特許 6209064 薄膜形成装置

(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】6209064

(24)【登録日】2017年9月15日

(45)【発行日】2017年10月4日

(54)【発明の名称】薄膜形成装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/455 20060101AFI20170925BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20170925BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20170925BHJP

【ＦＩ】

   C23C16/455

   H01L21/31 C

   H05H1/46 L

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-234708(P2013-234708)

(22)【出願日】2013年11月13日

(65)【公開番号】特開2015-94011(P2015-94011A)

(43)【公開日】2015年5月18日

【審査請求日】2016年10月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219314

【氏名又は名称】東レエンジニアリング株式会社

(72)【発明者】

【氏名】藤元 高佳

(72)【発明者】

【氏名】山下 雅充

(72)【発明者】

【氏名】陣田 敏行

【審査官】 宮崎 園子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−０１７７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１７５２４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５１１９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２４８３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２７９４４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １６／４５５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０５Ｈ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

真空環境を形成するチャンバと、このチャンバ内に基板を保持する基板保持部と、この基板保持部に対向して配置されプラズマを発生させる電極ユニットと、前記基板保持部と前記電極ユニットとの間に設けられた複数の原料ガス供給部とを備え、前記原料ガス供給部から供給される原料ガスをプラズマ環境に曝して基板上に薄膜を形成する薄膜形成装置であって、
前記電極ユニットは、誘導結合型の電極部を有しており、この電極部はＵ字状に形成されており、直線状に形成された直線状部分が、前記チャンバ内に配置され、かつ、同じ高さ位置で平行な状態で設けられ、
前記基板保持部は搬送機能を有しており、前記電極部の前記直線状部分を跨ぐ方向に走行するように構成され、
前記原料ガス供給部は、前記誘導結合型の電極部が形成するプラズマ領域が相対的に高密度になる電極部間領域を挟む位置にそれぞれ配置されていることを特徴とする薄膜形成装置。

【請求項2】

前記原料ガス供給部は、原料ガスが噴射される噴出孔が前記誘導結合型の電極部よりも前記電極部間領域側に位置するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成装置。

【請求項3】

前記原料ガス供給部は、原料ガスが噴射される噴出孔が前記電極部間領域内に位置するように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、気相成長法による薄膜形成装置に関するものであり、特に基板上の形成する薄膜の製膜レートを向上させることができる薄膜形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

有機ＥＬ、太陽電池等の電子デバイスは水や酸に弱いため、その表面を封止膜で覆って耐久性を向上させることが提案されている。このような封止膜は、気相成長法による薄膜形成装置、いわゆるプラズマＣＶＤ装置で形成されている。この薄膜形成装置は、図８に示すように、チャンバ１０１内に基板１０２を保持する基板保持部１０３と、プラズマを発生させる誘導結合型の電極部１０４を有する電極ユニット１０５と、原料ガスを供給する原料ガス供給部１０６とを備えており、互いに対向して配置される基板保持部１０３と電極ユニット１０５との間に原料ガス供給部１０６を配置して構成されている（例えば下記特許文献１参照）。そして、原料ガス供給部１０６の噴出口から原料ガスが供給されると、原料ガスが電極ユニット１０５により形成されたプラズマ環境に曝されることにより製膜粒子が形成される。そして、この製膜粒子が基板１０２上に堆積することにより均一な薄膜１０８（例えば封止膜等）が形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２−２０３８４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上記薄膜形成装置では、製膜レート（単位時間あたりの薄膜形成速度）を向上させることができないという問題があった。すなわち、誘導結合型の電極部１０４では、その電極部１０４間に他の領域よりも高密度なプラズマ領域（高密度プラズマ領域１０７という）がほぼ一様に形成される（図９参照）。この高密度プラズマ領域１０７に原料ガスが供給されることにより、原料ガスが効率よくプラズマ処理され、基板１０２上に薄膜１０８を形成することができる。

【0005】

近年では、薄膜１０８の製膜コストを低減させることが要望されているため、薄膜１０８の製膜レートを向上させることにより製造効率を上げて製膜コストを下げることが考えられる。しかし、製膜レート向上のために原料ガス供給部１０６から供給される原料ガスの供給量を増加させると、図１０に示すように、基板１０２上には、噴出孔に近い領域で厚く、噴出孔から遠い領域では薄い薄膜１０８が形成される結果となり、原料ガス供給部１０６から遠い領域では同じ高密度プラズマ領域１０７でありながら薄膜１０８が形成されにくいという問題があった。すなわち、原料ガス供給部１０６からの原料ガス供給量を増加させて製膜レートを向上させようとしても、高密度プラズマ領域１０７を全域に亘って有効に使用することができず、その結果、膜厚分布が乱れるということとなり、容易には製膜レートを向上させることができないという問題があった。

【0006】

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、膜厚分布が乱れることなく、製膜レートを向上させることができる薄膜形成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】

【0007】

上記課題を解決するために本発明の薄膜形成装置は、真空環境を形成するチャンバと、このチャンバ内に基板を保持する基板保持部と、この基板保持部に対向して配置されプラズマを発生させる電極ユニットと、前記基板保持部と前記電極ユニットとの間に設けられた複数の原料ガス供給部とを備え、前記原料ガス供給部から供給される原料ガスをプラズマ環境に曝して基板上に薄膜を形成する薄膜形成装置であって、前記電極ユニットは、誘導結合型の電極部を有しており、この電極部はＵ字状に形成されており、直線状に形成された直線状部分が、前記チャンバ内に配置され、かつ、同じ高さ位置で平行な状態で設けられ、前記基板保持部は搬送機能を有しており、前記電極部の前記直線状部分を跨ぐ方向に走行するように構成され、前記原料ガス供給部は、前記誘導結合型の電極部が形成するプラズマ領域が相対的に高密度になる電極部間領域を挟む位置にそれぞれ配置されていることを特徴としている。

【0008】

上記薄膜形成装置によれば、複数の原料ガス供給部が誘導結合型の電極部が形成する高密度プラズマ領域を挟む位置にそれぞれ配置されているため、それぞれの原料ガス供給部から噴出された原料ガスが高密度プラズマ領域に曝されることにより基板上全体に亘ってほぼ一定膜厚の薄膜を形成することができる。すなわち、原料ガス供給部が単体である場合には、原料ガス供給部から離れるに従って薄膜の膜厚が薄く形成されていたが、原料ガス供給部を高密度プラズマ領域を挟むようにそれぞれ配置されることにより、従来薄く形成されていた領域にも原料ガスを供給することができるため、従来薄く形成されていた領域の製膜量を増加させることができる。すなわち、薄膜は、高密度プラズマ領域を挟んで対称的に形成されることになり、基板上の製膜領域には、ほぼ均一厚さの薄膜を形成することができる。したがって、基板上にほぼ均一厚さの薄膜が形成されるため、原料ガスの供給量を増加させることにより、膜厚分布を乱すことなく、容易に製膜レートを向上させることができる。

【0009】

また、前記原料ガス供給部は、原料ガスが噴射される噴出孔が前記誘導結合型の電極部よりも前記電極部間領域側に位置するように配置されている構成にしてもよい。

【0010】

この構成によれば、原料ガス供給部が高密度プラズマ領域側に位置することにより、原料ガスが高密度プラズマ領域に曝されやすくなり、原料ガスのプラズマ処理効率を高めて製膜レートを向上させることができる。

【0011】

また、さらに、前記原料ガス供給部は、原料ガスが噴射される噴出孔が前記電極部間領域内に位置するように配置されている構成にすることが好ましい。

【0012】

この構成によれば、噴出孔から供給される原料ガスが確実にプラズマ処理されるため、より一層、原料ガスのプラズマ処理効率を高めて製膜レートを向上させることができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明の薄膜形成装置によれば、膜厚分布が乱れることなく、製膜レートを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施形態における薄膜形成装置を示す概略図である。

【図2】上記薄膜形成装置の電極ユニットを上方から見た概略図である。

【図3】電極部付近のプラズマの出力状態を示す図である。

【図4】基板上に形成される薄膜の形成状態を示す図である。

【図5】原料ガス供給部（多孔ノズル）を示す図である。

【図6】図５における原料ガス供給部の断面図であり、（ａ）は、噴出口位置における断面図であり、（ｂ）は噴出口以外の位置における断面図である。

【図7】原料ガス供給部の噴出孔、高密度プラズマ領域、基板との関係を示す図である。

【図8】従来の薄膜形成装置を示す図である。

【図9】誘導結合型の電極で形成されるプラズマ領域を示す図である。

【図10】従来技術における基板上に形成される薄膜の形成状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

図１は、本発明の一実施形態における薄膜形成装置を示す概略的な正面図であり、図２は、電極ユニットを上方から見た概略図である。

【0022】

図１、図２に示すように、薄膜形成装置１は、チャンバ２とそのチャンバ２内に設けられる基板保持部４と電極ユニット３とを有しており、電極ユニット３によりプラズマを発生させた状態でチャンバ２内に原料ガスが供給されると、原料ガスが励起され製膜粒子が生成される。そして、基板Ｗに堆積することにより、水分、酸などの侵入を防止する封止膜等の薄膜Ｃが形成される。

【0023】

チャンバ２は、真空環境を形成し、その内部で発生した製膜粒子を堆積させて基板Ｗ上に薄膜Ｃを形成させるための密閉容器である。このチャンバ２には、基板Ｗを保持する基板保持部４と、プラズマを発生させる電極ユニット３とが互いに対向する位置に配置されており、基板保持部４と電極ユニット３との間に原料ガス供給部５が設けられている。すなわち、電極ユニット３、原料ガス供給部５、基板保持部４は、これらがこの順に鉛直方向上向きになるように配置されている。そして、原料ガス供給部５から原料ガスが供給されると、原料ガスが電極ユニット３で形成されたプラズマ環境に曝されることにより、基板保持部４に保持された基板Ｗ上に薄膜Ｃが形成される。

【0024】

基板保持部４は、基板Ｗを保持するためのものである。本実施形態では、基板Ｗを支持するハンド４１により電極ユニット３上に支持されることにより保持されるようになっている。具体的には、基板Ｗは、矩形の平板形状を有しており、中央部分に薄膜Ｃを形成する製膜領域とその両端に薄膜非形成領域とを有している。ハンド４１は、基板Ｗの薄膜非形成領域を支持することにより保持される。すなわち、基板Ｗは、基板保持部４により保持された状態では、薄膜Ｃを形成する面が電極ユニット３側（下向き）に向く姿勢で保持される。

【0025】

また、基板保持部４と原料ガス供給部５との間には、基板Ｗの製膜領域を制限するマスク８が設けられている。マスク８は、平板状部材であり、その中央部分に開口部８１を有している。マスク８は、基板保持部４に保持された基板Ｗに対して一定距離をおいて配置されており、このマスク８により、基板Ｗの製膜領域に薄膜を形成することができる。すなわち、マスク８の開口部８１は、基板Ｗの製膜領域とほぼ同じ形状に形成されており、基板Ｗが基板保持部４に保持された状態では、電極ユニット３、原料ガス供給部５、基板保持部４の配列方向に見て基板Ｗの製膜領域と開口部８１の開口領域とが一致するように配置されている。したがって、原料ガスがプラズマ処理されて生成された製膜粒子は、マスク８の開口部８１を通過したもののみが基板Ｗに堆積することにより、基板Ｗ上には薄膜が製膜領域に形成される。

【0026】

また、電極ユニット３は、プラズマを発生させるものである。本実施形態の電極ユニット３は、Ｕ字状の誘導結合型の電極部３１と高周波電源９を有している。

【0027】

電極部３１は、図２に示すように、Ｃｕ等の導体で形成される電極本体３１ａと、ガラス等の非誘電体で形成される誘電体部３１ｂとを有しており、電極本体３１ａを誘電体部３１ｂで覆うように形成され全体としてＵ字状に形成されている。そして、電極部３１は、図２に示すように、外側からチャンバ２の壁面を貫通してチャンバ２内部に侵入し、貫通したチャンバ２の壁面に対面するチャンバ２の壁面を貫通するように延びている。そして、チャンバ２の外側で１８０°向きを変えて、さらにチャンバ壁を貫通してチャンバ２内部に入り、再度チャンバ壁を貫通して設けられている。すなわち、電極部３１は、直線状に形成される部分がチャンバ２内で同じ高さ位置に位置した状態で設けられている。言い換えれば、電極部３１は、直線状に延びる部分（直線状部分３４）がほぼ平行な状態でチャンバ２内に位置しており、その他の部分がチャンバ２の外側に位置するように設けられている。

【0028】

また、電極部３１の端部は、高周波電源９と接続されており、高周波電源９のスイッチが入れられることにより、チャンバ２内に位置する電極部３１の平行な直線状部分３４にプラズマが発生するようになっている。ここで、図３は、電極部３１付近のプラズマの出力状態を示す図である。図３に示すように、直線状部分３４の電極部３１間でプラズマの出力３５（破線で示す）が高くなり、電極部３１間から電極部３１の外側に向かって出力３５が小さくなるように形成される。すなわち、電極部３１間では、高出力３５（高密度）のプラズマが一定領域形成され、電極部３１付近で出力３５が低下するように形成される。本実施形態では、電極部３１間に形成される一定領域のプラズマ領域を高密度プラズマ領域３６と呼ぶ。そして、この高密度プラズマ領域３６では、プラズマの出力３５が高いため、原料ガスが高効率でプラズマ処理される。すなわち、この電極部３１にプラズマが発生する状態で、チャンバ２の壁面に設けられた放電ガス供給部２１（図１参照）から放電ガスが供給されると、放電ガスがプラズマに曝されることにより分解され反応ガスが形成される。そして、この反応ガスが原料ガスと反応することにより製膜粒子が形成される。なお、電極ユニット３と原料ガス供給部５との間には、アースされた金属製のメッシュ部材が設けられており、このメッシュ部材により、反応ガスと共に形成される不要な粒子が捕獲されるようになっている。

【0029】

なお、この製膜粒子の形成は、チャンバ２内を真空環境にして行われる。すなわち、このチャンバ２の天井部分の壁面には、チャンバ２内を排気する排出口２２（図１参照）が設けられている。この排出口２２は、真空ポンプ（不図示）と配管で接続されており、真空ポンプを作動させることによりチャンバ２内を所定の真空度に調節できるようになっている。すなわち、製膜粒子の形成時（製膜時）には、真空ポンプを作動させることにより、チャンバ２内を所定の真空環境に調節して行われる。

【0030】

また、原料ガス供給部５は、チャンバ２内に薄膜Ｃを形成する原料ガスを供給するものである。ここで、図５は、原料ガス供給部５を示す図であり、図６はその断面図であり、（ａ）は、噴出口位置における断面図、（ｂ）は噴出口以外の位置における断面図である。原料ガス供給部５は、噴出孔６１を有しており、この噴出孔６１から原料ガスを供給するようになっている。

【0031】

本実施形態の原料ガス供給部５は、図１、図３に示すように、２つ設けられており、それぞれが高密度プラズマ領域３６を挟む位置に設けられている。すなわち、高密度プラズマ領域３６の外縁付近に配置されており、互いに高密度プラズマ領域３６に対して対称になる位置に配置されている。具体的には、原料ガス供給部５の噴出孔６１が電極部３１よりも高密度プラズマ領域３６側に位置するように配置されており、基板Ｗの製膜領域に対し、互いに一方向に離れた位置に配置されている。すなわち、原料ガス供給部５が１つのみの場合には、図４の実線で示すように、基板Ｗ上の薄膜Ｃ１が原料ガス供給部５付近で厚く形成され、原料ガス供給部５から離れるに従って薄く形成されるが、原料ガス供給部５を高密度プラズマ領域３６に対して対称になる位置に配置することにより、高密度プラズマ領域３６の出力３５がほぼ一定であるため、互いの原料ガス供給部５の製膜量を補完し合うことにより、基板Ｗの製膜領域にほぼ均一厚みの薄膜Ｃ（破線）を形成することができる。

【0032】

なお、高密度プラズマ領域３６に対して対称になる位置とは、完全に対称になる位置以外にも、装置の組み立て精度、製膜中心とのずれ等を考慮して、事実上、互いの原料ガス供給部５の製膜量を補完し合うことにより、薄膜が製品状問題ない程度に平坦に形成される対称位置を含む。

【0033】

これらの原料ガス供給部５は、同一の構造を有しており、図５に示すように、複数の噴出孔６１（図６参照）を有する多孔ノズル５ａである。原料ガス供給部５は、原料ガスタンク（不図示）と配管で接続されており、多孔ノズル５ａを通じてチャンバ２内に原料ガスを供給する。

【0034】

多孔ノズル５ａは、チャンバ２の壁面に取付けられる接続配管５１と原料ガスが噴出される噴出部５２とを有している。この噴出部５２は、一方向に延びる略円筒形状の配管本体５２ａを有しており、その配管本体５２ａの中央部分で接続配管５１と連結されている。すなわち、多孔ノズル５ａは、略Ｔ字状の配管で形成されており、噴出部５２が基板Ｗの表面に近接する状態で、噴出部５２の配管本体５２ａの延びる方向が基板Ｗの幅方向とほぼ平行をなすように配置されている。そして、配管本体５２ａの長手方向寸法は、基板Ｗの幅方向寸法よりも大きい寸法に形成されており、噴出される原料ガスが基板Ｗの幅方向寸法に一様に供給されるようになっている。

【0035】

また、噴出部５２は、原料ガスが噴出する噴出孔６１と、製膜付着カバー７とを有している。本実施形態では、配管本体５２ａ内に平板状の仕切板６が設けられており、この仕切板６に噴出孔６１が設けられている。具体的には、仕切板６は、配管本体５２ａ内に接続配管５１と直交する姿勢で、接続配管５１との接続部から所定間隔置いて設けられている。すなわち、仕切板６と接続配管５１との間には、配管本体５２ａ内に長手方向に延びる空間（貯留空間Ｓ）が形成される。そして、仕切板６には、仕切板６の厚さ方向に貫通する複数の噴出孔６１が長手方向に等間隔に並んだ状態で一様に配置されている。

【0036】

この噴出孔６１は、本実施形態では円形に形成されており、噴出孔６１の開口面積は、接続配管５１の開口面積に比べて遙かに小さくなるように形成されている。そして、噴出孔６１の貫通方向は、基板Ｗの表面に向かう方向に設定されている。これにより、接続配管５１を通じて供給される原料ガスが基板Ｗの幅方向全体に一様に供給される。すなわち、原料ガスタンクから接続配管５１を通じて供給される原料ガスは、仕切板６で遮られることにより、貯留空間Ｓ内全体に広がり一時的に貯留される。そして、さらに原料ガスが供給されることにより貯留空間Ｓ内の圧力が高くなることにより、すべての噴出孔６１から原料ガスが噴出される。したがって、仕切板６の長手方向に複数形成された噴出孔６１から原料ガスが噴出されることにより、基板Ｗの幅方向に亘って原料ガスが一様に供給される。そして、噴出される原料ガスがプラズマ環境に曝されることにより製膜粒子が形成され、製膜粒子が基板Ｗ上に付着し堆積することにより薄膜Ｃが形成される。

【0037】

なお、本実施形態では、噴出孔６１からＨＭＤＳガス（ヘキサメチルジシラザンガス）、放電ガス供給部２１からアルゴンガス、水素ガスが供給されることにより、Ｓｉ化合物（第１薄膜Ｃを形成する製膜粒子）が生成され、噴出孔６１からＨＭＤＳガス、放電ガス供給部２１から酸素ガスが供給されることにより、ＳｉＯ２（第２薄膜Ｃを形成する製膜粒子）が生成される。これを交互に繰り返すことにより、基板Ｗ上（電子デバイス上）には第１薄膜Ｃ、第２薄膜Ｃを複数層備える薄膜Ｃ（封止膜）を形成することができる。

【0038】

また、製膜付着カバー７は、噴出孔６１が直接プラズマ環境に曝されるのを抑えるためのものである。この製膜付着カバー７は、噴出孔６１の位置よりも噴出側に突出するように設けられる。本実施形態では、製膜付着カバー７は、仕切板６の位置から噴出側（図６の矢印方向）に延びる配管本体５２ａの一部によって形成されている。具体的には、仕切板６から噴出側に所定距離離れるようにして、仕切板６全体を覆うように形成されている。すなわち、一方向に並ぶ複数の噴出孔６１の配列方向に沿って形成されており、噴出孔６１の位置から噴出側に所定距離離れるようにして、これらの噴出孔６１を覆うように設けられている。これにより、噴出孔６１と電極部３１との間に製膜付着カバー７が介在し、噴出孔６１が電極部３１により形成されるプラズマ環境に直接曝されることを回避することができる。すなわち、噴出孔６１と電極部３１との間に製膜付着カバー７が存在することにより、噴出孔６１は、製膜付着カバー７の影に入ることになり、放電ガスがプラズマに曝されて形成される反応ガスが噴出孔６１に到達しにくくなる。そのため、噴出孔６１付近で反応ガスと原料ガスとが反応して形成される製膜粒子が噴出孔６１に付着するという現象を抑えることができる。すなわち、噴出孔６１に付着する製膜粒子の量を抑えることができるため、噴出孔６１に形成された製膜粒子の膜により噴出孔６１が塞がれるという問題を抑えることができる。なお、噴出側とは、噴出孔６１から原料ガスが噴出される方向、すなわち、製膜付着カバー７側である。

【0039】

また、製膜付着カバー７には、開口部７１が形成されている。本実施形態では、開口部７１は円形を有する貫通孔であり、それぞれの噴出孔６１に対応して噴出孔６１から噴出方向に延長した位置に形成されている。したがって、噴出孔６１から噴出される原料ガスは、この開口部７１を通じてチャンバ２内に噴出される。この開口部７１は、噴出孔６１に比べて十分に大きく形成されており、開口部７１の開口面積は、噴出孔６１の開口面積よりも大きくなるように形成されている。具体的には、このような薄膜形成装置では、チャンバ２の真空状態を開放してメンテナンス作業が行われ付着した製膜粒子の膜Ｐ（図６参照）が除去されるが、開口部７１は、次のメンテナンス作業が行われるまでに開口部７１が製膜粒子の膜Ｐで塞がれることのない程度の大きさに形成されている。すなわち、放電ガスがプラズマに曝されて形成される反応ガスは、開口部７１を通じて噴出される原料ガスと反応することにより製膜粒子が形成される。そして、この製膜粒子は開口部７１に付着し開口部７１には製膜粒子によって形成される薄膜Ｃが成長する。しかし、開口部７１は十分な大きさに形成されているため、開口部７１が薄膜Ｃで塞がれることはない。よって、基板Ｗ上に薄膜Ｃを形成するのに必要な原料ガスを噴出孔６１から噴出してチャンバ２内に供給することができる。

【0040】

また、図７は、原料ガス供給部５の噴出孔６１、高密度プラズマ領域３６、基板Ｗとの関係を示す図である。上述の通り、これらの原料ガス供給部５は、高密度プラズマ領域３６に対して対称となる位置に配置されており、図７では片側のみの原料ガス供給部５を表している。原料ガス供給部５は、互いに高密度プラズマ領域３６に対して対称になる位置であって、図７に示す例では、噴出孔６１が高密度プラズマ領域３６内に位置するように配置されている。すなわち、すべての噴出孔６１が高密度プラズマ領域３６に完全に含まれるように原料ガス供給部５が配置されている。これにより、噴出孔６１から開口部７１を通じて噴出される原料ガスが噴出孔６１及び開口部７１を出てすぐに高密度なプラズマ環境に曝されるため、効率よく製膜粒子を生成することが可能になる。なお、双方の噴出孔６１から原料ガスが噴出されるため、原料ガス供給部５が単体の場合に比べて生成される製膜粒子の量が多くなり、製膜粒子が原料ガス供給部５に付着する可能性が高くなるが、噴出部５２に設けられた製膜付着カバー７により、噴出孔６１が塞がれることなく安定して原料ガスを供給し製膜粒子を生成することができる。

【0041】

また、原料ガス供給部５の噴出孔６１は、その噴射方向が基板Ｗの表面に向かう方向に設定されている。具体的には、噴出孔６１の噴射方向は、基板Ｗの製膜領域に向かう方向に設定されており、噴出孔６１は、その貫通方向がマスク８の開口部８１を通じて製膜領域に向かう方向に形成されている。すなわち、原料ガス供給部５は、電極ユニット３、原料ガス供給部５、基板保持部４の配列方向に見て、噴出孔６１がマスク８の開口部８１内に位置するように配置されており、さらに貫通方向が基板Ｗの製膜領域に向かう方向に設定されていることにより、原料ガスの移動がマスク８で妨げられることなく、製膜領域に移動することができる。そして、原料ガスが製膜領域に向かって移動しつつプラズマ環境に曝されることにより、原料ガスから生成される製膜粒子も製膜領域に向かって移動しやすくなり基板Ｗ上に形成される薄膜の製膜レートを高めることができる。また、本実施形態では、噴出孔６１の位置が、電極ユニット３、原料ガス供給部５、基板保持部４の配列方向に見て、マスク８の開口部８１内に位置するように配置されているが、原料ガス供給部５、基板保持部４の配列方向に見て、マスク８の開口部８１の外縁に位置する場合でも製膜レートを高めることができ、効率よく薄膜Ｃを形成することができる。なお、噴出孔６１が開口部８１の外側に位置した場合には、マスク８の外縁部分に製膜粒子が付着しやすくなり、マスク８交換の頻度が高めることとなる。

【0042】

このように、上記実施形態における薄膜形成装置によれば、複数の原料ガス供給部５が誘導結合型の電極部３１が形成する高密度プラズマ領域３６を挟む位置にそれぞれ配置されているため、それぞれの原料ガス供給部５から噴出された原料ガスが高密度プラズマ領域３６に曝されることにより基板Ｗ上全体に亘ってほぼ一定膜厚の薄膜Ｃが形成される。すなわち、原料ガス供給部５が単体である場合には、原料ガス供給部５から離れるに従って薄膜Ｃの膜厚が薄く形成されていたが、原料ガス供給部５を高密度プラズマ領域３６を挟むようにそれぞれ配置されることにより、従来薄く形成されていた領域にも原料ガスが供給でき、従来薄く形成されていた領域の製膜量を増加させることができる。すなわち、薄膜Ｃは、高密度プラズマ領域３６を挟んで対称的に形成されることになり、基板Ｗ上の製膜領域には、ほぼ均一厚さの薄膜Ｃを形成することができる。したがって、基板Ｗ上にほぼ均一厚さの薄膜Ｃが形成されるため、原料ガスの供給量を増加させることにより、膜厚分布を乱すことなく、容易に製膜レートを向上させることができる。

【0043】

また、上記実施形態では、複数の原料ガス供給部５が２つ設けられる例について説明したが、高密度プラズマ領域３６を挟むように配置すれば原料ガス供給部５を２つ以上配置してもよい。すなわち、高密度プラズマ領域３６を挟むように高密度プラズマ領域３６に対して対称的に配置することにより、互いの原料ガス供給部５の製膜量を補完し合うことができ、製膜レートを向上させつつ、基板Ｗ上にほぼ均一厚みの薄膜Ｃを形成することができる。

【0044】

また、上記実施形態では、マスク８が設けられる例について説明したが、基板Ｗに製膜領域が設定されておらず、基板Ｗの表面全体に製膜する場合には、マスク８を省略してもよい。

【0045】

また、上記実施形態では、電極ユニットの電極部３１、原料ガス供給部５、基板Ｗが、鉛直上向きにこの順に配置されている例について説明したが、これらが鉛直方向下向きに設定されていても製膜レートを向上させることができる。ただし、これらが鉛直上向きに配列されている方が、重力の影響で基板Ｗに異物が付着しにくくなるため、薄膜Ｃの膜質を向上させることができる。

【0046】

また、上記実施形態では、基板Ｗが基板保持部４に保持されて静止している場合について説明したが、基板保持部４に搬送機能を設け、基板Ｗが電極部３１を跨ぐ方向に走行するように構成してもよい。すなわち、高密度プラズマ領域３６を通過するように基板Ｗを走行させることにより、高密度プラズマ領域３６を挟むように配置された複数の原料ガス供給部５により供給される原料ガスが高効率でプラズマ雰囲気に基板Ｗが曝されるため、製膜レートを向上させつつ、基板Ｗ上にほぼ均一厚みの薄膜Ｃを形成することができる。

【符号の説明】

【0047】

１ 薄膜形成装置
２ チャンバ
３ 電極ユニット
４ 基板保持部
５ 原料ガス供給部
７ 製膜付着カバー
８ マスク
３１ 電極部
３６ 高密度プラズマ領域
６１ 噴出孔
Ｗ 基板
Ｃ 薄膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】