(57)【要約】【課題】処理容器内で複数の被加工部材を保持するとともにマイクロ波供給口から供給されるマイクロ波を各被加工部材に対して分散する構成を工夫することにより、複数の被加工部材に対して均等に同時成膜を行うことが可能な成膜装置を提供する。【解決手段】複数の被加工材料８を保持する保持具９を、マイクロ波供給口２２からのマイクロ波に基づく表面波を伝搬する導電性の伝搬部９Ａ、複数の被加工材料８を保持する複数の保持部９Ｃ、及び、伝搬部９Ａと複数の保持部９Ｃとに共通して接続され、伝搬部９Ａに伝搬された表面波を複数の保持部９Ｃにより保持された複数の被加工材料８に分散する分散部９Ｂから構成し、マイクロ波供給口２２から伝搬部９Ａを伝搬されたマイクロ波に基づく表面波を、分散部９Ｂを介して、複数の保持部９Ｃに保持された各被加工材料８に分散させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器に原料ガスと不活性ガスとを供給するガス供給部と、
導電性を有する被加工部材の処理表面に沿ってプラズマを生成させるためのマイクロ波を供給するマイクロ波供給部と、
前記被加工部材の処理表面に沿うシース層を拡大させる負のバイアス電圧を印加する負電圧印加部と、
前記マイクロ波供給部から供給されるマイクロ波を拡大された前記シース層へ表面波として伝搬させるマイクロ波供給口と、
前記マイクロ波供給口に対して突出するように配置され、前記マイクロ波供給口からのマイクロ波を表面波として伝搬する導電性の伝搬部と、
複数の被加工部材を保持する複数の保持部を備え、前記伝搬部と前記被加工部材とに電気的に接続され、前記伝搬部に伝搬された表面波を、前記複数の被加工部材に分散する分散部と、を備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記分散部には、前記複数の保持部と、前記伝搬部との間に、マイクロ波を透過させる透過部を備えることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記伝搬部は前記複数の保持部と接続される前記分散部の中心に配置され、前記複数の保持部は前記分散部の端部に配置され、
前記分散部は、前記伝搬部から前記保持部までの間において、前記伝搬部から前記保持部へ向かう長手方向に直交する幅が異なる形状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記分散部は、前記伝搬部から前記保持部までの間において、前記幅が最小幅である領域が、前記伝搬部の周辺に設けられることを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記透過部又は前記幅が最小幅である領域は、前記伝搬部と前記保持部とを結ぶ直線を対称軸にして、線対称に設けられることを特徴とする請求項２又は請求項４に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記透過部は、前記伝搬部から複数の前記保持部それぞれまでの位置において、前記伝搬部を中心に、前記伝搬部からの距離が等しい位置に設けられることを特徴とする請求項２に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記基材保持部は、前記マイクロ波供給口から前記伝搬部が突出する方向に沿って、前記伝搬部と距離を離して配置され、
前記分散部は、前記伝搬部から前記基材保持部に向かう方向に長辺を有する多角形状であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項８】
前記分散部に配置される前記複数の被加工部材の間に、前記負電圧印加部により印加される負電圧より高い電圧を有する電極が、前記被加工部材及び前記分散部と非接触に配置されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマを用いて、鋼材等の導電性を有する被加工部材の表面に被膜を形成する成膜装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プラズマを用いて、鋼材等の導電性を有する被加工材料の表面に皮膜を形成するための成膜装置に関し種々提案されている。
例えば、上述した被加工材料の表面にダイヤモンドライクカーボン（以下、「ＤＬＣ」という。）成膜処理する技術が特許文献１（特開２００４−４７２０７号公報）等により知られている。
【０００３】
この特許文献１に開示された技術では、プラズマ生成装置がマイクロ波供給口である石英窓を通して処理容器内の被加工材料に向けマイクロ波を供給することにより、石英窓内面の周辺領域にプラズマが生成される。被加工材料は例えば棒状であり、石英窓内面から処理容器内に突出するように配置され、生成されたプラズマに覆われた被加工材料の石英窓内面の周辺部分にはシース層が生成される。続いて、マイクロ波の供給中に、プラズマ生成装置が被加工材料へ負のバイアス電圧を印加する。
この結果、被加工材料の表面に生成されたシース層の厚さが拡大する。また同時に、供給されたマイクロ波は、この拡大されたシース層に沿って高エネルギ密度の表面波として伝搬する。このとき、高エネルギ密度の表面波により石英窓内面周辺から離れた被加工材料の表面にもプラズマが生成され、シース層も生成される。この新たに生成されたシース層も負のバイアス電圧によって拡大され、この拡大されたシース層に沿ってマイクロ波が高エネルギ密度の表面波としてさらに伝搬する。これにより、被加工材料の石英窓周辺から離れた部分へ、すなわち、被加工材料の石英窓側の一端から処理容器内に突出した他端へとプラズマが伸長する。この結果、原料ガスが表面波によってプラズマ励起されて高密度プラズマとなる。これにより、被加工材料の表面全体にＤＬＣ成膜処理される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−４７２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１に記載された成膜装置は、元々１つの被加工材料を処理容器内に配置し、その１つの被加工材料に成膜を行うものであり、従って、複数の被加工材料に対して同時に成膜を行うという思想はない。基本的に従来の成膜装置を使用する場合であっても、複数の被加工材料に対して同時成膜を行い、成膜加工された各被加工材料の生産性を格段に向上させることが望ましい。
【０００６】
本発明は前記従来技術の問題点を解消するためになされたものであり、処理容器内で複数の被加工部材を保持するとともにマイクロ波供給口から供給されるマイクロ波を各被加工部材に対して分散する構成を工夫することにより、複数の被加工部材に対して均等に同時成膜を行うことが可能な成膜装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る成膜装置は、処理容器に原料ガスと不活性ガスとを供給するガス供給部と、導電性を有する被加工部材の処理表面に沿ってプラズマを生成させるためのマイクロ波を供給するマイクロ波供給部と、前記被加工部材の処理表面に沿うシース層を拡大させる負のバイアス電圧を印加する負電圧印加部と、前記マイクロ波供給部から供給されるマイクロ波を拡大された前記シース層へ表面波として伝搬させるマイクロ波供給口と、前記マイクロ波供給口に対して突出するように配置され、前記マイクロ波供給口からのマイクロ波を表面波として伝搬する導電性の伝搬部と、複数の被加工部材を保持する複数の保持部を備え、前記伝搬部と前記被加工部材とに電気的に接続され、前記伝搬部に伝搬された表面波を、前記複数の被加工部材に分散する分散部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る成膜装置は、請求項１の成膜装置において、前記分散部には、前記複数の保持部と、前記伝搬部との間に、マイクロ波を透過させる透過部を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る成膜装置は、請求項１又は請求項２の成膜装置において、前記伝搬部は前記複数の保持部と接続される前記分散部の中心に配置され、前記複数の保持部は前記分散部の端部に配置され、前記分散部は、前記伝搬部から前記保持部までの間において、前記伝搬部から前記保持部へ向かう長手方向に直交する幅が異なる形状であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る成膜装置は、請求項３の成膜装置において、前記分散部は、前記伝搬部から前記保持部までの間において、前記幅が最小幅である領域が、前記伝搬部の周辺に設けられることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る成膜装置は、請求項２又は請求項４の成膜装置において、前記透過部又は前記幅が最小幅である領域は、前記伝搬部と前記保持部とを結ぶ直線を対称軸にして、線対称に設けられることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る成膜装置は、請求項２の成膜装置において、前記透過部は、前記伝搬部から複数の前記保持部それぞれまでの位置において、前記伝搬部を中心に、前記伝搬部からの距離が等しい位置に設けられることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に係る成膜装置は、請求項１乃至６のいずれかに記載の成膜装置において、前記基材保持部は、前記マイクロ波供給口から前記伝搬部が突出する方向に沿って、前記伝搬部と距離を離して配置され、前記分散部は、前記伝搬部から前記基材保持部に向かう方向に長辺を有する多角形状であることを特徴とする。
【００１４】
請求項８に係る成膜装置は、請求項１乃至請求項７のいずれかの成膜装置において、前記分散部に配置される前記複数の被加工部材の間に、前記負電圧印加部により印加される負電圧より高い電圧を有する電極が、前記被加工部材及び前記分散部と非接触に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る成膜装置では、マイクロ波供給口から突出して配置され、マイクロ波供給口からのマイクロ波に基づく表面波を伝搬する導電性の伝搬部、複数の被加工部材を保持する複数の保持部、及び、伝搬部と複数の保持部とに共通して接続され、伝搬部に伝搬された表面波を複数の保持部により保持された複数の被加工部材に分散する分散部を備え、複数の被加工部材と、分散部と、伝搬部とを電気的に接続するとともに、負電圧印加部により、複数の被加工部材、分散部及び伝搬部のいずれかに負電圧を印加することにより、マイクロ波供給口から伝搬部に伝搬されたマイクロ波に基づく表面波を、分散部を介して、複数の保持部に保持された各被加工部材に分散させることができる。これにより、各被加工部材の周囲に均一な高密度プラズマを発生させることができることから、各被加工部材に対応して複数のマイクロ波供給口等を設けることなく、複数の被加工部材に対して同時に成膜を行うことが可能となる。
【００１６】
請求項２に係る成膜装置では、分散部には、複数の被加工部材を保持する複数の保持部と、複数の被加工部材に共通する伝搬部との間に、マイクロ波を透過させる透過部を備えている。これにより、マイクロ波供給口から伝搬部に沿って伝搬するマイクロ波に基づく表面波は透過部を介して透過伝搬され、この結果、分散部の周囲から回り込んで被加工部材に伝搬する表面波だけでなく、透過部を透過した表面波をも被加工部材に伝搬させることができる。従って、各被加工部材を伝搬する表面波のムラを減少させて各被加工部材の周囲に均一なプラズマを発生させることにより、複数の被加工部材に対して同時に均一な成膜を行うことが可能となる。
【００１７】
請求項３に係る成膜装置では、伝搬部は分散部の中心に配置され、複数の保持部は伝搬部から端部に配置され、また、分散部は、伝搬部から保持部までの間において、伝搬部から保持部へ向かう長手方向に直交する幅が異なる形状である。これにより、マイクロ波供給口から伝搬部に沿って伝搬するマイクロ波に基づく表面波は、分散部の周囲から回り込んで被加工部材に伝搬する表面波だけでなく、幅が狭い領域から侵入した表面波をも被加工部材に伝搬させることができる。従って、各被加工部材を伝搬する表面波のムラを減少させて各被加工部材の周囲に均一なプラズマを発生させることにより、複数の各被加工部材に対して同時に均一な成膜を行うことが可能となる。
【００１８】
伝搬部は、マイクロ波供給口から突出して配置されている。さらに、請求項４に係る成膜装置では、伝搬部から保持部までの間において、前記幅が最小幅である領域は、伝搬部の周辺に設けられている。これにより、マイクロ波供給口から伝搬部に沿って伝搬するマイクロ波に基づく表面波はマイクロ波供給口に対応する最小幅である前記幅の領域を介して伝搬され、この結果、分散部の周囲から回り込んで被加工部材に伝搬する表面波だけでなく、切欠き部から侵入した表面波をも被加工部材に伝搬させることができる。従って、各被加工部材を伝搬する表面波のムラを減少させて各被加工部材の周囲に均一なプラズマを発生させることにより、複数の各被加工部材に対して同時に均一な成膜を行うことが可能となる。
【００１９】
請求項５に係る成膜装置では、透過部又は幅が最小幅である領域は、伝搬部と前記保持部とを結ぶ直線を対称軸にして、線対称に設けられている。これにより、透過部又は幅が最小幅である領域が伝搬部及び保持部の両側で均等に配置されることとなり、各被加工部材の周囲に発生する表面波の均一化を図って各被加工部材の周囲に均一なプラズマを発生させることにより、複数の各被加工部材に対して同時に均一な成膜を行うことが可能となる。
【００２０】
請求項６に係る成膜装置では、透過部は、伝搬部から各保持部までの位置において、伝搬部を中心に、伝搬部からの距離が等しい位置に設けられているので、各被加工部材の周囲に発生する表面波の均一化を図って各被加工部材の周囲に均一なプラズマを発生させることにより、複数の各被加工部材に対して同時に均一な成膜を行うことが可能となる。
【００２１】
請求項７に係る成膜装置では、分散部は、伝搬部から基材保持部に向かう方向に長辺を有している。すなわち、分散部は、伝搬部から基材保持部に向かう方向が長手方向である。これにより、伝搬部に伝搬されるマイクロ波の表面波は、分散部の長手方向に沿って、基材保持部に向かって分散されやすく、基材保持部の周辺において、成膜に必要なプラズマの生成効率を、向上させることができる。
【００２２】
請求項８に係る成膜装置では、分散部に配置される複数の被加工部材の間に、負電圧印加部により印加される負電圧より高い電圧を有する電極が、被加工部材及び分散部と非接触に配置されている。これにより、各被加工部材間で、負電圧印加部から印加される負電圧による十分な電位差を確保して、各被加工部材の周囲に対して効率的にプラズマを発生させて複数の各被加工部材に対して同時に均一な成膜を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】被加工材料が取り付けられた分散部の平面図である。
【図３】分散部及び被加工材料の周囲に形成されるプラズマを模式的に示す説明図である。
【図４】第１実施形態の成膜装置における分散部の第１変形例を示す平面図である。
【図５】第１実施形態に係る成膜装置における分散部の第２変形例を示す平面図である。
【図６】第１実施形態に係る成膜装置における分散部の第３変形例を示す平面図である。
【図７】第１実施形態に係る成膜装置における分散部の第４変形例を示す平面図である。
【図８】第１実施形態に係る成膜装置における分散部の第５変形例を示す平面図である。
【図９】第１実施形態に係る成膜装置における分散部の第６変形例を示す平面図である。
【図１０】第１実施形態に係る成膜装置における分散部の第７変形例を示す平面図である。
【図１１】第１実施形態に係る成膜装置における分散部の第８変形例を示す模式側面図である。
【図１２】第１実施形態に係る成膜装置における分散部の第９変形例を示す模式側面図である。
【図１３】第２実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す説明図である。
【図１４】分散部に取り付けられた各被加工材料の間にアース電極を配置した状態を模式的に示す説明図である。
【図１５】第１実施形態に係る成膜装置における分散部の他の例を示す模式斜視図である。
【図１６】図１５に示す例において、分散部及び被加工材料の周囲に形成されるプラズマを模式的に示す説明図である
【図１７】第１実施形態に係る成膜装置における分散部の更に他の例を示す模式斜視図である。
【図１８】第１実施形態に係る成膜装置における分散部の更に他の例を示す模式斜視図である。
【図１９】第２実施形態に係る成膜装置における分散部の他の例を示す模式斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る成膜装置について、本発明を具体化した第１実施形態及び第２実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、第１実施形態に係る成膜装置１の概略構成について図１乃至図３に基づいて説明する。
【００２５】
図１は、第１実施形態の成膜装置１の全体構成を示す概略図である。図１に示すように、本実施形態に係る成膜装置１は、処理容器２、真空ポンプ３、真空計４、ガス供給部５、及び制御部６等から構成されている。処理容器２は、ステンレス等の金属製であって、気密構造の処理容器である。真空ポンプ３は、後述する圧力調整バルブ７を介して処理容器２の内部を真空排気可能なポンプである。処理容器２の内部には、マイクロ波供給口２２が設けられる。
【００２６】
ガス供給部５は、処理容器２の内部に成膜用の原料ガスと不活性ガスとを供給する。具体的には、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、またはＸｅなどの不活性ガスとＣＨ４、Ｃ２Ｈ２、又はＴＭＳ（テトラメチルシラン）等の原料ガスとが供給される。本実施形態では、成膜用には、ＣＨ４、およびＴＭＳの原料ガスが用いられる。
【００２７】
ガス供給部５から供給される原料ガスおよび不活性ガスの流量と、圧力とは、後述する制御部６により制御されてもよいし、作業者により制御されてもよい。なお、圧力は真空計４で測定され、測定結果は、制御部６に入力される。原料ガスは、アルキン、アルケン、アルカン、芳香族化合物などのＣＨ結合を有する化合物、または炭素が含まれる化合物が含まれるガスであればよい。Ｈ２が原料ガスに含まれてもよい。
【００２８】
処理容器２の内部には、棒状の表面に導電性を有する複数個（図１では３個）の被加工材料８が設けられる。被加工材料８は、ステンレス等で形成された導電性を有する保持具９により保持される。被加工材料８は、下端部が凹状に形成されている。保持具９は、伝搬部９Ａ、分散部９Ｂ及び被加工材料８の個数に応じた複数個（第１実施形態では３個）の保持部９Ｃを有している。保持部９Ｃは、分散部９Ｂに対して凸形状に配置されている。被加工材料８が、治保持具９に保持されるとき、被加工材料８の凹状に形成された端部が、保持部９Ｃの凸部に嵌合される。
ここに、伝搬部９Ａは、下端がマイクロ波供給口２２に嵌合されてマイクロ波供給口２２から突出して配置されるとともにマイクロ波供給口２２から伝搬されるマイクロ波に基づく表面波を上方に向かって伝搬する棒状の導電性金属材料から形成されている。
分散部９Ｂは、図２に示すように、導電性の板状金属材料から長方形状に形成されてなり、その上面には、被加工材料の個数に応じて３個の導電性の保持部９Ｃが立設されている。また、分散部９Ｂにおいて、各保持部９Ｃの間には、マイクロ波を透過させる透過スリット９Ｄが形成されている。
【００２９】
透過スリット９Ｄは、図２に示すように、伝搬部９Ａ（中央の被加工材料８に対応して設けられている、図１参照）と保持部９Ｃ（両側の被加工材料８に対応して設けられている）とを結ぶ直線を対称軸Ｌにして、対称軸Ｌの両側で線対称の形態となるように設けられている。これにより、透過スリット９Ｄが伝搬部９Ａと保持部９Ｃとを結ぶ対称軸Ｌの両側で均等に配置されることとなる。
また、透過スリット９Ｄは、図２に示すように、伝搬部９Ａから各保持部９Ｃまでの位置において、伝搬部９Ａを中心に、伝搬部９Ａからの距離が等しい位置に設けられている。
更に、透過スリット９Ｄは、図３に示すように、分散部９Ｂにて伝搬部９Ａから外側に拡がる方向に傾斜して形成されている。
【００３０】
また、前記のように、分散部９Ｂには、複数の被加工材料８を保持する複数の保持部９Ｃと、複数の被加工材料８に共通する伝搬部９Ａとの間に、マイクロ波を透過させる透過スリット９Ｄが形成されていることから、マイクロ波供給口２２から伝搬部９Ａに沿って伝搬するマイクロ波に基づく表面波は透過スリット９Ｄを介して透過伝搬され、この結果、分散部９Ｂの周囲から回り込んで被加工材料８に伝搬する表面波だけでなく、透過スリット９Ｄを透過した表面波をも被加工材料８に伝搬させることができる。従って、各被加工材料８に伝搬する表面波のムラを減少させて各被加工材料８の周囲に均一なプラズマを発生させることにより、複数の各被加工材料８に対して同時に均一な成膜を行うことが可能となる。
複数の各保持部９Ｃは、被加工材料８を立設状態で保持するものである。
【００３１】
前記したように、保持具９を構成する伝搬部９Ａ、分散部９Ｂ及び保持部９Ｃは、それぞれ導電性を有しており、従って、伝搬部９Ａ、分散部９Ｂ及び保持部９Ｃは電気的に接続された状態にある。
【００３２】
同軸導波管２１の中心導体２１Ａとマイクロ波供給口２２に嵌合された保持具９における伝搬部９Ａの下端部との間には、真空を保持するために、石英等の誘電体が配置される。
【００３３】
尚、被加工材料８の材質は、表面が導電性を有していれば、特に限定されるものではないが、本実施形態では低温焼戻し鋼である。ここで低温焼戻し鋼とは、ＪＩＳ  Ｇ４０５１（機械構造用炭素鋼鋼材）、Ｇ４４０１（炭素工具鋼鋼材）、Ｇ４４−４（合金工具用鋼材）、又はマルエージング鋼材などの材料である。被加工材料８は、低温焼戻し鋼以外にも、セラミック、または樹脂に導電性の材料がコーティングされているものでもよい。
【００３４】
処理容器２には、マイクロ波供給口２２の中央に同軸導波管２１の中心導体２１Ａが延長されている。マイクロ波供給口２２の上端面を除く外周面、つまり、マイクロ波導入面２２Ａを除く外周面は、ステンレス等の金属で形成された側面導体２３で被覆されている。側面導体２３は、処理容器２の内側面にネジ止め等によって固定され、電気的に処理容器２に接続されている。
【００３５】
処理容器２の内部には、前記のように保持具９にて保持された各被加工材料８に対してＤＬＣ成膜処理を行うためのプラズマが発生される。このプラズマは、マイクロ波パルス制御部１１、マイクロ波発振器１２、マイクロ波電源１３、負電圧電源１５、及び負電圧パルス発生部１６により発生される。本実施形態では、特開２００４−４７２０７号公報に開示された方法（以下、「ＭＶＰ法（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  ｓｈｅａｔｈ−Ｖｏｌｔａｇｅ  ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ  Ｐｌａｓｍａ法）」という。）により表面波励起プラズマが発生される。以降の記載では、ＭＶＰ法を説明する。
【００３６】
マイクロ波パルス制御部１１は、制御部６の指示に従い、パルス信号を発振する。発振したパルス信号は、マイクロ波発振器１２へ送信される。マイクロ波発振器１２は、マイクロ波パルス制御部１１からのパルス信号に従って、マイクロ波パルスを発生する。マイクロ波電源１３は、制御部６の指示に従い、指示された出力で２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発振するマイクロ波発振器１２へ電力を供給する。マイクロ波発振器１２は、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を、マイクロ波パルス制御部１１からのパルス信号に従って、パルス状にして後述するアイソレータ１７に供給する。なお、マイクロ波は２．４５ＧＨｚに限らず、０．３ＧＨｚ〜５０ＧＨｚの周波数であればよい。
【００３７】
そして、マイクロ波は、マイクロ波発振器１２からアイソレータ１７、チューナ１８、導波管１９、導波管１９から図示されない同軸導波管変換器を介して突設された同軸導波管２１を経由し石英などのマイクロ波を透過する誘電体等からなるマイクロ波供給口２２のマイクロ波導入面２２Ａから、処理容器２内に供給される。アイソレータ１７は、マイクロ波の反射波がマイクロ波発振器１２へ戻ることを防ぐものである。チューナ１８は、マイクロ波の反射波が最小になるようにチューナ１８前後のインピーダンスを整合するものである。
【００３８】
また、成膜装置１は、負電圧電源１５と、負電圧パルス発生部１６と、負電圧印加電極２５とを備える。負電圧電源１５は、制御部６と接続される。負電圧電源１５は、制御部６の指示に従い、負電圧パルス発生部１６に負のバイアス電圧を供給する。負電圧パルス発生部１６は、負電圧電源１５から供給された負のバイアス電圧を、パルス状の負のバイアス電圧にするパルス化を行う。このパルス化の処理は、負電圧パルス発生部１６が制御部６の指示に従い、負のバイアス電圧のパルスの大きさ、周期、及び、デューティ比を制御する処理である。負電圧印加電極２５は、被加工材料８に電気的に接続されている。
【００３９】
尚、前記したように、保持具９を構成する伝搬部９Ａ、分散部９Ｂ及び保持部９Ｃは、それぞれ導電性を有しており、伝搬部９Ａ、分散部９Ｂ及び保持部９Ｃは電気的に接続された状態にある。このため、負電圧印加電極２５は、被加工材料８以外の伝搬部９Ａや分散部９Ｂに接続されてもよい。
この場合、被加工材料８は、負電圧印加電極２５と接点を持たないことから、保持具９との接点以外の全体に渡って被膜が形成される。
【００４０】
負電圧印加電極２５により、パルス状の負のバイアス電圧が、被加工材料８に印加される。被加工材料８が、金属基材の場合、またはセラミック、または樹脂に導電性の材料がコーティングされた場合であっても、被加工材料８の少なくとも処理表面の全域にパルス状の負のバイアス電圧が印加される。また、保持具９の表面全域にも被加工材料８を介してパルス状の負のバイアス電圧が印加される。なお、保持具９が、導電性材料で形成されている場合は、被加工材料８と、分散部９Ｂおよび伝搬部９Ａとは、保持具９を介して電気的に接続される。このとき、負電圧印加電極２５は、保持具９にパルス状の負のバイアス電圧を印加することにより、被加工材料８に電圧が印加されてもよい。
【００４１】
伝搬部９Ａ、分散部９Ｂ及び被加工材料８に、負電圧印加電極２５により負のバイアス電圧が印加されると、マイクロ波導入面２２Ａからマイクロ波が供給されて生成されたシース層の厚さが、伝搬部９Ａ、分散部９Ｂ及び被加工材料８の周囲に拡大される。マイクロ波は、伝搬部９Ａ、分散部９Ｂ及び被加工材料８の周囲に拡大されたシース層に沿って、伝搬部９Ａ、分散部９Ｂ及び被加工材料８の処理表面に表面波として伝搬される。パルス状のマイクロ波が供給され、およびパルス状の負のバイアス電圧が同一時間に印加されることにより、図３に示すように、表面波励起プラズマ２８が発生される。
【００４２】
［表面波励起プラズマの詳細な説明］
通常、表面波励起プラズマを発生させる場合、まず、ある程度以上の電子（イオン）密度におけるプラズマと、これに接する誘電体との界面に沿ってマイクロ波が供給される。供給されたマイクロ波は、この界面に電磁波のエネルギが集中した状態で表面波として伝播される。その結果、界面に接するプラズマは高エネルギ密度の表面波によって励起され、さらに増幅される。これにより高密度プラズマが生成されて維持される。ただし、この誘電体を導電性材料に換えた場合、導電性材料は表面波の導波路としては機能せず、好ましい表面波の伝播及びプラズマ励起を生ずることはできない。
【００４３】
一方、プラズマに接する物体の表面近傍には、本質的に単一極性の荷電粒子層、いわゆるシース層が形成される。物体が、負のバイアス電圧を加えた導電性を有する被加工材料８の場合、シース層は、電子密度が低い層、すなわち、正極性であって、マイクロ波の周波数帯においてはほぼ比誘電率ε≒１の層である。このため、印加する負のバイアス電圧の絶対値を例えば−１００Ｖの絶対値より大きくすることによりシース層のシース厚さを厚くできる。すなわちシース層が拡大する。このシース層が、プラズマとプラズマに接する物体との界面に表面波を伝播させる誘電体として作用する。
【００４４】
従って、被加工材料８を保持する保持具９の伝搬部９Ａに近接して配置されたマイクロ波供給口２２からマイクロ波が供給され、かつ負電圧印加電極２５を介して被加工材料８及び保持具９に負のバイアス電圧が印加されると、マイクロ波はシース層とプラズマとの界面に沿って表面波として伝搬する。この結果、被加工材料８及び保持具９の表面に沿って表面波に基づく高密度励起プラズマ２８が発生する。
【００４５】
ここで、保持具９及び被加工材料８に周囲にプラズマ２８が発生される過程について、図３に基づき説明する。
図３に示すように、伝搬部９Ａと被加工材料８はそれぞれ分散部９Ｂの対向する面に配置されている。具体的には、板状の分散部９Ｂにおいて、保持具９および被加工材料８が上面側に配置され、伝搬部９Ａが下面側に配置されている。マイクロ波供給口２２から発せられたマイクロ波に基づく表面波は、伝搬部９Ａに沿って上方に伝搬され、矢印Ａに示すように、分散部９Ｂの下面を伝搬される。これにより、マイクロ波に基づく表面波は分散部９Ｂの両側に配置された被加工材料８の外側に伝搬され、また同時に、分散部９Ｂの下面を伝搬するマイクロ波に基づく表面波の一部は、矢印Ｂに示すように、各透過スリット９Ｄを透過し、分散部９Ｂの上面側にも伝搬する。更に、各透過スリット９Ｄを透過したマイクロ波に基づく表面波は、矢印Ｃに示すように、各被加工材料８の他の被加工材料８と面する内側周囲に沿って伝搬していく。この結果、図３に示すように、保持具９を構成する伝搬部９Ａ、分散部９Ｂ及び各被加工材料８の周囲に、十分な高密度のプラズマ２８が生成される。
【００４６】
このような被加工材料８の表面の近傍での表面波励起による高密度プラズマの電子密度は１０11〜１０12ｃｍ―3に達する。このＭＶＰ法を用いたプラズマＣＶＤによりＤＬＣ成膜処理される場合は、通常のプラズマＣＶＤによりＤＬＣ成膜処理される場合よりも１桁から２桁高い成膜速度３〜３０（ナノｍ／秒）が得られるので高速成膜が可能である。
【００４７】
なお、負電圧電源１５、および負電圧パルス発生部１６が、本発明の負電圧印加部の一例である。マイクロ波パルス制御部１１、マイクロ波発振器１２、マイクロ波電源１３、アイソレータ１７、チューナ１８、導波管１９、及び同軸導波管２１が本発明のマイクロ波供給部の一例である。尚、成膜装置１は負電圧電源１５、および負電圧パルス発生部１６を備えたが、更に正電圧電源、および正電圧パルス発生部を備えてもよいし、負電圧パルス発生部１６の代わりに、パルス状の負のバイアス電圧でなく、連続する負のバイアス電圧を印加する負電圧発生部を備えてもよい。
【００４８】
成膜装置１には、処理容器２の側壁に設けられた石英窓２７の外側近傍の位置に、放射温度計２９が配置されている。放射温度計２９は、被加工材料８の処理表面のうち、被加工材料８の上端部から下端部までの、処理表面の任意の位置の表面温度を連続的に測定する。放射温度計２９は、制御部６に電気的に接続される。
【００４９】
以上説明した通り、第１実施形態に係る成膜装置１では、マイクロ波供給口２２から突出して配置され、マイクロ波供給口２２からのマイクロ波に基づく表面波を伝搬する導電性の伝搬部９Ａ、複数の被加工材料８を保持する複数の保持部９Ｃ、及び、伝搬部９Ａと複数の保持部９Ｃとに共通して接続され、伝搬部９Ａに伝搬された表面波を複数の保持部９Ｃにより保持された複数の被加工材料８に分散する分散部９Ｂを備え、複数の被加工材料８と、分散部９Ｂと、伝搬部９Ａとを電気的に接続するとともに、負電圧印加電極２５により、複数の被加工材料８、分散部９Ｂ及び伝搬部９Ａのいずれかに負電圧を印加することにより、マイクロ波供給口２２から伝搬部９Ａを伝搬されたマイクロ波に基づく表面波を、分散部９Ｂを介して、複数の保持部９Ｃに保持された各被加工材料８に分散させることができる。これにより、各被加工材料８の周囲に均一な高密度プラズマを発生させることができることから、各被加工材料８に対応して複数のマイクロ波供給口等を設けることなく、複数の被加工材料８に対して同時に成膜を行うことが可能となる。
【００５０】
また、分散部９Ｂには、複数の被加工材料８を保持する複数の保持部９Ｃと、複数の被加工材料８に共通する伝搬部９Ａとの間に、マイクロ波を透過させる透過スリット９Ｄを備えている。これにより、マイクロ波供給口２２から伝搬部９Ａに沿って伝搬するマイクロ波に基づく表面波は透過スリット９Ｄを介して透過伝搬される。この結果、分散部９Ｂの周囲から回り込んで被加工材料８に伝搬する表面波だけでなく、透過スリット９Ｄを透過した表面波をも被加工材料８に伝搬させることができる。従って、各被加工材料８に伝搬する表面波のムラを減少させて各被加工材料８の周囲に均一なプラズマを発生させることにより、複数の各被加工材料８に対して同時に均一な成膜を行うことが可能となる。
【００５１】
更に、透過スリット９Ｄは、伝搬部９Ａと保持部９Ｃとを結ぶ直線を対称軸Ｌにして、線対称に設けられている。これにより、透過スリット９Ｄが伝搬部９Ａ及び保持部９Ｃを結ぶ直線（対称軸Ｌ）の両側で均等に配置されることとなり、各被加工材料８の周囲に発生する表面波の均一化を図って各被加工材料８の周囲に均一なプラズマを発生させることにより、複数の各被加工材料８に対して同時に均一な成膜を行うことが可能となる。
【００５２】
また、透過スリット９Ｄは、伝搬部９Ａから各保持部９Ｃまでの位置において、伝搬部９Ａを中心に、伝搬部９Ａからの距離が等しい位置に設けられているので、各被加工材料８の周囲に発生する表面波の均一化を図って各被加工材料８の周囲に均一なプラズマを発生させることにより、複数の各被加工材料８に対して同時に均一な成膜を行うことが可能となる。
【００５３】
続いて、第１実施形態の成膜装置１における分散部９Ｂの第１変形例について図４に基づき説明する。
図４において、保持具９を構成する長方形状の分散部９Ｂにおける透過スリット９Ｄは、中央の保持部９Ｃ（図１参照）に保持される被加工材料８の周縁に接するように形成されている。また、透過スリット９Ｄは、伝搬部９Ａと保持部９Ｃとを結ぶ直線を対称軸Ｌにして、線対称に設けられている。これにより、透過スリット９Ｄは、伝搬部９Ａ及び保持部９Ｃを結ぶ直線（対称軸Ｌ）の両側で均等に配置される。更に、透過スリット９Ｄは、伝搬部９Ａから各保持部９Ｃまでの位置において、伝搬部９Ａを中心に、伝搬部９Ａからの距離が等しい位置に設けられている。
【００５４】
続いて、第１実施形態の成膜装置１における分散部９Ｂの第２変形例について図５に基づき説明する。
図５において、保持具９を構成する分散部９Ｂは、保持部９Ｃ（図１参照）に保持される被加工材料８よりも幅狭な２つの連結部９Ｅで連結した構成を有する。各被加工材料８の間で、且つ、２つの各連結部９Ｅの間には、透過スリット９Ｄが形成される。また、透過スリット９Ｄは、伝搬部９Ａと保持部９Ｃとを結ぶ直線を対称軸Ｌにして、線対称に設けられている。これにより、透過スリット９Ｄが伝搬部９Ａ及び保持部９Ｃを結ぶ直線（対称軸Ｌ）の両側で均等に配置される。
【００５５】
続いて、第１実施形態の成膜装置１における分散部９Ｂの第３変形例について図６に基づき説明する。
図６において、保持具９を構成する長方形状の分散部９Ｂには、保持部９Ｃ（図１参照）に保持される被加工材料８の間に、それぞれ複数個（図６では６個）の透過孔９Ｆが形成されている。また、各透過孔９Ｆは、伝搬部９Ａと保持部９Ｃとを結ぶ直線を対称軸Ｌにして、線対称に設けられている。具体的には、図６において、各被加工材料８の間に存在する２群の透過孔９Ｆの内、各郡にて中央列の２個の透過孔９Ｆ中心と各被加工材料８の中心とを通る直線を対称軸Ｌとして、対称軸Ｌの両側で透過孔９Ｆが均等に配置されている。また、透過孔９Ｆの各群は、伝搬部９Ａから各保持部９Ｃまでの位置において、伝搬部９Ａを中心に、伝搬部９Ａからの距離が等しい位置に設けられている。
【００５６】
続いて、第１実施形態の成膜装置１における分散部９Ｂの第４変形例について図７に基づき説明する。
図７において、保持具９を構成する円板状の分散部９Ｂには、十字状に５個の保持部９Ｃ（図１参照）が設けられており、各保持部９Ｃにはそれぞれ被加工材料８が取り付けられている。尚、中央の保持部９Ｃは、その下方に存在する伝搬部９Ａ（図１参照）に対応している。そして、各保持部９Ｃに取り付けられた５個の被加工材料８の間には、それぞれ透過スリット９Ｄ（合計４個の透過スリット９Ｄ）が形成されている。また、各透過スリット９Ｄは、伝搬部９Ａと各保持部９Ｃとを結ぶ２つの直線を対称軸Ｌ１、Ｌ２にして、線対称に設けられている。具体的には、図７において、各被加工材料８の間に存在する４つの透過スリット９Ｄの内、２つの透過スリット９Ｄは、対称軸Ｌ１の両側で均等に配置されている。また同様に、残りの２つの透過スリット９Ｄは、対称軸Ｌ２の両側で均等に配置されている。更に、４つの各透過スリット９Ｄは、伝搬部９Ａから各保持部９Ｃまでの位置において、伝搬部９Ａを中心に、伝搬部９Ａからの距離が等しい位置に設けられている。
【００５７】
上述した第１実施形態に係る成膜装置における分散部９Ｂの第１変形例乃至第４変形例では、分散部９Ｂに、透過スリット９Ｄまたは透過孔９Ｆが設けられている。これにより、マイクロ波供給口２２から、中央に配置された被加工材料８の下方に存在する伝搬部９Ａに沿って伝搬するマイクロ波に基づく表面波は、各透過スリット９Ｄまたは透過孔９Ｆを介して透過し、各被加工材料８へ、伝搬される。この結果、分散部９Ｂの周囲から回り込んで被加工材料８に伝搬する表面波だけでなく、各透過スリット９Ｄまたは透過孔９Ｆを透過した表面波をも被加工材料８に伝搬させることができる。従って、各被加工材料８に伝搬する表面波のムラを減少させて各被加工材料８の周囲に均一なプラズマを発生させることにより、複数の各被加工材料８に対して同時に均一な成膜を行うことが可能となる。
【００５８】
また、各透過スリット９Ｄまたは各透過孔９Ｆは、伝搬部９Ａと保持部９Ｃとを結ぶ直線を対称軸Ｌにして、線対称に設けられている。これにより、透過スリット９Ｄまたは各透過孔９Ｆは、伝搬部９Ａ及び保持部９Ｃを結ぶ直線（対称軸Ｌ）の両側で均等に配置される。更に、透過スリット９Ｄまたは各透過孔９Ｆは、伝搬部９Ａから各保持部９Ｃまでの位置において、伝搬部９Ａを中心に、伝搬部９Ａからの距離が等しい位置に設けられている。なお透過スリット９Ｄまたは透過孔９Ｆは、分散部９Ｂにおいて、中心の伝搬部９Ａから保持部９Ｃまでの領域において、均等に配置されていてもよい。分散部９Ｂが、この少なくともいずれかの構成を備えることにより、成膜装置１は、各被加工材料８の周囲に発生する表面波の均一化を図って各被加工材料８の周囲に均一なプラズマを発生させることにより、複数の各被加工材料８に対して同時に均一な成膜を行うことが可能となる。
【００５９】
続いて、第１実施形態の成膜装置１における分散部９Ｂの第５変形例について図８に基づき説明する。
図８において、長方形状の分散部９Ｂには、３つの保持部９Ｃ（図１参照）が分散部９Ｂの長さ方向に沿って端部に向かって配置されており、各保持部９Ｃには被加工材料８が取り付けられている。ここに、分散部９Ｂの中心（中央位置）における保持部９Ｃの下方（紙面に垂直な方向）には、伝搬部９Ａが配置されている。
【００６０】
また、分散部９Ｂは、伝搬部９Ａから各保持部９Ｃまでの間において、伝搬部９Ａから各保持部９Ｃへ向かう長手方向に直交する幅が異なっており、伝搬部９Ａと接する領域に、幅が最大幅より狭い切欠き部９Ｇを備えている。かかる切欠き部９Ｇは、伝搬部９Ａと各保持部９Ｃとを結ぶ直線を対称軸Ｌにして、線対称に設けられている。具体的には、伝搬部９Ａに対応する中央位置の被加工材料８の両側において、各切欠き部９Ｇは、均等に配置されている。また、各切欠き部９Ｇは、対称軸Ｌの両側で均等に配置されている。更に、図８に示すように、各切欠き部９Ｇは、中央位置の被加工材料８の周辺、具体的には、伝搬部９Ａの周辺に設けられている。ここに、伝搬部９Ａはマイクロ波供給口２２から突出して配置されていることから、切欠き部９Ｇはマイクロ波供給口２２に対応されている。
【００６１】
続いて、第１実施形態の成膜装置１における分散部９Ｂの第６変形例について図９に基づき説明する。
図９において、分散部９Ｂには、３つの保持部９Ｃ（図１参照）が分散部９Ｂの長さ方向に沿って端部に向かって配置されており、各保持部９Ｃのそれぞれには被加工材料８が取り付けられている。ここに、分散部９Ｂの中心（中央位置）における保持部９Ｃの下方には、伝搬部９Ａ（図１参照）が配置されている。
【００６２】
また、分散部９Ｂは、伝搬部９Ａから各保持部９Ｃまでの間において、伝搬部９Ａから各保持部９Ｃへ向かう長手方向に沿って徐々に傾斜された形状に形成されており、また、伝搬部９Ａに対応する中央位置の被加工材料８の両側において、伝搬部９Ａの周辺には２つの切欠き部９Ｇが形成されている。かかる切欠き部９Ｇは、伝搬部９Ａと各保持部９Ｃとを結ぶ直線を対称軸Ｌにして、線対称に設けられている。具体的には、伝搬部９Ａに対応する中央位置の被加工材料８の両側において、各切欠き部９Ｇは、均等に配置されている。また、分散部９Ｂは、伝搬部９Ａと接する位置に底辺を有し、両端の被加工材料８に向かって幅が狭くなるように傾斜され、頂点が両端の被加工材料８の周囲と交差する三角形状である。
【００６３】
続いて、第１実施形態の成膜装置１における分散部９Ｂの第７変形例について図１０に基づき説明する。
図１０において、分散部９Ｂには、３つの保持部９Ｃ（図１参照）が分散部９Ｂの長さ方向に沿って端部に向かって配置されており、各保持部９Ｃのそれぞれには被加工材料８が取り付けられている。ここに、分散部９Ｂの中心（中央位置）における保持部９Ｃの下方（紙面に垂直な方向）には、伝搬部９Ａが配置されている。
【００６４】
ここに、分散部９Ｂの幅は、図１０に示すように、各被加工材料８の直径よりも狭く形成されている。これにより、分散部９Ｂには、伝搬部９Ａから各保持部９Ｃまでの間において、切欠き部９Ｇが形成されることとなる。かかる切欠き部９Ｇは、伝搬部９Ａと各保持部９Ｃとを結ぶ直線を対称軸Ｌにして、線対称に設けられている。具体的には、伝搬部９Ａに対応する中央位置の被加工材料８と両端部の被加工材料８との間で、分散部９Ｂの両側において、各切欠き部９Ｇは、均等に配置されている。また、各切欠き部９Ｇは、対称軸Ｌの両側で均等に配置されている。
【００６５】
上述した第１実施形態に係る成膜装置における分散部９Ｂの第５変形例乃至第７変形例では、分散部９Ｂに、伝搬部９Ａから各保持部９Ｃまでの間において、伝搬部９Ａから各保持部９Ｃへ向かう長手方向に直交する幅が異なっており、且つ、伝搬部９Ａから各保持部９Ｃまでの間において、長手方向に直交する幅が最大幅より狭い切欠き部９Ｇを備えている。これにより、マイクロ波供給口２２から伝搬部９Ａに沿って伝搬するマイクロ波に基づく表面波は切欠き部９Ｇを介して伝搬される。この結果、分散部９Ｂの周囲から回り込んで被加工材料８に伝搬する表面波だけでなく、切欠き部９Ｇから侵入した表面波をも被加工材料８に伝搬させることができる。従って、各被加工材料８を伝搬する表面波のムラを減少させて各被加工材料８の周囲に均一なプラズマを発生させることにより、複数の各被加工材料８に対して同時に均一な成膜を行うことが可能となる。特に、第１実施形態に係る成膜装置における分散部９Ｂの第６変形例では、分散部９Ｂは、両端の被加工材料８に向かって幅が狭くなるように傾斜され、頂点が両端の被加工材料８の周囲と交差する三角形状であるため、両端部において分散部９Ｂの周囲を回り込まずに被加工材料８に表面波が伝搬される。
【００６６】
また、各切欠き部９Ｇは、対称軸Ｌの両側で均等に配置されていることから、各被加工材料８の周囲に発生する表面波の均一化を図って各被加工材料８の周囲に均一なプラズマを発生させることにより、複数の各被加工材料８に対して同時に均一な成膜を行うことが可能となる。
【００６７】
次に、第１実施形態に係る成膜装置における分散部の第８変形例について図１１に基づき説明する。
図１１に示す第８変形例では、保持具９の分散部９Ｂ上で各保持部９Ｃ（図１参照）に取り付けられた各被加工材料８の上端面に、もう１つの分散部９Ｂが配置されている。かかる構成では、上側の分散部９Ｂは、表面波を収束する収束部として機能し、これにより各被加工材料８の上端に、シース層の不連続部が形成され、表面波の反射を小さくすることができる。尚、上側の分散部９Ｂには、負電圧印加電極２５が接続されている。
【００６８】
次に、第１実施形態に係る成膜装置における分散部の第９変形例について図１２に基づき説明する。
図１２に示す第９変形例では、分散部９Ｂが上方に向かって拡がるように傾斜されている。かかる構成では、伝搬部９Ａと分散部９Ｂとの分岐点において表面波を分散部９Ｂに沿って上方に分散して表面波の反射を小さくすることができる。
【００６９】
続いて、第２実施形態に係る成膜装置について図１３及び図１４に基づき説明する。
ここに、第２実施形態に係る成膜装置は、基本的に前記した第１実施形態に係る成膜装置１と同一の構成を有しており、従って、以下においては第１実施形態の成膜装置１と同一の構成部材等については同一の符号を付するとともに第１実施形態の成膜装置１の説明を参照することとして、その説明を省略する。また、第２実施形態に係る成膜装置に特有な構成に着目して説明する。
【００７０】
図１３、図１４において、保持具９における長方形状の分散部９Ｂに設けられた各保持部９Ｃに取り付けられた各被加工材料８の間には、負電圧印加電極２５から各被加工材料８に印加される負電圧よりも高い電圧を有するアース電極３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄが各被加工材料８、分散部９Ｂと非接触で配置されている。各アース電極３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、それぞれ接地されて０ボルト電圧にあるが、かかる電圧は、負電圧印加電極２５を介して印加される電圧よりも高い電圧である。各アース電極３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは補助電極として、０ボルト電圧に限らず、別の電源から正の電圧あるいは各被加工材料８に印加される負電圧よりも高い負電圧を印加してもよい。
【００７１】
具体的には、図１３において左側の被加工材料８から左側で離間してアース電極３０Ａが配置され、左側の被加工材料８と中央の被加工材料８との間にアース電極３０Ｂが配置され、中央の被加工材料８と右側の被加工材料８との間にアース電極３０Ｃが配置され、また、右側の被加工材料８から右側で離間してアース電極３０Ｄが配置されている。
【００７２】
前記のように各被加工材料８の間に、負電圧印加電極２５から各被加工材料８に対して印加される負電圧よりも高い電圧を有するアース電極３０Ａ乃至３０Ｄを、各被加工材料８及び分散部９Ｂと非接触で配置することにより、各被加工材料８とアース電極３０Ａ〜３０Ｄの間で、負電圧印加電極２５から印加される負電圧による十分な電位差を確保して、各被加工材料８の周囲に対して効率的にプラズマを発生させて複数の各被加工材料８に対して同時に均一な成膜を行うことが可能となる。
【００７３】
尚、前記第１実施形態及び第２実施形態は、本発明を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
前記第１実施形態に係る成膜装置１では、保持具９の分散部９Ｂに透過スリット９Ｄや切欠き部９Ｇを形成し、マイクロ波供給口２２から供給されるマイクロ波に基づく表面波を透過スリット９Ｄ、切欠き部９Ｇからも透過して各被加工材料８の周囲に均等なプラズマを生成するように構成しているが、これに限定されることなく、例えば、図１５に示すように構成してもよい。
【００７４】
即ち、図１５において、保持具９における長方形状の分散部９Ｂには、透過スリット９Ｄや切欠き部９Ｇを形成されておらず、長方形状の分散部９Ｂに立設された３つの保持部９Ｃ（図１参照）のそれぞれに被加工材料８が取り付けられている。
このような構成においても、図１６に示すように、マイクロ波供給口２２から発せられたマイクロ波に基づく表面波は、伝搬部９Ａに沿って上方に伝搬され、矢印Ａに示すように、分散部９Ｂの下面を伝搬される。これにより、マイクロ波に基づく表面波は主に分散部９Ｂの両側に配置された被加工材料８の外側に伝搬される。このとき、表面波は各被加工材料８の上端で反射され被加工材料８の内側下方に向けても一部が伝搬することから、プラズマ２８は各被加工材料８の内側（対向側）で密度が低くなるものの、各被加工材料８への成膜上は問題がない程度のプラズマ２８が生成される。
【００７５】
従って、図１５に示す構成によっても、マイクロ波供給口２２から伝搬部９Ａを伝搬されたマイクロ波に基づく表面波を、分散部９Ｂを介して、複数の保持部９Ｃに保持された各被加工材料８に分散させることができる。これにより、各被加工材料８の周囲に高密度プラズマを発生させることができることから、各被加工材料８に対応して複数のマイクロ波供給口等を設けることなく、複数の被加工材料８に対して同時に成膜を行うことが可能となる。
【００７６】
また、図７に示す第４変形例では、円板状の分散部９Ｂにて、各保持部９Ｃ（図１参照）に取り付けられた５個の被加工材料８の間に、それぞれ透過スリット９Ｄ（合計４個の透過スリット９Ｄ）が形成されているが、これに限らず、例えば、図１７に示すように構成してもよい。
【００７７】
即ち、図１７において、円板状の分散部９Ｂの４箇所に形成された保持部９Ｃ（図１参照）のそれぞれに被加工材料８が取り付けられている。かかる構成においても、マイクロ波供給口２２から発せられたマイクロ波に基づく表面波は、伝搬部９Ａに沿って上方に伝搬され、分散部９Ｂの下面を伝搬される。これにより、マイクロ波に基づく表面波は分散部９Ｂの両側に配置された被加工材料８の外側に伝搬される。このとき、表面波は各被加工材料８の上端で反射され一部は内側下方へ回りこむ。また被加工材料８が配置されていない分散部９Ｂの下面を伝搬してきた表面波は、円板の縁から上面に回り込みさらに被加工材料８の内側に向かって分散される。従って、プラズマ２８は各被加工材料８の内側（対向側）で密度が低くなるものの、各被加工材料８への成膜上は問題がない程度のプラズマ２８が生成される。
【００７８】
従って、図１７に示す構成によっても、マイクロ波供給口２２から伝搬部９Ａを伝搬されたマイクロ波に基づく表面波を、分散部９Ｂを介して、複数の保持部９Ｃに保持された各被加工材料８に分散させることができる。これにより、各被加工材料８の周囲に高密度プラズマを発生させることができることから、各被加工材料８に対応して複数のマイクロ波供給口等を設けることなく、複数の被加工材料８に対して同時に成膜を行うことが可能となる。
【００７９】
更に、保持具９の分散部９Ｂを図１８に示すように構成してもよい。図１８において、分散部９Ｂは、２つの長方形状の分散部材を直交状態に配置することにより構成されており、各分散部材に設けられた５個の保持部９Ｃ（図１参照）のそれぞれに被加工材料８が取り付けられている。
【００８０】
前記した図１８の構成においても、図１５に示す構成と同様、マイクロ波供給口２２から発せられたマイクロ波に基づく表面波は、伝搬部９Ａに沿って上方に伝搬され、分散部９Ｂの下面を伝搬される。これにより、マイクロ波に基づく表面波は主に分散部９Ｂの両側に配置された被加工材料８の外側に伝搬される。このとき、表面波は各被加工材料８の上端で一部反射され内側方向にも伝搬することから、プラズマ２８は各被加工材料８の内側（対向側）で密度が低くなるものの、各被加工材料８への成膜上は問題がない程度のプラズマ２８が生成される。
【００８１】
従って、図１８に示す構成によっても、マイクロ波供給口２２から伝搬部９Ａを伝搬されたマイクロ波に基づく表面波を、分散部９Ｂを介して、複数の保持部９Ｃに保持された各被加工材料８に分散させることができる。これにより、各被加工材料８の周囲に高密度プラズマを発生させることができることから、各被加工材料８に対応して複数のマイクロ波供給口等を設けることなく、複数の被加工材料８に対して同時に成膜を行うことが可能となる。
【００８２】
更に、第２実施形態に係る成膜装置１では、保持具９における長方形状の分散部９Ｂに設けられた各保持部９Ｃに取り付けられた各被加工材料８の間に、負電圧印加電極２５から各被加工材料８に印加される負電圧よりも高い電圧を有するアース電極３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄが各被加工材料８、分散部９Ｂと非接触で配置されているが、これに限定されることなく、例えば、図１９に示すように構成してもよい。
【００８３】
即ち、図１９において、円板状の分散部９Ｂ上に立設された４つの保持部９Ｃ（図１３参照）のそれぞれに被加工材料８を取り付け、各被加工材料８の間に、十字状に形成したアース電極３０Ｅが、各被加工材料８、分散部９Ｂと非接触で配置されている。
【００８４】
かかる構成においても、各被加工材料８の間に、負電圧印加電極２５から各加工材料８に対して印加される負電圧よりも高い電圧を有するアース電極３０Ｅを、各被加工材料８及び分散部９Ｂと非接触で配置することにより、各被加工材料８間で、負電圧印加電極２５から印加される負電圧による十分な電位差を確保して、各被加工材料８の周囲に対して効率的にプラズマを発生させて複数の各被加工材料８に対して同時に均一な成膜を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００８５】
１      成膜装置
２      処理容器
５      ガス供給部
６      制御部
８      被加工材料
９      保持具
９Ａ    伝搬部
９Ｂ    分散部
９Ｃ    保持部
９Ｄ    透過スリット
９Ｆ    透過孔
９Ｇ    切欠き部
１１      マイクロ波パルス制御部
１２      マイクロ波発振器
１３      マイクロ波電源
１５      負電圧電源
１６      負電圧パルス発生部
１７      アイソレータ
１８      チューナ
１９      導波管
２１      同軸導波管
２２      マイクロ波供給口
２５      負電圧印加電極
３０Ａ乃至３０Ｅ    アース電極
【図１】
2015196862.tif 000003
【図２】
2015196862.tif 000004
【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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【図１９】
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