JPH0211772A - 大面積マイクロ波プラズマ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般的に言えば、比較的大きな面積にわたっ
てほぼ均一なプラズマを維持できるマイクロ波エネルギ
装置、一層詳しくは、大面積にわたって均一なマイクロ
波開始式グロー放電プラズマを生成する新規なマイクロ
波エネルギ装置に関する。このマイクロ波エネルギ装置
はプラズマを持続させるための真空容器と、プロセス・
ガスソースと、マイクロ波エネルギを放射したり、ある
いは、エパネソセント波を経て前記真空容器の内部へマ
イクロ波エネルギを伝達するようになっているマイクロ
波アプリケータ（マイクロ波導入手段）とを包含する。

マイクロ波エネルギ装置は、さらに、真空容器内に生じ
たプラズマ領域からマイクロ波アプリケータを隔離する
ための絶縁窓を包含する。このマイクロ波エネルギ装置
はマイクロ波アプリケータの近距離場内に配置された基
体に対してほぼ均一なプラズマ反応をもたらすようにな
っている。

〔発明の背景〕

調理用マイクロ波オーブンの近年の急増により、１マイ
クロ波」なる用語は事実上家庭用語となっている。この
ようなオーブンの大量生産によって得られた知識の結果
として、効率の良いマイクロ波エネルギソースのキロワ
ソト当りのコストが急激に低下し、商業的にも工業的に
も広範囲にわたって新しい用途が開かれた。その１つの
用途として、プラズマ処理プロセス、半導体エソチング
、薄膜堆積プロセスその他の工程で使用すべくプラズマ
を効率良く発生させ、持続させるのにマイクロ波が使用
される。

普通のマイクロ波オーブンはマイクロ波エネルギの不均
一を平均するように機械的手段を使用して食品を均一に
加熱するようになっており、加熱されている食品の熱緩
和時間が比較的長いという利点を採用しているが、同じ
技術をプラズマを生成するようにガスを均一に励起する
仕事には使用できない。熱緩和時間が短いからである。

オーブンの分野で用いられているファンはその他の機械
的な「マイクロ波拡散器」は、それを実際にどんなに速
く回転させ得たとしても、プラズマ励起に適した時間尺
度ではマイクロ波エネルギを均一に分散させることはで
きない。プラズマの均一なマイクロ波励起を行なうには
他の手段を用いなければならない。マイクロ波プラズマ
堆積技術の先行例がこの分野の技術状態を示しており、
エネルギの均一性を高める際に遭遇する問題と、本発明
の新規なマイクロ波プラズマ発生構造による利点とを際
立たせている。

共同譲渡された、Ｏｖｓｈｉｎｓｋｙ等の、共にｒＭＥ
ＴＨＯＤＯＦ　　ＭＡＫＩＮＧ　　ＡＭＯＲＰＨＯＵＳ
　　ＳＥＭＩＣＯＮＤＩＩＣＴＯＲ　　ＡＬＬＯＹＳ　
　ＡＮＤＤＥＶＩＣＥＳ　ＵＳＩＮＧ　ＭＩＣＲＯＷＡ
ＶＥ　ＥＮＥＲＧＹＪなる名称の米国特許第４，５１７
，２２３号および第４，５０４，５１８号（これらの開
示事項はここに参考資料として援用する）には、低圧マ
イクロ波グロー放電プラズマ内で小面積の基体に薄膜を
堆積させる方法が記載されている。これらＯｖｓｈｉｎ
ｓｋｙ等の特許に具体的に述べられているように、開示
された低圧法での操作はプラズマ内の粉末や重合生成物
を排除するばかりでなく、最も経済的なプラズマ堆積様
式も提供する。これらの米国特許は、マイクロ波エネル
ギを利用して低圧かつ高エネルギ密度の（すなわち、バ
ノンエン（Ｐａｓｃｈｅｎ）曲線のほぼ最低イ直のとこ
ろでの）堆積を行なう実にすぐれた方法を記載している
が、大面積にわたって堆積を均一に行なうについての問
題は未解決のままである。

大面積基体のためのマイクロ波アプリケータに目を転す
ると、共同譲渡されたＦｏｕｒｎｉｅｒ等のｒＭＥＴＩ
ＩＯＤＡＮＤ　　ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ　　ＦＯＲＭへＫ
ＩＮＧ　　ＥＬＩＥＣＴｌ？ＯｐＨ０ＴＯＧＲＡＰＩＩ
ＩＣＤＥＶＩＣＥＳ　Ｊなる名称の米国特許筒４．７２
９，３４１号（これの開示事項をここに参考資料として
援用する）に、高パワープロセスにおいて一対の放射型
導波管アプリケータを用いて大面積の円筒形基体に光導
電性半導体薄膜を堆積させる低圧マイクロ波開始式プラ
ズマ法が記載されている。しかしながら、そこに記載さ
れている大面積堆積の原理は円筒形の基体、たとえば、
電子写真用光受容体に限られており、そこで使用される
技術は大面積でほぼ平らな基体に直ちに転用することは
できない。

この分野での多くの研究者が高出力のマイクロ波持続式
プラズマを利用して薄膜を処理する方法を開示してきた
。しかしながら、マイクロ波プラズマは大面積あるいは
低圧での堆積にはあまり適してはいなかった。これは表
面処理の不均一性、したがって、エネルギの不均一性の
ためである。

均一性を高める１つの試みは低速波マイクロ波構造の使
用である。しかしながら、低速波構造には、マイクロ波
アプリケータに対する横方向の距離の関数としてのプラ
ズマへのマイクロ波結合の急速な低下という固有の問題
がある。ごの問題は、従来技術では、処理しようとして
いる基体からの低速波構造の間隔を変える種々の構造に
よって処理されていた。こうずれば、基体の表面のとこ
ろでのエネルギ密度が基体の移動方向に沿って一定とな
る。たとえば、Ｗｅｉｓｓｆ　１ｏｃｈ等の、［へＰＰ
ＡＲＡＴＵＳへＮＤ　　ＭＥＴＩＩＯＤ　　ＦＯＲＰＬ
ＡＳＭ八　ＧＥＮＥＲＡＴＩＯＮ　　ＡＮＤ　　ＭＡＴ
ＥＲＩＡＬＴＲＥＡＴＭＩＥＮＴ　　ＷＩＴＩＩ　　Ｅ
ＬＥＣＴＲＯＭ八ＧＮＥＴＩＣへ　ＲＡＤＩＡＴＩＯＮ
Ｊ　　なる名称の米国特許筒３．８１４，９８３号およ
びＫｉｅｓｅｒ等の、　　ｒＡＰＰＡＲＡＴＵｓ　　Ｆ
ＯＲＰＲＯＤＵＣＩＮＧ　　Ａ　　ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ
ＰＬＡＳＭＡ　　ＦＯＲＴＨＥ　　ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ
　　ＯＦ　　５ＵＢＳＴＲＡＴＥ　　ＩＮＰＡＲＴＩＣ
ＵＬＡＲＦＯＲＴＩＩＥ　　ＰＬＡＳＭＡ　　ＰＯＬＹ
ＭＥＲＩＺＡＴＩＯＮ　　ＯＦＭＯＮＩＴＯＲ５ＴＩＩ
ＥＲＥＯＮｊなる名称の米国特許筒４．５２Ｌ７１７号
が、共に、この問題を、マイクロ波アプリケータと処理
しようとしている基体の間に種々の空間的関係を与える
ことによって処理している。

低速波構造は、たとえば、ｌ１ｌｅｉｓｓｆ　１ｏｃｈ
等の、ｒＡＰＰＡＲＡＴＵＳ　　ＡＮＤ　　ＭＥＴＩＩ
ＯＤＳ　　ＦＯＩＩ　　ＰＬＡＳＭＡ　　ＧＥＮＥＲＡ
ＴＩＯＮＡＮＤ　ＭＡＴＥＲＩＡＬ　ＴＲＥＡＴＭＥＮ
Ｔ　ＷＩＴＩＩ　ＥＬＥＣＴＲＯｌ’１ＡＧＮＥＴＩＣ
ＲＡＤＩＡＴＩＯＮ　Ｊなる名称の米国特許筒３，８１
４，９８３号およびＫｉｅｓｅｒ等の、ｒＡＰＰＡＲＡ
ＴＵＳ　ＦＯＩ？　ＰＲＯＤＵＧＩＮＧ　ＡＭＩＣＲＯ
ＷＡＶＥ　　ＰＬＡＳＭＡ　　ＦＯＲＴＩＩＥ　　ＴＲ
ＥＡＴＭＥＮＴ　　ＯＦ　　５ＵＢＳＴＲＡＴＥＩＮ　
　ＰＡＲＴＩＣＵＬＡＲＦＯＲＴＩＩＥ　　ＰＬＡＳＭ
Ａ　　ＰＯＬＹＭＥＲＩＺＡＴＩＯＮ叶ＭＯＮＩＴＯＲ
３ＴＨＥＲＥＯＮ　Ｊなる名称の米国特許筒４．５２１
，７１７号に記載されている。−層詳しく言えば、Ｗｅ
ｉｓｓｆｌｏｃｈ等の特許は均一な磁場強度を得る際に
遭遇する問題を開示している。Ｗｅｉｓｓｆ　１ｏｃｈ
等は、低速波導波管構造の全長に沿って均一なパワー密
度のプラズマに必要な均一な磁場強度を得るためには、
基体に対して成る角度に導波管構造を傾斜させる必要が
あると開示している。基体に対する均一性を達成するた
めに低速波導波管構造を傾斜させるということはプラズ
マ内へのマイクロ波エネルギの効率の悪い結合に通じる
。

低速波構造のこの欠陥を認識した上で、Ｋｉｅｓｅｒ等
は反平行配列とした２つの導波管構造の使用を提案した
。こうすると、２つの導波管構造のエネルギ入力が互い
に重なり合わされる。−層詳しくは、Ｋｉｅｓｅｒ等は
、エネルギ入力の重なり合い、すなわち、２つのマイク
ロ波アプリケータから生じる状態をさらに改良するには
、２つの低速波アプリケータを互いに成る角度でセット
し、アプリケータの中央に対して直角の平面を処理しよ
うとしている基体の表面に対して平行で基体の移動方向
に対して直角に延びる直線で交差するようにすればよい
と記載している。さらに、Ｋｉｅｓｅｒ等は、２つのア
プリケータのマイクロ波フィールドパターンの有害な干
渉を避けるには、アプリケータを導波管のクロスバ−間
のスペースの半分に等しい距離だけ基体の移動方向に対
して横方向へ互いに変位させなければならないと薦めて
いる。Ｋｉｅｓｅｒ等はこうすればマイクロ波フィール
ドパターンをほぼ抑えることができると開示している。

プラズマの均一性、−層詳しくは、エネルギの均一性に
ついての問題はＪ、Δｓｍｕｓｓｅｎとその共同研究者
によって処理される。たとえば、これはＴ。

Ｒｏｐｐｅｌ等のｒＬＯＷ　ＴＥＭＰ　ＥＲＡＴＵＲＥ
　０ＸＩＤＡＴＩＯＮ　０ＦＳＴＬＩＣＯＮ　ＵＳＩＮ
Ｇ　Ａ　ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ　ＰＬＡＳＭＡ　ＤＩＳＣ
５ＯＵＲＣＥＪ、Ｊ、Ｖａｃ、Ｓｃｉ、Ｔｅｃｈ、　Ｂ
−４（１９８６年１月〜２月）２９５頁−２９８頁およ
びＭ、Ｄａｈｉｍｅｎｅ　　＆Ｊ。

Ａｓｍｕｓｓｅｎの　ｒＴＩＩＥ　　ＰＥＲＦＯＲＭＡ
ＮＣＥ　　ＯＦ　　ＭＴＣＲＯＷＡＶＥ　　ｌ０ＮＳＯ
ＩＩＲＣＥ　　ＩＭＭＥＲ５ＥＤ　　ＩＮ　　Ａ　　Ｍ
ＩＩＬＴＩＣＵＳＰ　　５ＴＡＴＩＣＭＡＧＮＥＴＩＣ
ＦＩＥＬＤ　Ｊ　Ｊ、Ｖａｃ、Ｓｃｉ、Ｔｅｃｋ、　Ｂ
−４（１９８６年１月〜２月）１２６頁−１３０頁に記
載されている。

これらの論文および他の論文で、Ａｓｍｕｓｓｅｎおよ
びその共同研究者はマイクロ波プラズマ・ディスク・ソ
ース（ＭＰＤＳ）と呼ぶマイクロ波リアクタを記載して
いる。プラズマはディスクあるいはタブレットの形をし
ていると報告されており、その直径がマイクロ波周波数
の関数となっている。

Ａｓｍｕｓｓｅｎおよびその共同研究者の考えている重
要な利点はプラズマ・ディスク・ソースを周波数に釣り
合わゼることができるということである。すなわち、２
．４５ギガヘルツの通常のマイクロ波周波数で、プラズ
マ・ディスクの直径は１０センチメーＩ・ルであり、プ
ラズマ・ディスクの厚みは１．５センチメートルである
が、マイクロ波周波数を減らすことによってディスク直
径を大きくすることができるということにある。Ａｓｍ
ｕｓｓｅｎおよびその共同研究者は、こうずれば、プラ
ズマ幾何学的形状を大直径に釣り合わせることができ、
潜在的に大表面積にわたって均一なプラズマ密度を生し
させることができると述べている。しかしながら、Ａｓ
ｍｕｓｓｅｎだけは、２．４５ギガヘルツで作動できる
ように設計したマイクロ波プラズマ・ディスク・ソース
の場合にプラズマの閉し込め直径が１０センチメートル
であり、プラズマ体積が１１８立方センチメートルであ
ると述べている。これは大面積とは遠いものである。し
かしながら、Ａｓｍｕｓｓｅｎおよびその共同研究者は
９１５メガヘルツのより低い周波数で作動するように設
計したシステムを提案し、このより低い周波数のソース
が約４０センチメートルのプラズマ直径を与え、２００
０立方センチメートルのプラズマ体積を与えると言って
いる。

Ａｓｍｕｓｓｅｎおよびその共同研究者は、さらにマイ
クロ波プラズマ・ディスク・ソースが幅広ビーム・イオ
ン・ソースとしであるいは処理している材料のためのプ
ラズマ・ソースとして使用でき、また、もっと低い周波
数、たとえば、４００メガヘルツで作動することによっ
て１メートルを超える放電直径まで増大させられ得ると
も述べている。

Ａｓｍｕｓｓｅｎおよびその共同研究者のマイクロ波プ
ラズマ・ディスク・ソースは、原則的に比較的大きな表
面積を与えるが、そうするためには周波数の調節を必要
とする。プラズマ処理機械の寸法の変動に対してこの方
法は厳しい経済的な結果を招く。

はんの２．４５ギガヘルツのマグネトロンが開発された
が、これは安価でもあり、大パワー能力も持っている。

他の一定の周波数の高パワーマイクロ波ソースは高価な
ままであり、可変周波数式高パワーマイクロ波ソースは
極めて高価である。

さらに、堆積した材料の質や堆積速度は励起周波数に依
存する。このプラズマ寸法を高めるための周波数の変更
は材料の質や薄膜堆積速度での妥協を伴う可能性がある
。さらに、Ａｓｍｕｓｓｅｎの開示したシステムで使用
されている磁石は大きな寸法に作らなければならず、励
起周波数を変えたとき磁界強度を変えなければならない
。したがって、プラズマ寸法を変える手段として、Ａｓ
ｍｕｓｓｅｎ方法は他の重要な堆積パラメータを強固に
結合し、したがって、操作の融通性を低下させるという
欠点を持つ。

旧ｔａｃｈ　ｉの研究者等は、たとえば、５ｕｚｕｋｉ
等の米国特許第４，４８１，２２９号で、電子サイクロ
トロン共鳴現象を使用して限られた表面積にわたって比
較的高い均一度を有する高パワープラズマを得ることを
述べている。しかしながら、旧ｔａｃｈｉ特許は均一な
大面積プラズマを達成できる方法を教示してもいなけれ
ば示唆さえしていない。さらに、電子サイクロトロン共
鳴の使用はマイクロ波装置に付加的に非常に均一な磁場
構造を必要とし、作動も電子衝突時間がサイクロトロン
共鳴状態を達成するに充分に長い非常に低圧の方法にの
み限られる。

前記の米国特許筒４，５１７，２２３号および同第４．
７２９，３４１号は非常に高いマイクロ波パワー密度プ
ラズマにおいて非常に低い圧力を使用する必要性を記載
している。高い堆積速度あるいは高いガス利用度または
これら両方を得るためには低圧の使用が必要であり、米
国特許筒４，５１７．２２３号および同４，７２９．３
４１号はプラズマ処理を経済的に実施するには低プラズ
マ圧力が絶対必要であると強調している。しかしながら
、高堆積速度、高ガス利用度、高パワー密度および低圧
の関係は、さらに、低速波構造および電子サイクロトロ
ン共鳴方法の利用を制限する。以下に述べる方法および
装置によれば、低速波構造および電子サイクロトロン共
鳴法の制限はむしろ処理されるし、前記の米国特許筒４
．５１７．２’２３号および同第４，７２９，３４１号
に記載されている堆積速度および低圧法が得られる。

〔発明の簡単な概要〕

ここには、比較的大きな面積にわたってほぼ均一なプラ
ズマを持続させ得るマイクロ波エネルギ装置が開示され
る。−層詳しく言えば、この装置はプラズマをすなわち
そのプラズマ領域で発生させ、持続させ、閉じ込める真
空容器と、この真空容器内に配置してあってプラズマ領
域に対して作動可能に並置された状態で基体を支持する
手段と、前記真空容器を所望の比較的低い、ほぼ部分真
空状態に維持する手段と、前記真空容器内にプロセス・
ガスを導入する手段と、前記真空容器の内部に少なくと
も部分的に突入し、マイクロ波をそのソースから前記真
空容器の内部に放射するようになっているアプリケータ
手段と、マイクロ波を放射しているアプリケータ手段を
プラズマ領域から絶縁する手段とを包含する。この絶縁
手段はマイクロ波エネルギが貫いて前記アプリケータ手
段から前記真空容器内へ放射され得る材料で作ってあす
、また、それが受ける圧力差に耐えるようにほぼ最適化
された形状になっている。それによって、絶縁手段の厚
さを最小限に抑えることができ、また、前記真空容器内
に配置された基体手段の細長い表面に沿ってほぼ均一な
プラズマ操作がなされるようになっている。

絶縁手段は少なくともアプリケータ手段の容器内へ延び
る部分を取り囲むように円筒形または半円筒形であると
好ましいが、他の全体的に滑らかに湾曲した表面を同等
の成功をもって使用できる。

円筒形の絶縁手段と容器壁面との間には真空シールが配
置され、円筒形絶縁手段の内外間に圧力差を維持できる
ようになっている。したがって、圧力（真空）維持手段
が設けられて修正パッシェン曲線の最低値付近でのプラ
ズマ操作に必要な圧力に近い圧力に前記円筒形絶縁手段
の外部に配置した前記容器の圧力（真空）を維持する。

絶縁手段の周壁の厚さはその内外間に存在する圧力差に
耐えるように設計される。

真空容器は種々のプラズマ操作をなし得る。第■実施例
ては、少なくとも１種類の堆積先駆物質（前駆体）ガス
、たとえば、半導体元素含有ガスが真空容器の内部に導
入され、基体手段上に金属、半導体合金材料、超伝導合
金材料、誘電体のような材料（有機重合材料を含む）を
堆積することができる。

別の好ましい実施例では、先駆物質ガスは分解して基体
上に絶縁膜を堆積するように与えられる。

また別の好ましい実施例では、少なくとも１種類のエツ
チング剤含有先駆物質ガスが前記容器の内部に導入され
るように与えられ、それによって、前記装置は堆積層の
表面または基体手段の表面をエツチングするようになる
。

アプリケータ手段は、好ましくは、細長い導波管の形を
採り、真空容器の内部にマイクロ波エネルギをほぼ均一
に放射する少なくとも１つの孔または漏れ口を包含する
。ここで、孔の寸法が断続的でもよいし、非断続的でも
よく、そして、孔の寸法がマイクロ波エネルギの１つの
波長に等しくてもまたそれより短くてもよいことは了解
されたい。別の実施例では、複数の孔が導波管が長手力
向に隔たって設けである。ここで、上述したように、孔
の寸法、間隔は断続的であっても非断続的であってもよ
い。

本装置は、さらに、細長い基体を包含してもよく、その
場合、基体は単一の細長い部材であってもよく、導波管
の長平方向に沿って複数の個別の小さい基体部材が整列
するか、あるいは、細長いウェブが導波管の長平方向に
連続的に移動するようになっていてもよい。基体手段は
ほぼ平らであってもよいし、やや湾曲していてもよい。

いずれにしても、基体手段が前記アプリケータ手段の近
距離場内に作動可能に配置しであると好ましい。

均一な放射手段が放射されたマイクロ波の１つの波長よ
り大きい寸法にわたって導波管からマイクロ波エネルギ
をほぼ均一に放射するようになっている。好ましくは、
ほぼ均一に放射する手段は１２インチ（３０，４８セン
チメートル）より大きい寸法にわたって導波管からマイ
クロ波エネルギをほぼ均一に放射するようになっている
。放射手段はさらにシャック手段を包含してもよく、こ
れは放射手段の全長にわたってほぼ均一な密度のマイク
ロ波エネルギが孔手段から確実に放射されるようにする
。

本装置は、好ましくは、さらに、アプリケータ冷却手段
を包含する。この冷却手段は絶縁手段の内部に流れる空
気であってもよい。別の好ましい実施例では、冷却手段
は前記絶縁手段と同様の形状の、その内部に形成された
同心の囲いを包含し、これは絶縁手段との間に導管を構
成する。この導管に水、オイル、フレオンのような冷却
流体が流入するようになっている。

ここで特に、別の実施例で、本発明の円筒形絶縁手段が
さらに普通の低速波式マイクロ波アプリケータと一緒に
使用してもよく、その場合、低速波構造はマイクロ波エ
ネルギをエハネソセント波を介して容器内に結合するよ
うになっている。換言すれば、薄い絶縁手段を利用する
ことができることにより、その絶縁手段を充分に低い温
度まで冷却し、比較的高いパワーのマイクロ波エネルギ
を真空容器内へ導入し、発生する熱による絶縁子段のひ
び割れを生じさせることな（高電子密度のプラズマを励
起することができる。

本発明のこれらおよび他の目的、利点は以下の詳細な説
明、図面および特許請求の範囲から明らかとなろう。

〔詳細な説明〕

本発明は排気した容器内でほぼ均一なプラズマを持続さ
せるマイクロ波エネルギ装置である。容器を大気圧以下
の圧力に維持することによって、修正パッシェン曲線の
最低値付近で操作するのに必要な圧力に近い圧力でプラ
ズマを操作することができる。低い圧力によれば、プラ
ズマで励起した種のためのより長い平均自由移動経路を
得ることもでき、全体的なプラズマの均一性に貢献する
。

こうすると、マイクロ波エネルギ装置はマイクロ波ソー
スの近距離場内に配置した基体に対する均一なプラズマ
反応を持続させることができる。

第１図は比較的大きな面積にわたってほぼ均一なマイク
ロ波プラズマを維持するマイクロ波エネルギ装置１０を
横断面で示している。ここで用いる「大きな面積」なる
表現は、マイクロ波の１波長分より大きい、好ましくは
、１２インチ（３０，４８センチメートル）より大きい
少なくとも１寸法を有するボデーを意味している。本装
置１０は真空容器１２を包含し、この真空容器の壁はス
テンレス鋼のような耐久性のある耐腐蝕性材料で作っで
あると好ましい。真空容器１２は、さらに、真空ポンプ
に適当に接続できるようになっている吐出ポート１４を
包含する。真空ポンプは適当な大気圧以下の圧力（真空
）に真空容器１２の内部を維持してその中でプラズマ・
プロセスを持続させるようになっている。真空ポンプは
、さらに、前記容器１２の内部から反応生成物を取り出
すようにもなっている。

容器１２は、さらに、プロセス・ガス入力マニホルド１
８に接続した少なくとも１つのプロセス・ガス入力ライ
ン１６を包含する。このマニホルド１８はプロセス・ガ
スを前記反応容器１２の内部、特に、そのプラズマ領域
２０内に均一に分布させるように配置しである。プロセ
ス・ガス入力マニホルト１８は少なくとも一対のプロセ
ス・ガス収納手段２２．２４間に配置しである。これら
のプロセス・ガス収納手段２２．２４はマニホルド１８
によって真空容器１２のプラズマ領域２０に導入される
プロセス・ガスを収容している。プラズマ領域２０内に
は、基体（単数または複数）２６を支持する手段も存在
している。図示していないが、真空容器１２は基体を所
望の温度に維持する手段、たとえば、加熱手段または冷
却手段をさらに包含してもよい。

以下に詳しく説明するように、基体は、限定するつもり
はないが、単一の細長い部材でもよいし、複数の小さい
基体でもよいし、基体材料の連続したウェブでもよい。

しかしながら、プラズマ領域２０は真空容器１２の底に
設けであるが、マイクロ波エネルギ装置１０によって維
持されるプラズマが非常に均一な性質を持っているため
に、プラズマ領域２０を真空容器１２の頂部、底部、側
部のいずれに設けてもよいことには特に注目されたい。

実際、第１図に仮想線で示すように、プラズマ領域２０
ａは容器１２内のどこに設けてもよい。

基体マイクロ波プロセス・ソースから任意の距離のとこ
ろに設置できるが、好ましい実施例では、マイクロ波プ
ラズマ・ソースの近距離基を超えない距離のところに設
置しである。これにより、ガス利用率を比較的高くする
ことができる。

マイクロ波エネルギ装置１０は、さらに、前記真空容器
１２の内部に少なくとも部分的に延びているマイクロ波
７ブリケータ手段４０を包含する。

このマイクロ波アプリケータ手段４０はマイクロ波エネ
ルギをそのソースから真空容器１２の内部に放射してプ
ロセス・ガス・マニホルド１８によって真空容器１２に
導入されたプロセス・ガスのプラズマを発生させかつそ
れを維持するようになっている。第１図に示すように、
マイクロ波アプリケータ手段４０は容器１２内に延びて
いる末端部のところに開口端部４４を有するほぼ矩形の
導波管手段４２を包含する。開口端部は定在波を避ける
ようになっている。ここで、アプリケータ手段４０はそ
の末端のところでシールしてもよいことは了解されたい
。導波管手段４２はその片面を貫いて形成した複数の孔
を包含する。これらの孔は導波管がマイクロ波エネルギ
を均一に放射できるような寸法、間隔となっている。第
２図により詳しくマイクロ波アプリケータ手段４０が示
してあり、その矩形導波管４２は末端部４４を有し、片
面を貫いて複数の間隔を置いた孔４６．４８．５０．５
２および５４が形成しである。第２図にさらに示すよう
に、孔４６．４８は導波管材料で塞いであってそこから
マイクロ波エネルギを放射しないようにしである。ここ
で、マイクロ波アプリケータ手段４０によって放射され
たマイクロ波エネルギの密度を導波管手段４２を貫いて
形成された孔のうちの種々のものを塞いだり、開いたり
することによって簡単に所望に応じて分布させるべく制
御できることは了解されたい。

本発明者等は、前記孔の任意のものを貫いての漏れ率が
その孔の寸法によって大きく左右されるという点で孔の
寸法がかなり重要であることを見出した。孔の寸法はマ
イクロ波エネルギの波長より大きくても小さくてもよい
が、第２図の実施例では、孔がマイクロ波エネルギの１
波長分の寸法かあるいはそれより小さい寸法であること
が好ましい。さらに、発明者等は第２図に示すように孔
を部分的に開放することによって装置１０がほぼ均一な
プラズマを持続させることができることも見出した。

あるいは、第３図に示すように、マイクロ波アプリケー
タ手段１４０は開口端部１４４と単一の細長い矩形の孔
１４６とを有するマイクロ波導波管手段１４２を包含し
てもよい。この孔１４６はマイクロ波エネルギの１波長
分よりも大きく、矩形のマイクロ波導波管手段１４２の
片面のほぼ全体の長さ、幅の寸法心ごねたって形成しで
ある。開口端部は定在波問題を避けるために設けである
が、所与の用途のためにこの端部をシールしてもよい。

このように構成したアプリケータ手段１４０によれば、
マイクロ波エネルギを孔１４６全体から放射させること
ができるが、マイクロ波エネルギのソースに最も近い孔
の端でマイクロ波エネルギの集中度は最大となる。しか
しながら、マイクロ波エネルギの集中度、したがって、
プラズマの密度は単一の連結部１５２によって前記マイ
クロ波導波管手段１４２に取り付けた少なくとも１つの
細長い、まっすくあるいはやや湾曲した金属製のマイク
ロ波シャッタ１５０を使用することによって調整するこ
とができる。この連結部１５２ば、たとえば、マイクロ
波エネルギのソースに最も近い導波管手段側面を設けた
ａ１５５を貫くビン１５３からなる。前記細長い孔１４
６の反対端で前記孔の縁に沿って、たとえば、ガラスま
たはテフロンで作った誘電絶縁体手段１５４が配置しで
ある。この誘電絶縁体手段１５４は導波管手段１４２と
マイクロ波シャッタ１５０の間に絶縁バリヤを形成する
。これが必要なのは、マイクロ波シャッタ１５０を連結
部１５２のところでのみ導波管手段１４２にアースでき
るからである。シャッタ１５０と導波管１４２の間に付
加的な接触子を設ければ、いわゆる「ジュージュー」ア
ース、すなわち、アーク接触子となる。

第２図、第３図に関連して詳しく説明したアプリケータ
手段は、マイクロ波エネルギが複数の孔を貫いて漏洩ま
たは放出するようにした一般に「漏れやすい」マイクロ
波構造として知られるタイプのものである。あるいは、
ここには図示してないが、マイクロ波アプリケータ手段
は低速波式マイクロ波構造であってもよい。低速波構造
はエバネソセント波によってかなりのマイクロ波エネル
ギ部分を給送する。このタイプの低速波構造はＷｅｉｓ
ｓｆ　Ｉｏｃｈ等、Ｋｉｅｓｅｒ等の特許に関連して先
に説明した。本発明のマイクロ波エネルギ装置１０は低
速波構造に固有の欠陥、すなわち、マイクロ波構造に対
して横方向の距離の関数としてプラズマに結合する印加
エネルギの急激な低下をほぼ解決する。この欠陥は、こ
こでとりわけ、プラズマ領域からマイクロ波アプリケー
タを絶縁してアプリケータにより均一なプラズマを維持
させる手段を使用することによって実質的に解消される
。

ここで第１図に戻って、装置１０は、さらに、真空容器
１２内でプラズマ領域２０からマイクロ波アプリケータ
手段４０を隔離する絶縁手段６０を包含する。この絶縁
手段６０は、好ましくは、マイクロ波エネルギに対して
ほぼ透明である誘電材料で作られる。好ましい材料とし
ては石英があるが、他の多くの材料も同等に使用できる
ことは了解されたい。絶縁手段６０は、さらに、圧力差
の存在による力に耐えることができるような形状でなけ
ればならない。こうすれば、絶縁手段の厚さを最小限に
抑えて冷却を効率良く行なえ、それによって、絶縁手段
に悪影響を与えることなく高いマイクロ波パワー密度を
使用できる。この目的で、絶縁手段の好ましい形状は少
なくともアプリケータ手段４０の真空容器１２内に延び
ている部分を取り囲むようになっている円筒形または半
円筒形である。

円筒形または半円筒形はたとえば平らな形状よりは好ま
しい。円筒であれば、それに固有の強度により平らな形
状より薄く作ることができるからである。円筒は薄くて
ももっと厚い平らな板を必要とする圧力にも耐えること
ができる。さらには、厚板は薄い円筒はど均一で比較的
低い温度に維持することができない。平らな板はマイク
ロ波プラズマ装置において特に高いパワーレベルで熱劣
化する可能性がある。それと逆に、薄い円筒形の絶縁手
段６０は均一に冷却することができ、したがって、熱劣
化合することがなく、印加しようとしているパワーの量
に実際的な制限を与えることがない。

さらに、アプリケータ手段４０は絶縁手段６０内に配置
し、その周面から隔たっていなければならない。このよ
うにして配置した場合、アプリケータ手段４０は真空容
器１２を部分的に貫いて延び、容器内に閉じ込められた
プラズマ領域２０にさらされることがない。

第１図の円筒形の絶縁手段６０は真空容器１２の少なく
とも１寸法と同じ長さに広がるような形状となっており
、真空容器１２の少なくとも第１、第２の壁部分を貫い
て突出している。円筒形の絶縁手段６０は２つのカラー
取付具６２．６４によって真空容器１２の壁を貫いて固
定される。カラ−取付具６２．６４は、真空容器１２と
同様に、ステンレス鋼のような適当な耐腐蝕性材料で作
っであると好ましく、容器１２に取り外し自在に取り付
けると好ましい。カラー取付具６２の開口端部６６は連
結フランジ６８から突出している。連結フランジ６８は
真空容器１２の側壁に直接取り付けてあり、円筒形絶縁
手段６０の周面と同じ広がりとなっている開ロア０を包
含し、円筒形絶縁手段６０を受は入れるようになってい
る。開口端部６６は前記連結フランジ６８から延び、少
なくとも２つのＯリング７２．７４を受は入れるように
なっており、これらのＯリング７２．７４は真空容器１
２の内部と外部の周囲状態との間で真空・水バリヤを形
成するようになっている。Ｏリング７２．７４の間には
冷却通路７３が設けてあり、これを通って水のような冷
媒が循環してＯリングを均一な低い温度に維持すること
ができる。０１Ｊング７２．７４はかなり高い温度、す
なわち、１００℃以上の温度に真空・水シールを維持す
るようになっていると好ましい。

円筒形絶縁手段６０は開ロア０、連結フランジ６８、開
口端部６６を貫いている。こうすれば、Ｏリング７２．
７４が前記円筒形の絶縁手段６０の外周面に対して押圧
される。０リング７２．７４の円筒形絶縁手段６０に向
っての圧縮は結果として気密・水密シールを与える。こ
こで、０リング７２．７４の位置が装置１０のプラズマ
領域２０の充分外側にあることに注目されたい。これは
プラズマ領域２０の外に０リングを保つことによって、
マイクロ波プラズマに伴う過剰な温度、すなわち、５０
０℃以上の温度にさらされることがないためである。前
述の米国特許第４．７２９，３４１号に示されているよ
うにプラズマ領域内にＯリング・シールが設置された場
合、特殊な（そして、高価な）高耐熱性が必要であり、
これは装置１０の複雑さ、コストを高めることになる。

円筒形絶縁手段６０は前記開口端部６６の外端縁を越え
て突出してもよい。円筒形絶縁手段６０のこの部分は、
したがって、マイクロ波封し込め手段８０を備えなけれ
ばならない。マイクロ波封じ込め手段８０は、円筒形絶
縁手段６０の外周面まわりに取り付けてありアース用フ
ィンガ８２によって前記開口端部６６と電気的に接触し
ている金属製のマイクロ波封じ込めキャニスタから製作
するのが普通である。マイクロ波封じ込めキャニスタは
開口端部６６を越えて突出する円筒形絶縁手段６０の部
分と同じ広がりとなるように作られている。さらに、マ
イクロ波封し込め手段８０はさらに開口端部８４を包含
し、この開口端部上にマイクロ波阻止用金網８６が配置
してあって漂遊マイクロ波を封じ込めるようになってい
る。金網８６は円筒形絶縁手段６０を通って冷却空気が
流れ得るようにもしている。あるいは、第１図に仮想線
で示すように、マイクロ波封じ込めキャニスタ８０の開
口端部８４を余分なマイクロ波放射を吸収するようにな
っている擬似負荷に取り付けてあってもよい。この実施
例は、過剰の反射したマイクロ波エネルギが反射モード
を生じさせ、マイクロ波プラズマの均一性を損なう可能
性がある高いパワーレベルで特に有用である。

真空容器１２は、さらに、少なくとも第２壁部、好まし
くはカラー取付具６２を取り付けた壁部と反対側の壁部
を貫いて円筒形絶縁手段６０を受は入れるようになって
いる。カラー取付具６４はカラー取付具６２とほぼ一致
して前記反対側の壁部に配置しである。カラー取付具６
４は連結フランジ９２から延びる開口端部９０を包含す
る。連結フランジ９２は反対側の壁部に直接取り付けて
あり、円筒形絶縁手段６０の周面と同じ広がりの開口９
４を包含し、この開口は絶縁手段６０を受は入れるよう
になっている。開口端部９０は連結フランジ９２から突
出しており、少なくとも２つのＯリング９６．９８を受
は入れるようになっている。これらのＯリング９６．９
８は真空容器１２内のプラズマ８Ｍ域２０と周囲の状態
との間に真空・水バリヤを形成する。０リング９６．９
８の間には冷却通路９７が設けてあり、この冷却通路９
７を通して水のような冷媒が循環して均一な低い温度に
Ｏリングを維持することができる。０リング９６．９８
は、Ｏリング７２．７４と同様に、高温に耐えるように
なっている。円筒形の絶縁手段６０は連結フランジ９２
を貫く開口９４および開口端部９０を貫通しており、そ
れによって、０リング９６．９８ば前記円筒形絶縁手段
６０の外周縁に向って押圧される。前記０リングの圧縮
は気密・水密シールを行なう機構となる。また、０リン
グ９６．９８は、０リング７２．７４と同様に、プラズ
マ領域２０から充分に外に離れており、劣化するおそれ
はない。

円筒形絶縁手段６０の外周面まわりに気密・水密シール
を行なうことによって、プラズマ領域２０を実質的に大
気圧以下の圧力に維持すると共に、円筒形絶縁手段６０
の内部を大気圧に維持し、周囲状態に直接さらすことが
できる。これは実際のところ装置１０の動作における利
点である。真空容器を大気圧以下の圧力に維持すること
によって、修正パッシェン曲線の最小値イ」近の動作に
必要な圧力に近い圧力で装置１０を作動させることがで
きる。さらに、低い圧力によって、プラズマ・スペシー
ズの平均自由移動経路を長くすることができ、それによ
って、全体的なプラズマ均一性に貢献する。円筒形絶縁
手段６０の内部が周囲状態にさらされているので、そこ
を通して冷却空気の流れが維持され、マイクロ波プラズ
マに伴う過剰な加熱を防くことができる。あるいは、シ
リコンオイルのようなマイクロ波透過冷媒をシリンダ内
で循環させて均一な低い温度を維持することができる。

開口端部９０を越えて突出する円筒形絶縁手段６０は上
記タイプの金属製マイクロ波封し込め手段１００内に囲
まれていなければならない。

マイクロ波封じ込め手段１００は連結板１０２に隣接し
て配置してあり、この連結板１０２はマイクロ波アプリ
ケータ手段４０とマイクロ波エネルギ・ソースの間で連
結をなす。

上述したように、そして、第１図に示したように、装置
１０はプラズマ領域２０を規定しており、この中に基体
２８がマイクロ波アプリケータ手段４０の近距離基によ
って規定される距離を超えない距離のところで配置され
る。第１実施例においては、第４図（同様な参照符号は
同様な構造体を示している）に示したように、前記プラ
ズマ領域２０内に配置した基体２８は単一の細長い平ら
な、または、やや湾曲した基体部材の形を採り得る。

平らな基体部材２８はプロセス・ガス封じ込め手段２２
．２４間で、アプリケータ手段４０の近距離基の範囲内
に作動可能に配置しである。

第５図に示す別の実施例では、基体部材２８は細長いほ
ぼ連続した基体材料ロール３０の形を採り得る。連続し
た基体ロールの場合、装置１０は基体材料がそこを貫い
て連続的に前進できるように変更される。必要な変更と
しては、真空容器１２の内外へ基体部材を自由に移動さ
せ得るようになっていると共に真空状態を維持しかつプ
ロセス・ガスおよびマイクロ波プラズマの両方を封じ込
めることのできるゲート手段３２を設けることがある。

真空容器１２内に反応ガスおよびマイクロ波プラズマを
封じ込めるのに好ましいゲート手段３２がＣａｎｎｅｌ
ｌａ等の米国特許筒４，４３８，７２３号に開示されて
いる（この開示内容はここに参考資料として援用する）
。また別の実施例では、第６図に示すように、基体は複
数の個別の加工片３４からなり、これらの加工片は基体
支持手段２６によってプラズマ領域２０内に支持され、
プラズマがそれらの上面に働くように配置される。

上述したように、各実施例は基体部材２８をアプリケー
タ手段４０の下に配置した状態で説明したが、プラズマ
の性質がほぼ均一であることにより、プラズマ領域はア
プリケータ手段４０の近距離基の範囲内のどこに設けて
もよい。人力ガス・マニホルド１８は金属材料、半導体
材料、誘電体材料のようなプロセス材料を基体上に与え
るようにプラズマ領域２０に供給することができる。ま
た別の実施例では、プラズマ領域に導入される先駆物質
ガスは分解して基体上に透明で硬質の膜を堆積する。別
の実施例では、少なくとも１種類のエツチング用先駆物
質ガスをプラズマ領域２０に導入することができる。そ
れによって、装置１０は内部に設置した基体手段の表面
をエツチングすることができる。堆積の１例を以下に示
す。

実施例 上述したマイクロ波堆積装置１０を用いて複数の個別の
ガラス基体上に硬質の透明なシリコンヘース・コーティ
ングを形成した。この装置１０を用いてこのようなコー
ティングを行なう正確なステップを以下に説明する。

ガラスで作った複数の基体手段を当業者にとって周知の
普通の洗浄剤で洗浄した。ガラス基体を上述の装置１０
のプラズマ領域２０内に装填した。

その後、装置１０を閉ざしてシールして真空容器の内部
と周囲環境との間に気密シールを形成した。

次いで、容器の内部を約２０〜２５ミリトールの圧力ま
で排気した。その後、容器内部に約半時間アルゴンガス
を送りこんでパージを行なった。パージの後、容器を約
３〜４ミリトールのハックグラウンド圧力まで排気した
。その後、好ましい供給原料ガスを前記人力ガス・マユ
ボルド１８を通して容器内に導入した。そのときの配合
は次の通りであった。

ガ　　ス　　　　　流　　　量 ”Ｈａ　　　１１０　ＳＣＣＭ ＳｉＰ４３１３ＣＣＭ Ｎ２　　４７５３ＣＣＭ ＣＯ□　　８７５３Ｃ（Ｊｌ （’、２１１２　　１４５ＣＣＭ 真空容器の内部への供給原料ガスの流れを開始した後、
マイクロ波プラズマを２．４５　Ｇ１１ｚの周波数、約
５キロワツトの電力で発生させた。このマイクロ波プラ
ズマはコーティングを堆積させることのできる時間にわ
たって維持した。マイクロ波プラズマの作動中、円筒形
絶縁手段６０を通して冷却空気を流して均一に低い温度
を維持した。その後、マイクロ波プラズマを止め、真空
容器１２内へのプロセス・ガスの流れを停止させた。

その後、反応容器の内部をアルゴンでパージし、反応容
器を周囲大気に通しさせた。この後、反応容器を開き、
基体を取り出し、均一で透明な硬質シリコンヘース・コ
ーティングが施されていることを確認した。

本発明を好ましい実施例、手順に関連して説明してきた
が、発明をこれに限定するつもりがないことは了解され
たい。それどころか、特許請求の範囲に定義されている
発明の精神、範囲内に入るすべての代替物、変形例、均
等物を含むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は細長くて大きな面積を横切って均一なマイクロ
波プラズマを生じさせるように配置した本発明の構成要
素を示す、真空容器を通る横断面図である。 第２図は片面を貫いて形成した間隔を置いた個別の孔を
持つ本発明の放射型マイクロ波アプリケータの第１実施
例を示す部分斜視図である。 第３図は片面を貫いて形成した単一の細長い孔とその上
に配置したシャッタ手段とを有する本発明の放射型マイ
クロ波アプリケータの第２実施例を示す部分斜視図であ
る。 第４図は第１図に示すタイプの真空容器を縮小して示す
部分破断斜視図であり、放射型マイクロ波アプリケータ
に対して配置してその上面にプラズマの働きを受けるよ
うになっている屯−の細長い基体を示す図である。 第５図は第１図に示すタイプの真空容器を縮小して示す
部分破断斜視図であり、放射型マイクロ波アプリケータ
に対して配置してその上面にプラズマの働きを受けるよ
うになっている連続した基体材料ウェブを示す図である
。 第６図は第１図に示すタイプの真空容器を縮小して示す
部分破断斜視図であり、放射型マイクロ波アプリケータ
に対して配置してその上面にプラズマの働きを受けよう
になっている複数の間隔を置いた個別の基体を示す図で
ある。 図面において、 １０・・・・・・マイクロ波エネルギ装置１２・・・・
・・真空容器 １６・・・・・・プロセス・ガス入力ライン１８・・・
・・・プロセス・ガス入力マニホルド２０・・・・・・
プラズマ領域 ２２．２４・・・・・・プロセス・ガス封じ込め手段２
６・・・・・・基体支持手段 ４０・・・・・・マイクロ波アプリケータ手段２４・・
・・・・導波管 ４６．４８．５０．５２．５４・・・・・・孔６０・・
・・・・絶縁手段 ６２．６４・・・・・・カラー取付具 ７２．７４・・・・・・０リング ８０・・・・・・マイクロ波封じ込め手段８６・・・・
・・マイクロ波阻止用近網９６．９８・・・・・・０リ
ング １５０・・・・・・マイクロ波シャッタである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、比較的大きな面積にわたってほぼ均一なプラズマを
   維持するマイクロ波エネルギ装置において、 プラズマ領域にプラズマを発生させ、それを維持する真
   空容器と、 この真空容器内に設けてあって、プラズマ領域に対して
   作動並列状態に基体手段を支持する手段と、 前記真空容器を所望の比較的低い、ほぼ部分真空状態に
   維持する手段と、 前記真空容器内にプロセス・ガスを導入する手段と、 前記真空容器の内部に少なくとも部分的に突入している
   アプリケータ手段であって、マイクロ波エネルギをその
   ソースから前記真空容器の内部にほぼ均一に放射してそ
   こに導入されたプロセス・ガスからのプラズマを維持す
   るようになっているアプリケータ手段と、マイクロ波を
   放射しているアプリケータ手段をプラズマ領域から絶縁
   する絶縁手段であって、マイクロ波エネルギが貫いて前
   記アプリケータ手段から前記真空容器内へ放射され得る
   材料で作ってあり、また、圧力差に耐えるようにほぼ最
   適化された形状になっている絶縁手段と を包含し、それによって、絶縁手段の厚さを最小限に抑
   えることができ、また、アプリケータ手段および絶縁手
   段が前記真空容器内に配置された基体手段の細長い表面
   に沿ってほぼ均一なプラズマ操作をなすようになってい
   ることを特徴とするマイクロ波エネルギ装置。 ２、請求項１記載の装置において、前記絶縁手段がほぼ
   円筒形であることを特徴とする装置。 ３、請求項１記載の装置において、前記絶縁手段がほぼ
   半円筒形であることを特徴とする装置。 ４、請求項２記載の装置において、前記円筒形の絶縁手
   段が少なくとも前記アプリケータ手段の前記真空容器内
   に延びている部分を取り囲んでいることを特徴とする装
   置。 ５、請求項４記載の装置において、前記アプリケータ手
   段が前記絶縁手段内にその周壁から隔たって作動可能に
   配置してあることを特徴する装置。 ６、請求項２記載の装置において、さらに、前記円筒形
   の絶縁手段と前記真空容器の間に配置した真空シールを
   形成する手段を包含することを特徴とする装置。 ７、請求項６記載の装置において、前記円筒形の絶縁手
   段の内外間で圧力差が維持されていることを特徴とする
   装置。 ８、請求項７記載の装置において、さらに、前記円筒形
   絶縁手段の内部の圧力をほぼ大気圧のレベルに維持する
   手段を包含することを特徴とする装置。 ９、請求項８記載の装置において、前記圧力維持手段が
   前記円筒形絶縁手段の外部に配置した前記真空容器の圧
   力を修正パッシェン曲線の最低値のところでの動作に必
   要な圧力に近い圧力に維持するようになっていることを
   特徴とする装置。 １０、請求項１記載の装置において、前記絶縁手段の周
   壁の厚さがその内外間に存在する圧力差に耐えるように
   設計してあることを特徴とする装置。 １１、請求項１記載の装置において、さらに、前記真空
   容器の内部に導入するように用意した少なくとも１種類
   の半導体含有先駆物質ガスを包含し、基体手段に半導体
   材料を堆積させるようになっていることを特徴とする装
   置。 １２、請求項１記載の装置において、さらに、前記真空
   容器の内部に導入するように用意した少なくとも１種類
   のエッチング剤含有先駆物質ガスを包含し、基体手段を
   エッチングするようになっていることを特徴とする装置
   。 １３、請求項１記載の装置において、さらに、分解して
   基体手段上に絶縁薄膜を付着させたりするようになって
   いる先駆物質ガスを包含し、これらの先駆物質ガスが前
   記真空容器内へ導入されることを特徴とする装置。 １４、請求項１記載の装置において、前記アプリケータ
   手段が細長い導波管であり、この導波管がそこからほぼ
   均一に前記真空容器内へマイクロ波エネルギを放射する
   矩形手段を包含することを特徴とする装置。 １５、請求項１４記載の装置において、前記矩形の導波
   管がその長手軸線に沿って細長くなっており、その面の
   １つを貫いて少なくとも１つの孔手段が形成してあり、
   この孔手段からマイクロ波を発するようになっているこ
   とを特徴とする装置。 １６、請求項１５記載の装置において、前記孔手段が複
   数の孔を包含し、これらの孔が前記矩形導波管の長手方
   向に隔たって設けてあることを特徴とする装置。 １７、請求項１５記載の装置において、前記孔手段が単
   一の細長い孔を包含することを特徴とする装置。 １８、請求項１５記載の装置において、さらに、前記真
   空容器内に前記支持手段によって作動可能に配置された
   細長い基体手段を包含し、前記孔手段の長さが前記細長
   い基体の長さにほぼ同じであることを特徴とする装置。 １９、請求項１８記載の装置において、前記基体手段が
   単一の細長い部材であることを特徴とする装置。 ２０、請求項１８記載の装置において、前記基体手段が
   前記導波管の長手方向に整列した複数の個別の基体部分
   を包含することを特徴とする装置。 ２１、請求項１８記載の装置において、前記基体手段が
   前記導波管の長手方向を横切って連続的に移動するよう
   になっている細長いウェブであることを特徴とする装置
   。 ２２、請求項１４記載の装置において、前記均一に放射
   する手段が放射されるマイクロ波の１波長分より大きい
   寸法にわたって前記導波管からマイクロ波エネルギを均
   一に放射するようになっていることを特徴とする装置。 ２３、請求項２２記載の装置において、前記均一に放射
   する手段が１２インチ（３０．４８センチメートル）よ
   り大きい寸法で前記導波管からマイクロ波エネルギを均
   一に放射するようになっていることを特徴とする装置。 ２４、請求項１５記載の装置において、前記均一に放射
   する手段が、さらに、ほぼ均一な密度のマイクロ波エネ
   ルギを前記孔手段から全長にわたって確実に発するよう
   にシャッタ手段を包含することを特徴とする装置。 ２５、請求項１記載の装置において、さらに、前記絶縁
   手段を冷却する手段を包含することを特徴とする装置。 ２６、請求項２５記載の装置において、前記冷却手段が
   前記絶縁手段の内周面に沿って流れるようになっている
   空気流を包含することを特徴とする装置。 ２７、請求項２５記載の装置において、前記冷却手段が
   前記絶縁手段の内部に形成してあって前記絶縁手段との
   間に導管を構成する同様の形状の同心囲いと、前記導管
   を通して流れるようになっている冷却流体とを包含する
   ことを特徴とする装置。 ２８、請求項１記載の装置において、さらに、ほぼ平ら
   な基体手段を包含することを特徴とする装置。 ２９、請求項２８記載の装置において、前記基体手段が
   前記アプリケータ手段の近距離場内に作動可能に並置し
   てあることを特徴とする装置。 ３０、比較的大きな面積にわたってほぼ均一なプラズマ
   を維持するマイクロ波エネルギ装置において、 プラズマ領域にプラズマを発生させ、それを維持する真
   空容器と、 この真空容器内に設けてあって、プラズマ領域に対して
   作動並列状態に基体手段を支持する手段と、 前記真空容器を所望の比較的低い、ほぼ部分真空状態に
   維持する手段と、 前記真空容器内にプロセス・ガスを導入する手段と、 前記真空容器の内部に少なくとも部分的に突入している
   アプリケータ手段であって、マイクロ波エネルギをその
   ソースから前記真空容器の内部に伝達してそこに導入さ
   れたプロセス・ガスからのプラズマを維持するようにな
   っているアプリケータ手段と、 マイクロ波アプリケータ手段をプラズマ領域から絶縁す
   る円筒形の絶縁手段であって、マイクロ波エネルギが貫
   いて前記アプリケータ手段から前記真空容器内へ伝達さ
   れ得る材料で作ってある絶縁手段と、 を包含し、それによって、マイクロ波アプリケータ手段
   および絶縁手段が前記真空容器内に配置された基体手段
   の細長い表面に沿ってほぼ均一なプラズマ操作をなすよ
   うになっていることを特徴とするマイクロ波エネルギ装
   置。 ３１、請求項３０記載の装置において、前記アプリケー
   タ手段が前記真空容器内にマイクロ波エネルギを放射す
   るようになっていることを特徴とする装置。 ３２、請求項３０記載の装置において、前記アプリケー
   タ手段が前記マイクロ波エネルギが前記真空容器内に伝
   達されるときにエバネッセント・マイクロ波運動を伝播
   するようになっている低速波構造であることを特徴とす
   る装置。 ３３、請求項３０記載の装置において、前記円筒形の絶
   縁手段が少なくとも前記アプリケータ手段の前記真空容
   器内に突入している部分を取り囲んでいることを特徴と
   する装置。３４、請求項３３記載の装置において、前記
   アプリケータ手段が前記絶縁手段内にその周壁から隔た
   って作動可能に配置してあることを特徴とする装置。 ３５、請求項３０記載の装置において、さらに、前記円
   筒形の絶縁手段と前記真空容器の間に配置した真空シー
   ルを形成する手段を包含することを特徴とする装置。 ３６、請求項３５記載の装置において、前記円筒形の絶
   縁手段の内外間に圧力差が維持されることを特徴とする
   装置。 ３７、請求項３６記載の装置において、さらに、前記円
   筒形絶縁手段の内部の圧力をほぼ大気圧のレベルに維持
   する手段を包含することを特徴とする装置。 ３８、請求項３７記載の装置において、前記圧力維持手
   段が前記円筒形絶縁手段の外部に配置した前記真空容器
   の圧力を修正パッシェン曲線の最低値のところでの動作
   に必要な圧力に近い圧力に維持するようになっているこ
   とを特徴とする装置。 ３９、請求項３０記載の装置において、前記絶縁手段の
   周壁の厚さがその内外間に存在する圧力差に耐えるよう
   に設計してあることを特徴とする装置。 ４０、請求項３０記載の装置において、さらに、前記真
   空容器の内部に導入するように用意した少なくとも１種
   類の半導体含有先駆物質ガスを包含し、基体手段に半導
   体材料を堆積させるようになっていることを特徴とする
   装置。 ４１、請求項３０記載の装置において、さらに、前記真
   空容器の内部に導入するように用意した少なくとも１種
   類のエッチング剤含有先駆物質ガスを包含し、基体手段
   をエッチングするようになっていることを特徴とする装
   置。 ４２、請求項３０記載の装置において、さらに、分解し
   て基体手段上に絶縁薄膜を付着させたりするようになっ
   ている先駆物質ガスを包含し、これらの先駆物質ガスが
   前記真空容器内へ導入されることを特徴とする装置。 ４３、請求項３０記載の装置において、前記アプリケー
   タ手段が細長い低速導波管であり、この導波管が前記真
   空容器の内部へマイクロ波エネルギをほぼ均一に伝達す
   るはしご形手段を包含することを特徴とする装置。 ４４、請求項４３記載の装置において、さらに、前記真
   空容器内で前記支持手段によって作動可能に配置した細
   長い基体手段を包含し、前記はしご形手段の長さが前記
   細長い基体の長さとほぼ同じであることを特徴とする装
   置。 ４５、請求項４３記載の装置において、前記基体手段が
   単一の細長い部材であることを特徴とする装置。 ４６、請求項４３記載の装置において、前記基体手段が
   前記導波管の長手方向に整列した複数の個別の基体部材
   を包含することを特徴とする装置。 ４７、請求項４３記載の装置において、前記基体手段が
   前記導波管の長手方向を横切って連続的に移動するよう
   になっていることを特徴とする装置。 ４８、請求項４３記載の装置において、前記均一伝達手
   段が伝達されつつあるマイクロ波の１波長分より大きい
   寸法に対して前記導波管からマイクロ波エネルギを均一
   に伝達するようになっていることを特徴とする装置。 ４９、請求項４８記載の装置において、前記均一伝達手
   段が１２インチより大きい寸法で前記導波管からマイク
   ロ波エネルギを均一に伝達するようになっていることを
   特徴とする装置。 ５０、請求項４３記載の装置において、前記均一伝達手
   段が、さらに、ほぼ均一な密度のマイクロ波エネルギを
   前記導波管の全長にわたって確実に発するようになって
   いることを特徴とする装置。 ５１、請求項３０記載の装置において、さらに、前記絶
   縁手段を冷却する手段を包含することを特徴とする装置
   。 ５２、請求項５１記載の装置において、前記冷却手段が
   前記絶縁手段の内周面に沿って流れる空気流を包含する
   ことを特徴とする装置。 ５３、請求項５１記載の装置において、前記冷却手段が
   前記絶縁手段の内部に配置してあって、前記絶縁手段と
   の間に導管を構成する同心の円筒と、前記導管を流れる
   ようになっている冷却流体とを包含することを特徴とす
   る装置。 ５４、請求項３０記載の装置において、さらに、ほぼ平
   らな基体手段を包含することを特徴とする装置。 ５５、請求項５４記載の装置において、前記基体手段が
   前記アプリケータ手段の近距離場内に作動可能に並置し
   てあることを特徴とする装置。