JPS61222534A - 表面処理方法および装置 - Google Patents

表面処理方法および装置

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JPS61222534A
JPS61222534A JP60064298A JP6429885A JPS61222534A JP S61222534 A JPS61222534 A JP S61222534A JP 60064298 A JP60064298 A JP 60064298A JP 6429885 A JP6429885 A JP 6429885A JP S61222534 A JPS61222534 A JP S61222534A
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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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、所定の放射光および活性種を作成し、これ
らを併用することによって、殊に半導体デバイスの絶縁
体膜、半導体膜、金属膜の膜生成、エツチング、表面ク
リーニング、表面改質等の表面処理を行なう表面処理方
法およびそめ装置に関する。
（ロ）従来の技術 気体を光化学反応により活性化し、基体表面に目的とす
る物質を堆積させ薄膜化したり、エツチング、表面改質
等の処理をする方法−は、処理が低温で可能であること
、荷電粒子の衝撃による損傷がないこと、光化学的選択
性により従来にない処理が可能となること１反応過程の
選択及び成膜の制御が容易であることなどから近年急速
な進展をみせている。
従来から知られている光化学的表面処理方法は。
大別して２つに分けられる。一つは光源として放電ラン
プを用いる方法であり、他の一つは光源としてレーザー
を用いる方法である。しかし放電ランプを用いる方法で
は、一般的に放射光の輝度が小さく、レーザーを用いる
方法では、レーザ一本体が高価につく。
また通常の場合、処理装置は光源と処理室が窓によって
分離されており、特に光ＣＶＤ等の場合にはこの窓上に
異物が堆積し、こＮで放射光が減衰する問題が生じる。
これを改善する発明として、特開昭５９−１６９６６号
公報所載の発明と特開昭６０−２４３７３の発明が存在
する。前者の発明は、光源部と処理部とを同一容器内に
設置し、光源としてその明細書より推量されるように、
熱陰極放電あるいはＡＣ放電または直流放電によるグロ
ー放電光を用い、放電用電極の周囲に電極の保護のため
の保護用ガスを供給し、放電の安定化すなわち光源の安
定化をはかる内容となっている。しかしこの構成は装置
の構造を複雑にするとともに表面処理に直接関係のない
気体を処理系内に導入することになるため、これが表面
処理の種類を制限し又は処理に悪影響をあたえるという
欠点を生んでいる。
後者の発明は、中空陰極放電の放電光を光源として活用
するもので本願の出願人の出願になるものであり、その
明細書に記載の通り極めて良質のアモルファス水素化シ
リコン膜を生むなどの太きい効果があるが、その反面、
成膜速度などの処理速度が極端に遅く、そのため到底こ
れを実用に供することができないことがその後の実験で
判明している。
さて、一般に活性種は、物質に光あるいは電子等を照射
することによって作成することができるが、光によって
作成される活性状態は、光遷移が禁止されていない活性
状態か、その禁止されていない活性状態から項間交差あ
るいは緩和によって生じた活性状態のみであるに対し、
プラズマ内部や電子ビームなどで粒子の衝突により生じ
る活性状態は上記に限定されず、光遷移が禁止されてい
る活性状態へも容易に遷移が拡大し、光の場合とは異っ
て雑多な、有害で不純物を含んだ活性種を作り出す、一
方、プラズマによって成膜を行なう従来の技術の殆んど
は、プラズマに基体が直接接するものであるためプラズ
マ中のこれら有害な活性種や荷電粒子が基体に衝撃を与
えて損傷を生じ、基体に不純物を添加して、例えばこの
基体上に作られた半導体デバイスの°電気的特性を劣化
させるなど欠点がある。このような劣化は、たとえばＭ
ｏＳ型半導体デバイスではｖｔｈの変動、バイポーラ型
半導体デバイスではｈｆｅの変動等に強く表われる。そ
して、昨今のように半導体デバイスの集積度が極めて大
きいものになると、微少の荷電粒子の衝撃等によっても
著しい電気的特性の劣化を招くことになるため、不純物
の少い活性種を使用し、衝撃のない光を利用する無損傷
プロセスの開発が特に望まれるようになっている。
（ハ）発明の目的 この発明は、表面処理に有用で純度の高い１強力な放射
光および活性種を安定して作成し、これらを用いること
によって、工業的に利用可能な程の充分な速度で、良質
で有効的な表面処理を行なうことのできる。新規な表面
処理方法およびその装置の提供を目的とする。
（ニ）、（発明の構成） 本願の第１の発明は、交番電力の印加された空間に所定
の気体を導入することによってＬＴＥ放電を発生せしめ
、このＬＴＥ放電のプラズマに生ずる放射光と活性種の
両者を、該ＬＴＥ放電の外に置かれた基体の表面に導く
ことによって、該基体の表面に所定の処理を施す表面処
理方法によって前記目的を達成したものである。
また本願の第二の発明は、この第一の発明の方法を用い
て、工業的に十分に利用可能な装置を次の構成によって
実現するものである。即ちそれは、被処理基体を収容す
る反応室と、交番電力電源と、誘導結合、容量結合はま
たは空胴共振によって前記電源の交番電力が印加される
放電用空間をそなえた放電室と、 前記放電用空間に所定の気体を導入する手段と、前記放
電用空間の放電プラズマに生じた放射光と活性種の両者
を、前記反応室の前記被処理基体の表面に導く照射手段
とをそなえ。
前記交番電力電源が前記放電用空間内にＬＴＥ放電を生
むに充分な大きさの電力容量をそなえるとともに。
〔前記交番電力電源の電力容量〕を〔前記放電用空間が
前記基体に向って開く開口面積〕で割った値が２　Ｗ／
ａ１以上であるような構成の装置で、前記方法を装置化
したものである。
（ホ）実施例 第１図は、この発明の実施例の表面処理装置を示したも
のである。１０は放電室であり、２０は反応室である。
放電室１０は高周波（数ＫＨｚ〜数百Ｍ　Ｈｚ　）の電
源１、コイル２及び放電管６で構成されており、電源１
から発する高周波電圧がコイル２に印加されると、放電
管６の内部の高周波誘導結合された放電用空間６０に放
電が生じる。
これは、コイル２の代りに、放電管６をはさむ一対の板
状電極を設け、これに電力を印加して容量結合された放
電用空間６０を作るのでもよい、高周波としてマイクロ
波領域（ＧＨｚオーダー）の周波数を用いる場合は、マ
イクロ波キャビティをコイル２の代りに放電管６をとり
囲む様に設置する。このときは空胴共振の放電用空間６
０を利用することになる。そして、上記のように放電が
生じた放電管６の内部に放電用ガスを流れ５の方向から
バルブ４を介して導入する。放電管６は通常絶縁物で作
成され、その材質としては石英ガラスまたはセラミクス
等が有能である１石英ガラスを用いた場合は放電プラズ
マの高温化によって石英ガラスが溶融するおそれがある
ため、放電管６を石英ガラスの２重管とし、内外２つの
管の間に冷却水を流すことがある。
印加する高周波電力を大きくしてゆくにしたがって先づ
高周波グロー放電を生じるが、さらに大きい電力を加え
るときはプラズマがピンチされてＬＴＥ　（Ｌｏｃａｌ
　ＴｈｅｒｍａｌＥｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ局所熱平衡）
プラズマ３の生じるのが観察される。ＬＴＥプラズマ３
の発生は多くの場合ヒステリシス的である。このプラズ
マ３は非常に輝度が高く多くの場合通常の直流グロー放
電とは異ったスペクトルパターンを示す。
たとえば前記したミスガスが水素であったとして、水素
の場合で述べると１通常の直流グロー放電あるいは高周
波グロー放電のときには先づ水素分子に起因する可視光
域から紫外光域に達する連続スペクトルが存在し、これ
に加えた形で、水素原子に起因するバルマー系列および
ライマン系列の発光を観測することができる。しかしこ
のときのこれら系列の発光は比較的弱くそのため放射光
の色は白票色となっている。
ところが、ＬＴＥプラズマ３を生じたときは、放射光の
色は目視では輝度の非常に高い赤色となっていて、それ
は水素原子の発光のバルマー系の輝度が非常に高くなっ
た結果であることを知る。
同時に可視部にないため直接口には見えないが、ライマ
ン系の輝度も非常に高くなっているのが測定で確認でき
る。
ライマンα光は１２１．６ｎ−の波長を持っており、周
知のようにこの波長の光を用いるときはシラン、ジシラ
ンの直接分解が可能である。その上、この光の場合は、
ＭｇＦ、、ＬｉＦ等の光学透過材料およびＭｇＦ、コー
ティングのＡｌｌリフレクタ−が使用できる長所もあり
光学系を組むことが極めて容易になって非常に有用であ
る。これまでは。
このライマンα光の高輝度のものを取り出すことのでき
る良い光源がなかったために、この波長光はあまり利用
されていなかったものである。上記した高周波ＬＴＥプ
ラズマ光は、この意味で光源として貴重である。
なお上記の導入ガスとしては水素のほかに窒素、アルゴ
ン、ヘリウム、水銀等の気体およびこれらの混合気体も
有能で、高輝度の有用光を放射するＬＴＥ放電プラズマ
を生じうる。
更に続けると、上記の導入ガスが水素の場合には、ＬＴ
Ｅプラズマ内には、通常の高周波グロー放電と比較して
極めて多量の水素原子および水素分子の励起状態、水素
ラジカル、イオン等の活性種の存在するのが発光分光分
斬で確認できる。ＬＴＥ放電プラズマで多量の活性種の
生れることは、他のガス、例えば窒素の場合も同じてあ
って、第２図及び第３図は、窒素の真空紫外発光分光分
析の結果を示したものである。第２図は、ＬＴＥプラズ
マの発光分析、第３図は高周波グロープラズマの発光分
析である。両プラズマは同じ装置を使ってともに１３．
５６ＭＨｚ、２．５ｋＷ、圧カフ００　ｍ　Ｔｏｒｒ、
　Ｎ、流量３３ｓｅｃｍの条件下でえられたものである
。この装置のこの作成条件では、丁度、ＬＴＥと高周波
グローの二つの状態が、互に他にヒステリシス的に移行
するため、同一条件でＬＴＥと高周波グローの二つの状
態を作り出し比較することができる。発光強度を示す縦
軸は１両図とも任意単位となっているが、ＬＴＥのグラ
フの縦軸の目盛は、グ′ロー放電のグラフの縦軸の目盛
１００倍近くにまで目盛が強度に縮められており１２０
１ｍの光の強度で比較すると、ＬＴＥの方が高周波グロ
ーに比較して１２０倍の発光強度がある。そして先述の
水素の場合と同様にこの窒素の場合でもＬＴＥプラズマ
は短波長光の輝度が強く。
そのスペクトルは、窒素原子からの発光に属することか
ら、ＬＴＥプラズマの内部に活性種、特に窒素ラジカル
を多く含まれることが明らかである。
なお水素、窒素のみならず酸素やそのほかのガスについ
ても同様な結果が得られる。
高周波グロー放電と高周波ＬＴＥプラズマ放電を比較す
ると、両者の間には、次のような違いがあり、次の条件
の−、二を欠く場合でも両者は容易に判然と区別できる
。
（ａ）高周波グロー放電は発光部が広がる傾向に返り、
高周波ＬＴＥプラズマ放電では逆に発光部がピンチされ
る傾向にある。
（ｂ）ＬＴＥプラズマ発生用の両放電の発光はそのスペ
クトルパターンが異なっている。このスペクトルの相異
によっても、電子状態に相違のあることが判然とする。
該ガスが多原子分子の場合には、高周波ＬＴＥプラズマ
放電では、高周波グロー放電で見られなかった振動およ
び回転モードの励起がしばしば観測される。
（ｃ）高周波グロー放電状態と高周波ＬＴＥプラズマ放
電状態とは、前記したように、放電電力。
放電圧力等をパラメータとして、しばしばヒステリシス
ループをえがいて互に他に遷移し、放電インピーダンス
は両放電間で大きく異なる。
この遷移は電源から放電室に投入される放電電力の強度
に最も大きく依存する。これに関しては更に後述する。
（ｄ）高周波ＬＴＥプラズマ放電は高周波グロ−放電プ
ラズマに較べて非常に輝度が高い。その差は格段である
。
例えばヘリウム等のようなガスの場合は、放電インピー
ダンスがヒステリシス的に変化せずそのためインピーダ
ンスのみからは高周波グロー放電と高周波ＬＴＥプラズ
マの間の移行を判別し難いが、高周波ＬＴＥプラズマ放
電状態になると高輝度のプラズマがピンチされるのが認
められ、目視によって両放電を識別することができる。
次に反応室２０について説明すると、反応室２０は、必
要ならば気密に保つことができる反応容器７とその中に
設けられた反応気体を導入するための導入リング１３、
基体１６を設置するための基体ホルダ８で構成されてい
る。
そして反応室２０と放電室１０の間には、放電室１０内
に発生したＬＴＥプラズマ３からの活性種１８または、
放射光１７と活性種１８を反応室２０の基板１６の表面
上に導入するメツシュ状の電極３０が設けられている。
所定の反応ガスはバルブ１１を介して流れの方向１２か
ら中空の導入リング１３内に導かれ、リングの内側に多
数設けられた小孔１３０から基体１６の表面に吹き出さ
れることで反応容器７の内部に供給される。基体ホルダ
ー８には温度コントローラー９が設置されており必要に
応じて基体１６の温度を調節できる。
前記した放電室の導入ガスおよび反応室に導かれる反応
ガスはバルブ１４を介してガスの流れ１５の方向に排気
される。放電室１０および反応室２０を大きく連通させ
た場合には、圧力が数Ｔａｒｒ以下の領域では、高周波
ＬＴＥプラズマの周囲に広がるグロー状プラズマがしば
しば反応室７の内部にまで広がってくる。上記のメツシ
ュ状電極３０は、これを防止するなどのために設けられ
たものである。
なお、この電極３０の構造・形状・材質は、グロー状プ
ラズマが反応室２０内に広がるのを防止できるものであ
れば良く、必ずしもメツシュ状のもの等に限定されるも
のではない、この電極３０に電圧を印加することでプラ
ズマのシールド効果を高めたり、逆にプラズマから荷電
粒子を反応室２０内部に引き出して荷電粒子を表面処理
に積極Ｃ的には浮遊にヶすることもできる。この場合に
は異常放電を少なくしてシールド効果が大きくなる。同
様に電極３０と接地電位との間にバンドパスフィルター
を用いても良い。
また電極３０のかわりに磁場を用いて同様の荷電粒子調
整効果をもたせることも可能である。
第１図の装置を使用し、放電室１０の導入ガスとして窒
素を用い１反応室２０に導入するガスとしてシランガス
を用いたとき、基体１６の上にＳｉＮ膜が作成できた。
このときの条件は、基体温度２００℃、圧カフ　００　
ｍ　Ｔ　ｏｒｒ、　Ｓ　ｉＨ，流量２５ｓｃｃｍｔ　Ｎ
ｔ流量２００ｓｅｃｍ、電力３．５ｋＷ　（１３，５６
ＭＨ，）である。このＳｉＮ膜の成膜メカニズムは、Ｌ
ＴＥプラズマにより生成した窒素ラジカルと、ＬＴＥプ
ラズマから発する短波長光により活性化（励起および分
解）したシランとが反応したものである。
同じく第１図の装置を使用し、放電室１０の導入ガスと
して水素を用い、反応室２０の導入ガスとしてシランガ
スまたはジシランガスを用いたとき、基体１６の表面に
ａ−８ｉ：　Ｈ膜を作成できた。
この反応は、ＬＴＥプラズマから発生するライマン系列
の短波長光によりシランまたはジシランが分解されるほ
か、この反応にＬＴＥプラズマからの水素ラジカルが補
助的な役割を果して、シランまたはジシランおよびそれ
らの分解物から水素原子を引き抜き、ａ−８ｉ：Ｈ膜の
作成を促進していると考えられる。
更にまた同じく第１図の装置を用いて、放電室１０の導
入ガスとして酸素を用い、酸素ラジカルおよびオゾン等
をＬＴＥプラズマを用いて作成し、酸素の短波長光と酸
素ラジカルまたはオゾンを用いることによって基体表面
の有機物を水と二酸化炭素に分解し、基体表面の表面ク
リ−リングをす第４図は、この発明の他の実施例を示し
たものである。この装置は、第１図の放電室を１０．１
０′の２個に分割して１両者を単一の反応室の単一の被
処理基体１６に対置したものである。
そして放電室１０による前述の動作の上に、放電室１０
’で生成されたＬＴＥプラズマ３′からの放射光１７′
および活性種１８′も電極３０′を介して反応室２０に
導入され、それらが別途反応室２０に導かれた所定の反
応ガスと反応する。
なお、上記電極３０′はその形状をブラインド状にして
ＬＴＥプラズマ３′からの放射光１７′を遮蔽し、活性
種１８′だけを反応室２０の内部に導入できるようにし
ても良い、またはその逆に、電極３０’の部分に光学ガ
ラスを置いて、反応室２０に導入するようにしてもよい
。
第４図の装置で、放電室１０の導入ガスとして水素を用
い、放電室１０′の導入ガスとして窒素を用い、反応室
２０の導入ガスとしてシランガスまたはシランガスを用
いた場合にも基体１６の表面上にＳｉＮ膜が生成できた
。この成膜メカニズムは明確ではないが、放電室で生成
されるＬＴＥプラズマの短波長光（水素原子のライマン
系列）と放電室１０’で生成されるＬＴＥプラズマから
の窒素ラジカルがシランと反応し、放電室１０にで生成
されるＬＥＴプラズマからの水素ラジカルも反応に関与
してＳｉＮ膜が作られたものと考えられる。
上記の各処理で放射光１７（と１７′）を遮光するとき
は、基体上の所望の堆積膜、クリーニングは殆んどセ１
０であった。放射光は処理に重要な役割を果しているこ
とがわかる。
以上の実施例は本発明の方法及び装置で如何なる処理が
可能であるかを例示したものであるが、可能な処理の種
類は上記にとゾまらない。
ところで本発明と同構造のグロー放電を利用する装置（
プラズマＣＶＤ装置）は、従来も数多く存在しており、
それら装置の中には印加する電力量を増せば、それだけ
で直ちに２本発明の装置と化すものは可成りの数にのぼ
る。
では、或装置を、それが本発明の装置であると特定しう
るその特徴は何か、と言うと、それは前述の装置本体に
付加される電源の電力容量である。
より詳しくは、第１には、放電用空間の体積に対する、
そして第２には放電用空間が被処理基体に向って開く開
口面積に対する、電源の投入可能電力の大きさである。
以下では、特にこの点に関して１話を具体的にして説明
する。
ＳｉＮ膜は半導体デバイスの被覆用に極めて重要な膜で
あるが、堅牢緻密でしかも弾力性（耐クラツク性）に富
み、段差被覆性にもすぐれたＳｉＮ膜は容易には得られ
ない。その成膜工程では被処理基板に損傷を生じないこ
とが要求されるので困難は倍加する。しかしデバイスが
微細化するに従って、良質の膜の必要性は一層痛感され
ている。
従来のＳｉＮ膜は、ＳｉＮ材料をターゲットに置くスパ
ッタリングか、シランガス、窒素ガスにアンモニアガス
を加味した混合ガスのグロー放電中に被処理基板を曝す
プラズマＣＶＤ法かで得られているが１両者とも列置前
記の要求を満足するものではない、前者の方法による膜
は段差被覆性が劣悪で、損傷が大きいし、後者の方法で
えられる膜には、アンモニアの分解で生じたＨが多量に
含有されていて品質上問題がある。
本願の発明者らは、上記の問題を解決する実験研究の過
程で、先づ極めて良質のＳｉＮ膜が、無損傷で、前記し
た方法および装置でえられることを見出したが、しかし
、如何に良質の膜でも、成膜に時間がかったのでは、役
に立たない、半導体デバイス製造の工程に組み入れるた
めには、然るべき成膜速度が必要である。（因みに、前
記したプラズマＣＶＤ法では、ガス中にアンモニアを加
えることで、漸く成膜速度を実用的なものにしている。
） 本願の発明者は次のステップとして、具体的に。
〔少くともＳｉＮ膜を実用的な速度で作成できる装置〕
を目標にした。
そして〔実用的な速度〕としては〔１００人／ｗｉｎ以
上〕を採用した。この（１００人／■ｉｎ以上〕は、１
バツチの被膜工程が１時間以内であることを工業上利用
の最低条件と考え、この間に通常のパッシベーション膜
厚ｅｏｏｏÅ以上が得られなくてはならないとして得ら
れたものである。
さて、第１図の装置で、ＳｉＮ膜を作成せんとして、放
電室に窒素ガスを導入してＬＴＥプラズマを作るとき、
特に重要なのはＬＴＥプラズマの放電室の構造・形状と
印加電力の関係である。放電室が主に円筒形の石英管で
できている場合には石英管の内径と電力の関係がＬＴＥ
プラズマ作成条件に大きな意味を持っている。ＬＴＥ放
電についての石英管の内径（横軸）と注入電力体積密度
（〔注入電力〕／〔放電用空間の体積〕）（縦軸）との
関係を第５図のＡ−Ｂ、Ｃ−８曲線に示す。
第５図のＣ−８曲線は、グロー状態から電力を加えて行
った場合にＬＴＥ状態化する注入電力体積密度を示して
おり、Ａ−８曲線はＬＴＥ状態から電力を下げて行った
場合にグロー状態化する注入電力体積密度を示している
。ＷＪ曲線で囲まれた範囲内では両状態が安定して存在
できる。このためＬＴＥプラズマを用いた装置は、電源
の電力容量としてＣ−８曲線以上の能力を所有している
か、〆 あるいは何らかのＬＴＥプラズマ発生用トリが機構およ
びＡ−８曲線以上の電源電力容量をもつことが必要であ
る。
ヒステリシス現象は内径約７ｄｌ以下の石英管を用いた
場合に生れ、内径ＩＣＩＩの石英管の場合を１列にとる
と、グロー状態から電力を次第に印加して行くとき８２
０Ｗ／ｊではじめて放電はＬＴＥ状履化するが、ＬＴＥ
状態から次第に電力を下げるときは４８０Ｗ／（ｊまで
下げなければグロー状態化しない、この４８０Ｗ／ｄと
８２０Ｗ／ｃｄとの間では両状態が安定して存在できる
。
（従ってこのため電力密度、圧力、ガス流量等々の同じ
条件下でグロー状態とＬＴＥ状態は比較でき、成膜に必
要な短波長光、たとえば窒素原子の２ｇ”２ｐ”３ｇ　
（’Ｐ）状態から２ｇ”２ｐ”　（’Ｓ）状態への遷移
による１２０ｎ■の光の発光強度を比較すると、グロー
状態に対してＬＴＥ状態では約２桁の発光強度増大とい
う格段の向上が認められる。またＬＴＥ状態では窒素分
子が多数解離して窒素原子となっており、窒素原子濃度
が顕著に増大することが明らかになっている。） 石英管の内径が７３以上になると、ヒステリシス領域は
見当らなくなり、注入電力体積密度も低下する０石英管
内径が１５３になると必要な注入電力体積密度は０．２
Ｗ／ｃｄ弱の値となる。実験によれば、これらＡ−Ｂ、
Ｃ−８曲線が示す注入電力体積密度は、放電用ガスの流
量によっては殆んど変化しない、ガスの圧力はどう影響
するかというと実用範囲と考えられる３　００ｍＴｏｒ
、ｒから５Ｔ　ｏｒｒの間で高々３０％変化するのみで
ある。従って、注入電力体積密度は、ＬＴＥ放電を特徴
づける最良の指標となるものである。
現有のプラズマＣＶＤを見渡すとき、大きい放電用空間
をそなえる大型の装置でも注入電力体積密度が０．ＩＷ
／Ｊを超えるものは見当らない。
２豊啼Ｉ、　Ｔ　Ｅ放電を本発明のように利用する考え
が完全になかったためである１石英管が小径の場合では
第５図に見られるように１本発明の装置との注入電力の
比は数１０倍から数１００倍もにのぼる。
一方、第５図のＤ−Ｅ曲線は、〔１００人、／＋＋ｉｎ
以上〕の成膜速度を確保するに必要な、注入電力面積密
度即ち〔注入電力〕／（放電用空間が被処理基体に向っ
て開く開口面積〕のグラフ（実験値）を示したものであ
る。Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｂ両曲線が石英管内径の増大で急速に
低下するのに対しＤ−Ｅ曲線は石英管の内径が変化して
もはシ一定で２Ｗ／ｄあたりの値を示す。
このＤ−Ｅ曲線は円筒形の石英放電管について測定され
たものであるが、実験によって、被処理基体上の膜堆積
速度などの処理速度は、単位面積当りの放射光量にはゾ
比例することが明らかとなっているので、放電用空間が
円筒形以外の場合にも、〔放電用空間が被処理基体に向
って開く開口面積〕は、その字句通りに解釈し１面積を
計測して計算に用いることができる。なお放電用空間６
０と被処理基体１６の間に、メツシュ電極３０が存在し
て部分的に遮光されたり、またはこの間に余りに長い光
路が存在してその間で放射光が無用のまま強く吸収され
たりするときには、注入電力はそれに見合うだけ増加さ
れるべきである。従来のプラズマＣＶＤ装置で注入電力
面積密度が高い値をとるのは、石英管の内径が５１以下
の、むしろ小型の装置である。大型の装置ではこの値は
次第に低値をとり、１７１０以下にもなってゆく。
従って、本発明の装置は、この注入電力面積密度を用い
てもこれを特徴づけることができる。
上述は専らＳｉＮ膜の作成で本発明の詳細な説明したが
、本発明の装置は良質のＳｉＮ膜作成以外にもａ−Ｓ　
ｉ：　Ｈ膜等々極めて多くの可能性を秘めている。
また、本発明の装置で、例えばメツシュ電極３０に印加
する荷電粒子阻止電圧を控え目にして。
被処理基体上にまでグロー放電プラズマを拡大させると
きは、衝撃損傷は増すもの一処理の速度を大きく増大さ
せることが可能である。
用途によってこの方法を使用し効果をあげることができ
る。
これに対し現有のプラズマＣＶＤ装置を見渡すとき、注
入電力面積密度が０．２Ｗ／１ｆｆ１以上の装置を見出
すことができない。
（へ）発明の効果 本発明は１表面処理に有用で純度の高い、強力な放射光
および活性種を安定して作成し、これを用いることで、
工業的に利用可能な種の充分な速度で、良質で有効的な
表面処理およびその装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第４図は、本願発明の実施例の実施に使用す
る装置の正面断百図であり、第２図は、ＬＴＥプラズマ
からの真空紫外発光分光分析結果を示したグラフであり
、第３図はグロープラズマからの真空紫外発光分光分析
結果を示したグラフである。第５図はＳｉＮ膜作成時の
注入電力体積密度と注入電力面積密度のグラフである。 ３　、３−−−−−−　Ｌ　Ｔ　Ｅプラズマ７−−−−
−−反応容器 １０．１０’　−−−一放電室 １６−−−−−−被処理基体 １７−−−−−−放射光 １８−−−−−一括性種 ２０−−一一−−反応室 ３０．３０’−−−−メツシュ状電極 ６０−−−−−一放電用空間

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）交番電力の印加された空間に所定の気体を導入す
    ることによってＬＴＥ放電を発生せしめ、該ＬＴＥ放電
    のプラズマに生ずる放射光と活性種の両者を、該ＬＴＥ
    放電外に置かれた基体の表面に導くことによって、該基
    体の表面に所定の処理を施すことを特徴とする表面処理
    方法。
  2. （２）被処理基体を収容する反応室と、交番電力電源と
    、誘導結合、容量結合または空胴共振によって前記電源
    の交番電力が印加される放電用空間をそなえた放電室と
    、 前記放電用空間に所定の気体を導入する手段と、前記放
    電用空間の放電プラズマに生じた放射光と活性種の両者
    を、前記反応室の前記被処理基体の表面に導く照射手段
    とをそなえた表面処理装置において、 前記交番電力電源が前記放電用空間内にＬＴＥ放電を生
    むに充分な大きさの電力容量をそなえるとともに、 〔前記交番電力電源の電力容量〕を〔前記放電用空間が
    前記基体に向って開く開口面積〕で割った値が２Ｗ／ｃ
    ｍ＾２以上であることを特徴とする表面処理装置。
  3. （３）前記照射手段が、荷電粒子の透過を禁止、制限、
    もしくは促進する荷電粒子調整手段をそなえたことを特
    徴とする特許請求の範囲第２項記載の表面処理装置。
  4. （４）前記荷電粒子調整手段が、メッシュ状電極を構成
    要素とすることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
    の表面処理装置。
  5. （５）前記放電用空間が単一の被処理基体に対し複数個
    に分割配備されていることを特徴とする特許請求の範囲
    第２又は第３項記載の表面処理装置。
  6. （６）前記複数個に分割配備された放電用空間のそれぞ
    れに導入される気体が、互にその種類を異にすることを
    特徴とする特許請求の範囲第５項記載の表面処理装置。
  7. （７）前記放電用空間に導入される気体がＮ＿２を含み
    、前記反応室に導入される気体がモノシラン、ジシラン
    もしくはシラン誘導体またはそれらの混合物を含み、前
    記基体の表面にＳｉＮ膜を堆積させることを特徴とする
    特許請求の範囲第２項記載の表面処理装置。
  8. （８）前記複数個に分割配備された放電用空間の一つに
    導入される気体がＮ＿２を含み、他の一つに導入される
    気体がＨ＿２を含み、前記反応室には前記放電用空間を
    径由しないでモノシラン、ジシランもしくはシラン誘導
    体またはそれらの混合物を含む気体が導入されて、前記
    基体の表面にＳｉＮ膜を堆積させることを特徴とする特
    許請求の範囲第６項記載の表面処理装置。
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