CN108690965B - 等离子体处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种等离子体处理装置，其可根据旋转体的表面的经过速度不同的位置来对通过旋转体而循环搬送的工件进行所期望的等离子体处理。本发明包括：真空容器；旋转体；通过旋转体的旋转而以圆周的搬送路径循环搬送工件的搬送部；筒部，在一端的开口朝向真空容器的内部的搬送路径的方向上延伸存在；窗部，将筒部的气体空间与外部之间加以划分；供给部，将工艺气体供给至气体空间；以及天线，通过施加电力而在气体空间的工艺气体中产生对经过搬送路径的工件进行等离子体处理的电感耦合等离子体，且具有调节部。

Description

等离子体处理装置
技术领域
本发明涉及一种等离子体(plasma)处理装置。
背景技术
在半导体装置或液晶显示器(display)或者光盘(disk)等各种制品的制造步骤中，有在例如晶片(wafer)或玻璃基板等工件(work)上形成光学膜等薄膜的情况。薄膜可通过相对于工件而形成金属等的膜的成膜、或对所形成的膜进行蚀刻(etching)、氧化或氮化等膜处理等而制作。
成膜或膜处理可利用各种方法来进行，作为其中之一，有使用等离子体的方法。在成膜中，将惰性气体导入至配置有靶材(target)的腔室(chamber)内，并施加直流电压。使经等离子体化的惰性气体的离子(ion)碰撞靶材，使自靶材撞出的材料堆积于工件而进行成膜。在膜处理中，将工艺气体(process gas)导入至配置有电极的腔室内，并对电极施加高频电压。使经等离子体化的工艺气体的离子、自由基等活性种碰撞工件上的膜，由此进行膜处理。
存在一种等离子体处理装置，其在一个腔室的内部安装有作为旋转体的旋转平台(table)，在旋转平台上方的周方向上配置有多个成膜用的单元(unit)与膜处理用的单元，以便可连续地进行此种成膜与膜处理(例如，参照专利文献1)。如上所述，将工件保持于旋转平台上来搬送，并使其在成膜单元与膜处理单元的正下方经过，由此形成光学膜等。
在使用旋转平台的等离子体处理装置中，作为膜处理单元，有时使用上端被封闭且下端具有开口部的筒形的电极(以下，称为“筒形电极”)。在使用筒形电极的情况下，在腔室的上部设置开口部，将筒形电极的上端介隔绝缘物而安装于所述开口部。筒形电极的侧壁在腔室的内部延伸存在，且下端的开口部介隔微小的间隙而面向旋转平台。腔室接地，筒形电极作为阳极(anode)而发挥功能，腔室与旋转平台作为阴极(cathode)而发挥功能。将工艺气体导入至筒形电极的内部并施加高频电压，从而产生等离子体。所产生的等离子体中所含的电子流入至作为阴极的旋转平台侧。使被旋转平台保持的工件在筒形电极的开口部之下经过，由此通过等离子体而生成的离子、自由基等活性种碰撞工件来进行膜处理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1日本专利第4428873号公报
专利文献2日本专利第3586198号公报
发明内容
发明所要解决的问题
近年来，成为处理对象的工件大型化，另外，也要求提高处理效率，因此有产生等离子体来进行成膜、膜处理的区域扩大的倾向。但是，在对筒形电极施加电压而产生等离子体的情况下，有时难以产生广范围、高密度的等离子体。
因此，开发一种等离子体处理装置，其可产生相对较广范围、高密度的等离子体来对大型的工件进行膜处理(例如，参照专利文献2)。关于此种等离子体处理装置，天线在与导入工艺气体的气体空间之间介隔介电体等窗构件而配置于腔室外。而且，通过对天线施加高频电压而在气体空间内产生由电感耦合所带来的等离子体来进行膜处理。
在使用如上所述的旋转平台的等离子体处理装置中，考虑如下情况：使用利用电感耦合等离子体的膜处理部作为膜处理单元。认为：所述情况下，为了抑制介电体等窗的重量的增加，而将旋转平台的周方向上的介电体等窗的宽度设为一定。伴随于此，也认为旋转平台的周方向上的进行膜处理的范围即处理区域的宽度在沿旋转平台的径向的方向上平行地形成。然而，在旋转平台的内周侧与外周侧，在旋转平台的表面的经过处理区域的速度方面产生不同。即，同一距离内的经过速度在旋转平台的外周侧快，在内周侧慢。在如上所述处理区域的宽度在沿旋转平台的径向的方向上平行地形成的情况下，旋转平台的表面的外周侧与内周侧相比，会以更短时间经过处理区域。因此，一定时间处理后的膜处理速率在外周侧小，在内周侧大。
如此，例如，在对由成膜部形成的铌或硅的膜进行作为膜处理的氧化或氮化处理并生成化合物膜的情况下，在旋转平台的内周侧与外周侧，铌或硅的膜的氧化或氮化的程度会大不相同。因此，难以实现欲对工件的整体进行均匀处理的情况或改变工件的所期望的位置的处理的程度的情况。
例如，在将作为工件的半导体等晶片在旋转平台上沿周方向呈一列排列而进行等离子体处理时，也产生所述问题。进而，就处理的效率化等观点而言，于在径向上也排列多个而进行等离子体处理的情况下，成为更显著的问题。具体而言，若旋转平台的半径超过1.0m，且旋转平台的半径方向上的处理区域的宽度大至达到0.5m的程度，则内周侧与外周侧的处理速率的差会变得非常大。
本发明的目的在于提供一种等离子体处理装置，其可根据旋转体的表面的经过速度不同的位置而对通过旋转体而循环搬送的工件进行所期望的等离子体处理。
解决问题的技术手段
为了达成所述目的，本发明的等离子体处理装置包括：真空容器，可将内部设为真空；搬送部，设置于所述真空容器内，具有搭载工件并旋转的旋转体，通过使所述旋转体旋转而以圆周的搬送路径循环搬送所述工件；筒部，在一端的开口朝向所述真空容器的内部的所述搬送路径的方向上延伸存在；窗部，设置于所述筒部，将所述筒部的内部与所述旋转体之间的导入工艺气体的气体空间和所述气体空间的外部之间加以划分；供给部，将所述工艺气体供给至所述气体空间；以及天线，配置于所述气体空间的外部且为所述窗部的附近，通过施加电力而在所述气体空间的工艺气体中产生电感耦合等离子体，所述电感耦合等离子体用来对经过所述搬送路径的工件进行等离子体处理；并且所述供给部自所述旋转体的表面经过进行所述等离子体处理的处理区域的时间不同的多个部位供给所述工艺气体，且具有调节部，所述调节部根据所述经过的时间来对所述供给部的多个部位的每单位时间的工艺气体的供给量个别地调节。
可包括：多个供给口，与所述供给部供给工艺气体的多个部位对应地设置；及分散板，空开间隔地配置于与所述供给口对向的位置，使自所述供给口供给的所述工艺气体分散并流入至所述气体空间。
所述分散板与所述供给口之间的所述工艺气体的流路可在所述旋转体侧被封闭并且在所述窗部侧连通于所述气体空间。
所述调节部可根据与所述搬送路径交叉的方向上的位置来对自各供给口导入的工艺气体的供给量进行调节。
具有成膜部，所述成膜部设置于与在所述搬送路径上所循环搬送的工件对向的位置，通过溅射而使成膜材料堆积于所述工件来形成膜，可对通过所述成膜部而堆积于工件的成膜材料的膜进行利用所述电感耦合等离子体的膜处理。
所述供给口与所述成膜部形成膜的区域对应并设置于沿所述搬送路径的圆环状的成膜区域，并且也设置于成膜区域外，设置于所述成膜区域外的所述供给口可自所述调节部的所述工艺气体的供给量的调节对象中排除。
所述供给口可在沿所述搬送路径的方向上配设于隔着所述气体空间而对向的位置。
所述调节部可根据形成于所述工件的膜厚及所述经过的时间来对自各气体导入口导入的工艺气体的供给量进行调节。
发明的效果
根据本发明，可根据旋转体的表面的经过速度不同的位置来对通过旋转体而循环搬送的工件进行所期望的等离子体处理。
附图说明
图1是实施方式的等离子体处理装置的透视立体图。
图2是实施方式的等离子体处理装置的透视平面图。
图3是图2的A-A线剖面图。
图4是图2的B-B线剖面图。
图5是表示图4的A部位的详细情况的放大图。
图6是表示实施方式的处理单元的分解立体图。
图7是表示实施方式的处理单元的透视平面图。
图8是表示工艺气体的流路的示意图。
图9是表示实施方式的天线的立体图。
图10是表示实施方式的控制装置的构成的方块图。
图11是表示比较例及实施例的试验结果的图表。
符号的说明
100：等离子体处理装置；
20：真空容器；
20a：顶板；
20b：内底面；
20c：内周面；
21：真空室；
21a：开口；
21b：O型环；
22：排气口；
23：排气部；
24：导入口；
25：气体供给部；
30：搬送部；
31：旋转体；
32：马达；
33：保持部；
34：托盘；
40、40A、40B、40C：成膜部；
4：溅射源；
41、41A、41B、41C：靶材；
42：背板；
43：电极；
44：划分部；
5：处理单元；
50、50A、50B：膜处理部；
51：筒状体；
51a：开口；
51b：外凸缘；
511：内凸缘；
511a、511b、511c：棚面；
512、512A～512D、512a～512d：供给口；
52：窗部；
53：供给部；
53a、53b、53c：配管；
54：调节部；
54a：质流控制器(MFC)；
55：天线；
55a：射频(RF)电源；
55b：匹配器；
551、551a～551d：导体；
552：电容器；
56：冷却部；
57：分散部；
57a：分散板；
6：电源部；
60：负载锁部；
70：控制装置；
71：机构控制部；
72：电源控制部；
73：气体控制部；
74：存储部；
75：设定部；
76：输入输出控制部；
77：输入装置；
78：输出装置；
E：排气；
T：搬送路径；
M1、M3：膜处理部位；
M2、M4、M5：成膜部位；
G：反应气体；
G1：溅射气体；
G2：工艺气体；
H：筒部；
Ho：开口；
F：成膜区域；
R：气体空间；
W：工件；
A：部位；
A-A、B-B：剖面线。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式(以下，称为本实施方式)进行具体说明。
概要
图1所示的等离子体处理装置100是利用等离子体而在各个工件W的表面形成化合物膜的装置。即，如图1～图3所示，关于等离子体处理装置100，若旋转体31旋转，则被保持部33保持的托盘34上的工件W以圆周的轨迹移动。通过所述移动，工件W反复经过与成膜部40A、成膜部40B或成膜部40C对向的位置。每次所述经过时，通过溅射而使靶材41A～靶材41C的粒子附着于工件W的表面。另外，工件W反复经过与膜处理部50A或膜处理部50B对向的位置。每次所述经过时，附着于工件W的表面的粒子与所导入的工艺气体G2中的物质进行化合而成为化合物膜。
构成
如图1～图3所示，此种等离子体处理装置100包括：真空容器20、搬送部30、成膜部40A、成膜部40B、成膜部40C、膜处理部50A、膜处理部50B、负载锁(load lock)部60、控制装置70。
真空容器
真空容器20是可将内部设为真空的容器即所谓的腔室。真空容器20在内部形成真空室21。真空室21是由真空容器20的内部的顶板20a、内底面20b及内周面20c包围而形成的圆柱形状的密闭空间。真空室21具有气密性，且可通过减压而设为真空。此外，真空容器20的顶板20a以可开闭的方式构成。
向真空室21的内部的规定区域导入反应气体G。反应气体G包含成膜用的溅射气体G1、膜处理用的工艺气体G2(参照图3)。在以下的说明中，在不对溅射气体G1、工艺气体G2加以区别的情况下，有时称为反应气体G。溅射气体G1是用来利用通过施加电力而产生的等离子体，使产生的离子碰撞靶材41A～靶材41C，从而使靶材41A～靶材41C的材料堆积于工件W的表面的气体。例如，可将氩气等惰性气体用作溅射气体G1。
工艺气体G2是用来使利用通过电感耦合而产生的等离子体，使产生的活性种浸透至堆积于工件W的表面的膜，从而形成化合物膜的气体。以下，有时将此种利用等离子体的表面处理即不使用靶材41A～靶材41C的处理称为逆溅射。工艺气体G2可根据处理的目的而适当变更。例如，在进行膜的氮氧化的情况下，使用氧气O2与氮气N2的混合气体。
如图3所示，真空容器20具有排气口22、导入口24。排气口22是用来确保真空室21与外部之间的气体流通而进行排气E的开口。所述排气口22例如形成于真空容器20的底部。在排气口22连接有排气部23。排气部23具有配管及未图示的泵、阀等。通过利用所述排气部23的排气处理，而将真空室21内减压。
导入口24是用来将溅射气体G1导入至各成膜部40A、成膜部40B、成膜部40C的开口。所述导入口24例如设置于真空容器20的上部。在所述导入口24连接有气体供给部25。除了配管以外，气体供给部25还具有未图示的反应气体G的气体供给源、泵、阀等。通过所述气体供给部25而将溅射气体G1自导入口24导入至真空室21内。此外，如后述，在真空容器20的上部设置有供膜处理部50A、膜处理部50B插入的开口21a。
搬送部
对搬送部30的概略进行说明。搬送部30具有设置于真空容器20内的旋转体31。旋转体31搭载工件W。搬送部30是通过使旋转体31旋转而以圆周的搬送路径T循环搬送工件W的装置。循环搬送是指使工件W以圆周的轨迹反复环绕移动。搬送路径T是通过搬送部30而使工件W或后述的托盘34移动的轨迹，且为环形形状的具有宽度的圆环。以下，对搬送部30的详细情况进行说明。
旋转体31是圆形的板状的旋转平台。旋转体31例如可采用在不锈钢的板状构件的表面喷镀有氧化铝者。以下，在简称为“周方向”时，是指“旋转体31的周方向”，在简称为“半径方向”时，是指“旋转体31的半径方向”。另外，在本实施方式中，作为工件W的示例，使用平板状的基板，但进行等离子体处理的工件W的种类、形状及材料并不限定于特定者。例如，也可使用中心具有凹部或者凸部的经弯曲的基板。另外，也可使用包含金属、碳(carbon)等导电性材料的基板，包含玻璃或橡胶等绝缘物的基板，包含硅等半导体的基板。另外，进行等离子体处理的工件W的数量也并不限定于特定的数量。
除了旋转体31以外，搬送部30还具有马达32、保持部33。马达32是提供驱动力并使旋转体31以圆的中心为轴进行旋转的驱动源。保持部33是对通过搬送部30而搬送的托盘34加以保持的构成部。在旋转体31的表面，多个保持部33配设于圆周等配位置。本实施方式中所述的旋转体31的表面在旋转体31为水平方向的情况下是朝向上方的面即项面。例如，各保持部33保持托盘34的区域是以与旋转体31的周方向的圆的切线平行的朝向来形成，且在周方向上等间隔地设置。更具体而言，保持部33是保持托盘34的槽、孔、凸起、夹具、固定器等，且可通过机械吸盘(mechanical chuck)、粘着吸盘来构成。
托盘34是在方形状的平板的一侧具有搭载工件W的平坦的载置面的构件。作为托盘34的材质，优选为设为热传导性高的材质、例如金属。在本实施方式中，将托盘34的材质设为不锈钢(SUS)。此外，托盘34的材质例如也可设为热传导性佳的陶瓷或树脂或者这些的复合材。相对于托盘34的载置面，工件W可直接搭载，也可介隔具有粘着片的框架等而间接搭载。相对于每个托盘34，可搭载单个工件W，也可搭载多个工件W。
在本实施方式中，设置有六个保持部33，因此，在旋转体31上以60°的间隔来保持六个托盘34。但是，保持部33可为一个，也可为多个。旋转体31循环搬送搭载有工件W的托盘34并使其反复经过与成膜部40A、成膜部40B、成膜部40C、膜处理部50A、膜处理部50B对向的位置。
成膜部
成膜部40A、成膜部40B、成膜部40C是设置于与在搬送路径T上所循环搬送的工件W对向的位置且通过溅射而使成膜材料堆积于工件W来形成膜的处理部。以下，在不对多个成膜部40A、成膜部40B、成膜部40C加以区别的情况下，以成膜部40的形式进行说明。如图3所示，成膜部40具有溅射源4、划分部44、电源部6。
(溅射源)
溅射源4是通过溅射而使成膜材料堆积于工件W来进行成膜的成膜材料的供给源。如图2及图3所示，溅射源4具有靶材41A、靶材41B、靶材41C、背板(backing plate)42、电极43。靶材41A、靶材41B、靶材41C是由堆积于工件W而成为膜的成膜材料形成，配置于与搬送路径T隔开且对向的位置。
在本实施方式中，三个靶材41A、靶材41B、靶材41C设置于俯视时在三角形的顶点上排列的位置。自靠近旋转体31的旋转中心处朝向外周，而以靶材41A、靶材41B、靶材41C的顺序配置。以下，在不对靶材41A、靶材41B、靶材41C加以区别的情况下，以靶材41的形式进行说明。靶材41的表面与通过搬送部30而移动的工件W隔开且对向。此外，可通过三个靶材41A、靶材41B、靶材41C而附着成膜材料的区域大于半径方向上的托盘34的大小。如上所述，与由成膜部40成膜的区域对应，将沿搬送路径T的圆环状的区域设为成膜区域F(以图2的点线表示)。成膜区域F的半径方向上的宽度长于半径方向上的托盘34的宽度。另外，在本实施方式中，三个靶材41A～靶材41C配置为可在成膜区域F的半径方向上的整个宽度区域无间隙地附着成膜材料。
作为成膜材料，例如使用铌、硅等。但是，若为通过溅射而进行成膜的材料，则可应用各种材料。另外，靶材41例如为圆柱形状。但是，也可为长圆柱形状、角柱形状等其他形状。
背板42是对各靶材41A、靶材41B、靶材41C个别地保持的构件。电极43是用来自真空容器20的外部对各靶材41A、靶材41B、靶材41C个别地施加电力的导电性构件。对各靶材41A、靶材41B、靶材41C施加的电力可个别地改变。此外，在溅射源4中视需要而适当具备磁铁、冷却机构等。
(划分部)
划分部44是将通过溅射源4而使工件W成膜的成膜部位M2、成膜部位M4、成膜部位M5、进行膜处理的膜处理部位M1、膜处理部位M3加以划分的构件。如图2所示，划分部44是自搬送部30的旋转体31的旋转中心呈放射状配设的方形的壁板。例如，如图1所示，划分部44设置于真空室21的顶板20a的膜处理部50A、成膜部40A、膜处理部50B、成膜部40B、成膜部40C之间。划分部44的下端空开供工件W经过的间隙且与旋转体31对向。通过存在所述划分部44，可抑制成膜部位M2、成膜部位M4、成膜部位M5的反应气体G及成膜材料扩散至真空室21。
成膜部位M2、成膜部位M4、成膜部位M5的水平方向上的范围成为由一对划分部44划分的区域。此外，通过旋转体31而循环搬送的工件W反复经过成膜部位M2、成膜部位M4、成膜部位M5的与靶材41对向的位置，由此成膜材料以膜的形式堆积于工件W的表面。所述成膜部位M2、成膜部位M4、成膜部位M5是进行大部分成膜的区域，但即便是超出所述区域的区域，也有成膜材料的泄露，因此并非完全没有膜的堆积。即，进行成膜的区域成为稍微广于各成膜部位M2、成膜部位M4、成膜部位M5的区域。
(电源部)
电源部6是对靶材41施加电力的构成部。通过利用所述电源部6对靶材41施加电力，从而产生经等离子体化的溅射气体G1。而且，通过等离子体而产生的离子碰撞靶材，由此可使自靶材撞出的成膜材料堆积于工件W。对各靶材41A、靶材41B、靶材41C施加的电力可个别地改变。在本实施方式中，电源部6例如是施加高电压的直流(Direct Current，DC)电源。此外，在为进行高频溅射的装置的情况下，也可设为射频(Radio Frequency，RF)电源。另外，电源部6可针对每个成膜部40A、成膜部40B、成膜部40C而设置，也可针对多个成膜部40A、成膜部40B、成膜部40C而仅设置一个。在仅设置一个电源部6的情况下，切换使用电力的施加。旋转体31与经接地的真空容器20为相同电位，通过对靶材41侧施加高电压而产生电位差。
多个成膜部40A、成膜部40B、成膜部40C通过使用相同的成膜材料来同时成膜，可提高一定时间内的成膜量即成膜速率。另外，成膜部40A、成膜部40B、成膜部40C也可通过使用彼此不同种类的成膜材料来形成包含多种成膜材料的层的膜。
在本实施方式中，如图2所示，在搬送路径T的搬送方向上，在与膜处理部50A、膜处理部50B之间配设有三个成膜部40A、成膜部40B、成膜部40C。成膜部位M2、成膜部位M4、成膜部位M5与三个成膜部40A、成膜部40B、成膜部40C相对应。膜处理部位M1、膜处理部位M3与两个膜处理部50A、膜处理部50B相对应。
膜处理部
膜处理部50A、膜处理部50B是对堆积于通过搬送部30而搬送的工件W上的材料进行膜处理的处理部。所述膜处理是不使用靶材41的逆溅射。以下，在不对膜处理部50A、膜处理部50B加以区别的情况下，以膜处理部50的形式进行说明。膜处理部50具有处理单元5。参照图3～图6对所述处理单元5的构成例进行说明。
如图3及图4所示，处理单元5具有筒部H、窗部52、供给部53、调节部54(参照图8)、天线55。筒部H是在一端的开口Ho朝向真空容器20的内部的搬送路径T的方向上延伸存在的筒状的构成部。筒部H具有筒状体51、冷却部56、分散部57。这些构成筒部H的构件中，首先，对筒状体51进行说明，关于冷却部56、分散部57，将于后叙述。筒状体51是水平剖面为圆角长方形状的筒。此处所述的圆角长方形状是田径运动的跑道形状。跑道形状是指如下形状：将一对部分圆以使凸侧相反的方向分隔且对向，并利用彼此平行的直线将各自的两端连结而成的形状。筒状体51设为与旋转体31相同的材质。筒状体51是以使开口51a与旋转体31侧隔开且相向的方式插入至设置于真空容器20的顶板20a上的开口21a。由此，筒状体51的大部分侧壁收容于真空室21内。筒状体51以其长径方向与旋转体31的半径方向成为平行的方式配置。此外，无需为严格的平行，也可稍微倾斜。另外，作为等离子体处理即膜处理的区域的处理区域是与筒状体51的开口51a为相似形状的圆角长方形状。即，处理区域的旋转方向上的宽度在半径方向上相同。
如图4及图5所示，在筒状体51的一端跨及整个周而形成有内凸缘511。内凸缘511是如下厚壁部：以与外周正交的垂直剖面成为L字形的方式，筒状体51的一端的内缘跨及整个周并突出而成的厚壁部。所述内凸缘511的最内缘是与筒状体51的剖面为大致相似形状的圆角长方形的开口51a。内凸缘511具有随着自筒状体51的内壁向开口51a靠近而逐渐变低的棚面511a、棚面511b、棚面511c，因此成为阶梯状。
如图7及图8所示，在内凸缘511形成有多个供给口512A～供给口512D、供给口512a～供给口512d。以下，在不对各供给口512A～供给口512D、供给口512a～供给口512d加以区别的情况下，以供给口512的方式进行说明。如图4及图5所示，供给口512是将工艺气体G2供给至筒状体51内的孔。如图5所示，各供给口512以成为L字形的方式自棚面511a贯通至开口51a。
此处，若将旋转体31上所搭载的工件W的旋转体31的中心侧(内周侧)与外周侧加以比较，在经过一定距离的速度方面产生差。即，在本实施方式中，筒状体51以长径方向与旋转体31的半径方向成为平行的方式配置。而且，形成有多个供给口512的开口51a的直线部分在半径方向上成为彼此平行。在为此种构成的情况下，关于工件W经过筒状体51的下部的一定距离的时间，旋转体31的外周侧短于内周侧。因此，多个供给口512设置于旋转体31的表面经过进行等离子体处理的处理区域的时间不同的多个部位。排列设置多个供给口512的方向与搬送路径T交叉。进而，供给口512配设于隔着气体空间R而对向的位置。隔着气体空间R而对向的供给口512的排列方向沿搬送路径T。
更具体而言，如图8所示，供给口512A～供给口512D沿筒状体51的长边方向即长径方向的一内壁而等间隔地排列设置。另外，供给口512a～供给口512d沿筒状体51的长边方向的另一内壁而等间隔地排列设置。供给口512A～供给口512D自内周侧向外周侧而以供给口512A、供给口512B、供给口512C、供给口512D的顺序排列。同样地，供给口512a～供给口512d以供给口512a、供给口512b、供给口512c、供给口512d的顺序排列。供给口512A～供给口512D配置于搬送路径T的下游侧，供给口512a～供给口512d配置于搬送路径T的上游侧。而且，供给口512A与供给口512a、供给口512B与供给口512b、供给口512C与供给口512c、供给口512D与供给口512d分别在下游侧与上游侧对向。
进而，如图4所示，在筒状体51的与开口51a相反的一侧的端部形成有外凸缘51b。在外凸缘51b的下表面与真空容器20的顶面之间配设有跨及整个周的O型环21b，从而气密地密封开口21a。
窗部52是设置于筒部H且将真空容器20内的导入工艺气体G2的气体空间R与外部之间加以划分的构件。在本实施方式中，窗部52设置于构成筒部H的筒状体51。气体空间R是在膜处理部50中形成于旋转体31与筒部H的内部之间的空间，通过旋转体31而循环搬送的工件W反复经过。窗部52是收纳于筒状体51的内部且与筒状体51的水平剖面为大致相似形状的介电体的平板。窗部52载置于O型环21b上并将开口51a气密地密封，所述O型环21b嵌入至在棚面511b上呈周状形成的槽。此外，窗部52可为氧化铝等介电体，也可为硅等半导体。
如图4、图6及图8所示，供给部53将工艺气体G2供给至气体空间R。供给部53是自旋转体31的表面经过处理区域的时间不同的多个部位供给工艺气体G2的装置。所述多个部位与筒状体51的长边方向上的所述供给口512的配设位置相对应。具体而言，供给部53具有未图示的储气瓶等工艺气体G2的供给源及与其连接的配管53a、配管53b、配管53c。工艺气体G2例如为氧气及氮气。配管53a是来自各个工艺气体G2的供给源的一对路径。即，包含连接于氧气的供给源的路径与连接于氮气的供给源的路径。配管53a与供给口512的配置位置对应地设置四组。配管53b是连接一对路径即配管53a而成的一条路径。各配管53b分别连接于一列的各供给口512A～供给口512D。另外，自各配管53b分支的配管53c分别连接于另一列的各供给口512a～供给口512d。
经分支的配管53c的前端分别自外凸缘51b侧沿筒状体51的内壁延伸至开口51a侧并连接于供给口512的棚面511a侧的端部。配管53b也同样地连接于供给口512的棚面511a侧的端部。由此，供给部53经由如上所述排列设置的供给口512A～供给口512D、供给口512a～供给口512d，而自工件W经过的速度不同的多个部位将工艺气体G2供给至气体空间R。即，供给口512A～供给口512D、供给口512a～供给口512d与供给部53供给工艺气体G2的多个部位对应地设置。此外，在本实施方式中，最内周的供给口512A、供给口512a、最外周的供给口512D、供给口512d位于成膜区域F外。
如图8所示，调节部54根据与搬送路径T交叉的方向的位置来对自各供给口512导入的工艺气体G2的供给量进行调节。即，调节部54根据旋转体31的表面经过处理区域的时间来对供给部53的多个部位的每单位时间的工艺气体G2的供给量个别地调节。调节部54具有分别设置于配管53a的一对路径的质流控制器(Mass Flow Controller，MFC)54a。MFC54a是具有测量流体的流量的质量流量计与控制流量的电磁阀的构件。
如图4、图7及图9所示，天线55是产生用来对经过搬送路径T的工件W进行处理的电感耦合等离子体的构件。天线55配置于气体空间R的外部且为窗部52的附近。通过对天线55施加电力，从而产生由天线电流形成的磁场所诱导的电场，并将气体空间R的工艺气体G2等离子体化。天线55可根据其形状来改变所产生的电感耦合等离子体的分布形状。换句话说，电感耦合等离子体的分布形状可通过天线55的形状来决定。在本实施方式中，通过将天线55设为以下所示的形状，可产生与气体空间R的水平剖面为大致相似的形状的电感耦合等离子体。
天线55具有多个导体551a～导体551d及电容器552。多个导体551分别为带状的导电性构件，通过彼此介隔电容器552而连接，从而形成自平面方向观察时为圆角长方形的电路。所述天线55的外形是开口51a以下的大小。
各电容器552是大致圆柱形状，且串联连接于导体551a、导体551b、导体551c、导体551d之间。若仅由导体构成天线55，则电压振幅在电源侧的端部会变得过大，会局部地削弱窗部52。因此，通过分割导体而连接电容器552，在各导体551a、导体551b、导体551c、导体551d的端部产生小的电压振幅，从而抑制窗部52的削弱。
但是，在电容器552部分中，阻断导体551a、导体551b、导体551c、导体551d的连接性，等离子体密度降低。因此，与窗部52对向的导体551a、导体551b、导体551c、导体551d的端部构成为彼此在平面方向上产生重叠而自上下方向夹持电容器552。更具体而言，如图9所示，导体551a、导体551b、导体551c、导体551d相对于电容器552的连接端以剖面成为倒L字形的方式屈曲。在邻接的导体551a、导体551b的端部的水平面设置有自上下方向夹持电容器552的间隙。同样地，在导体551b、导体551c的端部的水平面、导体551c、导体551d的端部的水平面分别设置有自上下方向夹持电容器552的间隙。
在天线55处连接有用来施加高频电力的RF电源55a。在RF电源55a的输出侧串联连接有作为匹配电路的匹配器(matching box)55b。例如，将导体551d的一端与RF电源55a连接。在所述示例中，导体551a为接地侧。在RF电源55a与导体551d的一端之间连接有匹配器55b。匹配器55b通过使输入侧及输出侧的阻抗匹配，从而使等离子体的放电稳定化。
如图4～图6所示，冷却部56是外形的大小与筒状体51大致相同的圆角长方形状的筒形构件，且设置于其上表面与筒状体51的底面相接且相吻合的位置。虽未进行图示，但在冷却部56的内部设置有供冷却水流通的腔(cavity)。在腔处连通有连接于冷却器的供给口与排水口，所述冷却器是循环供给冷却水的冷却水循环装置。通过利用所述冷却器反复进行如下操作，从而将冷却部56冷却并抑制筒状体51及分散部57的加热，所述操作为自供给口供给经冷却的冷却水，在腔内流通并自排水口排出。
分散部57是外形的大小与筒状体51、冷却部56大致相同的圆角长方形状的筒形构件，且设置于其上表面与冷却部56的底面相接且相吻合的位置，在其底面设置有筒部H的开口Ho。在分散部57设置有分散板57a。分散板57a与供给口512空开间隔且配置于与供给口512对向的位置，使自供给口512导入的工艺气体G2分散并使其流入至气体空间R。分散部57的环状部分的水平方向上的宽度较筒状体51大在内侧设置有所述分散板57a的部分。
更具体而言，分散板57a自分散部57的内缘跨及整个周而竖立，超出冷却部56并延伸设置至接近窗部52的底面的位置。如图5所示，分散板57a与供给口512之间的工艺气体G2的流路在旋转体31侧被封闭并且在窗部52侧连通于气体空间R。即，在内凸缘511与分散板57a之间形成有上方沿窗部52的下表面而连通于窗部52的下方的气体空间R的环状的间隙。
此外，分散部57的底面与旋转体31的表面的垂直方向上的间隔具有可供搬送路径T中的工件W经过的长度。另外，分散板57a进入至筒状体51内的气体空间R，因此气体空间R中的等离子体的产生区域成为分散板57a的内侧的空间。此外，分散板57a与窗部52的距离例如设为1mm至5mm。若将所述距离设为5mm以下，则可防止在间隙中产生异常放电。
自供给部53经由供给口512而将工艺气体G2导入至气体空间R，并自RF电源55a对天线55施加高频电压。如此，介隔窗部52而在气体空间R产生电场并将工艺气体G2等离子体化。由此，产生电子、离子及自由基等活性种。
负载锁部
负载锁部60是在维持真空室21的真空的状态下，通过未图示的搬送设备，自外部将搭载有未处理的工件W的托盘34搬入至真空室21，并将搭载有处理完的工件W的托盘34搬出至真空室21的外部的装置。所述负载锁部60可应用周知的结构者，因此省略说明。
控制装置
控制装置70是对等离子体处理装置100的各部进行控制的装置。所述控制装置70例如可由专用的电子电路或者以规定的程序进行动作的计算机等来构成。即，关于与溅射气体G1及工艺气体G2对于真空室21的导入及排气相关的控制、电源部6、RF电源55a的控制、旋转体31的旋转的控制等，其控制内容已程序化。控制装置70通过可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)或中央处理器(Central Processing Unit，CPU)等处理装置来执行所述程序，可对应于多种多样的等离子体处理样式。
若列举具体经控制的对象，则为如下所述。即，马达32的旋转速度、等离子体处理装置100的初始排气压力、溅射源4的选择、对于靶材41及天线55的施加电力、溅射气体G1及工艺气体G2的流量、种类、导入时间及排气时间、成膜及膜处理的时间等。
尤其，在本实施方式中，控制装置70通过控制对于成膜部40的靶材41的电力的施加、来自气体供给部25的溅射气体G1的供给量来控制成膜速率。另外，控制装置70通过控制对于天线55的电力的施加、来自供给部53的工艺气体G2的供给量来控制膜处理速率。
参照假想的功能方块图即图10，对用来以所述方式执行各部的动作的控制装置70的构成进行说明。即，控制装置70具有机构控制部71、电源控制部72、气体控制部73、存储部74、设定部75、输入输出控制部76。
机构控制部71是对排气部23、气体供给部25、供给部53、调节部54、马达32、负载锁部60等的驱动源、电磁阀、开关、电源等进行控制的处理部。电源控制部72是控制电源部6、RF电源55a的处理部。例如，电源控制部72个别地控制对靶材41A、靶材41B、靶材41C施加的电力。在欲使成膜速率在工件W的整体中均匀的情况下，考虑所述内周侧与外周侧的速度差而以靶材41A<靶材41B<靶材41C的方式依次提高电力。即，只要和内周侧与外周侧的速度成比例地决定电力即可。但是，成比例的控制是一例，且速度越大，越提高电力，只要以处理速率变得均匀的方式设定即可。另外，针对欲加厚形成于工件W的膜厚的部位，只要提高对于靶材41的施加电力即可，针对欲减薄膜厚的部位，只要减低对于靶材41的施加电力即可。
气体控制部73是控制利用调节部54的工艺气体G2的导入量的处理部。例如，对来自各供给口512的工艺气体G2的每单位时间的供给量个别地控制。在欲使膜处理速率在工件W的整体中均匀的情况下，考虑所述内周侧与外周侧的速度差而将来自各供给口512的供给量自内周侧向外周侧依次增多。具体而言，将供给量设为供给口512A<供给口512B<供给口512C<供给口512D、供给口512a<供给口512b<供给口512c<供给口512d。即，只要和内周侧与外周侧的速度成比例地决定供给量即可。另外，根据形成于工件W的膜厚来对自各供给口512供给的工艺气体G2的供给量进行调节。即，针对加厚膜厚的部位，增多工艺气体G2的供给量，以使膜处理的量变多。而且，针对减薄膜厚的部位，减少工艺气体G2的供给量，以使膜处理的量变少。另外，例如，在对以越靠近内周侧，膜厚越厚的方式形成的膜进行膜处理的情况下，也可以越靠近内周侧，使工艺气体G2的供给量越多的方式设定。由此，也结合与所述速度的关系，结果也存在来自各供给口512的供给量变得均匀的情况。即，调节部54也可根据形成于工件W的膜厚及旋转体31经过处理区域的时间来对自各供给口512供给的工艺气体G2的供给量进行调节。此外，气体控制部73也控制溅射气体G1的导入量。
存储部74是存储本实施方式的控制中所需的信息的构成部。存储于存储部74的信息包含排气部23的排气量、对各靶材41施加的电力、溅射气体G1的供给量、对天线55施加的电力、每个供给口512的工艺气体G2的供给量。设定部75是将自外部输入的信息设定于存储部74的处理部。此外，对天线55施加的电力例如通过在旋转体31旋转一次的期间所成膜的所期望的膜厚与旋转体31的旋转速度(rpm)来决定。
进而，也可使对靶材41A、靶材41B、靶材41C施加的电力与来自供给口512A～供给口512D、供给口512a～供给口512d的工艺气体G2的供给量相关联。即，在将旋转体31的旋转速度(rpm)设为一定，且对靶材41A、靶材41B、靶材41C施加的电力由设定部设定的情况下，也可与其成比例地设定来自各供给口512A～供给口512D、供给口512a～供给口512d的供给量。另外，在将旋转体31的旋转速度(rpm)设为一定，且来自各供给口512A～供给口512D、供给口512a～供给口512d的供给量由设定部设定的情况下，也可与其成比例地设定对各靶材41A、靶材41B、靶材41C施加的电力。
此种设定例如可以如下方式进行。首先，预先通过实验等来求出膜厚与和其对应的施加电力或工艺气体G2的供给量的关系、施加电力与和其对应的工艺气体G2的供给量的关系。而且，预先将这些中的至少一者表化而存储于存储部74。而且，设定部75根据所输入的膜厚、施加电力或供给量并参照表来决定施加电力或供给量。
输入输出控制部76是对与成为控制对象的各部之间的信号的转换或输入输出进行控制的接口(interface)。进而，在控制装置70连接有输入装置77、输出装置78。输入装置77是用来使操作员经由控制装置70来操作等离子体处理装置100的开关、触摸屏、键盘、鼠标等输入设备。例如，可通过输入设备来输入所使用的成膜部40、膜处理部50的选择、所期望的膜厚、各靶材41A～靶材41C的施加电力、来自各供给口512A～供给口512D、供给口512a～供给口512d的工艺气体G2的供给量等。
输出装置78是使用来确认装置的状态的信息呈操作员可视认的状态的显示器、灯、仪表(meter)等输出设备。例如，输出装置78可显示来自输入装置77的信息的输入画面。所述情况下，也可以示意图显示靶材41A、靶材41B、靶材41C、各供给口512A～供给口512D、供给口512a～供给口512d，并选择各自的位置来输入数值。进而，还可以示意图显示靶材41A、靶材41B、靶材41C、各供给口512A～供给口512D、供给口512a～供给口512d，并以数值显示各自所设定的值。
动作
以下，参照所述图1～图10来对如上所述的本实施方式的动作进行说明。此外，虽未进行图示，但在等离子体处理装置100中，通过输送机、机械臂等搬送设备来进行搭载有工件W的托盘34的搬入、搬送、搬出。
多个托盘34通过负载锁部60的搬送设备而依次搬入至真空容器20内。旋转体31使空的保持部33依次移动至自负载锁部60搬入的搬入部位。保持部33对通过搬送设备而搬入的托盘34分别个别地保持。如此，如图2及图3所示，搭载有成为成膜对象的工件W的托盘34全部载置于旋转体31上。
相对于如上所述导入至等离子体处理装置100的工件W的形成膜的处理以如下方式进行。此外，以下动作是如仅成膜部40A及仅膜处理部50A等，自成膜部40与膜处理部50中，使各自一个运行来进行成膜及膜处理的示例。但是，也可使多组成膜部40、膜处理部50运行来提高处理速率。另外，利用成膜部40及膜处理部50的成膜及膜处理的示例是形成氮氧化硅的膜的处理。形成氮氧化硅的膜是通过如下方式来进行：每次使硅以原子水平附着于工件W时，一边循环搬送工件W一边反复进行使氧离子及氮离子浸透的处理。
首先，真空室21通过排气部23而始终进行排气减压。而且，真空室21达到规定的压力后，如图2及图3所示，旋转体31旋转。由此，被保持部33保持的工件W沿搬送路径T移动并在成膜部40A、成膜部40B、成膜部40C及膜处理部50A、膜处理部50B之下经过。旋转体31达到规定的旋转速度后，继而，成膜部40的气体供给部25将溅射气体G1供给至靶材41的周围。此时，膜处理部50的供给部53也将工艺气体G2供给至气体空间R。
在成膜部40中，电源部6对各靶材41A、靶材41B、靶材41C施加电力。由此，将溅射气体G1等离子体化。在溅射源4中，通过等离子体而产生的离子等活性种碰撞靶材41来射出成膜材料的粒子。因此，在经过成膜部40的工件W的表面，在每次所述经过时，成膜材料的粒子堆积而生成膜。在所述示例中，形成硅层。
通过电源部6对各靶材41A、靶材41B、靶材41C施加的电力以随着自旋转体31的内周侧向外周侧靠近而依次变大的方式设定于存储部74。电源控制部72依据设定于所述存储部74的电力而输出指示，以使电源部6控制对各靶材41施加的电力。为了进行所述控制，利用溅射的每单位时间的成膜量自内周侧越靠近外周侧越多，但自内周侧越靠近外周侧，旋转体31的经过速度越快。结果，工件W的整体膜厚变得均匀。
此外，工件W即便经过未运行的成膜部40或膜处理部50，也不进行成膜或膜处理，因此未被加热。在所述未被加热的区域中，工件W放出热。此外，未运行的成膜部40例如为成膜部位M4、成膜部位M5。另外，未运行的膜处理部50例如为膜处理部位M3。
另一方面，所成膜的工件W经过处理单元5中的与筒部H的开口Ho对向的位置。如图8所示，在处理单元5中，自供给部53经由供给口512而将作为工艺气体G2的氧气及氮气供给至气体工件R内，并自RF电源55a对天线55施加高频电压。通过施加高频电压，介隔窗部52而对气体空间R施加电场，从而生成等离子体。通过所生成的等离子体而产生的氧离子及氮离子碰撞所成膜的工件W的表面，由此浸透至膜材料。
自供给口512导入的工艺气体G2的每单位时间的流量以越靠近旋转体31的内周侧越少、越靠近外周侧越多的方式设定于存储部74。气体控制部73依据设定于所述存储部74的流量而输出指示，以使调节部54控制在各配管53a中流通的工艺气体G2的流量。因此，关于在气体空间R中所产生的每单位体积的离子等活性种的量，外周侧多于内周侧。因此，关于由活性种的量所影响的膜处理量，自内周侧越靠近外周侧越多。但是，经膜处理的处理区域是与筒状体51的开口51a为相似形状的圆角长方形状。因此，处理区域的宽度即旋转方向上的宽度在半径方向上相同。即，处理区域在半径方向上为一定宽度。另一方面，自内周侧越靠近外周侧，工件W经过处理区域的速度越快。因此，自内周侧越靠近外周侧，工件W经过处理区域的时间越短。通过使工艺气体G2的供给量越靠近外周侧越多，从而越靠近外周侧，膜处理量越多，因此可弥补处理区域的经过时间短。结果，工件W整体的膜处理量变得均匀。
另外，在如氮氧化处理，使用两种以上的工艺气体G2来进行膜处理的情况下，需要在旋转体旋转一次的期间，将由成膜部40成膜的膜全部形成为化合物膜，同时也使膜的组成在成膜面整体中均匀。本实施方式适合于使用两种以上的工艺气体G2来进行膜处理的等离子体处理装置100。例如，欲形成将氮氧化硅(SiOxNy)的x与y的比设为1∶1的膜。如此，需要对所成膜的膜充分成为化合物膜的活性种的量与所述活性种中所含的氧与氮的比例这两者进行控制。在本实施方式中，可将工艺气体G2的供给部位设为多个，并且针对每种工艺气体G2来调节各供给部位中的工艺气体G2的供给量，因此容易对量与比例这两者进行控制。
另外，如图5所示，自供给口512供给的工艺气体G2通过碰撞分散板57a而沿分散板57a的垂直面水平扩展，并且自分散板57a的上缘流入至气体空间R。如上所述，使工艺气体G2分散，因此不存在仅供给口512附近的工艺气体G2的流量极端增大的情况。即，自内周侧至外周侧的气体流量的分布是以可防止产生局部变多的部位且接近于线形的梯度上升。由此，可防止膜处理速率局部上升或下降而在处理中产生不均。
在如上所述的形成膜的处理的期间，旋转体31继续旋转并持续循环搬送搭载有工件W的托盘34。如上所述，使工件W循环而反复进行成膜与膜处理，由此形成化合物膜。在本实施方式中，在工件W的表面形成氮氧化硅的膜作为化合物膜。
经过氮氧化硅的膜成为所期望的膜厚的规定的处理时间后，停止成膜部40及膜处理部50。即，停止利用电源部6的对于靶材41的电力的施加、来自供给口512的工艺气体G2的供给、利用RF电源55a的电压的施加等。
如上所述，形成膜的处理完成后，搭载有工件W的托盘34通过旋转体31的旋转而依次定位于负载锁部60，并通过搬送设备而搬出至外部。
成膜试验结果
参照图11的图表对与本实施方式对应的实施例和比较例的成膜试验结果进行说明。实施例1～实施例3是将来自多个供给口512的氧气及氮气的每单位时间的流量自内周侧至外周侧阶段性增多的试验结果。实施例1、实施例3是使用分散板57a的示例，实施例2不使用分散板57a而直接将气体自供给口512供给至气体空间的示例。
但是，在实施例2、实施例3中，不使位于成膜区域F外的最外周的供给口512D、供给口512d的工艺气体G2的流量成为最大而少于供给口512B、供给口512C、供给口512b、供给口512c。即，以成为供给口512A<供给口512D<供给口512B<供给口512C、供给口512a<供给口512d<供给口512b<供给口512c的方式设定流量。
在成膜区域F以外的位置处，工件W不经过，因此无需供给工艺气体G2。但是，如图7所示，在筒状体51在成膜区域F外富余地形成的情况下，若完全不向成膜区域F的外侧供给工艺气体G2，则在成膜区域F的内周端附近或外周端附近，产生工艺气体G2向成膜区域F外的扩散。结果，在成膜区域F的内周端附近或外周端附近，处理速率降低。因此，优选为也预先向成膜区域F外供给工艺气体G2。此时的工艺气体G2可为弥补由扩散所导致的减少量的量，因此根据与成为所述富余量的区域的大小的关系，只要为可防止扩散的程度的量即可。但是，也有时产生使供给量多于供给口512C、供给口512c的需要。如上所述，位于成膜区域F外的供给口512A、供给口512a、供给口512D、供给口512d可自与经过时间对应的、调节部54的工艺气体G2的调节对象中排除。
另外，比较例是自一处供给工艺气体G2。其他条件在实施例1～实施例3、比较例中共通。例如，以通过成膜部40而形成于工件W上的膜的膜厚变得均匀的方式控制对靶材41的施加电压。
关于图11的图表，横轴是自旋转体31的旋转中心朝向外周的半径方向上的距离[mm]，纵轴是所成膜的膜的折射率Nf。膜的折射率根据膜处理的程度而发生变化，因此通过测定折射率来获知膜处理的程度。根据所述图表而明确，比较例的内周侧与外周侧的折射率的偏差大为±4.17％。另一方面，实施例1为±1.21％，实施例2为±140％。实施例3的偏差最小而为±1.00％。
根据所述试验结果，可知：通过对来自各供给口512的工艺气体G2的流量进行调节，可自内周侧至外周侧抑制膜处理的偏差。另外，可知：通过设置分散板57a，可使整体的膜处理的程度进一步接近于均匀。
进而，可知：关于位于成膜区域F外的供给口512D、供给口512d，参与膜处理的程度低，无需将工艺气体G2的流量设为最大，即便少量，也供给工艺气体G2，由此可进一步使膜处理的程度均匀。认为所述情况对于内周侧的供给口512A、供给口512a而言也相同。即，通过将供给口512设置于成膜区域F外，也可获得使膜处理的程度均匀化等效果。
作用效果
(1)本实施方式包括：真空容器20，可将内部设为真空；搬送部30，设置于真空容器20内，具有搭载工件W并旋转的旋转体31，通过使旋转体31旋转而以圆周的搬送路径T循环搬送工件W；筒部H，在一端的开口51a朝向真空容器20的内部的搬送路径T的方向上延伸存在；窗部52，设置于筒部H，将筒部H的内部与旋转体31之间的导入工艺气体G2的气体空间R和气体空间R的外部之间加以划分；供给部53，将工艺气体G2供给至气体空间R；以及天线55，配置于气体空间R的外部且为窗部52的附近，通过施加电力而在气体空间R的工艺气体G2中产生电感耦合等离子体，所述电感耦合等离子体用来对经过搬送路径T的工件W进行等离子体处理。而且，供给部53自旋转体31的表面经过进行等离子体处理的处理区域的时间不同的多个部位供给工艺气体G2，且具有调节部54，所述调节部54根据经过处理区域的时间来对供给部53的多个部位的每单位时间的工艺气体G2的供给量个别地调节。
因此，可根据旋转体31的表面的经过速度不同的位置来调节对于通过旋转体31而循环搬送的工件W的等离子体处理的程度。因此，可进行使对于工件W的处理的程度均匀化或改变所期望的位置的处理的程度等所期望的等离子体处理。旋转体31的直径越大且成膜区域F的宽度越大即成膜区域F的内周侧与外周侧的周速的差越大，所述情况越有效。此外，在本实施方式中，将导入工艺气体G2的筒状体51的开口51a的形状设为与天线55相同的圆角长方形状，因此可更确实地将工艺气体G2供给至天线55附近的气体空间R，且可高效率地获得等离子体。
(2)另外，本实施方式包括：多个供给口512，与供给部53供给工艺气体G2的多个部位对应地设置，将工艺气体G2供给至气体空间R；及分散板57a，与供给口512空开间隔且配置于与供给口512对向的位置，使自供给口512供给的工艺气体G2分散并流入至气体空间R。
因此，通过分散板57a而使工艺气体G2分散，从而不存在气体流局部集中，可防止产生处理的偏差。另外，通过分散板57a，可防止在供给口512产生空心阴极放电。例如，在无分散板57a且供给口512暴露于气体空间R的状态下，有在供给口512处产生空心阴极放电的担忧。若产生空心阴极放电，则与由电感耦合所带来的等离子体发生干涉而无法形成均匀的等离子体。在本实施方式中，分散板57a与供给口512空开间隔且配置于与供给口512对向的位置，由此可防止在分散板57a与供给口512之间产生空心阴极放电。进而，自供给口512经由分散板57a而将工艺气体G2导入至窗部52附近的气体空间R。因此，可更确实地将工艺气体G2供给至天线55附近的气体空间R，且可高效率地获得等离子体。
(3)分散板57a与供给口512之间的工艺气体G2的流路在旋转体31侧被封闭并且在窗部52侧连通于气体空间R。
因此，在产生电场的窗部52的附近，沿窗部52的下表面而供给工艺气体G2，因此形成密度浓的等离子体，处理效率提高。进而，分散板57a与供给口512之间的工艺气体G2的流路在旋转体31侧被封闭，因此工艺气体G2滞留于流路的下侧。通过冷却部56经由所滞留的工艺气体G2而将分散板57a冷却。若如上所述将分散板57a冷却，则可抑制等离子体失活，因此可高效率地生成等离子体。通过分散部57的上表面与冷却部56的底面相接而冷却，从而更进一步提高此种效果。
(4)调节部54根据与旋转体31的搬送路径T交叉的方向上的位置来对自各供给口512导入的工艺气体G2的供给量进行调节。
因此，可根据旋转体31的表面的经过速度不同的位置来对多个供给口512的工艺气体G2的供给量个别地调节。
(5)具有成膜部40，所述成膜部40设置于与在搬送路径T上所循环搬送的工件W对向的位置，通过溅射而使成膜材料堆积于工件W来形成膜，对通过成膜部40而堆积于工件W的成膜材料的膜进行利用电感耦合等离子体的膜处理。
因此，关于对于所成膜的膜的膜处理的程度，也可根据旋转体31的表面的经过速度不同的位置来调节。
(6)供给口512与成膜部40形成膜的区域对应并设置于沿搬送路径T的圆环状的区域即成膜区域F内，并且也设置于成膜区域F外，设置于成膜区域F外的供给口512自调节部54的工艺气体G2的供给量的调节对象中排除。
如上所述，即便为成膜区域F外，也供给工艺气体G2，由此可防止成膜区域F的端部中的工艺气体G2的流量不足。例如，即便最外周的供给口512或最内周的供给口512为成膜区域F外，也供给工艺气体G2，由此可实现膜处理的均匀化。但是，关于最外周的成膜区域F外，即便不设为最大流量，也不会导致成膜区域F内的流量不足，因此可节约流量。即，成膜区域F外的工艺气体G2的供给部位作为弥补成膜区域F内的工艺气体G2的流量的辅助供给部位、辅助供给口而发挥功能。
(7)供给口512在沿搬送路径T的方向上配设于隔着气体空间而对向的位置。因此，可使工艺气体G2短时间遍布于气体空间内。
(8)调节部54根据形成于工件W的膜厚及旋转体31经过处理区域的时间来对自各供给口512导入的工艺气体的供给量进行调节。因此，可进行适合于膜厚的膜处理。
(9)以将配管53b、配管53c连接于筒状体51而自筒状体51喷出工艺气体G2的方式形成，因此容易进行筒部H自等离子体处理装置100的拆除。即，可在将配管53b、配管53c连接于筒状体51的状态下拆除筒部H。例如，在将配管53b、配管53c自真空容器20的侧面导入至真空室21内并将其分别与筒状体51连接的情况下，在将筒部H自等离子体处理装置100拆除时，无需进行解除配管53b、配管53c与筒状体51的连接的作业。另外，在将筒部H安装于等离子体处理装置100时，必须再次将配管53b、配管53c与筒状体51连接，因此作业变得繁琐。或者，在将配管53b、配管53c自真空容器20的侧面导入至真空室21内的情况下，也考虑在筒部H设置用来避开配管53b、配管53c的切口。所述情况下，容易将筒部H自等离子体处理装置100拆除，但由分散板57a分散的大部分工艺气体G2会自切口部分泄漏。因此，无法将工艺气体G2导入至天线55附近的气体空间R，因此无法高效率地获得等离子体。另外，有所泄漏的工艺气体G2流入至成膜部40并与溅射气体G1混合的担忧。若工艺气体G2与溅射气体G1混合，则有成膜部40的成膜速率降低的担忧。若成膜部40的成膜速率降低，则不仅生产性降低，而且预先求出的最佳供给量也并非最佳，因此有膜质的均匀性变差的担忧。相对于此，关于本实施方式的筒部H，将分散部57的底面与旋转体31的表面的垂直方向上的间隔缩窄至可供工件W经过的长度。因此，可抑制工艺气体G2自气体空间R泄漏。另外，即便极少地泄漏，也可通过划分部44而抑制流入至成膜部40。
(10)以特定条件为前提，可通过运算而求出来自多个部位的工艺气体G2的供给量。因此，控制装置70也可具有运算工艺气体G2的供给量的供给量运算部。供给量运算部例如基于由输入装置77输入的条件或存储于存储部74的条件来运算工艺气体G2的供给量。所运算的供给量设定于存储部74。基于所设定的供给量，调节部54对自各供给口512供给的工艺气体G2的供给量进行调节。以下，对更具体的示例进行说明。
(构成)
等离子体处理装置100的基本构成与所述实施方式相同。控制装置70具有供给量运算部，存储部74对最内周或最外周的膜厚、对于所述膜厚的最佳供给量、各供给口512距旋转体31的旋转中心的距离(经过各供给口512的中心的圆的半径)加以保持。
(运算处理)
在欲以大面积形成均匀的膜厚且均匀的膜质的膜的情况下，在对工艺气体G2的供给量进行调节时，必须考虑的条件为以下四条。
[1]在旋转体旋转一次的期间，由成膜部成膜的膜厚
[2]旋转体的半径方向上的所成膜的膜的膜厚分布
[3]旋转体的内周与外周的速度差
[4]等离子体的产生区域的宽度(处理区域的宽度)
此处，关于[2]的条件，只要对成膜部40的各靶材41A、靶材41B、靶材41C个别地施加电力而形成均匀的膜厚，则可自条件中去除。另外，如所述实施方式，通过将天线55及气体空间R设为自平面方向观察时为圆角长方形状的外形，处理区域的宽度自成膜区域F的最内周至最外周变得相同。因此，可在所述宽度的范围内形成相同的等离子体密度，因此[4]的条件也可自条件中去除。
因此，可根据[1]、[3]的条件来决定各供给口512的供给量。即，作为[1]的条件，事先通过预先的试验等来求出成膜区域F的最内周或最外周的膜厚的任一者与适合于所述膜厚的最佳供给量。而且，[3]的内周与外周的速度差和内周与外周的半径有关系(比例)，因此可根据多个供给口512的半径方向上的位置(距旋转中心的距离)与所述膜厚及最佳供给量，来决定多个供给口512的各自的供给量。此外，成膜区域F的最内周在旋转体31旋转一次的期间所成膜的膜的膜厚、成膜区域F的最外周在旋转体31旋转一次的期间所成膜的膜的膜厚、适合于所述膜厚的最佳供给量、各供给口512的半径方向上的位置包含于存储于存储部74的信息中。
例如，将对于由成膜部40成膜的膜的规定的膜厚的最内周的供给口512的最佳供给量设为a、将最内周的半径设为Lin、将最外周的半径设为Lou、将最外周的供给口512的最佳供给量设为A。首先，对得知最内周的供给口512的最佳供给量a的情况进行说明。供给量运算部自存储部74获取最内周的最佳供给量a、经过最内周的供给口512的圆的半径Lin、经过最外周的供给口512的圆的半径Lou，并基于以下式来求出最外周的最佳供给量A。
A＝a×Lou/Lin
同样地，其他供给口512的最佳供给量也可根据半径的比来求出。即，将供给口512的最佳供给量设为Ax、将经过所述供给口512的圆的半径设为Px时，可基于以下式来求出最佳供给量Ax。
Ax＝a×Px/Lin
与此相反，在得知最外周的供给口512的最佳供给量A的情况下，可根据经过所述供给口512的圆的半径px并基于以下式来求出各供给口512的最佳供给量ax。
ax＝A×px/Lou
(效果)
如上所述，只要得知[1]在旋转体旋转一次的期间由成膜部40成膜的膜的膜厚，则可自动决定来自多个供给口512的供给量。因此，作为来自各供给口512的供给量的所假定的模式，与保持多种数据的情况相比，可减少由存储部74保持的数据量。例如，在为如SiON折射率根据组成而发生变化的膜的情况下，根据成膜区域F的最内周或最外周的膜厚，自动决定各供给口512的供给量，因此只要调整N2与O2的混合比率，则可获得所期望的折射率的膜。
其他实施方式
本发明并不限定于所述实施方式，也包含如以下所述的实施方式。
(1)关于成膜材料，可应用可通过溅射来成膜的各种材料。例如，可应用钽、钛、铝等。关于用来形成化合物的材料，也可用各种材料。
(2)成膜部中的靶材的数量并不限定于三个。可将靶材设为一个，也可设为两个，还可设为四个以上。通过增多靶材的数量并调节施加电力，可进行更细微的膜厚的控制。另外，可将成膜部设为一个，也可设为两个，还可设为四个以上。可增多成膜部的数量来提高成膜速率。据此，也可增多膜处理部的数量来提高膜处理速率。
(3)未必进行成膜部的成膜，也可不具有成膜部。即，本发明并不限定于进行膜处理的等离子体处理装置，可应用于利用通过等离子体而产生的活性种来对处理对象进行处理的等离子体处理装置。例如，也可构成为如下等离子体处理装置：在处理单元中，在气体空间内产生等离子体来进行蚀刻、灰化等表面改质、清洗等。所述情况下，例如考虑将氩气等惰性气体设为工艺气体。
(4)工艺气体的供给口也可不设置于筒状体。例如，也可将供给部中的各配管延伸设置于筒状体内而将各个配管的前端设为供给口。也可减小直径而将配管的前端设为喷嘴状。所述情况下，不仅成膜区域，而且在成膜区域外也配设配管，从而也可作为弥补成膜区域的工艺气体的流量的辅助供给口、辅助喷嘴而发挥功能。
(5)供给部供给工艺气体的部位的数量、供给口的数量只要为旋转体的表面的经过速度不同的多个部位即可，并不限定于所述实施方式中所例示的数量。通过在成膜区域内呈一列设置三个以上，可进行与处理位置对应的更细微的流量控制。另外，越增加供给部位、供给口的数量，气体流量的分布越接近于线形，从而可防止局部处理的偏差。也可不将供给口设为筒状体的对向的两列而设为任一列。另外，即便不将供给口排列于直线上，也可排列于在高度方向上错开的位置。
(6)调节部的构成并不限定于所述示例。也可为在各配管设置手动阀而通过手动来进行调节的实施方式。只要可调节气体的供给量即可，因此将压力设为一定，可通过阀的开关来调节，从而可使压力升降。也可通过供给口来实现调节部。例如，也可根据旋转体的表面的经过速度不同的位置，设置不同直径的供给口，从而调节工艺气体的供给量。也可将供给口更换为直径不同的喷嘴。另外，也可通过快门等来变更供给口的直径。
(7)速度是每单位时间所移动的距离，因此可根据与在径向上经过处理区域所需的时间的关系来设定来自各供给口的工艺气体的供给量。
(8)筒状体、窗部、天线的形状也并不限定于所述实施方式中所例示的形状。水平剖面也可为方形、圆形、椭圆形。但是，关于内周侧与外周侧的间隔相等的形状，由于内周侧与外周侧的工件W的经过时间不同，因此容易调节与处理时间差对应的工艺气体的供给量。另外，设为内周侧与外周侧的间隔相等的形状时，例如在划分成膜部40的划分部44与膜处理部50之间形成空间。因此，防止氧气或氮气等工艺气体G2流入至成膜部40的效果提高。进而，例如，也可将天线形成为扇形等而使处理区域成为扇形。所述情况下，越靠近外周侧，速度越快，即便如此，经过处理区域所需的时间也相同或大致相同，因此工艺气体的供给量也可相同。
(9)通过搬送部而同时搬送的托盘、工件的数量、对其加以保持的保持部的数量至少为一个即可，并不限定于所述实施方式中所例示的数量。即，可为循环搬送一个工件的实施方式，也可为循环搬送两个以上的工件的实施方式。还可为将两个以上的工件在径向上排列并循环搬送的实施方式。
(10)在所述实施方式中，将旋转体设为旋转平台，但旋转体并不限定于平台形状。也可为在自旋转中心呈放射状延伸的臂上保持托盘或工件并旋转的旋转体。成膜部及膜处理部也可位于真空容器的底面侧，且成膜部及膜处理部与旋转体的上下关系相反。所述情况下，配设有保持部的旋转体的表面在旋转体为水平方向的情况下成为朝向下方的面即下表面。
(11)以上，对本发明的实施方式及各部的变形例进行了说明，但所述实施方式或各部的变形例作为一例而提出，并不意图限定发明的范围。所述的这些新颖的实施方式可以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内可进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围或主旨内，并且包含于权利要求所记载的发明内。

Claims (8)

1.一种等离子体处理装置，其特征在于包括：
真空容器，可将内部设为真空；
搬送部，设置于所述真空容器内，具有搭载工件并旋转的旋转体，通过使所述旋转体旋转而以圆周的搬送路径循环搬送所述工件；
筒部，在一端的开口朝向所述真空容器的内部的所述搬送路径的方向上延伸存在；
窗部，设置于所述筒部，将所述筒部的内部与所述旋转体之间的导入工艺气体的气体空间和所述气体空间的外部之间加以划分；
供给部，将所述工艺气体供给至所述气体空间；以及
天线，配置于所述气体空间的外部且为所述窗部的附近，通过施加电力而在所述气体空间的工艺气体中产生电感耦合等离子体，所述电感耦合等离子体用来对经过所述搬送路径的工件进行等离子体处理；并且
所述供给部自所述旋转体的表面经过进行所述等离子体处理的处理区域的时间不同的多个部位供给所述工艺气体，且
具有调节部，所述调节部根据所述经过的时间来对所述供给部的多个部位的每单位时间的工艺气体的供给量个别地调节。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于包括：
多个供给口，与所述供给部供给工艺气体的多个部位对应地设置；及
分散板，空开间隔地配置于与所述供给口对向的位置，使自所述供给口供给的所述工艺气体分散并流入至所述气体空间。
3.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述分散板与所述供给口之间的所述工艺气体的流路在所述旋转体侧被封闭并且在所述窗部侧连通于所述气体空间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述调节部根据与所述搬送路径交叉的方向上的位置来对自各供给口导入的工艺气体的供给量进行调节。
5.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：具有成膜部，所述成膜部设置于与在所述搬送路径上所循环搬送的工件对向的位置，通过溅射而使成膜材料堆积于所述工件来形成膜，
对通过所述成膜部而堆积于工件的成膜材料的膜进行利用所述电感耦合等离子体的膜处理。
6.根据权利要求5所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述供给口与所述成膜部形成膜的区域对应并设置于沿所述搬送路径的圆环状的成膜区域，并且也设置于成膜区域外，
设置于所述成膜区域外的所述供给口自所述调节部的所述工艺气体的供给量的调节对象中排除。
7.根据权利要求5或6所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述供给口在沿所述搬送路径的方向上配设于隔着所述气体空间而对向的位置。
8.根据权利要求5或6所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述调节部根据形成于所述工件的膜厚及所述经过的时间来对自各供给口供给的工艺气体的供给量进行调节。
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