JPH1060659A - プラズマ処理装置 - Google Patents
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- JPH1060659A JPH1060659A JP9175758A JP17575897A JPH1060659A JP H1060659 A JPH1060659 A JP H1060659A JP 9175758 A JP9175758 A JP 9175758A JP 17575897 A JP17575897 A JP 17575897A JP H1060659 A JPH1060659 A JP H1060659A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ＰＥＣＶＤ或いはスパッタリング装置におい
て、電極が誘電体物質の絶縁層で覆われない装置を得る
こと。 【解決手段】ガスパージ対向電極（８２）は、前記対向
電極が金属素子の表面を通ってガス源８６からガスを流
すことによって誘電体物質で覆われないようにする。前
記ガスパージ対向電極は、コーティング装置用の対向電
極として効果的に働く比較的高密度のプラズマを生成す
る。ガスパージ対向電極（８２）は、ＰＥＣＶＤ或いは
スパッタリング装置と共に用いることができる。
て、電極が誘電体物質の絶縁層で覆われない装置を得る
こと。 【解決手段】ガスパージ対向電極（８２）は、前記対向
電極が金属素子の表面を通ってガス源８６からガスを流
すことによって誘電体物質で覆われないようにする。前
記ガスパージ対向電極は、コーティング装置用の対向電
極として効果的に働く比較的高密度のプラズマを生成す
る。ガスパージ対向電極（８２）は、ＰＥＣＶＤ或いは
スパッタリング装置と共に用いることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上への誘電体
物質の堆積において電極を使用するシステムに関する。
物質の堆積において電極を使用するシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】このようなシステムにおいて、圧力は、
真空ポンプシステムによって大気圧から減少される。電
極の表面は、電気的放電或いはプラズマが形成されるよ
うにシステムに導入されるガスと電気的に連通してい
る。この放電の目的は、システムにおける分子を刺激す
ることであり、それらが覆われるべきワークピース或い
は基板上に堆積されるようにする。これらのシステムに
おける１つの問題は、電極が基板のために意図された誘
電体物質の絶縁層で汚染されることである。電極上への
誘電体の堆積の成長によって、時間と共に、システムの
電圧／電流特性のシフトが起こることである。必要な動
作電圧は、電極の汚染が進むに従って、与えられた電流
に対して増加するであろう。これらの変化は、基板上に
生成される誘電体のコーティングの質を変化させるの
で、電極の周期的なクリーニングを必要とする。更に、
汚染された電極によって、プラズマが呈した高インピー
ダンスのために、電力が浪費され、過剰な熱が発生され
るであろう。
真空ポンプシステムによって大気圧から減少される。電
極の表面は、電気的放電或いはプラズマが形成されるよ
うにシステムに導入されるガスと電気的に連通してい
る。この放電の目的は、システムにおける分子を刺激す
ることであり、それらが覆われるべきワークピース或い
は基板上に堆積されるようにする。これらのシステムに
おける１つの問題は、電極が基板のために意図された誘
電体物質の絶縁層で汚染されることである。電極上への
誘電体の堆積の成長によって、時間と共に、システムの
電圧／電流特性のシフトが起こることである。必要な動
作電圧は、電極の汚染が進むに従って、与えられた電流
に対して増加するであろう。これらの変化は、基板上に
生成される誘電体のコーティングの質を変化させるの
で、電極の周期的なクリーニングを必要とする。更に、
汚染された電極によって、プラズマが呈した高インピー
ダンスのために、電力が浪費され、過剰な熱が発生され
るであろう。
【０００３】
【発明の概要】電極の表面を通過してガスを流すガス源
を用いる電極は、電極の表面上に物質の堆積を阻止した
り、減少したりするのを助けることができる。電極に関
連したガス源は、排気されたチャンバの他の領域におけ
るより大きいガス圧を、電極の周りに維持することがで
きる。これらのガスは、電極と関連した第２の比較的高
い密度のプラズマを形成する。この高密度プラズマは、
金属の電極表面の拡張として作用し、電極のインピーダ
ンスを低くする。この電極装置は、ガスパージ電極(a g
as purged electrode)と呼ばれる。ガスパージ電極を用
いることの利点は、それが一定の、低インピーダンスの
電気的接触をプロセスプラズマに与えることである。イ
ンピーダンスが一定であるので、プロセスはドリフトし
ないし、インピーダンスが低いので、全体のプロセスは
低い電圧で動作し、且つ電力損失は少ない。ガスパージ
電極の周りの大きなガス圧は、ガス源によって連続的に
補給される。ガスパージ電極の周りの領域と排気された
チャンバの他の領域間のガス圧の差は、主ガス源からの
反応ガス或いは他の成分がガスパージ対向電極に到達す
るのを防止する。好適な実施の形態において、ガス源
は、電極の金属表面を囲むチューブを通過する。パージ
ガスは、金属の電極表面上に物質の蓄積を生じないガス
或いは混合ガスである。それは、代表的にはヘリウム、
ネオン或いはアルゴン、又はヘリウム／ネオン或いはネ
オン／アルゴンの混合のような不活性ガスである。反応
性のスパッタリングプロセスにおいては、それは酸素、
窒素或いは他の反応性ガスである。
を用いる電極は、電極の表面上に物質の堆積を阻止した
り、減少したりするのを助けることができる。電極に関
連したガス源は、排気されたチャンバの他の領域におけ
るより大きいガス圧を、電極の周りに維持することがで
きる。これらのガスは、電極と関連した第２の比較的高
い密度のプラズマを形成する。この高密度プラズマは、
金属の電極表面の拡張として作用し、電極のインピーダ
ンスを低くする。この電極装置は、ガスパージ電極(a g
as purged electrode)と呼ばれる。ガスパージ電極を用
いることの利点は、それが一定の、低インピーダンスの
電気的接触をプロセスプラズマに与えることである。イ
ンピーダンスが一定であるので、プロセスはドリフトし
ないし、インピーダンスが低いので、全体のプロセスは
低い電圧で動作し、且つ電力損失は少ない。ガスパージ
電極の周りの大きなガス圧は、ガス源によって連続的に
補給される。ガスパージ電極の周りの領域と排気された
チャンバの他の領域間のガス圧の差は、主ガス源からの
反応ガス或いは他の成分がガスパージ対向電極に到達す
るのを防止する。好適な実施の形態において、ガス源
は、電極の金属表面を囲むチューブを通過する。パージ
ガスは、金属の電極表面上に物質の蓄積を生じないガス
或いは混合ガスである。それは、代表的にはヘリウム、
ネオン或いはアルゴン、又はヘリウム／ネオン或いはネ
オン／アルゴンの混合のような不活性ガスである。反応
性のスパッタリングプロセスにおいては、それは酸素、
窒素或いは他の反応性ガスである。
【０００４】本発明のガスパージ電極は、直流（ＤＣ）
電源と共に用いられたアノードであり、交流（ＡＣ）電
源と共に用いられた場合は、アノードとカソードとして
作用する間をシフトすることができる。２つのコーティ
ングシステムの応用が考えられる。それらは、（１）誘
電体のコーティングを生成するプラズマ増強化学気相堆
積、及び（２）誘電体或いは金属コーティングを生成す
るスパッタリング堆積システムである。（１）プラズマ増強化学気相堆積 “プラズマ増強化学気相堆積”（即ち、ＰＥＣＶＤ）
は、いろいろな基板上に膜を形成するために用いられる
既知の技術である。例えば、Felts 他の米国特許第 5,2
24,441号は、高速プラズマ堆積のための装置を開示す
る。酸化シリコンのプラズマ増強化学気相堆積におい
て、揮発された有機珪素化合物、酸素、及びヘリウム或
いはアルゴンのような不活性ガスのような成分を含むガ
スストリームが減圧された囲まれたチャンバに送られ、
グロー放電プラズマがガスストリーム或いはその成分か
ら作られる。基板がプラズマの近くに配置されると、酸
化珪素の層が基板上に堆積される。
電源と共に用いられたアノードであり、交流（ＡＣ）電
源と共に用いられた場合は、アノードとカソードとして
作用する間をシフトすることができる。２つのコーティ
ングシステムの応用が考えられる。それらは、（１）誘
電体のコーティングを生成するプラズマ増強化学気相堆
積、及び（２）誘電体或いは金属コーティングを生成す
るスパッタリング堆積システムである。（１）プラズマ増強化学気相堆積 “プラズマ増強化学気相堆積”（即ち、ＰＥＣＶＤ）
は、いろいろな基板上に膜を形成するために用いられる
既知の技術である。例えば、Felts 他の米国特許第 5,2
24,441号は、高速プラズマ堆積のための装置を開示す
る。酸化シリコンのプラズマ増強化学気相堆積におい
て、揮発された有機珪素化合物、酸素、及びヘリウム或
いはアルゴンのような不活性ガスのような成分を含むガ
スストリームが減圧された囲まれたチャンバに送られ、
グロー放電プラズマがガスストリーム或いはその成分か
ら作られる。基板がプラズマの近くに配置されると、酸
化珪素の層が基板上に堆積される。
【０００５】酸化珪素のような誘電体物質の大規模堆積
に対して、代表的には、低い周波数の高周波（ＲＦ）電
源が電極に印加され、プラズマを形成する。誘電体が電
極の１つを覆っているなら、基板を介して電力を結合す
るばかりでなく、電極上に必然的に形成する誘電体堆積
を介して電力を容量的に結合するために、交流（ＡＣ）
電源が用いられる。Felts 他の米国特許第 5,224,441号
に記載されているように、基板は、回転ドラムに緩く密
着された堆積ゾーンを通して移動する。プラズマは、電
極、従って基板の近くにマグネットによって含まれる。
ガスパージ電極の対向電極は、ＡＣ電源を用いてプラズ
マ増強化学気相堆積システムに用いられることができ
る。これらの電極は、排気されたプロセスチャンバに放
出される強いプラズマジェットを生成するために、パー
ジガスを用いる。比較的高密度のプラズマであるジェッ
トは、非常に導電性であり、プロセスプラズマ用の対向
電極として作用する。プロセスプラズマは、ガスパージ
対向電極と他の電極間に供給されたＲＦ電力によって保
持される。他の電極は、第２のガスパージ電極である
か、或いはプラスチックのウエッブを支持する金属ドラ
ムである。電子或いはイオンは、プロセスプラズマによ
って必要とされるガスパージ対向電極と関連したプラズ
マから容易に引きつけられ、従って、プラズマベースの
電極のネットのインピーダンスは、交流サイクルのアノ
ードとカソードフェーズの双方において低い。
に対して、代表的には、低い周波数の高周波（ＲＦ）電
源が電極に印加され、プラズマを形成する。誘電体が電
極の１つを覆っているなら、基板を介して電力を結合す
るばかりでなく、電極上に必然的に形成する誘電体堆積
を介して電力を容量的に結合するために、交流（ＡＣ）
電源が用いられる。Felts 他の米国特許第 5,224,441号
に記載されているように、基板は、回転ドラムに緩く密
着された堆積ゾーンを通して移動する。プラズマは、電
極、従って基板の近くにマグネットによって含まれる。
ガスパージ電極の対向電極は、ＡＣ電源を用いてプラズ
マ増強化学気相堆積システムに用いられることができ
る。これらの電極は、排気されたプロセスチャンバに放
出される強いプラズマジェットを生成するために、パー
ジガスを用いる。比較的高密度のプラズマであるジェッ
トは、非常に導電性であり、プロセスプラズマ用の対向
電極として作用する。プロセスプラズマは、ガスパージ
対向電極と他の電極間に供給されたＲＦ電力によって保
持される。他の電極は、第２のガスパージ電極である
か、或いはプラスチックのウエッブを支持する金属ドラ
ムである。電子或いはイオンは、プロセスプラズマによ
って必要とされるガスパージ対向電極と関連したプラズ
マから容易に引きつけられ、従って、プラズマベースの
電極のネットのインピーダンスは、交流サイクルのアノ
ードとカソードフェーズの双方において低い。
【０００６】ガスパージ対向電極の使用は、水冷のマグ
ネット支持板が電気回路の一部である必要がないことを
意味する。これは、水冷のマグネット支持板で発生され
る熱を減少する。安定なプラズマを生成することは、不
変の品質の誘電体コーティングの製造に必要である。交
流電源を用いるプラズマ堆積システム用でさえ、電極上
への誘電体堆積の成長によって、時間と共にシステムの
電圧／電流特性のシフトが生じる。必要な動作電圧は増
加し、従って電流は与えられた電力のレベルに対して減
少する。この変化は、誘電体コーティングの製品の特性
にドリフトを生じ、電極の周期的なクリーニングを必要
とする。コーティングされるべき物質で電極を覆うこと
によって誘電体の堆積から電極の１つを保護することは
可能である。しかし、他の或いは対向電極上に蓄積され
る誘電体コーティングの問題が残る。
ネット支持板が電気回路の一部である必要がないことを
意味する。これは、水冷のマグネット支持板で発生され
る熱を減少する。安定なプラズマを生成することは、不
変の品質の誘電体コーティングの製造に必要である。交
流電源を用いるプラズマ堆積システム用でさえ、電極上
への誘電体堆積の成長によって、時間と共にシステムの
電圧／電流特性のシフトが生じる。必要な動作電圧は増
加し、従って電流は与えられた電力のレベルに対して減
少する。この変化は、誘電体コーティングの製品の特性
にドリフトを生じ、電極の周期的なクリーニングを必要
とする。コーティングされるべき物質で電極を覆うこと
によって誘電体の堆積から電極の１つを保護することは
可能である。しかし、他の或いは対向電極上に蓄積され
る誘電体コーティングの問題が残る。
【０００７】ＡＣシステムにおいて、プラズマは、電圧
がゼロになるに従って、各サイクルで消される。次のサ
イクルの間プラズマの開始に必要な電圧を減少するため
に、対向電極の金属素子が加熱されるか、或いは加熱さ
れるようにすることが好ましい。この金属素子は、タン
タル、タングステン或いはモリブデンのような耐熱性の
金属からできているのが好ましい。この耐熱性の金属素
子は、いろいろな方法で熱イオン温度まで加熱され得
る。１つの方法は、中空の電極、即ちはチューブを使用
することである。中空の耐熱性の金属チューブをとおし
て流れるパージガスは、交流電源に電気的に接続され
る。中空電極は、ガスの入り口の端のみを冷却すること
によって、熱イオン温度まで、中空電極の一端で加熱さ
れるようにする。電子の熱イオン放射は、導通が次のサ
イクルで始まる電圧を低くする。
がゼロになるに従って、各サイクルで消される。次のサ
イクルの間プラズマの開始に必要な電圧を減少するため
に、対向電極の金属素子が加熱されるか、或いは加熱さ
れるようにすることが好ましい。この金属素子は、タン
タル、タングステン或いはモリブデンのような耐熱性の
金属からできているのが好ましい。この耐熱性の金属素
子は、いろいろな方法で熱イオン温度まで加熱され得
る。１つの方法は、中空の電極、即ちはチューブを使用
することである。中空の耐熱性の金属チューブをとおし
て流れるパージガスは、交流電源に電気的に接続され
る。中空電極は、ガスの入り口の端のみを冷却すること
によって、熱イオン温度まで、中空電極の一端で加熱さ
れるようにする。電子の熱イオン放射は、導通が次のサ
イクルで始まる電圧を低くする。
【０００８】代わりに、耐熱性の金属素子は、キャビテ
ィと排気されたチャンバ間のピンホールのある冷却され
た金属キャビティ内に置かれる。パージガスはキャビテ
ィに供給され、そしてピンホールのために、ガス圧は排
気可能なチャンバの残りにおけるよりキャビティにおい
てより大きい。濃い濃度のプラズマがピンホールを通し
て形成され、チャンバのプラズマと電源間で電気的に導
通する。更に、ＤＣアークのアプローチが用いられる。
ＤＣアプローチにおいて、対向電極は、アークがカソー
ドとアノード間に分離した直流電源によって得られるカ
ソードとアノードから成る。アークのアプローチは、高
い表面温度にある“カソード”の動作に依存する。熱イ
オン的に放出された電子は、必要なら、プロセスプラズ
マを供給するために利用可能である。この状況におい
て、アークは非常に低い電圧（約１０乃至２０ボル
ト）、及び高い電流で動作する。従って、認識できるス
パッタリングは起きない。高い動作温度のために、“カ
ソード”として使用するための材料は、タンタル、タン
グステン或いはモリブデンのような耐熱性の物質が好ま
しい。対向電極のプラズマが交流が極を変えるにつれて
消えないように、ＤＣ電圧が対向電極における２つの金
属素子間に維持される。
ィと排気されたチャンバ間のピンホールのある冷却され
た金属キャビティ内に置かれる。パージガスはキャビテ
ィに供給され、そしてピンホールのために、ガス圧は排
気可能なチャンバの残りにおけるよりキャビティにおい
てより大きい。濃い濃度のプラズマがピンホールを通し
て形成され、チャンバのプラズマと電源間で電気的に導
通する。更に、ＤＣアークのアプローチが用いられる。
ＤＣアプローチにおいて、対向電極は、アークがカソー
ドとアノード間に分離した直流電源によって得られるカ
ソードとアノードから成る。アークのアプローチは、高
い表面温度にある“カソード”の動作に依存する。熱イ
オン的に放出された電子は、必要なら、プロセスプラズ
マを供給するために利用可能である。この状況におい
て、アークは非常に低い電圧（約１０乃至２０ボル
ト）、及び高い電流で動作する。従って、認識できるス
パッタリングは起きない。高い動作温度のために、“カ
ソード”として使用するための材料は、タンタル、タン
グステン或いはモリブデンのような耐熱性の物質が好ま
しい。対向電極のプラズマが交流が極を変えるにつれて
消えないように、ＤＣ電圧が対向電極における２つの金
属素子間に維持される。
【０００９】（２）スパッタリング応用 スパッタリングシステムにおけるようなＤＣ電源と共に
用いられたガスパージ対向電極はシステムのアノードと
して用いられる。ガスチューブ内に囲まれた中空のアノ
ード、即ち金属素子が用いられる。更に、ガスパージの
対向電極に関連したプラズマは各サイクル毎に再点火さ
れる必要がないので、“冷たい”アノードシステムが用
いられる。“冷たい”アノードシステムにおいては、水
冷が全電極に対して用いられる。本発明における追加の
実施の形態は、ガスパージ電極と関連してプラズマを形
成するマグネットを使用することである。対向電極と関
連するプラズマは対向電極として効果的に作用するの
で、マグネットは、システムの特性を変更することがで
きる。
用いられたガスパージ対向電極はシステムのアノードと
して用いられる。ガスチューブ内に囲まれた中空のアノ
ード、即ち金属素子が用いられる。更に、ガスパージの
対向電極に関連したプラズマは各サイクル毎に再点火さ
れる必要がないので、“冷たい”アノードシステムが用
いられる。“冷たい”アノードシステムにおいては、水
冷が全電極に対して用いられる。本発明における追加の
実施の形態は、ガスパージ電極と関連してプラズマを形
成するマグネットを使用することである。対向電極と関
連するプラズマは対向電極として効果的に作用するの
で、マグネットは、システムの特性を変更することがで
きる。
【００１０】本発明のガスパージ電極の使用は、電極の
誘電体コーティングによるプロセスドリフトの逆効果の
ない、誘電体を堆積するためのプロセスプラズマの連続
した、安定な動作を可能にする。更に、プラズマと電源
間の低いインピーダンス通路を可能にすることによっ
て、本発明は、プロセスプラズマが低い動作電圧でラン
することを可能にし、それにより、エネルギーの浪費を
減少する。多重のガスパージ電極がスパッタリングに適
用した場合のアノードとして用いられると、それぞれの
電極はガスの流れと混合物によって制御される。与えら
れた電極へのガス流における増加はインピーダンスを減
少する。この特性は、多重電極間の電流をバランスする
便利な手段を提供する。ガスの型式を変えることは、同
様な効果を有する。本発明は、大きな商用のコーター(c
oater)に適用されると、特別な価値を有する。
誘電体コーティングによるプロセスドリフトの逆効果の
ない、誘電体を堆積するためのプロセスプラズマの連続
した、安定な動作を可能にする。更に、プラズマと電源
間の低いインピーダンス通路を可能にすることによっ
て、本発明は、プロセスプラズマが低い動作電圧でラン
することを可能にし、それにより、エネルギーの浪費を
減少する。多重のガスパージ電極がスパッタリングに適
用した場合のアノードとして用いられると、それぞれの
電極はガスの流れと混合物によって制御される。与えら
れた電極へのガス流における増加はインピーダンスを減
少する。この特性は、多重電極間の電流をバランスする
便利な手段を提供する。ガスの型式を変えることは、同
様な効果を有する。本発明は、大きな商用のコーター(c
oater)に適用されると、特別な価値を有する。
【００１１】
【実施の形態】２つの主なプラズマ処理装置は、本発明
のガスパージ対向電極、プロセスプラズマが基板上への
堆積用のターゲットをスパッタするために用いられるス
パッタリングシステム、及びプラズマ増強化学気相堆積
（ＰＥＣＶＤ）システムを使用する。図１は、本発明の
ガスパージ対向電極１２を用いるプラズマ増強化学気相
堆積システム１０のダイアグラムである。ＰＥＣＶＤシ
ステム用のガスパージ対向電極１２として用いられる異
なる実施の形態の詳細が図２−図６に関して以下に示さ
れる。プラズマ増強化学気相堆積システム１０は排気可
能なチャンバ１４を含む。この排気可能なチャンバ１４
は、真空ポンプ１６によって吸気される。交流電源１８
がドラム電極２０と対向電極１２間にプロセスプラズマ
を生成するために用いられる。交流電源は、好ましく
は、約４０ＫＨｚの電力を供給する。ドラム電極２０と
対向電極１２間にプロセスプラズマ用のガスがガス源２
２によって供給される。
のガスパージ対向電極、プロセスプラズマが基板上への
堆積用のターゲットをスパッタするために用いられるス
パッタリングシステム、及びプラズマ増強化学気相堆積
（ＰＥＣＶＤ）システムを使用する。図１は、本発明の
ガスパージ対向電極１２を用いるプラズマ増強化学気相
堆積システム１０のダイアグラムである。ＰＥＣＶＤシ
ステム用のガスパージ対向電極１２として用いられる異
なる実施の形態の詳細が図２−図６に関して以下に示さ
れる。プラズマ増強化学気相堆積システム１０は排気可
能なチャンバ１４を含む。この排気可能なチャンバ１４
は、真空ポンプ１６によって吸気される。交流電源１８
がドラム電極２０と対向電極１２間にプロセスプラズマ
を生成するために用いられる。交流電源は、好ましく
は、約４０ＫＨｚの電力を供給する。ドラム電極２０と
対向電極１２間にプロセスプラズマ用のガスがガス源２
２によって供給される。
【００１２】好適な実施の形態において、電極２０は回
転ドラムを有する。基板２４は回転ドラム２０上に置か
れ、従って、回転ドラム２０が誘電体物質によって覆わ
れるのを保護する。問題は、安定な対向電極を維持する
ことである。Felts 他の米国特許第 5,224,441号のよう
な従来のシステムにおいて、マグネットを支持するため
に用いられた冷却板が対向電極として用いられる。本発
明は、ガスパージ対向電極１２を使用するので、マグネ
ット２６は、その表面からのスパッタリングを防ぐため
に、誘電体で覆われている冷却板２８によって支持され
ることができる。ガスパージ対向電極１２もこの冷却板
１２によって支持されることができる。好適な実施の形
態において、ガス源２２から流れるガスは揮発した有機
珪素化合物、酸素、及びヘリウムまたはアルゴンのよう
な不活性ガスを含む。プラズマ増強化学気相堆積におい
て、揮発した有機珪素混合物と酸素が反応し、基板２４
上に堆積され、酸化珪素(SiOx)の層を形成する。以下に
説明されるように、ガスパージ対向電極装置１２は、代
表的には、誘電体物質を形成するために、それら自身に
よって反応しないガスを供給する分離したガス源を有す
る。これらのガスはガスパージ対向電極の周りに第２の
（対向電極）プラズマを形成するために、用いられる。
この対向電極プラズマはそれ自身で誘電体層を形成しな
いので、対向電極１２は誘電体物質によって覆われな
い。チャンバ１４内の比較的低いガス圧のために、パー
ジガスは、ガス源２２からの他の反応ガスが対向電極１
２の近くを流れるのを防ぐ。
転ドラムを有する。基板２４は回転ドラム２０上に置か
れ、従って、回転ドラム２０が誘電体物質によって覆わ
れるのを保護する。問題は、安定な対向電極を維持する
ことである。Felts 他の米国特許第 5,224,441号のよう
な従来のシステムにおいて、マグネットを支持するため
に用いられた冷却板が対向電極として用いられる。本発
明は、ガスパージ対向電極１２を使用するので、マグネ
ット２６は、その表面からのスパッタリングを防ぐため
に、誘電体で覆われている冷却板２８によって支持され
ることができる。ガスパージ対向電極１２もこの冷却板
１２によって支持されることができる。好適な実施の形
態において、ガス源２２から流れるガスは揮発した有機
珪素化合物、酸素、及びヘリウムまたはアルゴンのよう
な不活性ガスを含む。プラズマ増強化学気相堆積におい
て、揮発した有機珪素混合物と酸素が反応し、基板２４
上に堆積され、酸化珪素(SiOx)の層を形成する。以下に
説明されるように、ガスパージ対向電極装置１２は、代
表的には、誘電体物質を形成するために、それら自身に
よって反応しないガスを供給する分離したガス源を有す
る。これらのガスはガスパージ対向電極の周りに第２の
（対向電極）プラズマを形成するために、用いられる。
この対向電極プラズマはそれ自身で誘電体層を形成しな
いので、対向電極１２は誘電体物質によって覆われな
い。チャンバ１４内の比較的低いガス圧のために、パー
ジガスは、ガス源２２からの他の反応ガスが対向電極１
２の近くを流れるのを防ぐ。
【００１３】各々の実施の形態に関して以下に説明され
るように、ガスパージ対向電極は、システムの対向電極
として効果的に作用するプラズマを生成する。交流電源
と共に使用する良好な対向電極は、印加された交流電位
の連続した半サイクルの間に、アノード（正電位におけ
る）及びカソード（負電位における）として機能しなけ
ればならない。良好なアノードは、きれいな金属表面上
を流れる不活性のパージガスによって達成される。この
パージガスは、電極面から膜を形成する不純物を効果的
に一掃し、きれいな金属表面上への堆積の形成を防ぐ。
対向電極がカソードとして作用する半サイクルの間、対
向電極は電子の大きな供給をしなければならないと、今
は考えられている。ガスパージ対向電極の関連プラズマ
は、電子のこの大きな供給源を作成するために用いられ
る。第２の（対向電極）プラズマは、好ましくは、対向
電極上に誘電体コーティングを形成しない、不活性ガス
のようなガスから生成される。誘電体コーティングが対
向電極上に形成されないので、プロセスにおけるドリフ
トはない。対向電極と関連する強いプラズマの存在は、
対向電極のインピーダンスを急激に減少させ、それによ
り、プロセスプラズマの安定性を改善し、主電源によっ
て必要とされる電力を減少する。
るように、ガスパージ対向電極は、システムの対向電極
として効果的に作用するプラズマを生成する。交流電源
と共に使用する良好な対向電極は、印加された交流電位
の連続した半サイクルの間に、アノード（正電位におけ
る）及びカソード（負電位における）として機能しなけ
ればならない。良好なアノードは、きれいな金属表面上
を流れる不活性のパージガスによって達成される。この
パージガスは、電極面から膜を形成する不純物を効果的
に一掃し、きれいな金属表面上への堆積の形成を防ぐ。
対向電極がカソードとして作用する半サイクルの間、対
向電極は電子の大きな供給をしなければならないと、今
は考えられている。ガスパージ対向電極の関連プラズマ
は、電子のこの大きな供給源を作成するために用いられ
る。第２の（対向電極）プラズマは、好ましくは、対向
電極上に誘電体コーティングを形成しない、不活性ガス
のようなガスから生成される。誘電体コーティングが対
向電極上に形成されないので、プロセスにおけるドリフ
トはない。対向電極と関連する強いプラズマの存在は、
対向電極のインピーダンスを急激に減少させ、それによ
り、プロセスプラズマの安定性を改善し、主電源によっ
て必要とされる電力を減少する。
【００１４】図２および図３は、中空電極のガスパージ
対向電極システムのダイアグラムである。中空電極３０
は中空チャンバ３２を有する。中空電極３０は、図１に
示された交流電源１８の動作電圧に依存し、各サイクル
で対向電極プラズマを開始する。対向電極はカソードと
アノードとして交互に動作する。対向電極のプラズマ
は、対向電極の電圧が１つの極から他の極は移るに従っ
て、消滅するかもしれない。再点弧は各半サイクルにお
いて起こる。パージガスはガス源３４によって供給され
る。ガス源３４からのパージガスのガスは、好ましく
は、ヘリウム、ネオン、又はアルゴン、或いはそれらの
混合物のような不活性ガスである。本装置３０は冷却水
が流れる中空マニホルド３６を含む。この冷却水は水冷
装置３８によって供給される。好適な実施の形態では、
パージガスは、標準の５０cc/min(scc) の速度でチュー
ブを流れる。チャンバの直径は、２５アンペアの範囲の
電流に対して１／８インチ（約０．３２センチ）より小
さくなければならない。
対向電極システムのダイアグラムである。中空電極３０
は中空チャンバ３２を有する。中空電極３０は、図１に
示された交流電源１８の動作電圧に依存し、各サイクル
で対向電極プラズマを開始する。対向電極はカソードと
アノードとして交互に動作する。対向電極のプラズマ
は、対向電極の電圧が１つの極から他の極は移るに従っ
て、消滅するかもしれない。再点弧は各半サイクルにお
いて起こる。パージガスはガス源３４によって供給され
る。ガス源３４からのパージガスのガスは、好ましく
は、ヘリウム、ネオン、又はアルゴン、或いはそれらの
混合物のような不活性ガスである。本装置３０は冷却水
が流れる中空マニホルド３６を含む。この冷却水は水冷
装置３８によって供給される。好適な実施の形態では、
パージガスは、標準の５０cc/min(scc) の速度でチュー
ブを流れる。チャンバの直径は、２５アンペアの範囲の
電流に対して１／８インチ（約０．３２センチ）より小
さくなければならない。
【００１５】好適な実施の形態において、中空金属素子
３０は耐熱性の金属で作られる。中空金属素子３０の上
部は冷却されないので、中空チューブは、プラズマを維
持する熱イオン温度まで加熱することができる。カソー
ド３０のようなカソードは、冷却されるとき、対向電極
プラズマを点弧するために、約−３００ボルトの最小動
作電圧を必要とするように見える。電子は、対向電極の
内側直径の表面からの二次的電子放出からプロセスへ初
期的に供給されると今は考えられている。金属チューブ
が動作によって加熱されると、動作電圧は約−１００ボ
ルトに減少し、点弧電圧はゼロになる。これは、金属チ
ューブ３０から関連プラズマへの電子の熱イオン放出に
よると今は考えられている。対向電極３０がアノードと
して作用すると、ガス源３４から流れるパージガスは、
あらゆる誘電体物質がチャンバ３２の内部上に形成する
のを防止する。これは、たとえガス圧や電源は、対向電
極がカソードとして作用するとき、対向電極プラズマが
形成されないものであっても、利点である。
３０は耐熱性の金属で作られる。中空金属素子３０の上
部は冷却されないので、中空チューブは、プラズマを維
持する熱イオン温度まで加熱することができる。カソー
ド３０のようなカソードは、冷却されるとき、対向電極
プラズマを点弧するために、約−３００ボルトの最小動
作電圧を必要とするように見える。電子は、対向電極の
内側直径の表面からの二次的電子放出からプロセスへ初
期的に供給されると今は考えられている。金属チューブ
が動作によって加熱されると、動作電圧は約−１００ボ
ルトに減少し、点弧電圧はゼロになる。これは、金属チ
ューブ３０から関連プラズマへの電子の熱イオン放出に
よると今は考えられている。対向電極３０がアノードと
して作用すると、ガス源３４から流れるパージガスは、
あらゆる誘電体物質がチャンバ３２の内部上に形成する
のを防止する。これは、たとえガス圧や電源は、対向電
極がカソードとして作用するとき、対向電極プラズマが
形成されないものであっても、利点である。
【００１６】小さな孔を有するセラミック片４０は、対
向電極プラズマがガス源に向かって後ろへ近づいて移動
しないようにするために用いられる。対向電極プラズマ
は、もし、それがセラミック４０をとおして後ろへ移動
しようとするならば消滅されるであろう。図３は、中空
電極装置３５の他の実施の形態である。この装置は、異
なる直径を有するセクションのある中空チューブを有す
る。図１２は、対向電極として金属板を用いる装置のド
ラム電圧とドラム電流特性を示す。図１３は、中空電極
のようなガスパージ対向電極を用いる装置のドラム電圧
とドラム電流特性を示す。この２つの図において、ドッ
ト（点）の密度は、そのドラムの電圧／電流特性で費や
した時間の量を示している。ドラムがアノードとして働
き、対向電極が金属板の対向電極以外のカソードとして
働くとき、中空電極を用いる装置は、領域１４０におけ
る低電圧で高電流を生じることに留意されたい。更に、
約３２０ボルトのドラム電圧で、電流は急速に増加す
る。ガスパージ対向電極のインピーダンスはこの領域で
は低い。
向電極プラズマがガス源に向かって後ろへ近づいて移動
しないようにするために用いられる。対向電極プラズマ
は、もし、それがセラミック４０をとおして後ろへ移動
しようとするならば消滅されるであろう。図３は、中空
電極装置３５の他の実施の形態である。この装置は、異
なる直径を有するセクションのある中空チューブを有す
る。図１２は、対向電極として金属板を用いる装置のド
ラム電圧とドラム電流特性を示す。図１３は、中空電極
のようなガスパージ対向電極を用いる装置のドラム電圧
とドラム電流特性を示す。この２つの図において、ドッ
ト（点）の密度は、そのドラムの電圧／電流特性で費や
した時間の量を示している。ドラムがアノードとして働
き、対向電極が金属板の対向電極以外のカソードとして
働くとき、中空電極を用いる装置は、領域１４０におけ
る低電圧で高電流を生じることに留意されたい。更に、
約３２０ボルトのドラム電圧で、電流は急速に増加す
る。ガスパージ対向電極のインピーダンスはこの領域で
は低い。
【００１７】図４及び図５は、直流アークのガスパージ
対向電極を示す。図４を見ると、直流アークのガスパー
ジ対向電極４０は、第１の金属素子４４と第２の金属素
子４６間に電位を生成するために、直流電源を使用す
る。第２の金属素子４６は金属素子４４と比較して負の
電位に保たれる。従って、素子４６は“カソード”とし
て、また素子４４は“アノード”として記載される。勿
論、素子４４は、図１の交流電源に接続されているの
で、全ガスパージ対向電極４０は、プロセスプラズマ用
のアノード或いはカソードとして働く。図４を再び見る
と、金属素子４４と４６間に、アークが直流回路４４に
よって維持される。アークのアプローチは、対向電極プ
ラズマが熱イオン的に放射される電子によって得られる
ので、高い表面温度にある金属素子の動作に依存する。
この状況において、アークは約１０ボルトから２０ボル
トという非常に低い電圧、及び高電流で動作し、従っ
て、中空の電極アプローチによるより少ないスパッタリ
ングである。高い動作温度のために、金属素子４６は、
チタン、タングステン或いはモリブデンのような耐熱性
の金属であるのが好ましい。このシステムは、金属材料
４６上への誘電体層の形成を阻止するガスを供給するガ
ス源４８を用いることもできる。金属素子４４に対する
他の設計は、点Ａにピンホールを有する平面を形成する
ことである。示された実施の形態において、セラミック
素子４５は、プラズマがガス供給装置４８の裏側へ流れ
ないようにするために用いられる。
対向電極を示す。図４を見ると、直流アークのガスパー
ジ対向電極４０は、第１の金属素子４４と第２の金属素
子４６間に電位を生成するために、直流電源を使用す
る。第２の金属素子４６は金属素子４４と比較して負の
電位に保たれる。従って、素子４６は“カソード”とし
て、また素子４４は“アノード”として記載される。勿
論、素子４４は、図１の交流電源に接続されているの
で、全ガスパージ対向電極４０は、プロセスプラズマ用
のアノード或いはカソードとして働く。図４を再び見る
と、金属素子４４と４６間に、アークが直流回路４４に
よって維持される。アークのアプローチは、対向電極プ
ラズマが熱イオン的に放射される電子によって得られる
ので、高い表面温度にある金属素子の動作に依存する。
この状況において、アークは約１０ボルトから２０ボル
トという非常に低い電圧、及び高電流で動作し、従っ
て、中空の電極アプローチによるより少ないスパッタリ
ングである。高い動作温度のために、金属素子４６は、
チタン、タングステン或いはモリブデンのような耐熱性
の金属であるのが好ましい。このシステムは、金属材料
４６上への誘電体層の形成を阻止するガスを供給するガ
ス源４８を用いることもできる。金属素子４４に対する
他の設計は、点Ａにピンホールを有する平面を形成する
ことである。示された実施の形態において、セラミック
素子４５は、プラズマがガス供給装置４８の裏側へ流れ
ないようにするために用いられる。
【００１８】図５は直流電源装置の他の実施の形態を示
す。好ましくは耐熱性金属から作られる金属部品１００
は、直流電源１０２の負極に接続される。直流アークを
開始するために、金属パイロット素子１０４は、直流電
源１０２の正極にスイッチ１０６によって接続される。
直流アークが開始された後、スイッチ１０６は開かれ、
アークが金属部品１００と金属部品１０８間に生じる。
このように、直流アークの開始は容易に行われる。パイ
ロット領域における高圧は、アークを可能にし、システ
ムに対して寿命を長くする。カソード領域におけるガス
は比較的高いガス圧下にあるので、カソード領域は、ス
パッタされない。このアークはパイロットから金属部品
１０８の周りにある低い圧力領域へ引き出される。電子
がプロセスプラズマによって必要とされるとき、電流は
このアークから引かれる。イオン検出器がアークの開始
を検出するために用いられ、スイッチ１０６を開く。図
４及び図５の実施の形態で用いられる直流電源は、アー
クの開始において助けるために数秒の交流電力を生成す
るウエルディング装置によって用いられる型式であるの
が好ましい。ガスは希ガス源１２０によって供給され
る。金属部品１００、１０４、及び１０８はセラミック
素子１１０によって分離される。素子１０８は、直流ア
ーク装置９８が対向電極として働くように、図１の交流
電源１８に接続される。
す。好ましくは耐熱性金属から作られる金属部品１００
は、直流電源１０２の負極に接続される。直流アークを
開始するために、金属パイロット素子１０４は、直流電
源１０２の正極にスイッチ１０６によって接続される。
直流アークが開始された後、スイッチ１０６は開かれ、
アークが金属部品１００と金属部品１０８間に生じる。
このように、直流アークの開始は容易に行われる。パイ
ロット領域における高圧は、アークを可能にし、システ
ムに対して寿命を長くする。カソード領域におけるガス
は比較的高いガス圧下にあるので、カソード領域は、ス
パッタされない。このアークはパイロットから金属部品
１０８の周りにある低い圧力領域へ引き出される。電子
がプロセスプラズマによって必要とされるとき、電流は
このアークから引かれる。イオン検出器がアークの開始
を検出するために用いられ、スイッチ１０６を開く。図
４及び図５の実施の形態で用いられる直流電源は、アー
クの開始において助けるために数秒の交流電力を生成す
るウエルディング装置によって用いられる型式であるの
が好ましい。ガスは希ガス源１２０によって供給され
る。金属部品１００、１０４、及び１０８はセラミック
素子１１０によって分離される。素子１０８は、直流ア
ーク装置９８が対向電極として働くように、図１の交流
電源１８に接続される。
【００１９】図６は、溝を有する金属素子６２を伴う対
向電極６０を有する、本発明の他の実施の形態を示す。
金属素子６２は、熱イオン温度まで加熱されることがで
きる耐熱性金属から作られるのが好ましい。ガス源６４
からのガスは、素子６２まで金属のまわりを流れ、それ
が誘電体物資で覆われないようにする。金属素子６２
は、チタン、タングステン、或いはモリブデンのような
耐熱性金属で形成されるのが好ましい。金属素子６２
は、耐熱性金属のワイヤー、或いは耐熱性金属の小さな
ルーズピースのコイルによって置き換えられてもよい。
対向電極６０は、真空チャンバへ出るピンホール６５の
あるキャビティ６３を形成する。キャビティ６３のガス
圧力は、排気可能なチャンバの残りにおけるより非常に
大きい。これは、ピンホールをとおして流れるプラズマ
の形成を助ける。好適な実施の形態において、ピンホー
ルは直径が約１／２ミリメートルである。この装置は水
冷源６８をも使用する。
向電極６０を有する、本発明の他の実施の形態を示す。
金属素子６２は、熱イオン温度まで加熱されることがで
きる耐熱性金属から作られるのが好ましい。ガス源６４
からのガスは、素子６２まで金属のまわりを流れ、それ
が誘電体物資で覆われないようにする。金属素子６２
は、チタン、タングステン、或いはモリブデンのような
耐熱性金属で形成されるのが好ましい。金属素子６２
は、耐熱性金属のワイヤー、或いは耐熱性金属の小さな
ルーズピースのコイルによって置き換えられてもよい。
対向電極６０は、真空チャンバへ出るピンホール６５の
あるキャビティ６３を形成する。キャビティ６３のガス
圧力は、排気可能なチャンバの残りにおけるより非常に
大きい。これは、ピンホールをとおして流れるプラズマ
の形成を助ける。好適な実施の形態において、ピンホー
ルは直径が約１／２ミリメートルである。この装置は水
冷源６８をも使用する。
【００２０】図７は本発明のガスパージ対向電極を用い
るコーター装置(coater sytem)８０の他の実施の形態を
示す。この装置は２つのガスパージ電極、即ちガスパー
ジ対向電極８２とガスパージ電極８４を使用する。これ
ら２つのガスパージ電極の双方は、ガスパージ電極とガ
スパージ対向電極上に誘電体層を形成しないガスによっ
て供給される。このガスは、好ましくは不活性ガス源８
６からの不活性ガスである。ガスパージ電極及びガスパ
ージ対向電極は、好ましくは交流電源８８に接続され
る。各電極のまわりのプラズマは、不活性ガス源８６か
らのガスからできている。これらのガスはパージガスと
して働き、ガス源９０からのあらゆる他のガスが対向電
極８２或いは電極８４をコーティングしないようにす
る。ガス源９０からのガスは、電極と対向電極間を流
れ、反応性ガスを含むプロセスプラズマがこれら２つの
電極間に形成される。このプロセスガス、排気されたチ
ャンバ９１を通って移動し、基板８８上に誘電体層を形
成する。真空ポンプ９２は、排気されたチャンバ９１の
ガス圧力を所望のレベルに保つ。マグネット９４は基板
８８のまわりの反応性ガスを含むプロセスプラズマを形
成するのに役立つ。冷却板９６はマグネット９４を保持
することができ、他の実施の形態（図示せず）において
は電極８２と８４を保持することができる。
るコーター装置(coater sytem)８０の他の実施の形態を
示す。この装置は２つのガスパージ電極、即ちガスパー
ジ対向電極８２とガスパージ電極８４を使用する。これ
ら２つのガスパージ電極の双方は、ガスパージ電極とガ
スパージ対向電極上に誘電体層を形成しないガスによっ
て供給される。このガスは、好ましくは不活性ガス源８
６からの不活性ガスである。ガスパージ電極及びガスパ
ージ対向電極は、好ましくは交流電源８８に接続され
る。各電極のまわりのプラズマは、不活性ガス源８６か
らのガスからできている。これらのガスはパージガスと
して働き、ガス源９０からのあらゆる他のガスが対向電
極８２或いは電極８４をコーティングしないようにす
る。ガス源９０からのガスは、電極と対向電極間を流
れ、反応性ガスを含むプロセスプラズマがこれら２つの
電極間に形成される。このプロセスガス、排気されたチ
ャンバ９１を通って移動し、基板８８上に誘電体層を形
成する。真空ポンプ９２は、排気されたチャンバ９１の
ガス圧力を所望のレベルに保つ。マグネット９４は基板
８８のまわりの反応性ガスを含むプロセスプラズマを形
成するのに役立つ。冷却板９６はマグネット９４を保持
することができ、他の実施の形態（図示せず）において
は電極８２と８４を保持することができる。
【００２１】比較的濃いプラズマが電極のまわりに形成
されるように電極を通過して供給ガスを流すことは他の
システムにおいても有用である。図８は、排気できるチ
ャンバ７１内のガスパージアノード７２を用いる直流ス
パッタリング装置７０のダイアグラムである。スパッタ
リング装置において、カソードは平坦、或いは円筒形で
あるターゲット７３を有する。イオンは、基板上に堆積
されるべきターゲットから材料をスパッタする。イオン
を含むプロセスプラズマはマグネット（図示せず）でタ
ーゲットの周りに閉じ込められる。反応性スパッタリン
グにおいて、ターゲットからスパッタされた物質は、チ
ャンバ内でガスと反応する。ガス、好ましくは不活性ガ
スがガス源７５からガスパージアノード７２へ供給され
る。直流電源７６はカソード７１とガスパージアノード
７２に接続される。他のガスは主ガス源７７によって供
給されることができる。
されるように電極を通過して供給ガスを流すことは他の
システムにおいても有用である。図８は、排気できるチ
ャンバ７１内のガスパージアノード７２を用いる直流ス
パッタリング装置７０のダイアグラムである。スパッタ
リング装置において、カソードは平坦、或いは円筒形で
あるターゲット７３を有する。イオンは、基板上に堆積
されるべきターゲットから材料をスパッタする。イオン
を含むプロセスプラズマはマグネット（図示せず）でタ
ーゲットの周りに閉じ込められる。反応性スパッタリン
グにおいて、ターゲットからスパッタされた物質は、チ
ャンバ内でガスと反応する。ガス、好ましくは不活性ガ
スがガス源７５からガスパージアノード７２へ供給され
る。直流電源７６はカソード７１とガスパージアノード
７２に接続される。他のガスは主ガス源７７によって供
給されることができる。
【００２２】ガスパージアノード７２を用いることの利
点はアノード上への堆積を減少し、従って、スパッタリ
ングのために必要な電圧レベルを減少するばかりでな
く、システムを安定する。図９−図１１はガス源７９を
用いる中空電極７８を示す。この中空電極７８にはガス
源７９によってガスが供給される。中空電極７８は、中
空チャンバ８５を有する金属部分８３を含む。中空電極
７８は、セラミック部分８１によって囲われている。中
空電極７８は、マニホルド８９へ水源７８から水冷を用
いるのが好ましい。“冷たい”アノード装置はＤＣ電源
と共に使用するのに適しているので、全体のアノードは
水源によって冷却される。セラミック素子９３がプラズ
マが電源７９へ逆流しないためい用いることができる。
点はアノード上への堆積を減少し、従って、スパッタリ
ングのために必要な電圧レベルを減少するばかりでな
く、システムを安定する。図９−図１１はガス源７９を
用いる中空電極７８を示す。この中空電極７８にはガス
源７９によってガスが供給される。中空電極７８は、中
空チャンバ８５を有する金属部分８３を含む。中空電極
７８は、セラミック部分８１によって囲われている。中
空電極７８は、マニホルド８９へ水源７８から水冷を用
いるのが好ましい。“冷たい”アノード装置はＤＣ電源
と共に使用するのに適しているので、全体のアノードは
水源によって冷却される。セラミック素子９３がプラズ
マが電源７９へ逆流しないためい用いることができる。
【００２３】中空アノード７８は直流電源と共に用いら
れるので、交流電源と共に生じることができる、アノー
ドのまわりのプラズマは消滅しない。直流電源と共に用
いられるガスパージアノードは電子を効率的に集め熱を
分散するために必要である。銅は熱をよく分散し、堆積
された物質からきれいするので、ガスパージアノードの
ために銅が用いられるのが好ましい。図１１は、金属素
子１５２を用いるガスパージ対向電極１５０及びガス源
１５６からのパージガスを指向するためのセラミックシ
ェル１５４の他の実施の形態を示す。図１２は、ガスパ
ージ対向電極１６０の他の実施の形態を示す。この実施
の形態は、ガスパージ対向電極１６０と関連するプラズ
マを形づけるマグネットの使用を示す。ガスパージ対向
電極１６０と関連するプラズマの形状は装置の電気的特
性に影響する。マグネット１６２のようなマグネットは
ＰＥＣＶＤと共に用いることもできる。
れるので、交流電源と共に生じることができる、アノー
ドのまわりのプラズマは消滅しない。直流電源と共に用
いられるガスパージアノードは電子を効率的に集め熱を
分散するために必要である。銅は熱をよく分散し、堆積
された物質からきれいするので、ガスパージアノードの
ために銅が用いられるのが好ましい。図１１は、金属素
子１５２を用いるガスパージ対向電極１５０及びガス源
１５６からのパージガスを指向するためのセラミックシ
ェル１５４の他の実施の形態を示す。図１２は、ガスパ
ージ対向電極１６０の他の実施の形態を示す。この実施
の形態は、ガスパージ対向電極１６０と関連するプラズ
マを形づけるマグネットの使用を示す。ガスパージ対向
電極１６０と関連するプラズマの形状は装置の電気的特
性に影響する。マグネット１６２のようなマグネットは
ＰＥＣＶＤと共に用いることもできる。
【００２４】図１４は、多重対向電極装置と共に用いる
ことができるトランス配列１７０のダイアグラムであ
る。トランスＬ１−Ｌ３のようなトランスは、多重対向
電極によって得られる電流がほぼ等しいように、ＡＣ電
源と共に用いられる。これは、対向電極の１つが支配す
るのを防ぎ、従って、他の電極がターンオンしないよう
にする。更に、対向電極へ供給されるガスは、一つの対
向電極が支配しないように、対向電極をとおる電流を調
整するために個々に調整されることができる。対向電極
へのガス流を減少することによって、プラズマのインピ
ーダンスは上昇し、対向電極を介して流れる電流は減少
される。本発明の具現化及び方法のいろいろな詳細が単
に示されただけである。この詳細におけるいろいろな変
更は、特許請求の範囲によってのみ限定されるべきであ
る本発明の範囲内にあるこをが理解されるであろう。
ことができるトランス配列１７０のダイアグラムであ
る。トランスＬ１−Ｌ３のようなトランスは、多重対向
電極によって得られる電流がほぼ等しいように、ＡＣ電
源と共に用いられる。これは、対向電極の１つが支配す
るのを防ぎ、従って、他の電極がターンオンしないよう
にする。更に、対向電極へ供給されるガスは、一つの対
向電極が支配しないように、対向電極をとおる電流を調
整するために個々に調整されることができる。対向電極
へのガス流を減少することによって、プラズマのインピ
ーダンスは上昇し、対向電極を介して流れる電流は減少
される。本発明の具現化及び方法のいろいろな詳細が単
に示されただけである。この詳細におけるいろいろな変
更は、特許請求の範囲によってのみ限定されるべきであ
る本発明の範囲内にあるこをが理解されるであろう。
【図１】本発明のガスパージ対向電極を用いるＰＥＣＶ
Ｄコーターの構造を示すダイアグラムである。
Ｄコーターの構造を示すダイアグラムである。
【図２】ガスパージ対向電極として用いられる中空電極
装置のダイアグラムである。
装置のダイアグラムである。
【図３】ガスパージ対向電極として用いられる中空電極
装置のダイアグラムである。
装置のダイアグラムである。
【図４】本発明のガスパージ対向電極として用いられる
直流アーク装置のダイアグラムである。
直流アーク装置のダイアグラムである。
【図５】本発明のガスパージ対向電極として用いられる
直流アーク装置のダイアグラムである。
直流アーク装置のダイアグラムである。
【図６】本発明におけるガスパージ対向電極として用い
られる熱イオン装置のダイアグラムである。
られる熱イオン装置のダイアグラムである。
【図７】２つのガスパージ対向電極を用いるコーター構
造を示すダイアグラムである。
造を示すダイアグラムである。
【図８】ガスパージアノードを用いる直流スパッタリン
グ装置のダイアグラムである。
グ装置のダイアグラムである。
【図９】図８のスパッタリング装置と共に用いるための
ガスパージアノードのダイアグラムである。
ガスパージアノードのダイアグラムである。
【図１０】図８のスパッタリング装置と共に用いるため
のガスパージアノードのダイアグラムである。
のガスパージアノードのダイアグラムである。
【図１１】図８のスパッタリング装置と共に用いるため
のガスパージアノードのダイアグラムである。
のガスパージアノードのダイアグラムである。
【図１２】対向電極として金属板を用いる装置のドラム
電圧対ドラム電流特性を示すグラフである。
電圧対ドラム電流特性を示すグラフである。
【図１３】ガスパージ対向電極を用いる装置のドラム電
圧対ドラム電流特性を示すグラフである。
圧対ドラム電流特性を示すグラフである。
【図１４】多重対向電極と共に用いられるトランス配置
のダイアグラムである。
のダイアグラムである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ソーラブ ザラビアン アメリカ合衆国 ニュージャージー州 07901 サミット オーチャード ストリ ート 24 アパートメント イースト (72)発明者 エイブラハム アイ ベルキンド アメリカ合衆国 ニュージャージー州 07060 ノース プレインフィールド マ ーティンズ ウェイ 184 (72)発明者 チャーリー シャーウッド アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94553 パチェコ テンプル ドライヴ 1115 (72)発明者 フランク ジャンセン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94598 ウォルナット クリーク ドーヴ ァー ドライヴ 501
Claims (10)
- 【請求項１】プラズマ処理装置であって、 排気可能なチャンバ（１４，７１，９１）と、 電源（１８，７６，８８）に電気的に接続された、前記
排気可能なチャンバ内の電極（２０，７３，８４）であ
って、基板が排気可能なチャンバ内にあるとき、基板を
処理するためのプロセスプラズマを生成する前記電極
と、 前記電源に電気的に接続された対向電極（１２，７２，
８２）であって、第２の比較的濃いプラズマが対向電極
の動作の助けとなる対向電極のまわりに形成するよう
に、排気可能なチャンバ内の他の場所より前記対向電極
のまわりに大きなガス圧力を生成するために、対向電極
を通るガスを流すガス流装置（３４，４８，６４，１２
０，８６，７５，７９，１５６）を有する前記対向電
極、を有することを特徴とする。 - 【請求項２】前記対向電極（１２，７２，８２）は電源
（１８，７６，８８）に接続された中空電極（３５，７
８）によって形成され、前記ガス流装置（７９）からの
ガスは前記中空電極を介して流れ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。 - 【請求項３】前記対向電極（１２，７２，８２）は金属
素子（３３，４４，６２，１０８，８５，１５２）であ
って、そのまわりにガス流装置（３４，４８，６４，１
２０，８６，７５，７９，１５６）からのガスが流され
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。 - 【請求項４】前記対向電極（１２，７２，８２）は熱イ
オン温度まで加熱される金属素子（６２，１５２）であ
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。 - 【請求項５】前記プラズマ処理装置は、プラズマ増強化
学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）で基板を処理するために配置
され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。 - 【請求項６】前記電極は、ターゲット（７３）であり、
前記プロセスプラズマが前記ターゲットをスパッタし
て、前記基板上に層を堆積す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。 - 【請求項７】電源は交流電源（１８，８８）であること
を特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項８】電源は直流電源（７６）であることを特徴
とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項９】多重対向電極が排気可能なチャンバ内に配
置され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。 - 【請求項１０】他の比較的濃いプラズマが電極の動作に
助けとなる電極（８４）のまわりに形成するように、前
記排気可能なチャンバ（１４，７１，９１）内の他の場
所より大きなガス圧力が前記電極８４のまわりに形成さ
れ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。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/679288 | 1996-07-12 | ||
| US08/679,288 US6110540A (en) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | Plasma apparatus and method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1060659A true JPH1060659A (ja) | 1998-03-03 |
| JP4364950B2 JP4364950B2 (ja) | 2009-11-18 |
Family
ID=24726311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17575897A Expired - Fee Related JP4364950B2 (ja) | 1996-07-12 | 1997-07-01 | プラズマ処理装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6110540A (ja) |
| EP (1) | EP0818801A3 (ja) |
| JP (1) | JP4364950B2 (ja) |
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| KR100296692B1 (ko) * | 1996-09-10 | 2001-10-24 | 사토 도리 | 플라즈마cvd장치 |
| GB2338716B (en) | 1998-06-26 | 2003-04-02 | Mclaughlin James A | An apparatus and a method for coating diamond like carbon (DLC) or other vacuum depositable coatings onto a substrate |
| US6441553B1 (en) * | 1999-02-01 | 2002-08-27 | Sigma Technologies International, Inc. | Electrode for glow-discharge atmospheric-pressure plasma treatment |
| EP2233605B1 (en) * | 2000-12-12 | 2012-09-26 | Konica Corporation | Optical film comprising an anti-reflection layer |
| US20020122896A1 (en) * | 2001-03-02 | 2002-09-05 | Skion Corporation | Capillary discharge plasma apparatus and method for surface treatment using the same |
| US7294283B2 (en) * | 2001-04-20 | 2007-11-13 | Applied Process Technologies, Inc. | Penning discharge plasma source |
| ATE323787T1 (de) * | 2002-12-18 | 2006-05-15 | Cardinal Cg Co | Plasmaunterstützte filmabscheidung |
| US20050022735A1 (en) * | 2003-07-31 | 2005-02-03 | General Electric Company | Delivery system for PECVD powered electrode |
| US7626135B2 (en) | 2006-05-10 | 2009-12-01 | Sub-One Technology, Inc. | Electrode systems and methods of using electrodes |
| EP2092544A2 (en) * | 2006-10-19 | 2009-08-26 | Applied Process Technologies, Inc. | Closed drift ion source |
| JP4558810B2 (ja) * | 2008-02-29 | 2010-10-06 | 富士フイルム株式会社 | 成膜装置 |
| KR20110060953A (ko) * | 2008-11-05 | 2011-06-08 | 가부시키가이샤 아루박 | 권취식 진공 처리 장치 |
| CN102056390B (zh) * | 2009-10-28 | 2012-10-03 | 中国科学院微电子研究所 | 一种组合等离子体放电装置 |
| DE102012009801A1 (de) * | 2012-05-16 | 2013-11-21 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung und Verfahren zum Beschichten elektrisch leitfähiger Faserwerkstoffe |
| CN103695870B (zh) * | 2013-12-24 | 2015-10-28 | 北京北印东源新材料科技有限公司 | Pecvd镀膜装置 |
| CN105722295B (zh) * | 2016-03-11 | 2018-07-31 | 沈阳工业大学 | 一种三阴极等离子喷枪 |
| US10511157B2 (en) * | 2016-08-29 | 2019-12-17 | Landis+Gyr Innovations, Inc. | Arc detection in electric meter systems |
| PL3419044T3 (pl) * | 2017-06-22 | 2023-06-12 | Bobst Manchester Limited | Maszyna do pepvd |
| CN112030116B (zh) * | 2020-07-28 | 2022-11-29 | 温州职业技术学院 | 一种中心进气的调制电弧离子镀装置 |
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|---|---|---|---|---|
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1996
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