WO2004032214A1

WO2004032214A1 - プラズマ成膜装置

Info

Publication number: WO2004032214A1
Application number: PCT/JP2003/012821
Authority: WO
Inventors: Shinichi Kawasaki; Sumio Nakatake; Hiroya Kitahata; Setsuo Nakajima; Yuji Eguchi; Junichiro Anzai; Yoshinori Nakano
Original assignee: Sekisui Chemical Co., Ltd.
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2003-10-07
Publication date: 2004-04-15
Also published as: TW200412632A; CA2471987C; TWI300957B; EP1475824A4; TW200534387A; KR100552378B1; KR20050103251A; US20060096539A1; TWI247353B; US7819081B2; KR20040065319A; US20050016457A1; EP1475824A1; CA2471987A1

Abstract

　プラズマ成膜装置には、電源４に接続された２つの第１電極５１と、接地された２つの第２電極５２とが、第２電極５２、第１電極５１、第１電極５１、第２電極５２の順に並べられている。中央の第１電極５１どうし間に形成された第１流路５０ａには、膜の原料ガス（第１ガス）が通される。両側の第１及び第２電極５１，５２どうし間に形成された第２流路のプラズマ放電空間５０ｂには、プラズマによって前記原料を膜化可能に励起される一方、それ自体は励起するだけでは膜化されない励起ガス（第２ガス）が通される。これらガスは、第１、第２流路の交わり部２０ｃで合流し、共通吹出し路２５ａを経て吹出される。これによって、電極等の装置構成部材に膜が付着するのを防止できる。

Description

明細書プラズマ成膜装置技術分野

この発明は、一対の電極間の印加電界により処理ガスをプラズマ化し、半導体基材等の基材の表面に成膜、エッチング、アツシング、洗浄、改質等の処理を行なうプラズマ表面処理技術に関す ¾。特に、プラズマ成膜において、基材を電極間の電界印加空間から離して配置する所謂リモート式に好適な装置に関する。背景技術

プラズマ表面処理装置には、一対の電極が設けられている（例えば特開平 1 1 - 2 3 6 6 7 6号公報参照）。これら一対の電極どうし間に処理ガスが導入されるとともに、電界が印加されグロ一放電が形成される。これにより、. 処理ガスがプラズマ化される。このプラズマ化した処理ガスが、半導体基材等の基材に当てられる。これによつて、基材の表面に、成膜（C V D) 、エッチング、アツシング、洗浄、表面改質等の処理を施すことができる。

1台の装置に設けられた電極は、 2つに限られない。例えば、特開平 5— 2 2 6 2 5 8号公報に記載のプラズマ処理装置では、多数枚の電極が、極性が交互になるようにして並べられている。

プラズマ表面処理の方式には、基材を一対の電極どうの間の電界印加空間に配置する所謂ダイレクト式と、基材を電界印加空間から離して配置しこの基材に向けて電界印加空間でプラズマ化した処理ガスを吹付ける所謂リモート式とがある。また、装置全体を減圧チャンバ一に入れて低圧環境で処理を行なう低圧プラズマ処理方式と、大気圧近傍の圧力（略常圧）下で処理を行なう常圧プラズマ処理方式と力 ^sある。

例えば、特開平 1 1— 2 5 1 3 0 4号公報に記載されているように、リモート式の常圧プラズマ表面処理装置には、処理ガスの吹出しノズルが備えられている。このノズルの内部に一対の電極が対向配置されている。少なくとも一方の電極の対向面には、セラミック等の固体誘電体層が溶射被膜等の手段で設けられている。これは、常圧の電極間空間で発生するアーク放電を防止するためである。ノズルには、電極間の電界印加空間に連なる吹出し路が形成されている。この吹出し路の先に基材が配される。

プラズマ表面処理用のガスは、処理目的に応じたものが用いられる。成膜（C V D ) の場合は、膜の原料を含むガスが用いられる。この原料ガスが、電極間に導入され、プラズマにより反応を起こし、基材の表面に被膜される。

しかし、成膜処理においては、膜が、基材に付着すべきところ、装置の側に付着してしまいやすいという問題がある。特に、リモート式では、吹出し路から吹出される前に電極の表面に付着しやすい。ノズルの吹出し路の周りゃ基材との対向面にも付きやすい。このため、原料のロスが多くなつてしまう。電極等の取り替えや洗浄等のメンテナンスも頻繁に行なわなければならない。電極等の構成部材を丸ごと取り替えるのは、資材の無駄が甚だしい。また、吹出し路の周りの付着物（汚れ）を落とすためにノズルを丸ごと洗浄するのは著しく煩雑である。しかも、メンテナンス中は処理を中断せざるを得ない

ところで、特開平 3— 2 4 8 4 1 5号公報には、常圧 C V D—般において、ノズルの周辺から排気部にかけての壁面を金網で構成し、その網目から不活性ガスを吹出すことにより、装置側への膜の付着を防止する技術が開示されている。しかし、網目からの不活性ガスで処理ガス流が乱され、基材への成膜効率を損なうおそれがある。

また、常圧でのプラズマ表面処理では、低圧環境と比べてラジカルの平均自由工程（寿命）が短いという問題がある。そのため、ノズルを基材から離しすぎると、失活して成膜できなくなる。一方、ノズルを基材に近付けすぎると、電界を印加する側の電極と基材との間でアークが発生しやすくなり、基材を損傷することがある。

なお、常圧プラズマ表面処理では、アーク（異常放電）は、電極の背面（対向面とは逆側の面）や電極のエッジからも発生することがある。特に処理ガスとしてアルゴンを始めとする希ガスや水素を用いた時に顕著である。この発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、プラズマ表面処理の中でもプラズマ成膜における、特にリモート式のプラズマ成膜における電極等への膜付着の問題に対する解決技術を提供するものである。さらには、アーク放電も防止して良好な成膜処理をできるようにするものである。発明の開示

前記問題点を解決するために、本発明は、プラズマの作用で基材の表面に膜を形成するブラズマ成膜装置において、

(A) 前記膜の原料を含む第 1ガスの供給源と、

( B ) プラズマ放電により前記原料を膜化可能な励起状態になる一方、自ら膜化する成分を含まない第 2ガスの供給源と、

( C ) 基材と対向されるべき処理ヘッドと、

を備え、前記処理へッドには、

( a ) 接地された接地電極と、

( b ) 電源に接続されるとともに前記接地電極との間にプラズマ放電空間を形成する電界印加電極と、

が設けられるとともに、

( c ) 前記第 1ガス供給源からの第 1ガスを、前記プラズマ放電空間を避けるようにして、又は、かすめるようにして基材へ導く第 1流路と、

( d ) 前記プラズマ放電空間を含み、前記第 2ガス供給源からの第 2ガスを、前記ブラズマ放電空間に通した後、前記第 1ガスと接触させる第 2流路と、が形成されていることを特徴とする。

これによつて、プラズマ放電空間を構成する電極の表面に膜が付着するのを防止できる。よって、原料のロスを低減できる。また、電極の取替えや洗浄などのメンテナンスの手間を軽減することができる。

前記第 1特徴において、例えば、前記第 1、第 2流路どうしは、互いに合流して共通の吹出し路に連なり、この共通吹出し路が、前記処理ヘッドの基材と対向すべき面に開口されていてもよく（図 3等参照）、前記処理ヘッドの基材と対向すべき面に前記第 1、第 2流路の下流端が互いに離れて開口し、それぞれ第 1、第 2ガスの個別の吹出し口を構成していてよい（図 1 1等参照）。前者の共通吹出し構造では、第 1ガスと、プラズマ化した第 2ガスとを共通吹出し路で接触させ、確実に反応させることができる。後者の個別吹出し構造では、吹出し路の内周面への膜を確実に防止できる。

前記共通吹出し構造では、例えば、前記第 1、第 2流路のうち一方の流路が、前記共通吹出し路に真っ直ぐに連なり、他方の流路が、前記一方の流路と角度をなして交わっている。第 1、第 2ガスの一方を真っ直ぐに吹出し方向に流し、これに他方のガスを合流させることができる。

共通吹出し構造における前記第 1、第 2流路の交わり角度は、例えば直角をなしている。但し、これに限定されるものではなく、鋭角であってもよく、鈍角であってもよい。前記第 1、第 2流路が、共に前記共通吹出し路に対し角度をなしていてもよい。

前記第 1特徴において、例えば、前記電極は、前記第 1流路を画成する部材として提供されている。これによつて、専用の第 1流路形成部材を省いたり短くしたりすることができる。

前記第 1特徴において、例えば、前記処理ヘッドには、同極性の電極が互いに隣接して 2つ設けられており、これら同極性の電極の間に前記第 1流路が形成されている。前記同極性の電極とは、電界印加電極どうしであってあってもよく、接地電極どうしであってもよい。

前記第 1特徴において、例えば、前記処理ヘッドには、前記電界印加電極と接地電極が 2つずつ、合計 4つの電極が設けられており、 2つの電界印加電極が、互いに隣接して間に前記第 1流路を形成し、電界印加電極と接地電極が、 1つずつ対向して間に前記プラズマ放電空間を形成している（図 3等参照）。

前記 4つの電極は、例えば、接地電極、電界印加電極、電界印加電極、接地電極の順に並べられ、これにより、 2つのプラズマ放電空間ひいては第 2流路が、 1つの第 1流路を挟んで両側に配されている。

この 4電極 · 3流路構造では、例えば、前記処理ヘッドが、前記電極の基材を向くべき面に被さる基材対向部材を有し、この基材対向部材には、前記 3つの流路の個別の吹出し路が並んで形成されている（図 1 1参照）。これにより、前記個別吹出し構造の一態様が構成される。

また、前記 4電極 · 3流路構造において、前記処理ヘッドが、前記電極の基材を向くべき面に被さる基材対向部材を有し、この基材対向部材と各電界印加電極の間に前記第 2流路の一部として連通路が形成され、この連通路を介してプラズマ放電空間と第 1流路が連通され、前記基材対向部材には、第 1、第 2ガスの共通の吹出し路が、前記第 1流路と連通路の交わり部に連なるようにして形成されていてもよい（図 3参照）。これにより、前記個別吹出し構造の一態様が構成される。

前記基材対向部材は、例えば、セラミック等の絶縁性（誘電性）材料で構成する。

前記 4電極 · 3流路構造をより一般化させた構造として、前記処理ヘッドには、複数の電界印加電極と複数の接地電極が設けられ、これら電極が、同極性の電極どうし間に形成された第 1流路と、異極性の電極どうし間に形成されたブラズマ放電空間すなわち第 2流路とが交互に配置されるようにして並べられていてもよい（図 1 3参照）。「同極性の電極どうし」とは、電界印加電極どうし、又は接地電極どうしのことであり、「異極性の電極どうし」とは、電界印加電極と接地電極どうしのことである。

この第 1、第 2流路交互配置構造では、前記並び方向の両端部に位置する電極が、接地電極であることが望ましい。これによつて、電極列の外側に電界が漏れるのを防止できる。

前記交互配置構造において、第 1、第 2流路は、 .1つずつ交互に配列されていてもよく、複数ずつ交互に配列されていてもよい。複数の第 2流路と 1つの第 1 流路が交互に配列されていてもよい。或いは、複数の第 1流路と 1つの第 2流路が交互に配列されていてもよい。ひとかたまりの第 1または第 2流路の数が、並び方向の位置に応じて異なっていてもよい。全体として第 1流路ょりも第 '2流路の数が多い方が、原料ガスの反応を十分に確保することができ、好ましい。. 前記第 1特徴において、例えば、前記電界印加電極と接地電極が、これ電極の対向方向と直交する向きに延び、これら電極間のプラズマ放電空間の上流端が、前記対向方向及び延び方向と直交する第 1方向の一端部に設けられ、下流端が、前記第 1方向の他端部に設けられている。これによつて、一度に成膜処理可能な範囲を長くでき、処理効率を向上できる。

前記長尺電極構造では、前記電界印加電極の長手方向の一端部に前記電界印加手段への給電線が接続され、前記接地電極の長手方向の他端部に接地線が接続されていることが望ましい（図 6参照）。これによつて、給電線と接地線がショートするのを防止できる。

前記第 1特徴の望ましい一態様では、前記処理ヘッドにおいて、前記接地電極が、前記電界印加電極の基材を向くべき側に対向配置されている（図 1 5参照）。これによつて、電界印加電極と基材の間に接地電極を介在させ、電界印加電極と基材との間でアークが発生するのを防止して、基材の損傷を防止できるとともに、処理へッドひいてはプラズマ放電空間を基材に十分に近付けることができる。この結果、活性種が失活しないうちに、これを基材に確実に到達させることができ、高速かつ良好な成膜処理を行なうことができる。この介在構造は、ラジカルの平均自由工程（失活するまでの距離）が短い略常圧下でのプラズマ成膜処理において特に有効である。

ここで、本発明における略常圧（大気圧近傍）とは、 1 . 3 3 3 X 1 0⁴〜1 0 . 6 6 4 Xュ 0 ⁴ P aの範囲を言う。特に 9 . 3 3 1 X 1 0⁴〜： L O . 3 9 7 X 1 0⁴ P aの範囲は、圧力調整が容易で装置構成が簡便になり、好ましい。

前記接地電極介在構造では、例えば、前記処理ヘッドが、前記電界印加電極の基材を向くべき面に被さる基材対向部材を有し、この基材対向部材に前記接地電極が設けられている。この基材対向部材と電界印加電極との間に隙間が形成され、この隙間が前記プラズマ放電空間を含む第 2流路となっている。このプラズマ放電空間が、前記第 1流路と直接に交わり、前記基材対向部材には、第 1、第 2 ガスの共通の吹出し路が、前記交わり部に連なるようにして形成されていることが望ましい。この直接合流構造によれば、放電空間のプラズマを交わり部にはみ出させることができる。このはみ出し部分によって、第 1ガスを直接的にプラズマ化させることができる。（第 1ガスが、プラズマ放電空間をかすめるようにすることができる。）これによつて、成膜効率を高めることができる。前記接地電極介在構造において、例えば、前記基材対向部材の基材を向くべき面（電界印加電極側とは逆側の面）に、前記接地電極のための収容凹部が形成されている。これによつて、接地電極が、基材に直接対向することになる。この接地電極の直接対向構造において、前記基材対向部材が、セラミックにて構成されており、この基材対向部材の前記収容凹部の形成部分が、前記接地電極の金属本体に被さる固体誘電体層として提供されていることが望ましい。これによつて、接地電極に専用の固体誘電体層を設ける必要がない。

前記接地電極介在構造において、例えば、前記接地電極の金属本体の前記共通吹出し路を向く側の端面が、前記電界印加電極の金属本体の同側端面と略面一か (図 2 0参照）、またはそれより張り出していてもよく、或いは、前記接地電極の金属本体の前記共通吹出し路を向く側の端面が、前記電界印加電極の金属本体の同側端面より引っ込んでいてもよい（図 2 1参照）。前者の略面一又は張り出し構造では、電界が、接地電極より基材側に漏れるのを確実に防止でき、基材にアークが落ちるのを確実に防止でき、処理へッドと基材の間の距離を確実に小さくできる。後者の引っ込み構造では、電界印加電極と接地電極の端面の間に横方向電界を形成でき、第 1ガスの反応空間を基材により近づけることができる。前記第 1特徴において、例えば、前記処理ヘッドには、接地された導電部材が、前記電界印加電極の基材を向くべき側に被さるように設けられている（図 1 5 、図 2 3等参照）。これによつて、電界印加電極と基材の間に接地された導電部材を介在させ、電界印加電極と基材との間でアークが発生するのを防止して、基材の損傷を防止できるとともに、処理へッドひいてはプラズマ放電空間を基材に十分に近付けることができる。この結果、活性種が失活しないうちに、これを基材に確実に到達させることができ、高速かつ良好な成膜処理を行なうことができる。この介在構造は、ラジカルの平均自由工程（失活するまでの距離）が短い略常圧下でのプラズマ成膜処理において特に有効である。

この導電部材介在構造において、前記導電部材が、電界印加電極との間にブラズマ放電空間を形成し、前記接地電極として提供されていてもよい（図 1 5参照 ) 。これによつて、導電部材が接地電極を兼ね、部品点数を減らすことができる前記導電部材介在構造において、前記導電部材と電界印加電極の間に、両者を絶縁する絶縁部材が装填されていてもよい（図 2 3参照）。これによつて、導電部材と電界印加電極の間の放電を防止できる。

前記第 1特徴において、前記処理ヘッドには、基材と対向すべき面の周縁部を囲む吸込み口を有する吸込みダクトが付設されていることが望ましい。これによつて、処理済みガスが処理ヘッドと基材の間の空間に滞留するのを防止でき、スムーズに排出できる。ひいては基材対向材に汚れが付くのを低減でき、メンテナンスの頻度を減らすことができる。また、処理ヘッドと基材との間の空間内での第 1ガスと第 2ガスの流れを安定させることができ、略層流の状態を形成できる本発明の第 2特徴は、プラズマの作用で基材の表面に膜を形成するプラズマ成膜装置において、前記膜の原料を含む第 1ガスの供給源と、プラズマ放電により前記原料を膜化可能な励起状態になる一方、自ら膜化する成分を含まない第 2ガスの供給源と、接地された接地電極と、電源に接続されるとともに前記接地電極と対向してプラズマ放電空間を形成する電界印加電極と、前記第 1ガス供給源からの第 1ガスを、前記プラズマ放電空間を避けるようにして、又は、かすめるようにして流し基材へ吹付ける第 1流路形成手段と、前記第 2ガス供給源からの第 2ガスを、前記プラズマ放電空間を経るように流し前記第 1ガスと接触させる第 2流路形成手段と、を備えたことを第 2特徴とする。これによつて、プラズマ放電空間を構成する電極の表面に膜が付着するのを防止できる。よって、原料の口スを低減できる。また、電極の取替えや洗浄などのメンテナンスの手間を軽減することができる。

上述したように、同極電極どうしは第 1流路形成手段となり得、異極電極どうしは第 2流路形成手段となり得る。すなわち、例えば、前記電界印加電極が、第 1ガスを通す流路を形成する面を有して前記第 1流路形成手段として提供されていてもよレ、。また、前記電界印加電極と接地電極が、間に前記第 2ガスを通す第 2流路ひいてはプラズマ放電空間を形成することにより前記第 2流路形成手段として提供されていてもよい。前記第 2特徴の他の態様によれば、前記接地電極が、前記電界印加電極の基材を向くべき側に誘電部材（絶縁部材）を挟んで配置されるとともに、この接地電極の一部に、前記誘電部材を露出させる切欠部が形成され、この切欠部内が前記プラズマ放電空間となっており、前記第 2流路形成手段が、第 2ガスを接地電極に添うように吹出し前記切欠部に入り込ませ、前記第 1流路形成手段が、第 1ガスを第 2ガスより接地電極とは逆側において第 2ガスと層流をなすように吹出す (図 2 2参照）。これによつて、第 1ガスを、プラズマ放電空間をかすめるように流すことができ、かつ、基材のより近くで反応させることができ、しかも、装置側への膜付着を抑制できる。

本発明のようなプラズマ表面処理（特に常圧プラズマ表面処理). では、電界印加電極と接地電極の少なくとも一方の対向面には、アーク（異常放電）防止のために、固体誘電体層が設けられている。この固体誘電体層は、電極の金属本体に溶射等で被膜されていてもよい（図 3参照）。或いは、以下のような、誘電ケース収容構造にしてもよい。

すなわち、本発明のプラズマ成膜装置の電極は、金属からなる本体と、この電極本体を収容する固体誘電体からなる誘電ケースとを備えていてもよい（図 1 9 参照）。これによつて、たとえ膜（汚れ）が電極に付着したとしても、誘電ケースにしか付かず、電極本体に付くことはない。したがって、誘電ケースだけを洗浄等することにすれば、本体はそのまま使用することができる。また、電極本体の全体が固体誘電体層としての誘電ケースで覆われることになるため、他方の電極との対向面は勿論、背面やエッジにおいても異常放電を防止できる。特に、処理ガスとしてアルゴンや水素等の放電しやすい物質を用いた場合でも、背面等における異常放電を確実に防止することができる。更に、電極本体の表面に溶射等で直接被膜するのに比べて、厚みに変化を付けたりするのが容易である。なお、この誘電ケース収容構造それ自体は、本発明分野のプラズマ成膜に限らず、洗浄、エッチング、アツシング、表面改質等の他のプラズマ表面処理の電極構造にも敷衍して適用できる。リモート式プラズマ処理に限らずダイレクト式にも敷衍適用できる。前記誘電ケースは、一面が開口された内部空間に前記電極本体を取り出し可能に収容するケース本体と、前記開口を塞ぐ蓋とを有していることが望ましい。対をなす電界印加電極と接地電極の両方を前記誘電ケース収容構造にしてもよい。その場合、電界印加電極の誘電ケースと接地電極の誘電ケースとの間には、前記第 2流路のブラズマ放電空間が形成されることになる。

前記第 1流路を形成する 2つの同極電極の各々が、金属からなる本体と、この本体を収容する固体誘電体からなる誘電ケースとを備え、これら電極の誘電ケースどうしが、互いに対向して間に前記第 1流路を形成していてもよい。

各電極の誘電ケースが、互いに別体になっていてもよく、複数の電極の誘電ケースどうしが一体に連なっていてもよい（図 2 8等参照）。前者の別体構造においては、付着物（汚れ）の状況に応じて取り替え等のメンテナンスを互いに別個に行なうことができる。後者の一体構造においては、部品点数を少なくできるだけでなく、電極相互の位置決め等を簡単かつ正確に行なうことができる。一体構造の場合、ケース本体にガスの流路が形成され、この流路を挟んで両側に電極本体の収容空間が形成されるのが望ましい。この流路の路断面積を、ガスの流れ方向に沿って異ならせ、次第に狭くしたり広くしたり段差を付けたりしてもよい。これによつて、ガス流の圧や速度を変化させることができる。一体構造によれば、このような異形流路を容易に作ることができる。

各電極ひいてはその誘電ケースが、他の電極との対向方向と直交する向きに延びており、前記誘電ケースが、他の電極との間の流路に導入されるガスを前記延び方向に均一に拡散させるガス均一化部を一体に有していてもよい（図 3 0参照 ) 。これによつて、ガス均一化のための別途の部材が不要となり、部品点数を少なくすることができる。

前記誘電ケースにおけるブラズマ放電空間を形成する側の板部の厚さが、ブラズマ放電空間の上流側と下流側とで異なっていてもよい（図 2 8参照）。また、前記ケース一体構造において、一体をなす誘電ケースには、プラズマ放電空間となる.第 2流路が形成され、この流路を挟んで両側に金属の電極本体がそれぞれ収容されており、これら電極本体どうしの間隔が、これらの間のプラズマ放電空間の上流側と下流側とで異なっていてもよい（図 2 9参照）。これによつて、流れるにしたがってラジカル種のでき方を変化させる等、ブラズマの状態に様々なパリエ一ションを付けることができ、処理レシピの豊富化を図ることができる。各電極が、金属からなる本体と、この本体の少なくともプラズマ放電空間形成面に設けられた固体誘電体層とを備え、前記プラズマ放電空間形成面における固体誘電体層の厚さが、ブラズマ放電空間の上流側と下流側とで異なっていてもよい。各電極が、金属からなる本体と、この本体の少なくともプラズマ放電空間形成面に設けられた固体誘電体層とを備え、 2つの電極の本体どうし間の間隔が、プラズマ放電空間の上流側と下流側とで異なつていてもよい。

本発明の電極への電界印加又は接地の手段として、給電♦接地用のピンを用いてもよく、被覆導線を電極に直接接続してもよい。

前者のピン構造においては、当該ピンが、先端面へ開口する軸孔を有して前記電極に引き抜き可能に埋め込まれた導電性のピン本体と、このピン本体と電気的に導通するようにして前記軸孔に摺動可能に収容された導電性の芯部材と、前記軸孔に収容されて前記芯部材を軸孔の先端開口から押し出すように付勢するばねとを有していることが望ましい（図 1 0参照）。これによつて、ピンと電極を電気的に確実に導通させることができる。また、給電ピンは、電極から引き抜き可能であるので、メンテナンスの際に障害となることはない。

後者の被覆導線構造においては、前記電極に導線用孔が形成され、この孔に被覆導線が差し入れられており、この被覆導線が、導体の線材を絶縁材で被覆してなり、しかも、前記線材における前記孔の奥側に位置する端末部分のみが絶縁材から露出されており、一方、前記電極には、前記導線用孔と略直交するようにネジが捩じ込まれ、このネジが、前記線材の露出端末部分を前記導線用孔の内周面に押し付けていることが望ましい（図 2 4 ) 。これによつて、導線端末を電極本体に確実に固定でき、電気的に確実に導通させることができる。また、電極からの導線引き出し部分における異常放電を確実に防止することができる。メンテナンスの際は、前記ネジを緩めることによって導線を電極から簡単に引き抜くことができる。

前記第 1特徴において、前記処理ヘッドは、第 1、第 2ガスの吹出し路が形成されるとともに基材と対向すべき基材対向部材を着脱自在に有していることが望ましい（図 9参照）。これによつて、処理ヘッドの基材対向面等に膜（汚れ）が付着したとしても、基材対向部材だけを分離できる。そして、基材対向部材だけを例えば強酸等の薬液に漬けるなどして洗浄することができる。したがって、処理へッドの全体を洗浄工程に持って行く必要が無く、メンテナンスを容易化できる。また、基材対向部材のスペアを用意しておけば、上記のメンテナンス中でも表面処理を中断せずに行なうことができる。

なお、この基材対向部材の着脱構造それ自体は、本発明分野のプラズマ成膜に限らず、洗浄、エッチング、アツシング、表面改質等の他のプラズマ表面処理のヘッドにも敷衍して適用できる。リモート式プラズマ処理に限らずダイレクト式にも敷衍適用できる。さらには、熱 C V D等のプラズマ以外の表面処理のヘッドにも敷衍適用できる。

前記対向部材着脱構造において、前記基材対向部材の基材と対向すべき面を下に向けた状態で基材対向部材の周縁部を載せるようにして支持する支持手段を備え、前記処理ヘッドの基材対向部材より上側部分が、一体をなして基材対向部材上に载置されていることが望ましい。さらには、前記支持手段が、前記処理へッドを上方へ取り出し可能に収容する枠形状をなし、下端部の内周縁に前記基材対向部材の周縁部を引っ掛ける内フランジが設けられていることが望ましい。これによって、メンテナンスに際して、処理ヘッドを引き上げるだけで、基材対向部材を分離できる。また、下向きの処理ヘッドが構成され、その下方に基材が配されることになる。

前記対向部材着脱構造において、前記処理へッドの基材対向部材より上側部分と前記支持手段とのうちの一方に、位置決め凸部が設けられ、他方に、前記位置決め凸部と上下に嵌め合わされる位置決め凹部が設けられていることが望ましい。これによつて、処理ヘッドを支持手段に確実に位置決めすることができる。前記支持手段が、下方へ開口する吸込み口を有して前記処理へッドを囲む吸込みダクトを一体に有していることが望ましい。これによつて、処理済みガスが処理ヘッドと基材の間の空間に滞留するのを防止でき、スムーズに排出できる。ひいては基材対向材に汚れが付くのを低減でき、メンテナンスの頻度を減らすことができる。また、支持手段と吸込みダクトが、共通の部材で構成されるので、部品点数の削減を図ることができる。

.前記第 1特徴において、前記処理ヘッドが、基材と対向すべき部材を有し、この基材対向部材が、前記第 1、第 2ガスの吹出し路が配された吹出し領域と、この吹出し領域から張出して成膜割合を稼ぐ張出し領域とを有し、この張出し領域に不活性ガス導入手段が接続されており、前記基材対向部材の張出し領域が、前記導入手段からの不活性ガスを基材対向面へ向けて浸透させ、しかもその浸透度ひいては基材対向面からのしみ出し度が前記処理ガスの基材対向面への接触を該処理ガスの流れを乱さずに阻止し得る程度のガス浸透性材料で構成されていることが望ましい（図 3 4参照）。これによつて、基材対向面の特に張出し領域に、不活性ガスの薄い層を形成することができ、基材対向面への膜付着を確実に防止することができる。加えて、処理ヘッドと基材との間の空間の処理ガス流を乱すことなく張出し領域に導きながら十分に成膜することができ、原料の口スを低減することができる。

前記ガス浸透性材料は、多孔質セラミックなどの多孔質材料であることが望ましい。これによつて、前記の所望の浸透度ひいてはしみ出し度を簡単かつ確実に得ることができる。特に、多孔質セラミックで構成することにより、絶縁性をも確実に確保することができる。

前記基材対向部材の張出し領域における基材対向面とは逆側面に、前記ガス導入手段からの不活性ガスを一旦貯める溝が基材対向面へ向けて凹むように形成されていることが望ましい。これによつて、張出し領域の基材対向部を薄肉にでき、その基材対向面に不活性ガスの膜を確実に形成でき、この面への膜付着を一層確実に防止することができる。

前記基材対向部材が、短手方向と長手方向を有し、各領域が長手方向に延びるとともに吹出し領域を挟んで短手方向の両側に張り出し領域が設けられており、両側の張出し領域の各々に、前記溝が長手方向に延びるようにして形成されていることが望ましい。これによつて、広い範囲にわたって一度に効率的に成膜できるとともに、両張出し領域への膜付着を確実に防止できる。

前記基材対向部材の全体が、ガス浸透性材料で一体形成されており、前記溝の吹出し領域を向く内側面に、ガス浸透を阻止するガス浸透阻止部材が設けられていることが望ましい。これによつて、吹出し領域においては処理ガス流が不活性ガスで乱されたり薄められたりするのを確実に防止でき、高品質の成膜を行なうことができる。

前記溝の深さ方向の中間部には、仕切りが設けられ、この仕切りが、前記ガス浸透性材料よりガスの通りが十分高いガス透過性を有するとともに、前記溝を、前記不活性ガス導入手段に連なる上段溝部と、基材対向面寄りの下段溝部とに仕切っていることが望ましい。これによつて、不活性ガスを溝の内部で均一化できる。前記仕切りは、前記ガス浸透性材料より目の十分に粗い多孔板で構成されているのが望ましい。また、前記ガス浸透阻止部材は、上段溝部の吹出し領域を向く内側面にだけ設けるのが望ましい。下段溝部を上段溝部より大容積にするのが望ましい。前記ガス浸透阻止部材を上段溝部にだけ設けることによって、下段溝部を上段溝部より大容積にすることができる。

前記第 1特徴において、前記第 1流路の下流端と第 2流路の下流端が互いに交わり、しかもこの交わり部が、第 1、第 2ガスの共通吹出し口となっていることが望ましい（図' 3 7参照）。これによつて、各電極の対向面に膜が付着するのを防止できるだけでなく、第 1ガスとプラズマ化された第 2ガスを吹出しと同時に混合でき、拡散を待つことなく、活性種が失活しないうちに、十分な膜化反応を .得ることができ、成膜効率を高めることができる。

この混合同時吹出し構造においては、前記第 1流路と第 2流路が鋭角に交わつていることが望ましい。これによつて、第 1、第 2ガスを 1つの流れになるように混合しながら基材に吹付けることができる。

前記混合同時吹出し構造において、前記処理ヘッドが、前記吹出し口が開口されるとともに基材に対向すべき面を有し、前記第 1、第 2流路のうちの一方の流路が、前記基材対向面に対し直交し、他方の流路が、前記基材対向面に対し斜めをなし前記一方の流路と鋭角に交わっていることが望ましい。これによつて、一方のガスを基材に対し真向いから吹出すとともに他方のガスを斜めに合流させ 1 つの流れになるようにすることができる。

前記混合同時吹出し構造において、第 2流路が、第 1流路を中に置いて、この第 1流路を挟むように、または囲むように配され、かつ下流端に向かうにしたがつて第 1流路に近づき、吹出し口において互いに交わっていることが望ましい。これによつて、第 1ガスの両側または周囲に第 2ガスを合流させることができる。ここで、「第 2流路が第 1流路を挟む」場合とは、第 2流路が、第 1流路の両側に 2つ配されている場合である。「第 2流路が第 1流路を囲む」場合とは、第 2流路が、第 1流路を中に置いて下流に向かって第 1流路に近づくように求心状に配置されている場合である。求心状の第 2流路とは、第 1流路を囲む環状断面をなし、下流に向かって縮径する構造になっていてもよく、第 1流路を囲むように第 1流路の周方向に間隔を置いて配置された複数の枝路で構成され、これら枝路が下流に向かって第 1流路に近付く構造になっていてもよい。第 1流路と第 2 流路の関係は、これと逆でもよい。すなわち、第 1流路が、第 2流路を中に置いて、この第 2流路を挟むように、または囲むように配され、かつ下流端に向かうにしたがって第 2流路に近づき、吹出し口において互いに交わっていてもよい。前記混合同時吹出し構造において、前記処理ヘッドには、電界印加電極と接地電極が 2つずつ設けられ、 2つの電界印加電極が、互いに対向して間に前記第 1 流路が設けられるとともに、電界印加電極と接地電極が 1つずつ対向して間に前記第 2流路がそれぞれ形成され、 'さらに、 1つの第 1流路を挟んで 2つの第 2流路が下流端に向かうにしたがって第 1流路へ近づくように配され、吹出し口においてこれら 3つの通路が互いに交わっていることが望ましい。これによつて、プラズマ化された第 2ガスを第 1ガスの両側から合流させることができる。ざらに、前記処理ヘッドが、前記吹出し口が開口されるとともに基材に対向すべき面を有し、この基材対向面に対し前記 2つの電界印加電極間の第 1流路が直交しており、前記 2つの電界印加電極の各々が、前記第 1流路を向く側とは逆側であって前記基材対向面に対し斜めをなす第 1の面を有し、前記 2つの接地電極の各々が、対応電界印加電極の前記第 1面と平行に対向して間に前記第 2流路を形成する第 2面を有していることが望ましい。これによつて、各電界印加電極を、接地電極を挟んで基材とは逆側に配置でき、電界印加電極から基材へのアーク放電を防止でき、確実に良好な成膜処理を行なうことができる。また、第 1ガスを基材に対し真正面から吹出すとともにこの第 1ガスの両側にプラズマ化された第 2ガスを斜めに合流させ、 1つの流れになるようにすることができる。前記第 1流路の両側に 2つの第 2流路が配置されている構造においては、前記 2つの第 2流路が、前記第 1流路を挟んで対称をなしていることが望ましい。これによって、プラズマ化された第 2ガスを第 1ガスの両側から均等に合流させることができる。

前記接地電極が、前記基材対向面を有していることが望ましい。これによつて、各電界印加電極から基材へのアーク放電を一層確実に防止できる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1実施形態に係るプラズマ成膜装置の概略図である。図 2は、前記プラズマ成膜装置の処理へッドのガス均一化部の正面断面図である。

図 3は、前記処理へッドのノズル部の正面断面図である。

図 4は、前記ガス均一化部の長手方向に沿う側面断面図である。

図 5は、図 3の V-V線に沿う前記ノズル部の側面断面図である。

図 6は、図 3の VI-VI線に沿う前記ノズル部の左側部の平面断面図である。図 7は、前記処理ヘッドの底面図である。

図 8は、前記処理ヘッドのガス吹出し部分の拡大図である。

図 9は、メンテナンスに際して、処理へッドのへッド本体とノズル先端構成部材とを分離する様子を示す正面断面図である。

図 1 0は、前記ノズル部の給電ピンの詳細図である。

図 1 1は、本発明の第 2実施形態に係るプラズマ成膜装置における処理ヘッドのノズル部の正面断面図である。

図 1 2は、前記第 2実施形態の処理へッドの底面図である。

図 1 3は、本発明の第 3実施形態に係るプラズマ成膜装置における処理ヘッドの正面断面図である。

図 1 4は、第 3実施形態の変形態様を示す断面図である。

図 1 5は、本発明の第 4実施形態に係るプラズマ成膜装置における処理へッドのノズル部の正面断面図である。

図 1 6は、図 1 5の XVI-XVI線に沿う前記ノズル部の側面断面図である。図 1 7は、図 1 5の XVII-XVII線に沿う前記ノズル部の平面断面図である。図 1 8は、第 4実施形態の処理へッドの底面図である。

図 1 9は、第 4実施形態の電界印加電極の分解斜視図である。

図 2 0は、第 4実施形態のガス吹出し部分の拡大図である。

図 2 1は、第 4実施形態の接地電極構造の変形態様を示すガス吹出し部分の拡大図である。

図 2 2は、本発明の第 5実施形態に係るプラズマ成膜装置の概略構成図である図 2 3は、本発明の第 6実施形態に係るプラズマ成膜装置の概略構成図である図 2 4は、電界印加電極と給電線の接続構造の変形態様を示す断面図である。図 2 5は、電極の誘電ケースの変形態様を示す分解斜視図である。

図 2 6は、誘電ケースの他の変形態様を示す正面断面図である。

図 2 7は、図 2 6の誘電ケースの分解斜視図である。

図 2 8は、誘電ケース付き電極構造の変形態様を示す斜視図である。

図 2 9は、誘電ケース付き電極構造の他の変形態様を示す斜視図である。図 3 0は、ガス均一化部一体型誘電ケースを有する電極構造の正面断面図である。

図 3 1は、図 3 0の XXXI-XXXI線に沿うガス均一化部一体型誘電ケースの側面図である。

図 3 2は、ッリ一状通路付き誘電ケースを有する電極構造の正面断面図である図 3 3は、図 3 2の ΧΧΧΠΙ-ΧΧΧΙΠ線に沿うツリー状通路付き誘電ケースの側面図である。

図 3 4は、本発明の第 7実施形態に係る常圧プラズマ成膜装置の概略構成、及ぴ該装置の処理へッドの正面断面を示す図である。

図 3 5は、図 3 4の XXXV-XXXV線に沿う処理へッドの口ァプレートの平面図である。

図 3 6は、図 3 5の XXXVI-XXXVI線に沿う処理へッドのノズル部の側面断而図である。

図 37は、本発明の第 8実施形態に係る常圧プラズマ成膜装置の概略構成、及び該装置の処理へッドの正面断面を示す図である。

図 38は、図 37の処理へッドのノズルの拡大断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

図 1は、本発明の第 1実施形態に係る常圧プラズマ成膜装置 M 1を示したものである。常圧プラズマ成膜装置 Mlは、筐体 10を含む架台（支持手段）と、この架台の筐体 1 0に支持された処理へッド 3と、この処理へッド 3に接続された 2種類の処理ガス源 1， 2と電源 4を備えている。処理ヘッド 3の下方には、大面積の板状の基材 W (被処理物）が搬送手段（図示せず）によづて左右方向に送られて来る。勿論、基材 Wが固定されて処理ヘッド 3が移動されるようになっていてもよい。常圧プラズマ成膜装置 Mlは、この基材 Wの上面に例えばァモルファスシリコン（a -S i ) ゃ窒化シリコン（S i N) 等の膜 A (図 8) を形成するようになつている。

2種類の処理ガス源のうち原料ガス源 1 (第 1ガス源）には、前記ァモルファスシリコン等の膜 Aとなる原料ガス（第 1ガス、例えばシラン（S i H₄) ) 力 S 貯えられている。励起ガス源 2 (第 2ガス源）には、励起ガス（第 2ガス、例えば水素や窒素）が貯えられている。励起ガスは、プラズマで励起されることにより、前記シラン等の原料を反応させてアモルファスシリコン等の膜 Aを生成するものである。一方、励起ガスは、プラズマ励起によってそれ自体が単独で膜ィ匕される成分（膜原料）は含まれていない。各ガスは、液相で貯えられ、気化器にて気化されるようになっていてもよレ、。

原料ガスと励起ガスを総称して「処理ガス」という。

パルス電源 4 (電界印加手段）は、前記電極 5 1にパルス電圧を出力するようになっている。このパルスの立上がり時間及び Z又は立下り時間は、 1 0 3以下、パルス継続時間は、 200 s以下、電界強度は l〜1000 kVZcm、周波数は 0. 5 kHz以上であることが望ましい。処理へッド 3を収容して支持する筐体 1 0は、例えば側面視半円形状の左右の壁 1 1と、これら壁 1 1の下端部どうしを繋ぐ前後の低い壁 1 2とを有して、平面視四角形状をなしている。処理ヘッド 3の支持手段としての筐体 1 0は、吸込みダクトを兼ねている。すなわち、図 3、図 6に示すように、筐体 1 0の前後左右の壁 1 1 , 1 2は中空になっている。これら中空部 1 0 bの下端部は、壁 1 1 ， 1 2の下端面に開口することによって処理ヘッド 3の下端の外周を囲む吸込み口 1 0 aを形成している。図 1に示すように、左右の壁 1 1の上端部には、中空部 1 0 bに連なる開口 1 1 bがそれぞれ設けられている。これら上端開口 l i b から排気路 1 3がそれぞれ延びている。排気路 1 3は、互いに合流した後、真空ポンプ 1 4 (排気手段）に連なっている。

処理ヘッド 3は、前後に長い略直方体形状をなし、前後左右の壁 1 1 , 1 2に囲まれるようにして、筐体 1 0に収容され支持されている。処理ヘッド 3の支持構造について説明する。

図 3及び図 7に示すように、筐体 1 0の左右の壁 1 1の内壁面の下端縁には、内フランジ 1 1 dが設けられている。この内フランジ l i dに、処理ヘッド 3のロアフレーム 2 4の左右部が引掛けられるようにして載せられている。図 5及ぴ図 7に示すように、筐体 1 0の前後の壁 1 2にも、同様の内フランジ 1 2 dが設けられており、これにロアフレーム 2 4の前後部が載せられている。

図 1に示すように、前後の壁 1 2の上端面には、逆三角形状に凹む位置決め凹部 1 2 b (へッド支持部）が形成されている。一方、処理へッド 3のサイドフレーム 2 3には、逆三角形状をなす位置決め用凸部 2 3 aが設けられている。位置決め凹部 1 2 bの上に、位置決め凸部 2 3 aが嵌め合わされている。これにより、処理ヘッド 3が筐体 1 0に位置決めされ、支持されている。

なお、位置決め凹部を処理ヘッド 3に設け、位置決め凸部を筐体（支持手段） 1 0に設けてもよい。

図 1に示すように、処理へッド 3は、ガス均一化部 3 0とノズル部 2 0とを上下に重ねることによって構成されている。上側のガス均一化部 3 0には、ガス源 1， 2からのガスが導入される。ガス均一化部 3 0は、このガスを処理ヘッド 3 の長手方向に均一化させて、下方のノズル部 2 0へ供給するようになっている。詳述すると、図 2及び図 4に示すように、ガス均一化部 3 0は、前後に延びる複数の鋼製のプレート 3 1〜3 8を積層することによって構成されている。これらプレート 3 1〜3 8すなわちガス均一化部 3 0には、仮想的に 3つのガス流通領域 3 0 B， 3 0 A, 3 0 Bが左右に分割設定されている。

図 1に示すように、 2段目のプレート 3 2の前端部（一端部）には、 3つのガスプラグ 3 2 Pが、領域 3 0 B , 3 0 A, 3 0 Bに対応して左右に並んで設けられている。中央の原料ガス流通領域 3 O Aのガスプラグ 3 2 Pには、原料ガス管 1 aを介して原料ガス源 1が接続されている。左右の励起ガス流通領域 3 0 B , 3 0 Bのガスプラグ 3 2 Pには、励起ガス管 2 aを介して励起ガス源 2が接続されている。なお、励起ガス管 2 aは、励起ガス源 2から 1本の管の状態で延び、それが 2つに分岐されて各領域 3 0 B , 3 0 Bのガスプラグ 3 2 Pに連なっている。

図 2に示すように、 2段目から最下段までのプレート 3 2〜 3 8には、領域 3 0 B , 3 O A , 3 0 Bごとにガス均一化路 3 0 Xが形成されている。これらガス均一化路 3 O xは、互いに同一構成になっている。

図 2及ぴ図 4に示すように、各領域 3 0 B , 3 0 A, 3 0 Bのガス均一化路 3 0 Xとして、 2段目のプレート 3 2には、前端部に前記ガスプラグ 3 2 Pの接続されるインレツトポート 3 2 bが形成されるとともに、このポート 3 2 bからプレート 3 2の前後中央部まで延びる深い逆さ凹溝 3 2 aが下面に開口するように形成されている。

3段目のプレート 3 3の前後中央部には、逆さ凹溝 3 2 aに連なる左右一対の連通孔 3 3 a , 3 3 bが形成されている。

4段目のプレート 3 4には、前記連通孔 3 3 aに連なるとともに後方へ延びる条溝 3 4 a及びこの条溝 3 4 aの終端（後端）から下面へ達する連通孔 3 4 c 並びに前記連通孔 3 3 bに連なるとともに前方へ延びる条溝 3 4 b及びこの条溝 3 4 bの終端（前端）から下面へ達する連通孔 3 4 dが形成されている。

5段目のプレート 3 5には、前記連通孔 3 4 cに連なるとともに前後長手方向の略全長にわたって延びる条溝 3 5 a、及び前記連通孔 3 4 dに連なるとともに前後長手方向の略全長にわたって延びる条溝 3 5 b、並びに各条溝 3 5 a , 3 5 bから下面へ延びるとともに前後に等ピッチで並べられた多数の細孔（圧損形成路） 35 c, 35 dが形成されている。

6段目のプレート 36には、前記細孔 35 c， 35 dに連なるとともに前後長手方向の略全長にわたって延びる幅広の条溝（膨張室） 36 a、及びこの条溝 3

6 aから下面へ延びるとともに前後に等ピッチで千鳥状に二列に並べられた多数の細孔（圧損形成路） 36 bが形成されている。

7段目のプレート 37には、前記細孔 36 bに連なるとともに前後長手方向の略全長にわたって延びる幅広の条溝（膨張室） 37 a、及びこの条溝 37 aから下面へ延びるとともに前後に等ピッチで千鳥状に二列に並べられた多数の細孔（圧損形成路） 37 bが形成されている。

最下段のプレー卜 38には、前記細孔 37 bに連なるとともに前後長手方向の略全長にわたって延びる幅広の貫通孔（膨張室） 38 aが形成されている。この貫通孔 38 a力 S、ガス均一化路 30 Xの下流端を構成している。後述するように、貫通孔 38 aは、絶縁プレート 27の誘導路 27 b, 27 a, 27 bに連通されている。

なお、最上段のプレート 3 1には、各領域 30 B, 3 OA, 30 Bのガス均一化路 30 Xを加温するための薄肉細長状のプレートヒータ 3 1 Hが前後に延びるようにして収容されている。 2段目から最下段までのプレート 32〜38には、領域 30 B， 3 OA, 30 Bの境に沿ってスリット 30 sが形成されている。これによって、領域 30B, 3 OA, 30 Bごとに熱的に縁切り（遮断）されている。

図 1及び図 2において、符号 39 Sは、最上段と 2段目のプレー卜 3 1, 32 を連結するボルトであり、符号 39 Lは、 2段目から最下段までのプレート 32 〜38を連結するボルトである。

次に、処理ヘッド 3のノズル部 20について説明する。図 3に示すように、ノズノレ部 20は、ノズルボディ 2 1と、このノズルボディ 2 1の内部に収容された電極ユニット 50と、このユニット 50上に被せられた絶縁プレート 27と、ュニット 50の下側に設けられた基材対向部材 24, 25を備えている。図 6に示すように、ノズルボディ 2 1は、前後に長く延びる金属製の左右のサイドフレーム 2 2と、これらサイドフレーム 2 2の前後の端部どうし間に架け渡された絶縁樹脂製の前後のサイドフレーム 2 3とを有して、前後に長い箱状をなしている。サイドフレーム 2 2は、ボルト 2 6 A (図 3 ) によってガス均一化部 3 0の最下段のプレート 3 8に連結されている。

図 3及び図 7に示すように、基材対向部材の一要素を構成するロアフレーム 2 4は、ステンレスやアルミ等の金属にて出来、前後に延びる長方形状をなしている。上述したように、ロアフレーム 2 4は、筐体 1 0の内フランジ 1 I d , 1 2 dに引っ掛けられるようにして支持されている。ロアフレム 2 4上にサイドフレーム 2 2が载置されている。なお、ロアフレーム 2 4とサイドフレーム 2 2は、単に接しているだけで連結されていないが、ボルトやフック等の簡易着脱機構を介して連結されていてもよい。

図 3に示すように、ロアフレーム 2 4の内周縁には、段差 2 4 aが形成されている。この段差 2 4 aに、基材対向部材の主要素を構成する長方形状の口アブレート 2 5の周縁部が引っ掛けられるようにして載せられ、支持されている。ロアプレート 2 5は、例えばアルミナ等のセラミック（誘電体、絶縁体）で構成されている。ロアプレート 2 5の上面には、電極受容れ凹部 2 5 cが設けられている。この受容れ凹部 2 5 cに、上記電極ユニット 5 0が嵌め込まれている。

図 3及び図 5に示すように、ロアプレート 2 5の上面の受容れ凹部 2 5 cには、更に浅い凹部 2 5 dが設けられている。凹部 2 5 dは、幅広をなして前後に延びている。図 3に示すように、ロアプレート 2 5の左右中央部には、凹部 2 5 d から下面に達する吹出し路 2 5 aが形成されている。図 7に示すように、吹出し路 2 5 aは、スリット状をなして前後に延びている。

図 3に示すように、セラミック（絶縁体）からなる絶縁プレート 2 7は、前記ガス均一化部 3 0の最下段のプレート 3 8と電極ュニット 5 0とによって上下から挟持されている。絶縁プレート 2 7には、前後長手方向の略全長にわたって延びる 3つのガス誘導路 2 7 b , 2 7 a , 2 7 bが互いに左右に離れて形成されている。中央の原料ガス誘導路 2 7 aは、絶縁プレート 2 7を垂直に貫通している。右側の励起ガス誘導路 2 7 bは、絶縁プレート 2 7の上面から下に向かうにしたがって左方へ傾き、プレート 2 7の下面へ達している。左側の励起ガス誘導路 2 7 bは、絶縁プレート 2 7の上面から下に向かうにしたがって右方へ傾き、プレート 2 7の下面へ達している。

図 3および図 6に示すように、電極ユニット 5 0は、 4本（複数）の電極 5 1 ， 5 2からなる電極群と、左右一対のサイドプレート 5 3と、前後一対のエンドプレート 5 4とを備えている。各電極 5 1， 5 2は、アルミニウムやステンレス等の金属からなる本体 5 6の表面にアーク防止の固体誘電体層 5 9を設けることによって構成されている。金属本体 5 6は、縦長の四角形断面をなして前後に長く延びている。固体誘電体層 5 9は、セラミック等の誘電体にて構成され、金属本体 5 6の後記流路 5 0 b側の面及び上下の面に溶射等で被膜されている。溶射膜 5 9に代えて、ポリテトラフルォロエチレン等の樹脂製シートを金属本体 5 6 に貼り付けることにしてもよい。

4本の電極 5 1， 5 2は、互いに左右に平行に並べられている。

電極群において、中側の 2本の電極 5 1は、電界印加電極（第 1電極）であり、左右両端（並び方向の両端）の 2本の電極 5 2は、接地電極（第 2電極）である。したがって、電極群は、接地電極 5 2、電界印加電極 5 1、電界印加電極 5 1、接地電極 5 2の順に左右に並べることによって構成されている。

各電極 5 1， 5 2の内部には、温調用の冷却水等を通す温調路を形成してもよレ、。

電極ュ-ット 5 0のサイドブレート 5 3は、絶縁樹脂からなり、左右の接地電極 5 2の背面（電極 5 1との対向側とは逆側の面）に添えられ、電極群を左右から挟んでいる。サイドプレート 5 3の背面に、サイドフレーム 2 2から捩じ込まれたボルト 2 6が突き当てられている。これによつて、電極ユニット 5 0が、ノズルボディ 2 1内に正確に位置決めされて保持されている。

電極ュ-ット 5 0のエンドプレート 5 4は、絶縁樹脂からなり、 4本の電極 5 1 , 5 2の長手方向の両端面に宛がわれ、電極群を前後から挟んでいる。

電極 5 1 , 5 2の給電 ·接地構造を説明する。図 6に示すように、中側の 2本の電界印加電極 5 1の例えば前端部（長手方向の一端部）には、給電ピン 4 0がそれぞれ埋め込まれ、左右両端の 2本の電極 5 2の後端部（長手方向の他端部）には、給電ピン 4 0と同構成の接地ピン 4 O Aがそれぞれ埋め込まれている。図 1 0に示すように、電界印加電極 5 1用の給電ピン 4 0は、先端面に開口する軸孔 4 1 aが形成された軸状のピン本体 4 1と、軸孔 4 1 aに収容された筒体 4 2と、この筒体 4 2内に摺動可能に収容された芯部材 4 3とを備えている。ピン本体 4 1と筒体 4 2と芯部材 4 3は、ステンレス等の導電性金属で構成され、内外の周面どうしが当接することによって電気的に導通し合っている。

ピン本体 4 1の先端部が、電界印加電極 5 1の前端面に形成されたピン孔 5 6 aに引き抜き可能に挿し込まれている。これによつて、ピン本体 4 1と電極 5 1 とが導通している。筒体 4 2には、コイルばね 4 4 (付勢手段）が収容されており、このコイルばね 4 4によって芯部材 4 3が先端方向すなわち軸孔 4 1 aから押し出される向きに付勢されている。これによつて、芯部材 4 3の先端部が、ピン孔 5 6 aの奥端面に強く押し付けられている。この結果、給電ピン 4 0と電極本体 5 6との導通状態が確実に維持されている。

ピン本体 4 1の基端部（頭部）には、絶縁体製の筒状ピンホルダ 4 5 A， 4 5 Bが装着されている。ホルダ付きピン本体 4 1の基端部は、エンドプレート 5 4 から突出し、前側のェンドブレート 5 4とサイドフレーム 2 3との間に配されている。図 5に示すように、このピン本体 4 1の基端部から、給電線 4 aが延び、前記パルス電源 4に接続されている。

接地電極 5 2用の接地ピン 4 O Aは、給電ピン 4 0と同一構造になっている。図 6に示すように、接地ピン 4 O Aの頭部は、後側のエンドプレート 5 4から突出されている。この接地ピン 4 O Aの頭部に接地線 4 bが接続されている。接地線 4 bは、後側のサイドフレーム 2 3の上面と絶縁プレー卜 2 7との間を通って処理ヘッド 3の外へ引き出され、接地されている。

図 3及び図 6に示すように、隣り合う電極 5 1 , 5 2どうしの間には、処理ガスすなわち前記原料ガス又は励起ガスのための流路 5 0 a , 5 0 bが形成されている。

詳述すると、中側の同極性の電極 5 1 , 5 1どうしの間には、原料ガスのための流路 5 0 aが形成されている。左右両側の異極性の電極 5 2， 5 1どうしの間には、励起ガスのための流路 5 0 b (プラズマ放電空間）がそれぞれ形成されている。したがって、左から励起ガス流路 5 0 b、原料ガス流路 5 0 a、励起ガス流路 5 0 bの順に配列されている。

電極ュニット 5 0の前後のェンドプレート 5 4には、絶縁樹脂からなる 3つの板片状スぺーサ 5 5が設けられている。これら板片状スぺーサ 5 5力 S、各電極 5 1 , 5 2間に挿し入れられることにより、前記流路 5 0 b， 5 0 a , 5 0 bの幅が確保されている。

図 3に示すように、中央の流路 5 0 aの上端部（上流端）は、前記絶縁プレート 2 7の中央誘導路 2 7 aを介してガス均一化部 3 0の中央領域 3 O Aのガス均ー化路 3 0 Xにストレートに連なり、ひいては管 1 aを介し原料ガス源 1に連なつている。

各電界印加電極 5 1の流路 5 0 a形成面は、上側が引っ込み、下側が突出し、中間に段差が形成されている。これによつて、流路 5 0 aは、上側が幅広で下側が幅狭になっている。

左右両側の流路 5 0 b , 5 0 bの上端部（上流端）は、絶縁プレ一ト 2 7の左右の誘導路 2 7 b， 2 7 bを介してガス均一化部 3 0の左右領域 3 0 B , 3 0 B のガス均一化路 3 O x , 3 O xにそれぞれ連なり、ひいては管 2 aを介し励起ガス源 2に連なっている。

各接地電極 5 2は、前記ロアプレート 2 5の電極受容れ凹部 2 5 cの上面に載せられている。一方、図 3及び図 5に示すように、各電界印加電極 5 1は、ロアプレート 2 5の凹部 2 5 dの上方に離れて配されている。これによつて、各電界印加電極 5 1の下面とロアプレート 2 5との間には、それぞれ隙間 2 0 bが形成されている。

図 3に示すように、これら左右の隙間 2 0 bは、異極電極間の流路 5 0 bを同極電極間の流路 5 0 aに連ねる連通路となっている。すなわち、左側の連通路 2 O bの左端部（上流端）は、左側の異極電極間の流路 5 0 bに連なり、右端部（下流端）は、同極電極間流路 5 0 aの下端部（下流端）と交わっている。右側の連通路 2 0 bの右端部（上流端）は、右側の異極電極間の流路 5 0 bに連なり、左端部（下流端）は、同極電極間流路 5 0 aの下流端と交わっている。

同極間流路 5 0 aは、「第 1流路」を構成し、異極間流路 5 0 aと連通路 2 0 bは、「第 2流路」を構成している。同極電極 5 1， 5 1どうしは、「第 1流路形成手段」を構成している。異極電極 5 1， 5 2どうし及び電極 5 1とロアプレート 2 5どうしは、「第 2流路形成手段」を構成している。

左右の連通路 2 O bは、水平をなし、垂直な第 1流路 5 0 aと直交している。左右の第 2流路 5 O b , 2 O bどうしは、中央の第 1流路 2 0 aを挟んで対称をなしている。

図 8に拡大して示すように、 3つの流路 2 O b , 5 0 a , 2 0 bどうしの交わり部（合流部） 2 0 cに、前記ロアプレート 2 5の吹出し路 2 5 aが連なっている。この吹出し路 2 5 aは、原料ガスと励起ガスの共通の吹出し路となっており、その下流端（吹出し口）力ロアプレート 2 5の下面に開口している。吹出し路 2 5 aは、垂直な流路 5 0 aの真っ直ぐ下に配されている。

前記のように構成された常圧プラズマ成膜装置 M lの動作について説明する。励起ガス源 2からの水素等の励起ガス（第 2ガス）が、ガス管 2 aを経て、処理へッド 3の左右 2つのプラグ 3 2 Pから左右領域 3 0 Bのガス均一化路 3 0 x にそれぞれ導入され、これら路 3 0 Xによって前後長手方向に均一化される。この均一化された励起ガスが、左右の誘導路 2 7 bを経て左右の流路 5 0 bへそれぞれ導入される。

一方、パルス電源 4からのパルス電圧が、電界印加電極 5 1に供給され、異極電極 5 1， 5 2どうし間にパルス電界が印加される。これによつて、図 8に示すように、左右の流路 5 0 b内にグロ一放電が発生し、励起ガスがプラズマ化（励起、活性化）される。このプラズマ化された励起ガスが、流路 5 O bから連通路 2 0 bへ導かれ、交わり部 2 0 cへ向かって流れる。この励起ガス自体には、励起によってセラミック等の表面に付着、堆積するような成分は含まれていない。したがって、膜が、異極電極 5 1 , 5 2どうしの対向面や電極 5 1の下面やロアプレート 2 5の上面（第 2流路形成面）に付着することはなレ、。

前記励起ガスの流通と同時併行して、原料ガス源 1からのシラン等の原料ガス (第 1ガス）力ガス管 l aを経て、処理ヘッド 3の中央のガスプラグ 3 2 Pから中央領域 3 0 Aのガス均一化路 3 0 Xに導入されて前後長手方向に均一化された後、中央誘導路 2 7 aを経て中央の同極間流路 5 0 aへ導入される。 2つの電界印加電極 5 1にはそれぞれパルス電圧が供給されているが、これら同極電極 5 1， 5 1間に電界が印加されることはないので、流路 5 0 aでプラズマ放電が起きることはない。したがって、原料ガスは、プラズマ化されることなくそのまま通過する。よって、同極電極 5 1どうしの対向面（第 1流路形成面）に膜が付着することはない。よって、 4本の電極 5 1， 5 2のどこにも膜が付着することはなく、電極 5 1 , 5 2のメンテナンスの手間を省くことができる。また、電極通' 過時の原料のロスを無くすことができる。なお、原料ガスは、流路 5 0 aの途中から下側の狭くなっている部分で絞られ、圧が高まる。

中央の流路 5 0 aを通過した後の原料ガスは、左右の連通路 2 0 bとの交わり部 2 0 cへ出る。また、左右の流路 5 0 bでプラズマ化された励起ガスが、それぞれ連通路 2 0 bを通って交わり部 2 0 cへ出る。これによつて、原料ガスが、プラズマ化された励起ガス（活性種）に触れて分解や励起等の反応を起し、膜となるべきラジカルな反応生成物 pが生成される。

左右の通路 2 0 bから交わり部 2 0 cに入って来た励起ガス流は、原料ガスの流れに押されるようにして下に曲がる。これによつて、励起ガスの多くは、吹出し路 2 5 aの右側の縁面と左側の縁面に添うようにして流れ、原料ガスの多くは、これら左右の励起ガス流の間に挟まれるようにして吹出し路 2 5 aの中側を通る。これによつて、反応生成物 pが吹出し路 2 5 aの縁面にあまり触れないようにすることができる。したがって、吹出し路 2 5 aの縁面への膜付着を低減でき、原料ロスの一層の低減を図ることができる。管 1 aに第 1ガス流量調節手段を設け、管 2 aに第 2ガス流量調節手段を設け、第 1、第 2ガスの流量をそれぞれ調節することにより、上記のような略層流状態を確実に得ることができる。

そして、処理ガス（励起ガスと原料ガス） 1S 略層流状態で吹出し路 2 5 aから吹き出される。これによつて、反応生成物 pを、吹出し路 2 5 aの直下の基材 Wの上面に当て、所望の膜 Aを形成することができる。

前記ガス均一化部 3 0によってガスが前後方向に均一化されているので、前後方向に均質な膜 Aを一度に形成することができる。

その後、処理ガスは、吹出し路 2 5 aから離れるように処理ヘッド 3と基材 W との間の空間内を左右 2方向に流れていく。この時、励起ガスの多くは、上の処理ヘッド 3側に偏り、原料ガスの多くは、下の基材 W側に偏る。これによつて、反応生成物 Pが、ロアプレート 2 5及びロアフレーム 2 4の下面にあまり触れないようにすることができる。この結果、これら部材 2 5， 2 4への膜付着を低減でき、膜除去のメンテナンスを行なう頻度を減らすことができる。

処理済みのガスは、真空ポンプ 1 4の駆動によって筐体 1 0の吸い込み口 1 0 aから吸い込まれ、排出される。この真空ポンプ 1 4の吸い込み圧等を調節することにより、励起ガスと原料ガスが上記の略層流状態に維持されるようにすることができ、処理ヘッド 3への膜付着を一層確実に防止することができる。

たとえ、基材対向部材（ロアフレーム 2 4やロアプレート 2 5 ) に膜ができたとしても、図 9に示すように、処理ヘッド 3を引き上げて筐体 1 0から出すと、基材対向部材 2 4， 2 5だけが、筐体 1 0の内フランジ 1 1 d , 1 2 dに引掛けられた状態で取り残される。これにより、基材対向部材 2 4， 2 5を処理ヘッド 3から極めて簡単に分離することができる。その後、基材対向部材 2 4， 2 5だけを例えば強酸等の薬液に漬ける等の洗浄工程を行ない、膜を除去する。処理へッド 3の全体を洗浄工程に持って行く必要が無く、メンテナンスを容易化することができる。一方、スペアの基材対向部材 2 4， 2 5を用意しておき、これを前記装置 M lに取り付けることにすれば、前記の洗浄工程中も成膜処理を中断することなく続行することができる。

常圧ブラズマ成膜装置 M 1によれば、処理へッド 3の一端部から給電線 4 aが引き出され、他端部から接地線 4 bが引き出されているので（図 5及び図 7 ) 、これら線 4 a , 4 bがショートするおそれを防止できる。

また、給電 '接地ピン 4 0， 4 O Aによって給電 '接地線 4 a , 4 bと電極本体 5 6とを電気的に確実かつ容易に接続することができる。給電 '接地ピン 4 0 ， 4 0 Aは、電極 5 1， 5 2ら簡単に取り外すことができるので、メンテナンスの際に障害となることはない。

さらに、 2本の接地電極 5 2力 S 2本の電界印加電極 5 1を挟むように左右外側に配置されているので、外部への電界の漏れを防止でき、処理ヘッド 3全体の接地も容易である。次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の実施形態と同様の構成に関しては図面に同一符号を付して説明を簡略化する。

図 1 1及び図 1 2は、本発明の第 2実施形態を示したものである。第 2実施形態では、第 1、第 2ガスの吹出し口が個別に形成されている。

詳述すると、図 1 2に示すように、ロアプレート 2 5には、前後に延びる 3本のスリット状の個別吹出し路 2 5 b， 2 5 a , 2 5 bが平行をなして左右に等間隔で並んで形成されている。

図 1 1に示すように、左側の吹出し路 2 5 bは、左側の異極電極 5 2 , 5 1どうし間の流路 5 0 bの下方にストレートに連なっている。中央の吹出し路 2 5 a は、中央の同極電極 5 1， 5 1どうし間の流路 5 0 aの下方にストレ一トに連なつている。右側の吹出し路 2 5 bは、右側の異極 5 1， 5 2どうし間の流路 5 0 bの下方にストレートに連なっている。 3つの吹出し路 2 5 b , 2 5 a , 2 5 b の下端部は、ロアプレート 2 5の下面にそれぞれ開口している。中央の吹出し路 2 5 aの下開口は、原料ガス（第 1ガス）の吹出し口を構成し、左右の吹出し路 2 5 bの下端開口は、励起ガス（第 2ガス）の吹出し口を構成している。ロアプレート 2 5の電極受容れ凹部 2 5 cには、前記第 1実施形態における凹部 2 5 dが設けられておらず、受容れ凹部 2 5 c上に電界印加電極 5 1が当接されている。したがって、第 1実施形態の連通路 2 0 bは形成されていない。中央の流路 5 0 aに導入された原料ガスは、そのまま吹出し路 2 5 aから吹出された後、ロアプレート 2 5と基材 Wとの間を左右 2方向に分かれて流れる。一方、左右の流路 5 0 bに導入された励起ガスは、それぞれ異極電極 5 1， 5 2間の電界によりプラズマ化（励起、活性化）された後、左右の吹出し路 2 5 bから吹出される。この吹出し後の励起ガスに前記基材 W上を流れて来た原料ガスが触れて反応が起きる。これによつて、基材 Wに膜 Aが形成される。その後、励起ガスと原料ガスは、上下に重なる略層流状をなして吸込み口 1 0 aへ向けて流れ、排出される。

図 1 3は、本発明の第 3実施形態を示したものである。

第 3実施形態では、処理へッド 3の金属導体からなるノズルボディ 2 0 B内に、 8つ（多数）の平板状の電極 5 1， 5 2からなる電極群が設けられている。これら電極は、互いに平行をなし、左から等間隔置きに接地電極 5 2、電界印加電極 5 1、電界印加電極 5 1、接地電極 5 2、接地電極 5 2、電界印加電極 5 1 、電界印加電極 5 1、接地電極 5 2の順に配列されている。これにより、異極電極間の第 2流路（ブラズマ放電空間） 5 0 bと、同間電極間の第 1流路 5 0 aが交互に配列されている。各第 1流路 5 0 aには、原料ガス源（図示省略）からの原料ガス（第 1ガス）が通され、各第 2流路 5 O bには、励起ガス源（図示省略）からの励起ガス（第 2ガス）が通される。

電極群の並び方向の両端部の接地電極 5 2は、背面がノズルボディ 2 0 Bに添うように当てられ、このノズルボディ 2 0 Bと電気的に導通している。具体的図示は省略するが、中側の 2つの接地電極 5 2は、長手方向（図 1 3の紙面と直交する方向）の両端部がノズルボディ 2 0 Bに突き当てられ、このノズルボディ 2 0 Bと電気的に導通している。そして、ノズルボディ 2 0 Bが接地線 4 bを介して接地されている。これにより、処理ヘッド 3全体の接地を取ると同時に、接地電極 5 2の接地を取ることができる。

なお、第 3実施形態において、両外側の接地電極 5 2をノズノレボディ 2 0 Bど一体に形成してもよい。すなわち、ノズルボディ 2 0 Bが、両外側の接地電極 5 2を兼ねていてもよレヽ。

第 3実施形態において、電極群の電極数は、 8つに限られず、 3つでもよぐ、 5つ〜 7つでもよく、 9つ以上でもよい。これら電極は、第 2ガスを通すべき異極対向空間（第 2流路）と第 1ガスを通すべき同極間空間（第 1流路）とが交互に形成されるように並べる。すなわち、. …第 2電極、第 1電極、第 1電極、第 2 電極、第 2電極、第 1電極、第 1電極、第 2電極、第 2電極、第 1電極、第 1電極、第 2電極…の順に並べる。最も外側には、接地電極としての第 2電極を配置するのが望ましい。電極数が全体で偶数のときは、第 1電極と第 2電極は同数であり、奇数のときは、第 2電極が第 1電極より 1つ多くなる。最も外側とその 1 つ内側に同極の電極（接地電極が望ましい）を配置して、最も外側の対向空間に第 1ガスを通すことにしてもよい。大面積の基材の全長に及ぶ長尺の第 1及び第 2電極を、前記の配置順にしたがって多数本、基材の全幅に行き亘るように配置し、基材全体を一度に成膜できるようにしてもよい。更に、第 1、第 2流路が 1つずつ交互に配列されていなくてもよく、少なくとも一方の流路が複数隣接し、これら隣接するひとかたまりの流路と他方の流路とが交互に並んでいてもよい。

図 1 4は、そのような交互配列構造の変形態様を示したものである。当該態様の処理ヘッド 3には、電極群が、第 2電極 5 2、第 1電極 5 1、第 2電極 5 2、第 2電極 5 2、第 1電極 5 1、第 2電極 5 2の順に並べられている。これによつて、中央に第 1流路 5 0 aが 1つ配置され、その左右両側に第 2流路 5 0 bが 2 つずつ配置されている。すなわち、 2つ（複数）の第 2流路 5 0 bと 1つの第 1 流路 5 0 aが交互に並べられている。図 1 4において、第 2電極 5 2の接地線の図示は省略してある。

図 1 4の態様によれば、原料ガスと、ブラズマ化された励起ガスとの反応領域を広く確保でき、原料ガスを十分に反応させて膜ィヒさせることができ、反応効率 (収率）を高めることができる。また、プラズマ化された励起ガスを各第 2流路 5 0 a bからマイルドに吹出すことにより、略層流の状態を確実に作ることがでさる。

図 1 5〜図 2 0は、本発明の第 4実施形態を示したものである。

第 4実施形態では、第 1実施形態と同様に、中央の第 1流路を挟んでその左右両側に第 2流路が配され、これら 3つの流路が互いに合流し、単一の共通吹出し路 2 5 aに連なっている。第 4実施形態は、接地電極の配置位置と、第 2流路のプラズマ放電部分の場所とにおいて、第 1実施形態と異なっている。

詳述すると、図 1 5および図 1 7に示すように、第 4実施形態の処理ヘッド 3 では、第 1実施形態（図 3、図 6 ) の各接地電極 5 2の収容位置に、これに代えて、擬似電極スぺーサ 5 2 Sが設けられている。擬似電極スぺーサ 5 2 Sは、上記第 1実施形態の接地電極 5 2と実質的に同一の形状をなす一方、導電金属ではなくセラミック等の絶縁体（誘電体）にて構成されている。したがって、擬似電極スぺーサ 5 2 Sと電界印加電極 5 1との間の流路 5 0 bは、プラズマ放電空間とはならない。励起ガスは、プラズマ化されることなく流路 5 0 b内を通過することになる。第 4実施形態のロアプレート 2 5は、処理へッド 3の基材対向部材なレ、しは吹出し口構成部材としての機能だけでなく、接地電極の保持部材としての機能を有している。すなわち、図 1 5および図 1 8に示すように、ロアプレート 2 5の下面には、共通吹出し路 2 5 aを挟んで一対の浅い収容凹部 2 5 eが前後に延びるようにして形成されている。これら収容凹部 2 5 eに、細長い薄肉の金属導体板からなる接地電極 5 2 Aがそれぞれ嵌め込まれている。これによつて、接地電極 5 2 Aが、電界印加電極 5 1の基材 Wを向くべき側（下側）に対向配置されている。したがって、 2つの電界印加電極 5 1とロアプレート 2 5との間の連通路 2 O bが、それぞれプラズマ放電空間となる。

なお、図 2 0に示すように、プラズマ P Lは、連通路 2 0 b内だけでなく、交わり部 2 0 cにはみ出すことになる。

アルミナ等の誘電体からなるロアプレート 2 5において、金属製の接地電極 5 2 Aの上面に被せられた部分と、接地電極 5 2 Aの吹出し路 2 5 a側の端面に添う部分（すなわち吹出し路 2 5 a形成部分）とは、接地電極の固体誘電体層としての役目を担っている。

図 2 0に示すように、左側の接地電極（金属本体） 5 2 Aの共通吹出し路 2 5 aを向く右側端面は、左側の電界印加電極 5 1の金属本体 5 6の同側端面（右側端面）と面一になつている。右側の接地電極 (金属本体) 5 2 Aの共通吹出し路 2 5 aを向く左側端面は、右側の電界印加電極 5 1の金属本体 5 6の同側端面（左側端面）と面一になつている。なお、各接地電極 5 2 Aの共通吹出し路 2 5 a 側の端面は、電界印加電極本体 5 6の同側端面より左右に張り出していてもよい図 1 5に示すように、各接地電極 5 2 Aの前記共通吹出し路 2 5 a側とは逆側の端面は、電界印加電極本体 5 6の背面より突出している。

図 1 6に示すように、接地電極 5 2 Aの長手方向の両端縁は、金属導体からなるロアフレーム 2 4と接している。ロアフレーム 2 4の後端部（給電ピン 4 0の配置側とは逆側）力、ら接地線 4 bが延び、接地されている。

なお、接地電極 5 2 Aは、一枚の細長金属導体板に吹出し路 2 5 aとなるべきスリツトを開穿することによって構成してもよレ、。第 4実施形態では、電極 5 1の固体誘電体層構造においても第 1実施形態と異なっている。

すなわち、図 1 9に示すように、第 4実施形態における電界印加電極 5 1の固体誘電体層は、電極本体 5 6に一体に溶射された溶射膜 5 9 (図 3 ) に代えて、電極本体 5 6とは別体をなすケース 5 7にて構成されている。ケース 5 7は、ァルミナゃガラス等のセラミック（誘電体）で形成されたケース本体 5 7 aと、これと同材質の蓋 5 7 bとを有し、前後に長く延びている。

ケース本体 5 7 aは、電極本体 5 6と同形状の内部空間を有するとともに、背面（他方の電極 5 1との対向側とは逆側の面）が開口されている。このケース本体 5 7 aの内部空間に電極本体 5 6が取り出し可能に収容されるとともに、背面開口が蓋 5 7 bで塞がれている。これによつて、電極本体 5 6の全表面が、ケース 5 7からなる固体誘電体層で覆われている。

蓋 5 7 bは、ケース本体 5 7 aに対し着脱可能になっている。

ケース本体 5 7 aの例えば前側の端板には、給電ピン 4 0を揷通するための孔 5 7 cが形成されている。

各電界印加電極 5 1のケース本体 5 7 aにおける他方の電極 5 1と対向する側の板は、上側が薄く、下側が厚くなつて、中間に段差が形成されている。これによって、一対の電極 5 1間の流路 5 0 aは、上側が幅広で下側が幅狭になっている。

第 4実施形態によれば、励起ガス源 2からの励起ガスは、左右の流路 5 O b , 5 0 bではプラズマ化されず、その先の連通路 2 O b , 2 O bにおいてプラズマ化（励起、活性化）される。励起ガスは、膜化成分を含んでいないため、電極 5 1の下面やロアプレート 2 5の上面（連通路 2 O b形成面）に膜が付着することはない。

図 2 0に示すように、左右の連通路 2 0 bでプラズマ化された励起ガスは、交わり部 2 0 cへ流れていく。また、原料ガス源 1からの原料ガスが、中央の流路 5 0 aを通って交わり部 2 0 cに入って来る。これによつて、膜原料がプラズマ化された励起ガスと反応を起こし、膜となるべき反応生成物 Pが発生する。それに加えて、原料ガスは、交わり部 2 0 cにはみ出したプラズマ P Lの内部をも通過する。（原料ガスが、プラズマ放電空間をかすめる。）これによつて、原料ガスを直接的にプラズマ化でき、より多くの反応生成物 pを得ることができる。この結果、基材 Wへの成膜効率を向上させることができる。

電界印加電極 5 1と基材 Wの間には、接地電極 5 2 A (接地された導電部材）が介在されているので、基材 Wにアークが落ちるのを防止でき、基材 Wが損傷するのを防止することができる。

し力も、接地電極 5 2 Aの共通吹出し路 2 5 aを向く側の端面が、電界印加電極本体 5 6の同側端面と面一になつているので、電界が、接地電極 5 2 Aの共通吹出し路 2 5 a側端面より下方に漏れるのを防止でき、基材 Wにアークが落ちるのを一層確実に防止できる。これによつて、処理ヘッド 3を基材 Wに近接させることができ、これらの間の距離（ワーキングディスタンス）を十分に小さくでき、常圧下におけるラジカルの短小な失活距離（例えば 2 mm) .より小さくすることができる。よって、反応生成物 pが失活しないうちに基材 Wに確実に到達させることができる。この結果、高速かつ確実に成膜を行なうことができる。

電界印加電極本体 5 6は、全体が固体誘電体層としてのケース 5 7に包まれているので、異常放電を一層確実に防止することができる。

電界印加電極 5 1のケース 5 7に膜が付着している場合には、ノズルボディ 2 1から電極 5 1を外し、分解する。分解に際して、給電ピン 4 0は容易に引き抜くことができる。ケース本体 5 7 aから蓋 5 7 bを外せば電極本体 5 6を簡単に取り出すことができる。膜はケース 5 7にしか付かないので、例えば、ケース 5 7だけ取り替えることにし、電極本体 5 6は、新たなケースに入れ替える。これにより、電極本体 5 6を何本も用意する必要がない。入れ替え作業も簡単である。一方、膜の付いたケース 5 7については、それだけを強酸に漬ける等して、膜を除去する。これにより、再使用可能となり、資材の無駄を無くすことができる。ケース 5 7は電極 5 1ごとに別体になっているので、付着の状況に応じて、メンテナンス作業を互いに別個に行なうことができる。

擬似電極スぺーサ 5 2 Sを、誘電体ではなく金属導体で構成して接地することにより、平板状電極 5 2 Aと共に接地電極部として用いることにしてもよい。そうすると、第 2流路 5 0 b， 2 0 bの全体をプラズマ放電空間とすることができる。この場合の接地電極 5 2 Sについて、電界印加電極 5 1と同様の誘電ケース収容構造にしてもよい。

第 2実施形態（図 1 1 ) の個別吹出し構造において、 4つの電極 5 1， 5 2の各々を誘電ケース収容構造にしてもよい。

図 2 1は、第 4実施形態において、接地電極構造の変形態様を示したものである。

この変形態様では、各接地電極（金属本体） 5 2 Aの共通吹出し路 2 5 aを向く側の端面が、電界印加電極 5 1の金属本体 5 6の同側端面より引っ込んでいる。ロアプレート 2 5の共通吹出し路 2 5 a形成面は、電界印加電極本体 5 6の同側端面と略面一であるが、これに限定されるものではなく、接地電極 5 2 Aの端面近くまで引っ込ませてもよい。すなわち、共通吹出し路 2 5 aの幅を、左右の接地電極 5 2 Aの対向端面間の距離程度まで広げることにしてもよレ、。

この変形態様によれば、電界印加電極本体 5 6と接地電極本体 5 2 Aとのずれによって横方向電界が形成される。この横方向電界によって、プラズマ P Lが、ロアプレート 2 5の電極 5 2 Aより張り出した部分 2 5 Hの下側に回り込む。これによって、基材 Wにより近い場所で原料ガスの更なる反応を起こさせることができ、一層高速かつ確実に成膜を行なうことができる。

なお、接地電極本体 5 2 Aの表面全体には、別途薄い誘電体 5 9 Aがコ一ティングされている。これによつて、異常放電のより一層の防止を図ることができる図 2 2は、本発明の第 5実施形態を示したものである。

第 5実施形態の処理へッド 3 Xは、金属導体からなる電界印加電極 5 1 Xと、その下側（基材 Wを向くべき側）に被さる金属導体からなる接地電極（接地された導電部材） 5 2 Xを有している。これら上下の電極 5 I X , 5 2 Xどうしの間に、セラミック等からなる固体誘電部材 2 8が装填されている。固体誘電部材 2 8は、 2つの電極 5 I X , 5 2 Xに共通の固体誘電体層になっている。この固体誘電部材 2 8によって両電極 5 1 X， 5 2 Xが絶縁されている。接地電極 5 2 X の中央部には、切欠部 5 2 bが形成され、この切欠部 5 2 bから固体誘電部材 2 8の下面が露出されている。接地電極 5 2 Xの脇には、 2つの吹出しノズル 6 1 , 6 2の先端部が配置されている。原料ガス吹出しノズル 6 1 (第 1流路形成手段）の基端部は、原料ガス管 1 aを介して原料ガス源 1に連なり、励起ガス吹出しノズル 6 2 (第 2流路形成手段）の基端部は、励起ガス管 2 aを介して励起ガス源 2に連なっている。これらノズル 6 1 , 6 2の先端の吹出し軸は、接地電極 5 2 Xと基材 Wとの間の空間に向かって斜めに配されている。しかも、励起ガス吹出しノズル 6 2が、原料ガス吹出しノズル 6 1より上側（接地電極 5 2 X寄り）に配されている。

第 5実施形態によれば、励起ガスが、上側ノズル 6 2から接地電極 5 2 Xと基材 Wとの間の空間に吹出されると同時に、原料ガスが、下側ノズル 6 1から同空間に吹出される。この時、励起ガスが上側に偏り、原料ガスが下側に偏った略層流が形成される。そして、上側の励起ガスが、切欠部 5 2 bの内部に流れ込む。一方、パルス電源 4のパルス電圧印加によって、前記の切欠部 5 2 b內に横方向電界が生じる。これによつて、切欠部 5 2 bの内部がプラズマ放電空間となり、そこへ流れ込んだ励起ガスが、プラズマ化（励起、活性化）される。このブラズマ化された励起ガスに原料ガスが触れる。または、原料ガスがプラズマ放電空間 5 2 bをかすめる。これによつて、基材 Wの直近で原料ガスを反応させることができ、高速かつ確実に膜 Aを形成することができる。励起ガス流が、プラズマ放電空間 5 2 bを通過後も原料ガス流より接地電極 5 2 Xの側に来るようにできるので、接地電極 5 2 Xの下面すなわち処理へッド 3 Xの下面に膜が付着するのを防止ないしは抑制できる。

電界印加電極 5 1 Xと基材 Wの間には、接地電極 5 2 X (接地された導電部材 ) が介在されているので、基材 Wにアークが落ちるのを防止でき、基材 Wが損傷するのを防止することができる。

図 2 3は、本発明の第 6実施形態を示したものである。

第 6実施形態の処理へッド 3 Yには、一対をなす電界印加電極 5 1 Yと接地電極 5 2 Yが、左右に離れて対向配置されている。これら電極 5 1 Y， 5 2 Υの間に、プラズマ放電空間となる第 2流路 2 0 hが垂直に形成されている。励起ガス源 2からの管 2 a力第 2流路 2 O hの上端部（上流端）に接続されている。処理へッド 3 Yの下端部には、金属板からなる導電部材 2 9が配置されている。導電部材 2 9は、接地線 4 bを介して接地されている。導電部材 2 9は、電界印加電極 5 1 Yの下側（基材 Wを向くべき側）に被さっている。電界印加電極 5 1 Yと導電部材 2 9の間には、両者を絶縁する絶縁部材 2 8 Yが装填されている接地電極 5 2 Yと導電部材 2 9との間には、第 1流路となる隙 ¾ 2 0 gが水平に形成されている。'原料ガス源 1からの管 1 a力第 1流路 2 0 gの右端部（上流端）に接続されている。第 1流路 2 0 gの左端部（下流端）は、第 2流路 2 0 hの下端部（下流端）と交わっている。導電部材 2 9には、第 1、第 2流路 2 0 g， 2 0 hどうしの交わり部 2 0 cから真下に延びる吹出し路 2 9 aが形成されている。吹出し路 2 9 aは、原料ガスと励起ガスの共通の吹出し路となっている第 6実施形態においても、電極 5 1 Y, 5 2 Yのプラズマ放電空間形成面等に膜が付着するのを防止できるとともに、電界印加電極 5 1 Yから基材 Wにアークが落ちるのを防止できる。

図 2 4は、電極の給電 ·接地構造の変形態様を示したものである。給電線 4 a または接地線 4 bとしての被覆導線 4 6は、導体の線材 4 6 aを絶縁チューブ 4 6 bで被覆することによって構成されている。被覆導線 4 6は、誘電ケース 5 .7 の孔 5 7 dを通して電極本体 5 6の孔 5 6 dに挿し入れられている。

被覆導線 4 6の線材 4 6 aは、孔 5 6 dの奥側に位置する端末部分のみが絶縁チューブ 4 6 bから露出され、孔 5 6 d内の手前側に位置する部分においては絶縁チューブ 4 6 bによって被覆されている。勿論、線材 4 6 aは、誘電ケース 5 7の孔 5 7 dの内部に位置する部分やケース 5 7の外側に位置する部分では、絶縁チューブ 4 6 bによって被覆されている。

電極本体 5 6には、孔 5 7 dと略直交するようにしてネジ（ボルト） 4 7が捩じ込まれている。このネジ 4 7によって、線材 4 6 aの露出した端末部分が、孔 5 7 dの奥端部の內周面に押え付けられている。

この構成によれば、導線 4 6からの異常放電を確実に防止することができる。また、導線 4 6の端末を電極本体 5 6に確実に固定でき、電気的に確実に導通させることができる。さらに、誘電ケース 5 7の取り替え等のメンテナンスの際は、ネジ 4 7を緩めることによって導線 4 6を電極 5 1から簡単に取り外すことができる。

図 2 5は、電極の固体誘電体層としての誘電ケースの変形態様を示したものである。

当該変形態様の誘電ケース 5 7 Xでは、ケース本体 5 7 aの開口が、図 1 9態様の背面に代えて、長手方向の一端面に形成されている。この端面の開口から電極の金属本体 5 6を差し入れるようになつている。ケース 5 7 Xの蓋 5 7 bは、上記端面開口を塞ぐようになつている。

図 2 6及び図 2 7は、誘電ケースの他の変形態様を示したものである。この誘電ケース 5 8の本体 5 8 Xは、断面 L字状をなす一対のピース 5 8 a， 5 8 bを組み合わせることによって構成されている。各ピース 5 8 a , 5 8 bの端縁には、爪 5 8 c , 5 8 dが形成されている。互いの爪 5 8 c， 5 8 dどうしを嵌め合わせることによって、長四角形状のケース本体 5 8 Xが形成されている。このケース本体 5 8 Xの長手方向の両端部に、開口 5 8 eがそれぞれ形成されている。これら開口 5 8 eには、それぞれ蓋 5 8 f が着脱可能に設けられている。

図 2 8は、誘電ケースの他の変形態様を示したものである。この変形態様では、 2つ (複数）の電極の誘電ケースが一体に連なっている。言い換えると、 2つ (複数）の電極の金属本体 5 6が、単一の共通誘電ケース 7 0に収容されている共通誘電ケース 7 0は、誘電体からなる 1つのケース本体 7 1と、誘電体からなる 2つの蓋 7 4を備えている。ケース本体 7 1は、互いに平行をなして水平に長く延びる 2つのケース本体部 7 2と、これら本体部 7 2の両端部（図 2 8では紙面奥側のみ図示）間を連ねる連結部 7 3とを有している。これら本体部 7 2の互いの対向側とは逆側の背面は、開口されている。この背面開口から電極の金属本体 5 6が本体部 7 2の内部に挿入された後、背面開口が、蓋 7 4によってそれぞれ塞がれるようになっている。なお、ここでは、 2つの電極の一方は、電源 4に接続された電界印加電極であり、他方は、接地された接地電極であるが、これに限定されるものではなく、互いに同極性の電極であってもよい。

共通誘電ケース 7 0の 2つの本体部 7 2の間には、流路 7 0 a (ここではプラズマ放電空間となる第 2流路）が形成されている。流路 7 0 aは、本体部 7 2と同方向に長く延びている。流路 7 0 aの上端開口（上流端）には、処理ガス（ここでは励起ガス）が長手方向に均一化されたうえで導入されるようになっている。流路 7 0 aの下端開口は、吹出し口となっている。

. 誘電ケース 7 0は、第 2流路形成手段を構成している。第 1流路形成手段の図示は省略してある（図 2 9〜図 3 3において同様）。

2つの本体部 7 2における互いに対向する側板（すなわち 2つの電極どうしの対向側の固体誘電体層）の上側部 7 2 cは相対的に薄く、下側部 7 2 dは相対的に厚くなつており、中間高さに段差 7 2 gが形成されている。これによつて、第 1実施形態（図 3 ) の流路 5 0 a等と同様に、流路 7 0 aの上側は、幅広になり、下側は、幅狭になっている。

流路 7 0 aは、パルス電源 4の電界印加によりプラズマ放電空間となる。このプラズマは、前記固体誘電体層としての上下の板部 7 2 c， 7 2 dの厚さの違いによって、段差 7 2 gより上側（上流側）で相対的に強くなり、下側（下流側）で相対的に弱くなる。このように、誘電ケースの板厚を変えることによって、プラズマの状態にバリエーシヨンを持たせることができる。

なお、目的に応じて、固体誘電体層としての上下の板部 7 2 c， 7 2 dの厚さ • を逆にしてもよい。

図 2 8の態様では、 2つの電極の誘電ケースが一体化されているので、部品点数を少なくできる。また、 2つの電極の組立ての手間が省け、電極相互の位置決めを簡単かつ正確に出来、流路 7 0 aの形状寸法の精度を高めることができる。なお、第 4実施形態及びその各種変形態様で開示した誘電ケース構造それ自体は、成膜に限らず、洗浄やエッチング等の他のプラズマ表面処理装置用の電極にも適用可能である。成膜の場合、原料ガスと励起ガスの混合ガス（例えばシランと水素の混合ガス）をプラズマ放電空間に導く従来方式の電極にも適用可能であ JP2003/012821

40 る。（以下に述べる変形態様についても同様である。 .）従来の成膜方式に例えば図 2 8態様の誘電ケース 7 0を適用した場合、流路 7 0 aの上側部で水素のラジカル種生成が抑えられ、相対的にシランのラジカル種を多くすることができる。そして、流路 7 0 aの下側部では水素のラジカル種を増やすことができる。このようにして、流れるにしたがってラジカル種のでき方を変化させることができ、表面処理レシピの豊富化を図ることができる。

図 2 9は、誘電ケースの他の変形態様を示したものである。この誘電ケース 7 O Aは、 2つのケース本体部 7 2どうしの対向板 7 2 bが、下へ向かうにしたがつて互いに近付くように斜めになつている。これによつて、流路 7 0 aの流路断面積が、下へ向かうにしたがって連続的に狭くなつている。また、各ケース本体部 7 2の内部空間が斜めになり、 2つの電極本体 5 6の対向面が下へ向かうにしたがって近付くように傾けられている。これによつて、流路 7 0 a内の処理ガスの流速やプラズマ状態を流れ方向に沿って連続的に変化させることができ、表面処理レシピの豊富化を図ることができる。なお、目的に応じて、流路 7 0 aを流れ方向に沿つて次第に拡開するように構成してもよい。

図 3 0及び図 3 1は、誘電ケースの他の変形態様を示したものである。左右の各電極の誘電ケース 5 7は、第 4実施形態のものと同様に、電極本体 5 6を収容するケース本体 5 7 aと、その背面開口を塞ぐ蓋 5 7 bを有している。誘電ケース 5 7は、長尺の電極本体 5 6に合わせて前後に長く延びている（図 3 1 ) 。

各誘電ケース本体 5 7 aの上側には、ガス均一化部 8 0がー体に設けられている。ガス均一化部 8 0の下板とケース本体 5 7 aの上板は、共通の板 8 4にて構成されている。ガス均一化部 8 0には、水平な仕切り板 8 3で仕切られた上下 2 つの半割り膨張室 8 0 a， 8 O bが形成されている。

左右一対のガス均一化部付き誘電ケース 5 7は、互いに反転形状をなしている。これらガス均一化部付き誘電ケース 5 7の対向縁どうしが、突き合わされている。これにより、双方の上側の半割り膨張室 8 0 aどうしが合わさって第 1膨張室 8 1が形成され、下側の半割り膨張室 8 0 bどうしが合わさって第 2膨張室 8 2が形成されている。これら膨張室 8 1 , 8 2は、ガス均一化部付き誘電ケ一ス 5 7ひいては電極の略全長にわたって延びるとともに、幅方向にも広がり、十分に大きな容積を有している。上下の膨張室 8 1， 8 2の容積は、互いに等しくなつているが異ならせてもよい。

一対のガス均一化部 8 0の上板の対向縁どうしは、互いに当接されるとともに、長手方向の中央部には、処理ガス（ここでは励起ガス）の受容れ口 8 0 cが形成されている。

一対の仕切り板 8 3の対向縁どうし間には、狭い隙間状の圧損形成路 8 0 dが形成されている。圧損形成路 8 0 dは、ガス均一化部付き誘電ケース 5 7の略全長にわたって延びている。圧損形成路 8 0 dを介して上下の膨張室 8 1， 8 2どうしが連なっている。

一対の板 8 4の対向縁どうし間には、狭い隙間状の導入路 8 0 eが形成されている。導入路 8 0 eは、ガス均一化部付き誘電ケース 5 7の略全長にわたって延びている。導入路 8 0 eを介して、第 2膨張室 8 2力 S、一対のケース本体 5 7 a 間の流路 5 0 bに連なっている。膨張室 8 1 , 8 2と路 8 0 d， 8 0 eによって「ガス均一化路」が構成されている。

処理ガスは、上端の受容れ口 8 0 cから第 1膨張室 8 1に導入されて膨張された後、圧損形成路 8 0 dで絞られて圧損を生じ、次に第 2膨張室 8 2に導入されて再び膨張される。更に、導入路 8 0 eで再び絞られて圧損を生じる。このように、膨張と絞りを交互に加えることにより、処理ガスを長手方向に十分に均一化させた後、電極間流路 5 0 aへ導入することができる。これにより、均一な処理を行なうことができる。

上記のガス均一化部一体型の誘電ケース構造によれば、部品点数を少なくすることができる。

なお、ガス均一化部の膨張室は、第 1、第 2室 8 1， 8 2の二段だけに限られず、 3段以上設けてもよい。膨張室どうしを連ねる圧損形成路 8 0 dは、上記スリット状に代えて、長手方向に並べられた多数のスポット状の孔にて構成してもよい。

図 3 2及び図 3 3は、誘電ケースの他の変形態様を示したものである。

各電極の誘電ケース 9 0は、第 4実施形態のものと同様に、電極本体 5 6を収容するケース本体 9 1と、その背面開口を塞ぐ蓋 9 2を有している。図 3 3に示すように、誘電ケース 9 0は、長尺の電極本体 5 6に合わせて前後に長く延びている。

左右の各ケース本体 9 1における他方の電極との対向面の上側部には、浅いッリー状の溝 9 1 aが形成され、下側部には、浅い凹部 9 1 bが形成されている。ツリー状溝 9 1 aは、ケース本体 9 1の上端縁の中央部から出発して下方に向かうにしたがって長手方向に広がるように複数段階にわたつて枝分かれしている。ツリー状溝 9 1 aの末端の多数の枝溝に、凹部 9 1 bが連なっている。凹部 9 1 は、ケース本体 9 1の略全長にわたって延びるとともにケース本体 9 1の下端縁へ連なってレヽる。

左右の誘電ケース 9 0どうしは、互いに合掌状態で突き合されている。これにより、左右のツリー状溝 9 1 aどうしが合わさって、ツリー状のガス分散通路（ガス均一化路） 9 0 aが形成され、凹部 9 1 bどうしが合わさってガス吹出し通路 9 0 bが形成されている。通路 9 O bは、ケース 9 0ひいては電極本体 5 6の略全長にわたって延び、ツリー状ガス分散通路 9 0 aの末端の全枝路に連なるとともに下方へ開口されている。これら通路 9 0 a , 9 O bの略全体が、一対の電極本体 5 6間に介在されている。

ツリー状通路 9 0 aの上端開口に導入された処理ガス（ここでは励起ガス）は、ツリー状通路 9 0 aによって長手方向に順次分流された後、通路 9 O bへ導かれる。同時に、電源 4によって一対の電極間に電界印加が印加される。これによつて、処理ガスは、ッリ'一状通路 9 0 aでの分流過程でも、吹出し通路 9 O bの通過過程でもプラズマ化される。そして、吹出し通路 9 0 bの下端開口から吹出される。ツリー状通路 9 0 aと吹出し通路 9 0 bは、「第 2流路のプラズマ放電空間」を構成している。

図 3 4は、本発明の第 7実施形態に係る常圧ブラズマ成膜装置 M 7を示したものである。

常圧ブラズマ成膜装置 M 7の処理へッド 3 Zは、上記第 1実施形態等と同様に、ガス均一化部（図示省略）とノズル部 2 0を上下に重ねることによって構成されている。 2003/012821

43 ノズル部 2 0の下端部には、基材 Wと対向すべきロアプレート 1 0 1 (基材対向部材）が設けられている。

図 3 5に示すように、ロアプレート 1 0 1は、前後に延びる平面視長方形の水平板状をなしている。ロアプレート 1 0 1は、絶縁性かつ多孔質のセラミック（ガス浸透性材料）で構成されている。その気孔径は、例えば 1 0 m程度、気孔率は例えば 4 7%程度である。

図 3 4および図 3 5に示すように、ロアプレート 1 0 1の幅方向（短手方向）は、 4つの電極 5 1， 5 2からなる電極群全体の左右の幅よりも大きく左右に張出している。ロアプレート 1 0 1において、電極群に対応する幅方向の中央部が、吹出し領域 1 0 1 R iとなり、幅方向の両端部が、一対の張出し領域 1 0 1 R ₂となっている。

図 3 4〜図 36に示すように、ロアプレート 1 0 1の吹出し領域 1 0 I Riの上面（基材 Wとの対向面とは逆側）には、電極受容れ凹部 2 5 cが形成されている。この受容れ凹部 25 cに 4つの電極 5 1， 5 2の下端部が差し入れられている。ロアプレート 1 0 1には、凹部 2 5 cの底から下面へ達するとともに前後に細長く延びる 3条のスリット状吹出し路 25 b, 2 5 a, 2 5 bが左右に並んで形成されている。これら吹出し路 2 5 b, 2 5 a , 2 5 bが、対応する電極間流路 5 0 b， 5 0 a, 50 bにそれぞれ連なっている。

ロアプレート 1 0 1の左右の張出し領域 1 0 1 R₂の上面には、前後に細長く延びる溝 1 0 1 bがそれぞれ形成されている。溝 1 0 1 bは、ロアプレート 1 0 1の下面の近くまで深く凹んでいる。これによつて、溝 1 0 l bの部分では、口ァプレート 1 0 1が薄肉になっている。

溝 1 0 1 bの深さ方向の中間部には、小さな段差 1 0 1 cが形成されている。この段差 1 0 1 cに、棒材 1 0 2 (ガス浸透阻止部材）とアングルプレート 1 0 3 (仕切り）とが引っ掛けられている。棒材 1 0 2は、非多孔質セラミック（ガス浸透阻止材料）で構成され、断面四角形状をなして溝 1 0 1 bに沿って前後に延びている。この棒材 1 0 2が、段差 1 0 1 cより上側の溝 1 0 1 b (後記溝部 1 0 1 d) の吹出し領域 1 0 1 R 側の内側面に押し当てられている。

アングルプレート 1 0 3は、直径 1 mm程度の多数の小孔 1 0 3 aが密に形成されたパンチングメタル（多孔板）で構成されている。アングルプレート 1 0 3 は、多孔質セラミック製のロアプレート 1 0 1よりガスの透過性が十分に大きい。アングルプレート 1 0 3は、断面 L字状をなし、溝 1 0 1 bに沿って前後に細長く延びている。アングルプレート 1 0 3の底辺部によって、溝 1 0 1 が、上下二段の溝部 1 0 1 d， 1 0 1 eに仕切られている。下段溝部 1 0 1 eは、棒材 1 0 2が無い分だけ上段溝部 1 0 1 dより幅広かつ大容積になっている。

なお、アングルプレート 1 0 3において、棒材 1 0 2に当てられる縦片部には、小孔 1 0 3 aが形成されていなくてもよい。この孔無し縦片部を溝部 1 0 1 d の吹出し領域 1 0 1 R i側面に直接当てることにし、棒材 1 0 2を省くことにしてもよい。

ロアプレート 1 0 1の左右の張出し領域 1 0 1 R ₂の上側には、電極ュニット 5 0を左右から挟む一対の断面コ字状のサイドフレーム 1 0 4が設けられている。このサイドフレーム 1 0 4によって、上段溝部 1 0 1 dの上面開口が塞がれている。サイドフレーム 1 0 4の下面には、.上段溝部 1 0 1 dをシールするための Oリング 1 0 6が設けられている。

更に、一対のサイドフレーム 1 0 4には、上段溝部 1 0 1 dに連通する不活性ガス導入パイプ 1 0 5がそれぞれ設けられている。この不活性ガス導入パイプ 1 0 5力不活性ガス路 5 aを介して不活性ガス源 5に連なっている。不活性ガス源 5には、窒素などの不活性ガスが貯えられている。なお、不活性ガス導入パイプ 1 0 5は、処理ヘッド 3の前後に離れて 2箇所に設けられているが、これに限定されるものではなく、前後に離れて 3箇所以上に設けられていてもよく、前後方向の中央の 1箇所に設けられていてもよい。

不活性ガス源 5と、不活性ガス路 5 aと、不活性ガス導入パイプ 1 0 5と、溝部 1 0 1 dを塞ぐサイドフレーム 1 0 4とによって、「不活性ガス導入手段」が構成されている。

第 7実施形態の常圧プラズマ成膜装置 M 7によれば、図 3 4に示すように、吹出し領域 1 0 1 R iを過ぎた処理ガス流 aは、張出し領域 1 0 1 R ₂と基材 Wとの間へ導かれていく。これによつて、張出し領域 1 0 1 R ₂直下の基材 Wにも膜

Aを形成することができる。この結果、原料の成膜割合を稼ぎ、ロスを小さくすることができる。

前記の成膜操作と併行して、不活性ガス源 5からの不活性ガスが、路 5 a及びパイプ 1 0 5を経て、上段溝部 1 0 1 dに導入される。その後、不活性ガスは、アングルプレート 1 0 3の底辺部の多数の小孔 1 0 3 aを通る。この時、圧損が生じる。そして、下段溝部 1 0 1 eへ送られ、膨張する。これによつて、不活性ガスを前後長手方向に均一化させることができる。

更に、不活性ガスは、下段溝部 1 0 1 eの内周面（底面及び左右の側面）から多孔質のロアプレート 1 0 1の内部に浸透していく。そして、ロアプレート 1 0 1の張出し領域 1 0 1 R ₂の下面から微量ずつしみ出す。これによつて、張出し領域 1 0 1 R ₂の下面が、不活性ガスの薄い層 bで覆われる。この不活性ガス層 bによって、処理ガス流 aが、ロアプレート 1 0 1の張出し領域 1 0 1 R ₂に直接触れないようにすることができる。この結果、ロアプレート 1 0 1の張出し領域 1 0 1 R ₂に膜が付着するのを防止することができる。特に、溝部 1 0 1 eの部分ではロアプレート 1 0 1が非常に薄肉になっているので、その下方に不活性ガス層 bを確実に形成することができ、膜付着を確実に防止することができる。一方、不活性ガスのしみ出し量が微量であるため、処理ガス流 aは、殆ど乱されることがない。これによつて、張出し領域 1 0 1 R ₂直下の基板 Wへの成膜を確実に行なうことができる。加えて、ロアプレート 1 0 1への付着が無い分だけ基材 Wへの成膜量を増やすことができる。この結果、原料のロスを一層確実に小さくすることができ、成膜効率を一層高めることができる。

ところで、上段溝部 1 0 1 dにおける不活性ガスは、ガス浸透性の全く無い棒材 1 0 2によって吹出し領域 1 0 1 側への浸透を阻止される。これによつて、吹出し領域 1 0 1 R〕.には、不活性ガス層 bが殆ど及ばないようにすることができる。したがって、吹出し領域 1 0 1 R iにおける活性種を多く含む処理ガス流 aは、不活性ガスで乱されたり薄められたりすることがない。これによつて、吹出し領域 1 0 1 直下の基材 W上に作られる膜 Aの品質を確実に良好にすることができる。一方、この吹出し領域 1 0 1 では、ノズルエンドピース 1 0 1に膜が付着することはあまりないので、不活性ガス層 bが形成されていなくても支障がない。なお、ロアプレート 1 0 1の張出し領域 1 0 1 R ₂については、多孔質セラミックなどのガス浸透性材料で形成する一方、吹出し領域 1 0 1 R については、非多孔質セラミックなどのガス浸透阻止材料で形成することにしてもよレ、。吹出し領域 1 0 1 の構成部材と張出し領域 1 0 1 R ₂の構成部材を、別部材にしてもよい。張出し領域 1 0 1 R ₂の構成部材は、処理へッド用の水平架台 (支持手段）によって構成してもよい。

本実施形態のガスしみ出し構造を、第 1、第 4実施形態等の共通吹出し路構造に適用してもよい。 - 図 3 7は、本発明の第 8実施形態に係る常圧プラズマ成膜装置 M 8を示したものである。

装置 M 8の処理ヘッド 3 Aのノズル部 2 0は、前後（図 3 7の紙面に対し直交方向）に延びるホルダ 1 1 0と、その側部に設けられたサイドフレーム 1 1 2と、これらの上面に被せられたアツパ一プレート 1 1 3を有している。

アッパープレート 1 1 3は、上下に重ねられた 2枚のセラミック板にて構成されている。アッパープレート 1 1 3上には、第 1ガス整流部 1 1 4が設けられている。第 1ガス源（原料ガス源） 1からの管 1 aが、第 1ガス整流部 1 1 4に接続されている。図示は簡略化するが、第 1ガス整流部 1 1 4のステンレス製本体 1 1 4 Xの内部には、前後に分散配置された多数の小孔ゃ前後に延びるチャンバ一等を上下に連ねてなる均一化路 3 0 Xが設けられている。均一化路 3 0 Xの下端部は、アッパープレート 1 1 3の左右中央部に形成された前後細長スリット状の導入路 1 1 3 aに連なっている。第 1ガス源 1からの第 1ガス（原料ガス）は、前記均一化路 3 0 Xにて前後に均一化された後、導入路 1 1 3 aに導入されるようになっている。

処理へッド 3 Aのサイドフレーム 1 1 2は、 1枚の厚肉セラミック板 1 1 2 U と、 2枚のステンレスやアルミ等からなる金属板 1 1 2 M, 1 1 2 Lを上下に重ねることによって構成されている。セラミック板 1 1 2 Uの左右両側には、第 2 ガス受容れポート 1 1 5が、前後に離れて複数（図面では 1つだけ図示）設けられている。第 2ガス源（励起ガス源） 2からの管² a力分岐して各受容れポート 1 1 5に接続されている。セラミック板 1 1 2 Uとその下側の金属板 1 1 2 M との間には、薄厚の隙間 1 1 2 aが形成され、この隙間 1 1 2 aの左右端部が、受容れポート 1 1 5に連なっている。

処理へッド 3 Aの電極ホルダ 1 1 0は、セラミック等の絶縁部材にて構成されている。図 3 8に拡大して示すように、このホルダ 1 1 0によって左右 2つの電界印加電極 5 1が支持されている。

各電界印加電極 5 1は、ステンレスやアルミ等の導体金属からなる本体 5 6 H と、この金属本体 5 6 Hを収容するセラミック製の誘電ケース 5 7とを有し、前後（図面の紙面直交方向）に延びている。電界印加電極本体 5 6 Hの断面は、底面が左右中央（他方の電界印加電極 5 1側）に向かって下に傾く斜面をなす略台形をなしている。電界印加電極本体 5 6 Hのすベての角は、ァ一ク放電防止のために Rが付けられている。

誘電ケース 5 7は、上面が開口されるとともに前後に細長い箱状をなすケース本体 5 7 aと、このケース本体 5 7 aの上面開口を塞ぐ蓋 5 7 bを有している。ケース本体 5 7 aの底板は、側板および蓋 5 7 bと比べ非常に薄くなっている。このケース本体 5 7 aの底板は、左右中央（他方の電界印加電極 5 1側）に向かつて下に傾いている。この傾斜した底板の内底に、台形状断面の金属本体 5 6 H の傾斜した底面が宛がわれている。

ケース本体 5 7 a内の金属本体 5 1 Hより上側には、セラミック製のスぺ一サ 1 3 5が装填されている。

各電界印加電極' 5 1には、給電ピン 1 3 7が設けられている。給電ピン 1 3 7 は、垂直をなして蓋 5 7 bとスぺーサ 1 3 5を貫通し、金属本体 5 6 Hに埋入されている。給電ピン 1 3 7の上端部は、ホルダ 1 1 0の上面に形成された凹部 1 1 6 aに収容されている。図 3 7に示すように、電源 4から給電線 4 aが各給電ピン 1 3 7の上端部に接続されている。なお、凹部 1 1 6 aの上端開口には、セラミック製のキャップ 1 1 7が設けられている。

ホルダ 1 1 0の左右対称をなす 2つの電界印加電極 5 1どうしの間には、第 1 ガスのための第 1流路 5 0 aが設けられている。第 1流路 5 0 aは、垂直をなし、電極 5 1の全長にわたって前後（図面の紙面直交方向）に延びている。第 1流路 5 0 aの上端部（上流端）は、ホルダ 1 1 0を貫き、アッパープレート 1 1 3 の導入路 1 1 3 aの前後全長に連なっている。ひいては、整流部 1 1 4の均一化路 3 0 Xおよび管 1 aを介し、第 1ガス源 1に連なっている。

各電界印加電極 5 1とホルダ 1 1 0の第 1流路側の面には、セラミック製のプレート 1 1 8がそれぞれ宛がわれている。プレート 1 1 8の上端部は、導入路 1 1 3 aの内面に及んでいる。一対のプレート 1 1 8は、「第 1流路形成手段」を構成している。

処理へッド 3 Aには、各電界印加電極 5 1の下側にそれと対をなす接地電極 5 2が設けられている。左右の接地電極 5 2どうしは、中央の第 1流路 5 0 aを挟んで対称をなしている。各接地電極 5 2は、ステンレスやアルミ等の導体金属からなる本体 5 6 Eと、この金属本体 5 6 Eの固体誘電体層としてのアルミナ等からなる薄く平らな板 3 4とを有し、前後（図面の紙面直交方向）に延びている。接地電極本体 5 6 Eは、水平な底面（基材対向面）と、この底面に対し鋭角をなすように左右中央に向かって下に傾く斜面とを有し、断面台形状をなしている。左右の接地電極 5 2の本体 5 6 Eの底面どうしは、互いに面一をなしている。図 3 7に示すように、各接地電極本体 5 6 Eは、左右外側の金属板 1 1 2 M, 1 1 2 Lに連結されている。金属板 1 1 2 M， 1 1 2 Lの外端面に接地ピン 1 3 8が設けられている。この接地ピン 1 3 8から接地線 4 bが延び、接地されている。これによつて、接地電極 5 2の接地がなされている。

台形断面をなす接地電極本体 5 6 Eの斜面の傾斜角度は、それと対をなす上側の電界印加電極 5 1の傾斜底部の傾斜角度と等しい。この接地電極本体 5 6 Eの斜面上に、固体誘電体板 1 3 4が宛がわれている。勿論、固体誘電体板 1 3 4は、本体 5 6 Eの斜面に沿ってそれと等角度で傾斜している。 '

電極 5 1， 5 2によって「第 2流路形成手段」が構成されている。すなわち、第 1流路 5 0 aより左側において上下に対をなす電極 5 1， 5 2どうし間と、第 1流路 5 0 aより右側において上下に対をなす電極 5 1 , 5 2どうし間に、それぞれプラズマ放電空間となる第 2流路 5 0 bが形成されている。具体的には、電界印加電極 5 1のケース本体 5 7 aの傾斜した底面（第 1面）と、その下側の接地電極 5 2の固体誘電体板 1 3 4の傾斜した表側面（第 2面）との間の空間が、第 2流路 5 0 bとなっている。なお、各第 2流路 5 0 bは、電極 5 1， 5 2の全長にわたって前後（図面の紙面直交方向）に延びている。

各第 2流路 5 0 bの上端部（上流端）は、接地電極 5 2の上面とホルダ 1 1 0 との間の水平な隙間 1 5 4を介してサイドフレーム 1 1 2の隙間 1 1 2 aの前後全長に連なっている。ひいては、受容れポート 1 1 5および管 2 aを介し、第 2 ガス源 2に連なっている。

左側の第 2流路 5 0 bは、左側の電極 5 1 , 5 2の傾斜面に対応して、下に向かうにしたがって右側に傾き第 1流路 5 0 aに近づいている。右側の第 2流路 5 0 bは、右側の電極 5 1， 5 2の傾斜面に対応して、下に向かうにしたがって左側に傾き第 1流路 5 0 aに近づいている。左右の第 2流路 5 0 bの傾斜角度は、垂直な第 1流路 5 0 aを挟んで対称になっている。

左右の第 2流路 5 0 bの下端部（下流端）は、第 1流路 5 0 aの下端部（下流端）と一箇所で鋭角に交わっている。しかも、この 3つの通路 5 0 b， 5 0 a , 5 0 bの交わり部が、直接、吹出し口 5 0 cになっている。吹出し口 5 0 cは、左右の接地電極 5 2どうしで作る処理へッド 3 Aの底面に開口している。

第 8実施形態の常圧ブラズマ成膜装置 M 8によれば、第 1ガス源 1の第 1ガスが、管 1 a、均一化路 3 0 X、導入路 1 1 3 aを順次経て、中央の第 1流路 5 0 aに導入される。これと同時併行して、第 2ガス源 2の第 2ガスが、管 2 a、受容れポート 1 1 5、隙間 1 1 2 a , 1 5 4を順次経て、左右の第 2流路 5 0 bにそれぞれ導入され、電界印加によりプラズマ化（励起、活性化）され、活性種が発生する。

このプラズマ化された第 2ガスが、第 2流路 5 0 bの下流端の吹出し口 5 0 c に達した時、第 1流路 5 0 aからの第 1ガスと合流する。.合流によって第 1ガスの膜原料が第 2ガスの活性種と接触し反応を起こす。これら処理ガスは、合流と同時に、すなわち前記反応が起きると同時に、吹出し口 5 0 cから下方に吹出される。したがって、吹出し口 5 0 cに膜が付着することは殆どない。そして、処理ガスが、基材 Wに吹付けられることにより、ポリシリコン（p— S i ) 等の成膜がなされる。上述したように、第 1ガスの膜原料とプラズマ化した第 2ガスの活性種との接触は、第 1、第 2ガスがそれぞれ吹出し口 5 0 cに達して吹出されるのと同時に起きる。したがって、吹出し後の拡散を待つ必要がない。よって、活性種が殆ど失活しておらず、反応を十分に起こさせることができる。特に、活性種の寿命が短い常圧下での処理であっても、十分な反応を確保できる。この結果、良好な膜 Aを得ることができ、成膜効率を高めることができる。また、反応性を高めるために基板 Wを高温加熱しなくても済み、常温でも十分に成膜することができる。垂直な第 1流路 5 0 aに対し第 2流路 5 0 bが鋭角に交差しているので、第 1 、第 2ガスを 1つの流れになるように混合しながら基板 Wに確実に吹付けることができ、成膜効率をより高めることができる。

しかも、中央の第 1流路 5 0 aを挟んで左右の第 2流路 5 0 bが対称的に設けられているので、第 1ガスの左右両側に第 2ガスを均等に合流させて 1つの流れし、基板 Wに真正面に吹付けられるようにすることができ、成膜効率を一層高めることができる。

本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができる。

電源（電界印加手段）として、第 1、第 2電極間に高周波電界を印加する高周波電源を用いてもよい。

略常圧環境での常圧プラズマ成膜に限らず、減圧下での低圧プラズマ成膜にも適用できる。

a— S i、 p— S i、 S i N、 S i 0 ₂等、種々の種類の成膜に適用できるのは言うまでもない。 a— S iや p— S iを成膜する場合の第 1ガスは、 S i H ₄ を用レ、、第 2ガスは、 H ₂を用いる。 S i Nを成膜する場合の第 1ガスは、 S i H ₄を用い、第 2ガスは、 N ₂を用いる。 S i〇₂を成膜する場合の第 1ガスは、 T E O S又は T M O Sを用レヽ、第 2ガスは、 0 ₂を用いる。

第 1、第 2、第 7実施形態等の電極 5 1， 5 2を、第 4実施形態（図 1 9 ) やその変形態様（図 2 5等）と同様の誘電ケース収容構造にしてもよい。 2821

51 第 4、第 8実施形態等の電極 5 1の固体誘電体層として、誘電ケース 5 7に代えて、電極本体 5 6の表面にセラミック等の誘電体を溶射等して被膜したり、テトラフルォロエチレン等の樹脂製シートを貼り付けたりしてもよい。

誘電ケース収容構造において、誘電ケースの蓋は、ケ一ス本体に回転可能に連なっていてもよい。給電 ·接地用のピンや被覆導線は、ケース本体ではなく、蓋を通して電極本体内に挿し込まれるようになっていてもよい。

電界印加電極は、筒状又は環状をなし、その内部空間が第 1流路なっていてもよい。接地電極は、この筒状電界印加電極を同軸に収容する筒状又は環状をなし、これら電極間の環状空間が、第 2流路になっていてもよい。

処理ヘッドの上方に基材が配置されるようになっていてもよい。その場合、基材対向部材は、処理ヘッドの上端部に載置するとよい。また、筐体 1 0の吸込み口 1 0 aについても上方に向ける。このタ筐 1 0に処理へッド 2 0をボノレトゃフック等の簡易着脱機構で固定するとよい。

第 1流路は、 2つの電界印加電極の間に設けたり電界印加電極によつて形成したりするのに限られず、ノズル体や管等の専用の第 1流路形成部材によつて構成してもよレ、。

第 8実施形態において、第 2流路を基材対向面に対し垂直に配置し、第 1流路を斜めに配置してもよい。第 2流路を中央に 1つ配し、その両側に 2つの第 1流路を配することにしてもよい。第 1、第 2流路および電極は、前後に直線状に延びている場合に限られず、例えば断面環状をなしていてもよい。電界印加電極と接地電極のうちの一方の電極の周りを他方の電極が環状をなして囲んでいてもよい。この場合、内側の電極の内部に第 1流路を形成し、内外の電極間の環状空間を第 2流路としてもよい。第 1、第 2流路の一方を中に置いて、他方の通路が、下流に向かって一方の通路に近づくように求心状に配置されていてもよい。産業上の利用の可能性

この発明は、例えば半導体基材へのプラズマ C V Dに利用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . プラズマの作用で基材の表面に膜を形成するプラズマ成膜装置において、

(A) 前記膜の原料を含む第 1ガスの供給源と、

( C ) 基材と対向されるべき処理ヘッドと、

を備え、前記処理へッドには、

( a ) 接地された接地電極と、

が設けられるとともに、

( d ) 前記プラズマ放電空間を含み、前記第 2ガス供給源からの第 2ガスを、前記プラズマ放電空間に通した後、前記第 1ガスと接触させる第 2流路と、が形成されていることを特徴とするプラズマ成膜装置。

2 . 前記第 1、第 2流路どうしが、互いに合流して共通の吹出し路に連なり、この共通吹出し路が、前記処理へッドの基材と対向すべき面に開口されていることを特徴とする請求項 1に記載のプラズマ成膜装置。

3 . 前記第 1、第 2流路のうち一方の流路が、前記共通吹出し路に真っ直ぐに連なり、他方の流路が、前記一方の流路と角度をなして交わっていることを特徴とする請求項 2に記載のプラズマ成膜装置。

4 . 前記処理ヘッドの基材と対向すべき面に前記第 1、第 2流路の下流端が互いに離れて.開口し、それぞれ第 1、第 2ガスの個別の吹出し口を構成していることを特徴とする請求項 1に記載のプラズマ成膜装置。

5 . 前記処理ヘッドには、同極性の電極が互いに隣接して 2つ設けられており、これら同極性の電極の間に前記第 1流路が形成されていることを特徴とする請求項 1に記載のプラズマ成膜装置。

6 . 前記処理ヘッドには、前記電界印加電極と接地電極が 2つずつ設けられ、 2 つの電界印加電極が、互いに隣接して間に前記第 1流路を形成し、電界印加電極と接地電極が、 1つずつ対向して間に前記プラズマ放電空間を形成していることを特徴とする請求項 1に記載のプラズマ成膜装置。

7 . 前記 4つの電極が、接地電極、電界印加電極、電界印加電極、接地電極の順に並べられ、これにより、 2つのプラズマ放電空間ひいては第 2流路が、 1つの第 1流路を挟んで両側に配されていることを特徴とする請求項 6に記載のブラズマ成膜装置。

8 . 前記処理ヘッドが、前記電極の基材を向くべき面に被さる基材対向部材を有し、この基材対向部材には、前記 3つの流路の個別の吹出し路が並んで形成されていることを特徴とする請求項 7に記載のプラズマ成膜装置。 .

9 . 前記処理ヘッドが、前記電極の基材を向くべき面に被さる基材対向部材を有し、この基材対向部材と各電界印加電極の間に前記第 2流路の一部として連通路が形成され、この連通路を介してプラズマ放電空間と第 1流路が連通され、前記基材対向部材には、第 1、第 2ガスの共通の吹出し路が、前記第 1流路と連通路の交わり部に連なるようにして形成されていることを特徴とする請求項 7に記載のプラズマ成膜装置。

1 0 . 前記処理へッドには、複数の電界印加電極と複数の接地電極が設けられ、これら電極が、同極性の電極どうし間に形成された第 1流路と、異極性の電極どうし間に形成されたプラズマ放電空間すなわち第 2流路とが交互に配置されるようにして並べられていることを特徴とする請求項 1に記載のプラズマ成膜装置。

1 1 . 前記並び方向の両端部に位置する電極が、接地電極であることを特徴とする請求項 1 0に記載のプラズマ成膜装置。

1 2 . 前記電界印加電極と接地電極が、これら電極の対向方向と直交する向きに延び、これら電極間のプラズマ放電空間の上流端が、前記対向方向及び延び方向と直交する第 1方向の一端部に設けられ、下流端が、前記第 1方向の他端部に設けられていることを特徴とする請求項 1に記載のプラズマ成膜装置。

1 3 . 前記電界印加電極の長手方向の一端部に前記電界印加手段への給電線が接続され、前記接地電極の長手方向の他端部に接地線が接続されていることを特徴とする請求項 1 2に記載のブラズマ成膜装置。

1 4 . 前記処理ヘッドにおいて、前記接地電極が、前記電界印加電極の基材を向くべき側に対向配置されていることを特徴とする請求項 1に記載のブラズマ成膜装置。

1 5 . 前記処理へッドが、前記電界印加電極の基材を向くべき面に被さる基材対向部材を有し、この基材対向部材に前記接地電極が設けられていることを特徴とする請求項 1 4に記載のプラズマ成膜装置。

1 6 . 前記電界印加電極と基材対向部材の間に隙間が形成され、この隙間が前記ブラズマ放電空間を含む第 2流路となっていることを特徴とする請求項 1 5に記載のプラズマ成膜装置。

1 7 . 前記プラズマ放電空間が、前記第 1流路と直接交わり、前記基材対向部材には、第 1、第 2ガスの共通の吹出し路が、前記交わり部に連なるようにして形成されていることを特徴とする請求項 1 6に記載のブラズマ成膜装置。

1 8 . 前記基材対向部材が、セラミックにて構成され、その基材を向くべき面す' なわち電界印加電極側とは逆側の面には、前記接地電極のための収容凹部が形成され、この収容凹部の形成部分が、前記接地電極の金属本体に被さる固体誘電体層として提供されていることを特徴とする請求項 1 5に記載のプラズマ成膜装置

1 9 . 前記接地電極の金属本体の前記共通吹出し路を向く側の端面が、前記電界印加電極の金属本体の同側端面と略面一またはそれより張り出していることを特徴とする請求項 1 7に記載のプラズマ成膜装置。

2 0 . 前記接地電極の金属本体の前記共通吹出し路を向く側の端面が、前記電界印加電極の金属本体の同側端面より引っ込んでいることを特徴とする請求項 1 7 に記載のプラズマ成膜装置。

2 1 . 前記処理ヘッドには、接地された導電部材が、前記電界印加電極の基材を向くべき側に被さるように設けられていることを特徴とする請求項 1に記載のプラズマ成膜装置。

2 2 . 前記導電部材が、電界印加電極との間にプラズマ放電空間を形成し、前記接地電極として提供されていることを特徴とする請求項 2 1に記載のプラズマ成膜装置。

2 3 . 前記導電部材と電界印加電極の間に、両者を絶縁する絶縁部材が装填されていることを特徴とする請求項 2 1に記載のプラズマ成膜装置。

2 4 . 前記処理ヘッドには、基材対向面の周縁部を囲む吸込み口を有する吸込みダクトが付設されていることを特徴とする請求項 1に記載のブラズマ成膜装置。

2 5 . プラズマの作用で基材の表面に膜を形成するプラズマ成膜装置において、前記膜の原料を含む第 1ガスの供給源と、

プラズマ放電により前記原料を膜化可能な励起状態になる一方、自ら膜化する成分を含まない第 2ガスの供給源と、

接地された接地電極と、

電源に接続されるとともに前記接地電極と対向してプラズマ放電空間を形成する電界印加電極と、

前記第 1ガス供給源からの第 1ガスを、前記プラズマ放電空間を避けるようにして、又は、かすめるようにして流し基材へ吹付ける第 1流路形成手段と、前記第 2ガス供給源からの第 2ガスを、前記ブラズマ放電空間を経るように流し前記第 1ガスと接触させる第 2流路形成手段と、

を備えたことを特徴とするプラズマ成膜装置。

2 6 . 前記電界印加電極が、第 1ガスを通す流路を形成する面を有して前記第 1 流路形成手段として提供されていることを特徴とする請求項 2 5に記載のブラズマ成膜装置。

2 7 . 前記電界印加電極と接地電極が、間に前記第 2ガスを通す第 2流路ひいてはプラズマ放電空間を形成することにより前記第 2流路形成手段として提供されていることを特徴とする請求項 2 5に記載のブラズマ成膜装置。

2 8 . 前記接地電極が、前記電界印加電極の基材を向くべき側に誘電部材を挟んで配置されるとともに、この接地電極の一部に、前記誘電部材を露出させる切欠部が形成され、この切欠部内が前記プラズマ放電空間となっており、前記第 2流路形成手段が、第 2ガスを接地電極に添うように吹出し前記切欠部に入り込ませ、

前記第 1流路形成手段が、第 1ガスを第 2ガスより接地電極とは逆側において第 2ガスと層流をなすように吹出すことを特徴とする請求項 2 5に記載のプラズマ成膜装置。

2 9 . 前記電極が、金属からなる本体と、この本体を収容する固体誘電体からなる誘電ケースとを備えていることを特徴とする請求項 1に記載のプラズマ成膜装置。

3 0 . 前記誘電ケースが、一面が開口された内部空間に前記電極本体を取り出し可能に収容するケース本体と、前記開口を塞ぐ蓋とを有していることを特徴とする請求項 2 9に記載のプラズマ成膜装置。

3 1 . 前記電界印加電極の誘電ケースと前記接地電極の誘電ケースとの間に、前記第 2流路のブラズマ放電空間が形成されていることを特徴とする請求項 2 9に記載のプラズマ成膜装置。

3 2 . 前記同極性の電極の各々が、金属からなる本体と、この本体を収容する固体誘電体からなる誘電ケースとを備え、これら電極の誘電ケースどうしが、互いに対向して間に前記第 1流路を形成していることを特徴とする請求項 7に記載のプラズマ成膜装置。

3 3 . 各電極の誘電ケースが、互いに別体になっていることを特徴とする請求項

2 9または 3 2に記載のプラズマ成膜装置。

3 4 . 複数の電極の誘電ケースどうしが一体に連なっていることを特徴とする請求項 2 9または 3 2に記載のプラズマ成膜装置。

3 5 . 各電極ひいてはその誘電ケースが、他の電極との対向方向と直交する向きに延びており、前記誘電ケースが、他の電極との間の流路に導入されるガスを前記延び方向に均一に拡散させるガス均一化部を一体に有していることを特徴とする請求項 2 9に記載のプラズマ成膜装置。

3 6 . 前記誘電ケースにおけるプラズマ放電空間を形成する側の板部の厚さが、プラズマ放電空間の上流側と下流側とで異なつていることを特徴とする請求項 2 9に記載のプラズマ成膜装置。

3 7 . 前記一体をなす誘電ケースには、プラズマ放電空間となる第 2流路が形成され、この流路を挟んで両側に金属本体がそれぞれ収容されており、これら金属本体どうしの間隔が、これらの間のブラズマ放電空間の上流側と下流側とで異なつていることを特徴とする請求項 3 4に記載のブラズマ成膜装置。

3 8 . 前記電極への電界印加用又は接地用のピンを備え、前記ピンが、先端面へ開口する軸孔を有して前記電極に引き抜き可能に埋め込まれた導電性のピン本体と、このピン本体と電気的に導通するようにして前記軸孔に摺動可能に収容された導電性の芯部材と、前記軸孔に収容されて前記芯部材を軸孔の先端開口から押し出すように付勢するばねとを有していることを特徴とする請求項 1に記載のプラズマ成膜装置。

3 9 . 前記電極に導線用孔が形成され、この孔に電界印加用又は接地用の被覆導線が差し入れられており、この被覆導線が、導体の線材を絶縁材で被覆してなり、しかも、前記線材における前記孔の奥側に位置する端末部分のみが絶縁材から露出されており、一方、前記電極には、前記導線用孔と略直交するようにネジが捩じ込まれ、このネジが、前記線材の露出端末部分を前記導線用孔の内周面に押し付けていることを特徴とする請求項 1に記載のプラズマ成膜装置。

4 0 . 前記処理ヘッドは、第 1、第 2ガスの吹出し路が形成されるとともに基材と対向すべき基材対向部材を着脱自在に有していることを特徴とする請求項 1に記載のプラズマ成膜装置。

4 1 . 前記基材対向部材の基材と対向すべき面を下に向けた状態で基材対向部材の周縁部を載せるようにして支持する支持手段を備え、

前記処理へッドの基材対向部材より上側部分が、一体をなして基材対向部材上に载置されていることを特徴とする請求項 4 0に記載のブラズマ成膜装置。

4 2 . 前記支持手段が、前記処理ヘッドを上方へ取り出し可能に収容する枠形状をなし、下端部の内周縁に前記基材対向部材の周縁部を引っ掛ける内フランジが設けられていることを特徴とする請求項 4 1に記載のブラズマ成膜装置。

4 3 . 前記処理へッドの基材対向部材ょり上側部分と前記支持手段とのうちの一方に、位置決め凸部が設けられ、他方に、前記位置決め凸部と上下に嵌め合わされる位置決め凹部が設けられていることを特徴とする請求項 4 2に記載のプラズマ成膜装置。

4 4 . 前記支持手段が、下方へ開口する吸込み口を有して前記処理ヘッドを囲む吸込みダクトを一体に有していることを特徴とする請求項 4 1に記載のプラズマ成膜装置。

4 5 . 前記処理ヘッドが、基材と対向すべき部材を有レ、この基材対向部材が、前記第 1、第 2ガスの吹出し路が配された吹出し領域と、この吹出し領域から張出して成膜割合を稼ぐ張出し領域とを有し、この張出し領域に不活性ガス導入手段が接続されており、

前記基材対向部材の張出し領域が、前記導入手段からの不活性ガスを基材対向面へ向けて浸透させ、しかもその浸透度ひいては基材対向面からのしみ出し度が前記処理ガスの基材対向面への接触を該処理ガスの流れを乱さずに阻止し得る程度のガス浸透性材料で構成されていることを特徴とする請求項 1に記載のプラズマ成膜装置。

4 6 . 前記ガス浸透性材料が、多孔質であることを特徴とする請求項 4 5に記載のプラズマ成膜装置。

4 7 . 前記ガス浸透性材料が、多孔質セラミックであることを特徴とする請求項 4 5に記載のプラズマ成膜装置。

4 8 . 前記基材対向部材の張出し領域における基材対向面とは逆側面に、前記ガス導入手段からの不活性ガスを一旦貯める溝が基材対向面へ向けて凹むように形成されていることを特徴とする請求項 4 5に記載のプラズマ成膜装置。

4 9 . 前記基材対向部材が、短手方向と長手方向を有し、各領域が長手方向に延びるとともに吹出し領域を挟んで短手方向の両側に張り出し領域が設けられており、両側の張出し領域の各々に、前記溝が長手方向に延びるようにして形成されていることを特徴とする請求項 4 8に記載のプラズマ成膜装置。

5 0 . 前記基材対向部材の全体が、ガス浸透性材料で一体形成されており、前記溝の吹出し領域を向く内側面に、ガス浸透を阻止するガス浸透阻止部材が設けられていることを特徴とする請求項 4 8に記載のプラズマ成膜装置。

5 1 . 前記溝の深さ方向の中間部には、仕切りが設けられ、この仕切り力前記ガス浸透性材料よりガスの通りが十分高いガス透過性を有するとともに、前記溝を、前記不活性ガス導入手段に連なる上段溝部と、基材対向面寄りの下段溝部とに仕切っていることを特徴とする請求項 4 8に記載のプラズマ成膜装置。

5 2 . 前記第 1流路の下流端と第 2流路の下流端が互いに交わり、しかもこの交わり部が、第 1、第 2ガスの共通吹出し口となっていることを特徴とする請求項 1に記載のプラズマ成膜装置。

5 3 . 前記第 1流路と第 2流路が鋭角に交わっていることを特徴とする請求項 5 2に記載のプラズマ成膜装置。

5 4 . 前記処理ヘッドが、前記吹出し口が開口されるとともに基材に対向すべき面を有し、

前記第 1、第 2流路のうちの一方の流路が、前記基材対向面に対し直交し、他方の流路が、前記基材対向面に対し斜めをなし前記一方の流路と鋭角に交わっていることを特徴とする請求項 5 3に記載のブラズマ成膜装置。

5 5 . 前記第 1、第 2流路のうち一方の流路を中に置いて、他方の流路が、前記一方の流路を挟むように、または囲むように配され、かつ下流端に向かうにしたがって前記一方の流路に近づき、吹出し口において互いに交わっていることを特徴とする請求項 5 2に記載のプラズマ成膜装置。

5 6 . 前記処理ヘッドには、電界印加電極と接地電極が 2つずつ設けられ、 · 2つの電界印加電極が、互いに対向して間に前記第 1流路が設けられるとともに、電界印加電極と接地電極が 1つずつ対向して間に前記第 2流路がそれぞれ形成され、さらに、 1つの第 1流路を挟んで 2つの第 2流路が下流端に向かうにしたがって第 1流路へ近づくように配され、吹出し口においてこれら 3つの通路が互いに交わっていることを特徴とする請求項 5 2に記載のプラズマ成膜装置。

5 7 . 前記処理ヘッドが、前記吹出し口が開口されるとともに基材に対向すべき面を有し、

この基材対向面に対し前記 2つの電界印加電極間の第 1流路が直交しており、前記 2つの電界印加電極の各々が、前記第 1流路を向く側とは逆側であって前記基材対向面に対し斜めをなす第 1の面を有し、前記 2つの接地電極の各々が、対応電界印加電極の前記第 1面と平行に対向して間に前記第 2流路を形成する第 2面を有していることを特徴とする請求項 5 6に記載のプラズマ成膜装置。 '

5 8 . 前記 2つの第 2流路が、前記第 1流路を挟んで対称をなしていることを特徴とする請求項 6または 5 7に記載のプラズマ成膜装置。

5 9 . 前記接地電極が、前記基材対向面を有していることを特徴とする請求項 1 4または 5 4に記載のプラズマ成膜装置。