JP2003234200A - プラズマインピーダンス調整デバイス - Google Patents
プラズマインピーダンス調整デバイスInfo
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】処理条件を一定に保つことが可能な調整デバイ
スを提供すること。 【解決手段】真空チャンバ内のプラズマインピーダンス
を調整するデバイスに関し、このデバイス内では、少な
くとも１つの電極がＡＣジェネレータに接続される。こ
のＡＣジェネレータは、自走式（オシレータ）であり、
その周波数は影響を与える負荷の共振周波数に対応す
る。この負荷は、固定された回路素子と、可変のプラズ
マインピーダンスとを含む。プラズマインピーダンスが
変化する場合は、共振周波数も、これに伴って変化す
る。したがって、プラズマインピーダンスは、共振周波
数を取得することと、基準周波数値をプリセットするこ
ととによって変化させることが可能であり、その結果、
例えば、電圧、電流、電力、又はガス流入量は、共振周
波数と基準周波数値との間の差の関数として、変化させ
ることができる。
スを提供すること。 【解決手段】真空チャンバ内のプラズマインピーダンス
を調整するデバイスに関し、このデバイス内では、少な
くとも１つの電極がＡＣジェネレータに接続される。こ
のＡＣジェネレータは、自走式（オシレータ）であり、
その周波数は影響を与える負荷の共振周波数に対応す
る。この負荷は、固定された回路素子と、可変のプラズ
マインピーダンスとを含む。プラズマインピーダンスが
変化する場合は、共振周波数も、これに伴って変化す
る。したがって、プラズマインピーダンスは、共振周波
数を取得することと、基準周波数値をプリセットするこ
ととによって変化させることが可能であり、その結果、
例えば、電圧、電流、電力、又はガス流入量は、共振周
波数と基準周波数値との間の差の関数として、変化させ
ることができる。
Description
【０００１】本発明は、請求項１の前提部分に記載のプ
ラズマインピーダンスを調整するデバイスに関する。
ラズマインピーダンスを調整するデバイスに関する。
【０００２】基板のエッチング及び蒸着には、いわゆる
スパッタリング手法が頻繁に利用され、この手法では、
低圧の真空チャンバにおいて、ガスのイオンが電極に向
けて加速され、電極において、このイオンが微粒子をは
じき出し、その後、この微粒子が基板をコーティング又
はエッチングする。ガスイオンの加速は、ＤＣ又はＡＣ
電圧を用いて行われ、この電圧は基板及び電極に加えら
れる。
スパッタリング手法が頻繁に利用され、この手法では、
低圧の真空チャンバにおいて、ガスのイオンが電極に向
けて加速され、電極において、このイオンが微粒子をは
じき出し、その後、この微粒子が基板をコーティング又
はエッチングする。ガスイオンの加速は、ＤＣ又はＡＣ
電圧を用いて行われ、この電圧は基板及び電極に加えら
れる。
【０００３】ＡＣ電圧が加えられる場合、電気回路全体
は、原則として、ＡＣ電源と、ネットワークと、プラズ
マインピーダンス、つまり電極間又は電極と基板間それ
ぞれのインピーダンスとを備える。ネットワークは、原
則として、一定の電気構造要素を有し、これは動作中に
変化しないが、プラズマインピーダンスは変化する場合
があるため、これにより、イオン及び又は電子の一部は
電気的に中立の微粒子と相対的に変化する。
は、原則として、ＡＣ電源と、ネットワークと、プラズ
マインピーダンス、つまり電極間又は電極と基板間それ
ぞれのインピーダンスとを備える。ネットワークは、原
則として、一定の電気構造要素を有し、これは動作中に
変化しないが、プラズマインピーダンスは変化する場合
があるため、これにより、イオン及び又は電子の一部は
電気的に中立の微粒子と相対的に変化する。
【０００４】反応性中波スパッタリング中に、高いスパ
ッタリング速度を達成したい場合には、金属モードと完
全反応モードとの間の移行範囲において動作させる必要
がある。この範囲において、動作は、安定した状態を保
つことになる。しかしながら、大電力で陰極の間隔が大
きい場合またはそのいずれかの場合、金属モードから完
全反応モードへの未制御のトグリングが容易に発生する
ため、動作が安定する移行範囲の達成が困難な場合が多
い。
ッタリング速度を達成したい場合には、金属モードと完
全反応モードとの間の移行範囲において動作させる必要
がある。この範囲において、動作は、安定した状態を保
つことになる。しかしながら、大電力で陰極の間隔が大
きい場合またはそのいずれかの場合、金属モードから完
全反応モードへの未制御のトグリングが容易に発生する
ため、動作が安定する移行範囲の達成が困難な場合が多
い。
【０００５】プラズマの発火前のインピーダンスはほぼ
無限大であり、発火後は、動作基点の関数として、０Ω
より大きな値に適合することが知られている。さらに、
ＡＣ電源と、ネットワークと、プラズマインピーダンス
とで構成される上で説明したシステムは共振回路を表
し、その共振周波数はプラズマインピーダンスに伴って
変化することが知られている（Society of Vacuum Coat
ers, KonferenzbeitragHuttinger Elektronik, 199
9）。安定したスパッタリング動作を達成することが可
能な平均値は、この出版物では指定されていない。正確
には、無調整の条件下で、処理パラメータ「電力及びガ
ス流」のプリセットに対応する状態のみが説明されてい
る。この状態は、特定のプラズマインピーダンスと、特
定の共振周波数とにおける特定の動作基点を定める。
無限大であり、発火後は、動作基点の関数として、０Ω
より大きな値に適合することが知られている。さらに、
ＡＣ電源と、ネットワークと、プラズマインピーダンス
とで構成される上で説明したシステムは共振回路を表
し、その共振周波数はプラズマインピーダンスに伴って
変化することが知られている（Society of Vacuum Coat
ers, KonferenzbeitragHuttinger Elektronik, 199
9）。安定したスパッタリング動作を達成することが可
能な平均値は、この出版物では指定されていない。正確
には、無調整の条件下で、処理パラメータ「電力及びガ
ス流」のプリセットに対応する状態のみが説明されてい
る。この状態は、特定のプラズマインピーダンスと、特
定の共振周波数とにおける特定の動作基点を定める。
【０００６】さらに、磁場の強さを調整することでプラ
ズマの電気インピーダンスが発生するスパッタリング設
備調整デバイスが知られている（ドイツ国特許出願公開
第３４２５ ６５９号公報）。しかしながら、この場
合、陰極への供給はＤＣ電圧により行われる。
ズマの電気インピーダンスが発生するスパッタリング設
備調整デバイスが知られている（ドイツ国特許出願公開
第３４２５ ６５９号公報）。しかしながら、この場
合、陰極への供給はＤＣ電圧により行われる。
【０００７】スパッタリングデバイスを用いて基板をコ
ーティングする別の既知の方法では、動作基点を簡単且
つ単純に安定させる（欧州特許出願公告第０７９５８９
０号公報）。スパッタリング電極に供給される電力は２
つの値の間で変動する。電力値Ｌは、同様の反応ガス流
入量の時、第１の電力値の間スパッタリング電極のター
ゲットが金属モードとなり、第２の電力値の間酸化物モ
ードとなるように選択される。この方法では、プラズマ
インピーダンスの調整は行われない。
ーティングする別の既知の方法では、動作基点を簡単且
つ単純に安定させる（欧州特許出願公告第０７９５８９
０号公報）。スパッタリング電極に供給される電力は２
つの値の間で変動する。電力値Ｌは、同様の反応ガス流
入量の時、第１の電力値の間スパッタリング電極のター
ゲットが金属モードとなり、第２の電力値の間酸化物モ
ードとなるように選択される。この方法では、プラズマ
インピーダンスの調整は行われない。
【０００８】さらに、障害が相殺されるようにネットワ
ークによるマッチングが選択される外部調整のない中波
スパッタリング処理の安定化も知られている（ドイツ国
特許出願公開第１９５３７２１２号公報＝米国特許第５
８０７４７０号公報）。
ークによるマッチングが選択される外部調整のない中波
スパッタリング処理の安定化も知られている（ドイツ国
特許出願公開第１９５３７２１２号公報＝米国特許第５
８０７４７０号公報）。
【０００９】加えて、少なくとも１つの層により、少な
くとも１つの物体をコーティングする方法及び設備が知
られており、この場合、オーミック伝導ターゲットは、
その上に重ね合わせたＤＣ及びＡＣによって作用するグ
ロー放電においてスパッタリングされる（欧州特許出願
公開第０５０８３５９号公報）。このコーティング処理
は、その中で、金属モードと反応モードの間の不安定な
移行モードにおいて行われる。この処理は調整を通じて
不安定な移行モード、特に金属モードへの変わり目に近
い移行モードにおいて安定化される。自動制御システム
における操作変数として、ＤＣ信号、及び又はＤＣ信号
の周波数、及び又はＤＣ信号の周波数及び又は振幅が利
用される。瞬時値の取得は、光学的な方法、特に、吸光
分光法及び又は蛍光分光法によって行われる。こうした
瞬時値の取得には、相対的に多くの作業及び経費が必要
となる。
くとも１つの物体をコーティングする方法及び設備が知
られており、この場合、オーミック伝導ターゲットは、
その上に重ね合わせたＤＣ及びＡＣによって作用するグ
ロー放電においてスパッタリングされる（欧州特許出願
公開第０５０８３５９号公報）。このコーティング処理
は、その中で、金属モードと反応モードの間の不安定な
移行モードにおいて行われる。この処理は調整を通じて
不安定な移行モード、特に金属モードへの変わり目に近
い移行モードにおいて安定化される。自動制御システム
における操作変数として、ＤＣ信号、及び又はＤＣ信号
の周波数、及び又はＤＣ信号の周波数及び又は振幅が利
用される。瞬時値の取得は、光学的な方法、特に、吸光
分光法及び又は蛍光分光法によって行われる。こうした
瞬時値の取得には、相対的に多くの作業及び経費が必要
となる。
【００１０】基板の反応性コーティングに関する別の既
知の方法では、スパッタリング処理中のＡＣ電源の周波
数は、約１ｋＨｚ乃至１００ｋＨｚの周波数で、ＡＣ電
場にイオンが依然として従うように設定される（ドイツ
国特許出願公開第４１０６７７０号公報）。電圧実効値
取得の助けにより、分岐させた放電電圧はＤＣ電圧とし
てレギュレータに供給され、これは次に、反応ガスの分
量を供給する電磁バルブを駆動し、具体的には、測定さ
れた電圧が必要な反応ガスの量を決定するようになる。
したがって、一定のＡＣ周波数で電圧が測定され、今度
は反応ガスの測定値を固定する。
知の方法では、スパッタリング処理中のＡＣ電源の周波
数は、約１ｋＨｚ乃至１００ｋＨｚの周波数で、ＡＣ電
場にイオンが依然として従うように設定される（ドイツ
国特許出願公開第４１０６７７０号公報）。電圧実効値
取得の助けにより、分岐させた放電電圧はＤＣ電圧とし
てレギュレータに供給され、これは次に、反応ガスの分
量を供給する電磁バルブを駆動し、具体的には、測定さ
れた電圧が必要な反応ガスの量を決定するようになる。
したがって、一定のＡＣ周波数で電圧が測定され、今度
は反応ガスの測定値を固定する。
【００１１】さらに、光学大面積コーティングのための
反応性マグネトロンスパッタリングに関するバランス調
整が知られており、この場合、金属動作範囲と酸化物動
作範囲との間の移行範囲の不安定性は、調整を通じて低
減又は排除される（Ｃ．メイ及びＪ．ストリュンフェ
ル、Balanceregelung fur reaktives Magnetromsputter
n zur optischen Grosflachenbeschichtung, Vakuum in
Forschung und Pruxis,2001, No.2, pp.79 to 84）。
瞬時値取得のために、光学分光法と、ガス分圧測定と、
プラズマインピーダンスとがここで利用される。プラズ
マインピーダンスの調整は、中波電流の供給によって一
定に保たれる電力を維持するために必要となる放電電圧
を介して行われる。しかしながら、電圧の周波数の変動
は発生しない。
反応性マグネトロンスパッタリングに関するバランス調
整が知られており、この場合、金属動作範囲と酸化物動
作範囲との間の移行範囲の不安定性は、調整を通じて低
減又は排除される（Ｃ．メイ及びＪ．ストリュンフェ
ル、Balanceregelung fur reaktives Magnetromsputter
n zur optischen Grosflachenbeschichtung, Vakuum in
Forschung und Pruxis,2001, No.2, pp.79 to 84）。
瞬時値取得のために、光学分光法と、ガス分圧測定と、
プラズマインピーダンスとがここで利用される。プラズ
マインピーダンスの調整は、中波電流の供給によって一
定に保たれる電力を維持するために必要となる放電電圧
を介して行われる。しかしながら、電圧の周波数の変動
は発生しない。
【００１２】最後に、ダブルマグネトロンによる中波ス
パッタリング用の高出力ジェネレータも知られており、
これは高出力の安定性及び負荷インピーダンスとのマッ
チングを確保する（Ｔ．レティヒ、Ｐ．ウィードムス、
High power generators formedium frequency sputteri
ng applications, Journal of Non-Crystalline Solids
218, 1997, pp.50 to 53）。このオシレータは共振回
路を備え、３００Ｖから１２００Ｖを超える電圧を提供
することができる。周波数範囲は２０乃至１００ｋＨｚ
に及ぶ。特に最適な周波数はスパッタリングされる材料
の関数として設定される。自走式オシレータの特殊なレ
イアウトに対応して、負荷変動に対する反応が一つの半
波内で発生する。負荷の変化により、周波数の変化が即
座に生じることで不一致が回避される。しかしながら、
この周波数の変化は、調整されるシステムインピーダン
スの瞬時値取得に関する測定値としては利用されない。
パッタリング用の高出力ジェネレータも知られており、
これは高出力の安定性及び負荷インピーダンスとのマッ
チングを確保する（Ｔ．レティヒ、Ｐ．ウィードムス、
High power generators formedium frequency sputteri
ng applications, Journal of Non-Crystalline Solids
218, 1997, pp.50 to 53）。このオシレータは共振回
路を備え、３００Ｖから１２００Ｖを超える電圧を提供
することができる。周波数範囲は２０乃至１００ｋＨｚ
に及ぶ。特に最適な周波数はスパッタリングされる材料
の関数として設定される。自走式オシレータの特殊なレ
イアウトに対応して、負荷変動に対する反応が一つの半
波内で発生する。負荷の変化により、周波数の変化が即
座に生じることで不一致が回避される。しかしながら、
この周波数の変化は、調整されるシステムインピーダン
スの瞬時値取得に関する測定値としては利用されない。
【００１３】本発明は、処理条件を一定に保つことが可
能な調整デバイスを提供する問題に対処する。
能な調整デバイスを提供する問題に対処する。
【００１４】この問題は、請求項１の特徴にしたがって
解決される。
解決される。
【００１５】結果として、本発明は、真空チャンバ内の
プラズマインピーダンスを調整するデバイスに関し、こ
のデバイス内では、少なくとも１つの電極がＡＣジェネ
レータに接続される。このＡＣジェネレータは、自走式
（オシレータ）であり、その周波数は影響を与える負荷
の共振周波数に対応する。この負荷は、固定されたスイ
ッチング素子と、可変のプラズマインピーダンスとによ
って構成される。プラズマインピーダンスが変化する場
合は、共振周波数もこれに伴って変化する。したがっ
て、プラズマインピーダンスは、共振周波数を取得する
ことと、公称周波数値をプリセットすることによって変
化させることが可能であり、その結果、例えば、電圧、
電流、電力、又はガス流入量は、共振周波数と公称周波
数値との間の差の関数として変化させることができる。
プラズマインピーダンスを調整するデバイスに関し、こ
のデバイス内では、少なくとも１つの電極がＡＣジェネ
レータに接続される。このＡＣジェネレータは、自走式
（オシレータ）であり、その周波数は影響を与える負荷
の共振周波数に対応する。この負荷は、固定されたスイ
ッチング素子と、可変のプラズマインピーダンスとによ
って構成される。プラズマインピーダンスが変化する場
合は、共振周波数もこれに伴って変化する。したがっ
て、プラズマインピーダンスは、共振周波数を取得する
ことと、公称周波数値をプリセットすることによって変
化させることが可能であり、その結果、例えば、電圧、
電流、電力、又はガス流入量は、共振周波数と公称周波
数値との間の差の関数として変化させることができる。
【００１６】本発明によって達成される利点の１つに
は、例えば、光学センサ、λ−プローブ、又は質量分析
計等のセンサなしで、調整によってプラズマ状態を十分
に確立することが含まれる。その他の利点には、Ｓｉ３
Ｎ４処理を調整できることが含まれる。加えて、プラズ
マ処理の動作基点は正確に維持される。
は、例えば、光学センサ、λ−プローブ、又は質量分析
計等のセンサなしで、調整によってプラズマ状態を十分
に確立することが含まれる。その他の利点には、Ｓｉ３
Ｎ４処理を調整できることが含まれる。加えて、プラズ
マ処理の動作基点は正確に維持される。
【００１７】本発明の実施形態は図面に示されており、
以下さらに詳細に説明する。
以下さらに詳細に説明する。
【００１８】図１は、内部に２つのマグネトロン３、４
が配置された真空チャンバ２を備えるスパッタリング設
備１を示している。真空チャンバ２の側壁５、６には、
上部開口部７、８及び下部開口部９、１０が設けられ、
上部開口部７、８には真空ポンプ１１、１２が配置さ
れ、下部開口部９、１０は真空チャンバ２を通じてガラ
スプレート等の基板１３をインタロックする役割を果た
す。下部開口部９、１０と上部開口部７、８との間に
は、側壁５、６から真空チャンバ２の内部に突出するマ
スク１４が配置されている。このマスク１４の下方に
は、バルブ１７を介してガスコンテナ１８、１９に接続
されたガス供給ライン１５、１６がある。
が配置された真空チャンバ２を備えるスパッタリング設
備１を示している。真空チャンバ２の側壁５、６には、
上部開口部７、８及び下部開口部９、１０が設けられ、
上部開口部７、８には真空ポンプ１１、１２が配置さ
れ、下部開口部９、１０は真空チャンバ２を通じてガラ
スプレート等の基板１３をインタロックする役割を果た
す。下部開口部９、１０と上部開口部７、８との間に
は、側壁５、６から真空チャンバ２の内部に突出するマ
スク１４が配置されている。このマスク１４の下方に
は、バルブ１７を介してガスコンテナ１８、１９に接続
されたガス供給ライン１５、１６がある。
【００１９】各マグネトロン３、４は陰極パン２０、２
１を備え、その裏面にはターゲット２２、２３が設けら
れている。陰極パン２０、２１の内部には、どの場合に
おいても、それぞれ３つの永久磁石２４、２５、２６又
は２７、２８、２９が配置され、これらは共通ヨーク３
０、３１に接続された状態となっている。
１を備え、その裏面にはターゲット２２、２３が設けら
れている。陰極パン２０、２１の内部には、どの場合に
おいても、それぞれ３つの永久磁石２４、２５、２６又
は２７、２８、２９が配置され、これらは共通ヨーク３
０、３１に接続された状態となっている。
【００２０】陰極パン２０、２１は、シール３２、３３
を介して真空チャンバ２の上側に入る所定の位置に組み
込まれる。両方の陰極パン２０、２１は電気フィルタ３
４に接続され、この電気フィルタ３４は中波ジェネレー
タ３５に接続される。この中波ジェネレータ３５は、固
定周波数オシレータ又はチューナブルオシレータではな
く、自走式オシレータであり、その周波数は接続された
ネットワークの共振周波数と常に一致する。この自走式
（オシレータ）は、詳しくは、４つのＩＧＢＴモジュー
ルを備えるＨ−ＡＣインバータ回路を備えることが可能
であり、この回路はネットワーク及びプラズマインピー
ダンスによって動作する。このＡＣインバータ回路に
は、中波ジェネレータ３５内のＤＣ中間回路を介して供
給が行われる。これは浮動電位である。制御電子機器
（システム）は、ＡＣインバータ出力における電流と電
圧の測定を介して、振動可能な出力の共振周波数を確認
し、これによりＩＧＢＴモジュールを制御する。ＡＣイ
ンバータ回路のタイプと、中波供給の場合の共振駆動に
ついてはすでに知られている（Ｈｕｔｔｉｎｇｅｒ社又
はＥＭＡ−Ｉｎｄｕｔｅｃ社のジェネレータ）。
を介して真空チャンバ２の上側に入る所定の位置に組み
込まれる。両方の陰極パン２０、２１は電気フィルタ３
４に接続され、この電気フィルタ３４は中波ジェネレー
タ３５に接続される。この中波ジェネレータ３５は、固
定周波数オシレータ又はチューナブルオシレータではな
く、自走式オシレータであり、その周波数は接続された
ネットワークの共振周波数と常に一致する。この自走式
（オシレータ）は、詳しくは、４つのＩＧＢＴモジュー
ルを備えるＨ−ＡＣインバータ回路を備えることが可能
であり、この回路はネットワーク及びプラズマインピー
ダンスによって動作する。このＡＣインバータ回路に
は、中波ジェネレータ３５内のＤＣ中間回路を介して供
給が行われる。これは浮動電位である。制御電子機器
（システム）は、ＡＣインバータ出力における電流と電
圧の測定を介して、振動可能な出力の共振周波数を確認
し、これによりＩＧＢＴモジュールを制御する。ＡＣイ
ンバータ回路のタイプと、中波供給の場合の共振駆動に
ついてはすでに知られている（Ｈｕｔｔｉｎｇｅｒ社又
はＥＭＡ−Ｉｎｄｕｔｅｃ社のジェネレータ）。
【００２１】ネットワークは、中波ジェネレータ３５内
部にオシレータ回路と出力変圧器とを備え、ジェネレー
タ外部で、供給ライン３６、３７と、フィルタ３４のキ
ャパシタンス及びインダクタンスと、プラズマインピー
ダンスとを含む。ネットワークは、過渡電流を抑えるこ
とで処理の安定性を増加させる特性を有する。さらに、
ネットワークにより電力のマッチングが存在するインピ
ーダンス値を変化させることが可能となり、これにより
動作基点の安定化を導くことができる。
部にオシレータ回路と出力変圧器とを備え、ジェネレー
タ外部で、供給ライン３６、３７と、フィルタ３４のキ
ャパシタンス及びインダクタンスと、プラズマインピー
ダンスとを含む。ネットワークは、過渡電流を抑えるこ
とで処理の安定性を増加させる特性を有する。さらに、
ネットワークにより電力のマッチングが存在するインピ
ーダンス値を変化させることが可能となり、これにより
動作基点の安定化を導くことができる。
【００２２】図１の実施形態において、プラズマインピ
ーダンスは、２つのマグネトロン３、４間のプラズマの
ＡＣ抵抗によって理解される。マグネトロンが１つのみ
設けられる場合、プラズマインピーダンスは、このマグ
ネトロンと基板又はＡＣ電流の第２の極性が接続される
別の部位との間に存在することになる。中波ジェネレー
タ３５の負荷となるインピーダンスの合計はプラズマイ
ンピーダンスを除いて一定であるため、共振周波数、及
びこれにより中波周波数ジェネレータが振動する周波数
はプラズマインピーダンスによって決定される。中波周
波数ジェネレータ３５の特定の瞬間周波数は、これによ
り回路全体の共振周波数に対応し、結果としてプラズマ
インピーダンスの関数となる。この瞬間周波数はコンパ
レータ３８に供給され、このコンパレータ３８には基準
周波数送信器３９からの基準周波数も供給される。した
がって、この基準周波数はフィードバックエンジニアリ
ング制御入力に対応する。
ーダンスは、２つのマグネトロン３、４間のプラズマの
ＡＣ抵抗によって理解される。マグネトロンが１つのみ
設けられる場合、プラズマインピーダンスは、このマグ
ネトロンと基板又はＡＣ電流の第２の極性が接続される
別の部位との間に存在することになる。中波ジェネレー
タ３５の負荷となるインピーダンスの合計はプラズマイ
ンピーダンスを除いて一定であるため、共振周波数、及
びこれにより中波周波数ジェネレータが振動する周波数
はプラズマインピーダンスによって決定される。中波周
波数ジェネレータ３５の特定の瞬間周波数は、これによ
り回路全体の共振周波数に対応し、結果としてプラズマ
インピーダンスの関数となる。この瞬間周波数はコンパ
レータ３８に供給され、このコンパレータ３８には基準
周波数送信器３９からの基準周波数も供給される。した
がって、この基準周波数はフィードバックエンジニアリ
ング制御入力に対応する。
【００２３】瞬間及び基準周波数値の間の差は、この差
からバルブ１７のための制御信号を生成するレギュレー
タ４０に供給される。このレギュレータ４０は、ＰＩ、
ＰＩＤ、又は同等のレギュレータ特性を有するソフトウ
ェアファジーレギュレータにすることができる。自走式
中波ジェネレータ３５の周波数がプラズマインピーダン
スの変化によって変化した場合には、差生成器３８を通
じて基準値送信器から現在の瞬時値と基準値との間の差
が生成され、レギュレータ４０に伝えられる。これによ
りレギュレータ信号が直ちに生成され、これは周波数の
差と反対の作用を及ぼし、つまり、ガスの流入と、これ
によるプラズマインピーダンスとを変化させ、基準周波
数が調整されるようにする。
からバルブ１７のための制御信号を生成するレギュレー
タ４０に供給される。このレギュレータ４０は、ＰＩ、
ＰＩＤ、又は同等のレギュレータ特性を有するソフトウ
ェアファジーレギュレータにすることができる。自走式
中波ジェネレータ３５の周波数がプラズマインピーダン
スの変化によって変化した場合には、差生成器３８を通
じて基準値送信器から現在の瞬時値と基準値との間の差
が生成され、レギュレータ４０に伝えられる。これによ
りレギュレータ信号が直ちに生成され、これは周波数の
差と反対の作用を及ぼし、つまり、ガスの流入と、これ
によるプラズマインピーダンスとを変化させ、基準周波
数が調整されるようにする。
【００２４】中波ジェネレータ３５は、基本的には、常
に、オシレータ回路と、ネットワークと、プラズマイン
ピーダンスとの出力の共振周波数で振動する。共振回路
及びネットワークのすべての素子は固定されているた
め、共振周波数は、プラズマインピーダンスのみに依存
する。調整されるのは、プラズマインピーダンスであ
り、周波数ではない。周波数は、インピーダンスの間接
的な瞬時値のみを表しており、つまり、操作変数、電
力、電流及び電圧、及び又はガス流を介して、インピー
ダンスが変化する場合は、これにしたがって共振周波数
の瞬時値も変化する。
に、オシレータ回路と、ネットワークと、プラズマイン
ピーダンスとの出力の共振周波数で振動する。共振回路
及びネットワークのすべての素子は固定されているた
め、共振周波数は、プラズマインピーダンスのみに依存
する。調整されるのは、プラズマインピーダンスであ
り、周波数ではない。周波数は、インピーダンスの間接
的な瞬時値のみを表しており、つまり、操作変数、電
力、電流及び電圧、及び又はガス流を介して、インピー
ダンスが変化する場合は、これにしたがって共振周波数
の瞬時値も変化する。
【００２５】図２には特性が表されており、これはプラ
ズマインピーダンスと周波数との間の相関関係を示して
いる。プラズマインピーダンスが、共振周波数２．７５
×１０４Ｈｚの時に相対的に低く、共振周波数２．３×
１０４Ｈｚの時に相対的に高いことは明白である。共振
周波数を２．５×１０４Ｈｚで維持するためには、プラ
ズマインピーダンスは約４Ωに保つ必要がある。プラズ
マインピーダンスが変化する場合は、ガス流入量の調整
を通じてプラズマインピーダンスは再び初期の値に戻
る。
ズマインピーダンスと周波数との間の相関関係を示して
いる。プラズマインピーダンスが、共振周波数２．７５
×１０４Ｈｚの時に相対的に低く、共振周波数２．３×
１０４Ｈｚの時に相対的に高いことは明白である。共振
周波数を２．５×１０４Ｈｚで維持するためには、プラ
ズマインピーダンスは約４Ωに保つ必要がある。プラズ
マインピーダンスが変化する場合は、ガス流入量の調整
を通じてプラズマインピーダンスは再び初期の値に戻
る。
【００２６】図３は、処理ガス又は反応ガスの流入を調
整するのではなく、中波ジェネレータの電力を調整する
本発明の実施形態を示している。プラズマインピーダン
スは、ガス流入量だけでなく、電流、電圧及び電力、プ
ラズマに浸透する磁場、プラズマに照射するＵＶ放射、
ガスの組成、又は反応ガスの一部のターゲット表面での
蓄積といった他のパラメータにも依存する。
整するのではなく、中波ジェネレータの電力を調整する
本発明の実施形態を示している。プラズマインピーダン
スは、ガス流入量だけでなく、電流、電圧及び電力、プ
ラズマに浸透する磁場、プラズマに照射するＵＶ放射、
ガスの組成、又は反応ガスの一部のターゲット表面での
蓄積といった他のパラメータにも依存する。
【００２７】図３に従った実施形態による調整の原理
は、図１に従った実施形態と同じである。共振周波数
が、その基準値から外れる場合、マグネトロン３、４に
供給される電力は、共振周波数の基準値が調節されるま
で増減する。
は、図１に従った実施形態と同じである。共振周波数
が、その基準値から外れる場合、マグネトロン３、４に
供給される電力は、共振周波数の基準値が調節されるま
で増減する。
【００２８】上で説明した実施形態では、どの場合にお
いても、１つの処理変数、つまりガス流入量又は電力が
調整されている。しかしながら、いくつかの処理変数を
組み合わせて調整することも可能である。不可欠である
のは、調整プロセスにより、自走式中波ジェネレータの
瞬間周波数を基準周波数にすることのみである。
いても、１つの処理変数、つまりガス流入量又は電力が
調整されている。しかしながら、いくつかの処理変数を
組み合わせて調整することも可能である。不可欠である
のは、調整プロセスにより、自走式中波ジェネレータの
瞬間周波数を基準周波数にすることのみである。
【００２９】本発明は、図１及び図３に表示されるよう
な２つの陰極の代わりに、１つのみの陰極で実現するこ
とが可能である。この場合のプラズマ経路は、２つの陰
極の間ではなく、陰極と陽極との間で展開される。この
場合、陽極は、真空チャンバ２によって、あるいは真空
チャンバ２内に吊り下げた絶縁電極によって形成するこ
とができる。動作基点は、基板１３上に堆積させる層に
よって生じる要件に応じて設定される。
な２つの陰極の代わりに、１つのみの陰極で実現するこ
とが可能である。この場合のプラズマ経路は、２つの陰
極の間ではなく、陰極と陽極との間で展開される。この
場合、陽極は、真空チャンバ２によって、あるいは真空
チャンバ２内に吊り下げた絶縁電極によって形成するこ
とができる。動作基点は、基板１３上に堆積させる層に
よって生じる要件に応じて設定される。
【図１】プロセスガスおよび／または反応ガスの流入量
を制御することでインピーダンスを調整する、本発明の
第一の実施形態を示す図である。
を制御することでインピーダンスを調整する、本発明の
第一の実施形態を示す図である。
【図２】プラズマインピーダンスと共振周波数との間の
相関関係を示す特性図である。
相関関係を示す特性図である。
【図３】電圧、電流、および／または電力によってイン
ピーダンスを調整する本発明の第２の実施形態を示す図
である。
ピーダンスを調整する本発明の第２の実施形態を示す図
である。
フロントページの続き
(72)発明者 ユルゲン・ブルフ
ドイツ Ｄ−61130 ニデラウ レルヒェ
ンベーク４
Ｆターム(参考） 4G075 AA24 AA30 BC02 BD14 CA47
CA65 DA02 EB01 EC09 EC21
EC30
4K029 CA06 DC16 DC35 EA04 EA09
Claims (9)
- 【請求項１】 ＡＣジェネレータに接続される少なくと
も１つの電極が配置されて処理ガスを導入し得る真空チ
ャンバを有するプラズマインピーダンス調整デバイスで
あって、 接続された回路の共振周波数に対応する周波数を有する
自走式ＡＣジェネレータ（３５）と、 基準周波数値送信器（３９）と、 基準周波数値と瞬間周波数値との差の関数として、プラ
ズマインピーダンスに影響を及ぼすパラメータを調整す
るデバイス（４０）と、を備えることを特徴とするプラ
ズマインピーダンス調整デバイス。 - 【請求項２】 真空チャンバ（２）に処理ガスを導入可
能であることを特徴とする、請求項１に記載のデバイ
ス。 - 【請求項３】 ＡＣジェネレータが制御電子機器付きの
ＡＣインバータブリッジを備えることを特徴とする請求
項１に記載のデバイス。 - 【請求項４】 電極が陰極であることを特徴とする請求
項１に記載のデバイス。 - 【請求項５】 反応性スパッタリング処理の場合に使用
されることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。 - 【請求項６】 基準周波数と瞬間周波数との差を確認す
る差生成器（３８）が設けられることを特徴とする請求
項１に記載のデバイス。 - 【請求項７】 調整されるパラメータが、処理ガスの供
給量であることを特徴とする請求項１に記載のデバイ
ス。 - 【請求項８】 調整されるパラメータが、反応ガスの供
給量であることを特徴とする請求項１に記載のデバイ
ス。 - 【請求項９】 調整されるパラメータが、ＡＣジェネレ
ータ（３５）による陰極への電力出力であることを特徴
とする請求項１に記載のデバイス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10154229A DE10154229B4 (de) | 2001-11-07 | 2001-11-07 | Einrichtung für die Regelung einer Plasmaimpedanz |
| DE10154229.1 | 2001-11-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003234200A true JP2003234200A (ja) | 2003-08-22 |
Family
ID=7704642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002319971A Pending JP2003234200A (ja) | 2001-11-07 | 2002-11-01 | プラズマインピーダンス調整デバイス |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6860973B2 (ja) |
| EP (1) | EP1310979A3 (ja) |
| JP (1) | JP2003234200A (ja) |
| DE (1) | DE10154229B4 (ja) |
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| WO2005015963A1 (ja) * | 2003-08-08 | 2005-02-17 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | プラズマ処理方法及び装置 |
| JP2007326051A (ja) * | 2006-06-08 | 2007-12-20 | Toshiba Corp | 放電式ガス処理装置およびそのガス処理方法 |
| WO2008032570A1 (fr) * | 2006-09-14 | 2008-03-20 | Ulvac, Inc. | procédé de formation de film mince et appareil de formation de film mince |
| CN100425105C (zh) * | 2003-08-08 | 2008-10-08 | 积水化学工业株式会社 | 等离子处理方法以及装置 |
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| DE10154229B4 (de) | 2001-11-07 | 2004-08-05 | Applied Films Gmbh & Co. Kg | Einrichtung für die Regelung einer Plasmaimpedanz |
| US7244344B2 (en) * | 2005-02-03 | 2007-07-17 | Applied Materials, Inc. | Physical vapor deposition plasma reactor with VHF source power applied through the workpiece |
| US7262606B2 (en) | 2005-03-26 | 2007-08-28 | Huettinger Elektronik Gmbh + Co. Kg | Method of arc detection |
| US20060278524A1 (en) * | 2005-06-14 | 2006-12-14 | Stowell Michael W | System and method for modulating power signals to control sputtering |
| US7842355B2 (en) * | 2005-11-01 | 2010-11-30 | Applied Materials, Inc. | System and method for modulation of power and power related functions of PECVD discharge sources to achieve new film properties |
| US20070095281A1 (en) * | 2005-11-01 | 2007-05-03 | Stowell Michael W | System and method for power function ramping of microwave liner discharge sources |
| DE102006061324B4 (de) * | 2006-06-20 | 2008-07-24 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Regelung eines reaktiven Hochleistungs-Puls-Magnetronsputterprozesses und Vorrichtung hierzu |
| DE102011076404B4 (de) | 2011-05-24 | 2014-06-26 | TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG | Verfahren zur Impedanzanpassung der Ausgangsimpedanz einer Hochfrequenzleistungsversorgungsanordnung an die Impedanz einer Plasmalast und Hochfrequenzleistungsversorgungsanordnung |
| CN110800376B (zh) | 2017-06-27 | 2022-04-01 | 佳能安内华股份有限公司 | 等离子体处理装置 |
| KR20220031132A (ko) | 2017-06-27 | 2022-03-11 | 캐논 아네르바 가부시키가이샤 | 플라스마 처리 장치 |
| SG11201912567RA (en) | 2017-06-27 | 2020-01-30 | Canon Anelva Corp | Plasma processing apparatus |
| KR102257134B1 (ko) | 2017-06-27 | 2021-05-26 | 캐논 아네르바 가부시키가이샤 | 플라스마 처리 장치 |
| SG11202009122YA (en) * | 2018-06-26 | 2020-10-29 | Canon Anelva Corp | Plasma processing apparatus, plasma processing method, program, and memory medium |
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-
2001
- 2001-11-07 DE DE10154229A patent/DE10154229B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-10-12 EP EP02022826A patent/EP1310979A3/de not_active Withdrawn
- 2002-11-01 JP JP2002319971A patent/JP2003234200A/ja active Pending
- 2002-11-04 US US10/287,452 patent/US6860973B2/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090929 |