JP4451684B2 - 真空処理装置 - Google Patents

Description

この発明は真空処理装置の真空容器内でプラズマを生成して電気的に中性な励起活性種（本明細書において「ラジカル」と表す）を発生させ、当該真空容器内に配置されている基板に対する処理、例えば、基板上に薄膜を形成する処理や、基板上に形成されている薄膜の表面処理などを行う真空処理装置に関する。

真空処理装置の真空容器内でプラズマを形成することによりラジカルを生成して当該真空容器内に配置されている基板に対する処理、例えば、基板上に薄膜を形成する処理や、基板上に形成されている薄膜の膜質を改善するための表面処理などを行う真空処理装置は種々の用途に用いられている。

例えば、低温でポリシリコン型ＴＦＴを利用する液晶ディスプレイの作製で、低温でゲート絶縁膜として適当なシリコン酸化膜を成膜する真空処理装置として、現在のところ、プラズマＣＶＤが使用されている。

例えば、先の特許出願である特開２０００−３４５３４９号において、真空処理装置の真空容器内でプラズマを生成してラジカルを発生させ、当該真空容器内に配置されている基板に処理を行うＣＶＤ装置（本明細書において、この先の特許出願に係るＣＶＤ装置を通常のプラズマＣＶＤ装置と区別するため、ラジカルシャワーＣＶＤ装置として「ＲＳ−ＣＶＤ装置」と呼ぶ）を提案している。

特開２０００−３４５３４９号においては、このＲＳ−ＣＶＤ装置は、真空容器内でプラズマを生成してラジカルを発生させ、このラジカルと成膜ガスで基板に成膜処理を行うものとして提案されている。

すなわち、特開２０００−３４５３４９号において提案されているＲＳ−ＣＶＤ装置の使用方法は以下のようなものであった。

まず、真空反応室内をラジカルが通過する複数の貫通孔を持つ隔壁板を用いてプラズマ生成空間と成膜処理空間（この成膜処理空間が基板処理空間に相当する）とに分離し、プラズマ生成空間にガスを導入してプラズマによりラジカルを発生させ、このラジカルを前記の隔壁板にある複数の貫通孔を通して成膜処理空間に導入する。そして、成膜処理空間において、ここに直接導入された成膜ガスと、前記のように隔壁板の複数の貫通孔を介して導入されてきたラジカルとを反応させ、成膜処理空間に配置されている基板上（例えば、３７０ｍｍ×４７０ｍｍのガラス基板の上）に成膜処理を行うものである。

なお、本明細書において、基板処理空間、例えば、成膜処理空間に「直接導入された成膜ガス」とは、プラズマやラジカルに接触することなく、真空反応室の外部から、直接、基板処理空間、例えば、成膜処理空間に導入された成膜ガスのことをいう。

図１にＲＳ−ＣＶＤ装置が、特開２０００−３４５３４９号で提案されているように、基板上への薄膜形成を行うものとして使用される場合に従来採用されていた隔壁板の一般的な構造を示す。

隔壁板１４は、成膜ガスを拡散するための成膜ガス拡散空間２４を内部に複数個備えている。互いに連通されている各成膜ガス拡散空間２４は、図１中、上側に存在するプラズマ生成空間１５から隔離されかつ、図１中、下側に存在する成膜処理空間１６と成膜ガス拡散孔２６を介して通じている。成膜ガス導入パイプにつながる成膜ガス導入口２８ｂを介して複数の成膜ガス拡散空間２４内に導入された成膜ガスは、この中で拡散され、成膜ガス拡散孔２６を介して成膜処理空間１６の全域に、均一に供給される。

隔壁板１４は、更に、成膜ガス拡散空間２４が配備されていない箇所を一側面側から他側面側に向けて貫通する（図１では上下方向に貫通する）貫通孔２５を複数個備えている。この貫通孔２５は、図２に拡大して示したように、ラジカル通過孔２５ａと、ラジカルの逃げ孔２５ｂとからなる。図３は、図１のＸ−Ｘ線方向から見た隔壁板１４の内部の一部平面図を表すものである。

このような構造の隔壁板１４によって、真空反応室内がプラズマ生成空間１５と成膜処理空間１６とに分離されていることにより、プラズマ生成空間１５で発生したラジカルは貫通孔２５を介してのみ成膜処理空間１６に導入され、一方、真空反応室の外部から成膜ガス拡散空間２４内に導入された成膜ガスは、プラズマやラジカルに接触することなく、成膜ガス拡散孔２６を介して成膜処理空間１６に直接導入されるのである。
特開２０００−３４５３４９号公報

特開２０００−３４５３４９号で基板上への薄膜形成を行う場合について提案が行われているＲＳ−ＣＶＤ装置のように、真空反応室内をラジカルが通過する複数の貫通孔を持つ隔壁板を用いてプラズマ生成空間と基板処理空間とに分離し、プラズマ生成空間にガスを導入してプラズマによりラジカルを発生させ、このラジカルを前記隔壁板にある複数の貫通孔を通して基板処理空間に導入し、当該基板処理空間に配置されている基板に処理を行う真空処理装置には、以下に述べるような改善の余地があった。

このような真空処理装置に採用されていた図１〜図３図示の従来の隔壁板では、隔壁板１４のプラズマ生成空間側表面がプラズマ放電で叩かれるので、表面が劣化することを避けられなかった。そして、表面が劣化した場合には、内部に複数の成膜ガス拡散空間２４を備えている隔壁板１４の全体を交換する必要があった。

また、基板処理空間に配置された基板の処理条件に合わせてプラズマ生成空間内の放電条件などを変更しようとするときにラジカル通過孔２５ａの大きさを変更することによってこの放電条件などの変更を行おうとすると、同様に、隔壁板１４の全体を交換する必要があった。

前記のようにプラズマ生成空間側表面の劣化だけの理由により隔壁板全体を交換することは、真空処理装置のランニングコストの高騰につながらざるを得ない。

更に、前述のＲＳ−ＣＶＤ装置では、真空反応室の外部から成膜処理空間１６に成膜ガスを直接導入するために、図１〜図３に示したように、プラズマ生成空間１５から隔離され、成膜処理空間１６と成膜ガス拡散孔２６を介して通じている成膜ガス拡散空間２４を内部に複数備えている形態の隔壁板１４を採用する場合、複数枚の板体を積層して隔壁板１４が形成されているので、ラジカルが各積層板間の隙間から成膜ガス拡散空間２４へ入り込み、隔壁板１４内部で成膜ガスと接触して反応を起こしてしまうおそれがあった。

本発明の目的は、真空反応室内をラジカルが通過する複数の貫通孔を持つ隔壁板を用いてプラズマ生成空間と基板処理空間とに分離し、プラズマ生成空間にガスを導入してプラズマによりラジカルを発生させ、このラジカルを前記隔壁板にある複数の貫通孔を通して基板処理空間に導入し、当該基板処理空間に配置されている基板に処理を行う真空処理装置に存在している前記の問題点を解決することにある。

前記課題を解決するため、本発明が提案する真空処理装置は、真空反応室内をラジカルが通過する複数の貫通孔を持つ隔壁板を用いてプラズマ生成空間と基板処理空間とに分離し、プラズマ生成空間にガスを導入してプラズマによりラジカルを発生させ、このラジカルを前記の隔壁板にある複数の貫通孔を通して基板処理空間に導入し、当該基板処理空間に配置されている基板に処理を行う装置において、前記隔壁板が次のようにして形成されていることを特徴とするものである。

すなわち、前記基板処理空間と通じている成膜ガス拡散空間を内部に備えていると共に、当該成膜ガス拡散空間が配備されていない箇所に複数の貫通孔を備えている隔壁本体と、当該隔壁本体のプラズマ生成空間側に配置され、当該隔壁本体に備えられている前記貫通孔に対応する位置にラジカル通過孔を有する制御板とで前記隔壁板が形成されていることを特徴とするものである。

前記本発明の真空処理装置において、基板処理空間に配置されている基板に行われる処理としては、例えば、基板上に薄膜を形成する処理や、基板上に形成されている薄膜の膜質を改善するための表面処理などがある。

基板上に薄膜を形成する処理を行う場合には、例えば、前述したとＲＳ−ＣＶＤ装置の場合と同じように、隔壁板にある複数の貫通孔を通して基板処理空間（ＲＳ−ＣＶＤ装置の場合は成膜処理空間になる）に導入されたラジカルと、この基板処理空間に直接導入された成膜ガスとを反応させて基板処理空間に配置されている基板上に成膜処理を行うことになる。

前記本発明の真空処理装置において、隔壁板を隔壁本体と共に形成する制御板は、ラジカル通過孔を有する凸部を前記隔壁本体に備えられている貫通孔に対応する位置に備えているものであるようにすることもできる。

前記いずれの形態の隔壁板であっても、隔壁板は貫通孔を複数個備えている隔壁本体と、そのプラズマ生成空間側に配置される制御板とによって形成されているので、プラズマ生成空間に配置されている制御板のプラズマ生成空間側表面がプラズマ放電で叩かれて、表面が劣化した場合であっても、隔壁板全体ではなく、制御板のみを交換するだけでよい。

従って、本発明の真空処理装置が前述したＲＳ−ＣＶＤ装置として構成されている場合、ＲＳ−ＣＶＤ装置のランニングコストの低下を図ることが可能になり、また、ラジカル通過孔の大きさを変更することによって放電条件などを変更しようとする場合も、同様に、隔壁板全体ではなく、制御板のみを交換するだけでよい。

この結果、ＲＳ−ＣＶＤ装置において、外部から供給される成膜ガス導入パイプと接続する隔壁本体の交換を行う必要がないので、基板の処理内容や処理条件に合わせて、貫通孔を通過するラジカル量の調整やプラズマ生成空間に導入される酸素ガスの流量の変更等を容易に行うことができる。これによって、プロセスマージンを広げることやプロセス条件を最適化することが可能になる。

また、前記における後者の形態の隔壁板（すなわち、制御板がラジカル通過孔を有する凸部を、隔壁本体の貫通孔に対応する位置に、備えている形態の隔壁板）を採用すれば、隔壁本体が内部に複数の成膜ガス拡散空間を備えているものであって、この隔壁本体のプラズマ生成空間側に制御板を配置して隔壁板を形成するときであっても、制御板のラジカル通過孔を備えている凸部が、プラズマ生成空間側から、隔壁本体に備えられている貫通孔に挿入されるので、制御板と隔壁板と間の隙間からラジカルが成膜ガス拡散空間に入り込み、隔壁板内部で反応を起こしてしまうおそれを未然に防止できる。

なお、かかる作用・効果をより有効に発揮させるため、制御板に供えられている凸部は、隔壁本体に備えられている貫通孔に緊密に挿入される形態、例えば、隔壁本体に備えられている貫通孔が円柱状の形態である場合には、制御板に備えられている凸部を当該円柱状貫通孔の内径に対応する外径を有する円柱体として形成されていることが望ましい。

以上説明した本発明の基板処理装置において、隔壁本体と、隔壁本体のプラズマ生成空間側に配置される制御板とは、例えば、隔壁本体、制御板の周縁において、ネジなどの固定手段を用いて両者を結合することにより固定する。

本発明の真空処理装置によれば、真空反応室内をプラズマ生成空間と基板処理空間とに二分する隔壁板が、貫通孔を複数個備えている隔壁本体と、そのプラズマ生成空間側に配置される制御板とによって形成されているので、プラズマ生成空間側に配置されている制御板のプラズマ生成空間側表面がプラズマ放電で叩かれて表面が劣化した場合であっても、隔壁板全体ではなく、制御板のみを交換するだけでよい。また、ラジカル通過孔の大きさを変更することによって放電条件などを変更しようとする場合も、同様に、外部から供給される成膜ガス導入パイプと接続する隔壁本体の交換を行う必要はなく、制御板のみを交換するだけでよい。

この結果、真空反応室内をラジカルが通過する複数の貫通孔を持つ隔壁板を用いてプラズマ生成空間と基板処理空間とに分離し、プラズマ生成空間にガスを導入してプラズマによりラジカルを発生させ、このラジカルを前記隔壁板にある複数の貫通孔を通して基板処理空間に導入し、当該基板処理空間に配置されている基板に処理を行う真空処理装置のランニングコストの改善が図られる。そして、この真空処理装置において、外部から供給される成膜ガス導入パイプと接続する隔壁本体の交換を行う必要がないので、基板の処理内容や処理条件に合わせて、貫通孔を通過するラジカル量の調整やプラズマ生成空間に導入される酸素ガスの流量の変更等を容易に行うことができる。これによって、プロセスマージンを広げることやプロセス条件を最適化することが可能になる。

また、制御板のラジカル通過孔を備えている凸部が、隔壁本体に備えられているプラズマ生成空間側の貫通孔に挿入される形態の隔壁板を採用する場合には、隔壁本体が内部に複数の成膜ガス拡散空間を備えている形態で、このプラズマ生成空間側に制御板を配置して隔壁板を形成するときであっても、両者の間の隙間からラジカルが成膜ガス拡散空間に入り込み、隔壁板内部で反応を起こしてしまうおそれを未然に防止できる。

以下に、本発明の真空処理装置がＲＳ−ＣＶＤ装置の形態で実施され、しかも、このＲＳ−ＣＶＤ装置が、基板処理空間に配置されている基板に行う処理として、当該基板上に薄膜を形成する場合の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図７を参照して本発明の真空処理装置であるＲＳ−ＣＶＤ装置の好ましい実施形態を説明する。

この真空処理装置では、好ましくはシランを成膜ガスとして使用し、通常のＴＦＴ用ガラス基板１１の上面にシリコン酸化膜をゲート絶縁膜として成膜する。

真空処理装置の真空反応室１２は、成膜処理を行う際、排気機構１３によってその内部が所望の真空状態に保持される真空容器である。排気機構１３は真空反応室１２に形成された排気ポート１２ｂ−１に接続されている。

真空反応室１２の内部には、水平な状態で導電性部材で作られた隔壁板１４が設けられており、平面形状が例えば円形の隔壁板１４は、その周縁部が環状の導電材固定部材２２の下面に押さえ付けられた密閉状態を形成するように配置されている。

こうして、真空反応室１２の内部は隔壁板１４によって上下の２つの室に隔離されて、上側の室はプラズマ生成空間１５を形成し、下側の室は基板処理空間に相当する成膜処理空間１６を形成する。

隔壁板１４は、所望の特定の厚みを有し、かつ全体的に平板状の形態を有し、さらに真空反応室１２の水平断面形状に類似した平面形状を有する。隔壁板１４の内部には成膜ガス拡散空間２４が形成されている。

ガラス基板１１は、成膜処理空間１６に設けられた基板保持機構１７の上に配置されている。ガラス基板１１は隔壁板１４に実質的に平行であって、その成膜面（上面）が隔壁板１４の下面に対向するように配置されている。

基板保持機構１７の電位は真空反応室１２と同じ電位である接地電位４１に保持される。さらに基板保持機構１７の内部にはヒータ１８が設けられている。このヒータ１８によってガラス基板１１の温度は所定の温度に保持される。

真空反応室１２の構造を説明する。真空反応室１２は、その組立て性を良好にする観点から、プラズマ生成空間１５を形成する上容器１２ａと、成膜処理空間１６を形成する下容器１２ｂとから構成される。上容器１２ａと下容器１２ｂを組み合わせて真空反応室１２を作るとき、両者の間の位置に隔壁板１４が設けられる。

隔壁板１４は、その周縁部を下面で押さえつけている導電材固定部材２２の周縁部上面が、後述するごとく電極２０を設けるときに上容器１２ａとの間に介設される環状絶縁部材２１ａ、２１ｂのうちの下側の環状絶縁部材２１ｂに接触するようにして取り付けられる。これによって、隔壁板１４の上側と下側に、隔離されたプラズマ生成空間１５と成膜処理空間１６が形成される。

図７は本発明の真空処理装置がＲＳ−ＣＶＤ装置として実施されている場合の第１の実施形態を示すものである。この真空処理装置（ＲＳ−ＣＶＤ装置）においては、プラズマ生成空間１５においてプラズマ１９が生成されている領域は、隔壁板１４と上容器１２ａ及びこれらのほぼ中央位置に配置される板状の電極（高周波電極）２０とから形成されている。電極２０には複数の孔２０ａが形成されている。電極２０は、上容器１２ａの側部内面に沿って設けられた２つの環状絶縁部材２１ａ、２１ｂによって支持され、固定される。

環状絶縁部材２１ａには、外部からプラズマ生成空間１５へ酸素ガスを導入する酸素ガス導入パイプ２３ａが設けられている。また、図示のように、フッ化ガス等のクリーニングガスを導入するクリーニングガス導入パイプ２３ｂも設けられている構成にすることができる。これらの導入パイプには、流量制御を行うマスフローコントローラー（図示せず）を介して、酸素ガス供給源（図示せず）、クリーニングガス供給源（図示せず）がそれぞれ接続される。

上容器１２ａの天井部には、電極２０に接続された電力導入棒２９が設けられている。電力導入棒２９によって電極２０に放電用高周波電力が給電される。電極２０は高周波電極として機能する。電力導入棒２９は、絶縁物３１で被われており、他の金属部分との絶縁が図られている。

隔壁板１４は導電材固定部材２２を介して接地電位４１となっている。

真空反応室１２の内部は、隔壁板１４によってプラズマ生成空間１５と成膜処理空間１６に隔離されるが、隔壁板１４には複数の貫通孔２５が、成膜ガス拡散空間２４が存在していない位置の隔壁板１４を貫通する状態で分布して形成されており、これらの貫通孔２５を介してのみプラズマ生成空間１５と成膜処理空間１６はつながっている。

隔壁板１４内に形成されている成膜ガス拡散空間２４は、隔壁板１４に外部から導入された成膜ガスを分散させて均一に成膜処理空間１６に供給するための空間である。この成膜ガス拡散空間２４は複数の成膜ガス拡散孔２６を介して成膜処理空間１６に連通している。

成膜ガス拡散空間２４には、成膜ガス導入口２８ｂを介して、成膜ガスを外部から導入するための成膜ガス導入パイプ２８ａが接続されている。成膜ガス導入パイプ２８ａは側方から成膜ガス導入口２８ｂに接続されるように配置されている。

成膜ガス導入パイプ２８ａ、成膜ガス導入口２８ｂから隔壁板１４の成膜ガス拡散空間２４に導入される成膜ガスは、成膜ガス拡散空間２４内で拡散され、さらに成膜ガス拡散孔２６を通って成膜処理空間１６に直接、すなわち、ラジカルやプラズマに接触することなく、供給される。

以上の構造に基づいて成膜処理空間１６の全体にわたって成膜ガスを均一に供給することができ、膜分布、膜質を改善することができる。

なお、前記において、貫通孔２５、成膜ガス拡散孔２６に適用されている大きさ・構造は、前記の先の特許出願である特開２０００−３４５３４９号において提案しているｕＬ／Ｄ＞１の条件を満たすものである。この条件が適用されると、例えば、貫通孔２５の場合には、成膜処理空間１６に導入された成膜ガスがプラズマ生成空間１５側に逆拡散することを防止できる。

ここで、ｕは、貫通孔２５内、成膜ガス拡散孔２６内でのガス流速、すなわち、プラズマ生成空間１５に導入され、ラジカルを生成して成膜に寄与するガス、例えば、酸素ガスの貫通孔２５内での流速、あるいは成膜ガス拡散空間２４に導入されて拡散され、成膜処理空間１６に供給されていく成膜ガスの成膜ガス拡散孔２６内での流速を表すものである。また、Ｌは、貫通孔２５、成膜ガス拡散孔２６の実質的な長さを表すものであり、例えば、図２に示している貫通孔２５の場合にはラジカル通過孔２５ａの長さを表すものである。更に、Ｄは、２種のガスの相互ガス拡散係数を表すものである。例えば、シランガスなどの成膜ガスと、プラズマ生成空間１５に導入され、ラジカルを生成して成膜に寄与する主たるガス、例えば、酸素ガスの相互ガス拡散係数を表すものである。

図８は本発明の真空処理装置がＲＳ−ＣＶＤ装置として実施されている場合の第２の実施形態を示すものである。図８図示の実施形態の特徴的構成は、上容器１２ａの天井部の内側に絶縁部材２１ａを設け、かつその下側に電極２０を配置するようにした点にある。電極２０には図７図示の実施形態の場合のような孔２０ａは形成されず、一枚の板状の形態を有する。電極２０と隔壁板１４によって平行平板型電極構造によるプラズマ生成空間１５を形成する。その他の構成は図７図示の実施形態の構成と実質的に同じである。そこで、図８において、図７で説明した要素と実質的に同一な各要素には同一の符号を付し、ここで詳細な説明を反復することは省略する。

図４は、以上説明した本発明の真空処理装置がＲＳ−ＣＶＤ装置として実施され、このＲＳ−ＣＶＤ装置が、基板処理空間に配置されている基板に行う処理として、当該基板上に薄膜を形成する場合に採用され、真空反応室１２内をプラズマ生成空間１５と成膜処理空間１６とに二分する隔壁板１４を説明する一部を省略した断面図である。図５は貫通孔２５の部分を拡大して表した断面図である。図７を用いて説明した本発明の真空処理装置における構造部分および、図１〜図３を用いて説明したＲＳ−ＣＶＤ装置に従来採用されていた隔壁板における構造部分と同一の構造部分については、図４、図５においても同一の符号をつけてその説明を省略する。

隔壁板１４は、隔壁本体１のプラズマ生成空間側（図４中、上側）に制御板２を配置して形成されている。隔壁本体１の上側に制御板２を配置して隔壁板１４を形成する形態としては、例えば、隔壁本体１と制御板２とを、それぞれの周縁部において、図示していないが、ネジ止めする等して、両者を密着配置する形態を採用できる。

隔壁本体１は、成膜処理空間１６（図４中、下側）と成膜ガス拡散孔２６を介して通じている成膜ガス拡散空間２４を内部に備えている。また、隔壁本体１の成膜ガス拡散空間２４が配備されていない箇所には、一側面側から他側面側に向けて（図４の実施形態では上下に）貫通し、ラジカルの逃げ孔２５ｂとしての機能を果たす貫通孔が複数形成されている。

制御板２は、隔壁本体１に備えられているラジカルの逃げ孔２５ｂとしての機能を果たす貫通孔に対応する位置にラジカル通過孔２５ａを備えている。

そこで、図４図示のように、隔壁本体１と制御板２を密着させて積層し、真空反応室１２内をプラズマ生成空間１５と成膜処理空間１６とに二分する隔壁板１４を形成すると、ラジカル通過孔２５ａとラジカルの逃げ孔２５ｂとが連通され、これで、従来採用されていた図１図示の隔壁板１４においてプラズマ生成空間１５と成膜処理空間１６とをつないでいた貫通孔２５が形成される。

すなわち、本発明の真空処理装置がＲＳ−ＣＶＤ装置として実施され、このＲＳ−ＣＶＤ装置において、真空反応室１２内をプラズマ生成空間１５と成膜処理空間１６とに二分する隔壁板１４として図４図示の形態のものが採用される場合、プラズマ生成空間１５で生成されたラジカルは、制御板２のラジカル通過孔２５ａと、隔壁本体１のラジカルの逃げ孔２５ｂとを介して成膜処理空間１６内に導入されていく。

図６（ａ）〜（ｃ）は、図７、図８を用いて説明したＲＳ−ＣＶＤ装置に採用され、真空反応室１２内をプラズマ生成空間１５と成膜処理空間１６とに二分する他の隔壁板１４を説明する一部を省略した断面図である。

隔壁板１４が、隔壁本体１のプラズマ生成空間側（図６（ａ）中、上側）に制御板３を配置して形成されている形態に関しては、前述した図４、図５図示の隔壁板１４の場合と同様である。

また、隔壁本体１が、成膜処理空間１６（図４中、下側）と成膜ガス拡散孔２６を介して通じている成膜ガス拡散空間２４を内部に備えている点、隔壁本体１の成膜ガス拡散空間２４が配備されていない箇所には、一側面側から他側面側に向けて（図６（ａ）〜（ｃ）の実施形態では上下に）貫通する貫通孔５が複数形成されている点も、前述した図４、図５図示の隔壁板１４の場合と同様である。

図６（ａ）図示の隔壁板１４においては、制御板３は、隔壁本体１に備えられている貫通孔５に対応する位置に、この貫通孔５に挿入される凸部４を備えている。この凸部４はラジカル通過孔２５ａとラジカルの逃げ孔２５ｂとの両方を備えている。

図６（ａ）図示の隔壁板１４は、隔壁本体１と制御板３とを、それぞれの周縁部において、図示していないが、ネジ止めして両者を密着配置し、制御板３の凸部４を隔壁本体１の貫通孔５に挿入して形成される。

制御板３に設けられている凸部４の高さ（長さ）は、図６（ａ）図示のように、隔壁本体１の貫通孔５の高さ（深さ）に対応している大きさにすることもできるし、図６（ｂ）図示のように、隔壁本体１の貫通孔５の高さ（深さ）より小さい（短い）大きさにすることもできる。

図６（ｃ）図示の形態は、制御板３に設けられている凸部４にラジカル通過孔２５ａのみが設けられていて、隔壁本体１の貫通孔５が、ラジカルの逃げ孔としての機能を果たすものである。

制御板３は、隔壁本体１と同様に、ＳＵＳやアルミニウムで形成することができる。このプラズマ生成空間側の表面がプラズマ放電で叩かれて、表面が劣化したときや、放電条件などでラジカル通過孔２５ａの大きさを変更しようとするときには、制御板２、３を他の制御板に交換する。

上記のように構成された本発明の真空処理装置（ＲＳ−ＣＶＤ装置）を用いた薄膜形成方法（シリコン酸化膜の形成）の一例を以下に説明する。

図示しない搬送ロボットによってガラス基板１１が真空反応室１２の内部に搬入され、基板保持機構１７の上に配置される。真空反応室１２の内部は、排気機構１３によって排気され、減圧されて所定の真空状態に保持される。

次に、酸素ガス導入パイプ２３ａを通して酸素ガスが真空反応室１２のプラズマ生成空間１５に導入される。

一方、成膜ガスである、例えば、シランが成膜ガス導入パイプ２８ａ、成膜ガス導入口２８ｂを通して隔壁板１４の成膜ガス拡散空間２４に導入される。シランは成膜ガス拡散空間２４内で拡散され、成膜ガス拡散孔２６を通って成膜処理空間１６に直接に、すなわちラジカルやプラズマに接触することなく導入される。

成膜処理空間１６に設けられた基板保持機構１７は、ヒータ１８に通電が行われているため、予め所定温度に保持されている。

上記の状態で、電極２０に対して電力導入棒２９を介して高周波電力が供給される。この高周波電力によって放電が生じ、プラズマ生成空間１５内において電極２０の周囲に酸素プラズマ１９が生成される。酸素プラズマ１９を生成することで、中性の励起種であるラジカル（励起活性種）が生成される。生成されたラジカルは、図４、図６（ａ）図示の形態の隔壁板が採用されている場合には、ラジカル通過孔２５ａ、ラジカルの逃げ孔２５ｂを通過して、図６（ｂ）図示の形態の隔壁板が採用されている場合には、ラジカル通過孔２５ａ、ラジカルの逃げ孔２５ｂ、貫通孔５を通過して、図６（ｃ）図示の形態の隔壁板が採用されている場合には、ラジカル通過孔２５ａ、貫通孔５を通過して、成膜処理空間１６に導入される。その一方、成膜ガスであるシランが隔壁板１４内部の成膜ガス拡散空間２４、成膜ガス拡散孔２６を通って成膜処理空間１６に導入される。その結果、成膜処理空間１６内で当該ラジカルとシランとがはじめて接触し、化学反応を起こし、ガラス基板１１の表面上にシリコン酸化膜が堆積し、薄膜が形成される。

以上、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲に於いて種々の形態に変更可能である。

例えば、前記では、本発明の真空処理装置がＲＳ−ＣＶＤ装置として実施され、このＲＳ−ＣＶＤ装置が、基板処理空間に配置されている基板に行う処理として、当該基板上に薄膜を形成する場合の好ましい実施形態を説明したが、本発明の真空処理装置はこれ以外の形態で実施することも可能である。例えば、プラズマ生成空間１５で生成された酸素ラジカルが基板処理空間に相当する成膜処理空間１６に、ラジカル通過孔２５ａ、ラジカルの逃げ孔２５ｂを通過する等の形態によって導入され、成膜処理空間１６に配置されている基板上の薄膜に対する酸化処理が行われる等の実施形態にすることが可能である。

本発明の形態の真空処理装置の真空反応室内をプラズマ生成空間と基板処理空間とに二分する隔壁板の従来採用されていた形態の一実施例を示す断面図。 図１中、貫通孔の部分を拡大して表した断面図。 図１図示の隔壁板の内部構造を説明する、図１中、Ｘ−Ｘ線方向から見た一部平面図。 本発明の真空処理装置の真空反応室内をプラズマ生成空と成膜処理空間とに二分する隔壁板の一実施例を示す一部断面図。 図４中、貫通孔の部分を拡大して表した断面図。 （ａ）本発明の真空処理装置の真空反応室内をプラズマ生成空と基板処理空間とに二分する隔壁板の他の実施例の貫通孔の部分を拡大して表した一部断面図、（ｂ）図６（ａ）図示の形態の隔壁板の貫通孔部分の他の実施形態を拡大して表した一部断面図、（ｃ）図６（ａ）図示の形態の隔壁板の貫通孔部分の更に他の実施形態を拡大して表した一部断面図。 本発明の真空処理装置がＲＳ−ＣＶＤ装置として実施されている場合の一例を示す断面図。 本発明の真空処理装置がＲＳ−ＣＶＤ装置として実施されている場合の他の例を示す断面図。

符号の説明

１ 隔壁本体
２、３ 制御板
４ 凸部
５ 貫通孔
１１ 基板
１２ 真空反応室
１２ａ 上容器
１２ｂ 下容器
１２ｂ−１ 排気ポート
１３ 排気機構
１４ 隔壁板
１５ プラズマ生成空間
１６ 基板処理空間
１７ 基板保持機構
１８ ヒータ
１９ プラズマ
２０ 電極
２１ａ、２１ｂ 絶縁部材
２２ 導電材固定部
２３ａ 酸素ガス導入パイプ
２３ｂ クリーニングガス導入パイプ
２４ 成膜ガス拡散空間
２５ 貫通孔
２５ａ ラジカル通過孔
２５ｂ ラジカルの逃げ孔
２８ａ 成膜ガス導入パイプ
２８ｂ 成膜ガス導入口
２９ 電力導入棒
３１ 絶縁物
４１ 接地電位

Claims (3)

1. 真空反応室内をラジカルが通過する複数の貫通孔を持つ隔壁板を用いてプラズマ生成空間と基板処理空間とに分離し、前記プラズマ生成空間から前記ラジカルを前記隔壁板にある複数の貫通孔を通し前記基板処理空間に導入し、当該基板処理空間に配置されている基板に処理を行う装置において、
   前記基板処理空間と成膜ガス拡散孔によって通じているが前記プラズマ生成空間には閉じられている成膜ガス拡散空間を内部に備えていると共に、当該成膜ガス拡散空間が配備されていない箇所に複数の貫通孔を備えている隔壁本体と、
   当該隔壁本体のプラズマ生成空間側に配置され、当該隔壁本体に当該隔壁本体から取りはずし交換可能に備えられている前記貫通孔に対応する位置にラジカル通過孔を有する制御板と
   で前記隔壁板が形成されている
   ことを特徴とする真空処理装置。
2. 制御板はラジカル通過孔を有する凸部を前記隔壁本体に備えられている貫通孔に対応する位置に備えていることを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
3. 前記ラジカル通過孔の径が、前記貫通孔の径より小さいことを特徴とする請求項１又は２記載の真空処理装置。

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