TW201941668A - 電漿控制系統以及電漿控制系統用程式 - Google Patents

電漿控制系統以及電漿控制系統用程式 Download PDF

Info

Publication number
TW201941668A
TW201941668A TW108109127A TW108109127A TW201941668A TW 201941668 A TW201941668 A TW 201941668A TW 108109127 A TW108109127 A TW 108109127A TW 108109127 A TW108109127 A TW 108109127A TW 201941668 A TW201941668 A TW 201941668A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
antenna
current value
current
unit
reactance
Prior art date
Application number
TW108109127A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI709360B (zh
Inventor
岩苔翼
Original Assignee
日商日新電機股份有限公司
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
Application filed by 日商日新電機股份有限公司 filed Critical 日商日新電機股份有限公司
Publication of TW201941668A publication Critical patent/TW201941668A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI709360B publication Critical patent/TWI709360B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H01J37/32183Matching circuits
    • 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H01J37/3211Antennas, e.g. particular shapes of coils
    • 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/327Arrangements for generating the plasma
    • 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
    • H05H1/4645Radiofrequency discharges
    • H05H1/4652Radiofrequency discharges using inductive coupling means, e.g. coils
    • 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
    • H05H1/4645Radiofrequency discharges
    • H05H1/466Radiofrequency discharges using capacitive coupling means, e.g. electrodes
    • 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
    • H05H2242/00Auxiliary systems
    • H05H2242/20Power circuits
    • H05H2242/26Matching networks

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本發明可使用長尺寸狀的天線來應對基板的大型化,並沿著天線的長邊方向產生均勻的電漿。本發明包括:高頻電源;第一天線,一端部與高頻電源連接;第二天線,一端部與第一天線的另一端部連接;第一電抗可變元件,設置於第一天線與第二天線之間,電抗藉由可動部件移動而改變;第一驅動部,使第一電抗可變元件的可動部件移動;第二電抗可變元件,與第二天線的另一端部連接,電抗藉由可動部件移動而改變;第二驅動部,使第二電抗可變元件的可動部件移動;第一電流檢測部,檢測流入第一天線的一端部中的電流;第二電流檢測部,檢測於第一天線與第二天線之間流動的電流;第三電流檢測部,檢測流入第二天線的另一端部中的電流;以及控制裝置,輸出用於以由第一電流檢測部所獲得的第一電流值、由第二電流檢測部所獲得的第二電流值、及由第三電流檢測部所獲得的第三電流值相互變成相等的方式,分別控制第一驅動部及第二驅動部的控制訊號。

Description

電漿控制系統以及電漿控制系統用程式
本發明是有關於一種對使高頻電流流入天線中所產生的感應耦合型的電漿進行控制的電漿控制系統及用於該電漿控制系統的程式。
作為產生感應耦合型的電漿(略稱為ICP(Inductively Coupled Plasma))者,如專利文獻1所示,已知有以將多根天線配置於真空容器內的基板的四角上,並使高頻電流流入該些天線中的方式構成的電漿處理裝置。
若更詳細地進行說明,則該電漿處理裝置包括:與多根天線分別連接的可變阻抗元件、及設置於多根天線各自的供電側的拾波線圈或電容器。而且,根據來自拾波線圈或電容器的輸出值來對可變阻抗元件的阻抗值進行反饋控制,藉此將於各個天線的周圍產生的電漿的密度控制於規定範圍內,而謀求於真空容器內產生的電漿密度的空間的均勻化。
然而,若基板變成大型的基板,則無法藉由將如專利文獻1的電漿處理裝置中所使用般的尺寸比較短的天線配置於基板的四角上來應對,於此情況下,可使用如專利文獻2所示般的長尺寸狀的天線。
於將此種長尺寸狀的天線配置於真空容器內來生成感應耦合型電漿的情況下,藉由在天線與電漿之間產生的靜電耦合,而使電流經由電漿而在天線與真空容器的壁之間流動、或使電流經由電漿而於相互鄰接的天線間流動。
其結果,產生沿著天線的長邊方向的電流量的分布變得不均勻、且沿著天線的長邊方向的電漿密度變得不均勻這一問題。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本專利特開2004-228354號公報
專利文獻2:日本專利特開2016-138598號公報
[發明所欲解決之課題]
因此,本發明是為了解決所述問題點而成者,其將可使用長尺寸狀的天線來應對基板的大型化,並沿著天線的長邊方向產生均勻的電漿作為其主要的課題。
[解決課題之手段]
即,本發明的電漿控制系統的特徵在於包括:高頻電源;第一天線,一端部與所述高頻電源連接;第二天線,一端部與所述第一天線的另一端部連接;第一電抗可變元件,設置於所述第一天線與所述第二天線之間,電抗藉由可動部件移動而改變;第一驅動部,使所述第一電抗可變元件的所述可動部件移動;第二電抗可變元件,與所述第二天線的另一端部連接,電抗藉由可動部件移動而改變;第二驅動部,使所述第二電抗可變元件的所述可動部件移動;第一電流檢測部,檢測流入所述第一天線的一端部中的電流;第二電流檢測部,檢測於所述第一天線與所述第二天線之間流動的電流;第三電流檢測部,檢測流入所述第二天線的另一端部中的電流;以及控制裝置,輸出用於以由所述第一電流檢測部所獲得的第一電流值、由所述第二電流檢測部所獲得的第二電流值、及由所述第三電流檢測部所獲得的第三電流值相互變成相等的方式,分別控制所述第一驅動部及所述第二驅動部的控制訊號。
根據此種電漿控制系統,控制裝置輸出用於以第一電流值、第二電流值、及第三電流值相互變成相等的方式,分別控制第一驅動部及第二驅動部的控制訊號,因此可使流入第一天線及第二天線中的電流沿著長邊方向儘可能地變得均勻。
其結果,可使用長尺寸狀的天線來應對基板的大型化,並可沿著天線的長邊方向產生均勻的電漿。
再者,本發明中的「第一電流值、第二電流值、及第三電流值相互變成相等」是指除第一電流值、第二電流值、及第三電流值變成相同的情況以外,亦包括使流入第一天線及第二天線中的電流沿著長邊方向儘可能地變得均勻後,於第一電流值、第二電流值、及第三電流值之間產生可無視的誤差或檢測不到的誤差的情況。
作為用於使第一電流值、第二電流值、及第三電流值相互變成相等的控制裝置的具體的結構,可列舉如下的結構,其包括:第一比較部,對所述第一檢測值與所述第二檢測值進行比較;第二比較部,對所述第二檢測值與所述第三檢測值進行比較;以及控制部,根據所述第一比較部的比較結果,輸出用於以所述第一電流值與所述第二電流值變成相等的方式控制所述第一驅動部的控制訊號,並且根據所述第二比較部的比較結果,輸出用於以所述第二電流值與所述第三電流值變成相等的方式控制所述第二驅動部的控制訊號。
若為此種結構,則可使第一電流值與第二電流值變成相等,並且使第二電流值與第三電流值變成相等,作為其結果,可使第一電流值、第二電流值、及第三電流值相互變成相等。
作為控制裝置的另一結構,可列舉如下的結構,其包括:模式資料存儲部,存儲已將表示所述第一電流值、所述第二電流值、及所述第三電流值的大小關係的多種基準電流值模式與對應於各個基準電流值模式而事先決定,用於以所述各電流值相互變成相等的方式控制所述第一驅動部及所述第二驅動部的控制模式結合的模式資料;實際電流值模式判斷部,判斷作為所述第一電流值、所述第二電流值、及所述第三電流值的實際的大小關係的實際電流值模式;以及控制部,判斷與所述實際電流值模式對應的所述基準電流值模式,並且根據已與該基準電流值模式結合的所述控制模式,輸出用於分別控制所述第一驅動部及所述第二驅動部的控制訊號。
若為此種結構,則根據對應於實際電流值模式的控制模式,輸出用於分別控制第一驅動部及第二驅動部的控制訊號,藉此可使第一電流值、第二電流值、及第三電流值相互變成相等。
此外,於第一天線及第二天線分別貫穿收容基板的真空容器的相向的側壁,並且將各天線的相同側的端部電性連接而串聯連接的結構中,當變更了各電抗元件的電抗時,第二電流值的變動比第一電流值或第三電流值的變動小。可認為其原因在於:於第一天線與第二天線之間流動的電流比流入各天線中的電流更難以受到電漿的影響。
因此,所述控制裝置較佳為以如下方式構成:於所述第一電流值與所述第二電流值互不相同的情況下,輸出用於以使所述第一電流值接近所述第二電流值的方式控制所述第一驅動部的控制訊號,於所述第二電流值及所述第三電流值互不相同的情況下,輸出用於以使所述第三電流值接近所述第二電流值的方式控制所述第二驅動部的控制訊號。
若為此種結構,則使第一電流值或第三電流值接近比較穩定的第二電流值,因此可於比較短的時間內使第一電流值、第二電流值、及第三電流值相互變成相等。
作為所述第一電抗可變元件,可列舉如下的可變電容器,其具有:第一固定電極,與所述第一天線電性連接;第二固定電極,與所述第二天線電性連接;以及作為所述可動部件的可動電極,與所述第一固定電極之間形成第一電容器,並且與所述第二固定電極之間形成第二電容器;且以藉由所述可動電極環繞規定的旋轉軸進行旋轉,而可變更其靜電電容的方式構成。
於此種結構中,例如於靜電電容為零,即設為可動電極與各固定電極於俯視下不互相重疊的狀態的情況下,若在可動電極與各固定電極之間產生間隙,則有時於該間隙中產生電弧放電,存在導致電容元件的破損之虞。
因此,於所述結構中,較佳為所述控制裝置包括於所述可動電極的旋轉角度已變成規定的臨限值的情況下,使所述可動電極的旋轉停止的控制停止部。
若為此種結構,則可於到達可能產生電弧放電的旋轉角度之前使可動電極的旋轉停止,而可防止電弧放電的產生。
較佳為所述第一天線及所述第二天線分別貫穿收容基板的真空容器的相向的側壁,並且藉由介於所述各天線的相同側的端部之間的連接導體而串聯連接,所述各天線於內部具有冷卻液進行流動的流路,所述連接導體具有:作為所述第一電抗可變元件的第一可變電容器;第一連接部,將所述第一可變電容器與所述第一天線的端部連接,並且將自形成於所述端部的開口部中流出的所述冷卻液引導至所述第一可變電容器中;以及第二連接部,將所述第一可變電容器與所述第二天線的端部連接,並且將已穿過所述第一可變電容器的所述冷卻液引導至形成於所述端部的開口部中;且所述冷卻液是所述第一可變電容器的電介質。
若為此種結構,則對於高頻電流的電抗簡言之變成自天線的感應性電抗減去第一可變電容器的電容性電抗而成者,因此可將一對天線串聯連接,並降低天線的阻抗。其結果,即便於使天線變長的情況下,亦可抑制其阻抗的增大,高頻電流容易流入天線中,可高效率地產生電漿。而且,由於將天線的冷卻液用作第一可變電容器的電介質,因此可對第一可變電容器進行冷卻,並抑制其靜電電容的突然的變動。
另外,本發明的電漿控制系統用程式是用於如下的電漿控制系統的程式,所述電漿控制系統包括:高頻電源;第一天線,一端部與所述高頻電源連接;第二天線,一端部與所述第一天線的另一端部連接;第一電抗可變元件,設置於所述第一天線與所述第二天線之間,電抗藉由可動部件移動而改變;第一驅動部,使所述第一電抗可變元件的所述可動部件移動;第二電抗可變元件,與所述第二天線的另一端部連接,電抗藉由可動部件移動而改變;第二驅動部,使所述第二電抗可變元件的所述可動部件移動;第一電流檢測部,檢測流入所述第一天線的一端部中的電流;第二電流檢測部,檢測於所述第一天線與所述第二天線之間流動的電流;以及第三電流檢測部,檢測流入所述第二天線的另一端部中的電流;且所述電漿控制系統用程式的特徵在於:使電腦發揮輸出用於以由所述第一電流檢測部所獲得的第一電流值,由所述第二電流檢測部所獲得的第二電流值,及由所述第三電流檢測部所獲得的第三電流值相互變成相等的方式,分別控制所述第一驅動部及所述第二驅動部的控制訊號的功能。
根據此種電漿控制系統用程式,可發揮與所述電漿控制系統相同的作用效果。
[發明的效果]
根據如所述般構成的本發明,可使用長尺寸狀的天線來應對基板的大型化,並可沿著天線的長邊方向產生均勻的電漿。
以下,參照圖式對本發明的電漿控制系統的一實施方式進行說明。
<系統結構>
如圖1所示,本實施方式的電漿控制系統200至少包括利用感應耦合型的電漿對基板實施處理的電漿處理裝置100,及用於控制所述電漿的控制裝置X。
首先,對電漿處理裝置100進行說明。
如圖2所示,電漿處理裝置100是對基板W實施例如利用電漿化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition,CVD)法的膜形成、蝕刻、灰化、濺鍍等處理者。基板W例如為液晶顯示器或有機電致發光(Electroluminescence,EL)顯示器等平板顯示器(Flat Panel Display,FPD)用的基板,可撓性顯示器用的可撓性基板等。
再者,該電漿處理裝置100於利用電漿CVD法進行膜形成的情況下亦被稱為電漿CVD裝置,於進行蝕刻的情況下亦被稱為電漿蝕刻裝置,於進行灰化的情況下亦被稱為電漿灰化裝置,於進行濺鍍的情況下亦被稱為電漿濺鍍裝置。
具體而言,電漿處理裝置100包括:真空容器2,進行真空排氣且導入氣體G;長尺寸狀的天線3,配置於真空容器2內;以及高頻電源4,對天線3施加用於在真空容器2內生成感應耦合型的電漿P的高頻。再者,自高頻電源4對天線3施加高頻,藉此高頻電流IR流入天線3中,於真空容器2內產生感應電場而生成感應耦合型的電漿P。
真空容器2例如為金屬製的容器,其內部藉由真空排氣裝置5來進行真空排氣。於本例中,真空容器2電性接地。
於真空容器2內,例如經由流量調整器(省略圖示)及形成於真空容器2的側壁上的氣體導入口21而導入氣體G。氣體G只要設為對應於對基板W實施的處理內容者即可。
另外,於真空容器2內設置有保持基板W的基板固定器6。亦可如本例般,自偏置電源7對基板固定器6施加偏置電壓。偏置電壓例如為負的直流電壓、負的脈衝電壓等,但並不限定於此。藉由此種偏置電壓,例如可控制電漿P中的正離子射入基板W時的能量,而進行形成於基板W的表面上的膜的結晶度的控制等。於基板固定器6內,亦可設置對基板W進行加熱的加熱器61。
此處,天線3是直線狀的天線,於真空容器2內的基板W的上方,以沿著基板W的表面的方式(例如,與基板W的表面實質上平行地)配置有多根。
天線3的兩端部附近分別貫穿真空容器2的彼此相對的側壁。於使天線3的兩端部朝真空容器2外貫穿的部分上分別設置有絕緣構件8。天線3的兩端部貫穿所述各絕緣構件8,其貫穿部例如藉由襯墊91來真空密封。各絕緣構件8與真空容器2之間亦藉由例如襯墊92來真空密封。再者,絕緣構件8的材質例如為氧化鋁等陶瓷,石英,或聚苯硫醚(Polyphenylene sulfide,PPS)、聚醚醚酮(Polyether-ether-ketone,PEEK)等工程塑膠等。
進而,於天線3中,位於真空容器2內的部分由直管狀的絕緣罩10覆蓋。該絕緣罩10的兩端部由絕緣構件8支持。再者,絕緣罩10的材質例如為石英、氧化鋁、氟樹脂、氮化矽、碳化矽、矽等。
而且,多根天線3是於內部具有冷卻液CL進行流通的流路3s的中空結構的天線。於本實施方式中,天線3是呈直管狀的金屬管。金屬管的材質例如為銅、鋁、該些的合金、不銹鋼等。
再者,冷卻液CL是藉由設置於真空容器2的外部的循環流路11而於天線3中進行流通者,於所述循環流路11中設置有用於將冷卻液CL調整成固定溫度的熱交換器等調溫機構111,及用於使冷卻液CL在循環流路11中進行循環的泵等循環機構112。作為冷卻液CL,就電絕緣的觀點而言,較佳為高電阻的水,例如較佳為純水或接近純水的水。此外,例如亦可使用氟系惰性液體等水以外的液體冷媒。
另外,如圖3所示,多根天線3以由連接導體12連接而變成一根天線結構的方式構成。即,利用連接導體12將相互鄰接的天線3中的朝真空容器2的外部延伸出的端部彼此電性連接。若更具體地進行說明,則於本實施方式中,兩根天線3由連接導體12連接,且其中一根天線3(以下,亦稱為第一天線3A)的端部與另一根天線3(以下,亦稱為第二天線3B)的端部經電性連接。
此處,由連接導體12連接的第一天線3A及第二天線3B的端部是位於相同側壁側的端部。藉此,相互反向的高頻電流IR流入第一天線3A及第二天線3B中。
而且,連接導體12於內部具有流路,以冷卻液CL流入所述流路中的方式構成。具體而言,連接導體12的一端部與第一天線3A的流路連通,連接導體12的另一端部與第二天線3B的流路連通。藉此,於相互鄰接的天線3A、天線3B中,已於第一天線3A中流動的冷卻液CL經由連接導體12的流路而流入第二天線3B中。藉此,可藉由共同的冷卻液CL來對多根天線3進行冷卻。另外,可藉由一根流路來對多根天線3進行冷卻,因此可將循環流路11的結構簡化。
各天線3A、天線3B中的未由連接導體12連接的一側的端部(此處,第一天線3A的一端部)變成供電側端部3a1,該供電側端部3a1經由匹配電路41而與高頻電源4連接。另外,作為另一側的端部(此處,第二天線3B的另一端部)的終端部3b2經由可變電容器VC2而接地。再者,作為可變電容器VC2,可使用各種結構的可變電容器,作為一例,是包括固定電極(未圖示)、及與該固定電極之間形成電容器的作為可動部件的可動電極(未圖示),並以藉由可動電極環繞規定的旋轉軸進行旋轉,而可變更其靜電電容的方式構成者。
藉由所述結構,可使高頻電流IR自高頻電源4經由匹配電路41而流入天線3中。高頻的頻率例如為一般的13.56 MHz,但並不限定於此。
<連接導體12的結構>
繼而,參照圖4~圖8對連接導體12進行詳細說明。再者,於圖4及圖5等中,一部分的密封構件等省略記載。
如圖4及圖5所示,連接導體12包括:可變電容器VC1,與各天線3A、天線3B電性連接;第一連接部14,將該可變電容器VC1與第一天線3A的另一端部3a2連接;以及第二連接部15,將可變電容器VC1與第二天線3B的一端部3b1連接。再者,為了將該可變電容器VC1與圖1及圖2中所示的與第二天線3B的終端部3b2連接的可變電容器VC2加以區分,以下,將前者稱為第一可變電容器VC1,將後者稱為第二可變電容器VC2。
第一連接部14是藉由包圍第一天線3A的另一端部3a2而與該天線3A電性接觸,並且將冷卻液CL自形成於該天線3A的另一端部3a2中的開口部3H引導至第一可變電容器VC1中者。
第二連接部15是藉由包圍第二天線3B的一端部3b1而與該天線3B電性接觸,並且將已穿過第一可變電容器VC1的冷卻液CL引導至形成於該天線3B的一端部3b1中的開口部3H中者。
該些連接部14、連接部15的材質例如為銅、鋁、該些的合金、不銹鋼等。
本實施方式的各連接部14、連接部15是於天線3的端部,經由O形環等密封構件Sa而液密地安裝於比開口部3H更靠近真空容器2側者,並以不限制比開口部3H更外側的方式構成(參照圖4)。藉此,變成容許相對於連接部14、連接部15的天線3的略微的傾斜的結構。
第一可變電容器VC1包括:第一固定電極16,與第一天線3A電性連接;第二固定電極17,與第二天線3B電性連接;以及作為可動部件的可動電極18,與第一固定電極16之間形成第一電容器,並且與第二固定電極17之間形成第二電容器。
本實施方式的第一可變電容器VC1是以藉由可動電極18環繞規定的旋轉軸C進行旋轉,而可變更其靜電電容的方式構成。而且,第一可變電容器VC1包括收容第一固定電極16、第二固定電極17及可動電極18的具有絕緣性的收容容器19。
收容容器19具有導入來自第一天線3A的冷卻液CL的導入埠P1,及將冷卻液CI朝第二天線3B中導出的導出埠P2。導入埠P1形成於收容容器134的一側的側壁(圖4中左側壁)上,導出埠P2形成於收容容器19的另一側的側壁(圖4中右側壁)上,且導入埠P1及導出埠P2設置於相互相向的位置上。再者,本實施方式的收容容器19是形成內部具有中空部的大致長方體形狀者,但亦可為其他形狀。
第一固定電極16及第二固定電極17環繞可動電極18的旋轉軸C設置於互不相同的位置上。於本實施方式中,第一固定電極16是自收容容器19的導入埠P1插入收容容器19的內部來設置。另外,第二固定電極17是自收容容器19的導出埠P2插入收容容器19的內部來設置。藉此,第一固定電極16及第二固定電極17設置於關於旋轉軸C對稱的位置上。
如圖5及圖6所示,第一固定電極16具有以相互相向的方式設置的多個第一固定金屬板161。另外,第二固定電極17具有以相互相向的方式設置的多個第二固定金屬板171。該些固定金屬板161、固定金屬板171分別沿著旋轉軸C相互大致等間隔地設置。
而且,多個第一固定金屬板161是相互形成同一形狀者,由第一凸緣構件162支持。第一凸緣構件162被固定於收容容器19的形成有導入埠P1的左側壁上。此處,於第一凸緣構件162中形成有與導入埠P1連通的貫穿孔162H。另外,多個第二固定金屬板171是相互形成同一形狀者,由第二凸緣構件172支持。第二凸緣構件172被固定於收容容器19的形成有導出埠P2的右側壁上。此處,於第二凸緣構件172中形成有與導出埠P2連通的貫穿孔172H。所述多個第一固定金屬板161及多個第二固定金屬板171以已被固定於收容容器19上的狀態,設置於關於旋轉軸C對稱的位置上。
另外,第一固定金屬板161及第二固定金屬板171是形成平板狀者,如圖7所示,於俯視下,形成寬度隨著朝向旋轉軸C而縮小的形狀。而且,於各固定金屬板161、固定金屬板171中,寬度縮小的端邊161a、端邊171a沿著旋轉軸C的徑向而形成。再者,相互相向的端邊161a、端邊171a形成的角度為90度。另外,各固定金屬板161、固定金屬板171的旋轉軸C側的前端邊161b、前端邊171b形成圓弧狀。
如圖4及圖5所示,可動電極18包括:旋轉軸體181,可環繞旋轉軸C進行旋轉地軸支於收容容器19的側壁(圖4中前側壁)上;第一可動金屬板182,由該旋轉軸體181支持並與第一固定電極16相向;以及第二可動金屬板183,由旋轉軸體181支持並與第二固定電極17相向。
旋轉軸體181是形成沿著旋轉軸C延長的直線狀者。該旋轉軸體181以其一端部自收容容器19的前側壁朝外部延伸出的方式構成。而且,於該收容容器19的前側壁中,由O形環等密封構件Sb可旋轉地支持。此處,於前側壁中,由兩個O形環進行兩點支持。另外,旋轉軸體181的另一端部可旋轉地接觸設置於收容容器19的內表面上的定位凹部191。
另外,旋轉軸體181的支持第一可動金屬板182及第二可動金屬板183的部分181x由金屬製等的導電材料形成,自收容容器19朝外部延伸出的部分181y由樹脂製等的絕緣材料形成。
對應於第一固定金屬板161而設置有多個第一可動金屬板182。再者,第一可動金屬板182分別是形成同一形狀者。另外,對應於第二固定金屬板171而設置有多個第二可動金屬板183。再者,第二可動金屬板183分別是形成同一形狀者。該些可動金屬板182、可動金屬板183分別沿著旋轉軸C相互大致等間隔地設置。另外,於本實施方式中,將各可動金屬板182、可動金屬板183設為夾在各固定金屬板161、固定金屬板171之間的結構。於圖4中,將固定金屬板161、固定金屬板171設為六塊,將可動金屬板182、可動金屬板183設為五塊,但並不限定於此。再者,可動金屬板182、可動金屬板183與固定金屬板161、固定金屬板171的間距例如為1 mm。
如圖5所示,第一可動金屬板182及第二可動金屬板183是設置於關於旋轉軸C對稱的位置上,並且相互形成同一形狀者。具體而言,如圖7所示,各可動金屬板182、可動金屬板183是於俯視下,形成隨著自旋轉軸C前往徑向外側而展開的扇形狀者。於本實施方式中,各可動金屬板182、可動金屬板183是形成中心角為90度的扇形狀者。
於如此構成的第一可變電容器VC1中,藉由使可動電極18旋轉,如圖8所示,第一固定金屬板161與第一可動金屬板182的相向面積(第一相向面積A1)變化,且第二固定金屬板171與第二可動金屬板183的相向面積(第二相向面積A2)變化。於本實施方式中,第一相向面積A1與第二相向面積A2同樣地變化。另外,各固定金屬板161、固定金屬板171的旋轉軸C側的前端邊161b、前端邊171b為圓弧狀,藉由使可動電極18旋轉,第一相向面積A1與第二相向面積A2與可動電極18的旋轉角度θ成比例地變化。
另外,於本實施方式中,如圖7所示,於各固定金屬板161、固定金屬板171與各可動金屬板182、可動金屬板183不相向的狀態下,於俯視下,在可動金屬板182、可動金屬板183的展開的端邊182a、端邊183a與固定金屬板161、固定金屬板171的縮小的端邊161a、端邊171a之間設置有間隙Z。藉此,可於軸方向上卸下可動電極18。於本實施方式中,藉由沿著軸方向卸下支持可動電極18的前側壁而卸下可動電極18。
於所述結構中,若冷卻液CL自收容容器19的導入埠P1流入,則收容容器19的內部由冷卻液CL填滿。此時,第一固定金屬板161與第一可動金屬板182之間由冷卻液CL填滿,並且第二固定金屬板171與第二可動金屬板183之間由冷卻液CL填滿。藉此,冷卻液CL成為第一電容器的電介質及第二電容器的電介質。於本實施方式中,第一電容器的靜電電容與第二電容器的靜電電容相同。另外,如此構成的第一電容器及第二電容器經串聯連接,第一可變電容器VC1的靜電電容變成第一電容器(或第二電容器)的靜電電容的一半。
此處,於本實施方式中,以第一固定電極16及第二固定電極17與可動電極18的相向方向和導入埠P1與導出埠P2的相向方向正交的方式構成。即,固定金屬板161、固定金屬板171及可動金屬板182、可動金屬板183沿著導入埠P1及導出埠P2的相向方向而設置。藉由該結構,冷卻液CL容易於收容容器19的內部流動。其結果,收容容器19內的冷卻液CL的置換變得容易,可高效率地進行第一可變電容器VC1的冷卻。另外,已自導入埠P1流入的冷卻液CL容易流入固定金屬板161、固定金屬板171與可動金屬板182、可動金屬板183之間,且容易自固定金屬板161、固定金屬板171與可動金屬板182、可動金屬板183之間流出。其結果,固定金屬板161、固定金屬板171與可動金屬板182、可動金屬板183之間的冷卻液的置換變得容易,可抑制成為電介質的冷卻液CL的溫度變化。藉此,容易將第一可變電容器VC1的靜電電容維持成固定。進而,氣泡難以停留於固定金屬板161、固定金屬板171與可動金屬板182、可動金屬板183之間。
而且,如圖1所示,本實施方式的電漿控制系統200進而包括:第一電流檢測部S1,檢測流入第一天線3A的一端部3a1(即,所述供電側端部3a1)中的電流;第二電流檢測部S2,檢測於第一天線3A與第二天線3B之間流動的電流;第三電流檢測部S3,檢測流入第二天線3B的另一端部3b2(即,所述終端部3b2)中的電流;以及控制裝置X,控制第一可變電容器VC1及第二可變電容器VC2。再者,為了便於說明,於圖1中,省略真空容器2等天線3的周邊結構的記載。
第一電流檢測部S1是安裝於第一天線3A的一端部3a1或其附近的例如電流互感器(current transformer)等電流監測器。由該第一電流檢測部S1所檢測到的檢測訊號藉由直流轉換電路101而自交流轉換成直流,並藉由類比/數位(Analog/Digital,A/D)轉換器102而自類比訊號轉換成數位訊號後,被輸出至控制裝置X中。
第二電流檢測部S2是設置於第一可變電容器VC1與第二天線3B的一端部3b1之間的例如電流互感器等電流監測器。由該第二電流檢測部S2所檢測到的檢測訊號藉由直流轉換電路101而自交流轉換成直流,並藉由AD轉換器102而自類比訊號轉換成數位訊號後,被輸出至控制裝置X中。再者,第二電流檢測部S2亦可為設置於第一天線3A的另一端部3a2與第一可變電容器VC1之間,輸出與流入第一天線3A的另一端部3a2中的電流的大小對應的檢測訊號者。
第三電流檢測部S3是安裝於第二天線3B的另一端部3b2或其附近的例如電流互感器等電流監測器。由該第三電流檢測部S3所檢測到的檢測訊號藉由直流轉換電路101而自交流轉換成直流,並藉由AD轉換器102而自類比訊號轉換成數位訊號後,被輸出至控制裝置X中。
控制裝置X是控制第一可變電容器VC1的靜電電容及第二可變電容器VC2的靜電電容者。此處,如圖1所示,第一可變電容器VC1的可動電極18藉由作為第一驅動部M1的馬達來驅動,第二可變電容器VC2的未圖示的可動部件藉由作為第二驅動部M2的馬達來驅動。各馬達M1、馬達M2是藉由來自馬達驅動電路103的驅動訊號而進行旋轉者,該馬達驅動電路103由控制裝置X控制。
該控制裝置X於物理上是包括中央處理單元(Central Processing Unit,CPU)、記憶體、輸入輸出介面等的可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC)等電腦,其以如下方式構成:藉由執行已被存儲於所述記憶體中的程式,且各設備進行協作,而如圖9所示般,發揮作為電流值獲取部X1、第一比較部X2、第二比較部X3、及控制部X4的功能。
以下,對各部進行說明。
電流值獲取部X1是獲取表示由各電流檢測部S1~電流檢測部S3所檢測到的電流的大小的訊號者。
具體而言,該電流獲取部X1獲取表示由第一電流檢測部S1所檢測到的第一電流值I1的數位訊號,表示由第二電流檢測部S2所檢測到的第二電流值I2的數位訊號,及表示由第三電流檢測部S3所檢測到的第三電流值I3的數位訊號。而且,將第一電流值I1及第二電流值I2輸出至第一比較部X2中,將第二電流值I2及第三電流值I3輸出至第二比較部X3中。
第一比較部X2是對第一電流值I1與第二電流值I2進行比較者。具體而言,以判斷自第二電流值I2減去第一電流值I1所得的第一電流差ΔI1是否大於0的方式構成。
第二比較部X3是對第二電流值I2與第三電流值I3進行比較者。具體而言,以判斷自第二電流值I2減去第三電流值I3所得的第二電流差ΔI2是否大於0的方式構成。
控制部X4是根據第一電流值I1、第二電流值I2、及第三電流值I3,對第一可變電容器VC1的靜電電容及第二可變電容器VC2的靜電電容進行反饋控制者。具體而言,以第一電流值I1、第二電流值I2、及第三電流值I3相互變成相等的方式,將控制訊號輸出至馬達驅動電路103中。
以下,一面參照圖10的流程圖,一面對更詳細的控制內容進行說明。
首先,第一比較部X2判斷第二電流值I2是否大於第一電流值I1,即第一電流差ΔI1是否大於0(S1)
當於S1中已判斷第一電流差ΔI1大於0時,控制部X4以第一可變電容器VC1的靜電電容變大的方式,將控制訊號輸出至馬達驅動電路103中(S2)。而且,基於該控制訊號的驅動訊號被自馬達驅動電路103輸出至第一驅動部M1中。
另一方面,當於S1中已判斷第一電流差ΔI1不大於0時,即第一電流差ΔI1為0以下時,控制部X4以第一可變電容器VC1的靜電電容變小的方式,將控制訊號輸出至馬達驅動電路103中(S3)。而且,基於該控制訊號的驅動訊號被自馬達驅動電路103輸出至第一驅動部M1中。
當於S2、S3中變更了第一可變電容器VC1的靜電電容時,第二電流值I2的變化比較小,第一電流值I1以接近第二電流值I2的方式比較大地增減。可認為其原因在於:於第一天線3A與第二天線3B之間流動的電流比流入第一天線3A中的電流更難以受到電漿的影響。
繼而,第二比較部X3判斷第二電流值I2是否大於第三電流值I1,即第二電流差ΔI2是否大於0(S4)
當於S4中已判斷第二電流差ΔI2大於0時,控制部X4以第二可變電容器VC2的靜電電容變小的方式,將控制訊號輸出至馬達驅動電路103中(S5)。而且,基於該控制訊號的驅動訊號被自馬達驅動電路103輸出至第二驅動部M2中。
另一方面,當於S4中已判斷第二電流差ΔI2不大於0時,即第二電流差ΔI2為0以下時,控制部X4以第二可變電容器VC2的靜電電容變大的方式,將控制訊號輸出至馬達驅動電路103中(S6)。而且,基於該控制訊號的驅動訊號被自馬達驅動電路103輸出至第二驅動部M2中。
當於S5、S6中變更了第二可變電容器VC2的靜電電容時,第二電流值I2的變化比較小,第三電流值I3以接近第二電流值I2的方式比較大地增減。可認為其原因在於:於第一天線3A與第二天線3B之間流動的電流比流入第二天線3B中的電流更難以受到電漿的影響。
以下,控制部X4重覆S1~S6,以第一電流值I1與第二電流值I2相互變成相等、且第二電流值I2與第三電流值I3相互變成相等的方式,將控制訊號持續輸出至馬達驅動電路103中。
進而,如圖9所示,本實施方式的控制裝置X具備作為控制停止部X5的功能。
該控制停止部X5是於至少第一可變電容器VC1的可動電極18的旋轉角度已變成規定的臨限值的情況下,使可動電極18的旋轉停止者。
若更具體地進行說明,則於可動電極18中設置有例如編碼器等未圖示的角度檢測部,自該角度檢測部朝控制停止部X5中輸出表示可動電極18的旋轉角度的檢測角度訊號。再者,例如如圖7及圖8所示,此處的旋轉角度是將於俯視下各可動金屬板182、可動金屬板183與各固定金屬板161、固定金屬板171不互相重疊的狀態,即靜電電容為零的狀態設為0度時的旋轉角度θ。
所述臨限值被設定成於俯視下各可動金屬板182、可動金屬板183的一部分與第一固定金屬板161或第二固定金屬板171的一部分互相重疊的狀態的角度。
具體而言,臨限值是使各可動金屬板182、可動金屬板183自與各固定金屬板161、固定金屬板171不互相重疊的0度起旋轉,自各可動金屬板182、可動金屬板183開始與第一固定金屬板161或第二固定金屬板171重疊至到達90度為止的旋轉角度,例如為10度。再者,此處設想可動金屬板182、可動金屬板183在0度與90度之間進行正反旋轉的結構,但於可動金屬板182、可動金屬板183超過90度進行旋轉的結構中,亦可設定上限值及下限值作為臨限值。
而且,於可動電極18的旋轉角度大於臨限值的情況下,進行所述由控制部X4所進行的控制,於使可動電極18的旋轉角度變小而已達到臨限值的情況下,不論由控制部X4所進行的判斷,控制停止部X5均將停止訊號輸出至馬達驅動電路103中而強制性地使可動電極18的旋轉停止。
再者,控制停止部X5亦可與第一可變電容器VC1同樣地,以於第二可變電容器VC2的未圖示的可動電極的旋轉角度已變成規定的臨限值的情況下,使該可動電極的旋轉停止的方式構成。
<本實施方式的效果>
如此,根據本實施方式的電漿控制系統200,控制部X4將用於以第一電流值I1、第二電流值I2、及第三電流值I3相互變成相等的方式,分別控制第一驅動部M1及第二驅動部M2的控制訊號輸出至馬達驅動電路103中,因此可使流入第一天線3A及第二天線3B中的高頻電流IR沿著長邊方向儘可能地變得均勻。
其結果,可使用長尺寸狀的天線3來應對基板W的大型化,並可沿著天線3的長邊方向產生均勻的電漿P。
再者,此處所述的「第一電流值I1、第二電流值I2、及第三電流值I3相互變成相等」只要所述第一電流差ΔI1及第二電流差ΔI2分別實質上變成零即可,只要可使流入第一天線3A及第二天線3B中的電流沿著長邊方向儘可能地變得均勻,則第一電流差ΔI1或第二電流差ΔI2亦可略微大於零或略微小於零。
另外,於可動電極18的旋轉角度已達到臨限值的情況下,控制停止部X5使可動電極18的旋轉停止,因此於俯視下在各可動金屬板182、可動金屬板183與各固定金屬板161、固定金屬板171之間產生間隙Z前,可動電極18的旋轉停止。藉此,不會產生可能於電漿P的產生過程中產生電弧放電的所述間隙Z,而可防止由電弧放電所引起的第一可變電容器VC1的破損。
進而,可利用冷卻液CL對天線導體3進行冷卻,因此可穩定地產生電漿P。另外,利用於天線導體3中流動的冷卻液CL來構成第一可變電容器VC1的電介質,因此可對第一可變電容器VC1進行冷卻,並抑制其靜電電容的突然的變動。
此外,第一固定電極16及第二固定電極17環繞旋轉軸C設置於互不相同的位置上,因此可使旋轉軸C的軸方向上的尺寸變得小型。
而且,各固定電極16、固定電極17具有多個固定金屬板161、固定金屬板171,可動電極具有多個可動金屬板182、可動金屬板183,因此可不增大固定金屬板161、固定金屬板171及可動金屬板182、可動金屬板183的面積,而增大電極間的相向面積的最大值。
<第二實施方式>
第二實施方式中的電漿控制系統200的控制裝置X的結構與所述實施方式不同。
具體而言,如圖11所示,第二實施方式中的控制裝置X具備作為電流值獲取部X1、模式資料存儲部X6、實際電流值模式判斷部X7、控制部X4、及控制停止部X5的功能。
以下,對各部進行說明,電流值獲取部X1及控制停止部X5的功能與所述實施方式相同,因此省略詳細的說明。
模式資料存儲部X6設定於構成控制裝置X的記憶體的規定區域中,存儲有已將表示第一電流值I1、第二電流值I2、及第三電流值I3的大小關係的多種基準電流值模式與對應於各個基準電流值模式而事先決定的用於控制第一驅動部M1及第二驅動部M2的控制模式結合的模式資料。
多種基準電流值模式是可作為第一電流值I1、第二電流值I2、及第三電流值I3的大小關係來設想的互不相同的模式,此處為圖12中所示的四個基準電流值模式,具體如下。
[第一基準電流值模式]
第一電流值I1<第二電流值I2<第三電流值I3
[第二基準電流值模式]
第一電流值I1>第二電流值I2<第三電流值I3
[第三基準電流值模式]
第一電流值I1>第二電流值I2>第三電流值I3
[第四基準電流值模式]
第一電流值I1<第二電流值I2>第三電流值I3
再者,亦可考慮第一電流值I1=第二電流值I2的情況或第二電流值I2=第三電流值I3的情況等,而視情況將基準電流值模式分成更多的種類。
控制模式是針對各基準電流值模式,事先決定為了使電流值I1、電流值I2、電流值I3相互變成相等而需要的第一可變電容器VC1及第二可變電容器VC2的電抗的增減方向(換言之,靜電電容的增減方向)者。具體而言,針對第一基準電流值模式~第四基準電流值模式的第一控制模式~第四控制模式如下。
[第一控制模式]
減小第一可變電容器VC1的電抗,並減小第二可變電容器VC2的電抗。換言之,減小第一可變電容器VC1的靜電電容,並減小第二可變電容器VC2的靜電電容。
[第二控制模式]
增大第一可變電容器VC1的電抗,並減小第二可變電容器VC2的電抗。換言之,增大第一可變電容器VC1的靜電電容,並減小第二可變電容器VC2的靜電電容。
[第三控制模式]
增大第一可變電容器VC1的電抗,並增大第二可變電容器VC2的電抗。換言之,增大第一可變電容器VC1的靜電電容,並增大第二可變電容器VC2的靜電電容。
[第四控制模式]
減小第一可變電容器VC1的電抗,並增大第二可變電容器VC2的電抗。換言之,減小第一可變電容器VC1的靜電電容,並增大第二可變電容器VC2的靜電電容。
再者,於各控制模式中,可於變更第一可變電容器VC1的靜電電容後,變更第二可變電容器VC2的靜電電容,相反地,亦可於變更第二可變電容器VC2的靜電電容後,變更第一可變電容器VC1的靜電電容。
實際電流值模式判斷部X7是根據電流值獲取部X1已輸出的第一電流值I1、第二電流值I2、及第三電流值I3,判斷作為第一電流值I1、第二電流值I2、及第三電流值I3的實際的大小關係的實際電流值模式者。
具體而言,實際電流值模式判斷部X7判斷第一電流值I1與第二電流值I2的大小關係,並且判斷第二電流值I2與第三電流值I3的大小關係。
控制部X4判斷與實際電流值模式對應的基準電流值模式,並且根據已與該基準電流值模式結合的控制模式,將控制訊號輸出至馬達驅動電路103中。而且,馬達驅動電路103根據該控制訊號,將驅動訊號分別輸出至第一驅動部M1及第二驅動部M2中。
具體而言,首先選擇所述多種基準電流值模式之中,與第一電流值I1、第二電流值I2、及第三電流值I3的大小關係一致的基準電流值模式。
而且,以第一可變電容器及第二可變電容器的靜電電容的增減方向變成已與所選擇的基準電流值模式結合的控制模式所示的增減方向的方式,將控制訊號輸出至馬達驅動電路103中。更詳細而言,於第一電流值I1與第二電流值I2互不相同的情況下,以使第一電流值I1接近第二電流值I2的方式將控制訊號輸出至馬達驅動電路103中,於第二電流值I2與第三電流值I3互不相同的情況下,以使第三電流值I3接近第二電流值I2的方式將控制訊號輸出至馬達驅動電路103中。
根據所述結構,判斷與實際電流值模式的大小關係一致的基準電流值模式,並根據已與該基準電流值模式的控制模式將控制訊號輸出至馬達驅動電路103中,因此可使第一電流值I1、第二電流值I2、及第三電流值I3相互變成相等。
<其他變形實施方式>
再者,本發明並不限定於所述各實施方式。
例如,於所述實施方式中,電漿控制系統200是包括兩根天線3者,但如圖13所示,亦可將經串聯連接的多根(例如兩根)天線3並列地設置多組。再者,進行串聯連接的天線3的根數亦可為三根以上。
進而,圖13中所示的電漿控制系統200進而包括與第一天線3A的供電側端部3a1分別連接的第三可變電容器VC3。
若為此種結構,則與所述實施方式同樣地,以第一電流值I1、第二電流值I2、及第三電流值I3變成相等的方式,控制第一可變電容器VC1的靜電電容及第二可變電容器VC2的靜電電容,藉此可沿著第一天線3A及第二天線3B的長邊方向產生均勻的電漿P。
進而,利用第一電流檢測部S1檢測流入各第一天線3A的供電側端部3a1中的第一電流值I1,因此可掌握對於多個第一天線3A的高頻電流IR的分配比。因此,藉由根據各第一電流值I1來變更各第三可變電容器VC3的靜電電容,可調整對於各第一天線3A所供給的高頻電流IR的分配比。
其結果,可使流入第一天線3A及第二天線3B中的高頻電流IR沿著長邊方向均勻化,並將來自高頻電源4的高頻電流IR均等地分配至經並列設置的各第一天線3A中,而可產生於空間上均勻的電漿P。
於所述實施方式的第一可變電容器中,可動電極18是環繞旋轉軸C進行旋轉者,但可動電極亦可為朝一方向進行滑動移動者。此處,作為可動電極進行滑動的結構,可為可動電極朝和與固定電極的相向方向正交的方向滑動而使相向面積變化者,亦可為可動電極沿著與固定電極的相向方向滑動而使相向距離變化者。
於該結構中,作為第一驅動部,可如所述實施方式般為馬達,亦可為氣缸等。
再者,於第二可變電容器中,可動電極亦同樣地可為朝一方向進行滑動移動者,於此情況下,作為第二驅動部,亦可使用氣缸等。
亦可使用可變阻抗元件或可變電阻元件等電抗藉由可動部件移動而改變的第一電抗可變元件來代替所述實施方式中的第一可變電容器。
另外,亦可使用可變阻抗元件或可變電阻元件等電抗藉由可動部件移動而改變的第二電抗可變元件來代替所述實施方式中的第二可變電容器。
於所述實施方式中,天線是呈直線狀的天線,但亦可為彎曲或屈曲的形狀。於此情況下,可為金屬管是彎曲或屈曲的形狀,亦可為絕緣管是彎曲或屈曲的形狀。
此外,本發明並不限定於所述實施方式,當然可於不脫離其主旨的範圍內進行各種變形。
2‧‧‧真空容器
3‧‧‧天線
3(A)‧‧‧第一天線
3a1‧‧‧一端部(供電側端部)
3a2‧‧‧另一端部
3(B)‧‧‧第二天線
3b1‧‧‧一端部
3b2‧‧‧另一端部(終端部)
3H‧‧‧開口部
3s‧‧‧流路
4‧‧‧高頻電源
5‧‧‧真空排氣裝置
6‧‧‧基板固定器
7‧‧‧偏置電源
8‧‧‧絕緣構件
10‧‧‧絕緣罩
11‧‧‧循環流路
12‧‧‧連接導體
13‧‧‧可變電容器
14‧‧‧第一連接部
15‧‧‧第二連接部
16‧‧‧第一固定電極
17‧‧‧第二固定電極
18‧‧‧可動電極(可動部件)
19‧‧‧收容容器
21‧‧‧氣體導入口
41‧‧‧匹配電路
61‧‧‧加熱器
91、92‧‧‧襯墊
100‧‧‧電漿處理裝置
101‧‧‧直流轉換電路
102‧‧‧AD轉換器
103‧‧‧馬達驅動電路
111‧‧‧調溫機構
112‧‧‧循環機構
161‧‧‧第一固定金屬板
161a、171a、182a、183a‧‧‧端邊
161b、171b‧‧‧前端邊
162‧‧‧第一凸緣構件
162H、172H‧‧‧貫穿孔
171‧‧‧第二固定金屬板
172‧‧‧第二凸緣構件
181‧‧‧旋轉軸體
181x‧‧‧支持第一可動金屬板182及第二可動金屬板183的部分
181y‧‧‧自收容容器19朝外部延伸出的部分
182‧‧‧第一可動金屬板
183‧‧‧第二可動金屬板
191‧‧‧定位凹部
200‧‧‧電漿控制系統
A1‧‧‧第一相向面積
A2‧‧‧第二相向面積
C‧‧‧旋轉軸
CL‧‧‧冷卻液(液體的電介質)
G‧‧‧氣體
IR‧‧‧高頻電流
I1‧‧‧第一電流值
I2‧‧‧第二電流值
I3‧‧‧第三電流值
M1‧‧‧第一驅動部(馬達)
M2‧‧‧第二驅動部(馬達)
P‧‧‧感應耦合型電漿
P1‧‧‧導入埠
P2‧‧‧導出埠
S1‧‧‧第一檢測部
S2‧‧‧第二檢測部
S3‧‧‧第三檢測部
Sa、Sb‧‧‧密封構件
VC1‧‧‧第一可變電容器
VC2‧‧‧第二可變電容器
VC3‧‧‧第三可變電容器
W‧‧‧基板
X‧‧‧控制裝置
X1‧‧‧電流值獲取部
X2‧‧‧第一比較部
X3‧‧‧第二比較部
X4‧‧‧控制部
X5‧‧‧控制停止部
X6‧‧‧模式資料存儲部
X7‧‧‧實際電流值模式判斷部
θ‧‧‧旋轉角度
S1~S6‧‧‧步驟
Z‧‧‧間隙
圖1是表示本實施方式的電漿控制系統的結構的示意圖。
圖2是示意性地表示本實施方式的電漿處理裝置的結構的縱剖面圖。
圖3是示意性地表示本實施方式的電漿處理裝置的結構的橫剖面圖。
圖4是示意性地表示本實施方式的連接導體的橫剖面圖。
圖5是示意性地表示本實施方式的連接導體的縱剖面圖。
圖6是從導入埠側觀察本實施方式的可變電容器的側面圖。
圖7是表示本實施方式的固定金屬板及可動金屬板不相向的狀態的示意圖。
圖8是表示本實施方式的固定金屬板及可動金屬板相向的狀態的示意圖。
圖9是表示本實施方式的控制裝置的功能的功能框圖。
圖10是用於說明本實施方式的控制裝置的動作的流程圖。
圖11是表示第二實施方式的控制裝置的功能的功能框圖。
圖12是用於說明第二實施方式的基準電流值模式的圖。
圖13是表示其他實施方式中的電漿控制系統的結構的示意圖。

Claims (7)

  1. 一種電漿控制系統,其包括: 高頻電源; 第一天線,一端部與所述高頻電源連接; 第二天線,一端部與所述第一天線的另一端部連接; 第一電抗可變元件,設置於所述第一天線與所述第二天線之間,電抗藉由可動部件移動而改變; 第一驅動部,使所述第一電抗可變元件的所述可動部件移動; 第二電抗可變元件,與所述第二天線的另一端部連接,電抗藉由可動部件移動而改變; 第二驅動部,使所述第二電抗可變元件的所述可動部件移動; 第一電流檢測部,檢測流入所述第一天線的一端部中的電流; 第二電流檢測部,檢測於所述第一天線與所述第二天線之間流動的電流; 第三電流檢測部,檢測流入所述第二天線的另一端部中的電流;以及 控制裝置,輸出用於以由所述第一電流檢測部所獲得的第一電流值,由所述第二電流檢測部所獲得的第二電流值,及由所述第三電流檢測部所獲得的第三電流值相互變成相等的方式,分別控制所述第一驅動部及所述第二驅動部的控制訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的電漿控制系統,其中所述控制裝置包括: 第一比較部,對所述第一檢測值與所述第二檢測值進行比較; 第二比較部,對所述第二檢測值與所述第三檢測值進行比較;以及 控制部,根據所述第一比較部的比較結果,輸出用於以所述第一電流值與所述第二電流值變成相等的方式控制所述第一驅動部的控制訊號,並且根據所述第二比較部的比較結果,輸出用於以所述第二電流值與所述第三電流值變成相等的方式控制所述第二驅動部的控制訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的電漿控制系統,其中所述控制裝置包括: 模式資料存儲部,存儲已將表示所述第一電流值、所述第二電流值,及所述第三電流值的大小關係的多種基準電流值模式與對應於各個基準電流值模式而事先決定,用於以所述各電流值相互變成相等的方式控制所述第一驅動部及所述第二驅動部的控制模式結合的模式資料; 實際電流值模式判斷部,判斷作為所述第一電流值、所述第二電流值,及所述第三電流值的實際的大小關係的實際電流值模式;以及 控制部,判斷與所述實際電流值模式對應的所述基準電流值模式,並且根據已與所述基準電流值模式結合的所述控制模式,輸出用於分別控制所述第一驅動部及所述第二驅動部的控制訊號。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的電漿控制系統,其中所述控制裝置以如下方式構成: 於所述第一電流值與所述第二電流值互不相同的情況下,輸出用於以使所述第一電流值接近所述第二電流值的方式控制所述第一驅動部的控制訊號, 於所述第二電流值及所述第三電流值互不相同的情況下,輸出用於以使所述第三電流值接近所述第二電流值的方式控制所述第二驅動部的控制訊號。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的電漿控制系統,其中所述第一電抗可變元件是可變電容器,其具有: 第一固定電極,與所述第一天線電性連接; 第二固定電極,與所述第二天線電性連接;以及 作為所述可動部件的可動電極,與所述第一固定電極之間形成第一電容器,並且與所述第二固定電極之間形成第二電容器;且 以藉由所述可動電極環繞規定的旋轉軸進行旋轉,而可變更其靜電電容的方式構成, 所述控制裝置包括於所述可動電極的旋轉角度已變成規定的臨限值的情況下,使所述可動電極的旋轉停止的控制停止部。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的電漿控制系統,其中所述第一天線及所述第二天線分別貫穿收容基板的真空容器的相向的側壁,並且藉由介於所述各天線的相同側的端部之間的連接導體而串聯連接, 所述各天線於內部具有冷卻液進行流動的流路, 所述連接導體具有: 作為所述第一電抗可變元件的第一可變電容器; 第一連接部,將所述第一可變電容器與所述第一天線的端部連接,並且將自形成於所述端部的開口部中流出的所述冷卻液引導至所述第一可變電容器中;以及 第二連接部,將所述第一可變電容器與所述第二天線的端部連接,並且將已穿過所述第一可變電容器的所述冷卻液引導至形成於所述端部的開口部中;且 所述冷卻液是所述第一可變電容器的電介質。
  7. 一種電漿控制系統用程式,其是用於如下的電漿控制系統的程式,所述電漿控制系統包括:高頻電源;第一天線,一端部與所述高頻電源連接;第二天線,一端部與所述第一天線的另一端部連接;第一電抗可變元件,設置於所述第一天線與所述第二天線之間,電抗藉由可動部件移動而改變;第一驅動部,使所述第一電抗可變元件的所述可動部件移動;第二電抗可變元件,與所述第二天線的另一端部連接,電抗藉由可動部件移動而改變;第二驅動部,使所述第二電抗可變元件的所述可動部件移動;第一電流檢測部,檢測流入所述第一天線的一端部中的電流;第二電流檢測部,檢測於所述第一天線與所述第二天線之間流動的電流;以及第三電流檢測部,檢測流入所述第二天線的另一端部中的電流;且 使電腦發揮輸出用於以由所述第一電流檢測部所獲得的第一電流值,由所述第二電流檢測部所獲得的第二電流值,及由所述第三電流檢測部所獲得的第三電流值相互變成相等的方式,分別控制所述第一驅動部及所述第二驅動部的控制訊號的功能。
TW108109127A 2018-03-20 2019-03-18 電漿控制系統以及電漿控制系統用程式 TWI709360B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018052234A JP7061264B2 (ja) 2018-03-20 2018-03-20 プラズマ制御システム及びプラズマ制御システム用プログラム
JP2018-052234 2018-03-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201941668A true TW201941668A (zh) 2019-10-16
TWI709360B TWI709360B (zh) 2020-11-01

Family

ID=67987302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108109127A TWI709360B (zh) 2018-03-20 2019-03-18 電漿控制系統以及電漿控制系統用程式

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11140766B2 (zh)
JP (1) JP7061264B2 (zh)
KR (1) KR102435177B1 (zh)
CN (1) CN111886936B (zh)
TW (1) TWI709360B (zh)
WO (1) WO2019181777A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7352068B2 (ja) * 2019-07-12 2023-09-28 日新電機株式会社 プラズマ制御システム
JP7306221B2 (ja) * 2019-10-29 2023-07-11 日新電機株式会社 スパッタリング装置、スパッタリング方法、及びスパッタリング装置用プログラム
TWI796564B (zh) * 2020-05-12 2023-03-21 緯穎科技服務股份有限公司 電子裝置及其可熱插拔的儲存裝置

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE181637T1 (de) * 1994-10-31 1999-07-15 Applied Materials Inc Plasmareaktoren zur halbleiterscheibenbehandlung
JP4852189B2 (ja) * 1999-03-09 2012-01-11 株式会社日立製作所 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2004228354A (ja) 2003-01-23 2004-08-12 Japan Science & Technology Agency プラズマ生成装置
WO2004064460A1 (ja) * 2003-01-16 2004-07-29 Japan Science And Technology Agency 高周波電力供給装置およびプラズマ発生装置
KR101038204B1 (ko) * 2004-02-25 2011-05-31 주성엔지니어링(주) 플라즈마 발생용 안테나
JP4817923B2 (ja) * 2006-03-29 2011-11-16 三井造船株式会社 プラズマ生成装置及びプラズマ生成方法
CN101043786A (zh) * 2006-12-06 2007-09-26 中国科学技术大学 凹腔型线圈天线的感应耦合等离子体发生设备
JP4324205B2 (ja) * 2007-03-30 2009-09-02 三井造船株式会社 プラズマ生成装置およびプラズマ成膜装置
CN101345114B (zh) * 2007-07-11 2011-09-14 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 电感耦合线圈及应用该线圈的电感耦合等离子体装置
KR101424487B1 (ko) * 2007-08-31 2014-07-31 최대규 다중 무선 주파수 안테나를 갖는 유도 결합 플라즈마반응기
JP5278148B2 (ja) * 2008-11-05 2013-09-04 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
KR101197023B1 (ko) * 2009-10-23 2012-11-06 주성엔지니어링(주) 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
JP5694721B2 (ja) * 2009-10-27 2015-04-01 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP5723130B2 (ja) * 2010-09-28 2015-05-27 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP5916044B2 (ja) * 2010-09-28 2016-05-11 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2013105543A (ja) 2011-11-10 2013-05-30 Tokyo Electron Ltd 基板処理装置
JP5713354B2 (ja) 2012-02-07 2015-05-07 株式会社日本製鋼所 プラズマ発生装置
KR101328520B1 (ko) 2012-05-17 2013-11-20 한양대학교 산학협력단 플라즈마 장비
JP6078419B2 (ja) * 2013-02-12 2017-02-08 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置の制御方法、プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
KR101554306B1 (ko) * 2013-12-27 2015-09-18 엘아이지인베니아 주식회사 유도 결합 플라즈마 처리장치
JP6471515B2 (ja) 2015-01-28 2019-02-20 日新電機株式会社 パイプ保持接続構造およびそれを備える高周波アンテナ装置
JP2017033788A (ja) * 2015-08-03 2017-02-09 日新電機株式会社 プラズマ処理装置
KR101826883B1 (ko) * 2016-11-03 2018-02-08 인투코어테크놀로지 주식회사 유도 코일 구조체 및 유도 결합 플라즈마 발생 장치
US20230009651A1 (en) * 2019-12-05 2023-01-12 Lam Research Corporation Systems and methods for using a transformer to achieve uniformity in processing a substrate

Also Published As

Publication number Publication date
KR102435177B1 (ko) 2022-08-23
JP7061264B2 (ja) 2022-04-28
US20210022236A1 (en) 2021-01-21
WO2019181777A1 (ja) 2019-09-26
KR20200123233A (ko) 2020-10-28
CN111886936A (zh) 2020-11-03
JP2019164934A (ja) 2019-09-26
US11140766B2 (en) 2021-10-05
TWI709360B (zh) 2020-11-01
CN111886936B (zh) 2023-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201941668A (zh) 電漿控制系統以及電漿控制系統用程式
US11217429B2 (en) Plasma processing device
JP7290065B2 (ja) プラズマ処理装置
JP7460938B2 (ja) プラズマ制御システム及びプラズマ制御プログラム
TWI700390B (zh) 電漿處理裝置、電漿處理方法以及電漿處理裝置用程式
US11615922B2 (en) Capacitive element and plasma processing device
JP7290080B2 (ja) プラズマ処理装置
JP7022313B2 (ja) 容量素子及びプラズマ処理装置
JP7298320B2 (ja) プラズマ処理装置、プラズマ処理方法、及びプラズマ処理装置用プログラム
TWI708525B (zh) 電漿處理裝置
JP7448769B2 (ja) 可変コンデンサ及びプラズマ処理装置