JP2867616B2 - 成膜装置の高周波電圧検出装置 - Google Patents
成膜装置の高周波電圧検出装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高周波励振型のプラズマCVD装置等の成膜
装置においる高周波電極に印加される高周波電圧の検出
装置に関する。
装置においる高周波電極に印加される高周波電圧の検出
装置に関する。
基板上に薄膜を形成する装置として、従来よりスパッ
タリング装置やプラズマCVD装置等が用いられている。
従来のプラズマCVD装置において、高周波電極をチャン
バ内の中央に配置するとともに、その両側にアース電極
を設け、この各アース電極に基板を装着して２つの基板
を同時に成膜する縦型両面成膜装置が提供されている。
タリング装置やプラズマCVD装置等が用いられている。
従来のプラズマCVD装置において、高周波電極をチャン
バ内の中央に配置するとともに、その両側にアース電極
を設け、この各アース電極に基板を装着して２つの基板
を同時に成膜する縦型両面成膜装置が提供されている。
このような従来の縦型両面成膜装置を第４図に示す。
この成膜装置では、チャンバ１内に所定の間隔を有して
第１、第２の高周波電極2,3が配置されている。各高周
波電極2,3は絶縁部材等を介して電気的に絶縁されてい
る。そして各高周波電極2,3のそれぞれに対向するよう
に基板4,5が配置され得るようになっている。また、各
高周波電極2,3の周囲にはアースシールド6,7が設けられ
ている。各高周波電極2,3にはそれぞれ可変コンデンサ
8,9が接続されている。これらの可変コンデンサ8,9は整
合回路11を介して高周波電源10に接続されている。
この成膜装置では、チャンバ１内に所定の間隔を有して
第１、第２の高周波電極2,3が配置されている。各高周
波電極2,3は絶縁部材等を介して電気的に絶縁されてい
る。そして各高周波電極2,3のそれぞれに対向するよう
に基板4,5が配置され得るようになっている。また、各
高周波電極2,3の周囲にはアースシールド6,7が設けられ
ている。各高周波電極2,3にはそれぞれ可変コンデンサ
8,9が接続されている。これらの可変コンデンサ8,9は整
合回路11を介して高周波電源10に接続されている。
このような装置では、可変コンデンサ8,9の容量をそ
れぞれ適宜変更することにより、各高周波電極2,3と基
板4,5との間に発生するプラズマの強度を独立して制御
することができる。
れぞれ適宜変更することにより、各高周波電極2,3と基
板4,5との間に発生するプラズマの強度を独立して制御
することができる。
前記第４図に示す装置では、高周波電源10から出力さ
れる高周波電力をチャンバ１内の２つの高周波電極2,3
に均等に供給するために、可変コンデンサ8,9の容量が
調整されるが、この場合、高周波電極2,3の導入部N,M点
における高周波電圧が等しくなるように調整される。
れる高周波電力をチャンバ１内の２つの高周波電極2,3
に均等に供給するために、可変コンデンサ8,9の容量が
調整されるが、この場合、高周波電極2,3の導入部N,M点
における高周波電圧が等しくなるように調整される。
前述のように２つの電極2,3と各電極4,5のプラズマ強
度を調整するためには導入部N,M点の高周波電圧を測定
する必要がある。そこで、N,M点のそれぞれに高周波電
圧検出器を接続すればよい。ここで一般に、電圧検出を
行う際は、測定時に被測定回路に影響を及ぼさないよう
にするために、第５図に示すように電圧検出部12の入力
インピーダンスZ1を、被測定回路13の入力インピーダン
スZ2に比較して充分大きくする必要がある。
度を調整するためには導入部N,M点の高周波電圧を測定
する必要がある。そこで、N,M点のそれぞれに高周波電
圧検出器を接続すればよい。ここで一般に、電圧検出を
行う際は、測定時に被測定回路に影響を及ぼさないよう
にするために、第５図に示すように電圧検出部12の入力
インピーダンスZ1を、被測定回路13の入力インピーダン
スZ2に比較して充分大きくする必要がある。
ところが、第４図に示すような装置の導入部N,M点
は、高周波の導入部であると同時にガスの導入部でもあ
り、高周波電圧検出器を設置するためのスペースの余裕
がない。このため、N,M点に導体単線14,15を接続し、こ
れらの導体単線14,15を介して検出器を接続しなければ
ならない。
は、高周波の導入部であると同時にガスの導入部でもあ
り、高周波電圧検出器を設置するためのスペースの余裕
がない。このため、N,M点に導体単線14,15を接続し、こ
れらの導体単線14,15を介して検出器を接続しなければ
ならない。
しかし、導体単線14,15を介して被測定回路と電圧検
出部とを接続すると、第６図に示すように、導体単線1
4,15の長さあるいは導体単線14,15とグランド間の間隙
により、導体単線14,15を含む電圧検出器の入力インピ
ーダンスZ3は大きく変化する。したがって、場合によっ
てはインピーダンスZ3とZ2とがほぼ同じような値となっ
てしまい、電圧検出器における高周波電圧の測定時に大
きな誤差を生じさせていた。
出部とを接続すると、第６図に示すように、導体単線1
4,15の長さあるいは導体単線14,15とグランド間の間隙
により、導体単線14,15を含む電圧検出器の入力インピ
ーダンスZ3は大きく変化する。したがって、場合によっ
てはインピーダンスZ3とZ2とがほぼ同じような値となっ
てしまい、電圧検出器における高周波電圧の測定時に大
きな誤差を生じさせていた。
この発明の目的は、電極に印加される高周波電圧を正
確に検出でき、２つの電極に対してバランス良く電力を
投入することができる成膜装置の高周波電圧検出装置を
提供することにある。
確に検出でき、２つの電極に対してバランス良く電力を
投入することができる成膜装置の高周波電圧検出装置を
提供することにある。
本発明における成膜装置の高周波電圧検出装置は、高
周波電源から第１、第２の電極に高周波電圧を印加し、
各電極に対向する基板との間でそれぞれプラズマ放電を
生じさせて成膜を行う成膜装置に用いられるものであ
る。そして、第１、第２の測定器と、第１、第２の同軸
線路とを備えている。
周波電源から第１、第２の電極に高周波電圧を印加し、
各電極に対向する基板との間でそれぞれプラズマ放電を
生じさせて成膜を行う成膜装置に用いられるものであ
る。そして、第１、第２の測定器と、第１、第２の同軸
線路とを備えている。
前記第１、第２の測定器は、第１、第２の電極に印加
される高周波電圧を測定するものであり、前記第１、第
２の同軸線路は、測定する高周波の半波長の整数倍の長
さを有し、第１、第２の電極への高周波電圧導入部と前
記第１、第２の測定器とを接続するものである。
される高周波電圧を測定するものであり、前記第１、第
２の同軸線路は、測定する高周波の半波長の整数倍の長
さを有し、第１、第２の電極への高周波電圧導入部と前
記第１、第２の測定器とを接続するものである。
本発明においては、第３図に示すように、電圧検出器
と電極への高周波電圧導入部とを、測定する高周波の半
波長の整数倍の長さを有する同軸線路で接続することに
より、同軸線路を含む電圧検出部の入力インピーダンス
Z4は、電圧検出部のみの入力インピーダンスZ1に等しく
なる。すなわち、被測定点に高周波電圧検出部を直接接
続した場合と等価となる。
と電極への高周波電圧導入部とを、測定する高周波の半
波長の整数倍の長さを有する同軸線路で接続することに
より、同軸線路を含む電圧検出部の入力インピーダンス
Z4は、電圧検出部のみの入力インピーダンスZ1に等しく
なる。すなわち、被測定点に高周波電圧検出部を直接接
続した場合と等価となる。
これにより、たとえば縦型両面成膜装置のように電圧
検出部を設置するためのスペースがない場合であって
も、誤差の非常に少ない測定結果が得られ、２つのプラ
ズマ放電の強度をバランス良く調節することができる。
検出部を設置するためのスペースがない場合であって
も、誤差の非常に少ない測定結果が得られ、２つのプラ
ズマ放電の強度をバランス良く調節することができる。
第１図は本発明の一実施例による縦型両面成膜装置及
び高周波電圧検出装置を示している。
び高周波電圧検出装置を示している。
第１図において、成膜室20内にはたとえばステンレス
製の高周波電極21,22がそれぞれ縦姿勢で配置されてい
る。両電極21,22は絶縁部材によって所定の間隔に保た
れている。各高周波電極21,22の周囲にはアースシール
ド23,24が配置されている。成膜室20に左右両側壁に
は、ヒータ25,26が配置されている。また、各高周波電
極21,22のそれぞれには可変コンデンサ27,28が接続され
ており、可変コンデンサ27,28はともに整合回路29及び
同軸線路30を介して高周波電源31に接続されている。な
お、可変コンデンサ27,28は中間ボックス32内に設けら
れている。
製の高周波電極21,22がそれぞれ縦姿勢で配置されてい
る。両電極21,22は絶縁部材によって所定の間隔に保た
れている。各高周波電極21,22の周囲にはアースシール
ド23,24が配置されている。成膜室20に左右両側壁に
は、ヒータ25,26が配置されている。また、各高周波電
極21,22のそれぞれには可変コンデンサ27,28が接続され
ており、可変コンデンサ27,28はともに整合回路29及び
同軸線路30を介して高周波電源31に接続されている。な
お、可変コンデンサ27,28は中間ボックス32内に設けら
れている。
また、成膜装置20内には、基板カート33が第１図の紙
面垂直方向に搬入可能となっている。基板カート33はア
ース電極として機能するものであり、各高周波電極21,2
2のそれぞれに対向するように基板34,35が縦姿勢で装着
されている。
面垂直方向に搬入可能となっている。基板カート33はア
ース電極として機能するものであり、各高周波電極21,2
2のそれぞれに対向するように基板34,35が縦姿勢で装着
されている。
各高周波電極21,22への高周波電圧導入部N,M点にはそ
れぞれ同軸線路36,37が接続されている。また同軸線路3
6,37の一部にはコイル状部分が形成されている。同軸線
路36,37のそれぞれの他端には各電極21,22に印加される
高周波電圧を測定するためのRF検出部38,39が接続され
ている。なお、成膜装置20の高周波電圧投入部にはガス
を導入するためのガス配管40も接続されている。
れぞれ同軸線路36,37が接続されている。また同軸線路3
6,37の一部にはコイル状部分が形成されている。同軸線
路36,37のそれぞれの他端には各電極21,22に印加される
高周波電圧を測定するためのRF検出部38,39が接続され
ている。なお、成膜装置20の高周波電圧投入部にはガス
を導入するためのガス配管40も接続されている。
第２図に高周波電圧検出装置のブロック構成図を示
す。この図に示すように、RF検出部38,39と被測定回路
としての電極21,22の導入部との間には同軸線路36,37が
接続されており、この同軸線路36,37の長さは、第３図
に示すように、測定しようとする高周波の半波長（λ/
2）の整数倍の長さとなっている。
す。この図に示すように、RF検出部38,39と被測定回路
としての電極21,22の導入部との間には同軸線路36,37が
接続されており、この同軸線路36,37の長さは、第３図
に示すように、測定しようとする高周波の半波長（λ/
2）の整数倍の長さとなっている。
前記のような構成になる高周波電圧検出装置では、RF
検出部38,39の入力インピーダンスZ1と、同軸線路36,37
を含むインピーダンスZ4とは等しくなり、測定信号であ
る差動成分（第２図参照）に関しては、RF検出部38,39
を高周波導入部N,M点に直接接続した場合と等価とな
る。なお、同軸線路36,37の一部にコイル状部分を有し
ているが、同軸線路36,37の中心導体と外部導体との巻
き数は同じであるので差動成分についてはなんら影響を
及ぼすことはない。
検出部38,39の入力インピーダンスZ1と、同軸線路36,37
を含むインピーダンスZ4とは等しくなり、測定信号であ
る差動成分（第２図参照）に関しては、RF検出部38,39
を高周波導入部N,M点に直接接続した場合と等価とな
る。なお、同軸線路36,37の一部にコイル状部分を有し
ているが、同軸線路36,37の中心導体と外部導体との巻
き数は同じであるので差動成分についてはなんら影響を
及ぼすことはない。
ここで、同軸線路の長さを、測定する高周波の半波長
の整数倍の長さとした場合には、この同軸線路を含むイ
ンピーダンスと、含まないインピーダンスとが等しくな
ることについて詳細に説明する。
の整数倍の長さとした場合には、この同軸線路を含むイ
ンピーダンスと、含まないインピーダンスとが等しくな
ることについて詳細に説明する。
ここで、第３図に示す線路Ａ部での反射係数Ａと、
Ｂ部での反射係数Ｂとの関係は、両者間の長さをｌと
すると、 Ａ＝Ｂ・e-2jKL …（１） で表される。ここで、位相定数Ｋは、 Ｋ＝２π／λ …（２） であるから、 λ/2＝π/K …（３） となり、 ｌ＝ｎ・λ/2＝ｎ・π/K …（４） となる。そこで、（４）を（１）に代入すると、 Ａ＝Ｂ・Ｅ−2jKnπ/K となり、 Ａ＝Ｂ・ｅ−2njπ＝Ｂ となる。
Ｂ部での反射係数Ｂとの関係は、両者間の長さをｌと
すると、 Ａ＝Ｂ・e-2jKL …（１） で表される。ここで、位相定数Ｋは、 Ｋ＝２π／λ …（２） であるから、 λ/2＝π/K …（３） となり、 ｌ＝ｎ・λ/2＝ｎ・π/K …（４） となる。そこで、（４）を（１）に代入すると、 Ａ＝Ｂ・Ｅ−2jKnπ/K となり、 Ａ＝Ｂ・ｅ−2njπ＝Ｂ となる。
このように、反射係数ＡとＢとが等しくなる。す
なわち、Ａ部の入力インピーダンスZ4と、Ｂ部の入力イ
ンピーダンスZ1とは等しくなる。
なわち、Ａ部の入力インピーダンスZ4と、Ｂ部の入力イ
ンピーダンスZ1とは等しくなる。
また、第２図に示すような同相成分は測定時の誤差の
原因となるが、同軸線路36,37の一部をコイル状にして
いることにより、この同相成分をコイル状部分によって
低減でき、より精度の高い電圧検出を行うことができ
る。
原因となるが、同軸線路36,37の一部をコイル状にして
いることにより、この同相成分をコイル状部分によって
低減でき、より精度の高い電圧検出を行うことができ
る。
以上のように本発明では、被測定点の周辺に同軸線路
を接続できるスペースがあれば、電極に導入する高周波
電圧を非常に少ない誤差で正確にかつ簡単に測定でき、
各電極と基板との間のプラズマ強度の調整を高い精度で
確実に行うことが可能となる。
を接続できるスペースがあれば、電極に導入する高周波
電圧を非常に少ない誤差で正確にかつ簡単に測定でき、
各電極と基板との間のプラズマ強度の調整を高い精度で
確実に行うことが可能となる。
第１図は本発明の一実施例による高周波電圧検出装置が
採用された縦型両面成膜装置の概略縦断面図、第２図は
その高周波電圧検出部の概略ブロック図、第３図は前記
高周波電圧検出部の入力インピーダンスを説明するため
の図、第４図は従来の高周波電圧検出装置が採用された
成膜装置の概略縦断面図、第５図はその高周波電圧検出
部のブロック構成図、第６図は従来の問題点を説明する
ための図である。 21,22……高周波電極、31……高周波電源、34,35……基
板、36,37……同軸線路、38,39……高周波電圧検出部。
採用された縦型両面成膜装置の概略縦断面図、第２図は
その高周波電圧検出部の概略ブロック図、第３図は前記
高周波電圧検出部の入力インピーダンスを説明するため
の図、第４図は従来の高周波電圧検出装置が採用された
成膜装置の概略縦断面図、第５図はその高周波電圧検出
部のブロック構成図、第６図は従来の問題点を説明する
ための図である。 21,22……高周波電極、31……高周波電源、34,35……基
板、36,37……同軸線路、38,39……高周波電圧検出部。
Claims (1)
- 【請求項１】高周波電源から第１、第２の電極に高周波
電圧を印加し、各電極に対向する基板との間でそれぞれ
プラズマ放電を生じさせて成膜を行う成膜装置の高周波
電圧検出装置であって、 前記第１、第２の電極に印加される高周波電圧を測定す
る第１、第２の測定器と、 測定する高周波の半波長の整数倍の長さを有し、前記第
１、第２の電極への高周波電圧導入部と前記第１、第２
の測定器とを接続する第１、第２の同軸線路と、 を備えた成膜装置の高周波電圧検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14035890A JP2867616B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 成膜装置の高周波電圧検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14035890A JP2867616B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 成膜装置の高周波電圧検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0432231A JPH0432231A (ja) | 1992-02-04 |
| JP2867616B2 true JP2867616B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=15266969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14035890A Expired - Fee Related JP2867616B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 成膜装置の高周波電圧検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2867616B2 (ja) |
-
1990
- 1990-05-29 JP JP14035890A patent/JP2867616B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0432231A (ja) | 1992-02-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |