CN109477221B - 等离子体处理装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够实现缩短返回电流路径和确保对称性的等离子体处理装置。本发明的一实施方式涉及的等离子体处理装置具备腔室主体、载物台、高频电极、多个接地部件、可动单元。上述腔室主体具有侧壁，所述侧壁的一部分包括能够使基板通过的开口部。上述多个接地部件配置在上述载物台的周围，电连接上述侧壁与上述载物台之间。上述可动单元具有支撑体，所述支撑体支撑作为上述多个接地部件的一部分的第一接地部件。上述可动单元构成为，能够使上述支撑体在上述第一接地部件间隔上述开口部而与上述开口部的内周面对置的第一位置和上述第一接地部件电连接于上述内周面的第二位置之间移动。

Description

等离子体处理装置
技术领域
本发明涉及一种等离子体CVD装置等的等离子体处理装置。
背景技术
一般，等离子体CVD装置通过在高频电极(阴极)和载物台(阳极)之间的成膜空间(反应室)产生成膜气体的等离子体，将其反应生成物沉积到载物台上的基板上。载物台的周围设置有与真空腔室电连接的多个接地部件。这些接地部件形成使高频电流从载物台经由真空腔室返回至电源的返回电流路径。
在这里，若未最优化返回电流路径，则除阴极、阳极之间以外的部位有可能产生不想要的放电。例如，返回电流路径各向异性地形成疏密不均时，返回电流集中于密集的路径中，成膜空间以外的路径附近产生电场分布、电场梯度。因此，会产生局部放电，导致膜厚度等表面均匀性降低。
为此，在现有的等离子体CVD装置中，采取了如下所述的对策：通过缩短各接地部件的长度来抑制返回电流路径的电阻而使其减小、减小部件之间的接触电阻、从空间角度防止返回电流路径不均、最优化电场强度分布而防止造成不必要的电场梯度等。
另一方面，腔室的部分侧壁上设置有用于将基板搬入真空腔室内或向真空腔室之外搬出基板的开口部。通过门阀来开闭开口部的侧壁外表面侧，通常使开口部的侧壁内面侧始终开放。经由形成有这种开口部的侧壁部的返回电流路径，会绕开开口部的周围或必须通过开口部后侧的门阀。因此，该经由形成了开口部的侧壁部的返回电流路径与经由其他侧壁部的返回电流路径相比，电流路径长，成为产生不必要的电场分布、电场梯度的原因。
为了解决这样的问题，例如，专利文献1中公开了一种等离子体处理装置，其中，将第二门阀构成为返回电流路径的一部分，所述第二门阀从腔室内侧开闭形成于腔室侧壁的基板搬出搬入部。而且，在专利文献2中公开了一种等离子体处理系统，其中，使设置在基板支架周围的多个接触部件与基板支架一同上升，且使它们分别接触设置于基板搬送端口上部的多个板，从而构成返回电流路径。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：WO2010/079756号公报
专利文献2：日本专利第5883652号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，专利文献1中具有如下所述的问题：从加热器(载物台)的外边缘延伸的接地板到底还是与真空腔室的底部连接，因此，返回电流路径延长。而且，专利文献2中，各接触部件伴随基板支架(载物台)的上升联动而与各板连接，因此例如，在载物台较大的情形下难以使各接触部件以均等的按压力接触到各板，无法实现返回电流路径的均匀化或对称性的确保。
鉴于以上事实，本发明的目的在于，提供一种能够实现缩短返回电流路径和确保对称性的等离子体处理装置。
用于解决问题的手段
为了达成上述目的，本发明的一实施方式涉及的等离子体处理装置具备腔室主体、载物台、高频电极、多个接地部件、可动单元。
上述腔室主体具有侧壁，所述侧壁的一部分包括能够使基板通过的开口部。
上述载物台具有能够支撑上述基板的支撑面，并设置在上述腔室主体的内部。
上述高频电极以与上述支撑面对置的方式配置，能够产生处理气体的等离子体。
上述多个接地部件配置在上述载物台的周围，电连接上述侧壁与上述载物台之间。
上述可动单元具有支撑体，具有支撑体和驱动源，该支撑体支撑作为所述多个接地部件的一部分的第一接地部件，所述驱动源由使所述载物台升降的驱动源之外的驱动源构成，所述可动单元能够使所述支撑体在第一位置与第二位置之间沿着与所述支撑面正交的轴方向移动，所述第一位置是使所述第一接地部件隔着所述开口部而与所述开口部的内周面对置的位置，所述第二位置是使所述第一接地部件与所述内周面电连接的位置。
在上述等离子体处理装置中，多个接地部件连接在载物台的周围和腔室主体的侧壁(周壁)之间。因此，与载物台和腔室主体的底部连接有接地部件的结构相比，能够缩短返回电流路径。
另一方面，腔室主体的侧壁的一部分设置有用于搬出搬入基板的开口部。与形成该开口部的侧壁部连接的接地部件(第一接地部件)被支撑体支撑，该支撑体能够沿着上述轴方向在开口部的内部移动。支撑体在基板通过开口部时在第一位置待机，在产生等离子体时移动至第二位置，从而将第一接地部件电连接于开口部的内周面。由此，能够构筑不绕开开口部的返回电流路径，在侧壁部的整周能够确保返回电流路径的对称性。
上述支撑体可以构成为，具有在上述第二位置与上述内周面抵接的导电性的抵接部，上述抵接部可沿着上述轴方向弹性变形。
由此，在支撑体和开口部的内周面之间能够确保稳定的电连接。
在该情形下，上述支撑体可以还具有配置在上述抵接部周围的密封环。上述密封环在上述第二位置与上述内周面弹性接触。
由此，能够避免导入腔室主体内的处理气体及其反应生成物接触抵接部，能够提高抵接部的耐久性。
上述支撑体可以由金属制成的块构成。
由此，经由支撑体，可以将第一接地部件电连接于腔室主体的侧壁。
上述第二位置典型地被设定成，高度与第二接地部件的高度实质相同，所述第二接地部件作为所述多个接地部件中其他一部分，所述第二接地部件的高度是指，所述第二接地部件与所述侧壁进行连接的连接位置相对于所述腔室主体的底部的高度。
由此，能够确保返回电流路径的对称性。
上述载物台可以构成为可沿着上述轴方向移动。在该情形下，上述多个接地部件可以由分别具有连接于上述侧壁的第一端部和连接于上述载物台的第二端部的多个可挠性金属板构成。
上述支撑体可以具有沿着上述开口部的长边方向延伸的长方体形状，上述第一接地部件包括沿着上述长边方向隔着间隔排列的多个导体部。
由此，即便在开口部的宽度较宽的情形下，也能确保合适的返回电流路径。
而且，为了达成上述目的，本发明的一实施方式涉及的等离子体处理装置具备腔室主体、载物台、高频电极、多个接地部件、可动单元、收集部件。
上述腔室主体具有侧壁，上述侧壁的一部分包括开口部，所述开口部具有能够使基板通过的第一内周面和与上述第一内周面对置的第二内周面。
上述载物台具有能够支撑上述基板的支撑面，并设置在上述腔室主体的内部。
上述高频电极以与上述支撑面对置的方式配置，能够产生处理气体的等离子体。
上述多个接地部件配置在上述载物台的周围，电连接上述侧壁与上述载物台之间。
上述可动单元具有支撑体和驱动源，所述支撑体支撑作为上述多个接地部件的一部分的第一接地部件，所述驱动源由使所述载物台升降的驱动源之外的驱动源构成。该可动单元能够使所述支撑体在第一位置和第二位置之间移动，所述第一位置是所述支撑体与所述侧壁的第一内壁对置的位置，所述侧壁的第一内壁与所述第一内表面连续，所述第二位置是所述支撑体与所述侧壁的第二内壁电连接的位置，所述侧壁的第二内壁与所述第二内表面连续。
上述收集部件配置在上述支撑体与上述第二内壁接触部分的正下方。
上述等离子体处理装置中，多个接地部件连接在载物台周围和腔室主体的侧壁(周壁)之间。因此，与载物台和腔室主体的底部连接有接地部件的结构相比，能够缩短返回电流路径。
另一方面，腔室主体的侧壁的一部分设置有用于搬出搬入基板的开口部。与形成该开口部的侧壁部连接的接地部件(第一接地部件)被支撑体支撑，该支撑体可在与第一内周面连接的侧壁的第一内壁对置的第一位置和与第二内周面连接的上述侧壁的第二内壁电连接的第二位置之间移动。支撑体在基板通过开口部时在第一位置待机，在产生等离子体时移动至第二位置，从而将第一接地部件电连接于开口部的内周面。由此，能够构筑不绕开开口部的返回电流路径，在侧壁部的整周能够确保返回电流路径的对称性。
进一步，支撑体与第二内壁接触部分的正下方配置有收集部件。由此，即便支撑体与第二内壁接触而产生灰尘，收集部件也能收集粉尘。
上述可动单元还可以具有第一驱动部和第二驱动部，所述第一驱动部使所述支撑体在与上述第二内壁对置的第三位置和上述第一位置之间移动，所述第二驱动部使上述支撑体在上述第三位置和上述第二位置之间移动。
由此，支撑体在第一位置和第二位置之间移动时，经由远离第二位置的第三位置。其结果，收集部件不接触支撑体，不会产生收集部件和支撑体的接触引起的灰尘。
在上述侧壁的内壁形成有与上述开口部连通的凹部，上述第一内壁以及上述第二内壁可以是上述凹部的部分底部。
由此，能够将支撑体储存在设置于侧壁上的凹部，能够确保支撑体和载物台之间的空间。
发明效果
如上所述，根据本发明，能够实现缩短返回电流路径和确保对称性。由此能够抑制不想要的局部放电。
附图说明
图1是示出本发明的一实施方式涉及的等离子体处理装置的概略侧剖视图。
图2是示出在上述等离子体处理装置中的基板搬出搬入工序的概略侧剖视图。
图3是示出上述等离子体处理装置的主要部分的内部平面结构的概略剖视图。
图4是示出上述等离子体处理装置中的接地部件的一结构例的示意图。
图5是上述等离子体处理装置中的支撑体的局部剖切立体图。
图6是示出上述支撑体和腔室主体的开口部之间的关系的主要部分的概略剖视图。
图7是用于说明在上述等离子体处理装置中成膜时(产生等离子体时)的电流路径的概略图。
图8是用于说明比较例涉及的等离子体处理装置的电流路径的概略图。
图9是示出上述支撑体的结构的变形例的概略立体图。
图10是示出在上述等离子体处理装置中驱动支撑体的驱动系统的变形例的概略剖视图。
图11是示出在上述等离子体处理装置中驱动支撑体的驱动系统的变形例的概略剖视图。
图12是示出在上述等离子体处理装置中驱动支撑体的驱动系统的变形例的概略剖视图。
图13是在上述驱动系统的变形例中所使用的支撑体的局部剖切立体图。
图14是上述收集部件的局部剖切立体图。
图15是上述收集部件的变形例的局部剖切立体图。
图16是示出具备上述变形例的驱动系统的等离子体处理装置的变形例的概略剖视图。
图17是示出具备上述变形例的驱动系统的等离子体处理装置的变形例的概略剖视图。
图18是示出具备上述变形例的驱动系统的等离子体处理装置的变形例的概略剖视图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在本实施方式中，以等离子体CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)装置为例，作为等离子体处理装置进行说明。
图1以及图2是示出本实施方式涉及的等离子体CVD装置的结构的概略侧剖视图，图1、图2分别示出成膜时的情况、基板搬出搬入时的情况。
另外，在各个附图中，X轴、Y轴以及Z轴表示相互垂直交叉的三个轴方向，X轴以及Y轴相当于水平方向，Z轴相当于高度方向。
[整体结构]
等离子体CVD装置100具有真空腔室10。真空腔室10内部具有成膜室11。真空腔室10构成为，连接在未图示的真空泵上，能够排出成膜室11的气体，使其形成规定的减压气氛(减压环境)，并保持。
真空腔室10具有腔室主体12、高频电极13、绝缘部件14。
腔室主体12由不锈钢或铝合金等金属材料构成。腔室主体12形成为长方体形状，具有底部121、侧壁(周壁)122，该侧壁(周壁)122由竖立设置在底部121周围的四个侧壁部构成。
侧壁122具有侧壁部122a，该侧壁部122a的一部分包含基板W能够沿着X轴方向通过的开口部123。开口部123构成为搬出搬入口，用于向成膜室11搬入基板W或从成膜室11搬出基板W。开口部123具有基板以及未图示的基板搬送装置能够通过的宽度以及高度。侧壁部122a的外侧设置有能够开闭开口部123的门阀51。
作为基板W，典型地采用矩形的玻璃基板。不特别限定基板W的尺寸，例如，可以使用G5以上(一边的长度为1000mm以上)的基板，在本实施方式中，例如，可以使用G6基板(1850mm×1500mm)。
腔室主体12的内部设置有载物台20。载物台20具有支撑基板W的支撑面21。支撑面21由面积大于基板W的矩形平面构成。载物台20内置将支撑面21的整个区域加热至规定温度的加热源。不特别限定加热源，典型地由加热器、温媒循环通路等构成。载物台20具有静电夹具或机械夹具等在支撑面21上保持基板W的合适的夹持机构(省略附图)。
载物台20构成为，具有升降轴22，通过设置在腔室主体12的底部121外侧的驱动源23能够沿着Z轴方向升降移动。升降轴22固定在载物台20的底部中心，气密地贯通腔室主体12的底部121。载物台20构成为，能够在图1所示的上升位置和图2所示的下降位置之间升降。载物台20的升降动作由控制器90来控制。
高频电极13隔着绝缘部件14而(以不与腔室主体12电连接的状态)设置在腔室主体12的上部，从而与载物台20的支撑面21在Z轴方向上隔着规定的间隔对置。高频电极13由金属材料构成，具有电极法兰31、喷淋板32。
电极法兰31通过匹配箱41而与高频电源42电连接。电极法兰31与气体供给管线43连接，并具有空间部311，通过该气体供给管线43供给来的处理气体(成膜气体)被导入该空间部311。喷淋板32固定在电极法兰31的下端部，具有多个孔，用于将导入空间部311的处理气体供给到载物台20上的基板W整个区域。高频电极13通过从高频电源42接收高频电压，使喷淋板32和载物台20之间的成膜室11产生处理气体的等离子体P(参照图1)。
不特别限定高频电源42的频率，例如，在10～100MHz之间适当选择，在本实施方式中是27.12MHz。
不特别限定处理气体的种类，可以根据待成膜材料的种类来适当地设定。处理气体除原料气体之外，还可以包括氦、氩、氮等载体气体。在本实施方式中，等离子体CVD装置100在基板W上形成非晶硅、氮化硅、氧化硅等硅化物薄膜。
绝缘部件14配置在腔室主体12和高频电极13之间。绝缘部件14由形成为环状的陶瓷等电性绝缘材料构成，以便能够支撑高频电极13(电极法兰31)的下端边缘部。绝缘部件14借助未图示的密封环等密封部件，分别固定在腔室主体12以及高频电极13上。
高频电极13被屏蔽盖15覆盖。屏蔽盖15配置在腔室主体12的上部，以非接触于电极法兰31的方式覆盖高频电极13。屏蔽盖15与电极法兰31之间保持大气压。屏蔽盖15由金属材料构成，电连接于腔室主体12以及接地电位。
本实施方式的等离子体处理装置100还具有多个接地部件60。多个接地部件60配置在载物台20的周围，电连接真空腔室10的侧壁122和载物台20之间。
图3是示出腔室主体12的内部平面结构的概略剖视图。如该图所示，多个接地部件60包括多个第一接地板61、多个第二接地板62。
第一接地板61(第一接地部件)配置在具有开口部123的侧壁部122a和与其对置的载物台20的一边缘部之间。第二接地板62(第二接地部件)分别配置在除侧壁部122a以外的其他三个侧壁部122b、122c、122d和与这些对置的载物台20的其他边缘部之间。接地板61、62沿着载物台20的各个边以大致相等的间隔配置。
各接地板61、62典型地具有相同的结构，在本实施方式中由分别具有连接在侧壁122的第一端部601和连接在载物台20的第二端部602的可挠性(柔韧性)金属板构成，沿着上下方向弯曲，以便能够追踪载物台20的升降动作(参照图1、2)。各接地板61、62由厚度大约为0.1mm、宽度大约为10mm的镍基合金或铝合金等构成，但是不限于此，只要有导电性，就不特别限定材质或形状。
各接地板61、62可以分别独立构成，也可以构成为多个接地板的连接体。图4是示出第二接地板62的连接结构的示意图。如该图所示，通过在一张矩形的可挠性金属板600的平面内并排形成多个狭缝(开口)60s，在图中构成上端部以及下端部相互连接的多个第二接地板62的连接体。根据该结构，将金属板600的上下各端部分别作为第一端部601以及第二端部602，能够将各接地板62统一连接到侧壁122以及载物台20。不特别限定连接方法，典型地使用多个螺钉等固定工具。
在此，与没有开口部123的侧壁部122b～122d连接的第二接地板62的端部601，直接连接于侧壁部122b～122d。另一方面，与具有开口部123的侧壁部122a连接的第一接地板61的端部601，经由可动单元70的支撑体71，与侧壁部122a连接。
可动单元70具有：支撑体71，支撑第一接地板61的端部601；驱动源72，使支撑体71沿着Z轴方向移动。可动单元70构成为，能够使支撑体71在第一位置和第二位置之间沿着Z轴方向移动(升降)，所述第一位置是第一接地板61隔着开口部123而与开口部123的内周面对置的位置，所述第二位置是第一接地板61与上述内周面电连接的位置。
另外，只要是在第二位置第一接地板61与开口部123的内周面能够电连接的形状，就不特别限定支撑体71的形状。
接下来，参照图5以及图6，对支撑体71的结构的一例进行说明。图5是支撑体71的局部剖切立体图，图6是示出支撑体71与开口部123之间的关系的主要部分的概略剖视图。
支撑体71配置在开口部123的侧壁部122a内面侧的端部。如图6所示，支撑体71构成为，能够在支撑沿着Y轴方向排列的各接地板61的第一端部601的状态下，在退避到设置在开口部123下部内周面123a的退避部V的下降位置(第一位置)和接触开口部123的上部内周面123b的上升位置(第二位置)之间移动。
退避部V形成为能够收纳支撑体71的大小。在退避部V中，支撑体71隔着开口部123而与开口部123的上部内周面123b对置。不特别限定上述下降位置中的支撑体71与开口部123的上部内周面123b之间的间隔，设定成至少基板W能够通过开口部123的大小。
驱动源72设置在腔室主体12的底部121外侧，典型地由气缸、液压缸等流体压力缸构成，也可以使用滚珠丝杠机构。驱动源72构成为，具有气密贯通腔室主体12的底部121并连接于支撑体71底部的驱动轴73，能够使支撑体71在上述第一位置和第二位置之间沿着Z轴方向升降。
在本实施方式中，支撑体71构成为长边沿Y轴方向(沿着开口部123的长边方向延伸)的长方体形状的金属块710。由此，对于开口部123的上部内周面123b的接触面积增大，在支撑体71和侧壁部122a之间能够实现沿Y轴方向(开口部123的宽度方向)上的大致均匀的接触。另外，支撑体71还可以构成为，沿着开口部123的宽度方向划分成多个，每个分别或者共同升降移动。
金属块710由例如不锈钢或者铝合金等构成。金属块710的一侧面(与载物台20的边缘部对置的侧面)被设置为共同支撑各接地板61的端部601的支撑面711，金属块71的上表面成为与开口部123的内壁面对置的对置面712。
各接地板61的端部601以能够与支撑面711进行面接触的方式固定。从而，能够实现减少各接地板61和支撑体71之间的接触电阻。不特别限定固定方法，可以采用使用多个螺钉的机械式固定、焊接等。
对置面712上隔着弹性部件713而固定有导电性薄片714。弹性部件713以从对置面712朝上方仅突出规定高度的方式配置在对置面712的中心部。弹性部件713由长边沿Y轴方向的板状或轴形部件构成，其轴直线方向的截面形状(平行于XZ平面的截面形状)形成为矩形或者朝向上方凸出的穹形。不特别限定弹性部件713的构成材料，典型地由橡胶或弹性体构成。
导电性薄片714由固定在对置面712的中心部且长边沿Y轴方向的金属制薄片构成，以覆盖弹性部件713。导电性薄片714由具有柔韧性的金属板构成，其边缘部经由多个螺钉等固定工具固定在对置面712上。导电性薄片714覆盖弹性部件713的区域，构成在上述第二位置与开口部123的上部内周面123b抵接的抵接部71A。抵接部71A构成为，借助弹性部件713能够沿着Z轴方向弹性变形。
支撑体71还具有配置在抵接部71A周围的密封环715。密封环715以围绕导电性薄片714的方式设置在对置面712。密封环715在上述第二位置与开口部123的上部内周面123b弹性接触，从而从反应室(成膜室)11中将抵接部71A隔离出来。由此能够防止处理气体及其反应生成物附着到抵接部71A。
可动单元70的驱动源72可以通过控制器90来控制。控制器90由具有CPU以及存储器的计算机构成。在图1所示的成膜工序中，控制器90分别使载物台20移动到上升位置，使支撑体71移动到第二位置。另一方面，在图2所示的基板搬出搬入工序中，控制器90分别使载物台20移动到下降位置，使支撑体71移动到第一位置。另外，控制器90也可以构成为，除载物台20的升降动作、可动单元70的驱动控制之外，还能够控制气体供给管线43、向高频电极13施加高频电压等的等离子体CVD装置100的全部动作。
[动作]
接着，对本实施方式的等离子体CVD装置的典型动作进行说明。
在图1所示的成膜工序中，成膜室11被减压至规定压力，基板W在处于上升位置的载物台20上被加热至规定温度。高频电极13将经由气体导入管线43导入的处理气体，通过空间部31以及喷淋部32供给至成膜室11。高频电极13被高频电源42(匹配箱41)施加高频电力，使得在与载物台20之间形成的空间内产生处理气体的等离子体P。由此，处理气体中的原料气体分解，通过其分解生成物沉积在基板W上，从而进行成膜。
图7是用于说明成膜时(产生等离子体时)的等离子体处理装置100的电流路径(参照图中的虚线箭头)的概略图。可动单元70的支撑体71处于与开口部123的上部内周面123b接触的第二位置，载物台20经由第一接地板61以及第二接地板62，电连接于腔室主体12的侧壁122(122a～122d)。接地部件60以及侧壁122形成使电流从载物台20经由腔室主体12以及屏蔽盖15回流至匹配箱41的返回电流路径。
成膜后，停止对高频电极13供给气体以及电力，载物台20开始移动至图2所示的下降位置。另一方面，可动单元70的支撑体71也再次下降至图2以及图6所示的退避位置(第一位置)。然后，门阀51开启，由未图示的基板搬送装置，通过开口部123，将成膜完毕的基板W从载物台20上搬出至真空腔室10的外部，将未成膜的基板W搬入真空腔室10的内部。之后，门阀51封闭，载物台20以及支撑体71分别上升，从而施行与上述相同的成膜处理。
但是，如果不能最优化成膜时的高频电流的返回电流路径，则会在除阴极(高频电极13)和阳极(载物台20)之间以外的位置，发生不想要的放电。例如，如图8所示，当开口部123正下方的侧壁部内面连接有接地板61时，经由该侧壁部的返回电流路径会绕开开口部123的周围，或者通过开口部123后面的门阀51，导致返回电流路径延长，或者非各向同性地形成疏密不均。因此，有时会成为产生局部放电的原因，导致膜质量或者膜厚度的表面均匀性降低。
在本实施方式中，接地部件60中，第一接地板61经由支撑体71连接在侧壁部122a，第二接地板62直接连接在侧壁部122b～122d。因此，与接地部件连接在载物台和腔室底部之间的结构相比，能够缩短返回电流路径。
另一方面，与形成在开口部123的侧壁部122a连接的第一接地板61被支撑体71支撑，该支撑体71能够在开口部123的内部沿着Z轴方向升降。在基板通过开口部123时，支撑体71在第一位置待机(图2)，在产生等离子体时，移动至第二位置，从而将第一接地板61电连接于开口部123的上部内周面123b(图1)。由此，通过构筑不绕开开口部123的返回电流路径，能够在侧壁122的整周确保返回电流路径的对称性，能够提高基板上的膜质量以及膜厚度的均匀性。
为了实现返回电流路径的均匀化或对称性的提高，优选各返回电流路径的长度相同。而且，例如就各接地板60、61与侧壁122的连接位置而言，优选以腔室主体12的底部121为基准，分别设定成大致相同的高度。在这种情况下，支撑体71的第二位置也可以设定成，高度大致与第二接地板62的连接位置的高度相同，第二接地板62的连接位置的高度是指，第二接地板62和侧壁部122b～122d进行连接的连接位置相对于真空腔室10的底部121的高度(参照图2)。
而且，根据本实施方式，由于支撑体71的对置面712设置有可以沿着Z轴方向弹性变形的抵接部71A，因此在第二位置，以适当的按压力使支撑体71稳定地接触到开口部123的上部内周面123b。
进一步，由于在支撑体71的对置面712设置有配置成围绕抵接部71A的密封环715，因此能够防止在成膜处理时抵接部71A暴露于成膜室11。由此，能够防止处理气体或其等离子体反应生成物接触抵接部71A，在使用高腐蚀性气体的情形下，也能保护抵接部71A不被其腐蚀，从而能够提高耐久性。而且，即便因抵接部71A与开口部123的接触而产生粉尘，也能避免该粉尘泄露至成膜室11。由此，能够稳定地执行高质量的成膜处理。
进一步，在本实施方式中，使支撑体71升降的驱动源72构成为，独立于使载物台20升降的驱动源23。因此，即便载物台20的升降移动量根据成膜处理规格发生变化，也能确保支撑体71的上升位置(第二位置)的定位精度。另外，载物台20与支撑体71的升降移动也可以被彼此同步控制。
[小结]
根据以上所述的本实施方式，能够以相同或大致相同的路径长度，构成经由具有开口部123的侧壁部122a的返回电流路径和经由除此以外的侧壁部122b～122d的返回电流路径，因此能够缩短返回电流路径，能够确保均匀化或者对称性。由此，能够防止发生局部异常放电，能够执行膜厚度以及膜质量的均匀性优秀的成膜处理。
尤其，在本实施方式中，使用VHF频带中27.12MHz的高频电源作为高频电源42。因此，通过等离子体的高密度化，能够实现由13.56MHz的高频电源无法达成的高成膜率、膜的致密化。
其另一方面，由于等离子体密度因采用VHF频带电源而升高，返回电流增大，若不能最优化返回电流路径，则有放电稳定性恶化的可能性。返回电流路径的不均匀性引起的局部放电(漏电)与频率余弦(cos)的平方成正比，离子通量增大，因此返回电流路径长度的轻微差异会产生较大的电场梯度，即便是在13.56MHz下不会引起漏电的路径长度，在27.12MHz下也会引起漏电。
根据本实施方式，能够消除经由具有基板搬出搬入用开口部123的侧壁部122a的返回电流路径和经由除此以外的侧壁部122b～122d的返回电流路径的不均匀性，因此即便在采用27.12MHz的高频电源的情形下，也不会产生局部放电，能够实现稳定的成膜。而且，根据本实施方式，与开口部123连接的接地板61构成为能够在开口部123的内部移动，因此，不会阻碍基板经由开口部123的搬出搬入动作，能够容易实现上述作用效果。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明不仅限定于上述的实施方式，可以附加各种变更是不言而喻的。
例如，在以上实施方式中，举例说明了在金属块710的对置面712设置能够沿着Z轴方向弹性变形的抵接部71A以及密封环715来作为支撑体71，但并不限于此。例如，如图9的A部分所示，可以使用仅由不具备上述抵接部以及密封环的金属块710构成的支撑体171。根据这样的结构，通过使对置面712直接接触开口部123的上部内周面123b，也能够实现第一接地板61和侧壁部122a的电连接。
而且，在以上的实施方式中，说明了支撑第一接地板61的支撑体71由金属块710构成的例子，但是也可以由陶瓷等绝缘材料构成。在该情形下，如图9的B部分所示，可以采用由支撑体271的对置面712支撑各接地板61的端部601，并使这些接地板61的端部直接或者经由导电性薄片714来接触开口部123的上部周面部123b的方式。
而且，在以上的实施方式中，真空腔室10的四个侧壁部中一个侧壁部122a上设置有开口部123，但并不限于此，其他侧壁部122b～122d的至少任意一个上也可以设置有同样的开口部。例如，在相互对置的两个侧壁部上具有基板搬出搬入用开口部的直进式等离子体处理装置上也能适用本发明。在该情形下，通过在各个开口部设置上述结构的可动单元70，能够获得与上述同样的作用效果。
图10～图12是示出驱动上述等离子体处理装置的支撑体的驱动系统的变形例的概略剖视图。图10示出基板搬出搬入时的状态，图11是基板搬入后成膜前的状态，图12是成膜时的状态。
如图10所示，在本实施方式中，设置在侧壁122的开口部123也包括下部内周面123a(第一内周面)以及与下部内周面123a对置的上部内周面123b(第二内周面)。而且，在本实施方式中，在侧壁122的内壁125中，在开口部123附近的与下部内周面123a连接的部分为下部内壁125a，在开口部123附近的与上部内周面123b连接的部分为上部内壁125b。
支撑体81支撑多个第一接地板61。在本实施方式中，支撑体81被支撑棒83支撑。支撑棒83支撑支撑体81的底部。
在退避部V中，支撑体81相对于与下部内周面123a连续的下部内壁125a(第一内壁)对置。在本实施方式中，支撑体81与下部内壁125a对置时的支撑体81的位置作为第一位置。支撑体81位于第一位置时，支撑体81处于与下部内壁125a非接触的状态。支撑体81位于第一位置时，例如，载物台20位于下降位置。
驱动支撑体81的可动单元80具有第一驱动部85、第二驱动部86、L形的臂87、固定部件88a、89a、轴部88b、89b。第一驱动部85以及第二驱动部86被控制器90控制。
第一驱动部85包括驱动源85a、驱动轴85b。第一驱动部85设置在腔室主体12的底部121外侧(例如，下方)。第一驱动部85典型地由气缸、液压缸等的流体压力缸构成，也可以采用滚珠丝杠。
在驱动源85a中，轴部89b被固定部件89a固定。轴部89b沿着Y轴方向延伸。驱动轴85b通过驱动源85a，例如能够沿着支撑棒83延伸的方向伸缩。驱动轴85b的前端连接在支撑棒83的下端。驱动轴85b的中心轴与支撑棒83的中心轴一致。
臂87包括臂部87a、臂部87b。臂部87a例如与臂部87b正交。臂部87b的端部被轴部88b轴支撑。由此，臂87整体能够以轴部88b为中心旋转。轴部88b通过固定部件88a被固定在底部121。轴部88b例如沿着Y轴方向延伸。与臂部87b连接的臂部87a固定在相对于轴部89b相反侧的驱动源85a上。由此，第一驱动部85能够以轴部88b为中心旋转。
当支撑体81位于第一位置时，臂部87b和底部121之间的间隔随着臂部87b远离轴部88b而渐渐扩大。即，当支撑体81位于第一位置时，臂部87b延伸的方向与水平方向交叉。由此，当支撑体81位于第一位置时，固定在臂部87a上的驱动源85a配置成相对于高度方向(Z轴方向)偏斜。其结果，连接在驱动源85a的驱动轴85b也配置成相对于高度方向偏斜。
支撑棒83贯通设置在底部121上的开口部124。支撑棒83倾斜成相对于高度方向偏斜。支撑棒83沿着驱动轴85b的中心轴方向延伸。开口部124的开口宽度不特别限定，以开口部124的内周面不接触支撑棒83的方式设定。例如，开口部124的内周面的一部分根据支撑棒83的倾斜角度构成为锥形状。
支撑棒83的周围设置有管84。例如，管84在底部121外侧包围支撑棒83。管84是真空波纹管、软管等管，沿着驱动轴85b伸缩的方向伸缩，或者弯曲。管84连接在开口部124，同时连接在驱动轴85b的前端。成膜室11被排气为真空时，管84内成为减压状态。
第二驱动部86包括驱动源86a和驱动轴86b。第二驱动部86设置在腔室主体12的底部121外侧(例如，第一驱动部85的旁边)，典型地由气缸、液压缸等流体压力缸构成，也可以采用滚珠丝杠机构。
驱动轴86b通过驱动源86a，能够沿着与轴部89b延伸方向正交的方向(X轴方向)伸缩。驱动轴86b的前端被轴部89b轴支撑。当驱动轴86b沿着X轴方向伸缩时，轴部89b沿着X轴方向移动。由此，固定轴部89b的第一驱动部85借助臂87以轴部88b为中心旋转。
而且，开口部123的上部内周面123b上配置有收集部件127。收集部件127从开口部123朝向成膜室11突出。收集部件127位于与开口部123的上部内周面123b连续的上部内壁125b(第二内壁)的正下方。例如，在收集部件127的正上方产生灰尘时，因灰尘所产生的异物被收集到收集部件127上。
图11示出支撑体81从第一位置移动到与上部内壁125b对置的位置之后的状态。即，通过驱动轴85b从驱动源85a延伸，支撑体81从第一位置移动到与上部内壁125b对置的位置。在本实施方式中，支撑体81与上部内壁125b对置时的支撑体81的位置作为第三位置。当支撑体81位于第三位置时，支撑体81处于与上部内壁125b非接触的状态。而且，当支撑体81位于第三位置时，例如，载物台20位于上升位置。
在本实施方式中，调节支撑棒83的倾斜角度、收集部件127朝向成膜室11突出的长度、支撑体81的尺寸等，使得支撑体81通过第一驱动部85在第一位置和第三位置之间升降时，支撑体81不接触收集部件127。
图12示出了支撑体81从第三位置移动到接触上部内壁125b的位置之后的状态。由此，被支撑体81支撑的第一接地板61电连接于上部内壁125b。例如，通过第二驱动部86的驱动轴86b从驱动源86a延伸，被驱动轴86b沿X轴方向推动的第一驱动部85借助臂87以轴部88b为中心旋转。由此，被驱动轴85b支撑的支撑棒83朝向第一驱动部85被驱动轴86b推动方向的相反侧倾斜，支撑体81接触上部内壁125b。支撑棒83成为与高度方向实质平行或接近平行的状态。本实施方式中，支撑体81与上部内壁125b电连接时的支撑体81的位置作为第二位置。
由此，可动单元80能够使支撑体81在第一位置和第三位置之间移动，并且能够使支撑体81在第三位置和第二位置之间移动。由此，可动单元80能够使支撑体81在第一位置和第二位置之间移动。
另外，由第一驱动部85进行的驱动和由第二驱动部86进行的驱动也可以同时进行。在该情形下，支撑体81在第一位置至第二位置之间，以描画柔和曲线的方式移动。但是，支撑体81的轨道被控制为使支撑体81在移动过程中不接触收集部件127。
图13是使用上述驱动系统的变形例的支撑体的局部剖切立体图。
本实施方式中的支撑体81由长边处于Y轴方向的长方体形状的金属块810构成。由此，相对于上部内壁125b的接触面积增大，在支撑体81和侧壁122之间沿Y轴方向能够实现大致均匀的接触。在图13的例子中，金属块810被一根支撑棒83支撑，但不限于该例子。金属块810也可以被多个支撑棒83支撑。另外，支撑体81也可以构成为，沿着开口部123的宽度方向划分为多个，每个分别或者共同升降移动。
金属块810由例如不锈钢或者铝合金等构成。金属块810的一侧面(与载物台20的边缘部对置的侧面)成为共同支撑各接地板61的端部601的支撑面811，相对于支撑面811相反侧的金属块810的侧面成为与上部内壁125b对置的对置面812。
各接地板61的端部601固定成与支撑面811进行面接触。从而，实现减少各接地板61和支撑体81之间的接触电阻。不特别限定固定方法，可以采用使用多个螺钉的机械式固定、焊接等。
在对置面812上隔着弹性部件813而固定有导电性薄片814。弹性部件813以从对置面812朝导电性薄片814仅突出规定高度的方式配置在对置面812的中心部。弹性部件813由长边沿Y轴方向的板状或轴形部件构成，其截面形状(平行于XZ平面的截面形状)形成为矩形或者朝上方凸出的穹形。不特别限定弹性部件813的构成材料，典型地由橡胶或合成橡胶(弹性体)构成。
导电性薄片814由以覆盖弹性部件813的方式固定在对置面812的中心部且长边沿Y轴方向的金属制薄片构成。导电性薄片814由具有柔韧性的金属板构成，其边缘部借助多个螺钉等固定工具固定在对置面812上。导电性薄片814覆盖弹性部件813的区域，构成在第二位置与上部内壁125b抵接的抵接部81A。抵接部81A构成为，经由弹性部件813能够沿着X轴方向弹性变形。
支撑体81还具有配置在抵接部81A周围的密封环815。密封环815以围绕导电性薄片814的方式设置在对置面812。密封环815通过在第二位置与上部内壁125b弹性接触，从而将抵接部81A从成膜室11中隔离出来。由此能够防止处理气体及其反应生成物附着到抵接部81A。
图14是上述收集部件的局部剖切立体图。
收集部件127由长边沿Y轴方向的长方体形状的金属块构成。当支撑体81处于第二位置时，支撑体81位于收集部件127的收集面127a的正上方。由此，支撑体81与上部内壁125b接触时产生的异物有效率地被收集到收集面127a上。
收集部件127例如由不锈钢或者铝合金等构成。不特别限定收集部件127的固定方法，例如，可以采用使用多个螺钉的机械式固定。而且，在图13的例子中，收集部件127设置在上部内周面123b，但不限于该例子。例如，收集部件127也可以安装在上部内壁125b。
图15是上述收集部件的变形例的局部剖切立体图。
而且，收集部件127的上表面侧也可以形成凹部127c。通过这样的结构，异物更加有效率地被收集到凹部127c中。
根据以上的结构，除返回电流路径缩短之外，支撑体81从第一位置经由第三位置，移动到第二位置。由此，支撑体81不与收集部件127接触，不会产生因该接触产生的灰尘。而且，即便导电性薄片814的抵接部81A接触到上部内壁125b而产生灰尘，通过配置在支撑体81与上部内壁125b接触部分正下方的收集部件127，也能够使异物(例如，粉尘)被收集到收集部件127。由此，基板W上更加难以附着异物。
图16～图18是示出具备上述变形例的驱动系统的等离子体处理装置的变形例的概略剖视图。图16示出基板搬出搬入时的状态，图17示出基板搬入之后成膜前的状态，图18示出成膜时的状态。
如图16所示，在具备可动单元80的等离子体处理装置中，侧壁122的内壁125上形成有凹部125c。凹部125c与开口部123连通。内壁125与下部内壁125a之间形成有阶梯，内壁125与上部内壁125b之间形成有阶梯。即、下部内壁125a以及上部内壁125b成为凹部125c的底部的一部分。
支撑体81的至少一部分处于凹部125c。支撑体81在退避部V中与下部内壁125a对置。该位置作为第一位置。当支撑体81位于第一位置时，支撑体81处于与下部内壁125a非接触的状态。当支撑体81位于第一位置时，例如，载物台20位于下降位置。
图17示出支撑体81从第一位置移动至与上部内壁125b对置的位置之后的状态。即，通过驱动轴85b从驱动源85a延伸，支撑体81从第一位置移动至与上部内壁125b对置的位置。该支撑体81的位置作为第三位置。当支撑体81位于第三位置时，支撑体81处于与上部内壁125b非接触的状态。而且，当支撑体81位于第三位置时，例如，载物台20位于上升位置。
图18示出支撑体81从第三位置移动至与上部内壁125b接触的位置之后的状态。被支撑体81支撑的第一接地板61电连接于上部内壁125b。例如，通过第二驱动部86的驱动轴86b从驱动源86a延伸，被驱动轴86b沿X轴方向推动的第一驱动部85借助臂87以轴部88b为中心旋转。由此，被驱动轴85b支撑的支撑棒83朝向第一驱动部85被驱动轴86b推动方向的相反侧倾斜，支撑体81接触上部内壁125b。支撑体81的至少一部分处于凹部125c。该支撑体81的位置作为第二位置。
根据这样的结构，支撑体81与载物台20之间的距离以及支撑棒83与载物台20之间的距离进一步延长，支撑体81、支撑棒83以及载物台20各自的配置自由度增加。进一步，在支撑体81和载物台20之间或支撑棒83和载物台20之间容易配置其他部件。
进一步，在以上的实施方式中，将等离子体CVD装置作为等离子体处理装置进行举例说明，但是不限于此，本发明也可以适用于等离子体蚀刻装置或等离子体掺杂装置等其他等离子体处理装置。
附图标记说明
10…真空腔室
11…成膜室
12…腔室主体
13…高频电极
14…绝缘部件
15…屏蔽盖
20…载物台
21…支撑面
22…升降轴
23…驱动源
30…高频电极
31…电极法兰
32…喷淋板
41…匹配箱
42…高频电源
43…气体导入管线
51…门阀
60…接地部件
61…第一接地板
62…第二接地板
70…可动单元
71、171、271…支撑体
71A…抵接部
72…驱动源
73…驱动轴
80…可动单元
81…支撑体
81A…抵接部
83…支撑棒
84…管
85…第一驱动部
85a…驱动源
85b…驱动轴
86…第二驱动部
86a…驱动源
86b…驱动轴
87…臂
87a…臂部
87b…臂部
88a、89a…固定部件
88b、89b…轴部
90…控制器
121…底部
122…侧壁
122a…侧壁部
122b…侧壁部
123、124…开口部
123a…下部内周面
123b…上部内周面
125…内壁
125a…下部内壁
125b…上部内壁
125c…凹部
127…收集部件
127a…收集面
127c…凹部
171…支撑体
271…支撑体
311…空间部
600…可挠性金属板
601…端部
602…端部
710、810…金属块
711、811…支撑面
712、812…对置面
713、813…弹性部件
714、814…导电性薄片
715、815…密封环
100…等离子体处理装置

Claims (10)

1.一种等离子体处理装置，其特征在于，具备：
腔室主体，具有侧壁，该侧壁的一部分包括能够使基板通过的开口部；
载物台，具有能够支撑所述基板的支撑面，并设置在所述腔室主体的内部；
高频电极，以与所述支撑面对置的方式配置，产生处理气体的等离子体；
多个接地部件，配置在所述载物台的周围，电连接所述侧壁和所述载物台之间；
可动单元，具有支撑体和驱动源，该支撑体支撑作为所述多个接地部件的一部分的第一接地部件，所述驱动源由使所述载物台升降的驱动源之外的驱动源构成，所述可动单元能够使所述支撑体在第一位置与第二位置之间沿着与所述支撑面正交的轴方向移动，所述第一位置是使所述第一接地部件隔着所述开口部而与所述开口部的内周面对置的位置，所述第二位置是使所述第一接地部件与所述内周面电连接的位置。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，
所述支撑体构成为，具有导电性的抵接部，该抵接部在所述第二位置与所述内周面抵接，所述抵接部能够沿着所述轴方向弹性变形。
3.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于，
所述支撑体还具有密封环，所述密封环配置在所述抵接部的周围，在所述第二位置与所述内周面弹性接触。
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，
所述支撑体由金属制成的块构成。
5.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，
所述第二位置被设定为高度与第二接地部件的高度实质相同，所述第二接地部件作为所述多个接地部件中其他一部分，所述第二接地部件的高度是指，所述第二接地部件与所述侧壁进行连接的连接位置相对于所述腔室主体的底部的高度。
6.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，
所述载物台构成为，能够沿着所述轴方向移动，
所述多个接地部件由多个可挠性金属板构成，这些可挠性金属板分别具有与所述侧壁连接的第一端部和与所述载物台连接的第二端部。
7.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，
所述支撑体具有沿着所述开口部的长边方向延伸的长方体形状，
所述第一接地部件包括沿着所述长边方向隔着间隔排列的多个导体部。
8.一种等离子体处理装置，其特征在于，具备：
腔室主体，具有侧壁，该侧壁的一部分包括开口部，该开口部具有能够使基板通过的第一内周面和与所述第一内周面对置的第二内周面；
载物台，具有能够支撑所述基板的支撑面，并设置在所述腔室主体的内部；
高频电极，以与所述支撑面对置的方式配置，产生处理气体的等离子体；
多个接地部件，配置在所述载物台的周围，电连接所述侧壁和所述载物台之间；
可动单元，具有支撑体和驱动源，该支撑体支撑作为所述多个接地部件的一部分的第一接地部件，所述驱动源由使所述载物台升降的驱动源之外的驱动源构成，该可动单元能够使所述支撑体在第一位置和第二位置之间移动，所述第一位置是所述支撑体与所述侧壁的第一内壁对置的位置，所述侧壁的第一内壁与所述第一内周面连续，所述第二位置是所述支撑体与所述侧壁的第二内壁电连接的位置，所述侧壁的第二内壁与所述第二内周面连续；
收集部件，配置在所述支撑体与所述第二内壁接触的部分的正下方。
9.根据权利要求8所述的等离子体处理装置，其特征在于，
所述可动单元具有第一驱动部和第二驱动部，该第一驱动部使所述支撑体在与所述第二内壁对置的第三位置和所述第一位置之间移动，该第二驱动部使所述支撑体在所述第三位置和所述第二位置之间移动。
10.根据权利要求8或9所述的等离子体处理装置，其特征在于，
在所述侧壁的内壁形成有与所述开口部连通的凹部，
所述第一内壁以及所述第二内壁是所述凹部的部分底部。
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