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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022060757
(43)【公開日】2022-04-15
(54)【発明の名称】プラズマＣＶＤ装置
(51)【国際特許分類】
C23C 16/52 20060101AFI20220408BHJP
H05H 1/46 20060101ALI20220408BHJP
H01L 21/31 20060101ALI20220408BHJP
【ＦＩ】
C23C16/52
H05H1/46 M
H01L21/31 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020168420
(22)【出願日】2020-10-05
(71)【出願人】
【識別番号】000231464
【氏名又は名称】株式会社アルバック
(74)【代理人】
【識別番号】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(72)【発明者】
【氏名】大竹 文人
(72)【発明者】
【氏名】太田 淳
(72)【発明者】
【氏名】菊池 亨
【テーマコード（参考）】
2G084
4K030
5F045
【Ｆターム（参考）】
2G084AA05
2G084BB13
2G084BB14
2G084BB25
2G084BB26
2G084BB31
2G084CC12
2G084CC33
2G084DD02
2G084DD15
2G084DD23
2G084FF07
2G084FF15
4K030EA04
4K030FA03
4K030GA02
4K030KA17
5F045AA08
5F045AF11
5F045BB10
5F045BB15
5F045DP03
5F045DQ10
5F045EF05
5F045EH05
5F045EH14
5F045EK07
(57)【要約】
【課題】良好な成膜分布が得られ、パーティクルの発生を抑制することができるプラズマＣＶＤ装置を提供する。
【解決手段】プラズマＣＶＤ装置は、シャワーボックス５を備える。シャワーボックス５は、シャワーボックス５は、固定プレート３０と、シャワープレート４０と、固定プレート３０とシャワープレート４０とを固定する複数の内部固定ピラー５０を備える。
【選択図】図２
【解決手段】プラズマＣＶＤ装置は、シャワーボックス５を備える。シャワーボックス５は、シャワーボックス５は、固定プレート３０と、シャワープレート４０と、固定プレート３０とシャワープレート４０とを固定する複数の内部固定ピラー５０を備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラズマ処理を行うプラズマＣＶＤ装置であって、
チャンバと、
前記チャンバの上方に配置され、高周波電源に電気的に接続された電極フランジと、
前記チャンバの内部に配置され、被処理基板が載置される基板支持部と、
前記チャンバの内部において前記電極フランジと前記基板支持部との間に配置され、配管を通じてガス供給源に連通する内部空間を有するシャワーボックスと、
前記電極フランジと前記シャワーボックスとの間に設けられ、前記シャワーボックスの平坦度を調整可能な複数の支持シャフトと、
を備え、
前記シャワーボックスは、
前記電極フランジに対向するとともに複数の前記支持シャフトによって固定される固定上面と、前記シャワーボックスの前記内部空間に面する固定下面とを有する固定プレートと、
前記シャワーボックスの前記内部空間に面するシャワー上面と、前記基板支持部に対向するシャワー下面と、前記シャワーボックスの前記内部空間と前記チャンバとの間を連通する複数のシャワー孔とを有するシャワープレートと、
前記シャワーボックスの前記内部空間において、前記固定プレートの前記固定下面と、前記シャワープレートの前記シャワー上面とを固定する複数の内部固定ピラーと、
を備える、
プラズマＣＶＤ装置。
チャンバと、
前記チャンバの上方に配置され、高周波電源に電気的に接続された電極フランジと、
前記チャンバの内部に配置され、被処理基板が載置される基板支持部と、
前記チャンバの内部において前記電極フランジと前記基板支持部との間に配置され、配管を通じてガス供給源に連通する内部空間を有するシャワーボックスと、
前記電極フランジと前記シャワーボックスとの間に設けられ、前記シャワーボックスの平坦度を調整可能な複数の支持シャフトと、
を備え、
前記シャワーボックスは、
前記電極フランジに対向するとともに複数の前記支持シャフトによって固定される固定上面と、前記シャワーボックスの前記内部空間に面する固定下面とを有する固定プレートと、
前記シャワーボックスの前記内部空間に面するシャワー上面と、前記基板支持部に対向するシャワー下面と、前記シャワーボックスの前記内部空間と前記チャンバとの間を連通する複数のシャワー孔とを有するシャワープレートと、
前記シャワーボックスの前記内部空間において、前記固定プレートの前記固定下面と、前記シャワープレートの前記シャワー上面とを固定する複数の内部固定ピラーと、
を備える、
プラズマＣＶＤ装置。
【請求項2】
前記シャワーボックスは、
前記シャワーボックスの前記内部空間に供給されたガスを分散させる複数の分散孔と、複数の前記内部固定ピラーが貫通する貫通孔とを有し、前記固定プレートと前記シャワープレートとの間に配置された分散プレートを備える、
請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置。
前記シャワーボックスの前記内部空間に供給されたガスを分散させる複数の分散孔と、複数の前記内部固定ピラーが貫通する貫通孔とを有し、前記固定プレートと前記シャワープレートとの間に配置された分散プレートを備える、
請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プラズマＣＶＤ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ガラス基板等の被処理基板に対して成膜処理を施すプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。近年では、ガラス基板の一辺の長さが１８００ｍｍであるといった大型基板が採用されており、これに応じて、プラズマＣＶＤ装置は、大型基板に対応する大型のシャワープレートを備えている。
【0003】
プラズマＣＶＤ装置内において大型のシャワープレートを平行状態で固定するためには、ガラス基板に対向するシャワープレートの下面とは反対側の上面に金属製の複数の支持シャフト（吊具）を取り付けて、複数の支持シャフトによってシャワープレートを吊り上げ固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第２０１９／２４４７９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
このような構造を有するプラズマＣＶＤ装置においては、基板が大型になるにつれて、基板上において良好な成膜分布を得ることが困難であることが知られている。成膜分布を改善するには、プラズマＣＶＤ装置のメンテナンス作業の際に、複数の支持シャフトの各々を上下方向に移動させ、シャワープレートの平坦度を調整する必要がある。
【0006】
しかしながら、このようなシャワープレートの平坦度の調整においては、支持シャフトの上下方向の移動により、シャワープレートに大きな応力が生じてしまい、シャワープレートと支持シャフトとの間の固定部分において金属摩耗が生じ、パーティクルが発生する懸念がある。プラズマＣＶＤ装置を用いて基板上に成膜される膜が半導体膜であれば、パーティクルが半導体膜に悪影響を及ぼし、半導体膜を有するデバイスの歩留まりが大きく低下してしまうという問題がある。
【0007】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、良好な成膜分布が得られ、パーティクルの発生を抑制することができるプラズマＣＶＤ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、上記課題を鋭意検討した結果、次の知見（１）～（４）を得た。
（１）シャワープレートと支持シャフトとの間において生じた金属摩耗に起因してパーティクルが発生すると、このパーティクルは、シャワープレートの上面から下面に向かうプロセスガスの流動に伴って、シャワープレートに形成された複数のシャワー孔を通り、基板上の成膜空間に飛散する。成膜空間に飛散したパーティクルは、ＣＶＤ成膜プロセスに悪影響を及ぼす。シャワープレートの平坦度の調整と、パーティクルの発生とは、トレードオフの関係にある。
（１）シャワープレートと支持シャフトとの間において生じた金属摩耗に起因してパーティクルが発生すると、このパーティクルは、シャワープレートの上面から下面に向かうプロセスガスの流動に伴って、シャワープレートに形成された複数のシャワー孔を通り、基板上の成膜空間に飛散する。成膜空間に飛散したパーティクルは、ＣＶＤ成膜プロセスに悪影響を及ぼす。シャワープレートの平坦度の調整と、パーティクルの発生とは、トレードオフの関係にある。
【0009】
（２）一方、パーティクルの飛散を防止するためにシャワー孔を埋めた場合には、プロセスガスを成膜空間に供給することはできず、成膜プロセスを行うことができない。
【0010】
（３）シャワープレートの上面に取り付けた支持シャフトによってシャワープレートを吊り上げ固定している従来のプラズマＣＶＤ装置では、シャワープレートの平坦度の調整は可能であるが、シャワープレートと支持シャフトとの間において生じた金属パーティクルの成膜空間への飛散を防止することは困難である。
【0011】
（４）大型基板用のプラズマＣＶＤ装置において、良好な成膜分布が得られ、基板の表面へのパーティクルの落下（成膜空間へのパーティクルの飛散）を防止し、シャワー孔を有するシャワープレートから成膜空間へプロセスガスを供給するには、従来の装置とは異なるシャワープレート構造が必要である。
上記の知見に基づき、本発明者らは、以下の態様を有するプラズマＣＶＤ装置に想到した。
上記の知見に基づき、本発明者らは、以下の態様を有するプラズマＣＶＤ装置に想到した。
【0012】
本発明の一態様に係るプラズマＣＶＤ装置は、プラズマ処理を行うプラズマＣＶＤ装置であって、チャンバと、前記チャンバの上方に配置され、高周波電源に電気的に接続された電極フランジと、前記チャンバの内部に配置され、被処理基板が載置される基板支持部と、前記チャンバの内部において前記電極フランジと前記基板支持部との間に配置され、配管を通じてガス供給源に連通する内部空間を有するシャワーボックスと、前記電極フランジと前記シャワーボックスとの間に設けられ、前記シャワーボックスの平坦度を調整可能な複数の支持シャフトと、を備える。前記シャワーボックスは、前記電極フランジに対向するとともに複数の前記支持シャフトによって固定される固定上面と、前記シャワーボックスの前記内部空間に面する固定下面とを有する固定プレートと、前記シャワーボックスの前記内部空間に面するシャワー上面と、前記基板支持部に対向するシャワー下面と、前記シャワーボックスの前記内部空間と前記チャンバとの間を連通する複数のシャワー孔とを有するシャワープレートと、前記シャワーボックスの前記内部空間において、前記固定プレートの前記固定下面と、前記シャワープレートの前記シャワー上面とを固定する複数の内部固定ピラーと、を備える。
【0013】
本発明の一態様に係るプラズマＣＶＤ装置においては、前記シャワーボックスは、前記シャワーボックスの前記内部空間に供給されたガスを分散させる複数の分散孔と、複数の前記内部固定ピラーが貫通する貫通孔とを有し、前記固定プレートと前記シャワープレートとの間に配置された分散プレートを備えてもよい。
【発明の効果】
【0014】
本発明の上記態様に係るプラズマＣＶＤ装置によれば、複数の支持シャフトがシャワーボックスを構成する固定プレートの固定上面に接続されているため、複数の支持シャフトがシャワープレートに直接的に取り付けられていない構造が得られている。
【0015】
したがって、シャワープレートに支持シャフトが取り付けられた従来の装置構成とは異なり、支持シャフトとシャワープレートとの間で金属摩耗が生じることが無く、この金属摩耗に起因するパーティクルの発生を防止できる。このため、パーティクルが複数のシャワー孔を通じて成膜空間へ飛散することを防止できる。
【0016】
このため、パーティクルが被処理基板の表面に落下するリスクを低減することができ、プラズマＣＶＤ装置によって成膜された膜を有するデバイス（製品）の歩留まりを改善することができる。
【0017】
プラズマＣＶＤ装置のメンテナンス作業の際に、複数の支持シャフトの各々を上下方向に移動させるだけで、上述したパーティクル発生を考慮することなく、シャワーボックスの平坦度、すなわち、シャワープレートの平坦度を調整することができ、所望の成膜分布を有する膜を被処理基板上に形成することができる。
【0018】
さらに、本発明の上記態様に係るプラズマＣＶＤ装置では、複数の支持シャフトがシャワープレートに取り付けされていないため、複数の支持シャフトは、シャワープレートにおけるプロセスガスの流動やプロセスガス流量の均一化に影響を及ぼすことがない。
【0019】
したがって、シャワーボックスの固定プレートに対して複数の支持シャフトが取り付けられる位置、及び、複数の支持シャフトの本数に関し、設計の自由度が向上する。より多くの本数で支持シャフトをシャワーボックスと電極フランジとの間に設けることができ、シャワープレートの平坦度を微調整することができ、被処理基板上に形成される膜の成膜分布を容易に調整することができる。
【0020】
本発明の上記態様に係るプラズマＣＶＤ装置のシャワーボックスは、シャワーボックスの内部空間を囲むように、固定プレートとシャワープレートとが複数の内部固定ピラーによって固定された構造を有する。したがって、１枚のシャワープレートによって成膜空間へのプロセスガスの供給を行う従来の構成に比べて、熱変形に対する強度を向上させることができる。
【0021】
分散プレートによって分散されたプロセスガスは、シャワープレートの複数のシャワー孔を通り、シャワープレートと被処理基板との間の成膜空間に供給される。したがって、分散プレートによって、複数のシャワー孔の各々から成膜空間に供給されるガス流量を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【発明を実施するための形態】
【0023】
本発明の実施形態に係るプラズマＣＶＤ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、「上下方向」とは、被処理基板の表面に鉛直な方向を意味しており、重力方向と同義である。「上方」とは、上下方向における上向きの方向を意味する。「下方」とは、上下方向における下向きの方向を意味する。
以下の説明において、「上下方向」とは、被処理基板の表面に鉛直な方向を意味しており、重力方向と同義である。「上方」とは、上下方向における上向きの方向を意味する。「下方」とは、上下方向における下向きの方向を意味する。
【0024】
（プラズマＣＶＤ装置）
図１に示すように、本実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置１は、プラズマＣＶＤ法による被処理基板に成膜を行う装置である。プラズマＣＶＤ装置１は、真空チャンバ２（チャンバ）と、電極フランジ３と、絶縁フランジ４と、シャワーボックス５と、基板支持部６と、支柱７と、高周波電源８と、ガス供給源９と、複数の支持シャフト１０と、クリーニングガス供給源１１と、真空ポンプ１２とを備える。
図１に示すように、本実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置１は、プラズマＣＶＤ法による被処理基板に成膜を行う装置である。プラズマＣＶＤ装置１は、真空チャンバ２（チャンバ）と、電極フランジ３と、絶縁フランジ４と、シャワーボックス５と、基板支持部６と、支柱７と、高周波電源８と、ガス供給源９と、複数の支持シャフト１０と、クリーニングガス供給源１１と、真空ポンプ１２とを備える。
【0025】
（真空チャンバ）
真空チャンバ２は、アルミニウム等の導電性材料で形成されている。真空チャンバ２は、不図示の開口部と排気口とを有する。開口部には不図示のゲートバルブが接続されている。真空チャンバ２の内部は気密な空間であり、真空チャンバ２は、この空間を真空雰囲気に維持することが可能である。プラズマＣＶＤ装置１によってプラズマＣＶＤ処理が施される基板Ｓ（被処理基板）の搬送は、開口部を介在して、不図示の搬送チャンバと真空チャンバ２との間で行われる。排気口は、排気配管を通じて、真空ポンプ１２に接続されている。さらに、真空チャンバ２の底面には、支柱７が配置される支柱開口が設けられている。支柱開口を通じて、支柱７は上下方向に移動することが可能である。
真空チャンバ２は、アルミニウム等の導電性材料で形成されている。真空チャンバ２は、不図示の開口部と排気口とを有する。開口部には不図示のゲートバルブが接続されている。真空チャンバ２の内部は気密な空間であり、真空チャンバ２は、この空間を真空雰囲気に維持することが可能である。プラズマＣＶＤ装置１によってプラズマＣＶＤ処理が施される基板Ｓ（被処理基板）の搬送は、開口部を介在して、不図示の搬送チャンバと真空チャンバ２との間で行われる。排気口は、排気配管を通じて、真空ポンプ１２に接続されている。さらに、真空チャンバ２の底面には、支柱７が配置される支柱開口が設けられている。支柱開口を通じて、支柱７は上下方向に移動することが可能である。
【0026】
（電極フランジ、絶縁フランジ）
電極フランジ３は、絶縁フランジ４を介して真空チャンバ２の上方に配置されている。電極フランジ３は、高周波電源８に電気的に接続されている。電極フランジ３は、プラズマＣＶＤ装置１の上部電極として機能する。
絶縁フランジ４は、真空チャンバ２の上端に取り付けられ、セラミック等の絶縁材料によって形成されている。
電極フランジ３は、絶縁フランジ４を介して真空チャンバ２の上方に配置されている。電極フランジ３は、高周波電源８に電気的に接続されている。電極フランジ３は、プラズマＣＶＤ装置１の上部電極として機能する。
絶縁フランジ４は、真空チャンバ２の上端に取り付けられ、セラミック等の絶縁材料によって形成されている。
【0027】
（基板支持部、支柱）
基板支持部６は、真空チャンバ２の内部に配置されている。基板支持部６には、基板Ｓが載置される。基板支持部６は、プラズマＣＶＤ装置１の下部電極として機能する。基板支持部６には、不図示のヒータが設けられており、基板支持部６は、基板Ｓの温度を制御することができる。基板支持部６には、基板支持ピン（不図示）が貫通するピン孔（不図示）が形成されている。基板支持ピンは、搬送ロボットアームと基板支持部６との間で基板Ｓの搬送が行われる際に用いられる。
基板支持部６は、真空チャンバ２の内部に配置されている。基板支持部６には、基板Ｓが載置される。基板支持部６は、プラズマＣＶＤ装置１の下部電極として機能する。基板支持部６には、不図示のヒータが設けられており、基板支持部６は、基板Ｓの温度を制御することができる。基板支持部６には、基板支持ピン（不図示）が貫通するピン孔（不図示）が形成されている。基板支持ピンは、搬送ロボットアームと基板支持部６との間で基板Ｓの搬送が行われる際に用いられる。
【0028】
基板支持部６の下面には支柱７が接続されている。支柱７には不図示の駆動機構が接続されており、駆動機構の駆動によって支柱７は上下方向に移動する。支柱７の上下方向の移動に伴って、基板支持部６は上下方向に移動可能である。このような基板支持部６の移動により、シャワーボックス５を構成するシャワープレート４０（後述）と基板Ｓとの間の距離（ギャップ）を調整することができる。基板支持部６が下方に移動した際には、搬送ロボットアームが基板支持部６の上方の空間に入り、基板Ｓの搬送が可能となる。基板支持部６が上下方向に移動する場合であっても、真空チャンバ２の真空雰囲気は保たれる。
【0029】
（支持シャフト）
複数の支持シャフト１０は、電極フランジ３とシャワーボックス５との間に設けられ、シャワーボックス５の平坦度を調整可能である。シャワーボックス５は、真空チャンバ２の内部において電極フランジ３と基板支持部６との間に配置されている。
複数の支持シャフト１０は、電極フランジ３とシャワーボックス５との間に設けられ、シャワーボックス５の平坦度を調整可能である。シャワーボックス５は、真空チャンバ２の内部において電極フランジ３と基板支持部６との間に配置されている。
【0030】
複数の支持シャフト１０の各々は、支持シャフト１０を上下方向に移動させる調整機構１０Ｍを備える。調整機構１０Ｍの構造は、特に限定されない。調整機構１０Ｍの構造としては、例えば、公知の工具を用いた回転動作によって支持シャフト１０を上下方向に移動させるネジ機構が採用される。メンテナンス作業の容易性を考慮して、調整機構１０Ｍは、電極フランジ３の上方の大気空間に配置されている。これにより、メンテナンス作業を行う作業者は、真空チャンバ２の真空状態を維持した状態で、支持シャフト１０を上下方向に移動させることが可能となる。
【0031】
（シャワーボックス）
図２に示すように、シャワーボックス５は、内部空間２０（上空間２０Ｕ、下空間２０Ｌ）を有する。内部空間２０は、配管９Ａを通じてガス供給源９に連通しており、配管１１Ａを通じてクリーニングガス供給源１１に連通している。
図２に示すように、シャワーボックス５は、内部空間２０（上空間２０Ｕ、下空間２０Ｌ）を有する。内部空間２０は、配管９Ａを通じてガス供給源９に連通しており、配管１１Ａを通じてクリーニングガス供給源１１に連通している。
【0032】
なお、高周波電源８は、電極フランジ３及び支持シャフト１０を通じて、高周波電力をシャワーボックス５に供給する。この電力供給経路を表すために、図２においてはシャワーボックス５に高周波電源８が電気的に接続されていることが示されている。
また、図２においては、複数の支持シャフト１０が省略されているが、図１に示すように、複数の支持シャフト１０は、シャワーボックス５の上部（固定プレート３０）に接続されている。
また、図２においては、複数の支持シャフト１０が省略されているが、図１に示すように、複数の支持シャフト１０は、シャワーボックス５の上部（固定プレート３０）に接続されている。
【0033】
なお、配管９Ａ及び配管１１Ａは、図１に示すように、電極フランジ３とシャワーボックス５との間の空間２Ｂを貫通し、シャワーボックス５に接続されている。つまり、配管９Ａ及び配管１１Ａから供給されるガスは、真空チャンバ２の内部空間（空間２Ｂ）を供給されずに、シャワーボックス５の内部空間２０に供給されている。
【0034】
ガス供給源９及びクリーニングガス供給源１１とシャワーボックス５との接続構造や配管経路は、特に限定されない。例えば、複数の配管９Ａをシャワーボックス５に接続して、複数の配管９Ａを通じてガス供給源９から分散的にプロセスガスをシャワーボックス５の内部空間２０に供給してもよい。
【0035】
（シャワーボックスを構成するプレートの構成）
シャワーボックス５は、固定プレート３０と、シャワープレート４０と、複数の内部固定ピラー５０と、分散プレート６０とを備える。
固定プレート３０、シャワープレート４０、内部固定ピラー５０、及び分散プレート６０を構成する材料としては、金属材料が採用される。これら３つのプレート３０、４０、６０を構成する金属材料の種類は、特に限定されない。例えば、シャワープレート４０の材料として、アルミニウムが採用される。固定プレート３０、内部固定ピラー５０、及び分散プレート６０の材料は、シャワープレート４０の材料とは異なってもよい。
シャワーボックス５は、固定プレート３０と、シャワープレート４０と、複数の内部固定ピラー５０と、分散プレート６０とを備える。
固定プレート３０、シャワープレート４０、内部固定ピラー５０、及び分散プレート６０を構成する材料としては、金属材料が採用される。これら３つのプレート３０、４０、６０を構成する金属材料の種類は、特に限定されない。例えば、シャワープレート４０の材料として、アルミニウムが採用される。固定プレート３０、内部固定ピラー５０、及び分散プレート６０の材料は、シャワープレート４０の材料とは異なってもよい。
【0036】
固定プレート３０、シャワープレート４０、及び複数の内部固定ピラー５０は互いに電気的に接続されている。このため、高周波電源８からシャワーボックス５に供給される高周波電力は、シャワープレート４０に供給される。
【0037】
固定プレート３０、シャワープレート４０、及び分散プレート６０の厚さは、特に限定されない。また、複数の内部固定ピラー５０の長さも、特に限定されない。シャワーボックス５の強度が十分に得られる程度に、これら３つのプレートの厚さ及び内部固定ピラー５０の長さが設定される。
【0038】
固定プレート３０と分散プレート６０との間の距離、及び、シャワープレート４０と分散プレート６０との間の距離は、内部空間２０（上空間２０Ｕ、下空間２０Ｌ）にプロセスガスを均一に広がらせて分散されることができれば、特に、限定されない。
例えば、固定プレート３０と分散プレート６０との間の距離、及び、シャワープレート４０と分散プレート６０との間の距離は、共に、２０ｍｍ～３０ｍｍ程度に設定することができる。
例えば、固定プレート３０と分散プレート６０との間の距離、及び、シャワープレート４０と分散プレート６０との間の距離は、共に、２０ｍｍ～３０ｍｍ程度に設定することができる。
【0039】
（固定プレート）
固定プレート３０は、固定上面３０Ｕと固定下面３０Ｌとを有する。固定上面３０Ｕは、電極フランジ３に対向しており、複数の支持シャフト１０によって固定されている。固定下面３０Ｌは、シャワーボックス５の上空間２０Ｕ（内部空間２０）に面している。
固定プレート３０は、固定上面３０Ｕと固定下面３０Ｌとを有する。固定上面３０Ｕは、電極フランジ３に対向しており、複数の支持シャフト１０によって固定されている。固定下面３０Ｌは、シャワーボックス５の上空間２０Ｕ（内部空間２０）に面している。
【0040】
（シャワープレート）
シャワープレート４０は、シャワー上面４０Ｕとシャワー下面４０Ｌとを有する。シャワー上面４０Ｕは、シャワーボックス５の下空間２０Ｌ（内部空間２０）に面する。シャワー下面４０Ｌは、基板Ｓ（基板支持部６）に対向する。シャワープレート４０は、シャワーボックス５の下空間２０Ｌと真空チャンバ２の内部の成膜空間２Ａとの間を連通する複数のシャワー孔４０Ｈを有する。
シャワープレート４０は、シャワー上面４０Ｕとシャワー下面４０Ｌとを有する。シャワー上面４０Ｕは、シャワーボックス５の下空間２０Ｌ（内部空間２０）に面する。シャワー下面４０Ｌは、基板Ｓ（基板支持部６）に対向する。シャワープレート４０は、シャワーボックス５の下空間２０Ｌと真空チャンバ２の内部の成膜空間２Ａとの間を連通する複数のシャワー孔４０Ｈを有する。
【0041】
（内部固定ピラー）
複数の内部固定ピラー５０は、シャワーボックス５の内部空間２０において、固定プレート３０の固定下面３０Ｌと、シャワープレート４０のシャワー上面４０Ｕとを固定する。内部固定ピラー５０と固定下面３０Ｌとの固定構造、及び、内部固定ピラー５０とシャワー上面４０Ｕとの固定構造は、特に限定されない。溶接により固定構造が実現されてもよいし、ネジ等の締結部材を用いて固定構造が実現されてもよい。
複数の内部固定ピラー５０は、シャワーボックス５の内部空間２０において、固定プレート３０の固定下面３０Ｌと、シャワープレート４０のシャワー上面４０Ｕとを固定する。内部固定ピラー５０と固定下面３０Ｌとの固定構造、及び、内部固定ピラー５０とシャワー上面４０Ｕとの固定構造は、特に限定されない。溶接により固定構造が実現されてもよいし、ネジ等の締結部材を用いて固定構造が実現されてもよい。
【0042】
シャワーボックス５の強度を十分に得られれば、複数の内部固定ピラー５０の２次元配置パターン（下方に向けてシャワーボックス５を見た平面図における配置パターン）は、特に、限定されない。
【0043】
（分散プレート）
分散プレート６０は、固定プレート３０とシャワープレート４０との間に配置されている。分散プレート６０は、シャワーボックス５の内部空間２０に供給されたプロセスガス（ガス）を分散させる複数の分散孔６０Ｈと、複数の内部固定ピラー５０が貫通する貫通孔６０Ｐとを有する。
分散プレート６０は、固定プレート３０とシャワープレート４０との間に配置されている。分散プレート６０は、シャワーボックス５の内部空間２０に供給されたプロセスガス（ガス）を分散させる複数の分散孔６０Ｈと、複数の内部固定ピラー５０が貫通する貫通孔６０Ｐとを有する。
【0044】
貫通孔６０Ｐと内部固定ピラー５０との間の部位において、貫通孔６０Ｐと内部固定ピラー５０との間に隙間があってもよいし、貫通孔６０Ｐと内部固定ピラー５０とが固定されてもよい。
【0045】
貫通孔６０Ｐと内部固定ピラー５０との間に隙間が形成されている構成では、貫通孔６０Ｐと内部固定ピラー５０とが互いに接触しない程度の隙間が形成されている。この隙間は、分散プレート６０によるガス分散効果が得られるように設定されてもよい。
【0046】
貫通孔６０Ｐと内部固定ピラー５０とが固定されている構成では、貫通孔６０Ｐと内部固定ピラー５０との間にＯリング等の密閉部材が挟まれてもよい。貫通孔６０Ｐと内部固定ピラー５０とが溶接等によって接続されてもよい。貫通孔６０Ｐと内部固定ピラー５０とが同一材料で構成された一体部材であってもよい。
【0047】
（接続構造）
次に、シャワーボックス５の外周部５Ｅにおける固定プレート３０、シャワープレート４０、及び分散プレート６０の接続構造について説明する。
固定プレート３０は、固定下面３０Ｌの外周領域から下方に突出する下面突起３０Ｔを有する。シャワープレート４０は、シャワー上面４０Ｕの外周領域から上方に突出する上面突起４０Ｔを有する。分散プレート６０の外端６０Ｅは、下面突起３０Ｔの下端３０Ｅと上面突起４０Ｔの上端４０Ｅとによって挟まれた状態で、下端３０Ｅと上端４０Ｅとに溶接により接続されている。このような接続構造によって、シャワーボックス５の内部空間２０が密閉されている。
次に、シャワーボックス５の外周部５Ｅにおける固定プレート３０、シャワープレート４０、及び分散プレート６０の接続構造について説明する。
固定プレート３０は、固定下面３０Ｌの外周領域から下方に突出する下面突起３０Ｔを有する。シャワープレート４０は、シャワー上面４０Ｕの外周領域から上方に突出する上面突起４０Ｔを有する。分散プレート６０の外端６０Ｅは、下面突起３０Ｔの下端３０Ｅと上面突起４０Ｔの上端４０Ｅとによって挟まれた状態で、下端３０Ｅと上端４０Ｅとに溶接により接続されている。このような接続構造によって、シャワーボックス５の内部空間２０が密閉されている。
【0048】
なお、シャワーボックス５の内部空間２０が密閉されていれば、本発明は、上述の接続構造に限定されない。シャワーボックス５の外周部５Ｅにおいて、ネジ等の締結部材を用いて、固定プレート３０、シャワープレート４０、及び分散プレート６０が締結されてもよい。互いに隣り合う２つのプレートの間の隙間からプロセスガスが漏れることを防止するために、シャワーボックス５の外周部５Ｅにおける２つのプレートの間にＯリング等の密閉部材が挟まれてもよい。
【0049】
なお、３つのプレート３０、４０、６０において互いに隣接するプレートがＯリング等の密閉部材を介して接続されている構造であっても、固定プレート３０とシャワープレート４０とが内部固定ピラー５０により固定されているので、高周波電源８の高周波電力は、シャワープレート４０に到達する構造が得られている。
【0050】
また、下面突起３０Ｔや上面突起４０Ｔに代えて、スペーサを用いてもよい。この場合、スペーサと固定プレート３０との間、及び、スペーサとシャワープレート４０との間には、Ｏリング等の密閉部材が挟まれてもよい。
【0051】
本実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置１によれば、複数の支持シャフト１０がシャワーボックス５を構成する固定プレート３０の固定上面３０Ｕに接続されているため、複数の支持シャフト１０がシャワープレート４０に直接的に取り付けられていない構造が得られている。
【0052】
（作用効果）
次に、プラズマＣＶＤ装置１によって得られる作用及び効果について説明する。
基板支持部６上に基板Ｓが配置された状態で、プラズマＣＶＤによる成膜処理が基板Ｓに対して施される。具体的には、真空ポンプ１２によって真空チャンバ２の内部が真空雰囲気に維持された状態で、ガス供給源９は配管９Ａを通じてプロセスガスをシャワーボックス５の内部空間２０に供給する。
次に、プラズマＣＶＤ装置１によって得られる作用及び効果について説明する。
基板支持部６上に基板Ｓが配置された状態で、プラズマＣＶＤによる成膜処理が基板Ｓに対して施される。具体的には、真空ポンプ１２によって真空チャンバ２の内部が真空雰囲気に維持された状態で、ガス供給源９は配管９Ａを通じてプロセスガスをシャワーボックス５の内部空間２０に供給する。
【0053】
シャワーボックス５が分散プレート６０を備えるので、内部空間２０に供給されたプロセスガスは、分散プレート６０によって分散される。分散プレート６０によって分散されたプロセスガスは、複数のシャワー孔４０Ｈを通じて、成膜空間２Ａに供給される。
【0054】
この状態で、高周波電源８が高周波電力をシャワーボックス５に供給する。
シャワープレート４０と基板支持部６との間でプラズマが発生し、プラズマＣＶＤによる成膜処理が基板Ｓに対して施される。
シャワープレート４０と基板支持部６との間でプラズマが発生し、プラズマＣＶＤによる成膜処理が基板Ｓに対して施される。
【0055】
このような成膜処理の処理回数の頻度が増加すると、シャワープレート４０が次第に熱変形する。この熱変形は、基板Ｓ上に形成される膜の成膜分布に影響を及ぼす。所望の成膜分布が得られない状態に達すると、成膜分布を改善する必要が生じる。この場合、プラズマＣＶＤ装置１に稼働を停止し、プラズマＣＶＤ装置１のメンテナンス作業が行われる。
【0056】
メンテナンス作業では、成膜分布を改善するために、作業者は、シャワープレート４０の平坦度を調整する。作業者は、工具を用いて調整機構１０Ｍを操作し、複数の支持シャフト１０の各々を上下方向に移動させる。
【0057】
例えば、上下方向において、シャワープレート４０の中央領域を上方に移動させる場合には、シャワーボックス５の中央領域に位置する支持シャフト１０Ａを上方に引き上げる。すると、シャワーボックス５の内部固定ピラー５０がシャワープレート４０の中央領域を上方に移動させる。
【0058】
反対に、シャワープレート４０の外周領域を下方に移動させる場合には、シャワーボックス５の外周領域に位置する支持シャフト１０Ｄを下方に引き下げる。すると、シャワーボックス５の内部固定ピラー５０がシャワープレート４０の外周領域を下方に移動させる。
【0059】
なお、必要に応じて、支持シャフト１０Ａと支持シャフト１０Ｄとの間に位置する支持シャフト１０Ｂ、１０Ｃを上下方向に移動させることで、この移動に伴って、支持シャフト１０Ｂ、１０Ｃに対応するシャワープレート４０の領域が上下方向に移動する。
【0060】
換言すると、複数の支持シャフト１０の各々の箇所においては、各支持シャフト１０の上下方向の移動によってシャワーボックス５の平坦度が調整されるが、複数の支持シャフト１０によるシャワーボックス５の平坦度の調整は、複数の内部固定ピラー５０に固定されているシャワープレート４０の平坦度の調整に反映される。
【0061】
したがって、シャワープレートに支持シャフト１０が取り付けられた従来の装置構成とは異なり、支持シャフト１０とシャワープレート４０との間で金属摩耗が生じることが無く、この金属摩耗に起因するパーティクルの発生を防止できる。このため、パーティクルが複数のシャワー孔４０Ｈを通じて成膜空間２Ａへ飛散することを防止できる。
【0062】
このため、パーティクルが基板Ｓの表面に落下するリスクを低減することができ、プラズマＣＶＤ装置１によって成膜された膜を有するデバイス（製品）の歩留まりを改善することができる。
【0063】
プラズマＣＶＤ装置１のメンテナンス作業の際に、複数の支持シャフト１０の各々を上下方向に移動させるだけで、上述したパーティクル発生を考慮することなく、シャワーボックス５の平坦度、すなわち、シャワープレート４０の平坦度を調整することができ、所望の成膜分布を有する膜を基板Ｓ上に形成することができる。
【0064】
従来の装置構成では、支持シャフト１０がシャワープレート４０の上面（本実施形態のシャワー上面に相当）に取り付けられていた。このため、支持シャフト１０の位置、及び、支持シャフト１０の本数は、複数のシャワー孔４０Ｈの各々の位置を考慮して、プロセスガスの流動やプロセスガス流量の均一化に影響を及ぼさないように設定する必要があった。
【0065】
これに対し、上述した実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置１では、複数の支持シャフト１０がシャワープレート４０に取り付けない構造が採用されている。このため、複数の支持シャフト１０は、シャワープレートにおけるプロセスガスの流動やプロセスガス流量の均一化に影響を及ぼすことがない。
【0066】
したがって、シャワーボックス５の固定プレート３０に対して複数の支持シャフト１０が取り付けられる位置、及び、複数の支持シャフト１０の本数に関し、設計の自由度が向上する。より多くの本数で支持シャフト１０をシャワーボックス５と電極フランジ３との間に設けることができ、シャワープレート４０の平坦度を微調整することができ、基板Ｓ上に形成される膜の成膜分布を容易に調整することができる。
【0067】
上述した実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置１のシャワーボックス５は、シャワーボックス５の内部空間２０を囲むように、固定プレート３０とシャワープレート４０とが複数の内部固定ピラー５０によって固定された構造を有する。したがって、１枚のシャワープレートによって成膜空間へのプロセスガスの供給を行う従来の構成に比べて、熱変形に対する強度を向上させることができる。
【0068】
分散プレート６０によって分散されたプロセスガスは、シャワープレート４０の複数のシャワー孔４０Ｈを通り、シャワープレート４０と基板Ｓとの間の成膜空間２Ａに供給される。したがって、分散プレート６０によって、複数のシャワー孔４０Ｈの各々から成膜空間２Ａに供給されるガス流量を均一にすることができる。
【0069】
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。
【0070】
上述した本実施形態では、シャワーボックス５が分散プレート６０を備えた構成について説明した。本発明は、本実施形態に限定されない。ガス供給源９から内部空間２０に供給されたプロセスガスを内部空間２０内で均一に広がらせ、プロセスガスを均一な流速で複数のシャワー孔４０Ｈから成膜空間２Ａに供給することができれば、シャワーボックス５の構成から分散プレート６０を除いてもよい。
【0071】
上述した本実施形態では、シャワーボックス５に１枚の分散プレート６０が配置された構成について説明した。本発明は、本実施形態に限定されない。シャワーボックス５は、複数の分散プレート６０を備えてもよい。
【0072】
また、分散プレート６０の外端６０Ｅは、固定プレート３０の下端３０Ｅとシャワープレート４０の上端４０Ｅとの間に挟まれなくてもよい。つまり、固定プレート３０の下端３０Ｅとシャワープレート４０の上端４０Ｅとが直接的に接続された構造が採用されてもよい。この場合、分散プレート６０は、シャワーボックス５の内部空間２０において、固定プレート３０とシャワープレート４０との間に配置される。分散プレート６０を支持する支持部材は、必要に応じて、シャワーボックス５の内部空間２０に配置される。
【産業上の利用可能性】
【0073】
本発明は、良好な成膜分布が得られ、パーティクルの発生を抑制することができるプラズマＣＶＤ装置に広く適用可能である。
【符号の説明】
【0074】
１ プラズマＣＶＤ装置、２ 真空チャンバ（チャンバ）、２Ａ 成膜空間、２Ｂ 空間、３ 電極フランジ、４ 絶縁フランジ、５ シャワーボックス、５Ｅ 外周部、６ 基板支持部、７ 支柱、８ 高周波電源、９ ガス供給源、９Ａ、１１Ａ 配管、１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ 支持シャフト、１０Ｍ 調整機構、１１ クリーニングガス供給源、１２ 真空ポンプ、２０ 内部空間、２０Ｌ 下空間（内部空間）、２０Ｕ 上空間（内部空間）、３０ 固定プレート、３０Ｅ 下端、３０Ｌ 固定下面、３０Ｔ 下面突起、３０Ｕ 固定上面、４０ シャワープレート、４０Ｅ 上端、４０Ｈ シャワー孔、４０Ｌ シャワー下面、４０Ｔ 上面突起、４０Ｕ シャワー上面、５０ 内部固定ピラー、６０ 分散プレート、６０Ｅ 外端、６０Ｈ 分散孔、６０Ｐ 貫通孔、Ｓ 基板。
【図1】
【図2】