JP2000294538A - 真空処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被処理基板の寸法や処理条件などの変更に際し
ても反応ガスの供給を容易、且つ迅速に調節制御して、
被処理基板の表面全体にわたり反応ガスを均等な分布で
分散させることのできる真空処理装置を提供する。。 【解決手段】被処理基板１４が取り付けられる一方の電
極１３に対向する配置で真空チャンバ１の内部に設けら
れて、反応ガスＧをガス吹出孔３１から真空チャンバ１
の内部に導入するガス供給部を兼ねる他方の電極２８
に、個別のガス供給系統を介して反応ガスＧのガス供給
源７に配管接続された複数のガス導入部３７〜３９を、
真空チャンバ１の内部に反応ガスＧを均等な分布で導入
できる配置で設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子や液晶
表示素子などの基板の製造に際して、それらの被処理用
の基板にドライエッチング、ＣＶＤまたはスパッタなど
の表面処理を施すのに使用される、主としてプラズマを
利用した真空処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７（ａ）は従来の一般的な真空処理装
置の構造を示す概略縦断面図であり、同図には真空処理
装置として一般的なプラズマ処理装置を例示してある。
同図において、真空チャンバ１の内部においては、図示
しない真空ポンプにより排気口２を介して内部空気が排
気されるとともに、ガス供給部を兼ねる上部電極３の底
面を構成するシャワープレート５に形成された多数のガ
ス吹出孔４からエッチングガスや成膜ガスなどの反応ガ
スＧが導入される。この真空チャンバ１への反応ガスＧ
の供給は、ガス供給源７から一次側バルブ８、マスフロ
ーコントローラ（流量調節部）９および二次側バルブ１
０からなるガス供給系統６を通じて上部電極３の上部の
ガス導入部１１に供給され、このガス導入部１１を通っ
て上部電極３と真空チャンバ１の天面部との間に形成さ
れるガス空間１２に供給された反応ガスＧが多数のガス
吹出孔４から真空チャンバ１の内部空間に導入される。

【０００３】一方、真空チャンバ１の内部の底面上に設
置された下部電極１３の上面である電極ステージ１３ａ
上には、表面処理すべきシリコン基板などの被処理基板
１４が載置してセットされる。そして、上述の真空排気
された真空チャンバ１の内部空間内に反応ガスＧが導入
されたガス雰囲気中において、下部電極１３と上部電極
３との間に高周波電源（図示せず）から高周波電力が供
給されることにより、下部電極１３と上部電極３との間
にはプラズマが発生して、被処理基板１４の表面に対し
ドライエッチングやＣＶＤなどの所望のプラズマ処理が
施される。

【０００４】上記のガス吹出孔４は、直径が0.2 ｍｍ〜
２ｍｍ程度の極めて小径であって、シャワープレート５
の全面にわたり均等な配置で多数個形成されている。こ
れにより、ガス空間１２内の反応ガスＧは、上記多数個
のガス吹出孔４を通って真空チャンバ１の内部空間に拡
散しながら導入されて、電極ステージ１３ａ上にセット
した被処理基板１４に対しその表面全体にわたりほぼ均
等に分散できるように図っている。

【０００５】図８（ａ）は従来の他の真空処理装置の構
造を示す概略縦断面図であり、同図において、図７
（ａ）と同一若しくは同等のものには同一の符号を付し
てその説明を省略する。図７では、その（ｂ）に明示す
るように、矩形状の被処理基板１４を表面処理の対象と
したものであって、下部電極１３および上部電極３が共
に被処理基板１４に対応する平面視矩形状であったのに
対し、この真空処理装置は、図８（ｃ）に示すように、
円形の被処理基板１７を表面処理の対象とするものであ
る。

【０００６】したがって、下部電極１８は被処理基板１
７に対応する円形の電極ステージ１８ａを有し、ガス供
給部を兼ねる上部電極１９は、図８（ｂ）の斜視図に明
示するように、円形の被処理基板１７に対応した環状形
状のパイプの下面に沿って多数個のガス吹出孔２１が一
定間隔で配設されたノズル形態になっている。この上部
電極１９は、真空チャンバ１の内部空間の上方部におい
て下部電極１８に相対向するよう配置されて、その一部
から連通して延びるガス導入管２０を介して真空チャン
バ１の側壁に支持されている。このガス導入管２０に
は、図７（ａ）に示したように、ガス供給源７から一次
側バルブ８、マスフローコントローラ（流量調節部）９
および二次側バルブ１０からなるガス供給系統６を通じ
て反応ガスＧが供給され、この反応ガスＧは、ガス導入
管２０から上部電極１９の多数のガス吹出孔２１を通っ
て真空チャンバ１の内部空間に導入される。ガス吹出孔
２１は、小径であって、電極ステージ１８ａ上にセット
した被処理基板１７の表面全体にわたり反応ガスＧを均
等に分散できるように微小間隔で多数個配設されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７の
真空処理装置では、ガス供給源７の反応ガスＧを一ライ
ンのガス供給系統６を通じて上部電極３のガス空間１２
の中央部分に供給しているから、全てのガス吹出孔４は
同一径で均等な配置で形成されているにも拘わらず、こ
れらのガス吹出孔４をそれぞれ流通して真空チャンバ１
内部に導入される反応ガスＧの導入量は、シャワープレ
ート５におけるガス導入部１１に最も近い中央部分で最
も多くなり、外方側にいくにしたがって徐々に減少する
ように偏る。

【０００８】一方、図８の真空処理装置では、同様に一
ラインのガス供給系統６を通じてガス導入管２０から環
状ノズル状の上部電極１９に反応ガスＧを供給している
から、全てのガス吹出孔２１はやはり同一径で均等な配
置に形成されているにも拘わらず、これらのガス吹出孔
２１をそれぞれ流通して真空チャンバ１内部に導入され
る反応ガスＧの導入量は、上部電極１９におけるガス導
入管２０に最も近い部分（図の右側部分）で最も多くな
り、ガス導入管２０から離間する方向（図の左方向）に
いくにしたがって徐々に減少するように偏る。

【０００９】このように反応ガスＧの導入量が真空チャ
ンバ１内部において不均一に分布すると、プラズマの成
分に応じた薄膜を形成するスパッタリングにおいては均
一な膜厚の薄膜を形成することができず、一方、半導体
ウエハ上の半導体層をフォトレジストに従いプラズマガ
スによって選択的に除去して所要の半導体パターンを形
成するドライエッチングにおいては、均一なエッチング
深さを得ることができない。そのため、表面処理後の被
処理基板１４，１７には、処理品質の低下ひいては不良
品が発生し、これが半導体素子や液晶表示素子の歩留り
の低下を招く原因になっている。

【００１０】上記不具合の発生について、具体的に説明
する。図７（ｂ）は、同図（ａ）の真空処理装置により
成膜した被処理基板１４上の薄膜の膜厚分布の説明図で
あり、膜厚の大小を点の疎密で示したもので、点が密に
なるほど膜厚が大であることを示している。したがっ
て、膜厚は、被処理基板１４の中央領域２２が対応する
ガス吹出孔４からのガス流通量の多さに伴って最も大き
く、外方側にいくにしたがって小さくなっていることが
わかる。このような真空チャンバ１内部における反応ガ
スＧの分布の不均一に伴う不具合の発生は、表面処理す
べき被処理基板１４の寸法が大きくなるに伴って顕著と
なる。例えば、（ｂ）において、中央領域２２の寸法Ａ
が100 ｍｍ以上で、外周領域２３の寸法Ｂが300 ｍｍ以
上の大型の被処理基板１４の表面処理では、外周領域２
３における膜厚またはエッチング深さが中央領域２２に
比較して約半分程度にまで小さくなる。

【００１１】一方、図８（ｃ）は、同図（ａ）の真空処
理装置により成膜した被処理基板１７上の薄膜の膜厚分
布の説明図であり、上記と同様に、膜厚の大小を点の疎
密で示したもので、点が密になるほど膜厚が大であるこ
とを示している。したがって、膜厚は、被処理基板１７
のガス導入管２０に対応する側の部分が最も大きく、ガ
ス導入管２０から離間する側にいくにしたがって小さく
なっていることがわかる。この場合の不具合の発生は円
形の被処理基板１７の径が大きくなるに伴って顕著とな
る。例えば、図８（ｃ）において、直径φが300 ｍｍ以
上の大型の被処理基板１７の表面処理では、ガス導入管
２０に近接する一方側領域２４における膜厚またはエッ
チング深さが他方側領域２７に比較して約半分程度にま
で小さくなる。

【００１２】そこで、上述のような反応ガスＧの不均一
な分布に起因して発生する半導体素子や液晶表示素子の
歩留りの低下を防止するために、近年の真空処理装置で
は、上部電極３，１９として、表面処理すべき被処理基
板１４，１７の表面全体にわたり反応ガスＧを均等に分
散できるようにガス吹出孔４，２１の径、配置または形
成数などを適宜変更して形成したものを多種類用意し、
これらの上部電極３，１９を適宜選択して取り付けるよ
うにしている。

【００１３】ところが、上部電極３，１９を適宜取り替
えての反応ガスＧの分布の調整は、表面処理すべき被処
理基板１４，１７が寸法の相違するものに変わる毎、お
よび供給する反応ガスＧの種類や供給量または真空チャ
ンバ１内部の真空度や排気速度などの処理条件が変わる
毎に、真空チャンバ１を開け閉めして上部電極３，１９
の交換を繰り返しながら行わなければならない。そのた
め、被処理基板１４，１７に適応する反応ガスＧの均等
な分散状態を得られるまでには、かなりの調節時間と煩
雑な調節作業とを必要とする問題が生じる。このような
問題は、近年において表面処理対象である半導体素子の
半導体ウエハや液晶表示素子の液晶基板などの大型化が
促進されていることにより、一層顕著になっている。

【００１４】そこで本発明は、上記従来の課題に鑑みて
なされたもので、被処理基板の寸法や処理条件などの変
更に際しても反応ガスの供給を容易、且つ迅速に調節制
御して、被処理基板の表面全体にわたり反応ガスを均等
な分布で分散させることのできる真空処理装置を提供す
ることを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、一発明に係る真空処理装置は、内部を真空に排気さ
れる真空チャンバと、前記真空チャンバの内部に設けら
れて被処理基板が取り付けられる一方の電極と、前記一
方の電極に相対向する配置で前記真空チャンバの内部に
設けられ、反応ガスをガス吹出孔から前記真空チャンバ
の内部に導入するガス供給部を兼ねる他方の電極とを有
し、前記他方の電極に、個別のガス供給系統を介して反
応ガスのガス供給源に配管接続された複数のガス導入部
が、前記真空チャンバの内部に反応ガスを均等な分布で
導入できる配置で設けられていることを特徴としてい
る。

【００１６】この真空処理装置では、反応ガスのガス供
給部を兼ねる他方の電極の複数箇所に設けたガス導入部
に個別のガス供給系統を介して反応ガスを供給するの
で、従来装置のような単一のガス導入部に近いガス吹出
口から多くの反応ガスが吹き出すことによる反応ガスの
分布の偏りを格段に低減できる。

【００１７】上記発明において、ガス供給系統は、個々
に独立して制御できる流量調節部を有している構成とす
ることが好ましい。

【００１８】これにより、各ガス導入部への反応ガスの
供給量は、各ガス導入部に対し個別にそれぞれ配管接続
したガス供給系統における流量調節部の制御によって個
々に独立して調節することができる。そのため、反応ガ
スは被処理基板の表面全体にわたり正確に均等な分布に
なるよう分散させることができるとともに、被処理基板
の寸法や処理条件などが変わった場合には、真空チャン
バを開け閉めすることなく、真空チャンバの外部におい
て各流量調節部を調節制御することにより、反応ガスを
被処理基板の表面全体にわたり正確に均等な分布に分散
させる調節を容易、且つ迅速に行うことができる。

【００１９】また、上記発明において、他方の電極は、
微小な径のガス吹出孔が均等な配置で形成されたシャワ
ープレートが一方の電極に対向する側に配置されたガス
空間を有するとともに、このガス空間の内部が仕切り壁
体によって複数のガス空間部に区分され、その各ガス空
間部に、それぞれ個別のガス供給系統を介してガス供給
源に配管接続されたガス導入部が設けられた構成とする
ことができる。

【００２０】これにより、複数のガス空間部へのそれぞ
れのガス供給量を、個々のガス供給系統を介して他のガ
ス空間部のガス供給量の影響を全く受けることなく独立
的に調節制御できるから、反応ガスを被処理基板の表面
全体にわたり均等な分布になるよう分散させる制御を一
層正確、且つ容易に行うことができる。

【００２１】一方、上記発明において、他方の電極は、
微小な径のガス吹出孔が均等な配置で形成されて互いに
相似形の環状形状となった中央電極部と周辺電極部とを
少なくとも有し、前記周辺電極部が前記中央電極部に対
し一定の間隙を存してその周囲に配置され、前記各電極
部に、それぞれ個別のガス供給系統を介してガス供給源
に配管接続されたガス導入部が設けられている構成とす
ることもできる。

【００２２】これにより、複数の電極部を介しての真空
チャンバ内部へのそれぞれのガス供給量を、個々のガス
供給系統を介して他の電極部によるガス供給量の影響を
全く受けることなく独立的に調節制御できるから、反応
ガスを被処理基板の表面全体にわたり均等な分布になる
よう分散させる制御を一層正確、且つ容易に行うことが
できる。

【００２３】また、他の発明に係る真空処理装置は、内
部を真空に排気される真空チャンバと、前記真空チャン
バの内部に設けられて被処理基板が取り付けられる一方
の電極と、前記一方の電極に上下方向で相対向する配置
で前記真空チャンバの内部に設けられ、反応ガスをガス
吹出孔から前記真空チャンバの内部に導入するガス供給
部を兼ねる他方の電極と、前記真空チャンバの側壁部に
沿って等間隔で環状の配置で多数個形成され、反応ガス
を前記真空チャンバの内部に導入する補助用ガス吹出孔
とを有し、前記他方の電極および補助用ガス吹出孔が、
流量調節部を個々に有する個別のガス供給経路を介して
ガス供給源にそれぞれ配管接続されていることを特徴と
している。

【００２４】この真空処理装置では、ガス導入部を介し
て他方の電極に供給するガス供給量と、補助用ガス吹出
孔を介してのガス供給量とを、個別のガス供給系統の流
量調節部を調節制御することにより、反応ガスを被処理
基板の表面全体にわたり正確に均等な分布になるよう分
散させることができるとともに、被処理基板の寸法や処
理条件などが変わった場合には、真空チャンバを開け閉
めすることなく、真空チャンバの外部において各流量調
節部を調節制御することにより、反応ガスを被処理基板
の表面全体にわたり正確に均等な分布に分散させる調節
を容易、且つ迅速に行うことができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明
の第１の実施の形態に係る真空処理装置を示し、同図
（ａ）はその構造を示す概略縦断面図、（ｂ）は同装置
における上部電極の底面図である。同図において、図７
と同一若しくは同等のものには同一の符号を付してその
説明を省略し、以下に、図７と相違する構成についての
み説明する。

【００２６】この真空処理装置は、図７と同様に矩形状
の被処理基板１４を表面処理の対象としたものである。
ガス供給部を兼ねる上部電極２８は、被処理基板１４に
対応する矩形状の枠体２９と、多数のガス吹出孔３１が
ほぼ均等な配置で形成されて枠体２９の下部開口を閉塞
するシャワープレート３０と、枠体２９とシャワープレ
ート３０とで囲まれる空間の内部を内外二つの領域に区
分する環状の仕切り壁体３２とが一体形成された形状に
なっている。この上部電極２８と真空チャンバ１の天面
部の内部には、仕切り壁体３２により区分された中央領
域ガス空間部３３と周辺領域ガス空間部３４とが形成さ
れている。

【００２７】中央領域ガス空間部３３の中央部には、反
応ガスＧを供給するための単一のガス導入部３７が設け
られているとともに、周辺領域ガス空間部３４には、反
応ガスＧを供給するための二つのガス導入部３８，３９
が、上記ガス導入部３７の相反する側方位置にそれぞれ
設けられている。各ガス導入部３７〜３９には、図７に
示したと同様の一次側バルブ８、マスフローコントロー
ラ（流量調節部）９および二次側バルブ１０からなるガ
ス供給系統６がそれぞれ個別に配管接続されて、ガス供
給源７からそれぞれ反応ガスＧが供給される。

【００２８】したがって、この真空処理装置では、上部
電極２８の内部を二つに区分した中央領域ガス空間部３
３と周辺領域ガス空間部３４とにそれぞれ個別に反応ガ
スＧを供給するとともに、広い容積を有する周辺領域ガ
ス空間部３４には中央領域ガス空間部３３のガス導入部
３７の相反する側方位置で相対向する二つのガス導入部
３８，３９から反応ガスＧを供給するので、図７の真空
処理装置のようなガス導入部１１に近いガス吹出口４か
ら多くの反応ガスＧが吹き出すことによる反応ガスＧの
分布の偏りは格段に低減する。

【００２９】上記に加えて、三つのガス導入部３７〜３
９への反応ガスＧの供給量は、これらに対し個別にそれ
ぞれ配管接続したガス供給系統６における各流量調節部
９の制御によって個々に独立して調節することができ
る。これにより、反応ガスＧは被処理基板１４の表面全
体にわたり正確に均等な分布になるよう分散させること
ができる。しかも、被処理基板１４の寸法や処理条件な
どが変わった場合には、真空チャンバ１を開け閉めする
ことなく、真空チャンバ１の外部において各流量調節部
９を調節制御することにより、反応ガスＧを被処理基板
１４の表面全体にわたり正確に均等な分布に分散させる
調節を容易、且つ迅速に行うことができる。

【００３０】上記の効果の実測値を示すと、上部電極２
８は、同図（ｂ）において、平面視長方形のシャワープ
レート３０の長手方向の寸法Ｃが470 ｍｍ、中央領域ガ
ス空間部３３の長手方向の寸法Ｄが150 ｍｍ、周辺領域
ガス空間部３４の長手方向の幅寸法Ｅが160 ｍｍとし、
この真空処理装置を用いて、370 ｍｍ×470 ｍｍの面積
を有する液晶表示素子用のガラス基板をドライエッチン
グした。このとき、処理後のガラス基板における中央部
と周辺部とのエッチング深さの比は、各流量調節部９を
調節制御することにより、１対0.8 まで向上させること
ができた。

【００３１】図２は、本発明の第２の実施の形態に係る
真空処理装置における上部電極４０および下部電極１８
を示す斜視図であり、この実施の形態では円形の被処理
基板１７を表面処理の対象としている。同図には、図示
の便宜上、上部電極４０を下方から、且つ下部電極１８
を上方からそれぞれ見た状態を示してある。上部電極４
０は、小径の中央電極部４０Ａと大径の周辺電極部４０
Ｂとが同心上に配置された構成になっている。両電極部
４０Ａ、４０Ｂは、いずれも環状形状のパイプの下面に
沿って多数個のガス吹出孔４１，４２が一定間隔で配設
されたノズル形態になっており、その各ガス吹出孔４
１，４２は、いずれも直径が0.1 ｍｍ〜２ｍｍ程度の極
めて小径であって、電極ステージ１８ａ上にセットした
被処理基板１７の表面全体にわたり反応ガスＧを均等に
分散できるように電極部４０Ａ、４０Ｂに微小間隔で多
数個配設されている。

【００３２】上記各電極部４０Ａ，４０Ｂは、各々の径
方向で対向する２箇所にそれぞれ連通するガス導入管４
３，４４を有しており、真空チャンバ１の内部空間の上
方部において下部電極１８に相対向するよう配置され
て、上記各ガス導入管４３，４４を介して真空チャンバ
１の側壁にそれぞれ支持される。この計四つのガス導入
管４３，４４には、一次側バルブ８、マスフローコント
ローラ（流量調節部）９および二次側バルブ１０からな
る個別のガス供給系統６がそれぞれ配管接続されて、ガ
ス供給源７から個々の上記ガス供給系統６を通じて反応
ガスＧが供給される。この反応ガスＧは、各電極部４０
Ａ，４０Ｂの多数個のガス吹出孔４１，４２を通って真
空チャンバ１の内部空間に導入される。

【００３３】この上部電極４０を備えた真空処理装置で
は、上部電極４０の中央電極部４０Ａおよび周辺電極部
４０Ｂに対して各々の径方向で対向する２箇所にそれぞ
れ個別に反応ガスＧを供給するので、図８の真空処理装
置のようなガス導入管２０に近いガス吹出孔２１から多
くの反応ガスＧが吹き出すことによる反応ガスＧの分布
の偏りは格段に低減する。これに加えて、計四つのガス
導入管４３，４４への反応ガスＧの供給量は、これらに
対し個別にそれぞれ配管接続したガス供給系統６におけ
る各流量調節部９の制御によって個々に独立して調節す
ることができる。

【００３４】これにより、反応ガスＧは円板状の被処理
基板１７の表面全体にわたり正確に均等な分布になるよ
う分散させることができる。しかも、被処理基板１７の
径や処理条件などが変わった場合には、真空チャンバ１
を開け閉めすることなく、真空チャンバ１の外部におい
て各流量調節部９を調節制御することにより、反応ガス
Ｇを被処理基板１７の表面全体にわたり正確に均等な分
布に分散させる調節を容易、且つ迅速に行うことができ
る。

【００３５】上記の効果の実測値を示すと、上部電極４
０は、中央電極部４０Ａの内径を100 ｍｍ、周辺電極部
４０Ｂの外径を300 ｍｍとし、この真空処理装置を用い
て、直径が300 ｍｍの円板状の被処理基板１７に対しド
ライエッチングなどの表面処理を施した。このとき、処
理後の被処理基板１７における中央部と周辺部との各々
の膜厚またはエッチング深さは、ほぼ同じにすることが
できた。

【００３６】図３は、本発明の第３の実施の形態に係る
真空処理装置における上部電極４７を示し、（ａ）は下
方から見た斜視図で、（ｂ）は上方から見た斜視図であ
る。

【００３７】この実施の形態では円形の被処理基板１７
を表面処理の対象としている。第２の実施の形態では、
円形の被処理基板１７に対し上部電極４０をいずれも環
状のノズル形態である中央電極部４０Ａと周辺電極部４
０Ｂとで構成したが、この実施の形態では、円形の被処
理基板１７に対して、ガス供給部を兼ねる上部電極４７
を、被処理基板１７に対応する円形の枠体４８と、多数
のガス吹出孔５０がほぼ均等な配置で形成されて枠体４
８の下部開口を閉塞するシャワープレート４９と、枠体
４８とシャワープレート４９との間に形成される空間内
部を同心状の円形および環状の三つの領域に区分する二
つの環状の仕切り壁体５１，５２とが一体形成された形
状になっている。したがって、上部電極４７と真空チャ
ンバ１の天面部の内部には、二つの環状の仕切り壁体５
１，５２により区分された中央領域ガス空間部５４、中
間領域ガス空間部５７および周辺領域ガス空間部５８と
が形成されることになる。

【００３８】上記中央領域ガス空間部５４の中心部には
反応ガスＧを供給するための単一のガス導入管５９が設
けられているとともに、中間領域ガス空間部５７および
周辺領域ガス空間部５８には、反応ガスＧを供給するた
めの各二つのガス導入管６０，６１が、上記ガス導入管
５９を通る同一線上に位置する配置でそれぞれ設けられ
ている。各ガス導入管５９〜６１には、図２に示したと
同様の一次側バルブ８、マスフローコントローラ（流量
調節部）９および二次側バルブ１０からなるガス供給系
統６がそれぞれ個別に配管接続されて、ガス供給源７か
らそれぞれ反応ガスＧが供給される。

【００３９】上記の上部電極４７を備えた真空処理装置
では、円形の被処理基板１７の表面処理を行うに際し
て、第２の実施の形態と同様の効果を得ることができ
る。すなわち、この真空処理装置は、計五つのガス導入
管５９〜６１への反応ガスＧの供給量を個々のガス供給
系統６における流量調節部９の制御によって個別に独立
して調節することができることにより、円形の被処理基
板１７の表面全体に対し反応ガスＧを正確に均等な分布
になるよう分散させることができ、被処理基板１７の径
や処理条件などが変わった場合に、真空チャンバ１を開
け閉めすることなく、真空チャンバ１の外部において各
流量調節部９を調節制御することにより、反応ガスＧを
被処理基板１７の表面全体にわたり正確に均等な分布に
分散させる調節を容易、且つ迅速に行うことができる。

【００４０】図４は本発明の第４の実施の形態に係る真
空処理装置におけるガス供給部を兼備する上部電極６２
を示す下方から見た斜視図であり、この実施の形態は、
第１の実施の形態と同様に、矩形状の被処理基板１４を
表面処理の対象としたものである。この上部電極６２
は、表面処理対象の被処理基板１４に対応する矩形状の
パイプの下面に沿って微小な径の多数個のガス吹出孔６
３が均等な配置で形成されたノズル形態の周辺電極部６
２Ａの内部に、十字形状に連通したパイプの下面に沿っ
て微小な径の多数個のガス吹出孔６４が均等な配置で形
成されたノズル形態の中央電極部６２Ｂが配置された構
成になっている。中央電極部６２Ｂには、その中央部か
らガス導入管６７が連通して延びており、周辺電極部６
２Ａには、ガス導入管６７の相反する両側で対向する２
箇所からそれぞれガス導入管６８が連通して延びてい
る。これらガス導入管６７，６８は、上記各実施の形態
と同様に、個別のガス供給系統６を介してガス供給源７
に配管接続されている。

【００４１】図５は、本発明の第５の実施の形態に係る
真空処理装置におけるガス供給部を兼備する上部電極６
９を示す下方から見た斜視図であり、この実施の形態
は、第４の実施の形態と同様に、矩形状の被処理基板１
４を表面処理の対象としたものである。この上部電極６
９は、表面処理対象の被処理基板１４に対応する矩形状
のパイプの下面に沿って微小な径の多数個のガス吹出孔
７０が均等な配置で形成されたノズル形態の周辺電極部
６９Ａの内部に、この周辺電極部６９Ａと相似形をなす
小さな矩形状のパイプの下面に沿って微小な径の多数個
のガス吹出孔７１が均等な配置で形成されたノズル形態
の中央電極部６９Ｂが配置された構成になっている。中
央電極部６９Ｂには、その中央部で相対向する２箇所か
らガス導入管７２が連通して延びており、周辺電極部６
９Ａには、その中央部における上記二つのガス導入管７
２の配設方向とは直交方向で相対向する２箇所からガス
導入管７３が連通して延びている。これらガス導入管７
２，７３は、上記各実施の形態と同様に、個別のガス供
給系統６を介してガス供給源７に配管接続されている。

【００４２】上記第４および第５の各実施の形態の各真
空処理装置では、矩形状の被処理基板１４の表面処理を
行うに際して、第１の実施の形態と同様の効果を得るこ
とができる。すなわち、これらの真空処理装置は、各々
に複数設けたガス導入管６７，６８、７２，７３への反
応ガスＧの供給量を個々のガス供給系統６における流量
調節部９の制御によって個別に独立して調節することが
できることにより、矩形状の被処理基板１４の表面全体
に対し反応ガスＧを正確に均等な分布になるよう分散さ
せることができ、被処理基板１４の寸法や処理条件など
が変わった場合に、真空チャンバ１を開け閉めすること
なく、真空チャンバ１の外部において各流量調節部９を
調節制御することにより、反応ガスＧを被処理基板１４
の表面全体にわたり正確に均等な分布に分散させる調節
を容易、且つ迅速に行うことができる。

【００４３】図６は、本発明の第６の実施の形態に係る
真空処理装置の構造を示す概略縦断面図あり、この実施
の形態では矩形状の被処理基板１４を表面処理の対象と
する場合を例示してある。同図において、図１（ａ）と
同一若しくは同等のものには同一の符号を付してその説
明を省略し、以下に、相違する構成についてのみ説明す
る。この真空処理装置の上部電極７４は、被処理基板１
４に対応する矩形の上部枠部の下部にこれよりも小さな
矩形状の下部枠部が一体形成された枠体７７と、多数の
ガス吹出口７９がほぼ均等な配置で形成されて下部枠部
の開口を閉塞するシャワープレート７８とが一体形成さ
れた形状になっている。この上部電極７４と真空チャン
バ１の天面部との間に構成されるガス空間８０の中央部
には、ガス供給源７から一次側バルブ８、マスフローコ
ントローラ（流量調節部）９および二次側バルブ１０か
らなる単一のガス供給系統６を通じてガス導入部８１よ
り反応ガスＧが供給される。

【００４４】また、真空チャンバ１の周側壁における上
部電極７４と下部電極１３との中間高さ位置の箇所に
は、環状のガス吹出壁体８２が介設されている。このガ
ス吹出壁体８２の内部には、ガス流通路８３と、このガ
ス流通路８３に連通して真空チャンバ１内に開口する多
数個の補助用ガス吹出孔８４とが形成されている。この
補助用ガス吹出孔８４は、小径であって、環状のガス吹
出壁体８２の内周面に沿って等間隔に配設されている。
ガス流通路８３には複数（一つのみ図示）のガス導入部
８７が連通して設けられており、各ガス導入部８７に
は、ガス導入部８１とは別の一次側バルブ８、マスフロ
ーコントローラ（流量調節部）９および二次側バルブ１
０からなるガス供給系統６を通じて反応ガスＧが供給さ
れる。この真空処理装置では、上部電極７４のガス吹出
孔７９から真空チャンバ１の内部に導入する反応ガスＧ
を主として被処理基板１４の中央部分に分散させるよう
にするとともに、被処理基板１４の周辺部分における反
応ガスＧの不足分を、ガス吹出壁体８２の各補助用ガス
吹出孔８４から導入する反応ガスＧを分散させて補うよ
うになっている。

【００４５】したがって、この真空処理装置では、ガス
導入部８１を介して上部電極７４に供給するガス供給量
と、ガス導入部８７を介してガス流通路８３に供給する
ガス供給量とを、個別のガス供給系統６の流量調節部９
を調節制御することにより、反応ガスＧを被処理基板１
４の表面全体にわたり正確に均等な分布になるよう分散
させることができるとともに、被処理基板１４の寸法や
処理条件などが変わった場合には、真空チャンバ１を開
け閉めすることなく、真空チャンバ１の外部において各
流量調節部９を調節制御することにより、反応ガスＧを
被処理基板１４の表面全体にわたり正確に均等な分布に
分散させる調節を容易、且つ迅速に行うことができる。
また、この実施の形態の真空処理装置は、円形の被処理
基板１７に対しも、真空チャンバ１および上部電極７４
の形状を円形に変更するだけで適用できるのは言うまで
もない。

【００４６】

【発明の効果】以上のように、本発明の真空処理装置に
よれば、反応ガスのガス供給部を兼ねる他方の電極に、
個別のガス供給系統を介して反応ガスのガス供給源に配
管接続された複数のガス導入部を、真空チャンバの内部
に反応ガスを均等な分布で導入できる配置で設けた構成
としたので、従来装置のような単一のガス導入部に近い
ガス吹出口から多くの反応ガスが吹き出すことによる反
応ガスの分布の偏りを格段に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る真空処理装置
を示し、（ａ）はその構造を示す概略縦断面図、（ｂ）
は同装置における上部電極の底面図。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る真空処理装置
における上部電極および下部電極を示す斜視図。

【図３】本発明の第３の実施の形態に係る真空処理装置
における上部電極を示し、（ａ）は下方から見た斜視
図、（ｂ）は上方から見た斜視図。

【図４】本発明の第４の実施の形態に係る真空処理装置
における上部電極を示す下方から見た斜視図。

【図５】本発明の第５の実施の形態に係る真空処理装置
における上部電極を示す下方から見た斜視図。

【図６】本発明の第６の実施の形態に係る真空処理装置
の構造を示す概略縦断面図。

【図７】（ａ）は従来の真空処理装置の構造を示す概略
縦断面図、（ｂ）はその処理装置で成膜した被処理基板
の膜厚分布の説明図。

【図８】（ａ）は従来の他の真空処理装置の構造を示す
概略縦断面図、（ｂ）はその処理装置における上部電極
の斜視図、（ｃ）はその処理装置で成膜した被処理基板
の膜厚分布の説明図。

【符号の説明】

１ 真空チャンバ ６ ガス供給系統 ７ ガス供給源 ９ 流量調節部 １３，１８ 下部電極（一方の電極） １４，１７ 被処理基板 ２８、４０，４７，６２，６９，７４ 上部電極（他方
の電極） ３０，４９，７８ シャワープレート ３１，４１，４２，５０，６３，６４，７０，７１，７
９ ガス吹出孔 ３２，５１，５２ 仕切り壁体 ３３，５４ 中央領域ガス空間部（ガス空間部） ３４，５８ 周辺領域ガス空間部（ガス空間部） ３７〜３９，８１，８７ ガス導入部 ４０Ａ，６２Ｂ，６９Ｂ 中央電極部 ４０Ｂ，６２Ａ，６９Ａ 周辺電極部 ４３，４４，５９〜６１，６７，６８，７２，７３ ガ
ス導入管（ガス導入部） ５７ 中間領域ガス空間部（ガス空間部） ８４ 補助用ガス吹出孔 Ｇ 反応ガス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｍ Ｆターム(参考） 4K030 EA01 EA05 EA06 FA03 JA05 KA17 LA15 LA18 4K057 DM01 DM02 DM07 DM08 DM37 DN01 DN02 5F004 AA01 BA04 BB11 BB28 5F045 AA08 BB01 BB02 DP01 DP02 DP03 DQ10 EF04 EF05 EH12 EH13 EH14

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部を真空に排気される真空チャンバ
   と、 前記真空チャンバの内部に設けられて被処理基板が取り
   付けられる一方の電極と、 前記一方の電極に相対向する配置で前記真空チャンバの
   内部に設けられ、反応ガスをガス吹出孔から前記真空チ
   ャンバの内部に導入するガス供給部を兼ねる他方の電極
   とを有し、 前記他方の電極に、個別のガス供給系統を介して反応ガ
   スのガス供給源に配管接続された複数のガス導入部が、
   前記真空チャンバの内部に反応ガスを均等な分布で導入
   できる配置で設けられていることを特徴とする真空処理
   装置。
2. 【請求項２】 ガス供給系統は、個々に独立して制御で
   きる流量調節部を有している請求項１に記載の真空処理
   装置。
3. 【請求項３】 他方の電極は、微小な径のガス吹出孔が
   均等な配置で形成されたシャワープレートが一方の電極
   に対向する側に配置されたガス空間を有するとともに、
   このガス空間の内部が仕切り壁体によって複数のガス空
   間部に区分され、その各ガス空間部に、それぞれ個別の
   ガス供給系統を介してガス供給源に配管接続されたガス
   導入部が設けられた構成になっている請求項１または請
   求項２に記載の真空処理装置。
4. 【請求項４】 他方の電極は、微小な径のガス吹出孔が
   均等な配置で形成されて互いに相似形の環状形状となっ
   た中央電極部と周辺電極部とを少なくとも有し、前記周
   辺電極部が前記中央電極部に対し一定の間隙を存してそ
   の周囲に配置され、前記各電極部に、それぞれ個別のガ
   ス供給系統を介してガス供給源に配管接続されたガス導
   入部が設けられた構成になっている請求項１または請求
   項２に記載の真空処理装置。
5. 【請求項５】 内部を真空に排気される真空チャンバ
   と、 前記真空チャンバの内部に設けられて被処理基板が取り
   付けられる一方の電極と、 前記一方の電極に上下方向で相対向する配置で前記真空
   チャンバの内部に設けられ、反応ガスをガス吹出孔から
   前記真空チャンバの内部に導入するガス供給部を兼ねる
   他方の電極と、 前記真空チャンバの側壁部に沿って等間隔で環状の配置
   で多数個形成され、反応ガスを前記真空チャンバの内部
   に導入する補助用ガス吹出孔とを有し、 前記他方の電極および補助用ガス吹出孔が、流量調節部
   を個々に有する個別のガス供給経路を介してガス供給源
   にそれぞれ配管接続されていることを特徴とする真空処
   理装置。