JP2576026B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JP2576026B2 JP2576026B2 JP5247481A JP24748193A JP2576026B2 JP 2576026 B2 JP2576026 B2 JP 2576026B2 JP 5247481 A JP5247481 A JP 5247481A JP 24748193 A JP24748193 A JP 24748193A JP 2576026 B2 JP2576026 B2 JP 2576026B2
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- circuit
- electrode
- frequency power
- power supply
- electrodes
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプラズマ処理装置に関
し、特に、基板に薄膜形成処理またはエッチング処理な
どを行えるプラズマ処理装置に関する。
し、特に、基板に薄膜形成処理またはエッチング処理な
どを行えるプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電源供給系（高周波電力供給系）の接続
方式としてカソードカップリングまたはアノードカップ
リングのいずれかを任意に選択できる従来のプラズマ処
理装置では、各電極と電源との間に設けられた切換え回
路を動作させて例えばカソード電極と電源とを接続する
場合、カソード電極に対向して配置されるアノード電極
とアースとの間の接続は、導線等の金属部材を用いて手
作業で行わなければならなかった。
方式としてカソードカップリングまたはアノードカップ
リングのいずれかを任意に選択できる従来のプラズマ処
理装置では、各電極と電源との間に設けられた切換え回
路を動作させて例えばカソード電極と電源とを接続する
場合、カソード電極に対向して配置されるアノード電極
とアースとの間の接続は、導線等の金属部材を用いて手
作業で行わなければならなかった。
【０００３】さらに、従来のプラズマ処理装置では、高
周波電力が供給されるカソード電極に対向して配置され
たアノード電極に対し、このアノード電極に流れる高周
波電力を調整する目的で、可変コイルまたは可変コンデ
ンサを接続したものが存在する。可変コイルを接続した
ものの文献としては、Appl. Phys. Lett44 (11), 1June
1984 が存在し、可変コンデンサを接続したものの文献
としては特開昭６１−２０４９３８号が存在する。これ
らの可変コイルまたは可変コンデンサは、高周波電力に
関しその通過量を調整するチューニング回路として機能
する。
周波電力が供給されるカソード電極に対向して配置され
たアノード電極に対し、このアノード電極に流れる高周
波電力を調整する目的で、可変コイルまたは可変コンデ
ンサを接続したものが存在する。可変コイルを接続した
ものの文献としては、Appl. Phys. Lett44 (11), 1June
1984 が存在し、可変コンデンサを接続したものの文献
としては特開昭６１−２０４９３８号が存在する。これ
らの可変コイルまたは可変コンデンサは、高周波電力に
関しその通過量を調整するチューニング回路として機能
する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】高周波電力の供給路切
換え回路を有する従来のプラズマ処理装置の構成によれ
ば、アノード電極の接地を導線で行った場合、等価回路
的にリアクタンス要素が発生する。このリアクタンス要
素は、導線の寸法的な条件等に従って決まり、製作者の
意図しない状態で発生し、そのためにリアクタンス値を
制御することができない。また導線等の金属部材を使用
して接地を行った場合には、電極とアースとの間の接続
が必然的に手作業になるので、自動化等の要求を満たす
ことができない。
換え回路を有する従来のプラズマ処理装置の構成によれ
ば、アノード電極の接地を導線で行った場合、等価回路
的にリアクタンス要素が発生する。このリアクタンス要
素は、導線の寸法的な条件等に従って決まり、製作者の
意図しない状態で発生し、そのためにリアクタンス値を
制御することができない。また導線等の金属部材を使用
して接地を行った場合には、電極とアースとの間の接続
が必然的に手作業になるので、自動化等の要求を満たす
ことができない。
【０００５】またアノード電極の接地回路として可変コ
イルや可変コンデンサを接続したものは、高周波電力の
通過量を調整する高周波リアクタンス回路という観点で
みると、完全な容量特性を有する回路、または完全な誘
導特性を有する回路としてしか構成できず、また高周波
電源に接続した場合には整合回路として機能しない等の
問題を有する。
イルや可変コンデンサを接続したものは、高周波電力の
通過量を調整する高周波リアクタンス回路という観点で
みると、完全な容量特性を有する回路、または完全な誘
導特性を有する回路としてしか構成できず、また高周波
電源に接続した場合には整合回路として機能しない等の
問題を有する。
【０００６】本発明の目的は、対向する２つの電極のい
ずれかに選択的に高周波電力を供給でき、望ましくは自
動的な切換えで容易に高周波電力を供給する電極を選択
でき、さらに最適な電力調整を行うことができる電源供
給系を備えたプラズマ処理装置を提供することにある。
ずれかに選択的に高周波電力を供給でき、望ましくは自
動的な切換えで容易に高周波電力を供給する電極を選択
でき、さらに最適な電力調整を行うことができる電源供
給系を備えたプラズマ処理装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るプラズマ装
置は、容器と、この容器の内部で対向する位置関係に配
置される第１および第２の電極と、容器の内部にガスを
供給するガス供給機構と、２つの電極の間に高周波電力
を与えるため第１電極または第２電極に接続される高周
波電源と、第２電極の上に設置される基板とを含み、２
つの電極の間にプラズマを発生させて基板を処理するプ
ラズマ処理装置であり、第１電極および第２電極のそれ
ぞれと高周波電源との間に、切換え回路を介して、高周
波整合回路とリアクタンス可変回路の各機能を兼ね備え
た回路を設け、当該回路は、電極側端子と高周波電源側
端子の間に可変コンデンサとインダクタンス要素の直列
回路を接続し、かつ高周波電源側端子とアースの間に可
変コンデンサと固定コンデンサの並列回路を接続して成
るように構成され、さらに、切換え回路の切換え動作に
基づいて、第１および第２の電極の内、高周波電源に接
続される側の電極の前記回路は高周波整合回路としての
機能を発揮し、高周波電源に接続されない側の電極の前
記回路は電極側端子とアースとの間においてリアクタン
ス可変回路としての機能を発揮するように構成される。
置は、容器と、この容器の内部で対向する位置関係に配
置される第１および第２の電極と、容器の内部にガスを
供給するガス供給機構と、２つの電極の間に高周波電力
を与えるため第１電極または第２電極に接続される高周
波電源と、第２電極の上に設置される基板とを含み、２
つの電極の間にプラズマを発生させて基板を処理するプ
ラズマ処理装置であり、第１電極および第２電極のそれ
ぞれと高周波電源との間に、切換え回路を介して、高周
波整合回路とリアクタンス可変回路の各機能を兼ね備え
た回路を設け、当該回路は、電極側端子と高周波電源側
端子の間に可変コンデンサとインダクタンス要素の直列
回路を接続し、かつ高周波電源側端子とアースの間に可
変コンデンサと固定コンデンサの並列回路を接続して成
るように構成され、さらに、切換え回路の切換え動作に
基づいて、第１および第２の電極の内、高周波電源に接
続される側の電極の前記回路は高周波整合回路としての
機能を発揮し、高周波電源に接続されない側の電極の前
記回路は電極側端子とアースとの間においてリアクタン
ス可変回路としての機能を発揮するように構成される。
【０００８】前記の構成において、好ましくは、第１お
よび第２の電極のそれぞれとアースとの間にはスイッチ
を介してチョークコイルが接続され、電極が高周波電源
に接続されないとき、スイッチはオン動作して当該電極
をアースに接続すると共に高周波電力の通過を遮断する
ことを特徴とする。
よび第２の電極のそれぞれとアースとの間にはスイッチ
を介してチョークコイルが接続され、電極が高周波電源
に接続されないとき、スイッチはオン動作して当該電極
をアースに接続すると共に高周波電力の通過を遮断する
ことを特徴とする。
【０００９】前記の構成において、好ましくは、リアク
タンス可変回路として機能する回路は、可変コンデンサ
を調整することにより容量性から誘導性に至る特性を有
することを特徴とする。
タンス可変回路として機能する回路は、可変コンデンサ
を調整することにより容量性から誘導性に至る特性を有
することを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明によれば、対向する位置に配置された２
つの電極のそれぞれに、高周波整合回路とリアクタンス
可変回路の各機能を兼ね備えた回路を付設し、この回路
および切換え回路を介して高周波電源との接続を選択的
に行えるようにして各電極で接続関係に基づいて高周波
整合回路またはリアクタンス可変回路として使用し、さ
らに、高周波を印加する電極に対向する電極をチョーク
コイルを通してアースに接続可能とする。これにより、
高周波印加電極に対向する電極に関し、高周波的にはリ
アクタンス可変回路を通して通電路を形成し、直流的に
はチョークコイルを介して接地する。こうして高周波を
印加する電極と接地する電極を任意にかつ容易に切換え
ることができる。
つの電極のそれぞれに、高周波整合回路とリアクタンス
可変回路の各機能を兼ね備えた回路を付設し、この回路
および切換え回路を介して高周波電源との接続を選択的
に行えるようにして各電極で接続関係に基づいて高周波
整合回路またはリアクタンス可変回路として使用し、さ
らに、高周波を印加する電極に対向する電極をチョーク
コイルを通してアースに接続可能とする。これにより、
高周波印加電極に対向する電極に関し、高周波的にはリ
アクタンス可変回路を通して通電路を形成し、直流的に
はチョークコイルを介して接地する。こうして高周波を
印加する電極と接地する電極を任意にかつ容易に切換え
ることができる。
【００１１】
【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【００１２】図１は平行平板型プラズマ処理装置の構成
を示す。本図において１は処理室を形成する容器であ
る。容器１の内部でプラズマ処理を行うとき、所要の真
空状態が作られる。容器１は導電性の部材で形成され
る。容器１の内部にて、上側には第１の電極（例えばカ
ソード電極）２、下側には第２の電極（例えばアノード
電極）３が、それぞれ配置される。容器１は、電気的に
アースに接続され、接地電位（ゼロ電位）に保持され
る。また電極２と電極３は、容器１内にて対向する位置
関係に配置されている。
を示す。本図において１は処理室を形成する容器であ
る。容器１の内部でプラズマ処理を行うとき、所要の真
空状態が作られる。容器１は導電性の部材で形成され
る。容器１の内部にて、上側には第１の電極（例えばカ
ソード電極）２、下側には第２の電極（例えばアノード
電極）３が、それぞれ配置される。容器１は、電気的に
アースに接続され、接地電位（ゼロ電位）に保持され
る。また電極２と電極３は、容器１内にて対向する位置
関係に配置されている。
【００１３】電極２では所定の内部空間が形成され、こ
の空間はガス導入部４に接続されている。ガス導入部４
の図示しない端部には所要の原料ガスを収容するガス供
給機構が設けられる。電極２の処理室側には、多数の細
孔２ｂが形成された壁部２ａが設けられ、これらの細孔
２ｂを通して導入された原料ガスが処理室内に供給され
る。原料ガスは、基板２と基板３との間に空間に均一な
状態で吹き出される。図１中にて、矢印Ａは原料ガスの
吹き出し状態を示している。
の空間はガス導入部４に接続されている。ガス導入部４
の図示しない端部には所要の原料ガスを収容するガス供
給機構が設けられる。電極２の処理室側には、多数の細
孔２ｂが形成された壁部２ａが設けられ、これらの細孔
２ｂを通して導入された原料ガスが処理室内に供給され
る。原料ガスは、基板２と基板３との間に空間に均一な
状態で吹き出される。図１中にて、矢印Ａは原料ガスの
吹き出し状態を示している。
【００１４】電極３の上には、被処理対象物である基板
５が設置される。電極３には、その内部空間に冷却水を
流通させる冷却機構６が設けられる。
５が設置される。電極３には、その内部空間に冷却水を
流通させる冷却機構６が設けられる。
【００１５】電極２と電極３のそれぞれには高周波整合
回路またはリアクタンス可変回路としての機能を兼ね備
えた回路７Ａ，７Ｂが接続され、さらに各回路７Ａ，７
Ｂは切換えスイッチ８を介して高周波電源９に接続され
る。高周波電源９の他方の接続端はアースに接続されて
いる。また電極２と電極３のそれぞれにはアースとの間
にスイッチ１０を介してチョークコイル１１が接続され
る。高周波電源９は、その出力である高周波電力を容器
１内の処理室に供給し、この高周波電力で処理室内にプ
ラズマを発生させる。
回路またはリアクタンス可変回路としての機能を兼ね備
えた回路７Ａ，７Ｂが接続され、さらに各回路７Ａ，７
Ｂは切換えスイッチ８を介して高周波電源９に接続され
る。高周波電源９の他方の接続端はアースに接続されて
いる。また電極２と電極３のそれぞれにはアースとの間
にスイッチ１０を介してチョークコイル１１が接続され
る。高周波電源９は、その出力である高周波電力を容器
１内の処理室に供給し、この高周波電力で処理室内にプ
ラズマを発生させる。
【００１６】回路７Ａ，７Ｂは、そのリアクタンスの大
きさを変化させることを可能にする可変要素を含む。具
体的には、コイルと可変コンデンサによって構成され、
その一部はアースと接続される。回路７Ａまたは回路７
Ｂは、高周波電源９が接続される場合には、入力端７ａ
から容器１の側を見た場合のインピーダンスが高周波電
源９の内部インピーダンスと整合するように調整される
と共に、高周波電源９が接続されない場合には、電極か
らアースへのリアクタンスを０にするように調整するこ
とが可能である。また高周波電源９が接続されていない
電極は、チョークコイル１１を介してアースに接続する
ことにより直流的に接地される。上記のように、回路７
Ａ，７Ｂ、切換えスイッチ８、スイッチ１０、チョーク
コイル１１の構成よれば、高周波電源９に接続して高周
波電力を供給される電極と接地する電極を任意に選択し
て切換えることができる。切換えスイッチ８と２つのス
イッチ１０の切換え動作は、作業者が手動で行うことも
できるし、またコンピュータ等を利用した制御手段で所
定の手順で自動的に行うこともできる。
きさを変化させることを可能にする可変要素を含む。具
体的には、コイルと可変コンデンサによって構成され、
その一部はアースと接続される。回路７Ａまたは回路７
Ｂは、高周波電源９が接続される場合には、入力端７ａ
から容器１の側を見た場合のインピーダンスが高周波電
源９の内部インピーダンスと整合するように調整される
と共に、高周波電源９が接続されない場合には、電極か
らアースへのリアクタンスを０にするように調整するこ
とが可能である。また高周波電源９が接続されていない
電極は、チョークコイル１１を介してアースに接続する
ことにより直流的に接地される。上記のように、回路７
Ａ，７Ｂ、切換えスイッチ８、スイッチ１０、チョーク
コイル１１の構成よれば、高周波電源９に接続して高周
波電力を供給される電極と接地する電極を任意に選択し
て切換えることができる。切換えスイッチ８と２つのス
イッチ１０の切換え動作は、作業者が手動で行うことも
できるし、またコンピュータ等を利用した制御手段で所
定の手順で自動的に行うこともできる。
【００１７】なお図１に示すように、容器１では所要の
箇所に絶縁体１２が配置され、電気的絶縁を行ってい
る。
箇所に絶縁体１２が配置され、電気的絶縁を行ってい
る。
【００１８】次に図２を参照して回路７Ａ，７Ｂの構成
は詳述する。回路７Ａ，７Ｂは同一の回路構成を有し、
それぞれ可変コンデンサ１３，１５、コイル１４、固定
コンデンサ１６によって構成される。各回路の電極側端
子７ｂから直列に可変コンデンサ１３とコイル１４が接
続され、高周波電源９と並列に可変コンデンサ１５と固
定コンデンサ１６が接続される。この回路は、高周波電
源９が接続され、電極２または電極３に電力が供給され
ることにより２つの電極２，３の間にプラズマが生成さ
れたとき、プラズマのインピーダンスに応じて回路（７
Ａまたは７Ｂ）の高周波電源側端子７ａから容器１側を
見たインピーダンスが所定の値になるように調整され高
周波整合回路となる。上記のプラズマのインピーダンス
は、容器１内のガスの圧力、電極２，３の間の距離、ガ
スの種類に応じていろいろ変化する。また高周波電源９
が接続されない場合には、回路７Ａ，７Ｂは、電極とア
ースとの間にあって、可変コンデンサ１３、コイル１
４、可変コンデンサ１５と固定コンデンサ１６による並
列回路が直列的に接続された構成となり、電極・アース
間のリアクタンス可変回路となる。
は詳述する。回路７Ａ，７Ｂは同一の回路構成を有し、
それぞれ可変コンデンサ１３，１５、コイル１４、固定
コンデンサ１６によって構成される。各回路の電極側端
子７ｂから直列に可変コンデンサ１３とコイル１４が接
続され、高周波電源９と並列に可変コンデンサ１５と固
定コンデンサ１６が接続される。この回路は、高周波電
源９が接続され、電極２または電極３に電力が供給され
ることにより２つの電極２，３の間にプラズマが生成さ
れたとき、プラズマのインピーダンスに応じて回路（７
Ａまたは７Ｂ）の高周波電源側端子７ａから容器１側を
見たインピーダンスが所定の値になるように調整され高
周波整合回路となる。上記のプラズマのインピーダンス
は、容器１内のガスの圧力、電極２，３の間の距離、ガ
スの種類に応じていろいろ変化する。また高周波電源９
が接続されない場合には、回路７Ａ，７Ｂは、電極とア
ースとの間にあって、可変コンデンサ１３、コイル１
４、可変コンデンサ１５と固定コンデンサ１６による並
列回路が直列的に接続された構成となり、電極・アース
間のリアクタンス可変回路となる。
【００１９】上記の構成によれば、対向する２つの電極
２，３のそれぞれに回路７Ａ，７Ｂを付設し、高周波電
源９およびチョークコイル１１の接続関係を切換えスイ
ッチ８および２つのスイッチ１０で切換えることによ
り、基板５に対して、基板側に高周波電力を供給するカ
ソードカップリング、基板とは反対側に高周波を供給す
るアノードカップリングの各構成を、複雑な切換え作業
を行うことなく、容易に行うことができる。
２，３のそれぞれに回路７Ａ，７Ｂを付設し、高周波電
源９およびチョークコイル１１の接続関係を切換えスイ
ッチ８および２つのスイッチ１０で切換えることによ
り、基板５に対して、基板側に高周波電力を供給するカ
ソードカップリング、基板とは反対側に高周波を供給す
るアノードカップリングの各構成を、複雑な切換え作業
を行うことなく、容易に行うことができる。
【００２０】前記の電源供給系を有するプラズマ処理装
置は、例えば薄膜形成装置やエッチング装置に適用する
ことができる。
置は、例えば薄膜形成装置やエッチング装置に適用する
ことができる。
【００２１】さらに前記の回路７Ａ，７Ｂをリアクタン
ス可変回路として利用するときには、コイルと可変コン
デンサを直列に接続した構成を採用しているために、リ
アクタンス値を０に調整することができると共に、また
リアクタンスを適当な値に調整することにより基板５の
上のプラズマ密度を制御することも可能となる。
ス可変回路として利用するときには、コイルと可変コン
デンサを直列に接続した構成を採用しているために、リ
アクタンス値を０に調整することができると共に、また
リアクタンスを適当な値に調整することにより基板５の
上のプラズマ密度を制御することも可能となる。
【００２２】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、プラズマ処理装置内に平行に設けられた２つの平
板電極のそれぞれに、高周波整合回路とリアクタンス可
変回路の各機能を兼ね備えた回路を付設し、高周波電源
との接続を切換える機構、およびチョークコイルを通し
て接地する電極を切換える機構を設けるようにしたた
め、アノードカップリング、カソードカップリングを任
意に容易に切換えることができる。また構成上自動化に
対応することができるので、かかる切換え動作を自動的
に行えるように構成することもできる。
れば、プラズマ処理装置内に平行に設けられた２つの平
板電極のそれぞれに、高周波整合回路とリアクタンス可
変回路の各機能を兼ね備えた回路を付設し、高周波電源
との接続を切換える機構、およびチョークコイルを通し
て接地する電極を切換える機構を設けるようにしたた
め、アノードカップリング、カソードカップリングを任
意に容易に切換えることができる。また構成上自動化に
対応することができるので、かかる切換え動作を自動的
に行えるように構成することもできる。
【図１】本発明に係るプラズマ処理装置の一実施例を示
す模式的構成図である。
す模式的構成図である。
【図２】要部回路の内部構造を示す具体的回路図であ
る。
る。
１ 容器 ２，３ 電極 ５ 基板 ７Ａ，７Ｂ 高周波整合回路およびリ
アクタンス 可変回路を兼ねた回路 ８ 切換えスイッチ ９ 高周波電源 １０ スイッチ １１ チョークコイル
アクタンス 可変回路を兼ねた回路 ８ 切換えスイッチ ９ 高周波電源 １０ スイッチ １１ チョークコイル
Claims (3)
- 【請求項１】 容器と、この容器の内部で対向する位置
関係に配置される第１および第２の電極と、前記容器の
内部にガスを供給するガス供給機構と、２つの前記電極
の間に高周波電力を与えるため前記第１電極または前記
第２電極に接続される高周波電源と、前記第２電極の上
に設置される基板とを含み、前記２つの電極の間にプラ
ズマを発生させて前記基板を処理するプラズマ処理装置
において、 前記第１電極および前記第２電極のそれぞれと前記高周
波電源との間に、切換え回路を介して、高周波整合回路
とリアクタンス可変回路の各機能を兼ね備えた回路を設
け、この回路は、電極側端子と高周波電源側端子の間に
可変コンデンサとインダクタンス要素の直列回路を接続
し、かつ前記高周波電源側端子とアースの間に可変コン
デンサと固定コンデンサの並列回路を接続して成り、 前記切換え回路の切換え動作に基づいて、前記第１およ
び第２の電極の内、前記高周波電源に接続される側の電
極の前記回路は前記高周波整合回路としての機能を生
じ、前記高周波電源に接続されない側の電極の前記回路
は前記電極側端子とアースとの間で前記リアクタンス可
変回路としての機能を生じることを特徴とするプラズマ
処理装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のプラズマ処理装置におい
て、前記第１および第２の電極のそれぞれとアースとの
間にはスイッチを介してチョークコイルが接続され、前
記電極が前記高周波電源に接続されないとき、前記スイ
ッチはオン動作して当該電極をアースに接続すると共に
前記高周波電力の通過を遮断することを特徴とするプラ
ズマ処理装置。 - 【請求項３】 請求項１記載のプラズマ処理装置におい
て、リアクタンス可変回路として機能する前記回路は、
前記可変コンデンサを調整することにより容量性から誘
導性に至る特性を有することを特徴とするプラズマ処理
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5247481A JP2576026B2 (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5247481A JP2576026B2 (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0778699A JPH0778699A (ja) | 1995-03-20 |
| JP2576026B2 true JP2576026B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=17164107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5247481A Expired - Fee Related JP2576026B2 (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2576026B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007096354A (ja) * | 2007-01-09 | 2007-04-12 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置 |
| JP2008186939A (ja) * | 2007-01-29 | 2008-08-14 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法並びに記憶媒体 |
| JP2009187673A (ja) * | 2008-02-01 | 2009-08-20 | Nec Electronics Corp | プラズマ処理装置及び方法 |
| JP4929270B2 (ja) * | 2008-11-17 | 2012-05-09 | 三菱重工業株式会社 | 真空処理装置 |
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