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JP2013098004A - Vacuum processor - Google Patents

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JP2013098004A JP2011239623A JP2011239623A JP2013098004A JP 2013098004 A JP2013098004 A JP 2013098004A JP 2011239623 A JP2011239623 A JP 2011239623A JP 2011239623 A JP2011239623 A JP 2011239623A JP 2013098004 A JP2013098004 A JP 2013098004A
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良昭 竹内
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and accurately perform mutual positioning of a discharge chamber and a converter with a simple and inexpensive configuration and to efficiently perform high quality vacuum processing by eliminating an adverse effect due to heat expansion of the discharge chamber.SOLUTION: A film forming device 1 has a process chamber 1 composed of a ridge waveguide housed inside a decompression container 4, and converters 3A, 3B connected to the process chamber 2 through vacuum windows 15 provided in the decompression container 4, from the outside of the decompression container 4. Both surfaces of the vacuum windows 15 are provided with guide plates 51, 52 for positioning a container of the process chamber 2 and containers of the converters 3A, 3B at a home position with respect to the vacuum windows 15. The guide plates 51, 51 on both surfaces of the vacuum windows 15 are also shared as a conductive reflection wave reduction member for relaxing a sudden change in impedances between the process chamber 2 and the vacuum windows 15, and between the converters 3A, 3B and the vacuum windows 15.

Description

本発明は、真空処理装置に関し、特に真空中でプラズマを用いて基板に処理を行う真空処理装置に関するものである。   The present invention relates to a vacuum processing apparatus, and more particularly to a vacuum processing apparatus that performs processing on a substrate using plasma in a vacuum.

一般的に、薄膜太陽電池の生産性を向上させるためには、高品質なシリコン薄膜を、高速に、かつ、大面積で製膜することが重要である。このような高速かつ大面積な製膜を行う方法としては、プラズマCVD(化学気相成長)法による製膜方法が知られている。   Generally, in order to improve the productivity of a thin film solar cell, it is important to form a high-quality silicon thin film at a high speed and in a large area. As a method for performing such high-speed and large-area film formation, a film formation method by plasma CVD (chemical vapor deposition) is known.

プラズマCVD法による製膜を行うためには、プラズマを発生させるプラズマ生成装置(真空処理装置)が必要であり、効率良く製膜を行うプラズマ生成装置として、例えば特許文献1,2等に開示されているリッジ導波管を利用したプラズマ生成装置が知られている。この種のプラズマ生成装置は、特許文献1の図10に示されるように、高周波電源(RF電源)を強い電界に変換させる左右一対の変換器(分配室)と、これらの変換器の間に接続される放電室(プロセス室)とを備えて構成されている。   In order to perform film formation by the plasma CVD method, a plasma generation apparatus (vacuum processing apparatus) that generates plasma is necessary, and a plasma generation apparatus that efficiently forms a film is disclosed in Patent Documents 1 and 2, for example. There is known a plasma generation apparatus using a ridge waveguide. As shown in FIG. 10 of Patent Document 1, this type of plasma generation apparatus includes a pair of left and right converters (distribution chambers) that convert a high-frequency power source (RF power source) into a strong electric field, and these converters. And a discharge chamber (process chamber) to be connected.

変換器は、互いに対向する上下一対の平板状のリッジ部を有するリッジ導波管からなる。また、放電室も、互いに対向する上下一対の平坦なリッジ電極板を有するリッジ導波管であり、変換器に連結されている。このように構成されたプラズマ生成装置において、放電室の内部を減圧し、この中に、プラズマの生成と薄膜の形成に必要な母ガスを供給し、電源から高周波電力を供給すると、放電室内にて近接対向するリッジ電極板の間にプラズマを発生させることができる。そして、このプラズマを利用してガラス基板等に製膜処理を施すことができる。製膜処理を施す基板は、放電室におけるリッジ電極板の間に配置されるのが一般的である。具体的には、上下のリッジ電極が水平になるように装置全体を設置し、上下の電極の間または上下の電極の外側に基板を搬入して、この基板を下側のリッジ電極の上面に載置して製膜処理を行う。   The converter includes a ridge waveguide having a pair of upper and lower flat ridges facing each other. The discharge chamber is also a ridge waveguide having a pair of upper and lower flat ridge electrode plates facing each other, and is connected to a converter. In the plasma generating apparatus configured as described above, when the inside of the discharge chamber is depressurized, the mother gas necessary for generating the plasma and forming the thin film is supplied into the discharge chamber, and when high frequency power is supplied from the power source, Plasma can be generated between the ridge electrode plates facing each other. Then, a film forming process can be performed on a glass substrate or the like using this plasma. In general, the substrate on which the film forming process is performed is disposed between the ridge electrode plates in the discharge chamber. Specifically, the entire apparatus is installed so that the upper and lower ridge electrodes are horizontal, and the substrate is carried between the upper and lower electrodes or outside the upper and lower electrodes, and this substrate is placed on the upper surface of the lower ridge electrode. The film is formed by placing.

このようなプラズマ生成装置において、放電室の内部を減圧させるために、従来ではリッジ導波管を利用するプラズマ生成装置全体を減圧容器の内部に収容していたが、こうすると容量の大きな減圧容器が必要になり、プラズマ生成装置と真空排気系が大型化してしまい、その製造や管理、さらには広い設置場所の確保のために多大なコストが掛かるという課題がある。   In such a plasma generation device, in order to depressurize the inside of the discharge chamber, the entire plasma generation device using a ridge waveguide has been conventionally housed in the decompression vessel. However, there is a problem that the plasma generation apparatus and the vacuum evacuation system are increased in size, and the production and management of the plasma generation apparatus and the securing of a wide installation place are expensive.

そこで、特許文献2の図11に開示されているように、プラズマ生成装置の放電室のみを減圧容器内に収容し、減圧容器の両側に真空窓を介して変換器を接続して、変換器を大気圧中に配置したものがある。この場合、真空窓の材質としては電磁波を透過させることができる石英ガラスやアルミナセラミックス等の誘電体が用いられ、この真空窓を介して高周波電力伝送と真空シールドが行われる。真空窓には、減圧容器の内外に加わる圧力差および放電時における高い熱負荷が加わるため、特に面積が1平方メートルを超える大きさの基板を処理可能な大型の放電室を収容する減圧容器の真空窓は、破損しない強度を確保できる数十ミリメートルの厚さが付与されている。   Therefore, as disclosed in FIG. 11 of Patent Document 2, only the discharge chamber of the plasma generation device is accommodated in a decompression vessel, and a converter is connected to both sides of the decompression vessel via a vacuum window. Is placed in the atmospheric pressure. In this case, a dielectric such as quartz glass or alumina ceramic that can transmit electromagnetic waves is used as the material of the vacuum window, and high-frequency power transmission and vacuum shielding are performed through the vacuum window. Since the pressure difference applied to the inside and outside of the decompression vessel and a high thermal load during discharge are applied to the vacuum window, the vacuum of the decompression vessel containing a large discharge chamber capable of processing a substrate having an area exceeding 1 square meter in particular. The window has a thickness of several tens of millimeters that can ensure strength without breakage.

特表平4−504640号公報Japanese National Patent Publication No. 4-504640 特開2011−35327号公報JP 2011-35327 A

しかしながら、基板面積が1平方メートルを超えて、基板が大型化するに伴い、プラズマ製膜処理を施すことができる大型のプラズマ生成装置(真空処理装置)になると、上記の真空窓を挟んで変換器と放電室とを接続するにあたり、真空と大気圧の圧力差に伴う変形や、温度差に伴う熱膨張により、変換器と放電室との間に位置ずれが生じ易くなり、その相互位置を維持することが困難になる。両者の位置がずれると高周波電力の伝送ロスや放電室(プロセス室)における電界分布が不均一になり、基板への製膜等の処理品質が低下するといった課題があった。また、大型化した変換器と放電室とを正確に位置決めして接続するには、特殊な冶具や測定器具を用いながら行う必要があり、メンテナンスの度に多大な手間と工数が掛かり、製膜基板の生産性と歩留まりを低下させることになる。   However, when the substrate area exceeds 1 square meter and the substrate becomes larger, a large plasma generation apparatus (vacuum processing apparatus) capable of performing plasma film formation processing becomes a converter with the vacuum window interposed therebetween. When connecting the discharge chamber to the discharge chamber, deformation due to the pressure difference between the vacuum and atmospheric pressure and thermal expansion due to the temperature difference tend to cause misalignment between the converter and the discharge chamber, maintaining their mutual position. It becomes difficult to do. If the positions of the two are shifted, there is a problem that the transmission loss of high-frequency power and the electric field distribution in the discharge chamber (process chamber) become non-uniform, and the processing quality such as film formation on the substrate deteriorates. In addition, in order to accurately position and connect the enlarged transducer and the discharge chamber, it is necessary to use special jigs and measuring instruments. This reduces the productivity and yield of the substrate.

また、変換器と放電室とが真空窓に突き当てられる形で固定されるため、各部の熱膨張等によって真空窓との間に押圧変形や隙間が発生する可能性があり、この隙間から電力が漏洩して、前記と同じく高周波電力の伝送ロスが発生したり、電界分布が不均一になることで、基板等のプラズマ処理の品質が低下する懸念があった。なお、放電室(プロセス室)はそのプロセス条件によっては200℃以上の高温になることもあり、大型構成部材の熱変形により上記の課題や懸念が助長される傾向があった(例:1000ミリメートル長のSUS304材とアルミナ材の間に100℃の温度差がある場合には、熱膨張差量=熱膨張率差((16−7)×10−6)×温度差(100℃)×1000=0.9ミリメートルとなり、約1ミリメートルの位置ずれや隙間が生じる)。 In addition, since the converter and the discharge chamber are fixed so that they abut against the vacuum window, there is a possibility that pressure deformation or a gap may occur between the vacuum window due to thermal expansion of each part. As described above, there is a concern that the transmission loss of the high-frequency power is generated or the electric field distribution becomes non-uniform, and the quality of the plasma processing of the substrate or the like is deteriorated. In addition, the discharge chamber (process chamber) may become a high temperature of 200 ° C. or higher depending on the process conditions, and there is a tendency that the above-mentioned problems and concerns are promoted by the thermal deformation of the large component (eg, 1000 mm). When there is a temperature difference of 100 ° C. between the long SUS304 material and the alumina material, thermal expansion difference = thermal expansion coefficient difference ((16−7) × 10 −6 ) × temperature difference (100 ° C.) × 1000 = 0.9 mm, resulting in a displacement and gap of about 1 mm).

しかも、前述したように、真空窓には真空と大気圧との圧力差に十分耐えられる板厚が必要となる。しかし、一方では真空窓の板厚増加に伴い、誘電体損失(誘電正接tanδ)による発熱で板厚方向の温度差が増加することで熱応力も加わり、真空窓が破損し易くなるという課題が生じることになる。(例:誘電体損失は誘電体内の分子や極性基などの内部摩擦により熱を発生し、発熱量Q=kfEεtanδで表される(k:定数、f:周波数、E:電場、ε:誘電率、tanδ:誘電正接)。 Moreover, as described above, the vacuum window needs to have a thickness that can sufficiently withstand the pressure difference between the vacuum and the atmospheric pressure. However, on the other hand, as the thickness of the vacuum window increases, the temperature difference in the thickness direction increases due to heat generation due to dielectric loss (dielectric loss tangent tan δ). Will occur. (Example: dielectric loss generates heat due to internal friction of molecules and polar groups in the dielectric, and is expressed by calorific value Q = kfE 2 ε tan δ (k: constant, f: frequency, E: electric field, ε: Dielectric constant, tan δ: dielectric loss tangent).

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、放電室が減圧容器に収容され、この減圧容器の外部に設けられた変換器が、減圧容器に設けられた真空窓を介して放電室に接続される構成の真空処理装置において、簡素かつ安価な構成により、放電室と変換器との相互の位置決めを容易かつ正確に行うとともに、放電室の熱膨張による悪影響を排除し、高品質な真空処理を効率良く行うことのできる真空処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. A discharge chamber is accommodated in a decompression vessel, and a converter provided outside the decompression vessel is provided via a vacuum window provided in the decompression vessel. In the vacuum processing apparatus configured to be connected to the discharge chamber, the simple and inexpensive configuration allows easy and accurate positioning of the discharge chamber and the transducer, and eliminates adverse effects due to thermal expansion of the discharge chamber, It aims at providing the vacuum processing apparatus which can perform high quality vacuum processing efficiently.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
即ち、本発明に係る真空処理装置の第1の態様は、互いに平行に対向して配置され、その間で放電が行われる一対の面状のリッジ電極を有したリッジ導波管からなる放電室と、前記放電室を挟んで両側に配置され、互いに平行に対向して配置された一対の平板状のリッジ部を有したリッジ導波管からなり、高周波電力を前記放電室に伝送し、前記一対のリッジ電極の間で放電を起こさせる一対の変換器と、高周波電力を前記変換器の前記リッジ部に供給する電源手段と、を有し、前記放電室は減圧容器の内部に収容され、前記変換器は前記減圧容器の外部に配置され、前記減圧容器に設けられた真空窓を介して前記放電室と前記変換器とが接続された真空処理装置であって、前記真空窓の両面に、前記放電室の一部と前記変換器の一部を、前記真空窓に対して定位置に位置決めする位置決め部材を設けたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
That is, the first aspect of the vacuum processing apparatus according to the present invention includes a discharge chamber composed of a ridge waveguide having a pair of planar ridge electrodes that are arranged in parallel to each other and discharge between them. The ridge waveguide having a pair of flat plate-shaped ridge portions disposed on both sides of the discharge chamber and facing each other in parallel, and transmitting high-frequency power to the discharge chamber, A pair of converters for causing a discharge between the ridge electrodes, and power supply means for supplying high-frequency power to the ridge portion of the converter, wherein the discharge chamber is housed in a decompression vessel, The converter is a vacuum processing apparatus that is disposed outside the decompression vessel and is connected to the discharge chamber and the converter via a vacuum window provided in the decompression vessel, on both sides of the vacuum window, A part of the discharge chamber and a part of the converter, Characterized in that a positioning member for positioning in a fixed position relative to the vacuum window.

上記構成によれば、真空窓の両面に設けられた位置決め部材により、放電室の一部と真空窓との間、および変換器の一部と真空窓との間を精度高く確実かつ迅速に位置決めし、放電室の容器と変換器の容器を真空窓に正確に取り付けることができる。これにより、変換器と放電室の相互の位置ずれを防止して高周波電力の伝送ロスを回避するとともに、放電室における電界分布を均一化し、基板への製膜等のプラズマ処理の品質を向上させることができる。その上、真空処理装置のメンテナンス時の組立や保守等の作業時間を短縮し、高品質なプラズマ処理の運用を効率良く行うことができる。   According to the above configuration, the positioning members provided on both surfaces of the vacuum window position the part between the discharge chamber and the vacuum window and between the part of the converter and the vacuum window with high accuracy and reliability. In addition, the discharge chamber container and the converter container can be accurately attached to the vacuum window. This prevents mutual displacement between the converter and the discharge chamber, avoids transmission loss of high-frequency power, makes the electric field distribution in the discharge chamber uniform, and improves the quality of plasma processing such as film formation on the substrate. be able to. In addition, the time required for assembly and maintenance during the maintenance of the vacuum processing apparatus can be shortened, and high-quality plasma processing can be efficiently performed.

また、本発明に係る真空処理装置の第2の態様は、互いに平行に対向して配置され、その間で放電が行われる一対の面状のリッジ電極を有したリッジ導波管からなる放電室と、前記放電室を挟んで両側に配置され、互いに平行に対向して配置された一対の平板状のリッジ部を有したリッジ導波管からなり、高周波電力を前記放電室に伝送し、前記一対のリッジ電極の間で放電を起こさせる一対の変換器と、高周波電力を前記変換器の前記リッジ部に供給する電源手段と、を有し、前記放電室は減圧容器の内部に収容され、前記変換器は前記減圧容器の外部に配置され、前記減圧容器に設けられた真空窓を介して前記放電室と前記変換器とが接続された真空処理装置であって、前記真空窓の両面に、前記放電室と前記真空窓との間、および前記変換器と前記真空窓との間におけるインピーダンスの変化を緩和させる、導電性のある反射波低減部材を設けたことを特徴とする。   A second aspect of the vacuum processing apparatus according to the present invention is a discharge chamber comprising a ridge waveguide having a pair of planar ridge electrodes that are arranged in parallel with each other and discharge between them. The ridge waveguide having a pair of flat plate-shaped ridge portions disposed on both sides of the discharge chamber and facing each other in parallel, and transmitting high-frequency power to the discharge chamber, A pair of converters for causing a discharge between the ridge electrodes, and power supply means for supplying high-frequency power to the ridge portion of the converter, wherein the discharge chamber is housed in a decompression vessel, The converter is a vacuum processing apparatus that is disposed outside the decompression vessel and is connected to the discharge chamber and the converter via a vacuum window provided in the decompression vessel, on both sides of the vacuum window, Between the discharge chamber and the vacuum window, and Wherein the exchanger to relax the change in the impedance between the vacuum window, characterized in that a conductivity is reflected wave reduction member.

上記構成によれば、真空窓の両面に設けられた導電性のある反射波低減部材により、放電室と真空窓との間、および変換器と真空窓との間においてインピーダンスが急に変化する傾向が緩和され、インピーダンスの急変に起因して発生する高周波電力の反射波の発生が抑制される。したがって、高周波電力の伝送ロスを回避するとともに、放電室における電界分布を均一化し、かつ反射波による高周波電源系統の変調や故障等を有効に防止して、基板への製膜等のプラズマ処理の品質を向上させることができる。   According to the above configuration, the impedance tends to change abruptly between the discharge chamber and the vacuum window and between the converter and the vacuum window by the conductive reflected wave reducing members provided on both surfaces of the vacuum window. Is mitigated, and the generation of reflected waves of high-frequency power caused by sudden changes in impedance is suppressed. Therefore, transmission loss of high-frequency power is avoided, electric field distribution in the discharge chamber is made uniform, and modulation or failure of the high-frequency power supply system due to reflected waves is effectively prevented, so that plasma processing such as film formation on the substrate can be performed. Quality can be improved.

また、本発明に係る真空処理装置の第3の態様は、前記第2の態様において、前記反射波低減部材は、請求項1に記載の位置決め部材を兼ねることを特徴とする。   According to a third aspect of the vacuum processing apparatus of the present invention, in the second aspect, the reflected wave reducing member also serves as the positioning member according to claim 1.

上記構成によれば、真空窓に取り付けられる位置決め部材と反射波低減部材とが共通部品となるため、真空処理装置の部品点数の増加を低減させ、簡素かつ安価な構成により、放電室と変換器との相互の位置決めを容易かつ正確に行えるようにするとともに、変換器と真空窓との間、および真空窓と放電室との間における反射波の発生を低減させることができる。   According to the above configuration, since the positioning member attached to the vacuum window and the reflected wave reducing member are common components, the increase in the number of components of the vacuum processing apparatus is reduced, and the discharge chamber and the converter are configured with a simple and inexpensive configuration. Can be easily and accurately positioned relative to each other, and generation of reflected waves between the transducer and the vacuum window and between the vacuum window and the discharge chamber can be reduced.

また、本発明に係る真空処理装置の第4の態様は、前記第2または第3の態様において、前記反射波低減部材は、前記真空窓の内面および外面から直角に起立して前記放電室および前記変換器の容器の周面に沿う板状であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the vacuum processing apparatus of the present invention, in the second or third aspect, the reflected wave reducing member stands up perpendicularly from an inner surface and an outer surface of the vacuum window. It is plate shape along the surrounding surface of the container of the said converter, It is characterized by the above-mentioned.

上記構成によれば、例えば放電室の昇温時における熱膨張や、降温時における熱収縮により、放電室と真空窓との間、および変換器と真空窓との間において隙間が発生しても、この隙間が反射波低減部材により閉塞されるため、高周波電力の伝送ロスを回避するとともに、放電室における電界分布を均一化し、基板への製膜等のプラズマ処理の品質を向上させることができる。   According to the above configuration, even if a gap is generated between the discharge chamber and the vacuum window and between the converter and the vacuum window due to, for example, thermal expansion when the discharge chamber is heated or thermal contraction when the temperature is lowered. Since the gap is closed by the reflected wave reducing member, it is possible to avoid transmission loss of high frequency power, to uniform the electric field distribution in the discharge chamber, and to improve the quality of plasma processing such as film formation on the substrate. .

また、本発明に係る真空処理装置の第5の態様は、前記第4の態様において、前記反射波低減部材の厚みは先端に向かって漸減していることを特徴とする。   The fifth aspect of the vacuum processing apparatus according to the present invention is characterized in that, in the fourth aspect, the thickness of the reflected wave reducing member is gradually reduced toward the tip.

前述のように真空窓は誘電体であり、変換器と真空窓との間、および真空窓と放電室との間に反射波低減部材を設けたことにより、真空窓におけるインピーダンスの急変が緩和される。ここで、反射波低減部材の厚みを先端に向かって漸減させたことにより、反射波低減部材の断面積が徐変するため、真空窓におけるインピーダンスの急変をより有効に緩和させることができ、基板への製膜等のプラズマ処理の品質を一層向上させることができる。   As described above, the vacuum window is a dielectric, and by providing a reflected wave reducing member between the converter and the vacuum window and between the vacuum window and the discharge chamber, the sudden change in impedance in the vacuum window is alleviated. The Here, since the sectional area of the reflected wave reducing member gradually changes by gradually reducing the thickness of the reflected wave reducing member toward the tip, the sudden change in impedance in the vacuum window can be more effectively mitigated. It is possible to further improve the quality of plasma processing such as film formation.

また、本発明に係る真空処理装置の第6の態様は、前記第2から第5のいずれかの態様において、前記反射波低減部材の基端部に、前記真空窓と同じ材質でなり、前記反射波低減部材を下方から支持する支持突起を設け、この支持突起の厚みは先端に向かって漸減していることを特徴とする。   In addition, in a sixth aspect of the vacuum processing apparatus according to the present invention, in any one of the second to fifth aspects, the base end portion of the reflected wave reducing member is made of the same material as the vacuum window, A support protrusion for supporting the reflected wave reducing member from below is provided, and the thickness of the support protrusion is gradually reduced toward the tip.

上記構成によれば、真空窓の材質と同じ材質で形成された支持突起によって反射波低減部材が支持されているため、反射波低減部材の支持強度を高めることができる。しかも、支持突起の厚みが先端に向かって漸減しているため、真空窓においてインピーダンスが急変する傾向を緩和させることができ、基板への製膜等のプラズマ処理の品質を高めることができる。   According to the above configuration, since the reflected wave reducing member is supported by the support protrusion formed of the same material as the vacuum window, the support strength of the reflected wave reducing member can be increased. In addition, since the thickness of the support protrusion gradually decreases toward the tip, the tendency of the impedance to change suddenly in the vacuum window can be alleviated, and the quality of plasma processing such as film formation on the substrate can be improved.

また、本発明に係る真空処理装置の第7の態様は、前記第1から第6のいずれかの態様において、前記位置決め部材もしくは反射波低減部材と、前記放電室の容器もしくは前記変換器の容器との間に隙間を設け、この隙間に導電性のある弾性部材を介装したことを特徴とする。   According to a seventh aspect of the vacuum processing apparatus of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, the positioning member or the reflected wave reducing member, the container for the discharge chamber, or the container for the converter. A gap is provided between and a conductive elastic member is interposed in the gap.

上記構成によれば、例えば放電室が熱膨張することにより、真空窓と放電室との連結方向(水平方向)での相対位置、あるいは真空窓と変換器との連結方向(水平方向)での相対位置が変化しても、真空窓に設けられた反射波低減部材と、放電室および変換器の容器との間が、導電性のある弾性部材を介して電気的に導通した状態に保たれる。これにより、変換器と、位置決め部材(反射波低減部材)と、真空窓と、位置決め部材(反射波低減部材)と、プロセス室との電位的な接触が良好に行なわれるので、伝送ロスの低減や放電室における電界分布の不均一化を抑制し、プラズマ処理の品質を高めることができる。   According to the above configuration, for example, when the discharge chamber is thermally expanded, the relative position in the connection direction (horizontal direction) between the vacuum window and the discharge chamber, or the connection direction (horizontal direction) between the vacuum window and the converter (horizontal direction). Even if the relative position changes, the reflected wave reducing member provided in the vacuum window and the discharge chamber and the container of the converter are kept electrically connected via a conductive elastic member. It is. As a result, the potential contact between the converter, the positioning member (reflected wave reducing member), the vacuum window, the positioning member (reflected wave reducing member), and the process chamber can be satisfactorily performed, thereby reducing transmission loss. In addition, the non-uniformity of the electric field distribution in the discharge chamber can be suppressed, and the quality of the plasma processing can be improved.

また、本発明に係る真空処理装置の第8の態様は、前記第1から第7のいずれかの態様において、平面視で、前記減圧容器の内部に設置された前記放電室の中心部を熱膨張の起点と定めて前記減圧容器の底面上に中心固定部を介して固定し、平面視で前記中心固定部を取り囲むように、前記減圧容器の底面と前記放電室との間に3点以上のスライド支持部を設け、これらのスライド支持部は、前記減圧容器の底面に対する前記放電室の水平方向への熱膨張を吸収可能であることを特徴とする。   According to an eighth aspect of the vacuum processing apparatus of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, the center portion of the discharge chamber installed inside the decompression vessel is heated in a plan view. Three or more points are defined between the bottom surface of the decompression vessel and the discharge chamber so as to be fixed as a starting point of expansion, fixed on the bottom surface of the decompression vessel via a center fixing portion, and surrounding the center fixing portion in plan view. These slide support portions are capable of absorbing thermal expansion in the horizontal direction of the discharge chamber with respect to the bottom surface of the decompression vessel.

一般に、放電室での基板加熱のための基板設置部分の温度上昇や、プラズマ発生によるリッジ電極部の温度上昇により放電室が熱膨張する場合は、平面視で放電室の中心部から見ると該中心部から放射状に周囲へと寸法が拡大する。したがって、上記構成とすることにより、熱膨張時も放電室の中央位置を移動させずに、放電室全体を熱変形に拘束されることなく相似形状を維持することができる。このように、放電室の中心部を熱膨張の起点と定めているので、例えば放電室の両側に設けられた真空窓の片方のみに不均一な応力が集中することがなく、真空処理装置の健全性を維持することができる。しかも、放電室の中央部が中心固定部を介して減圧容器の中心部に固定されるため、放電室を安定的に減圧容器内に固定することができる。   In general, when the discharge chamber thermally expands due to the temperature rise of the substrate installation part for heating the substrate in the discharge chamber or the temperature rise of the ridge electrode portion due to plasma generation, the discharge chamber is viewed from the center of the discharge chamber in plan view. The dimensions expand radially from the center to the periphery. Therefore, by adopting the above-described configuration, it is possible to maintain a similar shape without restraining the entire discharge chamber by thermal deformation without moving the center position of the discharge chamber even during thermal expansion. As described above, since the central portion of the discharge chamber is determined as the starting point of thermal expansion, for example, non-uniform stress is not concentrated on only one of the vacuum windows provided on both sides of the discharge chamber. Soundness can be maintained. And since the center part of a discharge chamber is fixed to the center part of a pressure reduction container via a center fixing | fixed part, a discharge chamber can be stably fixed in a pressure reduction container.

また、本発明に係る真空処理装置の第9の態様は、前記第8の態様において、前記スライド支持部は、前記減圧容器の底面に対する前記放電室の第1の方向への延びを吸収する第1のスライドユニットと、前記第1の方向に直交する第2の方向への延びを吸収する第2のスライドユニットとを、水平な中立プレートを介して重ねた構造であることを特徴とする。   According to a ninth aspect of the vacuum processing apparatus of the present invention, in the eighth aspect, the slide support portion absorbs the extension of the discharge chamber in the first direction with respect to the bottom surface of the decompression vessel. 1 slide unit and the 2nd slide unit which absorbs the extension to the 2nd direction orthogonal to the 1st direction are piled up via a horizontal neutral plate, It is characterized by the above-mentioned.

上記構成によれば、平面視で放電室の各部が水平方向にどのように膨張しても、この膨張が第1の方向または第2の方向に沿うベクトル成分に分解され、第1の方向に沿うベクトル成分は第1のスライドユニットにより吸収され、第2の方向に沿うベクトル成分は第2のスライドユニットにより吸収される。このため、放電室の各部を水平方向に保ったまま放電室の熱膨張をスムーズに吸収して健全な運転を行うことができる。   According to the above configuration, no matter how each part of the discharge chamber expands in the horizontal direction in plan view, this expansion is decomposed into vector components along the first direction or the second direction, The vector component along is absorbed by the first slide unit, and the vector component along the second direction is absorbed by the second slide unit. For this reason, it is possible to smoothly absorb the thermal expansion of the discharge chamber while keeping each part of the discharge chamber in the horizontal direction and perform a sound operation.

また、本発明に係る真空処理装置の第10の態様は、前記第9の態様において、前記真空窓は、その周面に設けられたシール部材を介して前記減圧容器に取り付けられており、該真空窓は前記減圧容器に対し前記シール部材により気密を保されながら、前記放電室と前記変換器の連結方向にスライド可能であることを特徴とする。   Further, according to a tenth aspect of the vacuum processing apparatus of the present invention, in the ninth aspect, the vacuum window is attached to the decompression vessel via a seal member provided on a peripheral surface thereof, The vacuum window is slidable in the connecting direction of the discharge chamber and the converter while being kept airtight by the seal member with respect to the decompression vessel.

上記構成によれば、放電室の熱膨張による伸びに合わせて真空窓および変換器が固定したままで可動できる。これにより放電室および変換器の端部を常に真空窓に密着せさた状態に保つことができ、電界的に安定した伝送路を確保することができる。   According to the above configuration, the vacuum window and the converter can be moved while being fixed in accordance with the elongation due to the thermal expansion of the discharge chamber. As a result, the discharge chamber and the end of the converter can always be kept in close contact with the vacuum window, and a transmission path that is stable in terms of electric field can be secured.

また、本発明に係る真空処理装置の第11の態様は、前記第1から第10のいずれかの態様において、前記変換器を、前記減圧容器に対し、前記放電室と前記変換器の連結方向にスライド可能に支持し、該変換器を前記放電室側に押圧する押圧手段を有することを特徴とする。   An eleventh aspect of the vacuum processing apparatus according to the present invention is the connection direction of the discharge chamber and the converter with respect to the decompression vessel in the converter according to any one of the first to tenth aspects. Slidably supported, and has a pressing means for pressing the converter toward the discharge chamber.

上記構成によれば、放電室が熱膨張して容器の寸法が伸び、真空窓と変換器を連結方向に突き離す方向に押圧した後に熱収縮しても、押圧手段によって連結方向に真空窓と変換器が放電室側に押圧されて元の位置に戻される。このため、放電室と真空窓と変換器との間に隙間が発生せず、互いに所定内圧で押し付けて密着した状態に保つことができる。したがって、連結方向への熱膨張と熱収縮に対して許容が大きくなるとともに、隙間の発生を防止して高周波電力の伝送ロスを回避するとともに、放電室における電界分布を均一化し、基板への製膜等のプラズマ処理の品質を向上させることができる。   According to the above configuration, even if the discharge chamber is thermally expanded and the dimensions of the container are increased, and the heat shrinks after pressing the vacuum window and the transducer in the direction of separating in the connecting direction, The converter is pushed toward the discharge chamber and returned to its original position. For this reason, a gap is not generated between the discharge chamber, the vacuum window, and the converter, and they can be kept in close contact with each other with a predetermined internal pressure. Therefore, the tolerance for thermal expansion and contraction in the connecting direction is increased, the generation of gaps is prevented, transmission loss of high-frequency power is avoided, the electric field distribution in the discharge chamber is uniformed, and the production to the substrate is performed. It is possible to improve the quality of the plasma processing such as a film.

また、本発明に係る真空処理装置の第12の態様は、前記第11の態様において、前記変換器と前記放電室との間に密着力検知手段が設けられ、前記押圧手段は前記密着力検知手段からの密着力情報に基づき、前記放電室が熱膨張しても前記真空窓に負荷が掛からず、かつ前記放電室と前記真空窓と前記変換器との間に隙間が発生しない密着力となるように、前記変換器を前記放電室に対して離接させる方向に駆動することを特徴とする。   According to a twelfth aspect of the vacuum processing apparatus of the present invention, in the eleventh aspect, an adhesion force detection unit is provided between the converter and the discharge chamber, and the pressing unit detects the adhesion force detection. Based on the adhesion information from the means, even if the discharge chamber is thermally expanded, no load is applied to the vacuum window, and an adhesion force that does not generate a gap between the discharge chamber, the vacuum window, and the converter; Thus, the converter is driven in a direction in which the converter is separated from the discharge chamber.

上記構成によれば、放電室の熱膨張による容器の寸法変化量に応じて、密着力検知手段が検知する密着力が変化し、この密着力情報に基づいて連結方向への押圧手段が駆動され、真空窓に負荷が掛からず、かつ放電室と真空窓と変換器との間に隙間が発生しない密着力が付与される。即ち、放電室が膨張した時には変換器が放電室から連結方向に離れる方向に駆動され、放電室が収縮した時には連結方向に変換器が放電室に近づく方向に駆動される。このため、放電室および変換器の端部を常に真空窓に密着せさた状態に保ち、電界的に安定した伝送路を確保して高品質なプラズマ処理を行うことができる。   According to the above configuration, the contact force detected by the contact force detection unit changes according to the dimensional change amount of the container due to the thermal expansion of the discharge chamber, and the pressing unit in the connecting direction is driven based on the contact force information. The vacuum window is not subjected to a load, and an adhesion force that does not generate a gap between the discharge chamber, the vacuum window, and the converter is applied. That is, when the discharge chamber expands, the converter is driven in a direction away from the discharge chamber in the connecting direction, and when the discharge chamber contracts, the converter is driven in the connecting direction in a direction approaching the discharge chamber. For this reason, the discharge chamber and the end of the converter are always kept in close contact with the vacuum window, and a high-quality plasma treatment can be performed while ensuring a stable transmission path in terms of electric field.

また、本発明に係る真空処理装置の第13の態様は、前記第1から第12のいずれかの態様において、前記真空窓は前記減圧容器にシール部材を介して取り付けられるとともに、該真空窓の周囲を、前記シール部材を圧縮する方向に押圧するフランジ部材が設けられ、該フランジ部材には、前記変換器の支持部が一体的に設けられたことを特徴とする。   In addition, in a thirteenth aspect of the vacuum processing apparatus according to the present invention, in any one of the first to twelfth aspects, the vacuum window is attached to the decompression vessel via a seal member, and the vacuum window A flange member that presses the periphery in a direction in which the seal member is compressed is provided, and a support portion of the converter is integrally provided on the flange member.

上記構成によれば、フランジ部材によって真空窓が減圧容器に気密的に固定されると同時に、真空窓に接続される変換器がフランジ部材に設けられた支持部によって支持される。このため、変換器の重量が負荷となって真空窓に負担を掛けて損傷させることを低減させることができ、真空処理装置の健全性を維持することができる。   According to the above configuration, the vacuum window is hermetically fixed to the decompression container by the flange member, and at the same time, the converter connected to the vacuum window is supported by the support portion provided on the flange member. For this reason, it can reduce that the weight of a converter becomes a load and puts a burden on a vacuum window, and can damage it, and can maintain the soundness of a vacuum processing apparatus.

以上のように、本発明によれば、放電室が減圧容器に収容され、この減圧容器の外部に設けられた変換器が、減圧容器に設けられた真空窓を介して放電室に接続される構成の真空処理装置において、簡素かつ安価な構成により、放電室と変換器との相互の位置決めを容易かつ正確に行うとともに、放電室の熱膨張による悪影響を排除し、高品質な真空処理を効率良く行うことができる。   As described above, according to the present invention, the discharge chamber is accommodated in the decompression vessel, and the converter provided outside the decompression vessel is connected to the discharge chamber via the vacuum window provided in the decompression vessel. With a simple and inexpensive configuration, the discharge chamber and converter can be positioned easily and accurately, and the adverse effects of thermal expansion of the discharge chamber are eliminated, making high-quality vacuum processing efficient. Can be done well.

本発明に係るダブルリッジ型の製膜装置の概略構成を説明する縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view explaining schematic structure of the double ridge type film forming apparatus which concerns on this invention. 図1のII-II線に沿う製膜装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the film forming apparatus which follows the II-II line of FIG. 真空窓とガイド板を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a vacuum window and a guide plate. 図3のIV-IV線に沿う縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which follows the IV-IV line of FIG. 真空窓に放電室と変換器が取り付けられる前の状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state before a discharge chamber and a converter are attached to a vacuum window. 真空窓に放電室と変換器が取り付けられた後の状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state after the discharge chamber and the converter were attached to the vacuum window. ガイド板が放電室と変換器の外周側に接するように設けられた実施例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the Example provided so that a guide plate might contact the discharge chamber and the outer peripheral side of a converter. ガイド板を設けたことによる効果をグラフで示した図である。It is the figure which showed the effect by having provided the guide plate with the graph. 図6のIX部拡大図である。It is the IX section enlarged view of FIG. ガイド板と共に支持突起が設けられた実施例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the Example provided with the support protrusion with the guide plate. ガイド板と共に導電弾性部材が設けられた実施例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the Example provided with the electroconductive elastic member with the guide plate. 図11のXII部拡大図である。It is the XII section enlarged view of FIG. 図15および図16のXIII-XIII線に沿う製膜装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the film forming apparatus which follows the XIII-XIII line of FIG. 15 and FIG. 図15および図16のXIV-XIV線に沿う製膜装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the film forming apparatus which follows the XIV-XIV line of FIG. 15 and FIG. 図13のXV-XV矢視による製膜装置の平面図である。It is a top view of the film forming apparatus by the XV-XV arrow of FIG. 図14のXVI-XVI矢視による製膜装置の平面図である。It is a top view of the film forming apparatus by the XVI-XVI arrow view of FIG. 減圧容器に対する真空窓のスライド構造を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the sliding structure of the vacuum window with respect to a pressure reduction container. 減圧容器に対する変換器のスライド構造の第1の実施例を示す側面図である。It is a side view which shows the 1st Example of the slide structure of the converter with respect to a pressure reduction container. 減圧容器に対する変換器のスライド構造の第2の実施例を示す側面図である。It is a side view which shows the 2nd Example of the slide structure of the converter with respect to a pressure reduction container.

〔第1実施形態〕
まず、本発明の第1実施形態を図1〜図10に基づいて説明する。図1は、本発明の第1実施形態における製膜装置の概略構成を説明する模式的な斜視図であり、図2は図1のII-II線に沿う製膜装置の縦断面図である。
[First Embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating a schematic configuration of a film forming apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the film forming apparatus taken along line II-II in FIG. .

この製膜装置1は、プロセス室(放電室)2と、このプロセス室2の両端に隣接して配置された変換器3A,3Bと、プロセス室2が収容される減圧容器4と、変換器3A,3Bに一端が接続される電源ラインとしての同軸ケーブル5A,5Bと、これらの同軸ケーブル5A,5Bの他端に接続される高周波電源6A,6B(電源手段)と、同軸ケーブル5A,5Bの中間部に接続された整合器7A,7Bおよびサーキュレータ8A,8Bと、排気手段11と、材料ガスを含む母ガスをプロセス室2内に供給する母ガス供給手段12とを主な構成要素として備えている。   The film forming apparatus 1 includes a process chamber (discharge chamber) 2, converters 3A and 3B arranged adjacent to both ends of the process chamber 2, a decompression vessel 4 in which the process chamber 2 is accommodated, a converter Coaxial cables 5A and 5B as power lines connected at one end to 3A and 3B, high-frequency power supplies 6A and 6B (power supply means) connected to the other ends of these coaxial cables 5A and 5B, and coaxial cables 5A and 5B Matching units 7A and 7B and circulators 8A and 8B connected to the middle part of FIG. 1, exhaust means 11, and mother gas supply means 12 for supplying a mother gas containing a material gas into the process chamber 2 are main components. I have.

なお、本実施形態では、説明の便宜上、プロセス室2が延びる方向(長さ方向)をL方向(図1における左右方向)とし、プロセス室2の幅方向(図2における左右方向)をH方向とし、プロセス室2の高さ方向をE方向とする。   In this embodiment, for convenience of explanation, the direction (length direction) in which the process chamber 2 extends is defined as the L direction (left and right direction in FIG. 1), and the width direction (left and right direction in FIG. 2) of the process chamber 2 is defined as the H direction. And the height direction of the process chamber 2 is the E direction.

プロセス室2が収容される減圧容器4は函状である。この減圧容器4は、その内外の圧力差に耐え得る構造とされている。例えば、ステンレス鋼(JIS規格におけるSUS材)や、一般構造用圧延材(JIS規格におけるSS材)などから形成され、リブ材などで補強された構成を用いることができる。さらに、減圧容器4の両端面(L方向に直交する面)には真空窓15が設置されている。プロセス室2は図示しない1平方メートルを超える大型基板に対してプラズマ処理(製膜処理)を行うことができる。このため減圧容器4も大型基板を設置したプロセス室2を収容できるサイズであり、その両端面に真空窓15が設けてある。真空窓15は、減圧容器4内部を真空状態に保ちながら高周波電力を透過できる材質からなり、H方向長さが1メートルを超え、厚さが数センチとなる大型で板状の石英ガラスやアルミナセラミックス等の誘電体で形成されており、後述するように減圧容器4を構成している金属部に対して気密的に取り付けられている。   The decompression container 4 in which the process chamber 2 is accommodated has a box shape. The decompression vessel 4 has a structure that can withstand a pressure difference between the inside and the outside. For example, the structure formed from stainless steel (SUS material in JIS standard), the rolling material for general structures (SS material in JIS standard), etc., and reinforced with a rib material etc. can be used. Furthermore, the vacuum window 15 is installed in the both end surfaces (surface orthogonal to the L direction) of the pressure reduction container 4. The process chamber 2 can perform plasma processing (film formation processing) on a large substrate exceeding 1 square meter (not shown). For this reason, the decompression vessel 4 is also sized to accommodate the process chamber 2 in which a large substrate is installed, and vacuum windows 15 are provided on both end faces thereof. The vacuum window 15 is made of a material capable of transmitting high-frequency power while keeping the inside of the decompression vessel 4 in a vacuum state, and has a large plate-like quartz glass or alumina having a length in the H direction exceeding 1 meter and a thickness of several centimeters. It is formed of a dielectric material such as ceramics and is hermetically attached to a metal part constituting the decompression vessel 4 as will be described later.

プロセス室2は、減圧容器4の内部底面上に中心固定部17および複数のスライド支持部18A,18B,18Cを介して設置されている。したがって、プロセス室2の底面は減圧容器4の底面からE方向へ離れており、プロセス室2の天面と側面も減圧容器4の内面からそれぞれ離れている。また、プロセス室2の両端面は、減圧容器4の両端面にある真空窓15の内面に当接して後述するガイド板51を用いて位置決めをされて固定されている。一方、変換器3A,3Bは減圧容器4の外部に配置され、減圧容器4の両端にある真空窓15の外面に当接して後述するガイド板52を用いて位置決めをされてに固定されている。したがって、プロセス室2と変換器3A,3Bは真空窓15を介して連結方向であるL方向に接続されている。   The process chamber 2 is installed on the inner bottom surface of the decompression vessel 4 via a center fixing portion 17 and a plurality of slide support portions 18A, 18B, 18C. Accordingly, the bottom surface of the process chamber 2 is separated from the bottom surface of the decompression vessel 4 in the E direction, and the top surface and the side surface of the process chamber 2 are also separated from the inner surface of the decompression vessel 4. Further, both end surfaces of the process chamber 2 are in contact with inner surfaces of the vacuum windows 15 on both end surfaces of the decompression vessel 4 and are positioned and fixed by using guide plates 51 described later. On the other hand, the converters 3A and 3B are arranged outside the decompression vessel 4, and are fixed to the outer surfaces of the vacuum windows 15 at both ends of the decompression vessel 4 by being positioned using guide plates 52 described later. . Therefore, the process chamber 2 and the converters 3 </ b> A and 3 </ b> B are connected via the vacuum window 15 in the L direction, which is the connection direction.

排気手段11としては、公知の真空ポンプ等を用いることができ、本発明において特に限定されるものではない。この排気手段11は減圧容器4に接続され、減圧容器4およびプロセス室2の内部圧力を0.01Paから10kPa程度の真空状態とすることができる。この負圧は真空窓15によりプロセス室2に対して隔絶された変換器3A,3Bには及ばないため、変換器3A,3Bの内部は大気圧に保たれる。   A known vacuum pump or the like can be used as the exhaust means 11 and is not particularly limited in the present invention. The exhaust means 11 is connected to the decompression vessel 4 so that the internal pressures of the decompression vessel 4 and the process chamber 2 can be in a vacuum state of about 0.01 Pa to 10 kPa. Since this negative pressure does not reach the converters 3A and 3B isolated from the process chamber 2 by the vacuum window 15, the insides of the converters 3A and 3B are maintained at atmospheric pressure.

プロセス室2は、ステンレス合金やアルミニウム合金材料等の、導電性を有し非磁性または弱磁性を有する材料から形成された容器状の部品であって、所謂ダブルリッジ型の導波管状に形成されたものである。プロセス室2の内部は、上述のように真空状態とされるが、減圧容器4の内部に収納されることから、ガス流れなどの微小圧力分布により生じる圧力差と、自己荷重と、温度分布による熱応力に耐え得る構造であり、特に圧力差による応力が小さいことから剛強な構造は不要とされる。圧力差が少ないために剛強な構造は不要となることで、プロセス室2を構成する板厚は薄く軽量化するので、自己荷重は低減し更に剛強な構造が不要となるので、好ましい構成となる。プロセス室2には、E方向に重なる上下一対の放電用のリッジ電極21a,21bが設けられている。これらの一対のリッジ電極21a,21bは、ダブルリッジ導波管であるプロセス室2における主要部分となるリッジ形状を構成するものであり、凡そ3〜30ミリメートル程度の対向間隔(リッジ電極間隔)が付与されて互いに平行に対向配置され、その間で放電が行われる平板状の部分である。   The process chamber 2 is a container-like component made of a conductive non-magnetic or weak magnetic material such as a stainless alloy or an aluminum alloy material, and is formed in a so-called double ridge type waveguide tube. It is a thing. Although the inside of the process chamber 2 is in a vacuum state as described above, since it is housed in the decompression vessel 4, it depends on a pressure difference caused by a minute pressure distribution such as a gas flow, a self-load, and a temperature distribution. It is a structure that can withstand thermal stress, and a particularly strong structure is not required because the stress due to the pressure difference is small. Since the pressure difference is small and a rigid structure is not required, the thickness of the plate constituting the process chamber 2 is reduced and the weight is reduced, so that the self-load is reduced and a more rigid structure is not required. . The process chamber 2 is provided with a pair of upper and lower discharge ridge electrodes 21a and 21b overlapping in the E direction. The pair of ridge electrodes 21a and 21b form a ridge shape which is a main part in the process chamber 2 which is a double ridge waveguide, and have a facing interval (ridge electrode interval) of about 3 to 30 mm. It is a flat plate-like portion that is applied and arranged opposite to each other in parallel, and discharge is performed therebetween.

リッジ電極21a,21bは、厚さ0.5mm以上、3mm以下の、比較的薄い金属板で形成されている。リッジ電極21a,21bの材質としては、線膨張率が小さく、熱伝達率が高いことが望ましい。具体的にはSUS304等が好適であるが、線膨張率が大きい反面熱伝達率が格段に大きいアルミニウム系金属を用いてもよい。そして、これら一対のリッジ電極21a,21bの、H方向両側に、一対の非リッジ部導波管22a,22bが設けられている。上下のリッジ電極21a,21bと、左右の非リッジ部導波管22a,22bによって、プロセス室2の縦断面形状が略「H」字形状に形成されている。   The ridge electrodes 21a and 21b are formed of a relatively thin metal plate having a thickness of 0.5 mm or more and 3 mm or less. As a material of the ridge electrodes 21a and 21b, it is desirable that the linear expansion coefficient is small and the heat transfer coefficient is high. Specifically, SUS304 or the like is suitable, but an aluminum-based metal having a large linear expansion coefficient and a remarkably large heat transfer coefficient may be used. A pair of non-ridge waveguides 22a and 22b are provided on both sides of the pair of ridge electrodes 21a and 21b in the H direction. The vertical cross-sectional shape of the process chamber 2 is formed in a substantially “H” shape by the upper and lower ridge electrodes 21 a and 21 b and the left and right non-ridge waveguides 22 a and 22 b.

一方、変換器3A,3Bは、プロセス室2(リッジ電極21a,21b)の長さ方向(L方向)に沿ってプロセス室2の両端に隣接し、前記のように真空窓15を介して接続されており、プロセス室2と同様に、アルミニウム合金材料等の導電性を有し非磁性または弱磁性を有する材料から形成された容器状の部品であって、プロセス室2と同じくダブルリッジ導波管状に形成されている。   On the other hand, the converters 3A and 3B are adjacent to both ends of the process chamber 2 along the length direction (L direction) of the process chamber 2 (ridge electrodes 21a and 21b), and are connected via the vacuum window 15 as described above. Similar to the process chamber 2, it is a container-like component made of a conductive non-magnetic or weakly magnetic material such as an aluminum alloy material. It is formed in a tubular shape.

変換器3A,3Bには、それぞれ上下一対の平板状のリッジ部31a,31bが設けられている。これらの一対のリッジ部31a,31bは、ダブルリッジ導波管である変換器3A,3Bにおけるリッジ形状を構成するものであり、凡そ50〜200ミリメートル程度の対向間隔(リッジ間隔)が付与されて互いに平行に対向配置されている。また、これら一対のリッジ部31a,31bの両側に、一対の非リッジ部導波管32a,32bが設けられている。上下のリッジ部31a,31bと、左右の非リッジ部導波管32a,32bによって、変換器3A,3Bの縦断面形状がプロセス室2と同じく略「H」字形状に形成されている。   The converters 3A and 3B are provided with a pair of upper and lower flat ridges 31a and 31b, respectively. The pair of ridge portions 31a and 31b constitute a ridge shape in the converters 3A and 3B, which are double ridge waveguides, and are provided with an opposing interval (ridge interval) of about 50 to 200 millimeters. They are arranged opposite to each other in parallel. A pair of non-ridge waveguides 32a and 32b are provided on both sides of the pair of ridges 31a and 31b. The vertical cross-sectional shapes of the converters 3A and 3B are formed in a substantially “H” shape like the process chamber 2 by the upper and lower ridge portions 31a and 31b and the left and right non-ridge portion waveguides 32a and 32b.

ところで、同軸ケーブル5A,5Bは、外部導体36および内部導体37を有しており、外部導体36が変換器3A,3Bの例えば上側のリッジ部31aに電気的に接続され、内部導体37が上側のリッジ部31aと変換器3A,3Bの内部空間を貫通して下側のリッジ部31bに電気的に接続されている。同軸ケーブル5A,5Bは、それぞれ、高周波電源6A,6Bから供給された高周波電力を変換器3A,3Bに導くものである。なお、高周波電源6A,6Bとしては、公知のものを用いることができ、本発明において特に限定されるものではない。   By the way, the coaxial cables 5A and 5B have an outer conductor 36 and an inner conductor 37. The outer conductor 36 is electrically connected to, for example, the upper ridge portion 31a of the converters 3A and 3B, and the inner conductor 37 is connected to the upper side. The ridge portion 31a and the internal spaces of the converters 3A and 3B are electrically connected to the lower ridge portion 31b. The coaxial cables 5A and 5B guide the high frequency power supplied from the high frequency power supplies 6A and 6B to the converters 3A and 3B, respectively. As the high-frequency power sources 6A and 6B, known ones can be used and are not particularly limited in the present invention.

高周波電源6A,6Bは、その周波数が13.56MHz以上、好ましくは30MHzから400MHz(VHF帯からUHF帯)である。これは、13.56MHzよりも周波数が低いとダブルリッジ導波管(リッジ電極21a,21bと非リッジ部導波管22a,22b)のサイズが、製膜処理を行う基板のサイズに対して大型化するために装置設置スペースが増加し、周波数が400MHzより高いとプロセス室2が延びる方向(L方向)に生じる定在波の影響が増大するためである。なお、サーキュレータ8A,8Bは、それぞれ高周波電源6A,6Bから供給された高周波電力を変換器3A,3Bに導くとともに、高周波電源6A,6Bに対して進行方向が違う高周波電力が入力されることを防止するものである。   The high frequency power supplies 6A and 6B have a frequency of 13.56 MHz or higher, preferably 30 MHz to 400 MHz (VHF band to UHF band). When the frequency is lower than 13.56 MHz, the size of the double ridge waveguide (ridge electrodes 21a and 21b and non-ridge portion waveguides 22a and 22b) is larger than the size of the substrate on which the film forming process is performed. This is because the apparatus installation space is increased, and when the frequency is higher than 400 MHz, the influence of standing waves generated in the direction in which the process chamber 2 extends (L direction) increases. The circulators 8A and 8B guide the high-frequency power supplied from the high-frequency power sources 6A and 6B to the converters 3A and 3B, respectively, and that the high-frequency power having a different traveling direction is input to the high-frequency power sources 6A and 6B. It is to prevent.

変換器3A,3Bは、リッジ導波管の特性を利用して高周波電力の伝送モードを同軸伝送モードであるTEMモードから方形導波管の基本伝送モードであるTEモードに変換してプロセス室2に伝送する。前述の通り、変換器3A,3Bのリッジ部31a,31bの対向間隔よりも、プロセス室2のリッジ電極21a,21bの対向間隔の方が格段に小さいため、リッジ部31a,31bとリッジ電極21a,21bとの間に段差(リッジ段差)が存在している。このため、リッジ電極21a,21bの間隔を狭く設定することで強い電界を発生し、リッジ電極21a,21bの間に母ガス供給手段12から母ガスを導入することで母ガスが電離されてプラズマが発生する(図1中に示すプラズマ発生領域P参照)。   The converters 3A and 3B use the characteristics of the ridge waveguide to convert the transmission mode of high-frequency power from the TEM mode which is a coaxial transmission mode to the TE mode which is a basic transmission mode of a rectangular waveguide, thereby converting the process chamber 2 Transmit to. As described above, since the facing distance between the ridge electrodes 21a and 21b in the process chamber 2 is much smaller than the facing distance between the ridge parts 31a and 31b of the converters 3A and 3B, the ridge parts 31a and 31b and the ridge electrode 21a. , 21b, there is a step (ridge step). For this reason, a strong electric field is generated by setting the interval between the ridge electrodes 21a and 21b narrow, and the mother gas is ionized by introducing the mother gas from the mother gas supply means 12 between the ridge electrodes 21a and 21b. (Refer to the plasma generation region P shown in FIG. 1).

さらに、リッジ導波管の特性により、リッジ電極21a,21bの間ではH方向に沿う方向の電界強度分布がほぼ均一になる。リッジ導波管を用いることにより、リッジ電極21a,21bの間ではプラズマを生成可能な程度の強い電界強度を得ることができる。なお、プロセス室2、変換器3A,3Bは、図1、図2に示すようにダブルリッジ導波管により構成されていてもよいし、シングルリッジ導波管により構成されていてもよい。   Furthermore, due to the characteristics of the ridge waveguide, the electric field strength distribution in the direction along the H direction is substantially uniform between the ridge electrodes 21a and 21b. By using the ridge waveguide, it is possible to obtain a strong electric field strength enough to generate plasma between the ridge electrodes 21a and 21b. The process chamber 2 and the converters 3A and 3B may be configured by a double ridge waveguide as shown in FIGS. 1 and 2, or may be configured by a single ridge waveguide.

その一方で、プロセス室2には、高周波電源6A,6Bから供給された高周波電力により定在波が形成される。この時、高周波電源6A,6Bから供給される高周波電力の位相が固定されていると、定在波の位置(位相)が固定され、リッジ電極21a,21bにおけるプロセス室2が延びる方向であるL方向の電界強度の分布に偏りが生じる。そこで、高周波電源6A,6Bの少なくとも一方から供給される高周波電力の位相を時間に対して調節することにより、プロセス室2に形成される定在波の位置を調節する位相変調が行われる。これにより、リッジ電極21a,21bにおけるL方向の電界強度の分布が時間平均的に均一化される。   On the other hand, a standing wave is formed in the process chamber 2 by the high frequency power supplied from the high frequency power supplies 6A and 6B. At this time, if the phase of the high-frequency power supplied from the high-frequency power supplies 6A and 6B is fixed, the position (phase) of the standing wave is fixed, and L is the direction in which the process chamber 2 extends in the ridge electrodes 21a and 21b. The distribution of the electric field strength in the direction is biased. Therefore, phase modulation for adjusting the position of the standing wave formed in the process chamber 2 is performed by adjusting the phase of the high frequency power supplied from at least one of the high frequency power supplies 6A and 6B with respect to time. Thereby, the distribution of the electric field intensity in the L direction in the ridge electrodes 21a and 21b is made uniform on a time average basis.

具体的には、定在波の位置が、時間の経過に伴いL方向に、sin波状や、三角波状や、階段(ステップ)状に移動するように高周波電源6A,6Bから供給される高周波電力の位相が調節される。定在波が移動する範囲や、定在波を移動させる方式(sin波状、三角波状、階段状等)や、位相調整の周期の適正化は、電力の分布や、プラズマからの発光の分布や、プラズマ密度の分布や、製膜された膜に係る特性の分布等に基づいて行われる。膜に係る特性としては、膜厚や、膜質や、太陽電池等の半導体としての特性などを挙げることができる。   Specifically, the high-frequency power supplied from the high-frequency power supplies 6A and 6B so that the position of the standing wave moves in the L direction in a sine wave shape, a triangular wave shape, or a staircase (step) shape as time passes. Is adjusted. The range in which the standing wave moves, the method of moving the standing wave (sin wave shape, triangular wave shape, stepped shape, etc.) and the optimization of the phase of the phase adjustment depend on the distribution of power, the distribution of light emission from plasma, It is performed based on the distribution of plasma density, the distribution of characteristics related to the formed film, and the like. Examples of characteristics relating to the film include film thickness, film quality, and characteristics as a semiconductor such as a solar cell.

このように、リッジ部を形成したリッジ導波管の特性と、高周波電源6A,6Bから供給された高周波電力の位相変調により、図示しない基板に対してH方向とL方向のいずれの方向にも均一なプラズマを広い範囲に生成することができ、大面積基板へ製膜するにあたり、高品質な膜を均一に製膜することができる。   In this way, the characteristics of the ridge waveguide formed with the ridge portion and the phase modulation of the high-frequency power supplied from the high-frequency power sources 6A and 6B can cause the substrate (not shown) to move in either the H direction or the L direction. Uniform plasma can be generated in a wide range, and a high quality film can be uniformly formed when forming a film on a large area substrate.

製膜処理を行う基板としては、透光性ガラス基板を例示することができる。例えば、太陽電池パネルに用いられるものでは、縦横の大きさが1.4m×1.1m、厚さが3.0mmから4.5mmのものが挙げられる。なお、基板は、プロセス室2および減圧容器4のH方向に直交する側面に設けられた開閉可能な搬入口(非図示)からプロセス室2の内部に搬入、もしくは搬出される。なお、図1、図2に示す製膜装置1は基板を水平状態で製膜処理するように構成されているが、基板を鉛直、もしくは鉛直方向から7°〜15°傾斜させた角度に保持して製膜処理を施す縦型に構成されたものであってもよい。
母ガス供給手段12は、例えばSiHガス等の基板にプラズマ処理を施すのに必要な母ガスを、リッジ電極21a,21b間に供給できるようプロセス室2に接続されている。
An example of the substrate on which the film forming process is performed is a translucent glass substrate. For example, what is used for a solar cell panel has a vertical and horizontal size of 1.4 m × 1.1 m and a thickness of 3.0 mm to 4.5 mm. The substrate is carried into or out of the process chamber 2 from an openable / closable inlet (not shown) provided on the side surfaces of the process chamber 2 and the decompression vessel 4 orthogonal to the H direction. The film forming apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2 is configured to form a substrate in a horizontal state, but the substrate is held vertically or at an angle inclined by 7 ° to 15 ° from the vertical direction. Then, it may be configured in a vertical type for performing a film forming process.
The mother gas supply means 12 is connected to the process chamber 2 so as to be able to supply a mother gas necessary for performing plasma processing to a substrate such as SiH 4 gas between the ridge electrodes 21a and 21b.

次に、製膜装置1を用いたプラズマ処理方法について説明する。
まず、排気手段11により減圧容器4とその内部に収容されるプロセス室2から空気が排出され、図示しない基板搬送機構により基板が製膜処理位置に載置される。基板は対向するリッジ電極21a,21bの外側に設置されるが、リッジ電極21a,21bの間に設置してもよい。
Next, a plasma processing method using the film forming apparatus 1 will be described.
First, air is exhausted from the decompression vessel 4 and the process chamber 2 accommodated therein by the exhaust means 11, and the substrate is placed at the film forming position by a substrate transport mechanism (not shown). The substrate is disposed outside the opposing ridge electrodes 21a and 21b, but may be disposed between the ridge electrodes 21a and 21b.

次に、母ガス供給手段12からリッジ電極21a,21b間に、例えばSiHガス等の母ガスが供給される。この時、排気手段11の排気量が制御されて、プロセス室2等の内部、即ちリッジ電極21a,21bの間の圧力が0.01Paから10kPa程度の真空状態に保たれる。具体的には、複数の貫通孔を設けた一対のリッジ電極21a,21bの間にはSiH等の母ガスが供給されるとともに、製膜に寄与しなかったガスは真空排気される。 Next, a mother gas such as SiH 4 gas is supplied from the mother gas supply means 12 between the ridge electrodes 21a and 21b. At this time, the exhaust amount of the exhaust means 11 is controlled, and the pressure inside the process chamber 2 or the like, that is, the pressure between the ridge electrodes 21a and 21b is maintained in a vacuum state of about 0.01 Pa to 10 kPa. Specifically, a mother gas such as SiH 4 is supplied between a pair of ridge electrodes 21a and 21b provided with a plurality of through holes, and a gas that has not contributed to film formation is evacuated.

そして、高周波電源6A,6Bからの高周波電力が、変換器3A,3Bから真空窓15を経由してプロセス室2のリッジ電極21a,21bに伝送され、リッジ電極21a,21b間に電界を発生させる。リッジ電極21a,21bの間には上記のように母ガス供給手段12により母ガスが導入され、プラズマが生成される。このとき、母ガスの材料ガスが分解または活性化して製膜種が生成される。生成された製膜種のうち基板に向かって拡散で移動したものは、基板にて膜が形成され、製膜処理が施される。   Then, the high frequency power from the high frequency power supplies 6A and 6B is transmitted from the converters 3A and 3B to the ridge electrodes 21a and 21b of the process chamber 2 via the vacuum window 15, and an electric field is generated between the ridge electrodes 21a and 21b. . As described above, the mother gas is introduced between the ridge electrodes 21a and 21b by the mother gas supply means 12, and plasma is generated. At this time, the source gas of the mother gas is decomposed or activated to generate a film-forming species. Of the generated film forming species, the film that has moved by diffusion toward the substrate forms a film on the substrate and is subjected to a film forming process.

ところで、図1に示すように、真空窓15は、減圧容器にOリング(シール部材)を介して取り付けられている。詳しくは、減圧容器の真空窓15を取り付ける開口部42の内周部に内フランジ43が一体に形成されており、開口部42に嵌め込まれた真空窓15と内フランジ43との間にOリング41が介在して両部材15,43間をシーリングするようになっている。   By the way, as shown in FIG. 1, the vacuum window 15 is attached to the decompression container via an O-ring (seal member). Specifically, an inner flange 43 is integrally formed on the inner periphery of the opening 42 to which the vacuum window 15 of the decompression vessel is attached, and an O-ring is provided between the vacuum window 15 fitted in the opening 42 and the inner flange 43. 41 is interposed between the members 15 and 43 for sealing.

そして、真空窓15の周囲を、Oリング41を圧縮する方向に押圧するフランジ部材45が設けられている。このフランジ部材45は、複数のボルト46で減圧容器4の開口部42に締結される。さらに、フランジ部材45には、変換器3A,3Bの容器の外周を支持する支持部47が一体的に設けられている。この支持部47は、変換器3A,3Bの外周の4面に接する外枠状に形成されている。   And the flange member 45 which presses the circumference | surroundings of the vacuum window 15 in the direction which compresses the O-ring 41 is provided. The flange member 45 is fastened to the opening 42 of the decompression vessel 4 with a plurality of bolts 46. Further, the flange member 45 is integrally provided with a support portion 47 that supports the outer periphery of the container of the converters 3A and 3B. The support portion 47 is formed in an outer frame shape that is in contact with the four outer peripheral surfaces of the converters 3A and 3B.

上記構成によれば、フランジ部材45によって真空窓15がOリング41を介して減圧容器4の開口部42に気密的に固定されると同時に、真空窓15に接続される変換器3A,3Bがフランジ部材45に設けられた支持部47によって支持される。このため、変換器3A,3Bの重量が負荷となって真空窓15に負担を掛けて破損させることを低減させることができ、製膜装置1の健全性を維持することができる。特に、この製膜装置1の構造上、変換器3A,3Bは自己自重を図示しない支持架台で支える場合でも、真空窓15に密接させるためにある程度の付加荷重で真空窓15に片持ち支持される形で固定され、その変換器3A,3Bからの負荷荷重により真空窓15に負荷を掛け易いものである。このため、フランジ部材45の支持部47によって負荷荷重の多くが支持されることにより、真空窓15の負担を大幅に軽減させることができる。   According to the above configuration, the vacuum window 15 is hermetically fixed to the opening 42 of the decompression vessel 4 via the O-ring 41 by the flange member 45, and at the same time, the converters 3A and 3B connected to the vacuum window 15 are provided. It is supported by a support portion 47 provided on the flange member 45. For this reason, the weight of the converters 3 </ b> A and 3 </ b> B can be reduced from being a load and damaging the vacuum window 15, and the soundness of the film forming apparatus 1 can be maintained. In particular, due to the structure of the film forming apparatus 1, the converters 3 </ b> A and 3 </ b> B are cantilevered by the vacuum window 15 with a certain amount of additional load so as to be in close contact with the vacuum window 15 even when the converter 3 </ b> A, 3 </ b> B is supported by a support stand (not shown). The vacuum window 15 is easily loaded by the load from the converters 3A and 3B. For this reason, most of the load is supported by the support portion 47 of the flange member 45, whereby the burden on the vacuum window 15 can be greatly reduced.

一方、図3〜図6にも示すように、真空窓15の両面には、導電性のある金属で形成されたガイド板51,52が設けられている。これらのガイド板51,52は、プロセス室2の端部分の一部と変換器3A,3Bの端部分の一部を、真空窓15に対して定位置に位置決めするための位置決め部材であるとともに、プロセス室2と真空窓15との間、および変換器3A,3Bと真空窓15との間におけるインピーダンスの急な変化を緩和させる反射波低減部材でもある。   On the other hand, as shown also in FIGS. 3 to 6, guide plates 51 and 52 made of conductive metal are provided on both surfaces of the vacuum window 15. The guide plates 51 and 52 are positioning members for positioning a part of the end part of the process chamber 2 and a part of the end part of the converters 3A and 3B in a fixed position with respect to the vacuum window 15. It is also a reflected wave reducing member that alleviates a sudden change in impedance between the process chamber 2 and the vacuum window 15 and between the transducers 3A and 3B and the vacuum window 15.

ガイド板51,52は、真空窓15の外面および内面から直角に起立する平板が、プロセス室2および変換器3A,3Bの容器の端面部分の周面に沿って形成され、L方向視で略H字形状(図3参照)をなしている。ガイド板51,52は連続していることが好ましいが、熱変形を抑制するとともにプロセス室2および変換器3A,3Bの容器の端面部分と差し込みが容易なように、一部に途切れやスリットを設けても良い。真空窓15に対して真空側(プロセス室2側)に設けられているガイド板51は、例えばNi系ロウ付や拡散溶接等によって真空窓15に固着し、真空窓15に対して大気側(変換器3A,3B側)に設けられているガイド板52は接着等によって真空窓15に固着することができる。またガイド板51,52の一部を真空窓15の内部に埋め込むようにして固定してもよい。   The guide plates 51 and 52 are flat plates that stand at right angles from the outer and inner surfaces of the vacuum window 15 and are formed along the peripheral surfaces of the process chamber 2 and the end surfaces of the converters 3A and 3B. It has an H shape (see FIG. 3). It is preferable that the guide plates 51 and 52 are continuous. However, in order to suppress thermal deformation and to be easily inserted into the end surface portions of the process chamber 2 and the containers of the converters 3A and 3B, a part of the guide plates 51 and 52 is cut or slit. It may be provided. The guide plate 51 provided on the vacuum side (process chamber 2 side) with respect to the vacuum window 15 is fixed to the vacuum window 15 by, for example, Ni brazing or diffusion welding, and the atmosphere side ( The guide plate 52 provided on the converters 3A and 3B side) can be fixed to the vacuum window 15 by adhesion or the like. Further, a part of the guide plates 51 and 52 may be fixed so as to be embedded in the vacuum window 15.

図5、図6に示すように、プロセス室2はガイド板51の内側に、変換器3A,3Bはガイド板52の内側に、それぞれ差し込まれて、各々が図示しないボルト等により着脱可能に固定される。なお、図7に示すように、と変換器3A,3Bの外周側に接するようにガイド板51,52を設けてもよい。   As shown in FIGS. 5 and 6, the process chamber 2 is inserted inside the guide plate 51, and the converters 3A and 3B are inserted inside the guide plate 52, respectively, and are detachably fixed by bolts or the like not shown. Is done. In addition, as shown in FIG. 7, you may provide the guide plates 51 and 52 so that it may contact | connect the outer peripheral side of converter 3A, 3B.

本実施形態では、高周波電源6A,6Bからの高周波電力が、変換器3A,3Bから真空窓15を経由してプロセス室2のリッジ電極21a,21bに伝送される伝送構造となっているので、プロセス室2と変換器3A,3Bの相互位置関係を精度高く維持する必要がある。このため、このようなガイド板51,52を位置決め部材として設ければ、特殊な冶具や測定器具等を必要とすることなく、プロセス室2の容器と変換器3A,3Bの容器の一部をそれぞれガイド板51,52に差し込むだけで、プロセス室2と変換器3A,3Bを迅速かつ確実に真空窓15に取着し、プロセス室2と変換器3A,3Bを真空窓15に対して正確に位置決めすることができる。これにより、プロセス室2と変換器3A,3Bの位置ずれを防止して高周波電力の伝送ロスを回避するとともに、プロセス室2における電界分布を均一化し、基板への製膜処理の品質を向上させることができる。その上、製膜装置1のメンテナンス時における組立や保守等の作業時間を短縮し、高品質なプラズマ処理を高い稼働率で行うことができる。   In this embodiment, since the high frequency power from the high frequency power supplies 6A and 6B is transmitted from the converters 3A and 3B to the ridge electrodes 21a and 21b of the process chamber 2 via the vacuum window 15, It is necessary to maintain the mutual positional relationship between the process chamber 2 and the converters 3A and 3B with high accuracy. For this reason, if such guide plates 51 and 52 are provided as positioning members, a part of the container of the process chamber 2 and the converters 3A and 3B can be obtained without requiring special jigs or measuring instruments. The process chamber 2 and the converters 3A and 3B can be quickly and surely attached to the vacuum window 15 simply by inserting them into the guide plates 51 and 52, respectively, and the process chamber 2 and the converters 3A and 3B are accurately attached to the vacuum window 15. Can be positioned. As a result, misalignment between the process chamber 2 and the converters 3A and 3B is prevented to avoid transmission loss of high-frequency power, and the electric field distribution in the process chamber 2 is made uniform to improve the quality of the film forming process on the substrate. be able to. In addition, the time required for assembly and maintenance during the maintenance of the film forming apparatus 1 can be shortened, and high-quality plasma processing can be performed at a high operating rate.

図8は、ガイド板51,52を設けたことによる効果をグラフで示した図である。縦軸はメンテナンスにおける組立作業と調整作業に発生する時間を表している。従来は、真空窓15にガイド板51,52が無かったため、プロセス室2と真空窓15と変換器3A,3Bとを組み立てて固定した後に、装置を立ち上げて、インピーダンスを整合する電源調整や製膜確認を実施した際に、反射波異常や製膜分布不良等の不具合が発見されることがあり、装置を再度降温させて、プロセス室2と変換器3A,3Bの位置関係を再調整する必要が生じる場合があった。
これに対し、本実施形態では、ガイド板51,52を設けたことにより、プロセス室2はガイド板51に、変換器3A,3Bはガイド板52に、それぞれ差し込まれて、簡易に位置精度を確保して固定されるために、上記のような後戻りの再調整作業は発生しなくなり、組立・調整時間は従来の約60%程度に削減されるという大きな効果を得ることができる。
FIG. 8 is a graph showing the effect obtained by providing the guide plates 51 and 52. The vertical axis represents the time required for assembly work and adjustment work in maintenance. Conventionally, since there are no guide plates 51 and 52 in the vacuum window 15, after assembling and fixing the process chamber 2, the vacuum window 15, and the transducers 3A and 3B, the apparatus is started up to adjust the power supply to match the impedance. When film formation is confirmed, defects such as abnormal reflected waves and film distribution may be discovered. The temperature of the apparatus is lowered again, and the positional relationship between the process chamber 2 and the converters 3A and 3B is readjusted. It may be necessary to do this.
In contrast, in the present embodiment, by providing the guide plates 51 and 52, the process chamber 2 is inserted into the guide plate 51, and the converters 3A and 3B are inserted into the guide plate 52, respectively, so that the positional accuracy can be easily achieved. Since it is secured and fixed, the rearward readjustment operation as described above does not occur, and the great effect of reducing the assembly / adjustment time to about 60% of the conventional one can be obtained.

ところで、ガイド板51,52を設けない従来構造では、プロセス室2と真空窓15との間、および変換器3A,3Bと真空窓15との間において誘電率が変化するとともに、その変化位置が不安定なために、インピーダンスが急変する傾向があり、伝播される高周波に反射波が発生しやすいという課題がある。一方、本実施形態では、ガイド板51,52は導電性があり真空窓15に確実に密着した構造であることから、真空窓15へのインピーダンス変化位置が固定されて不安定さによるインピーダンス急変要因を除くことができる。このため、ガイド板51,52は反射波低減部材として機能することができる。   By the way, in the conventional structure in which the guide plates 51 and 52 are not provided, the dielectric constant changes between the process chamber 2 and the vacuum window 15, and between the converters 3A and 3B and the vacuum window 15, and the change position thereof varies. Since it is unstable, the impedance tends to change suddenly, and there is a problem that a reflected wave is likely to be generated in the propagated high frequency. On the other hand, in the present embodiment, since the guide plates 51 and 52 are electrically conductive and have a structure in which the guide plates 51 are in close contact with the vacuum window 15, the impedance change position to the vacuum window 15 is fixed and the impedance sudden change factor due to instability Can be excluded. For this reason, the guide plates 51 and 52 can function as a reflected wave reducing member.

このように、プロセス室2と真空窓15との間、および変換器3A,3Bと真空窓15との間において本来より懸念されていたインピーダンスが急変する傾向が緩和され、インピーダンスの急変に起因して発生する反射波が抑制されるため、高周波電力の伝送ロスを回避するとともに、プロセス室2における電界分布を均一化し、かつ高周波電源系統の消耗や故障等を有効に防止して、基板への製膜などプラズマ処理の品質を向上させることができる。   In this way, the tendency of the impedance to change suddenly between the process chamber 2 and the vacuum window 15 and between the converters 3A and 3B and the vacuum window 15 is alleviated, and this is caused by the sudden change in impedance. As a result, the high frequency power transmission loss can be avoided, the electric field distribution in the process chamber 2 can be made uniform, and the high frequency power supply system can be effectively prevented from being consumed or broken. The quality of plasma processing such as film formation can be improved.

また、ガイド板51,52により、真空窓15に取り付けられる位置決め部材と反射波低減部材とが共通部品となるため、製膜装置1の部品点数の増加を低減させ、簡素かつ安価な構成により、プロセス室2と変換器3A,3Bとの相互の位置決めを容易かつ正確に行えるようにするとともに、反射波の発生を低減させて高品質な真空処理を行うことができる。   Further, since the positioning member and the reflected wave reducing member attached to the vacuum window 15 are common parts by the guide plates 51 and 52, the increase in the number of parts of the film forming apparatus 1 is reduced, and the simple and inexpensive configuration is used. The process chamber 2 and the transducers 3A and 3B can be positioned easily and accurately, and the generation of reflected waves can be reduced and high-quality vacuum processing can be performed.

さらに、ガイド板51,52を、真空窓15の内面および外面から直角に起立させてプロセス室2および変換器3A,3Bの容器の周面に沿う板状に形成したため、例えばプロセス室2の昇温時に伴う熱膨張や、降温時における熱収縮により、プロセス室2と真空窓15との間、および変換器3A,3Bと真空窓15との間において隙間が発生しても、この隙間がガイド板51,52により閉塞(遮蔽)され、ここからの高周波電力の漏れが抑制される。このため、簡素かつ安価な構造によって高周波電力の伝送ロスを回避するとともに、プロセス室2における電界分布を均一化して基板への製膜処理品質を向上させることができる。   Further, since the guide plates 51 and 52 are formed in a plate shape along the peripheral surfaces of the process chamber 2 and the converters 3A and 3B by standing upright from the inner surface and the outer surface of the vacuum window 15, for example, ascending the process chamber 2 Even if a gap is generated between the process chamber 2 and the vacuum window 15 and between the converters 3A and 3B and the vacuum window 15 due to thermal expansion caused by temperature and thermal contraction when the temperature is lowered, the gap is guided. It is blocked (shielded) by the plates 51 and 52, and leakage of high-frequency power from here is suppressed. For this reason, transmission loss of high-frequency power can be avoided by a simple and inexpensive structure, and the electric field distribution in the process chamber 2 can be made uniform to improve the quality of the film forming process on the substrate.

一方、図9に示すように、ガイド板51(52)の厚みは先端に向かって漸減するように形成するのが好ましい。具体的には、ガイド板51(52)の先端部にC5面取り以上の面取りCを施したり、R5以上の丸みを持たせる。また、想像線51aで示すように、ガイド板51(52)の厚みを基端部から先端部にかけてテーパー状に漸減させるようにしてもよい。   On the other hand, as shown in FIG. 9, the thickness of the guide plate 51 (52) is preferably formed so as to gradually decrease toward the tip. Specifically, a chamfering C that is greater than or equal to C5 chamfering is applied to the tip of the guide plate 51 (52), or a roundness that is greater than or equal to R5 is provided. Further, as indicated by an imaginary line 51a, the thickness of the guide plate 51 (52) may be gradually reduced from the base end portion to the tip end portion in a tapered shape.

こうした場合、前述のように真空窓15は誘電体であり、プロセス室2と真空窓15との間、および変換器3A,3Bと真空窓15との間に反射波低減部材であるガイド板51,52を設けたことにより、真空窓15におけるインピーダンスの急変が緩和される。ここで、ガイド板51,52の厚みを先端に向かって漸減させたことにより、ガイド板51,52の断面積が急変せずに徐変するため、真空窓15におけるインピーダンスの急変をより有効に緩和させることができ、基板への製膜処理品質を一層向上させることができる。   In such a case, the vacuum window 15 is a dielectric as described above, and the guide plate 51 which is a reflected wave reducing member between the process chamber 2 and the vacuum window 15 and between the transducers 3A and 3B and the vacuum window 15. , 52 is provided, the sudden change in impedance in the vacuum window 15 is alleviated. Here, by gradually reducing the thickness of the guide plates 51 and 52 toward the tip, the cross-sectional area of the guide plates 51 and 52 gradually changes without abruptly changing, so that the sudden change in impedance in the vacuum window 15 is made more effective. It is possible to relax, and the quality of the film forming process on the substrate can be further improved.

さらに、図10に示すように、ガイド板51,52の基端部に、真空窓15と同じ材質(石英ガラス、アルミナセラミックス等)でなり、ガイド板51,52を下方から支持する支持突起15aを設け、この支持突起15aの厚みを先端に向かって漸減させた形状にするのも好ましい。   Further, as shown in FIG. 10, the base plate of the guide plates 51 and 52 is made of the same material (quartz glass, alumina ceramics, etc.) as the vacuum window 15 and supports protrusions 15a for supporting the guide plates 51 and 52 from below. It is also preferable to form a shape in which the thickness of the support protrusion 15a is gradually reduced toward the tip.

このように、真空窓15の材質と同じ材質で形成された支持突起15aを設けてガイド板51,52を下方から支持することにより、ガイド板51,52の支持強度を高めることができ、しかも支持突起15aの厚みが先端に向かって漸減しているため、真空窓15においてインピーダンスが急変する傾向をさらに緩和させることができ、これによって基板への製膜処理品質をなお一層向上させることができる。   Thus, by providing the support protrusions 15a formed of the same material as the material of the vacuum window 15 and supporting the guide plates 51 and 52 from below, the support strength of the guide plates 51 and 52 can be increased. Since the thickness of the support protrusion 15a gradually decreases toward the tip, the tendency of the impedance to change suddenly in the vacuum window 15 can be further alleviated, thereby further improving the quality of the film forming process on the substrate. .

図11、図12に示すように、ガイド板51,52と、プロセス室2もしくは変換器3A,3Bの容器との間に隙間Sを設け、この隙間Sに導電性のある弾性部材57を介装してもよい。本実施形態では、導電性のある弾性部材57として、例えばベリリウム銅合金等からなる板金材料を湾曲させたソリ状のバネ接触子を用い、その弾性を利用して弾性部材57をプロセス室2もしくは変換器3A,3Bの容器とガイド板51,52とに接触させている。弾性部材57は、そのソリ形状の長手方向が、ガイド板51,52に対するプロセス室2と変換器3A,3Bの差し込み方向(L方向)に沿わされている。隙間Sと弾性部材57は、ガイド板51,52の内周部における上部に設けるのが好ましい。これにより、ガイド板51,52の下部面によってプロセス室2と変換器3A,3Bの支持荷重を保持することができる。   As shown in FIGS. 11 and 12, a gap S is provided between the guide plates 51 and 52 and the container of the process chamber 2 or the converters 3A and 3B, and a conductive elastic member 57 is interposed in the gap S. You may disguise. In the present embodiment, as the conductive elastic member 57, for example, a sled spring contact made by bending a sheet metal material made of beryllium copper alloy or the like is used, and the elastic member 57 is attached to the process chamber 2 or by utilizing its elasticity. The containers of the converters 3A and 3B are brought into contact with the guide plates 51 and 52. The elastic member 57 has a warped longitudinal direction along the insertion direction (L direction) of the process chamber 2 and the converters 3A, 3B with respect to the guide plates 51, 52. The gap S and the elastic member 57 are preferably provided in the upper part of the inner peripheral portion of the guide plates 51 and 52. Thereby, the supporting load of the process chamber 2 and the converters 3A and 3B can be held by the lower surfaces of the guide plates 51 and 52.

上記構成によれば、例えばプロセス室2が熱膨張することにより、真空窓15とプロセス室2との相対位置、あるいは真空窓15と変換器3A,3Bとの相対位置がL方向に変化しても、真空窓15に設けられた導電性のあるガイド板51,52と、プロセス室2および変換器3A,3Bの容器との間の隙間Sが弾性部材57を介して電気的に導通した状態に保たれる。これにより、プロセス室2と、変換器3A,3Bと、真空窓15と、ガイド板51,52との間の電位的な接触が良好に行なわれるので、伝送ロスの低減やプロセス室2における電界分布の不均一化を抑制し、プラズマ処理の品質を高めることができる。なお、弾性部材57としては、ソリ状のバネ接触子に限らず、例えばウール状の金属片を用いてもよい。しかし、ソリ状のバネ接触子を用いて、その長手方向をL方向に沿わせる構成とした方が、ガイド板51,52に対してプロセス室2と変換器3A,3Bをスムーズに嵌合させることができるという利点がある。   According to the above configuration, for example, when the process chamber 2 is thermally expanded, the relative position between the vacuum window 15 and the process chamber 2 or the relative position between the vacuum window 15 and the converters 3A and 3B is changed in the L direction. In addition, the gap S between the conductive guide plates 51 and 52 provided in the vacuum window 15 and the containers of the process chamber 2 and the converters 3A and 3B is electrically connected via the elastic member 57. To be kept. Thereby, the potential contact among the process chamber 2, the converters 3A and 3B, the vacuum window 15, and the guide plates 51 and 52 is satisfactorily performed, so that the transmission loss can be reduced and the electric field in the process chamber 2 can be reduced. The non-uniform distribution can be suppressed and the quality of the plasma processing can be improved. The elastic member 57 is not limited to the warped spring contact, and may be, for example, a wool metal piece. However, the process chamber 2 and the converters 3A and 3B can be smoothly fitted to the guide plates 51 and 52 by using a warped spring contactor so that the longitudinal direction thereof is along the L direction. There is an advantage that you can.

図13〜図16に示すように、減圧容器4の底面上にプロセス室2の中心部が中心固定部17を介して固定され、プロセス室2と減圧容器4は相互に熱変形に拘束されることなく相対固定されている。中心固定部17は単なる円柱状であり、平面視でプロセス室2の底面の中心部に配置されている。この位置はプロセス室2の熱膨張の起点と定められている。そして、平面視でこの中心固定部17を囲むように、減圧容器4の底面とプロセス室2の底面との間に合計8つのスライド支持部18A,18B,18Cが配置されている。このうち、2つのスライド支持部18Aは、中心固定部17を挟んでL方向に離間して配置され、4つのスライド支持部18Bはプロセス室2の四隅付近に配置され、2つのスライド支持部18Cは中心固定部17を挟んでH方向に離間して配置されている。   As shown in FIGS. 13 to 16, the center portion of the process chamber 2 is fixed on the bottom surface of the decompression vessel 4 via the center fixing portion 17, and the process chamber 2 and the decompression vessel 4 are mutually restrained by thermal deformation. Relatively fixed without. The center fixing part 17 has a simple cylindrical shape and is arranged at the center of the bottom surface of the process chamber 2 in plan view. This position is defined as the starting point of thermal expansion of the process chamber 2. A total of eight slide support portions 18A, 18B, and 18C are arranged between the bottom surface of the decompression vessel 4 and the bottom surface of the process chamber 2 so as to surround the center fixing portion 17 in plan view. Among these, the two slide support portions 18A are disposed apart from each other in the L direction with the center fixing portion 17 interposed therebetween, and the four slide support portions 18B are disposed near the four corners of the process chamber 2, and the two slide support portions 18C are disposed. Are spaced apart from each other in the H direction across the center fixing portion 17.

各スライド支持部18A,18B,18Cは、減圧容器4の底面に対するプロセス室2のL方向(第1の方向)の熱膨張を吸収するスライドユニット61(第1のスライドユニット)と、減圧容器4の底面に対するプロセス室2のH方向(第2の方向)の熱膨張を吸収するスライドユニット62(第2のスライドユニット)と、長い連結柱63と、短い連結柱64と、平坦な中立プレート65とが組み合わされて構成されている。各スライドユニット61,62は、それぞれガイドレール67とリニアベアリング68とを具備して構成され、リニアベアリング68はガイドレール67を跨ぎながらL方向またはH方向に自在に摺動することができる。   Each slide support 18A, 18B, 18C includes a slide unit 61 (first slide unit) that absorbs thermal expansion in the L direction (first direction) of the process chamber 2 with respect to the bottom surface of the decompression vessel 4, and the decompression vessel 4 Slide unit 62 (second slide unit) that absorbs thermal expansion in the H direction (second direction) of the process chamber 2 with respect to the bottom surface of the substrate, a long connecting column 63, a short connecting column 64, and a flat neutral plate 65 Are combined. Each of the slide units 61 and 62 includes a guide rail 67 and a linear bearing 68, and the linear bearing 68 can freely slide in the L direction or the H direction while straddling the guide rail 67.

スライド支持部18Aにおいては、減圧容器4の底面上に固定された長い連結柱63の上にスライドユニット61が設置され、このスライドユニット61のリニアベアリング68がプロセス室2の底面に固定されている。
スライド支持部18Bにおいては、中立プレート65とプロセス室2との間にスライドユニット61が設置され、中立プレート65と減圧容器4との間にスライドユニット62が設置されている。
スライド支持部18Cにおいては、中立プレート65とプロセス室2との間が短い連結柱64で連結され、中立プレート65と減圧容器4との間にスライドユニット62が設置されている。
In the slide support portion 18 </ b> A, a slide unit 61 is installed on a long connecting column 63 fixed on the bottom surface of the decompression container 4, and a linear bearing 68 of the slide unit 61 is fixed to the bottom surface of the process chamber 2. .
In the slide support portion 18 </ b> B, a slide unit 61 is installed between the neutral plate 65 and the process chamber 2, and a slide unit 62 is installed between the neutral plate 65 and the decompression container 4.
In the slide support portion 18 </ b> C, the neutral plate 65 and the process chamber 2 are connected by a short connecting column 64, and the slide unit 62 is installed between the neutral plate 65 and the decompression container 4.

一般に、プロセス室2が熱膨張する場合は、平面視でプロセス室2の中心部(中心固定部17)から放射状に寸法が拡大する。したがって、上記構成のスライド支持部18A,18B,18Cを設けることにより、熱膨張したプロセス室2の中央位置を移動させることなく、減圧容器4の底面に対するプロセス室2の水平方向への熱膨張を完全に吸収することができる。これにより、プロセス室2と減圧容器4の底面は相互に熱変形に拘束されることなくプロセス室2の相似形状を維持できる。このため、例えばプロセス室2の両側に設けられた真空窓15の片方のみに不均一な熱膨張応力が集中して真空窓15を破損させるといった懸念を無くし、製膜装置1の健全性を維持することができる。同様にプロセス室2も熱変形に対する剛強な構造を必要とせずに、薄く軽量な板材で構成することが可能となる。しかも、プロセス室2の中央部が中心固定部17を介して減圧容器4の中心部に固定されるため、プロセス室2を安定的に減圧容器4内に固定することができ、図示しない減圧容器に設けた基板搬送機構や製膜時の基板支持部分との相互位置関係を維持することができる。   In general, when the process chamber 2 is thermally expanded, the dimensions are increased radially from the center portion (center fixing portion 17) of the process chamber 2 in plan view. Therefore, by providing the slide support portions 18A, 18B, and 18C having the above-described configuration, the thermal expansion in the horizontal direction of the process chamber 2 with respect to the bottom surface of the decompression vessel 4 can be performed without moving the central position of the thermally expanded process chamber 2. Can be completely absorbed. Thereby, the process chamber 2 and the bottom surface of the decompression vessel 4 can maintain the similar shape of the process chamber 2 without being restrained by thermal deformation. For this reason, for example, the concern that non-uniform thermal expansion stress concentrates on only one of the vacuum windows 15 provided on both sides of the process chamber 2 and damages the vacuum window 15 is eliminated, and the soundness of the film forming apparatus 1 is maintained. can do. Similarly, the process chamber 2 can be made of a thin and light plate material without requiring a rigid structure against thermal deformation. Moreover, since the central portion of the process chamber 2 is fixed to the central portion of the decompression vessel 4 via the center fixing portion 17, the process chamber 2 can be stably fixed in the decompression vessel 4, and a decompression vessel (not shown) It is possible to maintain the mutual positional relationship with the substrate transport mechanism provided on the substrate and the substrate support portion during film formation.

さらに、プロセス室2の熱膨張の起点である中心固定部17から最も遠い位置に設けられた4つのスライド支持部18Bが、プロセス室2のL方向の熱膨張を吸収するスライドユニット61と、プロセス室2のH方向の熱膨張を吸収するスライドユニット62とを、平坦な中立プレート65を介して重ね合わせた構成であるため、平面視でプロセス室2の各部が水平方向にどのように膨張しても、この膨張がL方向に沿うベクトル成分VL(図16参照)、またはH方向に沿うベクトル成分VH(図15参照)に分解され、ベクトル成分VLはスライドユニット61により吸収され、ベクトル成分VHはスライドユニット62により吸収される。このため、プロセス室2の熱膨張をスムーズに吸収して製膜装置1を健全に運転することができる。   Further, the four slide support portions 18B provided at positions farthest from the center fixing portion 17 that is the starting point of thermal expansion of the process chamber 2 include a slide unit 61 that absorbs thermal expansion in the L direction of the process chamber 2, and a process Since the slide unit 62 that absorbs thermal expansion in the H direction of the chamber 2 is overlapped via a flat neutral plate 65, how each part of the process chamber 2 expands in the horizontal direction in plan view. However, this expansion is decomposed into a vector component VL along the L direction (see FIG. 16) or a vector component VH along the H direction (see FIG. 15), and the vector component VL is absorbed by the slide unit 61, and the vector component VH Is absorbed by the slide unit 62. For this reason, the thermal expansion of the process chamber 2 can be smoothly absorbed and the film forming apparatus 1 can be operated soundly.

図17は、減圧容器4に対して真空窓15をL方向へスライド可能にした構造例を示す縦断面図である。真空窓15は、その周面に設けられたO−リング71(シール部材)を介して減圧容器4の開口部42に嵌合されており、真空窓15は減圧容器4に対してO−リング71により気密を保されながら、プロセス室2と変換器3A,3Bの連結方向、即ちL方向にスライド可能となっている。   FIG. 17 is a longitudinal sectional view showing a structural example in which the vacuum window 15 is slidable in the L direction with respect to the decompression container 4. The vacuum window 15 is fitted into the opening 42 of the decompression vessel 4 via an O-ring 71 (seal member) provided on the peripheral surface thereof, and the vacuum window 15 is O-ring with respect to the decompression vessel 4. While being kept airtight by 71, it is possible to slide in the connecting direction of the process chamber 2 and the converters 3A and 3B, that is, the L direction.

上記構成によれば、プロセス室2の熱膨張によるL方向への伸びに合わせて真空窓15および変換器3A,3Bがスライドすることができる。これにより、プロセス室2および変換器3A,3Bの端部を常に真空窓15に密着せさた状態に保つことができ、電界的により安定した伝送路を確保することができる。   According to the above configuration, the vacuum window 15 and the converters 3 </ b> A and 3 </ b> B can slide in accordance with the extension in the L direction due to the thermal expansion of the process chamber 2. Thereby, the process chamber 2 and the end portions of the converters 3A and 3B can always be kept in close contact with the vacuum window 15, and a more stable transmission path can be secured in terms of electric field.

図18は、減圧容器4に対する変換器3A,3Bのスライド構造の第1の実施例を示す側面図である。ここでは、変換器3A,3Bを、減圧容器4に対して、L方向にスライド可能に支持し、変換器3A,3Bをプロセス室2側に押圧する押圧装置75(押圧手段)が設けられている。押圧装置75は、バネ76もしくはエアシリンダ77等の押圧手段を備えている。バネ76とエアシリンダ77を両方とも設けることで押圧力を制御してもよい。   FIG. 18 is a side view showing a first embodiment of the slide structure of the converters 3A and 3B with respect to the decompression vessel 4. FIG. Here, the converters 3A and 3B are supported so as to be slidable in the L direction with respect to the decompression vessel 4, and a pressing device 75 (pressing means) for pressing the converters 3A and 3B toward the process chamber 2 is provided. Yes. The pressing device 75 includes pressing means such as a spring 76 or an air cylinder 77. The pressing force may be controlled by providing both the spring 76 and the air cylinder 77.

上記構成によれば、プロセス室2が熱膨張して容器の寸法が伸び、真空窓15と変換器3A,3Bを突き離す方向に押圧した後に熱収縮しても、押圧装置75によって真空窓15と変換器3A,3Bがプロセス室2側に押圧されて元の位置に戻される。このため、プロセス室2と真空窓15と変換器3A,3Bとの間に隙間が発生せず、互いに密着した状態に保つことができる。したがって、隙間が発生することによる高周波電力の伝送ロスを回避するとともに、プロセス室2における電界分布を均一化し、基板への製膜処理の品質を向上させることができる。   According to the above configuration, even if the process chamber 2 is thermally expanded to expand the size of the container and is thermally contracted after being pressed in a direction in which the vacuum window 15 and the converters 3A and 3B are separated from each other, the vacuum window 15 is pressed by the pressing device 75. The converters 3A and 3B are pressed toward the process chamber 2 and returned to their original positions. For this reason, no gap is generated between the process chamber 2, the vacuum window 15, and the converters 3A and 3B, and the process chamber 2 can be kept in close contact with each other. Therefore, it is possible to avoid transmission loss of high-frequency power due to the occurrence of a gap, to make the electric field distribution in the process chamber 2 uniform, and to improve the quality of the film forming process on the substrate.

図19は、減圧容器4に対する変換器3A,3Bのスライド構造の第2の実施例を示す側面図である。ここでは、プロセス室2と前記変換器3A,3Bとの間に面圧力センサ82(密着力検知手段)が設けられている。また、押圧装置81は、上記の面圧力センサ82と、変換器3A,3BをL方向に移動可能に支持するリニアベアリング83と、サーボモータ84と、ボールねじ機構85と図示しない制御手段とを備えて構成されている。   FIG. 19 is a side view showing a second embodiment of the slide structure of the converters 3A and 3B with respect to the decompression container 4. FIG. Here, a surface pressure sensor 82 (contact force detection means) is provided between the process chamber 2 and the converters 3A and 3B. The pressing device 81 includes the surface pressure sensor 82, a linear bearing 83 that supports the transducers 3A and 3B so as to be movable in the L direction, a servo motor 84, a ball screw mechanism 85, and control means (not shown). It is prepared for.

押圧装置81の制御手段は、面圧力センサ82からの密着力情報(押圧力による圧力情報)に基づき、プロセス室2が熱膨張しても真空窓15に過剰な負荷が掛からず、かつプロセス室2と真空窓15と変換器3A,3Bとの間に隙間が発生しない密着力となるようにサーボモータ84を制御する。サーボモータ84の回転はボールねじ機構85によってL方向に沿うリニア運動に変換されて変換器3A,3Bに伝えられ、変換器3A,3Bがリニアベアリング83の上をL方向に移動する。このため、変換器3A,3Bがプロセス室2に対して離接させる方向に駆動される。   The control means of the pressing device 81 is based on the adhesion force information (pressure information by the pressing force) from the surface pressure sensor 82, and the vacuum window 15 is not excessively loaded even if the process chamber 2 is thermally expanded, and the process chamber 2, the servo motor 84 is controlled so that the contact force is such that no gap is generated between the vacuum window 15 and the converters 3 </ b> A and 3 </ b> B. The rotation of the servo motor 84 is converted into a linear motion along the L direction by the ball screw mechanism 85 and transmitted to the converters 3A and 3B, and the converters 3A and 3B move on the linear bearing 83 in the L direction. For this reason, the converters 3 </ b> A and 3 </ b> B are driven in a direction to make contact with the process chamber 2.

本構成によれば、プロセス室2の熱膨張による寸法変化量に応じて、面圧力センサ82が検知する密着力が変化し、この密着力情報に基づいてサーボモータ84が駆動され、真空窓15に過剰な負荷が掛からず、かつプロセス室2と真空窓15と変換器3A,3Bとの間に隙間が発生しない程度の密着力が付与される。即ち、プロセス室2が膨張した時には変換器3A,3Bがプロセス室2から離れる方向に駆動され、プロセス室2が収縮した時には変換器3A,3Bがプロセス室2に近づく方向に駆動される。このため、プロセス室2および変換器3A,3Bの端部を常に真空窓15に適切に密着させた状態に保ち、電界的に安定した伝送路を確保して高品質な製膜処理を行うことができる。   According to this configuration, the contact force detected by the surface pressure sensor 82 changes according to the dimensional change due to thermal expansion of the process chamber 2, and the servo motor 84 is driven based on this contact force information, and the vacuum window 15. In addition, an adhesive force is applied so that no excessive load is applied and no gap is generated between the process chamber 2, the vacuum window 15, and the converters 3A and 3B. That is, when the process chamber 2 is expanded, the converters 3A and 3B are driven in a direction away from the process chamber 2, and when the process chamber 2 is contracted, the converters 3A and 3B are driven in a direction approaching the process chamber 2. For this reason, the process chamber 2 and the ends of the converters 3A and 3B are always kept in close contact with the vacuum window 15 and a high-quality film forming process is performed by securing a transmission path that is stable in terms of electric field. Can do.

なお、本発明の実施形態は、上述の態様のみに限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更や改良を加えることが可能であり、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。例えば、図1から図19に示したような構成を、1台の製膜装置に全て適用しても、部分的に適用してもよい。   The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be added without departing from the spirit of the present invention. The added embodiments are also included in the scope of rights of the present invention. For example, the configurations shown in FIGS. 1 to 19 may be applied to a single film forming apparatus or may be partially applied.

1 製膜装置(真空処理装置)
2 プロセス室(放電室)
3A,3B 変換器
4 減圧容器
5A,5B 同軸ケーブル
6A,6B 高周波電源(電源手段)
15 真空窓
15a 支持突起
17 中心固定部
18A,18B,18C スライド支持部
21a,21b リッジ電極
31a,31b リッジ部
41,71 O−リング(シール部材)
51,52 ガイド板(位置決め部材、反射波低減部材)
57 弾性部材
61 スライドユニット(第1のスライドユニット)
62 スライドユニット(第2のスライドユニット)
63 長い連結棒
64 短い連結棒
65 中立プレート
75,81 押圧装置(押圧フランジ部材手段)
82 面圧力センサ(密着力検知手段)
83 リニアベアリング
84 サーボモータ
85 ボールねじ機構
C 面取り
S 隙間
1 Film forming equipment (vacuum processing equipment)
2 Process chamber (discharge chamber)
3A, 3B Converter 4 Pressure reducing vessel 5A, 5B Coaxial cable 6A, 6B High frequency power supply (power supply means)
15 Vacuum window 15a Support projection 17 Center fixing part 18A, 18B, 18C Slide support part 21a, 21b Ridge electrode 31a, 31b Ridge part 41, 71 O-ring (seal member)
51, 52 Guide plate (positioning member, reflected wave reducing member)
57 Elastic member 61 Slide unit (first slide unit)
62 Slide unit (second slide unit)
63 Long connecting rod 64 Short connecting rod 65 Neutral plates 75, 81 Pressing device (pressing flange member means)
82 Surface pressure sensor (adhesion force detection means)
83 Linear bearing 84 Servo motor 85 Ball screw mechanism C Chamfer S Clearance

Claims (13)

互いに平行に対向して配置され、その間で放電が行われる一対の面状のリッジ電極を有したリッジ導波管からなる放電室と、
前記放電室を挟んで両側に配置され、互いに平行に対向して配置された一対の平板状のリッジ部を有したリッジ導波管からなり、高周波電力を前記放電室に伝送し、前記一対のリッジ電極の間で放電を起こさせる一対の変換器と、
高周波電力を前記変換器の前記リッジ部に供給する電源手段と、を有し、
前記放電室は減圧容器の内部に収容され、前記変換器は前記減圧容器の外部に配置され、前記減圧容器に設けられた真空窓を介して前記放電室と前記変換器とが接続された真空処理装置であって、
前記真空窓の両面に、前記放電室の一部と前記変換器の一部を、前記真空窓に対して定位置に位置決めする位置決め部材を設けたことを特徴とする真空処理装置。
A discharge chamber composed of a ridge waveguide having a pair of planar ridge electrodes disposed in parallel with each other and in which discharge is performed;
The ridge waveguide has a pair of flat plate-shaped ridge portions disposed on both sides of the discharge chamber and facing each other in parallel, and transmits high-frequency power to the discharge chamber. A pair of transducers that cause a discharge between the ridge electrodes;
Power supply means for supplying high-frequency power to the ridge portion of the converter,
The discharge chamber is housed inside a decompression vessel, the converter is arranged outside the decompression vessel, and the vacuum is connected to the discharge chamber and the converter via a vacuum window provided in the decompression vessel. A processing device comprising:
A vacuum processing apparatus, comprising: positioning members for positioning a part of the discharge chamber and a part of the converter at fixed positions with respect to the vacuum window on both surfaces of the vacuum window.
互いに平行に対向して配置され、その間で放電が行われる一対の面状のリッジ電極を有したリッジ導波管からなる放電室と、
前記放電室を挟んで両側に配置され、互いに平行に対向して配置された一対の平板状のリッジ部を有したリッジ導波管からなり、高周波電力を前記放電室に伝送し、前記一対のリッジ電極の間で放電を起こさせる一対の変換器と、
高周波電力を前記変換器の前記リッジ部に供給する電源手段と、を有し、
前記放電室は減圧容器の内部に収容され、前記変換器は前記減圧容器の外部に配置され、前記減圧容器に設けられた真空窓を介して前記放電室と前記変換器とが接続された真空処理装置であって、
前記真空窓の両面に、前記放電室と前記真空窓との間、および前記変換器と前記真空窓との間におけるインピーダンスの変化を緩和させる、導電性のある反射波低減部材を設けたことを特徴とする真空処理装置。
A discharge chamber composed of a ridge waveguide having a pair of planar ridge electrodes disposed in parallel with each other and in which discharge is performed;
The ridge waveguide has a pair of flat plate-shaped ridge portions disposed on both sides of the discharge chamber and facing each other in parallel, and transmits high-frequency power to the discharge chamber. A pair of transducers that cause a discharge between the ridge electrodes;
Power supply means for supplying high-frequency power to the ridge portion of the converter,
The discharge chamber is housed inside a decompression vessel, the converter is arranged outside the decompression vessel, and the vacuum is connected to the discharge chamber and the converter via a vacuum window provided in the decompression vessel. A processing device comprising:
Provided on both surfaces of the vacuum window are conductive reflected wave reducing members that reduce impedance changes between the discharge chamber and the vacuum window and between the converter and the vacuum window. A vacuum processing apparatus.
前記反射波低減部材は、請求項1に記載の位置決め部材を兼ねることを特徴とする請求項2に記載の真空処理装置。   The vacuum processing apparatus according to claim 2, wherein the reflected wave reducing member also serves as the positioning member according to claim 1. 前記反射波低減部材は、前記真空窓の内面および外面から直角に起立して前記放電室および前記変換器の容器の周面に沿う板状であることを特徴とする請求項2または3に記載の真空処理装置。   4. The plate according to claim 2, wherein the reflected wave reducing member has a plate shape that stands up at right angles from an inner surface and an outer surface of the vacuum window and extends along a peripheral surface of the discharge chamber and the container of the converter. Vacuum processing equipment. 前記反射波低減部材の厚みは先端に向かって漸減していることを特徴とする請求項4に記載の真空処理装置。   The vacuum processing apparatus according to claim 4, wherein the thickness of the reflected wave reducing member is gradually reduced toward the tip. 前記反射波低減部材の基端部に、前記真空窓と同じ材質でなり、前記反射波低減部材を下方から支持する支持突起を設け、この支持突起の厚みは先端に向かって漸減していることを特徴とする請求項2から5のいずれかに記載の真空処理装置。   The base part of the reflected wave reducing member is made of the same material as the vacuum window, and is provided with a support protrusion for supporting the reflected wave reducing member from below, and the thickness of the support protrusion gradually decreases toward the tip. The vacuum processing apparatus according to claim 2, wherein: 前記位置決め部材もしくは反射波低減部材と、前記放電室の容器もしくは前記変換器の容器との間に隙間を設け、この隙間に導電性のある弾性部材を介装したことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の真空処理装置。   2. A gap is provided between the positioning member or the reflected wave reducing member and the container of the discharge chamber or the container of the converter, and a conductive elastic member is interposed in the gap. The vacuum processing apparatus in any one of 6. 平面視で、前記減圧容器の内部に設置された前記放電室の中心部を熱膨張の起点と定めて前記減圧容器の底面上に中心固定部を介して固定し、平面視で前記中心固定部を取り囲むように、前記減圧容器の底面と前記放電室との間に3点以上のスライド支持部を設け、これらのスライド支持部は、前記減圧容器の底面に対する前記放電室の水平方向への熱膨張を吸収可能であることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の真空処理装置。   In plan view, the central portion of the discharge chamber installed inside the decompression vessel is defined as a starting point of thermal expansion and fixed on the bottom surface of the decompression vessel via a center fixing portion, and the center fixing portion in plan view Three or more slide support portions are provided between the bottom surface of the decompression vessel and the discharge chamber so as to surround the heat discharge chamber, and these slide support portions are provided in the horizontal direction of the discharge chamber with respect to the bottom surface of the decompression vessel. The vacuum processing apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein expansion is absorbable. 前記スライド支持部は、前記減圧容器の底面に対する前記放電室の第1の方向への延びを吸収する第1のスライドユニットと、前記第1の方向に直交する第2の方向への延びを吸収する第2のスライドユニットとを、水平な中立プレートを介して重ねた構造であることを特徴とする請求項8に記載の真空処理装置。   The slide support part absorbs a first slide unit that absorbs an extension of the discharge chamber in a first direction with respect to a bottom surface of the decompression vessel, and an extension in a second direction orthogonal to the first direction. The vacuum processing apparatus according to claim 8, wherein the second slide unit is stacked with a horizontal neutral plate. 前記真空窓は、その周面に設けられたシール部材を介して前記減圧容器に取り付けられており、該真空窓は前記減圧容器に対し前記シール部材により気密を保されながら、前記放電室と前記変換器の連結方向にスライド可能であることを特徴とする請求項9に記載の真空処理装置。   The vacuum window is attached to the decompression vessel via a seal member provided on a peripheral surface thereof, and the vacuum window is kept airtight by the seal member with respect to the decompression vessel, and the discharge chamber and the The vacuum processing apparatus according to claim 9, wherein the vacuum processing apparatus is slidable in a connecting direction of the converter. 前記変換器を、前記減圧容器に対し、前記放電室と前記変換器の連結方向にスライド可能に支持し、該変換器を前記放電室側に押圧する押圧手段を有することを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の真空処理装置。   The said converter is supported with respect to the said pressure reduction container so that a slide is possible in the connection direction of the said discharge chamber and the said converter, It has a press means which presses this converter to the said discharge chamber side. The vacuum processing apparatus according to any one of 1 to 10. 前記変換器と前記放電室との間に密着力検知手段が設けられ、前記押圧手段は前記密着力検知手段からの密着力情報に基づき、前記放電室が熱膨張しても前記真空窓に負荷が掛からず、かつ前記放電室と前記真空窓と前記変換器との間に隙間が発生しない密着力となるように、前記変換器を前記放電室に対して離接させる方向に駆動することを特徴とする請求項11に記載の真空処理装置。   Adhesion force detection means is provided between the converter and the discharge chamber, and the pressing means is loaded on the vacuum window even if the discharge chamber is thermally expanded based on the adhesion force information from the adhesion force detection means. The converter is driven in a direction in which the converter is separated from the discharge chamber so that the contact force is such that no gap is generated between the discharge chamber, the vacuum window, and the converter. The vacuum processing apparatus according to claim 11. 前記真空窓は前記減圧容器にシール部材を介して取り付けられるとともに、該真空窓の周囲を、前記シール部材を圧縮する方向に押圧するフランジ部材が設けられ、該フランジ部材には、前記変換器の支持部が一体的に設けられたことを特徴とする請求項1から12のいずれかに記載の真空処理装置。   The vacuum window is attached to the decompression vessel via a seal member, and a flange member is provided for pressing the periphery of the vacuum window in a direction in which the seal member is compressed. The vacuum processing apparatus according to claim 1, wherein the support portion is provided integrally.
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