処理容器１内を排気装置２４により減圧排気しながら、ガス供給装置１８の不活性ガス供給源１９ａおよびオゾン含有ガス供給源１９ｂから、不活性ガスおよびＯ ２ とＯ ３ との合計の体積に対するＯ ３ の体積比率が５０％以上であるオゾン含有ガスを所定の流量でガス導入部１５を介して処理容器１内に導入する。マイクロ波発生装置３９で発生させた所定周波数例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を、平面アンテナ３１から透過板２８を経て処理容器１に放射し、不活性ガスおよびオゾン含有ガスをプラズマ化する。このマイクロ波励起プラズマによりウエハＷ表面にシリコン酸化膜を形成する。プラズマ酸化処理の間、載置台２に高周波電源４４から所定の周波数およびパワーの高周波電力を供給してもよい。