JPH07142387A - 成膜装置 - Google Patents
成膜装置Info
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- JPH07142387A JPH07142387A JP28334293A JP28334293A JPH07142387A JP H07142387 A JPH07142387 A JP H07142387A JP 28334293 A JP28334293 A JP 28334293A JP 28334293 A JP28334293 A JP 28334293A JP H07142387 A JPH07142387 A JP H07142387A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プラズマの消灯、点灯にかかわらず常に高周
波電源との整合条件を満足することができる成膜装置を
提供する。 【構成】 高周波電力が供給され内部で成膜を行う成膜
手段３と、成膜手段に高周波電力を供給するための高周
波電源と、成膜手段３と高周波電源との間に配置され両
者の整合をとる整合装置２とを備えた成膜装置におい
て、整合装置２を、成膜手段１に直列接続される第１可
変リアクタンス回路２１と、高周波電源と並列接続され
る第２可変リアクタンス回路２２により構成し、その第
２可変リアクタンス回路２２を、可変容量性リアクタン
ス素子Ｃ2 と誘導性リアクタンス素子Ｌ2 の直列回路に
より構成される容量性リアクタンスとし、高周波電源１
からの投入高周波周波数におけるリアクタンス容量の可
変範囲を増大させる。
波電源との整合条件を満足することができる成膜装置を
提供する。 【構成】 高周波電力が供給され内部で成膜を行う成膜
手段３と、成膜手段に高周波電力を供給するための高周
波電源と、成膜手段３と高周波電源との間に配置され両
者の整合をとる整合装置２とを備えた成膜装置におい
て、整合装置２を、成膜手段１に直列接続される第１可
変リアクタンス回路２１と、高周波電源と並列接続され
る第２可変リアクタンス回路２２により構成し、その第
２可変リアクタンス回路２２を、可変容量性リアクタン
ス素子Ｃ2 と誘導性リアクタンス素子Ｌ2 の直列回路に
より構成される容量性リアクタンスとし、高周波電源１
からの投入高周波周波数におけるリアクタンス容量の可
変範囲を増大させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマを利用する成
膜装置等の成膜手段に、高周波電源から高周波電力を効
率よく供給するため整合装置を有する成膜装置に関す
る。
膜装置等の成膜手段に、高周波電源から高周波電力を効
率よく供給するため整合装置を有する成膜装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】高周波電源からプラズマ成膜装置等にお
ける成膜手段であるプラズマ発生装置に高周波電力を供
給するには、高周波電源とプラズマ発生装置との間に整
合装置を通すことにより行っている。
ける成膜手段であるプラズマ発生装置に高周波電力を供
給するには、高周波電源とプラズマ発生装置との間に整
合装置を通すことにより行っている。
【０００３】図４は、従来のプラズマ成膜装置への高周
波電力の供給を説明するためのブロック図である。図４
において、１は高周波電源、２は整合装置、３はプラズ
マ発生装置であり、高周波電源１と整合装置２との間は
図示しない同軸線路等によって接続されている。なお、
この同軸線路による接続の場合には、該同軸線路の特性
インピーダンスの値を高周波電源１の出力インピーダン
ス値と同じ大きさに設定して、高周波電源１との整合を
とっている。この構成により、高周波電源１からの高周
波電力は、整合装置２を介してプラズマ発生装置３に供
給される。
波電力の供給を説明するためのブロック図である。図４
において、１は高周波電源、２は整合装置、３はプラズ
マ発生装置であり、高周波電源１と整合装置２との間は
図示しない同軸線路等によって接続されている。なお、
この同軸線路による接続の場合には、該同軸線路の特性
インピーダンスの値を高周波電源１の出力インピーダン
ス値と同じ大きさに設定して、高周波電源１との整合を
とっている。この構成により、高周波電源１からの高周
波電力は、整合装置２を介してプラズマ発生装置３に供
給される。
【０００４】前記成膜装置における整合装置２は、従
来、高周波電源１とプラズマ発生装置３との間に直列接
続されるコンデンサＣ1 とインダクタンスＬ1 の直列回
路である第１リアクタンス回路２１と、高周波電源１と
プラズマ発生装置３に並列接続されるコンデンサＣ2 の
第２リアクタンス回路２２とから構成されている。
来、高周波電源１とプラズマ発生装置３との間に直列接
続されるコンデンサＣ1 とインダクタンスＬ1 の直列回
路である第１リアクタンス回路２１と、高周波電源１と
プラズマ発生装置３に並列接続されるコンデンサＣ2 の
第２リアクタンス回路２２とから構成されている。
【０００５】また、プラズマ発生装置３は、プラズマを
発生させるための高周波電極３１と、高周波電極３１の
周辺でのプラズマ発生を防止するために設置されるアー
スシールド３２とを有しており、図５のプラズマ発生装
置の等価回路に示すように、プラズマ発生装置の抵抗分
ＲL とコンデンサ容量分ＣL の直列回路として表すこと
ができる。図５において、（ａ）に示されるプラズマ発
生装置は、（ｂ）に示すように浮遊容量とプラズマ容量
とプラズマ抵抗の並列回路として表れ、さらに浮遊容量
とプラズマ容量との和の容量をコンデンサ容量分ＣL と
して、（ｃ）に示すような等価回路で表すことができ
る。
発生させるための高周波電極３１と、高周波電極３１の
周辺でのプラズマ発生を防止するために設置されるアー
スシールド３２とを有しており、図５のプラズマ発生装
置の等価回路に示すように、プラズマ発生装置の抵抗分
ＲL とコンデンサ容量分ＣL の直列回路として表すこと
ができる。図５において、（ａ）に示されるプラズマ発
生装置は、（ｂ）に示すように浮遊容量とプラズマ容量
とプラズマ抵抗の並列回路として表れ、さらに浮遊容量
とプラズマ容量との和の容量をコンデンサ容量分ＣL と
して、（ｃ）に示すような等価回路で表すことができ
る。
【０００６】該プラズマ発生装置３の等価回路を用い
て、前記図４の従来のプラズマ発生装置、および整合装
置を等価回路により表すと図６の等価回路となる。
て、前記図４の従来のプラズマ発生装置、および整合装
置を等価回路により表すと図６の等価回路となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】一般に、プラズマ発生
装置においてプラズマを点灯させるには、高周波が印加
される高周波電極へある値以上の高周波電圧を印加する
必要がある。このプラズマ点灯に必要な印加電圧は、成
膜条件により異なるが、一般に、パッシェンの法則によ
り、ガス圧と電極間距離の積の値により決定される。一
般のスパッタリング装置やＣＶＤ装置においては、該電
極間距離は数ｃｍ程度であり、電極間距離の条件によれ
ば、１０-2〜１０0 Ｔｏｒｒの範囲のガス圧において容
易にプラズマ点灯を行うことができる。
装置においてプラズマを点灯させるには、高周波が印加
される高周波電極へある値以上の高周波電圧を印加する
必要がある。このプラズマ点灯に必要な印加電圧は、成
膜条件により異なるが、一般に、パッシェンの法則によ
り、ガス圧と電極間距離の積の値により決定される。一
般のスパッタリング装置やＣＶＤ装置においては、該電
極間距離は数ｃｍ程度であり、電極間距離の条件によれ
ば、１０-2〜１０0 Ｔｏｒｒの範囲のガス圧において容
易にプラズマ点灯を行うことができる。
【０００８】しかし、スパッタリング等では成膜時ガス
圧として、プラズマ点灯以外の成膜条件から一般に１０
-2Ｔｏｒｒ以下が要求される。このようなガス圧の条件
の場合、プラズマ点灯を可能とするために高い印加電圧
が必要となり、従来の成膜装置においては、プラズマ点
灯が困難となるという問題点がある。
圧として、プラズマ点灯以外の成膜条件から一般に１０
-2Ｔｏｒｒ以下が要求される。このようなガス圧の条件
の場合、プラズマ点灯を可能とするために高い印加電圧
が必要となり、従来の成膜装置においては、プラズマ点
灯が困難となるという問題点がある。
【０００９】以下、該問題点について説明する。前記し
た図６に示すプラズマ発生装置の等価回路において、プ
ラズマ点灯していない場合のプラズマ発生装置の等価回
路は、図５の（ｃ）に示すように、コンデンサ容量分Ｃ
L と抵抗分ＲL の直列回路として表される。なお、コン
デンサ容量分ＣL は、高周波電極３１周辺でのプラズマ
発生を防止するために設置されるアースシールド３２に
より形成されるコンデンサ容量であり、抵抗分ＲL は、
ジュール熱を発生する高周波電極３１における抵抗分で
ある。なお、該抵抗分には整合回路内の線路における抵
抗分も含んでいる。一方、プラズマ点灯している場合に
プラズマ発生装置の等価回路においては、前記プラズマ
点灯していない場合の等価回路にプラズマ自身が有する
コンデンサ容量分及び抵抗分が追加される構成となる。
た図６に示すプラズマ発生装置の等価回路において、プ
ラズマ点灯していない場合のプラズマ発生装置の等価回
路は、図５の（ｃ）に示すように、コンデンサ容量分Ｃ
L と抵抗分ＲL の直列回路として表される。なお、コン
デンサ容量分ＣL は、高周波電極３１周辺でのプラズマ
発生を防止するために設置されるアースシールド３２に
より形成されるコンデンサ容量であり、抵抗分ＲL は、
ジュール熱を発生する高周波電極３１における抵抗分で
ある。なお、該抵抗分には整合回路内の線路における抵
抗分も含んでいる。一方、プラズマ点灯している場合に
プラズマ発生装置の等価回路においては、前記プラズマ
点灯していない場合の等価回路にプラズマ自身が有する
コンデンサ容量分及び抵抗分が追加される構成となる。
【００１０】高周波電源の出力電圧が一定の場合、整合
装置によって整合がとれている程、高周波電極には高い
電圧が印加され、プラズマ点灯が容易となる。整合がと
れている場合の整合装置２のコンデンサＣ1 及びＣ2 の
容量Ｃ1m、Ｃ2mは、次の式で表される。
装置によって整合がとれている程、高周波電極には高い
電圧が印加され、プラズマ点灯が容易となる。整合がと
れている場合の整合装置２のコンデンサＣ1 及びＣ2 の
容量Ｃ1m、Ｃ2mは、次の式で表される。
【００１１】 Ｃ1m＝１／〔２πｆ・｛２πｆ・Ｌ1 −１／２πｆ・ＣL −ＲL ・（Ｒout ／ＲL −１）1/2 ｝〕…（１） Ｃ2m＝（Ｒout ／ＲL −１）1/2 ／（２πｆ・Ｒout ） …（２） ここで、ＲL ，ＣL はプラズマ成膜装置の抵抗分、及び
容量分であり、Ｌ1 はコンデンサＣ1 と直列に接続され
ているインダクタンスであり、ｆは高周波の周波数であ
り、Ｒout は高周波電源の出力インピーダンスである。
容量分であり、Ｌ1 はコンデンサＣ1 と直列に接続され
ているインダクタンスであり、ｆは高周波の周波数であ
り、Ｒout は高周波電源の出力インピーダンスである。
【００１２】上記式において、Ｌ1 ，ｆ，Ｒout は一定
値であるが、ＲL ，ＣL はプラズマ点灯の前後において
変化する値である。特に、ＲL は大きく変化するため、
プラズマ点灯の前後におけるＣ2mは大きく変化する。一
般に、プラズマ消灯時のＲLは１０-1Ω程度の大きさで
あり、プラズマ点灯時は数Ω程度となる。整合がとれて
いる場合のプラズマ点灯の前後におけるコンデンサＣ2
の容量Ｃ2mは、例えば、プラズマ消灯時のＲL の値を
０．５Ω、プラズマ点灯時のＲL の値を５Ω、Ｒout の
値を５０Ω、ｆを１３．５６ＭＨｚとすると、前記Ｃ2m
の式（２）から、プラズマ消灯時のＣ2m（消灯）の値
は、Ｃ2m（消灯）＝２３４０ｐＦとなり、また、プラズ
マ点灯時のＣ2m（点灯）の値は、Ｃ2m（点灯）＝７００
ｐＦとなる。
値であるが、ＲL ，ＣL はプラズマ点灯の前後において
変化する値である。特に、ＲL は大きく変化するため、
プラズマ点灯の前後におけるＣ2mは大きく変化する。一
般に、プラズマ消灯時のＲLは１０-1Ω程度の大きさで
あり、プラズマ点灯時は数Ω程度となる。整合がとれて
いる場合のプラズマ点灯の前後におけるコンデンサＣ2
の容量Ｃ2mは、例えば、プラズマ消灯時のＲL の値を
０．５Ω、プラズマ点灯時のＲL の値を５Ω、Ｒout の
値を５０Ω、ｆを１３．５６ＭＨｚとすると、前記Ｃ2m
の式（２）から、プラズマ消灯時のＣ2m（消灯）の値
は、Ｃ2m（消灯）＝２３４０ｐＦとなり、また、プラズ
マ点灯時のＣ2m（点灯）の値は、Ｃ2m（点灯）＝７００
ｐＦとなる。
【００１３】したがって、プラズマ点灯の前後において
整合をとるためには 整合装置２のコンデンサＣ2 を可
変コンデンサにより構成し、その可変範囲が７００ｐＦ
〜２３４０ｐＦをカバーするものであればよく、これに
より、プラズマの有無にかかわらずに整合条件を満足す
ることができ、高周波電極に対して効率よく電圧を印加
することができる。
整合をとるためには 整合装置２のコンデンサＣ2 を可
変コンデンサにより構成し、その可変範囲が７００ｐＦ
〜２３４０ｐＦをカバーするものであればよく、これに
より、プラズマの有無にかかわらずに整合条件を満足す
ることができ、高周波電極に対して効率よく電圧を印加
することができる。
【００１４】しかし、一般に市販されている可変コンデ
ンサの容量の可変範囲は、例えば、エアバリコンでは約
２０ｐＦ〜４００ｐＦであって、せいぜい５００ｐＦ程
度であり、前記した整合のための可変範囲（７００ｐＦ
〜２３４０ｐＦ）をカバーする可変コンデンサを使用す
る場合には、前記容量範囲を満足するような特殊な可変
コンデンサが必要となり、大きさやコストの点で問題を
有している。
ンサの容量の可変範囲は、例えば、エアバリコンでは約
２０ｐＦ〜４００ｐＦであって、せいぜい５００ｐＦ程
度であり、前記した整合のための可変範囲（７００ｐＦ
〜２３４０ｐＦ）をカバーする可変コンデンサを使用す
る場合には、前記容量範囲を満足するような特殊な可変
コンデンサが必要となり、大きさやコストの点で問題を
有している。
【００１５】従来、この整合装置のコンデンサは可変コ
ンデンサと固定コンデンサによって構成するものが知ら
れているが、この構成では大きな容量が必要なプラズマ
消灯時において十分な容量を形成できず、最適な整合状
態を実現することができない。この不十分な整合状態で
は、高周波電極電圧をあまり高くすることができず、ガ
ス圧が低い場合等においては、プラズマを点灯できない
ことになる。
ンデンサと固定コンデンサによって構成するものが知ら
れているが、この構成では大きな容量が必要なプラズマ
消灯時において十分な容量を形成できず、最適な整合状
態を実現することができない。この不十分な整合状態で
は、高周波電極電圧をあまり高くすることができず、ガ
ス圧が低い場合等においては、プラズマを点灯できない
ことになる。
【００１６】また、容量マルチプライヤ等の手段によっ
て可変容量コンデンサを実現することも考えられるが、
この場合には使用できる周波数範囲が１ｋＨｚ程度であ
り、プラズマを用いた成膜装置において一般に用いられ
る周波数１３．５６ＭＨｚに適用することはできない。
て可変容量コンデンサを実現することも考えられるが、
この場合には使用できる周波数範囲が１ｋＨｚ程度であ
り、プラズマを用いた成膜装置において一般に用いられ
る周波数１３．５６ＭＨｚに適用することはできない。
【００１７】そこで、本発明は前記した従来の成膜装置
の問題点を解決し、プラズマの消灯、点灯にかかわらず
常に高周波電源との整合条件を満足することができる成
膜装置を提供することを目的とする。
の問題点を解決し、プラズマの消灯、点灯にかかわらず
常に高周波電源との整合条件を満足することができる成
膜装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、高周波電力が
供給され内部で成膜を行う成膜手段と、成膜手段に高周
波電力を供給するための高周波電源と、成膜手段と高周
波電源との間に配置され両者の整合をとる整合装置とを
備えた成膜装置において、整合装置を、成膜手段に直列
接続される第１可変リアクタンス回路と、高周波電源と
並列接続される第２可変リアクタンス回路により構成
し、その第２可変リアクタンス回路を、可変容量性リア
クタンス素子と誘導性リアクタンス素子の直列回路によ
り構成される容量性リアクタンスとし、高周波電源から
の投入高周波周波数におけるリアクタンス容量の可変範
囲を増大させることにより、前記目的を達成する。
供給され内部で成膜を行う成膜手段と、成膜手段に高周
波電力を供給するための高周波電源と、成膜手段と高周
波電源との間に配置され両者の整合をとる整合装置とを
備えた成膜装置において、整合装置を、成膜手段に直列
接続される第１可変リアクタンス回路と、高周波電源と
並列接続される第２可変リアクタンス回路により構成
し、その第２可変リアクタンス回路を、可変容量性リア
クタンス素子と誘導性リアクタンス素子の直列回路によ
り構成される容量性リアクタンスとし、高周波電源から
の投入高周波周波数におけるリアクタンス容量の可変範
囲を増大させることにより、前記目的を達成する。
【００１９】本発明により増大されるリアクタンス容量
の可変範囲は、第２可変リアクタンス回路を構成する誘
導性リアクタンス素子の値により変更することができる
ものであり、これによるリアクタンス容量の可変範囲の
増大によって、プラズマの消灯、点灯にかかわらず常に
高周波電源との整合条件を満足することができるもので
ある。
の可変範囲は、第２可変リアクタンス回路を構成する誘
導性リアクタンス素子の値により変更することができる
ものであり、これによるリアクタンス容量の可変範囲の
増大によって、プラズマの消灯、点灯にかかわらず常に
高周波電源との整合条件を満足することができるもので
ある。
【００２０】また、本発明における第２可変リアクタン
ス回路は容量性リアクタンスであり、第２可変リアクタ
ンス回路のリアクタンスが負の値となるように誘導性リ
アクタンス素子の値を設定することにより、容量性リア
クタンスとすることができるものである。
ス回路は容量性リアクタンスであり、第２可変リアクタ
ンス回路のリアクタンスが負の値となるように誘導性リ
アクタンス素子の値を設定することにより、容量性リア
クタンスとすることができるものである。
【００２１】
【作用】高周波電力が供給され内部で成膜を行う成膜手
段と、成膜手段に高周波電力を供給するための高周波電
源と、成膜手段と高周波電源との間に配置され両者の整
合をとる整合装置とを備えた成膜装置において、成膜手
段に直列接続される第１可変リアクタンス回路と、高周
波電源と並列接続される第２可変リアクタンス回路によ
り整合装置を構成し、その第２可変リアクタンス回路
を、可変容量性リアクタンス素子と誘導性リアクタンス
素子の直列回路により構成する。
段と、成膜手段に高周波電力を供給するための高周波電
源と、成膜手段と高周波電源との間に配置され両者の整
合をとる整合装置とを備えた成膜装置において、成膜手
段に直列接続される第１可変リアクタンス回路と、高周
波電源と並列接続される第２可変リアクタンス回路によ
り整合装置を構成し、その第２可変リアクタンス回路
を、可変容量性リアクタンス素子と誘導性リアクタンス
素子の直列回路により構成する。
【００２２】この第２可変リアクタンス回路において、
誘導性リアクタンス素子の値は、高周波電源の投入周波
数と可変容量性リアクタンス素子の最大容量値に応じた
値を用いて、第２可変リアクタンス回路のリアクタンス
が負の値となるように設定され、容量性リアクタンスと
なる。
誘導性リアクタンス素子の値は、高周波電源の投入周波
数と可変容量性リアクタンス素子の最大容量値に応じた
値を用いて、第２可変リアクタンス回路のリアクタンス
が負の値となるように設定され、容量性リアクタンスと
なる。
【００２３】そして、誘導性リアクタンス素子の値を変
更することにより、高周波電源からの投入高周波周波数
におけるリアクタンス容量の可変範囲を、可変容量性リ
アクタンス素子の持つリアクタンス容量の可変範囲より
も増大させる。これにより、プラズマの消灯、点灯によ
り変化する可変容量性リアクタンス素子の整合条件を、
プラズマの消灯、点灯にかかわらず満足するようにし、
常に高周波電源との整合条件を満足させることを可能と
するものである。
更することにより、高周波電源からの投入高周波周波数
におけるリアクタンス容量の可変範囲を、可変容量性リ
アクタンス素子の持つリアクタンス容量の可変範囲より
も増大させる。これにより、プラズマの消灯、点灯によ
り変化する可変容量性リアクタンス素子の整合条件を、
プラズマの消灯、点灯にかかわらず満足するようにし、
常に高周波電源との整合条件を満足させることを可能と
するものである。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照しながら詳
細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものでは
ない。
細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものでは
ない。
【００２５】（実施例の構成）はじめに、本発明の成膜
装置の一実施例の構成について、図１を用いて説明す
る。
装置の一実施例の構成について、図１を用いて説明す
る。
【００２６】図１において、前記図４に示す従来の構成
図とほぼ同様であり、高周波電源１と、整合装置２、及
びプラズマ発生装置３から構成され、高周波電源１と整
合装置２との間は、整合をとるために特性インピーダン
スの値が高周波電源１の出力インピーダンス値と同じ大
きさに設定された図示しない同軸線路等によって接続さ
れている。この構成により、高周波電源１からの高周波
電力は、整合装置２を介してプラズマ発生装置３に供給
される。
図とほぼ同様であり、高周波電源１と、整合装置２、及
びプラズマ発生装置３から構成され、高周波電源１と整
合装置２との間は、整合をとるために特性インピーダン
スの値が高周波電源１の出力インピーダンス値と同じ大
きさに設定された図示しない同軸線路等によって接続さ
れている。この構成により、高周波電源１からの高周波
電力は、整合装置２を介してプラズマ発生装置３に供給
される。
【００２７】そして、前記成膜装置における整合装置２
は、高周波電源１とプラズマ発生装置３との間に直列接
続されるコンデンサＣ1 とインダクタンスＬ1 の直列回
路である第１リアクタンス回路２１と、高周波電源１と
プラズマ発生装置３に並列接続されるコンデンサＣ2 と
インダクタンスＬ2 の直列回路である第２リアクタンス
回路２２とから構成され、該第２リアクタンス回路２２
中のコンデンサＣ2 にインダクタンスＬ2 を直列接続し
た構成の点で、従来の成膜装置の整合装置と相違してい
る。
は、高周波電源１とプラズマ発生装置３との間に直列接
続されるコンデンサＣ1 とインダクタンスＬ1 の直列回
路である第１リアクタンス回路２１と、高周波電源１と
プラズマ発生装置３に並列接続されるコンデンサＣ2 と
インダクタンスＬ2 の直列回路である第２リアクタンス
回路２２とから構成され、該第２リアクタンス回路２２
中のコンデンサＣ2 にインダクタンスＬ2 を直列接続し
た構成の点で、従来の成膜装置の整合装置と相違してい
る。
【００２８】なお、プラズマ発生装置３は、前記した従
来の成膜装置と同様に、プラズマを発生させるための高
周波電極３１と、高周波電極３１の周辺でのプラズマ発
生を防止するために設置されるアースシールド３２とを
有しており、図５のプラズマ発生装置の等価回路に示す
ように、プラズマ発生装置の抵抗分ＲL とコンデンサ容
量分ＣL の直列回路として表される。
来の成膜装置と同様に、プラズマを発生させるための高
周波電極３１と、高周波電極３１の周辺でのプラズマ発
生を防止するために設置されるアースシールド３２とを
有しており、図５のプラズマ発生装置の等価回路に示す
ように、プラズマ発生装置の抵抗分ＲL とコンデンサ容
量分ＣL の直列回路として表される。
【００２９】そして、図１の本発明の実施例のプラズマ
発生装置、および整合装置を等価回路で表すと、図２の
等価回路となる。
発生装置、および整合装置を等価回路で表すと、図２の
等価回路となる。
【００３０】（実施例の作用）本発明の実施例におけ
る、整合装置の第２リアクタンス回路２２のみを、図３
の本発明の実施例の第２リアクタンス回路の回路図に示
す。図３において、第２リアクタンス回路の合成リアク
タンスＸは、 Ｘ＝２πｆ・Ｌ2 −１／２πｆ・Ｃ2 …（３） で表される。ここで、インダクタンスＬ2 を次式が満足
するように選択する。
る、整合装置の第２リアクタンス回路２２のみを、図３
の本発明の実施例の第２リアクタンス回路の回路図に示
す。図３において、第２リアクタンス回路の合成リアク
タンスＸは、 Ｘ＝２πｆ・Ｌ2 −１／２πｆ・Ｃ2 …（３） で表される。ここで、インダクタンスＬ2 を次式が満足
するように選択する。
【００３１】 ２πｆ・Ｌ2 ＝α／２πｆ・Ｃ2max …（４） ここで、αは（０＜α＜１）を満たす任意の数である。
【００３２】前記式（４）を満足するインダクタンスＬ
2 を選ぶことにより、式（３）の第２リアクタンス回路
の合成リアクタンスＸは常に容量性のリアクタンスとな
り、このときの容量をＣとすると、図３に示すように可
変容量性リアクタンス素子Ｃ2 と誘導性リアクタンス素
子Ｌ2 の直列回路からなる第２リアクタンス回路は、可
変容量性リアクタンス素子Ｃとして取り扱うことがで
き、その容量値は、 Ｃ＝〔１／（１−α・Ｃ2 ／Ｃ2max）〕・Ｃ2 …（５） となる。この容量Ｃは、第２リアクタンス回路２２中の
コンデンサＣ2 の容量を最小の容量Ｃ2minから最大の容
量Ｃ2maxに変化させることにより、Ｃmin からＣmax に
変化する。なお、第２リアクタンス回路の合成リアクタ
ンスの最小値Ｃmin 、及び最大値Ｃmax は次式で表され
る。
2 を選ぶことにより、式（３）の第２リアクタンス回路
の合成リアクタンスＸは常に容量性のリアクタンスとな
り、このときの容量をＣとすると、図３に示すように可
変容量性リアクタンス素子Ｃ2 と誘導性リアクタンス素
子Ｌ2 の直列回路からなる第２リアクタンス回路は、可
変容量性リアクタンス素子Ｃとして取り扱うことがで
き、その容量値は、 Ｃ＝〔１／（１−α・Ｃ2 ／Ｃ2max）〕・Ｃ2 …（５） となる。この容量Ｃは、第２リアクタンス回路２２中の
コンデンサＣ2 の容量を最小の容量Ｃ2minから最大の容
量Ｃ2maxに変化させることにより、Ｃmin からＣmax に
変化する。なお、第２リアクタンス回路の合成リアクタ
ンスの最小値Ｃmin 、及び最大値Ｃmax は次式で表され
る。
【００３３】 Ｃmin ＝〔１／（１−α・Ｃ2min／Ｃ2max）〕・Ｃ2min …（６） Ｃmax ＝〔１／（１−α）〕・Ｃ2max …（７） 一般に、コンデンサＣ2 の容量においては、Ｃ2max＞＞
Ｃ2minの関係があり、この関係から、第２リアクタンス
回路の合成リアクタンスの容量の最小値Ｃminは、ほぼ
第２リアクタンス回路のコンデンサＣ2 の最小容量Ｃ
2minとなる。したがって、前記式（４）を満たすような
誘導性リアクタンス素子Ｌ2 をコンデンサＣ2 に直列接
続すると、第２リアクタンス回路の合成リアクタンスの
容量Ｃの最小値Ｃmin をコンデンサＣ2 の最小容量Ｃ
2minと設定することができる。
Ｃ2minの関係があり、この関係から、第２リアクタンス
回路の合成リアクタンスの容量の最小値Ｃminは、ほぼ
第２リアクタンス回路のコンデンサＣ2 の最小容量Ｃ
2minとなる。したがって、前記式（４）を満たすような
誘導性リアクタンス素子Ｌ2 をコンデンサＣ2 に直列接
続すると、第２リアクタンス回路の合成リアクタンスの
容量Ｃの最小値Ｃmin をコンデンサＣ2 の最小容量Ｃ
2minと設定することができる。
【００３４】また、前記式（７）の関係から、第２リア
クタンス回路の合成リアクタンスの容量の最大値Ｃmax
を、コンデンサＣ2 の最大値Ｃ2maxの１／（１−α）倍
に設定することができる。そして、このαを適当に選択
することにより、可変範囲の限定された可変コンデンサ
において、プラズマ消灯時及び点灯時の両方において、
整合条件を満足することが可能となる。
クタンス回路の合成リアクタンスの容量の最大値Ｃmax
を、コンデンサＣ2 の最大値Ｃ2maxの１／（１−α）倍
に設定することができる。そして、このαを適当に選択
することにより、可変範囲の限定された可変コンデンサ
において、プラズマ消灯時及び点灯時の両方において、
整合条件を満足することが可能となる。
【００３５】（実施例の数値例）前記構成による本発明
の実施例において、可変容量の可変範囲が、Ｃ2min＝２
０ｐＦ，Ｃ2max＝５００ｐＦの可変コンデンサを、第２
リアクタンス回路に使用し、αの値を０．８となるよう
に式（４）から誘導性リアクタンス素子Ｌ2 の値を選択
すると、Ｌ2 ＝０．２２μＨとなる。このときの第２リ
アクタンス回路の合成リアクタンスの容量の最小値Ｃ
min は前記式（６）から、Ｃmin ＝２１ｐＦとなり、最
大値Ｃmax は前記式（７）からＣmax ＝５００／（１−
０．８）＝２５００ｐＦとなる。
の実施例において、可変容量の可変範囲が、Ｃ2min＝２
０ｐＦ，Ｃ2max＝５００ｐＦの可変コンデンサを、第２
リアクタンス回路に使用し、αの値を０．８となるよう
に式（４）から誘導性リアクタンス素子Ｌ2 の値を選択
すると、Ｌ2 ＝０．２２μＨとなる。このときの第２リ
アクタンス回路の合成リアクタンスの容量の最小値Ｃ
min は前記式（６）から、Ｃmin ＝２１ｐＦとなり、最
大値Ｃmax は前記式（７）からＣmax ＝５００／（１−
０．８）＝２５００ｐＦとなる。
【００３６】したがって、前記実施例の構成とすること
により、第２リアクタンス回路の合成リアクタンスの容
量値の可変範囲内に、プラズマ消灯時の第２リアクタン
ス回路の合成リアクタンスの整合時の容量条件である２
３４０ｐＦと、プラズマ点灯時の第２リアクタンス回路
の合成リアクタンスの整合時の容量条件である７００ｐ
ｆの範囲を含むように設定することができ、プラズマ消
灯時に効率よく高周波電極に対して高周波電圧を印加す
ることができ、また、プラズマ点灯後においても整合を
とることができる。
により、第２リアクタンス回路の合成リアクタンスの容
量値の可変範囲内に、プラズマ消灯時の第２リアクタン
ス回路の合成リアクタンスの整合時の容量条件である２
３４０ｐＦと、プラズマ点灯時の第２リアクタンス回路
の合成リアクタンスの整合時の容量条件である７００ｐ
ｆの範囲を含むように設定することができ、プラズマ消
灯時に効率よく高周波電極に対して高周波電圧を印加す
ることができ、また、プラズマ点灯後においても整合を
とることができる。
【００３７】（他の実施例）次に、本発明の他の実施例
について説明する。本発明の他の実施例は、前記実施例
の可変容量リアクタンス素子と誘導性リアクタンス素子
の直列回路からなる第２リアクタンス回路において、該
直列回路に第２の誘導性リアクタンス素子Ｌ3 を並列接
続した構成とするものである。図７は、本発明の他の実
施例の第２リアクタンス回路の回路図である。図７にお
いて、第２リアクタンス回路の合成リアクタンスＸは、 Ｘ＝２πｆ・Ｌ3 ・｛１−（２πｆ）2 ・Ｃ2 ・Ｌ2 ｝／ ｛１−（２πｆ）2 ・Ｃ2 ・Ｌ2 −（２πｆ）2 ・Ｃ2 ・Ｌ3 ｝…（８） で表される。ここで、αは（０＜α＜１）を満たす任意
の数として、インダクタンスＬ2 を次式が満足するよう
に選択すると、 ２πｆ・Ｌ2 ＝α／２πｆ・Ｃ2max …（９） となり、式（８）の第２リアクタンス回路の合成リアク
タンスＸは常に容量性のリアクタンスとなる。このとき
の容量をＣとすると、図７に示すように可変容量性リア
クタンス素子Ｃ2 及び誘導性リアクタンス素子Ｌ2 の直
列回路と、第２の誘導性リアクタンス素子Ｌ3 との並列
回路からなる第２リアクタンス回路は、可変容量性リア
クタンス素子Ｃとして取り扱うことができ、その容量値
は、 Ｃ＝〔１−α・Ｃ2 ／Ｃ2max−（２πｆ）2 ・Ｃ2 ・Ｌ3 〕／ 〔（２πｆ）2 ・Ｌ3 ｛α・Ｃ2 ／Ｃ2max−１｝〕 …（１０） となる。この容量Ｃは、第２リアクタンス回路２２中の
可変容量性リアクタンス素子Ｃ2 の容量を最小の容量Ｃ
2minから最大の容量Ｃ2maxに変化させ、Ｃ2max＞＞Ｃ
2minの関係により、次式で表される最小値Ｃmin から最
大値Ｃmax に変化する。
について説明する。本発明の他の実施例は、前記実施例
の可変容量リアクタンス素子と誘導性リアクタンス素子
の直列回路からなる第２リアクタンス回路において、該
直列回路に第２の誘導性リアクタンス素子Ｌ3 を並列接
続した構成とするものである。図７は、本発明の他の実
施例の第２リアクタンス回路の回路図である。図７にお
いて、第２リアクタンス回路の合成リアクタンスＸは、 Ｘ＝２πｆ・Ｌ3 ・｛１−（２πｆ）2 ・Ｃ2 ・Ｌ2 ｝／ ｛１−（２πｆ）2 ・Ｃ2 ・Ｌ2 −（２πｆ）2 ・Ｃ2 ・Ｌ3 ｝…（８） で表される。ここで、αは（０＜α＜１）を満たす任意
の数として、インダクタンスＬ2 を次式が満足するよう
に選択すると、 ２πｆ・Ｌ2 ＝α／２πｆ・Ｃ2max …（９） となり、式（８）の第２リアクタンス回路の合成リアク
タンスＸは常に容量性のリアクタンスとなる。このとき
の容量をＣとすると、図７に示すように可変容量性リア
クタンス素子Ｃ2 及び誘導性リアクタンス素子Ｌ2 の直
列回路と、第２の誘導性リアクタンス素子Ｌ3 との並列
回路からなる第２リアクタンス回路は、可変容量性リア
クタンス素子Ｃとして取り扱うことができ、その容量値
は、 Ｃ＝〔１−α・Ｃ2 ／Ｃ2max−（２πｆ）2 ・Ｃ2 ・Ｌ3 〕／ 〔（２πｆ）2 ・Ｌ3 ｛α・Ｃ2 ／Ｃ2max−１｝〕 …（１０） となる。この容量Ｃは、第２リアクタンス回路２２中の
可変容量性リアクタンス素子Ｃ2 の容量を最小の容量Ｃ
2minから最大の容量Ｃ2maxに変化させ、Ｃ2max＞＞Ｃ
2minの関係により、次式で表される最小値Ｃmin から最
大値Ｃmax に変化する。
【００３８】 Ｃmin ＝Ｃ2min−１／｛（２πｆ）2 ・Ｌ3 ｝ …（１１） Ｃmax ＝〔１／（１−α）〕・Ｃ2max−１／｛（２πｆ）2 ・Ｌ3 ｝ …（１２） したがって、前記式（９）を満たすような誘導性リアク
タンス素子Ｌ2 をコンデンサＣ2 に直列接続すると、第
２リアクタンス回路の合成リアクタンスの容量Ｃの最小
値Ｃmin をコンデンサＣ2 の最小容量Ｃ2minから１／
｛（２πｆ）2 ・Ｌ3 ｝だけ減算した値に設定して、前
記実施例１の最小容量Ｃ2minより１／｛（２πｆ）2 ・
Ｌ3 ｝だけ小さい容量を設定することができ、また、第
２リアクタンス回路の合成リアクタンスの容量の最大値
Ｃmax を、コンデンサＣ2 の最大値Ｃ2maxの１／（１−
α）倍した値から１／｛（２πｆ）2 ・Ｌ3 ｝だけ減算
した値に設定して、αを適当に選択することにより、可
変容量性リアクタンス素子Ｃ2 を単独で設けたときの値
のほぼ１／（１−α）倍の容量に設定でき、可変範囲の
限定された可変コンデンサにおいて、プラズマ消灯時及
び点灯時の両方において、整合条件を満足することが可
能となる。
タンス素子Ｌ2 をコンデンサＣ2 に直列接続すると、第
２リアクタンス回路の合成リアクタンスの容量Ｃの最小
値Ｃmin をコンデンサＣ2 の最小容量Ｃ2minから１／
｛（２πｆ）2 ・Ｌ3 ｝だけ減算した値に設定して、前
記実施例１の最小容量Ｃ2minより１／｛（２πｆ）2 ・
Ｌ3 ｝だけ小さい容量を設定することができ、また、第
２リアクタンス回路の合成リアクタンスの容量の最大値
Ｃmax を、コンデンサＣ2 の最大値Ｃ2maxの１／（１−
α）倍した値から１／｛（２πｆ）2 ・Ｌ3 ｝だけ減算
した値に設定して、αを適当に選択することにより、可
変容量性リアクタンス素子Ｃ2 を単独で設けたときの値
のほぼ１／（１−α）倍の容量に設定でき、可変範囲の
限定された可変コンデンサにおいて、プラズマ消灯時及
び点灯時の両方において、整合条件を満足することが可
能となる。
【００３９】前記実施例の数値例と同様の値を用いて、
第２リアクタンス回路の合成リアクタンスの容量の最小
値Ｃmin 、及び最大値Ｃmax を求めると、例えば、第２
の誘導性リアクタンス素子Ｌ3 を１４μＨとすると、Ｃ
min ＝２１ｐＦ−１０ｐＦ＝１１ｐＦとなり、最大値Ｃ
max はＣmax ＝２５００ｐＦ−１０ｐＦ＝２４９０ｐＦ
となる。
第２リアクタンス回路の合成リアクタンスの容量の最小
値Ｃmin 、及び最大値Ｃmax を求めると、例えば、第２
の誘導性リアクタンス素子Ｌ3 を１４μＨとすると、Ｃ
min ＝２１ｐＦ−１０ｐＦ＝１１ｐＦとなり、最大値Ｃ
max はＣmax ＝２５００ｐＦ−１０ｐＦ＝２４９０ｐＦ
となる。
【００４０】したがって、前記実施例の構成とすること
により、第２リアクタンス回路の合成リアクタンスの容
量値の最小値Ｃmin 側の可変範囲を拡大することが可能
となる。
により、第２リアクタンス回路の合成リアクタンスの容
量値の最小値Ｃmin 側の可変範囲を拡大することが可能
となる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
成膜装置において、プラズマの消灯、点灯にかかわらず
常に高周波電源との整合条件を満足することができる。
成膜装置において、プラズマの消灯、点灯にかかわらず
常に高周波電源との整合条件を満足することができる。
【図１】本発明の成膜装置の一実施例の構成図である。
【図２】本発明の成膜装置の一実施例の等価回路図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施例の第２リアクタンス回路の回路
図である。
図である。
【図４】従来の成膜装置の構成図である。
【図５】プラズマ発生装置の等価回路である。
【図６】従来の成膜装置の等価回路図である。
【図７】本発明の他の実施例の第２リアクタンス回路の
回路図である。
回路図である。
１…高周波電源、２…整合装置、３…プラズマ発生装
置、２１…第１リアクタンス回路、２２…第２リアクタ
ンス回路、３１…高周波電極、３２…アースシールド
置、２１…第１リアクタンス回路、２２…第２リアクタ
ンス回路、３１…高周波電極、３２…アースシールド
Claims (1)
- 【請求項１】 高周波電力が供給され内部で成膜を行う
成膜手段と、前記成膜手段に高周波電力を供給するため
の高周波電源と、成膜手段と高周波電源との間に配置さ
れ両者の整合をとる整合装置とを備えた成膜装置におい
て、 前記整合装置は、前記成膜手段に直列接続される第１可
変リアクタンス回路と、高周波電源と並列接続される第
２可変リアクタンス回路を備え、 前記第２可変リアクタンス回路は、可変容量性リアクタ
ンス素子と誘導性リアクタンス素子の直列回路により構
成される容量性リアクタンスであって、前記高周波電源
からの投入高周波周波数におけるリアクタンス容量の可
変範囲を増大させることを特徴とする成膜装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28334293A JPH07142387A (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | 成膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28334293A JPH07142387A (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | 成膜装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07142387A true JPH07142387A (ja) | 1995-06-02 |
Family
ID=17664249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28334293A Withdrawn JPH07142387A (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | 成膜装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07142387A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100416373B1 (ko) * | 2000-11-21 | 2004-01-31 | 삼성전자주식회사 | 알에프 매칭 유닛 |
| JP2006179499A (ja) * | 2006-02-20 | 2006-07-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 整合回路、プラズマ処理方法及び装置 |
-
1993
- 1993-11-12 JP JP28334293A patent/JPH07142387A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100416373B1 (ko) * | 2000-11-21 | 2004-01-31 | 삼성전자주식회사 | 알에프 매칭 유닛 |
| JP2006179499A (ja) * | 2006-02-20 | 2006-07-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 整合回路、プラズマ処理方法及び装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010130 |