[go: up one dir, main page]

WO2004089046A1 - 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 Download PDF

Info

Publication number
WO2004089046A1
WO2004089046A1 PCT/JP1992/001430 JP9201430W WO2004089046A1 WO 2004089046 A1 WO2004089046 A1 WO 2004089046A1 JP 9201430 W JP9201430 W JP 9201430W WO 2004089046 A1 WO2004089046 A1 WO 2004089046A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plasma
microwave
plasma processing
annular waveguide
waveguide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP1992/001430
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Nobumasa Suzuki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to US08/084,211 priority Critical patent/US5487875A/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Publication of WO2004089046A1 publication Critical patent/WO2004089046A1/ja
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192—Microwave generated discharge
    • H01J37/32211—Means for coupling power to the plasma
    • H01J37/32229—Waveguides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192—Microwave generated discharge
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S422/00—Chemical apparatus and process disinfecting, deodorizing, preserving, or sterilizing
    • Y10S422/906—Plasma or ion generation means

Definitions

  • a plasma processing apparatus in which microwaves are introduced into a plasma generation chamber through a dielectric window is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. Sho 60-186. It is disclosed in the publication.
  • the plasma CVD apparatus disclosed in the Japanese Patent Application Laid-Open No. 6 0-1 8 6 8 4 9 has the structure shown in FIG.
  • a cylindrical drum 2 2 1 is attached to each of a plurality of shafts 2 2 3 8 arranged in parallel in a vacuum chamber (deposition chamber) 2 2 2 2.
  • 2 is arranged to be rotatable.
  • the cylindrical drum 2 2 1 2 is rotated by the power from the motor 2 2 5 0 transmitted through the drive chain 2 2 6 4.
  • the present inventor uses a plasma processing apparatus provided with the above microwave introduction device to localize the plasma, and is a substrate to be processed that is arranged apart from the plasma generation region. As a result, it was found that it can be processed uniformly and effectively without any plasma damage. Furthermore, the present inventor has obtained knowledge that a high-quality deposited film can be formed uniformly and efficiently by using a plasma processing apparatus provided with the above-described microphone mouth wave introducing apparatus.
  • the plasma processing apparatus of the present invention comprises the microwave introducing device having the configuration described in the above aspects 1 1 (1) to 1 1 (5), and includes the following aspects 2 — (1) to 2 — Includes (8).
  • electrons in the plasma can be localized at a very high density, so that the substrate is arranged separately from the plasma generation region.
  • the substrate can be uniformly processed and the deposited film can be formed efficiently with substantially no plasma damage.
  • the plasma density in the circumferential direction obtained by alternately using the cylindrical microwave introduction device shown in Fig. 2 (A) and the conventional linear microwave introduction device shown in Fig. 12 was used.
  • the distribution is shown in Fig. 2 (B) and 2 (C), respectively. From the results shown in Fig. 2 (B) to Fig. 2 (C), the following can be understood. That is, the discharge region is wider when the cylindrical microwave introduction device is used than when the linear introduction device is used, but the plasm near the introduction portion 10 3 and the end portion 2 0 4 is still present. Misalignment occurs.
  • 1 0 1 is a cylindrical waveguide
  • 1 0 2 is a plurality of microwaves formed inside the cylindrical waveguide 1 0 1 for introducing microwaves from the cylindrical waveguide 1 0 1 into the plasma generation chamber.
  • the slot 10 3 is a microwave introduction part for introducing a microwave into the cylindrical waveguide 10 1. .
  • the distribution block 4 0 5 is made of A 1 and has a right-angled isosceles triangular prism, and the two reflecting surfaces that are perpendicular to each other are inclined by 45 ° to the direction of the mouth opening portion 40 3.
  • the width of the long side is the same as the width of the inner wall of the waveguide 101, that is, 27 mm, and the center is set to coincide with the center of the introduction part 40 3.
  • the plasma density distribution in the circumferential direction thus obtained is shown in Fig. 4 (C).
  • the length of the slot 10 2 is long (for example, 45 mm)
  • the leak rate from each slot is increased, and the microwave is easily introduced from the slot 10 2 close to the introduction part 40 3.
  • the plasma density also increases at a portion close to the introduction portion 40 3.
  • the length of the slot 10 2 is short (eg 40 mm)
  • the leak rate from each slot decreases, and the microwave is introduced from the slot 1 0 2 close to the introduction part 4 0 3. Since it is difficult to be introduced at a portion that strongly interferes with the facing portion, the plasma density is also increased at the facing portion of the introducing portion 40 3.
  • the optimum length of the slot is 1/4 to 3 to 8 times the guide wavelength, which was used in this experiment.
  • the cylindrical waveguide 10 1 inside wavelength of about 1 59 mm
  • it is 40 mm to 60 mm.
  • the introduction part 40 3 is configured perpendicular to the cylindrical waveguide 10 1, and the microwave is distributed in two directions near the introduction part and propagates to both sides of the waveguide 1 0 1. Generated by causing the distributed microwaves to interfere with each other By providing a slot that fits the “belly”, and by optimizing the slot length, it is possible to introduce a uniform plasma and generate a uniform plasma. There was found.
  • the purpose of this experiment was to clarify the effect of the magnetic field on the plasma density distribution in the plasma generation chamber.
  • a microwave was introduced into the plasma generation chamber from the outer periphery of the quartz plasma generation chamber made of quartz using a cylindrical microwave waveguide having a magnetic field generation means.
  • the spatial density distribution was measured by the probe method, and compared with the no-field type in Experiment 4.
  • 1 0 1 is a cylindrical waveguide, and 1 0 2 is formed inside the cylindrical waveguide 1 0 1 to introduce a microwave from the cylindrical waveguide 1 0 1 to the plasma generation chamber.
  • a plurality of slots, 40 3 a microwave introduction section connected vertically to the cylindrical waveguide 10 1 for introducing the microwave into the cylindrical waveguide 1 1, 4 0 5 is a distribution block that distributes the microphone mouth wave introduced into the introduction section 10 3 in two directions and promotes the propagation of the microwave to both sides of the cylindrical waveguide 10 1.
  • Fig. 5 (B) The plasma density distribution in the circumferential direction thus obtained is shown in Fig. 5 (B). From the results shown in Fig. 5 (B), the following can be understood. That is, compared to the case of using the cylindrical waveguide used in Experiment 4, the uniformity is the same as ⁇ 6%, but the plasma density is 3X10 1 1 cm- 3 on average. It was.
  • 6 0 1 is a rectangular waveguide
  • 60 2 is a plurality of waveguides formed inside the rectangular waveguide 6 0 1 in order to introduce microwaves from the rectangular waveguide 6 0 1 into the plasma generation chamber.
  • Slots 4 0 3 are connected vertically to the rectangular waveguide 6 0 1 for introducing the microphone mouth wave into the rectangular waveguide 6 0 1.
  • the microwave introduction part 4005 distributes the microphone mouth wave introduced into the introduction part 40 3 in two directions and promotes the propagation of the microwave to both sides in the rectangular waveguide 60 1
  • the block 60 8 is a reflection block that promotes vertical reflection at the corner of the ⁇ -shaped waveguide 60 1 and improves the propagation efficiency of the microphone mouth wave.
  • the reflection block 60 8 is made of A 1 and has a right-angled isosceles triangular prism, and the long side which is the reflection surface is 45 with respect to the traveling direction of the microphone mouth wave. Inclination, long side width is twice the width of the inner wall of the rectangular waveguide 60 1, that is, 38 mm, so that the center of the long side coincides with the center of the rectangular waveguide 60 1 installed.
  • 6 1 1 is a plasma generating chamber
  • 6 1 2 is a rectangular shape with an outer diameter of 6 60 mm X 2 30 mm constituting the plasma generating chamber
  • 6 1 1 6 4 1 is a platinum probe for measuring plasma density that can move in the long direction
  • 6 4 2 is an I-V measuring instrument that applies voltage to the probe and measures the flowing current.
  • Plasma generation was performed as follows. Through the exhaust system (not shown) to evacuate the plasma generation chamber 6 1 1 to a pressure of 1 0- 6 T o rr. Subsequently, nitrogen gas for plasma generation was introduced into the plasma generation chamber 6 1 1 through the gas inlet port 6 1 3 at a flow rate of 1 slm. Next, a conductance valve (not shown) provided in the exhaust system (not shown) was adjusted, and the inside of the plasma generation chamber 6 1 1 was maintained at 5 O m Torr. Then, 2.50 W of power from a microwave power source (not shown) of 2.45 GHz was supplied into the plasma generation chamber 6 1 1 through the rectangular waveguide 60 1. As a result, plasma was generated in the plasma generation chamber 6 1 1. At this time, the microwave introduced from the introduction section 40 3 is distributed in two directions by the distribution block 40 5, propagates to both sides in the annular waveguide 60 1, and is reflected by the reflection probe.
  • the electron density of the plasma was measured by the Langmuir probe method. Specifically, the potential applied to the probe 6 4 1 is changed in the range of 50 to +50 V, and the current flowing through the probe 6 4 1 is measured by the I 1 V measuring instrument 6 4 2. The electron density was calculated from the I-V curve.
  • the plasma density distribution in the longitudinal direction was evaluated by moving the probe 6 4 1 in the longitudinal direction in the plasma generation chamber 6 1 1 and measuring the plasma density.
  • Figure 6 (B) shows the plasma density distribution in the longitudinal direction obtained in this way. From the results shown in Fig. 6 (B), the following can be understood. That is, the plasma density was almost uniform except that it became higher at both ends, and an average value of 1.2 X 10 0 1 cm- 3 was obtained.
  • An annular waveguide having a ridge, a microwave introduction section vertically connected to the annular waveguide, and a distribution block that distributes the microphone mouth wave in two directions and promotes propagation to both sides of the annular waveguide.
  • To optimize slot length By doing around (Iv) Uniformity in the circumferential direction by providing a magnetic field generating means for generating a magnetic field parallel to the inner wall surface of the quartz tube between the slots of the annular waveguide.
  • V Multiple slots provided at intervals of 1/4 of the in-tube wavelength for introducing the microphone mouth wave from the annular waveguide into the plasma generation chamber.
  • Microwave introduction part connected vertically to the annular waveguide to introduce the microphone mouth wave into the annular waveguide, and microwaves are distributed in two directions to promote propagation to both sides in the annular waveguide
  • Non-cylindrical waveguides by using a rectangular annular waveguide having a distribution block to be applied and a reflection block that promotes vertical reflection at corners in the annular waveguide and improves microwave propagation efficiency.
  • Even in the rectangular plasma generation chamber High density plasma can be generated.
  • the microwave introduction device of the present invention includes an endless annular waveguide formed in an annular shape so as to surround a plasma generation chamber, an introduction portion for introducing microwaves into the waveguide, and the annular waveguide Microphone mouth wave introducing device composed of a plurality of slots provided on the inner wall surface of the plasma generation chamber at intervals of 1/4 of the in-tube wavelength, in particular, the introducing portion is connected perpendicularly to the annular waveguide
  • the microwave mouth wave is distributed in two directions, propagates to both sides, and is a microwave introduction device in which the distributed microwaves interfere with each other.
  • a plasma processing apparatus provided with the microphone mouth wave introducing device of the present invention includes a waveguide formed in an annular shape so as to surround the plasma processing device, an introducing portion for introducing a microwave into the waveguide, A microwave introducing device composed of a plurality of slots provided on the inner wall surface of the annular waveguide on the plasma processing device side at intervals of 14 in the guide wavelength, in particular, the introducing portion is the annular guide.
  • a microphone that is connected vertically to the wave tube, and in which the microwaves are distributed in two directions at the introduction section and propagated to both sides, and the distributed microphone mouth waves interfere with each other. It is a plasma processing apparatus equipped with a mouth wave introducing device.
  • Frequency of the microphone port wave used in the use of the microphone port microwave introduction device of the present invention is in the above experiment using 2.4 5 GH Z, selected from a range of 0.8 GH z or 2 0 GH z can do.
  • the shape of the endless annular waveguide used in the present invention is cylindrical or rectangular in the above-described experiment, but may be polygonal or other shapes depending on the shape of the plasma generation chamber.
  • Regarding the cross-sectional shape of the annular waveguide in the above-mentioned experiment, a rectangular shape with the same dimensions as the WR T-2 standard waveguide was used. Any other shape can be used as long as microwaves can propagate.
  • the inner circumference of the tube is an integer multiple of 3 to 24 times the tube wavelength.
  • the material used for the annular waveguide was a stainless steel-coated copper-coated two-layer coating, but Cu, A1, Fe, Ni, etc. Al, W, Mo, Ti, Ta for various metals and alloys, various glass, quartz, silicon nitride, alumina, acrylic, polycarbonate, polychlorinated bur, and polyimide Any material that has sufficient mechanical strength and is covered with a conductive layer with a thickness greater than the penetration depth of the microphone mouth wave, such as a metal thin film coating such as Cu, Ag, etc., can be used. is there.
  • the shape of the slot provided in the microwave introduction device of the present invention a rectangular shape whose long side is 40 mm to 6 O mm ⁇ 4 mm perpendicular to the traveling direction of the microwave was used in the experiment.
  • the long side is parallel or inclined to the traveling direction of the microphone mouth wave, either rectangular, circular, polygonal, iron array type or star type, as long as microwaves can be introduced from the slot it can.
  • the long side is a rectangular shape with a length of 4 O mm to 60 mm x 1 mm to 5 mm perpendicular to the direction of microwave travel. Things are optimal.
  • the slot length is adjusted so that the amount of microwave leakage from each slot is almost equal.
  • the slot length can be adjusted by applying conductive tape or using a shutter.
  • the interval between each slot was set to be 1/4 of the wavelength in the tube, but it may be an integral multiple of it, and may not be provided in a portion where plasma generation is not required.
  • the slot was a hole in the experiment, but a means such as a dielectric window that allows the transmission of the microphone mouth wave can be used instead of the slot.
  • a magnetic field generating means can be used to effectively accelerate electrons by E (electric field) XB (magnetic field) drift.
  • E electric field
  • XB magnetic field
  • Any magnetic field generating means that can generate a magnetic field perpendicular to the electric field (perpendicular to the side wall of the plasma generation chamber) near the slot of the annular waveguide (that is, parallel to the side wall of the plasma generation chamber) can be used.
  • permanent magnets were used in the experiment, electromagnets can also be used.
  • a multicusp magnetic field was used, but any magnetic circuit capable of generating EXB drift can be used with either a cylindrical magnetron magnetic field or a cylindrical mirror magnetic field.
  • a multicusp magnetic field using a permanent magnet or a single cylindrical magnetron magnet i is optimal.
  • the magnetic flux density can be controlled by changing the number and arrangement of permanent magnets, or by changing the magnetization density of the magnets or the distance between the plasma generation chamber side wall and the magnet.
  • an air cooling mechanism was used to prevent overheating of the magnet, but other cooling means such as water cooling may be used, and even when a magnet is not used, it is better to use a cooling means to prevent oxidation of the waveguide surface layer. Good.
  • microwave introduction apparatus of the present invention and the plasma processing apparatus equipped with the apparatus will be described below with reference to the drawings and specific examples of the apparatus of the present invention.
  • the present invention is not limited in any way by these.
  • FIG. 3 (A) schematically shows the configuration of a tangentially-introducing cylindrical microphone mouth wave introducing device as an example of the microwave introducing device of the present invention.
  • This device was completed based on the results of Experiments 2 and 3.
  • 1 0 1 is a cylindrical waveguide
  • 1 0 2 is inside the cylindrical waveguide 1 0 1 for introducing microwaves from the cylindrical waveguide 1 0 1 to the plasma generation chamber.
  • a plurality of slots provided by drilling, 10 3 is a microphone mouth wave connected in the tangential direction of the cylindrical waveguide 10 1 for introducing microwaves into the cylindrical waveguide 10 1. Part.
  • the cylindrical waveguide 10 1 has an inner wall cross-sectional dimension of 27 mm X 96 mm, which is the same as that of the WR T-2 standard waveguide, and has a center diameter of 35 4 mm.
  • the cylindrical waveguide 10 1 is made of stainless steel to maintain mechanical strength.
  • the inner wall surface is coated with copper and coated with silver to suppress microwave propagation loss. Double-layered plating is applied.
  • the shape of the slot 10 2 is a rectangle having a length of 40 mm to 75 mm and a width of 4 mm.
  • the length of the slot 10 2 is from 40 mm to 7 mm as it advances from the microwave introduction part 10 3 to the opposite part so that the leak amount of the microphone mouth wave from each slot 10 2 becomes equal. It gradually increases to 5 mm.
  • Slots 102 of this shape are provided inside the cylindrical waveguide 10 1 by drilling at intervals of 14 in the guide wavelength.
  • the guide wavelength depends on the frequency of the microwave used and the cross-sectional dimensions of the waveguide, but it is approximately 15 when using a microphone mouth wave with a frequency of 2.4 5 GHz and a waveguide with the above dimensions. 9 mm.
  • the cylindrical waveguide 10 1 is provided with 28 slots of the above shape at intervals of about 40 mm.
  • Microphone mouth wave introduction part 1 0 3 has 4 stub tuner, directional coupler, An isolator and a microwave power source (not shown) with a frequency of 2.45 GHz are connected in sequence.
  • the cross-sectional dimension of the microphone mouth wave introducing portion 10 3 is the same as that of the cylindrical waveguide 10 1 in FIG. 3 (A), but from the introducing portion 10 3 to the cylindrical waveguide 1 0 1
  • the inner wall size of the introduction part 10 3 is changed to the cylindrical waveguide. As it approaches 1 0 1, it may be reduced to a constant value.
  • the plasma treatment using the apparatus shown in FIG. 3 (A) is performed, for example, as follows. That is, the inside of the plasma generation chamber (not shown) is evacuated by an exhaust system (not shown), the plasma generating gas is introduced into the plasma generation chamber through the gas introduction means, and the conductance valve (not shown) is passed through. The inside of the plasma generation chamber is adjusted to a desired pressure. A desired power is supplied from a microphone mouth wave power source (not shown) into the plasma generation chamber via the cylindrical waveguide 10 1. As a result, a uniform plasma is generated in the plasma generation chamber. At this time, the microwave is introduced into the cylindrical waveguide 10 1 through the introduction section 102 and propagates mainly in the tangential direction through the cylindrical waveguide 1 0 1, with a certain amount of leakage.
  • Fig. 4 (A) schematically shows the configuration of a two-way distributed interference type cylindrical microwave introduction device as an example of the microwave introduction device of the present invention. This device was completed based on the results of Experiments 4-5.
  • 1 0 1 is a cylindrical waveguide
  • 1 0 2 is the inside of the cylindrical waveguide 1 0 1 for introducing microwaves from the cylindrical waveguide 1 0 1 into the plasma generation chamber.
  • a plurality of slots provided by perforation, 4 0 3 is a microwave-guided cylindrical wave Corrected paper (Rule 91) Microwave introduction part vertically connected to cylindrical waveguide 10 0 1 for introduction into tube 10 1, 4 0 5 distributes microwave introduced into introduction part 4 0 3 in two directions inside This is a distribution block that promotes the propagation of microwaves to both sides of the cylindrical waveguide 10 1.
  • the cylindrical waveguide 10 1 has an inner wall cross-sectional dimension of 27 mm ⁇ 96 6 mm, which is the same as the W R T-2 standard waveguide, and a center diameter of 35 4 mm.
  • the cylindrical waveguide 101 is made of stainless steel to maintain mechanical strength, and the inner wall is coated with copper and further coated with silver to suppress microwave propagation loss. Two-layer plating is applied.
  • the shape of the slot 10 2 is a rectangle with a length of 4 2 mm and a width of 4 mm. 28 slots of this shape are provided at intervals of approximately 40 mm inside the cylindrical waveguide 10 1.
  • a stub tuner, a directional coupler, an isolator, and a microwave power source (not shown) having a frequency of 2 ⁇ 45 GHz are connected in order to the microphone mouth wave introducing section 40-3.
  • the distribution block 40 5 is made of A 1 and has a right-angled isosceles triangular prism, and the two reflecting surfaces perpendicular to each other are inclined by 45 ° to the direction of the microwave introduction part 40 3, respectively. Is equal to the width of the inner wall of the waveguide 10 1, that is, 2 7 mm, and the center thereof is set to coincide with the center of the microwave introduction part 4 0 3.
  • the magnetic field generating means as described in Experiment 5 may be provided to improve the plasma density.
  • plasma processing using the apparatus shown in FIG. 4 (A) is performed as follows. That is, the inside of the plasma generation chamber (not shown) is evacuated by an exhaust system (not shown). Plasma generating gas is introduced into the plasma generating chamber through the gas introducing means. A conductance valve (not shown) provided in the exhaust system (not shown) is adjusted to adjust the plasma generation chamber to a desired pressure. Desired from microwave power source (not shown) Corrected paper (Rule 91) Is supplied to the plasma generation chamber through the cylindrical waveguide 10 1. As a result, uniform plasma is generated in the plasma generation chamber. At this time, the microwave is introduced into the cylindrical waveguide 10 1 through the introduction part 103 and is distributed in two directions on both sides of the distribution block 4 0 5 by the distribution block 4 0 5.
  • FIG. 6 (A) schematically shows the configuration of a two-way distributed interference type rectangular microwave introducing device as an example of the microwave introducing device of the present invention. This device was completed based on the results of Experiment 6.
  • 60 1 is a rectangular waveguide
  • 60 2 is an inside of the rectangular waveguide 6 0 1 for introducing a microphone mouth wave from the rectangular waveguide 6 0 1 to the plasma generation chamber.
  • a plurality of slots provided by perforating a micro wave which is vertically connected to a rectangular waveguide 6 0 1 for introducing microwaves into the rectangular waveguide 6 0 1
  • Introducing section 4 0 5 is a distribution block that distributes the microwaves introduced into introducing section 4 0 3 in two directions and promotes the propagation of the microphone mouth wave to both sides in rectangular waveguide 6 0 1, 6 0
  • Reference numeral 8 is a reflection block that promotes vertical reflection at the corners in the annular waveguide 60 1 and improves the propagation efficiency of microwaves.
  • the rectangular waveguide 10 1 has an inner wall cross-sectional dimension of 27 mm x 96 mm, which is the same as the WRT-2 standard waveguide, and an outer dimension of 7 22 mm x 29 2 mm.
  • the rectangular waveguide 6 0 1 is made of stainless steel to maintain mechanical strength, and its inner wall surface suppresses microwave propagation loss. For this reason, a two-layer coating with copper coating and silver coating is applied.
  • the shape of the slot 60 2 is a rectangle with a length of 41 mm and a width of 4 mm. 46 slots of this shape 60 2 are formed at intervals of about 40 mm inside the rectangular waveguide 60 1.
  • a stub tuner, a directional coupler, an isolator, and a microwave power source (not shown) having a frequency of 2.45 GHz are connected in order to the microphone mouth wave introduction section 4 03.
  • the distribution block 40 5 is made of A 1 and has a right-angled isosceles triangular prism.
  • the two reflecting surfaces that are perpendicular to each other are inclined by 45 ° to the direction of the microwave introduction part 40 3, respectively.
  • Reflective block 6 0 8 is made of A 1 and has a right isosceles triangular prism shape.
  • the long side which is the reflective surface, is inclined by 45 ° with respect to the direction of travel of the microphone mouth wave, and the width of the long side is rectangular. It is twice the width of the inner wall of the waveguide 60 1, that is, 38 mm, and is set so that the center of the long side coincides with the center of the rectangular waveguide 60 1.
  • the plasma treatment using the apparatus shown in FIG. 6 (A) is performed as follows. That is, the inside of the plasma generation chamber (not shown) is evacuated by an exhaust system (not shown). Plasma generating gas is introduced into the plasma generating chamber through the gas introducing means. A conductance valve (not shown) provided in the exhaust system (not shown) is adjusted to adjust the plasma generation chamber to a desired pressure. A desired power is supplied from a microwave power source (not shown) to the plasma generation chamber via the rectangular waveguide 60 1. As a result, uniform plasma is generated in the plasma generation chamber. At this time, the microwave is introduced into the rectangular waveguide 60 1 through the introduction part 40 3, and is distributed in two directions on both sides of the distribution block 4 0 5 by the distribution block 4 0 5.
  • FIG. 7 (A) shows a schematic diagram of a cylindrical plasma CVD apparatus which is an example of the microwave plasma processing apparatus of the present invention.
  • the microwave introduction device shown in Fig. 4 (A) is used. That is, 1 0 1 is an annular waveguide, 1 0 2 is a slot for introducing a microphone mouth wave from the annular waveguide 1 0 1 into the plasma processing chamber 1 1 1, 1 0 3 is an annular waveguide 1 0 1 is an introduction port for introducing microwaves, 4 0 5 is a distribution block for distributing and propagating the microphone mouth wave in two directions in the annular waveguide 1 0 1, 1 1 2 is the reaction chamber 1 A quartz tube constituting 1 1, 7 1 is a substrate for forming a thin film on the surface, and 7 2 3 is a gas introduction means for introducing a reaction gas into the plasma processing chamber 1 1 1.
  • the gas introduction means 7 2 for example, a ring-shaped gas introduction pipe or a coaxial multiple pipe can be used.
  • the procedure for forming a deposited film using the apparatus shown in Fig. 7 (A) is, for example, as follows. After the cylindrical substrate 7 2 1 for deposit film formation is placed in the plasma processing chamber 1 1 1, the inside of the plasma processing chamber 1 1 1 is evacuated by an exhaust system (not shown) and the substrate 7 2 1 Is heated and held at a desired temperature by a heating means (not shown). After introducing the reaction gas into the plasma processing chamber 1 1 1 through the gas introduction means 7 2 3, the conductance valve (not shown) provided in the exhaust system (not shown) is adjusted to obtain the plasma processing chamber 1 1 Adjust the inside of 1 to the desired pressure.
  • the reaction gas introduced into the plasma processing chamber 1 1 1 through the gas introduction means 7 2 3 is excited and decomposed to generate a precursor, which adheres to and accumulates on the substrate 7 2 1. This results in the formation of a film.
  • the cylindrical substrate 7 2 1 can be conveyed in the axial direction, and a large number of cylindrical substrates can be processed continuously.
  • Fig. 7 (B) shows a schematic diagram of a cylindrical plasma C VD device configured to arrange a plurality of substrates as shown in Example 2-(1).
  • This device example is different from the device shown in device example 2— (1) only in the number of substrates 7 2 1 and the shape of the reaction gas introduction means 7 2 3, and other configurations are not different.
  • the gas introducing means 7 2 3 has a large number of gas discharge holes, and a plurality of base bodies 7 2 1 are arranged concentrically around the gas introducing means.
  • the substrate 7 2 1 can be rotated by a rotating means (not shown).
  • a DC or AC bias can be applied to the gas introduction means 7 2 3 to further uniform the plasma.
  • the applied bias can be within the range in which the density and potential of the plasma can be controlled. For example, from ⁇ 500 V to +20 V DC bias, frequency from 40 Hz It is possible to cite 300 MHz MHz.
  • Example 2-(3) shows a schematic diagram of a cylindrical plasma C VD device configured to arrange a pluralit
  • Fig. 8 (A) shows a schematic diagram of an example in which the microwave plasma processing apparatus of the present invention is applied to an isolated plasma CVD apparatus.
  • the microwave introduction device the one shown in Fig. 4 (A) is used.
  • 8 0 1 is an annular waveguide
  • 80 2 is a slot for introducing a microphone mouth wave from the annular waveguide 8 0 1 into the plasma processing chamber 8 1 1
  • 8 1 2 is a plasma generation chamber 8 1 1 is composed of quartz tube
  • 8 1 3 is plasma generation First gas introduction means for introducing the first gas for plasma into the plasma generation chamber 8 1 1
  • 8 2 1 is a base for forming a thin film on the surface
  • 8 2 2 supports the base 8 2 1
  • 8 2 3 is a second gas introduction means for introducing a second gas into the processing chamber 8 2
  • 8 2 4 is a plasma generating chamber 8 1 1 and a film forming chamber 8 2 0.
  • any gas introduction means can be used as long as it has a gas introduction port in contact with the microwave plasma.
  • a ring-shaped gas introduction pipe or a coaxial multiple pipe can be used.
  • the distance between the annular waveguide and the substrate in this device example is preferably in the range of 50 to 300 mm.
  • the procedure for forming a deposited film using the apparatus shown in Fig. 8 (A) is, for example, as follows. After the substrate 8 2 1 for deposit film formation is placed on the substrate support 8 2 2 in the processing chamber 8 2 0, the inside of the plasma generation chamber 8 1 1 and the processing chamber 8 2 0 is exhausted by an exhaust system (not shown). The substrate 8 2 1 is heated and held at a desired temperature by the heating means 8 3 1. The first gas for plasma generation is introduced into the plasma generation chamber 8 1 1 through the first gas introduction means 8 1 3 and the second gas is introduced into the second gas introduction means 8 2 3 Into the film forming chamber 8 20.
  • a conductance valve (not shown) provided in the exhaust system (not shown) is adjusted to adjust the inside of the plasma generation chamber 8 11 and the film forming chamber 8 20 to a desired pressure.
  • a desired power is supplied from a microwave power source (not shown) to the plasma generation chamber 8 1 1 via the annular waveguide 8 0 1.
  • uniform plasma is generated only in the plasma generation chamber 8 1 1.
  • the first gas introduced into the plasma generation chamber 8 11 through the first gas introducing means 8 13 is excited and decomposed to generate active species.
  • the generated active species pass through the porous separator plate 8 24 and is transported to the film forming chamber 8 20, and the second active gas introduced into the film forming chamber 8 20 through the second gas introducing means 8 2 3. It reacts with this gas to produce a precursor, and the produced precursor adheres onto the substrate 8 2 1, resulting in the formation of a deposited film.
  • FIG. 8 (B) shows a schematic diagram of an example in which the microwave plasma processing apparatus of the present invention is applied to an optically assisted plasma CVD apparatus.
  • the isolated plasma CVD apparatus shown in Example 2-(3) is provided with light irradiation means for irradiating the substrate surface with visible ultraviolet light.
  • the other configuration is as in Example 2-(3).
  • 8 3 1 is an illumination system for irradiating the surface of the substrate 8 2 1 with visible ultraviolet light. This is a light introduction window to be introduced.
  • the illumination system 8 3 1 irradiates the light source, a reflector mirror that collects the light from the light source, an integration that mixes and equalizes the light, and a parallel light flux on the light introduction window 8 3 2 It is composed of a collimating lens.
  • a reflector mirror that collects the light from the light source
  • an integration that mixes and equalizes the light
  • a parallel light flux on the light introduction window 8 3 2 It is composed of a collimating lens.
  • the substrate 8 2 1 by irradiating the substrate 8 2 1 with visible ultraviolet light from the illumination system 8 3 1, volatile components and impure components adhering to the substrate 8 2 1 can be desorbed. High quality deposited films can be formed.
  • the light source of the illumination system 8 3 1 includes low pressure mercury lamp, high pressure mercury lamp, ultra high pressure mercury lamp, xenon-mercury lamp, xenon lamp, deuterium lamp, Ar resonance line lamp, K r resonance It has a wavelength that can be absorbed by the precursor attached to the substrate surface, such as a line lamp, Xe resonance line lamp, excimer laser, Ar + laser 2 times high frequency, N 2 laser, YAG laser 3 times high frequency, etc. Any light source can be used.
  • Fig. 9 (A) shows a schematic diagram of an example in which a gate-type plasma CVD apparatus is configured with the microwave plasma processing apparatus of the present invention.
  • the microwave introduction device shown in Fig. 6 (A) is used.
  • 60 1 is a rectangular annular waveguide
  • 60 2 is a slot for introducing microwave from the annular waveguide 60 1 into the plasma processing chamber 9 1
  • 4 0 3 is an annular guide.
  • Introducing microphone mouth wave into wave tube 6 0 1, 4 0 5 is micro
  • a branch block for splitting the wave into two and propagating it in the annular waveguide 6 0 1, 6 0 8 promotes the vertical reflection of microwaves at the corners in the annular waveguide 6 0 1, Reflection block to improve wave propagation efficiency
  • 9 1 2 is a rectangular quartz tube constituting the plasma processing chamber 9 1 1
  • 9 2 1 is a strip substrate for forming a thin film on the surface
  • 9 2 2 is This is a winding bobbin for winding the belt-like substrate 9 2 1.
  • a substrate delivery bobbin (not shown) is arranged on the opposite side of the scraping bobbin 9 2 2, and the substrate delivery bobbin and the substrate take-up bobbin 9 2 2 is configured to be housed in a vacuum container (not shown).
  • a gas gate (not shown) is provided between the rectangular quartz tube 9 1 2 and the vacuum container containing the substrate feeding bobbin, and between the rectangular quartz tube 9 1 2 and the vacuum vessel containing the substrate winding bobbin. are provided.
  • the procedure for forming a deposited film using the apparatus shown in Fig. 9 (A) is as follows, for example.
  • a belt-like substrate 9 2 1 delivered from a substrate delivery bobbin (not shown) is passed through the plasma processing chamber 9 1 1 through a gas gate (not shown), and the substrate 9 2 1 is further wound around the substrate via a gas gate (not shown).
  • Each of the vacuum container for storing the substrate delivery bobbin, the plasma processing chamber 9 1 1 and the vacuum container for storing the substrate take-up bobbin is evacuated by an unillustrated exhaust means and is provided in the plasma processing chamber 9 1 1.
  • the belt-like substrate 9 2 1 is heated and held at a desired temperature by a heating means (not shown).
  • the substrate delivery bobbin and the substrate winding bobbin 9 2 2 are rotated to convey the belt-like substrate 9 2 1 at a predetermined speed, and the reaction gas is introduced into the plasma processing chamber 9 1 1 via a gas introduction means (not shown). Introduce. A gate gas is supplied to a gas gate (not shown), and an exhaust means (not shown) provided in the plasma processing chamber 9 11 is adjusted to adjust the inside of the plasma processing chamber 9 1 1 to a desired pressure. Next, a desired power is supplied through an annular waveguide 6 0 1 from a microwave power source (not shown). Supply to the processing chamber 9 1 1. As a result, uniform plasma is generated in the reaction chamber 9 1 1. The reaction gas introduced into the reaction chamber 9 1 1 through the gas introduction means 9 2 3 is excited and decomposed to generate a precursor, and the precursor adheres to the strip substrate 9 2 1 to form a deposited film. Bring.
  • Figure 9 (B) shows a schematic diagram of the multi-gate plasma C V DD device.
  • This apparatus example is an apparatus example configured to continuously form a multilayer film by arranging a plurality of plasma processing chambers shown in the apparatus example 2- (5).
  • FIG. 9 (B) three plasma processing chambers 9 1 1, 9 1 1 ′ and 9 1 1 ⁇ are arranged continuously via gas gates 9 5 4 and 3 Deposited films having different compositions can be formed in the plasma processing chambers 9 1 1, 9 1 1 ′ and 9 1 1 ⁇ , respectively.
  • 9 5 5 is a substrate feeding vacuum vessel
  • 9 5 6 is a substrate winding vacuum vessel, inside of which a substrate feeding bobbin 9 5 1 and a substrate winding bobbin 9 5 2 are arranged, respectively.
  • 9 2 2 is a roller for supporting and transporting the belt-like substrate 9 2 1
  • 9 5 7 is a temperature adjusting mechanism.
  • 9 5 8 is a conductance valve for adjusting the displacement.
  • the belt-like substrate 9 2 1 delivered from the substrate delivery bobbin 9 5 1 passes through the plasma processing chambers 9 1 1, 9 1 1 ′ and 9 1 1 ⁇ , and is then wound around the substrate take-up bobbin 9 5 2. It is done.
  • the microwave introduction device shown in Fig. 6 (A) is used.
  • 9 2 3, 9 2 3 ′ and 9 2 3 ⁇ are reaction gas introduction means, respectively, and
  • 9 5 3, 9 5 3 ′ and 9 5 3 ⁇ are heating means for heating the belt-like substrate, respectively.
  • 9 6 0, 9 6 0 ′ and 9 60 0 ⁇ are exhaust means for the plasma processing chambers 9 1 1, 9 1 1 ′ and 9 1 1 ⁇ , respectively.
  • the procedure for forming a deposited film using the apparatus shown in Fig. 9 (B) is, for example, as follows.
  • Substrate delivery bobbin 9 5 1 The band-shaped substrate 9 2 1 is set in the substrate winding bobbin 9 52 through the plasma processing chambers 9 1 1, 9 1 1 ′ and 9 1.1 mm.
  • Each of the vacuum chamber for substrate delivery 9 5 5, the plasma processing chamber 9 1 1, 9 1 1 ′, 9 11 1 ⁇ ⁇ and the vacuum chamber 9 5 6 for winding the substrate is evacuated by the evacuation means and heated by 9 5 3, 9 5 3 ′ and 9 5 3 ”hold and hold the belt-like substrate 9 2 1 at a desired temperature.
  • the substrate feeding bobbin 9 5 1 and the substrate winding bobbin 9 5 2 are rotated to rotate the belt-like substrate 9 2. 1 is transported at a predetermined speed, and the reaction gas is introduced into the plasma processing chambers 9 1 1, 9 1 1 'and 9 1 1 ⁇ through the gas introduction means 9 2 3, 9 2 3' and 9 2 3 " Introduce. Flow the gate gas to the gas gate 9 5.4 and adjust the plasma processing chamber 9 1 1, 9 1 1 'and 9 1 1 ⁇ to the desired pressure via the exhaust means 9 6 0, 9 60' and 9 6 0 ⁇ To do.
  • Desired power is supplied to the plasma processing chambers 9 1 1, 9 1 1 'and 9 1 1 ⁇ via the annular waveguides 6 0 1, 6 0 1' and 6 0 1 ⁇ from a microwave power source (not shown) .
  • a microwave power source not shown
  • uniform plasma is generated in the plasma processing chambers 9 1 1, 9 1 1 ′ and 9 1 1 ⁇ .
  • the reaction gas introduced into the reaction chambers 9 1 1, 9 1 1 ′ and 9 1 1 ⁇ through the gas introduction means 9 2 3, 9 2 3 ′ and 9 2 3 ⁇ is excited, It is decomposed to produce a precursor, which is deposited on the band-like substrate 9 2 1, resulting in the formation of a deposited film.
  • deposited films having different compositions can be laminated on the strip-shaped substrate 9 2 1 that has passed through the plasma processing chambers 9 1 1, 9 1 1 ′ and 9 11 1.
  • the two strip-shaped substrates 9 2 1 having the uncoated surfaces may be transported simultaneously.
  • the pressure in the reaction chamber, the plasma generation chamber and the processing chamber in the plasma processing apparatus of the present invention can be preferably selected from the range of 0.01 Torr to 0.5 Torr.
  • the substrate temperature when the deposited film is formed on the substrate by the plasma processing apparatus of the present invention is somewhat different depending on the type of film forming source gas used, the type of deposited film, and the use, but in general, preferably 5 0 to 6 0 0 ° C The optimum range is from 100 to 400 ° C.
  • the deposited film is formed by the plasma processing apparatus of the present invention by appropriately selecting the gas to be used, by selecting Si 3 N 4 , S i 0 2 , Ta 2 0 5 , ⁇ i 0 2 , ⁇ i ⁇ , A 120 3 , A 1 ⁇ , Mg F 2 and other insulating films, a—S i, poly —S i, S i C, and G a A s semiconductor films, A 1, W, Mo, T i, T It is possible to efficiently form various deposited films such as metal films such as a.
  • the plasma processing apparatus of the present invention can also be applied to surface modification.
  • the gas to be used for example, using Si, A1, Ti, Zn, Ta, etc. as the substrate or surface layer, these substrates or surface layers are oxidized. Processing, nitriding, and B, As, P, etc. can be performed.
  • the plasma processing technique employed in the present invention can also be applied to a cleaning method. In that case, it can also be used for cleaning oxides, organic substances, and heavy metals.
  • the substrate on which the functional deposition film is formed by the plasma processing apparatus of the present invention may be a semiconductor, a conductive one, or an electrically insulating one.
  • these bases have a DC bias or frequency of 40 Hz to 30 Hz to improve performance such as denseness, adhesion, and step coverage.
  • An AC bias of 0 MHz may be applied.
  • Conductive substrates include metals such as Fe, Ni, Cr, A1, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt, and Pb, or alloys thereof such as brass and stainless steel.
  • metals such as Fe, Ni, Cr, A1, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt, and Pb, or alloys thereof such as brass and stainless steel.
  • steel For example, steel.
  • S i 0 2 systems quartz and various glasses, S i 3 N 4, N a C 1, KC 1, L i F, C a F 2, B a F 2, A 1 2
  • inorganic substances such as 0 3 , A 1 N, MgO, polyethylene, polyester, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, Polyimido Examples include organic films and sheets.
  • Example 2 When using the plasma processing equipment shown in (3) and Example 2-(4), the gas that can be easily decomposed and deposited alone by the action of plasma achieves the stoichiometric composition. In order to prevent film adhesion in the plasma generation chamber, it is desirable to introduce it into the processing chamber via the second gas introduction means 8 2 3 in the processing chamber. In addition, it is desirable to introduce a gas that is not easily decomposed by the action of plasma and difficult to deposit alone into the plasma generation chamber via the first gas inlet 8 13 in the plasma generation chamber. .
  • Si-based semiconductor thin films such as a-Si, poly-Si, and SiC
  • Inorganic silanes such as Si H 4 and Si 2 H 6
  • organic silanes such as tetraethylsilan (TES), tetramethylsilan (TMS), dimethylsilane (DMS), and Si F 4 , Si 2 F 6 , Si HF 3 , Si H 2 F 2 , Si C 1 "Si 2 C 16 , Si HC 1 3) Si H 2 C", Si H 3 C 1
  • Halosilanes such as Si C 1 2 F 2 , and the like that are in a gas state at normal temperature and pressure or those that can be easily gasified.
  • H 2 , He, Ne, A r, K r, X e, and R n are used as plasma generating gases introduced through the first gas inlet 8 13. Can be mentioned.
  • S i a raw material containing S i 3 N 4, S i 0 2 S i atom introduced through the second gas introducing means 8 2 3 in the case of forming a S i compound-based thin film such as, S i Inorganic silanes such as H 4 , Si 2 H 6 , organic silanes such as tetraethoxysilane (TEOS), tetramethyoxysilan (TMO S), octamethylcyclotetrasilane (OMC TS), Si F 4, S i 2 F 6 , S i HF 3, S i H 2 F 2, S i C 1 4, S i 2 C 1 6, S i HC 1 3, S i H 2 C 1 2 (S i Examples include halosilanes such as H 3 Cl, Si C 1 2 F 2, etc.
  • TEOS tetraethoxysilane
  • TMO S tetramethyoxysilan
  • OMC TS octamethylcyclo
  • the raw materials introduced through the first gas inlet 8 13 in this case are N 2 , NH 3 , N 2 H 4 , hexamethyldisilazane (HMD S), 0 2 , O 3 , H 2 0, NO, N 2 0, ⁇ 0 2 etc.
  • TMA 1 Tungsten carbonyl
  • Mo Molybdenum carbonyl
  • TMG a Tungsten carbonyl
  • TMG a Tungsten carbonyl
  • Mo Mo (CO) 6
  • TMG a Tungsten carbonyl
  • TMG a Tungsten carbonyl
  • TMG a Tungsten carbonyl
  • Mo Mo (CO) 6
  • TMG a Tungsten carbonyl
  • TMG a molybdenum carbonyl
  • TMG a an organic metal such as preparative Ryechirugariumu (TEG a), a 1 C 1 3, WF 6, T i C 1 a, halogenation, such as T a C 1 5 A metal etc.
  • H 2 , He, N e, A r, K r, X e, and R n are examples of the plasma generating gas introduced through the first gas inlet 8 13.
  • Metal to be introduced through the second gas introduction means 8 2 3 when forming a compound thin film Materials containing atoms include trimethylaluminum (TMA 1), trityl aluminum (TEA 1), tributyl aluminum (TIBA 1), dimethylaluminum hydride (DMA 1).
  • the raw gas introduced through the first gas inlet 8 13 is 0 2 , 0 3 , H 2 0, NO, ⁇ 2 0, ⁇ 0 2 , ⁇ 2 'NH 3 , N 2 H 4 , and hexamethyldisilazane (HM DS).
  • Examples of the oxidizing gas introduced through the first gas inlet 8 13 when oxidizing the surface of the substrate include 0 2 , 0 3 , H 2 0, NO, N 2 O, N 0 2 and the like. It is done.
  • Gas introduction when the substrate is nitrided surface treatment Examples of the nitriding gas introduced through the port 8 1 3 include N 2 , NH 3 , N 2 H 4 , and hexamethyldisilazane (HMD S). In this case, since no film is formed, the source gas is not introduced through the second gas introduction means 8 2 3 or the same gas as that introduced through the first gas introduction port 8 1 3 is introduced. To do.
  • the cleaning gas introduced from the first gas inlet 8 1 3 when cleaning organic substances on the substrate surface is 0 2 , 0 3 , H 2 0, NO, N 2 0, NO 2 etc. Is mentioned.
  • the cleaning gas introduced from the first gas inlet 8 13 when cleaning the inorganic material on the substrate surface is F 2 , CF 4 , CH 2 F 2 , C 2 F 6 , CF 2 C 1 2 , SF 6 , NF 3 and the like. In this case, since no film is formed, the source gas is not introduced through the second gas introduction means 8 2 3 or the same gas as that introduced through the first gas inlet 8 1 3 is introduced. .
  • Equipment example 2 When using the plasma treatment equipment shown in (1), 2-(2), 2-(5), 2-(6), the gas required for the treatment shown above is 1 It introduces from one gas inlet. In addition, using the plasma processing equipment shown in Example 2-(1), 2 1 (2), 2-(5), 2-(6), a deposited film that is difficult to transmit microwaves is formed. When forming, purge gas is blown onto the inner wall of the quartz tube, cover glass or film is placed on or moved or removed from the inner wall of the quartz tube, plasma is self-cleaning using etching gas, and easy quartz is used. It is desirable to take measures to prevent and remove the film from the inner wall of the quartz tube, such as a tube replacement mechanism.
  • an amorphous silicon film (a single Si: H film) was formed that functions as the photosensitive layer of the electrophotographic photosensitive drum.
  • the annular waveguide 101 of the plasma processing apparatus the one having the configuration shown in FIG. 4 (A) was used.
  • the substrate 7 2 a cylindrical drum made of A 1 was used.
  • a cylindrical drum 7 2 1 was installed in the center of the plasma processing chamber 1 1 1.
  • the plasma processing chamber 1 1 1 was evacuated to 10 to 6 Torr through an exhaust system (not shown).
  • the cylindrical drum 7 2 1 was heated to 3500 ° C. by a heating means (not shown) and maintained at this temperature.
  • Monosilane gas was introduced into the plasma processing chamber 1 1 1 through the gas inlet 723 at a flow rate of 600 sccm and hydrogen gas at 350 sccm.
  • the deposition rate and uniformity of the obtained a-Si film showed a good value of 75 nm / min, ⁇ 3.7%.
  • the hydrogen content was 12 mol%. From these results, it was confirmed that the film obtained was a good film.
  • the photoconductor drum obtained in this example was installed in a Canon copier NP-7550, which was modified for experiments, and the image process conditions were selected as appropriate using the Canon test chart as the document. When a copy test was performed, a high-quality image was obtained.
  • Example 2
  • An amorphous silicon film was formed using the plasma processing apparatus shown in Fig. 7 (B).
  • An annular waveguide 10 1 having the structure shown in Fig. 4 (A) was used.
  • As the substrate 7 2 1, a cylindrical drum made of A 1 was used.
  • the photoconductor drum obtained in this example was installed in a Canon Copier NP-7550, which was modified for experiment, and the image process conditions were selected as appropriate using the Canon test chart as the document. When a copy test was performed, a high-quality image was obtained.
  • Example 3
  • a P-type single crystal silicon substrate (plane orientation ⁇ 100>, resistivity l OQ cm) was used.
  • the heater 8 3 1 was energized, and the substrate 8 2 1 was heated to 300 ° C. and kept at this temperature.
  • Oxygen gas was introduced into the plasma generation chamber 8 1 1 through the first gas introduction port 8 1 3 at a flow rate of 50 0 sccm.
  • monosilane gas was introduced into the film formation chamber 820 through the second gas introduction means 823 at a flow rate of 500 sccm.
  • the conductance valve (not shown) provided in the exhaust system 8 5 1 was adjusted, and the inside of the plasma generation chamber 8 1 1 was adjusted to 0.1 5 Torr, and the inside of the deposition chamber 8 2 0 was adjusted to 0.0 5 Torr.
  • An electric power of 500 W was supplied into the plasma generation chamber 8 1 1 through the annular waveguide 10 1 from a 2.45 GHz microphone mouth wave power source (not shown).
  • the plasma generated here was a crown with the plasma localized at high density.
  • the belt-like substrate 9 2 1 delivered from the substrate delivery bobbin 9 51 is passed through the first plasma processing chamber 9 1 1, the second plasma processing chamber 9 1 1 ′, and the third plasma processing chamber 9 1 1 9. After that, the substrate winding bobbin 9 52 was set. Substrate feeding bobbin 9 5 1 and substrate winding Corrected paper (Rule 91) The bobbin 9 5 2 was rotated, and the belt-like substrate 9 2 1 was carried at a speed of 0.8 m / min. At the same time, the belt-like substrate 9 2 1 was heated and held at 3500 ° C. using the heating means 9 5 3, 9 5 3 ′ and 9 5 3 ⁇ .
  • FIG. 4 (A) is a schematic diagram for explaining an example of the microwave introduction device of the present invention.
  • FIG. 6 (A) is a schematic diagram for explaining an example of the microwave introduction device of the present invention.
  • FIG. 7 (B) is a schematic view for explaining an example of the plasma processing apparatus of the present invention.
  • FIG. 9 (B) is a schematic view for explaining an example of the plasma processing apparatus of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a conventional transmission window type microwave introducing device.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Description

明 細 書
無端環状導波管を有するマイク口波導入装置及び該装置を備えた プラズマ処理装置
発明の分野
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 ク口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 口波を均一且つ効率 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。 発明の背景
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、 C V D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 C V D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 C V D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 ロ波ェネル 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ェ ツ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 理室内にエツチヤ ン トガスを導入し、 同時にマイ ク 口波エネルギー を投入して該エツチャン 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ツチン グする。
これらのマイ クロ波を使用するいわゆるマイク 口波プラズマ処理 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 口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 イブのものと 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 ク口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。 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 口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 5 5 - 1 3 1 1 7 5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、 第 1 0図に示す構成のも のである。 第 1 0図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 2116 の内壁に試料 2117が載置されている。 マイク口波発生源 2101で発 生するマイクロ波は、 導波管 2102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 イク口波が導入されると石英性筒体 2122と円筒 2116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。 第 10図において 2106は排気口、 2120は冷却 パイプ、 2123は 0リ ング、 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。 第 1 0図に示 訂正された用紙 （規則 91) した構成の装置においては、 アンテナ 2 1 2 4の周囲の空間に導波 管 2 1 0 2の径より も大きなプラズマを生成することができ、 ブラ 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、 第 1 0図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、 有効利用するといつた 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。
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 6 0 — 1 8 6 8 4 9号公報に開示されている。 該特開昭 6 0 - 1 8 6 8 4 9号公報に開示されたブラズマ C V D装置は、 第 1 1 図に示す構成のものである。 第 1 1 図に示したプラズマ C V D 装置においては、 真空容器 （デポジショ ンチャ ンバ） 2 2 2 2中に 平行に配された複数のシャフ ト 2 2 3 8のそれぞれに、 円筒状 ドラ ム 2 2 1 2が回転可能なように配されている。 円筒状ドラム 2 2 1 2 は ドライブチヱーン 2 2 6 4を介して伝達されるモータ 2 2 5 0か らの動力により回転する。 第 1 1図においては 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 2 2 1 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 2 2 3 2を形成している。 内側チャ ンバ 2 2 3 2の上方には、 マイクロ波透過窓 2 2 9 6が配されており、 マイクロ波電源 2 2 7 2より供給されるマイクロ波エネルギーはァ ンテナプローブ 2 2 7 6を介して導波管 2 2 8 0及び 2 2 8 4に伝 送され、 該マイク口波透過窓 2 2 9 6を介して内側チャンバ 2 2 3 2 内に供給される。 内側チャ ンバ 2 2 3 2の下方には、 同様にマイク 口波透過窓 2 2 9 4が配されており、 マイクロ波電源 2 2 7 0 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 2 2 7 4を介 して導波管 2 2 7 8及び 2 2 8 2に伝送され、 該マイク口波透過窓 2 2 9 4を介して内側チャンバ 2 2 3 2内に供給される。 堆積膜の 形成に際しては、 排気口 2 2 2 4より真空容器 2 2 2 2内を所望の 圧力に減圧し、 ガス導入口 2 2 2 6及び 2 2 2 8より内側チャンバ 2 2 3 2内に原料ガスを導入する。 次いで、 内側チャンバ 2 2 3 2 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 2 2 6 8が生起して加熱素子 2 2 0 0 によ り所望の温度に保持された円筒状 ドラム 2 2 1 2の表面上に電子写 真用の半導体材料が堆積する。 第 1 1図に示した構成のプラズマ C V D 装置を使用すれば円筒状 ドラム 2 2 1 2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、 第 1 1図に示した構成のプラズマ C V D装置においては、 内側チャ ン バ 2 2 3 2の上方及び下方から該内側チャンバ中にマイク口波エネ ルギ一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 2 2 9 6及び 2 2 9 4の近傍におけるプラズマ密度が内側チヤ ンバ 2 2 3 2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 2 2 2 2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 2 2 1 2の表面上に形 成される堆積膜は、 膜質が円筒状ドラム 2 2 1 2の端部と中心部で かなり異なったものとなってしまう。 更に、 第 1 1図に示した構成 のプラズマ C V D装置においては、 対向するマイク口波透過窓 2 2 9 6 及び 2 2 9 4を介してマイクロ波が投入されるところ、 それぞれの マイク口波透過窓から投入されるマイク口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。
上記 （i i i ) 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 - 3 0 4 2 0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 C V D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。 第 1 2図には前記プラズマ C V D装置 の成膜空間内にマイク口波を伝送するのに使用される円形導波管 2 3 0 1 が示されている。 円形導波管 2 3 0 1 は、 末端部 2 3 0 3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） 2 3 0 4 乃至 2 3 0 8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 2 3 0 4乃至 2 3 0 8を介して成膜空間内に導入され る。 当該プラズマ C V D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。 しかしながら、 当該プラズマ C V D装置には、 成膜空間内にお いて、 導波管 2 3 0 1 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 2 3 0 1 は、 マイクロ波が進行する終端部としての末端 部 2 3 0 3を有する構成のものである。 発明の要約
本発明の主たる目的は、 上述した従来のマイク口波導入装置にお ける諸問題を解決し、 マイク口波の供給対象である真空容器周辺か らマイク口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口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 イク口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ブラ 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 と ί o
. 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一ジが 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口波導入装 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、 上記マイク口波導入装置を備えたブラ 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ブラ 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 口波導入装置を備えたブラ 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。
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ブラ 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 ベ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 口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。
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 口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。
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。
1 . マイ ク口波導入装置
本発明のマイ ク口波導入装置は、 下述する態様 1 一 （1 ) 乃至 1 一 ( 5 ) の構成を包含する。 態様 1 一 （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 口波を導入するためのマイ ク口波導入部からなり、 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 口 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。 態様 1 一 （2 )
マイク口波導波管と、 該導波管内へマイクロ波電源からのマイク 口波を導入するためのマイク口波導入部からなり、 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 卜が設けられていて、 それらスロッ トは該マイクロ波の管内波 長の 1 Z 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 ク口波導入装置。 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 口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口波導入装置。 態様 1 一 （4 )
マイク口波導波管と、 該導波管内へマイク口波電源からのマイク 口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 波の進行方向の垂直な方向にそれぞれの長さは該マイク口波の進行 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。 態様 1 - ( 5 )
マイク口波導波管と、 該導波管内へマイク口波電源からのマイク 口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 卜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 口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口波導入装置。
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 一 （1) 乃至 1 一 （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。 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口波導入装置とか らなり、 該マイク口波導入装置は上記態様 1 一 （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。 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 一 （1) 乃至 1 一 (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口波を供給し 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。 熊欉 2一 ( 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、 前記マイク口波導入装置は、 上記態様 1 一 （1 ) 乃至 1 一 （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口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。 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口波導入装置と、 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、 前記マイク口波導入装置は、 上記態様 1 一 （1 ) 乃 至 1 一 （5 ) に記載されたいずれかのマイク口波導入装置であり、 該 マイクロ波導入装置には、 該マイク口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。 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口波導入装置とか らなり、 該マイクロ波導入装置は上記態様 1 一 （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。 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 一 （5 ) に 記載されたいずれかのマイク口波導入装置であり、 前記プラズマ発 生室内にその周囲壁を介してマイク口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。 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 ク口波導入装置とからなり、 該マイク口波導入装置が上記態様 1 一 ( 1 ) 乃至 1 一 ( 5 ) に記載されたいずれかのマイク口波導入装置と同 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。 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 ク口波導入装置とからなり、 該マイク口波導入装置が上記態様 1 一 ( 1 ) 乃至 1 一 （5 ) に記載されたいずれかのマイク口波導入装置と同 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。
本発明の上述した態様 1 — ( 1 ) 乃至 1 一 （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。
即ち、 上述の態様 1 - ( 1 ) の構成のマイク口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口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 ) の構成のマイク口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口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 ) の構成のマイク口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 一 （4 ) の構成のマイク口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 ) の構成のマイク口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。
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 さ 。
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 口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 口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 口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 口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。
以下に、 本発明者が行った実験について説明する。 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 マイク口波導入装置の直線状マイク口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 筒状マイク口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第 2 (A) 図に示す。 1 0 1 は円筒状導波管、 1 0 2はマイク口波を円筒状導波管 1 0 1 からプラズマ発生室へ導入するために該円筒状導波管 1 0 1 の内側 に形成された複数のスロ ッ ト、 1 0 3はマイクロ波を円筒状導波管 1 0 1 に導入するためのマイクロ波導入部、 2 0 4はマイクロ波を 反射する反射終端ブロックである。
円筒状導波管 1 0 1 は、 内壁断面の寸法が WR T - 2規格導波管 と同じ 2 7 mm x 9 6 mmであって、 中心径が 3 5 4 mmである。 円筒状導波管 1 0 1 の材質は、 機械的強度を保っためステンレス鋼 で構成されていて、 その内壁面にはマイク口波の伝搬損失を抑える ため銅をコ一ティ ングした上に更に銀をコ一ティ ングしたニ層メ ッ キが施されている。
スロ ッ ト 1 0 2の形状は長さ 6 0 mm、 幅 4 mmの矩形であり、 管内波長の 1 Z 4間隔に形成されている。 管内波長は、 使用するマ ィク口波の周波数と導波管の断面の寸法に依存するが、 周波数 2.45 GHz 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 1 5 9 mm である。 使用した円筒状導波管 1 0 1 では、 スロ ッ トは約 4 0 mm 間隔で 2 8個形成されている。
マイク口波導入部 1 0 3には、 4スタブチューナ、 方向性結合器、 アイソ レータ、 2.4 5 G H 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。
プラズマの発生及びプラズマ密度分布の測定は、 上記の第 2 (A) 図に示したマイクロ波導入装置と第 1 2図に示した従来例のマイク 口波導入装置とを交互に第 1 (B) 図に示したプラズマ発生装置に 組み込んで行った。 第 1 (B) 図に示したプラズマ発生装置におい て、 1 1 1 はプラズマ発生室、 1 1 2はプラズマ発生室 1 1 1 を形 成する円筒状石英管、 1 1 3はプラズマ発生用のガスをプラズマ発 訂正された用紙 （規則 91) 生室 1 1 1 に導入するための第一のガス導入口、 1 4 1 はプラズマ 密度測定用の白金製のプローブ、 1 4 2はプローブ 1 4 1 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 1 1 2の外径は 3 2 0 mmである。 プローブ 1 4 1 は周 方向に 3 6 0 ° 回転できるようになつている。
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 1 1 1内を真空排気し、 1 0— 6 Torr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 1 1 3 を介して 1 slmの流量でプラズマ発生室 1 1 1 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 1 1 1内を 5 0 mTorrに保持した。 ついで 2.4 5 G H zのマイクロ波電源 （不図示） より 5 0 0 Wの電力を円 筒状導波管 1 0 1 を介してプラズマ発生室 1 1 1 内に供給した。 こ れによりプラズマ発生室 1 1 1 内にプラズマが発生した。 このとき の反射電力は 4 5 Wであった。
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 1 4 1 に印加する電圧を— 5 0か ら + 5 0 Vの範囲で変化させ、 プローブ 1 4 1 に流れる電流を I 一 V測定器 1 4 2により測定し、 得られた I — V曲線からラングミ ュ ァらの方法により電子密度を算出した。 プローブ 1 4 1 をプラズマ 発生室 1 1 1 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。
かく して第 2 (A) 図に示した円筒状マイクロ波導入装置と第 1 2 図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第 2 (B) 図及び第 2 (C) 図に示す。 第 2 (B) 図乃至第 2 (C) 図に示した結果か 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 1 0 3 と終端 2 0 4付近へのプラズ マの片寄りが生じる。
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。 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 口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。
本実験で用いた円筒状マイクロ波導入装置を第 3 ( A ) 図に示す。 1 0 1 は円筒状導波管、 1 0 2はマイク口波を円筒状導波管 1 0 1 からプラズマ発生室へ導入するために該円筒状導波管 1 0 1 の内側 に形成された複数のスロッ ト、 1 0 3はマイクロ波を円筒状導波管
1 0 1 に導入するためのマイクロ波導入部である。
本実験で使用した第 3 ( A ) 図に示した円筒状マイクロ波導入装 置は実験 1で使用した第 2 ( A ) 図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 2 0 4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、 上記の第 3 ( A ) 図に示したマイクロ波導入装匱を第 1 ( B ) 図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 0 Wで実験 1 よりも良好なマ ッチングが得られた。
かく して得られた周方向のプラズマ密度分布を第 3 ( B ) 図に示 す。 第 3 ( B ) 図に示した結果から、 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 1 0 3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 ィク口波導入が可能になることが判明した。 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 マイク口波導入装置のスロ ッ 卜の長さをマイク口波の進行方向に沿 つ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 卜の長さ 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。
本実験では実験 2で用いた第 3 ( A ) 図に示した円筒状マイクロ 波導入装置を用いた。 1 0 1 は円筒状導波管、 1 0 2はマイクロ波 を円筒状導波管 1 0 1からプラズマ発生室へ導入するために該円筒 状導波管 1 0 1 の内側に形成された複数のスロッ ト、 1 0 3 はマイ クロ波を円筒状導波管 1 0 1 に導入するためのマイクロ波導入部で ある。.
本実験で使用した第 3 ( A ) 図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 卜の長さ をマイク口波の進行方向に沿って 4 0 m mから 7 5 m m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、 上記の第 3 ( A ) 図に示したマイクロ波導入装置を第 1 ( B ) 図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。 かく して得られた周方向のプラズマ密度分布を第 3 ( C ) 図に示 す。 第 3 ( C ) 図に示した結果から、 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 ± 1 2 %であり充分では ない。
本実験の結果から、 スロッ 卜の長さをマイクロ波の進行方向に沿 つ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。 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 されたマイク口波同士が干渉する円筒状マイク口波導波管を用いて、 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 7こ o
本実験では第 4 ( A ) 図に示した円筒状マイクロ波導入装置を用 いた。 1 0 1 は円筒状導波管、 1 0 2はマイクロ波を円筒状導波管 1 0 1からプラズマ発生室へ導入するために該円筒状導波管 1 0 1 の内側に形成された複数のスロ ッ ト、 4 0 3はマイクロ波を円筒状 導波管 1 0 1 に導入するための円筒状導波管 1 0 1 に垂直に接続さ れたマイクロ波導入部、 4 0 5は導入部 1 0 3に導入されたマイク 口波を内部で 2つに分配し円筒状導波管 1 0 1 内の両側へのマイク 口波の伝搬を促進する分配プロックである。 円筒状導波管 1 0 1 は、 訂正された用紙 （規則 91) 内壁断面の寸法が WR T— 2規格導波管と同じ 2 7 mm X 9 6 mm であって、 中心径が 3 5 4 mmである。 円筒状導波管 1 0 1 の材質 は、 機械的強度を保っ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 ングしたニ層メ ツキが施されている。
スロ ッ ト 1 0 2の形状は矩形であり、 約 4 0 mm間隔で 2 8個形 成されている。 本実験では、 スロ ッ ト 1 0 2の長さが 2 8個すベて 4 0， 4 1， 4 2 , 4 3 , 4 4 , 4 5 m mである 6種類の円筒状導 波管を用い比較評価した。
マイク口波導入部 4 0 3には、 4スタブチューナ、 方向性結合器、 アイソ レータ、 2.4 5 G H 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。
分配プロック 4 0 5は、 A 1製で、 形状が直角二等辺三角柱であ り、 互いに直角な 2つの反射面が々イク口波導入部 4 0 3の向きに 対してそれぞれ 4 5 ° 傾き、 長辺の幅が導波管 1 0 1 の内壁の幅と 同一すなわち 2 7 mmであり、 その中心が導入部 4 0 3の中心と一 致するように設置した。
プラズマの発生及びプラズマ密度分布の測定は、 上記の第 4 (A) 図に示したマイクロ波導入装置を第 1 (B) 図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、 マイク口波導入部 4 0 3から導入されたマイク 口波は、 分配ブロック 4 0 5で二方向に分配され円筒状導波管 1 0 1 内の両側に伝搬し、 第 4 (B) 図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 0 2からマイクロ波が強くプ ラズマ発生室 1 1 1 内に導入され、 管内波長の 1 / 2間隔に高濃度 のブラズマが発生する。
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 1 0 2の長さが異なる 6種の円筒状導波管 1 0 1 について行つ 訂正された用紙 （規則 91) - o
かく して得られた周方向のプラズマ密度分布を第 4 (C) 図に示 す。 スロッ ト 1 0 2の長さが長い場合 （例えば 4 5 mm) 、 各スロ ッ 卜からのリーク率が上がり、 マイクロ波が導入部 4 0 3に近いス ロッ ト 1 0 2から導入され易くなるため、 プラズマ密度も導入部 4 0 3 に近い部分で濃くなる。 またスロッ ト 1 0 2の長さが短い場合 （例 えば 4 0 mm) 、 各スロッ トからのリ一ク率が下がり、 マイクロ波 が導入部 4 0 3に近いスロ ッ ト 1 0 2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 4 0 3の対向部分で濃くなる。 スロ ッ ト 1 0 2の長さが 4 1 mm から 4 3 mmの場合にはほぼ均一な分布が得られる。 スロ ッ ト 1 0 2 の長さが 4 2 mm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 も均一性が土 5 %と向上し、 プラズマ密度自体も平均 1.5 X 1 011 c m— 3と充分な値が得られた。
本実験で得られたスロッ ト 1 0 2の長さの最適値 4 2 mmは、 本 実験で用いた円筒状導波管 1 0 1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 2 4倍の場合、 スロ ッ 卜の最適な長さは管内波長の 1 / 4乃至 3ノ 8、 本実験で使用し た円筒状導波管 1 0 1 (管内波長約 1 5 9 mm) の場合、 4 0 mm 乃至 6 0 mmである。
本実験の結果から、 導入部 4 0 3を円筒状導波管 1 0 1 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 1 0 1 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 [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。 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。
本実験では第 5 ( A ) 図に示した円筒状マイ ク ロ波導入装置を用 いた。 1 0 1 は円筒状導波管、 1 0 2 はマイク ロ波を円筒状導波管 1 0 1 からプラズマ発生室へ導入するために該円筒状導波管 1 0 1 の内側に形成された複数のスロ ッ ト、 4 0 3はマイ クロ波を円筒状 導波管 1 ひ 1 に導入するための円筒状導波管 1 0 1 に垂直に接続さ れたマイ クロ波導入部、 4 0 5 は導入部 1 0 3 に導入されたマイ ク 口波を二方向に分配し円筒状導波管 1 0 1 内の両側へのマイ ク ロ波 の伝搬を促進する分配プロ ッ ク、 5 0 6 はスロ ッ ト 1 0 2付近のプ ラズマ発生室 1 0 1 の内面に平行な磁界を発生する磁石、 5 0 7 は 過熱による磁石 5 0 6の劣化を防止するための空冷手段である。 本実験で使用した第 5 ( A ) 図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 口波導入装置に磁界発生手段と 空冷手^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 5 0 6 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 4 5 mm X 1 0 m m X 1 . 5 m m厚の平板状の住友特殊金属 （株） 社製ネオマ ックス 4 0 (商品名） であり、 円筒状導波管 1 0 1 のスロッ ト 1 0 2 の間に導電性接着剤を用いて貼り付けてあり、 スロ ッ ト 1 0 2付近 訂正された用紙 （規則 91 ) で石英管 1 1 2の内壁面に平行な約 0. 1 Tの磁束密度を有する磁界 を発生する。
プラズマの発生及びプラズマ密度分布の測定は、 上記の第 5 ( A ) 図に示したマイクロ波導入装置を第 1 ( B ) 図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 5 0 6によ り発生する磁界により E X 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。
かく して得られた周方向のプラズマ密度分布を第 5 ( B ) 図に示 す。 第 5 ( B ) 図に示した結果から、 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 X 1 0 1 1 c m- 3と高い値 が得られた。
本実験の結果から、 スロッ ト 1 0 2付近で石英管 1 1 2の内壁面 に平行な約 0. 1 T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。 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。
本実験では、 第 6 ( A ) 図に示した矩形状マイクロ波導入装置を 用いた。 6 0 1 は矩形状導波管、 6 0 2はマイクロ波を矩形状導波 管 6 0 1からプラズマ発生室へ導入するために該矩形状導波管 6 0 1 の内側に形成された複数のスロッ ト、 4 0 3はマイク口波を矩形状 導波管 6 0 1 に導入するための矩形状導波管 6 0 1 に垂直に接続さ れたマイクロ波導入部、 4 0 5は導入部 4 0 3に導入されたマイク 口波を二方向に分配し矩形状導波管 6 0 1 内の両側へのマイクロ波 の伝搬を促進する分配プロ ック、 6 0 8は^状導波管 6 0 1 内の角 部分での垂直反射を促進しマイク口波の伝搬効率を向上させる反射 ブロ ックである。 該反射プロック 6 0 8は、 A 1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口波の進行方向に 対して 4 5。 傾き、 長辺の幅が矩形状導波管 6 0 1 の内壁の幅の 2 倍すなわち 3 8 m mであり、 長辺の中心が矩形状導波管 6 0 1 の中 心と一致するように設置した。
プラズマの発生及びプラズマ密度分布の測定は、 第 6 ( A ) 図に 示したマイ ク 口波導入装置を組み込んだブラズマ発生装置を使 用して行った。 第 6 ( A ) 図に示したプラズマ発生装置において、 6 1 1 はプラズマ発生室、 6 1 2はプラズマ発生室 6 1 1 を構成す る外径 6 6 0 m m X 2 3 0 m mの矩形状の石英管、 6 4 1 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、 6 4 2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。
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 6 1 1内を真空排気し、 1 0— 6 T o rr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 6 1 3 を介して 1 s l mの流量でプラズマ発生室 6 1 1 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 6 1 1 内を 5 O m T o r rに保持した。 つ いで 2. 4 5 G H z のマイク口波電源 （不図示） より 5 0 0 Wの電力 を矩形状導波管 6 0 1を介してプラズマ発生室 6 1 1内に供給した。 これによりプラズマ発生室 6 1 1 内にプラズマが発生した。 このと き導入部 4 0 3から導入されたマイクロ波は、 分配ブロック 4 0 5 で二方向に分配され環状導波管 6 0 1 内の両側に伝搬し反射プロッ
訂正された用紙（規則 91) ク 6 0 8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 Z 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 6 0 2からマイクロ波が強くプラズマ発生室 6 1 1 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。
プラズマの電子密度はラングミ ユアプローブ法により測定した。 具体的には、 プローブ 6 4 1 に印加する電位を一 5 0から + 5 0 V の範囲で変化させ、 プローブ 6 4 1に流れる電流を I一 V測定器 6 4 2 により測定し、 得られた I一 V曲線より電子密度を算出した。 プロ一 ブ 6 4 1をプラズマ発生室 6 1 1 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。 かく して得られた長尺方向のプラズマ密度分布を第 6 ( B ) 図に示 す。 第 6 ( B ) 図に示した結果から、 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 X 1 0 1 1 c m— 3の値が得られた。
本実験の結果から、 環状導波管 1 0 1 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口波の導入が可能であることが判明した。 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 ) マイク口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口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 ； （i i) 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) マイク口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 卜と、 環状導波管に垂 直に接続されたマイクロ波導入部と、 マイク口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 卜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 ) マイク口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、 マイク口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。 好ましい態様の詳細な説明
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 口波導入装置、 特に、 該導入部が該環状導波管に垂直に接続されて おり、 導入部でマイク口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 徵とするものである。
また、 本発明のマイク口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口波同士が干渉するマイク 口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。
本発明のマイク口波導入装置の使用においては、 用いられるマイ ク口波の周波数は、 上述の実験においては 2.4 5 GH Zを用いたが、 0.8 G H z乃至 2 0 G H zの範囲から適宜選択することができる。 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 WR T— 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。 但し均一性を保っため、 管内周長が管内波長の 3から 2 4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ニ層メ ツキを施したものを用いたが、 C u， A 1 , F e， N i 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、 ポリ塩化ビュル、 ポリイ ミ ドなどの絶縁体に A l， W, M o , T i， T a， C u , A g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 がマイク口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。
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 4 0 mm 乃至 6 O mm X 4 mmの矩形状のものを採用したが、 長辺がマイク 口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 卜からマイクロ波が 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 4 O mm乃至 6 0 mm x 1 mm乃至 5 mm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 卜からの 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 ツタを用いてもよ 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 卜に代えて誘電体窓などマイ ク口波の透過を許す手段を用いることができる。
本発明のマイクロ波導入装置においては、 E (電界） X 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 X 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 X 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 i 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。
〔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。
1. マイク口波導入装置例
装置例 1 一 （1)
第 3 (A) 図に本発明のマイクロ波導入装置の一例である接線導 入型円筒状マイク口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、 1 0 1 は 円筒状導波管、 1 0 2はマイクロ波を円筒状導波管 1 0 1 からブラ ズマ発生室へ導入するために該円筒状導波管 1 0 1 の内側に穿孔し て設けられた複数のスロッ ト、 1 0 3はマイクロ波を円筒状導波管 1 0 1 に導入するための円筒状導波管 1 0 1 の接線方向に接続され たマイク口波導入部である。
円筒状導波管 1 0 1 は、 内壁断面の寸法が WR T - 2規格導波管 と同じ 2 7 mm X 9 6 mmであって、 中心径が 3 5 4 mmである。 円筒状導波管 1 0 1 は、 機械的強度を保っ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 をコ一ティ ングした上に更に銀をコーティ ングしたニ層メ ツキが施 されている。
スロ ッ ト 1 0 2の形状は長さ 4 0 mm乃至 7 5 mm、 幅 4 mmの 矩形である。 スロッ ト 1 0 2の長さは、 各スロッ ト 1 0 2からのマ イク口波のリーク量が等しくなるように、 マイクロ波導入部 1 0 3 から対向部に進むにしたがって 4 0 mmから 7 5 mmまで漸増して いる。 この形状のスロ ッ ト 1 0 2が円筒状導波管 1 0 1 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 2.4 5 G H zのマイク口波と上記の寸法の導波管を用いた場合に は約 1 5 9 mmである。 なお、 円筒状導波管 1 0 1 に上記形状のス ロッ トは約 4 0 mm間隔で 2 8個設けられている。
マイク口波導入部 1 0 3には、 4スタブチューナ、 方向性結合器、 アイソ レータ、 2. 4 5 G H 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。 マイク口波導入部 1 0 3の断面寸法は 第 3 ( A ) 図においては円筒状導波管 1 0 1 と同様であるが、 導入 部 1 0 3から円筒状導波管 1 0 1へのマイク 口波の導入効率を低下 させずに円筒状導波管 1 0 1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 1 0 3の内壁寸法を円筒状導波管 1 0 1 に近づく につれて、 もしく は一定に絞っても良い。
第 3 ( A ) 図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 口波電源 （不図示） より所望の電力を円筒状導波管 1 0 1 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 0 2を介し て円筒状導波管 1 0 1 内に導入され、 円筒状導波管 1 0 1 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 1 0 2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 を効率よぐプラズマ発生室内に導入できる。 装置例 1 一 （2 )
第 4 ( A ) 図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、 1 0 1 は円筒状導波管、 1 0 2はマイクロ波を円筒状導波管 1 0 1からプ ラズマ発生室へ導入するために該円筒状導波管 1 0 1 の内側に穿孔 して設けられた複数のスロ ッ ト、 4 0 3はマイクロ波を円筒状導波 訂正された用紙 （規則 91) 管 1 0 1 に導入するための円筒状導波管 1 0 1 に垂直に接続された マイクロ波導入部、 4 0 5は導入部 4 0 3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 1 0 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である。
円筒状導波管 1 0 1 は、 内壁断面の寸法が W R T - 2規格導波管 と同じ 2 7 m m X 9 6 m mであって、 中心径が 3 5 4 m mである。 円筒状導波管 1 0 1 は、 機械的強度を保っ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 ングしたニ層メ ツキが施 されている。
スロ ッ ト 1 0 2 の形状は長さ 4 2 m m、 幅 4 m mの矩形である。 この形状のスロッ ト 1 0 2が円筒状導波管 1 0 1の内側に約 4 0 m m 間隔で 2 8個設けられている。
マイク口波導入部 4 0- 3には、 4スタブチューナ、 方向性結合器、 アイ ソ レータ、 2 · 4 5 G H 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 4 0 5は、 A 1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 4 0 3の向きに 対してそれぞれ 4 5 ° 傾き、 長辺の幅が導波管 1 0 1 の内壁の幅と 同一すなわち 2 7 m mであり、 その中心がマイクロ波導入部 4 0 3 の中心と一致するように設置されている。
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。
第 4 ( A ) 図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 訂正された用紙 （規則 91) の電力を円筒状導波管 1 0 1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 0 3を介して円筒状導波管 1 0 1 内に導入 され、 分配ブロック 4 0 5により分配ブロック 4 0 5の両側二方向 に分配されて円筒状導波管 1 0 1 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口波強度が弱 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。 装置例 1 一 （3 )
第 6 ( A ) 図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、 6 0 1 は 矩形状導波管、 6 0 2はマイク口波を矩形状導波管 6 0 1 からブラ ズマ発生室へ導入するために該矩形状導波管 6 0 1 の内側に穿孔し て設けられた複数のスロッ ト、 4 0 3ほマイクロ波を矩形状導波管 6 0 1 に導入するための矩形状導波管 6 0 1 に垂直に接続されたマ イク口波導入部、 4 0 5は導入部 4 0 3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 0 1内の両側へのマイク口波の伝搬 を促進する分配ブロック、 6 0 8は環状導波管 6 0 1 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。
矩形状導波管 1 0 1 は、 内壁断面の寸法が W R T— 2規格導波管 と同じ 2 7 m m X 9 6 m mであって、 外寸が 7 2 2 m m X 2 9 2 m m である。 矩形状導波管 6 0 1 は、 機械的強度を保っためステンレス 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一ティ ングしたニ層メ ッキが施されている。
スロ ッ ト 6 0 2の形状は長さ 4 1 mm、 幅 4 mmの矩形である。 この形状のスロッ ト 6 0 2が矩形状導波管 6 0 1 の内側に約 4 0 mm 間隔で 4 6個形成されている。
マイク口波導入部 4 0 3には、 4スタブチューナ、 方向性結合器、 アイソレータ、 2.4 5 G H 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。
分配プロック 4 0 5は、 A 1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 4 0 3の向きに 対してそれぞれ 4 5 ° 傾き、 長辺の幅が導波管 6 0 1 の内壁の幅と 同一すなわち 2 7 mmであり、 その中心が導入部 4 0 3の中心と一 致するように設置されている。
反射プロック 6 0 8は、 A 1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口波の進行方向に対して 4 5 ° 傾き、 長辺の幅が矩形状導波管 6 0 1 の内壁の幅の 2倍すなわち 3 8 mm であり、 長辺の中心が矩形状導波管 6 0 1 の中心と一致するように 設置されている。
第 6 (A) 図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 6 0 1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 4 0 3を介して矩形状導波管 6 0 1 内に導入 され、 分配ブロ ック 4 0 5により分配ブロック 4 0 5の両側二方向 に分配されて矩形状導波管 1 0 1内を伝搬し、 4つの角部では反射 訂正された用紙 （規則 91) 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 Z 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。
2 . プラズマ処理装置例
装置例 2 — ( 1 )
第 7 (A ) 図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 C V D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 ( A ) 図に示したものを用いている。 即ち、 1 0 1 は環状導波管、 1 0 2は環状導波管 1 0 1からプラズマ処理室 1 1 1 中にマイク口波を導入するためのスロッ ト、 1 0 3は環状導波管 1 0 1 にマイクロ波を導入する導入口、 4 0 5は環状導波管 1 0 1 内にマ イク口波を二方向に分配して伝搬させるための分配ブロック、 1 1 2 は反応室 1 1 1 を構成する石英管、 7 1 は表面に薄膜を形成する ための基体、 7 2 3 は反応ガスをプラズマ処理室 1 1 1 内に導入す るためのガス導入手段である。 ガス導入手段 7 2 3 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。 第 7 ( A ) 図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 7 2 1 をプ ラズマ処理室 1 1 1 内に配置した後、 排気系 （不図示） によりブラ ズマ処理室 1 1 1 内を真空排気すると共に、 基体 7 2 1 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 7 2 3を介してプラズマ処理室 1 1 1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 1 1 1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 1 0 1を介してプラズマ処理室 訂正された用紙 （規則 91) 1 1 1 に供給する。 これによりプラズマ処理室 1 1 1 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 7 2 3を介してプ ラズマ処理室 1 1 1 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 7 2 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 7 2 1 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。 装置例 2一 (2)
第 7 (B) 図に装置例 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 V D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 7 2 1 の数と反応 ガス導入手段 7 2 3の形状が異なるだけで他の構成に違いはない。 ガス導入手段 7 2 3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 7 2 1が同心円状に配されている。 基体 7 2 1は不図示の回転手段により自転できるようになつている。 ガス導入手段 7 2 3には必要に応じて直流もしく は交流バイァスを 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— 5 0 0 Vから + 2 0 0 Vの直流バイ ァス、 周波数 4 0 H zから 3 0 0 MH zの交流等を挙げることがで さる。 装置例 2 - (3)
第 8 ( A) 図に本発明のマイクロ波プラズマ処理装置を隔離ブラ ズマ C V D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、 上述した第 4 (A) 図に示したものを用 いている。 8 0 1 は環状導波管、 8 0 2は環状導波管 8 0 1からプ ラズマ処理室 8 1 1中にマイク口波を導入するためのスロッ ト、 8 1 2 はプラズマ発生室 8 1 1 を構成する石英管、 8 1 3はプラズマ発生 用の第一のガスをプラズマ発生室 8 1 1 に導入するための第一のガ ス導入手段、 8 2 1 は表面に薄膜を形成するための基体、 8 2 2は 基体 8 2 1を支持する基体支持体、 8 2 3は第二のガスを処理室 8 2 0 に導入するための第二のガス導入手段、 8 2 4はプラズマ発生室 8 1 1 と成膜室 8 2 0 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 5 0 m m から 3 0 0 m mの範囲である。
第 8 ( A ) 図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 8 2 1を処理室 8 2 0 内の基体支持体 8 2 2上に配置した後、 排気系 （不図示） によりプ ラズマ発生室 8 1 1及び処理室 8 2 0内を真空排気すると共に、 加 熱手段 8 3 1 により基体 8 2 1 を所望の温度に加熱保持する。 ブラ ズマ発生用の第一のガスを第一のガス導入手段 8 1 3を介してブラ ズマ発生室 8 1 1 内に導入すると共に、 第二のガスを第二のガス導 入手段 8 2 3を介して成膜室 8 2 0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 8 1 1及び成膜室 8 2 0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 8 0 1 を介 してプラズマ発生室 8 1 1 に供給する。 これによりプラズマ発生室 8 1 1 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 8 1 3を介してプラズマ発生室 8 1 1 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 8 2 4を通過して成膜室 8 2 0に輸送され、 第二のガ ス導入手段 8 2 3を介して成膜室 8 2 0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 8 2 1上に付着し 堆積膜の形成をもたらす。 訂正された用紙 （規則 91) 装置例 2 - (4)
第 8 (B) 図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 C VD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 C V D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。 8 3 1 は基体 8 2 1 の表面 に可視紫外光を照射するための照明系、 8 3 2は照明系 8 3 1から の可視紫外光をプラズマ発生室 8 1 1 を通して成膜室 8 2 0へ導入 する光導入窓である。 ここで照明系 8 3 1 は、 光源と、 光源からの 光を集光する リフレタ ト ミ ラーと、 光をミキシングし均一化するィ ンテグレー夕と、 光導入窓 8 3 2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 8 2 1 上に照明系 8 3 1からの可視紫外光を照射することにより、 基体 8 2 1 上に付着した揮発性成分や不純成分を脱離させ得るので、 極めて高 品質の堆積膜が形成し得る。
照明系 8 3 1 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、 A r共鳴線ラ ンプ、 K r共鳴線ラ ンプ、 X e共鳴線ラ ン プ、 エキシマレ一ザ、 A r+レーザ 2倍高周波、 N2レーザ、 YAG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。 装置例 2 - (5)
第 9 ( A) 図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 C V D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、 第 6 (A) 図に示したものを用いている。 6 0 1 は矩形状環状導波管、 6 0 2はプラズマ処理室 9 1 1 内に環状導波 管 6 0 1 からのマイクロ波を導入するためのスロ ッ ト、 4 0 3は環 状導波管 6 0 1 にマイク口波を導入する導入口、 4 0 5はマイクロ 波を 2つに分岐させて環状導波管 6 0 1 中を伝搬させるための分岐 ブロック、 6 0 8は環状導波管 6 0 1 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、 9 1 2はプラズマ処理室 9 1 1 を構成する矩形石英 管、 9 2 1 は表面に薄膜を形成するための帯状基体、 9 2 2は帯状 基体 9 2 1を卷きとるための巻きとりボビンである。 第 9 ( A ) 図 に示したゲー ト型プラズマ C V D装置においては、 卷きとりボビン 9 2 2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 9 2 2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 9 1 2 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 9 1 2 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 卜がそれぞれ設けられている。
第 9 ( A ) 図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 9 2 1 を 不図示のガスゲー トを介してプラズマ処理室 9 1 1 に通し、 該帯状 基体 9 2 1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 9 2 2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 9 1 1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 9 1 1中に設けられた不図示の加熱手段により帯状基体 9 2 1 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 9 2 2を回転させて帯状基体 9 2 1 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 9 1 1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 9 1 1 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 9 1 1 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 6 0 1 を介してプラズ マ処理室 9 1 1 内に供給する。 これにより反応室 9 1 1 内に均一な プラズマが発生する。 ガス導入手段 9 2 3を介して反応室 9 1 1 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 9 2 1上に付着し堆積膜の形成をもたらす。 装置例 2 - (6)
第 9 (B) 図にマルチゲー ト型プラズマ C V D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。
第 9 (B) 図に示した装置においては、 3つのプラズマ処理室 9 1 1， 9 1 1 ' 及び 9 1 1〃 がガスゲー ト 9 5 4を介して連続的に配され ていて、 3つのプラズマ処理室 9 1 1 , 9 1 1 ' 及び 9 1 1〃 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。 9 5 5 は基体送り出し用真空容器、 9 5 6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 9 5 1、 基 体巻きとりボビン 9 5 2が配されている。 9 2 2は帯状基体 9 2 1 を支持 · 搬送するローラ一であり、 9 5 7は温度調整機構である。 9 5 8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 9 5 1から送り出された帯状基体 9 2 1 は、 プラズマ処理 室 9 1 1， 9 1 1 ' 及び 9 1 1〃 を通った後、 基体巻きとりボビン 9 5 2に巻きとられる。 第 9 (B) 図に示したプラズマ C VD装置に おいては、 マイクロ波導入装置として第 6 (A) 図に示したものを使 用している。 9 2 3 , 9 2 3 ' 及び 9 2 3〃 はそれぞれ反応ガス導 入手段であり、 9 5 3 , 9 5 3 ' 及び 9 5 3〃 はそれぞれ帯状基体 加熱用の加熱手段である。 9 6 0， 9 6 0 ' 及び 9 6 0〃 はそれぞ れプラズマ処理室 9 1 1 , 9 1 1 ' 及び 9 1 1〃 の排気手段である。 第 9 (B) 図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。 基体送り出しボビン 9 5 1から送り出される 帯状基体 9 2 1 をプラズマ処理室 9 1 1 , 9 1 1 ' 及び 9 1 .1〃 を 通し、 基体巻きとりボビン 9 5 2にセッ トする。 基体送り出し用真 空容器 9 5 5、 プラズマ処理室 9 1 1 , 9 1 1 ' , 9 1 1〃 及び基 体巻き取り用真空容器 9 5 6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 9 5 3 , 9 5 3 ' 及び 9 5 3 " により帯状基体 9 2 1 を所望の温度に加熱保持する。 基体送り出しボビン 9 5 1及 び基体巻きとりボビン 9 5 2を回転させて帯状基体 9 2 1 を所定の 速度で搬送しながら、 ガス導入手段 9 2 3， 9 2 3 ' 及び 9 2 3 " を介して反応ガスをプラズマ処理室 9 1 1 , 9 1 1 ' 及び 9 1 1〃 内 に導入する。 ガスゲー ト 9 5.4にゲー トガスを流し、 プラズマ処理 室 9 1 1， 9 1 1 ' 及び 9 1 1〃 を排気手段 9 6 0， 9 6 0 ' 及び 9 6 0〃 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 6 0 1 , 6 0 1 ' 及び 6 0 1〃 を介し てプラズマ処理室 9 1 1 , 9 1 1 ' 及び 9 1 1〃 に供給する。 これ によりプラズマ処理室 9 1 1， 9 1 1 ' 及び 9 1 1〃 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 9 2 3， 9 2 3 ' 及び 9 2 3〃 を介して反応室 9 1 1 , 9 1 1 ' 及び 9 1 1〃 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 9 2 1 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 9 1 1， 9 1 1 ' 及び 9 1 1 を通過した帯状基体 9 2 1上には異 なった組成の堆積膜を積層し得る。 ガス導入口 4 0 3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 9 2 1 を同時に搬送してもよい。
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 0.0 1 Torr乃至 0.5 Torr の範囲から選択することができる。
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 5 0乃至 6 0 0 °C の範囲、 最適には 1 0 0乃至 4 0 0 °Cの範囲である。
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 S i 3 N4, S i 02, T a205, Τ i 02, Τ i Ν, A 1203, A 1 Ν, M g F2などの絶縁膜、 a— S i， poly — S i , S i C, G a A sなどの半導体膜、 A 1， W, M o， T i， T a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。
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 S i , A 1 , T i , Z n, T a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 ド一ビ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 リ一二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 こともでさる。
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、 — 5 0 0 Vから + 2 0 0 Vの 直流バイァスも しく は周波数 4 0 H zから 3 0 0 MH zの交流バイ ァスを印加してもよい。
導電性基体としては、 F e, N i , C r， A 1 , Mo， Au， Nb， T a , V, T i , P t , P b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、 S i 02系の石英や各種ガラス、 S i 3 N4， N a C 1 , K C 1， L i F, C a F2, B a F2， A 1203, A 1 N, M g O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。
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 8 2 3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 8 1 3を介してプラズマ発生室内へ導入することが望ま し い。
a - S i， poly - S i , S i Cなどの S i系半導体薄膜を形成す る場合の第二のガス導入手段 8 2 3を介して導入する S i原子を含 有する原料と しては、 S i H4， S i 2H6などの無機シラ ン類、 テ ト ラエチルシラ ン （T E S ) , 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、 S i F4， S i2F6, S i HF3， S i H2 F2， S i C 1" S i 2 C 16, S i H C 13 ) S i H2 C ", S i H3 C 1 , S i C 12 F2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 8 1 3を介して導入するプラズマ 発生用ガスと しては、 H2, H e , N e， A r , K r , X e , R nが 挙げられる。
S i3N4, S i 02などの S i化合物系薄膜を形成する場合の第二 のガス導入手段 8 2 3を介して導入する S i原子を含有する原料と しては、 S i H4, S i2H6などの無機シラ ン類、 テ トラエ トキシシ ラ ン （T E O S ) ， テ トラメ トキシシラ ン （TMO S) ， ォクタメ チルシクロテトラシラン （OMC T S) などの有機シラン類、 S i F4, S i 2F6, S i HF3, S i H2F2, S i C 14， S i 2C 16, S i HC 13, S i H2 C 12( S i H3 C l , S i C 12 F2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 8 1 3を介して導入 する原料としては、 N2, NH3, N2H4, へキサメチルジシラザン （HMD S) , 02, O3, H20， N O， N20 , Ν 02などが挙げられる。
A 1 , W, M o , T i， T aなどの金属薄膜を形成する場合の第 二のガス導入手段 8 2 3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 （T MA 1 ) 、 ト リェチルアル ミニゥム （T E A 1 ) 、 トリイソブチルアルミニウム （T I B A 1 ) 、 ジメ チルアルミニウムハイ ドライ ド （ D M A 1 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 （TMG a) 、 ト リェチルガリウム （T E G a) などの有機金属、 A 1 C 13， WF6, T i C 1 a, T a C 15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 8 1 3を介して導入するプラズマ発生用ガスとしては、 H2， H e , N e , A r , K r， X e， R nが挙げられる。
A 1203, A 1 N, T a2 OB, T i 02， T i N, W03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 8 2 3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 (T M A 1 ) 、 ト リェチルアルミニウム （ T E A 1 ) 、 ト リ イ ソブ チルアルミニウム （T I B A 1 ) 、 ジメ チルアルミニウムハイ ドラ イ ド （DMA 1 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 （TMG a) 、 ト リエチルガリゥム （T E G a) などの有機金属、 A 1 C 13, WF6， T i C 13, T a C 15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 8 1 3を介して導入する原料ガスと し ては、 02, 03, H20, N O, Ν20， Ν 02, Ν2' NH3, N2H4、 へキサメチルジシラザン （HM D S ) などが挙げられる。
基体を酸化表面処理する場合の第一のガス導入口 8 1 3を介して 導入する酸化性ガスとしては、 02, 03, H20, N O, N2 O, N 02 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 8 1 3を介して導入する窒化性ガスとしては、 N2， NH3, N2H4, へキサメチルジシラザン （HMD S ) 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 8 2 3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 8 1 3を介して導入するガス と同様のガスを導入する。
基体表面の有機物をク リ一ニングする場合の第一のガス導入口 8 1 3 から導入するク リーニング用ガスとしては、 02, 03, H20， NO, N20, N O2などが挙げられる。 また、 基板表面の無機物をク リ一二 ングする場合の第一のガス導入口 8 1 3から導入するク リ ーニング 用ガスとしては、 F2, C F4， CH2F2, C2 F6, C F2 C 12， S F6, N F3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 8 2 3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 8 1 3を介して導入するガスと同様のガスを導入する。
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 一 (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一ガラスも しく はフ イ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。
〔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徵して説明するが、 これらの使用例は本 発明を何等限定するものではない。
訂正された用紙 （規則 91) 使用例 1
第 7 (A) 図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 一 S i ： 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 1 0 1 として、 第 4 ( A) 図に示した構成のものを用いた。 基体 7 2 1 としては、 A 1製の円筒状ドラムを使用した。
まず、 円筒状 ドラム 7 2 1 をプラズマ処理室 1 1 1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 1 1 1内を 1 0一6 Torrまで真空排気した。 次いで円筒状ドラム 7 2 1を不図示の加熱 手段により 3 5 0 °Cまで加熱し、 この温度に保持した。 ガス導入口 72 3を介してモノシランガスを 60 0 sccm、 水素ガスを 35 0 sccm の流量でプラズマ処理室 1 1 1 内に導入した。 不図示の排気系を調 整し、 プラズマ処理室 1 1 1内を 1 0 mTorrに保持した後、 不図示 の 2.4 5 G H zのマイクロ波電源より 1 5 0 0Wの電力を環状導波 管 1 0 1 を介してプラズマ処理室 1 1 1 内に供給し、 これによりプ ラズマ処理室 1 1 1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 7 2 1上に a— S i 膜を 3 0 mの膜厚で形成した。 得 られた膜について、 成膜速度、 均一性、 水素含有量を測定した。 水 素含有量は金属中水素分析計 （掘場製作所製 EMG A - 1 1 0 0 ) を用いて測定した。 その結果、 得られた a - S i膜の成膜速度と均 一性は、 7 5 0 n m/分、 ± 3.7 %と良好な値を示した。 また、 水 素含有量は 1 2 mol %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 N P— 7 5 5 0に搭載し、 キャノ 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 トを行つ たところ、 高品質な画像を得ることができた。 使用例 2
第 7 (B) 図に示したプラズマ処理装置を使用して、 ァモルファ スシリコン膜の形成を行った。 環状導波管 1 0 1 としては第 4 (A) 図に示した構造のものを用いた。 基体 7 2 1 としては、 A 1製の円 筒状 ドラムを使用した。
まず、 6本の円筒状ドラム 7 2 1 をプラズマ処理室 1 1 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 1 1 1内を 1 0— 6 Torrまで真空排気した。 続いて円筒状ド ラム 7 2 1 を不図示の加熱手段により 3 5 0 °C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 0 sccm、 水素ガスを 5 0 0 sccmの流量でプラズマ処理室 1 1 1内に導入した。 不図示の排気系を調整し、 反応室 1 1 1内を 1 2 m Torrに保持した 後、 不図示の 2.4 5 G H zのマイクロ波電源より 1 5 0 0 Wの電力 を環状導波管 1 0 1 を介してプラズマ処理室 1 1 1 内に供給し、 こ れによりプラズマ処理室 1 1 1 内にプラズマを生起させた。 このよ うにして 6つの円筒状ドラム 7 2 1上にアモルフ ァスシリ コ ン膜を 3 0 mの膜厚で形成した。 得られた膜について、 成膜速度、 均一 性、 水素含有量を測定した。 水素含有量は金属中水素分析計 （掘場 製作所製 EMG A - 1 1 0 0 ) を用いて測定した。 その結果、 得ら れた a— S i膜の成膜速度と均一性は、 3 3 0 nm/分、 ± 4.3 % と良好な値を示した。 また、 水素含有量は 1 5 mol %であつた。 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 N P - 7 5 5 0に搭載し、 キャノ 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 トを行つ たところ、 高品質な画像を得ることができた。 使用例 3
第 8 (A) 図に示した隔離プラズマ C VD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 8 0 1 としては、 第 4 ( A) 図に示した構造のものを用いた。
基体 8 2 1 としては、 P型単結晶シリコン基板 （面方位 〈 1 0 0〉 ， 抵抗率 l O Q c m) を使用した。 シリ コン基板 8 2 1 を基体支持台 8 2 2上に設置した後、 排気系 8 5 1を介してプラズマ発生室 8 1 1 及び成膜室 8 2 0内を 1 0- 6 Torrまで真空排気した。 ヒータ 8 3 1 に通電し、 基板 8 2 1を 3 0 0 °Cに加熱し、 この温度に保持した。 第一のガス導入口 8 1 3を介して酸素ガスを 5 0 0 sccmの流量でプ ラズマ発生室 8 1 1 内に導入した。 これと同時に、 第二のガス導入 手段 823を介してモノシランガスを 50 0 sccmの流量で成膜室 820 内に導入した。 ついで、 排気系 8 5 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 8 1 1内を 0.1 5 Torr に、 また、 成膜室 8 2 0内を 0.0 5 Torrに調整した。 不図示の 2. 4 5 GH zのマイク口波電源より 5 0 0 Wの電力を環状導波管 1 0 1 を介してプラズマ発生室 8 1 1 内に供給した。 かく して、 プラズマ 発生室 8 1 1 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 8 1 3を介して導入された酸素ガスは、 プラズマ発生室 8 1 1 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 82 1の方向に輸送され、 第二のガス導入手段 8 2 3 を介して導入されたモノ シランガスと反応して、 酸化シリ コ ン膜が シリ コ ン基体 8 2 1上に形成された。 得られた酸化シリ コ ン膜の膜 厚は 0.1 /z m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 A 1 電極を形成し、 該 A 1 電極と S i基板間に直流電 圧を印加することで該堆積膜に 5 MVZ c m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 X 1 0— 6 AZ c m2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 1 MH z R F印加の場合の C一 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 1 2 0 nmZ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 x 1 0— 11 A / c m2、 絶縁耐圧は 1 0 M V / c m、 界面準位密度は 5 x 1 01。 c m— 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。 使用例 4
第 8 (B) 図に示した光アシス トプラズマ C V D装置 （photo— assisted plasma C VD 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 8 0 1 としては、 第 4 ( A) 図に示す構成のものを用いた。
基体 82 1 としては、 P型単結晶シリコン基板 （面方位 〈 1 0 0〉 ， 抵抗率 1 0 Ω c m) を使用した。 まず、 シリ コン基板 8 2 1 は基体 支持台 8 2 2上に設置した。 排気系 8 5 1 を介してプラズマ発生室 8 1 1及び成膜室 8 2 0内を 1 0_6 Torrまで真空排気した。 照明系 8 3 1 としての X e ランプを点灯してシリ コン基板 8 2 1 の表面に おける光照度が 0.6 W/ c m2となるように光をシリ コン基板 8 2 1 の表面に照射した。 ヒータ 8 3 1 に通電し、 シ リ コ ン基板 8 2 1 を 3 0 0 °Cに加熱し、 この温度に保持した。 第一のガス導入口 8 1 3 を介して窒素ガスを 1 0 0 0 sccmの流量でプラズマ発生室 8 1 1内 に導入した。 これと同時に、 第二のガス導入手段 8 2 3を介してモ ノシランガスを 1 0 0 sccmの流量で成膜室 8 2 0内に導入した。 排 気系 8 5 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 8 1 1内を 0.1 8 Torr、 成膜室 82 0内を 0.0 3 Torr にそれぞれ調整した。 不図示の 2.4 5 G H zのマイクロ波電源より 5 0 0 Wの電力を環状導波管 8 0 1 を介してプラズマ発生室 8 1 1 内に供給した。 かく して、 プラズマ発生室 8 1 1 内にプラズマを発 訂正された用紙 （規則 91) 生させた。 第一のガス導入口 8 1 3を介して導入された窒素ガスは プラズマ発生室 8 1 1 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 82 1の方向に輸送され、 第二のガス導入手段 8 2 3 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 8 2 1上に形成された。 得られた窒化シリ コ ン膜の膜 厚は 1.0 mであった。 得られた堆積膜について、 成膜速度、 リ一 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 Z ygo (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、 2 8 0 n m/分と極めて 大きいものであった。 リーク電流は、 1 X 1 0— 1Q AZ c m2、 絶縁耐 圧は、 8 MV/ c m、 応力は 1 X 1 09 dynノ c m2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 一ジのない極めて良質 な膜であることが確認された。 使用例 5
第 8 (B) 図に示した光ア シス トプラズマ C V D装置を使用 し、 半導体素子眉間絶縁用酸化シリ コ ン膜の形成を行った。 環状導波管 1 0 1 としては、 第 4 ( A) 図に示す構造のものを用いた。
基体 82 1 としては、 P型単結晶シリコン基板 （面方位 〈 1 0 0〉 ， 抵抗率 1 O Q c m) を使用した。 まず、 シ リ コ ン基板 8 2 1 を基体 支持台 8 2 2上に設置した。 排気系 8 5 1を介してプラズマ発生室 1 1 1及び成膜室 8 2 0内を 1 0- 6 Torrまで真空排気した。 照明系 8 3 1 と しての超高圧水銀ラ ンプを点灯してシリ コ ン基板 8 2 1表 面における光照度が 0.4WZcm2となるように光をシリコン基板 82 1 の表面に照射した。 ヒータ 8 3 1 に通電し、 シ リ コ ン基板 8 2 1 を 3 0 0 °Cに加熱し、 この温度に保持した。 第一のガス導入口 8 1 3 を介して酸素ガスを 2 0 0 0 sccmの流量でプラズマ発生室 8 1 1内 に導入した。 これと同時に、 第二のガス導入手段 8 2 3からテ トラ 訂正された用紙 （規則 91) エトキシシラン （T E O S) ガスを 5 0 0 sccmの流量で成膜室 8 2 0 内に導入した。 排気系 8 5 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 8 1 1内を 0.3 Torr、 成膜室 8 2 0 内を 0.0 5 Torrにそれぞれ調整した。 不図示の 2.4 5 G H zのマ ィク口波電源より 1 0 0 0 Wの電力を環状導波管 8 0 1 を介してプ ラズマ発生室 8 1 1内に供給した。 かく して、 プラズマ発生室 8 1 1 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 8 2 1上に 1.0 〃 m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 ンァ ン ドスペース 0.5 a mのライ ンパターンに形成された A 1 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 （S EM) 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 夕） 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 2 2 0 nmZ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 X 1 0-10 A/ c m 絶縁耐圧は 9 MV/ c m、 カバーファクタは 0.9 であった。 これらの値から該酸化シリ コ ン膜は半導体素子層間絶縁 膜 して良質な膜であることが確.認された。 使用例 6
第 8 (B) 図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 8 0 1 としては、 第 4 (A) 図に示す構成のものを用いた。
基体 8 2 1 としては、 P型単結晶シリコン基板 （面方位 〈 1 0 0〉 ， 抵抗率 1 O Q c m) を使用した。 該シリ コン基板 8 2 1 を基体支持 台 8 2 2上に設置した。 排気系 8 5 1を介してプラズマ発生室 8 1 1 及び処理室 8 2 0内を 1 0- 6 Torrまで真空排気した。 ヒータ 8 3 1 に通電し、 シリ コン基板 8 2 1 を 5 0 0 °Cに加熱し、 この温度に保 持した。 第一のガス導入口 8 1 3を介して酸素ガスを 5 0 0 sccmの 流量でプラズマ発生室 8 1 1内に導入した。 排気系 8 5 1 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 0.1 5 Torr に、 処理室 820内を 0.03Torrにそれぞれ調整した。 不図示の 2.45 GH z のマイ クロ波電源よ り 1 0 0 0 Wの電力を環状導波管 8 0 1 を介し てプラズマ発生室 8 1 1 内に供給し、 プラズマ発生室 8 1 1 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 8 1 3を介 して導入された酸素ガスはプラズマ発生室 8 1 1 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 2 1 の方向に輸送されシリコン基板 82 1表面と反応する。 こうして 50 nm 厚の酸化シリ コ ン膜がシリ コ ン基板 8 2 1上に形成された。 得られ た膜につき、 成膜速度、 リーク電流及び絶縁耐圧について評価した。 得られた酸化シリ コ ン膜の酸化速度及び均一性は 1.2 n mZ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 X 1 0— 11 A / c m2、 絶縁耐圧は 1 2 MVZ c m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。 使用例 7
第 9 (A) 図に示したプラズマ処理装置をゲー ト型プラズマ C VD 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 Si02膜の形成を行った。 矩形状導波管 6 0 1 と しては第 6 (A) 図 に示した構成のものを用いた。 基体 9 2 1 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 9 1 1 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 9 2 2 とを 回転させるこ とによ り、 基体 9 2 1 を毎分 1 0 mmの速度で搬送さ 訂正された用紙 （規則 91) せた。
• 排気系 （不図示） によりプラズマ処理室 9 1 1 内を 1 0—6 Torr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 200 sccm、 酸素ガスを 1 00 0 sccmの流量でプラズマ処理室 9 1 1 内に導入した。 排気系 （不図示） を調整し、 プラズマ処理室 9 1 1 内を 3 O mTorrの圧力に調整した。 2.4 5 G H zのマイクロ波電 猄 （不図示） より 1 0 0 0 Wの電力を環状導波管 6 0 1 を介してプ ラズマ処理室 9 1 1内に導入した。 かく して、 プラズマ処理室 9 1 1 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 9 2 1上に厚さ 1 0 z mの S i 02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 1 0 0 ひ回こすり、 擦り減った膜厚で 価した。
得られた S i 02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 5 nmZ l 0 0 shotsと極めて小さく、 該 S i 02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。 使用例 8
第 9 (B) 図に示したプラズマ処理装置をマルチゲー ト型プラズ マ C V D装置として使用し、 太陽電池用 p i n接合型光起電力層の 形成を行った。 矩形状導波管 6 0 1 , 6 0 1 ' 及び 6 0 1〃 として は第 6 (A) 図に示した構成のものを用いた。 基体 9 2 1 としては、 S U S 4 3 0 B A製帯状基体 （幅 6 0 c m, 厚さ 0.2 mm) 上に下 部電極として A 1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 9 5 1から送り出された帯状基体 9 2 1 を第 一のプラズマ処理室 9 1 1、 第二のプラズマ処理室 9 1 1 ' 及び第 三のプラズマ処理室 9 1 1〃 を通過させた後、 基体巻きとりボビン 9 5 2にセッ ト した。 基体送り出しボビン 9 5 1及び基体巻きとり 訂正された用紙 （規則 91) ボビン 9 5 2を回転させ、 帯状基体 9 2 1 を毎分 0.8 mの速度で搬 送させた。 これと同時に加熱手段 9 5 3 , 9 5 3 ' 及び 9 5 3〃 を 用いて帯状基体 9 2 1 を 3 5 0 °Cに加熱保持した。 排気系 9 6 0， 9 6 0 ' 及び 9 6 0〃 により第一乃至第三のプラズマ処理室 9 1 1， 9 1 1 ' , 9 1 1〃 内を 1 0— 6 Torrまで真空排気した。 次いで第一 のプラズマ処理室 9 1 1内へガス導入手段 9 2 3を介してモノ シラ ンガスを 60 sccm、 水素ガスを 100 sccm、 1 %PH3ZH2を 1 0 sccm、 四弗化シリ コンガスを 5 sccmの流量で導入した。
排気系 9 6 0を調整し、 プラズマ処理室 9 1 1内を 1 5 m Torrに 調整した。 この状態で 2.4 5 G H zのマイクロ波電源 （不図示） よ り 8 0 0 Wの電力を環状導波管 6 0 1 を介して反応室 9 1 1 内に供 給し、 プラズマを生起させて帯状基体 9 2 1上に n型 a - S i ： H ： F膜を形成した。
第二のプラズマ処理室 911 ' においては、 ガス導入手段 9 2 3 ' を介してモノシランガスを 3 0 0 sccm 水素ガスを 1 0 0 sccm、 四弗化シリ コンガスを 1 0 sccmの流量で導入した。 排気系 9 6 0 ' を調整し、 プラズマ処理室 9 1 1 ' 内を 1 0 mTorrに調整した。 こ の状態で 2.4 5 G H zのマイクロ波電源 （不図示） より 1 2 0 0 W の電力を矩形状導波菅 6 0 1 ' を介して反応室 9 1 1 ' 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 9 1 1 で形成された n 型 a— S i ： 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 9 1 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 % 82116 "112を 1 0 sccm、 四弗化シリ コンガスを 5 sccmの流量 で導入した。 ついで排気系 960〃 を調整し、 プラズマ処理室 911 " 内を 2 0 m Torrに調整した。 この状態で 2.4 5 G H zのマイクロ 波電源 （不図示） より 1 2 0 0 Wの電力を矩形状導波管 6 0 1〃 を 介して反応室 9 1 1〃 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 9 1 1 ' で形成された i型 a— Si ： F膜上に p型 a— 訂正された用紙 （規則 91) S i : H : F膜を形成した。
こう して得られた n i p積層膜を使用して 4 0 c m X 8 0 c m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、 0.1 WZ c m2の強度をもつ光照射下で評価した。 光 電変換効率は 8.8 %という良好な値を示し、 特性が安定していた。 図面の簡単な説明
第 1 (A) 図は、 本発明のマイクロ波導入装置の 1例を説明する ための模式図である。
第 1 (B) 図は、 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。
第 2 ( A) 図は、 本発明のマイクロ波導入装置の 1例を説明する ための模式図である。
第 2 (B) 図は、 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。
第 2 (C) 図は、 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。
第 3 ( A) 図は、 本発明のマイクロ波導入装置の 1例を説明する ための模式図である。
第 3 (B) 図は、 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。
第 3 (C) 図は、 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。
第 4 (A) 図は、 本発明のマイクロ波導入装置の 1例を説明する ための模式図である。
第 4 (B) 図は、 本発明を完成するに際して行った実験 4で使用 したマイク口波導入装置の原理を説明するためのグラフである。 第 4 (C) 図は、 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。 第 5 (A) 図は、 本発明のマイクロ波導入装置の 1例を説明する ための模式図である。
第 5 (B) 図は、 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。
第 6 (A) 図は、 本発明のマイクロ波導入装置の 1例を説明する ための模式図である。
第 6 (B) 図は、 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。
第 7 ( A) 図は、 本発明のプラズマ処理装置の 1例を説明するた めの模式図である。
第 7 (B) 図は、 本発明のプラズマ処理装置の 1例を説明するた めの模式図である。
第 8 ( A) 図は、 本発明のプラズマ処理装置の 1例を説明するた めの模式図である。
第 8 (B) 図は、 本発明のプラズマ処理装置の 1例を説明するた めの模式図である。
第 9 ( A) 図は、 本発明のプラズマ処理装置の 1例を説明するた めの模式図である。
第 9 (B) 図は、 本発明のプラズマ処理装置の 1例を説明するた めの模式図である。
第 1 0図は、 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。
第 1 1図は、 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。
第 1 2図は、 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。

Claims

請求の範囲
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 口波導入装置。
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 ク口 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。
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。
4 . 前記複数のスロ ッ トは、 その長さがマイ ク 口波の進行方向に沿 つ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。
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 ク口波導入装置。
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。
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。
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。
9 . 前記マイク口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。
1 0 . 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。
1 1 . 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。
1 2 . 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 1 1 に記載のプラズマ処理装置。
1 3 . 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。
1 4 . 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 口波の管内波長の 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 3 に記載のプラズマ処理装置。
1 5 . 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 3乃 S 1 4に記載のプラズマ処理装 o
1 6 . 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 3 乃至 1 5 に記載のプラズマ処理装置。
1 7 . 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 3乃至 1 4に記載のプラズマ処理装置。 ' 1 8 . 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 3乃至 1 7 に記載のプラズマ処理装置。
1 9 . 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 口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。
2 0 . 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 口波の管内波長の 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 9 に記載のプラズマ処理装置。
2 1 . 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 9乃至 2 0 に記載のプラズマ処理装
2 2 . 前記複数のスロ ッ トは、 その長さがマイ ク 口波の進行方向に 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 9 乃至 2 1 に記載のプラズマ処理装置。
2 3 . 前記マイ ク口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 9乃至 2 0 に記載のプラズマ処理装置。
2 4 . 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 9乃至 2 3 に記載のプラズマ処理装置。
2 5 . 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 1 9 に記載のプラズマ処理装置。
2 6 . 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 ク口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、 マイク口波電源に接続するマイク口波導入部を有し、 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。
2 7 . 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 口波の管内波長の 1 Z 4の間隔で設けられているこ とを特徴とする 請求項 2 6に記載のプラズマ処理装置。
2 8 . 前記マイ ク口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 2 6乃至 2 7 に記載のプラズマ処理装 置。
2 9 . 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 2 6 乃至 2 8 に記載のプラズマ処理装置。
3 0 . 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 2 7乃至 2 8に記載のプラズマ処理装置。
3 1 . 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 2 7乃至 3 0に記載のプラズマ処理装置。
3 2 . 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 口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。
3 3 . 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 口波の管内波長の 1ノ 4の間隔で設けられているこ とを特徴とする 請求項 3 2 に記載のプラズマ処理装置。
3 4 . 前記マイ ク 口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 3 2乃至 3 3 に記載のプラズマ処理装 置。
3 5 . 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 3 2 乃至 3 4に記載のプラズマ処理装置。 2004/089046
62
3 6 . 前記マイク口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 3 2乃至 3 3 に記載のプラズマ処理装置。 3 7 . 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 3 2乃至 3 6に記載のプラズマ処理装置。
PCT/JP1992/001430 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 Ceased WO2004089046A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/084,211 US5487875A (en) 1991-11-05 1992-11-05 Microwave introducing device provided with an endless circular waveguide and plasma treating apparatus provided with said device

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3/315266 1991-11-05
JP31526691 1991-11-05
JP29301091 1991-11-08
JP3/293010 1991-11-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004089046A1 true WO2004089046A1 (ja) 2004-10-14

Family

ID=26559214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP1992/001430 Ceased WO2004089046A1 (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

Country Status (2)

Country Link
US (2) US5487875A (ja)
WO (1) WO2004089046A1 (ja)

Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6007878A (en) * 1993-05-27 1999-12-28 Canon Kabushiki Kaisha Process for producing an optical recording medium having a protective layer formed using a plasma processing device
EP0702393A3 (en) * 1994-09-16 1997-03-26 Daihen Corp Plasma processing apparatus for introducing a micrometric wave from a rectangular waveguide, through an elongated sheet into the plasma chamber
US5698036A (en) * 1995-05-26 1997-12-16 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
JP3164200B2 (ja) * 1995-06-15 2001-05-08 住友金属工業株式会社 マイクロ波プラズマ処理装置
JPH0987851A (ja) * 1995-09-21 1997-03-31 Canon Inc マイクロ波プラズマ処理装置及び処理方法
JPH09129607A (ja) * 1995-11-01 1997-05-16 Canon Inc マイクロ波プラズマエッチング装置及び方法
US5803975A (en) * 1996-03-01 1998-09-08 Canon Kabushiki Kaisha Microwave plasma processing apparatus and method therefor
DE19608949A1 (de) * 1996-03-08 1997-09-11 Ralf Dr Spitzl Vorrichtung zur Erzeugung von leistungsfähigen Mikrowellenplasmen
JPH10223607A (ja) * 1997-02-03 1998-08-21 Mitsubishi Electric Corp プラズマ処理装置
DE69807006T2 (de) * 1997-05-22 2003-01-02 Canon K.K., Tokio/Tokyo Plasmabehandlungsvorrichtung mit einem mit ringförmigem Wellenleiter versehenen Mikrowellenauftragsgerät und Behandlungsverfahren
JP3630982B2 (ja) * 1997-05-22 2005-03-23 キヤノン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
JP2942239B2 (ja) * 1997-05-23 1999-08-30 キヤノン株式会社 排気方法及び排気装置、それを用いたプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
US6531193B2 (en) 1997-07-07 2003-03-11 The Penn State Research Foundation Low temperature, high quality silicon dioxide thin films deposited using tetramethylsilane (TMS) for stress control and coverage applications
US6238527B1 (en) * 1997-10-08 2001-05-29 Canon Kabushiki Kaisha Thin film forming apparatus and method of forming thin film of compound by using the same
TW385623B (en) * 1997-10-20 2000-03-21 Sumitomo Metal Ind Apparatus and method for microwave plasma process
TW409487B (en) * 1998-04-10 2000-10-21 Sumitomo Metal Ind Microwave plasma treatment apparatus and microwave plasma treatment method
JP4014300B2 (ja) 1998-06-19 2007-11-28 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
EP0997927A3 (en) * 1998-10-29 2003-06-25 Canon Kabushiki Kaisha Microwave applicator with annular waveguide, plasma processing apparatus having the same, and plasma processing method
US6870123B2 (en) 1998-10-29 2005-03-22 Canon Kabushiki Kaisha Microwave applicator, plasma processing apparatus having same, and plasma processing method
JP3352418B2 (ja) 1999-01-28 2002-12-03 キヤノン株式会社 減圧処理方法及び減圧処理装置
DE60023964T2 (de) * 1999-02-01 2006-06-22 Ohmi, Tadahiro, Sendai Laservorrichtung, Belichtungsapparat unter Verwendung derselben und Herstellungsverfahren
JP3668079B2 (ja) * 1999-05-31 2005-07-06 忠弘 大見 プラズマプロセス装置
US6652709B1 (en) 1999-11-02 2003-11-25 Canon Kabushiki Kaisha Plasma processing apparatus having circular waveguide, and plasma processing method
KR100367587B1 (ko) 1999-12-29 2003-01-10 엘지전자 주식회사 도파관과 어플리케이터의 결합 구조
JP4441038B2 (ja) * 2000-02-07 2010-03-31 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波プラズマ処理装置
US6677549B2 (en) 2000-07-24 2004-01-13 Canon Kabushiki Kaisha Plasma processing apparatus having permeable window covered with light shielding film
KR100778947B1 (ko) * 2001-08-30 2007-11-22 동경 엘렉트론 주식회사 성막 방법 및 성막 장치
US20040259379A1 (en) * 2003-06-23 2004-12-23 Yoshi Ono Low temperature nitridation of silicon
JP2005033055A (ja) * 2003-07-08 2005-02-03 Canon Inc 放射状スロットに円弧状スロットを併設したマルチスロットアンテナを用いた表面波プラズマ処理装置
US6781102B1 (en) * 2003-07-23 2004-08-24 Maytag Corporation Microwave feed system for a cooking appliance having a toroidal-shaped waveguide
AU2005213122B2 (en) * 2004-02-03 2010-06-17 Industrial Microwave Systems, L.L.C. Cylindrical microwave chamber
JP2005251803A (ja) * 2004-03-01 2005-09-15 Canon Inc プラズマ処理装置およびその設計方法
JP2005252031A (ja) * 2004-03-04 2005-09-15 Canon Inc プラズマ窒化方法
KR100689037B1 (ko) 2005-08-24 2007-03-08 삼성전자주식회사 마이크로파 공명 플라즈마 발생장치 및 그것을 구비하는플라즈마 처리 시스템
JP2007088199A (ja) * 2005-09-22 2007-04-05 Canon Inc 処理装置
JP2007268252A (ja) * 2006-03-07 2007-10-18 Univ Of Ryukyus 滅菌装置及びそれを用いた滅菌方法
CZ17940U1 (cs) * 2007-09-13 2007-10-15 Špatenka@Petr Aplikátor mikrovlnného generátoru plazmatu, a mikrovlnný generátor plazmatu zahrnující tento aplikátor
TWI352368B (en) * 2007-09-21 2011-11-11 Ind Tech Res Inst Plasma head and plasma-discharging device using th
EP2101547B1 (de) * 2008-03-11 2014-03-05 Vita Zahnfabrik H. Rauter GmbH & Co. KG Dental-Sinterofen sowie Verfahren zum Sintern keramischer Dental-Elemente
ES2342958B2 (es) * 2008-09-03 2011-07-04 Emite Ingenieria Slne Analizador de multiples entradas y multiples salidas.
US8800483B2 (en) 2009-05-08 2014-08-12 Peter F. Vandermeulen Methods and systems for plasma deposition and treatment
US8866053B2 (en) * 2010-05-07 2014-10-21 Elberto Berdut-Teruel Permanent magnet induction heating system
CN103262663B (zh) 2011-04-28 2016-12-14 住友理工株式会社 微波等离子体生成装置和采用该装置的磁控溅射成膜装置
US20130196053A1 (en) * 2012-01-10 2013-08-01 State of Oregon acting by and through the State Board of Higher Education on behalf of Oregon Stat Flow cell design for uniform residence time fluid flow
WO2014053673A1 (es) * 2012-10-03 2014-04-10 Diego Jose Correa Hidalgo Termo calentador semi instantáneo inducido por microondas
US9144148B2 (en) 2013-07-25 2015-09-22 Hypertherm, Inc. Devices for gas cooling plasma arc torches and related systems and methods
DE102014205695B4 (de) * 2014-03-27 2016-01-28 Christof-Herbert Diener Niederdruckplasmaanlage mit sequentieller Steuerung
US10945313B2 (en) * 2015-05-27 2021-03-09 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for a microwave batch curing process
JP6527482B2 (ja) * 2016-03-14 2019-06-05 東芝デバイス＆ストレージ株式会社 半導体製造装置
US10861667B2 (en) 2017-06-27 2020-12-08 Peter F. Vandermeulen Methods and systems for plasma deposition and treatment
US10490386B2 (en) 2017-06-27 2019-11-26 Peter F. Vandermeulen Methods and systems for plasma deposition and treatment
KR102655694B1 (ko) * 2018-08-09 2024-04-08 삼성디스플레이 주식회사 어닐링 장치
US11623197B2 (en) 2020-01-23 2023-04-11 Lyten, Inc. Complex modality reactor for materials production and synthesis
WO2021183373A1 (en) 2020-03-13 2021-09-16 Vandermeulen Peter F Methods and systems for medical plasma treatment and generation of plasma activated media

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62222078A (ja) * 1986-03-25 1987-09-30 Nippon Steel Corp 帯板連続複合コ−テイング設備
JPS6357777A (ja) * 1986-08-28 1988-03-12 Canon Inc 堆積膜形成装置
JPH0319332A (ja) * 1989-06-16 1991-01-28 Hitachi Ltd マイクロ波プラズマ処理装置
JPH03109726A (ja) * 1989-09-25 1991-05-09 Hitachi Ltd プラズマ処理装置
JPH03120374A (ja) * 1989-10-03 1991-05-22 Canon Inc マイクロ波プラズマｃｖｄ法による堆積膜形成方法及び堆積膜形成装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1690288B2 (de) * 1967-07-20 1974-01-17 Telefunken Patentverwertungsgesellschaft Mbh, 7900 Ulm Trommelbarer Hohlleiter
US3587009A (en) * 1968-12-27 1971-06-22 Bell Telephone Labor Inc Electromagnetic filters wherein waveguide walls comprise alternate conductivity sections
DE3217437A1 (de) * 1982-03-25 1983-11-10 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Mikrowellen-richtantenne aus einer dielektrischen leitung
US5049895A (en) * 1985-01-24 1991-09-17 Yoshiharu Ito Flat circular waveguide device
DE3684304D1 (de) * 1985-10-03 1992-04-16 Hughes Aircraft Co Breitbandiger, hoch isolierender, als radialer wellenleiter ausgefuerter leistungsverteiler/-kombinierer.
US4825219A (en) * 1987-01-23 1989-04-25 Hughes Aircraft Company Slot antenna in circular waveguide
US5003687A (en) * 1988-05-16 1991-04-02 The Johns Hopkins University Overmoded waveguide elbow and fabrication process
US5370765A (en) * 1989-03-09 1994-12-06 Applied Microwave Plasma Concepts, Inc. Electron cyclotron resonance plasma source and method of operation
US5184046A (en) * 1990-09-28 1993-02-02 Abtox, Inc. Circular waveguide plasma microwave sterilizer apparatus
US5325020A (en) * 1990-09-28 1994-06-28 Abtox, Inc. Circular waveguide plasma microwave sterilizer apparatus
US5359177A (en) * 1990-11-14 1994-10-25 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Microwave plasma apparatus for generating a uniform plasma
EP0578047B1 (en) * 1992-06-23 1998-05-13 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Plasma processing apparatus
US5324485A (en) * 1992-08-12 1994-06-28 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Microwave applicator for in-drum processing of radioactive waste slurry
GB2274549B (en) * 1992-12-04 1997-01-22 Sg Microwaves Inc Waveguide rotary joint
FR2704942B1 (fr) * 1993-05-03 1995-08-04 Prolabo Sa Four micro-ondes en particulier pour chauffage rapide a haute temperature.
DE4336830A1 (de) * 1993-10-28 1995-05-04 Leybold Ag Plasma-Zerstäubungsanlage mit Mikrowellenunterstützung
US5587009A (en) 1995-06-12 1996-12-24 Ecolab Inc. Adhesive release agent applied to surface for improved cleaning

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62222078A (ja) * 1986-03-25 1987-09-30 Nippon Steel Corp 帯板連続複合コ−テイング設備
JPS6357777A (ja) * 1986-08-28 1988-03-12 Canon Inc 堆積膜形成装置
JPH0319332A (ja) * 1989-06-16 1991-01-28 Hitachi Ltd マイクロ波プラズマ処理装置
JPH03109726A (ja) * 1989-09-25 1991-05-09 Hitachi Ltd プラズマ処理装置
JPH03120374A (ja) * 1989-10-03 1991-05-22 Canon Inc マイクロ波プラズマｃｖｄ法による堆積膜形成方法及び堆積膜形成装置

Also Published As

Publication number Publication date
US5487875A (en) 1996-01-30
US5538699A (en) 1996-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2004089046A1 (ja) 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
JP2886752B2 (ja) 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
KR100554116B1 (ko) 멀티슬롯 안테나를 이용한 표면파 플라즈마 처리장치
KR100234509B1 (ko) 마이크로파 플라즈마 처리 장치 및 방법
EP0930376A1 (en) Method of processing substrate
KR100220132B1 (ko) 마이크로파 플라즈마 처리 장치 및 마이크로파 플라즈마 처리 방법
JP2008181710A (ja) プラズマ処理装置及び方法
JPH1140397A (ja) 環状導波路を有するマイクロ波供給器及びそれを備えたプラズマ処理装置及び処理方法
EP1895565A1 (en) Plasma processing apparatus and method
JP3118225B2 (ja) マイクロ波導入方法及びプラズマ処理方法
JP3118121B2 (ja) マイクロ波プラズマｃｖｄ装置及び堆積膜形成方法
JP4298049B2 (ja) 誘電体窓を用いたマイクロ波プラズマ処理装置
JP4478352B2 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法並びに構造体の製造方法
JP3530788B2 (ja) マイクロ波供給器及びプラズマ処理装置並びに処理方法
JPH07130494A (ja) マイクロ波プラズマ処理装置
JP2001043997A (ja) プラズマ処理装置
JPH09306900A (ja) マイクロ波プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JPH10158846A (ja) バッチ式マイクロ波プラズマ処理装置及び処理方法
JP4669153B2 (ja) プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および素子の製造方法
JPH10233295A (ja) マイクロ波導入装置及び表面処理方法
JPH07153595A (ja) 有磁場誘導結合プラズマ処理装置
JPH11329792A (ja) マイクロ波供給器
JPH11193466A (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2000138171A (ja) 円弧状スロット付無終端環状導波管、及びそれを用いたプラズマ処理装置及び処理方法
JP4532632B2 (ja) プラズマ処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 08084211

Country of ref document: US

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): US