JPH05156450A - 基体をプラズマｃｖｄ被覆またはプラズマ処理するための方法及び装置 - Google Patents
基体をプラズマｃｖｄ被覆またはプラズマ処理するための方法及び装置Info
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- JPH05156450A JPH05156450A JP4134377A JP13437792A JPH05156450A JP H05156450 A JPH05156450 A JP H05156450A JP 4134377 A JP4134377 A JP 4134377A JP 13437792 A JP13437792 A JP 13437792A JP H05156450 A JPH05156450 A JP H05156450A
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- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
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- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32192—Microwave generated discharge
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- H01J37/32229—Waveguides
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 大表面の基体に経済的にそして特に短時間で
被覆するために、そして従来の被覆よりもより貫通しが
たいそしてより等質な被覆とするために、沈澱し得る反
応ガスが被覆表面の上に流されそしてウエーブガイドで
発生されたマイクロ波によって反応ガスが励起されてバ
ンド形状のプラズマになるようにする。 【構成】 互いに直交して分極しそして互いに４分の１
波長だけ位相のずれている２つの定在波が励起されると
ころの４角形断面のウエーブガイドが用いられる。マイ
クロ波のプラズマへの結合はウエーブガイドの端部の１
つに設けられた縦型のスリットによって行われる。２つ
の交差したマイクロ波分極器（４，５）はウエーブガイ
ド（１）内に置かれ、そしてそれぞれの供給源（７，
８）に隣接した分極器は供給マイクロ波によって貫通さ
れることができそしてそれぞれの供給源（７，８）から
離れて置かれた分極器（４，５）は供給マイクロ波によ
って貫通されることができない。各場合による間隔で置
かれた終端壁（２，３）と分極器（４，５）との距離は
定在波を形成するように選択されている。
被覆するために、そして従来の被覆よりもより貫通しが
たいそしてより等質な被覆とするために、沈澱し得る反
応ガスが被覆表面の上に流されそしてウエーブガイドで
発生されたマイクロ波によって反応ガスが励起されてバ
ンド形状のプラズマになるようにする。 【構成】 互いに直交して分極しそして互いに４分の１
波長だけ位相のずれている２つの定在波が励起されると
ころの４角形断面のウエーブガイドが用いられる。マイ
クロ波のプラズマへの結合はウエーブガイドの端部の１
つに設けられた縦型のスリットによって行われる。２つ
の交差したマイクロ波分極器（４，５）はウエーブガイ
ド（１）内に置かれ、そしてそれぞれの供給源（７，
８）に隣接した分極器は供給マイクロ波によって貫通さ
れることができそしてそれぞれの供給源（７，８）から
離れて置かれた分極器（４，５）は供給マイクロ波によ
って貫通されることができない。各場合による間隔で置
かれた終端壁（２，３）と分極器（４，５）との距離は
定在波を形成するように選択されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は基体を処理または被覆
のための方法に関しており、そこでは被覆を沈澱し得る
反応ガスが被覆表面に流されそしてその反応ガスがウエ
ーブガイドで発生されたマイクロ波によって励起されて
バンド形状（ｂａｎｄ−ｓｈａｐｅｄ）のプラズマにな
る。この発明はその方法を行うための装置にもまた関し
ており、そしてその装置は処理または被覆される基体を
収納するたの反応空間と、その反応空間へ反応ガスを供
給するためのガス入口とそして波長λh のマイクロ波が
励起される反応空間に隣接したウエーブガイドとから構
成されている。
のための方法に関しており、そこでは被覆を沈澱し得る
反応ガスが被覆表面に流されそしてその反応ガスがウエ
ーブガイドで発生されたマイクロ波によって励起されて
バンド形状（ｂａｎｄ−ｓｈａｐｅｄ）のプラズマにな
る。この発明はその方法を行うための装置にもまた関し
ており、そしてその装置は処理または被覆される基体を
収納するたの反応空間と、その反応空間へ反応ガスを供
給するためのガス入口とそして波長λh のマイクロ波が
励起される反応空間に隣接したウエーブガイドとから構
成されている。
【０００２】
【従来の技術】種々の材料の表面を改良するために、超
高周波の、高周波の、または低周波の放電によって発生
されたプラズマは、直流放電によって発生されたプラズ
マと同様に、しばしば用いられている。適用はプラスチ
ック表面を印刷不能にしたり、即ち、液体の濡れ方の意
図的な変更または硬い、耐引っかき性被覆または基体の
光学的そして電気的性質を望ましく変更する被覆（干渉
（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）被覆システム、カラー被
覆、導電性被覆）とすることである。多くの利用のため
には、処理または被覆の種々の性質、例えば被覆厚さ、
多孔性、屈折率、そして導電性、の高度な等質性が重要
である。このことは全表面に一様に作用するプラズマを
一般的に前提としている。
高周波の、高周波の、または低周波の放電によって発生
されたプラズマは、直流放電によって発生されたプラズ
マと同様に、しばしば用いられている。適用はプラスチ
ック表面を印刷不能にしたり、即ち、液体の濡れ方の意
図的な変更または硬い、耐引っかき性被覆または基体の
光学的そして電気的性質を望ましく変更する被覆（干渉
（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）被覆システム、カラー被
覆、導電性被覆）とすることである。多くの利用のため
には、処理または被覆の種々の性質、例えば被覆厚さ、
多孔性、屈折率、そして導電性、の高度な等質性が重要
である。このことは全表面に一様に作用するプラズマを
一般的に前提としている。
【０００３】ＤＥ−ＯＳ３８３０２４９から大領域の平
坦な基体のためのプラズマＣＶＤ方法が知られている。
そこではプラズマ電極は被覆される表面の上または下の
グリッドに置かれ、そして２つの隣接するプラズマ電極
間の距離はそれらのプラズマ柱が互いに重なり合うよう
な大きさである。この配置の欠点はアンテナによって放
出されたマイクロ波エネルギー量が完全に一様なエネル
ギー入力としてプラズマに加えられないということであ
り、そして更に、アンテナによって放出された電波の干
渉効果が一様性を妨害するということである。“緩いウ
ェーブ構造”と呼ばれるウエーブガイド構造が用いられ
ている装置であって基体を処理するためのマイクロ波プ
ラズマを発生するための装置がＤＥ−ＰＳ３１４７９８
６で知られている。ウエーブガイド構造に沿ったプラズ
マへの減少するエネルギー入力のためにこの配置もまた
一様でないバンドプラズマに導く。
坦な基体のためのプラズマＣＶＤ方法が知られている。
そこではプラズマ電極は被覆される表面の上または下の
グリッドに置かれ、そして２つの隣接するプラズマ電極
間の距離はそれらのプラズマ柱が互いに重なり合うよう
な大きさである。この配置の欠点はアンテナによって放
出されたマイクロ波エネルギー量が完全に一様なエネル
ギー入力としてプラズマに加えられないということであ
り、そして更に、アンテナによって放出された電波の干
渉効果が一様性を妨害するということである。“緩いウ
ェーブ構造”と呼ばれるウエーブガイド構造が用いられ
ている装置であって基体を処理するためのマイクロ波プ
ラズマを発生するための装置がＤＥ−ＰＳ３１４７９８
６で知られている。ウエーブガイド構造に沿ったプラズ
マへの減少するエネルギー入力のためにこの配置もまた
一様でないバンドプラズマに導く。
【０００４】エム．ガイスラー（Ｍ．Ｇｅｉｓｌｅ
ｒ）、ジェ．キーセル（Ｊ．Ｋｉｅｓｅｒ）、イー．ラ
エウヒル（Ｅ．Ｒａｅｕｃｈｌｅ）、アール．ウイルヘ
ルム（Ｒ．Ｗｉｌｈｅｌｍ）、真空の科学と技術につい
ての評論Ａ８，９０８（１９９０）“プラズマ源を加熱
する延長マイクロウエーブ電子サイクロトロン共鳴”で
は、バンド形状プラズマを発生するための永久磁石のバ
ンド形状配置とそして延長ホーンアンテナによるマイク
ロ波供給とが知られている。基体とバンド形状プラズマ
との相対的な移動が、あらゆる変形において、移動の方
向に良好な、等質化した処理と被覆を生み出す一方で、
バンドの方向のプラズマの一様性は不十分に思われる。
このような２つのアンテナのオフセット配置でも、緩い
ウエーブ構造の一次元グリッドはプラズマへの完全に一
様なエネルギー入力を導かない。緩いウエーブ構造との
同じ関係に加えて、ＥＣＲ配置の欠点は低いプロセス圧
力が必須であることであり、高い被覆率を達成すること
を望むならば、それが一般的であるが、大きな吸引能力
のポンプを用いて低いプロセス圧力で大きな材料流を注
ぎ出すことができなければならないということである。
使用される基体の非貫通性への要求はまた増大する。別
の欠点は長い導出時間が必要な動作圧力を確立するため
に必要であるということである。
ｒ）、ジェ．キーセル（Ｊ．Ｋｉｅｓｅｒ）、イー．ラ
エウヒル（Ｅ．Ｒａｅｕｃｈｌｅ）、アール．ウイルヘ
ルム（Ｒ．Ｗｉｌｈｅｌｍ）、真空の科学と技術につい
ての評論Ａ８，９０８（１９９０）“プラズマ源を加熱
する延長マイクロウエーブ電子サイクロトロン共鳴”で
は、バンド形状プラズマを発生するための永久磁石のバ
ンド形状配置とそして延長ホーンアンテナによるマイク
ロ波供給とが知られている。基体とバンド形状プラズマ
との相対的な移動が、あらゆる変形において、移動の方
向に良好な、等質化した処理と被覆を生み出す一方で、
バンドの方向のプラズマの一様性は不十分に思われる。
このような２つのアンテナのオフセット配置でも、緩い
ウエーブ構造の一次元グリッドはプラズマへの完全に一
様なエネルギー入力を導かない。緩いウエーブ構造との
同じ関係に加えて、ＥＣＲ配置の欠点は低いプロセス圧
力が必須であることであり、高い被覆率を達成すること
を望むならば、それが一般的であるが、大きな吸引能力
のポンプを用いて低いプロセス圧力で大きな材料流を注
ぎ出すことができなければならないということである。
使用される基体の非貫通性への要求はまた増大する。別
の欠点は長い導出時間が必要な動作圧力を確立するため
に必要であるということである。
【０００５】ＤＥ−ＯＳ３９２６０２３では被覆の生成
のためのＣＶＤ被覆方法とコラム形状開口を備えた金属
パイプ形状の控え部屋が被覆基体の在る反応空間で方法
を実施するための装置とが知られている。この控え部屋
では、プラズマを励起するマイクロ波が発生される。反
応空間へ導入された反応ガスの励起はその時反応空間へ
プラズマをそそぎ込む励起した種によって行われる。し
たがって大部分のプラズマは控え部屋に存在しそして反
応空間には存在しない。大領域の基体を被覆するため
に、基体は控え部屋のスリット形成開口に垂直に移動さ
れる。この方法の欠点は、間接的な励起のために、低い
被覆率と反能率しか達成できないということである。こ
の方法は低い多孔性を備えた全面的に酸化されたそして
非貫通性の被覆を生成するためには適合していない。
のためのＣＶＤ被覆方法とコラム形状開口を備えた金属
パイプ形状の控え部屋が被覆基体の在る反応空間で方法
を実施するための装置とが知られている。この控え部屋
では、プラズマを励起するマイクロ波が発生される。反
応空間へ導入された反応ガスの励起はその時反応空間へ
プラズマをそそぎ込む励起した種によって行われる。し
たがって大部分のプラズマは控え部屋に存在しそして反
応空間には存在しない。大領域の基体を被覆するため
に、基体は控え部屋のスリット形成開口に垂直に移動さ
れる。この方法の欠点は、間接的な励起のために、低い
被覆率と反能率しか達成できないということである。こ
の方法は低い多孔性を備えた全面的に酸化されたそして
非貫通性の被覆を生成するためには適合していない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的はした
がって大領域の基体が経済的に、特に短時間で、被覆で
きる方法と装置であり、そしてその被覆は従来技術の方
法で達成される被覆よりもより非貫通性でそしてより等
質である。
がって大領域の基体が経済的に、特に短時間で、被覆で
きる方法と装置であり、そしてその被覆は従来技術の方
法で達成される被覆よりもより非貫通性でそしてより等
質である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は請求の
範囲１の特徴による方法と請求の範囲１１の特徴による
装置とで達成される。望ましい構成は従属請求の範囲の
目的である。ウエーブガイドにバンド形状プラズマを発
生するために、互いに直交して分極した２つの定在波が
励起されるときそして４分の１波長だけ互いにシフトし
ているときそしてマイクロ波とプラズマの結合が４角形
のウエーブガイドの１つの端部にある１波長スリット
（結合スリット）によって行われるとき基体になされた
被覆は従来の被覆よりもはるかに等質であるということ
がわかった。マイクロ波の供給はウエーブガイドの端部
で各々の場合に行われる。
範囲１の特徴による方法と請求の範囲１１の特徴による
装置とで達成される。望ましい構成は従属請求の範囲の
目的である。ウエーブガイドにバンド形状プラズマを発
生するために、互いに直交して分極した２つの定在波が
励起されるときそして４分の１波長だけ互いにシフトし
ているときそしてマイクロ波とプラズマの結合が４角形
のウエーブガイドの１つの端部にある１波長スリット
（結合スリット）によって行われるとき基体になされた
被覆は従来の被覆よりもはるかに等質であるということ
がわかった。マイクロ波の供給はウエーブガイドの端部
で各々の場合に行われる。
【０００８】４分の１波長だけ互いにシフトした２つの
定在波の利用は１つの定在波のノードが他の定在波の反
ノードにあるので、プラズマへのエネルギー入力が大い
に一様になるという利点がある。分極方向が互いに直交
する２つの分極波の利用はその２つの波は互いに影響し
ないために互いに独立であるという利点がある。線形様
式で分極しているこのような波に対して、全く同一の条
件が矩形のウエーブガイドの端部において認められるの
でウエーブガイドの端部の１つに結合スリットを置くこ
とは有利である。
定在波の利用は１つの定在波のノードが他の定在波の反
ノードにあるので、プラズマへのエネルギー入力が大い
に一様になるという利点がある。分極方向が互いに直交
する２つの分極波の利用はその２つの波は互いに影響し
ないために互いに独立であるという利点がある。線形様
式で分極しているこのような波に対して、全く同一の条
件が矩形のウエーブガイドの端部において認められるの
でウエーブガイドの端部の１つに結合スリットを置くこ
とは有利である。
【０００９】ウエーブガイドの両端に供給されるマイク
ロ波のために、１つの波のエネルギー低下は、プラズマ
バンドの方向のプラズマへの結合は引き起こすのだが他
側から供給される波のエネルギー増加、それはこの方向
に生ずるのだが、によって主に補償される。両方の波の
エネルギー低下は減衰に依存した指数関数によって各場
合に記述されるから、ウエーブガイドの中間では、エネ
ルギー最小値が達成されるが、しかし従来技術による方
法におけるよりもはるかに弱くなるということは真実で
ある。このことはウエーブガイドに沿ったはるかに良好
な等質性が、そしてしかも基板に作用するプラズマの大
いに良好な等質性が、達成されるということを意味して
いる。
ロ波のために、１つの波のエネルギー低下は、プラズマ
バンドの方向のプラズマへの結合は引き起こすのだが他
側から供給される波のエネルギー増加、それはこの方向
に生ずるのだが、によって主に補償される。両方の波の
エネルギー低下は減衰に依存した指数関数によって各場
合に記述されるから、ウエーブガイドの中間では、エネ
ルギー最小値が達成されるが、しかし従来技術による方
法におけるよりもはるかに弱くなるということは真実で
ある。このことはウエーブガイドに沿ったはるかに良好
な等質性が、そしてしかも基板に作用するプラズマの大
いに良好な等質性が、達成されるということを意味して
いる。
【００１０】ウエーブガイドの内部の部屋は反応空間と
は分離しているので、プラズマは、ＤＥ−ＯＳ３９２６
０２３とは対照的に、反応空間から完全に移動されるの
で、基体の上に直接に在ることになる。したがって高い
被覆率と高い反応率が達成される。更に、その被覆はよ
り大きな非貫通性とより低い多孔性とが明確であるか
ら、基板とプラズマとの直接の接触が有利である。ウエ
ーブガイドの端部の１つの結合スリットはウエーブガイ
ドの壁電流ｊを生じないようにしている。これらは次の
方程式にしたがってウエーブガイドの長さ方向Ｘの端部
の面積にしたがって変化する。 ｊ1 ＝ｊ0 ×ｓｉｎ（ａ×ｘ）そして ｊ2 ＝ｊ0 ×ｃｏｓ（ａ×ｘ）， そしてａ＝２π／λh でありそしてｊ0 はウエーブガイ
ドの最大壁電流である。λh は両方の定在波が同じ波長
であるときのウエーブガイドの波長でありそして、異な
る定在波の場合には、両方の波長の平均波長である。減
衰はここでは無視できるほどに小さいとしている。
は分離しているので、プラズマは、ＤＥ−ＯＳ３９２６
０２３とは対照的に、反応空間から完全に移動されるの
で、基体の上に直接に在ることになる。したがって高い
被覆率と高い反応率が達成される。更に、その被覆はよ
り大きな非貫通性とより低い多孔性とが明確であるか
ら、基板とプラズマとの直接の接触が有利である。ウエ
ーブガイドの端部の１つの結合スリットはウエーブガイ
ドの壁電流ｊを生じないようにしている。これらは次の
方程式にしたがってウエーブガイドの長さ方向Ｘの端部
の面積にしたがって変化する。 ｊ1 ＝ｊ0 ×ｓｉｎ（ａ×ｘ）そして ｊ2 ＝ｊ0 ×ｃｏｓ（ａ×ｘ）， そしてａ＝２π／λh でありそしてｊ0 はウエーブガイ
ドの最大壁電流である。λh は両方の定在波が同じ波長
であるときのウエーブガイドの波長でありそして、異な
る定在波の場合には、両方の波長の平均波長である。減
衰はここでは無視できるほどに小さいとしている。
【００１１】発明は２つの実施例を提供する。第１実施
例では、異なる波長λh1とλh2の２つの波を発生する２
つの癒着しない（インコヒーレントな）マイクロ波の放
出器が用いられている。２つの波長λh1とλh2は互いに
１パーセント以下しか異なっていない。このことは壁電
流ｊ1 とｊ2 とによって放射された分離したエネルギー
ｐ1 とｐ2 とが全エネルギーｐへと重ね合わされるとい
う有利さを表している。この全エネルギーは結合スリッ
トに沿ってどこでも同じ、即ち、座標ｘとは無関係、で
ある。反応ガスと新鮮なガとの交換を改良するために、
実施例ではマイクロ波発生器は期間ｔp には周期的に作
動させられそして期間ｔd には止められる。期間ｔd は
０．５ｍｓと２ｍｓとの間でありそして期間ｔp は１ｍ
ｓと１００ｍｓとの間である。
例では、異なる波長λh1とλh2の２つの波を発生する２
つの癒着しない（インコヒーレントな）マイクロ波の放
出器が用いられている。２つの波長λh1とλh2は互いに
１パーセント以下しか異なっていない。このことは壁電
流ｊ1 とｊ2 とによって放射された分離したエネルギー
ｐ1 とｐ2 とが全エネルギーｐへと重ね合わされるとい
う有利さを表している。この全エネルギーは結合スリッ
トに沿ってどこでも同じ、即ち、座標ｘとは無関係、で
ある。反応ガスと新鮮なガとの交換を改良するために、
実施例ではマイクロ波発生器は期間ｔp には周期的に作
動させられそして期間ｔd には止められる。期間ｔd は
０．５ｍｓと２ｍｓとの間でありそして期間ｔp は１ｍ
ｓと１００ｍｓとの間である。
【００１２】第２実施例によれば、類似の、癒着した
（コヒーレントな）マイクロ波発生器が交互にパルスを
発生するように作動させられている。この場合は波長λ
h1とλh2は互いに等しい。期間ｔd では、マイクロ波発
生器は交互にパルスを発生するように作動させられ、そ
してパルスのクロック時間ｔA はプラズマの特性時間、
沈澱時間そしてガス交換時間に比較して小さい。この場
合に、平均エネルギーは、それはただ被覆またはプラズ
マ処理にのみ関連しているのだが、座標Ｘに無関係にな
る。一様なプラズマは結合スリットで放射されたマイク
ロ波によって１次元（Ｘ−方向）励起される。マイクロ
波の周波数として、４００ＭＨｚから１０ＧＨｚの範囲
の周波数が用いられる。大領域の基板を処理または被覆
するために、基板は結合スリットに直交して移動される
かまたは結合スリットが基板に直交して移動される。基
体の材料と基体に適用される被覆に応じて、基体を加熱
することが有利である。他の材料との結合では処理また
は被覆動作中に基体を適当に冷却することが有利である
ことがある。その方法を遂行する装置は処理または被覆
される基体を収納する反応空間を有している。反応ガス
を供給するためのガス入口は反応空間で終わっている。
矩形の、好ましくは４角形の断面からなるウエーブガイ
ドが反応空間に隣接してある。ウエーブガイドは各場合
（１．終端壁と２．終端壁）に壁で両方のその終端で閉
じている。２つの交差したマイクロ波分極器はウエーブ
ガイドに距離１＝λh ／２（ｎ＋１／２）を離して置か
れる。マイクロ波に供給する供給源はそれぞれの終端壁
と終端壁に割り当てられた分極器との間にある。Ｈ10モ
ードとＨ01モードとが供給されるから、ウエーブガイド
の側壁での供給源は互いに９０°だけ分岐して配列され
ている。
（コヒーレントな）マイクロ波発生器が交互にパルスを
発生するように作動させられている。この場合は波長λ
h1とλh2は互いに等しい。期間ｔd では、マイクロ波発
生器は交互にパルスを発生するように作動させられ、そ
してパルスのクロック時間ｔA はプラズマの特性時間、
沈澱時間そしてガス交換時間に比較して小さい。この場
合に、平均エネルギーは、それはただ被覆またはプラズ
マ処理にのみ関連しているのだが、座標Ｘに無関係にな
る。一様なプラズマは結合スリットで放射されたマイク
ロ波によって１次元（Ｘ−方向）励起される。マイクロ
波の周波数として、４００ＭＨｚから１０ＧＨｚの範囲
の周波数が用いられる。大領域の基板を処理または被覆
するために、基板は結合スリットに直交して移動される
かまたは結合スリットが基板に直交して移動される。基
体の材料と基体に適用される被覆に応じて、基体を加熱
することが有利である。他の材料との結合では処理また
は被覆動作中に基体を適当に冷却することが有利である
ことがある。その方法を遂行する装置は処理または被覆
される基体を収納する反応空間を有している。反応ガス
を供給するためのガス入口は反応空間で終わっている。
矩形の、好ましくは４角形の断面からなるウエーブガイ
ドが反応空間に隣接してある。ウエーブガイドは各場合
（１．終端壁と２．終端壁）に壁で両方のその終端で閉
じている。２つの交差したマイクロ波分極器はウエーブ
ガイドに距離１＝λh ／２（ｎ＋１／２）を離して置か
れる。マイクロ波に供給する供給源はそれぞれの終端壁
と終端壁に割り当てられた分極器との間にある。Ｈ10モ
ードとＨ01モードとが供給されるから、ウエーブガイド
の側壁での供給源は互いに９０°だけ分岐して配列され
ている。
【００１３】それぞれの供給源に隣接した分極器はこの
供給源によって供給されたマイクロ波によって貫通され
ることができるが、それぞれの供給源から離れて置かれ
た分極器は各場合に供給されたマイクロ波によって貫通
されることができない。このようにして、両方の供給さ
れた波に対して、各場合にそれぞれの終端壁とより離れ
た分極器との距離がキャビティ波長λh1またはλh2の半
波長の整数倍であるときに、ウエーブガイドは定在波を
形成するキャビティを形成するということが達成され
る。両定在波が互いにλh ／４だけシフトしているの
で、終端壁と終端壁に隣接した分極器との間の距離はλ
h ／４またはλh ／４の奇数倍にセットされている。
供給源によって供給されたマイクロ波によって貫通され
ることができるが、それぞれの供給源から離れて置かれ
た分極器は各場合に供給されたマイクロ波によって貫通
されることができない。このようにして、両方の供給さ
れた波に対して、各場合にそれぞれの終端壁とより離れ
た分極器との距離がキャビティ波長λh1またはλh2の半
波長の整数倍であるときに、ウエーブガイドは定在波を
形成するキャビティを形成するということが達成され
る。両定在波が互いにλh ／４だけシフトしているの
で、終端壁と終端壁に隣接した分極器との間の距離はλ
h ／４またはλh ／４の奇数倍にセットされている。
【００１４】２つのマイクロ波分極器の間には、ウエー
ブガイドの縦の端部に、長さｓそして幅ｂ1 の結合スリ
ットが設けられそしてマイクロ波によって貫通される材
料からなる結合スリットによって反応空間の方は閉じら
れている。ウエーブガイドと反応空間との完全な空間的
分離は被覆材料が意図しない場所に沈澱しないという有
利さがある。ウエーブガイドの内部はウエーブガイドの
意図しないプラズマの点火を避けるために１バール（ｂ
ａｒ）の圧力以下である。種々の波長で作動することが
できるように、各場合に特別に適用されるウエーブガイ
ドを用いないでも、分極器そしてまたは終端壁は軸方向
に移動できるように配置されている。壁そしてまたは分
極器の可動性は各場合に供給されたマイクロ波の波長に
ウエーブガイドが適合するようにしている。
ブガイドの縦の端部に、長さｓそして幅ｂ1 の結合スリ
ットが設けられそしてマイクロ波によって貫通される材
料からなる結合スリットによって反応空間の方は閉じら
れている。ウエーブガイドと反応空間との完全な空間的
分離は被覆材料が意図しない場所に沈澱しないという有
利さがある。ウエーブガイドの内部はウエーブガイドの
意図しないプラズマの点火を避けるために１バール（ｂ
ａｒ）の圧力以下である。種々の波長で作動することが
できるように、各場合に特別に適用されるウエーブガイ
ドを用いないでも、分極器そしてまたは終端壁は軸方向
に移動できるように配置されている。壁そしてまたは分
極器の可動性は各場合に供給されたマイクロ波の波長に
ウエーブガイドが適合するようにしている。
【００１５】プラズマに結合する程度は好ましい実施例
によれば結合スリットを長さｄのチャンネルの形にする
ことによって変えることができる。この結合チャンネル
は結合スリットの端部の方に本質的に径方向に延びてい
る境界壁を置くことによって作られる。長さｄはマイク
ロ波のそれぞれの波長λh と密接に関連している。ｄ＝
λh が選ばれると、結合は弱く、ウエーブガイドに沿っ
て弱い減衰が現れることになる。弱い減衰はウエーブガ
イドの軸方向のエネルギー落下（ｄｒｏｐ）がただ小さ
いということになり、そのため結合スリットに沿って、
プラズマの良好な等質性が達成されるということを意味
している。ｄ＝０が選ばれると、それは境界壁の省略と
同義であるが、強い結合そしてしたがってまた強い減衰
が得られる。バンドプラズマの等質性はしたがって低下
する。ｄが好ましくはλh ／４にセットされるというこ
とを意味して、好ましくはできるだけ小さい減衰が求め
られている。キャビティの質はこの場合に増大するの
で、結合は弱いが、しかしプラズマへのエネルギー入力
は強い結合に比較しうる程度であるということは真実で
ある。マイクロ波はウエーブガイド中を何度も行ったり
来たりするため、マイクロ波によって放出されるエネル
ギー量は、この目的のために、しかし減衰のために、数
回しかウエーブガイドを通過しないところの強く結合し
たマイクロ波と同じ程度に大きい。
によれば結合スリットを長さｄのチャンネルの形にする
ことによって変えることができる。この結合チャンネル
は結合スリットの端部の方に本質的に径方向に延びてい
る境界壁を置くことによって作られる。長さｄはマイク
ロ波のそれぞれの波長λh と密接に関連している。ｄ＝
λh が選ばれると、結合は弱く、ウエーブガイドに沿っ
て弱い減衰が現れることになる。弱い減衰はウエーブガ
イドの軸方向のエネルギー落下（ｄｒｏｐ）がただ小さ
いということになり、そのため結合スリットに沿って、
プラズマの良好な等質性が達成されるということを意味
している。ｄ＝０が選ばれると、それは境界壁の省略と
同義であるが、強い結合そしてしたがってまた強い減衰
が得られる。バンドプラズマの等質性はしたがって低下
する。ｄが好ましくはλh ／４にセットされるというこ
とを意味して、好ましくはできるだけ小さい減衰が求め
られている。キャビティの質はこの場合に増大するの
で、結合は弱いが、しかしプラズマへのエネルギー入力
は強い結合に比較しうる程度であるということは真実で
ある。マイクロ波はウエーブガイド中を何度も行ったり
来たりするため、マイクロ波によって放出されるエネル
ギー量は、この目的のために、しかし減衰のために、数
回しかウエーブガイドを通過しないところの強く結合し
たマイクロ波と同じ程度に大きい。
【００１６】ウエーブガイドは金属アンテナベース上に
あり、そして結合スリットはアンテナベースに面してい
る。アンテナベースは本質的には金属プレートからな
り、そこでは結合スリットの幅に相当する幅のスリット
が作られている。結合チャンネルの境界壁はウエーブガ
イドが位置づけられた後でアンテナに電気的に接続され
ている。このことは結合スリットの領域での阻止された
壁電流がアンテナベースに伝播するという有利さがあ
る。結合スリットまたは結合チャンネルを閉じるマイク
ロ波ウインドウはアンテナベースに埋め込まれそしてシ
ーリング素子上にあるため、ウエーブガイドの内部は反
応空間からシールされている。ウエーブガイド内の圧力
が１，０００ミリバール（ｍｂａｒ）であるから、この
ことは必要なことであり、他方反応空間内の圧力は約１
ミリバール（ｍｂａｒ）である。アンテナベースの幅ｂ
2 は結合スリットの幅ｂ1 の整数倍である。アンテナベ
ースの幅の選択はウエーブガイドの縦軸に直交するプラ
ズマゾーンの広さを決める。あらゆる成分の反応ガスが
導入されるガスの入口は、アンテナベースの側にあり反
応空間内のマイクロ波ウインドウの前で終わっている。
ガス入口の口はアンテナベースの幅に調節されているの
で、反応ガスはプラズマが励起される領域に確実に導入
される。ガス入口は結合スリットの全長にわたって広が
っている。ガス入口の反対側には、結合スリットの全長
にわたって広がっているガス出口がある。吸引装置がガ
ス出口に装着されているので、新しい反応ガスは定常的
に供給されそして連続的な被覆が実行されることができ
る。
あり、そして結合スリットはアンテナベースに面してい
る。アンテナベースは本質的には金属プレートからな
り、そこでは結合スリットの幅に相当する幅のスリット
が作られている。結合チャンネルの境界壁はウエーブガ
イドが位置づけられた後でアンテナに電気的に接続され
ている。このことは結合スリットの領域での阻止された
壁電流がアンテナベースに伝播するという有利さがあ
る。結合スリットまたは結合チャンネルを閉じるマイク
ロ波ウインドウはアンテナベースに埋め込まれそしてシ
ーリング素子上にあるため、ウエーブガイドの内部は反
応空間からシールされている。ウエーブガイド内の圧力
が１，０００ミリバール（ｍｂａｒ）であるから、この
ことは必要なことであり、他方反応空間内の圧力は約１
ミリバール（ｍｂａｒ）である。アンテナベースの幅ｂ
2 は結合スリットの幅ｂ1 の整数倍である。アンテナベ
ースの幅の選択はウエーブガイドの縦軸に直交するプラ
ズマゾーンの広さを決める。あらゆる成分の反応ガスが
導入されるガスの入口は、アンテナベースの側にあり反
応空間内のマイクロ波ウインドウの前で終わっている。
ガス入口の口はアンテナベースの幅に調節されているの
で、反応ガスはプラズマが励起される領域に確実に導入
される。ガス入口は結合スリットの全長にわたって広が
っている。ガス入口の反対側には、結合スリットの全長
にわたって広がっているガス出口がある。吸引装置がガ
ス出口に装着されているので、新しい反応ガスは定常的
に供給されそして連続的な被覆が実行されることができ
る。
【００１７】大領域の基体を被覆するためには、基体が
移動するように配置されるか、またはアンテナベースと
ガス入口とガス出口とを備えたウエーブガイドが移動す
るように配置されるかである。例えばパイプの内側を被
覆するための装置では、マイクロ波装置が非常に小さい
のでパイプの内部に完全に挿入することができる。被覆
されるパイプが回転するかまたはパイプが保持されてマ
イクロ波装置が回転するかで被覆が実行される。両方の
場合に、プラズマは被覆されるパイプの内側へ運ばれ
る。その装置はわずかに曲がった基体を被覆するのに適
している。この目的のために、ウエーブガイドは軸方向
に曲げられている。２次元的に（平面的に）、曲がった
基体を被覆するために、軸方向に曲げられたウエーブガ
イドが用いられ、基体の曲がりに適合するように曲げら
れた通路に置かれ、基体と相対的に移動できるようにっ
ている。
移動するように配置されるか、またはアンテナベースと
ガス入口とガス出口とを備えたウエーブガイドが移動す
るように配置されるかである。例えばパイプの内側を被
覆するための装置では、マイクロ波装置が非常に小さい
のでパイプの内部に完全に挿入することができる。被覆
されるパイプが回転するかまたはパイプが保持されてマ
イクロ波装置が回転するかで被覆が実行される。両方の
場合に、プラズマは被覆されるパイプの内側へ運ばれ
る。その装置はわずかに曲がった基体を被覆するのに適
している。この目的のために、ウエーブガイドは軸方向
に曲げられている。２次元的に（平面的に）、曲がった
基体を被覆するために、軸方向に曲げられたウエーブガ
イドが用いられ、基体の曲がりに適合するように曲げら
れた通路に置かれ、基体と相対的に移動できるようにっ
ている。
【００１８】カウンタプレイトがウエーブガイドから離
れて面している基体の側に置かれている。このカウンタ
プレートは励起のために用いられたマイクロ波を空間的
に集中するための目的を持っている。更に、カウンタプ
レートは加熱できるように作られているので、被覆は高
められた温度で実行することができる。両方の方法を実
行できるように、等しい波長のまたは異なる波長のマイ
クロ波を供給する２つのマイクロ波発生器に供給源が接
続されている。同一のマイクロ波発生器が等しいて波長
のマイクロ波を発生するのに用いられるとき、マイクロ
波発生器は適当な付属装置によって期間ｔp の間で交互
にパルス駆動され、そして期間ｔA は１マイクロ秒（μ
ｓ）から１００マイクロ秒（μｓ）の範囲にある。発明
の実施例は図面に基づいてより詳細に以下に説明され
る。
れて面している基体の側に置かれている。このカウンタ
プレートは励起のために用いられたマイクロ波を空間的
に集中するための目的を持っている。更に、カウンタプ
レートは加熱できるように作られているので、被覆は高
められた温度で実行することができる。両方の方法を実
行できるように、等しい波長のまたは異なる波長のマイ
クロ波を供給する２つのマイクロ波発生器に供給源が接
続されている。同一のマイクロ波発生器が等しいて波長
のマイクロ波を発生するのに用いられるとき、マイクロ
波発生器は適当な付属装置によって期間ｔp の間で交互
にパルス駆動され、そして期間ｔA は１マイクロ秒（μ
ｓ）から１００マイクロ秒（μｓ）の範囲にある。発明
の実施例は図面に基づいてより詳細に以下に説明され
る。
【００１９】図１において、ウエーブガイド１は全体的
に表されている。ウエーブガイドの断面は、ここで示さ
れた実施例では、端部長さａの４角形である。ウエーブ
ガイドの全長は１3 で示されている。マイクロ波供給源
７と８は、マイクロ波発生器に接続されているのだが、
ウエーブガイド１の終端部分に備えられている。ここで
示された例では、マイクロ波供給源７と８はウエーブガ
イド１の側壁３２で終わっている。Ｈ10モードはマイク
ロ波供給源７によってウエーブガイドへ供給される。二
重の矢印はＨ10モードのＥ−電界方向を示している。供
給源８はウエーブガイド１の側壁３３に接続されてい
る。Ｈ01モードは供給源８によってウエーブガイドへ供
給される。二重矢印１０はＨ01モードのＥ−電界方向を
示している。他方、ウエーブガイドの終端部は第１の終
端壁２によってそして第２の終端壁３によって閉じれて
いる。両方のこれらの終端壁２と３は軸方向に移動する
ように配置されている。このことは矢印１１と１２によ
って明示されている。
に表されている。ウエーブガイドの断面は、ここで示さ
れた実施例では、端部長さａの４角形である。ウエーブ
ガイドの全長は１3 で示されている。マイクロ波供給源
７と８は、マイクロ波発生器に接続されているのだが、
ウエーブガイド１の終端部分に備えられている。ここで
示された例では、マイクロ波供給源７と８はウエーブガ
イド１の側壁３２で終わっている。Ｈ10モードはマイク
ロ波供給源７によってウエーブガイドへ供給される。二
重の矢印はＨ10モードのＥ−電界方向を示している。供
給源８はウエーブガイド１の側壁３３に接続されてい
る。Ｈ01モードは供給源８によってウエーブガイドへ供
給される。二重矢印１０はＨ01モードのＥ−電界方向を
示している。他方、ウエーブガイドの終端部は第１の終
端壁２によってそして第２の終端壁３によって閉じれて
いる。両方のこれらの終端壁２と３は軸方向に移動する
ように配置されている。このことは矢印１１と１２によ
って明示されている。
【００２０】２つのマイクロ波分極器４と５はウエーブ
ガイド１の内部に置かれている。第１マイクロ波分極器
４は供給源７によって供給された垂直に分極したマイク
ロ波によって貫通されている。第２マイクロ波分極器５
は供給源８に隣接して置かれそして供給源８によって供
給された水平に分極したマイクロ波によって貫通されて
いる。両方のマイクロ波分極器４と５の距離は１1 ＝λ
h ／２（ｎ＋１／２）であり、ｎは正の整数である。分
極器４は供給源８によって供給されるＨ01モードによっ
て貫通されない。結果的に、分極器５は供給源７によっ
て供給されたＨ10モードによって貫通されない。第２分
極器からの第１終端壁２の距離はＨ10モードの定在波が
終端壁２と分極器５との間にあるように選択されてい
る。同様に、第２終端壁３と第１分極器４との距離はＨ
01モードの定在波があるように選択されている。両方の
波のλh ／４のシフトを許容するために、第１終端壁２
と第１分極器４との距離または第２終端壁３と第２分極
器５との距離は波長λh/4 の奇数倍である。長さｓの結
合スリット６はウエーブガイド１の前端部の２つの分極
器４と５の間に置かれている。結合スリット６は２つの
分極器４と５の距離よりも幾分か短い。
ガイド１の内部に置かれている。第１マイクロ波分極器
４は供給源７によって供給された垂直に分極したマイク
ロ波によって貫通されている。第２マイクロ波分極器５
は供給源８に隣接して置かれそして供給源８によって供
給された水平に分極したマイクロ波によって貫通されて
いる。両方のマイクロ波分極器４と５の距離は１1 ＝λ
h ／２（ｎ＋１／２）であり、ｎは正の整数である。分
極器４は供給源８によって供給されるＨ01モードによっ
て貫通されない。結果的に、分極器５は供給源７によっ
て供給されたＨ10モードによって貫通されない。第２分
極器からの第１終端壁２の距離はＨ10モードの定在波が
終端壁２と分極器５との間にあるように選択されてい
る。同様に、第２終端壁３と第１分極器４との距離はＨ
01モードの定在波があるように選択されている。両方の
波のλh ／４のシフトを許容するために、第１終端壁２
と第１分極器４との距離または第２終端壁３と第２分極
器５との距離は波長λh/4 の奇数倍である。長さｓの結
合スリット６はウエーブガイド１の前端部の２つの分極
器４と５の間に置かれている。結合スリット６は２つの
分極器４と５の距離よりも幾分か短い。
【００２１】図２は図１に示されたものの線ＩＩ−ＩＩ
に沿ったウエーブガイド１の断面図である。アンテナベ
ース１３は、その上にウエーブガイド１が載っているの
だが、付加的に示されている。結合スリットはウエーブ
ガイド１の端部の一つに置かれているので、ウエーブガ
イドはアンテナベース１３上の側壁３４と３５を備えて
おり、アンテナベース１３は導電性の材料、金属、であ
る。アンテナベース１３は、幅ｂ1 （図３を参照）の縦
形のスリットが中間に作られたプレートの形をしてい
る。図２と図３と見られるように、外方に延びる境界壁
２４と２５は結合スリットの領域内のウエーブガイド上
に作られ、長さｄの結合チャンネル２６を形成してい
る。結合スリット６の幅ｂ1 は、一方では、いかなる突
出（ｏｖｅｒｔｏｐｐｉｎｇ）も境界壁２４と２５との
間で生じないように、そして他方では、軸方向の波が攪
乱されないように、選択されている。結合スリット６ま
たは結合チャンネル２６は、その下の反応空間３１と
は、マイクロ波ウインドウ１５によって閉じられてい
る。境界壁２４，２５は、漏れることは当然で、アンナ
テベース１３に接続され、そしてウエーブガイド１の内
部は、真空のようにしっかりと、反応空間３１に関して
閉じられていなければならないから、マイクロ波ウイン
ド１５はアンテナベース１３に置かれているシール１９
上に支持されている。マイクロ波ウインド１５はアンテ
ナベース１３に埋め込まれているのでアンテナベースの
側部分１４ａと１４ｂはマイクロ波ウインド１５に重な
っている。
に沿ったウエーブガイド１の断面図である。アンテナベ
ース１３は、その上にウエーブガイド１が載っているの
だが、付加的に示されている。結合スリットはウエーブ
ガイド１の端部の一つに置かれているので、ウエーブガ
イドはアンテナベース１３上の側壁３４と３５を備えて
おり、アンテナベース１３は導電性の材料、金属、であ
る。アンテナベース１３は、幅ｂ1 （図３を参照）の縦
形のスリットが中間に作られたプレートの形をしてい
る。図２と図３と見られるように、外方に延びる境界壁
２４と２５は結合スリットの領域内のウエーブガイド上
に作られ、長さｄの結合チャンネル２６を形成してい
る。結合スリット６の幅ｂ1 は、一方では、いかなる突
出（ｏｖｅｒｔｏｐｐｉｎｇ）も境界壁２４と２５との
間で生じないように、そして他方では、軸方向の波が攪
乱されないように、選択されている。結合スリット６ま
たは結合チャンネル２６は、その下の反応空間３１と
は、マイクロ波ウインドウ１５によって閉じられてい
る。境界壁２４，２５は、漏れることは当然で、アンナ
テベース１３に接続され、そしてウエーブガイド１の内
部は、真空のようにしっかりと、反応空間３１に関して
閉じられていなければならないから、マイクロ波ウイン
ド１５はアンテナベース１３に置かれているシール１９
上に支持されている。マイクロ波ウインド１５はアンテ
ナベース１３に埋め込まれているのでアンテナベースの
側部分１４ａと１４ｂはマイクロ波ウインド１５に重な
っている。
【００２２】プラズマゾーン１８はマイクロ波ウインド
１５の下でダイヤグラム的に表されている。反応ガスは
ガス入口によってプラズマゾーンへ供給される。ガス入
口２０はアンテナベース１３の側に置かれそして結合ス
リット６と同じ長さで延びている。ガス入口の反対側に
は、ガス出口２１がアンテナベース１３の側上に置かれ
ている。ガス出口２１はスリットが形成されそして結合
スリット６の全長にわたって延びている。ガス入口はこ
こで示された位置ではちょうどウインドウ１５の前で終
わっている。基体１７は結合スリット６のｙ−方向に移
動させられるのでプラズマゾーン１８は基体１７の被覆
される表面上に運ばれる。プラズマゾーン１８はｘ−方
向に一様であるから、そして基体１７はｙ−方向に連続
的に移動されるから、両方の次元で一様である被覆が基
体１７に適用されることになる。設計で加熱できるよう
にしてある別のカウンタプレートが基体１７の下に供給
される。カウンタプレート１６は導電性である。
１５の下でダイヤグラム的に表されている。反応ガスは
ガス入口によってプラズマゾーンへ供給される。ガス入
口２０はアンテナベース１３の側に置かれそして結合ス
リット６と同じ長さで延びている。ガス入口の反対側に
は、ガス出口２１がアンテナベース１３の側上に置かれ
ている。ガス出口２１はスリットが形成されそして結合
スリット６の全長にわたって延びている。ガス入口はこ
こで示された位置ではちょうどウインドウ１５の前で終
わっている。基体１７は結合スリット６のｙ−方向に移
動させられるのでプラズマゾーン１８は基体１７の被覆
される表面上に運ばれる。プラズマゾーン１８はｘ−方
向に一様であるから、そして基体１７はｙ−方向に連続
的に移動されるから、両方の次元で一様である被覆が基
体１７に適用されることになる。設計で加熱できるよう
にしてある別のカウンタプレートが基体１７の下に供給
される。カウンタプレート１６は導電性である。
【００２３】図２で示された装置は図３で詳細に表され
ている。矢印２２ａと２２ｂはウエーブガイド１の壁電
流を示している。これらは第４図でより明確に表され
る。壁電流２２ａと２２ｂは境界壁２４と２５との電気
的接続のために金属アンテナベース１３内を伝播して電
流２３ａと２３ｂを形成する。これらの電流はマイクロ
波ウインドウ１５の回りを流れる。電気力線側部分１４
ａと１４ｂを励起してプラズマゾーン１８に入る。
ている。矢印２２ａと２２ｂはウエーブガイド１の壁電
流を示している。これらは第４図でより明確に表され
る。壁電流２２ａと２２ｂは境界壁２４と２５との電気
的接続のために金属アンテナベース１３内を伝播して電
流２３ａと２３ｂを形成する。これらの電流はマイクロ
波ウインドウ１５の回りを流れる。電気力線側部分１４
ａと１４ｂを励起してプラズマゾーン１８に入る。
【００２４】図４に見ることができるように、カウンタ
プレート１６を備えることによって、矢印３６で示され
た供給マイクロ波電界をプラズマゾーン１８に形成す
る。プラズマゾーン１８の幅はアンテナベース１３の幅
ｂ2 によって決められる。結合チャンネル２６の長さ
は、プライマとの良好な結合で、一様性が幅方向に広い
範囲で達成されるように選択されている。空間座標ｘに
沿ったエネルギー量は図６に表されている。曲線ａ２は
マイクロ波供給源７によって供給されたＨ10モードのエ
ネルギー入力を表している。曲線ａ１はマイクロ波供給
源８によって供給されたＨ01モードのエネルギー入力を
表している。両方の曲線ａ１とａ２との重ね合せると曲
線Ａで表される一種のカテナリ（ｃａｔｅｎａｒｙ）曲
線を生ずることになる。曲線Ａ、ＢそしてＣのコースは
変数ｄに主に依存しそして、ｄの増加とともに、エネル
ギー入力の下落は小さくなる。この理由のために、正の
ｄが選択されλh ／８とλh ／４の間の値にセットされ
る。
プレート１６を備えることによって、矢印３６で示され
た供給マイクロ波電界をプラズマゾーン１８に形成す
る。プラズマゾーン１８の幅はアンテナベース１３の幅
ｂ2 によって決められる。結合チャンネル２６の長さ
は、プライマとの良好な結合で、一様性が幅方向に広い
範囲で達成されるように選択されている。空間座標ｘに
沿ったエネルギー量は図６に表されている。曲線ａ２は
マイクロ波供給源７によって供給されたＨ10モードのエ
ネルギー入力を表している。曲線ａ１はマイクロ波供給
源８によって供給されたＨ01モードのエネルギー入力を
表している。両方の曲線ａ１とａ２との重ね合せると曲
線Ａで表される一種のカテナリ（ｃａｔｅｎａｒｙ）曲
線を生ずることになる。曲線Ａ、ＢそしてＣのコースは
変数ｄに主に依存しそして、ｄの増加とともに、エネル
ギー入力の下落は小さくなる。この理由のために、正の
ｄが選択されλh ／８とλh ／４の間の値にセットされ
る。
【００２５】図５では、Ｈ10モードとＨ01モードの両方
の定在波が空間座標ｘの関数として表されている。曲線
の頂上では、終端壁２がｘ＝０の点にありそして曲線の
底では、終端壁３が点ｘW にある。分極器４と５の位置
は点線で表されている。頂上表現では、定在波は壁２と
分極器５との間に形成される一方で、底表現では、定在
波は分極器４と壁３との間に発生される。両方の波は互
いに４分の１波長だけシフトしている。実施例によれ
ば、等しい波長のマイクロ波はマイクロ供給源７と８に
よって供給される。この実施例では、マイクロ波はクロ
ック時間ｔA でパルス駆動される。図７で示された頂上
表現ではマイクロ波供給源７によって供給されたエネル
ギー１を示しそして底表現で示された曲線はマイクロ波
供給源８によって供給されたエネルギー１2 を示してい
る。クロック時間ｔa は両方の場合に等しく、そしてマ
イクロ波供給源８を通じた供給はいかなる供給も供給源
７から実行されないときにいつも実行され、そして逆も
また同様である。反応容積中でのガス交換を改良するた
めに、マイクロ波発生器は間隔ｔd で周期的にターンオ
ンされそして間隔ｔp でターンオフされる。シャットオ
フ時間ｔp の間、新しい反応ガスは反応空間から存在す
るガスを排出する。
の定在波が空間座標ｘの関数として表されている。曲線
の頂上では、終端壁２がｘ＝０の点にありそして曲線の
底では、終端壁３が点ｘW にある。分極器４と５の位置
は点線で表されている。頂上表現では、定在波は壁２と
分極器５との間に形成される一方で、底表現では、定在
波は分極器４と壁３との間に発生される。両方の波は互
いに４分の１波長だけシフトしている。実施例によれ
ば、等しい波長のマイクロ波はマイクロ供給源７と８に
よって供給される。この実施例では、マイクロ波はクロ
ック時間ｔA でパルス駆動される。図７で示された頂上
表現ではマイクロ波供給源７によって供給されたエネル
ギー１を示しそして底表現で示された曲線はマイクロ波
供給源８によって供給されたエネルギー１2 を示してい
る。クロック時間ｔa は両方の場合に等しく、そしてマ
イクロ波供給源８を通じた供給はいかなる供給も供給源
７から実行されないときにいつも実行され、そして逆も
また同様である。反応容積中でのガス交換を改良するた
めに、マイクロ波発生器は間隔ｔd で周期的にターンオ
ンされそして間隔ｔp でターンオフされる。シャットオ
フ時間ｔp の間、新しい反応ガスは反応空間から存在す
るガスを排出する。
【００２６】図８は、ガラス管状の、基体１７が内側で
被覆される別の実施例を示している。アンテナベース１
３とマイクロ波ウインドウ１５とがガラス管の曲がりの
径に適合している。被覆を実行するための２つの可能性
がある。１つは、ウエーブガイド１が定在しそしてガラ
ス管３０がウエーブガイドの回りを回転する。がしかし
ガラス管３０を定在させウエーブガイド１を管３０の回
りに回転させることができる。次の表１と表２では、ウ
エーブガイドを計測するための実施例またはＴｉＯ2 被
覆のためのプロセス変数（ｐａｒａｍｅｔｅｒ）が掲げ
られている。
被覆される別の実施例を示している。アンテナベース１
３とマイクロ波ウインドウ１５とがガラス管の曲がりの
径に適合している。被覆を実行するための２つの可能性
がある。１つは、ウエーブガイド１が定在しそしてガラ
ス管３０がウエーブガイドの回りを回転する。がしかし
ガラス管３０を定在させウエーブガイド１を管３０の回
りに回転させることができる。次の表１と表２では、ウ
エーブガイドを計測するための実施例またはＴｉＯ2 被
覆のためのプロセス変数（ｐａｒａｍｅｔｅｒ）が掲げ
られている。
【００２７】 表１ ２．４５ＧＨｚマイクロ波周波数のためのウエーブガイドを計測する実 施例： 変 数 値 ａ ７３ｍｍ ｓ ５８０ｍｍ １1 ６０５ｍｍ １2 ７１５ｍｍ １3 ８２５ｍｍ λh ２２０ｍｍ アンテナベース 幅ｂ2 ５０ｍｍ
【００２８】 表２ ＴｉＯ2 被覆のためのプロセス変数の実施例： 変 数 値 周波数 ２．４５ＧＨｚ パルスエネルギー ２＊６．０ｋｗ パルス間隔 ｔd １ｍｓ パルス休止 ｔp ９ｍｓ クロック時間ｔA ０．１ｍｓ 平均エネルギー １．２ｋｗ 質量流Ｏ2 １．５ｓｌｍ 質量流ＴｉＣｌ4 １５ｓｃｃｍ プロセス圧力 １ｍｂａｒ 基板速度 １０ｃｍ／ｍｉｎ
【００２９】
【実施例１】図１〜図３、及び図８に示された装置を用
い、内径６００ｍｍ、外径６４０ｍｍ、長さが６０５ｍ
ｍのガラス管１７が、反応空間を通って流れる１．５ｓ
ｌｍＯ2 及び１５ｓｃｃｍＴｉＣｌ4 の反応ガスによっ
てその内側を全長に渡って１５０ｎｍ厚のＴｉＯ2 によ
っ被覆された。その際、ガラス管はウエーブガイド１内
を０．０５３回／分で回転されると共に加熱板１６によ
って９０度に加熱された。このＴｉＯ2 被覆は６３２ｎ
ｍ波長において２．４４の屈折率を有した。それはバル
クＴｉＯ2物質のアナターゼ変形のバルク値に近く、高
密度で低多孔性の被覆であった。
い、内径６００ｍｍ、外径６４０ｍｍ、長さが６０５ｍ
ｍのガラス管１７が、反応空間を通って流れる１．５ｓ
ｌｍＯ2 及び１５ｓｃｃｍＴｉＣｌ4 の反応ガスによっ
てその内側を全長に渡って１５０ｎｍ厚のＴｉＯ2 によ
っ被覆された。その際、ガラス管はウエーブガイド１内
を０．０５３回／分で回転されると共に加熱板１６によ
って９０度に加熱された。このＴｉＯ2 被覆は６３２ｎ
ｍ波長において２．４４の屈折率を有した。それはバル
クＴｉＯ2物質のアナターゼ変形のバルク値に近く、高
密度で低多孔性の被覆であった。
【００３０】
【実施例２】図１〜図３に示された装置を使用し、巾６
０５ｍｍの石英ガラス板がウエーブガイド１のＸ軸方向
に直交する方向に１００ｍｍ／分の速度で進行された。
その際、反応空間中を１．５ｓｌｍＯ2 及び１５ｓｃｃ
ｍＣＣｌ2 Ｆ2 の反応ガスが流された。このようなプラ
ズマ処理の後、このプラズマ処理の前には石英ガラス表
面上にあった有機的汚染は取り除かれ、更には３０ｎｍ
厚の表面があけずりたられ、完全にクリーンな表面が得
られた。
０５ｍｍの石英ガラス板がウエーブガイド１のＸ軸方向
に直交する方向に１００ｍｍ／分の速度で進行された。
その際、反応空間中を１．５ｓｌｍＯ2 及び１５ｓｃｃ
ｍＣＣｌ2 Ｆ2 の反応ガスが流された。このようなプラ
ズマ処理の後、このプラズマ処理の前には石英ガラス表
面上にあった有機的汚染は取り除かれ、更には３０ｎｍ
厚の表面があけずりたられ、完全にクリーンな表面が得
られた。
【００３１】これら二つの実施例は、この実施例に用い
られた、本発明によって概略的又は詳細に記述された反
応体及び／又は実験条件で同じ結果がもたらされるもの
である。以上の記載によって、当業者は本発明の基本特
性を認識し、本発明の精神と範囲を逸脱することのない
領域で様々の変形及び修正をしてそれを様々の用途や状
況に用いることが可能である。
られた、本発明によって概略的又は詳細に記述された反
応体及び／又は実験条件で同じ結果がもたらされるもの
である。以上の記載によって、当業者は本発明の基本特
性を認識し、本発明の精神と範囲を逸脱することのない
領域で様々の変形及び修正をしてそれを様々の用途や状
況に用いることが可能である。
【図１】ウエーブガイドを全体的に表したものである。
【図２】第１図のアンテナベースと反応空間とを備えた
ウエーブガイドの線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
ウエーブガイドの線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図３】第２図で示された断面図を詳細に表したもので
ある。
ある。
【図４】壁電流を明瞭にするためにアンテナベースを備
えたウエーブガイドを全体的に図示したものである。
えたウエーブガイドを全体的に図示したものである。
【図５】空間座標ｘの関数とした電界を図示したもので
ある。
ある。
【図６】空間座標ｘの関数としてエネルギー入力を図示
したものである。
したものである。
【図７】時間の関数としてウエーブガイドへパルス駆動
され、供給されたエネルギーＡとＢとを図示したもので
ある。
され、供給されたエネルギーＡとＢとを図示したもので
ある。
【図８】ガラス管の内部を被覆するための装置を図示し
たものである。
たものである。
１…ウエーブガイド、２…第１終端壁、３…第２終端
壁、４…第１分極器、５…第２分極器、６…結合スリッ
ト、７…マイクロ波の供給源、８…マイクロ波の供給
源、９…Ｈ10モードのＥ−電場方向、１０…Ｈ01モード
のＥ−電場方向、１１…移動の方向、１２…移動の方
向、１３…アンテナベース、１４ａ…ベースの後方投
影、１４ｂ…ベースの後方投影、１５…マイクロ波ウイ
ンドウ、１６…カウンタプレート、１７…基体、１８…
プラズマゾーン、１９…シール、２０…ガス入口、２１
…ガス出口、２２ａ…壁電流、２３ｂ…壁電流、２４…
境界壁、２５…境界壁、２６…結合チャンネル、２７…
、２８… 、２９…移動の通路、３０…ガラス管、３
１…反応空間、３２…側壁、３３…側壁、３４…側壁、
３５…側壁、３６…矢印方向。
壁、４…第１分極器、５…第２分極器、６…結合スリッ
ト、７…マイクロ波の供給源、８…マイクロ波の供給
源、９…Ｈ10モードのＥ−電場方向、１０…Ｈ01モード
のＥ−電場方向、１１…移動の方向、１２…移動の方
向、１３…アンテナベース、１４ａ…ベースの後方投
影、１４ｂ…ベースの後方投影、１５…マイクロ波ウイ
ンドウ、１６…カウンタプレート、１７…基体、１８…
プラズマゾーン、１９…シール、２０…ガス入口、２１
…ガス出口、２２ａ…壁電流、２３ｂ…壁電流、２４…
境界壁、２５…境界壁、２６…結合チャンネル、２７…
、２８… 、２９…移動の通路、３０…ガラス管、３
１…反応空間、３２…側壁、３３…側壁、３４…側壁、
３５…側壁、３６…矢印方向。
Claims (26)
- 【請求項１】 励起された際、基体上へ物質を沈澱する
ことのできる反応ガスの流れが被覆されるべき基体上へ
と流れ、そしてその反応ガスは、ウェーブガイド内で発
生されたマイクロ波によって、バンド形状プラズマへと
励起され、互いに直交して分極した波長λh1、λh2の２
つの定在波が励起されそして４分の１波長だけ互いに位
相がずれ、そしてプラズマとマイクロ波との結合はウェ
ーブガイドの端部の１つに作られた縦型のスリットによ
って行われるということで特徴づけられる基体を処理ま
たは被覆するための方法。 - 【請求項２】 異なる波長λh1、λh2の２つの波が発生
されるところの請求の範囲１の方法。 - 【請求項３】 波長λh1、λh2が互いに１％以下でしか
異なっていないところの請求の範囲２の方法。 - 【請求項４】 マイクロ波が２つのマイクロ波発生器に
よって発生されそして、ガス交換を改良するために、マ
イクロ波発生器が期間ｔd で周期的にターンオンされそ
して期間ｔp でターンオフされるところの請求の範囲１
から３のいずれかの方法。 - 【請求項５】 マイクロ波発生器が等しい波長λh1＝λ
h2＝λh の２つの波を発生しそして、期間ｔd で、交互
にパルス駆動され、そしてパルスのクロック時間ｔA が
特徴的な反応、沈澱、とプラズマ中でのガス交換時間、
に比べて小さくされているところの請求の範囲４の方
法。 - 【請求項６】 ターンオン時間ｔd が０．５ｍｓと２ｍ
ｓとの間に選択されそしてターンオフ時間ｔp が１ｍｓ
と１００ｍｓとの間に選択されているところの請求の範
囲４または５のいずれかの方法。 - 【請求項７】 クロック時間ｔA が１μｓと１００μｓ
との間に選択されているところの請求の範囲４または６
のいずれかの方法。 - 【請求項８】 マイクロ波の供給がウェーブガイドの終
端で行われるところの請求の範囲１から７のいずれかの
方法。 - 【請求項９】 ４００ＭＨｚと１０ＧＨｚの間のマイク
ロ波周波数が用いられるところの請求の範囲１から８の
いずれかの方法。 - 【請求項１０】 被覆または処理の間に、基体が縦型の
スリットに垂直に移動されるかまたは縦型のスリットが
基体に関して移動されるところの請求の範囲１から９の
いずれかの方法。 - 【請求項１１】 基体が加熱されるところの請求の範囲
１から１０のいずれかの方法。 - 【請求項１２】 処理または被覆の間に基体が冷却され
るところの請求の範囲１から１０のいずれかの方法。 - 【請求項１３】 処理または被覆される基体を収納する
反応空間を備え、反応空間へ反応ガスを供給するための
ガス入口を備えそして波長λh1、λh2のマイクロ波が励
起される反応空間に隣接したウェーブガイドを備え、 各場合にウェーブガイド（１）の両方の終端が壁（第１
終端壁と第２終端壁）で閉じられており、 ２つの交差したマイクロ波分極器（第１分極器（４）そ
して第２分極器（５））が距離１＝λh2／２（ｎ＋１／
２）でウェーブガイドに置かれ、 各場合に終端（２，３）と割り当てられた分極器（４）
または（５）との間に、マイクロ波を供給するための供
給源（７，８）が置かれ、そしてそれぞれの供給源
（７，８）に隣接した分極器（４，５）が供給されたマ
イクロ波によって貫通されることができそしてそれぞれ
の供給源（７，８）から離れて置かれた分極器（４，
５）が供給マイクロ波によって貫通されることができな
い終端壁（２，３）と各場合にそれから離れて置かれた
分極器（４，５）との間の距離が定在波の形成のために
選択されており、そしてその縦型の端部（６）におい
て、分極器（４，５）間の領域で、長さｓと幅ｂ1 の結
合スリットがマイクロ波によって貫通される材料からな
るウィンドウ（１５）によって反応空間の方に閉じられ
て作られているウェーブガイド（１）は４角形の断面を
有しているということで特徴づけられるところの請求の
範囲１の方法を行うための装置。 - 【請求項１４】 終端壁（２，３）そして／または分極
器（４，５）が軸方向に移動されるように置かれている
ところの請求の範囲１３の装置。 - 【請求項１５】 ウェーブガイド上で長さｄの結合チャ
ンネル（２６）を形成するために、径方向に外側に広が
っている境界壁（２４，２５）が結合スリット（６）の
端部に置かれているところの請求の範囲１３から１４の
いずれかの装置。 - 【請求項１６】 長さｄが範囲０≦ｄ≦λh ／４にセッ
トされるところの請求の範囲１３から１５のいずれかの
装置。 - 【請求項１７】 境界壁（２４，２５）に導電的に接続
されている金属アンテナベース（１３）上にウェーブガ
イド（１）があるところの請求の範囲１３から１７のい
ずれかの装置。 - 【請求項１８】 マイクロ波ウィンドウ（１５）がアン
テナベース（１３）に埋め込まれているところの請求の
範囲１３から１７のいずれかの装置。 - 【請求項１９】 アンテナベース（１３）の幅ｂ2 が結
合スリット（６）の幅ｂ1 の整数倍であるところの請求
の範囲１３から１８のいずれかの装置。 - 【請求項２０】 ガス入口（２０）がアンテナベース
（１３）の側に置かれそして反応空間（３１）のマイク
ロ波ウインドウ（１５）の前で終わっているところの請
求の範囲１３から１９のいずれかの装置。 - 【請求項２１】 基体またはアンテナベース（１３）と
ガス入口（２０）とを備えたウェーブガイド（１）が移
動するように配置されているところの請求の範囲１３か
ら２０のいずれかの装置。 - 【請求項２２】 カウンタプレート（１６）がウェーブ
ガイドから離れて面する基体（１７）の側に置かれてい
るところの請求の範囲１３から２１のいずれかの装置。 - 【請求項２３】 カウンタプレートが加熱されることが
できるところの請求の範囲２２の装置。 - 【請求項２４】 期間ｔd で周期的にターンオンされそ
して期間ｔp で周期的にターンオフされそして、（λh1
−λh2）／λh1が０．０１以下である波長λh1とλh2の
マイクロ波を発生するところの２つのマイクロ波発生器
（２７，２８）に両方の供給源（７，８）が接続されて
いるところの請求の範囲１３から２３のいずれかの装
置。 - 【請求項２５】 期間ｔd で周期的にターンオンされそ
して期間ｔp で周期的にターンオフされそして、等しい
波長λh のマイクロ波を発生するところの２つのマイク
ロ波発生器（２７，２８）に両方の供給源（７，８）が
接続されており、そしてマイクロ波発生器は、期間ｔd
の間に、１μｓ≦ｔA ≦１００μｓのクロック時間ｔA
のパルス列を発生し、そのため各場合に他方がエネルギ
ーを放出するときに一方がターンオフされ、そして逆も
同様であるところの請求の範囲１３から２３のいずれか
の装置。 - 【請求項２６】 管（３０）の内部を被覆するために、
アンテナベース（１３）とガス入口（２０）とを備えた
ウエーブガイド（１）が回転する管の内壁に置かれてい
るところの請求の範囲１３から２５のいずれかの装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4114108.3-45 | 1990-04-30 | ||
| DE4114108A DE4114108C1 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH05156450A true JPH05156450A (ja) | 1993-06-22 |
| JP2666022B2 JP2666022B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=6430685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4134377A Expired - Fee Related JP2666022B2 (ja) | 1990-04-30 | 1992-04-28 | 基体をプラズマｃｖｄ被覆またはプラズマ処理するための方法及び装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5250328A (ja) |
| EP (1) | EP0511492B1 (ja) |
| JP (1) | JP2666022B2 (ja) |
| CN (1) | CN1038948C (ja) |
| CA (1) | CA2067309C (ja) |
| DE (2) | DE4114108C1 (ja) |
| HK (1) | HK41497A (ja) |
| RU (1) | RU2060296C1 (ja) |
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