(57)【要約】【課題】  中空容器付近のマイクロ波の電磁界分布を制御することができ、中空容器内面への均一なプラズマによる処理が可能であり、しかも、同一の装置で、多様な形状、サイズの中空容器に対応可能であるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供する。【解決手段】  マイクロ波を封じ込める金属製容器４１と、金属製容器４１内に設けられ、内部に中空容器４２を収納する真空チャンバ４３と、中空容器４２内に原料ガスを導入する原料ガス導入管４４と、マイクロ波発振器４５と、マイクロ波発振器４５からのマイクロ波を金属容器４２内に供給する導波管４６とを具備し、金属製容器４１と中空容器４２との間に、マイクロ波の再放射を行う導体５０が配置されているプラズマ処理装置４０、およびこれを用いたプラズマ処理方法。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波を封じ込める金属製容器と、
該金属製容器内に設けられ、内部に中空容器を収納する真空チャンバと、
中空容器内に原料ガスを導入する原料ガス導入管と、
マイクロ波発振器と、
該マイクロ波発振器からのマイクロ波を前記金属容器内に供給する導波管とを具備し、
前記金属製容器と中空容器との間に、金属製容器内のマイクロ波によって高周波電流を発生し、この高周波電流によってマイクロ波の再放射を行う導体が少なくとも１つ配置されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記導体が、直線状であり、
導体の長手方向が、金属製容器内のマイクロ波の電界方向と同一方向であることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記導体の長さが、マイクロ波の波長λの半分（λ／２）の±４０％の範囲内であることを特徴とする請求項２記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記導波管が、前記マイクロ波発振器からのマイクロ波を前記金属製容器の側面から金属容器内に供給するものであることを特徴とする請求項２または請求項３記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記原料ガス導入管が、前記マイクロ波発振器からのマイクロ波を前記金属容器内に供給する導波管を兼ねていることを特徴とする請求項２または請求項３記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記導体が、環状であり、
導体の円周方向が、金属製容器内のマイクロ波の電界方向と同一方向であることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記導体の円周の長さが、マイクロ波の波長λの±４０％の範囲内であることを特徴とする請求項６記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記導波管が、前記マイクロ波発振器からのマイクロ波を前記金属製容器の上面または下面から金属容器内に供給するものであることを特徴とする請求項６または請求項７記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記導体が、前記真空チャンバ上に、直接または他の部材を介して配置されていることを特徴とする請求項１ないし８いずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記導体は、該導体が表面に形成されたシートが前記真空チャンバに巻き付けられて配置されていることを特徴とする請求項１ないし８いずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記金属製容器が、円筒型空洞共振器構造を有するものであることを特徴とする請求項１ないし１０いずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記金属製容器内に、真空チャンバが２個以上設けられていることを特徴とする請求項１ないし１１いずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１３】
中空容器の内面に薄膜を成膜させる薄膜成膜装置であることを特徴とする請求項１ないし１２いずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】
マイクロ波を封じ込める金属製容器と、該金属製容器内に設けられ、内部に中空容器を収納する真空チャンバと、中空容器内に原料ガスを導入する原料ガス導入管と、マイクロ波発振器と、該マイクロ波発振器からのマイクロ波を前記金属容器内に供給する導波管とを具備するプラズマ処理装置を用いて、中空容器の表面をプラズマ処理するプラズマ処理方法において、
金属製容器と中空容器との間に、金属製容器内のマイクロ波によって高周波電流を発生し、この高周波電流によってマイクロ波の再放射を行う導体を配置して、中空容器周辺の電磁界分布を制御することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１５】
マイクロ波を封じ込める金属製容器と、該金属製容器内に設けられ、内部に中空容器を収納する真空チャンバと、中空容器内に原料ガスを導入する原料ガス導入管と、マイクロ波発振器と、該マイクロ波発振器からのマイクロ波を前記金属容器内に供給する導波管とを具備する薄膜成膜装置を用いて、中空容器の内面に薄膜を成膜する薄膜成膜方法において、
成膜後の中空容器表面の薄膜の膜厚を測定し、
該測定した膜厚をフィードバックして、金属製容器と中空容器との間で、かつ所望の膜厚が形成されなかった部分付近に、金属製容器内のマイクロ波によって高周波電流を発生し、この高周波電流によってマイクロ波の再放射を行う導体を配置することを特徴とする薄膜成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関し、特に、中空容器内面にプラズマ助成式化学蒸着法によって薄膜を成膜する薄膜成膜装置および薄膜成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プラスチック等からなる容器にガスバリア性、水蒸気バリア性、表面の濡れ性等を付与するために、容器の内面に薄膜を成膜することが行われている。このような成膜方法としては、プロセスガスをプラズマ化して化学反応させることにより容器の内面に薄膜を成膜させるプラズマ助成式化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ法）が知られている。
【０００３】
ＰＥＣＶＤ法による薄膜成膜装置としては、図１３に示すような、マイクロ波を封じ込める金属製容器１１と、金属製容器１１内に設けられ、内部に中空容器１２を収納する石英ガラス製の真空チャンバ１３と、中空容器１２内に原料ガスを導入する原料ガス導入管１４と、マイクロ波発振器１５と、マイクロ波発振器１５からのマイクロ波を金属製容器１１の側面から金属製容器１１内に供給する方形導波管１６と、金属製容器１１内のマイクロ波を遮断し、真空チャンバ１３を気密に封鎖する蓋体１７と、中空容器１２を真空チャンバ１３内に支持、固定する支持具１８と、終端が真空ポンプ（図示略）に接続され、真空チャンバ１３内の気体を排気する排気口１９とを具備する薄膜成膜装置１０が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
この薄膜成膜装置１０を用いた、中空容器１２内面への薄膜の成膜は、以下のようにして行われる。
まず、真空チャンバ１３内にプラスチックボトル等の中空容器１２を配置し、蓋体１７を閉じ、真空ポンプを作動させて、真空チャンバ１３内の気体を排気し、真空チャンバ１３内を一定減圧状態に保つ。
【０００５】
この状態で、原料ガス導入管１４から中空容器１２内に原料ガスを導入し、マイクロ波発振器１５からのマイクロ波を方形導波管１６を通して金属製容器１１内に供給することにより、中空容器１２内の原料ガスがマイクロ波によってプラズマ化し、中空容器１２内にプラズマが発生する。そして、プラズマ化した原料ガスが中空容器１２内面と化学反応し、中空容器１２内面に薄膜が成膜される。
【０００６】
また、他の薄膜成膜装置としては、図１４に示すように、方形導波管１６の代わりに、マイクロ波発振器１５からのマイクロ波を金属製容器１１の上面から金属製容器１１内に供給する円形導波管２１を具備する薄膜成膜装置２０が知られている（特許文献２参照）。
【０００７】
さらに、他の薄膜成膜装置としては、図１５に示すように、方形導波管１６の代わりに、マイクロ波発振器１５からのマイクロ波を伝搬する方形導波管３１と、方形導波管３１の途中に設けられたインピーダンス整合器３２と、方形導波管３１の終端に設けられた同軸導波管変換器３３と、同軸導波管変換器３３から真空チャンバ１３内に向かって延びる同軸線路３４とを具備する薄膜成膜装置３０が考えられる（特許文献３参照）。
【０００８】
この薄膜成膜装置３０における同軸導波管変換器３３は、伝搬するマイクロ波のモードを、導波管モードから同軸線路の伝送モードに変換するものである。また、同軸線路３４は、外部導体３５およびこの内部に同軸的に配置された内部導体３６とから構成され、外部導体３５の外周（アース）は金属製容器１１および同軸導波管変換器３３に接続し、内部導体３６は原料ガス導入管１４を兼ねており、その先端３７は金属製容器１１の底面からマイクロ波の波長λの４分の１（λ／４）の長さだけ突き出して、中空容器１２内に位置している。
【０００９】
この構造は、いわゆるλ／４ホイップアンテナ構造であり、内部導体３６（原料ガス導入管１４）の先端３７において最もマイクロ波の電界が強くなる。したがって、原料ガスの吹き出し口と、マイクロ波の電界最強点が同じとなるので、内部導体３６（原料ガス導入管１４）の先端３７を中心にしてプラズマが発生する。
【００１０】
以上のような、薄膜成膜装置においては、以下のような問題点があった。
薄膜成膜装置１０（２０）においては、中空容器１２内面に均一な薄膜を成膜するために、金属製容器１１内におけるマイクロ波の電磁界分布が極めて重要となる。この電磁界分布は、マイクロ波の周波数に応じた金属製容器１１のサイズ（内径および高さ）によっておおよそ決まるものの、さらに、金属製容器１１内に設けられた石英ガラス製の真空チャンバ１３の高周波特性（誘電率および誘電正接）や、発生するプラズマのインピーダンスなどによって変化する。また、電磁界分布は、原料ガス導入管１４などの金属部材、支持具１８などのプラスチック部材などにも影響される。
したがって、中空容器１２内面に均一な薄膜を成膜できる電磁界分布が得られるように、真空チャンバ１３の形状、サイズ、プラズマのインピーダンス、原料ガス導入管１４および支持具１８のサイズなどに応じて、金属製容器１１の形状、サイズは設計される。
【００１１】
しかしながら、成膜対象物である中空容器１２の形状、サイズを変更したとき、真空チャンバ１３の形状、サイズ、プラズマのインピーダンス、原料ガス導入管１４および支持具１８のサイズ等もまた当然のごとく変更されるものであり、そのためマイクロ波の電磁界分布も大きく変わってしまう。
このように、特定の中空容器１２に合わせて、均一な薄膜を成膜できる電磁界分布が得られるように、金属製容器１１の形状、サイズを設計してしまうと、他の形状、サイズの中空容器では均一な成膜を行うことができず、他の形状、サイズの中空容器に対応できないという問題があった。
【００１２】
また、薄膜成膜装置３０においては、ホイップアンテナ部となる、内部導体３６（原料ガス導入管１４）の金属製容器１１の底面からの突き出し部の長さ（λ／４）は、ＰＥＣＶＤ法に使用される通常の周波数２．４５ＧＨｚにおいては、約３ｃｍ程度である。
したがって、中空容器１２が、図示例のように縦長のものの場合、プラズマは中空容器１２の口栓部に集中し、中空容器１２の底部ではプラズマ密度が薄くなってしまい、均一な成膜を行うことができず、中空容器１２内面の薄膜の膜厚にバラツキが生じてしまうという問題がある。
【００１３】
内部導体３６（原料ガス導入管１４）の金属製容器１１の底面からの突き出し部の長さを、ｎ（λ／２）＋（λ／４）とした場合でも、ホイップアンテナとして機能することが可能である（式中、ｎは０，１，２，３・・・である）。
しかしながら、突き出し部の長さをｎ（λ／２）＋（λ／４）として、長さを稼いだところで、該突き出し部（ホイップアンテナ部）付近のマイクロ波の電磁界分布に山、谷が生じてしまい、均一な成膜を行うことはできない。
【００１４】
また、薄膜成膜装置３０においても、薄膜成膜装置１０（２０）と同様に、特定の中空容器１２に合わせて、均一な薄膜を成膜できる電磁界分布が得られるように、金属製容器１１の形状、サイズを設計してしまうと、他の形状、サイズの中空容器では均一な成膜を行うことができず、他の形状、サイズの中空容器に対応できないという問題があった。
【特許文献１】特表２００２−５４３２９２号公報
【特許文献２】特表２００１−５１８６８５号公報
【特許文献３】特開平９−３０１７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
よって、本発明の目的は、中空容器付近のマイクロ波の電磁界分布を制御することができ、中空容器内面への均一なプラズマによる処理が可能であり、しかも、同一の装置で、多様な形状、サイズの中空容器に対応可能であるプラズマ処理装置、および中空容器付近のマイクロ波の電磁界分布を制御することができ、多様な形状、サイズの中空容器内面への均一なプラズマによる処理が可能であるプラズマ処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のプラズマ処理装置は、マイクロ波を封じ込める金属製容器と、該金属製容器内に設けられ、内部に中空容器を収納する真空チャンバと、中空容器内に原料ガスを導入する原料ガス導入管と、マイクロ波発振器と、該マイクロ波発振器からのマイクロ波を前記金属容器内に供給する導波管とを具備し、前記金属製容器と中空容器との間に、金属製容器内のマイクロ波によって高周波電流を発生し、この高周波電流によってマイクロ波の再放射を行う導体が少なくとも１つ配置されていることを特徴とするものである。
【００１７】
ここで、前記導体が直線状の場合、導体の長手方向は、金属製容器内のマイクロ波の電界方向と同一方向であることが望ましい。
また、直線状の導体の長さは、マイクロ波の波長λの半分（λ／２）の±４０％の範囲内であることが望ましい。
また、直線状の導体は、前記導波管が前記マイクロ波発振器からのマイクロ波を前記金属製容器の側面から金属容器内に供給するものの場合に、より有効である。
また、直線状の導体は、前記原料ガス導入管が前記マイクロ波発振器からのマイクロ波を前記金属容器内に供給する導波管を兼ねている場合に、より有効である。
【００１８】
また、前記導体が環状の場合、導体の円周方向は、金属製容器内のマイクロ波の電界方向と同一方向であることが望ましい。
また、環状の導体の円周の長さは、マイクロ波の波長λの±４０％の範囲内であることが望ましい。
また、環状の導体は、前記導波管が前記マイクロ波発振器からのマイクロ波を前記金属製容器の上面または下面から金属容器内に供給するものの場合により有効である。
【００１９】
また、前記導体は、前記真空チャンバ上に、直接または他の部材を介して配置されていることが望ましい。
また、前記導体は、該導体が表面に形成されたシートが前記真空チャンバに巻き付けられて配置されていることが望ましい。
また、前記金属製容器は、円筒型空洞共振器構造を有するものであることが望ましい。
また、本発明のプラズマ処理装置は、前記金属製容器内に、真空チャンバが２個以上設けられているものであってもよい。
また、本発明のプラズマ処理装置は、中空容器の内面に薄膜を成膜させる薄膜成膜装置に好適である。
【００２０】
また、本発明のプラズマ処理方法は、マイクロ波を封じ込める金属製容器と、該金属製容器内に設けられ、内部に中空容器を収納する真空チャンバと、中空容器内に原料ガスを導入する原料ガス導入管と、マイクロ波発振器と、該マイクロ波発振器からのマイクロ波を前記金属容器内に供給する導波管とを具備するプラズマ処理装置を用いて、中空容器の表面をプラズマ処理するプラズマ処理方法において、金属製容器と中空容器との間に、金属製容器内のマイクロ波によって高周波電流を発生し、この高周波電流によってマイクロ波の再放射を行う導体を配置して、中空容器周辺の電磁界分布を制御することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の薄膜成膜方法は、マイクロ波を封じ込める金属製容器と、該金属製容器内に設けられ、内部に中空容器を収納する真空チャンバと、中空容器内に原料ガスを導入する原料ガス導入管と、マイクロ波発振器と、該マイクロ波発振器からのマイクロ波を前記金属容器内に供給する導波管とを具備する薄膜成膜装置を用いて、中空容器の内面に薄膜を成膜する薄膜成膜方法において、成膜後の中空容器表面の薄膜の膜厚を測定し、該測定した膜厚をフィードバックして、金属製容器と中空容器との間で、かつ所望の膜厚が形成されなかった部分付近に、金属製容器内のマイクロ波によって高周波電流を発生し、この高周波電流によってマイクロ波の再放射を行う導体を配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のプラズマ処理装置にあっては、金属製容器と中空容器との間に、金属製容器内のマイクロ波によって高周波電流を発生し、この高周波電流によってマイクロ波の再放射を行う導体が少なくとも１つ配置されているので、中空容器付近のマイクロ波の電磁界分布を制御することができ、中空容器内面への均一なプラズマによる処理が可能であり、しかも、同一の装置で、多様な形状、サイズの中空容器に対応可能である。
【００２３】
また、前記導体が直線状であり、導体の長手方向が、金属製容器内のマイクロ波の電界方向と同一方向であれば、マイクロ波の再放射の機能を十分に引き出すことができる。
また、直線状の導体の長さが、マイクロ波の波長λの半分（λ／２）の±４０％の範囲内であれば、共振現象を十分に発揮させることができ、マイクロ波の再放射の機能をさらに引き出すことができる。
このような直線状の導体は、導波管がマイクロ波発振器からのマイクロ波を金属製容器の側面から金属容器内に供給するものの場合に、より有効である。
また、直線状の導体は、原料ガス導入管がマイクロ波発振器からのマイクロ波を金属容器内に供給する導波管を兼ねている場合に、より有効である。
【００２４】
また、前記導体が環状であり、導体の円周方向が、金属製容器内のマイクロ波の電界方向と同一方向であれば、マイクロ波の再放射の機能を十分に引き出すことができる。
また、環状の導体の円周の長さが、マイクロ波の波長λの±４０％の範囲内であれば、共振現象を十分に発揮させることができ、マイクロ波の再放射の機能をさらに引き出すことができる。
このような環状の導体は、導波管がマイクロ波発振器からのマイクロ波を金属製容器の上面または下面から金属容器内に供給するものの場合に、より有効である。
【００２５】
また、前記導体が、前記真空チャンバ上に、直接または他の部材を介して配置されていれば、導体の配置のために他の部材を金属製容器内に設ける必要がなく、金属製容器内の電磁界分布が安定する。
また、前記導体が、該導体が表面に形成されたシートが前記真空チャンバに巻き付けられて配置されていれば、中空容器の形状、サイズに応じて、導体が表面に形成されたシートを交換するだけで、多様な形状、サイズの中空容器に容易に対応可能である。
また、前記金属製容器が、円筒型空洞共振器構造を有するものであれば、金属製容器内の電磁界分布が比較的軸対称分布となりやすい。
また、前記金属製容器内に、真空チャンバが２個以上設けられていれば、１つの装置で同時に複数の中空容器にプラズマ処理を施すことができる。
また、本発明のプラズマ処理装置は、中空容器の内面に薄膜を成膜させる薄膜成膜装置に好適である。
【００２６】
また、本発明のプラズマ処理方法にあっては、金属製容器と中空容器との間に、金属製容器内のマイクロ波によって高周波電流を発生し、この高周波電流によってマイクロ波の再放射を行う導体を配置して、中空容器周辺の電磁界分布を制御する方法であるので、多様な形状、サイズの中空容器内面への均一なプラズマによる処理が可能である。
【００２７】
また、本発明の薄膜成膜方法にあっては、成膜後の中空容器表面の薄膜の膜厚を測定し、該測定した膜厚をフィードバックして、金属製容器と中空容器との間で、かつ所望の膜厚が形成されなかった部分付近に、金属製容器内のマイクロ波によって高周波電流を発生し、この高周波電流によってマイクロ波の再放射を行う導体を配置する方法であるので、中空容器に成膜された薄膜の膜厚に応じて、中空容器付近のマイクロ波の電磁界分布を制御することができ、多様な形状、サイズの中空容器内面への均一な薄膜の成膜が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明のプラズマ処理装置を、薄膜成膜装置を例に詳細に説明する。
（形態例１）
図１は、本発明の薄膜成膜装置の一形態例を示す側断面図であり、この薄膜成膜装置４０は、上面に中空容器４２の出し入れのための開口部が形成された金属製容器４１と、金属製容器４１内に設けられ、上面に中空容器４２の出し入れのための開口部が形成された円筒形の真空チャンバ４３と、金属製容器４１および真空チャンバ４３の底面を突き抜けて設けられ、真空チャンバ４３内に収納された中空容器４２内に原料ガスを導入する原料ガス導入管４４と、マイクロ波発振器４５と、マイクロ波発振器４５からのマイクロ波を金属製容器４１の側面から金属製容器４１内に供給する方形導波管４６と、金属製容器４１および真空チャンバ４３の開口部を開閉自在に封止する蓋体４７と、中空容器４２を真空チャンバ４３内に支持、固定する支持具４８と、終端が真空ポンプ（図示略）に接続され、真空チャンバ４３内の気体を排気する排気口４９と、真空チャンバ４３の外面に配置された複数の導体５０，５０・・・とを具備して概略構成されるものである。
【００２９】
金属製容器４１は、内部にマイクロ波を封じ込めるために金属製とされ、図２に示すような円筒型空洞共振器構造を有するものである。ここで、円筒型空洞共振器構造とは、基本的には円形導波管を管軸方向に切断して両端面を金属板で塞いで得られる共振器構造であり、このような構造とすることにより、形状を最適化することで、ある特定の共振モードで電磁界は空洞内に閉じ込められ振動する。
【００３０】
真空チャンバ４３は、マイクロ波の損失が少なく、プラズマの熱に対する耐熱性があり、内部の真空状態に耐えうる強度を有する非金属製のものであればよい。このような真空チャンバ４３としては、石英ガラス製のものが好適である。
方形導波管４６は、マイクロ波発振器４５からのマイクロ波を伝搬するものであり、その途中には、金属製容器４１からの反射波を抑え、金属製容器４１へ効率よくマイクロ波を供給するためのインピーダンス整合器（図示略）が設けられている。
蓋体４７は、金属製であり、金属製容器４１内のマイクロ波を遮断し、真空チャンバ４３を気密に封鎖するものである。
【００３１】
導体５０は、真空チャンバ４３の外周に沿って等間隔に複数配置されており、真空チャンバ４３の外周に沿って配置された１列の集合体が、垂直方向に間隔をあけて複数列設けられている。
導体５０は、金属製容器４１内のマイクロ波によって高周波電流を発生し、この高周波電流によってマイクロ波の再放射を行うもの、すなわちマイクロ波に共振して再放射を行う、いわゆる共振素子である。
【００３２】
導体５０は、直線状であり、その長手方向は垂直方向とされている。これは、方形導波管４６から供給されるマイクロ波の伝送モードがＴＥモードであり、マイクロ波の電界方向が垂直方向であるので、電界方向と一致させることによって導体５０の共振素子としての機能を十分に引き出すためである。
【００３３】
また、導体５０の長さは、マイクロ波の波長λの半分（λ／２）の±４０％の範囲内とすることが好ましい。この範囲にあれば、導体５０の共振現象を十分に発揮させることができ、マイクロ波の再放射の機能をさらに引き出すことができる。導体５０の長さは、より好ましくは、マイクロ波の波長λの半分（λ／２）の±１０％の範囲内であり、最も好ましくは、マイクロ波の波長λの半分（λ／２）の長さである。また、導体５０を真空チャンバ４３に密着させて配置する場合、真空チャンバ４３の誘電率を考慮して導体５０の長さを調整することが好ましい。
【００３４】
また、隣り合う導体５０の間隔は、特に限定はされないが、λ／４以下となると、導体５０同士が干渉して、共振周波数のズレが発生するため、これよりも広く間隔をあけることが好ましい。
導体５０の真空チャンバ４３への固定は、接着剤を介して導体５０を真空チャンバ４３に接着させることによって行ってもよく、粘着テープを被せることによって導体５０を真空チャンバ４３に直接貼り付けることによって行ってもよい。
【００３５】
次に、この薄膜成膜装置４０を用いた、中空容器４２内面への薄膜の成膜方法について説明する。
まず、真空チャンバ４３内にプラスチックボトルの中空容器４２を口栓部を下向きにして配置し、蓋体４７を閉じ、真空ポンプを作動させて、真空チャンバ４３内の気体を排気し、真空チャンバ４３内を一定減圧状態に保つ。
この状態で、原料ガス導入管４４から中空容器４２内に原料ガスを導入し、マイクロ波発振器４５からのマイクロ波を方形導波管４６を通して金属製容器４１内に供給することにより、中空容器４２内の原料ガスがマイクロ波によってプラズマ化し、中空容器４２内にプラズマが発生する。そして、プラズマ化した原料ガスが中空容器４２内面と化学反応し、中空容器４２内面に薄膜が成膜される。
【００３６】
原料ガスは、中空容器４２内面に成膜させたい薄膜の種類に応じて適宜選択すればよく、特に限定はされない。酸化ケイ素薄膜を成膜する場合には、原料ガスとしては、例えば、有機ケイ素化合物ガスと酸化力を有するガスとの混合ガスが用いられる。
有機ケイ素化合物としては、例えば、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。
酸化力を有するガスとしては、例えば、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、オゾン等が挙げられる。
【００３７】
マイクロ波の周波数は、通常、２．４５ＧＨｚであるが、原料ガスをプラズマ化できる周波数であれば、別の周波数でも問題ない。
また、マイクロ波の出力（マイクロ波電力）、その印加時間、ガスの供給量等の成膜条件も、成膜される薄膜の膜厚等に応じて適宜設定すればよく、特に限定はされない。
【００３８】
以上説明した薄膜成膜装置４０にあっては、真空チャンバ４３表面に、金属製容器４１内のマイクロ波によって高周波電流を発生し、この高周波電流によってマイクロ波の再放射を行う導体５０を配置しているので、中空容器４２周辺の電磁界分布を任意に制御することができ、その結果、中空容器４２内部のプラズマ密度の分布を任意に制御できる。これにより、中空容器４２内面への均一なプラズマによる処理（成膜）が可能となる。また、中空容器４２の形状、サイズを変更した場合でも、それに応じて導体５０の位置を変更できるので、同一の装置で、多様な形状、サイズの中空容器に対して、均一なプラズマによる処理（成膜）が可能となる。よって、多様な形状、サイズの中空容器に対応できる汎用的な薄膜成膜装置となる。
【００３９】
すなわち、中空容器４２内部のプラズマ密度の分布は、中空容器４２周辺のマイクロ波の電磁界分布に密接な関係があり、均一な成膜を行うためには、中空容器４２周辺のマイクロ波の電磁界分布は極力均一であることが望ましい。中空容器４２周辺のマイクロ波の電磁界分布を均一にするためには、通常、使用するマイクロ波の周波数において、最適な電磁界分布が得られるように、マイクロ波を封じ込める金属製容器４１のサイズ（底面形状、高さ）等が設計される。しかしながら、実際の薄膜成膜装置４０においては、マイクロ波の電磁界分布は、真空チャンバ４３の形状、サイズ、プラズマのインピーダンス、原料ガス導入管４４および支持具４８のサイズなどの影響を受け、電磁界分布に乱れが生じる。
【００４０】
そこで、薄膜成膜装置４０においては、真空チャンバ４３表面に導体５０を配置して電磁界分布の乱れを補正している。具体的には、薄膜成膜装置４０においては、中空容器４２全体を均一に囲むように複数の導体５０を配置し、中空容器４２周辺に電界を集中させることによって、真空チャンバ４３、原料ガス導入管４４、支持具４８、プラズマ等による電磁界分布の乱れの影響を受けたとしても、電界を集中しなかった場合に比べその影響を相対的に小さくしている。
【００４１】
なお、導体５０の配置は、図示例のような等間隔の配置に限定はされず、あらかじめプラズマ密度が低い箇所が判明していれば、その部分のプラズマ密度を高めるために、その近傍の電界を補うような位置とすることもできる。
例えば、導体５０を配置せずに成膜した中空容器表面の薄膜の膜厚を測定し、該測定した膜厚をフィードバックして、所望の膜厚が形成されなかった部分付近に、導体５０を配置することもできる。
【００４２】
また、導体５０の形状は、図示例の帯状に限定はされず、長方形、丸棒状などであっても構わない。また、２枚の板状の三角形や扇形の頂点を接続した形状も、直線状の導体を少しずつ傾斜させたものの集合体として捉えることができるので、本発明においては直線状の導体として取り扱うものとする。また、３本の直線状の導体のそれぞれの一方の端部を一点で接続し、各導体が接続点を中心におおよそ１２０゜の角度で開いた形状（図１２参照）であっても構わない。この場合、各直線部分の長さは約λ／４とされる。このような形状とすることによって、垂直方向以外の電界方向のマイクロ波と共振することができ、金属製容器４１内のマイクロ波の電界方向の影響を受けにくくなる。マイクロ波の電界方向の影響を受けにくい導体の形状としては、この他に、十字形状、３本の直線状の導体を連結した三角形状、４本の直線状の導体を連結した四角形状、環状などが挙げられる。
【００４３】
また、薄膜成膜装置４０における金属製容器４１は、図２に示すような円筒形のものに限定はされず、例えば、図３に示すような直方体の金属製容器５１であっても構わない。ただし、基本的な電磁界分布を軸対称構造とする点において、図２に示すような円筒型空洞共振器構造が好ましい。
また、方形導波管４６の金属製容器４１への接続位置は、基本的には図示例のような金属製容器４１の高さ方向の中心部が好ましいが、装置の構成上、この位置への接続が困難な場合は、この限りではない。
【００４４】
（形態例２）
図４は、本発明の薄膜成膜装置の他の形態例を示す側断面図であり、この薄膜成膜装置６０は、マイクロ波を閉じ込める円筒形の金属製容器４１と、金属製容器４１内に設けられ、内部に中空容器４２を収納する円筒形の真空チャンバ４３と、金属製容器４１および真空チャンバ４３の底面を突き抜けて設けられ、中空容器４２内に原料ガスを導入する原料ガス導入管４４と、マイクロ波発振器４５と、マイクロ波発振器４５からのマイクロ波を金属製容器４１の上面から金属製容器４１内に供給する円形導波管６１と、中空容器４２を真空チャンバ４３内に支持、固定する支持具４８と、終端が真空ポンプ（図示略）に接続され、真空チャンバ４３内の気体を排気する排気口４９と、真空チャンバ４３の外面に配置された複数の導体６２，６２・・・とを具備して概略構成されるものである。
【００４５】
金属製容器４１は、形態例１と同様に、図５に示すような円筒型空洞共振器構造を有するものである。
真空チャンバ４３は、形態例１と同じものを用いることができ、真空チャンバ４３としては、石英ガラス製のものが好適である。
円形導波管６１は、マイクロ波発振器４５からのマイクロ波を伝搬するものであり、その途中には、金属製容器４１からの反射波を抑える整合器（図示略）、およびマイクロ波を効率よく放射させるためのアンテナ部（図示略）が設けられている。円形導波管６１の代わりに同軸構造伝送路を設けてもよい。
【００４６】
導体６２は、真空チャンバ４３の外周に沿った環状（リング状）のものであり、垂直方向に間隔をあけて複数設けられている。
導体６２は、金属製容器４１内のマイクロ波によって高周波電流を発生し、この高周波電流によってマイクロ波の再放射を行うもの、すなわちマイクロ波に共振して再放射を行う、いわゆる共振素子である。
【００４７】
導体６２は、環状であり、その円周方向は、導体６２の共振素子としての機能を十分に引き出すために、円形導波管６１から供給される、伝送モードがＴＭモードのマイクロ波の電界方向と同一としている。
【００４８】
また、導体６２の長さは、マイクロ波の波長λの±４０％の範囲内とすることが好ましい。この範囲にあれば、導体６２の共振現象を十分に発揮させることができ、マイクロ波の再放射の機能をさらに引き出すことができる。導体６２の長さは、より好ましくは、マイクロ波の波長λの±１０％の範囲内であり、最も好ましくは、マイクロ波の波長λである。また、導体６２を真空チャンバ４３に密着させて配置する場合、真空チャンバ４３の誘電率を考慮して導体６２の長さを調整することが好ましい。
【００４９】
また、隣り合う導体６２の間隔は、特に限定はされないが、λ／４以下となると、導体６２同士が干渉して、共振周波数のズレが発生するため、これよりも広く間隔をあけることが好ましい。
導体６２の真空チャンバ４３への固定は、接着剤を介して導体６２を真空チャンバ４３に接着させることによって行ってもよく、粘着テープを被せることによって導体６２を真空チャンバ４３に直接貼り付けることによって行ってもよい。
【００５０】
次に、この薄膜成膜装置６０を用いた、中空容器４２内面への薄膜の成膜方法について説明する。
まず、真空チャンバ４３内にプラスチックボトルの中空容器４２を口栓部を下向きにして配置し、真空ポンプを作動させて、真空チャンバ４３内の気体を排気し、真空チャンバ４３内を一定減圧状態に保つ。
この状態で、原料ガス導入管４４から中空容器４２内に原料ガスを導入し、マイクロ波発振器４５からのマイクロ波を円形導波管６１を通して金属製容器４１内に供給することにより、中空容器４２内の原料ガスがマイクロ波によってプラズマ化し、中空容器４２内にプラズマが発生する。そして、プラズマ化した原料ガスが中空容器４２内面と化学反応し、中空容器４２内面に薄膜が成膜される。
【００５１】
マイクロ波の周波数は、通常、２．４５ＧＨｚであるが、原料ガスをプラズマ化できる周波数であれば、別の周波数でも問題ない。
また、マイクロ波の出力（マイクロ波電力）、その印加時間、ガスの供給量等の成膜条件も、成膜される薄膜の膜厚等に応じて適宜設定すればよく、特に限定はされない。
【００５２】
以上説明した薄膜成膜装置６０にあっては、形態例１と同様に、真空チャンバ４３表面に、金属製容器４１内のマイクロ波によって高周波電流を発生し、この高周波電流によってマイクロ波の再放射を行う導体６２を配置しているので、中空容器４２周辺の電磁界分布を任意に制御することができ、その結果、中空容器４２内部のプラズマ密度の分布を任意に制御できる。これにより、中空容器４２内面への均一なプラズマによる処理（成膜）が可能となる。また、中空容器４２の形状、サイズを変更した場合でも、それに応じて導体６２の位置を変更できるので、同一の装置で、多様な形状、サイズの中空容器に対して、均一なプラズマによる処理（成膜）が可能となる。よって、多様な形状、サイズの中空容器に対応できる汎用的な薄膜成膜装置となる。
【００５３】
なお、導体６２の配置は、図示例のような等間隔の配置に限定はされず、あらかじめプラズマ密度が低い箇所が判明していれば、その部分のプラズマ密度を高めるために、その近傍の電界を補うような位置とすることもできる。
例えば、導体６２を配置せずに成膜した中空容器表面の薄膜の膜厚を測定し、該測定した膜厚をフィードバックして、所望の膜厚が形成されなかった部分付近に、導体６２を配置することもできる。
【００５４】
また、導体６２の形状は、図示例の帯状に限定はされず、丸棒状の導体を環状にしたものなどであっても構わない。
また、薄膜成膜装置６０における金属製容器４１は、図５に示すような円筒形のものに限定はされず、例えば、直方体の金属製容器であっても構わない。ただし、基本的な電磁界分布を軸対称構造とする点において、図５に示すような円筒型空洞共振器構造が好ましい。
また、円形導波管６１の金属製容器４１への接続位置は、図示例の金属製容器４１の上面に限定はされず、金属製容器４１の下面としても構わない。
【００５５】
（形態例３）
図６は、本発明の薄膜成膜装置の一形態例を示す側断面図であり、この薄膜成膜装置７０は、上面に中空容器４２の出し入れのための開口部が形成された金属製容器４１と、金属製容器４１内に設けられ、上面に中空容器４２の出し入れのための開口部が形成された円筒形の真空チャンバ４３と、金属製容器４１および真空チャンバ４３の底面を突き抜けて設けられ、真空チャンバ４３内に収納された中空容器４２内に原料ガスを導入する原料ガス導入管４４と、マイクロ波発振器４５と、マイクロ波発振器４５からのマイクロ波を伝搬する方形導波管７１と、方形導波管７１の途中に設けられたインピーダンス整合器７２と、方形導波管７１の終端に設けられた同軸導波管変換器７３と、同軸導波管変換器７３から真空チャンバ４３内に向かって延びる同軸線路７４と、金属製容器４１および真空チャンバ４３の開口部を開閉自在に封止する蓋体４７と、中空容器４２を真空チャンバ４３内に支持、固定する支持具４８と、終端が真空ポンプ（図示略）に接続され、真空チャンバ４３内の気体を排気する排気口４９と、真空チャンバ４３の外面に配置された複数の導体５０，５０・・・とを具備して概略構成されるものである。
【００５６】
金属製容器４１は、形態例１と同様に、図７に示すような円筒型空洞共振器構造を有するものである。
真空チャンバ４３は、形態例１と同じものを用いることができ、真空チャンバ４３としては、石英ガラス製のものが好適である。
蓋体４７は、形態例１と同様に、金属製であり、金属製容器４１内のマイクロ波を遮断し、真空チャンバ４３を気密に封鎖するものである。
【００５７】
インピーダンス整合器７２は、金属製容器４１へマイクロ波を効率よく供給するためのものである。
同軸導波管変換器７３は、伝搬するマイクロ波の伝送モードを、導波管モードから同軸線路の伝送モードに変換するものである。
同軸線路７４は、外部導体７５およびこの内部に同軸的に配置された内部導体７６とから構成され、外部導体７５の外周（アース）は金属製容器４１および同軸導波管変換器７３に接続し、内部導体７６は原料ガス導入管４４を兼ねており、その先端７７は金属製容器４１の底面からマイクロ波の波長λの４分の１（λ／４）の長さだけ突き出して、中空容器４２内に位置している。
【００５８】
この構造は、いわゆるλ／４ホイップアンテナ構造であり、内部導体７６（原料ガス導入管４４）の先端７７において最もマイクロ波の電界が強くなる。したがって、原料ガスの吹き出し口と、マイクロ波の電界最強点が同じとなるので、内部導体７６（原料ガス導入管４４）の先端７７を中心にしてプラズマが発生する。
ここで、内部導体７６（原料ガス導入管４４）の金属製容器４１の底面からの突き出し部の長さを、ｎ（λ／２）＋（λ／４）とした場合でも、ホイップアンテナとして機能することが可能である（式中、ｎは０，１，２，３・・・である）。
【００５９】
導体５０は、真空チャンバ４３の外周に沿って等間隔に複数配置されており、真空チャンバ４３の外周に沿って配置された１列の集合体が、垂直方向に間隔をあけて複数列設けられている。
導体５０は、金属製容器４１内のマイクロ波によって高周波電流を発生し、この高周波電流によってマイクロ波の再放射を行うもの、すなわちマイクロ波に共振して再放射を行う、いわゆる共振素子である。
【００６０】
導体５０は、直線状であり、その長手方向は垂直方向とされている。これは、同軸線路７４から供給されるマイクロ波の電界方向が垂直方向であるので、電界方向と一致させることによって導体５０の共振素子としての機能を十分に引き出すためである。
【００６１】
また、導体５０の長さは、マイクロ波の波長λの半分（λ／２）の±４０％の範囲内とすることが好ましい。この範囲にあれば、導体５０の共振現象を十分に発揮させることができ、マイクロ波の再放射の機能をさらに引き出すことができる。導体５０の長さは、より好ましくは、マイクロ波の波長λの半分（λ／２）の±１０％の範囲内であり、最も好ましくは、マイクロ波の波長λの半分（λ／２）の長さである。また、導体５０を真空チャンバ４３に密着させて配置する場合、真空チャンバ４３の誘電率を考慮して導体５０の長さを調整することが好ましい。
【００６２】
また、隣り合う導体５０の間隔は、特に限定はされないが、λ／４以下となると、導体５０同士が干渉して、共振周波数のズレが発生するため、これよりも広く間隔をあけることが好ましい。
導体５０の真空チャンバ４３への固定は、接着剤を介して導体５０を真空チャンバ４３に接着させることによって行ってもよく、粘着テープを被せることによって導体５０を真空チャンバ４３に直接貼り付けることによって行ってもよい。
【００６３】
次に、この薄膜成膜装置７０を用いた、中空容器４２内面への薄膜の成膜方法について説明する。
まず、真空チャンバ４３内にプラスチックボトルの中空容器４２を口栓部を下向きにして配置し、蓋体４７を閉じ、真空ポンプを作動させて、真空チャンバ４３内の気体を排気し、真空チャンバ４３内を一定減圧状態に保つ。
この状態で、原料ガス導入管４４から中空容器４２内に原料ガスを導入する。同時に、マイクロ波発振器４５から放射され、方形導波管７１を通って同軸導波管変換器７３に進み、ここで同軸線路７４の内部導体７６に励起し、同軸線路７４の伝送モードとなって金属製容器４１に供給されるマイクロ波によって、中空容器４２内の原料ガスがプラズマ化し、中空容器４２内にプラズマが発生する。そして、プラズマ化した原料ガスが中空容器４２内面と化学反応し、中空容器４２内面に薄膜が成膜される。
【００６４】
マイクロ波の周波数は、通常、２．４５ＧＨｚであるが、原料ガスをプラズマ化できる周波数であれば、別の周波数でも問題ない。
また、マイクロ波の出力（マイクロ波電力）、その印加時間、ガスの供給量等の成膜条件も、成膜される薄膜の膜厚等に応じて適宜設定すればよく、特に限定はされない。
【００６５】
以上説明した薄膜成膜装置７０にあっては、形態例１と同様に、真空チャンバ４３表面に、金属製容器４１内のマイクロ波によって高周波電流を発生し、この高周波電流によってマイクロ波の再放射を行う導体５０を配置しているので、中空容器４２周辺の電磁界分布を任意に制御することができ、その結果、中空容器４２内部のプラズマ密度の分布を任意に制御できる。具体的には、薄膜成膜装置７０においては、電界がホイップアンテナ部の先端に集中するため、中空容器４２の底部に向かうにつれてプラズマ密度が薄くなってしまうが、マイクロ波の再放射を行う導体５０を配置することによって中空容器４２周辺に電界を集中させ、中空容器４２内部のプラズマ密度を均一にする。
また、中空容器４２の形状、サイズを変更した場合でも、それに応じて導体５０の位置を変更できるので、同一の装置で、多様な形状、サイズの中空容器に対して、均一なプラズマによる処理（成膜）が可能となる。よって、多様な形状、サイズの中空容器に対応できる汎用的な薄膜成膜装置となる。
【００６６】
なお、導体５０の配置は、図示例のような等間隔の配置に限定はされず、あらかじめプラズマ密度が低い箇所が判明していれば、その部分のプラズマ密度を高めるために、その近傍の電界を補うような位置とすることもできる。
例えば、導体５０を配置せずに成膜した中空容器表面の薄膜の膜厚を測定し、該測定した膜厚をフィードバックして、所望の膜厚が形成されなかった部分付近に、導体５０を配置することもできる。
【００６７】
また、導体５０の形状は、図示例の帯状に限定はされず、形態例１における導体５０と同様に、種々の形状とすることができる。
また、薄膜成膜装置７０における金属製容器４１は、図７に示すような円筒形のものに限定はされず、例えば、直方体の金属製容器５１であっても構わない。ただし、基本的な電磁界分布を軸対称構造とする点において、図７に示すような円筒型空洞共振器構造が好ましい。
【００６８】
（形態例４）
図８は、本発明の薄膜成膜装置の一形態例を示す概略斜視図であり、この薄膜成膜装置８０は、直方体の金属製容器８１と、金属製容器８１内に複数設けられた円筒形の真空チャンバ４３と、金属製容器８１および各真空チャンバ４３の底面を突き抜けて設けられ、各真空チャンバ４３内に収納された中空容器（図示略）内に原料ガスを導入する複数の原料ガス導入管４４と、マイクロ波発振器（図示略）と、マイクロ波発振器からのマイクロ波を伝搬する方形導波管４６と、中空容器（図示略）を各真空チャンバ４３内に支持、固定する支持具（図示略）と、終端が真空ポンプ（図示略）に接続され、各真空チャンバ４３内の気体を排気する排気口（図示略）と、各真空チャンバ４３の外面に配置された複数の導体５０，５０・・・とを具備して概略構成されるものである。
【００６９】
金属製容器８１においては、その形状、サイズを最適化することにより、内部に複数のほぼ類似した電磁界分布が発生する。そのような電磁界分布が発生する箇所に真空チャンバ４３が配置されている。
【００７０】
このような薄膜成膜装置８０にあっては、金属製容器８１内に、真空チャンバ４３が複数設けられているので、１つのマイクロ波発振器、１つの真空ポンプで同時に複数の中空容器にプラズマ処理（成膜）を施すことができる。
そして、各真空チャンバ４３の外面に複数の導体５０を配置することにより、各真空チャンバ４３内の中空容器周辺の電磁界分布を任意に制御することができ、その結果、中空容器内部のプラズマ密度の分布を任意に制御できる。
【００７１】
（形態例５）
図９は、本発明の薄膜成膜装置の一形態例を示す概略斜視図であり、この薄膜成膜装置９０は、円筒形の金属製容器９１と、金属製容器９１内に複数設けられた円筒形の真空チャンバ４３と、金属製容器９１および各真空チャンバ４３の底面を突き抜けて設けられ、各真空チャンバ４３内に収納された中空容器４２内に原料ガスを導入する複数の原料ガス導入管４４と、マイクロ波発振器（図示略）と、マイクロ波発振器からのマイクロ波を伝搬する方形導波管９２と、方形導波管９２の途中に設けられたインピーダンス整合器（図示略）と、方形導波管９２の終端に設けられた同軸導波管変換器９３と、同軸導波管変換器９３から金属製容器９１の中心部に向かって延びる同軸線路９４と、中空容器４２を真空チャンバ４３内に支持、固定する支持具（図示略）と、金属製容器９１の下側に連続して設けられ、上面に各真空チャンバ４３との通気孔９８が形成されたサブチャンバ９７と、終端が真空ポンプ（図示略）に接続され、サブチャンバ９７内の気体を排気する排気口４９と、各真空チャンバ４３の外面に配置された複数の導体５０，５０・・・とを具備して概略構成されるものである。
【００７２】
同軸線路９４は、外部導体９５およびこの内部に同軸的に配置された内部導体９６とから構成され、外部導体９５の外周（アース）は金属製容器９１および同軸導波管変換器９３に接続し、内部導体９６の先端は金属製容器９１の底面からマイクロ波の波長λの４分の１（λ／４）の長さだけ突き出して、金属製容器９１の中心部に位置している。この構造は、いわゆるλ／４ホイップアンテナ構造である。
【００７３】
この薄膜成膜装置９０におけるマイクロ波は、マイクロ波発振器（図示略）から放射され、方形導波管９２を通って同軸導波管変換器９３に進み、ここで同軸線路９４の内部導体９６に励起し、同軸線路９４の伝送モードとなって金属製容器９１に供給される。金属製容器９１に供給されたマイクロ波は、内部導体９６の金属製容器９１の底面からの突き出し部（ホイップアンテナ部）の先端から、金属製容器９１の壁面へ向かって放射状に広がる。
各真空チャンバ４３は、電界分布がほぼ同じとなるように、ホイップアンテナ部から等距離に配置される。
【００７４】
このような薄膜成膜装置９０にあっては、金属製容器９１内に、真空チャンバ４３が複数設けられているので、１つのマイクロ波発振器、１つの真空ポンプで同時に複数の中空容器４２にプラズマ処理（成膜）を施すことができる。
そして、各真空チャンバ４３の外面に複数の導体５０を配置することにより、各真空チャンバ４３内の中空容器周辺の電磁界分布を任意に制御することができ、その結果、中空容器内部のプラズマ密度の分布を任意に制御できる。
【００７５】
なお、図示例のようにサブチャンバ９７を設ける代わりに、真空チャンバ４３それぞれに排気口を接続し、これらを集約して真空ポンプに接続しても構わない。
また、マイクロ波の供給は、金属製容器９１内にマイクロ波を放射できるのであれば、図示例のホイップアンテナ以外の形式のアンテナを用いて行っても構わない。
【００７６】
（形態例６）
図１０は、本発明の薄膜成膜装置の一形態例を示す概略側断面図であり、この薄膜成膜装置１００は、形態例３の薄膜成膜装置７０の主要部分を、金属製のベース板１０１上に複数、並列に設置したものである（形態例３と共通する構成についてはその説明を省略する）。
【００７７】
ここで、各金属製容器４１はベース板１０１を介して電気的に導通状態とされている。
方形導波管７１には、管軸方向に等間隔で複数の同軸導波管変換器７３が平行配置され、各同軸導波管変換器７３は、マイクロ波発振器（図示略）側から方形導波管７１の終端に向かって、マイクロ波に対する結合係数を順次増大させるように調整されている。
また、各排気口４９は、途中で集約され、１つの真空ポンプに接続している。
【００７８】
このような薄膜成膜装置１００にあっては、金属製容器４１および真空チャンバ４３が複数設けられているので、１つのマイクロ波発振器、１つの真空ポンプで同時に複数の中空容器（図示略）にプラズマ処理（成膜）を施すことができる。
そして、各真空チャンバ４３の外面に複数の導体５０を配置することにより、各真空チャンバ４３内の中空容器周辺の電磁界分布を任意に制御することができ、その結果、中空容器内部のプラズマ密度の分布を任意に制御できる。
【００７９】
なお、図示例のように各排気口４９を集約して真空ポンプに接続する代わりに、形態例５のようにサブチャンバを設けても構わない。
また、マイクロ波の供給は、金属製容器４１内にマイクロ波を放射できるのであれば、図示例のホイップアンテナ以外の形式のアンテナを用いて行っても構わない。
【００８０】
（他の形態）
以上説明した形態例１〜６においては、導体５０（６２）は、真空チャンバ４３表面に配置されていたが、導体５０（６２）は、金属製容器と中空容器４２との間に配置されてさえいれば本発明の作用・効果を発揮することができるので、導体５０（６２）の配置位置は真空チャンバ４３表面に限定はされない。ただし、真空チャンバ４３表面以外に導体５０（６２）を配置しようとすると、別途、導体５０（６２）を固定するための部材が必要となり、また、この部材によって金属製容器内の電磁界分布が影響を受けてしまうので、導体５０（６２）は、真空チャンバ４３外面または内面に配置することが好ましい。
【００８１】
また、真空チャンバ表面への導体５０（６２）の固定は、接着や貼着には限定されず、例えば、図１１に示すように、シート１１０上に導体５０のパターンを形成し、このシート１１０を真空チャンバ４３の外面（または内面）に巻き付けることによって行うこともできる。
真空チャンバ表面への導体５０（６２）の固定を、導体のパターンが形成されたシートの巻き付けによって行うようにすれば、中空容器の形状、サイズを変更した場合でも、それに応じて最適な導体のパターンが形成されたシートを用意することにより、同一の装置で、多様な形状、サイズの中空容器に容易に対応可能である。よって、中空容器の種類を切り替える際の時間短縮を図ることができ、非常に有効である。
【００８２】
シート１１０は、具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂フィルムにアルミ箔などの金属箔を貼り合わせ、金属箔表面に導体のパターンに応じたマスキングを設け、不要部分をエッチングで除去することによって作製することができる。このような作製方法によれば、図１２に示すような、３本の直線状の導体のそれぞれの一方の端部を一点で接続し、各導体が接続点を中心におおよそ１２０゜の角度で開いた形状の導体１１１が互い違いに規則的に形成されたシート１１２も容易に作製可能である。
【００８３】
また、形態例１〜６においては、中空容器４２としてプラスチックボトルを用いていたが、本発明における成膜対象の中空容器はこれに限定されず、プラスチックカップ、紙容器、紙カップなどであってもよい。
また、本発明は、図示例の薄膜成膜装置、およびこれを用いた薄膜成膜方法に限らず、中空容器の内面をプラズマによって表面処理するプラズマ処理装置、およびこれを用いたプラズマ処理方法に適用可能である。
【実施例】
【００８４】
以下に本発明の実施例を示す。
薄膜成膜装置としては、図１に示す薄膜成膜装置４０を用いた。ここで、金属製容器４１としては高さ２５ｃｍ×内径２１．５ｃｍのアルミニウム製の容器を用い、真空チャンバ４３としては高さ２１ｃｍ×内径７．５ｃｍの石英ガラス製の円筒体を用いた。
【００８５】
（実施例１）
まず、真空チャンバ４３の外面に、幅５ｍｍ×長さ５０ｍｍ×厚さ０．３ｍｍの銅製の導体５０を、その長手方向が真空チャンバ４３の軸方向と一致するように、かつ真空チャンバ４３の外周に沿って円周等分８箇所、さらにこの集合体を高さ方向に均等に３列、合計２４枚貼り付けた。
【００８６】
ついで、真空チャンバ４３内にポリエチレンテレフタレート製のプラスチックボトルである中空容器４２を口栓部を下向きにして配置し、蓋体４７を閉じ、真空ポンプを作動させて、真空チャンバ４３内の気体を排気し、真空チャンバ４３内の圧力を１０Ｐａに保った。
この状態で、原料ガス導入管４４から中空容器４２内に原料ガス（ヘキサメチルジシロキサン２ｓｃｃｍおよび酸素ガス５０ｓｃｃｍ）を導入し、マイクロ波発振器４５から、マイクロ波電力３００Ｗのマイクロ波を方形導波管４６を通して金属製容器４１内に５秒間印加し、中空容器４２内にプラズマを発生させ、中空容器４２内面に酸化ケイ素膜を成膜した。
【００８７】
酸化ケイ素膜を成膜したプラスチックボトルについて、モダンコントロール社製のＭｏｃｏｎ  Ｏｘｉｔｒａｎ  １０／５０を用いて酸素透過量を測定したところ、０．０１２ｆｍｏｌ／（ｐｋｇ・ｓ・Ｐａ）であった。酸化ケイ素膜を成膜する前のプラスチックボトルの酸素透過量は０．２５０ｆｍｏｌ／（ｐｋｇ・ｓ・Ｐａ）であり、約２０倍のバリア性能の向上が見られた。
また、酸化ケイ素膜を成膜したプラスチックボトルについて、蛍光Ｘ線分析装置（（株）リガク製、システム３２７０）を用いてボトル底部、ボトル胴中央部、口栓付近の３箇所の酸化ケイ素膜の膜厚を測定したところ、順に２０ｎｍ、２２ｎｍ、２１ｎｍであり、均一な膜厚の酸化ケイ素膜が成膜されていることが確認された。
【００８８】
（比較例１）
真空チャンバ４３の外面に導体５０を配置しない以外は、実施例１と同様にして中空容器４２内面に酸化ケイ素膜を成膜した。
酸化ケイ素膜を成膜したプラスチックボトルについて酸素透過量を測定したところ、０．０２５ｆｍｏｌ／（ｐｋｇ・ｓ・Ｐａ）であった。
また、酸化ケイ素膜を成膜したプラスチックボトルについて、ボトル底部、ボトル胴中央部、口栓付近の３箇所の酸化ケイ素膜の膜厚を測定したところ、順に１１ｎｍ、１７ｎｍ、１８ｎｍであり、酸化ケイ素膜の膜厚にバラツキが見られた。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法によれば、中空容器周辺の電磁界分布を制御することが可能であり、同一の装置で多様な形状、サイズの中空容器内面への均一なプラズマによる処理が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の薄膜成膜装置の一例を示す側断面図である。
【図２】図１の薄膜成膜装置の斜視概略図である。
【図３】本発明の薄膜成膜装置の他の例を示す概略斜視図である。
【図４】本発明の薄膜成膜装置の他の例を示す側断面図である。
【図５】図４の薄膜成膜装置の斜視概略図である。
【図６】本発明の薄膜成膜装置の他の例を示す側断面図である。
【図７】図６の薄膜成膜装置の斜視概略図である。
【図８】本発明の薄膜成膜装置の他の例を示す概略斜視図である。
【図９】本発明の薄膜成膜装置の他の例を示す概略斜視図である。
【図１０】本発明の薄膜成膜装置の他の例を示す概略側断面図である。
【図１１】導体のパターンが形成されたシートの一例を示す正面図である。
【図１２】導体のパターンが形成されたシートの他の例を示す正面図である。
【図１３】従来の薄膜成膜装置の一例を示す側断面図である。
【図１４】従来の薄膜成膜装置の他の例を示す側断面図である。
【図１５】従来の薄膜成膜装置の他の例を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００９１】
４０  薄膜成膜装置
４１  金属製容器
４２  中空容器
４３  真空チャンバ
４４  原料ガス導入管
４５  マイクロ波発振器
４６  方形導波管
５０  導体
５１  金属製容器
６０  薄膜成膜装置
６１  円形導波管
６２  導体
７０  薄膜成膜装置
７１  方形導波管
８０  薄膜成膜装置
８１  金属製容器
９０  薄膜成膜装置
９１  金属製容器
９２  方形導波管
１００  薄膜成膜装置
１１０  シート
１１１  導体
１１２  シート
【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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