JP7202198B2 - Plasma processing equipment - Google Patents

Plasma processing equipment Download PDF

Info

Publication number
JP7202198B2
JP7202198B2 JP2019012419A JP2019012419A JP7202198B2 JP 7202198 B2 JP7202198 B2 JP 7202198B2 JP 2019012419 A JP2019012419 A JP 2019012419A JP 2019012419 A JP2019012419 A JP 2019012419A JP 7202198 B2 JP7202198 B2 JP 7202198B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
terminal
balanced terminal
balun
balanced
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.)
Active
Application number
JP2019012419A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019133929A (en
Inventor
公司 山崎
忠 井上
正治 田名部
一成 関谷
浩 笹本
辰憲 佐藤
信昭 土屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Anelva Corp
Original Assignee
Canon Anelva Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/JP2017/023611 external-priority patent/WO2019003312A1/en
Priority claimed from PCT/JP2017/023603 external-priority patent/WO2019003309A1/en
Application filed by Canon Anelva Corp filed Critical Canon Anelva Corp
Publication of JP2019133929A publication Critical patent/JP2019133929A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7202198B2 publication Critical patent/JP7202198B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065Plasma etching; Reactive-ion etching
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/46Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

本発明は、プラズマ処理装置に関する。 The present invention relates to a plasma processing apparatus.

2つの電極の間に高周波を印加することによってプラズマを発生し該プラズマによって基板を処理するプラズマ処理装置がある。このようなプラズマ処理装置は、2つの電極の面積比および/またはバイアスによってスパッタリング装置として動作したり、エッチング装置として動作したりしうる。スパッタリング装置として構成されたプラズマ処理装置は、ターゲットを保持する第1電極と、基板を保持する第2電極とを有し、第1電極と第2電極との間に高周波が印加され、第1電極と第2電極との間(ターゲットと基板との間)にプラズマが生成される。プラズマの生成によってターゲットの表面にセルフバイアス電圧が発生し、これによってターゲットにイオンが衝突し、ターゲットからそれを構成する材料の粒子が放出される。 2. Description of the Related Art There is a plasma processing apparatus that generates plasma by applying high frequency waves between two electrodes and processes a substrate with the plasma. Such a plasma processing apparatus can operate as a sputtering apparatus or as an etching apparatus depending on the area ratio and/or bias of the two electrodes. A plasma processing apparatus configured as a sputtering apparatus has a first electrode that holds a target and a second electrode that holds a substrate. A plasma is generated between the electrode and the second electrode (between the target and the substrate). The creation of the plasma produces a self-bias voltage on the surface of the target, which bombards the target with ions and ejects particles of its constituent material from the target.

特許文献1には、接地されたチャンバと、インピーダンス整合回路網を介してRF発生源に接続されたターゲット電極と、基板電極同調回路を介して接地された基板保持電極とを有するスパッタリング装置が記載されている。 U.S. Patent No. 5,300,000 describes a sputtering apparatus having a grounded chamber, a target electrode connected to an RF source through an impedance matching network, and a substrate holding electrode grounded through a substrate electrode tuning circuit. It is

特許文献1に記載されたようなスパッタリング装置では、基板保持電極の他、チャンバがアノードとして機能しうる。セルフバイアス電圧は、カソードとして機能しうる部分の状態およびアノードとして機能しうる部分の状態に依存しうる。よって、基板保持電極の他にチャンバもアノードとして機能する場合、セルバイアス電圧は、チャンバのうちアノードとして機能する部分の状態にも依存して変化しうる。セルフバイアス電圧の変化は、プラズマ電位の変化をもたらし、プラズマ電位の変化は、形成される膜の特性に影響を与えうる。 In a sputtering apparatus such as that described in Patent Document 1, the chamber can function as an anode in addition to the substrate holding electrode. The self-bias voltage can depend on the state of the portion that can function as a cathode and the state of the portion that can function as an anode. Thus, if the chamber also functions as an anode in addition to the substrate holding electrode, the cell bias voltage can also vary depending on the state of the portion of the chamber that functions as the anode. Changes in the self-bias voltage result in changes in the plasma potential, which can affect the properties of the films formed.

スパッタリング装置によって基板に膜を形成すると、チャンバの内面にも膜が形成されうる。これによってチャンバのうちアノードとして機能しうる部分の状態が変化しうる。そのため、スパッタリング装置を継続して使用すると、チャンバの内面に形成される膜によってセルフバイアス電圧が変化し、プラズマ電位も変化しうる。よって、従来は、スパッタリング装置を長期にわたって使用した場合において、基板の上に形成される膜の特性を一定に維持することが難しかった。 When a film is formed on the substrate by the sputtering apparatus, the film may also be formed on the inner surface of the chamber. This can change the state of the part of the chamber that can function as the anode. Therefore, if the sputtering apparatus is continuously used, the film formed on the inner surface of the chamber changes the self-bias voltage, and the plasma potential may also change. Therefore, conventionally, it has been difficult to keep the properties of the film formed on the substrate constant even when the sputtering apparatus is used for a long period of time.

同様に、エッチング装置が長期にわたって使用された場合においても、チャンバの内面に形成される膜によってセルフバイアス電圧が変化し、これによってプラズマ電位も変化しうるので、基板のエッチング特性を一定に維持することが難しかった。 Similarly, even when the etching apparatus is used for a long period of time, the film formed on the inner surface of the chamber changes the self-bias voltage, which may change the plasma potential, thereby maintaining the substrate etching characteristics constant. It was difficult.

特公昭55-35465号公報Japanese Patent Publication No. 55-35465

本発明は、上記の課題認識に基づいてなされたものであり、長期間の使用においてプラズマ電位を安定させるために有利な技術を提供する。 The present invention has been made based on the recognition of the above problem, and provides an advantageous technique for stabilizing the plasma potential in long-term use.

本発明の1つの側面は、プラズマ処理装置に係り、前記プラズマ処理装置は、第1高周波電源と、第1インピーダンス整合回路と、前記第1インピーダンス整合回路を介して前記第1高周波電源に電気的に接続された第1不平衡端子、接地された第2不平衡端子、第1平衡端子および第2平衡端子を有する第1バランと、第2高周波電源と、第2インピーダンス整合回路と、前記第2インピーダンス整合回路を介して前記第2高周波電源に電気的に接続された第3不平衡端子、接地された第4不平衡端子、第3平衡端子および第4平衡端子を有する第2バランと、接地された真空容器と、前記第1平衡端子に第1ブロッキングキャパシタを介して電気的に接続され、前記第3平衡端子に第2ブロッキングキャパシタを介して電気的に接続された第1電極と、前記第2平衡端子にブロッキングキャパシタを介することなく電気的に接続された第2電極と、前記第4平衡端子にブロッキングキャパシタを介することなく電気的に接続された第3電極と、を備え、前記第1平衡端子および前記第2平衡端子の側から前記第1電極および前記第2電極の側を見たときの前記第1平衡端子と前記第2平衡端子との間の抵抗成分をRpとし、前記第1不平衡端子と前記第1平衡端子との間のインダクタンスをXとしたときに、1.5≦X/Rp≦5000を満たすOne aspect of the present invention relates to a plasma processing apparatus, wherein the plasma processing apparatus includes a first high-frequency power supply, a first impedance matching circuit, and an electrical connection to the first high-frequency power supply via the first impedance matching circuit. a first unbalanced terminal connected to a grounded second unbalanced terminal, a first balanced terminal and a second balanced terminal; a second high frequency power supply; a second impedance matching circuit; a second balun having a third unbalanced terminal electrically connected to the second high-frequency power supply via a two-impedance matching circuit, a grounded fourth unbalanced terminal, a third balanced terminal, and a fourth balanced terminal; a grounded vacuum vessel; a first electrode electrically connected to the first balanced terminal via a first blocking capacitor and electrically connected to the third balanced terminal via a second blocking capacitor; a second electrode electrically connected to the second balanced terminal without a blocking capacitor; and a third electrode electrically connected to the fourth balanced terminal without a blocking capacitor ; Let Rp be a resistance component between the first balanced terminal and the second balanced terminal when the side of the first electrode and the second electrode is viewed from the side of the first balanced terminal and the second balanced terminal, When the inductance between the first unbalanced terminal and the first balanced terminal is X, 1.5≦X/Rp≦5000 is satisfied .

本発明の第1実施形態のプラズマ処理装置1の構成を模式的に示す図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows typically the structure of the plasma processing apparatus 1 of 1st Embodiment of this invention. バランの構成例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a balun; バランの他の構成例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing another configuration example of a balun; バラン103の機能を説明する図。4A and 4B are diagrams for explaining the function of the balun 103; FIG. 電流I1(=I2)、I2’、I3、ISO、α(=X/Rp)の関係を例示する図。FIG. 4 is a diagram illustrating relationships among currents I1 (=I2), I2', I3, ISO, and α (=X/Rp); 1.5≦X/Rp≦5000を満たす場合におけるプラズマ電位およびカソード電位をシミュレーションした結果を示す図。FIG. 10 is a diagram showing simulation results of plasma potential and cathode potential when 1.5≦X/Rp≦5000 is satisfied; 1.5≦X/Rp≦5000を満たす場合におけるプラズマ電位およびカソード電位をシミュレーションした結果を示す図。FIG. 10 is a diagram showing simulation results of plasma potential and cathode potential when 1.5≦X/Rp≦5000 is satisfied; 1.5≦X/Rp≦5000を満たす場合におけるプラズマ電位およびカソード電位をシミュレーションした結果を示す図。FIG. 10 is a diagram showing simulation results of plasma potential and cathode potential when 1.5≦X/Rp≦5000 is satisfied; 1.5≦X/Rp≦5000を満たす場合におけるプラズマ電位およびカソード電位をシミュレーションした結果を示す図。FIG. 10 is a diagram showing simulation results of plasma potential and cathode potential when 1.5≦X/Rp≦5000 is satisfied; 1.5≦X/Rp≦5000を満たさない場合におけるプラズマ電位およびカソード電位をシミュレーションした結果を示す図。FIG. 5 is a diagram showing simulation results of plasma potential and cathode potential when 1.5≦X/Rp≦5000 is not satisfied; 1.5≦X/Rp≦5000を満たさない場合におけるプラズマ電位およびカソード電位をシミュレーションした結果を示す図。FIG. 5 is a diagram showing simulation results of plasma potential and cathode potential when 1.5≦X/Rp≦5000 is not satisfied; 1.5≦X/Rp≦5000を満たさない場合におけるプラズマ電位およびカソード電位をシミュレーションした結果を示す図。FIG. 5 is a diagram showing simulation results of plasma potential and cathode potential when 1.5≦X/Rp≦5000 is not satisfied; 1.5≦X/Rp≦5000を満たさない場合におけるプラズマ電位およびカソード電位をシミュレーションした結果を示す図。FIG. 5 is a diagram showing simulation results of plasma potential and cathode potential when 1.5≦X/Rp≦5000 is not satisfied; Rp-jXpの確認方法を例示する図。The figure which illustrates the confirmation method of Rp-jXp. 本発明の第2実施形態のプラズマ処理装置1の構成を模式的に示す図。The figure which shows typically the structure of the plasma processing apparatus 1 of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態のプラズマ処理装置1の構成を模式的に示す図。The figure which shows typically the structure of the plasma processing apparatus 1 of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態のプラズマ処理装置1の構成を模式的に示す図。The figure which shows typically the structure of the plasma processing apparatus 1 of 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態のプラズマ処理装置1の構成を模式的に示す図。The figure which shows typically the structure of the plasma processing apparatus 1 of 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態のプラズマ処理装置1の構成を模式的に示す図。The figure which shows typically the structure of the plasma processing apparatus 1 of 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7実施形態のプラズマ処理装置1の構成を模式的に示す図。The figure which shows typically the structure of the plasma processing apparatus 1 of 7th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態のバランの機能を説明する図。The figure explaining the function of the balun of 6th Embodiment of this invention. 1.5≦X/Rp≦5000を満たす場合におけるプラズマ電位および2つのカソード電位をシミュレーションした結果を示す図。FIG. 10 is a diagram showing simulation results of a plasma potential and two cathode potentials when 1.5≦X/Rp≦5000 is satisfied; 1.5≦X/Rp≦5000を満たす場合におけるプラズマ電位および2つのカソード電位をシミュレーションした結果を示す図。FIG. 10 is a diagram showing simulation results of a plasma potential and two cathode potentials when 1.5≦X/Rp≦5000 is satisfied; 1.5≦X/Rp≦5000を満たす場合におけるプラズマ電位および2つのカソード電位をシミュレーションした結果を示す図。FIG. 10 is a diagram showing simulation results of a plasma potential and two cathode potentials when 1.5≦X/Rp≦5000 is satisfied; 1.5≦X/Rp≦5000を満たす場合におけるプラズマ電位および2つのカソード電位をシミュレーションした結果を示す図。FIG. 10 is a diagram showing simulation results of a plasma potential and two cathode potentials when 1.5≦X/Rp≦5000 is satisfied; 1.5≦X/Rp≦5000を満たさない場合におけるプラズマ電位および2つのカソード電位をシミュレーションした結果を示す図。FIG. 10 is a diagram showing simulation results of a plasma potential and two cathode potentials when 1.5≦X/Rp≦5000 is not satisfied; 1.5≦X/Rp≦5000を満たさない場合におけるプラズマ電位および2つのカソード電位をシミュレーションした結果を示す図。FIG. 10 is a diagram showing simulation results of a plasma potential and two cathode potentials when 1.5≦X/Rp≦5000 is not satisfied; 1.5≦X/Rp≦5000を満たさない場合におけるプラズマ電位および2つのカソード電位をシミュレーションした結果を示す図。FIG. 10 is a diagram showing simulation results of a plasma potential and two cathode potentials when 1.5≦X/Rp≦5000 is not satisfied; 1.5≦X/Rp≦5000を満たさない場合におけるプラズマ電位および2つのカソード電位をシミュレーションした結果を示す図。FIG. 10 is a diagram showing simulation results of a plasma potential and two cathode potentials when 1.5≦X/Rp≦5000 is not satisfied; 本発明の第8実施形態のプラズマ処理装置1の構成を模式的に示す図。The figure which shows typically the structure of the plasma processing apparatus 1 of 8th Embodiment of this invention. 本発明の第9実施形態のプラズマ処理装置1の構成を模式的に示す図。The figure which shows typically the structure of the plasma processing apparatus 1 of 9th Embodiment of this invention.

以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。 The invention will now be described through its exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.

図1には、本発明の第1実施形態のプラズマ処理装置1の構成が模式的に示されている。第1実施形態のプラズマ処理装置は、スパッタリングによって基板112に膜を形成するスパッタリング装置として動作しうる。プラズマ処理装置1は、バラン(平衡不平衡変換回路)103と、真空容器110と、第1電極106と、第2電極111とを備えている。あるいは、プラズマ処理装置1は、バラン103と、本体10とを備え、本体10が、真空容器110と、第1電極106と、第2電極111とを備えているものとして理解されてもよい。本体10は、第1端子251および第2端子252を有する。第1電極106は、真空容器110と協働して真空空間と外部空間とを分離するように(即ち、真空隔壁の一部を構成するように)配置されてもよいし、真空容器110の中に配置されてもよい。第2電極111は、真空容器110と協働して真空空間と外部空間とを分離するように(即ち、真空隔壁の一部を構成するように)配置されてもよいし、真空容器110の中に配置されてもよい。 FIG. 1 schematically shows the configuration of a plasma processing apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. The plasma processing apparatus of the first embodiment can operate as a sputtering apparatus that forms a film on the substrate 112 by sputtering. The plasma processing apparatus 1 includes a balun (balance-unbalance conversion circuit) 103 , a vacuum vessel 110 , a first electrode 106 and a second electrode 111 . Alternatively, plasma processing apparatus 1 may be understood as comprising balun 103 and main body 10 comprising vacuum vessel 110 , first electrode 106 and second electrode 111 . The body 10 has a first terminal 251 and a second terminal 252 . The first electrode 106 may be arranged so as to cooperate with the vacuum vessel 110 to separate the vacuum space and the external space (that is, constitute a part of the vacuum partition wall), or the vacuum vessel 110 may may be placed inside. The second electrode 111 may be arranged to cooperate with the vacuum container 110 to separate the vacuum space and the external space (that is, constitute a part of the vacuum partition), or may may be placed inside.

バラン103は、第1不平衡端子201、第2不平衡端子202、第1平衡端子211および第2平衡端子212を有する。バラン103の第1不平衡端子201および第2不平衡端子202の側には、不平衡回路が接続され、バラン103の第1平衡端子211および第2平衡端子212の側には、平衡回路が接続される。真空容器110は、導体で構成され、接地されている。 Balun 103 has a first unbalanced terminal 201 , a second unbalanced terminal 202 , a first balanced terminal 211 and a second balanced terminal 212 . An unbalanced circuit is connected to the first unbalanced terminal 201 and the second unbalanced terminal 202 of the balun 103, and a balanced circuit is connected to the first balanced terminal 211 and the second balanced terminal 212 of the balun 103. Connected. The vacuum container 110 is composed of a conductor and grounded.

第1実施形態では、第1電極106は、カソードであり、ターゲット109を保持する。ターゲット109は、例えば、絶縁体材料または導電体材料でありうる。また、第1実施形態では、第2電極111は、アノードであり、基板112を保持する。第1実施形態のプラズマ処理装置1は、ターゲット109のスパッタリングによって基板112に膜を形成するスパッタリング装置として動作しうる。第1電極106は、第1平衡端子211に電気的に接続され、第2電極111は、第2平衡端子212に電気的に接続されている。第1電極106と第1平衡端子211とが電気的に接続されていることは、第1電極106と第1平衡端子211との間で電流が流れるように第1電極106と第1平衡端子211との間に電流経路が構成されていることを意味する。同様に、この明細書において、aとbとが電気的に接続されているとは、aとbとの間で電流が流れるようにaとbとの間に電流経路が構成されることを意味する。 In the first embodiment, the first electrode 106 is the cathode and holds the target 109 . Target 109 can be, for example, an insulator material or a conductor material. Also, in the first embodiment, the second electrode 111 is an anode and holds the substrate 112 . The plasma processing apparatus 1 of the first embodiment can operate as a sputtering apparatus that forms a film on the substrate 112 by sputtering the target 109 . The first electrode 106 is electrically connected to the first balanced terminal 211 and the second electrode 111 is electrically connected to the second balanced terminal 212 . The electrical connection between the first electrode 106 and the first balanced terminal 211 is such that a current flows between the first electrode 106 and the first balanced terminal 211 . 211 means that a current path is formed between them. Similarly, in this specification, a and b are electrically connected means that a current path is configured between a and b such that a current flows between a and b. means.

上記の構成は、第1電極106が第1端子251に電気的に接続され、第2電極111が第2端子252に電気的に接続され、第1端子251が第1平衡端子211に電気的に接続され、第2端子252が第2平衡端子212に電気的に接続された構成としても理解されうる。 In the above configuration, the first electrode 106 is electrically connected to the first terminal 251, the second electrode 111 is electrically connected to the second terminal 252, and the first terminal 251 is electrically connected to the first balanced terminal 211. , and the second terminal 252 is electrically connected to the second balanced terminal 212 .

第1実施形態では、第1電極106と第1平衡端子211(第1端子251)とがブロッキングキャパシタ104を介して電気的に接続されている。ブロッキングキャパシタ104は、第1平衡端子211と第1電極106との間(あるいは、第1平衡端子211と第2平衡端子212との間)で直流電流を遮断する。ブロッキングキャパシタ104を設ける代わりに、後述のインピーダンス整合回路102が、第1不平衡端子201と第2不平衡端子202との間を流れる直流電流を遮断するように構成されてもよい。第1電極106は、絶縁体107を介して真空容器110によって支持されうる。第2電極111は、絶縁体108を介して真空容器110によって支持されうる。あるいは、第2電極111と真空容器110との間に絶縁体108が配置されうる。 In the first embodiment, the first electrode 106 and the first balanced terminal 211 (the first terminal 251) are electrically connected via the blocking capacitor 104. FIG. Blocking capacitor 104 blocks direct current between first balanced terminal 211 and first electrode 106 (or between first balanced terminal 211 and second balanced terminal 212). Instead of providing blocking capacitor 104 , impedance matching circuit 102 , which will be described later, may be configured to block direct current flowing between first unbalanced terminal 201 and second unbalanced terminal 202 . The first electrode 106 can be supported by the vacuum vessel 110 via the insulator 107 . The second electrode 111 can be supported by the vacuum vessel 110 via the insulator 108 . Alternatively, an insulator 108 can be placed between the second electrode 111 and the vacuum vessel 110 .

プラズマ処理装置1は、高周波電源101と、高周波電源101とバラン103との間に配置されたインピーダンス整合回路102とを更に備えうる。高周波電源101は、インピーダンス整合回路102を介してバラン103の第1不平衡端子201と第2不平衡端子202との間に高周波(高周波電流、高周波電圧、高周波電力)を供給する。換言すると、高周波電源101は、インピーダンス整合回路102、バラン103およびブロッキングキャパシタ104を介して、第1電極106と第2電極111との間に高周波(高周波電流、高周波電圧、高周波電力)を供給する。あるいは、高周波電源101は、インピーダンス整合回路102およびバラン103を介して、本体10の第1端子251と第2端子252との間に高周波を供給するものとしても理解されうる。 The plasma processing apparatus 1 may further include a high frequency power supply 101 and an impedance matching circuit 102 arranged between the high frequency power supply 101 and the balun 103 . High frequency power supply 101 supplies high frequency (high frequency current, high frequency voltage, high frequency power) between first unbalanced terminal 201 and second unbalanced terminal 202 of balun 103 via impedance matching circuit 102 . In other words, the high frequency power supply 101 supplies high frequency (high frequency current, high frequency voltage, high frequency power) between the first electrode 106 and the second electrode 111 via the impedance matching circuit 102, the balun 103 and the blocking capacitor 104. . Alternatively, the high frequency power source 101 can be understood as supplying high frequency power between the first terminal 251 and the second terminal 252 of the body 10 via the impedance matching circuit 102 and the balun 103 .

真空容器110の内部空間には、真空容器110に設けられた不図示のガス供給部を通してガス(例えば、Ar、KrまたはXeガス)が供給される。また、第1電極106と第2電極111との間には、インピーダンス整合回路102、バラン103およびブロッキングキャパシタ104を介して高周波電源101によって高周波が供給される。これにより、第1電極106と第2電極111との間にプラズマが生成され、ターゲット109の表面にセルフバイアス電圧が発生し、プラズマ中のイオンがターゲット109の表面に衝突し、ターゲット109からそれを構成する材料の粒子が放出される。そして、この粒子によって基板112の上に膜が形成される。 A gas (for example, Ar, Kr, or Xe gas) is supplied to the internal space of the vacuum vessel 110 through a gas supply unit (not shown) provided in the vacuum vessel 110 . A high frequency is supplied between the first electrode 106 and the second electrode 111 by the high frequency power supply 101 via the impedance matching circuit 102 , the balun 103 and the blocking capacitor 104 . As a result, plasma is generated between the first electrode 106 and the second electrode 111 , a self-bias voltage is generated on the surface of the target 109 , ions in the plasma collide with the surface of the target 109 , and the target 109 deviates from the target 109 . Particles of material that make up the are emitted. A film is formed on the substrate 112 by these particles.

図2Aには、バラン103の一構成例が示されている。図2Aに示されたバラン103は、第1不平衡端子201と第1平衡端子211とを接続する第1コイル221と、第2不平衡端子202と第2平衡端子212とを接続する第2コイル222とを有する。第1コイル221および第2コイル222は、同一巻き数のコイルであり、鉄心を共有する。 FIG. 2A shows one configuration example of the balun 103 . The balun 103 shown in FIG. 2A includes a first coil 221 connecting the first unbalanced terminal 201 and the first balanced terminal 211 and a second coil 221 connecting the second unbalanced terminal 202 and the second balanced terminal 212 . and a coil 222 . The first coil 221 and the second coil 222 have the same number of turns and share an iron core.

図2Bには、バラン103の他の構成例が示されている。図2Bに示されたバラン103は、第1不平衡端子201と第1平衡端子211とを接続する第1コイル221と、第2不平衡端子202と第2平衡端子212とを接続する第2コイル222とを有する。第1コイル221および第2コイル222は、同一巻き数のコイルであり、鉄心を共有する。また、図2Bに示されたバラン103は、第1平衡端子211と第2平衡端子212との間に接続された第3コイル223および第4コイル224を更に有し、第3コイル223および第4コイル224は、第3コイル223と第4コイル224との接続ノード213の電圧を第1平衡端子211の電圧と第2平衡端子212の電圧との中点とするように構成されている。第3コイル223および第4コイル224は、同一巻き数のコイルであり、鉄心を共有する。接続ノード213は、接地されてもよいし、真空容器110に接続されてもよいし、フローティングにされてもよい。 Another configuration example of the balun 103 is shown in FIG. 2B. The balun 103 shown in FIG. 2B includes a first coil 221 connecting the first unbalanced terminal 201 and the first balanced terminal 211 and a second coil 221 connecting the second unbalanced terminal 202 and the second balanced terminal 212 . and a coil 222 . The first coil 221 and the second coil 222 have the same number of turns and share an iron core. The balun 103 shown in FIG. 2B also has a third coil 223 and a fourth coil 224 connected between the first balanced terminal 211 and the second balanced terminal 212, and the third coil 223 and the second The four coils 224 are configured so that the voltage at the connection node 213 between the third coil 223 and the fourth coil 224 is the middle point between the voltage at the first balanced terminal 211 and the voltage at the second balanced terminal 212 . The third coil 223 and the fourth coil 224 are coils with the same number of turns and share an iron core. The connection node 213 may be grounded, connected to the vacuum vessel 110, or left floating.

図3を参照しながらバラン103の機能を説明する。第1不平衡端子201を流れる電流をI1、第1平衡端子211を流れる電流をI2、第2不平衡端子202を流れる電流をI2’、電流I2のうち接地に流れる電流をI3とする。I3=0、即ち、平衡回路の側で接地に電流が流れない場合、接地に対する平衡回路のアイソレーション性能が最も良い。I3=I2、即ち、第1平衡端子211を流れる電流I2の全てが接地に対して流れる場合、接地に対する平衡回路のアイソレーション性能が最も悪い。このようなアイソレーション性能の程度を示す指標ISOは、以下の式で与えられうる。この定義の下では、ISOの値の絶対値が大きい方が、アイソレーション性能が良い。 The function of the balun 103 will be described with reference to FIG. Let I1 be the current flowing through the first unbalanced terminal 201, I2 be the current flowing through the first balanced terminal 211, I2' be the current flowing through the second unbalanced terminal 202, and I3 be the current flowing to ground among the currents I2. The isolation performance of the balanced circuit to ground is best when I3=0, ie, no current flows to ground on the side of the balanced circuit. When I3=I2, ie, the current I2 flowing through the first balanced terminal 211 all flows to ground, the isolation performance of the balanced circuit to ground is the worst. The index ISO indicating the degree of such isolation performance can be given by the following formula. Under this definition, the larger the absolute value of the ISO value, the better the isolation performance.

ISO[dB]=20log(I3/I2’)
図3において、Rp-jXpは、真空容器110の内部空間にプラズマが発生している状態で第1平衡端子211および第2平衡端子212の側から第1電極106および第2電極111の側(本体10の側)を見たときのインピーダンス(ブロッキングキャパシタ104のリアクタンスを含む)を示している。Rpは抵抗成分、-Xpはリアクタンス成分を示している。また、図3において、Xは、バラン103の第1コイル221のインピーダンスのリアクタンス成分(インダクタンス成分)を示している。ISOは、X/Rpに対して相関を有する。
ISO[dB]=20log(I3/I2')
In FIG. 3, Rp-jXp extends from the side of the first balanced terminal 211 and the second balanced terminal 212 to the side of the first electrode 106 and the second electrode 111 ( 10 shows the impedance (including the reactance of the blocking capacitor 104) when looking at the main body 10 side). Rp indicates a resistance component and -Xp indicates a reactance component. Also, in FIG. 3, X indicates the reactance component (inductance component) of the impedance of the first coil 221 of the balun 103 . ISO has a correlation to X/Rp.

図4には、電流I1(=I2)、I2’、I3、ISO、α(=X/Rp)の関係が例示されている。本発明者は、バラン103を介して高周波電源101から第1電極106と第2電極111との間に高周波を供給する構成、特に、該構成において1.5≦X/Rp≦5000を満たすことが、真空容器110の内部空間(第1電極106と第2電極111との間の空間)に形成されるプラズマの電位(プラズマ電位)を真空容器110の内面の状態に対して鈍感にするために有利であることを見出した。ここで、プラズマ電位が真空容器110の内面の状態に対して鈍感になることは、プラズマ処理装置1を長期間にわたって使用した場合においてもプラズマ電位を安定させることができることを意味する。1.5≦X/Rp≦5000は、-10.0dB≧ISO≧-80dBに相当する。 FIG. 4 illustrates the relationship between the currents I1 (=I2), I2', I3, ISO, and α (=X/Rp). The present inventors have proposed a configuration for supplying a high frequency from the high frequency power supply 101 to between the first electrode 106 and the second electrode 111 via the balun 103, particularly, satisfying 1.5≦X/Rp≦5000 in the configuration. However, in order to make the potential of the plasma (plasma potential) formed in the internal space of the vacuum vessel 110 (the space between the first electrode 106 and the second electrode 111) insensitive to the state of the inner surface of the vacuum vessel 110 found to be advantageous for Here, the insensitivity of the plasma potential to the state of the inner surface of the vacuum vessel 110 means that the plasma potential can be stabilized even when the plasma processing apparatus 1 is used for a long period of time. 1.5≦X/Rp≦5000 corresponds to −10.0 dB≧ISO≧−80 dB.

図5A~5Dには、1.5≦X/Rp≦5000を満たす場合におけるプラズマ電位および第1電極106の電位(カソード電位)をシミュレーションした結果が示されている。図5Aは、真空容器110の内面に膜が形成されていない状態でのプラズマ電位およびカソード電位を示している。図5Bは、真空容器110の内面に抵抗性の膜(1000Ω)が形成された状態でのプラズマ電位およびカソード電位を示している。図5Cは、真空容器110の内面に誘導性の膜(0.6μH)が形成された状態でのプラズマ電位およびカソード電位を示している。図5Dは、真空容器110の内面に容量性の膜(0.1nF)が形成された状態でのプラズマ電位およびカソード電位を示している。図5A~5Dより、1.5≦X/Rp≦5000を満たすことが、真空容器110の内面が種々の状態においてプラズマ電位を安定させるために有利であることが理解される。 5A to 5D show simulation results of the plasma potential and the potential of the first electrode 106 (cathode potential) when 1.5≦X/Rp≦5000 is satisfied. FIG. 5A shows the plasma potential and the cathode potential when no film is formed on the inner surface of the vacuum vessel 110. FIG. FIG. 5B shows the plasma potential and cathode potential with a resistive film (1000Ω) formed on the inner surface of the vacuum vessel 110 . FIG. 5C shows plasma potential and cathode potential with an inductive film (0.6 μH) formed on the inner surface of the vacuum vessel 110 . FIG. 5D shows plasma potential and cathode potential with a capacitive film (0.1 nF) formed on the inner surface of the vacuum vessel 110 . From FIGS. 5A to 5D, it is understood that satisfying 1.5≦X/Rp≦5000 is advantageous for stabilizing the plasma potential in various states of the inner surface of the vacuum vessel 110. FIG.

図6A~6Dには、1.5≦X/Rp≦5000を満たさない場合におけるプラズマ電位および第1電極106の電位(カソード電位)をシミュレーションした結果が示されている。図6Aは、真空容器110の内面に膜が形成されていない状態でのプラズマ電位およびカソード電位を示している。図6Bは、真空容器110の内面に抵抗性の膜(1000Ω)が形成された状態でのプラズマ電位およびカソード電位を示している。図6Cは、真空容器110の内面に誘導性の膜(0.6μH)が形成された状態でのプラズマ電位およびカソード電位を示している。図6Dは、真空容器110の内面に容量性の膜(0.1nF)が形成された状態でのプラズマ電位およびカソード電位を示している。図6A~6Dより、1.5≦X/Rp≦5000を満たさない場合は、真空容器110の内面の状態に依存してプラズマ電位が変化しうることが理解される。 6A to 6D show simulation results of the plasma potential and the potential of the first electrode 106 (cathode potential) when 1.5≦X/Rp≦5000 is not satisfied. FIG. 6A shows the plasma potential and the cathode potential when no film is formed on the inner surface of the vacuum vessel 110. FIG. FIG. 6B shows the plasma potential and cathode potential with a resistive film (1000Ω) formed on the inner surface of the vacuum vessel 110 . FIG. 6C shows plasma potential and cathode potential with an inductive film (0.6 μH) formed on the inner surface of the vacuum vessel 110 . FIG. 6D shows the plasma potential and cathode potential with a capacitive film (0.1 nF) formed on the inner surface of the vacuum vessel 110 . 6A to 6D, it is understood that the plasma potential can change depending on the state of the inner surface of the vacuum vessel 110 if 1.5≦X/Rp≦5000 is not satisfied.

ここで、X/Rp>5000(例えば、X/Rp=∞)である場合とX/Rp<1.5である場合(例えば、X/Rp=1.0、X/Rp=0.5)との双方において、真空容器110の内面の状態に依存してプラズマ電位が変化しやすい。X/Rp>5000である場合は、真空容器110の内面に膜が形成されていない状態では、第1電極106と第2電極111との間でのみ放電が起こる。しかし、X/Rp>5000である場合、真空容器110の内面に膜が形成され始めると、それに対してプラズマ電位が敏感に反応し、図6A~6Dに例示されるような結果となる。一方、X/Rp<1.5である場合は、真空容器110を介して接地に流れ込む電流が大きいので、真空容器110の内面の状態(内面に形成される膜の電気的な特性)による影響が顕著となり、膜の形成に依存してプラズマ電位が変化する。したがって、前述のように、1.5≦X/Rp≦5000を満たすようにプラズマ処理装置1を構成することが有利である。 Here, when X/Rp>5000 (e.g., X/Rp=∞) and when X/Rp<1.5 (e.g., X/Rp=1.0, X/Rp=0.5) In both cases, the plasma potential is likely to change depending on the state of the inner surface of the vacuum vessel 110 . When X/Rp>5000, discharge occurs only between the first electrode 106 and the second electrode 111 when no film is formed on the inner surface of the vacuum vessel 110 . However, when X/Rp>5000, when a film begins to form on the inner surface of the vacuum vessel 110, the plasma potential reacts sensitively, resulting in the results illustrated in FIGS. 6A-6D. On the other hand, when X/Rp<1.5, the current flowing through the vacuum vessel 110 to the ground is large. becomes remarkable, and the plasma potential changes depending on the formation of the film. Therefore, as described above, it is advantageous to configure the plasma processing apparatus 1 so as to satisfy 1.5≦X/Rp≦5000.

図7を参照しながらRp-jXp(実際に知りたいものはRpのみ)の決定方法を例示する。まず、プラズマ処理装置1からバラン103を取り外し、インピーダンス整合回路102の出力端子230を本体10の第1端子251(ブロッキングキャパシタ104)に接続する。また、本体10の第2端子252(第2電極111)を接地する。この状態で高周波電源101からインピーダンス整合回路102を通して本体10の第1端子251に高周波を供給する。図7に示された例では、インピーダンス整合回路102は、等価的に、コイルL1、L2および可変キャパシタVC1、VC2で構成される。可変キャパシタVC1、VC2の容量値を調整することによってプラズマを発生させることができる。プラズマが安定した状態において、インピーダンス整合回路102のインピーダンスは、プラズマが発生しているときの本体10の側(第1電極106および第2電極111の側)のインピーダンスRp-jXpに整合している。このときのインピーダンス整合回路102のインピーダンスは、Rp+jXpである。 A method for determining Rp-jXp (only Rp is actually desired to be known) will be exemplified with reference to FIG. First, the balun 103 is removed from the plasma processing apparatus 1 , and the output terminal 230 of the impedance matching circuit 102 is connected to the first terminal 251 (blocking capacitor 104 ) of the main body 10 . Also, the second terminal 252 (second electrode 111) of the main body 10 is grounded. In this state, a high frequency is supplied from the high frequency power supply 101 to the first terminal 251 of the main body 10 through the impedance matching circuit 102 . In the example shown in FIG. 7, the impedance matching circuit 102 is equivalently composed of coils L1, L2 and variable capacitors VC1, VC2. Plasma can be generated by adjusting the capacitance values of the variable capacitors VC1 and VC2. When the plasma is stable, the impedance of the impedance matching circuit 102 matches the impedance Rp-jXp on the side of the main body 10 (the side of the first electrode 106 and the second electrode 111) when plasma is generated. . The impedance of the impedance matching circuit 102 at this time is Rp+jXp.

よって、インピーダンスが整合したときのインピーダンス整合回路102のインピーダンスRp+jXpに基づいて、Rp-jXp(実際に知りたいものはRpのみ)を得ることができる。Rp-jXpは、その他、例えば、設計データに基づいてシミュレーションによって求めることができる。 Therefore, based on the impedance Rp+jXp of the impedance matching circuit 102 when the impedances are matched, Rp−jXp (only Rp is actually desired) can be obtained. Alternatively, Rp-jXp can be obtained by simulation based on design data, for example.

このようにして得られたRpに基づいて、X/Rpを特定することができる。例えば、1.5≦X/Rp≦5000を満たすように、Rpに基づいて、バラン103の第1コイル221のインピーダンスのリアクタンス成分(インダクタンス成分)Xを決定することができる。 Based on Rp thus obtained, X/Rp can be specified. For example, the reactance component (inductance component) X of the impedance of the first coil 221 of the balun 103 can be determined based on Rp so as to satisfy 1.5≦X/Rp≦5000.

図8には、本発明の第2実施形態のプラズマ処理装置1の構成が模式的に示されている。第2実施形態のプラズマ処理装置1は、基板112をエッチングするエッチング装置として動作しうる。第2実施形態では、第1電極106は、カソードであり、基板112を保持する。また、第2実施形態では、第2電極111は、アノードである。第2実施形態のプラズマ処理装置1では、第1電極106と第1平衡端子211とがブロッキングキャパシタ104を介して電気的に接続されている。換言すると、第2実施形態のプラズマ処理装置1では、ブロッキングキャパシタ104が第1電極106と第1平衡端子211との電気的な接続経路に配置されている。 FIG. 8 schematically shows the configuration of the plasma processing apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention. The plasma processing apparatus 1 of the second embodiment can operate as an etching apparatus that etches the substrate 112 . In the second embodiment, the first electrode 106 is the cathode and holds the substrate 112 . Also, in the second embodiment, the second electrode 111 is an anode. In the plasma processing apparatus 1 of the second embodiment, the first electrode 106 and the first balanced terminal 211 are electrically connected via the blocking capacitor 104 . In other words, in the plasma processing apparatus 1 of the second embodiment, the blocking capacitor 104 is arranged in the electrical connection path between the first electrode 106 and the first balanced terminal 211 .

図9には、本発明の第3実施形態のプラズマ処理装置1の構成が模式的に示されている。第3実施形態のプラズマ処理装置1は、第1実施形態のプラズマ処理装置1の変形例であり、第2電極111を昇降させる機構および第2電極111を回転させる機構の少なくとも一方を更に備える。図9に示された例では、プラズマ処理装置1は、第2電極111を昇降させる機構および第2電極111を回転させる機構の双方を含む駆動機構114を備える。真空容器110と駆動機構114との間には、真空隔壁を構成するベローズ113が設けられうる。 FIG. 9 schematically shows the configuration of a plasma processing apparatus 1 according to the third embodiment of the invention. The plasma processing apparatus 1 of the third embodiment is a modification of the plasma processing apparatus 1 of the first embodiment, and further includes at least one of a mechanism for raising and lowering the second electrode 111 and a mechanism for rotating the second electrode 111. In the example shown in FIG. 9 , the plasma processing apparatus 1 includes a drive mechanism 114 including both a mechanism for raising and lowering the second electrode 111 and a mechanism for rotating the second electrode 111 . A bellows 113 forming a vacuum partition may be provided between the vacuum container 110 and the driving mechanism 114 .

同様に、第2実施形態のプラズマ処理装置1も、第1電極106を昇降させる機構および第2電極106を回転させる機構の少なくとも一方を更に備えうる。 Similarly, the plasma processing apparatus 1 of the second embodiment may also include at least one of a mechanism for raising and lowering the first electrode 106 and a mechanism for rotating the second electrode 106 .

図10には、本発明の第4実施形態のプラズマ処理装置1の構成が模式的に示されている。第4実施形態のプラズマ処理装置は、スパッタリングによって基板112に膜を形成するスパッタリング装置として動作しうる。第4実施形態のプラズマ処理装置1として言及しない事項は、第1乃至第3実施形態に従いうる。プラズマ処理装置1は、第1バラン103と、第2バラン303と、真空容器110と、第1組を構成する第1電極106および第2電極135と、第2組を構成する第1電極141および第2電極145とを備えている。あるいは、プラズマ処理装置1は、第1バラン103と、第2バラン303と、本体10とを備え、本体10が、真空容器110と、第1組を構成する第1電極106および第2電極135と、第2組を構成する第1電極141および第2電極145とを備えているものとして理解されてもよい。本体10は、第1端子251、第2端子252、第3端子451、第4端子452を有する。 FIG. 10 schematically shows the configuration of a plasma processing apparatus 1 according to the fourth embodiment of the invention. The plasma processing apparatus of the fourth embodiment can operate as a sputtering apparatus that forms a film on the substrate 112 by sputtering. Matters not mentioned in the plasma processing apparatus 1 of the fourth embodiment can follow the first to third embodiments. The plasma processing apparatus 1 includes a first balun 103, a second balun 303, a vacuum vessel 110, a first electrode 106 and a second electrode 135 forming a first set, and a first electrode 141 forming a second set. and a second electrode 145 . Alternatively, the plasma processing apparatus 1 includes a first balun 103, a second balun 303, and a main body 10, wherein the main body 10 includes a vacuum vessel 110, and a first electrode 106 and a second electrode 135 forming a first set. , and a first electrode 141 and a second electrode 145 forming a second set. The body 10 has a first terminal 251 , a second terminal 252 , a third terminal 451 and a fourth terminal 452 .

第1バラン103は、第1不平衡端子201、第2不平衡端子202、第1平衡端子211および第2平衡端子212を有する。第1バラン103の第1不平衡端子201および第2不平衡端子202の側には、不平衡回路が接続され、第1バラン103の第1平衡端子211および第2平衡端子212の側には、平衡回路が接続される。第2バラン303は、第1バラン103と同様の構成を有しうる。第2バラン303は、第1不平衡端子401、第2不平衡端子402、第1平衡端子411および第2平衡端子412を有する。第2バラン303の第1不平衡端子401および第2不平衡端子402の側には、不平衡回路が接続され、第2バラン303の第1平衡端子411および第2平衡端子412の側には、平衡回路が接続される。真空容器110は、接地されている。 The first balun 103 has a first unbalanced terminal 201 , a second unbalanced terminal 202 , a first balanced terminal 211 and a second balanced terminal 212 . An unbalanced circuit is connected to the first unbalanced terminal 201 and the second unbalanced terminal 202 of the first balun 103, and the first balanced terminal 211 and the second balanced terminal 212 of the first balun 103 have a , to which the balance circuit is connected. The second balun 303 may have a configuration similar to that of the first balun 103 . The second balun 303 has a first unbalanced terminal 401 , a second unbalanced terminal 402 , a first balanced terminal 411 and a second balanced terminal 412 . An unbalanced circuit is connected to the first unbalanced terminal 401 and the second unbalanced terminal 402 of the second balun 303, and the first balanced terminal 411 and the second balanced terminal 412 of the second balun 303 are connected to the unbalanced circuit. , to which the balance circuit is connected. Vacuum vessel 110 is grounded.

第1組の第1電極106は、ターゲット109を保持する。ターゲット109は、例えば、絶縁体材料または導電体材料でありうる。第1組の第2電極135は、第1電極106の周囲に配置される。第1組の第1電極106は、第1バラン103の第1平衡端子211に電気的に接続され、第1組の第2電極135は、第1バラン103の第2平衡端子212に電気的に接続されている。第2組の第1電極141は、基板112を保持する。第2組の第2電極145は、第1電極141の周囲に配置される。第2組の第1電極141は、第2バラン303の第1平衡端子411に電気的に接続され、第2組の第2電極145は、第2バラン303の第2平衡端子412に電気的に接続されている。 A first set of first electrodes 106 hold a target 109 . Target 109 can be, for example, an insulator material or a conductor material. A first set of second electrodes 135 are arranged around the first electrodes 106 . The first set of electrodes 106 is electrically connected to the first balanced terminal 211 of the first balun 103 and the first set of second electrodes 135 is electrically connected to the second balanced terminal 212 of the first balun 103 . It is connected to the. A second set of first electrodes 141 hold the substrate 112 . A second set of second electrodes 145 are arranged around the first electrodes 141 . The second set of first electrodes 141 is electrically connected to the first balanced terminal 411 of the second balun 303 and the second set of second electrodes 145 is electrically connected to the second balanced terminal 412 of the second balun 303 . It is connected to the.

上記の構成は、第1組の第1電極106が第1端子251に電気的に接続され、第1組の第2電極135が第2端子252に電気的に接続され、第1端子251が第1バラン103の第1平衡端子211に電気的に接続され、第2端子252が第1バラン103の第2平衡端子212に電気的に接続された構成として理解されうる。また、上記の構成は、第2組の第1電極141が第3端子451に電気的に接続され、第2組の第2電極145が第4端子452に電気的に接続され、第3端子451が第2バラン303の第1平衡端子411に電気的に接続され、第4端子452が第2バラン303の第2平衡端子412に電気的に接続されているものとして理解されうる。 In the above configuration, the first set of first electrodes 106 is electrically connected to the first terminal 251, the first set of second electrodes 135 is electrically connected to the second terminal 252, and the first terminal 251 is It can be understood as a configuration in which the first balanced terminal 211 of the first balun 103 is electrically connected and the second terminal 252 is electrically connected to the second balanced terminal 212 of the first balun 103 . In the above configuration, the second set of first electrodes 141 is electrically connected to the third terminal 451, the second set of second electrodes 145 is electrically connected to the fourth terminal 452, and the third terminal 451 is electrically connected to the first balanced terminal 411 of the second balun 303 and the fourth terminal 452 is electrically connected to the second balanced terminal 412 of the second balun 303 .

第1組の第1電極106と第1バラン103の第1平衡端子211(第1端子251)とは、ブロッキングキャパシタ104を介して電気的に接続されうる。ブロッキングキャパシタ104は、第1バラン103の第1平衡端子211と第1組の第1電極106との間(あるいは、第1バラン103の第1平衡端子211と第2平衡端子212との間)で直流電流を遮断する。ブロッキングキャパシタ104を設ける代わりに、第1インピーダンス整合回路102が、第1バラン103の第1不平衡端子201と第2不平衡端子202との間を流れる直流電流を遮断するように構成されてもよい。第1組の第1電極106および第2電極135は、絶縁体132を介して真空容器110によって支持されうる。 The first set of first electrodes 106 and the first balanced terminal 211 (first terminal 251 ) of the first balun 103 can be electrically connected via the blocking capacitor 104 . A blocking capacitor 104 is placed between the first balanced terminal 211 of the first balun 103 and the first set of first electrodes 106 (or between the first balanced terminal 211 and the second balanced terminal 212 of the first balun 103). to cut off the DC current. Instead of providing blocking capacitor 104, first impedance matching circuit 102 may be configured to block direct current flowing between first unbalanced terminal 201 and second unbalanced terminal 202 of first balun 103. good. A first set of first electrode 106 and second electrode 135 may be supported by vacuum vessel 110 via insulator 132 .

第2組の第1電極141と第2バラン303の第1平衡端子411(第3端子451)とは、ブロッキングキャパシタ304を介して電気的に接続されうる。ブロッキングキャパシタ304は、第2バラン303の第1平衡端子411と第2組の第1電極141との間(あるいは、第2バラン303の第1平衡端子411と第2平衡端子412との間)で直流電流を遮断する。ブロッキングキャパシタ304を設ける代わりに、第2インピーダンス整合回路302が、第2バラン303の第1不平衡端子201と第2不平衡端子202との間を流れる直流電流を遮断するように構成されてもよい。第2組の第1電極141および第2電極145は、絶縁体142を介して真空容器110によって支持されうる。 The second set of first electrodes 141 and the first balanced terminal 411 (the third terminal 451 ) of the second balun 303 can be electrically connected via the blocking capacitor 304 . A blocking capacitor 304 is placed between the first balanced terminal 411 of the second balun 303 and the second set of first electrodes 141 (or between the first balanced terminal 411 and the second balanced terminal 412 of the second balun 303). to cut off the DC current. Instead of providing blocking capacitor 304, second impedance matching circuit 302 may be configured to block direct current flowing between first unbalanced terminal 201 and second unbalanced terminal 202 of second balun 303. good. A second set of first electrode 141 and second electrode 145 may be supported by vacuum vessel 110 via insulator 142 .

プラズマ処理装置1は、第1高周波電源101と、第1高周波電源101と第1バラン103との間に配置された第1インピーダンス整合回路102とを備えうる。第1高周波電源101は、第1インピーダンス整合回路102を介して第1バラン103の第1不平衡端子201と第2不平衡端子202との間に高周波を供給する。換言すると、第1高周波電源101は、第1インピーダンス整合回路102、第1バラン103およびブロッキングキャパシタ104を介して、第1電極106と第2電極135との間に高周波を供給する。あるいは、第1高周波電源101は、第1インピーダンス整合回路102、第1バラン103を介して、本体10の第1端子251と第2端子252との間に高周波を供給する。第1バラン103並びに第1組の第1電極106および第2電極135は、真空容器110の内部空間に高周波を供給する第1高周波供給部を構成する。 The plasma processing apparatus 1 may include a first high frequency power supply 101 and a first impedance matching circuit 102 arranged between the first high frequency power supply 101 and the first balun 103 . A first high-frequency power supply 101 supplies high-frequency power between a first unbalanced terminal 201 and a second unbalanced terminal 202 of a first balun 103 via a first impedance matching circuit 102 . In other words, the first high frequency power supply 101 supplies high frequency between the first electrode 106 and the second electrode 135 via the first impedance matching circuit 102 , the first balun 103 and the blocking capacitor 104 . Alternatively, the first high-frequency power supply 101 supplies high-frequency power between the first terminal 251 and the second terminal 252 of the main body 10 via the first impedance matching circuit 102 and the first balun 103 . The first balun 103 and the first set of the first electrode 106 and the second electrode 135 constitute a first high frequency supply section that supplies high frequency to the internal space of the vacuum vessel 110 .

プラズマ処理装置1は、第2高周波電源301と、第2高周波電源301と第2バラン303との間に配置された第2インピーダンス整合回路302とを備えうる。第2高周波電源301は、第2インピーダンス整合回路302を介して第2バラン303の第1不平衡端子401と第2不平衡端子402との間に高周波を供給する。換言すると、第2高周波電源301は、第2インピーダンス整合回路302、第2バラン303およびブロッキングキャパシタ304を介して、第2組の第1電極141と第2電極145との間に高周波を供給する。あるいは、第2高周波電源301は、第2インピーダンス整合回路302、第2バラン303を介して、本体10の第3端子451と第4端子452との間に高周波を供給する。第2バラン303並びに第2組の第1電極141および第2電極145は、真空容器110の内部空間に高周波を供給する第2高周波供給部を構成する。 The plasma processing apparatus 1 may comprise a second RF power supply 301 and a second impedance matching circuit 302 arranged between the second RF power supply 301 and the second balun 303 . A second high-frequency power supply 301 supplies high-frequency power between a first unbalanced terminal 401 and a second unbalanced terminal 402 of a second balun 303 via a second impedance matching circuit 302 . In other words, the second high-frequency power supply 301 supplies high-frequency power between the second set of first electrodes 141 and second electrodes 145 via the second impedance matching circuit 302, the second balun 303 and the blocking capacitor 304. . Alternatively, the second high-frequency power supply 301 supplies high-frequency power between the third terminal 451 and the fourth terminal 452 of the main body 10 via the second impedance matching circuit 302 and the second balun 303 . The second balun 303 and the second set of the first electrode 141 and the second electrode 145 constitute a second high frequency supply section that supplies a high frequency to the internal space of the vacuum vessel 110 .

第1高周波電源101からの高周波の供給によって真空容器110の内部空間にプラズマが発生している状態で第1バラン103の第1平衡端子211および第2平衡端子212の側から第1組の第1電極106および第2電極135の側(本体10の側)を見たときのインピーダンスをRp1-jXp1とする。また、第1バラン103の第1コイル221のインピーダンスのリアクタンス成分(インダクタンス成分)をX1とする。この定義において、1.5≦X1/Rp1≦5000を満たすことは、真空容器110の内部空間に形成されるプラズマの電位を安定させるために有利である。 In a state where plasma is generated in the internal space of the vacuum vessel 110 by the supply of the high frequency from the first high frequency power supply 101, the first pair of first balanced terminals 211 and 212 of the first balun 103 is connected to the first balanced terminal 211 and the second balanced terminal 212 side. Let Rp1-jXp1 be the impedance when looking at the first electrode 106 and the second electrode 135 side (body 10 side). Let X1 be the reactance component (inductance component) of the impedance of the first coil 221 of the first balun 103 . In this definition, satisfying 1.5≦X1/Rp1≦5000 is advantageous for stabilizing the potential of the plasma formed in the internal space of the vacuum vessel 110 .

また、第2高周波電源301からの高周波の供給によって真空容器110の内部空間にプラズマが発生している状態で第2バラン303の第1平衡端子411および第2平衡端子412の側から第2組の第1電極141および第2電極145の側(本体10の側)を見たときのインピーダンスをRp2-jXp2とする。また、第2バラン303の第1コイル221のインピーダンスのリアクタンス成分(インダクタンス成分)をX2とする。この定義において、1.5≦X2/Rp2≦5000を満たすことは、真空容器110の内部空間に形成されるプラズマの電位を安定させるために有利である。 In addition, while plasma is being generated in the internal space of the vacuum vessel 110 by the supply of the high frequency from the second high frequency power supply 301, the second set from the side of the first balanced terminal 411 and the second balanced terminal 412 of the second balun 303 is operated. Let Rp2-jXp2 be the impedance when viewing the side of the first electrode 141 and the second electrode 145 (the side of the main body 10). Let X2 be the reactance component (inductance component) of the impedance of the first coil 221 of the second balun 303 . In this definition, satisfying 1.5≦X2/Rp2≦5000 is advantageous for stabilizing the potential of the plasma formed in the internal space of the vacuum vessel 110 .

図11には、本発明の第5実施形態のプラズマ処理装置1の構成が模式的に示されている。第5実施形態の装置1は、第4実施形態のプラズマ処理装置1に対して駆動機構114、314を追加した構成を有する。駆動機構114は、第1電極141を昇降させる機構および第1電極141を回転させる機構の少なくとも一方を備えうる。駆動機構314は、第2電極145を昇降させる機構を備えうる。 FIG. 11 schematically shows the configuration of the plasma processing apparatus 1 according to the fifth embodiment of the present invention. The apparatus 1 of the fifth embodiment has a configuration in which drive mechanisms 114 and 314 are added to the plasma processing apparatus 1 of the fourth embodiment. The driving mechanism 114 can include at least one of a mechanism for raising and lowering the first electrode 141 and a mechanism for rotating the first electrode 141 . The drive mechanism 314 can include a mechanism for raising and lowering the second electrode 145 .

図12には、本発明の第6実施形態のプラズマ処理装置1の構成が模式的に示されている。第6実施形態のプラズマ処理装置は、スパッタリングによって基板112に膜を形成するスパッタリング装置として動作しうる。第6実施形態として言及しない事項は、第1乃至第5実施形態に従いうる。第6実施形態のプラズマ処理装置1は、複数の第1高周波供給部と、少なくとも1つの第2高周波供給部とを備えている。複数の第1高周波供給部のうちの1つは、第1電極106aと、第2電極135aと、第1バラン103aとを含みうる。複数の第1高周波供給部のうちの他の1つは、第1電極106bと、第2電極135bと、第1バラン103bとを含みうる。ここでは、複数の第1高周波供給部が2つの高周波供給部で構成される例を説明する。また、2つの高周波供給部およびそれに関連する構成要素を添え字a、bで相互に区別する。同様に、2つのターゲットについても、添え字a、bで相互に区別する。 FIG. 12 schematically shows the configuration of the plasma processing apparatus 1 according to the sixth embodiment of the present invention. The plasma processing apparatus of the sixth embodiment can operate as a sputtering apparatus that forms a film on the substrate 112 by sputtering. Matters not mentioned in the sixth embodiment may follow the first to fifth embodiments. A plasma processing apparatus 1 of the sixth embodiment includes a plurality of first high-frequency supply units and at least one second high-frequency supply unit. One of the plurality of first RF feeds may include a first electrode 106a, a second electrode 135a, and a first balun 103a. Another one of the plurality of first RF feeds may include a first electrode 106b, a second electrode 135b, and a first balun 103b. Here, an example in which the plurality of first high-frequency supply units is composed of two high-frequency supply units will be described. Also, the two RF feeds and their associated components are distinguished from each other by the subscripts a, b. Similarly, the two targets are also distinguished from each other by subscripts a and b.

他の観点において、プラズマ処理装置1は、複数の第1バラン103a、103bと、第2バラン303と、真空容器110と、第1電極106aおよび第2電極135aと、第1電極106bおよび第2電極135bと、第1電極141および第2電極145とを備えている。あるいは、プラズマ処理装置1は、複数の第1バラン103a、103bと、第2バラン303と、本体10とを備え、本体10が、真空容器110と、第1電極106aおよび第2電極135aと、第1電極106bおよび第2電極135bと、第1電極141および第2電極145とを備えているものとして理解されてもよい。本体10は、第1端子251a、251b、第2端子252a、252b、第3端子451、第4端子452を有する。 In another aspect, the plasma processing apparatus 1 includes a plurality of first baluns 103a and 103b, a second balun 303, a vacuum vessel 110, a first electrode 106a and a second electrode 135a, a first electrode 106b and a second It has an electrode 135 b , a first electrode 141 and a second electrode 145 . Alternatively, the plasma processing apparatus 1 includes a plurality of first baluns 103a and 103b, a second balun 303, and a main body 10, the main body 10 comprising a vacuum vessel 110, a first electrode 106a and a second electrode 135a, It may be understood as comprising a first electrode 106b and a second electrode 135b, and a first electrode 141 and a second electrode 145. FIG. The main body 10 has first terminals 251 a and 251 b, second terminals 252 a and 252 b, a third terminal 451 and a fourth terminal 452 .

第1バラン103aは、第1不平衡端子201a、第2不平衡端子202a、第1平衡端子211aおよび第2平衡端子212aを有する。第1バラン103aの第1不平衡端子201aおよび第2不平衡端子202aの側には、不平衡回路が接続され、第1バラン103aの第1平衡端子211aおよび第2平衡端子212aの側には、平衡回路が接続される。第1バラン103bは、第1不平衡端子201b、第2不平衡端子202b、第1平衡端子211bおよび第2平衡端子212bを有する。第1バラン103bの第1不平衡端子201bおよび第2不平衡端子202bの側には、不平衡回路が接続され、第1バラン103bの第1平衡端子211bおよび第2平衡端子212bの側には、平衡回路が接続される。 The first balun 103a has a first unbalanced terminal 201a, a second unbalanced terminal 202a, a first balanced terminal 211a and a second balanced terminal 212a. An unbalanced circuit is connected to the first unbalanced terminal 201a and the second unbalanced terminal 202a side of the first balun 103a, and the first balanced terminal 211a and the second balanced terminal 212a side of the first balun 103a , to which the balance circuit is connected. The first balun 103b has a first unbalanced terminal 201b, a second unbalanced terminal 202b, a first balanced terminal 211b and a second balanced terminal 212b. An unbalanced circuit is connected to the first unbalanced terminal 201b and the second unbalanced terminal 202b of the first balun 103b, and the first balanced terminal 211b and the second balanced terminal 212b of the first balun 103b have a , to which the balance circuit is connected.

第2バラン303は、第1バラン103a、103bと同様の構成を有しうる。第2バラン303は、第1不平衡端子401、第2不平衡端子402、第1平衡端子411および第2平衡端子412を有する。第2バラン303の第1不平衡端子401および第2不平衡端子402の側には、不平衡回路が接続され、第2バラン303の第1平衡端子411および第2平衡端子412の側には、平衡回路が接続される。真空容器110は、接地されている。 The second balun 303 may have a similar configuration as the first baluns 103a, 103b. The second balun 303 has a first unbalanced terminal 401 , a second unbalanced terminal 402 , a first balanced terminal 411 and a second balanced terminal 412 . An unbalanced circuit is connected to the first unbalanced terminal 401 and the second unbalanced terminal 402 of the second balun 303, and the first balanced terminal 411 and the second balanced terminal 412 of the second balun 303 are connected to the unbalanced circuit. , to which the balance circuit is connected. Vacuum vessel 110 is grounded.

第1電極106a、106bは、それぞれターゲット109a、109bを保持する。ターゲット109a、109bは、例えば、絶縁体材料または導電体材料でありうる。第2電極135a、135bは、それぞれ第1電極106a、106bの周囲に配置される。第1電極106a、106bは、それぞれ第1バラン103a、103bの第1平衡端子211a、211bに電気的に接続され、第2電極135a、135bは、それぞれ第1バラン103a、103bの第2平衡端子212a、212bに電気的に接続されている。 The first electrodes 106a, 106b hold targets 109a, 109b, respectively. Targets 109a, 109b can be, for example, an insulator material or a conductor material. The second electrodes 135a, 135b are arranged around the first electrodes 106a, 106b, respectively. The first electrodes 106a, 106b are electrically connected to the first balanced terminals 211a, 211b of the first baluns 103a, 103b, respectively, and the second electrodes 135a, 135b are electrically connected to the second balanced terminals of the first baluns 103a, 103b, respectively. 212a, 212b.

第1電極141は、基板112を保持する。第2電極145は、第1電極141の周囲に配置される。第1電極141は、第2バラン303の第1平衡端子411に電気的に接続され、第2電極145は、第2バラン303の第2平衡端子412に電気的に接続されている。 The first electrode 141 holds the substrate 112 . A second electrode 145 is arranged around the first electrode 141 . The first electrode 141 is electrically connected to the first balanced terminal 411 of the second balun 303 and the second electrode 145 is electrically connected to the second balanced terminal 412 of the second balun 303 .

上記の構成は、第1電極106a、106bがそれぞれ第1端子251a、251bに電気的に接続され、第2電極135a、135bがそれぞれ第2端子252a、252bに電気的に接続され、第1端子251a、251bがそれぞれ第1バラン103a、103bの第1平衡端子211a、111bに電気的に接続され、第2端子252a、252bがそれぞれ第1バラン103a、103bの第2平衡端子212a、212bに電気的に接続された構成として理解されうる。また、上記の構成は、第1電極141が第3端子451に電気的に接続され、第2電極145が第4端子452に電気的に接続され、第3端子451が第2バラン303の第1平衡端子411に電気的に接続され、第4端子452が第2バラン303の第2平衡端子412に電気的に接続されているものとして理解されうる。 In the above configuration, the first electrodes 106a and 106b are electrically connected to the first terminals 251a and 251b, respectively, the second electrodes 135a and 135b are electrically connected to the second terminals 252a and 252b, respectively, and the first terminals 251a, 251b are electrically connected to first balanced terminals 211a, 111b of first baluns 103a, 103b, respectively, and second terminals 252a, 252b are electrically connected to second balanced terminals 212a, 212b of first baluns 103a, 103b, respectively. can be understood as a physically connected configuration. Also, in the above configuration, the first electrode 141 is electrically connected to the third terminal 451 , the second electrode 145 is electrically connected to the fourth terminal 452 , and the third terminal 451 is the third terminal of the second balun 303 . 1 balanced terminal 411 and the fourth terminal 452 is electrically connected to the second balanced terminal 412 of the second balun 303 .

第1電極106a、106bと第1バラン103a、103bの第1平衡端子211a、211b(第1端子251a、251b)とは、それぞれブロッキングキャパシタ104a、104bを介して電気的に接続されうる。ブロッキングキャパシタ104a、104bは、第1バラン103a、103bの第1平衡端子211a、211bと第1電極106a、106bとの間(あるいは、第1バラン103a、103bの第1平衡端子211a、211bと第2平衡端子212a、212bとの間)で直流電流を遮断する。ブロッキングキャパシタ104a、104bを設ける代わりに、第1インピーダンス整合回路102a、102bが、第1バラン103a、103bの第1不平衡端子201a、201bと第2不平衡端子202a、202bとの間を流れる直流電流を遮断するように構成されてもよい。あるいは、ブロッキングキャパシタ104a、104bは、第2電極135a、135bと第1バラン103a、103bの第2平衡端子212a、212b(第2端子252a、252b)との間に配置されてもよい。第1電極106a、106bおよび第2電極135a、135bは、それぞれ絶縁体132a、132bを介して真空容器110によって支持されうる。 The first electrodes 106a, 106b and the first balanced terminals 211a, 211b (first terminals 251a, 251b) of the first baluns 103a, 103b may be electrically connected through blocking capacitors 104a, 104b, respectively. The blocking capacitors 104a, 104b are provided between the first balanced terminals 211a, 211b of the first baluns 103a, 103b and the first electrodes 106a, 106b (or between the first balanced terminals 211a, 211b of the first baluns 103a, 103b and the first electrodes 106a, 106b). 2 balanced terminals 212a and 212b). Instead of providing the blocking capacitors 104a, 104b, the first impedance matching circuits 102a, 102b provide direct current flowing between the first unbalanced terminals 201a, 201b and the second unbalanced terminals 202a, 202b of the first baluns 103a, 103b. It may be configured to interrupt current. Alternatively, the blocking capacitors 104a, 104b may be placed between the second electrodes 135a, 135b and the second balanced terminals 212a, 212b (second terminals 252a, 252b) of the first baluns 103a, 103b. The first electrodes 106a, 106b and the second electrodes 135a, 135b can be supported by the vacuum vessel 110 via insulators 132a, 132b, respectively.

第1電極141と第2バラン303の第1平衡端子411(第3端子451)とは、ブロッキングキャパシタ304を介して電気的に接続されうる。ブロッキングキャパシタ304は、第2バラン303の第1平衡端子411と第1電極141との間(あるいは、第2バラン303の第1平衡端子411と第2平衡端子412との間)で直流電流を遮断する。ブロッキングキャパシタ304を設ける代わりに、第2インピーダンス整合回路302が、第2バラン303の第1不平衡端子201と第2不平衡端子202との間を流れる直流電流を遮断するように構成されてもよい。あるいは、ブロッキングキャパシタ304は、第2電極145と第2バラン303の第2平衡端子412(第4端子452)との間に配置されてもよい。第1電極141および第2電極145は、絶縁体142を介して真空容器110によって支持されうる。 The first electrode 141 and the first balanced terminal 411 (the third terminal 451 ) of the second balun 303 may be electrically connected through the blocking capacitor 304 . The blocking capacitor 304 conducts direct current between the first balanced terminal 411 and the first electrode 141 of the second balun 303 (or between the first balanced terminal 411 and the second balanced terminal 412 of the second balun 303). Cut off. Instead of providing blocking capacitor 304, second impedance matching circuit 302 may be configured to block direct current flowing between first unbalanced terminal 201 and second unbalanced terminal 202 of second balun 303. good. Alternatively, blocking capacitor 304 may be placed between second electrode 145 and second balanced terminal 412 (fourth terminal 452 ) of second balun 303 . The first electrode 141 and the second electrode 145 can be supported by the vacuum vessel 110 via insulators 142 .

プラズマ処理装置1は、複数の第1高周波電源101a、101bと、複数の第1高周波電源101a、101bと複数の第1バラン103a、103bとの間にそれぞれ配置された第1インピーダンス整合回路102a、102bとを備えうる。第1高周波電源101a、101bは、それぞれ第1インピーダンス整合回路102a、102bを介して第1バラン103a、103bの第1不平衡端子201a、201bと第2不平衡端子202a、202bとの間に高周波を供給する。換言すると、第1高周波電源101a、101bは、それぞれ第1インピーダンス整合回路102a、102b、第1バラン103a、103bおよびブロッキングキャパシタ104a、104bを介して、第1電極106a、106bと第2電極135a、135bとの間に高周波を供給する。あるいは、第1高周波電源101a、101bは、第1インピーダンス整合回路102a、102b、第1バラン103a、103bを介して、本体10の第1端子251a、251bと第2端子252a、252bとの間に高周波を供給する。 The plasma processing apparatus 1 includes a plurality of first high-frequency power sources 101a and 101b, first impedance matching circuits 102a respectively arranged between the plurality of first high-frequency power sources 101a and 101b and the plurality of first baluns 103a and 103b, 102b. First high-frequency power sources 101a and 101b provide high-frequency power sources between first unbalanced terminals 201a and 201b and second unbalanced terminals 202a and 202b of first baluns 103a and 103b via first impedance matching circuits 102a and 102b, respectively. supply. In other words, the first high-frequency power sources 101a and 101b connect the first electrodes 106a and 106b and the second electrodes 135a, 135b to supply high frequency. Alternatively, the first high-frequency power sources 101a, 101b are connected between the first terminals 251a, 251b and the second terminals 252a, 252b of the main body 10 via the first impedance matching circuits 102a, 102b and the first baluns 103a, 103b. supply high frequency.

プラズマ処理装置1は、第2高周波電源301と、第2高周波電源301と第2バラン303との間に配置された第2インピーダンス整合回路302とを備えうる。第2高周波電源301は、第2インピーダンス整合回路302を介して第2バラン303の第1不平衡端子401と第2不平衡端子402との間に高周波を供給する。換言すると、第2高周波電源301は、第2インピーダンス整合回路302、第2バラン303およびブロッキングキャパシタ304を介して、第1電極141と第2電極145との間に高周波を供給する。あるいは、第2高周波電源301は、第2インピーダンス整合回路302、第2バラン303を介して、本体10の第3端子451と第4端子452との間に高周波を供給する。 The plasma processing apparatus 1 may comprise a second RF power supply 301 and a second impedance matching circuit 302 arranged between the second RF power supply 301 and the second balun 303 . A second high-frequency power supply 301 supplies high-frequency power between a first unbalanced terminal 401 and a second unbalanced terminal 402 of a second balun 303 via a second impedance matching circuit 302 . In other words, the second high frequency power supply 301 supplies high frequency between the first electrode 141 and the second electrode 145 via the second impedance matching circuit 302 , the second balun 303 and the blocking capacitor 304 . Alternatively, the second high-frequency power supply 301 supplies high-frequency power between the third terminal 451 and the fourth terminal 452 of the main body 10 via the second impedance matching circuit 302 and the second balun 303 .

図13には、本発明の第7実施形態のプラズマ処理装置1の構成が模式的に示されている。第7実施形態のプラズマ処理装置は、スパッタリングによって基板112に膜を形成するスパッタリング装置として動作しうる。第7実施形態のプラズマ処理装置1として言及しない事項は、第1乃至第6実施形態に従いうる。プラズマ処理装置1は、第1バラン103と、第2バラン303と、真空容器110と、第1組を構成する第1電極105aおよび第2電極105bと、第2組を構成する第1電極141および第2電極145とを備えている。あるいは、プラズマ処理装置1は、第1バラン103と、第2バラン303と、本体10とを備え、本体10が、真空容器110と、第1組を構成する第1電極105aおよび第2電極105bと、第2組を構成する第1電極141および第2電極145とを備えているものとして理解されてもよい。本体10は、第1端子251、第2端子252、第3端子451、第4端子452を有する。 FIG. 13 schematically shows the configuration of the plasma processing apparatus 1 according to the seventh embodiment of the present invention. The plasma processing apparatus of the seventh embodiment can operate as a sputtering apparatus that forms a film on the substrate 112 by sputtering. Matters not mentioned in the plasma processing apparatus 1 of the seventh embodiment can follow the first to sixth embodiments. The plasma processing apparatus 1 includes a first balun 103, a second balun 303, a vacuum vessel 110, a first electrode 105a and a second electrode 105b forming a first set, and a first electrode 141 forming a second set. and a second electrode 145 . Alternatively, the plasma processing apparatus 1 includes a first balun 103, a second balun 303, and a main body 10, wherein the main body 10 includes a vacuum vessel 110, and a first electrode 105a and a second electrode 105b forming a first set. , and a first electrode 141 and a second electrode 145 forming a second set. The body 10 has a first terminal 251 , a second terminal 252 , a third terminal 451 and a fourth terminal 452 .

第1バラン103は、第1不平衡端子201、第2不平衡端子202、第1平衡端子211および第2平衡端子212を有する。第1バラン103の第1不平衡端子201および第2不平衡端子202の側には、不平衡回路が接続され、第1バラン103の第1平衡端子211および第2平衡端子212の側には、平衡回路が接続される。第2バラン303は、第1バラン103と同様の構成を有しうる。第2バラン303は、第1不平衡端子401、第2不平衡端子402、第1平衡端子411および第2平衡端子412を有する。第2バラン303の第1不平衡端子401および第2不平衡端子402の側には、不平衡回路が接続され、第2バラン303の第1平衡端子411および第2平衡端子412の側には、平衡回路が接続される。真空容器110は、接地されている。 The first balun 103 has a first unbalanced terminal 201 , a second unbalanced terminal 202 , a first balanced terminal 211 and a second balanced terminal 212 . An unbalanced circuit is connected to the first unbalanced terminal 201 and the second unbalanced terminal 202 of the first balun 103, and the first balanced terminal 211 and the second balanced terminal 212 of the first balun 103 have a , to which the balance circuit is connected. The second balun 303 may have a configuration similar to that of the first balun 103 . The second balun 303 has a first unbalanced terminal 401 , a second unbalanced terminal 402 , a first balanced terminal 411 and a second balanced terminal 412 . An unbalanced circuit is connected to the first unbalanced terminal 401 and the second unbalanced terminal 402 of the second balun 303, and the first balanced terminal 411 and the second balanced terminal 412 of the second balun 303 are connected to the unbalanced circuit. , to which the balance circuit is connected. Vacuum vessel 110 is grounded.

第1組の第1電極105aは、第1ターゲット109aを保持し、第1ターゲット109aを介して基板112の側の空間と対向する。第1組の第2電極105bは、第1電極105aの隣に配置され、第2ターゲット109bを保持し、第2ターゲット109bを介して基板112の側の空間と対向する。ターゲット109aおよび109bは、例えば、絶縁体材料または導電体材料でありうる。第1組の第1電極105aは、第1バラン103の第1平衡端子211に電気的に接続され、第1組の第2電極105bは、第1バラン103の第2平衡端子212に電気的に接続されている。 A first set of first electrodes 105a holds a first target 109a and faces the space on the side of the substrate 112 via the first target 109a. A first set of second electrodes 105b is arranged next to the first electrode 105a, holds a second target 109b, and faces the space on the substrate 112 side via the second target 109b. Targets 109a and 109b can be, for example, an insulator material or a conductor material. The first set of electrodes 105 a is electrically connected to the first balanced terminal 211 of the first balun 103 and the first set of second electrodes 105 b is electrically connected to the second balanced terminal 212 of the first balun 103 . It is connected to the.

第2組の第1電極141は、基板112を保持する。第2組の第2電極145は、第1電極141の周囲に配置される。第2組の第1電極141は、第2バラン303の第1平衡端子411に電気的に接続され、第2組の第2電極145は、第2バラン303の第2平衡端子412に電気的に接続されている。 A second set of first electrodes 141 hold the substrate 112 . A second set of second electrodes 145 are arranged around the first electrodes 141 . The second set of first electrodes 141 is electrically connected to the first balanced terminal 411 of the second balun 303 and the second set of second electrodes 145 is electrically connected to the second balanced terminal 412 of the second balun 303 . It is connected to the.

上記の構成は、第1組の第1電極105aが第1端子251に電気的に接続され、第1組の第2電極105bが第2端子252に電気的に接続され、第1端子251が第1バラン103の第1平衡端子211に電気的に接続され、第2端子252が第1バラン103の第2平衡端子212に接続された構成として理解されうる。また、上記の構成は、第2組の第1電極141が第3端子451に電気的に接続され、第2組の第2電極145が第4端子452に電気的に接続され、第3端子451が第2バラン303の第1平衡端子411に電気的に接続され、第4端子452が第2バラン303の第2平衡端子412に接続されているものとして理解されうる。 In the above configuration, the first set of first electrodes 105a is electrically connected to the first terminal 251, the first set of second electrodes 105b is electrically connected to the second terminal 252, and the first terminal 251 is It can be understood as a configuration in which the first balanced terminal 211 of the first balun 103 is electrically connected and the second terminal 252 is connected to the second balanced terminal 212 of the first balun 103 . In the above configuration, the second set of first electrodes 141 is electrically connected to the third terminal 451, the second set of second electrodes 145 is electrically connected to the fourth terminal 452, and the third terminal 451 is electrically connected to the first balanced terminal 411 of the second balun 303 and the fourth terminal 452 is connected to the second balanced terminal 412 of the second balun 303 .

第1組の第1電極105aと第1バラン103の第1平衡端子211(第1端子251)とは、ブロッキングキャパシタ104aを介して電気的に接続されうる。ブロッキングキャパシタ104aは、第1バラン103の第1平衡端子211と第1組の第1電極105aとの間(あるいは、第1バラン103の第1平衡端子211と第2平衡端子212との間)で直流電流を遮断する。第1組の第2電極105bと第1バラン103の第2平衡端子212(第2端子252)とは、ブロッキングキャパシタ104bを介して電気的に接続されうる。ブロッキングキャパシタ104bは、第1バラン103の第2平衡端子212と第1組の第2電極105bとの間(あるいは、第1バラン103の第1平衡端子211と第2平衡端子212との間)で直流電流を遮断する。第1組の第1電極105a、第2電極105bは、それぞれ絶縁体132a、132bを介して真空容器110によって支持されうる。 The first set of first electrodes 105a and the first balanced terminal 211 (first terminal 251) of the first balun 103 can be electrically connected via a blocking capacitor 104a. A blocking capacitor 104a is placed between the first balanced terminal 211 of the first balun 103 and the first set of first electrodes 105a (or between the first balanced terminal 211 and the second balanced terminal 212 of the first balun 103). to cut off the DC current. The first set of second electrodes 105b and the second balanced terminal 212 (second terminal 252) of the first balun 103 can be electrically connected via a blocking capacitor 104b. A blocking capacitor 104b is placed between the second balanced terminal 212 of the first balun 103 and the first set of second electrodes 105b (or between the first balanced terminal 211 and the second balanced terminal 212 of the first balun 103). to cut off the DC current. A first set of first electrodes 105a and second electrodes 105b can be supported by the vacuum vessel 110 via insulators 132a and 132b, respectively.

第2組の第1電極141と第2バラン303の第1平衡端子411(第3端子451)とは、ブロッキングキャパシタ304を介して電気的に接続されうる。ブロッキングキャパシタ304は、第2バラン303の第1平衡端子411と第2組の第1電極141との間(あるいは、第2バラン303の第1平衡端子411と第2平衡端子412との間)で直流電流を遮断する。ブロッキングキャパシタ304を設ける代わりに、第2インピーダンス整合回路302が、第2バラン303の第1不平衡端子401と第2不平衡端子402との間を流れる直流電流を遮断するように構成されてもよい。第2組の第1電極141、第2電極145は、それぞれ絶縁体142、146を介して真空容器110によって支持されうる。 The second set of first electrodes 141 and the first balanced terminal 411 (the third terminal 451 ) of the second balun 303 can be electrically connected via the blocking capacitor 304 . A blocking capacitor 304 is placed between the first balanced terminal 411 of the second balun 303 and the second set of first electrodes 141 (or between the first balanced terminal 411 and the second balanced terminal 412 of the second balun 303). to cut off the DC current. Instead of providing blocking capacitor 304, second impedance matching circuit 302 may be configured to block direct current flowing between first unbalanced terminal 401 and second unbalanced terminal 402 of second balun 303. good. A second set of first electrodes 141 and second electrodes 145 can be supported by the vacuum vessel 110 via insulators 142 and 146, respectively.

プラズマ処理装置1は、第1高周波電源101と、第1高周波電源101と第1バラン103との間に配置された第1インピーダンス整合回路102とを備えうる。第1高周波電源101は、第1インピーダンス整合回路102、第1バラン103、およびブロッキングキャパシタ104a、104bを介して、第1電極105aと第2電極105bとの間に高周波を供給する。あるいは、第1高周波電源101は、第1インピーダンス整合回路102、第1バラン103を介して、本体10の第1端子251と第2端子252との間に高周波を供給する。第1バラン103並びに第1組の第1電極105aおよび第2電極105bは、真空容器110の内部空間に高周波を供給する第1高周波供給部を構成する。 The plasma processing apparatus 1 may include a first high frequency power supply 101 and a first impedance matching circuit 102 arranged between the first high frequency power supply 101 and the first balun 103 . A first high frequency power supply 101 supplies a high frequency between a first electrode 105a and a second electrode 105b via a first impedance matching circuit 102, a first balun 103, and blocking capacitors 104a and 104b. Alternatively, the first high-frequency power supply 101 supplies high-frequency power between the first terminal 251 and the second terminal 252 of the main body 10 via the first impedance matching circuit 102 and the first balun 103 . The first balun 103 and the first set of first electrode 105 a and second electrode 105 b constitute a first high frequency supply section that supplies high frequency to the internal space of the vacuum vessel 110 .

プラズマ処理装置1は、第2高周波電源301と、第2高周波電源301と第2バラン303との間に配置された第2インピーダンス整合回路302とを備えうる。第2高周波電源301は、第2インピーダンス整合回路302を介して第2バラン303の第1不平衡端子401と第2不平衡端子402との間に高周波を供給する。第2高周波電源301は、第2インピーダンス整合回路302、第2バラン303およびブロッキングキャパシタ304を介して、第2組の第1電極141と第2電極145との間に高周波を供給する。あるいは、第2高周波電源301は、第2インピーダンス整合回路302、第2バラン303を介して、本体10の第3端子451と第4端子452との間に高周波を供給する。第2バラン303並びに第2組の第1電極141および第2電極145は、真空容器110の内部空間に高周波を供給する第2高周波供給部を構成する。 The plasma processing apparatus 1 may comprise a second RF power supply 301 and a second impedance matching circuit 302 arranged between the second RF power supply 301 and the second balun 303 . A second high-frequency power supply 301 supplies high-frequency power between a first unbalanced terminal 401 and a second unbalanced terminal 402 of a second balun 303 via a second impedance matching circuit 302 . A second high frequency power supply 301 supplies a high frequency between a second set of first electrodes 141 and second electrodes 145 via a second impedance matching circuit 302 , a second balun 303 and a blocking capacitor 304 . Alternatively, the second high-frequency power supply 301 supplies high-frequency power between the third terminal 451 and the fourth terminal 452 of the main body 10 via the second impedance matching circuit 302 and the second balun 303 . The second balun 303 and the second set of the first electrode 141 and the second electrode 145 constitute a second high frequency supply section that supplies a high frequency to the internal space of the vacuum vessel 110 .

第1高周波電源101からの高周波の供給によって真空容器110の内部空間にプラズマが発生している状態で第1バラン103の第1平衡端子211および第2平衡端子212の側から第1組の第1電極105aおよび第2電極105bの側(本体10の側)を見たときのインピーダンスをRp1-jXp1とする。また、第1バラン103の第1コイル221のインピーダンスのリアクタンス成分(インダクタンス成分)をX1とする。この定義において、1.5≦X1/Rp1≦5000を満たすことは、真空容器110の内部空間に形成されるプラズマの電位を安定させるために有利である。 In a state where plasma is generated in the internal space of the vacuum vessel 110 by the supply of the high frequency from the first high frequency power supply 101, the first pair of first balanced terminals 211 and 212 of the first balun 103 is connected to the first balanced terminal 211 and the second balanced terminal 212 side. The impedance when looking at the first electrode 105a and the second electrode 105b side (body 10 side) is defined as Rp1-jXp1. Let X1 be the reactance component (inductance component) of the impedance of the first coil 221 of the first balun 103 . In this definition, satisfying 1.5≦X1/Rp1≦5000 is advantageous for stabilizing the potential of the plasma formed in the internal space of the vacuum vessel 110 .

また、第2高周波電源301からの高周波の供給によって真空容器110の内部空間にプラズマが発生している状態で第2バラン303の第1平衡端子411および第2平衡端子412の側から第2組の第1電極127および第2電極130の側(本体10の側)を見たときのインピーダンスをRp2-jXp2とする。また、第2バラン303の第1コイル221のインピーダンスのリアクタンス成分(インダクタンス成分)をX2とする。この定義において、1.5≦X2/Rp2≦5000を満たすことは、真空容器110の内部空間に形成されるプラズマの電位を安定させるために有利である。 In addition, while plasma is being generated in the internal space of the vacuum vessel 110 by the supply of the high frequency from the second high frequency power supply 301, the second set from the side of the first balanced terminal 411 and the second balanced terminal 412 of the second balun 303 is operated. Let Rp2-jXp2 be the impedance when looking at the first electrode 127 and the second electrode 130 side (body 10 side). Let X2 be the reactance component (inductance component) of the impedance of the first coil 221 of the second balun 303 . In this definition, satisfying 1.5≦X2/Rp2≦5000 is advantageous for stabilizing the potential of the plasma formed in the internal space of the vacuum vessel 110 .

第7実施形態のプラズマ処理装置1は、第2組を構成する第1電極141を昇降させる機構および第2組を構成する第1電極141を回転させる機構の少なくとも一方を更に備えうる。図13に示された例では、プラズマ処理装置1は、第1電極141を昇降させる機構および第1電極141を回転させる機構の双方を含む駆動機構114を備える。また、図13に示された例では、プラズマ処理装置1は、第2組を構成する第2電極145を昇降させる駆動機構314を備える。真空容器110と駆動機構114、314との間には、真空隔壁を構成するベローズが設けられうる。 The plasma processing apparatus 1 of the seventh embodiment can further include at least one of a mechanism for raising and lowering the first electrodes 141 forming the second group and a mechanism for rotating the first electrodes 141 forming the second group. In the example shown in FIG. 13 , the plasma processing apparatus 1 includes a drive mechanism 114 including both a mechanism for raising and lowering the first electrode 141 and a mechanism for rotating the first electrode 141 . In addition, in the example shown in FIG. 13, the plasma processing apparatus 1 includes a drive mechanism 314 that moves up and down the second electrodes 145 that constitute the second set. A bellows forming a vacuum partition may be provided between the vacuum vessel 110 and the drive mechanism 114 , 314 .

図14を参照しながら、図13に示された第7実施形態のプラズマ処理装置1における第1バラン103の機能を説明する。第1不平衡端子201を流れる電流をI1、第1平衡端子211を流れる電流をI2、第2不平衡端子202を流れる電流をI2’、電流I2のうち接地に流れる電流をI3とする。I3=0、即ち、平衡回路の側で接地に電流が流れない場合、接地に対する平衡回路のアイソレーション性能が最も良い。I3=I2、即ち、第1平衡端子211を流れる電流I2の全てが接地に対して流れる場合、接地に対する平衡回路のアイソレーション性能が最も悪い。このようなアイソレーション性能の程度を示す指標ISOは、第1乃至第5実施形態と同様に、以下の式で与えられうる。この定義の下では、ISOの値の絶対値が大きい方が、アイソレーション性能が良い。 The function of the first balun 103 in the plasma processing apparatus 1 of the seventh embodiment shown in FIG. 13 will be described with reference to FIG. Let I1 be the current flowing through the first unbalanced terminal 201, I2 be the current flowing through the first balanced terminal 211, I2' be the current flowing through the second unbalanced terminal 202, and I3 be the current flowing to ground among the currents I2. The isolation performance of the balanced circuit to ground is best when I3=0, ie, no current flows to ground on the side of the balanced circuit. When I3=I2, ie, the current I2 flowing through the first balanced terminal 211 all flows to ground, the isolation performance of the balanced circuit to ground is the worst. The index ISO indicating the degree of such isolation performance can be given by the following formula, as in the first to fifth embodiments. Under this definition, the larger the absolute value of the ISO value, the better the isolation performance.

ISO[dB]=20log(I3/I2’)
図14において、Rp-jXp(=Rp/2-jXp/2+Rp/2-jXp/2)は、真空容器110の内部空間にプラズマが発生している状態で第1平衡端子211および第2平衡端子212の側から第1電極105aおよび第2電極105bの側(本体10の側)を見たときのインピーダンス(ブロッキングキャパシタ104a及び104bのリアクタンスを含む)を示している。Rpは抵抗成分、-Xpはリアクタンス成分を示している。また、図14において、Xは、第1バラン103の第1コイル221のインピーダンスのリアクタンス成分(インダクタンス成分)を示している。ISOは、X/Rpに対して相関を有する。
ISO[dB]=20log(I3/I2')
In FIG. 14, Rp-jXp (=Rp/2-jXp/2+Rp/2-jXp/2) is the first balanced terminal 211 and the second balanced terminal when plasma is generated in the internal space of the vacuum vessel 110. The impedance (including reactances of blocking capacitors 104a and 104b) when viewing the first electrode 105a and second electrode 105b side (body 10 side) from the 212 side is shown. Rp indicates a resistance component and -Xp indicates a reactance component. 14, X indicates the reactance component (inductance component) of the impedance of the first coil 221 of the first balun 103. In FIG. ISO has a correlation to X/Rp.

第1実施形態の説明において参照した図4には、電流I1(=I2)、I2’、I3、ISO、α(=X/Rp)の関係が例示されている。図4の関係は、第7実施形態においても成り立つ。本発明者は、第7実施形態においても、1.5≦X/Rp≦5000を満たすことが、真空容器110の内部空間(第1電極105aと第2電極105bとの間の空間)に形成されるプラズマの電位(プラズマ電位)を真空容器110の内面の状態に対して鈍感にするために有利であることを見出した。ここで、プラズマ電位が真空容器110の内面の状態に対して鈍感になることは、プラズマ処理装置1を長期間にわたって使用した場合においてもプラズマ電位を安定させることができることを意味する。1.5≦X/Rp≦5000は、-10.0dB≧ISO≧-80dBに相当する。 FIG. 4 referred to in the description of the first embodiment exemplifies the relationships among the currents I1 (=I2), I2', I3, ISO, and α (=X/Rp). The relationship of FIG. 4 also holds true in the seventh embodiment. In the seventh embodiment, the inventor also found that 1.5≦X/Rp≦5000 is formed in the internal space of the vacuum vessel 110 (the space between the first electrode 105a and the second electrode 105b). It has been found to be advantageous for making the potential of the plasma applied (plasma potential) insensitive to the state of the inner surface of the vacuum vessel 110. Here, the insensitivity of the plasma potential to the state of the inner surface of the vacuum vessel 110 means that the plasma potential can be stabilized even when the plasma processing apparatus 1 is used for a long period of time. 1.5≦X/Rp≦5000 corresponds to −10.0 dB≧ISO≧−80 dB.

図15(a)~図15(d)には、1.5≦X/Rp≦5000を満たす場合におけるプラズマ電位、第1電極105aの電位(カソード1電位)および第2電極105bの電位(カソード2電位)を示されている。図15(a)は、真空容器110の内面に抵抗性の膜(1mΩ)が形成された状態でのプラズマ電位、第1電極105aの電位(カソード1電位)および第2電極105bの電位(カソード2電位)を示している。図15(b)は、真空容器110の内面に抵抗性の膜(1000Ω)が形成された状態でのプラズマ電位、第1電極105aの電位(カソード1電位)および第2電極105bの電位(カソード2電位)を示している。図15(c)は、真空容器110の内面に誘導性の膜(0.6μH)が形成された状態でのプラズマ電位、第1電極105aの電位(カソード1電位)および第2電極105bの電位(カソード2電位)を示している。図15(d)は、真空容器110の内面に容量性の膜(0.1nF)が形成された状態でのプラズマ電位、第1電極105aの電位(カソード1電位)および第2電極105bの電位(カソード2電位)を示している。図15(a)~図15(d)より、1.5≦X/Rp≦5000を満たすことが、真空容器110の内面が種々の状態においてプラズマ電位を安定させるために有利であることが理解される。 FIGS. 15A to 15D show the plasma potential, the potential of the first electrode 105a (cathode 1 potential) and the potential of the second electrode 105b (cathode 1 potential) when 1.5≦X/Rp≦5000 is satisfied. 2 potentials) are shown. FIG. 15A shows the plasma potential, the potential of the first electrode 105a (cathode 1 potential) and the potential of the second electrode 105b (cathode 1 potential) when a resistive film (1 mΩ) is formed on the inner surface of the vacuum vessel 110. 2 potentials). FIG. 15(b) shows the plasma potential, the potential of the first electrode 105a (cathode 1 potential) and the potential of the second electrode 105b (cathode 2 potentials). FIG. 15(c) shows the plasma potential, the potential of the first electrode 105a (cathode 1 potential), and the potential of the second electrode 105b when an inductive film (0.6 μH) is formed on the inner surface of the vacuum vessel 110. (cathode 2 potential). FIG. 15(d) shows the plasma potential, the potential of the first electrode 105a (cathode 1 potential), and the potential of the second electrode 105b when a capacitive film (0.1 nF) is formed on the inner surface of the vacuum vessel 110. (cathode 2 potential). From FIGS. 15(a) to 15(d), it is understood that satisfying 1.5≦X/Rp≦5000 is advantageous for stabilizing the plasma potential in various states of the inner surface of the vacuum vessel 110. be done.

図16(a)~図16(d)には、1.5≦X/Rp≦5000を満たさない場合におけるプラズマ電位、第1電極105aの電位(カソード1電位)および第2電極105bの電位(カソード2電位)をシミュレーションした結果が示されている。図16(a)は、真空容器110の内面に抵抗性の膜(1mΩ)が形成された状態でのプラズマ電位、第1電極105aの電位(カソード1電位)および第2電極105bの電位(カソード2電位)を示している。図16(b)は、真空容器110の内面に抵抗性の膜(1000Ω)が形成された状態でのプラズマ電位、第1電極105aの電位(カソード1電位)および第2電極105bの電位(カソード2電位)を示している。図16(c)は、真空容器110の内面に誘導性の膜(0.6μH)が形成された状態でのプラズマ電位、第1電極105aの電位(カソード1電位)および第2電極105bの電位(カソード2電位)を示している。図16(d)は、真空容器110の内面に容量性の膜(0.1nF)が形成された状態でのプラズマ電位、第1電極105aの電位(カソード1電位)および第2電極105bの電位(カソード2電位)を示している。図16(a)~図16(d)より、1.5≦X/Rp≦5000を満たさない場合は、真空容器110の内面の状態に依存してプラズマ電位が変化することが理解される。 FIGS. 16A to 16D show the plasma potential, the potential of the first electrode 105a (cathode 1 potential), and the potential of the second electrode 105b ( Cathode 2 potential) is shown. FIG. 16A shows the plasma potential, the potential of the first electrode 105a (cathode 1 potential) and the potential of the second electrode 105b (cathode 1 potential) when a resistive film (1 mΩ) is formed on the inner surface of the vacuum vessel 110. FIG. 2 potentials). FIG. 16(b) shows the plasma potential, the potential of the first electrode 105a (cathode 1 potential), and the potential of the second electrode 105b (cathode 2 potentials). FIG. 16(c) shows the plasma potential, the potential of the first electrode 105a (cathode 1 potential), and the potential of the second electrode 105b when an inductive film (0.6 μH) is formed on the inner surface of the vacuum vessel 110. (cathode 2 potential). FIG. 16(d) shows the plasma potential, the potential of the first electrode 105a (cathode 1 potential), and the potential of the second electrode 105b when a capacitive film (0.1 nF) is formed on the inner surface of the vacuum vessel 110. (cathode 2 potential). 16(a) to 16(d), it is understood that the plasma potential changes depending on the state of the inner surface of the vacuum vessel 110 when 1.5≦X/Rp≦5000 is not satisfied.

ここで、X/Rp>5000(例えば、X/Rp=∞)である場合とX/Rp<1.5である場合(例えば、X/Rp=1.16、X/Rp=0.87)との双方において、真空容器110の内面の状態に依存してプラズマ電位が変化しやすい。X/Rp>5000である場合は、真空容器110の内面に膜が形成されていない状態では、第1電極105aと第2電極105bの間でのみ放電が起こる。しかし、X/Rp>5000である場合、真空容器110の内面に膜が形成され始めると、それに対してプラズマ電位が敏感に反応し、図16(a)~16(d)に例示されるような結果となる。一方、X/Rp<1.5である場合は、真空容器110を介して接地に流れ込む電流が大きいので、真空容器110の内面の状態(内面に形成される膜の電気的な特性)による影響が顕著となり、膜の形成に依存してプラズマ電位が変化する。したがって、前述のように、1.5≦X/Rp≦5000を満たすようにプラズマ処理装置1を構成することが有利である。 Here, when X/Rp>5000 (for example, X/Rp=∞) and when X/Rp<1.5 (for example, X/Rp=1.16, X/Rp=0.87) In both cases, the plasma potential is likely to change depending on the state of the inner surface of the vacuum vessel 110 . When X/Rp>5000, discharge occurs only between the first electrode 105a and the second electrode 105b when the film is not formed on the inner surface of the vacuum vessel 110 . However, when X/Rp>5000, when a film starts to form on the inner surface of the vacuum vessel 110, the plasma potential reacts sensitively, as illustrated in FIGS. results. On the other hand, when X/Rp<1.5, the current flowing through the vacuum vessel 110 to the ground is large. becomes remarkable, and the plasma potential changes depending on the formation of the film. Therefore, as described above, it is advantageous to configure the plasma processing apparatus 1 so as to satisfy 1.5≦X/Rp≦5000.

図17には、本発明の第8実施形態のプラズマ処理装置1の構成が模式的に示されている。第8実施形態のプラズマ処理装置1は、第2実施形態のプラズマ処理装置1の変形例であり、基板112をエッチングするエッチング装置として動作しうる。 FIG. 17 schematically shows the configuration of the plasma processing apparatus 1 according to the eighth embodiment of the present invention. The plasma processing apparatus 1 of the eighth embodiment is a modified example of the plasma processing apparatus 1 of the second embodiment, and can operate as an etching apparatus for etching the substrate 112 .

第8実施形態のプラズマ処理装置1は、第1バラン(第1平衡不平衡変換回路)103と、第2バラン(第2衡不平衡変換回路)603と、真空容器110と、第1電極106と、第2電極111と、第3電極606とを備えている。あるいは、プラズマ処理装置1は、第1バラン103と、第2バラン603と、本体10とを備え、本体10が、真空容器110と、第1電極106と、第2電極111と、第3電極606とを備えているものとして理解されてもよい。本体10は、第1端子251、第2端子252、第3端子651、第4端子652を有する。第1電極106は、真空容器110と協働して真空空間と外部空間とを分離するように(即ち、真空隔壁の一部を構成するように)配置されてもよいし、真空容器110の中に配置されてもよい。第2電極111は、真空容器110と協働して真空空間と外部空間とを分離するように(即ち、真空隔壁の一部を構成するように)配置されてもよいし、真空容器110の中に配置されてもよい。第3電極606は、真空容器110と協働して真空空間と外部空間とを分離するように(即ち、真空隔壁の一部を構成するように)配置されてもよいし、真空容器110の中に配置されてもよい。 The plasma processing apparatus 1 of the eighth embodiment includes a first balun (first balanced-unbalanced conversion circuit) 103, a second balun (second balanced-unbalanced conversion circuit) 603, a vacuum vessel 110, and a first electrode 106. , a second electrode 111 and a third electrode 606 . Alternatively, the plasma processing apparatus 1 includes a first balun 103, a second balun 603, and a main body 10, wherein the main body 10 includes a vacuum vessel 110, a first electrode 106, a second electrode 111, and a third electrode. 606. The body 10 has a first terminal 251 , a second terminal 252 , a third terminal 651 and a fourth terminal 652 . The first electrode 106 may be arranged so as to cooperate with the vacuum vessel 110 to separate the vacuum space and the external space (that is, constitute a part of the vacuum partition wall), or the vacuum vessel 110 may may be placed inside. The second electrode 111 may be arranged to cooperate with the vacuum container 110 to separate the vacuum space and the external space (that is, constitute a part of the vacuum partition), or may may be placed inside. The third electrode 606 may be arranged so as to cooperate with the vacuum vessel 110 to separate the vacuum space and the external space (that is, constitute a part of the vacuum partition), or may be placed inside.

第1バラン103は、第1不平衡端子201、第2不平衡端子202、第1平衡端子211および第2平衡端子212を有する。第1バラン103の第1不平衡端子201および第2不平衡端子202の側には、不平衡回路が接続され、第1バラン103の第1平衡端子211および第2平衡端子212の側には、平衡回路が接続される。真空容器110は、導体で構成され、接地されている。 The first balun 103 has a first unbalanced terminal 201 , a second unbalanced terminal 202 , a first balanced terminal 211 and a second balanced terminal 212 . An unbalanced circuit is connected to the first unbalanced terminal 201 and the second unbalanced terminal 202 of the first balun 103, and the first balanced terminal 211 and the second balanced terminal 212 of the first balun 103 have a , to which the balance circuit is connected. The vacuum container 110 is composed of a conductor and grounded.

第2バラン603は、第3不平衡端子601、第4不平衡端子602、第3平衡端子611および第4平衡端子612を有する。第2バラン603の第3不平衡端子601および第4不平衡端子602の側には、不平衡回路が接続され、第2バラン603の第3平衡端子611および第4平衡端子612の側には、平衡回路が接続される。第2バラン603は、第1バラン013と同様の構成を有しうる。 The second balun 603 has a third unbalanced terminal 601 , a fourth unbalanced terminal 602 , a third balanced terminal 611 and a fourth balanced terminal 612 . An unbalanced circuit is connected to the third unbalanced terminal 601 and the fourth unbalanced terminal 602 side of the second balun 603, and an unbalanced circuit is connected to the third balanced terminal 611 and the fourth balanced terminal 612 side of the second balun 603. , to which the balance circuit is connected. The second balun 603 may have a similar configuration as the first balun 013 .

第2バラン603は、例えば、図2Aに示された構成または図2Bに示された構成を有しうる。具体的には、第2バラン603は、第3不平衡端子601と第3平衡端子611とを接続する第5コイル(221)と、第4不平衡端子602と第4平衡端子612とを接続する第6コイル(222)とを有する。第5コイル(221)および第6コイル(222)は、同一巻き数のコイルであり、鉄心を共有する。あるいは、第2バラン603は、第3不平衡端子601と第3平衡端子611とを接続する第5コイル(221)と、第4不平衡端子602と第4平衡端子612とを接続する第6コイル(222)と、第3平衡端子611と第4平衡端子612との間に接続された第7コイル(223)および第8コイル(224)を有し、第7コイル(223)および第8コイル(224)は、第7コイル(223)と第8コイル(224)との接続ノード(213)の電圧を第3平衡端子611の電圧と第4平衡端子612の電圧との中点とするように構成される。第5コイル(221)および第6コイル(222)は、同一巻き数のコイルであり、鉄心を共有する。第7コイル(223)および第8コイル(224)は、同一巻き数のコイルであり、鉄心を共有する。接続ノード(213)は、接地されてもよいし、真空容器110に接続されてもよいし、フローティングにされてもよい。 The second balun 603 can have, for example, the configuration shown in FIG. 2A or the configuration shown in FIG. 2B. Specifically, the second balun 603 connects the fifth coil (221) connecting the third unbalanced terminal 601 and the third balanced terminal 611, and the fourth unbalanced terminal 602 and the fourth balanced terminal 612. and a sixth coil (222). The fifth coil (221) and the sixth coil (222) are coils with the same number of turns and share an iron core. Alternatively, the second balun 603 includes a fifth coil (221) connecting the third unbalanced terminal 601 and the third balanced terminal 611, and a sixth coil (221) connecting the fourth unbalanced terminal 602 and the fourth balanced terminal 612. a coil (222), a seventh coil (223) and an eighth coil (224) connected between the third balanced terminal 611 and the fourth balanced terminal 612; The coil (224) makes the voltage of the connection node (213) between the seventh coil (223) and the eighth coil (224) the middle point between the voltage of the third balanced terminal 611 and the voltage of the fourth balanced terminal 612. configured as The fifth coil (221) and the sixth coil (222) are coils with the same number of turns and share an iron core. The seventh coil (223) and the eighth coil (224) are coils with the same number of turns and share an iron core. The connection node (213) may be grounded, connected to the vacuum vessel 110, or left floating.

第8実施形態では、第1電極106は、カソードであり、基板112を保持する。また、第8実施形態では、第2電極111は、アノードである。第8実施形態のプラズマ処理装置1では、第1電極106と第1平衡端子211とがブロッキングキャパシタ104を介して電気的に接続されている。換言すると、第8実施形態のプラズマ処理装置1では、ブロッキングキャパシタ104が第1電極106と第1平衡端子211との電気的な接続経路に配置されている。第2電極111には、エッチングガスを含むガスを分配する1又は複数のガス供給孔を含むガス分配部195が組み込まれていてもよい。 In the eighth embodiment, the first electrode 106 is the cathode and holds the substrate 112 . Moreover, in the eighth embodiment, the second electrode 111 is an anode. In the plasma processing apparatus 1 of the eighth embodiment, the first electrode 106 and the first balanced terminal 211 are electrically connected via the blocking capacitor 104 . In other words, in the plasma processing apparatus 1 of the eighth embodiment, the blocking capacitor 104 is arranged in the electrical connection path between the first electrode 106 and the first balanced terminal 211 . The second electrode 111 may incorporate a gas distribution portion 195 including one or more gas supply holes for distributing gases, including etching gas.

上記のような構成に代えて、第2平衡端子212と第2電極111とがブロッキングキャパシタを介して電気的に接続されてもよい。あるいは、第1平衡端子211と第1電極106とがブロッキングキャパシタを介して電気的に接続され、第2平衡端子212と第2電極111とがブロッキングキャパシタを介して電気的に接続されてもよい。 Instead of the configuration as described above, the second balanced terminal 212 and the second electrode 111 may be electrically connected via a blocking capacitor. Alternatively, the first balanced terminal 211 and the first electrode 106 may be electrically connected via a blocking capacitor, and the second balanced terminal 212 and the second electrode 111 may be electrically connected via a blocking capacitor. .

第1電極106および第2電極111は、互いに対向するように配置されうる。他の観点において、第1電極106および第2電極111は、第1電極106の少なくとも一部分と第2電極111の少なくとも一部分とが互いに対向するように配置されうる。第3電極606は、第1電極106を取り囲むように配置されうる。第3電極606は、リング形状を有しうる。 The first electrode 106 and the second electrode 111 may be arranged to face each other. In another aspect, the first electrode 106 and the second electrode 111 can be arranged such that at least a portion of the first electrode 106 and at least a portion of the second electrode 111 face each other. A third electrode 606 may be arranged to surround the first electrode 106 . The third electrode 606 may have a ring shape.

第1電極106は、対称軸SAに関して対称な形状を有し、第2電極111は、対称軸SAに関して対称な形状を有し、第3電極606は、対称軸SAに関して対称な形状を有しうる。一例において、第1電極106は、対称軸SAに関して対称に配置された円形形状を有し、第2電極111は、対称軸SAに関して対称に配置された円形形状を有し、第3電極606は、対称軸SAに関して対称に配置されたリング形状を有しうる。リング形状は、例えば、円形リング形状または矩形リング形状でありうる。円形リング形状は、外側のエッジを規定する形状が円形であり、内側のエッジを規定する形状が円形である。矩形リング形状は、外側のエッジを規定する形状が矩形であり、内側のエッジを規定する形状が矩形である。 The first electrode 106 has a symmetrical shape about the axis of symmetry SA, the second electrode 111 has a symmetrical shape about the axis of symmetry SA, and the third electrode 606 has a symmetrical shape about the axis of symmetry SA. sell. In one example, the first electrode 106 has a circular shape symmetrically arranged about the axis of symmetry SA, the second electrode 111 has a circular shape symmetrically arranged about the axis of symmetry SA, and the third electrode 606 has a , symmetrically arranged with respect to the axis of symmetry SA. The ring shape can be, for example, a circular ring shape or a rectangular ring shape. A circular ring shape has a circular shape defining an outer edge and a circular shape defining an inner edge. The rectangular ring shape has a rectangular shape defining the outer edge and a rectangular shape defining the inner edge.

第1平衡端子211および第2平衡端子212の側から第1電極106および第2電極111の側を見たときの第1平衡端子211と第2平衡端子212との間の抵抗成分をRpとし、第1不平衡端子201と第1平衡端子211との間のインダクタンスをXとする。このときに、1.5≦X/Rp≦5000を満すことが、真空容器110の内部空間(第1電極106と第2電極111との間の空間)に形成されるプラズマの電位を真空容器110の内面の状態に対して鈍感にするために有利である。 Let Rp be the resistance component between the first balanced terminal 211 and the second balanced terminal 212 when the first electrode 106 and the second electrode 111 are viewed from the first balanced terminal 211 and the second balanced terminal 212 side. , and let X be the inductance between the first unbalanced terminal 201 and the first balanced terminal 211 . At this time, satisfying 1.5≦X/Rp≦5000 means that the potential of the plasma formed in the internal space of the vacuum vessel 110 (the space between the first electrode 106 and the second electrode 111) is reduced to a vacuum. It is advantageous to make it insensitive to the condition of the inner surface of the container 110 .

また、第3平衡端子611および第4平衡端子612の側から第1電極106および第3電極606の側を見たときの第3平衡端子611と前記第4平衡端子612との間の抵抗成分をRp’とし、第3不平衡端子601と第3平衡端子611との間のインダクタンスをX’とする。このときに、1.5≦X’/Rp’≦5000を満たすことが、真空容器110の内部空間(第1電極106と第2電極111との間の空間)に形成されるプラズマの電位を真空容器110の内面の状態に対して鈍感にするために有利である。 Also, the resistance component between the third balanced terminal 611 and the fourth balanced terminal 612 when the side of the first electrode 106 and the third electrode 606 is viewed from the side of the third balanced terminal 611 and the fourth balanced terminal 612 is Rp', and the inductance between the third unbalanced terminal 601 and the third balanced terminal 611 is X'. At this time, satisfying 1.5≦X′/Rp′≦5000 means that the potential of the plasma formed in the internal space of the vacuum vessel 110 (the space between the first electrode 106 and the second electrode 111) is This is advantageous for making the state of the inner surface of the vacuum vessel 110 insensitive.

図18には、本発明の第9実施形態のプラズマ処理装置1の構成が模式的に示されている。第9実施形態のプラズマ処理装置1は、第1実施形態のプラズマ処理装置1の変形例であり、スパッタリングにより基板112に膜を形成するスパッタリング装置として動作しうる。 FIG. 18 schematically shows the configuration of the plasma processing apparatus 1 according to the ninth embodiment of the present invention. The plasma processing apparatus 1 of the ninth embodiment is a modification of the plasma processing apparatus 1 of the first embodiment, and can operate as a sputtering apparatus that forms a film on the substrate 112 by sputtering.

第9実施形態のプラズマ処理装置1は、第1バラン(第1平衡不平衡変換回路)103と、第2バラン(第2衡不平衡変換回路)603と、真空容器110と、第1電極106と、第2電極111と、第3電極606とを備えている。あるいは、プラズマ処理装置1は、第1バラン103と、第2バラン603と、本体10とを備え、本体10が、真空容器110と、第1電極106と、第2電極111と、第3電極606とを備えているものとして理解されてもよい。本体10は、第1端子251、第2端子252、第3端子651、第4端子652を有する。第1電極106は、真空容器110と協働して真空空間と外部空間とを分離するように(即ち、真空隔壁の一部を構成するように)配置されてもよいし、真空容器110の中に配置されてもよい。第2電極111は、真空容器110と協働して真空空間と外部空間とを分離するように(即ち、真空隔壁の一部を構成するように)配置されてもよいし、真空容器110の中に配置されてもよい。第3電極606は、真空容器110と協働して真空空間と外部空間とを分離するように(即ち、真空隔壁の一部を構成するように)配置されてもよいし、真空容器110の中に配置されてもよい。 The plasma processing apparatus 1 of the ninth embodiment includes a first balun (first balanced-unbalanced conversion circuit) 103, a second balun (second balanced-unbalanced conversion circuit) 603, a vacuum vessel 110, and a first electrode 106. , a second electrode 111 and a third electrode 606 . Alternatively, the plasma processing apparatus 1 includes a first balun 103, a second balun 603, and a main body 10, wherein the main body 10 includes a vacuum vessel 110, a first electrode 106, a second electrode 111, and a third electrode. 606. The body 10 has a first terminal 251 , a second terminal 252 , a third terminal 651 and a fourth terminal 652 . The first electrode 106 may be arranged so as to cooperate with the vacuum vessel 110 to separate the vacuum space and the external space (that is, constitute a part of the vacuum partition wall), or the vacuum vessel 110 may may be placed inside. The second electrode 111 may be arranged to cooperate with the vacuum container 110 to separate the vacuum space and the external space (that is, constitute a part of the vacuum partition), or may may be placed inside. The third electrode 606 may be arranged so as to cooperate with the vacuum vessel 110 to separate the vacuum space and the external space (that is, constitute a part of the vacuum partition), or may be placed inside.

第1バラン103は、第1不平衡端子201、第2不平衡端子202、第1平衡端子211および第2平衡端子212を有する。第1バラン103の第1不平衡端子201および第2不平衡端子202の側には、不平衡回路が接続され、第1バラン103の第1平衡端子211および第2平衡端子212の側には、平衡回路が接続される。真空容器110は、導体で構成され、接地されている。 The first balun 103 has a first unbalanced terminal 201 , a second unbalanced terminal 202 , a first balanced terminal 211 and a second balanced terminal 212 . An unbalanced circuit is connected to the first unbalanced terminal 201 and the second unbalanced terminal 202 of the first balun 103, and the first balanced terminal 211 and the second balanced terminal 212 of the first balun 103 have a , to which the balance circuit is connected. The vacuum container 110 is composed of a conductor and grounded.

第2バラン603は、第3不平衡端子601、第4不平衡端子602、第3平衡端子611および第4平衡端子612を有する。第2バラン603の第3不平衡端子601および第4不平衡端子602の側には、不平衡回路が接続され、第2バラン603の第3平衡端子611および第4平衡端子612の側には、平衡回路が接続される。第2バラン603は、第1バラン013と同様の構成を有しうる。 The second balun 603 has a third unbalanced terminal 601 , a fourth unbalanced terminal 602 , a third balanced terminal 611 and a fourth balanced terminal 612 . An unbalanced circuit is connected to the third unbalanced terminal 601 and the fourth unbalanced terminal 602 side of the second balun 603, and an unbalanced circuit is connected to the third balanced terminal 611 and the fourth balanced terminal 612 side of the second balun 603. , to which the balance circuit is connected. The second balun 603 may have a similar configuration as the first balun 013 .

第2バラン603は、例えば、図2Aに示された構成または図2Bに示された構成を有しうる。具体的には、第2バラン603は、第3不平衡端子601と第3平衡端子611とを接続する第5コイル(221)と、第4不平衡端子602と第4平衡端子612とを接続する第6コイル(222)とを有する。第5コイル(221)および第6コイル(222)は、同一巻き数のコイルであり、鉄心を共有する。あるいは、第2バラン603は、第3不平衡端子601と第3平衡端子611とを接続する第5コイル(221)と、第4不平衡端子602と第4平衡端子612とを接続する第6コイル(222)と、第3平衡端子611と第4平衡端子612との間に接続された第7コイル(223)および第8コイル(224)を有し、第7コイル(223)および第8コイル(224)は、第7コイル(223)と第8コイル(224)との接続ノード(213)の電圧を第3平衡端子611の電圧と第4平衡端子612の電圧との中点とするように構成される。第5コイル(221)および第6コイル(222)は、同一巻き数のコイルであり、鉄心を共有する。第7コイル(223)および第8コイル(224)は、同一巻き数のコイルであり、鉄心を共有する。接続ノード(213)は、接地されてもよいし、真空容器110に接続されてもよいし、フローティングにされてもよい。 The second balun 603 can have, for example, the configuration shown in FIG. 2A or the configuration shown in FIG. 2B. Specifically, the second balun 603 connects the fifth coil (221) connecting the third unbalanced terminal 601 and the third balanced terminal 611, and the fourth unbalanced terminal 602 and the fourth balanced terminal 612. and a sixth coil (222). The fifth coil (221) and the sixth coil (222) are coils with the same number of turns and share an iron core. Alternatively, the second balun 603 includes a fifth coil (221) connecting the third unbalanced terminal 601 and the third balanced terminal 611, and a sixth coil (221) connecting the fourth unbalanced terminal 602 and the fourth balanced terminal 612. a coil (222), a seventh coil (223) and an eighth coil (224) connected between the third balanced terminal 611 and the fourth balanced terminal 612; The coil (224) makes the voltage of the connection node (213) between the seventh coil (223) and the eighth coil (224) the middle point between the voltage of the third balanced terminal 611 and the voltage of the fourth balanced terminal 612. configured as The fifth coil (221) and the sixth coil (222) are coils with the same number of turns and share an iron core. The seventh coil (223) and the eighth coil (224) are coils with the same number of turns and share an iron core. The connection node (213) may be grounded, connected to the vacuum vessel 110, or left floating.

第9実施形態では、第1電極106は、カソードであり、ターゲット109を保持する。また、第9実施形態では、第2電極111は、アノードであり、基板112を保持する。第9実施形態のプラズマ処理装置1では、第1電極106と第1平衡端子211とがブロッキングキャパシタ104を介して電気的に接続されている。換言すると、第9実施形態のプラズマ処理装置1では、ブロッキングキャパシタ104が第1電極106と第1平衡端子211との電気的な接続経路に配置されている。 In the ninth embodiment, the first electrode 106 is the cathode and holds the target 109 . Also, in the ninth embodiment, the second electrode 111 is an anode and holds the substrate 112 . In the plasma processing apparatus 1 of the ninth embodiment, the first electrode 106 and the first balanced terminal 211 are electrically connected via the blocking capacitor 104 . In other words, in the plasma processing apparatus 1 of the ninth embodiment, the blocking capacitor 104 is arranged in the electrical connection path between the first electrode 106 and the first balanced terminal 211 .

上記のような構成に代えて、第2平衡端子212と第2電極111とがブロッキングキャパシタを介して電気的に接続されてもよい。あるいは、第1平衡端子211と第1電極106とがブロッキングキャパシタを介して電気的に接続され、第2平衡端子212と第2電極111とがブロッキングキャパシタを介して電気的に接続されてもよい。 Instead of the configuration as described above, the second balanced terminal 212 and the second electrode 111 may be electrically connected via a blocking capacitor. Alternatively, the first balanced terminal 211 and the first electrode 106 may be electrically connected via a blocking capacitor, and the second balanced terminal 212 and the second electrode 111 may be electrically connected via a blocking capacitor. .

第1電極106および第2電極111は、互いに対向するように配置されうる。他の観点において、第1電極106および第2電極111は、第1電極106の少なくとも一部分と第2電極111の少なくとも一部分は、互いに対向するように配置されうる。第3電極606は、第1電極106を取り囲むように配置されうる。第3電極606は、リング形状を有しうる。 The first electrode 106 and the second electrode 111 may be arranged to face each other. In another aspect, the first electrode 106 and the second electrode 111 can be arranged such that at least a portion of the first electrode 106 and at least a portion of the second electrode 111 face each other. A third electrode 606 may be arranged to surround the first electrode 106 . The third electrode 606 may have a ring shape.

第1電極106は、対称軸SAに関して対称な形状を有し、第2電極111は、対称軸SAに関して対称な形状を有し、第3電極606は、対称軸SAに関して対称な形状を有しうる。一例において、第1電極106は、対称軸SAに関して対称に配置された円形形状を有し、第2電極111は、対称軸SAに関して対称に配置された円形形状を有し、第3電極606は、対称軸SAに関して対称に配置されたリング形状を有しうる。リング形状は、例えば、円形リング形状または矩形リング形状でありうる。円形リング形状は、外側のエッジを規定する形状が円形であり、内側のエッジを規定する形状が円形である。矩形リング形状は、外側のエッジを規定する形状が矩形であり、内側のエッジを規定する形状が矩形である。 The first electrode 106 has a symmetrical shape about the axis of symmetry SA, the second electrode 111 has a symmetrical shape about the axis of symmetry SA, and the third electrode 606 has a symmetrical shape about the axis of symmetry SA. sell. In one example, the first electrode 106 has a circular shape symmetrically arranged about the axis of symmetry SA, the second electrode 111 has a circular shape symmetrically arranged about the axis of symmetry SA, and the third electrode 606 has a , symmetrically arranged with respect to the axis of symmetry SA. The ring shape can be, for example, a circular ring shape or a rectangular ring shape. A circular ring shape has a circular shape defining an outer edge and a circular shape defining an inner edge. The rectangular ring shape has a rectangular shape defining the outer edge and a rectangular shape defining the inner edge.

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, to publicize the scope of the invention, the following claims are included.

1:プラズマ処理装置、10:本体、101:高周波電源(第1高周波源)、102:インピーダンス整合回路(第1インピーダンス整合回路)、103:バラン(第1バラン)、104:ブロッキングキャパシタ、106:第1電極、107、108:絶縁体、109:ターゲット、110:真空容器、111:第2電極、112:基板、195:ガス分配部、201:第1不平衡端子、202:第2不平衡端子、211:第1平衡端子、212:第2平衡端子、251:第1端子、252:第2端子、221:第1コイル、222:第2コイル、223:第3コイル、224:第4コイル、SA:対称軸、501:高周波源(第2高周波源)、502:インピーダンス整合回路(第2インピーダンス整合回路)、601:第3不平衡端子、602:第4不平衡端子、603:バラン(第2バラン)、611:第3平衡端子、612:第4平衡端子、604:ブロッキングキャパシタ、606:第3電極 1: plasma processing apparatus, 10: main body, 101: high frequency power supply (first high frequency source), 102: impedance matching circuit (first impedance matching circuit), 103: balun (first balun), 104: blocking capacitor, 106: 1st electrode, 107, 108: insulator, 109: target, 110: vacuum vessel, 111: second electrode, 112: substrate, 195: gas distributor, 201: first unbalanced terminal, 202: second unbalanced Terminals 211: First balanced terminal 212: Second balanced terminal 251: First terminal 252: Second terminal 221: First coil 222: Second coil 223: Third coil 224: Fourth Coil, SA: axis of symmetry, 501: high frequency source (second high frequency source), 502: impedance matching circuit (second impedance matching circuit), 601: third unbalanced terminal, 602: fourth unbalanced terminal, 603: balun (second balun), 611: third balanced terminal, 612: fourth balanced terminal, 604: blocking capacitor, 606: third electrode

Claims (15)

第1高周波電源と、
第1インピーダンス整合回路と、
前記第1インピーダンス整合回路を介して前記第1高周波電源に電気的に接続された第1不平衡端子、接地された第2不平衡端子、第1平衡端子および第2平衡端子を有する第1バランと、
第2高周波電源と、
第2インピーダンス整合回路と、
前記第2インピーダンス整合回路を介して前記第2高周波電源に電気的に接続された第3不平衡端子、接地された第4不平衡端子、第3平衡端子および第4平衡端子を有する第2バランと、
接地された真空容器と、
前記第1平衡端子に第1ブロッキングキャパシタを介して電気的に接続され、前記第3平衡端子に第2ブロッキングキャパシタを介して電気的に接続された第1電極と、
前記第2平衡端子にブロッキングキャパシタを介することなく電気的に接続された第2電極と、
前記第4平衡端子にブロッキングキャパシタを介することなく電気的に接続された第3電極と、を備え
前記第1平衡端子および前記第2平衡端子の側から前記第1電極および前記第2電極の側を見たときの前記第1平衡端子と前記第2平衡端子との間の抵抗成分をRpとし、前記第1不平衡端子と前記第1平衡端子との間のインダクタンスをXとしたときに、1.5≦X/Rp≦5000を満たす、
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
a first high frequency power source;
a first impedance matching circuit;
A first balun having a first unbalanced terminal electrically connected to the first high frequency power supply via the first impedance matching circuit, a grounded second unbalanced terminal, a first balanced terminal and a second balanced terminal. When,
a second high frequency power source;
a second impedance matching circuit;
A second balun having a third unbalanced terminal electrically connected to the second high frequency power supply via the second impedance matching circuit, a grounded fourth unbalanced terminal, a third balanced terminal and a fourth balanced terminal. When,
a grounded vacuum vessel;
a first electrode electrically connected to the first balanced terminal via a first blocking capacitor and electrically connected to the third balanced terminal via a second blocking capacitor;
a second electrode electrically connected to the second balanced terminal without a blocking capacitor;
a third electrode electrically connected to the fourth balanced terminal without a blocking capacitor ;
Let Rp be a resistance component between the first balanced terminal and the second balanced terminal when the first electrode and the second electrode are viewed from the first balanced terminal and the second balanced terminal. , where 1.5≦X/Rp≦5000, where X is the inductance between the first unbalanced terminal and the first balanced terminal;
A plasma processing apparatus characterized by:
前記第1電極および前記第2電極は、互いに対向するように配置されている、
ことを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。
the first electrode and the second electrode are arranged to face each other;
2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein:
前記第3電極は、前記第1電極を取り囲むように配置されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のプラズマ処理装置。
The third electrode is arranged to surround the first electrode,
3. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein:
前記第3電極は、リング形状を有する、
ことを特徴とする請求項3に記載のプラズマ処理装置。
the third electrode has a ring shape,
4. The plasma processing apparatus according to claim 3, wherein:
前記第1電極は、対称軸に関して対称な形状を有し、前記第2電極は、前記対称軸に関して対称な形状を有し、前記第3電極は、前記対称軸に関して対称な形状を有する、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
The first electrode has a shape symmetrical about the axis of symmetry, the second electrode has a shape symmetrical about the axis of symmetry, and the third electrode has a shape symmetrical about the axis of symmetry.
5. The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
前記第1電極、前記第2電極および前記第3電極が絶縁体を介して前記真空容器によって支持されている、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
The first electrode, the second electrode and the third electrode are supported by the vacuum vessel via an insulator,
6. The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
前記第1バランは、前記第1不平衡端子と前記第1平衡端子とを接続する第1コイルと、前記第2不平衡端子と前記第2平衡端子とを接続する第2コイルとを有する、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
The first balun has a first coil that connects the first unbalanced terminal and the first balanced terminal, and a second coil that connects the second unbalanced terminal and the second balanced terminal,
7. The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, characterized in that:
前記第1バランは、前記第1平衡端子と前記第2平衡端子との間に接続された第3コイルおよび第4コイルを更に有し、前記第3コイルおよび前記第4コイルは、前記第3コイルと前記第4コイルとの接続ノードの電圧を前記第1平衡端子の電圧と前記第2平衡端子の電圧との中点とするように構成されている、
ことを特徴とする請求項7に記載のプラズマ処理装置。
The first balun further comprises a third coil and a fourth coil connected between the first balanced terminal and the second balanced terminal, the third coil and the fourth coil being connected to the third coil. The voltage at the connection node between the coil and the fourth coil is set to the middle point between the voltage at the first balanced terminal and the voltage at the second balanced terminal.
8. The plasma processing apparatus according to claim 7, characterized in that:
前記第2バランは、前記第3不平衡端子と前記第3平衡端子とを接続する第5コイルと、前記第4不平衡端子と前記第4平衡端子とを接続する第6コイルとを有する、
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
The second balun has a fifth coil that connects the third unbalanced terminal and the third balanced terminal, and a sixth coil that connects the fourth unbalanced terminal and the fourth balanced terminal,
9. The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 8, characterized in that:
前記第2バランは、前記第3平衡端子と前記第4平衡端子との間に接続された第7コイルおよび第8コイルを更に有し、前記第7コイルおよび前記第8コイルは、前記第7コイルと前記第8コイルとの接続ノードの電圧を前記第3平衡端子の電圧と前記第4平衡端子の電圧との中点とするように構成されている、
ことを特徴とする請求項9に記載のプラズマ処理装置。
The second balun further has a seventh coil and an eighth coil connected between the third balanced terminal and the fourth balanced terminal, wherein the seventh coil and the eighth coil are connected to the seventh balanced terminal. The voltage at the connection node between the coil and the eighth coil is set to the middle point between the voltage at the third balanced terminal and the voltage at the fourth balanced terminal.
10. The plasma processing apparatus according to claim 9, characterized in that:
前記第1電極は基板を保持し、前記プラズマ処理装置は、前記基板をエッチングするエッチング装置として構成されている、
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
wherein the first electrode holds a substrate, and the plasma processing apparatus is configured as an etching apparatus for etching the substrate;
11. The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 10, characterized in that:
前記第2電極には、ガスを分配するガス分配部が組み込まれている、
ことを特徴とする請求項11に記載のプラズマ処理装置。
wherein the second electrode incorporates a gas distributor for distributing gas;
12. The plasma processing apparatus according to claim 11, wherein:
前記第1電極はターゲットを保持し、前記第2電極は基板を保持し、前記プラズマ処理装置は、スパッタリングによって前記基板に膜を形成するスパッタリング装置として構成されている、
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
The first electrode holds a target, the second electrode holds a substrate, and the plasma processing apparatus is configured as a sputtering apparatus for forming a film on the substrate by sputtering.
11. The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 10, characterized in that:
前記第3平衡端子および前記第4平衡端子の側から前記第1電極および前記第3電極の側を見たときの前記第3平衡端子と前記第4平衡端子との間の抵抗成分をRp’とし、前記第3不平衡端子と前記第3平衡端子との間のインダクタンスをX’としたときに、1.5≦X’/Rp’≦5000を満たす、
ことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
Rp' is a resistance component between the third balanced terminal and the fourth balanced terminal when the first electrode and the third electrode are viewed from the third balanced terminal and the fourth balanced terminal. and satisfies 1.5≦X′/Rp′≦5000, where X′ is the inductance between the third unbalanced terminal and the third balanced terminal;
14. The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 13, characterized in that:
第1高周波電源と、
第1インピーダンス整合回路と、
前記第1インピーダンス整合回路を介して前記第1高周波電源に電気的に接続された第1不平衡端子、接地された第2不平衡端子、第1平衡端子および第2平衡端子を有する第1バランと、
第2高周波電源と、
第2インピーダンス整合回路と、
前記第2インピーダンス整合回路を介して前記第2高周波電源に電気的に接続された第3不平衡端子、接地された第4不平衡端子、第3平衡端子および第4平衡端子を有する第2バランと、
接地された真空容器と、
前記第1平衡端子に第1ブロッキングキャパシタを介して電気的に接続され、前記第3平衡端子に第2ブロッキングキャパシタを介して電気的に接続された第1電極と、
前記第2平衡端子にブロッキングキャパシタを介することなく電気的に接続された第2電極と、
前記第4平衡端子にブロッキングキャパシタを介することなく電気的に接続された第3電極と、を備え、
前記第3平衡端子および前記第4平衡端子の側から前記第1電極および前記第3電極の側を見たときの前記第3平衡端子と前記第4平衡端子との間の抵抗成分をRp’とし、前記第3不平衡端子と前記第3平衡端子との間のインダクタンスをX’としたときに、1.5≦X’/Rp’≦5000を満たす、
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
a first high frequency power source;
a first impedance matching circuit;
A first balun having a first unbalanced terminal electrically connected to the first high frequency power supply via the first impedance matching circuit, a grounded second unbalanced terminal, a first balanced terminal and a second balanced terminal. When,
a second high frequency power source;
a second impedance matching circuit;
A second balun having a third unbalanced terminal electrically connected to the second high frequency power supply via the second impedance matching circuit, a grounded fourth unbalanced terminal, a third balanced terminal and a fourth balanced terminal. When,
a grounded vacuum vessel;
a first electrode electrically connected to the first balanced terminal via a first blocking capacitor and electrically connected to the third balanced terminal via a second blocking capacitor;
a second electrode electrically connected to the second balanced terminal without a blocking capacitor;
a third electrode electrically connected to the fourth balanced terminal without a blocking capacitor;
Rp' is a resistance component between the third balanced terminal and the fourth balanced terminal when the first electrode and the third electrode are viewed from the third balanced terminal and the fourth balanced terminal. and satisfies 1.5≦X′/Rp′≦5000, where X′ is the inductance between the third unbalanced terminal and the third balanced terminal;
A plasma processing apparatus characterized by:
JP2019012419A 2017-06-27 2019-01-28 Plasma processing equipment Active JP7202198B2 (en)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/023611 WO2019003312A1 (en) 2017-06-27 2017-06-27 Plasma treatment device
JPPCT/JP2017/023611 2017-06-27
JPPCT/JP2017/023603 2017-06-27
PCT/JP2017/023603 WO2019003309A1 (en) 2017-06-27 2017-06-27 Plasma treatment device
JP2018017556 2018-02-02
JP2018017556 2018-02-02

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019504871A Division JP6516950B1 (en) 2017-06-27 2018-06-26 Plasma processing system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019133929A JP2019133929A (en) 2019-08-08
JP7202198B2 true JP7202198B2 (en) 2023-01-11

Family

ID=64741828

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019504871A Active JP6516950B1 (en) 2017-06-27 2018-06-26 Plasma processing system
JP2019012419A Active JP7202198B2 (en) 2017-06-27 2019-01-28 Plasma processing equipment

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019504871A Active JP6516950B1 (en) 2017-06-27 2018-06-26 Plasma processing system

Country Status (3)

Country Link
JP (2) JP6516950B1 (en)
TW (1) TWI690244B (en)
WO (1) WO2019004190A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6516950B1 (en) * 2017-06-27 2019-05-22 キヤノンアネルバ株式会社 Plasma processing system

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000294543A (en) 1999-04-08 2000-10-20 Hitachi Ltd Etching method and apparatus thereof, and manufacture of semiconductor device
JP2003512526A (en) 1999-10-15 2003-04-02 アドバンスト・エナジー・インダストリーズ・インコーポレイテッド Method and apparatus for biasing a substrate in a multiple electrode sputtering system
JP2008294465A (en) 2008-07-31 2008-12-04 Masayoshi Murata Current inlet terminal, plasma surface treatment device with current inlet terminal and plasma surface treatment method
JP2010109157A (en) 2008-10-30 2010-05-13 Shibaura Mechatronics Corp Semiconductor manufacturing apparatus
JP6280677B1 (en) 2017-06-27 2018-02-14 キヤノンアネルバ株式会社 Plasma processing equipment
JP6309683B1 (en) 2017-10-31 2018-04-11 キヤノンアネルバ株式会社 Plasma processing equipment
WO2019004190A1 (en) 2017-06-27 2019-01-03 キヤノンアネルバ株式会社 Plasma treatment device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53141937U (en) * 1977-04-15 1978-11-09
US4887005A (en) * 1987-09-15 1989-12-12 Rough J Kirkwood H Multiple electrode plasma reactor power distribution system
JPH02156081A (en) * 1988-12-09 1990-06-15 Tokuda Seisakusho Ltd Sputtering device
US5330578A (en) * 1991-03-12 1994-07-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Plasma treatment apparatus
US8438990B2 (en) * 2008-09-30 2013-05-14 Applied Materials, Inc. Multi-electrode PECVD source

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000294543A (en) 1999-04-08 2000-10-20 Hitachi Ltd Etching method and apparatus thereof, and manufacture of semiconductor device
JP2003512526A (en) 1999-10-15 2003-04-02 アドバンスト・エナジー・インダストリーズ・インコーポレイテッド Method and apparatus for biasing a substrate in a multiple electrode sputtering system
JP2008294465A (en) 2008-07-31 2008-12-04 Masayoshi Murata Current inlet terminal, plasma surface treatment device with current inlet terminal and plasma surface treatment method
JP2010109157A (en) 2008-10-30 2010-05-13 Shibaura Mechatronics Corp Semiconductor manufacturing apparatus
JP6280677B1 (en) 2017-06-27 2018-02-14 キヤノンアネルバ株式会社 Plasma processing equipment
WO2019004190A1 (en) 2017-06-27 2019-01-03 キヤノンアネルバ株式会社 Plasma treatment device
JP6309683B1 (en) 2017-10-31 2018-04-11 キヤノンアネルバ株式会社 Plasma processing equipment

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019004190A1 (en) 2019-01-03
TW201907754A (en) 2019-02-16
JP6516950B1 (en) 2019-05-22
JP2019133929A (en) 2019-08-08
JPWO2019004190A1 (en) 2019-07-04
TWI690244B (en) 2020-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7133441B2 (en) Plasma processing equipment
JP7202199B2 (en) Plasma processing equipment
JP6280677B1 (en) Plasma processing equipment
JP6595002B2 (en) Sputtering equipment
JP7202198B2 (en) Plasma processing equipment
JP6546369B2 (en) Plasma processing system
JP7145136B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP6785935B2 (en) Etching device

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20210113

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210526

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220425

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220620

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220815

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221013

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: 20221219

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221223

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7202198

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150