[發明專利]等離子體裝置

無效

• 申請號: 201180054048.5
• 申請日: 2011-01-12
• 公開（公告）號: CN103201407A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 安東靖典
• 申請（專利權）人: 日新電機株式會社
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 臧建明;張洋

技術領域

本發明涉及一種等離子體（plasma）裝置。

背景技術

以往的等離子體裝置包括由電介質所構成的靶（target）、磁鐵、高頻電源及匹配電路（非專利文獻1）。為了在靶的表面配置磁場，而將磁鐵設置在靶的背面。高頻電源連接于靶。匹配電路連接在高頻電源與靶之間。靶是被進行水冷卻。

而且，被處理基板及基板固持器（holder）配置在與靶對向的位置上。另外，根據目的，將被處理基板及基板固持器與連接于靶的頻率比高頻電源的頻率低的低頻電源或直流電源連接，以施加偏壓。

以往的等離子體裝置中的動作如下所述。通過施加給靶的高頻電壓，而在靶與真空容器及基板之間基于電容耦合產生等離子體。一般而言，電容耦合型的高頻放電隨著等離子體密度增加，而產生由等離子體所引起的高頻的反射，結果高頻電力未有效地進入等離子體，從而難以進一步高密度化。

于是，在靶的表面附近形成磁場，利用該磁場捕捉等離子體中的電子，而進行磁控放電（magnetron?discharge），由此實現高密度化。

等離子體中的電子通過由施加給靶的高頻電壓所產生的交變電場而在靶與基板或真空容器之間進行往返運動，由串聯連接在匹配電路內的可變電容器（variable?condenser）及作為靶材料的電介質帶電，結果在靶的表面，負的直流偏壓與高頻電壓重疊。

等離子體中的正離子被該帶負電的直流偏壓引入，而以高能量入射至靶的表面。從而，靶表面被濺鍍（sputtering）。另外，同時，在靶的表面，隨著溫度上升而必須進行靶的冷卻，以實現靶表面的穩定化及抑制由來自靶的輻射所引起的對向的基板溫度的上升。

在靶表面經濺鍍的粒子飛至對向的基板，形成由與靶的構成元素同等的元素構成所構成的覆膜。因為相對于靶帶負電，而基板及真空容器相對地成為正電位，所以在濺鍍粒子飛向基板表面的同時，作為帶負電的粒子的電子也飛至基板表面。

靶表面的等離子體伴隨磁場分布而產生強的不均勻性。一般而言，在圓形靶的情況下，形成在靶的中央與周邊之間配置磁力線的構造，結果產生圓環狀的高密度等離子體，從而靶的濺鍍也呈圓環狀產生。

現有技術文獻

非專利文獻

非專利文獻1：大石佑一、小林大士、磯部辰德、新井真、清田淳也、小松孝、石橋曉、齊藤一也、佐藤重光、末代政輔，“適于大型基盤的TFT用濺鍍裝置及其陰極”，2006年ULVAC技術期刊（ULVAC?TECHNICAL?JOURNAL）第64期.

發明內容

發明欲解決的課題

然而，以往的等離子體裝置中，因為在濺鍍粒子飛向基板表面的同時，作為帶負電的粒子的電子也飛至基板表面，所以存在由具有能量的電子將基板加熱，并且使形成在基板上的膜受損的問題。

因此，本發明是為了解決所述問題而完成，目的在于提供一種可抑制基板的溫度上升及抑制對形成在基板上的膜的損傷的等離子體裝置。

解決課題的手段

根據本發明的實施方式，等離子體裝置包含多個電極、多個靶部件以及第一及第二電源。多個電極呈平面狀配置，且各自具有長方形的平面形狀。多個靶部件對應于多個電極而設置，各自由電介質所構成且與對應的電極的基板側的表面接觸配置。第一電源使具有第一頻率的高頻電流從多個電極的一端流入多個電極。第二電源以將具有比第一頻率低的第二頻率的電壓交替地施加給兩個電極的方式對多個電極施加具有第二頻率的電壓。

發明的效果

本發明的實施方式的等離子體裝置中，通過第一電源使高頻電流向多個電極流入，而在與多個電極接觸配置的多個靶部件的表面附近基于電感耦合產生等離子體。接著，通過第二電源將具有第二頻率的電壓施加給多個電極，而使等離子體中的電子及正離子分別流入不同的靶部件，并滯留在多個電極間及多個靶部件的表面附近。

因此，可抑制基板的溫度上升及對形成在基板上的膜的損傷。

附圖說明

圖1是本發明的實施方式的等離子體裝置的概略圖。

圖2是圖1所示的線II-II間的真空容器、電極、靶部件、氣體配管1及基板固持器的剖視圖。

圖3是圖2所示的區域REG的放大圖。

圖4是圖1所示的線IV-IV間的真空容器、電極、靶部件及基板固持器的剖視圖。

圖5是用來對圖1所示的等離子體裝置的動作進行說明的概念圖。

圖6是表示圖1所示的等離子體裝置中的其他電極配置的概念圖。

圖7是表示圖1所示的等離子體裝置中的進而其他電極配置的概念圖。