CN111601910B - 真空处理装置及支撑轴 - Google Patents

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Abstract

本发明的真空处理装置进行等离子体处理，具有：电极凸缘，在腔室内与高频电源连接；簇射极板，具有与所述电极凸缘相对的第一面和与所述第一面相反侧的第二面，所述簇射极板与所述电极凸缘分离相对并与所述电极凸缘一同作为阴极；处理室，面向所述簇射极板的所述第二面，并且供被处理基板配置；和支撑轴，与所述簇射极板的所述第一面连接并支撑所述簇射极板。在所述簇射极板上形成有多个气体流路，该多个气体流路从所述电极凸缘与所述第一面之间的空间连通到所述处理室，并且具有规定的电导率，在所述支撑轴与所述簇射极板连接的部分，以所述电导率在所述簇射极板的面内方向上不发生变化的方式设置有沿所述支撑轴的轴向延伸的轴气体流路。

Description

真空处理装置及支撑轴
技术领域
本发明涉及真空处理装置及支撑轴，特别是涉及适于在进行等离子体处理时的簇射极板的支撑中使用的技术。
本申请基于2018年6月20日在日本申请的专利申请2018-117043号要求优先权，并且在此援引其内容。
背景技术
作为在成膜工艺或蚀刻工艺中利用的放电方式之一，具有使用电容耦合等离子体(CCP)的方式。例如，在使用该方式的CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)装置中，阴极和阳极相对配置，在阳极上配置有基板，向阴极供应电力。并且，通过在阴极与阳极之间产生电容耦合等离子体，在基板上形成膜。另外，为了将放电气体均匀地供给到基板上，作为阴极，有时使用设置有多个气体喷出口的簇射极板(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本专利公开2005-328021号公报
然而，在使用簇射极板的电容耦合方式中，有时阴极和阳极越趋向大型，则基板面内的电极间距离(阴极与阳极之间的距离)的偏差越大。由此，有时基板上形成的膜的膜质在基板面内的偏差变大。
为了解决该问题，有必要使簇射极板的支撑更加牢固，近年来，从成膜特性及降低颗粒的要求出发，避免在腔室内使用镍合金类，伴随与此，担心用于支撑簇射极板的支撑部分的强度不足。
如上所述，在为了维持用于支撑簇射极板的支撑部分的强度，加大支撑部分的面积及簇射极板的面内方向上的支撑面积的情况下，会闭塞作为气体通道的贯穿孔。
在该情况下，在簇射极板的支撑部分附近，发生向基板侧供给的气流在簇射极板面内不均匀的状态，在该部分，基板上形成的膜的膜质在基板面内的偏差有时会变大。
另外，为了得到良好的膜质，设置于阳极的基板被配置在加热器上。因此，由于簇射极板因来自基板及加热器的受热而成为高温，从而因热膨胀及弹性率的下降而产生簇射极板的热变形，簇射极板面内的电极间距离的偏差有时会变大。由此，基板上形成的膜的膜质和膜厚分布在基板面内的偏差有时会变大。
为了防止发生如上所述的偏差，希望提高簇射极板的支撑部分的强度。
此外，针对上述问题，由于随着所处理的基板的大型化，还需要加大簇射极板，因此有必要进一步提高簇射极板的支撑部分的强度。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而提出的，想要实现以下目的。
1、使阴极与阳极之间的电极间距离的偏差更均匀。
2、防止在簇射极板面内发生气流不均匀的状态。
3、维持簇射极板中的充分的支撑强度。
4、防止成膜特性的下降。
5、防止颗粒发生的增加。
本发明的第一方式所涉及的真空处理装置进行等离子体处理，具有：电极凸缘，配置在腔室内，与高频电源连接；簇射极板，具有与所述电极凸缘相对的第一面和与所述第一面相反侧的第二面，所述簇射极板与所述电极凸缘分离相对并与所述电极凸缘一同作为阴极；处理室，面向所述簇射极板的所述第二面，并且供被处理基板配置；和支撑轴，与所述簇射极板的所述第一面连接并支撑所述簇射极板，在所述簇射极板上形成有多个气体流路，该多个气体流路从所述电极凸缘与所述第一面之间的空间连通到所述处理室，并且具有规定的电导率，在所述支撑轴与所述簇射极板连接的部分，以所述电导率在所述簇射极板的面内方向上不发生变化的方式设置有沿所述支撑轴的轴向延伸的轴气体流路。由此，解决了上述问题。
在本发明的第一方式所涉及的真空处理装置中，可以在所述簇射极板的所述第一面上形成有凹部，所述支撑轴被嵌入到所述凹部，在所述支撑轴中处于所述凹部的内部的位置上设置有所述轴气体流路，所述支撑轴具有：流路空间，位于所述第一面的上方，并且被设置在所述支撑轴的内部，所述流路空间与所述轴气体流路连通；和径向气体流路，与所述流路空间连通并沿所述支撑轴的径向延伸。
在本发明的第一方式所涉及的真空处理装置中，关于所述簇射极板的面内方向上的面内密度，所述轴气体流路的面内密度可以与在所述簇射极板中形成于连接有所述支撑轴的部分的周围的所述气体流路的面内密度相同，所述轴气体流路具有与所述气体流路相同的电导率。
在本发明的第一方式所涉及的真空处理装置中，关于所述簇射极板的厚度方向上的长度，所述轴气体流路的长度可被设定为与位于所述支撑轴的周围的所述气体流路的长度相等。
在本发明的第一方式所涉及的真空处理装置中，所述轴气体流路中的直径尺寸可被设定为与位于所述支撑轴的周围的所述气体流路中的直径尺寸相等。
在本发明的第一方式所涉及的真空处理装置中，所述支撑轴可以以所述支撑轴的端部与所述簇射极板的所述凹部内的底部分离的方式嵌入到所述凹部。
在本发明的第一方式所涉及的真空处理装置中，可具有嵌合到所述支撑轴的端部的接头，所述轴气体流路被形成在所述接头内。
在本发明的第一方式所涉及的真空处理装置中，可以在所述簇射极板的所述第一面上形成有凹部，在所述簇射极板的所述凹部的底部，形成有使所述凹部和所述处理室连通的短气体流路，所述短气体流路在所述凹部内具有开口，所述接头具有分离距离设定凸部，所述分离距离设定凸部设置在所述接头在所述支撑轴的轴向上的端部，所述分离距离设定凸部与所述凹部的所述底部抵接，使所述接头从所述凹部的所述底部分离，在所述轴气体流路与所述短气体流路的所述开口之间形成有空间。
在本发明的第一方式所涉及的真空处理装置中，所述支撑轴可具有支撑角度可变部，所述支撑角度可变部对应于所述簇射极板的升降温时产生的热变形而能够倾斜支撑所述簇射极板。
在本发明的第一方式所涉及的真空处理装置中，所述支撑角度可变部可以是分别被设置在所述支撑轴的两端侧的球面衬套。
本发明的第二方式所涉及的支撑轴在进行等离子体处理的真空处理装置中被使用，所述真空处理装置具有：电极凸缘，配置在腔室内，与高频电源连接；簇射极板，具有与所述电极凸缘相对的第一面和与所述第一面相反侧的第二面，所述簇射极板与所述电极凸缘分离相对并与所述电极凸缘一同作为阴极；和处理室，面向所述簇射极板的所述第二面，并且供被处理基板配置，在所述簇射极板上形成有多个气体流路，该多个气体流路从所述电极凸缘与所述第一面之间的空间连通到所述处理室，并且具有规定的电导率，所述支撑轴与所述簇射极板的所述第一面连接并支撑所述簇射极板，在所述支撑轴与所述簇射极板连接的部分，以所述电导率在所述簇射极板的面内方向上不发生变化的方式设置有沿所述支撑轴的轴向延伸的轴气体流路。由此，解决了上述问题。
本发明的第一方式所涉及的真空处理装置进行等离子体处理，具有：电极凸缘，配置在腔室内，与高频电源连接；簇射极板，具有与所述电极凸缘相对的第一面和与所述第一面相反侧的第二面，所述簇射极板与所述电极凸缘分离相对并与所述电极凸缘一同作为阴极；处理室，面向所述簇射极板的所述第二面，并且供被处理基板配置；和支撑轴，与所述簇射极板的所述第一面连接并支撑所述簇射极板，在所述簇射极板上形成有多个气体流路，该多个气体流路从所述电极凸缘与所述第一面之间的空间连通到所述处理室，并且具有规定的电导率，在所述支撑轴与所述簇射极板连接的部分，以所述电导率在所述簇射极板的面内方向上不发生变化的方式设置有沿所述支撑轴的轴向延伸的轴气体流路。
由此，在支撑轴的粗度大于气体流路的配置间隔的情况下，也能够在支撑轴安装于簇射极板的位置及其附近的区域中，在簇射极板的面内方向上均匀地维持所配置的多个气体流路中的电导率的同时支撑簇射极板。由此，能够增加支撑轴的强度，从而簇射极板中的支撑状态不会变差，能够使基板面内的电极间距离的偏差更均匀。同时，能够在簇射极板的面内方向上均匀地维持向被处理基板供给的气体供给状态，能够提高基板的面内方向上的成膜特性，特别是膜厚的均匀性。
在本发明的第一方式所涉及的真空处理装置中，在所述簇射极板的所述第一面上形成有凹部，所述支撑轴被嵌入到所述凹部，在所述支撑轴中处于所述凹部的内部的位置上设置有所述轴气体流路，所述支撑轴具有：流路空间，位于所述第一面的上方，并且被设置在所述支撑轴的内部，所述流路空间与所述轴气体流路连通；和径向气体流路，与所述流路空间连通并沿所述支撑轴的径向延伸。
由此，能够通过嵌入到凹部内的支撑轴来牢固地支撑簇射极板。另外，通过设置轴气体流路，能够将用于支撑簇射极板的支撑部分中的电导率与设置在支撑部分的周围的气体流路的电导率设为均匀状态。由此，能够在簇射极板的面内方向上均匀地维持向被处理基板供给的气体供给状态。
在此，径向气体流路优选具有不会对轴气体流路及短气体流路的电导率带来影响的程度的流路宽度及形状。
在本发明的第一方式所涉及的真空处理装置中，关于所述簇射极板的面内方向上的面内密度，所述轴气体流路的面内密度与在所述簇射极板中形成于连接有所述支撑轴的部分的周围的所述气体流路的面内密度相同，所述轴气体流路具有与所述气体流路相同的电导率。
由此，由于轴气体流路中的电导率与设置在轴气体流路的周围的气体流路的电导率相同，因此只需以具有与支撑轴的安装位置的周围的气体流路的面内方向上的密度相同的密度的方式设置轴气体流路，即能在簇射极板的面内方向上均匀地维持向被处理基板供给的气体供给状态。
在此，以下对“所述轴气体流路的面内密度与在所述簇射极板中形成于连接有所述支撑轴的部分的周围的所述气体流路的面内密度相同”进行说明。
簇射极板具有短气体流路和长气体流路。短气体流路为设置在与气体经由轴气体流路流动的部分对应的位置上的流路。长气体流路位于支撑轴安装于簇射极板的部分的周围。长气体流路的在簇射极板的厚度上的全长与簇射极板的厚度相等。短气体流路及长气体流路中的每一个在簇射极板的第二面(与被处理基板相对的簇射极板的表面)上开口。
在这种结构中，上述“所述轴气体流路的面内密度与在所述簇射极板中形成于连接有所述支撑轴的部分的周围的所述气体流路的面内密度相同”具有以下两个定义。
(1)位于与轴气体流路对应的位置上的多个短气体流路在第二面上开口的每单位面积的数量与多个长气体流路在第二面上开口的每单位面积的数量相等。
(2)位于与轴气体流路对应的位置上的多个短气体流路在第二面上开口的每单位面积的合计开口面积(开口率)与多个长气体流路在第二面上开口的每单位面积的合计开口面积(开口率)相等。
在此，以下对“轴气体流路具有与所述气体流路相同的电导率”进行说明。
如上所述，簇射极板具有短气体流路和长气体流路。在此，作为从簇射极板的第一面朝向第二面流动的气体的流动路径具有经过短气体流路的流动路径A和经过长气体流路的流动路径B。
具体而言，电极凸缘与簇射极板之间的气体经由设置在支撑轴上的轴气体流路及短气体流路被供给到处理室(流动路径A)。另外，电极凸缘与簇射极板之间的气体经由长气体流路被供给到处理室(流动路径B)。
在这种路径中，上述“轴气体流路具有与所述气体流路相同的电导率”的定义是指在轴气体流路的全长及短气体流路的全长上的电导率之和与长气体流路的电导率相等。
另外，除轴气体流路及短气体流路以外，还可以经由不会对电导率带来影响的流路将气体供给到处理室。
在本发明的第一方式所涉及的真空处理装置中，关于所述簇射极板的厚度方向上的长度，所述轴气体流路的长度被设定为与位于所述支撑轴的周围的所述气体流路的长度相等。
由此，能够将一根轴气体流路中的电导率设定为与位于支撑轴的周围的所述气体流路中的电导率相等，从而容易在簇射极板的面内方向上均匀地设定向被处理基板供给的气体供给状态。
在此，以下对“轴气体流路的长度与位于所述支撑轴的周围的所述气体流路的长度相等”进行说明。
这是指设置在支撑轴上的轴气体流路的长度及短气体流路(在与气体从轴气体流路流动的部分对应的位置上设置于簇射极板的短气体流路)的长度之和与在支撑轴的安装部分的周围设置于簇射极板的长气体流路的长度相等。
在本发明的第一方式所涉及的真空处理装置中，所述轴气体流路中的直径尺寸被设定为与位于所述支撑轴的周围的所述气体流路中的直径尺寸相等。
由此，容易将轴气体流路的电导率设定为与在支撑轴的安装部分的周围设置于簇射极板的气体流路的电导率相等。
在此，以下对“轴气体流路中的直径尺寸与位于所述支撑轴的周围的所述气体流路中的直径尺寸相等”进行说明。
这是指设置于支撑轴的轴气体流路的全长上的直径尺寸及短气体流路的全长上的直径尺寸与在支撑轴的安装部分的周围设置于簇射极板的长气体流路中的直径尺寸相等。
在本发明的第一方式所涉及的真空处理装置中，所述支撑轴以所述支撑轴的端部与所述簇射极板的所述凹部内的底部分离的方式嵌入到所述凹部。
由此，在将支撑轴嵌入到凹部时，能够连通轴气体流路和短气体流路，而不进行轴气体流路与短气体流路的对位。
另外，优选支撑轴的端部与凹部内的底部之间的空间被设为不会对轴气体流路及短气体流路的电导率带来影响的程度的形状。
此外，为了设定支撑轴的端部与凹部内的底部之间的分离距离，能够在支撑轴的端部或凹部内的底部设置分离距离设定凸部。
在本发明的第一方式所涉及的真空处理装置中，具有嵌合到所述支撑轴的端部的接头，所述轴气体流路被形成在所述接头内。
由此，能够容易进行形成于接头的轴气体流路的形状设定，并且能够与簇射极板整体的气体流路对应地容易进行电导率的设定。
另外，在变更成膜处理条件等时，以及在变更气体流路的电导率及面内密度等时，也只需更换接头即能容易变更电导率及面内密度。
在本发明的第一方式所涉及的真空处理装置中，在所述簇射极板的所述第一面上形成有凹部，在所述簇射极板的所述凹部的底部，形成有使所述凹部和所述处理室连通的短气体流路，所述短气体流路在所述凹部内具有开口，所述接头具有分离距离设定凸部，所述分离距离设定凸部设置在所述接头在所述支撑轴的轴向上的端部，所述分离距离设定凸部与所述凹部的所述底部抵接，使所述接头从所述凹部的所述底部分离，在所述轴气体流路与所述短气体流路的所述开口之间形成有空间。
由此，通过凸部(分离距离设定凸部)与凹部内的底部抵接，从而能够设定支撑轴的端部(接头的端部)与凹部内的底部之间的分离距离。由此，能够将支撑轴的端部(接头的端部)与凹部内的底部之间的空间容易设定为不会对轴气体流路及短气体流路的电导率带来影响的程度的形状。
此外，为了设定支撑轴的端部与凹部内的底部之间的分离距离，优选分离距离设定凸部被设置在支撑轴的端部或凹部内的底部。
在本发明的第一方式所涉及的真空处理装置中，所述支撑轴具有支撑角度可变部，所述支撑角度可变部对应于所述簇射极板的升降温时产生的热变形而能够倾斜支撑所述簇射极板。
由此，在簇射极板的升降温时产生热变形的情况下，也不会对在簇射极板的第二面中产生的气流带来影响，能够牢固地支撑簇射极板。由此，能够防止簇射极板中的厚度方向的变更，并且使电极间距离的偏差更均匀。
在本发明的第一方式所涉及的真空处理装置中，所述支撑角度可变部为分别被设置在所述支撑轴的两端侧的球面衬套。
由此，能够同时进行簇射极板的支撑和热变形防止。
本发明的第二方式所涉及的支撑轴在进行等离子体处理的真空处理装置中被使用，所述真空处理装置具有：电极凸缘，配置在腔室内，与高频电源连接；簇射极板，具有与所述电极凸缘相对的第一面和与所述第一面相反侧的第二面，所述簇射极板与所述电极凸缘分离相对并与所述电极凸缘一同作为阴极；和处理室，面向所述簇射极板的所述第二面，并且供被处理基板配置，在所述簇射极板上形成有多个气体流路，该多个气体流路从所述电极凸缘与所述第一面之间的空间连通到所述处理室，并且具有规定的电导率，所述支撑轴与所述簇射极板的所述第一面连接并支撑所述簇射极板，在所述支撑轴与所述簇射极板连接的部分，以所述电导率在所述簇射极板的面内方向上不发生变化的方式设置有沿所述支撑轴的轴向延伸的轴气体流路。
由此，在为了将支撑轴的强度设为规定值，需要将支撑轴的粗度设定为大于气体流路的配置间隔的情况下，也能够在支撑轴安装于簇射极板的位置及其附近的区域中，在簇射极板的面内方向上均匀地维持所配置的多个气体流路中的电导率的同时支撑簇射极板。由此，能够增加支撑轴的强度，从而簇射极板中的支撑状态不会变差，能够使基板面内的电极间距离的偏差更均匀。同时，能够在簇射极板的面内方向上均匀地维持向被处理基板供给的气体供给状态，能够提高基板的面内方向上的成膜特性，特别是膜厚的均匀性。
根据本发明，能够取得以下效果：通过使电极间距离的偏差更均匀，防止产生气流在簇射极板面内不均匀的状态，维持簇射极板中的充分的支撑强度，防止成膜特性的下降，并且防止颗粒发生的增加。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的真空处理装置的示意性剖视图。
图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的真空处理装置中的簇射极板的俯视图。
图3是表示本发明的第一实施方式所涉及的真空处理装置中的支撑轴的剖视图。
图4是表示本发明的第一实施方式所涉及的真空处理装置中的支撑轴的放大剖视图。
图5是表示本发明的第一实施方式所涉及的真空处理装置中的支撑轴的仰视图。
图6是表示本发明的第一实施方式所涉及的真空处理装置中的支撑轴的剖视图。
图7是表示本发明的第一实施方式所涉及的真空处理装置中的支撑轴的放大剖视图。
图8是表示本发明的第二实施方式所涉及的真空处理装置中的支撑轴的放大剖视图。
图9是表示本发明的第二实施方式所涉及的真空处理装置中的支撑轴的仰视图。
图10是表示本发明的第二实施方式所涉及的真空处理装置中的支撑轴的放大剖视图。
图11A是表示本发明所涉及的实施例的图。
图11B是表示本发明所涉及的实施例的图。
图11C是表示本发明所涉及的实施例的图。
图11D是表示本发明所涉及的实施例的图。
图12是表示本发明所涉及的实施例的图。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的第一实施方式所涉及的真空处理装置及支撑轴进行说明。
图1是表示本实施方式所涉及的真空处理装置的示意性剖视图。图2是表示本实施方式所涉及的真空处理装置中的簇射极板的俯视图。在图1中，附图标记100为真空处理装置。
另外，在本实施方式中，对利用等离子体CVD法的成膜装置进行说明。
本实施方式所涉及的真空处理装置100为利用等离子体CVD法进行成膜的装置，如图1所示，具有处理室101，该处理室101具有作为反应室的成膜空间101a。处理室101包括真空腔室102(腔室)、配置在真空腔室102内的电极凸缘104和被真空腔室102及电极凸缘104夹持的绝缘凸缘103。
在真空腔室102的底部102a(内底面)形成有开口部。在该开口部中插通有支柱145，支柱145被配置在真空腔室102的下部。在支柱145的前端(真空腔室102内)连接有板状的支撑部141。另外，在真空腔室102中，经由排气管设置有真空泵(排气装置)148。真空泵148使真空腔室102内减压成真空状态。
另外，支柱145与设置在真空腔室102的外部的升降机构(未图示)连接，并且能够沿基板S的铅直方向上下移动。
电极凸缘104具有上壁104a和周壁104b。电极凸缘104被配置为电极凸缘104的开口部在基板S的铅直方向上位于下方。另外，在电极凸缘104的开口部安装有簇射极板105。由此，在电极凸缘104与簇射极板105之间形成有气体导入空间101b。另外，电极凸缘104的上壁104a与簇射极板105相对。在上壁104a上经由气体导入口连接有气体供给装置142。
气体导入空间101b作为用于导入工艺气体的空间发挥功能。簇射极板105具有与电极凸缘104相对的第一面105F和与第一面105F相反侧的第二面105S。第二面105S面向处理室101，并且与支撑部141相对。即，气体导入空间101b为第一面105F与电极凸缘104之间的空间。第二面105S与支撑部141之间的空间形成成膜空间101a的一部分。
电极凸缘104和簇射极板105分别由导电材构成。
具体而言，可以是铝。
在电极凸缘104的周围，以覆盖电极凸缘104的方式设置有屏蔽罩。屏蔽罩被配置为与电极凸缘104不接触且连结设置于真空腔室102的周边部。另外，在电极凸缘104上经由匹配箱连接有RF电源(高频电源)147，该RF电源147设置在真空腔室102的外部。匹配箱被安装在屏蔽罩上，真空腔室102经由屏蔽罩被接地。
电极凸缘104及簇射极板105被构造为阴极电极。在簇射极板105上形成有作为气体喷出口的多个流路(气体流路)。流路沿簇射极板105的厚度方向延伸，从气体导入空间101b向成膜空间101a导入工艺气体。设置在簇射极板105上的流路具有气体流路105a(长气体流路)和短气体流路105b，其中，该气体流路105a具有与簇射极板105的厚度相等的长度，该短气体流路105b比气体流路105a短。如后述，短气体流路105b形成在轴安装凹部105c的底面(底部)115c上，并且在轴安装凹部105c的内部开口。导入到气体导入空间101b内的工艺气体从作为气体喷出口的上述多个流路(气体流路105a、短气体流路105b)喷出到真空腔室102内的成膜空间101a中。
气体流路105a彼此的分离距离被设定为大致均匀，即，气体流路105a以成为与簇射极板105大致均匀的密度的方式贯穿簇射极板105的厚度方向全长。
气体流路105a被设置为沿簇射极板105的厚度方向延伸，并且被形成为在该簇射极板105的厚度方向全长上具有大致均匀的径向尺寸。在为了设定工艺气体的喷出状态，需要将气体流路105a的电导率设定为规定值时，气体流路105a的结构不受限定。
同时，从RF电源147被供应电力的电极凸缘104及簇射极板105成为阴极电极，在成膜空间101a中产生等离子体而进行成膜等处理。
如图2所示，通过大致棒状的固定轴(支撑轴)110及多个变形轴(支撑轴)120从电极凸缘104悬挂并支撑簇射极板105。具体而言，固定轴110及变形轴120被连接到簇射极板105的第一面105F。
另外，在簇射极板105的周边部外侧位置上，以与该簇射极板105的边缘部分离的方式环设有绝缘屏蔽106。绝缘屏蔽106被安装在电极凸缘104(104b)上。
在簇射极板105的周边部上侧环设有滑动密封部件109，簇射极板105的边缘部通过该滑动密封部件109被悬挂并支撑到电极凸缘104。
如图1及图2所示，滑动密封部件109对应于簇射极板105的升降温时产生的热变形而能够滑动，从而将簇射极板105的周边部与电极凸缘104电连接。
固定轴(支撑轴)110被固定安装在俯视观察簇射极板105时的中央位置上。变形轴120(支撑轴)被配置在以固定轴(支撑轴)110为中心的矩形的顶点及四边的中点上。
变形轴120(支撑轴)与固定轴(支撑轴)110不同。变形轴120对应于簇射极板105的热伸长而通过设置在该变形轴120的下端的球面衬套与簇射极板105连接，并且对应于簇射极板105的水平方向上的变形而能够支撑该簇射极板105。
图3是表示本实施方式中的支撑轴的剖视图。图4是表示本实施方式中的支撑轴的下端部的放大剖视图。图5是从下侧观察本实施方式中的支撑轴的下端部的仰视图。
首先，对固定轴(支撑轴)110进行说明。
如图3～图5所示，本实施方式所涉及的支撑轴110贯穿电极凸缘104，其上端111被电极凸缘104支撑，并且其下端112与簇射极板105连接。
如图3～图5所示，支撑轴110被设为剖面圆形的棒状，在轴线方向上，具有比电极凸缘104与簇射极板105的分离距离更大的尺寸。
如图3～图5所示，在固定轴(支撑轴)110的上端111的外周位置上以扩径状态环设有用于支撑固定轴(支撑轴)110及簇射极板105的重量的上支撑部件111a。
上支撑部件111a被设为比固定轴(支撑轴)110更扩径的状态，并且被载置为堵塞形成于电极凸缘104的贯穿孔104c，从而能够支撑固定轴(支撑轴)110。
如图3～图5所示，固定轴(支撑轴)110的下端112被嵌入到轴安装凹部(凹部)105c，该轴安装凹部105c被设置在簇射极板105的第一面105F上。
在轴安装凹部105c的底面(底部)115c上形成有短气体流路105b，该短气体流路105b的直径尺寸与气体流路105a的直径尺寸大致相同，并且该短气体流路105b的面内密度与气体流路105a的面内密度大致相同。
短气体流路105b以在簇射极板105中的轴安装凹部105c的底面115c侧及支撑部(加热器)141侧开口的方式，沿簇射极板105中的轴安装凹部105c的厚度方向贯穿底面115c侧及支撑部141侧。
在固定轴(支撑轴)110的下端112的外周面112a上螺设有外螺纹部，通过该外螺纹部与在内侧面105d螺接有内螺纹部的轴安装凹部105c螺合，从而该固定轴110与簇射极板105固定连接。
对于固定轴(支撑轴)110的下端112来说，如图3～图5所示，在该固定轴110的端面112b的中央位置上形成有沿轴向延伸的接头安装凹部113并呈有底圆筒状。在接头安装凹部113内嵌入配置有接头130。
因此，对于固定轴(支撑轴)110的端面112b来说，接头安装凹部113的周围被形成为有底圆筒状，在端面112b的底面115c侧设置有与该端面112b和底面115c接触的环状垫圈112d。
垫圈112d例如是金属制，由于垫圈112d被压接到端面112b和底面115c并变形，从而能够密封端面112b与底面115c之间。
垫圈112d被设定为底面115c侧与端面112b侧相比缩径，从而容易插入到轴安装凹部105c。
另外，垫圈112d的高度方向尺寸被设定为在未被端面112b和底面115c夹持的状态下，大于端面112b与底面115c的分离距离。
此外，垫圈112d只要能够密闭且具有耐温性，则并不限于该结构，也可以是其他结构。
接头安装凹部113在支撑轴110的下端112中具有占据端面112b的大半的开口，该接头安装凹部113以从该开口按大致相同的直径尺寸在支撑轴110的轴线方向上成为规定长度的方式朝向上侧形成。
在接头安装凹部113的内周面113a上螺接有内螺纹部，该内螺纹部能够与螺接到接头130的外周面131上的外螺纹部螺合。
接头安装凹部113的上侧即支撑轴110的上端111侧在支撑轴110的轴线方向的规定位置上形成有上端面113b。在上端面113b的周围，后述的径向气体流路114作为多个贯穿孔沿支撑轴110的径向形成并贯穿到外侧。
如图3～图5所示，接头130呈大致圆柱状，作为支撑轴110的上端111侧的上端面133以与接头安装凹部113的上端面113b分离的方式位于接头安装凹部113内。
在接头130的上端面133与接头安装凹部113的上端面113b之间形成有气体流路空间116。
另外，接头130在作为支撑轴110的下端112侧的下端面132上以向支撑轴110的轴线方向突出的方式设置有分离距离设定凸部134。通过分离距离设定凸部134与轴安装凹部105c的底面115c(形成有短气体流路105b的开口的面)抵接，从而轴安装凹部105c的底面115c与下端面132分离。
通过该分离距离设定凸部134，在接头130的下端面132与轴安装凹部105c的底面115c之间形成有气体流路空间115。
此外，分离距离设定凸部134还可以设置于轴安装凹部105c的底面115c侧。
此外，作为分离距离设定凸部134，针对接头130的下端面132或轴安装凹部105c的底面115c，也可以是与图示的分离距离设定凸部134不同的部件。在该情况下，还可以采用将具有与分离距离设定凸部134相同的高度尺寸的环或者块等载置于轴安装凹部105c的底面115c上的结构。
如图3～图5所示，以关于与支撑轴110的轴线位置对应的接头130的下端面132上的中心成为对称位置的方式，例如设置有两处分离距离设定凸部134。两个分离距离设定凸部134以具有相同尺寸的方式从下端面132向支撑轴110的轴线方向下方突出形成。
在大致圆柱状的接头130中，以贯穿上端面133和下端面132的方式形成有多个轴气体流路135、135。
轴气体流路135在支撑轴110(固定轴及变形轴)与簇射极板105连接的部分(轴安装凹部105c)，以使电导率在簇射极板的面内方向上不发生变化的方式，沿支撑轴110的轴向延伸。轴气体流路135在支撑轴110中被设置在成为轴安装凹部105c的内部的位置上。支撑轴110具有气体流路空间116(流路空间)和径向气体流路114。气体流路空间116位于第一面105F的上方，并且被设置在支撑轴110的内部，该气体流路空间116与轴气体流路135连通。径向气体流路114与气体流路空间116连通并沿支撑轴110的径向延伸。
轴气体流路135在接头130的轴向全长上具有大致相同的直径尺寸，并且被形成为呈与气体流路105a及短气体流路105b大致相同的截面形状。
在接头130的下端面132上，在与分离距离设定凸部134和轴气体流路135分离的位置上设置有凹部136。凹部136在将接头130螺固到支撑轴110的接头安装凹部113内时可作为嵌合部使用，该嵌合部用于插入使接头130相对于支撑轴110转动的工具。
在通过本实施方式中的支撑轴110支撑有簇射极板105的结构中，如图3～图5所示，导入到气体导入空间101b中的工艺气体经由簇射极板105被供给到成膜空间101a。此时，以从气体流路105a向成膜空间101a内喷出工艺气体时的气体流路105a的第一电导率与从支撑轴110及短气体流路105b向成膜空间101a内喷出工艺气体时的流路的第二电导率大致相同的方式，设定簇射极板105(气体流路105a、短气体流路105b、轴安装凹部105c)及支撑轴110的形状和结构。
在此，第二电导率为工艺气体经由径向气体流路114、气体流路空间116、轴气体流路135、气体流路空间115及短气体流路105b从气体导入空间101b向成膜空间101a流动时的流路的电导率。第二电导率为由支撑轴110的下端112附近的结构得到的电导率。
在此，均以可忽视对向成膜空间101a内喷出的工艺气体的电导率的方式设定径向气体流路114、气体流路空间116及气体流路空间115的形状。具体而言，径向气体流路114、气体流路空间116及气体流路空间115的流路截面可被形成为比较大，从而其对工艺气体的流体阻抗减小至相对于轴气体流路135及短气体流路105b可忽视的程度。
另外，以使轴气体流路135及短气体流路105b的电导率和除支撑轴110与簇射极板105的连接部分以外的气体流路105a的电导率成为大致相同的值的方式，在支撑轴110中设定轴气体流路135的形状，在簇射极板105中设定短气体流路105b的形状。
具体而言，轴气体流路135及短气体流路105b的流路截面形状被设定为与气体流路105a的流路截面形状相等。另外，轴气体流路135的流路方向长度与短气体流路105b的流路方向长度之和被设定为与气体流路105a的流路方向长度相等。
由此，在簇射极板105的面内方向上均匀地喷出流过以下两个流动路径的工艺气体。
(流动路径1)：该流动路径1为导入到气体导入空间101b后，从径向气体流路114流向气体流路空间116，在流过接头130内的轴气体流路135、轴安装凹部105c内的气体流路空间115及簇射极板105中的短气体流路105b之后，从短气体流路105b喷出到成膜空间101a内的工艺气体的流动路径。
(流动路径2)：该流动路径2为导入到气体导入空间101b后从簇射极板105的气体流路105a直接喷出到成膜空间101a内的工艺气体的流动路径。
此外，轴气体流路135的流路方向长度与短气体流路105b的流路方向长度之和被设定为与气体流路105a的流路方向长度相等。由此，接头130的上端面133可被设定为从簇射极板105的气体导入空间101b的表面突出与气体流路空间115的高度尺寸相同的尺寸。
作为用于调整流路方向长度的具体方法，可采用以下方法：通过设定设置在接头130的下端面132上的分离距离设定凸部134的高度尺寸即支撑轴110的轴向尺寸，从而设定接头130的上端面133的高度尺寸(簇射极板105的厚度方向尺寸)。
另外，此时，通过将接头安装凹部113与接头130的螺纹部的旋转角度及轴安装凹部105c与下端112的螺纹部的旋转角度相互调整，从而能够设定接头130在接头安装凹部113上的嵌入配置及下端112在轴安装凹部105c上的嵌入配置。
接着，对变形轴(支撑轴)120进行说明。
图6是表示本实施方式中的支撑轴的剖视图。图7是表示本实施方式中的支撑轴的下端部的放大剖视图。
如图5～图7所示，本实施方式所涉及的变形轴(支撑轴)120贯穿电极凸缘104，其上端121被电极凸缘104支撑，并且其下端122与簇射极板105连接。
如图5～图7所示，支撑轴120呈截面圆形的棒状，在其两端侧(上端区域、下端区域)分别具有作为支撑角度可变部的上球面衬套部127及下球面衬套部128。
支撑轴120具有大于电极凸缘104与簇射极板105的分离距离的轴线方向尺寸。
如图5～图7所示，在变形轴(支撑轴)120的上端121的外周位置上以扩径状态环设有用于支撑变形轴(支撑轴)120及簇射极板105的重量的上支撑部件121a。
上支撑部件121a为上球面衬套部127，该上支撑部件121a被设为比作为变形轴(支撑轴)120的中间部分的轴部120a更扩径的状态，并且被载置为堵塞形成于电极凸缘104的贯穿孔104c，从而能够支撑固定轴(支撑轴)110。
另外，在变形轴(支撑轴)120的上端121，作为其外周面的球面127a被形成为下凸形状且规定的轴向尺寸。
球面127a被设为相对于作为变形轴(支撑轴)120的中间部分的轴部120a向轴线方向下方扩径的状态，在上支撑部件121a的轴中心侧，以下凹形状形成有与该球面127a对应且能够滑动的球面121g。
球面121g中的支撑轴120的轴线侧即轴部120a的径向中心侧被设定为其轮廓的直径尺寸大于球面127a的直径尺寸，由此球面127a相对于球面121g沿球面121g能够滑动。
另外，上支撑部件121a被固定到电极凸缘104，与此相对地，形成有能够使作为支撑轴120的中间部分的轴部120a相对于上支撑部件121a以球面121g及球面127a的中心点为中心摇动的上球面衬套部127。
如图5～图7所示，变形轴(支撑轴)120的下端122被嵌入到设置于簇射极板105的轴安装凹部105c中。
变形轴(支撑轴)120的下端122被设为与固定轴(支撑轴)110的下端112相同的形状，并且均被嵌入到相同形状的轴安装凹部105c中。
在轴安装凹部105c的底面(底部)125c上形成有短气体流路105b，该短气体流路105b的直径尺寸与气体流路105a的直径尺寸大致相同，并且该短气体流路105b的面内密度与气体流路105a的面内密度大致相同。
短气体流路105b以在簇射极板105中的轴安装凹部105c的底面125c侧及支撑部(加热器)141侧开口的方式，沿簇射极板105中的轴安装凹部105c的厚度方向贯穿底面125c侧及支撑部141侧。
在变形轴(支撑轴)120的下端122的外周面122a上螺设有外螺纹部，通过该外螺纹部与在内侧面105d螺接有内螺纹部的轴安装凹部105c螺合，从而该变形轴120与簇射极板105固定连接。
对于变形轴(支撑轴)120的下端122来说，如图5～图7所示，在该变形轴120的端面122b的中央位置上形成有沿轴向延伸的接头安装凹部123并呈有底圆筒状。在接头安装凹部123内嵌入配置有接头130。
接头安装凹部123在支撑轴120的下端122中具有占据端面122b的大半的开口，该接头安装凹部123以从该开口按大致相同的直径尺寸在支撑轴120的轴线方向上成为规定长度的方式朝向上侧形成。
在接头安装凹部123的内周面123a上螺接有内螺纹部，该内螺纹部能够与螺接到接头130的外周面131上的外螺纹部螺合。
接头安装凹部123的上侧即支撑轴120的上端121侧贯穿下球面衬套部128。
下球面衬套部128在作为变形轴(支撑轴)120的中间部分的轴部120a的下侧螺设有外螺纹部并位于比外周面122a更上侧，下球面衬套部128被设为比轴部120a更扩径的状态。
下球面衬套部128被连接为轴部120a相对于安装在簇射极板105的下端122沿轴向能够转动。
作为下球面衬套部128，在作为轴部120a的下端122侧的位置，以上凸形状形成有作为轴部120a的下端122侧扩径的外周形状的球面122g。
球面122g被形成为以下端122侧的直径尺寸大于轴部120a的上端121侧的直径尺寸的方式在轴线方向上扩径的球面状。
在球面122g的径向外侧位置，以包围球面122g的周围的方式设置有下球面衬套盒部128b，该下球面衬套盒部128b具有与该球面122g能够滑动地对应的球面128a。
球面128a被形成为上凹形状。
球面122g中的支撑轴120的轴线侧即中心侧被设定为其轮廓的直径尺寸大于球面128a的直径尺寸，由此球面128a相对于球面122g沿球面122g能够滑动。
下球面衬套盒部128b被固定为经由连接部128c与嵌入到轴安装凹部105c的下端122成为一体。
连接部128c在下端122中以比下端122更扩径的状态的凸缘状安装在接头安装凹部123的上端位置上，其上侧外周部分与下球面衬套盒部128b连接。
另外，形成有能够使作为支撑轴120的中间部分的轴部120a以球面122g及球面128a的中心点为中心相对于下球面衬套盒部128b和连接部128c摇动的下球面衬套部128。
球面122g中的支撑轴120的轴线侧即轴部120a的径向中心侧被设定为其轮廓的直径尺寸大于球面128a的直径尺寸。由此，球面128a相对于球面122g沿球面122g能够滑动。
在支撑轴120中，在球面128a的下端位置形成有作为轴部120a的轴向内侧的下端面123b。下端面123b在接头安装凹部123侧的后述的气体流路空间126内露出。
在作为接头安装凹部123的上端的气体流路空间126的周围，径向气体流路124作为多个贯穿孔沿支撑轴120的径向形成并贯穿到下球面衬套盒部128b和连接部128c的外侧。
如图5～图7所示，接头130具有与嵌入到固定轴(支撑轴)110的接头相同的形状。作为支撑轴120的上端121侧的上端面133以与轴部120a的下端面123b分离的方式位于接头安装凹部123内。
在接头130的上端面133与轴部120a的下端面123b之间形成有气体流路空间126。
如后述，虽然气体流路空间126为工艺气体的流路，但在轴部120a的轴线相对于下球面衬套盒部128b绕铅直轴倾斜旋转的情况下，为了使轴部120a的下端面123b与接头130的上端面133等不抵接，该气体流路空间126也被形成为滑动缓冲空间。
另外，接头130在作为支撑轴120的下端122侧的下端面132上以向支撑轴120的轴线方向突出的方式设置有分离距离设定凸部134。通过分离距离设定凸部134与轴安装凹部105c的底面125c抵接，从而轴安装凹部105c的底面125c与下端面132分离。
通过该分离距离设定凸部134，在接头130的下端面132与轴安装凹部105c的底面125c之间形成气体流路空间125。
如图5～图7所示，以关于与支撑轴120的轴线位置对应的接头130的下端面132上的中心成为对称位置的方式，例如设置有两处分离距离设定凸部134，这些分离距离设定凸部134均以相同尺寸从下端面132向支撑轴120的轴线方向的下方突出形成。
在大致圆柱状的接头130中，以贯穿上端面133和下端面132的方式形成有多个轴气体流路135。
多个轴气体流路135被设置为与接头130的轴向平行的状态，并且在接头130的轴向全长上被设为大致相同的直径尺寸，而且多个轴气体流路135被形成为与气体流路105a及短气体流路105b大致相同的截面形状。
在接头130的下端面132上，在与分离距离设定凸部134及轴气体流路135分离的位置上设置有凹部136。凹部136在将接头130螺固到支撑轴110的接头安装凹部113内时可作为嵌合部使用，该嵌合部用于插入使接头130相对于支撑轴120转动的工具。
在通过本实施方式中的支撑轴120支撑有簇射极板105的结构中，如图5～图7所示，导入到气体导入空间101b中的工艺气体经由簇射极板105被供给到成膜空间101a。此时，以从气体流路105a向成膜空间101a内喷出工艺气体时的气体流路105a的第一电导率与从支撑轴120及短气体流路105b向成膜空间101a内喷出工艺气体时的流路的第二电导率大致相同的方式，设定簇射极板105(气体流路105a、短气体流路105b、轴安装凹部105c)及支撑轴120的形状和结构。
在此，第二电导率为工艺气体经由径向气体流路124、气体流路空间126、轴气体流路135、气体流路空间125及短气体流路105b从气体导入空间101b向成膜空间101a流动时的流路的电导率。第二电导率为由位于支撑轴120的下端122侧的下球面衬套盒部128的下侧的结构得到的电导率。
在此，均以可忽视对向成膜空间101a内喷出的工艺气体的电导率的方式设定径向气体流路124、气体流路空间126及气体流路空间125的形状。具体而言，径向气体流路124、气体流路空间126及气体流路空间125的流路截面可被形成为比较大，从而其对工艺气体的流体阻抗减小至相对于轴气体流路135及短气体流路105b可忽视的程度。
另外，以使轴气体流路135及短气体流路105b的电导率和除支撑轴120与簇射极板105的连接部分以外的气体流路105a的电导率成为大致相同的值的方式，在支撑轴120中设定轴气体流路135的形状，在簇射极板105中设定短气体流路105b的形状。
具体而言，轴气体流路135及短气体流路105b的流路截面形状被设定为与气体流路105a的流路截面形状相等。另外，轴气体流路135的流路方向长度与短气体流路105b的流路方向长度之和被设定为与气体流路105a的流路方向长度相等。
由此，在簇射极板105的面内方向上均匀地喷出流过以下两个流动路径的工艺气体。
(流动路径3)：该流动路径3为导入到气体导入空间101b后，从径向气体流路124流向下球面衬套部128内的气体流路空间126，在流过接头130内的轴气体流路135、轴安装凹部105c内的气体流路空间125及簇射极板105中的短气体流路105b之后，从短气体流路105b喷出到成膜空间101a内的工艺气体的流动路径。
(流动路径4)：该流动路径4为导入到气体导入空间101b后从簇射极板105的气体流路105a直接喷出到成膜空间101a内的工艺气体的流动路径。
此外，轴气体流路135的流路方向长度与短气体流路105b的流路方向长度之和被设定为与气体流路105a的流路方向长度相等。由此，接头130的上端面133可被设定为从簇射极板105的气体导入空间101b的表面突出与气体流路空间115的高度尺寸相同的尺寸。
作为用于调整流路方向长度的具体方法，通过设定设置在接头130的下端面132上的分离距离设定凸部134的高度尺寸即支撑轴110的轴向尺寸，从而能够设定接头130的上端面133的高度尺寸(簇射极板105的厚度方向尺寸)。
另外，此时，通过将接头安装凹部123与接头130的螺纹部的旋转角度及轴安装凹部105c与下端122的螺纹部的旋转角度相互调整，从而能够设定接头130在接头安装凹部123上的嵌入配置及下端122在轴安装凹部105c上的嵌入配置。
接着，对使用真空处理装置100在基板S的处理面上形成膜时的作用进行说明。
首先，使用真空泵148对真空腔室102内进行减压。在真空腔室102内维持真空的状态下，从真空腔室102的外部朝向成膜空间101a运入基板S。基板S被载置在支撑部(加热器)141上。支柱145被向上推动，载置在加热器141上的基板S也向上方移动。由此，以成为进行成膜时所需的间隔的方式，根据要求适当确定簇射极板105与基板S之间的间隔，并且维持该间隔。
然后，从工艺气体供给装置142(气体供给装置)经由气体导入管及气体导入口向气体导入空间101b导入工艺气体。并且，从作为簇射极板105的气体喷出口的气体流路105a和与支撑轴110及支撑轴120对应的短气体流路105b向成膜空间101a内以在簇射极板105的面内方向上均匀的状态喷出工艺气体。
接着，启动RF电源147，对电极凸缘104施加高频电力。
于是，高频电流从电极凸缘104的表面经由簇射极板105的表面流动，在簇射极板105与加热器141之间产生放电。并且，在簇射极板105与基板S的处理面之间产生等离子体。
在如此发生的等离子体内分解工艺气体，得到等离子体状态的工艺气体，在基板S的处理面上产生气相生长反应，在处理面上进行薄膜的成膜。
虽然在真空处理装置100中进行上述处理时，簇射极板105发生热伸长(热变形)，但通过固定轴(支撑轴)110来固定支撑簇射极板105的中央位置，并且通过上球面衬套部127及下球面衬套部128来维持热伸长后的簇射极板105的支撑状态及密封状态，其中，该上球面衬套部127及该下球面衬套部128用于支撑相对于该固定轴(支撑轴)110位于边缘部侧的变形轴(支撑轴)120。能够通过固定轴110和变形轴120来降低在簇射极板105与支撑部(加热器)之间产生电极间距离的面内偏差。
由此，能够防止在基板S上成膜的膜厚等的成膜特性发生面内偏差。
此时，由于不存在因簇射极板105的热伸长而强制变形的部件，因此能够延长部件的寿命。
同时，能够降低从气体导入空间101b经由除作为气体喷出口的气体流路105a及短气体流路105b以外的气体流路向成膜空间101a漏出的情况。
下面，基于附图对本发明所涉及的真空处理装置及支撑轴的第二实施方式进行说明。
图8是表示本实施方式中的固定支撑轴的下端部的放大剖视图。图9是从下侧观察本实施方式中的支撑轴的下端部的仰视图。图10是表示本实施方式中的变形支撑轴的下端部的放大剖视图。
本实施方式在与轴气体流路有关的方面与上述第一实施方式不同，对除此以外的与上述第一实施方式对应的结构使用相同的附图标记，并省略其说明。
在本实施方式中，作为固定轴(支撑轴)110中的轴气体流路的形状，采用只有一根轴气体流路135A形成于接头130的形状。轴气体流路135A的截面形状被设定为具有比气体流路105a更大的截面形状(大径)，而不是与气体流路105a相同的截面形状。
在通过本实施方式的固定轴(支撑轴)110支撑有簇射极板105的结构中，如图8及图9所示，导入到气体导入空间101b中的工艺气体也经由簇射极板105被供给到成膜空间101a。此时，以从气体流路105a向成膜空间101a内喷出工艺气体时的气体流路105a的第一电导率与从支撑轴110及短气体流路105b向成膜空间101a内喷出工艺气体时的流路的第二电导率大致相同的方式，设定簇射极板105(气体流路105a、短气体流路105b、轴安装凹部105c)及支撑轴110的轴气体流路135A的形状和结构。
在此，第二电导率为工艺气体经由径向气体流路114、气体流路空间116、轴气体流路135A、气体流路空间115及短气体流路105b从气体导入空间101b向成膜空间101a流动时的流路的电导率。第二电导率为由支撑轴110的下端112附近的结构得到的电导率。
与第一实施方式的固定轴(支撑轴)110同样，均以可忽视对向成膜空间101a内喷出的工艺气体的电导率的方式，设定径向气体流路114、气体流路空间116及气体流路空间115的形状。具体而言，径向气体流路114、气体流路空间116及气体流路空间115的流路截面可被形成为比较大，从而其对工艺气体的流体阻抗减小至相对于轴气体流路135A及短气体流路105b可忽视的程度。
另外，以使轴气体流路135A及短气体流路105b的电导率和除支撑轴110与簇射极板105的连接部分以外的气体流路105a的电导率成为大致相同的值的方式，在固定轴(支撑轴)110中设定轴气体流路135的形状，在簇射极板105中设定短气体流路105b的形状。
具体而言，短气体流路105b的流路截面形状被设定为与气体流路105a的流路截面形状相等。另外，轴气体流路135A的截面积可被设定为与形成于轴安装凹部105c的短气体流路105b的截面积之和相等，并且轴气体流路135A的流路方向长度可被设定为与第一实施方式中的轴气体流路135的流路方向长度相等。
因此，该轴气体流路135A的流路方向长度与短气体流路105b的流路方向长度之和可被设定为与气体流路105a的流路方向长度相等。
由此，在簇射极板105的面内方向上均匀地喷出流过以下两个流动路径的工艺气体。
(流动路径5)：该流动路径5为导入到气体导入空间101b后，在固定轴(支撑轴)110与簇射极板105的连接部分附近，从径向气体流路114流向气体流路空间116，在流过接头130内的轴气体流路135A、轴安装凹部105c内的气体流路空间115及簇射极板105中的短气体流路105b之后，从短气体流路105b喷出到成膜空间101a内的工艺气体的流动路径。
(流动路径6)：该流动路径6为工艺气体导入到气体导入空间101b后从簇射极板105的气体流路105a直接喷出到成膜空间101a内的工艺气体的流动路径。
此外，在本实施方式的固定轴(支撑轴)110中，轴气体流路135A的流路方向长度与短气体流路105b的流路方向长度之和被设定为与气体流路105a的流路方向长度相等。由此，接头130的上端面133可设定为从簇射极板105的气体导入空间101b的表面突出与气体流路空间115的高度尺寸相同的尺寸。
作为用于调整流路方向长度的具体方法，可采用以下方法：通过设定设置在接头130的下端面132上的分离距离设定凸部134的高度尺寸即支撑轴110的轴向尺寸，从而设定接头130的上端面133的高度尺寸(簇射极板105的厚度方向尺寸)。
另外，此时，在本实施方式的固定轴(支撑轴)110中，通过将接头安装凹部113与接头130的螺纹部的旋转角度及轴安装凹部105c与下端112的螺纹部的旋转角度相互调整，从而能够设定接头130在接头安装凹部113上的嵌入配置及下端112在轴安装凹部105c上的嵌入配置。
此外，在本实施方式的固定轴(支撑轴)110中，将轴气体流路135A的截面积设定为大于形成于轴安装凹部105c的短气体流路105b的截面积之和，同时，还能够将轴气体流路135A的流路方向长度设定为比第一实施例中的轴气体流路135的流路方向长度更长。
同样，在本实施方式中，作为变形轴(支撑轴)120中的轴气体流路的形状，可采用只有一根轴气体流路135A形成于接头130的形状。轴气体流路135A的截面形状可被设定为具有比气体流路105a更大的截面形状(大径)，而不是与气体流路105a相同的截面形状。
在通过本实施方式的变形轴(支撑轴)120支撑有簇射极板105的结构中，如图9及图10所示，导入到气体导入空间101b中的工艺气体也经由簇射极板105被供给到成膜空间101a。此时，以工艺气体从气体流路105a向成膜空间101a内喷出时的气体流路105a的第一电导率与工艺气体经由具备轴气体流路135A的支撑轴120从短气体流路105b向成膜空间101a内喷出时的流路的第二电导率大致相同的方式，设定簇射极板105(气体流路105a、短气体流路105b、轴安装凹部105c)及支撑轴120的形状和结构。
在此，第二电导率为工艺气体经由径向气体流路124、气体流路空间126、轴气体流路135A、气体流路空间125及短气体流路105b从气体导入空间101b向成膜空间101a流动时的流路的电导率。第二电导率为由支撑轴120的下端122附近的结构得到的电导率。
与第一实施方式的变形轴(支撑轴)120同样，均以可忽视对向成膜空间101a内喷出的工艺气体的电导率的方式，设定径向气体流路124、气体流路空间126及气体流路空间125的形状。具体而言，径向气体流路124、气体流路空间126及气体流路空间125的流路截面可被形成为比较大，从而其对工艺气体的流体阻抗减小至相对于轴气体流路135A及短气体流路105b可忽视的程度。
另外，以使轴气体流路135A及短气体流路105b的电导率和除支撑轴120与簇射极板105的连接部分以外的气体流路105a的电导率成为大致相同的值的方式，在变形轴(支撑轴)20中设定有轴气体流路135的形状，在簇射极板105中设定有短气体流路105b的形状。
具体而言，短气体流路105b的流路截面形状被设定为与气体流路105a的流路截面形状相等。另外，轴气体流路135A的截面积被设定为与形成于轴安装凹部105c的短气体流路105b的截面积之和相等，并且轴气体流路135A的流路方向长度被设定为与第一实施方式中的轴气体流路135的流路方向长度相等。
因此，该轴气体流路135A的流路方向长度与短气体流路105b的流路方向长度之和被设定为与气体流路105a的流路方向长度相等。
由此，在簇射极板105的面内方向上均匀地喷出流过以下两个流动路径的工艺气体。
(流动路径7)：该流动路径7为导入到气体导入空间101b后，在变形轴(支撑轴)120与簇射极板105的连接部分附近，从径向气体流路124流向气体流路空间126，在流过接头130内的轴气体流路135A、轴安装凹部105c内的气体流路空间125及簇射极板105中的短气体流路105b之后，从短气体流路105b喷出到成膜空间101a内的工艺气体的流动路径。
(流动路径8)：该流动路径8为导入到气体导入空间101b后从簇射极板105的气体流路105a直接喷出到成膜空间101a内的工艺气体的流动路径。
此外，在本实施方式的变形轴(支撑轴)120中，轴气体流路135A的流路方向长度与短气体流路105b的流路方向长度之和被设定为与气体流路105a的流路方向长度相等。由此，接头130的上端面133可设定为从簇射极板105的气体导入空间101b的表面突出与气体流路空间125的高度尺寸相同的尺寸。
作为用于调整流路方向长度的具体方法，通过设定设置在接头130的下端面132上的分离距离设定凸部134的高度尺寸即变形轴(支撑轴)120的轴向尺寸，从而能够设定接头130的上端面133的高度尺寸(簇射极板105的厚度方向)。
另外，此时，在本实施方式的变形轴(支撑轴)120中，通过将接头安装凹部123与接头130的螺纹部的旋转角度及轴安装凹部105c与下端122的螺纹部的旋转角度相互调整，从而能够设定接头130在接头安装凹部123上的嵌入配置及下端122在轴安装凹部105c上的嵌入配置。
此外，在本实施方式的变形轴(支撑轴)120中，将轴气体流路135A的截面积设定为大于形成于轴安装凹部105c的短气体流路105b的截面积之和，同时，还能够将轴气体流路135A的流路方向长度设定为比第一实施方式中的轴气体流路135的流路方向长度更长。
实施例
下面，对本发明所涉及的实施例进行说明。
此外，对本发明中的具体例进行说明。
在此，使用图1～图7所示的真空处理装置进行a-Si和SiO的成膜，并且测定膜厚分布。
示出此时的成膜中的各种因素。
·基板尺寸：1500×1850mm
·成膜条件
·工艺气体：a-Si成膜时：单硅烷1.25slm、氩40slm
·工艺气体：SiO成膜时：单硅烷1.4slm、一氧化氮9.5slm、簇射极板中的气体流路的面内密度：20788个/m2
将其结果示于图11A和图11B。
另外，关于此时的膜厚分布，非晶硅膜的膜厚分布为±4.4％(图11A)，氧化硅膜的膜厚分布为±2.7％(图11B)。
同样，为了比较，如图12所示，利用Ni合金，并且使用簇射极板中的所有气体流路为相同形状(截面积及长度)且簇射极板面内分布相等的成膜装置进行成膜。
此外，图12所示的变形轴(支撑轴)220与变形轴(支撑轴)120对应，在其下端设置有分离距离设定凸部234，该变形轴220通过由Ni合金构成的安装螺栓250而安装于簇射极板105。
与分离距离设定凸部134对应地，分离距离设定凸部234形成作为气体流路的空间。轴部220a与轴部120a对应，球面228a与球面128a对应，球面222g与球面222g对应，下球面衬套盒部228b与下球面衬套盒部128b对应。
在该例子中，簇射极板105的气体流路105a在整个面被设为相同形状且均匀配置。
将其结果示于图11C及11D。此外，图11C示出a-Si膜的膜厚分布，图11C示出SiO膜的膜厚分布。
另外，关于此时的膜厚分布，非晶硅膜的膜厚分布为±4.6％，氧化硅膜的膜厚分布为±3.4％。
从这些结果可知，通过使用本发明的真空处理装置，能够改善膜厚分布。
附图标记说明
100…真空处理装置
101…处理室
101a…成膜空间
101b…气体导入空间
102…真空腔室(腔室)
103…绝缘凸缘
104…电极凸缘
104a…上壁
104b…周壁
104c…贯穿孔
105…簇射极板
105a…气体流路
105b…短气体流路
105c…轴安装凹部(凹部)
105d…内侧面
115c、125c…底面(底部)
106…绝缘屏蔽
106a…热伸长吸收空间(间隙部)
109…滑动密封部件
141…支撑部(加热器)
142…工艺气体供给装置(气体供给装置)
145…支柱
147…RF电源(高频电源)
148…真空泵(排气装置)
110…固定轴(支撑轴)
111、121…上端
111a、121a…上支撑部件
111b、121b…气密装置
112、122…下端
112a、122a…外周面
112b、122b…端面
112d…垫圈
113、123…接头安装凹部
113a、123a…内周面
113b…上端面
114、124…径向气体流路
115、116、125、126…气体流路空间
120…变形轴(支撑轴)
120a…轴部
121g、122g、127a、128a…球面
123b…下端面
127…上球面衬套(支撑角度可变部)
128…下球面衬套(支撑角度可变部)
128b…下球面衬套盒部
128c…连接部
130…接头
131…外周面
132…下端面
133…上端面
134…分离距离设定凸部
135、135A…轴气体流路

Claims (8)

1.一种真空处理装置，进行等离子体处理，具有：
电极凸缘，配置在腔室内，与高频电源连接；
簇射极板，具有与所述电极凸缘相对的第一面和与所述第一面相反侧的第二面，所述簇射极板与所述电极凸缘分离相对并与所述电极凸缘一同作为阴极；
处理室，面向所述簇射极板的所述第二面且具有成膜空间，并且供被处理基板配置；和
支撑轴，与所述簇射极板的所述第一面连接并支撑所述簇射极板，
在所述簇射极板上形成有多个气体流路，该多个气体流路从所述电极凸缘与所述第一面之间的空间连通到所述处理室，并且具有规定的电导率，
在所述支撑轴与所述簇射极板连接的部分，以所述电导率在所述簇射极板的面内方向上不发生变化的方式设置有沿所述支撑轴的轴向延伸的轴气体流路，
在所述簇射极板的所述第一面上形成有凹部，
在所述簇射极板的所述凹部的底部中形成有使所述凹部与所述处理室连通的短气体流路，
所述支撑轴被嵌入到所述凹部，
在所述支撑轴中处于所述凹部的内部的位置上设置有所述轴气体流路，
所述支撑轴具有：
第一流路空间，位于所述第一面的上方，并且被设置在所述支撑轴的内部，所述第一流路空间与所述轴气体流路连通；
径向气体流路，与所述第一流路空间连通并沿所述支撑轴的径向延伸；和
嵌合到所述支撑轴的端部的接头，
所述轴气体流路形成在所述接头内，
所述支撑轴以所述支撑轴的端部与所述簇射极板的所述凹部内的所述底部分离的方式嵌入到所述凹部，从而在所述接头的下端面和所述底部之间形成有第二流路空间，
工艺气体从所述径向气体流路流入所述第一流路空间，并流过所述轴气体流路、所述第二流路空间和所述短气体流路，并从所述短气体流路喷出到所述成膜空间内，
所述径向气体流路、所述第一流路空间及所述第二流路空间各自的流路截面大到使得所述径向气体流路、所述第一流路空间及所述第二流路空间各自对所述工艺气体的流体阻抗减小至相对于所述轴气体流路及所述短气体流路能够忽视的程度。
2.根据权利要求1所述的真空处理装置，
关于所述簇射极板的面内方向上的面内密度，所述轴气体流路的面内密度与在所述簇射极板中形成于连接有所述支撑轴的部分的周围的所述气体流路的面内密度相同，
所述轴气体流路具有与所述气体流路相同的电导率。
3.根据权利要求1所述的真空处理装置，
关于所述簇射极板的厚度方向上的长度，所述轴气体流路的长度与所述短气体流路的长度之和被设定为与位于所述支撑轴的周围的所述气体流路的长度相等。
4.根据权利要求1所述的真空处理装置，
所述轴气体流路中的直径尺寸被设定为与位于所述支撑轴的周围的所述气体流路中的直径尺寸相等。
5.根据权利要求1所述的真空处理装置，
所述短气体流路在所述凹部内具有开口，
所述接头具有分离距离设定凸部，所述分离距离设定凸部设置在所述接头在所述支撑轴的轴向上的端部，
所述分离距离设定凸部与所述凹部的所述底部抵接，使所述接头从所述凹部的所述底部分离，
在所述轴气体流路与所述短气体流路的所述开口之间形成有空间。
6.根据权利要求1所述的真空处理装置，
所述支撑轴具有支撑角度可变部，所述支撑角度可变部对应于所述簇射极板的升降温时产生的热变形而能够倾斜支撑所述簇射极板。
7.根据权利要求6所述的真空处理装置，
所述支撑角度可变部为分别被设置在所述支撑轴的两端侧的球面衬套。
8.一种支撑轴，在进行等离子体处理的真空处理装置中被使用，
所述真空处理装置具有：
电极凸缘，配置在腔室内，与高频电源连接；
簇射极板，具有与所述电极凸缘相对的第一面和与所述第一面相反侧的第二面，所述簇射极板与所述电极凸缘分离相对并与所述电极凸缘一同作为阴极；和
处理室，面向所述簇射极板的所述第二面且具有成膜空间，并且供被处理基板配置，
在所述簇射极板上形成有多个气体流路，该多个气体流路从所述电极凸缘与所述第一面之间的空间连通到所述处理室，并且具有规定的电导率，
所述支撑轴与所述簇射极板的所述第一面连接并支撑所述簇射极板，
在所述支撑轴与所述簇射极板连接的部分，以所述电导率在所述簇射极板的面内方向上不发生变化的方式设置有沿所述支撑轴的轴向延伸的轴气体流路，
在所述簇射极板的所述第一面上形成有凹部，
在所述簇射极板的所述凹部的底部中形成有使所述凹部与所述处理室连通的短气体流路，
所述支撑轴被嵌入到所述凹部，
在所述支撑轴中处于所述凹部的内部的位置上设置有所述轴气体流路，
所述支撑轴具有：
第一流路空间，位于所述第一面的上方，并且被设置在所述支撑轴的内部，所述第一流路空间与所述轴气体流路连通；
径向气体流路，与所述第一流路空间连通并沿所述支撑轴的径向延伸；和
嵌合到所述支撑轴的端部的接头，
所述轴气体流路形成在所述接头内，
所述支撑轴以所述支撑轴的端部与所述簇射极板的所述凹部内的所述底部分离的方式嵌入到所述凹部，从而在所述接头的下端面和所述底部之间形成有第二流路空间，
工艺气体从所述径向气体流路流入所述第一流路空间，并流过所述轴气体流路、所述第二流路空间和所述短气体流路，并从所述短气体流路喷出到所述成膜空间内，
所述径向气体流路、所述第一流路空间及所述第二流路空间各自的流路截面大到使得所述径向气体流路、所述第一流路空间及所述第二流路空间各自对所述工艺气体的流体阻抗减小至相对于所述轴气体流路及所述短气体流路能够忽视的程度。
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