(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ガス導入口と第１ガス排気口とを有するチャンバ内に、第１電極および基板を搭載する第２電極が配置され、
該第１電極の少なくとも一部と、該第２電極の一部とが、第１空間を隔てて、かつ、該基板のみを介して対向配置され、
該第１ガス導入口から該第１空間にプラズマ処理用ガスを導入すると共に、該第１電極と該第２電極との間に高周波電圧を印加して、該第１空間の少なくとも一部でプラズマを発生させ、さらに、基板を搭載した該第２電極を移動させることによって、該基板にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、
該第１ガス導入口と連通する連通導入口と、
該第１ガス排気口と連通する連通排気口と、
該第１空間において開口する第１開口部と、
該第１開口部の近傍において該第２電極または該基板と第２空間を隔てて対向する第２電極対向部と
を有するカバー体を備え、
該カバー体は、該第２電極および該基板と接触せずに、該第１電極、および該第２電極または該基板と共に、該連通導入口から該第１空間を通って該連通排気口に向かう該プラズマ処理用ガスの主ガス流路を構成し、
該主ガス流路を流れる該プラズマ処理用ガスの流線に急激な変化が加わらないように、該第１電極、該第２電極および該カバー体が配置されているプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記主ガス流路中で前記第１空間から前記連通排気口に向かう流れのコンダクタンスが、該第１空間から前記第２空間に向かう、該主ガス流路以外の流れのコンダクタンスに比べて大きくなるように、前記第１電極、前記第２電極および前記カバー体が配置されている請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記チャンバは、さらに第２ガス導入口を有し、
該第２ガス導入口から該チャンバ内に前記プラズマ処理用ガスと同一成分のガスまたは不活性ガスを導入して、前記主ガス流路以外の領域における圧力が該主ガス流路内の圧力よりも高い圧力に保持可能とされている請求項１または請求項２に記載の記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記第１空間内の前記プラズマが発生する部分において、
前記主ガス流路を流れる前記プラズマ処理用ガスの流線が、前記基板表面にほぼ沿う方向となるように、前記第１電極、前記第２電極および前記カバー体が配置されている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記第１電極は、少なくとも前記第１空間において曲面形状を有する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記主ガス流路の幅方向の略中央部において、
該主ガス流路を流れる前記プラズマ処理用ガスの流線が、前記連通導入口、前記第１空間および前記連通排気口にかけて、略Ｕ字形状となるように、前記第１電極、前記第２電極および前記カバー体が配置されている請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記主ガス流路の幅が前記略Ｕ字形状の先端部において最小となるように前記第１電極、前記第２電極および前記カバー体が配置され、
該主ガス流路の幅が最小になる部分の近傍において、プラズマを発生させる請求項６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記主ガス流路の幅方向の略中央部において、
該主ガス流路を流れる前記プラズマ処理用ガスの流線が、前記連通導入口、前記第１空間および前記連通排気口にかけて、略直線状となるように、前記第１電極、前記第２電極および前記カバー体が配置されている請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記第２電極は円筒形状であり、その中心軸を中心として回転可能とされている請求項８に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記基板としてシート状基板が搭載され、前記第２電極の回転によって該シート状基板が該第２電極に密着しながら移動可能とされている請求項９に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記第１電極は少なくとも前記第１空間で曲面形状部分を有し、該第１電極の曲面形状部分の曲率半径と前記円筒形状の第２電極の半径とは略同一であり、
該第１電極の曲面形状部分の先端部と、該円筒形状の第２電極の先端部とが実質的に対向し、
前記主ガス流路の幅が、該第１電極の先端部と該第２電極の先端部との対向部において最小となるように、該第１電極、該第２電極および前記カバー体が配置され、
該主ガス流路の幅が最小になる該対向部の近傍において、プラズマを発生させる請求項９または請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載のプラズマ処理装置を用いて、基板に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に対して成膜、加工および表面処理等を行うためのプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関し、特に、大面積の基板に対しても、均一、高品質、かつ、高速に、成膜、加工および表面処理等を行うことができるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
成膜、加工、表面処理等のプラズマ処理においては、プラズマ処理の基板面内での均一化、プラズマ処理面の高品質化、およびプラズマ処理速度の高速化が望まれている。特に、近年注目を集めている薄膜Ｓｉ太陽電池の製造プロセスにおいては、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｕｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等によりガラス基板やシート状基板上にアモルファスまたは微結晶のＳｉ薄膜が形成されるが、形成されるＳｉ薄膜の均一化および高品質化、および成膜速度の向上に対する要求が非常に厳しい。これに加えて、近年の基板サイズの大面積化は、上記要求を一層厳しいものにしている。以下に、上記要求に応えるための従来技術について説明する。
【０００３】
▲１▼大面積基板に対するプラズマ処理の均一化について
この要求に応えるためには、プラズマ空間に均一にプラズマ処理用ガスを供給して均一な放電状態を維持できる程度の小サイズのプラズマを発生させ、この小サイズのプラズマと基板とを相対的に移動させて、基板全面に対してプラズマ処理を行うことが有効である。例えば、基板長手方向におけるプラズマ発生部の長さが、その方向における基板の長さよりも短くなるような幅狭の電極を用いて、基板をその長手方向に移動させながらプラズマ処理を行う手法が知られている。この観点に基づく従来技術は、例えば特開平６−２５２０７１号公報、特開平８−２７７４７１号公報、第２５８９５９９号特許公報および第２６６７６６５号特許公報等に開示されている。
【０００４】
▲２▼大面積基板に対するプラズマ処理面の高品質化について
この要求に応えるためには、プラズマ処理による反応生成物が滞留して基板に付着しないように、これを速やかに除去することが必要である。このためには、上記手法▲１▼と同様に、小サイズのプラズマを発生させる電極を用いると共に、プラズマ処理後のガスをプラズマ空間の直近で効率的に排気する手法が有効である。この観点に基づく従来技術は、例えば特開平５−３４３３３８号公報および第２５８９５９９号特許公報等に開示されている。さらに、プラズマ処理後のガスをプラズマ空間から高速に排気することも重要であるが、高速排気に関しては上記公報にも特に記載されていない。なお、プラズマ空間のサイズを小さくし、プラズマ処理後のガスを高速に配置することの重要性は、プラズマ空間内のガスの置換時間ｔが下記式で表されることから、理解できる。
【０００５】
ｔ＝Ｖ／Ｑ  （Ｖ：プラズマ空間の体積、Ｑ：プラズマ処理用ガスの流量）
【０００６】
▲３▼プラズマ処理速度の高速化について
▲３▼−ａ．手法１（プラズマ処理用ガスの大流量供給）
プラズマ処理の高速化を図るためには、プラズマ処理用ガスを、処理速度に見合うだけの大流量でプラズマ空間に供給することが必要である。このためには、一対の電極を囲むようにカバー体を設けて、このカバー体に設けたガス導入口とガス排気口とによって、ガス導入口からプラズマ空間を通ってガス排気口に向かう大流量の高速ガス流を形成することが有効である。この手法によれば、カバー体によってガス流が規制されるので、プラズマ空間外へのガス流のリークを低減でき、大流量の高速ガス流を形成することができる。この観点に基づく従来技術は、例えば特開昭６２−９４９２２号公報、実開昭６２−１７２１４６号公報、特開平１−３０９９７５号公報、特開平６−２４８４５７号公報および特公平７−１００８６７号公報等に開示されている。
【０００７】
▲３▼−ｂ．手法２（プラズマ処理用ガスの高圧力化）
プラズマ処理の高速化を図るためには、上記▲３▼−ａの手法１と併せて、プラズマ空間内におけるプラズマ処理用ガス中の反応ガスの分圧を高めることが有効である。なお、反応ガスとは、希釈ガスと区別して、実際にプラズマ処理に寄与するガスのことを指す。この手法は、処理速度の高速化を図るためには有効であるが、反応ガスの分圧を高めると、プラズマを安定して発生させることが困難になる。そこで、特公平６−６０４１２号公報、第２７００１７７号特許公報および特開平６−２９９３５８号公報等には、高い分圧の反応ガスに対して、これを大量の不活性ガスで希釈することにより、反応ガスの分圧を高めても、即ち、高圧力のプラズマ処理用ガス雰囲気下でも、安定したプラズマを発生させる手法が開示されている。これらの公報の手法によれば、反応ガスに大量の不活性ガスを加えているので、チャンバ内の反応ガスの分圧を高めてもプラズマを安定して維持し、処理速度を向上することができる。但し、この手法では、チャンバ内のプラズマ処理用ガスの圧力を高圧力としているため、一対の電極の間隔を狭くしなければプラズマを安定に発生させることができない。つまり、高圧力化で安定にプラズマを発生させるためには、一対の電極の間隔を狭くする必要がある。しかし、電極の間隔を狭くすると、ガス流の摩擦損失のために、電極間に大流量のプラズマ処理用ガスを安定して供給することが困難となる。
【０００８】
以下に、上記従来の手法に基づいて、上記▲１▼〜▲３▼の各々、またはその内の２つの要求を満たすことが可能な具体的なプラズマ処理装置について説明する。
【０００９】
（Ａ）従来技術に基づく構成１（上記▲１▼および▲２▼の要求を満たすプラズマ処理装置）
上記▲１▼および▲２▼の要求を満たすプラズマ処理装置としては、例えば第２６６７６６５号特許公報に開示されている内容と特開平５−３４３３３８号公報に開示されている内容とを組み合わせた構成が考えられる。この観点に基づいたプラズマ処理装置を図１７に示す。
【００１０】
図１７において、５０１はチャンバ、５０２は基板５５０と対向する第１電極、５０３は基板５５０が搭載される第２電極、５０４はプラズマ処理用ガスをプラズマ空間に導入するガス導入口、５０５はプラズマ処理後のガスを排気するガス排気口である。
【００１１】
このプラズマ処理装置において、ガス導入口５０４からチャンバ５０１内にプラズマ処理用ガスを導入し、第１電極５０２と第２電極５０３との間に高周波電圧を印加すると、そのプラズマ処理用ガスに基づくプラズマＰが発生する。このプラズマＰの作用によって基板５５０の第１電極５０２と対向する部分がプラズマ処理される。そして、プラズマ処理後のガスは、ガス排気口５０５から排気される。ここで、図中のＸ方向におけるプラズマＰの長さは、その方向における基板５５０の長さに比べて短いが、第２電極５０３をＸ方向に移動させることにより、基板５５０の全面に対してプラズマ処理が施される。
【００１２】
上記プラズマ処理装置において発生するプラズマＰは、そのサイズが小さいため、そのプラズマ空間に均一にプラズマ処理用ガスを供給することができ、また、均一な放電状態を維持することができる。即ち、小サイズのプラズマＰと対向する部分では、均一にプラズマ処理を施すことができる。そして、この均一性が良いプラズマＰと対向して基板５５０が移動するため、大面積基板に対しても均一なプラズマ処理が可能となる。また、プラズマＰはサイズ（プラズマ空間の体積）が小さく、さらに、この直近に設けたガス排気口５０５によってプラズマ処理後のガスが排気されるため、反応生成物がプラズマ空間中に滞留する時間が短く、プラズマ処理の高品質化を図ることができる。
【００１３】
（Ｂ）従来技術に基づく構成２（上記▲３▼の要求を満たすプラズマ処理装置）
上記▲３▼の要求を満たすプラズマ処理装置として、特開平６−２４８４５７号公報に開示されている内容について、図１８を参照しながら説明する。なお、この公報に開示されている内容は、上記▲３▼−ａの手法１に基づくものであり、上記▲３▼−ｂの手法２との両立は困難である。この点については後述の
【発明が解決しよ
うとする課題】にて説明する。
【００１４】
図１８（ａ）において、６０１はチャンバ、６０２は基板６５０と対向する第１電極、６０３は基板６５０が搭載される第２電極、６０４はプラズマ処理用ガスをプラズマ空間に導入するガス導入口、６０５はプラズマ処理後のガスを排気するガス排気口である。また、６０６および６０７は各々第１電極６０２と第２電極６０３との間の空間６１１を挟んで対向して設けられたガス供給手段とガス排気手段である。ガス供給手段６０６には多数の噴出口６０８が設けられ、ガス排気手段６０７には多数の吸引口６０９が設けられている。さらに、図１８（ａ）に対して直交する方向から見た断面図である図１８（ｂ）に示すように、第２電極６０３にの端縁には絶縁体からなる仕切板６１０が立ち上げ形成されている。
【００１５】
このプラズマ処理装置においては、第１電極６０２と第２電極６０３との間の空間６１１がガス供給手段６０６、ガス排気手段６０７および仕切板６１０によってボックス状に区画されている。このため、ガス導入口６０４から導入されたプラズマ処理用ガスを、ガス供給手段６０６の噴出口６０８からボックス状空間６１１に対して大流量で安定して供給することができる。そして、第１電極６０２と第２電極６０３との間に高周波電圧を印加することにより発生するプラズマＰを、このボックス状空間６１１に閉じ込めることができる。また、プラズマ処理後のガスは、ボックス状空間６１１からガス排気手段６０７の吸引口６０９を通じて高速に排気することができる。
【００１６】
この構成によれば、プラズマ処理用ガスが、ボックス状の空間部６１１以外の領域に漏れることなく、ボックス状空間６１１を安定に流れるので、大流量のプラズマ処理用ガスをプラズマ空間に安定して供給し、成膜速度の高速化を図ることができる。また、プラズマ処理後のガスを高速に排気することができる。但し、この場合、プラズマは基板全面と対向しており、そのサイズが大きいので、プラズマ処理による反応生成物の滞留時間は必ずしも短い訳ではない。この点については、プラズマ空間内のガスの置換時間ｔが下記式で表されることから、理解できる。
【００１７】
ｔ＝Ｖ／Ｑ  （Ｖ：プラズマ空間の体積、Ｑ：プラズマ処理用ガスの流量）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術は、いずれも、上記▲１▼〜▲３▼の各々、またはその内の２つの要求を満たすことは可能であるが、▲１▼〜▲３▼の要求を全て満足することはできなかった。以下に、従来技術の課題を具体的に説明する。
【００１９】
（Ａ）上記構成１の課題について
図１７に示したプラズマ処理装置の構成は、特に、大面積の基板に対して、基板面内のプラズマ処理の均一化およびプラズマ処理面の高品質化を図るためには有効である。
【００２０】
しかしながら、さらにプラズマ処理速度の高速化を図る上では、困難な点があった。すなわち、高速処理を行うためには、処理速度に見合うだけの大流量のプラズマ処理用ガスをプラズマ空間に供給する必要があるが、図１７に示したプラズマ処理装置では、大流量のガスを安定して供給することは困難である。図１７において、プラズマ処理用ガスに対して望まれるガス流路は、図中にＦＪで示すように、ガス導入口５０４〜プラズマ空間Ｐ〜ガス排気口５０５という経路である。しかしながら、この流路ＦＪでは、流線が急激に変化するためにコンダクタンスが小さく、大流量のガスを供給することが困難である。さらに、上記所望の流路以外の方向に分岐するガス流も発生してしまう。また、仮に大流量のガスを流したとしても、上記流路における流線の急激な変化によって流れに乱れが生じる。このことはプラズマ処理の不均一とプラズマ処理面の品質低下を引き起こし、本来の効果も失うことになる。この問題は、処理速度を高速化するために、さらにプラズマ空間を高圧力化した場合（上記▲３▼−ｂの手法２）に一層顕著になる。これは、主としてプラズマ空間の高圧力化のために一対の電極間隔を狭くしなければならないことに起因する。即ち、一対の電極間隔が狭いため、この電極間を流れるガス流のコンダクタンスが小さく、大流量のプラズマ処理用ガスをプラズマ空間に安定に供給することが困難になる。従って、この構成では、上記要求▲１▼、▲２▼と上記要求▲３▼とを同時に満たすことはできない。
【００２１】
（Ｂ）上記構成２の課題について
図１８に示したプラズマ処理装置の構成は、ガス流路をプラズマ空間内に規制するためのカバーがガス供給手段６０６、ガス排気手段６０７および仕切板６１０によって構成されているので、プラズマ処理用ガスがプラズマ空間以外の領域に漏れることなく、プラズマ処理用ガスをプラズマ空間に安定して大流量で供給することができる。
【００２２】
しかしながら、このカバーは、第１電極６０２と第２電極６０３との間の空間６１１を完全に包囲しているため、この技術を小サイズのプラズマに対して基板を移動させるという構成（上記構成１）に適用することはできない。即ち、図１８の構成の幾何的配置では、基板を移動させることはできない。従って、この構成では、上記要求▲３▼は満たすことができても、上記▲１▼、▲２▼の要求を満たすことはできない。さらに、処理速度を高速化するためにプラズマ空間を高圧力化し（上記▲３▼−ｂの手法２）、一対の電極間隔を狭くした場合には、この構成の実施は困難になる。その理由は、狭い電極間隔に対して、基板サイズ分の長距離にわたって、プラズマ処理用ガスを大流量で安定して供給することはガス流の損失から考えて困難であるからである。
【００２３】
本発明は、このような従来技術の課題を解決すべくなされたものであり、成膜、加工および表面処理等のプラズマ処理において、小サイズのプラズマに対して基板を移動させながら、大流量のプラズマ処理用ガスをプラズマ空間に安定して供給すると共に反応生成物を速やかに除去して、処理速度の高速化、プラズマ処理の均一化およびプラズマ処理面の高品質化という３つの要求を同時に満足し、さらに、大型基板やシート状基板に対しても対応可能なプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、従来の技術思想を取り入れながらも単にその組み合わせでは達成し得ない上記３つの要求を同時に満たすという進歩的効果を、新たな構成によって達成したものである。
【００２５】
本発明のプラズマ処理装置は、第１ガス導入口と第１ガス排気口とを有するチャンバ内に、第１電極および基板を搭載する第２電極が配置され、該第１電極の少なくとも一部と、該第２電極の一部とが、第１空間を隔てて、かつ、該基板のみを介して対向配置され、該第１ガス導入口から該第１空間にプラズマ処理用ガスを導入すると共に、該第１電極と該第２電極との間に高周波電圧を印加して、該第１空間の少なくとも一部でプラズマを発生させ、さらに、基板を搭載した該第２電極を移動させることによって、該基板にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、該第１ガス導入口と連通する連通導入口と、該第１ガス排気口と連通する連通排気口と、該第１空間において開口する第１開口部と、該第１開口部の近傍において該第２電極または該基板と第２空間を隔てて対向する第２電極対向部とを有するカバー体を備え、該カバー体は、該第２電極および該基板と接触せずに、該第１電極、および該第２電極または該基板と共に、該連通導入口から該第１空間を通って該連通排気口に向かう該プラズマ処理用ガスの主ガス流路を構成し、該主ガス流路を流れる該プラズマ処理用ガスの流線に急激な変化が加わらないように、該第１電極、該第２電極および該カバー体が配置され、そのことにより上記目的が達成される。
【００２６】
前記主ガス流路中で前記第１空間から前記連通排気口に向かう流れのコンダクタンスが、該第１空間から前記第２空間に向かう、該主ガス流路以外の流れのコンダクタンスに比べて大きくなるように、前記第１電極、前記第２電極および前記カバー体が配置されているのが好ましい。
【００２７】
前記チャンバは、さらに第２ガス導入口を有し、該第２ガス導入口から該チャンバ内に前記プラズマ処理用ガスと同一成分のガスまたは不活性ガスを導入して、前記主ガス流路以外の領域における圧力が該主ガス流路内の圧力よりも高い圧力に保持可能とされていてもよい。
【００２８】
前記第１空間内の前記プラズマが発生する部分において、前記主ガス流路を流れる前記プラズマ処理用ガスの流線が、前記基板表面にほぼ沿う方向となるように、前記第１電極、前記第２電極および前記カバー体が配置されていてもよい。
【００２９】
前記第１電極は、少なくとも前記第１空間において曲面形状を有するようになされていてもよい。
【００３０】
前記主ガス流路の幅方向の略中央部において、該主ガス流路を流れる前記プラズマ処理用ガスの流線が、前記連通導入口、前記第１空間および前記連通排気口にかけて、略Ｕ字形状となるように、前記第１電極、前記第２電極および前記カバー体が配置されていてもよい。
【００３１】
前記主ガス流路の幅が前記略Ｕ字形状の先端部において最小となるように前記第１電極、前記第２電極および前記カバー体が配置され、該主ガス流路の幅が最小になる部分の近傍において、プラズマを発生させてもよい。
【００３２】
前記主ガス流路の幅方向の略中央部において、該主ガス流路を流れる前記プラズマ処理用ガスの流線が、前記連通導入口、前記第１空間および前記連通排気口にかけて、略直線状となるように、前記第１電極、前記第２電極および前記カバー体が配置されていてもよい。
【００３３】
前記第２電極は円筒形状であり、その中心軸を中心として回転可能とされていてもよい。
【００３４】
前記基板としてシート状基板が搭載され、前記第２電極の回転によって該シート状基板が該第２電極に密着しながら移動可能とされていてもよい。
【００３５】
前記第１電極は少なくとも前記第１空間で曲面形状部分を有し、該第１電極の曲面形状部分の曲率半径と前記円筒形状の第２電極の半径とは略同一であり、該第１電極の曲面形状部分の先端部と、該円筒形状の第２電極の先端部とが実質的に対向し、前記主ガス流路の幅が、該第１電極の先端部と該第２電極の先端部との対向部において最小となるように、該第１電極、該第２電極および前記カバー体が配置され、該主ガス流路の幅が最小になる該対向部の近傍において、プラズマを発生させてもよい。
【００３６】
本発明のプラズマ処理方法は、本発明のプラズマ処理装置を用いて、基板に対してプラズマ処理を行い、そのことにより上記目的が達成される。
【００３７】
以下に、本発明の作用について説明する。
【００３８】
本発明にあっては、第１電極の少なくとも一部と第２電極の一部との対向部である第１空間において小サイズのプラズマを発生させ、そのプラズマに対して第２電極（およびその上に搭載された基板）を移動させることによって基板全面に均一なプラズマ処理が可能となるプラズマ処理装置において、第１電極および、第２電極または基板と共に主ガス流路を構成するカバー体を設ける。このとき、カバー体の連通導入口から第１空間を通ってカバー体の連通排気口に向かうプラズマ処理用ガスの主ガス流路の流線に急激な変化が加わらないように第１電極、第２電極およびカバー体を配置する。このことにより、主ガス流路の損失を少なくしてコンダクタンスを大きくし、プラズマ領域に大流量のプラズマ処理用ガスを安定に供給すると共に、プラズマ処理後のガスをカバー体の連通排気口から高速に排気することが可能である。また、カバー体は、第２電極を移動させるために、第２電極および基板と接触しておらず、第１開口部の近傍において第２電極または基板と第２空間を隔てて対向する第２電極対向部とを有しているが、主ガス流路中で第１空間から連通排気口に向かう流れのコンダクタンスが、第１空間から第２空間に向かう、主ガス流路以外の流れのコンダクタンスに比べて大きくなるように第１電極、第２電極およびカバー体が配置されているので、主ガス流路以外へのガスのリークを抑制し、大流量のプラズマ処理用ガスを安定してプラズマ空間に供給すると共に、プラズマ処理後のガスを滞留させることなくカバー体の連通排気口から高速に排気することが可能である。
【００３９】
さらに、第２ガス導入口からチャンバ内にプラズマ処理用ガスと同一成分のガスまたは不活性ガスを導入することにより、主ガス流路以外の領域における圧力を主ガス流路内の圧力よりも高い圧力に保持して、主ガス流路内から主ガス流路外へのプラズマ処理用ガスのリークを抑制可能である。
【００４０】
上記第１空間内のプラズマが発生する部分において、主ガス流路を流れる前記プラズマ処理用ガスの流線が、基板表面にほぼ沿う方向となるように第１電極、第２電極およびカバー体を配置すれば、プラズマ発生領域においてガス流の損失が小さく、流れが安定する。
【００４１】
例えば後述する第１の実施形態に示すように、主ガス流路の幅方向の略中央部において、主ガス流路を流れるプラズマ処理用ガスの流線が、カバー体の連通導入口、第１空間および連通排気口にかけて略Ｕ字形状となるように、第１電極、第２電極およびカバー体を配置すれば、プラズマ処理用ガスの主ガス流路の流線に急激な変化が加わらないようにすることが可能である。この場合、カバー体が基板と接触せずに上方に位置していても、その第１開口部から斜め下方向の基板にプラズマ処理用ガスが供給される。そして、プラズマ処理後のガスが基板から離れる方向の斜め上方向に流れて排気されるので、反応生成物が基板に付着することが抑制される。さらに、主ガス流路の幅が略Ｕ字形状の曲がり部先端において最小となるように第１電極、第２電極およびカバー体を配置すれば、その最小幅の部分の幅が非常に狭くても、このような幅の狭い流路が主ガス流路の一部にしか設けられないので、ガス流の摩擦損失が大幅に低減される。そして、主ガス流路の幅が最小になる部分の近傍においてプラズマを発生させれば、安定して大流量のプラズマ処理用ガスを流しながらも、高圧力下でのプラズマ発生が可能となる。
【００４２】
或いは、後述する第２の実施形態に示すように、主ガス流路の幅方向の略中央部において、主ガス流路を流れるプラズマ処理用ガスの流線が、連通導入口、第１空間および連通排気口にかけて略直線状となるように第１電極、第２電極およびカバー体を配置しても、プラズマ処理用ガスの主ガス流路の流線に急激な変化が加わらないようにすることが可能である。
【００４３】
さらに、第２電極を円筒形状とし、その中心軸を中心として回転可能としてもよい。そして、シート状基板を第２電極に搭載し、第２電極の回転によってシート状基板を第２電極に密着しながら移動させることが可能である。
【００４４】
この場合、第１電極に少なくとも第１空間で曲面形状部分を形成し、第１電極の曲面形状部分の曲率半径と円筒形状の第２電極の半径とを略同一にして、第１電極の曲面形状部分の先端部と、円筒形状の第２電極の先端部とを実質的に対向させて小サイズのプラズマを発生させることが可能である。
【００４５】
さらに、主ガス流路がその幅方向における中心線に対して略対称形状となるように、第１電極、第２電極およびカバー体を配置すれば、一層、プラズマ処理用ガスの主ガス流路の流線に急激な変化が加わらないようにすることが可能である。また、主ガス流路の幅が、第１電極の先端部と第２電極の先端部との対向部において最小となり、その近傍においてプラズマを発生させれば、安定して大流量のプラズマ処理用ガスを流しながら、高圧力下でのプラズマ発生が可能となる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
【００４７】
（第１の実施形態）
図１は本実施形態のプラズマ処理装置１００の概略構成を示す断面図であり、図２はプラズマ処理装置１００の主要部を示す斜視図であり、図３は図２の平面ＰＬ１における断面を示す斜視図であり、図４は図２の平面ＰＬ２における断面図であり、図５は図３の各部分を分解して示す斜視図であり、図６はプラズマ処理装置１００における主ガス流路ＦＲを示す拡大図である。以下、図１〜図６を参照しながら、本実施形態のプラズマ処理装置およびそのプラズマ処理方法について説明する。
【００４８】
（Ａ）プラズマ処理装置１００の構成要素について
以下に、主として図１を参照しながらプラズマ処理装置１００の構成要素について説明する。
【００４９】
図１において、１はチャンバであり、その壁面には第１ガス導入口４および第１ガス排気口５が設けられている。第１ガス導入口４は、プラズマ処理用ガスを供給する第１ガス供給部６と配管８によって連結され、第１ガス排気口５は、プラズマ処理後のガスを排気する第１ガス排気部７と配管９によって連結されている。さらに、図１に示すように、第２ガス導入口１０および第２ガス排気口１１がチャンバ１の壁面に設けられ、各々第２ガス供給部１２および第２ガス排気部１３と連結されているのが好ましい。
【００５０】
２は基板５０と対向する第１電極、３は基板５０が搭載される平板状の第２電極である。第２電極３は接地されており、図示しない駆動機構によって図中のＸ方向に移動可能とされている。第１電極２は、少なくとも後述するカバー体２３（第１カバー体２１）の開口部（第１開口部）２５において、曲面形状２ａをなしている。なお、本実施形態では、第１電極２の断面形状を半円形状としているが、前記曲面形状をなしていればよく、これに限られない。例えば、中心角が１８０゜以下なる円弧状断面でも良いし、複数曲率を有する任意曲面であってもよい。第１カバー体２１の第１開口部２５において、第１電極２と第２電極３とは空間（第１空間）ＳＣを隔てて基板５０のみを介して対向している。第１電極２の曲面２ａの先端部２ａｔは、基板５０とギャップＧ１を隔てて対向している。この先端部２ａｔの近傍において、後述する図６に示すような小サイズのプラズマＰが発生する。
【００５１】
第１電極２は、その背面２ｂにおいて、絶縁体からなるカバー体２３（第２カバー体２２）に固定されている。第２カバー体２２は上下方向に貫通する溝部（または穴部）２２ａを有しており、この溝部２２ａを介して第１電極２が高周波電源１４に接続されている。
【００５２】
第１カバー体２１は、基板５０および第２電極３とは接触せずに第１電極２と第２カバー体２２とを包囲するような形状をなす。第１カバー体２１は絶縁体であるが、その外壁部を導電体で覆って接地電位としてもよい。このようにすると、第１電極２と第１カバー体２１の外壁部とが同軸構造となり、高周波電力伝送の観点から望ましい。
【００５３】
第１カバー体２１は、第１電極２の少なくとも一部と第２電極３の一部とが対向する第１空間ＳＣで開口しており、以下、この開口部２５を第１開口部と称する。この第１開口部２５の近傍において、第１カバー体２１の底面２４はギャップＧ２の第２空間ＳＤを隔てて基板５０と対向しており、以下、この底面２４を第２電極対向部と称する。このギャップＧ２は、第１カバー体２１と基板５０とが接触しない範囲で可能な限り狭く設定するのが好ましい。また、第２電極対向部２４の図１中のＸ方向における長さは、可能な限り長くなるように形成するのが好ましい。さらに、ギャップＧ２はギャップＧ１よりも狭く設定するのが好ましい。
【００５４】
第１カバー体２１は、図１の紙面に対して垂直方向の両端に、図２に示すような下方突出部２１ｆを有している。この下方突出部２１ｆは可能な限り微小な隙間を隔てて基板５０および第２電極３を覆っている。また、第１カバー体２１は、図５に示すような凹部２１ａを有しており、これと対応して第２カバー体２２は取り付け部２２ｂを有している。この凹部２１ａに取り付け部２２ｂがはめ込まれて第１カバー体２１および第２カバー体２２とが一体化して一体的な構造物（カバー体２３）を構成している。なお、本実施形態においては、第２カバー体２２に第１電極２が固定されているため、カバー体２３と第１電極２も一体的な構造物となっている。さらに、図４および図５に示すように、第１カバー体２１の内壁面２１ｅは、第１電極２の端面２ｅおよび第２カバー体２２の端面２２ｅと略接触している。
【００５５】
カバー体２３には、第１カバー体２１と第２カバー体２２とによって、図２および図３に示すような連通導入口２６と連通排気口２７とが設けられている。そして、図１に示すように、連通導入口２６は第１ガス導入口４と、連通排気口２７は第１ガス排気口５と、各々気密に連通している。
【００５６】
なお、第１カバー体２１および第２カバー体２２の形状は、第１電極２および、第２電極３または基板５０と共に構成される、後述する主ガス流路ＦＲを流れるプラズマ処理用ガスの流線に急激な変化が加わらないような形状であれば、特に限定しない。さらに、第１空間ＳＣから連通排気口５に向かう流れのコンダクタンスが第１空間ＳＣから第２空間ＳＤに向かう主ガス流路以外の流れのコンダクタンスに比べて大きくなるような形状にするのが好ましい。本実施形態では、図１に示すように、第１カバー体２１の形状を、内壁面２１ｃを平面形状とし、それに続く内壁面２１ｄを曲面形状とし、これらがなめらかに連結される様な形状としている。また、第２カバー体２２の壁面２２ｃは、第１電極２の半円状表面２ａとなめらかに連結されている。さらに、ギャップＧ２を第１カバー体２１と基板５０とが接触しない範囲で狭く、第２電極対向部２４の図１中のＸ方向における長さを長くし、ギャップＧ２をギャップＧ１よりも狭く設定してある。
【００５７】
第１カバー体２１の平面状内壁面２１ｃは、第２カバー体２２の平面状壁面２２ｃと空間ＳＡ１、ＳＡ２を介して対向し、第１カバー体２１の曲面状内壁面２１ｄは、第１電極２の曲面２ａと空間ＳＢ１、ＳＢ２を介して対向している。なお、ここでは、図１の左側の空間をＳＡ１およびＳＢ１、右側の空間をＳＡ２およびＳＢ２として区別している。
【００５８】
第１カバー体２１の内壁面２１ｄの曲率半径は、第１電極２の曲面２ａの半径よりも大きくしてある。また、内壁面２１ｄの曲率中心は、例えば曲面２ａの中心と同じく図１中のＹ軸上にあって、曲面２ａの中心より上方に位置している。その結果、空間ＳＢ１の幅は空間ＳＡ１から第１空間ＳＣにかけて徐々に狭くなり、空間ＳＢ２の幅は第１空間ＳＣから空間ＳＡ２にかけて徐々に広くなる。さらに、空間ＳＢ１および空間ＳＢ２と第１空間ＳＣとの境界部（第１開口部２５の端部）において、後述する主ガス流路ＦＲの幅は、第１電極２の曲面２ａの先端部２ａｔと基板５０とのギャップＧ１よりも広く設定されている。
【００５９】
（Ｂ）プラズマ処理装置１００における主ガス流路ＦＲについて
（Ｂ−１）主ガス流路ＦＲの構成について
次に、本実施形態のプラズマ処理装置１００におけるプラズマ処理用ガスのガス流路について図６を参照しながら説明する。図６は図１における主ガス流路ＦＲを拡大して示したものである。
【００６０】
プラズマ処理用ガスは、第１ガス導入口４から、これと気密に連通するカバー体２３の連通導入口２６を通ってチャンバ１内に導入される。そして、略気密状態の空間ＳＡ１およびＳＢ１を通って第１空間ＳＣに導かれる。第１空間ＳＣに到達したプラズマ処理用ガスは、主として略気密状態の空間ＳＢ２およびＳＡ２を通って、連通排気口２７に気密に連通する第１排気口５からチャンバ１の外部に排気される。そして、この連通導入口２６〜空間ＳＡ１〜空間ＳＢ１〜第１空間ＳＣ〜空間ＳＢ２〜空間ＳＡ２〜連通排気口２７というガス流路ＦＲが主ガス流路となる。主ガス流路ＦＲは、図６から明らかなように、第１電極２および第２電極３（または基板５０）と、第１カバー体２１および第２カバー体２２からなるカバー体２３との各々の壁面によって構成されている。
【００６１】
主ガス流路ＦＲの幅は、空間ＳＡ１において充分に広く一定である。そして、上述したように、空間ＳＡ１と空間ＳＢ１との境界はなめらかに連結され、さらに、空間ＳＢ１では空間ＳＡ１から第１空間ＳＣにかけて主ガス流路ＦＲの幅が徐々に狭くなる。この空間ＳＢ１と第１空間ＳＣとの境界における主ガス流路ＦＲの幅ＧＷは、第１電極２の先端部２ａｔと基板５０との間のギャップＧ１よりも広く設定されている。ガス流が空間ＳＢ１を通過した後、ガス流の一側面を規制する壁面は、第１カバー体２１の内壁面２１ｄから基板５０の表面に引き継がれ、第１空間ＳＣにおいては第１電極２の曲面２ａと基板５０の表面とによって主ガス流路ＦＲが形成される。そして、空間ＳＢ１から第１電極２の曲面２ａの先端部２ａｔにかけて主ガス流路ＦＲの幅は徐々に狭くなり、先端部２ａｔで最小幅Ｇ１となる。ここで、空間ＳＢ１から第１空間ＳＣへのガス流は、これを規制する壁面の変化によって不安定になることが懸念される。しかし、ガス流の慣性と、ガス流を規制する幅ＧＷおよび幅Ｇ１の規制面とによって、理想とする仮想流管の一壁面ＳＣＷに近い状態を得ることができる。本実施形態では、空間ＳＡ１における主ガス流路ＦＲの幅を約５０ｍｍ、長さを１００ｍｍとし、空間ＳＢ１における主ガス流路ＦＲの幅は空間ＳＡ１から徐々に狭くして第１空間ＳＣとの境界における幅ＧＷを約３ｍｍとした。また、第１電極２の半径を１００ｍｍとし、第１開口部２５（第１空間ＳＣ）における主ガス流路ＦＲの長さを５０ｍｍとし、第１電極２の先端部２ａｔと基板５０との間のギャップＧ１は約２ｍｍとした。さらに、ギャップＧ２は約１ｍｍとし、第２電極対向部２４の図１中のＸ方向における長さを１４０ｍｍとした。第１空間ＳＣから空間ＳＢ２を通って空間ＳＡ２に至る主ガス流路ＦＲについては、空間ＳＡ１から空間ＳＢ１を通って第１空間ＳＣに至る主ガス流路ＦＲと、その幅の変化が逆ではあるが同様であるので、説明を省略する。なお、主ガス流路ＦＲ中には、流れの一層の安定化のために、公知のガス分散板を適宜設けてもよい。
【００６２】
（Ｂ−２）主ガス流路ＦＲの作用効果について
（Ｂ−２−１）本実施形態において、主ガス流路ＦＲの幅は、空間ＳＢ１から徐々に狭くなり、第１電極２の先端部２ａｔにおいて最小となって、その後、空間ＳＢ２にかけて徐々に広くなっている。また、主ガス流路ＦＲの幅方向中央における流線Ｆは、図６に示すような略Ｕ字形状である。従って、主ガス流路ＦＲの幅方向全体にわたり、プラズマ処理用ガスの流線に急激な変化が加わらず、ガス流の損失を大幅に低減することができる。その結果、大流量のプラズマ処理用ガスを、その流れを乱すことなく、プラズマ空間Ｐに安定して供給することができる。また、プラズマ処理後のガスを滞留させることなく、高速に排気することができる。
【００６３】
（Ｂ−２−２）本実施形態では、図６に示すように、第１電極２の先端部２ａｔ近傍における主ガス流路ＦＲの幅が最小となっている部分においてのみプラズマＰを発生させるので、均一な放電状態を維持できる程度の小サイズのプラズマを発生させることができる。この最小幅部分の幅Ｇ１の設定値は、プラズマ空間におけるプラズマ処理用ガスの圧力によっても異なるが、プラズマ処理を高速化するためにその圧力を１００Ｔｏｒｒ以上とした場合には、後述するように、数１００μｍ〜数ｍｍ程度となる。本実施形態においては、このような幅の狭い流路を主ガス流路ＦＲの一部にしか設けていないので、ガス流の摩擦損失を大幅に低減することができる。その結果、高圧力下でプラズマを発生させるために電極間隔（ギャップＧ１）を狭くした場合でも、大流量のプラズマ処理用ガスを安定して供給することができる。また、プラズマ処理後のガスを滞留させることなく高速に排気することができる。
【００６４】
（Ｂ−２−３）本実施形態において、主ガス流路ＦＲ中の流線はなめらかな略Ｕ字形状であり、プラズマ空間Ｐにおいて基板５０に沿う方向である。このため、基板５０を搭載した第２電極３を移動可能とするためにカバー体２３が基板５０と接触せずに上方に位置していても、カバー体２３の第１開口部２５から斜め下方向の基板５０上にプラズマ処理用ガスを供給することができる。しかも、そのガス流の流線は、プラズマ空間Ｐで基板５０に沿う方向であるため、ガス流の損失が小さく、安定した流れが得られる。そして、反応生成物を含むプラズマ処理後のガスは、基板５０から離れる方向である斜め上方向への流れによって排気されるので、反応生成物が基板５０に付着するのを防ぐことができる。
【００６５】
（Ｂ−２−４）本実施形態において、主ガス流路ＦＲは流路中の流線に急激な変化が加わらず、かつ、流路幅の狭い箇所が一部にしか存在しないので、この主ガス流路ＦＲのコンダクタンスを大きくすることができる。また、主ガス流路ＦＲ中の流線はなめらかな略Ｕ字形状であり、その速度ベクトルの方向が主ガス流路ＦＲの外部にリークする方向（第１空間ＳＣ→第２空間ＳＤ）とは大きく異なる。よって、カバー体２３が基板５０および第２電極３と接触していなくても、第１空間ＳＣから第２空間ＳＤに向かう、主ガス流路ＦＲの外部にガスがリークするのを抑制することができる。従って、主ガス流路内を実質的に略気密状態に維持して、大流量のプラズマ処理用ガスをプラズマ空間に安定して供給することができる。また、プラズマ処理後のガスを、滞留させることなく高速に排気することができる。
【００６６】
（Ｃ）主ガス流路ＦＲ内の気密性について
本実施形態において、上記主ガス流路ＦＲは、流線に急激な変化が加わらず、そのコンダクタンスが大きい。また、その速度ベクトルの方向は外部リークする方向（第１空間ＳＣ→第２空間ＳＤ）と大きく異なるため、第１空間ＳＣから第２空間ＳＤに向かう、外部空間へのリークが少なく、気密性を維持した状態で大流量の安定したガス流を形成することができる。しかしながら、主ガス流路ＦＲが上述した効果（Ｂ−２）をより顕著に呈するためには、以下のような手法により、さらに主ガス流路ＦＲ内の気密性を高めることが望ましい。
【００６７】
（Ｃ−１）図６に示すように、第１空間ＳＣ→第２空間ＳＤに流れるガス流のコンダクタンスを、第１空間ＳＣ→空間ＳＢ２→空間ＳＡ２を流れるガス流のコンダクタンスに比べて充分小さくなるように設定する。すなわち、上述したように、基板５０２を搭載した第２電極３を移動可能とするために設けている第２空間ＳＤのギャップＧ２を、第１カバー体２１と基板５０とが接触しない範囲で可能な限り狭く設定し、第２電極対向部２４の長さを図中のＸ方向に可能な限り長く設定する。さらに、第２空間ＳＤのギャップＧ２を、主ガス流路ＦＲ中の最小の流路幅Ｇ１よりも狭く設定することにより、主ガス流路ＦＲの気密性はより顕著に高められる。
【００６８】
（Ｃ−２）図２に示すように、第１カバー体２１の下方突出部２１ｆを設けることは、図６の紙面に対して垂直方向の気密性を高めるために有効である。この下方突出部２１ｆが可能な限り微小な隙間を隔てて基板５０および第２電極３とを覆うことにより、その間の空間のコンダクタンスも、上記と同様に、主ガス流路ＦＲ中の第１空間ＳＣ→空間ＳＢ２→空間ＳＡ２を流れるガス流のコンダクタンスに比べて充分小さくなるように設定することができる。
【００６９】
（Ｃ−３）さらに、チャンバ１内の主ガス流路ＦＲ以外の領域の圧力を、主ガス流路ＦＲ内の圧力よりも若干高めておくことも有効である。これにより、圧力差のために主ガス流路ＦＲ内の気密性を高めることができる。具体的には、図１に示すように、チャンバ１の壁面に第２ガス導入口１０および第２ガス排気口１１を設けて、チャンバ１内にプラズマ処理用ガスと同一成分のガスまたは不活性ガスを導入する。そして、チャンバ１内の主ガス流路ＦＲ以外の領域の圧力を主ガス流路ＦＲ内の圧力よりも若干高めに保持する。これにより、主ガス流路ＦＲ内からその外部へガスがリークするのを抑制することができる。この場合、主ガス流路ＦＲの外部から主ガス流路ＦＲの内部にガスが混入する可能性もあるが、プラズマ処理用ガスと同一成分のガスまたは不活性ガスが微量に混入するのみであるので、特に問題は生じない。
【００７０】
（Ｄ）プラズマ処理装置１００によるプラズマ処理方法について
次に、上記プラズマ処理装置１００を用いたプラズマ処理方法の１例について、主として図１を参照しながら説明する。
【００７１】
まず、第１ガス排気部７と第２ガス排気部１３とにより、チャンバ１内を減圧状態にする。次に、第１ガス供給部６と第２ガス供給部１２とから、チャンバ１内にプラズマ処理用ガスを導入する。
【００７２】
そして、上記主ガス流路ＦＲ（連通導入口２６〜空間ＳＡ１〜空間ＳＢ１〜第１空間ＳＣ〜空間ＳＢ２〜空間ＳＡ２）の内部の圧力、およびチャンバ１内の主ガス流路ＦＲ以外の領域における圧力が所定の圧力となった状態で、第１ガス供給部６と第１ガス排気部７とにより、主ガス流路ＦＲ内に、成膜、加工、表面処理等の各プラズマ処理の目的に応じた所定流量のプラズマ処理用ガスを流す。なお、第１ガス供給部６から第１ガス排気部７にいたる経路は、図示しない循環系によって循環されていてもよい。また、第２ガス供給部１２と第２ガス排気部１３とにより、主ガス流路ＦＲ以外の領域における圧力を、主ガス流路ＦＲ内の圧力よりも若干高めになるように調整する。
【００７３】
プラズマ処理用ガスとしては、例えば不活性ガスと反応ガスとの混合ガスを用いることができる。不活性ガスとしては、Ｈｅガス、Ａｒガス、Ｎｅガス等を単体で、または相互に混合して用いることができる。但し、放電の安定性と基板へのダメージを考慮すると、Ｈｅガスを用いることが望ましい。一方、反応ガスとしては、プラズマ処理の目的に応じたガスが用いられる。例えば、アモルファスや微結晶のＳｉ薄膜を成膜する場合には、ＳｉＨ4ガス等のＳｉ原子を含むガスを単体で、またはＨ2等の他のガスと混合して用いることができる。また、Ｓｉ系基板の加工を行う場合には、ＳＦ6やＣＦ4等のハロゲン系ガスを単体で、またはＯ2等の他のガスと混合して用いることができる。さらに、親水性の表面処理を施す場合には、アルコール等の有機溶媒を用いることができる。なお、第２ガス供給部１２から供給するガスは、反応ガスを含まずに、上記不活性ガスのみとしてもよい。
【００７４】
主ガス流路ＦＲ内のプラズマ処理用ガスの圧力は、プラズマ処理の処理速度を高めるためには、比較的高圧力に設定するのが好ましい。例えば、処理速度を高めるために反応ガス分圧を１０Ｔｏｒｒ以上という高めの圧力に設定すると、プラズマを安定して発生させるために大量の不活性ガスを加えるため、プラズマ処理用ガスの圧力はトータルで１００Ｔｏｒｒ以上程度になる。この場合、第１電極２の先端部２ａｔと基板５０との間のギャップＧ１は数１００μｍ〜数ｍｍと狭くする必要があるが、本実施形態のプラズマ処理装置１００の構成によれば、このような狭いギャップに対しても安定して大流量のプラズマ処理用ガスを供給することが可能である。例えば、プラズマ処理用ガスの圧力を１６０Ｔｏｒｒとし、ギャップＧ１を約２ｍｍに設定しても、プラズマ空間に数１００ｌ／ｍｉｎ以上のプラズマ処理用ガスを供給することができる。
【００７５】
このようにして主ガス流路ＦＲ内に所定流量のプラズマ処理用ガスを流した状態で、高周波電源１４から第１電極２と第２電極３との間に高周波電圧を印加する。ここで、第１電極２は曲面形状２ａを有しているため、第１空間ＳＣには電界強度分布が発生する。そして、電界強度が強い第１電極２の先端部２ａｔの近傍において、図６に示すような小サイズのプラズマＰが発生する。このプラズマＰ中の反応ガスに基づく反応種によって、基板５０に対して所定のプラズマ処理が施される。例えば、ＳｉＨ4ガスとＨ2ガスとを混合した反応ガスを用いた場合には、基板５０上にアモルファスや微結晶のＳｉ薄膜が成膜される。なお、プラズマＰが発生する領域は、プラズマ処理用ガスの圧力によって異なるが、プラズマ処理用ガスが高圧力になるほど、図６中のＸ方向におけるプラズマＰの長さが短くなる。このＸ方向に短いプラズマＰは、基板５０の一部のみをプラズマ処理可能であるため、さらに、第２電極３をＸ方向に移動させることによって基板５０の全面に対してプラズマ処理が施される。さらに、基板５０を移動させるため、カバー体２３は基板５０および第２電極３とは接触していないが、上記（Ｂ）および（Ｃ）で説明したように、主ガス流路ＦＲ内に大流量のプラズマ処理用ガスを安定して流すことができる。
【００７６】
（Ｅ）第１の実施形態の効果について
（Ｅ−１）第１の効果（大面積基板に対するプラズマ処理の均一化）
本実施形態においては、曲面形状２ａを有する第１電極２を用いているため、図１７に示した従来技術に基づく構成１と同様に、均一性の良い小サイズのプラズマを発生することができる。従って、基板５０を移動させることによって、大面積基板に対しても基板面内で均一なプラズマ処理を行うことができる。
【００７７】
（Ｅ−２）第２の効果（大面積基板に対するプラズマ処理面の高品質化）
本実施形態においては、主ガス流路ＦＲが上記（Ｂ−２）のような作用効果を呈するので、小サイズのプラズマに対して基板を移動させるためにカバー体２３が基板５０および第２電極３と接触しないようにしても、プラズマ処理後のガスを高速に排気することができる。このプラズマ処理後のガスの高速排気と、上記（Ｅ−１）における小サイズのプラズマとの双方の寄与によって、反応生成物がプラズマ空間中に滞留する時間が一層短くなり、プラズマ処理面のより一層の高品質化を図ることができる。この点については、プラズマ空間内のガスの置換時間ｔが下記式で表されることから、理解できる。
【００７８】
ｔ＝Ｖ／Ｑ  （Ｖ：プラズマ空間の体積、Ｑ：プラズマ処理用ガスの流量）
【００７９】
（Ｅ−３）第３の効果（プラズマ処理速度の高速化）
（Ｅ−３−１）本実施形態においては、主ガス流路ＦＲが上記（Ｂ−２）のような作用効果を呈するので、小サイズのプラズマに対して基板を移動させるためにカバー体２３が基板５０および第２電極３と接触しないようにしても、プラズマ空間に大流量のプラズマ処理用ガスを安定して供給することができ、プラズマ処理速度を高速化することができる。
【００８０】
（Ｅ−３−２）本実施形態においては、上記（Ｂ−２）の効果（特に（Ｂ−２−２）の効果）によって、主ガス流路ＦＲ内のプラズマ処理用ガスの流れの損失を大幅に低減することができる。このため、第１電極と第２電極との間のギャップ（図１中のＧ１）が非常に狭い場合であっても、その狭いギャップ部（プラズマ空間）に大流量のプラズマ処理用ガスを安定して供給することができる。また、プラズマ処理後のガスを滞留させることなく高速に排気することができる。この効果は、反応ガス分圧を高めてプラズマ処理用ガス（不活性ガスと反応ガスとの混合ガス）を１００Ｔｏｒｒ以上程度の高圧力とした場合に、特に有効である。すなわち、プラズマ処理用ガスの圧力を高圧力としてプラズマを発生させるために、第１電極と第２電極との間のギャップを非常に狭くしたとしても、大流量のプラズマ処理用ガスをプラズマ空間に安定して供給できる。その結果、反応ガス分圧を高めることと、大流量のプラズマ処理用ガスを供給できることの双方の寄与によって、プラズマ処理速度を一層高速化することができる。
【００８１】
なお、本実施形態のプラズマ処理装置を用いた場合、特に好適なプラズマ処理条件として、プラズマ処理用ガスの圧力を１００Ｔｏｒｒ以上と規定しているが、その理由は以下の通りである。
【００８２】
プラズマ処理速度の高速化を図るためには、プラズマ処理用ガス中の反応ガスの分圧を高めることが望まれる。ここで、反応ガス分圧が１０Ｔｏｒｒ未満の場合には、反応ガスに不活性ガスを加えなくても（すなわち、プラズマ処理用ガスが反応ガスそのものであって、そのプラズマ処理用ガス圧力が１０Ｔｏｒｒ未満の場合）、プラズマを安定して発生できる可能性がある。しかし、反応ガス分圧が１０Ｔｏｒｒ以上の場合には、これに不活性ガスを加えなければプラズマを安定して発生させることが困難となる。このため、１０Ｔｏｒｒ以上の反応ガスに対しては、９０Ｔｏｒｒ以上の不活性ガスを加えてプラズマ処理用ガスの圧力を１００Ｔｏｒｒ以上にする必要がある。さらに、反応ガス分圧が１０Ｔｏｒｒ未満であったとしても、反応ガスに大量の不活性ガスを加えてプラズマ処理用ガスの圧力を１００Ｔｏｒｒ以上とすることが、プラズマの安定性の観点からは望ましい。従って、安定したプラズマを発生させ、また、プラズマ処理速度を高速化するためには、プラズマ処理用ガス（不活性ガスと反応ガスとの混合ガス）の圧力を１００Ｔｏｒｒ以上にすることが望まれる。
【００８３】
しかしながら、プラズマ処理用ガスを１００Ｔｏｒｒ以上の高圧力とした場合には、パッシェンの法則に基づいて、一対の電極間のギャップを非常に狭くすることが必要になる。この場合のギャップは、数１００μｍ〜数ｍｍ程度である。ところが、従来の平行平板型の電極を用いた装置（例えば図１８）や、ガス流を規制するカバー体を設けていない装置（例えば図１７）では、この狭いギャップ部を流れるガス流のコンダクタンスが小さいために、大流量のプラズマ処理用ガスを安定して供給することは非常に困難である。
【００８４】
これに対して、本実施形態では、上記（Ｂ−２）の作用効果を呈する主ガス流路ＦＲによって主ガス流路ＦＲ内のプラズマ処理用ガスの流れの損失が大幅に低減されるので、その結果、１００Ｔｏｒｒ以上の高圧力のプラズマ処理用ガスを大流量で安定して供給することができる。この点には、特に、上記（Ｂ−２−２）の効果が大きく寄与している。つまり、本実施形態のプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理においては、プラズマ処理用ガスの圧力をどのような圧力としても良いが、特に従来の装置では困難とされる１００Ｔｏｒｒ以上の高圧力下での処理も可能となる。従って、反応ガス分圧を高めてさらに処理速度の向上を図ることが可能となるのである。
【００８５】
上記（Ｅ−１）〜（Ｅ−３）のように、本実施形態によれば、従来技術の組み合わせでは困難であったプラズマ処理速度の高速化、プラズマ処理の均一化、及びプラズマ処理面の高品質化という３つの要求を同時に満足することができる。特に、基板を移動させながらプラズマ処理を行う必要性のある、平板状の大型基板に対して、本実施形態の効果はより顕著なものとなる。
【００８６】
（実施例１）
図１に示したプラズマ処理装置１００を用いてガラス基板上の３０ｃｍ×３０ｃｍの領域にアモルファスシリコン薄膜を形成した。プラズマ処理用ガスは、Ｈｅ：ＳｉＨ4：Ｈ2＝９６．７：０．３：３の比率でトータル流量１５０ＬＭにて主ガス流路ＦＲ中を流した。主ガス流路ＦＲ内の圧力は１６０Ｔｏｒｒに維持した。この場合、主ガス流路（１６０Ｔｏｒｒ）中を流れるプラズマ処理用ガスの流量は約７００ｌ／ｍｉｎで、ＳｉＨ4分圧は約０．５Ｔｏｒｒとなる。その結果、成膜速度：約３０オングストローム／ｓ、基板面内の膜厚分布：５％以下、光感度（光導電率／暗導電率）：１０6オーダのアモルファスシリコン薄膜が得られ、本発明の目的であるプラズマ処理の高速化、プラズマ処理面の高品質化およびプラズマ処理の均一化を同時に満たすことができた。
【００８７】
（第１の実施形態の変形例１）
上述したように、本発明においては、第２電極３を移動させながらプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、第１電極２と、第２電極３または基板５０と、カバー体２３とから主ガス流路ＦＲを構成し、主ガス流路ＦＲ内に流れるプラズマ処理用ガスの流線に急激な変化が加わらないようにしたものである。これによって主ガス流路ＦＲ内のコンダクタンスを大きくし、カバー体２３が基板５０および第２電極３と接触せずに第２電極３を移動可能としても、機能的に主ガス流路ＦＲ内の略気密状態を維持して、大流量のプラズマ処理ガスを安定して流すことができる。この基本思想に基づいた最も好適な実施形態の１つが図１に示した第１の実施形態である。しかしながら、本発明の基本思想に基づけば、図１４に示すような変形例も可能である。
【００８８】
図１４に示す本変形例１において、図１に示した第１の実施形態と異なる点は、第１カバー体２１の内壁面２１ｄの曲率中心と、第１電極２の曲面２ａの中心とを略一致させている点である。すなわち、図１における第１電極２を上方に移動させたような構成である。この場合には、空間ＳＢ１および空間ＳＢ２の幅が、空間ＳＡ１から第１空間ＳＣにかけて、および第１空間ＳＣから空間ＳＡ２にかけて略一定となるが、第１の実施形態と同様に、主ガス流路ＦＲ内を流れるプラズマ処理用ガスの流線をなめらかな略Ｕ字形状とすることができる。但し、幾何的配置から理解されるように、本変形例１では第１電極２の先端部２ａｔと基板５０とのギャップＧ１が第１の実施形態よりも広く設定される。従って、本変形例１では、小サイズのプラズマに対して第２電極３を移動させると共に大流量のプラズマ処理用ガスを安定に流して、上記３つの要求を同時に満足させることはできるが、ギャップＧ１が広いために高圧力下でのプラズマの発生は困難になり、その点が第１の実施形態に比べて劣る。なお、本変形例においても、第１の実施形態中の（Ｃ）において示したような主ガス流路内の気密性をさらに高める構成が効果的に作用していることは言うまでもない。
【００８９】
（第１の実施形態の変形例２）
上記第１の実施形態および変形例１では、最も好適な実施形態の１つとして、主ガス流路ＦＲ内のプラズマ処理用ガスの流線を略Ｕ字形状とした場合について示した。しかしながら、本発明の基本思想は、第２電極３を移動させながらプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、主ガス流路ＦＲ内に流れるプラズマ処理用ガスの流線に急激な変化が加わらないようにしてコンダクタンスを大きくすることである。従って、本発明の基本思想に基づけば、図１５に示すような変形例も可能である。
【００９０】
図１５に示す本変形例２において、主ガス流路ＦＲ内の空間ＳＢ１、空間ＳＢ２および第１空間ＳＣについては図１に示した第１の実施形態と同様である。本変形例２において第１の実施形態と異なる点は、空間ＳＡ１および空間ＳＡ２におけるプラズマ処理用ガスの流線が、基板５０の表面に対して略平行な直線状となっている点である。この場合のカバー体２３は、例えば図示のような１ピースの絶縁体である。なお、カバー体２３の外観斜視図は、後述の第２の実施形態において説明する図１２と同様である。すなわち、本変形例では、空間ＳＡ１→空間ＳＢ１および空間ＳＢ２→空間ＳＡ２の境界部における損失が第１の実施形態よりも若干大きくなるものの、図示のようにその流線には急激な変化が加わらない。従って、第１の実施形態よりは劣るものの、大流量のプラズマ処理用ガスを安定して流すことができ、上記３つの要求を同時に満足させることができる。なお、本変形例においても、第１の実施形態中の（Ｃ）において示したような主ガス流路内の気密性をさらに高める構成が効果的に作用していることは言うまでもない。
【００９１】
（第１の実施形態の変形例３）
上記第１の実施形態、変形例１および変形例２では、好適な実施形態の１つとして、第１電極２の表面を曲面形状２ａした場合について示した。しかしながら、本発明の基本思想は、第２電極３を移動させながらプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、主ガス流路ＦＲ内に流れるプラズマ処理用ガスの流線に急激な変化が加わらないようにしてコンダクタンスを大きくすることである。従って、本発明の基本思想に基づけば、図１６に示すような変形例も可能である。
【００９２】
図１６に示す本変形例３において、図１５に示した変形例２と異なる点は、第１電極２の表面を平面形状２ａ’としている点である。なお、本変形例３において、カバー体２３の開口部近傍の面２１ｄを曲面形状にしてあるのは、第１の実施形態と同様に、「カバー体２３が基板に接触せずに上方に位置していてもカバー体２３の第１開口部２５から斜め下方向の基板５０上にプラズマ処理用ガスが供給される」ようにするためである。本変形例では、主ガス流路ＦＲ内のプラズマ処理用ガスの流線が略直線状になり、急激な変化が加わらない。但し、本変形例において、大流量のプラズマ処理用ガスを安定して流すためには、少なくとも空間ＳＡ１および空間ＳＡ２において、主ガス流路ＦＲの幅を図１５に示した変形例２と同程度に広くする必要がある。このため、本変形例３では第１電極２の平面形状部２ａ’と基板５０とのギャップＧ１が変形例２よりも広く設定される。従って、本変形例３では、小サイズのプラズマに対して第２電極３を移動させると共に大流量のプラズマ処理用ガスを安定に流して、上記３つの要求を同時に満足させることはできるが、ギャップＧ１が広いために高圧力下でのプラズマの発生は困難になり、その点が変形例２に比べて劣る。なお、本変形例においても、第１の実施形態中の（Ｃ）において示したような主ガス流路内の気密性をさらに高める構成が効果的に作用していることは言うまでもない。
【００９３】
（第２の実施形態）
本実施形態においては、シート状基板および円筒状基体に対しても好適なプラズマ処理を行うことが可能なプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法について説明する。なお、本実施形態において、主ガス流路の気密性を維持する手法およびプラズマ処理方法は第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。図７は本実施形態のプラズマ処理装置２００の概略構成を示す断面図であり、図８はプラズマ処理装置２００の主要部を示す斜視図であり、図９は図８の平面ＰＬ１における断面を示す斜視図であり、図１０は図８の平面ＰＬ２における断面図であり、図１１は図９の各部分を分解して示す斜視図であり、図１２はカバー体２３の斜視図であり、図１３はプラズマ処理装置２００における主ガス流路ＦＲ２を示す拡大図である。以下、図７〜図１３を参照しながら、本実施形態のプラズマ処理装置２００の構成とその主ガス流路ＦＲ２について説明する。なお、以下では、シート状基板に対するプラズマ処理について説明するが、後述する円筒状の第２電極を円筒状基体そのものとすれば、円筒状基体に対するプラズマ処理も可能である。
【００９４】
（Ａ）プラズマ処理装置２００の構成要素について
以下に、主として図７を参照しながらプラズマ処理装置２００の構成要素について説明する。なお、本実施形態の構成要素は、形状が異なるものの、第１の実施形態と同じ機能を有するものが大半であるので、第１の実施形態と同じ機能を有する構成要素には同一の記号を付して詳細な説明を省略する。
【００９５】
本実施形態のプラズマ処理装置２００について、第１の実施形態のプラズマ処理装置１００と大きく異なる点は、基板をシート状基板５０としている点、第２電極３を回転可能な円筒形状としている点、カバー体２３の形状、および主ガス流路ＦＲ２の形状である。
【００９６】
シート状基板５０は基板導入口６０を通してチャンバ１内に導入され、円筒形状の第２電極３に密着しながら第２電極３のＤＲ方向の回転によって搬送される。その後、基板排出口６１を通ってチャンバ１外に排出される。
【００９７】
カバー体２３は絶縁体で１ピースの構造物である。図７の紙面に対して側方から見て、カバー体２３は図１１および図１２に示すような略矩形状の一様な開口部を有する。この開口部一端が連通導入口２６となり、他端が連通排気口２７となる。また、カバー体２３は下面に第１開口部２５を有し、上面に第２開口部２３ａを有している。
【００９８】
第１電極２は曲面２ａを有し、図９および図１１に示すようにカバー体２３の第２開口部２３ａにはめ込まれる。そして、取り付け部２ｂがカバー体２３の上面２３ｂに当接して曲面２ａの端部が第２開口部２３ａの上部内壁面２３ｃ側の端部と連結される。このようにして第１電極２とカバー体２３とが一体的な構造物を構成している。そして、第１電極２の曲面２ａはカバー体２３の上部内壁面２３ｃから下方に突出してカバー体２３の第１開口部２５に対向し、高周波電源１４に接続される。
【００９９】
円筒形状の第２電極３およびシート状基板５０は、第１開口部２５からカバー体２３の内部に接触せずに挿入され、上方に突出している。そして、第１空間ＳＣを隔てて第１電極２と対向している。さらに、第１電極２の先端部２ａｔと、第２電極３の先端部３ａｔ上のシート状基板５０とは、ギャップＧ１を隔てて対向している。このギャップＧ１の対向部の近傍において、図７に示すような小サイズのプラズマＰが発生する。さらに、図７に示すように、第１電極２の曲面２ａの曲率半径が、円筒形状の第２電極３の半径と略等しく設定されるのが好ましい。また、第１電極２の先端部２ａｔの上部内壁面２３ｃからの突出量と、第２電極３の先端部３ａｔの下部内壁面２３ｄからの突出量が略等しく設定されるのが好ましい。
【０１００】
カバー体２３の第２電極対向部２４は曲面形状をなし、ギャップＧ２の第２空間ＳＤを隔ててシート状基板５０と対向している。ギャップＧ２はカバー体２３と基板５０とが接触しない範囲で可能な限り狭く設定するのが好ましい。さらに、ギャップＧ２はギャップＧ１よりも狭く設定するのが好ましい。
【０１０１】
カバー体２３は、図７の紙面に対して垂直方向の両端が、図１０に示すような微小な空間を隔てて第２電極３の側面を覆っている。そして、カバー体２３の内壁面２３ｅは、第１電極２の端面２ｅと略接触している。
【０１０２】
（Ｂ）プラズマ処理装置２００における主ガス流路ＦＲ２について
（Ｂ−１）主ガス流路ＦＲ２の構成について
次に、本実施形態のプラズマ処理装置２００におけるプラズマ処理用ガスのガス流路について図１３を参照しながら説明する。図１３は図７における主ガス流路ＦＲ２を拡大して示したものである。
【０１０３】
プラズマ処理用ガスは、第１ガス導入口４から、これと気密に連通するカバー体２３の連通導入口２６を通ってチャンバ１内に導入される。そして、気密状態の空間ＳＡ１を通って第１空間ＳＣに導かれる。第１空間ＳＣに到達したプラズマ処理用ガスは、主として気密状態の空間ＳＡ２を通って、連通排気口２７に気密に連通する第１ガス排気口５からチャンバ１の外部に排気される。そして、この連通導入口２６〜空間ＳＡ１〜第１空間ＳＣ〜空間ＳＡ２〜連通排気口２７というガス流路ＦＲ２が主ガス流路となる。主ガス流路ＦＲ２は、図１３から明らかなように、第１電極２および第２電極３（または基板５０）と、カバー体２３との各々の壁面によって構成されている。
【０１０４】
主ガス流路ＦＲ２の幅は、空間ＳＡ１において充分に広く一定である。その後の第１空間ＳＣでは、第１電極２の曲面２ａと第２電極３（シート状基板５０の表面）の円筒面によって主ガス流路ＦＲ２の幅は徐々に狭くなり、第１電極２の先端部２ａｔと第２電極３の先端部３ａｔとが対向する部分で最小幅Ｇ１となる。本実施形態では、空間ＳＡ１における主ガス流路ＦＲ２の幅を５０ｍｍ、長さを１００ｍｍとした。また、第１開口部２５の長さを１３０ｍｍ、第２開口部２３ａの長さを１３０ｍｍとし、第１電極２および第２電極３を開口部から突出させることによりギャップＧ１を約２ｍｍとした。さらに、第２電極の半径は１００ｍｍとし、ギャップＧ２は約１ｍｍとし、第２電極対向部２４の周方向の長さを５０ｍｍとした。第１空間ＳＣから空間ＳＡ２に至る主ガス流路ＦＲ２については、空間ＳＡ１から第１空間ＳＣに至る主ガス流路ＦＲ２と、その幅の変化が逆ではあるが同様であるので、説明を省略する。なお、主ガス流路ＦＲ２中には、流れの一層の安定化のために、公知のガス分散板を適宜設けてもよい。
【０１０５】
（Ｂ−２）主ガス流路ＦＲ２の作用効果について
（Ｂ−２−１）本実施形態における主ガス流路ＦＲ２の幅は、第１空間ＳＣにおいて、空間ＳＡ１側から徐々に狭くなり、ギャップＧ１部で最小となって、その後、空間ＳＡ２側にかけて徐々に広くなっている。また、主ガス流路ＦＲ２の幅方向中央における流線Ｆ２は、図１３に示すような略直線状である。さらに、主ガス流路ＦＲ２の形状は、幅方向における中心線に対して略対称形状である。従って、主ガス流路ＦＲ２の幅方向全体にわたり、プラズマ処理用ガスの流線に急激な変化が加わらず、ガス流の損失を大幅に低減することができる。その結果、大流量のプラズマ処理用ガスを、その流れを乱すことなく、プラズマ空間Ｐに安定して供給することができる。また、プラズマ処理後のガスを滞留させることなく、高速に排気することができる。
【０１０６】
（Ｂ−２−２）本実施形態では、図１３に示すように、主ガス流路ＦＲ２の幅が最小となるギャップＧ１部の近傍においてのみプラズマＰを発生させるので、均一な放電状態を維持できる程度の小サイズのプラズマを発生させることができる。また、本実施形態においては、このような幅の狭い流路を主ガス流路ＦＲ２の一部にしか設けていないので、ガス流の摩擦損失を大幅に低減することができる。その結果、高圧力下でプラズマを発生させるためにギャップＧ１を非常に狭い設定したときでも、大流量のプラズマ処理用ガスを安定して供給することができる。また、プラズマ処理後のガスを滞留させることなく高速に排気することができる。
【０１０７】
（Ｂ−２−３）本実施形態において、主ガス流路ＦＲ２の幅方向中央の流線Ｆ２は略直線状であり、これがプラズマ空間Ｐの中央部を基板５０の表面に沿って流れる。また、プラズマ空間Ｐにおいて周囲の流線Ｆ２’も基板に沿う方向になる。このため、シート状基板５０を搭載した第２電極３を回転移動可能とするために、カバー体２３が基板５０と接触していなくても、プラズマ空間Ｐに真横から損失無くプラズマ処理用ガスを流すことができる。その結果、大流量のプラズマ処理用ガスをさらに安定して供給することができる。そして、反応生成物を含むプラズマ処理後のガスを、滞留させることなく一層高速に排気することができる。
【０１０８】
（Ｂ−２−４）本実施形態において、主ガス流路ＦＲ２は流路中の流線に急激な変化が加わらず、かつ、流路幅の狭い箇所が一部にしか存在しないので、この主ガス流路ＦＲ２のコンダクタンスを大きくすることができる。また、主ガス流路ＦＲ２の幅方向中央の流線Ｆ２は略直線状であり、その速度ベクトルの方向が主ガス流路ＦＲ２の外部にリークする方向（第１空間ＳＣ→第２空間ＳＤ）とは大きく異なる。よって、カバー体２３が基板５０および第２電極３と接触していなくても、主ガス流路ＦＲ２の外部にガスがリークするのを抑制することができる。従って、主ガス流路内を実質的に略気密状態に維持して、大流量のプラズマ処理用ガスをプラズマ空間に安定して供給することができる。また、プラズマ処理後のガスを、滞留させることなく高速に排気することができる。
【０１０９】
本実施形態によれば、主ガス流路ＦＲ２が上記（Ｂ−２）のような作用効果を呈するため、シート状基板または円筒状基体に対するプラズマ処理についても、第１実施形態と同様の効果、すなわち、プラズマ処理速度の高速化、プラズマ処理の均一化、及びプラズマ処理面の高品質化という３つの要求を同時に満足することができる。
【０１１０】
（実施例２）
図７に示したプラズマ処理装置２００を用いて、実施例１と同様の条件で長尺のプラスチックフィルム上にアモルファスシリコン薄膜を形成したところ、実施例１と同等の結果が得られた。
【０１１１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、第１電極の少なくとも一部と第２電極の一部との対向部である第１空間において小サイズのプラズマを発生させ、そのプラズマに対して第２電極（およびその上に搭載された基板）を移動させることによって基板全面に均一なプラズマ処理が可能なプラズマ処理装置において、第２電極および基板と接触せずに、第１電極および、第２電極または基板と共に主ガス流路を構成するカバー体を設ける。このカバー体の連通導入口から第１空間を通ってカバー体の連通排気口に向かうプラズマ処理用ガスの主ガス流路の流線に急激な変化が加わらないように、第１電極、第２電極およびカバー体を配置してあるので、プラズマ空間にその流れを乱すことなく、大流量のプラズマ処理用ガスを供給すると共に、プラズマ処理後のガスを高速に排気することができる。また、主ガス流路中で第１空間から連通排気口に向かう流れのコンダクタンスが、第１空間から第２空間に向かう、主ガス流路以外の流れのコンダクタンスに比べて大きくなるように第１電極、第２電極およびカバー体が配置してあるので、主ガス流路以外へのガスのリークをさらに防いで主ガス流路内の気密性を一層高めることができる。これによって、プラズマ処理の高速化、プラズマ処理面の高品質化およびプラズマ処理の均一化という３つの要求を同時に満たすことができる。特に、大面積基板に対するプラズマ処理やシート状基板に対するプラズマ処理について、本発明によれば顕著な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態のプラズマ処理装置の主要部を示す斜視図である。
【図３】図２の平面ＰＬ１における断面を示す斜視図である。
【図４】図２の平面ＰＬ２における断面図である。
【図５】図３の各部分の分解斜視図である。
【図６】第１の実施形態のプラズマ処理装置における主ガス流路を示す拡大図である。
【図７】第２の実施形態のプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図８】第２の実施形態のプラズマ処理装置の主要部を示す斜視図である。
【図９】図８の平面ＰＬ１における断面を示す斜視図である。
【図１０】図８の平面ＰＬ２における断面図である。
【図１１】図９の各部分の分解斜視図である。
【図１２】第２の実施形態のプラズマ処理装置におけるカバー体を示す斜視図である。
【図１３】第２の実施形態のプラズマ処理装置における主ガス流路を示す拡大図である。
【図１４】変形例１のプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図１５】変形例２のプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図１６】変形例３のプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図１７】従来構成１のプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図１８】従来構成２のプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【記号の説明】
１  チャンバ
２  第１電極
３  第２電極
４  第１ガス導入口
５  第１ガス排気口
６  第１ガス供給部
７  第１ガス排気部
８、９  配管
１０  第２ガス導入口
１１  第２ガス排気口
１２  第２ガス供給部
１３  第２ガス排気部
１４  高周波電源
２１  第１カバー体
２２  第２カバー体
２３  カバー体
２３ａ  第２開口部
２４  第２電極対向部
２５  第１開口部
２６  連通導入口
２７  連通排気口
５０  基板
１００、２００  プラズマ処理装置
ＦＲ、ＦＲ２  主ガス流路
ＳＣ  第１空間
ＳＤ  第２空間
Ｇ１、Ｇ２  ギャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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