(57)【要約】【課題】  基板上に形成される膜の膜質を向上させることができるとともに、基板上により均一な製膜を施すことのできる製膜カバーおよび真空処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】  被処理基板Ｋを支持する接地側平板電極１１と対向して設けられ、該接地側平板電極１１とともにガス吹出し型ラダー電極１２を囲繞するように構成された製膜カバー１０であって、前記接地側平板電極１１と対向する面に、少なくとも一つの排気穴１０ａが設けられていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板を支持する接地側平板電極と対向して設けられ、該接地側平板電極とともにガス供給系及びラダー型の電極を囲繞するように構成された製膜カバーであって、
前記接地側平板電極と対向する面の略中央部に少なくとも一つの排気穴が設けられていることを特徴とする製膜カバー。
【請求項２】
前記排気穴が、前記接地側平板電極と対向する面の、ガスが滞留しやすい箇所に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の製膜カバー。
【請求項３】
前記製膜カバーの端部が、不導体材料で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の製膜カバー。
【請求項４】
前記製膜カバーの端部が、前記製膜カバーの本体に対して摺動可能に構成されているとともに、当該端部の端面が、付勢手段により前記接地側平板電極の側に付勢されていることを特徴とする請求項３に記載の製膜カバー。
【請求項５】
被処理基板を支持する接地側平板電極と、請求項１から４のいずれか一項に記載の製膜カバーと、前記接地側平板電極と前記製膜カバーとの間に配置され、前記接地側平板電極と前記製膜カバーとで囲繞された空間内にガス供給系及びラダー型の電極と、前記ガスを当該装置外に導く排気管とを有する真空処理室を具備した真空処理装置であって、
前記ラダー電極の、前記被処理基板の表面と対向する面と、前記製膜カバーの、前記ラダー電極と対向する面との間の距離が、前記ラダー電極の、前記被処理基板の表面と対向する面と、前記被処理基板の表面との間の距離の３倍〜１０倍、好ましくは４倍〜６倍に設定されていることを特徴とする真空処理装置。
【請求項６】
被処理基板を支持する接地側平板電極と、請求項１から４のいずれか一項に記載の製膜カバーと、前記接地側平板電極と前記製膜カバーとの間に配置され、前記接地側平板電極と前記製膜カバーとで囲繞された空間内にガス供給系及びラダー型の電極と、前記ガスを当該装置外に導く排気管とを有する真空処理室を具備した真空処理装置であって、
前記製膜カバーの、前記接地側平板電極と対向する面と反対側の面で、かつ前記排気穴の近傍に、前記排気管の一端が配置されていることを特徴とする真空処理装置。
【請求項７】
前記排気管の一端と前記排気穴とが第２の排気管で連結されているとともに、前記排気管の一端および前記第２の排気管の一部または全てが、ベローズ構造とされていることを特徴とする請求項６に記載の真空処理装置。
【請求項８】
被処理基板を支持する接地側平板電極と対向して設けられ、該接地側平板電極とともにガス供給系及びラダー型の電極を囲繞するように構成された製膜カバーであって、
前記製膜カバーの端部が、不導体材料で構成されていることを特徴とする製膜カバー。
【請求項９】
被処理基板を支持する接地側平板電極と、請求項８に記載の製膜カバーと、前記接地側平板電極と前記製膜カバーとの間に配置され、前記接地側平板電極と前記製膜カバーとで囲繞された空間内にガス供給系及びラダー型の電極とを有する真空処理室を具備したことを特徴とする真空処理装置。
【請求項１０】
被処理基板を支持する接地側平板電極と、該接地側平板電極と対向して設けられた製膜カバーと、前記接地側平板電極と前記製膜カバーとの間に配置され、前記接地側平板電極と前記製膜カバーとで囲繞された空間内にガス供給系及びラダー型の電極とを有する真空処理室を具備した真空処理装置であって、
前記ラダー電極の、前記被処理基板の表面と対向する面と、前記製膜カバーの、前記ラダー電極と対向する面との間の距離が、前記ラダー電極の、前記被処理基板の表面と対向する面と、前記被処理基板の表面との間の距離の３倍〜１０倍、好ましくは４倍〜６倍に設定されていることを特徴とする真空処理装置。
【請求項１１】
ガス供給系及びラダー型の電極を一体化したガス吹き出し型ラダー電極が用いられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の真空処理装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマＣＶＤ、ドライエッチング、スパッタリング等の真空プラズマ処理を基板に施すための真空プラズマ処理装置に用いられる製膜カバーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラズマＣＶＤ装置等では、真空プラズマ処理装置内においてガス吹き出し型ラダー電極に反応ガスを供給し、これをプラズマ雰囲気にて分解反応させて基板（被処理基板）に薄膜を形成させるようにしている。このとき、ガス吹き出し型ラダー電極から吹き出た反応ガスは、製膜カバーの先端と接地側平板電極に設けられた基板押さえ具との間から排出されていくようになっている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１２０９８５号公報（図４および図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載されている真空プラズマ処理装置では、反応ガスの横流れ（被処理基板の面に沿う流れ）により反応ガスのプラズマ発生領域（電極と被処理基板の間の領域）内における滞在時間が長くなり、反応ガスが過剰に反応して、その結果、ナノクラスターなどの微粒子に成長したものを含むガスが、基板の製膜付近を通過するようになるため、製膜中に膜内に微粒子が取り込まれて、膜質を低下させてしまうといった問題点があった。
また、製膜カバーの先端と接地側平板電極に設けられた基板押さえ具との間から生成ガスを均一に排気させるためには、製膜カバーの先端と接地側平板電極に設けられた基板押さえ具との隙間を１０ｍｍ程度と狭くして圧力損失を持たせる必要があり、１ｍを超える大型基板の製膜においては、機械的設置精度や熱膨張による変形から、この隙間は実際には２０ｍｍ程度もしくはこれ以上となり、これら隙間から均一に排気させるには限界があり、均一な製膜を実現するのにも限界があった。
【０００４】
一方、本出願人が平成１４年８月２６日付けで提出した先の出願（特願2002-245147）に記載されている真空プラズマ処理装置では、反応ガスが横流れすることなく製膜カバー背面側へ流れの向きを変えるため、反応ガスのプラズマ発生領域内における滞在時間が短縮される（ここで、「背面」とは製膜カバーの接地側平板電極と対向する面を指す）。したがって、過剰に反応したナノクラスターなどの微粒子の成長そのものが抑制され、膜質が向上する。
しかしながら、製膜カバーの接地側平板電極と対向する面に多孔板もしくは複数のスリットを用いた場合、被処理基板上の流れは製膜カバー外部の流れの影響を受けやすく、均一な製膜を実現するためには更なる工夫が必要であった。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、基板上に形成される膜の膜質を向上させることができるとともに、基板上により均一な製膜を施すことのできる製膜カバーおよび真空処理装置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】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
請求項１に記載の製膜カバーは、被処理基板を支持する接地側平板電極と対向して設けられ、該接地側平板電極とともにガス供給系及びラダー型の電極を囲繞するように構成された製膜カバーであって、前記接地側平板電極と対向する面の略中央部に排気穴が設けられていることを特徴とする。ここで、ラダー電極はガスを均一に吹出しする部分と別体としても良いが、ガス吹き出し型ラダー電極として一体型でも良い。
このような製膜カバーによれば、製膜カバーと接地側平板電極とで囲繞された空間内の反応ガスが、接地側平板電極の背面に設けられた排気穴から排出されることとなるので、被処理基板上での反応ガスの横流れ（被処理基板の面に沿う流れ）が防止され、反応ガスのプラズマ発生領域内における滞在時間が短縮される。
したがって、過剰に反応したナノクラスターなどの微粒子の成長そのものが抑制され、膜質が向上する。
また、微粒子が発生したとしても、この微粒子を含む反応ガスは、被処理基板上で横流れすることなく、製膜カバーの背面側へと流れの向きを変えるため、膜内への微粒子の進入が防止され、膜質の低下が防止される。
さらに、このような製膜カバーによれば、製膜カバーと接地側平板電極とで囲繞された空間内の反応ガスが、どの場所においても略均一に排出されていくようになり、被処理基板の全面にわたって膜厚分布の均一化が図られることとなる。
【０００７】
請求項２に記載の製膜カバーは、排気穴が、前記接地側平板電極と対向する面の、ガスが滞留しやすい箇所に請求項１に対しさらに設けられていることを特徴とする。
このような製膜カバーによれば、製膜カバーと接地側平板電極とで囲繞された空間内における反応ガスの局所的な滞留が低減される。
したがって、過剰に反応したナノクラスターなどの微粒子の成長そのものが、請求項１記載のものよりもさらに抑制され、膜質のさらなる向上が図られる。
【０００８】
請求項３に記載の製膜カバーは、前記製膜カバーの端部が、不導体材料で構成されていることを特徴とする。ここで、製膜カバーの端部とはラダー電極周縁部と製膜カバー周壁部の最短部分より若干製膜カバー側から接地側平板電極までを指す。
従来の端部が導体材料で構成される製膜カバーでは、電極から製膜カバーへの放電を防ぐために、製膜カバーの端部とラダー電極の周縁部の間に一定の距離をとる必要があったが、端部が不導体材料で構成される製膜カバーでは、製膜カバーの端部とラダー電極の周縁部との距離を縮めることができるので、製膜カバーの小型化が図られるとともに、装置の小型化が図られることとなる。
また、製膜カバーのサイズを従来通りのサイズとしたまま、ラダー電極のサイズを大きくすることができるので、装置を大型化することなく、従来よりも大きな被処理基板の製膜処理を行うことができるようになる。
さらに、製膜カバーのサイズを小さくすることなく、従来通りのサイズとした場合には、製膜カバーの導電体部分とラダー電極の周縁部との距離が、従来のものよりも大きくなるので、製膜カバーとラダー電極間の不要な放電が抑制され、これにより電極周囲のプラズマ電位が従来のものよりも安定化し、製膜の膜厚分布の均一化が図られるとともに、セルフクリーニング時のフッ素プラズマ分布が均一となり、良好なセルフクリーニングが実施される。
【０００９】
請求項４に記載の製膜カバーは、前記製膜カバーの端部が、前記製膜カバーの本体に対して摺動可能に構成されているとともに、当該端部の端面が、付勢手段により前記接地側平板電極の側に付勢されていることを特徴とする。
このような製膜カバーによれば、端部の他端面が接地側平板電極の側に常に押しつけられた状態となり、製膜カバーと接地側平板電極との間からの反応ガスの吹き抜けによる横流れの発生が防止され、製膜カバー背面から排気を行うことの効果（微粒子の成長抑制による膜質の向上、反応ガスの均一排出による膜厚分布の均一化）を発揮することが可能となる。
【００１０】
請求項５に記載の真空処理装置は、被処理基板を支持する接地側平板電極と、請求項１から４のいずれか一項に記載の製膜カバーと、前記接地側平板電極と前記製膜カバーとの間に配置され、前記接地側平板電極と前記製膜カバーとで囲繞された空間内にガス供給系及びラダー型の電極と、前記ガスを当該装置外に導く排気管とを有する真空処理室を具備した真空処理装置であって、前記ラダー電極の、前記被処理基板の表面と対向する面と、前記製膜カバーの、前記ラダー電極と対向する面との間の距離が、前記ラダー電極の、前記被処理基板の表面と対向する面と、前記被処理基板の表面との間の距離の３倍〜１０倍、好ましくは４倍〜６倍に設定されていることを特徴とする。
このような真空処理装置によれば、製膜カバーと接地側平板電極間の領域の流動抵抗が減少して、大部分の反応ガスが製膜カバーと電極間の領域を流れるため、プラズマ発生領域（電極と被処理基板の間の領域）内の横流れが低減することにより、膜質及び膜厚分布がより均一なものとなる。
【００１１】
請求項６に記載の真空処理装置は、被処理基板を支持する接地側平板電極と、請求項１から４のいずれか一項に記載の製膜カバーと、前記接地側平板電極と前記製膜カバーとの間に配置され、前記接地側平板電極と前記製膜カバーとで囲繞された空間内にガス供給系及びラダー型の電極と、前記ガスを当該装置外に導く排気管とを有する真空処理室を具備した真空処理装置であって、前記製膜カバーの、前記接地側平板電極と対向する面と反対側の面で、かつ前記排気穴の近傍に、前記排気管の一端が配置されていることを特徴とする。
このような真空処理装置によれば、排気穴から出てきた反応ガスを製膜カバーの背面側に滞留させることなく真空処理室から排出させることができるようになり、製膜カバーの背面側におけるガス流れのコンダクタンス分布が均一となり、反応ガスの滞留領域の発生が抑制されるとともに、微粒子の成長が抑制されて、粉類の生成が抑制されることとなる。
微粒子の成長や粉類の生成が抑制されることにより、排気抵抗の増加が長期にわたって抑制されるとともに、所定の製膜圧力が長期にわたって維持されて、メンテナンス間隔が延び、稼働率の向上が図られることとなる。
また、真空処理室の底面に落下する粉類の量が減少し、落下した粉類の被処理基板への付着が防止されて、歩留まりの低下が防止されることとなる。
【００１２】
請求項７に記載の真空処理装置は、前記排気管の一端と前記排気穴とが第２の排気管で連結されているとともに、前記排気管の一端および前記第２の排気管の一部または全てが、ベローズ構造とされていることを特徴とする。
このような真空処理装置によれば、請求項６に記載したものよりも反応ガスの流れが整流化され、製膜カバーの背面側におけるガス流れのコンダクタンス分布がより均一となり、反応ガスの滞留領域の発生がより抑制されるとともに、微粒子の成長がより抑制されて、粉類の生成がより抑制されることとなる。
また、排気管の一端がベローズ構造とされているので、熱膨張差などによるお互いの拘束がなくなり、設計の自由度が広がることとなる。
【００１３】
請求項８に記載の製膜カバーは、被処理基板を支持する接地側平板電極と対向して設けられ、該接地側平板電極とともにガス供給系及びラダー型の電極を囲繞するように構成された製膜カバーであって、前記製膜カバーの端部が、不導体材料で構成されていることを特徴とする。ここで、製膜カバーの端部とはラダー電極周縁部と製膜カバー周壁部の最短部分より若干製膜カバー側から接地側平板電極までを指す。
従来の端部が導体材料で構成される製膜カバーでは、電極から製膜カバーへの放電を防ぐために、製膜カバーの端部とラダー電極の周縁部の間に一定の距離をとる必要があったが、端部が不導体材料で構成される製膜カバーでは、製膜カバーの端部とラダー電極の周縁部との距離を縮めることができるので、製膜カバーの小型化が図られるとともに、装置の小型化が図られることとなる。
また、製膜カバーのサイズを従来通りのサイズとしたまま、ガス吹き出し型ラダー電極のサイズを大きくすることができるので、装置を大型化することなく、従来よりも大きな被処理基板の製膜処理を行うことができるようになる。
さらに、製膜カバーのサイズを小さくすることなく、従来通りのサイズとした場合には、製膜カバーの導電体部分とガス吹き出し型ラダー電極の周縁部との距離が、従来のものよりも大きくなるので、製膜カバーとラダー電極間の不要な放電が抑制され、これにより電極周囲のプラズマ電位が従来のものよりも安定化し、製膜の膜厚分布の均一化が図られるとともに、セルフクリーニング時のフッ素プラズマ分布が均一となり、良好なセルフクリーニングが実施される。
【００１４】
請求項９に記載の真空処理装置は、被処理基板を支持する接地側平板電極と、請求項８に記載の製膜カバーと、前記接地側平板電極と前記製膜カバーとの間に配置され、前記接地側平板電極と前記製膜カバーとで囲繞された空間内にガス供給系及びラダー型の電極とを有する真空処理室を具備したことを特徴とする。ここで、製膜カバーの端部とはラダー電極周縁部と製膜カバー周壁部の最短部分より若干製膜カバー側から接地側平板電極までを指す。
このような真空処理装置によれば、製膜カバーの端部とラダー電極の周縁部との距離を縮めることにより真空処理室の小型化が図られるとともに、装置全体の小型化が図られることとなる。
また、製膜カバーのサイズを従来通りのサイズとしたまま、ガス吹き出し型ラダー電極のサイズを大きくすることができるので、装置を大型化することなく、従来よりも大きな被処理基板の製膜処理を行うことができるようになる。
さらに、製膜カバーのサイズを小さくすることなく、従来通りのサイズとした場合には、製膜カバーの導電体部分とガス吹き出し型ラダー電極の周縁部との距離が、従来のものよりも大きくなるので、製膜カバーとラダー電極間の不要な放電が抑制され、これにより電極周囲のプラズマ電位が従来のものよりも安定化し、製膜の膜厚分布の均一化が図られるとともに、セルフクリーニング時のフッ素プラズマ分布が均一となり、良好なセルフクリーニングが実施される。
【００１５】
請求項１０に記載の真空処理装置は、被処理基板を支持する接地側平板電極と、該接地側平板電極と対向して設けられた製膜カバーと、前記接地側平板電極と前記製膜カバーとの間に配置され、前記接地側平板電極と前記製膜カバーとで囲繞された空間内にガス供給系及びラダー型の電極とを有する真空処理室を具備した真空処理装置であって、前記ラダー電極の、前記被処理基板の表面と対向する面と、前記製膜カバーの、前記ラダー電極と対向する面との間の距離が、前記ラダー電極の、前記被処理基板の表面と対向する面と、前記被処理基板の表面との間の距離の３倍〜１０倍、好ましくは４倍〜６倍に設定されていることを特徴とする。
このような真空処理装置によれば、製膜カバーと接地側平板電極間の領域の流動抵抗が減少して、大部分の反応ガスが製膜カバーと電極間の領域を流れるため、プラズマ発生領域（電極と被処理基板の間の領域）内の横流れが低減することにより、膜質及び膜厚分布がより均一なものとなる。
【００１６】
請求項１１に記載の真空処理装置は、ガス供給系及びラダー型の電極を一体化したガス吹き出し型ラダー電極が用いられていることを特徴とする。
このような真空処理装置によれば、ガス供給系及びラダー型の電極の代わりに、これらガス供給系とラダー型の電極とが一体化されたガス吹き出し型ラダー電極が使用されている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
基板上に形成される膜の膜質を向上させることができるとともに、基板上により均一な製膜を施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明による製膜カバーについて、図面を参照しながら説明する。
本発明による製膜カバーは、たとえば図９に示すようなクラスタ型真空処理装置８０１に用いられるものである。
図９に示すように、クラスタ型真空処理装置８０１は中央に台車回転室としての共通搬送室８３０を備え、その周囲を取り囲むようにロード室８１０、アンロード室８２０、５つの製膜室（真空処理室）８７０Ａ〜８７０Ｅ、予備室８８０が配置されている。予備室８８０は製膜室（真空処理室）や基板予熱室などに使用可能である。これら各室８１０，８２０，８７０Ａ〜８７０Ｅ，８８０はゲート弁（図示せず）を介して台車移動接続室８４０Ａ〜８４０Ｈにそれぞれ連通し、さらに各台車移動接続室８４０Ａ〜８４０Ｈは共通搬送室８３０にそれぞれ連通している。
【００１９】
ロード室８１０には２台の搬送装置８０６Ａ，８０６Ｂが、アンロード室８２０にも２台の搬送装置８０６Ｃ，８０６Ｄが、共通搬送室８３０には２台の搬送装置８０６Ｅ，８０６Ｆがそれぞれ設けられ、装置全体では合計少なくとも６台の搬送装置８０６Ａ〜８０６Ｆが各所に配置されている。
【００２０】
図１０に示すように、前述した製膜室８７０Ａ〜８７０Ｅ内にはそれぞれ、固定された製膜ユニット９１２と、この製膜ユニット９１２の両側に固定して配置された基板加熱用ヒータ９１３，９１３が配置されている。また、製膜ユニット９１２と基板加熱用ヒータ９１３間には、後述する基板搬送台車により製膜室の所定の位置に搬送されるガラス基板（被処理基板）９１４や接地側平板電極９１５やガス吹出し型ラダー電極９１６等が配置されている。ガス吹出し型ラダー電極９１６は、そのガス吹き出し孔径とピッチを工夫することによりガス噴出時に十分な圧力損失を持たせ、電極全体でガスの噴出流量が均一になるようにしている。
【００２１】
製膜ユニット９１２は、図１１に示すような構成となっている。すなわち、製膜ユニット９１２は、中央部に立てかけて配置された製膜ユニット温度制御ヒータまたはクーラ（以下、温度制御ユニットと呼ぶ）９１７と、この温度制御ユニット９１７の両側に製膜カバー（一体型製膜ユニットカバー、あるいは防着板ともいう）９１８を介して配置されたガス吹出し型ラダー電極９１６と、前記ラダー電極９１６の枠体部分に配置されたポジショナ（基板押さえ板）９１９と、前記ポジショナ９１９と連結されて前記温度制御ユニット９１７、製膜カバー９１８およびラダー電極９１６の一部を囲むように配置された排気ガスカバー９２０と、前記ラダー電極９１６の背面側に配置された、前記ガラス基板９１４を支持する接地側平板電極９１５と、前記排気ガスカバー９２０内を排気する排気管（排気手段）９２１とを有している。
【００２２】
ガラス基板９１４は、たとえば上下に夫々二個ずつボルト受け９２２を有した接地側平板電極９１５に支持されている。接地側平板電極９１５は駆動モータ９２３によりボルト９２４が回動することにより、ポジショナ９１９に密着するようになっている。また、基板加熱用ヒータ９１３は、図１０の矢印Ａのように移動する。ラダー電極９１６はガス吹出し一体型であり、パイプ状の枠体９１６ａと、この枠体９１６ａに梯子型に多数並列され、複数のガス吹出し穴を有するパイプ９１６ｂとから構成されている。
【００２３】
図１は本発明による製膜カバーの第１実施形態を示す図であって、（ａ）は一部横断面図、（ｂ）は一部縦断面図である。
この製膜カバー１０は、被処理基板Ｋを支持する接地側平板電極１１と対向して設けられるとともに、この接地側平板電極１１とともにガス吹き出し型ラダー電極１２を囲繞するように構成されたものである。
製膜カバー１０と接地側平板電極１１とにより空間Ｓが形成され、この空間Ｓ内にはガス吹き出し型ラダー電極１２のガス吹出し穴１２ａから反応ガスが供給されるようになっている。
製膜カバー１０の、接地側平板電極１１と対向する面（以下、「背面」という）の略中央部には、平面視円形の排気穴１０ａが一つ設けられているとともに、製膜カバー１０の先端１０ｂは、被処理基板Ｋを接地側平板電極１１上に保持するために設けられた基板押さえ板１１ａの表面と当接するように構成されている。
排気穴１０ａの大きさは、製膜室内排気のコンダクタンスから、前述した排気管９２１（図１１参照）の内径（たとえば、２５０ｍｍ）程度とされている。
なお、ガス吹き出し型ラダー電極１２は、図示しないガス供給管と、このガス供給管に接続された上部ガスヘッダー１２ｂおよび下部ガスヘッダー１２ｃと、これら上部ガスヘッダー１２ｂおよび下部ガスヘッダー１２ｃの間に接続された複数本のガス管１２ｄとを具備したものである。
【００２４】
このように、製膜カバー１０の先端１０ｂを基板押さえ板１１ａの表面に当接させるとともに、空間Ｓ内の反応ガスを排気穴１０ａから排出させるようにしたことにより、被処理基板Ｋ上での反応ガスの横流れ（すなわち、被処理基板Ｋの表面に沿った流れ）を防止し、プラズマ発生領域（電極１２と被処理基板Ｋの間の領域）内における反応ガスの滞留時間を短縮することができる（試算では、従来５０Ｐａで最長２００ミリ秒であったものが、本実施形態のものでは５０Ｐａで最長１５ミリ秒という結果を得ている）。
反応ガスの横流れが発生し、反応ガスがプラズマ発生領域内に長く留まると、反応ガスが過剰に反応してナノクラスターなどの微粒子が成長する。微粒子が膜内に取り込まれると膜質の低下につながることから、反応ガスがプラズマ発生領域内に滞在する時間を短縮し微粒子の成長を抑制することにより膜質を向上させることができる。
また、微粒子が発生したとしても、この微粒子を含む反応ガスは、被処理基板Ｋ上で横流れすることなく、製膜カバー１０の背面側へ流れの向きを変えるため、膜内に微粒子が取り込まれることを防止することができて、膜質の低下を防止することができる。
【００２５】
さらに、反応ガスを排気穴１０ａから排出させることにより、製膜カバーと接地側平板電極とで囲繞された空間内の反応ガスがどの場所においても略均一に排出されていくようになるため、製膜カバー１０の先端１０ｂと基板押さえ具１１ａとの間から生成ガスを排気させる場合に比べ、被処理基板Ｋ上に均一な膜厚分布を形成させることができる。これは、製膜カバーの先端と基板押さえ具との間から生成ガスを排気させる場合、製膜カバーの先端と基板押さえ具との間から排気管９２１（図１１）に至るまでガスの経路の長さが場所によって異なるため、排気管に至る経路が短い場所でのガスの排気量が多くなり、排気に分布が生じるのに対し、排気穴１０ａから集めて排気する場合このような経路による排気の分布を生じないためである。特に、高水素希釈条件など全体ガス流量が多い条件においては、経路中での渦等の発生により排気にさらに分布が生じる可能性がある。
図１２は、製膜カバーの先端と基板押さえ具との間から生成ガスを排気させる、いわゆる従来の周辺排気による方法で製造された被処理基板の膜厚分布と、本実施形態の背面排気による方法で製造された被処理基板の膜厚分布とを比較したグラフである。ここでいう膜厚分布とは、各基板における膜厚の平均値を１００としたとき、この平均値からの最大のずれ幅を示したものであり、周辺排気による方法では平均値から±１９％のずれがあったのに対し、背面排気による方法では平均値から±１５．５％のずれとなり、膜厚分布が改善されていることがわかる。
【００２６】
本発明による製膜カバーの第２実施形態について、図２を用いて説明する。
本実施形態における製膜カバー２０は、製膜カバー２０の背面に、前述した排気穴１０ａとは異なる第２の排気穴２０ａが設けられている点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００２７】
製膜カバー２０の背面四隅（すなわち、反応ガスが滞留しやすい箇所）にはそれぞれ、平面視円形の第２の排気穴２０ａが一つずつ設けられているとともに、製膜カバー２０の先端２０ｂは、被処理基板Ｋを接地側平板電極１１上に保持するために設けられた基板押さえ板１１ａの表面と当接するように構成されている。
第２の排気穴２０ａの大きさは、製膜カバー２０の略中央部に設けられた排気穴１０ａの大きさよりも十分に小さいものであり、具体的には排気穴１０ａの面積の１／１０以下（たとえば、直径２０ｍｍ）とされ、空間Ｓ内の反応ガスの流れに乱れを生じさせないような大きさとされている。
【００２８】
このように、反応ガスが滞留しやすい箇所（解析により見つけた渦ができやすい場所）に第２の排気穴２０ａを設けることにより、第１実施形態のものよりも空間Ｓ内における反応ガスの局所的な滞留を低減させることができる。
したがって、過剰に反応したナノクラスターなどの微粒子の成長そのものを第１実施形態のものよりもさらに抑制することができ、膜質をより一層向上させることができる。
【００２９】
本発明による製膜カバーの第３実施形態について、図３を用いて説明する。
本実施形態における製膜カバー３０は、製膜カバー３０の端部（すなわち、ガス吹き出し型ラダー電極１２の周縁部を取り囲む周壁部）３０ａに、不導体材料が使用されている点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００３０】
不導体材料としては、フロート電位となるセラミックスが好適であり、中でも真空中での脱ガスが少なく、加工が容易で、安価に入手でき、さらにはＦ（フッ素）ガス系によるセルフクリーニングにも耐え得るアルミナセラミックス（純度≧９９．５％）が好適である。
【００３１】
このように、製膜カバー３０の端部３０ａを不導体材料とすることにより、製膜カバー３０の端部３０ａとガス吹き出し型ラダー電極１２の周縁部との距離を縮めることができるので、製膜カバー３０のサイズを小さくすることができて、装置の小型化を図ることができる。
また、製膜カバー３０のサイズを従来通りのサイズとしたまま、ガス吹き出し型ラダー電極１２のサイズを大きくすることができるので、装置を大型化することなく、従来よりも大きな被処理基板の製膜処理を行うことができるようになる。
さらに、製膜カバー３０のサイズを小さくすることなく、従来通りのサイズとした場合には、製膜カバー３０の導電体部分とガス吹き出し型ラダー電極１２の周縁部との最短距離δが、従来のものよりも伸びる（大きくなる）ので、電極周囲のプラズマ電位を従来のものよりも安定化させることができ、製膜の膜厚分布をより均一化することができるとともに、セルフクリーニング時のフッ素プラズマ分布を均一に保つことができ、良好なセルフクリーニングを実施することができる。
【００３２】
本発明による製膜カバーの第４実施形態について、図４を用いて説明する。
本実施形態における製膜カバー４０は、第３実施形態のところで説明した製膜カバー３０の端部３０ａが、付勢手段４１により基板押さえ具１１ａの方へ付勢されている点で前述した第３実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００３３】
付勢手段４１は、支持部材４２と、付勢部材４３と、スライド機構４４とを主たる要素として構成されたものである。
支持部材４２は、製膜カバー４０の湾曲部外表面４０ａから、接地側平板電極１１および被処理基板Ｋの表面と平行な面内において外方に延びるフランジ状の部材である。
付勢部材４３は、たとえば図に示すような板バネからなり、その一端が支持部材４２の一面（接地側平板電極１１および基板押さえ具１１ａと対向する面）に取り付けられているとともに、その他端が端部３０ａの一端面（支持部材４２の一面と対向する面）に取り付けられたものである。
スライド機構４４は、端部３０ａの板厚方向に開けられた長穴４４ａと、この長穴４４ａ内に設けられるとともに製膜カバー４０の周壁部４０ｂに締結された皿ねじ４４ｂとからなり、端部３０ａが接地側平板電極１１の表面に対して垂直な方向（図４（ａ）において上下方向）に自由に移動できる構成とされている。
【００３４】
付勢手段４１を設けることにより、端部３０ａの他端面３０ｂが基板押さえ具１１ａの表面に向かって常に押しつけられた状態となるため、端部３０ａと基板押さえ具１１ａとの密着性を高めることができて、反応ガスを排気穴１０ａから確実に排気させることができる。
【００３５】
本発明による真空処理装置の製膜室の一実施形態について、図５を用いて説明する。
製膜室の構成については、図１０および図１１を用いてその概略を述べたので、ここではその説明を省略し、発明の特徴部のみを説明する。
本実施形態における製膜室５０は、前述した製膜カバー１０，２０，３０，４０のいずれか一つを具備するとともに、図１１に示した排気管９２１の一端９２１ａを排気穴１０ａの近傍まで延在させたものである。
【００３６】
このように、排気管９２１の一端９２１ａを排気穴１０ａの近傍に位置させることにより、排気穴１０ａから出てきた反応ガスを製膜カバーの背面側（排気管９２１側）に滞留させることなく製膜室５０から排出させることができるようになる。
これにより、製膜カバーの背面側におけるガス流れのコンダクタンス分布が均一となり、反応ガスの滞留領域の発生が抑制されるとともに、微粒子の成長が抑制されて、粉類の生成が抑制されることとなる。
微粒子の成長や粉類の生成が抑制されることにより、排気抵抗の増加を長期にわたって抑制することができるとともに、所定の製膜圧力を長期にわたって維持することができるようになりメンテナンス間隔を延ばすことができて、稼働率の向上を図ることができる。
また、製膜室の底面に落下する粉類の量を減少させることができるので、落下した粉類が被処理基板に付着するのを防止することができ、歩留まりの低下を防止することができる。
【００３７】
本発明による真空処理装置の製膜室の他の実施形態について、図６を用いて説明する。
本実施形態における製膜室６０は、排気管９２１の先端がＴ字状に構成されているとともに、ベローズ構造とされている点で前述した実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００３８】
排気管９２１の一端９２１ｂは、前述した一端９２１ａと同様、図において下方に延びたものである。この一端９２１ｂには、図において左側に位置する排気穴１０ａおよび図において右側に位置する排気穴１０ａを連通するとともに、これら排気穴１０ａから出てきた反応ガスを一端９２１ｂの方へ導く第２の排気管９２１ｄが接合されており、これら一端９２１ｂおよび第２の排気管９２１ｃは全体としてフレキシブルな特性を有するベローズ構造とされている。
また、第２の排気管９２１ｃの両端面と製膜カバーの背面との間には隙間が設けられており、製膜カバーの背面側の空間に存する反応ガスも同時に排気管９２１を通して製膜室６０から排気できるようになっている。
【００３９】
このように、第２の排気管９２１ｃの各端面を排気穴１０ａにより接近させて配置することにより、前述した実施形態のものよりも反応ガスの流れが整流化され、製膜カバーの背面側におけるガス流れのコンダクタンス分布がより均一となり、反応ガスの滞留領域の発生がより抑制されるとともに、微粒子の成長がより抑制されて、粉類の生成がより抑制されることとなる。
また、排気管９２１の一端９２１ｂおよび第２の排気管９２１ｃがベローズ構造とされているので、熱膨張差などによるお互いの拘束をなくすことができる。
さらに、第２の排気管９２１ｃの両端面と製膜カバーの背面との間に隙間が設けられているので、製膜カバーの背面側の空間に存する反応ガスを、同時に排気管を通して製膜室６０の外に排出することができる。
【００４０】
以上説明してきた実施形態において、図７に示すように、被処理基板Ｋとガス吹き出し型ラダー電極１２との間の距離（すなわち、被処理基板Ｋの表面と、被処理基板Ｋの表面と対向するガス吹き出し型ラダー電極１２の面との距離）Ｌ１、およびガス吹き出し型ラダー電極１２と製膜カバーとの間の距離（すなわち、被処理基板Ｋの表面と対向するガス吹き出し型ラダー電極１２の面と、製膜カバーの背面内側表面との間の距離）Ｌ２が、Ｌ２／Ｌ１＝３〜１０、好ましくは４〜６となるように、ガス吹き出し型ラダー電極１２が配置されているとさらに好適である。
【００４１】
このように、ガス吹き出し型ラダー電極１２と製膜カバーとの間の距離Ｌ２を増加させることにより、空間Ｓ内の反応ガスの流速を下げることができ、流動抵抗を低減させることができて、被処理基板Ｋに沿った横流れを低減させることができ、膜厚分布をさらに良好なものとすることができる。
なお、Ｌ２／Ｌ１は大きい方がガス流れが均一化するが、空間Ｓの容積が増大し、排気時間が長くなり、微粒子が生成し易くなるとともに、製膜ユニットの大型化を招くので、必要以上に大きな値を取らないよう上限を１０に設定している。
【００４２】
また、Ｌ２／Ｌ１＝３〜１０、好ましくは４〜６となるように、ガス吹き出し型ラダー電極１２を配置すること、および前述した第３実施形態のものは、今まで述べてきた製膜カバーの背面中央部に排気穴１０ａを有するものに限定して適用されるものではなく、たとえば、図８に示すような、排気穴１０ａを有しない、製膜カバー８０の先端８０ａと基板押さえ具１１ａとの間から生成ガスを排気させるものにも適用し得るものである。
作用効果については既に各実施形態のところで述べたので、ここではその説明を省略する。
【００４３】
ラダー電極断面形状は図では円形を記載しているが、円形にこだわることなく、角部分を丸めて異常放電を抑制した正方形や長方形、更には楕円形状でも良い。また、上述した実施形態では、ガス吹き出し型ラダー電極を用いた場合について説明したが、ガス供給系とラダー電極とが別々になっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による製膜カバーの第１実施形態を示す図であって、（ａ）は一部横断面図、（ｂ）は一部縦断面図である。
【図２】本発明による製膜カバーの第２実施形態を示す図であって、（ａ）は一部横断面図、（ｂ）は一部縦断面図である。
【図３】本発明による製膜カバーの第３実施形態を示す図であって、（ａ）は一部横断面図、（ｂ）は一部縦断面図である。
【図４】本発明による製膜カバーの第４実施形態を示す図であって、（ａ）は一部横断面図、（ｂ）は一部縦断面図、（ｃ）は付勢手段の要部斜視図である。
【図５】本発明による製膜室の一実施形態を示す概略縦断面である。
【図６】本発明による製膜室の他の実施形態を示す概略縦断面である。
【図７】本発明による製膜カバーの変形実施形態を示す図であって、（ａ）は一部横断面図、（ｂ）は一部縦断面図である。
【図８】本発明による製膜カバーの他の変形実施形態を示す図であって、（ａ）は一部横断面図、（ｂ）は一部縦断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係るクラスタ型真空処理装置の全体斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る真空処理装置の製膜室の概略構成図である。
【図１１】図１０の製膜室内に配置された製膜ユニットの全体構成図である。
【図１２】従来の周辺排気による方法で製造された被処理基板の膜厚分布と、本発明の背面排気による方法で製造された被処理基板の膜厚分布とを比較したグラフである。
【符号の説明】
【００４５】
１０    製膜カバー
１０ａ  排気穴
１１    接地側平板電極
１２    ガス吹出し型ラダー電極
２０    製膜カバー
２０ａ  排気穴
３０    製膜カバー
３０ａ  端部
４０    製膜カバー
４１    付勢手段
５０    製膜室
６０    製膜室
８０１    クラスタ型真空処理装置（真空処理装置）
８７０Ａ  製膜室  
８７０Ｂ  製膜室
８７０Ｃ  製膜室
８７０Ｄ  製膜室
８７０Ｅ  製膜室
９１５    接地側平板電極
９１８    製膜カバー
９２１    排気管
９２１ａ  一端
９２１ｂ  一端
９２１ｃ  第２の排気管
Ｌ１    距離
Ｌ２    距離
Ｋ      被処理基板
【図１】
2005220424.tif 000003
【図２】
2005220424.tif 000004
【図３】
2005220424.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005220424.tif 000007
【図６】
2005220424.tif 000008
【図７】
2005220424.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005220424.tif 000011
【図１０】
2005220424.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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