JP2000323297A - Vhfプラズマ生成用電極装置 - Google Patents

Vhfプラズマ生成用電極装置

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JP2000323297A
JP2000323297A JP11134033A JP13403399A JP2000323297A JP 2000323297 A JP2000323297 A JP 2000323297A JP 11134033 A JP11134033 A JP 11134033A JP 13403399 A JP13403399 A JP 13403399A JP 2000323297 A JP2000323297 A JP 2000323297A
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JP
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electrode
power supply
electrodes
electric field
electrode device
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JP11134033A
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English (en)
Inventor
Yoshiaki Takeuchi
良昭 竹内
Masayoshi Murata
正義 村田
Hiroshi Majima
浩 真島
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 VHF(超高周波)の電圧を印加しても大面
積で均一なプラズマを発生させることができるVHFプ
ラズマ生成用電極装置を提供すること。 【解決手段】 2本の線状の電極2,3を蛇行状に配設
し、それぞれの端部に第1の電源4と第2の電源6を接
続する。第1の電源4により一方の電極2に印加される
高周波の電圧と第2の電極6により他方の電極3に印加
される高周波の電圧の位相を位相制御手段8により18
0゜ずらす。すると合成波はフラットな波形になり、電
極近傍の電場強度は均一になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速製膜や高速エ
ッチングなどのために使用されるVHFプラズマ生成用
電極装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】プラズマ生成装置は、電極に高周波の電
圧を印加することによりプラズマを発生させ、中性、イ
オンなどの活性種を基板やウェハなどの対象物に入射さ
せることにより、製膜やエッチングなどを行うものであ
る。
【0003】従来、プラズマ生成用電極としては、平行
板型電極が用いられていた。しかしながら平行板型電極
の場合、周波数が高くなると大面積で均一なプラズマを
生成することは困難となる。そこで平行板型電極に替え
て、ラダー(はしご)型電極が用いられるようになって
きた。ラダー型電極によれば、数10MHz程度までの
周波数域において大面積で均一なプラズマを生成するこ
とが可能である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】プラズマ生成装置にお
いては、周波数を高くする程、(1)プラズマ密度が高
くなって高速製膜や高速エッチングが可能となる、
(2)対象物に入射するイオンのエネルギーが小さくな
るので、プロセス時のダメージが小さく、より高品質の
製膜やエッチングが可能になる、という利点がある。
【0005】しかしながらラダー型電極に100MHz
以上の超高周波(VHF,VeryHigh Freq
uency)電圧を印加すると、(1)電極の電力供給
点において電場強度が強くなり、その結果その部分で局
所的にプラズマが強くなることから、プラズマ密度が不
均一化する、(2)波長が短くなることから定在波によ
る電極上の電位分布が無視できなくなり、その結果プラ
ズマ密度が不均一化する、という問題点があった。
【0006】したがって本発明は、VHF(超高周波)
の電圧を印加しても大面積で均一なプラズマを発生させ
ることができるVHFプラズマ生成用電極装置を提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、線状
の電極と、この電極に高周波電圧を印加する第1の電源
および第2の電源とを備え、第1の電極と第2の電極の
位相を位相制御手段によりずらすことにより、第1の電
源により発生する電界強度と第2の電源により発生する
電界強度を合成してフラットな電界強度を生じさせるよ
うにした。
【0008】請求項2の発明は、前記線状の電極が偶数
本あり、かつこれらの電極が互いに平行に配設され、各
々の電極に前記第1の電源と前記第2の電源を接続し
た。
【0009】請求項3の発明は、前記偶数本の電極を蛇
行状に配設した。
【0010】請求項4の発明は、前記偶数本の電極をく
し歯状に配設した。
【0011】請求項5の発明は、前記線状の電極の両端
部に前記第1の電源と前記第2の電源を接続した。
【0012】請求項1〜5の発明によれば、線状の電極
に第1の電源と第2の電源により超高周波の電圧を印加
すると、第1の電源により発生する電界強度と第2の電
源により発生する電界強度を合成したフラットな電界強
度が生じる。したがって大面積でも均一なプラズマを発
生させることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)図1は本発明の
実施の形態1に係るVHFプラズマ生成用電極装置の平
面図、図2(a),(b),(c)は同VHFプラズマ
生成用電極装置の電極近傍の電場強度を示すグラフ、図
3は同VHFプラズマ生成用電極装置を用いたプラズマ
生成装置の構成図である。
【0014】図1において、VHFプラズマ生成用電極
装置1は、2本の線状の電極2,3を蛇行状に平行に屈
曲して成る。各電極2,3の両端部は、それぞれ第1の
電源4と第1の接地部5、第2の電源6と第2の接地部
7に接続されている。第1の電源4と第2の電源6は、
それぞれ一方の電極2と他方の電極3に高周波高力の電
圧を印加する。また第1の電源4と第2の電源6は、位
相制御手段8に接続されている。位相制御手段8は、第
1の電源4と第2の電源6が、各電極2,3に位相が1
80゜ずれた電圧を印加するように、第1の電源4と第
2の電源6を制御する。
【0015】図2(a)は、第1の電源4により一方の
電極2に高周波高力の電圧を印加した場合に、この電極
2の近傍に生じる電場の強度(V/m)を示している。
また図2(b)は、第2の電極6により他方の電極3に
高周波高力の電圧を印加した場合に、この電極3の近傍
に生じる電場の強度(V/m)を示している。図2
(a)と図2(b)に示す波形の波形は、位相制御手段
8によって180゜ずらされている。
【0016】図2(c)は、図2(a),(b)の波形
を合成した合成波の波形である。上記のように180゜
位相をずらしたことにより、合成波はフラットな波形に
なり、したがって電極近傍の電場強度は均一になる。
【0017】図3は、このVHFプラズマ生成用電極装
置1を用いたプラズマ生成装置の一例を示している。図
中、10はチャンバーであり、その内部中央に加熱ユニ
ット11が配設されている。12はプラズマによる加工
(製膜、エッチングなど)の対象となる対象物であっ
て、例えば基板やウェハである。VHFプラズマ生成用
電極装置1は対象物12に対向する位置に配設されてお
り、またその側部にはモノシランガスなどのガスを発生
するガス供給部13が配設されている。14はチャンバ
ー10内を真空吸引するためのポンプ、15はバルブで
ある。
【0018】図3において、チャンバー10の内部をポ
ンプ14で真空吸引した後、ガス供給部13からガスを
供給し、VHFプラズマ生成用電極装置1の電極2,3
に第1の電源4と第2の電源6により高周波高圧の電圧
を印加する。すると図2(c)に示すようなフラットな
電場が発生し、空間的に均一なプラズマが生成されるこ
とから、対象物12を均一に処理することができる。
【0019】(実施の形態2)図4は、本発明の実施の
形態2に係るVHFプラズマ生成用電極装置の平面図で
ある。このVHFプラズマ生成用電極装置21は、1本
の線状の電極22の両端部に第1の電源4と第2の電源
6を接続している。また第1の電源4と第2の電源6
は、位相制御手段8に接続されている。
【0020】第1の電源4により電極22に高周波高力
の電圧を印加すると図2(a)と同様の波形の電場が発
生し、また第2の電源6により高周波高力の電圧を印加
すると、図2(b)と同様の波形の電場が生じ、図2
(c)に示す合成波が得られる。したがって実施の形態
2も、実施の形態1と同様の作用効果が得られる。
【0021】(実施の形態3)図5は、本発明の実施の
形態3に係るVHFプラズマ生成用電極装置の平面図で
ある。このVHFプラズマ生成用電極装置31の電極3
2,33は、くし歯形に形成されており、互いに平行に
なるように噛み合わせて配設されている。また各電極3
2,33にはそれぞれ第1の電源4と第2の電源6が接
続され、また第1の電源4と第2の電源6は位相制御手
段8に接続されている。
【0022】第1の電源4により電極22に高周波高力
の電圧を印加すると図2(a)と同様の波形の電場が発
生し、また第2の電源6により高周波高力の電圧を印加
すると、図2(b)と同様の波形の電場が生じ、図2
(c)に示す合成波が得られる。したがって実施の形態
2も、実施の形態1と同様の作用効果が得られる。
【0023】以上のように、本発明は様々な設計変更が
可能であって、上記各実施の形態以外にも、2本以上の
線状の電極を好ましくは偶数本配設し、それぞれの電極
の波形を打ち消してフラットな合成波を得るようにすれ
ばよい。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、V
HF(超高周波)の電圧を印加しても大面積で均一なプ
ラズマを発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係るVHFプラズマ生
成用電極装置の平面図
【図2】本発明の実施の形態1に係るVHFプラズマ生
成用電極装置の電極近傍の電場強度を示すグラフ
【図3】本発明の実施の形態1に係るVHFプラズマ生
成用電極装置を用いたプラズマ生成装置の構成図
【図4】本発明の実施の形態2に係るVHFプラズマ生
成用電極装置の平面図
【図5】本発明の実施の形態3に係るVHFプラズマ生
成用電極装置の平面図
【符号の説明】
1,21,31 VHFプラズマ生成用電極装置 2,3,22,32,33 電極 4 第1の電源 6 第2の電源 8 位相制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F004 AA01 BA06 BB13 CA09 5F045 AA08 BB01 EH01 EH04 EH14 EH19

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 線状の電極と、この電極に高周波電圧を
    印加する第1の電源および第2の電源とを備え、第1の
    電極と第2の電極の位相を位相制御手段によりずらすこ
    とにより、第1の電源により発生する電界強度と第2の
    電源により発生する電界強度を合成してフラットな電界
    強度を生じさせるようにしたことを特徴とするVHFプ
    ラズマ生成用電極装置。
  2. 【請求項2】 前記線状の電極が偶数本あり、かつこれ
    らの電極が互いに平行に配設され、各々の電極に前記第
    1の電源と前記第2の電源を接続したことを特徴とする
    請求項1記載のVHFプラズマ生成用電極装置。
  3. 【請求項3】 前記偶数本の電極を蛇行状に配設したこ
    とを特徴とする請求項2記載のVHFプラズマ生成用電
    極装置。
  4. 【請求項4】 前記偶数本の電極をくし歯状に配設した
    ことを特徴とする請求項2記載のVHFプラズマ生成用
    電極装置。
  5. 【請求項5】 前記線状の電極の両端部に前記第1の電
    源と前記第2の電源を接続したことを特徴とする請求項
    1記載のVHFプラズマ生成用電極装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002371363A (ja) * 2001-06-18 2002-12-26 Konica Corp 基材の表面処理装置及び表面処理方法並びに薄膜、薄膜積層体、光学フィルム及び画像表示素子
JP2003109798A (ja) * 2001-09-27 2003-04-11 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 放電装置、プラズマ処理方法および太陽電池
JP2003347221A (ja) * 2002-05-29 2003-12-05 Kyocera Corp Cat−PECVD法、それを用いて形成した膜、およびその膜を備えた薄膜デバイス
US7205034B2 (en) 2002-10-29 2007-04-17 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Method and device for generating uniform high-frequency plasma over large surface area used for plasma chemical vapor deposition apparatus
JP2011096749A (ja) * 2009-10-28 2011-05-12 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
BE1019817A5 (nl) * 2009-10-15 2013-01-08 Europlasma Elektrode zonder massa.

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