JP7282646B2 - 真空処理装置 - Google Patents

真空処理装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7282646B2
JP7282646B2 JP2019175615A JP2019175615A JP7282646B2 JP 7282646 B2 JP7282646 B2 JP 7282646B2 JP 2019175615 A JP2019175615 A JP 2019175615A JP 2019175615 A JP2019175615 A JP 2019175615A JP 7282646 B2 JP7282646 B2 JP 7282646B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plate portion
fixed
electrode
shower
vertical plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019175615A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021052139A (ja
Inventor
謙次 江藤
洋介 神保
良明 山本
洋一 阿部
武尚 宮谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ulvac Inc filed Critical Ulvac Inc
Priority to JP2019175615A priority Critical patent/JP7282646B2/ja
Priority to KR1020200111819A priority patent/KR102451927B1/ko
Priority to CN202010933390.3A priority patent/CN112563158B/zh
Publication of JP2021052139A publication Critical patent/JP2021052139A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7282646B2 publication Critical patent/JP7282646B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67207—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4404—Coatings or surface treatment on the inside of the reaction chamber or on parts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45565—Shower nozzles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32477—Vessel characterised by the means for protecting vessels or internal parts, e.g. coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32559—Protection means, e.g. coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
    • H01L21/205—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy using reduction or decomposition of a gaseous compound yielding a solid condensate, i.e. chemical deposition

Description

本発明は、真空処理装置に関する。
従来から、プラズマを用いた処理装置として、特に、プラズマＣＶＤ成膜装置、あるいは、エッチング装置など、基板に対して表面処理を施すプラズマ処理装置が知られている。このプラズマ処理装置においては、成膜空間（反応室）を有するように、チャンバ及び電極フランジによって挟まれた絶縁フランジによって処理室が構成されている。この処理室内には、電極フランジに接続され複数の噴出口を有するシャワープレートと、基板が配置されるヒータとが設けられている。
シャワープレートと電極フランジとの間に形成される空間は、原料ガスが導入されるガス導入空間である。すなわち、シャワープレートは、処理室の内部を、基板に膜が形成される成膜空間と、ガス導入空間とに区画している。電極フランジには高周波電源が接続されており、電極フランジにはシャワープレートが直接的に接続されており、これによって、電極フランジ及びシャワープレートはカソード電極として機能する（例えば、特許文献１、２参照）。
近年では、プラズマ処理温度の上昇に伴って、シャワープレートの温度が４００℃に達するような処理温度でプラズマ処理を行うプラズマ処理装置が要求されている。このようなプラズマ処理装置では、シャワープレートの温度分布の均一化を図るために、ハステロイＣ－２２（登録商標）等の耐腐食性材料によって構成された電極枠を介してシャワープレートと電極フランジとが接続された構造が提案されている（特願２０１９－０００５２８）。この構造によれば、シャワープレートと電極フランジとの電気接続を得るだけでなく、シャワープレートから電極フランジへの熱移動が抑制され、高温のシャワープレートの温度分布の均一化が図られている。
国際公開第２０１０／０７９７５６号 国際公開第２０１０／０７９７５３号
ところで、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等のＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、フラットパネルディスプレイ）の製造などにおいては、基板の表面積が増加しているだけでなく、基板上に形成される複数のデバイス（ＦＰＤ）の各々において画素が高精細化し、周辺回路の配線幅が微細化している。このため、画素欠陥の発生や周辺回路を形成する配線の断線等の発生を招くパーティクルの発生量を低減することが一層求められている。
しかしながら、上述したような、電極フランジとシャワープレートとを電気的に接続する電極枠がハステロイで形成された構造では、ＮＦ３等のガスによってハステロイが経時的に劣化し、腐食し、パーティクル発生源となるという問題がある。
また、耐腐食性を向上させるコーティングを電極枠の表面に施したり、電極枠とガスとの接触を抑制する対策を施したりすることが考えられるが、コストが増加するという問題がある。
電極枠を構成する材料として、耐食性に優れたアルミニウムを採用することが可能であるが、アルミニウムは、熱伝導性に優れる材料である。このため、電極枠の材料をハステロイからアルミニウムに単に変更しただけでは、高温のシャワープレートから電極フランジへの熱移動を抑制する電極枠を実現することは難しい。
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、低コストで製造可能であり、耐腐食性を得ることができ、高温のシャワープレートから電極フランジへの熱移動を抑制することができる電極枠を備えた真空処理装置を提供する。
本発明の一態様に係る真空処理装置は、基板に対してプラズマ処理を行う真空処理装置であって、チャンバと、高周波電源に接続された電極フランジと、前記電極フランジから離間して対向する第１面と、前記第１面とは反対側の第２面とを有し、前記電極フランジとともにカソードを構成し、平面視において矩形形状で形成されたシャワープレートと、前記シャワープレートの周囲に設けられた絶縁シールドと、前記電極フランジに接続され、アルミニウムで構成された電極枠と、前記シャワープレートの前記第１面における周縁部に取り付けられ、前記シャワープレートの熱膨張及び熱収縮に起因する変形に応じて前記電極枠に対してスライド可能であり、前記シャワープレートと前記電極フランジと前記電極枠とで囲まれる空間を密閉するスライドプレートと、前記シャワープレートの前記第２面が露出し、前記基板が配置される処理室と、を備え、前記電極枠は、前記電極フランジに取り付けられ、平面視において枠形状で形成され、上外側領域を有する上板部と、前記スライドプレートの一部と接触する接触面を有し、前記上板部に平行に延在し、平面視において枠形状で形成され、下外側領域を有する下板部と、前記上板部の前記上外側領域に固定された上固定端と、前記下板部の前記下外側領域に固定された下固定端とを有し、前記下板部から前記上板部に向けて立設し、前記上板部と前記下板部との間に固定され、前記上板部及び前記下板部の厚さよりも小さい厚さを有する縦板部と、を有する。
ここで、アルミニウムとしては、耐腐食性に優れたＡ６０６１等のアルミニウム合金を用いることが好ましい。また、耐腐食性を得るために、電極枠を構成するアルミニウム材料の表面に陽極酸化処理等の処理を施して、電極枠の耐腐食性を高めてもよい。
縦板部は、上板部及び下板部とは別の部材である。上板部及び下板部に縦板部を固定することによって、上板部、下板部、及び縦板部が一体化され、電極枠が構成されている。
本発明の一態様に係る真空処理装置においては、前記上板部の前記上外側領域には、平面視において前記枠形状に沿って延在するとともに前記縦板部の前記上固定端が挿入固定される上溝が設けられ、前記縦板部は、前記上板部の上外側面に形成された上変形部によって、前記上溝内に固定されており、前記下板部の前記下外側領域には、平面視において前記枠形状に沿って延在するとともに前記縦板部の前記下固定端が挿入固定される下溝が設けられ、前記縦板部は、前記下板部の下外側面に形成された下変形部によって、前記下溝内に固定されてもよい。
本発明の一態様に係る真空処理装置においては、前記縦板部は、平面視において、前記枠形状に沿って延在するように繋ぎ合わされた複数の分割板部を有し、前記縦板部は、前記複数の分割板部のうちの１つであって、第１端を有する第１分割板部と、前記複数の分割板部のうちの１つであって、前記第１端の隣りに位置する第２端を有する第２分割板部と、前記複数の分割板部のうちの１つであって、前記第１端及び前記第２端に重なる第３分割板部と、を有し、前記第１分割板部、前記第２分割板部、及び前記第３分割板部は、前記上溝及び前記下溝に固定されてもよい。
本発明の一態様に係る真空処理装置においては、前記上板部の前記上外側領域は、上外側面を有し、前記下板部の前記下外側領域は、下外側面を有し、前記縦板部の前記上固定端は、前記上外側面に溶接固定されており、前記縦板部の前記下固定端は、前記下外側面に溶接固定されてもよい。
本発明の一態様に係る真空処理装置においては、前記上板部は、前記上外側領域よりも内側に位置する上内側領域を有し、前記下板部は、前記下外側領域よりも内側に位置する下内側領域を有し、前記電極枠は、前記上内側領域と前記下内側領域との間に固定されるとともにセラミックで形成された複数の支柱を有してもよい。
本発明の上記態様に係る真空処理装置によれば、電極枠の材料としてハステロイを用いずに、アルミニウムを用いるので、ハステロイを用いることの問題点、すなわち、ＮＦ３等のガスによる経時的劣化、腐食によるパーティクル発生という問題を解決することができる。また、ハステロイの耐腐食性を向上させるコーティングを電極枠の表面に施す必要がなく、電極枠とガスとの接触を抑制する対策を施したりすることもない。このため、電極枠の製造コストを抑制することができる。
さらに、電極枠の構造として、上板部と下板部との間に縦板部が固定されており、縦板部の厚さが上板部及び下板部の各々の厚さよりも小さいという構造が採用されている。一般的に、アルミニウムは、熱伝導性に優れた材料として知られているが、アルミニウムで構成された電極枠の構造として、上板部及び下板部よりも縦板部の厚さが小さくされているので、縦板部において熱が移動し難くなり、シャワープレートから電極フランジへの熱移動を抑制することができる。これにより、４００℃を超えるような高温のシャワープレートの周囲領域（外側領域）における温度の低下を抑制することができ、シャワープレートの温度分布を均一にすることができる。
本発明の上記態様に係る真空処理装置によれば、上板部の上外側面に形成された上変形部によって、縦板部の上固定端を上溝内に固定することができる。また、下板部の下外側面に形成された下変形部によって、縦板部の下固定端を下溝内に固定することができる。
本発明の上記態様に係る真空処理装置によれば、電極枠の枠形状に沿って延在するように繋ぎ合わされた複数の分割板部（第１分割板部、第２分割板部、及び第３分割板部）で構成された縦板部を上溝及び下溝に固定することができる。
本発明の上記態様に係る真空処理装置によれば、縦板部の上固定端を、上板部の上外側面に溶接固定することができる。また、縦板部の下固定端を、下板部の下外側面に溶接固定することができる。
本発明の上記態様に係る真空処理装置によれば、電極枠の枠形状に沿って延在するように繋ぎ合わされた複数の分割板部（第１分割板部、第２分割板部、及び第３分割板部）で構成された縦板部を上外側面及び下外側面に溶接固定することができる。
下板部と上板部との間に支柱が設けられていることで、下板部と上板部との間に固定された縦板部の強度を補完し、電極枠の強度を向上することができる。さらに、支柱の材料がセラミックであるので、下板部から上板部に向けた熱移動、すなわち、シャワープレートから電極フランジに向けた熱移動を抑制することができる。これにより、４００℃を超えるような高温のシャワープレートの周囲領域（外側領域）における温度の低下を抑制することができ、シャワープレートの温度分布を均一にすることができる。
本発明の第１実施形態に係る真空処理装置を示す模式断面図である。 本発明の第１実施形態に係る真空処理装置におけるシャワープレートを示す上面図である。 本発明の第１実施形態に係る真空処理装置における電極枠、スライドプレート、及びシャワープレートの周縁部を示す図であって、図２に示すＡ－Ａ線に沿う拡大断面図である。 本発明の第１実施形態に係る真空処理装置における電極枠を示す図であって、図３に示すＢ－Ｂ線に沿う模式断面図である。 本発明の第１実施形態に係る真空処理装置における電極枠を構成する縦板部を示す図であって、図４に示す縦板部を構成する複数の分割板部を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る真空処理装置における電極枠を構成する縦板部を部分的に拡大して示す模式図であって、図５に示す複数の分割板部の重なり部分を示す拡大平面図である。 本発明の第１実施形態に係る真空処理装置における電極枠を示す図であって、図４に示すＣ－Ｃ線に沿う模式断面図である。 本発明の第２実施形態に係る真空処理装置における電極枠を示す模式断面図である。
本発明の実施形態に係る真空処理装置について、図面を参照しながら説明する。本実施形態の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
以下の説明において、「平面視」とは、真空処理装置や真空チャンバの上方から見た平面を意味する。
また、以下の実施形態における「第１」、「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付しており、数量を限定しない。
（第１実施形態）
（真空処理装置）
図１に示すように、第１実施形態に係る真空処理装置１００は、基板に対してプラズマ処理を行う真空処理装置である。第１実施形態では、真空処理装置１００は、プラズマ処理としてプラズマＣＶＤ法を用いた成膜装置であり、基板Ｓ（被処理基板）への成膜を行う。
真空処理装置１００は、反応室である成膜空間１０１ａを有する処理室１０１を備える。処理室１０１は、真空チャンバ１０２（チャンバ）と、絶縁フランジ１０３と、電極フランジ１０４と、シャワープレート１０５と、絶縁シールド１０６と、取付フランジ１０７とから構成されている。
真空チャンバ１０２と電極フランジ１０４との間において、絶縁フランジ１０３は、電極フランジ１０４に接触するように設けられ、取付フランジ１０７は、真空チャンバ１０２に接触するように設けられている。すなわち、絶縁フランジ１０３及び取付フランジ１０７は、真空チャンバ１０２と電極フランジ１０４とによって挟持されている。
（真空チャンバ）
真空チャンバ１０２の底部１０２ａ（内底面）には、開口部が形成されている。この開口部にはヒータ支持支柱１４５が挿通され、ヒータ支持支柱１４５は真空チャンバ１０２の下部に配置されている。ヒータ支持支柱１４５の先端（真空チャンバ１０２内）には、板状の支持部（ヒータ）１４１が接続されている。ヒータ支持支柱１４５は、真空チャンバ１０２の外部に設けられた昇降機構（不図示）に接続されており、基板Ｓの鉛直方向において上下に移動可能である。
また、真空チャンバ１０２には、排気管を介して真空ポンプ１４８が接続されている。真空ポンプ１４８は、真空状態となるように真空チャンバ１０２の内部を減圧する。
（電極フランジ）
電極フランジ１０４は、導電材で構成されており、例えば、アルミニウム等の金属で構成されている。
電極フランジ１０４の下面１０４Ｌにおいて、電極フランジ１０４の外周領域１０４Ｅには、絶縁フランジ１０３が接触している。絶縁フランジ１０３は、下面１０４Ｌから下方（基板Ｓの鉛直方向）に向けて延びるように外周領域１０４Ｅに配置されている。また、電極フランジ１０４には、電極枠１１０（後述）及びスライドプレート１２０（後述）を介してシャワープレート１０５が取り付けられている。
電極フランジ１０４の周囲には、電極フランジ１０４を覆うようにシールドカバーが設けられている。シールドカバーは、電極フランジ１０４と非接触であり、かつ、真空チャンバ１０２の周縁部に連設するように配置されている。
また、電極フランジ１０４の上面１０４ａには、真空チャンバ１０２の外部に設けられたＲＦ電源１４７（高周波電源）がマッチングボックスを介して接続されている。マッチングボックスは、シールドカバーに取り付けられており、真空チャンバ１０２は、シールドカバーを介して接地されている。
（シャワープレート）
シャワープレート１０５は、電極フランジ１０４から離間して対向する第１面１０５Ｆと、第１面１０５Ｆとは反対側の第２面１０５Ｓとを有し、平面視において矩形形状で形成されている。
シャワープレート１０５は、電極フランジ１０４と同様に、導電材で構成されており、例えば、アルミニウム等の金属で構成されている。
図１に示すように、電極フランジ１０４とシャワープレート１０５との間に空間１０１ｂ（ガス導入空間）が形成されている。また、電極フランジ１０４は、シャワープレート１０５に対向している。電極フランジ１０４の上面１０４ａには、ガス導入口を介してガス供給装置１４２が接続されている。空間１０１ｂは、ガス供給装置１４２からプロセスガスが導入されるガス導入空間である。
電極フランジ１０４及びシャワープレート１０５は、カソード電極として構成されている。シャワープレート１０５には、複数のガス噴出口１０５ａが形成されている。空間１０１ｂ内に導入されたプロセスガスは、ガス噴出口１０５ａから真空チャンバ１０２内の成膜空間１０１ａに噴出する。成膜空間１０１ａ（処理室）は、シャワープレート１０５の第２面１０５Ｓが露出する空間であり、成膜空間１０１ａには基板が配置される。
成膜空間１０１ａ内にプロセスガスが供給された状態で、ＲＦ電源１４７から電極フランジ１０４に電力が供給されると、電極フランジ１０４及びシャワープレート１０５はカソード電極として機能し、成膜空間１０１ａにプラズマが発生して成膜等の処理が行われる。
図２に示すように、シャワープレート１０５は、棒状の固定シャフト１０９、可動シャフト１０８によって電極フランジ１０４から下向きに吊り下げられて支持されている。
固定シャフト１０９は、シャワープレート１０５を平面視した中央位置に固着して取り付けられている。可動シャフト１０８は、固定シャフト１０９を中心とした矩形の頂点及び四辺の中点に配置される。
可動シャフト１０８の構造は、固定シャフト１０９の構造とは異なる。シャワープレート１０５の熱伸びに応じてシャワープレート１０５が移動可能となるように、可動シャフト１０８の下端に設けられた球面ブシュを介して、可動シャフト１０８はシャワープレート１０５に接続されている。つまり、可動シャフト１０８は、水平方向におけるシャワープレート１０５の変形に応じてシャワープレート１０５が移動するように、シャワープレート１０５を支持可能とされている。
図３に示すように、シャワープレート１０５の周縁部における外側位置には、シャワープレート１０５の周縁部から離間して、シャワープレート１０５の周囲を囲むように絶縁シールド１０６が設けられている。されている。絶縁シールド１０６は、電極フランジ１０４に取り付けられている。絶縁シールド１０６の内側位置と、シャワープレート１０５周端面の外側位置とには、熱伸び許容空間１０６ａ（隙間部）が形成されている。
（電極枠）
図３に示すように、電極枠１１０は、シャワープレート１０５の周縁部の上側部分に設けられ、スライドプレート１２０を介してシャワープレート１０５に接続されており、かつ、電極フランジ１０４に接続されている。
電極枠１１０は、ボルト等の支持部材１１１により電極フランジ１０４の下側に取り付けられている。電極枠１１０は、絶縁シールド１０６の内側位置に設けられている。平面視において、電極枠１１０は、ガス導入空間１０１ｂの外側に設けられ、ガス導入空間１０１ｂの周囲を囲むように設けられている。図４に示すように、電極枠１１０は、枠形状を有する。
なお、図４においては、説明を簡便にするために、後述するボルト１２１の図示が省略されている。
電極枠１１０は、アルミニウムで形成されており、特に、耐腐食性に優れたＡ６０６１のアルミニウム合金で形成されている。電極枠を構成するアルミニウム材料の表面には、陽極酸化処理等の処理によってアルマイト被膜が形成されてもよい。
電極枠１１０は、上板部１１２（固定部）、縦板部１１３（壁部）、下板部１１４（基部）、及び支柱１１５（後述、図４及び図７参照）で構成されている。
電極枠１１０は、上板部１１２と縦板部１１３と下板部１１４とによって、断面形状が略Ｕ字状となるように形成されている。電極枠１１０は、上板部１１２と縦板部１１３と下板部１１４とにより、略Ｕ字状の内側に内部空間を有するように形成されている。
（上板部）
上板部１１２は、ボルト等の支持部材１１１により、シャワープレート１０５の第１面１０５Ｆに対向する電極フランジ１０４の下面１０４Ｌに固定して取り付けられている。支持部材１１１は、上板部１１２を貫通している。
上板部１１２は、平面視において枠形状で形成され、上外側領域１１２Ｕを有する。上外側領域１１２Ｕには、平面視において枠形状に沿って延在するとともに縦板部１１３の上固定端１１３Ａ（後述）が挿入固定される上溝１１２Ｇが設けられている。
ここで、上外側領域１１２Ｕは、上板部１１２の露出面１１２Ｒにおいて、上板部１１２の内側面（後述するリフレクタ１１７に対向する面）よりも、外側面（絶縁シールド１０６に対向する面、後述する上外側面１１２Ｘ）に近い領域を意味する。
図３に示す断面図では、上溝１１２Ｇは、２つの内壁面を有する。２つの内壁面のうち、上外側面１１２Ｘに近い内壁面（上外側面１１２Ｘの反対側に位置する内壁面）と、上外側面１１２Ｘとの距離は、約１．０ｍｍである。換言すると、この１．０ｍｍの幅を有する突起Ｔが、上溝１１２Ｇと隙間１０６ｂ（後述）との間に位置する。この突起Ｔは、後述するポンチ（工具）を用いた加締めによって変形する部位であり、突起Ｔが変形することで、縦板部１１３が上溝１１２Ｇに固定される。
（下板部）
下板部１１４は、縦板部１１３の下端から上板部１１２と略平行に延在する。下板部１１４は、スライドプレート１２０の一部と接触するすべりシール面１１４ａ（接触面）を有し、上板部１１２に平行に延在し、平面視において枠形状で形成され、下外側領域１１４Ｕを有する。下外側領域１１４Ｕには、平面視において枠形状に沿って延在するとともに縦板部１１３の下固定端１１３Ｂ（後述）が挿入固定される下溝１１４Ｇが設けられている。
ここで、下外側領域１１４Ｕは、下板部１１４の露出面１１４Ｒにおいて、下板部１１４の内側面（後述するリフレクタ１１７に対向する面）よりも、外側面（絶縁シールド１０６に対向する面、後述する下外側面１１４Ｘ）に近い領域を意味する。
図４は、枠形状で形成された下板部１１４を示している。図４には示されていないが、下板部１１４と同様の枠形状を有する上板部１１２は、下板部１１４と平行に配置され、電極枠１１０が構成されている。
下板部１１４は、縦板部１１３の下端からガス導入空間１０１ｂの中心側に向かうように配置されている。つまり、下板部１１４は、縦板部１１３の下端から電極枠１１０の輪郭内側に向けて延在する。下板部１１４は、上板部１１２と平行に延在する。
下板部１１４は、上板部１１２に比べて高温側である。したがって、変形防止のための切欠は設けられていない。下板部１１４は、シャワープレート１０５の全周で略等しい幅寸法を有する。
下板部１１４のシャワープレート１０５側となる下面は、シャワープレート１０５の第１面１０５Ｆと平行なすべりシール面１１４ａである。
すべりシール面１１４ａは、スライドプレート１２０の上面に設けられたすべりシール面１２０ａと接触している。
すべりシール面１１４ａは、下板部１１４のシャワープレート１０５側となる下面の全域とされる。下板部１１４には下側から段付きボルト１２１が螺着されている。
図３に示す断面図では、下溝１１４Ｇは、２つの内壁面を有する。２つの内壁面のうち、下外側面１１４Ｘに近い内壁面（下外側面１１４Ｘの反対側に位置する内壁面）と、下外側面１１４Ｘとの距離は、約１．０ｍｍである。換言すると、この１．０ｍｍの幅を有する突起Ｔが、下溝１１４Ｇと隙間１０６ｂ（後述）との間に位置する。この突起Ｔは、後述するポンチ（工具）を用いた加締めによって変形する部位であり、突起Ｔが変形することで、縦板部１１３が下溝１１４Ｇに固定される。
（縦板部）
図３に示すように、縦板部１１３は、上板部１１２の上外側領域１１２Ｕからシャワープレート１０５に向けて立設される。縦板部１１３は、上固定端１１３Ａと、下固定端１１３Ｂとを有する。上固定端１１３Ａは、上板部１１２の上外側領域１１２Ｕに形成された上溝１１２Ｇに挿入され、固定されている。同様に、下固定端１１３Ｂは、下板部１１４の下外側領域１１４Ｕに形成された下溝１１４Ｇに挿入され、固定されている。
縦板部１１３は、上板部１１２及び下板部１１４とは別の部材である。上板部１１２及び下板部１１４に縦板部１１３を固定することによって、上板部１１２、下板部１１４、及び縦板部１１３が一体化され、電極枠１１０が構成されている。
縦板部１１３は、上板部１１２と下板部１１４との間に固定され、上板部１１２及び下板部１１４の厚さよりも小さい厚さを有する。
縦板部１１３の厚さは、熱流速に応じて決定され、上板部１１２と下板部１１４との間の距離に応じて決定される。第１実施形態では、上板部１１２及び下板部１１４の各々の厚さは６．０ｍｍであり、上板部１１２の下面と下板部１１４の上面との間の距離は２０．５ｍｍであり、縦板部１１３の厚さは０．５ｍｍである。
なお、縦板部１１３の厚さは、０．５ｍｍに限定されず、例えば、０．１ｍｍ～５．０ｍｍの範囲の厚さから選択される。このような厚さを有する縦板部１１３によれば、シャワープレート１０５から電極フランジ１０４への熱移動を抑制する効果が得られる（後述）。
また、縦板部１１３の厚さとして０．５ｍｍといったが薄い厚さが採用されたとしても、縦板部１１３は、枠形状を有する電極枠１１０の形状に応じた枠形状を有するため、換言すると、縦板部１１３は、平面視において環状に形成されているため、十分な強度が得られており、縦板部１１３の変形を防止することができる。
第１実施形態では、縦板部１１３の厚さを０．５ｍｍに設定しているが、上板部１１２と下板部１１４との間の距離が２０．５ｍｍよりも大きい場合（シャワープレート１０５と電極フランジ１０４とが大きく離間している場合）には、縦板部の厚さを５ｍｍに設定してもよい。
また、上板部１１２と下板部１１４との間の距離が２０．５ｍｍよりも小さい場合（シャワープレート１０５と電極フランジ１０４との間の距離が小さい場合）には、縦板部の厚さを０．１ｍｍに設定してもよい。この場合、リベット溶接（後述）により、縦板部１１３が上板部１１２及び下板部１１４に溶接固定されてもよい。
次に、図４に示す縦板部１１３の構造について、図５を参照して説明する。
図５は、上板部１１２の上溝１１２Ｇ及び下板部１１４の下溝１１４Ｇに縦板部１１３が固定された状態を示している。図５では、上板部１１２及び下板部１１４が省略されている。
図５に示すように、縦板部１１３は、平面視において枠形状に沿って延在するように繋ぎ合わされた複数の分割板部１１３Ｄ（１１３ＤＳ、１１３ＤＣ、１１３Ｔ）によって構成されている。複数の分割板部１１３Ｄは、角板部１１３ＤＣ（分割板部）と、平板部１１３ＤＳ（分割板部）と、カバー板部１１３Ｔ（第３分割板部）で構成されている。
角板部１１３ＤＣは、Ｌ字形状を有しており、枠形状を有する縦板部１１３の角部に配置されている。
平板部１１３ＤＳは、角板部１１３ＤＣとは異なり直線状に延在している。
カバー板部１１３Ｔは、互いに隣接する２つの分割板部の端部を覆うように、２つの分割板部に重なる。カバー板部１１３Ｔは、平板部１１３ＤＳ及び角板部１１３ＤＣによって形成される枠の内側に位置する。
図５において、角板部１１３ＤＣの個数は４つであり、平板部１１３ＤＳの個数は８つである。縦板部１１３の一つの辺に、２つの平板部１１３ＤＳが設けられている。なお、分割板部１１３Ｄの個数は、図４に示す構造に限定されない。縦板部１１３の一つの辺に、３つ以上の平板部１１３ＤＳが設けられてもよい。
図６を参照して、複数の分割板部１１３Ｄについてより具体的に説明する。
上記の図５に示す複数の分割板部１１３Ｄの構造においては、図６に示す重なり構造が適用されている。
複数の分割板部１１３Ｄのうちの１つは、第１端１１３ＦＥを有する第１分割板部１１３Ｆ（平板部１１３ＤＳ、角板部１１３ＤＣ）である。
また、複数の分割板部１１３Ｄのうちの１つは、第１端１１３ＦＥの隣りに位置する第２端１１３ＳＥを有する第２分割板部１１３Ｓ（平板部１１３ＤＳ、角板部１１３ＤＣ）である。
さらに、複数の分割板部１１３Ｄのうちの１つは、第１端１１３ＦＥ及び第２端１１３ＳＥに重なるカバー板部１１３Ｔ（第３分割板部）である。
第１分割板部１１３Ｆ、第２分割板部１１３Ｓ、及びカバー板部１１３Ｔは、上溝１１２Ｇ及び下溝１１４Ｇに固定されている。
（支柱）
図７に示すように、支柱１１５は、上板部１１２と下板部１１４との間に配置され、不図示のネジ等の締結部材により固定されている。具体的に、上板部１１２は、上外側領域１１２Ｕよりも内側に位置する上内側領域１１２Ｉを有しており、下板部１１４は、下外側領域１１４Ｕよりも内側に位置する下内側領域１１４Ｉを有しており、支柱１１５は、上内側領域１１２Ｉと下内側領域１１４Ｉとの間に固定されている。
例えば、上板部１１２及び下板部１１４に形成された貫通穴（段付き穴、テーパー穴）を介して、支柱１１５の両端に形成された雌ネジにボルトを締め付けることで、支柱１１５は、上板部１１２及び下板部１１４に固定されている。あるいは、支柱１１５の一端に設けられた雄ネジを、上板部１１２及び下板部１１４の一方に設けられた雌ネジにネジ固定してもよい。
図４に示すように、複数の支柱１１５が、電極枠１１０の枠形状に沿って、配置されている。図４に示す例では、電極枠１１０の各長辺に６本の支柱１１５が設けられており、各短辺に５本の支柱１１５が設けられている。図４に示す構造は、支柱１１５の本数を限定しておらず、電極枠１１０の強度、熱伝導性の点で、支柱１１５の本数は適宜選択される。支柱１１５の材料としては、熱伝導率に低いセラミックが用いられている。
（上板部及び下板部に対する縦板部の固定方法）
次に、上板部１１２及び下板部１１４に対する縦板部１１３の固定方法について説明する。
縦板部１１３が上板部１１２に固定される前の状態では、上板部１１２の上溝１１２Ｇは、縦板部１１３の厚さよりも大きい溝幅を有する。具体的に、カバー板部１１３Ｔが配置されない部分では、上溝１１２Ｇは、第１分割板部１１３Ｆ及び第２分割板部１１３Ｓの各々の厚さよりも大きい溝幅（第１溝幅）を有する。一方、第１分割板部１１３Ｆ及び第２分割板部１１３Ｓに第３分割板部１１３Ｔ（カバー板部）が重なる部分では、上溝１１２Ｇは、２つの分割板部の重なりの厚さよりも大きい溝幅（第２溝幅）を有する。
同様に、図６に示すように、下板部１１４の下溝１１４Ｇは、縦板部１１３の厚さよりも大きい溝幅を有する。具体的に、カバー板部１１３Ｔが配置されない部分では、下溝１１４Ｇ（１１４ＧＡ）は、第１分割板部１１３Ｆ及び第２分割板部１１３Ｓの各々の厚さよりも大きい溝幅（第１溝幅）を有する。一方、第１分割板部１１３Ｆ及び第２分割板部１１３Ｓに第３分割板部１１３Ｔ（カバー板部）が重なる部分では、下溝１１４Ｇ（１１４ＧＢ）は、２つの分割板部の重なりの厚さよりも大きい溝幅（第２溝幅）を有する。
つまり、平面視において、カバー板部１１３Ｔが配置される下溝１１４ＧＢは、カバー板部１１３Ｔが配置されない下溝１１４ＧＡから枠形状の内側に向けて突出するように形成されている。
なお、下板部１１４と同様に、上板部１１２の平面視においても、カバー板部１１３Ｔが配置される上溝１１２Ｇは、カバー板部１１３Ｔが配置されない上溝１１２Ｇから枠形状の内側に向けて突出するように形成されている。
次に、上記の溝幅を有する上溝１１２Ｇに対し、図５に示すように複数の分割板部１１３Ｄを挿入する。これによって、第２溝幅を有する上溝１１２Ｇにカバー板部１１３Ｔ、第１分割板部１１３Ｆ、及び第２分割板部１１３Ｓが配置される。また、第１溝幅を有する上溝１１２Ｇに第１分割板部１１３Ｆ及び第２分割板部１１３Ｓが配置される。したがって、縦板部１１３が上溝１１２Ｇに嵌合された状態が得られる。
その後、図７に示すように、上溝１１２Ｇに複数の分割板部１１３Ｄが挿入された状態で、ポンチ（工具）を用いて、上板部１１２の上外側面１１２Ｘを叩くことにより、上外側面１１２Ｘが変形し、上溝１１２Ｇの溝幅（第１溝幅、第２溝幅）が小さくなり、上溝１１２Ｇの内部に挿入されている縦板部１１３が上溝１１２Ｇに固定される。換言すると、ポンチ（工具）を用いた加締めによって、上外側面１１２Ｘに上変形部１１２Ｐが形成され、縦板部１１３を上溝１１２Ｇに固定することが可能となる。
同様に、上記の溝幅を有する下溝１１４Ｇに対し、図５に示すように複数の分割板部１１３Ｄを挿入する。これによって、第２溝幅を有する下溝１１４Ｇにカバー板部１１３Ｔ、第１分割板部１１３Ｆ、及び第２分割板部１１３Ｓが配置される。また、第１溝幅を有する下溝１１４Ｇに第１分割板部１１３Ｆ及び第２分割板部１１３Ｓが配置される。したがって、縦板部１１３が下溝１１４Ｇに嵌合された状態が得られる。
その後、図７に示すように、下溝１１４Ｇに複数の分割板部１１３Ｄが挿入された状態で、ポンチ（工具）を用いて、下板部１１４の下外側面１１４Ｘを叩くことにより、下外側面１１４Ｘが変形し、下溝１１４Ｇの溝幅（第１溝幅、第２溝幅）が小さくなり、下溝１１４Ｇの内部に挿入されている縦板部１１３が下溝１１４Ｇに固定される。換言すると、ポンチ（工具）を用いた加締めによって、下外側面１１４Ｘに下変形部１１４Ｐが形成され、縦板部１１３を下溝１１４Ｇに固定することが可能となる。
上外側面１１２Ｘにおける上変形部１１２Ｐの複数の位置、及び、下外側面１１４Ｘにおける下変形部１１４Ｐの複数の位置、すなわち、ポンチによる打ち込みがされる複数の位置は、例えば、５０ｍｍピッチで形成される。また、５０ｍｍよりも小さいピッチで打ち込みがされてもよい。また、５０ｍｍピッチ（第１ピッチ）で変形部（１１２Ｐ、１１４Ｐ）が形成されている部分と、５０ｍｍピッチよりも小さいピッチ（第２ピッチ）で変形部（１１２Ｐ、１１４Ｐ）が形成されている部分との両方が上外側面１１２Ｘ及び下外側面１１４Ｘに形成されてもよい。
なお、加締めによる縦板部１１３の固定方法は、上述した工程の順番に限定されない。
最初に、上溝１１２Ｇ及び下溝１１４Ｇの両方に複数の分割板部１１３Ｄを挿入し、この状態で、上外側面１１２Ｘ及び下外側面１１４Ｘを叩くことで、加締めを行ってもよい。この場合、上板部１１２及び下板部１１４を平行に配置するための治具を用いてもよい。
なお、上述した加締めによる縦板部１１３の固定方法においては、複数の支柱１１５を上板部１１２及び下板部１１４に取り付ける工程を省いている。上板部１１２に縦板部１１３が加締め固定された後に、支柱１１５を上板部１１２に取り付けてもよいし、上板部１１２に縦板部１１３が加締め固定される前に、支柱１１５を上板部１１２に取り付けてもよい。同様に、下板部１１４に縦板部１１３が加締め固定された後に、支柱１１５を下板部１１４に取り付けてもよいし、下板部１１４に縦板部１１３が加締め固定される前に、支柱１１５を下板部１１４に取り付けてもよい。
（スライドプレート）
図２及び図３に示すように、スライドプレート１２０は、シャワープレート１０５の第１面１０５Ｆにおける周縁部の上側部分に設けられ、シャワープレート１０５と電極枠１１０との間に設けられている。スライドプレート１２０は、シャワープレート１０５の熱膨張及び熱収縮に起因する変形に応じて電極枠１１０に対してスライド可能である。
シャワープレート１０５と電極フランジ１０４と電極枠１１０とで囲まれる空間を密閉する。スライドプレート１２０は、スライドプレート１２０は、平面視において、電極枠１１０とほぼ重なるようにシャワープレート１０５の周縁部に設けられている。スライドプレート１２０は、シャワープレート１０５に取り付けられている。シャワープレート１０５と電極枠１１０とはスライド可能とされる。
シャワープレート１０５の周縁部は、段付きボルト１２１（支持部材）により電極枠１１０に吊り下げられて支持されている。
段付きボルト１２１は、下側からシャワープレート１０５及びスライドプレート１２０を貫通している。段付きボルト１２１の先端は、電極枠１１０の下板部１１４に締結される。
スライドプレート１２０は、電極枠１１０とシャワープレート１０５との間に位置し、シャワープレート１０５の周縁部と一体となっている。シャワープレート１０５の昇降温時に生じる熱変形に応じて、スライドプレート１２０は、シャワープレート１０５の面と平行な方向に移動可能とされる。
図１～図３に示すように、電極枠１１０は、シャワープレート１０５の昇降温時に生じるシャワープレート１０５の熱変形に応じて位置が変化するスライドプレート１２０を滑らせる。
電極枠１１０とスライドプレート１２０とは、シャワープレート１０５と電極フランジ１０４とで囲まれるガス導入空間１０１ｂのシール側壁を形成している。
図３に示すように、シャワープレート１０５に取り付けられるスライドプレート１２０と、スライドプレート１２０に対応して電極フランジ１０４に取り付けられた電極枠１１０とが互いに摺動しても、電極枠１１０及びスライドプレート１２０は、互いに接触した状態を維持する。
したがって、電極枠１１０とスライドプレート１２０とは、互いにスライドした場合でも、ガス導入空間１０１ｂをシール可能とされている。
電極枠１１０とスライドプレート１２０とは、シャワープレート１０５の周縁部と電極フランジ１０４とを電気的に接続している。
図２に示すように、平面視において、電極枠１１０の外形輪郭は、シャワープレート１０５の周縁部とほぼ等しい矩形である。電極枠１１０の幅は、シャワープレート１０５の周囲の幅と略等しい。
図２に示すように、平面視において、スライドプレート１２０の外形輪郭は、電極枠１１０と同様に、シャワープレート１０５の周縁部とほぼ等しい矩形である。スライドプレート１２０の幅は、シャワープレート１０５の周囲の幅と略等しい。スライドプレート１２０の材料は、電極枠１１０と同様に、Ａ６０６１のアルミニウム合金で形成されている。
（絶縁シールド）
絶縁シールド１０６の内側には、縦板部１１３が配置される。絶縁シールド１０６の内周面は、縦板部１１３と対向している。
縦板部１１３の周縁部における外周面と絶縁シールド１０６の内周面とは離間している。縦板部１１３の周縁部の外周面と絶縁シールド１０６の内周面との間には、隙間１０６ｂが形成されている。
ここで、電極枠１１０は、電極フランジ１０４に取り付けられており低温側となる。
したがって、昇温した際に想定される電極枠１１０の熱膨張する寸法が、昇温した際に想定されるシャワープレート１０５及びスライドプレート１２０の熱膨張する寸法より小さい。
これにより、隙間１０６ｂは、熱伸び許容空間１０６ａよりも小さく設定される。つまり、縦板部１１３の外周面と絶縁シールド１０６の内周面との間の距離は、シャワープレート１０５の外周端面と絶縁シールド１０６の内周側面との間の距離よりも小さく設定される。
隙間１０６ｂ及び熱伸び許容空間１０６ａに対応して、絶縁シールド１０６の内周面には、段差が形成されている。この段差は、スライドプレート１２０と電極枠１１０との接触位置であるすべりシール面１１４ａ及びすべりシール面１２０ａよりも電極枠１１０側に形成される。
（リフレクタ）
図３に示すように、電極枠１１０の内周側には、電極枠１１０の全周に板状のリフレクタ１１７が設けられている。リフレクタ１１７は、矩形輪郭を有するシャワープレート１０５の辺と平行に四箇所設けられている。リフレクタ１１７は、電極枠１１０の内周側に近接して配置される。
リフレクタ１１７は、Ｌ字状に折り曲げられた金属板である。リフレクタ１１７の上端は、ガス導入空間１０１ｂの中心側に折り曲げられる。このリフレクタ１１７の上端で折り曲げられた部分は、ネジ１１７ａによって電極フランジ１０４に取り付けられている。リフレクタ１１７の上端外側は、電極枠１１０の上板部１１２の内側先端に近接して配置される。
リフレクタ１１７の下端は、電極枠１１０の下板部１１４の内側端付近に位置する。
したがって、リフレクタ１１７は、断面視において略Ｕ字状とされた電極枠１１０の内部空間の開口に対向するように配置される。なお、リフレクタ１１７の下端と、電極枠１１０の下板部１１４の内側端とは、接続されていない。
上述した実施形態に係る真空処理装置１００によれば、電極枠１１０の材料としてハステロイを用いずに、アルミニウムを用いるので、ハステロイを用いることの問題点、すなわち、ＮＦ３等のガスによる経時的劣化、腐食によるパーティクル発生という問題を解決することができる。また、ハステロイの耐腐食性を向上させるコーティングを電極枠１１０の表面に施す必要がなく、電極枠１１０とガスとの接触を抑制する対策を施したりすることもない。このため、電極枠１１０の製造コストを抑制することができる。
さらに、電極枠１１０の構造として、上板部１１２と下板部１１４との間に縦板部１１３が固定されており、縦板部１１３の厚さが上板部１１２及び下板部１１４の各々の厚さよりも小さいため、縦板部１１３において熱が移動し難くなり、シャワープレート１０５から電極フランジ１０４への熱移動を抑制することができる。これにより、４００℃を超えるような高温のシャワープレート１０５の周囲領域（外側領域）における温度の低下を抑制することができ、シャワープレート１０５の温度分布を均一にすることができる。
上述した実施形態に係る真空処理装置１００によれば、上板部１１２の上外側面１１２Ｘに形成された上変形部１１２Ｐによって、縦板部１１３の上固定端１１３Ａを上溝１１２Ｇ内に固定することができる。また、下板部１１４の下外側面１１４Ｘに形成された下変形部１１４Ｐによって、縦板部１１３の下固定端１１３Ｂを下溝１１４Ｇ内に固定することができる。
上述した実施形態に係る真空処理装置１００によれば、電極枠１１０の枠形状に沿って延在するように繋ぎ合わされた複数の分割板部１１３Ｄで構成された縦板部１１３を上溝１１２Ｇ及び下溝１１４Ｇに固定することができる。
下板部１１４と上板部１１２との間に支柱１１５が設けられていることで、下板部１１４と上板部１１２との間に固定された縦板部１１３の強度を補完し、電極枠１１０の強度を向上することができる。さらに、支柱１１５の材料がセラミックであるので、下板部１１４から上板部１１２に向けた熱移動、すなわち、シャワープレート１０５から電極フランジ１０４に向けた熱移動を抑制することができる。これにより、４００℃を超えるような高温のシャワープレート１０５の周囲領域（外側領域）における温度の低下を抑制することができ、シャワープレート１０５の温度分布を均一にすることができる。
（第２実施形態）
次に、図８を参照して、第２実施形態に係る真空処理装置２００について説明する。
図８において、第１実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
特に、電極枠の構造の点で、第２実施形態は、上述した第１実施形態と異なる。
第２実施形態では、電極枠の構造についてのみ説明し、電極枠以外の部材は、上述の真空処理装置１００の構成部材と同じであるため、その説明を省略する。
（電極枠）
図８に示す電極枠２１０は、シャワープレート１０５の周縁部の上側部分に設けられ、上述のスライドプレート１２０を介してシャワープレート１０５に接続されており、電極フランジ１０４に接続される。
電極枠２１０は、上板部２１２（固定部）、縦板部２１３（壁部）、下板部２１４（基部）、及び支柱１１５で構成されている。
電極枠２１０は、上板部２１２と縦板部２１３と下板部２１４とによって、断面形状が略Ｕ字状となるように形成されている。電極枠１１０は、上板部２１２と縦板部２１３と下板部２１４とにより、略Ｕ字状の内側に内部空間を有するように形成されている。
上板部２１２は、上外側領域２１２Ｕにおいて上外側面２１２Ｘを有する。
下板部２１４は、下外側領域２１４Ｕにおいて下外側面２１４Ｘを有する。
縦板部２１３は、上固定端２１３Ａと下固定端２１３Ｂとを有する。上固定端２１３Ａは、リベット溶接により、上外側面２１２Ｘに溶接固定されている。同様に、下固定端２１３Ｂは、リベット溶接により、下外側面２１４Ｘに溶接固定されている。
図５に示す縦板部１１３と同様に、平面視において、縦板部２１３は、分割構造を有する。電極枠２１０の１辺において、縦板部２１３が分割する箇所は、少なくとも１つである。電極枠２１０の１辺における縦板部２１３の分割箇所が１つの場合、分割箇所は、中央部分に位置し、このため、４辺の枠形状を有する電極枠２１０の全体では、分割箇所は、４つである。なお、電極枠２１０の一辺において、縦板部２１３の分割箇所は、２つでもよいし、図５に示す場合と同様に３つでもよい。
上外側面２１２Ｘ及び下外側面２１４Ｘの延在方向において、リベット溶接は、例えば、５０ｍｍピッチで離間した位置に施される。また、５０ｍｍよりも小さいピッチでリベット溶接が施されてもよい。また、５０ｍｍピッチ（第１ピッチ）でリベット溶接が施されている部分と、５０ｍｍピッチよりも小さいピッチ（第２ピッチ）でリベット溶接が施されている部分との両方が上外側面２１２Ｘ及び下外側面２１４Ｘに形成されてもよい。
上述した実施形態に係る真空処理装置１００によれば、縦板部１１３の上固定端１１３Ａを、上板部１１２の上外側面１１２Ｘに溶接固定することができる。また、縦板部１１３の下固定端１１３Ｂを、下板部１１４の下外側面１１４Ｘに溶接固定することができる。
特に、縦板部１１３の厚さが０．１ｍｍといった薄い場合は、リベット溶接といった簡易な溶接により、縦板部２１３を上外側面２１２Ｘ及び下外側面２１４Ｘに固定することができる。
なお、図８に示す例では、上外側面２１２Ｘ及び下外側面２１４Ｘの各々に、縦板部１１３の厚さに相当する深さを有する凹部Ｃが設けられているが、凹部Ｃの深さは適宜変更可能である。また、凹部Ｃを設けなくてもよい。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明し、上記で説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、請求の範囲によって制限されている。
以下の実施例では、電極枠の縦板部の厚さを薄くすることによって得られる効果、すなわち、シャワープレートから電極フランジへの熱移動を抑制する効果を検証した。
（縦板部の厚さの決定）
電極枠の材料としてハステロイ（登録商標）及びアルミニウム（Ａ６０６１）を用いる２つの場合とを参照し、ハステロイで構成される厚さ３ｍｍの縦板部の熱量と同様の熱量が得られるように、アルミニウムで構成される縦板部の厚さを求めた。この際、以下の式を用いた。
熱量（Ｑ）＝熱流束（ｑ）×面積（Ａ）
熱流束（ｑ）＝（熱伝導率（λ）／高さ（ｈ））×温度差（Δθ）
（条件Ａ１）
材質：ハステロイ
熱伝導率（λ）：１５．５
厚さ：３ｍｍ
全周長さ（Ｌ）：一定
温度差（Δθ）：一定
（条件Ａ２）
材質：アルミニウム（Ａ６０６１）
熱伝導率（λ）：２３７
厚さ：０．１６ｍｍ
温度差（Δθ）：一定
上記条件Ａ１、Ａ２から、ハステロイで構成される縦板部の厚さが３ｍｍの場合の熱流束を得るには、アルミニウムで構成される縦板部の厚さを０．１６ｍｍに設定する必要があることが分かった。ただし、厚さ０．１６ｍｍを有する縦板部をアルミニウムで形成することは製作が困難である。このため、縦板部の厚さとして、０．１６ｍｍに近似する０．５ｍｍを採用した。
（膜厚分布の評価）
次に、厚さ０．５ｍｍの縦板部が採用された電極枠及び厚さ１．０ｍｍの縦板部が採用された電極枠の各々について、電極枠を成膜装置（真空処理装置、図１～図３参照）に設置して、基板に成膜を行い、基板上に形成された膜厚分布の評価を行った。
（条件Ｂ１）
上板部の厚さ：６．０ｍｍ
下板部の厚さ：６．０ｍｍ
上板部の下面と下板部の上面との間の距離：２０．５ｍｍ
縦板部の厚さ：１．０ｍｍ
電極枠の形状：図３に示す形状。
（条件Ｂ２）
上板部の厚さ：６．０ｍｍ
下板部の厚さ：６．０ｍｍ
上板部の下面と下板部の上面との間の距離：２０．５ｍｍ
縦板部の厚さ：０．５ｍｍ
電極枠の形状：図３に示す形状。
なお、条件Ｂ１、Ｂ２では、真空処理装置における成膜条件を同じとした。条件Ｂ１、Ｂ２の各々により、アモルファスシリコン膜、窒化ケイ素膜、酸化ケイ素膜を基板上に形成し、各膜の膜厚分布を得た。また、条件Ｂ１、Ｂ２の各々において、真空処理装置における成膜処理では、シャワープレートの温度は、４００℃を超えた。
条件Ｂ１、Ｂ２の各々について、膜厚分布の均一性（Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）の評価を行った。
その結果、以下の結果が得られた。
条件Ｂ１によって得られたアモルファスシリコン膜、窒化ケイ素膜、酸化ケイ素膜の各々の膜厚分布の均一性は、±５％を超えた。この結果、条件Ｂ１の場合では、膜厚分布は不均一であり、所望の均一性を有する膜厚分布が得られないと判断した（評価結果：不良）。
この原因は、縦板部の厚さが１．０ｍｍであるために、熱が縦板部を移動し、シャワープレートから電極フランジへの熱移動を十分に抑制することができなかったと考えられる。結果として、シャワープレートの周囲領域での温度の低下を招き、シャワープレートの温度分布を均一にすることができず、これに応じて、膜厚分布の不均一を招いたと考えられる。
条件Ｂ２によって得られたアモルファスシリコン膜、窒化ケイ素膜、酸化ケイ素膜の各々の膜厚分布の均一性は、±５％以下であった。この結果、条件Ｂ２の場合では、所望の均一性を有する膜厚分布が得られると判断した（評価結果：良好）。
この原因は、縦板部の厚さが０．５ｍｍであるために、縦板部における熱の移動が抑制され、シャワープレートから電極フランジへの熱移動を抑制することができたと考えられる。結果として、シャワープレートの周囲領域で温度が低下することが無く、シャワープレートの温度分布を均一にすることができ、これに応じて、膜厚分布が均一になったと考えられる。
本発明の活用例として、プラズマを用いた処理として成膜、特にプラズマＣＶＤ、あるいは、エッチングなど基板に対して表面処理を施すプラズマ処理装置を挙げることができる。
１００ 真空処理装置、１０１ 処理室、１０１ａ 成膜空間、１０１ｂ ガス導入空間（空間）、１０２ 真空チャンバ、１０２ａ 底部、１０３ 絶縁フランジ、１０４ 電極フランジ、１０４ａ 上面、１０４Ｅ 外周領域（電極フランジ）、１０４Ｌ 下面（電極フランジ）、１０５ シャワープレート、１０５ａ ガス噴出口、１０５Ｆ 第１面、１０５Ｓ 第２面、１０６ 絶縁シールド、１０６ａ 許容空間、１０６ｂ 隙間、１０７ 取付フランジ、１０８ 可動シャフト、１０９ 固定シャフト、１１０、２１０ 電極枠、１１１ 支持部材、１１２、２１２ 上板部、１１２Ｇ 上溝、１１２Ｉ 上内側領域、１１２Ｐ 上変形部（変形部）、１１２Ｒ、１１４Ｒ 露出面、１１２Ｕ、２１２Ｕ 上外側領域、１１２Ｘ、２１２Ｘ 上外側面、１１３、２１３ 縦板部、１１３Ａ、２１３Ａ 上固定端、１１３Ｂ、２１３Ｂ 下固定端、１１３Ｄ 分割板部、１１３ＤＣ 角板部（分割板部）、１１３ＤＳ 平板部（分割板部）、１１３Ｆ 第１分割板部（分割板部）、１１３ＦＥ 第１端、１１３Ｓ 第２分割板部（分割板部）、１１３ＳＥ 第２端、１１３Ｔ カバー板部（分割板部、第３分割板部）、１１４、２１４ 下板部、１１４ａ、１２０ａ シール面、１１４Ｇ、１１４ＧＡ、１１４ＧＢ 下溝、１１４Ｉ 下内側領域、１１４Ｐ 下変形部（変形部）、１１４Ｕ、２１４Ｕ 下外側領域、１１４Ｘ、２１４Ｘ 下外側面、１１５ 支柱、１１７ リフレクタ、１１７ａ ネジ、１２０ スライドプレート、１２１ ボルト、１４１ 支持部（ヒータ）、１４２ ガス供給装置、１４５ ヒータ支持支柱、１４７ ＲＦ電源、１４８ 真空ポンプ、２００ 真空処理装置、Ｃ 凹部、Ｓ 基板、Ｔ 突起。

Claims (5)

  1. 基板に対してプラズマ処理を行う真空処理装置であって、
    チャンバと、
    高周波電源に接続された電極フランジと、
    前記電極フランジから離間して対向する第１面と、前記第１面とは反対側の第２面とを有し、前記電極フランジとともにカソードを構成し、平面視において矩形形状で形成されたシャワープレートと、
    前記シャワープレートの周囲に設けられた絶縁シールドと、
    前記電極フランジに接続され、アルミニウムで構成された電極枠と、
    前記シャワープレートの前記第１面における周縁部に取り付けられ、前記シャワープレートの熱膨張及び熱収縮に起因する変形に応じて前記電極枠に対してスライド可能であり、前記シャワープレートと前記電極フランジと前記電極枠とで囲まれる空間を密閉するスライドプレートと、
    前記シャワープレートの前記第２面が露出し、前記基板が配置される処理室と、
    を備え、
    前記電極枠は、
    前記電極フランジに取り付けられ、平面視において枠形状で形成され、上外側領域を有する上板部と、
    前記スライドプレートの一部と接触する接触面を有し、前記上板部に平行に延在し、平面視において枠形状で形成され、下外側領域を有する下板部と、
    前記上板部の前記上外側領域に固定された上固定端と、前記下板部の前記下外側領域に固定された下固定端とを有し、前記下板部から前記上板部に向けて立設し、前記上板部と前記下板部との間に固定され、前記上板部及び前記下板部の厚さよりも小さい厚さを有する縦板部と、
    を有する、
    真空処理装置。
  2. 前記上板部の前記上外側領域には、平面視において前記枠形状に沿って延在するとともに前記縦板部の前記上固定端が挿入固定される上溝が設けられ、
    前記縦板部は、前記上板部の上外側面に形成された上変形部によって、前記上溝内に固定されており、
    前記下板部の前記下外側領域には、平面視において前記枠形状に沿って延在するとともに前記縦板部の前記下固定端が挿入固定される下溝が設けられ、
    前記縦板部は、前記下板部の下外側面に形成された下変形部によって、前記下溝内に固定されている、
    請求項１に記載の真空処理装置。
  3. 前記縦板部は、平面視において、前記枠形状に沿って延在するように繋ぎ合わされた複数の分割板部を有し、
    前記縦板部は、
    前記複数の分割板部のうちの１つであって、第１端を有する第１分割板部と、
    前記複数の分割板部のうちの１つであって、前記第１端の隣りに位置する第２端を有する第２分割板部と、
    前記複数の分割板部のうちの１つであって、前記第１端及び前記第２端に重なる第３分割板部と、
    を有し、
    前記第１分割板部、前記第２分割板部、及び前記第３分割板部は、前記上溝及び前記下溝に固定されている、
    請求項２に記載の真空処理装置。
  4. 前記上板部の前記上外側領域は、上外側面を有し、
    前記下板部の前記下外側領域は、下外側面を有し、
    前記縦板部の前記上固定端は、前記上外側面に溶接固定されており、
    前記縦板部の前記下固定端は、前記下外側面に溶接固定されている、
    請求項１に記載の真空処理装置。
  5. 前記上板部は、前記上外側領域よりも内側に位置する上内側領域を有し、
    前記下板部は、前記下外側領域よりも内側に位置する下内側領域を有し、
    前記電極枠は、前記上内側領域と前記下内側領域との間に固定されるとともにセラミックで形成された複数の支柱を有する、
    請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の真空処理装置。
JP2019175615A 2019-09-26 2019-09-26 真空処理装置 Active JP7282646B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019175615A JP7282646B2 (ja) 2019-09-26 2019-09-26 真空処理装置
KR1020200111819A KR102451927B1 (ko) 2019-09-26 2020-09-02 진공 처리 장치
CN202010933390.3A CN112563158B (zh) 2019-09-26 2020-09-08 真空处理装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019175615A JP7282646B2 (ja) 2019-09-26 2019-09-26 真空処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021052139A JP2021052139A (ja) 2021-04-01
JP7282646B2 true JP7282646B2 (ja) 2023-05-29

Family

ID=75041056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019175615A Active JP7282646B2 (ja) 2019-09-26 2019-09-26 真空処理装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7282646B2 (ja)
KR (1) KR102451927B1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007522647A (ja) 2003-12-23 2007-08-09 ラム　リサーチ　コーポレーション プラズマ処理装置用のシャワーヘッド電極アセンブリ
JP2008223130A (ja) 2007-03-16 2008-09-25 Ulvac Japan Ltd 真空処理装置
JP2011089208A (ja) 2004-02-24 2011-05-06 Applied Materials Inc 可動又は柔軟なシャワーヘッド取り付け

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6772827B2 (en) * 2000-01-20 2004-08-10 Applied Materials, Inc. Suspended gas distribution manifold for plasma chamber
JPWO2010079756A1 (ja) 2009-01-09 2012-06-21 株式会社アルバック プラズマ処理装置
CN102272894A (zh) * 2009-01-09 2011-12-07 株式会社爱发科 等离子体处理装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007522647A (ja) 2003-12-23 2007-08-09 ラム　リサーチ　コーポレーション プラズマ処理装置用のシャワーヘッド電極アセンブリ
JP2011089208A (ja) 2004-02-24 2011-05-06 Applied Materials Inc 可動又は柔軟なシャワーヘッド取り付け
JP2008223130A (ja) 2007-03-16 2008-09-25 Ulvac Japan Ltd 真空処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR102451927B1 (ko) 2022-10-07
JP2021052139A (ja) 2021-04-01
CN112563158A (zh) 2021-03-26
KR20210036807A (ko) 2021-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9187827B2 (en) Substrate support with ceramic insulation
JP2012109446A (ja) 絶縁部材及び絶縁部材を備えた基板処理装置
US9827578B2 (en) Tightly fitted ceramic insulator on large area electrode
TWI405261B (zh) 乾蝕刻設備
US20130233491A1 (en) Dry etching apparatus
US9340876B2 (en) Mask for deposition process
US8476817B2 (en) Spark plug
JP7282646B2 (ja) 真空処理装置
JPWO2007001004A1 (ja) 太陽電池セル
CN103906417A (zh) 水冷散热器
US20110186228A1 (en) Showerhead
CN112563158B (zh) 真空处理装置
KR102596404B1 (ko) 증착 프로세스들을 위한 전도성 마스크의 접지
JP5885939B2 (ja) シールド部材及びシールド部材を備えた基板載置台
US20220005727A1 (en) Temperature control device
JP7140525B2 (ja) 真空処理装置
US10392703B2 (en) Plasma CVD apparatus
KR20140060662A (ko) 정전척, 그를 가지는 기판처리장치, 및 정전척의 제조방법
CN105789106A (zh) 夹持装置及半导体加工设备
TWI289610B (en) Heated substrate support and method of fabricating same
TWI835618B (zh) 電漿處理裝置
TWI827990B (zh) 下電極元件及等離子體處理裝置
CN116895513A (zh) 等离子体处理装置
US20220064799A1 (en) Vacuum processing apparatus
KR20050088827A (ko) 박막 증착 장비용 에지 프레임

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220706

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230509

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230517

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7282646

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150