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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entladungsplasma-Bearbeitungsanlage zum Durchführen eines Bearbeitungsschrittes, wie zum Beispiel Ätzen, Sputtern, Beschichten und CVD auf einem Objekt, wie zum Beispiel einem Substrat oder Target, durch Ausnutzung von Plasma.
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Verwandter Stand der Technik
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Entladungsplasma-Bearbeitungsanlagen zur Erzeugung eines Plasmas, das sich um eine magnetisch neutrale Linie in einer Vakuumkammer formt, sind im Stand der Technik beschrieben: So zeigt die
EP 0 637 054 A1 eine Anordnung von zwei parallel verlaufenden Stromleitungen an einer Seite eines Bearbeitungsobjektes, wobei sich die magnetisch neutrale Linie zwischen den Stromleitungen ausbildet, deren genaue Lage im Bezug zum Bearbeitungsobjekt durch eine dritte Leitung gesteuert wird.
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Die
JP 2001 271 163 A zeigt eine Zerstäubungsanlage mit Sputtertargets und mit einem um eine magnetisch neutrale Linie herum ausgebildeten kapazitiv gekoppelten Plasma, wobei zur Ausbildung der magnetisch neutralen Linie eine Vielzahl von Magnetfeldgeneratorpaaren koaxial über den Sputtertargets angeordnet ist.
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Gemäß der
DE 22 51 275 A wird zur Erzeugung eines Plasmas in einer Vakuumkammer eine Spule eingesetzt, die zylindrisch um die Vakuumkammer gewickelt ist. Die Steuerung des Plasmas erfolgt mit ein oder mehreren Permanent- oder Elektromagneten.
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Entladungsplasmaanlagen mit einer magnetisch neutralen Linie sind in den japanischen Druckschriften
JP 2705897 B2 und
JP H03 177573 A vorgeschlagen. Die Effektivität derartiger Anlagen ist nachgewiesen und ihre industriellen Vorzüge wurden bestätigt. Die Plasmaentladung mit einer magnetisch neutralen Linie (auch abgekürzt bezeichnet als NLD) weist zwei Hauptmerkmale auf, die andere Plasmaanlagen nicht aufweisen.
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Eines der Merkmale ist, dass sie die Steuerbarkeit von Zeit/Raum bezüglich der Größe und der Lage des zu erzeugenden Plasmas bereitstellt. Mit anderen Worten, sowohl die Größe, als auch die Lage des erforderlichen Plasmas kann hinsichtlich sowohl der Zeit, als auch des Raumes verändert werden. Aus diesem Grund kann ein Entladungsplasma mit einer magnetisch neutralen Linie in einer Vakuumkammer ohne Schwierigkeit durch Steuern von außen erzeugt werden und das Plasma kann längs des Profils der magnetisch neutralen Linie erzeugt werden. Dieser Typ der Freiheit ist in keinen anderen Anlagen anzutreffen.
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Das andere Merkmal ist, dass das NLD-Plasma keine Komponente höherer Temperatur umfasst, die für Oberflächenbehandlungen nicht notwendig ist, und ein Plasma hoher Dichte im Vergleich mit jedem anderen Plasmaerzeugungsverfahren unter einer niedrigen Gasdruckversorgung erzeugt werden kann.
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Diese Merkmale stammen von einem sogenannten chaotischen Phänomen von Elektronen, die um eine magnetisch neutrale Linie herum wegen der mäandrischen Bewegungen, die die neutrale Linie kreuzen, wenn ein hochfrequentes elektrisches Feld an der neutralen Linie angelegt wird, erzeugt und angeordnet werden.
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Die um die neutrale Linie herum zu erzeugenden Elektronen sind gut erhitzt und so chaotisch thermalisiert, dass sie zu einem Anstieg der eigentlichen Elektronendichte und nicht zum Anstieg der Temperatur unter der Anwendung des normalen hochfrequenten elektrischen Feldes führen.
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Elektronen höherer Dichte mit niedrigerer Temperatur erleichtern die Übertragung der Elektronenenergie an neutrale Verbindungen und Ionen, so dass ein Plasma niedrigerer Temperatur und höherer Dichte unter niedrigerer Gasdruckversorgung erzeugt werden kann. Dies führt uns dazu, dass dieses Plasma für den beschädigungsarmen und hochproduktiven Betrieb der Oberflächenbearbeitung nutzbar ist. Auf Grund der zwei Merkmale werden die Entladungsplasma-Bearbeitungsanlagen mit magnetisch neutraler Linie bemerkenswert gut auf dem Gebiet der Ultramikrobearbeitung eingesetzt, die zunehmend hohe Bearbeitungsgenauigkeiten wie zum Beispiel die Glasbearbeitung für Mikrolinsen und optische Wellenleiter und das Ätzen von niedrigdielektrischen Materialien erfordert.
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1 der beigefügten Zeichnungen ist eine konzeptionelle Darstellung einer Entladungsplasma-Bearbeitungsanlage mit magnetisch neutraler Linie des induktiven elektrischen Feldtyps für Zwecke der Bearbeitung der Oberfläche eines scheibenförmigen Substrats. Derartige Anlagen sind bis jetzt hergestellt worden.
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Bezug nehmend auf 1, umfasst die veranschaulichte Anlage eine zylindrische Vakuumkammer A und drei Spulen, die eine obere Spule B, eine mittlere Spule C und eine untere Spule D enthalten, die außerhalb der Vakuumkammer A koaxial angeordnet werden. Eine kreisförmige magnetisch neutrale Linie E wird in der zylindrischen Vakuumkammer A durch Regeln der Ströme erzeugt, die veranlasst werden, zu den drei Spulen B, C und D zu fließen. Das Plasma wird in der Form eines Torus erzeugt, der einen Kern der kreisförmigen magnetisch neutralen Linie E durch Anlegen eines auf den Azimuth gerichteten induktiven elektrischen Feldes aufweist, das mit einer HF-Spule G erregt wird. Diese HF-Spule G ist außerhalb einer isolierenden zylindrischen Vakuumwand F, die in der Regel aus Keramik hergestellt wird, gewickelt. Für dieses Verfahren können der Durchmesser und die vertikale Position des torusförmigen Plasmas durch die Kombination der elektrischen Ströme, die veranlasst werden, zu den Spulen B, C und D auch während des Bearbeitungsschrittes zu fließen, frei gesteuert werden.
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Wie oben dargelegt, kann das Plasma hoher Dichte und niedriger Temperatur in einer Entladungsplasma-Bearbeitungsanlage mit magnetisch neutraler Linie erzeugt werden, und dieses Merkmal ist sehr vorteilhaft, wenn es für verschiedene Bearbeitungsschritte genutzt wird. Folglich besteht ein starker Bedarf an verbesserten Entladungsplasma-Bearbeitungsanlagen mit magnetisch neutraler Linie, die charakteristische Merkmale aufweisen, die in keinen anderen Typenanlagen anzutreffen sind.
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Mittlerweile besteht auch eine starke Nachfrage nach Anlagen des in Frage kommenden Typs, die die gesamte Oberfläche eines großen Substrats gleichförmig bearbeiten können, das eine Länge und eine Breite aufweist, die ungefähr 1 Meter lang sind. Außerdem nehmen die Abmessungen des zu bearbeitenden Substrats beinahe täglich zu. Wenn eine geschlossene oder gekrümmte magnetisch neutrale Linie, die ein Profil aufweist, das gleiche wie die Oberfläche eines Bearbeitungsobjekts, welches in der Regel ein viereckiges oder rechteckiges Substrat sein kann, durch eine Dreispulenanordnung unter Verwendung einer herkömmlichen Entladungsplasma-Bearbeitungsanlage mit magnetisch neutraler Linie gebildet wird, wie in 1 gezeigt, und die Fläche der magnetisch neutralen Linie verringert oder über der gesamten Oberfläche des großen Substrats durch Regeln des elektrischen Stroms, der zu der mittleren Spule fließt, vergrößert wird, können sich die magnetischen Gradienten längs der Richtungen der vier Seiten, die die magnetisch neutrale Linie umgeben, beachtlich verändern, um als Folge die Merkmale der NLD-Anlage zu beeinträchtigen. Zugleich ist es notwendig, eine Spannung an der Seite der Stromquelle bereitzustellen, die so hoch wie die Spannung ist, die für das Anwenden eines elektrischen Feldes auf den Rand des Substrats notwendig ist, multipliziert mit der Länge des gesamten Randes, um das elektrische Feld längs des Randes des Substrats zu induzieren. Daher ist die Herstellung einer Anlage des in Frage kommenden Typs erforderlich, um dieses Problem zu vermeiden.
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Außerdem werden mit der Anordnung der herkömmlichen Entladungsplasma-Bearbeitungsanlage mit magnetisch neutraler Linie von 1 die Spule zum Erzeugen eines elektrischen Feldes, das längs der magnetisch neutralen Linie angelegt wird, die in der Vakuumkammer erzeugt wird, und einige verwandte Komponenten außerhalb der Vakuumkammer angebracht und folglich muss der entsprechende Teil der Wand der Vakuumkammer aus einem isolierenden Material, wie zum Beispiel Keramik hergestellt sein, das einem Vakuumzustand stabil standhalten kann. Wenn jedoch die innere Wandfläche, die sich auf der Vakuumseite befindet, sehr glatt hergestellt ist, müssen einige Maßnahmen ergriffen werden, um die der Affinität für Gas eines speziellen Typs zuzuschreibende Adsorption zu beseitigen oder zu vermeiden, aber solch eine Wand, die aus solch einem isolierenden Material hergestellt ist, ist teuer, und erhöht den Gesamtpreis der eigentlichen Anlage. Dieses Problem verschärft sich, wenn die Anlage groß ist.
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Außerdem werden in einer Entladungsplasma-Bearbeitungsanlage mit magnetisch neutraler Linie des in Frage kommenden Typs die Magnetfeld erzeugenden Mittel zum Erzeugen einer magnetisch neutralen Linie, die durch eine Aufeinanderfolge von magnetfeldfreien Positionen gebildet wird, die gewickelt außerhalb der Vakuumkammer F vorhanden sind, in der Regel aus Keramik hergestellt. Daher wird der für das Installieren der Magnetfeld erzeugenden Mittel notwendige Raum unvermeidlich groß, wenn die Anlage für die Bearbeitung eines großen viereckigen oder rechteckigen Substrats zu verwenden ist, und deshalb ist es erwünscht, dass sie an einer leicht zugänglichen Position für das Substrat untergebracht werden und einen vereinfachten Aufbau vom Standpunkt des Zusammenbauens und der Wartung der Anlage aufweisen.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Im Hinblick auf die oben genannten Umstände ist es folglich eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entladungsplasma-Bearbeitungsanlage mit magnetisch neutraler Linie bereitzustellen, die mehrere Entladungsplasmen mit linearer magnetisch neutraler Linie gleichzeitig anwenden kann, um die gesamte Fläche eines großen rechteckigen Substrats der Homogenität wegen gleichförmig zu bearbeiten.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Entladungsplasma-Bearbeitungsanlage mit magnetisch neutraler Linie bereitzustellen, die mehrere Entladungsplasmen mit linearer magnetisch neutraler Linie gleichzeitig anwenden kann, um die gesamte Fläche eines großen rechteckigen Substrats der Homogenität wegen gleichförmig zu bearbeiten und gleichzeitig ein Magnetfeld erzeugende Mittel umfasst, die in einer leicht zugänglichen Position untergebracht werden und einen vereinfachten Aufbau vom Standpunkt des Zusammenbauens und der Wartung der Anlage aufweisen.
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Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Entladungsplasma-Bearbeitungsanlage mit magnetisch neutraler Linie bereitzustellen, die mehrere Entladungsplasmen mit linearer magnetisch neutraler Linie gleichzeitig anwenden kann, um die gesamte Fläche eines großen rechteckigen Substrats der Homogenität wegen gleichförmig zu bearbeiten und gleichzeitig ein elektrisches Feld erzeugende Mittel umfasst, die nicht die Verwendung eines teuren isolierenden Materials, wie zum Beispiel Keramik, für die Vakuumkammerwand erfordern, so dass die Anlage zu relativ niedrigem Preis erhältlich sein wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die obigen Aufgaben durch Bereitstellen einer Entladungsplasma-Bearbeitungsanlage mit wenigstens einer magnetisch neutralen Linie zum Bearbeiten eines Objekts mit einer planaren Oberfläche in einer Vakuumkammer, in der sich eine rechteckige Ebene zur Aufnahme des zu bearbeitenden Objekts erstreckt, erreicht, die umfasst:
- ein Magnetfeld erzeugende Mittel zum Erzeugen magnetisch neutraler Linien in der rechteckigen Ebene, wobei eine neutrale Linie durch die Aufeinanderfolge von magnetfeldfreien Positionen gebildet ist,
- ein hochfrequentes elektrisches Feld erzeugende Mittel zum Erzeugen von Entladungsplasmen in einem Bereich der Vakuumkammer, der die magnetisch neutralen Linien enthält,
- wobei die Magnetfeld erzeugenden Mittel Paare von jeweils zwei parallel verlaufenden linearen Stromstababschnitten aufweisen, die außerhalb der Vakuumkammer unter- und oberhalb der rechteckigen Ebene derart angeordnet sind, so dass sie jeweils eine lineare magnetisch neutrale Linie in der Vakuumkammer erzeugen, sobald durch sie jeweils gleichgerichtete Ströme aus einer Konstantstromquelle fließen, wobei die Ströme entweder Gleichströme oder gleichphasige Wechselströme sind,
- und dass die Stromstababschnitte benachbarter Paare parallel zueinander verlaufen und die Stromversorgung der Stromstäbe so eingerichtet ist, dass die Stromstababschnitte von benachbarten Paaren gleichsinnig oder entgegengesetzt von Strömen durchflossen sind.
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Die linearen Stromstäbe der Magnetfeld erzeugenden Mittel können vorzugsweise als ein Paar mit dem Bearbeitungsobjekt angeordnet werden, das zwischen ihnen geschaltet wird. Die paarweisen linearen Stromstäbe können vorzugsweise nebeneinanderliegend und parallel miteinander angeordnet werden, um lineare magnetisch neutrale Linien, die parallel mit ihnen in einer Position verlaufen, die sich dazwischen in der Vakuumkammer befindet, durch Hervorrufen des Fließens konstanter Ströme jeweilig durch sie zu bilden, wobei die konstanten Ströme entweder Gleichströme oder Wechselströme sind, die eine gleiche Phase aufweisen.
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Wahlweise können mehrere Paare der linearen Stromstäbe parallel mit einer der Seiten einer rechteckigen Ebene mit der zwischen ihnen geschalteten rechteckigen Ebene angeordnet werden, um mehrere lineare magnetisch neutrale Linien zu bilden, die parallel mit der Seite der rechteckigen Ebene verlaufen und auf der rechteckigen Ebene angebracht werden, die in der Vakuumkammer definiert ist, und elektrische Ströme, die in der gleichen Richtung fließen, werden veranlasst, durch jedes Paar der linearen Stromstäbe zu fließen. Die elektrischen Ströme, die durch ein Paar von Stromstäbe fließen, werden veranlasst, in einer Richtung zu fließen, die der Richtung der elektrischen Ströme entgegengesetzt ist, die durch ein benachbart angebrachtes Paar von Stromstäben fließen, die parallel mit einer der Seiten der rechteckigen Ebene auf der rechteckigen Ebene angeordnet sind, die in der Vakuumkammer mit der zwischen ihnen geschalteten rechteckigen Ebene definiert ist.
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Die linearen Stromstäbe der Magnetfeld erzeugenden Mittel können vorzugsweise parallel mit der zu bearbeitenden Oberfläche des Bearbeitungsobjekts angeordnet werden. Die linearen Stromstäbe können parallel miteinander angeordnet werden und die lineare magnetisch neutrale Linie, die in einer Position parallel mit und zwischen benachbart angeordneten linearen Stromstäben in der Vakuumkammer gebildet wird, kann durch Hervorrufen des Fließens entgegengesetzt gerichteter elektrischer Ströme durch die benachbart angeordneten linearen Stromstäbe gesteuert werden. Wahlweise können mehrere lineare Stromstäbe parallel mit einer der Seiten der rechteckigen Ebene angeordnet werden, um mehrere lineare magnetisch neutrale Linien auf der rechteckigen Ebene zu bilden, die in der Vakuumkammer parallel mit der Seite definiert wird und die Position der Ebene, die durch mehrere lineare magnetisch neutrale Linien gebildet wird, kann durch Hervorrufen des Fließens elektrischer Ströme, die einen gleichen Stromwert aufweisen, durch benachbart angebrachte lineare Stromstäbe in entgegengesetzten Richtungen gesteuert werden.
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Die linearen Stromstäbe der Magnetfeld erzeugenden Mittel können vorzugsweise längs der Vakuumkammer verfahrbar hergestellt sein, um ein Entladungsplasma mit planarer magnetisch neutraler Linie durch Verschieben mehrerer paralleler linearer magnetisch neutraler Linien parallel zu bilden.
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Vorzugsweise enthalten die elektrisches Feld erzeugenden Mittel mindestens ein Paar von Elektroden, die in der Vakuumkammer mit einer zwischen ihnen geschalteten linearen magnetisch neutralen Linie angeordnet werden und angepasst sind, um ein hochfrequentes veränderliches Potential anzuwenden. Jedes Paar der Elektroden kann durch mehrere streifenförmige Elektroden oder eine flache plattenförmige Elektrode gebildet werden.
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Mit der oben beschriebenen Anordnung, dass die elektrisches Feld erzeugenden Mittel so hergestellt sind, um mindestens ein Paar von Elektroden zu enthalten, die in der Vakuumkammer mit einer zwischen ihnen geschalteten linearen magnetisch neutralen Linie angeordnet werden und angepasst sind, um ein hochfrequentes veränderliches Potential anzuwenden, wird das angelegte hochfrequente elektrische Feld nicht parallel mit der gebildeten magnetisch neutralen Linie gerichtet, sondern quer zu der magnetisch neutralen Linie gerichtet und ein hochfrequentes elektrisches Feld wird zwischen den Elektroden angelegt. Diese Methode des Anwendens eines elektrischen Feldes wird in dieser Beschreibung als „kapazitiver elektrischer Feldtyp“ bezeichnet.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Ansicht des Längsquerschnittes einer herkömmlichen kreisförmigen Entladungsplasma-Bearbeitungsanlage mit magnetisch neutraler Linie des induktiven elektrischen Feldtyps;
- 2 ist eine schematische Ansicht des Längsquerschnittes einer Ausführungsform der Entladungsplasma-Bearbeitungsanlage mit magnetisch neutraler Linie gemäß der vorliegenden Erfindung, die ihren Aufbau veranschaulicht;
- 3 ist eine schematische Perspektivansicht der ein Magnetfeld erzeugenden Mittel, die durch ein Paar von linearen Stromstäben gebildet werden, die für die Entladungsplasma-Bearbeitungsanlage mit magnetisch neutraler Linie von 2 verwendet werden können;
- 4 ist eine schematische teilweise Perspektivansicht des Paares von linearen Stromstäben der das Magnetfeld erzeugenden Mittel von 2, die veranschaulicht, dass benachbarte neutrale Linien an einem Ende des Paares der linearen Stromstäbe miteinander übereinstimmen;
- 5 ist eine schematische Darstellung der Linien der magnetischen Kraft, die als vertikaler Querschnitt bezüglich der mehreren Paare der linearen Stromstäbe der das Magnetfeld erzeugenden Mittel und der erzeugten magnetisch neutralen Linien gezeigt sind.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die vorliegende Erfindung wird nun ausführlicher mit Bezug auf 2 bis 5 der beigefügten Zeichnungen beschrieben, die die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung veranschaulichen.
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2 ist eine schematische Ansicht des Längsquerschnittes einer Ausführungsform der Entladungsplasma-Bearbeitungsanlage mit magnetisch neutraler Linie gemäß der vorliegenden Erfindung, die ihren Aufbau veranschaulicht. Bezug nehmend auf 2, umfasst die veranschaulichte Anlage eine flache und im Wesentlichen kastenförmige Vakuumkammer 1, die aus Metall hergestellt ist und eine Größe aufweist, die für das Aufnehmen eines großen rechteckigen Substrats groß genug ist. Die Vakuumkammer 1 wird an ein Evakuierungssystem angeschlossen (nicht gezeigt). Die Vakuumkammer 1 wird auf einer anderen Komponente der Anlage montiert.
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Die plattenförmigen verfahrbaren Stützplatten 2, 3 werden außerhalb der Vakuumkammer 1 jeweilig über und unter der letzteren angeordnet und mit jeweiligen Stromstäben 4, 5 bereitgestellt. Die Stromstäbe 4, 5 werden gebogen, um parallel mit einer der Seiten der Vakuumkammer 1 im Wesentlichen in regelmäßigen Abständen zu verlaufen, wie konzeptionell in 3 veranschaulicht. In dem Beispiel von 2 ist die Seite, mit der die Stromstäbe 4, 5 parallel verlaufen, eine der kurzen Seiten der Vakuumkammer 1. In 3 sind ein Paar von benachbart angeordneten gebogenen Abschnitten 4a, 5a und zwei Paare von linearen Abschnitten 4b, 5b, die sich jeweilig von den gebogenen Abschnitten 4a, 5a erstrecken, gezeigt. Die Stromstäbe 4, 5 werden an die jeweiligen Konstantstromquellen 6, 7 angeschlossen. Mit dieser Anordnung werden nur zwei Konstantstromquellen, die eine obere Stromquelle und eine untere Stromquelle enthalten, für die Magnetfeld erzeugenden Mittel bereitgestellt, um den Aufbau der gesamten Anlage sehr einfach zu machen, um der Anlage zu ermöglichen, den vorhandenen Raum maximal auszunutzen.
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Die elektrischen Ströme werden veranlasst, von den Konstantstromquellen 6, 7 zu den jeweiligen Stromstäben 4, 5 in einer gleichen Richtung zu fließen. Mit anderen Worten, die elektrischen Ströme werden veranlasst, jeweilig zu den linearen Abschnitten 4b, 5b der paarweisen Stromstäbe zu fließen. Als eine Folge wird eine lineare magnetisch neutrale Linie 8 zwischen jedem Paar der linearen Abschnitte 4b, 5b der Stromstäbe in der Vakuumkammer 1 gebildet. Folglich werden so viele lineare magnetisch neutrale Linien 8 wie die Anzahl von Paaren der linearen Abschnitte 4b, 5b der Stromstäbe 4, 5 in der Vakuumkammer 1 gebildet. Da der obere und der untere Abschnitt der Stromstäbe jeweilig mit den benachbarten linearen Abschnitten an den gegenüberliegenden Enden davon verbunden wird, ist die entsprechende magnetisch neutrale Linie 8 ebenfalls mit den benachbarten magnetisch neutralen Linien verbunden. Folglich wird das Entladungsplasma, das in einem Gebiet von jeder der zwei benachbart angeordneten magnetisch neutralen Linien 8 erzeugt wird, in Bereichen, die sich an den Enden davon und ihren Umgebungen befinden, gemittelt und zusammengefasst.
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Obwohl die elektrischen Ströme veranlasst werden, zu jedem Paar der Stromstäbe in einer gleichen Richtung zu fließen, kann die Position der magnetisch neutralen Linie, die zwischen ihnen gebildet wird, nach oben oder nach unten durch Verändern der Intensitäten der elektrischen Ströme verschoben werden, die veranlasst werden, jeweilig zu dem oberen und dem unteren Stromstab 4, 5 zu fließen. Außerdem können die Positionen der mehreren magnetisch neutralen Linien gleichzeitig vertikal in einem gleichen Ausmaß durch Verändern des Verhältnisses der Intensitäten der elektrischen Ströme, die veranlaßt werden, jeweilig zu dem oberen und dem unteren Stromstab 4, 5 zu fließen, gesteuert werden.
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5 ist eine schematische Darstellung von Linien der magnetischen Kraft, die in der Nähe der drei benachbart angeordneten magnetisch neutralen Linien zu beobachten ist, die als vertikaler Querschnitt gezeigt sind, der willkürlich bezüglich einer Mehrzahl von Paaren von linearen Abschnitten 4b, 5b der Stromstäbe 4, 5 der Magnetfeld erzeugenden Mittel genommen wurde, die die magnetisch neutralen Linien erzeugen. In 5 ist jeder Punkt P eine Position, wo vier Linien der magnetisch Kraft zusammengenommen werden (welche als Separatrix bezeichnet wird). Außerdem werden die Flüsse von Linien der magnetischen Kraft gezeigt, die abwechselnd nach oben und nach unten gerichtet werden und sich zwischen zwei benachbarten magnetischen neutralen Punkten P befinden. Diese Flüsse von Linien der magnetischen Kraft werden erzeugt, wenn die elektrischen Ströme, die veranlasst werden, jeweilig zu den benachbart angeordneten paarweisen Abschnitten der Stromstäbe zu fließen, umgekehrt gerichtet sind. Mit dieser Anordnung werden die relativen Positionen der magnetisch neutralen Linien stabilisiert und auf Grund ihres magnetischen Druckes fixiert.
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Durch erneute Bezugnahme auf 2 wird ein Paar von rechteckigen plattenförmigen Elektroden 9, 10 in der Vakuumkammer 1 mit mehreren der magnetisch neutralen Linien, die zwischen ihnen geschaltet werden, angeordnet. Diese magnetisch neutralen Linien werden parallel mit den kurzen Seiten des Rechteckes der Vakuumkammer 1 durch die paarweisen Abschnitte 4b, 5b der Stromstäbe 4, 5 gebildet. Die rechteckigen plattenförmigen Elektroden 9, 10 werden an die jeweiligen HF-Stromquellen 11, 12 angeschlossen. So wie HF-Leistung an das Paar der rechteckigen plattenförmigen Elektroden 9, 10 von den jeweiligen HF-Stromquellen 11, 12 angelegt wird, wenden die rechteckigen plattenförmigen Elektroden 9, 10 ein hochfrequentes elektrisches Feld auf jede der magnetisch neutralen Linien 8 an, so dass Entladungsplasmen mit magnetisch neutraler Linie des kapazitiven elektrischen Feldtyps parallel mit und längs der magnetisch neutralen Linien erzeugt werden.
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Unterdessen kann, wenn mehrere der Entladungsplasmen mit magnetisch neutraler Linie gleichzeitig erzeugt werden, um ein großes rechteckiges Substrat zu bearbeiten, der Bearbeitungseffekt zwischen einer Position, die sich zwischen zwei benachbarten magnetisch neutralen Linien befindet, und einer Position, die sich direkt unter einer magnetisch neutralen Linie befindet, differenziert werden. In Anbetracht dieses Problems sind in dem Fall der veranschaulichten Ausführungsform die paarweisen Elektroden 9, 10, die die magnetisch neutralen Linien schichtweise anordnen, plattenförmig, so dass die relative Position des Substrats und einer magnetisch neutralen Linie zu der nächsten magnetisch neutralen Linie schrittweise oder kontinuierlich verschoben werden kann, um den Mittelungs- oder Gleichförmigkeitseffekt zu verstärken.
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Obwohl die kontinuierlichen Stromstäbe 4, 5 gebogen werden, um Paare von linearen Abschnitten 4b, 5b in dem Fall der in 2 bis 5 veranschaulichten Ausführungsform zu erzeugen, können alternativ Paare von linearen Stromstäben 4b, 5b bereitgestellt werden und jeder der zwei benachbart angeordneten Stromstäbe 4b oder 5b kann an entsprechenden Enden davon angeschlossen werden. Außerdem können sie, obwohl die linearen Abschnitte 4b, 5b der Stromstäbe 4, 5 parallel mit einer kurzen Seite der Vakuumkammer 1 in dem Beispiel der veranschaulichten Ausführungsform angeordnet werden, wahlweise so angeordnet werden, um je nach der Anwendung der Anlage und folglich des betroffenen Bearbeitungsverfahrens parallel mit einer langen Seite der Vakuumkammer 1 zu sein.
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Außerdem kann, obwohl die Elektroden, die in der Vakuumkammer 1 angeordnet werden, um ein hochfrequentes elektrisches Feld anzuwenden, in dem Fall des veranschaulichten Beispiels plattenförmig sind, jede von ihnen durch mehrere streifenförmige Elektroden ersetzt werden, die je nach der Anwendung der Anlage und folglich des betroffenen Bearbeitungsverfahrens parallel mit den magnetisch neutralen Linien angeordnet werden.
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Die linearen Abschnitte der Stromstäbe der Magnetfeld erzeugenden Mittel sind parallel miteinander angeordnet. Die Positionen der linearen magnetisch neutralen Linien, von denen jede parallel mit und zwischen zwei benachbart angeordneten linearen Abschnitten der Stromstäbe in der Vakuumkammer 1 gebildet wird, kann durch Hervorrufen umgekehrt gerichteter elektrischer Ströme gesteuert werden, um jeweilig durch jeden der zwei benachbart angeordneten linearen Abschnitte der Stromstäbe zu fließen. Außerdem kann die Position der Ebene, die durch mehrere der linearen magnetisch neutralen Linien definiert wird, durch Hervorrufen der umgekehrt gerichteten elektrischen Ströme, die eine gleiche Intensität aufweisen, um jeweilig durch jeden der zwei benachbart angeordneten linearen Abschnitte der Stromstäbe zu fließen, gesteuert werden.
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Wie oben ausführlich beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung eine Entladungsplasma-Bearbeitungsanlage bereit, die umfasst: ein Magnetfeld erzeugende Mittel zum Erzeugen magnetisch neutraler Linien, die durch eine Aufeinanderfolge von magnetfeldfreien Positionen gebildet werden, die kontinuierlich in der Vakuumkammer vorhanden sind, und ein elektrisches Feld erzeugende Mittel zum Erzeugen der Entladungsplasmen in einem Raum, der die magnetisch neutralen Linien enthält, durch Anwenden eines hochfrequenten elektrischen Feldes auf die magnetisch neutralen Linien, das in der Vakuumkammer erzeugt wird, um ein Objekt in der Vakuumkammer durch Ausnutzung von Plasma zu bearbeiten, wobei die Steuerungsfeld erzeugenden Mittel mindestens zwei lineare Stromstäbe aufweisen, die außerhalb der Vakuumkammer parallel mit der zu bearbeitenden Oberfläche des Bearbeitungsobjekts in der Vakuumkammer angeordnet werden, um mindestens eine lineare magnetisch neutrale Linie in der Vakuumkammer zwischen den benachbart angeordneten linearen Stromstäben zu bilden. Mit dieser Anordnung kann das zu bearbeitende Substrat ungeachtet der Größe und der Form des zu bearbeitenden Substrats homogen bearbeitet werden.
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Wenn die paarweisen linearen Stromstäbe der Magnetfeld erzeugenden Mittel in Nebeneinanderstellung und parallel miteinander auf der zu bearbeitenden Oberfläche des Bearbeitungsobjekts angeordnet werden, kann die gesamte Fläche des großen Substrats homogen bearbeitet werden und die Anlage kann leicht zusammengebaut und gewartet werden. Solch eine Versorgung kann einfach und leicht konstruiert werden.
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Wenn die elektrisches Feld erzeugenden Mittel mindestens ein Paar von Elektroden enthalten, die in der Vakuumkammer mit einer zwischen ihnen geschalteten linearen magnetisch neutralen Linie angeordnet werden und angepasst sind, um ein hochfrequentes veränderliches Potential anzuwenden, ist es nicht mehr notwendig, ein teures isolierendes Material wie zum Beispiel Keramik für die Wand der Vakuumkammer zu verwenden, so dass es möglich ist, eine Entladungsplasma-Bearbeitungsanlage mit magnetisch neutraler Linie bereitzustellen, die angepasst ist, um ein Substrat, das eine große Fläche aufweist, zu relativ geringen Kosten zu bearbeiten.
