JP2003197398A - 整合回路およびプラズマ処理装置 - Google Patents
整合回路およびプラズマ処理装置Info
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- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 整合可能範囲が広く、負荷の状態の変化に対
して整合状態を安定させる。 【解決手段】 整合回路３０の入力端子３１に第１可変
リアクタンス素子３２の一端を接続し、該第１可変リア
クタンス素子３２の他端を直列に接続された第１固定リ
アクタンス素子３３ａと第２固定リアクタンス素子３３
ｂの間に接続し、第１固定リアクタンス素子３３ａを接
地し、第２固定リアクタンス素子３３ｂを第２可変リア
クタンス素子３６の一端に接続するとともに、ストリッ
プ線路３７の一端に接続し、第２可変リアクタンス素子
３６の他端を接地し、ストリップ線路３７の他端を出力
端子３８に接続する。
して整合状態を安定させる。 【解決手段】 整合回路３０の入力端子３１に第１可変
リアクタンス素子３２の一端を接続し、該第１可変リア
クタンス素子３２の他端を直列に接続された第１固定リ
アクタンス素子３３ａと第２固定リアクタンス素子３３
ｂの間に接続し、第１固定リアクタンス素子３３ａを接
地し、第２固定リアクタンス素子３３ｂを第２可変リア
クタンス素子３６の一端に接続するとともに、ストリッ
プ線路３７の一端に接続し、第２可変リアクタンス素子
３６の他端を接地し、ストリップ線路３７の他端を出力
端子３８に接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体、液晶等の
電子デバイスやマイクロマシンの製造に使用される整合
回路およびプラズマ処理装置に関する。
電子デバイスやマイクロマシンの製造に使用される整合
回路およびプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体、液晶等の電子デバイスやマイク
ロマシンの製造において、プラズマ処理による薄膜加工
技術が使用されている。図４は、典型的なプラズマ処理
装置を示す。真空容器１の側壁にはガス供給装置２が設
けられ、該ガス供給装置２により所定のガスを内部に供
給しつつ、底壁に設けた排気口３を通してターボ分子ポ
ンプ４により排気が行われ、真空容器１内は所定の圧力
に保持される。排気口３の上方には真空容器１を所定の
圧力に制御する調圧弁５が昇降可能に設けられている。
真空容器１内には、プラズマ処理する基板６が載置され
る基板電極７が４本の支柱８を介して固定され、該基板
電極７には基板電極用高周波電源９から周波数５００Ｋ
Ｈｚの高周波電力が供給される。真空容器１内には、特
に基板電極７の周囲に、インナチャンバ１０が設けら
れ、プラズマ処理によって真空容器１の内壁面が汚れる
のを防止している。
ロマシンの製造において、プラズマ処理による薄膜加工
技術が使用されている。図４は、典型的なプラズマ処理
装置を示す。真空容器１の側壁にはガス供給装置２が設
けられ、該ガス供給装置２により所定のガスを内部に供
給しつつ、底壁に設けた排気口３を通してターボ分子ポ
ンプ４により排気が行われ、真空容器１内は所定の圧力
に保持される。排気口３の上方には真空容器１を所定の
圧力に制御する調圧弁５が昇降可能に設けられている。
真空容器１内には、プラズマ処理する基板６が載置され
る基板電極７が４本の支柱８を介して固定され、該基板
電極７には基板電極用高周波電源９から周波数５００Ｋ
Ｈｚの高周波電力が供給される。真空容器１内には、特
に基板電極７の周囲に、インナチャンバ１０が設けら
れ、プラズマ処理によって真空容器１の内壁面が汚れる
のを防止している。
【０００３】また、真空容器１の上壁内面には、円板状
のアンテナ１１が、基板電極７と対向するように、誘電
板１２を介して固定されている。アンテナ１１の下面は
カバー１３によって覆われている。アンテナ１１の周囲
には、導体リング１４が誘電体リング１５を介して真空
容器１の上壁内面に固定されている。これにより、導体
リング１４および誘電体リング１５と、アンテナ１１お
よび誘電板１２との間に、環状のプラズマトラップ１６
が設けられている。アンテナ１１には、給電棒１７が誘
電板１２および真空容器１の上壁を貫通して設けられ、
該給電棒１７にはアンテナ用高周波電源１８から同軸管
１９により整合回路２０を介して周波数ｆ＝１００ＭＨ
ｚの高周波電力が供給される。
のアンテナ１１が、基板電極７と対向するように、誘電
板１２を介して固定されている。アンテナ１１の下面は
カバー１３によって覆われている。アンテナ１１の周囲
には、導体リング１４が誘電体リング１５を介して真空
容器１の上壁内面に固定されている。これにより、導体
リング１４および誘電体リング１５と、アンテナ１１お
よび誘電板１２との間に、環状のプラズマトラップ１６
が設けられている。アンテナ１１には、給電棒１７が誘
電板１２および真空容器１の上壁を貫通して設けられ、
該給電棒１７にはアンテナ用高周波電源１８から同軸管
１９により整合回路２０を介して周波数ｆ＝１００ＭＨ
ｚの高周波電力が供給される。
【０００４】真空容器１を排気し所定の圧力下で所定の
ガスを封入した状態で、基板電極７とアンテナ１１に高
周波電力を供給すると、真空容器１内にプラズマが発生
し、基板電極７上の基板６にプラズマ処理が行われる。
ガスを封入した状態で、基板電極７とアンテナ１１に高
周波電力を供給すると、真空容器１内にプラズマが発生
し、基板電極７上の基板６にプラズマ処理が行われる。
【０００５】整合回路２０は、アンテナ１１のインピー
ダンスを同軸線路としての同軸管１９の特性インピーダ
ンスに整合させて、電力損失を低減するためのもので、
図５に示す回路で構成されている。すなわち、同軸管１
９が接続される入力端子２１には、第１可変リアクタン
ス素子としての第１可変コンデンサ２２の一端が、イン
ダクタンスとして作用する銅板２３を介して接続され、
当該第１可変コンデンサ２２の他端は筐体２４を介して
接地されている。また、第２可変リアクタンス素子とし
ての第２可変コンデンサ２５の一端が、インダクタンス
として作用する銅板２６を介して入力端子２１に接続さ
れ、当該第２可変コンデンサ２５の他端はアンテナ１１
が接続される整合回路２０の出力端子２７に接続されて
いる。
ダンスを同軸線路としての同軸管１９の特性インピーダ
ンスに整合させて、電力損失を低減するためのもので、
図５に示す回路で構成されている。すなわち、同軸管１
９が接続される入力端子２１には、第１可変リアクタン
ス素子としての第１可変コンデンサ２２の一端が、イン
ダクタンスとして作用する銅板２３を介して接続され、
当該第１可変コンデンサ２２の他端は筐体２４を介して
接地されている。また、第２可変リアクタンス素子とし
ての第２可変コンデンサ２５の一端が、インダクタンス
として作用する銅板２６を介して入力端子２１に接続さ
れ、当該第２可変コンデンサ２５の他端はアンテナ１１
が接続される整合回路２０の出力端子２７に接続されて
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プラズマ処理装置の整合回路２０は、整合可能範囲が狭
く、ガスの種類や流量、真空容器内の圧力、高周波電力
等の放電条件を変えても、限られた放電条件においてし
か整合が確保できなかった。また、プラズマ処理の途中
で、ガス種、ガス流量、圧力、高周波電力のいずれかを
変化させた場合、その変化前後のアンテナ１１のインピ
ーダンスの変化が大きいと、整合状態に達するまで５〜
１０秒程度を要することがあり、アンテナ１１のインピ
ーダンスの変化が大きすぎるときには、整合状態を確保
できないことがあった。さらに、アンテナ１１に印加す
る高周波電力の周波数が高くなると、整合回路２０の第
１可変リアクタンス素子２２と第２可変リアクタンス素
子２５に過大な電流が流れ、特に第２可変リアクタンス
素子２５の端子間に過大電圧が発生する結果、局部的に
温度上昇したり、整合状態が不安定になるという問題が
あった。
プラズマ処理装置の整合回路２０は、整合可能範囲が狭
く、ガスの種類や流量、真空容器内の圧力、高周波電力
等の放電条件を変えても、限られた放電条件においてし
か整合が確保できなかった。また、プラズマ処理の途中
で、ガス種、ガス流量、圧力、高周波電力のいずれかを
変化させた場合、その変化前後のアンテナ１１のインピ
ーダンスの変化が大きいと、整合状態に達するまで５〜
１０秒程度を要することがあり、アンテナ１１のインピ
ーダンスの変化が大きすぎるときには、整合状態を確保
できないことがあった。さらに、アンテナ１１に印加す
る高周波電力の周波数が高くなると、整合回路２０の第
１可変リアクタンス素子２２と第２可変リアクタンス素
子２５に過大な電流が流れ、特に第２可変リアクタンス
素子２５の端子間に過大電圧が発生する結果、局部的に
温度上昇したり、整合状態が不安定になるという問題が
あった。
【０００７】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、整合可能範囲が広く、負荷の状態の変化に対し
て整合状態が安定した整合回路およびプラズマ処理装置
を提供することを課題とする。
もので、整合可能範囲が広く、負荷の状態の変化に対し
て整合状態が安定した整合回路およびプラズマ処理装置
を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段として、本発明の整合回路は、入力端子に第１可
変リアクタンス素子の一端を接続し、該第１可変リアク
タンス素子の他端を直列に接続された第１固定リアクタ
ンス素子と第２固定リアクタンス素子の間に接続し、前
記第１固定リアクタンス素子を接地し、前記第２固定リ
アクタンス素子を第２可変リアクタンス素子の一端に接
続するとともに、ストリップ線路の一端に接続し、前記
第２可変リアクタンス素子の他端を接地し、前記ストリ
ップ線路の他端を出力端子に接続した。
の手段として、本発明の整合回路は、入力端子に第１可
変リアクタンス素子の一端を接続し、該第１可変リアク
タンス素子の他端を直列に接続された第１固定リアクタ
ンス素子と第２固定リアクタンス素子の間に接続し、前
記第１固定リアクタンス素子を接地し、前記第２固定リ
アクタンス素子を第２可変リアクタンス素子の一端に接
続するとともに、ストリップ線路の一端に接続し、前記
第２可変リアクタンス素子の他端を接地し、前記ストリ
ップ線路の他端を出力端子に接続した。
【０００９】前記入力端子に印加する高周波電力の波長
をλ（ｍ）としたとき、前記出力端子から該出力端子に
接続されるアンテナまでの長さＤ１（ｍ）と前記ストリ
ップ線路の長さＤ２（ｍ）との合計Ｄ１＋Ｄ２は、
をλ（ｍ）としたとき、前記出力端子から該出力端子に
接続されるアンテナまでの長さＤ１（ｍ）と前記ストリ
ップ線路の長さＤ２（ｍ）との合計Ｄ１＋Ｄ２は、
【数４】
を満たすことが好ましい。
【００１０】前記Ｄ１＋Ｄ２は、
【数５】
を満たすことがさらに好ましい。
【００１１】前記第１可変リアクタンス素子と第２可変
リアクタンス素子は、可変コンデンサとすることができ
る。前記第１固定リアクタンス素子と前記第２固定リア
クタンス素子とは、それぞれコイルであり、各コイルを
直列に接続した１つの固定コイルであることが好まし
い。前記第１固定リアクタンス素子と第２固定リアクタ
ンス素子は、それぞれ可変リアクタンス素子に置き換え
ることができる。
リアクタンス素子は、可変コンデンサとすることができ
る。前記第１固定リアクタンス素子と前記第２固定リア
クタンス素子とは、それぞれコイルであり、各コイルを
直列に接続した１つの固定コイルであることが好まし
い。前記第１固定リアクタンス素子と第２固定リアクタ
ンス素子は、それぞれ可変リアクタンス素子に置き換え
ることができる。
【００１２】前記課題を解決するための手段として、本
発明のプラズマ処理装置は、真空容器と、該真空容器内
にガスを供給するガス供給装置と、前記真空容器内を排
気する排気装置と、前記真空容器内に設けられ処理する
基板を載置する基板電極と、該基板電極に高周波電力を
供給する基板電極用高周波電源と、前記基板電極に対向
して配置されたアンテナと、該アンテナに高周波電力を
供給するアンテナ用高周波電源と、前記アンテナと前記
アンテナ用高周波電源との間に配置された整合回路から
なり、該整合回路は、前記アンテナ用高周波電源が接続
される入力端子に第１可変リアクタンス素子の一端を接
続し、該第１可変リアクタンス素子の他端を直列に接続
された第１固定リアクタンス素子と第２固定リアクタン
ス素子の間に接続し、前記第１固定リアクタンス素子を
接地し、前記第２固定リアクタンス素子を第２可変リア
クタンス素子の一端に接続するとともにストリップ線路
の一端に接続し、前記第２可変リアクタンス素子の他端
を接地し、前記ストリップ線路の他端を前記アンテナが
接続される出力端子に接続した。
発明のプラズマ処理装置は、真空容器と、該真空容器内
にガスを供給するガス供給装置と、前記真空容器内を排
気する排気装置と、前記真空容器内に設けられ処理する
基板を載置する基板電極と、該基板電極に高周波電力を
供給する基板電極用高周波電源と、前記基板電極に対向
して配置されたアンテナと、該アンテナに高周波電力を
供給するアンテナ用高周波電源と、前記アンテナと前記
アンテナ用高周波電源との間に配置された整合回路から
なり、該整合回路は、前記アンテナ用高周波電源が接続
される入力端子に第１可変リアクタンス素子の一端を接
続し、該第１可変リアクタンス素子の他端を直列に接続
された第１固定リアクタンス素子と第２固定リアクタン
ス素子の間に接続し、前記第１固定リアクタンス素子を
接地し、前記第２固定リアクタンス素子を第２可変リア
クタンス素子の一端に接続するとともにストリップ線路
の一端に接続し、前記第２可変リアクタンス素子の他端
を接地し、前記ストリップ線路の他端を前記アンテナが
接続される出力端子に接続した。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。
図面に従って説明する。
【００１４】図１は、本発明にかかる整合回路３０を示
す。この整合回路３０が使用されるプラズマ処理装置
は、図４に示す典型的なプラズマ処理装置と同一である
ので、その説明および図示を省略する。
す。この整合回路３０が使用されるプラズマ処理装置
は、図４に示す典型的なプラズマ処理装置と同一である
ので、その説明および図示を省略する。
【００１５】この整合回路３０は、プラズマ処理装置の
アンテナ１１のインピーダンスを、同軸管１９およびア
ンテナ用高周波電源１８の特性インピーダンスに整合さ
せるためのものである。アンテナ用高周波電源１８から
の同軸管１９が接続される入力端子３１には、第１可変
リアクタンス素子としての第１可変コンデンサ３２の一
端が接続されている。第１可変コンデンサ３２の他端
は、固定コイル３３のタップ３４に接続されている、固
定コイル３３は、タップ３４を境にして、第１固定リア
クタンス素子３３ａと第２固定リアクタンス素子３３ｂ
とで構成されている。固定コイル３３のタップ３４は、
整合回路３０の入力端子３１からみた入力インピーダン
スが５０Ωとなるように、適切な位置に調整されてい
る。固定コイル３３の第１固定リアクタンス素子３３ａ
側の一端は、筐体３５に接続されて接地されている。第
２固定リアクタンス３３ｂ側の他端は、第２可変リアク
タンス素子としての第２可変コンデンサ３６の一端に接
続されるとともに、ストリップ線路３７の一端に接続さ
れている。第２可変コンデンサ３６の他端は、筐体３５
に接続されて接地されている。ストリップ線路３７の他
端は、アンテナ１１に接続される整合回路３０の出力端
子３８に接続されている。ストリップ線路３７は、筐体
３５に沿って配置され、当該筐体３５と平行平板を形成
するようになっている。図２はこの整合回路３０を立体
的に示すものである。
アンテナ１１のインピーダンスを、同軸管１９およびア
ンテナ用高周波電源１８の特性インピーダンスに整合さ
せるためのものである。アンテナ用高周波電源１８から
の同軸管１９が接続される入力端子３１には、第１可変
リアクタンス素子としての第１可変コンデンサ３２の一
端が接続されている。第１可変コンデンサ３２の他端
は、固定コイル３３のタップ３４に接続されている、固
定コイル３３は、タップ３４を境にして、第１固定リア
クタンス素子３３ａと第２固定リアクタンス素子３３ｂ
とで構成されている。固定コイル３３のタップ３４は、
整合回路３０の入力端子３１からみた入力インピーダン
スが５０Ωとなるように、適切な位置に調整されてい
る。固定コイル３３の第１固定リアクタンス素子３３ａ
側の一端は、筐体３５に接続されて接地されている。第
２固定リアクタンス３３ｂ側の他端は、第２可変リアク
タンス素子としての第２可変コンデンサ３６の一端に接
続されるとともに、ストリップ線路３７の一端に接続さ
れている。第２可変コンデンサ３６の他端は、筐体３５
に接続されて接地されている。ストリップ線路３７の他
端は、アンテナ１１に接続される整合回路３０の出力端
子３８に接続されている。ストリップ線路３７は、筐体
３５に沿って配置され、当該筐体３５と平行平板を形成
するようになっている。図２はこの整合回路３０を立体
的に示すものである。
【００１６】入力端子３１と第１可変コンデンサ３２の
間には、アンテナ用高周波電源１８からの高周波の進行
波と反射波を検出する検出器３９が設けられ、該検出器
３９で検出された高周波の進行波と反射波は制御装置４
０に入力され、該制御装置４０は、検出器３９で検出さ
れた高周波の反射波がゼロになるように、第１可変コン
デンサ３２と第２可変コンデンサ３６を制御するように
なっている。
間には、アンテナ用高周波電源１８からの高周波の進行
波と反射波を検出する検出器３９が設けられ、該検出器
３９で検出された高周波の進行波と反射波は制御装置４
０に入力され、該制御装置４０は、検出器３９で検出さ
れた高周波の反射波がゼロになるように、第１可変コン
デンサ３２と第２可変コンデンサ３６を制御するように
なっている。
【００１７】本実施形態では、第１可変コンデンサ３２
の容量は、Ｃ１＝１０〜６０ｐＦ、第２可変コンデンサ
３６の容量はＣ２＝１０〜６０９ｐＦ、固定コイル３３
のインダクタンスはＬ＝１．３μＨ、ストリップ線路３
７の長さはＤ２＝３２０ｍｍ、整合回路３０の出力端子
３８からアンテナ１１までの長さはＤ１＝１１８ｍｍで
あり、整合回路３０の出力端子３８からアンテナ１１ま
での長さＤ１とストリップ線路３７の長さＤ２の合計
は、Ｄ＝Ｄ１＋Ｄ２＝４３８ｍｍである。
の容量は、Ｃ１＝１０〜６０ｐＦ、第２可変コンデンサ
３６の容量はＣ２＝１０〜６０９ｐＦ、固定コイル３３
のインダクタンスはＬ＝１．３μＨ、ストリップ線路３
７の長さはＤ２＝３２０ｍｍ、整合回路３０の出力端子
３８からアンテナ１１までの長さはＤ１＝１１８ｍｍで
あり、整合回路３０の出力端子３８からアンテナ１１ま
での長さＤ１とストリップ線路３７の長さＤ２の合計
は、Ｄ＝Ｄ１＋Ｄ２＝４３８ｍｍである。
【００１８】前記整合回路３０からみたプラズマのイン
ピーダンスは概ね５Ω以下、本実施形態では概ね１Ωで
あり、負荷端を短絡した状態に近い。短絡端に特性イン
ピーダンスＺ０のストリップ線路３７を介して高周波を
印加すると、図３に示すように、短絡点を節とする定在
波が発生する。このとき、負荷端からλ／４長離れたと
ころから負荷側をみたインピーダンスＺｉｎは無限大に
なる。したがって、負荷端からλ／４長離れたところか
ら高周波電力を印加すると、負荷端で電流が最大、印加
端で電流が最小になる。
ピーダンスは概ね５Ω以下、本実施形態では概ね１Ωで
あり、負荷端を短絡した状態に近い。短絡端に特性イン
ピーダンスＺ０のストリップ線路３７を介して高周波を
印加すると、図３に示すように、短絡点を節とする定在
波が発生する。このとき、負荷端からλ／４長離れたと
ころから負荷側をみたインピーダンスＺｉｎは無限大に
なる。したがって、負荷端からλ／４長離れたところか
ら高周波電力を印加すると、負荷端で電流が最大、印加
端で電流が最小になる。
【００１９】しかしながら、インピーダンスＺｉｎが無
限大では、高周波電源１８とのインピーダンス整合がで
きない。そこで、負荷端から次式で示す長さだけ離れた
ところに、ストリップ線路３７を除く整合回路３０の構
成部品を配置する。すなわち、整合回路３０の出力端子
３８からアンテナ１１までの長さＤ１とストリップ線路
３７の長さＤ２の合計Ｄ＝Ｄ１＋Ｄ２を次式の範囲に定
める。
限大では、高周波電源１８とのインピーダンス整合がで
きない。そこで、負荷端から次式で示す長さだけ離れた
ところに、ストリップ線路３７を除く整合回路３０の構
成部品を配置する。すなわち、整合回路３０の出力端子
３８からアンテナ１１までの長さＤ１とストリップ線路
３７の長さＤ２の合計Ｄ＝Ｄ１＋Ｄ２を次式の範囲に定
める。
【数６】
【００２０】前記Ｄ１＋Ｄ２の好ましい範囲は、次式の
通りである。
通りである。
【数７】
【００２１】前述のように、ストリップ線路３７を設
け、Ｄ１＋Ｄ２を前記範囲に定めることで、第２可変リ
アクタンス３６に流れる電流が少なくなり、局部的な温
度上昇を抑制できる。そして、整合回路３０からみた負
荷インピーダンスは、ストリップ線路３７の長さが支配
的になり、ガス種、ガス流量、圧力、高周波電力などの
放電条件を変えたときのアンテナ１１のインピーダンス
変化に影響を受けず、整合可能範囲が広くなり、整合状
態が安定する。
け、Ｄ１＋Ｄ２を前記範囲に定めることで、第２可変リ
アクタンス３６に流れる電流が少なくなり、局部的な温
度上昇を抑制できる。そして、整合回路３０からみた負
荷インピーダンスは、ストリップ線路３７の長さが支配
的になり、ガス種、ガス流量、圧力、高周波電力などの
放電条件を変えたときのアンテナ１１のインピーダンス
変化に影響を受けず、整合可能範囲が広くなり、整合状
態が安定する。
【００２２】前記実施形態における真空容器１の形状や
アンテナ１１の形状は、一例を示すものであり、本発明
はこれらの形状について様々に変更し、修正することが
できることは言うまでもない。
アンテナ１１の形状は、一例を示すものであり、本発明
はこれらの形状について様々に変更し、修正することが
できることは言うまでもない。
【００２３】前記実施形態では、アンテナ１１に印加す
る高周波電力の周波数を１００ＭＨｚとしたが、整合回
路３０内のストリップ線路３７が有効に作用する周波数
は概ね５０ＭＨｚ以上であるので、本発明のアンテナ１
１に印加する高周波電力の周波数は５０ＭＨｚ以上であ
ればよい。
る高周波電力の周波数を１００ＭＨｚとしたが、整合回
路３０内のストリップ線路３７が有効に作用する周波数
は概ね５０ＭＨｚ以上であるので、本発明のアンテナ１
１に印加する高周波電力の周波数は５０ＭＨｚ以上であ
ればよい。
【００２４】前記実施形態では、第１可変リアクタンス
素子や第２可変リアクタンスとして可変コンデンサ３
２，３６を用いたが、他の可変素子、例えば可変インダ
クタとしてもよい。また、第１固定リアクタンス素子と
第２固定リアクタンス素子は、１つの固定コイル３３と
したが、別個の素子としてもよい。さらに、第１固定リ
アクタンス素子と第２固定リアクタンス素子は、それぞ
れ固定素子でなく、可変インダクタまたは可変コンデン
サとしてもよい。
素子や第２可変リアクタンスとして可変コンデンサ３
２，３６を用いたが、他の可変素子、例えば可変インダ
クタとしてもよい。また、第１固定リアクタンス素子と
第２固定リアクタンス素子は、１つの固定コイル３３と
したが、別個の素子としてもよい。さらに、第１固定リ
アクタンス素子と第２固定リアクタンス素子は、それぞ
れ固定素子でなく、可変インダクタまたは可変コンデン
サとしてもよい。
【００２５】なお、本発明は、誘導結合プラズマ源にお
けるコイルや、表面波プラズマ源における電磁波放射ア
ンテナを用いる場合にも、有効である。
けるコイルや、表面波プラズマ源における電磁波放射ア
ンテナを用いる場合にも、有効である。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、整合回路の出力端からアンテナまでの長さＤ
１とストリップ線路の長さＤ２の合計Ｄ１＋Ｄ２を前記
範囲に定めることで、第２可変リアクタンスに流れる電
流が少なくなり、局部的な温度上昇を抑制できる。そし
て、整合回路からみた負荷インピーダンスは、ストリッ
プ線路の長さが支配的になり、ガス種、ガス流量、圧
力、高周波電力などの放電条件を変えたときのアンテナ
のインピーダンス変化に影響を受けず、整合可能範囲が
広くなり、整合状態が安定する。
によれば、整合回路の出力端からアンテナまでの長さＤ
１とストリップ線路の長さＤ２の合計Ｄ１＋Ｄ２を前記
範囲に定めることで、第２可変リアクタンスに流れる電
流が少なくなり、局部的な温度上昇を抑制できる。そし
て、整合回路からみた負荷インピーダンスは、ストリッ
プ線路の長さが支配的になり、ガス種、ガス流量、圧
力、高周波電力などの放電条件を変えたときのアンテナ
のインピーダンス変化に影響を受けず、整合可能範囲が
広くなり、整合状態が安定する。
【図１】 本発明にかかる整合回路の回路図。
【図２】 図１の整合回路の構成部品の配置を示す立体
斜視図。
斜視図。
【図３】 負荷に作用する定在波の状態を示す原理図。
【図４】 プラズマ処理回路の概略構成図。
【図５】 従来の整合回路の回路図。
１ 真空装置
２ ガス供給装置
４ ターボ分子ポンプ
６ 基板
７ 基板電極
９ 基板電極用高周波電源
１１ アンテナ
１８ アンテナ用高周波電源
３０ 整合回路
３１ 入力端子
３２ 第１可変コンデンサ
３２ａ 第１固定リアクタンス
３２ｂ 第２固定リアクタンス
３３ 固定コイル
３６ 第２可変コンデンサ
３７ ストリップ線路
３８ 出力端子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０３Ｈ 7/40 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｃ
(72)発明者 奥村 智洋
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 前川 幸弘
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 中山 一郎
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 篠原 己拔
神奈川県横浜市緑区中山町1119 日本高周
波株式会社内
(72)発明者 神田 稔
神奈川県横浜市緑区中山町1119 日本高周
波株式会社内
(72)発明者 又村 慎一
神奈川県横浜市緑区中山町1119 日本高周
波株式会社内
Ｆターム(参考） 4G075 AA24 AA30 BD14 CA25 CA47
CA65 EC21
5F004 BA04 BB11 BB32
5F045 AA08 DP04 EH02 EH13
Claims (10)
- 【請求項１】 入力端子に第１可変リアクタンス素子の
一端を接続し、該第１可変リアクタンス素子の他端を直
列に接続された第１固定リアクタンス素子と第２固定リ
アクタンス素子の間に接続し、前記第１固定リアクタン
ス素子を接地し、前記第２固定リアクタンス素子を第２
可変リアクタンス素子の一端に接続するとともに、スト
リップ線路の一端に接続し、前記第２可変リアクタンス
素子の他端を接地し、前記ストリップ線路の他端を出力
端子に接続したことを特徴とする整合回路。 - 【請求項２】 前記入力端子に印加する高周波電力の波
長をλ（ｍ）としたとき、前記出力端子から該出力端子
に接続されるアンテナまでの長さＤ１（ｍ）と前記スト
リップ線路の長さＤ２（ｍ）との合計Ｄ１＋Ｄ２が、 【数１】 を満たすことを特徴とする請求項１に記載の整合回路。 - 【請求項３】 前記Ｄ１＋Ｄ２が、 【数２】 を満たすことを特徴とする請求項２に記載の整合回路。
- 【請求項４】 前記第１可変リアクタンス素子が、可変
コンデンサであることを特徴とする請求項１に記載の整
合回路。 - 【請求項５】 前記第２可変リアクタンス素子が、可変
コンデンサであることを特徴とする請求項１に記載の整
合回路。 - 【請求項６】 前記第１固定リアクタンス素子と前記第
２固定リアクタンス素子とが、それぞれコイルであり、
各コイルを直列に接続した１つの固定コイルであること
を特徴とする請求項１に記載の整合回路。 - 【請求項７】 前記第１固定リアクタンス素子を、可変
リアクタンス素子に置き換えたことを特徴とする請求項
１に記載の整合回路。 - 【請求項８】 前記第２固定リアクタンス素子を、可変
リアクタンス素子に置き換えたことを特徴とする請求項
１に記載の整合回路。 - 【請求項９】 真空容器と、該真空容器内にガスを供給
するガス供給装置と、前記真空容器内を排気する排気装
置と、前記真空容器内に設けられ処理する基板を載置す
る基板電極と、該基板電極に高周波電力を供給する基板
電極用高周波電源と、前記基板電極に対向して配置され
たアンテナと、該アンテナに高周波電力を供給するアン
テナ用高周波電源と、前記アンテナと前記アンテナ用高
周波電源との間に配置された整合回路からなり、該整合
回路は、前記アンテナ用高周波電源が接続される入力端
子に第１可変リアクタンス素子の一端を接続し、該第１
可変リアクタンス素子の他端を直列に接続された第１固
定リアクタンス素子と第２固定リアクタンス素子の間に
接続し、前記第１固定リアクタンス素子を接地し、前記
第２固定リアクタンス素子を第２可変リアクタンス素子
の一端に接続するとともにストリップ線路の一端に接続
し、前記第２可変リアクタンス素子の他端を接地し、前
記ストリップ線路の他端を前記アンテナが接続される出
力端子に接続したことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項１０】 前記入力端子に印加する高周波電力の
波長をλ（ｍ）としたとき、前記出力端子から該出力端
子に接続されるアンテナまでの長さＤ１（ｍ）と前記ス
トリップ線路の長さＤ２（ｍ）との合計Ｄ１＋Ｄ２が、 【数３】 を満たすことを特徴とする請求項９に記載の整合回路。
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| US10/324,031 US6707253B2 (en) | 2001-12-25 | 2002-12-20 | Matching circuit and plasma processing apparatus |
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| JP2007103244A (ja) * | 2005-10-06 | 2007-04-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 真空処理装置、真空処理装置における高周波電力供給方法 |
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| KR20170042729A (ko) * | 2014-08-15 | 2017-04-19 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 플라즈마 프로세싱 시스템들을 위한 소형의 구성 가능한 모듈형 무선 주파수 매칭 네트워크 조립체 |
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| JP2006128075A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-05-18 | Seiko Epson Corp | 高周波加熱装置、半導体製造装置および光源装置 |
| JPWO2013018358A1 (ja) * | 2011-08-04 | 2015-03-05 | パナソニック株式会社 | マイクロ波加熱装置 |
| KR20210042653A (ko) * | 2019-10-10 | 2021-04-20 | 주성엔지니어링(주) | 기판 처리 장치 |
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| JP2929275B2 (ja) * | 1996-10-16 | 1999-08-03 | 株式会社アドテック | 透磁コアを有する誘導結合型−平面状プラズマの発生装置 |
| JPH10172792A (ja) * | 1996-12-05 | 1998-06-26 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置 |
-
2001
- 2001-12-25 JP JP2001391875A patent/JP4132016B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-12-20 US US10/324,031 patent/US6707253B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-12-25 CN CNB021588155A patent/CN1195318C/zh not_active Expired - Fee Related
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| JP4727377B2 (ja) * | 2005-10-06 | 2011-07-20 | 三菱重工業株式会社 | 真空処理装置、真空処理装置における高周波電力供給方法 |
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| JP4566895B2 (ja) * | 2005-11-30 | 2010-10-20 | 株式会社ダイヘン | インピーダンス変換器 |
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| KR20170042729A (ko) * | 2014-08-15 | 2017-04-19 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 플라즈마 프로세싱 시스템들을 위한 소형의 구성 가능한 모듈형 무선 주파수 매칭 네트워크 조립체 |
| JP2017531282A (ja) * | 2014-08-15 | 2017-10-19 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | プラズマ処理システム用のコンパクトな構成可能なモジュール式高周波整合ネットワークアセンブリ |
| KR102432150B1 (ko) * | 2014-08-15 | 2022-08-11 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 플라즈마 프로세싱 시스템들을 위한 소형의 구성 가능한 모듈형 무선 주파수 매칭 네트워크 조립체 |
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| US6707253B2 (en) | 2004-03-16 |
| US20030136519A1 (en) | 2003-07-24 |
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