JP6801483B2 - プラズマ発生装置およびプラズマ発生方法 - Google Patents
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Description
(1)本発明のプラズマ発生装置は、交流電圧が印加される誘電体バリヤ放電用電極と、
直流電圧が印加される直流グロー放電用電極と、該誘電体バリヤ放電用電極と該直流グロー放電用電極の間に配設され、該誘電体バリヤ放電用電極側と該直流グロー放電用電極側とを連通させる連通部を有する共通接地電極とを備える。
(1)本発明は、上述した発生装置としてのみならず、プラズマ発生方法(単に「発生方法」ともいう。)としても把握できる。この際、上述した発生装置を用いると好ましい。
(1)本発明でいう「接地」は基準電位(GRD)を意味する。このため本発明に係る接地電極は、必ずしもアースされている必要はない。
(1)接地電極は、DBDとGDの両方で共用される電極であり、DBD域で生じた荷電粒子(活性種)がGD域へ移動できる連通部を有する。連通部の形態は種々考えられるが、例えば、複数の貫通孔(穴)や隙間が分散したものであればよい。そこで接地電極は、例えば、メッシュ状、格子状、櫛歯状等でもよいし、さらには導電繊維(金属繊維等)からなるフィルター状等でもよい。
(1)本発明によるプラズマ発生は、次のような条件下でなされると好ましい。先ず、少なくともGD域のガス圧(p)は、1〜1500Pa、13〜1333Pa(0.1〜10torr)さらには30〜500Paとすると好ましい。電極間距離(d)にも依るが、ガス圧が過小でも過大でも、グロー放電(ひいてはプラズマ発生)に高電圧が必要となって好ましくない。
本発明の発生装置や発生方法は、プラズマを利用する種々の分野で様々な用途に適する。例えば、電子機器分野であれば半導体層や絶縁層の形成等に用いることができ、機械装置分野であれば、摺動部材等の表面改質(エッチング等を含む)や薄膜形成等に用いることができる。
本発明の一実施例であるプラズマ発生装置S(単に「装置S」という。)の概要を図1に示した。装置Sは、DBD電極1と、GD電極2と、接地電極3と、それらを収容するチャンバー4(容体)とを備える。
装置Sのチャンバー4へアルゴンガス(Ar)を導入して、DBD電極1と接地電極3の間であるDBD域で誘電体バリヤ放電をさせ、GD電極2と接地電極3の間であるGD域で直流グロー放電をさせた。この様子を図2に示した。
DBD電極間距離(d1):14mm、GD電極間距離(d2):78mm、
Ar流量:300sccm、チャンバー内圧(p):50Pa、
交流周波数(f):15kHz、交流電圧(Ea):1000V、
直流電圧(Ed):―400V
(1)DBD域とGD域で、それぞれ個別に放電をさせたときの各位置におけるプラズマ密度と、両域で同時に放電させたときのGD域内の各位置におけるプラズマ密度とをそれぞれ、ラングミュアプローブをもちいて測定した。このときの測定結果を図3Aに示した。また、接地電極3を金網から金属板(金網と同材質)へ変更して、同様に測定した結果も図3Bに示した。
1 DBD電極 (誘電体バリヤ放電用電極)
2 GD電極 (直流グロー放電用電極)
3 接地電極 (共通接地電極)
Claims (9)
- 交流電圧が印加される誘電体バリヤ放電用電極と、
直流電圧が印加される直流グロー放電用電極と、
該誘電体バリヤ放電用電極と該直流グロー放電用電極の間に配設され、該誘電体バリヤ放電用電極側と該直流グロー放電用電極側とを連通させる連通部を有する共通接地電極とを備え、
該直流電圧の絶対値を200〜800Vとして該直流グロー放電用電極と該共通接地電極の間で直流グロー放電を生じさせるプラズマ発生装置。 - 前記共通接地電極は、メッシュ状、格子状または櫛歯状である請求項1に記載のプラズマ発生装置。
- 前記直流グロー放電用電極と前記共通接地電極は、平行に配置された平板状である請求項1または2に記載のプラズマ発生装置。
- 前記誘電体バリヤ放電用電極、前記共通接地電極および前記直流グロー放電用電極は、一方向に沿って直列に配置されている請求項1〜3のいずれかに記載のプラズマ発生装置。
- 前記共通接地電極と前記誘電体バリヤ放電用電極側にある誘電体とは離間している請求項1〜4のいずれかに記載のプラズマ発生装置。
- 前記共通接地電極および前記直流グロー放電用電極は金属からなり、
前記誘電体バリヤ放電用電極は、少なくとも該共通接地電極側の表面が誘電体で被覆されてなる請求項1〜5のいずれかに記載のプラズマ発生装置。 - 請求項1〜請求項6のいずれかに記載のプラズマ発生装置を用いたプラズマ発生方法であって、
前記誘電体バリヤ放電用電極側と前記直流グロー放電用電極側のガス圧は共に1〜1500Paであり、
前記交流電圧の周波数は1k〜100kHzであるプラズマ発生方法。 - 前記交流電圧のピーク・ピーク値は、300〜1500Vである請求項7に記載のプラズマ発生方法。
- 前記直流グロー放電用電極は、前記共通接地電極に対して負極である請求項7または8に記載のプラズマ発生方法。
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