JPH05345982A - 無端環状導波管を有す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 - Google Patents
無端環状導波管を有す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Info
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- JPH05345982A JPH05345982A JP4319223A JP31922392A JPH05345982A JP H05345982 A JPH05345982 A JP H05345982A JP 4319223 A JP4319223 A JP 4319223A JP 31922392 A JP31922392 A JP 31922392A JP H05345982 A JPH05345982 A JP H05345982A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】マイクロ波の供給対象である真空容器周辺から
マイクロ波を均一にして効率的に該真空容器へ導入する
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を提供す
ること。 【構成】複数のスロットを備えた無端環状導波管を有す
るマイクロ波導入装置であって、前記複数のスロット
は、該環状導波管の内側に所定の間隔で穿孔されて設け
られていることを特徴と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。 【効果】マイクロ波を電磁波のまま真空容器内に周辺か
ら導入できるので、均一にして効率的にマイクロ波を該
真空容器内に導入することができる。
マイクロ波を均一にして効率的に該真空容器へ導入する
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を提供す
ること。 【構成】複数のスロットを備えた無端環状導波管を有す
るマイクロ波導入装置であって、前記複数のスロット
は、該環状導波管の内側に所定の間隔で穿孔されて設け
られていることを特徴と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。 【効果】マイクロ波を電磁波のまま真空容器内に周辺か
ら導入できるので、均一にして効率的にマイクロ波を該
真空容器内に導入することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、マイクロ
波の供給対象である真空容器周辺からマイクロ波を均一
にして効率的に該真空容器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装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、複数のスロットを備えた無端環状
導波管を有するマイクロ波導入装置であって、真空容器
に、その周辺からマイクロ波を均一にして効率的に導入
することを可能にする改善されたマイクロ波導入装置を
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
渉させ得る複数のスロットを備えた無端環状導波管を有
するマイクロ波導入装置であって、真空容器に、その周
辺からマイクロ波を均一にして効率的に導入することを
可能にする改善されたマイクロ波導入装置を提供するこ
とにある。本発明の更に他の目的は、上記マイクロ波導
入装置を備えたプラズマ処理装置であって、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。
本発明の更に他の目的は、上記マイクロ波導入装置を備
えたプラズマ処理装置であって、プラズマ発生領域を局
在化させ、該プラズマ発生領域とは離隔して配された被
処理基体をプラズマダメージが実質的にない状態で均一
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。本発明
の更に他の目的は、スロット付近のプラズマ発生室内面
に平行な磁界を発生する磁界発生手段を有する上記マイ
クロ波導入装置を備えたプラズマ処理装置であって、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。本発明の更に他の目的は、上記マイクロ波導入
装置を備えたプラズマ処理装置であって、所望の半導体
膜や絶縁体膜を均一にして効率的に形成することを可能
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。本発明の更に他の目的は、上記マイクロ波導入装置
を備えたプラズマ処理装置であって、プラズマ発生領域
を局在化させ、該プラズマ発生領域とは離隔して配され
た基体上にプラズマダメージが実質的にない状態で堆積
膜を均一にして効率的に形成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。本発明
の更に他の目的は、上記マイクロ波導入装置を備えたプ
ラズマ処理装置であって、比較的幅広な帯状部材または
長尺基体上に良質な堆積膜を連続して均一にして効率的
に形成することを可能にするプラズマ処理装置を提供す
ることにある。
マイクロ波導入装置における諸問題を解決し、マイクロ
波の供給対象である真空容器周辺からマイクロ波を均一
にして効率的に該真空容器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装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、複数のスロットを備えた無端環状
導波管を有するマイクロ波導入装置であって、真空容器
に、その周辺からマイクロ波を均一にして効率的に導入
することを可能にする改善されたマイクロ波導入装置を
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
渉させ得る複数のスロットを備えた無端環状導波管を有
するマイクロ波導入装置であって、真空容器に、その周
辺からマイクロ波を均一にして効率的に導入することを
可能にする改善されたマイクロ波導入装置を提供するこ
とにある。本発明の更に他の目的は、上記マイクロ波導
入装置を備えたプラズマ処理装置であって、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。
本発明の更に他の目的は、上記マイクロ波導入装置を備
えたプラズマ処理装置であって、プラズマ発生領域を局
在化させ、該プラズマ発生領域とは離隔して配された被
処理基体をプラズマダメージが実質的にない状態で均一
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。本発明
の更に他の目的は、スロット付近のプラズマ発生室内面
に平行な磁界を発生する磁界発生手段を有する上記マイ
クロ波導入装置を備えたプラズマ処理装置であって、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。本発明の更に他の目的は、上記マイクロ波導入
装置を備えたプラズマ処理装置であって、所望の半導体
膜や絶縁体膜を均一にして効率的に形成することを可能
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。本発明の更に他の目的は、上記マイクロ波導入装置
を備えたプラズマ処理装置であって、プラズマ発生領域
を局在化させ、該プラズマ発生領域とは離隔して配され
た基体上にプラズマダメージが実質的にない状態で堆積
膜を均一にして効率的に形成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。本発明
の更に他の目的は、上記マイクロ波導入装置を備えたプ
ラズマ処理装置であって、比較的幅広な帯状部材または
長尺基体上に良質な堆積膜を連続して均一にして効率的
に形成することを可能にする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及び作用】本発明者は、従
来のマイクロ波導入装置及び該装置を備えたプラズマ処
理装置における上述した問題点を解決し、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、真空容器を包囲するように配置された
無端環状のマイクロ波導波管と、マイクロ波電源からの
マイクロ波を該環状導波管内へ導入する導入部とで構成
されていて、該環状導波管の内側には複数の所定形状の
スロットが所定間隔で設けられているマイクロ波導入装
置を用いることにより、該真空容器の周辺からマイクロ
波を該真空容器内に均一にして効率的に導入することが
できるという知見を得た。
来のマイクロ波導入装置及び該装置を備えたプラズマ処
理装置における上述した問題点を解決し、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、真空容器を包囲するように配置された
無端環状のマイクロ波導波管と、マイクロ波電源からの
マイクロ波を該環状導波管内へ導入する導入部とで構成
されていて、該環状導波管の内側には複数の所定形状の
スロットが所定間隔で設けられているマイクロ波導入装
置を用いることにより、該真空容器の周辺からマイクロ
波を該真空容器内に均一にして効率的に導入することが
できるという知見を得た。
【００１５】また本発明者は、上記のマイクロ波導入装
置を備えたプラズマ処理装置を用いることにより、該プ
ラズマ処理装置のプラズマ発生室内に配置される被処理
基体を均一にして効率的にプラズマ処理することができ
るという知見を得た。また本発明者は、上記のマイクロ
波導入装置を備えたプラズマ処理装置を用いることによ
り、プラズマを局在化させ、該プラズマ発生領域とは離
隔して配された被処理基体をプラズマダメージが実質的
にない状態で均一にして効率的に処理することができる
という知見を得た。また更に本発明者は、上記のマイク
ロ波導入装置を備えたプラズマ処理装置を用いることに
より、良質な堆積膜の均一にして効率的な形成ができる
という知見を得た。また更に本発明者は、上記のマイク
ロ波導入装置を備えたプラズマ処理装置を用いることに
より、プラズマを局在化させ、該プラズマ発生領域とは
離隔して配された基体上にプラズマダメージが実質的に
ない状態で堆積膜を均一にして効率的に形成することが
できるという知見を得た。また更に本発明者は、上記の
マイクロ波導入装置を備えたプラズマ処理装置を用いる
ことにより、比較的幅広な帯状部材または長尺基板上に
良質な堆積膜を連続して均一にして効率的に形成するこ
とができるという知見を得た。
置を備えたプラズマ処理装置を用いることにより、該プ
ラズマ処理装置のプラズマ発生室内に配置される被処理
基体を均一にして効率的にプラズマ処理することができ
るという知見を得た。また本発明者は、上記のマイクロ
波導入装置を備えたプラズマ処理装置を用いることによ
り、プラズマを局在化させ、該プラズマ発生領域とは離
隔して配された被処理基体をプラズマダメージが実質的
にない状態で均一にして効率的に処理することができる
という知見を得た。また更に本発明者は、上記のマイク
ロ波導入装置を備えたプラズマ処理装置を用いることに
より、良質な堆積膜の均一にして効率的な形成ができる
という知見を得た。また更に本発明者は、上記のマイク
ロ波導入装置を備えたプラズマ処理装置を用いることに
より、プラズマを局在化させ、該プラズマ発生領域とは
離隔して配された基体上にプラズマダメージが実質的に
ない状態で堆積膜を均一にして効率的に形成することが
できるという知見を得た。また更に本発明者は、上記の
マイクロ波導入装置を備えたプラズマ処理装置を用いる
ことにより、比較的幅広な帯状部材または長尺基板上に
良質な堆積膜を連続して均一にして効率的に形成するこ
とができるという知見を得た。
【００１６】本発明は、本発明者が実験を介して得た上
記知見に基づいて更に検討を重ねた結果完成に至ったも
のである。本発明は下述する構成のマイクロ波導入装置
と、該マイクロ波導入装置を備えたプラズマ処理装置を
包含する。
記知見に基づいて更に検討を重ねた結果完成に至ったも
のである。本発明は下述する構成のマイクロ波導入装置
と、該マイクロ波導入装置を備えたプラズマ処理装置を
包含する。
【００１７】
【１．マイクロ波導入装置】本発明のマイクロ波導入装
置は、下述する態様１−（１）乃至１−（５）の構成を
包含する。
置は、下述する態様１−（１）乃至１−（５）の構成を
包含する。
【００１８】
【態様１−（１）】マイクロ波導波管と、該導波管内へ
マイクロ波電源からのマイクロ波を導入するためのマイ
クロ波導入部からなり、該導波管は無端環状であり、該
導波管の内側に位置する面には複数の所定形状のスロッ
トが所定間隔で設けられていることを特徴とするマイク
ロ波導入装置。
マイクロ波電源からのマイクロ波を導入するためのマイ
クロ波導入部からなり、該導波管は無端環状であり、該
導波管の内側に位置する面には複数の所定形状のスロッ
トが所定間隔で設けられていることを特徴とするマイク
ロ波導入装置。
【００１９】
【態様１−（２）】マイクロ波導波管と、該導波管内へ
マイクロ波電源からのマイクロ波を導入するためのマイ
クロ波導入部からなり、該導波管は無端環状であり、該
導波管の内側に位置する面には複数の所定形状のスロッ
トが設けられていて、それらスロットは該マイクロ波の
管内波長の１／４に相当する間隔で設けられていること
を特徴とするマイクロ波導入装置。
マイクロ波電源からのマイクロ波を導入するためのマイ
クロ波導入部からなり、該導波管は無端環状であり、該
導波管の内側に位置する面には複数の所定形状のスロッ
トが設けられていて、それらスロットは該マイクロ波の
管内波長の１／４に相当する間隔で設けられていること
を特徴とするマイクロ波導入装置。
【００２０】
【態様１−（３）】マイクロ波導波管と、該導波管内へ
マイクロ波電源からのマイクロ波を導入するためのマイ
クロ波導入部からなり、該導波管は無端環状であり、該
導波管の内側に位置する面には複数の所定形状のスロッ
トが所定間隔で設けられていて、該導入部は該環状導波
管の接線方向に向いていることを特徴とするマイクロ波
導入装置。
マイクロ波電源からのマイクロ波を導入するためのマイ
クロ波導入部からなり、該導波管は無端環状であり、該
導波管の内側に位置する面には複数の所定形状のスロッ
トが所定間隔で設けられていて、該導入部は該環状導波
管の接線方向に向いていることを特徴とするマイクロ波
導入装置。
【００２１】
【態様１−（４）】マイクロ波導波管と、該導波管内へ
マイクロ波電源からのマイクロ波を導入するためのマイ
クロ波導入部からなり、該導波管は無端環状であり、該
導波管の内側に位置する面には複数の所定形状のスロッ
トが所定間隔で設けられていて、それらスロットの該マ
イクロ波の進行方向に垂直な方向のそれぞれの長さは該
マイクロ波の進行方向に沿って増加するようにされてい
ることを特徴とするマイクロ波導入装置。
マイクロ波電源からのマイクロ波を導入するためのマイ
クロ波導入部からなり、該導波管は無端環状であり、該
導波管の内側に位置する面には複数の所定形状のスロッ
トが所定間隔で設けられていて、それらスロットの該マ
イクロ波の進行方向に垂直な方向のそれぞれの長さは該
マイクロ波の進行方向に沿って増加するようにされてい
ることを特徴とするマイクロ波導入装置。
【００２２】
【態様１−（５）】マイクロ波導波管と、該導波管内へ
マイクロ波電源からのマイクロ波を導入するためのマイ
クロ波導入部からなり、該導波管は無端環状であり、該
導波管の内側に位置する面には複数の所定形状のスロッ
トが所定間隔に設けられていて、該導入部に導入される
マイクロ波を二方向に分配して該導波管内の両側に伝搬
させる手段を有することを特徴とするマイクロ波導入装
置。
マイクロ波電源からのマイクロ波を導入するためのマイ
クロ波導入部からなり、該導波管は無端環状であり、該
導波管の内側に位置する面には複数の所定形状のスロッ
トが所定間隔に設けられていて、該導入部に導入される
マイクロ波を二方向に分配して該導波管内の両側に伝搬
させる手段を有することを特徴とするマイクロ波導入装
置。
【００２３】
【２．プラズマ処理装置】本発明のプラズマ処理装置
は、上記態様１−（１）乃至１−（５）に述べた構成の
マイクロ波導入装置を具備するものであって、下述する
態様２−（１）乃至２−（８）を包含する。
は、上記態様１−（１）乃至１−（５）に述べた構成の
マイクロ波導入装置を具備するものであって、下述する
態様２−（１）乃至２−（８）を包含する。
【００２４】
【態様２−（１）】減圧可能なプラズマ発生室と、該プ
ラズマ発生室を包囲するように該プラズマ発生室の外周
部に配置されたマイクロ波導入装置とからなり、該マイ
クロ波導入装置は上記態様１−（１）乃至１−（５）に
記載されたいずれかのマイクロ波導入装置であって、前
記プラズマ発生室内にその周囲壁を介して一様にマイク
ロ波を供給して前記プラズマ発生室内にプラズマを発生
させ、該プラズマ発生室内に配された被処理基体を処理
するプラズマ処理装置。
ラズマ発生室を包囲するように該プラズマ発生室の外周
部に配置されたマイクロ波導入装置とからなり、該マイ
クロ波導入装置は上記態様１−（１）乃至１−（５）に
記載されたいずれかのマイクロ波導入装置であって、前
記プラズマ発生室内にその周囲壁を介して一様にマイク
ロ波を供給して前記プラズマ発生室内にプラズマを発生
させ、該プラズマ発生室内に配された被処理基体を処理
するプラズマ処理装置。
【００２５】
【態様２−（２）】減圧可能なプラズマ発生室と、該プ
ラズマ発生室を包囲するように該プラズマ発生室の外周
部に配置されたマイクロ波導入装置と、該プラズマ発生
室から離隔していて該プラズマ発生室に連通する処理室
とからなり、該マイクロ波導入装置は上記態様１−
（１）乃至１−（５）に記載されたいずれかのマイクロ
波導入装置であって、前記プラズマ発生室内にその周囲
壁を介して一様にマイクロ波を供給して前記プラズマ発
生室内にプラズマを発生させ、該プラズマ中の活性種を
前記処理室内に導入して該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装置。
ラズマ発生室を包囲するように該プラズマ発生室の外周
部に配置されたマイクロ波導入装置と、該プラズマ発生
室から離隔していて該プラズマ発生室に連通する処理室
とからなり、該マイクロ波導入装置は上記態様１−
（１）乃至１−（５）に記載されたいずれかのマイクロ
波導入装置であって、前記プラズマ発生室内にその周囲
壁を介して一様にマイクロ波を供給して前記プラズマ発
生室内にプラズマを発生させ、該プラズマ中の活性種を
前記処理室内に導入して該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装置。
【００２６】
【態様２−（３）】減圧可能なプラズマ発生室と、該プ
ラズマ発生室を包囲するように該プラズマ発生室の外周
部に配置されたマイクロ波導入装置とからなり、前記マ
イクロ波導入装置は、上記態様１−（１）乃至１−
（５）に記載されたいずれかのマイクロ波導入装置であ
り、該マイクロ波導入装置には、該マイクロ波導入装置
に設けられた複数のスロットのそれぞれが位置する該プ
ラズマ発生室の内面に平行に磁界を発生する手段が設け
られていて、前記プラズマ発生室内にその周囲壁を介し
て一様にマイクロ波を供給して前記プラズマ発生室内に
プラズマを発生させ、該プラズマ発生室内に配された被
処理基体を処理するプラズマ処理装置。
ラズマ発生室を包囲するように該プラズマ発生室の外周
部に配置されたマイクロ波導入装置とからなり、前記マ
イクロ波導入装置は、上記態様１−（１）乃至１−
（５）に記載されたいずれかのマイクロ波導入装置であ
り、該マイクロ波導入装置には、該マイクロ波導入装置
に設けられた複数のスロットのそれぞれが位置する該プ
ラズマ発生室の内面に平行に磁界を発生する手段が設け
られていて、前記プラズマ発生室内にその周囲壁を介し
て一様にマイクロ波を供給して前記プラズマ発生室内に
プラズマを発生させ、該プラズマ発生室内に配された被
処理基体を処理するプラズマ処理装置。
【００２７】
【態様２−（４）】減圧可能なプラズマ発生室と、該プ
ラズマ発生室を包囲するように該プラズマ発生室の外周
部に配置されたマイクロ波導入装置と、該プラズマ発生
室から離隔していて該プラズマ発生室に連通する処理室
とからなり、前記マイクロ波導入装置は、上記態様１−
（１）乃至１−（５）に記載されたいずれかのマイクロ
波導入装置であり、該マイクロ波導入装置には、該マイ
クロ波導入装置に設けられた複数のスロットのそれぞれ
が位置する該プラズマ発生室の内面に平行に磁界を発生
する手段が設けられていて、前記プラズマ発生室内にそ
の周囲壁を介して一様にマイクロ波を供給して前記プラ
ズマ発生室内にプラズマを発生させ、該プラズマ中の活
性種を前記処理室内に導入して該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装置。
ラズマ発生室を包囲するように該プラズマ発生室の外周
部に配置されたマイクロ波導入装置と、該プラズマ発生
室から離隔していて該プラズマ発生室に連通する処理室
とからなり、前記マイクロ波導入装置は、上記態様１−
（１）乃至１−（５）に記載されたいずれかのマイクロ
波導入装置であり、該マイクロ波導入装置には、該マイ
クロ波導入装置に設けられた複数のスロットのそれぞれ
が位置する該プラズマ発生室の内面に平行に磁界を発生
する手段が設けられていて、前記プラズマ発生室内にそ
の周囲壁を介して一様にマイクロ波を供給して前記プラ
ズマ発生室内にプラズマを発生させ、該プラズマ中の活
性種を前記処理室内に導入して該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装置。
【００２８】
【態様２−（５）】減圧可能なプラズマ発生室と、該プ
ラズマ発生室を包囲するように該プラズマ発生室の外周
部に配置されたマイクロ波導入装置とからなり、該マイ
クロ波導入装置は上記態様１−（１）乃至１−（５）に
記載されたいずれかのマイクロ波導入装置であり、前記
プラズマ発生室内にその周囲壁を介してマイクロ波を供
給して前記プラズマ発生室内にプラズマを発生させ、被
処理基体である円筒状基体を固定もしくは該円筒状基体
の中心軸に平行に移動させながら処理するプラズマ処理
装置。
ラズマ発生室を包囲するように該プラズマ発生室の外周
部に配置されたマイクロ波導入装置とからなり、該マイ
クロ波導入装置は上記態様１−（１）乃至１−（５）に
記載されたいずれかのマイクロ波導入装置であり、前記
プラズマ発生室内にその周囲壁を介してマイクロ波を供
給して前記プラズマ発生室内にプラズマを発生させ、被
処理基体である円筒状基体を固定もしくは該円筒状基体
の中心軸に平行に移動させながら処理するプラズマ処理
装置。
【００２９】
【態様２−（６）】減圧可能なプラズマ発生室と、該プ
ラズマ発生室を包囲するように該プラズマ発生室の外周
部に配置されたマイクロ波導入装置とからなり、該マイ
クロ波導入装置は上記態様１−（１）乃至１−（５）に
記載されたいずれかのマイクロ波導入装置であり、前記
プラズマ発生室内にその周囲壁を介してマイクロ波を供
給して前記プラズマ発生室内にプラズマを発生させ、被
処理基体である複数の円筒状基体を並行して固定もしく
は該円筒状基体の中心軸に平行に移動させながら処理す
るプラズマ処理装置。
ラズマ発生室を包囲するように該プラズマ発生室の外周
部に配置されたマイクロ波導入装置とからなり、該マイ
クロ波導入装置は上記態様１−（１）乃至１−（５）に
記載されたいずれかのマイクロ波導入装置であり、前記
プラズマ発生室内にその周囲壁を介してマイクロ波を供
給して前記プラズマ発生室内にプラズマを発生させ、被
処理基体である複数の円筒状基体を並行して固定もしく
は該円筒状基体の中心軸に平行に移動させながら処理す
るプラズマ処理装置。
【００３０】
【態様２−（７）】減圧可能な断面が矩形のプラズマ発
生室と、該プラズマ発生室を包囲するように該プラズマ
発生室の外周部に配置された矩形のマイクロ波導入装置
とからなり、該マイクロ波導入装置が上記態様１−
（１）乃至１−（５）に記載されたいずれかのマイクロ
波導入装置と同様の構成のものであり、前記プラズマ発
生室内にその周囲壁を介して一様にマイクロ波を供給し
て前記プラズマ発生室内にプラズマを発生させ、被処理
基体である帯状部材または長尺基体をその長手方向に連
続的に移動させながら処理するプラズマ処理装置。
生室と、該プラズマ発生室を包囲するように該プラズマ
発生室の外周部に配置された矩形のマイクロ波導入装置
とからなり、該マイクロ波導入装置が上記態様１−
（１）乃至１−（５）に記載されたいずれかのマイクロ
波導入装置と同様の構成のものであり、前記プラズマ発
生室内にその周囲壁を介して一様にマイクロ波を供給し
て前記プラズマ発生室内にプラズマを発生させ、被処理
基体である帯状部材または長尺基体をその長手方向に連
続的に移動させながら処理するプラズマ処理装置。
【００３１】
【態様２−（８）】減圧可能な断面が矩形のプラズマ発
生室と、該プラズマ発生室を包囲するように該プラズマ
発生室の外周部に配置された矩形のマイクロ波導入装置
とからなり、該マイクロ波導入装置が上記態様１−
（１）乃至１−（５）に記載されたいずれかのマイクロ
波導入装置と同様の構成のものであり、前記プラズマ発
生室内にマイクロ波を供給して前記プラズマ発生室内に
プラズマを発生させ、被処理基体である帯状部材または
長尺基板を上下２枚ずつ被処理面を該マイクロ波導入装
置側に向け、その長手方向に連続的に移動させながら処
理するプラズマ処理装置。
生室と、該プラズマ発生室を包囲するように該プラズマ
発生室の外周部に配置された矩形のマイクロ波導入装置
とからなり、該マイクロ波導入装置が上記態様１−
（１）乃至１−（５）に記載されたいずれかのマイクロ
波導入装置と同様の構成のものであり、前記プラズマ発
生室内にマイクロ波を供給して前記プラズマ発生室内に
プラズマを発生させ、被処理基体である帯状部材または
長尺基板を上下２枚ずつ被処理面を該マイクロ波導入装
置側に向け、その長手方向に連続的に移動させながら処
理するプラズマ処理装置。
【００３２】本発明の上述した態様１−（１）乃至１−
（５）からなるマイクロ波導入装置は、それぞれ従来の
マイクロ波導入装置における上述した問題点を解決し、
下述するような顕著な効果をもたらす。
（５）からなるマイクロ波導入装置は、それぞれ従来の
マイクロ波導入装置における上述した問題点を解決し、
下述するような顕著な効果をもたらす。
【００３３】即ち、上述の態様１−（１）の構成のマイ
クロ波導入装置によれば、マイクロ波を電磁波のまま真
空容器内に周辺から導入できるので、均一にして効率的
にマイクロ波を該真空容器内に導入することができる。
上述の態様１−（２）の構成のマイクロ波導入装置によ
れば、マイクロ波を電磁波のまま各スロットを介して均
一に真空容器内に導入できるので、均一にして効率的に
マイクロ波を該真空容器内に導入することができる。上
述の態様１−（３）の構成のマイクロ波導入装置によれ
ば、導波管内部でのマイクロ波電源方向へのマイクロ波
の反射を望ましい状態に抑制できるので、均一にして極
めて効率的にマイクロ波を該真空容器内に導入すること
ができる。上述の態様１−（４）の構成のマイクロ波導
入装置によれば、各スロットを介して導入されるマイク
ロ波の導入量を制御できるので、極めて均一にして効率
的にマイクロ波を該真空容器内に導入することができ
る。上述の態様１−（５）の構成のマイクロ波導入装置
によれば、干渉により生じたる、いわゆる“腹”にスロ
ットを合致させることができるので、均一にして極めて
効率的にマイクロ波を該真空容器内に導入することがで
きる。
クロ波導入装置によれば、マイクロ波を電磁波のまま真
空容器内に周辺から導入できるので、均一にして効率的
にマイクロ波を該真空容器内に導入することができる。
上述の態様１−（２）の構成のマイクロ波導入装置によ
れば、マイクロ波を電磁波のまま各スロットを介して均
一に真空容器内に導入できるので、均一にして効率的に
マイクロ波を該真空容器内に導入することができる。上
述の態様１−（３）の構成のマイクロ波導入装置によれ
ば、導波管内部でのマイクロ波電源方向へのマイクロ波
の反射を望ましい状態に抑制できるので、均一にして極
めて効率的にマイクロ波を該真空容器内に導入すること
ができる。上述の態様１−（４）の構成のマイクロ波導
入装置によれば、各スロットを介して導入されるマイク
ロ波の導入量を制御できるので、極めて均一にして効率
的にマイクロ波を該真空容器内に導入することができ
る。上述の態様１−（５）の構成のマイクロ波導入装置
によれば、干渉により生じたる、いわゆる“腹”にスロ
ットを合致させることができるので、均一にして極めて
効率的にマイクロ波を該真空容器内に導入することがで
きる。
【００３４】本発明の上述した態様２−（１）乃至２−
（７）からなるプラズマ処理装置は、それぞれ従来のプ
ラズマ処理装置における上述した問題点を解決し、下述
するような顕著な効果をもたらす。即ち、上述の態様２
−（１）の構成のプラズマ処理装置によれば、マイクロ
波を該プラズマ発生室の周囲壁の全域から均一にして効
率的に該プラズマ発生室へ導入することができることか
ら、均一にして高密度なプラズマが形成でき、これによ
り均一にして効率的な基体の処理や堆積膜の形成を行う
ことができる。上述の態様２−（２）の構成のプラズマ
処理装置によれば、周波数の高いマイクロ波を該プラズ
マ発生室の周囲壁の全域から均一にして効率的に該プラ
ズマ発生室へ導入することができることから、プラズマ
発生室内に均一にして高密度に局在したプラズマを形成
することができる。これにより該プラズマ発生領域とは
離隔して配された基体上にプラズマダメージが実質的に
ない状態で均一にして効率的な基体の処理や堆積膜の形
成を行うことができる。上述の態様２−（３）の構成の
プラズマ処理装置によれば、プラズマ中の電子を極めて
高密度に局在させることができるので、均一にして更に
効率的に基体の処理や堆積膜の形成を行うことができ
る。上述の態様２−（４）の構成のプラズマ処理装置に
よれば、プラズマ中の電子を極めて高密度に局在させる
ことができるので、該プラズマ発生領域とは離隔して配
された基体上にプラズマダメージが実質的にほとんどな
い状態で均一にして効率的な基体の処理や堆積膜の形成
を行うことができる。上述の態様２−（５）の構成のプ
ラズマ処理装置によれば、マイクロ波を該プラズマ発生
室の周囲壁の全域から均一にして効率的に該プラズマ発
生室へ導入することができる。これにより、均一にして
高密度なプラズマの形成を行うことができるので、円筒
状基体に対する均一にして効率的な処理や堆積膜の形成
を行うことができる。上述の態様２−（６）の構成のプ
ラズマ処理装置によれば、マイクロ波を該プラズマ発生
室の周囲壁の全域から均一にして効率的に該プラズマ発
生室へ導入することができる。これにより、均一にして
高密度なプラズマの形成を行うことができるので、複数
の円筒状基体に対する均一にして効率的な処理や堆積膜
の形成を行うことができる。上述の態様２−（７）の構
成のプラズマ処理装置によれば、マイクロ波を該プラズ
マ発生室の周囲壁の全域から均一にして効率的に該プラ
ズマ発生室へ導入することができる。これにより、均一
にして高密度なプラズマの形成を行うことができるの
で、比較的幅広な帯状部材または長尺基体に対する連続
的で均一にして効率的な処理や堆積膜の形成を行うこと
ができる。上述の態様２−（８）の構成のプラズマ処理
装置によれば、マイクロ波を該プラズマ発生室の周囲壁
の全域から均一にして効率的に該プラズマ発生室へ導入
することができる。これにより、均一にして高密度なプ
ラズマの形成を行うことができるので、上下２枚の比較
的幅広な帯状部材または長尺基体に対する連続的で均一
にして効率的な処理や堆積膜の形成を行うことができ
る。
（７）からなるプラズマ処理装置は、それぞれ従来のプ
ラズマ処理装置における上述した問題点を解決し、下述
するような顕著な効果をもたらす。即ち、上述の態様２
−（１）の構成のプラズマ処理装置によれば、マイクロ
波を該プラズマ発生室の周囲壁の全域から均一にして効
率的に該プラズマ発生室へ導入することができることか
ら、均一にして高密度なプラズマが形成でき、これによ
り均一にして効率的な基体の処理や堆積膜の形成を行う
ことができる。上述の態様２−（２）の構成のプラズマ
処理装置によれば、周波数の高いマイクロ波を該プラズ
マ発生室の周囲壁の全域から均一にして効率的に該プラ
ズマ発生室へ導入することができることから、プラズマ
発生室内に均一にして高密度に局在したプラズマを形成
することができる。これにより該プラズマ発生領域とは
離隔して配された基体上にプラズマダメージが実質的に
ない状態で均一にして効率的な基体の処理や堆積膜の形
成を行うことができる。上述の態様２−（３）の構成の
プラズマ処理装置によれば、プラズマ中の電子を極めて
高密度に局在させることができるので、均一にして更に
効率的に基体の処理や堆積膜の形成を行うことができ
る。上述の態様２−（４）の構成のプラズマ処理装置に
よれば、プラズマ中の電子を極めて高密度に局在させる
ことができるので、該プラズマ発生領域とは離隔して配
された基体上にプラズマダメージが実質的にほとんどな
い状態で均一にして効率的な基体の処理や堆積膜の形成
を行うことができる。上述の態様２−（５）の構成のプ
ラズマ処理装置によれば、マイクロ波を該プラズマ発生
室の周囲壁の全域から均一にして効率的に該プラズマ発
生室へ導入することができる。これにより、均一にして
高密度なプラズマの形成を行うことができるので、円筒
状基体に対する均一にして効率的な処理や堆積膜の形成
を行うことができる。上述の態様２−（６）の構成のプ
ラズマ処理装置によれば、マイクロ波を該プラズマ発生
室の周囲壁の全域から均一にして効率的に該プラズマ発
生室へ導入することができる。これにより、均一にして
高密度なプラズマの形成を行うことができるので、複数
の円筒状基体に対する均一にして効率的な処理や堆積膜
の形成を行うことができる。上述の態様２−（７）の構
成のプラズマ処理装置によれば、マイクロ波を該プラズ
マ発生室の周囲壁の全域から均一にして効率的に該プラ
ズマ発生室へ導入することができる。これにより、均一
にして高密度なプラズマの形成を行うことができるの
で、比較的幅広な帯状部材または長尺基体に対する連続
的で均一にして効率的な処理や堆積膜の形成を行うこと
ができる。上述の態様２−（８）の構成のプラズマ処理
装置によれば、マイクロ波を該プラズマ発生室の周囲壁
の全域から均一にして効率的に該プラズマ発生室へ導入
することができる。これにより、均一にして高密度なプ
ラズマの形成を行うことができるので、上下２枚の比較
的幅広な帯状部材または長尺基体に対する連続的で均一
にして効率的な処理や堆積膜の形成を行うことができ
る。
【００３５】以下に、本発明者が行った実験について説
明する。
明する。
【００３６】
【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。１
０１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、１０
３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。
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。１
０１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、１０
３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。
【００３７】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。
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。
【００３８】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。
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。
【００３９】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。
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。
【００４０】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。
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。
【００４１】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。
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。
【００４２】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。
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。
【００４３】
【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。
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。
【００４４】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。
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。
【００４５】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。
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。
【００４６】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。
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。
【００４７】
【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。
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。
【００４８】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。
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。
【００４９】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。
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。
【００５０】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。
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。
【００５１】
【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。
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。
【００５２】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。
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。
【００５３】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。
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。
【００５４】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。
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。
【００５５】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。
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。
【００５６】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。
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。
【００５７】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。
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。
【００５８】
【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。
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。
【００５９】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。
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。
【００６０】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。
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。
【００６１】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。
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。
【００６２】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。
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。
【００６３】
【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。
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。
【００６４】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。
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。
【００６５】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。
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。
【００６６】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。
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。
【００６７】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。
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。
【００６８】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。
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。
【００６９】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。
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。
【００７０】本発明のマイクロ波導入装置は、プラズマ
発生室を囲むように環状に形成された無端環状導波管
と、該導波管内へマイクロ波を導入する導入部と、該環
状導波管の該プラズマ発生室側内壁面に管内波長の１／
４間隔で設けられた複数のスロットとで構成されるマイ
クロ波導入装置、特に、該導入部が該環状導波管に垂直
に接続されており、導入部でマイクロ波が二方向に分配
され両側に伝搬し分配されたマイクロ波同士が干渉する
マイクロ波導入装置であることを特徴とするものであ
る。
発生室を囲むように環状に形成された無端環状導波管
と、該導波管内へマイクロ波を導入する導入部と、該環
状導波管の該プラズマ発生室側内壁面に管内波長の１／
４間隔で設けられた複数のスロットとで構成されるマイ
クロ波導入装置、特に、該導入部が該環状導波管に垂直
に接続されており、導入部でマイクロ波が二方向に分配
され両側に伝搬し分配されたマイクロ波同士が干渉する
マイクロ波導入装置であることを特徴とするものであ
る。
【００７１】また、本発明のマイクロ波導入装置を備え
たプラズマ処理装置は、該プラズマ処理装置を囲むよう
に環状に形成された導波管と、該導波管内へマイクロ波
を導入する導入部と、該環状導波管の該プラズマ処理装
置側内壁面に管内波長の１／４間隔で設けられた複数の
スロットとで構成されるマイクロ波導入装置、特に、該
導入部が該環状導波管に垂直に接続されており、導入部
でマイクロ波が二方向に分配され両側に伝搬し分配され
たマイクロ波同士が干渉するマイクロ波導入装置を備え
たプラズマ処理装置であることを特徴とするものであ
る。
たプラズマ処理装置は、該プラズマ処理装置を囲むよう
に環状に形成された導波管と、該導波管内へマイクロ波
を導入する導入部と、該環状導波管の該プラズマ処理装
置側内壁面に管内波長の１／４間隔で設けられた複数の
スロットとで構成されるマイクロ波導入装置、特に、該
導入部が該環状導波管に垂直に接続されており、導入部
でマイクロ波が二方向に分配され両側に伝搬し分配され
たマイクロ波同士が干渉するマイクロ波導入装置を備え
たプラズマ処理装置であることを特徴とするものであ
る。
【００７２】本発明のマイクロ波導入装置の使用におい
ては、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。
ては、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。
【００７３】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。
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。
【００７４】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。
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。
【００７５】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。
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。
【００７６】
【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。
挙げて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。
【００７７】
【１．マイクロ波導入装置例】
【装置例１−（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。
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。
【００７８】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。
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。
【００７９】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。
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。
【００８０】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。
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。
【００８１】
【装置例１−（２）】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１０
１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。
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１０
１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。
【００８２】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。
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。
【００８３】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。
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。
【００８４】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。
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。
【００８５】
【装置例１−（３）】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、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、４
０５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。
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、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、４
０５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。
【００８６】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。
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。
【００８７】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。
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。
【００８８】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。
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。
【００８９】
【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。
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。
【００９０】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。
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。
【００９１】
【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Ｃ
ＶＤ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。
た基体を複数個配するように構成した円筒型プラズマＣ
ＶＤ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。
【００９２】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。
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。
【００９３】
【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８
２０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５０ｍｍから３００ｍ
ｍの範囲である。
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８
２０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５０ｍｍから３００ｍ
ｍの範囲である。
【００９４】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。
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。
【００９５】
【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８３１からの可視
紫外光を照射することにより、基体８２１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。
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８３１からの可視
紫外光を照射することにより、基体８２１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。
【００９６】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。
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。
【００９７】
【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。６０１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９２２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。
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。６０１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９２２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。
【００９８】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。
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。
【００９９】
【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９
１１，９１１′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９１
１，９１１′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。９５５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。９２３，９２
３′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９６０″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。
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９
１１，９１１′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９１
１，９１１′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。９５５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。９２３，９２
３′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９６０″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。
【０１００】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。
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。
【０１０１】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。
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。
【０１０２】本発明のプラズマ処理装置における反応室
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。
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。
【０１０３】本発明のプラズマ処理装置により堆積膜を
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。
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。
【０１０４】本発明のプラズマ処理装置による堆積膜の
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。
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。
【０１０５】また本発明のプラズマ処理装置は表面改質
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。
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。
【０１０６】本発明のプラズマ処理装置により機能性堆
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。
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。
【０１０７】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。
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。
【０１０８】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。
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。
【０１０９】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。
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。
【０１１０】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。
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。
【０１１１】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。
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。
【０１１２】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。
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。
【０１１３】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。
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。
【０１１４】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。
（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。
【０１１５】
【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。
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。
【０１１６】
【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６００ｓｃｃｍ、水素ガスを３５０ｓｃ
ｃｍ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１１１内を１０ｍ
Ｔｏｒｒに保持した後、不図示の２．４５ＧＨｚ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−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、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−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。
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６００ｓｃｃｍ、水素ガスを３５０ｓｃ
ｃｍ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１１１内を１０ｍ
Ｔｏｒｒに保持した後、不図示の２．４５ＧＨｚ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−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、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−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。
【０１１７】
【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１１
１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１０-6Ｔｏｒ
ｒまで真空排気した。続いて円筒状ドラム７２１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９０
０ｓｃｃｍ、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１５００Ｗ
の電力を環状導波管１０１を介してプラズマ処理室１１
１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６つの円筒状ドラ
ム７２１上にアモルファスシリコン膜を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−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。
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１１
１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１０-6Ｔｏｒ
ｒまで真空排気した。続いて円筒状ドラム７２１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９０
０ｓｃｃｍ、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１５００Ｗ
の電力を環状導波管１０１を介してプラズマ処理室１１
１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６つの円筒状ドラ
ム７２１上にアモルファスシリコン膜を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−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。
【０１１８】
【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１０Ωｃｍ）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８１
１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５００ｓｃｃｍの
流量で成膜室８２０内に導入した。ついで、排気系８５
１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０．１５Ｔｏｒｒに、ま
た、成膜室８２０内を０．０５Ｔｏｒｒ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８２３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／ｃｍ2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５×１０10
ｃｍ-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。
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１０Ωｃｍ）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８１
１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５００ｓｃｃｍの
流量で成膜室８２０内に導入した。ついで、排気系８５
１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０．１５Ｔｏｒｒに、ま
た、成膜室８２０内を０．０５Ｔｏｒｒ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８２３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／ｃｍ2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５×１０10
ｃｍ-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。
【０１１９】
【使用例４】図１９に示した光アシストプラズマＣＶＤ
装置（ｐｈｏｔｏ−ａｓｓｉｓｔｅｄ ｐｌａｓｍａ
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８
２１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８２０内を１０
-6Ｔｏｒｒまで真空排気した。照明系８３１としてのＸ
ｅ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１０
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０．０３Ｔｏｒ
ｒ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１．０μ
ｍ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。
装置（ｐｈｏｔｏ−ａｓｓｉｓｔｅｄ ｐｌａｓｍａ
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８
２１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８２０内を１０
-6Ｔｏｒｒまで真空排気した。照明系８３１としてのＸ
ｅ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１０
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０．０３Ｔｏｒ
ｒ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１．０μ
ｍ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。
【０１２０】
【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８
２２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１０-6Ｔｏｒｒ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０．４
Ｗ／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８２
１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２０００ｓｃｃｍ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８
２０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８１
１内を０．３Ｔｏｒｒ、成膜室８２０内を０．０５Ｔｏ
ｒｒ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０．５μｍ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／ｃｍ、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。
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８
２２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１０-6Ｔｏｒｒ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０．４
Ｗ／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８２
１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２０００ｓｃｃｍ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８
２０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８１
１内を０．３Ｔｏｒｒ、成膜室８２０内を０．０５Ｔｏ
ｒｒ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０．５μｍ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／ｃｍ、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。
【０１２１】
【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８１１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５００℃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８１１内を
０．１５Ｔｏｒｒに、処理室８２０内を０．０３Ｔｏｒ
ｒ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８
２１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１．２ｎｍ／
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１２
ＭＶ／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。
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８１１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５００℃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８１１内を
０．１５Ｔｏｒｒに、処理室８２０内を０．０３Ｔｏｒ
ｒ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８
２１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１．２ｎｍ／
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１２
ＭＶ／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。
【０１２２】
【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１０００ｓｃ
ｃｍ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９１１内を３０
ｍＴｏｒｒの圧力に調整した。２．４５ＧＨｚ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ＳｉＯ2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Ｓ
ｉＯ2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。
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１０００ｓｃ
ｃｍ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９１１内を３０
ｍＴｏｒｒの圧力に調整した。２．４５ＧＨｚ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ＳｉＯ2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Ｓ
ｉＯ2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。
【０１２３】
【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６
０１，６０１′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、ＳＵＳ４３０
ＢＡ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９１１、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９５２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９５３，９５
３′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９１１，９１１′，
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１０
０ｓｃｃｍ、１％ＰＨ3／Ｈ2を１０ｓｃｃｍ、四弗化シ
リコンガスを５ｓｃｃｍの流量で導入した。
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６
０１，６０１′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、ＳＵＳ４３０
ＢＡ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９１１、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９５２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９５３，９５
３′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９１１，９１１′，
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１０
０ｓｃｃｍ、１％ＰＨ3／Ｈ2を１０ｓｃｃｍ、四弗化シ
リコンガスを５ｓｃｃｍの流量で導入した。
【０１２４】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。
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１】図１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。
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。
を説明するための模式図である。
【図３】図３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。
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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
入装置を説明するための模式図である。
Claims (37)
- 【請求項１】 複数のスロットを備えた無端環状導波管
を有するマイクロ波導入装置であって、該環状導波管
は、マイクロ波電源に接続するマイクロ波導入部を有
し、前記複数のスロットは、該環状導波管の内側に所定
の間隔で穿孔されて設けられていることを特徴とするマ
イクロ波導入装置。 - 【請求項２】 前記複数のスロットは前記環状導波管内
に導入されたマイクロ波の管内波長の１／４の間隔で設
けられていることを特徴とする請求項１に記載のマイク
ロ波導入装置。 - 【請求項３】 前記マイクロ波導入部は前記環状導波管
の接線方向に向いていることを特徴とする請求項１乃至
２に記載のマイクロ波導入装置。 - 【請求項４】 前記複数のスロットは、その長さがマイ
クロ波の進行方向に沿って増大するように設計されてい
ることを特徴とする請求項１乃至３に記載のマイクロ波
導入装置。 - 【請求項５】 前記マイクロ波導入部は前記環状導波管
の垂直方向に向いていて、該マイクロ波導入部は、導入
されるマイクロ波を二方向に分配し該環状導波管内の両
側に伝搬させる手段が設けられていることを特徴とする
請求項１乃至２に記載のマイクロ波導入装置。 - 【請求項６】 前記複数のスロットのそれぞれの近傍の
前記環状導波管の内側面に平行な磁界を発生する手段が
設けられていることを特徴とする請求項１乃至５に記載
のマイクロ波導入装置。 - 【請求項７】 減圧可能なプラズマ発生室の外周部に配
置されたマイクロ波導入装置を介して前記プラズマ発生
室内にマイクロ波を供給して前記プラズマ発生室内にプ
ラズマを発生させ、該プラズマ発生室内に配された被処
理基体を処理するプラズマ処理装置であって、前記マイ
クロ波導入装置が複数のスロットを備えた無端環状導波
管からなり、該環状導波管は、マイクロ波電源に接続す
るマイクロ波導入部を有し、前記複数のスロットは、該
環状導波管の内側に所定の間隔で穿孔されて設けられて
いるマイクロ波導入装置であることを特徴とするプラズ
マ処理装置。 - 【請求項８】 前記複数のスロットは前記環状導波管内
に導入されたマイクロ波の管内波長の１／４の間隔で設
けられていることを特徴とする請求項７に記載のプラズ
マ処理装置。 - 【請求項９】 前記マイクロ波導入部は前記環状導波管
の接線方向に向いていることを特徴とする請求項７乃至
８に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項１０】 前記複数のスロットは、その長さがマ
イクロ波の進行方向に沿って増大するように設計されて
いることを特徴とする請求項７乃至９に記載のプラズマ
処理装置。 - 【請求項１１】 前記マイクロ波導入部は前記環状導波
管の垂直方向に向いていて、該マイクロ波導入部は、導
入されるマイクロ波を二方向に分配し該環状導波管内の
両側に伝搬させる手段が設けられていることを特徴とす
る請求項７乃至８に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項１２】 前記複数のスロットのそれぞれの近傍
の前記環状導波管の内側面に平行な磁界を発生する手段
が設けられていることを特徴とする請求項７乃至１１に
記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項１３】 減圧可能なプラズマ発生室の外周部に
配置されたマイクロ波導入装置を介して前記プラズマ発
生室内にマイクロ波を供給して前記プラズマ発生室内に
プラズマを発生させ、前記プラズマ発生室に通ずる成膜
室内に前記プラズマが発生する領域とは離隔して配され
た被処理基体を処理するプラズマ処理装置であって、前
記マイクロ波導入装置が、複数のスロットを備えた無端
環状導波管からなり、該環状導波管は、マイクロ波電源
に接続するマイクロ波導入部を有し、前記複数のスロッ
トは、該環状導波管の内側に所定の間隔で穿孔されて設
けられているマイクロ波導入装置であることを特徴とす
るプラズマ処理装置。 - 【請求項１４】 前記複数のスロットは前記環状導波管
内に導入されたマイクロ波の管内波長の１／４の間隔で
設けられていることを特徴とする請求項１３に記載のプ
ラズマ処理装置。 - 【請求項１５】 前記マイクロ波導入部は前記環状導波
管の接線方向に向いていることを特徴とする請求項１３
乃至１４に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項１６】 前記複数のスロットは、その長さがマ
イクロ波の進行方向に沿って増大するように設計されて
いることを特徴とする請求項１３乃至１５に記載のプラ
ズマ処理装置。 - 【請求項１７】 前記マイクロ波導入部は前記環状導波
管の垂直方向に向いていて、該マイクロ波導入部は、導
入されるマイクロ波を二方向に分配し該環状導波管内の
両側に伝搬させる手段が設けられていることを特徴とす
る請求項１３乃至１４に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項１８】 前記複数のスロットのそれぞれの近傍
の前記環状導波管の内側面に平行な磁界を発生する手段
が設けられていることを特徴とする請求項１３乃至１７
に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項１９】 減圧可能なプラズマ発生室の外周部に
配置されたマイクロ波導入装置を介して前記プラズマ発
生室内にマイクロ波を供給して前記プラズマ発生室内に
プラズマを発生させ、被処理基体である円筒状基体を固
定もしくはその軸方向に連続的に移動させて、処理する
プラズマ処理装置であって、該マイクロ波導入装置が複
数のスロットを備えた無端環状導波管からなり、該環状
導波管は、マイクロ波電源に接続するマイクロ波導入部
を有し、前記複数のスロットは、該環状導波管の内側に
所定の間隔で穿孔されて設けられているマイクロ波導入
装置であることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２０】 前記複数のスロットは前記環状導波管
内に導入されたマイクロ波の管内波長の１／４の間隔で
設けられていることを特徴とする請求項１９に記載のプ
ラズマ処理装置。 - 【請求項２１】 前記マイクロ波導入部は前記環状導波
管の接線方向に向いていることを特徴とする請求項１９
乃至２０に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項２２】 前記複数のスロットは、その長さがマ
イクロ波の進行方向に沿って増大するように設計されて
いることを特徴とする請求項１９乃至２１に記載のプラ
ズマ処理装置。 - 【請求項２３】 前記マイクロ波導入部は前記環状導波
管の垂直方向に向いていて、該マイクロ波導入部は、導
入されるマイクロ波を二方向に分配し該環状導波管内の
両側に伝搬させる手段が設けられていることを特徴とす
る請求項１９乃至２０に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項２４】 前記複数のスロットのそれぞれの近傍
の前記環状導波管の内側面に平行な磁界を発生する手段
が設けられていることを特徴とする請求項１９乃至２３
に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項２５】 前記被処理基体が互いに平行な複数の
円筒状基体であることを特徴とする請求項１９に記載の
プラズマ処理装置。 - 【請求項２６】 減圧可能な断面が矩形のプラズマ発生
室の外周部に配置された矩形のマイクロ波導入装置を介
して前記プラズマ発生室内にマイクロ波を供給して前記
プラズマ発生室内にプラズマを発生させ、被処理基体で
ある帯状部材または長尺基板をその長手方向に連続的に
移動させて、処理するプラズマ処理装置であって、前記
マイクロ波導入装置が、複数のスロットを備えた無端環
状導波管からなり、該環状導波管は、マイクロ波電源に
接続するマイクロ波導入部を有し、前記複数のスロット
は、該環状導波管の内側に所定の間隔で穿孔されて設け
られているマイクロ波導入装置であることを特徴とする
プラズマ処理装置。 - 【請求項２７】 前記複数のスロットは前記環状導波管
内に導入されたマイクロ波の管内波長の１／４の間隔で
設けられていることを特徴とする請求項２６に記載のプ
ラズマ処理装置。 - 【請求項２８】 前記マイクロ波導入部は前記環状導波
管の接線方向に向いていることを特徴とする請求項２６
乃至２７に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項２９】 前記複数のスロットは、その長さがマ
イクロ波の進行方向に沿って増大するように設計されて
いることを特徴とする請求項２６乃至２８に記載のプラ
ズマ処理装置。 - 【請求項３０】 前記マイクロ波導入部は前記環状導波
管の垂直方向に向いていて、該マイクロ波導入部は、導
入されるマイクロ波を二方向に分配し該環状導波管内の
両側に伝搬させる手段が設けられていることを特徴とす
る請求項２７乃至２８に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項３１】 前記複数のスロットのそれぞれの近傍
の前記環状導波管の内側面に平行な磁界を発生する手段
が設けられていることを特徴とする請求項２７乃至３０
に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項３２】 減圧可能な断面が矩形のプラズマ発生
室の外周部に配置された矩形のマイクロ波導入装置を介
して前記プラズマ発生室内にマイクロ波を供給して前記
プラズマ発生室内にプラズマを発生させ、被処理基体で
ある帯状部材または長尺基板を表裏二枚被処理面を該マ
イクロ波導入装置側に向け固定もしくはその長手方向に
連続的に移動させて、処理するプラズマ処理装置であっ
て、前記マイクロ波導入装置が、複数のスロットを備え
た無端環状導波管からなり、該環状導波管は、マイクロ
波電源に接続するマイクロ波導入部を有し、前記複数の
スロットは、該環状導波管の内側に所定の間隔で穿孔さ
れて設けられているマイクロ波導入装置であることを特
徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項３３】 前記複数のスロットは前記環状導波管
内に導入されたマイクロ波の管内波長の１／４の間隔で
設けられていることを特徴とする請求項３２に記載のプ
ラズマ処理装置。 - 【請求項３４】 前記マイクロ波導入部は前記環状導波
管の接線方向に向いていることを特徴とする請求項３２
乃至３３に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項３５】 前記複数のスロットは、その長さがマ
イクロ波の進行方向に沿って増大するように設計されて
いることを特徴とする請求項３２乃至３４に記載のプラ
ズマ処理装置。 - 【請求項３６】 前記マイクロ波導入部は前記環状導波
管の垂直方向に向いていて、該マイクロ波導入部には、
導入されるマイクロ波を二方向に分配し該環状導波管内
の両側に伝搬させる手段が設けられていることを特徴と
する請求項３２乃至３３に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項３７】 前記複数のスロットのそれぞれの近傍
の前記環状導波管の内側面に平行な磁界を発生する手段
が設けられていることを特徴とする請求項３２乃至３６
に記載のプラズマ処理装置。
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| JP3-315266 | 1991-11-05 | ||
| JP31526691 | 1991-11-05 | ||
| JP29301091 | 1991-11-08 | ||
| JP4319223A JP2886752B2 (ja) | 1991-11-05 | 1992-11-05 | 無端環状導波管を有す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 |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP4319223A Expired - Fee Related JP2886752B2 (ja) | 1991-11-05 | 1992-11-05 | 無端環状導波管を有す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 |
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