ES2336303T3 - Aparato y procedimiento de cvd por plasma. - Google Patents
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Abstract
Aparato de CVD por plasma que comprende: (a) una cámara (1) de reacción en la que se dispone un electrodo (2) acoplado inductivamente que está plegado en su centro, teniendo el electrodo una parte (9) de alimentación de energía en el primer extremo, una parte (4) giratoria en su centro y una parte (10) de conexión a tierra en el segundo extremo, siendo variable el diámetro de dicho electrodo, y (b) una fuente (7) de energía de alta frecuencia para alimentar una energía de alta frecuencia a dicha parte de alimentación, estando configurada dicha fuente de energía de alta frecuencia para establecer una onda estacionaria de una semilongitud de onda o múltiplo de número natural de una semilongitud de onda entre dichas partes de alimentación y conectada a tierra y dicha parte giratoria.
Description
Aparato y procedimiento de CVD por plasma.
La presente invención se refiere a un aparato y
a un procedimiento de CVD por plasma y, más particularmente, al
aparato y al procedimiento de CVD por plasma para depositar
películas delgadas que tienen una excelente uniformidad de espesor
de película mediante el uso de electrodos acoplados
inductivamente.
Se ha observado que las células solares son y se
espera que sean una fuente de energía limpia, aunque la reducción
de su coste es indispensable para su extensión. Por tanto, se ha
deseado afanosamente proporcionar un aparato para depositar una
película de Si de alta calidad con una distribución de espesor
uniforme sobre un sustrato de gran área con un alto
rendimiento.
Para depositar películas delgadas tales como una
película de Si, se ha usado ampliamente una placa paralela (o
aparato de CVD por plasma de tipo acoplado capacitivamente). En este
caso, la película puede formarse sólo sobre la superficie de un
sustrato orientado hacia la placa de electrodo. Por este motivo,
para depositar simultáneamente películas sobre dos sustratos en una
cámara de deposición, la película puede formarse como máximo sobre
ambos sustratos disponiendo dos electrodos en la cámara formando dos
regiones de descarga. También existe la idea de un sistema de
deposición de múltiples zonas en el que el número de regiones de
descarga se aumenta adicionalmente. Sin embargo, en la práctica es
muy difícil realizar este sistema porque el sistema tiene
desventajas debido a su estructura compleja y a su baja capacidad de
mantenimiento.
Además, apenas pueden fabricarse células solares
de área grande que tengan una característica deseada puesto que la
uniformidad del espesor de la película disminuye considerablemente
con el aumento en el tamaño de los sustratos.
Se han realizado una variedad de investigaciones
para observar plasma con densidad uniforme sobre sustratos de área
grande con el fin de depositar películas delgadas con distribución
de espesor uniforme. Sin embargo, es muy difícil que el sistema de
electrodos de tipo placa paralela genere un plasma uniforme sobre un
sustrato de área grande a medida que el electrodo se hace grande
con el sustrato. Esto se atribuye a las dificultades esenciales del
sistema de electrodos de tipo placa paralela, tal como se mencionará
a continuación.
En primer lugar, este sistema requiere una
disposición precisa de dos placas de electrodo con una distancia
definida sobre los electrodos para generar plasma con densidad
uniforme, lo que es difícil en la práctica a medida que el sustrato
se hace grande.
Además, a medida que los electrodos se agrandan,
tienden a aparecer ondas estacionarias sobre las superficies del
electrodo, lo que produce la no uniformidad de la densidad del
plasma. Esta distribución de plasma no uniforme se vuelve más
perceptible cuando se emplean frecuencias superiores tales como en
la banda de VHF. Por estos motivos, se ha pensado que el límite
superior del tamaño del sustrato sea de, por ejemplo, 0,3 m x 0,3 m
cuando se emplee la alta frecuencia de 80 MHz (U. Kroll et
al. y Mat. Res. Soc. Symp. Proc. vol. 557 (1999), págs.
121-126).
En tal circunstancia, se ha propuesto otro tipo
de procedimiento de CVD por plasma usando electrodos de tipo
acoplado inductivamente. Este procedimiento es absolutamente
diferente en su mecanismo para mantener la descarga con respecto al
procedimiento de CVD por plasma de tipo acoplado capacitivamente.
Este procedimiento no requiere la disposición precisa de los
electrodos y puede obtenerse un plasma de alta densidad usando la
frecuencia de excitación en la banda de VHF, lo que resulta
ventajoso para depositar una película de Si de alta calidad a una
tasa de deposición alta. El aparato de CVD por plasma que usa
electrodos de tipo acoplados inductivamente se muestra a modo de
ejemplo en la patente japonesa abierta a consulta por el público
4-236781 que emplea un electrodo con forma de
escalera y en la patente japonesa n.º 2785442 que emplea un
electrodo plegado en zigzag.
Durante las investigaciones sobre una variedad
de electrodos acoplados inductivamente que incluyen los electrodos
mencionados anteriormente, los presentes inventores han encontrado
que a medida que los electrodos acoplados inductivamente tales como
los electrodos con forma de escalera o plegados en zigzag se hacen
más grandes, la corriente que fluye en los electrodos tiende a
variar con las posiciones y aparecen ondas estacionarias en
posiciones inesperadas. En resumen, se encontró difícil crear un
plasma uniforme que pudiera hacer frente a los sustratos de área
grande que se emplean como estructuras de electrodo de la técnica
anterior.
Por consiguiente, los presentes inventores
llevaron a cabo investigaciones fundamentales sobre la
homogenización del plasma usando los electrodos acoplados
inductivamente y desarrollaron varias estructuras de electrodo que
de manera positiva utilizan las ondas estacionarias que hacían que
se deteriorase la uniformidad en los electrodos acoplados
inductivamente de la técnica anterior. Aquí, por ejemplo, se usó un
electrodo con forma de U, que tenía una parte de alimentación de
energía en un extremo y una parte conectada a tierra en el otro
extremo. Se fijó que la distancia desde la parte giratoria hasta la
parte de alimentación y la parte conectada a tierra fuera una
semilongitud de onda de la onda de alta frecuencia para establecer
la onda estacionaria en una posición predeterminada sobre el
electrodo (solicitud de patente japonesa n.º
11-255219 equivalente al documento EP1130948A, que
constituye la técnica anterior según el artículo 54(3) CPE).
Cuando se generó plasma para formar una película delgada en esta
configuración, la distribución del espesor de la película obtenida
fue de manera que el espesor de la película disminuía desde la parte
de alimentación hacia la parte giratoria, luego aumentaba hasta
mostrar un máximo y luego disminuía de nuevo. Se piensa que esta
distribución se origina en la interacción de la atenuación de
energía de alta frecuencia y el efecto de las ondas estacionarias.
Puesto que esta distribución del espesor de la película es
reproducible, la idea es obtener películas delgadas con
distribución de espesor uniforme usando sólo la región con
uniformidad deseada del espesor de la película de aproximadamente
el mismo tamaño que el sustrato.
Puesto que este procedimiento de formación de
película utiliza la parte del electrodo en la que se genera la
densidad de plasma uniforme, el electrodo se hace más grande que el
sustrato y, por tanto, el propio aparato se hace más grande. Por
otra parte, se pide con insistencia un aparato más pequeño desde los
puntos de vista del espacio de suelo en el que va a instalarse, la
capacidad de mantenimiento y el coste. Por consiguiente, resulta
inevitable una estructura de electrodo y un aparato que pueda
generar el plasma uniforme en regiones más grandes a lo largo del
electrodo para cumplir con las peticiones.
Además, con el fin de obtener continuamente una
formación de película delgada estable usando un aparato de CVD por
plasma, es necesario llevar a cabo periódicamente la limpieza etc.
para eliminar las películas depositadas, tal como sobre la pared
interna de la cámara antes de exfoliar las películas depositadas.
Sin embargo, puesto que la densidad del plasma en la proximidad de
la parte de alimentación de energía era muy alta en el caso de la
estructura de electrodo con forma de U, una gran cantidad de la
película se depositaba sobre la pared cerca de la parte de
alimentación de energía. Esto necesitaba tratamientos de limpieza
más frecuentes.
En tales circunstancias, la presente invención
tiene como objetivo proporcionar un aparato y un procedimiento de
CVD por plasma que pueden formar películas delgadas de alta calidad
que tienen una excelente uniformidad de espesor de película sobre
sustratos más grandes. Es decir, el objetivo de esta invención es
proporcionar la estructura de electrodo y el procedimiento de
fuente de alimentación que posibilitan ampliar la región de plasma
uniforme en la dirección longitudinal del electrodo, y de ese modo,
realizar un aparato y un procedimiento de CVD por plasma que
permitan formar películas delgadas que tengan una excelente
uniformidad sobre un sustrato más grande usando un aparato del
mismo tamaño que el de la técnica anterior. Otro objeto de la
invención es proporcionar un aparato y un procedimiento de CVD por
plasma que posibiliten formar tales películas delgadas a un alto
rendimiento. Otro objeto más de la invención es proporcionar un
aparato y un procedimiento de CVD por plasma de alta productividad
suprimiendo la película depositada, tal como sobre la pared interna
del aparato, para prolongar el ciclo de limpieza.
En el proceso para lograr el fin mencionado
anteriormente, los presentes inventores han realizado diversos
exámenes del procedimiento de fuente de alimentación de energía de
alta frecuencia, estructuras de electrodo, condiciones de formación
de película y similares con el fin de ampliar la región de densidad
de plasma uniforme y han encontrado que la región de descarga se
amplía o se reduce, dependiendo del diámetro del electrodo con
forma de U y que la densidad del plasma cerca de la parte de
alimentación de energía se cambia relativamente. Además, los
experimentos usando un electrodo cuyo diámetro se varía parcialmente
mostraron que la densidad del plasma tiene una tendencia a variar a
lo largo del electrodo dependiendo del diámetro. Además, cuando el
electrodo con forma de U se cubrió con un dieléctrico, se observó
una peculiar dependencia de la distribución del espesor de la
película de la manera de cubrir. La presente invención se ha llevado
a cabo mediante el examen adicional de la homogeneidad del plasma y
la uniformidad del espesor de la película partiendo de la base de
tal información.
Es decir, un aparato de CVD por plasma puede
comprender, en una cámara de reacción, un electrodo acoplado
inductivamente en línea recta o plegado en el centro y tiene una
parte de alimentación en el primer extremo y una parte conectada a
tierra en el segundo extremo, en el que el electrodo tiene un
diámetro de 10 mm o menos al menos parcialmente entre la parte de
alimentación y la parte conectada a tierra, y por lo cual se
alimenta energía de alta frecuencia a la parte de alimentación para
establecer una onda estacionaria de una semilongitud de onda o
múltiplo de número natural de una semilongitud de onda entre la
parte de alimentación y la parte conectada a tierra o entre las
partes de alimentación y conectada a tierra y la parte
giratoria.
Por tanto, fijando la longitud de onda \lambda
de excitación de energía de alta frecuencia y la distancia L entre
la parte de alimentación y la parte conectada a tierra o entre la
parte de alimentación (y conectada a tierra) y la parte giratoria
de modo que casi se cumple la ecuación L = n \cdot \lambda/2 (n:
un número natural), el plasma puede generarse y mantenerse de
manera estable y, además, puede formarse el plasma con densidad
uniforme sobre una región definida del electrodo.
Además, a medida que el diámetro del electrodo
disminuye adicionalmente en el intervalo de menos de 10 mm, la
región de descarga luminiscente puede ampliarse en la dirección a lo
largo del electrodo con menos energía, lo que posibilita tratar con
un sustrato más grande. Además, puesto que la densidad del plasma
cerca de la parte de alimentación se vuelve relativamente baja,
disminuirá la cantidad de película depositada sobre la pared
interna cerca de la parte de alimentación. Como resultado, se
prolongará el ciclo de limpieza. Por tanto, no existe especialmente
ningún límite en el diámetro del electrodo en la medida en que sea
menor de 10 mm; sin embargo, es preferible el diámetro de 1
mm-10 mm desde el punto de vista del manejo y la
unión fácil. Además, el diámetro puede cambiarse a lo largo del
electrodo.
Hablando estrictamente, en la relación entre
longitud de onda \lambda de excitación y la distancia L, \lambda
es diferente de \lambda 0 en el vacío que se determina mediante
una frecuencia f de excitación y la velocidad c de propagación en
el vacío. Según el examen de los inventores, \lambda viene dada
por \lambda 0 para la primera aproximación, pero cambia por las
constantes dieléctricas, la configuración geométrica y similares,
del dieléctrico y el plasma que rodea al electrodo, la configuración
geométrica y similares.
Un aparato de CVD por plasma de esta invención
comprende, en una cámara de reacción, un electrodo acoplado
inductivamente que está plegado en el centro y tiene una parte de
alimentación en el primer extremo y una parte conectada a tierra en
el segundo extremo, en el que el diámetro del electrodo varía, y por
lo cual se alimenta energía de alta frecuencia a la parte de
alimentación para establecer una onda estacionaria de una
semilongitud de onda o múltiplo de número natural de una
semilongitud de onda entre la parte de alimentación y la parte
conectada a tierra o entre las partes de alimentación y conectada a
tierra y la parte giratoria.
Cuando el diámetro varía dentro de un electrodo,
la intensidad del plasma tiende a variar dependiendo del mismo. Por
tanto, puede lograrse la densidad de plasma uniforme variando
parcialmente el diámetro correspondiente a la distribución de
densidad de plasma producida cuando se usa el electrodo de diámetro
constante. Además, en este caso, se amplía la región de descarga
luminiscente y el plasma se hace uniforme fijando el diámetro del
electrodo a 10 mm o menos. Por tanto, se hace posible formar
películas delgadas que tienen una excelente uniformidad de espesor
sobre sustratos más grandes.
Un aparato de CVD por plasma según una segunda
realización de esta invención comprende, en una cámara de reacción,
un electrodo acoplado inductivamente en línea recta o plegado en el
centro y tiene una parte de alimentación en el primer extremo y una
parte conectada a tierra en el segundo extremo, en el que la
superficie del electrodo está cubierta al menos parcialmente con un
dieléctrico, y por lo cual se alimenta energía de alta frecuencia a
la parte de alimentación para establecer una onda estacionaria de
una semilongitud de onda o múltiplo de número natural de una
semilongitud de onda entre la parte de alimentación y la parte
conectada a tierra o entre las partes de alimentación y conectada a
tierra y la parte giratoria.
Cubriendo la superficie del electrodo con un
dieléctrico, puede homogeneizarse la distribución de densidad de
plasma en la dirección longitudinal del electrodo. Es decir, se
obtiene el mismo efecto que en el caso en el que se varía el
diámetro del electrodo y se hace posible formar películas delgadas
que tienen una distribución de espesor uniforme sobre un sustrato
más grande usando el aparato de la misma dimensión. Es decir, el
aparato puede hacerse compacto.
Además, es preferible variar el espesor del
dieléctrico en la dirección longitudinal del electrodo. Por ejemplo,
con el fin de suprimir la no uniformidad por la película gruesa
depositada cerca de la parte de alimentación de energía, los
dieléctricos se hacen preferiblemente gruesos cerca de la parte de
alimentación y se hacen gradualmente más delgados a lo largo del
electrodo. Con el fin de suprimir la película gruesa depositada
cerca del centro del electrodo, resulta deseable cubrir la parte
central con un dieléctrico grueso que tiene bordes cónicos cuyo
espesor disminuye hacia los extremos. De ese modo, se evita un
cambio considerable de impedancia en los bordes del dieléctrico, lo
que posibilita formar un plasma más uniforme. En cambio, el
dieléctrico puede enrollarse alrededor del electrodo para formar
una hélice. De ese modo, se aplana la distribución de densidad de
plasma en el borde del dieléctrico, y por tanto se hace más uniforme
a lo largo del electrodo.
Un aparato de CVD por plasma según una
realización preferida de esta invención comprende una pluralidad de
electrodos acoplados inductivamente que se disponen en paralelo en
un plano común. Mediante una configuración sencilla en la que una
pluralidad de electrodos se disponen en la dirección a lo ancho de
un sustrato, se posibilita formar películas delgadas uniformes
sobre el sustrato con cualquier anchura.
Aquí, es preferible alimentar la energía a los
electrodos de modo que las fases de energía suministrada a las
partes de alimentación respectivas deben tener una relación
definida. Esto se debe a que si la fase de cada electrodo no está
bajo control, la distribución del espesor de la película tiende a
hacerse no uniforme e irreproducible en la dirección a lo ancho del
sustrato. Es preferible realizar la fase en antifase entre
electrodos adyacentes. De ese modo, se mejora adicionalmente la
uniformidad del espesor de la película. Es decir, la uniformidad
del espesor de la película se mejora notablemente no sólo en la
dirección a lo ancho del sustrato sino también en la dirección
longitudinal del electrodo mediante la interacción de la energía de
alta frecuencia entre electrodos adyacentes.
Además, un aparato de CVD por plasma en una
realización preferida de esta invención se caracteriza porque los
electrodos acoplados inductivamente se disponen en una pluralidad de
capas y los sustratos se disponen sobre ambos lados de cada capa.
Mediante el uso de los electrodos acoplados inductivamente, a
diferencia del sistema de electrodos acoplados capacitivamente,
puede adoptarse el denominado "sistema de deposición de múltiples
zonas" sin propiciar la ampliación del aparato o dificultades de
mantenimiento. Por tanto, puede construirse un aparato de
deposición de película, que forma películas delgadas simultáneamente
sobre varios sustratos. Como resultado, puede mejorarse
drásticamente el rendimiento para reducir el coste de, por ejemplo,
células solares.
Un aparato de CVD por plasma según una tercera
realización de esta invención se caracteriza por una pluralidad de
electrodos acoplados inductivamente, cada uno de los cuales está
plegado en el centro y tiene una parte de alimentación en el primer
extremo y una parte conectada a tierra en el segundo extremo, que se
disponen en paralelo entre sí en una cámara de reacción, en el que
la fase de energía de alta frecuencia se realiza en antifase entre
las partes de alimentación de electrodos adyacentes, y por lo cual
se alimenta energía de alta frecuencia a las partes de alimentación
para establecer ondas estacionarias de una semilongitud de onda o
múltiplo de número natural de una semilongitud de onda entre las
partes de alimentación y las partes conectadas a tierra o entre las
partes de alimentación y conectada a tierra y las partes
giratorias.
El suministro de energía de antifase también es
eficaz cuando el electrodo no está cubierto con un dieléctrico y
puede evitar la región de película gruesa cerca del centro del
electrodo.
Un procedimiento de CVD por plasma puede
comprender disponer, en una cámara de reacción, un electrodo
acoplado inductivamente en línea recta o plegado en el centro y
tiene una parte de alimentación en el primer extremo y una parte
conectada a tierra en el segundo extremo, teniendo el electrodo un
diámetro de 10 mm o menos al menos parcialmente entre la parte de
alimentación y la parte conectada a tierra, o teniendo un diámetro
variable, y alimentar una energía de alta frecuencia a la parte de
alimentación para establecer una onda estacionaria de una
semilongitud de onda o múltiplo de número natural de una
semilongitud de onda entre la parte de alimentación y la parte
conectada a tierra o entre las partes de alimentación y conectada a
tierra y la parte giratoria para generar un plasma de gas reactivo
introducido en la cámara de reacción para formar una película
delgada que incluye al menos un elemento que constituye el gas
reactivo.
Según una cuarta realización de esta invención
se proporciona un procedimiento según la reivindicación 13.
Además, un procedimiento de CVD por plasma según
una quinta realización de esta invención comprende disponer, en una
cámara de reacción, un electrodo acoplado inductivamente que está
plegado en el centro y tiene una parte de alimentación en el primer
extremo y una parte conectada a tierra en el segundo extremo,
estando el electrodo al menos parcialmente cubierto con un
dieléctrico, y alimentar energía de alta frecuencia a la parte de
alimentación para establecer una onda estacionaria de una
semilongitud de onda o múltiplo de número natural de una
semilongitud de onda entre la parte de alimentación y la parte
conectada a tierra o entre las partes de alimentación y conectada a
tierra y la parte giratoria para generar un plasma de gas reactivo
introducido en la cámara de reacción para formar una película
delgada que incluye al menos un elemento que constituye el gas
reactivo.
Además, un procedimiento de CVD por plasma según
una sexta realización de esta invención comprende disponer una
pluralidad de electrodos acoplados inductivamente, cada uno de los
cuales está plegado en el centro y tiene una parte de alimentación
en el primer extremo y una parte conectada a tierra en el segundo
extremo, en paralelo en una cámara de deposición, y alimentar una
energía de alta frecuencia a las partes de alimentación para
establecer una onda estacionaria de una semilongitud de onda o
múltiplo de número natural de una semilongitud de onda entre las
partes de alimentación y las partes conectadas a tierra o entre las
partes de alimentación y conectada a tierra y las partes giratorias
para generar un plasma de gas reactivo introducido en la cámara de
reacción para formar una película delgada que incluye al menos un
elemento que constituye el gas reactivo, en el que la fase de la
energía de alta frecuencia se realiza en antifase entre las partes
de alimentación adyacentes de los electrodos.
La figura 1 es una vista en sección esquemática
que muestra un aparato de CVD por plasma.
La figura 2 es un ejemplo de la estructura del
electrodo acoplado inductivamente.
La figura 3 es una vista en sección esquemática
que muestra la segunda realización de un aparato de CVD por plasma
de esta invención.
La figura 4 muestra ejemplos de la forma del
dieléctrico que cubre el electrodo.
La figura 5 es una vista en sección esquemática
que muestra la tercera realización de un aparato de CVD por plasma
de esta invención.
La figura 6 una vista en sección esquemática que
muestra la cuarta realización de un aparato de CVD por plasma de
esta invención.
La figura 7 es un diagrama que muestra la
distribución del espesor de la película del primer ejemplo.
La figura 8 es un diagrama que muestra la
distribución del espesor de la película del segundo ejemplo.
En estos dibujos, el número 1 indica una cámara
de deposición; 2, un electrodo acoplado inductivamente; 3, un
dieléctrico; 4, una parte giratoria; 5, una entrada de gas; 6, un
orificio de escape; 7, una fuente de energía de alta frecuencia; 8,
un cable coaxial; 9, una parte de alimentación de energía; 10, una
parte conectada a tierra; 11, un sustrato; y 12, un soporte de
sustrato.
Las realizaciones de esta invención se
explicarán en detalle con referencia a los dibujos.
La figura 1 es una vista en sección esquemática
que muestra un aparato de CVD por plasma. En el aparato de CVD por
plasma, tal como se muestra en el dibujo, una pluralidad de
electrodos 2 acoplados inductivamente, plegados en forma de U con
un diámetro de 10 mm o menos, están colocados en una cámara 1 de
deposición que tiene una entrada 5 de gas y un orificio 6 de
escape. Un extremo del electrodo, una parte 9 de alimentación de
energía, está conectada a una fuente 7 de energía de alta frecuencia
mediante un cable 8 coaxial, y en el otro extremo, la parte 10
conectada a tierra. La parte 10 conectada a tierra está conectada a
la pared de la deposición.
Aquí, la distancia desde la parte 9 de
alimentación y la parte 10 conectada a tierra hasta la parte 4
giratoria se fija preferiblemente a casi n/2 veces (n: un número
natural) de la longitud de onda de excitación de la energía de alta
frecuencia. Mediante esta fijación, el plasma puede generarse y
mantenerse de manera estable. La parte giratoria es la parte
semicircular que tiene una curvatura en el caso del electrodo con
forma de U mostrado en la figura 1.
El electrodo acoplado inductivamente de este
aparato facilitado a modo de ejemplo mediante la figura 1 se
construye, por ejemplo, doblando un tubo o varilla conductora con un
diámetro externo de 10 mm o menos, de acero inoxidable, Al, Cu o
similar, hasta obtener la forma de U. También está disponible el
electrodo que tiene una parte giratoria con una forma rectangular.
Además, no es necesario que todo el electrodo sea conductor. Por
tanto, también está disponible la estructura en la que un aislante
se cubre con un conductor, por ejemplo. El electrodo de forma
plegada en el centro en esta invención no se limita a uno que se
construye doblando, por ejemplo, un único tubo o varilla. Es decir,
también se emplea el electrodo que tiene una estructura en la que
se unen y se fijan dos electrodos en línea recta con una placa de
metal o similar. La parte giratoria en el caso de la forma
rectangular se muestra a modo de ejemplo mediante una parte recta
entre los dos electrodos en línea recta.
En este aparato, cuando el diámetro del
electrodo es parcialmente de 10 mm o menos, entre la parte de
alimentación y la parte giratoria, el diámetro del resto del
electrodo puede ser superior a 10 mm. Por tanto, el diámetro puede
ser constante a lo largo de todo el electrodo, o puede variarse en
la dirección longitudinal; por ejemplo, el diámetro puede
aumentarse gradualmente desde la parte de alimentación hasta la
parte giratoria. No hay limitación en el límite inferior del
diámetro del electrodo. Siempre que el electrodo no se divida, puede
mantenerse la energía suministrada perdurable y la descarga estable
y puede emplearse un electrodo extremadamente delgado. Sin embargo,
se emplea preferiblemente el electrodo que tiene un diámetro de
1-10 mm desde el punto de vista del manejo y la
unión fácil.
Por ejemplo, la región de descarga luminiscente
puede ampliarse hacia el extremo (o la parte giratoria) con una
energía más pequeña haciendo que el lado de alimentación del
electrodo sea más delgado de 10 mm. En consecuencia, puede
prepararse una región de formación de película más grande, que
posibilita la deposición de película sobre un sustrato de tamaño
grande.
Además, teniendo el electrodo un diámetro más
pequeño en el lado de alimentación, la densidad del plasma cerca de
la parte de alimentación disminuye relativamente. Es decir, puesto
que la razón de densidad del plasma en la proximidad de la parte de
alimentación de energía a la región de formación de película se hace
pequeña, la energía se usa eficazmente para la formación de
película, y por tanto disminuirá la cantidad de película depositada
sobre la pared interna cerca de la parte de alimentación de energía.
Por tanto, puesto que el número de repetición de deposición de
película aumenta hasta que la película depositada sobre la pared
interna se vuelve tan gruesa que comienza a exfoliarse, el ciclo de
mantenimiento se prolonga notablemente y se mejora la productividad
global.
A continuación, se describirá aquí el
procedimiento de formación de una película delgada sobre un sustrato
usando el aparato de CVD por plasma de la figura 1.
En primer lugar, se introducen gases reactivos
para la deposición a un caudal predeterminado al interior de la
cámara 1 de deposición a través de la entrada 5 de gas, y se fija la
presión dentro de la cámara de deposición en un valor
predeterminado ajustando la válvula principal (no mostrada)
dispuesta en el orificio 6 de escape. Entonces, se suministra
energía de alta frecuencia para alimentar las partes 9 de
alimentación a partir de la fuente 7 de energía de alta frecuencia.
La frecuencia de alta frecuencia se ajusta para establecer una onda
estacionaria, dando como resultado la generación del plasma a lo
largo del electrodo 2. El plasma se amplía hacia el extremo del
electrodo (o la parte giratoria) a lo largo del electrodo 2 desde la
parte de alimentación y la parte conectada a tierra. Los gases
reactivos se descomponen y se activan por el plasma para formar una
película delgada con una excelente uniformidad del espesor de la
película sobre el sustrato 11 dispuesto en la posición orientada
hacia los electrodos 2. Aquí, la descarga eléctrica se amplía
adicionalmente hacia el extremo del electrodo con una energía más
pequeña mediante el uso del electrodo cuyo diámetro en el lado de
alimentación de energía es de 10 mm o menos. Además, cuando se
alimenta la misma energía, se obtiene una tasa de deposición
superior para el electrodo más delgado. Además, puesto que la
densidad del plasma cerca de la parte de alimentación de energía se
vuelve baja, disminuirá la cantidad de la película depositada sobre
la pared interna.
Hasta ahora se han descrito electrodos que
tienen un diámetro de 10 mm o menos en el lado de alimentación de
energía. En la realización de la reivindicación 1, también pueden
emplearse electrodos que tengan un diámetro de más de 10 mm si el
diámetro varía en la dirección longitudinal. Es decir, aunque en la
distribución del plasma se observan parcialmente no uniformidades
claras y oscuras cuando se emplea el electrodo que tiene un
diámetro constante y una forma plegada en el centro, la razón de
parte clara con respecto a oscura del plasma puede reducirse para
mejorar la uniformidad del espesor de la película variando el
diámetro, que corresponde a la posición de plasma claro y
oscuro.
Por tanto, adoptando electrodos que tienen un
diámetro variable y un diámetro de 10 mm o menos al menos
parcialmente, se obtendrán ambos efectos de expansión de región de
descarga luminiscente y homogenización del plasma. En consecuencia,
puede formarse una película delgada uniforme sobre un sustrato de
tamaño más grande.
Segunda
realización
La figura 3 es una vista en sección esquemática
que muestra la segunda realización del aparato de CVD por plasma de
esta invención. La configuración del aparato es la misma que la de
la figura 1, excepto por el electrodo 2 acoplado inductivamente. En
esta realización, la superficie del electrodo se cubre con un
dieléctrico 3 tal como Teflón.
El dieléctrico puede formarse sobre toda la
superficie del electrodo tal como se muestra en la figura 3, o
parcialmente. En cualquier caso, puede mejorarse la uniformidad del
espesor de la película. La posición y la forma del dieléctrico se
determinan según el patrón de distribución de densidad de plasma (o
la distribución del espesor de la película).
Si toda la superficie del electrodo, por
ejemplo, se cubre con un dieléctrico, se reduce el máximo en la
distribución del espesor de la película en intensidad, lo que se
considera que aparece como resultado del efecto interactivo entre
la atenuación de energía de alta frecuencia con propagación y la
onda estacionaria, y por tanto se amplía el área que tiene una
uniformidad definida de espesor de la película. Además, puede
mejorarse adicionalmente la uniformidad del espesor de la película
de la película delgada cambiando el espesor de dieléctrico en la
dirección longitudinal del electrodo.
Además, el dieléctrico puede formarse sólo en el
lado de alimentación de energía del electrodo tal como se muestra
en la figura 4 (a), en lugar de en toda la superficie del electrodo.
En esta configuración, se suprime el aumento de la densidad del
plasma en el lado de la parte de alimentación de energía, lo que
homogeniza la densidad del plasma sobre todo el electrodo para
mejorar la uniformidad del espesor de la película.
Además, si se dota al electrodo del dieléctrico
sólo en las posiciones correspondientes a la alta densidad del
plasma, puede depositarse una película más uniforme en la dirección
longitudinal del electrodo. Cuando el dieléctrico se vuelve
demasiado grueso, la densidad del plasma puede aumentar en el borde
del dieléctrico, dando como resultado el máximo del espesor de la
película en la posición del sustrato correspondiente. En este caso,
el dieléctrico tiene preferiblemente un borde cónico en la sección
transversal, tal como se muestra en la figura 4 (b). Es decir, el
espesor de dieléctrico disminuye gradualmente hacia el extremo del
dieléctrico. La uniformidad del espesor de la película se mejora
adicionalmente puesto que se evita que se genere el máximo en la
posición sobre el sustrato correspondiente al borde. El dieléctrico
puede enrollarse en espiral alrededor de la dirección longitudinal
del electrodo tal como se muestra en la figura 4 (c), lo que
promedia la densidad del plasma en la región de borde del
dieléctrico y mejora de manera similar la distribución del espesor
de la película.
El espesor del dieléctrico se determina de
manera adecuada, dependiendo de la constante dieléctrica del
material y del grado de distribución de la densidad del plasma
(distribución del espesor de la película). En el caso de, por
ejemplo, el Teflón, el espesor preferible es de 0,1 mm o más. Como
dieléctrico, se emplea cualquier material que sea estable al plasma
y al calor. Es decir, se emplean materiales orgánicos tales como
Teflón o materiales inorgánicos tales como alúmina y cuarzo. Sin
embargo, debe evitarse un material que tenga una gran pérdida de
dieléctrico.
También puede emplearse un electrodo en línea
recta en lugar del electrodo que está plegado mostrado en la figura
1. Sin embargo esto no es según la invención. En este caso, la parte
de alimentación de energía y la parte conectada a tierra se fijan a
las paredes de la cámara de deposición, orientadas la una hacia la
otra. Entonces, se fijan la distancia L entre dos partes y la
longitud de onda \lambda de excitación de modo que debe
mantenerse aproximadamente la relación de L = n \cdot \lambda/2.
Aquí, n es un número natural.
Tal como se ha mencionado en las realizaciones
primera y segunda, es posible formar películas delgadas que tengan
una excelente uniformidad de espesor sobre sustratos de área grande
adoptando cada una o una combinación de las siguientes
configuraciones de electrodo; 1) el electrodo que tiene un diámetro
de 10 mm o menos parcial o totalmente entre la parte de
alimentación de energía y la parte conectada a tierra, 2) el
electrodo que tiene un diámetro variable, y 3) el electrodo
cubierto con un dieléctrico.
Tercera
realización
La tercera realización del aparato de CVD por
plasma de esta invención se muestra en la figura 5.
Sólo se dispone un electrodo acoplado
inductivamente en la cámara de deposición del aparato de CVD
mostrado en las figuras 1 y 3. En contraposición, cuando la
película se deposita sobre un sustrato amplio, una pluralidad de
electrodos se disponen en paralelo para cubrir la anchura del
sustrato y se alimenta una energía de alta frecuencia a cada
electrodo tal como se muestra en la figura 5. Aquí, el número 12
indica un soporte de sustrato.
Resulta deseable alimentar la energía de alta
frecuencia a los electrodos de una manera tal que la fase de los
mismos se controle en las partes de alimentación respectivas. Si no
se controla la fase de cada electrodo, la distribución del espesor
de la película en la dirección a lo ancho del sustrato es propensa a
no ser uniforme o reproducible. Además, es preferible realizar
antifase (es decir, una diferencia de fase de 180 grados) entre
electrodos adyacentes. Invirtiendo la fase de alta frecuencia entre
electrodos adyacentes, puede formarse una película delgada que
tiene una característica y espesor uniformes por todo el sustrato.
Esto también es cierto para el caso en el que se emplea una
pluralidad de electrodos en línea recta en lugar de los electrodos
que tienen una configuración plegada tal como con forma de U, aunque
esto no es según la invención.
Como procedimiento para alimentar
alternativamente energía de alta frecuencia de antifase a una
pluralidad de electrodos, por ejemplo, puede agrandarse la
distancia entre la parte de alimentación y la parte giratoria (la
distancia entre la parte de alimentación y la parte conectada a
tierra para el electrodo en línea recta) del electrodo alterno por
una semilongitud de onda de la onda de alta frecuencia, y colocando
las partes de alimentación fuera de la cámara de deposición.
Alternativamente, cables coaxiales equivalentes a la semilongitud
de onda pueden añadirse a las partes de alimentación de electrodos
alternos. En cambio, también puede equiparse un desfasador a una
fuente de energía de alta frecuencia para alimentar la energía de
alta frecuencia desfasada por una semilongitud de onda a las partes
de alimentación de los electrodos adyacentes. Mediante el suministro
de energía de alta frecuencia de antifase, se mejora adicionalmente
la uniformidad del espesor de la película no sólo en la dirección a
lo ancho del sustrato sino también en la dirección longitudinal del
electrodo.
Una realización preferida del aparato de CVD por
plasma de esta invención se muestra en la figura 6.
Un aparato de CVD por plasma de esta realización
se caracteriza además por disponer la serie de electrodos, la
pluralidad de electrodos dispuestos para cubrir la anchura del
sustrato tal como se muestra en la figura 5, en una pluralidad de
capas con un intervalo predeterminado, y porque los sustratos se
disponen sobre ambos lados de cada capa. Con esta configuración, se
posibilita la formación simultánea de película sobre varios
sustratos (es decir, seis sustratos en el caso del dibujo), lo que
aumenta drásticamente el rendimiento. Además, puesto que la
distancia entre la serie de electrodos y el sustrato puede hacerse
tan pequeña como de aproximadamente 30 a 60 mm, es posible realizar
un aparato de deposición de película delgada con un alto rendimiento
por espacio de suelo del aparato.
En esta invención, se emplea preferiblemente la
fuente de energía de alta frecuencia en una banda de
30-300 MHz de VHF.
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Ahora se facilitan ejemplos para explicar esta
invención más concretamente.
Primer
ejemplo
Se dispusieron tubos o varillas rectas que
tenían diversos diámetros externos, doblados en forma de U o
plegados en forma rectangular en el aparato mostrado en la figura
5. Entonces, se generó plasma en diversas condiciones con el fin de
formar películas delgadas y de observarlas visualmente.
En el primer ejemplo, se doblaron tubos o
varillas de acero inoxidable o Cu que tenían un diámetro externo de
1, 4, 6 y 10 mm en forma de U o se plegaron en forma rectangular
para tener una distancia de 30 mm entre los centros de los tubos o
varillas y una longitud de 1570 mm. Entonces, se cubrió la
superficie del lado de alimentación de cada electrodo con tubos de
Teflón tal como se muestra en la figura 4 (a). Se dispusieron seis
electrodos para tener una distancia entre el centro de los tubos o
varillas de 30 mm en un plano común tal como se muestra en la
figura 5. Se colocó un sustrato 11 de 1200 mm x 500 mm a 40 mm de
separación de la superficie del electrodo. Las partes de
alimentación de energía de los electrodos se conectaron a los puntos
de conexión de la alimentación a través del interior de la cámara
de deposición y las partes conectadas a tierra se conectaron a la
pared interna de la cámara.
Tras la introducción de gas SiH_{4} a un
caudal de 200 sccm al interior de la cámara 1 de deposición y el
ajuste de la presión a 1 Pa, se alimentó la energía de alta
frecuencia de modo que la fase se realizó en antifase entre
electrodos adyacentes. Se ajustó la frecuencia para establecer una
onda estacionaria y se depositó una película delgada de Si sobre el
sustrato 11. La frecuencia de la energía de alta frecuencia empleada
fue de 85 MHz cuya semilongitud de onda (=1765 mm) en el vacío no
es exactamente idéntica con la distancia L (=1570 mm) entre la
parte 9 de alimentación de energía y la parte 4 giratoria. Esto se
debe a las diferencias de la constante dieléctrica en el plasma y
en el vacío. En realidad, la descarga estable se generó a esta
frecuencia.
El electrodo que tenía un diámetro externo de 1
mm se fabricó usando un hilo de Cu y Teflón de 2 mm de espesor. Se
emplearon varillas de acero inoxidable y se cubrieron con Teflón de
1 mm de espesor para fabricar electrodos que tenían diámetros
externos de 4, 6 y 10 mm. Además, se adoptó la configuración con
forma de U para los electrodos de 1 mm y 10 mm, y se adoptó la
forma plegada rectangular para los electrodos de 4 mm y 6 mm. Se
observó visiblemente la región de descarga para cada sistema de
electrodos con una variedad de energía suministrada, lo que se
muestra en la tabla 1. Además, las distribuciones del espesor de la
película se mostraron a modo de ejemplo en la figura 7, que se
midieron en la dirección longitudinal del electrodo en la parte
central del sustrato.
Como resulta evidente a partir de la tabla 1, a
medida que el electrodo se vuelve grueso, la potencia requerida
para ampliar la región de descarga hacia el extremo del electrodo se
hace superior. Es decir, se observa una tendencia a que la región
de descarga no se amplíe o a que la descarga estable no se mantenga
cuando la potencia suministrada es baja. Por el contrario, cuando
se emplea el electrodo más delgado, puede mantenerse la descarga
estable y puede ampliarse la región de descarga para aumentar el
área de deposición de película con una potencia baja. La figura 7
muestra las tasas de deposición cuando se usan electrodos que tienen
una variedad de diámetros. En la figura 7, la potencia suministrada
a cada electrodo fue de 25 W para el electrodo de 6 mm y 10 mm y la
potencia fue de 13,75 W para el electrodo de 4 mm. Como resulta
evidente a partir de la distribución del espesor de la película de
la figura 7, puede obtenerse la distribución uniforme del espesor de
la película a lo largo de un amplio intervalo usando un electrodo
que tiene un diámetro de 10 mm o menos y alimentando una potencia
predeterminada. Además, se ha encontrado que se obtiene una tasa de
deposición superior con el electrodo más delgado cuando se
suministra la misma potencia. A partir de este punto es probable que
la eficacia de la energía llegue a ser superior a medida que el
electrodo se hace más delgado.
Aunque no se muestra en la tabla 1, también se
observó que el plasma cerca de la parte de alimentación de energía
se hace menos brillante y próximo al brillo del plasma en la región
de deposición de película a medida que el electrodo se hace más
delgado. Esto está de acuerdo con la distribución del espesor de la
película en la figura 7, en la que la tasa de deposición aumenta
considerablemente hacia la parte de alimentación de energía (la
posición fuera del extremo izquierdo del diagrama) cuando el
electrodo es grueso, mientras disminuye el grado creciente de tasa
deposición a medida que el electrodo se hace más delgado.
\vskip1.000000\baselineskip
La distribución del espesor de la película se
cambia cubriendo el electrodo con dieléctrico y mediante el
procedimiento de fuente de alimentación, que se describirá en este
ejemplo.
La formación de película de Si se realizó sobre
sustratos de vidrio usando el aparato de CVD por plasma mostrado en
la figura 5. Se dobló un tubo de acero inoxidable que tenía un
diámetro de 10 mm en forma de U para tener una distancia de 30 mm
entre los centros de los tubos y una longitud de 1570 mm, y toda la
superficie se cubrió entonces con un tubo de Teflón de 1 mm de
espesor. Se dispusieron seis electrodos para tener una distancia
entre el centro de los tubos de 30 mm en un plano común tal como se
muestra en la figura 5. Se colocó un sustrato 11 de 1200 mm x 500
mm a 40 mm de separación de la superficie del electrodo.
Tras la introducción de gas SiH_{4} a un
caudal de 200 sccm al interior de la cámara 1 de deposición y el
ajuste de la presión a 1 Pa, se alimentó la energía de alta
frecuencia de 25 W a cada electrodo para generar plasma. La
frecuencia se ajustó para establecer una onda estacionaria y para
formar una película delgada de Si sobre el sustrato 11. Aquí, la
fase se realizó en fase o en antifase entre electrodos adyacentes.
Otras condiciones fueron las mismas que las del ejemplo 1.
Las distribuciones del espesor de la película se
midieron en la dirección longitudinal del electrodo a lo largo de
la parte central del sustrato, que se muestran en la figura 8.
También se llevaron a cabo formaciones de película usando
electrodos que no se cubrieron con dieléctrico para comparación.
También se muestran en la figura 8.
El procedimiento de suministro de alta
frecuencia y la configuración del electrodo mostrados en el diagrama
son tal como sigue; (a) en fase sin dieléctrico, (b) en antifase
sin dieléctrico, (c) en fase con Teflón y (d) en antifase con
Teflón. El eje horizontal indica la posición sobre el sustrato en la
dirección longitudinal y el eje vertical indica el espesor de la
película normalizado.
Como resulta evidente a partir de la figura 8,
mediante el uso de electrodos cubiertos con Teflón, desaparece el
máximo cerca de la posición de sustrato de 800 mm que apareció como
resultado del efecto interactivo de la atenuación y una onda
estacionaria de alta frecuencia, mejorando notablemente la
uniformidad del espesor de la película. Además, alimentando energía
de alta frecuencia en antifase a los electrodos adyacentes, se
mejora adicionalmente la uniformidad del espesor de la película.
Por tanto, cubriendo uniformemente todo el
electrodo con Teflón de 1 mm de espesor y suministrando energía de
alta frecuencia en antifase, se mejora enormemente la distribución
del espesor de la película en comparación con la técnica anterior.
Además, se posibilita formar una película delgada más uniforme
incluso sobre un sustrato de tamaño grande que tiene un tamaño de
1200 mm o más variando el espesor de dieléctrico en la dirección
longitudinal del electrodo, o cubriendo parcialmente el electrodo
con un dieléctrico.
Tal como se menciona en los ejemplos, se
posibilita ampliar adicionalmente una región de plasma uniforme
mediante el uso de un electrodo que tiene un diámetro de 10 mm o
menos, doblado en forma de U o plegado en forma rectangular o
mediante el uso de un electrodo cubierto con un dieléctrico. También
se posibilita reducir la deposición de película sobre la pared
interna de la cámara cerca de las partes de alimentación de energía,
lo que puede prolongar el ciclo de mantenimiento y mejorar la
productividad.
La región de descarga eléctrica puede ampliarse
en la dirección longitudinal del electrodo para formar películas
delgadas sobre un sustrato más grande mediante un procedimiento de
CVD por plasma de esta invención; es decir, suministrando energía
de alta frecuencia sobre un electrodo acoplado inductivamente que
tiene un diámetro de 10 mm o menos parcial o totalmente entre la
parte de alimentación de energía y la parte conectada a tierra y
generando el plasma de modo que se establece una onda estacionaria.
El plasma se mantiene con una energía más pequeña empleando un
electrodo más delgado. Cuando se suministra la misma energía, se
obtiene una tasa de deposición superior con electrodos más
delgados. Además, puesto que puede reducirse la densidad del plasma
cerca de la parte de alimentación de energía mediante el uso de
electrodos más delgados, se disminuye la deposición de película
sobre la pared interna del aparato cerca de las partes de
alimentación de energía, lo que disminuye enormemente la frecuencia
de limpieza.
Además, variando el diámetro del electrodo o
cubriendo el electrodo con un dieléctrico, puede ajustarse
parcialmente la distribución de densidad de plasma en la dirección
longitudinal del electrodo, lo que posibilita formar películas
delgadas con una excelente uniformidad de espesor de la
película.
También se posibilita mejorar adicionalmente la
uniformidad del espesor de la película disponiendo una pluralidad
de electrodos acoplados inductivamente y suministrando
alternativamente energía de alta frecuencia en antifase.
Por tanto, es posible realizar un aparato de CVD
por plasma que requiere baja frecuencia de limpieza y que puede
formar películas delgadas que tienen una excelente uniformidad de
espesor sobre un sustrato de área grande.
La disposición de electrodos acoplados
inductivamente de esta invención en una pluralidad de capas, con
sustratos sobre ambos lados de cada capa puede proporcionar un
aparato y un procedimiento de CVD por plasma de un alto
rendimiento.
Claims (19)
1. Aparato de CVD por plasma que comprende:
(a) una cámara (1) de reacción en la que se
dispone un electrodo (2) acoplado inductivamente que está plegado
en su centro, teniendo el electrodo una parte (9) de alimentación de
energía en el primer extremo, una parte (4) giratoria en su centro
y una parte (10) de conexión a tierra en el segundo extremo, siendo
variable el diámetro de dicho electrodo, y
(b) una fuente (7) de energía de alta frecuencia
para alimentar una energía de alta frecuencia a dicha parte de
alimentación, estando configurada dicha fuente de energía de alta
frecuencia para establecer una onda estacionaria de una
semilongitud de onda o múltiplo de número natural de una
semilongitud de onda entre dichas partes de alimentación y
conectada a tierra y dicha parte giratoria.
2. Aparato de CVD por plasma según la
reivindicación 1, en el que dicho electrodo acoplado inductivamente
está parcial o enteramente cubierto con un dieléctrico (3).
3. Aparato de CVD por plasma que comprende:
(a) una cámara (1) de reacción en la que se
dispone un electrodo (2) acoplado inductivamente que está plegado
en su centro, teniendo el electrodo una parte (9) de alimentación de
energía en el primer extremo, una parte (4) giratoria en su centro
y una parte (10) de conexión a tierra en el segundo extremo, estando
dicho electrodo parcial o enteramente cubierto con un dieléctrico
(3), y
(b) una fuente (7) de energía de alta frecuencia
para alimentar una energía de alta frecuencia a dicha parte de
alimentación, estando configurada dicha fuente de energía de alta
frecuencia para establecer una onda estacionaria de una
semilongitud de onda o múltiplo de número natural de una
semilongitud de onda entre dichas partes de alimentación y
conectada a tierra y dicha parte giratoria.
4. Aparato de CVD por plasma según la
reivindicación 2 ó 3, en el que el espesor de dicho dieléctrico
varía en la dirección longitudinal del electrodo.
5. Aparato de CVD por plasma según la
reivindicación 2 ó 3, en el que el borde de dicho dieléctrico es
cónico en la sección transversal.
6. Aparato de CVD por plasma según una de las
reivindicaciones 2 a 5, en el que dicho dieléctrico se forma en
espiral alrededor de la dirección longitudinal del electrodo.
7. Aparato de CVD por plasma según una de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que dicha alta frecuencia es de 60
MHz o superior.
8. Aparato de CVD por plasma según una de las
reivindicaciones 1 a 7, en el que una pluralidad de dichos
electrodos acoplados inductivamente se disponen en paralelo en un
plano común.
9. Aparato de CVD por plasma según la
reivindicación 8, en el que se alimenta energía de alta frecuencia
de modo que la fase tiene una relación definida entre dicha
pluralidad de electrodos acoplados inductivamente.
10. Aparato de CVD por plasma según la
reivindicación 9, en el que se alimenta energía de alta frecuencia
de modo que la fase se realiza en antifase entre las partes de
alimentación adyacentes de dicha pluralidad de electrodos acoplados
inductivamente.
11. Aparato de CVD por plasma que comprende:
(a) una cámara (1) de reacción en la que se
disponen una pluralidad de electrodos (2) acoplados inductivamente
que están plegados en su centro, teniendo cada electrodo una parte
(9) de alimentación de energía en el primer extremo, una parte (4)
giratoria en su centro y una parte (10) de conexión a tierra en el
segundo extremo, y
(b) una fuente (7) de energía de alta frecuencia
para alimentar una energía de alta frecuencia a dichas partes de
alimentación, estando configurada dicha fuente de energía de alta
frecuencia para establecer una onda estacionaria de una
semilongitud de onda o múltiplo de número natural de una
semilongitud de onda entre dichas partes de alimentación y
conectada a tierra y dicha parte giratoria, y
(c) un medio para controlar una fase de la
energía de alta frecuencia de manera que la fase de energía de alta
frecuencia se realiza en antifase entre las partes de alimentación
de electrodos adyacentes.
12. Aparato de CVD por plasma según una de las
reivindicaciones 8 a 11, en el que dichos electrodos acoplados
inductivamente se disponen en una pluralidad de capas y los
sustratos se disponen sobre ambos lados de cada capa.
13. Procedimiento de CVD por plasma que
comprende:
(a) disponer en una cámara de reacción un
electrodo acoplado inductivamente que está plegado en su centro,
teniendo el electrodo (2) una parte (9) de alimentación de energía
en el primer extremo, una parte (4) giratoria en su centro y una
parte (10) de conexión a tierra en el segundo extremo, siendo
variable el diámetro de dicho electrodo,
(b) introducir en la cámara de reacción un gas
reactivo, y
(c) alimentar una energía de alta frecuencia a
la parte de alimentación para establecer una onda estacionaria de
una semilongitud de onda o múltiplo de número natural de una
semilongitud de onda entre dichas partes de alimentación y
conectada a tierra y dicha parte giratoria para generar un plasma
para formar una película delgada sobre un sustrato dispuesto para
orientarse hacia dicho electrodo.
14. Procedimiento de CVD por plasma según la
reivindicación 13, en el que dicho electrodo acoplado inductivamente
está parcial o enteramente cubierto con un dieléctrico (3).
15. Procedimiento de CVD por plasma que
comprende:
(a) disponer en una cámara de reacción un
electrodo acoplado inductivamente que está plegado en su centro,
teniendo el electrodo (2) una parte (9) de alimentación de energía
en el primer extremo, una parte (4) giratoria en su centro y una
parte (10) de conexión a tierra en el segundo extremo, estando dicho
electrodo parcial o enteramente cubierto con un dieléctrico
(3),
(b) introducir en la cámara de reacción un gas
reactivo, y
(c) alimentar una energía de alta frecuencia a
la parte de alimentación para establecer una onda estacionaria de
una semilongitud de onda o múltiplo de número natural de una
semilongitud de onda entre dichas partes de alimentación y
conectada a tierra y dicha parte giratoria para generar un plasma
para formar una película delgada sobre un sustrato dispuesto para
orientarse hacia dicho electrodo.
16. Procedimiento de CVD por plasma según una de
las reivindicaciones 13 a 15, en el que una pluralidad de dichos
electrodos acoplados inductivamente se disponen en paralelo en un
plano común y se alimenta energía de alta frecuencia de modo que la
fase tiene una relación definida entre dicha pluralidad de
electrodos acoplados inductivamente.
17. Procedimiento de CVD por plasma según la
reivindicación 16, en el que se alimenta energía de alta frecuencia
de modo que la fase se realiza en antifase entre las partes de
alimentación adyacentes de dicha pluralidad de electrodos acoplados
inductivamente.
18. Procedimiento de CVD por plasma que
comprende:
(a) disponer una pluralidad de electrodos
acoplados inductivamente que están plegados en el centro en paralelo
en una cámara de reacción, teniendo cada electrodo (2) una parte
(9) de alimentación de energía en el primer extremo, una parte (4)
giratoria en su centro y una parte (10) de conexión a tierra en el
segundo extremo,
(b) introducir en la cámara de reacción un gas
reactivo, y
(c) alimentar una energía de alta frecuencia a
la parte de alimentación para establecer una onda estacionaria de
una semilongitud de onda o múltiplo de número natural de una
semilongitud de onda entre dichas partes de alimentación y conexión
a tierra y dicha parte giratoria y realizar la fase de la energía de
alta frecuencia en antifase entre las partes de alimentación
adyacentes para generar un plasma para formar una película delgada
sobre un sustrato dispuesto para orientarse hacia dichos
electrodos.
19. Aparato de CVD por plasma según una de las
reivindicaciones 13 a 18, en el que dichos electrodos acoplados
inductivamente se disponen en una pluralidad de capas y se disponen
sustratos sobre ambos lados de cada capa.
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- 2011-07-08 JP JP2011151674A patent/JP5287944B2/ja not_active Expired - Lifetime
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