(57)【要約】  プラズマ処理装置は、処理対象基板が配置される基板ステージと、アンテナアレイを用いてプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記アンテナアレイの上方に設けられた複数のガス放射口を有するガス放射板を備えるガス放射部と、前記ガス放射板の複数のガス放射口の一部分から前記基板ステージの表面に向けて放射して前記アンテナ素子の表面を通るように、第１原料ガスを供給する第１のガス供給部と、前記ガス放射板の複数のガス放射口の他の部分から前記基板ステージの表面に向けて放射して前記アンテナ素子の間隙を通るように、第２原料ガスを供給する第２のガス供給部と、を有する。第１原料ガスは、アンテナ素子に曝された場合、付着物が生じないか、または第２原料ガスよりも付着量が少ない。これにより、成膜速度を向上させるとともに、パーティクルの発生を抑制することができる。
2008123295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１原料ガスおよび第２原料ガスを用いて処理対象基板に処理を施すプラズマ処理装置であって、
前記処理対象基板が表面に配置される基板ステージと、
前記基板ステージの上方に設けられ、誘電体で表面が覆われた棒状の導体で構成したアンテナ素子が前記基板ステージの表面と略平行な平面に対して複数所定の間隙をあけて配列されてなるアンテナアレイを用いてプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記プラズマ生成部を覆うように設けられ、前記アンテナアレイの上方に設けられた複数のガス放射口を有するガス放射板を備えるガス放射部と、
前記ガス放射板の複数のガス放射口の一部分から前記基板ステージの表面に向けて放射して前記アンテナ素子の表面を通るように、第１原料ガスを供給する第１のガス供給部と、
前記ガス放射板の複数のガス放射口の他の部分から前記基板ステージの表面に向けて放射して前記アンテナ素子の間隙を通るように、第２原料ガスを供給する第２のガス供給部と、を有し、
前記プラズマ生成部は、前記プラズマ生成部に対して前記第１原料ガスおよび前記第２原料ガスが供給された状態で、前記アンテナアレイを用いてプラズマを生成し、
前記第１原料ガスは、前記アンテナ素子に曝された場合、付着物が生じないものであるか、または前記第２原料ガスよりも付着量が少ないものであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記ガス放射板の複数のガス放射口は、前記プラズマ生成部に対して開口するように形成され、前記ガス放射口のうち、前記ガス放射板を前記基板ステージの前記表面に垂直な方向から見た場合、前記アンテナ素子の位置と整合する第１の領域に形成された全てのガス放射口に接続されるように、流路を形成する隔壁が設けられ、この隔壁により、前記第１の領域に形成された全てのガス放射口と、これ以外の領域に形成された他のガス放射口とが隔離され、
前記第１のガス供給部からの第１原料ガスは、前記流路を通って、前記第１の領域に形成された全てのガス放射口から放射し、これによって、第１原料ガスは前記アンテナ素子の表面を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給され、
前記第２のガス供給部からの第２原料ガスは、前記他のガス放射口から放射し、これによって、第２の原料ガスは、前記アンテナ素子の間隙を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給される請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記ガス放射板の複数のガス放射口は、前記プラズマ生成部に対して開口するように形成され、前記ガス放射口のうち、前記ガス放射板を前記基板ステージの前記表面に垂直な方向から見た場合、前記アンテナ素子の間隙の領域と整合する第２の領域に形成された全てのガス放射口に接続されるように、流路を形成する隔壁が設けられ、この隔壁により、前記第２の領域に形成された全てのガス放射口と、これ以外の領域に形成された他のガス放射口とが隔離され、
前記第１のガス供給部からの第１原料ガスは、前記他のガス放射口から放射し、これによって、第１の原料ガスは、前記アンテナ素子の表面を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給され、
前記第２のガス供給部からの第２原料ガスは、前記流路を通って、前記第２の領域に形成された全てのガス放射口から放射し、これによって、第２原料ガスは前記アンテナ素子の間隙を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給される請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記第１原料ガスは、酸素ガスであり、前記第２原料ガスは、ＴＥＯＳガスである請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
第１原料ガスおよび第２原料ガスを用いて処理対象基板に処理を施すプラズマ処理装置であって、
前記処理対象基板が表面に配置される基板ステージと、
前記基板ステージの上方に設けられ、誘電体で表面が覆われた棒状の導体で構成したアンテナ素子が前記基板ステージの表面と略平行な平面に対して複数所定の間隙をあけて配列されてなるアンテナアレイを備えるプラズマ生成部と、
前記プラズマ生成部を覆うように設けられ、前記アンテナアレイの上方に設けられ、複数のガス放射口を有するガス放射板を備えるガス放射部と、
前記プラズマ生成部の前記アンテナ素子の各間隙に設けられ、前記基板ステージに面するように開口された穴が複数形成された中空の第２ガス放出部材を複数備える第２ガス放出部と、
前記第１原料ガスを前記ガス放射板から前記基板ステージの表面に向けて供給する第１のガス供給部と、
前記第２原料ガスを、前記第２ガス放出部を通して、前記基板ステージの表面に向けて供給する第２のガス供給部と、を有し、
前記プラズマ生成部は、前記第１原料ガスおよび前記第２原料ガスが供給された状態で、前記アンテナアレイを用いてプラズマを生成し、
前記第１原料ガスは、前記アンテナ素子に曝された場合、付着物が生じないものであるか、または前記第２原料ガスよりも付着量が少ないものであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記第１原料ガスは、酸素ガスであり、前記第２原料ガスは、ＴＥＯＳガスである請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
原料ガスを用いて処理対象基板に処理を施すプラズマ処理装置であって、
前記処理対象基板が表面に配置される基板ステージと、
前記基板ステージの上方に設けられ、誘電体で表面が覆われた棒状の導体で構成したアンテナ素子が前記基板ステージの表面と略平行な平面に対して複数所定の間隙をあけて配列されてなるアンテナアレイを用いてプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記プラズマ生成部を覆うように設けられ、前記アンテナアレイの上方に設けられたガス放射板を備えるガス放射部と、
前記ガス放射部から前記基板ステージの表面に向けて第１原料ガス及び第２原料ガスを放射するように、前記第１原料ガス及び前記第２原料ガスを供給する第１のガス供給部と、
前記ガス放射部から前記基板ステージの表面に向けて第３のガスを放射するように、前記第３のガスを供給する第３のガス供給部と、を有し、
前記ガス放射板には、前記プラズマ生成部に対して開口したガス放出口が複数形成され、前記ガス放射板の前記ガス放射口のうち、前記ガス放射板を前記基板ステージの前記表面に垂直な方向から見た場合、前記アンテナ素子の位置と整合する第１の領域に形成された全てのガス放射口に接続されるように、流路を形成する隔壁が設けられ、この隔壁により、前記第１の領域に形成された全てのガス放射口と、これ以外の領域に形成された他のガス放射口とが隔離され、
前記第３のガス供給部からの前記第３のガスは、前記流路を通り、前記第１の領域に形成された全てのガス放射口から放射し、これによって、前記第３のガスは前記アンテナ素子の表面を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給され、
前記第１のガス供給部からの前記第１原料ガス及び前記第２原料ガスは、前記他のガス放射口から放射し、これによって、前記第１原料ガス及び前記第２の原料ガスは、前記アンテナ素子の間隙を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給され、
前記プラズマ生成部は、前記第１原料ガス、前記第２原料ガスおよび前記第３のガスが供給された状態で、前記アンテナアレイを用いてプラズマを生成するものであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記原料ガスは、酸素ガスおよびＴＥＯＳガスの混合ガスであり、前記第３のガスは、不活性ガスである請求項７に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子、フラットパネルディスプレイ、および太陽電池などの製造に用いられるプラズマ処理装置に関し、特に、成膜面積が大きい場合であっても、成膜速度を向上させるとともに、パーティクルの発生を抑制することができるプラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、半導体素子、太陽電池、または液晶表示パネルもしくはプラズマディスプレイパネルなどのフラットパネルディスプレイの製造には、エッチング、スパッタリングまたはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等が利用されて、精度の高い加工処理が行なわれている。
半導体素子の製造において、プラズマを用いた処理（プラズマ処理）が施されるシリコンウエハ、およびフラットパネルディスプレイに用いられるガラス基板は、大型化の一途をたどっている。これに対応してプラズマ処理を施す処理装置の減圧処理室（チャンバ）も大型化し、この減圧処理室内において、半導体素子またはフラットパネルディスプレイなどの各種基板に形成される膜の成形精度に大きな影響を与える反応性プラズマ中の反応活性種（ラジカル）またはイオンを均一に生成させて、均一なプラズマ処理を行う必要性が増大している。【０００３】
大型の薄膜太陽電池を製造する装置として、例えば、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）プラズマＣＶＤ装置またはＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）プラズマ装置を用いることができる。
しかしながら、１ｍ×１ｍ程度の大きな面積の蒸着面を得るプラズマを発生させるには、例えば、ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置では、サイクロトロンに使用する磁場発生用のコイルと放射電波用のアンテナの配置が互いに干渉するようになり、実現は困難である。【０００４】
そこで、プラズマＣＶＤ装置において、１ｍ×１ｍ程度の大きな面積の蒸着面を得るプラズマを発生させるためのアンテナが提案されている（特許文献１）。
特許文献１には、表面を誘電体が覆われた柱状の導電体からなる複数のアンテナ素子を、交互に給電方向を逆にして平行的にかつ平面状に配置したアレイアンテナからなるプラズマ生成用アンテナが開示されている。この特許文献１のプラズマ生成用アンテナを用いることにより、電磁波の空間分布が一様なプラズマを発生させることができ、１ｍ×１ｍ程度の大きな面積の蒸着面を得ることができる。【０００５】
次に、特許文献１に開示されたアレイアンテナを備える従来のプラズマＣＶＤ装置について説明する。
ここで、図６は、従来のプラズマＣＶＤ装置の構成を示す図である。
図６に示す従来のプラズマＣＶＤ装置１００は、制御部１０２、分配器１０４、インピーダンス整合器１０６および直方体状の反応容器１０８を有する。この制御部１０２は、プラズマＣＶＤ装置１００の各機器を制御するものである。【０００６】
反応容器１０８には、導入口１１０が形成されており、この導入口１１０にガス供給管１１２を介して成膜ガス供給部１１４が接続されている。この成膜ガス供給部１１４は、例えば、ＳｉＯ２膜を成膜する場合、原料ガスＧとして、酸素ガスおよびＴＥＯＳ（Tetra-Ethyl-Ortho-Silicate（テトラエトキシシラン））ガス（以下、ＴＥＯＳガスという）を供給するものである。【０００７】
また、反応容器１０８の下壁１０８ｂには、排気口１１６が形成されている。この排気口１１６に排気管１１８を介して、反応容器１０８内を真空にする真空排気部１２０が接続されている。また、反応容器１０８には内部の圧力を測定する圧力センサ（図示せず）が設けられている。【０００８】
また、反応容器１０８の内部には、上壁１０８ａ側から順に、ガス放射板１２２、複数のアンテナ素子１２４からなるアンテナアレイ１２６、および基板ステージ１２８が設けられている。この基板ステージ１２８の表面１２８ａに基板１３０が載置される。【０００９】
また、インピーダンス整合器１０６は、アンテナ素子１２４に接続されており、プラズマ生成時におけるアンテナ素子１２４の負荷の変化によって生じるインピーダンスの不整合を是正する。【００１０】
ガス放射板１２２は、成膜ガス供給部１１４から導入された原料ガスＧを広い面積に渡って拡散させるものであり、反応容器１０８の内部の全域に亘る大きさを有する。このガス放射板１２２により、反応容器１０８内が２つの空間に仕切られている。ガス放射板１２２の上壁１０８ａ側の空間がガス分散室１３２であり、ガス放射板１２２の下壁１０８ｂ側の空間が反応室１３４である。
また、ガス放射板１２２は、貫通穴１２２ａが複数形成されたものである。このガス放射板１２２は金属で形成されており、接地されている。
なお、基板ステージ１２８には、ヒータ（図示せず）が設けられており、このヒータは、制御部１０２により制御される。【００１１】
従来のプラズマＣＶＤ装置１００において、ガラス基板またはシリコンウエハ等の基板１３０の表面１３０ａに、例えば、ＳｉＯ２膜を形成する場合、反応容器１０８内の圧力を真空排気部１２０により１Ｐａ〜数１００Ｐａ程度の状態とし、さらに、アンテナ素子１２４に高周波信号を給電することにより、アンテナ素子１２４の周囲に電磁波が放射される。
このとき、原料ガスＧを、成膜ガス供給部１１４からガス分散室１３２に供給し、この原料ガスＧを貫通孔１２２ａから反応室１３４に一定の流速で流入させる。そして、原料ガスＧが電離して、空間密度が均一なプラズマが発生する。これにより、基板１３０の表面１３０ａにＳｉＯ２膜が形成される。
このように、従来のプラズマＣＶＤ装置１００においては、均一なプラズマを発生させることができるため、１ｍ×１ｍ程度の大きな面積であっても、基板１３０の表面１３０ａにＳｉＯ２膜を形成することができる。【００１２】
【特許文献１】特開２００３−８６５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述のように、従来のプラズマＣＶＤ装置１００は、大きな面積であっても、基板１３０の表面１３０ａにＳｉＯ２膜を形成することができる。しかしながら、発生したプラズマが、アンテナ素子１２４にまでも及ぶ状態、すなわち、プラズマ中にアンテナ素子１２４が配置された状態となり、アンテナ素子１２４の表面１２４ａ近傍においては、電界分布が極度に高い。このため、アンテナ素子１２４の表面１２４ａ近傍では、プラズマにより原料ガスＧが過剰に分解されてしまう。これにより、例えば、基板１３０の表面１３０ａにＳｉＯ２膜を形成する場合、プラズマにより、ＳｉＯ２等の反応生成物が過剰に生成され、成膜に寄与することなく、アンテナ素子１２４の表面１２４ａに付着、さらには堆積してしまう。このように、成膜に寄与するＳｉＯ２の割合が減り、成膜速度が低下するという問題点がある。
さらには、アンテナ素子１２４の表面１２４ａに堆積したＳｉＯ２（反応生成物）がパーティクルとなり、処理室１３４内のパーティクルの増加を招くという問題点もある。このパーティクルの増加により、形成される膜の膜質が低下する虞もある。【００１４】
本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、成膜面積が大きい場合であっても、成膜速度を向上させるとともに、パーティクルの発生を抑制することができるプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明は、第１原料ガスおよび第２原料ガスを用いて処理対象基板に処理を施すプラズマ処理装置であって、前記処理対象基板が表面に配置される基板ステージと、前記基板ステージの上方に設けられ、誘電体で表面が覆われた棒状の導体で構成したアンテナ素子が前記基板ステージの表面と略平行な平面に対して複数所定の間隙をあけて配列されてなるアンテナアレイを用いてプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部を覆うように設けられ、前記アンテナアレイの上方に設けられた複数のガス放射口を有するガス放射板を備えるガス放射部と、前記ガス放射板の複数のガス放射口の一部分から前記基板ステージの表面に向けて放射して前記アンテナ素子の表面を通るように、第１原料ガスを供給する第１のガス供給部と、前記ガス放射板の複数のガス放射口の他の部分から前記基板ステージの表面に向けて放射して前記アンテナ素子の間隙を通るように、第２原料ガスを供給する第２のガス供給部と、を有し、
前記プラズマ生成部は、前記プラズマ生成部に対して前記第１原料ガスおよび前記第２原料ガスが供給された状態で、前記アンテナアレイを用いてプラズマを生成し、
前記第１原料ガスは、前記アンテナ素子に曝された場合、付着物が生じないものであるか、または前記第２原料ガスよりも付着量が少ないものであることを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。【００１６】
このとき、前記ガス放射板の複数のガス放射口は、前記プラズマ生成部に対して開口するように形成され、前記ガス放射口のうち、前記ガス放射板を前記基板ステージの前記表面に垂直な方向から見た場合、前記アンテナ素子の位置と整合する第１の領域に形成された全てのガス放射口に接続されるように、流路を形成する隔壁が設けられ、この隔壁により、前記第１の領域に形成された全てのガス放射口と、これ以外の領域に形成された他のガス放射口とが隔離され、前記第１のガス供給部からの第１原料ガスは、前記流路を通って、前記第１の領域に形成された全てのガス放射口から放射し、これによって、第１原料ガスは前記アンテナ素子の表面を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給され、前記第２のガス供給部からの第２原料ガスは、前記他のガス放射口から放射し、これによって、第２の原料ガスは、前記アンテナ素子の間隙を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給されることが好ましい。【００１７】
あるいは、前記ガス放射板の複数のガス放射口は、前記プラズマ生成部に対して開口するように形成され、前記ガス放射口のうち、前記ガス放射板を前記基板ステージの前記表面に垂直な方向から見た場合、前記アンテナ素子の間隙の領域と整合する第２の領域に形成された全てのガス放射口に接続されるように、流路を形成する隔壁が設けられ、この隔壁により、前記第２の領域に形成された全てのガス放射口と、これ以外の領域に形成された他のガス放射口とが隔離され、前記第１のガス供給部からの第１原料ガスは、前記他のガス放射口から放射し、これによって、第１の原料ガスは、前記アンテナ素子の表面を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給され、前記第２のガス供給部からの第２原料ガスは、前記流路を通って、前記第２の領域に形成された全てのガス放射口から放射し、これによって、第２原料ガスは前記アンテナ素子の間隙を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給されることも同様に好ましい。【００１８】
なお、前記第１原料ガスは、酸素ガスであり、前記第２原料ガスは、ＴＥＯＳガスであることが好ましい。【００１９】
さらに、本発明は、第１原料ガスおよび第２原料ガスを用いて処理対象基板に処理を施すプラズマ処理装置であって、前記処理対象基板が表面に配置される基板ステージと、
前記基板ステージの上方に設けられ、誘電体で表面が覆われた棒状の導体で構成したアンテナ素子が前記基板ステージの表面と略平行な平面に対して複数所定の間隙をあけて配列されてなるアンテナアレイを備えるプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部を覆うように設けられ、前記アンテナアレイの上方に設けられ、複数のガス放射口を有するガス放射板を備えるガス放射部と、前記プラズマ生成部の前記アンテナ素子の各間隙に設けられ、前記基板ステージに面するように開口された穴が複数形成された中空の第２ガス放出部材を複数備える第２ガス放出部と、前記第１原料ガスを前記ガス放射板から前記基板ステージの表面に向けて供給する第１のガス供給部と、前記第２原料ガスを、前記第２ガス放出部を通して、前記基板ステージの表面に向けて供給する第２のガス供給部と、を有し、
前記プラズマ生成部は、前記第１原料ガスおよび前記第２原料ガスが供給された状態で、前記アンテナアレイを用いてプラズマを生成し、前記第１原料ガスは、前記アンテナ素子に曝された場合、付着物が生じないものであるか、または前記第２原料ガスよりも付着量が少ないものであることを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。【００２０】
なお、前記第１原料ガスは、酸素ガスであり、前記第２原料ガスは、ＴＥＯＳガスであることが好ましい。【００２１】
さらに、本発明は、原料ガスを用いて処理対象基板に処理を施すプラズマ処理装置であって、前記処理対象基板が表面に配置される基板ステージと、前記基板ステージの上方に設けられ、誘電体で表面が覆われた棒状の導体で構成したアンテナ素子が前記基板ステージの表面と略平行な平面に対して複数所定の間隙をあけて配列されてなるアンテナアレイを用いてプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部を覆うように設けられ、前記アンテナアレイの上方に設けられたガス放射板を備えるガス放射部と、前記ガス放射部から前記基板ステージの表面に向けて第１原料ガス及び第２原料ガスを放射するように、前記第１原料ガス及び前記第２原料ガスを供給する第１のガス供給部と、前記ガス放射部から前記基板ステージの表面に向けて第３のガスを放射するように、前記第３のガスを供給する第３のガス供給部と、を有し、
前記ガス放射板には、前記プラズマ生成部に対して開口したガス放出口が複数形成され、前記ガス放射板の前記ガス放射口のうち、前記ガス放射板を前記基板ステージの前記表面に垂直な方向から見た場合、前記アンテナ素子の位置と整合する第１の領域に形成された全てのガス放射口に接続されるように、流路を形成する隔壁が設けられ、この隔壁により、前記第１の領域に形成された全てのガス放射口と、これ以外の領域に形成された他のガス放射口とが隔離され、前記第３のガス供給部からの前記第３のガスは、前記流路を通り、前記第１の領域に形成された全てのガス放射口から放射し、これによって、第３のガスは前記アンテナ素子の表面を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給され、前記第１のガス供給部からの前記第１原料ガス及び前記第２原料ガスは、前記他のガス放射口から放射し、これによって、前記第１の原料ガス及び前記第２の原料ガスは、前記アンテナ素子の間隙を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給され、前記プラズマ生成部は、前記第１原料ガス、前記第２原料ガスおよび前記第３のガスが供給された状態で、前記アンテナアレイを用いてプラズマを生成するものであることを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。【００２２】
なお、前記原料ガスは、酸素ガスおよびＴＥＯＳガスの混合ガスであり、前記第３のガスは、不活性ガスであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のプラズマ処理装置によれば、アンテナ素子の表面を通り、基板ステージの表面に向けて第１原料ガスを供給し、アンテナ素子の間隙を通り、基板ステージの表面に向けて第２原料ガスを供給している状態で、アンテナアレイを用いてプラズマを生成することにより、第１原料ガスと第２原料ガスとにより反応生成物が生成されても、アンテナ素子の周囲には、第１原料ガスが供給されているため、アンテナ素子には反応生成物が付着または堆積することが抑制される。また、第２原料ガスが、アンテナ素子に対して付着しやすい成分を含むようなものであっても、アンテナ素子の周囲に第１原料ガスが供給されているため、付着することが抑制される。このため、パーティクルの発生が抑制される。
さらには、アンテナ素子には反応生成物が付着または堆積することが抑制されるため、第１原料ガスおよび第２原料ガスの利用効率が高くなり、成膜速度が向上する。これらのことから、成膜面積が大きい場合であっても、成膜速度を向上させるとともに、パーティクルの発生を抑制することができる。【００２４】
また、本発明のプラズマ処理装置よれば、アンテナ素子の表面を通り、基板ステージの表面に向けて原料ガスとは異なる第３のガスを供給し、アンテナ素子の間隙を通り、基板ステージの表面に向けて原料ガスを供給している状態で、アンテナアレイを用いてプラズマを生成することにより、アンテナ素子の周囲には、第３のガスが供給されているため、アンテナ素子には反応生成物が付着または堆積することが抑制される。このため、パーティクルの発生が抑制される。さらには、アンテナ素子には反応生成物が付着または堆積することが抑制されるため、原料ガスの利用効率が高くなり、成膜速度が向上する。これらのことから、成膜面積が大きい場合であっても、成膜速度を向上させるとともに、パーティクルの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のプラズマ処理装置の第１の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す図である。
【図２】本実施形態のプラズマＣＶＤ装置のアンテナアレイを示す模式的平面図である。
【図３】本発明のプラズマ処理装置の第２の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す図である。
【図４】本発明のプラズマ処理装置の第３の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す図である。
【図５】（ａ）は、本発明のプラズマ処理装置の第３の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の第２原料ガス放出部の一例を示す模式的斜視図であり、（ｂ）は、図５（ａ）に示す第２原料ガス放出部の第２原料ガス放出部材の模式的断面図であり、（ｃ）は、図５（ａ）に示す第２原料ガス放出部の第２原料ガス放出部材の他の例を示す模式的断面図である。
【図６】従来のプラズマＣＶＤ装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０、５０、６０、１００  プラズマＣＶＤ装置（ＣＶＤ装置）
１２  制御部
１４  分配器
１６  インピーダンス整合器
１８  反応容器
２２  導入口
２３  ガス供給管
２４  排気口
２５  排気管
２６  第１のガス供給部
２７  真空排気部
２８  第２のガス供給部
４０、５２、６２  ガス放射部
３０  アンテナアレイ
３２  アンテナ素子
３３  間隙
３４  基板ステージ
３６  基板
３８  ガス分散室
３９  反応室
７０  第２原料ガス放出部
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明のプラズマ処理装置を詳細に説明する。
図１は、本発明のプラズマ処理装置の第１の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す図である。【００２８】
本実施形態の図１に示すプラズマＣＶＤ装置１０（以下、ＣＶＤ装置１０という）は、第１原料ガス（活性種ガス）として、酸素ガスＧｆを用い、第２原料ガスとして、ＴＥＯＳガスＧｓを用いて、ガラス基板またはシリコンウエハ等の基板（処理対象基板）３６の表面３６ａに対してＳｉＯ２膜を形成することを例にして説明する。なお、本発明のプラズマ処理装置においては、基板３６に形成する膜はＳｉＯ２膜に限定されるものではない。【００２９】
図１に示すＣＶＤ装置１０は、制御部１２、分配器１４、インピーダンス整合器１６、および直方体状の反応容器１８を有するものである。この制御部１２は、後述するようにＣＶＤ装置１０の各機器を制御するものである。また、反応容器１８は、金属製または合金製であり、接地されている。【００３０】
反応容器１８の上壁１８ａには導入口２２が形成されている。この導入口２２にガス供給管２３が接続されている。さらに、ガス供給管２３には、第２のガス供給部２８が接続されている。
この第２のガス供給部２８は、反応容器１８内に、例えば、ＴＥＯＳガスＧｓ（第２原料ガス）を供給するものである。第２のガス供給部２８は、例えば、液体のＴＥＯＳが充填されるタンク（図示せず）、液体のＴＥＯＳを気化する気化部（図示せず）、および気化されたＴＥＯＳの流量を調整する流量調整部（図示せず）を備えるものである。この第２のガス供給部２８においては、液体のＴＥＯＳを気化部により気化してＴＥＯＳガスＧｓ（第２原料ガス）を得、流量調整部によりＴＥＯＳガスＧｓの流量が調整されてＴＥＯＳガスＧｓを反応容器１８内に供給する。【００３１】
また、反応容器１８の下壁１８ｂには、排気口２４が形成されている。この排気口２４に排気管２５が接続されている。さらに、排気管２５には、真空排気部２７が接続されている。この真空排気部２７は、ドライポンプおよびターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有するものである。また、反応容器１８には内部の圧力を測定する圧力センサ（図示せず）が設けられている。【００３２】
また、反応容器１８の内部には、下壁１８ｂ側から順に、表面３４ａに載置される基板ステージ３４、基板３６が設けられ、この基板ステージ３４の上方に複数のアンテナ素子３２からなるアンテナアレイ（プラズマ生成部）３０が設けられ、さらには、アンテナアレイ３０の上方に、アンテナアレイ３０を覆うようにしてガス放射部４０（ガス放射板４２）が設けられている。【００３３】
ここで、図２は、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置のアンテナアレイを示す模式的平面図である。
図２に示すように、アンテナアレイ３０は、複数のアンテナ素子３２が、基板ステージ３４の表面３４ａと略平行な平面（図示せず）に対して互いに平行に、複数所定の間隙（間）３３を設けて配列されて構成されるものである。このアンテナアレイ３０は、ガス放射部４０下側（下壁１８ｂ側）に設けられている。また、アンテナ素子３２は、各側壁１８ｃ、１８ｄに対しても所定の間隙３３が設けられている。本発明においては、アンテナ素子３２と各側壁１８ｃ、１８ｄとの間隙３３も、各アンテナ素子３２の間隙３３と同様に扱う。【００３４】
また、アンテナアレイ３０においては、各アンテナ素子３２が、反応容器１８の対向する２つの側壁１８ｃおよび側壁１８ｄに亘り配置されている。このアンテナアレイ３０（各アンテナ素子３２）が、ガス放射部４０（図１参照）のガス放射板４２（図１参照）及び基板ステージ３４の表面３４ａ（図１参照）に対して平行に設けられている。【００３５】
アンテナ素子３２はモノポールアンテナであり、反応容器１８の側壁１８ｅ、１８ｆに形成した開口部（図示せず）に電気的に絶縁して取り付けられている。
アンテナアレイ３０においては、図２に示すように隣接するアンテナ素子３２と互いに逆方向に反応容器１８内の側壁１８ｅ、１８ｆから突出しており、給電方向が逆向きとなっている。これらのアンテナ素子３２は、高周波電流供給端の側がインピーダンス整合器１６に接続されている。このインピーダンス整合器１６はマッチングボックスである。【００３６】
インピーダンス整合器１６は、制御部１２の高周波電源が発生する高周波信号の周波数の調整とともに用いて、プラズマの生成中にアンテナ素子３２の負荷の変化によって生じるインピーダンスの不整合を是正するために用いられるものである。【００３７】
各アンテナ素子３２は、電気伝導率の高い導体からなる棒状（パイプであってもよい）を成し、使用する高周波の波長の（２ｎ＋１）／４倍（ｎは０または正の整数である）の長さをモノポールアンテナであるアンテナ素子の放射長さとする。
各アンテナ素子３２は、石英等の誘電体からなる円筒部材３７に収納されており、各アンテナ素子３２の表面は石英等の誘電体で覆われている。このように、棒状の導体を誘電体で覆うことにより、アンテナ素子３２としての容量とインダクタンスが調整される。これにより、アンテナ素子３２の長手方向に沿って高周波電流を効率よく伝播させることができ、電磁波を効率よく放射させることができる。なお、以下、アンテナ素子３２の表面とは、棒状の導体の表面ではなく、円筒部材３７の表面３７ａのことをいう。【００３８】
本実施形態においては、インピーダンス整合器１６を設け、さらに後述するように、ガス放射部４０（ガス放射板４２）に形成された金属膜が接地されていることにより、鏡像関係に形成される電磁波と作用して、アンテナ素子３２毎に所定の電磁波を形成する。さらに、アンテナアレイ３０を構成するアンテナ素子３２は、隣接するアンテナ素子３２と給電方向が逆向きとなっているので、反応室３９において電磁波は均一に形成される。【００３９】
ここで、図１に示すように、基板ステージ３４は、上述のように、表面３４ａに基板３６が載置されるものである。この基板ステージ３４においては、基板ステージ３４の中心と基板３６の中心とを一致させて基板３６が載置される。
また、基板ステージ３４の内部には基板３６を加熱する発熱体（図示せず）が設けられており、さらに接地された電極板（図示せず）が設けられている。この発熱体は、制御部１２に接続されており、発熱体による加熱は、制御部１２に制御される。
なお、電極板がバイアス電源（図示せず）に接続され、このバイアス電源により電極板に所定のバイアス電圧が印加される構成でもよい。【００４０】
また、図１に示すように、ガス放射部４０は、例えば、ＳｉＣからなるガス放射板４２に、直径が０．３〜１．０ｍｍ程度の貫通穴が複数形成されたものである。これらの貫通穴がガス放出口４４となる。また、ガス放射部４０においては、ガス放射板４２の表面に金属膜が形成されており、接地されている。
本実施形態において、ガス放射部４０のガス放射板４２は、反応容器１８の内部の全域に亘る大きさを有するものであり、アンテナアレイ３０を覆うように設けられている。このガス放射部４０により、反応容器１８内が２つの空間に仕切られており、ガス放射部４０の上壁１８ａ側の空間がガス分散室３８であり、ガス放射部４０の下壁１８ｂ側の空間が反応室３９である。
このガス放射部４０は、ガス分散室３８に供給されたガスを広い面積に渡って反応室３９内に拡散させるものである。本実施形態においては、ガス放射部４０は、第２のガス供給部２８から導入されたＴＥＯＳガスＧｓを広い面積に渡って、反応室３９内に拡散させるものである。【００４１】
さらには、ガス放射部４０においては、ガス放射板４２を基板ステージ３４の表面３４ａに垂直な方向から見た場合、下方に設けられたアンテナアレイ３０のアンテナ素子３２の位置と整合する第１の領域４２ａに形成された各ガス放射口４４と、アンテナ素子３２の位置と整合しない領域、すなわち、アンテナ素子３２とアンテナ素子３２との間（間隙３３）の領域に整合する第２の領域４２ｂ、およびアンテナ素子３２と反応容器１８の壁面との間（間隙３３）に整合する第２の領域４２ｂの各ガス放射口４４とを隔離するための隔壁によって流路４６が形成されている。
流路４６は、アンテナ素子３２と整合する第１の領域４２ａに形成された全てのガス放射口４４に接続（連通）されており、流路４６を介して、全てのガス放射口４４に、例えば、酸素ガスＧｆ（第１原料ガス）を供給することができる。
この流路４６は、断面形状がコ字形状の隔壁部材が、ガス放射板４２の表面に、アンテナ素子３２が伸びる方向に沿って設けられて形成されたものである。流路４６には、第１のガス供給部２６が接続されている。【００４２】
第１のガス供給部２６は、例えば、ガスボンベ（図示せず）および流量調整部（図示せず）を備えるものであり、このガスボンベには酸素ガスＧｆが充填されている。この第１のガス供給部２６により、流路４６を介して、ガス放射口４４から酸素ガスＧｆがアンテナ素子３２の長さ方向の全域に亘って、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲に供給され、さらには、反応室３９内に供給される。
また、アンテナ素子３２の位置と整合しない第２の領域４２ｂのガス放射口４４は、ガス分離室３８および反応室３９と連通しており、ガス分離室３８に供給されたＴＥＯＳガスＧｓを反応室３９内に供給するものである。【００４３】
このように、ガス放射部４０においては、流路４６により、複数のガス放射口４４のうち、第１の領域４２ａに形成されたものについては、第２の領域４２ｂに形成された他のガス放射口４４とは隔離されている。このため、第１の領域４２ａに形成されたガス放射口４４からは、第２のガス供給部２８から供給されたＴＥＯＳガスＧｓが放出されない。このため、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲には、流路４６を介して供給された酸素ガスＧｆが供給される。よって、ガス放射部４０により、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲には、ＴＥＯＳガスＧｓが供給されることなく、酸素ガスＧｆが供給される。
なお、流路４６を介して第１のガス供給部２６から供給されるガスは、酸素ガスに限定されるものではなく、成膜のために供給されるガスのうち、アンテナ素子３２の表面３７ａに、付着もしくは堆積することがないもの、または付着もしくは堆積する程度が小さいものであればよい。
上述のように、本実施形態のガス放射部４０は、酸素ガスＧｆの供給路を隔離し、ＴＥＯＳガスＧｓの供給路を隔離しないものである。【００４４】
制御部１２は、高周波発振回路、増幅器からなる高周波電源（図示せず）および電流・電圧センサ（図示せず）を有し、電流・電圧センサの検知信号に応じて、この高周波電源の発振周波数の変更及びインピーダンス整合器１６の調整を行うものである。この制御部１２は、アンテナ素子３２に共通の高周波信号の周波数を制御して、すべてのアンテナ素子３２をインピーダンスが整合した状態に近づけ、この後、各アンテナ素子３２に接続されたインピーダンス整合器１６によって、各アンテナ素子３２のインピーダンスを個別に調整する。制御部１２と、複数のインピーダンス整合器１６とは、分配器１４を介して接続されている。また、制御部１２は、アンテナ素子３２に高周波信号の給電も制御するものである。【００４５】
なお、制御部１２によって、第１のガス供給部２６、第２のガス供給部２８および真空排気部２７も制御されるものである。
この制御部１２により、第１のガス供給部２６における酸素ガスＧｆ（第１原料ガス）の供給タイミング、および流量などが制御される。また、制御部１２により、第２のガス供給部２８におけるＴＥＯＳガスＧｓの供給タイミング、および流量などが制御される。さらには、制御部１２により、反応容器１８内の原料ガス等を排気することができ、さらには反応容器１８内の圧力を所望の圧力に調整することができる。【００４６】
本実施形態においては、例えば、ＳｉＯ２膜の成膜時、第１のガス供給部２６から導入されたＴＥＯＳガスＧｓが、反応容器１８内を上壁１８ａ側から下壁１８ｂ側（以下、上壁１８ａ側から下壁１８ｂ側に向かう方向を「垂直方向」という）に流れ、排気口２４から排出される。なお、後述するように、このＴＥＯＳガスＧｓは、排出までの過程に、反応容器１８内において、活性化され、更には励起されて反応活性種とされた酸素ガスＧｆと混合され、混合ガスとなる。【００４７】
本実施形態においては、制御部１２により、反応容器１８内の圧力を真空排気部２７により１Ｐａ〜数１００Ｐａ程度の状態とし、流路４６を介して酸素ガスＧｆ（第１原料ガス）をアンテナ素子３２の表面３７ａの周囲を経て供給し、ＴＥＯＳガスＧｓをガス放射板４２のガス放射口４４から供給する。さらに、アンテナ素子３２に高周波信号を給電することにより、アンテナ素子３２の周囲に電磁波を放射させる。これにより、反応容器１８内のアンテナ素子３２の近傍でプラズマ（図示せず）が生成されるとともに、ガス放射部４０から放射された酸素ガスＧｆ（活性種ガス）が励起されて酸素ラジカル（反応活性種）が得られる。その際、発生したプラズマは導電性を有するので、アンテナ素子３２から放射された電磁波はプラズマで反射され易い。このため、電磁波はアンテナ素子３２周辺の局部領域に局在化する。このように、モノポールアンテナからなるアンテナ素子３２を複数有するアンテナアレイ３０では、プラズマがアンテナ素子３２の表面３７ａの近傍に局在化して形成され、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲では、電界分布が極度に高くなる。【００４８】
なお、このようなアンテナアレイを用いたプラズマ生成の原理についての詳細な説明が、本願出願人による先の出願である、特開２００３−８６５８１号公報に記載されている。また、アンテナアレイを用いたプラズマ生成装置における、各アンテナ毎の詳細なインピーダンス整合方法が、同じく本願出願人による先の出願である、特願２００５−０１４２５６号明細書に記載されている。本発明におけるアンテナアレイおよび各アンテナ毎の詳細なインピーダンス整合方法として、例えば、上記各明細書に記載の方法を利用すればよい。【００４９】
次に、本実施形態のＣＶＤ装置１０の成膜方法について、ＳｉＯ２膜を例にして説明する。
先ず、第１のガス供給部２６から酸素ガスＧｆ（活性種ガス）を流路４６に一定流量で流入させ、アンテナ素子３２の配置位置に整合する第１の領域４２ａに形成されたガス放射口４４から酸素ガスＧｆを、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲に供給し、酸素ガスＧｆを反応室３９に一定の流速で流入させる。このとき、第２のガス供給部２８からガス供給管２３を介して、ＴＥＯＳガスＧｓをガス分散室３８に一定流量で放出し、放射部４０の流路４６が設けられておらず、ガス分散室３８と連通する第２の領域４２ｂに形成されたガス放射口４４から反応室３９内に一定の流速で流入させる。
なお、酸素ガスＧｆおよびＴＥＯＳガスＧｓを供給する場合、反応容器１８（反応室３９）は真空排気部２７により排気されており、制御部１２により、反応容器１８（反応室３９）内が、例えば、１Ｐａ〜数１００Ｐａ程度の圧力に保持されている。これにより、反応容器１８（反応室３９）の垂直方向に酸素ガスＧｆおよびＴＥＯＳガスＧｓが流れる。【００５０】
次に、アンテナ素子３２に高周波信号を給電して、アンテナ素子３２の周囲に電磁波を放射させる。これにより、反応室３９内で、アンテナ素子３２の近傍に局在化したプラズマが生成され、ガス放出口４４から放射された酸素ガスＧｆ（活性種ガス）が解離された酸素ラジカル（反応活性種）が得られる。また、ＴＥＯＳガスが解離されたＴＥＯＳラジカル（活性化されたＴＥＯＳガス）が得られる。
アンテナアレイ３０のアンテナ素子３２の周囲近傍で、酸素ラジカル（反応活性種）と、ＴＥＯＳラジカルとが混合されて混合ガスとなる。活性状態である酸素ラジカル（反応活性種）とＴＥＯＳラジカルとが混合されると、活性状態の活性エネルギによって、基板３６の表面３６ａにＳｉＯ２膜が形成される。【００５１】
本実施形態においては、放射部４０に流路４６を形成し、アンテナ素子３２の表面３７ａに酸素ガスＧｆ（第１原料ガス）だけを供給し、ＴＥＯＳガスＧｓは、アンテナ素子３２の間隙３３（間）を通過させて、処理室３９に供給する。このようにアンテナ素子３２の表面３７ａには酸素ガスＧｆしか供給されないため、アンテナアレイ３０を用いて、プラズマを生成した場合でも、アンテナ素子３２の表面３７ａには酸素ガスＧｆだけが存在する。これにより、アンテナ素子３２の表面３７ａに、ＳｉＯ２などの反応生成物の付着または堆積が抑制される。このように、アンテナ素子３２の表面３７ａにＳｉＯ２などの反応生成物が付着または堆積することが抑制されるため、パーティクルの発生が抑制される。さらには、パーティクルの発生が抑制されるため、形成する膜（ＳｉＯ２膜）の膜質についても優れたものが得られる。
さらには、本実施形態においては、アンテナ素子３２の表面３７ａへのＳｉＯ２などの反応生成物の付着が抑制されるため、ＳｉＯ２膜の成膜に利用される酸素ガスＧｆおよびＴＥＯＳガスＧｓの割合（利用効率）が増えるため、成膜速度も向上する。
なお、基板３６が、例えば、１ｍ×１ｍ程度の大きなものである場合であっても、アンテナアレイ３０は、均一なプラズマを生成することができ、上述のようにパーティクルの発生が抑制され、さらには、成膜速度が速いことから、膜質が優れたＳｉＯ２膜を従来よりも早く形成することができる。【００５２】
なお、本実施形態においては、第２のガス供給部２８に代えて、原料ガス供給部（図示せず）を設け、第１のガス供給部２６に代えて、第３のガス供給部（図示せず）も設ける構成としてもよい。
この場合、原料ガス供給部は、反応容器１８内に、基板３６の表面３６ａに形成する膜を得るために必要な原料ガスを供給するためのものである。例えば、基板３６の表面３６ａにＳｉＯ２膜を形成する場合には、原料ガスとしては、酸素ガス（第１原料ガス）およびＴＥＯＳガス（第２原料ガス）の混合ガスを供給するものである。【００５３】
原料ガス供給部は、形成する膜に応じたガスの種類および数に応じた分のガスボンベ（図示せず）を備え、このガスボンベからのガスの流量を調整する流量調整部（図示せず）を備えるものである。本実施形態においては、ガスボンベに酸素ガス（第１原料ガス）が充填されている。
また、原料ガス供給部は、ＴＥＯＳガスＧｓを供給するために、液体が充填されるタンク（図示せず）、液体を気化する気化部（図示せず）、および気化部により気化された気体の流量を調節する流量調整部（図示せず）を備える。本実施形態においては、タンクに液体のＴＥＯＳが充填されており、気化部により気化してＴＥＯＳガスＧｓ（第２原料ガス）が得られ、流量調整部によりＴＥＯＳガスＧｓの流量が調整される。
本実施形態においては、原料ガス供給部からガス分離室３８に、酸素ガス（第１原料ガス）およびＴＥＯＳガス（第２原料ガス）が混合されている原料ガスが供給される。
また、第３のガス供給部は、原料ガス以外、例えば、酸素ガスＧｆおよびＴＥＯＳガスＧｓ以外の成膜に利用されない気体（第３のガス）を供給するためのものである。この第３のガス供給部は、例えば、ガスボンベ（図示せず）および流量調整部（図示せず）を備えるものであり、このガスボンベには、成膜に利用されない気体が充填されている。本実施形態においては、例えば、充填される気体としては、アルゴンガス、窒素ガスなどの不活性ガスである。【００５４】
このような構成においては、原料ガス供給部から供給された原料ガスを、アンテナ素子３２間の間隙３３、およびアンテナ素子３２と反応容器１８の壁面との間隙３３から反応室３９内に一定の流速で流入させる。また、第３のガス供給部から、アンテナ素子３２の配置位置に整合する第１の領域４２ａに形成されたガス放射口４４から成膜に利用されない気体（第３のガス）を、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲に供給して反応室３９内に拡散させる。このように、原料ガス（酸素ガス（第１原料ガス）、およびＴＥＯＳガス（第２原料ガス）の混合ガス）および気体（第３のガス）が反応室３９内に供給された状態で、アンテナアレイ３０を用いてプラズマを生成する。これにより、酸素ラジカルが得られ、ＴＥＯＳガスが活性化されて、基板３６の表面３６ａにＳｉＯ２膜が形成される。【００５５】
この場合においては、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲に気体を供給して、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲を原料ガスから隔離しており、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲には、原料ガスが供給されることがない。このため、アンテナ素子３２の表面３７ａに、原料ガスが付着または付着することが抑制される。これにより、パーティクルの発生が抑制され、さらには、成膜速度も向上させることができる。
このように、第２のガス供給部２８に代えて、原料ガス供給部（図示せず）を設け、第１のガス供給部２６に代えて、第３のガス供給部（図示せず）も設ける構成とした場合においても、膜質が優れた膜を、速い成膜速度で形成することができるという第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。【００５６】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図３は、本発明のプラズマ処理装置の第２の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す図である。
なお、本実施形態においては、図１および図２に示す第１の実施形態のプラズマＣＶＤ装置と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。【００５７】
図３に示すように、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置５０は、第１の実施形態のプラズマＣＶＤ装置１０（図１参照）に比して、第１のガス供給部２６および第２のガス供給部２８の配置位置、ならびにガス放射部５２の構成が異なり、それ以外の構成は、第１の実施例の熱処理装置１０と同様の構成であり、その詳細な説明は省略する。【００５８】
本実施形態のプラズマＣＶＤ装置５０においては、第１のガス供給部２６がガス供給管２３を介して、反応容器１８に接続されている。第１のガス供給部２６からガス分離室３８に酸素ガスＧｆが供給される。
また、本実施形態のガス放射部５２は、第１の実施形態のガス放射部４０（図１参照）とは、逆に、酸素ガスＧｆの供給路を隔離せずに、ＴＥＯＳガスＧｓの供給路を隔離するものである。【００５９】
本実施形態のガス放射部５２は、基本的には、第１の実施形態のガス放射部４０（図１参照）と同様の構成であり、例えば、ＳｉＣからなるガス放射板５４に、直径が０．５ｍｍ程度の貫通穴が複数形成されたものである。これらの貫通穴がガス放出口５６となる。また、ガス放射部５２も、ガス放射板５４の表面に金属膜が形成されており、接地されている。
ガス放射部５２は、第１のガス供給部２６から導入された酸素ガスＧｆを広い面積に渡って拡散させるものである。
また、本実施形態において、ガス放射部５２のガス放射板５４も、反応容器１８の内部の全域に亘る大きさを有し、アンテナアレイ３０を覆うように設けられている。このガス放射部５２により、反応容器１８内が２つの空間に仕切られている。反応容器１８の内において、ガス放射部５２の上壁１８ａ側の空間がガス分散室３８であり、ガス放射部５２の下壁１８ｂ側の空間が反応室３９である。【００６０】
さらには、ガス放射部５２においては、ガス放射板５４を、基板ステージ３４の表面３４ａに垂直な方向から見た場合、下方に設けられたアンテナ素子３２とアンテナ素子３２との間（間隙３３）と整合する第２の領域５４ｂ、およびアンテナ素子３２と反応容器１８の壁面との間（間隙３３）と整合する第２の領域５４ｂに形成された各ガス放射口５６を、アンテナ素子３２の位置に整合する第１の領域５４ａに形成されたガス放射口５６と隔離するように、アンテナ素子３２の伸びる方向に沿ってガス放射板５４の表面に、隔壁によって流路５８が形成されている。【００６１】
流路５８は、アンテナ素子３２とアンテナ素子３２との間（間隙３３）と整合する第２の領域５４ｂ、およびアンテナ素子３２と反応容器１８の各側壁１８ｃ、１８ｄとの間（間隙３３）と整合する第２の領域５４ｂに形成された全てのガス放射口５６と接続（連通）しており、流路５８を介して、全てのガス放射口５６に、例えば、ＴＥＯＳガスＧｓを供給することができる。
この流路５８は、断面形状がコ字形状の隔壁部材が、ガス放射板５４の表面に、アンテナ素子３２が伸びる方向に沿って設けられて形成されたものである。流路５８には、第２のガス供給部２８が接続されている。
この第２のガス供給部２８により、流路５８を介して、ガス放射口５６からＴＥＯＳガスＧｓがアンテナ素子３２の長さ方向の全域に亘って、アンテナ素子３２間の間隙３３、およびアンテナ素子３２と反応容器１８の各側壁１８ｃ、１８ｄとの間隙３３から、反応室３９内に供給される。【００６２】
ガス放射部５２においては、流路５８により、複数のガス放射口５６のうち、第２の領域５４ｂに形成されたものについては、アンテナ素子３２の配置位置と整合する第１の領域５４ａに形成された他のガス放射口５６とは隔離されている。このため、流路５８を介して、第２の領域５４ｂに形成されたガス放射口５６からは、第２のガス供給部２８から供給されたＴＥＯＳガスＧｓが放射される。すなわち、アンテナ素子３２の間隙３３から、ＴＥＯＳガスＧｓが反応室３９内に一定の流速で流入する。【００６３】
一方、ガス放射板５２のアンテナ素子３２の表面３７ａの周囲には、第１のガス供給部２６からガス分散室３８を経て、第１の領域５４ａに形成されたガス放射口５６から、酸素ガスＧｆが反応室３９内に一定の流速で流入する。
このように、ガス放射部５０により、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲には、ＴＥＯＳガスＧｓが供給されることなく、酸素ガスＧｆが供給される。
このように、酸素ガスＧｆおよびＴＥＯＳガスが反応室３９内に供給された状態で、アンテナアレイ３０を用いてプラズマを生成する。これにより、酸素ラジカルが得られ、ＴＥＯＳガスが活性化されて、基板３６の表面３６ａにＳｉＯ２膜が形成される。【００６４】
本実施形態のプラズマＣＶＤ装置５０においては、流路５８を介して、アンテナ素子３２間の間隙３３、およびアンテナ素子３２と反応容器１８の壁面との間隙３３からＴＥＯＳガスＧｓを供給している。一方、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲には、ガス放射板５２から酸素ガスＧｆを供給して、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲をＴＥＯＳガスＧｓから隔離している。このため、アンテナ素子３２の表面３７ａに付着または付着することが抑制される。これにより、パーティクルの発生が抑制され、さらには、成膜速度も向上させることができる。このため、膜質が優れた膜を、速い成膜速度で形成することができる。
また、アンテナアレイ３０により、均一なプラズマを生成することができるため、基板が、例えば、１ｍ×１ｍ程度の大きなものである場合であっても、例えば、ＳｉＯ２膜などを、優れた膜質で、かつ速い成膜速度で形成することができる。【００６５】
また、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置５０においては、酸素ガスＧｆをガス放射部５２に供給するため、ガス放射口５６にガスの成分の一部が堆積することもない。このため、パーティクルの発生が抑制されるとともに、ガス放射部５２のメンテナンスも簡素化できる。【００６６】
さらに、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置５０による成膜方法においても、ＴＥＯＳガスＧｓを、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲から隔離して、ＴＥＯＳガスＧｓを供給しているため、アンテナ素子３２の表面３７ａに付着することが抑制され、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。【００６７】
なお、本実施形態においても、第１の実施形態の如く、第１のガス供給部２６に代えて、第３のガス供給部（図示せず）を設け、第２のガス供給部２８に代えて、原料ガス供給部（図示せず）を設ける構成としてもよい。この場合、原料ガス供給部および第３のガス供給部の構成は、第１の実施形態と同様である。【００６８】
このような構成においては、原料ガス供給部から流路５８を介してアンテナ素子３２間の間隙３３、およびアンテナ素子３２と反応容器１８の壁面との間隙３３に位置するガス放射口５６から原料ガスを反応室３９内に一定の流速で流入させる。また、第３のガス供給部から、アンテナ素子３２の配置位置と整合するガス放射口５４から成膜に利用されない気体（第３のガス）を、アンテナ素子３２の長さ方向の全域に亘って、アンテナ素子３２の表面３７ａに供給し、反応室３９内に拡散させる。このように、原料ガス（酸素ガス（第１原料ガス）、およびＴＥＯＳガス（第２原料ガス）の混合ガス）および気体（第３のガス）が反応室３９内に供給された状態で、アンテナアレイ３０を用いてプラズマを生成する。これにより、酸素ラジカルが得られ、ＴＥＯＳガスが活性化されて、基板３６の表面３６ａにＳｉＯ２膜が形成される。【００６９】
この場合においては、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲に気体を供給して、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲を原料ガスから隔離しており、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲には、原料ガスが供給されることがない。このため、アンテナ素子３２の表面３７ａに、原料ガスが付着または付着することが抑制される。これにより、パーティクルの発生が抑制され、さらには、成膜速度も向上させることができる。
このように、第２のガス供給部２８に代えて、原料ガス供給部（図示せず）を設け、第１のガス供給部２６に代えて、第３のガス供給部（図示せず）を設ける構成とした場合においても、膜質が優れた膜を、速い成膜速度で形成することができるという第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。【００７０】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図４は、本発明のプラズマ処理装置の第３の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す図である。図５（ａ）は、本発明のプラズマ処理装置の第３の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の第２原料ガス放出部の一例を示す模式的斜視図であり、（ｂ）は、図５（ａ）に示す第２原料ガス放出部の第２原料ガス放出部材の模式的断面図であり、（ｃ）は、図５（ａ）に示す第２原料ガス放出部の第２原料ガス放出部材の他の例を示す模式的断面図である。
なお、本実施形態においては、図１および図２に示す第１の実施形態のプラズマＣＶＤ装置と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。【００７１】
図４に示すように、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置６０は、第１の実施形態のプラズマＣＶＤ装置１０（図１参照）に比して、第１のガス供給部２６および第２のガス供給部２８の配置位置、ならびにガス放射部６２の構成が異なり、更には第２原料ガス放出部７０が設けられている点が異なり、それ以外の構成は、第１の実施例の熱処理装置１０と同様の構成であり、その詳細な説明は省略する。【００７２】
本実施形態のプラズマＣＶＤ装置６０においては、第１のガス供給部２６がガス供給管２３を介して、反応容器１８に接続されている。第１のガス供給部２６からガス分離室３８に酸素ガスＧｆが供給される。
また、本実施形態のガス放射部６２は、第１の実施形態のガス放射部４０（図１参照）に比して、流路４６が形成されていない点が異なり、それ以外の構成は、第１の実施形態のガス放射部４０（図１参照）と同様の構成である。
本実施形態においても、ガス放射部６２により、反応容器１８内が２つの空間に仕切られており、ガス放射部６２の上壁１８ａ側の空間がガス分散室３８であり、ガス放射部５２の下壁１８ｂ側の空間が反応室３９である。また、本実施形態のガス放射部６２も、第１のガス供給部２６からガス分離室３８に導入された酸素ガスＧｆ（第１原料ガス）を広い面積に渡って反応室３９内に拡散させる。【００７３】
本実施形態の第２原料ガス放出部７０は、酸素ガスＧｆ（第１原料ガス）の流れの途中で、アンテナアレイ３０の間隙３３に位置するガス放射口から、ＴＥＯＳガスＧｓ（第２原料ガス）を反応室３９内に放出する機能を有するものである。
図５（ａ）に示すように、この第２原料ガス放出部７０は、第２原料ガス放出部材７２と、接続管７４ａ、７４ｂと、連結管７６とを有し、ガス放射部６２の下方に設けられている。【００７４】
第２原料ガス放出部材７２は、その両端部が折り曲げられた管状の部材からなるものであり、内側に折り曲げられた側とは反対側の周面には、第２原料ガス放出部材７２の長手方向に沿って、基板ステージ３４の表面３４ａに対して開口され、所定の大きさを有する穴７８（図５（ｂ）参照）が複数形成されている。この穴７８が、第２原料ガス放出口である。【００７５】
第２原料ガス放出部７０においては、第２原料ガス放出部材７２が、所定の間隔の間隙７３を設けて、例えば、７本並べて配置されている。各隙間７３の位置に、アンテナ素子３２が配置される。各第２原料ガス放出部材７２においては、内側に折り曲げられた部分が、それぞれガス放出板４２に形成された穴６４に挿通されて、ガス放出板４２から上方側に突出している。また、各第２原料ガス放出部材７２の端部は、それぞれ接続管７４ａ、７４ｂで接続されている。また、接続管７４ｂには、連結管７６が接続されている。一方の連結管７６に、第２原料ガスを供給する第２のガス供給部２８（図４参照）が接続されている。
また、第２原料ガス放出部７０においては、第２原料ガス放出部材７２、接続管７４ａ、７４ｂおよび連結管７６は、全て連通している。これにより、第２原料ガス放出部７０は、第２のガス供給部２８からＴＥＯＳガスＧｓが供給されると、各第２原料ガス放出部材７２の各穴７８からＴＥＯＳガスＧｓが基板ステージ３４に向けて噴出される。【００７６】
また、図５（ａ）に示すように、第２原料ガス放出部７０は、各第２原料ガス放出部材７２を穴７８が基板ステージ３４に向くようにして、アンテナアレイ３０の間隙３３の位置に来るように反応容器１８内に配置されている。この構成により、本実施形態においては、アンテナアレイ３０の間隙３３、かつガス放射部６２によりも基板ステージ３４の表面３４ａ（基板３６の表面３６ａ）に近い位置から、ＴＥＯＳガスＧｓを反応室３９に供給することができる。
本実施形態においても、酸素ガスＧｆおよびＴＥＯＳガスが反応室３９内に供給された状態で、アンテナアレイ３０を用いてプラズマを生成する。これにより、酸素ラジカルが得られ、ＴＥＯＳガスが活性化されて、基板３６の表面３６ａにＳｉＯ２膜が形成される。【００７７】
なお、第２原料ガス放出部７０において、第２原料ガス放出部材７２の穴７８は、基板ステージ３４の表面３４ａ（基板３６の表面３６ａ）に対して、ＴＥＯＳガスＧｓが均一に放出されるように形成されていれば、形状および配置パターンについては、特に限定されるものではない。例えば、図５（ｃ）に示すように、第２原料ガス放出部材７２ａの下方側の周面に、長手方向と直交する管の断面において、穴７８ａ、７８ｂを互いに対向する位置に形成してもよい。【００７８】
本実施形態のプラズマＣＶＤ装置６０においては、アンテナアレイ３０の間隙３３に設けた各第２原料ガス放出部７２の各穴７８からＴＥＯＳガスＧｓを放出するため、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲には、ＴＥＯＳガスＧｓが流入しない。また、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲には、ガス放出口から酸素ガスＧｆが供給される。
このため、酸素ガスＧｆとＴＥＯＳガスＧｓとが反応して生成されるＳｉＯ２がアンテナ素子３２の表面３７ａに付着または堆積することがより一層抑制される。これにより、パーティクルの発生がより一層抑制され、さらには、酸素ガスＧｆとＴＥＯＳガスＧｓの利用効率も上がるため、成膜速度も向上させることができる。よって、膜質が優れた膜を、速い成膜速度で形成することができる。このように、本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。【００７９】
また、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置６０においては、第２原料ガス放出部７０を設け、ＴＥＯＳガスＧｓを別供給とし、ガス放射部６２よりも基板ステージ３４（基板３６）に近い位置からＴＥＯＳガスＧｓを供給することにより、基板ステージ３４の表面３４ａ全面に向けて均一にＴＥＯＳガスＧｓを放出することができる。これにより、成膜速度の均一性を高めることもできる。
さらに、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置６０においては、酸素ガスＧｆをガス放射部６２に供給するため、ガス放射部６２のガスガス放射口６６に供給されたガスの成分の一部が堆積することもない。このため、パーティクルの発生が抑制されるとともに、ガス放射部６２のメンテナンスも簡素化できる。【００８０】
また、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置６０による成膜方法においても、アンテナ素子３２の間隙３３に設けられた各第２原料ガス放出部材７２の各穴７８から、ガス放射部６２よりも基板ステージ３４に近い位置からＴＥＯＳガスＧｓを放出しているため、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲がＴＥＯＳガスＧｓから隔離されて、酸素ガスＧｆおよびＴＥＯＳガスＧｓが供給されることになる。また、ＳｉＯ２（反応生成物）も、アンテナアレイ３０よりも基板３６側で生成されるため、ＳｉＯ２がアンテナ素子３２の表面３７ａに付着することがより一層抑制される。これにより、パーティクルの発生がより一層抑制され、さらには、酸素ガスＧｆおよびＴＥＯＳガスＧｓの利用効率も上がるため、成膜速度も向上させることができる。このように、第１の実施形態と同様に、アンテナ素子３２の表面３７ａに付着することが抑制され、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。【００８１】
また、本実施形態においては、基板３６の表面３６ａ近傍で、酸素ガスＧｆ（反応活性種ガス）とＴＥＯＳガスＧｓとの均一な混合ガスが生成される。このことから、基板３６の表面に、例えば、ＳｉＯ２膜を均一に形成することができる。すなわち、膜厚均一性に優れたＳｉＯ２膜を形成することができる。
また、アンテナアレイ３０により、均一なプラズマを生成することができるため、基板が、例えば、１ｍ×１ｍ程度の大きなものである場合であっても、膜厚均一性が優れたＳｉＯ２膜を形成することができる。【００８２】
なお、本実施形態においても、第１の実施形態の如く、第１のガス供給部２６に代えて、原料ガス供給部（図示せず）を設け、第２のガス供給部２８に代えて、第３のガス供給部（図示せず）を設ける構成としてもよい。この場合、原料ガス供給部および第３のガス供給部の構成は、第１の実施形態と同様である。【００８３】
このような構成においては、第３のガス供給部により、ガス放射部６２のガス放射口４４から成膜に利用されない気体（第３のガス）を、アンテナ素子３２の長さ方向の全域に亘って、アンテナ素子３２の表面３７ａに供給し、反応室３９内に拡散させる。また、原料ガス供給部から、第２原料ガス放出部７０を介して供給された原料ガスを反応室３９内に一定の流速で流入させる。このように、原料ガス（酸素ガス（第１原料ガス）、およびＴＥＯＳガス（第２原料ガス）の混合ガス）および気体（第３のガス）が反応室３９内に供給された状態で、アンテナアレイ３０を用いてプラズマを生成する。これにより、酸素ラジカルが得られ、ＴＥＯＳガスが活性化されて、基板３６の表面３６ａにＳｉＯ２膜が形成される。【００８４】
この場合においては、アンテナアレイ３０の間隙３３に設けた各第２原料ガス放出部７２の各穴７８から、アンテナ素子３２間の間隙３３から原料ガスを、気体（第３のガス）とは別に供給している。さらに、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲には気体を供給して、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲を原料ガスから隔離しており、アンテナ素子３２の表面３７ａの周囲には、原料ガスが供給されることがない。このため、アンテナ素子３２の表面３７ａに、原料ガスが付着または付着することが抑制される。これにより、パーティクルの発生が抑制され、さらには、成膜速度も向上させることができる。
このように、第２のガス供給部２８に代えて、原料ガス供給部（図示せず）を設け、第２原料ガス放出部７０から原料ガスを供給する構成とし、第１のガス供給部２６に代えて、第３のガス供給部（図示せず）も設ける構成とした場合においても、膜質が優れた膜を、速い成膜速度で形成することができるという第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。【００８５】
上述のいずれの実施形態のＣＶＤ装置においても、基板３６の表面３６ａにＳｉＯ２膜を成膜する装置を例に説明したが、本発明のプラズマ処理装置はこれに限定されるものではない。本発明のプラズマ処理装置は、半導体素子、液晶表示パネルもしくはプラズマディスプレイパネルなどのフラットディスプレイパネル、および太陽電池などにおける各種の膜の成膜に用いることができる。さらに、本発明のプラズマ処理装置は、エッチング装置として用いることもでき、さらにまた、基板ステージのクリーニング処理に用いることもできる。【００８６】
また、上述のいずれの実施形態のＣＶＤ装置においても、プラズマ生成部として、モノポールアンテナが複数配置されたアンテナアレイ３０を用いることより、アンテナアレイ３０近傍に局在化させてプラズマを生成するものである。この構成により、基板ステージ３４に載置された基板３６にプラズマが直接曝されない状態で、基板３６とアンテナアレイ３０との距離を比較的近づけて配置することを可能にしている。これにより、アンテナアレイ３０近傍で励起された酸素ラジカル（反応活性種）の励起寿命に対して、アンテナアレイ３０と基板３６との距離を十分に近づけることを可能としている。すなわち、酸素ラジカル（反応活性種）が十分に励起した状態で基板の表面に到達することを可能としている。【００８７】
さらに、上述のいずれのＣＶＤ装置においても、基板３６の表面３６ａにＳｉＯ２膜を成膜するために、酸素ガスＧｆ（第１原料ガス）およびＴＥＯＳガスＧｓ（第２原料ガス）の２種類のガスを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。第１原料ガスおよび第２原料ガスは、形成する膜の種類に応じて、用いられるガスの種類および数は、適宜選択されるものである。なお、第１原料ガスとしては、アンテナ素子３２の表面３７ａに曝した場合、その表面３７ａに付着物が生じないものであるか、または表面３７ａの付着量が第２原料ガスによりも少ないものであればよい。【００８８】
さらに、第１原料ガスとしては、酸素ガス以外に、例えば、窒素ガス、水素ガスおよびアルゴンガスを用いることができる。さらに、第２原料ガスとしては、第１原料ガス以外の膜を形成するためのガスが用いられ、例えば、金属化合物を含むガスが用いられる。
なお、例えば、シリコン膜を形成する場合、第１原料ガスとして、水素ガスを用い、第２原料ガスとしては、シランガスを用いる。この場合でも本発明の効果を得ることができる。
さらには、例えば、成膜またはエッチングなどに、２種類のガスを混合して使用する場合、アンテナ素子の表面の周囲には、このアンテナ素子の表面に付着、さらには堆積する成分を含む気体を供給せずに、このような気体をアンテナ素子の間隙から供給すれば、使用されるガスの種類は、特に限定されるものではない。【００８９】
以上、本発明のプラズマ処理装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良および変更をしてもよいのはもちろんである。
【図１】
2008123295.tif 000003
【図２】
2008123295.tif 000004
【図３】
2008123295.tif 000005
【図４】
2008123295.tif 000006
【図５】
2008123295.tif 000007
【図６】
2008123295.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月22日(2009.6.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
第１原料ガスおよび第２原料ガスを用いて処理対象基板に処理を施すプラズマ処理装置であって、
前記処理対象基板が表面に配置される基板ステージと、
前記基板ステージの上方に設けられ、誘電体で表面が覆われた棒状の導体で構成したアンテナ素子が前記基板ステージの表面と略平行な平面に対して複数所定の間隙をあけて配列されてなるアンテナアレイを用いてプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記プラズマ生成部を覆うように設けられ、前記アンテナアレイの上方に設けられた複数のガス放射口を有するガス放射板を備えるガス放射部と、
前記ガス放射板の複数のガス放射口の一部分から前記基板ステージの表面に向けて放射して前記アンテナ素子の表面を通るように、第１原料ガスを供給する第１のガス供給部と、
前記ガス放射板の複数のガス放射口の他の部分から前記基板ステージの表面に向けて放射して前記アンテナ素子の間隙を通るように、第２原料ガスを供給する第２のガス供給部と、を有し、
前記プラズマ生成部は、前記プラズマ生成部に対して前記第１原料ガスおよび前記第２原料ガスが供給された状態で、前記アンテナアレイを用いてプラズマを生成し、
前記第１原料ガスは、アルゴン、酸素ガス、水素ガスおよび窒素ガスの群の中から選ばれたガスであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
第１原料ガスおよび第２原料ガスを用いて処理対象基板に処理を施すプラズマ処理装置であって、
前記処理対象基板が表面に配置される基板ステージと、
前記基板ステージの上方に設けられ、誘電体で表面が覆われた棒状の導体で構成したアンテナ素子が前記基板ステージの表面と略平行な平面に対して複数所定の間隙をあけて配列されてなるアンテナアレイを備えるプラズマ生成部と、
前記プラズマ生成部を覆うように設けられ、前記アンテナアレイの上方に設けられ、複数のガス放射口を有するガス放射板を備えるガス放射部と、
前記アンテナアレイの配列面上の、前記プラズマ生成部の前記アンテナ素子の各間隙に設けられ、前記基板ステージに面するように開口された穴が複数形成された中空の第２ガス放出部材を複数備える第２ガス放出部と、
前記第１原料ガスを前記ガス放射板から前記基板ステージの表面に向けて供給する第１のガス供給部と、
前記第２原料ガスを、前記第２ガス放出部を通して、前記基板ステージの表面に向けて供給する第２のガス供給部と、を有し、
前記プラズマ生成部は、前記第１原料ガスおよび前記第２原料ガスが供給された状態で、前記アンテナアレイを用いてプラズマを生成し、
前記第１原料ガスは、アルゴン、酸素ガス、水素ガスおよび窒素ガスの群の中から選ばれたガスであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
前記ガス放射板を前記基板ステージの前記表面に垂直な方向から見た場合、前記アンテナ素子の位置と整合する領域に、前記ガス放射板の前記ガス放射口が位置し、前記領域に位置するガス放射口から放射される前記第１原料ガスは、前記アンテナ素子の表面を通る請求項５または６に記載のプラズマ処理装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
原料ガスを用いて処理対象基板に処理を施すプラズマ処理装置であって、
前記処理対象基板が表面に配置される基板ステージと、
前記基板ステージの上方に設けられ、誘電体で表面が覆われた棒状の導体で構成したアンテナ素子が前記基板ステージの表面と略平行な平面に対して複数所定の間隙をあけて配列されてなるアンテナアレイを用いてプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記プラズマ生成部を覆うように設けられ、前記アンテナアレイの上方に設けられたガス放射板を備えるガス放射部と、
前記ガス放射部から前記基板ステージの表面に向けて第１原料ガス及び第２原料ガスを放射するように、前記第１原料ガス及び前記第２原料ガスを供給する第１のガス供給部と、
前記ガス放射部から前記基板ステージの表面に向けて第３のガスを放射するように、前記第３のガスを供給する第３のガス供給部と、を有し、
前記ガス放射板には、前記プラズマ生成部に対して開口したガス放出口が複数形成され、前記ガス放射板の前記ガス放射口のうち、前記ガス放射板を前記基板ステージの前記表面に垂直な方向から見た場合、前記アンテナ素子の位置と整合する第１の領域に形成された全てのガス放射口に接続されるように、流路を形成する隔壁が設けられ、この隔壁により、前記第１の領域に形成された全てのガス放射口と、これ以外の領域に形成された他のガス放射口とが隔離され、
前記第３のガス供給部からの前記第３のガスは、前記流路を通り、前記第１の領域に形成された全てのガス放射口から放射し、これによって、前記第３のガスは前記アンテナ素子の表面を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給され、
前記第１のガス供給部からの前記第１原料ガス及び前記第２原料ガスは、前記他のガス放射口から放射し、これによって、前記第１原料ガス及び前記第２の原料ガスは、前記アンテナ素子の間隙を通り、前記基板ステージの表面に向けて供給され、
前記プラズマ生成部は、前記第１原料ガス、前記第２原料ガスおよび前記第３のガスが供給された状態で、前記アンテナアレイを用いてプラズマを生成するものであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
前記原料ガスは、酸素ガスおよびＴＥＯＳガスの混合ガスであり、前記第３のガスは、不活性ガスである請求項８に記載のプラズマ処理装置。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明は、第１原料ガスおよび第２原料ガスを用いて処理対象基板に処理を施すプラズマ処理装置であって、前記処理対象基板が表面に配置される基板ステージと、前記基板ステージの上方に設けられ、誘電体で表面が覆われた棒状の導体で構成したアンテナ素子が前記基板ステージの表面と略平行な平面に対して複数所定の間隙をあけて配列されてなるアンテナアレイを用いてプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部を覆うように設けられ、前記アンテナアレイの上方に設けられた複数のガス放射口を有するガス放射板を備えるガス放射部と、前記ガス放射板の複数のガス放射口の一部分から前記基板ステージの表面に向けて放射して前記アンテナ素子の表面を通るように、第１原料ガスを供給する第１のガス供給部と、前記ガス放射板の複数のガス放射口の他の部分から前記基板ステージの表面に向けて放射して前記アンテナ素子の間隙を通るように、第２原料ガスを供給する第２のガス供給部と、を有し、
前記プラズマ生成部は、前記プラズマ生成部に対して前記第１原料ガスおよび前記第２原料ガスが供給された状態で、前記アンテナアレイを用いてプラズマを生成し、
前記第１原料ガスは、アルゴン、酸素ガス、水素ガスおよび窒素ガスの群の中から選ばれたガスであることを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
さらに、本発明は、第１原料ガスおよび第２原料ガスを用いて処理対象基板に処理を施すプラズマ処理装置であって、前記処理対象基板が表面に配置される基板ステージと、前記基板ステージの上方に設けられ、誘電体で表面が覆われた棒状の導体で構成したアンテナ素子が前記基板ステージの表面と略平行な平面に対して複数所定の間隙をあけて配列されてなるアンテナアレイを備えるプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部を覆うように設けられ、前記アンテナアレイの上方に設けられ、複数のガス放射口を有するガス放射板を備えるガス放射部と、前記アンテナアレイの配列面上の、前記プラズマ生成部の前記アンテナ素子の各間隙に設けられ、前記基板ステージに面するように開口された穴が複数形成された中空の第２ガス放出部材を複数備える第２ガス放出部と、前記第１原料ガスを前記ガス放射板から前記基板ステージの表面に向けて供給する第１のガス供給部と、前記第２原料ガスを、前記第２ガス放出部を通して、前記基板ステージの表面に向けて供給する第２のガス供給部と、を有し、
前記プラズマ生成部は、前記第１原料ガスおよび前記第２原料ガスが供給された状態で、前記アンテナアレイを用いてプラズマを生成し、
前記第１原料ガスは、不活性ガス、酸素ガス、水素ガスおよび窒素ガスの群の中から選ばれたガスであることを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
なお、前記第１原料ガスは、酸素ガスであり、前記第２原料ガスは、ＴＥＯＳガスであることが好ましい。
さらに、前記ガス放射板を前記基板ステージの前記表面に垂直な方向から見た場合、前記アンテナ素子の位置と整合する領域に、前記ガス放射板の前記ガス放射口が位置し、前記領域に位置するガス放射口から放射される前記第１原料ガスは、前記アンテナ素子の表面を通ることが好ましい。
【国際調査報告】
2008123295.tif 000009
2008123295.tif 000010