(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー内でプロセスガスをプラズマ化して分解させることにより、同チャンバー内で被処理物に膜を生成するプラズマ化学気相成長装置であって、
一端が前記チャンバー内で前記被処理物に接触しているとき、他端が同チャンバー外に位置している長尺状の第１の導体と、
前記第１の導体の外周側に位置し、同第１の導体と同軸配置されている筒状の第２の導体と、
前記第１の導体に接続され、同第１の導体の表面にマイクロ波を流す高周波出力装置と、
前記第１の導体に直流電圧を出力する直流電源と、を備え、
前記第１の導体における前記高周波出力装置との接続部分である第１の接続部、及び、前記第１の導体における前記直流電源との接続部分である第２の接続部の双方は、前記チャンバー外に位置し、前記被処理物に接触する前記第１の導体の一端から前記第１の接続部までの距離は、同第１の導体の一端から前記第２の接続部までの距離よりも短くなっており、
前記第１の導体における前記第１の接続部と前記第２の接続部との間には、前記第１の接続部側とはインピーダンスが異なるインピーダンス相異部が設けられている
ことを特徴とするプラズマ化学気相成長装置。
【請求項２】
前記第１の導体において前記第１の接続部から規定距離だけ前記第２の接続部側に離れている位置である相異位置に、前記インピーダンス相異部が配置されており、
前記高周波出力装置から出力されるマイクロ波の波長を「λ」とし、「ｎ」を０（零）よりも大きい整数とし、前記規定距離を「Ｄ」とした場合、同規定距離を以下に示す関係式によって表すことができる
【数１】
0006483546.tif 000004
請求項１に記載のプラズマ化学気相成長装置。
【請求項３】
前記インピーダンス相異部は、前記第１の導体における前記相異位置の径を同相異位置よりも前記第１の接続部側の径よりも大きくすることにより構成されている
請求項２に記載のプラズマ化学気相成長装置。
【請求項４】
前記第１の導体における前記相異位置と前記第２の接続部との間には、前記第１の接続部側とはインピーダンスが異なる他のインピーダンス相異部が設けられている
請求項２又は請求項３に記載のプラズマ化学気相成長装置。
【請求項５】
前記他のインピーダンス相異部は、前記第１の導体に設けられているフランジであり、
前記相異位置と前記第２の接続部とが並ぶ方向を軸方向とした場合、前記相異位置と前記第２の接続部との間には前記軸方向に沿って複数の前記他のインピーダンス相異部が設けられており、
前記軸方向において互いに隣り合う前記各他のインピーダンス相異部の間には、接地されている電極であるアース電極が配置されている
請求項４に記載のプラズマ化学気相成長装置。
【請求項６】
前記第１の導体は中空構造であり、同第１の導体の内部の空間には、同第１の導体に接触している前記被処理物の温度を検出する温度センサが配置されている
請求項１〜請求項５のうち何れか一項に記載のプラズマ化学気相成長装置。
【請求項７】
前記第１の導体は中空構造であり、同第１の導体の内部の空間が前記チャンバー内にプロセスガスを供給するための供給経路の一部を構成しており、
前記第１の導体には、同第１の導体の内部の空間と前記チャンバー内とを連通する連通部が設けられている
請求項１〜請求項５のうち何れか一項に記載のプラズマ化学気相成長装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波を被処理物に入力することにより、同被処理物に膜を生成するプラズマ化学気相成長装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１には、１３．５６ＭＨｚ程度の波長の波であるＲＦを、直流電圧でオフセットした状態で被処理物に入力することにより、同被処理物に膜を生成するプラズマ化学気相成長装置（以下、「ＰＣＶＤ装置」ともいう。）の一例が開示されている。なお、「ＲＦ」とは、「Radio Frequency」の略記である。
【０００３】
このＰＣＶＤ装置は、チャンバー内で被処理物に接触する導体と、ＲＦを出力するＲＦ出力装置と、直流電源とを備えている。そして、ＲＦ出力装置及び直流電源の双方が導体にチャンバー外で接続されている。これにより、直流電圧でオフセットされたＲＦを、導体を介して被処理物に直接入力することができる。そして、こうしたＲＦが被処理物に入力されると、チャンバー内では、同チャンバー内に供給されたプロセスガスが被処理物の近傍でプラズマ化されて分解し、同被処理物の表面に膜が生成されるようになっている。
【０００４】
また、上記のＰＣＶＤ装置では、導体におけるＲＦ出力装置との接続部分を第１の接続部とし、導体における直流電源との接続部分を第２の接続部とした場合、第１の接続部が、第２の接続部よりも被処理物の近くに配置されている。この場合、導体では、第１の接続部から被処理物側だけではなく、第１の接続部から第２の接続部側にもＲＦが流れることとなる。そのため、導体における第１の接続部と第２の接続部との間には、ＲＦの直流電源側への漏えいを抑制するためのローパスフィルタが設けられている。なお、こうしたＲＦ用のローパスフィルタは、抵抗やコンデンサなどの電子部品を含む集中定数回路によって構成することができる。
【０００５】
ところで、例えば特許文献１に記載されるように、上記ＲＦよりも周波数の高いマイクロ波を被処理物に入力して同被処理物に膜を生成させる方法も知られている。そして、直流電圧を導体を通じて被処理物に印加しつつ、マイクロ波を同被処理物に直接入力させる場合、上記のＰＣＶＤ装置では、ＲＦ出力装置を、マイクロ波を出力するマイクロ波出力装置に置き換えることとなる。また、導体に同軸配置される筒状の他の導体を設けることにより、導体の表面を被処理物に向けて流れるマイクロ波が途中で外部に漏れることが抑制される。その結果、直流電圧の印加によって電位が変化した被処理物にマイクロ波を直接入力することができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−４７２０７号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】広島工業大学研究紀要  第２９巻（１９９５）  ｐｐ．２９―３３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように直流電圧を導体を通じて被処理物に印加しつつ、マイクロ波を同被処理物に直接入力するＰＣＶＤ装置を構成する場合、導体の表面を、第１の接続部から第２の接続部側にもマイクロ波が流れることとなる。そのため、導体における第１の接続部と第２の接続部との間に、マイクロ波の直流電源側への漏えいを抑制するための機構を設けることとなる。
【０００９】
しかし、マイクロ波は非常に周波数が高いため、ＲＦ用のローパスフィルタとは異なり、マイクロ波用のローパスフィルタを設計することは困難である。すなわち、高周波のマイクロ波用のローパスフィルタは、集中定数回路では無視することが可能な配線の抵抗などを考慮した分布定数回路で設計することとなる。しかし、精度の高い分布定数回路を設定したり製造したりすることは困難である。
【００１０】
本発明の目的は、直流電圧を被処理物に印加しつつ、マイクロ波を同被処理物に入力することで同被処理物に膜を生成するに際し、マイクロ波の直流電源側への漏えいを抑制することができるプラズマ化学気相成長装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するためのプラズマ化学気相成長装置は、チャンバー内でプロセスガスをプラズマ化して分解させることにより、同チャンバー内で被処理物に膜を生成するプラズマ化学気相成長装置である。この装置は、一端がチャンバー内で被処理物に接触しているとき、他端が同チャンバー外に位置している長尺状の第１の導体と、第１の導体の外周側に位置し、同第１の導体と同軸配置されている筒状の第２の導体と、第１の導体に接続され、同第１の導体の表面にマイクロ波を流す高周波出力装置と、第１の導体に直流電圧を出力する直流電源と、を備える。そして、同装置において、第１の導体における高周波出力装置との接続部分である第１の接続部、及び、第１の導体における直流電源との接続部分である第２の接続部の双方は、チャンバー外に位置している。また、同装置において、被処理物に接触する第１の導体の一端から第１の接続部までの距離は、同第１の導体の一端から第２の接続部までの距離よりも短い。そして、同装置において、第１の導体における第１の接続部と第２の接続部との間には、第１の接続部側とはインピーダンスが異なるインピーダンス相異部が設けられている。
【００１２】
上記構成では、第１の導体に直流電圧が印加されると、第１の導体を流れる直流電流が被処理物に入力し、同被処理物の電位が変化される。また、高周波出力装置から出力されたマイクロ波は、第１の導体の表面を流れてチャンバー内に入力される。すると、チャンバー内に供給されたプロセスガスがマイクロ波によって分解され、プロセスガスの分解によって生じたイオンが、直流電流によって電位が変化した被処理物に吸着される。これにより、同被処理物に膜を効率よく生成することができる。
【００１３】
なお、高周波出力装置から第１の接続部に向けて出力されたマイクロ波は、第１の導体の表面を、第１の接続部から被処理物側だけではなく、第１の接続部から第２の接続部側にも流れるようになっている。
【００１４】
ここで、マイクロ波の周波数は非常に高いため、高周波出力装置が接続されている導体でインピーダンスの異なる箇所がある場合、同箇所でマイクロ波が反射され、同箇所よりも下流側にマイクロ波が流れにくくなる。
【００１５】
そこで、上記構成では、こうしたマイクロ波の特徴に着眼し、第１の導体における第１の接続部と第２の接続部との間の一部を、第１の接続部側とはインピーダンスが異なるインピーダンス相異部としている。そのため、第１の導体の表面を第１の接続部から第２の接続部側に流れるマイクロ波がインピーダンス相異部によって反射され、インピーダンス相異部よりも第２の接続部側にマイクロ波が流れにくくなる。したがって、直流電圧を被処理物に印加しつつ、マイクロ波を同被処理物に入力することで同被処理物に膜を生成するに際し、マイクロ波の直流電源側への漏えいを抑制することができるようになる。
【００１６】
ところで、高周波出力装置から第１の接続部に出力され、第１の導体の表面を第１の接続部から流れるマイクロ波を出力波とし、インピーダンス相異部で反射されたマイクロ波を反射波とした場合、第１の接続部で、高周波出力装置からの出力波と反射波とが合成されることとなる。そして、このように合成された波である合成波が、直流電圧が印加されている被処理物に入力される。この際、被処理物に入力される合成波の振幅が小さいと、チャンバー内でプロセスガスをプラズマ化させにくくなり、ひいては被処理物への製膜効率が低下しやすい。すなわち、被処理物への製膜効率を高めるためには、被処理物に入力される波の振幅を極力大きくすることが望ましい。
【００１７】
そこで、上記プラズマ化学気相成長装置では、第１の導体において第１の接続部から規定距離だけ第２の接続部側に離れている位置である相異位置に、インピーダンス相異部を設けることが好ましい。なお、高周波出力装置から出力される出力波の波長を「λ」とし、「ｎ」を「０（零）」よりも大きい整数とし、規定距離を「Ｄ」とした場合、同規定距離を以下に示す関係式によって表すことができる。
【００１８】
【数１】
0006483546.tif 000002
上記構成によれば、上記反射波は、高周波出力装置からの出力波と１／２周期ずれた波となる。そのため、こうした反射波と出力波とを合成した合成波の振幅を、高周波出力装置からの出力波の振幅よりも大きくすることができる。したがって、直流電源側へのマイクロ波の漏えいを抑制しつつ、被処理物への製膜効率を高めることができる。
【００１９】
ところで、第１の導体の一部のインピーダンスを異ならせる方法としては、第１の導体の一部に環状の溝を設け、同部位の径を小さくする、いわゆるチョーク構造と呼ばれる方法も挙げることができる。第１の導体の相異位置の径を小さくし、同相異位置でマイクロ波を反射させる場合、溝の深さを「（λ／４）＋（ｍ・λ／２）」にすることが望ましい。なお、「ｍ」は「０（零）」以上の整数である。この場合、このような深さの溝を設けることができる程度の直径を有する導体を、第１の導体として採用する必要がある。
【００２０】
これに対し、第１の導体の相異位置の径を大きくすることでインピーダンスを異ならせる場合、同相異部位に溝を設けるわけではないので、直径が比較的小さい導体を、第１の導体として採用することも可能となる。
【００２１】
そこで、上記プラズマ化学気相成長装置では、第１の導体における相異位置の径を同相異位置よりも第１の接続部側の径よりも大きくすることにより、インピーダンス相異部を構成することが好ましい。この構成によれば、比較的径の小さい導体を第１の導体として採用しても、同第１の導体にインピーダンス相異部を設けることができる。すなわち、第１の導体として採用する部材の大きさや形状の制限を少なくすることができる。
【００２２】
また、上記プラズマ化学気相成長装置において、第１の導体における相異位置と第２の接続部との間に、第１の接続部側とはインピーダンスが異なる他のインピーダンス相異部を設けることが好ましい。この構成によれば、相異位置に位置するインピーダンス相異部で第１の接続部側に反射されず、同インピーダンス相異部を通過して第２の接続部に向けて流れるマイクロ波を、他のインピーダンス相異部で反射させることができる。このようにマイクロ波を第１の接続部側に反射させる部位を、第１の接続部と第２の接続部との間の複数箇所に設けることにより、直流電源側へのマイクロ波の漏えい抑制効果を高めることができるようになる。
【００２３】
なお、他のインピーダンス相異部を、第１の導体に設けられているフランジとしてもよい。また、相異位置と第２の接続部とが並ぶ方向を軸方向とした場合、相異位置と第２の接続部との間に、軸方向に沿って複数の他のインピーダンス相異部を設けるようにしてもよい。この場合、軸方向において互いに隣り合う各他のインピーダンス相異部の間に、接地されている電極であるアース電極を配置することが好ましい。
【００２４】
上記構成によれば、他のインピーダンス相異部には直流電流が流れているため、軸方向に複数のコンデンサが配置された態様となる。このように軸方向に沿って複数のコンデンサを配置することにより、インピーダンス相異部を通過して第２の接続部に向けて流れるマイクロ波が第２の接続部側に流れることを、より効果的に抑制することができるようになる。
【００２５】
ここで、第１の導体は中空構造であってもよい。この場合、第１の導体の内部の空間に、同第１の導体に接触している被処理物の温度を検出する温度センサを配置するようにしてもよい。この構成によれば、チャンバー内での被処理物の温度を温度センサによって検出することができる。そのため、製膜時にあっては、被処理物の温度に基づいて装置を制御することが可能となる。
【００２６】
また、第１の導体が中空構造である場合、同第１の導体の内部の空間がチャンバー内にプロセスガスを供給するための供給経路の一部を構成するようにしてもよい。この場合、第１の導体には、同第１の導体の内部の空間とチャンバー内とを連通する連通部を設けることが好ましい。この構成によれば、第１の導体の連通部がチャンバー内へのプロセスガスの供給口となるため、当該供給口を被処理物の近くに配置することができる。そのため、チャンバー内では、処理対象である被処理物近傍でのプロセスガスの濃度が高くなりやすい。したがって、被処理物への製膜効率を高めることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】プラズマ化学気相成長装置の一実施形態を模式的に示す断面図。
【図２】第１の接続部から第２の接続部に向けて流れるマイクロ波がインピーダンス相異部によって反射される様子を示す作用図。
【図３】高周波出力装置から第１の接続部に出力されたマイクロ波と、インピーダンス相異部によって反射されたマイクロ波とが合成される様子を示す図。
【図４】プラズマ化学気相成長装置の別の実施形態を模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、プラズマ化学気相成長装置を具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のプラズマ化学気相成長装置１１は、金属などの導電材料で構成されている被処理物Ｗが設置されるチャンバー１２と、チャンバー１２内を真空雰囲気とするための真空ポンプ１３と、チャンバー１２内にプロセスガスを供給するガス供給管１４とを備えている。本明細書では、プラズマ化学気相成長装置のことを、「ＰＣＶＤ装置」ともいう。
【００２９】
また、ＰＣＶＤ装置１１には、図中上下方向である軸方向に延びる長尺状の第１の導体２０と、第１の導体２０の外周側に位置し、同第１の導体２０と同軸配置されている筒状の第２の導体３０とが設けられている。第１の導体２０は筒状をなしており、第１の導体２０の外径は第２の導体３０の内径よりも小さい。そのため、第２の導体３０の内側面と第１の導体２０の外側面２０ａとの間には、空間が形成されている。そして、第２の導体３０と第１の導体２０との間には、チャンバー１２内への空気の流入を規制するためのシール部材４１が配置されている。このシール部材４１の内周面が第１の導体２０の外側面に密接し、シール部材４１の外周面が第２の導体の内側面に密接している。なお、シール部材４１は、マイクロ波を通過させることのできる素材で構成されている。
【００３０】
第１の導体２０の先端である図中上端は、チャンバー１２内で被処理物Ｗを直接支持する支持部２１であり、この支持部２１には、第１の導体２０の内側の空間２２が開口している。そして、このように支持部２１に形成されている開口は、同支持部２１によって支持されている被処理物Ｗによって閉塞されるようになっている。なお、第１の導体の内側の空間２２には、支持部２１で支持している被処理物Ｗに接触し、同被処理物Ｗの温度を検出する温度センサ４２が設けられている。
【００３１】
第２の導体３０はグランドに接地されており、第２の導体３０の電位は「０（零）Ｖ」である。こうした第２の導体３０の一端部である図中上端部は、チャンバー１２に形成されている開口部１２１を通じて同チャンバー１２内に進入している。また、第２の導体３０の他端部である図中下端部は、基台４３によって支持されている。なお、基台４３は、同基台４３から図中下方に延出する筒状体４４を支持している。この筒状体４４の内径は、第２の導体３０の内径よりも大きく、基台４３よりも図中下方に位置する第１の導体２０の径方向外側に位置している。
【００３２】
また、ＰＣＶＤ装置１１には、マイクロ波を出力する高周波出力装置４５と、直流電圧を出力する直流電源４６とが設けられている。高周波出力装置４５にはマイクロ波を出力する出力部４５１が設けられており、この出力部４５１は図中右方に延出している。こうした出力部４５１は、第２の導体３０に設けられている貫通孔３１内を通過し、すなわち第２の導体３０とは接触することなく、第１の導体２０に接続されている。第１の導体２０において高周波出力装置４５の出力部４５１が接続されている部分を、「第１の接続部２３」というものとする。そして、第２の導体３０の内側面に空間を挟んで対峙する第１の導体２０の表面である外側面２０ａを、第１の接続部２３に出力されたマイクロ波が流れるようになっている。この際、第１の導体２０の外側面２０ａを流れるマイクロ波が装置外に漏れ出ることが第２の導体３０によって抑制される。
【００３３】
また、直流電源４６には直流電圧を出力する出力部４６１が設けられており、この出力部４６１が第１の導体２０に接続されている。第１の導体２０において直流電源４６の出力部４６１が接続されている部分を、「第２の接続部２４」というものとする。この場合、第２の接続部２４は、第１の接続部２３よりも支持部２１から離れている。
【００３４】
本実施形態のＰＣＶＤ装置１１では、このように直流電圧が第１の導体２０に印加されることにより、第１の導体２０にマイナスの直流電流が流れることとなる。こうした直流電流は、第１の導体２０に支持されている被処理物Ｗにも流れる。そのため、被処理物Ｗの電位は、マイナス側に変化している。
【００３５】
このように直流電流が被処理物Ｗに流れている状況下で、高周波出力装置４５からマイクロ波ＭＷが出力されると、当該マイクロ波ＭＷが第１の導体２０の外側面２０ａを流れる。そして、電位がマイナス側に変化している被処理物Ｗに、マイクロ波ＭＷが直接入力される。
【００３６】
ところで、図２に示すように、高周波出力装置４５から出力されたマイクロ波を「出力波ＭＷＯ」とした場合、出力波ＭＷＯは、図中上側である被処理物Ｗに向けて流れるだけではなく、図中下側である第２の接続部２４に向けても流れるようになっている。
【００３７】
そこで、図１に示すように、第１の導体２０における第１の接続部２３と第２の接続部２４との間には、出力波ＭＷＯの直流電源４６への漏えいを抑制する漏えい抑制部５０が設けられている。第１の接続部２３から規定距離だけ第２の接続部２４側に離れている位置を相異位置とした場合、漏えい抑制部５０は、相異位置に配置されているインピーダンス相異部としての第１のフランジ２５を備えている。
【００３８】
なお、出力波ＭＷＯの波長を「λ」とし、「ｎ」を「０（零）」以上の整数とし、規定距離を「Ｄ」とした場合、規定距離Ｄを以下に示す関係式で表すことができる。
【００３９】
【数２】
0006483546.tif 000003
第１のフランジ２５の外径は、相異位置よりも第１の接続部２３側（図中上側）の第１の導体２０の外径よりも大きい。ただし、第１のフランジ２５は、第２の導体３０に接触していない。すなわち、インピーダンス相異部は、第１の導体２０における相異位置の径を同相異位置よりも第１の接続部２３側の径よりも大きくすることにより構成されている。これにより、第１の導体２０では、相異位置と、同相異位置よりも第１の接続部２３側とでインピーダンスを異ならせることができる。その結果、第１の導体２０の外側面２０ａを第１の接続部２３から第２の接続部２４側に流れる出力波ＭＷＯが、第１のフランジ２５によって反射され、第１の接続部２３側に戻されるようになる。なお、第１のフランジ２５を有する第１の導体２０は、絶縁体６０を介して基台４３に支持されている。
【００４０】
ただし、このように相異位置に第１のフランジ２５を設けたとしても、第１の接続部２３から第２の接続部２４に向けて流れるマイクロ波の一部が、第１のフランジ２５を通過し、第１の導体２０を第２の接続部２４に向けて流れることがある。そのため、第１の導体２０における第１のフランジ２５と第２の接続部２４との間には、第１の接続部２３側の第１の導体２０の外径より大きい他のインピーダンス相異部としての第２のフランジ２６が設けられている。図１に示す例では、複数の第２のフランジ２６が、軸方向である図中上下方向に間欠的に配置されている。なお、これら各第２のフランジ２６の外径は、第１のフランジ２５の外径と等しくてもよいし、第１のフランジ２５の外径よりも大きくてもよい。
【００４１】
また、筒状体４４は、接地されている複数のアース電極４４１を支持している。アース電極４４１は、環状をなしており、第２のフランジ２６と同数設けられている。そして、第２のフランジ２６及びアース電極４４１は、軸方向に沿って交互に配置されている。すなわち、軸方向において第１のフランジ２５と第２の接続部２４との間に、複数のコンデンサが配置された態様となっている。これにより、第１のフランジ２５を通過した出力波ＭＷＯが、第２のフランジ２６及びアース電極４４１によって構成されるコンデンサによって反射され、図中上側（すなわち、第２の接続部２４から離れる方向）に戻される。
【００４２】
次に、図２及び図３を参照し、本実施形態のＰＣＶＤ装置１１の作用について説明する。
チャンバー１２内に位置する第１の導体２０の支持部２１で被処理物Ｗを支持している状態で、高周波出力装置４５から出力波ＭＷＯが第１の接続部２３に出力され、直流電源４６から第１の導体２０に直流電圧ＤＶが供給される。すると、被処理物Ｗにはマイナスの電流が流れるため、被処理物Ｗの電位が下げられる。また、第１の接続部２３に出力された出力波ＭＷＯは、第１の導体２０の外側面２０ａを流れることとなる。しかし、第１の導体２０の外側面２０ａでは、第１の接続部２３から被処理物Ｗに向けて出力波ＭＷＯが流れるだけではなく、第１の接続部２３から第２の接続部２４側にも出力波ＭＷＯが流れることとなる。このとき、第２の接続部２４に向けて流れる出力波ＭＷＯは、図２に示すように、第１のフランジ２５によって反射され、第１の接続部２３側に戻される。このように第１のフランジ２５によって反射されたマイクロ波を、「反射波ＭＷＲ」というものとする。
【００４３】
その結果、第１の接続部２３で、第１の接続部２３から第１の導体２０に供給された出力波ＭＷＯと反射波ＭＷＲとが合成される。そして、このように合成された波である合成波ＭＷＣが、被処理物Ｗに向けて流れることとなる。
【００４４】
ちなみに、第１のフランジ２５は、第１の接続部２３よりも上記規定距離Ｄだけ第２の接続部２４側の相異位置に設けられている。そのため、反射波ＭＷＲは、第１の接続部２３からの出力波ＭＷＯとは「１／２」周期ずれた波となる。その結果、図３に示すように、第１の接続部２３で、出力波ＭＷＯが反射波ＭＷＲによって増幅されることとなる。すなわち、合成波ＭＷＣの振幅は、第１の接続部２３からの出力波ＭＷＯの振幅よりも大きくなる。例えば、合成波ＭＷＣの振幅幅が出力波ＭＷＯの振幅幅と同程度である場合、合成波ＭＷＣの振幅は、第１の接続部２３からの出力波ＭＷＯの振幅の２倍程度となる。
【００４５】
そして、こうした合成波ＭＷＣが、被処理物Ｗに入力される。これにより、チャンバー１２内でプロセスガスがプラズマ化して分解され、被処理物Ｗの表面に膜が生成される。
ここで、マイクロ波を被処理物に供給する方法として、第１の導体２０ではなく導波管を用いる方法も知られている。こうした構成では、導波管の先端と被処理物Ｗとの間に誘電体が介在されることとなる。この場合、誘電体の表層をマイクロ波が流れて被処理物Ｗに入力されることとなる。そのため、被処理物Ｗの表面だけではなく、誘電体の表層にも膜が生成されてしまう。その結果、誘電体の抵抗値が変わり、被処理物Ｗへの製膜速度の低下、及び、生成された膜の硬度の低下を招くおそれがある。
【００４６】
また、誘電体を介してマイクロ波を被処理物Ｗに入力させる際に、マイクロ波が誘電体の表層を流れることに起因する誘電体の発熱、及び誘電体の表層でのプロセスガスのプラズマ化などにより、マイクロ波が誘電体によって減衰され、被処理物Ｗへのマイクロ波の入力量が少なくなることもある。そのため、高周波出力装置としては、大出力の装置が必要となる。また、被処理物Ｗの材質によっては、誘電体の発熱などによる温度上昇に起因して被処理物Ｗもまた温度上昇し、被処理物Ｗへの製膜速度の低下などを招くおそれもある。
【００４７】
これに対し、本実施形態のＰＣＶＤ装置１１では、導波管ではなく導体（すなわち、第１の導体２０及び第２の導体３０）を用いており、誘電体を介することなく、第１の導体２０の外側面２０ａを通じて被処理物Ｗにマイクロ波を直接入力することができる。そのため、被処理物Ｗへの製膜精度のばらつきが抑えられる。また、高周波出力装置からのマイクロ波の出力量と被処理物Ｗへのマイクロ波の入力量との差分が小さくなるため、高周波出力装置の低出力化、及び被処理物Ｗの温度上昇も抑制可能となる。
【００４８】
以上、上記構成及び作用によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）本実施形態のＰＣＶＤ装置１１では、第１の導体２０における第１の接続部２３と第２の接続部２４との間の一部に第１のフランジ２５を設けることにより、第１の導体２０における第１の接続部２３と第２の接続部２４との間にインピーダンスが相異する部位を形成している。その結果、第１の導体２０の外側面２０ａを第１の接続部２３から第２の接続部２４側に流れる出力波ＭＷＯが、第１のフランジ２５によって反射され、第１のフランジ２５よりも第２の接続部２４側に出力波ＭＷＯが流れにくくなる。したがって、直流電圧ＤＶを被処理物Ｗに印加しつつ、マイクロ波を被処理物Ｗに入力することで同被処理物に膜を生成するに際し、マイクロ波の直流電源４６側への漏えいを抑制することができる。
【００４９】
（２）第１の導体２０の相異位置に第１のフランジ２５を設けている。そのため、第１のフランジ２５で反射した反射波ＭＷＲと出力波ＭＷＯとを合成することにより、出力波ＭＷＯよりも振幅の大きい合成波ＭＷＣを、被処理物Ｗに入力させることができる。その結果、被処理物Ｗへの製膜効率を向上させることができる。
【００５０】
（３）第１の導体２０の一部のインピーダンスを異ならせる方法としては、第１の導体２０の一部に環状の溝を設け、同部位の径を小さくする、いわゆるチョーク構造という方法も挙げることができる。こうしたチョーク構造では、第１の導体２０の相異位置の径を小さくし、同相異位置でマイクロ波を反射させる場合、溝の深さを「（λ／４）＋（ｍ・λ／２）」にすることが望ましい。なお、「ｍ」は「０（零）」以上の整数である。この場合、このような深さの溝を設けることができる程度の直径を有する導体を、第１の導体として採用する必要がある。
【００５１】
これに対し、第１の導体２０の相異位置の径を大きくすることでインピーダンスを異ならせる場合、同相異部位に溝を設けるわけではないので、直径が比較的小さい導体を、第１の導体２０として採用することも可能となる。そこで、本実施形態のＰＣＶＤ装置１１では、相異位置に溝ではなく第１のフランジ２５を設けている。そのため、比較的外径の小さい導体を第１の導体２０として採用することにより、ＰＣＶＤ装置１１の大型化を抑制することができる。
【００５２】
（４）また、第１の導体２０における第１のフランジ２５と第２の接続部２４との間に、第２のフランジ２６を設けている。これにより、第１のフランジ２５で第１の接続部２３側に反射されず、同第１のフランジ２５を通過して第２の接続部２４に向けて流れる出力波ＭＷＯを、第２のフランジ２６で反射させることができる。このように出力波ＭＷＯを第１の接続部２３側に反射させる部位を、第１の接続部２３と第２の接続部２４との間の複数箇所に設けることにより、直流電源４６側へのマイクロ波の漏えい抑制効果を高めることができる。
【００５３】
（５）軸方向における第１のフランジ２５と第２の接続部２４との間には、直流電流が流れている第２のフランジ２６と接地されているアース電極４４１とが交互に配置されている。すなわち、複数のコンデンサが直列に配置されている。このように軸方向に沿って複数のコンデンサを配置することにより、第１のフランジ２５を通過して第２の接続部２４に向けて流れるマイクロ波が第２の接続部２４側に流れることを、より効果的に抑制することができる。
【００５４】
（６）チャンバー１２内に位置する被処理物Ｗの温度を、第１の導体２０の内側に位置する温度センサ４２によって検出することができる。そのため、被処理物Ｗへの製膜時には、被処理物Ｗの温度に基づいてＰＣＶＤ装置を制御することが可能となる。
【００５５】
なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・上記実施形態では、第１の導体２０は中空構造をなしている。具体的には、第１の導体２０は筒状をなしている。そのため、図４に示すように、第１の導体２０の内側の空間を、プロセスガスの供給経路１４１の一部として機能させるようにしてもよい。この場合、第１の導体２０の図中下端からプロセスガスを第１の導体２０の内側に供給し、シール部材４１よりも図中上側であって且つチャンバー１２内に位置する第１の導体２０の側壁に、第１の導体２０の内部の空間２２とチャンバー１２内とを連通する連通部としての供給孔２７を設けることが望ましい。これにより、第１の導体２０の内側の空間２２を流れたプロセスガスが、供給孔２７を通じてチャンバー１２内に供給されるようになる。
【００５６】
この構成によれば、チャンバー１２内へのプロセスガスの供給部を、被処理物Ｗの近くに配置することができる。そのため、チャンバー１２内では、処理対象である被処理物Ｗ近傍でのプロセスガスの濃度が高くなりやすい。したがって、被処理物Ｗへの製膜効率を高めることができる。
【００５７】
・第１の導体の内側の空間に温度センサ４２などの検出系を設けない場合、第１の導体を、筒状以外の他の任意の形状で構成してもよい。例えば、ロッド形状の部材で第１の導体を構成するようにしてもよい。この場合、第２の導体３０の内側面に空間を挟んで対峙する第１の導体の周面が、マイクロ波が流れる表面に該当することとなる。
【００５８】
・アース電極４４１を省略してもよい。この場合であっても、第２のフランジ２６によってマイクロ波を第１の接続部２３側に反射させることができる。
・第１の導体２０における第１のフランジ２５と第２の接続部２４との間に設ける第２のフランジ２６の数を、「１つ」としてもよい。
【００５９】
・第１の導体２０の相異位置に設けた第１のフランジ２５によって、出力波ＭＷＯの直流電源４６への漏えい効果を十分に発揮させることができるのであれば、第１の導体２０に第２のフランジ２６を設けなくてもよい。
【００６０】
・第１の導体２０における第１の接続部２３と第２の接続部２４との間に第１のフランジ２５を配置するのであれば、相異位置とは異なる位置に第１のフランジ２５を配置してもよい。この場合であっても、第１の接続部２３から第２の接続部２４に向けて流れる出力波ＭＷＯを、第１のフランジ２５によって反射させることができる。
【００６１】
ただし、被処理物Ｗに対する製膜効率の点を考慮した場合、被処理物Ｗに入力されるマイクロ波の振幅が、出力波ＭＷＯよりも大きくなるような反射波ＭＷＲを発生させることのできる位置に、第１のフランジ２５を配置することが好ましい。
【００６２】
・導体の一部の径を変えることにより、導体のインピーダンスを変更することができる。そのため、第１の導体２０の一部に環状の溝を設け、この溝をインピーダンス相異部としてもよい。この場合、溝の深さを「（λ／４）＋（ｍ・λ／２）」にすることが好ましい。なお、「ｍ」は「０（零）」以上の整数である。なお、こうした環状の溝を、第１の導体２０の外側面に設けてもよいし、内側面に設けてもよい。
【００６３】
同様に、第１の導体２０における相異位置と第２の接続部２４との間に環状の溝を設け、この溝を他のインピーダンス相異部としてもよい。この場合、溝の深さを「（λ／４）＋（ｍ・λ／２）」にすることが好ましい。なお、「ｍ」は「０（零）」以上の整数である。
【００６４】
・上記実施形態のＰＣＶＤ装置１１では、マイクロ波を供給するために導波管が用いられていないため、導波管を用いる装置と比較して軽量化を図ることができるため、各導体２０，３０を、チャンバー１２から離れる方向及び近づく方向に進退移動させやすい。そこで、ＰＣＶＤ装置１１に、各導体２０，３０を進退移動させるための移動装置と、チャンバー１２外に準備室とを設けるようにしてもよい。この場合、第１の導体２０の支持部２１をチャンバー１２外の準備室内に移動させた状態で、製膜処理済みの被処理物Ｗを同支持部２１から外し、製膜処理前の被処理物Ｗを同支持部２１に取り付けることが可能となる。そして、このように支持部２１で支持している製膜処理前の被処理物Ｗを準備室からチャンバー１２内に移動させ、この状態でマイクロ波を被処理物Ｗに入力させることにより、同被処理物Ｗに膜を生成することができるようになる。したがって、被処理物Ｗへの製膜の自動化を容易に実現させることが可能となる。
【００６５】
・高周波出力装置４５の出力部４５１を、導体で構成してもよいし、導波管によって構成してもよい。
・被処理物Ｗに正の直流電圧を印加し、同被処理物Ｗの電位を上げることにより、同被処理物Ｗへの製膜効率を高めることができるのであれば、第１の導体２０には、負の直流電圧ではなく正の直流電圧を印加するようにしてもよい。
【００６６】
・上記実施形態のＰＣＶＤ装置１１を、内燃機関用の燃料を圧送するための高圧燃料ポンプのプランジャに製膜処理を施す装置に具体化してもよい。もちろん、ＰＣＶＤ装置を、こうした高圧燃料ポンプの構成部品以外の被処理物Ｗに製膜処理を施す装置に具体化してもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１１…プラズマ化学気相成長装置、１２…チャンバー、１４１…供給経路、２０…第１の導体、２０ａ…外側面、２１…支持部、２２…空間、２３…第１の接続部、２４…第２の接続部、２５…第１のフランジ、２６…第２のフランジ、２７…供給孔、３０…第２の導体、４２…温度センサ、４４１…アース電極、４５…高周波出力装置、４６…直流電源、Ｗ…被処理物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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