JPH0822898A - プラズマ処理装置及び放電装置 - Google Patents

プラズマ処理装置及び放電装置

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JPH0822898A
JPH0822898A JP6153622A JP15362294A JPH0822898A JP H0822898 A JPH0822898 A JP H0822898A JP 6153622 A JP6153622 A JP 6153622A JP 15362294 A JP15362294 A JP 15362294A JP H0822898 A JPH0822898 A JP H0822898A
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JP
Japan
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discharge
plasma
coils
electrode pairs
electrode
Prior art date
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JP6153622A
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English (en)
Inventor
Nobuhiro Nakamura
伸宏 中村
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Mitsubishi Electric Corp
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 一方の電極対のみが放電した場合に他方の電
極対にかかる電圧の低下を防止して、安定してプラズマ
を発生し得るプラズマ処理装置及びその放電装置を提供
する。 【構成】 高周波の交流電源8からの配線15はマッチ
ング回路7に接続してある。マッチング回路7からの配
線16は分岐しており、その分岐した配線17,17には相互
に電磁的に結合するように配置されたコイル5,6の一
端がそれぞれ接続してある。そしてコイル5,6の他端
はプラズマ生成室21内に設けられた2つの電極対24,24
のカソード電極22,22にそれぞれ接続してある。これに
よってコイル5,6は相互インダクタンスを有する。そ
して電極対24,24の一方が先に放電した場合、コイル
5,6の相互インダクタンスの作用により他方の電極対
24に係る電圧の低下が妨げられ、その電極対24も放電を
開始する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、対向する電極対に電力
を供給して放電を行う放電装置に原料ガスを供給して発
生させたプラズマを用いて成膜,エッチング又は表面処
理等を行うプラズマ処理装置、及びその放電装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図3は従来のプラズマ処理装置の要部を
示す模式的断面図であり、図中21は石英又はステンレス
等に形成された中空のプラズマ生成室である。プラズマ
生成室21内には放電装置のカソード電極22及び該カソー
ド電極22と対向するアノード電極23を備える2対の電極
対24,24が設けてあり、両電極対24,24はそのカソード
電極22,22が対向するように配置してある。両電極対2
4,24のアノード電極23,23はプラズマ生成室21の外で
接地してある。
【0003】高周波の交流電源28からの配線35はマッチ
ング回路27に接続してあり、マッチング回路27からの配
線36は分岐してあり、その分岐した配線37,37 はプラズ
マ生成室21内に設けられた電極対24,24のカソード電極
22,22にそれぞれ接続してある。
【0004】プラズマ生成室21には図示しないガス供給
源に連なるガス導入管30が接続してあり、該ガス導入管
30からプラズマ生成室21内へ原料ガスが導入される。ま
たプラズマ生成室21には図示しない減圧装置に連なるガ
ス排出管31が接続してあり、該ガス排出管31にてプラズ
マ生成室21内が所定の圧力に減圧されると共に、未反応
ガス及び反応済ガスが排出される。またプラズマ生成室
21には試料を設置し、該試の表面に成膜,エッチング等
のプラズマ処理を行う処理室が連設してある。
【0005】このような装置にあっては、ガス排出管31
からプラズマ生成室21内の気体を排出して所定の圧力に
減圧した後、交流電源28から電極対24,24のカソード電
極22,22に給電し、対向するアノード電極23,23との間
にて放電を行わせる。そしてガス導入管30から所定流量
にて原料ガスを導入し、両電極対24,24の放電によって
プラズマを生成させる。生成したプラズマは誘導磁界等
を利用して、プラズマ生成室21に連設する処理室内に設
置してある試料の周囲に導き、該試料に成膜,エッチン
グ等のプラズマ処理を施す。このように複数の電極対2
4,24を設けることによって、プラズマの生成領域が大
きくなり、均一なプラズマ処理が可能となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の放
電装置を備えるプラズマ処理装置にあっては、1つの交
流電源に接続した2対の電極対が同時的に放電を開始す
ることは考えられず、処理条件に応じて低電圧にて放電
させる場合、後述する如く、放電を開始した方の電極対
のみが放電を発生し続け、他方の電極対は放電を発生し
得ないため、安定してプラズマを得ることができないと
いう問題があった。
【0007】図4は図3に示したプラズマ処理装置の等
価回路図であり、2つの電極対の一方のみが放電を発生
した場合を示している。その一端が接地された交流電源
28の他端は、マッチング回路27を介して2つの電極対の
間に生じる容量C1 ,C2 の一端に連なり、容量C1
2 の他端は接地電位となり、容量C1 ,C2 の非接地
側の端子間には、両電極対のカソード電極間に生じる容
量C3 が介在する。
【0008】いま、プラズマ処理の条件を温和にすべ
く、交流電源28の電圧V0 を容量C1,C2 の放電が共
に発生し得る程度に低下させたとすると、容量C2 に放
電が発生した場合、容量C2 の電極対の間にプラズマが
発生し、そのプラズマの荷電粒子によって容量C2 の静
電容量が大きくなり、そのため容量C2 の非接地側端子
の電圧が低下する。また容量C2 の両端の間にプラズマ
による抵抗R2 が生じる。容量C2 にかかる電圧が低下
すると、容量C3 の容量結合によって容量C1 の非接地
側端子の電圧が低下し、これによって容量C1 は放電を
発生し得なくなる。
【0009】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは2つの電極対にコイ
ルを接続し、両コイルを電磁的に結合し得るように配置
することによって、一方の電極対のみが放電した場合に
他方の電極対にかかる電圧の低下を防止して他方の電極
対を放電させ、安定してプラズマを発生し得るプラズマ
処理装置及びその放電装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係るプラズマ処
理装置及び放電装置は、交流電源からの配線を分岐して
接続してある2つの電極対にはそれぞれコイルが接続し
てあり、両コイルは電磁的に結合し得る距離に配置して
あることを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明のプラズマ処理装置及び放電装置にあっ
ては、交流電源からの配線を分岐して接続してある2つ
の電極対にはそれぞれコイルが接続してあり、両コイル
は電磁的に結合し得る距離に配置してあるため、一方の
電極対が先に放電した場合、両コイルによって他方の電
極対における電圧降下が妨げられる。
【0012】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て具体的に説明する。図1は本発明に係るプラズマ処理
装置の要部を示す模式的断面図であり、図中1は石英又
はステンレス等に形成された中空のプラズマ生成室であ
る。プラズマ生成室1内にはカソード電極2及び該カソ
ード電極2と対向するアノード電極3を備える2対の電
極対4,4が設けてあり、両電極対4,4はそのカソー
ド電極2,2が対向するように配置してある。両電極対
2,2のアノード電極3,3はプラズマ生成室1の外で
接地してある。
【0013】高周波の交流電源8からの配線15はマッチ
ング回路7に接続してある。マッチング回路7からの配
線16は分岐しており、その分岐した配線17,17 は相互に
電磁的に結合するように配置されたコイル5,6の一端
にそれぞれ接続してある。そしてコイル5,6の他端は
プラズマ生成室21内に設けられた2つの電極対24,24の
カソード電極22,22にそれぞれ接続してある。これによ
ってコイル5,6は相互インダクタンスを有する。
【0014】プラズマ生成室1には図示しないガス供給
源に連なるガス導入管10が接続してあり、該ガス導入管
10からプラズマ生成室1内へ原料ガスが導入される。ま
たプラズマ生成室1には図示しない減圧装置に連なるガ
ス排出管11が接続してあり、該ガス排出管11にてプラズ
マ生成室1内が所定の圧力に減圧されると共に、未反応
ガス及び反応済ガスが排出される。またプラズマ生成室
1には試料を設置し、該試の表面に成膜,エッチング等
のプラズマ処理を行う処理室が連設してある。
【0015】このような装置にあっては、ガス排出管11
からプラズマ生成室1内の気体を排出して所定の圧力に
減圧した後、交流電源8から電極対4,4のカソード電
極2,2に給電し、両電極対4,4のアノード電極3,
3との間にて放電を行わせる。このとき、一方の電極対
4のみが放電しても、コイル5,6の相互インダクタン
スによって他方の電極対4の電圧降下が妨げられるた
め、その電極対4も放電を開始する。そしてガス導入管
10から所定流量にて原料ガスを導入し、両電極対4,4
の放電によってプラズマを生成させる。生成したプラズ
マは誘導磁界等を利用して、プラズマ生成室1に連設す
る処理室内に設置してある試料の周囲に導き、該試料に
成膜,エッチング等のプラズマ処理を施す。
【0016】図2は本発明に係る装置の要部の等価回路
図であり、2つの電極対の一方のみが放電を発生した場
合を示している。一方の電極対の容量C1 及び他方の電
極対の容量C2 には、自己インダクタンスL1 ,L2
有するコイル5,6がそれぞれ接続してあり、コイル
5,6は電磁的に結合し得る距離に配置してある。これ
によってコイル5,6は相互インダクタンスM12を有す
る。コイル5,6はマッチング回路7を介して交流電源
8に接続してある。また容量C1 及び容量C2 の非接地
側の端子間には容量C3 が介在する。
【0017】そして容量C2 に放電が発生して電極間に
プラズマが生成すると、生成したプラズマの荷電粒子に
よって容量C2 の静電容量が増加し、コイル6を流れる
電流I2 がI2 +ΔI2 に増加する。また容量C2 の両
端の間にプラズマによる抵抗R2 が生じる。このとき、
コイル5にかかる電圧VL1はコイル5,6の相互インダ
クタンスM12を用いた次の(1)式で表される。 VL1=L1 (dI1 /dt) −M12(dI2 /dt+d(ΔI2 )/dt) …(1) 但し、I1 :コイル5を流れる電流
【0018】(1)式から明らかな如く、コイル5にか
かる電圧VL1は容量C2 に放電が発生する前に比べてM
12(d(ΔI2 )/dt)だけ減少し、容量C1 にかか
る電圧はその分大きくなる。これによって容量C1 にお
ける電圧降下が妨げられる。なお、先に容量C1 に放電
が発生した場合も前同様に、相互インダクタンスM12
有するコイル5,6の作用により、容量C2 における電
圧降下が妨げられる。
【0019】次に図1に示した装置を用いて試験した結
果について説明する。コイル5として、その直径が45
mmであり巻数が10回である中空コイルを、またコイ
ル6として、その直径が50mmでありコイル5とは逆
巻に10回巻回した中空コイルを用いた。そして交流電
源8から両電極対4,4にそれらが共に放電し得る程度
の電圧を印加すると、コイル6が接続した電極対4が先
に放電を開始した。このときコイル6を流れる電流を測
定すると、放電前に比べて1A増加しており、これによ
りコイル5が接続した電極対4のカソード電極2にかか
る電圧が120V増加していた。そして前記電極対4に
続いて、コイル5が接続した電極対4が放電を開始し、
プラズマを安定して得ることができた。
【0020】
【発明の効果】以上詳述した如く第1発明に係るプラズ
マ発生装置にあっては、低い電圧を印加した場合であっ
ても安定してプラズマを得られるため、プラズマ処理に
おける条件設定の範囲が広がり、多様な製品に対処し得
る。
【0021】また第2発明に係る放電装置にあっては、
一方の電極対のみが放電した場合に他方の電極対にかか
る電圧の低下を防止し、両電極対が安定して放電し得る
等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るプラズマ処理装置の要部を示す
模式的断面図である。
【図2】 本発明に係る装置の要部の等価回路図であ
る。
【図3】 従来のプラズマ処理装置の要部を示す模式的
断面図である。
【図4】 図3に示したプラズマ処理装置の等価回路図
である。
【符号の説明】
1 プラズマ生成室、2 カソード電極、3 アノード
電極、4 電極対、5 コイル、6 コイル、7 マッ
チング回路、8 交流電源。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電源からの配線を分岐して接続して
    ある2つの電極対に放電を発生させ、その放電領域に原
    料ガスを供給して生成させたプラズマを用いて処理を行
    うプラズマ処理装置において、 両電極対にはそれぞれコイルが接続してあり、両コイル
    は電磁的に結合し得る距離に配置してあることを特徴と
    するプラズマ処理装置。
  2. 【請求項2】 交流電源からの配線を分岐して接続して
    ある2つの電極対に放電を発生させる放電装置におい
    て、 両電極対にはそれぞれコイルが接続してあり、両コイル
    は電磁的に結合し得る距離に配置してあることを特徴と
    する放電装置。
JP6153622A 1994-07-05 1994-07-05 プラズマ処理装置及び放電装置 Pending JPH0822898A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150332897A1 (en) * 2012-12-21 2015-11-19 Asahi Glass Company Limited Ignition process and device for pairs of dbd electrodes

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150332897A1 (en) * 2012-12-21 2015-11-19 Asahi Glass Company Limited Ignition process and device for pairs of dbd electrodes
JP2016507853A (ja) * 2012-12-21 2016-03-10 旭硝子株式会社 Dbd電極対の点火方法と装置

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