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(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】
(24)【登録日】2024-10-16
(45)【発行日】2024-10-24
(54)【発明の名称】プラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法
(51)【国際特許分類】
C23C 16/455 20060101AFI20241017BHJP
【ＦＩ】
C23C16/455
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020195065
(22)【出願日】2020-11-25
(65)【公開番号】P2022083633
(43)【公開日】2022-06-06
【審査請求日】2023-09-08
(73)【特許権者】
【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】遠藤 有希子
(72)【発明者】
【氏名】太田 淳
【審査官】山本 一郎
(56)【参考文献】
【文献】特開２００５－０７２４２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－０８８１８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－２５０４４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－３０９０７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－０４９４４２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２３Ｃ １６／４５５
Ｈ０１Ｌ ２１／２０５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラズマ成膜装置であって、開閉可能なチャンバと、
前記チャンバの内部を減圧して前記チャンバの内部を真空雰囲気に維持する排気部と、
前記チャンバの内部に配置され、被処理基板を支持するとともに前記被処理基板を加熱する基板ホルダと、
前記チャンバの内部に配置され、高周波電源に電気的に接続され、ガス供給源からガスが供給される電極枠と、
前記基板ホルダに対向するガス放出面を有し、前記ガス放出面から前記ガスを前記被処理基板に向けて放出し、前記電極枠に脱着可能に取り付けられたシャワープレートと、
分散板と孔埋め部材とで構成されているとともに前記電極枠の内部に固定された温度分布調整部と、
を備え、
前記分散板は、前記ガスを前記シャワープレートに供給する複数の貫通孔を有するとともに前記ガス放出面とは反対側の前記シャワープレートの面に対向しており、
前記孔埋め部材は、複数の前記貫通孔の各々を閉塞可能であり、複数の前記貫通孔を通じて前記分散板から前記シャワープレートに向けて前記ガスを供給する位置を変更するように用いられ、
前記温度分布調整部は、前記孔埋め部材を用いて前記ガスを供給する位置を変更することで、前記シャワープレートの温度分布を調整可能
である、
プラズマ成膜装置。
【請求項2】
プラズマ成膜方法であって、前記プラズマ成膜方法においては、プラズマ成膜装置が使用され、
前記プラズマ成膜装置は、
開閉可能なチャンバと、
前記チャンバの内部を減圧して前記チャンバの内部を真空雰囲気に維持する排気部と、
前記チャンバの内部において被処理基板を支持するとともに前記被処理基板を加熱する基板ホルダと、
前記チャンバの内部に配置されかつ高周波電源に電気的に接続されるとともにガス供給源からガスが供給される電極枠と、
前記基板ホルダに対向するガス放出面を有しかつ前記ガス放出面から前記ガスを前記被処理基板に向けて放出するとともに前記電極枠に脱着可能に取り付けられたシャワープレートと、
分散板と孔埋め部材とで構成されているとともに前記電極枠の内部に固定された温度分布調整部と、
を備え、
前記分散板は、前記ガスを前記シャワープレートに供給する複数の貫通孔を有するとともに前記ガス放出面とは反対側の前記シャワープレートの面に対向しており、
前記孔埋め部材は、複数の前記貫通孔の各々を閉塞可能であり、複数の前記貫通孔を通じて前記分散板から前記シャワープレートに向けて前記ガスを供給する位置を変更するように用いられ、
前記温度分布調整部は、前記孔埋め部材を用いて前記ガスを供給する位置を変更することで、前記シャワープレートの温度分布を調整可能であり、
前記プラズマ成膜方法は、
前記プラズマ成膜装置を準備し、
前記シャワープレートの前記ガス放出面上の複数の位置における温度を測定することで、前記シャワープレートの測定温度分布を得て、
前記測定温度分布に基づき、複数の前記貫通孔のうちいずれかの貫通孔に前記孔埋め部材を配置して前記貫通孔を閉塞することによって、または、複数の前記貫通孔のうち前記孔埋め部材が予め配置されている貫通孔から前記孔埋め部材を取り外すことによって、複数の前記貫通孔に前記孔埋め部材が配置される配置パターンを調整し、
前記シャワープレートの温度分布を調整する、
プラズマ成膜方法。
【請求項3】
前記シャワープレートに要求される目標温度範囲を決定し、前記測定温度分布における前記ガス放出面上の複数の前記位置における温度と、前記目標温度範囲とを比較し、
前記目標温度範囲の下限値よりも低い温度を示す低温位置が前記ガス放出面上に存在すると判断した場合には、前記シャワープレートの鉛直方向から見て、複数の前記貫通孔のうち前記低温位置に対応する貫通孔に前記孔埋め部材を配置しないことにより前記貫通孔を開口させる、
請求項２に記載のプラズマ成膜方法。
【請求項4】
前記シャワープレートに要求される目標温度範囲を決定し、前記測定温度分布における前記ガス放出面上の複数の前記位置における温度と、前記目標温度範囲とを比較し、
前記目標温度範囲の上限値よりも高い温度を示す高温位置が前記ガス放出面上に存在すると判断した場合には、前記シャワープレートの鉛直方向から見て、複数の前記貫通孔のうち前記高温位置に対応する貫通孔に前記孔埋め部材を配置することにより前記貫通孔を閉塞する、
請求項２に記載のプラズマ成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法に関する。
【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成膜装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
プラズマ成膜装置の構造としては、被処理基板を支持して加熱する基板ホルダと、基板ホルダに対向するシャワープレートとを備えた構造が知られている。
プラズマ成膜装置の構造としては、被処理基板を支持して加熱する基板ホルダと、基板ホルダに対向するシャワープレートとを備えた構造が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００５－７２４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このような構造を有するプラズマ成膜装置においては、被処理基板の面内において成膜される膜の厚さや膜質を均一するために、シャワープレートの面内での温度のばらつきを抑えることが求められている。
【0005】
しかしながら、シャワープレートの温度分布を均一するには、プラズマ成膜装置の構造が複雑になるという問題がある。さらには、成膜プロセスに使用される条件（ガスの種類や流量、基板ホルダの温度等）によりシャワープレートの温度分布も変動してしまうという問題もある。簡単な装置構成によって、シャワープレートの温度分布を均一にすることは難しかった。
【0006】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、簡単な装置構成によって、シャワープレートの温度分布を均一にすることができ、被処理基板の面内において成膜される膜の厚さや膜質を均一することがプラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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）シャワープレートの温度分布を均一にする構造として、シャワープレートの内部にヒータ線を設けることが考えられるが、シャワー孔を有するシャワープレートの構造上、ヒータ線を内部に設けることは現実的ではない。
（２）被処理基板を加熱する基板ホルダから発生する輻射熱により、シャワープレートが加熱されるため、これを考慮する必要がある。
（３）シャワープレートに供給されるガスは、シャワープレートの熱収支に影響を及ぼす。
（４）シャワープレートの温度分布は、成膜プロセスに使用される条件（ガスの種類や流量、基板ホルダの温度等）より変動する。このため、成膜プロセスの種類に応じて、調整可能な装置構造が求められる。
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成膜装置とプラズマ成膜方法に想到した。
（１）シャワープレートの温度分布を均一にする構造として、シャワープレートの内部にヒータ線を設けることが考えられるが、シャワー孔を有するシャワープレートの構造上、ヒータ線を内部に設けることは現実的ではない。
（２）被処理基板を加熱する基板ホルダから発生する輻射熱により、シャワープレートが加熱されるため、これを考慮する必要がある。
（３）シャワープレートに供給されるガスは、シャワープレートの熱収支に影響を及ぼす。
（４）シャワープレートの温度分布は、成膜プロセスに使用される条件（ガスの種類や流量、基板ホルダの温度等）より変動する。このため、成膜プロセスの種類に応じて、調整可能な装置構造が求められる。
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成膜装置とプラズマ成膜方法に想到した。
【0008】
本発明の一態様に係るプラズマ成膜装置は、開閉可能なチャンバと、前記チャンバの内部を減圧して前記チャンバの内部を真空雰囲気に維持する排気部と、前記チャンバの内部に配置され、被処理基板を支持するとともに前記被処理基板を加熱する基板ホルダと、前記チャンバの内部に配置され、高周波電源に電気的に接続され、ガス供給源からガスが供給される電極枠と、前記基板ホルダに対向するガス放出面を有し、前記ガス放出面から前記ガスを前記被処理基板に向けて放出し、前記電極枠に脱着可能に取り付けられたシャワープレートと、分散板と孔埋め部材（複数の孔埋め部材）とで構成されているとともに前記電極枠の内部に固定された温度分布調整部とを備える。前記分散板は、前記ガスを前記シャワープレートに供給する複数の貫通孔を有するとともに前記ガス放出面とは反対側の前記シャワープレートの面に対向している。前記孔埋め部材は、複数の前記貫通孔の各々を閉塞可能であり、複数の前記貫通孔を通じて前記分散板から前記シャワープレートに向けて前記ガスを供給する位置を変更するように用いられる。前記温度分布調整部は、前記孔埋め部材を用いて前記ガスを供給する位置を変更することで、前記シャワープレートの温度分布を調整可能である。
【0009】
本発明の一態様に係るプラズマ成膜方法においては、プラズマ成膜装置が使用される。前記プラズマ成膜装置は、開閉可能なチャンバと、前記チャンバの内部を減圧して前記チャンバの内部を真空雰囲気に維持する排気部と、前記チャンバの内部において被処理基板を支持するとともに前記被処理基板を加熱する基板ホルダと、前記チャンバの内部に配置されかつ高周波電源に電気的に接続されるとともにガス供給源からガスが供給される電極枠と、前記基板ホルダに対向するガス放出面を有しかつ前記ガス放出面から前記ガスを前記被処理基板に向けて放出するとともに前記電極枠に脱着可能に取り付けられたシャワープレートと、分散板と孔埋め部材（複数の孔埋め部材）とで構成されているとともに前記電極枠の内部に固定された温度分布調整部とを備える。前記分散板は、前記ガスを前記シャワープレートに供給する複数の貫通孔を有するとともに前記ガス放出面とは反対側の前記シャワープレートの面に対向している。前記孔埋め部材は、複数の前記貫通孔の各々を閉塞可能であり複数の前記貫通孔を通じて前記分散板から前記シャワープレートに向けて前記ガスを供給する位置を変更するように用いられる。前記温度分布調整部は、前記孔埋め部材を用いて前記ガスを供給する位置を変更することで、前記シャワープレートの温度分布を調整可能である。前記プラズマ成膜方法は、前記プラズマ成膜装置を準備し、前記シャワープレートの前記ガス放出面上の複数の位置における温度を測定することで、前記シャワープレートの測定温度分布を得て、前記測定温度分布に基づき、複数の前記貫通孔のうちいずれかの貫通孔に前記孔埋め部材を配置して前記貫通孔を閉塞することによって、または、複数の前記貫通孔のうち前記孔埋め部材が予め配置されている貫通孔から前記孔埋め部材を取り外すことによって、複数の前記貫通孔に前記孔埋め部材が配置される配置パターンを調整し、前記シャワープレートの温度分布を調整する。
【0010】
本発明の一態様に係るプラズマ成膜方法においては、前記シャワープレートに要求される目標温度範囲を決定し、前記測定温度分布における前記ガス放出面上の複数の前記位置における温度と前記目標温度範囲とを比較し、前記目標温度範囲の下限値よりも低い温度を示す低温位置が前記ガス放出面上に存在すると判断した場合には、前記シャワープレートの鉛直方向から見て、複数の前記貫通孔のうち前記低温位置に対応する貫通孔に前記孔埋め部材を配置しないことにより前記貫通孔を開口させてもよい。
【0011】
本発明の一態様に係るプラズマ成膜方法においては、前記シャワープレートに要求される目標温度範囲を決定し、前記測定温度分布における前記ガス放出面上の複数の前記位置における温度と前記目標温度範囲とを比較し、前記目標温度範囲の上限値よりも高い温度を示す高温位置が前記ガス放出面上に存在あるすると判断した場合には、前記シャワープレートの鉛直方向から見て、複数の前記貫通孔のうち前記高温位置に対応する貫通孔に前記孔埋め部材を配置することにより前記貫通孔を閉塞してもよい。
【発明の効果】
【0012】
本発明の上記態様に係るプラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法は、シャワープレートの温度分布を調整することが可能な温度分布調整部を用いる。温度分布調整部は、複数の貫通孔を有する分散板と、複数の貫通孔の各々を閉塞可能な孔埋め部材とによって構成されている。温度分布調整部は、極めて簡単な構造を有する。したがって、本発明の上記態様に係るプラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法によれば、簡単な装置構成によって、シャワープレートの温度分布を均一にすることができ、被処理基板の面内において成膜される膜の厚さや膜質を均一することができる。
【0013】
さらに、本発明の上記態様に係るプラズマ成膜方法によれば、シャワープレートのガス放出面上の複数の位置における温度を測定することで、シャワープレートの測定温度分布を得ている。得られた測定温度分布に基づき、複数の貫通孔のうちいずれかの貫通孔に孔埋め部材を配置して貫通孔を閉塞している。これによって、孔埋め部材が配置される配置パターンを調整し、シャワープレートの温度分布を調整する。これにより、シャワープレートの温度分布を均一にすることができ、被処理基板の面内において成膜される膜の厚さや膜質を均一することができる。
【0014】
本発明の上記態様に係るプラズマ成膜方法においては、測定温度分布と目標温度範囲とを比較した結果、目標温度範囲の下限値よりも低い温度を示す低温位置がガス放出面上に存在すると判断した場合には、低温位置におけるシャワープレートの温度を上げる必要がある。この場合においては、低温位置に対応する貫通孔に孔埋め部材を配置しないことにより貫通孔を開口させる。すると、孔埋め部材によって貫通孔が閉塞されていない開口部分（孔埋め部材が配置されていない部分）を通じて分散板からシャワープレートに向けてガスが供給される。ガスは、開口部分だけでなく、開口部分の周囲に位置するとともに開口状態にある貫通孔を通じて、ガスはシャワープレートに供給され、ガス放出面からガスが放出される。この結果、孔埋め部材の配置を調整する前では低温であったシャワープレートの箇所（低温位置）でのガス流量が増加し（ガス濃度が増加）、ガスを熱媒体とする基板ホルダからシャワープレートへの熱移動が促進される。つまり、孔埋め部材の配置を調整する前においてはシャワープレートが部分的に低温であった箇所において、孔埋め部材の配置を調整した後には温度が上昇する。したがって、シャワープレートの温度分布を調整することができる。
【0015】
一方、本発明の一態様に係るプラズマ成膜方法においては、測定温度分布と目標温度範囲とを比較した結果、目標温度範囲の上限値よりも高い温度を示す高温位置がガス放出面上に存在あるすると判断した場合には、高温位置におけるシャワープレートの温度を下げる必要がある。この場合においては、高温位置に対応する貫通孔に孔埋め部材を配置することにより貫通孔を閉塞する。すると、孔埋め部材によって貫通孔が閉塞された閉塞部分（孔埋め部材が配置されている部分）を通じて分散板からシャワープレートに向けてガスは供給されない。なお、閉塞部分の周囲に位置するとともに開口状態にある貫通孔を流れたガスは、シャワープレートに供給されてガス放出面からガスが放出されるが、閉塞部分に対応するガス放出面からのガス流量が減少する。この結果、孔埋め部材の配置を調整する前では高温であったシャワープレートの箇所（高温位置）でのガス流量が減少し（ガス濃度が低下）、ガスを熱媒体とする基板ホルダからシャワープレートへの熱移動が生じ難くなる。つまり、孔埋め部材の配置を調整する前においてはシャワープレートが部分的に高温であった箇所において、孔埋め部材の配置を調整した後には温度が低下する。したがって、シャワープレートの温度分布を調整することができる。
【0016】
したがって、本発明の上記態様に係るプラズマ成膜方法によれば、温度分布調整部を用いて、孔埋め部材の配置パターンを調整することで、つまり、基板ホルダからシャワープレートへの熱移動を促進させたり、抑制させたりすることで、基板ホルダからシャワープレートへの熱移動の促進の程度を部分的に調整することができる。この結果、シャワープレートの温度分布を均一にすることができ、被処理基板の面内において成膜される膜の厚さや膜質を均一することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の実施形態に係るプラズマ成膜装置を示す模式断面図である。
【図2】本発明の実施形態に係るプラズマ成膜装置を構成する温度分布調整部を示す模式斜視図であって、温度分布調整部を構成する分散板の下面を示す図である。
【図3】本発明の実施形態に係るプラズマ成膜装置の一部を示す図であって、温度分布調整部を用いてシャワープレートの温度分布を調整する方法を説明する模式断面図である。
【図4】本発明の実施形態に係るプラズマ成膜装置の一部を示す図であって、温度分布調整部を用いてシャワープレートの温度分布を調整する方法を説明する模式断面図である。
【図5】本発明の実施形態に係るプラズマ成膜装置の一部を示す図であって、温度分布調整部を用いてシャワープレートの温度分布を調整する方法を説明する模式断面図である。
【図6】本発明の実施例を説明する図であって、比較例の分散板を示す模式平面図である。
【図7】本発明の実施例を説明する図であって、実施例の分散板を示す模式平面図である。
【図8】本発明の実施例を説明する図であって、比較例及び実施例におけるシャワープレートの温度測定箇所を示す平面図である。
【図9】本発明の実施例を説明する図であって、比較例の実験結果を示す図である。
【図10】本発明の実施例を説明する図であって、実施例の実験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明の実施形態に係るプラズマ成膜装置について、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、シャワープレートの面（ガス放出面）に鉛直な方向、すなわち、シャワープレートの鉛直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、シャワープレートの面（ガス放出面）に鉛直な方向、すなわち、シャワープレートの鉛直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。
【0019】
（プラズマ成膜装置）
図１に示すように、本実施形態に係るプラズマ成膜装置１は、プラズマＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）による被処理基板に成膜を行う装置である。プラズマ成膜装置１は、真空チャンバ２（チャンバ）と、排気装置３（排気部）と、ガス供給源４と、高周波電源５と、電極枠６と、基板ホルダ７と、シャワープレート８、温度分布調整部９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成膜装置１は、プラズマＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）による被処理基板に成膜を行う装置である。プラズマ成膜装置１は、真空チャンバ２（チャンバ）と、排気装置３（排気部）と、ガス供給源４と、高周波電源５と、電極枠６と、基板ホルダ７と、シャワープレート８、温度分布調整部９とを備える。
【0020】
（真空チャンバ）
真空チャンバ２は、真空チャンバ２の上下方向において接続されている上部チャンバ２Ｕと、下部チャンバ２Ｂとを有する。真空チャンバ２は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金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。開口部には開閉可能なゲートバルブ（不図示）が接続されている。
真空チャンバ２は、真空チャンバ２の上下方向において接続されている上部チャンバ２Ｕと、下部チャンバ２Ｂとを有する。真空チャンバ２は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金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。開口部には開閉可能なゲートバルブ（不図示）が接続されている。
【0021】
プラズマ成膜装置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、搬送チャンバ（不図示）と真空チャンバ２との間で行われる。排気口は、下部チャンバ２Ｂに形成されており、排気配管を通じて、排気装置３に接続されている。
【0022】
真空チャンバ２は、上部チャンバ２Ｕと下部チャンバ２Ｂとが互いに離間したり接続したりすることで、開閉可能である。真空チャンバ２が開状態にあるときは、真空チャンバ２の内部に配置される部材、すなわち、電極枠６、基板ホルダ７、シャワープレート８、及び温度分布調整部９のメンテナンス作業を行うことが可能である。一方、真空チャンバ２が閉状態にあるときは、真空チャンバ２の内部に気密空間が形成され、排気装置３の駆動により真空チャンバ２の内部に真空雰囲気を生成することが可能である。
【0023】
（排気装置、ガス供給源、高周波電源）
排気装置３は、真空ポンプや圧力調整バルブ等を含み、真空チャンバ２の内部を減圧して真空チャンバ２の内部を真空雰囲気に維持する。
ガス供給源４は、成膜に用いられるガスＧを電極枠６の内部に供給する。
高周波電源５は、電極枠６に高周波電力を供給し、基板Ｓ（基板ホルダ７）とシャワープレート８との間の成膜空間Ｐに、ガスＧのプラズマを発生する。
排気装置３は、真空ポンプや圧力調整バルブ等を含み、真空チャンバ２の内部を減圧して真空チャンバ２の内部を真空雰囲気に維持する。
ガス供給源４は、成膜に用いられるガスＧを電極枠６の内部に供給する。
高周波電源５は、電極枠６に高周波電力を供給し、基板Ｓ（基板ホルダ７）とシャワープレート８との間の成膜空間Ｐに、ガスＧのプラズマを発生する。
【0024】
（基板ホルダ）
基板ホルダ７は、真空チャンバ２の内部に配置されている。基板ホルダ７は、基板Ｓを支持する構成を有する。基板ホルダ７の内部にはヒータ（不図示）が内蔵されており、ヒータの発熱により、基板ホルダ７は基板Ｓを加熱し、基板Ｓの温度を制御することができる。基板ホルダ７は、プラズマ成膜装置１の下部電極として機能する。さらに、基板ホルダ７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（不図示）と基板ホルダ７との間で基板Ｓの搬送が行われる際に用いられる。
基板ホルダ７は、真空チャンバ２の内部に配置されている。基板ホルダ７は、基板Ｓを支持する構成を有する。基板ホルダ７の内部にはヒータ（不図示）が内蔵されており、ヒータの発熱により、基板ホルダ７は基板Ｓを加熱し、基板Ｓの温度を制御することができる。基板ホルダ７は、プラズマ成膜装置１の下部電極として機能する。さらに、基板ホルダ７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（不図示）と基板ホルダ７との間で基板Ｓの搬送が行われる際に用いられる。
【0025】
（電極枠、シャワープレート）
電極枠６は、チャンバの内部に配置され、高周波電源５に電気的に接続されている。電極枠６の内部には、ガス供給源４からガスＧが供給される。電極枠６は、シャワープレート８と電極枠６とが接続固定される接続部６Ｃを有する。接続部６Ｃは、シャワープレート８の外周部８Ｃを囲むように形成されている。
電極枠６は、チャンバの内部に配置され、高周波電源５に電気的に接続されている。電極枠６の内部には、ガス供給源４からガスＧが供給される。電極枠６は、シャワープレート８と電極枠６とが接続固定される接続部６Ｃを有する。接続部６Ｃは、シャワープレート８の外周部８Ｃを囲むように形成されている。
【0026】
シャワープレート８は、基板ホルダ７に対向するガス放出面８Ｂと、ガス放出面８Ｂとは反対側の上面８Ｕと、上面８Ｕからガス放出面８Ｂに向けてシャワープレート８を貫通する複数のシャワー孔８Ｈを有する。ガス放出面８Ｂは、ガスＧを基板Ｓに向けて放出する。シャワープレート８は、電極枠６の接続部６Ｃに脱着可能に取り付けられている。
【0027】
（温度分布調整部）
図２に示すように、温度分布調整部９は、分散板９Ａと、孔埋め部材９Ｂとで構成されている。温度分布調整部９は、電極枠６の内部に固定されている。
分散板９Ａ及び孔埋め部材９Ｂの材料としては、同じ材料が用いられることが好ましく、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等が採用される。
図２に示すように、温度分布調整部９は、分散板９Ａと、孔埋め部材９Ｂとで構成されている。温度分布調整部９は、電極枠６の内部に固定されている。
分散板９Ａ及び孔埋め部材９Ｂの材料としては、同じ材料が用いられることが好ましく、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等が採用される。
【0028】
（分散板）
分散板９Ａは、電極枠６の内側上面６Ｕに対向する上面９Ｕと、シャワープレート８の上面８Ｕに対向する下面９Ｌと、上面９Ｕから下面９Ｌに向けて分散板９Ａを貫通する複数の貫通孔９Ｃを有する。分散板９Ａの厚さは、例えば、３ｍｍ～５ｍｍであり、プラズマ成膜装置１の仕様に応じて適宜決定される。
分散板９Ａは、電極枠６の内側上面６Ｕに対向する上面９Ｕと、シャワープレート８の上面８Ｕに対向する下面９Ｌと、上面９Ｕから下面９Ｌに向けて分散板９Ａを貫通する複数の貫通孔９Ｃを有する。分散板９Ａの厚さは、例えば、３ｍｍ～５ｍｍであり、プラズマ成膜装置１の仕様に応じて適宜決定される。
【0029】
（貫通孔）
複数の貫通孔９Ｃは、電極枠６の内部に供給されたガスＧをシャワープレート８の上面８Ｕに向けて放出し、上面８Ｕと下面９Ｌとの間の空間８Ｓに供給する。分散板９Ａの面（上面９Ｕ、下面９Ｌ）において、複数の貫通孔９Ｃは、分散板９Ａの全面にマトリクス状に配列されている。貫通孔９Ｃは、ネジ穴であり、具体的には、貫通孔９Ｃと孔埋め部材９Ｂとが螺合するための雌ネジが貫通孔９Ｃの内表面に形成されている。貫通孔９Ｃの直径は、例えば、２ｍｍから１０ｍｍであり、プラズマ成膜装置１の仕様に応じて適宜決定される。
複数の貫通孔９Ｃは、電極枠６の内部に供給されたガスＧをシャワープレート８の上面８Ｕに向けて放出し、上面８Ｕと下面９Ｌとの間の空間８Ｓに供給する。分散板９Ａの面（上面９Ｕ、下面９Ｌ）において、複数の貫通孔９Ｃは、分散板９Ａの全面にマトリクス状に配列されている。貫通孔９Ｃは、ネジ穴であり、具体的には、貫通孔９Ｃと孔埋め部材９Ｂとが螺合するための雌ネジが貫通孔９Ｃの内表面に形成されている。貫通孔９Ｃの直径は、例えば、２ｍｍから１０ｍｍであり、プラズマ成膜装置１の仕様に応じて適宜決定される。
【0030】
（孔埋め部材）
孔埋め部材９Ｂは、貫通孔９Ｃに螺合可能なセットスクリュー（イモネジ）である。これにより、分散板９Ａに対する孔埋め部材９Ｂの脱着を容易にすることが可能となる。つまり、孔埋め部材９Ｂは、複数の貫通孔の各々を閉塞可能である。
孔埋め部材９Ｂは、貫通孔９Ｃに螺合可能なセットスクリュー（イモネジ）である。これにより、分散板９Ａに対する孔埋め部材９Ｂの脱着を容易にすることが可能となる。つまり、孔埋め部材９Ｂは、複数の貫通孔の各々を閉塞可能である。
【0031】
孔埋め部材９Ｂの長さは、分散板９Ａの厚さに略等しいか、分散板９Ａの厚さよりも小さいことが好ましい。貫通孔９Ｃに孔埋め部材９Ｂが螺合されている状態では、孔埋め部材９Ｂの一部が分散板９Ａの表面（上面９Ｕ、下面９Ｌ）から突起していないことが好ましい。このような螺合状態では、貫通孔９Ｃに対して凹むように孔埋め部材９Ｂが固定されてもよい。
【0032】
なお、図２に示す例では、１つの孔埋め部材９Ｂのみが示されているが、実際には複数の孔埋め部材９Ｂが予め用意されており、必要に応じて、各孔埋め部材９Ｂが貫通孔９Ｃに固定される。
【0033】
孔埋め部材９Ｂは、複数の貫通孔９Ｃを通じて分散板９Ａからシャワープレート８に向けてガスＧを供給する位置を変更するように用いられる。これによって、分散板９Ａからシャワープレート８に向けて供給されるガスＧの流れを調整することが可能である。複数の貫通孔に対して孔埋め部材９Ｂが固定される箇所、つまり、貫通孔９Ｃが閉塞された閉塞部分は、後述するように、シャワープレートの温度測定によって得られた温度分布に応じて決定される。
【0034】
このように温度分布調整部９は、複数の貫通孔９Ｃを備える分散板９Ａと、複数の貫通孔９Ｃの各々に螺合可能な孔埋め部材９Ｂとによって構成されているので、温度分布調整部９は、シャワープレート８の温度分布を調整することが可能である。
【0035】
（プラズマ成膜装置１の作用効果）
次に、プラズマ成膜装置１によって得られる作用効果について説明する。
まず、基板ホルダ７上に基板Ｓが配置されかつ基板ホルダ７によって基板Ｓが加熱されている状態で、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、排気装置３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４はガスＧを電極枠６の内部に供給する。
次に、プラズマ成膜装置１によって得られる作用効果について説明する。
まず、基板ホルダ７上に基板Ｓが配置されかつ基板ホルダ７によって基板Ｓが加熱されている状態で、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、排気装置３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４はガスＧを電極枠６の内部に供給する。
【0036】
電極枠６の内部においては、温度分布調整部９の分散板９ＡによってガスＧが拡散され、ガスＧは、孔埋め部材９Ｂによって閉塞されていない貫通孔９Ｃを通じて、空間８Ｓに供給される。一方、孔埋め部材９Ｂによって閉塞されている貫通孔９ＣにガスＧは流通しないため、閉塞状態にある貫通孔９Ｃを避けるようにガスＧは流動し、ガスＧは閉塞されていない開口状態にある貫通孔９Ｃを通じて、空間８Ｓに供給される。さらに、ガスＧは、シャワープレート８を通じて、成膜空間Ｐに供給される。
【0037】
この状態で、高周波電源５が高周波電力をシャワープレート８と基板ホルダ７との間に供給する。成膜空間Ｐにおいてプラズマが発生し、プラズマＣＶＤによる成膜処理が基板Ｓに対して施される。
【0038】
このようなプラズマ成膜装置１においては、シャワープレート８の温度分布を調整することが可能な温度分布調整部９が用いられている。さらに、温度分布調整部９は、複数の貫通孔９Ｃを有する分散板９Ａと、複数の貫通孔９Ｃの各々を閉塞可能な孔埋め部材９Ｂとによって構成されているので、温度分布調整部９は、極めて簡単な構造を有する。したがって、本実施形態に係るプラズマ成膜装置１によれば、簡単な装置構成によって、シャワープレート８の温度分布を均一にすることができ、基板Ｓの面内において成膜される膜の厚さや膜質を均一することができる。
【0039】
（シャワープレートの温度分布の調整方法）
次に、図１、図３～図５を参照し、上述した構成を有するプラズマ成膜装置１におけるシャワープレート８の温度分布を調整する方法を説明する。シャワープレート８の温度分布の調整方法は、プラズマ成膜装置１が実際の成膜処理に使用されていないメンテナンス作業の際において、作業者によって行われる。
次に、図１、図３～図５を参照し、上述した構成を有するプラズマ成膜装置１におけるシャワープレート８の温度分布を調整する方法を説明する。シャワープレート８の温度分布の調整方法は、プラズマ成膜装置１が実際の成膜処理に使用されていないメンテナンス作業の際において、作業者によって行われる。
【0040】
（シャワープレートに要求される目標温度範囲の決定）
まず、プラズマ成膜装置１の使用条件（基板Ｓの表面に成膜される膜の種類、プロセス条件、又は真空チャンバ２の内部の温度条件等）に基づいて、作業者は、シャワープレートに要求される目標温度範囲を決定する。目標温度範囲とは、基準温度から±数％のバラツキを有する範囲である。基準温度とは、平均値であってもよいし、上限値と下限値との間の中央値であってもよい。
まず、プラズマ成膜装置１の使用条件（基板Ｓの表面に成膜される膜の種類、プロセス条件、又は真空チャンバ２の内部の温度条件等）に基づいて、作業者は、シャワープレートに要求される目標温度範囲を決定する。目標温度範囲とは、基準温度から±数％のバラツキを有する範囲である。基準温度とは、平均値であってもよいし、上限値と下限値との間の中央値であってもよい。
【0041】
作業者は、シャワープレートに要求される温度の全体のバランスを考慮し、基準温度、バラツキ（±数％）、上限値、及び下限値を決定する。これらの値は、プラズマ成膜装置１の使用条件によって異なり、作業者の判断により選択的に決定される。以下の説明では、一例として、作業者が、基準温度として２００℃に決定し、バラツキを±５％に決定した場合、つまり、目標温度範囲が２１０℃（上限値）～１９０℃（下限値）である場合を説明する。
【0042】
（孔埋め部材の配置調整を行う前におけるシャワープレートの温度測定）
次に、シャワープレート８の温度測定を測定するために、複数の熱電対を含む温度測定装置を準備する。次に、熱電対をシャワープレート８のガス放出面８Ｂ上における複数の箇所に貼り付ける。ここで、複数の箇所とは、ガス放出面８Ｂの中央位置と、ガス放出面８Ｂのコーナー位置と、中央部からコーナー部に向けた方向における等間隔の位置であることが好ましい。
次に、シャワープレート８の温度測定を測定するために、複数の熱電対を含む温度測定装置を準備する。次に、熱電対をシャワープレート８のガス放出面８Ｂ上における複数の箇所に貼り付ける。ここで、複数の箇所とは、ガス放出面８Ｂの中央位置と、ガス放出面８Ｂのコーナー位置と、中央部からコーナー部に向けた方向における等間隔の位置であることが好ましい。
【0043】
熱電対がガス放出面８Ｂに貼り付けられた状態で、図１に示すプラズマ成膜装置１を準備する。これにより、真空チャンバ２の内部における真空雰囲気内において、ガス放出面８Ｂの温度を測定することが可能になる。
【0044】
次に、排気装置３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を維持しつつ、基板ホルダ７による基板Ｓの加熱を行い、ガス供給源４が窒素ガス（Ｎ２）等のガスを温度分布調整部９に供給する。
この状態で、温度測定装置を用いて、複数の熱電対が貼り付けられているガス放出面８Ｂ上における複数の位置における温度を測定する。これによって、シャワープレート８の測定温度分布が得られる。
この状態で、温度測定装置を用いて、複数の熱電対が貼り付けられているガス放出面８Ｂ上における複数の位置における温度を測定する。これによって、シャワープレート８の測定温度分布が得られる。
【0045】
ここで、測定温度分布は、ガス放出面８Ｂ上における複数の位置と、複数の位置における温度値とが対応付けられた温度分布データである。温度分布データは、作業者が温度測定装置のディスプレイに表示された表示値を読み取ってコンピュータに入力して保存されたデータであってもよいし、作業者が温度測定装置の表示値を読み取って紙等の媒体に書き込まれたデータであってもよい。また、作業者による読み取り作業を行わずに、温度測定装置からコンピュータに転送されたデータであってもよい。
【0046】
（測定温度分布と目標温度範囲との比較）
次に、測定温度分布におけるガス放出面８Ｂ上の複数の位置における温度と、目標温度範囲とを比較する。比較の結果、作業者は、ガス放出面８Ｂ上の複数の位置において、目標温度範囲の上限値（２１０℃）を超える高温位置が存在するか否かを判断し、かつ、目標温度範囲の下限値（１９０℃）を下回る低温位置が存在するか否かを判断する。
次に、測定温度分布におけるガス放出面８Ｂ上の複数の位置における温度と、目標温度範囲とを比較する。比較の結果、作業者は、ガス放出面８Ｂ上の複数の位置において、目標温度範囲の上限値（２１０℃）を超える高温位置が存在するか否かを判断し、かつ、目標温度範囲の下限値（１９０℃）を下回る低温位置が存在するか否かを判断する。
【0047】
（真空チャンバの大気開放）
次に、不図示の駆動装置等を用いることで、真空チャンバ２を構成する上部チャンバ２Ｕと下部チャンバ２Ｂと互いに分離し、下部チャンバ２Ｂを１８０度回転させる。これにより、図３に示すように、ガス放出面８Ｂが上方を向いた状態が得られる。
次に、不図示の駆動装置等を用いることで、真空チャンバ２を構成する上部チャンバ２Ｕと下部チャンバ２Ｂと互いに分離し、下部チャンバ２Ｂを１８０度回転させる。これにより、図３に示すように、ガス放出面８Ｂが上方を向いた状態が得られる。
【0048】
（シャワープレートの取り外し）
次に、図４に示すように、作業者は、電極枠６からシャワープレート８を取り外す。これによって、分散板９Ａの下面９Ｌが上方を向いた状態が得られる。分散板９Ａは、貫通孔９Ｃが孔埋め部材９Ｂによって閉塞されている箇所（閉塞部分）と、貫通孔９Ｃが孔埋め部材９Ｂによって閉塞されていない箇所（開口部分）と、を有する。
次に、図４に示すように、作業者は、電極枠６からシャワープレート８を取り外す。これによって、分散板９Ａの下面９Ｌが上方を向いた状態が得られる。分散板９Ａは、貫通孔９Ｃが孔埋め部材９Ｂによって閉塞されている箇所（閉塞部分）と、貫通孔９Ｃが孔埋め部材９Ｂによって閉塞されていない箇所（開口部分）と、を有する。
【0049】
（孔埋め部材の脱着）
図５に示すように、作業者は、シャワープレート８の温度測定によって得られた測定温度分布（温度分布データ）に基づき、複数の貫通孔９Ｃのうちいずれかの貫通孔に孔埋め部材９Ｂを配置して貫通孔を閉塞することによって、または、複数の貫通孔９Ｃのうち孔埋め部材９Ｂが予め配置されている貫通孔９Ｃから孔埋め部材９Ｂを取り外すことによって、複数の貫通孔９Ｃに孔埋め部材９Ｂが配置される配置パターンを調整する。
図５に示すように、作業者は、シャワープレート８の温度測定によって得られた測定温度分布（温度分布データ）に基づき、複数の貫通孔９Ｃのうちいずれかの貫通孔に孔埋め部材９Ｂを配置して貫通孔を閉塞することによって、または、複数の貫通孔９Ｃのうち孔埋め部材９Ｂが予め配置されている貫通孔９Ｃから孔埋め部材９Ｂを取り外すことによって、複数の貫通孔９Ｃに孔埋め部材９Ｂが配置される配置パターンを調整する。
【0050】
（孔埋め部材の配置パターンの調整）
孔埋め部材９Ｂの配置パターンを調整する方法としては、例えば、以下の２つの方法が挙げられる。
孔埋め部材９Ｂの配置パターンを調整する方法としては、例えば、以下の２つの方法が挙げられる。
【0051】
（第１の調整方法）
第１の調整方法は、測定温度分布と目標温度範囲との比較結果に基づき、ガス放出面８Ｂ上の複数の位置において、下限値（１９０℃）よりも低い温度を示す低温位置が存在すると判断した場合に適用される。この場合、シャワープレート８の鉛直方向から見て、複数の貫通孔９Ｃのうち低温位置に対応する貫通孔９Ｃに孔埋め部材９Ｂを配置しないことにより貫通孔９Ｃを開口させる。
第１の調整方法は、測定温度分布と目標温度範囲との比較結果に基づき、ガス放出面８Ｂ上の複数の位置において、下限値（１９０℃）よりも低い温度を示す低温位置が存在すると判断した場合に適用される。この場合、シャワープレート８の鉛直方向から見て、複数の貫通孔９Ｃのうち低温位置に対応する貫通孔９Ｃに孔埋め部材９Ｂを配置しないことにより貫通孔９Ｃを開口させる。
【0052】
（第２の調整方法）
第２の調整方法は、測定温度分布と目標温度範囲との比較結果に基づき、ガス放出面８Ｂ上の複数の位置において、上限値（２１０℃）よりも高い温度を示す高温位置が存在すると判断した場合に適用される。この場合、シャワープレート８の鉛直方向から見て、複数の貫通孔９Ｃのうち高温位置に対応する貫通孔９Ｃに孔埋め部材９Ｂを配置することにより貫通孔９Ｃを閉塞する。
第２の調整方法は、測定温度分布と目標温度範囲との比較結果に基づき、ガス放出面８Ｂ上の複数の位置において、上限値（２１０℃）よりも高い温度を示す高温位置が存在すると判断した場合に適用される。この場合、シャワープレート８の鉛直方向から見て、複数の貫通孔９Ｃのうち高温位置に対応する貫通孔９Ｃに孔埋め部材９Ｂを配置することにより貫通孔９Ｃを閉塞する。
【0053】
（孔埋め部材の配置調整を行った後におけるシャワープレートの温度測定）
図４においてシャワープレート８を電極枠６に取り付け、下部チャンバ２Ｂを上部チャンバ２Ｕに取り付けて、図１に示すプラズマ成膜装置１を得る。この状態では、熱電対がガス放出面８Ｂに貼り付けられている。
その後、排気装置３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を維持しつつ、基板ホルダ７による基板Ｓの加熱を行い、ガス供給源４が窒素ガス等のガスを温度分布調整部９に供給する。
この状態で、温度測定装置を用いて、複数の熱電対が貼り付けられているガス放出面８Ｂ上における複数の位置における温度を測定する。これによって、孔埋め部材の配置調整を行った後におけるシャワープレート８の測定温度分布が得られる。これにより、シャワープレート８の温度分布が調整されたことを確認する。
図４においてシャワープレート８を電極枠６に取り付け、下部チャンバ２Ｂを上部チャンバ２Ｕに取り付けて、図１に示すプラズマ成膜装置１を得る。この状態では、熱電対がガス放出面８Ｂに貼り付けられている。
その後、排気装置３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を維持しつつ、基板ホルダ７による基板Ｓの加熱を行い、ガス供給源４が窒素ガス等のガスを温度分布調整部９に供給する。
この状態で、温度測定装置を用いて、複数の熱電対が貼り付けられているガス放出面８Ｂ上における複数の位置における温度を測定する。これによって、孔埋め部材の配置調整を行った後におけるシャワープレート８の測定温度分布が得られる。これにより、シャワープレート８の温度分布が調整されたことを確認する。
【0054】
（プラズマ成膜方法の作用効果）
上述したシャワープレート８の温度分布を調整する方法は、本実施形態に係るプラズマ成膜方法に適用されている。このプラズマ成膜方法によれば、シャワープレート８のガス放出面８Ｂ上の複数の位置における温度を測定することで、シャワープレート８の測定温度分布を得ている。得られた測定温度分布に基づき、複数の貫通孔９Ｃのうちいずれかの貫通孔９Ｃに孔埋め部材９Ｂを配置して貫通孔９Ｃを閉塞している。これによって、孔埋め部材９Ｂが配置される配置パターンを調整し、シャワープレート８の温度分布を調整する。これにより、シャワープレート８の温度分布を均一にすることができ、基板Ｓの面内において成膜される膜の厚さや膜質を均一することができる。
また、シャワープレート８の温度分布を調整する方法は、基板ホルダ７から生じる熱（輻射熱）がガスＧを介在してシャワープレート８に向けて移動（熱移動）が生じことを考慮している。以下に具体的に述べる。
上述したシャワープレート８の温度分布を調整する方法は、本実施形態に係るプラズマ成膜方法に適用されている。このプラズマ成膜方法によれば、シャワープレート８のガス放出面８Ｂ上の複数の位置における温度を測定することで、シャワープレート８の測定温度分布を得ている。得られた測定温度分布に基づき、複数の貫通孔９Ｃのうちいずれかの貫通孔９Ｃに孔埋め部材９Ｂを配置して貫通孔９Ｃを閉塞している。これによって、孔埋め部材９Ｂが配置される配置パターンを調整し、シャワープレート８の温度分布を調整する。これにより、シャワープレート８の温度分布を均一にすることができ、基板Ｓの面内において成膜される膜の厚さや膜質を均一することができる。
また、シャワープレート８の温度分布を調整する方法は、基板ホルダ７から生じる熱（輻射熱）がガスＧを介在してシャワープレート８に向けて移動（熱移動）が生じことを考慮している。以下に具体的に述べる。
【0055】
ガス放出面８Ｂから放出されたガスＧは、基板Ｓに達する。基板ホルダ７は、基板Ｓを支持するとともに基板Ｓを加熱しているため、基板ホルダ７から発生する熱（輻射熱）は、ガス放出面８Ｂから放出されたガスＧを介して、シャワープレート８に達する。すなわち、シャワープレート８から放出されたガスＧが熱媒体として機能し、基板ホルダ７から発生した熱がシャワープレート８へ向けて移動する熱移動が発生する。これによって、シャワープレート８が加熱される。この結果、シャワープレート８の温度が上昇する。
【0056】
このような基板ホルダ７からシャワープレート８への熱移動を鑑みて、第１の調整方法及び第２の調整方法が用いられている。
【0057】
第１の調整方法によれば、複数の貫通孔９Ｃのうち、低温位置に対応する貫通孔９Ｃに孔埋め部材９Ｂを配置しないことにより貫通孔９Ｃを開口させている。すると、孔埋め部材９Ｂによって貫通孔９Ｃが閉塞されていない開口部分（孔埋め部材９Ｂが配置されていない部分）を通じて分散板９Ａからシャワープレート８に向けてガスＧが供給される。ガスＧは、開口部分だけでなく、開口部分の周囲に位置するとともに開口状態にある貫通孔９Ｃを通じて、ガスＧはシャワープレート８に供給され、ガス放出面８ＢからガスＧが放出される。
【0058】
したがって、分散板９Ａにおける閉塞部分に対応するガス放出面８Ｂの位置でのガス放出量よりも、分散板９Ａにおける開口部分に対応するガス放出面８Ｂの位置でのガス放出量が増加する。開口部分に対応するガス放出面８Ｂの位置、すなわち、ガス放出量が多い領域では、ガスＧの濃度が高くなる。このため、ガスＧが熱媒体として機能し、基板ホルダ７からシャワープレート８への熱移動が促進される。
【0059】
この結果、孔埋め部材９Ｂの配置を調整する前では低温であったシャワープレート８の箇所（低温位置）でのガス流量が増加し（ガス濃度が増加）、ガスを熱媒体とする基板ホルダ７からシャワープレート８への熱移動が促進される。つまり、孔埋め部材９Ｂの配置を調整する前においてはシャワープレート８が部分的に低温であった箇所において、孔埋め部材９Ｂの配置を調整した後には温度が上昇する。これにより、シャワープレート８の温度を局所的に高める効果が得られ、シャワープレート８の全体の温度の均一化に寄与する。
【0060】
特に、第１の調整方法は、シャワープレート８と電極枠６とが接続固定される接続部６Ｃに近い位置における貫通孔９Ｃに適用することが好ましい。
シャワープレート８に比べて電極枠６の温度は低いことから、接続部６Ｃにおいては、シャワープレート８の外周部８Ｃから電極枠６に向けた熱移動（熱逃げ）が生じやすい。つまり、シャワープレート８の中央領域８Ｍよりも、シャワープレート８の外周部８Ｃでは、シャワープレート８の温度が下がりやすい。一方、シャワープレート８の中央領域８Ｍでは熱が逃げ難い。このため、シャワープレート８の外周部８Ｃと中央領域８Ｍとの間では温度差が生じやすい。
シャワープレート８に比べて電極枠６の温度は低いことから、接続部６Ｃにおいては、シャワープレート８の外周部８Ｃから電極枠６に向けた熱移動（熱逃げ）が生じやすい。つまり、シャワープレート８の中央領域８Ｍよりも、シャワープレート８の外周部８Ｃでは、シャワープレート８の温度が下がりやすい。一方、シャワープレート８の中央領域８Ｍでは熱が逃げ難い。このため、シャワープレート８の外周部８Ｃと中央領域８Ｍとの間では温度差が生じやすい。
【0061】
そこで、シャワープレート８の外周部８Ｃに対応する貫通孔９Ｃに孔埋め部材９Ｂを配置しないことにより貫通孔９Ｃを開口させる。この結果、外周部８Ｃにおいては、ガスＧが熱媒体として機能し、熱移動が促進され、シャワープレート８の温度を局所的に高める効果が得られ、シャワープレート８の全体の温度の均一化に寄与する。
【0062】
第２の調整方法によれば、複数の貫通孔９Ｃのうち高温位置に対応する貫通孔９Ｃに孔埋め部材９Ｂを配置することにより貫通孔９Ｃを閉塞する。すると、孔埋め部材９Ｂによって貫通孔９Ｃが閉塞された閉塞部分（孔埋め部材９Ｂが配置されている部分）ではシャワープレート８に向けてガスＧは供給されない。一方、閉塞部分の周囲に位置するとともに開口状態にある貫通孔９Ｃを通ったガスＧは、シャワープレート８に供給されてガス放出面８ＢからガスＧが放出されるが、開口部分を含む領域に比べると、ガスＧの流量は減少する。
【0063】
したがって、分散板９Ａにおける閉塞部分に対応するガス放出面８Ｂの位置、すなわち、ガス放出量が少ない領域では、分散板９Ａにおける開口部分に対応するガス放出面８Ｂの位置よりも、ガスＧの濃度が低くなる。このため、開口部分に対応するガス放出面８Ｂの位置に比べて、ガスＧを介在した基板ホルダ７からシャワープレート８への熱移動が促進され難くなる。
【0064】
この結果、孔埋め部材９Ｂの配置を調整する前では高温であったシャワープレート８の箇所（高温位置）でのガス流量が減少し（ガス濃度が低下）、ガスを熱媒体とする基板ホルダ７からシャワープレート８への熱移動が生じ難くなる。つまり、孔埋め部材９Ｂの配置を調整する前においてはシャワープレート８が部分的に高温であった箇所において、孔埋め部材９Ｂの配置を調整した後には温度が低下する。これにより、シャワープレート８の温度を局所的に下げる効果が得られ、シャワープレート８の全体の温度の均一化に寄与する。
【0065】
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。
【0066】
上述した実施形態では、電極枠６の内部に配置される分散板９Ａの枚数は１枚であったが、複数の分散板９Ａが電極枠６の内部に配置されてもよい。この場合、複数枚の場合、シャワープレート８に対向する分散板に本発明の温度分布調整部の構造を適用することが好ましい。
【実施例】
【0067】
次に、実施例を参照して、本発明を具体的に説明する。
図６は、比較例の分散板を示す模式平面図である。図７は、実施例の分散板を示す模式平面図である。
図６及び図７において、白抜きの円（記号「〇」）は、貫通孔の位置を示しており、かつ、貫通孔に孔埋め部材が配置されていないこと（開口部分、貫通状態）を意味する。一方、黒塗りの円（記号「●」）で示された部位は、貫通孔の位置を示しており、かつ、貫通孔に孔埋め部材が配置されたこと（閉塞部分、閉塞状態）を意味する。
図６は、比較例の分散板を示す模式平面図である。図７は、実施例の分散板を示す模式平面図である。
図６及び図７において、白抜きの円（記号「〇」）は、貫通孔の位置を示しており、かつ、貫通孔に孔埋め部材が配置されていないこと（開口部分、貫通状態）を意味する。一方、黒塗りの円（記号「●」）で示された部位は、貫通孔の位置を示しており、かつ、貫通孔に孔埋め部材が配置されたこと（閉塞部分、閉塞状態）を意味する。
【0068】
図６に示すように、比較例の分散板では、分散板の外周辺（４つの辺）の各々に最も近い貫通孔の４列のみにおいて、孔埋め部材が部分的に配置され、かつ、孔埋め部材が部分的に配置されていないという配置パターン（２つの閉塞部分の間に開口部分が配置されたパターン）が採用されている。さらに、比較例の分散板では、この４列よりも内側に位置する複数の貫通孔には全て孔埋め部材が配置されている。
【0069】
図７に示すように、実施例の分散板は、比較例とは異なり、分散板の外周辺（４つの辺）の各々に最も近い貫通孔の４列だけでなく、この４列よりも内側に位置する複数の貫通孔に対しても、孔埋め部材が部分的に配置され、かつ、孔埋め部材が部分的に配置されていないという配置パターンが採用されている。
【0070】
図８は、比較例及び実施例におけるシャワープレートの温度測定箇所を示す平面図である。
図８において、符号ＣＨ１～ＣＨ５は、シャワープレートにおける温度測定箇所を示す。Ｘ方向及びＹ方向におけるＣＨ１～ＣＨ５の各々の座標（位置）は、次の通りである（単位：ｍｍ）。なお、シャワープレートの中央位置を示すＣＨ１の座標は、（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）としている。
ＣＨ１：（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）
ＣＨ２：（Ｘ，Ｙ）＝（７５，１００）
ＣＨ３：（Ｘ，Ｙ）＝（１００，１５０）
ＣＨ４：（Ｘ，Ｙ）＝（１５０，２００）
ＣＨ５：（Ｘ，Ｙ）＝（１８０，２３０）
図８において、符号ＣＨ１～ＣＨ５は、シャワープレートにおける温度測定箇所を示す。Ｘ方向及びＹ方向におけるＣＨ１～ＣＨ５の各々の座標（位置）は、次の通りである（単位：ｍｍ）。なお、シャワープレートの中央位置を示すＣＨ１の座標は、（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）としている。
ＣＨ１：（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）
ＣＨ２：（Ｘ，Ｙ）＝（７５，１００）
ＣＨ３：（Ｘ，Ｙ）＝（１００，１５０）
ＣＨ４：（Ｘ，Ｙ）＝（１５０，２００）
ＣＨ５：（Ｘ，Ｙ）＝（１８０，２３０）
【0071】
図９は、比較例の実験結果を示す図である。図１０は、実施例の実験結果を示す図である。図９及び図１０の各々は、基板ホルダに内蔵されているヒータの温度（ヒータ設定温度）を１５０℃、２００℃、２５０℃、３００℃、及び３５０℃に設定した場合において、ＣＨ１～ＣＨ５の位置における温度を測定している。
項目「ＣＨ１」～項目「ＣＨ５」は、図８に示す温度測定箇所において得られた温度である。
また、項目「Ａｖｅ．」はＣＨ１～ＣＨ５の温度の平均値を示し、項目「Ｍａｘ．」はＣＨ１～ＣＨ５の温度の最高値を示し、項目「Ｍｉｎ．」は、ＣＨ１～ＣＨ５の温度の最低値を示している。項目「Δ」は、「Ｍａｘ．」の値と「Ｍｉｎ．」の値との差分を示している。
項目「ＣＨ１」～項目「ＣＨ５」は、図８に示す温度測定箇所において得られた温度である。
また、項目「Ａｖｅ．」はＣＨ１～ＣＨ５の温度の平均値を示し、項目「Ｍａｘ．」はＣＨ１～ＣＨ５の温度の最高値を示し、項目「Ｍｉｎ．」は、ＣＨ１～ＣＨ５の温度の最低値を示している。項目「Δ」は、「Ｍａｘ．」の値と「Ｍｉｎ．」の値との差分を示している。
【0072】
測定に用いられる装置としては、図１に示す構造を有するプラズマ成膜装置が用いられる。測定条件は、次の通りである。
Ｎ２ガスの流量：１０００ｓｃｃｍ
真空チャンバの内部圧力：２００Ｐａ
シャワープレートと基板との間の距離（ギャップ）：１７ｍｍ
真空チャンバの壁部の温度（チラー温度）：８０℃
Ｎ２ガスの流量：１０００ｓｃｃｍ
真空チャンバの内部圧力：２００Ｐａ
シャワープレートと基板との間の距離（ギャップ）：１７ｍｍ
真空チャンバの壁部の温度（チラー温度）：８０℃
【0073】
図９及び図１０に示す結果から次の点が明らかとなった。
［１］比較例における差分Δは、ヒータ設定温度１５０℃、２００℃、２５０℃、３００℃、及び３５０℃に対して、８．３℃、１３．１℃、１７．２℃、２１℃、２４．５℃となった。一方、実施例における差分Δは、ヒータ設定温度１５０℃、２００℃、２５０℃、３００℃、及び３５０℃に対して、４．３℃、９．３℃、１３．２℃、１６．１℃、１９．７℃となった。このことから、比較例よりも、実施例では、シャワープレートの温度の均一化を図ることができることが明らかとなった。
［２］特に、実施例では、上記の５つのヒータ設定温度のいずれにおいても、差分Δを２０℃以下にすることができることが明らかとなった。
［３］換言すると、複数の貫通孔に対して、孔埋め部材を部分的に配置したり、孔埋め部材を部分的に配置しなかったりというように、孔埋め部材の配置パターンを調整することで、シャワープレートの温度分布の調整を実現できることが明らかとなった。
［１］比較例における差分Δは、ヒータ設定温度１５０℃、２００℃、２５０℃、３００℃、及び３５０℃に対して、８．３℃、１３．１℃、１７．２℃、２１℃、２４．５℃となった。一方、実施例における差分Δは、ヒータ設定温度１５０℃、２００℃、２５０℃、３００℃、及び３５０℃に対して、４．３℃、９．３℃、１３．２℃、１６．１℃、１９．７℃となった。このことから、比較例よりも、実施例では、シャワープレートの温度の均一化を図ることができることが明らかとなった。
［２］特に、実施例では、上記の５つのヒータ設定温度のいずれにおいても、差分Δを２０℃以下にすることができることが明らかとなった。
［３］換言すると、複数の貫通孔に対して、孔埋め部材を部分的に配置したり、孔埋め部材を部分的に配置しなかったりというように、孔埋め部材の配置パターンを調整することで、シャワープレートの温度分布の調整を実現できることが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【0074】
本発明は、簡単な装置構成によって、シャワープレートの温度分布を均一にすることができ、被処理基板の面内において成膜される膜の厚さや膜質を均一することがプラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法に広く適用可能である。
【符号の説明】
【0075】
１ プラズマ成膜装置、２ 真空チャンバ（チャンバ）、２Ｂ 下部チャンバ、２Ｕ 上部チャンバ、３ 排気装置（排気部）、４ ガス供給源、５ 高周波電源、６ 電極枠、６Ｃ 接続部、６Ｕ 内側上面、７ 基板ホルダ、８ シャワープレート、８Ｂ ガス放出面、８Ｃ 外周部、８Ｈ シャワー孔、８Ｍ 中央領域、８Ｓ 空間、８Ｕ 上面、９ 温度分布調整部、９Ａ 分散板、９Ｂ 孔埋め部材、９Ｃ 貫通孔、９Ｌ 下面、９Ｕ 上面、Ｇ ガス、Ｐ 成膜空間、Ｓ 基板（被処理基板）。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】