CN107663629A - 高频波供给构造 - Google Patents

Abstract

本发明提供高频波供给构造。该高频波供给构造具备在规定方向X上延伸的中心导体、与中心导体同轴配置且接地的外侧导体、及设置在中心导体与外侧导体之间的圆筒形状的绝缘构件。中心导体的顶端是支承工件W的支承部。在比外侧导体靠外侧处配置有与外侧导体及中心导体同轴配置的防附着构件。防附着构件的顶端比外侧导体的顶端在规定方向X上更接近支承部。绝缘构件具有从外侧导体的开口向支承部侧突出的突出部分，突出部分在规定方向上与外侧导体的顶端对向。

Description

高频波供给构造

技术领域

本发明涉及对设置在腔室内的工件供给微波等高频波的高频波供给构造。

背景技术

日本特开平07-243035号公报公开了一种能够在一个腔室内进行将金属膜向工件蒸镀的第一处理和通过将微波等高频波向腔室内供给来对工件实施成膜的第二处理的成膜装置。

日本特开2006-83405号公报公开了一种将作为高频波的一例的微波向腔室内的工件供给的高频波供给构造。如图7所示，该文献所记载的高频波供给构造具备在规定方向上延伸的中心导体101、位于比中心导体101靠外侧处且与中心导体101同轴配置的筒状的外侧导体102、及配置在外侧导体102与中心导体101之间的圆筒形状的绝缘构件103。中心导体101从位于腔室110内的外侧导体102的开口突出。在中心导体101的顶端设有支承工件150的支承部104。

当向中心导体101供给微波时，如图7的箭头所示，微波在中心导体101与外侧导体102之间即在绝缘构件103内朝向支承部104流动。这样，向工件150供给微波。于是，在腔室110内的工件150附近，供给到腔室110内的工艺气体通过微波而等离子化从而分解。分解后的工艺气体附着于工件150，由此在工件150生成以气体为原料的膜。

发明内容

当在日本特开平07-243035号公报所记载的成膜装置的腔室内进行第一处理时，金属不仅会附着于工件，也会附着于腔室的壁面或配置在腔室内的部件。因此，在日本特开平07-243035号公报的成膜装置中采用了日本特开2006-83405号公报的高频波供给构造的情况下，如图7所示，金属160会附着于高频波供给构造中的位于腔室110内的部分，中心导体101有时会因金属160而与外侧导体102相连。这种情况下，当外侧导体102接地时，通过高频波供给构造向工件150供给的高频波会经由金属160向外侧导体102泄漏。其结果是，难以向工件150供给高频波。

本发明的目的在于提供一种能够抑制难以向工件供给高频波的情况的高频波供给构造。

为了解决上述课题，根据本发明的第一形态，提供一种高频波供给构造，该高频波供给构造应用于在一个腔室内进行在工件上形成金属膜的处理和使用了高频波的对于工件的处理的成膜装置，造具备：中心导体，在规定方向上延伸且被输入高频波；筒状的外侧导体，位于比中心导体靠外侧处并与中心导体同轴配置，并且接地；及圆筒形状的绝缘构件，设置在中心导体与外侧导体之间，中心导体具有从外侧导体的开口沿规定方向突出的顶端，中心导体的顶端是支承工件的支承部。在比外侧导体靠外侧处配置有与外侧导体及中心导体同轴配置的筒状的防附着构件，防附着构件在规定方向上的支承部附近的端部具有顶端，外侧导体在规定方向上的支承部附近的端部具有顶端，防附着构件的顶端比外侧导体的顶端在规定方向上更接近所述支承部，绝缘构件具有从外侧导体的开口沿规定方向朝向支承部突出的突出部分，突出部分及防附着构件中的至少一方在规定方向上与外侧导体的顶端对向。

附图说明

图1是示意性地表示具备本发明的一实施方式的高频波供给构造的成膜装置的概略结构的剖视图。

图2是表示在高频波供给构造上附着有金属的状况的剖视图。

图3是表示在另一实施方式的高频波供给构造上附着有金属的状况的剖视图。

图4是表示在另一实施方式的高频波供给构造上附着有金属的状况的剖视图。

图5是表示在另一实施方式的高频波供给构造上附着有金属的状况的剖视图。

图6是表示在另一实施方式的高频波供给构造上附着有金属的状况的剖视图。

图7是表示在以往的高频波供给构造上附着有金属的状况的剖视图。

具体实施方式

以下，根据图1及图2来说明本发明的高频波供给构造的一个实施方式。

如图1所示，成膜装置10具备高频波供给构造30和内部成为真空气氛的腔室11。成膜装置10进行对配置在腔室内11的工件W形成钛膜等金属膜的第一处理和对形成有金属膜的工件W实施使用了微波的进一步成膜的第二处理。

另外，成膜装置10具备在腔室11内产生电弧放电的电弧放电产生装置20和向高频波供给构造30供给作为高频波的一例的微波的高频波输出装置12。高频波供给构造30在腔室11内支承工件W。成膜装置10具有经由高频波供给构造30将负的偏压向工件W施加的偏压电源13。

电弧放电产生装置20具备由钛等金属构成的蒸发源21和由铝等导电材料构成的阳极构件22。蒸发源21及阳极构件22的双方呈圆筒形状。阳极构件22配置于比蒸发源21靠内侧处且与蒸发源21同轴配置。从电源装置23向蒸发源21施加负的直流电压。阳极构件22接地。因此，在从电源装置23向蒸发源21施加负的直流电压的情况下，蒸发源21作为阴极发挥功能，阳极构件22作为阳极发挥功能。当在使未图示的撞击器与蒸发源21接触之后使撞击器从蒸发源21离开时，会在蒸发源21的内周面211与阳极构件22之间产生电弧放电。在电弧放电持续的期间，从蒸发源21的内周面211放出金属离子。

高频波供给构造30具备在蒸发源21及阳极构件22的中心轴的轴向即规定方向X上延伸的中心导体31和位于比中心导体31靠外侧处且与中心导体31同轴配置的筒状的外侧导体32。外侧导体32接地。外侧导体32的外周面322被实施了绝缘处理。中心导体31及外侧导体32从腔室11的外侧进入到内侧。中心导体31从外侧导体32的两个开口中的位于腔室11内的开口321沿规定方向X突出。中心导体31中的突出到外侧导体32的外侧的部分的顶端是支承工件W的支承部33。

另外，高频波供给构造30具有与中心导体31及外侧导体32的双方同轴配置的筒状的防附着构件34。防附着构件34配置于比外侧导体32靠外侧处。防附着构件34的内周面341的直径比外侧导体32的外周面322的直径大。因此，防附着构件34不与外侧导体32接触。而且，防附着构件34由导电性材料构成，但不接地。防附着构件34经由用绝缘材料构成的密封构件14支承于腔室11的侧壁。

另外，防附着构件34具有规定方向X上的支承部33附近的端部即顶端34e。外侧导体32具有规定方向X上的支承部33附近的端部即顶端32e。防附着构件34的顶端34e比外侧导体32的顶端32e离支承部33近，配置在图中上侧。

在中心导体31与外侧导体32之间设有圆筒形状的绝缘构件35。绝缘构件35由能够使微波通过的绝缘材料构成。绝缘构件35具有从外侧导体32的开口321沿规定方向X朝向支承部33突出的突出部分36。

如图1所示，突出部分36具有基端部位37和在规定方向X上比基端部位37离支承部33近的顶端部位38。基端部位37的外径比外侧导体32的内径大。基端部位37的外周面与防附着构件34的内周面341平行。因此，基端部位37的外径与规定方向X的位置无关而是恒定的。基端部位37在规定方向X上与外侧导体32的顶端32e对向。基端部位37的外周面是基端面371。

顶端部位38的外径随着在规定方向X上接近支承部33而变小。即，在规定方向X上越接近支承部33，则顶端部位38的外周面越接近中心导体31。顶端部位38的外周面是在规定方向X上配置于基端面371与支承部33之间的顶端面381。顶端部位38在规定方向X上的支承部33附近的端部具有顶端。顶端部位38的顶端是突出部分36的顶端36e。突出部分36的顶端36e比防附着构件34的顶端34e在规定方向X上离支承部33稍远。即，突出部分36的顶端36e位于比防附着构件34的顶端34e稍靠下侧处。在此，将突出部分36的外周面上的基端面371与顶端面381的交界称为“交界部分39”。

接着，依次说明由成膜装置10进行的第一处理及第二处理。

首先，在腔室11内通过支承部33支承工件W。于是，用于在工件W上形成金属膜的第一处理开始。在第一处理中，从偏压电源13输出的负的偏压经由中心导体31向工件W施加。而且，从电源装置23输出的负的直流电压向蒸发源21施加。在该状态下，若使撞击器与蒸发源21接触之后使其从蒸发源21离开，则在蒸发源21与阳极构件22之间产生电弧放电。在电弧放电持续的期间，以电弧放电为起因而从蒸发源21放出的金属离子附着于工件W。其结果是，在工件W上形成金属膜。

当金属膜向工件W的形成结束时，负的直流电压向蒸发源21的施加结束，在腔室11内，电弧放电被消弧。由此，不再从蒸发源21放出金属离子，第一处理结束。

在第一处理结束之后开始第二处理开始。在第二处理中，将工艺气体与氩等非活性气体一起向腔室11内的工件W的附近供给。作为工艺气体，可举出例如乙炔等碳氢气体。

在该状态下，将从偏压电源13输出的负的偏压经由中心导体31向工件W施加。而且，将从高频波输出装置12输出的微波向中心导体31输入。于是，在高频波供给构造30中，微波在中心导体31与外侧导体32之间朝向支承部33流动。这样，向工件W供给微波。于是，在腔室11内的工件W附近，供给到腔室11内的工艺气体通过微波而等离子化从而分解。并且，分解后的工艺气体附着于工件W，从而在工件W上生成以气体为原料的膜(例如，类金刚石碳膜)。

当进行第一处理时，以从蒸发源21放出的金属离子为起因的金属不仅会附着于工件W，也会附着于高频波供给构造30中的位于腔室11内的各部分的表面或腔室11的侧壁。

接着，参照图2，对高频波供给构造30的作用和效果一并进行说明。

如图2所示，通过配置于比外侧导体32靠外侧处的防附着构件34，能抑制金属MT向外侧导体32的外周面322附着。而且，突出部分36的基端部位37在规定方向X上与外侧导体32的顶端32e对向。因此，通过基端部位37中的与外侧导体32的顶端32e对向的部位，能抑制金属MT向外侧导体32的顶端32e附着。即，能抑制金属MT向外侧导体32附着。因此，能抑制中心导体31与外侧导体32导通。

另外，突出部分36的顶端面381与防附着构件34的内周面341之间的间隔比较宽。因此，金属MT有时会附着于顶端面381。另一方面，突出部分36的基端面371与防附着构件34的内周面341之间的间隔非常窄。具体而言，在以中心导体31的中心轴为中心的径向上，基端面371配置在与外侧导体32的外周面322相同的位置。因此，能够通过防附着构件34抑制金属向基端面371附着。由此，即使金属MT附着于突出部分36的顶端面381，也能够抑制中心导体31因附着于高频波供给构造30的金属MT而与外侧导体32导通。

若防附着构件34的顶端34e的规定方向X上的位置与绝缘构件35的突出部分36的基端面371与顶端面381之间的交界部分39的规定方向X上的位置大致相同，则中心导体31容易因附着于高频波供给构造30的金属MT而与防附着构件34相连。关于这一点，在本实施方式的高频波供给构造30中，如图2所示，防附着构件34的顶端34e的规定方向X上的位置与交界部分39的规定方向X上的位置错开。由此，即使金属MT附着于突出部分36的顶端面381或防附着构件34的顶端34e，中心导体31也不容易因金属MT而与防附着构件34相连。

当进行在工件W上形成金属膜MT的处理时，中心导体31有时会因附着于高频波供给构造30的金属而与防附着构件34相连。此时，在防附着构件34由导电性材料构成且防附着构件34接地的情况下，中心导体31会经由金属MT及防附着构件34与大地电连接，在位于中心导体31与外侧导体32之间的绝缘构件35内朝向支承部33流动的微波会向防附着构件34泄漏。关于这一点，本实施方式的防附着构件34虽然由导电性材料构成，但不接地。由此，即使假设中心导体31因附着于高频波供给构造30的金属MT而与防附着构件34相连，也能够抑制中心导体31与大地电连接。

因此，在金属MT附着于高频波供给构造30的状况下通过第二处理将微波向工件W供给时，通过避免中心导体31与外侧导体32及防附着构件34导通，在绝缘构件35内朝向支承部33流动的微波不容易向外侧导体32或防附着构件34泄漏。因此，微波不会难以向工件W供给。

在第一处理及第二处理的双方中，经由中心导体31向工件W施加偏压。此时，通过避免中心导体31与外侧导体32及防附着构件34导通，工件W与大地之间的电位差不容易变小。其结果是，在第一处理中，能够对工件W适当地形成金属膜。而且，在第二处理中，能够对工件W适当地形成类金刚石碳膜。

绝缘构件35具有从其内部向外部放出微波的面即出口面。在该出口面与中心导体31延伸的规定方向X正交的情况下，在绝缘构件35内朝向支承部33流动的微波相对于在出口面生成的金属膜大致垂直地入射。微波向金属膜的入射角越接近于垂直，越容易因金属膜而使微波在规定方向X上向支承部33的相反侧(在图2中为下侧)返回。

关于这一点，在本实施方式中，突出部分36的顶端面381作为出口面发挥功能，但顶端面381形成为，规定方向X的位置越接近支承部33，则顶端面381越接近中心导体31。因此，微波向在顶端面381生成的金属膜的入射角不是垂直的。因此，能够抑制微波因金属膜而在规定方向X上向与支承部33相反一侧返回。因此，微波不会难以向工件W供给。

另外，由于使突出部分36的顶端面381成为了如上所述的形状，因此在绝缘构件35内流动的微波由形成于顶端面381的金属膜向径向中心侧反射。其结果是，容易将通过了金属膜的微波向腔室11内的工件W供给。

上述实施方式也可以如以下那样变更。

在上述实施方式中，防附着构件34的顶端34e比突出部分36的顶端36e在规定方向X上离支承部33稍近。然而，只要能够通过防附着构件34抑制金属向外侧导体32的外周面322附着即可，也可以将防附着构件34的顶端34e以比突出部分36的顶端36e在规定方向X上离支承部33远的方式配置。例如，也可以将防附着构件34的顶端34e在规定方向X上配置于与交界部分39相同的位置，还可以将防附着构件34的顶端在规定方向X上配置于交界部分39与外侧导体32的顶端32e之间。

防附着构件34也可以由绝缘材料构成。这种情况下，即使中心导体31因附着于高频波供给构造30的金属而与防附着构件34相连，也能够抑制中心导体31与大地电相连。而且，这种情况下，也可以不对与防附着构件34的内周面341对向的外侧导体32的外周面322进行绝缘处理。

另外，在防附着构件34由绝缘材料构成的情况下，也可以使突出部分36的基端部位37的外径与防附着构件34的内径相等，使突出部分36的基端面371与防附着构件34的内周面341接触。

也可以从绝缘构件35的突出部分中省略与上述实施方式中的“顶端部位38”相当的部位，即，在规定方向X上随着接近支承部33而外径变小的部位。图3示出了具备这样的绝缘构件35A的高频波供给构造30的例子。在该结构中，也能够通过绝缘构件35A的突出部分36A及防附着构件34来抑制金属MT向外侧导体32附着，还能够抑制中心导体31与外侧导体32导通。

如图4所示，也可以使防附着构件34的一部分比外侧导体32在规定方向X上更接近支承部33。例如，将防附着构件34中的比外侧导体32在规定方向X上更接近支承部33的部分设为规定部分34A。这种情况下，规定部分34A的内径比外侧导体32的外径小。如图4所示，绝缘构件35B的突出部分36B具有：基端部位37B，具有与外侧导体32的内径相等的外径；及顶端部位38B，比基端部位37B在规定方向X上更接近支承部33。顶端部位38B的外径随着在规定方向X上接近支承部33而变小。这种情况下，基端部位37B的外周面成为基端面371B，顶端部位38B的外周面成为顶端面381B。在该结构中，也能够通过突出部分36B及防附着构件34来抑制金属MT向外侧导体32附着，还能够抑制中心导体31与外侧导体32导通。

图5是在突出部分未设置与上述实施方式中的“顶端部位38”相当的部位的例子、即图3所示的例子的变更例。在这种情况下，也可以如图5所示那样，使防附着构件34的规定部分34A的内径比外侧导体32的外径小。在该结构中，也能够通过绝缘构件35C的突出部分36C及防附着构件34来抑制金属MT向外侧导体32附着，还能够抑制中心导体31与外侧导体32导通。

另外，若规定部分34A的内径比外侧导体32的内径小，则也可以在突出部分36C的外周面与防附着构件34的内周面341的间隔不会变宽的范围内使突出部分36C的外径比外侧导体32的内径小。

如图6所示，若规定部分34A的内径比外侧导体32的外径小且比外侧导体32的内径大，则也可以使绝缘构件35D的突出部分36D的外径比外侧导体32的内径大且比外侧导体32的外径小。这种情况下，突出部分36D及规定部分34A的双方在规定方向X上与外侧导体32的顶端32e对向。在该结构中，也能够通过突出部分36D及防附着构件34来抑制金属MT向外侧导体32附着，还能够抑制中心导体31与外侧导体32导通。

中心导体也可以具备在规定方向上延伸的长条状的延伸构件和设置在延伸构件的顶端并对工件W进行支承的支承构件。这种情况下，支承构件作为支承部33发挥功能。

通过高频波供给构造向工件W供给的高频波只要能够进行对于工件W的某些处理即可，也可以是频率与微波不同的其他高频波，例如RF(13.56MHz)。需要说明的是，“RF”是“Radio Frequency(射频)”的缩写。

使用了微波等高频波的第二处理也可以不是在工件W的表面上形成膜的处理，而是对工件W的表面实施蚀刻的处理。

作为对工件W形成金属膜的装置，可以是使腔室11内产生电弧放电的装置以外的其他装置。作为这样的其他装置，可举出例如通过施加热量使蒸发源升温而使蒸发源的一部分蒸发，并使蒸发的金属附着于工件W的装置。

Claims (6)

1.一种高频波供给构造，应用于在一个腔室内进行在工件上形成金属膜的处理和使用了高频波的对于工件的处理的成膜装置，具备：

中心导体，在规定方向上延伸且被输入高频波；

筒状的外侧导体，位于比所述中心导体靠外侧处且与所述中心导体同轴配置，并且接地；及

圆筒形状的绝缘构件，设置在所述中心导体与所述外侧导体之间，

所述中心导体具有从所述外侧导体的开口沿所述规定方向突出的顶端，所述中心导体的顶端是支承所述工件的支承部，其中，

在比所述外侧导体靠外侧处配置有与所述外侧导体及所述中心导体同轴配置的筒状的防附着构件，所述防附着构件在所述规定方向上的所述支承部附近的端部具有顶端，所述外侧导体在所述规定方向上的所述支承部附近的端部具有顶端，所述防附着构件的顶端比所述外侧导体的顶端在所述规定方向上更接近所述支承部，

所述绝缘构件具有从所述外侧导体的开口沿所述规定方向朝向所述支承部突出的突出部分，

所述突出部分及所述防附着构件中的至少一方在所述规定方向上与所述外侧导体的顶端对向。

2.根据权利要求1所述的高频波供给构造，

所述绝缘构件在所述突出部分具有外周面，

所述突出部分的外周面具有基端面和比所述基端面在所述规定方向上更接近所述支承部的顶端面，

所述绝缘构件的顶端面构成为，在所述规定方向上越接近所述支承部，则该顶端面越接近所述中心导体。

3.根据权利要求2所述的高频波供给构造，

所述绝缘构件在所述突出部分具有基端部位和比所述基端部位在所述规定方向上更接近所述支承部的顶端部位，

所述基端部位具有与所述规定方向的位置无关而恒定的外径，

所述顶端部位具有随着在所述规定方向上接近所述支承部而变小的外径，

所述基端部位的外周面是所述基端面，所述顶端部位的外周面是所述顶端面。

4.根据权利要求2或3所述的高频波供给构造，

所述防附着构件的顶端在所述规定方向上的位置比所述绝缘构件的突出部分中的基端面与顶端面之间的交界部分更接近所述支承部。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的高频波供给构造，

所述防附着构件具有比所述外侧导体的外径大的内径，

所述防附着构件不接地。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的高频波供给构造，

所述防附着构件由绝缘材料构成。