JP2006202638A - プラズマ生成装置及びプラズマ生成方法 - Google Patents
プラズマ生成装置及びプラズマ生成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006202638A JP2006202638A JP2005014256A JP2005014256A JP2006202638A JP 2006202638 A JP2006202638 A JP 2006202638A JP 2005014256 A JP2005014256 A JP 2005014256A JP 2005014256 A JP2005014256 A JP 2005014256A JP 2006202638 A JP2006202638 A JP 2006202638A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impedance matching
- antenna element
- antenna
- plasma
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
【解決手段】複数のアンテナ素子22を、平行かつ平面状に配したアレイアンテナを用いて、プラズマを生成させる際、インピーダンス整合器26の容量素子の容量及び高周波信号の周波数を変化させて、インピーダンス整合を行う。
【選択図】図1
Description
一方、液晶表示装置やアモルファス型の太陽電池の大型化に伴って、プラズマを用いて各処理を行う半導体製造装置についても、大面積の基板を処理する大型の装置が望まれている。
具体的には、棒状のアンテナ素子を複数個平面状に配置してアレイ化したアレイアンテナを用いて、電磁波の空間分布を一様にして大面積のプラズマ生成に用いるものである。
前記高周波信号の周波数及び前記調整素子の特性パラメータの少なくとも一方を変化させて、インピーダンス整合を行う制御器と、を有することを特徴とするプラズマ生成装置を提供する。
このようなプラズマ生成装置は、生成される前記プラズマを、基板の成膜に用いるCVD装置又は基板のエッチングに用いるエッチング装置であることが好ましい。
図1は、本発明のプラズマ生成装置の一実施形態であるプラズマCVD装置10の構成を説明する概略構成図である。図2は、CVD装置10のアンテナ素子の配置を説明する図である。図2においては、高周波信号を伝送する給電線を図示し、後述するインピーダンス整合を行うための制御器及び制御線は図示されていない。
CVD装置10は、反応容器14、処理基板12を載置する基板台16、反応容器14の壁面に設けられ、原料ガスを導入する導入口18、反応容器14の壁面に設けられ、減圧のために原料ガス等を排気する排気口20、反応容器14に設けられ、原料ガスを反応室に放出するガス放射板24、反応容器14内に設けられた複数のアンテナ素子22、反応容器14の外側に設けられるインピーダンス整合器26、アンテナ素子22に給電する高周波電源28、高周波電源28及びインピーダンス整合器26を制御する制御器30、アンテナ素子22に給電される高周波信号の電流及び電圧を検出する第1電流・電圧センサ32、インピーダンス整合器26を個別に調整するために電流及び電圧を検出する第2電流・電圧センサ34、第1電流・電圧センサ32と第2電流・電圧センサ34との間に設けられる分配器33を有する。
基板台16は、処理基板12がアンテナ素子22に対向するように、処理基板12を載置する台であり、基板台12の内部には処理基板12を加熱する図示されない発熱体が設けられ、さらに接地された図示されない電極板が設けられている。この電極板はバイアス電源に接続されて、バイアス電圧が印加されてもよい。
ガス放射板24は、SiCからなる板状部材に0.5mm程度の貫通穴が複数あけられ、原料ガスが下側の反応室25に一定の流速で放射するようになっている。なお、ガス放射板24は、セラミック材で構成されてもよいし、CVDにより成膜された板状部材であってもよい。ガス放射板24には金属膜が形成されており接地されている。
排気口20は、反応容器14内を所定の圧力に減圧した原料ガスの雰囲気とするために、図示されない真空ポンプと接続した排気管21に接続されている。
複数のアンテナ素子22は、図2に示すように、互いに平行にかつ平面状に配置されて、モノポールアンテナからなるアレイアンテナを形成する。このアレイアンテナは、ガス放射板24及び基板台16に載置される処理基板12に対して平行に設けられる。
モノポールアンテナであるアンテナ素子22は、図2に示すように隣接するアンテナ素子22と互いに逆方向に反応容器12内の壁面から突出しており、給電方向が逆向きとなっている。これらのアンテナ素子22は、それぞれマッチングボックスであるインピーダンス整合器26と接続されている。
このように誘電体で覆われたアンテナ素子22は、反応容器14の内壁に開けた開口に電気的に絶縁して取り付けられており、アンテナ素子22の高周波電流供給端の側が、インピーダンス整合器26に接続されている。
容量素子26bは、容量素子を構成する電極間が可変に構成され、容量(特性パラメータ)が自在に調整できるようになっている。この容量の調整は、電極を移動させるサーボモータ26cによって調整される。容量素子26bの容量の調整は、後述する高周波電源28が発生する高周波信号の周波数の調整とともに用いて、プラズマの生成中にアンテナ素子22の負荷の変化によって生じるインピーダンスの不整合を是正するために用いられる。
制御器30は、後述する第1電流・電圧センサ32及び第2電流・電圧センサ34の検知信号に応じて、高周波電源28の発振周波数の変更及びインピーダンス整合器26の調整を行う制御部分である。
第1電流・電圧センサ32及び第2電流・電圧センサ34の検知信号は、制御器30に供給される。
例えば、各アンテナ素子22において不整合と判断される場合、高周波電源28を制御して、高周波信号の周波数を調整して、複数のアンテナ素子22がインピーダンス整合される状態となるように調整される。この後、依然として不整合と判断されるアンテナ素子22のインピーダンス整合器26のサーボモータ26cに対して、個別にインピーダンス整合するように、制御信号を生成する。
このように、制御器30は、アンテナ素子22に共通の高周波信号の周波数を制御して、すべてのアンテナ素子22をインピーダンス整合の状態に近づけ、この後、サーボモータ26cによって個別に調整する。
なお、本実施形態では、第1電流・電圧センサ32及び第2電流・電圧センサ34の双方を設けた構成であるが、本発明では、いずれか一方の電流・電圧センサを設ければよい。しかし、より正確な制御を行うには、第1電流・電圧センサ32及び第2電流・電圧センサ34の双方を設けた構成とすることが好ましい。
これにより、プラズマはアンテナ素子22の近傍に局在化して形成される。
このようなプラズマの密度分布の空間変動は、処理基板12の成膜処理等にとって好ましくない。このため、各アンテナ素子22からの電磁波の放射が一定になり、均一なプラズマが生成されるように、各アンテナ素子22のインピーダンス整合が行われなければならない。
このような調整は、第1電流・電圧センサ32及び第2電流・電圧センサ34で検知された電流、電圧の情報が検知信号として制御器30に供給される。
制御器30では、検知信号に基づいて高周波信号の周波数、さらには容量素子26bの容量が設定され、高周波電源28及びサーボモータ26cを制御する制御信号が生成される。
こうして、制御信号が高周波電源28及びサーボモータ26cに供給されて、アンテナ素子22と信号線27との間のインピーダンス整合が行われる。
インピーダンス整合器26は、図3(a)の他に、図3(b)に示すように、アンテナ素子22に対して容量素子26aと容量素子26dを直列に接続し、容量素子26aと容量素子26dとの間に高周波信号の給電点を設けるように構成してもよい。
この場合においても、高周波信号の周波数を制御するとともに容量素子26dの容量を制御することにより、アンテナ素子22と信号線27のインピーダンス整合を行うことができる。
このように、CVD装置10では、アレイ状に設けられた複数のアンテナ素子22のそれぞれに対して、インピーダンス整合を行うために容量素子26bを設け、この素子の容量(特性パラメータ)と高周波信号の周波数を制御する。
一方、本発明におけるCVD装置10において制御対象とする高周波信号は、各アンテナ素子22に共通の信号なので、各アンテナ素子22に対応して設けられるインピーダンス整合器では1つの容量素子(容量素子26b)を制御対象とすればよい。このため、各インピーダンス整合器26において、容量素子26bのサーボモータ26cを1つ設けるだけで済む。また、アンテナ素子22に給電する共通の高周波信号の周波数を制御するので、各アンテナ素子22に対して共通にインピーダンス整合を行いつつ、各アンテナ素子22毎の微細な調整を容量素子26bにより行うことができる。このため、インピーダンス整合器26における自動制御の追従性が向上し、制御時間が短縮される。
しかし、インピーダンス整合を正確に行うには、高周波信号の周波数と容量素子の容量を制御することが好ましい。
また、上記実施形態のCVD装置10は、複数のアンテナ素子を平行かつ平面状に配したアレイアンテナを備えるが、本発明におけるプラズマ生成装置は、1つのアンテナ素子を用いてプラズマを生成する装置であってもよい。
12 処理基板
14 反応容器
16 基板台
18 導入口
19 導入管
20 排気口
21 排気管
22 アンテナ素子
23 原料ガス分散室
24 ガス放射板
25 反応室
26 インピーダンス整合器
28 高周波電源
30 制御器
32 第1電流・電圧センサ
34 第2電流・電圧センサ
Claims (5)
- 誘電体で表面が覆われた棒状の導体で構成したアンテナ素子を用いて、プラズマを生成させるプラズマ生成装置であって、
前記アンテナ素子に給電する高周波信号の周波数を自在に変えて生成する高周波電源と、
前記アンテナ素子とこのアンテナ素子へ給電する給電線との接続部分に設けられ、インピーダンス整合のための容量素子及び誘導素子のいずれか一方の調整素子を有するインピーダンス整合器と、
前記高周波信号の周波数及び前記調整素子の特性パラメータの少なくとも一方を変化させて、インピーダンス整合を行う制御器と、を有することを特徴とするプラズマ生成装置。 - 前記アンテナ素子は、複数個平行かつ平面状に配されてアレイアンテナを形成し、
前記高周波電源は、前記複数のアンテナ素子に給電する高周波信号の周波数を自在に変えて生成し、
前記インピーダンス整合器は、各アンテナ素子に対応してそれぞれ設けられており、これらのインピーダンス整合器のそれぞれは、各アンテナ素子と各アンテナ素子へ給電する給電線との接続部分に、前記調整素子を有する請求項1に記載のプラズマ生成装置。 - 前記インピーダンス整合器には、前記給電線と接続された第1の容量素子と、前記アンテナ素子と接合された第2の容量素子とが設けられ、
前記第1の容量素子の前記給電線が接続された側と反対側の端子と、前記第2の容量素子の前記アンテナ素子が接続された側と反対側の端子はいずれも接地され、
前記制御器は、前記第1の容量素子のパラメータ及び前記高周波信号の周波数を調整して制御する請求項1又は2に記載のプラズマ生成装置。 - 生成される前記プラズマは、基板の成膜又は基板のエッチングに用いる請求項1〜3のいずれか1項に記載のプラズマ生成装置。
- 誘電体で表面が覆われた棒状の導体で構成したアンテナ素子と、容量素子及び誘導素子のいずれか一方の調整素子を有するインピーダンス整合器とを用いて、プラズマを生成させる際、
前記アンテナ素子へ高周波信号を給電して前記アンテナ素子から電磁波を放射してプラズマを生成させ、
プラズマ生成中、インピーダンス整合器の前記調整素子の特性パラメータ及び高周波信号の周波数の少なくともいずれか一方を変化させて、インピーダンス整合を行うことを特徴とするプラズマ生成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005014256A JP4554380B2 (ja) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | プラズマ生成装置及びプラズマ生成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005014256A JP4554380B2 (ja) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | プラズマ生成装置及びプラズマ生成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006202638A true JP2006202638A (ja) | 2006-08-03 |
JP4554380B2 JP4554380B2 (ja) | 2010-09-29 |
Family
ID=36960448
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005014256A Expired - Fee Related JP4554380B2 (ja) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | プラズマ生成装置及びプラズマ生成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4554380B2 (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008037394A (ja) * | 2006-08-10 | 2008-02-21 | Hitachi Ltd | 軌道回路 |
WO2008123411A1 (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. | プラズマ生成装置およびプラズマ成膜装置 |
JP2008277263A (ja) * | 2007-05-01 | 2008-11-13 | Taida Electronic Ind Co Ltd | プラズマ発生装置 |
KR100886240B1 (ko) | 2006-10-27 | 2009-03-02 | 주식회사 뉴파워 프라즈마 | 다중 안테나를 갖는 유도 결합 플라즈마 반응기 및 이를위한 다중 안테나 구동 시스템 |
WO2011049994A2 (en) * | 2009-10-20 | 2011-04-28 | Lam Research Corporation | Current control in plasma processing systems |
JP2011195909A (ja) * | 2010-03-19 | 2011-10-06 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波プラズマ発生装置およびこれを用いた薄膜製造方法 |
TWI465157B (zh) * | 2006-12-06 | 2014-12-11 | Lam Res Corp | 用於處理多個基板之寬域射頻電漿裝置 |
WO2018131529A1 (ja) * | 2017-01-10 | 2018-07-19 | 東レエンジニアリング株式会社 | 成膜装置 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000299199A (ja) * | 1999-04-13 | 2000-10-24 | Plasma System Corp | プラズマ発生装置およびプラズマ処理装置 |
JP2001035697A (ja) * | 1999-07-27 | 2001-02-09 | Japan Science & Technology Corp | プラズマ発生装置 |
JP2003031504A (ja) * | 2001-07-13 | 2003-01-31 | Sharp Corp | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法、それらを用いて作製した半導体装置 |
JP2003179045A (ja) * | 2001-12-13 | 2003-06-27 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置及びその制御方法 |
JP2003188106A (ja) * | 2001-12-17 | 2003-07-04 | Sharp Corp | プラズマプロセス装置 |
JP2004039719A (ja) * | 2002-07-01 | 2004-02-05 | Japan Science & Technology Corp | プラズマ装置、プラズマ制御方法及びプラズマ処理基体 |
WO2004064460A1 (ja) * | 2003-01-16 | 2004-07-29 | Japan Science And Technology Agency | 高周波電力供給装置およびプラズマ発生装置 |
JP2004228354A (ja) * | 2003-01-23 | 2004-08-12 | Japan Science & Technology Agency | プラズマ生成装置 |
JP2004349199A (ja) * | 2003-05-26 | 2004-12-09 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | プラズマ発生用アンテナ装置及びプラズマ処理装置 |
-
2005
- 2005-01-21 JP JP2005014256A patent/JP4554380B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000299199A (ja) * | 1999-04-13 | 2000-10-24 | Plasma System Corp | プラズマ発生装置およびプラズマ処理装置 |
JP2001035697A (ja) * | 1999-07-27 | 2001-02-09 | Japan Science & Technology Corp | プラズマ発生装置 |
JP2003031504A (ja) * | 2001-07-13 | 2003-01-31 | Sharp Corp | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法、それらを用いて作製した半導体装置 |
JP2003179045A (ja) * | 2001-12-13 | 2003-06-27 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置及びその制御方法 |
JP2003188106A (ja) * | 2001-12-17 | 2003-07-04 | Sharp Corp | プラズマプロセス装置 |
JP2004039719A (ja) * | 2002-07-01 | 2004-02-05 | Japan Science & Technology Corp | プラズマ装置、プラズマ制御方法及びプラズマ処理基体 |
WO2004064460A1 (ja) * | 2003-01-16 | 2004-07-29 | Japan Science And Technology Agency | 高周波電力供給装置およびプラズマ発生装置 |
JP2004228354A (ja) * | 2003-01-23 | 2004-08-12 | Japan Science & Technology Agency | プラズマ生成装置 |
JP2004349199A (ja) * | 2003-05-26 | 2004-12-09 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | プラズマ発生用アンテナ装置及びプラズマ処理装置 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008037394A (ja) * | 2006-08-10 | 2008-02-21 | Hitachi Ltd | 軌道回路 |
KR100886240B1 (ko) | 2006-10-27 | 2009-03-02 | 주식회사 뉴파워 프라즈마 | 다중 안테나를 갖는 유도 결합 플라즈마 반응기 및 이를위한 다중 안테나 구동 시스템 |
TWI465157B (zh) * | 2006-12-06 | 2014-12-11 | Lam Res Corp | 用於處理多個基板之寬域射頻電漿裝置 |
WO2008123411A1 (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. | プラズマ生成装置およびプラズマ成膜装置 |
KR101045271B1 (ko) * | 2007-03-30 | 2011-06-29 | 미쯔이 죠센 가부시키가이샤 | 플라즈마 생성 장치 및 플라즈마 성막 장치 |
TWI400997B (zh) * | 2007-03-30 | 2013-07-01 | Mitsui Shipbuilding Eng | 電漿產生裝置及電漿成膜裝置 |
JP2008277263A (ja) * | 2007-05-01 | 2008-11-13 | Taida Electronic Ind Co Ltd | プラズマ発生装置 |
WO2011049994A2 (en) * | 2009-10-20 | 2011-04-28 | Lam Research Corporation | Current control in plasma processing systems |
WO2011049994A3 (en) * | 2009-10-20 | 2011-09-29 | Lam Research Corporation | Current control in plasma processing systems |
JP2011195909A (ja) * | 2010-03-19 | 2011-10-06 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波プラズマ発生装置およびこれを用いた薄膜製造方法 |
WO2018131529A1 (ja) * | 2017-01-10 | 2018-07-19 | 東レエンジニアリング株式会社 | 成膜装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4554380B2 (ja) | 2010-09-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4817923B2 (ja) | プラズマ生成装置及びプラズマ生成方法 | |
JP4324205B2 (ja) | プラズマ生成装置およびプラズマ成膜装置 | |
JP4554380B2 (ja) | プラズマ生成装置及びプラズマ生成方法 | |
JP6890459B2 (ja) | プラズマ処理装置及び制御方法 | |
TWI573167B (zh) | Microwave radiation mechanism and surface wave plasma processing device | |
JP2005285564A (ja) | プラズマ処理装置 | |
CN108735568B (zh) | 等离子体处理装置和控制方法 | |
KR101666933B1 (ko) | 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 안테나 | |
JP2004228354A (ja) | プラズマ生成装置 | |
JP2006286705A (ja) | プラズマ成膜方法及び成膜構造 | |
JP2007273773A (ja) | プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置のクリーニング方法 | |
JP5713354B2 (ja) | プラズマ発生装置 | |
JP2004356511A (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP7318114B2 (ja) | プラズマ安定性を改善するための同調方法 | |
US20220223380A1 (en) | Microwave supply mechanism, plasma treatment apparatus, and plasma treatment method | |
JP2006278862A (ja) | プラズマ加工装置 | |
JP4594770B2 (ja) | プラズマcvd装置 | |
JP4471827B2 (ja) | 薄膜形成装置及び薄膜形成方法 | |
JP4554712B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
KR20160107147A (ko) | 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 안테나 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070329 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090721 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090911 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100223 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100402 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100629 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100714 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130723 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140723 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |