特許 6101535 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】6101535

(24)【登録日】2017年3月3日

(45)【発行日】2017年3月22日

(54)【発明の名称】プラズマ処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20170313BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20170313BHJP

   C23C 16/509 20060101ALI20170313BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/31 C

   H05H1/46 L

   C23C16/509

【請求項の数】7

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2013-66213(P2013-66213)

(22)【出願日】2013年3月27日

(65)【公開番号】特開2014-192318(P2014-192318A)

(43)【公開日】2014年10月6日

【審査請求日】2016年2月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】山本 悟史

【審査官】 正山 旭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２１２１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８６９１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２４７３９０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−０３８４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００３１５６０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−２４３３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／００９４２３８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／１０４８０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表平１１−５１０３０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０３３１９１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｃ２３Ｃ １６／５０９

Ｈ０５Ｈ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマ処理装置であって、
内部に処理空間を形成する処理チャンバーと、
前記処理空間において、処理対象となる対象物を保持する保持部と、
巻き数が一周未満である複数の誘導結合型アンテナと、
前記複数の誘導結合型アンテナと接続された高周波電源と、
誘電体により形成される仕切り部材と、
を備え、
前記複数の誘導結合型アンテナは前記処理空間に設けられ、前記複数の誘導結合型アンテナの各々の両端部を結ぶ線分の中心点が定められた仮想軸上に配置されることによって、前記複数の誘導結合型アンテナが前記仮想軸に沿って一列に配列されており、
前記仕切り部材が、前記複数の誘導結合型アンテナと共通の配設面に、かつ、隣り合う誘導結合型アンテナの間に配置される、
プラズマ処理装置。

【請求項2】

プラズマ処理装置であって、
内部に処理空間を形成する処理チャンバーと、
前記処理空間において、処理対象となる対象物を保持する保持部と、
巻き数が一周未満である複数の誘導結合型アンテナと、
前記複数の誘導結合型アンテナと接続された高周波電源と、
誘電体により形成される仕切り部材と、
を備え、
前記複数の誘導結合型アンテナの各々の両端部を結ぶ線分の中心点が定められた仮想軸上に配置されることによって、前記複数の誘導結合型アンテナが前記仮想軸に沿って一列に配列されており、
前記仕切り部材が、隣り合う誘導結合型アンテナの間に配置され、
前記誘導結合型アンテナと前記仕切り部材とが共通の配設面に配設されており、
前記誘導結合型アンテナにおける前記配設面から突出している側の端を含む水平面を、第１水平面とよび、
前記保持部に保持されている対象物の上面を含む水平面を、第２水平面とよび、
前記第１水平面と前記第２水平面との中間の水平面を、第３水平面とよぶとして、
前記仕切り部材における前記配設面から突出している側の端が、前記第３水平面よりも前記配設面側に存在する、
プラズマ処理装置。

【請求項3】

プラズマ処理装置であって、
内部に処理空間を形成する処理チャンバーと、
前記処理空間において、処理対象となる対象物を保持する保持部と、
巻き数が一周未満である複数の誘導結合型アンテナと、
前記複数の誘導結合型アンテナと接続された高周波電源と、
誘電体により形成される仕切り部材と、
を備え、
前記複数の誘導結合型アンテナの各々の両端部を結ぶ線分の中心点が定められた仮想軸上に配置されることによって、前記複数の誘導結合型アンテナが前記仮想軸に沿って一列に配列されており、
前記仕切り部材が、隣り合う誘導結合型アンテナの間に配置され、
前記誘導結合型アンテナと前記仕切り部材とが共通の配設面に配設されており、
前記誘導結合型アンテナにおける前記配設面から突出している側の端に、仮想円の円弧に沿って曲がる円弧状部分が含まれ、
前記仮想円の中心を通る水平面を、第４水平面とよび、
前記仕切り部材における前記配設面から突出している側の端が、前記第４水平面よりも前記対象物側に存在する、
プラズマ処理装置。

【請求項4】

プラズマ処理装置であって、
内部に処理空間を形成する処理チャンバーと、
前記処理空間において、処理対象となる対象物を保持する保持部と、
巻き数が一周未満である複数の誘導結合型アンテナと、
前記複数の誘導結合型アンテナと接続された高周波電源と、
誘電体により形成される仕切り部材と、
を備え、
前記複数の誘導結合型アンテナの各々の両端部を結ぶ線分の中心点が定められた仮想軸上に配置されることによって、前記複数の誘導結合型アンテナが前記仮想軸に沿って一列に配列されており、
前記仕切り部材が、隣り合う誘導結合型アンテナの間に配置され、
前記誘導結合型アンテナと前記仕切り部材とが共通の配設面に配設されており、
前記誘導結合型アンテナにおける前記配設面から突出している側の端を含む水平面を、第１水平面とよび、
前記仕切り部材における前記配設面から突出している側の端が、前記第１水平面よりも前記対象物側に存在する、
プラズマ処理装置。

【請求項5】

プラズマ処理装置であって、
内部に処理空間を形成する処理チャンバーと、
前記処理空間において、処理対象となる対象物を保持する保持部と、
巻き数が一周未満である複数の誘導結合型アンテナと、
前記複数の誘導結合型アンテナと接続された高周波電源と、
誘電体により形成される仕切り部材と、
を備え、
前記複数の誘導結合型アンテナの各々の両端部を結ぶ線分の中心点が定められた仮想軸上に配置されることによって、前記複数の誘導結合型アンテナが前記仮想軸に沿って一列に配列されており、
前記仕切り部材が、隣り合う誘導結合型アンテナの間に配置され、
前記仕切り部材が、
内部に形成された内部ガス流路と、
前記内部ガス流路と前記処理空間とを連通する吐出口と、
前記内部ガス流路にガスを供給するガス供給部と、
を備える、プラズマ処理装置。

【請求項6】

プラズマ処理装置であって、
内部に処理空間を形成する処理チャンバーと、
前記処理空間において、処理対象となる対象物を保持する保持部と、
巻き数が一周未満である複数の誘導結合型アンテナと、
前記複数の誘導結合型アンテナと接続された高周波電源と、
誘電体により形成される仕切り部材と、
を備え、
前記複数の誘導結合型アンテナの各々の両端部を結ぶ線分の中心点が定められた仮想軸上に配置されることによって、前記複数の誘導結合型アンテナが前記仮想軸に沿って一列に配列されており、
前記仕切り部材が、隣り合う誘導結合型アンテナの間に配置され、
前記プラズマ処理装置は、前記仕切り部材を複数備え、
前記複数の仕切り部材のうちの少なくとも１つの仕切り部材が、他の仕切り部材と大きさが異なる、
プラズマ処理装置。

【請求項7】

請求項６に記載のプラズマ処理装置であって、
一列に配列されている前記複数の誘導結合型アンテナのうち、端に配置されている誘導結合型アンテナと、当該誘導結合型アンテナの隣の誘導結合型アンテナとの間に配置される仕切り部材が、他の仕切り部材よりも大きい、
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、プラズマを生成して定められた処理を行うプラズマ処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

プラズマプロセスは、例えばシリコン系の太陽電池の製造プロセス等において、大きな役割を果たしている（例えば、特許文献１〜５参照）。例えば特許文献１，２には、プラズマＣＶＤ（plasma-enhanced chemical vapor deposition）によって基板に薄膜を形成する装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４０８７２３３号公報

【特許文献2】特許第３２４３１２５号公報

【特許文献3】特許第４５７３９１３号公報

【特許文献4】特開平１０−２８７９７５号公報

【特許文献5】特開平８−１６５５７３号公報

【特許文献6】特開昭６１−３９２３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、例えば、プラズマＣＶＤによって対象物（例えば、基板）に薄膜を形成する装置においては、基板の近傍空間に、プラズマ強度が局所的に高い（あるいは、低い）領域が生じてしまうと、基板に形成される膜の膜厚が不均一になってしまう。このような事態を回避するべく、基板の近傍空間におけるプラズマ強度の均一性を高めることが求められる。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、対象物の近傍空間におけるプラズマ強度の均一性を高めることができる技術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】

第１の態様は、プラズマ処理装置であって、内部に処理空間を形成する処理チャンバーと、前記処理空間において、処理対象となる対象物を保持する保持部と、巻き数が一周未満である複数の誘導結合型アンテナと、前記複数の誘導結合型アンテナと接続された高周波電源と、誘電体により形成される仕切り部材と、を備え、前記複数の誘導結合型アンテナは前記処理空間に設けられ、前記複数の誘導結合型アンテナの各々の両端部を結ぶ線分の中心点が定められた仮想軸上に配置されることによって、前記複数の誘導結合型アンテナが前記仮想軸に沿って一列に配列されており、前記仕切り部材が、前記複数の誘導結合型アンテナと共通の配設面に、かつ、隣り合う誘導結合型アンテナの間に配置される。

【0007】

第２の態様は、プラズマ処理装置であって、内部に処理空間を形成する処理チャンバーと、前記処理空間において、処理対象となる対象物を保持する保持部と、巻き数が一周未満である複数の誘導結合型アンテナと、前記複数の誘導結合型アンテナと接続された高周波電源と、誘電体により形成される仕切り部材と、を備え、前記複数の誘導結合型アンテナの各々の両端部を結ぶ線分の中心点が定められた仮想軸上に配置されることによって、前記複数の誘導結合型アンテナが前記仮想軸に沿って一列に配列されており、前記仕切り部材が、隣り合う誘導結合型アンテナの間に配置され、前記誘導結合型アンテナと前記仕切り部材とが共通の配設面に配設されており、前記誘導結合型アンテナにおける前記配設面から突出している側の端を含む水平面を、第１水平面とよび、前記保持部に保持されている対象物の上面を含む水平面を、第２水平面とよび、前記第１水平面と前記第２水平面との中間の水平面を、第３水平面とよぶとして、前記仕切り部材における前記配設面から突出している側の端が、前記第３水平面よりも前記配設面側に存在する。

【0008】

第３の態様は、プラズマ処理装置であって、内部に処理空間を形成する処理チャンバーと、前記処理空間において、処理対象となる対象物を保持する保持部と、巻き数が一周未満である複数の誘導結合型アンテナと、前記複数の誘導結合型アンテナと接続された高周波電源と、誘電体により形成される仕切り部材と、を備え、前記複数の誘導結合型アンテナの各々の両端部を結ぶ線分の中心点が定められた仮想軸上に配置されることによって、前記複数の誘導結合型アンテナが前記仮想軸に沿って一列に配列されており、前記仕切り部材が、隣り合う誘導結合型アンテナの間に配置され、前記誘導結合型アンテナと前記仕切り部材とが共通の配設面に配設されており、前記誘導結合型アンテナにおける前記配設面から突出している側の端に、仮想円の円弧に沿って曲がる円弧状部分が含まれ、前記仮想円の中心を通る水平面を、第４水平面とよび、前記仕切り部材における前記配設面から突出している側の端が、前記第４水平面よりも前記対象物側に存在する。

【0009】

第４の態様は、プラズマ処理装置であって、内部に処理空間を形成する処理チャンバーと、前記処理空間において、処理対象となる対象物を保持する保持部と、巻き数が一周未満である複数の誘導結合型アンテナと、前記複数の誘導結合型アンテナと接続された高周波電源と、誘電体により形成される仕切り部材と、を備え、前記複数の誘導結合型アンテナの各々の両端部を結ぶ線分の中心点が定められた仮想軸上に配置されることによって、前記複数の誘導結合型アンテナが前記仮想軸に沿って一列に配列されており、前記仕切り部材が、隣り合う誘導結合型アンテナの間に配置され、前記誘導結合型アンテナと前記仕切り部材とが共通の配設面に配設されており、前記誘導結合型アンテナにおける前記配設面から突出している側の端を含む水平面を、第１水平面とよび、前記仕切り部材における前記配設面から突出している側の端が、前記第１水平面よりも前記対象物側に存在する。

【0010】

第５の態様は、プラズマ処理装置であって、内部に処理空間を形成する処理チャンバーと、前記処理空間において、処理対象となる対象物を保持する保持部と、巻き数が一周未満である複数の誘導結合型アンテナと、前記複数の誘導結合型アンテナと接続された高周波電源と、誘電体により形成される仕切り部材と、を備え、前記複数の誘導結合型アンテナの各々の両端部を結ぶ線分の中心点が定められた仮想軸上に配置されることによって、前記複数の誘導結合型アンテナが前記仮想軸に沿って一列に配列されており、前記仕切り部材が、隣り合う誘導結合型アンテナの間に配置され、前記仕切り部材が、内部に形成された内部ガス流路と、前記内部ガス流路と前記処理空間とを連通する吐出口と、前記内部ガス流路にガスを供給するガス供給部と、を備える。

【0011】

第６の態様は、プラズマ処理装置であって、内部に処理空間を形成する処理チャンバーと、前記処理空間において、処理対象となる対象物を保持する保持部と、巻き数が一周未満である複数の誘導結合型アンテナと、前記複数の誘導結合型アンテナと接続された高周波電源と、誘電体により形成される仕切り部材と、を備え、前記複数の誘導結合型アンテナの各々の両端部を結ぶ線分の中心点が定められた仮想軸上に配置されることによって、前記複数の誘導結合型アンテナが前記仮想軸に沿って一列に配列されており、前記仕切り部材が、隣り合う誘導結合型アンテナの間に配置され、前記プラズマ処理装置は、前記仕切り部材を複数備え、前記複数の仕切り部材のうちの少なくとも１つの仕切り部材が、他の仕切り部材と大きさが異なる。

【0012】

第７の態様は、第６の態様に係るプラズマ処理装置であって、一列に配列されている前記複数の誘導結合型アンテナのうち、端に配置されている誘導結合型アンテナと、当該誘導結合型アンテナの隣の誘導結合型アンテナとの間に配置される仕切り部材が、他の仕切り部材よりも大きい。

【発明の効果】

【0013】

第１の態様によると、複数の誘導結合型アンテナが一列に配列される。複数の誘導結合型アンテナを一列に配列した場合、対象物の近傍領域において、隣り合う誘導結合型アンテナの間隙に対応する位置に、局所的なプラズマ強度の高まりが生じやすいところ、隣り合う誘導結合型アンテナの間に、誘電体により形成される仕切り部材が配置されることによって、このような局所的なプラズマ強度の高まりが生じることを抑制できる。すなわち、対象物の近傍空間におけるプラズマ強度の均一性を高めることができる。

【0014】

第２の態様によると、仕切り部材と対象物との間に十分な空間が確保されるので、対象物に対する処理に仕切り部材が悪影響を及ぼすことがない。

【0015】

第３の態様によると、対象物の近傍領域において局所的なプラズマ強度の高まりが生じることを効果的に抑制できる。

【0016】

第４の態様によると、対象物の近傍領域におけるプラズマ強度の均一性を十分に高めることができる。

【0017】

第５の態様によると、仕切り部材が備える吐出口から処理空間にガスを吐出できる。この構成によると、例えば、誘導結合型アンテナが配設されている配設面からガスを吐出する場合と比べて、処理空間におけるプラズマの強度が比較的低い領域に、ガスを吐出することができる。したがって、例えば、比較的弱いプラズマに曝されることが好ましい類のガスが、強すぎるプラズマに曝されることによって過分解が進んでしまい、所期の反応種が得られない、といった事態を回避できる。

【0018】

第６、第７の態様によると、対象物の近傍領域におけるプラズマ強度の均一性を特に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】プラズマ処理装置の概略構成を模式的に示す図である。

【図2】プラズマ処理装置の一部を模式的に示す斜視図である。

【図3】誘導結合型アンテナと仕切り部材との位置関係を説明するための図である。

【図4】仕切り部材を模式的に示す斜視図である。

【図5】誘導結合型アンテナの配列方向に沿うプラズマの強度分布の一例を模式的に示す図である。

【図6】変形例に係る仕切り部材の大きさを説明するための図である。

【図7】変形例に係る仕切り部材を模式的に示す斜視図である。

【図8】別の形状の誘導結合型アンテナを設けた場合のプラズマ処理装置の一部を模式的に示す斜視図である。

【図9】仕切り部材を設けない場合の、誘導結合型アンテナの配列方向に沿うプラズマの強度分布の一例を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照しながら、実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。また、図面においては、理解容易のため、各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。

【0021】

＜１．プラズマ処理装置１００の全体構成＞
実施形態に係るプラズマ処理装置１００の全体構成について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、プラズマ処理装置１００の概略構成を模式的に示す図である。図２は、プラズマ処理装置１００の一部（誘導結合型アンテナ４１の付近）を拡大して模式的に示す図である。図３は、誘導結合型アンテナ４１と仕切り部材５との位置関係を説明するための図である。なお、以下に参照する図面には、方向を説明するためにＸＹＺ直交座標軸が適宜付されている。この座標軸におけるＺ軸の方向は、鉛直線の方向を示し、ＸＹ平面は水平面である。また、Ｘ軸およびＹ軸の各々は、処理チャンバー１の側壁と平行な軸である。

【0022】

実施形態に係るプラズマ処理装置１００は、例えば、プラズマＣＶＤ（plasma-enhanced chemical vapor deposition）によって、膜付けの対象物（ここでは、例えば基板９）に薄膜を形成する装置である。

【0023】

プラズマ処理装置１００は、内部に処理空間Ｖを形成する処理チャンバー１と、基板９（具体的には、キャリア９０に配設された基板９）を保持して搬送する保持搬送部２と、基板９を加熱する加熱部３と、処理空間Ｖにプラズマを発生させるプラズマ発生部４と、複数の仕切り部材５とを備える。また、プラズマ処理装置１００は、処理空間Ｖにガスを供給するガス供給部６と、処理空間Ｖからガスを排気する排気部７とを備える。また、プラズマ処理装置１００は、上記の各構成要素を制御する制御部８を備える。

【0024】

＜処理チャンバー１＞
処理チャンバー１は、直方体形状の外形を呈する中空部材であり、内部に処理空間Ｖを形成する。処理チャンバー１の天板１１は、その下面１１１が水平姿勢となるように配置されており、当該下面１１１から処理空間Ｖに向けて、誘導結合型アンテナ４１および仕切り部材５（いずれも後述する）が交互に突設されている。また、処理チャンバー１の底板付近には、加熱部３が配置されている。また、加熱部３の上側には、保持搬送部２による基板９の搬送経路が規定されている。また、処理チャンバー１の対向する一対の側壁の各々には、搬送経路と交差する位置に、例えばゲートバルブによって開閉される搬出入口（図示省略）が設けられている。

【0025】

＜保持搬送部２＞
ここでは、膜付けの対象物である基板９は、板状のキャリア９０の上面に配設された状態となっている。保持搬送部２は、処理チャンバー１に形成された搬出入口を介して処理空間Ｖに導入されたキャリア９０（すなわち、基板９が配設されたキャリア９０）を水平姿勢で保持して、これを、処理空間Ｖ内に規定されている水平な（すなわち、天板１１の下面１１１と平行な）搬送経路に沿って搬送する。

【0026】

保持搬送部２は、具体的には、例えば、搬送経路を挟んで対向配置された一対の搬送ローラ２１と、これらを同期させて回転駆動する駆動部（図示省略）とを含んで構成される。一対の搬送ローラ２１は、搬送経路の延在方向（図示の例ではＹ方向）に沿って例えば複数組設けられる。この構成において、各搬送ローラ２１がキャリア９０の下面に当接しつつ回転することによって、キャリア９０が処理空間Ｖ内の搬送経路に沿って搬送される。すなわち、キャリア９０に保持されている基板９が、誘導結合型アンテナ４１に対して相対移動される。

【0027】

＜加熱部３＞
加熱部３は、保持搬送部２によって保持搬送される基板９を加熱する部材であり、保持搬送部２の下方（すなわち、基板９の搬送経路の下方）に配置される。加熱部３は、例えば、セラミックヒータにより構成することができる。なお、プラズマ処理装置１００には、保持搬送部２にて保持されている基板９等を冷却する機構がさらに設けられてもよい。

【0028】

＜プラズマ発生部４＞
プラズマ発生部４は、処理空間Ｖにプラズマを発生させる。プラズマ発生部４は、誘導結合タイプの高周波アンテナである誘導結合型アンテナ４１を複数備える。各誘導結合型アンテナ４１は、具体的には、金属製のパイプ状導体をＵ字形状に曲げたものを、石英などの誘電体で覆ったものである。

【0029】

複数の誘導結合型アンテナ４１は、定められた方向に沿って、間隔をあけて（好ましくは等間隔で）配列されて、天板１１に対して固定される。具体的には、複数の誘導結合型アンテナ４１は、図３に示されるように、各々の両端部を結ぶ線分Ｌの中心点Ｃが定められた仮想軸Ｋ上に配置されることによって、当該仮想軸Ｋに沿って一列に配列されている。ただし、この仮想軸Ｋは、基板９の搬送方向（Ｙ方向）と交差する方向（特に好ましくは、図示されるように、基板９の搬送方向と直交する方向（Ｘ方向））に延在する軸であることが好ましく、処理チャンバー１の±Ｙ側の側壁と平行に延在する軸であることが好ましい。

【0030】

なお、図示の例では、誘導結合アンテナ４１の両端部を結ぶ線分Ｌと仮想軸Ｋとが平行になっている（すなわち、複数の誘導結合アンテナ４１の各々が、その配列方向と平行な姿勢で配置されている）場合が例示されているが、線分Ｌと仮想軸Ｋとは必ずしも平行でなくともよい。すなわち、線分Ｌと仮想軸Ｋとがなす角度は、ゼロ以上であってもよい。

【0031】

また、図示の例では、仮想軸Ｋに沿って誘導結合型アンテナ４１が４個設けられているが、仮想軸Ｋに沿って配列される誘導結合型アンテナ４１の個数は必ずしも４個である必要はなく、処理チャンバー１の寸法等に応じて、適宜その個数を選択することができる。また、誘導結合型アンテナ４１は、マトリクス状、あるいは、千鳥状に配列されてもよい。すなわち、Ｙ方向に沿って間隔をあけて配列された複数の仮想軸Ｋを規定し、当該複数の仮想軸Ｋの各々に沿って、複数の誘導結合型アンテナ４１が配列されてもよい。

【0032】

各誘導結合型アンテナ４１の一端は、給電器４２およびマッチングボックス４３を介して、高周波電源４４に接続されている。また、各誘導結合型アンテナ４１の他端は接地されている。この構成において、高周波電源４４から各誘導結合型アンテナ４１に高周波電流（具体的には、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電流）が流されると、誘導結合型アンテナ４１の周囲の電界（高周波誘導電界）により電子が加速されて、プラズマ（誘導結合プラズマ（Inductively Coupled Plasma：ＩＣＰ））が発生する。

【0033】

上述したとおり、誘導結合型アンテナ４１は、Ｕ字形状を呈している。このようなＵ字形状の誘導結合型アンテナ４１は、巻数が１回未満の誘導結合アンテナに相当し、巻数が１回以上の誘導結合アンテナよりもインダクタンスが低いため、誘導結合型アンテナ４１の両端に発生する高周波電圧が低減され、生成するプラズマへの静電結合に伴うプラズマ電位の高周波揺動が抑制される。このため、対地電位へのプラズマ電位揺動に伴う過剰な電子損失が低減され、プラズマ電位が特に低く抑えられる。なお、このような誘導結合タイプの高周波アンテナは、特許第３８３６６３６号公報、特許第３８３６８６６号公報、特許第４４５１３９２号公報、特許第４８５２１４０号公報に開示されている。

【0034】

＜仕切り部材５＞
仕切り部材５は、誘電体により構成され、隣り合う誘導結合型アンテナ４１の間等に配置される。仕切り部材５については、後に説明する。

【0035】

＜ガス供給部６＞
ガス供給部６は、例えば処理ガスとしての原料ガス（具体的には、例えばシラン（ＳｉＨ₄）ガス）を処理空間Ｖに供給する第１ガス供給部６１と、例えば添加ガス（具体的には、例えばアルゴン（Ａｒ）ガス、酸素（Ｏ_２）ガス、あるいはこれらの混合ガス）を処理空間Ｖに供給する第２ガス供給部６２とを備える。

【0036】

第１ガス供給部６１は、具体的には、例えば、第１ガス供給源６１１と、一端が第１ガス供給源６１１と接続された第１導入配管６１２を備える。第１導入配管６１２の他端は、複数の仕切り部材５の各々の内部に形成されている内部流路５１（後述する）と接続されている。また、第１導入配管６１２の経路途中には、第１供給バルブ６１３が介挿されている。第１供給バルブ６１３は、第１導入配管６１２を流れるガスの流量を自動調整できるバルブであることが好ましく、具体的には、例えば、マスフローコントローラ等を含んで構成することが好ましい。この構成において、第１供給バルブ６１３が開放されると、第１ガス供給源６１１から供給されるガスが、各仕切り部材５の内部流路５１に供給される。内部流路５１に供給されたガスは、第１吐出口５４（後述する）を介して、処理空間Ｖに吐出される。

【0037】

第２ガス供給部６２は、具体的には、例えば、第２ガス供給源６２１と、一端が第２ガス供給源６２１と接続された第２導入配管６２２を備える。第２導入配管６２２の他端は、処理チャンバー１の天板１１を上下に貫通して設けられた複数の貫通流路６３の各々と接続されている。また、第２導入配管６２２の経路途中には、第２供給バルブ６２３が介挿されている。第２供給バルブ６２３は、第２導入配管６２２を流れるガスの流量を自動調整できるバルブであることが好ましく、具体的には、例えば、マスフローコントローラ等を含んで構成することが好ましい。この構成において、第２供給バルブ６２３が開放されると、第２ガス供給源６２１から供給されるガスが、貫通流路６３を介して、複数の吐出部材６０（後述する）の各々に形成されているキャビティ６４に供給される。キャビティ６４に供給されたガスは、第２吐出口６５を介して、処理空間Ｖに吐出される。

【0038】

第１吐出口５４、第２吐出口６５の各々から、どのような種類のガスを、どれくらいの流量で吐出させるかは、例えば、基板９に形成するべき薄膜の種類、処理条件等に応じて適宜選択される。すなわち、第１供給バルブ６１３、および、第２供給バルブ６２３の各々は、制御部８と電気的に接続されており、制御部８が、オペレータから指定された値等に基づいてこれら各部６１３，６２３を制御して、オペレータが所望する種類のガスを、オペレータが所望する吐出口５４，６５から、オペレータが所望する流量で、処理空間Ｖに導入させる。もっとも、必ずしも第１吐出口５４と第２吐出口６５の両方からガスを吐出させる必要はなく、処理によっては、一方の吐出口のみからガスを吐出させてもよい。

【0039】

ここで、吐出部材６０について、図２、図３を参照しながら具体的に説明する。複数の吐出部材６０は、間隔をあけて一列に配列されて、処理チャンバー１の天板１１の下面１１１に固定される。具体的には、例えば、複数の吐出部材６０は、誘導結合型アンテナ４１と対応する位置（例えば、仮想軸Ｋ上であって、Ｕ字形状の誘導結合型アンテナ４１の両端部の真ん中の位置（すなわち、中心点Ｃ））に各々配置されて、天板１１に対して気密に取り付けられる。ただし、各吐出部材６０の、下面１１１からの突出寸法は、誘導結合型アンテナ４１の、下面１１１からの突出寸法に比べて十分に小さいものとされる。吐出部材６０は、例えば、アルミナにより形成される。

【0040】

吐出部材６０は、円柱状の外形を呈しており、その内部に、例えば楕円柱状のキャビティ６４が形成される。キャビティ６４は、その上端において貫通流路６３と連通し、その下端において１個以上（図示の例では、２個）の吐出口（第２吐出口）６５と連通する。第２吐出口６５は、吐出部材６０の底板に形成された貫通孔であり、キャビティ６４と処理空間Ｖとを連通する。

【0041】

キャビティ６４の上端が連通接続される貫通流路６３は、上述したとおり、処理チャンバー１の天板１１を上下に貫通して設けられた流路である。貫通流路６３の流路途中には、多孔質体６３１が配設されている。多孔質体６３１は、その外径が、好ましくは貫通流路６３の内径と略同一に形成されている。つまり、多孔質体６３１の外周は貫通流路６３の内周と当接（あるいは、近接）して設けられる。貫通流路６３の流路途中に多孔質体６３１が設けられることによって、貫通流路６３を流れるガスの流れが減速される。つまり、多孔質体６３１は、貫通流路６３を流れるガスの流れを妨げる抵抗体として機能する。

【0042】

この構成において、貫通流路６３に供給されたガスは、多孔質体６３１によって減速された上で、キャビティ６４に流入する。キャビティ６４に流入したガスは、キャビティ６４において、拡散し、さらに減速されるとともに、その流れが均一化、安定化される。そして、キャビティ６４の下端面から、第２吐出口６５を介して、処理空間Ｖに向けて吐出される。キャビティ６４にて、その流れが十分に減速されるとともに、均一化、安定化されているため、第２吐出口６５から吐出されるガスは、所期の速度で、処理空間Ｖ内に均一に拡散していく。

【0043】

＜排気部７＞
再び図１を参照する。排気部７は、高真空排気系であり、具体的には、例えば、真空ポンプ７１と、排気配管７２と、排気バルブ７３と備える。排気配管７２は、一端が真空ポンプ７１に接続され、他端が処理空間Ｖに連通接続される。また、排気バルブ７３は、排気配管７２の経路途中に設けられる。排気バルブ７３は、具体的には、例えば、マスフローコントローラ等を含んで構成され、排気配管７２を流れるガスの流量を自動調整できるバルブである。この構成において、真空ポンプ７１が作動された状態で、排気バルブ７３が開放されると、処理空間Ｖが排気される。

【0044】

＜制御部８＞
制御部８は、プラズマ処理装置１００が備える各構成要素と電気的に接続され、これら各要素を制御する。制御部８は、具体的には、例えば、各種演算処理を行うＣＰＵ、プログラム等を記憶するＲＯＭ、演算処理の作業領域となるＲＡＭ、プログラムや各種のデータファイルなどを記憶するハードディスク、ＬＡＮ等を介したデータ通信機能を有するデータ通信部等がバスラインなどにより互いに接続された、一般的なコンピュータにより構成される。また、制御部８は、各種表示を行うディスプレイ、キーボードおよびマウスなどで構成される入力部等と接続されている。プラズマ処理装置１００においては、制御部８の制御下で、基板９に対して定められた処理が実行される。

【0045】

＜２．仕切り部材５＞
＜i．構成＞
次に、仕切り部材５について、図１〜図３に加え、図４を参照しながら説明する。図４は、仕切り部材５を模式的に示す斜視図である。

【0046】

プラズマ処理装置１００は、複数（図示の例では、５個）の仕切り部材５を備える。当該５個の仕切り部材５のうち、３個の仕切り部材５の各々は、隣り合う誘導結合型アンテナ４１の間に配置される。また、残りの２個の仕切り部材５の各々は、端の誘導結合型アンテナ４１と、処理チャンバー１の側壁との間に配置される。具体的には、当該２個の仕切り部材５の一方は、＋Ｘ側の端の誘導結合型アンテナ４１と処理チャンバー１の＋Ｘ側の側壁との間に配置され、他方は、−Ｘ側の端の誘導結合型アンテナ４１と処理チャンバー１の−Ｘ側の側壁との間に配置される。全ての仕切り部材５は、仮想軸Ｋ上に配置されることが好ましい。

【0047】

仕切り部材５は、誘電体により形成される。仕切り部材５の形成材料としては、特に、高温に耐え得る誘電体が好ましく、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、セラミックス等が好適である。

【0048】

仕切り部材５は、具体的には、例えば直方体形状の外形を呈する本体部５０１と、例えば円柱形状の外形を呈し、本体部５０１の上端面から突出する突出部５０２とを備える。この突出部５０２は、処理チャンバー１の天板１１に気密に埋設され、これによって、仕切り部材５が天板１１に対して固定される。なお、天板１１に固定された状態において、本体部５０１の上面と天板１１の下面１１１とは、必ずしも当接している必要はなく、両面の間に隙間が存在していても問題ない。ただし、本体部５０１の上面は、少なくとも、後述する第４水平面Ｈ４よりも高い位置（すなわち、天板１１側の位置）にくるように調整されていることが好ましい。また、本体部５０１は、その水平断面が長方形となっており、その長辺を、仮想軸Ｋと交差する方向（特に好ましくは、図示されるように、仮想軸Ｋと直交する方向（Ｙ方向））に沿わせる姿勢で配置される。

【0049】

図２に示されるように、複数の誘導結合型アンテナ４１と、複数の仕切り部材５とは、いずれも、天板１１に対して固定されており、天板１１の下面１１１から下方に向けて突出した格好となっている。つまり、複数の誘導結合型アンテナ４１と仕切り部材５とは、共通の配設面（ここでは、天板１１の下面１１１）に配設されている。

【0050】

いま、誘導結合型アンテナ４１における、下面１１１から突出している側の端（突出端）４１０を含む水平面を、第１水平面Ｈ１とよぶ。また、保持搬送部２に保持されている基板９の上面を含む水平面を、第２水平面Ｈ２とよぶ。また、第１水平面Ｈ１と第２水平面との中間の水平面を、第３水平面Ｈ３とよぶ。また、誘導結合型アンテナ４１は、上述したとおり、Ｕ字形状に曲がった形状となっているところ、この曲げ部分にはアールがつけられている。つまり、誘導結合型アンテナ４１には、その突出端４１０付近に、仮想円ｑの円弧に沿って曲がる円弧状部分が存在する。この仮想円ｑの中心Ｑを通る水平面を、第４水平面Ｈ４とよぶ。

【0051】

また、仕切り部材５が天板１１に配設されている状態において、天板１１の下面１１１と、仕切り部材５の下端（すなわち、仕切り部材５における、下面１１１から突出している側の端であり、ここでは、本体部５０１の下端面）５０との離間距離を、仕切り部材５の突出寸法ｈという。

【0052】

仕切り部材５は、その下端５０が第３水平面Ｈ３より高い位置（すなわち、天板１１側の位置）にくるように、突出寸法ｈが調整されていることが好ましい。この構成によると、仕切り部材５と基板９との間に十分な空間が確保されるため、基板９に対する処理（ここでは、成膜処理）に仕切り部材５が悪影響を及ぼすことがない。

【0053】

一方で、仕切り部材５は、その下端５０が第４水平面Ｈ４よりも低い位置（すなわち、基板９側の位置）にくるように、突出寸法ｈが調整されていることが好ましい。また、仕切り部材５は、その下端５０が第１水平面Ｈ１より低い位置（すなわち、基板９側の位置）にくるように、突出寸法ｈが調整されていることが特に好ましい。後に説明するように、下端５０が、第４水平面Ｈ４よりも低い位置にくるように突出寸法ｈが調整されることによって、基板９の近傍領域において局所的なプラズマ強度の高まりが生じることが効果的に抑制され、特に、下端５０が第１水平面Ｈ１よりも低い位置にくるように突出寸法ｈが調整されることによって、基板９の近傍領域におけるプラズマ強度の均一性を十分に高めることができる。

【0054】

＜ii．仕切り部材５とプラズマ強度との関係＞
隣り合う誘導結合型アンテナ４１の間隙に仕切り部材５が配設されることによって、基板９の近傍領域において局所的なプラズマ強度の高まりが生じることを抑制できる。その理由について、図５を参照しながら説明する。図５には、仕切り部材５が配設されている場合に、複数の誘導結合型アンテナ４１を含むプラズマ発生部４が基板９の近傍領域に発生させるプラズマの、仮想軸Ｋに沿う強度分布（すなわち、誘導結合型アンテナ４１の配列方向（Ｘ方向）に沿う強度分布）Ｔが、模式的に例示されている。この強度分布Ｔは、具体的には、２次元のグラフの横軸にＸ位置を取り、縦軸に各Ｘ位置のプラズマ強度（具体的には、例えば、基板９の近傍領域におけるプラズマ電位の値）をプロットしたものである。なお、図９には、比較例として、仕切り部材５を設けない場合に、複数の誘導結合型アンテナを含むプラズマ発生部が基板の近傍領域に発生させるプラズマの、誘導結合型アンテナの配列方向（Ｘ方向）に沿う強度分布Ｔ０が、模式的に例示されている。

【0055】

図９に示されるように、仕切り部材５を設けない場合、基板９の近傍領域における、隣り合う誘導結合型アンテナの間隙に対応する位置に、局所的なプラズマ強度の高まりが生じる。その明確な理由は解明されていない。

【0056】

一方、図５に示されるように、仕切り部材５を設ける場合、仕切り部材５を設けない場合に生じていた局所的なプラズマ強度の高まりは抑制される。その理由は、次のように考えられる。

【0057】

仕切り部材５は、誘電体により形成されるところ、誘電体の内部では外部電場が減少される。したがって、隣り合う誘導結合型アンテナ４１の間隙に仕切り部材５が設けられると、各誘導結合型アンテナ４１が形成する電場は、仕切り部材５に近づくにつれて減衰する。また、仕切り部材５が設けられることによって、隣り合う誘導結合型アンテナ４１の各々が形成する電場の相互干渉の影響も低減される。換言すると、各誘導結合型アンテナ４１が形成する電場が、他の誘導結合型アンテナ４１が形成する電場と干渉しにくくなる。その結果、隣り合う誘導結合型アンテナ４１の間隙に、局所的に強い電場空間が形成されにくく、局所的なプラズマ強度の高まりが抑えられる。すなわち、基板９の近傍領域における、隣り合う誘導結合型アンテナ４１の間隙に対応する位置に、局所的なプラズマ強度の高まりが生じることが抑制される。

【0058】

特に、仕切り部材５の突出寸法ｈが、下端５０が第４水平面Ｈ４よりも低い位置にくるように調整されている場合、基板９の近傍領域において、局所的なプラズマ強度の高まりが生じることを効果的に抑制できる。というのも、Ｚ軸に沿って見た場合、誘導結合型アンテナ４１が形成する電場は、仮想円の中心Ｑ付近において最も強くなる傾向があるところ、少なくともこの中心Ｑの高さ位置を仕切り部材５によって仕切っておくことによって、電場が局所的に強い領域同士が干渉し合うことを効果的に抑制できるからである。

【0059】

また、仕切り部材５の突出寸法ｈが、下端５０が第１水平面Ｈ１よりも低い位置にくるように調整されている場合、各誘導結合型アンテナ４１が形成する電場が、仕切り部材５の配置位置において十分に減衰し、隣り合う誘導結合型アンテナ４１の各々が形成する電場の相互干渉の影響も十分に低減される。したがって、局所的なプラズマ強度の高まりが十分に抑えられ、基板９の近傍領域におけるプラズマ強度の均一性を十分に高めることができる。

【0060】

＜iii．内部流路５１＞
各仕切り部材５の内部には、内部流路（内部ガス流路）５１が形成されている。内部流路５１は、具体的には、上流流路５２と、Ｘ方向に沿って間隔をあけて形成された一対の下流流路５３ｓ，５３ｔとを備える。また、各仕切り部材５の本体部５０１の対向する一対の側壁（＋Ｘ側の側壁および−Ｘ側の側壁の各々）の下端付近には、内部流路５１と処理空間Ｖとを連通する吐出口（第１吐出口）５４が複数個形成されている。すなわち、一対の下流流路５３ｓ，５３ｔのうち、−Ｘ側の下流流路５３ｓは、その下端において、本体部５０１の−Ｘ側の側壁に形成された複数の第１吐出口５４と連通している。また、一対の下流流路５３ｓ，５３ｔのうち、＋Ｘ側の下流流路５３ｔは、その下端において、本体部５０１の＋Ｘ側の側壁に形成された複数の第１吐出口５４と連通している。

【0061】

ただし、端の仕切り部材５（すなわち、端の誘導結合型アンテナ４１と処理チャンバー１の側壁との間に配置されている仕切り部材５）については、一方の側壁（具体的には、誘導結合型アンテナ４１と対向する側の側壁）のみにしか第１吐出口５４が形成されず、第１吐出口５４が形成されている側にしか下流流路が形成されない。

【0062】

上流流路５２は、突出部５０２を上下に貫通して設けられた流路である。上流流路５２の流路途中には、多孔質体５２１が配設されている。多孔質体５２１は、その外径が、好ましくは上流流路５２の内径と略同一に形成されている。つまり、多孔質体５２１の外周は上流流路５２の内周と当接（あるいは、近接）して設けられる。上流流路５２の流路途中に多孔質体５２１が設けられることによって、上流流路５２を流れるガスの流れが減速される。つまり、多孔質体５２１は、上流流路５２を流れるガスの流れを妨げる抵抗体として機能する。

【0063】

一対の下流流路５３ｓ，５３ｔの各々は、同じ形状に形成されている。すなわち、各下流流路５３ｓ，５３ｔは、複数のキャビティ５３１，５３２，５３３が、上下方向に延在する流路によって連通された形状となっている。具体的には、各下流流路５３ｓ，５３ｔは、上から順に、第１キャビティ５３１と、Ｙ方向に並べられた同形の２個の第２キャビティ５３２，５３２と、Ｙ方向に並べられた同形の４個の第３キャビティ５３３，５３３，５３３，５３３とを備える。各第３キャビティ５３３は、その下端付近において、１個の第１吐出口５４と連通している。また、各下流流路５３ｓ，５３ｔは、上流流路５２と第１キャビティ５３１とを接続する第１流路５３４と、第１キャビティ５３１とその下方に配置されている２個の第２キャビティ５３２の各々とを接続する第２流路５３５と、各第２キャビティ５３２とその下方に配置されている２個の第３キャビティ５３３の各々とを接続する第３流路５３６とを備える。キャビティ５３１，５３２，５３３間を接続する各流路５３４，５３５，５３６は、ガスの流れを絞る絞りとしても機能する。

【0064】

この構成において、ガス供給部６によって内部流路５１に供給されたガスは、まず、上流流路５２に流入し、ここで、多孔質体５２１によって減速される。そして、２個の第１流路５３４，５３４の各々に、ほぼ等しい量のガスが流入する。各第１流路５３４に流入したガスは、まず、第１キャビティ５３１に流入する。第１キャビティ５３１に流入したガスは、第１キャビティ５３１において、拡散し、さらに減速されるとともに、その流れが均一化、安定化される。そして、２個の第２流路５３５，５３５の各々に、ほぼ等しい量のガスが流入する。各第２流路５３５を介して各第２キャビティ５３２に流入したガスは、各第２キャビティ５３２において、再び拡散し、さらに減速されるとともに、その流れがさらに均一化、さらに安定化される。そして、２個の第３流路５３６，５３６の各々に、ほぼ等しい量のガスが流入する。各第３流路５３６を介して各第３キャビティ５３３に流入したガスは、各第３キャビティ５３３において、再び拡散し、さらに減速されるとともに、その流れがさらに均一化、さらに安定化される。そして、第３キャビティ５３３の下端付近に形成されている第１吐出口５４を介して、処理空間Ｖに向けて吐出される。

【0065】

つまり、上流流路５２から、−Ｘ側の下流流路５３ｓに流入したガスは、下流流路５３ｓを通って、−Ｘ側の複数の第１吐出口５４から処理空間Ｖに吐出される。また、上流流路５２から、＋Ｘ側の下流流路５３ｔに流入したガスは、下流流路５３ｔを通って、＋Ｘ側の壁面に形成された複数の第１吐出口５４から処理空間Ｖに吐出される。各キャビティ５３１，５３２，５３３にて、その流れが十分に減速されるとともに、均一化、安定化されているため、第１吐出口５４から吐出されるガスは、所期の速度で、処理空間Ｖ内に均一に拡散していく。

【0066】

ただし、内部流路５１の流路断面（水平断面）において、対向する一対の内壁のうち、最も離間距離が小さいものを「最近接の一対の壁」とよぶとすると、内部流路５１は、その最近接の一対の壁の離間距離が、「５ｍｍ（ミリメートル）」以下となっている。例えば、流路断面が円形の場合、当該円の直径が「５ｍｍ」以下となっている。また例えば、流路断面が長方形の場合、短辺の長さが「５ｍｍ」以下となっている。つまり、内部流路５１は、その内部の各位置が、管壁（すなわち、仕切り部材５の内壁）の少なくとも一部分から「２．５ｍｍ」より大きく離れることがないような寸法とされる。管壁の少なくとも一部分からの離間距離が「２．５ｍｍ」以内となっていれば、内部流路５１を流れるガスが内部流路５１内でプラズマ化されることを十分に回避することができる。

【0067】

＜３．処理の流れ＞
続いて、プラズマ処理装置１００において実行される処理の流れについて、図１を参照しながら説明する。以下に説明する処理は、制御部８の制御下で実行される。

【0068】

処理チャンバー１の搬出入口を介して、基板９が配設されたキャリア９０が処理空間Ｖに搬入されると、保持搬送部２が、当該キャリア９０を処理空間Ｖ内で保持する。基板９が処理空間Ｖに搬入されると、排気部７が処理空間Ｖを排気して、処理空間Ｖを真空状態とする。一方、定められたタイミングで、保持搬送部２が基板９の搬送を開始し、加熱部３が当該基板９の加熱を開始する。

【0069】

処理空間Ｖが真空状態となると、第１ガス供給部６１が、処理ガスとしての原料ガス（ここでは例えば、シランガス）の供給を開始するとともに、第２ガス供給部６２が、添加ガス（ここでは例えば、アルゴンガスと酸素ガスとの混合ガス）の供給を開始する。この場合、シランガスが、各仕切り部材５の内部流路５１を介して、各仕切り部材５の下端付近に形成された第１吐出口５４から処理空間Ｖに向けて吐出され、アルゴンガスと酸素ガスとの混合ガスが、各吐出部材６０の下面に形成された第２吐出口６５を介して、処理空間Ｖに向けて吐出されることになる。

【0070】

また、ガスの供給が開始されるのと同時に、高周波電源４４から誘導結合型アンテナ４１に、高周波電流（具体的には、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電流）が流される。すると、誘導結合型アンテナ４１の周囲の電界（高周波誘導電界）により電子が加速されて、プラズマ（誘導結合プラズマ）が発生する。プラズマが発生すると、処理空間Ｖ内の原料ガスや酸素が活性化されて反応種が生じて基板９の表面に堆積し、基板９上に膜（この例では、ＳｉＯ₂の膜）が形成される。

【0071】

上述したとおり、プラズマ処理装置１００においては、隣り合う誘導結合型アンテナ４１の間隙に仕切り部材５が配設されることによって、基板９の近傍領域において局所的なプラズマ強度の高まりが生じることが抑制されている。したがって、基板９の表面に、均一な膜厚の膜が形成される。

【0072】

一方、Ｚ軸に沿って見た場合、処理空間Ｖに発生するプラズマの強度は、誘導結合型アンテナ４１に近いほど（具体的には、仮想円ｑの中心Ｑに近いほど）、強くなる。ここで、上述したとおり、プラズマ処理装置１００においては、処理空間Ｖにガスを吐出する吐出口として、仕切り部材５の下端付近に形成された第１吐出口５４と、吐出部材６０の下面に形成された第２吐出口６５との二種類の吐出口を備えている。このうち、第１吐出口５４は、第２吐出口６５よりも低い位置に配置されている。したがって、第１吐出口５４から吐出されたガスは、比較的プラズマの強度が低い領域を中心に処理空間Ｖ内を拡散し、第２吐出口６５から吐出されたガスは、比較的プラズマの強度が高い領域を中心に処理空間Ｖ内を拡散していく。そこで、例えば、比較的弱いプラズマに曝されることによって所期の反応種が得られる類のガスについては、第１吐出口５４から吐出させ、比較的強いプラズマに曝されることによって所期の反応種が得られる類のガスについては、第２吐出口６５から吐出させればよい。この構成によると、例えば、比較的弱いプラズマに曝されることが好ましい類のガスが、強すぎるプラズマに曝されることによって過分解が進んでしまい、所期の反応種が得られない、といった事態を回避できる。

【0073】

＜４．効果＞
上記の実施の形態によると、複数の誘導結合型アンテナ４１が一列に配列される。複数の誘導結合型アンテナ４１を一列に配列した場合、対象物である基板９の近傍領域において、隣り合う誘導結合型アンテナ４１の間隙に対応する位置に、局所的なプラズマ強度の高まりが生じやすいところ、上述したとおり、隣り合う誘導結合型アンテナ４１の間に、誘電体により形成される仕切り部材５が配置されることによって、このような局所的なプラズマ強度の高まりが生じることを抑制できる。すなわち、基板９の近傍空間におけるプラズマ強度の均一性を高めることができる。

【0074】

また、上述したとおり、仕切り部材５の下端５０が第３水平面Ｈ３より高い位置（すなわち、天板１１側の位置）にくるように、仕切り部材５の突出寸法ｈを調整することによって、仕切り部材５と基板９との間に十分な空間を確保することができる。この構成によると、基板９に対する処理（上記の例では、成膜処理）に仕切り部材５が悪影響を及ぼすことがない。

【0075】

また、上述したとおり、仕切り部材５の下端５０が第４水平面Ｈ４よりも低い位置（すなわち、基板９側の位置）にくるように、仕切り部材５の突出寸法ｈを調整することによって、基板９の近傍領域において局所的なプラズマ強度の高まりが生じることを効果的に抑制できる。

【0076】

特に、上述したとおり、仕切り部材５の下端５０が第１水平面Ｈ１よりも低い位置（すなわち、基板９側の位置）にくるように、仕切り部材５の突出寸法ｈを調整することによって、基板９の近傍領域におけるプラズマ強度の均一性を十分に高めることができる。

【0077】

また、上記の実施の形態によると、第１吐出口５４からガスを吐出した場合、例えば第２吐出口６５からガスを吐出する場合に比べて、処理空間Ｖにおけるプラズマの強度が比較的低い領域に、ガスを吐出することができる。したがって、上述したとおり、例えば、比較的弱いプラズマに曝されることが好ましい類のガスが、強すぎるプラズマに曝されることによって過分解が進んでしまい、所期の反応種が得られない、といった事態を回避できる。

【0078】

また、上記の実施の形態においては、隣り合う誘導結合型アンテナ４１の間隙の全てに仕切り部材５が配置される。また、端の誘導結合型アンテナ４１と、処理チャンバー１のＸ側の側壁との間にも、仕切り部材５が配置される。この構成によると、第１吐出口５４からガスを吐出する場合に、処理空間Ｖの全体に均一にガスを吐出することができ、これによって、基板９に形成される膜の膜厚の均一性を高めることができる。

【0079】

＜５．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。

【0080】

＜i．仕切り部材５の大きさに関する変形例＞
例えば、複数の仕切り部材５は、必ずしも全て同じ大きさでなくともよい。例えば、図６に示されるように、端の誘導結合型アンテナ４１とその隣の誘導結合型アンテナ４１との間に配置される仕切り部材５（以下「特定仕切り部材５ｅ」ともいう）の本体部５０１の高さ寸法（Ｚ軸に沿う寸法）を、他の仕切り部材５ｆの本体部５０１の高さ寸法よりも大きく形成してもよい。

【0081】

この場合、特定仕切り部材５ｅの突出寸法ｈ１が、他の仕切り部材５ｆの突出寸法ｈ２よりも大きいものとなる（ｈ１＞ｈ２）。もっとも、この場合も、特定仕切り部材５ｅは、その下端５０ｅが第３水平面Ｈ３（図２参照）よりも天板１１側の位置にくるように、突出寸法ｈ１が調整されていることが好ましい。また、他の仕切り部材５ｆは、その下端５０ｆが第４水平面Ｈ４（図２参照）よりも基板９側の位置にくるように、突出寸法ｈ２が調整されていることが好ましく、当該下端５０ｆが、第１水平面Ｈ１（図２参照）よりも基板９側の位置にくるように、突出寸法ｈ２が調整されていることが特に好ましい。

【0082】

特定仕切り部材５ｅを、他の仕切り部材５ｆよりも大きいものとすることによって、基板９の近傍領域におけるプラズマ強度の均一性を特に高めることができる。すなわち、図９からわかるように、端の誘導結合型アンテナ４１とその隣の誘導結合型アンテナ４１との間隙は、他の間隙に比べて局所的なプラズマ強度の高まりが特に大きくなっている。これは、処理空間Ｖ内に形成されるプラズマが、処理チャンバー１の±Ｘ側の側壁によって、処理空間Ｖの内側に向けて押し込められることが一因と考えられる。特定仕切り部材５ｅを、他の仕切り部材５ｆよりも大きくしておけば、端の誘導結合型アンテナ４１とその隣の誘導結合型アンテナ４１との間隙に相当する位置における局所的なプラズマ強度の高まりを特に強く抑えることができる。これによって、基板９の近傍領域におけるプラズマ強度の均一性を特に高めることができる。

【0083】

もっとも、ここでは、端の誘導結合型アンテナ４１とその隣の誘導結合型アンテナ４１との間に配置される仕切り部材５を他の仕切り部材５よりも大きくする例を説明したが、任意の位置の仕切り部材５を、相対的に大きく（あるいは、小さく）することができる。どの位置の仕切り部材５を相対的に大きく（あるいは、小さく）するかは、各種の処理条件（例えば、誘導結合型アンテナ４１のレイアウト、処理チャンバー１の形状、等）等に応じて、規定すればよい。

【0084】

なお、上記の例では、特定の仕切り部材５の高さ寸法を相対的に大きくする態様が例示されたが、高さ寸法に換えて（あるいは、高さ寸法に加えて）、特定の仕切り部材５の幅寸法（Ｙ方向の寸法）、あるいは、奥行き寸法（Ｘ方向の寸法）の少なくとも１つを、相対的に大きく（あるいは、小さく）することによって、仕切り部材５の大きさを相対的に大きく（あるいは、小さく）してもよい。もっとも、上述したとおり、隣り合う誘導結合型アンテナ４１の間隙に相当する位置における局所的なプラズマ強度の高まりの抑制効果に最も直接的に影響するのは、仕切り部材５の突出寸法であることが多い。すなわち、仕切り部材５の高さ寸法を変更することが、プラズマ強度の調整には最も簡易かつ有効であることが多い。

【0085】

＜ii．内部流路に関する変形例＞
仕切り部材５の内部に形成される内部流路は、必ずしも上記に例示した形状に限らない。図７には、変形例に係る内部流路５１ａを備える仕切り部材５ａが示されている。

【0086】

内部流路５１ａは、上流流路５２と、下流流路５３ａとを備える。また、仕切り部材５ａの本体部５０１の底板には、内部流路５１ａと処理空間Ｖとを連通するスリット５４ａが、Ｙ方向に延在して形成されている。上流流路５２の構成は、上記の実施の形態と同様である。

【0087】

下流流路５３ａは、複数のキャビティ５３１ａ，５３２ａ，５３３ａが、上下方向に延在する流路によって連通された形状となっている。具体的には、下流流路５３ａは、上から順に、第１キャビティ５３１ａと、第２キャビティ５３２ａと、第３キャビティ５３３ａとを備える。また、下流流路５３ａは、上流流路５２と第１キャビティ５３１ａとを接続する第１流路５３４ａと、第１キャビティ５３１ａとその下方に配置されている第２キャビティ５３２ａとを接続する２個の第２流路５３５ａ，５３５ａと、第２キャビティ５３２とその下方に配置されている第３キャビティ５３３とを接続する４個の第３流路５３６ａ，５３６ａ，５３６ａ，５３６ａとを備える。また、第３キャビティ５３３ａは、その下端において、スリット５４ａと連通している。第３キャビティ５３３ａとスリット５４ａとは、具体的には、上端から下端に近づくにつれて、Ｘ方向に沿う幅が狭くなる形状の導通路５３７ａを介して連通している。

【0088】

この構成において、ガス供給部６によって内部流路５１ａに供給されたガスは、まず、上流流路５２に流入し、ここで、多孔質体５２１によって減速される。そして、第１流路５３４ａに流入する。第１流路５３４ａに流入したガスは、まず、第１キャビティ５３１ａに流入する。第１キャビティ５３１ａに流入したガスは、第１キャビティ５３１ａにおいて、拡散し、さらに減速されるとともに、その流れが均一化、安定化される。そして、２個の第２流路５３５ａの各々に、ほぼ等しい量のガスが流入する。各第２流路５３５ａを介して第２キャビティ５３２ａに流入したガスは、第２キャビティ５３２ａにおいて、再び拡散し、さらに減速するとともに、その流れがさらに均一化、さらに安定化される。そして、４個の第３流路５３６ａ，５３６ａ，５３６ａ，５３６ａの各々に、ほぼ等しい量のガスが流入する。各第３流路５３６ａを介して第３キャビティ５３３ａに流入したガスは、第３キャビティ５３３ａにおいて、再び拡散し、さらに減速するとともに、その流れがさらに均一化、さらに安定化される。そして、スリット５４ａから、処理空間Ｖに向けて吐出される。各キャビティ５３１ａ，５３２ａ，５３３ａにて、その流れが十分に減速されるとともに、均一化、安定化されているため、スリット５４ａから吐出されるガスは、所期の速度で、処理空間Ｖ内に均一に拡散していく。

【0089】

ただし、ここでも、内部流路５１ａを流れるガスが内部流路５１ａ内でプラズマ化されることを十分に回避するべく、内部流路５１は、その最近接の一対の壁の離間距離が、「５ｍｍ」以下となっている。すなわち、内部流路５１ａは、その内部の各位置が、管壁（すなわち、仕切り部材５ａの内壁）の少なくとも一部分から「２．５ｍｍ」より大きく離れることがないような寸法とされる。

【0090】

＜iii．その他の変形例＞
上記の実施の形態においては、端の誘導結合型アンテナ４１と、処理チャンバー１のＸ側の側壁との間に、仕切り部材５が配置される構成としたが、この仕切り部材５は省略してもよい。また、上記の実施の形態においては、隣り合う誘導結合型アンテナ４１の間隙の全てに仕切り部材５が配置される構成としたが、必ずしも全ての間隙に仕切り部材５を配置する必要はない。例えば、端の誘導結合型アンテナ４１とその隣の誘導結合型アンテナ４１との間にのみ仕切り部材５を配置し、それ以外の仕切り部材５を省略してもよい。

【0091】

また、上記の実施の形態においては、仕切り部材５に内部流路５１が形成されるものとしたが、仕切り部材５には必ずしも内部流路５１が形成されていなくともよい。すなわち、仕切り部材５は、中実の部材であってもよい。また、複数の仕切り部材５のうちの一部の仕切り部材５にのみ、内部流路５１を形成してもよい。

【0092】

また、上記の実施の形態において参照した図では、誘導結合型アンテナ４１は、垂直に延在する一対の部分が、弧状に曲がる部分によって連なっている形状であったが、誘導結合型アンテナ４１の形状はこれに限られるものではない。例えば、誘導結合型アンテナ４１は、図８に例示されるように、垂直に延在する一対の部分の各々が、弧状に曲がる部分（すなわち、仮想円ｑの円弧に沿って曲がる円弧状部分）を介して、水平に延在する部分に連なっている形状であってもよい。この場合、この仮想円ｑの中心Ｑを通る水平面が、第４水平面Ｈ４となる。

【0093】

また、上記の実施の形態において、基板９は、保持搬送部２によって搬送されつつ（すなわち、プラズマ発生部４に対して相対移動されつつ）、膜を形成されてもよいし、保持搬送部２によって静止状態で保持されつつ（すなわち、プラズマ発生部４に対して静止した状態で）、膜を形成されてもよい。また、上記の実施の形態において、基板９を保持しつつこれを搬送する保持搬送部２に換えて、基板９を静止状態で保持する保持部を設けてもよい。この場合、処理空間Ｖに搬入された基板９は、保持部によって静止状態で保持されつつ、膜を形成されることになる。

【0094】

また、上記の実施の形態に係るプラズマ処理装置１００において、膜の形成に用いられる処理ガスは、シランガスに限られるものではなく、ゲルマンガス、カーボン系のガスなどであってもよい。また、薄膜の形成に用いられる添加ガスも、必ずしもアルゴンガスと酸素ガスの混合ガスに限られるものではなく、アルゴンガス、酸素ガス、アンモニアガス、あるいは、窒素ガス等が、単体で、あるいは、混合されて、添加ガスとして用いられてもよい。なお、２種類以上のガスを混合する場合、当該２種類以上のガスの各々を別々の吐出口から吐出してもよい。この場合、処理空間Ｖで各ガスが混合されることになる。また、必要に応じて、ドーピングの原料となるガス（ドーピングガス）が供給されてもよい。

【0095】

また、上記の実施の形態では、本発明に係るプラズマ処理装置を、プラズマＣＶＤ装置に適用した場合について説明しているが、本発明に係るプラズマ処理装置は、プラズマ処理を行う各種の装置に適用することができる。例えば、プラズマ雰囲気中のイオンでターゲットをスパッタリングして対象物に薄膜を形成するスパッタリング装置に適用してもよい。

【符号の説明】

【0096】

１ 処理チャンバー
２ 保持搬送部
３ 加熱部
４ プラズマ発生部
５ 仕切り部材
６ ガス供給部
７ 排気部
８ 制御部
９ 基板
４１ 誘導結合型アンテナ
４４ 高周波電源
５１，５１ａ 内部流路
５２ 上流流路
５３ｓ，５３ｔ，５３ａ 下流流路
５４ 吐出口
６１ 第１ガス供給部
６２ 第２ガス供給部
９０ キャリア
１００ プラズマ処理装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】