CN109156074B - 等离子体处理装置及等离子处理用反应容器的结构 - Google Patents

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Abstract

本发明用于提高等离子体处理的膜形成的面内均匀性。一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：电极板，设置于反应容器内；对置电极，在所述反应容器内与所述电极板对置而平行地配置；传输路径，从所述电极板的与所述对置电极不对置的非对置侧连接，从所述反应容器外向所述电极板供给交流电；以及容器状绝缘体，配置于所述反应容器内而将所述电极板收纳于内部；其中，所述电极板的所述非对置侧紧密贴合所述容器状绝缘体的内底面，所述电极板的侧面紧密贴合所述容器状绝缘体的内侧面，所述容器状绝缘体的开口边缘部形成为向所述对置电极侧突出的形式。

Description

等离子体处理装置及等离子处理用反应容器的结构
技术领域
本发明涉及等离子体处理装置及等离子处理用反应容器的结构。
背景技术
近年，在FPD(Flat Panel Display)、太阳能电池单元等电子设备的制造中，PECVD(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition)技术被广泛使用，利用将工艺气体通过等离子体激励·分解了的气相状态而在基板上堆积薄膜。
PECVD装置与热CVD装置相比在以下方面有利：能够在低温下做到致密的膜形成，能够抑制热损伤、层间相互扩散，即使是难以热分解的原料也容易得到实用的堆积速度，能够使用热分解温度不同的多个种类的原料以各种组成比形成薄膜。
另一方面，使用了PECVD装置的膜形成中的对象基板的面内均匀性，需要调整各种因素，特别是，膜形成中，对象基板越大面积化，面内均匀性的降低变得越显著。
基于PECVD装置的膜形成中对象基板的面内均匀性降低的因素，能够考虑大致分为3个，第一个是由于在封闭了的降压下空间施加等离子体产生用交流电而产生的驻波，第二个是等离子体处理空间中的工艺气体的分布的不均匀，第三个是对象基板的表面温度的面内均匀性。
若第一个驻波产生，即使工艺气体均匀地分布，在等离子体处理空间产生的辉光放电时产生斑，产生了驻波的地方不成膜。(若将λ设为频率的波长，每1/4λ)即，在等离子体处理空间，产生对应于等离子体生成所使用的频率的波长的驻波，因此，使用频率变得越高驻波的间隔变得越短从而影响变得越大。
若第二个工艺气体的分布的不均匀产生，即使电极间相同地辉光放电，在等离子体处理空间产生的激活种上产生偏移，处理面积越大面积化，工艺气体的分布的不均匀性变得越容易产生。以往，使向等离子体处理空间导入的工艺气体通过设置了多个通气孔的喷淋板而分散供给，由此，使成为基板上产生的等离子体的原料的工艺气体密度的面内均匀性提高，但存在如下问题：工艺气体未充分地分散至面方向，气体导入口正下的膜压容易变厚，在基板上形成的薄膜的厚度变得不均匀。
第三个基板的表面温度的面内均匀性，对在对象基板上成膜的膜厚分布、膜质产生影响。加热方法通过电阻加热的加热板方式、IR(Infrared)灯等执行区域分割了的各种控制。
近年，由于FPD(Flat Panel Display)、太阳能电池、半导体基板的低温工艺或大面积化的要求，为了实现提高使用了高频率的PECVD、灰化及蚀刻装置等中的面内均匀性，尝试通过各种途径解决(例如，参照专利文献1,2)。
专利文献1：日本特开2008-91805号公报
专利文献2：日本特开2002-313743号公报
发明内容
但是，在上述的专利文献1、2所记载的途径中，使用了PECVD装置的通过大面积的膜形成的面内均匀性的提高并不充分。
本发明是鉴于上述课题作出的，其目的在于提高等离子体处理的膜形成的面内均匀性。
本发明的方式的一个，是等离子体处理装置，其特征在于，包括：电极板，设置于反应容器内；对置电极，在所述反应容器内与所述电极板对置而平行地配置；传输路径，从所述电极板的与所述对置电极不对置的非对置侧连接，从所述反应容器外向所述电极板供给交流电；以及容器状绝缘体，配置于所述反应容器内而将所述电极板收纳于内部；其中，所述电极板的所述非对置侧紧密贴合所述容器状绝缘体的内底面，所述电极板的侧面紧密贴合所述容器状绝缘体的内侧面，所述容器状绝缘体的开口边缘部形成为向所述对置电极侧突出的形式。
在这样构成了的等离子体处理装置中，设置容器状绝缘体，以做成从电极板的与对置电极不对置的非对置侧紧密贴合而覆盖，该电极板中，从传输路径被供给交流电，通过辉光放电激励工艺气体而等离子化。
而且容器状绝缘体的开口边缘部形成为向对置电极侧突出的形式，因此，电极板和对置电极间的等离子体处理空间被容器状绝缘体的开口边缘部包围。
由此，执行等离子体处理空间的工艺气体及激活种的封闭(等离子体封闭)，由此，提高等离子体处理空间的工艺气体及激活种的均匀性，并且，具有节约工艺气体的消耗量、向电极板供给的交流电的低输出化、由低输出化带来的辐射损伤(Radiation Damage)的降低等效果。
此外，从开口边缘部连续的容器状绝缘体紧密贴合覆盖于电极板，因此，防止向被电极板的容器状绝缘体所覆盖的内部(等离子体处理空间)以外的不需要的成膜，由此，能够降低粒子(Particle)的产生。
同样地，还具有自我清洁变得容易(仅等离子体处理空间清洁即可)，自我清洁气体的消耗量降低，自我清洁的时间缩短等效果。
本发明的可选择的方式的一个是等离子体处理装置，其特征在于，包括调整结构，调整所述电极板与所述对置电极的间隔(电极间间隙)，所述容器状绝缘体的开口边缘部的所述电极板构成为：为了以调整了所述电极板和所述对置电极的间隔的状态执行等离子体处理，以做成与从对置于所述对置电极侧的对置面突出的突出长相比，所述开口边缘部的突出端与所述对置电极的间隙变窄。
根据这样构成的等离子体处理装置，能够封闭等离子体，通过封闭等离子体，显著地提高成膜效率、辐射损伤(Radiation Damage)及粒子(Particle)的减少等。
本发明的可选择的方式的一个是等离子体处理装置，其特征在于，通过所述容器状绝缘体的开口边缘部的内侧角部上设置的锥部，所述容器状绝缘体开口边缘部附近的开孔径随着靠近开口而缓缓扩宽。
根据这样构成的等离子体处理装置，能够提高等离子体封闭的实效，并且，使配置于封闭了等离子体的等离子体处理空间的成膜的对象物的尺寸有效地增大。
即，相当于工艺气体、激活种从等离子体处理空间流出的流出口的位置，如果容器状绝缘体的开口边缘部附近是该流出口附近，慢慢地扩宽开口边缘部而实质上地扩张等离子体封闭空间，也难以在工艺气体、激活种的密度上产生斑。
本发明的可选择的方式的一个是等离子体处理装置，其特征在于，所述对置电极搭载载置等离子体处理的对象物的基板托盘，所述工艺气体从所述电极板朝向所述对置电极流出，所述对置电极形成为宽于所述容器状绝缘体。
根据这样构成的等离子体处理装置，对置电极能够以堵塞容器状绝缘体的开口整体的位置关系配置，从电极板朝向对置电极流出的工艺气体的流动方向略垂直于电极板、对置电极的面方向，因此能够封闭等离子体。
本发明的其它的方式，是等离子体处理用反应容器的结构，其特征在于，包括：电极板，设置于反应容器内；对置电极，在所述反应容器内与所述电极板对置而平行地配置；传输路径，从所述反应容器外向所述电极板供给交流电；以及容器状绝缘体，配置于所述反应容器内而将所述电极板收纳于内部；其中，所述电极板的所述非对置侧紧密贴合所述容器状绝缘体的内底面，所述电极板的侧面紧密贴合所述容器状绝缘体的内侧面，所述容器状绝缘体的开口边缘部形成为向所述对置电极侧突出的形式。
另外，以上说明的等离子体处理装置、等离子体处理用反应容器的结构包含以被组装于其它设备的状态实施、与其它的方法一起实施等各种方式。
根据本发明，能够提高等离子体处理的等离子体密度的面内均匀性。
附图说明
图1是表示等离子体处理装置的整体结构的立体图。
图2是说明等离子体处理装置的截面结构的图。
图3是扩大表示出图2的主要部分的图。
图4是进一步扩大表示出图3的主要部分的图。
图5是说明构成电极板的各板的多个小孔的尺寸及位置关系的图。
图6是分离匹配器和电极板间的传输路径而示意性表示出的图。
图7是将图6的分路后的长度使用等长符号并以电路表示出的图。
图8是说明多段地设置了多次的分路部的传输路径的分路结构的示例的图。
图9是将图8的分路后的长度使用等长符号并电路表示出的图。
图10是说明呈多段地设置了多次的分路部的传输路径的分路结构的示例的图。
图11是将图10的分路后的长度使用等长符号并电路表示出的图。
图12是说明多段地设置了多次的分路部的传输路径的分路结构的示例的图。
图13是将图12的分路后的长度使用等长符号并以电路表示出的图。
图14是表示量产用的等离子体处理系统的示例的图。
图15是表示量产用的等离子体处理系统的示例的图。
标号说明
1…等离子体处理装置、8…电极升降板、9…反应容器盖、10…反应容器、11…电极板、11a～11d…连接部、12…主电极板、12a…主电极板周壁部、13…第一扩散板、13a…小孔、14…第二扩散板、14a…小孔、15…喷淋板、15a…小孔、16…基板托盘、17…平台、18…绝缘板、18a…绝缘板周壁部、19…屏蔽板、20…交流电电源、21…同轴电缆、22…匹配器、23…传送板、23a～23c…分配传送板、24…分配传送板、24a～24d…支板、25…屏蔽盒、26…绝缘性连通通道、27…屏蔽管、30…气体供给口、31…金属管、31a…第一空间露出部、31b…气体喷出口、32…气管、33…气体分配管、34，36…连接配件、35…绝缘管、37…焊接波纹管、38…螺母、39…绝缘凸缘、40…金属凸缘、G…工艺气体、GP…气体供给通路、PS…等离子体处理空间、SP1…第一空间、SP2…第二空间、SP3…第三空间、P…分路点、R1…小孔13a的直径、R2…小孔14a的直径、R3…小孔15a的直径、H1…第一扩散板开口率、H2…第二扩散板开口率、H3…喷淋板开口率、n…基板、λ…波长、1A～XA…等离子体处理装置、G1～GX…闸门阀、WLD…工件装载器、WULD…工件卸载器、LD…负载锁定室、ULD…卸载锁定室
具体实施方式
接下来，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示等离子体处理装置的整体结构的立体图，图2是说明等离子体处理装置的截面结构的图，图3是扩大图2的主要部分而表示出的图，图4是进一步扩大图3的主要部分而表示出的图，图5是说明构成电极板的各板的多个小孔的尺寸及位置关系的图。
等离子体处理装置1包括以下结构等：反应容器10，用于使用在减压下通过工艺气体G经高频率辉光放电分解而产生了的等离子体，从而执行对半导体晶片等对象物的薄膜形成；交流电电源20，用于向反应容器10供给等离子体产生用的交流电(例如，从200KHz～300MHz的范围选择的规定频率的电)；以及气体供给口30，连接在用于向反应容器10供给工艺气体G的气体供给部(未图示)上。
交流电电源20电连接交流电电源20的反应容器10内的后述的电极板11，从而具有作为将交流电向电极板11传送的传输路径的同轴电缆21、匹配器22、传送板23、分配传送板24及金属管31。从而交流电从交流电电源20依次流动供给至同轴电缆21、匹配器22、传送板23、分配传送板24、金属管31及反应容器10内的电极板11。在这样形成的传输路径中，匹配器22执行交流电电源20和反应容器10内的等离子体处理空间PS的阻抗匹配(整合)。
从匹配器22出来的传送板23、分配传送板24及金属管31的电极升降板8的上侧部位被收纳于金属制的屏蔽盒25(防止交流电泄露)内，此外，金属管31的电极升降板8的下侧部位被收纳于由绝缘性的电介质所围成的绝缘性连通通道26内。作为绝缘性的电介质，例如石英、氧化铝陶瓷、滑石及四氟乙烯树脂(PTFE)等。屏蔽盒25接地。
绝缘性连通通道26贯通反应容器10的内外而设置，它的一部分向反应容器10内突出，它的一部分向反应容器10外突出，进而向反应容器10外突出的绝缘性连通通道26的前端部向屏蔽盒25内突出而设置。屏蔽盒25内配置的传送板23连接屏蔽盒25内外的分配传送板24及匹配器22。此外，分配传送版24连接被收纳在绝缘性连通通道26内的金属管31。连接屏蔽盒25和反应容器10之间的金属管31构成为如下的形式：由绝缘性连通通道26、绝缘凸缘39及金属凸缘40等覆盖而真空密封，不直接露出至外部。此外，绝缘性连通通道26的外侧被金属制屏蔽管27覆盖，该屏蔽管27也接地。
即，一个交流电电源20所产生的交流电通过同轴电缆21、经一个匹配器22和传送板23、分配传送板24而通过金属管31供给至电极板11。
在本实施方式中，电极板11是如下的结构：将主电极板12、第一扩散板13、第二扩散板14及喷淋板15这4枚板状的部件面平行地依次并列设置，将端部互相连接而电连接。另外，电极板11的对置电极的平台17(搭载有后述的基板托盘16)接地。
电极板11从靠近对置电极的平台17的一侧，按喷淋板15、第二扩散板14、第一扩散板13、主电极板12的顺序并列设置。主电极板12具有在其周边缘部上朝向对置电极的平台17阶梯状地突出设置的主电极板周壁部12a，形成为将对置电极的平台17侧开口了的容器状。
第一扩散板13、第二扩散板14及喷淋板15分别连接主电极板12的主电极板周壁部12a的阶梯状的内壁从而电连接，除了第一扩散板13、第二扩散板14及喷淋板15上形成的后述的多个小孔以外，各板之间的空间通过邻接的板面和主电极板周壁部12a构成被封闭了的大致密闭空间。下面，将主电极板12与第一扩散板13之间的空间称为第一空间SP1、第一扩散板13与第二扩散板14之间的空间称为第二空间SP2、第二扩散板14与喷淋板15之间的空间称为第三空间SP3。
在电极板11上，在第一扩散板13、第二扩散板14及喷淋板15上分别形成贯通正反的多个小孔13a、14a、15a，气体(工艺气体)能够通过这些各板的多个小孔13a、14a、15a在正反流通。
从气体供给部(未图示)供给的工艺气体G经气体供给口30、气管32、气体分配管33、连接配件34、绝缘管35、连接配件36及金属管31向反应容器10内的电极板11供给。向反应容器10内的电极板11供给了的工艺气体G被供给至主电极板12和第一扩散板13之间的第一空间SP1。被供给至第一空间SP1的工艺气体G通过第一扩散板13的小孔13a而向第二空间SP2流出，第二空间SP2的工艺气体G通过第二扩散板14的小孔14a而向第三空间SP3流出，第三空间SP3的工艺气体G从喷淋板15的小孔15a被供给至电极板11和对置电极的平台17(搭载有基板托盘16)之间的等离子体处理空间PS。工艺气体G在电极板11和对置电极的平台17(搭载有基板托盘16。)之间通过辉光放电被分解、激励而变化为激活种(等离子体)。
反应容器10内设有对置电极的平台17，平台17具有与电极板11的喷淋板15侧对置的台面。在平台17上搭载有基板托盘16。平台17内置基板加热器，接地。这样构成的平台17能够将其台面(以及被搭载于台面上的基板托盘16、基板托盘16上载置的半导体基板等)加热至希望的温度范围。平台17及被搭载在它上面的基板托盘16形成为宽于电极板11。
等离子体处理装置1具有调节电极板11和平台17的台面之间的距离的驱动机构(未图示)，能够将电极板11和平台17的台面之间形成的等离子体处理空间PS的高度调整至希望的高度。
在图2所示的示例中，将匹配器22及屏蔽盒25设置于电极升降板8上，电极升降板8被载置于反应容器盖9上设置的上下驱动机构(未图示)上。通过该机构使上部电极部(除反应容器盖9及焊接波纹管37以外的整体)能够上下移动，另一方面，反应容器10内的平台17固定(固定结构未图示)设置位置而接地。
此时，在绝缘性连通通道26及将它包围的屏蔽管27的外侧具有焊接波纹管37，通过焊接波纹管37(蛇腹状的金属伸缩管)使载置了屏蔽盒25的电极升降板8和反应容器盖9之间自由伸缩地密闭连接。由此，当使电极升降板8上下移动时，能够维持屏蔽盒25和反应容器10之间的真空度，并且，在反应容器10内将电极板11和平台17的台面之间形成的等离子体处理空间PS调整为希望的高度。
另外，反应容器10的底部的任意位置设有真空排气口(未图示)，真空排气口连接有真空泵(未图示)。真空排气口和真空泵之间安装有主排气阀、旁通排气阀及APC(AutoPressure Controller)等(未图示)。接着，等离子体处理中的等离子体处理空间PS内的未反应工艺气体及激活种从宽度d2的周边间隙(等离子体封闭间隙)流出而通过真空排气口向反应容器10外排出。
在图3所示的示例中，向反应容器10的工艺气体G的供给在气体供给部(未图示)内部被气体压力(减压阀)、MFC(Mass Flow Controller)及气体控制阀等(未图示)控制流量，通过气体供给口30、气管32、气体分配管33、连接配件34、绝缘管35及连接配件36而连接在具有管状的气体供给通路GP的金属管31上。金属管31设置于绝缘性连通通道26的内部。该金属制的气体供给通路GP中，由金属板构成的后述的分配传送板24通过螺母38连接于从绝缘性连通通道26的端部向屏蔽盒25内露出了的部位上。此外，传送板23通过分配传送板24连接匹配器22和金属管31，构成从匹配器22向电极板11供给交流电的传输路径的一部分。
向屏蔽盒25内突出的金属管31，通过连接配件36连接绝缘管35，绝缘管35的前端通过连接配件34连接气体分配管33，气体分配管33通过气管32连接外部的气体供给口30。由此，从气体供给口30供给的工艺气体G通过金属管31内的气体供给通路GP，向反应容器10内的等离子体处理空间PS供给。
构成交流电传输路径的一部分的金属管31电连接于各个构成电极板11的主电极板12、第一扩散板13、第二扩散板14及喷淋板15。由此，交流电被供给至主电极板12、第一扩散板13、第二扩散板14及喷淋板15。另外，电极板11的隔板分别连接金属管31，由此，电极板11的各板悬挂状地支撑金属管31，或者，金属管31的下方前端部被加工成阶梯状，使该阶梯状加工尺寸与主电极板12的主电极板周壁部12a的内壁的阶梯状加工尺寸一致，电极板11的各板的空间(间隔)通过这些阶梯在其连接部位被维持。
具有气体供给通路GP的金属管31至少贯通电极板11，具有露出至第一空间SP1的第一空间露出部31a。第一空间露出部31a上，多个气体喷出口31b沿周向以相同的间隔呈放射状地开设6～8个孔。气体喷出口31b连通在金属管31内沿长度(纵)方向形成的气体供给通路GP。由此，从气体喷出口31b喷出的工艺气体G，在第一空间SP1中，沿主电极板12及第一扩散板13的大致面方向喷出。另外，在金属管31内部沿其长度(纵)向形成的气体供给通路GP，在金属管31上除了气体供给口30和气体喷出口31b以外被堵塞。
图3、图4是说明构成电极板11的各板的多个孔的图。图5是表示各板的多个小孔的平面位置关系的图。在各板上，多个小孔均遍及板整体而分布。
第一扩散板13、第二扩散板14及喷淋板15的多个小孔，从平面上看，以与被邻接配置的板不同的位置关系形成。即，第一扩散板13的多个小孔13a在与第二扩散板14的多个小孔14a不重复的位置上形成，第二扩散板14的多个小孔14a在与喷淋板15的多个小孔15a不重复的位置上形成。另外，在图3～图5中，表示如下的示例：在第一扩散板13、第二扩散板14、喷淋板15的任何一个上形成的小孔都以从平面上看互相不重复的位置关系形成。
由此，从第一空间SP1通过多个小孔13a向第二空间SP2流入的工艺气体G沿第二扩散板14向面方向扩散，从第二空间SP2通过多个小孔14a向第三空间SP3流入的工艺气体G沿喷淋板15向面方向扩散。因此，从气体喷出口31b沿电极板11的面方向大致全方位地喷出的工艺气体G，从第一空间SP1到第二空间SP2、第三空间SP3及等离子处理空间PS,每当通过各板的小孔时，面方向的分散性提高从而气体分布的均匀性缓缓提高。
在这里，优选设计成如下的形式：第一扩散板13的多个小孔13a的直径R1、第二扩散板14的多个小孔14a的直径R2、喷淋板15的多个小孔15a的直径R3之间“R1＞R2＞R3”的关系成立，优选多个小孔13a的第一扩散板13的开口率H1、多个小孔14a的第二扩散板14的开口率H2、多个小孔15a的喷淋板15的开口率H3之间“H1＜H2＜H3”的关系成立。通过这样调整各板的多个孔的直径、开口率，能够理所当然地提高工艺气体G的面方向的分散性。具体地，若将R1设为1.5～3.0mm，R2设为0.8～2.5mm，R3设为0.5～1.5mm左右。
此外，优选设计成如下的形式：主电极板12与第一扩散板13的间隔D1、第一扩散板13与第二扩散板14的间隔D2、第二扩散板14与喷淋板15的间隔D3之间“D1＞D2÷D3”的关系成立。即，优选地，主电极板12和第一扩散板13的间隔与第一扩散板13和第二扩散板14的间隔D2、第二扩散板14和喷淋板15的间隔相比设置得较宽。由此，被导入主电极板12和第一扩散板13之间的工艺气体G，使面方向流动的自由度提高，重视工艺气体G的大范围扩散性能。另一方面，在喷淋板15与第二扩散板14之间以及第一扩散板13与第二扩散板14之间，从上游侧板的多个小孔流出的工艺气体G，作为重视了将该工艺气体G分配至该小孔附近的下游侧板的多个小孔的局部扩散性能的结构，使得能够适当地调整通过工艺气体G的流入和流出引起的第一～第三空间中气体分散。
电极板11的上面及侧面，以紧密贴合于作为通过电介质形成的容器状绝缘体的绝缘板18的状态被覆盖。此外，覆盖电极板11的侧面的绝缘板周壁部18a形成为与电极板11的下端相比仅规定量向下方延伸的长度。因此，电极板11被嵌入状地配置于如下的位置：覆盖电极板11的上面及侧面的绝缘板18及由绝缘板周壁部18a形成的下方开口的容器状结构的内底。此外，绝缘板18与上述的绝缘性连通通道26连续地连接。在此，如图2所示，绝缘板周壁部18a设置于绝缘板18的开口边缘部，此外，在开口边缘部的内侧角部形成有向下扩宽的锥部18b。绝缘板18的下方的开口边缘部附近的开口直径随着向下方前进而基于锥部18b缓缓扩宽。即，开口边缘部附近的开口直径，基于锥部18b向下方扩宽，随着靠近绝缘板18的下端的开口而缓缓扩宽。
此外，绝缘板18的上面及从上面连续的侧面的至少一部分，被金属制的屏蔽板19覆盖。该屏蔽板19与上述的覆盖绝缘性连通通道26的侧面的屏蔽管27连接，接地。这样，将电极板11通过绝缘板18、绝缘板周壁部18a及屏蔽板19覆盖，由此，能够防止在电极板11的上面及侧面产生的辉光放电，防止向周边外部(反应容器10及反应容器盖9的内面壁)的成膜。当然，与此连接的绝缘性连通通道26的侧面也是一样的。此外，屏蔽板的目的还为了防止在介电绝缘体的表面上充电的静电而接地。
在这里，搭载了电极板11和基板托盘16(载置了对象基板n)的对置电极的平台17，当设置成对该平台17执行等离子体处理的状态时，调整电极板11和基板托盘16的间隔，使得与绝缘板周壁部18a的下方前端部的突出长d1(从屏蔽板19的周壁部下方前端突出的开口边缘部的长度)相比，绝缘板周壁部18a的下方前端部的突出端与基板托盘16的周边间隙d2变得更窄。周边间隙d2例如设置为3～15mm左右。此外，绝缘板周壁部18a的下方前端部与基板托盘16的周边间隙d2设置成相同地平行大致均匀。由此，除了电极板11的下方面(喷淋板15侧)，将外周边缘部整体通过绝缘板18及绝缘板周壁部18a包围，留下宽度d2的周边空隙而堵塞等离子体处理空间PS。该等离子体处理空间PS的工艺气体G，由于施加交流电而引起辉光放电，通过辉光放电分解、激励而生成等离子体(电离气体)。能够将该等离子体封闭至等离子体处理空间PS。
从交流电电源20通过同轴电缆21连接至匹配器22，从匹配器22经由传送板23、分配传送板24以及金属管31而连接至电极板11。分配传送板24向四方分路的各分支部连接金属管31。匹配器22与分配传送板24之间通过1条传送板23连接。由此，能够将从1台交流电电源20输出的交流电并行输入至整体电构成的电极板11的多个位置。
另外，在本实施方式中，分配传送板24和金属管31的连接以分支为4条的情况为例进行说明。此外，也可以如后述的那样增加电极板11和金属管31的连接部。此时连接匹配器22和分配传送板24的传送板23是1条，但也可以设置成如下的结构：在传送板23与分配传送板24之间追加新的分配传送板(23a、23b、23c)，阶梯式地设置多个分支，连接(参照图8、图10、图12)而增加。
在电极板11的平面视图中，电极板11和金属管31的连接部11a～11d被设置于与从传送板23的分支数量相对应的多个(图8～图13)大致均等分割的各分割区域的大致中央。在图6中，通过立体示意图表示匹配器22与电极板11之间的传送板23、分配传送板24及金属管31的连接，图7通过概要平面图将分配传送板24的分支长度通过等长符号表示，概要平面图是图6的传送板23、分配传送板24经金属管31连接至电极板11的概要平面图。
在图6、图7所示的示例中，连接部11a～11d，在电极板11的平面视图中，被设置于各个大致正方形分割的各分割区域。分配传送板24的多个支板24a～24d大致一致地设置宽度、长度、厚度、抵抗值等，调整为如下的形式：使分别连接匹配器22和金属管31的连接部11a～11d之间的传输路径的线路长以及阻抗等的电特性变得大致等价。
在图6所示的示例中，连接匹配器22的传送板23、分配传送板24是金属板。分配传送板24使4枚垂直的叶片状的支板(24a、24b、24c、24d)从分路点P向四方延伸从而通过螺母38连接在金属管31的头顶部上。即，从一台交流电电源20输出的交流电通过同轴电缆21，连接至匹配器22，经传送板23，通过分配传送板24向四方分路，在各金属管31的头顶部通过螺母38连接，通过各金属管31的连接部11a～11d从而供给至以一个电气上一体的方式连接的电极板11(指连接主电极板12、第一扩散板13、第二扩散板14及喷淋板15而电整体的电极板)。
由此，向电极板11的多个位置输入的交流电的频率变得固定，并且向电极板11的连接部11a～11d输入的交流电的相位也一致。因此，配合交流电电源20的频率，决定分配传送板24的支板(24a、24b、24c、24d)长度及电极板11的连接部11a～11d的位置(设置距离)，由此，能够抑制在等离子体処理空間PS产生的驻波，能够容易地提高辉光放电的均匀性。在图6、图8、图10、图12中，电极板11的连接部11a～11d的连接距离通过a～j表示。a～j全部设置成变为小于1/4λ的距离的方式。
以上说明的分路结构，如上述的那样，多段地设置多个分路部，由此，能够使向电极板11的连接部的数量增加，即，增加向电极板11供给交流电的部位。图8～图13是说明多段地设置了多个分路部的传输路径分分路结构的示例的图。图8、图9分段地设置2个分路部，在第1段设置两股分路，在第2段设置与上述的示例相同的四股分路。由此，能够实现整体分路为8个的分路结构。同样地，图10、图11分段地设置3个分路部，在第1段及第2段设置两股分路，在第3段设置与上述的示例相同的四股分路，能够实现整体分路为16个的分路结构。此外，图12、图13分段地设置4个分路部，在第1段～第3段设置两股分路，在第4段设置与上述的示例相同的四股分路，能够实现整体分路为32个的分路结构。这样，通过增加分路数量，能够适当地增减改变电极板11和传输路径23的连接部的数量，在交流电被高频化的情况下和/或为了对应于成膜面积的增大而使电极板11的面积进一步大面积化的情况等，也能够实现在电极板11上均匀的辉光放电。
使用了等离子体处理装置1单体的成膜处理如上所述，在实际使用等离子体处理装置1时，如图14及图15所示，作为将多个等离子体处理装置1A～XA(X是自然数)串联或并联地配置的等离子体处理系统而使用。图14是串联方式的等离子体处理系统，图15是分组方式的等离子体处理系统。接下来，对图14的串联方式的等离子体处理系统进行说明。
通过预处理传送的基板n，被载置于工件装载器WLD的基板托盘16。载置基板n的基板托盘16，打开(OPEN)闸门阀G1,传送至负载锁定室LD,闸门阀G1关闭(CLOSE),对负载锁定室LD抽真空，若变为与等离子体处理装置1A相同的真空度，闸门阀G2打开(OPEN)，基板托盘16被传送至等离子体处理装置1A，闸门阀G2关闭(CLOSE)，等离子体处理装置1A被供给(ON)被流量控制了的工艺气体G，被调整至工艺压力，然后交流电被施加(ON)，开始等离子体处理(成膜)。此时，平台17被调整至预先设定了的工艺温度(最适基板温度)。此外，闸门阀G2被关闭(CLOSE)后，负载锁定室LD恢复到大气压，闸门阀G1打开(OPEN)，被组装了下一个基板n的基板托盘被转运至负载锁定室LD。若在等离子体处理装置1A结束等离子体处理(成膜)，停止(OFF)工艺气体G及交流电的供给，对等离子体处理装置1A内的残留气体进行排气后，被传送至下一个等离子体处理装置2A,连续地重复处理(成膜)，传送至卸载锁定室ULD。被传送至卸载锁定室ULD的基板托盘16，在使卸载锁定室ULD恢复到大气压后，打开(OPEN)最终闸门阀GX(X是自然数)，被运出至工件卸载器WULD。接着关闭(CLOSE)最终闸门阀GX，对卸载锁定室ULD抽真空而待机，并在工件卸载器WULD取出基板n，被取出的基板n被转移至下一个处理。被取出了基板n的基板托盘16，通过返回结构回到工件装载器WLD。以上，像这样执行顺序处理(成膜)。
另外，本发明不限于上述的实施方式，还包含互相置换在上述的实施方式中公开的各结构、改变组合的结构，对公知技术及在上述的实施方式中公开的各结构的结构进行互相置换、改变组合的结构等。此外，本发明的技术上的范围不限于上述的实施方式，还包括在权利要求的范围内记载的事项和其等同物。

Claims (7)

1.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：
电极板，设置于反应容器内，由主电极板、第一扩散板、第二扩散板和喷淋板构成；
对置电极，在所述反应容器内与所述电极板对置而平行地配置；
传输路径，从所述电极板的与所述对置电极不对置的非对置侧连接，从所述反应容器外向所述电极板供给交流电；以及
容器状绝缘体，配置于所述反应容器内而将所述电极板紧贴收纳于内部； 以及
金属管，设置在所述传输路径上实现气体供给功能，并且以悬挂状贯通连接所述主电极板、第一扩散板、第二扩散板和喷淋板，在贯通部分与所述主电极板、第一扩散板、第二扩散板和喷淋板电连接，
所述电极板的所述非对置侧紧密贴合所述容器状绝缘体的内底面，所述电极板的侧面紧密贴合所述容器状绝缘体的内侧面，
所述容器状绝缘体的开口边缘部形成为向所述对置电极侧突出的形式，
所述主电极板的周缘部朝向所述对置电极以阶梯状的主电极板周壁部构成，
所述主电极板周壁部的阶梯状的内壁与所述第一扩散板、第二扩散板及喷淋板的周端部电连接，从该周端部向所述第一扩散板、第二扩散板及喷淋板供电。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，
包括调整结构，通过使所述电极板上下移动调整所述电极板与所述对置电极的间隔，
下方开口的所述容器状绝缘体的周侧壁向下方延伸，与延伸的周侧壁的开口边缘部的突出长d1相比，突出长d1的突出端面与所述对置电极的间隙d2更窄。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于，
除了形成于各板上的小孔以外，各板之间的空间通过邻接的板面和所述主电极板周壁部构成被封闭了的密闭空间。
4.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，
所述金属管的下方前端部被加工成阶梯状，该阶梯状加工尺寸与所述主电极板周壁部内壁的阶梯状加工尺寸一致。
5.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，
通过所述容器状绝缘体的向下方延伸的周侧壁的下端内侧角部上设置有锥部，所述容器状绝缘体的下方开口边缘部的开孔径随着靠近开口而缓缓扩宽。
6.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，
所述容器状绝缘体的上表面及侧面的一部分由金属制的屏蔽板覆盖，所述金属制的屏蔽板与覆盖与所述容器状绝缘体连接的绝缘性连通路的侧面的屏蔽管连接而接地。
7.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，
配置多个以所述悬挂状与所述电极板贯通连接的金属管。
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