TWI634586B - Plasma processing device - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種等離子體處理裝置，包括：筒形電極，具有作爲設有開口部的一端的下端與作爲被封閉的另一端的上端，內部導入工藝氣體，通過施加電壓而使所述工藝氣體等離子體化；以及作爲具有開口的真空容器的腔室，上端經由絕緣構件而安裝於開口的筒形電極在腔室的內部延伸存在。而且，等離子體處理裝置包括：作爲搬送部的旋轉平台，將利用工藝氣體受到處理的工件搬送至筒形電極的開口部之下；護罩，隔著間隙覆蓋在真空容器的內部延伸存在的筒形電極；以及間隔件，設置於筒形電極與護罩的間隙中且包含絕緣材料。

Description

等離子體處理裝置
本發明涉及一種等離子體（plasma）處理裝置。
在半導體裝置或液晶顯示器（display）或者光碟（optical disk）等各種産品的製造工序中，有時要在例如晶片（wafer）或玻璃（glass）基板等工件（work）上形成光學膜等薄膜。薄膜能够通過對工件形成金屬等的膜的成膜、或對所形成的膜進行蝕刻（etching）、氧化或氮化等膜處理而製作。
成膜或膜處理能够利用各種方法來進行，作爲其一，有使用等離子體的方法。在成膜時，向配置有靶材（target）的腔室（chamber）內導入惰性氣體，並施加直流電流。使等離子體化的惰性氣體的離子（ion）碰撞至靶材，使從靶材撞出的材料堆積於工件以進行成膜。在膜處理中，向配置有電極的腔室內導入工藝氣體（process gas），對電極施加高頻電壓。使等離子體化的工藝氣體的離子碰撞至工件上的膜，由此進行膜處理。
有一種等離子體處理裝置，其在一個腔室的內部安裝有旋轉平台（table），沿旋轉平台上方的周方向配置有多個成膜用的單元（unit）與膜處理用的單元，以便能够連續地進行此種成膜與膜處理（例如參照專利文獻1）。通過將工件保持於旋轉平台上來搬送，並使其通過成膜單元與膜處理單元的正下方，從而形成光學膜等。
在使用旋轉平台的等離子體處理裝置中，作爲膜處理單元，有時使用上端封閉且下端具有開口部的筒形的電極（以下稱作“筒形電極”）。在使用筒形電極的情况下，在腔室的上部設有開口部，將筒形電極的上端經由絕緣物安裝於所述開口部。筒形電極的側壁在腔室的內部延伸存在，且下端的開口部隔著微小的間隙面向旋轉平台。腔室接地，筒形電極作爲陽極（anode）發揮功能，腔室與旋轉平台作爲陰極（cathode）發揮功能。向筒形電極的內部導入工藝氣體並施加高頻電壓，從而使等離子體産生。所産生的等離子體中所含的電子流入作爲陰極的旋轉平台側。使由旋轉平台所保持的工件通過筒形電極的開口部之下，由此等離子體中所含的離子碰撞至工件以進行膜處理。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2002-256428號公報
[發明所欲解決之課題] 在腔室中，以覆蓋在內部延伸的筒形電極的側壁的方式安裝有筒形的護罩。護罩安裝於腔室的開口部的緣部，與筒形電極的側壁平行地延伸。連接於所述腔室的護罩也作爲陰極發揮功能。護罩與筒形電極隔著微小的間隙相向配置，以便不與筒形電極接觸。
近年來，需要處理的工件有大型化的傾向，而且要求提高處理效率，因此，筒形電極有大型化的傾向。爲了减少因筒形電極的大型化而增加的重量，有使筒形電極變薄的傾向。在膜處理中，因等離子體的産生而筒形電極的溫度大幅上升，因此，變薄的筒形電極因熱而發生變形並産生與護罩接觸的可能性。因筒形電極與護罩接觸、即施加有電壓的電極與接地的電極接觸而發生異常放電，等離子體變得不穩定。結果有可能無法進行穩定的膜處理。
本發明的目的在於，爲了解决如上所述的課題，提供一種防止筒形電極與護罩的接觸而可穩定地進行膜處理的可靠性高的等離子體處理裝置。 [解決課題之手段]
爲了達成所述目的，本發明的等離子體處理裝置包括：筒形電極，具有設有開口部的一端與被封閉的另一端，內部導入工藝氣體，通過施加電壓而使所述工藝氣體等離子體化；真空容器，具有開口，所述筒形電極在所述真空容器的內部延伸存在且所述另一端經由絕緣構件而安裝於所述開口；搬送部，將利用所述工藝氣體受到處理的工件搬送至所述筒形電極的開口部之下；護罩，連接於所述真空容器，且隔著間隙覆蓋在所述真空容器的內部延伸存在的所述筒形電極；以及間隔件，包含絕緣材料，且設置於所述筒形電極與所述護罩的間隙中。
所述間隔件可爲塊形形狀。
所述間隔件與所述筒形電極相向的面及與所述護罩相向的面的面積可爲1 cm2 ～3 cm2 。
所述間隔件可在與所述筒形電極相向的面的位於所述真空容器的所述開口側的角部具有向所述護罩側傾斜的傾斜部。
所述間隔件可利用包含絕緣材料的螺栓固定於所述護罩。
所述間隔件可設置於所述筒形電極的一端的附近。
所述間隔件可設置於所述筒形電極的一端的附近、另一端的附近、及一端與另一端的中間附近。
所述筒形電極及所述護罩爲方筒狀，所述間隔件可分別設置於所述筒形電極及所述護罩的相向的間隙中。 [發明的效果]
通過在筒形電極的側壁與護罩的間隙中配置間隔件，能够提供一種防止筒形電極與護罩的接觸而可穩定地進行膜處理的可靠性高的等離子體處理裝置。
[構成] 參照附圖來具體說明本發明的實施方式。
如圖1及圖2所示，等離子體處理裝置具有大致圓筒形的腔室1。在腔室1中設有排氣部2，能够將腔室1的內部排氣成真空。即，腔室1作爲真空容器發揮功能。在腔室1的上表面設有開口1a，但在所述開口1a中嵌入有後述的筒形電極10，從而腔室1的內部被保持爲氣密。旋轉軸3b貫穿腔室1的底部而竪立設置於腔室1的內部。在旋轉軸3b上，安裝有大致圓形的旋轉平台3。在旋轉軸3b上連結有未圖示的驅動機構。通過驅動機構的驅動，旋轉平台3以旋轉軸3b爲中心而旋轉。
腔室1、旋轉平台3及旋轉軸3b在等離子體處理裝置中是作爲陰極發揮作用，因此可包含電阻小的導電性金屬構件。旋轉平台3例如可採用在不銹鋼的板狀構件的表面噴鍍有氧化鋁者。
在旋轉平台3的上表面，設有多個保持工件W的保持部3a。多個保持部3a是沿著旋轉平台3的周方向而等間隔地設置。通過旋轉平台3旋轉，由保持部3a所保持的工件W沿旋轉平台3的周方向移動。換言之，在旋轉平台3的面上，形成有工件W的圓形的移動軌迹即搬送路徑（以下稱作“搬送路P”）。保持部3a例如可採用載置工件W的托盤（tray）。
以下，在簡稱作“周方向”時，是指“旋轉平台3的周方向”，在簡稱作“半徑方向”時，是指“旋轉平台3的半徑方向”。而且，本實施方式中，作爲工件W的示例，使用了平板狀的基板，但進行等離子體處理的工件W的種類、形狀及材料並不限定於特定者。例如，也可使用中心具有凹部或者凸部的彎曲的基板。而且，也可使用包含金屬、碳（carbon）等導電性材料的基板，包含玻璃或橡膠等絕緣物的基板，包含矽等半導體的基板。
在旋轉平台3的上方，設有進行等離子體處理裝置中的各工序的處理的單元（以下稱作“處理單元”）。各處理單元是以下述方式而配置：沿著形成於旋轉平台3的面上的工件W的搬送路P，彼此隔開規定的間隔而鄰接。使由保持部3a所保持的工件W通過各處理單元之下，由此來進行各工序的處理。
圖1的示例中，沿著旋轉平台3上的搬送路P而配置有七個處理單元4a～處理單元4g。本實施方式中，處理單元4a、處理單元4b、處理單元4c、處理單元4d、處理單元4f、處理單元4g是對工件W進行成膜處理的成膜單元。處理單元4e是對通過成膜單元而形成於工件W的膜進行處理的膜處理單元。本實施方式中，設成膜單元爲進行濺射（sputtering）的單元來進行說明。而且，設膜處理單元4e爲進行後氧化的單元來進行說明。所謂後氧化，是指如下所述的處理：對於通過成膜單元而成膜的金屬膜，導入由等離子體所生成的氧離子等，從而對金屬膜進行氧化。
在處理單元4a與處理單元4g之間，設有加載互鎖（load lock）部5，所述加載互鎖部5從外部將未處理的工件W搬入至腔室1的內部，並將處理完畢的工件W搬出至腔室1的外部。另外，本實施方式中，將工件W的搬送方向設爲沿圖1的順時針方向從處理單元4a的位置朝向處理單元4g的方向。當然，這只是一例，搬送方向、處理單元的種類、排列順序及數量並不限定於特定者，能够適當决定。
圖2表示作爲成膜單元的處理單元4a的構成例。其他的成膜單元4b、成膜單元4c、成膜單元4d、成膜單元4f、成膜單元4g也可與成膜單元4a同樣地構成，但也可應用其他構成。如圖2所示，成膜單元4a具備安裝於腔室1的內部上表面的靶材6，以作爲濺射源。靶材6是包含堆積在工件W上的材料的板狀構件。靶材6被設置於當工件W通過成膜單元4a之下時與工件W相向的位置。在靶材6上，連接有對靶材6施加直流電壓的直流（Direct Current，DC）電源7。而且，在腔室1的內部上表面的、安裝有靶材6的部位附近，設置有將濺射氣體導入至腔室1內部的濺射氣體導入部8。濺射氣體例如可使用氬等惰性氣體。在靶材6的周圍，設置有用於减少等離子體的流出的隔離壁9。另外，關於電源，可應用DC脉衝電源、射頻（Radio Frequency，RF）電源等衆所周知的電源。
圖2及圖3表示膜處理單元4e的構成例。膜處理單元4e具備設置於腔室1的內部上表面的筒形電極10。筒形電極10爲方筒狀，一端具有開口部11，另一端被封閉。筒形電極10中，使具有開口部的一端（以下稱作“下端”）爲下側，使被封閉的另一端（以下稱作“上端”）爲上側，且上端經由絕緣構件22而安裝於腔室1的上表面中所設的開口1a。筒形電極10的側壁在腔室1的內部延伸存在，下端的開口部11面向旋轉平台3。更具體而言，在上端設有向外伸出的凸緣10a。絕緣構件22固定於凸緣10a的下表面與腔室1的開口1a的周緣，由此將腔室1的內部保持爲氣密。絕緣構件22並不限定於特定的材料，例如可包含聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene，PTFE）等材料。
筒形電極10的開口部11被配置在與形成於旋轉平台3上的搬送路P對置的位置。即，旋轉平台3作爲搬送部搬送工件W而使其通過開口部11的正下方。並且，開口部11正下方的位置成爲工件W的通過位置。
如圖1所示，當從上方觀察時，筒形電極10呈從旋轉平台3的半徑方向上的中心側朝向外側擴徑的扇形。此處所說的扇形是指扇子扇面的部分的形狀。筒形電極10的開口部11也同樣爲扇形。被保持在旋轉平台3上的工件W通過開口部11之下的速度在旋轉平台3的半徑方向上越朝向中心側則越慢，越朝向外側則越快。因此，若開口部11爲簡單的長方形或正方形，則在半徑方向上的中心側與外側，工件W通過開口部11正下方的時間會産生差異。通過使開口部11從半徑方向上的中心側朝向外側擴徑，從而能够將工件W通過開口部11的時間設爲固定，能够使後述的等離子體處理變得均等。但是，若通過時間的差異爲不會造成産品方面的問題的程度，則也可爲長方形或正方形。筒形電極10的大小或壁面的厚度並不限定於特定者，但有大型化及薄型化的傾向，例如有時使用周方向的寬度爲300 mm～400 mm、半徑方向的寬度爲800 mm、壁面的厚度爲1 mm左右的筒形電極。
如上所述，筒形電極10貫穿腔室1的開口1a，且一部分露出至腔室1的外部。所述筒形電極10中的露出至腔室1外部的部分如圖2所示，被殼體12所覆蓋。通過殼體12來將腔室1的內部空間保持爲氣密。筒形電極10的位於腔室1內部的部分、即側壁的周圍由護罩13所覆蓋。
護罩13是與筒形電極10爲同軸的扇形的方筒，且比筒形電極10大。護罩13連接於腔室1。具體而言，護罩13從腔室1的開口1a的緣部竪立設置，並向腔室1的內部延伸，下端位於與筒形電極10的開口部11相同的高度。護罩13與腔室1同樣地作爲陰極發揮作用，因此可包含電阻小的導電性金屬構件。護罩13可與腔室1一體成型，或者也可使用固定金屬件等安裝於腔室1。
護罩13是爲了使筒形電極10內穩定地産生等離子體而設。護罩13的各側壁以與筒形電極10的各側壁隔著規定的間隙d大致平行地延伸的方式設置。若間隙d變得過大，則靜電電容變小，或筒形電極10內所産生的等離子體進入間隙d中，因此理想的是間隙d盡可能小。但是，若間隙d變得過小，則筒形電極10與護罩13之間的靜電電容變大，因此也不優選。間隙d的大小可根據對等離子體的産生而言必需的靜電電容來適當設定，例如可設爲7 mm。另外，圖3僅圖示了護罩13及筒形電極10的在半徑方向上延伸的兩個側壁面，但在護罩13及筒形電極10的在周方向上延伸的兩個側壁面之間也可設有與半徑方向的側壁面相同大小的間隙d。
而且，在筒形電極10上連接有工藝氣體導入部16，從外部的工藝氣體供給源經由工藝氣體導入部16而向筒形電極10的內部導入工藝氣體。工藝氣體可根據膜處理的目的來適當變更。例如，在進行蝕刻時，可使用氬等惰性氣體來作爲蝕刻氣體。當進行氧化處理或後氧化處理時，可使用氧。當進行氮化處理時，可使用氮。
在筒形電極10上，連接有用於施加高頻電壓的RF電源15。在RF電源15的輸出側，串聯連接有作爲匹配電路的匹配器（matching box）21。RF電源15也連接於腔室1。若從RF電源15施加電壓，則筒形電極10作爲陽極發揮作用，腔室1、護罩13及旋轉平台3作爲陰極發揮作用。匹配器21通過使輸入側及輸出側的阻抗匹配，從而使等離子體的放電穩定化。另外，腔室1或旋轉平台3接地。連接於腔室1的護罩13也接地。RF電源15及工藝氣體導入部16均經由殼體12上所設的貫穿孔而連接於筒形電極10。
若從工藝氣體導入部16向筒形電極10內導入作爲工藝氣體的氧氣，並從RF電源15對筒形電極10施加高頻電壓，則氧氣等離子體化，從而産生電子、離子及自由基等。當氧氣等離子體化時，筒形電極10的內部成爲高溫。如上所述，筒形電極10有大型化及薄型化的傾向，因此有可能因熱而撓曲或發生變形。如上所述，筒形電極10與護罩13之間的間隙d小，因此若筒形電極10發生變形，則有可能與護罩13接觸。
本發明的實施方式中，在筒形電極10與護罩13之間的間隙d中設置有間隔件30。即使筒形電極10發生變形，間隔件30會抑制筒形電極10的移動，因此也可防止筒形電極10與護罩13的接觸。圖4～圖6表示間隔件的放大圖。間隔件30爲長方體的塊形形狀。爲了維持陽極-陰極間的絕緣，間隔件30可包含絕緣材料。間隔件30可與絕緣構件22同樣地包含PTFE。
間隔件30具有與腔室1的上表面及底面相向的且彼此平行的上表面及下表面，還具有連接上表面與下表面的四個側面30a、側面30b、側面30c、側面30d。以貫穿與筒形電極10相向的側面30a以及與護罩13相向的側面30b的方式設有螺栓孔31。螺栓孔31在筒形電極10側爲供螺栓32的頭部進入的大小，但在護罩13側縮徑而成爲僅供螺栓32的軸部通過的大小。在圖示的示例中，螺栓孔31平行地設有兩個，但螺栓孔31的數量或螺栓孔31的位置並不限定於圖示的示例，可適當進行設計。如圖6所示，間隔件30利用通過了螺栓孔31的螺栓32而固定於護罩13。另外，螺栓32可使用包含聚醚醚酮（Polyetheretherketone，PEEK）或PTFE等絕緣材料者。
間隔件30的大小可適當决定，理想的是使包含絕緣材料的間隔件30爲小型的，以便不會對陽極-陰極間的靜電電容産生大的影響。例如，作爲與筒形電極10相向的面的側面30a以及作爲與護罩13相向的面的側面30b的面積可爲1 cm2 ～3 cm2 左右。
作爲與側面30a及側面30b正交且連接側面30a及側面30b的面的側面30c、側面30d的寬度可和筒形電極10與護罩13之間的間隙d相同或比所述間隙d稍小，以便嵌入至護罩13與筒形電極10之間的間隙d中。例如，若間隙d爲7 mm，則可將側面30c、側面30d的寬度設爲6 mm。
與筒形電極10相向的側面30a的位於腔室1的開口1a側的角部被斜切而設有向護罩13側傾斜的傾斜部33。傾斜角度可適當設定，例如可相對於側面30a而爲30°。當安裝間隔件30時，在已將筒形電極10從腔室1的開口1a拆除的狀態下利用螺栓32將間隔件30安裝於護罩13。其後，從開口1a將筒形電極10嵌入。如上所述，間隔件30的尺寸形成爲嵌入至間隙d，因此，通過具有傾斜部33，可將筒形電極10順暢地插入。
在圖3的示例中，兩個間隔件30分別設置於方筒狀的護罩13及筒形電極10的沿半徑方向的兩個側壁面之間的間隙d、即相向的間隙d中。通過將兩個間隔件30分別設置於相向的間隙d中，可穩定地維持間隙d。而且，兩個間隔件30分別設置於筒形電極10的下端附近。認爲筒形電極10的成爲開放端的下端附近較安裝於腔室1的上端附近更容易發生變形。通過將間隔件30設置於下端附近，可防止筒形電極10的容易發生變形的下端附近與護罩13接觸。
然而，圖3的示例終究只是一例，間隔件30的設置數量及設置位置並不限定於此。只要即使在筒形電極10發生了變形的情况下仍可維持護罩13與筒形電極10的間隙d而防止接觸，且間隔件30所引起的靜電電容的增加爲不會對匹配器21的控制産生影響的範圍，則設置位置及設置數量可適當設定。
例如，如圖7所示，也可不僅在下端的附近，也在上端的附近、上端與下端的中間附近設置間隔件30，以便可在整體上穩定地維持間隙d。當然，也可不配置於三個位置的全部，例如可僅設置於上端附近或中間附近。間隔件30的設置間隔可爲等間隔。或者，設置也可不爲等間隔，例如可在下端附近設置得較多。
另外，圖3、圖7示出了設置於方筒狀的護罩13及筒形電極10的沿半徑方向的兩個側壁面之間的間隙d中的示例，但也可設置於沿周方向的兩個側壁面之間的間隙d中。當然，還可設置於半徑方向的間隙d及周方向的間隙d兩者中。或者，也可不設置於相向的間隙d兩者中，而將間隔件30設置於半徑方向的間隙d中的一個與周方向的間隙d中的一個。
等離子體處理裝置還包括控制部20。控制部20包含可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）或中央處理器（Central Processing Unit，CPU）等運算處理裝置。控制部20進行與濺射氣體及工藝氣體向腔室1的導入及排氣相關的控制、DC電源7及RF電源15的控制、及旋轉平台3的轉速控制等控制。
[動作及作用] 對本實施方式的等離子體處理裝置的動作與間隔件30的作用進行說明。從加載互鎖室將未處理的工件W搬入至腔室1。搬入的工件W由旋轉平台3的保持部3a予以保持。腔室1的內部由排氣部2進行排氣而成爲真空狀態。通過驅動旋轉平台3，從而使工件W沿著搬送路P來搬送，以使其通過各處理單元4a～處理單元4g之下。
在成膜單元4a中，從濺射氣體導入部8導入濺射氣體，從DC電源7對濺射源施加直流電壓。通過直流電壓的施加，濺射氣體等離子體化，從而産生離子。當所産生的離子碰撞到靶材6時，靶材6的材料飛出。飛出的材料堆積於通過成膜單元4a之下的工件W，由此在工件W形成薄膜。其他的成膜單元4b、成膜單元4c、成膜單元4d、成膜單元4f、成膜單元4g中，也以同樣的方法來進行成膜。但是，未必需要利用所有的成膜單元來進行成膜。作爲一例，此處，對於工件W，通過DC濺射來形成Si膜。
利用成膜單元4a～成膜單元4d進行了成膜的工件W接著在搬送路P上由旋轉平台3予以搬送，從而在膜處理單元4e中，通過筒形電極10的開口部11正下方的位置、即膜處理位置。如上所述，本實施方式中，對在膜處理單元4e中進行後氧化的示例進行說明。在膜處理單元4e中，從工藝氣體導入部16向筒形電極10內導入作爲工藝氣體的氧氣，並從RF電源15對筒形電極10施加高頻電壓。通過高頻電壓的施加，氧氣等離子體化，從而産生電子、離子及自由基等。等離子體從作爲陽極的筒形電極10的開口部11流向作爲陰極的旋轉平台3。通過等離子體中的離子碰撞至通過開口部11之下的工件W的薄膜，從而使薄膜受到後氧化。
如上所述，在RF電源15上連接有匹配器21。匹配器21使輸出側阻抗與輸入側阻抗匹配，以使流至陰極側的電流成爲最大值，以便進行穩定的等離子體放電。然而，筒形電極10會因等離子體處理時産生的熱而撓曲或發生變形，若與護罩13接觸則有可能發生異常放電。
本實施方式中，在護罩13與筒形電極10之間的間隙d中設置有間隔件30，因此即使筒形電極10發生變形，也可防止護罩13的接觸。此處，若以防止筒形電極10向護罩13的接觸爲目的，則也考慮如圖8所示，可使介於筒形電極10的上端的凸緣10a與腔室1的開口1a的周緣之間的絕緣構件22擴張而覆蓋筒形電極10與護罩13之間的間隙d的整體。然而，因絕緣構件22占據筒形電極10與護罩13之間的間隙d的整體，陽極-陰極間的靜電電容將大幅增加。
匹配器21基於預先設定的陽極-陰極間的靜電電容來進行阻抗控制。對於現有的等離子體處理裝置，當將絕緣構件22更換爲占據間隙d的整體者時，必須基於增加的靜電電容值來進行匹配器21的再設定，從而繁瑣。
因此，本實施方式中，以不會對陽極-陰極間的靜電電容産生大的影響的方式將塊形形狀的間隔件30設置於筒形電極10與護罩13之間的間隙d中。間隔件30設置於間隙d的一部分中。由此，與占據間隙d整體的圖8的絕緣構件22相比，增加率被抑制得較低。即使因間隔件30而靜電電容稍有增加，只要爲匹配器21的控制的容許範圍，則無須進行匹配器21的再設定。已知若靜電電容的增加率未滿約±1%，則即使不進行匹配器21的再設定，也可維持穩定的等離子體。
此處，對圖8所示的絕緣構件22覆蓋筒形電極10與護罩13之間的間隙d的整體的情况下、與本實施方式的配置間隔件30的情况下的靜電電容的增加率進行比較研究。
在圖8的構成中，在絕緣構件22包含PTFE的情况下，間隙d被置換成相對介電常數爲2.1的PTFE，因此，與在間隙d中未配置任何物質的情况相比靜電電容成爲約2倍，靜電電容的增加率爲約100%。即，在設爲圖8的構成的情况下會超過匹配器21的控制的容許範圍，因此需要進行匹配器21的再設定。
將間隔件30配置於間隙d中的本實施方式的構成中的靜電電容的增加率R[%]可如以下般求出。 在包含平行板式的陽極-陰極的電容器中，在板間距離爲k[m]、各平行板的面積爲S[m2 ]的情况下，靜電電容C[F]可利用以下的式（1）來求出。 [數學式1]此處，ε0 爲真空下的介電常數，爲8.85×10-12 [F/m]。εr 爲介電體的相對介電常數。
在本實施方式的間隔件30包含PTFE的情况下，εr 成爲2.1。作爲每1個間隔件30的靜電電容的增加量Cp ，只要從一個間隔件30的靜電電容中除去置換有一個間隔件30的空間的靜電電容即可，因此，可利用以下的式（2）來求出。 [數學式2]此處，Sp 爲間隔件30的與筒形電極10相向的面積[m2 ]。式（1）的板間距離k[m]與間隙d的大小相對應。將Sp =6×10-4 [m2 ]=6[cm2 ]、d=7×10-3 [m]=7[mm]代入所述式（2），則Cp 的值爲8.35×10-13 [F]。
若將不具有間隔件30時的筒形電極10的靜電電容設爲C0 [F]，則因使用間隔件30而帶來的靜電電容的增加率R[%]可藉由以下的式（3）來求出。 [數學式3]此處，n爲間隔件30的設置個數。當將間隔件30的設置個數設爲例如9個時，在式（3）中代入C0 =7.6×10-10 [F]、n=9，則增加率R=0.99[%]左右。
即，即使設置9個間隔件30，與未配置間隔件30的情况相比，靜電電容的增加率仍被抑制爲未滿1%，因此不會對匹配器21的控制産生影響，即使不進行再設定，也可維持穩定的等離子體。
[效果] 如上所述，本實施方式的等離子體處理裝置包括：筒形電極10，具有作爲設有開口部11的一端的下端與作爲被封閉的另一端的上端，內部導入工藝氣體，通過施加電壓而使所述工藝氣體等離子體化；以及作爲具有開口1a的真空容器的腔室1，上端經由絕緣構件22而安裝於腔室1的開口1a的筒形電極10在腔室1的內部延伸存在。而且，等離子體處理裝置包括：作爲搬送部的旋轉平台3，將利用工藝氣體受到處理的工件W搬送至筒形電極10的開口部11之下；護罩13，隔著間隙d覆蓋在真空容器的內部延伸存在的筒形電極10；以及間隔件30，設置於筒形電極10與護罩13的間隙d的一部分中且包含絕緣材料。
在膜處理中，因等離子體的産生而溫度大幅上升，因此，筒形電極10因熱而發生變形並産生與護罩13接觸的可能性。通過在筒形電極10的側壁與護罩13的間隙d中配置間隔件30，可防止筒形電極10與護罩13的接觸以穩定地進行膜處理。而且，間隔件30並非設置於間隙d的整體而是僅設置於一部分，由此不會對陽極-陰極間的靜電電容産生大的影響，因此即使在將間隔件30安裝於現有的等離子體處理裝置的情况下，也無須進行匹配器21的再設定，便利性高。
間隔件30可爲塊形形狀。由此，即使在筒形電極10的側壁與護罩13的狹窄的間隙d中也容易進行插入，安裝也變得容易。
間隔件30的作爲與筒形電極10相向的面的側面30a及作爲與護罩13相向的面的側面30b的面積可爲1 cm2 ～3 cm2 。通過使間隔件30爲小型，可减少陽極-陰極間的靜電電容的變化。由此，即使在將間隔件30安裝於現有的等離子體處理裝置的情况下，也無須進行匹配器21的再設定，便利性高。
間隔件30可在側面30a的位於腔室1的開口1a側的角部具有向護罩13側傾斜的傾斜部33。筒形電極10與護罩13的間隙d狹窄，因此，若在設置間隔件30之後再將筒形電極10從腔室1的開口1a插入，則容易卡挂於間隔件30。此處，間隔件30的角部傾斜，由此可防止卡挂，從而可實現筒形電極10的順暢插入。由此，可提高組裝效率。
間隔件30可利用包含絕緣材料的螺栓32固定於護罩13。通過固定間隔件30的螺栓32也包含絕緣材料，可維持陽極-陰極間的絕緣。
間隔件30可配置於筒形電極10的設有開口部11的下端的附近。通過將間隔件30配置於筒形電極10的容易發生變形的下端附近，可有效地防止向護罩13的接觸。
間隔件30可設置於筒形電極10的設有開口部11的下端的附近、上端的附近、下端與上端的中間附近。通過分散地配置間隔件30，可在整體上穩定地維持筒形電極10與護罩13之間的間隙d。
筒形電極10及護罩13爲方筒狀，間隔件30可分別設置於筒形電極10及護罩13的相向的間隙d中。通過將兩個間隔件30分別設置於相向的間隙d中，可穩定地維持間隙d。
[其他實施方式] （1）本發明並不限定於所述實施方式。例如，所述實施方式中，在膜處理中進行後氧化，但也可進行蝕刻處理或氮化處理。當進行蝕刻處理時，可向膜處理單元4e內導入氬氣，且當進行氮化處理時，可向膜處理單元4e內導入氮氣。
（2）收容旋轉平台3或各處理單元的腔室1的形狀或者處理單元的種類及配置形態也並不限定於特定者，可根據工件W的種類或設置環境進行適當變更。
（3）以上對本發明的實施方式及各部的變形例進行了說明，但所述實施方式或各部的變形例是作爲一例而進行提示，並不意圖限定發明的範圍。所述這些新穎的實施方式能够以其他各種方式來實施，在不脫離發明的主旨的範圍內可進行多種省略、置換、變更。這些實施方式或其變形包含於發明的範圍或主旨內，並且包含於申請專利範圍所記載的發明中。
1‧‧‧腔室（真空容器）
1a‧‧‧開口
2‧‧‧排氣部
3‧‧‧旋轉平台（搬送部）
3a‧‧‧保持部
3b‧‧‧旋轉軸
4a、4b、4c、4d、4f、4g‧‧‧處理單元（成膜單元）
4e‧‧‧處理單元（膜處理單元）
5‧‧‧加載互鎖部
6‧‧‧靶材
7‧‧‧DC電源
8‧‧‧濺射氣體導入部
9‧‧‧隔離壁
10‧‧‧筒形電極
10a‧‧‧凸緣
11‧‧‧開口部
12‧‧‧殼體
13‧‧‧護罩
15‧‧‧RF電源
16‧‧‧工藝氣體導入部
20‧‧‧控制部
21‧‧‧匹配器
22‧‧‧絕緣構件
30‧‧‧間隔件
30a、30b、30c、30d‧‧‧側面
31‧‧‧螺栓孔
32‧‧‧螺栓
33‧‧‧傾斜部
P‧‧‧搬送路
W‧‧‧工件
d‧‧‧間隙
圖1是示意性地表示本發明的實施方式的等離子體處理裝置的構成的平面圖。 圖2是圖1的A-A剖面圖。 圖3是圖1的B-B剖面圖，是從旋轉平台的中心觀察膜處理單元的圖。 圖4是間隔件的放大側視圖。 圖5是間隔件的放大正視圖。 圖6是表示將間隔件安裝於護罩的狀態的圖。 圖7是表示間隔件的設置形態的另一例的圖。 圖8是表示作爲比較例的、絕緣構件覆蓋筒形電極與護罩的間隙整體的形態的圖。

Claims (6)

  1. 一種等離子體處理裝置，其特徵在於設置有：筒形電極，具有設有開口部的一端與被封閉的另一端，內部導入工藝氣體，通過施加電壓而使所述工藝氣體等離子體化；真空容器，具有開口，所述筒形電極在所述真空容器的內部延伸存在且所述另一端經由絕緣構件而安裝於所述開口；搬送部，將利用所述工藝氣體受到處理的工件搬送至所述筒形電極的開口部之下；護罩，連接於所述真空容器，且隔著間隙覆蓋在所述真空容器的內部延伸存在的所述筒形電極；以及間隔件，包含絕緣材料，且設置於所述筒形電極與所述護罩的間隙的一部分中，其中所述間隔件為塊形形狀，且與所述筒形電極相向的面及與所述護罩相向的面的面積為1cm2~3cm2。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的等離子體處理裝置，其中所述間隔件在與所述筒形電極相向的面的位於所述真空容器的所述開口側的角部具有向所述護罩側傾斜的傾斜部。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的等離子體處理裝置，其中所述間隔件利用包含絕緣材料的螺栓固定於所述護罩。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的等離子體處理裝置，其中所述間隔件設置於所述筒形電極的一端的附近。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的等離子體處理裝置，其中所述間隔件設置於所述筒形電極的一端的附近、另一端的附近、及一端與另一端的中間附近。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的等離子體處理裝置，其中所述筒形電極及所述護罩為方筒狀，所述間隔件分別設置於所述筒形電極及所述護罩的相向的間隙中。
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