JP3118225B2 - マイクロ波導入方法及びプラズマ処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無端環状導波管を
有するマイクロ波導入装置及び該マイクロ波導入装置を
備えたプラズマ処理装置に関する。更に詳しくは、本発
明は、マイクロ波の供給対象となる真空容器の周囲壁の
全域から該真空容器の中心方向に向かってマイクロ波を
均一且つ効率的に導入することを可能にするマイクロ波
導入装置及び該マイクロ波装置を備えたプラズマ処理装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロ波をプラズマ生起用の励起源と
して使用するプラズマ処理装置としては、ＣＶＤ装置、
エッチング装置等が知られている。こうしたいわゆるマ
イクロ波プラズマＣＶＤ装置を使用する成膜は例えば次
のように行われる。即ち該マイクロ波プラズマＣＶＤ装
置の成膜室内に成膜用の原料ガスを導入し、同時にマイ
クロ波エネルギーを投入して前記原料ガスを励起、分解
して該成膜室内にプラズマを発生させ、該成膜室内に配
された基体上に堆積膜を形成する。またマイクロ波プラ
ズマエッチング装置を使用する被処理基体のエッチング
処理は例えば次のようにして行われる。即ち、該装置の
処理室内にエッチャントガスを導入し、同時にマイクロ
波エネルギーを投入して該エッチャントガスを励起、分
解してプラズマを発生させ、これにより該処理室内に配
された被処理基体の表面をエッチングする。

【０００３】これらのマイクロ波を使用するいわゆるマ
イクロ波プラズマ処理装置においては、ガスの励起源と
してマイクロ波を使用することから、ガス中の分子が電
離して生ずる電子を極めて大きな周波数の電界により連
鎖的に加速励起させることができる。それ故、該マイク
ロ波プラズマ処理装置については、ガスの励起効率及び
分解効率が高く、高密度のプラズマを比較的容易に形成
し得る、プラズマ処理を高速で行い得るといった利点が
ある。また、マイクロ波が誘電体を透過する性質を有す
ることからプラズマ処理装置を無電極放電タイプのもの
として構成でき、これが故に高清浄なプラズマ処理を行
い得るという利点もある。こうしたマイクロ波プラズマ
処理装置において、マイクロ波を導入するについては、
大別して以下の３つの方法が採用される。

【０００４】即ち、（ｉ）マイクロ波電源から導波管を
介して伝送されるマイクロ波を同軸アンテナを介して導
入する方法；（ｉｉ）マイクロ波電源から導波管を介し
て伝送されるマイクロ波を誘電体窓を介して導入する方
法；そして（ｉｉｉ）マイクロ波電源から導波管を介し
て伝送されるマイクロ波を導波管に設けられたスロット
（即ち、孔）を介して導入する方法、である。これらの
マイクロ波導入方法を利用して基体をプラズマ処理する
装置としていくつかの提案がなされている。上記（ｉ）
の方法を利用する装置としては、同軸アンテナを介して
マイクロ波をプラズマ発生室に導入する形態のプラズマ
処理装置が、例えば、特開昭５５−１３１１７５号公報
に開示されている。該公報に開示されたプラズマ処理装
置は、図２２に示す構成のものである。図２２に示した
プラズマ処理装置においては、真空容器２１０５の内部
に絶縁性の円筒２１１６が配されており、該円筒２１１
６の内壁に試料２１１７が載置されている。マイクロ波
発生源２１０１で発生するマイクロ波は、導波管２１０
２を伝送され、金属性アンテナ２１２１を介して真空容
器２１０５の内部に導入される。真空容器２１０５内に
マイクロ波が導入されると石英性筒体２１２２と円筒２
１１６の間にプラズマ２１２５が生起され、該プラズマ
２１２５により試料２１１７にプラズマ処理が施され
る。図２２において２１０６は排気口、２１０７はガス
導入口であり、２１２４は金属性アンテナ２１２１の内
部を流れる冷却ガスである。

【０００５】図２２に示した構成の装置においては、ア
ンテナ２１２４の周囲の空間に導波管２１０２の径より
も大きなプラズマを生成することができ、プラズマガス
圧も広い範囲にわたって制御できるとされている。しか
しながら、図２２に示した構成のプラズマ処理装置にお
いては、必然的に同軸アンテナをプラズマ発生室内に挿
入した構成となるため、該同軸アンテナにより占められ
るプラズマ発生室内の部分は、実際のプラズマ処理には
供されない。従って、プラズマを発生させてプラズマ処
理を行うプラズマ発生室の領域はおのずと限られた容積
のものになってしまう。従って、プラズマが高密度で形
成される領域を限られた容積内に可能な限り大きくし
て、有効利用するといった点からすれば満足のゆくもの
ではない。更に、同軸アンテナには該同軸アンテナのサ
イズに応じて該同軸アンテナにかけられる電力密度には
制約があるところ、大電力のマイクロ波を投入してより
高速のプラズマ処理を行う要望にはこたえられない。

【０００６】上記（ｉｉ）の方法を利用する装置として
は、マイクロ波を誘電体窓を介してプラズマ発生室に導
入する形態のプラズマ処理装置が、例えば特開昭６０−
１８６８４９号公報に開示されている。該特開昭６０−
１８６８４９号公報に開示されたプラズマＣＶＤ装置
は、図２３に示す構成のものである。図２３に示したプ
ラズマＣＶＤ装置においては、真空容器（デポジション
チャンバ）２２２２中に平行に配された複数のシャフト
２２３８のそれぞれに、円筒状ドラム２２１２が回転可
能なように配されている。円筒状ドラム２２１２はドラ
イブチェーン２２６４を介して伝達されるモータ２２５
０からの動力により回転する。

【０００７】図２３においては２つの円筒状ドラムのみ
が示されているが、実際には６つの円筒状ドラム２２１
２が同心円状に、隣接するものどうし間隔をつめて配さ
れており、ドラムの外面により内側チャンバ２２３２を
形成している。内側チャンバ２２３２の上方には、マイ
クロ波透過窓２２９６が配されており、マイクロ波電源
２２７２より供給されるマイクロ波エネルギーはアンテ
ナプローブ２２７６を介して導波管２２８０及び２２８
４に伝送され、該マイクロ波透過窓２２９６を介して内
側チャンバ２２３２内に供給される。内側チャンバ２２
３２の下方には、同様にマイクロ波透過窓２２９４が配
されており、マイクロ波電源２２７０より供給されるマ
イクロ波エネルギーはアンテナプローブ２２７４を介し
て導波管２２７８及び２２８２に伝送され、該マイクロ
波透過窓２２９４を介して内側チャンバ２２３２内に供
給される。堆積膜の形成に際しては、排気口２２２４よ
り真空容器２２２２内を所望の圧力に減圧し、ガス導入
口２２２６及び２２２８より内側チャンバ２２３２内に
原料ガスを導入する。次いで、内側チャンバ２２３２内
に上下方向よりマイクロ波エネルギーを供給する。する
と原料ガスが分解され、プラズマ２２６８が生起して加
熱素子２２００により所望の温度に保持された円筒状ド
ラム２２１２の表面上に電子写真用の半導体材料が堆積
する。

【０００８】図２３に示した構成のプラズマＣＶＤ装置
を使用すれば円筒状ドラム２２１２の表面上に均一に堆
積膜を形成でき、ガスの利用効率も高いとされている。
しかしながら、図２３に示した構成のプラズマＣＶＤ装
置においては、内側チャンバ２２３２の上方及び下方か
ら該内側チャンバ中にマイクロ波エネルギーが供給され
る構成となっていることから、マイクロ波透過窓２２９
６及び２２９４の近傍におけるプラズマ密度が内側チャ
ンバ２２３２の中心部におけるプラズマ密度よりもかな
り高くなり、内側チャンバ２２２２中の空間に均一なプ
ラズマを形成するのは極めて難しい。こうしたことか
ら、円筒状ドラム２２１２の表面上に形成される堆積膜
は、膜質が円筒状ドラム２２１２の端部と中心部でかな
り異なったものとなってしまう。

【０００９】更に、図２３に示した構成のプラズマＣＶ
Ｄ装置においては、対向するマイクロ波透過窓２２９６
及び２２９４を介してマイクロ波が投入されるところ、
それぞれのマイクロ波透過窓から投入されるマイクロ波
が対向する他方のマイクロ波透過窓を透過して対向する
導波管、更にはマイクロ波電源に進入することがないよ
うにマイクロ波の伝播モードと導波管の配される位置を
制御しなければならないという難点がある。

【００１０】上記（ｉｉｉ）の方法を利用する装置とし
ては、マイクロ波を導波管に設けられたスロット（即
ち、孔）を介してプラズマ発生室に導入する形態のプラ
ズマ処理装置が、例えば特開平３−３０４２０号公報に
開示されている。当該公報に開示されたプラズマＣＶＤ
装置は、長手方向に帯状部材を連続的に移動せしめなが
ら、その中途で移動する帯状部材を側壁とする成膜空間
（即ち、プラズマ発生室）を形成し、該成膜空間の内壁
面上（即ち、帯状部材上）に堆積膜を形成するようにし
たものである。

【００１１】図２４には前記プラズマＣＶＤ装置の成膜
空間内にマイクロ波を伝送するのに使用される円形導波
管２３０１が示されている。円形導波管２３０１は、末
端部２３０３を有し、側壁面の片側には間隔をおいて複
数のスロット（即ち、孔）２３０４乃至２３０８が配さ
れている。矢印方向から進行してくるマイクロ波はスロ
ット２３０４乃至２３０８を介して成膜空間内に導入さ
れる。当該プラズマＣＶＤ装置によれば、大面積の堆積
膜を連続的に、均一性よく形成することができ、帯状部
材の搬送スピードを種々変化させることにより、堆積膜
の膜厚を任意に制御できるとされている。

【００１２】しかしながら、当該プラズマＣＶＤ装置に
は、成膜空間内において、導波管２３０１に設けられた
スロット近傍におけるプラズマ密度が成膜空間の他の部
分におけるプラズマ密度よりもかなり高くなり、成膜空
間内に均一なプラズマを形成するのは極めて難しいとい
う問題点がある。こうしたことから、実際に大面積の帯
状部材上に膜質の均一な堆積膜を形成するにはかなりの
熟練を要する。尚、円形導波管２３０１は、マイクロ波
が進行する終端部としての末端部２３０３を有する構成
のものである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のマイクロ波導入方法やプラズマ処理方法は、マイクロ
波放射強度の均一性や効率及び発生するプラズマの均一
性や効率の点で更に改善すべき点が存在していた。 （発明の目的）本発明の主たる目的は、上述した従来の
マイクロ波導入装置における諸問題を解決し、環状導波
管からマイクロ波を均一にして効率的に真空容器のプラ
ズマ発生室内へ導入することを可能にする改善されたマ
イクロ波導入方法を提供することにある。本発明の他の
目的は、内部でマイクロ波を二方向に分配し分配された
マイクロ波同士を干渉させ得、複数のスロットから真空
容器内に、マイクロ波を均一にして効率的に供給するこ
とを可能にする改善されたマイクロ波導入方法を提供す
ることにある。本発明の更に他の目的は、上記マイクロ
波導入方法を利用したプラズマ処理方法であって、被処
理基体を均一にして効率的にプラズマ処理することを可
能にする改善されたプラズマ処理装置を提供することに
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、従来のマイ
クロ波導入方法及びプラズマ処理方法における上述した
課題を解決し、上記目的を達成すべく、下述する実験を
介して検討した。その結果、本発明者は、概要、無終端
環状導波管に設けられた複数のスロットよりプラズマ発
生室内に供給されるマイクロ波を、マイクロ波電源から
前記無終端環状導波管に導入するマイクロ波導入方法で
あって、前記無終端環状導波管内のスロットが形成され
た壁面に分配ブロックを設け、前記マイクロ波電源側か
ら前記分配ブロックに向けて導入されたマイクロ波を２
方向に分配して、前記無終端環状導波管内の両側に伝播
させることを特徴とするマイクロ波導入方法により、ス
ロットからマイクロ波を均一にして効率的に放射供給す
ることができるという知見を得た。また、本発明者は、
無終端環状導波管に設けられた複数のスロットよりプラ
ズマ発生室内にマイクロ波を供給し、前記プラズマ発生
室内にプラズマを発生させて、前記プラズマ発生室内又
は該プラズマ発生室に連通する処理室内に配された被処
理基体を処理するプラズマ処理方法であって、前記無終
端環状導波管内のスロットが形成された壁面に分配ブロ
ックを設け、マイクロ波電源側から前記分配ブロックに
向けて導入されたマイクロ波を２方向に分配して、前記
無終端環状導波管の両側に伝播させるとともに、前記ス
ロットより前記プラズマ発生室内にマイクロ波を供給す
ることを特徴とするプラズマ処理方法により、均一にし
て効率的なプラズマを発生し得るという知見を得た。

【００１５】以下に、本発明者が行った実験について説
明する。

【００１６】（実験１）本実験は、プラズマ発生室内の
プラズマ密度分布に関する円筒状マイクロ波導入装置の
直線状マイクロ波導入装置に対する優位性を明らかにす
ることを目的として行った。本実験では、石英製の円筒
状プラズマ発生室の外周に従来例の直線状マイクロ波導
入装置と円筒状マイクロ波導入装置とを交互に設置し、
該マイクロ波導入装置を介して該プラズマ発生室へマイ
クロ波を導入し、発生したプラズマの周方向の密度分布
をプローブ法により測定することにより均一性を比較評
価した。本実験で用いた円筒状マイクロ波導入装置を図
３に示す。１０１は円筒状導波管、１０２はマイクロ波
を円筒状導波管１０１からプラズマ発生室へ導入するた
めに該円筒状導波管１０１の内側に形成された複数のス
ロット、１０３はマイクロ波を円筒状導波管１０１に導
入するためのマイクロ波導入部、２０４はマイクロ波を
反射する反射終端ブロック２０４である。円筒状導波管
１０１は、内壁断面の寸法がＷＲＴ−２規格導波管と同
じ２７ｍｍ×９６ｍｍであって、中心径が３５４ｍｍで
ある。円筒状導波管１０１の材質は、機械的強度を保つ
ためステンレス鋼で構成されていて、その内壁面にはマ
イクロ波の伝搬損失を抑えるため銅をコーティングした
上に更に銀をコーティングした二層メッキが施されてい
る。

【００１７】スロット１０２の形状は長さ６０ｍｍ、幅
４ｍｍの矩形であり、管内波長の１／４間隔に形成され
ている。管内波長は、使用するマイクロ波の周波数と導
波管の断面の寸法に依存するが、周波数２．４５ＧＨｚ
のマイクロ波と上記の寸法の導波管を用いた場合には約
１５９ｍｍである。使用した円筒状導波管１０１では、
スロットは約４０ｍｍ間隔で２８個形成されている。マ
イクロ波導入部１０３には、４スタブチューナ、方向性
結合器、アイソレータ、２．４５ＧＨｚの周波数を持つ
マイクロ波電源（不図示）が順に接続されている。

【００１８】プラズマの発生及びプラズマ密度分布の測
定は、上記の図３に示したマイクロ波導入装置と図２４
に示した従来例のマイクロ波導入装置とを交互に図２に
示したプラズマ発生装置に組み込んで行った。図２に示
したプラズマ発生装置において、１１１はプラズマ発生
室、１１２はプラズマ発生室１１１を形成する円筒状石
英管、１１３はプラズマ発生用のガスをプラズマ発生室
１１１に導入するための第一のガス導入口、１４１はプ
ラズマ密度測定用の白金製のプローブ、１４２はプロー
ブ１４１に電圧を印加し、流れる電流を測定するための
Ｉ−Ｖ特性測定器である。円筒状石英管１１２の外径は
３２０ｍｍである。プローブ１４１は周方向に３６０°
回転できるようになっている。

【００１９】プラズマの発生は以下のようにして行っ
た。排気系（不図示）を介してプラズマ発生室１１１内
を真空排気し、１０^-6Ｔｏｒｒの値まで減圧させた。続
いてプラズマ発生用の窒素ガスをガス導入口１１３を介
して１ｓｌｍの流量でプラズマ発生室１１１内に導入し
た。次に排気系（不図示）に設けられたコンダクタンス
バルブ（不図示）を調整し、プラズマ発生室１１１内を
５０ｍＴｏｒｒに保持した。ついで２．４５ＧＨｚのマ
イクロ波電源（不図示）より５００Ｗの電力を円筒状導
波管１０１を介してプラズマ発生室１１１内に供給し
た。これによりプラズマ発生室１１１内にプラズマが発
生した。このときの反射電力は４５Ｗであった。

【００２０】プラズマの電子密度分布の測定は、シング
ルプローブ法により以下のようにして行った。プローブ
１４１に印加する電圧を−５０から＋５０Ｖの範囲で変
化させ、プローブ１４１に流れる電流をＩ−Ｖ測定器１
４２により測定し、得られたＩ−Ｖ曲線からラングミュ
アらの方法により電子密度を算出した。プローブ１４１
をプラズマ発生室１１１内の周方向に回転してプラズマ
密度を測定することにより周方向のプラズマ密度分布を
評価した。

【００２１】かくして図３に示した円筒状マイクロ波導
入装置と図２４に示した従来例の直線状マイクロ波導入
装置とを交互に使用して得られた周方向のプラズマ密度
分布をそれぞれ図４及び図５に示す。図４乃至図５に示
した結果から、つぎのことが理解される。即ち、直線状
導入装置を用いた場合と比較し円筒状マイクロ波導入装
置を用いた場合の方が放電領域は広がるが、依然とし
て、導入部１０３と終端２０４付近へのプラズマの片寄
りが生じる。

【００２２】本実験の結果から、従来例のスロット付き
直線状導波管をプラズマ発生室を囲むように曲げたのみ
の構成では、均一なマイクロ波の導入には不十分である
ことが判明した。

【００２３】（実験２）本実験は、プラズマ発生室内の
プラズマ密度分布に関する円筒状マイクロ波導入装置の
終端を外す効果を明らかにすることを目的として行っ
た。本実験では、石英製の円筒状プラズマ発生室の外周
から接線方向に導入部が向いている反射終端を有しない
円筒状マイクロ波導波管を用いて該プラズマ発生室へマ
イクロ波を導入し、発生したプラズマの周方向の空間的
密度分布をプローブ法により測定することにより、実験
１の終端がある場合と比較評価した。

【００２４】本実験で用いた円筒状マイクロ波導入装置
を図６に示す。１０１は円筒状導波管、１０２はマイク
ロ波を円筒状導波管１０１からプラズマ発生室へ導入す
るために該円筒状導波管１０１の内側に形成された複数
のスロット、１０３はマイクロ波を円筒状導波管１０１
に導入するためのマイクロ波導入部である。

【００２５】本実験で使用した図６に示した円筒状マイ
クロ波導入装置は実験１で使用した図３に示した円筒状
マイクロ波導入装置から反射終端ブロック２０４を外し
たものであり、他の構成は実験１のところで説明した内
容と同様である。プラズマの発生及びプラズマ密度分布
の測定は、上記の図６に示したマイクロ波導入装置を図
２に示したプラズマ発生装置に組み込んで、実験１で示
した方法と同様な方法で行った。プラズマ発生の際の反
射電力は、ほぼ０Ｗで実験１よりも良好なマッチングが
得られた。

【００２６】かくして得られた周方向のプラズマ密度分
布を図７に示す。図７に示した結果から、つぎのことが
理解される。即ち、実験１で使用した円筒状導波管を用
いた場合よりも放電領域が広がるが、導入部１０３から
離れた対向部にはプラズマが観測されない領域が存在す
る。本実験の結果から、反射終端を外し円筒状に繋げる
ことにより、マイクロ波が反射少なく円筒状導波管内を
伝搬し、反射の少ないマイクロ波導入が可能になること
が判明した。

【００２７】（実験３）本実験は、プラズマ発生室内の
プラズマ密度分布に関する円筒状マイクロ波導入装置の
スロットの長さをマイクロ波の進行方向に沿って増加さ
せる効果を明らかにすることを目的として行った。本実
験では、石英製の円筒状プラズマ発生室の外周からスロ
ットの長さを変化させた円筒状マイクロ波導波管を用い
て該プラズマ発生室へマイクロ波を導入し、発生したプ
ラズマの周方向の空間的密度分布をプローブ法により測
定することにより、実験２のスロットの長さが一定の場
合と比較評価した。

【００２８】本実験では実験２で用いた図６に示した円
筒状マイクロ波導入装置を用いた。１０１は円筒状導波
管、１０２はマイクロ波を円筒状導波管１０１からプラ
ズマ発生室へ導入するために該円筒状導波管１０１の内
側に形成された複数のスロット、１０３はマイクロ波を
円筒状導波管１０１に導入するためのマイクロ波導入部
である。

【００２９】本実験で使用した図６に示した円筒状マイ
クロ波導入装置は実験２で使用した円筒状マイクロ波導
入装置のスロットの長さをマイクロ波の進行方向に沿っ
て４０ｍｍから７５ｍｍの範囲で漸増させたものであ
り、他の構成は実験２のところで説明した内容と同様で
ある。プラズマの発生及びプラズマ密度分布の測定は、
上記の図６に示したマイクロ波導入装置を図２に示した
プラズマ発生装置に組み込んで、実験１で示した方法と
同様な方法で行った。

【００３０】かくして得られた周方向のプラズマ密度分
布を図８に示す。図８に示した結果から、つぎのことが
理解される。即ち、実験２で使用した円筒状導波管を用
いた場合よりも放電領域が広がり全周で放電が観られる
が、均一性が±１２％であり充分ではない。本実験の結
果から、スロットの長さをマイクロ波の進行方向に沿っ
て増加させることにより、各スロットからのマイクロ波
リーク量の均一性が改善され、発生するプラズマの均一
性も改善されることが判明した。

【００３１】（実験４）本実験は、プラズマ発生室内の
プラズマ密度分布に関する二方向分配干渉型円筒状マイ
クロ波導入装置の効果を明らかにすることを目的として
行った。本実験では、マイクロ波導入部が円筒状導波管
に垂直に接続されていてマイクロ波が内部で二方向に分
配され分配されたマイクロ波同士が干渉する円筒状マイ
クロ波導波管を用いて、石英製の円筒状プラズマ発生室
の外周から該プラズマ発生室へマイクロ波を導入し、発
生したプラズマの周方向の空間的密度分布をプローブ法
により測定することにより実験３の接線導入型と比較評
価した。

【００３２】本実験では図９に示した円筒状マイクロ波
導入装置を用いた。１０１は円筒状導波管、１０２はマ
イクロ波を円筒状導波管１０１からプラズマ発生室へ導
入するために該円筒状導波管１０１の内側に形成された
複数のスロット、１０３はマイクロ波を円筒状導波管１
０１に導入するための円筒状導波管１０１に垂直に接続
されたマイクロ波導入部、４０５は導入部１０３に導入
されたマイクロ波を内部で２つに分配し円筒状導波管１
０１内の両側へのマイクロ波の伝搬を促進する分配ブロ
ックである。円筒状導波管１０１は、内壁断面の寸法が
ＷＲＴ−２規格導波管と同じ２７ｍｍ×９６ｍｍであっ
て、中心径が３５４ｍｍである。円筒状導波管１０１の
材質は、機械的強度を保つためステンレス鋼で構成され
ていて、その内壁面にはマイクロ波の伝搬損失を抑える
ため銅をコーティングした上に更に銀をコーティングし
た二層メッキが施されている。

【００３３】スロット１０２の形状は矩形であり、約４
０ｍｍ間隔で２８個形成されている。本実験では、スロ
ット１０２の長さが２８個すべて４０，４１，４２，４
３，４４，４５ｍｍである６種類の円筒状導波管を用い
比較評価した。マイクロ波導入部１０３には、４スタブ
チューナ、方向性結合器、アイソレータ、２．４５ＧＨ
ｚの周波数を持つマイクロ波電源（不図示）が順に接続
されている。分配ブロック４０５は、Ａｌ製で、形状が
直角二等辺三角柱であり、互いに直角な２つの反射面が
マイクロ波導入部４０３の向きに対してそれぞれ４５°
傾き、長辺の幅が導波管１０１の内壁の幅と同一すなわ
ち２７ｍｍであり、その中心が導入部４０３の中心と一
致するように設置した。

【００３４】プラズマの発生及びプラズマ密度分布の測
定は、上記の図９に示したマイクロ波導入装置を図２に
示したプラズマ発生装置に組み込んで、実験１で行った
方法と同様な方法で行った。プラズマ発生の際、マイク
ロ波導入部４０３から導入されたマイクロ波は、分配ブ
ロック４０５で二方向に分配され円筒状導波管１０１内
の両側に伝搬し、図１０に示すように導入部の対向部付
近で強く干渉しあい、管内波長の１／２間隔で電界の強
いいわゆる“腹”を生じ、“腹”に合致したスロット１
０２からマイクロ波が強くプラズマ発生室１１１内に導
入され、管内波長の１／２間隔に高濃度のプラズマが発
生する。

【００３５】以上のプラズマの発生と周方向のプラズマ
密度分布の測定をスロット１０２の長さが異なる６種の
円筒状導波管１０１について行った。かくして得られた
周方向のプラズマ密度分布を図１１に示す。スロット１
０２の長さが長い場合（例えば４５ｍｍ）、各スロット
からのリーク率が上がり、マイクロ波が導入部４０３に
近いスロット１０２から導入され易くなるため、プラズ
マ密度も導入部４０３に近い部分で濃くなる。またスロ
ット１０２の長さが短い場合（例えば４０ｍｍ）、各ス
ロットからのリーク率が下がり、マイクロ波が導入部４
０３に近いスロット１０２から導入され難くなり対向部
分の強く干渉する部分で導入され易くなるため、プラズ
マ密度も導入部４０３の対向部分で濃くなる。スロット
１０２の長さが４１ｍｍから４３ｍｍの場合にはほぼ均
一な分布が得られる。スロット１０２の長さが４２ｍｍ
の場合、実験３で使用した円筒状導波管を用いた場合よ
りも均一性が±５％と向上し、プラズマ密度自体も平均
１．５×１０¹¹ｃｍ^-3と充分な値が得られた。

【００３６】本実験で得られたスロット１０２の長さの
最適値４２ｍｍは、本実験で用いた円筒状導波管１０１
の管内周長と管内波長（管内周長＝管内波長の７倍）に
特有の値であり、他の円筒状導波管の場合には必ずしも
当てはまらない。一般に、円筒状導波管の管内波長に対
する管内周長の比が大きい場合は、マイクロ波をより大
きい波数だけ伝搬させる必要があるので、各スロットを
短くしてリーク率を下げる必要があり、逆に円筒状導波
管の管内波長に対する管内周長の比が小さい場合は、各
スロットを長くする必要がある。円筒状導波管の管内波
長に対する管内周長の比が、３乃至２４倍の場合、スロ
ットの最適な長さは管内波長の１／４乃至３／８、本実
験で使用した円筒状導波管１０１（管内波長約１５９ｍ
ｍ）の場合、４０ｍｍ乃至６０ｍｍである。

【００３７】本実験の結果から、導入部４０３を円筒状
導波管１０１に垂直に構成し、マイクロ波を導入部付近
で二方向に分配して導波管１０１内の両側に伝搬させ、
分配されたマイクロ波同士を干渉させて発生した“腹”
に合致させてスロットを設けることにより、さらにスロ
ットの長さを最適化することにより、ほぼ均一にマイク
ロ波を導入でき均一なプラズマを発生できることが判明
した。

【００３８】（実験５）本実験は、プラズマ発生室内の
プラズマ密度分布に関する磁場の効果を明らかにするこ
とを目的として行った。本実験では、石英製の円筒状プ
ラズマ発生室の外周から磁界発生手段を持つ円筒状マイ
クロ波導波管を用いて該プラズマ発生室へマイクロ波を
導入し、発生したプラズマの周方向の空間的密度分布を
プローブ法により測定することにより実験４の無磁場型
と比較評価した。

【００３９】本実験では図１２に示した円筒状マイクロ
波導入装置を用いた。１０１は円筒状導波管、１０２は
マイクロ波を円筒状導波管１０１からプラズマ発生室へ
導入するために該円筒状導波管１０１の内側に形成され
た複数のスロット、１０３はマイクロ波を円筒状導波管
１０１に導入するための円筒状導波管１０１に垂直に接
続されたマイクロ波導入部、４０５は導入部１０３に導
入されたマイクロ波を二方向に分配し円筒状導波管１０
１内の両側へのマイクロ波の伝搬を促進する分配ブロッ
ク、５０６はスロット１０２付近のプラズマ発生室１０
１の内面に平行な磁界を発生する磁石、５０７は過熱に
よる磁石５０６の劣化を防止するための空冷手段であ
る。

【００４０】本実験で使用した図１２に示した円筒状マ
イクロ波導入装置は実験４で使用した円筒状マイクロ波
導入装置に磁界発生手段と空冷手段とを加えたものであ
り、他の構成は実験４のところで説明した内容と同様で
ある。磁界発生手段５０６として、本実験では永久磁石
を使用した。使用した永久磁石は、厚み方向に磁化され
た４５ｍｍ×１０ｍｍ×１．５ｍｍ厚の平板状の住友特
殊金属（株）社製ネオマックス４０（商品名）であり、
円筒状導波管１０１のスロット１０２の間に導電性接着
剤を用いて貼り付けてあり、スロット１０２付近で石英
管１１２の内壁面に平行な約０．１Ｔの磁束密度を有す
る磁界を発生する。

【００４１】プラズマの発生及びプラズマ密度分布の測
定は、上記の図１２に示したマイクロ波導入装置を図２
に示したプラズマ発生装置に組み込んで、実験１で行っ
た方法と同様な方法で行った。プラズマ発生の際に、発
生したプラズマ中の電子は磁石５０６により発生する磁
界によりＥ×Ｂドリフトを生じて閉じこめられ、高密度
プラズマが生じる。

【００４２】かくして得られた周方向のプラズマ密度分
布を図１３に示す。図１３に示した結果から、つぎのこ
とが理解される。即ち、実験４で使用した円筒状導波管
を用いた場合と比較し、均一性は±６％と同様だが、プ
ラズマ密度は平均３×１０¹¹ｃｍ^-3と高い値が得られ
た。本実験の結果から、スロット１０２付近で石英管１
１２の内壁面に平行な約０．１Ｔの磁束密度を有する磁
界を発生する磁界発生手段を用いることにより、円筒状
導波管近傍に閉じこめられた均一な高密度プラズマ発生
が可能になることが判明した。

【００４３】（実験６）本実験は、矩形のプラズマ発生
室への環状導波管の適性を明らかにすることを目的とし
て行った。本実験では石英製の矩形状プラズマ発生室の
外周から矩形状マイクロ波導波管を用いて該プラズマ発
生室へマイクロ波を導入し、発生したプラズマの空間的
密度分布をプローブ法により測定することにより評価し
た。

【００４４】本実験では、図１４に示した矩形状マイク
ロ波導入装置を用いた。６０１は矩形状導波管、６０２
はマイクロ波を矩形状導波管６０１からプラズマ発生室
へ導入するために該矩形状導波管６０１の内側に形成さ
れた複数のスロット、４０３はマイクロ波を矩形状導波
管６０１に導入するための矩形状導波管６０１に垂直に
接続されたマイクロ波導入部、４０５は導入部４０３に
導入されたマイクロ波を二方向に分配し矩形状導波管６
０１内の両側へのマイクロ波の伝搬を促進する分配ブロ
ック、６０８は環状導波管６０１内の角部分での垂直反
射を促進しマイクロ波の伝搬効率を向上させる反射ブロ
ックである。該反射ブロック６０８は、Ａｌ製で、形状
が直角二等辺三角柱であり、反射面である長辺がマイク
ロ波の進行方向に対して４５°傾き、長辺の幅が矩形状
導波管６０１の内壁の幅の２倍すなわち３８ｍｍであ
り、長辺の中心が矩形状導波管６０１の中心と一致する
ように設置した。

【００４５】プラズマの発生及びプラズマ密度分布の測
定は、図１４に示したマイクロ波導入装置を組み込んだ
プラズマ発生装置を使用して行った。図１４に示したプ
ラズマ発生装置において、６１１はプラズマ発生室、６
１２はプラズマ発生室６１１を構成する外径６６０ｍｍ
×２３０ｍｍの矩形状の石英管、６１３はプラズマ発生
用のガスをプラズマ発生室６１１に導入するための第一
のガス導入口、６４１は長尺方向に移動可能なプラズマ
密度測定用の白金製のプローブ、６４２は該プローブに
電圧を印加し、流れる電流を測定するＩ−Ｖ測定器であ
る。

【００４６】プラズマの発生は以下のようにして行っ
た。排気系（不図示）を介してプラズマ発生室６１１内
を真空排気し、１０^-6Ｔｏｒｒの値まで減圧させた。続
いてプラズマ発生用の窒素ガスをガス導入口６１３を介
して１ｓｌｍの流量でプラズマ発生室６１１内に導入し
た。次に排気系（不図示）に設けられたコンダクタンス
バルブ（不図示）を調整し、プラズマ発生室６１１内を
５０ｍＴｏｒｒに保持した。ついで２．４５ＧＨｚのマ
イクロ波電源（不図示）より５００Ｗの電力を矩形状導
波管６０１を介してプラズマ発生室６１１内に供給し
た。これによりプラズマ発生室６１１内にプラズマが発
生した。このとき導入部４０３から導入されたマイクロ
波は、分配ブロック４０５で二方向に分配され環状導波
管６０１内の両側に伝搬し反射ブロック６０８で反射さ
れ、導入部の対向部付近で強く干渉しあい、管内波長の
１／２間隔で電界の強いいわゆる“腹”を生じ、“腹”
に合致したスロット６０２からマイクロ波が強くプラズ
マ発生室６１１内に導入され、管内波長の１／２間隔に
プラズマが発生する。

【００４７】プラズマの電子密度はラングミュアプロー
ブ法により測定した。具体的には、プローブ６４１に印
加する電位を−５０から＋５０Ｖの範囲で変化させ、プ
ローブ６４１に流れる電流をＩ−Ｖ測定器６４２により
測定し、得られたＩ−Ｖ曲線より電子密度を算出した。
プローブ６４１をプラズマ発生室６１１内の長尺方向に
移動してプラズマ密度を測定することにより長尺方向の
プラズマ密度分布を評価した。

【００４８】かくして得られた長尺方向のプラズマ密度
分布を図１５に示す。図１５に示した結果から、つぎの
ことが理解される。即ち、プラズマ密度は、両端で高く
なる以外はほぼ均一で、平均１．２×１０¹¹ｃｍ^-3の値
が得られた。本実験の結果から、環状導波管１０１が円
筒形以外の矩形の場合でも、必要な部分にマイクロ波反
射部材を設けることにより、均一にして効率的なマイク
ロ波の導入が可能であることが判明した。

【００４９】以上の実験１乃至６の結果から次の知見が
得られた。即ち、（ｉ）マイクロ波を環状導波管からプ
ラズマ発生室へ導入するための管内波長の１／４間隔に
設けられた複数のスロットと、マイクロ波を環状導波管
に導入するためのマイクロ波導入部とを有する環状導波
管を用いることにより、反射の極めて少ないマイクロ波
の導入が可能である；（ｉｉ）スロットの長さをマイク
ロ波の進行方向に沿って増加させることにより、周方向
の均一性を向上させることができる；（ｉｉｉ）マイク
ロ波を環状導波管からプラズマ発生室へ導入するための
管内波長の１／４間隔に設けられた複数のスロットと、
環状導波管に垂直に接続されたマイクロ波導入部と、マ
イクロ波を二方向に分配し環状導波管内の両側への伝搬
を促進させる分配ブロックとを有する環状導波管を用
い、スロットの長さを最適化することにより、周方向に
ほぼ均一なプラズマ発生が可能になる；（ｉｖ）環状導
波管のスロット間に石英管の内壁面に平行な磁界を発生
する磁界発生手段を設けることにより、周方向の均一性
を損なわず、プラズマ密度を向上させることができる；
（ｖ）マイクロ波を環状導波管からプラズマ発生室へ導
入するための管内波長の１／４間隔に設けられた複数の
スロットと、マイクロ波を環状導波管に導入するための
環状導波管に垂直に接続されたマイクロ波導入部と、マ
イクロ波を二方向に分配し環状導波管内の両側への伝搬
を促進させる分配ブロックと、環状導波管内の角部分で
の垂直反射を促進しマイクロ波の伝搬効率を向上させる
反射ブロックとを有する矩形の環状導波管を用いること
により、円筒形以外の矩形のプラズマ発生室内にも均一
にして高密度のプラズマを発生させることができる。

【００５０】本発明において用いられるマイクロ波の周
波数は、上述の実験においては２．４５ＧＨｚを用いた
が、０．８ＧＨｚ乃至２０ＧＨｚの範囲から適宜選択す
ることができる。

【００５１】本発明において用いられる無端環状導波管
の形状は、上述の実験においては円筒状や矩形状のもの
を用いたが、プラズマ発生室の形状によって多角形や他
の形でも良い。該環状導波管の断面の形状については、
上述の実験においてはＷＲＴ−２規格導波管と同様の寸
法で矩形のものを用いたが、寸法は任意で形状も円形で
も半円形でも他の形状でも、マイクロ波が伝搬可能であ
りさえすればいずれのものも採用できる。但し均一性を
保つため、管内周長が管内波長の３から２４倍の範囲の
整数倍であることが望ましい。環状導波管の構成材料に
ついては、実験においてはステンレスに銅コートした上
に更に銀コートした二層メッキを施したものを用いた
が、Ｃｕ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｎｉなどの金属や合金、各種ガ
ラス、石英、窒化シリコン、アルミナ、アクリル、ポリ
カーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリイミドなどの絶縁
体にＡｌ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｃｕ，Ａｇなどの金
属薄膜をコーティングしたものなど、機械的強度が充分
で表面がマイクロ波の浸透厚以上の厚さの導電層で覆わ
れているものならいずれも使用可能である。

【００５２】本発明のマイクロ波導入装置において設け
られるスロットの形状は、実験においては長辺がマイク
ロ波の進行方向に垂直な４０ｍｍ乃至６０ｍｍ×４ｍｍ
の矩形状のものを採用したが、長辺がマイクロ波の進行
方向に平行でも傾いていても、矩形ではなく円形でも多
角形でも鉄アレイ型でも星型でも、そのスロットからマ
イクロ波が導入可能である限りいずれのものも採用でき
る。但し、効率的な導入やリーク率の調整し易さを考慮
すると、長辺がマイクロ波の進行方向に垂直な４０ｍｍ
乃至６０ｍｍ×１ｍｍ乃至５ｍｍの矩形状のものが最適
である。スロットの長さについては、各スロットからの
マイクロ波のリーク量がほぼ等しくなるように調整す
る。スロットの長さの調整は、導電性テープを貼って
も、シャッタを用いてもよい。設けられる各スロットの
間隔は、実験においては管内波長の１／４の長さのもの
としたが、その整数倍であってもよく、プラズマ発生の
必要のない部分には設けなくてもよい。なお、スロット
については、実験では孔としたが、スロットに代えて誘
電体窓などマイクロ波の透過を許す手段を用いることが
できる。

【００５３】本発明のマイクロ波導入装置においては、
Ｅ（電界）×Ｂ（磁界）ドリフトにより電子を効果的に
加速するために、磁界発生手段を用いることができる。
磁界発生手段としては環状導波管のスロット付近の電界
（プラズマ発生室側壁に垂直）に垂直（即ちプラズマ発
生室側壁に平行）な磁界を発生できるものなら使用可能
である。実験においては永久磁石を使用したが、電磁石
も使用可能である。また実験においてはマルチカスプ磁
場を用いたが、円筒マグネトロン磁場でも、円筒ミラー
磁場でも、Ｅ×Ｂドリフトを生起させることができる磁
気回路であれば使用可能である。但し、Ｅ×Ｂドリフト
を生起させる領域は狭い方がプラズマの閉じこめに効果
的なので、永久磁石を用いたマルチカスプ磁場か一重の
円筒マグネトロン磁場が最適である。磁束密度の制御は
永久磁石の個数と配列を変化させたり、磁石の着磁密度
やプラズマ発生室側壁−磁石間距離を変化させて行うこ
とができる。実験においては磁石の過熱防止のため空冷
機構を用いたが、水冷など他の冷却手段でもよく、磁石
を用いない場合でも導波管表面層の酸化防止などのため
冷却手段を用いたほうがよい。

【００５４】

【発明の実施の形態】（装置例）以下に図面を用いて本
発明の具体的装置例を挙げて本発明において用いられる
マイクロ波導入装置及び該装置を備えたプラズマ処理装
置について説明するが、本発明はこれらによって何等限
定されるものではない。

【００５５】（１．マイクロ波導入装置例） （参考装置例１）図６に本発明のマイクロ波導入装置の
一例である接線導入型円筒状マイクロ波導入装置の構成
を模式的に示す。本装置は実験２乃至３の結果に基づい
て完成したものである。図中、１０１は円筒状導波管、
１０２はマイクロ波を円筒状導波管１０１からプラズマ
発生室へ導入するために該円筒状導波管１０１の内側に
穿孔して設けられた複数のスロット、１０３はマイクロ
波を円筒状導波管１０１に導入するための円筒状導波管
１０１の接線方向に接続されたマイクロ波導入部であ
る。円筒状導波管１０１は、内壁断面の寸法がＷＲＴ−
２規格導波管と同じ２７ｍｍ×９６ｍｍであって、中心
径が３５４ｍｍである。円筒状導波管１０１は、機械的
強度を保つためステンレス鋼で構成されていて、その内
壁面にはマイクロ波の伝搬損失を抑えるため銅をコーテ
ィングした上に更に銀をコーティングした二層メッキが
施されている。

【００５６】スロット１０２の形状は長さ４０ｍｍ乃至
７５ｍｍ、幅４ｍｍの矩形である。スロット１０２の長
さは、各スロット１０２からのマイクロ波のリーク量が
等しくなるように、マイクロ波導入部１０３から対向部
に進むにしたがって４０ｍｍから７５ｍｍまで漸増して
いる。この形状のスロット１０２が円筒状導波管１０１
の内側に管内波長の１／４間隔で穿孔して設けられてい
る。管内波長は、使用するマイクロ波の周波数と導波管
の断面の寸法に依存するが、周波数２．４５ＧＨｚのマ
イクロ波と上記の寸法の導波管を用いた場合には約１５
９ｍｍである。なお、円筒状導波管１０１に上記形状の
スロットは約４０ｍｍ間隔で２８個設けられている。

【００５７】マイクロ波導入部１０３には、４スタブチ
ューナ、方向性結合器、アイソレータ、２．４５ＧＨｚ
の周波数を持つマイクロ波電源（不図示）が順に接続さ
れている。マイクロ波導入部１０３の断面寸法は図６に
おいては円筒状導波管１０１と同様であるが、導入部１
０３から円筒状導波管１０１へのマイクロ波の導入効率
を低下させずに円筒状導波管１０１から導入部を経てマ
イクロ波電源への反射を低減させるために、導入部１０
３の内壁寸法を円筒状導波管１０１に近づくにつれて、
もしくは一定に絞っても良い。

【００５８】図６に示した装置を使用してのプラズマ処
理は、例えば以下のように行われる。即ち、排気系（不
図示）によりプラズマ発生室（不図示）内を真空排気
し、プラズマ発生用ガスをガス導入手段を介してプラズ
マ発生室内に導入し、コンダクタンスバルブ（不図示）
を介してプラズマ発生室内を所望の圧力に調整する。マ
イクロ波電源（不図示）より所望の電力を円筒状導波管
１０１を介してプラズマ発生室内に供給する。これによ
りプラズマ発生室内に均一なプラズマが発生する。この
際マイクロ波は、導入部１０２を介して円筒状導波管１
０１内に導入され、円筒状導波管１０１内を主に接線方
向に伝搬し、一定のリーク量ずつ各スロット１０２を介
してプラズマ発生室内に導入される。一周したマイクロ
波はほとんど反射することなくして円筒状導波管内を二
周目の伝搬を行うところとなる。導波管内部でのマイク
ロ波の反射が少ないので、マイクロ波を効率よくプラズ
マ発生室内に導入できる。

【００５９】（装置例１−（１））図９に本発明のマイ
クロ波導入装置の一例である二方向分配干渉型円筒状マ
イクロ波導入装置の構成を模式的に示す。本装置は実験
４乃至５の結果に基づいて完成したものである。図中、
１０１は円筒状導波管、１０２はマイクロ波を円筒状導
波管１０１からプラズマ発生室へ導入するために該円筒
状導波管１０１の内側に穿孔して設けられた複数のスロ
ット、１０３はマイクロ波を円筒状導波管１０１に導入
するための円筒状導波管１０１に垂直に接続されたマイ
クロ波導入部、４０５は導入部１０３に導入されたマイ
クロ波を内部で二方向に分配し円筒状導波管１０１内の
両側へのマイクロ波の伝搬を促進する分配ブロックであ
る。

【００６０】円筒状導波管１０１は、内壁断面の寸法が
ＷＲＴ−２規格導波管と同じ２７ｍｍ×９６ｍｍであっ
て、中心径が３５４ｍｍである。円筒状導波管１０１
は、機械的強度を保つためステンレス鋼で構成されてい
て、その内壁面にはマイクロ波の伝搬損失を抑えるため
銅をコーティングした上に更に銀をコーティングした二
層メッキが施されている。スロット１０２の形状は長さ
４２ｍｍ、幅４ｍｍの矩形である。この形状のスロット
１０２が円筒状導波管１０１の内側に約４０ｍｍ間隔で
２８個設けられている。

【００６１】マイクロ波導入部１０３には、４スタブチ
ューナ、方向性結合器、アイソレータ、２．４５ＧＨｚ
の周波数を持つマイクロ波電源（不図示）が順に接続さ
れている。分配ブロック４０５は、Ａｌ製で、形状が直
角二等辺三角柱であり、互いに直角な２つの反射面がマ
イクロ波導入部４０３の向きに対してそれぞれ４５°傾
き、長辺の幅が導波管１０１の内壁の幅と同一すなわち
２７ｍｍであり、その中心がマイクロ波導入部４０３の
中心と一致するように設置されている。

【００６２】本装置例においては、プラズマ密度の向上
のため、実験５で述べたような磁界発生手段を設けても
よい。図９に示した装置を使用してのプラズマ処理は、
例えばつぎのように行われる。即ち、排気系（不図示）
によりプラズマ発生室（不図示）内を真空排気する。プ
ラズマ発生用ガスをガス導入手段を介してプラズマ発生
室内に導入する。排気系（不図示）に設けられたコンダ
クタンスバルブ（不図示）を調整し、プラズマ発生室内
を所望の圧力に調整する。マイクロ波電源（不図示）よ
り所望の電力を円筒状導波管１０１を介してプラズマ発
生室内に供給する。これによりプラズマ発生室内に均一
なプラズマが発生する。この際マイクロ波は、導入部１
０３を介して円筒状導波管１０１内に導入され、分配ブ
ロック４０５により分配ブロック４０５の両側二方向に
分配されて円筒状導波管１０１内を伝搬し、分配された
マイクロ波同士が干渉して管内波長の１／２おきに電界
に強い部分いわゆる“腹”を生じ、“腹”に合致させて
形成されたスロットからプラズマ発生室内へ導入され
る。干渉し合う二方向のマイクロ波の強度が近いほど干
渉は強くなるので、干渉がない場合マイクロ波強度が弱
くなる導入対向部での強度を補償でき、均一なマイクロ
波の導入が可能になる。

【００６３】（装置例１−（２））図１４に本発明のマ
イクロ波導入装置の一例である二方向分配干渉型矩形状
マイクロ波導入装置の構成を模式的に示す。本装置は実
験６の結果に基づいて完成したものである。図中、６０
１は矩形状導波管、６０２はマイクロ波を矩形状導波管
６０１からプラズマ発生室へ導入するために該矩形状導
波管６０１の内側に穿孔して設けられた複数のスロッ
ト、４０３はマイクロ波を矩形状導波管６０１に導入す
るための矩形状導波管６０１に垂直に接続されたマイク
ロ波導入部、４０５は導入部４０３に導入されたマイク
ロ波を二方向に分配し矩形状導波管６０１内の両側への
マイクロ波の伝搬を促進する分配ブロック、６０８は環
状導波管６０１内の角部分での垂直反射を促進しマイク
ロ波の伝搬効率を向上させる反射ブロックである。

【００６４】矩形状導波管１０１は、内壁断面の寸法が
ＷＲＴ−２規格導波管と同じ２７ｍｍ×９６ｍｍであっ
て、外寸が７２２ｍｍ×２９２ｍｍである。矩形状導波
管６０１は、機械的強度を保つためステンレス鋼で構成
されていて、その内壁面にはマイクロ波の伝搬損失を抑
えるため銅をコーティングした上に更に銀をコーティン
グした二層メッキが施されている。スロット６０２の形
状は長さ４１ｍｍ、幅４ｍｍの矩形である。この形状の
スロット６０２が矩形状導波管６０１の内側に約４０ｍ
ｍ間隔で４６個形成されている。マイクロ波導入部１０
３には、４スタブチューナ、方向性結合器、アイソレー
タ、２．４５ＧＨｚの周波数を持つマイクロ波電源（不
図示）が順に接続されている。

【００６５】分配ブロック４０５は、Ａｌ製で、形状が
直角二等辺三角柱であり、互いに直角な２つの反射面が
マイクロ波導入部４０３の向きに対してそれぞれ４５°
傾き、長辺の幅が導波管１０１の内壁の幅と同一すなわ
ち２７ｍｍであり、その中心が導入部４０３の中心と一
致するように設置されている。反射ブロック６０８は、
Ａｌ製で、形状が直角二等辺三角柱であり、反射面であ
る長辺がマイクロ波の進行方向に対して４５°傾き、長
辺の幅が矩形状導波管６０１の内壁の幅の２倍すなわち
３８ｍｍであり、長辺の中心が矩形状導波管６０１の中
心と一致するように設置されている。

【００６６】図１４に示した装置を使用してのプラズマ
処理は、例えばつぎのように行われる。即ち、排気系
（不図示）によりプラズマ発生室（不図示）内を真空排
気する。プラズマ発生用ガスをガス導入手段を介してプ
ラズマ発生室内に導入する。排気系（不図示）に設けら
れたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、プラズ
マ発生室内を所望の圧力に調整する。マイクロ波電源
（不図示）より所望の電力を矩形状導波管６０１を介し
てプラズマ発生室内に供給する。これによりプラズマ発
生室内に均一なプラズマが発生する。この際マイクロ波
は、導入部６０３を介して矩形状導波管６０１内に導入
され、分配ブロック４０５により分配ブロック４０５の
両側二方向に分配されて円筒状導波管１０１内を伝搬
し、４つの角部では反射ブロックにより直角に反射さ
れ、分配されたマイクロ波同士が干渉して管内波長の１
／２おきに電界の強い部分いわゆる“腹”を生じ、
“腹”に合致させて形成されたスロットからプラズマ発
生室内へ導入される。干渉し合う二方向のマイクロ波の
強度が近いほど干渉は強くなるので、干渉がない場合マ
イクロ波強度が弱くなる導入対向部での強度を補償で
き、均一なマイクロ波の導入が可能になる。

【００６７】（２．プラズマ処理装置例） （装置例２−（１））図１６に本発明のマイクロ波プラ
ズマ処理装置の一例である円筒型プラズマＣＶＤ装置の
模式的概略図を示す。マイクロ波導入装置としては、第
４図に示したものを用いている。即ち、１０１は環状導
波管、１０２は環状導波管１０１からプラズマ処理室１
１１中にマイクロ波を導入するためのスロット、１０３
は環状導波管１０１にマイクロ波を導入する導入口、４
０５は環状導波管１０１内にマイクロ波を二方向に分配
して伝搬させるための分配ブロック、１１２は反応室１
１１を構成する石英管、７２１は表面に薄膜を形成する
ための基体、７２３は反応ガスをプラズマ処理室１１１
内に導入するためのガス導入手段である。ガス導入手段
７２３としては、例えばリング状のガス導入管や同軸多
重管等を使用することもできる。

【００６８】図１６に示した装置を使用して堆積膜を形
成する手順は、例えば以下のとおりである。堆積膜形成
用の円筒状基体７２１をプラズマ処理室１１１内に配置
した後、排気系（不図示）によりプラズマ処理室１１１
内を真空排気すると共に、基体７２１を不図示の加熱手
段により所望の温度に加熱保持する。反応ガスをガス導
入手段７２３を介してプラズマ処理室１１１内に導入し
た後、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバ
ルブ（不図示）を調整し、プラズマ処理室１１１内を所
望の圧力に調整する。マイクロ波電源（不図示）より所
望の電力を環状導波管１０１を介してプラズマ処理室１
１１に供給する。これによりプラズマ処理室１１１内に
均一なプラズマが発生する。ここにあって、ガス導入手
段７２３を介してプラズマ処理室１１１内に導入された
反応ガスは励起、分解されて前駆体を生成し、基体７２
１上に付着し堆積膜の形成をもたらす。本装置例におい
ては、円筒状基体７２１をその軸方向に搬送し、多数の
円筒状基体を連続して処理することも可能である。

【００６９】（装置例２−（２））図１７に装置例２−
（１）で示した基体を複数個配するように構成した円筒
型プラズマＣＶＤ装置の模式的概略図を示す。本装置例
は、装置例２−（１）で示した装置とは基体７２１の数
と反応ガス導入手段７２３の形状が異なるだけで他の構
成に違いはない。

【００７０】ガス導入手段７２３にはガス放出孔が多数
あけられており、該ガス導入手段を中心にして複数の基
体７２１が同心円状に配されている。基体７２１は不図
示の回転手段により自転できるようになっている。ガス
導入手段７２３には必要に応じて直流もしくは交流バイ
アスを印加し、プラズマの更なる均一化を図ることもで
きる。この場合、印加するバイアスは、プラズマの密度
と電位を制御できる範囲のものが使用可能であり、例え
ば−５００Ｖから＋２００Ｖの直流バイアス、周波数４
０Ｈｚから３００ＭＨｚの交流等を挙げることができ
る。

【００７１】（装置例２−（３））図１８に本発明のマ
イクロ波プラズマ処理装置を隔離プラズマＣＶＤ装置に
適用した例についての模式的概略図を示す。マイクロ波
導入装置としては、上述した図９に示したものを用いて
いる。８０１は環状導波管、８０２は環状導波管８０１
からプラズマ処理室８１１中にマイクロ波を導入するた
めのスロット、８１２はプラズマ発生室８１１を構成す
る石英管、８１３はプラズマ発生用の第一のガスをプラ
ズマ発生室８１１に導入するための第一のガス導入手
段、８２１は表面に薄膜を形成するための基体、８２２
は基体８２１を支持する基体支持体、８２３は第二のガ
スを処理室８２０に導入するための第二のガス導入手
段、８２４はプラズマ発生室８１１と成膜室８２０とを
分離する多孔分離板である。ガス導入手段としては、マ
イクロ波プラズマに接するガス導入口を有するものであ
れば適宜使用することができ、例えばリング状のガス導
入管や同軸多重管を使用することができる。本装置例に
おける環状導波管と基体との距離は、好ましくは５０ｍ
ｍから３００ｍｍの範囲である。

【００７２】図１８に示した装置を使用して堆積膜を形
成する手順は、例えば以下のとおりである。堆積膜形成
用の基体８２１を処理室８２０内の基体支持体８２２上
に配置した後、排気系（不図示）によりプラズマ発生室
８１１及び処理室８２０内を真空排気すると共に、加熱
手段８３１により基体８２１を所望の温度に加熱保持す
る。プラズマ発生用の第一のガスを第一のガス導入手段
８１３を介してプラズマ発生室８１１内に導入すると共
に、第二のガスを第二のガス導入手段８２３を介して成
膜室８２０内に導入する。次いで排気系（不図示）に設
けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、プ
ラズマ発生室８１１及び成膜室８２０内を所望の圧力に
調整する。マイクロ波電源（不図示）より所望の電力を
環状導波管１０１を介してプラズマ発生室８１１に供給
する。これによりプラズマ発生室８１１内のみに均一な
プラズマが発生する。ここにあって、第一のガス導入手
段８１３を介してプラズマ発生室８１１内に導入された
第一のガスは励起、分解されて活性種を生成する。生成
した活性種は多孔分離板８２４を通過して成膜室８２０
に輸送され、第二のガス導入手段８２３を介して成膜室
８２０に導入された第二のガスと反応して前駆体を生成
し、生成した前駆体が基体８２１上に付着し堆積膜の形
成をもたらす。

【００７３】（装置例２−（４））図１９に本発明のマ
イクロ波プラズマ処理装置を光アシストプラズマＣＶＤ
装置に適用した例についての模式的概略図を示す。本装
置例は、装置例２−（３）で示した隔離プラズマＣＶＤ
装置に基体表面に可視紫外光を照射する光照射手段を設
けたもので、他の構成は装置例２−（３）と違いがな
い。８３１は基体８２１の表面に可視紫外光を照射する
ための照明系、８３２は照明系８３１からの可視紫外光
をプラズマ発生室８１１を通して成膜室８２０へ導入す
る光導入窓である。ここで照明系８３１は、光源と、光
源からの光を集光するリフレクトミラーと、光をミキシ
ングし均一化するインテグレータと、光導入窓８３２に
平行光束を照射するためのコリメータレンズで構成され
ている。本装置例においては、基体８２１上に照明系８
３１からの可視紫外光を照射することにより、基体８２
１上に付着した揮発性成分や不純成分を脱離させ得るの
で、極めて高品質の堆積膜が形成し得る。

【００７４】照明系８３１の光源としては、低圧水銀ラ
ンプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノン−
水銀ランプ、キセノンランプ、重水素ランプ、Ａｒ共鳴
線ランプ、Ｋｒ共鳴線ランプ、Ｘｅ共鳴線ランプ、エキ
シマレーザ、Ａｒ⁺レーザ２倍高周波、Ｎレーザ、ＹＡ
Ｇレーザ３倍高周波など基体表面に付着した前駆体に吸
収される波長を有する光源なら使用可能である。

【００７５】（装置例２−（５））図２０に本発明のマ
イクロ波プラズマ処理装置でゲート型プラズマＣＶＤ装
置を構成した例の模式的概略図を示す。マイクロ波導入
装置としては、図１４に示したものを用いている。６０
１は矩形状環状導波管、６０２はプラズマ処理室９１１
内に環状導波管６０１からのマイクロ波を導入するため
のスロット、４０３は環状導波管６０１にマイクロ波を
導入する導入口、４０５はマイクロ波を２つに分岐させ
て環状導波管６０１中を伝搬させるための分岐ブロッ
ク、６０８は環状導波管６０１内の角部分におけるマイ
クロ波の垂直反射を促進し、マイクロ波の伝搬効率を向
上させるための反射ブロック、９１２はプラズマ処理室
９１１を構成する矩形石英管、９２１は表面に薄膜を形
成するための帯状基体、９２２は帯状基体９２１を巻き
とるための巻きとりボビンである。図２０に示したゲー
ト型プラズマＣＶＤ装置においては、巻きとりボビン９
２２の反対側に不図示の基体送り出しボビンが配され、
基体送り出しボビンと基体巻きとりボビン９２２は、そ
れぞれ不図示の真空容器中に収納された構成となってい
る。そして矩形石英管９１２と基体送り出しボビンが収
納された真空容器との間、及び矩形石英管９１２と基体
巻きとりボビンが収納された真空容器との間には、不図
示のガスゲートがそれぞれ設けられている。

【００７６】図２０に示した装置を使用して堆積膜を形
成する手順は例えば以下のとおりである。不図示の基体
送り出しボビンから送り出される帯状基体９２１を不図
示のガスゲートを介してプラズマ処理室９１１に通し、
該帯状基体９２１を更に不図示のガスゲートを介して基
体巻きとりボビン９２２にセットする。基体送り出しボ
ビンを収納する真空容器、プラズマ処理室９１１及び基
体巻きとりボビンを収納する真空容器のそれぞれを、不
図示の排気手段により真空排気すると共にプラズマ処理
室９１１中に設けられた不図示の加熱手段により帯状基
体９２１を所望の温度に加熱保持する。基体送り出しボ
ビン及び基体巻きとりボビン９２２を回転させて帯状基
体９２１を所定の速度で搬送しながら、不図示のガス導
入手段を介して反応ガスをプラズマ処理室９１１内に導
入する。不図示のガスゲートにゲードガスを流し、プラ
ズマ処理室９１１に設けられた不図示の排気手段を調整
して、プラズマ処理室９１１内を所望の圧力に調整す
る。次いで、不図示のマイクロ波電源より所望の電力を
環状導波管６０１を介してプラズマ処理室９１１内に供
給する。これにより反応室９１１内に均一なプラズマが
発生する。ガス導入手段９２３を介して反応室９１１内
に導入された反応ガスは励起、分解されて前駆体を生成
し、該前駆体は帯状基体９２１上に付着し堆積膜の形成
をもたらす。

【００７７】（装置例２−（６））図２１にマルチゲー
ト型プラズマＣＶＤ装置の模式的概略図を示す。本装置
例は、装置例２−（５）に示したプラズマ処理室を複数
並べ、多層膜の連続的な形成を行うように構成した装置
例である。図２１に示した装置においては、３つのプラ
ズマ処理室９１１，９１１′及び９１１″がガスゲート
９５４を介して連続的に配されていて、３つのプラズマ
処理室９１１，９１１′及び９１１″内で、それぞれ異
なる組成の堆積膜を形成できるようになっている。９５
５は基体送り出し用真空容器、９５６は基体巻きとり用
真空容器であり、それらの内部には、それぞれ、基体送
り出しボビン９５１、基体巻きとりボビン９５２が配さ
れている。９２２は帯状基体９２１を支持・搬送するロ
ーラーであり、９５７は温度調整機構である。９５８は
排気量調節用のコンダクタンスバルブである。基体送り
出しボビン９５１から送り出された帯状基体９２１は、
プラズマ処理室９１１，９１１′及び９１１″を通った
後、基体巻きとりボビン９５２に巻きとられる。図２１
に示したプラズマＣＶＤ装置においては、マイクロ波導
入装置として図１４に示したものを使用している。９２
３，９２３′及び９２３″はそれぞれ反応ガス導入手段
であり、９５３，９５３′及び９５３″はそれぞれ帯状
基体加熱用の加熱手段である。９６０，９６０′及び９
６０″はそれぞれプラズマ処理室９１１，９１１′及び
９１１″の排気手段である。図２１に示した装置を使用
して堆積膜を形成する手順は例えば以下のとおりであ
る。

【００７８】基体送り出しボビン９５１から送り出され
る帯状基体９２１をプラズマ処理室９１１，９１１′及
び９１１″を通し、基体巻きとりボビン９５２にセット
する。基体送り出し用真空容器９５５、プラズマ処理室
９１１，９１１′，９１１″及び基体巻き取り用真空容
器９５６のそれぞれを排気手段により真空排気すると共
に加熱手段９５３，９５３′及び９５３″により帯状基
体９２１を所望の温度に加熱保持する。基体送り出しボ
ビン９５１及び基体巻きとりボビン９５２を回転させて
帯状基体９２１を所定の速度で搬送しながら、ガス導入
手段９２３，９２３′及び９２３″を介して反応ガスを
プラズマ処理室９１１，９１１′及び９１１″内に導入
する。ガスゲート９５４にゲートガスを流し、プラズマ
処理室９１１，９１１′及び９１１″を排気手段９６
０，９６０′及び９６０″を介して所望の圧力に調整す
る。不図示のマイクロ波電源より所望の電力を環状導波
管６０１，６０１′及び６０１″を介してプラズマ処理
室９１１，９１１′及び９１１″に供給する。

【００７９】これによりプラズマ処理室９１１，９１
１′及び９１１″内に均一なプラズマが発生する。ここ
にあって、ガス導入手段９２３，９２３′及び９２３″
を介して反応室９１１，９１１′及び９１１″内に導入
された反応ガスは励起、分解されて前駆体を生成し、帯
状基体９２１上に付着して堆積膜の形成をもたらす。こ
うして、プラズマ処理室９１１，９１１′及び９１１″
を通過した帯状基体９２１上には異なった組成の堆積膜
を積層し得る。ガス導入口４０３の対向部のプラズマを
効率的に利用するため、非被覆面を合わせた２枚の帯状
基体９２１を同時に搬送してもよい。

【００８０】本発明のプラズマ処理方法における反応室
内もしくはプラズマ発生室内及び処理室内の圧力は好ま
しくは０．０１Ｔｏｒｒ乃至０．５Ｔｏｒｒの範囲から
選択することができる。

【００８１】本発明のプラズマ処理方法により堆積膜を
基体上に形成する際の基体温度は、使用する成膜用原料
ガスの種類や堆積膜の種類、及び用途により多少異なる
が、一般的には、好ましくは５０乃至６００℃の範囲、
最適には１００乃至４００℃の範囲である。

【００８２】本発明のプラズマ処理方法による堆積膜の
形成は、使用するガスを適宜選択することによりＳｉ₃
Ｎ₄，ＳｉＯ₂，Ｔａ₂Ｏ₅，ＴｉＯ₂，ＴｉＮ，Ａｌ
₂Ｏ₃，ＡｌＮ，ＭｇＦ₂などの絶縁膜、ａ−Ｓｉ，ｐｏ
ｌｙ−Ｓｉ，ＳｉＣ，ＧａＡｓなどの半導体膜、Ａｌ，
Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｔａなどの金属膜など、各種の堆積膜
を効率よく形成することが可能である。

【００８３】また本発明のプラズマ処理方法は表面改質
にも適用できる。その場合、使用するガスを適宜選択す
ることにより例えば基体もしくは表面層としてＳｉ，Ａ
ｌ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｔａなどを使用してこれら基体もしく
は表面層の酸化処理あるいは窒化処理さらにはＢ，Ａ
ｓ，Ｐなどのドーピング処理などが可能である。更に本
発明において採用するプラズマ処理技術はクリーニング
方法にも適用できる。その場合酸化物あるいは有機物や
重金属などのクリーニングに使用することもできる。

【００８４】本発明のプラズマ処理方法により機能性堆
積膜を形成する基体は、半導体であっても、導電性のも
のであっても、あるいは電気絶縁性のものであってもよ
い。また、これらの基体には、緻密性、密着性、段差被
覆性などの性能の改善のため、−５００Ｖから＋２００
Ｖの直流バイアスもしくは周波数４０Ｈｚから３００Ｍ
Ｈｚの交流バイアスを印加してもよい。

【００８５】導電性基体としては、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，
Ａｌ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｂ
などの金属またはこれらの合金、例えば真鍮、ステンレ
ス鋼などが挙げられる。絶縁性基体としては、ＳｉＯ₂
系の石英や各種ガラス、Ｓｉ₃Ｎ₄，ＮａＣｌ，ＫＣｌ，
ＬｉＦ，ＣａＦ₂，ＢａＦ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，ＡｌＮ，ＭｇＯ
などの無機物の他、ポリエチレン、ポリエステル、ポリ
カーボネート、セルロースアセテート、ポリプロピレ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレ
ン、ポリアミド、ポリイミドなどの有機物のフィルム、
シートなどが挙げられる。

【００８６】堆積膜形成用ガスとしては、一般に公知の
ガスが使用できる。装置例２−（３）及び装置例２−
（４）に示したプラズマ処理装置を使用する場合、プラ
ズマの作用で容易に分解され単独でも堆積し得るガス
は、化学量論的組成の達成やプラズマ発生室内の膜付着
防止のため処理室内の第二のガス導入手段８２３を介し
て処理室内へ導入することが望ましい。また、プラズマ
の作用で容易に分解されにくく単独では堆積し難いガス
は、プラズマ発生室内の第一のガス導入口８１３を介し
てプラズマ発生室内へ導入することが望ましい。

【００８７】ａ−Ｓｉ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ＳｉＣなどの
Ｓｉ系半導体薄膜を形成する場合の第二のガス導入手段
８２３を介して導入するＳｉ原子を含有する原料として
は、ＳｉＨ₄，Ｓｉ₂Ｈ₆などの無機シラン類、テトラエ
チルシラン（ＴＥＳ），テトラメチルシラン（ＴＭ
Ｓ），ジメチルシラン（ＤＭＳ）などの有機シラン類、
ＳｉＦ₄，Ｓｉ₂Ｆ₆，ＳｉＨＦ₃，ＳｉＨ₂Ｆ₂，ＳｉＣｌ
₄，Ｓｉ₂Ｃｌ₆，ＳｉＨＣｌ₃，ＳｉＨ₂Ｃｌ₂，ＳｉＨ₃
Ｃｌ，ＳｉＣｌ₂Ｆ₂などのハロシラン類など、常温常圧
でガス状態であるものまたは容易にガス化し得るものが
挙げられる。また、この場合の第一のガス導入口８１３
を介して導入するプラズマ発生用ガスとしては、Ｈ₂，
Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｎが挙げられる。Ｓ
ｉ₃Ｎ₄，ＳｉＯ₂などのＳｉ化合物系薄膜を形成する場
合の第二のガス導入手段８２３を介して導入するＳｉ原
子を含有する原料としては、ＳｉＨ₄，Ｓｉ₂Ｈ₆などの
無機シラン類、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ），テ
トラメトキシシラン（ＴＭＯＳ），オクタメチルシクロ
テトラシラン（ＯＭＣＴＳ）などの有機シラン類、Ｓｉ
Ｆ₄，Ｓｉ₂Ｆ₆，ＳｉＨＦ₃，ＳｉＨ₂Ｆ₂，ＳｉＣｌ₄，
Ｓｉ₂Ｃｌ₆，ＳｉＨＣｌ₃，ＳｉＨ₂Ｃｌ₂，ＳｉＨ₃Ｃ
ｌ，ＳｉＣｌ₂Ｆ₂などのハロシラン類など、常温常圧で
ガス状態であるものまたは容易にガス化し得るものが挙
げられる。また、この場合の第一のガス導入口８１３を
介して導入する原料としては、Ｎ₂，ＮＨ₃，Ｎ₂Ｈ₄，ヘ
キサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ），Ｏ₂，Ｏ₃，Ｈ
₂Ｏ，ＮＯ，Ｎ₂Ｏ，ＮＯ₂などが挙げられる。

【００８８】Ａｌ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｔａなどの金属薄
膜を形成する場合の第二のガス導入手段８２３を介して
導入する金属原子を含有する原料としては、トリメチル
アルミニウム（ＴＭＡｌ）、トリエチルアルミニウム
（ＴＥＡｌ）、トリイソブチルアルミニウム（ＴＩＢＡ
ｌ）、ジメチルアルミニウムハイドライド（ＤＭＡｌ
Ｈ）、タングステンカルボニル（Ｗ（ＣＯ）₆）、モリ
ブデンカルボニル（Ｍｏ（ＣＯ）₆）、トリメチルガリ
ウム（ＴＭＧａ）、トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）な
どの有機金属、ＡｌＣｌ₃，ＷＦ₆，ＴｉＣｌ₃，ＴａＣ
ｌ₅などのハロゲン化金属などが挙げられる。また、こ
の場合の第一のガス導入口８１３を介して導入するプラ
ズマ発生用ガスとしては、Ｈ₂，Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋ
ｒ，Ｘｅ，Ｒｎが挙げられる。

【００８９】Ａｌ₂Ｏ₃，ＡｌＮ，Ｔａ₂Ｏ₅，ＴｉＯ₂，
ＴｉＮ，ＷＯ₃などの金属化合物薄膜を形成する場合の
第二のガス導入手段８２３を介して導入する金属原子を
含有する原料としては、トリメチルアルミニウム（ＴＭ
Ａｌ）、トリエチルアルミニウム（ＴＥＡｌ）、トリイ
ソブチルアルミニウム（ＴＩＢＡｌ）、ジメチルアルミ
ニウムハイドライド（ＤＭＡｌＨ）、タングステンカル
ボニル（Ｗ（ＣＯ）₆）、モリブデンカルボニル（Ｍｏ
（ＣＯ）₆）、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリ
エチルガリウム（ＴＥＧａ）などの有機金属、ＡｌＣｌ
₃，ＷＦ₆，ＴｉＣｌ₃，ＴａＣｌ₅などのハロゲン化金属
などが挙げられる。また、この場合の第一のガス導入口
８１３を介して導入する原料ガスとしては、Ｏ₂，Ｏ₃，
Ｈ₂Ｏ，ＮＯ，Ｎ₂Ｏ，ＮＯ₂，Ｎ₂，ＮＨ₃，Ｎ₂Ｈ₄、ヘ
キサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）などが挙げられる。

【００９０】基体を酸化表面処理する場合の第一のガス
導入口８１３を介して導入する酸化性ガスとしては、Ｏ
₂，Ｏ₃，Ｈ₂Ｏ，ＮＯ，Ｎ₂Ｏ，ＮＯ₂などが挙げられ
る。また、基体を窒化表面処理する場合のガス導入口１
０９を介して導入する窒化性ガスとしては、Ｎ₂，Ｎ
Ｈ₃，Ｎ₂Ｈ₄，ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）な
どが挙げられる。この場合成膜しないので、第二のガス
導入手段８２３を介して原料ガスは導入しない、もしく
は第一のガス導入口８１３を介して導入するガスと同様
のガスを導入する。

【００９１】基体表面の有機物をクリーニングする場合
の第一のガス導入口８１３から導入するクリーニング用
ガスとしては、Ｏ₂，Ｏ₃，Ｈ₂Ｏ，ＮＯ，Ｎ₂Ｏ，ＮＯ₂
などが挙げられる。また、基板表面の無機物をクリーニ
ングする場合の第一のガス導入口８１３から導入するク
リーニング用ガスとしては、Ｆ₂，ＣＦ₄，ＣＨ₂Ｆ₂，Ｃ
₂Ｆ₆，ＣＦ₂Ｃｌ₂，ＳＦ₆，ＮＦ₃などが挙げられる。こ
の場合成膜しないので、第二のガス導入手段８２３を介
して原料ガスは導入しない、もしくは第一のガス導入口
８１３を介して導入するガスと同様のガスを導入する。

【００９２】尚、装置例２−（１）、２−（２）、２−
（５）、２−（６）に示したプラズマ処理装置を使用す
る場合は、上記に示した処理に必要なガスを１つのガス
導入口から導入する。また、装置例２−（１）、２−
（２）、２−（５）、２−（６）に示したプラズマ処理
装置を使用してマイクロ波が透過しにくい堆積膜を形成
する場合は、石英管内壁へのパージガス吹き付け、石英
管内壁へのカバーガラスもしくはフィルムの設置及び移
動もしくは除去、エッチングガスを使用したプラズマに
よるセルフクリーニング、容易な石英管の交換機構など
の石英管内壁への膜付着防止及び除去対策を施すことが
望ましい。

【００９３】

【実施例】（使用例）本発明のマイクロ波導入装置及び
該装置を備えたプラズマ処理装置の効果を以下の使用例
に徴して説明するが、これらの使用例は本発明を何等限
定するものではない。

【００９４】（使用例１）図１６に示したプラズマ処理
装置を使用して、電子写真用感光ドラムの感光層として
の機能をするアモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ：Ｈ
膜）の形成を行った。前記プラズマ処理装置の環状導波
管１０１として、図９に示した構成のものを用いた。基
体７２１としては、Ａｌ製の円筒状ドラムを使用した。
まず、円筒状ドラム７２１をプラズマ処理室１１１内の
中央に設置した。排気系（不図示）を介して該プラズマ
処理室１１１内を１０^-6Ｔｏｒｒまで真空排気した。次
いで円筒状ドラム７２１を不図示の加熱手段により３５
０℃まで加熱し、この温度に保持した。ガス導入口７２
３を介してモノシランガスを６００ｓｃｃｍ、水素ガス
を３５０ｓｃｃｍの流量でプラズマ処理室１１１内に導
入した。不図示の排気系を調整し、プラズマ処理室１１
１内を１０ｍＴｏｒｒに保持した後、不図示の２．４５
ＧＨｚのマイクロ波電源より１５００Ｗの電力を環状導
波管１０１を介してプラズマ処理室１１１内に供給し、
これによりプラズマ処理室１１１内にプラズマを生起さ
せた。このようにして円筒状ドラム７２１上にａ−Ｓｉ
膜を３０μｍの膜厚で形成した。得られた膜について、
成膜速度、均一性、水素含有量を測定した。水素含有量
は金属中水素分析計（掘場製作所製ＥＭＧＡ−１１０
０）を用いて測定した。その結果、得られたａ−Ｓｉ膜
の成膜速度と均一性は、７５０ｎｍ／分、±３．７％と
良好な値を示した。また、水素含有量は１２ｍｏｌ％で
あった。これらの結果から得られた膜は良質な膜である
ことが確認された。また、本実施例で得られた感光体ド
ラムを実験用に改造したキヤノン製複写機ＮＰ−７５５
０に搭載し、キヤノン製テストチャートを原稿として、
画像プロセス条件を適宜選択して複写テストを行ったと
ころ、高品質な画像を得ることができた。

【００９５】（使用例２）図１７に示したプラズマ処理
装置を使用して、アモルファスシリコン膜の形成を行っ
た。環状導波管１０１としては図９に示した構造のもの
を用いた。基体７２１としては、Ａｌ製の円筒状ドラム
を使用した。まず、６本の円筒状ドラム７２１をプラズ
マ処理室１１１内に配置し、それぞれを自転させた。排
気系（不図示）を介して該プラズマ処理室１１１内を１
０^-6Ｔｏｒｒまで真空排気した。続いて円筒状ドラム７
２１を不図示の加熱手段により３５０℃まで加熱しこの
温度に保持した。ガス導入口７２３を介してモノシラン
ガスを９００ｓｃｃｍ、水素ガスを５００ｓｃｃｍの流
量でプラズマ処理室１１１内に導入した。不図示の排気
系を調整し、反応室１１１内を１２ｍＴｏｒｒに保持し
た後、不図示の２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より１
５００Ｗの電力を環状導波管１０１を介してプラズマ処
理室１１１内に供給し、これによりプラズマ処理室１１
１内にプラズマを生起させた。このようにして６つの円
筒状ドラム７２１上にアモルファスシリコン膜を３０μ
ｍの膜厚で形成した。得られた膜について、成膜速度、
均一性、水素含有量を測定した。水素含有量は金属中水
素分析計（掘場製作所製ＥＭＧＡ−１１００）を用いて
測定した。その結果、得られたａ−Ｓｉ膜の成膜速度と
均一性は、３３０ｎｍ／分、±４．３％と良好な値を示
した。また、水素含有量は１５ｍｏｌ％であった。これ
らの結果から得られた膜は良質な膜であることが確認さ
れた。また、本実施例で得られた感光体ドラムを実験用
に改造したキヤノン製複写機ＮＰ−７５５０に搭載し、
キヤノン製テストチャートを原稿として、画像プロセス
条件を適宜選択して複写テストを行ったところ、高品質
な画像を得ることができた。

【００９６】（使用例３）図１８に示した隔離プラズマ
ＣＶＤ装置を使用し、半導体素子ゲート絶縁用酸化シリ
コン膜の形成を行った。環状導波管８０１としては、図
９に示した構造のものを用いた。基体８２１としては、
Ｐ型単結晶シリコン基板（面方位〈１００〉，抵抗率１
０Ωｃｍ）を使用した。シリコン基板８２１を基体支持
台８２２上に設置した後、排気系８５１を介してプラズ
マ発生室８１１及び成膜室８２０内を１０^-6Ｔｏｒｒま
で真空排気した。ヒータ８３１に通電し、基板８２１を
３００℃に加熱し、この温度に保持した。第一のガス導
入口８１３を介して酸素ガスを５００ｓｃｃｍの流量で
プラズマ発生室８１１内に導入した。これと同時に、第
二のガス導入手段８２３を介してモノシランガスを５０
０ｓｃｃｍの流量で成膜室８２０内に導入した。つい
で、排気系８５１に設けられたコンダクタンスバルブ
（不図示）を調整し、プラズマ発生室８１１内を０．１
５Ｔｏｒｒに、また、成膜室８２０内を０．０５Ｔｏｒ
ｒに調整した。不図示の２．４５ＧＨｚのマイクロ波電
源より５００Ｗの電力を環状導波管１０１を介してプラ
ズマ発生室８１１内に供給した。かくして、プラズマ発
生室８１１内にプラズマを発生させた。ここで発生した
プラズマは、プラズマが高密度に局在化した王冠状のも
のであった。第一のガス導入口８１３を介して導入され
た酸素ガスは、プラズマ発生室８１１内で励起、分解さ
れて酸素原子などの活性種となり、該活性種はシリコン
基板８２１の方向に輸送され、第二のガス導入手段８２
３を介して導入されたモノシランガスと反応して、酸化
シリコン膜がシリコン基体８２１上に形成された。得ら
れた酸化シリコン膜の膜厚は０．１μｍであった。得ら
れた堆積膜について、成膜速度、均一性、リーク電流、
絶縁耐圧、及び界面準位密度のそれぞれを評価した。リ
ーク電流の測定は、次のようにして行った。即ち、形成
された堆積膜上にＡｌ電極を形成し、該Ａｌ電極とＳｉ
基板間に直流電圧を印加することで該堆積膜に５ＭＶ／
ｃｍの電界をかけ、この状態で流れる電流を測定した。
絶縁耐圧については、リーク電流が１×１０^-6Ａ／ｃｍ
²以上流れるときの電界により評価した。界面準位密度
は、容量測定器により得られた１ＭＨｚＲＦ印加の場合
のＣ−Ｖ曲線より求めた。得られた酸化シリコン膜の成
膜速度及び均一性は１２０ｎｍ／分、±２．６％であっ
ていずれも良好な値を示した。リーク電流は、４×１０
^-11Ａ／ｃｍ²、絶縁耐圧は１０ＭＶ／ｃｍ、界面準位密
度は５×１０¹⁰ｃｍ^-2であった。これらの値から該酸化
シリコン膜は良質な膜であることが確認された。

【００９７】（使用例４）図１９に示した光アシストプ
ラズマＣＶＤ装置（ｐｈｏｔｏ−ａｓｓｉｓｔｅｄ ｐ
ｌａｓｍａ ＣＶＤ ａｐｐａｒａｔｕｓ）を使用し、
半導体素子保護用の窒化シリコン膜を形成した。環状導
波管８０１としては、図９に示す構成のものを用いた。
基体８２１としては、Ｐ型単結晶シリコン基板（面方位
〈１００〉，抵抗率１０Ωｃｍ）を使用した。まず、シ
リコン基板８２１は基体支持台８２２上に設置した。排
気系８５１を介してプラズマ発生室８１１及び成膜室８
２０内を１０^-6Ｔｏｒｒまで真空排気した。照明系８３
１としてのＸｅランプを点灯してシリコン基板８２１の
表面における光照度が０．６Ｗ／ｃｍ²となるように光
をシリコン基板８２１の表面に照射した。ヒータ８３３
に通電し、シリコン基板８２１を３００℃に加熱し、こ
の温度に保持した。第一のガス導入口８１３を介して窒
素ガスを１０００ｓｃｃｍの流量でプラズマ発生室８１
１内に導入した。これと同時に、第二のガス導入手段８
２３を介してモノシランガスを１００ｓｃｃｍの流量で
成膜室８２０内に導入した。排気系８５１に設けられた
コンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、プラズマ発
生室８１１内を０．１８Ｔｏｒｒ、成膜室８２０内を
０．０３Ｔｏｒｒにそれぞれ調整した。不図示の２．４
５ＧＨｚのマイクロ波電源より５００Ｗの電力を環状導
波管８０１を介してプラズマ発生室８１１内に供給し
た。かくして、プラズマ発生室８１１内にプラズマを発
生させた。第一のガス導入口８１３を介して導入された
窒素ガスはプラズマ発生室８１１内で励起、分解されて
活性種となり、該活性種はシリコン基板８２１の方向に
輸送され、第二のガス導入手段８２３を介して導入され
たモノシランガスと反応して、窒化シリコン膜がシリコ
ン基板８２１上に形成された。得られた窒化シリコン膜
の膜厚は１．０μｍであった。得られた堆積膜につい
て、成膜速度、リーク電流及び応力について評価した。
応力の測定は成膜前後の基板の反り量の変化をレーザ干
渉計Ｚｙｇｏ（商品名）で測定することにより求めた。
得られた窒化シリコン膜の成膜速度は、２８０ｎｍ／分
と極めて大きいものであった。リーク電流は、１×１０
^-10Ａ／ｃｍ²、絶縁耐圧は、８ＭＶ／ｃｍ、応力は１×
１０⁹ｄｙｎ／ｃｍ²であった。これらの値から該窒化シ
リコン膜はプラズマダメージのない極めて良質な膜であ
ることが確認された。

【００９８】（使用例５）図１９に示した光アシストプ
ラズマＣＶＤ装置を使用し、半導体素子層間絶縁用酸化
シリコン膜の形成を行った。環状導波管１０１として
は、図９に示す構造のものを用いた。基体８２１として
は、Ｐ型単結晶シリコン基板（面方位〈１００〉，抵抗
率１０Ωｃｍ）を使用した。まず、シリコン基板８２１
を基体支持台８２２上に設置した。排気系８５１を介し
てプラズマ発生室８１１及び成膜室８２０内を１０^-6Ｔ
ｏｒｒまで真空排気した。照明系８３１としての超高圧
水銀ランプを点灯してシリコン基板８２１表面における
光照度が０．４Ｗ／ｃｍ²となるように光をシリコン基
板８２１の表面に照射した。ヒータ８３３に通電し、シ
リコン基板８２１を３００℃に加熱し、この温度に保持
した。第一のガス導入口８１３を介して酸素ガスを２０
００ｓｃｃｍの流量でプラズマ発生室８１１内に導入し
た。これと同時に、第二のガス導入手段８２３からテト
ラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）ガスを５００ｓｃｃｍの
流量で成膜室８２０内に導入した。排気系８５１に設け
られたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、プラ
ズマ発生室８１１内を０．３Ｔｏｒｒ、成膜室８２０内
を０．０５Ｔｏｒｒにそれぞれ調整した。不図示の２．
４５ＧＨｚのマイクロ波電源より１０００Ｗの電力を環
状導波管１０１を介してプラズマ発生室８１１内に供給
した。かくして、プラズマ発生室８１１内にプラズマを
発生させた。このような状態を維持し、酸化シリコン膜
をシリコン基板８２１上に１．０μｍの厚さで形成し
た。得られた堆積膜について、成膜速度、均一性、リー
ク電流、絶縁耐圧、及び段差被覆性について評価した。
段差被覆性については、ラインアンドスペース０．５μ
ｍのラインパターンに形成されたＡｌ段差上に成膜した
酸化シリコン膜の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で
観測し、段差上の膜厚に対する段差側壁上の膜厚の比
（カバーファクタ）を求めて評価した。得られた酸化シ
リコン膜の成膜速度及び均一性は２２０ｎｍ／分、±
２．７％であって、いずれも良好な値を示した。リーク
電流は１×１０^-10Ａ／ｃｍ²、絶縁耐圧は９ＭＶ／ｃ
ｍ、カバーファクタは０．９であった。これらの値から
該酸化シリコン膜は半導体素子層間絶縁膜として良質な
膜であることが確認された。

【００９９】（使用例６）図１９に示したプラズマ処理
装置を表面改質装置として使用して、シリコン基板表面
を酸化し、半導体素子ゲート絶縁用酸化シリコン膜の形
成を行った。環状導波管８０１としては、図９に示す構
成のものを用いた。基体８２１としては、Ｐ型単結晶シ
リコン基板（面方位〈１００〉，抵抗率１０Ωｃｍ）を
使用した。該シリコン基板８２１を基体支持台８２２上
に設置した。排気系８５１を介してプラズマ発生室８１
１及び処理室８２０内を１０^-6Ｔｏｒｒまで真空排気し
た。ヒータ８３１に通電し、シリコン基板８２１を５０
０℃に加熱し、この温度に保持した。第一のガス導入口
８１３を介して酸素ガスを５００ｓｃｃｍの流量でプラ
ズマ発生室８１１内に導入した。排気系８５１に設けら
れたコンダクタンスバルブを調整し、プラズマ発生室８
１１内を０．１５Ｔｏｒｒに、処理室８２０内を０．０
３Ｔｏｒｒにそれぞれ調整した。不図示の２．４５ＧＨ
ｚのマイクロ波電源より１０００Ｗの電力を環状導波管
８０１を介してプラズマ発生室８１１内に供給し、プラ
ズマ発生室８１１内にプラズマを発生させた。ここで発
生したプラズマは、プラズマが高密度に局在した王冠状
のものであった。第一のガス導入口８１３を介して導入
された酸素ガスはプラズマ発生室８１１内で励起、分解
されて酸素原子などの活性種となり、該活性種はシリコ
ン基板８２１の方向に輸送されシリコン基板８２１表面
と反応する。こうして５０ｎｍ厚の酸化シリコン膜がシ
リコン基板８２１上に形成された。得られた膜につき、
成膜速度、リーク電流及び絶縁耐圧について評価した。
得られた酸化シリコン膜の酸化速度及び均一性は１．２
ｎｍ／分、±２．２％であって、いずれも良好な値を示
した。リーク電流は、２×１０^-11Ａ／ｃｍ²、絶縁耐圧
は１２ＭＶ／ｃｍであった。これらの値から該酸化シリ
コン膜は半導体素子ゲート絶縁用膜として極めて優れた
膜であることが確認された。

【０１００】（使用例７）図２０に示したプラズマ処理
装置をゲート型プラズマＣＶＤ装置として使用し、プラ
スチックフィルム耐摩耗層として機能するＳｉＯ₂膜の
形成を行った。環状導波管６０１としては図１４に示し
た構成のものを用いた。基体９２１としては、帯状プラ
スチックフィルムを使用した。不図示の基体送り出しボ
ビンから送り出される基体をプラズマ処理室９１１を通
して基体巻きとりボビンにセットした。基体送り出しボ
ビンと基体巻きとりボビン９２２とを回転させることに
より、基体９２１を毎分１０ｍｍの速度で搬送させた。
排気系（不図示）によりプラズマ処理室９１１内を１０
^-6Ｔｏｒｒまで真空排気した。不図示のガス導入手段を
介してモノシランガスを２００ｓｃｃｍ、酸素ガスを１
０００ｓｃｃｍの流量でプラズマ処理室９１１内に導入
した。排気系（不図示）を調整し、プラズマ処理室９１
１内を３０ｍＴｏｒｒの圧力に調整した。２．４５ＧＨ
ｚのマイクロ波電源（不図示）より１０００Ｗの電力を
環状導波管６０１を介してプラズマ処理室９１１内に導
入した。かくして、プラズマ処理室９１１内に均一なプ
ラズマが発生した。このような状態を維持することによ
り帯状基体９２１上に厚さ１０μｍのＳｉＯ₂膜が形成
された。得られた膜について、成膜速度、均一性、耐摩
耗性について評価した。耐摩耗性は、試験紙で１０００
回こすり、擦り減った膜厚で評価した。得られたＳｉＯ
₂膜の成膜速度と均一性は、６００ｎｍ／分、±５．６
％であって、いずれも良好な値を示した。耐摩耗性につ
いては摩耗量が５ｎｍ／１００ｓｈｏｔｓと極めて小さ
く、該ＳｉＯ₂膜は耐摩耗性に優れた良質な膜であるこ
とが確認された。

【０１０１】（使用例８）図２１に示したプラズマ処理
装置をマルチゲート型プラズマＣＶＤ装置として使用
し、太陽電池用ｐｉｎ接合型光起電力層の形成を行っ
た。環状導波管６０１，６０１′及び６０１″としては
図１４に示した構成のものを用いた。基体９２１として
は、ＳＵＳ４３０ＢＡ製帯状基体（幅６０ｃｍ，厚さ
０．２ｍｍ）上に下部電極としてＡｌ膜をコーティング
したものを使用した。基体送り出しボビン９５１から送
り出された帯状基体９２１を第一のプラズマ処理室９１
１、第二のプラズマ処理室９１１′及び第三のプラズマ
処理室９１１″を通過させた後、基体巻きとりボビン９
５２にセットした。基体送り出しボビン９５１及び基体
巻きとりボビン９５２を回転させ、帯状基体９２１を毎
分０．８ｍの速度で搬送させた。これと同時に加熱手段
９５３，９５３′及び９５３″を用いて帯状基体９２１
を３５０℃に加熱保持した。排気系９６０，９６０′及
び９６０″により第一乃至第三のプラズマ処理室９１
１，９１１′，９１１″内を１０^-6Ｔｏｒｒまで真空排
気した。次いで第一のプラズマ処理室９１１内へガス導
入手段９２３を介してモノシランガスを６０ｓｃｃｍ、
水素ガスを１００ｓｃｃｍ、１％ＰＨ₃／Ｈ₂を１０ｓｃ
ｃｍ、四弗化シリコンガスを５ｓｃｃｍの流量で導入し
た。

【０１０２】排気系９６０を調整し、プラズマ処理室９
１１内を１５ｍＴｏｒｒに調整した。この状態で２．４
５ＧＨｚのマイクロ波電源（不図示）より８００Ｗの電
力を環状導波管６０１を介して反応室９１１内に供給
し、プラズマを生起させて帯状基体９２１上にｎ型ａ−
Ｓｉ：Ｈ：Ｆ膜を形成した。第二のプラズマ処理室９１
１′においては、ガス導入手段９２３′を介してモノシ
ランガスを３００ｓｃｃｍ、水素ガスを１００ｓｃｃ
ｍ、四弗化シリコンガスを１０ｓｃｃｍの流量で導入し
た。排気系９６０′を調整し、プラズマ処理室９１１′
内を１０ｍＴｏｒｒに調整した。この状態で２．４５Ｇ
Ｈｚのマイクロ波電源（不図示）より１２００Ｗの電力
を環状導波菅６０１′を介して反応室９１１′内に供給
し、プラズマを生起させて第一のプラズマ処理室９１１
で形成されたｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ：Ｆ膜上にｉ型ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ：Ｆ膜を形成した。第三のプラズマ処理室９１
１″においては、ガス導入手段９２３″を介してモノシ
ランガスを２０ｓｃｃｍ、水素ガスを２００ｓｃｃｍ、
０．３％Ｂ₂Ｈ₆／Ｈ₂を１０ｓｃｃｍ、四弗化シリコン
ガスを５ｓｃｃｍの流量で導入した。ついで、排気系９
６０″を調整し、プラズマ処理室９１１″内を２０ｍＴ
ｏｒｒに調整した。この状態で２．４５ＧＨｚのマイク
ロ波電源（不図示）より１２００Ｗの電力を環状導波管
６０１″を介して反応室９１１″内に供給し、プラズマ
を生起させて第二のプラズマ処理室９１１′で形成され
たｉ型ａ−Ｓｉ：Ｆ膜上にｐ型ａ−Ｓｉ：Ｈ：Ｆ膜を形
成した。こうして得られたｎｉｐ積層膜を使用して４０
ｃｍ×８０ｃｍの太陽電池モジュールを作成し、光電変
換効率について評価した。光電変換効率は、０．１Ｗ／
ｃｍ²の強度をもつ光照射下で評価した。光電変換効率
は８．８％という良好な値を示し、特性が安定してい
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に用いられるマイクロ波導入装
置の一例を説明するための模式図である。

【図２】図２は、本発明を完成するに際して行った実験
を説明するための模式図である。

【図３】図３は、マイクロ波導入装置の一例を説明する
ための模式図である。

【図４】図４は、本発明を完成するに際して行った実験
１の結果を説明するためのグラフである。

【図５】図５は、本発明を完成するに際して行った実験
１における比較実験の結果を説明するためのグラフであ
る。

【図６】図６は、マイクロ波導入装置の別の例を説明す
るための模式図である。

【図７】図７は、本発明を完成するに際して行った実験
２の結果を説明するためのグラフである。

【図８】図８は、本発明を完成するに際して行った実験
３の結果を説明するためのグラフである。

【図９】図９は、本発明のマイクロ波導入装置の一例を
説明するための模式図である。

【図１０】図１０は、本発明を完成するに際して行った
実験４で使用したマイクロ波導入装置の原理を説明する
ためのグラフである。

【図１１】図１１は、本発明を完成するに際して行った
実験４の結果を説明するためのグラフである。

【図１２】図１２は、本発明のマイクロ波導入装置の一
例を説明するための模式図である。

【図１３】図１３は、本発明を完成するに際して行った
実験５の結果を説明するためのグラフである。

【図１４】図１４は、本発明のマイクロ波導入装置の一
例を説明するための模式図である。

【図１５】図１５は、本発明を完成するに際して行った
実験６の結果を説明するためのグラフである。

【図１６】図１６は、本発明のプラズマ処理装置の一例
を説明するための模式図である。

【図１７】図１７は、本発明のプラズマ処理装置の一例
を説明するための模式図である。

【図１８】図１８は、本発明のプラズマ処理装置の一例
を説明するための模式図である。

【図１９】図１９は、本発明のプラズマ処理装置の一例
を説明するための模式図である。

【図２０】図２０は、本発明のプラズマ処理装置の一例
を説明するための模式図である。

【図２１】図２１は、本発明のプラズマ処理装置の一例
を説明するための模式図である。

【図２２】図２２は、従来例の同軸アンテナ型マイクロ
波導入装置を説明するための模式図である。

【図２３】図２３は、従来例の透過窓型マイクロ波導入
装置を説明するための模式図である。

【図２４】図２４は、従来例のスロット型マイクロ波導
入装置を説明するための模式図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05H 1/46 C23C 16/50 C23F 4/00 H01L 21/3065

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無終端環状導波管に設けられた複数のスロ
   ットよりプラズマ発生室内に供給されるマイクロ波を、
   マイクロ波電源から前記無終端環状導波管に導入するマ
   イクロ波導入方法であって、前記無終端環状導波管内の
   スロットが形成された壁面に、前記マイクロ波電源側に
   接続されたマイクロ波導入部の向きに対してそれぞれ傾
   いた二つの反射面を有する分配ブッロクを設け、前記マ
   イクロ波導入部から前記二つの反射面に向けてマイクロ
   波を導入し、該二つの反射面によってマイクロ波を２方
   向に分配して、前記無終端環状導波管の両側に伝播させ
   ることを特徴とするマイクロ波導入方法。
2. 【請求項２】前記無終端環状導波管内では、分配された
   マイクロ波同士が干渉して該スロットが設けられた位置
   に、電界が強い部分が生じる請求項１に記載のマイクロ
   波導入方法。
3. 【請求項３】無終端環状導波管に設けられた複数のスロ
   ットよりプラズマ発生室内にマイクロ波電源からマイク
   ロ波を供給し、前記プラズマ発生室内にプラズマを発生
   させて、前記プラズマ発生室内又は該プラズマ発生室に
   連通する処理室内に配された披処理基体を処理するプラ
   ズマ処理方法であって、前記無終端環状導波管内のスロ
   ットが形成された壁面に、前記マイクロ波電源側に接続
   されたマイクロ波導入部の向きに対してそれぞれ傾いた
   二つの反射面を有する分配ブッロクを設け、前記マイク
   ロ波導入部から前記二つの反射面に向けてマイクロ波を
   導入し、該二つの反射面によってマイクロ波を２方向に
   分配して、前記無終端環状導波管の両側に伝播させると
   ともに、前記スロットより前記プラズマ発生室内にマイ
   クロ波を供給することを特徴とするプラズマ処理方法。
4. 【請求項４】前記無終端環状導波管内では、分配された
   マイクロ波同士が干渉して該スロットが設けられた位置
   に、電界が強い部分が生じる請求項３に記載のプラズマ
   処理方法。
5. 【請求項５】前記プラズマ処理は、堆積膜形成処理であ
   る請求項３に記載のプラズマ処理方法。
6. 【請求項６】前記プラズマ処理は、前記被処理基体の表
   面を酸化又は窒化する表面処理である請求項３に記載の
   プラズマ処理方法。
7. 【請求項７】前記プラズマ処理は、前記被処理基体の表
   面の有機物を除去する処理である請求項３に記載のプラ
   ズマ処理方法。
8. 【請求項８】前記プラズマ処理は、前記被処理基体の表
   面の無機物を除去する処理である請求項３に記載のプラ
   ズマ処理方法。
9. 【請求項９】前記無終端環状導波管の前記スロットが設
   けられた面と被処理面が垂直になるように前記被処理基
   体を前記プラズマ発生室内に配置する請求項３に記載の
   プラズマ処理方法。
10. 【請求項１０】前記無終端環状導波管の前記スロットが
    設けられた面と被処理面が対向するように前記被処理基
    体を前記プラズマ発生室内に配置する請求項３に記載の
    プラズマ処理方法。
11. 【請求項１１】前記被処理基体に直流バイアス又は交流
    バイアスを印加する請求項３に記載のプラズマ処理方
    法。