JP4090841B2

JP4090841B2 - Electrode for plasma CVD

Info

Publication number: JP4090841B2
Application number: JP2002310478A
Authority: JP
Inventors: 宏赤堀; 寿治吉田
Original assignee: 株式会社真空デバイス
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2022-10-25
Also published as: JP2004143542A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマＣＶＤ法によりワークの表面上に薄膜を形成する装置に関し、特にプラズマＣＶＤ法によりワークの円筒状等の立体表面に薄膜を形成するためのプラズマＣＶＤ用電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】
陰極と陽極との間の電界中で希薄な原料ガスを放電してプラズマ状態とすると、化学的に活性なイオンやラジカルな励起原子や励起分子が生成する。プラズマＣＶＤ法は、陰極と陽極との間に電圧を印加すると共に、その間に成膜材料となる希薄ガスを導入してプラズマとし、このプラズマ中で生成された活性な粒子により、固体表面で化学反応を促進し、薄膜を形成するものである。
【０００３】
基本的なプラズマＣＶＤ装置の構成は、原料ガスの供給系、真空チャンバ、この真空チャンバ内に配置された平行平板型電極及びこの平行平板型電極に電圧を印加するための電源が主なものである。その他に排気系や排ガス処理系等を含んでいる。一般にこのようなプラズマＣＶＤ装置による固体表面への成膜は半導体ウエハ等の基板の平面に対してなされる。しかるに、円筒状の表面等のような立体表面に対しては、ワークの向きをかえながら電極に対して対向した面に順次表面処理を行う必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら、ワークの向きをかえながら電極に対して対向した面に順次表面処理を行うためには、ワークの向きを変える機構が必要となり、装置が複雑となる。しかも、真空チャンバ内でワークの向きを変えるためには、面倒な操作を必要とする。さらに、ワークの向きをかえながらその表面の処理を行う場合に、表面によって処理条件のバラツキ等が生じやすく、形成した薄膜の不均一性を生じやすい。
【０００５】
本発明は、前記従来のプラズマＣＶＤ技術における課題に鑑み、プラズマＣＶＤ法により、円筒面等のワークの立体表面にも容易に均一な膜を成膜することが出来るプラズマＣＶＤ用電極を提供することを目的とする。さらにこの目的に加えて、ワークの立体表面をイオン衝撃によりエッチングして清浄化する機能を付加したものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、前記の目的を達成するため、プラズマＣＶＤ用の陽極２と陰極３とをリング形状としてそれらを交互に中心軸方向に並べて中心軸が一致するよう同軸上に配置し、その中心軸上にワーク９を置いて成膜するようにした。これにより、ワーク９の周りに均一な電界を形成し、均等なプラズマ条件を形成出来るようにしたものである。さらに、陽極２と陰極３とで囲まれた内側、つまりワーク９が配置された側に電界が形成されるように、陽極２と陰極３との間にそれらの電位に対して中立な浮遊電極４を配置し、浮遊電極４と陽極２、陰極３との間隔を適宜に設定した。
【０００７】
すなわち、本発明によるプラズマＣＶＤ用電極は、陽極２と陰極３をリング状（或いはドーナツ状）とし、これらを中心軸が一致するように中心軸方向に交互に配置し、その中心軸上にワーク９を配置するものである。さらに、前記の陽極２と陰極３との間に、それらに印加する電圧に対して中立なリング状の浮遊電極４を配置する。
【０００８】
このようなプラズマＣＶＤ用電極では、リング状の陽極２と陰極３の中心側に電界が形成されるため、その中心軸上にワーク９を配置すると共に、陽極２と陰極３とワーク９との間の空間に希薄な成膜用のガスを導入しながら、ワーク９の周囲でガス分子を放電させて、プラズマとすることが出来る。これにより、ワーク９の向きを変えずにその立体的な表面に均一な薄膜を形成することが可能となる。
【０００９】
また、ワーク９の長さ（高さ）に応じて配置する陽極２と陰極３の数を適宜設定することにより、任意の長さのワーク９の表面に薄膜を形成することが出来る。
なおこの場合に、リング状の陽極２と陰極３の中心側に確実に電界が形成されるように、陽極２と浮遊電極４及び浮遊電極４と陰極３との間の間隙の幅ｇとその間隙の径方向の深さＤとの比ｇ／Ｄを１／２以下とするのがよい。
【００１０】
さらに、ワーク９に導通するワーク接続電極７を設け、電源５の負側を陰極３と前記ワーク接続電極７との何れかに択一的に切り替える切替スイッチ６を設ける。これにより、プラズマＣＶＤによりワーク９の表面に成膜するのに先だって、切替スイッチ６により電源５の負側をワーク接続電極７に接続し、ワーク接続電極７を負電位とした状態で、陽極２の内側にアルゴン等のガスを導入して電離し、発生したイオンをワーク９の表面に衝突させる。これにより、ワーク９の表面がイオン衝撃され、エッチングにより清浄化される。その後、切替スイッチ６を切り替えて電源５の負側を陰極３に接続し、前述するようにしてプラズマＣＶＤにより成膜を行う。こうすることにより、切替スイッチ６の切替と導入するガスの種類を変えるだけで、ワーク９表面の前処理としての洗浄と目的とする膜の形成とが順次行える。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について、具体的且つ詳細に説明する。
図１は、本発明によるプラズマＣＶＤ用電極の一実施形態を示す縦断側面図である。
【００１２】
円盤状であって、中心に孔を有するリング状ないしはドーナツ状の複数の電極が用意され、これらの中心軸が一致するように等間隔で図１において上下に配列され、プラズマＣＶＤ用電極１が組み立てられている。このうち、一方の電極は陽極２であり、これらの両側にある電極は陰極３である。これら陽極２と陰極３は、それらの外周側においてスペーサを兼ねる絶縁材１２を介して互いに絶縁され、且つ保持されている。図１の例では、陽極２が２つあり、その両側に３つの陰極３があるが、これらの数は後述するワーク９の高さ（長さ）により適宜変更される。
【００１３】
さらに、これら上下に隣り合う陽極２と陰極３の間には、それらと別の浮遊電極４が挿入されている。図示した例における浮遊電極４は、前記陽極２と陰極３と内径は同じであるが、それら陽極２と陰極３より外径が小さく、且つ厚みのあるものである。この浮遊電極４は、その外周側が前記絶縁材１２の内周に嵌め込まれた状態で陽極２と陰極３と同心上に配置され、且つ上下に隣り合う陽極２と陰極３の間に保持されている。この状態で浮遊電極４とその上下の陽極２及び陰極３との間に互いに等しい間隔の間隙が形成されている。なお、図１に示す例では、浮遊電極４は、陽極２と陰極３との間に上下に離して２枚挿入されている。
【００１４】
このような複数ずつの陽極２、陰極３及び浮遊電極４が所定の状態で配列されてなるプラズマＣＶＤ用電極１は、図示してない真空チャンバの中に設置される。そして図１に示すように、これらの陽極２、陰極３及び浮遊電極４の中心軸上にワーク９が設置される。図１に示した例では、円柱形のワーク９が陽極２、陰極３及び浮遊電極４の中心軸上に配置されている。
【００１５】
前記陽極２、陰極３及び浮遊電極４の中心軸上に設置されたワーク９の下端には、ワーク接触電極７が接触している。さらに、このワーク接触電極７を囲むようにリング状の反応ガス供給パイプ８が配置され、図示してない反応ガス供給源から供給されてくる反応ガスがこの反応ガス供給パイプ８の上側に開いた放出口から前記陽極２、陰極３及び浮遊電極４とワーク９との間の空間に供給される。他方、ワーク９の上端側には、前記陽極２、陰極３及び浮遊電極４とワーク９との間の真空度を測定する圧力計１０が配置されている。
【００１６】
図１には、これら陽極２、陰極３及びワーク接触電極７の電源５への電気的接続も示されている。図１に示すように、電源５の正側は陽極２に接続され、電源５の負側は切替スイッチ６の基部側接点に接続されている。この切替スイッチ６の２つの切替接点はそれぞれ前記陽極２の間にある陰極３とワーク９に接触したワーク接触電極７に接続されている。従って、電源５の負側は切替スイッチ６の切替動作により、陰極３とワーク接触電極７とに択一的に切替接続される。
【００１７】
図２は、１組の陽極２、陰極３及び浮遊電極４の一部分を拡大した図である。浮遊電極４は導体からなり、陽極２と陰極３との間に上下に離して２枚挿入されている。
この浮遊電極４は、陽極２と陰極３との間に形成される電界が、その内周側へ向けて、すなわちワーク９の表面側に向けて形成されるように陽極２と陰極３との電位に対して中立な浮遊状態とする電極である。そのため、絶縁材１２により陽極２と陰極３とに絶縁された状態で保持され、電気的に浮遊状態となっている。
【００１８】
この浮遊電極４とその両側の陽極２と陰極３との間には、幅ｇの間隙が形成され、その間隙の深さ、すなわち浮遊電極４の内周縁から絶縁材１２に埋め込まれた基部までの深さはＤである。プラズマＣＶＤ法により成膜を行う場合、陽極２及び陰極３とワーク９との間の空間に例えばメタンとエチレンの混合ガス、アルゴンとナフタレンの混合ガス、アルゴン、或いは窒素と四酸化オスミウムの混合ガス等の成膜用素材ガスを供給しながら、陽極２と陰極３との間にプラズマ放電に適した電圧を印加し、プラズマを発生させる。この場合、陽極２と陰極３との間に形成される電界の緩和と異状放電及び電極側絶縁面のＣＶＤ膜の付着を避ける目的で浮遊電極４を配置し且つその間隔ｇは１ｍｍ〜５ｍｍとするのがよい。
【００１９】
このようなプラズマＣＶＤ用電極１を使用してワーク９の外周円筒面に成膜する場合の手順について次に説明する。
プラズマＣＶＤ法により、ワーク９の周面に成膜をする前に、まずその周面をエッチングし、清浄にする。
【００２０】
プラズマＣＶＤ用電極１を収納した図示してない真空チャンバを予め１Ｐａ以下の圧力に減圧する。切替スイッチ６により電源５の負側をワーク接触電極７側に切り替え、電源５の負側をワーク９に接続する。この状態で、反応ガス供給パイプ８から陽極２及び陰極３とワーク９との間の空間にアルゴンまたはアルゴンと酸素の混合ガスを導入し、圧力数Ｐａないし数１０Ｐａの希薄ガス雰囲気とする。この状態でプラズマ放電を行うことにより、陽極２とワーク９との間の空間で前記ガス分子が電離し、そのイオンが発生する。このイオンは負電位に維持されたワーク９の表面に衝突し、ワーク９の表面に付着した不純物がイオン衝撃により取り除かれる。
【００２１】
次に、この清浄化したワーク９の表面にプラズマＣＶＤ法で所要の薄膜を成膜する。
クリーニング用ガスの供給を停止した後、切替スイッチ６により電源５の負側を陰極３側に切り替え、電源５の負側を陰極３に接続する。この状態では、陽極２と陰極３との間に挿入された２枚の浮遊電極４が、それぞれ隣り合った電極の極性にチャージされる。
【００２２】
真空チャンバ内を予め１Ｐａ以下の圧力に減圧した状態で図示してないガスサーバから反応ガス供給パイプ８を通して例えばメタンとエチレンの混合ガス、アルゴンとナフタレンの混合ガス、アルゴン、或いは窒素と四酸化オスミウムの混合ガス等の成膜用素材ガスを陽極２及び陰極３とワーク９との間の空間に導入し、その空間をプラズマ放電に適した数Ｐａないし数１０Ｐａ圧力の希薄ガス雰囲気に保つ。この状態で陽極２と陰極３との間に成膜に必要な電圧を印加し、プラズマを発生させると、ワーク９の周面に所要の膜が堆積、形成される。
【００２３】
その後、切替スイッチ６により電源５を切断すると共に、成膜用素材ガスの供給を停止する。これにより、ワーク９の周面への成膜が完了する。周面に所要の薄膜を形成したワーク９は、図示してないトランスファーロッド等により真空チャンバから取り出す。
【００２４】
前述のように、陽極２と陰極３との間に２枚の浮遊電極４を挿入し、それらをそれぞれ隣り合った電極の極性にチャージさせることにより、プラズマの生成が安定化する。また、これらの浮遊電極４の存在により、各陽極２、陰極３及び浮遊電極４を絶縁している絶縁材１２の壁面が汚れにくく、電極のメンテナンスの間隔を長くすることが出来る。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によるプラズマＣＶＤ用電極では、リング状の陽極２と陰極３の中心軸上にワーク９を配置すると共に、陽極２と陰極３の中心側に成膜材料となる希薄なガスを導入することで、プラズマＣＶＤ法により、ワーク９の立体表面上に均一な薄膜を成膜することが可能となる。
【００２６】
また、ワーク９の長さ（高さ）に応じて配置する陽極２と陰極３の数を適宜設定することにより、そのワーク９の長さ（高さ）に対応することが出来る。
さらに、ワーク９に導通するワーク接続電極７を設け、電源５の負側を陰極３と前記ワーク接続電極７との何れかに切り替える切替スイッチ６を設けることにより、プラズマＣＶＤによりワーク９の表面に成膜するのに先だって、ワーク９の表面をイオン衝撃により清浄化することも出来る。この前処理工程とその後の成膜工程とは切替スイッチ６による電源５の切替と導入するガスの切替だけで順次行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプラズマＣＶＤ用電極の一実施形態を示す電極部分のみを縦断した側面図である。
【図２】前記のプラズマＣＶＤ用電極の１組の陽極、陰極及び浮遊電極の一部分を拡大した図である。
【符号の説明】
１プラズマＣＶＤ用電極
２陽極
３陰極
４浮遊電極
５電源
６切替スイッチ
７ワーク接続電極
９ワーク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for forming a thin film on the surface of a workpiece by plasma CVD, and more particularly to an electrode for plasma CVD for forming a thin film on a three-dimensional surface such as a cylindrical shape of the workpiece by plasma CVD.
[0002]
[Prior art]
When a dilute source gas is discharged in a plasma state in an electric field between the cathode and the anode, chemically active ions, radical excited atoms and excited molecules are generated. In the plasma CVD method, a voltage is applied between a cathode and an anode, and a dilute gas as a film forming material is introduced during that time to form a plasma, and active particles generated in the plasma are used for chemical reaction on a solid surface. It promotes the reaction and forms a thin film.
[0003]
The basic configuration of the plasma CVD apparatus mainly includes a source gas supply system, a vacuum chamber, parallel plate electrodes arranged in the vacuum chamber, and a power source for applying a voltage to the parallel plate electrodes. is there. In addition, an exhaust system and an exhaust gas treatment system are included. In general, film formation on a solid surface by such a plasma CVD apparatus is performed on a plane of a substrate such as a semiconductor wafer. However, for a three-dimensional surface such as a cylindrical surface, it is necessary to sequentially perform surface treatment on the surface facing the electrode while changing the orientation of the workpiece.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to sequentially perform the surface treatment on the surface facing the electrode while changing the orientation of the workpiece, a mechanism for changing the orientation of the workpiece is required, and the apparatus becomes complicated. Moreover, in order to change the direction of the workpiece in the vacuum chamber, a troublesome operation is required. Furthermore, when the surface is processed while changing the direction of the workpiece, the processing conditions are likely to vary depending on the surface, and non-uniformity of the formed thin film is likely to occur.
[0005]
In view of the problems in the conventional plasma CVD technique, the present invention provides a plasma CVD electrode capable of easily forming a uniform film on a three-dimensional surface of a workpiece such as a cylindrical surface by plasma CVD. With the goal. Furthermore, in addition to this purpose, a function for etching and cleaning the three-dimensional surface of the workpiece by ion bombardment is added.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, in order to achieve the above object, the anode 2 and the cathode 3 for plasma CVD are formed in a ring shape and are alternately arranged in the direction of the central axis and arranged coaxially so that the central axes coincide with each other. The work 9 was placed on the film to form a film. As a result, a uniform electric field is formed around the workpiece 9, and uniform plasma conditions can be formed. Further, a floating electrode that is neutral with respect to the potential between the anode 2 and the cathode 3 so that an electric field is formed on the inner side surrounded by the anode 2 and the cathode 3, that is, on the side where the workpiece 9 is disposed. 4 and the distance between the floating electrode 4, the anode 2 and the cathode 3 was set appropriately.
[0007]
That is, in the plasma CVD electrode according to the present invention, the anode 2 and the cathode 3 are ring-shaped (or donut-shaped), and these are alternately arranged in the central axis direction so that the central axes coincide with each other, and the workpiece is placed on the central axis. 9 is arranged. Further, a ring-shaped floating electrode 4 that is neutral with respect to the voltage applied to the anode 2 and the cathode 3 is disposed.
[0008]
In such a plasma CVD electrode, since an electric field is formed on the center side of the ring-shaped anode 2 and cathode 3, a work 9 is disposed on the central axis, and the anode 2, cathode 3, and work 9 While introducing a thin film-forming gas into the space, gas molecules can be discharged around the work 9 to form plasma. This makes it possible to form a uniform thin film on the three-dimensional surface without changing the orientation of the workpiece 9.
[0009]
Moreover, a thin film can be formed on the surface of the workpiece 9 having an arbitrary length by appropriately setting the number of anodes 2 and cathodes 3 arranged according to the length (height) of the workpiece 9.
In this case, the width g of the gap between the anode 2 and the floating electrode 4 and the gap between the floating electrode 4 and the cathode 3 and its width are set so that an electric field is surely formed on the center side of the ring-shaped anode 2 and cathode 3. The ratio g / D with the radial depth D of the gap is preferably ½ or less.
[0010]
Further, a work connection electrode 7 that conducts to the work 9 is provided, and a changeover switch 6 that selectively switches the negative side of the power source 5 to either the cathode 3 or the work connection electrode 7 is provided. Thus, prior to forming a film on the surface of the workpiece 9 by plasma CVD, the anode 2 is connected in a state where the negative side of the power source 5 is connected to the workpiece connection electrode 7 by the changeover switch 6 and the workpiece connection electrode 7 is at a negative potential. A gas such as argon is introduced inside and ionized to cause the generated ions to collide with the surface of the workpiece 9. Thereby, the surface of the workpiece 9 is ion-bombarded and cleaned by etching. Thereafter, the selector switch 6 is switched to connect the negative side of the power source 5 to the cathode 3, and film formation is performed by plasma CVD as described above. By doing so, cleaning as a pretreatment of the surface of the work 9 and formation of the target film can be sequentially performed only by switching the changeover switch 6 and changing the type of gas to be introduced.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described specifically and in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal side view showing an embodiment of an electrode for plasma CVD according to the present invention.
[0012]
A plurality of ring-shaped or donut-shaped electrodes having a disc shape and a hole in the center are prepared, and arranged vertically in FIG. 1 at equal intervals so that their central axes coincide with each other. It is assembled. Among these, one electrode is the anode 2, and the electrodes on both sides thereof are the cathode 3. The anode 2 and the cathode 3 are insulated from and held by an insulating material 12 that also serves as a spacer on the outer peripheral side thereof. In the example of FIG. 1, there are two anodes 2 and three cathodes 3 on both sides thereof, but these numbers are appropriately changed depending on the height (length) of the workpiece 9 described later.
[0013]
Further, a floating electrode 4 is inserted between the anode 2 and the cathode 3 adjacent to each other in the vertical direction. The floating electrode 4 in the illustrated example has the same inner diameter as the anode 2 and the cathode 3, but has a smaller outer diameter and a larger thickness than the anode 2 and the cathode 3. The floating electrode 4 is disposed concentrically with the anode 2 and the cathode 3 with the outer peripheral side fitted into the inner periphery of the insulating material 12 and is held between the anode 2 and the cathode 3 adjacent to each other vertically. Yes. In this state, gaps of equal spacing are formed between the floating electrode 4 and the upper and lower anodes 2 and cathodes 3. In the example shown in FIG. 1, two floating electrodes 4 are inserted vertically between the anode 2 and the cathode 3.
[0014]
Such a plasma CVD electrode 1 in which a plurality of anodes 2, cathodes 3 and floating electrodes 4 are arranged in a predetermined state is placed in a vacuum chamber (not shown). And as shown in FIG. 1, the workpiece | work 9 is installed on the central axis of these anode 2, the cathode 3, and the floating electrode 4. As shown in FIG. In the example shown in FIG. 1, a cylindrical workpiece 9 is arranged on the central axes of the anode 2, the cathode 3 and the floating electrode 4.
[0015]
A work contact electrode 7 is in contact with the lower end of the work 9 installed on the central axis of the anode 2, the cathode 3 and the floating electrode 4. Further, a ring-shaped reaction gas supply pipe 8 is arranged so as to surround the workpiece contact electrode 7, and a reaction gas supplied from a reaction gas supply source (not shown) is opened above the reaction gas supply pipe 8. The anode 2, the cathode 3, and the floating electrode 4 are supplied to the space between the work 9 and the discharge port. On the other hand, a pressure gauge 10 for measuring the degree of vacuum between the anode 2, the cathode 3, and the floating electrode 4 and the workpiece 9 is disposed on the upper end side of the workpiece 9.
[0016]
FIG. 1 also shows the electrical connection of the anode 2, cathode 3 and workpiece contact electrode 7 to the power source 5. As shown in FIG. 1, the positive side of the power source 5 is connected to the anode 2, and the negative side of the power source 5 is connected to the base side contact of the changeover switch 6. The two switching contacts of the changeover switch 6 are connected to the work contact electrode 7 in contact with the work piece 9 and the cathode 3 between the anode 2. Therefore, the negative side of the power source 5 is selectively connected to the cathode 3 and the work contact electrode 7 by the switching operation of the selector switch 6.
[0017]
FIG. 2 is an enlarged view of a part of the pair of anode 2, cathode 3 and floating electrode 4. The floating electrode 4 is made of a conductor, and two pieces are inserted between the anode 2 and the cathode 3 so as to be separated vertically.
The floating electrode 4 is formed between the anode 2 and the cathode 3 so that the electric field formed between the anode 2 and the cathode 3 is formed toward the inner peripheral side thereof, that is, toward the surface side of the workpiece 9. The electrode is in a floating state that is neutral with respect to the potential. Therefore, it is held in an insulated state between the anode 2 and the cathode 3 by the insulating material 12 and is in an electrically floating state.
[0018]
A gap having a width g is formed between the floating electrode 4 and the anode 2 and the cathode 3 on both sides thereof, from the depth of the gap, that is, from the inner peripheral edge of the floating electrode 4 to the base portion embedded in the insulating material 12. The depth of D is D. When the film is formed by the plasma CVD method, for example, a mixed gas of methane and ethylene, a mixed gas of argon and naphthalene, argon, or a mixed gas of nitrogen and osmium tetroxide in the space between the anode 2 and the cathode 3 and the work 9. A voltage suitable for plasma discharge is applied between the anode 2 and the cathode 3 while supplying a film forming material gas such as plasma to generate plasma. In this case, the floating electrode 4 is arranged for the purpose of relaxing the electric field formed between the anode 2 and the cathode 3 and avoiding abnormal discharge and the deposition of the CVD film on the electrode-side insulating surface, and the gap g is 1 mm to 5 mm. It is good to do.
[0019]
Next, a procedure for forming a film on the outer peripheral cylindrical surface of the workpiece 9 using such a plasma CVD electrode 1 will be described.
Before forming a film on the peripheral surface of the work 9 by plasma CVD, the peripheral surface is first etched and cleaned.
[0020]
A vacuum chamber (not shown) containing the plasma CVD electrode 1 is depressurized in advance to a pressure of 1 Pa or less. The negative side of the power source 5 is switched to the workpiece contact electrode 7 side by the changeover switch 6, and the negative side of the power source 5 is connected to the workpiece 9. In this state, argon or a mixed gas of argon and oxygen is introduced from the reaction gas supply pipe 8 into the space between the anode 2 and the cathode 3 and the workpiece 9 to form a dilute gas atmosphere having a pressure of several Pa to several tens Pa. By performing plasma discharge in this state, the gas molecules are ionized in the space between the anode 2 and the work 9, and ions are generated. The ions collide with the surface of the work 9 maintained at a negative potential, and impurities attached to the surface of the work 9 are removed by ion bombardment.
[0021]
Next, a required thin film is formed on the surface of the cleaned work 9 by plasma CVD.
After the supply of the cleaning gas is stopped, the negative side of the power source 5 is switched to the cathode 3 side by the changeover switch 6, and the negative side of the power source 5 is connected to the cathode 3. In this state, the two floating electrodes 4 inserted between the anode 2 and the cathode 3 are charged to the polarities of the adjacent electrodes.
[0022]
For example, a mixed gas of methane and ethylene, a mixed gas of argon and naphthalene, argon, or nitrogen and osmium tetroxide through a reaction gas supply pipe 8 from a gas server (not shown) with the pressure in the vacuum chamber reduced to 1 Pa or less in advance. A material gas for film formation such as a mixed gas is introduced into the space between the anode 2 and the cathode 3 and the work 9, and the space is maintained in a dilute gas atmosphere having a pressure of several Pa to several tens Pa suitable for plasma discharge. In this state, when a voltage necessary for film formation is applied between the anode 2 and the cathode 3 to generate plasma, a required film is deposited and formed on the peripheral surface of the work 9.
[0023]
Thereafter, the power source 5 is turned off by the changeover switch 6 and the supply of the film forming material gas is stopped. Thereby, the film formation on the peripheral surface of the workpiece 9 is completed. The work 9 having a required thin film formed on the peripheral surface is taken out from the vacuum chamber by a transfer rod or the like (not shown).
[0024]
As described above, plasma generation is stabilized by inserting two floating electrodes 4 between the anode 2 and the cathode 3 and charging them to the polarities of adjacent electrodes. Further, the presence of these floating electrodes 4 makes it difficult for the wall surface of the insulating material 12 that insulates each of the anodes 2, the cathodes 3, and the floating electrodes 4 to become dirty, and the electrode maintenance interval can be increased.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, in the plasma CVD electrode according to the present invention, the work 9 is disposed on the center axis of the ring-shaped anode 2 and the cathode 3, and the dilute material used as the film forming material on the center side of the anode 2 and the cathode 3. By introducing the gas, a uniform thin film can be formed on the three-dimensional surface of the work 9 by plasma CVD.
[0026]
Further, by appropriately setting the number of anodes 2 and cathodes 3 arranged according to the length (height) of the work 9, it is possible to correspond to the length (height) of the work 9.
Furthermore, by providing a work connection electrode 7 that conducts to the work 9 and providing a changeover switch 6 that switches the negative side of the power source 5 to either the cathode 3 or the work connection electrode 7, the surface of the work 9 is formed by plasma CVD. Prior to film formation, the surface of the workpiece 9 can be cleaned by ion bombardment. The pretreatment process and the subsequent film formation process can be performed sequentially only by switching the power source 5 by the changeover switch 6 and switching the gas to be introduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view in which only an electrode portion showing an embodiment of an electrode for plasma CVD according to the present invention is vertically cut.
FIG. 2 is an enlarged view of a part of one set of an anode, a cathode and a floating electrode of the plasma CVD electrode.
[Explanation of symbols]
1 Electrode for plasma CVD 2 Anode 3 Cathode 4 Floating electrode 5 Power supply 6 Changeover switch 7 Work connection electrode 9 Work

Claims

An electrode for plasma CVD for forming a film on a three-dimensional surface of a workpiece (9) by plasma CVD, wherein the anode (2) and the cathode (3) are ring-shaped, and these are arranged in a central axis so that the central axes coincide with each other An electrode for plasma CVD, wherein the electrodes are alternately arranged in a direction, and a work (9) is arranged on a central axis thereof.

2. The plasma according to claim 1, wherein a ring-shaped floating electrode (4) which is neutral in potential with respect to a voltage applied to the anode (2) and the cathode (3) is arranged. CVD electrode.

The ratio g / D of the gap width g between the anode (2) and the floating electrode (4) and between the floating electrode (4) and the cathode (3) and the radial depth D of the gap is 1/2 or less. The plasma CVD electrode according to claim 2, wherein the electrode is a plasma CVD electrode.

It has a work connection electrode (7) that conducts to the work (9), and has a changeover switch (6) that switches the negative side of the power source (5) to either the cathode (3) or the work connection electrode (7). The electrode for plasma CVD according to any one of claims 1 to 3, wherein: