特許 6010981 プラズマ処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6010981

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月19日

(54)【発明の名称】プラズマ処理装置

(51)【国際特許分類】

   H05H 1/46 20060101AFI20161006BHJP

   C23C 16/50 20060101ALI20161006BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20161006BHJP

【ＦＩ】

   H05H1/46 L

   C23C16/50

   H01L21/302 101C

【請求項の数】2

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-84739(P2012-84739)

(22)【出願日】2012年4月3日

(65)【公開番号】特開2013-214444(P2013-214444A)

(43)【公開日】2013年10月17日

【審査請求日】2015年2月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】特許業務法人青海特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】米澤 朋子

【審査官】 後藤 孝平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２６２５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１４３５９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２６１６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３０６６５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１４７５２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第０１／０１９１４４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｈ １／４６

Ｃ２３Ｃ １６／５０

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

真空状態に減圧可能な処理室にガス供給源から反応ガスが供給される真空チャンバと、
交流電源の給電側に接続される給電側電極棒、前記交流電源の接地側に接続され前記給電側電極棒に離間して対向配置された接地側電極棒、前記給電側電極棒および接地側電極棒を通電可能に接続する接続部材を有し、前記交流電源からの電力供給により前記処理室内でプラズマを発生させるアンテナ体と、
処理対象の被処理面を前記給電側電極棒および前記接地側電極棒に対向させて保持可能な処理対象保持手段と、を備え、
前記処理対象保持手段は、前記給電側電極棒および前記接地側電極棒の対向間隔によって形成される処理空間に、前記処理対象を配置することを特徴とするプラズマ処理装置。

【請求項2】

真空状態に減圧可能な処理室にガス供給源から反応ガスが供給される真空チャンバと、
交流電源の給電側に接続される給電側電極棒、前記交流電源の接地側に接続され前記給電側電極棒に離間して対向配置された接地側電極棒、前記給電側電極棒および接地側電極棒を通電可能に接続する接続部材を有し、前記交流電源からの電力供給により前記処理室内でプラズマを発生させるアンテナ体と、
処理対象の被処理面を前記給電側電極棒および前記接地側電極棒に対向させて保持可能な処理対象保持手段と、を備え、
前記給電側電極棒および接地側電極棒のそれぞれは、
当該両電極棒の対向方向に交差する方向に、当該電極棒の一部を屈曲もしくは湾曲させた転回部と、
前記転回部を境にして一端側に位置する第１の部分、および、前記転回部を境にして他端側に位置するとともに前記第１の部分に対向する第２の部分と、を有し、
前記接地側電極棒の内部には、前記ガス供給源から供給された前記反応ガスが流通するガス供給路が形成されており、該ガス供給路を通過した反応ガスは、該接地側電極棒に形成された噴出孔を介して前記真空チャンバに供給され、
前記処理対象保持手段は、前記第１の部分および第２の部分の対向空間によって形成される処理空間に、前記処理対象を配置する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】

本発明は、真空チャンバ内でプラズマを発生させて処理対象の被処理面に薄膜を生成したり、エッチングを行ったりするプラズマ処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１〜３に示されるプラズマ処理装置（プラズマＣＶＤ装置）が知られている。これらのプラズマ処理装置は、真空状態に減圧可能な処理室を有する真空チャンバを備えており、この真空チャンバの天井部に、高周波電源に電気的に接続された複数のコネクタが配設されている。また、処理室内には、複数本の電極棒を有するアレイアンテナユニットが設けられており、このアレイアンテナユニットの電極棒が、複数のコネクタそれぞれに接続されている。

【0003】

そして、真空状態に減圧された処理室内に、処理対象である基板を保持する基板搬送用の台車を搬送するとともに、当該基板をアレイアンテナユニットに対向させた状態で、真空チャンバ内に反応ガスを供給しつつ、電極棒に高周波電力を供給する。これにより、真空雰囲気中にプラズマが発生するとともに、プラズマによって分解された反応ガスの成分が基板の表面に付着し、非結晶シリコン膜または微結晶シリコン膜などの薄膜が基板表面に生成されることとなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−２６２５４１号公報

【特許文献2】特開２００３−８６５８１号公報

【特許文献3】特開２００３−１０９７９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来のプラズマ処理装置においては、複数本の電極棒が並列に配置されている。したがって、平面状の１つの被処理面のみを有する処理対象に対しては、被処理面に対して、薄膜生成やエッチングを均一に施すことが可能である。しかしながら、例えば、被処理面が湾曲している円柱形状の処理対象や、表裏関係を有する２面を被処理面として備える処理対象など、処理対象の形状によっては、被処理面に対する処理が不均一になってしまったり、均一な処理を施すためにプラズマ処理を複数回に分けて行ったりしなければならない。

【0006】

また、例えば、表裏関係を有する２面を被処理面として備える処理対象にプラズマ処理を施す場合には、複数のアレイアンテナユニットを並列に配置するとともに、これらアレイアンテナユニットの間に処理対象を保持した状態でプラズマ処理を施すことが考えられる。しかしながら、複数のアレイアンテナユニットによって、異なる被処理面に均一なプラズマ処理を施そうとすると、アレイアンテナユニットそれぞれの個体差等を緩和するための制御が必要となる。

【0007】

本発明は、特に、平面状の１つの被処理面のみを有する処理対象以外の処理対象に対しても、特別な制御を要することなく、一度のプラズマ処理によって施される薄膜やエッチングの均一性を向上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している。

【課題を解決するための手段】

【0010】

また、本発明のプラズマ処理装置は、真空状態に減圧可能な処理室にガス供給源から反応ガスが供給される真空チャンバと、交流電源の給電側に接続される給電側電極棒、前記交流電源の接地側に接続され前記給電側電極棒に離間して対向配置された接地側電極棒、前記給電側電極棒および接地側電極棒を通電可能に接続する接続部材を有し、前記交流電源からの電力供給により前記処理室内でプラズマを発生させるアンテナ体と、処理対象の被処理面を前記給電側電極棒および接地側電極棒に対向させて保持可能な処理対象保持手段と、を備え、前記処理対象保持手段は、前記給電側電極棒および前記接地側電極棒の対向間隔によって形成される処理空間に、前記処理対象を配置することを特徴とする。

【0011】

また、本発明のプラズマ処理装置は、真空状態に減圧可能な処理室にガス供給源から反応ガスが供給される真空チャンバと、交流電源の給電側に接続される給電側電極棒、前記交流電源の接地側に接続され前記給電側電極棒に離間して対向配置された接地側電極棒、前記給電側電極棒および接地側電極棒を通電可能に接続する接続部材を有し、前記交流電源からの電力供給により前記処理室内でプラズマを発生させるアンテナ体と、処理対象の被処理面を前記給電側電極棒および前記接地側電極棒に対向させて保持可能な処理対象保持手段と、を備え、前記給電側電極棒および接地側電極棒のそれぞれは、当該両電極棒の対向方向に交差する方向に、当該電極棒の一部を屈曲もしくは湾曲させた転回部と、前記転回部を境にして一端側に位置する第１の部分、および、前記転回部を境にして他端側に位置するとともに前記第１の部分に対向する第２の部分と、を有し、前記接地側電極棒の内部には、前記ガス供給源から供給された前記反応ガスが流通するガス供給路が形成されており、該ガス供給路を通過した反応ガスは、該接地側電極棒に形成された噴出孔を介して前記真空チャンバに供給され、前記処理対象保持手段は、前記第１の部分および第２の部分の対向空間によって形成される処理空間に、前記処理対象を配置することを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、特に、平面状の１つの被処理面のみを有する処理対象以外の処理対象に対しても、特別な制御を要することなく、一度のプラズマ処理によって施される薄膜やエッチングの均一性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】真空チャンバの正面側を示す斜視図である。

【図2】真空チャンバの背面側を示す斜視図である。

【図3】（ａ）は真空チャンバの正面側の断面を模式的に示す図であり、（ｂ）は真空チャンバの上面を模式的に示す図である。

【図4】コネクタ群の詳細を説明する図である。

【図5】アレイアンテナユニットが真空チャンバに取り付けられた状態の正面側の断面を模式的に示す図である。

【図6】アレイアンテナユニットが真空チャンバに取り付けられた状態の右側面図である。

【図7】アレイアンテナユニットの上面図である。

【図8】（ａ）は図７のＶＩＩＩ（ａ）−ＶＩＩＩ（ａ）線断面図、（ｂ）は図７のＶＩＩＩ（ｂ）−ＶＩＩＩ（ｂ）線断面図である。

【図9】アレイアンテナユニットが掛止された状態の真空チャンバの右側面図である。

【図10】第１電極棒および第２電極棒と、処理対象の被処理面との相対位置関係を示す図である。

【図11】第２実施形態における第１電極棒および第２電極棒と、処理対象の被処理面との相対位置関係を示す図である。

【図12】第３実施形態における第１電極棒および第２電極棒と、処理対象の被処理面との相対位置関係を示す図である。

【図13】第４実施形態における第１電極棒および第２電極棒と、処理対象の被処理面との相対位置関係を示す図である。

【図14】第５実施形態における第１電極棒および第２電極棒と、処理対象の被処理面との相対位置関係を示す図である。

【図15】第６実施形態における第１電極棒および第２電極棒と、処理対象の被処理面との相対位置関係を示す図である。

【図16】第７実施形態における第１電極棒および第２電極棒と、処理対象の被処理面との相対位置関係を示す図である。

【図17】第８実施形態における第１電極棒および第２電極棒と、処理対象の被処理面との相対位置関係を示す図である。

【図18】第９実施形態における第１電極棒および第２電極棒と、処理対象の被処理面との相対位置関係を示す図である。

【図19】第１０実施形態における第１電極棒および第２電極棒と、処理対象の被処理面との相対位置関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0015】

本実施形態のプラズマ処理装置は、処理対象の被処理面に薄膜を生成するプラズマＣＶＤ装置や、処理対象の被処理面をエッチング加工するプラズマエッチング装置として用いることが可能であるが、ここでは、プラズマ処理装置をプラズマＣＶＤ装置として用いる場合について説明する。

【0016】

（真空チャンバの構成）
まず、図１〜図４を用いて、本実施形態のアレイアンテナ式（誘導結合型）プラズマ処理装置の真空チャンバの構造について説明する。図１は、真空チャンバの正面側を示す斜視図、図２は、真空チャンバの背面側を示す斜視図である。

【0017】

図１および図２に示すように、真空チャンバ１は、筐体２を備えて構成されている。この筐体２は、図中ｙ方向に対面配置された天井部２ａおよび底面部２ｂと、図中ｘ方向に対面配置された右側面部２ｃおよび左側面部２ｄと、図中ｚ方向に対面配置された正面部２ｅおよび背面部２ｆと、を備えている。以下では、天井部２ａ側を真空チャンバ１の上方または上面とし、右側面部２ｃ側を真空チャンバ１の右方または右側面とし、左側面部２ｄ側を真空チャンバ１の左方または左側面として説明する。

【0018】

正面部２ｅおよび背面部２ｆには、それぞれフロント開口部３およびリヤ開口部４が形成されており、これらフロント開口部３およびリヤ開口部４を開閉するフロント開閉扉５およびリヤ開閉扉６がそれぞれ設けられている。また、右側面部２ｃにも右開口部７が形成されており、この右開口部７を開閉する開閉扉８が設けられている。さらに、左側面部２ｄにも左開口部９が形成されているが、この左開口部９は、不図示の基板搬送チャンバに接続可能となっている。この左開口部９には、真空チャンバ１と基板搬送チャンバとを真空状態を維持したまま接続したり、あるいはその接続状態を遮断したりする不図示のゲートバルブが設けられている。そして、このゲートバルブを閉じるとともに、フロント開閉扉５、リヤ開閉扉６および開閉扉８を閉じることにより、筐体２の内部に、外部から完全に密閉された処理室１０が形成されることとなる。

【0019】

図３（ａ）は、真空チャンバ１の正面側の断面を模式的に示す図であり、図３（ｂ）は、真空チャンバ１の上面を模式的に示す図である。これらの図に示すように、天井部２ａには、コネクタ群１１が設けられている。このコネクタ群１１は、複数のコネクタが図中ｘ方向に沿って直列配置された第１コネクタ群１１ａおよび第２コネクタ群１１ｂを備えており、これら第１コネクタ群１１ａおよび第２コネクタ群１１ｂが、図中ｚ方向に所定の間隔を維持して配列されている。

【0020】

図４は、コネクタ群１１の詳細を説明する図である。この図に示すように、第１コネクタ群１１ａおよび第２コネクタ群１１ｂは、高周波電力（本実施形態では８５ＭＨｚの交流電力）を供給する高周波電源１２の供給側（給電側）に接続された第１天井側コネクタ１３と、高周波電源１２の接地側に接続された第２天井側コネクタ１４と、を備えている。第１コネクタ群１１ａおよび第２コネクタ群１１ｂにおいては、いずれも第１天井側コネクタ１３および第２天井側コネクタ１４が、図中ｘ方向に交互に設けられている。また、第１コネクタ群１１ａおよび第２コネクタ群１１ｂにおいては、第１天井側コネクタ１３および第２天井側コネクタ１４が、互いに図中ｚ方向に対向配置されるように設けられている。これら第１天井側コネクタ１３および第２天井側コネクタ１４は、その接続部が鉛直方向下方（底面部２ｂ）に向けられており、後述するアレイアンテナユニットの電極棒が、鉛直方向下方から上方に向かって接続可能となっている。

【0021】

また、第２天井側コネクタ１４にはガス供給源１５が接続されており、このガス供給源１５から供給される反応ガスが、第２天井側コネクタ１４に接続されたアレイアンテナユニットの電極棒から処理室１０内に噴出可能となっている。なお、図３（ａ）に示すように、筐体２の天井部２ａには真空ポンプ１６が接続されており、処理室１０を密閉した状態で真空ポンプ１６を駆動することにより、処理室１０内が真空状態に減圧可能となっている。

【0022】

（アレイアンテナユニットの構成）
図５は、アレイアンテナユニット３０が真空チャンバ１に取り付けられた状態の正面側の断面を模式的に示す図であり、図６は、アレイアンテナユニット３０が真空チャンバ１に取り付けられた状態の右側面図である。これらの図に示すように、アレイアンテナユニット３０は、アンテナ支持部材３１を備えており、このアンテナ支持部材３１に複数のアンテナ体５０が支持されている。

【0023】

このアンテナ体５０は、アンテナ支持部材３１の幅方向（図中ｚ方向）に対向配置される第１電極棒５１（給電側電極棒）と第２電極棒５２（接地側電極棒）とが、接続部材５３によって電気的に接続されたアンテナ素子であり、アンテナ支持部材３１の長手方向に所定の間隔を維持して複数体支持されている。両電極棒５１、５２は、その長手方向の上端部がアンテナ支持部材３１に支持されており、長手方向を鉛直方向に沿わせた状態で、アンテナ支持部材３１に垂下支持されることとなる。

【0024】

図７は、アレイアンテナユニット３０の上面図、図８（ａ）は図７のＶＩＩＩ（ａ）−ＶＩＩＩ（ａ）線断面図、図８（ｂ）は図７のＶＩＩＩ（ｂ）−ＶＩＩＩ（ｂ）線断面図である。ただし、図７においては、説明の都合上、図８（ａ）および図８（ｂ）に示す後述のカバー部材を省略して示している。これらの図に示すように、アンテナ支持部材３１は、断面Ｕ字形の部材によって構成されており、その開口を鉛直方向下方に臨ませている。このアンテナ支持部材３１には、当該アンテナ支持部材３１の長手方向に沿って形成される長孔形状のアンテナ支持孔３２ａ、３２ｂが設けられており、これらアンテナ支持孔３２ａ、３２ｂに、第１電極棒５１および第２電極棒５２が垂下支持されている。

【0025】

より詳細に説明すると、第１電極棒５１の上端部には、真空チャンバ１の天井部２ａに設けられた第１天井側コネクタ１３に接続可能な第１アンテナ側コネクタ５４が固定されている。また、第２電極棒５２の上端部には、真空チャンバ１の天井部２ａに設けられた第２天井側コネクタ１４に接続可能な第２アンテナ側コネクタ５５が固定されている。

【0026】

第１アンテナ側コネクタ５４は、円筒状の本体５４ａを備えており、この本体５４ａの底面部５４ｂに、第１電極棒５１が貫通した状態で固定されている。また、本体５４ａの開口側には、当該本体５４ａよりも大径のフランジ部５４ｃが設けられている。このフランジ部５４ｃは、アンテナ支持部材３１に形成されたアンテナ支持孔３２ａ、３２ｂの幅よりも大径となる寸法関係を維持している。また、本体５４ａは、円筒状の外周面の一部が面取りされており、これら面取りした部分がアンテナ支持孔３２ａ、３２ｂの内周縁に対面する寸法関係を維持している。

【0027】

したがって、アンテナ支持孔３２ａ、３２ｂの上方から第１アンテナ側コネクタ５４を挿入すると、本体５４ａがアンテナ支持孔３２を挿通するとともに、フランジ部５４ｃがアンテナ支持部材３１の上面に接触して掛け止められ、これによって第１電極棒５１がアンテナ支持部材３１に垂下支持されることとなる。このとき、アンテナ支持部材３１に支持された第１アンテナ側コネクタ５４に回転応力が作用したとしても、本体５４ａに形成された面取り部がアンテナ支持孔３２の内周縁に接触し、第１アンテナ側コネクタ５４の回転が制限される。

【0028】

なお、ここでは第１アンテナ側コネクタ５４について説明したが、第２アンテナ側コネクタ５５の構成も上記第１アンテナ側コネクタ５４と同様である。つまり、第２アンテナ側コネクタ５５は、本体５５ａと、底面部５５ｂと、フランジ部５５ｃと、本体５５ａに形成された面取り部と、を備えており、底面部５５ｂに第２電極棒５２が貫通した状態で固定されている。そして、本体５５ａの開口側には、当該本体５５ａよりも大径のフランジ部５５ｃが設けられている。このように、この第２アンテナ側コネクタ５５も、上記第１アンテナ側コネクタ５４と同様に、アンテナ支持部材３１に垂下支持されることとなる。

【0029】

また、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、各第１電極棒５１は、その外周にセラミックスまたは樹脂などの誘電体からなる被覆部材５６を備えている。一方、各第２電極棒５２は円筒形状をなしており、その長手方向に延在するガス供給路５２ａが内部に形成されている。また、各第２電極棒５２は、ガス供給路５２ａに垂直に連通する噴出孔５２ｂを備えている。この第２電極棒５２は、上述したように、アレイアンテナユニット３０が処理室１０内に掛け止められたときに、第２天井側コネクタ１４に接続されて、上記したガス供給源１５とガス供給路５２ａとが連通する関係をなしている。

【0030】

したがって、アレイアンテナユニット３０が処理室１０内に掛け止められた状態で、ガス供給源１５から反応ガスが供給されることにより、噴出孔５２ｂから処理室１０に向けて反応ガスが噴出することとなる。なお、アンテナ支持部材３１には、両アンテナ側コネクタ５４、５５を被覆する断面Ｕ字形のカバー部材３３が固定されている。このカバー部材３３には、両アンテナ側コネクタ５４、５５の本体５４ａ、５５ａに一致する円形の貫通孔３３ａが複数設けられている。これにより、各アンテナ側コネクタ５４、５５の本体５４ａ、５５ａの開口、すなわち、両電極棒５１、５２の上端は、カバー部材３３の貫通孔３３ａを介して上方に臨むこととなる。

【0031】

上記の構成からなるアレイアンテナユニット３０は、図５に示すように、真空チャンバ１の天井部２ａに設けられた掛止ピン１９を、アンテナ支持部材３１に設けられた不図示の掛止孔に挿通させた状態で、上記の掛止ピン１９にボルトを固定することにより、処理室１０内に掛止されることとなる。このように、アレイアンテナユニット３０が処理室１０内に掛止された状態では、第１アンテナ側コネクタ５４が第１天井側コネクタ１３に接続され、第２アンテナ側コネクタ５５が第２天井側コネクタ１４に接続されることとなる。

【0032】

図９は、アレイアンテナユニット３０が掛止された状態の真空チャンバ１に、処理対象である基板Ｗが搬入された状態の右側面図である。上記したとおり、天井部２ａには、第１コネクタ群１１ａおよび第２コネクタ群１１ｂが設けられている。この図においては、第１電極棒５１が、第１コネクタ群１１ａに設けられた第１天井側コネクタ１３に接続され、第２電極棒５２が、第２コネクタ群１１ｂに設けられた第２天井側コネクタ１４に接続されたアンテナ体５０を示している。

【0033】

そして、アンテナ体５０は、当該アンテナ体５０を構成する第１電極棒５１および第２電極棒５２が図中ｚ方向に対向配置され、これら両電極棒５１、５２の対向間隔に処理空間Ｘが形成される。このように、本実施形態においては、アンテナ体５０を構成する第１電極棒５１および第２電極棒５２間に形成される処理空間Ｘに、処理対象となる基板Ｗが搬入され、当該処理空間Ｘにおいて基板Ｗにプラズマ処理が施されることとなる。

【0034】

なお、詳細な説明は省略するが、真空チャンバ１には、左側面部２ｄから右側面部２ｃまで延在するガイドレールが設けられている。また、基板Ｗを真空チャンバ１内に搬入するとともに、処理空間Ｘに基板Ｗを保持する処理対象保持手段には、上記のガイドレール上を転動するガイドローラが設けられている。これにより、基板Ｗを保持する処理対象保持手段は、ガイドローラがガイドレールに案内されて真空チャンバ１内の処理空間Ｘに搬入されることとなる。また、基板Ｗは、表裏関係にある被処理面Ｗ１、Ｗ２を備えており、処理空間Ｘに搬入された状態では、被処理面Ｗ１が真空チャンバ１の正面部２ｅ側に位置し、被処理面Ｗ２が真空チャンバ１の背面部２ｆ側に位置している。

【0035】

図１０は、第１電極棒５１および第２電極棒５２と、基板Ｗの被処理面Ｗ１、Ｗ２との相対位置関係を示す図である。この図に示すように、第１電極棒５１および第２電極棒５２は、被処理面Ｗ１、Ｗ２の双方に対して、図中ｚ方向に同一の離間距離を維持しており、また、図中ｘ方向に同一の離間距離を維持して交互に配置されている。次に、上記のような相対位置関係を有する本実施形態のプラズマ処理装置におけるプラズマ処理について、図５を参照して説明する。

【0036】

（プラズマ処理）
まず、真空チャンバ１の処理室１０を密閉するとともに、真空ポンプ１６を駆動して処理室１０を真空状態に減圧する。この状態で、ゲートバルブを介して真空チャンバ１に接続され内部が真空状態に維持された基板搬送チャンバから、処理室１０内より詳細には処理空間Ｘに基板Ｗを搬入する。そして、ガス供給源１５から第２電極棒５２に反応ガスを供給して、噴出孔５２ｂから真空チャンバ１内に反応ガスを噴出させる。この状態で、高周波電源１２によってアンテナ体５０に高周波電力を供給すると、アレイアンテナユニット３０の周辺、より詳細には、図中ｘ方向に隣り合って配置された両電極棒５１、５２間にプラズマが発生し、このプラズマによって分解された反応ガスの成分が基板Ｗの被処理面Ｗ１、Ｗ２に付着する。このようにして、基板Ｗの被処理面Ｗ１、Ｗ２に、非結晶シリコン膜または微結晶シリコン膜などの薄膜が成膜されることとなる。

【0037】

以上のように、本実施形態によれば、特別な制御を要することなく、１回のプラズマ処理によって、基板Ｗにおいて表裏関係にある被処理面Ｗ１、Ｗ２に対して、同時に、かつ、均一に薄膜を生成することが可能となる。また、本実施形態のプラズマ処理装置を、処理対象の被処理面Ｗ１、Ｗ２にエッチング加工を施すプラズマエッチング装置として用いた場合においても、上記と同様に、均一なエッチング加工を実現可能である。

【0038】

なお、上記実施形態においては、被処理面Ｗ１、Ｗ２に対して、それぞれ第１電極棒５１、５２が交互に配置されることとしたが、図１１に示す第２実施形態のように、被処理面Ｗ１に対して第１電極棒５１のみを対向配置し、被処理面Ｗ２に対して第２電極棒５２のみを対向配置することとしてもよい。この場合にも、基板Ｗの周囲にプラズマが発生するため、被処理面Ｗ１、Ｗ２に同時に薄膜生成処理やエッチング加工を施すことが可能となる。

【0039】

また、上記各実施形態においては、表裏関係を有する一対の平面状の被処理面を有する基板を処理対象として説明したが、処理対象の形状や材質等はこれに限らない。例えば、処理対象は、表裏関係を有する一対の湾曲面状の被処理面を有するものであってもよい。この場合、図１２に示す第３実施形態の第１電極棒１００および第２電極棒１０１のように、各電極棒を、被処理面に沿った形状とすることにより、被処理面に対してより均一な処理を施すことが可能となる。

【0040】

また、上記各実施形態においては、表裏関係を有する一対の被処理面を備える処理対象にプラズマ処理を施す場合について説明したが、例えば、円柱状の部材のように、円周面を被処理面とする処理対象にも適用可能である。この場合、図１３に示す第４実施形態の第１電極棒１１０および第２電極棒１１１のように、各電極棒を、円周状の被処理面に沿った形状とすることにより、被処理面に対してより均一なプラズマ処理を施すことが可能となる。

【0041】

また、処理対象が、内周面と外周面とを被処理面とする円筒状の部材である場合には、図１４に示す第５実施形態の第１電極棒１２０および第２電極棒１２１のように構成することも可能である。この場合にも、相対的に給電側に位置する第１電極棒１２０と、接地側に位置する第２電極棒１２１とが対向配置され、この対向間隔に形成される処理空間に処理対象が位置することとなり、異なる方向に臨む被処理面に対して、同時に、プラズマ処理を施すことが可能となる。

【0042】

また、上記各実施形態においては、高周波電源１２の給電側に接続される第１電極棒と、接地側に接続される第２電極棒と、を接続部材によって接続してアンテナ体を構成している。そして、これら第１電極棒、第２電極棒、接続部材からなるアンテナ体を１つの電極棒と見た場合に、給電側から接地側へと延伸する電極棒が、接続部材によって転回する（折り返す）構成とした。

【0043】

つまり、１つのアンテナ体において、相対的に給電側に位置する電極棒（第１電極棒）と、相対的に接地側に位置する電極棒（第２電極棒）とを対向配置させ、この対向間隔に処理空間を形成するためには、電極棒の一部を屈曲もしくは湾曲させて、先端側を基端側に折り返す転回部が必要となる。上記実施形態においては、この転回部としての機能を接続部材が担うこととしたので、両電極棒は、直線状の簡易な棒状部材によって構成することが可能となっている。

【0044】

ただし、両電極棒は、必ずしも直線状の棒状部材で構成しなければならないものではなく、例えば、上記のアンテナ体を一体成形によって１つの部材で構成することとしてもよい。いずれにしても、アンテナ体は、給電側から接地側へと延伸する電極棒の一部を屈曲もしくは湾曲させた転回部を有し、この転回部を境にして給電側に位置する電極棒の一部（第１の部分）、および、転回部を境にして接地側に位置するとともに第１の部分に対向する電極棒の一部（第２の部分）を備え、これら第１の部分および第２の部分の対向空間によって処理空間が構成されればよい。

【0045】

したがって、アンテナ体は、図１５に示す第６実施形態のように構成することも可能である。この第６実施形態においては、給電側となる第１電極棒１３０と、接地側となる第２電極棒１３１と、が図中ｘ方向に対向配置されており、これら両電極棒１０３、１３１が、接続部材１３２によって通電可能に接続されている。ただし、両電極棒１３０、１３１は、当該両電極棒１３０、１３１の対向方向（図中ｘ方向）に交差する方向（図中ｚ方向）に当該電極棒１３０、１３１を屈曲させる転回部１３０ａ、１３１ａをそれぞれ有している。そして、電極棒１３０、１３１のうち、転回部１３０ａ、１３１ａを境にして給電側（一端側）に位置する部分（第１の部分）と、接地側（他端側）に位置する部分（第２の部分）と、が対向する関係を有しており、この対向間隔に、処理空間Ｘ１が構成されている。このような構成によっても、上記実施形態と同様の作用効果を実現することができる。

【0046】

なお、両電極棒のそれぞれが転回部を備える場合において、処理対象が湾曲面状の被処理面を有するときには、図１６に示す第７実施形態の第１電極棒１４０および第２電極棒１４１のように、各電極棒を、被処理面に沿った形状とすることにより、被処理面に対してより均一な処理を施すことが可能となる。

【0047】

また、両電極棒のそれぞれが転回部を備える場合において、処理対象が、例えば、円柱状の部材のように、円周面を被処理面とするときには、図１７に示す第８実施形態の第１電極棒１５０および第２電極棒１５１のように、各電極棒を、円周状の被処理面に沿った形状とすることにより、被処理面に対してより均一なプラズマ処理を施すことが可能となる。

【0048】

また、処理対象が、内周面と外周面とを被処理面とする円筒状の部材である場合には、図１８に示す第９実施形態の第１電極棒１６０および第２電極棒１６１のように構成することも可能である。この場合にも、相対的に給電側に位置する電極棒と、接地側に位置する電極棒とが対向配置され、この対向間隔に形成される処理空間に処理対象が位置することとなり、異なる方向に臨む被処理面に対して、同時に、プラズマ処理を施すことが可能となる。

【0049】

さらには、図１９に示す第１０実施形態のように、電極棒１７０を輪状に構成するとともに、この輪状の電極棒１７０の内側に形成される処理空間に、処理対象を配置することとしてもよい。

【0050】

なお、上記各実施形態におけるアンテナ体の数や、各アンテナ体を構成する電極棒の数は一例に過ぎず、いずれの実施形態においても、少なくとも１体のアンテナ体を備えるとともに、そのアンテナ体に少なくとも１本の電極棒を備えていればよい。また、上記実施形態においては、電極棒が、その長手方向を鉛直方向に沿わせて垂下支持される構成としたが、例えば、電極棒を、その長手方向を水平方向に沿わせて設けるようにしてもよく、電極棒の向きは特に限定されるものではない。

【0051】

いずれにしても、上記各実施形態によれば、相対的に給電側に位置する電極棒の一部分と、接地側に位置する電極棒の一部分と、において対向する部分が設けられ、その対向間隔に処理対象が配置されることにより、異なる方向に臨む被処理面に同時にプラズマ処理を施すことができる。

【0052】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【産業上の利用可能性】

【0053】

本発明は、真空チャンバ内でプラズマを発生させて処理対象の被処理面にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置に利用することができる。

【符号の説明】

【0054】

１ 真空チャンバ
１０ 処理室
１２ 高周波電源
１５ ガス供給源
５０ アンテナ体
５１、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０ 第１電極棒
５２、１０１、１１１、１２１、１３１、１４１、１５１、１６１ 第２電極棒
５３ 接続部材
１３０ａ、１３１ａ 転回部
Ｗ 基板
Ｗ１、Ｗ２ 被処理面
Ｘ 処理空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】