体１１に当接して棒状導電体１１を保持する小径の貫通孔２２ｂとから構成される。

上記隙間ｄについて更に説明する。上述したように、大径の貫通孔２２ａは、棒状導電体１１を所定の隙間ｄをもって挿通するように碍子２１の中央側に形成されている。換言すれば、大径の貫通孔２２ａの内周面（碍子２１の内壁面２１１）と棒状導電体１１との間に隙間ｄが形成されている。本実施形態において、当該隙間ｄは、０．２ｍｍより大きく２．０ｍｍ未満の値に設定される。なお、隙間ｄの値が０．２ｍｍ以下では、内壁面２１１に堆積した膜によって大径の貫通孔２２ａが塞がる可能性があるため、このように隙間ｄには下限値が設定されることが好ましい。

碍子２１と棒状導電体１１とが接する接点２２１について説明する。上述したように、小径の貫通孔２２ｂには棒状導電体１１が挿通され、小径の貫通孔２２ｂの内周面に棒状導電体１１が当接している。当該小径の貫通孔２２ｂと棒状導電体１１とが当接する面のうち、チャンバー６１内側（図３では上側）に位置する一端、換言すれば、碍子２１と棒状導電体１１とが接する部分のうち、チャンバー６１内側に位置する一端を接点２２１と称する。

続いて上記接点２２１から碍子２１の端面２１ａまでの距離Ｌについて説明する。接点２２１から、碍子２１におけるチャンバー６１内に位置する端面２１ａ（図３では碍子２１の上端面）までの距離Ｌの寸法は、１０ｍｍより大きい値に設定される。好適には、距離Ｌの寸法は、１０ｍｍより大きく、１０００ｍｍより小さい値に設定される。なお、距離Ｌの値が１０００ｍｍ以上では、電力導入端子１０が大型化してしまう、又は加工精度が高く必要になるため、このように距離Ｌには上限値が設定されることが好ましい。

以上のように碍子２１には、棒状導電体１１の周囲を覆う段付きの貫通孔２２（大径の貫通孔２２ａ及び小径の貫通孔２２ｂ）が形成されている。本実施形態では、接点２２１からチャンバー６１内側の方向（図３では上方）に設けられる碍子２１は、棒状導電体１１との間に隙間ｄをあけて、かつ、接点２２１から距離Ｌだけ延びている。

図３を参照しながら碍子２１の縁面距離について説明する。碍子２１の縁面距離は、碍子２１を断面でみたときの、碍子２１の側面２１ｃの長さと、碍子２１の端面２１ａの長さと、碍子２１の内壁面２１１の長さと、碍子２１の大径の貫通孔における底面２１ｄの長さとを全て加算した距離で表される。碍子２１表面には、プラズマＣＶＤ処理を行った場合に、基板７１に成膜される導電性の膜が付着するおそれがある。当該導電性の膜が碍子２１表面に付着すると、碍子２１の絶縁性が阻害され、碍子２１表面を伝って電流がリークするおそれがある。この電流のリークを抑制するためには、上記碍子２１の縁面距離を十分に確保する必要がある。本実施形態では、碍子２１の縁面距離が十分確保されるため、碍子２１表面を伝って電流がリークすることを抑制することができる。

続いて、図４及び図５を参照しながら変形例における電力導入端子１０について説明する。図４は、第一の変形例における電力導入端子１０の概略構造を示す断面図である。図５は第二の変形例における電力導入端子１０の概略構造を示す断面図である。図４及び図５に示す電力導入端子１０は、上述した電力導入端子１０における棒状導電体１１及び碍子２１の形状を変化させたもので、それ以外の構成及び機能は、上述した電力導入端子１０と同じである。したがって、上述した電力導入端子１０と同じ部分については電力導入端子１０のものと同一の符号を用い、それらについての説明は省略する。

図４に示す第一の変形例における電力導入端子１０の構造について説明する。第一の変形例における碍子２１の内壁面２１１（大径の貫通孔２２ａの内周面）には、その一端側から他端側に向かって２回直角に屈曲する屈曲部が設けられている。具体的には、第一の変形例では、碍子２１における内壁面２１１には、当該内壁面２１１のうちプラズマ空間から離れる側（図４では内壁面２１１の下方側）を窪ませた凹部３２１が形成されている。また第一の変形例では、棒状導電体１１は、その表面から内壁面２１１側（図４では左右方向）に突出して設けられる突出部３１１を備え、当該突出部３１１の外縁側３１１ｂが内壁面２１１に当接している。当該当接する部分のうちチャンバー６１（図１参照）内側に形成される、突出部３１１の外縁側３１１ｂと碍子２１との接点２２１は、凹部３２１内に位置している。このように、図４に示す電力導入端子１０では、接点２２１が、チャンバー６１内のプラズマ空間に対向する領域（図４では突出部３１１における領域β）から外れた位置に設けられている。なお、突出部３１１は、棒状導電体１１と同一の材料により形成されていることが好適であるが、その材料や形状、大きさ等については様々なものが選択され得る。

このように、接点２２１が、碍子２１の内壁面２１１の窪んだ形状を有する凹部３２１に位置する、言い換えれば、接点２２１が、チャンバー６１内のプラズマ空間に対向する領域βから外れた位置に設けられているため、棒状導電体１１と碍子２１との隙間ｄを経由して侵入する電界をより一層抑制することができる。その結果、隙間ｄを経由して接点２２１に到達するプラズマをより一層抑えることができ、接点２２１への電子のチャージアップに起因する異常放電を更に抑えることができる。また、図３に示す電力導入端子１０では、プラズマ処理を行うことにより、チャンバ―６１内のプラズマ空間に対向している領域（図３の底面２１ｄを含む領域）で導電性膜の堆積が進むが、図４に示す電力導入端子１０では、突出部３１１のうちプラズマ空間に対向している領域βに導電性膜の堆積が進むこととなる。その一方で、少なくとも、内壁面２１１に形成された凹部３２１内には導電性膜の堆積が進むことは抑制される。その結果、図３に示す電力導入端子１０に比べて、図４に示す電力導入端子１０の方が、碍子２１表面に堆積した導電性膜を伝って接点２２１から電流がリークすることを抑制することができる。

図５に示す第二の変形例における電力導入端子１０の構造について説明する。第二の変形例における棒状導電体１１及び碍子２１の内壁面２１１（大径の貫通孔２２ａの内周面）には、その一端側から他端側に向かって１回直角に屈曲された屈曲部が設けられている。より詳細には、棒状導電体１１には、棒状導電体１１におけるチャンバー６１内側の方向（図５では左側）に位置する部分が屈曲する屈曲部４１１が設けられている。また、碍子２１には、碍子２１におけるチャンバー６１内側の方向（図５では左側）に位置する部分が屈曲する屈曲部４２１が設けられている。図５に示されるように棒状導電体１１及び碍子２１が屈曲して形成されることにより、棒状導電体１１と碍子２１との接点２２１を、チャンバー６１（図１参照）内のプラズマ空間に対向する領域γから外れた位置に設けることが可能となっている。

なお、図３を参照しながら説明した距離Ｌ（接点２２１から碍子２１の端面２１ａまでの距離）の大きさは、第二の変形例では図５に示すＬ１とＬ２の和で表される。すなわち、第二の変形例においては、接点２２１から棒状導電体１１の屈曲部４１１までの距離（Ｌ１）と、棒状導電体１１の屈曲点４１１ａから碍子２１におけるチャンバー６１内に位置する端面２１ａ（プラズマ空間に面する一端）までの距離（Ｌ２）との和で表される。

図５に示したように棒状導電体１１及び碍子２１が屈曲して形成されることにより、接点２２１がプラズマ空間に対向する領域γから外れた位置に設けられているので、棒状導電体１１と碍子２１との隙間を経由して接点２２１に到達する電界をより一層抑えることができる。プラズマは電界の存在する場所で発生するものであるから、このように電界の侵入を抑制することで、接点２２１近傍でプラズマが発生することを抑えることができる。その結果、接点２２１に電子がチャージアップすることに起因する異常放電の発生を更に抑制することができる。また、上述したように、プラズマ空間に対向している領域γに導電性膜の堆積が進むものであるが、接点２２１がプラズマ空間に対向する領域γから外れた位置に設けられているので、少なくとも接点２２１近傍には導電性膜の堆積が抑制される。その結果、碍子２１表面に堆積した導電性膜を伝って接点２２１から電流がリークすることを抑制することができる。

上記図４、図５では、棒状導電体１１と碍子２１との隙間を横向きにして電力導入端子１０を設置する例を説明したが、このように隙間を横向きにして設置した場合、以下の問題が生じる可能性がある。すなわち、プラズマ処理によってチャンバー６１内に生じた成膜カス（図示省略）が、電力導入端子１０に落下することによって棒状導電体１１と碍子２１との短絡が生じるおそれがある。この短絡が生じる理由としては、以下の通りである。

チャンバ―６１内からの成膜カスのサイズが、例えば棒状導電体１１と碍子２１との隙間ｄより大きい場合に、棒状導電体１１と碍子２１との間にまたがった状態で成膜カスが堆積することとなる。この堆積した成膜カスが導電性の場合には、棒状導電体１１を通じて成膜カスにバイアス電圧が印加され、当該成膜カスと碍子２１との接点において短絡が生じることとなる。仮に成膜カスが絶縁系の場合だったとしてもバイアス電圧が印加された棒状導電体１１に成膜カスが接触することになるので、当該棒状導電体１１と絶縁系の成膜カスとの接点がプラズマ中にさらされ、短絡が生じることとなる。

そこで、上記のような短絡の発生を防止するために、棒状導電体１１と碍子２１との隙間を下向きにして電力導入端子１０を設置することが好適である。このように電力導入端子１０を設置することにより、チャンバ―６１内に生じた成膜カスが、例えば棒状導電体１１と碍子２１との隙間に落下することを防止することができる。その結果、チャンバ―６１内に生じた成膜カスの落下等に起因する棒状導電体１１と碍子２１との短絡を防止することができる。

続いて高電圧を用いてプラズマＣＶＤ処理をしたときの異常放電発生の有無について調べるため、以下に示す実験を行った。図６は、プラズマＣＶＤ処理をしたときの異常放電発生の有無について実験した結果を示すグラフである。図６の横軸は、接点２２１から碍子２１の端面２１ａまでの距離Ｌを示し、図６の縦軸は、棒状導電体１１と碍子２１の内壁面２１１との間の隙間ｄを示している。

なお、本実験では、原料ガスとして炭化水素系ガスを用い、チャンバー６１内を１０Ｐａとし、バイアス電圧として１０００Ｖ〜３０００Ｖをかけた状態で、１万サイクル後の異常放電発生の有無について検証した。また、本実験における異常放電とは、安定したグロー放電が全く発生しない又は発生しない時間が１秒以上継続した場合を意味する。また図６に示す実験では、図４又は図５で示した電力導入端子１０の構造を用いていない。

また、図６のグラフに表される◎は３０００Ｖでも異常放電が発生しなかったことを表し、○は１０００Ｖで異常放電が発生しなかったが３０００Ｖでは異常放電が発生したことを表し、×は１０００Ｖで異常放電が発生したことを表している。

図６に表されるように、バイアス電圧１０００Ｖを導入した場合において、Ｌ＝４．０ｍｍ以下では異常放電が発生した。また、Ｌ＝６．０ｍｍ又は８．０ｍｍであっても、ｄ＝２．０ｍｍ以上であると異常放電が発生した。

またバイアス電圧１０００Ｖを導入した場合において、例えばＬ＝６．０ｍｍ、かつ、ｄ＝１．０ｍｍであれば異常放電は発生しなかった。ただし、当該Ｌとｄの値では、バイアス電圧３０００Ｖを導入した場合は異常放電が発生した。

続いてバイアス電圧３０００Ｖを導入した場合において、Ｌ＝１０ｍｍ、１２ｍｍ又は１４ｍｍ、かつ、ｄ＝１．５ｍｍ以内であれば異常放電は発生しなかった。またＬ＝１４ｍｍ、かつ、ｄ＝２．０ｍｍの場合も異常放電は発生しなかった。

以上の実験結果が示すように、距離Ｌと隙間ｄの値によっては、プラズマＣＶＤ処理をしたときの異常放電の発生を抑制できることが確認された。図６に表されるように、電力導入端子１０の構造寸法として、好適には、Ｌ＝１０ｍｍより大きく、かつ、ｄ＝２．０ｍｍ未満に設定されることが望ましく、より望ましくは、Ｌ＝１４ｍｍより大きく、かつ、ｄ＝２．０ｍｍ未満に設定されることが望ましい。

続いて図５で示した電力導入端子１０を用いて、異常放電が発生するまでのサイクル数について調べるため、以下に示す実験を行った。図７は、プラズマＣＶＤ処理をしたときの異常放電発生までのサイクル数について、図５に示す電力導入端子１０と図３に示す電力導入端子１０とを用いて実験した結果を示す表である。図７に示す実験では、バイアス電圧として３０００Ｖを使用し、チャンバー６１内の圧力を１０Ｐａとし、Ｌ＝１０ｍｍ（Ｌ１＝８．０ｍｍ、Ｌ２＝２．０ｍｍ）、ｄ＝２．０ｍｍとして検証した。

図７に示すように、図３に示すような電力導入端子１０に屈曲部を設けていない場合、言い換えれば、接点２２１がプラズマ空間に対向する領域に設けられている場合には、異常放電発生までのサイクル数が８０００サイクルであるのに対し、図５に示すような電力導入端子１０に屈曲部を設けた場合、言い換えれば、接点２２１がプラズマ空間に対向する領域（図５の領域γ）から外れた位置に設けられている場合には、異常放電発生までのサイクル数は２万サイクル以上であった。このように、接点２２１を、プラズマ空間に対向する領域から外れた位置に設けた方が、異常放電の発生を抑制できることが確認された。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

１０：電力導入端子
１１：棒状導電体（導電体）
２１：碍子（絶縁部材）
２１ａ：端面
２２：貫通孔
６１：チャンバー
６１ａ：壁
６２：端子導入孔
７１：基板
８１：カソード電極
８２：アノード電極
９１：ガス導入部
１００：プラズマＣＶＤ装置
１２１：電力導入線
１３１：ガス導入管
２１１：内壁面（内壁）
２２１：接点
３１１：突出部
３２１：凹部
４１１、４２１：屈曲部

Claims

プラズマ空間を形成するチャンバーと、
前記チャンバーの壁を貫通する端子導入孔に配置される電力導入端子と、を備え、
前記電力導入端子は、貫通孔を有する絶縁部材と、前記貫通孔に挿通される導電体と、を有し、
前記導電体の一端は前記チャンバー内に配置され、前記導電体の他端は前記チャンバー内に電力を供給する電源と電気的に接続され、
前記絶縁部材の貫通孔の内、大径の貫通孔の内周面と前記導電体との隙間は２ｍｍ未満であり、
前記絶縁部材における前記チャンバー内の前記プラズマ空間に配置される一端から、前記絶縁部材と前記導電体との接点までの距離は１０ｍｍより大きく、
前記接点は、前記プラズマ空間に対向する領域から外れた位置に設けられており、
前記導電体は、その表面に突出して設けられ、前記内周面に当接する突出部を
備え、
前記内周面に、その一部を窪ませて形成される凹部を有し、
前記突出部と前記内周面とが当接する部分のうち前記チャンバー内側に形成される前記突出部と前記絶縁部材との接点は、前記凹部内に位置することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
プラズマ空間を形成するチャンバーと、
前記チャンバーの壁を貫通する端子導入孔に配置される電力導入端子と、を備え、
前記電力導入端子は、貫通孔を有する絶縁部材と、前記貫通孔に挿通される導電体と、を有し、
前記導電体の一端は前記チャンバー内に配置され、前記導電体の他端は前記チャンバー内に電力を供給する電源と電気的に接続され、
前記絶縁部材の貫通孔の内、大径の貫通孔の内周面と前記導電体との隙間は２ｍｍ未満であり、
前記絶縁部材における前記チャンバー内の前記プラズマ空間に配置される一端から、前記絶縁部材と前記導電体との接点までの距離は１０ｍｍより大きく、
前記導電体及び前記内周面が屈曲して形成されることにより前記接点が前記プラズマ空間に対向する領域から外れた位置に設けられていることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。