(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー内に金属物を配置し、
前記チャンバー内に０．１〜３ｃｃ／分の流量のＯｓＯ４ガス及び放電維持用の不活性ガスを導入しながら前記チャンバー内の圧力を１３〜４０Ｐａに維持し、
密度０．２５〜２．０Ｗ／ｃｍ２の高周波出力を用いて前記チャンバー内のガスをプラズマ化することにより、前記金属物の表面上にオスミウム膜を成膜することを特徴とするオスミウム膜の成膜方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記金属物は、金属プレートであることを特徴とするオスミウム膜の成膜方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記チャンバー内に前記ＯｓＯ４ガス及び前記放電維持用の不活性ガスに加えて５〜１５ｃｃ／分の流量のＨ２ガスを導入することを特徴とするオスミウム膜の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極小径の貫通孔を有するプレートに１回のプラズマ成膜処理で薄膜を成膜するための成膜処理用治具、前記成膜処理用治具を用いたプラズマＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)装置、金属プレート及びオスミウム膜の成膜方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来のプラズマＣＶＤ装置を概略的に示す断面図である。図９は、アパーチャープレートを示す正面図である。このアパーチャープレート１０７は電子顕微鏡において電子ビームを絞るための部品であり、図８に示すプラズマＣＶＤ装置は、アパーチャープレート１０７の表面に金属膜を成膜するための装置である。
【０００３】
図８に示すように、従来のプラズマＣＶＤ装置はチャンバー１０１を有しており、このチャンバー１０１内には平行平板型の上部電極としてのガスシャワー電極１０２と下部電極１０３が配置されている。ガスシャワー電極１０２は原料ガス供給源１０４に繋げられている。また、ガスシャワー電極１０２及びチャンバー１０１は接地電位に接続されている。
【０００４】
下部電極１０３上には基板１０６が載置されており、この基板１０６上にはアパーチャープレート１０７が貼り付けられる。下部電極１０３にはマッチングボックス１０８を介して高周波電源（ＲＦ電源）１０９が接続されている。
【０００５】
図９に示すアパーチャープレート１０７は、厚さ１０〜５００μｍの板状のものであり、直径が２ｍｍ程度の第１の貫通孔（取付け用の貫通孔）１０７ａを有している。また、アパーチャープレート１０７には直径が２〜１００μｍ程度の第２の貫通孔（図示せず）が複数設けられており、第２の貫通孔は電子顕微鏡において電子ビームを絞るための孔である。アパーチャープレート１０７に金属膜を成膜する必要がある部分は、アパーチャープレートの表面及び裏面における第２の貫通孔の近傍に位置する部分と、第２の貫通孔の内側面である。
【０００６】
上記従来のプラズマＣＶＤ装置を用いてアパーチャープレート１０７に金属膜を成膜する方法は次のとおりである。
【０００７】
ウエハなどの基板１０６上にアパーチャープレート１０７を貼り付け、この基板１０６をチャンバー１０１内の下部電極１０３上に載置する。次いで、原料ガス供給源１０４によってガスシャワー電極１０２に原料ガスを供給し、この原料ガスをガスシャワー電極１０２からシャワー状に下部電極１０３に向けて噴出させる。そして、ＲＦ電源１０９からマッチングボックス１０８を介して下部電極１０３に高周波を出力することにより、アパーチャープレート１０７の表面及び第２の貫通孔の内側面にプラズマＣＶＤ法により金属膜を成膜する。
【０００８】
この後、前記基板１０６チャンバー１０１から取り出し、前記基板１０６上からアパーチャープレート１０７を剥がし、このアパーチャープレート１０７の反対面（裏面）が露出するように基板１０６上に貼り付け、この基板１０６をチャンバー１０１内の下部電極１０３上に載置する。この後は、上述したアパーチャープレート１０７の表面に金属膜を成膜したのと同様の方法で、アパーチャープレート１０７の裏面及び第２の貫通孔の内側面に金属膜を成膜する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来のプラズマＣＶＤ装置では、アパーチャープレートのような極小径の第２の貫通孔を有するプレートにおける該第２の貫通孔の内側面と、前記プレートの表面及び裏面における第２の貫通孔の近傍に位置する部分に薄膜を成膜するには、上述したように２回の成膜処理を行わなければならない。このため、プレートへの成膜処理のコストが高くなるという課題があった。また、２回の成膜処理を行うと、１回目の成膜処理で成膜された第１の金属膜と２回目の成膜処理で成膜された第２の金属膜との間に必ず界面が形成されてしまい、その結果、第１の金属膜と第２の金属膜との界面から剥離するという問題が生じることがある。
【００１０】
一方、アパーチャープレートの表面、裏面及び第２の貫通孔の内側面に金属膜であるオスミウム膜を成膜することが提案されている。このオスミウム膜は、電子ビームに対する耐性が高いので、他の金属膜に比べて高い性能を発揮することが予想されている。
【００１１】
しかしながら、上述した平行平板型の従来のプラズマＣＶＤ装置では、プラズマが拡散しやすいため、オスミウム膜の成膜用原料ガスである重いＯｓＯ４ガスが極小径の第２の貫通孔内に入りにくく、その結果、第２の貫通孔の内側面に均一性良くオスミウム膜を成膜することができなかった。言い換えると、上記従来のプラズマＣＶＤ装置によって第２の貫通孔の内側面にオスミウム膜を成膜しても、そのオスミウム膜の均一性が低いため、結果的に高い性能を得ることができなかった。
【００１２】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、極小径の貫通孔を有するプレートに１回のプラズマ成膜処理で薄膜を成膜するための成膜処理用治具、及び前記成膜処理用治具を用いたプラズマＣＶＤ装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、極小径の貫通孔の内側面に均一性良くオスミウム膜を成膜した金属プレートを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、金属物の表面上にオスミウム膜を成膜するオスミウム膜の成膜方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明に係る成膜処理用治具は、貫通孔を有するプレートを挟むことにより前記貫通孔、前記プレートの表面及び裏面を露出させた状態で前記プレートを保持する保持部材と、
前記保持部材が取り付けられた電極部材と、
を具備する成膜処理用治具であって、
前記電極部材は、プラズマＣＶＤ装置のプラズマ電力が印加される電極に電気的に接続されるものであることを特徴とする。
【００１４】
上記成膜処理用治具によれば、貫通孔を有するプレートを挟むことにより前記貫通孔、前記プレートの表面及び裏面を露出させた状態で前記プレートを保持する保持部材を有するため、プレートに１回のプラズマ成膜処理で薄膜を成膜することが可能となる。これとともに、前記保持部材が取り付けられた電極部材は、プラズマＣＶＤ装置のプラズマ電力が印加される電極に電気的に接続されるものであるため、前記電極部材を電極の一部として機能させることができる。
【００１５】
また、本発明に係る成膜処理用治具において、前記電極部材は搬送アーム上に載せるための鍔を有することが好ましい。
【００１６】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置は、チャンバーと、
前記チャンバー内に配置された第１電極と、
前記チャンバー内に配置され、前記第１電極に対向するように配置された第２電極と、
前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方に電気的に接続され、プラズマ電力が印加される電源と、
前記チャンバー内に原料ガスを導入する原料ガス導入機構と、
貫通孔を有するプレートを挟むことにより前記貫通孔、前記プレートの表面及び裏面を露出させた状態で前記プレートを保持する保持部材と、前記保持部材が取り付けられた電極部材と、を備えた成膜処理用治具と、
を具備するプラズマＣＶＤ装置であって、
前記保持部材によって保持された前記プレートの表面及び裏面、前記貫通孔の内側面にプラズマＣＶＤ法によって薄膜を成膜する際は、前記第２電極上に前記電極部材が電気的に接続されて、前記保持部材によって保持された前記プレートが前記第１電極と前記第２電極との間に位置されることにより、前記電極部材が前記第２電極の一部として機能することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置において、前記電極部材は鍔を有し、
前記鍔を搬送アームに載せることにより、前記成膜処理用治具を前記チャンバー内に搬送する搬送機構を有することも可能である。
【００１８】
また、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置において、前記チャンバー内に配置され、前記第１電極と前記第２電極との間に位置された前記プレートの周囲に配置されたプラズマウォールをさらに具備し、前記プラズマウォールはフロート電位に接続されていることが好ましい。これにより、前記チャンバー内に導入された前記原料ガスの流れを前記プラズマウォールによって前記プレートの周囲に集中させるとともに、前記プラズマウォールによって前記プレートの周囲にプラズマを閉じ込めてプラズマ密度を高めることができる。
【００１９】
また、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置において、前記第１電極と前記第２電極との間に位置された前記プレートの表面と略平行方向に、前記原料ガス導入機構によって前記原料ガスを導入することが好ましい。
【００２０】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置は、チャンバーと、
前記チャンバー内に配置された上部電極と、
前記チャンバー内に配置され、前記上部電極と対向するように下方に配置された下部電極と、
前記上部電極及び前記下部電極の少なくとも一方に電気的に接続され、プラズマ電力が印加される電源と、
前記チャンバー内に原料ガスを導入する原料ガス導入機構であって、前記上部電極側から前記下部電極側へ向けて前記原料ガスを流す原料ガス導入機構と、
貫通孔を有するプレートを挟むことにより前記貫通孔、前記プレートの表面及び裏面を露出させた状態で前記プレートを保持する保持部材と、前記保持部材が取り付けられた電極部材と、前記電極部材に設けられた鍔とを備えた成膜処理用治具と、
前記鍔を搬送アームに載せることにより、前記成膜処理用治具を前記チャンバー内に搬送する搬送機構と、
を具備するプラズマＣＶＤ装置であって、
前記保持部材によって保持された前記プレートの表面及び裏面、前記貫通孔の内側面にプラズマＣＶＤ法によって薄膜を成膜する際は、前記下部電極上に前記電極部材が電気的に接続されて、前記保持部材によって保持された前記プレートが前記上部電極と前記下部電極との間に位置し且つ前記プレートがその表面と前記下部電極の上面に対する垂直方向と略平行になるように位置されることにより、前記電極部材が前記第２電極の一部として機能することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置において、前記プレートはアパーチャープレートであり、前記貫通孔の径は１００μｍ以下であり、前記薄膜はオスミウム膜であることが好ましい。
また、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置において、前記プラズマ電力は高周波電力であることが好ましい。
【００２２】
本発明に係る金属プレートは、径が１００μｍ以下の貫通孔を有するプレートと、前記貫通孔の内側面及び前記プレートにおける前記貫通孔の近傍に位置する表面と裏面にプラズマＣＶＤ装置によって１回の成膜処理で成膜されたオスミウム膜と、を有する金属プレートであって、
前記プラズマＣＶＤ装置は、
チャンバーと、
前記チャンバー内に配置された上部電極と、
前記チャンバー内に配置され、前記上部電極と対向するように下方に配置された下部電極と、
前記上部電極及び前記下部電極の少なくとも一方に電気的に接続され、プラズマ電力が印加される電源と、
前記下部電極に電気的に接続され、前記プレートを挟むことにより前記上部電極と前記下部電極との間に前記プレートを位置させ且つ前記貫通孔、前記プレートの表面及び裏面を露出させた状態で前記プレートを保持する保持部材と、
前記チャンバー内に配置され、前記プレートの周囲に位置され、フロート電位に接続されたプラズマウォールと、
前記チャンバー内に原料ガスを導入する原料ガス導入機構であって、前記上部電極側から前記下部電極側へ向けて前記原料ガスを流し且つ前記プレートの表面及び裏面に沿う方向に前記原料ガスを流す原料ガス導入機構と、
を具備することを特徴とする。
【００２３】
上記金属プレートによれば、極小径の貫通孔の内側面に従来技術に比べて均一性良くオスミウム膜を成膜することができると共に、１回の成膜処理で成膜されたオスミウム膜であるため、このオスミウム膜に複数回で成膜された膜のような界面が生じることが無い。
【００２４】
また、本発明に係る金属プレートにおいて、前記オスミウム膜の厚さが１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましい。
また、本発明に係る金属プレートにおいて、前記プラズマ電力は高周波電力であることが好ましい。
また、本発明に係る金属プレートにおいて、前記金属プレートはアパーチャープレートであることも可能である。
【００２５】
本発明に係るオスミウム膜の成膜方法は、チャンバー内に金属物を配置し、
前記チャンバー内に０．１〜３ｃｃ／分の流量（好ましくは０．１〜１ｃｃ／分の流量）のＯｓＯ４ガス及び放電維持用の不活性ガスを導入しながら前記チャンバー内の圧力を１３〜４０Ｐａに維持し、
密度０．２５〜２．０Ｗ／ｃｍ２の高周波出力を用いて前記チャンバー内のガスをプラズマ化することにより、前記金属物の表面上にオスミウム膜を成膜することを特徴とする。
尚、前記チャンバー内に５〜１５ｃｃ／分の流量のＨ２ガスを導入しても良いし、また、前記金属物を２００〜３００℃の温度に加熱して成膜しても良い。また、前記金属物は金属プレートであっても良い。また、前記不活性ガスはＨｅ又はＡｒであっても良い。
【００２６】
上記オスミウム膜の成膜方法によれば、高周波出力によるＲＦ放電を用い、高周波出力密度、ＯｓＯ４ガス及び圧力それぞれの範囲を規定することにより、金属物上に成膜されたオスミウム膜に原料ガスに含まれる酸素が残留することを抑制できる。このようなオスミウム膜は電子線に強いという特性を有している。
これに対し、ＤＣ放電を用いて金属物の表面上にオスミウム膜を成膜した場合、このオスミウム膜に原料ガスの酸素が残留しやすく、酸素の残留を抑制することが困難である。このように酸素が残留したオスミウム膜は電子線に弱くなるという欠点がある。
ＲＦ放電とＤＣ放電で上記のような差が生じる理由は、ＲＦ放電の場合は安定な放電が得られるため、原料ガスの酸素が残留するのを抑制できるのに対し、ＤＣ放電の場合は不安定な放電となるため、原料ガスの酸素が残留するのを抑制できないと考えられる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように本発明によれば、極小径の貫通孔を有するプレートに１回のプラズマ成膜処理で薄膜を成膜するための成膜処理用治具、及び前記成膜処理用治具を用いたプラズマＣＶＤ装置を提供することができる。
また、他の本発明によれば、極小径の貫通孔の内側面に均一性良くオスミウム膜を成膜したアパーチャープレートを提供することができる。
また、他の本発明によれば、金属物の表面上にオスミウム膜を成膜するオスミウム膜の成膜方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る実施の形態によるプラズマＣＶＤ装置の全体構成を示す平面図である。図２は、図１に示す２ａ−２ａ線に沿った断面図である。図３は、図２に示す成膜チャンバー、プラズマ電源及び原料ガス供給機構を模式的に示す断面図である。
【００２９】
図１及び図２に示すように、プラズマＣＶＤ装置はクリーニングチャンバー１及び成膜チャンバー２を有している。クリーニングチャンバー１は第１ゲート６を介して搬送室５に繋げられており、この搬送室５は第１搬送機構３に繋げられている。第１搬送機構３は、アパーチャープレート１０７を保持した成膜処理用治具８が搬送室５内に挿入され、この搬送室５内の成膜処理用治具８を、開口した第１ゲート６を通してクリーニングチャンバー１の下方に搬送するものである。また、成膜チャンバー２は第２ゲート７を介して前記搬送室５に繋げられており、この搬送室５は第２搬送機構４に繋げられている。第２搬送機構４は、搬送室５内の前記成膜処理用治具８を、開口した第２ゲート７を通して成膜チャンバー２の下方に搬送するものである。
【００３０】
搬送室５及び成膜チャンバー２及びその周辺について図２及び図３を参照しつつ詳細に説明する。
図２に示すように、搬送室５は開閉自在の蓋９を有している。搬送室５内には、成膜処理用治具８を載置する載置台１０と、この載置台１０に載置された成膜処理用治具８を上下に移動させる上下移動機構１１とが配置されている。上下移動機構１１は、成膜処理用治具８を載置する載置部１１ａと、この載置部１１ａを上下に移動させる移動機構１１ｂとを有している。また、搬送室５には真空ポンプなどの真空排気機構が接続されており、この真空排気機構によって搬送室５内を真空排気できるようになっている。尚、アパーチャープレート１０７が保持された成膜処理用治具８の搬送室５内への挿入は、第２ゲート７を閉じた状態で蓋９が開けられ、載置台１０上に、アパーチャープレート１０７が保持された成膜処理用治具８を載置し、その後、蓋９を閉じることにより行われる。
【００３１】
図２に示すように、成膜チャンバー２は外チャンバー１２を有しており、この外チャンバー１２は開閉自在の第２ゲート７を介して搬送室５に繋げられている。また、外チャンバー１２には真空ポンプなどの真空排気機構が接続されており、この真空排気機構によって外チャンバー１２内を真空排気できるようになっている。
【００３２】
図２及び図３に示すように、外チャンバー１２の内側には内チャンバー１３が配置されている。内チャンバー１３の上部には上部電極としてのガスシャワー電極１４が配置されている。ガスシャワー電極１４には、水素ガスを供給する第１ガス供給機構とＯｓＯ４ガスを供給する第２ガス供給機構が接続されている。
【００３３】
第１ガス供給機構は水素ガス供給源２９を有し、この水素ガス供給源２９には配管１８の一方端が接続されている。配管１８の他方端にはバルブ２４の一方端が接続されており、バルブ２４の他方端には配管１７の一方端が接続されている。配管１７の他方端にはマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２７の一方端が接続されており、マスフローコントローラ２７の他方端には配管１６の一方端が接続されている。配管１６の他方端にはバルブ２３の一方端が接続されており、バルブ２３の他方端には配管１５の一方端が接続されている。配管１５の他方端にはガスシャワー電極１４が接続されている。
【００３４】
第２ガス供給機構はＯｓＯ４ガス供給源３０を有し、このＯｓＯ４ガス供給源３０には配管２２の一方端が接続されている。配管２２の他方端にはバルブ２６の一方端が接続されており、バルブ２６の他方端には配管２１の一方端が接続されている。配管２１の他方端にはマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２８の一方端が接続されており、マスフローコントローラ２８の他方端には配管２０の一方端が接続されている。配管２０の他方端にはバルブ２５の一方端が接続されており、バルブ２５の他方端には配管１９の一方端が接続されている。配管１９の他方端にはガスシャワー電極１４が接続されている。また、ＯｓＯ４ガス供給源３０は、ヒータ３１を有しており、ヒータ３１によって固体のＯｓＯ４を加熱して昇華させてＯｓＯ４ガスを生成するようになっている。また、配管１９〜２１、バルブ２５，２６及びマスフローコントローラ２８それぞれはヒータ（図示せず）によって８０℃程度に加熱されるようになっている。これにより、ＯｓＯ４ガス供給源３０で生成されたＯｓＯ４ガスが固化されることなくガスシャワー電極１４に導入することができる。
【００３５】
ガスシャワー電極１４、内チャンバー１３及び外チャンバー１２は接地電位に接続されている。
内チャンバー１３の下部には下部電極３２が配置されており、下部電極３２にはマッチングボックス３３を介して高周波電源（ＲＦ電源）３４が接続されている。高周波電源は、１００ｋＨｚ〜２７ＭＨｚの範囲の周波数を用いることが可能である。
【００３６】
また、図２に示すように本装置は、下部電極３２を、外チャンバー１２の下部と内チャンバー１３の下部との間を上下に移動させる上下移動機構３５を有している。この上下移動機構３５によって下部電極３２を外チャンバー１２の下方に移動させた状態で、第２搬送機構４の搬送アーム４ａによって搬送室５内の成膜処理用治具８を保持し、開口された第２ゲート７を通して成膜処理用治具８を搬送アーム４ａによって外チャンバー１２の下方に移動させ、成膜処理用治具８を下部電極３２上に載置して取り付け又は嵌め込み又は電気的に接続する。そして、搬送アーム４ａを搬送室５内に戻し、第２ゲート７を閉じる。このようにして成膜処理用治具８が取り付けられた下部電極３２を上下移動機構３５によって上昇させることにより、外チャンバー１２の下方から内チャンバー１３の下部に下部電極３２を移動させ、それにより下部電極３２と電気的に接続された成膜処理用治具８を内チャンバー１３内に配置する。このようにしてアパーチャープレート１０７は、ガスシャワー電極１４と下部電極３２との間に配置され、且つガスシャワー電極１４からシャワー状に原料ガスが噴出される方向（矢印３６にて示す）とほぼ平行に位置される。この位置はアパーチャープレート１０７を成膜する際の成膜ポジション３８である。
【００３７】
成膜処理用治具８は、例えばＳＵＳによって形成され、下部電極の一部としても機能する。このため、ＲＦ電源３４からマッチングボックス３３を通して高周波電力が下部電極３２に印加されると、この高周波電力は成膜処理用治具８を通してアパーチャープレート１０７に印加されることになる。尚、成膜処理用治具８の具体的な構造及びこれにアパーチャープレート１０７を保持する保持方法等については後述する。
【００３８】
図３に示すように、内チャンバー１３内におけるアパーチャープレート１０７の周囲にはセラミックス又は石英ガラス又はガラスからなるプラズマウォール３７が配置されている。このプラズマウォール３７は、ガスシャワー電極１４から導入される原料ガスの流れをアパーチャープレート１０７の周囲に集中させるように整流する役割と、アパーチャープレート１０７の周囲にプラズマを閉じ込めてプラズマ密度を高める役割を果すものである。これらの役割を果すことができれば、プラズマウォール３７は形状や材質は種々変更可能であるが、本実施の形態では、図３に示すような形状を採用している。
【００３９】
つまり、プラズマウォール３７は、原料ガスの流れを制御する円筒状整流部材３７ａ及びリング状整流部材３７ｂと、円筒状整流部材３７ａの外側に配置され、内チャンバー壁及び外チャンバー壁との放電を抑制する円筒状整流部材３７ｃとを有している。これら円筒状整流部材３７ａ，３７ｃそれぞれの上部はリング状整流部材３７ｂによって繋げられている。そして、プラズマウォール３７はフロート電位６０に接続されている。リング状整流部材３７ｂ及び円筒状整流部材３７ａによってガスシャワー電極１４からの原料ガスをアパーチャープレート１０７の周囲に集中させることができ、その結果、原料ガスの使用効率を向上させることができる。また、円筒状整流部材３７ｃによってプラズマの拡散を抑制してプラズマ密度を高めることができ、アパーチャープレート１０７の周囲において放電を安定させることができる。
【００４０】
次に、成膜処理用治具８の具体的な構造及びこれにアパーチャープレート１０７を保持する保持方法等について図４及び図５を参照しつつ説明する。
【００４１】
図４（Ａ）は、アパーチャープレートを保持した成膜処理用治具を示す正面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す成膜処理用治具の平面図である。図５（Ａ）は、成膜処理用治具を搬送する際の様子を示すものであって、搬送アームに成膜処理用治具を載せた状態を示す平面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す成膜処理用治具及び搬送アームを示す正面図である。
【００４２】
図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、保持部材３９は円筒形状を有している。この保持部材３９には４枚のアパーチャープレート１０７の縁が挟まれた状態で保持されている。この保持状態は、第２の貫通孔（図９で説明した極小径の貫通孔）、アパーチャープレート１０７の表面及び裏面を露出させた状態である。
【００４３】
保持部材３９は鍔部材４９に取り付けられている。これにより、保持部材３９によって保持された４枚のアパーチャープレート１０７それぞれを、鍔部材４９の上面に対して垂直方向に立てた状態で保持することができる。鍔部材４９は、図４（Ａ）に示すように円柱部材４９ａと、その円柱部材４９ａの上部の周囲に設けられた凸状の鍔４９ｂとを有している。この鍔４９ｂは、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように搬送アーム４ａに載せるためのものである。つまり、搬送アーム４ａを円柱部材４９ａの周囲に位置させ、且つ位置決め部５２〜５５によって鍔４９ｂを位置決めしつつ搬送アーム４ａに鍔４９ｂを載せることにより、成膜処理用治具８を搬送アーム４ａによって搬送可能な状態とすることができる。尚、成膜処理用治具８を図３に示す下部電極３２に接続した場合、鍔部材４９は電極部材となり、下部電極の一部として機能する。
【００４４】
次に、上記プラズマＣＶＤ装置を用いてアパーチャープレートにオスミウム膜を成膜する方法について説明する。
【００４５】
まず、図４に示すように成膜処理用治具８の保持部材３９に４枚のアパーチャープレート１０７を保持し、図２及び図５に示すように、移動機構１１ｂを上昇させることにより載置台１０上に載置された前記成膜処理用治具８を載置部１１ａ上に載せる。そして、移動機構１１ｂをさらに上昇させ、載置部１１ａ上に載置された成膜処理用治具８の下方に搬送アーム４ａを移動させる。次いで、移動機構１１ｂを下降させて載置部１１ａとともに成膜処理用治具８を下降させることにより、搬送アーム４ａ上に成膜処理用治具８の鍔４９ｂを載せる。このようにして搬送アーム４ａ上に成膜処理用治具８が載せられ、この成膜処理用治具８が搬送アーム４ａによって搬送可能な状態とされる。この後、第１搬送機構３によって搬送室５からクリーニングチャンバー１へ前記成膜処理用治具８を搬送し、アパーチャープレート１０７にクリーニング処理を施す。次いで、第１搬送機構３によってクリーニングチャンバー１から搬送室５へ成膜処理用治具８を搬送する。
【００４６】
次いで、図２に示すように、前記成膜処理用治具８を搬送アーム４ａによって搬送可能な状態とし、第２搬送機構４によって搬送室５から成膜チャンバー２へ成膜処理用治具８を搬送し、成膜処理用治具８を成膜ポジション３８に位置させる。
【００４７】
次に、図３に示すように、第１ガス供給機構及び第２ガス供給機構によって水素ガス及びＯｓＯ４ガスをガスシャワー電極１４に供給し、このガスシャワー電極１４からアパーチャープレート１０７に向けて水素ガス及びＯｓＯ４ガスを供給する。この際、原料ガスを矢印３６のように上から下（重力方向）に流す理由は、ＯｓＯ４ガスの分子量が大きいためである。逆に言えば、分子量が小さい原料ガスの場合、アパーチャープレートの表面及び裏面に均一性良く供給できるのであれば上から下に流す必要はなく、原料ガスを流す方向は適宜変更することが可能である。
【００４８】
次いで、ＲＦ電源３４によって高周波電力を下部電極３２に供給してアパーチャープレート１０７に高周波電力を印加することにより、アパーチャープレート１０７の表面及び裏面、第２の貫通孔（図９で説明した極小径の貫通孔）の内側面にプラズマＣＶＤ法により厚さ１０ｎｍ以上のオスミウム膜が１回の成膜処理で均一性良く成膜される。この際の化学反応は下記のとおりであり、下記式（１），（２）のようにプラズマ中でガスが電離し、アパーチャープレート上で下記式（３）の成膜反応が起こる。
Ｈ２＋２ｅ−  →  ２Ｈ＋＋４ｅ−    ・・・（１）
ＯｓＯ４＋ｅ−  →  ＯｓＯ４＋＋２ｅ−    ・・・（２）
ＯｓＯ４＋＋８Ｈ＋＋９ｅ−  →  Ｏｓ↓＋４Ｈ２Ｏ↑    ・・・（３）
【００４９】
アパーチャープレート１０７にオスミウム膜を成膜する理由は、他の金属膜に比べてオスミウム膜の方が電子ビームに対する耐性が高いので長寿命化を実現できると共に、電子ビームの集光性も高めることができるからである。
【００５０】
上記実施の形態によれば、成膜処理用治具８を上述したような構造としているため、図２に示すように搬送アーム４ａによって成膜処理用治具８を搬送することができると共に、搬送した成膜処理用治具８を下部電極３２に取り付け又は嵌め込むことができる。そして、下部電極３２に取り付けられた成膜処理用治具８は下部電極としても機能するため、図３に示すように、下部電極３２に高周波電力を供給することにより、成膜処理用治具８を通してアパーチャープレート１０７に高周波電力を印加することができる。さらに、成膜処理用治具８の保持部材３９によってアパーチャープレート１０７をその表面及び裏面を露出させた状態で保持することができる。このため、プラズマＣＶＤ装置によって１回の成膜処理を行うことにより、アパーチャープレート１０７のような極小径の貫通孔（図９で第２の貫通孔として説明したもの）を有するプレートにおける該貫通孔の内側面と、前記プレートの表面及び裏面における貫通孔の近傍に位置する部分にオスミウム膜を成膜することができる。従って、プレートへの成膜処理の処理時間を低減でき、その結果、成膜処理のコストを低減することができる。
【００５１】
また、本実施の形態では、フロート電位６０に接続されたプラズマウォール３７をアパーチャープレート１０７の周囲に配置しているため、ガスシャワー電極１４からの原料ガスをアパーチャープレート１０７の周囲に集中させることができると共にプラズマの拡散を抑制し且つプラズマをアパーチャープレート１０７に集中させてプラズマ密度を高めることができる。これにより、ＯｓＯ４ガスのように分子量が大きくて重い成膜用原料ガスを用いても、極小径の貫通孔の内側面に均一性良くオスミウム膜を成膜することができる。
【００５２】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、図６に示すように、成膜処理用治具の保持部材３９に６枚のアパーチャープレート１０７を保持するようにしても良い。
【００５３】
また、上記実施の形態では、下部電極３２に高周波電源３４を接続し、上部電極１４に接地電位を接続しているが、上部電極１４に高周波電源を接続し、下部電極３２に接地電位を接続しても良いし、上部電極１４に第１の高周波電源を接続し、下部電極３２に第２の高周波電源を接続しても良い。また、高周波電源を他のプラズマ電源に変更することも可能であり、他のプラズマ電源の例としては、マイクロ波用電源、ＤＣ放電用電源、及びそれぞれパルス変調された高周波電源、マイクロ波用電源、ＤＣ放電用電源などが挙げられる。
【００５４】
また、上記実施の形態では、上部電極１４と下部電極３２のように上下に電極を配置しているが、これに限定されるものではなく、左右に電極を配置することも可能である。
【００５５】
次に、上記実施の形態によるプラズマＣＶＤ装置を用いて極小径の貫通孔を有するアパーチャープレートにオスミウム膜を成膜した実験条件及びその実験の結果について説明する。
【００５６】
（実験条件）
高周波出力密度  ：  ０．２５〜２．０Ｗ／ｃｍ２
高周波周波数  ：  １３．５６ＭＨｚ
ＯｓＯ４ガス流量  ：  ０．１〜３ｃｃ／分
Ｈ２ガス流量  ：  ５〜１５ｃｃ／分
Ａｒガス流量  ：  ５〜１５ｃｃ／分
圧力  ：  １３〜４０Ｐａ
成膜時間  ：１０〜５０秒
加熱温度  ：  ２００〜３００℃
Ｏｓ膜厚  ：  １０〜５０ｎｍ
【００５７】
（実験結果）
図７は、実験によりオスミウム膜１１０が成膜されたアパーチャープレート１０７を模式的に示し、そのアパーチャープレートの極小径（具体的には２〜１００μｍ）の貫通孔（第２の貫通孔）１０７ｂ付近を切断した断面図である。図７に示すように、１回の成膜処理で成膜されたオスミウム膜１１０であるため、従来技術のような２回の成膜処理で成膜された薄膜のように界面が形成されることがないと共に、極小径の貫通孔１０７ｂの内側面に均一性良くオスミウム膜１１０を成膜できることが確認された。その結果、オスミウム膜１１０が剥離することを抑制できると共に、電子ビームよる集光性が極めて良く且つ電子ビームに対する耐性が高いために長寿命化したオスミウム膜１１０を極小径の貫通孔１０７ｂに成膜することができた。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る実施の形態によるプラズマＣＶＤ装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】図１に示す２ａ−２ａ線に沿った断面図である。
【図３】図２に示す成膜チャンバー、プラズマ電源及び原料ガス供給機構を模式的に示す断面図である。
【図４】（Ａ）は、アパーチャープレートを保持した成膜処理用治具を示す側面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す成膜処理用治具の上面図である。
【図５】（Ａ）は、成膜処理用治具を搬送する際の様子を示すものであって、搬送アームに成膜処理用治具を載せた状態を示す平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す成膜処理用治具及び搬送アームを示す側面図である。
【図６】アパーチャープレートを保持した成膜処理用治具の変形例を示す平面図である。
【図７】実験によりオスミウム膜が成膜されたアパーチャープレートの極小径の貫通孔付近を切断した断面図である。
【図８】従来のプラズマＣＶＤ装置を概略的に示す断面図である。
【図９】アパーチャープレートを示す平面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…クリーニングチャンバー、２…成膜チャンバー、３…第１搬送機構、４…第２搬送機構、５…搬送室、６…第１ゲート、７…第２ゲート、８…成膜処理用治具、９…蓋、１０…載置台、１１…上下移動機構、１１ａ…載置部、１１ｂ…移動機構、１２…外チャンバー、１３…内チャンバー、１４…ガスシャワー電極、１５〜２２…配管、２３〜２６…バルブ、２７．２８…マスフローコントローラ（ＭＦＣ）、２９…水素ガス供給源、３０…ＯｓＯ４ガス供給源、３１…ヒータ、３２…下部電極、３３…マッチングボックス、３４…高周波電源（ＲＦ電源）、３５…上下移動機構、３６…矢印、３７…プラズマウォール、３７ａ…円筒状整流部材、３７ｂ…リング状整流部材、３７ｃ…円筒状整流部材、３８…成膜ポジション、３９…保持部材、４９…鍔部材、４９ａ…円柱部材、４９ｂ…鍔、５２〜５５…位置決め部、６０…フロート電位、１０１…チャンバー、１０２…ガスシャワー電極、１０３…下部電極、１０４…原料ガス供給源、１０６…基板、１０７…アパーチャープレート、１０７ａ…第１の貫通孔、１０７ｂ…極小径の貫通孔（第２の貫通孔）、１０８…マッチングボックス、１０９…高周波電源（ＲＦ電源）、１１０…オスミウム膜
【図１】
0005703439.tif 000002
【図２】
0005703439.tif 000003
【図３】
0005703439.tif 000004
【図４】
0005703439.tif 000005
【図５】
0005703439.tif 000006
【図６】
0005703439.tif 000007
【図７】
0005703439.tif 000008
【図８】
0005703439.tif 000009
【図９】
0005703439.tif 000010