JP5703688B2 - Microwave plasma processing apparatus and microwave plasma processing method - Google Patents

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本発明は、内部空間で処理を実行するチャンバを備えたマイクロ波プラズマ処理装置、及び、そのチャンバ内にマイクロ波を導入してプラズマを発生させ所定の処理を実行するマイクロ波プラズマ処理方法に関し、特に、同軸導波管を介してマイクロ波を導入するマイクロ波プラズマ処理装置及びマイクロ波プラズマ処理方法に関する。   The present invention relates to a microwave plasma processing apparatus including a chamber that performs processing in an internal space, and a microwave plasma processing method that generates a plasma by introducing a microwave into the chamber and executes a predetermined process. In particular, the present invention relates to a microwave plasma processing apparatus and a microwave plasma processing method for introducing a microwave through a coaxial waveguide.

化学蒸着法(CVD)は、常温では反応の起こらない処理用ガスを用いて、高温雰囲気での気相成長により、処理対象物の表面に反応生成物を膜状に析出させる技術であり、半導体の製造、金属やセラミックの表面改質やコーティング等に広く採用されている。
最近では、CVDでも低圧プラズマCVDにおけるプラスチック容器の表面コーティングとして、特に、ガスバリア性の向上にも応用されている。
Chemical vapor deposition (CVD) is a technology for depositing reaction products in the form of a film on the surface of an object to be processed by vapor phase growth in a high-temperature atmosphere using a processing gas that does not react at room temperature. It is widely used for manufacturing, surface modification and coating of metals and ceramics.
Recently, as a surface coating of plastic containers in low-pressure plasma CVD, it is also applied to improve gas barrier properties.

プラズマCVDは、プラズマを利用して薄膜成長を行うものであり、基本的には、減圧下において処理用ガスを含むガスを高電界の電気的エネルギーで放電させることにより、解離、結合して生成した物質を、気相中又は処理対象物上で化学反応させることによって、処理対象物上に堆積させる方法である。
プラズマ状態は、グロー放電、コロナ放電、アーク放電などによって実現されるものであり、たとえば、グロー放電の方式としては、直流グロー放電を利用する方法、高周波グロー放電を利用する方法(高周波プラズマCVD)、マイクロ波放電を利用する方法(マイクロ波プラズマCVD)などが知られている。
Plasma CVD is a method for growing thin films using plasma. Basically, it is generated by dissociating and combining gases containing a processing gas under a reduced pressure with electric energy of a high electric field. This is a method of depositing the processed material on the processing object by chemical reaction in the gas phase or on the processing object.
The plasma state is realized by glow discharge, corona discharge, arc discharge, etc. For example, as a method of glow discharge, a method using direct current glow discharge, a method using high frequency glow discharge (high frequency plasma CVD). Further, a method using microwave discharge (microwave plasma CVD) is known.

これらの中で、マイクロ波プラズマCVDは、装置の構成を極めて簡略化でき、また、装置内での減圧の程度も、プラスチック容器の内面を処理する場合には、マイクロ波放電がプラスチック容器内のみに発生するようにすればよいので、装置内全体を高真空に維持する必要がなく、操作の簡便さ、及び生産性の点で優れている。   Among these, the microwave plasma CVD can greatly simplify the configuration of the apparatus, and the degree of decompression in the apparatus is such that when the inner surface of the plastic container is processed, the microwave discharge is only in the plastic container. Therefore, it is not necessary to maintain the entire apparatus in a high vacuum, which is excellent in terms of ease of operation and productivity.

ところで、マイクロ波プラズマCVDでは、マイクロ波発振器などにより生成されたマイクロ波が、中空導波管あるいは同軸導波管などを介して、処理対象物が収められたチャンバへ送られる。
ここで、中空導波管は、断面が矩形又は円形に形成された金属製の管である。管内は、中空のため、マイクロ波は、TEモード(Transverse Electric mode)又は、TMモード(Transverse Magnetic mode)で伝搬する。
一方、同軸導波管は、管状の外部導体と、棒状又は管状の内部導体が同軸上に配置されたものである。この構成により、マイクロ波は、TEMモード(Transverse Electromagnetic mode)で伝搬する。
By the way, in microwave plasma CVD, a microwave generated by a microwave oscillator or the like is sent to a chamber in which an object to be processed is stored via a hollow waveguide or a coaxial waveguide.
Here, the hollow waveguide is a metal tube having a rectangular or circular cross section. Since the inside of the tube is hollow, the microwave propagates in a TE mode (Transverse Electric mode) or a TM mode (Transverse Magnetic mode).
On the other hand, the coaxial waveguide has a tubular outer conductor and a rod-like or tubular inner conductor arranged coaxially. With this configuration, the microwave propagates in a TEM mode (Transverse Electromagnetic mode).

また、中空導波管と同軸導波管とを接続する場合には、同軸導波管変換器が用いられる。
同軸導波管変換器は、例えば中空矩形導波管により伝搬されてきたTEモードのマイクロ波を、TEMモードのマイクロ波に切り換えて、同軸導波管へ送る。
Further, when the hollow waveguide and the coaxial waveguide are connected, a coaxial waveguide converter is used.
The coaxial waveguide converter switches, for example, a TE mode microwave propagated by a hollow rectangular waveguide to a TEM mode microwave and sends the microwave to the coaxial waveguide.

これら中空導波管、同軸導波管変換器、同軸導波管を用いて、マイクロ波をチャンバへ伝搬させる技術が提案されている。
例えば、天面及び下面が封止された円筒型容器と、その天面の中央部から該円筒型容器の内部へ挿入された同軸導波管の内部導体と、その円筒型容器の下面の中央部から該円筒型容器の内部へ挿入されたガス供給管とを有し、それら内部導体とガス供給管が同一軸上に配置された構成となっているものがある(例えば、特許文献1、2参照。)。
A technique for propagating microwaves to the chamber using these hollow waveguide, coaxial waveguide converter, and coaxial waveguide has been proposed.
For example, a cylindrical container with the top and bottom surfaces sealed, an inner conductor of a coaxial waveguide inserted from the center of the top surface into the cylindrical container, and the center of the bottom surface of the cylindrical container And a gas supply pipe inserted into the cylindrical container from the portion, and the internal conductor and the gas supply pipe are arranged on the same axis (for example, Patent Document 1, 2).

この技術によれば、内部導体及びガス供給管と円筒型容器により同軸共振器が構成されるので、この同軸共振器へのマイクロ波エネルギーの結合の損失を低下させることができる。また、マイクロ波エネルギーによる円筒型容器内における電磁界の分布を常に安定した状態にて均一とすることができる。これにより、円筒型容器内における原料ガスのプラズマ強度を均一にでき、プラスチック容器の内面に厚さの均一な薄膜を形成できる。   According to this technique, since the coaxial resonator is constituted by the inner conductor, the gas supply pipe, and the cylindrical container, it is possible to reduce the loss of the coupling of the microwave energy to the coaxial resonator. Moreover, the distribution of the electromagnetic field in the cylindrical container by the microwave energy can be made uniform in a stable state at all times. Thereby, the plasma intensity of the source gas in the cylindrical container can be made uniform, and a thin film having a uniform thickness can be formed on the inner surface of the plastic container.

特開2006−152418号公報JP 2006-152418 A 特開2007−217717号公報JP 2007-217717 A

しかしながら、上述した特許文献1、2に記載の技術においては、次のような問題があった。
例えば、処理対象物がボトルの場合、チャンバの内部には、そのボトルの内部へ反応ガスを供給するためのガスノズルが設置されるが、このガスノズルは、同軸導波管の内部導体の中心軸を延長したときに、この延長軸上に一本のみ設置されていた。
このため、ボトルは、チャンバ内に一本しか載置することができず、複数本のボトルを同時に処理することができなかった。
However, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 described above have the following problems.
For example, when the object to be processed is a bottle, a gas nozzle for supplying a reaction gas to the inside of the bottle is installed inside the chamber. This gas nozzle is connected to the central axis of the inner conductor of the coaxial waveguide. When extended, only one was installed on this extension shaft.
For this reason, only one bottle can be placed in the chamber, and a plurality of bottles cannot be processed simultaneously.

また、同軸導波管の内部導体の中心軸を延長したときのこの延長軸上にガスノズルが一本のみ設置された場合は、内部導体とガス供給管との間(ボトルが倒立載置されているときは、このボトルの底面)だけでしかプラズマが発生しなかった。これにより、ボトルの底面でしか薄膜が形成されず、問題となっていた。   In addition, when only one gas nozzle is installed on the extended axis when the central axis of the inner conductor of the coaxial waveguide is extended, between the inner conductor and the gas supply pipe (the bottle is placed upside down). When it was, plasma was generated only at the bottom of the bottle). Thereby, a thin film was formed only on the bottom surface of the bottle, which was a problem.

本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、複数本のボトルの処理を可能とするとともに、ボトルの内面全体に良質な薄膜を形成可能とするマイクロ波プラズマ処理装置の提供を目的とする。   The present invention has been considered in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a microwave plasma processing apparatus capable of processing a plurality of bottles and capable of forming a high-quality thin film on the entire inner surface of the bottle. To do.

この目的を達成するため、本発明のマイクロ波プラズマ処理装置は、チャンバにマイクロ波を供給する同軸導波管と、チャンバの内部に原料ガスを供給するガスノズルと、チャンバが載置された基台とを備え、同軸導波管が、内部導体を有し、内部導体が、チャンバの天板部の貫通孔を通ってチャンバの内部に挿入され、ガスノズルが、基台の貫通孔を通してチャンバの内部に立設され、内部導体の中心軸からずれた位置に配置され、内部導体の先端が、ガスノズルの先端よりも下方に位置した構成としてある。
また、本発明のマイクロ波プラズマ処理装置は、チャンバにマイクロ波を供給する同軸導波管と、チャンバの内部に原料ガスを供給するガスノズルと、チャンバが載置された基台とを備え、同軸導波管が、内部導体を有し、内部導体が、基台の貫通孔からチャンバの内部へ向かって挿入され、ガスノズルが、基台の貫通孔を通して挿入され、内部導体の中心軸からずれた位置に配置され、内部導体の先端が、ガスノズルの先端の高さに近い高さ、又は、ガスノズルの先端よりも上方に位置した構成としてある。
In order to achieve this object, a microwave plasma processing apparatus of the present invention includes a coaxial waveguide that supplies a microwave to a chamber, a gas nozzle that supplies a source gas into the chamber, and a base on which the chamber is mounted. The coaxial waveguide has an inner conductor , the inner conductor is inserted into the chamber through the through hole in the top plate portion of the chamber, and the gas nozzle is inserted into the chamber through the through hole in the base. to be erected, is disposed at a position deviated from the central axis of the inner conductor, the distal end of the inner conductor, is a configuration in which from the front end of the gas nozzle was positioned below.
The microwave plasma processing apparatus of the present invention includes a coaxial waveguide that supplies a microwave to the chamber, a gas nozzle that supplies a source gas to the inside of the chamber, and a base on which the chamber is mounted, and is coaxial. The waveguide has an inner conductor, the inner conductor is inserted from the through hole of the base toward the inside of the chamber, and the gas nozzle is inserted through the through hole of the base and deviated from the central axis of the inner conductor. The tip of the inner conductor is positioned at a position close to the height of the tip of the gas nozzle or above the tip of the gas nozzle.

また、本発明のマイクロ波プラズマ処理方法は、チャンバ内に載置された対象物に所定の処理を行うマイクロ波プラズマ処理方法であって、チャンバが載置された基台の貫通孔を通してチャンバの内部に立設され、チャンバの中心軸からずれた位置に配置されたガスノズルから、チャンバ内に原料ガスを供給する工程と、チャンバの天板部の貫通孔を通ってチャンバの内部に挿入され、チャンバの中心軸に配置された内部導体であって、先端が、ガスノズルの先端よりも下方に位置する当該内部導体を有する同軸導波管を介してチャンバ内にマイクロ波を供給してプラズマを発生させる工程とを有した方法としてある。
また、本発明のマイクロ波プラズマ処理方法は、チャンバ内に載置された対象物に所定の処理を行うマイクロ波プラズマ処理方法であって、チャンバが載置された基台の貫通孔を通して挿入され、チャンバの中心軸からずれた位置に配置されたガスノズルから、チャンバ内に原料ガスを供給する工程と、基台の貫通孔からチャンバの内部へ向かって挿入され、チャンバの中心軸に配置された内部導体であって、先端が、ガスノズルの先端の高さに近い高さ、又は、ガスノズルの先端よりも上方に位置する当該内部導体を有する同軸導波管を介してチャンバ内にマイクロ波を供給してプラズマを発生させる工程とを有した方法としてある。
The microwave plasma processing method of the present invention is a microwave plasma processing method for performing a predetermined process on an object placed in a chamber, and the chamber is passed through a through hole of a base on which the chamber is placed. A process of supplying a source gas into the chamber from a gas nozzle that is erected inside and disposed at a position shifted from the central axis of the chamber, and is inserted into the chamber through a through hole in the top plate portion of the chamber, Plasma is generated by supplying microwaves into the chamber through a coaxial waveguide having an inner conductor located on the central axis of the chamber, the tip of which is located below the tip of the gas nozzle. And a step of causing the
The microwave plasma processing method of the present invention is a microwave plasma processing method for performing a predetermined process on an object placed in a chamber, and is inserted through a through hole of a base on which the chamber is placed. The step of supplying the raw material gas into the chamber from the gas nozzle arranged at a position shifted from the central axis of the chamber, and the insertion from the through hole of the base toward the inside of the chamber, and the central nozzle of the chamber Microwave is supplied into the chamber through a coaxial waveguide having an inner conductor, the tip of which is close to the height of the tip of the gas nozzle, or above the tip of the gas nozzle. And a step of generating plasma.

本発明のマイクロ波プラズマ処理装置及びマイクロ波プラズマ処理方法によれば、ガスノズルが内部導体の中心軸からずれた位置に配置されることから、そのガスノズルを複数本配置することができる。これにより、ボトルへの成膜処理についても複数本同時に行うことができる。
また、ガスノズルが内部導体の中心軸からずれた位置に配置されることから、その内部導体の長さを自由に選択できる。そして、この内部導体の長さを長くすることで、ボトルの内面全体に良質な薄膜を形成できる。
According to the microwave plasma processing apparatus and the microwave plasma processing method of the present invention, since the gas nozzle is disposed at a position displaced from the central axis of the internal conductor, a plurality of the gas nozzles can be disposed. Thereby, a plurality of film forming processes on the bottle can be performed simultaneously.
Moreover, since the gas nozzle is disposed at a position shifted from the central axis of the inner conductor, the length of the inner conductor can be freely selected. And by increasing the length of the inner conductor, a good quality thin film can be formed on the entire inner surface of the bottle.

本発明の第一実施形態におけるマイクロ波プラズマ処理装置の構成を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows the structure of the microwave plasma processing apparatus in 1st embodiment of this invention. 第一実施形態において、チャンバ部分の構成を示す上面断面図であって、(i)は、二本のボトルを収納可能なチャンバの構成を示す図、(ii)は、三本のボトルを収納可能なチャンバの構成を示す図、(iii)は、四本のボトルを収納可能なチャンバの構成を示す図である。In 1st embodiment, it is an upper surface sectional view showing composition of a chamber part, (i) is a figure showing composition of a chamber which can store two bottles, (ii) stores three bottles The figure which shows the structure of a possible chamber, (iii) is a figure which shows the structure of the chamber which can accommodate four bottles. 第一実施形態において、複数本のボトルを処理可能なチャンバに対し、それよりも少ない本数のボトルが収納されたチャンバの構成を示す上面断面図である。In 1st embodiment, it is a top surface sectional view showing composition of a chamber in which fewer bottles were stored to a chamber which can process a plurality of bottles. 第一実施形態において、胴部の断面形状が方形のボトルを収納可能なチャンバの構成を示す上面断面図である。In 1st embodiment, it is upper surface sectional drawing which shows the structure of the chamber which can accommodate the bottle whose cross-sectional shape of a trunk | drum is a square. 第一実施形態において、胴部の断面形状が長方形のボトルを二本収納可能なチャンバの構成を示す上面断面図であって、(i)は、ボトルの胴部断面の長手方向の延長線上にチャンバの中心軸が位置するようにボトルを配置した構成、(ii)は、ボトルの胴部断面の短手方向の延長線上にチャンバの中心軸が位置するようにボトルを配置した構成を示す。In 1st embodiment, it is top surface sectional drawing which shows the structure of the chamber which can accommodate two bottles with the cross-sectional shape of a trunk | drum, Comprising: (i) is on the extension line | wire of the longitudinal direction of the trunk | drum cross section of a bottle. The configuration in which the bottle is arranged so that the central axis of the chamber is located, and (ii) shows the configuration in which the bottle is arranged so that the central axis of the chamber is located on the extension line in the short direction of the body section of the bottle. 第一実施形態において、胴部の断面形状が長方形のボトルを四本収納可能なチャンバの構成を示す上面断面図であって、(i)は、ボトルの胴部断面の長手方向の延長線上にチャンバの中心軸が位置するようにボトルを配置した構成、(ii)は、ボトルの胴部断面の短手方向の延長線上にチャンバの中心軸が位置するようにボトルを配置した構成を示す。In 1st embodiment, it is upper surface sectional drawing which shows the structure of the chamber which can accommodate four bottles where the cross-sectional shape of a trunk | drum is a rectangle, (i) is on the extension line | wire of the longitudinal direction of the trunk | drum cross section of a bottle. The configuration in which the bottle is arranged so that the central axis of the chamber is located, and (ii) shows the configuration in which the bottle is arranged so that the central axis of the chamber is located on the extension line in the short direction of the body section of the bottle. 第一実施形態において、本発明のマイクロ波プラズマ処理装置の動作を示すフローチャートである。In 1st embodiment, it is a flowchart which shows operation | movement of the microwave plasma processing apparatus of this invention. 第一実施形態において、内部導体の長さを変えたときのボトル内面の膜厚分布を示すグラフである。In 1st embodiment, it is a graph which shows the film thickness distribution of the bottle inner surface when the length of an internal conductor is changed. 第一実施形態において、内部導体の長さを変えたときのチャンバ内の電界分布を示す解析図である。In 1st embodiment, it is an analysis figure which shows the electric field distribution in a chamber when the length of an internal conductor is changed. 第一実施形態において、高さの高いチャンバの内径を変えたときのチャンバ内の電界分布を示す解析図である。In 1st embodiment, it is an analysis figure which shows the electric field distribution in a chamber when changing the internal diameter of a high chamber. 本発明の第二実施形態におけるマイクロ波プラズマ処理装置の構成を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows the structure of the microwave plasma processing apparatus in 2nd embodiment of this invention. 第二実施形態において、内部導体の長さを変えたときのチャンバ内の電界分布を示す解析図である。In 2nd embodiment, it is an analysis figure which shows the electric field distribution in a chamber when the length of an internal conductor is changed. 本発明の第三実施形態におけるマイクロ波プラズマ処理装置の構成を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows the structure of the microwave plasma processing apparatus in 3rd embodiment of this invention. 図13に示すマイクロ波プラズマ処理装置におけるチャンバ内の電界分布を示す解析図である。It is an analysis figure which shows the electric field distribution in the chamber in the microwave plasma processing apparatus shown in FIG.

以下、本発明に係るマイクロ波プラズマ処理装置及びマイクロ波プラズマ処理方法の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a microwave plasma processing apparatus and a microwave plasma processing method according to the present invention will be described with reference to the drawings.

[第一実施形態]
まず、本発明のマイクロ波プラズマ処理装置及びマイクロ波プラズマ処理方法の第一実施形態について、図1を参照して説明する。
同図は、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置の構成を示す正面断面図である。
[First embodiment]
First, a first embodiment of a microwave plasma processing apparatus and a microwave plasma processing method of the present invention will be described with reference to FIG.
This figure is a front sectional view showing the configuration of the microwave plasma processing apparatus of the present embodiment.

(1)全体構成
同図に示すように、マイクロ波プラズマ処理装置1aは、処理室10aと、導波部20aとを備えている。
処理室10aは、チャンバ11aと、ガスノズル12と、基台13aとを有している。
チャンバ11aは、ほぼ円筒形状に形成されており、その円筒形状の二つの円形面がそれぞれ上面と下面になるように、基台13aの上面13−1に載置されている。
なお、チャンバ11aの形状は、特に円筒である必要はなく、設備仕様に応じて矩形等の形状でもよい。
(1) Overall Configuration As shown in the figure, the microwave plasma processing apparatus 1a includes a processing chamber 10a and a waveguide 20a.
The processing chamber 10a includes a chamber 11a, a gas nozzle 12, and a base 13a.
The chamber 11a is formed in a substantially cylindrical shape, and is placed on the upper surface 13-1 of the base 13a so that the two circular surfaces of the cylindrical shape become the upper surface and the lower surface, respectively.
The shape of the chamber 11a is not particularly required to be a cylinder, and may be a rectangle or the like according to equipment specifications.

ガスノズル12は、ボトルの内部に処理用ガスを送るためのパイプ状の部材である。このガスノズル12は、基台13aに上下方向に穿設された貫通孔13−2を通して立設されている。
ボトルは、基台13aの上面13−1に倒立状態で載置される。また、ボトルは、その中心軸にガスノズル12が位置するように載置される。このため、ボトルは、最大で、ガスノズル12と同じ数だけ載置することができる。
The gas nozzle 12 is a pipe-shaped member for sending processing gas into the bottle. The gas nozzle 12 is erected through a through hole 13-2 formed in the base 13a in the vertical direction.
The bottle is placed in an inverted state on the upper surface 13-1 of the base 13a. Further, the bottle is placed such that the gas nozzle 12 is positioned on the central axis thereof. For this reason, the same number of bottles as the gas nozzles 12 can be placed at the maximum.

これらガスノズル12及びボトルの配置を、図2(i)〜(iii)に示す。
同図(i)〜(iii)は、マイクロ波プラズマ処理装置1aを上方からみたときの断面図(同図(iii)については、図1のI−I断面図)である。
同図(i)〜(iii)に示すように、ガスノズル12は、複数本設けられている。例えば、同図(i)においては二本、同図(ii)においては三本、同図(iii)においては四本設けられている。
また、これら複数本のガスノズル12は、チャンバ11aの中心軸11−1からずらした位置に配置してある。さらに、それら複数本のガスノズル12は、チャンバ11aの中心軸11−1を対称軸とする回転対称で配置されている。
The arrangement of these gas nozzles 12 and bottles is shown in FIGS.
(I)-(iii) is sectional drawing when the microwave plasma processing apparatus 1a is seen from upper direction (about (iii), it is II sectional drawing of FIG. 1).
As shown in (i) to (iii) of the figure, a plurality of gas nozzles 12 are provided. For example, two lines are provided in the same figure (i), three lines are provided in the same figure (ii), and four lines are provided in the same figure (iii).
The plurality of gas nozzles 12 are arranged at positions shifted from the central axis 11-1 of the chamber 11a. Further, the plurality of gas nozzles 12 are arranged in rotational symmetry with the central axis 11-1 of the chamber 11a as an axis of symmetry.

また、ボトルは、ガスノズル12が設けられた位置に倒立状態で載置される。このため、ボトルは、チャンバ11aの内部に複数本載置することができる。そして、複数本のボトルは、ガスノズル12と同様、チャンバ11aの中心軸11−1を対称軸とする回転対称で配置されている。
このように配置することで、ガスノズル12及びボトルは、同軸導波管23aの内部導体23a−2(後述)からの距離がそれぞれ同じになる。これにより、ボトル周辺の電界分布がそれぞれ等しくなって、ボトルに形成される薄膜の膜厚を均一にすることができる。
The bottle is placed in an inverted state at a position where the gas nozzle 12 is provided. For this reason, a plurality of bottles can be placed inside the chamber 11a. And the several bottle is arrange | positioned by the rotational symmetry which makes the central axis 11-1 of the chamber 11a a symmetry axis similarly to the gas nozzle 12. FIG.
By arranging in this way, the gas nozzle 12 and the bottle have the same distance from the inner conductor 23a-2 (described later) of the coaxial waveguide 23a. Thereby, the electric field distribution around the bottle becomes equal, and the film thickness of the thin film formed on the bottle can be made uniform.

基台13aは、マイクロ波プラズマ処理装置1aの基礎部分である。
この基台13aには、上下方向に穿設された貫通孔である排気部13−3が設けられている。また、排気部13−3には、真空ポンプ(図示せず)が接続されている。この真空ポンプを動作させることで、排気部13−3を介してチャンバ11aの内部の空気を排気することができ、チャンバ11aの内部を所定の真空度まで下げることができる。なお、所定の真空度とは、供給されるマイクロ波エネルギーにより原料ガスがプラズマ化する程度の真空度という。
The base 13a is a basic part of the microwave plasma processing apparatus 1a.
The base 13a is provided with an exhaust part 13-3 which is a through hole drilled in the vertical direction. Further, a vacuum pump (not shown) is connected to the exhaust part 13-3. By operating this vacuum pump, the air inside the chamber 11a can be exhausted through the exhaust unit 13-3, and the inside of the chamber 11a can be lowered to a predetermined degree of vacuum. Note that the predetermined degree of vacuum is a degree of vacuum at which the raw material gas is turned into plasma by the supplied microwave energy.

導波部20aは、中空導波管21と、同軸導波管変換器22と、同軸導波管23aとを有している。
中空導波管21は、断面が矩形又は円形に形成された筒型の導波管である。この中空導波管21の一端には、マイクロ波発振器やインピーダンス整合器、アイソレータ(いずれも図示せず)などが接続されており、他端には、同軸導波管変換器22が接続されている。
The waveguide unit 20a includes a hollow waveguide 21, a coaxial waveguide converter 22, and a coaxial waveguide 23a.
The hollow waveguide 21 is a cylindrical waveguide having a rectangular or circular cross section. One end of the hollow waveguide 21 is connected to a microwave oscillator, an impedance matching unit, an isolator (none of which is shown), and the other end is connected to a coaxial waveguide converter 22. Yes.

マイクロ波発振器は、例えば、マグネトロンにより、所定の発振周波数(例えば2.45GHz)でマイクロ波を生成し出力する。
インピーダンス整合器は、負荷とのインピーダンスを調整する。このインピーダンス整合器には、例えば、スリースタブチューナや、E−Hチューナなどがある。
The microwave oscillator generates and outputs a microwave at a predetermined oscillation frequency (for example, 2.45 GHz) using, for example, a magnetron.
The impedance matching unit adjusts the impedance with the load. As this impedance matching device, for example, there are a sleeving tuner and an E-H tuner.

同軸導波管変換器22は、中空導波管側接続部22−1と、同軸導波管側接続部22−2とを有している。
中空導波管側接続部22−1は、中空導波管21に接続されており、その中空導波管21からマイクロ波を受ける。
同軸導波管側接続部22−2は、同軸導波管23aに接続されており、その同軸導波管23aへマイクロ波を送る。
この同軸導波管変換器22では、中空導波管21から送られてきたマイクロ波の伝送モードを、TEモードあるいはTMモードからTEMモードに変換して同軸導波管23aへ送る。
The coaxial waveguide converter 22 has a hollow waveguide side connection portion 22-1 and a coaxial waveguide side connection portion 22-2.
The hollow waveguide side connection portion 22-1 is connected to the hollow waveguide 21 and receives microwaves from the hollow waveguide 21.
The coaxial waveguide side connection portion 22-2 is connected to the coaxial waveguide 23a, and sends a microwave to the coaxial waveguide 23a.
In this coaxial waveguide converter 22, the microwave transmission mode sent from the hollow waveguide 21 is converted from the TE mode or TM mode to the TEM mode and sent to the coaxial waveguide 23a.

同軸導波管23aは、同軸導波管変換器22とチャンバ11aの天板部11a−2との間を接続しており、同軸導波管変換器22から送られてきたマイクロ波をチャンバ11aの内部へ供給する。
この同軸導波管23aは、外部導体23a−1と、内部導体23a−2とを有している。
外部導体23a−1は、円筒形状に形成されており、同軸導波管変換器22の同軸導波管側接続部22−2とチャンバ11aの天板部11a−2との間を接続する。これにより、同軸導波管変換器22の内部中空部分とチャンバ11aの内部中空部分が、外部導体23a−1の内部中空部分及び天板部11a−2の貫通孔11a−3を介して連通する。
The coaxial waveguide 23a connects the coaxial waveguide converter 22 and the top plate portion 11a-2 of the chamber 11a, and the microwave transmitted from the coaxial waveguide converter 22 is supplied to the chamber 11a. Supply to the inside of.
The coaxial waveguide 23a has an outer conductor 23a-1 and an inner conductor 23a-2.
The outer conductor 23a-1 is formed in a cylindrical shape, and connects between the coaxial waveguide side connection portion 22-2 of the coaxial waveguide converter 22 and the top plate portion 11a-2 of the chamber 11a. As a result, the inner hollow portion of the coaxial waveguide converter 22 and the inner hollow portion of the chamber 11a communicate with each other via the inner hollow portion of the outer conductor 23a-1 and the through hole 11a-3 of the top plate portion 11a-2. .

この外部導体23a−1の内部には、真空隔壁23−3が設けられている。
真空隔壁23−3は、チャンバ11aが真空状態(減圧状態)になった場合に、この真空状態がマイクロ波発振器(図示せず)まで及ばないように防御する隔壁である。また、真空隔壁23−3は、チャンバ11aの真空状態を維持しつつ、中空導波管21及び同軸導波管変換器22を伝搬してきたマイクロ波をチャンバ11aへ送る。
A vacuum partition wall 23-3 is provided inside the outer conductor 23a-1.
The vacuum partition wall 23-3 is a partition wall that protects the vacuum state from reaching the microwave oscillator (not shown) when the chamber 11a is in a vacuum state (depressurized state). Further, the vacuum partition wall 23-3 sends the microwave propagated through the hollow waveguide 21 and the coaxial waveguide converter 22 to the chamber 11a while maintaining the vacuum state of the chamber 11a.

内部導体23a−2は、棒状又は筒状に形成されており、外部導体23a−1の内部に、この外部導体23a−1と同軸で配置されている。
また、内部導体23a−2は、一端が、同軸導波管変換器22の内部壁面に接続されており、他端が、チャンバ11aの天板部11a−2の中央に穿設された貫通孔11a−3を通って、チャンバ11aの内部に達している。
The inner conductor 23a-2 is formed in a rod shape or a cylindrical shape, and is disposed coaxially with the outer conductor 23a-1 inside the outer conductor 23a-1.
In addition, one end of the inner conductor 23a-2 is connected to the inner wall surface of the coaxial waveguide converter 22, and the other end is a through hole formed in the center of the top plate portion 11a-2 of the chamber 11a. It passes through 11a-3 and reaches the inside of the chamber 11a.

このように、内部導体23a−2は、一のチャンバ11aに対して一本のみ設けられている。
なお、内部導体23a−2の長さについては、後記の「(2−1)内部導体の長さ、及び、内部導体とガスノズルとの関係」で説明する。
また、内部導体23a−2は、図2(i)〜(iii)に示すように、チャンバ11aの中心軸11−1と同軸で配置することが望ましい。
Thus, only one inner conductor 23a-2 is provided for one chamber 11a.
The length of the internal conductor 23a-2 will be described later in "(2-1) The length of the internal conductor and the relationship between the internal conductor and the gas nozzle".
Further, as shown in FIGS. 2 (i) to (iii), the inner conductor 23a-2 is desirably arranged coaxially with the central axis 11-1 of the chamber 11a.

(2)詳細構成
次に、マイクロ波プラズマ処理装置の詳細な構成について、説明する。
(2−1)内部導体の長さ、及び、内部導体とガスノズルとの関係
図1、図2に示すように、内部導体23a−2とガスノズル12は、それぞれの中心軸が一直線上に位置しないように、ずらして配置してある。ここで、内部導体23a−2は、チャンバ11aの中心軸11−1上に配置されるので、ガスノズル12は、その中心軸11−1からずれた位置に配置される。これにより、基台13aの中央にはガスノズル12とボトルが存在しなくなるので、内部導体23a−2を従来よりも長くすることができる。
(2) Detailed Configuration Next, a detailed configuration of the microwave plasma processing apparatus will be described.
(2-1) The length of the inner conductor and the relationship between the inner conductor and the gas nozzle As shown in FIGS. 1 and 2, the central axes of the inner conductor 23 a-2 and the gas nozzle 12 are not located on a straight line. As shown in FIG. Here, since the internal conductor 23a-2 is disposed on the central axis 11-1 of the chamber 11a, the gas nozzle 12 is disposed at a position shifted from the central axis 11-1. Thereby, since the gas nozzle 12 and the bottle do not exist in the center of the base 13a, the internal conductor 23a-2 can be made longer than before.

この内部導体23a−2のチャンバ内での長さL(図1参照)は、次式で定めた長さとするのが望ましい。
L=(λ/2)×n+α ・・・(式1)
なお、λは、真空中におけるマイクロ波波長、nは、1以上の整数、αは、設計上付加すべき長さを表す。
実施例1で後述するが、内部導体23a−2の周囲に、λ/2(≒60mm)毎に強電界部分が発生する。
さらに、内部導体23a−2の先端とガスノズル12の先端との位置関係が重要であり、内部導体23a−2の先端が、少なくともガスノズル12の先端よりも下方に位置する長さとすることが望ましく、特に内部導体23a−2の先端が基台13aの上面13−1に接触するところまで内部導体23a−2を長くしたときは、ガスノズル12の周囲の電界が強くなる。しかも、ガスノズル12の根元付近での電界集中が強くなるため、ボトルの全体でプラズマが発光し、特にボトルの上部の膜厚が増加する。
The length L (see FIG. 1) of the inner conductor 23a-2 in the chamber is preferably a length determined by the following equation.
L = (λ / 2) × n + α (Formula 1)
Note that λ is a microwave wavelength in vacuum, n is an integer of 1 or more, and α is a length to be added in design.
As will be described later in Example 1, a strong electric field portion is generated around λ / 2 (≈60 mm) around the inner conductor 23a-2.
Furthermore, the positional relationship between the tip of the inner conductor 23a-2 and the tip of the gas nozzle 12 is important, and it is desirable that the tip of the inner conductor 23a-2 has a length that is positioned at least below the tip of the gas nozzle 12. In particular, when the inner conductor 23a-2 is lengthened until the tip of the inner conductor 23a-2 contacts the upper surface 13-1 of the base 13a, the electric field around the gas nozzle 12 becomes stronger. In addition, since the concentration of the electric field near the base of the gas nozzle 12 becomes strong, plasma is emitted from the entire bottle, and the film thickness particularly at the top of the bottle increases.

一方、内部導体23a−2の先端がガスノズル12の先端より上方に位置しているときは、ガスノズル12の周囲の電界と根元付近の電界集中が弱くなり、ボトルの周囲でプラズマが発光しなくなる。このため、ボトルの上部(口部に近い方)に膜が形成されなくなる。
なお、内部導体23a−2の中心軸からずらした後のガスノズル12は、当該ガスノズル12の中心軸が、内部導体23a−2の中心軸に対して平行となるように配置される。つまり、ガスノズル12をずらす方向は、内部導体23a−2の中心軸に対して直交方向であり、ガスノズル12を任意の方向に回転又は回動させることはない。
また、この内部導体23a−2の長さと膜厚との関係について、発明者は、実験を行った。この実験の内容は、(実施例1)として後述する。
On the other hand, when the tip of the inner conductor 23a-2 is located above the tip of the gas nozzle 12, the electric field around the gas nozzle 12 and the electric field concentration near the root are weakened, and plasma does not emit light around the bottle. For this reason, no film is formed on the upper part of the bottle (closer to the mouth).
The gas nozzle 12 after being displaced from the central axis of the internal conductor 23a-2 is arranged so that the central axis of the gas nozzle 12 is parallel to the central axis of the internal conductor 23a-2. That is, the direction in which the gas nozzle 12 is displaced is a direction orthogonal to the central axis of the inner conductor 23a-2, and the gas nozzle 12 is not rotated or rotated in any direction.
Further, the inventor conducted an experiment on the relationship between the length of the inner conductor 23a-2 and the film thickness. The contents of this experiment will be described later as (Example 1).

(2−2)ガスノズル及びボトルの本数
図1、図2(i)〜(iii)に示すように、内部導体23a−2とガスノズル12は、それぞれの中心軸が重ならないように、ずらして配置してある。これにより、ガスノズル12の本数を増やすことができ、ボトルの数を増やすことができる。
例えば、ガスノズル12と内部導体23a−2が同一軸上にある場合には、ガスノズル12は、一本しか配置できないことから、ボトルも一本しか配置できない。つまり、一回の成膜処理で成膜できるボトルの数は、一本となる。
これに対し、本実施形態のガスノズル12は、前述したように、内部導体23a−2の中心軸からずらして配置してある。このため、ガスノズル12は、複数本の配置が可能となり、これにともなって、ボトルも複数本を配置できる。これにより、一回の成膜処理で複数本のボトルに対し同時に薄膜を形成できる。
(2-2) Number of Gas Nozzles and Bottles As shown in FIGS. 1 and 2 (i) to (iii), the inner conductor 23a-2 and the gas nozzle 12 are arranged so as not to overlap with each other. It is. Thereby, the number of gas nozzles 12 can be increased and the number of bottles can be increased.
For example, when the gas nozzle 12 and the internal conductor 23a-2 are on the same axis, since only one gas nozzle 12 can be arranged, only one bottle can be arranged. That is, the number of bottles that can be formed in one film formation process is one.
On the other hand, as described above, the gas nozzle 12 of the present embodiment is arranged so as to be shifted from the central axis of the internal conductor 23a-2. Therefore, a plurality of gas nozzles 12 can be arranged, and accordingly, a plurality of bottles can be arranged. Thereby, a thin film can be formed simultaneously on a plurality of bottles by a single film forming process.

なお、図2(i)に示すように、ガスノズル12が二本配置されたマイクロ波プラズマ処理装置1aにおいては、図3(i)に示すように、ボトルを一本のみ載置して、成膜処理を行うことも可能である。この場合でも、安定したプラズマ発光が起こる。
また、図2(ii)に示すように、ガスノズル12が三本配置されたマイクロ波プラズマ処理装置1aにおいては、図3(ii)に示すように、ボトルを二本(又は一本のみ)載置して、成膜処理を行うことも可能である。
As shown in FIG. 2 (i), in the microwave plasma processing apparatus 1a in which two gas nozzles 12 are arranged, only one bottle is placed as shown in FIG. It is also possible to perform a film treatment. Even in this case, stable plasma emission occurs.
Further, as shown in FIG. 2 (ii), in the microwave plasma processing apparatus 1a in which three gas nozzles 12 are arranged, as shown in FIG. 3 (ii), two (or only one) bottles are mounted. It is also possible to perform film formation processing.

さらに、図2(iii)に示すように、ガスノズル12が四本配置されたマイクロ波プラズマ処理装置1aにおいては、図3(iii)に示すように、ボトルを二本(又は一本や三本)載置して、成膜処理を行うことも可能である。   Furthermore, as shown in FIG. 2 (iii), in the microwave plasma processing apparatus 1a in which four gas nozzles 12 are arranged, as shown in FIG. 3 (iii), two bottles (or one or three) are used. It is also possible to perform a film formation process by mounting.

(2−3)ボトルの形状と中子
図1、図2(i)〜(iii)においては、胴部の断面形状が円形に形成されたボトルが、チャンバ11aの内部に載置してある。
ただし、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置1aが成膜対象とするボトルの胴部の断面形状は、円形に限るものではなく、例えば、方形や扁平であってもよい。
(2-3) Bottle shape and core In FIGS. 1 and 2 (i) to (iii), a bottle having a circular cross-sectional shape of the body is placed inside the chamber 11a. .
However, the cross-sectional shape of the body of the bottle that is the object of film formation by the microwave plasma processing apparatus 1a of the present embodiment is not limited to a circle, and may be, for example, a square or a flat shape.

ここで、ボトルの胴部の断面形状が円形や方形の場合には、図2、図4に示すように、それらボトルの側面とチャンバ11aの内壁11−5との間隔がほぼ同じにすることが望ましい。つまり、チャンバ11aの内壁11−5が、ボトルの形状に相似した形状となっているほうが、良質かつ均質の薄膜を形成できる。
これに対し、胴部の断面形状が扁平に形成されたボトルを載置すると、図5、図6に示すように、チャンバ11aの内壁11−5とボトル断面長手側面の間が離間してしまう。
そこで、その内壁11−5のうちボトル断面長手側面に対向する部分に中子11−6を取り付ける。これにより、ボトル断面長手側面と中子11−6との間隔が、ボトル断面短手側面とチャンバ11aの内壁11−5との間隔とほぼ同一となり、ガスノズル12の周囲に強電界部分を発生させ、ボトル全体に均一な膜厚で、良質かつ均質な薄膜を形成できる。
なお、中子11−6については、特開2005−290507号に記載の「プラズマ蒸着装置及びプラズマ蒸着方法」に開示されている。
Here, when the cross-sectional shape of the bottle body is circular or square, the distance between the side surface of the bottle and the inner wall 11-5 of the chamber 11a should be substantially the same as shown in FIGS. Is desirable. That is, a better and more uniform thin film can be formed when the inner wall 11-5 of the chamber 11a has a shape similar to the shape of the bottle.
On the other hand, when a bottle having a flat cross-sectional shape of the body portion is placed, as shown in FIGS. 5 and 6, the inner wall 11-5 of the chamber 11a and the bottle cross-sectional longitudinal side surface are separated from each other. .
Therefore, the core 11-6 is attached to a portion of the inner wall 11-5 facing the bottle cross-section longitudinal side surface. As a result, the distance between the bottle cross-section long side surface and the core 11-6 is substantially the same as the distance between the bottle cross-section short side surface and the inner wall 11-5 of the chamber 11a, and a strong electric field portion is generated around the gas nozzle 12. It is possible to form a high-quality and uniform thin film with a uniform film thickness on the entire bottle.
The core 11-6 is disclosed in "Plasma deposition apparatus and plasma deposition method" described in JP-A-2005-290507.

中子11−6は、図5(i),(ii)、図6(i),(ii)に示すように、ボトルの側面とチャンバ11aの内壁11−5との間で最も離間した部分に設けることが好ましい。
なお、図5(i),(ii)は、ガスノズル12を二本備えたマイクロ波プラズマ処理装置1aの構成、図6(i),(ii)は、ガスノズル12を四本備えたマイクロ波プラズマ処理装置1aの構成である。
The core 11-6, as shown in FIGS. 5 (i), (ii), FIGS. 6 (i), (ii), is the most spaced part between the side surface of the bottle and the inner wall 11-5 of the chamber 11a. It is preferable to provide in.
5 (i) and (ii) show the configuration of the microwave plasma processing apparatus 1a provided with two gas nozzles 12, and FIGS. 6 (i) and (ii) show the microwave plasma provided with four gas nozzles 12. FIG. It is the structure of the processing apparatus 1a.

(2−4)チャンバの内径
チャンバ11aの内径とは、チャンバ11aの内部空間の直径をいう。また、複数本のボトルを処理する場合は、各1本のボトルに対応する内部空間の直径をいう。具体的には、図2(iii)に示す長さDをいう。
このチャンバ11aの内径の大小によって、電界分布が異なる。
例えば、内径が小さいときは、内部導体23a−2へ電界が集中するようになり、ガスノズル12の周囲に、強電界部分が生じなくなる。一方、内径が大きいときは、ガスノズル12の周囲に電界が集中するようになる。
このため、チャンバ11aの内径は、大きい方が良いが、必要以上に大きくなるとボトルとチャンバ壁との間隔が広くなり、膜質の低下を招く。好ましくは、ボトルとチャンバ壁が5〜50mm程度がよい。
(2-4) Inner Diameter of Chamber The inner diameter of the chamber 11a refers to the diameter of the internal space of the chamber 11a. When processing a plurality of bottles, the diameter of the internal space corresponding to each one bottle is used. Specifically, the length D shown in FIG.
The electric field distribution varies depending on the inner diameter of the chamber 11a.
For example, when the inner diameter is small, the electric field concentrates on the inner conductor 23 a-2, and no strong electric field portion is generated around the gas nozzle 12. On the other hand, when the inner diameter is large, the electric field concentrates around the gas nozzle 12.
For this reason, the inner diameter of the chamber 11a is preferably large, but if it becomes larger than necessary, the distance between the bottle and the chamber wall becomes wide, leading to deterioration of the film quality. Preferably, the bottle and the chamber wall are about 5 to 50 mm.

(2−5)ガスノズルの長さ
ガスノズル12の長さは、特開2005−68471に記載の「プラズマCVD法による蒸着膜の形成に用いるプラズマ処理用ガス供給部材及び該ガス供給部材を用いての蒸着膜の形成方法」に開示されている。
(2-5) Length of Gas Nozzle The length of the gas nozzle 12 is as described in “A plasma supply gas supply member used for forming a deposited film by the plasma CVD method and the gas supply member described in JP-A-2005-68471”. It is disclosed in “Method for Forming Deposition Film”.

すなわち、ガスノズル12の長さNは、次式で定めた長さとするのが望ましい。
N=(λ/2)×n+α ・・・(式2)
なお、λは、真空中におけるマイクロ波波長、nは、1以上の整数、αは、設計上付加すべき長さを表す。
式2から、例えば、マイクロ波の周波数が2.45GHzの場合、λ/2(≒60mm)ごとに、ガスノズル12の周囲に強電界部分が発生することがわかる。
That is, it is desirable that the length N of the gas nozzle 12 is a length determined by the following equation.
N = (λ / 2) × n + α (Formula 2)
Note that λ is a microwave wavelength in vacuum, n is an integer of 1 or more, and α is a length to be added in design.
From Equation 2, it can be seen that, for example, when the microwave frequency is 2.45 GHz, a strong electric field portion is generated around the gas nozzle 12 every λ / 2 (≈60 mm).

(2−6)中空導波管の長さ
中空導波管21は、内部でマイクロ波を伝搬させることから、マイクロ波の波長に応じた長さとする。
これにより、中空導波管21の管内波長のλg/2ごとに、ガスノズル12の周囲に強電界部分を発生させることができる。例えば、96mm×27mmの中空断面形状の矩形導波管を用いた場合、λg/2≒79mmとなる。
(2-6) Length of Hollow Waveguide The hollow waveguide 21 has a length corresponding to the wavelength of the microwave because it propagates the microwave inside.
Thereby, a strong electric field portion can be generated around the gas nozzle 12 for each λg / 2 of the in-tube wavelength of the hollow waveguide 21. For example, when a rectangular waveguide having a hollow cross section of 96 mm × 27 mm is used, λg / 2≈79 mm.

(2−7)同軸導波管の長さ
同軸導波管23aは、内部でマイクロ波を伝搬させることから、マイクロ波の波長に応じた長さとする。
これにより、同軸導波管23aの管内波長のλg/2(≒60mm)ごとに、ガスノズル12の周囲に強電界部分を発生させることができる。
(2-7) Length of coaxial waveguide Since the coaxial waveguide 23a propagates the microwave inside, the length is set according to the wavelength of the microwave.
Thereby, a strong electric field portion can be generated around the gas nozzle 12 for every λg / 2 (≈60 mm) of the in-tube wavelength of the coaxial waveguide 23a.

(3)マイクロ波プラズマ処理方法
次に、マイクロ波プラズマ処理装置の操作手順(マイクロ波プラズマ処理方法)について、図7を参照して説明する。
(3) Microwave Plasma Processing Method Next, an operation procedure (microwave plasma processing method) of the microwave plasma processing apparatus will be described with reference to FIG.

準備段階として、基台13aの上面13−1において、ガスノズル12が、同軸導波管23aの内部導体23a−2の中心軸からずれた位置に複数立設されている。これらガスノズル12が立設した位置のそれぞれに、ボトルが口部を下にして倒立して載置される(ボトル載置工程、ステップ10)。
次いで、天板部11a−2がチャンバ11aの上方開口部を閉塞するように載置され、チャンバ11aを密封状態にする。
続いて、真空ポンプ(図示せず)を動作させて、チャンバ11aの内部を減圧状態にする(チャンバ内真空処理工程、ステップ11)。
さらに、ボトル内部を減圧状態にする(ボトル内真空処理工程、ステップ12)。
減圧状態になると、処理用ガスが、ガスノズル12を通して、ボトルの内部に導入される(処理用ガス導入工程、ステップ13)。
As a preparatory stage, a plurality of gas nozzles 12 are erected on the upper surface 13-1 of the base 13a at positions shifted from the central axis of the inner conductor 23a-2 of the coaxial waveguide 23a. In each of the positions where the gas nozzles 12 are erected, the bottles are placed upside down with their mouths down (bottle placing step, step 10).
Next, the top plate 11a-2 is placed so as to close the upper opening of the chamber 11a, and the chamber 11a is sealed.
Subsequently, a vacuum pump (not shown) is operated to reduce the pressure inside the chamber 11a (in-chamber vacuum processing step, step 11).
Further, the inside of the bottle is decompressed (in-bottle vacuum processing step, step 12).
When the pressure is reduced, the processing gas is introduced into the bottle through the gas nozzle 12 (processing gas introduction step, step 13).

所定量の処理用ガスが供給されると、次に、成膜段階として、マイクロ波発振器(図示せず)から出力されたマイクロ波が、中空導波管21、同軸導波管変換器22、同軸導波管23aを伝搬して、チャンバ11aの内部に導入される(マイクロ波導入工程、ステップ14)。
チャンバ11aに導入されたマイクロ波は、処理用ガスを高エネルギー状態にし、プラズマ状態にする。プラズマ化された処理用ガスは、ボトルの内面に作用し堆積することにより被覆膜を形成する(成膜工程、ステップ15)。
When a predetermined amount of processing gas is supplied, the microwave output from a microwave oscillator (not shown) is then converted into a hollow waveguide 21, a coaxial waveguide converter 22, It propagates through the coaxial waveguide 23a and is introduced into the chamber 11a (microwave introduction process, step 14).
The microwave introduced into the chamber 11a brings the processing gas into a high energy state and a plasma state. The plasma processing gas acts on the inner surface of the bottle and deposits to form a coating film (deposition process, step 15).

(4)実施例
次に、マイクロ波プラズマ処理装置の実施例について、説明する。
(実施例1)
内部導体23a−2の長さと膜厚との関係について、発明者は、実験を行った。
装置は、図1に示す構造のマイクロ波プラズマ処理装置1aを用いた。なお、収納するボトルの数は、4本とした。
内部導体23a−2は、長さが30mm、170mm、260mm、271mmのものをそれぞれ用意した。なお、各長さは、図1に示す「L」の部分の長さ、すなわち、チャンバ11aの天面11−4から内部導体23a−2の先端までの長さを表している。また、「271mm」は、内部導体23a−2の先端が基台13aの上面13−1に接触するときの長さである。
(4) Examples Next, examples of the microwave plasma processing apparatus will be described.
(Example 1)
The inventor conducted an experiment on the relationship between the length of the inner conductor 23a-2 and the film thickness.
As the apparatus, a microwave plasma processing apparatus 1a having the structure shown in FIG. 1 was used. The number of bottles to be stored was four.
The internal conductors 23a-2 were prepared with lengths of 30 mm, 170 mm, 260 mm, and 271 mm, respectively. Each length represents the length of the portion “L” shown in FIG. 1, that is, the length from the top surface 11-4 of the chamber 11a to the tip of the internal conductor 23a-2. Further, “271 mm” is the length when the tip of the internal conductor 23a-2 contacts the upper surface 13-1 of the base 13a.

それら長さの異なる内部導体23a−2をそれぞれ取り付けるたびに、ボトルの成膜処理を行った。前述したマイクロ波プラズマ処理装置の操作手順のもと、蒸着時に必要な反応性ガス(酸素30sccm、ヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)3sccm)を導入し、所定の圧力(ボトル内真空度8Pa以下、処理室内(ボトル外)真空度約3000Pa)となったところで、2.45GHzのマイクロ波を導入し、6秒間のプラズマ蒸着を行った。   Each time the inner conductors 23a-2 having different lengths were attached, the film forming process of the bottle was performed. Under the operation procedure of the microwave plasma processing apparatus described above, a reactive gas (oxygen 30 sccm, hexamethyldisiloxane (HMDSO) 3 sccm) necessary for vapor deposition is introduced, and a predetermined pressure (in-bottle vacuum 8 Pa or less, processing) When the room (outside of the bottle) had a degree of vacuum of about 3000 Pa, a microwave of 2.45 GHz was introduced and plasma deposition was performed for 6 seconds.

そして、成膜処理後、チャンバ11aの天板部11a−2を開放してボトルを取り出し、ボトルの底部から所定の高さごとに膜厚を測定した。
測定は、ペットボトルの底面からの高さ15mm、45mm、75mm、105mm、135mm、165mmのところを切り出し、各測定部位の膜中Si量を、株式会社リガク製の蛍光X線装置を用いて測定し、検量線から膜厚に換算することにより、膜厚分布を測定した。
And after the film-forming process, the top-plate part 11a-2 of the chamber 11a was opened, the bottle was taken out, and the film thickness was measured for every predetermined height from the bottom part of the bottle.
Measurements were made at 15 mm, 45 mm, 75 mm, 105 mm, 135 mm, and 165 mm heights from the bottom of the PET bottle, and the Si amount in the film at each measurement site was measured using a fluorescent X-ray apparatus manufactured by Rigaku Corporation. The film thickness distribution was measured by converting the calibration curve into the film thickness.

この測定結果を図8に示す。
同図において、横軸は、ボトルの底部からの高さ[mm]、縦軸は、膜厚[nm]を表している。
同図に示すように、内部導体23a−2の長さが短いものよりも長いものの方が、ボトルの膜厚が増加することがわかった。特に、ボトルの上部では、膜厚の増加が顕著となっていた。
The measurement results are shown in FIG.
In the figure, the horizontal axis represents the height [mm] from the bottom of the bottle, and the vertical axis represents the film thickness [nm].
As shown in the figure, it was found that the longer the inner conductor 23a-2 is, the longer the film thickness of the bottle is. In particular, the increase in film thickness was significant at the top of the bottle.

また、内部導体23a−2の長さが271mmの場合、すなわち、内部導体23a−2の先端が基台13aの上面13−1に接触している場合には、膜厚が最も厚くなった。
さらに、内部導体23a−2の先端がボトルの底面よりも下方に位置する場合、具体的には、内部導体23a−2の長さが270mm〜90mmの場合(図8においては、260mmと170mmの場合)では、ボトルの全体にわたって、十分な膜厚の薄膜が形成された。
Further, when the length of the inner conductor 23a-2 was 271 mm, that is, when the tip of the inner conductor 23a-2 was in contact with the upper surface 13-1 of the base 13a, the film thickness was the thickest.
Furthermore, when the tip of the inner conductor 23a-2 is positioned below the bottom surface of the bottle, specifically, when the length of the inner conductor 23a-2 is 270 mm to 90 mm (in FIG. 8, 260 mm and 170 mm). In the case), a thin film having a sufficient film thickness was formed over the entire bottle.

これに対し、内部導体23a−2の先端がボトルの底面よりも上方に位置する場合、具体的には、内部導体23a−2の長さが90mm以下の場合(図8においては、30mmの場合)では、ボトルの下部で薄膜が形成されるものの、上部では薄膜がほとんど形成されなかった。
なお、長さが20mmの内部導体23a−2についても、前記の条件で実験を行った。しかし、この場合は、プラズマ発光が起こらず、成膜されなかった。
On the other hand, when the tip of the inner conductor 23a-2 is located above the bottom surface of the bottle, specifically, when the length of the inner conductor 23a-2 is 90 mm or less (in FIG. 8, the case of 30 mm). ), A thin film was formed at the bottom of the bottle, but almost no thin film was formed at the top.
The experiment was also performed on the inner conductor 23a-2 having a length of 20 mm under the above-described conditions. However, in this case, no plasma emission occurred and no film was formed.

また、発明者は、内部導体23a−2の長さと、チャンバ11aの内部における電界分布との関係について、解析を行った。
解析とは、パーソナルコンピュータにより専用のシミュレーションプログラムを起動し、所定の条件を入力して、チャンバ11aの内部の電界分布を調べることをいう。
The inventor also analyzed the relationship between the length of the inner conductor 23a-2 and the electric field distribution inside the chamber 11a.
The analysis means that a dedicated simulation program is started by a personal computer, a predetermined condition is input, and the electric field distribution inside the chamber 11a is examined.

解析の条件は、次のようにした。
(条件)
内部導体23a−2の長さ:20mm、80mm、140mm、200mm、260mm、271mm
チャンバ11aの内径:80φ
チャンバ11aの高さ:271mm
ガスノズル12の長さ:185mm
ガスノズル12の各間のピッチ:80mm
ボトルの数:4
なお、20mm、80mm、140mm、200mm、260mmの各間は、λ/2(≒60mm)となっている。
The analysis conditions were as follows.
(conditions)
Length of inner conductor 23a-2: 20mm, 80mm, 140mm, 200mm, 260mm, 271mm
Inner diameter of chamber 11a: 80φ
The height of the chamber 11a: 271 mm
Length of gas nozzle 12: 185mm
Pitch between each gas nozzle 12: 80 mm
Number of bottles: 4
In addition, between each of 20 mm, 80 mm, 140 mm, 200 mm, and 260 mm is λ / 2 (≈60 mm).

この解析の結果を、図9に示す。
同図に示すように、内部導体23a−2の長さが、λ/2(≒60mm)毎に強電界部分が発生した。
内部導体23a−2の先端がガスノズル12の先端部よりも下方に位置する場合、例えば、内部導体23a−2の長さが260mmや200mmの場合には、内部導体23a−2の周囲にて、強電界部分が発生した。また、内部導体23a−2の長さが長いほどガスノズル12の周囲の電界が強くなる傾向にあり、最終的には、内部導体23a−2の長さが271mmの場合(内部導体23a−2の先端が基台13aの上面13−1に接触している場合)には、ガスノズル12の周囲の電界が強くなっていた。特に、ガスノズル12の根元付近での電界集中が強くなるために、ボトルの全体でのプラズマ発光を確認した。
The result of this analysis is shown in FIG.
As shown in the figure, a strong electric field portion was generated every λ / 2 (≈60 mm) of the length of the internal conductor 23a-2.
When the tip of the inner conductor 23a-2 is positioned below the tip of the gas nozzle 12, for example, when the length of the inner conductor 23a-2 is 260 mm or 200 mm, around the inner conductor 23a-2, A strong electric field was generated. In addition, as the length of the inner conductor 23a-2 is longer, the electric field around the gas nozzle 12 tends to become stronger. Finally, when the length of the inner conductor 23a-2 is 271 mm (the inner conductor 23a-2 When the tip is in contact with the upper surface 13-1 of the base 13a), the electric field around the gas nozzle 12 was strong. In particular, since the electric field concentration in the vicinity of the base of the gas nozzle 12 became strong, the plasma emission in the entire bottle was confirmed.

さらに、内部導体23a−2の先端がガスノズル12の先端部よりも上方に位置する場合、例えば、内部導体23a−2の長さが80mmや20mmの場合には、ガスノズル12の周囲にはほとんど強電界部分の発生が見られなくなった。このため、80mmでは、ボトル底部のみの発光で、20mmでは、プラズマ発光ができなかった。   Furthermore, when the tip of the inner conductor 23a-2 is located above the tip of the gas nozzle 12, for example, when the length of the inner conductor 23a-2 is 80 mm or 20 mm, the periphery of the gas nozzle 12 is almost strong. The generation of the electric field is no longer seen. For this reason, at 80 mm, light was emitted only from the bottom of the bottle, and at 20 mm, plasma emission was not possible.

(実施例2)
チャンバ11aの内径と電界分布との関係について、発明者は、解析を行った。
解析の条件は、次のようにした。
(条件)
チャンバ11aの内径:80φ、70φ、60φ
チャンバ11aの高さ:271mm
ガスノズル12の長さ:185mm
ガスノズル12の各間のピッチ:80mm
ボトルの数:4
内部導体23a−2の長さ:271mm
(Example 2)
The inventor analyzed the relationship between the inner diameter of the chamber 11a and the electric field distribution.
The analysis conditions were as follows.
(conditions)
Inner diameter of chamber 11a: 80φ, 70φ, 60φ
The height of the chamber 11a: 271 mm
Length of gas nozzle 12: 185mm
Pitch between each gas nozzle 12: 80 mm
Number of bottles: 4
Length of inner conductor 23a-2: 271mm

この条件下で、チャンバ11aの内壁の径80φ、70φ、60φのそれぞれについて、チャンバ11aの内部の電界分布を解析した。
その結果を、図10(i-1)〜(i-3)に示す。
図10(i-1)〜(i-3)は、前述の条件で行った場合におけるチャンバ11aの内部の電界分布を示す解析図である。
Under this condition, the electric field distribution inside the chamber 11a was analyzed for each of the diameters 80φ, 70φ, and 60φ of the inner wall of the chamber 11a.
The results are shown in FIGS. 10 (i-1) to (i-3).
10 (i-1) to (i-3) are analysis diagrams showing the electric field distribution inside the chamber 11a when performed under the above-described conditions.

図10(i-1)〜(i-3)に示すように、内径Dが小さくなると、内部導体23a−2へ電界が集中するようになり、ガスノズル12の周囲に、強電界部分が生じなくなっていた。
これに対し、内径Dが大きくなると、ガスノズル12の周囲に電界が集中するようになっていた。
このため、内径Dは、大きい方が良いことがわかったが、内径Dを必要以上に大きくした場合、ガスノズル12の周囲に電界が集中しなくなり、プラズマ発光不良によって、膜厚分布が不均一となる。
As shown in FIGS. 10 (i-1) to (i-3), when the inner diameter D decreases, the electric field concentrates on the inner conductor 23a-2, and a strong electric field portion does not occur around the gas nozzle 12. It was.
On the other hand, when the inner diameter D increases, the electric field concentrates around the gas nozzle 12.
For this reason, it has been found that the larger inner diameter D is better. However, when the inner diameter D is increased more than necessary, the electric field does not concentrate around the gas nozzle 12 and the film thickness distribution is non-uniform due to plasma emission failure. Become.

[第二実施形態]
次に、本発明のマイクロ波プラズマ処理装置及びマイクロ波プラズマ処理方法の第二の実施形態について、図11を参照して説明する。
同図は、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置の構成を示す正面断面図である。
本実施形態は、第一実施形態と比較して、チャンバに対する導波部の位置が相違する。すなわち、第一実施形態では、チャンバの天板部の上方に導波部が取り付けられていたのに対し、本実施形態では、基台の下方に導波部が取り付けられている。他の構成要素は第一実施形態と同様である。
したがって、図11において、図1と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the microwave plasma processing apparatus and the microwave plasma processing method of the present invention will be described with reference to FIG.
This figure is a front sectional view showing the configuration of the microwave plasma processing apparatus of the present embodiment.
The present embodiment is different from the first embodiment in the position of the waveguide portion with respect to the chamber. That is, in the first embodiment, the waveguide portion is attached above the top plate portion of the chamber, whereas in this embodiment, the waveguide portion is attached below the base. Other components are the same as those in the first embodiment.
Therefore, in FIG. 11, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

(1)基本構成
図11に示すように、マイクロ波プラズマ処理装置1bは、処理室10bと、導波部20bとを備えている。
ここで、処理室10bは、チャンバ11bと、ガスノズル12と、基台13bとを有している。
チャンバ11bの上面には、天板部11b−2が載置されている。この天板部11b−2には、第一実施形態の天板部11a−2に穿設されていたような貫通孔がない。これは、同軸導波管23bの内部導体23b−2が、天板部11b−2からではなく、基台13bから通されるためである。
(1) Basic Configuration As shown in FIG. 11, the microwave plasma processing apparatus 1b includes a processing chamber 10b and a waveguide portion 20b.
Here, the processing chamber 10b includes a chamber 11b, a gas nozzle 12, and a base 13b.
The top plate portion 11b-2 is placed on the upper surface of the chamber 11b. The top plate portion 11b-2 does not have a through-hole that is formed in the top plate portion 11a-2 of the first embodiment. This is because the inner conductor 23b-2 of the coaxial waveguide 23b passes from the base 13b, not from the top plate portion 11b-2.

基台13bの中央には、上下方向に貫通孔(中央貫通孔)13−4が穿設されている。そして、この中央貫通孔13−4には、内部導体23b−2が通されている。
また、基台13bには、中央貫通孔13−4の他に、複数の貫通孔13−2が穿設されている。これら貫通孔13−2は、中央貫通孔13−4を対称軸とする回転対称となる位置に穿設されている。これら貫通孔13−2には、ガスノズル12が通されている。
A through hole (center through hole) 13-4 is formed in the center of the base 13b in the vertical direction. The inner conductor 23b-2 is passed through the central through hole 13-4.
The base 13b has a plurality of through holes 13-2 in addition to the central through hole 13-4. These through-holes 13-2 are drilled at rotationally symmetric positions with the central through-hole 13-4 as the axis of symmetry. The gas nozzle 12 is passed through these through holes 13-2.

導波部20bは、中空導波管21と、同軸導波管変換器22と、同軸導波管23bとを有している。
同軸導波管23bは、同軸導波管変換器22と基台13bとの間を接続しており、同軸導波管変換器22から送られてきたマイクロ波を、基台13bの中央貫通孔13−4を介してチャンバ11bの内部へ供給する。
また、同軸導波管23bは、外部導体23b−1と、内部導体23b−2とを有している。
外部導体23b−1は、円筒形状に形成されており、同軸導波管変換器22の同軸導波管側接続部22−2と基台13bとの間を接続する。これにより、同軸導波管変換器22の内部中空部分とチャンバ11bの内部中空部分が、外部導体23b−1の内部中空部分及び基台13bの中央貫通孔13−4を介して連通する。
The waveguide 20b has a hollow waveguide 21, a coaxial waveguide converter 22, and a coaxial waveguide 23b.
The coaxial waveguide 23b connects the coaxial waveguide converter 22 and the base 13b, and the microwave transmitted from the coaxial waveguide converter 22 is transmitted through the central through hole of the base 13b. It supplies to the inside of the chamber 11b via 13-4.
The coaxial waveguide 23b has an outer conductor 23b-1 and an inner conductor 23b-2.
The outer conductor 23b-1 is formed in a cylindrical shape, and connects between the coaxial waveguide side connection portion 22-2 of the coaxial waveguide converter 22 and the base 13b. Thereby, the inner hollow part of the coaxial waveguide converter 22 and the inner hollow part of the chamber 11b communicate with each other through the inner hollow part of the outer conductor 23b-1 and the central through hole 13-4 of the base 13b.

内部導体23b−2は、棒状又は筒状に形成されており、外部導体23b−1の内部に、この外部導体23b−1と同軸で配置されている。また、内部導体23b−2は、一端が、同軸導波管変換器22の内部壁面に接続されており、他端が、基台13bの中央貫通孔13−4を通って、チャンバ11bの内部に達している。   The inner conductor 23b-2 is formed in a rod shape or a cylindrical shape, and is disposed coaxially with the outer conductor 23b-1 inside the outer conductor 23b-1. Further, one end of the inner conductor 23b-2 is connected to the inner wall surface of the coaxial waveguide converter 22, and the other end passes through the central through hole 13-4 of the base 13b and passes through the inside of the chamber 11b. Has reached.

このように、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置1bは、同軸導波管23bを基台13bの底部に取り付け、基台13bの中央貫通孔13−4からチャンバ11bの内部へ向かって同軸導波管23bの内部導体23b−2を通す構成とした。
これにより、ガスノズル12の周辺の電界強度を高めることができ、良質かつ均質な薄膜をボトルの内部に形成できる。
As described above, the microwave plasma processing apparatus 1b of the present embodiment attaches the coaxial waveguide 23b to the bottom of the base 13b, and coaxially guides it from the central through hole 13-4 of the base 13b toward the inside of the chamber 11b. The inner conductor 23b-2 of the wave tube 23b is passed.
Thereby, the electric field strength around the gas nozzle 12 can be increased, and a high-quality and homogeneous thin film can be formed inside the bottle.

本願出願前のマイクロ波プラズマ処理装置は、基台の中央に穿設された貫通孔にガスノズルを通していた。そして、内部導体は、天板部の中央に穿設された貫通孔から通していた。
この構成では、ガスノズルの周辺に強電界強度を発生させることができず、所望の成膜処理を実施できなかった。
そこで、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置1bは、ガスノズル12の中心軸と内部導体23b−2の中心軸が一直線上に並ばないように、ガスノズル12の位置をチャンバ11bの中心軸11−1からずらして配置した。これにより、基台13bの中心にガスノズル12とボトルが配置されなくなったことから、ここに内部導体23b−2を配置できるようになった。
このことから、内部導体23b−2とガスノズル12がより近くに配置され、しかも、ガスノズル12の根元の近くにも内部導体23b−2が存在することとなったため、ガスノズル12の周辺に強電界強度を発生させることができる。
Prior to the filing of the present application, the microwave plasma processing apparatus has passed a gas nozzle through a through hole formed in the center of the base. And the internal conductor was passed through the through-hole drilled in the center of the top plate part.
With this configuration, a strong electric field strength cannot be generated around the gas nozzle, and a desired film forming process cannot be performed.
Therefore, in the microwave plasma processing apparatus 1b of the present embodiment, the position of the gas nozzle 12 is aligned with the central axis 11-1 of the chamber 11b so that the central axis of the gas nozzle 12 and the central axis of the internal conductor 23b-2 are not aligned. Arranged from the position. Thereby, since the gas nozzle 12 and the bottle are no longer arranged at the center of the base 13b, the internal conductor 23b-2 can be arranged here.
Therefore, the inner conductor 23b-2 and the gas nozzle 12 are arranged closer to each other, and the inner conductor 23b-2 is also present near the base of the gas nozzle 12, so that a strong electric field strength is generated around the gas nozzle 12. Can be generated.

(2)詳細構成
次に、マイクロ波プラズマ処理装置の詳細な構成について、説明する。
(2−1)内部導体の長さ
図11に示すように、内部導体23b−2とガスノズル12は、それぞれの中心軸が一直線上に位置しないように、ずらして配置してある。ここで、内部導体23b−2は、チャンバ11bの中心軸11−1上に配置されるので、ガスノズル12は、その中心軸11−1からずれた位置に配置される。これにより、基台13bの中央にはガスノズル12とボトルが存在しなくなるので、内部導体23b−2を基台13bの中央に配置することができる。
この内部導体23b−2の長さLは、第一実施形態と同様に次式で定めた長さとするのが望ましい。
L=(λ/2)×n+α ・・・(式3)
なお、λは、真空中におけるマイクロ波波長、nは、1以上の整数、αは、設計上付加すべき長さを表す。
実施例で後述するが、内部導体23b−2の周囲に、λ/2(≒60mm)毎に強電界部分が発生する。
(2) Detailed Configuration Next, a detailed configuration of the microwave plasma processing apparatus will be described.
(2-1) Length of Internal Conductor As shown in FIG. 11, the internal conductor 23b-2 and the gas nozzle 12 are arranged so as to be shifted so that their central axes are not positioned on a straight line. Here, since the internal conductor 23b-2 is disposed on the central axis 11-1 of the chamber 11b, the gas nozzle 12 is disposed at a position shifted from the central axis 11-1. Thereby, since the gas nozzle 12 and the bottle do not exist in the center of the base 13b, the internal conductor 23b-2 can be arranged in the center of the base 13b.
The length L of the internal conductor 23b-2 is preferably set to the length determined by the following equation, as in the first embodiment.
L = (λ / 2) × n + α (Formula 3)
Note that λ is a microwave wavelength in vacuum, n is an integer of 1 or more, and α is a length to be added in design.
As will be described later in the embodiment, a strong electric field portion is generated every λ / 2 (≈60 mm) around the inner conductor 23b-2.

さらに、内部導体23b−2の先端とガスノズル12の先端との位置関係が重要であり、内部導体23b−2の先端が、少なくともガスノズル12の先端の近傍又は上方に位置する長さとすることが望ましく、特に内部導体23b−2の先端がチャンバ11bの天面11−4に接触するところまで内部導体23b−2を長くしたときは、ガスノズル12の周囲の電界が強くなる。しかも、ガスノズル12の根元付近での電界集中が強くなるため、ボトルの全体でプラズマが発生し、特にボトルの上部の膜厚が増加する。   Furthermore, the positional relationship between the tip of the internal conductor 23b-2 and the tip of the gas nozzle 12 is important, and it is desirable that the tip of the internal conductor 23b-2 be at least near or above the tip of the gas nozzle 12. In particular, when the internal conductor 23b-2 is lengthened until the tip of the internal conductor 23b-2 contacts the top surface 11-4 of the chamber 11b, the electric field around the gas nozzle 12 becomes strong. Moreover, since the electric field concentration near the base of the gas nozzle 12 becomes strong, plasma is generated in the entire bottle, and in particular, the thickness of the upper part of the bottle increases.

一方、内部導体23b−2の先端がガスノズル12の先端より下方に位置しているときは、ガスノズル12の周囲の電界と根元付近の電界集中が弱くなり、ボトルの周囲でプラズマが発光しなくなる。このため、ボトルの上部に膜が形成されなくなる。
なお、この内部導体23b−2の長さと膜厚との関係について、発明者は、実験を行った。この実験の内容は、次の(3)実施例で後述する。
また、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理方法は、第一実施形態のマイクロ波プラズマ処理方法と同様であるため、ここでの説明は、省略する。
On the other hand, when the tip of the inner conductor 23b-2 is located below the tip of the gas nozzle 12, the electric field around the gas nozzle 12 and the electric field concentration near the root are weakened, and plasma does not emit light around the bottle. Therefore, no film is formed on the upper part of the bottle.
In addition, the inventor experimented about the relationship between the length of this internal conductor 23b-2, and a film thickness. The contents of this experiment will be described later in the following (3) Example.
Moreover, since the microwave plasma processing method of this embodiment is the same as the microwave plasma processing method of 1st embodiment, description here is abbreviate | omitted.

(3)実施例
内部導体23b−2の長さについて、発明者は、解析を行った。
(条件)
内部導体23b−2の長さ:30mm、90mm、150mm、162mm、210mm、271mm
チャンバ11bの内径:80φ
チャンバ11bの高さ:271mm
ガスノズル12の長さ:185mm
ガスノズル12の各間のピッチ:80mm
ボトルの数:4
なお、30mm、90mm、150mm、210mm、271mmの各間は、λ/2(≒60mm)となっている。また、162mmは、内部導体23b−2の先端とガスノズル12の先端が同じ高さ位置の場合である。
(3) Example The inventor analyzed the length of the internal conductor 23b-2.
(conditions)
Length of internal conductor 23b-2: 30mm, 90mm, 150mm, 162mm, 210mm, 271mm
Inner diameter of chamber 11b: 80φ
The height of the chamber 11b: 271 mm
Length of gas nozzle 12: 185mm
Pitch between each gas nozzle 12: 80 mm
Number of bottles: 4
In addition, between each of 30 mm, 90 mm, 150 mm, 210 mm, and 271 mm is λ / 2 (≈60 mm). 162 mm is the case where the tip of the internal conductor 23b-2 and the tip of the gas nozzle 12 are at the same height.

この解析の結果を、図12に示す。
同図に示す解析結果から、次のことがわかった。
基台13bの中央貫通孔13−4から挿入された内部導体23b−2の先端をチャンバ11bの天面11−4に接触させた場合(図12の「271mm」の場合)、ガスノズル12の周辺の電界強度が強くなった。特に、ガスノズル12の根元での電界集中が強くなった。
また、本実施形態に限って言えば、ガスノズル12の先端と内部導体23b−2の先端が底部から同じ高さのところにある場合(同図の「162mm」の場合)も、内部導体23b−2の電界集中の影響を受けて、ガスノズル12の周辺および根元での電界集中が強くなった。これは、ガスノズル12の先端と内部導体23b−2の先端での電界のやりとりができたためと考えられる。
このように、チャンバ11bの底面の中央から内部導体23b−2を導入した場合、ガスノズル12の根元に電界集中させることには有利であった。
ただし、内部導体23b−2の先端がガスノズル12の先端より下方に位置すると、ガスノズル12の周辺の電界集中が弱くなる。
The result of this analysis is shown in FIG.
From the analysis results shown in FIG.
When the tip of the internal conductor 23b-2 inserted from the central through hole 13-4 of the base 13b is brought into contact with the top surface 11-4 of the chamber 11b (in the case of “271 mm” in FIG. 12), the periphery of the gas nozzle 12 The electric field strength of became stronger. In particular, the electric field concentration at the base of the gas nozzle 12 became stronger.
Further, as far as this embodiment is concerned, even when the tip of the gas nozzle 12 and the tip of the internal conductor 23b-2 are at the same height from the bottom (in the case of "162 mm" in the figure), the internal conductor 23b- Under the influence of the electric field concentration of 2, the electric field concentration around and at the base of the gas nozzle 12 became stronger. This is presumably because the electric field was exchanged between the tip of the gas nozzle 12 and the tip of the internal conductor 23b-2.
Thus, when the internal conductor 23b-2 was introduced from the center of the bottom surface of the chamber 11b, it was advantageous to concentrate the electric field at the base of the gas nozzle 12.
However, when the tip of the inner conductor 23b-2 is positioned below the tip of the gas nozzle 12, the electric field concentration around the gas nozzle 12 is weakened.

第一実施形態と第二実施形態の結果から、チャンバの天板部の上方に導波部を取り付けた場合は、チャンバ内部の基台上面にボトルが倒立載置されるようにガスノズルを設置しても、天面にボトルを載置されるようにガスノズルを設置しても、内部導体の先端はガスノズルの先端よりも下方に位置することが好適であることがわかる。
また、同様に基台の下方に導波部が取り付けられる場合も、ガスノズルの設置位置に関わらず、内部導体の先端はガスノズルの先端よりも上方に位置するのがよく、チャンバの天板部に達する長さが好適である。
From the results of the first embodiment and the second embodiment, when the waveguide unit is attached above the top plate of the chamber, the gas nozzle is installed so that the bottle is placed upside down on the upper surface of the base inside the chamber. However, even if the gas nozzle is installed so that the bottle is placed on the top surface, it can be seen that the tip of the inner conductor is preferably located below the tip of the gas nozzle.
Similarly, when the waveguide is attached below the base, the tip of the inner conductor should be positioned above the tip of the gas nozzle, regardless of the position of the gas nozzle. The reaching length is preferred.

[第三実施形態]
次に、本発明のマイクロ波プラズマ処理装置及びマイクロ波プラズマ処理方法の第三の実施形態について、図13を参照して説明する。
同図は、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置の構成を示す正面断面図である。
本実施形態は、第一実施形態と比較して、チャンバ内部の構成が相違する。すなわち、第一実施形態では、チャンバ内部の基台上面にボトルが倒立載置されていたのに対し、本実施形態では、チャンバ内部の基台上面だけでなく、天面にもボトルが係合垂下される。他の構成要素は第一実施形態と同様である。
したがって、図13において、図1と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the microwave plasma processing apparatus and the microwave plasma processing method of the present invention will be described with reference to FIG.
This figure is a front sectional view showing the configuration of the microwave plasma processing apparatus of the present embodiment.
This embodiment differs from the first embodiment in the configuration inside the chamber. That is, in the first embodiment, the bottle is placed upside down on the upper surface of the base inside the chamber, whereas in this embodiment, the bottle is engaged not only with the upper surface of the base inside the chamber but also with the top surface. Drooped. Other components are the same as those in the first embodiment.
Therefore, in FIG. 13, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図13に示すように、マイクロ波プラズマ処理装置1cは、処理室10cと、導波部20cとを備えている。
ここで、処理室10cは、チャンバ11cと、ガスノズル12(12−1、12−2)と、基台13cとを有している。
チャンバ11cの上面には、天板部11c−2が載置されている。この天板部11c−2の中央には、貫通孔(中央貫通孔)11c−3が穿設されている。この中央貫通孔11c−3に、同軸導波管23cの内部導体23c−2が通される。
また、天板部11c−2には、中央貫通孔11c−3の他に、複数の貫通孔11−7が穿設されている。これら貫通孔11−7は、中央貫通孔11c−3を対称軸とする回転対称となる位置に穿設されている。これら貫通孔11−7には、ガスノズル12−2が通されている。
As shown in FIG. 13, the microwave plasma processing apparatus 1c includes a processing chamber 10c and a waveguide 20c.
Here, the processing chamber 10c includes a chamber 11c, gas nozzles 12 (12-1, 12-2), and a base 13c.
A top plate portion 11c-2 is placed on the upper surface of the chamber 11c. A through hole (central through hole) 11c-3 is formed in the center of the top plate portion 11c-2. The inner conductor 23c-2 of the coaxial waveguide 23c is passed through the central through hole 11c-3.
In addition to the central through hole 11c-3, a plurality of through holes 11-7 are formed in the top plate portion 11c-2. These through holes 11-7 are formed at positions that are rotationally symmetric with respect to the central through hole 11c-3. A gas nozzle 12-2 is passed through these through holes 11-7.

ガスノズル12は、基台13cに穿設された貫通孔13−2を通して立設されたもの(ガスノズル12−1)と、天板部11c−2の貫通孔11−7を通して立設されたもの(ガスノズル12−2)とがある。
ボトルは、基台13cの上面13−1に倒立状態で載置されるものと、天板部11c−2の天面11−4にボトルの口部を螺入して垂下させるものとがある。これらボトルは、その中心軸にガスノズル12−1、12−2が位置するように取り付けられる。このため、ボトルは、最大で、ガスノズル12−1、12−2と同じ数だけ取り付けることができる。
The gas nozzle 12 is erected through the through-hole 13-2 drilled in the base 13c (gas nozzle 12-1) and erected through the through-hole 11-7 of the top plate portion 11c-2 ( Gas nozzle 12-2).
There are bottles that are placed in an inverted state on the upper surface 13-1 of the base 13c, and bottles that are screwed into the top surface 11-4 of the top plate portion 11c-2 to hang down. . These bottles are attached so that the gas nozzles 12-1 and 12-2 are positioned on the central axis. For this reason, the bottle can be attached by the same number as the gas nozzles 12-1 and 12-2 at the maximum.

なお、ガスノズル12−1、12−2及びボトルの配置は、図2(i)〜(iii)に示す配置と同様とすることができる。
つまり、複数本のガスノズル12−1、12−2は、チャンバ11cの中心軸11−1からずらした位置に配置してある。また、それら複数本のガスノズル12−1、12−2は、チャンバ11cの中心軸11−1を対称軸とする回転対称で配置されている。
さらに、複数本のボトルは、ガスノズル12−1、12−2と同様、チャンバ11cの中心軸11−1を対称軸とする回転対称で配置されている。
The arrangement of the gas nozzles 12-1, 12-2 and the bottle can be the same as the arrangement shown in FIGS.
That is, the plurality of gas nozzles 12-1 and 12-2 are arranged at positions shifted from the central axis 11-1 of the chamber 11c. The plurality of gas nozzles 12-1 and 12-2 are arranged in rotational symmetry with the central axis 11-1 of the chamber 11 c as an axis of symmetry.
Further, the plurality of bottles are arranged in rotational symmetry with the central axis 11-1 of the chamber 11c as the axis of symmetry, like the gas nozzles 12-1 and 12-2.

導波部20cは、中空導波管21と、同軸導波管変換器22と、同軸導波管23cとを有している。
同軸導波管23cは、外部導体23c−1と、内部導体23c−2とを有している。
内部導体23c−2は、一端が、同軸導波管変換器22の内部壁面に接続されており、他端が、天板部11c−2の中央貫通孔11c−3を通って、チャンバ11cの内部に達している。
The waveguide section 20c includes a hollow waveguide 21, a coaxial waveguide converter 22, and a coaxial waveguide 23c.
The coaxial waveguide 23c has an outer conductor 23c-1 and an inner conductor 23c-2.
One end of the inner conductor 23c-2 is connected to the inner wall surface of the coaxial waveguide converter 22, and the other end passes through the central through hole 11c-3 of the top plate portion 11c-2, Reached inside.

この内部導体23c−2の長さLは、第一実施形態、第二実施形態と同様に次式で定めた長さとするのが望ましい。
L=(λ/2)×n+α ・・・(式4)
なお、λは、真空中におけるマイクロ波波長、nは、1以上の整数、αは、設計上付加すべき長さを表す。
実施例で後述するが、内部導体23c−2の周囲に、λ/2(≒60mm)毎に強電界部分が発生する。
The length L of the internal conductor 23c-2 is preferably set to the length defined by the following equation, as in the first and second embodiments.
L = (λ / 2) × n + α (Formula 4)
Note that λ is a microwave wavelength in vacuum, n is an integer of 1 or more, and α is a length to be added in design.
As will be described later in the embodiment, a strong electric field portion is generated every λ / 2 (≈60 mm) around the inner conductor 23c-2.

さらに、内部導体23c−2の先端とガスノズル12−1の先端との位置関係が重要であり、内部導体23c−2の先端が、少なくとも基台13cに立設するガスノズル12−1の先端の下方に位置する長さとすることが望ましく、特に内部導体23c−2の先端が基台13cの上面13−1に接触するところまで内部導体23c−2を長くしたときは、ガスノズル12の周囲の電界が強くなる。しかも、ガスノズル12の根元付近での電界集中が強くなるため、ボトルの全体でプラズマが発生し、特にボトルの上部の膜厚が増加する。   Furthermore, the positional relationship between the tip of the internal conductor 23c-2 and the tip of the gas nozzle 12-1 is important, and the tip of the internal conductor 23c-2 is at least below the tip of the gas nozzle 12-1 standing on the base 13c. In particular, when the internal conductor 23c-2 is lengthened until the tip of the internal conductor 23c-2 contacts the upper surface 13-1 of the base 13c, the electric field around the gas nozzle 12 is reduced. Become stronger. Moreover, since the electric field concentration near the base of the gas nozzle 12 becomes strong, plasma is generated in the entire bottle, and in particular, the thickness of the upper part of the bottle increases.

一方、内部導体23c−2の先端がガスノズル12−1の先端より上方に位置しているときは、ガスノズル12の周囲の電界と根元付近の電界集中が弱くなり、ボトルの周囲でプラズマが発光しなくなる。このため、ボトルの上部に膜が形成されなくなる。
なお、このような構成におけるチャンバ11cの内部の電界分布について、発明者は、解析を行った。
(条件)
内部導体23c−2の長さ:542mm
チャンバ11cの内径:80φ
チャンバ11cの高さ:542mm
ガスノズル12−1、12−2の長さ:185mm
ガスノズル12の各間のピッチ:80mm
ボトルの数:8
On the other hand, when the tip of the inner conductor 23c-2 is located above the tip of the gas nozzle 12-1, the electric field around the gas nozzle 12 and the electric field concentration near the root are weakened, and plasma is emitted around the bottle. Disappear. Therefore, no film is formed on the upper part of the bottle.
In addition, the inventors analyzed the electric field distribution inside the chamber 11c in such a configuration.
(conditions)
Length of inner conductor 23c-2: 542mm
Inner diameter of chamber 11c: 80φ
The height of the chamber 11c: 542mm
Length of gas nozzles 12-1, 12-2: 185mm
Pitch between each gas nozzle 12: 80 mm
Number of bottles: 8

この解析の結果を、図14に示す。
同図に示すように、内部導体23c−2の先端が基台13cの上面13−1に達している場合には、ガスノズル12−1、12−2の周囲の電界が強くなっていた。特に、ガスノズル12−1、12−2ともに根元付近での電界集中が強くなるために、ボトルの全体でプラズマが発光した。
The result of this analysis is shown in FIG.
As shown in the figure, when the tip of the internal conductor 23c-2 reaches the upper surface 13-1 of the base 13c, the electric field around the gas nozzles 12-1 and 12-2 was strong. In particular, since the electric field concentration in the vicinity of the base of both the gas nozzles 12-1 and 12-2 became strong, plasma was emitted from the entire bottle.

なお、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理方法は、第一実施形態のマイクロ波プラズマ処理方法と同様であるため、ここでの説明は、省略する。   In addition, since the microwave plasma processing method of this embodiment is the same as the microwave plasma processing method of 1st embodiment, description here is abbreviate | omitted.

以上説明したように、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置及びマイクロ波プラズマ処理方法によれば、同軸導波管の内部導体の中心軸とガスノズルの中心軸とをずらして配置したので、内部導体をガスノズルの先端よりも下方の位置まで伸ばすことができる。これにより、プラズマ発光後もボトルの高さ方向にマイクロ波が伝搬し、ボトル全体でのプラズマ発光が可能となる。   As described above, according to the microwave plasma processing apparatus and the microwave plasma processing method of the present embodiment, since the central axis of the inner conductor of the coaxial waveguide and the central axis of the gas nozzle are shifted, the inner conductor Can be extended to a position below the tip of the gas nozzle. Thereby, the microwave propagates in the height direction of the bottle even after the plasma emission, and the plasma emission in the whole bottle becomes possible.

また、内部導体を中心とした円周上にガスノズル及びボトルを配置することにより、単一のマイクロ波電源で複数個のボトルに対し同時に成膜処理を実行することが可能となる。
さらに、基台の上面に載置するだけでなく、チャンバの天面に垂下するようにボトルを取り付け可能とすることで、より多くのボトルに対して成膜することができる。
Further, by arranging the gas nozzle and the bottle on the circumference centering on the inner conductor, it becomes possible to simultaneously perform the film forming process on a plurality of bottles with a single microwave power source.
Furthermore, it is possible to form a film on a larger number of bottles by allowing the bottles to be mounted so as to hang on the top surface of the chamber as well as being placed on the upper surface of the base.

以上、本発明のマイクロ波プラズマ処理装置及びマイクロ波プラズマ処理方法の好ましい実施形態について説明したが、本発明に係るマイクロ波プラズマ処理装置及びマイクロ波プラズマ処理方法は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した各実施形態では、マイクロ波プラズマ処理装置の処理対象物としてボトルを挙げたが、処理対象物は、ボトルに限るものではなく、種々のプラスチック製容器をその対象としてもよい。
また、ボトルには、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルから形成された二軸延伸ブロー成形ボトルなどが含まれる。
The preferred embodiments of the microwave plasma processing apparatus and the microwave plasma processing method of the present invention have been described above. However, the microwave plasma processing apparatus and the microwave plasma processing method of the present invention are limited only to the above-described embodiments. It goes without saying that various modifications can be made within the scope of the present invention.
For example, in each of the above-described embodiments, the bottle is cited as the processing target of the microwave plasma processing apparatus. However, the processing target is not limited to the bottle, and various plastic containers may be the target.
The bottle includes, for example, a biaxial stretch blow molded bottle formed from polyester such as polyethylene terephthalate.

本発明は、同軸導波管によりチャンバへマイクロ波を導入して処理対象物に所定の処理を実行する装置や機器に利用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for an apparatus or an apparatus that introduces a microwave into a chamber by a coaxial waveguide and executes a predetermined process on a processing target.

1a〜1c マイクロ波プラズマ処理装置
10a〜10c 処理室
11a〜11c チャンバ
11a−2〜11c−2 天板部
11a−3 貫通孔
11−4 天面
11−5 内壁
11−6 中子
12(12−1、12−2) ガスノズル
13a〜13c 基台
13−1 上面
20a〜20c 導波部
21 中空導波管
22 同軸導波管変換器
23a〜23c 同軸導波管
23a−2〜23c−2 内部導体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a-1c Microwave plasma processing apparatus 10a-10c Processing chamber 11a-11c Chamber 11a-2-11c-2 Top plate part 11a-3 Through-hole 11-4 Top surface 11-5 Inner wall 11-6 Core 12 (12- 1, 12-2) Gas nozzles 13a to 13c Base 13-1 Upper surface 20a to 20c Waveguide portion 21 Hollow waveguide 22 Coaxial waveguide converter 23a to 23c Coaxial waveguide 23a-2 to 23c-2 Inner conductor

Claims (10)

チャンバにマイクロ波を供給する同軸導波管と、
前記チャンバの内部に原料ガスを供給するガスノズルと、
前記チャンバが載置された基台とを備え、
前記同軸導波管が、内部導体を有し、
前記内部導体が、前記チャンバの天板部の貫通孔を通って前記チャンバの内部に挿入され、
前記ガスノズルが、前記基台の貫通孔を通して前記チャンバの内部に立設され、前記内部導体の中心軸からずれた位置に配置され
前記内部導体の先端が、前記ガスノズルの先端よりも下方に位置した
ことを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。
A coaxial waveguide for supplying microwaves to the chamber;
A gas nozzle for supplying a raw material gas into the chamber;
A base on which the chamber is placed;
The coaxial waveguide has an inner conductor;
The inner conductor is inserted into the chamber through a through hole in the top plate of the chamber;
The gas nozzle is erected in the chamber through the through hole of the base, and is disposed at a position shifted from the central axis of the internal conductor ;
The microwave plasma processing apparatus , wherein a tip of the inner conductor is positioned below a tip of the gas nozzle .
前記内部導体の先端が、前記基台の上面に達したThe tip of the inner conductor reached the upper surface of the base
ことを特徴とする請求項1記載のマイクロ波プラズマ処理装置。The microwave plasma processing apparatus according to claim 1.
チャンバにマイクロ波を供給する同軸導波管と、A coaxial waveguide for supplying microwaves to the chamber;
前記チャンバの内部に原料ガスを供給するガスノズルと、A gas nozzle for supplying a raw material gas into the chamber;
前記チャンバが載置された基台とを備え、A base on which the chamber is placed;
前記同軸導波管が、内部導体を有し、The coaxial waveguide has an inner conductor;
前記内部導体が、前記基台の貫通孔から前記チャンバの内部へ向かって挿入され、The inner conductor is inserted from the through hole of the base toward the inside of the chamber,
前記ガスノズルが、前記基台の貫通孔を通して挿入され、前記内部導体の中心軸からずれた位置に配置され、The gas nozzle is inserted through the through hole of the base, and is disposed at a position shifted from the central axis of the inner conductor,
前記内部導体の先端が、前記ガスノズルの先端の高さに近い高さ、又は、前記ガスノズルの先端よりも上方に位置したThe tip of the inner conductor is located at a height close to the tip of the gas nozzle or above the tip of the gas nozzle.
ことを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。A microwave plasma processing apparatus.
前記内部導体が、前記チャンバの天面に達する長さを有したThe inner conductor had a length reaching the top surface of the chamber
ことを特徴とする請求項3記載のマイクロ波プラズマ処理装置。The microwave plasma processing apparatus according to claim 3.
前記ガスノズルを複数本備えたProvided with a plurality of gas nozzles
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のマイクロ波プラズマ処理装置。The microwave plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the apparatus is a microwave plasma processing apparatus.
前記複数本のガスノズルが、前記内部導体の中心軸を対称軸として回転対称に配置されたThe plurality of gas nozzles are rotationally symmetric with respect to the central axis of the inner conductor.
ことを特徴とする請求項5記載のマイクロ波プラズマ処理装置。The microwave plasma processing apparatus according to claim 5.
複数本の前記ガスノズルが、A plurality of the gas nozzles
前記基台の貫通孔から前記チャンバの内部へ向かって挿入された一又は二以上のガスノズルと、One or more gas nozzles inserted from the through hole of the base toward the inside of the chamber;
前記チャンバの天板部の貫通孔から前記チャンバの内部へ向かって挿入された一又は二以上のガスノズルとを有したOne or more gas nozzles inserted from the through hole in the top plate portion of the chamber toward the inside of the chamber.
ことを特徴とする請求項5又は6記載のマイクロ波プラズマ処理装置。The microwave plasma processing apparatus according to claim 5 or 6, wherein the apparatus is a microwave plasma processing apparatus.
前記チャンバの内壁に中子を設けたA core was provided on the inner wall of the chamber.
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のマイクロ波プラズマ処理装置。The microwave plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein
チャンバ内に載置された対象物に所定の処理を行うマイクロ波プラズマ処理方法であって、A microwave plasma processing method for performing predetermined processing on an object placed in a chamber,
前記チャンバが載置された基台の貫通孔を通して前記チャンバの内部に立設され、前記チャンバの中心軸からずれた位置に配置されたガスノズルから、前記チャンバ内に原料ガスを供給する工程と、Supplying a source gas into the chamber from a gas nozzle that is erected inside the chamber through a through-hole of a base on which the chamber is placed, and is disposed at a position displaced from the central axis of the chamber;
前記チャンバの天板部の貫通孔を通って前記チャンバの内部に挿入され、前記チャンバの中心軸に配置された内部導体であって、先端が、前記ガスノズルの先端よりも下方に位置する当該内部導体を有する同軸導波管を介して前記チャンバ内にマイクロ波を供給してプラズマを発生させる工程とを有したAn internal conductor that is inserted into the chamber through a through-hole in the top plate portion of the chamber and is disposed on the central axis of the chamber, the tip of which is located below the tip of the gas nozzle And a step of generating a plasma by supplying a microwave into the chamber via a coaxial waveguide having a conductor.
ことを特徴とするマイクロ波プラズマ処理方法。The microwave plasma processing method characterized by the above-mentioned.
チャンバ内に載置された対象物に所定の処理を行うマイクロ波プラズマ処理方法であって、A microwave plasma processing method for performing predetermined processing on an object placed in a chamber,
前記チャンバが載置された基台の貫通孔を通して挿入され、前記チャンバの中心軸からずれた位置に配置されたガスノズルから、前記チャンバ内に原料ガスを供給する工程と、Supplying a source gas into the chamber from a gas nozzle that is inserted through a through-hole of a base on which the chamber is placed and disposed at a position displaced from the central axis of the chamber;
前記基台の貫通孔から前記チャンバの内部へ向かって挿入され、前記チャンバの中心軸に配置された内部導体であって、先端が、前記ガスノズルの先端の高さに近い高さ、又は、前記ガスノズルの先端よりも上方に位置する当該内部導体を有する同軸導波管を介して前記チャンバ内にマイクロ波を供給してプラズマを発生させる工程とを有したThe inner conductor is inserted from the through hole of the base toward the inside of the chamber and is disposed on the central axis of the chamber, and the tip is close to the height of the tip of the gas nozzle, or the And a step of generating a plasma by supplying a microwave into the chamber via a coaxial waveguide having the inner conductor positioned above the tip of the gas nozzle.
ことを特徴とするマイクロ波プラズマ処理方法。The microwave plasma processing method characterized by the above-mentioned.
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