[go: up one dir, main page]

JP2011181292A - Antenna for plasma treatment device, and plasma treatment device using the same - Google Patents

Antenna for plasma treatment device, and plasma treatment device using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2011181292A
JP2011181292A JP2010043538A JP2010043538A JP2011181292A JP 2011181292 A JP2011181292 A JP 2011181292A JP 2010043538 A JP2010043538 A JP 2010043538A JP 2010043538 A JP2010043538 A JP 2010043538A JP 2011181292 A JP2011181292 A JP 2011181292A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vacuum vessel
antenna
protective tube
frequency
electric field
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP2010043538A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5684483B2 (en
Inventor
Yuichi Setsuhara
裕一 節原
Akinori Ebe
明憲 江部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EMD Corp
Original Assignee
EMD Corp
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 EMD Corp filed Critical EMD Corp
Priority to JP2010043538A priority Critical patent/JP5684483B2/en
Publication of JP2011181292A publication Critical patent/JP2011181292A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5684483B2 publication Critical patent/JP5684483B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

【課題】薄膜の材料が表面に付着しても、高周波誘導電界の遮蔽や強度の減衰を抑えることができる高周波アンテナを提供する。
【解決手段】高周波アンテナ10は、線状のアンテナ導体13と、アンテナ導体13の周囲に設けられた誘電体製保護管14と、誘電体製保護管14の周囲に設けられたシールドであってアンテナ導体13の長手方向の任意の線上において誘電体製保護管14を少なくとも1箇所覆うと共に少なくとも1個の開口153を有する堆積物シールド15とを備える。薄膜材料は保護管及び堆積物シールドの表面に付着するが、アンテナ導体の長手方向の少なくとも1箇所で途切れる。そのため、薄膜材料が導電性のものである場合には高周波誘導電界が遮蔽されることを防ぐことができ、導電性以外のものの場合には高周波誘導電界の強度が減衰することを抑えることができる。
【選択図】図1
Provided is a high frequency antenna capable of suppressing high frequency induction electric field shielding and strength attenuation even when a thin film material adheres to the surface.
A high frequency antenna includes a linear antenna conductor, a dielectric protective tube provided around the antenna conductor, and a shield provided around the dielectric protective tube. A deposit shield 15 that covers at least one dielectric protective tube 14 on an arbitrary line in the longitudinal direction of the antenna conductor 13 and has at least one opening 153 is provided. The thin film material adheres to the surfaces of the protective tube and the deposit shield, but breaks at at least one point in the longitudinal direction of the antenna conductor. Therefore, it is possible to prevent the high-frequency induction electric field from being shielded when the thin film material is conductive, and to suppress the attenuation of the strength of the high-frequency induction electric field when other than the conductive material. .
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、プラズマを利用したCVD装置やスパッタ装置あるいはエッチング装置等のプラズマ処理装置に用いられる高周波アンテナに関する。本発明は併せて、その高周波アンテナを用いたプラズマ処理装置を提供する。   The present invention relates to a high-frequency antenna used in a plasma processing apparatus such as a CVD apparatus, a sputtering apparatus, or an etching apparatus using plasma. The present invention also provides a plasma processing apparatus using the high-frequency antenna.

近年、真空容器内に高周波アンテナを配置した内部アンテナ方式のプラズマ処理装置が開発され、実用化されている。このプラズマ処理装置では、真空容器内にプラズマを生成するためのガスを導入し、高周波アンテナに高周波電流を流してその周囲に高周波誘導電界を生成することにより、電子を加速し、ガスの分子を電離してプラズマを生成する。このプラズマを用いて、原料のターゲットをスパッタしたもの、あるいは原料のガスを分解したものを基板の表面に供給することにより、薄膜を作製したり、エッチングを行うことができる。   In recent years, an internal antenna type plasma processing apparatus in which a high frequency antenna is disposed in a vacuum vessel has been developed and put into practical use. In this plasma processing apparatus, a gas for generating plasma is introduced into a vacuum vessel, a high-frequency current is passed through a high-frequency antenna to generate a high-frequency induction electric field, thereby accelerating electrons and accelerating the gas molecules. Plasma is generated by ionization. A thin film can be formed or etched by supplying a plasma obtained by sputtering a raw material target or by decomposing a raw material gas to the surface of the substrate.

特許文献1には、U字形の導体から成る高周波アンテナを複数、真空容器内に配置したプラズマ処理装置が開示されている。この装置は、高周波アンテナを複数用いることにより、真空容器内のプラズマ密度の均一性を高めたものである。また、U字形の高周波アンテナは巻数が1回未満の誘導結合アンテナに相当し、巻数が1回以上の誘導結合アンテナよりもインダクタンスが低いため、高周波アンテナの両端に発生する高周波電圧が低減され、生成するプラズマへの静電結合に伴うプラズマ電位の高周波揺動が抑制される。このため、対地電位へのプラズマ電位揺動に伴う過剰な電子損失が低減され、プラズマ電位が低減される。これにより、基板上での低イオンダメージの薄膜形成プロセスが可能となる。   Patent Document 1 discloses a plasma processing apparatus in which a plurality of high-frequency antennas made of U-shaped conductors are arranged in a vacuum vessel. This apparatus uses a plurality of high-frequency antennas to improve the uniformity of the plasma density in the vacuum vessel. In addition, the U-shaped high-frequency antenna corresponds to an inductively coupled antenna having less than one turn, and has a lower inductance than an inductively coupled antenna having one or more turns, so that the high-frequency voltage generated at both ends of the high-frequency antenna is reduced. High frequency fluctuation of the plasma potential accompanying electrostatic coupling to the generated plasma is suppressed. For this reason, excessive electron loss accompanying the plasma potential fluctuation to the ground potential is reduced, and the plasma potential is reduced. This enables a thin film formation process with low ion damage on the substrate.

高周波アンテナが直接プラズマに接触すると、アンテナに発生する高周波電圧のためにアンテナにはプラズマから電子が過剰に流入し、プラズマの電位はアンテナの電位よりも高くなる。このため、アンテナに用いる材料はプラズマによってスパッタされ、それにより高周波アンテナの材料が薄膜に不純物として混入するおそれがある。そのため、特許文献1に記載の装置では、高周波アンテナは、直接プラズマに接触しないように、絶縁体(誘電体)製の保護管で被覆されている。   When the high-frequency antenna is in direct contact with the plasma, excessive electrons flow from the plasma into the antenna due to the high-frequency voltage generated in the antenna, and the plasma potential becomes higher than the antenna potential. For this reason, the material used for the antenna is sputtered by plasma, which may cause the material of the high-frequency antenna to be mixed into the thin film as an impurity. For this reason, in the apparatus described in Patent Document 1, the high-frequency antenna is covered with a protective tube made of an insulator (dielectric) so as not to directly contact the plasma.

特開2001-035697号公報([0050], [0052], [0053], 図1, 図11)JP 2001-035697 ([0050], [0052], [0053], FIG. 1, FIG. 11)

特許文献1のプラズマ処理装置を薄膜の製造やエッチングプロセスのために継続的に使用すると、徐々に保護管の表面に薄膜の材料あるいはエッチングプロセスで用いるガス分子の解離種やバイプロダクトが付着してゆき、やがてその表面全体が堆積物の層で覆われる。このようになると、堆積物が導電性のものである場合には、高周波アンテナに高周波電流を流した時に、それとは逆向きの電流が堆積物層に生成され、それにより高周波誘導電界が遮蔽されてしまう。また、堆積物が導電性を持たないものである場合にも、高周波誘導電界が堆積物層を通過する際にその強度が減衰してしまう。   When the plasma processing apparatus of Patent Document 1 is continuously used for thin film manufacturing and etching processes, the material of the thin film or the dissociated species of gas molecules used in the etching process or the biproduct gradually adhere to the surface of the protective tube. Eventually, the entire surface is eventually covered with a layer of sediment. In this case, when the deposit is conductive, when a high-frequency current is passed through the high-frequency antenna, a reverse current is generated in the deposit layer, thereby shielding the high-frequency induction electric field. End up. Even when the deposit has no electrical conductivity, the strength of the high frequency induction electric field is attenuated when passing through the deposit layer.

本発明が解決しようとする課題は、堆積物がアンテナ保護管の表面に付着しても、高周波誘導電界の遮蔽や強度の減衰が生じることを抑えることができる高周波アンテナを提供することである。併せて、この高周波アンテナを用いたプラズマ処理装置を提供する。   The problem to be solved by the present invention is to provide a high-frequency antenna capable of suppressing the shielding of the high-frequency induction electric field and the attenuation of the strength even when deposits adhere to the surface of the antenna protection tube. In addition, a plasma processing apparatus using the high-frequency antenna is provided.

上記課題を解決するために成された本発明に係る高周波アンテナは、真空容器内に配置され、高周波電流を流すことにより該真空容器内に高周波誘導電界を形成し、該真空容器内に導入されたプラズマ生成ガスをプラズマ化するための高周波アンテナであって、
a) 線状のアンテナ導体と、
b) 前記アンテナ導体の周囲に設けられた誘電体製の保護管と、
c) 前記保護管の周囲に設けられたシールドであって、前記アンテナ導体の長手方向の任意の線上において、前記保護管を少なくとも1箇所覆うと共に少なくとも1箇所開口を有する堆積物シールドと、
を備えることを特徴とする。
A high-frequency antenna according to the present invention, which has been made to solve the above problems, is disposed in a vacuum vessel, forms a high-frequency induction electric field in the vacuum vessel by flowing a high-frequency current, and is introduced into the vacuum vessel. A high-frequency antenna for converting plasma generated gas into plasma,
a) a linear antenna conductor;
b) a dielectric protective tube provided around the antenna conductor;
c) a shield provided around the protective tube, the deposit shield covering at least one portion of the protective tube and having at least one opening on an arbitrary line in the longitudinal direction of the antenna conductor;
It is characterized by providing.

本発明に係る高周波アンテナでは、薄膜の製造やエッチングプロセスの際に堆積物が、保護管の表面において長手方向に連続して付着するということがなく、また、シールドの表面においても長手方向に連続して堆積するということがないため、堆積物が導電性である場合には、アンテナ導体に高周波電流を流した時に、それとは逆向きの電流が堆積物層に流れるということが妨げられ、高周波誘導電界が遮蔽されることがない。また、導電性を持たない堆積物の場合には、連続した堆積物層により高周波誘導電界が遮蔽されるということがないため、プラズマ生成能の低下を抑えることができる。   In the high-frequency antenna according to the present invention, deposits do not continuously adhere in the longitudinal direction on the surface of the protective tube during the manufacturing or etching process of the thin film, and also in the longitudinal direction on the surface of the shield. Therefore, when the deposit is conductive, when a high-frequency current is passed through the antenna conductor, it is prevented that a current in the opposite direction flows through the deposit layer. The induced electric field is not shielded. Further, in the case of deposits that do not have electrical conductivity, a high frequency induction electric field is not shielded by a continuous deposit layer, so that a decrease in plasma generation capability can be suppressed.

このような堆積物シールドには、例えば保護管の長手方向に関して一部が途切れているものを用いることができる。この場合、シールドが途切れた部分が前記開口に相当する。また、帯状の部材を保護管の長手方向に沿って螺旋状に、帯と帯の間に間隔を空けて設けたものを用いることもできる。この場合、帯と帯の間の空間が前記開口に相当する。あるいは、管状の部材に、その管の周方向に長い形状の孔を多数、周方向の位置をずらして長手方向に並べたものを用いることもできる。   As such a deposit shield, for example, a shield that is partially broken in the longitudinal direction of the protective tube can be used. In this case, the portion where the shield is interrupted corresponds to the opening. In addition, it is possible to use a member in which a belt-like member is provided in a spiral shape along the longitudinal direction of the protective tube with a gap between the belts. In this case, the space between the bands corresponds to the opening. Alternatively, it is also possible to use a tubular member in which a large number of holes having a long shape in the circumferential direction of the tube are arranged in the longitudinal direction with the circumferential position shifted.

堆積物シールドと保護管の間には、保護管から突出し、該保護管の周囲を1周するか又は該保護管の長手方向に沿って螺旋状に延びる区切り部を設けることが望ましい。区切り部により、薄膜の材料が保護管の表面において長手方向に連続して堆積することをより確実に防ぐことができる。   It is desirable to provide a partition between the deposit shield and the protective tube that protrudes from the protective tube and extends around the periphery of the protective tube or spirally along the longitudinal direction of the protective tube. The partition portion can more reliably prevent the thin film material from being continuously deposited in the longitudinal direction on the surface of the protective tube.

本発明に係るプラズマ処理装置の第1の態様のものは、
a) 真空容器と、
b) 前記真空容器内に設けられたターゲット保持手段と、
c) 前記ターゲット保持手段に対向して設けられた基板保持手段と、
d) 前記真空容器内にプラズマ生成ガスを導入するプラズマ生成ガス導入手段と、
e) 前記ターゲット保持手段に保持されるターゲットの表面を含む領域にスパッタ用の直流電界又は高周波電界を生成する電界生成手段と、
f) 前記真空容器内に配置され、前記ターゲット保持手段に保持されたターゲットの表面を含む領域に高周波誘導電界を形成する、請求項1〜8のいずれかに記載の高周波アンテナと、
を備えることを特徴とする。
In the first aspect of the plasma processing apparatus according to the present invention,
a) a vacuum vessel;
b) target holding means provided in the vacuum vessel;
c) substrate holding means provided facing the target holding means;
d) plasma generation gas introduction means for introducing a plasma generation gas into the vacuum vessel;
e) an electric field generating means for generating a direct current electric field or a high frequency electric field for sputtering in a region including the surface of the target held by the target holding means;
f) The high frequency antenna according to any one of claims 1 to 8, wherein a high frequency induction electric field is formed in a region including a surface of a target disposed in the vacuum vessel and held by the target holding means;
It is characterized by providing.

第1の態様のプラズマ処理装置は、従来のスパッタ装置の構成に加えて、ターゲットの表面付近に高周波誘導電界を形成するために、本発明に係る高周波アンテナを設けたものである。
従来のスパッタ装置では、電界生成手段によりプラズマ生成ガスの分子を電離させてプラズマを生成すると共に、それにより生じたイオンをターゲットに衝突させることによってターゲットをスパッタしたうえで、ターゲットの材料を基板上に堆積させることにより薄膜を形成する。それに対して第1の態様のプラズマ処理装置では、真空容器内に配置された高周波アンテナによって形成される高周波誘導電界により、ターゲットの表面付近におけるプラズマの密度を更に高めることができるため、ターゲットをより高速にスパッタすることができる。但し、この装置では高周波アンテナが真空容器内に配置されるため、ターゲットがスパッタされて成る薄膜原料が高周波アンテナの表面に付着する。そのため、第1の態様のプラズマ処理装置では、本発明に係る高周波アンテナを用いることにより、高周波誘導電界の強度が弱まることを防いでいる。
In addition to the configuration of the conventional sputtering apparatus, the plasma processing apparatus of the first aspect is provided with the high-frequency antenna according to the present invention in order to form a high-frequency induction electric field near the surface of the target.
In a conventional sputtering apparatus, plasma is generated by ionizing molecules of a plasma generation gas by an electric field generation unit, and the target is sputtered by colliding ions generated thereby with the target. A thin film is formed by depositing. On the other hand, in the plasma processing apparatus of the first aspect, the plasma density near the surface of the target can be further increased by the high-frequency induction electric field formed by the high-frequency antenna disposed in the vacuum vessel. Sputtering can be performed at high speed. However, in this apparatus, since the high-frequency antenna is disposed in the vacuum vessel, the thin film material formed by sputtering the target adheres to the surface of the high-frequency antenna. Therefore, in the plasma processing apparatus of the first aspect, the high frequency antenna according to the present invention is used to prevent the strength of the high frequency induction electric field from being weakened.

第1の態様のプラズマ処理装置(スパッタ装置)において、前記直流電界又は高周波電界と直交する成分を持つ磁界を前記ターゲットの表面を含む領域に生成する磁界生成手段を設けることが望ましい。これは、従来のマグネトロンスパッタ装置の構成に加えて、本発明に係る高周波アンテナを設けたものである。   In the plasma processing apparatus (sputtering apparatus) of the first aspect, it is desirable to provide magnetic field generation means for generating a magnetic field having a component orthogonal to the direct current electric field or the high frequency electric field in a region including the surface of the target. This is provided with a high-frequency antenna according to the present invention in addition to the configuration of a conventional magnetron sputtering apparatus.

本発明に係るプラズマ処理装置の第2の態様のものは、
a) 真空容器と、
b) 前記真空容器内に設けられた基板保持手段と、
c) 前記真空容器内に設けられた複数の、本発明に係る高周波アンテナと、
d) 前記真空容器内にプラズマ生成ガスを導入するプラズマ生成ガス導入手段と、
e) 前記真空容器内に薄膜の原料となるガスを導入する原料ガス導入手段と、
を備えることを特徴とする。このプラズマ処理装置は、特許文献1に記載のプラズマ処理装置における高周波アンテナに、本発明に係る高周波アンテナを用いたものである。
In the second aspect of the plasma processing apparatus according to the present invention,
a) a vacuum vessel;
b) substrate holding means provided in the vacuum vessel;
c) a plurality of high-frequency antennas according to the present invention provided in the vacuum vessel;
d) plasma generation gas introduction means for introducing a plasma generation gas into the vacuum vessel;
e) raw material gas introduction means for introducing a gas as a raw material for the thin film into the vacuum vessel;
It is characterized by providing. In this plasma processing apparatus, the high-frequency antenna according to the present invention is used as the high-frequency antenna in the plasma processing apparatus described in Patent Document 1.

また、本発明に係るプラズマ処理装置の第3の態様のものは、
a) 真空容器と、
b) 前記真空容器内に設けられた基板保持手段と、
c) 前記真空容器内に設けられた複数の、本発明に係る高周波アンテナと、
d) 前記真空容器内にプラズマ生成ガスを導入するプラズマ生成ガス導入手段と、
e) 前記真空容器内にエッチングプロセスに用いるガスを導入するエッチングプロセスガスガス導入手段と、
を備えることを特徴とする。
Moreover, the thing of the 3rd aspect of the plasma processing apparatus which concerns on this invention is
a) a vacuum vessel;
b) substrate holding means provided in the vacuum vessel;
c) a plurality of high-frequency antennas according to the present invention provided in the vacuum vessel;
d) plasma generation gas introduction means for introducing a plasma generation gas into the vacuum vessel;
e) an etching process gas introduction means for introducing a gas used in the etching process into the vacuum vessel;
It is characterized by providing.

本発明に係る高周波アンテナによれば、薄膜の材料あるいはエッチングに用いる材料ガスが付着することにより保護管及び堆積物シールドの表面に形成される堆積物層が、アンテナ導体の長手方向の任意の線上で少なくとも1箇所途切れる。そのため、堆積物が導電性のものである場合には高周波誘導電界が遮蔽されることを防ぐことができ、導電性以外のものの場合には高周波誘導電界の強度が減衰することを抑えることができる。   According to the high-frequency antenna according to the present invention, the deposit layer formed on the surface of the protective tube and the deposit shield when the material gas for etching or the material gas used for etching adheres is on an arbitrary line in the longitudinal direction of the antenna conductor. With at least one break. Therefore, it is possible to prevent the high-frequency induction electric field from being shielded when the deposit is conductive, and to suppress the attenuation of the strength of the high-frequency induction electric field when the deposit is other than conductivity. .

本発明に係る高周波アンテナの第1実施例を示す縦断面図(a)及び該高周波アンテナの一部の側面図(b)。1A is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a high-frequency antenna according to the present invention, and FIG. 第1実施例の高周波アンテナにおける堆積物シールドの作用を説明するための図。The figure for demonstrating the effect | action of the deposit shield in the high frequency antenna of 1st Example. 本発明に係る高周波アンテナが用いられるプラズマ処理装置の一実施例であるスパッタ装置を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the sputtering device which is one Example of the plasma processing apparatus with which the high frequency antenna which concerns on this invention is used. 本発明に係る高周波アンテナが用いられるプラズマ処理装置の一実施例であるプラズマCVD装置又はプラズマエッチング装置を示す縦断面図(a)及び平面図(b)。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a longitudinal sectional view (a) and a plan view (b) showing a plasma CVD apparatus or a plasma etching apparatus which is an embodiment of a plasma processing apparatus using a high-frequency antenna according to the present invention. 第2実施例の高周波アンテナを示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the high frequency antenna of 2nd Example. 第2実施例の高周波アンテナにおける堆積物シールドの作用を説明するための図。The figure for demonstrating the effect | action of the deposit shield in the high frequency antenna of 2nd Example. 第3実施例の高周波アンテナを示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the high frequency antenna of 3rd Example. 第3実施例の高周波アンテナにおける堆積物シールドの作用を説明するための図。The figure for demonstrating the effect | action of the deposit shield in the high frequency antenna of 3rd Example. 第3実施例の変形例におけるフィン及び誘電体製パイプの一部を示す正面図。The front view which shows a part of fin and dielectric pipe in the modification of 3rd Example. 第4実施例の高周波アンテナを示す、線状導体に垂直な面での断面図(a)及び展開図(b), (c)。Sectional drawing (a) in a surface perpendicular | vertical to a linear conductor and development (b), (c) which show the high frequency antenna of 4th Example. 第4実施例の高周波アンテナにおける堆積物シールドの作用を説明するための長手方向断面図。Sectional drawing of the longitudinal direction for demonstrating the effect | action of the deposit shield in the high frequency antenna of 4th Example.

図1〜図11を用いて、本発明に係るプラズマ処理装置用高周波アンテナ(以下、「高周波アンテナ」とする)、及びその高周波アンテナを用いたプラズマ処理装置の実施例を説明する。   1 to 11, an embodiment of a high-frequency antenna for a plasma processing apparatus (hereinafter referred to as “high-frequency antenna”) according to the present invention and a plasma processing apparatus using the high-frequency antenna will be described.

図1〜図4を用いて、本発明に係る高周波アンテナの第1の実施例を説明する。この高周波アンテナ10は、線状の導体をU字形に曲げたアンテナ導体13と、アンテナ導体13を覆うようにU字形に曲げられた、断面が円形の誘電体製パイプ14と、誘電体製パイプ14の外表面に設けられた堆積物シールド15とを有する。堆積物シールド15の詳細は後述する。なお、図1(a)は、アンテナ導体13に平行な断面における断面図である。高周波アンテナ10はフィードスルー12を介して、プラズマ処理装置が有する真空容器11の壁面に取り付けられる。また、アンテナ導体13にはインピーダンス整合器17を介して高周波電源16が接続される。なお、このU字形のアンテナ導体13は巻数が1回未満の誘導結合アンテナに相当し、巻数が1回以上の誘導結合アンテナよりもインダクタンスが低いため、高周波アンテナの両端に発生する高周波電圧が低減され、生成するプラズマへの静電結合に伴うプラズマ電位の高周波揺動が抑制される。このため、対地電位へのプラズマ電位揺動に伴う過剰な電子損失が低減され、プラズマ電位が低減される。これにより、基板上での低イオンダメージの薄膜形成プロセスが可能となる。   A first embodiment of a high-frequency antenna according to the present invention will be described with reference to FIGS. The high-frequency antenna 10 includes an antenna conductor 13 obtained by bending a linear conductor into a U shape, a dielectric pipe 14 having a circular cross section, which is bent into a U shape so as to cover the antenna conductor 13, and a dielectric pipe. 14 and a deposit shield 15 provided on the outer surface. Details of the deposit shield 15 will be described later. FIG. 1A is a cross-sectional view in a cross section parallel to the antenna conductor 13. The high-frequency antenna 10 is attached to the wall surface of the vacuum vessel 11 included in the plasma processing apparatus via the feedthrough 12. A high frequency power supply 16 is connected to the antenna conductor 13 via an impedance matching unit 17. The U-shaped antenna conductor 13 corresponds to an inductively coupled antenna having less than one turn, and has a lower inductance than an inductively coupled antenna having one or more turns, so that the high frequency voltage generated at both ends of the high frequency antenna is reduced. Thus, high-frequency fluctuation of the plasma potential accompanying electrostatic coupling to the generated plasma is suppressed. For this reason, excessive electron loss accompanying the plasma potential fluctuation to the ground potential is reduced, and the plasma potential is reduced. This enables a thin film formation process with low ion damage on the substrate.

堆積物シールド15は、誘電体製パイプ14の外表面から外側に向かって延びる脚部(区切り部)151と、脚部151の上端から誘電体製パイプ14の長手方向の両側に延びる庇部152を有する。従って、図1(a)の縦断面図では、脚部151と庇部152は、両者を合わせてT字状の形状を呈している。脚部151及び庇部152は共に、誘電体製パイプ14の周囲を一周するように形成されている。そして、これら脚部151及び庇部152は誘電体製パイプ14の長手方向に多数、庇部152同士の間が空くように並べて配置されている。即ち、堆積物シールド15を構成する物は、庇部と庇部の間で途切れている。この途切れている部分を開口153と呼ぶ。なお、堆積物シールド15の材料は導体でも誘電体でもよい。   The deposit shield 15 includes a leg portion (separating portion) 151 extending outward from the outer surface of the dielectric pipe 14 and a flange portion 152 extending from the upper end of the leg portion 151 to both sides in the longitudinal direction of the dielectric pipe 14. Have Therefore, in the longitudinal cross-sectional view of FIG. 1A, the leg portion 151 and the flange portion 152 have a T-shape when combined. Both the leg portion 151 and the flange portion 152 are formed so as to go around the periphery of the dielectric pipe 14. A large number of the leg portions 151 and the flange portions 152 are arranged in the longitudinal direction of the dielectric pipe 14 so that the gap portions 152 are spaced apart from each other. That is, the thing constituting the deposit shield 15 is interrupted between the buttock. This interrupted portion is called an opening 153. The material of the deposit shield 15 may be a conductor or a dielectric.

本実施例の高周波アンテナ10は、図3や図4に示すプラズマ処理装置(スパッタ装置、プラズマCVD装置、プラズマエッチング装置)等で用いられる。それらのプラズマ処理装置の詳細は後述するが、いずれも基板上に薄膜を作製するための装置であり、高周波アンテナ10が生成する高周波誘導電界によりプラズマを形成したうえで、薄膜の原料から成るターゲットをプラズマ中のイオンでスパッタしたり、あるいは薄膜の原料のガスを分解したりするものである。その際、薄膜の原料やエッチングプロセスガスが高周波アンテナ10の表面に付着することから、その堆積物が高周波アンテナ10の特性に悪影響を与えるかという点が問題となる。特に、アンテナ導体13に高周波電流を流すことによって時間変動する磁界がアンテナ導体13の周りに生じることから、導電性の堆積物が線状導体の長手方向に繋がるように付着すると、この磁界を打ち消すように付着物に電流が流れ、その結果、高周波誘導電界が遮蔽されるおそれがある。   The high-frequency antenna 10 of this embodiment is used in the plasma processing apparatus (sputtering apparatus, plasma CVD apparatus, plasma etching apparatus) shown in FIGS. Although details of these plasma processing apparatuses will be described later, each of them is an apparatus for producing a thin film on a substrate, and after a plasma is formed by a high frequency induction electric field generated by the high frequency antenna 10, a target made of a thin film raw material is used. Is sputtered with ions in the plasma, or the raw material gas of the thin film is decomposed. At that time, since the raw material of the thin film and the etching process gas adhere to the surface of the high-frequency antenna 10, the problem is whether the deposit adversely affects the characteristics of the high-frequency antenna 10. In particular, a time-varying magnetic field is generated around the antenna conductor 13 by passing a high-frequency current through the antenna conductor 13, and therefore, if a conductive deposit adheres in the longitudinal direction of the linear conductor, the magnetic field is canceled out. As a result, a current flows through the deposit, and as a result, the high-frequency induction electric field may be shielded.

本実施例では以下に述べるように、堆積物シールド15が存在することにより堆積物が高周波アンテナ10の特性に悪影響を与えることはほとんどない。即ち、図2に示すように、高周波アンテナ10に向かって(図2中の矢印)飛来する堆積の原料は、一部は庇部152の外側に堆積し(外側堆積物M1)、それ以外は開口153を通って誘電体製パイプ14の外表面に堆積する(内側堆積物M2)。隣り合う庇部152同士の間に開口153が存在するため、各庇部152に付着した外側堆積物M1は互いに繋がることがないか、少なくともプラズマ処理装置の運転を開始してから相当時間経過するまでは外側堆積物M1が互いに繋がることがない。   In the present embodiment, as will be described below, the deposit hardly affects the characteristics of the high-frequency antenna 10 due to the presence of the deposit shield 15. That is, as shown in FIG. 2, a part of the deposition material flying toward the high-frequency antenna 10 (arrow in FIG. 2) is deposited on the outside of the collar portion 152 (outside deposit M <b> 1), and the others are It deposits on the outer surface of the dielectric pipe 14 through the opening 153 (inner deposit M2). Since the opening 153 exists between the adjacent flanges 152, the outer deposits M1 attached to the flanges 152 are not connected to each other, or at least a considerable time has elapsed since the operation of the plasma processing apparatus was started. The outer deposits M1 are not connected to each other.

また、誘電体製パイプ14の外表面がその長手方向に関して脚部(区切り部)151によって区切られているため、(装置の使用時間に関わらず)内側堆積物M2が長手方向に繋がることもない。   In addition, since the outer surface of the dielectric pipe 14 is partitioned by the leg portion (separating portion) 151 in the longitudinal direction, the inner deposit M2 is not connected in the longitudinal direction (regardless of the usage time of the apparatus). .

以上のように、堆積物シールド15により、外側堆積物M1や内側堆積物M2が誘電体製パイプ14の長手方向に連続して繋がることを(少なくとも相当時間)防ぐことができる。従って、特に堆積物が導電性を持つ場合に、高周波誘導電界が遮蔽されるという問題が生じない。また、堆積物が導電性を持たない場合にも、高周波誘導電界の強度が弱められることを(少なくとも相当時間)抑えることができる。また、定期的に堆積物を除去するというメンテナンス作業が不要になるか、又はその作業の周期を長くすることができるため、装置のランニングコストを下げることができる。   As described above, the deposit shield 15 can prevent the outer deposit M1 and the inner deposit M2 from being continuously connected in the longitudinal direction of the dielectric pipe 14 (at least for a considerable time). Therefore, the problem that the high frequency induction electric field is shielded does not occur particularly when the deposit has conductivity. Further, even when the deposit does not have conductivity, it is possible to suppress the intensity of the high-frequency induction electric field from being weakened (at least for a considerable time). In addition, the maintenance work of periodically removing the deposits is unnecessary or the cycle of the work can be lengthened, so that the running cost of the apparatus can be reduced.

更に、庇部152の先端と脚部151の距離がある程度以上長いと、開口153を通過した薄膜原料は、庇部152の先端から脚部151に向かって途中までは侵入するが、それ以上奥までは侵入しない。その場合には、誘電体製パイプ14の外表面の少なくとも一部が庇部の影の位置に該当し、その位置においては内側堆積物M2によって覆われないため、高周波誘導電界の強度が弱められることをより確実に防ぐことができる。このような効果を奏するために、庇部152の先端と脚部151の距離は、庇部152と誘電体製パイプ14の隙間の大きさの2倍以上とすることが望ましい。   Furthermore, if the distance between the tip of the flange 152 and the leg 151 is longer than a certain extent, the thin film material that has passed through the opening 153 penetrates partway from the tip of the flange 152 toward the leg 151, but beyond that Will not invade. In that case, at least a part of the outer surface of the dielectric pipe 14 corresponds to the shadow position of the collar, and is not covered by the inner deposit M2 at that position, so that the strength of the high frequency induction electric field is weakened. This can be prevented more reliably. In order to achieve such an effect, it is desirable that the distance between the tip of the collar 152 and the leg 151 is at least twice the size of the gap between the collar 152 and the dielectric pipe 14.

次に、本実施例の高周波アンテナ10を用いたプラズマ処理装置(スパッタ装置)20について説明する。プラズマ処理装置20は、真空容器11の底部に設けられたマグネトロンスパッタ用磁石21と、マグネトロンスパッタ用磁石21の上面に設けられたターゲットホルダ22と、ターゲットホルダ22に対向して設けられた基板ホルダ23とを有し、更にマグネトロンスパッタ用磁石21の側方に本実施例の高周波アンテナ10を備えるものである。ターゲットホルダ22の上面には板状のターゲットTを、基板ホルダ23の下面には基板Sを、それぞれ取り付けることができる。また、このプラズマ処理装置20には、前述のように高周波アンテナ10にインピーダンス整合器17を介して高周波電源16が接続されると共に、ターゲットホルダ22と基板ホルダ23の間にターゲットホルダ22側を正とする直流電圧を印加するための直流電源24が設けられている。その他、真空容器11の側壁に、プラズマを生成するためのガス(プラズマ生成ガス)を真空容器11内に導入するガス導入口27が設けられている。   Next, a plasma processing apparatus (sputtering apparatus) 20 using the high-frequency antenna 10 of this embodiment will be described. The plasma processing apparatus 20 includes a magnetron sputtering magnet 21 provided at the bottom of the vacuum vessel 11, a target holder 22 provided on the upper surface of the magnetron sputtering magnet 21, and a substrate holder provided facing the target holder 22. And the high-frequency antenna 10 of this embodiment is provided on the side of the magnetron sputtering magnet 21. A plate-like target T can be attached to the upper surface of the target holder 22, and a substrate S can be attached to the lower surface of the substrate holder 23. In addition, as described above, the plasma processing apparatus 20 is connected to the high frequency antenna 10 via the impedance matching unit 17 and the high frequency power supply 16 is connected between the target holder 22 and the substrate holder 23. A DC power supply 24 for applying a DC voltage is provided. In addition, a gas introduction port 27 for introducing a gas for generating plasma (plasma generation gas) into the vacuum container 11 is provided on the side wall of the vacuum container 11.

プラズマ処理装置20の動作を説明する。まず、ターゲットTをターゲットホルダ22に、基板Sを基板ホルダ23に、それぞれ取り付ける。次に、真空容器11内を真空にした後、プラズマ生成ガスをガス導入口27から真空容器11内に導入する。続いて、マグネトロンスパッタ用磁石21の電磁石に直流電流を流すことにより、ターゲットTの近傍に磁界を形成する。それと共に、ターゲットホルダ22と基板ホルダ23を電極として両者の間に直流電源24により直流電界を形成する。更に、高周波電源16からアンテナ導体13に高周波電力を投入することにより、ターゲットTの近傍を含む高周波アンテナ10の周囲に高周波誘導電界を形成する。これら磁界、直流電界及び高周波誘導電界によりプラズマが生成される。そして、プラズマから供給される電子が磁界及び直流電界によりサイクロイド運動又はトロコイド運動をすることにより、プラズマ生成ガスの電離が促進され、多量の陽イオンが生成される。これら陽イオンがターゲットTの表面に衝突することにより、ターゲットTの表面からスパッタ粒子が飛び出し、そのスパッタ粒子がターゲットTと基板Sの間の空間を飛行して基板Sの表面に付着する。こうして基板Sの表面にスパッタ粒子が堆積することにより、薄膜が生成される。   The operation of the plasma processing apparatus 20 will be described. First, the target T is attached to the target holder 22, and the substrate S is attached to the substrate holder 23. Next, after the inside of the vacuum vessel 11 is evacuated, a plasma generating gas is introduced into the vacuum vessel 11 from the gas introduction port 27. Subsequently, a magnetic field is formed in the vicinity of the target T by passing a direct current through the electromagnet of the magnetron sputtering magnet 21. At the same time, a DC electric field is formed by a DC power source 24 between the target holder 22 and the substrate holder 23 as electrodes. Further, by applying high frequency power from the high frequency power supply 16 to the antenna conductor 13, a high frequency induction electric field is formed around the high frequency antenna 10 including the vicinity of the target T. Plasma is generated by these magnetic field, DC electric field and high frequency induction electric field. Then, the electrons supplied from the plasma perform a cycloid motion or a trochoidal motion by a magnetic field and a direct current electric field, whereby the ionization of the plasma generating gas is promoted and a large amount of cations are generated. When these cations collide with the surface of the target T, sputtered particles fly out from the surface of the target T, and the sputtered particles fly in the space between the target T and the substrate S and adhere to the surface of the substrate S. Thus, the sputtered particles are deposited on the surface of the substrate S, whereby a thin film is generated.

この装置では、スパッタ粒子が高周波アンテナ10に付着するが、堆積物シールド15の存在により、高周波アンテナ10が生成する高周波誘導電界が遮蔽されたり弱められたりすることを防ぐことができる。   In this apparatus, sputtered particles adhere to the high frequency antenna 10, but the presence of the deposit shield 15 can prevent the high frequency induction electric field generated by the high frequency antenna 10 from being shielded or weakened.

なお、ここではマグネトロンスパッタ装置を例として説明したが、プラズマ処理装置20からマグネトロンスパッタ用磁石21を除いた二極スパッタ装置においても同様に、ターゲットホルダ22の側方に本実施例の高周波アンテナ10を設けることができる。   Although the magnetron sputtering apparatus has been described here as an example, the high-frequency antenna 10 of the present embodiment is also formed on the side of the target holder 22 in the bipolar sputtering apparatus in which the magnetron sputtering magnet 21 is removed from the plasma processing apparatus 20. Can be provided.

次に、本実施例の高周波アンテナ10を用いたプラズマ処理装置30について説明する。プラズマ処理装置30は、真空容器11の底部に設けられた基板ホルダ33と、真空容器11の側壁に、基板ホルダ33上の基板Sに平行に並べられた複数の高周波アンテナ10を備えるものである。これら複数の高周波アンテナ10は3個又は4個を1組として、1組につき1個の高周波電源16に並列に接続されている。また、真空容器11の側壁には、プラズマ生成ガスを真空容器11内に導入する第1ガス導入口371と、薄膜の原料となるガス(薄膜原料ガス)あるいはエッチングプロセスガスを真空容器11内であってプラズマ生成ガスが供給された領域よりも基板ホルダ33側に導入する第2ガス導入口372が設けられている。   Next, the plasma processing apparatus 30 using the high frequency antenna 10 of the present embodiment will be described. The plasma processing apparatus 30 includes a substrate holder 33 provided at the bottom of the vacuum vessel 11 and a plurality of high-frequency antennas 10 arranged in parallel to the substrate S on the substrate holder 33 on the side wall of the vacuum vessel 11. . The plurality of high-frequency antennas 10 are connected in parallel to one high-frequency power supply 16 for each set of three or four. Further, on the side wall of the vacuum vessel 11, a first gas introduction port 371 for introducing a plasma generation gas into the vacuum vessel 11, and a gas (thin film raw material gas) or an etching process gas as a thin film material in the vacuum vessel 11. A second gas introduction port 372 is provided to be introduced closer to the substrate holder 33 than the region where the plasma generation gas is supplied.

プラズマ処理装置30の動作を説明する。まず、基板ホルダ33に基板Sを取り付けた後、真空容器11内を真空にする。次に、プラズマ生成ガスを第1ガス導入口371から、薄膜原料ガスを第2ガス導入口372から、それぞれ真空容器11内に導入する。そして、高周波電源16からアンテナ導体13に高周波電流を供給する。これにより、真空容器11内に高周波誘導電界が形成され、この高周波誘導電界で電子を加速し、プラズマ生成ガスが電離してプラズマが形成される。そして、薄膜原料ガスあるいはエッチングプロセスガスはプラズマ中の電子衝突によって分解され、基板S上で薄膜形成やエッチングプロセスが行われる。   The operation of the plasma processing apparatus 30 will be described. First, after the substrate S is attached to the substrate holder 33, the inside of the vacuum vessel 11 is evacuated. Next, the plasma generation gas is introduced into the vacuum container 11 from the first gas introduction port 371 and the thin film source gas is introduced from the second gas introduction port 372, respectively. A high frequency current is supplied from the high frequency power supply 16 to the antenna conductor 13. As a result, a high-frequency induction electric field is formed in the vacuum vessel 11, electrons are accelerated by this high-frequency induction electric field, and the plasma generating gas is ionized to form plasma. Then, the thin film source gas or the etching process gas is decomposed by the electron collision in the plasma, and the thin film formation and the etching process are performed on the substrate S.

プラズマ処理装置30においても、分解した薄膜の原料あるいはエッチングプロセスガスが高周波アンテナ10に付着するが、堆積物シールド15の存在により、その付着物によって高周波誘導電界が遮蔽されたり弱められたりすることを防ぐことができる。   In the plasma processing apparatus 30 as well, the decomposed thin film raw material or the etching process gas adheres to the high-frequency antenna 10, but the presence of the deposit shield 15 causes the high-frequency induction electric field to be shielded or weakened by the deposit. Can be prevented.

ここまでに述べたプラズマ処理装置20及び30においては、第1実施例の高周波アンテナ10の代わりに、以下に述べる第2実施例以降の実施例に係る高周波アンテナを用いることもできる。   In the plasma processing apparatuses 20 and 30 described so far, high-frequency antennas according to the second and subsequent embodiments described below can be used instead of the high-frequency antenna 10 according to the first embodiment.

図5及び図6を用いて、本発明に係る高周波アンテナの第2の実施例を説明する。本実施例の高周波アンテナ10Aは、第1実施例の高周波アンテナ10と同様のアンテナ導体13及び誘電体製パイプ14を有すると共に、誘電体製パイプ14の外表面に堆積物シールド15Aが設けられている(図5)。堆積物シールド15Aは、誘電体製パイプ14の外表面から外側に向かって延びる脚部151Aと、脚部151Aの上端から誘電体製パイプ14の長手方向の片側に延びる庇部152Aを有する。従って、図5(a)の縦断面図では、脚部151Aと庇部152Aは、両者を合わせてL字状の形状を呈している。   A second embodiment of the high-frequency antenna according to the present invention will be described with reference to FIGS. The high-frequency antenna 10A of the present embodiment has the same antenna conductor 13 and dielectric pipe 14 as the high-frequency antenna 10 of the first embodiment, and a deposit shield 15A is provided on the outer surface of the dielectric pipe 14. (FIG. 5). The deposit shield 15A includes a leg portion 151A that extends outward from the outer surface of the dielectric pipe 14 and a flange portion 152A that extends from the upper end of the leg portion 151A to one side in the longitudinal direction of the dielectric pipe 14. Therefore, in the longitudinal sectional view of FIG. 5 (a), the leg portion 151A and the flange portion 152A have an L-shape when combined.

本実施例の高周波アンテナ10Aは、図6に示すように、第1実施例の高周波アンテナ10と同様に、隣り合う庇部152A同士の間に開口153Aが存在するため、(少なくともプラズマ処理装置の運転を開始してから相当時間経過するまでは)各庇部152Aに付着した外側堆積物M1は互いに繋がることがない。また、誘電体製パイプ14の外表面がその長手方向に関して脚部(区切り部)151Aによって区切られているため、内側堆積物M2が長手方向に繋がることもない。更に、薄膜原料が庇部152Aの先端から脚部151Aに向かって途中までしか侵入しないため、誘電体製パイプ14の外表面の少なくとも一部は内側堆積物M2で覆われない。これらにより、特に付着物が導電性である場合に、高周波誘導電界が遮蔽されることを防ぐと共に、付着物が導電性のもの以外である場合にも、高周波誘導電界の強度が弱められることを抑えることができる。   As shown in FIG. 6, the high-frequency antenna 10A of the present embodiment has an opening 153A between the adjacent flange portions 152A, as in the high-frequency antenna 10 of the first embodiment. The outer deposits M1 adhering to the flanges 152A are not connected to each other (until a considerable time elapses after the operation is started). Further, since the outer surface of the dielectric pipe 14 is partitioned by the leg portions (partition portions) 151A in the longitudinal direction, the inner deposit M2 is not connected in the longitudinal direction. Furthermore, since the thin film raw material penetrates only partway from the tip of the flange portion 152A toward the leg portion 151A, at least a part of the outer surface of the dielectric pipe 14 is not covered with the inner deposit M2. This prevents the high-frequency induction electric field from being shielded, particularly when the deposit is conductive, and also reduces the strength of the high-frequency induction electric field when the deposit is other than a conductive one. Can be suppressed.

図7及び図8を用いて、本発明に係る高周波アンテナの第3の実施例を説明する。本実施例の高周波アンテナ10Bは、第1及び第2実施例の高周波アンテナと同様のアンテナ導体13及び誘電体製パイプ14を有すると共に、誘電体製パイプ14の外表面に堆積物シールド(フィン15B)が設けられている(図7)。1個のフィン15Bは、誘電体製パイプ14の外表面から外側に向かって延び、誘電体製パイプ14の周囲を一周するように形成されている。そして、フィン15Bは誘電体製パイプ14の長手方向に多数、その厚みよりも十分に大きい間隔で並べられている。   A third embodiment of the high-frequency antenna according to the present invention will be described with reference to FIGS. The high-frequency antenna 10B of the present embodiment includes the antenna conductor 13 and the dielectric pipe 14 similar to the high-frequency antennas of the first and second embodiments, and deposit shields (fins 15B) on the outer surface of the dielectric pipe 14. ) Is provided (FIG. 7). One fin 15 </ b> B extends outward from the outer surface of the dielectric pipe 14 and is formed so as to go around the periphery of the dielectric pipe 14. A large number of fins 15B are arranged in the longitudinal direction of the dielectric pipe 14, and are arranged at intervals sufficiently larger than the thickness thereof.

本実施例の高周波アンテナ10Bは、図8に示すように、アンテナ導体13の長手方向に関するフィン15Bの先端の幅がフィン同士の間隔よりも十分に狭いため、この先端に付着する堆積物M1はこの方向にはほとんど延びない。そのため、この方向に堆積物M1が繋がることがない。また、誘電体製パイプ14の外表面はフィン15Bによって区切られているため、やはり上記方向に堆積物M2が繋がることがない。従って、第1及び第2実施例の場合と同様に、高周波誘導電界が遮蔽されることを防ぐと共に、高周波誘導電界の強度が弱められることを抑えることができる。   As shown in FIG. 8, the high-frequency antenna 10B according to the present embodiment has a width of the tip of the fin 15B in the longitudinal direction of the antenna conductor 13 that is sufficiently narrower than the interval between the fins. It hardly extends in this direction. Therefore, the deposit M1 is not connected in this direction. Further, since the outer surface of the dielectric pipe 14 is partitioned by the fins 15B, the deposit M2 is not connected in the above direction. Therefore, similarly to the first and second embodiments, it is possible to prevent the high frequency induction electric field from being shielded and to suppress the strength of the high frequency induction electric field from being weakened.

なお、フィン15Bの側面においても、薄膜の材料は付着するが、単位面積当たりの量はフィン15Bの先端や誘電体製パイプ14の外表面よりも十分に少ないため、薄膜材料の層が形成されにくい。また、仮にそのような層が形成されても、その厚さが薄いうえに、フィン15Bが無い場合よりも電流の経路が長くなるため、電磁界をシールドする電流を小さくすることができる。   The thin film material also adheres to the side surface of the fin 15B, but the amount per unit area is sufficiently smaller than the tip of the fin 15B and the outer surface of the dielectric pipe 14, so that a thin film material layer is formed. Hateful. Even if such a layer is formed, the thickness of the layer is small and the current path is longer than when the fins 15B are not provided, so that the current for shielding the electromagnetic field can be reduced.

第3実施例では誘電体製パイプ14の周囲を一周するフィンを多数並べたが、その代わりに、1本のフィン15B’を、誘電体製パイプ14の長手方向に螺旋状に進むように形成しても(図9)、同様の効果を奏する。   In the third embodiment, a large number of fins that circulate around the dielectric pipe 14 are arranged, but instead, one fin 15B ′ is formed so as to advance spirally in the longitudinal direction of the dielectric pipe 14. Even so (FIG. 9), the same effect is obtained.

図10及び図11を用いて、本発明に係る高周波アンテナの第4の実施例を説明する。本実施例の高周波アンテナ10Cは、図10(a)に示すように、第1〜第3実施例の高周波アンテナと同様のアンテナ導体13及び誘電体製パイプ14を有すると共に、誘電体製パイプ14の外側に堆積物シールド15Cを有する。堆積物シールド15Cは、誘電体製のパイプに多数の孔41A又は孔41Bを設けたものである。なお、堆積物シールド15Cのパイプの材料は誘電体製パイプ14と同じであってもよいし、それとは異なるものであってもよい。誘電体製パイプ14と堆積物シールド15Cの間は空洞になっており、第1及び第2実施例における脚部に相当するものは存在しない。この空洞の高さ(誘電体製パイプ14の外表面と堆積物シールド15Cの内表面の間の距離)は、誘電体製パイプ14と堆積物シールド15Cを共にフィードスルー12に固定することにより一定に保たれている。   A fourth embodiment of the high-frequency antenna according to the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 10A, the high-frequency antenna 10C of the present embodiment includes the antenna conductor 13 and the dielectric pipe 14 similar to those of the first to third embodiments, and the dielectric pipe 14 A deposit shield 15C is provided on the outside of the. The deposit shield 15C is obtained by providing a large number of holes 41A or holes 41B in a dielectric pipe. The material of the pipe of the deposit shield 15C may be the same as that of the dielectric pipe 14, or may be different from that. There is a cavity between the dielectric pipe 14 and the deposit shield 15C, and there is no equivalent to the leg in the first and second embodiments. The height of this cavity (distance between the outer surface of the dielectric pipe 14 and the inner surface of the deposit shield 15C) is fixed by fixing both the dielectric pipe 14 and the deposit shield 15C to the feedthrough 12. It is kept in.

図10(b)に孔41Aの、(c)に孔41Bの、形状及び位置をそれぞれ示す。これら(b), (c)はいずれも、堆積物シールド15Cを長手方向に切り開いて展開した図である。孔41Aは、堆積物シールド15Cの周方向に長い楕円形を呈しており、この方向に複数個、同じ周期aで1列に並んでいる。そして、この列が堆積物シールド15Cの長手方向に多数配置されている。また、孔41Aは、隣接する列同士では互いに周方向にa/2だけずれるように配置され、その長径bはa/2よりも大きい。これにより、堆積物シールド15Cの表面ではどの位置においても、そこから長手方向に孔41Aが存在することとなる。孔41Bは形状が堆積物シールド15Cの周方向に長い長方形である点を除いて、孔41Aと同様である。   FIG. 10B shows the shape and position of the hole 41A, and FIG. 10C shows the shape and position of the hole 41B. These (b) and (c) are views in which the deposit shield 15C is cut open in the longitudinal direction and developed. The holes 41A have a long oval shape in the circumferential direction of the deposit shield 15C, and a plurality of the holes 41A are arranged in a line at the same period a in this direction. A large number of rows are arranged in the longitudinal direction of the deposit shield 15C. In addition, the holes 41A are arranged so that adjacent rows are shifted from each other by a / 2 in the circumferential direction, and the major axis b is larger than a / 2. Accordingly, at any position on the surface of the deposit shield 15C, the hole 41A exists in the longitudinal direction therefrom. The hole 41B is the same as the hole 41A except that the shape is a rectangle that is long in the circumferential direction of the deposit shield 15C.

このように堆積物シールド15Cの表面のどの位置においてもそこから長手方向に孔41A又は41Bが存在することにより、図11に示すように、堆積物シールド15Cの表面に付着する外側堆積物M1は少なくとも長手方向に真っ直ぐ延びるように形成されることがない。そのため、アンテナ導体13に高周波電流を流した際に、長手方向に電流が流れて高周波誘導電界が遮蔽されることを防ぐことができる。また、堆積物シールド15Cでは孔41A又は孔41Bの間に存在する壁面が第1及び第2実施例における庇部と同じ役割を果たすため、その影の位置に相当する誘電体製パイプ14の外表面において、内側堆積物M2が繋がることを防ぐことができ、それにより高周波誘導電界が遮蔽されることを防ぐことができる。この効果を奏するために、隣接する孔の列同士では、孔と孔の間で誘電体製パイプ14を覆う部分の幅は、誘電体製パイプ14と堆積物シールド15Cの隙間の大きさの2倍以上とすることが望ましい。   In this way, the presence of the hole 41A or 41B in the longitudinal direction from any position on the surface of the deposit shield 15C, the outer deposit M1 adhering to the surface of the deposit shield 15C is, as shown in FIG. It is not formed so as to extend at least in the longitudinal direction. Therefore, when a high frequency current is passed through the antenna conductor 13, it is possible to prevent the current from flowing in the longitudinal direction and shielding the high frequency induction electric field. Further, in the deposit shield 15C, the wall surface existing between the holes 41A or 41B plays the same role as the flange portion in the first and second embodiments, so that the outside of the dielectric pipe 14 corresponding to the position of the shadow is outside. It is possible to prevent the inner deposit M2 from being connected to the surface, thereby preventing the high frequency induction electric field from being shielded. In order to achieve this effect, between adjacent holes, the width of the portion covering the dielectric pipe 14 between the holes is 2 as the gap between the dielectric pipe 14 and the deposit shield 15C. It is desirable to make it more than twice.

10、10A、10B、10C…高周波アンテナ
11…真空容器
12…フィードスルー
13…アンテナ導体
14…誘電体製パイプ
15、15A、15C…堆積物シールド
151、151A…脚部
152、152A…庇部
153、153A…開口
15A…堆積物シールド
15B…フィン
16…高周波電源
17…インピーダンス整合器
20…プラズマ処理装置(スパッタ装置)
21…マグネトロンスパッタ用磁石
22…ターゲットホルダ
23、33…基板ホルダ
24…直流電源
27…ガス導入口
30…プラズマ処理装置(プラズマCVD装置、プラズマエッチング装置)
371…第1ガス導入口
372…第2ガス導入口
41A、41B…孔
S…基板
T…ターゲット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10A, 10B, 10C ... High frequency antenna 11 ... Vacuum container 12 ... Feed through 13 ... Antenna conductor 14 ... Dielectric pipes 15, 15A, 15C ... Deposit shields 151, 151A ... Legs 152, 152A ... Eaves 153 , 153A ... opening 15A ... deposit shield 15B ... fin 16 ... high frequency power supply 17 ... impedance matching unit 20 ... plasma processing apparatus (sputtering apparatus)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Magnet for magnetron sputtering 22 ... Target holder 23, 33 ... Substrate holder 24 ... DC power supply 27 ... Gas inlet 30 ... Plasma processing apparatus (plasma CVD apparatus, plasma etching apparatus)
371 ... first gas inlet 372 ... second gas inlet 41A, 41B ... hole S ... substrate T ... target

Claims (12)

真空容器内に配置され、高周波電流を流すことにより該真空容器内に高周波誘導電界を形成し、該真空容器内に導入されたプラズマ生成ガスをプラズマ化するための高周波アンテナであって、
a) 線状のアンテナ導体と、
b) 前記アンテナ導体の周囲に設けられた誘電体製の保護管と、
c) 前記保護管の周囲に設けられたシールドであって、前記アンテナ導体の長手方向の任意の線上において、前記保護管を少なくとも1箇所覆うと共に少なくとも1箇所開口を有する堆積物シールドと、
を備えることを特徴とする高周波アンテナ。
A high-frequency antenna that is disposed in a vacuum vessel, forms a high-frequency induction electric field in the vacuum vessel by flowing a high-frequency current, and converts the plasma generation gas introduced into the vacuum vessel into plasma,
a) a linear antenna conductor;
b) a dielectric protective tube provided around the antenna conductor;
c) a shield provided around the protective tube, the deposit shield covering at least one portion of the protective tube and having at least one opening on an arbitrary line in the longitudinal direction of the antenna conductor;
A high-frequency antenna comprising:
前記堆積物シールドが、前記保護管の長手方向に関して一部が途切れていることを特徴とする請求項1に記載の高周波アンテナ。   The high-frequency antenna according to claim 1, wherein a part of the deposit shield is interrupted with respect to a longitudinal direction of the protective tube. 前記堆積物シールドが、帯状の部材を前記保護管の長手方向に沿って螺旋状に、帯と帯の間に間隔を空けて設けたものであることを特徴とする請求項1に記載の高周波アンテナ。   2. The high frequency according to claim 1, wherein the deposit shield is a band-shaped member provided in a spiral shape along the longitudinal direction of the protective tube, with a gap between the bands. antenna. 前記堆積物シールドが、管状の部材に、該管の周方向に長い形状の孔を多数、周方向の位置をずらして長手方向に並べたものであることを特徴とする請求項1に記載の高周波アンテナ。   2. The deposit shield according to claim 1, wherein a plurality of holes having a long shape in the circumferential direction of the tube are arranged in a tubular member in a longitudinal direction with a circumferential position shifted. High frequency antenna. 前記堆積物シールドと前記保護管の間に、該保護管から突出し、該保護管の周囲を1周する区切り部を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の高周波アンテナ。   5. The high-frequency antenna according to claim 1, further comprising a partition portion that protrudes from the protective tube and makes a round around the protective tube between the deposit shield and the protective tube. 前記堆積物シールドと前記保護管の間に、該保護管から突出し、該保護管の長手方向に沿って螺旋状に延びる区切り部を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の高周波アンテナ。   The separator according to any one of claims 1 to 4, further comprising a partition portion that protrudes from the protective tube and extends spirally along a longitudinal direction of the protective tube between the deposit shield and the protective tube. High frequency antenna. 前記アンテナ導体が、巻数が1周未満の誘導結合アンテナであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の高周波アンテナ。   The high-frequency antenna according to claim 1, wherein the antenna conductor is an inductively coupled antenna having a number of turns of less than one turn. 前記アンテナ導体がU字形であることを特徴とする請求項7に記載の高周波アンテナ。   The high-frequency antenna according to claim 7, wherein the antenna conductor is U-shaped. a) 真空容器と、
b) 前記真空容器内に設けられたターゲット保持手段と、
c) 前記ターゲット保持手段に対向して設けられた基板保持手段と、
d) 前記真空容器内にプラズマ生成ガスを導入するプラズマ生成ガス導入手段と、
e) 前記ターゲット保持手段に保持されるターゲットの表面を含む領域にスパッタ用の直流電界又は高周波電界を生成する電界生成手段と、
f) 前記真空容器内に配置され、前記ターゲット保持手段に保持されたターゲットの表面を含む領域に高周波誘導電界を形成する、請求項1〜8のいずれかに記載の高周波アンテナと、
を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
a) a vacuum vessel;
b) target holding means provided in the vacuum vessel;
c) substrate holding means provided facing the target holding means;
d) plasma generation gas introduction means for introducing a plasma generation gas into the vacuum vessel;
e) an electric field generating means for generating a direct current electric field or a high frequency electric field for sputtering in a region including the surface of the target held by the target holding means;
f) The high frequency antenna according to any one of claims 1 to 8, wherein a high frequency induction electric field is formed in a region including a surface of a target disposed in the vacuum vessel and held by the target holding means;
A plasma processing apparatus comprising:
前記直流電界又は高周波電界と直交する成分を持つ磁界を前記ターゲットの表面を含む領域に生成する磁界生成手段を備えることを特徴とする請求項9に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 9, further comprising a magnetic field generation unit configured to generate a magnetic field having a component orthogonal to the direct current electric field or the high frequency electric field in a region including a surface of the target. a) 真空容器と、
b) 前記真空容器内に設けられた基板保持手段と、
c) 前記真空容器内に設けられた複数の、請求項1〜8のいずれかに記載の高周波アンテナと、
d) 前記真空容器内にプラズマ生成ガスを導入するプラズマ生成ガス導入手段と、
e) 前記真空容器内に薄膜の原料となるガスを導入する原料ガス導入手段と、
を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
a) a vacuum vessel;
b) substrate holding means provided in the vacuum vessel;
c) a plurality of high-frequency antennas according to any one of claims 1 to 8, provided in the vacuum vessel;
d) plasma generation gas introduction means for introducing a plasma generation gas into the vacuum vessel;
e) raw material gas introduction means for introducing a gas as a raw material for the thin film into the vacuum vessel;
A plasma processing apparatus comprising:
a) 真空容器と、
b) 前記真空容器内に設けられた基板保持手段と、
c) 前記真空容器内に設けられた複数の、請求項1〜8のいずれかに記載の高周波アンテナと、
d) 前記真空容器内にプラズマ生成ガスを導入するプラズマ生成ガス導入手段と、
e) 前記真空容器内にエッチングプロセスに用いるガスを導入するエッチングプロセスガス導入手段と、
を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
a) a vacuum vessel;
b) substrate holding means provided in the vacuum vessel;
c) a plurality of high-frequency antennas according to any one of claims 1 to 8, provided in the vacuum vessel;
d) plasma generation gas introduction means for introducing a plasma generation gas into the vacuum vessel;
e) an etching process gas introduction means for introducing a gas used for an etching process into the vacuum vessel;
A plasma processing apparatus comprising:
JP2010043538A 2010-02-26 2010-02-26 Antenna for plasma processing apparatus and plasma processing apparatus using the antenna Active JP5684483B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010043538A JP5684483B2 (en) 2010-02-26 2010-02-26 Antenna for plasma processing apparatus and plasma processing apparatus using the antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010043538A JP5684483B2 (en) 2010-02-26 2010-02-26 Antenna for plasma processing apparatus and plasma processing apparatus using the antenna

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011181292A true JP2011181292A (en) 2011-09-15
JP5684483B2 JP5684483B2 (en) 2015-03-11

Family

ID=44692613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010043538A Active JP5684483B2 (en) 2010-02-26 2010-02-26 Antenna for plasma processing apparatus and plasma processing apparatus using the antenna

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5684483B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2561998A1 (en) 2011-08-23 2013-02-27 Seiko Epson Corporation Recording paper conveyance mechanism and printing device
JP2016126824A (en) * 2014-12-26 2016-07-11 東レエンジニアリング株式会社 Plasma forming apparatus and thin film forming apparatus
JP2021008643A (en) * 2019-06-28 2021-01-28 日新電機株式会社 Method for using sputtering apparatus
JP2023506867A (en) * 2019-12-16 2023-02-20 ダイソン・テクノロジー・リミテッド Method and apparatus for use in plasma generation

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08148472A (en) * 1994-11-15 1996-06-07 Aneruba Kk Plasma processing device
JPH11236685A (en) * 1998-02-20 1999-08-31 Ulvac Corp Contamination preventing device for plasma etching apparatus
JPH11256327A (en) * 1998-03-05 1999-09-21 Shincron:Kk Forming method of metallic compound thin film and film forming device
WO2000017906A2 (en) * 1998-09-22 2000-03-30 Applied Materials, Inc. Rf plasma etch reactor with internal inductive coil antenna and electrically conductive chamber walls
JP2000195841A (en) * 1998-12-28 2000-07-14 Fujitsu Ltd Etching apparatus and etching method
WO2004064460A1 (en) * 2003-01-16 2004-07-29 Japan Science And Technology Agency High frequency power supply device and plasma generator
WO2009020129A1 (en) * 2007-08-08 2009-02-12 Ulvac, Inc. Plasma processing method and plasma processing apparatus
WO2009081761A1 (en) * 2007-12-20 2009-07-02 Ulvac, Inc. Plasma source mechanism and film forming apparatus

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08148472A (en) * 1994-11-15 1996-06-07 Aneruba Kk Plasma processing device
JPH11236685A (en) * 1998-02-20 1999-08-31 Ulvac Corp Contamination preventing device for plasma etching apparatus
JPH11256327A (en) * 1998-03-05 1999-09-21 Shincron:Kk Forming method of metallic compound thin film and film forming device
WO2000017906A2 (en) * 1998-09-22 2000-03-30 Applied Materials, Inc. Rf plasma etch reactor with internal inductive coil antenna and electrically conductive chamber walls
JP2000195841A (en) * 1998-12-28 2000-07-14 Fujitsu Ltd Etching apparatus and etching method
WO2004064460A1 (en) * 2003-01-16 2004-07-29 Japan Science And Technology Agency High frequency power supply device and plasma generator
WO2009020129A1 (en) * 2007-08-08 2009-02-12 Ulvac, Inc. Plasma processing method and plasma processing apparatus
WO2009081761A1 (en) * 2007-12-20 2009-07-02 Ulvac, Inc. Plasma source mechanism and film forming apparatus

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2561998A1 (en) 2011-08-23 2013-02-27 Seiko Epson Corporation Recording paper conveyance mechanism and printing device
JP2016126824A (en) * 2014-12-26 2016-07-11 東レエンジニアリング株式会社 Plasma forming apparatus and thin film forming apparatus
JP2021008643A (en) * 2019-06-28 2021-01-28 日新電機株式会社 Method for using sputtering apparatus
JP7275927B2 (en) 2019-06-28 2023-05-18 日新電機株式会社 How to use the sputtering equipment
JP2023506867A (en) * 2019-12-16 2023-02-20 ダイソン・テクノロジー・リミテッド Method and apparatus for use in plasma generation
JP7352029B2 (en) 2019-12-16 2023-09-27 ダイソン・テクノロジー・リミテッド Method and apparatus for use in generating plasma
US12315697B2 (en) 2019-12-16 2025-05-27 Dyson Technology Limited Method and apparatus for use in generating plasma

Also Published As

Publication number Publication date
JP5684483B2 (en) 2015-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013030953A1 (en) Antenna for plasma processing apparatus, and plasma processing apparatus using antenna
US6117279A (en) Method and apparatus for increasing the metal ion fraction in ionized physical vapor deposition
TWI436407B (en) Sputtering chamber, pre-cleaning chamber and plasma processing equipment
TWI391518B (en) Ion source and plasma processing device
KR20030074602A (en) Chamber configuration for confining a plasma
JP4945566B2 (en) Capacitively coupled magnetic neutral plasma sputtering system
JP2015520478A (en) Microwave plasma generator and method of operating the same
CN115763207B (en) Plasma residual glue removing device
JP2013206652A (en) Antenna device, and plasma processing apparatus and sputtering apparatus having the same
JP2010123467A (en) Plasma generating apparatus
JP5684483B2 (en) Antenna for plasma processing apparatus and plasma processing apparatus using the antenna
CN104620682B (en) Device for generating plasma with high range along the axis from a gaseous medium by electron cyclotron resonance (ECR)
JP5327657B2 (en) Plasma generator
WO2021252095A1 (en) Plasma source configuration
CN102543636B (en) Faraday shield and plasma processing equipment
US10186401B2 (en) Plasma-chemical coating apparatus
JP2012525668A (en) Plasma beam generating method and plasma source
WO2000003055A1 (en) Shield for ionized physical vapor deposition apparatus
JP5325623B2 (en) Electron source
KR20110006070U (en) Magnetized inductively coupled plasma processing apparatus
TWI556690B (en) An antenna for a plasma processing apparatus, and a plasma processing apparatus using the same
KR102584240B1 (en) Plasma generator using ferrite shield for focused inductive coupled plasma
JP6051983B2 (en) Arc plasma deposition system
JP6511813B2 (en) Plasma treated electrode and CVD electrode
TWI659445B (en) Radio frequency (rf) – sputter deposition source, deposition apparatus and method of assembling thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130226

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131025

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131029

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131217

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140701

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140814

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141216

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150115

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5684483

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250