JP6709478B1 - 誘導結合型アンテナユニット及びプラズマ処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このようなアンテナ構成では、前記往路アンテナ導体と復路アンテナ導体では逆向きの高周波電流が流れるため両電極間に強い電磁界が発生すると同時に、両復路アンテナ導体の周囲に同相の強い電磁界が発生する。前記往路アンテナ導体と復路アンテナ導体は一体化されて前記真空チャンバ内に装着されているので、アンテナ導体に給電された高周波電力の利用効率が高く、前記真空チャンバ内に高密度の放電プラズマを励起することができる。
このようにアンテナ導体表面を誘電体材料で被覆することによってイオン照射によるアンテナ導体のスパッタリングによる不純物の飛散を防止し、例えば基板表面に不純物を含まない薄膜を形成することができる。
高周波電流Iを流したときの磁束密度Bは、
B=μ0I/w・・・・・・・・・(1)
往復アンテナ導体間に発生する磁束Φは、
Φ=μ0adI/w・・・・・・・(2)
従って、インダクタンスLは
L=Φ/I=μ0ad/w・・・・(3)
となる。前記往復アンテナ導体のインダクタンスLは、アンテナ導体の長さa及び間隔dに比例し、幅wに反比例することが判る。即ち、往復アンテナ導体を接近させればインダクタンスLは小さくなり離せば大きくなる。
E=LI2・・・・・・・・・・(4)
即ち、電磁エネルギーEはインダクタンスLに比例し、高周波電流Iの二乗に比例する。前記アンテナ導体のインダクタンスLと高周波電流Iの選択はプラズマ処理装置の処理目的、被処理基板のサイズ等によって決まるものである。往復アンテナ導体の長さや形状は必要なプラズマ密度、或いは真空チャンバ内に必要なプラズマ密度やその分布等によって決まる設計事項である。数式(4)から分るように、インダクタンスLを例えば1/2にしても高周波電流を2倍にすれば電磁界エネルギーEは2倍になる。
11 真空チャンバ
112 開口
12 アンテナ導体
12a 往路アンテナ導体
12b 復路アンテナ導体
14 フランジ
16 スペーサ
200、300 アンテナユニット
20 被処理基板
22 高周波電源
23 整合器
Claims (6)
- 略平行に配列された3本の誘導結合型アンテナ導体と、高周波電流を導入する電流導入端子と、前記誘導結合型アンテナ導体を固定するフランジとからなり、前記3本の誘導結合型アンテナ導体の長手方向の一方の端部は電気的に接続され、中央の誘導結合型アンテナ導体の長手方向の他方の端部は前記電流導入端子に接続され、前記中央の誘導結合型アンテナ導体を挟む両側の2本の誘導結合型アンテナ導体の他方の端部は接地電位にある前記フランジに固定されて一体化されていることを特徴とする誘導結合型アンテナユニット。
- 前記3本の誘導結合型アンテナ導体が、互いに対向する誘導結合型アンテナ導体間の少なくとも一部に誘電体スペーサを狭持して一体化されていることを特徴とする請求項1に記載の誘導結合型アンテナユニット。
- 前記誘導結合型アンテナ導体が誘電体管又は誘電体材料で被覆されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の誘導結合型アンテナユニット。
- 前記中央の誘導結合型アンテナ導体を挟む両側の2本のアンテナ導体がU字形パイプ(管)であって、冷媒を流すことによって前記誘導結合型アンテナ導体を冷却できる構造であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の誘導結合型アンテナユニット。
- 前記中央の誘導結合型アンテナ導体の長手方向の中央部領域の導体幅が前記誘導結合型アンテナ導体の両端部領域の導体幅と異なることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の誘導結合型アンテナユニット。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載の前記誘導結合型アンテナユニットを用いたことを特徴とするプラズマ処理装置。
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