(57)【要約】【課題】正イオンを用いて表面処理を行う表面処理装置において，安定なプラズマを生成可能にするための技術を提供する。【解決手段】本発明による表面処理装置は，ワーク（Ｗ）を収容する真空容器（１）と，真空容器（１）に収容されている導体（６，３０，３９，４０）と，真空容器（１）内にプラズマを発生するために使用されるプラズマ発生用電圧を前記導体（６，３０，３９，４０）に供給するプラズマ発生用電源（１１）とを備えている。導体（６，３０，３９，４０）に供給されるプラズマ発生用電圧は，ＲＦ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の周波数の交流電圧が所定の時間継続されるＲＦ交流パルス（２２）と，正電圧を有する正電圧直流パルス（２１）と，負電圧を有する負電圧直流パルス（２３）とを含んで構成されている。【選択図】　図１
2004076069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを収容する真空容器と，
前記真空容器に収容されている導体と，
前記真空容器内にプラズマを発生するために使用されるプラズマ発生用電圧を前記導体に供給するプラズマ発生用電源
とを備え，
前記プラズマ発生用電圧は，ＲＦ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の周波数の交流電圧が所定の時間継続されるＲＦ交流パルスと，正電圧を有する正電圧直流パルスと，負電圧を有する負電圧直流パルスとを含んで構成されている
表面処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表面処理装置において，
前記ワークは，前記導体によって保持される
表面処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の表面処理装置において，
更に，
メッシュ電極を備え，
前記メッシュ電極と前記導体とは，前記ワークを包囲する
表面処理装置。
【請求項４】
請求項２に記載の表面処理装置において，
前記ＲＦ交流パルスのピーク電圧及びパルス幅，前記正電圧直流パルスの波高及びパルス幅，並びに，前記負電圧直流パルスの波高及びパルス幅のうちの少なくとも一は，自在に調整可能である
表面処理装置。
【請求項５】
請求項２に記載の表面処理装置において，
前記プラズマ発生用電圧は，前記ＲＦ交流パルス，前記正電圧直流パルス，及び前記負電圧パルス電圧に直流電圧が重畳されて生成される
表面処理装置。
【請求項６】
請求項２に記載の表面処理装置において，
更に，
前記ワークに向かう方向に磁場を発生する磁場発生器
を更に備えた
表面処理装置。
【請求項７】
請求項２に記載の表面処理装置において，
更に，
前記真空容器に収容され，前記ワークに形成される膜の原料を供給する原料供給機構を備えた
表面処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の表面処理装置において，
前記原料供給機構は，
前記スパッタターゲットと，
前記スパッタターゲットに接続されているターゲット電極と，
前記ターゲット電極にスパッタ用プラズマ発生用電圧を供給するスパッタ用プラズマ発生用電源
とを含み，
前記ターゲット電極への前記スパッタ用プラズマ発生用電圧の供給によって前記スパッタターゲットがスパッタされることにより，前記ワークに前記原料が供給される
表面処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の表面処理装置において
前記スパッタ用プラズマ発生用電圧は，ＲＦ帯の周波数の交流が所定の時間継続されるＲＦ交流パルスと，正電圧を有する正電圧直流パルスと，負電圧を有する負電圧直流パルスとを含んで構成されている
表面処理装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の表面処理装置において，
前記スパッタターゲットは，前記ターゲット電極に兼用されている
表面処理装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の表面処理装置において，
前記スパッタターゲットは，棒状であり，
前記ワークは，中空であり，
前記ターゲットは，前記ワークに挿入されている
表面処理装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の表面処理装置において，
前記スパッタターゲットは，棒状であり，
前記導体と前記ワークとは，中空であり，
前記ワークは，前記導体に挿入され，
前記スパッタターゲットは，前記ワークに挿入される
表面処理装置。
【請求項１３】
請求項７に記載の表面処理装置において，
前記原料供給機構は，蒸発源を含み，
前記蒸発源からの蒸発により，　前記ワークに前記原料が供給される
表面処理装置。
【請求項１４】
請求項２に記載の表面処理装置において，
更に，
前記真空容器内に，前記ワークに形成される膜の原料となる原料ガスを供給する原料ガス供給系統を備えた
表面処理装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の表面処理装置において，
更に，
接地される平板電極を備え，
前記導体は，前記平板電極に対向する対向平板電極であり，
前記ワークは，前記平板電極によって保持される
表面処理装置。
【請求項１６】
請求項２に記載の表面処理装置において，
前記ワークは，フィルム状であり，
前記導体は，前記ワークに接触して前記ワークを搬送するローラである
表面処理装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の表面処理装置において，
更に，
接地されるローラを備え，
前記ワークは，フィルム状であり，
前記ローラは，前記ワークに接触して前記ワークを搬送し，
前記導体は，前記ローラに対向する
表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，表面処理装置に関する。本発明は，ワークの表面の改質や成膜等，プラズマを用いた表面処理を行うための表面処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマを用いた表面処理が，様々な用途に使用されている。プラズマを用いた表面処理は，励起によって所望の反応が促進される一方で，ワークの温度を低温に保つことが可能である点で好適である。プラズマを用いた表面処理としては，ワーク表面への薄膜の成膜，イオンや電子の注入によるワーク表面の改質が例示される。プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法，スパッタ法，及びイオンプレーティング法は，典型的なプラズマを用いた成膜方法である。
【０００３】
プラズマを用いた表面処理として，ワークの表面に正イオンを注入しながら表面処理を行う技術が知られている。ワークの表面への正イオンの注入は，ワークの表面を好適に改質し，又は，ワークの表面に成膜される膜質を向上することを可能にする。
【０００４】
ワークの表面に正イオンを注入する表面処理装置として，図１３に示されているプラズマＣＶＤ装置が知られている。当該プラズマＣＶＤ装置は，平行平板電極を用いてプラズマを発生する。当該プラズマＣＶＤ装置は，真空容器１０１を，互いに平行に配置された平板電極１０２，１０３とともに備えている。平板電極１０２の上には，ワークＷが載置される。平板電極１０２は，負電圧パルス電源１０４に接続されている。負電圧パルス電源１０４は，負電圧パルスを平板電極１０２に印加する。平板電極１０３は，マッチングボックス１０５を介して高周波電源（ＲＦ電源）１０６に接続されている。高周波電源１０６は，高周波電圧（ＲＦ電圧）を平板電極１０３に供給する。
【０００５】
当該プラズマＣＶＤ装置は，下記の動作によってワークＷの上に薄膜を成膜する。薄膜の原料を含む原料ガスが真空容器１０１の内部に導入される。原料ガスが導入されている状態で，高周波電圧が平板電極１０３に供給されると，真空容器１０１の内部には，プラズマＰが発生する。プラズマＰにより反応が促進されて，ワークＷの上に薄膜が成膜される。成膜の間，負電圧パルスが平板電極１０２に印加され，プラズマＰに存在する正イオンがワークＷに注入される。正イオンの注入は，ワークＷの上に成膜された薄膜の膜質の最適化を可能にする。
【０００６】
図１４は，ワークの表面に正イオンを注入しながら成膜を行う他のプラズマＣＶＤ装置を示している。図１４のプラズマＣＶＤ装置では，図１３の平板電極１０３の代わりに，コイル１０７が使用される。コイル１０７に高周波電圧が印加されることにより，誘導結合プラズマであるプラズマＰが真空容器１０１の内部に発生される。発生されたプラズマＰがワークＷの上への薄膜の成膜に使用される。図１３のプラズマＣＶＤ装置と同様に，平板電極１０２に供給される負電圧パルスにより，プラズマＰ中に存在する正イオンがワークＷに注入され，ワークＷの上に成膜された薄膜の膜質が最適化される。
【０００７】
図１５は，ワークの表面に正イオンを注入しながら成膜を行う更に他のプラズマＣＶＤ装置を示している。図１５のプラズマＣＶＤ装置では，図１３の平板電極１０３の代わりに，帯状の導体の導体リング１０８が使用される。導体リング１０８に高周波電圧が印加されることにより，容量結合プラズマであるプラズマＰが真空容器１０１の内部に発生される。発生されたプラズマＰがワークＷの上への薄膜の成膜に使用される。図１３のプラズマＣＶＤ装置と同様に，平板電極１０２に供給される負電圧パルスにより，プラズマＰ中に存在する正イオンがワークＷに注入され，ワークＷの上に成膜された薄膜の膜質が最適化される。
【０００８】
図１６は，ワークの表面に正イオンを注入しながら成膜を行う更に他のプラズマＣＶＤ装置を示している。図１６のプラズマＣＶＤ装置では，アーク放電を利用してプラズマＰが生成される。図１６のプラズマＣＶＤ装置では，図１３の平板電極１０３，マッチングボックス１０５，及び高周波電源１０６の代わりに，電極１０９と電源１１０とがプラズマＰの発生に使用される。電源１１０は，直流（ＤＣ）電圧又は交流（ＡＣ）電圧を電極１０９に供給する。電極１０９に直流電圧又は交流電圧が供給されると，電極１０９と平板電極１０２との間でアーク放電が行われ，プラズマＰが発生される。発生されたプラズマＰが，ワークＷの上への薄膜の成膜に使用される。図１３のプラズマＣＶＤ装置と同様に，平板電極１０２に供給される負電圧パルスにより，プラズマＰ中に存在する正イオンがワークＷに注入され，ワークＷの上に成膜された薄膜の膜質が最適化される。
【０００９】
図１７は，ワークの表面に正イオンを注入しながら成膜を行う更に他のプラズマＣＶＤ装置を示している。図１７のプラズマＣＶＤ装置では，マイクロ波放電を利用してプラズマＰが生成される。図１７のプラズマＣＶＤ装置では，図１３の平板電極１０３，マッチングボックス１０５，及び高周波電源１０６の代わりに，気密窓１１１，及び導波管１１２が設けられる。気密窓１１１，及び導波管１１２は，マイクロ波を真空容器１０１の内部に導入する。真空容器１０１の内部に導入されたマイクロ波は，真空容器１０１の内部でマイクロ波放電を起こさせ，プラズマＰを発生させる。発生されたプラズマＰが，ワークＷの上への薄膜の成膜に使用される。図１３のプラズマＣＶＤ装置と同様に，平板電極１０２に供給される負電圧パルスにより，プラズマＰ中に存在する正イオンがワークＷに注入され，ワークＷの上に成膜された薄膜の膜質が最適化される。
【００１０】
負電圧パルスを用いて正イオンの注入を行うことは，ワークＷの好適な表面処理を実現する一方で，生成されたプラズマの安定性を損ねる場合がある。例えば，負電圧パルスの印加は，イオン電流を振動させ，アークを発生させ，放電を消滅させることがある。特にワーク表面に帯電する可能性がある場合には，表面電圧が安定せず放電が不安定になりやすい。正イオンを用いてワークＷの表面処理を好適に行いながら，プラズマを安定化することが求められている。
【００１１】
更に，好適な表面処理を行うために，プラズマの安定化以外にも，様々な要求が表面処理装置に対してなされている。まず，充分な密度を有するプラズマをワークの表面付近に生成可能であることが求められている。更に，プラズマのイオンエネルギーの制御が容易であることが求められている。更に，ワークの表面状態の制御が容易であることが求められている。更に，ワークの表面におけるプラズマの密度が均一化されることが求められている。更に，低ガス圧，典型的には，０．１Ｐａより低い圧力での表面処理が可能であることが求められている。更に，表面処理のスループットの向上が求められている。これらの要求に応える表面処理装置の提供が望まれている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は，正イオンを用いて表面処理を行う表面処理装置において，安定なプラズマを生成可能にするための技術を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は，充分な密度を有するプラズマをワークの表面付近に生成可能な表面処理装置を提供することにある。
【００１４】
本発明の更に他の目的は，生成したプラズマのイオンエネルギーの制御を容易にする表面処理装置を提供することにある。
【００１５】
本発明の更に他の目的は，ワークの表面状態の制御を容易にする表面処理装置を提供することにある。
【００１６】
本発明の更に他の目的は，低ガス圧での表面処理が可能な表面処理装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
以下に，［発明の実施の形態］で使用される番号・符号を用いて，課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は，［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されている。但し，付加された番号・符号は，［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１８】
本発明による表面処理装置は，ワーク（Ｗ）を収容する真空容器（１）と，真空容器（１）に収容されている導体（６，３０，３９，４０）と，真空容器（１）内にプラズマを発生するために使用されるプラズマ発生用電圧を前記導体（６，３０，３９，４０）に供給するプラズマ発生用電源（１１）とを備えている。導体（６，３０，３９，４０）に供給されるプラズマ発生用電圧は，ＲＦ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の周波数の交流電圧が所定の時間継続されるＲＦ交流パルス（２２）と，正電圧を有する正電圧直流パルス（２１）と，負電圧を有する負電圧直流パルス（２３）とを含んで構成されている。ＲＦ帯とは，１ｋＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数領域を意味している。
【００１９】
導体（６，３０，３９，４０）への負電圧直流パルス（２３）の印加は，正イオンを利用した表面処理を可能にする一方，イオン電流を振動させ，アークを発生させ，放電を消滅させることがある。このとき，導体（６，３０，３９，４０）に，ＲＦ交流パルス（２２）に加えて，正電圧を有する正電圧直流パルス（２１）が印加されていることにより，プラズマ発生量が増加される。プラズマ発生量の増加は，イオン電流の振動，アークの発生，及び放電の消滅を防止し，プラズマを効果的に安定化する。
【００２０】
ワーク（Ｗ）は，導体（６，３０，３９，４０）によって保持されることが好ましい。このような構成は，ワーク（Ｗ）の表面処理の最適化を可能にする。より詳細には，正電圧直流パルス（２１）は，電子をワーク（Ｗ）に引き付けてＲＦ交流パルス（２２）がプラズマを発生することを補助し，ワーク（Ｗ）の周囲のプラズマを高密度化する。更に，正電圧直流パルス（２１）は，電子をワーク（Ｗ）に注入することを可能にする。更に，負電圧直流パルス（２３）は，正イオンのイオンシースをワーク（Ｗ）にそって形成し，正イオンを，ワーク（Ｗ）に均一に注入することを可能にする。このとき，既述の正電圧直流パルス（２１）は，正イオンの注入によるワーク（Ｗ）の帯電を緩和し，局所アークの発生を防止してプラズマを安定化するとともに，正イオンの注入を促進する。
【００２１】
当該表面処理装置が，更に，メッシュ電極（３８）を備え，ワーク（Ｗ）がメッシュ電極（３８）と前記導体（６）とによって包囲されることは，絶縁体のワーク（Ｗ）の好適な表面処理を可能にする点で好ましい。
【００２２】
ＲＦ交流パルス（２２）のピーク電圧及びパルス幅，前記正電圧直流パルス（２１）の波高及びパルス幅，並びに，前記負電圧直流パルス（２３）の波高及びパルス幅のうちの少なくとも一は，自在に調整可能であることが好ましい。これらのパラメータが自在に調整可能であることは，ワーク（Ｗ）の表面処理の最適化と，プラズマの安定化を容易化する。
【００２３】
前記プラズマ発生用電圧は，前記ＲＦ交流パルス（２２），前記正電圧直流パルス（２１），及び前記負電圧直流パルス（２３）に直流電圧が重畳されて生成されることが好ましい。直流電圧の印加は，ＲＦ交流パルス（２２）が印加されていない間のアフターグロー放電の維持を補助する点で好ましい。この直流電圧は，正電圧，負電圧のいずれであることも可能である。該直流電圧が正電圧であることは，ワークＷの帯電を防止し，過剰な正イオンのワークＷへの注入を抑制し，電子の注入による電子のエネルギーの利用を可能にする点で好適である。一方，該直流電圧が負電圧であることは，薄膜の連続的な成膜，正イオンの連続的な注入，及びワークＷに形成される薄膜の結晶状態の制御を可能にし，更に，該薄膜に含まれる弱い結合を破壊することを可能にする点で好適である。
【００２４】
当該表面処理装置は，更に，前記ワークに向かう方向に磁場を発生する磁場発生器（３１）を更に備えていることが好ましい。この磁場により，プラズマに含まれるイオンは，ラーマー運動を起こして旋回する。ラーマー運動によるイオンの旋回を利用することで，ワークＷの表面の構造を，ナノからミクロンレベルで制御可能である。磁場発生器（３１）としては，典型的には，コイルが使用される。
【００２５】
当該表面処理装置は，更に，前記真空容器（１）に収容され，前記ワーク（Ｗ）に形成される膜の原料を供給する原料供給機構（７，８，２９，３２〜３５）を備えていることがある。この場合，表面処理として，薄膜の成膜が行われる。
【００２６】
前記原料供給機構（７，８，２９，３２〜３５）は，スパッタターゲット（８，２９）と，スパッタターゲット（８，２９）に接続されているターゲット電極（７，２９）と，ターゲット電極（７，２９）にスパッタ用プラズマ発生用電圧を供給するスパッタ用プラズマ発生用電源（１１）とを含むことがある。この場合，ターゲット電極（７，２９）への前記スパッタ用プラズマ発生用電圧の供給によって前記スパッタターゲット（８，２９）がスパッタされることにより，前記ワーク（Ｗ）に前記原料が供給される。このような構成は，好適なスパッタ装置を提供する。
【００２７】
前記スパッタ用プラズマ発生用電圧は，ＲＦ帯の周波数の交流が所定の時間継続されるＲＦ交流パルス（２２）と，正電圧を有する正電圧直流パルス（２１）と，負電圧を有する負電圧直流パルス（２３）とを含んで構成されていることが好ましい。このようなスパッタ用プラズマ発生用電圧は，スパッタのためにプラズマを効果的に安定化する。
【００２８】
成膜しようとする薄膜が導体である場合，スパッタターゲット（２９）は，前記ターゲット電極（２９）に兼用されていることがある。このとき，中空であるワーク（Ｗ）の内壁に薄膜を形成する場合には，スパッタターゲット（２９）が，棒状であり，前記スパッタターゲット（２９）は，前記ワーク（Ｗ）に挿入されていることが好ましい。ワーク（Ｗ）が，中空の絶縁体である場合，スパッタターゲット（２９）は，棒状であり，前記導体（３０）は，中空であり，前記ワーク（Ｗ）は，前記導体（３０）に挿入され，スパッタターゲット（２９）は，前記ワーク（Ｗ）に挿入されることが好ましい。
【００２９】
また，原料供給機構（３２〜３５）は，蒸発源（３２）を含み，前記蒸発源（３２）からの蒸発により，　前記ワーク（Ｗ）に前記原料が供給されることが可能である。このような構成は，好適なイオンプランテーション装置を提供する。
【００３０】
当該表面処理装置は，更に，真空容器（１）内に，前記ワーク（Ｗ）に形成される膜の原料となる原料ガスを供給する原料ガス供給系統を備えていることがある。このような構成は，好適なプラズマＣＶＤ装置を提供する。
【００３１】
この場合，当該表面処理装置は，更に，接地される平板電極（７）を備え，前記導体（６）は，前記平板電極（７）に対向する対向平板電極であり，前記ワーク（Ｗ）は，前記平板電極（７）によって保持されることが好ましい。このような構成は，平行平板のワーク（Ｗ）の上に薄膜を好適に形成可能である。
【００３２】
フィルム状であるワーク（Ｗ）の表面処理を行う場合，導体（３９）は，前記ワーク（Ｗ）に接触して前記ワーク（Ｗ）を搬送するローラ（３９）であることが好適である。このような構成は，フィルム状であるワーク（Ｗ）の表面処理を連続的に行うことを可能にする。
【００３３】
また，フィルム状であるワーク（Ｗ）の表面処理を行う場合，当該表面処理装置は，更に，接地されるローラ（３９）を備え，　前記ローラ（３９）は，前記ワーク（Ｗ）に接触して前記ワーク（Ｗ）を搬送し，導体（４０）は，ローラ（３９）に対向することが好ましい。このような構成も，フィルム状であるワーク（Ｗ）の表面処理を連続的に行うことを可能にする。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下，添付図面を参照しながら，本発明による表面処理装置の実施の形態を説明する。
【００３５】
（実施の第１形態）
図１は，本発明による表面処理装置の実施の第１形態を示す。実施の第１形態の表面処理装置は，スパッタリングによってワークＷの表面に薄膜を形成するスパッタ装置である。当該スパッタ装置は，真空容器１を備えている。真空容器１は，真空ポンプ２に接続されている。真空容器１は，真空ポンプ２によって排気される。真空容器１は，１０−４Ｔｏｒｒよりも高真空に排気可能である。真空容器１は，ガス導入部３を介して，ガスボンベ４に接続されている。ガスボンベ４は，プラズマ生成ガス５を真空容器１に供給する。プラズマ生成ガス５としては，典型的には，アルゴンを混入したガスが使用される。
【００３６】
真空容器１は，平板電極６と平板電極７とを収容している。平板電極６にはワークＷが載置され，ワークＷは，平板電極６によって保持される。平板電極７は，平板電極６に対向するように配置されている。平板電極７には，スパッタターゲット８が接合される。スパッタターゲット８がスパッタされることにより，ワークＷに薄膜が形成される。
【００３７】
平板電極６は，真空容器１に設けられた導入端子９と，伝送路１０とを介して，プラズマ発生用電源１１に接続されている。プラズマ発生用電源１１は，平板電極６にプラズマ発生用の電力を供給する。プラズマ発生用電源１１は，ＲＦ電源１２と，バイポーラパルス電源１３とを含む。ＲＦ電源１２は，ＲＦ帯の周波数の交流を発生する機能を有している。バイポーラパルス電源１３は，正電圧，及び負電圧の直流パルスを発生する機能を有している。ＲＦ電源１２とバイポーラパルス電源１３とは，分岐１４を介して，伝送路１０に接続されている。ＲＦ電源１２とバイポーラパルス電源１３とがそれぞれに発生する電圧は，伝送路１０を介して，平板電極６に供給される。
【００３８】
平板電極７は，平行電極６と同様に，真空容器１に設けられた導入端子１５と，伝送路１６とを介して，プラズマ発生用電源１７に接続されている。プラズマ発生用電源１７は，平板電極６にプラズマ発生用の電力を供給する。プラズマ発生用電源１７は，プラズマ発生用電源１１と同様の構成を有し，ＲＦ電源１８と，バイポーラパルス電源１９とを含む。ＲＦ電源１８は，ＲＦ帯の周波数の交流を発生する機能を有している。バイポーラパルス電源１９は，正電圧，及び負電圧の直流パルスを発生する機能を有している。ＲＦ電源１８とバイポーラパルス電源１９とは，分岐２０を介して，伝送路１６に接続されている。ＲＦ電源１８とバイポーラパルス電源１９とがそれぞれに発生する電圧は，伝送路１６を介して，平板電極７に供給される。
【００３９】
実施の第１形態の表面処理装置は，スパッタターゲット８をスパッタリングすることによって，ワークＷに薄膜を形成する。ワークＷへの薄膜の成膜は，以下の工程によって行われる。ガスボンベ４から真空容器１にプラズマ生成ガス５が導入される。プラズマ生成ガス５が導入されている状態で，プラズマ発生用電源１１から平板電極６にプラズマ発生用電圧が供給され，ワークＷの周囲にプラズマＰ１が生成される。同時に，プラズマ発生用電源１７から平板電極７にプラズマ発生用の電圧が供給され，スパッタターゲット８の周囲にプラズマＰ２が生成される。プラズマＰ２によってスパッタターゲット８がスパッタされる。スパッタターゲット８のスパッタリングにより，スパッタターゲット８を構成する材料がワークＷの表面に供給され，ワークＷの上に，薄膜が形成される。薄膜の形成のとき，ワークＷの周囲に発生されているプラズマＰ１により，該薄膜の膜質が最適化される。
【００４０】
図２は，平板電極６に供給されるプラズマ発生用電圧の波形を示す。平板電極６に供給されるプラズマ発生用電圧は，いずれも，正電圧を有する正電圧ＤＣパルス２１と，ＲＦ交流パルス２２と，負電圧を有する負電圧ＤＣパルス２３とを含んで構成される。正電圧ＤＣパルス２１と，ＲＦ交流パルス２２と，負電圧ＤＣパルス２３との間において，プラズマ発生用電圧は実質的に０にされる。正電圧ＤＣパルス２１と，ＲＦ交流パルス２２と，負電圧ＤＣパルス２３とが発生される順番は，交換可能である。
【００４１】
正電圧ＤＣパルス２１と負電圧ＤＣパルス２３とは，それぞれ，時刻ｔ１，ｔ３に立ちあがる矩形パルス，又は台形パルスである。正電圧ＤＣパルス２１と負電圧ＤＣパルス２３との波高は，それぞれ，Ｖ１（＞０），及びＶ３（＜０）である。正電圧ＤＣパルス２１と負電圧ＤＣパルス２３とのパルス幅は，それぞれ，τ１，及びτ３である。正電圧ＤＣパルス２１と負電圧ＤＣパルス２３とは，いずれも，バイポーラパルス電源１３によって生成される。
【００４２】
ＲＦ交流パルス２２は，ＲＦ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の周波数の正弦波の交流電圧が所定の時間継続されている交流パルスである。ここでいうＲＦ帯とは，１ｋＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数領域を意味している。ＲＦ交流パルス２２は，時刻ｔ２に立ち上がり，そのパルス幅は，τ２であり，そのピーク電圧はＶ２である。ＲＦ交流パルス２２は，ＲＦ電源１２によって生成される。ＲＦ交流パルス２２は，ワークＷの周囲にプラズマＰ１を発生する作用を果たす。プラズマＰ１は，ＲＦ交流パルス２２が印加されていない間も，アフターグローによって維持される。
【００４３】
従来の技術において触れられているように，負電圧パルス２３は，プラズマＰ１中の正イオンをワークＷに注入する役割を果たす。負電圧パルス２３の印加により，プラズマＰ１中の電子は，ワークＷから反発される。電子がワークＷから反発されることにより，プラズマＰ１のワークＷの近傍には正イオンが残存し，ワークＷの表面に沿ってイオンシースが形成される。このイオンシースから正イオンが注入される。正イオンの注入は，ワークＷの上に形成された薄膜の膜質の最適化を可能にする。注入される正イオンの供給源となるイオンシースがワークＷの表面に沿って形成されることは，ワークＷの表面に均一に正イオンを注入することを可能にする。正イオンの均一な注入は，ワークＷの形状の複雑性に起因して，膜厚及び膜質が不均一性になることを効果的に防止する。
【００４４】
負電圧ＤＣパルス２３の印加は，プラズマの安定性の劣化を招くことがあるが，本実施の形態では，ＲＦ交流パルス２２と負電圧ＤＣパルス２３とが印加されている平板電極６に，更に，正電圧ＤＣパルス２１が印加されることにより，プラズマＰ１が安定化されている。平板電極６に，正電圧ＤＣパルス２１を印加することによって，電子が平板電極６及びワークＷに強く引き込まれ，プラズマ発生量が増加する。プラズマ発生量の増加は，負電圧ＤＣパルス２３の印加によるイオン電流の振動，アークの発生，及び放電の消滅を防止し，プラズマを効果的に安定化する。このようなプラズマの安定化は，真空容器１の内部の圧力を低くしながらワークＷに薄膜を成膜する場合に特に好ましい。正電圧ＤＣパルス２１と，ＲＦ交流パルス２２と，負電圧ＤＣパルス２３とが，同一の平板電極６に印加することにより，真空容器１内の圧力が０．１Ｐａより低い場合でも，安定したプラズマＰ１を発生することができる。低圧での成膜は，プラズマ中の粒子の衝突が少なく，表面改質の高品質化が可能である点で好ましい。更に，このようなプラズマの安定化は，比較的に低いプラズマ発生用電圧（典型的には，５ｋＶ以下）を用いてワークＷに薄膜を成膜する場合に特に好ましい。
【００４５】
正電圧ＤＣパルス２１の印加によるプラズマ発生量の増加は，充分に密度が高いプラズマＰ１をワークＷの表面に生成することを可能にする点でも好ましい。
【００４６】
更に，正電圧ＤＣパルス２１は，電子をワークＷの表面に注入し，ワークＷの帯電を緩和する。ワークＷの帯電の緩和は，局所アークの発生を防止してプラズマＰ１を安定化する。更に，ワークＷの帯電の緩和は，正イオンのワークＷへの注入によるワークＷの電位の上昇を防止し，負電圧パルス２３による正イオンの注入を促進する。正電圧ＤＣパルス２１の印加によるワークＷの帯電の緩和は，ワークＷが絶縁体である場合に，特に好適である。
【００４７】
更に，正電圧ＤＣパルス２１は，電子をワークＷの表面に注入してワークＷの表面に電子の運動エネルギーを与え，ワークＷの表面を改質する。以上に述べられた作用は，ワークＷの上に形成された薄膜の膜質の更なる最適化を可能にする。
【００４８】
正電圧ＤＣパルス２１と，ＲＦ交流パルス２２と，負電圧ＤＣパルス２３との間に，パルスが印加されないパルス不印加時間が設けられている。パルス不印加時間が設けられていることは，負電圧パルス２３によって生成されたイオンシースを解消する。更に，パルス不印加時間が設けられていることは，プラズマＰ１に含まれる中性原子，中性分子，及び中性ラジカルをワークＷの表面に供給し，該中性原子，中性分子，及び中性ラジカルを用いてワークＷに薄膜を成膜することを可能にする。
【００４９】
ワークＷの表面状態，ワークＷに形成される薄膜の膜質，プラズマＰ１のイオンエネルギー，及びプラズマＰ１の安定性は，
（１）正電圧ＤＣパルス２１，ＲＦ交流パルス２２，及び負電圧ＤＣパルス２３が，それぞれ，立ちあがるタイミング（即ち，時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３），
（２）正電圧ＤＣパルス２１，及び負電圧ＤＣパルス２３の波高Ｖ１，Ｖ３及びＲＦ交流パルス２２のピーク電圧Ｖ２，並びに
（３）正電圧ＤＣパルス２１，ＲＦ交流パルス２２，及び負電圧ＤＣパルス２３のパルス幅τ１，τ２，及びτ３
に依存する。これらの最適化を容易にするために，時刻ｔ１，ｔ２，及びｔ３，波高Ｖ１，Ｖ３，及びピーク電圧Ｖ２，並びに，パルス幅τ１，τ２，及びτ３は，独立に調節可能にされている。ＲＦ電源１２と，バイポーラ電源１３とは，図示されない制御装置に接続され，該制御装置によって，時刻ｔ１，ｔ２，及びｔ３，波高Ｖ１，Ｖ３，及びピーク電圧Ｖ２，並びに，パルス幅τ１，τ２，及びτ３が独立に制御される。
【００５０】
平板電極７に供給されるプラズマ発生用電圧は，図２に示されているプラズマ発生用電圧と同様の波形を有するように生成される。平板電極７に供給されるプラズマ発生用電圧は，いずれも，正電圧を有する正電圧ＤＣパルス２１と，ＲＦ交流パルス２２と，負電圧を有する負電圧ＤＣパルス２３とを含んで構成される。正電圧ＤＣパルス２１と，ＲＦ交流パルス２２と，負電圧ＤＣパルス２３との間において，プラズマ発生用電圧は実質的に０にされる。平板電極７に供給されるプラズマ発生用電圧に含まれる，正電圧ＤＣパルス２１と負電圧ＤＣパルス２３とは，バイポーラパルス電源１９によって生成され，ＲＦ交流パルス２２は，ＲＦ電源１８によって生成される。
【００５１】
平板電極６についてなされた議論は，平板電極７についても成立する。正電圧ＤＣパルス２１と，ＲＦ交流パルス２２と，負電圧ＤＣパルス２３とが，同一の平板電極７に印加されることにより，真空容器１の内部の圧力が低い場合でも，高密度のプラズマＰ２が安定に生成される。スパッタターゲット８をスパッタするプラズマＰ２が高密度であることは，スパッタターゲット８のスパッタレートを増加させ，ワークＷに薄膜を高速に成膜することを可能にする。
【００５２】
以上に説明されているように，実施の第１形態のスパッタ装置では，ワークＷを保持する平板電極６に正電圧ＤＣパルス２１，ＲＦ交流パルス２２，負電圧ＤＣパルス２３を含んで構成されるプラズマ発生用電圧が供給され，プラズマＰ１がワークＷの表面の近傍に生成される。正電圧ＤＣパルス２１の供給は，電子をワークＷの近傍に引き付け，充分な密度を有するプラズマをワークＷの表面付近に生成することを可能にする。
【００５３】
更に，負電圧ＤＣパルス２３の印加により，ワークＷの表面に沿って正イオンのイオンシースが生成され，該イオンシースから正イオンがワークＷに注入される。これにより，正イオンをワークＷの表面に均一に注入可能である。このとき，正電圧ＤＣパルス２１が平板電極６に供給されることによりワークＷの帯電が抑制され，ワークＷへの正イオンの注入が促進される。
【００５４】
更に，平板電極６及び平板電極７に正電圧ＤＣパルス２１，ＲＦ交流パルス２２，負電圧ＤＣパルス２３を含んで構成されるプラズマ発生用電圧が供給されることにより，生成されたプラズマが安定化される。
【００５５】
更に，
（１）正電圧ＤＣパルス２１，ＲＦ交流パルス２２，及び負電圧ＤＣパルス２３が，それぞれ，立ちあがるタイミング（即ち，時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３），
（２）正電圧ＤＣパルス２１，及び負電圧ＤＣパルス２３の波高Ｖ１，Ｖ３及びＲＦ交流パルス２２のピーク電圧Ｖ２，並びに
（３）正電圧ＤＣパルス２１，ＲＦ交流パルス２２，及び負電圧ＤＣパルス２３のパルス幅τ１，τ２，及びτ３
が調節可能であることにより，プラズマのイオンエネルギーの制御と，ワークＷの表面状態の制御が容易化されている。
【００５６】
本実施の形態において，平板電極７にプラズマ発生用電圧を供給するプラズマ発生用電源１７に含まれるＲＦ電源１８とバイポーラパルス電源１９とのうちの一方が省略されることが可能である。但し，安定なプラズマの発生の観点からは，プラズマ発生用電源１７は，ＲＦ電源１８とバイポーラパルス電源１９とを含むことが好適である。
【００５７】
また，本実施の形態において，図３に示されているように，平板電極６に印加されるプラズマ発生電圧にＤＣバイアスＶＢが与えられることが可能である。ＤＣバイアスＶＢは，正電圧，負電圧，いずれであることも可能である。正電圧，負電圧のいずれであっても，ＤＣバイアスＶＢの印加は，ＲＦ交流パルス２２が印加されていない間のアフターグロー放電の維持を補助する点で好ましい。
【００５８】
更に，ＤＣバイアスＶＢを正電圧にすることは，ワークＷの帯電を防止し，過剰な正イオンのワークＷへの注入を抑制し，更に，電子の注入による電子のエネルギーの利用を可能にする点で好ましい。
【００５９】
一方，ＤＣバイアスＶＢを負電圧にすることは，薄膜の連続的な成膜を可能にし，正イオンの連続的な注入を可能にし，ワークＷに形成される薄膜の結晶状態の制御を可能にし，及び該薄膜に含まれる弱い結合を破壊することを可能にする点で好ましい。
【００６０】
平板電極６に印加されるプラズマ発生電圧にＤＣバイアスＶＢが与えられる場合，図４に示されているように，プラズマ発生用電源１１に，ＤＣ電源２４，絶縁トランス２５，２６，及び電源２７，２８が追加される。電源２７は，絶縁トランス２５を介してＲＦ電源１２に接続され，ＲＦ電源１２に電力を供給する。ＲＦ電源１２は，電源２７から供給された電力を用いてＲＦ交流パルス２２を発生する。電源２８は，絶縁トランス２６を介してバイポーラパルス電源１３に接続され，バイポーラパルス電源１３に電力を供給する。バイポーラパルス電源１３は，電源２８から供給された電力を用いて正電圧ＤＣパルス２１と負電圧ＤＣパルス２３とを発生する。ＲＦ電源１２とバイポーラパルス電源１３との接地は，ＤＣ電源２４を介して行われ，平板電極６に印加されるプラズマ発生電圧にＤＣバイアスＶＢが与えられる。
【００６１】
同様に，平板電極７に印加されるプラズマ発生電圧にＤＣバイアスＶＢが与えられることが可能である。平板電極７へのＤＣバイアスＶＢの印加は，ＲＦ交流パルス２２が印加されていない間のアフターグロー放電の維持を補助する点で好ましい。
【００６２】
（実施の第１形態の変形例１）
図５は，実施の第１形態のスパッタ装置の一の変形例を示す。該変形例におけるスパッタ装置は，ワークＷが導体であって，且つ，中空であり，更に，該ワークＷの内壁に成膜が行われる場合に適用される。最も好適には，ワークＷが中空の円筒形である場合に適用される。導体であるワークＷは，プラズマを発生するために使用される電極と兼用され，導入端子９及び伝送路１０を介してプラズマ発生用電源１１に接続される。平板電極６は使用されない。ワークＷの側面の内壁のみに表面処理を行う場合，ワークＷの外壁は，絶縁体で被覆されることが好ましい。更に，図１の平板電極７とスパッタターゲット８の代わりに，棒状の軸電極２９が使用される。軸電極２９は，プラズマ発生用電源１７に接続され，プラズマ発生用電源１７からプラズマ発生用電圧を供給される。軸電極２９は，プラズマを発生するための電極と，ワークＷに原料を供給するスパッタターゲットとを兼用する。このような構成は，導電性で，且つ，実質的に円筒形であるワークＷの内壁の近傍に，高密度のプラズマを生成することを可能にし，該内壁に均一な膜厚及び膜質を有する薄膜を形成することを可能にする。
【００６３】
絶縁体であり，且つ，中空の円筒形であるワークＷの内壁に成膜する場合，図６に示されているように，円筒電極３０が使用される。この場合，上述の軸電極２９は，ワークＷに挿入され，ワークＷは，円筒電極３０に挿入される。円筒電極３０は，プラズマ発生用電源１１に接続される。このような構成は，絶縁性で，且つ，実質的に円筒形であるワークＷの内壁の近傍に，高密度のプラズマを生成することを可能にし，該内壁に均一な膜厚及び膜質を有する薄膜を形成することを可能にする。
【００６４】
（実施の第１形態の変形例２）
図７に示されているように，実施の第１形態のスパッタ装置にコイル３１が追加され，ワークＷに向けて磁場Ｂが印加されることが可能である。磁場Ｂが印加されることにより，プラズマＰ１に含まれるイオンＩは，ラーマー運動を行って回転する。イオンＩのラーマー運動の半径及び周波数は，磁場Ｂの強度で制御可能である。プラズマＰ１に含まれるイオンＩが，ラーマー運動を起こして回転することを利用することで，ワークＷに形成される薄膜の表面の構造を，ナノからミクロンレベルで制御可能である。
【００６５】
（実施の第２形態）
図８は，実施の第２形態の表面処理装置を示す。実施の第２形態の表面処理装置は，イオンプレーティング法によって薄膜を成膜するイオンプレーティング装置である。
【００６６】
実施の第２形態のイオンプレーティング装置は，実施の第１形態の表面処理装置と同様に，真空容器１と，真空ポンプ２と，ワークＷを保持する平板電極６と，プラズマ発生用電源１１とを備えている。真空容器１と，真空ポンプ２と，平板電極６と，プラズマ発生用電源１１とは，図１と同一の機能を有しており，図１と同一の符号によって示されている。但し，実施の第２形態では，平板電極６は，フェースダウンでワークＷを保持する。
【００６７】
真空容器１の内部には，蒸発源３２と，コイル３３と，電子銃３４とが設けられる。蒸発源３２には，ワークＷに形成される薄膜の材料３５が入れられる。材料３５は，金属と，誘電体とのいずれであることも可能であり，材料３５としては，幅広い種類の物質が使用され得る。コイル３３は，電源３６に接続され，電源３６から高周波電力を供給される。コイル３３は，高周波誘導加熱によって材料３５を蒸発させる。電子銃３４は，電源３７に接続され，電源３７から電力を供給される。電子銃３４は，電子ビームを材料３５に照射し，材料３５を蒸発させる。材料３５の蒸発に，高周波誘導加熱と電子ビーム照射による加熱とのいずれが用いられるかは，材料３５の気化温度に応じて選択される。材料３５は，抵抗加熱によって蒸発されることも可能である。
【００６８】
実施の第２形態のイオンプレーティング装置では，以下の過程によってワークＷに薄膜が成膜される。高周波誘導加熱と電子ビーム照射による加熱とのいずれかによって，材料３５が蒸発される。蒸発した材料３５は，材料Ｐｒと記述される。蒸発した材料Ｐｒは，ワークＷに向かって飛来する。
【００６９】
ワークＷを保持する平板電極６には，プラズマ発生用電源１１によってプラズマ発生用電圧が供給される。平板電極６に供給されるプラズマ発生用電圧は，実施の第１形態で説明されたものと同一であり，正電圧ＤＣパルス２１，ＲＦ交流パルス２２，負電圧ＤＣパルス２３を含んで構成される。プラズマ発生用電圧により，ワークＷの近傍には，プラズマＰ１が生成される。プラズマＰ１により，蒸発した材料Ｐｒはイオン化され，更に，ワークＷに向けて引き寄せられてワークＷの表面に薄膜が形成される。
【００７０】
実施の第２形態では，実施の第１形態と同様に，ワークＷを保持する平板電極６に正電圧ＤＣパルス２１，ＲＦ交流パルス２２，負電圧ＤＣパルス２３を含んで構成されるプラズマ発生用電圧が供給されていることにより，成膜される薄膜の膜質の最適化と，プラズマの安定化とが達成されている。より詳細には，ＲＦ交流パルス２２に加え，負電圧ＤＣパルス２３を印加することにより，ワークＷの表面に沿って正イオンのイオンシースが生成され，該イオンシースから正イオンがワークＷに注入される。これにより，正イオンをワークＷの表面に均一に注入可能である。更に，正電圧ＤＣパルス２１の供給により，電子がワークＷの近傍に引き付けられてプラズマの発生量が増加し，充分な密度を有するプラズマがワークＷの表面付近に生成されるとともに，プラズマが安定化される。更に，正電圧ＤＣパルス２１が平板電極６に供給されることによってワークＷの帯電が抑制され，局所アークの発生が防止されるとともに，ワークＷへの正イオンの注入が促進される。
【００７１】
（実施の第３形態）
図９は，本発明による実施の第３形態の表面処理装置を示す。実施の第３形態の表面処理装置は，絶縁体のワークＷの表面の改質に好適に使用される表面処理装置である。実施の第３形態の表面処理装置は，実施の第１形態の表面処理装置と同様に，真空容器１，真空ポンプ２，平板電極６，及びプラズマ発生用電源１１とを備えている。平板電極６は，導入端子９及び伝送路１０を介してプラズマ発生用電源１１に接続されている。真空容器１，真空ポンプ２，平板電極６，及びプラズマ発生用電源１１は，図１と同一の機能を有しており，図１と同一の符号によって示されている。
【００７２】
平板電極６は，メッシュ電極３８に接続されている。平板電極６とメッシュ電極３８とは，電気的に接続され，実質的に同電位を有する。メッシュ電極３８は，ワークＷを覆うように設けられ，ワークＷは，平板電極６とメッシュ電極３８とによって包囲されている。
【００７３】
プラズマ発生用電源１１によってプラズマ発生用電圧が平板電極６に供給されると，平板電極６に電気的に接続されているメッシュ電極３８の近傍に，プラズマが発生される。プラズマ中のイオン，電子，及びラジカルは，メッシュ電極３８を通過して絶縁体であるワークＷの表面に注入される。イオン，電子，及びラジカルの注入により，ワークＷの表面が改質される。
【００７４】
平板電極６に供給されるプラズマ発生用電圧が，正電圧ＤＣパルス２１，ＲＦ交流パルス２２，負電圧ＤＣパルス２３を含んで構成されることにより，実施の第１形態と同様に，ワークＷの表面の改質の最適化と，プラズマの安定化とが達成される。より詳細には，ＲＦ交流パルス２２に加え，負電圧ＤＣパルス２３を印加することにより，ワークＷの表面に沿って正イオンのイオンシースが生成され，該イオンシースから正イオンがワークＷに注入される。これにより，正イオンをワークＷの表面に均一に注入可能である。更に，正電圧ＤＣパルス２１の供給により，電子がワークＷの近傍に引き付けられてプラズマの発生量が増加し，充分な密度を有するプラズマがワークＷの表面付近に生成されるとともに，プラズマが安定化される。更に，正電圧ＤＣパルス２１が平板電極６に供給されることによってワークＷの帯電が抑制され，局所アークの発生が防止されるとともに，ワークＷへの正イオンの注入が促進される。
【００７５】
実施の第３形態の表面処理装置は，ワークＷの表面に薄膜を形成する構成に変更され得る。薄膜の形成は，真空容器１に薄膜の原料となる原料ガスを導入することにより達成され得る。この場合，実施の第３形態の表面処理装置は，プラズマＣＶＤ法によって薄膜を形成するプラズマＣＶＤ装置として使用される。
【００７６】
更に，ワークＷへの薄膜の形成は，実施の第１形態と同様に，真空容器１の内部にスパッタ源を設けることによって達成され得る。実施の第３形態の表面処理装置は，スパッタ法によって薄膜を形成するスパッタ装置として使用される。スパッタ装置として実施の第３形態の表面処理装置が使用される場合，図１と同様に，真空容器１の内部にスパッタターゲット８及び平板電極７が設けられる。平板電極７は，プラズマ発生用電源１７に接続され，プラズマ発生用電源１７が発生するプラズマによってスパッタターゲット８がスパッタリングされる。スパッタターゲット８のスパッタリングにより，ワークＷの表面に薄膜が形成される。
【００７７】
更に，ワークＷへの薄膜の形成は，実施の第２形態と同様に，真空容器１の内部に蒸発源を設けることによって達成され得る。この場合，実施の第３形態の表面処理装置は，イオンプレーティング法によって薄膜を形成するイオンプレーティング装置として使用される。
【００７８】
（実施の第４形態）
図１０は，実施の第４形態の表面処理装置を示す。実施の第４形態の表面処理装置は，平行平板であるワークＷを処理するための表面処理装置である。実施の第４形態の表面処理装置は，実施の第１形態と同様に，真空容器１，真空ポンプ２，平板電極６，７及びプラズマ発生用電源１１とを備えている。真空容器１，真空ポンプ２，平板電極６，７及びプラズマ発生用電源１１は，図１と同一の機能を有しており，図１と同一の符号によって示されている。平行平板であるワークＷは，平板電極６によって保持されている。但し，実施の第４形態では，平板電極７は，平板電極６に近接して設けられ，且つ，接地される。
【００７９】
実施の第４形態の表面処理装置は，以下の過程により平行平板であるワークＷの表面処理を行う。プラズマ発生用電源１１によりプラズマ発生用電圧が平板電極６に印加され，平板電極６と平板電極７との間にプラズマが生成される。平板電極６に印加されるプラズマ発生用電圧は，実施の第１形態で図２を参照して説明された波形を有している。プラズマ中のイオン，電子，及びラジカルが，ワークＷに照射され，ワークＷの表面が改質される。
【００８０】
平板電極６に供給されるプラズマ発生用電圧が，正電圧ＤＣパルス２１，ＲＦ交流パルス２２，負電圧ＤＣパルス２３を含んで構成されることにより，実施の第１形態と同様に，ワークＷの表面の改質の最適化と，プラズマの安定化とが達成される。
【００８１】
更に実施の第４形態では，正電圧ＤＣパルス２１及び負電圧ＤＣパルス２３の印加の影響により，平板電極６と平板電極７との間に生成される高周波定在波の影響が少なくなり，平行平板であるワークＷと平板電極７との間で一様なプラズマを生成することができる。このため，ワークＷの面積が大きい場合でも，その表面を均一に改質することができる。
【００８２】
実施の第４形態において，平板電極６の代わりに，平板のメッシュ電極，及び格子電極が使用されることも可能である。
【００８３】
また，実施の第４形態の表面処理装置は，ワークＷの表面に薄膜を形成する構成に変更され得る。薄膜の形成は，真空容器１に薄膜の原料となる原料ガスを導入することにより達成され得る。この場合，実施の第４形態の表面処理装置は，プラズマＣＶＤ法によって薄膜を形成するプラズマＣＶＤ装置として使用される。プラズマＣＶＤ装置として使用される実施の第４形態の表面処理装置は，ワークＷの表面に均一にプラズマを生成し，該表面に均一に薄膜を成長することができる。
【００８４】
（実施の第５形態）
図１１は，実施の第５形態の表面処理装置を示す。実施の第５形態の表面処理装置は，フィルム状であるワークＷの表面処理を行う表面処理装置である。実施の第５形態の表面処置装置では，図１の表面処理装置の平板電極６，７の代わりに，ローラ３９と対向電極４０とが使用される。ローラ３９と対向電極４０とは，真空容器１に収容される。ローラ３９は，フィルムであるワークＷに接触してワークＷを搬送する。ローラ３９は，導体で形成される。ローラ３９は，導入端子９及び伝送線１０を介して，プラズマ発生用電源１１に接続される。プラズマ発生用電源１１は，図１と同一の機能を有しており，図１と同一の符号によって示されている。対向電極４０は，接地される。
【００８５】
実施の第５形態の表面処理装置は，以下の過程によりフィルム状であるワークＷの表面処理を連続的に行う。ローラ３９は，処理されるワークＷを真空容器１の内部に搬送する。プラズマ発生用電源１１によりプラズマ発生用電圧がローラ３９に印加され，ローラ３９と対向電極４０との間にプラズマが生成される。ローラ３９に印加されるプラズマ発生用電圧は，実施の第１形態で図２を参照して説明された波形を有している。プラズマ中のイオン，電子，及びラジカルが，ワークＷに照射され，ワークＷの表面が改質される。ローラ３９に供給されるプラズマ発生用電圧が，正電圧ＤＣパルス２１，ＲＦ交流パルス２２，負電圧ＤＣパルス２３を含んで構成されることにより，実施の第１形態と同様に，ワークＷの表面の改質の最適化と，プラズマの安定化とが達成される。実施の第５形態の表面処理装置は，フィルム状であるワークＷの連続的な表面処理に関して，ワークＷの表面の改質の最適化と，プラズマの安定化とを達成することが可能である。
【００８６】
また，実施の第５形態の表面処理装置は，ワークＷの表面に薄膜を形成する構成に変更され得る。薄膜の形成は，真空容器１に薄膜の原料となる原料ガスを導入することにより達成され得る。この場合，実施の第５形態の表面処理装置は，プラズマＣＶＤ法によって薄膜を形成するプラズマＣＶＤ装置として使用される。プラズマＣＶＤ装置として使用される実施の第５形態の表面処理装置は，フィルム上のワークＷの表面に均一にプラズマを生成し，該表面に均一に薄膜を連続的に成長することができる。
【００８７】
更に，実施の第５形態において，図１２に示されているように，ローラ３９が接地され，対向電極４０がプラズマ発生用電源１１に接続されることが可能である。このような構成でも，フィルム状であるワークＷの連続的な表面処理に関して，ワークＷの表面の改質の最適化と，プラズマの安定化とを達成することが可能である。この場合にも，真空容器１に薄膜の原料となる原料ガスを導入することにより，ワークＷの表面に薄膜を形成することが可能である。
【００８８】
【発明の効果】
本発明により，正イオンを用いて表面処理を行う表面処理装置において，安定なプラズマを生成可能にする技術が提供される。
【００８９】
また，本発明により，充分な密度を有するプラズマをワークの表面付近に生成可能な表面処理装置が提供される。
【００９０】
また，本発明により，生成したプラズマのイオンエネルギーの制御を容易にする表面処理装置が提供される。
【００９１】
また，本発明により，ワークの表面状態の制御が容易な表面処理装置が提供される。
【００９２】
また，本発明により，低ガス圧での表面処理が可能な表面処理装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は，本発明の実施の第１形態の表面処理装置を示す。
【図２】図２は，平板電極６に印加されるプラズマ発生用電圧の波形を示す。
【図３】図３は，平板電極６に印加されるプラズマ発生用電圧の他の波形を示す。
【図４】図４は，プラズマ発生用電源１１の他の構成を示す。
【図５】図５は，本発明の実施の第１形態の表面処理装置の変形例を示す。
【図６】図６は，本発明の実施の第１形態の表面処理装置の他の変形例を示す。
【図７】図７は，本発明の実施の第１形態の表面処理装置の更に他の変形例を示す。
【図８】図８は，本発明の実施の第２形態の表面処理装置を示す。
【図９】図９は，本発明の実施の第３形態の表面処理装置を示す。
【図１０】図１０は，本発明の実施の第４形態の表面処理装置を示す。
【図１１】図１１は，本発明の実施の第５形態の表面処理装置を示す。
【図１２】図１２は，本発明の実施の第５形態の表面処理装置の変形例を示す。
【図１３】図１３は，従来の表面処理装置を示す。
【図１４】図１４は，従来の表面処理装置を示す。
【図１５】図１５は，従来の表面処理装置を示す。
【図１６】図１６は，従来の表面処理装置を示す。
【図１７】図１７は，従来の表面処理装置を示す。
【符号の説明】
Ｗ：ワーク
１：真空容器
２：真空ポンプ
３：ガス導入部
４：ガスボンベ
５：プラズマ生成ガス
６，７：平板電極
８：スパッタターゲット
９：導入端子
１０：伝送路
１１：プラズマ発生用電源
１２：ＲＦ電源
１３：バイポーラパルス電源
１４：分岐
１５：導入端子
１６：伝送路
１７：プラズマ発生用電源
１８：ＲＦ電源
１９：バイポーラパルス電源
２０：分岐
２１：正電圧ＤＣパルス
２２：ＲＦ交流パルス
２３：負電圧ＤＣパルス
２４：ＤＣ電源
２５，２６：絶縁トランス
２７，２８：電源
２９：軸電極
３０：円筒電極
３１：コイル
３２：蒸発源
３３：コイル
３４：電子銃
３５：材料
３６，３７：電源
３８：メッシュ電極
３９：ローラ
４０：対向電極
【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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