JP2015196864A - 成膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】負電圧印加部からの負のバイアス電圧を被加工材料の端部に印加させることなく、被加工材料の負電圧印加部が接続されていない端部を含む領域を成膜することが可能な成膜装置を提供する。【解決手段】被加工材料８を保持するとともに導電性を有する保持具９を備え、マイクロ波供給口２２の支持凹部２２Ｂにて保持具９を保持することにより被加工材料８を支持するとともに、負電圧印加端子部材２５を保持具９に接続させるように構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、プラズマを用い、鋼材等の導電性を有する被加工材料の表面に被膜を形成するための成膜装置に関するものである。

従来より、プラズマを用い、鋼材等の導電性を有する被加工材料の表面に被膜を形成するための成膜装置に関し種々提案されている。
例えば、上述した被加工材料の表面にダイヤモンドライクカーボン（以下、「ＤＬＣ」という。）成膜処理する技術が特許文献１（特開２００４−４７２０７号公報）等により知られている。

この特許文献１に開示された技術では、プラズマ生成装置がマイクロ波供給口である石英窓を通して処理容器内の被加工材料に向けマイクロ波を供給することにより、石英窓の端面の周辺領域にプラズマが生成される。被加工材料は例えば棒状であり、石英窓内面から処理容器内に突出するように配置され、生成されたプラズマに覆われた被加工材料の石英窓内面の周辺部分にはシース層が生成される。続いて、マイクロ波の供給中に、プラズマ生成装置が被加工材料へ負のバイアス電圧を印加する。
この結果、被加工材料の表面に生成されたシース層は被加工材料の表面に沿って拡大する。また同時に、供給されたマイクロ波は、この拡大されたシース層に沿って高エネルギ密度の表面波として伝播する。このとき、高エネルギ密度の表面波により石英窓内面周辺から離れた被加工材料の表面にもプラズマが生成され、シース層も生成される。この新たに生成されたシース層も負のバイアス電圧によって拡大され、この拡大されたシース層に沿ってマイクロ波が高エネルギ密度の表面波としてさらに伝播する。これにより、被加工材料の石英窓周辺から離れた部分へ、すなわち、被加工材料の石英窓側の一端から処理容器内に突出した他端へとプラズマが伸長する。この結果、原料ガスが表面波によってプラズマ励起されて高密度プラズマとなり、被加工材料の表面全体にＤＬＣ成膜処理される。

特開２００４−４７２０７号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載された成膜装置では、バイアス電源から負電圧を被加工材料に印加する負電圧印加端子部材が、被加工材料の上端に接続されている。かかる構成では、負電圧印加端子部材が接続される被加工材料の上端に成膜が行われないこととなる。

ここに、例えば、各種の工具等のように、上端を含む領域を成膜する必要がある被加工材料が考えられる。特許文献１に記載された成膜装置では、被加工材料に負電圧を印加する負電圧印加端子部材が被加工材料の端部に接続されているため、上端を含む領域を成膜できないという問題がある。

本発明は前記従来技術における問題点を解消するためになされたものであり、負電圧印加端子部材により負のバイアス電圧を印加する被加工材料の、支持部により支持されていない端部を含む領域を成膜することが可能な成膜装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため請求項１に係る成膜装置は、処理容器に原料ガスと不活性ガスとを供給するガス供給部と、導電性を有する被加工材料の処理表面に沿ってプラズマを生成させるためのマイクロ波を供給するマイクロ波供給部と、前記被加工材料の処理表面に沿うシース層を拡大させる負のバイアス電圧を印加する負電圧印加部と、前記マイクロ波供給部から供給されるマイクロ波を拡大された前記シース層へ伝播させるマイクロ波供給口と、前記マイクロ波供給口に対して前記被加工材料を支持する支持部と、前記支持部において、前記被加工材料に、前記負電圧印加部からの負のバイアス電圧を印加させる負電圧印加端子部材と、を備えることを特徴とする。

請求項２に係る成膜装置は、請求項１の成膜装置において、前記支持部は、前記マイクロ波供給口に着脱可能に設けられ、前記被加工材料を保持するとともに導電性を有する保持部材であり、前記負電圧印加端子部材は、前記保持部材に接続されることを特徴とする。

請求項３に係る成膜装置は、請求項１の成膜装置において、前記マイクロ波供給口は、前記被加工材料が挿入される凹状の凹部壁面を備え、前記支持部は、前記凹部壁面の側面により、前記被加工材料の端部を支持し、前記負電圧印加端子部材は、前記支持部の前記凹部壁面の底部に配置されることを特徴とする。

請求項４に係る成膜装置は、請求項１乃至請求項３のいずれかの成膜装置において、前記マイクロ波供給部は、供給時間が１００μ秒以下のパルス状のマイクロ波を繰り返し前記被加工材料に供給することを特徴とする。

請求項５に係る成膜装置は、請求項１乃至請求項４のいずれかの成膜装置において、前記負電圧印加部と前記負電圧印加端子部材とを接続するバイアス印加線を備え、前記バイアス印加線には、前記負電圧印加端子部材が前記支持部に接続されたとき前記シース層に沿って伝播するマイクロ波を反射または吸収する表面波制御部が設けられることを特徴とする。

請求項６に係る成膜装置は、導電性を有する被加工材料を含む中心導体の処理表面に沿ってプラズマを生成させるためのマイクロ波を供給するマイクロ波供給部と、前記中心導体の処理表面に沿うシース層を拡大させる負のバイアス電圧を印加する負電圧印加部と、前記負電圧印加部からの負のバイアス電圧を前記被加工材料に印加させる負電圧印加端子部材と、前記マイクロ波供給部から供給されるマイクロ波を拡大された前記シース層へ伝播させ、前記中心導体が挿入される凹状の凹部壁面を備え、且つ、前記凹部壁面の側面に、前記中心導体と当接して前記中心導体を支持する支持部を備えるマイクロ波供給口と、前記マイクロ波供給口のマイクロ波導入面を囲み、マイクロ波導入面よりも前記マイクロ波が伝播する方向へ突出する包囲壁部とを備え、前記負電圧印加端子部材は、前記包囲壁部の前記マイクロ波の伝播方向の上面より前記マイクロ波導入面側において、前記マイクロ波供給口の前記支持部または前記中心導体に接触されることを特徴とする。

請求項７に係る成膜方法は、処理容器に原料ガスと不活性ガスとを供給するガス供給部と、導電性を有する被加工材料にマイクロ波供給口を介してマイクロ波を供給するマイクロ波供給部と、負のバイアス電圧を前記被加工材料に印加する負電圧印加部と、前記マイクロ波供給部による前記マイクロ波の供給を制御する制御部と、を備えた成膜装置で実行される成膜方法であって、前記負電圧印加部が、前記マイクロ波供給口に設けられ、前記被加工材料を支持する支持部に接続され、前記被加工材料の処理表面に沿うシース層を拡大させる負のバイアス電圧を前記被加工材料に印加する負電圧印加工程と、前記マイクロ波供給部に、前記被加工材料の処理表面に沿ってプラズマを生成させるためのマイクロ波を所定のパルス周期で繰り返し供給させて、前記マイクロ波を拡大された前記シース層へ伝播させ、且つ、１パルス当たりの供給時間が１００μ秒以下の前記マイクロ波を供給させる制御をするマイクロ波供給制御工程と、により製膜することを特徴とする。

請求項１に係る成膜装置では、被加工材料を支持する支持部をマイクロ波供給口に設けるとともに、支持部に接続されて負電圧印加部からの負のバイアス電圧を被加工材料に印加させる負電圧印加端子部材を設けたので、負のバイアス電圧は、被加工材料を支持する支持部を介して被加工材料に印加される。すなわち、負電圧印加端子部材は、被加工材料に対して、支持部に支持される領域以外の成膜される領域に接点を持たない。よって、被加工材料の支持部に支持される領域以外の端部を含む領域を成膜することができる。

請求項２に係る成膜装置では、被加工材料を保持するとともに導電性を有する保持部材を備え、マイクロ波供給口の支持部にて保持部材を保持することにより被加工材料を支持する。負電圧印加端子部材は、保持部材に接続し、被加工材料には、保持部材を介して印加する。これにより、負電圧印加端子部材は、被加工材料を支持する保持部材に接点を持つのみで、被加工材料の端部を含む領域を成膜することができる。

請求項３に係る成膜装置では、被加工材料は、凹部壁面の側面と当接して支持される。よって、この当接位置より底面側の被加工材料は、成膜されない。すなわち、被加工材料の成膜されない当接位置より底面に負電圧印加端子部材が配置されるので、成膜されない領域を減らすことができる。

請求項４に係る成膜装置および請求項７に係る成膜方法では、マイクロ波供給部は、供給時間が１００μ秒以下のパルス状のマイクロ波を繰り返し被加工材料に供給するので、被加工材料に形成される膜の膜厚のバラツキを抑制して均一な膜を成形することができる。

請求項５に係る成膜装置では、負電圧印加部と負電圧印加端子部材とを接続し、バイアス印加線に表面波制御部が設けられている。マイクロ波供給部によるマイクロ波の供給中に、前記表面波制御部材によって、前記バイアス印加線の表面に沿うシース層内を伝播するマイクロ波が反射され、マイクロ波がバイアス印加線に沿って伝播することを抑制することができる。また、前記反射されたマイクロ波は被加工材料側に回帰されるので、効率が良く、被加工材料を処理することができる。

請求項６に係る成膜装置では、負電圧印加端子部材は包囲壁部のマイクロ波の伝播方向の上面よりマイクロ波導入面側において、中心導体に接触する。中心導体と包囲壁部との間ではプラズマの生成および侵入が困難であるためプラズマ密度が低く、従って、中心導体と包囲壁部とが対向する領域において中心導体に接触している負電圧印加端子部材およびバイアス印加線の表面がプラズマにより劣化されることを抑制することができる。

第１実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す説明図である。 第１実施形態に係る成膜装置おける負電圧印加端子部材の接続構造を拡大して示す説明図である。 第２実施形態に係る成膜装置おける負電圧印加端子部材の接続構造を拡大して示す説明図である。 第３実施形態に係る成膜装置おける負電圧印加端子部材の接続構造を拡大して示す説明図である。 第４実施形態に係る成膜装置おける負電圧印加端子部材の接続構造を拡大して示す説明図である。 第１実施形態に係る成膜装置において製膜される膜の膜厚のバラツキ幅とマイクロ波のパルス幅との関係を示すグラフである。 第５実施形態に係る成膜装置における負電圧印加端子部材の接続構造を拡大して示す説明図である。 第６実施形態に係る成膜装置における負電圧印加端子部材の接続構造を拡大して示す説明図である。 第７実施形態に係る成膜装置における負電圧印加端子部材の接続構造を拡大して示す説明図である。 第８実施形態に係る成膜装置における負電圧印加端子部材の接続構造を拡大して示す説明図である。 第９実施形態に係る成膜装置における負電圧印加端子部材の接続構造を拡大して示す説明図である。 第１０実施形態に係る成膜装置における負電圧印加端子部材の接続構造を拡大して示す要部切欠斜視図である。 図１２に示す負電圧印加端子部材の接続構造の模式断面図である。 第１１実施形態に係る成膜装置において、被加工材料の保持部材を固定支持するための部材を負電圧印加端子部材として利用する例を示す要部切欠斜視図である。 被加工材料の保持部材を固定支持するための部材を負電圧印加端子部材として利用して保持部材を固定支持する動作を示す説明図である。

以下、本発明に係る成膜装置について、本発明を具体化した第１実施形態乃至第１２実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、第１実施形態に係る成膜装置１の概略構成について図１及び図２に基づいて説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る成膜装置１は、処理容器２、真空ポンプ３、ガス供給部５、及び制御部６等から構成されている。処理容器２は、ステンレス等の金属製であって、気密構造の処理容器である。真空ポンプ３は、圧力調整バルブ７を介して処理容器２の内部を真空排気可能なポンプである。処理容器２の内部には、成膜対象である導電性を有する被加工材料８が、ステンレス等で形成された導電性を有する保持具９により保持されている。

被加工材料８の材質は、表面が導電性を有していれば、特に限定されるものではないが、本実施形態では低温焼戻し鋼である。ここで低温焼戻し鋼とは、ＪＩＳ Ｇ４０５１（機械構造用炭素鋼鋼材）、Ｇ４４０１（炭素工具鋼鋼材）、Ｇ４４−４（合金工具用鋼鋼材）、又はマルエージング鋼材などの材料である。被加工材料８は、低温焼戻し鋼以外にも、セラミック、または樹脂に導電性の材料がコーティングされているものでもよい。

ガス供給部５は、処理容器２の内部に成膜用の原料ガスと不活性ガスとを供給する。具体的には、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、またはＸｅなどの不活性ガスとＣＨ４、Ｃ２Ｈ２、又はＴＭＳ（テトラメチルシラン）等の原料ガスとが供給される。本実施形態では、ＣＨ４、およびＴＭＳの原料ガスにより被加工材料８がＤＬＣ成膜処理される。

ガス供給部５から供給される原料ガス、および不活性ガスの流量、および圧力が制御部６により制御されてもよいし、作業者により制御されてもよい。原料ガスは、アルキン、アルケン、アルカン、芳香族化合物などのＣＨ結合を有する化合物、または炭素が含まれる化合物が含まれるガスであればよい。Ｈ２が原料ガスに含まれてもよい。

処理容器２の内部に保持された被加工材料８に対してＤＬＣ成膜処理を行うためのプラズマが発生される。このプラズマは、マイクロ波パルス制御部１１、マイクロ波発振器１２、マイクロ波電源１３、負電圧電源１５、及び負電圧パルス発生部１６により発生される。本実施形態では、特開２００４−４７２０７号公報に開示された方法（以下、「ＭＶＰ法（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｓｈｅａｔｈ−Ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ Ｐｌａｓｍａ法）」という。）により表面波励起プラズマが発生される。以降の記載では、ＭＶＰ法を説明する。

マイクロ波パルス制御部１１は制御部６の指示に従い、パルス信号を発振し、この発振したパルス信号をマイクロ波発振器１２へ供給する。マイクロ波発振器１２は、マイクロ波パルス制御部１１からのパルス信号に従って、マイクロ波パルスを発生する。マイクロ波電源１３は、制御部６の指示に従い、指示された出力で２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発振するマイクロ波発振器１２へ電力を供給する。つまり、マイクロ波発振器１２は、２．４５ＧＨｚのマイクロ波をマイクロ波パルス制御部１１からのパルス信号に従って、パルス状のマイクロ波パルスで後述するアイソレータ１７に供給する。

そして、マイクロ波パルスは、マイクロ波発振器１２からアイソレータ１７、チューナ１８、導波管１９、導波管１９から図示されない同軸導波管変換器を介して突設された同軸導波管２１、及び石英などのマイクロ波を透過する誘電体等からなるマイクロ波供給口２２を経由し、保持具９及び被加工材料８の処理表面に供給される。アイソレータ１７は、マイクロ波の反射波がマイクロ波発振器１２へ戻ることを防ぐものである。チューナ１８は、マイクロ波の反射波が最小になるようにチューナ１８前後のインピーダンスを整合するものである。

図２に示すように、多段形状に形成されたマイクロ波供給口２２の、左右方向の中央領域には、保持具９に向かって突出形成された突出部２２Ａが設けられている。突出部２２Ａの中央位置には、保持具９の下端を支持する支持凹部２２Ｂが形成されている。支持凹部２２Ｂに、保持具９の下端が嵌め込みされる。これにより突出部２２Ａの支持凹部２２Ｂ及び上端面２２Ｃの内側部は、導電性の保持具９にて被覆されることとなる。また、突出部２２Ａの上端面２２Ｃにおける外側部及び突出部２２Ａの側面は開放されており、かかる側面の開放部は第１マイクロ波透過部２２Ｄとなる。

また、第１マイクロ波透過部２２Ｄの下端から左右方向に延長された部分も開放されており、かかる部分は第２マイクロ波透過部２２Ｅとなる。第２マイクロ波透過部２２Ｅは、導電性の保持具９及び側面導体２３（後述する）のいずれにも被覆されていない。

従って、マイクロ波供給口２２から供給されるマイクロ波は、上端面２２Ｃの外側部、第１マイクロ波透過部２２Ｄ及び第２マイクロ波透過部２２Ｅから包囲壁部２３Ｃ（後述する）との間の包囲空間２０を介して被加工材料８及び保持具９の処理表面に沿って供給される。被加工材料８及び保持具９には、負のバイアス電圧が印加される。これにより、マイクロ波がシース層とプラズマとの界面に沿って表面波として伝播し、被加工材料８及び保持具９の表面に沿って表面波に基づく高密度励起プラズマが発生する。

マイクロ波供給口２２の上端面２２Ｃは、供給されるマイクロ波の導入面である。マイクロ波は、マイクロ波供給口２２の上端面２２Ｃの外側部、第１マイクロ波透過部２２Ｄ及び第２マイクロ波透過部２２Ｅを介して透過されるので、マイクロ波供給口２２におけるマイクロ波の透過領域を拡大することができる。

ここに、マイクロ波供給口２２は多段形状に形成されているので、保持具９に被覆された突出部２２Ａの先端部からのマイクロ波の反射を打ち消す構造を容易に採用することができる。

また、マイクロ波供給口２２の外周には、図２に示すように、下方に導電性のフランジ部材２３Ａが接触配置されており、また、フランジ部材２３Ａの上方に導電性の包囲壁部材２３Ｂが接触配置されている。これらのフランジ部材２３Ａ及び包囲壁部材２３Ｂは、マイクロ波供給口２２の上端面２２Ｃ外側部、第１マイクロ波透過部２２Ｄ及び第２マイクロ波透過部２２Ｅを除く外周面を被覆する側面導体２３として機能する。従って、マイクロ波は、マイクロ波供給口２２の上端面２２Ｃ外側部、第１マイクロ波透過部２２Ｄ及び第２マイクロ波透過部２２Ｅ以外の部分から、供給されることはなく、マイクロ波供給口２２の上端面２２Ｃ外側部、第１マイクロ波透過部２２Ｄ及び第２マイクロ波透過部２２Ｅから透過されてシース層に伝播される。
ここに、フランジ部材２３Ａ及び包囲壁部材２３Ｂは、共に、ステンレス等の金属で形成されている。
側面導体２３を構成するフランジ部材２３Ａは、処理容器２の内側面にネジ止め等によって固定され、電気的に処理容器２に接続されており、また、包囲壁部材２３Ｂは、適宜の方法でフランジ部材２３Ａに固定配置されている。マイクロ波供給口２２の中央には同軸導波管２１の中心導体が延長されている。

図２に示すように、フランジ部材２３Ａに固定配置される包囲壁部材２３Ｂの中央部には、第１マイクロ波透過部２２Ｄを囲むように形成された筒状の包囲壁部２３Ｃが形成されている。包囲壁部２３Ｃは、第１マイクロ波透過部２２Ｄとの間に所定間隔を保持しつつ第１マイクロ波透過部２２Ｄ及び保持具９の一部を囲んでいる。かかる包囲壁部２３Ｃは、ステンレス等の金属で形成されている。これにより、包囲壁部２３Ｃの内周面と保持具９、第１マイクロ波透過部２２Ｄの外周面との間に、図１に示すように上方側が開放された略円筒状の包囲空間２０が形成されている。

前記のように、マイクロ波供給口２２において、上端面２２Ｃの外側部、第１マイクロ波透過部２２Ｄ及び第２マイクロ波透過部２２Ｅを除く残余の外周面は、導電性の保持具９及びフランジ部材２３Ａ及び包囲壁部材２３Ｂからなる側面導体２３により被覆されている。このため、マイクロ波供給口２２から供給されるパルス状のマイクロ波は、上端面２２Ｃの外側部、第１マイクロ波透過部２２Ｄ及び第２マイクロ波透過部２２Ｅ付近に放射される。この結果、包囲空間２０及び被加工材料８の処理表面に沿ってプラズマが生成される。

また、図２に示すように、被加工材料８の保持具９の上部周面には、電極接続凹部９Ａが形成されており、かかる電極接続凹部９Ａには、負電圧パルス発生部１６に接続されるとともに処理容器２内まで延長されたバイアス印加線３０の端部に設けられた負電圧印加端子部材２５が電気的に接続されている。保持具９には、バイアス印加線３０を介して負のバイアス電圧パルスが印加される。

マイクロ波供給口２２の中心導体２１Ａと保持具９との間には、真空を保持するため、これらの間に石英等の誘電体が配置されている。被加工材料８は、例えば棒状であり、マイクロ波供給口２２の中心導体の延長線上に保持される。

負電圧電源１５は、制御部６の指示に従い、負電圧パルス発生部１６に負のバイアス電圧を供給する。負電圧パルス発生部１６は、負電圧電源１５から供給された負のバイアス電圧をパルス化する。このパルス化の処理は、負電圧パルス発生部１６が制御部６の指示に従い、負のバイアス電圧パルスの大きさ、周期、及び、デューティ比を制御する処理である。このパルス状の負のバイアス電圧が、バイアス印加線３０、負電圧印加端子部材２５を介して、処理容器２の内で保持具９に保持された被加工材料８に保持具９を介して印加される。

ここに、第１マイクロ波透過部２２Ｄの長さ（高さ）は２ｍｍ以上に設定されており、また、第１マイクロ波透過部２２Ｄと包囲壁部２３Ｃの内周面との間隔は２ｍｍ以下に設定されている、包囲壁部２３Ｃの高さは２０ｍｍ以上に設定されている。また、包囲壁部２３Ｃの高さは、図１、図２に示すように、突出部２２Ａの高さよりも高く形成されている。

即ち、被加工材料８が、金属基材の場合、またはセラミック、または樹脂に導電性の材料がコーティングされた場合であっても、被加工材料８の少なくとも処理表面全域に負のバイアス電圧パルスが印加される。

尚、負電圧電源１５、および負電圧パルス発生部１６が本発明の負電圧印加部の一例である。また、マイクロ波パルス制御部１１、マイクロ波発振器１２、マイクロ波電源１３、アイソレータ１７、チューナ１８、導波管１９、及び同軸導波管２１が本発明のマイクロ波供給部の一例である。
成膜装置１は負電圧電源１５、および負電圧パルス発生部１６を備えたが、更に正電圧電源、および正電圧パルス発生部を備えてもよいし、負電圧パルス発生部１６の代わりに、パルス状の負のバイアス電圧でなく、連続する負のバイアス電圧を印加する負電圧発生部を備えてもよい。

制御部６には、圧力調整バルブ７、大気開放バルブ１０、真空計２６、負電圧電源１５、負電圧パルス発生部１６、マイクロ波パルス制御部１１、ガス供給部５、及びマイクロ波電源１３が電気的に接続されている。

制御部６は、負電圧電源１５とマイクロ波電源１３に制御信号を出力してマイクロ波パルスの印加電力と負電圧パルスの印加電圧を制御する。制御部６は、負電圧パルス発生部１６及びマイクロ波パルス制御部１１に制御信号を出力することによって、パルス状の負のバイアス電圧パルスの印加タイミング、供給電圧、デューティ比、及びマイクロ波発振器１２から発生されるマイクロ波パルスの供給タイミング、デューティ比、及び供給電力を制御する。

制御部６は、ガス供給部５に流量制御信号を出力して原料ガス及び不活性ガスの供給を制御する。制御部６は、処理容器２に取り付けられた真空計２６から入力される処理容器２内の圧力を表す圧力信号に基づいて、制御信号を圧力調整バルブ７に出力する。この制御信号が入力された圧力調整バルブ７は、この制御信号に含まれる圧力信号に基づいて、バルブ開度を調節することにより、処理容器２内の圧力を制御する。

制御部６は、全開、全閉の制御信号を大気開放バルブ１０に出力する。全開の制御信号が入力された大気開放バルブ１０は、バルブ開度を全開にする。全閉の制御信号が入力された大気開放バルブ１０は、バルブ開度を全閉にする。大気開放バルブ１０が全開になった場合には、処理容器２は、大気開放バルブ１０を介して、内部の圧力が外気圧と同じになる。

［表面波励起プラズマの説明］
通常、表面波励起プラズマを発生させる場合、ある程度以上の電子（イオン）密度におけるプラズマと、これに接する誘電体との界面に沿ってマイクロ波が供給される。供給されたマイクロ波は、この界面に電磁波のエネルギが集中した状態で表面波として伝播される。その結果、界面に接するプラズマは高エネルギ密度の表面波によって励起され、さらに増幅される。これにより高密度プラズマが生成されて維持される。ただし、この誘電体を導電性材料に換えた場合、導電性材料は表面波の導波路としては機能せず、好ましい表面波の伝播及びプラズマ励起を生ずることはできない。

一方、プラズマに接する物体の表面近傍には、本質的に単一極性の荷電粒子層、いわゆるシース層が形成される。物体が、負のバイアス電圧を加えた導電性を有する被加工材料８の場合、シース層とは電子密度が低い層、すなわち、正極性であって、マイクロ波の周波数帯においてはほぼ比誘電率ε≒１の層である。このため、印加する負のバイアス電圧の絶対値を例えば−１００Ｖの絶対値より大きくすることによりシース層のシース厚さを厚くできる。すなわちシース層が拡大する。このシース層が、プラズマとプラズマに接する物体との界面に表面波を伝播させる誘電体として作用する。

従って、被加工材料８を保持する保持具９の一端に近接して配置されたマイクロ波供給口２２からマイクロ波が供給され、かつ被加工材料８及び保持具９に負のバイアス電圧が印加されると、マイクロ波はシース層とプラズマとの界面に沿って表面波として伝播する。この結果、被加工材料８及び保持具９の表面に沿って表面波に基づく高密度励起プラズマが発生する。この高密度励起プラズマが、表面波励起プラズマである。

このような被加工材料８の表面の近傍での表面波励起による高密度プラズマの電子密度は１０¹¹〜１０¹²ｃｍ^―3に達する。このＭＶＰ法を用いたプラズマＣＶＤによりＤＬＣ成膜処理される場合は、通常のプラズマＣＶＤによりＤＬＣ成膜処理される場合よりも１桁から２桁高い成膜速度３〜３０（ナノｍ／秒）が得られるので高速成膜が可能である。

前記にて説明した通り、第１実施形態に係る成膜装置１では、被加工材料８を保持するとともに導電性を有する保持具９を備え、マイクロ波供給口２２の支持凹部２２Ｂにて保持具９を保持することにより被加工材料８を支持するとともに、負電圧印加端子部材２５を保持具９に接続させたので、保持具９と接触しない被加工材料８の端部を含む領域を成膜することができる。

次に、第２実施形態に係る成膜装置１における負電圧印加端子部材２５の接続構造について、図３に基づき説明する。
ここに、第２実施形態に係る成膜装置は、基本的に前記した第１実施形態に係る成膜装置１と同一の構成を有しており、従って、第２実施形態に係る成膜装置において第１実施形態の成膜装置と同一の構成についてはその説明を省略する。また、以下においては、第１実施形態の成膜装置１におけると同一の構成要素について同一の符号を付して説明し、第２実施形態の成膜装置に特有の構成に主眼をおいて説明することとする。

図３において、側面導体２３を構成する導電性フランジ部材２３Ａと包囲壁部材２３Ｂとの間に、挿通間隙３７が形成されており、また、マイクロ波供給口２２には、その外周面から支持凹部２２Ｂまで貫通された第１挿通孔３１が形成されている。挿通間隙３７及び第１挿通孔３１には、バイアス印加線３０が負電圧印加端子部材２５と共に挿通されて保持具９の下端部に電気的に接続される。

前記第２実施形態における負電圧印加端子部材２５の接続構造では、バイアス印加線３０は挿通間隙３７及び第１挿通孔３１の内部で外部に晒されることはなく、これよりバイアス印加線３０をプラズマから保護して劣化を抑制することができる。このとき、バイアス印加線３０は挿通間隙３７に対して絶縁されている。

次に、第３実施形態に係る成膜装置１における負電圧印加端子部材２５の接続構造について、図４に基づき説明する。
ここに、第３実施形態に係る成膜装置は、基本的に前記した第１実施形態に係る成膜装置１と同一の構成を有しており、従って、第３実施形態に係る成膜装置において第１実施形態の成膜装置と同一の構成についてはその説明を省略する。また、以下においては、第１実施形態の成膜装置１におけると同一の構成要素について同一の符号を付して説明し、第３実施形態の成膜装置に特有の構成に主眼をおいて説明することとする。

図４において、第３実施形態の成膜装置１における負電圧印加端子部材２５の接続構造では、前記第２実施形態の場合と同様にして、側面導体２３を構成する導電性フランジ部材２３Ａと包囲壁部材２３Ｂとの間に、挿通間隙３７が形成されており、また、マイクロ波供給口２２には、その外周面から支持凹部２２Ｂまで貫通された第１挿通孔３１が形成されている。挿通間隙３７及び第１挿通孔３１には、バイアス印加線３０がと共に負電圧印加端子部材２５が挿通されて保持具９の下端部に電気的に接続される。

そして、バイアス印加線３０に先端部に設けられた負電圧印加端子部材２５は、マイクロ波供給口２２の支持凹部２２Ｂの底部まで延出配置されている。

前記第３実施形態における負電圧印加端子部材２５の接続構造では、負電圧印加端子部材２５は支持凹部２２Ｂの底部にまで延出配置されているので、保持具９をマイクロ波供給口２２の支持凹部２２Ｂに挿入支持するだけで、負電圧印加端子部材２５と保持具９、被加工材料８とを確実に接触させて接続することができる。

次に、第４実施形態に係る成膜装置１における負電圧印加端子部材２５の接続構造について、図５に基づき説明する。
ここに、第４実施形態に係る成膜装置は、基本的に前記した第１実施形態に係る成膜装置１と同一の構成を有しており、従って、第４実施形態に係る成膜装置において第１実施形態の成膜装置と同一の構成についてはその説明を省略する。また、以下においては、第１実施形態の成膜装置１におけると同一の構成要素について同一の符号を付して説明し、第４実施形態の成膜装置に特有の構成に主眼をおいて説明することとする。

図５において、側面導体２３の一部を構成する包囲壁部材２３Ｂの包囲壁部２３Ｃには、第２挿通孔３３が形成されている。かかる第２挿通孔３３には、バイアス印加線３０と共に負電圧印加端子部材２５が挿通され、負電圧印加端子部材２５は、保持具９の下端部に電気的に接続されている。

前記第４実施形態における負電圧印加端子部材２５の接続構造では、負電圧印加端子部材２５はバイアス印加線３０と共に、包囲壁部材２３Ｂの包囲壁部２３Ｃに形成された第２挿通孔３３に挿通されるとともに保持具９の下端部に接続されており、包囲壁部２３Ｃの内部ではプラズマ密度が低く、従って、包囲壁部２３Ｃの内部にてバイアス印加線３０がプラズマにより劣化されることを抑制することができる。このとき、バイアス印加線３０は包囲壁部２３Ｃに対して絶縁されている。すなわち、第２挿通孔３３に当接する領域のバイアス印加線３０は絶縁被覆されていても良い。

前記第１実施形態乃至第４実施形態では、前記にて説明したように、負電圧印加端子部材２５を保持具９に接続する構成としたが、第１実施形態における負電圧印加端子部材の２５の接続構造を代表として、マイクロ波のパルス幅（供給時間）を種々変えて、被加工材料８の表面に成膜される被膜の膜厚のバラツキの程度を調べる実験を行った。

その実験結果が図６のグラフに示されている。この実験は、先ず、マイクロ波のパルス幅を８０μ秒、１２０μ秒、１６０μ秒、２４０μ秒から順次選択し、各パルス幅で得られた被膜のマイクロ波伝播方向膜厚分布（％）を計算した。このマイクロ波伝播方向膜厚分布は、下記計算式で計算される。
マイクロ波伝播方向膜厚分布（％）＝（各位置の膜厚／平均膜厚−１）×１００
上記計算式で計算された各マイクロ波のパルス幅におけるマイクロ波伝播方向膜厚分布（％）の一群の値において、最大値（ＭＡＸ）から最小値（ＭＩＮ）を引いた値をマイクロ波伝播方向膜厚バラツキ幅（％）とした。

各マイクロ波のパルス幅毎に得られたマイクロ波伝播方向膜厚バラツキ幅（％）とマイクロ波の各パルス幅との関係を図示すると、図６のグラフとなる。

尚、図６のグラフにおいて、マイクロ波のパルス幅１０００μ秒（１ｍ秒）で得られているマイクロ波伝播方向膜厚バラツキ幅のデータは、従来の成膜装置におけると同様、負電圧印加端子部材２５を被加工材料８の先端部（図１の上端部）に接続して成膜を行って得られたデータである。

前記従来の成膜装置で得られる被膜の膜厚バラツキ幅は、図６において、１０％以下であり、良好なものである。これよりすれば、前記第１実施形態における負電圧印加端子部材の接続構造により得られた被膜が、膜厚のバラツキ幅の良好な従来の成膜方法で得られた被膜と同程度の膜厚バラツキ幅であれば、被膜として良好であると云える。

図６のグラフにおいて、マイクロ波のパルス幅が８０μ秒で成膜された被膜の膜厚バラツキ幅は５％であり、極めて良好な被膜であることがわかる。マイクロ波のパルス幅が１２０μ秒で成膜された被膜の膜厚バラツキ幅は１４％であり、１０％を超えていることから、若干膜厚のバラツキ幅が大きい被膜である。マイクロ波のパルス幅が１６０μ秒で成膜された被膜のバラツキ幅は２０％であり、１０％の２倍であることから、膜厚のバラツキ幅は許容範囲を超えている。マイクロ波のパルス幅が２４０μ秒で成膜された被膜の膜厚バラツキ幅は２８％であり、１０％の２倍以上であることから、膜厚のバラツキ幅は更に許容範囲を超えている。

尚、図６のグラフにおいて、従来の成膜方法で得られた被膜の膜厚バラツキ幅が１０％であることを勘案すると、膜厚バラツキ幅が１０％程度となるマイクロ波のパルス幅は、１００μ秒程度である。従って、第１実施形態におけるように、負電圧印加端子部材２５を保持具９に接続する接続構造を採用する場合には、マイクロ波のパルス幅が１００μ秒以下であれば、膜厚バラツキ幅を１０％以下に制御して被加工材料８に良好な被膜を成膜することができるものである。

続いて、第５実施形態に係る成膜装置１における負電圧印加端子部材２５の接続構造について、図７に基づき説明する。
ここに、第５実施形態に係る成膜装置は、基本的に前記した第１実施形態に係る成膜装置１と同一の構成を有しており、従って、第５実施形態に係る成膜装置において第１実施形態の成膜装置と同一の構成についてはその説明を省略する。また、以下においては、第１実施形態の成膜装置１におけると同一の構成要素について同一の符号を付して説明し、第５実施形態の成膜装置に特有の構成に主眼をおいて説明することとする。

図７において、被加工材料８の保持具９の上部周面には、電極接続凹部９Ａが形成されており、かかる電極接続凹部９Ａには、負電圧パルス発生部１６に接続されるとともに処理容器２内まで延長されたバイアス印加線３０の端部に設けられた負電圧印加端子部材２５が電気的に接続されている。

また、保持具９の電極接続凹部９Ａの近傍で、バイアス印加線３０には反射板３４が取り付けられている。かかる反射板３４は、保持具９の軸中心から包囲壁部２３Ｃの内周面までの距離よりも離れた位置でバイアス印加線３０に取り付けられている。たとえば、反射板３４はバイアス印加線とは誘電体で絶縁された浮遊電位の金属から成る。

前記第５実施形態における負電圧印加端子部材２５の接続構造では、バイアス印加線３０に反射板３４が取り付けられているので、反射板３４を介してバイアス印加線３０に沿って表面波として伝播するマイクロ波を反射させ、これよりマイクロ波がバイアス印加線３０に沿って伝播することを抑制することができる。

続いて、第６実施形態に係る成膜装置１における負電圧印加端子部材２５の接続構造について、図８に基づき説明する。
ここに、第６実施形態に係る成膜装置は、基本的に前記した第１実施形態に係る成膜装置１と同一の構成を有しており、従って、第６実施形態に係る成膜装置において第１実施形態の成膜装置と同一の構成についてはその説明を省略する。また、以下においては、第１実施形態の成膜装置１におけると同一の構成要素について同一の符号を付して説明し、第６実施形態の成膜装置に特有の構成に主眼をおいて説明することとする。

図８において、側面導体２３の一部を構成する包囲壁部材２３Ｂの包囲壁部２３Ｃには、第２挿通孔３３が形成されている。かかる第２挿通孔３３には、バイアス印加線３０と共に負電圧印加端子部材２５が挿通され、負電圧印加端子部材２５は、保持具９の下端部に電気的に接続されている。また、包囲壁部２３Ｃの外側で包囲壁部２３Ｃの隣接する位置にて、バイアス印加線３０には反射板３４が取り付けられている。

前記第６実施形態における負電圧印加端子部材２５の接続構造では、負電圧印加端子部材２５はバイアス印加線３０と共に、包囲壁部材２３Ｂの包囲壁部２３Ｃに形成された第２挿通孔３３に挿通されるとともに保持具９の下端部に接続されており、包囲壁部２３Ｃの内部ではプラズマ密度が低く、従って、包囲壁部２３Ｃと保持具９との間の領域にてバイアス印加線３０がプラズマにより劣化されることを抑制することができる。

また、前記第６実施形態における負電圧印加端子部材２５の接続構造では、バイアス印加線３０に反射板３４が取り付けられているので、反射板３４を介してバイアス印加線３０に沿って表面波として伝播するマイクロ波を反射させ、これよりマイクロ波がバイアス印加線３０に沿って伝播することを抑制することができる。
更に、反射板３４は、保持具９の軸中心から包囲壁部２３Ｃの内周面までの距離よりも離れた包囲壁部２３の外側の位置でバイアス印加線３０に取り付けられているので、包囲壁部２３Ｃと保持具９との間を伝播するマイクロ波の伝播を阻害することなく、反射板を介して更にマイクロ波を反射させてマイクロ波がバイアス印加線３０に沿って伝播することを抑制することができる。

続いて、第７実施形態に係る成膜装置１における負電圧印加端子部材２５の接続構造について、図９に基づき説明する。
ここに、第７実施形態に係る成膜装置は、基本的に前記した第１実施形態に係る成膜装置１と同一の構成を有しており、従って、第７実施形態に係る成膜装置において第１実施形態の成膜装置と同一の構成についてはその説明を省略する。また、以下においては、第１実施形態の成膜装置１におけると同一の構成要素について同一の符号を付して説明し、第７実施形態の成膜装置に特有の構成に主眼をおいて説明することとする。

図９において、バイアス印加線３０の挿通方向に対応して、包囲壁部２３Ｃの一部に反射板３４が組み込まれている。そして、バイアス印加線３０と共に負電圧印加端子部材２５は、反射板３４に挿通されるとともに、保持具９の下端部に電気的に接続されている。例えば、反射板はバイアス印加線及び包囲壁部とは誘電体で絶縁された金属から成る。

前記第７実施形態における負電圧印加端子部材２５の接続構造では、負電圧印加端子部材２５はバイアス印加線３０と共に、包囲壁部材２３Ｂの包囲壁部２３Ｃに組み込まれた反射板３４に挿通されるとともに保持具９の下端部に接続されており、包囲壁部２３Ｃの内部ではプラズマ密度が低く、従って、包囲壁部２３Ｃの内部にてバイアス印加線３０がプラズマにより劣化されることを抑制することができる。

また、前記第７実施形態における負電圧印加端子部材２５の接続構造では、包囲壁部２３Ｃに反射板３４が取り付けられているので、反射板３４を介してバイアス印加線３０に沿って伝播するマイクロ波を反射させ、これよりマイクロ波がバイアス印加線３０に沿って伝播することを抑制することができる。
更に、反射板３４は、保持具９の軸中心から包囲壁部２３Ｃの内周面までの距離と同等の位置で組み込まれているので、包囲壁部２３Ｃの一部領域でマイクロ波を反射させることができるとともに、反射板を介して更にマイクロ波を反射させてマイクロ波がバイアス印加線３０に沿って表面波として伝播することを抑制することができる。

続いて、第８実施形態に係る成膜装置１における負電圧印加端子部材２５の接続構造について、図１０に基づき説明する。
ここに、第８実施形態に係る成膜装置は、基本的に前記した第１実施形態に係る成膜装置１と同一の構成を有しており、従って、第８実施形態に係る成膜装置において第１実施形態の成膜装置と同一の構成についてはその説明を省略する。また、以下においては、第１実施形態の成膜装置１におけると同一の構成要素について同一の符号を付して説明し、第８実施形態の成膜装置に特有の構成に主眼をおいて説明することとする。

図１０において、被加工材料８の保持具９の上部周面には、電極接続凹部９Ａが形成されており、かかる電極接続凹部９Ａには、負電圧パルス発生部１６に接続されるとともに処理容器２内まで延長されたバイアス印加線３０の端部に設けられた負電圧印加端子部材２５が電気的に接続されている。また、保持具９の電極接続凹部９Ａの近傍で、バイアス印加線３０には、バイアス印加線３０をコイル状に形成したコイル部３５が形成されている。

前記第８実施形態における負電圧印加端子部材２５の接続構造では、保持具９の電極接続凹部９Ａの近傍で、バイアス印加線３０には、コイル状のコイル部３５が形成されているので、高周波に対するコイル部３５のインダクタンスを利用して、マイクロ波がバイアス印加線３０に沿って伝播することを抑制することができる。

続いて、第９実施形態に係る成膜装置１における負電圧印加端子部材２５の接続構造について、図１１に基づき説明する。
ここに、第９実施形態に係る成膜装置は、基本的に前記した第１実施形態に係る成膜装置１と同一の構成を有しており、従って、第９実施形態に係る成膜装置において第１実施形態の成膜装置と同一の構成についてはその説明を省略する。また、以下においては、第１実施形態の成膜装置１におけると同一の構成要素について同一の符号を付して説明し、第９実施形態の成膜装置に特有の構成に主眼をおいて説明することとする。

図１１において、被加工材料８の保持具９の上部周面には、電極接続凹部９Ａが形成されており、かかる電極接続凹部９Ａには、負電圧パルス発生部１６に接続されるとともに処理容器２内まで延長されたバイアス印加線３０の端部に設けられた負電圧印加端子部材２５が電気的に接続されている。また、保持具９の電極接続凹部９Ａの近傍で、バイアス印加線３０には、幅広部３６が不連続に設けられている。

前記第９実施形態における負電圧印加端子部材２５の接続構造では、バイアス印加線３０に幅広部３６が不連続に形成されており、これよりバイアス印加線３０には、幅広部３６と幅広部よりも細い部分とが不連続で形成されることとなり、かかる幅広部３６とこれより細い部分との各不連続部分では、表面波の一部が反射される。従って、バイアス印加線３０に沿う方向に表面波として伝播するマイクロ波に対する反射が増加することから、バイアス印加線３０に沿ったマイクロ波の進行を抑制することができる。

続いて、第１０実施形態に係る成膜装置１における負電圧印加端子部材２５の接続構造について、図１２、図１３に基づき説明する。
ここに、第１０実施形態に係る成膜装置は、基本的に前記した第１実施形態に係る成膜装置１と同一の構成を有しており、従って、第１０実施形態に係る成膜装置において第１実施形態の成膜装置と同一の構成についてはその説明を省略する。また、以下においては、第１実施形態の成膜装置１におけると同一の構成要素について同一の符号を付して説明し、第１０実施形態の成膜装置に特有の構成に主眼をおいて説明することとする。

図１２、図１３において、側面導体２３を構成する導電性フランジ部材２３Ａと包囲壁部材２３Ｂとの間に、挿通間隙３７が形成されており、かかる挿通間隙３７は、マイクロ波供給口２２に形成された第１挿通孔３１に連続されている。そして、挿通間隙３７及び第１挿通孔３１には、棒状の導電部材３８が挿通される。導電部材３８の一端部（図１２、図１３の右端部）には円板状の負電圧印加端子部材２５が設けられており、また、導電部材の他端部（図１２、図１３の左端部）にはバイアス印加線３０が電気的に接続されている。

また、マイクロ波供給口２２の支持凹部２２Ｂには、図１３に示すように、被加工材料８が直接に固定された配置である。この結果、被加工材料８は、負電圧印加端子部材２５に直接接触して電気的に接続される。

前記第１０実施形態における負電圧印加端子部材２５の接続構造では、負電圧印加端子部材２５は棒状の導電部材３８の端部に設けられているので、負電圧印加端子部材２５を、取り扱いが容易な棒状の導電部材３８を介して簡単に支持凹部２２Ｂの底部に配置することができる。
また、被加工材料８をマイクロ波供給口２２の支持凹部２２Ｂに固定配置するだけで、簡単に被加工材料８と負電圧印加端子部材２５とを直接接触させて電気的に接続することができる。更に、被加工材料８は、特に他の保持具を必要とすることなく、マイクロ波供給口２２の支持凹部２２Ｂに支持するだけで、支持凹部２２Ｂの底部に配設された負電圧印加端子部材２５と直接接触させて電気接続することができる。

続いて、第１１実施形態に係る成膜装置１における負電圧印加端子部材２５の接続構造について、図１４、図１５に基づき説明する。
ここに、第１１実施形態に係る成膜装置は、基本的に前記した第１実施形態に係る成膜装置１と同一の構成を有しており、従って、第１１実施形態に係る成膜装置において第１実施形態の成膜装置と同一の構成についてはその説明を省略する。また、以下においては、第１実施形態の成膜装置１におけると同一の構成要素について同一の符号を付して説明し、第１１実施形態の成膜装置に特有の構成に主眼をおいて説明することとする。

図１４において、第１１実施形態に係る成膜装置１における負電圧印加端子部材２５の接続構造では、被加工材料８を保持するための保持具９を固定支持するについて、図１４（Ａ）に示すフォークタイプの固定具３９や図１４（Ｂ）に示すハンドチャックタイプの固定具４０を使用する点に特徴を有する。

図１４（Ａ）に示す固定具３９では、導電性の操作スティック４１が備えられており、かかる操作スティック４１は、操作部４１Ａと操作部４１Ａの一端部（図１４（Ａ）の右端部）に形成されて保持具９の外周にて弾性的に嵌合固定される円弧状の嵌合部４１Ｂとが設けられている。操作部４１Ａの他端部（図１４（Ａ）の左端部）は、バイアス印加線３０に接続されている。

前記した固定具３９を負電圧印加端子部材として使用することにより、操作スティック４１の嵌合部４１Ｂを保持具９の外周にて弾性的に嵌合固定するだけで、負電圧パルス発生部１６と保持具９とを簡単に電気接続することができる。

また、図１４（Ｂ）に示す固定具４０では、回動支点４２Ａで交差状に支持された２つの導電性のハンド部材４２Ｂ、４２Ｂが備えられている。各ハンド部材４２Ｂの一端部には、保持具９の電極接続凹部９Ａに嵌合される嵌合端部４２Ｃが設けられている。各ハンド部材４２Ｂの操作部４２Ｄはバイアス印加線３０に接続されている。

前記した固定具４０を負電圧印加端子部材として使用することにより、各ハンド部材４２Ｂの嵌合端部４２Ｃを保持具９の電極接続凹部９Ａに嵌合するだけで、負電圧パルス発生部１６と保持具９とを簡単に電気接続することができ、且つ保持具９を安定に支持することができる。

前記図１４（Ａ）に示す固定具３９を介して負電圧パルス発生部１６と保持具９とを電気接続するには、図１５に示すように、保持具９に固定具３９を保持した状態で、保持具９をマイクロ波供給口２２の支持凹部２２Ｂに向かって移動させ、保持具９の下端部が支持凹部２２Ｂに固定支持された後固定具３９における操作スティック４１の嵌合部４１Ｂを電極接続凹部９Ａに嵌合固定する。これにより、嵌合部４１Ｂは保持具９に対して下方に押力を与え、負電圧パルス発生部１６と保持具９とが電気接続されるとともに、保持具９を安定に支持することができる。

尚、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。

１ 成膜装置
２ 処理容器
５ ガス供給部
６ 制御部
８ 被加工材料
９ 保持具
９Ａ 電極接続凹部
１１ マイクロ波パルス制御部
１２ マイクロ波発振器
１５ 負電圧電源
１６ 負電圧パルス発生部
１７ アイソレータ
１８ チューナ
１９ 導波管
２１ 同軸導波管
２２ マイクロ波供給口
２２Ａ 突出部
２２Ｂ 支持凹部
２２Ｃ 上端面
２２Ｄ 第１マイクロ波透過部
２２Ｅ 第２マイクロ波透過部
２３ 側面導体
２３Ａ フランジ部材
２３Ｂ 包囲壁部材
２３Ｃ 包囲壁部
２５ 負電圧印加端子部材
３０ バイアス印加線
３１ 第１挿通孔
３２ 傾斜面
３３ 第２挿通孔
３４ 反射板
３５ コイル部
３６ 幅広部

Claims (7)

1. 処理容器に原料ガスと不活性ガスとを供給するガス供給部と、
   導電性を有する被加工材料の処理表面に沿ってプラズマを生成させるためのマイクロ波を供給するマイクロ波供給部と、
   前記被加工材料の処理表面に沿うシース層を拡大させる負のバイアス電圧を印加する負電圧印加部と、
   前記マイクロ波供給部から供給されるマイクロ波を拡大された前記シース層へ伝播させるマイクロ波供給口と、
   前記マイクロ波供給口に対して前記被加工材料を支持する支持部と、
   前記支持部において、前記被加工材料に、前記負電圧印加部からの負のバイアス電圧を印加させる負電圧印加端子部材と、
   を備えることを特徴とする成膜装置。
2. 前記支持部は、前記マイクロ波供給口に着脱可能に設けられ、前記被加工材料を保持するとともに導電性を有する保持部材であり、
   前記負電圧印加端子部材は、前記保持部材に接続されることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
3. 前記マイクロ波供給口は、前記被加工材料が挿入される凹状の凹部壁面を備え、
   前記支持部は、前記凹部壁面の側面により、前記被加工材料の端部を支持し、
   前記負電圧印加端子部材は、前記支持部の前記凹部壁面の底部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
4. 前記マイクロ波供給部は、供給時間が１００μ秒以下のパルス状のマイクロ波を繰り返し前記被加工材料に供給することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の成膜装置。
5. 前記負電圧印加部と前記負電圧印加端子部材とを接続するバイアス印加線を備え、
   前記バイアス印加線には、前記負電圧印加端子部材が前記支持部に接続されたとき前記シース層に沿って伝播するマイクロ波を反射または吸収する表面波制御部が設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の成膜装置。
6. 導電性を有する被加工材料を含む中心導体の処理表面に沿ってプラズマを生成させるためのマイクロ波を供給するマイクロ波供給部と、
   前記中心導体の処理表面に沿うシース層を拡大させる負のバイアス電圧を印加する負電圧印加部と、
   前記負電圧印加部からの負のバイアス電圧を前記被加工材料に印加させる負電圧印加端子部材と、
   前記マイクロ波供給部から供給されるマイクロ波を拡大された前記シース層へ伝播させ、前記中心導体が挿入される凹状の凹部壁面を備え、且つ、前記凹部壁面の側面に、前記中心導体と当接して前記中心導体を支持する支持部を備えるマイクロ波供給口と、
   前記マイクロ波供給口のマイクロ波導入面を囲み、マイクロ波導入面よりも前記マイクロ波が伝播する方向へ突出する包囲壁部とを備え、
   前記負電圧印加端子部材は、前記包囲壁部の前記マイクロ波の伝播方向の上面より前記マイクロ波導入面側において、前記マイクロ波供給口の前記支持部または前記中心導体に接触されることを特徴とする成膜装置。
7. 処理容器に原料ガスと不活性ガスとを供給するガス供給部と、導電性を有する被加工材料にマイクロ波供給口を介してマイクロ波を供給するマイクロ波供給部と、負のバイアス電圧を前記被加工材料に印加する負電圧印加部と、前記マイクロ波供給部による前記マイクロ波の供給を制御する制御部と、を備えた成膜装置で実行される成膜方法であって、
   前記負電圧印加部が、前記マイクロ波供給口に設けられ、前記被加工材料を支持する支持部に接続され、前記被加工材料の処理表面に沿うシース層を拡大させる負のバイアス電圧を前記被加工材料に印加する負電圧印加工程と、
   前記マイクロ波供給部に、前記被加工材料の処理表面に沿ってプラズマを生成させるためのマイクロ波を所定のパルス周期で繰り返し供給させて、前記マイクロ波を拡大された前記シース層へ伝播させ、且つ、１パルス当たりの供給時間が１００μ秒以下の前記マイクロ波を供給させる制御をするマイクロ波供給制御工程と、
   により製膜する成膜方法。

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