(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の複数の凸部を有し、高周波電力が印加される第１の電極板と、
前記凸部の外径よりも大きい内径を有する円筒形状の複数の第１の貫通穴が設けられた接地板と、
前記凸部の外径よりも大きい内径を有する円筒形状の複数の第２の貫通穴が設けられ、前記第１の電極板と前記接地板との間に配置される絶縁板と
を備え、
前記第１の電極板、前記絶縁板、および前記接地板は、
前記凸部が前記第１の貫通穴および前記第２の貫通穴の内側に配置されるように、重ねて配置され、
前記凸部には、前記凸部の中心軸に沿って第３の貫通穴が設けられており、
前記第１の電極板と前記絶縁板との間には、第１の流路が設けられており、
前記凸部の周囲には、前記第１の流路に連通している第２の流路が設けられており、
前記接地板において、それぞれの前記第１の貫通穴の周囲には第４の貫通穴が設けられており、
前記第３の貫通穴は、第１の処理ガスを前記接地板の下方に吐出し、
前記第４の貫通穴は、前記接地板の下方のガスを排気し、
前記第２の流路は、
前記凸部の外側壁と、前記第１の貫通穴の内側壁との間に形成された間隙に連通しており、該間隙に、前記第１の流路を介して供給される第２の処理ガスを供給し、
前記間隙に供給された前記第２の処理ガスは、前記第１の電極板に印加された高周波電力により前記間隙内でプラズマ化され、
前記接地板の下面に沿う方向において、前記第３の貫通穴と前記間隙との間の距離は、前記第４の貫通穴と前記間隙との間の距離よりも短いことを特徴とするプラズマ電極。
【請求項２】
前記第１の電極板、前記絶縁板、および前記接地板は、
前記凸部の中心軸と、前記第１の貫通穴の中心軸と、前記第２の貫通穴の中心軸とが一致するように、重ねて配置されることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ電極。  
【請求項３】
前記第２の流路は、前記凸部の外側壁と、前記第２の貫通穴の内側壁との間に形成された間隙であることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ電極。  
【請求項４】
前記第１の流路は、前記凸部が設けられた前記第１の電極板の面において、それぞれの前記凸部の周囲に設けられ、
前記第２の流路の幅は、前記凸部の周囲に設けられた前記第１の流路の幅よりも狭いことを特徴とする請求項３に記載のプラズマ電極。  
【請求項５】
前記第２の流路は、前記凸部の周囲に設けられた複数の第５の貫通穴であることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ電極。  
【請求項６】
前記第１の流路は、前記凸部が設けられた前記第１の電極板の面において、それぞれの前記凸部の周囲に設けられ、
それぞれの前記第５の貫通穴の開口の内径は、前記凸部の周囲に設けられた前記第１の流路の幅よりも狭いことを特徴とする請求項５に記載のプラズマ電極。  
【請求項７】
前記第１の電極板において、前記絶縁板側の面と反対側の面に設けられた第２の電極板をさらに備え、
前記第１の電極板と前記第２の電極板との間には、前記第３の貫通穴に連通する第３の流路が設けられることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のプラズマ電極。  
【請求項８】
前記第１の流路は、前記第１の電極板の下面と平行な面内において第１の方向へ延伸し、
前記第３の流路は、前記第１の電極板の下面と平行な面内において、前記第１の方向とは異なる第２の方向へ延伸し、
前記第１の流路の延伸方向と、前記第３の流路の延伸方向とは、
前記第１の電極板の下面と平行な面に投影された場合に、前記第３の貫通穴の中心軸で交わることを特徴とする請求項７に記載のプラズマ電極。  
【請求項９】
前記第１の電極板または前記第２の電極板には、前記第３の流路となる第１の溝が設けられており、
前記第１の電極板と前記第２の電極板とは、前記第１の溝以外の面で接していることを特徴とする請求項７または８に記載のプラズマ電極。  
【請求項１０】
前記第４の貫通穴は、前記第４の貫通穴の中心軸が、前記接地板において、隣り合う３つの前記第３の貫通穴の中心軸から等距離の位置に配置されることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のプラズマ電極。  
【請求項１１】
チャンバと、
前記チャンバ内に配置され、被処理基板を載置する載置台と、
前記載置台に対向するように、前記チャンバの上部に設けられたプラズマ電極と
を備え、
前記プラズマ電極は、
円筒形状の複数の凸部を有し、高周波電力が印加される第１の電極板と、
前記凸部の外径よりも大きい内径を有する円筒形状の複数の第１の貫通穴が設けられた接地板と、
前記凸部の外径よりも大きい内径を有する円筒形状の複数の第２の貫通穴が設けられ、前記第１の電極板と前記接地板との間に配置される絶縁板と
を有し、
前記第１の電極板、前記絶縁板、および前記接地板は、
前記凸部が前記第１の貫通穴および前記第２の貫通穴の内側に配置されるように、重ねて配置され、
前記凸部には、中心軸に沿って第３の貫通穴が設けられており、
前記第１の電極板と前記絶縁板との間には、第１の流路が設けられており、
前記凸部の周囲には、前記第１の流路に連通している第２の流路が設けられており、
前記接地板において、それぞれの前記第１の貫通穴の周囲には第４の貫通穴が設けられており、
前記第３の貫通穴は、第１の処理ガスを前記接地板の下方に吐出し、
前記第４の貫通穴は、前記接地板の下方のガスを排気し、
前記第２の流路は、
前記凸部の外側壁と、前記第１の貫通穴の内側壁との間に形成された間隙に連通しており、該間隙に、前記第１の流路を介して供給される第２の処理ガスを供給し、
前記間隙に供給された前記第２の処理ガスは、前記第１の電極板に印加された高周波電力により前記間隙内でプラズマ化され、
前記接地板の下面に沿う方向において、前記第３の貫通穴と前記間隙との間の距離は、前記第４の貫通穴と前記間隙との間の距離よりも短い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】
本発明の種々の側面および実施形態は、プラズマ電極およびプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯情報機器等のディスプレイに用いられる強化ガラスは傷に弱いため、表面に防汚膜がコーティングされる。しかし、強化ガラスと防汚膜とは密着性が悪いため、防汚膜と強化ガラスとの密着性を向上させるために、強化ガラスにＳｉＯ２膜等の下地膜が成膜され、その上に防汚膜が成膜される。ＳｉＯ２膜は、例えば、ＩＣＰ（Inductively  Coupled  Plasma）を用いたプラズマＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）装置等を用いて、強化ガラス上に成膜することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−７５１８２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、タッチパネル式のディスプレイの場合、防汚膜は、物理的な擦れ等の損傷によって剥がれやすい。そのため、防汚膜については、物理的な損傷に対する耐久性の向上が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面は、プラズマ電極であって、円筒形状の複数の凸部を有し、高周波電力が印加される第１の電極板と、凸部の外径よりも大きい内径を有する円筒形状の複数の第１の貫通穴が設けられた接地板と、凸部の外径よりも大きい内径を有する円筒形状の複数の第２の貫通穴が設けられ、第１の電極板と接地板との間に配置される絶縁板とを備える。第１の電極板、絶縁板、および接地板は、凸部が第１の貫通穴および第２の貫通穴の内側に配置されるように、重ねて配置される。凸部には、中心軸に沿って第３の貫通穴が設けられている。第１の電極板と絶縁板との間には、第１の流路が設けられている。凸部の周囲には、第１の流路に連通している第２の流路が設けられている。接地板において、それぞれの第１の貫通穴の周囲には第４の貫通穴が設けられている。第３の貫通穴または第４の貫通穴のいずれか一方は、第１の処理ガスを接地板の下方に吐出する。第３の貫通穴または第４の貫通穴のいずれか他方は、接地板の下方のガスを排気する。第２の流路は、凸部の外側壁と、第１の貫通穴の内側壁の間に形成された間隙に連通しており、該間隙に、第１の流路を介して供給される第２の処理ガスを供給する。該間隙に供給された第２の処理ガスは、第１の電極板に印加された高周波電力により該間隙内でプラズマ化される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の種々の側面および実施形態によれば、より柔軟でしなやかな下地膜を成膜することができるので、下地膜上に成膜された防汚膜の物理的な損傷に対する耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態におけるプラズマ処理装置の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、プラズマ電極の一例を示す断面図である。
【図３】図３は、プラズマ電極の一例を示す拡大断面図である。
【図４】図４は、プラズマ電極の下面の一例を示す図である。
【図５】図５は、プラズマ電極の下面の一例を示す拡大図である。
【図６】図６は、中間電極板の下面の一例を示す図である。
【図７】図７は、中間電極板の上面の一例を示す図である。
【図８】図８は、上部電極板の下面の一例を示す図である。
【図９】図９は、中間電極板の凸部の周辺の構造の他の例を示す図である。
【図１０】図１０は、中間電極板の凸部の周辺の構造の他の例を示す図である。
【図１１】図１１は、プラズマ電極の他の例を示す図である。
【図１２】図１２は、成膜システムの一例を示す図である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態におけるプラズマ処理装置の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、ＭＬＤモジュールの一例を示す図である。
【図１５】図１５は、成膜システムによって行われる成膜処理の一例を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、プライマ層が積層された基板の一例を説明するための模式図である。
【図１７】図１７は、有機分子シード層が積層された基板の一例を説明するための模式図である。
【図１８】図１８は、１層分の防汚層が積層された基板の一例を説明するための模式図である。
【図１９】図１９は、所定数の防汚層が積層された基板の一例を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
開示するプラズマ電極は、１つの実施形態において、円筒形状の複数の凸部を有し、高周波電力が印加される第１の電極板と、凸部の外径よりも大きい内径を有する円筒形状の複数の第１の貫通穴が設けられた接地板と、凸部の外径よりも大きい内径を有する円筒形状の複数の第２の貫通穴が設けられ、第１の電極板と接地板との間に配置される絶縁板とを備える。第１の電極板、絶縁板、および接地板は、凸部が第１の貫通穴および第２の貫通穴の内側に配置されるように、重ねて配置される。凸部には、凸部の中心軸に沿って第３の貫通穴が設けられている。第１の電極板と絶縁板との間には、第１の流路が設けられている。凸部の周囲には、第１の流路に連通している第２の流路が設けられている。接地板において、それぞれの第１の貫通穴の周囲には第４の貫通穴が設けられている。第３の貫通穴または第４の貫通穴のいずれか一方は、第１の処理ガスを接地板の下方に吐出する。第３の貫通穴または第４の貫通穴のいずれか他方は、接地板の下方のガスを排気する。第２の流路は、凸部の外側壁と、第１の貫通穴の内側壁との間に形成された間隙に連通しており、該間隙に、第１の流路を介して供給される第２の処理ガスを供給する。該間隙に供給された第２の処理ガスは、第１の電極板に印加された高周波電力により該間隙内でプラズマ化される。
【０００９】
また、開示するプラズマ電極の１つの実施形態において、第１の電極板、絶縁板、および接地板は、第１の電極板の凸部の中心軸と、第１の貫通穴の中心軸と、第２の貫通穴の中心軸とが一致するように、重ねて配置されてもよい。
【００１０】
また、開示するプラズマ電極の１つの実施形態において、第２の流路は、凸部の外側壁と、第２の貫通穴の内側壁との間に形成された間隙であってもよい。
【００１１】
また、開示するプラズマ電極の１つの実施形態において、第１の流路は、凸部が設けられた第１の電極板の面において、それぞれの凸部の周囲に設けられてもよく、第２の流路の幅は、凸部の周囲に設けられた第１の流路の幅よりも狭くてもよい。
【００１２】
また、開示するプラズマ電極の１つの実施形態において、第２の流路は、凸部の周囲に設けられた複数の第５の貫通穴であってもよい。
【００１３】
また、開示するプラズマ電極の１つの実施形態において、第１の流路は、凸部が設けられた第１の電極板の面において、それぞれの凸部の周囲に設けられてもよく、それぞれの第５の貫通穴の開口の内径は、凸部の周囲に設けられた第１の流路の幅よりも狭くてもよい。
【００１４】
また、開示するプラズマ電極は、１つの実施形態において、第１の電極において、絶縁板側の面と反対側の面に設けられた第２の電極板をさらに備えてもよい。また、第１の電極板と第２の電極板との間には、第３の貫通穴に連通する第３の流路が設けられてもよい。
【００１５】
また、開示するプラズマ電極の１つの実施形態において、第１の流路は、第１の電極板の下面と平行な面内において第１の方向へ延伸し、第３の流路は、第１の電極板の下面と平行な面内において、第１の方向とは異なる第２の方向へ延伸してもよい。また、第１の流路の延伸方向と、第３の流路の延伸方向とは、第１の電極板の下面と平行な面に投影された場合に、第３の貫通穴の中心軸で交わってもよい。
【００１６】
また、開示するプラズマ電極は、１つの実施形態において、第１の電極板または第２の電極板には、第３の流路となる第１の溝が設けられていてもよく、第１の電極板と第２の電極板とは、第１の溝以外の面で接していてもよい。
【００１７】
また、開示するプラズマ電極の１つの実施形態において、第３の貫通穴は、第１の処理ガスを接地板の下方に吐出してもよく、第４の貫通穴は、接地板の下方のガスを排気してもよい。また、第４の貫通穴は、第４の貫通穴の中心軸が、接地板において、隣り合う３つの第３の貫通穴の中心軸から等距離の位置に配置される。
【００１８】
また、開示するプラズマ処理装置は、１つの実施形態において、チャンバと、載置台と、プラズマ電極とを備える。載置台は、チャンバ内に配置され、被処理基板を載置する。プラズマ電極は、円筒形状の複数の凸部を有し、高周波電力が印加される第１の電極板と、第１の電極板の凸部の外径よりも大きい内径を有する円筒形状の複数の第１の貫通穴が設けられた接地板と、第１の電極板の凸部の外径よりも大きい内径を有する円筒形状の複数の第２の貫通穴が設けられ、第１の電極板と接地板との間に配置される絶縁板とを有する。第１の電極板、絶縁板、および接地板は、凸部が第１の貫通穴および第２の貫通穴の内側に配置されるように、重ねて配置される。凸部には、凸部の中心軸に沿って第３の貫通穴が設けられている。第１の電極板と絶縁板との間には、第１の流路が設けられている。凸部の周囲には、第１の流路に連通している第２の流路が設けられている。接地板において、それぞれの第１の貫通穴の周囲には第４の貫通穴が設けられている。第３の貫通穴または第４の貫通穴のいずれか一方は、第１の処理ガスを接地板の下方に吐出する。第３の貫通穴または第４の貫通穴のいずれか他方は、接地板の下方のガスを排気する。第２の流路は、凸部の外側壁と、第１の貫通穴の内側壁との間に形成された間隙に連通しており、該間隙に、第１の流路を介して供給される第２の処理ガスを供給する。該間隙に供給された第２の処理ガスは、第１の電極板に印加された高周波電力により該間隙内でプラズマ化される。
【００１９】
以下に、開示するプラズマ電極およびプラズマ処理装置の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示されるプラズマ電極およびプラズマ処理装置が限定されるものではない。
【００２０】
（第１の実施形態）
［プラズマ処理装置１の構成］
図１は、第１の実施形態におけるプラズマ処理装置１の一例を示す断面図である。プラズマ処理装置１は、例えば図１に示すように、チャンバ１０、載置台２、およびプラズマ電極３０を備える。本実施形態におけるプラズマ処理装置１は、基板Ｗ上に、防汚膜の下地となる下地膜（以下ではプライマ層と記載される場合がある。）を成膜する装置である。なお、図１において、ｚ軸における＋ｚ方向を上方と定義し、−ｚ方向を下方と定義する。また、図１において、チャンバ１０内に搬入された基板Ｗの面と平行な面をｘｙ平面と定義する。また、以下の各図では、必要に応じてｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸が記載されるが、各図におけるｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸は、図１に示したｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸にそれぞれ対応している。
【００２１】
チャンバ１０は、例えばアルミニウムまたはステンレス等の金属によって構成され、底が閉塞された円筒形状を有する。チャンバ１０の側壁の上端部は、開口を形成している。チャンバ１０は、接地されている。チャンバ１０の側壁には、基板Ｗを搬入および搬出するための開口１１が設けられ、該開口１１には、開口１１を開閉するためゲートバルブ１２が設けられている。本実施形態において、基板Ｗは、例えば化学強化ガラスである。
【００２２】
また、チャンバ１０の側壁には、排気管１３が設けられている。排気管１３の下流側には、ターボ分子ポンプ等の真空ポンプを有する排気装置１４が接続されている。排気装置１４は、チャンバ１０内を所定の真空度まで減圧する。なお、排気装置１４は、基板Ｗ上に下地膜を形成するプロセスの実行前に動作し、チャンバ１０内を所定の真空度まで減圧する。そして、基板Ｗ上に下地膜を形成するプロセスが実行されている間は、排気装置１４は、排気動作を停止し、チャンバ１０内のガスは、後述する排気装置８３によって排気される。
【００２３】
チャンバ１０の内部には、載置台２が設けられている。載置台２には、プラズマ処理の対象となる基板Ｗが載置される。チャンバ１０の外部の搬送機構と載置台２との間の基板Ｗの受け渡しは、昇降ピン２２を用いて行われる。昇降ピン２２は、昇降板２４を介して昇降機構２５により昇降自在に構成されている。昇降ピン２２の周囲は、ベローズ２３により覆われている。
【００２４】
載置台２内には、例えば抵抗等の発熱体からなる温度調整部２１が設けられている。温度調整部２１は、図示しない電力供給部から供給される電力により発熱し、載置台２の上面を介して基板Ｗを加熱し、基板Ｗの温度を所定範囲内の温度に調整する。なお、図１の例では、温度調整部２１は、基板Ｗを加熱するが、他の例として、温度調整部２１は、プロセス条件に応じて基板Ｗを加熱または冷却することにより、基板Ｗの温度を所定範囲内の温度に調整するものであってもよい。この場合、温度調整部２１としては、例えばペルチェ素子などを採用することができる。
【００２５】
プラズマ電極３０は、載置台２と対向するようにチャンバ１０の上部に取り付けられている。チャンバ１０の側壁の上端部の開口は、プラズマ電極３０によって閉じられている。プラズマ電極３０とチャンバ１０の側壁の上端部との間には、例えばＯリングが配置されている。プラズマ電極３０の側壁は接地されている。以下では、プラズマ電極３０と、載置台２に載置された基板Ｗとの間の空間を、第１の空間Ｓ１と呼ぶ。
【００２６】
ここで、図２から図４をさらに参照しつつ、プラズマ電極３０について説明を続ける。図２は、プラズマ電極３０の一例を示す断面図である。図３は、プラズマ電極３０の一例を示す拡大断面図である。図４は、プラズマ電極３０の下面の一例を示す図である。図４に示したプラズマ電極３０のＡ−Ａ断面が図２に示されたプラズマ電極３０の断面図に対応している。プラズマ電極３０は、例えば図１から図４に示すように、筐体３１、上部絶縁板３２、接地板４０、中間絶縁板５０、中間電極板６０、および上部電極板７０を有する。
【００２７】
接地板４０は、例えば金属等の導電体により略円板状に形成され、プラズマ電極３０の下部に設けられている。接地板４０は、チャンバ１０の側壁等を介して接地されている。接地板４０には、接地板４０の厚さ方向に貫通し略円筒形状の内壁を有する複数の貫通穴４１および複数の貫通穴４２が設けられている。また、接地板４０の上面には、凹部４３が形成されており、複数の貫通穴４１は、凹部４３に連通している。また、接地板４０の上面には、例えば図３に示すように、貫通穴４２毎に、貫通穴４２の内周面に連続する内周面を有する略円筒状のリブ４４が設けられている。中間絶縁板５０および接地板４０がプラズマ電極３０として構成された場合、リブ４４の上端は、中間絶縁板５０の下面に接する。これにより、凹部４３と中間絶縁板５０の下面とで形成される空間と、貫通穴４２内の空間とは、リブ４４によって分離される。それぞれの貫通穴４１は、第４の貫通穴の一例であり、それぞれの貫通穴４２は、第１の貫通穴の一例である。
【００２８】
中間絶縁板５０は、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等の絶縁性の材料により略円板状に形成されている。中間絶縁板５０は、接地板４０と、接地板４０の上方に設けられた中間電極板６０との間に配置され、接地板４０と中間電極板６０とを絶縁する。中間絶縁板５０には、中間絶縁板５０の厚さ方向に貫通し略円筒形状の内壁を有する複数の貫通穴５１が設けられている。それぞれの貫通穴５１は、接地板４０の凹部４３と中間絶縁板５０の下面とで形成される空間に連通している。
【００２９】
また、中間絶縁板５０には、例えば図３に示すように、中間絶縁板５０の厚さ方向に貫通し略円筒形状の内壁を有する複数の貫通穴５２が設けられている。それぞれの貫通穴５２は、第２の貫通穴の一例である。それぞれの貫通穴５２の内径は、接地板４０に設けられたそれぞれの貫通穴４２の内径よりも小さい。複数の貫通穴５２の中の１つは、接地板４０に設けられた複数の貫通穴４２の中の１つに対応しており、対応する貫通穴５２と貫通穴４２とは連通している。また、中間絶縁板５０と接地板４０とは、例えば図１から図４に示すように、対応する貫通穴５２と貫通穴４２とにおいて、貫通穴５２の中心軸と、貫通穴４２の中心軸とが一致するように重ねて配置されている。中間絶縁板５０は、絶縁板の一例である。
【００３０】
中間電極板６０は、例えば金属等の導電体により構成され、中間絶縁板５０と、中間絶縁板５０の上方に設けられた上部電極板７０との間に配置されている。中間電極板６０の下面には、略円筒形状の複数の凸部６１が形成されている。それぞれの凸部６１には、凸部６１の中心軸の方向に沿って、中間電極板６０の厚さ方向に貫通し略円筒形状の内壁を有する貫通穴６２が形成されている。凸部６１に形成されている貫通穴６２の中心軸は、該凸部６１の中心軸と一致することが好ましい。中間電極板６０は、第１の電極板の一例である。また、それぞれの貫通穴６２は、第３の貫通穴の一例である。
【００３１】
それぞれの凸部６１の外側壁の外径は、例えば図３および図４に示すように、中間絶縁板５０に設けられたそれぞれの貫通穴５２の内径よりも小さい。複数の凸部６１の中の１つは、中間絶縁板５０に設けられた複数の貫通穴５２の中の１つ、および、接地板４０に設けられた複数の貫通穴４２の中の１つに対応している。そして、それぞれの凸部６１は、対応する貫通穴５２および貫通穴４２内に配置されている。本実施形態において、中間電極板６０、中間絶縁板５０、および接地板４０は、対応する凸部６１、貫通穴５２、および貫通穴４２において、凸部６１の中心軸と、貫通穴５２の中心軸と、貫通穴４２の中心軸とが一致するように重ねて配置されている。
【００３２】
また、凸部６１の外側壁の外径は、中間絶縁板５０に設けられたそれぞれの貫通穴５２の内径よりも小さく、かつ、接地板４０に設けられたそれぞれの貫通穴４２の内径よりも小さい。そのため、凸部６１の外側壁と、貫通穴５２の内側壁および貫通穴４２の内側壁との間には、例えば図２および図３に示すように、間隙が存在する。以下では、該間隙により形成される空間を第２の空間Ｓ２と呼ぶ。なお、凸部６１の外側壁と、貫通穴５２の内側壁との間に形成された間隙は、第２の流路の一例である。
【００３３】
また、中間電極板６０の下面には、溝６３、溝６４、および溝６５が設けられている。溝６３は、中間電極板６０の下面であって、それぞれの凸部６１の周囲に設けられている。図１〜図３の例では、溝６３、溝６４、および溝６５は、図１における奥行き方向であるｙ軸方向に延伸している。溝６３は、溝６４に連通しており、溝６４は、溝６５に連通している。溝６３、溝６４、および溝６５は、中間絶縁板５０および中間電極板６０がプラズマ電極３０として構成された場合に、中間絶縁板５０の上面との間に第１の流路６８を形成する。また、例えば図３に示すように、それぞれの溝６３の幅は、中間絶縁板５０の貫通穴５２の内側壁と、中間電極板６０の凸部６１の外側壁との間に形成された間隙（即ち、第２の流路）の幅よりも狭い。
【００３４】
上部電極板７０は、例えば金属等の導電体で形成され、中間電極板６０上に重ねて配置されている。上部電極板７０の下面には、溝７１が形成されている。本実施形態において、溝７１は、図１におけるｘ軸方向に延伸しており、図１におけるｙ軸方向に複数列設けられている。上部電極板７０は、上部電極板７０の下面のうち、溝７１が設けられていない面において中間電極板６０と接しており、上部電極板７０と中間電極板６０とは電気的に導通している。また、それぞれの溝７１は、中間電極板６０および上部電極板７０がプラズマ電極３０として構成された場合に、溝７１と中間電極板６０の上面との間に第３の流路７６を形成する。そして、それぞれの第３の流路７６は、中間電極板６０に設けられた複数の凸部６１の貫通穴６２に連通している。
【００３５】
また、上部電極板７０には、例えば１３．５６ＭＨｚ等の所定周波数の高周波電力を発生させる高周波電源８２が接続されている。高周波電源８２は、発生させた高周波電力を上部電極板７０に印加する。上部電極板７０に印加された高周波電力は、上部電極板７０の下面のうち、溝７１が設けられていない面を介して中間電極板６０に伝搬する。上部電極板７０は、第２の電極板の一例である。
【００３６】
上部絶縁板３２は、例えばアルミナ等の絶縁性の材料により構成されおり、上部絶縁板３２の下面に凹部を有する。上部絶縁板３２は、下面の凹部により中間電極板６０および上部電極板７０を覆うように、中間絶縁板５０上に設けられている。中間電極板６０および上部電極板７０は、中間絶縁板５０および上部絶縁板３２によって、筐体３１および接地板４０から絶縁されている。上部絶縁板３２には、上部絶縁板３２の厚さ方向に貫通する複数の貫通穴３３が形成されている。複数の貫通穴３３の中の１つは、中間絶縁板５０に設けられた複数の貫通穴５１の中の１つに対応しており、対応する貫通穴３３と貫通穴５１とは連通している。
【００３７】
筐体３１は、例えば金属等の導電性の材料により構成されおり、筐体３１の下面には凹部を有する。筐体３１は、下面の凹部により上部絶縁板３２を覆うように、プラズマ電極３０の上部に設けられている。筐体３１は、接地されている。筐体３１は、下面の凹部の周囲において、チャンバ１０の側壁の上端部に接しており、チャンバ１０と電気的に導通している。
【００３８】
筐体３１には、筐体３１の厚さ方向に貫通する複数の貫通穴３４が設けられている。複数の貫通穴３４の中の１つは、上部絶縁板３２に設けられた複数の貫通穴３３の中の１つに対応しており、対応する貫通穴３４と貫通穴３３とは連通している。それぞれの貫通穴３４には、排気装置８３が接続されている。排気装置８３が、貫通穴３４、貫通穴３３、貫通穴５１、および凹部４３内のガスを排気することにより、例えば図３の破線矢印ｄ１に示すように、接地板４０に設けられた各貫通穴４１を介して、第１の空間Ｓ１内のガスが排気される。貫通穴３４、貫通穴３３、および貫通穴５１は、排気路の一例である。
【００３９】
また、中間電極板６０の下面に設けられた溝６５には、例えば図１に示すように、第２の処理ガスを供給する第２のガス供給源８１が接続されている。本実施形態において、第２の処理ガスは、例えばＮ２ＯガスとＨ２ガスとの混合ガスである。第２のガス供給源８１から溝６５に供給された第２の処理ガスは、溝６５と中間絶縁板５０の上面との間に形成された第１の流路６８内を流れ、溝６３に供給される。溝６３に供給された第２の処理ガスは、中間絶縁板５０の貫通穴５２の内側壁と、中間電極板６０の凸部６１の外側壁との間に形成された間隙である第２の流路を介して、例えば図３の破線矢印ｄ２に示すように、第２の空間Ｓ２に供給される。
【００４０】
また、高周波電源８２から上部電極板７０に印加された高周波電力は、中間電極板６０に伝搬する。接地板４０は接地されているため、中間電極板６０に伝搬した高周波電極により、凸部６１の外側壁と、接地板４０の貫通穴４２の内側壁との間には、高周波電界が発生する。凸部６１の外側壁と、接地板４０の貫通穴４２の内側壁との間の距離は、中間電極板６０と載置台２との間の距離よりもずっと短いため、第２の空間Ｓ２内には強い高周波電界が発生する。
【００４１】
これにより、第２の空間Ｓ２に供給された第２の処理ガスは、第２の空間Ｓ２内に発生した強い高周波電界によってプラズマ化する。このとき、第２の処理ガスの分子に、凸部６１から供給された電子が衝突することにより、活性種が生成される。本実施形態において、第２の処理ガスは、Ｎ２ＯガスおよびＨ２ガスの混合ガスである。第２の空間Ｓ２内には強い高周波電界が発生するため、Ｎ２ＯやＨ２等の分子は、第２の空間Ｓ２内で十分に励起され、多くのＯラジカルやＨラジカルが生成される。第２の空間Ｓ２内において生成されたＯラジカルやＨラジカルは、第２の空間Ｓ２の下方の第１の空間Ｓ１に降り注ぐ。
【００４２】
また、上部電極板７０の下面の溝７１によって形成された第３の流路７６には、例えば図１に示すように、第１の処理ガスを供給する第１のガス供給源８０が接続されている。本実施形態において、第１の処理ガスは、例えばＳｉＨ４ガスとＨ２ガスとの混合ガスである。第１のガス供給源８０から第３の流路７６に供給された第１の処理ガスは、第３の流路７６内を流れ、中間電極板６０の凸部６１内に設けられた貫通穴６２内に供給される。貫通穴６２に供給された第１の処理ガスは、例えば図３の破線矢印ｄ３に示すように、プラズマ電極３０の下方の第１の空間Ｓ１へ吐出される。
【００４３】
プラズマ電極３０と基板Ｗとの間には、プラズマ電極３０に印加された高周波電力により、第１の処理ガスのプラズマが生成される。ただし、プラズマ電極３０と基板Ｗとの間の距離は、凸部６１の外側壁と貫通穴４２の内側壁との間の距離よりもずっと長い。また、載置台２上に載置された基板Ｗは電気的に浮いた状態となっている。そのため、第１の空間Ｓ１内に発生する高周波電界は、第２の空間Ｓ２内に発生する高周波電界よりもずっと弱い。即ち、第１の空間Ｓ１内では、第２の空間Ｓ２内に生成されるプラズマよりも弱いプラズマが生成される。これにより、第１の空間Ｓ１全体に強いプラズマが生成された場合に比べて、プラズマによって基板Ｗに与えられるダメージを低減することができる。
【００４４】
本実施形態において、第２の空間Ｓ２内には、第２の処理ガスとして、Ｎ２ＯガスとＨ２ガスが供給される。第２の処理ガスは、第２の空間Ｓ２内でプラズマ化され、第２の処理ガスの活性種であるＯラジカルやＨラジカルが第１の空間Ｓ１内に供給される。第１の空間Ｓ１内には、第１の処理ガスとして、例えばＳｉＨ４ガスおよびＨ２ガスが供給される。第１の空間Ｓ１内に供給されたＳｉＨ４ガスでは、第２の空間Ｓ２から供給されたＨラジカルの作用により、下記（１）式に示す反応が進む。
ＳｉＨ４＋Ｈ  →ＳｉＨ３＋Ｈ２      ・・・（１）
【００４５】
そして、ＳｉＨ３は、第２の空間Ｓ２から降り注いだＯラジカルと反応し、基板Ｗ上にＳｉＯ２膜を形成する。
【００４６】
ここで、ＳｉＨ４ガスが、第１の空間Ｓ１内に滞留する時間が長いと、上記（１）式に示す反応により生成されたＳｉＨ３がさらにＨラジカルと反応する。そして、ＳｉＨ２やＳｉＨ等の複数の未結合手を持った活性種が生成される。そして、複数の未結合手を持った活性種とＯラジカルとが反応し、基板Ｗ上にＳｉＯ２膜が形成される。
【００４７】
ＳｉＨ２やＳｉＨなどの複数の未結合手をもった活性種により基板Ｗ上に形成されたＳｉＯ２膜中には多量の格子欠陥が含まれ、物理的な衝撃に対して割れやすく、もろい。そのため、このような欠陥を含むＳｉＯ２膜上に防汚膜を積層した場合、防汚膜に対する擦れ等の物理的な衝撃によってＳｉＯ２膜が砕けやすい。ＳｉＯ２膜が砕けると、防汚膜が剥がれやすくなる。これにより、擦れ等の物理的な衝撃に対する防汚膜の耐久性が低下する。
【００４８】
これに対し、未結合手が一つのＳｉＨ３により形成されたＳｉＯ２膜内には格子欠陥が少ないため、ＳｉＯ２膜の柔軟性が高まり、防汚膜に対する擦れ等の物理的な衝撃に対して砕けにくくなる。そのため、擦れ等の物理的な衝撃に対しても、防汚膜が剥がれにくくなり、防汚膜の耐久性が向上する。従って、防汚膜の下地膜として基板Ｗ上に形成されるＳｉＯ２膜内には、適度な濃度のＨ原子が含まれていることが好ましい。
【００４９】
そこで、本実施形態のプラズマ電極３０は、プラズマ電極３０の下面に形成された複数の貫通穴４１を介して、第１の空間Ｓ１内を第１の空間Ｓ１の上方から排気する。これにより、ＳｉＨ４ガスが、第１の空間Ｓ１内に滞留する時間を短くすることができ、ＳｉＨ４分子の過剰な解離を抑制することができる。これにより、基板Ｗ上に格子欠陥の少ないＳｉＯ２膜を成膜することができ、より柔軟でしなやかなＳｉＯ２膜を基板Ｗ上に形成することができる。従って、本実施形態のプラズマ電極３０を用いて成膜されたＳｉＯ２膜上に防汚膜を成膜することにより、擦れ等の物理的な衝撃に対する防汚膜の耐久性を向上させることができる。
【００５０】
なお、ＳｉＨ４ガスが第１の空間Ｓ１内に滞留する時間は、プラズマ電極３０と基板Ｗとの間の距離や、ＳｉＨ４ガスの流量等によって制御することができる。従って、プラズマ電極３０と基板Ｗとの間の距離や、ＳｉＨ４ガスの流量等を制御することにより、ＳｉＨ４ガスが第１の空間Ｓ１内に滞留する時間を制御することができ、所望の特性のＳｉＯ２膜を成膜することが可能となる。
【００５１】
［貫通穴４１の配置の詳細］
図５は、プラズマ電極３０の下面の一例を示す拡大図である。プラズマ電極３０の下面に設けられた接地板４０には、例えば図５に示すように、略円形状の開口を有する複数の貫通穴４１および複数の貫通穴４２が配置されている。それぞれの貫通穴４２内には、中間電極板６０の下面に形成された略円筒形状の凸部６１が配置されている。それぞれの凸部６１には、凸部６１の中心軸６２ａに沿って貫通穴６２が形成されている。
【００５２】
本実施形態において、中間電極板６０、中間絶縁板５０、および接地板４０は、対応する凸部６１、貫通穴５２、および貫通穴４２において、凸部６１の中心軸と、貫通穴５２の中心軸と、貫通穴４２の中心軸とが一致するように重ねて配置されている。図５の例では、凸部６１の中心軸６２ａは、貫通穴５２の中心軸および貫通穴４２の中心軸と一致している。
【００５３】
貫通穴６２からは、第１の空間Ｓ１に第１の処理ガスが供給され、凸部６１の外側壁と貫通穴５２の内側壁との間の間隙からは、第２の空間Ｓ２に第２の処理ガスが供給される。第２の空間Ｓ２に供給された第２の処理ガスは、上部電極板７０を介して凸部６１に印加された高周波電力により第２の空間Ｓ２内でプラズマ化される。そして、第２の処理ガスから生成された活性種が第１の空間Ｓ１に降り注ぐ。
【００５４】
第１の空間Ｓ１内のガスは、複数の貫通穴４１を介して排気される。複数の貫通穴４１は、例えば図５に示すように、ｚ軸に沿う方向から見た場合に、それぞれの凸部６１の貫通穴６２の中心軸６２ａを中心とした円周Ｃ上に配置されている。また、それぞれの貫通穴４１は、例えば図５に示すように、接地板４０の下面において、隣り合う３つの貫通穴６２から等距離の位置となるように配置されている。具体的には、それぞれの貫通穴４１は、貫通穴４１の中心軸４１ａが、隣り合う３つの貫通穴６２の中心軸６２ａから等距離の位置に配置されている。
【００５５】
例えば、図５に示すように、貫通穴４１の中心軸４１ａから隣り合う３つの貫通穴６２の中心軸６２ａまでの距離をそれぞれＬ１、Ｌ２、およびＬ３とすると、貫通穴４１は、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３となる位置に配置されている。また、本実施形態において、貫通穴６２の中心軸６２ａは、貫通穴５２の中心軸および貫通穴４２の中心軸と一致している。そのため、貫通穴６２から第１の空間Ｓ１内に供給された第１の処理ガスおよび第２の空間Ｓ２内で生成された第２の処理ガスの活性種は、プラズマ電極３０の下方における第１の空間Ｓ１内の任意の場所で、貫通穴４１までの距離のばらつきを抑えることができる。従って、プラズマ電極３０の下方における第１の空間Ｓ１内において、第２の処理ガスの活性種によって励起された第１の処理ガスの分子の滞留時間のばらつきを少なくすることができる。従って、より均質な膜を基板Ｗ上に形成することができる。
【００５６】
［中間電極板６０の構造］
図６は、中間電極板６０の下面の一例を示す図である。図７は、中間電極板６０の上面の一例を示す図である。中間電極板６０の下面には、例えば図６に示すように、略円筒形状の複数の凸部６１が設けられている。それぞれの凸部６１には、例えば図６および図７に示すように、厚さ方向に中間電極板６０を貫通する貫通穴６２が設けられている。
【００５７】
中間電極板６０の下面であって、それぞれの凸部６１の周囲には、例えば図６に示すように、溝６３が設けられている。ｙ軸方向に隣接する２つの溝６３は、例えば図６に示すように、溝６４を介して連通している。ｙ軸方向に隣接する複数の溝６３および溝６４は、中間絶縁板５０および中間電極板６０がプラズマ電極３０として構成された場合に、中間絶縁板５０の上面との間に第１の流路６８を形成する。本実施形態において、それぞれの第１の流路６８は、ｙ軸方向に延伸している。
【００５８】
それぞれの第１の流路６８の端部は、溝６５と中間絶縁板５０の上面との間に形成された空間を介して貫通穴６６に連通している。第２のガス供給源８１から供給された第２の処理ガスは、貫通穴６６を介して第１の流路６８に供給される。
【００５９】
貫通穴６６を介して供給された第２の処理ガスは、それぞれの第１の流路６８を流れ、それぞれの溝６３に供給される。それぞれの溝６３に供給された第２の処理ガスは、中間絶縁板５０の貫通穴５２の内側壁と、凸部６１の外側壁との間の間隙（即ち、第２の流路）を介して、接地板４０の貫通穴４２の内側壁と、凸部６１の外側壁との間の第２の空間Ｓ２に供給される。
【００６０】
ここで、図３に示したように、それぞれの溝６３の幅は、中間絶縁板５０の貫通穴５１の内側壁と、中間電極板６０の凸部６１の外側壁との間に形成された間隙（即ち、第２の流路）の幅よりも狭い。そのため、各溝６３に供給された第２の処理ガスの一部は、中間絶縁板５０の貫通穴５１の内側壁と、中間電極板６０の凸部６１の外側壁との間に形成された間隙を介してその下方の第２の空間Ｓ２に供給されるが、残りの第２の処理ガスは、溝６４を介して隣接する溝６３に供給される。従って、貫通穴６６から供給された第２の処理ガスは、第１の流路６８を介して各溝６３に供給され、各溝６３から下方の第２の空間Ｓ２に供給される。
【００６１】
［上部電極板７０の構造］
図８は、上部電極板７０の下面の一例を示す図である。上部電極板７０の下面には、ｘ軸方向に沿って延伸する複数の溝７１が設けられている。ｘ軸方向に延伸する複数の溝７１は、中間電極板６０および上部電極板７０がプラズマ電極３０として構成された場合に、中間電極板６０の上面との間に第３の流路７６を形成する。本実施形態において、それぞれの第３の流路７６は、ｘ軸方向に延伸している。それぞれの第３の流路７６の一端は、溝７２と中間電極板６０の上面との間に形成された空間を介して貫通穴７３に連通している。第１のガス供給源８０から供給された第１の処理ガスは、貫通穴７３を介して第３の流路７６に供給される。
【００６２】
それぞれの第３の流路７６は、中間電極板６０の上面において、ｘ軸方向に沿って配置された１列の貫通穴６２のそれぞれに連通する。例えば図８に示した溝７１ａによって形成される第３の流路７６は、中間電極板６０および上部電極板７０がプラズマ電極３０として構成された場合に、例えば図６に示した破線ａおよび図７に示した破線ｂに沿って１列に配置された複数の貫通穴６２に連通する。それぞれの第３の流路７６に供給された第１の処理ガスは、第３の流路７６を流れ、第３の流路７６に連通しているそれぞれの貫通穴６２を介して、プラズマ電極３０の下方の第１の空間Ｓ１に供給される。
【００６３】
ここで、本実施形態において、中間電極板６０の下面に形成された溝６３および溝６４と、中間絶縁板５０の上面とで形成される第１の流路６８は、例えば図２および図６に示すように、ｙ軸方向に沿って延伸している。一方、上部電極板７０の下面に形成された溝７１と、中間絶縁板５０の上面とで形成された第３の流路７６は、例えば図８に示すように、ｘ軸方向に沿って延伸している。本実施形態において、それぞれの第１の流路６８の延伸方向と、それぞれの第３の流路７６の延伸方向とは、ｚ軸の方向から中間電極板６０の下面と平行な平面に投影された場合に、各凸部６１の貫通穴６２の中心軸において直交する。ｙ軸方向は、第１の方向の一例であり、ｘ軸方向は、第２の方向の一例である。
【００６４】
また、上部電極板７０には、厚さ方向に上部電極板７０を貫通する貫通穴７４が設けられている。貫通穴７４は、中間電極板６０および上部電極板７０がプラズマ電極３０として構成された場合に、中間電極板６０の貫通穴６６に連通し、第２のガス供給源８１から供給された第２の処理ガスを貫通穴６６に供給する。
【００６５】
以上のように構成されたプラズマ処理装置１は、制御部９０によって、その動作が統括的に制御される。制御部９０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等を有しプラズマ処理装置１の各部を制御するプロセッサ９２と、メモリ９１と、ユーザインターフェイス９３とを備える。
【００６６】
ユーザインターフェイス９３は、オペレータがプラズマ処理装置１を操作するためのコマンド等の入力に用いられるキーボードや、プラズマ処理装置１の稼動状況を可視化して表示するディスプレイ等を含む。
【００６７】
メモリ９１には、プラズマ処理装置１で実行される各種処理をプロセッサ９２が実現するための制御プログラム（ソフトウエア）や、処理条件のデータ等が記憶されたレシピが格納されている。プロセッサ９２は、メモリ９１内に記憶された制御プログラムを読み出し、読み出された制御プログラムに基づいて動作する。そして、プロセッサ９２は、ユーザインターフェイス９３を介して受け付けたオペレータからの指示等に応じて、レシピ等をメモリ９１から読み出し、読み出されたレシピ等に基づいてプラズマ処理装置１を制御する。これにより、プラズマ処理装置１によって所望の処理が行われる。また、プロセッサ９２は、コンピュータで読み取り可能な記録媒体などに格納された制御プログラムやレシピ等を、当該記録媒体から読み出して実行することも可能である。コンピュータで読み取り可能な記録媒体とは、例えば、ハードディスク、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc）、フレキシブルディスク、半導体メモリ等である。また、プロセッサ９２は、他の装置の記憶部内に格納された制御プログラムやレシピ等を、当該他の装置から、例えば通信回線を介して取得して実行することも可能である。
【００６８】
プラズマ処理装置１を用いて、基板Ｗに所定の下地膜を成膜する場合、制御部９０は、プラズマ処理装置１に対して以下の制御を行う。まず、制御部９０は、載置台２上に基板Ｗが載置された状態で、排気装置１４を制御して、チャンバ１０内が所定の真空度となるまでチャンバ１０内のガスを排気する。そして、制御部９０は、第１のガス供給源８０を制御して、それぞれの凸部６１の貫通穴６２から、第１の空間Ｓ１内に第１の処理ガスを供給する。また、制御部９０は、第２のガス供給源８１を制御して、接地板４０の貫通穴４１の内側壁と、中間電極板６０の凸部６１の外側壁との間の第２の空間Ｓ２に第２の処理ガスを供給する。また、制御部９０は、排気装置８３を制御して、それぞれの貫通穴４１を介して第１の空間Ｓ１内を排気する。そして、制御部９０は、高周波電源８２を制御して、上部電極板７０に高周波電力を印加することにより、第２の空間Ｓ２内に第２の処理ガスのプラズマを生成すると共に、第１の空間Ｓ１内に第１の処理ガスのプラズマを生成する。これにより、第２の空間Ｓ２内で生成された第２の処理ガスの活性種が、第１の空間Ｓ１内に降り注ぐ。そして、第２の処理ガスの活性種が、第１の空間Ｓ１内の第１の処理ガスの分子と反応し、第１の処理ガスの活性種が生成される。そして、第１の処理ガスの活性種と、第２の処理ガスの活性種とによって、基板Ｗ上に所定の膜が成膜される。
【００６９】
具体的なガス種や数値の一例を挙げると、例えば以下のようになる。まず、制御部９０は、載置台２上に基板Ｗが載置された状態で、排気装置１４を制御して、チャンバ１０内が所定の真空度となるまでチャンバ１０内のガスを排気する。そして、制御部９０は、第１のガス供給源８０を制御して、それぞれの凸部６１の貫通穴６２から、第１の空間Ｓ１内に、第１の処理ガスとして、例えばＳｉＨ４ガスおよびＨ２ガスの混合ガスを供給する。第１のガス供給源８０は、例えば、ＳｉＨ４ガスの流量を６ｓｃｃｍに制御し、Ｈ２ガスの流量を１０００ｓｃｃｍに制御した混合ガスを第１の空間Ｓ１に供給する。
【００７０】
また、制御部９０は、第２のガス供給源８１を制御して、接地板４０の貫通穴４１の内側壁と、中間電極板６０の凸部６１の外側壁との間の第２の空間Ｓ２に、第２の処理ガスとして、例えばＮ２ＯガスとＨ２ガスの混合ガスを供給する。第２のガス供給源８１は、例えば、Ｎ２Ｏガスの流量を２００ｓｃｃｍに制御し、Ｈ２ガスの流量を１００ｓｃｃｍに制御した混合ガスを第２の空間Ｓ２に供給する。そして、制御部９０は、排気装置８３を制御して、それぞれの貫通穴４１を介して第１の空間Ｓ１内を排気する。
【００７１】
そして、制御部９０は、高周波電源８２を制御して、上部電極板７０および中間電極板６０に、例えば５００Ｗの高周波電力を印加する。これにより、第２の空間Ｓ２内に第２の処理ガスのプラズマが生成される。本実施形態において、上部電極板７０および中間電極板６０の直径は、例えば２５ｃｍである。従って、中間電極板６０および上部電極板７０に印加される高周波電力の電力密度は、およそ１Ｗ／ｃｍ2である。
【００７２】
これにより、第２の空間Ｓ２内で生成された第２の処理ガスの活性種であるＯラジカルおよびＨラジカルが、第１の空間Ｓ１内に降り注ぐ。そして、第２の処理ガスの活性種であるＨラジカルが、第１の空間Ｓ１内の第１の処理ガスのＳｉＨ４分子と反応し、第１の処理ガスの活性種であるＳｉＨ３が生成される。そして、第１の処理ガスの活性種であるＳｉＨ３と、第２の処理ガスの活性種であるＯラジカルとによって、基板Ｗ上にＳｉＯ２膜が成膜される。第１の空間Ｓ１内で生成された第１の処理ガスの活性種であるＳｉＨ３は、それぞれの貫通穴４１を介して第１の空間Ｓ１から排気される。これにより、第１の処理ガスの活性種の過度な解離が抑制され、所定の品質のＳｉＯ２膜を成膜することができる。また、第１の処理ガスの活性種の過度な解離が抑制されるため、第１の空間Ｓ１内で第１の処理ガスの活性種による過度な気相成長が抑制され、パーティクルの発生も抑制される。
【００７３】
本実施形態におけるプラズマ処理装置１を用いて成膜されたＳｉＯ２膜を下地層とする防汚膜と、ＩＣＰを用いたプラズマＣＶＤ装置により成膜されたＳｉＯ２膜を下地層とする防汚膜とで、物理的な損傷に対する耐性を比較すると、本実施形態におけるプラズマ処理装置１を用いて成膜されたＳｉＯ２膜を下地層とする防汚膜の方が、物理的な損傷に対する耐性が高かった。物理的な損傷に対する耐性は、例えば所定の荷重をかけたスチールウールによる擦過試験を行い、基板Ｗの表面の水滴の接触角を測定することにより評価した。２万回の擦過試験後では、本実施形態のプラズマ処理装置１を用いて成膜されたＳｉＯ２膜を下地層とする防汚膜の方が、ＩＣＰを用いたプラズマＣＶＤ装置により成膜されたＳｉＯ２膜を下地層とする防汚膜よりも、水滴の接触角が大きく、かつ、ばらつきも少なかった。従って、本実施形態のプラズマ処理装置１を用いて防汚膜の下地層であるＳｉＯ２膜を基板Ｗ上に成膜することにより、従来よりも、防汚膜の物理的な損傷に対する耐久性を向上させることができた。
【００７４】
以上、第１の実施形態について説明した、上記説明から明らかなように、本実施形態のプラズマ処理装置１によれば、より柔軟でしなやかな下地膜を成膜することができるので、下地膜上に成膜された防汚膜の物理的な損傷に対する耐久性を向上させることができる。
【００７５】
なお、上記した第１の実施形態のプラズマ処理装置１において、第２の処理ガスは、中間絶縁板５０の貫通穴５２の内側壁と、中間電極板６０の凸部６１の外側壁との間に形成された間隙である第２の流路を介して、第２の空間Ｓ２に供給される。しかし、第２の流路は、これに限られない。図９は、中間電極板６０の凸部６１の周辺の構造の他の例を示す図である。例えば図９（ａ）および（ｂ）に示すように、第２の処理ガスは、中間電極板６０の凸部６１の周辺であって、中間絶縁板５０の貫通穴５２を囲むように配置された複数の貫通穴５３を介して第２の空間Ｓ２内に供給されてもよい。それぞれの貫通穴５３は、第２の流路の一例である。また、それぞれの貫通穴５３は、第５の貫通穴の一例である。
【００７６】
なお、図９（ｂ）に示した例では、凸部６１の周囲に６つの貫通穴５３が配置されているが、凸部６１の周囲に配置される貫通穴５３の数は、７つ以上であってもよく、５つ以下であってもよい。ただし、いずれの場合であっても、凸部６１の周囲に配置される複数の貫通穴５３は、略均等な間隔で配置されることが好ましい。
【００７７】
図１０は、中間電極板６０の凸部６１の周辺の構造の他の例を示す図である。例えば図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、第２の処理ガスは、中間電極板６０の凸部６１を囲むように配置された部材５００に設けられた貫通穴５０１を介して第２の空間Ｓ２内に供給されてもよい。それぞれの貫通穴５０１は、第２の流路の一例である。また、それぞれの貫通穴５０１は、第５の貫通穴の一例である。部材５００は、絶縁性の材料により構成され、中間絶縁板５０の貫通穴５２に嵌め込まれる。
【００７８】
なお、図１０（ｂ）に示した例においても、凸部６１の周囲に６つの貫通穴５０１が配置されているが、凸部６１の周囲に配置される貫通穴５０１の数は、７つ以上であってもよく、５つ以下であってもよい。ただし、いずれの場合であっても、凸部６１の周囲に配置される複数の貫通穴５０１は、略均等な間隔で配置されることが好ましい。
【００７９】
また、一度により多くの基板Ｗを処理できるようにするために、例えば図１１に示すように、プラズマ電極３０を大型化してもよい。図１１は、プラズマ電極３０の他の例を示す図である。図１１には、他の例におけるプラズマ電極３０の下面が示されている。図１１に示すプラズマ電極３０には、図１〜図８を用いて説明したプラズマ電極３０と同様に複数の貫通穴４１、貫通穴４２、貫通穴５２、凸部６１、および貫通穴６２が配置されたユニット３０ａが複数配置されている。図１１に例示したプラズマ電極３０には、４つのユニット３０ａが配置されている。これにより、より多くの基板ＷにＳｉＯ２等の下地膜を成膜することができ、スループットを向上させることができる。
【００８０】
なお、複数のユニット３０ａは、プラズマ電極３０の下面において、プラズマ電極３０の中心軸に対して軸対称に配置されることが好ましい。また、各ユニット３０ａに供給される第１の処理ガスおよび第２の処理ガスは、プラズマ電極３０の略中央から供給されて各ユニット３０ａに分配されることが好ましい。また、各ユニット３０ａの貫通穴４１に連通する排気路についても、プラズマ電極３０の略中央に集約されて排気装置８３に接続されることが好ましい。これにより、各ユニット３０ａ間で、第１の処理ガスおよび第２の処理ガスの流量の偏りや、排気量の偏りを抑制することができる。これにより、下地膜が成膜された複数の基板Ｗ間で、下地膜の品質のばらつきを抑制することができる。
【００８１】
また、上記した第１の実施形態におけるプラズマ処理装置１では、中間電極板６０の各凸部６１に形成された貫通穴６２を介して第１の処理ガスが第１の空間Ｓ１内に供給され、接地板４０に形成された複数の貫通穴４１を介して、第１の空間Ｓ１内のガスが排気されるが、開示の技術はこれに限られない。他の形態として、接地板４０に形成された複数の貫通穴４１を介して、第１の空間Ｓ１内に第１の処理ガスが供給され、中間電極板６０の各凸部６１に形成された貫通穴６２を介して第１の空間Ｓ１内のガスが排気されてもよい。
【００８２】
また、上記した第１の実施形態において、中間電極板６０の下面に設けられ、第２の処理ガスが流れるそれぞれの第１の流路６８と、上部電極板７０の下面に設けられ、第１の処理ガスが流れる第３の流路７６とは、ｚ軸に平行な方向から中間電極板６０の下面と平行な平面に投影された場合に、各凸部６１の貫通穴６２の中心軸において直交する。しかし、開示の技術はこれに限られない。例えば、それぞれの第１の流路６８と、それぞれの第３の流路７６とは、ｚ軸に平行な方向から中間電極板６０の下面と平行な平面に投影された場合に、各凸部６１の貫通穴６２の中心軸において、直角とは異なる角度で交わっていてもよい。また、それぞれの第１の流路６８と、それぞれの第３の流路７６とは、略平行であってもよい。
【００８３】
また、上記した実施形態におけるプラズマ処理装置１は、例えばＳｉＨ４ガスおよびＨ２ガスの混合ガスを第１の処理ガスとして用い、例えばＮ２ＯガスおよびＨ２ガスの混合ガスを第２の処理ガスとして用いて、下地層としてＳｉＯ２膜を基板Ｗ上に成膜するが、開示の技術はこれに限られない。他の形態として、プラズマ処理装置１は、例えばＳｉＨ４ガスを第１の処理ガスとして用い、例えばＨ２ガスを第２の処理ガスとして用いて、アモルファスシリコン膜や微結晶シリコン膜を基板Ｗ上に成膜してもよい。
【００８４】
この場合、第２の空間Ｓ２内に供給されたＨ２ガスが第２の空間Ｓ２内で十分に解離し、第１の空間Ｓ１内に供給されたＳｉＨ４ガスと反応する。そして、第１の空間Ｓ１内で生成されたＳｉＨ３により、基板Ｗ上にアモルファスシリコン膜や微結晶シリコン膜が成膜される。そして、第１の空間Ｓ１内で生成されたＳｉＨ３は、接地板４０に設けられた複数の貫通穴４１から排気される。これにより、第１の空間Ｓ１内に供給されたＳｉＨ４分子は、第２の空間Ｓ２内で生成されたＨラジカルとの反応が過剰に進行する前に、貫通穴４１から排気される。従って、第１の空間Ｓ１内には、ＳｉＨ３以外の不要な活性種が少なくなり、基板Ｗ上に良質なアモルファスシリコン膜や微結晶シリコン膜を成膜することができる。
【００８５】
（第２の実施形態）
［成膜システム１００の構成］
図１２は、成膜システム１００の一例を示す図である。本実施形態の成膜システム１００は、基板Ｗ上に防汚膜を成膜するシステムである。本実施形態において、基板Ｗは、例えば化学強化ガラスである。成膜システム１００は、例えば図１２に示すように、プラズマ処理装置１、搬送モジュール１０１、複数のロードロック室（Ｌ／Ｌ）１０２ａおよび１０２ｂ、および複数のＭＬＤ（Monomolecular  Layer  Deposition）モジュール２００ａおよび２００ｂを備える。なお、以下では、ロードロック室１０２ａおよび１０２ｂのそれぞれを区別することなく総称する場合に単にロードロック室１０２と記載し、ＭＬＤモジュール２００ａおよび２００ｂのそれぞれを区別することなく総称する場合に単にＭＬＤモジュール２００と記載する。
【００８６】
それぞれのロードロック室１０２には、オペレータ等によって未処理の基板Ｗがセットされる。搬送モジュール１０１内には、移動式のロボットアーム等の搬送装置が設けられており、搬送装置によって、ロードロック室１０２から未処理の基板Ｗが取り出され、プラズマ処理装置１内に搬入される。搬送モジュール１０１内は、所定の真空度に保たれている。
【００８７】
プラズマ処理装置１は、プラズマ処理装置１内に搬入された基板Ｗに対して、プライマ層および有機分子シード層を成膜する。プライマ層および有機分子シード層が成膜された基板Ｗは、搬送モジュール１０１内の搬送装置によってプラズマ処理装置１から搬出され、いずれかのＭＬＤモジュール２００内に搬入される。ＭＬＤモジュール２００は、プライマ層および有機分子シード層が成膜された基板Ｗ上に、防汚膜を成膜する。防汚膜が成膜された基板Ｗは、搬送モジュール１０１内の搬送装置によってＭＬＤモジュール２００から搬出され、いずれかのロードロック室１０２へ搬送される。
【００８８】
［プラズマ処理装置１］
図１３は、第２の実施形態におけるプラズマ処理装置１の一例を示す図である。なお、以下に説明する点を除き、図１３において図１と同じ符号を付した構成は、図１を用いて説明した構成と同一または同様の機能を有するため、詳細な説明を省略する。
【００８９】
上部電極板７０の下面に形成された第３の流路７６には、バルブ８４を介して第１のガス供給源８０が接続されている。また、中間電極板６０の下面に形成された第１の流路６８には、バルブ８５を介して第２のガス供給源８１が接続されている。また、チャンバ１０の側壁には、ガス供給管１５が設けられている。ガス供給管１５には、バルブ８７を介して第３のガス供給部８６が接続されている。
【００９０】
本実施形態のプラズマ処理装置１では、チャンバ１０内に搬入された基板Ｗに対して、プライマ層が成膜される。そして、本実施形態のプラズマ処理装置１では、プライマ層が成膜された基板Ｗ上に、有機分子シード層が成膜される。
【００９１】
チャンバ１０内に搬入された基板Ｗに対して、プライマ層を成膜する場合、まず、プラズマ処理装置１は、バルブ８４、バルブ８５、およびバルブ８７を閉状態に制御し、排気装置１４により、チャンバ１０内が所定の真空度となるまでチャンバ１０内のガスを排気する。そして、プラズマ処理装置１は、バルブ８４およびバルブ８５を開状態に制御し、第１の実施形態において説明したプラズマ処理装置１と同様に動作して、基板Ｗ上にプライマ層を成膜する。プライマ層の成膜が終了した場合、プラズマ処理装置１は、バルブ８４およびバルブ８５を閉状態に制御し、排気装置１４により、チャンバ１０内のガスを排気する。
【００９２】
次に、プラズマ処理装置１は、バルブ８７を開状態に制御し、第３のガス供給部８６からの第３の処理ガスを、ガス供給管１５を介してチャンバ１０内に供給する。本実施形態において、第３の処理ガスは、シランカップリング剤をガス化したものである。チャンバ１０内に供給された第３の処理ガスにより、プライマ層が成膜された基板Ｗ上に、シランカップリングリンクを有する有機分子シード層が成膜される。本実施形態の成膜システム１００では、プライマ層の成膜と有機分子シード層の成膜とを同一のチャンバ１０内で処理されるため、有機分子シード層を成膜する前の前処理が不要となり、スループットを向上させることができる。
【００９３】
有機分子シード層の成膜が終了した場合、プラズマ処理装置１は、バルブ８７を閉状態に制御し、排気装置１４により、チャンバ１０内のガスを排気する。そして、有機分子シード層が成膜された基板Ｗがプラズマ処理装置１から搬出される。
【００９４】
［ＭＬＤモジュール２００］
図１４は、ＭＬＤモジュール２００の一例を示す図である。ＭＬＤモジュール２００は、有機材料ガス供給部２０１および処理室２１０を備える。有機材料ガス供給部２０１は、バルブ２０２、ＭＦＣ２０３、気化器２０４、バルブ２０５、および材料収容容器２０６を有する。材料収容容器２０６には、液体状のフッ素含有化合物が収容される。本実施形態において、フッ素含有化合物とは、例えば、ＣＦxを含み直鎖状態の分子構造を有する化合物である。
【００９５】
処理室２１０内に有機材料ガスを供給する場合、バルブ２０２およびバルブ２０５が開状態に制御され、材料収容容器２０６内の液体状のフッ素含有化合物が、気化器２０４によってガス化される。そして、気化器２０４によってガス化されたフッ素含有化合物のガスは、ＭＦＣ２０３によって流量制御されて処理室２１０内に供給される。
【００９６】
処理室２１０は、活性化機構２１１、処理容器２１２、サセプタ２１３、および排気装置２１４を有する。サセプタ２１３には、有機分子シード層が成膜された基板Ｗが載置される。活性化機構２１１は、有機分子シード層または防汚層に含まれる直鎖状態の分子の末端の官能基を活性化させる。本実施形態において、活性化機構２１１は、例えば水素プラズマを発生させるプラズマ生成機構である。なお、活性化機構２１１は、ＵＶ照射機構や加熱機構等であってもよい。加熱機構は、サセプタ２１３内に設けられてもよい。また、有機分子シード層または防汚層に含まれる直鎖状態の分子の末端の官能基は、活性化機構２１１に代えて、反応性ガスを処理容器２１２内に供給することにより活性化させてもよい。処理容器２１２内のガスは、ターボ分子ポンプ等の排気装置２１４によって排気される。
【００９７】
基板Ｗの表面において、有機分子シード層または防汚層に含まれる直鎖状態の分子の末端の官能基を活性化させた後、処理容器２１２内に、有機材料ガス供給部２０１から有機材料ガスが供給される。有機材料ガス供給部２０１から供給された有機材料ガスに含まれる直鎖状態の分子により、基板Ｗの表面において活性化した官能基が終端される。これにより、有機材料ガス供給部２０１から供給された有機材料ガスに含まれる直鎖状態の分子が基板Ｗ上に１層分積層される。以下では、直鎖状態のフッ素含有化合物の分子によって形成された層を防汚層と記載する場合がある。
【００９８】
以降、処理室２１０では、基板Ｗ上に積層された直鎖状態の分子の層が所定の厚さとなるまで、直鎖状態の分子の末端の官能基を活性化する処理と、活性化された官能基を有機材料ガスに含まれる直鎖状態の分子により終端する処理とが繰り返し実行される。
【００９９】
［成膜処理］
図１５は、成膜システム１００によって行われる成膜処理の一例を示すフローチャートである。
【０１００】
まず、搬送モジュール１０１内の搬送装置により、ロードロック室１０２から未処理の基板Ｗが取り出され、プラズマ処理装置１内に搬入される（Ｓ１００）。プラズマ処理装置１は、プラズマ処理装置１内に搬入された基板Ｗに対して、第１の実施形態において説明した処理を実行することにより、基板Ｗの表面にプライマ層を形成する（Ｓ１０１）。
【０１０１】
本実施形態において、基板Ｗは、表面にアルカリシリケート層が形成された化学強化ガラスである。ステップＳ１０１に示した処理が実行されることにより、例えば図１６に示すように、アルカリシリケート層が形成された化学強化ガラス３００の表面に、プライマ層３０１が形成される。
【０１０２】
次に、プラズマ処理装置１のバルブ８４およびバルブ８５が閉状態に制御され、排気装置１４により、チャンバ１０内のガスが排気される。そして、バルブ８７が開状態に制御され、第３のガス供給部８６からの第３の処理ガスがチャンバ１０内に供給される。これにより、例えば図１７に示すように、プライマ層３０１上に、シランカップリングリンクを有する有機分子シード層３０２が形成される（Ｓ１０２）。
【０１０３】
次に、プライマ層および有機分子シード層が成膜された基板Ｗは、搬送モジュール１０１内の搬送装置によってプラズマ処理装置１から搬出され、いずれかのＭＬＤモジュール２００内に搬送される（Ｓ１０３）。ＭＬＤモジュール２００は、活性化機構２１１により、有機分子シード層に含まれる直鎖状態の分子の末端の官能基を活性化させる（Ｓ１０４）。
【０１０４】
次に、ＭＬＤモジュール２００は、有機材料ガス供給部２０１からフッ素含有化合物の有機材料ガスを処理容器２１２内に供給する。有機材料ガス供給部２０１から供給された有機材料ガスに含まれる直鎖状態の分子により、基板Ｗの表面において活性化した官能基が終端される（Ｓ１０５）。これにより、例えば図１８に示すように、直鎖状態の分子により１層分の防汚層３０３が積層される。
【０１０５】
そして、ステップＳ１０４およびＳ１０５の処理が所定回数実行されたか否かが判定される（Ｓ１０６）。ステップＳ１０４およびＳ１０５の処理が所定回数実行されていない場合（Ｓ１０６：Ｎｏ）、再びステップＳ１０４に示した処理が実行される。一方、ステップＳ１０４およびＳ１０５の処理が所定回数実行された場合（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、処理後の基板Ｗは、搬送モジュール１０１内の搬送装置によってＭＬＤモジュール２００から搬出され（Ｓ１０７）、本フローチャートに示した成膜処理は終了する。ステップＳ１０４およびＳ１０５の処理が所定回数実行された場合、基板Ｗには、例えば図１９に示すように、直鎖状態の分子の層が所定数分の積層された防汚層３０３が形成される。
【符号の説明】
【０１０６】
Ｓ１  第１の空間
Ｓ２  第２の空間
Ｗ  基板
１  プラズマ処理装置
１０  チャンバ
３０  プラズマ電極
３２  上部絶縁板
４０  接地板
５０  中間絶縁板
６０  中間電極板
６１  凸部
７０  上部電極板
８０  第１のガス供給源
８１  第２のガス供給源
８６  第３のガス供給部
１００  成膜システム
２００  ＭＬＤモジュール
２０１  有機材料ガス供給部
２１０  処理室
３００  化学強化ガラス
３０１  プライマ層
３０２  有機分子シード層
３０３  防汚層
【図１】
0006632714.tif 000002
【図２】
0006632714.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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