(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理装置であって、
プロセスガスが導入され、前記プロセスガスからなるプラズマが生成されるチャンバと、
基板が載置される第１ベース面，前記第１ベース面の周縁部に設けられた第２ベース面，及び前記第１ベース面と前記第２ベース面との間に設けられたベース段差部を有し、前記チャンバ内に配置されたベース部材と、
前記第２ベース面から前記第１ベース面に載置された前記基板の上面までの高さ以下である高さを有し、前記第２ベース面上に配置され、絶縁物質で形成された絶縁プレートと、
噴出孔が形成されている第１シャワー面，前記第１シャワー面の周縁部に設けられた第２シャワー面，及び前記第１シャワー面と前記第２シャワー面との間に設けられたシャワー段差部を有し、前記基板に向けて前記プロセスガスを供給し、前記チャンバ内に配置されたシャワープレートと、
前記第２シャワー面から前記第１シャワー面までの高さ以下である高さを有し、前記絶縁プレートに対向するように前記第２シャワー面上に配置され、絶縁物質で形成された電極マスクと、
を含み、
前記絶縁プレートは、前記基板の側面に当接される第１当接面と、前記基板の前記上面とは反対の裏面に当接される第２当接面を有する突出部とを含むことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
プラズマ処理装置であって、
プロセスガスが導入され、前記プロセスガスからなるプラズマが生成されるチャンバと、
基板が載置される第１ベース面，前記第１ベース面の周縁部に設けられた第２ベース面，及び前記第１ベース面と前記第２ベース面との間に設けられたベース段差部を有し、前記チャンバ内に配置されたベース部材と、
前記第２ベース面から前記第１ベース面に載置された前記基板の上面までの高さ以下である高さを有し、前記第２ベース面上に配置され、絶縁物質で形成された絶縁プレートと、
前記基板に向けて前記プロセスガスを供給し、前記チャンバ内に配置されたシャワープレートと、
前記絶縁プレートに対向するように前記シャワープレートの周縁部に配置され、絶縁物質で形成された電極マスクと、
を含み、
前記絶縁プレートは、前記基板の側面に当接される第１当接面と、前記基板の前記上面とは反対の裏面に当接される第２当接面を有する突出部とを含むことを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置に関する。
本願は、２００９年１月９日に出願された特願２００９−００４０２２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プラズマを用いて原料ガスを分解し、基板上に薄膜を形成するプラズマＣＶＤ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このプラズマＣＶＤ装置を用いて太陽電池、特にマイクロクリスタルシリコン（μｃ−Ｓｉ）を利用した太陽電池を製造する際には、生産性の観点から成膜速度の高速化が必要である。
成膜速度の高速化を実現するためには、成膜ガスを基板表面に噴出するシャワープレート表面と基板表面との距離を狭くした状態（ナローギャップ）における高圧枯渇法が有効である。
例えば、図３に示すように、従来のプラズマＣＶＤ装置１００においては、基板１０の周縁部及びシャワープレート１０５の周縁部に絶縁材で形成されたマスク部材１３５，１４３が配置された状態で成膜が行われていた。
このマスク部材１３５，１４３は、成膜空間において発生するプラズマが電極間（シャワープレート１０５と基板１０との間）以外へ拡散することを抑制するため、つまり、プラズマを成膜空間内に閉じ込めるために設けられている。
また、ＣＶＤ装置内に配置された構成部材の各々が熱膨張することで、各部材間で摩擦が生じる。その摩擦に起因して発生するパーティクルを極力減らすためにマスク部材１３５，１４３が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−５８５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のプラズマＣＶＤ装置１００においては、表面１３５ｃを有するマスク部材１３５が、基板１０の周縁部に設けられている。また、表面１４３ａを有するマスク部材１４３は、表面１０５ａを有するシャワープレート１０５の周縁部に設けられている。また、シャワープレート１０５の表面１０５ａと基板１０の上面１０ａとが対向するようにシャワープレート１０５と基板１０とが配置されている。
このような従来の構成において、特に基板１０の鉛直方向においては、表面１３５ｃと表面１０５ａとの距離は、上面１０ａと表面１０５ａとの距離よりも小さく、表面１４３ａと表面１３５ｃとの距離は、表面１０５ａと表面１３５ｃとの距離よりも小さい。
従って、基板１０の上面１０ａとシャワープレート１０５の表面１０５ａとの間の距離を例えば１０ｍｍ以下に設定して成膜を行うナローギャッププロセスを実現することが困難である。【０００５】
具体的には、厚さが薄くなるように加工されたマスク部材１３５，１４３を従来のプラズマＣＶＤ装置１００に用いた場合、マスク部材１３５，１４３の割れが頻発するという問題がある。
また、従来のプラズマＣＶＤ装置１００の構成を変えずに、このプラズマＣＶＤ装置１００において基板１０とシャワープレート１０５との距離をナローギャップとして設定すると、互いに対向するマスク部材１３５，１４３間の距離がかなり狭くなる。その結果、成膜ガスが排気される経路（ギャップ）が狭くなる。
つまり、例えば、Ｐ層，Ｉ層，及びＮ層を連続的に成膜する工程のように、互いに異なる複数種類の膜を同じチャンバ内で形成する場合、電極間距離（基板１０とシャワープレート１０５との距離）を少し変化させるだけで、コンダクタンスが大きく変動する。このため、コンダクタンスの変動に伴ってガスの流れの面内均一性が不安定になり、膜厚が不均一になるという問題がある。【０００６】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、ナローギャッププロセスを行う場合であってもプラズマを電極間に閉じ込めることができるプラズマ処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のプラズマ処理装置は、プラズマ処理装置であって、
プロセスガスが導入され、前記プロセスガスからなるプラズマが生成されるチャンバと、
基板が載置される第１ベース面，前記第１ベース面の周縁部に設けられた第２ベース面，及び前記第１ベース面と前記第２ベース面との間に設けられたベース段差部を有し、前記チャンバ内に配置されたベース部材と、
前記第２ベース面から前記第１ベース面に載置された前記基板の上面までの高さ以下である高さを有し、前記第２ベース面上に配置され、絶縁物質で形成された絶縁プレートと、
噴出孔が形成されている第１シャワー面，前記第１シャワー面の周縁部に設けられた第２シャワー面，及び前記第１シャワー面と前記第２シャワー面との間に設けられたシャワー段差部を有し、前記基板に向けて前記プロセスガスを供給し、前記チャンバ内に配置されたシャワープレートと、
前記第２シャワー面から前記第１シャワー面までの高さ以下である高さを有し、前記絶縁プレートに対向するように前記第２シャワー面上に配置され、絶縁物質で形成された電極マスクと、
を含み、
前記絶縁プレートは、前記基板の側面に当接される第１当接面と、前記基板の前記上面とは反対の裏面に当接される第２当接面を有する突出部とを含むことを特徴とする。
本発明のプラズマ処理装置は、プラズマ処理装置であって、
プロセスガスが導入され、前記プロセスガスからなるプラズマが生成されるチャンバと、
基板が載置される第１ベース面，前記第１ベース面の周縁部に設けられた第２ベース面，及び前記第１ベース面と前記第２ベース面との間に設けられたベース段差部を有し、前記チャンバ内に配置されたベース部材と、
前記第２ベース面から前記第１ベース面に載置された前記基板の上面までの高さ以下である高さを有し、前記第２ベース面上に配置され、絶縁物質で形成された絶縁プレートと、
前記基板に向けて前記プロセスガスを供給し、前記チャンバ内に配置されたシャワープレートと、
前記絶縁プレートに対向するように前記シャワープレートの周縁部に配置され、絶縁物質で形成された電極マスクと、
を含み、
前記絶縁プレートは、前記基板の側面に当接される第１当接面と、前記基板の前記上面とは反対の裏面に当接される第２当接面を有する突出部とを含むことを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明の第１態様のプラズマ処理装置は、プロセスガスが導入され、前記プロセスガスからなるプラズマが生成されるチャンバと、基板が載置される第１ベース面，前記第１ベース面の周縁部に設けられた第２ベース面，及び前記第１ベース面と前記第２ベース面との間に設けられたベース段差部を有し、前記チャンバ内に配置されたベース部材と、前記第２ベース面から前記第１ベース面に載置された前記基板の上面までの高さ（距離）以下である高さを有し、前記第２ベース面上に配置され、絶縁物質で形成された絶縁プレートと、噴出孔が形成されている第１シャワー面，前記第１シャワー面の周縁部に設けられた第２シャワー面，及び前記第１シャワー面と前記第２シャワー面との間に設けられたシャワー段差部を有し、前記基板に向けて前記プロセスガスを供給し、前記チャンバ内に配置されたシャワープレートと、前記第２シャワー面から前記第１シャワー面までの高さ（距離）以下である高さを有し、前記絶縁プレートに対向するように前記第２シャワー面上に配置され、絶縁物質で形成された電極マスクとを含む。
プラズマ処理装置においては、チャンバ内に配置された電極間（ベース部材とシャワープレートとの間）には、交流電圧が印加される。これによって電極間にはプロセスガスからなるプラズマが生成される。
このプラズマ処理装置においては、前記ベース部材における前記絶縁プレートが載置される領域であるプレート載置面と、前記基板が載置される領域である基板載置面との間に段差部が形成されている。前記基板及び前記絶縁プレートが前記ベース部材に載置された状態で、プレート載置面から前記絶縁プレートの表面までの高さは、プレート載置面から前記基板の上面までの高さ以下である。
また、前記シャワープレートにおける前記電極マスクが載置される領域であるマスク載置面と、前記シャワープレートにおける噴出孔が形成されている領域である噴出孔形成面との間に段差部が形成されている。前記電極マスクが前記シャワープレートに配置された状態で、マスク載置面から前記電極マスクの表面までの高さは、マスク載置面から噴出孔形成面までの高さ以下である。
【０００８】
このようにプラズマ処理装置が構成されているので、基板の上面とシャワープレートの表面（第１シャワー面，噴出孔形成面）との間に形成される成膜空間において、基板の上面とシャワープレートの噴出孔が形成された領域である第１シャワー面（噴出孔形成面）との間の距離を最短にすることができる。
従って、絶縁プレートの厚さ及び電極マスクの厚さに影響されず、基板とシャワープレートとの間の距離を設定することができ、ナローギャップを実現することができる。
また、段差部（ベース段差部及びシャワー段差部）が形成されているので、十分な厚さを有する絶縁プレート及び電極マスクを用いることができ、絶縁プレート及び電極マスクの割れを防止することができる。
また、絶縁プレート及び電極マスクを配置することにより、プラズマを電極間（シャワープレートと基板との間）に閉じ込めることができる。
結果として、ナローギャッププロセスを行う場合であってもプラズマを電極間に閉じ込めることができる。
さらに、基板とシャワープレートとの距離をナローギャップとして設定した場合であっても、絶縁プレートと電極マスクとの間には成膜ガスを排気するための十分な隙間が形成され、ガスの流れの面内均一性を安定化させることができ、膜厚を均一にすることができる。【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の第２態様のプラズマ処理装置は、プロセスガスが導入され、前記プロセスガスからなるプラズマが生成されるチャンバと、基板が載置される第１ベース面，前記第１ベース面の周縁部に設けられた第２ベース面，及び前記第１ベース面と前記第２ベース面との間に設けられたベース段差部を有し、前記チャンバ内に配置されたベース部材と、前記第２ベース面から前記第１ベース面に載置された前記基板の上面までの高さ（距離）以下である高さを有し、前記第２ベース面上に配置され、絶縁物質で形成された絶縁プレートと、前記基板に向けて前記プロセスガスを供給し、前記チャンバ内に配置されたシャワープレートと、前記絶縁プレートに対向するように前記シャワープレートの周縁部に配置され、絶縁物質で形成された電極マスクとを含む。
プラズマ処理装置においては、チャンバ内に配置された電極間（ベース部材とシャワープレートとの間）には、交流電圧が印加される。これによって電極間にはプロセスガスからなるプラズマが生成される。
このプラズマ処理装置においては、前記ベース部材における前記絶縁プレートが載置される領域であるプレート載置面と、前記基板が載置される領域である基板載置面との間に段差部が形成されている。前記基板及び前記絶縁プレートが前記ベース部材に載置された状態で、プレート載置面から前記絶縁プレートの表面までの高さは、プレート載置面から前記基板の上面までの高さ以下である。【００１０】
このようにプラズマ処理装置が構成されているので、基板の上面とシャワープレートの表面との間に形成される成膜空間において、基板の上面とシャワープレートの噴出孔が形成された領域である第１シャワー面（噴出孔形成面）との間の距離を従来よりも短くすることができる。
従って、基板とシャワープレートとの間の距離を短くすることができ、ナローギャッププロセスを実現することができる。
また、段差部（ベース段差部）が形成されているので、十分な厚さを有する絶縁プレートを用いることができ、絶縁プレートの割れを防止することができる。
また、絶縁プレート及び電極マスクを配置することにより、プラズマを電極間（シャワープレートと基板との間）に閉じ込めることができる。
結果として、ナローギャッププロセスを行う場合であってもプラズマを電極間に閉じ込めることができる。
さらに、基板とシャワープレートとの距離をナローギャップとして設定した場合であっても、絶縁プレートと電極マスクとの間には成膜ガスを排気するための十分な隙間が形成され、ガスの流れの面内均一性を安定化させることができ、膜厚を均一にすることができる。【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の第３態様のプラズマ処理装置は、プロセスガスが導入され、前記プロセスガスからなるプラズマが生成されるチャンバと、前記チャンバ内に配置され、基板が載置されるベース部材と、前記ベース部材の周縁部に配置され、絶縁物質で形成された絶縁プレートと、噴出孔が形成されている第１シャワー面，前記第１シャワー面の周縁部に設けられた第２シャワー面，及び前記第１シャワー面と前記第２シャワー面との間に設けられたシャワー段差部を有し、前記基板に向けて前記プロセスガスを供給し、前記チャンバ内に配置されたシャワープレートと、前記第２シャワー面から前記第１シャワー面までの高さ（距離）以下である高さを有し、前記絶縁プレートに対向するように前記第２シャワー面上に配置され、絶縁物質で形成された電極マスクと、を含む。
プラズマ処理装置においては、チャンバ内に配置された電極間（ベース部材とシャワープレートとの間）には、交流電圧が印加される。これによって電極間にはプロセスガスからなるプラズマが生成される。
このプラズマ処理装置においては、前記シャワープレートにおける前記電極マスクが載置される領域であるマスク載置面と、前記シャワープレートにおける噴出孔が形成されている領域である噴出孔形成面との間に段差部が形成されている。前記電極マスクが前記シャワープレートに配置された状態で、マスク載置面から前記電極マスクの表面までの高さは、マスク載置面から噴出孔形成面までの高さ以下である。
【００１２】
このようにプラズマ処理装置が構成されているので、基板の上面とシャワープレートの表面との間に形成される成膜空間において、基板の上面とシャワープレートの噴出孔が形成された領域である第１シャワー面（噴出孔形成面）との間の距離を従来よりも短くすることができる。
従って、基板とシャワープレートとの間の距離を短くすることができ、ナローギャッププロセスを実現することができる。
また、段差部（シャワー段差部）が形成されているので、十分な厚さを有する電極マスクを用いることができるため、電極マスクの割れを防止することができる。
また、絶縁プレート及び電極マスクを配置することにより、プラズマを電極間（シャワープレートと基板との間）に閉じ込めることができる。
結果として、ナローギャッププロセスを行う場合であってもプラズマを電極間に閉じ込めることができる。
さらに、基板とシャワープレートとの距離をナローギャップとして設定した場合であっても、絶縁プレートと電極マスクとの間には成膜ガスを排気するための十分な隙間が形成され、ガスの流れの面内均一性を安定化させることができ、膜厚を均一にすることができる。【００１３】
また、上記の第１態様及び第２態様のプラズマ処理装置においては、前記絶縁プレートは、前記基板の側面に当接される第１当接面と、前記基板の前記上面とは反対の裏面に当接される第２当接面を有する突出部とを含むことが好ましい。
この構成においては、絶縁プレートは、第２ベース面に沿ってベース部材の中央に向けて突出する突出部を有する。【００１４】
このようにプラズマ処理装置が構成されているので、ベース部材（第２ベース面）に絶縁プレートが載置され、ベース部材（第１ベース面）上と絶縁プレート上とに基板が配置された場合、基板の側面は第１当接面に接触し、基板の裏面は第２当接面に接触する。また、基板の鉛直方向から見て、基板と突出部とは重なっている。
従って、シャワープレートから噴出された成膜ガスは、基板又は絶縁プレートに向けて供給され（噴射され）、成膜ガスがベース部材に接触することを防止することができる。
従って、シャワープレートとベース部材との間にプラズマが生じて、ベース部材に成膜されることを防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基板の上面とシャワープレートの表面との間に形成される成膜空間において、基板の上面とシャワープレートの噴出孔が形成された領域である第１シャワー面（噴出孔形成面）との間の距離を最短にすることができる。
従って、絶縁プレートの厚さ及び電極マスクの厚さに影響されず、基板とシャワープレートとの間の距離を設定することができ、ナローギャップを実現することができる。
また、段差部（ベース段差部及びシャワー段差部）が形成されているので、十分な厚さを有する絶縁プレート及び電極マスクを用いることができ、絶縁プレート及び電極マスクの割れを防止することができる。
また、絶縁プレート及び電極マスクを配置することにより、プラズマを電極間（シャワープレートと基板との間）に閉じ込めることができる。
結果として、ナローギャッププロセスを行う場合であってもプラズマを電極間に閉じ込めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態におけるプラズマＣＶＤ装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態におけるプラズマＣＶＤ装置の概略構成図であって、図１において符号Ａで示された部分を拡大して示した断面図である。
【図３】従来のプラズマＣＶＤ装置の概略構成図であって、図２に対応する部分を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係るプラズマ処理装置の実施形態を図面に基づき説明する。
また、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識し得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法及び比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。
また、本実施形態においては、プラズマＣＶＤ法を用いた成膜装置を説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態における成膜装置の概略構成図である。
図１に示すように、プラズマＣＶＤ法を実施する成膜装置１は、真空チャンバ２（チャンバ）を有している。
真空チャンバ２の底部１１には、開口部が形成されている。この開口部には支柱２５が挿通され、支柱２５は真空チャンバ２の下部に配置されている。支柱２５の先端（真空チャンバ２内）には、ヒータ１６が内蔵された板状のベース部材３が接続されている。
真空チャンバ２の上部には、絶縁フランジ３１を介して電極フランジ４が取り付けられている。
また、真空チャンバ２には、排気管２７が接続されている。排気管２７の先端には、真空ポンプ２８が設けられている。真空ポンプ２８は、真空チャンバ２内が真空状態となるように減圧する。
【００１９】
また、支柱２５は、真空チャンバ２の外部に設けられた昇降機構（不図示）に接続されており、基板１０の鉛直方向において上下に移動可能である。
つまり、支柱２５の先端に接続されているベース部材３は、上下方向に昇降可能に構成されている。
また、真空チャンバ２の外部においては、支柱２５の外周を覆うようにベローズ２６が設けられている。
【００２０】
電極フランジ４は、絶縁フランジ３１上に載置され、板状に形成されている。
成膜空間に面している電極フランジ４の面には、導電体３２が連結されている。導電体３２の先端には板状のシャワープレート５が取り付けられている。
そして、シャワープレート５と電極フランジ４との間に空間２４が形成されている。
【００２１】
また、電極フランジ４にはガス導入管７が接続されている。ガス導入管７は、真空チャンバ２の外部に設けられた成膜ガス供給部２１から空間２４に向けて原料ガス（例えば、ＳｉＨ４）を供給する。
また、図２を参照して後述するように、シャワープレート５は、多数のガス噴出孔６が設けられている第１シャワー面５ａと、第１シャワー面５ａの周縁部に設けられた第２シャワー面５ｂと、第１シャワー面５ａと第２シャワー面５ｂとの間に設けられたシャワー段差部４２とを有する。ガス噴出孔６は、シャワープレート５を貫通している。空間２４内に導入された成膜ガスは、ガス噴出孔６を通じて真空チャンバ２内に供給される。
【００２２】
また、電極フランジ４とシャワープレート５とは、ともに導電材で構成されている。電極フランジ４は、真空チャンバ２の外部に設けられたＲＦ電源（高周波電源）９に接続されている。
【００２３】
さらに、真空チャンバ２には、ガス導入管７とは異なるガス導入管８が接続されている。
ガス導入管８にはフッ素ガス供給部２２とラジカル源２３とが設けられている。ラジカル源２３は、フッ素ガス供給部２２から供給されたフッ素ガスを分解する。ガス導入管８は、フッ素ガスが分解されて得られたフッ素ラジカルを、真空チャンバ２内の成膜空間に供給する。
【００２４】
ベース部材３は、表面が平坦に形成された略板状の部材である。図２を参照して後述するように、ベース部材３は、基板１０が載置される第１ベース面３３と、第１ベース面３３の周縁部に設けられた第２ベース面３３ａと、第１ベース面３３と第２ベース面３３ａとの間に設けられたベース段差部３４とを有し、真空チャンバ２内に配置されている。
ベース部材３は、接地電極として機能し、例えばアルミニウム合金で構成されている。なお、ベース部材３の材料としては、剛性を有し、耐食性及び耐熱性を有する材料であれば、上記の材料以外の材料が採用されてもよい。
基板１０がベース部材３の第１ベース面３３上に配置されると、基板１０とシャワープレート５とは互いに近接して平行になる。
ベース部材３上に基板１０が配置された状態で、ガス噴出孔６を通じて成膜ガスは基板１０の表面に向けて成膜空間に供給される。
【００２５】
また、ベース部材３の内部には、電源線に接続されたヒータ１６が設けられている。ヒータ１６によってベース部材３の温度が所定の温度に調整される。ヒータ１６の電源線は、ベース部材３の鉛直方向から見たベース部材３の略中央部、かつ、ベース部材３の底面１７から突出され、支柱２５の内部に挿通され、真空チャンバ２の外部へと導かれている。
そして、ヒータ１６は、真空チャンバ２の外部において電源（不図示）と接続され、ベース部材３の温度を調節する。
【００２６】
また、ベース部材３と真空チャンバ２との間を接続する複数アースプレート３０が真空チャンバ２の底部１１において略等間隔に配置されている。
このアースプレート３０は、フレキシブルな金属プレートで形成されており、例えば、ニッケル系合金又はアルミ合金などで構成されている。
【００２７】
図２は、図１の符号Ａで示された部分が拡大して示された断面図である。
なお、以下の説明において、「低い位置」とは、成膜空間の位置から真空チャンバ２の底部１１に向けた方向において、一方の位置よりも他方の位置が低いことを意味する。また、「高い位置」とは、成膜空間の位置から電極フランジ４に向けた方向において一方の位置よりも他方の位置が高いことを意味する。
【００２８】
図２に示すように、ベース部材３の第１ベース面３３における周縁部には、第１ベース面３３よりも低い位置に形成された第２ベース面３３ａが設けられている。第１ベース面３３と第２ベース面３３ａとの間には、ベース段差部３４が形成されている。第１ベース面３３の水平方向におけるベース段差部３４の位置は、基板１０の長さ（直径）よりも第１ベース面３３の長さ（直径）が小さくなるように決定されている。即ち、基板１０がベース部材３の第１ベース面３３上に載置された場合、基板１０の水平方向における基板１０の周縁部の位置がベース段差部３４から突出している。換言すれば、基板１０の周縁部が第１ベース面３３の外側に位置している。
つまり、ベース段差部３４は基板１０の裏面１０ｃに当接する位置に形成されている。
【００２９】
また、ベース段差部３４を介して第１ベース面３３よりも低い位置に形成された第２ベース面３３ａには、絶縁プレート３５が載置されている。絶縁プレート３５は、基板１０の周縁部に沿ってフレーム状に形成されている。
絶縁プレート３５の材料としては、例えば絶縁物であるアルミナが採用される。
絶縁プレート３５の厚さ（高さ）は、第２ベース面３３ａから、第１ベース面３３に載置された基板１０の上面１０までの高さ以下である。本実施形態においては、第２ベース面３３ａに絶縁プレート３５が載置されたときに、絶縁プレート３５の表面３５ｃの位置と基板１０の上面１０ａの位置とが基板１０の鉛直方向において一致している。
また、絶縁プレート３５は、第２ベース面３３ａに絶縁プレート３５が載置されたときに、基板１０の鉛直方向において少なくとも第２ベース面３３ａを全て覆う大きさを有している。
また、絶縁プレート３５は、基板１０の側面１０ｂに当接される第１当接面３５ａと、基板１０の上面１０ａとは反対の裏面１０ｃに当接される第２当接面３５ｄとを含む。換言すれば、絶縁プレート３５は、第２ベース面３３ａに沿ってベース部材３の中央に向けて突出する突出部３５ｂを有する。突出部３５ｂは、基板１０の裏面１０ｃの下に位置し、基板１０の裏面１０ｃに当接している。また、突出部３５ｂは、ベース段差部３４に略当接している。
なお、本実施形態においては、絶縁プレート３５は、水平方向にベース部材３の端部よりも突出して形成され、ベース部材３の周縁部（第２ベース面３３ａ）に設けられている。絶縁プレート３５の端部は、ベース部材３を支持する支持部材３６に支持されている。
なお、支持部材３６に対向する真空チャンバ２の内面には、例えば、アルミナで形成された絶縁物３７が取り付けられている。
【００３０】
一方、図２に示すように、シャワープレート５の第１シャワー面５ａにおける周縁部には、第１シャワー面５ａよりも高い位置に形成された第２シャワー面５ｂが設けられている。第１シャワー面５ａと第２シャワー面５ｂとの間には、シャワー段差部４２が形成されている。
また、シャワー段差部４２を介して第１シャワー面５ａより高い位置に形成された第２シャワー面５ｂには、フレーム状に形成された電極マスク４３が載置されている。
電極マスク４３の材料としては、例えば絶縁物であるアルミナが採用される。電極マスク４３は、絶縁プレート３５に対向するように第２シャワー面５ｂ上に配置されている。
電極マスク４３の厚さ（高さ）は、第２シャワー面５ｂから第１シャワー面５ａまでの高さ以下である。本実施形態においては、
第２シャワー面５ｂに電極マスク４３が載置されたときに、電極マスク４３の表面４３ａの位置と第１シャワー面５ａの位置とがシャワープレート５の鉛直方向において一致している。
また、電極マスク４３は、第２シャワー面５ｂに電極マスク４３が載置されたときに、シャワープレート５の鉛直方向において少なくとも第２シャワー面５ｂを全て覆う大きさを有している。
なお、本実施形態においては、電極マスク４３は、水平方向にシャワープレート５の端部よりも突出して形成されている。また、電極マスク４３は、シャワープレート５を支持する支持部材４４及び真空チャンバ２と絶縁フランジ３１との間に設けられた支持部材４５の表面を覆う大きさを有する。
【００３１】
次に、成膜装置１を用いて基板１０に成膜する場合の作用について説明する。
上記のように構成された成膜装置１を用いて基板１０の表面に薄膜を成膜する前に、真空ポンプ２８を用いて真空チャンバ２内を減圧する。
真空チャンバ２内が真空に維持された状態で、基板１０は真空チャンバ２内に搬入され、ベース部材３上に載置される。
ここで、基板１０を載置する前は、ベース部材３は真空チャンバ２内の下側に位置している。
つまり、基板１０が搬入される前においては、ベース部材３とシャワープレート５との間隔が広くなっているので、ロボットアーム（不図示）を用いて基板１０をベース部材３上に容易に載置することができる。
基板１０がベース部材３上に載置された後には、昇降装置（不図示）が起動し、支柱２５が上方へ押し上げられ、ベース部材３上に載置された基板１０も上方へ移動する。これによって、適切に成膜を行うために必要な間隔になるようにシャワープレート５と基板１０との間隔が所望に決定され、この間隔が維持される。
このとき、基板１０の鉛直方向において、絶縁プレート３５の表面３５ｃの位置と基板１０の上面１０ａの位置とが一致し、電極マスク４３の表面４３ａの位置と第１シャワー面５ａの位置とが一致している。このため、絶縁プレート３５と電極マスク４３とが接触することなく、基板１０とシャワープレート５との間隔を小さくすることができ、ナローギャップ（３〜１０ｍｍ）を実現することができる。
その後、ガス導入管７から成膜ガス（原料ガス）を導入して、ガス噴出孔６から真空チャンバ２（成膜空間）内に成膜ガスが供給される。
【００３２】
絶縁フランジ３１を介して電極フランジ４と真空チャンバ２とは電気的に絶縁され、かつ、真空チャンバ２が接地電位に接続された状態で、ＲＦ電源９を起動して電極フランジ４に高周波電圧が印加される。
このとき、シャワープレート５とベース部材３との間に高周波電圧が印加されて放電が生じ、電極フランジ４と基板１０の表面との間にプラズマが発生する。
こうして発生したプラズマ内で成膜ガスが分解され、基板１０の表面で気相成長反応が起こることにより、基板１０の表面に薄膜が成膜される。
【００３３】
また、上記のような成膜工程が何度か繰り返されると、真空チャンバ２の内壁面などに成膜材料が付着するため、真空チャンバ２内は定期的にクリーニングされる。クリーニング工程においては、フッ素ガス供給部２２から供給されたフッ素ガスがラジカル源２３によって分解され、フッ素ラジカルが生じ、フッ素ラジカルが真空チャンバ２に接続されたガス導入管８を通り、真空チャンバ２内に供給される。
このように真空チャンバ２内の成膜空間にフッ素ラジカルを供給することによって、化学反応が生じ、例えば、シャワープレート５の第１シャワー面５ａ，電極マスク４３の表面４３ａ，又は絶縁プレート３５の表面３５ｃ等に付着された付着物が除去される。
【００３４】
本実施形態によれば、絶縁プレート３５が載置される領域である第２ベース面３３ａと、基板１０が載置される領域である第１ベース面３３との間にベース段差部３４が形成されている。また、基板１０及び絶縁プレート３５がベース部材３に載置された状態で、絶縁プレート３５の表面３５ｃの位置と基板１０の上面１０ａの位置とが基板１０の鉛直方向において一致している。また、電極マスク４３が載置される領域である第２シャワー面５ｂと、複数の噴出孔６が形成されている領域である第１シャワー面５ａとの間にシャワー段差部４２が形成されている。また、電極マスク４３がシャワープレート５に載置された状態で、電極マスク４３の表面４３ａの位置と第１シャワー面５ａの位置とがシャワープレート５の鉛直方向において一致している。
従って、基板１０の上面１０ａとシャワープレート５の第１シャワー面５ａとの間に形成される成膜空間において、基板１０の上面１０ａとシャワープレート５の第１シャワー面５ａとの間の距離を最短にすることができる。
従って、絶縁プレートの厚さ３５及び電極マスク４３の厚さに影響されず、基板１０とシャワープレート５との間の距離を設定することができ、ナローギャップを実現することができる。
また、段差部３４，４２（ベース段差部及びシャワー段差部）が形成されているので、十分な厚さを有する絶縁プレート３５及び電極マスク４３を用いることができ、絶縁プレート３５及び電極マスク４３の割れを防止することができる。
また、絶縁プレート３５及び電極マスク４３を配置することにより、プラズマを電極間（シャワープレート５と基板１０との間）に閉じ込めることができる。
結果として、ナローギャッププロセスを行う場合であってもプラズマを電極間に閉じ込めることができる。
さらに、基板１０とシャワープレート５との距離をナローギャップとして設定した場合であっても、絶縁プレート３５と電極マスク４３との間には成膜ガスを排気するための十分な隙間が形成され、ガスの流れの面内均一性を安定化させることができ、膜厚を均一にすることができる。
つまり、このように構成されたプラズマ処理装置において、μｃ−Ｓｉの成膜を行うことができる。
【００３５】
また、絶縁プレート３５は、基板１０の側面１０ｂに当接される第１当接面３５ａと、基板１０の裏面１０ｃに当接される第２当接面３５ｄと、第２ベース面３３ａに沿ってベース部材３の中央に向けて突出する突出部３５ｂを有する。このような構成を有する絶縁プレート３５がベース部材３に載置され、第１ベース面３３上に基板１０が配置されると、基板１０の裏面１０ｃは第２当接面に接触する。また、基板１０の鉛直方向から見て、基板１０と突出部３５ｂとは重なる。
従って、シャワープレート５から供給された成膜ガスは基板１０又は絶縁プレート３５に接触するため、ベース部材３に成膜ガスが直接接触することを防止することができる。
従って、シャワープレート５とベース部材３との間にプラズマが生じて、ベース部材３の表面に成膜されることを防止することができる。
【００３６】
また、電極マスク４３は、水平方向にシャワープレート５の端部よりも突出して形成されており、シャワープレート５を支持する支持部材４４及び真空チャンバ２と絶縁フランジ３１との間に設けられた支持部材４５の表面を覆う大きさを有する。このような電極マスク４３を用いることにより、シャワープレート５の近傍で生じたパーティクルが基板１０上に落下することを抑制することができる。
【実施例】
【００３７】
次に、上述した成膜装置１を用いてμｃ−Ｓｉを成膜する実施例について説明する。
表１に示すように、ＲＦ電源９から印加される電力周波数は、２７．１２ＭＨｚに設定し、ＲＦＰｏｗｅｒ密度を１．２Ｗ／ｃｍ２に設定した。
また、シャワープレート５と基板１０との間隔を７ｍｍ（ナローギャップ）に設定し、成膜空間の圧力を１４００Ｐａに設定した。
そして、成膜ガスのＳｉＨ４の流量（ｓｌｍ）とＨ２の流量（ｓｌｍ）との比率を１：１５に設定し、μｃ−Ｓｉを基板１０上に成膜した。【００３８】
【表１】
0005394403.tif 000002
【００３９】
その結果、成膜速度は２．１ｎｍ／ｓｅｃであり、膜厚分布（膜厚均一性：ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）が１１％であるμｃ−Ｓｉの膜を成膜することができた。【００４０】
次に、図３に示すような従来の成膜装置を用いてμｃ−Ｓｉを成膜する比較例について説明する。
表２に示すように、ＲＦ電源から印加する電力周波数を２７．１２ＭＨｚに設定し、ＲＦＰｏｗｅｒ密度を１．２Ｗ／ｃｍ２に設定した。
また、シャワープレート５と基板１０との間隔を１１ｍｍに設定し、成膜空間の圧力を７００Ｐａに設定した。
そして、成膜ガスのＳｉＨ４の流量（ｓｌｍ）とＨ２の流量（ｓｌｍ）との比率を１：１５に設定し、μｃ−Ｓｉを基板１０に成膜した。【００４１】
【表２】
0005394403.tif 000003
【００４２】
その結果、成膜速度は１．１ｎｍ／ｓｅｃであり、膜厚分布（膜厚均一性）が２３％であるμｃ−Ｓｉの膜が成膜された。【００４３】
従って、本実施形態のように、絶縁プレート３５の表面３５ｃの位置と基板１０の上面１０ａの位置とが基板１０の鉛直方向において一致し、かつ、電極マスク４３の表面４３ａの位置と第１シャワー面５ａの位置とがシャワープレート５の鉛直方向において一致しているプラズマ処理装置を用いることにより、成膜速度を高速化でき、優れた膜厚分布（膜厚均一性）を有し、高品質なμｃ−Ｓｉを成膜することができる。【００４４】
なお、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
すなわち、本実施形態で述べた具体的な材料又は構成等は本発明の一例であり、適宜変更が可能である。【００４５】
例えば、本実施形態においては、絶縁プレート３５の表面３５ｃの位置と基板１０の上面１０ａの位置とが基板１０の鉛直方向において一致している構成を説明したが、基板１０の上面の位置よりも絶縁プレート３５の表面３５ｃの位置が低い構成を採用してもよい。即ち、絶縁プレート３５の厚さ（高さ）は、第２ベース面３３ａから、第１ベース面３３に載置された基板１０の上面１０までの高さ以下である。
同様に、本実施形態においては、電極マスク４３の表面４３ａの位置と第１シャワー面５ａの位置とがシャワープレート５の鉛直方向において一致している構成を説明したが、第１シャワー面５ａの位置よりも電極マスク４３の表面４３ａの位置が高い構成を採用してもよい。即ち、電極マスク４３の厚さ（高さ）は、第２シャワー面５ｂから第１シャワー面５ａまでの高さ以下である。 【００４６】
また、本実施形態においては、絶縁プレート３５の表面３５ｃの位置と基板１０の上面１０ａの位置とが基板１０の鉛直方向において一致している第１構成と、電極マスク４３の表面４３ａの位置と第１シャワー面５ａの位置とがシャワープレート５の鉛直方向において一致している第２構成とが組み合わされたプラズマ処理装置について説明したが、本発明は、この構成に限定されない。第１構成及び第２構成のうちいずれか一方の構成と、従来の構成とが組み合わされたプラズマ処理装置が採用されてもよい。
つまり、基板１０とシャワープレート５との間隔がナローギャップ（１０ｍｍ以下）を実現するように設定されていれば、上述した効果が得られる。また、絶縁プレート３５と電極マスク４３との間に、成膜ガスをスムーズ排気するための十分な隙間が形成されていれば、上述した効果が得られる。【００４７】
さらに、本実施形態において、絶縁プレート３５の表面３５ｃと基板１０の上面１０ａとの境界部、及び電極マスク４３の表面４３ａとシャワープレート５の第１シャワー面５ａとの境界部においては、上面と側面とが略直角に交わるように形成されているが、この境界部における上面と側面との間に曲面を形成してもよい。
このように境界部に曲面を形成することにより、異常放電の発生を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上詳述したように、本発明は、ナローギャッププロセスを行う場合であってもプラズマを電極間に閉じ込めることができるプラズマ処理装置に有用である。
【符号の説明】
【００４９】
１…成膜装置（プラズマ処理装置）  ２…真空チャンバ（チャンバ）  ３…ベース部材  ５…シャワープレート  ５ａ…第１シャワー面  ５ｂ…第２シャワー面  ６…ガス噴出孔  １０…基板  １０ａ…上面  １０ｂ…側面  １０ｃ…裏面  ３３…第１ベース面  ３３ａ…第２ベース面  ３４…ベース段差部  ３５…絶縁プレート  ３５ａ…第１当接面  ３５ｂ…突出部  ３５ｃ…表面  ３５ｄ…第２当接面  ４２…シャワー段差部  ４３…電極マスク  ４３ａ…表面。
【図１】
0005394403.tif 000004
【図２】
0005394403.tif 000005
【図３】
0005394403.tif 000006