JPH01208450A - プラズマによる基板表面処理方法及びそれに使用する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はプラズマを用いて基板の表面を処理する方法と
その方法を実施する反応装置に関する。

［従来の技術］ 上記の方法は、ｒｓｐｃ−ｖｚ全会議議事録（アインド
ホーペン、１９８５年　６９８−７０３頁）や５ＡＳＰ
！ｌ事録（オーバードローン、オーストリア　１９８６
年、１８１−１８７頁）により知られている。この公知
の方法によると、その刊行物に記載されているように、
ガス体の反応物質を用いたプラズマデポジションだけに
適している。プラズマ生成と表面処理は、プラズマが、
真空装置の中で超音波拡散によって強く流れるプラズマ
噴流の形で処理されるべき基板に移された後、カスケー
ドアークで反応装置内に生起される限り、空間的に達成
される。そしてこの基板は反応プラズマ部のエネルギー
を増大させるために余分な放射部を形成する。

このような方法においてはカスケードアークの例外はあ
るが、プラズマは公知の技術によると種々の異なった形
、例えば容量的または誘動的に関連されたラジオ周波数
（ＲＦ）波、マイクロ波はまたは他の直流（ＤＣ）ある
いは交流アーク（ＡＣ）や放電といった方法で生起され
る。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記の刊行物に記載された方法を実施しようとすると数
多くの問題に遭遇する。第１に、プラズマ発生器に反応
する混合ガスを直接入れるため、高温（例えば２０００
ケルビンより高い温度）プラズマ発生用にカソードが用
いられる場合、プラズマが汚染される。この場合これら
のカソードは装置から生じる反応原子（炭素、ハロゲン
および酸素など）と好ましくない反応を起し、ガス、ガ
ス状のもの蒸発物または昇華物といった化合物を生成し
てプラズマを汚染しカソード摩耗の原因となる。第２に
導伝性個体（例えばタングステンまたはグラフフィト）
がカソードに用いられておりその分子（または細片）の
存在が表面処理工程に好ましくない。この欠点は主とし
て発生する熱がカソードを部分的に溶かして蒸発させる
のでプラズマの汚染が更に促進される。

第３に、上記刊行物に記載された方法は、仮に表面処理
が液体または固体である物質のみにより行われる場合に
適用できないガス状の反応工程に対して不向きである。

第４に、第１の引例刊行物（そこから引用されて更に第
２の刊行物にも記載されている）では、アノードの、プ
ラズマがそこを通って放射される孔が、所謂ソニックノ
ズルが存在するプラズマチャンネル（４ｍｍ　）より小
さい径（刊行物では１ｍｍ）を有する必要があり、この
ソニックノズルが流れに予期しないよどみをもたらし、
好ましくない箇所に沈着を起す。

第５に、刊行物によると基板に作用される熱負荷は、本
質的にエネルギー及びアクチブなプラズマ粒子の密度比
を変えることによってのみ影響されるが、この工程自体
が好ましくない、その理由は表面処理の品質も亦本質的
に変化するからである（例えばプラズマデポジションの
場合の沈着の品Ｎ）。紹介されている熱負荷の影響（主
として減少）は耐えられる熱に限度のある基板にとって
は重大である。

第６に、刊行物記載の方法を採用した場合、材料効率即
ち、実際に作用させる箇所（この場合には基板）に到達
する微量な反応物質に対しては影響されない。

本発明の目的は引用した原理で操作される上記欠陥のな
い方法とそれを実施する装置を提供するにある。

［問題点を解決するための手段および作用］本発明の処
理方法は、少なくとも１つのプラズマ発生器内で生起さ
れるプラズマで基板の表面を処理する方法であって、前
記プラズマ発生器が少なくとも１つのプラズマ入口によ
って、圧力がプラズマ発生器内部の圧力より低くなって
いるプラズマ処理室に連結され、前記入口を通って前記
プラズマ発生器から生起されるプラズマの流れが前記プ
ラズマ処理室に流れるとともに、前記プラズマ処理室内
において前記プラズマ発生器が少なくとも１つの反応用
入口に連結されかつ被処理基板がもう１つの放電の１部
を形成できかつプラズマ発生器がフラッシングガスによ
ってフラッシュされる。

また、本発明の好適な実施態様によれば、フラッシング
ガスがカソードを過ぎた後、ガス状または液体反応物が
先ずプラズマ発生器の上流側に供給される。更に、本発
明の他の実施態様によれば、フラッシングガスが形成さ
れている分子がカソード材料と反応する粒子を含まな。

また、カソードに対する反応物（部分）のバック拡散が
、少なくとも毎秒１メートルの率より好ましくは少なく
とも毎秒１０メートルの率で強力に弱められるかまたは
阻止され、操作中ζこカソードの温度がカソードの溶融
点以下に維持される。更に本発明の実施態様によれば、
液体反応物がプラズマ発生器に、その壁に設けた、径が
０．０００１から０．５ｆｆ＋１１１の、より好ましく
は０．００５から０．１ｍｍの径を有する少なくとも１
つの孔を通して入れられ、孔の前の液圧がプラズマ発生
器内の圧力より大きく構成される。プラズマ処理室内及
び／またはプラズマ発生器内に少なくとも１つの放電が
存在しその放電がガス状になって固体形状の反応物の中
へ行われても良く、プラズマ処理室がポンプアウトされ
る率が毎秒零から１０００００リットル、より好ましく
は５０から１０００リットルに調節可能でもある。更に
、プラズマ発生器で生起されるプラズマ噴流の径が活性
の状態に左右され、スキマーによってプラズマ噴流を供
給することによって活性が影響される。更に、磁場を生
起することによって活性が影響され、プラズマ発生器へ
の反応物の追加が前記プラズマ発生器の最端部、この場
合プラズマ入口で先ず行われる。また、被処理基板の濃
度が７０から１５００ケルビンより好ましくは２７３か
ら１０００ケルビンまでの間にセットされる。本発明の
装置は、少なくとも１つのプラズマ入口を介してプラズ
マ処理室に連結された少なくとも１つのプラズマ発生器
と、前記プラズマ発生器が接続された、前記プラズマ処
理室内の反応物用入口と、前記プラズマ発生器に設けら
れたフラッシングガス用の入口とからなるとともに、前
記プラズマ処理室内において被処理基板が少なくとも１
つの他の放電の部分となる。更に本発明の実施態様によ
れば、プラズマ発生器が反応物の追加をうける少なくと
も１つの入口を有し、前記入口がカソードの後（上流）
に位置すると共に、カソードが高電子放出特性を有する
材料、好ましくはタングステンに０．１から１０％のト
リウムを含有する合金からなる。本発明に係る反応装置
は、プラズマ発生器の壁に０．００１から０゜５ｍｍの
径、より好ましくは０．００５から０，１關の径を有し
、反応物が少なくとも１つの孔から通過可能とされ、プ
ラズマ処理室及び／またはプラズマ発生器が少なくとも
１つの剰余の放電発生手段を有し、その放電が固体形状
の反応物にガス相で作用する。また、本発明の実施態様
によれば、プラズマ発生器とプラズマ入口（出口）が流
れの方向からみて、形成されるチャンネルに何ら障害が
生じないように幾何学的に配列され、プラズマ発生器と
プラズマ入口（出口）とによって形成されるチャンネル
の径がカソードを基準にして流れの方向からみて先細り
に形成されろ。プラズマ処理室真空装置におけろ該処理
室が毎秒零から１０００００リットルより好ましくは毎
秒５０から１０００リットルの間の数値でポンプアウト
される率にセットする手段を備えると共に、プラズマ処
理室にスキマーを備えることも可能であり、また、プラ
ズマ処理室が磁界を生起する手段を備えるように構成す
ることも可能である。更に、本発明の実施態様によれば
、プラズマ発生器とプラズマ処理室が基板の温度を７０
から１５００ケルビン、より好ましくは２７３から１０
００ケルビンの間にセットする手段を有して成る。

本発明による処理方法においては、プラズマは少なくと
も１つのプラズマ発生器で生起されるが、そのプラズマ
発生器は少なくとも１つのプラズマインレットを介して
プラズマ圧がプラズマ発生器内の圧力より小さくなって
いるプラズマ処理質へと連結されている。前記プラズマ
インレットを通ってプラズマの流れが前記発生器からプ
ラズマ処理質へと流れ、その処理室の中で前記プラズマ
発生器は少なくとも１つの反応物のインレットに連結し
、及び処理すべき基板が少なくとも１つの余分の放射部
分を形成できる。ここで使用されるプラズマ発生器の用
語はプラズマが生起される部分の意味に、プラズマ処理
室はプラズマ処理が行われる箇所を意味するものと考え
られるべきである。

ここで記載されているようなプラズマによる基板面の処
理は、プラズマエツチング、プラズマデイポジション、
プラズマ重合またはプラズマ変形工程の意味に考えられ
るべきである。即ち、材料用の層を基板上にのせるかま
たは除くかあるいはプラズマを使７て基板表面構造の変
形を行う工程の意味に考えられるべきである。

本発明によると前記第１の問題点はフラッシングガスで
プラズマ発生器をフラッシングして除くことができる。

好ましくは先ずガス状または液体の反応物が、フラッシ
ングガスがカソードを通過してからプラズマ発生器の上
流に供給される。ここで用いられるフラッシングガスは
、プラズマ発生器の部品と不本意に反応する分子とは無
縁のガスの意味に解されるべきである。特にプラズマ発
生器のカソードは、フラッシングガスを形成する反応分
子の浸透効果から保護されねばならない。

本発明によると、この効率はフラッシングガスをプラズ
マ発生器を通して少なくとも１ｍ／８の率で供給するこ
とにより増大されるが、好ましくはプラズマ発生器内部
で０．１バールより大きく、それにより反応物のカソー
ドへのバック拡散または部分拡散が強力に緩和あるいは
阻止される圧力がよい。

第２の欠点はカソードの温度が、作動中にカソード材料
の溶融点以下に維持されると解決される。

本発明の反応装置及びその方法において、カソード溶融
はカソードを高電子エミッション係数を有する材料、好
ましくはタングステンに０．１〜ｌＯ％トリウムを含有
する合金から造ることにより避けられる。前に引用した
材料を使う不利益、即ち蒸発により処理表面に起る材料
成分の１つのゆっくりとした凝離から起る不利益は本発
明の方法の実施にあたって顕著な働きをしない。

その理由は蒸発されるカソード材料と追加される反応物
の量との比が極めて小さく（例えば１対１０９より小さ
い）、これが可成り大きなガス効率と一緒になって処理
すべき基盤表面に極めて微量の汚染物をもたらすからで
ある（例えば１０億分のｌ以下）。

液体反応物を用いた場合の本発明により、第３の問題点
は、径が０．０００１から０．５１１ＩＩｎより好まし
くは０．０００５から０．１ｍｓの単一孔によりプラズ
マ発生器の壁を通して反応物が入射されることによって
解決される。早すぎる蒸発を阻止するために孔部での圧
力は好ましくはプラズマ発生器より大きい方がよい。も
し液体反応物がプラズマ発生器の中でプラズマに到達す
る前に蒸発してしまっているならば、ガス状反応物の入
射の問題がある。本発明において固体状の反応物を使う
には、プラズマ処理室及び／またはプラズマ発生器に存
する少なくとも１つの放電手段により液相が効果的に作
用する。その場合反応物は反応粒子（電子やイオン）に
より高いエネルギー（例えば２００エレクトロンボルト
）で衝撃に曝され、それにより蒸発または昇華する。−
旦ガス化されると高速度及び高い効率でフラッシングガ
スにより処理すべき基板に運搬される。

本発明によると第４の問題点は、反応装置内のプラズマ
発生器とプラズマインレットを流れからみてチャンネル
に障害が起きないように幾何学的に配列することにより
解決される。このようにして流れの停滞と材料の好まし
くない箇所への付着を避けられる。好ましくはプラズマ
発生器とインレットにより形成されるチャンネル径を流
れの方向で見てテーパ状に小さくすべきである。問題解
決にあたって例えばプラズマ発生器の端部での圧力が比
較的低く、好ましくない高温状態になり易いとかプラズ
マが空間的に広がるとかいった欠点は、そのような欠点
をもたらす効果を除去するか、それに対して不感状態に
する特製のプラズマ発生器によって除かれる。

本発明によると第５の問題点は、プラズマ処理室がポン
プアウトされる率が零と１０００００リツタ一／秒の間
、好ましくは５０から１０００リツター／秒の間で調整
可能ならば解決される。これは（大きく変化させるかま
たは段階的に）流量調節弁を例えばポンプのパイプライ
ン中において操作することによって行なわれる。結果的
に得られるプラズマ噴流は、噴流径と処理すべき基板に
運搬されるプラズマ粒子との関連で拡散工程により変化
され、その結果として粒子の密度とエネルギーがほとん
ど変わらなくなる。これは基板の調整可能な粒子−束・
ローデングの課題をもたらし、粒子の付着ｊｉ（従って
エネルギーも）は実際上池の実験パラメータを変えるこ
となく表面積のユニット毎にセットできる。

本発明によると第６の問題点は、プラズマ噴流を生起し
たプラズマ発生器の径が積極的に影響する限り除かれる
。この場合、積極的に影響されるとの用語の意味は、ポ
ンプ速度を変える以外の行程の影響の意味に考えられる
べきである。もし材料効率が減少される必要があれば、
本発明によると、そのような影響は好ましくはすでに挙
げたプラズマ噴流を“スキマー”を通して方向付けする
ことにより行なわれるべきである。他方、もし効率を上
げる必要があるならば、前述の影響は好ましくは磁場を
上げることて行われる。スキマーはプラズマ噴流の一部
をあたかも噴流の他の部分が処理すべき基板に接しなか
ったかの如くカットする。これに対抗して、磁場に反応
する（特に放電された）プラズマ粒子を保持し、この場
合にはジェット噴流の減少径と対になる噴流の強度を増
大する。

整理上の観点から、プラズマ発生器へ反応物を加えるの
は発生器の任意の箇所、さらには極端な箇所、この場合
にはプラズマインレットにも行うことができる。

本発明によると、処理すべき基板の温度は７０から１５
００ケルビン好ましくは２７３から１０００ケルビンの
間の値にセットできる。本発明による方法が適用される
表面処理の具体的各工程は最適の温度を有し、それによ
って工程は最も好ましい態様で進行される。

［実売例］ 第１図から第６図に示された本発明による実施例は、プ
ラズマ発生器１３（模式的に箱形）がプラズマ処理室３
を備えたチャンバー２と１体のハウジング１からなる。

プラズマインレット４は、先端が処理室３に突出してい
るノズルを有する。

生起されたプラズマ噴流は処理さるべき基板の面９に向
けられ、その基板は冷却チャンネル及び／または備付は
加熱エレメント（第１図には図示しない）によって７０
から１０００ケルビンの範囲の温度に維持されるホルダ
ー１０によって保持されている。ホルダーはまたハウジ
ングＩに対して電気的に絶縁され、それによりプラズマ
処理室３内で１つまたはそれ以上の放電部を形成するこ
とができろ。

液体またはガス状の反応物が用いられる場合、プラズマ
発生器】３にインレット１１を介して入射が行なわれ、
１方フラッシングガス反応装置の半連続運転を可能にす
べくインレット１１を介して入れられる。フラッシング
ガスはプラズマ発生器１３０部品を損う破片を生じない
任意の混合ガス例えば不活性ガスである水素と窒素から
なる。フラッシングガスと２７３ケルビンと２バールに
等しい反応ガス（ＳＴＰ（標準温度及び圧力）でイ／ｓ
ｅｅて表す）の入射量の比率は１から１０００、好まし
くは８から４００の間にある。液体またはガス状反応物
は少なくとも１つの分離し得る及びイオン化し得るＰｉ
ｌｌえば（ハロゲン化された）炭化水素からなる。

ジェット噴流８中に好ましくない生成物が存在しないよ
うに制御されたプラズマ表面処理加工を行うために、本
発明による工程はプラズマ発生器１３内部の圧力を０．
１バール、好ましくは０から３．５のｉｒ！ａに推持し
生竹われる。プラズマ室３は０．０５バール（＝５ｋＰ
ａ）以下の圧力で及び特にフラッシングガス及び／また
は反応物の入射量の調整可能な圧力から独立して２００
Ｐａ以下で操作される。これらの圧力はプラズマ処理室
３を例えばルートブロアー（第１図に示さない）を使っ
て出口１４の制御弁１６を介してポンプアウトすること
で得られるが、出口１５を介したオイル拡散ポンプが反
応装置の非使用時の混乱を赴けるためにハウジング１を
低圧（１０−３Ｐａ）に維持している。冷却スキマー１
７はプラズマ処理室の一部を形成し、そこを通してプラ
ズマ噴流８の径が影響される。必要ならばマグネトコイ
ル７がプラズマ噴流８の径を更に変えるため磁場を発生
させる。固体形状の反応物はスパッタリング放電により
カソード６（例えば銅）が反応物である固相から放たれ
てプラズマ噴流と混合され、アノード１８はハウジング
１から電気的に絶縁されている。

既に説明したように高熱のプラズマ噴流は好ましくはカ
スケードアークで生起される。第２図は原理的に、操作
中ノズル状のアノード５から３つのカソード先！ｊ＃２
０　（１つだけ第２図に示す）に２０から２００アンペ
アの直流を流す、長さ４０からデータバス８０ｍｍ、径
が２から６ｆｆＩｌｌの中央チャンネル１９を形成する
構造を示している。タングステン中に２％のトリウムを
含有する合金からなる３個のカソード先端２０は好まし
くは中央チャンネル１９０回りを回転するように配置さ
れ、冷却水がダク）２１に流れる中空ホルダー２２に搭
載されている。ホルダー２２は少なくとも部分的に例え
ば水晶から造られるスリーブ２３に包まれ、ゴムリング
（第２図に示さない）と共働するねじ２４で固定される
がホルダーは真空状態に維持されている。ダク）２１は
ねじ２５によりホルダー２２に堅固に固定される。

アーク中の電圧は例えば２０から２００ボルト特に５０
から１５０ボルトの範囲にある。中央チャンネル１９内
でのプラズマ発生の開始は、フラッシュオーバーが起る
違約１００Ｖを印加することによりアーク圧力を減じて
行なわれるが、それにより天竜ｆｆ１（例えばｌＯアン
ペア以上）が流れる。その後圧力は急速に（例えば５秒
内）希望値まで増加され、全ての中間電流相が起った後
アークが形成される。カスケード板２５は例えば銅で造
られており構造が単純である。プラズマ内は高温（１０
００ケルビン）および高い容量密度であるため、板はく
例えば水で）冷却しなければならない。冷却液（第２図
に示していない）を運ぶチャンネルは板１９内に導入さ
れて中央チャンネル１９で閉じられているがこの配列に
より良好な熱分散が行なわれる。カスケード板は互いに
分離されており電気的には“０”リング２７、スペーサ
ー２８（例えばＰＶＣ製）及び窒化ホウ素製の中央リン
グ２９のシール手段で絶縁されている。シートによりア
ークは０．０５と５バールの圧力に維持される。中央リ
ングの色は白でありプラズマからの光を反射する。′０
”リングの目的はプラズマ光の吸収の影響で溶けるのを
阻止することにある。

アノード５は３個のカソード２０に対向したチャンネル
１９の端部に位置している。これらは容易に外れる円錐
形のインサートになっており軽くブツシュすることで水
冷却板（銅製）の円錐孔に押し入れられる。冷却水は入
口３１を通って冷却板に供給され、そこから出口３２に
より放出される。このインサートは例えば酸化しない銅
から造られ、第６図に更にその詳細が示されている。板
３０はハウジング１からは絶縁スリーブ３３で電気的に
絶縁されている。

例えば積層されたカスケード板はボルト３４とナツト３
５で７ノード板３０に固定されている。

ボルト３４はスリーブ３７．キャップ３９及びリング３
８と４０でハウジング１から電気的に絶縁されている。

中央チャンネル１３内のプラズマはウィンドホルダー４
３上のウィンドキャップの窓４１を通して観察できる。

後者にはフラッシングガスが供給される入口１２を有す
る。

第３図に示すガス状反応物用の入口はその大部分を記述
したが、２枚のカスケード板２６と４５が対向して形成
され、少なくとも１つの板４５にはチャンネル４６が設
けられて、そのチャンネルを通してガス状の反応物が、
例えば中央の窒化ホウ素リング２９内の０．１ｍｍ寸法
の凹部を介して中央チャンネル１９に射出される。チャ
ンネル２９は冷却チャンネル４７とは接しないように配
される。

第４図に示す、チャンネル１９に液体反応物を射出する
ための入口は、冷却チャンネル４７に触れないようにカ
スケード板２６に合せた少なくとも１つのキャピラリ４
８からなる。このキャピラリの径は、プラズマチャンネ
ル１９内に存在する圧力より高い圧力で供給される液体
が、中央チャンネル１９に突出するキャピラリの端部で
のみ蒸発されるように選択されねばならない。

第５図に示す補助的に用いられる放電はカソードより発
生される。カソードが固体の場合には、アノード５０の
場合と同様に第１図に示すハウジングｌから電気的に絶
蜂された反応物を有し、その方ソードには冷却チャンネ
ル５２が設けられ、また、第１図に示すプラズマ噴流の
対称軸から一定の距離（例えば１０ｃｗ＋）をおいて配
置されている。

もし放電が例えば２００と１０００ボルトとの間の電圧
で、電流密度が６０と１０００　Ｍ　ａ　／　ｃイの間
で励起されると、反応物質はガス状となり（例えば拡散
により）プラズマ噴流と混合する。

第６図はプラズマ発生器の好ましくない部分に材料の付
着が起きないようにするために使われる超音波ノズルの
構造の例を示す。インサート５２はアノード板３０に、
最後のカスケード板２６と最後の窒化ホウ素リング２９
を連結噛合させて保持リング３２で圧入される。初期に
はインサート５２内の孔は中央チャンネル１５より大き
な径を有し、その後その径が大きくなってチャンネルが
例えば中央チャンネル１９の対称軸と１０度以上の角度
で突出する。インサート５２の内壁５３は滑らかな仕上
げ（表面粗さが０．１ミクロン）でなければならない。

好ましくは完全なカスケードアークプラズマ発生器は比
較的大きな真空装置に連結されてプラズマがアノードノ
ズル５から出されるようになフている。ポンプ速度は、
副大気プラズマ処理室３内の膨張が超音波特性示すよう
な具合に選定されねばならない、その場合アークプラズ
マの平衡が凍結される。スリーパーティクル及び放射・
組換え工程では長過ぎて、処理すべき基板に届く前に多
くの反応プラズマ分子を発生させることができない。ア
ークプラズマ内のガス温度及び電子温度は凡そ１０００
０ケルビンなので音速が毎秒１７６０ｍである。この事
実は質量流を制限し、音速が最小径（大抵の場合、ノズ
ルまたはアークチャンネルの端部）の部分に到達される
。

超音波膨張につれ、工程効率が大幅に強化される限り他
の効率ももたらされる。電子はイオンより活動の度合が
大きいので、容易に膨張領域外へ飛び出す。これにより
そのような空間的放電配分が、それにより生じる電界強
度が電子流をイオン（アンバイポーラデイクージョン概
念）と同じ率で分散する程度に電子流を遅らすという平
衡状況の中に造り出される。超音波膨張内の高いガス速
度の場合において電子はプラズマを一緒に保持しその結
果強いプラズマ噴流が生じる。アークプラズマ中のイオ
ン化平衡は効率よく処理すべき基板に移される。中性の
微粒子は容易に膨張でき、それらの多くは基板９に届く
ことはないだろう。

プラズマ発生器から放射して基板に到達する反応粒子に
必要とする時間はわずかに約１ミリセコンドなので、プ
ラズマ噴流の比較組成物は組換えまたは他の関連工程で
変化する。

［発明の効果］ 以上述べてきたように本発明によれば、欠陥のないプラ
ズマによる基板表面処理方法及び装置が得られる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による反応装置の長手方向の断面図、第
２図はカスケードアーク発生器の正面図、第３図は第２
図に示すカスケードアーク中にガス吠反応物質を入れる
入口の部分断面図、第４図は第２図に示すカスケードア
ーク中にとのように反応物質が入れられるかを示す部分
断面図、第５図は個体形状の反応物質が材料を蒸発せし
め、昇華せしめまたはスパッターせしめる放電にどのよ
うに曝されるかを示す部分断面図、第６図はノズルが発
生する流れの停滞を阻止する態様を示す部分断面図であ
る。 図中、１・・・ハウジング、２・・・チャンバー、３・
・・プラズマ処理室、４・・・プラズマ入口、５・・・
アノード、６・・・カソード、８・・・プラズマ噴流、
９・・・表面、１ｏ・・・ボルダ−１１２・・・入口、
１３・・・プラズマ発生器、１４．１５令・・出口、１
７・・・スキマー、１９・・・中央チャンネル。 特許出願人　　　テクニシェ　ユニバージティト　アイ
ントホーフェン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１つのプラズマ発生器内で生起されるプ
   ラズマで基板の表面を処理する方法であって、前記プラ
   ズマ発生器が少なくとも１つのプラズマ入口によって、
   圧力がプラズマ発生器内部の圧力より低くなっているプ
   ラズマ処理室に連結され、前記入口を通って前記プラズ
   マ発生器から生起されるプラズマの流れが前記プラズマ
   処理室に流れるとともに、前記プラズマ処理室内におい
   て前記プラズマ発生器が少なくとも１つの反応用入口に
   連結されかつ被処理基板がもう１つの放電の１部を形成
   できかつプラズマ発生器がフラッシングガスによってフ
   ラッシュされることとするプラズマによる基板表面処理
   方法。 ２、フラッシングガスがカソードを過ぎた後、ガス状ま
   たは液体反応物が先ずプラズマ発生器の上流側に供給さ
   れることとする請求項１記載の方法。 ３、フラッシングガスが形成されている分子がカソード
   材料と反応する粒子を含まないこととする請求項２記載
   の方法。 ４、カソードに対する反応物（部分）のバック拡散が、
   少なくとも毎秒１メートルの率より好ましくは少なくと
   も毎秒１０メートルの率で強力に弱められるかまたは阻
   止されることとする請求項１項から３項のいずれかに記
   載の方法。 ５、操作中にカソードの温度がカソードの溶融点以下に
   維持されていることとする請求項１項から４項に記載の
   方法。 ６、液体反応物がプラズマ発生器に、その壁に設けた、
   径が０．０００１から０．５ｍｍの、より好ましくは０
   ．００５から０．１ｍｍの径を有する少なくとも１つの
   孔を通して入れられることとする請求項１項から５記載
   の方法。 ７、孔の前の液圧がプラズマ発生器内の圧力より大きい
   こととする請求項６記載の方法。８、プラズマ処理室内
   及び／またはプラズマ発生器内に少なくとも１つの放電
   が存在しその放電がガス状になって面体形状の反応物の
   中へ行われることとする請求項１項から７項に記載の方
   法。 ９、プラズマ処理室がポンプアウトされる率が毎秒零か
   ら１０００００リットル、より好ましくは５０から１０
   ００リットルに調節可能であることとする請求項１項か
   ら８項に記載の方法。 １０、プラズマ発生器で生起されるプラズマ噴流の径が
   活性の状態に左右されることとする請求項１項から９項
   に記載の方法。 １１、スキマーによってプラズマ噴流を供給することに
   よって活性が影響されることとする請求項１０記載の方
   法。 １２、磁場を生起することによって活性が影響されるこ
   ととする請求項１０項または１１記載の方法。 １３、プラズマ発生器への反応物の追加が前記プラズマ
   発生器の最端部、この場合プラズマ入口で先ず行われる
   こととする請求項１項から１２項に記載の方法。 １４、被処理基板の濃度が７０から１５００ケルビンよ
   り好ましくは２７３から１０００ケルビンまでの間にセ
   ットされていることとする請求項１項から１３項に記載
   の方法。 １５、少なくとも１つのプラズマ入口を介してプラズマ
   処理室に連結された少なくとも１つのプラズマ発生器と
   、前記プラズマ発生器が接続された、前記プラズマ処理
   室内の反応物用入口と、前記プラズマ発生器に設けられ
   たフラッシングガス用の入口とからなるとともに、前記
   プラズマ処理室内において被処理基板が少なくとも１つ
   の他の放電の部分となることとするプラズマによる基板
   の表面を処理する反応装置。 １６、プラズマ発生器が反応物の追加をうける少なくと
   も１つの入口を有し、前記入口がカソードの後（上流）
   に位置していることとする請求項１５記載の反応装置。 １７、カソードが高電子放出特性を有する材料、好まし
   くはタングステンに０．１から１０％のトリウムを含有
   する合金からなることとする請求項１６項または１７記
   載の反応装置。 １８、プラズマ発生器の壁に０．００１から０．５ｍｍ
   の径、より好ましくは０．００５から０．１ｍｍの径を
   有し、反応物が少なくとも１つの孔から通過可能とされ
   ることとする請求項１５項から１８項に記載の反応装置
   。 １９、プラズマ処理室及び／またはプラズマ発生器が少
   なくとも１つの剰余の放電発生手段を有し、その放電が
   固体形状の反応物にガス相でかかることとする請求項１
   ５項から１８項に記載の反応装置。 ２０、プラズマ発生器とプラズマ入口（出口）が流れの
   方向からみて、形成されるチャンネルに何ら障害が生じ
   ないように幾何学的に配列されていることとする請求項
   １５項から１９項に記載の反応装置。 ２１、プラズマ発生器とプラズマ入口（出口）とによっ
   て形成されるチャンネルの径がカソードを基準にして流
   れの方向からみて先細りになっていることとする請求項
   ２０記載の反応装置。 ２２、プラズマ処理室真空装置における該処理室が毎秒
   零から１０００００リットルより好ましくは毎秒５０か
   ら１０００リットルの間の数値でポンプアウトされる率
   にセットする手段を備えていることとする請求項１５項
   から２１項に記載の反応装置。 ２３、プラズマ処理室がスキマーを有していることとす
   る請求項１５項から２２項に記載の反応装置。 ２４、プラズマ処理室が磁界を生起する手段を備えてい
   ることとする請求項１５項から２３項に記載の反応装置
   。 ２５、プラズマ発生器とプラズマ処理室が基板の温度を
   ７０から１５００ケルビン、より好ましくは２７３から
   １０００ケルビンの間にセットする手段を有することと
   する請求項１５項から２３項に記載の反応装置。