JP2593282Y2

JP2593282Y2 - プラズマｃｖｄ装置

Info

Publication number: JP2593282Y2
Application number: JP1992077404U
Authority: JP
Inventors: 純一郎小崎; 英樹岡本
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1992-11-10
Filing date: 1992-11-10
Publication date: 1999-04-05
Anticipated expiration: 2007-11-10
Also published as: JPH0644138U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、グロー放電プラズマを
利用して基板上に薄膜を形成するプラズマＣＶＤ装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、基板上に薄膜を形成する装置とし
てプラズマＣＶＤ装置が知られている。このプラズマＣ
ＶＤ装置は、プラズマ放電エネルギーを用いることによ
って熱的に励起されにくい分子を活性化して化学反応を
推進させ、低温における薄膜形成を行うものである。

【０００３】図２は従来のプラズマＣＶＤ装置のブロッ
ク図であり、この図にしたがって説明する。図２におい
て、１はチャンバ、２は基板電極、３は基板、４は高周
波電極、５は小孔、６はガス供給通路、７は絶縁体、１
０は高周波電力部、１１は高周波電源、１２は整合回
路、２０はガス供給部、２１は金属管、２２は絶縁手
段、２３は絶縁体、２４は金属体、２５はエアギャッ
プ、２６はバルブ、２７はガスボンベ、３０は排気部、
４１はプラズマである。

【０００４】図２において、プラズマＣＶＤ装置は基板
３を収納するチャンバ１と、高周波電力部１０と、ガス
供給部２０と、排気部３０とから構成されている。はじ
めに、チャンバ１の部分について説明する。チャンバ１
は真空容器を構成しており、このチャンバ１内には基板
電極２と高周波電極４が対向して配置されている。プラ
ズマ４１は、この基板電極２と高周波電極４の間の空間
に形成され、基板電極２上に配置された基板３に薄膜を
形成する。

【０００５】この基板電極２はチャンバ１を介して接地
されており、また基板３を支持するとともに基板３の薄
膜形成面を高周波電極４に対向させている。一方、高周
波電極４は絶縁体７を介してチャンバ１に設置され、基
板電極２と対向する面には小孔５を有し、またその反対
側には成膜原料ガスを供給する金属管２１が取り付けら
れている。

【０００６】次に、ガス供給部２０について説明する。
ガス供給部２０は、金属管２１と絶縁手段２２とバルブ
２６とガスボンベ２７を有している。このガス供給部２
０において、チャンバ１内への成膜原料ガスの供給は、
ガスボンベ２７内の成膜原料ガスを金属管２１とその先
に取り付けられたガス供給通路６を通すことによって行
われる。このガス供給通路６はさらに高周波電極４の複
数の小孔５に連絡しており、この小孔５を通過させるこ
とによって供給される成膜原料ガスをシャワー状として
いる。これによって、成膜原料ガスの供給を均一化して
薄膜の均一性を得ている。

【０００７】ここで、高周波電力部１０について説明す
ると、高周波電力部１０は高周波電源１１と整合回路１
２とからなり、チャンバ１にプラズマ４１を形成するた
めのエネルギーは、高周波電源１１から発せられる高周
波電力を整合回路１２を介して前記高周波電極４に印加
することによって供給される。整合回路１２は高周波電
源１１の出力インピーダンスとチャンバ１内のプラズマ
４１のインピーダンスを整合し、高周波電源１１の高周
波電力をプラズマ４１へ効率的に供給するものである。

【０００８】そして、整合回路１２は金属管２１に接続
されており、高周波電源１１から高周波電極４への高周
波電力の供給はこの金属管２１を通して行われる。つま
り、金属管２１は成膜原料ガスと高周波電力の二つの供
給を兼ねている。そこで、ガス供給部２０は高周波電源
１１とガスボンベ２７との電気的絶縁を行わせるため
に、金属管２１とガスボンベ２７との間に絶縁手段２２
を設けている。この絶縁手段２２は絶縁体２３と金属体
２４とエアギャップ２５とからなり、金属管２１とガス
ボンベ２７のそれぞれに接続された金属体２４の間に絶
縁体２３を挟むことによって、金属管２１とガスボンベ
２７との間にエアギャップ２５を形成している。このエ
アギャップ２５によって金属管２１とガスボンベ２７と
が電気的に絶縁される。また、ガスボンベ２７側の金属
管２１は接地されている。

【０００９】したがって、ガスボンベ２７の成膜原料ガ
スはバルブ２６、絶縁手段２２及び金属管２１を介して
高周波電極４に供給され、基板電極２と対向する側に設
けられた複数の小孔５からチャンバ１内に吹き出され
る。また、チャンバ１には、チャンバ１内を真空状態に
するための真空排気部と、成膜原料ガスをチャンバ１か
ら排気するためのガス排気部からなる排気部３０が接続
されている。

【００１０】次に、前記の従来のプラズマＣＶＤ装置の
動作について説明する。はじめに、排気部３０の真空排
気部によってチャンバ１内を排気して真空状態とすると
ともに、図示していないヒータによって基板３を加熱す
る。次に、真空排気部による排気を停止してガスボンベ
２７から成膜原料ガスをチャンバ１内に導入する。この
チャンバ１内に導入した成膜原料ガスを排気部３０のガ
ス排気系によって排気し、その排気速度を調節すること
によってチャンバ１内のガス圧を所定値に保持する。こ
の状態で、高周波電極４に高周波電力を供給すると、高
周波電極４と基板電極２との間にグロー放電が発生す
る。その結果、プラズマ領域において反応が促進され基
板３上に薄膜が形成される。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プラズマＣＶＤ装置では、以下のような問題点がある。
従来のプラズマＣＶＤ装置では、高周波電極４面内の高
周波電圧の非対称性によってプラズマ４１のプラズマ密
度の対称性が乱れ、基板３上に形成される薄膜の厚さ及
び質が不均一になるという問題点がある。

【００１２】以下、前記問題点について説明する。図３
は放電システムの概略図であり、図４は放電電極間の平
均的電位分布図である。図３において、２は基板電極、
４は高周波電極、１１は高周波電源、１２は整合回路、
４１はプラズマコラム、４２はイオンシースである。

【００１３】図３の放電システムにおいて、基板電極２
と高周波電極４は平行平板型の電極を形成しており、基
板電極２は接地され、一方高周波電極４には高周波電源
１１から高周波電力が供給される。減圧下の反応性ガス
に高周波電界を印加するとグロー放電プラズマが発生
し、このグロー放電プラズマはガス分子を分解する。励
起されたグロー放電プラズマにおいては、電極近傍にイ
オンシース４２が形成される。このイオンシース４２
は、基板電極２と高周波電極４の放電電極間に電位降下
を生じさせる。この電位降下は、電極面積の非対称性や
周囲の電位状態によって影響されて決定される。

【００１４】図３に示すような一般の装置においては、
図４に示すような平均の直流的電位分布が得られる。こ
の直流的電位分布においては、放電領域の電位は常に接
地電位より高いプラズマ電位Ｖ_Pに保たれる。一方、高
周波電極４には、整合回路１２のマッチング回路に挿入
された直列キャパシタンス等の影響によって、負の自己
バイアスＶ_DCが現れる。

【００１５】そして、この直流的電位分布における高周
波電極４のイオンシース４２の領域の高電界は電子を加
速して高エネルギー状態とする。この高エネルギー電子
は分子と衝突して、分子のイオン化と解離反応を引き起
こす。これによって、各種のイオン種、中性原子、中性
分子の生成が行われる。解離によって生成された各種の
イオン種、中性原子、中性分子は拡散によって壁や基板
上に到達する。イオンや中性原子、中性分子等のラジカ
ルは、ドリフトや拡散の過程においてイオン・分子反応
やラジカル・分子反応を起こす。基板上に吸着したラジ
カル間の表面反応の結果、薄膜の成長が進行する。

【００１６】ところが、従来のプラズマＣＶＤ装置にお
いては、図２に示すように成膜原料ガスを供給する金属
管２１が高周波電極４の近傍に横断するような状態で配
置されている。このため、高周波電極４の裏面側の幾何
的な対称性がくずれることになる。この高周波電極４の
裏面側の幾何的な非対称性は、高周波電極４自体の電位
分布、ひいてはプラズマ密度に影響を及ぼし、薄膜の形
成に不均一が生じる。

【００１７】これは、高周波電極４の代表寸法が投入さ
れる高周波の波長の１／１０程度以上の場合、金属管２
１と高周波電極４との間の電磁気的結合が無視できなく
なるためである。つまり、高周波電極４と金属管２１の
横断部が接近すると、その高周波電極４と金属管２１の
間での電磁気的な結合度が強くなるからである。

【００１８】したがって、従来のプラズマＣＶＤ装置に
おいては、ガス供給部の金属管によって高周波電極の電
極面内の高周波電圧が非対称性となり、さらにプラズマ
密度の対称性が乱れて、基板上に形成される薄膜の厚さ
や品質に不均一が生じることになる。そこで、本考案は
前記従来のプラズマＣＶＤ装置の問題点を解決して、高
周波電極と金属管等の間の電磁気的結合性をなくして、
高周波電極の電極面内の高周波電圧の対称性を保ち、こ
れによって高周波電極の電極面内のプラズマ密度の非対
称な部分をなくして、厚さや質の均一な薄膜を形成する
プラズマＣＶＤ装置を提供することを目的とするもので
ある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本考案は、前記目的を達
成するために、プラズマＣＶＤ装置において、真空容器
内に基板と対向して設けられるとともに成膜原料ガスを
導入する電極と、電極へ高周波電力を投入するための高
周波電力部と、成膜原料ガス及び高周波電力を電極へ導
入する金属管と、電極を覆うとともに金属管を電極へ導
入するための孔を有する接地電位の金属カバーとからな
り、金属カバーは金属管から電極をシールドするもので
ある。

【００２０】また、金属管をコイル状とするとともに、
金属管と絶縁手段との間にコンデンサを接続する構成と
することもできる。

【００２１】

【作用】本考案によれば、前記の構成によって、高周波
電極を接地電位にある金属カバーで覆い、高周波電極と
金属管等との電磁気的結合をなくすことができる。これ
によって、高周波電極の裏面における幾何的な対称性を
乱す原因となる金属管等の影響を受けることがなくな
り、高周波電極面内の高周波電圧の対称性を保持するこ
とが可能となる。したがって、高周波電極面内のプラズ
マ密度の対称性が得られ、薄膜の厚さや品質の均一性を
向上させることができる。

【００２２】また、金属管をコイル状とするとともに、
金属管と絶縁手段との間にコンデンサを接続することに
よって、高周波電極への高周波電力の効率的な供給を可
能とする。この際、金属管をコイル状にすることによっ
て増加する高周波電極と金属管等との間の電磁気的結合
を、金属カバーによって防止することができる。

【００２３】

【実施例】以下、本考案の実施例について図を参照しな
がら詳細に説明する。図１は、本考案のプラズマＣＶＤ
装置の第１の実施例の構成図である。図１において、１
はチャンバ、２は基板電極、３は基板、４は高周波電
極、５は小孔、６はガス供給通路、７は絶縁体、８はシ
ールドケース、９は孔、１０は高周波電力部、１１は高
周波電源、１２は整合回路、２０はガス供給部、２１は
金属管、２２は絶縁手段、２３は絶縁体、２４は金属
体、２５はエアギャップ、２６はバルブ、２７はガスボ
ンベ、３０は排気部、４１はプラズマである。

【００２４】図１において、本考案のプラズマＣＶＤ装
置の第１の実施例は、基板３を収納するチャンバ１と、
高周波電力部１０と、ガス供給部２０と、排気部３０と
から構成されており、この基本的な構成は前記従来のプ
ラズマＣＶＤ装置と同様である。本考案のプラズマＣＶ
Ｄ装置の第１の実施例と前記従来のプラズマＣＶＤ装置
との相違は、チャンバ１とガス供給部２０との間に設け
られたシールドケース８にある。

【００２５】はじめに、チャンバ１の部分について説明
する。本考案のチャンバ１は、真空容器を構成してお
り、このチャンバ１内には基板電極２と高周波電極４が
対向して配置されている。プラズマ４１は、この基板電
極２と高周波電極４の間の空間に形成され、基板電極２
上に配置された基板３に薄膜を形成する。この基板電極
２はチャンバ１を介して接地されており、基板３を支持
するとともに基板３の薄膜が形成される側の面を高周波
電極４に対向させている。一方、高周波電極４は絶縁体
７を介してチャンバ１に設置され、基板電極２と対向す
る面には小孔５を有し、またその反対側には成膜原料ガ
スを供給する金属管２１が取り付けられている。

【００２６】そして、このチャンバ１には、チャンバ１
とガス供給部２０との間にシールドケース８が設けら
れ、このシールドケース８は金属カバーによって形成さ
れ、高周波電極４の裏面側を覆っている。なお、金属管
２１は、このシールドケース８に開けられた孔９を通し
てチャンバ１の内外を通じ、高周波電極４の中央付近に
設置される。そして、このシールドケース８は接地され
ており、接地電位に保持されており、シールドケース８
の内外の電磁的結合を遮断している。

【００２７】次に、ガス供給部２０について説明する。
ガス供給部２０は、金属管２１と絶縁手段２２とバルブ
２６とガスボンベ２７を有している。このガス供給部２
０において、チャンバ１内への成膜原料ガスの供給は、
ガスボンベ２７内の成膜原料ガスを金属管２１とその先
に取り付けられたガス供給通路６を通すことによって行
われる。なお、この金属管２１は前記したようにシール
ドケース８に開けられた孔９を通してチャンバ１の高周
波電極４と接続されている。そして、このガス供給通路
６はさらに高周波電極４の複数の小孔５に連絡されてお
り、この小孔５を通過させることによって供給される成
膜原料ガスをシャワー状としている。これによって、成
膜原料ガスの供給を均一化して薄膜の均一性を得てい
る。

【００２８】一方、高周波電力部１０については、従来
のＣＶＤ装置と同様に高周波電源１１と整合回路１２か
らなり、高周波電源１１から発せられた高周波電力は整
合回路１２を介して前記高周波電極４に印加され、チャ
ンバ１にエネルギーを供給してプラズマ４１を形成す
る。ここで、整合回路１２は高周波電源１１の出力イン
ピーダンスとチャンバ１内のプラズマ４１のインピーダ
ンスを整合するものであり、このインピーダンス整合に
よって高周波電源１１の高周波電力のプラズマ４１への
効率的な供給を行わせることができる。

【００２９】そして、整合回路１２は金属管２１に接続
されており、高周波電源１１から高周波電極４への高周
波電力の供給はこの金属管２１を通して行われる。つま
り、金属管２１は成膜原料ガスと高周波電力の二つの供
給を兼ねることになる。そこで、ガス供給部２０は高周
波電極４とガスボンベ２７との電気的絶縁を行わせるた
めに、金属管２１とガスボンベ２７との間に絶縁手段２
２を設けている。この絶縁手段２２は絶縁体２３と金属
体２４とエアギャップ２５とからなり、金属管２１とガ
スボンベ２７のそれぞれに接続された金属体２４の間に
絶縁体２３を挟むことによって、金属管２１とガスボン
ベ２７との間にエアギャップ２５を形成している。この
エアギャップ２５によって金属管２１とガスボンベ２７
とが電気的に絶縁される。

【００３０】また、ガスボンベ２７側の金属管２１は接
地されている。このため、ガスボンベ２７側の金属管２
１の電位は接地電位となり、高周波電極４の電位と相違
することになる。また、この金属管２１は、高周波電極
４の近傍の裏面側に配置される。本考案においては、こ
の金属管２１と高周波電極４との間にシールドケース８
が設けられ、金属管２１と高周波電極４との電磁気的結
合を遮断している。したがって、高周波電極４の裏面近
傍に、高周波電極４と電位の異なる金属管２１が配置さ
れている構成であっても、高周波電極４は金属管２１か
ら電磁気的な影響を排除することができる。

【００３１】そして、この構成によって、ガスボンベ２
７の成膜原料ガスはバルブ２６、絶縁手段２２及び金属
管２１を介して高周波電極４に供給され、基板電極２と
対向する側に設けられた複数の小孔５からチャンバ１内
に吹き出される。また、チャンバ１には、チャンバ１内
を真空状態にするための真空排気部と、成膜原料ガスを
チャンバ１から排気するためのガス排気部の２つの系か
らなる排気部３０が接続されている。

【００３２】次に、前記の本考案のプラズマＣＶＤ装置
の第１の実施例の動作について説明する。はじめに、排
気部３０の真空排気部によってチャンバ１内を排気して
真空状態とするとともに、図示していないヒータによっ
て基板３を加熱する。次に、真空排気部による排気を停
止してガスボンベ２７から成膜原料ガスをチャンバ１内
に導入する。このチャンバ１内に導入した成膜原料ガス
を排気部３０のガス排気系によって排気し、その排気速
度を調節することによってチャンバ１内のガス圧を所定
値に保持する。この状態で、高周波電極４に高周波電力
を供給すると、高周波電極４と基板電極２との間にグロ
ー放電が発生する。その結果、プラズマ領域において反
応が促進され基板３上に薄膜が形成される。

【００３３】このとき、高周波電極４の電位は、接地電
位にある金属カバーからなるシールドケース８によって
金属管２１等の影響を受けず、対称性を保持することが
できる。つまり、シールドケース８は、高周波電極４と
金属管２１等との電磁気的結合を防止し、これによって
高周波電極４の近傍に幾何学的な対称性をくずす要因が
存在したとしても、高周波電極面内の高周波電圧の対称
性を保持することができる。

【００３４】したがって、高周波電極の電極面内のプラ
ズマ密度の非対称な分布をなくして、厚さや品質の均一
な薄膜を形成することができる。次に、本考案のプラズ
マＣＶＤ装置の第２の実施例について説明する。図５
は、本考案のプラズマＣＶＤ装置の第２の実施例の構成
図である。図５において、１はチャンバ、２は基板電
極、３は基板、４は高周波電極、５は小孔、６はガス供
給通路、７は絶縁体、８はシールドケース、９は孔、１
０は高周波電力部、１１は高周波電源、１２は整合回
路、２０はガス供給部、２１は金属管、２２は絶縁手
段、２３は絶縁体、２４は金属体、２５はエアギャッ
プ、２６はバルブ、２７はガスボンベ、２８はコイル状
金属管、２９はコンデンサ、３０は排気部、４１はプラ
ズマである。

【００３５】本考案のプラズマＣＶＤ装置の第２の実施
例と本考案のプラズマＣＶＤ装置の第１の実施例との差
は、ガス供給部２０の構成にある。そこで、ここではガ
ス供給部２０の構成及びその構成とシールドケース８と
の関係について説明し、本考案のプラズマＣＶＤ装置の
第１の実施例と共通の部分についての説明は省略する。

【００３６】本考案のプラズマＣＶＤ装置の第２の実施
例のガス供給部２０は、金属管２１と絶縁手段２２とバ
ルブ２６とガスボンベ２７とコイル状金属管２８とコン
デンサ２９を有している。そして、このコイル状金属管
２８は金属管２１と絶縁手段２２との間に接続され、ま
たコンデンサ２９の一端はコイル状金属管２８と絶縁手
段２２との間に接続され、他端は接地されている。

【００３７】このガス供給部２０において、チャンバ１
内への成膜原料ガスの供給は、ガスボンベ２７内の成膜
原料ガスをコイル状金属管２８、絶縁手段２２、金属管
２１及びその先に取り付けられたガス供給通路６を通す
ことによって行われる。また、高周波電力部１０の整合
回路１２は、本考案のプラズマＣＶＤ装置の第１の実施
例と同様に金属管２１に接続され、この金属管２１を介
して高周波電力が高周波電極４に印加される。

【００３８】つまり、本考案のプラズマＣＶＤ装置の第
２の実施例においても、金属管２１は成膜原料ガスと高
周波電力の二つの供給を兼ねることになる。以下におい
て、本考案の第２の実施例のコイル状金属管２８、コン
デンサ２９の構成によって高周波電力を高周波電極側へ
効率よく投入することができ、さらにシールドケース８
の構成によって高周波電極面内の高周波電圧の対称性を
保持して、高周波電極の電極面内のプラズマ密度の非対
称な分布をなくし、厚さや品質の均一な薄膜を形成する
ことができる点を説明する。

【００３９】はじめに、従来のプラズマＣＶＤ装置にお
いて、高周波電力を高周波電極側へ投入する際の問題点
について説明する。図６はプラズマＣＶＤ装置のインピ
ーダンスを説明する図であり、図７はプラズマＣＶＤ装
置のインピーダンスの等価図である。図６において、点
Ｐは図示しない整合回路からの高周波電力投入線路１３
の金属管２１への接続点である。ここで、この接続点Ｐ
から高周波電極４側を見た場合のインピーダンスをＺ_A
とし、またガス供給部２０側を見た場合のインピーダン
スをＺ_Bとすると、等価回路は図７のように示すことが
できる。

【００４０】ここで、ガス供給部２０側の金属管２１の
インダクタンスをＬ₁とし、絶縁手段２２のコンデンサ
容量をＣ₁とすると、インピーダンスＺ_Bは次式で表さ
れる。｜Ｚ_B｜＝｜２πｆＬ₁−１／２πｆＣ₁｜ …（１）ここで、ｆは高周波の周波数である。

【００４１】図示しない整合回路からの高周波電力投入
線路１３を介して金属管２１に投入される高周波電力
は、高周波電極４側とガス供給部２０側の両側に供給さ
れるが、一般に成膜処理の効率上から高周波電力は高周
波電極４側へ効率よく投入しなければならない。この高
周波電力を高周波電極４側へ効率よく投入するために
は、ガス供給部２０側を見た場合のインピーダンスＺ_B
を、高周波電極４側を見た場合のインピーダンスＺ_Aよ
りも大きくする必要がある。この関係を式で表すと前記
インピーダンスＺ_AとＺ_Bの関係において｜Ｚ_A｜≪｜Ｚ_B｜ …（２）の条件式を満たさなければならないことになる。

【００４２】しかしながら、前記式（１）においてイン
ピーダンスＺ_Bが０となる周波数ｆ_Bを考えると、ｆ_B＝１／２π（Ｌ₁・Ｃ₁）^1/2 …（３）となる。この周波数ｆ_Bの周波数付近の高周波電力を投
入する場合には、ガス供給部２０側を見た場合のインピ
ーダンスＺ_Bは極端に小さくなり、前記（２）の条件式
を満たさなくなる。

【００４３】この状態は、投入される高周波電力の大部
分はガス供給部２０側に流れ、高周波電極４側へほとん
ど流れなくなる状態を示している。例えば、接続点Ｐか
らの金属管２１の長さが３０ｃｍ程度の場合にはそのイ
ンダクタンスＬ₁は０．３μＨ程度となり、また、この
ときの絶縁手段２２のコンデンサ容量Ｃ₁を１５ｐＦ程
度とすると、前記式（３）から周波数ｆ_B＝７５ＭＨｚ
となる。この数値は通常の構成において代表的なもので
ある。

【００４４】そこで、投入する高周波電力の周波数が７
５ＭＨｚ程度の場合には、ガス供給部２０側を見た場合
のインピーダンスＺ_Bは極端に小さくなり、高周波電極
４側へほとんど流れなくなる。したがって、ＶＨＦ領域
の高周波を高周波数電極に印加する場合には、インピー
ダンスによる高周波電力の投入効率において問題とな
り、高周波電極側に高周波電力が供給されないという事
態が生じる恐れがある。

【００４５】そこで、本考案の第２の実施例において
は、図５に示すようにコイル状にして積極的にインダク
タンスを高めたコイル状金属管２８を金属管２１と絶縁
手段２２との間に接続し、またコイル状金属管２８の絶
縁手段２２側と接地電位間にコンデンサ容量がＣ₁より
大きなコンデンサ２９を接続する。図８は本考案のプラ
ズマＣＶＤ装置の第２の実施例のインピーダンスを説明
する図であり、図９は本考案のプラズマＣＶＤ装置の第
２の実施例のインピーダンスの等価図である。

【００４６】図８において、点Ｐは図示しない整合回路
からの高周波電力投入線路１３の金属管２１への接続点
である。ここで、この接続点Ｐから高周波電極４側を見
た場合のインピーダンスをＺ_Aとし、またガス供給部２
０側を見た場合のインピーダンスをＺ_Cとすると、等価
回路は図９のように示すことができる。ここで、ガス供
給部２０側のコイル状金属管２８のインダクタンスをＬ
₂とし、絶縁手段２２のコンデンサ容量をＣ₁、また付
加したコンデンサ２９の容量をＣ₂とすると、インピー
ダンスＺ_Cは次式で表される。

【００４７】｜Ｚ_C｜＝｜２πｆＬ₂−１／２πｆ（Ｃ₁＋Ｃ₂）｜ …（４）ここで、インピーダンスＺ_cが極端に小さくなる周波数
ｆ_cは前記式（４）を０として次式で表される。ｆ_c＝１／２π（Ｌ₂（Ｃ₁＋Ｃ₂））^1/2 …（５）そこで、前記式（５）において、Ｌ₂＞Ｌ₁、Ｃ₂＞Ｃ
₁とすることで、ｆ_c＜ｆ_Bとすることができる。

【００４８】つまり、金属管をコイル状とすることによ
ってインダクタンスＬ₂を大きくとり、また容量の大き
なコンデンサを付加することによって、高周波電力の供
給周波数とガス供給部２０側を見た場合のインピーダン
スＺ_Cが小さくなる周波数と異ならせることができる。
したがって、ＶＨＦ領域の高周波を高周波数電極に印加
する場合においても、ガス供給部２０側を見た場合のイ
ンピーダンスＺ_Cを前式（２）の｜Ｚ_A｜≪｜Ｚ_B｜
（＝｜Ｚ_C｜）の条件を満足させることができる。

【００４９】例えば、Ｃ₂を１０００ｐＦ程度とし、コ
イル状金属管２８のインダクタンスＬ₂を１μＨとする
と、前記周波数ｆ_cは５ＭＨｚとなり、投入する高周波
がＶＨＦ領域の場合であっても問題が生じない。このイ
ンダクタンスが１μＨのコイル状金属管は、例えばコイ
ルの半径を３ｃｍ、コイルの長さを１０ｃｍ、コイルの
巻数を６とすることによって達成することができる。

【００５０】ここで、従来のプラズマＣＶＤ装置にこの
コイル状金属管を組み込むとすると、高周波電極面内の
高周波電圧の対称性の乱れる程度が大きくなるという問
題点が生じる。つまり、この本考案の第２の実施例にお
いては、金属管をコイル状として積極的にインダクタン
スを高めているため、高周波電極４との電磁気的結合の
度合いが大きくなるからである。

【００５１】しかしながら、本考案の第２の実施例にお
いては、図５に示すように接地電位にある金属カバーか
らなるシールドケース８を金属管等と高周波電極との間
に設けることによって、ＶＨＦ領域の高周波の印加が可
能となるとともに、高周波電極面内の高周波電圧の対称
性を乱さず、高周波電極面内のプラズマ密度の対称性を
補償することができる。

【００５２】なお、本考案は上記実施例に限定されるも
のではなく、本考案の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本考案の範囲から排除するものではな
い。

【００５３】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば高
周波電極面内でプラズマ密度の対称性が得られ、基板上
に形成される薄膜の厚さ及び品質の基板面内の均一性が
良好になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のプラズマＣＶＤ装置の第１の実施例の
構成図である。

【図２】従来のプラズマＣＶＤ装置のブロック図であ
る。

【図３】放電システムの概略図である。

【図４】放電電極間の平均的電位分布図である。

【図５】本考案のプラズマＣＶＤ装置の第２の実施例の
構成図である。

【図６】プラズマＣＶＤ装置のインピーダンスを説明す
る図である。

【図７】プラズマＣＶＤ装置のインピーダンスの等価図
である。

【図８】本考案のプラズマＣＶＤ装置の第２の実施例の
インピーダンスを説明する図である。

【図９】本考案のプラズマＣＶＤ装置の第２の実施例の
インピーダンスの等価図である。

【符号の説明】

１…チャンバ、２…基板電極、３…基板、４…高周波電
極、５…小孔、６…ガス供給通路、７…絶縁体、８…シ
ールドケース、９…孔、１０…高周波電力部、１１…高
周波電源、１２…整合回路、２０…ガス供給部、２１…
金属管、２２…絶縁手段、２３…絶縁体、２４…金属
体、２５…エアギャップ、２６…バルブ、２７…ガスボ
ンベ、２８…コイル状金属管、２９…コンデンサ、３０
…排気部、４１…プラズマ

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】（ａ）真空容器内に基板と対向して設け
られ、成膜原料ガスを導入する電極と、（ｂ）前記電極へ高周波電力を投入するための高周波電
力印加手段と、（ｃ）前記成膜原料ガス及び前記高周波電力を前記電極
へ導入する金属管と、（ｄ）前記金属管と成膜原料ガス供給源とを電気的に絶
縁する絶縁手段と、（ｅ）前記電極を覆うとともに前記金属管を前記電極へ
導入するための孔を有する接地電位の金属カバーとから
なり、（ｆ）前記金属カバーは前記金属管及び前記絶縁手段か
ら前記電極をシールドすることを特徴とするプラズマＣ
ＶＤ装置。