(57)【要約】【課題】  大面積基板に均一な膜厚及び膜質分布で成膜できるプラズマＣＶＤ方法及び装置を提供する。【解決手段】  基板ホルダーに対向する対向電極を、電極と基板ホルダーとの距離が中央部から周辺部へ向って連続的に変化するような凹面形状に形成し、電極の複数の部位に高周波電力を印加するように構成される。【選択図】      図１
2006128446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空槽内に、基板ホルダーと電極とを対向させて配置し、前記真空槽内に成膜ガスを導入すると共に前記電極に高周波電力を印加することにより導入した成膜ガスをプラズマ化して、前記基板ホルダーに載置した基板上に成膜するようにしたプラズマＣＶＤ装置において、
前記電極の複数の部位に高周波電力を印加する一つ以上の高周波電源を設け、また
前記電極と前記基板ホルダーとの距離が少なくとも周辺部において連続的に変化するような形状に前記電極の前記基板ホルダーに対向する面を構成したこと
を特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項２】
前記一つ以上の高周波電源から前記電極の複数の部位に印加される高周波電力が、同じ周波数及び位相をもつことを特徴とする請求項１記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項３】
前記電極がシャワーヘッドとシャワープレートから成り、前記シャワープレートの前記基板ホルダーに対向した面が凹状であることを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項４】
前記電極がシャワーヘッドとシャワープレートから成り、前記シャワープレートの前記基板ホルダーに対向した面が凸状であることを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項５】
前記成膜ガスが前記シャワープレートから基板ホルダーに向って供給されることを特徴とする請求項３又は４記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項６】
前記電極の外形寸法が前記基板の外形寸法より大きい請求項１〜５のいずれか一項記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項７】
前記基板ホルダーと前記電極との距離が連続的に異なるように調整可能である請求項１〜６のいずれか一項記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項８】
真空槽内に、基板ホルダーと電極とを対向させて配置し、前記真空槽内に成膜ガスを導入すると共に前記電極に高周波電力を印加することにより導入した成膜ガスをプラズマ化して、前記基板ホルダーに載置した大面積基板上に成膜するようにしたプラズマＣＶＤ方法において、
前記電極と前記基板ホルダーとの距離が少なくとも周辺部において連続的に変化するような前記電極の前記基板ホルダーに対向する面を凹面状に形成し、前記電極の複数の部位に高周波電力を印加し、真空槽内の成膜圧力を比較的高い約１００Ｐａ以上に保って大面積基板上に成膜すること
を特徴とするプラズマＣＶＤ方法。
【請求項９】
前記一つ以上の高周波電源から前記電極の複数の部位に印加される高周波電力が同じ周波数をもち、そして位相制御されることを特徴とする請求項８記載のプラズマＣＶＤ方法。
【請求項１０】
高周波電力の位相制御は、各部位に印加される高周波電力が同じ位相をもつように行なわれる請求項９記載のプラズマＣＶＤ方法。
【請求項１１】
真空槽内に、基板ホルダーと電極とを対向させて配置し、前記真空槽内に成膜ガスを導入すると共に前記電極に高周波電力を印加することにより導入した成膜ガスをプラズマ化して、前記基板ホルダーに載置した大面積基板上に成膜するようにしたプラズマＣＶＤ方法において、
前記電極と前記基板ホルダーとの距離が少なくとも周辺部において連続的に変化するような前記電極の前記基板ホルダーに対向する面を凸面状に形成し、前記電極の複数の部位に高周波電力を印加し、真空槽内の成膜圧力を比較的低い約１００Ｐａ以下に保って大面積基板上に成膜すること
を特徴とするプラズマＣＶＤ方法。
【請求項１２】
前記一つ以上の高周波電源から前記電極の複数の部位に印加される高周波電力が同じ周波数をもち、そして位相制御されることを特徴とする請求項１０記載のプラズマＣＶＤ方法。
【請求項１３】
高周波電力の位相制御は、各部位に印加される高周波電力が同じ位相をもつように行なわれる請求項１１記載のプラズマＣＶＤ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に液晶分野で用いられる大面積基板に薄膜を均一に形成するのに用いられ得るプラズマＣＶＤ方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、大画面で高品質で低価格の液晶ディスプレイや有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルの需要が増大するのに伴い、それらの生産に用いられるマザーガラスの基板サイズの大型化が加速している。
【０００３】
それに伴い、基板上にデバイスを製作する上で、薄膜形成工程の一つとして欠かせないプラズマＣＶＤ装置においては、処理面積の大型化と面内膜厚の均一性が重要な課題とされている。
【０００４】
基板上に堆積される薄膜としては、代表的にはアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）、ｎドープアモルファスシリコン（ｎ＋ａ−Ｓｉ）を挙げることができる。
【０００５】
これらの薄膜を基板上に形成する際には、プラズマＣＶＤ装置において高周波電力を用いて成膜ガスをプラズマ化する。しかし、高周波電力を印加する電極の大きさが大きくなればなるほど電極上で発生する定在波がプラズマ密度の面内均一性に影響し、堆積膜の膜厚の不均一性の悪化を招くことが知られている。
【０００６】
同時に、使用する基板の大きさが大きくなるほど、電極の大きさも大きくなり、電極及び基板ホルダーの配置される真空槽も大きくなり、プラズマに供給される高周波電力も大きくなるが、電極の真空槽に対する相対的な大きさは小さくされるため、基板を載置する基板ホルダーから真空槽壁を介して接地電位へ流れる電流分布のプラズマへの影響が無視できなくなることも知られている。
【０００７】
添付図面の図９には従来のプラズマＣＶＤ装置の一例を示す。図９において、Ａは真空槽で、この真空槽Ａの内部には基板ホルダーＢと電極Ｃとが対向して配置されている。基板ホルダーＢは真空槽Ａの底壁に取り付けられ、内部にヒーターＤを備え、上面に基板Ｅが載置される。
【０００８】
電極Ｃは絶縁部材Ｆを介して真空槽Ａの頂壁に取り付けられ、そして給電部材Ｇ及び整合器Ｈを介して高周波電源Ｉに接続されている。また、図示していないが、真空槽Ａには成膜ガス導入系及び真空排気系が設けられている。
【０００９】
このように構成した従来の装置では、高周波電源Ｉとして、通常１３．５６ＭＨｚ又は２７．１２ＭＨｚの周波数の高周波電源が用いられ得る。そして基板Ｅのサイズが１ｍ×１ｍ以下では、堆積すべき膜の種類に応じて成膜条件を最適化することにより、得られる膜厚分布は±１０％以下にすることができる。
【００１０】
しかし、基板サイズが１ｍ×１ｍ以上になると、上述の理由で膜厚分布の所望の均一性を確保することができなくなる。
【００１１】
このような問題点を解決するため、従来、高周波電力を印加する電極を中心部と周辺部との分割し、電極の中心部と周辺部における電極と基板ホルダーとの距離を調節可能にしてプラズマ分布を調節し、膜厚分布を均一化するようにしたプラズマＣＶＤ装置が提案されている（特許文献１参照）。
【００１２】
また、電極を複数の小電極に分割して、分割した電極の境界部分において電極と基板ホルダーとの距離が連続となるようにし、また各小電極に印加する高周波電力を調整し、それにより膜厚分布を均一化するようにしたプラズマ処理装置も従来提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−２８９８８１号公報
【特許文献２】特開２００３−６８６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、特許文献１に記載された装置では、電極の中心部と周辺部との境界が不連続であるために、プラズマが不安定となり、薄膜を均一に形成することができないという問題がある。
【００１４】
また、特許文献２に記載された発明では、実際上、分割された小電極間の境界部分でプラズマの安定化が困難であり、異常放電も発生し易く、薄膜を均一化する条件を見出すことが困難であるという問題がある。また、電極間の境界面には反応生成物が付着、剥離し易く、そのため装置内のパーティクルの発生源となり、異常放電の発生源ともなり、その結果製品の歩留まりを低下させるという問題もある。
【００１５】
そこで、本発明は、従来技術に伴うこのような問題点を解決して、大面積基板に均一な膜厚及び膜質分布で成膜できるプラズマＣＶＤ方法及び装置を提供することを目的としている。
【００１６】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の発明によれば、真空槽内に、基板ホルダーと電極とを対向させて配置し、真空槽内に成膜ガスを導入すると共に電極に高周波電力を印加することにより導入した成膜ガスをプラズマ化して、基板ホルダーに載置した基板上に成膜するようにしたプラズマＣＶＤ装置において、
電極の複数の部位に高周波電力を印加する一つ以上の高周波電源を設け、また
電極と基板ホルダーとの距離が少なくとも周辺部において連続的に変化するような形状に電極の基板ホルダーに対向する面を構成したこと
を特徴としている。
【００１７】
本発明の第１の発明によるプラズマＣＶＤ装置においては、一つ以上の高周波電源から前記電極の複数の部位に印加される高周波電力は、同じ周波数及び位相をもち得る。
【００１８】
また電極はシャワーヘッドとシャワープレートから成る構成とし、シャワープレートの基板ホルダーに対向した面は凹状又は凸状に形成され得る。そして成膜ガスは、シャワープレートから基板ホルダーに向って供給され得る。
【００１９】
また電極の外形寸法は基板の外形寸法より大きく構成され得る。
【００２０】
基板ホルダーと電極との距離は連続的に異なるように調整可能にされ得る。
【００２１】
また、本発明の第２の発明によれば、真空槽内に、基板ホルダーと電極とを対向させて配置し、真空槽内に成膜ガスを導入すると共に電極に高周波電力を印加することにより導入した成膜ガスをプラズマ化して、基板ホルダーに載置した大面積基板上に成膜するようにしたプラズマＣＶＤ方法において、
電極と基板ホルダーとの距離が少なくとも周辺部において連続的に変化するように電極の基板ホルダーに対向する面を凹面状に形成し、電極の複数の部位に高周波電力を印加し、真空槽内の成膜圧力を比較的高い約１００Ｐａ以上に保って大面積基板上に成膜すること
を特徴としている。この場合、成膜圧力は他の成膜条件と関連で好ましくは約１００Ｐａ〜約５００Ｐａの範囲に選定され得る。
【００２２】
また、本発明の第３の発明によれば、真空槽内に、基板ホルダーと電極とを対向させて配置し、真空槽内に成膜ガスを導入すると共に電極に高周波電力を印加することにより導入した成膜ガスをプラズマ化して、基板ホルダーに載置した大面積基板上に成膜するようにしたプラズマＣＶＤ方法において、
電極と基板ホルダーとの距離が少なくとも周辺部において連続的に変化するように記電極の基板ホルダーに対向する面を凸面状に形成し、電極の複数の部位に高周波電力を印加し、真空槽内の成膜圧力を比較的高い約１００Ｐａ以下に保って大面積基板上に成膜すること
を特徴としている。
【００２３】
本発明の第２、第３の発明において、一つ以上の高周波電源から電極の複数の部位に印加される高周波電力は同じ周波数をもち、そして位相制御され得る。この場合、高周波電力の位相制御は、各部位に印加される高周波電力が同じ位相をもつように行なわれ得る。
【００２４】
本明細書において、用語“大面積基板”は、縦横の長さ１ｍ×１ｍ以上、長辺又は長径の長さが１ｍ以上のサイズをもつ任意の形状の基板を意味するものとする。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明してきたように、本発明の第１の発明によるプラズマＣＶＤ装置においては、電極の複数の部位に高周波電力を印加する一つ以上の高周波電源を設け、また電極と基板ホルダーとの距離が中央部から周辺部へ向って連続的に変化するような形状に電極の基板ホルダーに対向する面を構成したことにより、電極と基板ホルダーとの間の良好な電界強度分布を得ることができ、基板上において成膜ガスを均一にプラズマ化させることができ、反応生成物の均一な膜厚の薄膜を形成することができるようになる。
【００２６】
また、本発明の第１の発明によるプラズマＣＶＤ装置において、基板ホルダーと電極との距離が連続的に異なるように調整可能に構成した場合には、ＮＦ３やＦ２或いはＣＦ系ガスをプラズマ化して成膜に伴ってシャワープレート等へ付着生成される物質を除去するクリーニングを均一に行うことができるようになる。
【００２７】
また、本発明の第２の発明によるプラズマＣＶＤ方法においては、電極と基板ホルダーとの距離が中央部から周辺部へ向って連続的に変化するように電極の基板ホルダーに対向する面を凹面状に形成し、電極の複数の部位に高周波電力を印加し、真空槽内の成膜圧力を比較的高い約１００Ｐａ以上に保って大面積基板上に成膜することにより、電極と基板ホルダーとの間の良好な電界強度分布を得ることができ、基板上において成膜ガスを均一にプラズマ化させることができ、反応生成物の均一な膜厚の薄膜を大面積基板上に形成することができるようになる。
【００２８】
また、本発明の第３の発明によるプラズマＣＶＤ方法においては、電極と基板ホルダーとの距離が中央部から周辺部へ向って連続的に変化するように電極の基板ホルダーに対向する面を凸面状に形成し、電極の複数の部位に高周波電力を印加し、真空槽内の成膜圧力を比較的低い約１００Ｐａ以下に保って大面積基板上に成膜することにより、低圧領域時に真空槽壁に向ってプラズマが拡散して電極外周におけるプラズマ密度の上昇を抑えることができ、それにより大面積基板全面のプラズマの均一性を高めることができ、反応生成物の均一な膜厚の薄膜を大面積基板上に形成することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下添付図面の図１〜図８を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００３０】
図１には、本発明の一実施形態によるプラズマＣＶＤ装置を示す。図１において、１は真空槽であり、この真空槽１の内部にはアノードとして機能する基板ホルダー２及びカソードとして機能する電極３が互いに対向して配置されている。基板ホルダー２は真空槽１の底壁に取り付けられ、内部にヒーター４を備え、そして基板ホルダー２の上面に大面積基板５が載置される。
【００３１】
基板ホルダー２は、図示していない昇降機構によって昇降可能であり、これにより電極３との距離を調節可能にして、成膜時及びクリーニング時に基板ホルダー２と電極３との間の距離を変えるようにされる。この場合、昇降機構はまた、真空槽１の外部から内部へ処理すべき大面積基板５を搬入したり、真空槽１の内部から外部へ処理済みの大面積基板５を搬出する際の搬送動作における基板の昇降動作にも用いることができる。
【００３２】
電極３は絶縁部材６を介して真空槽１の頂壁に取り付けられている。そして電極３の基板ホルダー２に対向した面は連続した凹面状に形成されている。また、電極３の外寸は、基板ホルダー２に載置される大面積基板５の外寸より大きく構成されている。
【００３３】
電極３の二つの部位には、図７に見られるように、二つの高周波電源７からそれぞれ整合器８及び給電部材９を介して高周波電力が印加される。給電部材９は絶縁部材１０により真空槽１から絶縁されている。真空槽１及び基板ホルダー２は接地電位に接続されている。
【００３４】
また、図示していないが、真空槽１には、外部の成膜ガス供給源から真空槽１内へ成膜ガスを導入する成膜ガス導入系並びに真空槽１内の真空排気及び成膜ガスの排気を行なう真空排気系が設けられる。
【００３５】
このように構成した図１の装置の動作において、二つの高周波電源７からそれぞれ整合器８及び給電部材９を介して高周波電力が電極３の二つの部位に印加されると、図示していない外部の成膜ガス供給源から真空槽１内へ導入された成膜ガスは、基板ホルダー２をアノード、電極３をカソードとした容量結合型グロー放電により、真空槽１内でプラズマ化される。一方、大面積基板５は、基板ホルダー２に内蔵されたヒーター４によって予め所定の温度に加熱されている。それでプラズマ化した成膜ガスによる反応生成物は基板５の表面に到達し、良好な膜厚分布をもつ所望の薄膜を基板上に形成する。
【００３６】
ところで、図１の装置においては、二つの高周波電源７から電極３の左右一つずつ二つの部位に独立して高周波電力を印加しているが、代わりに、一つの高周波電源を用い、そこから分岐して電極３の二つの部位に高周波電力を印加するように構成することもできる。いずれの構成の場合にも、電極３の二つの部位に印加される高周波電力は、位相制御装置により所望の位相差となるように制御することもできる。或いは、電極３に二つ以上の印加部位を設け、使用する高周波電源は一つ以上、電極３における印加部位の数以下として、各々整合器を介して電極の印加部位へ高周波電力を印加し、任意の電源間で位相差を制御するように構成してもよい。
【００３７】
図２には、本発明の別の実施形態によるプラズマＣＶＤ装置を示す。図２において、図１の装置における対応した部分は同じ符号で示す。図１の装置の場合と同様に、真空槽１の内部にはアノードとして機能する基板ホルダー２及びカソードとして機能する電極３が互いに対向して配置されている。基板ホルダー２は真空槽１の底壁に取り付けられ、内部にヒーター４を備え、そして基板ホルダー２の上面に大面積基板５が載置される。
【００３８】
また、基板ホルダー２は、図示していない昇降機構によって昇降可能であり、これにより電極３との距離を調節可能にして、成膜時及びクリーニング時に基板ホルダー２と電極３との間の距離を変えるようにされる。この場合、昇降機構はまた、真空槽１の外部から内部へ処理すべき大面積基板５を搬入したり、真空槽１の内部から外部へ処理済みの大面積基板５を搬出する際の搬送動作における基板の昇降動作にも用いることができる。
【００３９】
電極３は絶縁部材６を介して真空槽１の頂壁に取り付けられている。この実施形態では電極３はシャワーヘッド３１とシャワープレート３２で構成されている。シャワーヘッド３１は成膜ガス供給口１１を介して図示していない成膜ガス供給源に接続される。シャワーヘッド３１の内側には複数枚の拡散プレート３３が互いに間隔を空けて配置され、各拡散プレート３３には多数の貫通孔３３ａが設けられている。
【００４０】
シャワープレート３２は多数のガス放出孔３２ａを備え、そしてシャワープレート３２の基板ホルダー２に対向した面は連続した凹面状に形成されている。これにより、図示していない成膜ガス供給源から成膜ガス供給口１１を介してシャワーヘッド３１の内側に供給された成膜ガスは、シャワーヘッド３１の内側に配置した複数枚の拡散プレート３３における多数の貫通孔３３ａ及び拡散プレート３３間の隙間を通って拡散、混合され、そしシャワープレート３２における多数のガス放出孔３２ａから基板ホルダー２上の大面積基板５に向って供給される。また、図示していないが、真空槽１には、真空槽１内の真空排気及び成膜ガスの排気を行なう真空排気系が設けられる。また、電極３の外寸は、基板ホルダー２に載置される大面積基板５の外寸より大きく構成されている。
【００４１】
電極３の左右二つずつ四つの部位には、図８に見られるように、二つの高周波電源７からそれぞれ整合器８及び給電部材９を介して高周波電力が印加される。なお、給電部材９は絶縁部材１０により真空槽１から絶縁されている。真空槽１及び基板ホルダー２は接地電位に接続されている。
【００４２】
このように構成した図２の装置の動作において、二つの高周波電源７からそれぞれ整合器８及び給電部材９を介して高周波電力が電極３の四つの部位に印加されると、図示していない外部の成膜ガス供給源から成膜ガス供給口１１を介してシャワーヘッド３１の内側の拡散プレート３３における多数の貫通孔３３ａ及び隙間及びシャワープレート３２における多数のガス放出孔３２ａを通って真空槽１内へ導入された成膜ガスは、基板ホルダー２をアノード、電極３をカソードとした容量結合型グロー放電により、真空槽１内でプラズマ化される。一方、大面積基板５は、基板ホルダー２に内蔵されたヒーター４によって予め所定の温度に加熱されている。それでプラズマ化した成膜ガスによる反応生成物は基板５の表面に到達し、良好な膜厚分布をもつ所望の薄膜を基板上に形成する。
【００４３】
ところで、図２の装置においては、二つの高周波電源７の各々から電極３の左右の二つの部位に高周波電力を印加しているが、代わりに、一つの高周波電源を用い、そこから分岐して電極３の四つの部位に高周波電力を印加するように構成することもできる。いずれの構成の場合にも、電極３の左右二つずつの部位に印加される高周波電力は、図８に示すように位相制御装置１２により所望の位相差となるように制御することもできる。或いは、電極３に二つ以上の印加部位を設け、使用する高周波電源は一つ以上、電極３における印加部位の数以下として、各々整合器を介して電極の印加部位へ高周波電力を印加し、任意の電源間で位相差を制御するように構成してもよい。
【００４４】
次に基板上にＳｉＮｘ膜を成膜する場合におけるシミュレーションに基いて本発明をさらに説明する。
外寸２４００ｍｍ×２２００ｍｍの図３に示すような通常の平面電極、外寸２４００ｍｍ×２２００ｍｍであり、周辺部傾斜度０．３％の図４及び図５に示すよう凹面状電極Ｉ又はシャワープレート及び周辺部傾斜度０．６％の図５に示すよう凹面状電極ＩＩ又はシャワープレートのそれぞれの中心部と基板ホルダーとの距離を２０ｍｍに設定した場合において、各電極について電界強度のシミュレーションを行った。なお、図４において電極の中心領域１．２ｍ×１．１ｍはフラットであり、その外周は図５に示すように傾斜している。定在波の影響に対する電極形状の寄与効果の確認も兼ねて、印加する高周波電力は電極の中心に印加するものとし、高周波電力の周波数は２７．１２ＭＨｚとし、電極単位面積当りの電力密度は０．５Ｗ／ｃｍ２とした。いずれの電極も面対称形状であるので、１／４モデルで計算した。
【００４５】
図６に計算結果を示す。図６において横軸原点０は電極の中心位置に対応し、長辺即ち２４００ｍｍ方向の中心線上の電界強度分布が示されている。縦軸の電界強度は任意単位である。
【００４６】
電界強度分布の計算結果より、大面積基板上に形成される薄膜の膜厚分布をシミレーションした比較結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
2006128446.tif 000003
【００４８】
表１において、高周波電力を２点同位相印加した場合は、図２に示す実施形態に基くものであり、高周波電力の印加形態は図７に示す。膜厚計算範囲（２３７０ｍｍ）における膜厚分布は、高周波電力を基板の中心に印加した場合には、通常の平面電極では±１９％、凹面状電極Ｉでは±６％、凹面状電極ＩＩでは±１８％となっており、また高周波電力を同位相で２点印加した揚合には、通常の平面電極では±１７％、凹面状電極Ｉでは±５％、凹面状電極ＩＩでは±１６％となっており、高周波電力を基板の中心に１点印加した場合よりも相対的に良好であることがわかる。
【００４９】
また平面電極の揚合、電極サイズと高周波周波数に関係する定在波の影響が明確に示唆されているが、電極の対向面を凹面形状にすることにより定在波の影響を抑制できることが確認された。また、凹面形状における外周部の傾斜度０％〜０．６％の範囲において、０．３％が最も膜厚分布が良いことが計算上示されているが、これは凹面形状の調節により膜厚分布の均一化の調整ができる可能性を示唆している。なお、印加する高周波電力の周波数を低くした場合（例えば１３．５６ＭＨｚ）、定在波の影響による電界強度分布の悪化、しいては膜厚分布の悪化の程度が小さくなることは言うまでもない。
【実施例１】
【００５０】
次に、図２に示す実施形態によるプラズマＣＶＤ装置を用いて、ＳｉＮｘの成膜を行い、基板内膜厚分布を検証した実施例について説明する。
【００５１】
条件として、高周波電力の周波数を２７．１２ＭＨｚ、電極の単位面積あたりの電カ密度を０．５Ｗ／ｃｍ２とした。成膜ガスとしてはモノシラン（ＳｉＨ４）、アンモニア（ＮＨ３）及び窒素（Ｎ２）から成る混合ガスを用い、成膜圧カ（放電圧カ）は２００Ｐａとした。また基板温度は３００℃とした。電極の外形寸法は２．６ｍ×２．４ｍで、シミュレーションをした３種類の電極の周辺部傾斜を各々外側へ延長した形状の電極で比較を行った。凹面状電極の中心部と基板ホルダーとの距離は２０ｍｍとした。基板に関しては厚み０．７ｍｍの小ガラスを基板ホルダー上に並べて載置して基板とした。なお、２点印加する高周波電力の周波数の位相は同相とした。
【００５２】
測定結果を高周波電力の電極の中心部への１点印加の場合と比較して表２に示す。
【００５３】
【表２】
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【００５４】
実際の成膜において計算で示唆されていた膜厚分布の改善の傾向が確認された。なお表１に示すシミュレーション結果と比較して、実際の成膜装置での膜厚分布が相対的に悪いが、これは実際の装置の構造における非対称性に拠るところが大きい。そして高周波電力の２点印加と凹面状電極との組み合わせにより、膜厚分布が他の条件と比較して大幅に改善されることが認められる。
【００５５】
本実施例１では電極と基板ホルダーとの距離を１５ｍｍとしたが、１０ｍｍ〜２５ｍｍの範囲で任意の距離としても調整により使用できるが、本発明の適用については、電極と基板ホルダー間の距離として１０ｍｍ〜２０ｍｍの範囲とするのがより好ましい。また電極と基板ホルダーの距離を２５ｍｍ以上として、所定のガスを導入することにより、プラズマクリーニング処理を行なうことができる。
【実施例２】
【００５６】
図２に示す実施形態に応じた装置を用い、高周波電力の印加を図８に示す形態即ち４点印加で行い、ａ−Ｓｉ、ＳｉＮｘ、ｎ＋ａ−Ｓｉ、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙの成膜を行った。使用した電極形状は、周辺部傾斜度０．３％の図５に示すような凹面状電極Ｉである。また印加する高周波電力は位相制御をし、同位相とした。
【００５７】
表３には主な条件と共に膜厚分布の測定結果を示す。
【００５８】
【表３】
2006128446.tif 000005
【００５９】
表３から分かるように、いずれの膜も、膜厚分布が±１０％以下と良好な成膜が達成されている。５種類の成膜に対し同一の電極形状、同一の高周波電力印加形態にて発明の効果が確認されているが、対象とする成膜により、電極形状の調整、電極と基板ホルダー間の距離の調整、高周波電力の形態の変更や位相調整によりさらに膜厚分布の均一化が図れることはいうまでもない。
【００６０】
また、実験を行った成膜条件は、いずれも成膜圧カが１００Ｐａ以上であるが、成膜圧カが１００Ｐａ以下（例えば１０Ｐａ〜１００Ｐａ）の領域では、プラズマが真空槽壁に向って拡散し易くなり、電極外周のプラズマ密度が上昇する。プラズマ密度の上昇を低減するために電極と基板ホルダーとの距離が中央部から周辺部へ向って連続的に変化するように電極の基板ホルダーに対向する面を凸面状に形成することにより、成膜圧カが１００Ｐａ以下（例えば１０Ｐａ〜１００Ｐａ）の領域でも大面積基板全面のプラズマの均一性を高めることができ、反応生成物の均一な膜厚の薄膜を大面積基板上に形成することができる。
【００６１】
本発明は当然例示した成膜材料以外にも適用され得る。
【００６２】
実施例２においても実施例１の場合と同様に、電極と基板ホルダーの距離を２５ｍｍ以上として、所定のガスを導入しプラズマクリーニング処理を行うことも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、以上説明してきたように、大型基板に薄膜形成行うプラズマＣＶＤ装置以外に、プラズマクリーング装置やエッチング装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一つの実施形態によるプラズマＣＶＤ装置を示す概略断面図。
【図２】本発明の別の実施形態によるプラズマＣＶＤ装置を示す概略断面図。
【図３】通常の平面電極の概略図。
【図４】本発明において用いられ得る凹面状電極の概略図
【図５】図４の凹面状電極の部分Ａの拡大断面図
【図６】図３及び図５に示す３種類の電極を用いた場合における電界強度の計算結果を示すグラ  フ。
【図７】高周波電力を電極の二つの部位に印加する場合を例示する概略線図。
【図８】高周波電力を電極の四つの部位に印加する場合を例示する概略線図。
【図９】従来のプラズマＣＶＤ装置の一例を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００６５】
１：真空槽
２：基板ホルダー
３：電極
４：ヒーター
５：大面積基板
６：絶縁部材
７：高周波電源
８：整合器
９：給電部材
１０：絶縁部材
１１：成膜ガス供給口
３１：シャワーヘッド
３２：シャワープレート
３２ａ：ガス放出孔
３３：拡散プレート
３３ａ：貫通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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