KR20060064047A - Plasma processing method and apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 예를 들어 대기압 근방의 압력(대략 상압) 환경에서 글로 방전 등에 의해 플라즈마를 형성하고, 반도체 기판 등의 피처리물을 표면 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and apparatus for forming a plasma by glow discharge or the like in a pressure (approximately atmospheric pressure) environment near atmospheric pressure, for example, and for surface treating a target such as a semiconductor substrate.
대기압 근방의 압력의 처리 분위기에 있어서 플라즈마 처리하는 방법은 다양하게 제안되어 있다. 이러한 종류의 방법에서는, 한 쌍의 전극 사이에 전계를 인가하여 대기압 글로 방전을 일으키고 처리 가스를 플라즈마화한다. 이 플라즈마화한 처리 가스를 반도체 기판 등의 피처리물에 닿게 하여 성막이나 에칭 등의 표면 처리를 행한다. Various methods have been proposed for plasma treatment in a pressure-treated atmosphere near atmospheric pressure. In this type of method, an electric field is applied between a pair of electrodes to cause atmospheric glow discharge and plasma treatment of the processing gas. The plasma-processed processing gas is brought into contact with a to-be-processed object such as a semiconductor substrate to perform surface treatment such as film formation or etching.
예를 들어, 특허 문헌 ; 일본 특허 공개 평10-36537호 공보에 기재된 것은 한 쌍의 전극을 대향 배치하고, 적어도 한 쪽 전극의 대향면에 고체 유전체를 설치하고 있다. 그리고, 대기압 근방의 압력하에서 전극 사이에 펄스 전계를 인가하여 글로 방전 플라즈마를 형성한다. 안정된 플라즈마 처리를 위한 바람직한 펄스의 주파수는 0.5 ㎑ 내지 100 ㎑의 범위로 하고 있다. For example, patent documents; In Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 10-36537, a pair of electrodes are disposed to face each other, and a solid dielectric is provided on the opposite surface of at least one electrode. Then, a pulse electric field is applied between the electrodes under a pressure near atmospheric pressure to form a glow discharge plasma. The preferred pulse frequency for stable plasma treatment is in the range of 0.5 Hz to 100 Hz.
특허 문헌 ; 일본 특허 공개 제2001-284099호 공보에서는, 분위기 가스종에 따르지 않고 글로 방전할 수 있는 조건으로서, 전극에 피막된 유전체의 정전 용량 과 급전 주파수의 비를 1400 pF/(㎡·㎑) 이하로 하고 있다. Patent literature; In Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2001-284099, a condition in which a glow discharge is possible regardless of the atmosphere gas species is performed. The ratio of the capacitance and the feeding frequency of the dielectric film coated on the electrode is 1400 pF / (m 2 · ㎡) or less. have.
특허 문헌 ; 일본 특허 공개 평10-154598호 공보에서는, 전극간의 전계 강도를 0.1 내지 10 kV/mm, 주파수를 0.5 내지 100 ㎑ 등으로 정하고 있지만, 이들 수치는 인가 전계를 펄스파로 한 경우에 한정되며 정현파 등의 연속파에는 적용되지 않는다. Patent literature; In Japanese Patent Laid-Open No. 10-154598, the electric field strength between electrodes is set at 0.1 to 10 kV / mm, the frequency is set at 0.5 to 100 kHz, etc., but these values are limited to the case where the applied electric field is a pulse wave, and the like It does not apply to continuous waves.
전극간으로의 전계 인가용 전원은, 일반적으로 일차 전압을 트랜스로 승압하고, 승압 후의 이차 전압을 전극에 공급하도록 되어 있다. 예를 들어, 전극간 거리를 1 mm로 하였을 때의 피크간 전압(Vpp)이 5 kV 정도인 경우, 희박 가스 분위기에서밖에 글로 방전하지 않으며, 출력의 크기 자체도 충분하지 않다. 전극간 거리를 1 mm로 하였을 때의 피크간 전압(Vpp)을 10 내지 20 kV로 하면, 공기나 질소 등의 희박 가스 이외의 분위기에서도 글로 방전을 일으킬 수 있다. 주파수는 출력의 안정이 확보되는 수치(예를 들어, 10 ㎑)로 고정하고 있다. 그러나, 전력의 공급 효율이 낮아 충분한 출력을 얻을 수 없다. 또한, 피크간 전압(Vpp)이 20 kV를 넘으면 아크 방전으로 되어 버린다. In general, a power supply for applying an electric field between electrodes boosts a primary voltage with a transformer, and supplies a secondary voltage after boosting to an electrode. For example, when the peak-to-peak voltage (Vpp) when the distance between electrodes is 1 mm is about 5 kV, it only glows in a lean gas atmosphere, and the output itself is not sufficient. When the peak-to-peak voltage Vpp when the distance between electrodes is 1 mm is 10 to 20 kV, glow discharge can be caused even in an atmosphere other than lean gas such as air or nitrogen. The frequency is fixed at a numerical value (e.g., 10 Hz) to ensure the stability of the output. However, power supply efficiency is low and sufficient output cannot be obtained. When the peak-to-peak voltage Vpp exceeds 20 kV, arc discharge occurs.
상기한 종래 방법에서는, 대략 상압 환경에서 글로 방전을 일으키기 위한 주파수 등의 구체적인 수치 조건이 다양하게 제안되어 있지만, 그들 수치는 전계의 파형이나 처리 가스의 종류 등이 소정의 경우에만 의미를 이루는 것이며, 범용적이지 않다. 또한, 전원 장치의 출력 효율이 고려되어 있지 않아 손실이 커지는 경우가 있다. 전원으로부터의 전력 공급 효율과, 출력의 안정성, 또는 피처리물에 대한 높은 처리 능력을 확보할 수 있고, 게다가 범용적으로 적용할 수 있는 조건은 아직 확립되어 있지 않다. In the above conventional methods, various numerical values such as frequencies for generating a glow discharge in an approximately atmospheric pressure environment have been proposed in various ways, but these values mean only when the waveform of the electric field, the kind of the processing gas, etc. are predetermined. Not universal In addition, the output efficiency of the power supply device is not taken into account, so that the loss may increase. Power supply efficiency from a power supply, stability of output, or high processing capacity for an object to be processed can be ensured, and conditions that can be universally applied have not yet been established.
발명자는 상기 사정에 비추어 예의 연구 및 고찰을 행하였다. 즉, 한 쌍의 대향 전극으로 이루어지는 전극 구조는 전극간 공간의 임피던스와, 적어도 한 쪽 전극의 대향면에 설치된 고체 유전체의 캐패시턴스의 직렬 접속이라 생각할 수 있다. 또한, 일반적으로 전극 구조와 전원 사이에는 트랜스가 개재되고, 이 트랜스의 이차 코일에 핫측의 전극이 접속되어 있다. 트랜스에는 누설 인덕턴스가 있으므로, 이와 전극 구조에 의해 LC 직렬 공진 회로가 구성되어 있다고 볼 수 있다. 주지한 바와 같이, LC 직렬 공진 회로에 있어서는 공진 주파수로 전원을 구동하였을 때 출력을 최대로 할 수 있다. 한편, 상기 전극 구조에 있어서 고체 유전체의 캐패시턴스는 용이하게 구할 수 있지만, 전극간 공간의 임피던스는 플라즈마의 상태 등에 따라 변동하여, 이를 직접적으로 해석하는 것은 용이하지 않다. The inventors earnestly studied and considered in view of the above circumstances. That is, an electrode structure composed of a pair of opposing electrodes can be considered to be a series connection of the impedance of the interelectrode space and the capacitance of the solid dielectric provided on the opposing surface of at least one electrode. In general, a transformer is interposed between the electrode structure and the power supply, and a hot electrode is connected to the secondary coil of the transformer. Since the transformer has a leakage inductance, it can be said that the LC series resonant circuit is constituted by this and the electrode structure. As is known, in the LC series resonant circuit, the output can be maximized when the power source is driven at the resonant frequency. On the other hand, in the electrode structure, the capacitance of the solid dielectric can be easily obtained, but the impedance of the inter-electrode space varies depending on the state of the plasma or the like, and it is not easy to directly interpret it.
그런데, 방전되어 있지 않은 상태라면 전극간 공간의 임피던스도 일정하다. 이 때의 공진 주파수는 처리 가스의 유전율 등의 물성을 알면 계산으로 구할 수 있으며, 물론 실측으로도 용이하게 구할 수 있다. By the way, if it is not discharged, the impedance of the space between electrodes is also constant. At this time, the resonance frequency can be calculated by knowing the physical properties such as the permittivity of the processing gas, and of course, can be easily obtained by actual measurement.
방전하기 시작하면 전극간 공간의 임피던스가 저하될 것이라 생각되고, 공진 주파수가 비방전시보다도 작아진다. When discharge starts, it is considered that the impedance of the inter-electrode space is lowered, and the resonance frequency becomes smaller than during non-discharge.
또한, 글로 방전을 거쳐서 아크 방전 상태가 되면, 전극간 공간을 도체라 간주할 수 있으므로 전극 구조 전체의 임피던스가 고체 유전체의 캐패시턴스만큼이 된다고 생각할 수 있다. 이 때의 공진 주파수는, 계산으로 구할 수 있다. 또한, 전극간 공간을 도체로 치환한 등가 회로를 이용함으로써 측정도 가능하다. In addition, when the arc discharge occurs through the glow discharge, the inter-electrode space can be regarded as a conductor, so the impedance of the entire electrode structure can be considered to be as large as that of the solid dielectric. The resonance frequency at this time can be calculated by calculation. In addition, measurement can also be performed by using the equivalent circuit which substituted the space | interval between electrodes with a conductor.
이러한 연구 고찰의 결과, 이하의 지견을 얻었다. 즉, 전극에의 통전 주파수를, 비방전시의 공진 주파수와 전극간 공간을 도체라 간주하였을 때의 공진 주파수 사이의 범위 내로 하면, 안정적인 글로 방전을 얻을 수 있다. 그리고, 이 범위 내에 고출력이 가능한 주파수가 반드시 존재할 수 있다. As a result of these studies, the following findings were obtained. That is, stable glow discharge can be obtained by setting the energizing frequency to the electrode within the range between the resonance frequency at the time of non-discharge and the resonance frequency when the space between the electrodes is regarded as a conductor. In addition, a frequency capable of high output may be present within this range.
본 발명의 제1 특징은, 이러한 지견의 바탕으로 한 것으로, The 1st characteristic of this invention is based on this knowledge,
서로 대향하는 한 쌍의 전극(11, 12)과 인덕터(22b)를 포함하는 전극 회로(1)를 구비하고, 적어도 한 쪽 전극의 대향면에는 고체 유전체(13)가 설치된 플라즈마 처리 장치를 이용하여 상기 전극끼리의 사이의 공간(10p)에 처리 가스를 도입하는 동시에 상기 전극 회로(1)에 급전하여 플라즈마 처리를 행하는 방법이며, An
상기 처리시에 있어서의 전극 회로(1)로의 급전 주파수(fs)를, 비방전시에 있어서의 공진 주파수(fr1)(이하, 적절하게「제1 공진 주파수」라 함)와, 상기 전극간 공간을 도체라 간주할 수 있을 때에 있어서의 공진 주파수(fr2)(이하, 적절하게「제2 공진 주파수」라 함) 사이로 설정하는 데 있다. The power supply frequency fs to the
또한, Also,
전원(21)으로부터의 급전에 의해 처리 가스를 플라즈마화하여 플라즈마 처리를 행하는 장치이며, A device for converting a processing gas into plasma by feeding power from the
서로 대향하여 사이에 처리 가스가 도입되는 공간(10p)을 형성하는 동시에 적어도 한 쪽 대향면에는 고체 유전체(13)가 설치된 한 쌍의 전극(11, 12)과 인덕터(22b)를 포함하여 상기 전원(21)으로부터 급전되는 전극 회로(1)와, The power supply may include a pair of
상기 전원(21)으로부터 상기 전극 회로(1)로의 급전 주파수(fs)를, 상기 전극간 공간(10p)의 비방전시에 있어서의 공진 주파수(fr1)와, 상기 전극간 공간(10p)을 도체라 간주할 수 있을 때에 있어서의 공진 주파수(fr2) 사이로 설정하는 주파수 설정부(23)를 구비한 데 있다. The power supply frequency fs from the
이에 의해, 안정된 방전 상태를 얻을 수 있고, 게다가 고출력 효율이 되는 피크 주파수가 존재하는 주파수 범위를 범용적으로 설정할 수 있다. As a result, a stable discharge state can be obtained, and the frequency range in which the peak frequency at which the high output efficiency is present can be set universally.
여기서, 상기 전극간 공간(10p)에서 방전을 일으키면서 전극 회로(1)로의 급전 주파수(fs)를 상기 제1 공진 주파수(fr1)와 제2 공진 주파수(fr2) 사이에서 조절하여 전류가 피크가 되는 주파수(fPEAK)를 구하고, 이 피크 주파수(fPEAK) 또는 그 근방에 급전 주파수(fs)를 설정하여 처리를 실행하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 고출력 효율을 확실하게 얻을 수 있다. Here, a current is generated by adjusting the feed frequency fs to the
상기 한 쌍의 전극(11, 12)을, 처리 가스로 채워진 비방전시의 전극간 공간(10p)의 캐패시턴스 성분(Cp)과 고체 유전체(13)의 캐패시턴스 성분(Cd)의 직렬 접속으로 하여 상기 제1 공진 주파수(fr1)를 산출해도 좋다. 또한, 상기 한 쌍의 전극(11, 12)을, 고체 유전체(13)의 캐패시턴스 성분(Cd)만으로 하여 상기 제2 공진 주파수(fr2)를 산출해도 좋다. The pair of
상기 산출 대신에, 상기 전극 회로(1)에의 급전에 의해 방전이 일어나는 임계치 미만의 진폭의 전계를 전극간에 인가하는 동시에 이 급전 주파수를 조절하여, 전류가 피크가 되는 주파수를 상기 제1 공진 주파수(fr1)로 해도 좋다. 또한, 상기 한 쌍의 전극(11, 12)끼리를 고체 유전체(13)를 사이에 두고 접촉시켜 전극간 공간(10p)을 없앤 상태(도3의 우측의 회로도)에서 급전 주파수를 조절하여, 전류가 피크가 되는 주파수를 상기 제2 공진 주파수(fr2)로 해도 좋다. Instead of the calculation, an electric field having an amplitude less than a threshold value at which discharge occurs due to power supply to the
상기 플라즈마 처리 장치가, 전원(21)으로부터의 전압을 트랜스(22)로 승압하여 상기 전극 회로(1)에 급전하도록 되어 있고, 상기 트랜스(22)의 누설 인덕턴스(L)에 의해 상기 인덕터를 구성하는 것이 바람직하다. The plasma processing apparatus is configured to boost the voltage from the
상기 누설 인덕턴스(L)로 이루어지는 인덕터 및 상기 한 쌍의 전극(11, 12)으로 이루어지는 캐패시터에 실물의 인덕터(Lx, Ly) 또는 콘덴서(Cx, Cy)를 가함으로써 상기 전극 회로(1)를 구성해도 좋다. 이에 의해, 제1 및 제2 공진 주파수(fr1, fr2)를 조절할 수 있고, 나아가서는 처리시에 있어서의 급전 주파수(fs)의 설정 범위를 조절할 수 있다. The
또한, 발명자들은 예의 연구한 결과, 방전시의 고유 진동 주파수에 대한 급전 주파수의 어긋남량과, 전력 효율 및 출력의 안정성 사이에 일정한 관계가 있는 것이 판명되었다. Further, the inventors have made a thorough study and found that there is a constant relationship between the amount of shift of the feed frequency with respect to the natural vibration frequency during discharge, the power efficiency and the stability of the output.
즉, 도12의 실선으로 나타낸 바와 같이 방전시에 있어서의(추정의) 고유 진동 주파수(f0)에 대한 급전 주파수(fs)의 어긋남이 플러스·마이너스 양방향으로 매우 큰 영역(R3)에서는 전력 공급 효율이 매우 낮고, 게다가 급전 주파수(fs)의 값에 대해 거의 변화되지 않고 플랫이 된다. 여기서, 전력 공급 효율의 지표로서 입력 전압(V)과 핫 전극(11)의 피크·투·피크 전압(Vpp)의 비(Vpp/V)를 이용하고 있다. 플랫 영역(R3)보다도 고유 진동 주파수(f0)에 가까운 측의 일정 영역(R2)에서는 고유 진동 주파수(f0)에 근접해 감에 따라서 Vpp/V가 커지도록 슬로프를 그린다. 영역(R2, R3)에서는 급전 주파수(fs)에 대해 Vpp/V가 거의 일의적으로 정해진다. 즉, Vpp/V가 시간적으로 변동하는 일은 없으며 안정되어 있다. That is, as shown by the solid line in Fig. 12, in the region R3 where the deviation of the feed frequency fs with respect to the natural vibration frequency f 0 at the time of discharge (estimated) is very large in both positive and negative directions. The efficiency is very low, and furthermore, it is flat with little change for the value of the feed frequency fs. Here, the ratio (Vpp / V) of the input voltage V and the peak-to-peak voltage Vpp of the
슬로프 영역(R2)보다도 고유 진동 주파수(f0)에 가까운 측의 일정 범위의 영역(R1)이 되면, Vpp/V가 시간의 경과와 함께 상승해 간다. 단, 그 상승도는 비교적 완만하며 제어 가능하다. 또한 고유 진동 주파수(f0)에 근접해져 고유 진동 주파수(f0)를 포함하는 일정 범위의 영역(R0)이 되면, Vpp/V가 순간적으로 급등하여 제어 불능이 된다. 도12의 파선은, 완만 변동 영역(R1)과 순간 변동 영역(R0)에 있어서의 방전 개시 직후의 Vpp/V를 나타낸 것이다. 이 Vpp/V는 고유 진동 주파수(f0)에 있어서 피크로 되어 있다. Slope area (R2) than when the area (R1) in a range closer to the natural frequency (f 0), go to increase with the passage of Vpp / V The time. However, the elevation is relatively gentle and controllable. Further, when the natural frequency area (R0) of a predetermined range including a (f 0) the natural frequency (f 0) becomes close to, the Vpp / V is the inability to control the momentary surge. The broken line in FIG. 12 shows Vpp / V immediately after the start of discharge in the slow fluctuation region R1 and the instantaneous fluctuation region R0. This Vpp / V is peaked at the natural vibration frequency f 0 .
고유 진동 주파수(f0)는 방전 상태에 따라 변동하여 특정이 곤란하지만, 기본적으로는 전극(11, 12)끼리의 사이의 인가 전압에 의존하는 것이라 생각할 수 있으므로 동일한 인가 전압에서의 실험 등에 의해 추정하는 것이 가능하다. The natural oscillation frequency f 0 varies depending on the discharge state and is difficult to specify. However, since the natural vibration frequency f 0 can be considered to depend on the applied voltage between the
본 발명의 제2 특징은 상기 지견을 기초로 하여 이루어진 것이며, The second feature of the present invention is based on the above findings,
한 쌍의 전극(11, 12)과 인덕터(22b)를 포함하는 LC 회로를 구성하는 전극 회로(1)에 급전함으로써 상기 전극끼리의 사이의 대략 상압의 공간(10p)에 전계를 인가하여 방전을 일으켜 플라즈마 처리를 행하는 방법이며, By supplying electric power to the
상기 전극끼리의 사이의 대략 상압 공간(10p)에서의 방전시에 있어서의 상기 전극 회로(1), 즉 LC 회로의 고유 진동 주파수(f0)를 미리 추정하는 공정과, A step of preliminarily estimating the natural vibration frequency f 0 of the
상기 LC 회로(1)로의 급전 주파수(fs)를, 상기 추정 고유 진동 주파수(f0)로부터 옮겨 설정하는 설정 공정과, A setting step of shifting and setting the feed frequency fs to the
설정한 주파수(fs)로 급전함으로써 플라즈마 처리를 행하는 본처리 공정을 실행하는 데 있다. The main processing step of performing plasma processing by feeding power at the set frequency fs is performed.
이에 의해, 전력 효율을 높이면서 안정성을 확보 가능한 급전 주파수(fs)의 범위의 범용적인 설정 방법을 제공할 수 있다. Thereby, the general setting method of the range of the power supply frequency fs which can ensure stability while raising power efficiency can be provided.
이 제2 특징에 있어서, 분위기 가스는 헬륨이나 아르곤 등의 희박 가스라도 좋고, 공기나 질소 등의 희박 가스 이외의 가스라도 좋다. LC 회로(1)로의 급전 파형은 정현파나 방형파 등의 연속파라도 좋고, 펄스파 등의 간헐파라도 좋다. In this second aspect, the atmosphere gas may be a lean gas such as helium or argon, or a gas other than a lean gas such as air or nitrogen. The feed waveform to the
여기서, 대략 상압(대기압 근방의 압력)이라 함은, 1.013 × 104 내지 50.663 × 104 Pa의 범위를 말하며, 압력 조정의 용이화나 장치 구성의 간편화를 고려하면, 바람직하게는 1.333 × 104 내지 10.664 × 104 pa이고, 보다 바람직하게는 9.331 × 104 내지 10.397 × 104 Pa이다. Here, the approximately normal pressure (pressure near atmospheric pressure) refers to the range of 1.013 × 10 4 to 50.663 × 10 4 Pa, and in consideration of ease of pressure adjustment and simplified device configuration, preferably 1.333 × 10 4 to 10.664 × 10 4 pa, more preferably 9.331 × 10 4 to 10.397 × 10 4 Pa.
상기 고유 진동 주파수(f0)의 추정 공정에서는, 상기 LC 회로(1)에 일시적으로 급전을 행한 후 상기 급전의 절단에 의해 상기 LC 회로(1)에 감쇠 진동을 발생시키고, 게다가 이 감쇠 진동의 초기에 있어서의 전극(11, 12)간으로의 인가 전압이 본처리 공정에 있어서의 설정 인가 전압과 대략 동등해지도록 하여 이 감쇠 진동의 초기의 주파수를 측정하고, 이 측정치를 상기 추정 고유 진동 주파수(f0)로 해도 좋다(도11 참조). 이에 의해, 방전시의 고유 진동 주파수를 확실하게 추정할 수 있다. 상기 일시적 급전은 간헐파라도 좋고, 연속파라도 좋다. 간헐파 급전의 경우, 간헐파의 각 파 요소의 오프에 의해 상기 급전 절단이 이루어지게 된다. 따라서, 간헐파 중 하나의 파 요소와 다음 파 요소 사이의 중지 기간 중에 상기 LC 회로에 생기는 감쇠 진동의 초기 주파수를 측정하면 된다. 중지 기간은 감쇠가 충분히 수렴되는 길이인 것이 바람직하다. 연속파 급전의 경우, 이 연속파를 오프하고 그 후의 감쇠 진동의 초기 주파수를 측정하면 된다. 상기 간헐파의 각 파 요소 또는 연속파의 파형은 다양하게 선택할 수 있으며, 예를 들어 방형파라도 좋고, 정현파라도 좋고, 삼각파라도 좋다. 간헐파는 펄스파라도 좋다. In the step of estimating the natural vibration frequency f 0 , after the power supply is temporarily supplied to the
또한, 상기 추정 공정에 있어서 상기 전극 사이로의 인가 전압이 본처리 공정에 있어서의 설정 인가 전압과 대략 동등해지도록 하면서 급전 주파수를 스위프하여 입출력비가 극대가 되는 점에 있어서의 주파수를 구하고, 이를 상기 추정 고유 진동 주파수(f0)로 하는 것으로 해도 좋다. Further, in the estimation step, the frequency at the point where the input / output ratio is maximized by sweeping the feed frequency while making the applied voltage between the electrodes approximately equal to the set applied voltage in the present processing step is obtained. It may be as in the natural frequency (f 0).
상기 설정 공정에 있어서, 급전 주파수(fs)는 적어도 상기 추정 고유 진동 주파수(f0)의 주변에 있어서의 입출력비가 순간적으로 변동하는 영역(R0)으로부터 옮겨 설정하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 출력이 폭주하는 것을 방지할 수 있다. 출력의 안정성의 면으로부터는 상기 추정 고유 진동 주파수(f0)의 주변에 있어서의 입출력비가 시간적으로 변동하는 영역, 즉 상기 순간 변동 영역(R0) 뿐만 아니라 완만한 변동 영역(R1)으로부터도 옮겨 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 입출력비가 시간적으로 안정적인 영역(R2, R3)에 설정하는 것이 바람직하다. 단, 단시간의 처리인 경우에는 상기 완만 변동 영역(R1)에 설정할 수 있다. In the setting step, the feed frequency fs is preferably set at least from the region R0 at which the input / output ratio at the periphery of the estimated natural vibration frequency f 0 changes instantaneously. This can prevent the output from congestion. From the standpoint of the stability of the output, the input / output ratio around the estimated natural oscillation frequency f 0 is shifted and set not only in the region in which the input / output ratio fluctuates in time, that is, the instantaneous variation region R0, but also in the gentle variation region R1. It is desirable to. In other words, it is preferable to set the input / output ratio in the regions R2 and R3 that are stable in time. However, in the case of a short time process, it can set to the said gentle fluctuation area | region R1.
보다 바람직하게는, 상기 본처리 공정에 있어서 급전 주파수(fs)를, 입출력비가 시간적으로 안정적이고 또한 급전 주파수(fs)에 따라서 증감하는 슬로프 영역(R2)에 설정한다. 더욱 바람직하게는, 급전 주파수(fs)를, 입출력비가 시간적으로 안정적인 영역(R2, R3)에 있어서의 시간적으로 변동하는 영역(R0, R1)과의 경계, 즉 슬로프 영역(R2)과 완만 변동 영역(R1)의 경계에 설정한다. 이에 의해, 출력의 안정을 확보할 수 있는 동시에 전력 효율을 높게 할 수 있다. More preferably, in this main processing step, the feed frequency fs is set in the slope region R2 in which the input / output ratio is stable in time and increases or decreases according to the feed frequency fs. More preferably, the feed frequency fs is a boundary between the time-varying regions R0 and R1 in the regions R2 and R3 where the input / output ratio is stable in time, that is, the slope region R2 and the gentle fluctuation region. Set at the boundary of (R1). Thereby, the stability of an output can be ensured and power efficiency can be made high.
상기 LC 회로(1)에의 급전이, 인버터(21a)의 출력 전압을 트랜스(22)로 승압함으로써 이루어지도록 되어 있고, 상기 트랜스(22)가 상기 LC 회로(1)의 인덕터 성분(22b)을 구성하고 있는 것이 바람직하다. Power supply to the
또한, 직류를 인버터(21a)에서 교류로 변환하고, 또한 트랜스(22)에서 승압함으로써 상기 LC 회로(1)로 급전되도록 되어 있는 경우에는, In addition, when the direct current is converted into the alternating current from the
상기 전극(11, 12)간의 피크간 전압(Vpp)과, 상기 직류 입력 전압(V)의 비(Vpp/V)를 가져 상기「입출력비」로 하고, 이를 상기 추정 공정 또는 설정 공정을 실행할 때의 파라미터로서 이용하면 좋다. When the peak-to-peak voltage (Vpp) between the electrodes (11, 12) and the direct current input voltage (V) ratio (Vpp / V) is taken as the "input and output ratio", and when performing the estimation process or the setting process It may be used as a parameter of.
도12에 도시한 바와 같이, 발명자들의 실험에 따르면 급전 주파수(fs)의 어긋남이 추정 고유 진동 주파수(f0)의 ± 약 25 % 내의 범위(fs = 0.75f0 내지 1.25f0)가 순간적 변동 영역(R0)이고, ± 약 25 % 내지 ± 약 50 %의 범위(fs = 0.5f0 내지 0.75f0, 1.25f0 내지 1.5f0)가 완만 변동 영역(R1)이고, ± 약 50 % 내지 ± 약 80 %의 범위(fs = 0.2f0 내지 0.5f0, 1.5f0 내지 1.8f0)가 입출력비가 안정적인 슬로프 영역(R2)이고, ± 약 80 % 이상의 범위(fs ≤ 0.2f0, fs ≥ 1.8f0)가 플랫 영역(R3)이었다. 따라서, 상기 본처리 공정에서 적어도 출력의 폭주를 방지하기 위해서는, 설정 공정에 있어서 급전 주파수(fs)를 추정 고유 진동 주파수(f0)의 ± 약 25 % 이상 옮겨 설정한다. 안정성을 확실하게 확보하기 위해서는, 추정 고유 진동 주파수(f0)의 ± 약 50 % 이상 옮겨 설정하는 것이 바람직하다. 안정적이고 또한 전력 효율도 양호하게 하기 위해서는, 추정 고유 진동 주파수(f0)의 ± 약 50 %(fs = 0.5f0, 1.5f0)로 설정하는 것이 바람직하다. As shown in Fig. 12, according to the experiments of the inventors, the deviation of the feed frequency fs is instantaneously fluctuated within a range of about 25% of the estimated natural vibration frequency f 0 (fs = 0.75f 0 to 1.25f 0 ). Region R0, and the range of ± about 25% to ± 50% (fs = 0.5f 0 to 0.75f 0 , 1.25f 0 to 1.5f 0 ) is the gentle fluctuation region R1, and ± about 50% to ± 80% of range (fs = 0.2f 0 To 0.5f 0 , 1.5f 0 to 1.8f 0 ) are the slope region R2 with stable input / output ratio, and the range (fs ≤ 0.2f 0 , fs ≥ 1.8f 0 ) of ± about 80% or more was the flat region R3. . Therefore, in order to prevent at least the output of the congestion in the present process, it will be moved ± set at least about 25% of the estimated natural frequency (f 0) to the power supply frequency (fs) in the setting step. In order to reliably ensure the reliability, it is preferable to set ± move at least about 50% of the estimated natural frequency (f 0). In order to ensure stable and good power efficiency, it is preferable to set it to ± about 50% (fs = 0.5f 0 , 1.5f 0 ) of the estimated natural vibration frequency f 0 .
추정 고유 진동 주파수(f0) 대신에 입출력비(예를 들어 Vpp/V)를 기준으로 하여, 처리시에 있어서의 급전 주파수(fs)를 설정하는 것으로 해도 좋다. 예를 들어, 상기 전극(11, 12)간으로의 인가 전압을 대략 상압 하에서의 처리시에 있어서의 설정 인가 전압과 동등하게 한 후에 급전 주파수(fs)를 스위프하여, 급전 주파수(fs)와 입출력비와의 관계를 미리 구해 두는 예비 공정과, 처리시에 있어서의 급전 주파수(fs)를 상기 입출력비가 그 극대치에 대해 소정 %(예를 들어 약 70 %) 이하가 되는 범위로 설정하는 설정 공정과, 설정한 주파수(fs)로 급전함으로써 플라즈마 처리를 행하는 본처리 공정을 실행하는 것으로 해도 좋다. 이에 의해, 적어도 순간 변동 영역(R0)을 피할 수 있다. Instead of the estimated natural vibration frequency f 0 , the power supply frequency fs at the time of processing may be set based on the input / output ratio (for example, Vpp / V). For example, after making the applied voltage between the
본 발명은 코로나 방전 등이 아닌, 글로 방전에 의한 플라즈마 처리를 행하는 것이므로, 전극은 평등 전계를 형성하는 형상으로 되어 있는 것이 바람직하다. 전극(또는 유전체)이 방전하는 부분은 면 형상인 것이 바람직하다(이하, 이 면 형상 부분을「방전면」이라 함). 또한, 한 쌍의 전극간의 거리는 대략 일정(한 쌍의 전극의 방전면끼리가 평행)한 것이 바람직하다. 이에 의해, 전계 집중에 의한 아크 방전을 방지할 수 있는 동시에, 균일한 글로 방전을 발생시킬 수 있다. 방전면끼리의 사이의 거리는, 0.5 mm 이상, 20 mm 이하가 바람직하고, 1 mm 이상 7 mm 이하가 보다 바람직하다. 방전면은 곡면이라도 좋지만, 곡률 반경은 큰 쪽이 바람직하고(R = 5 mm 이상), 평면이 보다 바람직하다. 또한 방전면은, 평활(매끈매끈)한 것이 바람직하다. 요철이나 돌기가 있으면 불꽃이 눈에 띄기 때문에 바람직하지 않다. 이들 조건을 충족시키는 전극 구조로서는, 한 쌍의 평판 형상 전극을 평행하게 대향시킨 평행 평판 전극형, 롤 형상(원통 형상) 전극과 그 주위면에 따르는 원통 오목면을 갖는 오목면 전극으로 이루어지는 롤 오목면 전극형, 동축을 이루는 내외 한 쌍의 원통형 전극으로 이루어지는 동축 원통 전극형 등을 들 수 있다. Since the present invention is to perform plasma processing by glow discharge instead of corona discharge or the like, it is preferable that the electrode is shaped to form an equal electric field. It is preferable that the part where an electrode (or dielectric material) discharges is planar shape (this planar part is called a "discharge surface" hereafter). Moreover, it is preferable that the distance between a pair of electrodes is substantially constant (discharge surfaces of a pair of electrodes are parallel). Thereby, arc discharge by electric field concentration can be prevented, and uniform glow discharge can be generated. 0.5 mm or more and 20 mm or less are preferable, and, as for the distance between discharge surfaces, 1 mm or more and 7 mm or less are more preferable. Although the discharge surface may be a curved surface, the larger the radius of curvature is preferable (R = 5 mm or more), and the plane is more preferable. Moreover, it is preferable that the discharge surface is smooth (smooth). Unevenness or bumps are undesirable because the flames stand out. As an electrode structure that satisfies these conditions, a roll concave composed of a parallel plate electrode type in which a pair of flat electrode faces in parallel, a roll (cylindrical) electrode, and a concave electrode having a cylindrical concave along its peripheral surface And a surface electrode type, and a coaxial cylindrical electrode type composed of a pair of cylindrical electrodes forming a coaxial inside and outside.
도1은 본 발명의 제1 특징에 관한 실시 형태를 도시한 것으로, 상압 플라즈마 처리 장치의 개략 회로도이다. 1 shows an embodiment according to a first aspect of the present invention, which is a schematic circuit diagram of an atmospheric pressure plasma processing apparatus.
도2는 상기 장치의 전극 회로의 등가 회로도이다. 2 is an equivalent circuit diagram of the electrode circuit of the apparatus.
도3은 상기 장치에 있어서 제2 공진 주파수를 측정하는 방법의 해설도이다.3 is an illustration of a method of measuring a second resonant frequency in the above apparatus.
도4는 상기 장치의 전극 회로의 변형예를 도시한 회로도이다. 4 is a circuit diagram showing a modification of the electrode circuit of the apparatus.
도5는 상기 장치의 전극 회로의 다른 변형예를 도시한 회로도이다. Fig. 5 is a circuit diagram showing another modification of the electrode circuit of the above apparatus.
도6은 제1 실시예에 따른 주파수와 전류의 관계의 측정 결과를 나타낸 그래프이다. 6 is a graph showing measurement results of a relationship between frequency and current according to the first embodiment.
도7은 제1 실시예에 따른 출력과 플라즈마의 발광 강도의 관계의 측정 결과를 나타낸 그래프이다. 7 is a graph showing a measurement result of the relationship between the output and the light emission intensity of the plasma according to the first embodiment.
도8은 제1 실시예에 따른 처리 조건과 처리 능력(반송 속도마다의 접촉각)의 관계의 측정 결과를 나타낸 그래프이다. 8 is a graph showing measurement results of the relationship between the processing conditions and the processing capacity (contact angle for each conveyance speed) according to the first embodiment.
도9는 제3 실시예에 따른 처리 조건과 처리 능력(반송 속도마다의 접촉각)의 관계의 측정 결과를 나타낸 그래프이다. 9 is a graph showing a measurement result of a relationship between processing conditions and processing capacity (contact angle for each conveyance speed) according to the third embodiment.
도10은 본 발명의 제2 특징에 관한 실시 형태를 도시한 것으로, 상압 플라즈마 처리 장치의 개략 회로도이다. Fig. 10 shows an embodiment according to the second aspect of the present invention, which is a schematic circuit diagram of an atmospheric pressure plasma processing apparatus.
도11은 도10의 장치에 있어서 고유 진동 주파수를 감쇠파식으로 추정하기 위한 인버터 출력 전압(V1)과 전극 전압(V2)의 파형 그래프이다. FIG. 11 is a waveform graph of the inverter output voltage V1 and the electrode voltage V2 for estimating the natural vibration frequency by the attenuation waveform in the apparatus of FIG.
도12는 방전시의 급전 주파수에 대한 입출력비의 관계를 나타낸 그래프이다.12 is a graph showing the relationship between the input / output ratio and the power supply frequency during discharge.
[부호의 설명][Description of the code]
1 : 전극 회로(LC 회로)1: electrode circuit (LC circuit)
10 : 전극 구조10: electrode structure
10p : 전극간 공간10p: interelectrode space
11 : 핫 전극11: hot electrode
12 : 어스 전극12: Earth electrode
13 : 고체 유전체13: solid dielectric
20 : 전계 인가 장치(전원 장치)20: field applying device (power supply device)
21 : 교번 전원21: alternating power
21a : 인버터21a: inverter
22 : 트랜스22: trance
22a : 일차 코일22a: primary coil
22b : 이차 코일(인덕터)22b: secondary coil (inductor)
23 : 주파수 설정부 23: frequency setting unit
Lx, Ly : 실물의 인덕터 Lx, Ly: Real Inductor
Cx, Cy : 실물의 캐패시터Cx, Cy: Real Capacitors
fs : 급전 주파수fs: feed frequency
fPEAK : 피크 주파수 f PEAK : peak frequency
fr1 : 제1 공진 주파수f r1 : first resonant frequency
fr2 : 제2 공진 주파수f r2 : second resonant frequency
f0 : 추정 고유 주파수 f 0 : estimated natural frequency
R0 : 순간 변동 영역 R0: instantaneous fluctuation range
R1 : 완만 변동 영역 R1: Slow fluctuation range
R2 : 안정 슬로프 영역 R2: Stable Slope Area
R3 : 안정 플랫 영역R3: stable flat area
이하 본 발명의 실시 형태를, 도면을 참조하여 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to drawings.
[상기 제1 특징에 관한 실시 형태] [Embodiment According to the First Feature]
도1에 모식적으로 도시한 바와 같이, 상압 플라즈마 처리 장치는 전극 구조(10)와 전계 인가 장치(전원 장치)(20)를 구비하고 있다. 전극 구조(10)는 서로 대향하는 한 쌍의 전극(11, 12)으로 구성되어 있다. 한 쌍의 전극(11, 12) 중 적어도 한 쪽 대향면에는, 고체 유전체(13)가 설치되어 있다. 여기서는, 어스 전극(12)에만 설치되어 있지만, 핫 전극(11)에 설치해도 좋고, 양쪽 전극(11, 12)에 설치해도 좋다. 이들 전극(11, 12)간의 공간(10p)[핫 전극(11)과 어스 전극(12)의 고체 유전체(13) 사이]에는, 도시하지 않은 처리 가스 도입부에 의해 처리 가스가 도입되도록 되어 있다. As schematically shown in FIG. 1, the atmospheric pressure plasma processing apparatus includes an
전계 인가 장치(20)는 교번 전원(21)과 트랜스(22)를 갖고 있다. 교번 전원(21)은, 예를 들어 상용 교류를 정류하여 직류 전압으로 하는 정류부와, 이 직류 전압을 스위칭하여 원하는 주파수의 교번 전압을 출력하는 인버터(도10의 부호 21a 참조)를 갖고 있다. 교번 전원(21)의 인버터에는 주파수 설정부(23)가 접속되어 있고, 이 주파수 설정부(23)에 의해 교번 전압의 출력 주파수, 즉 전극 회로(1)로의 급전 주파수(fs)를 설정·조절할 수 있도록 되어 있다. 또한, 출력은 정현파 등의 연속파라도 좋고 펄스파 등의 간헐파라도 좋다. The electric
트랜스(22)는 교번 전원(21)의 인버터에 접속된 일차 코일(22a)과 전극(11)에 접속된 이차 코일(22b)을 갖고, 교번 전원(21)의 출력 전압을 승압하여 전극(11)에 공급하도록 되어 있다. The
이에 의해, 전극간 공간(10p)에 교번 전계가 인가되어 글로 방전이 일어나, 상기 처리 가스 도입부로부터의 처리 가스가 플라즈마화(활성화, 이온화 등을 포함함)된다. 이 플라즈마화된 처리 가스가 반도체 기판 등의 피처리물에 닿게 됨으로써 피처리물의 표면 처리가 이루어지도록 되어 있다. 또한, 이 처리는 대기압 근방의 압력(대략 상압) 하에서 행해진다. As a result, an alternating electric field is applied to the
트랜스(22)의 이차 코일(22b)과 전극 구조(10)에 의해, 전극 회로(1)가 구성되어 있다. 트랜스(22)에는 누설 인덕턴스(L)가 있다. 또한, 전극 구조(10)는 캐패시터라 간주할 수 있다. 따라서, 전극 회로(1)는 LC 직렬 공진 회로라 생각할 수 있다. 그 공진 주파수(fr)는 다음 식으로 나타내어진다.The
[수학식 1][Equation 1]
여기서 L은, 코일(22b)의 누설 인덕턴스이며, C는 전극 구조(10)의 캐패시턴스이다. Where L is the leakage inductance of the
도2는 전극 회로(1)의 등가 회로이다. 전극 구조(10)는 전극간 공간(10p)에서의 임피던스 성분(Zp)과, 고체 유전체(13)에서의 캐패시턴스 성분(Cd)의 직렬 접속으로 되어 있다. 전극간 공간(10p)에서의 임피던스 성분(Zp)은 상기 전극간 공간(10p)의 캐패시턴스(Cp)와 저항(R)의 병렬 접속으로 나타내어진다. 고체 유전체(13)의 캐패시턴스(Cd)는 상기 고체 유전체(13)의 두께 및 단면적 등의 치수 형상이나 유전율에 의해 정해져 용이하게 산출할 수 있다. 2 is an equivalent circuit of the
전극간 공간(10p)에서 방전이 일어나 있지 않을 때에는(비방전시) 등가 회로에 있어서, R = ∞가 된다. 따라서, 전극 구조(10)의 캐패시턴스[C(= C1)]는 다음과 같아진다. When no discharge occurs in the
[수학식 2][Equation 2]
비방전시의 전극간 공간(10p)의 캐패시턴스(Cp)는 상기 공간(10p)의 두께 및 단면적 등의 치수 형상 및 상기 공간(10p) 내에 채워진 처리 가스의 유전율 등의 물성을 기초로 하여 용이하게 산출할 수 있다. 나아가서는, 식(2)에 의해 비방전시의 캐패시턴스(C)를 용이하게 산출할 수 있다. The capacitance Cp of the
또한, 비방전시의 전극 회로(1)의 공진 주파수[fr(= fr1)]는 다음 식으로 나타내어진다. In addition, the resonance frequency f r (= f r1 ) of the
[수학식 1(a)][Equation 1 (a)]
이들 식(1a), (2)에 의해, 비방전시의 전극 회로(1)의 공진 주파수(fr1)를 용이하게 산출할 수 있다. 이하, 비방전시의 공진 주파수(fr1)를 적절하게「제1 공진 주파수(fr1)」라 한다. By these formulas (1a) and (2), the resonance frequency f r1 of the
한편, 전극간 공간(10p)에서 아크 방전이 일어나 있을 때에는, 전극간 공간(10p)을 도체라 간주할 수 있다. 이 때, 도2의 등가 회로에 있어서 R = 0이 된다. 따라서, 전극 구조(10)의 캐패시턴스[C(= C2)]는 On the other hand, when arc discharge occurs in the
[수학식 3][Equation 3]
C2 = CdC 2 = Cd
가 된다. 또한, 아크 방전시의 전극 회로(1)의 공진 주파수[fr(= fr2)]는 다음 식으로 나타내어진다.Becomes In addition, the resonance frequency f r (= f r2 ) of the
[수학식 1(b)][Equation 1 (b)]
이들 식(1b), (3)에 의해, 아크 방전시의 전극 회로(1)의 공진 주파수(fr2)를 용이하게 산출할 수 있다. 이하, 아크 방전시[전극간 공간(10p)을 도체라 간주할 때]의 공진 주파수(fr2)를 적절하게「제2 공진 주파수(fr2)」라 한다. 제2 공진 주파수(fr2)는 제1 공진 주파수(fr1)보다 작다. 즉, By these formulas (1b) and (3), the resonance frequency f r2 of the
[수학식 4][Equation 4]
fr2 < fr1 f r2 <f r1
이다. to be.
또한, 제1 및 제2 공진 주파수(fr1, fr2)는 실측으로도 구할 수 있다. 즉, 전극(11, 12)간에 방전이 발생하는 임계치 미만의 진폭의 전계가 인가되도록 교번 전원(21)의 출력 전압을 설정한다. 그리고, 출력 주파수를 스캔하여 트랜스(22)의 일차측(또는 2차측)의 전류를 측정한다. 이 전류 측정치가 피크가 된 주파수가, 제1 공진 주파수(fr1)이다(도6 참조). In addition, the 1st and 2nd resonant frequencies f r1 and f r2 can also be obtained from actual measurement. That is, the output voltage of the alternating
또한, 도3에 도시한 바와 같이 한 쌍의 전극(11, 12)끼리를 전극간 공간(10p)의 두께만큼 근접시킴으로써 고체 유전체(13)를 사이에 두고 접촉시켜 전극간 공간(10p)을 없앤 전극 구조(10X)를 만든다. 이에 의해, 아크 방전 상태[전극간 공간(10p)을 도체라 간주할 수 있는 상태]와 회로적으로 등가로 할 수 있다. 그리고, 상기와 마찬가지로 출력 주파수를 스캔하여 전류 측정을 행한다. 이 전류 측정치가 피크가 된 주파수가, 제2 공진 주파수(fr2)이다(도6 참조). In addition, as shown in FIG. 3, the pair of
플라즈마 처리 장치에 의해 플라즈마 표면 처리를 실행할 때에는, 주파수 설정부(23)에 의해 교번 전원(21)의 출력 주파수, 즉 전극 회로(1)로의 급전 주파수(fs)의 크기가 상기한 계산 또는 측정에 의해 얻어진 제1 및 제2 공진 주파수(fr1, fr2) 사이에 들어가도록 조절한다. 즉, 다음 식의 범위 내가 되도록 조절한다.When performing the plasma surface treatment by the plasma processing apparatus, the
[수학식 5][Equation 5]
fr2 < fs < fr1 f r2 <fs <f r1
이에 의해, 전극간 공간(10p)에 있어서 안정된 글로 방전을 일으킬 수 있어, 양호한 플라즈마 표면 처리를 행할 수 있다. As a result, stable glow discharge can be caused in the
또한, 식(5)를 충족시키는 범위 내에 출력 효율이 피크가 되는 주파수(fPEAK)가 반드시 존재한다(도6 참조). 즉, 다음 식의 관계가 성립한다. In addition, there is always a frequency f PEAK at which the output efficiency peaks within a range satisfying equation (5) (see Fig. 6). That is, the following equation holds.
fr2 < fPEAK < fr1 f r2 <f PEAK <F r1
급전 주파수(fs)를 이 피크치(fPEAK)로 설정함으로써 매우 양호한 출력 효율을 얻을 수 있다. 또한, 전극간 공간(10p)에서 반응이 지나치게 진행되면 피처리물의 표면에서의 반응이 감퇴하는 경우도 있으므로, 그와 같은 경우에는 급전 주파수(fs)를 피크로부터 옮겨 설정하면 된다. By setting the feed frequency fs to this peak value f PEAK , very good output efficiency can be obtained. In addition, since reaction in the surface of a to-be-processed object may deteriorate when reaction progresses too much in the
급전 주파수(fs)의 상한과 하한, 즉 제1 및 제2 공진 주파수(fr1, fr2)의 값은 임의로 변경할 수 있다. 예를 들어, 도4에 도시한 바와 같이 전극 회로(1)의 전극 구조(10)의 전방단 또는 후방단에 실물의 인덕터(Lx)나 실물의 캐패시터(Cx)를 직렬로 개재시키거나, 도5에 도시한 바와 같이 실물의 인덕터(Ly)나 실물의 캐패시터(Cy)를 전극 구조(10)와 병렬로 설치하거나 한다. 이에 의해, 제1 및 제2 공진 주파수(fr1, fr2)를 옮길 수 있고, 나아가서는 주파수 설정 범위를 변경할 수 있다. 물론, 전극 회로(1)의 변형예는 도4 및 도5에 기재된 것에 한정되지 않고, 다양한 회로 구성을 채용할 수 있다. The upper and lower limits of the feed frequency fs, that is, the values of the first and second resonant frequencies f r1 and f r2 can be arbitrarily changed. For example, as shown in FIG. 4, the inductor Lx of the real body or the capacitor Cx of the real body are interposed in series at the front end or the rear end of the
상기 식(5)에서 나타내어진 주파수 설정 범위는 출력 파형이나 처리 가스의 종류나 처리 내용이나 장치 구성 등에 따르지 않고 범용적으로 적용할 수 있다. 즉, 출력 파형은 펄스라도 정현파라도 방형파라도 좋다. 또한, 성막, 에칭, 세정, 애싱, 표면 개질 등의 다양한 플라즈마 표면 처리에 널리 적용할 수 있고, 처리 가스의 종류나 장치 구성이 한정되는 일도 없다. 피처리물을 전극간 공간(10p)의 외부에 배치하는 소위 리모트식과, 전극간 공간(10p)의 내부에 배치하는 소위 다이렉트식의 어떠한 방식에도 적용할 수 있다. 또는, 대기압 근방에서의 상압 플라즈마 처리에 한정되지 않으며, 감압 플라즈마 처리에도 적용 가능하다. The frequency setting range represented by the above formula (5) can be applied universally regardless of the output waveform, the type of processing gas, the processing contents, the device configuration, or the like. In other words, the output waveform may be a pulse, a sine wave or a square wave. Moreover, it can apply widely to various plasma surface treatments, such as film-forming, etching, washing | cleaning, ashing, surface modification, etc., and the kind of processing gas and apparatus structure are not limited. The so-called remote type of disposing the object to be disposed outside the
[제1 실시예][First Embodiment]
발명자는 도1과 동일한 플라즈마 처리 장치에 있어서, 제1 및 제2 공진 주파수(fr1, fr2)를 상기 실시 형태의 수법으로 실측하였다. 즉, 전원(21)의 출력 전압을 50 V로 하여, 전극(11, 12)간의 전계가 방전의 임계치를 하회하도록 하였다. 게다가 주파수를 스캔하고, 트랜스(22)의 일차측 전류를 측정한 바 도6의 일점 쇄선으로 나타낸 바와 같이 거의 65 ㎑(= fr1)로 전류의 피크가 나타났다. The inventors measured the first and second resonant frequencies f r1 and f r2 in the same plasma processing apparatus as in Fig. 1 by the method of the above embodiment. That is, the output voltage of the
또한, 2개의 전극(11, 12)을 도3에 도시한 바와 같이 접촉시켜 전류 측정한 바, 도6의 이점 쇄선으로 나타낸 바와 같이 거의 20 ㎑(= fr2)로 전류의 피크가 나타났다. In addition, when the two
또한, 도6의 전류치는 각 측정에 있어서의 최대치를 100으로 하여 규격화하여 나타내고 있다(이후 서술하는 도7도 동일). 또한, 공진 주파수(fr1, fr2)를 구하는 단계에서의 전류치는 피크에 있어서도 미약하고, 이후 서술하는 글로 방전 처리시의 것과 비교하면 상당히 작다. In addition, the current value of FIG. 6 is normalized and shown as the maximum value in each measurement as 100 (FIG. 7 described later also is shown). In addition, the current value in the step of obtaining the resonant frequencies f r1 and f r2 is also weak in the peak, and is considerably smaller than that in the glow discharge process described later.
그 후, 전극간 공간(10p)에 처리 가스로서 질소 가스 100 %를 도입하면서 전원(21)의 전압을 250 V로 하고, 전극(11, 12)간에 교번 전계를 인가하였다. 그리고, 주파수와 전류의 관계를 측정하였다. 그 결과, 도6의 실선으로 나타낸 바와 같이 55 ㎑(= fPEAK)에 있어서 전류의 피크가 나타났다. 이에 의해, 상기 식(6)에 나타낸 관계식 fr2 < fPEAK < fr1이 성립되는 것이 확인되었다. 또한, fs = 55 ㎑일 때의 일차측 전류는 9.2 A이고, 투입 전력 즉 출력은 2300 W였다. 전극의 단위 면적당으로 환산하면 12 W/㎠였다. Then, the voltage of the
또한, 도7에 도시한 바와 같이 출력에 비례하여 방전의 발광 강도가 커지고 fPEAK = 55 ㎑일 때 최대가 되어, 매우 양호하고 안정된 글로 방전이 확인되었다. In addition, as shown in Fig. 7, the light emission intensity of the discharge increases in proportion to the output and reaches a maximum when f PEAK = 55 mW, and a very good and stable glow discharge was confirmed.
식(5)에 나타낸 관계식 fr2 < fs < fr1이 성립하는 20 ㎑ 내지 65 ㎑의 범위에서는, 전극간 공간(10p)의 전역에서 안정된 방전을 얻을 수 있었다. 65 ㎑(= f1) 이상 및 20 ㎑(= f2) 이하에서는 원하는 방전을 얻는 것이 곤란하였다. In the range of 20 kV to 65 kPa in which the relational expression f r2 <fs <f r1 shown in equation (5) was satisfied, stable discharge was obtained in the entire region of the
또한, 출력 2500 W, 주파수 55 ㎑의 조건(A)과, 그 약 1/2의 출력 1200 W이고 주파수 30 ㎑의 조건(B)에서 글래스의 세정 능력(접촉각과 반송 속도)을 비교하 였다. 글래스의 반송 속도는 1 m/분과 2 m/분의 2가지로 하였다. 또한, 조건 (A)에서는 직류로부터 변환한 교번 전계를 인가한 데 반해, 조건 (B)에서는 펄스 전계를 인가하였다. 그 결과, 도8에 도시한 바와 같이 조건 (A)는 조건 (B)에 대해 2배의 반송 속도로 동등한 접촉각이 되어 처리 능력이 출력과 거의 비례하는 것이 확인되었다. In addition, the cleaning ability (contact angle and conveyance speed) of the glass was compared with the condition A of the output 2500 W, the frequency of 55 Hz, and the condition B of the output of about 1/2 W of the frequency of about 1/2 W. The conveyance speed of glass was made into 2 types, 1 m / min and 2 m / min. In addition, under condition (A), an alternating electric field converted from direct current was applied, whereas under condition (B), a pulse electric field was applied. As a result, as shown in FIG. 8, it was confirmed that condition (A) had an equivalent contact angle at twice the conveyance speed with respect to condition (B), and the processing capacity was almost proportional to the output.
[제2 실시예]Second Embodiment
상기 제1 실시예와 동일한 장치를 이용하여 처리 가스를 아르곤 가스 대신에 주파수와 전류의 관계를 측정한 바, 도6과 거의 같은 결과가 얻어졌다. 식(5)에 나타낸 관계식 fr2 < fs < fr1이 성립하는 20 ㎑ 내지 65 ㎑의 범위에서는, 전극간 공간(10p)의 전역에서 안정된 방전을 얻을 수 있었다. 20 ㎑ 이하에서는 출력을 올리면 불꽃 방전으로 이행하였다. 65 ㎑ 이상에서는 순식간에 아크 방전으로 이행하여 안정 방전을 할 수 없었다. Using the same apparatus as in the first embodiment, the treatment gas was measured for the relationship between frequency and current instead of argon gas. As a result, almost the same results as in Fig. 6 were obtained. In the range of 20 kV to 65 kPa in which the relational expression f r2 <fs <f r1 shown in equation (5) was satisfied, stable discharge was obtained in the entire region of the
[제3 실시예]Third Embodiment
제1 공진 주파수(fr1) = 190 ㎑, 제2 공진 주파수(fr2) = 75 ㎑의 장치에 있어서, 처리 가스로서 질소 가스를 이용하고 상기 제1 실시예와 마찬가지로 주파수(fPEAK)를 측정하였다. 그 결과 fPEAK = 150 ㎑이고, 상기 식(6)에 나타내는 관계식 fr2 < fPEAK < fr1이 성립하는 것이 확인되었다. 190 ㎑ 이상에서는 니들 방전이 되었다. 75 ㎑ 이하에서는 방전이 일어나지 않았다. In the apparatus of the first resonant frequency f r1 = 190 Hz and the second resonant frequency f r2 = 75 Hz, using nitrogen gas as the processing gas and measuring the frequency f PEAK as in the first embodiment. It was. As a result, it was confirmed that f PEAK = 150 kPa and the relational expression f r2 <f PEAK <f r1 shown in the formula (6) was established. Needle discharge was obtained at 190 Pa or more. The discharge did not occur at 75 Pa or less.
또한, 출력 2000 W, 주파수 150 kHz, 직류로부터 변환된 교번 전계의 조건 (C)와, 그 약 1/2의 출력 1200 W, 주파수 30 kHz, 펄스 전계의 조건(D)에서 글래스의 세정 능력(접촉각과 반송 속도)을 비교하였다. 그 결과, 도9에 나타낸 바와 같이 조건 (C)는 조건 (D)에 대해 2배의 반송 속도로 동등한 접촉각이 되어 처리 능력이 출력과 거의 비례하는 것이 확인되었다. In addition, the glass cleaning ability under the condition (C) of the alternating electric field converted from 2000 W, the frequency of 150 kHz, and the direct current, and the output of 1200 W, the frequency of 30 kHz, the condition of the pulse electric field (D) of about 1/2 Contact angle and conveyance speed). As a result, as shown in Fig. 9, the condition (C) became an equivalent contact angle at twice the conveyance speed with respect to the condition (D), and it was confirmed that the processing capacity was almost proportional to the output.
[상기 제2 특징에 관한 실시 형태][Embodiment According to the Second Feature]
다음에, 제2 특징에 관한 실시 형태를 설명한다. 상기 제1 실시 형태와 중복되는 구성에 관해서는 동일 부호를 붙이고 설명을 적절하게 생략한다. Next, an embodiment according to the second feature will be described. About the structure which overlaps with the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted suitably.
도10에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 상압 플라즈마 처리 장치의 전극(11, 12)은 대기압의 공기 분위기 중에 배치되어 있다. 분위기 가스는 공기 대신에 질소라도 좋고, 헬륨이나 아르곤 등의 희박 가스라도 좋다. 전극(11, 12)간 공간(10p)에는 도시하지 않은 처리 가스 도입부에 의해 처리 가스가 도입되도록 되어 있다. 전극간 공간(10p)의 두께는, 예를 들어 1 mm이다. 한 쌍의 전극(11, 12) 중 적어도 한 쪽 대향면에는 고체 유전체(13)가 설치되어 있지만, 그 도시는 생략한다. As shown in Fig. 10, the
전원 장치(전계 인가 장치)(20)는 인버터(21a)와 트랜스(22)를 갖고 있다. 인버터(21a)는 직류 전압(V)을 스위칭하여 교류로 변환하도록 되어 있다. The power supply device (field applying device) 20 has an
트랜스(22)는 인버터(21a)에 접속된 일차 코일(22a)과 전극(11)에 접속된 이차 코일(22b)을 갖고, 인버터(21a)의 출력 전압을 승압하여 핫 전극(11)에 공급한다. 이에 의해, 두께 1 mm의 전극간 공간(10p)에, 예를 들어 Vpp = 10 kV, 급전 주파수(fs)의 교류 전압이 인가되고 대기압 글로 방전이 일어나, 처리 가스 도입부 로부터의 처리 가스가 플라즈마화되어, 피처리물의 상압 플라즈마 표면 처리가 이루어지도록 되어 있다. The
상기 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 트랜스(22)의 이차 코일(22b)[누설 인덕턴스(L)]과 전극(11, 12)(캐패시터)으로 이루어지는 전극 회로(1)는 LC 직렬 공진 회로를 구성하고 있다. As described in the above first embodiment, the
전극간 공간(10p)의 컨덕턴스는 비방전시에는 제로이지만, 방전시에는 제로 이외의, 게다가 방전 상태에 따라 변동하는 값을 나타낸다. 따라서, 전극 회로(1) 즉 LC 회로의 방전시의 고유 진동 주파수는 방전 상태에 따라 다르게 된다. The conductance of the
한편, 방전 상태는 기본적으로는 전극간으로의 인가 전압에 의해 바뀐다. 따라서, 방전시의 고유 진동 주파수는 인가 전압에 의존하는 것이라고 생각할 수 있다. On the other hand, the discharge state is basically changed by the applied voltage between the electrodes. Therefore, it can be considered that the natural vibration frequency at the time of discharge depends on the applied voltage.
상기 구성의 상압 플라즈마 처리 장치에 있어서, 처리시의 전극 회로(1)로의 급전 주파수(fs)를 설정하는 순서에 대해 설명한다. In the atmospheric pressure plasma processing apparatus having the above configuration, a procedure of setting the power supply frequency fs to the
[고유 진동 주파수의 추정 공정][Estimate process of unique vibration frequency]
실제의 플라즈마 처리(이하「본처리」라 함)에 앞서, 미리 전극 회로(1)의 본처리시(방전시)에 있어서의 고유 진동 주파수(f0)를 추정해 둔다. 추정 방법으로서, 예를 들어 다음의 스위프식, 감쇠파식 등이 있다. Prior to the actual plasma processing (hereinafter referred to as "main processing"), the natural vibration frequency f 0 during the main processing (at the time of discharge) of the
(스위프식 추정 방법)(Sweep estimation method)
전극(11)으로의 인가 전압이 본처리시의 크기(Vpp = 10 kV)로 유지되도록 인 버터(21a)의 입력 전압(V)을 조절하면서 급전 주파수(fs)를 0 내지 수백 ㎑의 범위에서 스위프한다. 그리고, 전압(V)의 조절치로부터 입출력비(Vpp/V)를 산출한다. 이에 의해, 도12에 나타낸 바와 같은 데이터를 얻을 수 있다. 그리고, 입출력비(Vpp/V)가 극대해졌을 때의 주파수(f0)를 전극 회로(1)의 고유 진동 주파수라 추정한다. 이 스위프식에서는, Vpp/V가 피크가 되는 부근, 즉 순간 변동 영역(R0)에서의 출력 폭주에 주의한다. The feed frequency fs is adjusted in the range of 0 to several hundred kHz while adjusting the input voltage V of the
(감쇠파식 추정 방법)(Attenuation Waveform Estimation Method)
도11에 나타낸 바와 같이, 인버터(21a)로부터 트랜스(22)에 주파수(f1)의 간헐파 형상의 전압(V1)을 입력한다. 이 간헐파(V1)의 각 파 요소는 단주기(1/f1A)의 방형파로 되어 있다. 각 파 요소의 진폭은 인버터(21a)의 입력 전압(V)에 의해 정해진다. 이 간헐파 전압(V1)의 급전에 의해 전극 회로(1)의 전극(11)에 진동 전압(V2)이 생긴다. 이 전압(V2)은 상기 간헐파 전압(V1)의 각 파 요소가 출력되어 있는 기간 동안에는 상기 파 요소와 같은 주파수로 진동한다. 한편, 파 요소가 오프가 된 순간으로부터 전압(V2)은 전극 회로(1)에 고유의 진동수로 진동하면서 감쇠해 간다. 이 감쇠 진동의 초기의 피크간 전압(V2pp)이 상기 본처리시의 피크간 전압(Vpp)(= 10 kV)과 동등해지도록 상기 간헐파(V1)의 각 파 요소의 진폭, 즉 인버터(21a)의 입력 전압(V)을 설정해 둔다. 11, and inputs a voltage (V 1) of the intermittent wave shape of the frequency (f 1) on the transformer (22) from the inverter (21a). Each file element of the intermittent wave (V 1) is a square wave of the short period (1 / f 1A). The amplitude of each wave element is determined by the input voltage V of the
이에 의해, 감쇠 진동 중 적어도 초기에 있어서는 전극간 공간(10p)을 본처 리시와 동일한 방전 상태로 할 수 있어, 본처리시와 같은 고유 진동수로 할 수 있다. 이 감쇠 진동의 초기의, 특히 제1파의 주파수(f0)를 측정한다. 즉, 간헐파(V1)의 파 요소가 오프가 된 순간으로부터의 전압(V2)의 1 사이클분의 시간(주기 : 1/f0)을 측정한다. 이를 본처리시에 있어서의 고유 진동 주파수(f0)라 추정한다. Thereby, the
상기한 측정은 간헐파(V1)의 파 요소가 오프가 될 때마다 반복하여 행하고, 그 평균을 취하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 추정 정밀도를 높일 수 있다. 간헐파(V1)의 하나의 파 요소와 다음 파 요소 사이의 중지 기간(t1)[= (1/f1) - (1/f1A)]은 감쇠를 충분히 수렴할 수 있을 정도로 설정하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 다음 감쇠파와의 중첩을 피할 수 있다. The above measurement is preferably repeated every time the wave component of the intermittent wave V 1 is turned off and the average thereof is taken. Thereby, estimation precision can be improved. The stop period t 1 [= (1 / f 1 )-(1 / f 1A )] between one wave element of the intermittent wave (V 1 ) and the next wave element is set so that the attenuation is sufficiently convergent. It is preferable. Thereby, overlapping with the next attenuation wave can be avoided.
추정 고유 진동 주파수(f0)는, 예를 들어 100 ㎑ 내지 120 ㎑가 된다. The estimated natural vibration frequency f 0 is, for example, 100 Hz to 120 Hz.
[설정 공정][Setting process]
다음에, 상기 추정 고유 진동 주파수(f0)를 기초로 하여 본처리시에 있어서의 급전 주파수(fs)를 설정한다. 가장 바람직하게는, 상기한 추정 고유 진동 주파수(f0)의 ± 50 %의 크기가 되도록 설정한다. 즉, Next, on the basis of the estimated natural vibration frequency f 0 , the power supply frequency fs at the time of this processing is set. Most preferably, it is set such that the magnitude of ± 50% of the estimated natural frequency (f 0). In other words,
fs = f0 × (1 - 0.5) = 0.5f0 … (식7)fs = f 0 × (1-0.5) = 0.5f 0 ... (Eq. 7)
또는 fs = f0 × (1 + 0.5) = 1.5f0 … (식8) Or fs = f 0 × (1 + 0.5) = 1.5f 0 … (Eq. 8)
로 설정한다. 이는 안정 슬로프 영역(R2)에 있어서의 변동 영역(R1)과의 경계가 되는 주파수이다. 예를 들어 f0 = 120 ㎑인 경우, fs = 60 ㎑가 된다. Set to. This is the frequency at which the boundary with the fluctuating region R1 in the stable slope region R2 is used. For example, when f 0 = 120 ms, fs = 60 ms.
그리고, 본처리 공정에 있어서 설정 주파수(fs)로 급전하면서 상압 플라즈마 처리를 실행한다. 이에 의해, 출력을 안정화할 수 있고, 게다가 전력 효율을 높일 수 있다. In the main processing step, atmospheric pressure plasma processing is performed while feeding at the set frequency fs. Thereby, output can be stabilized and power efficiency can be improved further.
또한, 도12에 나타낸 바와 같이 출력의 안정성의 관점에서는, 급전 주파수(fs)는 추정 고유 진동 주파수(f0)가 정확히 ± 50 %로 한정되지 않으며, 그 이상 옮겨 설정해도 좋다. 즉, 다음 식9, 10으로 나타내는 안정 영역(R2, R3) 내이면 된다. In addition, as shown in Fig. 12, from the viewpoint of the stability of the output, the feed frequency fs is not limited to exactly ± 50% of the estimated natural vibration frequency f 0 , and may be set beyond this. That is, what is necessary is just the inside of the stable areas R2 and R3 shown by following formula (9) and (10).
fs ≤ f0 × (1 - 0.5) = 0.5f0 … (식9)fs ≤ f 0 × (1-0.5) = 0.5f 0 ... (9)
또는 fs ≥ f0 × (1 + 0.5) = 1.5f0 … (식10) Or fs ≥ f 0 × (1 + 0.5) = 1.5f 0 ... (Eq. 10)
단, 옮기는 범위는 ± 80 % 정도에 그치는 것이 바람직하다. 이 이상 옮기면 전력 효율이 지나치게 낮아져 원하는 출력을 얻는 것이 곤란해져 버린다. 즉, 다음 식11, 12로 나타낸 바와 같이 안정 영역 중 플랫 영역(R3)을 제외한다. However, it is preferable that the range of transfer is only about +/- 80%. If it moves more than this, power efficiency will become low too much and it will become difficult to obtain a desired output. That is, as shown by the following
fs ≥ f0 × (1 - 0.8) = 0.2f0 … (식11)fs? f 0 × (1-0.8) = 0.2f 0 ... (Eq. 11)
또는 fs ≤ f0 × (1 + 0.8) = 1.8f0 … (식12)Or fs ≤ f 0 × (1 + 0.8) = 1.8f 0 ... (Eq. 12)
식9 내지 12를 정리하면, 출력의 안정성을 확보할 수 있고, 또한 전력 효율도 벌 수 있는 급전 주파수(fs)의 설정 범위는 다음 식13, 14로 나타내어지는 안정 슬로프 영역(R2)이 된다. When the equations 9 to 12 are put together, the setting range of the power supply frequency fs, which can secure the stability of the output and also increase the power efficiency, becomes the stable slope region R2 represented by the following equations (13) and (14).
0.2f0 ≤ fs ≤ 0.5f0 … (식13)0.2f 0 ≤ fs ≤ 0.5f 0 … (Eq. 13)
또는 1.5f0 ≤ fs ≤ 1.8f0 … (식14)Or 1.5f 0 ≤ fs ≤ 1.8f 0 ... (Eq. 14)
또한, 처리 시간이 짧은(예를 들어 수분 내지 10분 정도인) 경우에는, 급전 주파수(fs)를 추정 고유 진동 주파수(f0)에 대해 적어도 ± 25 % 이상 옮기면 되고, ± 50 %보다 추정 고유 진동 주파수(f0)의 측으로 설정해도 된다. 즉, 다음 식15, 16으로 나타내어지는 완만 변동 영역(R1) 내로 설정해도 된다. In addition, when the processing time is short (for example, about 10 minutes to 10 minutes), the feed frequency fs may be shifted by at least ± 25% or more with respect to the estimated natural vibration frequency f 0 , and more than ± 50% It may be set into the side of the oscillation frequency (f 0). That is, you may set in the slow fluctuation | variation area | region R1 shown by following formula (15) and (16).
0.5f0 < fs ≤ 0.75f0[= f0 × (1 - 0.25)] … (식15)0.5f 0 < fs < 0.75f 0 [= f 0 × (1-0.25)]... (Eq. 15)
또는 1.5f0 > fs ≥ 1.25f0[= f0 × (1 + 0.25)] … (식16)Or 1.5f 0 > fs > 1.25f 0 [= f 0 × (1 + 0.25)]... (Eq. 16)
이 완만 변동 영역(R1)에서는, 전력 효율이 매우 높아져 대출력을 얻을 수 있다. 입출력비는 시간의 흐름에 따라 상승해 가지만 그 정도는 완만하며, 순식간에 상승하는 경우는 없다. 따라서, 처리를 단시간에 종료하여 오프로 하면, 인버터(21a)나 전극(11, 12)이 파괴에 이르는 일은 없다. In this gentle fluctuation region R1, the power efficiency is very high and a large output can be obtained. The input / output ratio rises over time, but the rate is moderate, and it does not rise quickly. Therefore, if the processing is turned off after a short time, the
급전 주파수(fs)를 추정 고유 진동 주파수(f0)에 대해 적어도 ± 25 % 이상 옮김으로써, 입출력이 순간적으로 변동하는 영역(R0)(0.75f0 < fs < 1.25f0)을 피할 수 있어, 대전류에 의해 인버터(21a)의 소자나 전극(11, 12)이 파괴되는 것을 방지할 수 있다. By shifting the feed frequency fs by at least ± 25% or more with respect to the estimated natural vibration frequency f 0 , the region R0 (0.75f 0 <fs <1.25f 0 ) where the input / output fluctuates momentarily can be avoided. It is possible to prevent the element and the
상기에서는 추정 고유 진동 주파수(f0)를 기준으로 하고 있었지만, 그 대신 에 입출력비(Vpp/V)를 기준으로 하여 급전 주파수(fs)를 설정하는 것으로 해도 좋다. In the above description, the estimated natural vibration frequency f 0 is used as a reference. Alternatively, the feed frequency fs may be set based on the input / output ratio Vpp / V.
상세하게 서술하면, 우선 예비 공정으로서 급전 주파수(fs)와 입출력비(Vpp/V)의 관계를 구해 둔다. 그 방법은 전술한 「스위프식」과 실질적으로 동일하다. 즉, 전극(11)으로의 인가 전압이 본처리시의 크기(Vpp = 10 kV)로 유지되도록 인버터(21a)의 일차측 전압(V)을 조절하면서, 급전 주파수(fs)를 0 내지 수백 ㎑의 범위에서 스위프한다. 그리고, 전압(V)을 측정하고 급전 주파수(fs)에 대한 입출력비(Vpp/V)를 산출하여 데이터화한다. In detail, as a preliminary step, the relationship between the feed frequency (fs) and the input / output ratio (Vpp / V) is first determined. The method is substantially the same as the above-mentioned "sweeping formula". That is, while adjusting the primary side voltage V of the
다음에, 설정 공정으로서 본처리시에 있어서의 급전 주파수(fs)를, 상기 입출력비(Vpp/V)가 그 극대치에 대해 예를 들어 70 % 이하가 되는 범위 내에서 설정한다. 이에 의해, 적어도 순간 변동 영역(R0)을 피할 수 있어, 전극(11, 12)이나 인버터(21a)의 파괴를 방지할 수 있다. Next, as a setting step, the power supply frequency fs at the time of this process is set in the range which the said input-output ratio Vpp / V becomes 70% or less with respect to the maximum value, for example. As a result, at least the instantaneous fluctuation region R0 can be avoided, and destruction of the
본 발명은, 예를 들어 반도체의 제조 공정에 있어서 반도체 기판의 세정, 성막(CVD), 에칭 등의 표면 처리 기술에 이용 가능하다. The present invention can be used, for example, in surface treatment techniques such as cleaning, film formation (CVD) and etching of semiconductor substrates in semiconductor manufacturing processes.
Claims (22)
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