JPH09330909A - 表面処理装置およびこれを用いた表面処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高度の真空排気能力を必要とすることなく、
高速で信頼性の高い表面処理を実現する。 コンパクト
かつ低コストであって信頼性の高い表面処理をおこなう
ことのできる表面処理装置を提供する。 【解決手段】 本発明の第１の特徴は、処理室内に設け
られた被処理基体の表面に反応性ガスを噴射することに
より前記被処理基体の表面処理を行う表面処理装置にお
いて、前記処理室内を所望の圧力に真空排気する真空排
気手段と、ガス導入部と、ガス噴射部とを有し、前記ガ
ス噴射部から、前記処理室内に反応性ガスを噴射するよ
うにガス流路を形成するノズルと、前記ノズルの前記ガ
ス導入部に、所望のデューティ比を有するパルスとし
て、前記反応性ガスを間欠的に供給するパルスガス供給
手段と、前記被処理基体の表面に沿って高圧の清浄化用
ガスを噴射することにより前記被処理基体表面の残留ガ
スを除去する清浄化手段とを具備し、前記洗浄化ガス供
給手段は、前記パルスガス供給手段のパルスのタイミン
グに応じて間欠的に駆動せしめられることにある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面処理装置およ
びこれを用いた表面処理方法に係り、特に反応性ガスの
供給方法に関する。

【０００２】

【従来技術】インダクションプラズマ法やＤＣプラズマ
ジェット法により、ガスをプラズマ化して、活性化し反
応性を高めた状態で、このプラズマ化されたガスを被処
理基体表面に向けて高速で噴射させることにより、薄膜
形成あるいはエッチングなどの表面処理を行うという技
術は既に公知であり、半導体薄膜の形成あるいはエッチ
ング等に広く利用されている。

【０００３】ところで、プラズマを用いた薄膜形成を行
う場合には、プラズマ化され反応性が高められたガス
を、処理対象である被処理基体まで、超音速で短時間に
到達するように導く必要がある。これは次のような理由
による。プラズマ化されたガスを短時間で被処理基体ま
で導くことができないと、励起状態（活性状態）を維持
することができず、被処理基体と反応生成物との密着性
が低下し、反応生成物の剥離等の不都合が生じたり、ま
た、成膜速度が低下し、作業効率が低下することになる
からである。また、エッチングの場合にはエッチング速
度が低下するなどの不都合が生じることもある。

【０００４】また、プラズマ化されたガスは、非常に温
度が高いため、ガスが被処理基体上に到達した時点で
は、被処理基体が耐えられる温度まで降温された状態と
なっていなければならない。仮に高温のまま到達する
と、被処理基体表面が損傷を受けるのみならず、成膜不
良が生じることもある。

【０００５】また、プラズマ化された反応性ガス中への
不純物の混入を防ぐことも要求される。不純物の混入
は、膜質低下の原因となるからである。

【０００６】そこで本発明者らは、上記要求を満たし、
作業効率の向上、膜質およびエッチング特性の向上をは
かることを企図した、改良構造の表面処理装置を提案し
ている。

【０００７】この装置は、図５に示すように、ラバール
ノズル（末広ノズルともいう）１に高周波誘導コイルを
巻回したものである。このラバールノズルは、断面積が
徐々に小さくなるように構成されたガス導入部２と、ガ
ス導入部２に接続され、ノズル全体で最小の断面積 Ａ
1（直径ｄ1）となるように構成されたスロート部（喉
部）３と、該スロート部３に接続され、所定の広がり角
をもって断面積が徐々に拡大し、最大断面積Ａ2（直径
ｄ2）となるように構成されたガス噴射部４とから構成
されている。そして、ガス導入部２の開口端のガス導入
口２ａから反応性ガス６が導入されると、ガス導入部２
内では、ガスの進行に伴い断面積が徐々に小さくなり、
スロート部で安定化された後、ガス噴射管４で断熱膨張
により加速され、音速よりも大きい流速をもってプラズ
マ化された反応性ガスが、ノズル出口４ａに対向するよ
うに設けられた被処理基体Ｓに対して噴射されるように
したものである。

【０００８】ここで、スロート部３の外周には、誘導コ
イル５が巻き付けられており、該誘導コイル５に高周波
電流が通電され得るようになっている。このため、誘導
コイル５に通電がなされるとスロート部３内に誘導電磁
場が形成され、高密度化されてスロート部３を通過する
ガスが加熱され、プラズマ励起される。そしてプラズマ
励起された高密度ガスは、下流側のガス噴出管４のノズ
ル径の広がりによって膨張して加速され、ガス噴射口４
ａから超音速プラズマジェット７となって噴射される。

【０００９】いま、ガス導入口２ａからラバールノズル
内部に被処理基体Ｓに噴射すべき高密度の混合ガス６が
供給されたものとする。すると、上述したようにスロー
ト部電磁場が発生し、この場のエネルギーによって高密
度のガスが、プラズマ励起される。

【００１０】そして、プラズマ化された高密度ガスは、
下流側のガス噴出管４によるノズルの広がりのために膨
張加速され、ガス噴射口４ａから超音速プラズマジェッ
ト７となって被処理基体に向けて噴射される。

【００１１】このような表面処理装置を用いることによ
り、作業効率の向上、膜質およびエッチング特性の向上
をはかることが可能となる。

【００１２】ところで、気体力学の理論によれば、導入
された反応性ガス６のよどみ圧Ｐ0と噴射口４ａの下流
の圧力Ｐｃｈとの比Ｐｃｈ／Ｐ0が十分に小さく、また
スロート部３の断面積Ａ1と噴射口４ａの断面積Ａ2の比
（末広比）Ａ2／Ａ1が１を越える場合に、ガスが断熱膨
張されて、噴射流速が超音速、つまり音速ａよりも大き
い流速ｕとなる。従って、反応性ガス６のよどみ圧Ｐ0
と噴射口４ａの下流の圧力Ｐｃｈとの比Ｐｃｈ／Ｐ0は
要求されるマッハ数から指定される条件値以下に保つ必
要がある。これは言い換えると使用するガスをある規定
流量以上に設定することと、チャンバーのバックを真空
引きする真空ポンプの排気能力をある規定能力以上に選
択することが必要となる。また、流量をあげればあげる
ほどその分だけさらに真空のポンプの排気能力に対する
要求は深刻となる。これは超音速ノズルを用いたプラズ
マ表面処理のみならず、高速ガス流を噴射して表面処理
をおこなう表面処理全般についてもいえることである。

【００１３】また、反応性ガスを供給して表面処理を行
う場合、反応生成物が表面に残留し、膜質が低下した
り、エッチング速度が低下したりするなどの問題が生じ
ることがある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の高速
ガス噴射を用いた表面処理においては極めて高度の排気
能力を有する真空ポンプが必要とされており、これが装
置の大型化およびコストの高騰を招く原因となってい
た。また表面処理に際し、被処理基体の表面に反応生成
物が残留し、膜質の低下やエッチング速度の低下の原因
となったりするなどの問題があった。

【００１５】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、高度の真空排気能力を必要とすることなく、高速で
信頼性の高い表面処理を実現することを目的とする。ま
た、コンパクトかつ低コストであって信頼性の高い表面
処理をおこなうことのできる表面処理装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】そこで本発明の第１の特
徴は、処理室内に設けられた被処理基体の表面に反応性
ガスを噴射することにより前記被処理基体の表面処理を
行う表面処理装置において、前記処理室内を所望の圧力
に真空排気する真空排気手段と、ガス導入部と、ガス噴
射部とを有し、前記ガス噴射部から、前記処理室内に反
応性ガスを噴射するようにガス流路を形成するノズル
と、前記ノズルの前記ガス導入部に、所望のデューティ
比を有するパルスとして、前記反応性ガスを間欠的に供
給するパルスガス供給手段と、前記被処理基体の表面に
沿って高圧の清浄化用ガスを噴射して、前記被処理基体
表面の残留ガスを除去する清浄化手段とを具備し、前記
清浄化手段は、前記パルスガス供給手段のパルスのタイ
ミングに応じて間欠的に駆動せしめられることにある。

【００１７】本発明の第２の特徴は、処理室内に設けら
れた被処理基体の表面にガスプラズマを噴射することに
より前記被処理基体の表面処理を行う表面処理装置にお
いて、前記処理室内を所望の圧力に真空排気する真空排
気手段と、断面積が徐々に小さくなるように構成された
ガス導入部と、前記ガス導入部に接続され、ノズル全体
で最小の断面積をもつように構成されたスロート部と、
前記スロート部に接続され、所定の広がり角をもって断
面積が徐々に拡大せしめられ、最大断面積をとるように
構成されたガス噴射部とからなり、該ノズル内を通過す
るガスを断熱膨張せしめ、ガス噴射部から、前記処理室
内に音速よりも大きい流速で噴射するように、加速する
ガス流路を構成する超音速ノズルと、前記超音速ノズル
の前記ガス導入部に、所望のデューティ比を有するパル
スとして、前記反応性ガスを間欠的に供給するパルスガ
ス供給手段と、前記超音速ノズルの流路の一部でノズル
内を通過するガスをプラズマ励起するプラズマ生成手段
と、前記被処理基体の表面に沿って清浄化用ガスを噴射
して、前記被処理基体表面の残留ガスを除去する清浄化
手段とを具備し、前記清浄化手段は、前記パルスガス供
給手段のパルスのタイミングに応じて、間欠的に駆動せ
しめられることにある。

【００１８】本発明の第３の特徴は、処理室内を所望の
圧力に真空排気する真空排気工程と、前記処理室内に噴
射口が設置されたノズルのガス供給口から、反応性ガス
を間欠的に供給するガス供給工程と、前記ノズルの流路
に電場を形成し、前記ガスをプラズマ励起することによ
り、ガスプラズマを生成する工程と、前記ガスプラズマ
を断熱膨張させて音速よりも大きい流速となるように所
望の方向に加速すると共に、前記噴射口の近傍に配設さ
れた被処理ガス表面に高速のガスプラズマを導くことに
より前記被処理基体表面を表面処理する表面処理方法に
おいて、前記ガス供給工程が所望のデューティ比と所望
のパルス数とを有するパルスとして間欠的に前記反応性
ガスを供給する工程であり、前記反応性ガスの供給タイ
ミングに同期して、前記被処理基体の表面に沿って洗浄
用ガスを噴射し前記被処理基体表面の残留ガスプラズマ
を除去する洗浄工程を含むようにしたことにある。

【００１９】なお、本発明の装置および方法において、
厳密には「断熱」状態は作り得ないが、熱の出入りを極
めて少なくした状態という意味で「断熱」という語を用
いている。

【００２０】本発明によれば、反応性ガスをパルス状を
なすようにして供給しているため、実際の流量は少なく
し、瞬間的に、反応性ガス６のよどみ圧 Ｐ0と噴射口４
ａの下流の圧力Ｐｃｈとの比 Ｐｃｈ／Ｐ0を小さくする
ことができ、大きなマッハ数を得ることができる。従っ
てこの高速粒子を効率良く被処理基体上に導き表面処理
をおこなうようにすれば、 チャンバーの排気に多大な排
気能力を必要とすることなく極めて効率良く高速ガス流
を形成することができる。これは、パルスとして瞬間的
にガス流量をある規定流量以上に設定するのみで、全体
の流量としては小さいためであり、従って、チャンバー
のバックを真空引きする真空ポンプの排気能力はそれ程
要求されない。

【００２１】従って、流量を瞬間的にあげても全体流量
はそれ程増えないため、より大きな流量に設定すること
ができる。

【００２２】これは超音速ノズルを用いたプラズマ表面
処理のみならず、高速ガス流を噴射して表面処理をおこ
なう表面処理全般についてもいえる。

【００２３】また本発明の第１、第２および第３によれ
ば、噴射工程の噴射タイミングに合わせて、前記被処理
基体の表面近傍に、前記被処理基体の表面に沿って高圧
の洗浄用ガスを噴射し前記被処理基体表面の残留ガスプ
ラズマ等の残留成分を良好に除去することにより、不純
物などの混入もなくより良好な表面処理をおこなうこと
が可能となる。 本発明では成膜、エッチングなどの表
面処理は間欠的に行われるため、処理のなされていない
間を利用して、残留成分除去をおこなうことにより効率
良く信頼性の高い表面処理をおこなうことが可能とな
る。

【００２４】なお洗浄用ガスとしては、アルゴン、ヘリ
ウムなどの不活性ガスでもよいが、わずかに水素などの
還元性のガスを添加するなど適宜選択可能である。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照しつつ詳細に説明する。本発明実施例の表面処
理装置は、図１に示すように、ラバールノズルを用いて
被処理基体Ｓに対して成膜をおこなうに際し、このラバ
ールノズルのガス導入部２Ｐに、所望のデューティ比と
所望のパルス数とを有するパルス状をなすように間欠的
に供給するパルスバルブ８を配設し、高圧の反応性ガス
を間欠的に供給すると共に排気を間欠的に行うようにし
たことを特徴とする。

【００２６】この装置では、ラバールノズルの噴射口４
ａは真空排気可能なチャンバー１内に配設され、このチ
ャンバー１は、メカニカルブースターポンプ９ａとロー
タリーポンプ９ｂとからなる真空ポンプ９によって所望
の圧力Ｐｃｈとなるように真空排気される。そしてこの
真空ポンプ９とパルスバルブ８とは制御手段１０によっ
て駆動制御がなされている。また被処理基体は基板支持
台に設けられたヒータＨによって所望の温度に維持され
ている。さらにこの装置では、ノズルは、内部を通過す
る反応性ガスが断熱膨張せしめられてノズル出口４ａか
ら音速 aよりも大きい流速ｕで噴射されるように、後述
する条件の下で、超音速ノズルを構成するラバールノズ
ル（末広ノズルともいう）である。

【００２７】ラバールノズルは、図２に示すように中細
のノズルであり、被処理基体Ｓの表面に噴射すべき反応
性ガス６（例えばＣＨ₄とＨ₂の混合ガス）がガス導入部
２Ｐ（５０ｍｍΦ）から導入され、ガス進行に伴い断面
積が徐々に小さくなるよう構成されたガス導入管２と、
ノズル全体で最小の断面積Ａ1（直径ｄ1：１６ｍｍΦ）
をなすスロート部（喉部）３ と、所定の広がり角をも
って断面積が徐々に拡大し、 最大断面積 Ａ2（直径ｄ
2：４０ｍｍΦ）のガス噴射口４ａからプラズマ流７が
噴射されるガス噴射管４とから構成されている。そし
て、被処理基体Ｓは、ラバールノズルの噴射口４ａから
噴射されるプラズマ流７に対向するように基板支持台上
に載置されている。

【００２８】スロート部３の外周には、プラズマ生成手
段として誘導コイル５（コイル径：１６ｍｍ、コイル巻
き数：５）が巻き付けられており、該誘導コイル５に高
周波電流（５００Ｗ、１３．５６ＭＨｚ）が通電される
とスロート部３内に誘導電磁場が形成され、スロート部
３を通過するガスが、プラズマ励起される。

【００２９】そして、プラズマ化された高密度ガスは、
下流側のガス噴出管４によるノズルの広がりのために膨
張加速され、ガス噴射口４ａから超音速のプラズマ流７
となって噴射される。

【００３０】ここで、スロート部３の前後の広がり角
は、あまり大きいと壁面で境界層の剥離が発生するの
で、適切な大きさ、たとえば１５°程度とする必要があ
る。

【００３１】スロート部３において、プラズマ化された
高密度の反応性ガスは、その熱によって反応性の高い、
つまり被処理基体上において反応し易い状態に励起され
る。ただし、この反応性ガスは、温度が非常に高く、場
合によっては１万数千度にも達するため、これを被処理
基体上に噴射した場合には、被処理基体自体がこの温度
に耐えられないことがある。

【００３２】しかしながら、ラバールノズルは、上述す
るように内部を通過する反応性ガスが断熱膨張せしめら
れるように設計されているため、この断熱膨張過程にお
いて急冷され、被処理基体表面に達するまでには基板の
劣化を生じない程度の適切な温度になる。このときの温
度は、上記末広比Ａ2／Ａ1によって決まるので、ノズル
の設計条件によって任意の温度を得ることができる。

【００３３】一次元流体力学の理論によれば、完全気体
の断熱流れにおける流体温度と流速の関係は次式により
表される。

【００３４】 Ｔ₀＝Ｔ＋（１／２）・｛（γ―１）／（γ・Ｒ）｝・（ｕ）² …（１） あるいは、 Ｔ₀／Ｔ＝１＋｛（γ―１）／２｝・（Ｍ）² …（２） ここに、 Ｔ₀：流れの全温度（加熱部であるスロート部３の温度
にほぼ等しい） Ｔ：流れの静温度（いわゆる温度） γ：ガスの比熱比 Ｒ：ガス定数 ｕ：流れの流速 Ｍ：マッハ数 である。

【００３５】上記（２）式は、上記（１）式をマッハ数
（ｕ／ａ、ａ：音速）を用いて書き換えたものである。
また、マッハ数 Ｍは、末広比 Ａ₂／Ａ₁の関数として一
義的に決定される。

【００３６】上記（１)式より断熱膨張過程では、全温
度Ｔ₀の値が一定に保たれるため、流速ｕの増加ととと
もに、静温度Ｔの低下が起こることがわかる。つまり、
流れの速度が大きいほど、急速な温度低下が起こる。

【００３７】たとえば、ここで、１vol.％ＣＨ₄とＨ₂と
の混合ガスを用いた場合このガスの比熱比の正確な値は
不明であるが比熱比γ＝１．３８と仮定した。そして、
ここで末広比 Ａ2／Ａ1は６．２５とした。この値はマ
ッハ数 Ｍ＝５を実現するように設計されたものであ
る。このとき、チャンバー圧力Ｐ_chとよどみ圧Ｐ₀の
比、すなわち臨界圧力比は、Ｐ_ch／Ｐ₀＜０．３９の関
係を満たさなければならない。パルスバルブを完全開放
状態にして、 Ｐ_ch／Ｐ₀＜０．３９の関係を満たすため
には、前記反応性ガスの流量を１００ｓｃｃｍとした場
合には真空ポンプの排気能力として２４０００Ｌ／ｍｉ
ｎ．を必要とすることになる。このため莫大なサイズの
真空ポンプが必要であった。

【００３８】一方パルスバルブのデューティ比を１／１
０に設定すると、反応ガスの流量は開放状態のときの
み、１００ｓｃｃｍとなる。実質クローズ状態も含めた
時間平均としては１０ｓｃｃｍとなる。この流量は真空
ポンプの排気能力として、２４００Ｌ／ｍｉｎ．でよい
ということになる。

【００３９】このようにパルスバルブを使用することに
より瞬間的にマッハ条件を満たしつつ、真空ポンプにか
ける負担を下げることができ、真空ポンプあるいはその
占有面積からくる制限をなくすことができる。

【００４０】さらにまた、本発明の表面処理装置を用い
た表面処理方法によれば、高密度で反応性の高いガス
を、任意の温度にまで低下させて、被処理基体Ｓ上に導
くことでき、この結果作業効率のみならず膜質を大幅に
向上することができる。

【００４１】なお、この実施例では、プラズマ励起のた
めのコイル５をスロート部３に配設しているが、これに
限定されることなくノズルの任意の場所に設けることが
できる。 また、ここではパルスバルブのデューティ比
を１／１０に設定したが、デューティ比は、0.05〜0.5
程度とするのが望ましく、この範囲の中で適宜変更可能
である。

【００４２】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。この表面処理装置は図３に示すように、パルスバ
ルブ８によってガスを間欠的に供給することにより、高
速プラズマ流７を間欠的に形成するとともに、この高速
プラズマ流の噴射後、次の噴射に先立ち、チャンバー内
の被処理基体Ｓ表面に沿って、高速のガス流を形成し、
被処理基体表面に残留するガスプラズマ等を除去する高
速ガス供給手段１３を配設したことを特徴とする。この
高速ガス供給手段はパルスバルブの駆動タイミングに同
期して、たとえば図４に示すようにパルス駆動され、ヘ
リウム、アルゴンガスなどの不活性ガスを間欠的に供給
するように構成されている。また、チャンバー１内の圧
力Ｐｃｈおよびラバールノズルのガス導入管のよどみ部
２ｓの圧力Ｐ０をそれぞれ測定するように構成された第
１および第２の圧力センサ１１、１２が配設されてい
る。そして、これら第１および第２の圧力センサ１１、
１２の出力はそれぞれ制御手段１０に伝達され、制御手
段１０はチャンバー１内の圧力Ｐｃｈおよびラバールノ
ズルのガス導入管のよどみ部２ｓの圧力Ｐ０を考慮しつ
つ、パルスバルブ８、高速ガス供給手段１３、および真
空ポンプ９の駆動を調整するつように構成されている。

【００４３】他の部分については図１に示した前記第１
の実施例と同様に構成されており、同一構成要素には同
一番号を付した。

【００４４】なお、前記実施例では、ラバールノズルに
ついて説明したが、 直管構造のノズルを用いてもよいこ
とはいうまでもない。

【００４５】加えて、前記実施例では、成膜方法につい
て説明したが、成膜に限定されることなく、エッチング
にも適用可能であることはいうまでもない。

【００４６】例えば、５vol.％ＣＦ₄とＯ₂との混合ガス
を用い基板温度を１９６℃に設定しレジストパターンの
形成されたシリコン基板表面のエッチングをおこなった
結果アスペクト比１００の急峻なプロファイルをもつ高
精度のトレンチを形成することができた。

【００４７】また反応性ガスとしてアンモニアガスを用
いプラズマ励起してチタン表面に導くことにより表面は
良好な窒化チタンに改質された。

【００４８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、チャンバーの排気に多大な排気能力を必要とするこ
となく極めて効率良く高速ガス流を形成し、残留ガスに
よる不純物の混入もなく高効率で信頼性の高い表面処理
を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の表面処理装置を示す図

【図２】本発明の第１の実施例の表面処理装置で用いら
れるノズルを示す説明図

【図３】本発明の第２の実施例の表面処理装置を示す図

【図４】同装置の駆動タイミングを示す図

【図５】従来例の表面処理装置を示す図

【符号の説明】

1 チャンバー ２ ガス導入管 ３ スロート部（喉部） ４ ガス噴射管 ５ 誘導コイル ６ ガス ７ プラズマ流 ８ パルスバルブ ９ 真空ポンプ ９ａ メカニカルブースターポンプ ９ｂ ロータリーポンプ １０ 制御手段 １１ 第１のセンサ １２ 第２のセンサ １３ 高速ガス供給手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/28 ３０１ Ｈ０１Ｌ 21/28 ３０１Ｒ 21/31 21/31 Ｂ 21/3205 21/88 Ｍ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理室内に設けられた被処理基体の表面
   に反応性ガスを噴射することにより前記被処理基体の表
   面処理を行う表面処理装置において、 前記処理室内を所望の圧力に真空排気する真空排気手段
   と、 ガス導入部と、ガス噴射部とを有し、前記ガス噴射部か
   ら、前記処理室内に反応性ガスを噴射するようにガス流
   路を形成するノズルと、 前記ノズルの前記ガス導入部に、所望のデューティ比を
   有するパルスとして、前記反応性ガスを間欠的に供給す
   るパルスガス供給手段と、 前記被処理基体の表面に沿
   って清浄化用ガスを噴射して、前記被処理基体表面の残
   留ガスを除去する清浄化手段とを具備し、 前記清浄化手段は、前記パルスガス供給手段のパルスの
   タイミングに応じて間欠的に駆動せしめられることを特
   徴とする表面処理装置
2. 【請求項２】 処理室内に設けられた被処理基体の表面
   にガスプラズマを噴射することにより前記被処理基体の
   表面処理を行う表面処理装置において、 前記処理室内を所望の圧力に真空排気する真空排気手段
   と、 断面積が徐々に小さくなるように構成されたガス導入部
   と、前記ガス導入部に接続され、ノズル全体で最小の断
   面積をもつように構成されたスロート部と、前記スロー
   ト部に接続され、所定の広がり角をもって断面積が徐々
   に拡大せしめられ、最大断面積をとるように構成された
   ガス噴射部とからなり、該ノズル内を通過するガスを断
   熱膨張せしめ、ガス噴射部から、前記処理室内に音速よ
   りも大きい流速で噴射するように、加速するガス流路を
   構成する超音速ノズルと、 前記超音速ノズルの前記ガス導入部に、所望のデューテ
   ィ比を有するパルスとして、前記反応性ガスを間欠的に
   供給するパルスガス供給手段と、 前記超音速ノズルの流路の一部でノズル内を通過するガ
   スをプラズマ励起するプラズマ生成手段と、 前記被処理基体の表面に沿って高圧の清浄化用ガスを噴
   射して、前記被処理基体表面の残留ガスを除去する清浄
   化手段とを具備し、 前記清浄化手段は、前記パルスガス供給手段のパルスの
   タイミングに応じて間欠的に駆動せしめられることを特
   徴とする表面処理装置
3. 【請求項３】 処理室内を所望の圧力に真空排気する真
   空排気工程と、 前記処理室内に噴射口が設置されたノズルの、ガス供給
   口から、反応性ガスを間欠的に供給するガス供給工程
   と、 前記ノズルの流路に電場を形成し、前記ガスをプラズマ
   励起することにより、ガスプラズマを生成する工程と、 前記ガスプラズマを断熱膨張させて音速よりも大きい流
   速となるように所望の方向に加速すると共に、前記噴射
   口の近傍に配設された被処理ガス表面に高速のガスプラ
   ズマを導くことにより前記被処理基体表面を表面処理す
   る表面処理方法において、 前記ガス供給工程が所望のデューティ比を有するパルス
   として間欠的に前記反応性ガスを供給する工程であり、 前記反応性ガスの供給タイミングに同期して、前記被処
   理基体の表面近傍に、前記被処理基体の表面に沿って清
   浄化用ガスを噴射し前記被処理基体表面の残留ガスプラ
   ズマを除去する清浄化工程を含むようにしたことを特徴
   とする表面処理方法。