JP6234860B2 - 成膜装置および成膜方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ダイヤモンドライクカーボン（diamond-like carbon：ＤＬＣ）膜を成膜する技術に関する。
ダイヤモンドライクカーボン膜は、硬度および強度（機械的強度）が高く、低摩耗性および耐摩耗性に優れているため、ハードコーティング等の各種の用途に幅広く用いられている。
ダイヤモンドライクカーボン膜の成膜には、例えば、プラズマＣＶＤ（plasma-enhanced chemical vapor deposition）法が用いられる。特許文献１〜３には、プラズマＣＶＤによってダイヤモンドライクカーボン膜を成膜する装置が記載されている。
特許第４１４５３６１号公報 特許第４６４６７６３号公報 特許第４７０４４５３号公報
プラズマＣＶＤによってダイヤモンドライクカーボン膜を成膜するにあたって、成膜効率を高めるためには、例えば、成膜対象となる基材を加熱する、という手法が一般的であった。ところが、基材のサイズが大きくなってくると、基材が加熱により容易に熱歪を生じてしまうため、加熱により成膜効率を高めるという手法を採ることが難しい。また、基材の耐熱性が低い場合も、この手法を採ることができない。そこで、加熱以外の手法で、ダイヤモンドライクカーボン膜の成膜効率を向上させる技術が求められていた。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ダイヤモンドライクカーボン膜の成膜効率を高めることができる技術を提供することを目的とする。
第１の態様は、成膜装置であって、内部に処理空間を形成するチャンバーと、前記処理空間に配置された低インダクタンスの誘導結合型アンテナと、前記誘導結合型アンテナに、間欠的に繰り返し周波数が２ＫＨｚ以上、かつ、１０ＫＨｚ以下で高周波電力を供給する高周波電力供給部と、前記処理空間に、炭化水素を含むガスを供給するガス供給部と、膜付けの対象物である基材を、前記誘導結合型アンテナに対して、相対移動させる相対移動部と、前記誘導結合型アンテナへの高周波電力の供給が一時的に停止されている時間帯に、前記基材に負の電圧を印加する電圧印加部と、を備える。
第２の態様は、第１の態様に係る成膜装置であって、前記相対移動部が、前記基材に当接して前記基材を支持する支持部材と、前記支持部材に当接して前記支持部材を支持しつつ、前記支持部材を搬送経路に沿って搬送する支持部材搬送部と、を備え、前記電圧印加部が、前記支持部材を介して前記基材に負の電圧を印加する。
第３の態様は、第２の態様に係る成膜装置であって、前記基材の下面の全体に前記支持部材が当接する。
第４の態様は、第２または第３の態様に係る成膜装置であって、前記電圧印加部が、前記支持部材が通過する領域内に固定的に配置され、搬送される前記支持部材に摺動自在に当接するシューと、前記シューに負の電圧を供給する電圧供給部と、を備える。
第５の態様は、第４の態様に係る成膜装置であって、前記電圧印加部が、前記シューを前記支持部材に近づける方向に付勢する付勢部材、を備える。
第６の態様は、第４または第５の態様に係る成膜装置であって、前記シューが、カーボンにより形成されている。
第７の態様は、第１の態様に係る成膜装置であって、前記相対移動部が、前記基材に当接して前記基材を支持しつつ、前記基材を搬送経路に沿って搬送する基材搬送部、を備え、前記電圧印加部が、前記基材搬送部を介して前記基材に負の電圧を印加する。
第８の態様は、第７の態様に係る成膜装置であって、前記基材搬送部が、前記基材に下方から当接して前記基材を支持するローラと、前記ローラを回転させる回転駆動部と、を備え、前記電圧印加部が、前記ローラを介して前記基材に負の電圧を印加する。
第９の態様は、第１から第８のいずれかの態様に係る成膜装置であって、前記誘導結合型アンテナに高周波電力が供給されることによって、前記処理空間に、電子密度が３×１０１０（個／ｃｍ３）以上のプラズマが生成される。
第１０の態様は、第１から第９のいずれかの態様に係る成膜装置であって、前記誘導結合型アンテナの巻き数が一周未満である。
第１１の態様は、第１から第９のいずれかの態様に係る成膜装置であって、前記誘導結合型アンテナの巻き数が一周である。
第１２の態様は、第１０または第１１の態様に係る成膜装置であって、前記誘導結合型アンテナを複数個備え、前記複数の誘導結合型アンテナが、第１の方向に沿って配列され、前記複数の誘導結合型アンテナの各々が、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿う姿勢で配置される。
第１３の態様は、第１０または第１１の態様に係る成膜装置であって、前記誘導結合型アンテナを複数個備え、前記複数の誘導結合型アンテナが、第１の方向に沿って配列され、前記複数の誘導結合型アンテナの各々が、前記第１の方向に沿う姿勢で配置される。
第１４の態様は、第１から第９のいずれかの態様に係る成膜装置であって、前記誘導結合型アンテナが、直線棒状である。
第１５の態様は、成膜方法であって、ａ）内部に処理空間を形成するチャンバー内に、膜付けの対象物である基材を搬入する工程と、ｂ）前記処理空間に、炭化水素を含むガスを供給する工程と、ｃ）前記処理空間に配置された低インダクタンスの誘導結合型アンテナに対して前記基材を相対移動させつつ、前記基材に対する成膜処理を行う工程と、を備え、前記ｃ）工程が、ｃ１）前記誘導結合型アンテナに、高周波電力を供給する工程と、ｃ２）前記誘導結合型アンテナへの高周波電力の供給を停止し、前記供給が停止されている時間帯に、前記基材に負の電圧を印加する工程と、ｃ３）前記ｃ１）工程と前記ｃ２）工程とを交互に繰り返す繰り返し工程と、を備え、前記繰り返し工程による高周波電力の間欠供給の繰り返し周波数は２ＫＨｚ以上、かつ、１０ＫＨｚ以下である。
第１〜第１５の態様によると、低インダクタンスの誘導結合型アンテナに高周波電力を間欠的に供給し、誘導結合型アンテナへの高周波電力の供給が一時的に停止されている時間帯に、基材に負の電圧を印加する。この構成によると、高周波電力の間欠供給の繰り返しの周波数を、十分高いものとすることができる。ひいては、基材に印加する負の電圧の周波数を、十分高いものとすることができる。これによって、高い成膜効率で、ダイヤモンドライクカーボン膜を成膜できる。
特に、第３の態様によると、基材の下面の全体に支持部材が当接する。この構成によると、支持部材を介して負の電圧が印加されることによって、基材の上面の全体に均一な負の電界が形成される。これによって、当該上面の全体に、均一な厚みのダイヤモンドライクカーボン膜を成膜できる。
特に、第４の態様によると、搬送経路に沿って搬送される支持部材の下面が通過する領域内にシューが固定的に配置されており、搬送経路に沿って搬送される支持部材に、このシューが当接することによって、基材に負の電圧が印加される。この構成によると、簡易な構成で、基材を誘導結合型アンテナに対して移動させつつ、基材に負の電圧を印加できる。
特に、第５の態様によると、シューを支持部材に付勢する付勢部材が設けられるので、支持部材に支持される基材に負の電圧を確実に印加できる。
特に、第９の態様によると、処理空間に、電子密度が３×１０１０（個／ｃｍ３）以上の高密度のプラズマが生成されるので、高エネルギーの炭素ラジカルが生成される。これによって、良好な膜質のダイヤモンドライクカーボン膜を高い成膜効率で成膜できる。
特に、第１０の態様によると、巻き数が一周未満の誘導結合型アンテナを用いてプラズマが生成される。巻き数が一周未満の誘導結合型アンテナによると、低いインダクタンスを容易に実現できる。
特に、第１２の態様によると、複数の誘導結合型アンテナが、第１の方向に沿って配列され、各誘導結合型アンテナが、当該第１の方向と直交する第２の方向に沿う姿勢で配置される。この構成によると、各誘導結合型アンテナの形成する磁場が重なりあうので、高密度のプラズマが発生し、高エネルギーの炭素ラジカルが生成される。これによって、良好な膜質のダイヤモンドライクカーボン膜を高い成膜効率で成膜できる。
プラズマ処理装置の概略構成を模式的に示す図である。 成膜装置の構成を模式的に示す側断面図である。 図２を矢印Ｑ方向から見た平断面図である。 誘導結合型アンテナの配列例を示す図である。 誘導結合型アンテナの配列例を示す図である。 誘導結合型アンテナへの電力の供給タイミングと、基材への電圧の印加タイミングとを説明するための図である。 成膜装置において実行される処理の流れを示す図である。 誘導結合型アンテナに高周波電力が供給されている時間帯における、処理空間内での粒子の挙動を説明するための図である。 誘導結合型アンテナへの高周波電力の供給が停止されており、かつ、基材に負の電圧が印加されている時間帯における、処理空間内での粒子の挙動を説明するための図である。 成膜装置の構成を模式的に示す側断面図である。 誘導結合型アンテナの配列例を示す図である。 誘導結合型アンテナの配列例を示す図である。 成膜装置の構成を模式的に示す側断面図である。 図１３を矢印Ｑ方向から見た平断面図である。 基材が環状の搬送経路に沿って搬送される態様に係る成膜装置の要部を上方から見た模式図である。
以下、図面を参照しながら、実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。また、図面においては、理解容易のため、各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。
＜I．第１の実施の形態＞
＜１．プラズマ処理装置１００＞
＜１−１．構成＞
プラズマ処理装置１００の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、プラズマ処理装置１００の概略構成を模式的に示す図である。
プラズマ処理装置１００は、受け渡しチャンバー１１０を介して接続された２個の搬送チャンバー１２０ａ，１２０ｂの各々を取り囲んで、一群のチャンバー１３０〜１７０が、クラスタ状に接続された構成を備える。
具体的には、一方の搬送チャンバー（第１搬送チャンバー）１２０ａの周囲には、２個のロードロックチャンバー１３０，１３０と、１個の前処理チャンバー１４０と、１個の成膜チャンバー１５０と、が配置される。また、他方の搬送チャンバー（第２搬送チャンバー）１２０ｂの周囲には、１個の成膜チャンバー１５０と、１個の後処理チャンバー１６０と、２個のアンロードロックチャンバー１７０，１７０と、が配置される。なお、各チャンバー１１０〜１７０の個数およびレイアウトは、図に例示されるものに限らない。例えば、各チャンバー１１０〜１７０の個数は、例えば、各チャンバー１１０〜１７０での処理に要する処理時間等に基づいて規定されてもよい。
各チャンバー１１０〜１７０の接続部分には、ゲート１９０が設けられている。ゲート１９０は、例えばゲートバルブによって開閉されて、これと隣り合うチャンバーに対して接続された状態（開状態）と、当該隣り合うチャンバーを遮断密閉する状態（閉状態）との間で切替可能となっている。また、各チャンバー１１０〜１７０には、高真空排気系（図示省略）が設けられており、各チャンバー１１０〜１７０の内部空間を真空状態に減圧できるようになっている。また、プラズマ処理装置１００は、各チャンバー１１０〜１７０内に配置された装置等を統括制御する制御部（図示省略）を備える。
第１搬送チャンバー１２０ａおよび第２搬送チャンバー１２０ｂの各々の内部には、その周囲に接続された各チャンバー１３０〜１７０との間で、処理対象物である基材９の授受を行う搬送装置（図示省略）が配置される。
ロードロックチャンバー１３０、および、アンロードロックチャンバー１７０は、プラズマ処理装置１００内を真空に保持する（すなわち、大気に開放しない）ために設けられる。ロードロックチャンバー１３０は、第１搬送チャンバー１２０ａへ未処理の基材９を搬入するためのチャンバーであり、アンロードロックチャンバー１７０は、第２搬送チャンバー１２０ｂから処理済みの基材９を搬出するためのチャンバーである。
前処理チャンバー１４０の内部空間は、前処理を行うための処理空間を形成し、当該内部空間には、前処理を行うための装置が配置される。前処理とは、基材９に対する成膜処理に先立って行われる処理であり、具体的には、例えば、酸素プラズマ等を用いたデソーバー（クリーニング）処理である。
成膜チャンバー１５０の内部空間は、成膜処理を行うための処理空間を形成し、当該内部空間には、成膜処理を行うための装置である成膜装置１０が配置される。成膜処理とは、具体的には、プラズマＣＶＤ（plasma-enhanced chemical vapor deposition）によって、膜付けの対象物である基材９に、ダイヤモンドライクカーボン膜（以下、「ＤＬＣ膜」ともいう）を形成する処理である。成膜装置１０については、後に具体的に説明する。
後処理チャンバー１６０の内部空間は、後処理を行うための処理空間を形成し、当該内部空間には、後処理を行うための装置が配置される。後処理とは、成膜処理を施された後の基材９に対する処理であり、具体的には、例えば、アルゴンプラズマ、あるいは、水素プラズマ等を用いた表面改質処理である。
＜１−２．処理の流れ＞
プラズマ処理装置１００において実行される処理の流れについて、引き続き図１を参照しながら説明する。以下に説明する処理は、プラズマ処理装置１００の制御部（図示省略）の制御下で実行される。
ロードロックチャンバー１３０を介してプラズマ処理装置１００に搬入された基材９は、前処理チャンバー１４０、成膜チャンバー１５０、および、後処理チャンバー１６０に、この順番で搬送されながら、各チャンバー１４０，１５０，１６０内で定められた処理を次々と施される。そして、処理済みの基材９は、アンロードロックチャンバー１７０を介してプラズマ処理装置１００から搬出される。
すなわち、ロードロックチャンバー１３０を介してプラズマ処理装置１００に搬入された基材９は、まず、第１搬送チャンバー１２０ａ内の搬送装置（第１搬送装置）によって、前処理チャンバー１４０に搬入され、ここで前処理を施される。
前処理チャンバー１４０で前処理を施された基材９は、第１搬送装置によって前処理チャンバー１４０から搬出されて、続いて、成膜チャンバー１５０に搬入され、ここで成膜処理を施される。ただし、第１搬送チャンバー１２０ａと接続されている成膜チャンバー（第１成膜チャンバー）１５０が空いている場合は、第１搬送装置は、前処理後の基材９を第１成膜チャンバー１５０にそのまま搬入する。この場合、基材９は、第１成膜チャンバー１５０で成膜処理を施されることになる。一方、第１成膜チャンバー１５０で別の基材９が処理されている場合は、第１搬送装置は、前処理後の基材９を、受け渡しチャンバー１１０を介して、第２搬送チャンバー１２０ｂ内の搬送装置（第２搬送装置）に受け渡す。第２搬送装置は、受け取った基材９を、第２搬送チャンバー１２０ｂと接続されている成膜チャンバー（第２成膜チャンバー）１５０に搬入する。この場合、基材９は、第２成膜チャンバー１５０で成膜処理を施されることになる。
第１成膜チャンバー１５０で成膜処理を施された基材９は、第１搬送装置により第１成膜チャンバー１５０から搬出され、受け渡しチャンバー１１０を介して、第２搬送装置に受け渡される。第２搬送装置は、受け取った基材９を、後処理チャンバー１６０に搬入する。また、第２成膜チャンバー１５０で成膜処理を施された基材９は、第２搬送装置により第２成膜チャンバー１５０から搬出され、そのまま後処理チャンバー１６０に搬入される。後処理チャンバー１６０に搬入された基材９は、ここで後処理を施される。
後処理チャンバー１６０で後処理を施された基材９は、第２搬送装置によって後処理チャンバー１６０から搬出され、アンロードロックチャンバー１７０を介してプラズマ処理装置１００から搬出される。
＜２．成膜装置１０＞
＜２−１．構成＞
次に、成膜装置１０について、図２〜図６を参照しながら説明する。図２は、成膜装置１０の構成を模式的に示す側断面図である。図３は、図２を矢印Ｑ方向から見た平断面図である。図４、図５は、誘導結合型アンテナ２１の配列例を示す図である。図６は、誘導結合型アンテナ２１への電力の供給タイミングと、基材９への電圧の印加タイミングとを説明するための図である。なお、以下に参照する図面には、方向を説明するためにＸＹＺ直交座標軸が、適宜付されている。この座標軸におけるＺ軸の方向は、鉛直線の方向を示し、ＸＹ平面は水平面である。また、Ｘ軸およびＹ軸の各々は、チャンバー１の側壁と平行な軸である。また、Ｙ軸は、基材９の搬送方向と平行な軸である。
成膜装置１０は、プラズマＣＶＤによって、膜付けの対象物である基材９にＤＬＣ膜を形成する装置である。膜付けの対象物である基材９は、具体的には、例えば、ガラス板である。
成膜装置１０は、内部に処理空間Ｖを形成するチャンバー１と、処理空間Ｖにプラズマを発生させるプラズマ発生部２と、処理空間Ｖに材料ガスを供給するガス供給部３と、基材９を、プラズマ発生部２の誘導結合型アンテナ２１に対して相対移動させる相対移動部４と、基材９に負の電圧を印加する電圧印加部５と、チャンバー１内に設けられたシールド部材６と、を備える。また、成膜装置１０は、これが備える各構成要素等を制御する制御部７を備える。また、成膜装置１０は、他にも、処理空間Ｖ内の圧力を調整するための機構（具体的には、例えば、高真空排気系、真空ゲージ、等）（図示省略）等を備える。
＜チャンバー１＞
チャンバー１は、例えば、直方体形状の外形を呈する中空部材であり、内部に処理空間Ｖを形成する。チャンバー１の天板１１は、その下面が水平姿勢となるように配置されており、当該下面から処理空間Ｖに向けて、後述する誘導結合型アンテナ２１が、複数個、間隔をあけて突設されている。また、チャンバー１の底板１２の付近には、基材９の搬送経路が規定されている。また、チャンバー１の側壁の一つには、例えばゲートバルブによって開閉されるゲート１９０（図１参照）が設けられており、チャンバー１は、このゲート１９０を介して、搬送チャンバー（第１搬送チャンバー１２０ａ、あるいは、第２搬送チャンバー１２０ｂ）と接続されている。
＜プラズマ発生部２＞
プラズマ発生部２は、処理空間Ｖにプラズマを発生させる装置であり、低インダクタンスの誘導結合型アンテナ（誘導結合タイプの高周波アンテナ）２１を、複数個、備える。もっとも、誘導結合型アンテナ２１の個数は、必ずしも複数である必要はなく、１個であってもよい。ただし、ここでいう「低インダクタンスの誘導結合型アンテナ」とは、単体のインダクタンスが１１．５μＨ（マイクロヘンリー）以下であるような誘導結合型アンテナをいう。
誘導結合型アンテナ２１は、具体的には、例えば、金属製のパイプ状導体をＵ字形状に曲げたものを、石英などの誘電体で覆ったものである。このようなＵ字形状の誘導結合型アンテナ２１は、巻数が１回未満の誘導結合型アンテナに相当し、巻数が１回以上の誘導結合型アンテナよりもインダクタンスが低い。例えば、巻半径が「１００ｍｍ」で、巻長さが「６００ｍｍ」の鉄心なしコイルのインダクタンスは、巻き数が「１００回」であるとすると「５５０μＨ」であるが、巻き数が「１回未満」であるとすると「５．５μＨ未満」となる。このように、巻き数が１回未満の誘導結合型アンテナによると、低インダクタンスの誘導結合型アンテナが容易に実現される。
複数の誘導結合型アンテナ２１は、定められた方向に沿って、間隔をあけて（好ましくは等間隔で）、一列に配列されて、天板１１に対して固定される。複数の誘導結合型アンテナ２１は、具体的には、例えば、各々の両端部を結ぶ線分Ｌの中心点Ｃが、直線状の仮想軸Ｋ上に配置されることによって、当該仮想軸Ｋに沿って一列に配列されている（図４、図５参照）。この仮想軸Ｋは、基材９の搬送方向（後述する）（図示の例では、Ｙ方向）と直交する軸であることが好ましい。また、この仮想軸Ｋは、チャンバー１のいずれかの側壁と平行に延在する軸であることも好ましい。
ただし、各誘導結合型アンテナ２１の仮想軸Ｋに対する姿勢（線分Ｌと仮想軸Ｋとがなす角度）は、任意に規定できる。
例えば、各誘導結合型アンテナ２１は、図４に示されるように、線分Ｌと仮想軸Ｋとが平行になる姿勢（すなわち、複数の誘導結合型アンテナ２１の各々が、その配列方向と平行な姿勢）で配置されてもよい。つまり、複数の誘導結合型アンテナ２１が第１の方向（図示の例では、Ｘ方向）に沿って配列され、各誘導結合型アンテナ２１が当該第１の方向に沿う姿勢で配置されてもよい。
また例えば、各誘導結合型アンテナ２１は、図５に示されるように、線分Ｌと仮想軸Ｋとが直交する姿勢（すなわち、複数の誘導結合型アンテナ２１の各々が、その配列方向と直交する姿勢）で配置されてもよい。つまり、複数の誘導結合型アンテナ２１が第１の方向（図示の例では、Ｘ方向）に沿って配列され、各誘導結合型アンテナ２１が、当該第１の方向と直交する第２の方向（図示の例では、Ｙ方向）に沿う姿勢で配置されてもよい。
各誘導結合型アンテナ２１の一端は、給電器２２およびマッチングボックス２３を介して、高周波電力供給部２４に接続されている。高周波電力供給部２４は、例えば、高周波電源（ＲＦ電源）を含んで構成される。また、各誘導結合型アンテナ２１の他端は接地されている。この構成において、高周波電力供給部２４から各誘導結合型アンテナ２１に高周波電力（具体的には、例えば、出力周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波電力）が流されると、誘導結合型アンテナ２１の周囲の電界（高周波誘導電界）により電子が加速されて、プラズマ（誘導結合プラズマ（Inductively Coupled Plasma：ＩＣＰ））が発生する。ここでは、誘導結合型アンテナ２１に高周波電力が供給（給電）されることによって、処理空間Ｖに、電子密度が３×１０１０（個／ｃｍ３）以上の高密度のプラズマが生成される。
ただし、高周波電力供給部２４は、各誘導結合型アンテナ２１に対して、高周波電力を間欠的に供給する（図６参照）。この間欠供給の繰り返しの周波数ｆ１は、例えば、２ｋＨｚ（キロヘルツ）以上、かつ、１０ｋＨｚ以下であることが好ましく、例えば、５ｋＨｚ程度であることが好ましい。また、１回の高周波電電力の持続時間ｔ１は、例えば、５０μｓ（マイクロセカンド）程度であることが好ましい。上述したとおり、ここで用いられる誘導結合型アンテナ２１は、低インダクタンスの誘導結合型アンテナであるため、応答性に優れている。したがって、例えば２〜１０ｋＨｚという高い繰り返しの周波数ｆ１で、高周波電力を間欠供給しても、これに十分に応答できる。
＜ガス供給部３＞
ガス供給部３は、処理空間Ｖに、成膜の材料となる材料ガスを供給する。ここでは、各種の炭化水素ガスを含むガスを、材料ガスとして用いることができる。例えば、メタンガス、アセチレンガス等が材料ガスとして好適である。
ガス供給部３は、具体的には、例えば、材料ガスの供給源であるガス供給源３１と、一端がガス供給源３１と接続された導入配管３２と、を備える。導入配管３２の他端は、チャンバー１の天板１１を上下に貫通して設けられた複数のガス供給ポート３３の各々と接続される。また、導入配管３２の経路途中には、供給バルブ３４が介挿される。供給バルブ３４は、導入配管３２を流れるガスの流量を自動調整できるバルブであることが好ましく、例えば、マスフローコントローラ等を含んで構成することが好ましい。この構成において、供給バルブ３４が開放されると、ガス供給源３１から供給される材料ガスが、導入配管３２および各ガス供給ポート３３を介して、処理空間Ｖの全体に満遍なく吐出される。
＜相対移動部４＞
相対移動部４は、基材９を、誘導結合型アンテナ２１に対して相対移動させる。上述したとおり、この実施の形態では、誘導結合型アンテナ２１はチャンバー１に対して固定されており、相対移動部４は、固定された誘導結合型アンテナ２１に対して基材９を移動させる。
相対移動部４は、基材９に当接してこれを支持する支持部材４１と、支持部材４１に当接してこれを支持しつつ、支持部材４１を搬送経路に沿って搬送する支持部材搬送部４２と、を備える。
支持部材４１は、処理空間Ｖにおいて基材９を水平姿勢で支持する板状部材であり、導電性の材料（例えば、アルミニウム）により形成される。基材９は、膜付けの対象面を上側に向けた状態で、支持部材４１の上面に水平姿勢で載置されることによって、支持部材４１に支持される。支持部材４１の上面と基材９の下面とは、いずれも平坦面であり、支持部材４１とこれに支持されている基材９との接触面積が大きく確保されるようになっている。支持部材４１は、平面視にて基材９よりも大きなサイズとされることが好ましい。この構成によると、基材９の下面の全体に支持部材４１が当接することになる。
支持部材搬送部４２は、支持部材４１に当接してこれを支持しつつ、処理空間Ｖ内に規定される水平な（すなわち、天板１１の下面と平行な）搬送経路に沿って、支持部材４１を搬送する。支持部材搬送部４２は、具体的には、搬送経路を挟んで対向配置された一対の搬送ローラ４２１，４２１と、各搬送ローラ４２１を回転させる回転駆動部４２２と、を備える。
一対の搬送ローラ４２１，４２１は、搬送経路の延在方向（図示の例ではＹ方向）に沿って、複数組配列される。各搬送ローラ４２１のシャフトは、チャンバー１の側壁を回転可能に貫通して設けられており、チャンバー１の外側において、回転駆動部４２２と接続される。ただし、搬送ローラ４２１のシャフトとチャンバー１の側壁との間には、軸受け（例えば、磁性流体軸受け）（図示省略）が設けられており、チャンバー１の気密性が保たれるようになっている。
この構成において、各搬送ローラ４２１が、支持部材４１の端縁（±Ｘ側の端縁）付近に下方から当接しつつ、同期して回転することによって、支持部材４１が、水平姿勢で保持されつつ、搬送経路に沿って搬送される。すなわち、支持部材４１に保持されている基材９が、誘導結合型アンテナ２１に対して相対移動される。
＜電圧印加部５＞
電圧印加部５は、誘導結合型アンテナ２１への高周波電力の供給が一時的に停止されている時間帯に、基材９に負の電圧（バイアス電圧）を印加する。
この電圧印加部５は、バイアス電圧のオンとオフとを繰り返して行う。具体的には、電圧印加部５は、例えば、負極性のパルス電圧を供給するパルス電圧供給部５１を備える。パルス電圧供給部５１は、例えば、ＤＣ電源を有するパルス電源を含んで構成することができる。パルス電圧供給部５１は、予め設定されたパラメータによって規定されるパルス波形（具体的には、周波数ｆ２、負パルスの持続時間ｔ２、負電圧レベルＶ２、等の各パラメータから規定されるパルス波形）に応じた負極性のパルス電圧を形成する（図６参照）。ただし、パルス波形の周波数ｆ２は、上述した高周波電力供給部２４から誘導結合型アンテナ２１へ間欠供給される高周波電力の繰り返しの周波数ｆ１と一致する（ｆ１＝ｆ２）。パルスの持続時間ｔ２は、例えば、１μｓ程度であることが好ましい。また、負電圧レベルＶ２は、例えば、５ｋＶ(キロボルト）以上、かつ、１０ｋＶ以下であることが好ましく、例えば、１０ｋＶ程度であることが好ましい。また、電流は１００Ａ（アンペア）程度であることが好ましい。
この電圧印加部５は、支持部材４１を介して、基材９に負の電圧を印加する。具体的には、電圧印加部５は、複数のシュー５２と、シュー５２と同数個の付勢部材５３と、をさらに備える。
複数のシュー５２は、上方から見て、搬送経路に沿って搬送される支持部材４１の下面が通過する領域内に、例えばマトリクス状に、固定的に配列されている。各シュー５２は、例えば、直方体状の部材であり、導電性の材料（例えば、カーボン）により形成される。また、各シュー５２は、その平坦な上端面が、搬送経路に沿って搬送される支持部材４１の下面が通過する仮想面内にくるように配設されており、当該上端面が、搬送経路に沿って搬送される支持部材４１の下面に摺動自在に当接可能となっている。
各付勢部材５３は、可撓性を有する部材（例えば、ばね部材）であり、導電性の材料により形成される。各付勢部材５３は、下端においてパルス電圧供給部５１と接続され、上端においてシュー５２の下端と接続される。付勢部材５３は、これと接続されているシュー５２を、支持部材４１の下面に近づける方向に付勢する。したがって、複数のシュー５２のうち、平面視にて支持部材４１と重なる位置にあるシュー５２は、付勢部材５３の付勢力を受けて、支持部材４１の下面に押し付けられた状態となる。
搬送経路に沿って搬送される支持部材４１の下面には、少なくとも１個のシュー５２が、押し付けられた状態で当接した状態となる。したがって、支持部材４１の搬送が開始された後に、パルス電圧供給部５１から、各付勢部材５３を介して各シュー５２に負の電圧が印加されると、支持部材４１と接触しているシュー５２を介して、支持部材４１に負の電圧が印加される。支持部材４１に支持されている基材９に負の電圧が印加されることによって、基材９の上面（膜付けの対象面）付近に、負の電界が形成される。
＜シールド部材６＞
シールド部材６は、支持部材４１の下面側への炭素ラジカル８２（後述する）の回り込みを抑制するための部材である。
シールド部材６は、具体的には、チャンバー１の側壁（±Ｘ側の側壁）から水平姿勢で突出するように設けられて、搬送経路を挟んで対向配置された一対のシールド板６１，６１を備える。各シールド板６１は、基材９の搬送経路と誘導結合型アンテナ２１との間の位置（好ましくは、基材９の搬送経路と略同一高さか、当該搬送経路よりも僅かに高い位置）に配置される。また、各シールド板６１は、その突出端側の縁部（チャンバー１の側壁に固定されている側とは逆側の縁部）が、鉛直方向から見て、支持部材４１上に保持された基材９の端縁（±Ｘ側の端縁）の通過位置よりも僅かに外側の領域にくるように配置される。また、各シールド板６１は、その面内の全体に、無数の貫通孔が満遍なく形成されており、全体としてメッシュ状を呈している。さらに、各シールド板６１は、その突出端側の縁部付近の部分が、セラミック等の絶縁体の材料から形成されており、当該縁部付近を除く部分が、金属等の導電性の材料により形成される。
この構成によると、誘導結合型アンテナ２１の周囲に発生した炭素ラジカル８２（後述する）のうち、基材９の脇を通って支持部材４１の下面側に回り込もうとするものが、このシールド部材６により捕獲（失活）されて、希ガスとなって、排気部（図示省略）によって処理空間Ｖから排出される。これによって、支持部材４１の下面側への炭素ラジカル８２の回り込みが抑制される。なお、上述したとおり、シールド板６１の突出端側の縁部付近は、絶縁体の材料で形成されている。したがって、基材９に電圧が印加されても、シールド板６１と基材９との間に放電が生じることはない。
＜制御部７＞
制御部７は、成膜装置１０が備える各構成要素と電気的に接続され、これら各要素を制御する。制御部７は、具体的には、例えば、各種演算処理を行うＣＰＵ、プログラム等を記憶するＲＯＭ、演算処理の作業領域となるＲＡＭ、プログラムや各種のデータファイルなどを記憶するハードディスク、ＬＡＮ等を介したデータ通信機能を有するデータ通信部等がバスラインなどにより互いに接続された、一般的なコンピュータにより構成される。また、制御部７は、各種表示を行うディスプレイ、キーボードおよびマウスなどで構成される入力部等と接続されている。成膜装置１０においては、制御部７の制御下で、基材９に対して定められた処理が実行される。
＜２−２．処理の流れ＞
成膜装置１０において実行される処理の流れについて、図７を参照しながら説明する。以下に説明する処理は、制御部７の制御下で実行される。図７は、当該処理の流れを示す図である。
まず、膜付けの対象物となる基材９が、外部の搬送装置によって、ゲート１９０を介して成膜装置１０の処理空間Ｖに搬入される（ステップＳ１）。搬入された基材９は、膜付けの対象面を上側に向けた状態で、支持部材４１の上面に載置されることによって、支持部材４１に支持される。支持部材４１に基材９が支持された状態となると、高真空排気系により処理空間Ｖが真空状態とされる。
処理空間Ｖが真空状態となると、ガス供給部３が、処理空間Ｖに、材料ガスである炭化水素ガスの供給を開始する（ステップＳ２）。具体的には、供給バルブ３４が開放されることによって、ガス供給源３１から供給される材料ガスが、導入配管３２および各ガス供給ポート３３を介して、処理空間Ｖに吐出開始される。
処理空間Ｖ内の材料ガスの圧力が所定値に到達すると、相対移動部４が、基材９の搬送を開始する（ステップＳ３）。具体的には、支持部材搬送部４２が、基材９を支持している支持部材４１を、搬送経路に沿って搬送開始する。
続いて、成膜処理が行われる（ステップＳ４）。つまり、基材９を搬送しつつ（すなわち、基材９を誘導結合型アンテナ２１に対して相対移動させつつ）、当該基材９に対する成膜処理が行われる。成膜処理では、誘導結合型アンテナ２１に対する高周波電力の供給（ステップＳ４１）と、基材９に対する負の電圧（バイアス電圧）の印加（ステップＳ４２）とが、交互に繰り返して行われる。すなわち、高周波電力供給部２４から誘導結合型アンテナ２１に、繰り返しの周波数ｆ１で、高周波電力が間欠供給される一方で、電圧印加部５から基材９に、周波数ｆ２のパルス波形に応じた負極性のパルス電圧が印加される。ただし、パルス波形の周波数ｆ２は、間欠供給される高周波電力の繰り返しの周波数ｆ１と等しい。また、パルス電圧の初期位相は、高周波電力の間欠供給の初期位相から、少なくとも、高周波電電力の持続時間ｔ１以上遅れたものとされる。したがって、図６に示されるように、誘導結合型アンテナ２１に対して所定の持続時間ｔ１だけ高周波電力の供給が持続された後、誘導結合型アンテナ２１への高周波電力の供給が一旦停止され、誘導結合型アンテナ２１への高周波電力の供給が停止されてから遅滞なく（好ましくは、誘導結合型アンテナ２１への高周波電力の供給が停止された直後に）、基材９に負の電圧が印加される。基材９に対して１パルスの持続時間ｔ２だけ負の電圧が印加された後、再び、誘導結合型アンテナ２１に対して所定の持続時間ｔ１の高周波電力の供給が行われ、以降、同様の動作が繰り返して行われる。
このように、誘導結合型アンテナ２１に対する高周波電力の供給と、基材９に対する負の電圧の印加とが、交互に繰り返して行われることによって、処理空間Ｖ内で、以下に説明する反応が進み、基材９上に、ＤＬＣ膜が形成される。処理空間Ｖ内で進行する反応について、図８、図９を参照しながら説明する。図８は、誘導結合型アンテナ２１に高周波電力が供給されている時間帯Ｔ１（図６参照）における、処理空間Ｖ内での粒子の挙動を説明するための図である。図９は、誘導結合型アンテナ２１への高周波電力の供給が停止されており、かつ、基材９に負の電圧が印加されている時間帯Ｔ２（図６参照）における、処理空間Ｖ内での粒子の挙動を説明するための図である。なお、図８、図９においては、説明に関係のある粒子のみが模式的に示されている。
誘導結合型アンテナ２１に高周波電力が供給されている時間帯Ｔ１においては、誘導結合型アンテナ２１の周囲に電界（高周波誘導電界）が形成され、この電界により電子が加速されて、プラズマ（誘導結合プラズマ）８１が発生する。プラズマ８１が発生すると、処理空間Ｖ内に材料ガスとして供給されている炭化水素ガスが活性化されて、炭素ラジカル８２が生成される。上述したとおり、ここでは、電子密度が３×１０１０（個／ｃｍ３）以上の高密度のプラズマ８１が発生するので、生成される炭素ラジカル８２も非常に高いエネルギーを持つことになる。
誘導結合型アンテナ２１への高周波電力の供給が停止されるとともに、これと遅滞なく、基材９に負の電圧（バイアス電圧）が印加されると、プラズマ８１がまだエネルギーを完全には失っていない状態のまま、基材９の電圧が低下する。すなわち、基材９の上面（膜付けの対象面）に、負の電界が形成される。処理空間Ｖ内に発生している炭素ラジカル８２は正の電荷を帯びている（正に帯電している）ため、基材９の電圧が低下すると、当該炭素ラジカル８２が、基材９に引き込まれる。すなわち、炭素ラジカル８２が、基材９に向かう方向に加速されて、膜付けの対象面に勢いよく衝突する。この時に、炭素ラジカル８２が瞬間的に高温・高圧状態となり、炭素のダイヤモンド晶が生成される。高エネルギーの炭素ラジカル８２が次々と入射することによって、膜付けの対象面のダイヤモンド晶が成長していく。
以降、同様のことが繰り返される。すなわち、基材９に負の電圧が印加された後、再び、誘導結合型アンテナ２１に高周波電力が供給されると、プラズマ８１が新たに発生し、処理空間Ｖ内の炭化水素ガスが活性化されて、高エネルギーの炭素ラジカル８２が新たに生成される。そして、誘導結合型アンテナ２１への高周波電力の供給が停止されるとともに、これに遅滞なく基材９に負の電圧が印加されると、高エネルギーの炭素ラジカル８２が、基材９に引きこまれ、先に基材９の膜付けの対象面に生成されているダイヤモンド晶と結合する。これによって、膜付けの対象面のダイヤモンド晶が成長していき、ＤＬＣ膜が成膜されていく。
再び図７を参照する。成膜処理が開始されてから所定の時間が経過して、膜付けの対象面に所定の膜厚のＤＬＣ膜が形成されると、誘導結合型アンテナ２１に対する高周波電力の間欠供給が停止されるとともに、基材９に対するパルス電圧の印加が停止される。また、材料ガスの供給も停止される。そして、支持部材４１に支持されている基材９が、外部の搬送装置によって処理空間Ｖから搬出される（ステップＳ５）。
以上で、一枚の基材９に対する処理が終了する。新たな基材９が成膜装置１０に搬入されると、当該基材９に対して、上述した一連の処理（ステップＳ１〜ステップＳ５）が行われることになる。
＜３．効果＞
第１の実施の形態に係る成膜装置１０によると、低インダクタンスの誘導結合型アンテナ２１に高周波電力を間欠的に供給し、誘導結合型アンテナ２１への高周波電力の供給が一時的に停止されている時間帯に、基材９に負の電圧を印加する。上述したとおり、低インダクタンスの誘導結合型アンテナ２１は、高周波電力のオン・オフに、即座に応答できるため、高周波電力の間欠供給の繰り返しの周波数ｆ１を、十分高いものとすることができる。ひいては、基材９に印加する負の電圧の周波数（具体的には、負極性のパルス波形の周波数）ｆ２を、十分高いものとすることができる。これによって、高い成膜効率で、ＤＬＣ膜を成膜できる。
また、成膜装置１０において、基材９の下面の全体に支持部材４１が当接する構成とすれば、この支持部材４１を介して負の電圧が印加されることによって、基材９の上面（膜付けの対象面）の全体に均一な負の電界が形成される。これによって、膜付けの対象面の全体に、均一な厚みのＤＬＣ膜を成膜できる。
また、成膜装置１０によると、搬送経路に沿って搬送される支持部材４１の下面が通過する領域内にシュー５２が固定的に配置されており、搬送経路に沿って搬送される支持部材４１に、このシュー５２が当接することによって、基材９に負の電圧が印加される。この構成によると、簡易な構成で、基材９を誘導結合型アンテナ２１に対して移動させつつ、基材９に負の電圧を印加できる。
また、成膜装置１０によると、シュー５２を支持部材４１に付勢する付勢部材５３が設けられるので、支持部材４１に支持される基材９に負の電圧を確実に印加できる。
また、成膜装置１０によると、処理空間Ｖに、電子密度が３×１０１０（個／ｃｍ３）以上の高密度のプラズマ８１が生成されるので、高エネルギーの炭素ラジカル８２が生成される。これによって、良好な膜質のＤＬＣ膜を高い成膜効率で成膜できる。
また、成膜装置１０によると、巻き数が一周未満の誘導結合型アンテナ２１を用いてプラズマ８１が生成される。巻き数が一周未満の誘導結合型アンテナ２１によると、低いインダクタンスを容易に実現できる。
また、成膜装置１０において、複数の誘導結合型アンテナ２１が、第１の方向に沿って配列され、各誘導結合型アンテナ２１が、当該第１の方向と直交する第２の方向に沿う姿勢で配置される場合（図５参照）、各誘導結合型アンテナ２１の形成する磁場が重なりあう。この構成によると、高密度のプラズマ８１が発生し、高エネルギーの炭素ラジカル８２が生成される。これによって、良好な膜質のＤＬＣ膜を高い成膜効率で成膜できる。
＜II．第２の実施の形態＞
＜１．成膜装置１０ａの構成＞
第２の実施の形態に係る成膜装置１０ａについて、図１０〜図１２を参照しながら説明する。図１０は、成膜装置１０ａの構成を模式的に示す側断面図である。図１１、図１２は、誘導結合型アンテナ２１ａの配列例を示す図である。図面および以下の説明においては、第１の実施の形態に係る成膜装置１０が備える構成要素と同じ構成要素については、同じ符号で示すとともに、説明を省略する。
成膜装置１０ａは、第１の実施の形態に係る成膜装置１０と同様、プラズマＣＶＤによって、基材９（例えば、ガラス板）にＤＬＣ膜を形成する装置であり、例えば、上述したプラズマ処理装置１００に搭載される。
成膜装置１０は、内部に処理空間Ｖを形成するチャンバー１と、処理空間Ｖにプラズマを発生させるプラズマ発生部２ａと、処理空間Ｖに材料ガス（例えば、メタンガス、アセチレンガス等の各種の炭化水素ガスを含む材料ガス）を供給するガス供給部３と、基材９をプラズマ発生部２ａの誘導結合型アンテナ２１ａに対して相対移動させる相対移動部４と、基材９に負の電圧を印加する電圧印加部５と、チャンバー１内に設けられたシールド部材６と、を備える。また、成膜装置１０は、これが備える各構成要素等を制御する制御部７を備える。また、成膜装置１０は、他にも、処理空間Ｖ内の圧力を調整するための機構（図示省略）等を備える。
成膜装置１０ａは、プラズマ発生部２ａの構成において、第１の実施の形態に係る成膜装置１０と相違する。具体的には、第１の実施の形態に係る成膜装置１０が備えるプラズマ発生部２は、Ｕ字状の誘導結合型アンテナ２１を備えていたが、この実施の形態に係る成膜装置１０ａが備えるプラズマ発生部２ａは、１周のループ状の誘導結合型アンテナ２１ａを備える。以下において、プラズマ発生部２ａの構成について説明する。
＜プラズマ発生部２ａ＞
プラズマ発生部２ａは、処理空間Ｖにプラズマを発生させる装置であり、低インダクタンスの誘導結合型アンテナ２１ａを、複数個、備える。もっとも、誘導結合型アンテナ２１ａの個数は、必ずしも複数である必要はなく、１個であってもよい。ただし、上述したとおり、「低インダクタンスの誘導結合型アンテナ」とは、単体のインダクタンスが１１．５μＨ以下であるような誘導結合型アンテナをいう。
誘導結合型アンテナ２１ａは、具体的には、例えば、金属製のパイプ状導体を、１周のループ状（環状）に曲げたものを、アルミナセラミックス等の保護管で覆ったものである（所謂、シングルループアンテナ）。このようなシングルループタイプの誘導結合型アンテナ２１ａは、巻き数が１周の誘導結合型アンテナに相当する。巻き数が１周の誘導結合型アンテナによっても、低インダクタンスの誘導結合型アンテナが容易に実現される。また、このようなシングルループタイプの誘導結合型アンテナ２１ａは、ループ内の広い空間に強い磁場（例えば、未周回のアンテナに比べて強い磁場）が形成されるため、広い空間に特に高密度のプラズマを発生させることができるという利点がある。
複数の誘導結合型アンテナ２１ａは、第１の実施の形態に係る複数の誘導結合型アンテナ２１と同様、定められた方向に沿って、間隔をあけて（好ましくは等間隔で）、一列に配列されて、天板１１に対して固定される。複数の誘導結合型アンテナ２１ａは、具体的には、例えば、各々のループの中心点Ｃが、直線状の仮想軸Ｋ上に配置されることによって、当該仮想軸Ｋに沿って一列に配列されている（図１１、図１２参照）。この仮想軸Ｋは、基材９の搬送方向（図示の例では、Ｙ方向）と直交する軸であることが好ましい。また、この仮想軸Ｋは、チャンバー１のいずれかの側壁と平行に延在する軸であることも好ましい。
ただし、各誘導結合型アンテナ２１ａの仮想軸Ｋに対する姿勢（ループの径方向と仮想軸Ｋとがなす角度）は、任意に規定できる。
例えば、各誘導結合型アンテナ２１ａは、図１１に示されるように、ループの径方向Ｒと仮想軸Ｋとが平行になる姿勢（すなわち、複数の誘導結合型アンテナ２１ａの各々が、その配列方向と平行な姿勢）で配置されてもよい。つまり、複数の誘導結合型アンテナ２１ａが第１の方向（図示の例では、Ｘ方向）に沿って配列され、各誘導結合型アンテナ２１ａが当該第１の方向に沿う姿勢で配置されてもよい。
また例えば、各誘導結合型アンテナ２１ａは、図１２に示されるように、ループの径方向Ｒと仮想軸Ｋとが直交する姿勢（すなわち、複数の誘導結合型アンテナ２１ａの各々が、その配列方向と直交する姿勢）で配置されてもよい。つまり、複数の誘導結合型アンテナ２１ａが第１の方向（図示の例では、Ｘ方向）に沿って配列され、各誘導結合型アンテナ２１が、当該第１の方向と直交する第２の方向（図示の例では、Ｙ方向）に沿う姿勢で配置されてもよい。
各誘導結合型アンテナ２１ａの一端は、給電器２２およびマッチングボックス２３を介して、高周波電力供給部２４に接続されている。高周波電力供給部２４は、例えば、高周波電源（ＲＦ電源）を含んで構成される。また、各誘導結合型アンテナ２１ａの他端は接地されている。この構成において、高周波電力供給部２４から各誘導結合型アンテナ２１ａに高周波電力（具体的には、例えば、出力周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波電力）が流されると、誘導結合型アンテナ２１ａの周囲の電界（高周波誘導電界）により電子が加速されて、プラズマ（誘導結合プラズマ）が発生する。ここでも、誘導結合型アンテナ２１ａに高周波電力が供給されることによって、処理空間Ｖに、電子密度が３×１０１０（個／ｃｍ３）以上の高密度のプラズマが生成される。
ただし、成膜装置１０ａでも、上記の実施の形態に係る成膜装置１０と同様、高周波電力供給部２４は、各誘導結合型アンテナ２１ａに対して、高周波電力を間欠的に供給する（図６参照）。ここでも、間欠供給の繰り返しの周波数ｆ１は、例えば、２ｋＨｚ以上、かつ、１０ｋＨｚ以下であることが好ましく、例えば、５ｋＨｚ程度であることが好ましい。また、１回の高周波電電力の持続時間ｔ１は、例えば、５０μｓ程度であることが好ましい。上述したとおり、ここで用いられる誘導結合型アンテナ２１ａは、低インダクタンスの誘導結合型アンテナであるため、応答性に優れている。したがって、例えば２〜１０ｋＨｚという高い繰り返しの周波数ｆ１で、高周波電力を間欠供給しても、これに十分に応答できる。
＜２．成膜装置１０ａにおける処理の流れ＞
成膜装置１０ａにおいて実行される処理の流れは、第１の実施の形態に係る成膜装置１０において実行される処理の流れと同様である。
＜３．効果＞
第２の実施の形態に係る成膜装置１０ａにおいても、第１の実施の形態に係る成膜装置１０と同様の効果を得ることができる。すなわち、成膜装置１０ａにおいても、低インダクタンスの誘導結合型アンテナ２１ａに高周波電力を間欠的に供給し、誘導結合型アンテナ２１ａへの高周波電力の供給が一時的に停止されている時間帯に、基材９に負の電圧を印加するところ、低インダクタンスの誘導結合型アンテナ２１ａは、高周波電力のオン・オフに、即座に応答できるため、高周波電力の間欠供給の繰り返しの周波数ｆ１、ひいては、基材９に印加する負の電圧の周波数ｆ２を、十分高いものとすることができる。これによって、高い成膜効率で、ＤＬＣ膜を成膜できる。
また、成膜装置１０ａによると、巻き数が一周の誘導結合型アンテナ２１ａを用いてプラズマ８１が生成される。巻き数が一周の誘導結合型アンテナ２１ａによると、低いインダクタンスを容易に実現できる。
また、成膜装置１０ａにおいて、複数の誘導結合型アンテナ２１ａが、第１の方向に沿って配列され、各誘導結合型アンテナ２１ａが、当該第１の方向と直交する第２の方向に沿う姿勢で配置される場合（図１２参照）、各誘導結合型アンテナ２１ａの形成する磁場が重なりあう。この構成によると、高密度のプラズマ８１が発生し、プラズマ８１の発生する空間も広くなる。したがって、高エネルギーの炭素ラジカル８２が広い範囲に生成される。これによって、良好な膜質のＤＬＣ膜を高い成膜効率で成膜できる。
＜III．第３の実施の形態＞
＜１．成膜装置１０ｂの構成＞
第３の実施の形態に係る成膜装置１０ｂについて、図１３、図１４を参照しながら説明する。図１３は、成膜装置１０ｂの構成を模式的に示す側断面図である。図１４は、図１３を矢印Ｑ方向から見た平断面図である。図面および以下の説明においては、第１の実施の形態に係る成膜装置１０が備える構成要素と同じ構成要素については、同じ符号で示すとともに、説明を省略する。
成膜装置１０ｂは、第１の実施の形態に係る成膜装置１０と同様、プラズマＣＶＤによって、基材９（例えば、ガラス板）にＤＬＣ膜を形成する装置であり、例えば、上述したプラズマ処理装置１００に搭載される。
成膜装置１０ｂは、内部に処理空間Ｖを形成するチャンバー１と、処理空間Ｖにプラズマを発生させるプラズマ発生部２ｂと、処理空間Ｖに材料ガス（例えば、メタンガス、アセチレンガス等の各種の炭化水素ガスを含む材料ガス）を供給するガス供給部３と、基材９をプラズマ発生部２ｂの誘導結合型アンテナ２１ｂに対して相対移動させる相対移動部４ｂと、基材９に負の電圧を印加する電圧印加部５ｂと、チャンバー１内に設けられたシールド部材６と、を備える。また、成膜装置１０ｂは、これが備える各構成要素等を制御する制御部７を備える。また、成膜装置１０は、他にも、処理空間Ｖ内の圧力を調整するための機構（図示省略）等を備える。
成膜装置１０ｂは、プラズマ発生部２ｂ、相対移動部４ｂ、および、電圧印加部５ｂの構成において、第１の実施の形態に係る成膜装置１０と相違する。以下において、プラズマ発生部２ｂ、相対移動部４ｂ、および、電圧印加部５ｂの各構成について説明する。
＜プラズマ発生部２ｂ＞
プラズマ発生部２ｂは、処理空間Ｖにプラズマを発生させる装置であり、低インダクタンスの誘導結合型アンテナ２１ｂを、１個、備える。もっとも、誘導結合型アンテナ２１ｂの個数は、必ずしも１個である必要はなく、複数個であってもよい。ただし、上述したとおり、「低インダクタンスの誘導結合型アンテナ」とは、単体のインダクタンスが１１．５μＨ以下であるような誘導結合型アンテナをいう。
誘導結合型アンテナ２１ｂは、具体的には、例えば、直線棒状の、金属製のパイプ状導体を、石英などの誘電体で覆ったものである（所謂、ロッドアンテナ）。ただし、誘導結合型アンテナ２１ｂの長さは、所定の上限長さ以下とされる。ここでいう「上限長さ」とは、誘導結合型アンテナ２１ｂのインダクタンスが、１１．５μＨとなる長さである。すなわち、直線棒状の誘導結合型アンテナのインダクタンスは、長さに比例して高くなるところ、誘導結合型アンテナ２１ｂは、そのインダクタンスが、１１．５μＨ以下となるような長さとなっている。例えば、半径が「２ｍｍ」直線棒状のアンテナのインダクタンスは、長さが「２２００ｍｍ」であるとすると「３．０６μＨ」となる。このように、例えば長さが「２２００ｍｍ」の誘導結合型アンテナによって、低インダクタンスの誘導結合型アンテナ２１ｂが実現される。
誘導結合型アンテナ２１ｂは、その両端部の各々がチャンバー１の側壁に対して固定（貫通固定）されることによって、天板１１付近の高さ位置に、水平姿勢で、支持される。ただし、誘導結合型アンテナ２１ｂは、その長尺方向を、基材９の搬送方向（図示の例では、Ｙ方向）と直交する軸に沿わせる姿勢で配置されていることが好ましい。また、誘導結合型アンテナ２１ｂは、その長尺方向を、チャンバー１のいずれかの側壁と平行に延在する軸に沿わせる姿勢で配置されていることも好ましい。
誘導結合型アンテナ２１ｂの一方の端部は、高周波電力供給部２２ｂに接続されている。高周波電力供給部２２ｂは、例えば、高周波電源（ＲＦ電源）を含んで構成される。また、誘導結合型アンテナ２１ｂの他方の端部は、接地されている。ただし、誘導結合型アンテナ２１ｂの各端部とチャンバー１の側壁との間には、軸受けが設けられており、チャンバー１の気密性が保たれるようになっている。この構成において、高周波電力供給部２２ｂから各誘導結合型アンテナ２１ｂに高周波電力（具体的には、出力周波数が例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電力）が流されると、誘導結合型アンテナ２１ｂの周囲の電界（高周波誘導電界）により電子が加速されて、プラズマ（誘導結合プラズマ）が発生する。ここでも、誘導結合型アンテナ２１ｂに高周波電力が供給されることによって、処理空間Ｖに、電子密度が３×１０１０（個／ｃｍ３）以上のプラズマが生成される。
ただし、成膜装置１０ｂでも、上記の各実施の形態に係る成膜装置１０，１０ａと同様、高周波電力供給部２２ｂは、各誘導結合型アンテナ２１ｂに対して、高周波電力を間欠的に供給する（図６参照）。ここでも、間欠供給の繰り返しの周波数ｆ１は、例えば、２ｋＨｚ以上、かつ、１０ｋＨｚ以下であることが好ましく、例えば、５ｋＨｚ程度であることが好ましい。また、１回の高周波電電力の持続時間ｔ１は、例えば、５０μｓ程度であることが好ましい。上述したとおり、ここで用いられる誘導結合型アンテナ２１ｂは、低インダクタンスの誘導結合型アンテナであるため、応答性に優れている。したがって、例えば２〜１０ｋＨｚという高い繰り返しの周波数ｆ１で、高周波電力を間欠供給しても、これに十分に応答できる。
＜相対移動部４ｂ＞
相対移動部４ｂは、基材９を、誘導結合型アンテナ２１ｂに対して相対移動させる。上述したとおり、この実施の形態でも、誘導結合型アンテナ２１ｂはチャンバー１に対して固定されており、相対移動部４ｂは、固定された誘導結合型アンテナ２１ｂに対して基材９を移動させる。
相対移動部４ｂは、基材９に当接してこれを支持しつつ、基材９を搬送経路（具体的には、処理空間Ｖ内に規定される水平な（すなわち、天板１１の下面と平行な）搬送経路）に沿って搬送する基材搬送部４１ｂを、備える。基材搬送部４１ｂは、具体的には、例えば、複数の搬送ローラ４１１ｂと、これらを回転させる回転駆動部４１２ｂと、を備える。
複数の搬送ローラ４１１ｂは、搬送経路に沿って配列され、基材９に下方から当接して基材９を支持する。各搬送ローラ４１１ｂは、棒状部材であり、導電性の材料により形成される。具体的には、例えば、各搬送ローラ４１１ｂは、鋼等の合金を断面円形の棒状に成形した部材に、ニッケルメッキを施すことにより形成される。
各搬送ローラ４１１ｂは、その両端部に配設されている絶縁性のシャフト４１１１ｂ，４１１２ｂの各々が、チャンバー１の側壁に対して、回転可能に固定されることによって、底板１２付近の高さ位置に、水平姿勢で、支持される。ただし、各搬送ローラ４１１ｂは、その長尺方向を、基材９の搬送方向（図示の例では、Ｙ方向）と直交する軸に沿わせる姿勢で配置される。
基材９は、膜付けの対象面を上側に向けた状態で、複数の搬送ローラ４１１ｂのうちの少なくとも１個の搬送ローラ４１１ｂの上に水平姿勢で載置されることによって、搬送ローラ４１１ｂ上に支持される。
各搬送ローラ４１１ｂの一方のシャフト４１１１ｂは、チャンバー１の側壁を回転可能に貫通して設けられており、チャンバー１の外側において、回転駆動部４１２ｂと接続される。ただし、当該シャフト４１１１ｂとチャンバー１の側壁との間には、軸受け（例えば、磁性流体軸受け）４１３ｂが設けられており、チャンバー１の気密性が保たれるようになっている。なお、後述するように、このシャフト４１１１ｂは、中空構造となっており、中空部分に、パルス電圧供給部５１ｂから延びる導線が挿通される。
この構成において、複数の搬送ローラ４１１ｂのうちの少なくとも１個が、膜付けの対象面を上側に向けた基材９に、下方から当接しつつ、同期して回転することによって、基材９が、水平姿勢で保持されつつ、搬送経路に沿って搬送される。すなわち、基材９が、誘導結合型アンテナ２１ｂに対して相対移動される。
＜電圧印加部５ｂ＞
電圧印加部５ｂは、誘導結合型アンテナ２１ｂへの高周波電力の供給が一時的に停止されている時間帯に、基材９に負の電圧を印加する。
この電圧印加部５ｂも、上記の実施の形態に係る電圧印加部５と同様、バイアス電圧のオンとオフとを繰り返して行う。具体的には、電圧印加部５ｂは、例えば、負極性のパルス電圧を供給するパルス電圧供給部５１ｂを備える。パルス電圧供給部５１ｂは、例えば、ＤＣ電源を有するパルス電源を含んで構成することができる。パルス電圧供給部５１ｂは、予め設定されたパラメータによって規定されるパルス波形に応じた負極性のパルス電圧を形成する（図６参照）。ただし、成膜装置１０ｂでも、上記の各実施の形態に係る成膜装置１０，１０ａと同様、パルス波形の周波数ｆ２は、上述した高周波電力供給部２２ｂから誘導結合型アンテナ２１ｂへ間欠供給される高周波電力の繰り返しの周波数ｆ１と一致する（ｆ１＝ｆ２）。また、パルスの持続時間ｔ２は、例えば、１μｓ程度であることが好ましい。また、負電圧レベルＶ２は、例えば、５ｋＶ以上、かつ、１０ｋＶ以下であることが好ましく、例えば、１０ｋＶ程度であることが好ましい。また、電流は１００Ａ程度であることが好ましい。
この電圧印加部５ｂは、基材搬送部４１ｂ（より具体的には、搬送ローラ４１１ｂ）を介して、基材９に負の電圧を印加する。具体的には、電圧印加部５ｂのパルス電圧供給部５１ｂから伸びる導線は、各搬送ローラ４１１ｂのシャフト４１１１ｂ内の中空部分を挿通されて、各搬送ローラ４１１ｂと接続される。上述したとおり、搬送経路に沿って搬送される基材９の下面には、少なくとも１個の搬送ローラ４１１ｂが当接した状態となる。したがって、基材９の搬送が開始された後に、パルス電圧供給部５１ｂから、各搬送ローラ４１１ｂに負の電圧が印加されると、基材９と接触している搬送ローラ４１１ｂを介して、基材９に負の電圧が印加され、基材９の上面（膜付けの対象面）付近に、負の電界が形成される。
なお、この態様においては、搬送ローラ４１１ｂ間の隙間が小さいほど（すなわち、搬送ローラ４１１ｂが、搬送経路に沿って密に配列されるほど）、基材９の下面における搬送ローラ４１１ｂと接触している部分の総面積が大きく確保され、基材９の上面（膜付けの対象面）付近に形成される負の電界の均一性が高まる。ひいては、膜付けの対象面に成膜されるダイヤモンドライクカーボン膜の膜厚の均一性が高まる。もっとも、電圧印加部５ｂから印加される負極性のパルス電圧の周波数ｆ２は基材９の搬送速度に対して十分に大きく、膜付けの対象面の各領域にはごく微小なレイヤーが無数に積み重なってＤＬＣ膜が生成されていくことになるので、膜付けの対象面付近に形成される電界に多少のムラがあったとしても、膜付けの対象面に成膜されるダイヤモンドライクカーボン膜に問題視されるほどの厚みムラが生じることはない。
＜２．成膜装置１０ｂにおける処理の流れ＞
成膜装置１０ｂにおいて実行される処理の流れは、第１の実施の形態に係る成膜装置１０において実行される処理の流れと同様である。
すなわち、膜付けの対象物となる基材９が、外部の搬送装置によって成膜装置１０ｂの処理空間Ｖに搬入されると（ステップＳ１）、当該搬入された基材９は、膜付けの対象面を上側に向けた状態で、複数の搬送ローラ４１１ｂのうちの少なくとも１個に支持される。続いて、処理空間Ｖが真空状態とされた上で、ガス供給部３が、材料ガスである炭化水素ガスの供給を開始する（ステップＳ２）。処理空間Ｖ内の材料ガスの圧力が所定値に到達すると、相対移動部４ｂが、基材９の搬送を開始するとともに（ステップＳ３）、成膜処理が開始される（ステップＳ４）。つまり、基材９を搬送しつつ、当該基材９に対する成膜処理が行われる。成膜処理では、誘導結合型アンテナ２１ｂに対する高周波電力の供給（ステップＳ４１）と、基材９に対する負の電圧の印加（ステップＳ４２）とが、交互に繰り返して行われ、これによって、膜付けの対象面にＤＬＣ膜が成膜される。膜付けの対象面に所定の膜厚のＤＬＣ膜が形成されると、搬送ローラ４１１ｂに支持されている基材９が、外部の搬送装置によって処理空間Ｖから搬出される（ステップＳ５）。
＜３．効果＞
第３の実施の形態に係る成膜装置１０ｂにおいても、第１の実施の形態に係る成膜装置１０と同様の効果を得ることができる。すなわち、成膜装置１０ｂにおいても、低インダクタンスの誘導結合型アンテナ２１ｂに高周波電力を間欠的に給電し、誘導結合型アンテナ２１ｂへの高周波電力の給電が一時的に停止されている時間帯に、基材９に負の電圧を印加するところ、低インダクタンスの誘導結合型アンテナ２１ｂは、高周波電力のオン・オフに、即座に応答できるため、高周波電力の間欠供給の繰り返しの周波数ｆ１、ひいては、基材９に印加する負の電圧の周波数ｆ２を、十分高いものとすることができる。これによって、高い成膜効率で、ＤＬＣ膜を成膜できる。
＜IV．第４の実施の形態＞
＜１．成膜装置１０ｃの構成＞
第４の実施の形態に係る成膜装置１０ｃについて、図１５を参照しながら説明する。図１５は、成膜装置１０ｃの要部を上方から見た模式図である。図面および以下の説明においては、第１の実施の形態に係る成膜装置１０が備える構成要素と同じ構成要素については、同じ符号で示すとともに、説明を省略する。
成膜装置１０ｃは、第１の実施の形態に係る成膜装置１０と同様、プラズマＣＶＤによって、基材９（例えば、ガラス板）にＤＬＣ膜を形成する装置であり、例えば、上述したプラズマ処理装置１００に搭載される。
成膜装置１０ｃは、内部に処理空間Ｖを形成するチャンバー１ｃと、処理空間Ｖにプラズマを発生させるプラズマ発生部２ｃと、処理空間Ｖに材料ガス（例えば、メタンガス、アセチレンガス等の各種の炭化水素ガスを含む材料ガス）を供給するガス供給部（図示省略）と、基材９を、プラズマ発生部２ｃの誘導結合型アンテナ２１に対して相対移動させる相対移動部４ｃと、基材９に負の電圧を印加する電圧印加部５ｃと、を備える。また、成膜装置１０ｃは、これが備える各構成要素等を制御する制御部７を備える。また、成膜装置１０ｃは、他にも、処理空間Ｖ内の圧力を調整するための機構（具体的には、例えば、高真空排気系、真空ゲージ、等）（図示省略）等を備える。
＜チャンバー１ｃ＞
チャンバー１ｃは、筒状（例えば、円筒状）の外形を呈する中空部材であり、内部に処理空間Ｖを形成する。チャンバー１ｃの周壁の一部には、未処理の基材９をチャンバー１ｃ内に搬入するための搬入ゲート１１ｃが形成されており、別の一部には、処理済みの基材９をチャンバー１ｃから搬出するための搬出ゲート１２ｃが形成されている。各ゲート１１ｃ，１２ｃは、例えばゲートバルブによって開閉されて、チャンバー１ｃと隣り合うチャンバーに対して接続された状態（開状態）と、当該隣り合うチャンバーを遮断密閉する状態（閉状態）との間で切替可能となっている。
＜プラズマ発生部２ｃ＞
プラズマ発生部２ｃは、処理空間Ｖにプラズマを発生させる装置であり、低インダクタンスの誘導結合型アンテナ２１ｃを、複数個、備える。この誘導結合型アンテナ２１ｃとして、例えば、上記の各実施の形態に係る誘導結合型アンテナ２１，２１ａ，２１ｂの少なくとも一つを用いることができる。図示の例では、第１の実施の形態に係る誘導結合型アンテナ２１が、誘導結合型アンテナ２１ｃとして用いられている。この場合、各誘導結合型アンテナ２１ｃは、チャンバー１ｃの内壁から内向きに突設される。また、チャンバー１ｃの軸方向（紙面と直交する方向）に沿って複数の誘導結合型アンテナ２１ｃが配列され、当該複数の誘導結合型アンテナ２１ｃが、チャンバー１ｃ内壁の周方向に沿って間隔をあけて、複数組、設けられる。
各誘導結合型アンテナ２１ｃには、これに高周波電力を間欠的に供給する高周波電力供給部（図示省略）が接続されている。この構成において、高周波電力供給部から各誘導結合型アンテナ２１ｃに高周波電力が流されると、誘導結合型アンテナ２１ｃの周囲の電界により電子が加速されて、処理空間Ｖにプラズマが発生する。ここでも、誘導結合型アンテナ２１ｃに高周波電力が供給されることによって、処理空間Ｖに、電子密度が３×１０１０（個／ｃｍ３）以上のプラズマが生成される。
ただし、成膜装置１０ｃでも、上記の各実施の形態に係る成膜装置１０，１０ａ，１０ｂと同様、高周波電力供給部は、各誘導結合型アンテナ２１ｃに対して、高周波電力を間欠的に供給する（図６参照）。ここでも、間欠供給の繰り返しの周波数ｆ１は、例えば、２ｋＨｚ以上、かつ、１０ｋＨｚ以下であることが好ましく、例えば、５ｋＨｚ程度であることが好ましい。また、１回の高周波電電力の持続時間ｔ１は、例えば、５０μｓ程度であることが好ましい。上述したとおり、ここで用いられる誘導結合型アンテナ２１ｃは、低インダクタンスの誘導結合型アンテナであるため、応答性に優れている。したがって、例えば２〜１０ｋＨｚという高い繰り返しの周波数ｆ１で、高周波電力を間欠供給しても、これに十分に応答できる。
＜相対移動部４ｃ＞
相対移動部４ｃは、基材９を、誘導結合型アンテナ２１ｃに対して相対移動させる機構であり、基材９に当接してこれを支持しつつ、基材９を環状の搬送経路に沿って搬送する基材搬送部４１ｃを、備える。基材搬送部４１ｃは、具体的には、例えば、回転体４１１ｃと、これを回転させる回転駆動部４１２ｃと、を備える。
回転体４１１ｃは、その軸部４１０ｃと直交する断面（水平な断面）が、多角形（あるいは、円形であってもよい）の部材であり、チャンバー１ｃと同軸に配置される。また、回転体４１１ｃは、導電性の材料により形成される。回転体４１１ｃの外周壁には、その周方向に沿って複数の支持領域４１３ｃが形成されており、各支持領域４１３ｃにおいて、１個以上の基材９を支持（例えば、吸着保持）できるようになっている。ただし、基材９は、膜付けの対象面を上側に向けた状態で、各支持領域４１３ｃに支持される。
回転体４１１ｃの軸部４１０ｃには、これを回転駆動させる回転駆動部４１２ｃが接続される。この構成において、回転体４１１ｃに１以上の基材９が支持された状態で、回転体４１１ｃが回転駆動されることによって、基材９が、環状の搬送経路に沿って搬送される。すなわち、基材９が、誘導結合型アンテナ２１ｃに対して相対移動される。
＜電圧印加部５ｃ＞
電圧印加部５ｃは、誘導結合型アンテナ２１ｃへの高周波電力の供給が一時的に停止されている時間帯に、基材９に負の電圧（バイアス電圧）を印加する要素である。ただし、この電圧印加部５ｃも、上記の各実施の形態に係る電圧印加部５，５ｂと同様、バイアス電圧のオンとオフとを繰り返して行うものであり、例えば、負極性のパルス電圧を供給するパルス電圧供給部５１ｃを備える。パルス電圧供給部５１ｃは、例えば、ＤＣ電源を有するパルス電源を含んで構成することができる。パルス電圧供給部５１ｃは、予め設定されたパラメータによって規定されるパルス波形に応じた負極性のパルス電圧を形成する（図６参照）。ただし、成膜装置１０ｃでも、上記の各実施の形態に係る成膜装置１０，１０ａ，１０ｂと同様、パルス波形の周波数ｆ２は、上述した高周波電力供給部２２ｃから誘導結合型アンテナ２１ｃへ間欠供給される高周波電力の繰り返しの周波数ｆ１と一致する（ｆ１＝ｆ２）。また、パルスの持続時間ｔ２は、例えば、１μｓ程度であることが好ましい。また、負電圧レベルＶ２は、例えば、５ｋＶ以上、かつ、１０ｋＶ以下であることが好ましく、例えば、１０ｋＶ程度であることが好ましい。また、電流は１００Ａ程度であることが好ましい。
この電圧印加部５ｃは、基材９を搬送する要素である回転体４１１ｃを介して、基材９に負の電圧を印加する。具体的には、電圧印加部５ｃのパルス電圧供給部５１ｃから伸びる導線は、回転体４１１ｃ（例えば、回転体４１１ｃの軸部４１０ｃ）と接続される。したがって、パルス電圧供給部５１ｃから、回転体４１１ｃに負の電圧が印加されると、回転体４１１ｃを介して、これに支持されている各基材９に負の電圧が印加され、各基材９の上面（膜付けの対象面）付近に、負の電界が形成される。
＜２．成膜装置１０ｃにおける処理の流れ＞
成膜装置１０ｃにおいて実行される処理の流れは、第１の実施の形態に係る成膜装置１０において実行される処理の流れと同様である。
すなわち、膜付けの対象物となる基材９が、外部の搬送装置によって成膜装置１０ｃの処理空間Ｖに搬入されると（ステップＳ１）、当該搬入された基材９は、膜付けの対象面を上側に向けた状態で、回転体４１１ｃの支持領域４１３ｃに支持される。また、ガス供給部が、材料ガスである炭化水素ガスを処理空間Ｖに供給する（ステップＳ２）。そして、相対移動部４ｃが、回転体４１１ｃを回転させて基材９を環状の搬送経路に沿って搬送し（ステップＳ３）、その一方で、成膜処理が行われる（ステップＳ４）。つまり、基材９を搬送しつつ、当該基材９に対する成膜処理が行われる。成膜処理では、誘導結合型アンテナ２１ｃに対する高周波電力の供給（ステップＳ４１）と、基材９に対する負の電圧の印加（ステップＳ４２）とが、交互に繰り返して行われ、これによって、膜付けの対象面にＤＬＣ膜が成膜される。基材９が、搬送経路を所定周数だけ周回して膜付けの対象面に所定の膜厚のＤＬＣ膜が形成されると、支持領域４１３ｃに支持されている基材９が、外部の搬送装置によって処理空間Ｖから搬出される（ステップＳ５）。
＜３．効果＞
第４の実施の形態に係る成膜装置１０ｃにおいても、第１の実施の形態に係る成膜装置１０と同様の効果を得ることができる。すなわち、成膜装置１０ｃにおいても、低インダクタンスの誘導結合型アンテナ２１ｃに高周波電力を間欠的に供給し、誘導結合型アンテナ２１ｃへの高周波電力の供給が一時的に停止されている時間帯に、基材９に負の電圧を印加するところ、低インダクタンスの誘導結合型アンテナ２１ｃは、高周波電力のオン・オフに、即座に応答できるため、高周波電力の間欠供給の繰り返しの周波数ｆ１、ひいては、基材９に印加する負の電圧の周波数ｆ２を、十分高いものとすることができる。これによって、高い成膜効率で、ＤＬＣ膜を成膜できる。
＜V．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
例えば、上記の各実施の形態において、チャンバー１，１ｃに設けられる誘導結合型アンテナ２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃの個数は、図示される個数に限られるものではなく、チャンバー１，１ｃの寸法等に応じて、適宜その個数を選択することができる。
また、第１、第２の各実施の形態に係る誘導結合型アンテナ２１，２１ａは、必ずしも一列に配列される必要はなく、マトリクス状、あるいは、千鳥状に配列されてもよい。例えば、Ｙ方向に沿って延在する仮想軸Ｋを、Ｘ方向に間隔をあけて複数個規定し、当該複数の仮想軸Ｋの各々に沿って、複数の誘導結合型アンテナ２１，２１ａが配列されてもよい。
また、第３の実施の形態において、直線棒状の誘導結合型アンテナ２１ｂが、その長尺方向と直交する方向にそって、複数個、配列されてもよい。
また、第１の実施の形態において、支持部材搬送部４２は、搬送ローラ４２１とこれを回転駆動する回転駆動部４２２とを備える構成としたが、支持部材搬送部４２は、例えば、複数のローラと、これを回転駆動する回転駆動部と、複数のローラに巻回されたベルトと、を含んで構成されてもよい。この場合、基材９を支持する支持部材４１は、ベルト上に載置されて、搬送経路に沿って搬送されることになる。
また、第２の実施の形態において、基材搬送部４１ｂは、搬送ローラ４１１ｂとこれを回転駆動する回転駆動部４１２ｂとを備える構成としたが、基材搬送部４１ｂは、例えば、複数のローラと、これを回転駆動する回転駆動部と、複数のローラに巻回されたベルトと、を含んで構成されてもよい。この場合、基材９は、ベルト上に載置されて、搬送経路に沿って搬送されることになる。また、この場合、ベルトを導電性の材料により形成し、ベルトを介して、基材９に負の電圧を印加すればよい。
また、上記の各実施の形態において、電圧印加部５，５ｂ，５ｃは、パルス波形の負の電圧を供給するものであったが、正弦波形の負の電圧を供給してもよい。
また、上記の各実施の形態に係る成膜装置１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおいて、処理空間Ｖに供給される材料ガスには、必要に応じて、Ｎ、Ｆ、Ｓｉ、Ｔｉ等の元素、あるいは、これらの元素の化合物等が、ドーパントとして含まれていてもよい。
また、上記の各実施の形態に係る成膜装置１０，１０ａ，１０ｂは、所謂、インライン型のプラズマ処理装置（具体的には、例えば、直線状の搬送経路に沿って基材を搬送する搬送部を備え、当該搬送経路に沿って、ロードロックチャンバー、前処理チャンバー、成膜チャンバー、後処理チャンバー、および、アンロードロックチャンバーが設けられたプラズマ処理装置）に搭載されてもよい。
また、上記の各実施の形態に係る成膜装置１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおいて、基材９を加熱する加熱部を設けてもよい。もっとも、加熱部を設けることは必須の要件ではない。すなわち、成膜装置１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおいては、上述したとおり、高周波電力の間欠供給の繰り返しの周波数ｆ１、ひいては、基材９に印加する負の電圧の周波数ｆ２を、十分高いものとすることができるので、基材９の加熱を行わなくとも、高い成膜効率で、ＤＬＣ膜を成膜できる。また、成膜装置１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおいては、上述したとおり、処理空間Ｖ内に、高密度のプラズマが発生し、高エネルギーの炭素ラジカル８２が生成されるので、基材９の加熱を行わなくとも、適切にＤＬＣ膜を生成することができる。
また、上記の各実施の形態に係る成膜装置１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃが備える各要素は、別の実施の形態に係る成膜装置１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃが備える各要素と組み合わされてもよい。例えば、第１の実施の形態に係るプラズマ発生部２、あるいは、第２の実施の形態に係るプラズマ発生部２ａに、第３の実施の形態に係る相対移動部４ｂおよび電圧印加部５ｂが、組み合わされてもよい。また例えば、第３の実施の形態に係るプラズマ発生部２ｂに、第１の実施の形態に係る相対移動部４および電圧印加部５ｂが、組み合わされてもよい。
また、上記の各実施の形態においては、プラズマ処理装置１００にて、基材９に対して、前処理、成膜処理、および、後処理がこの順に行われていたが、前処理と後処理とは必ずしも必須ではない。プロセス設計によっては、前処理および後処理のうちの少なくとも一方の処理が省略されてもよい。
１０ 成膜装置
１ チャンバー
２ プラズマ発生部
２１ 誘導結合型アンテナ
２４ 高周波電力供給部
３ ガス供給部
３１ ガス供給源
３３ ガス供給ポート
４ 相対移動部
４１ 支持部材
４２ 支持部材搬送部
４２１ 搬送ローラ
４２２ 回転駆動部
５ 電圧印加部
５１ パルス電源
５２ シュー
５３ 付勢部材
６ シールド部材
６１ シールド板
７ 制御部
９ 基材
１０ａ 成膜装置
２ａ プラズマ発生部
２１ａ 誘導結合型アンテナ
１０ｂ 成膜装置
２ｂ プラズマ発生部
２１ｂ 誘導結合型アンテナ
２２ｂ 高周波電力供給部
４ｂ 相対移動部
４１ｂ 基材搬送部
４１１ｂ 搬送ローラ
４１２ｂ 回転駆動部
５ｂ 電圧印加部
５１ｂ パルス電源
１０ｃ 成膜装置
１ｃ チャンバー
２ｃ プラズマ発生部
２１ｃ 誘導結合型アンテナ
４ｃ 相対移動部
４１ｃ 基材搬送部
４１１ｃ 回転体
４１２ｃ 回転駆動部
４１３ｃ 支持領域
５ｃ 電圧印加部
５１ｃ パルス電源
１００ プラズマ処理装置

Claims (15)

  1. 内部に処理空間を形成するチャンバーと、
    前記処理空間に配置された低インダクタンスの誘導結合型アンテナと、
    前記誘導結合型アンテナに、間欠的に繰り返し周波数が２ＫＨｚ以上、かつ、１０ＫＨｚ以下で高周波電力を供給する高周波電力供給部と、
    前記処理空間に、炭化水素を含むガスを供給するガス供給部と、
    膜付けの対象物である基材を、前記誘導結合型アンテナに対して、相対移動させる相対移動部と、
    前記誘導結合型アンテナへの高周波電力の供給が一時的に停止されている時間帯に、前記基材に負の電圧を印加する電圧印加部と、
    を備える、成膜装置。
  2. 請求項１に記載の成膜装置であって、
    前記相対移動部が、
    前記基材に当接して前記基材を支持する支持部材と、
    前記支持部材に当接して前記支持部材を支持しつつ、前記支持部材を搬送経路に沿って搬送する支持部材搬送部と、
    を備え、
    前記電圧印加部が、
    前記支持部材を介して前記基材に負の電圧を印加する、
    成膜装置。
  3. 請求項２に記載の成膜装置であって、
    前記基材の下面の全体に前記支持部材が当接する、
    成膜装置。
  4. 請求項２または３に記載の成膜装置であって、
    前記電圧印加部が、
    前記支持部材が通過する領域内に固定的に配置され、搬送される前記支持部材に摺動自在に当接するシューと、
    前記シューに負の電圧を供給する電圧供給部と、
    を備える、成膜装置。
  5. 請求項４に記載の成膜装置であって、
    前記電圧印加部が、
    前記シューを前記支持部材に近づける方向に付勢する付勢部材、
    を備える、成膜装置。
  6. 請求項４または５に記載の成膜装置であって、
    前記シューが、カーボンにより形成されている、成膜装置。
  7. 請求項１に記載の成膜装置であって、
    前記相対移動部が、
    前記基材に当接して前記基材を支持しつつ、前記基材を搬送経路に沿って搬送する基材搬送部、
    を備え、
    前記電圧印加部が、
    前記基材搬送部を介して前記基材に負の電圧を印加する、
    成膜装置。
  8. 請求項７に記載の成膜装置であって、
    前記基材搬送部が、
    前記基材に下方から当接して前記基材を支持するローラと、
    前記ローラを回転させる回転駆動部と、
    を備え、
    前記電圧印加部が、
    前記ローラを介して前記基材に負の電圧を印加する、
    成膜装置。
  9. 請求項１から８のいずれかに記載の成膜装置であって、
    前記誘導結合型アンテナに高周波電力が供給されることによって、前記処理空間に、電子密度が３×１０１０（個／ｃｍ３）以上のプラズマが生成される、
    成膜装置。
  10. 請求項１から９のいずれかに記載の成膜装置であって、
    前記誘導結合型アンテナの巻き数が一周未満である、
    成膜装置。
  11. 請求項１から９のいずれかに記載の成膜装置であって、
    前記誘導結合型アンテナの巻き数が一周である、
    成膜装置。
  12. 請求項１０または１１に記載の成膜装置であって、
    前記誘導結合型アンテナを複数個備え、
    前記複数の誘導結合型アンテナが、第１の方向に沿って配列され、
    前記複数の誘導結合型アンテナの各々が、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿う姿勢で配置される、
    成膜装置。
  13. 請求項１０または１１に記載の成膜装置であって、
    前記誘導結合型アンテナを複数個備え、
    前記複数の誘導結合型アンテナが、第１の方向に沿って配列され、
    前記複数の誘導結合型アンテナの各々が、前記第１の方向に沿う姿勢で配置される、
    成膜装置。
  14. 請求項１から９のいずれかに記載の成膜装置であって、
    前記誘導結合型アンテナが、直線棒状である、
    成膜装置。
  15. ａ）内部に処理空間を形成するチャンバー内に、膜付けの対象物である基材を搬入する工程と、
    ｂ）前記処理空間に、炭化水素を含むガスを供給する工程と、
    ｃ）前記処理空間に配置された低インダクタンスの誘導結合型アンテナに対して前記基材を相対移動させつつ、前記基材に対する成膜処理を行う工程と、
    を備え、
    前記ｃ）工程が、
    ｃ１）前記誘導結合型アンテナに、高周波電力を供給する工程と、
    ｃ２）前記誘導結合型アンテナへの高周波電力の供給を停止し、前記供給が停止されている時間帯に、前記基材に負の電圧を印加する工程と、
    ｃ３）前記ｃ１）工程と前記ｃ２）工程とを交互に繰り返す繰り返し工程と、
    を備え、
    前記繰り返し工程による高周波電力の間欠供給の繰り返し周波数は２ＫＨｚ以上、かつ、１０ＫＨｚ以下である、成膜方法。
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