(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面から表面にまで達する複数のガス導入孔が配列形成された平坦部を有するプラズマ処理装置のシャワープレートにおいて、
プラズマの空間分布及び電位分布が均一となるように、多角形の底面を持ち前記平坦部から突出する錐状体又は柱状体の複数の突起部を前記底面の辺に沿って並ぶよう配列形成して表面積を増大させるとともに、前記複数の突起部の底面の各辺に対応するように各突起部の周囲の縦方向位置及び横方向位置に前記複数のガス導入孔の開口を配置し、
さらに前記複数の突起部の各々の底面積を径１ｍｍの円よりも大きくし、かつ隣接する突起部までの距離を２ｍｍ以上とし、
窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸窒化シリコン膜、低誘電率Ｆドープ酸化シリコン膜、及び低誘電率Ｃドープ酸化シリコン膜のうちのいずれかの形成に用いられる
ことを特徴とするシャワープレート。
【請求項２】
請求項１に記載されたシャワープレートにおいて、
前記複数の突起部の各々の底面積が前記ガス導入孔の開口面積よりも大きいことを特徴とするシャワープレート。
【請求項３】
請求項１または２に記載されたシャワープレートにおいて、
前記複数の突起部の数が、前記ガス導入孔の数の１／２以上であることを特徴とするシャワープレート。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載されたシャワープレートを備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項４のプラズマ処理装置を用いて被処理体上に薄膜を形成するプラズマ処理方法において、
前記シャワープレートを介して材料ガスを導入するとともに、当該シャワープレートに高周波電力を印加することにより、前記薄膜として、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸窒化シリコン膜、低誘電率Ｆドープ酸化シリコン膜、及び低誘電率Ｃドープ酸化シリコン膜のいずれかを形成するようにしたことを特徴とするプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造工程に用いられるプラズマ処理装置に関し、特にそのシャワープレートの形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプラズマ処理装置は、真空チェンバー内に互いに平行に配置された第１及び第２の電極を備えている。そして、第１の電極は、材料ガスを真空チェンバー内に導入するための中空構造を持ち、その底面に多数のガス導入孔が形成された着脱可能なシャワープレートを有している。
【０００３】
従来のシャワープレートは、円板状を呈し、所定の径を持つ多数のガス導入孔がその表裏面を貫通するように配列形成されている。
【０００４】
また、図１５（ａ）及び（ｂ）に示すように、ガス導入孔の径をガスの流れる方向に向かって次第に大きくしたシャワープレートもある（例えば、特許文献１参照。）。このシャワープレートは、図１６に示すようにハニカム状の表面パターンを有する。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４８５４２６３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のプラズマ処理装置には、所望の特性を持つ薄膜を制御性よく安定して生成することが困難であるという問題点がある。そして、この問題点は、特許文献１に記載されたシャワープレートを用いても解決することができない。
【０００７】
また、特許文献１に記載されたシャワープレートには、形成された薄膜の膜厚分布に、その形状パターンが転写されてしまうという別の問題点がある。
【０００８】
そこで、本願発明は、所望の特性を持つ薄膜を制御性よく安定して生成することができるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
より具体的には、本願発明は、所望の特性を持つ薄膜を制御性よく安定して生成することを可能にするプラズマ処理装置のシャワープレートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の要旨によれば、裏面から表面にまで達する複数のガス導入孔が配列形成された平坦部を有するプラズマ処理装置のシャワープレートにおいて、プラズマの空間分布及び電位分布が均一となるように、多角形の底面を持ち前記平坦面から突出する錐状態又は柱状体の複数の突起部を前記底面の辺に沿って並ぶよう配列形成して表面積を増大させるとともに、前記複数の突起部の底面の各辺に対応するように各突起部の周囲の縦方向位置及び横方向位置に前記複数のガス導入孔の開口を配置し、さらに前記複数の突起部の各々の底面積を径１ｍｍの円よりも大きくし、かつ隣接する突起部までの距離を２ｍｍ以上とし、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸窒化シリコン膜、低誘電率Ｆドープ酸化シリコン膜、及び低誘電率Ｃドープ酸化シリコン膜のうちのいずれかの形成に用いられることを特徴とするシャワープレートが得られる。
【００１１】
また、本発明の第２の要旨によれば、裏面から表面にまで達する複数のガス導入孔が配列形成された平坦部を有するプラズマ処理装置のシャワープレートを備えたプラズマ処理装置において、プラズマの空間分布及び電位分布が均一となるように、多角形の底面を持ち前記平坦面から突出する錐状態又は柱状体の複数の突起部を前記底面の辺に沿って並ぶよう配列形成して表面積を増大させるとともに、前記複数の突起部の底面の各辺に対応するように各突起部の周囲の縦方向位置及び横方向位置に前記複数のガス導入孔の開口を配置し、さらに前記複数の突起部の各々の底面積を径１ｍｍの円よりも大きくし、かつ隣接する突起部までの距離を２ｍｍ以上とし、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸窒化シリコン膜、低誘電率Ｆドープ酸化シリコン膜、及び低誘電率Ｃドープ酸化シリコン膜のうちのいずれかの形成に用いられることを特徴とするプラズマ処理装置が得られる。
【００１２】
さらに、本発明の第３の要旨によれば、裏面から表面にまで達する複数のガス導入孔が配列形成された平坦部を有するプラズマ処理装置のシャワープレートを備えたプラズマ処理装置であって、プラズマの空間分布及び電位分布が均一となるように、多角形の底面を持ち前記平坦面から突出する錐状態又は柱状体の複数の突起部を前記底面の辺に沿って並ぶよう配列形成して表面積を増大させるとともに、前記複数の突起部の底面の各辺に対応するように各突起部の周囲の縦方向位置及び横方向位置に前記複数のガス導入孔の開口を配置し、さらに前記複数の突起部の各々の底面積を径１ｍｍの円よりも大きくし、かつ隣接する突起部までの距離を２ｍｍ以上としたプラズマ処理装置を用いて被処理体上に薄膜を形成するプラズマ処理方法において、前記シャワープレートを介して材料ガスを導入するとともに、当該シャワープレートに高周波を印加することにより、前記薄膜として、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸窒化シリコン膜、低誘電率Ｆドープ酸化シリコン膜、及び低誘電率Ｃドープ酸化シリコン膜のうちのいずれかを形成するようにしたことを特徴とするプラズマ処理方法が得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、プラズマの空間分布及び電位分布が均一となるように、シャワープレートの表面に、多角形の底面を持ち複数のガス導入孔が配列形成された平坦部から突出する錐状体又は柱状体の複数の突起部をその底面の辺に沿って並ぶよう配列形成して表面積を増大させるとともに、複数の突起部の底面の各辺に対応するように各突起部の周囲の縦方向及び横方向位置に複数のガス導入孔の開口を配置し、さらに複数の突起部の各々の底面積を径１ｍｍの円よりも大きくし、かつ隣接する突起部までの距離を２ｍｍ以上としたことで、それを用いたプラズマ処理装置において、制御性よく安定して窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸窒化シリコン膜、低誘電率Ｆドープ酸化シリコン膜、又は低誘電率Ｃドープ酸化シリコン膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１に、本発明の一実施の形態に係るプラズマ処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の概略構成を示す。このプラズマ処理装置１０は、真空（反応）チェンバー１１と、真空チェンバー１１の上部に、この真空チェンバー１１から絶縁された状態で設けられた第１の電極１２と、真空チェンバー１１の内部に第１の電極１２に対して実質的に平行となるよう設けられた第２の電極１３と、第１の電極に接続された高周波電源１４及び１５とを備えている。
【００１７】
真空チェンバー１１は、その下部に開口を有し、図示しない排気ポンプが接続される排気口１１１を備えている。また、真空チェンバー１１は、接地されている。
【００１８】
第１の電極１２は、中空構造を有し、上部の筒状部が図示しないガスラインに接続されるガス導入口１２１を構成する。また、第１の電極１２の底面には、着脱可能なシャワープレート１２２が取り付けられている。シャワープレート１２２には、多数のガス導入孔（細孔）が形成されており、ガス導入口１２１より導入された材料ガスが第２の電極１３へ向かって噴出するようになっている。また、シャワープレート１２２の表面（図の下面）には、後述するように突起部が形成されている。シャワープレート１２２を着脱可能としたことで、メンテナンスが容易になるとともに、部品交換時のコストを削減することができる。
【００１９】
第２の電極１３は、ヒーター１３１と、その上に設けられたサセプタ１３２とを有している。サセプタ１３２は、シャワープレート１２２と実質上並行に配置され、その上面に載置された被処理体１６を保持する。
【００２０】
次に、図１のプラズマ処理装置１０を用いて、被処理体上に薄膜を形成する方法について説明する。
【００２１】
まず、被処理体１６をサセプタ１３２の上に載置する。そして、排気口１１１に接続された排気ポンプにより真空チェンバー１１内を所定の圧力以下に真空排気する。
【００２２】
次に、ヒーター１３１により、被処理体を所定温度（例えば、１５０〜４５０℃）にまで加熱し、その温度を維持する。
【００２３】
次に、ガス導入口１１２より材料ガスを真空チェンバー１１内に導入するとともに、高周波電源１４を用いて第１の電極１２に高周波電圧を印加する。必要なら、第２高周波電源１５からの高周波電圧も重畳して第１の電極１２に印加する。第２の電極１３は、接地され、或いは、所定のバイアス電圧が印加されている。その結果、第１の電極１２と第２の電極１３との間に放電が生じ、材料ガスはプラズマ状態となる。こうして、被処理体１６の近傍にプラズマ反応場が形成され、被処理体１６の表面に薄膜が形成される。
【００２４】
被処理体１６の表面に形成される薄膜の種類及び膜質は、材料ガスの種類及び流量、被処理体の温度、高周波電源１４，１５からの高周波電圧の周波数及び振幅、プラズマの空間分布ならびに電位分布に依存する。
【００２５】
窒化シリコン膜を形成するには、シリコン系材料ガスとしてシランを、窒化ガスとして窒素及び／又はアンモニアを用いる。また、酸化シリコン膜（ＵＳＧ：Undoped silicate glass film）を形成するには、シリコン系材料ガスとしてシラン又はＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケート）を用い、酸化性ガスとしてシランには亜酸化窒素を、ＴＥＯＳには酸素を用いる。Ｂ（ボロン）をドープした酸化シリコン膜（ＢＳＧ：Boro-Silicate Grass film）の形成には、酸化シリコン膜の原料ガスに加えドーピングガスとしてジボランを用いる。また、Ｐ（リン）をドープした酸化シリコン膜（ＰＳＧ：Phospho-Silicate Grass film）の形成には、酸化シリコン膜の原料ガスに加えドーピングガスとしてホスフィンを用いる。Ｂ及びＰをともにドープした酸化シリコン膜（ＢＰＳＧ：Boro-Phospho Silicate Grass film）の形成には、酸化シリコン膜の原料ガスに加えジボランとホスフィンの両方を用いる。酸窒化シリコン膜の形成には、シリコン系材料ガスとしてシランを、窒化ガスとして窒素及び／又はアンモニアと、酸化性ガスとして亜酸化窒素を用いる。低誘電率Ｆドープ酸化シリコン膜の形成には、ＴＥＯＳ／酸素／ＣＦ４系、あるいはシラン／亜酸化窒素／ＳｉＦ４系等を用いる。また、低誘電率Ｃドープ酸化シリコン膜の形成には、複数のアルコキシを含有するシリコン系炭化水素とＡｒ（アルゴン）及び／又はＨｅ（ヘリウム）を用いる。場合により、酸化性ガスとして酸素、亜酸化窒素、二酸化炭素或いはアルコールなどを用いてもよい。
【００２６】
真空チェンバー１１内におけるプラズマの空間分布及び電位分布を制御するために、シャワープレート１２２の表面には、突起部が形成されている。
【００２７】
図２にシャワープレート１２２の一例を示す。図２（ａ）は、シャワープレート１２２の一部を斜め上方から見た図（一部断面図）、図２（ｂ）は、部分縦断面図、図２（ｃ）は、部分底面図である。なお、シャワープレート１２２の形状は、通常円板状である。
【００２８】
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、シャワープレート１２２の裏面（図の上面）は平面であり、表面（図の下面）にまで達する多数のガス導入孔（細孔）２１が配列形成されている。また、シャワープレート１２２の表面（図の下面）には多数の突起２２が配列形成されている。突起２２は、細孔２１を避けるように（細孔２１から所定の距離を置くように）配置される。それゆえ、細孔２１の周囲には平面部２３が存在する。換言すると、突起２２は、細孔２１の周囲を取り囲む平面部２３から下方へ突出するように形成されている。
【００２９】
細孔２１は、真空チェンバー内に導入された原料ガスの分布が（少なくとも被処理体の上面付近で）均一となるように、サイズ（開口の径）及び配列が定められる。また、突起２２は、細孔２１のサイズ及び配置に応じて、プラズマの空間分布及び電位分布が均一となるように、形状、大きさ及び配列が定められる。細孔２１のサイズ及び配列、ならびに突起２２の形状、大きさ及び配列は、図２に限定されるものではなく、適宜変更可能であり、例えば、図３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示すようにすることもできる。
【００３０】
図２の突起２２は、六角柱形状を呈し、図３の突起２２′は、四角錐形状を呈している。これは、機械加工による形成が容易であるという理由によるものであって、他の形状、例えば、円筒形、円錐形、半球形などでもよい。また、六角柱以外の多角柱形状、四角錐以外の多角錐形状でもよい。さらに、所定の幅を有する堤防状形状（メサ形状）の突起（突条）を複数平行に、格子状に、或いは同心円状に配置するようにしてもよい。また、角部については、面取りしてもよい。
【００３１】
突起２２（２２′）の径は、細孔２１（２１′）の径よりも大きくする。換言すると、各突起２２（２２′）の底面の面積は、各細孔２１（２１′）の開口面積よりも大きくする。例えば、突起２２の底面積は、直径１ｍｍの円の面積より大きくする。また、隣接する突起２２間の距離は、それらの間でプラズマを発生させるために、シースの厚みの２倍以上、例えば２ｍｍ以上とする。突起２２の長さは、機械加工により形成する場合はその直径の２倍程度が加工限界となるが、例えば０．５ｍｍ以上とする。突起２２の数は、ガス導入孔２２の数の１／４以上、望ましくは１／２以上とする。
【００３２】
図２及び図３に示す突起の形状以外の形状を持つ突起の場合も、上記と同様に形成される。ただし、堤防状形状の突起の場合、その数は、ガス導入孔２２の数より大幅に少ない。
【００３３】
シャワープレート１２２の表面に突起２２（２２′等）を形成することにより、その表面積、特にシースを考慮した場合の表面積が増大する。そして、隣接する突起２２間においてもプラズマが形成される。この突起２２間で形成されるプラズマは、その他の領域で形成されるプラズマに比べて著しく強いということはなく、プラズマの空間分布が従来に比べ改善される。その結果、例えば、窒化シリコン膜を形成する場合に、形成される膜の内部応力の制御性が従来に比べ向上し、膜中水素濃度の低減との両立を実現できる。また、シャワープレート１２２の表面積が増加したことにより、電位分布が改善され、第１の電極１２にかかる直流電圧Ｖｄｃ及び電源ピーク電圧Ｖｐｐが低下する。その結果、異常放電の発生を抑制することができ、第１電極へのダメージ及び被処理体へのプラズマダメージを防止又は低減することができる。例えば、低誘電率Ｃドープ酸化シリコン膜を形成する場合、従来は、高い高周波電力を印加するせいで比較的頻繁に異常放電が発生していたが、本実施の形態のプラズマ処理装置では異常放電の発生はほとんど見られない。
【００３４】
なお、上記実施の形態では、シャワープレートが着脱可能である場合について説明したが、シャワープレートは、第１の電極に一体的に形成、又は固定されていてもよい。
【実施例１】
【００３５】
図２に示すシャワープレート２２を備えたプラズマ処理装置を用いて、実際に成膜を行い、その膜の特性を測定した（実施例１−１〜１−５）。また、比較例として、特許文献１に記載されたシャワープレートに類似するシャワープレートを備えたプラズマ処理装置を用いて成膜を行い、その膜の特性を測定した。使用したシャワープレートの仕様を図４に示す。なお、図４において表面積増加率は、突起又は凹所を持たない平板状のシャワープレートの表面積に対する面積増加率である。
【００３６】
（実施例１−１）
膜種：低成膜速度窒化シリコン膜（成膜速度＜２００ｎm／ｍｉｎ）
成膜条件：
原料ガス１：シラン（５０−１５０ｓｃｃｍ）
原料ガス２：アンモニア（２０−８０ｓｃｃｍ）
原料ガス３：窒素（５０００−１００００ｓｃｃｍ）
第1高周波電源（ＨＲＦ）：１３．５６ＭＨｚ（１−１．５Ｗ／ｃｍ２−アノード基準）
第２高周波電源（ＬＲＦ）：４００ｋＨｚ（０Ｗ／ｃｍ２）
被処理体：直径３００ｍｍシリコン基板
クリーニング頻度：枚葉
本実施例のシャワープレートを用い、上記条件で形成した膜の特性を測定した結果を図５に、従来例のシャワープレートを用いて形成した膜の特性を測定した結果を図６に夫々示す。
【００３７】
低成膜速度窒化シリコン膜を成膜する場合、その内部応力の目標値は、−１００〜−２００ＭＰａである。図５及び図６を比較すると、本実施例のシャワープレートを用いた方が、第１高周波電源の出力電力の変化に対する内部応力の変化が少なく、その制御が容易であることがわかる。
【００３８】
また、フーリエ変換赤外分光法を用い、Ｓｉ−Ｈ結合（２１００ｃｍ−１近傍）、Ｎ−Ｈ結合（３３００ｃｍ−１近傍）及びＳｉ−Ｎ結合（８００ｃｍ−１近傍）のピーク面積を求め、その比を用いて、膜中水素濃度の評価を行った。即ち、Ｓｉ−Ｈ（％）＝（Ｓｉ−Ｈ結合ピーク面積／Ｓｉ−Ｎ結合ピーク面積）×１００％、Ｎ−Ｈ（％）＝（Ｎ−Ｈ結合ピーク面積／Ｓｉ−Ｎ結合ピーク面積）×１００％を求めた。その結果、本実施例によるシャワープレートを用いて形成された膜は、Ｓｉ−Ｈ＜２％、であることを確認することができた。
【００３９】
低成膜速度窒化シリコン膜では、−１００〜−２００ＭＰａの内部応力と、低膜中水素濃度（Ｓｉ−Ｈ＜２％）の両立が求められるが、以上のように、本実施例のシャワープレートを用いることにより実現することができた。
【００４０】
なお、比較例では、形成された膜の厚み分布に、第１の電極の表面パターンが転写されていた。即ち、膜厚が不均一となっていた。
【００４１】
（実施例１−２）
膜種：低成膜速度窒化シリコン膜（成膜速度＜２００ｎm／ｍｉｎ）
成膜条件：
原料ガス１：シラン（５０−１５０ｓｃｃｍ）
原料ガス２：アンモニア（２０−８０ｓｃｃｍ）
原料ガス３：窒素（５０００−１００００ｓｃｃｍ）
第1高周波電源（ＨＲＦ）：１３．５６ＭＨｚ（０．７２Ｗ／ｃｍ２固定−アノード基準）
第２高周波電源（ＬＲＦ）：４００ｋＨｚ（０．０５−０．２Ｗ／ｃｍ２−アノード基準）
被処理体：直径３００ｍｍシリコン基板
クリーニング頻度：枚葉
本実施例では、第１高周波電源の出力を固定し、第２高調波電源の出力を変化させた以外は、実施例１−１と同様である。本実施例のシャワープレートを用い、上記条件で形成した膜の特性を測定した結果を図７に、従来例のシャワープレートを用いて形成した膜の特性を測定した結果を図８に夫々示す。
【００４２】
実施例１−１でも述べたが、低成膜速度窒化シリコン膜を成膜する場合、その内部応力の目標値は、−１００〜−２００ＭＰａである。図７及び図８を比較すると、本実施例のシャワープレートを用いた方が、第２高周波電源の出力電力の変化に対する内部応力の変化が少なく、その制御が容易であることがわかる。
【００４３】
また、低成膜速度窒化シリコン膜では、−１００〜−２００ＭＰａの内部応力と、低膜中水素濃度（Ｓｉ−Ｈ＜２％）の両立が求められるが、本実施例のシャワープレートを用いることにより、実現できることが他の測定により確認できた。
【００４４】
なお、比較例では、形成された膜の厚み分布に、第１の電極の表面パターンが転写されていた。即ち、膜厚が不均一となっていた。
【００４５】
（実施例１−３）
膜種：高成膜速度窒化シリコン膜（成膜速度＞５００ｎm／ｍｉｎ）
成膜条件：
原料ガス１：シラン（４００−５００ｓｃｃｍ）
原料ガス２：アンモニア（２０００−３０００ｓｃｃｍ）
原料ガス３：窒素（１０００−２５００ｓｃｃｍ）
第1高周波電源（ＨＲＦ）：１３．５６ＭＨｚ（０．８−１．３Ｗ／ｃｍ２−アノード基準）
第２高周波電源（ＬＲＦ）：４００ｋＨｚ（０．５Ｗ／ｃｍ２固定−アノード基準）
被処理体：直径３００ｍｍシリコン基板
クリーニング頻度：枚葉
本実施例のシャワープレートを用い、上記条件で形成した膜の特性を測定した結果を図９に、従来例のシャワープレートを用いて形成した膜の特性を測定した結果を図１０に夫々示す。
【００４６】
高成膜速度窒化シリコン膜を成膜する場合も、低成膜速度窒化シリコン膜の成膜と同様、その内部応力の目標値は、−１００〜−２００ＭＰａである。図９及び図１０を比較すると、本実施例のシャワープレートを用いた方が、第１高周波電源電力の変化に対する内部応力の変化が少なく、その制御が容易であることがわかる。
【００４７】
また、高成膜速度窒化シリコン膜では、−１００〜−２００ＭＰａの内部応力と、低膜中水素濃度（Ｓｉ−Ｈ＜５％）の両立が求められるが、本実施例のシャワープレートを用いることにより実現できることが他の測定により確認できた。
【００４８】
なお、比較例では、形成された膜の厚み分布に、第１の電極の表面パターンが転写されていた。即ち、膜厚が不均一となっていた。
【００４９】
（実施例１−４）
膜種：低誘電率Ｃドープ酸化シリコン膜
成膜条件：
原料ガス：ＤＭ−ＤＭＯＳ（ジメチル・ジメトキシシラン）（２００ｓｃｃｍ）
添加ガス：Ｈｅ（４００ｓｃｃｍ）
第1高周波電源（ＨＲＦ）：２７．１２ＭＨｚ（３．０Ｗ／ｃｍ２−アノード基準）
第２高周波電源（ＬＲＦ）：４００ｋＨｚ（０．１Ｗ／ｃｍ２−アノード基準）
被処理体：直径３００ｍｍシリコン基板
クリーニング頻度：枚葉
上記条件で１００枚のシリコン基板に対して連続的に成膜を行った。上記条件は、平板状のシャワープレートを用いた場合に、頻繁に異常放電が発生する条件であるが、本実施例では一度も異常放電は発生しなかった。
【００５０】
なお、比較例では、形成された膜の厚み分布に、第１の電極の表面パターンが転写されていた。即ち、膜厚が不均一となっていた。
【００５１】
（実施例１−５）
膜種：酸化シリコン膜（ＵＳＧ，ＢＰＳＧ，ＰＳＧ，ＢＳＧ）、酸窒化シリコン膜、低誘電率Ｆドープ酸化シリコン膜
各薄膜が、本実施例のシャワープレートを用いて問題なく成膜できることが確認できた。これらの膜種は、成膜条件が比較的緩やかで、パラメータ依存性も小さいので、本実施例のシャワープレートを用いて形成した膜と、従来例のシャワープレートを用いて形成した膜との間に顕著な差異はなかった。
【実施例２】
【００５２】
図３に示すシャワープレート２２′を備えたプラズマ処理装置を用いて、実際に成膜を行い、その膜の特性を測定した（実施例２−１〜２−５）。使用したシャワープレートの仕様を図１１に示す。
【００５３】
（実施例２−１）
膜種：低成膜速度窒化シリコン膜（成膜速度＜２００ｎm／ｍｉｎ）
成膜条件：実施例１−１と同じ
本実施例のシャワープレートを用い、上記条件で形成した膜の特性を測定した結果を図１２に示す。図６との比較により明らかであるように、本実施例のシャワープレートを用いた方が、第１高周波電源の出力電力の変化に対する内部応力の変化が少なく、その制御が容易である。
【００５４】
また、実施例１−１の場合と同様の方法により、膜中水素濃度の評価を行った結果、Ｓｉ−Ｈ＜２％、であることを確認できた。即ち、本実施例のシャワープレートを用いても、低成膜速度窒化シリコン膜に要求される−１００〜−２００ＭＰａの内部応力と、低膜中水素濃度（Ｓｉ−Ｈ＜２％）の両立を実現することができた。
【００５５】
（実施例２−２）
膜種：低成膜速度窒化シリコン膜（成膜速度＜２００ｎm／ｍｉｎ）
成膜条件：実施例１−２と同じ
本実施例のシャワープレートを用い、上記条件で形成した膜の特性を測定した結果を図１３に示す。
【００５６】
実施例１−２と同様、図８との比較から、従来よりも制御がよいことがわかる。また、本実施例のシャワープレートを用いることにより、−１００〜−２００ＭＰａの内部応力と、低膜中水素濃度（Ｓｉ−Ｈ＜２％）の両立を実現することができることが確認できた。
【００５７】
（実施例２−３）
膜種：高成膜速度窒化シリコン膜（成膜速度＞５００ｎm／ｍｉｎ）
成膜条件：実施例１−３と同じ
本実施例のシャワープレートを用い、上記条件で形成した膜の特性を測定した結果を図１４に示す。
【００５８】
図１０との比較から、本実施例のシャワープレートを用いた方が、従来よりもその制御が容易であることがわかる。
【００５９】
また、本実施例のシャワープレートを用いることにより、高成膜速度窒化シリコン膜に要求される−１００〜−２００ＭＰａの内部応力と、低膜中水素濃度（Ｓｉ−Ｈ＜５％）の両立が実現できることが確認できた。
【００６０】
（実施例２−４）
膜種：低誘電率Ｃドープ酸化シリコン膜
成膜条件：実施例１−４と同じ
実施例１−４と同様、本実施例においても、１００枚のシリコン基板に対して成膜を行う間に、異常放電は一度も発生しなかった。
【００６１】
（実施例２−５）
膜種：酸化シリコン膜（ＵＳＧ，ＢＰＳＧ，ＰＳＧ，ＢＳＧ）、酸窒化シリコン膜、低誘電率Ｆドープ酸化シリコン膜
各薄膜が、本実施例のシャワープレートを用いて問題なく成膜できることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施の形態にかかるプラズマ処理装置の概略構成図である。
【図２】図１のプラズマ処理装置に用いられるシャワープレートの一例を示す図であって、（ａ）は部分斜視図、（ｂ）は縦断面図及び（ｃ）は底面図である。
【図３】図１のプラズマ処理装置に用いられるシャワープレートの他の例を示す図であって、（ａ）は部分斜視図、（ｂ）は縦断面図及び（ｃ）は底面図である。
【図４】実施例１及び比較例に用いられるシャワープレートの仕様を示す表である。
【図５】本発明の実施例１−１による膜の高高周波出力−内部応力特性を示すグラフである。
【図６】従来例による膜の高高周波出力−内部応力特性を示すグラフである。
【図７】本発明の実施例１−２による膜の低高周波出力−内部応力特性を示すグラフである。
【図８】従来例による膜の低高周波出力−内部応力特性を示すグラフである。
【図９】本発明の実施例１−３による膜の高高周波出力−内部応力特性を示すグラフである。
【図１０】従来例による膜の高高周波出力−内部応力特性を示すグラフである。
【図１１】実施例２に用いられるシャワープレートの仕様を示す表である。
【図１２】本発明の実施例２−１による膜の高高周波出力−内部応力特性を示すグラフである。
【図１３】本発明の実施例２−２による膜の低高周波出力−内部応力特性を示すグラフである。
【図１４】本発明の実施例２−３による膜の高高周波出力−内部応力特性を示すグラフである。
【図１５】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ従来のシャワープレートに形成されたガス導入孔の断面図である。
【図１６】図１５（ａ）又は（ｂ）のシャワープレートの底面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０    プラズマ処理装置
１１    真空チェンバー
１１１    排気口
１２    第１の電極
１２１    ガス導入口
１２２    シャワープレート
１３    第２の電極
１３１    ヒーター
１３２    サセプタ
１４    第１の高周波電源
１５    第２の高周波電源
１６    被処理体
２１，２１′    ガス導入孔
２２，２２′    突起
２３    平面部
【図１】
0004707959.tif 000002
【図２】
0004707959.tif 000003
【図３】
0004707959.tif 000004
【図４】
0004707959.tif 000005
【図５】
0004707959.tif 000006
【図６】
0004707959.tif 000007
【図７】
0004707959.tif 000008
【図８】
0004707959.tif 000009
【図９】
0004707959.tif 000010
【図１０】
0004707959.tif 000011
【図１１】
0004707959.tif 000012
【図１２】
0004707959.tif 000013
【図１３】
0004707959.tif 000014
【図１４】
0004707959.tif 000015
【図１５】
0004707959.tif 000016
【図１６】
0004707959.tif 000017