JPH08250292A - 高周波放電プラズマ源装置 - Google Patents
高周波放電プラズマ源装置Info
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- JPH08250292A JPH08250292A JP7052375A JP5237595A JPH08250292A JP H08250292 A JPH08250292 A JP H08250292A JP 7052375 A JP7052375 A JP 7052375A JP 5237595 A JP5237595 A JP 5237595A JP H08250292 A JPH08250292 A JP H08250292A
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- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 47
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- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 abstract description 7
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
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- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 プラズマと外周電極の電位差によりプラズマ
から引出されたイオンが外周電極表面をスパッタリング
し、これにより飛散した粒子による放電容器内の汚染を
抑制する。 【構成】 高周波電源４の接地側と外周電極２の間に設
けられたコンデンサ１０と、同コンデンサ１０と外周電
極２の間にチョークコイル１１を介してそのプラス側が
接続されマイナス側が接地された直流電源１２を備えた
ことによって、直流電源１２より外周電極２に正電圧を
印加することにより、高周波放電電極３と外周電極２の
間に発生したプラズマ６の電位を増加させ、プラズマ６
と外周電極２間の電位差を低下させることができるた
め、外周電極２のスパッタリング量の低減が可能とな
り、スパッタリングによる放電容器１内の汚染を抑制す
ることが可能となる。
から引出されたイオンが外周電極表面をスパッタリング
し、これにより飛散した粒子による放電容器内の汚染を
抑制する。 【構成】 高周波電源４の接地側と外周電極２の間に設
けられたコンデンサ１０と、同コンデンサ１０と外周電
極２の間にチョークコイル１１を介してそのプラス側が
接続されマイナス側が接地された直流電源１２を備えた
ことによって、直流電源１２より外周電極２に正電圧を
印加することにより、高周波放電電極３と外周電極２の
間に発生したプラズマ６の電位を増加させ、プラズマ６
と外周電極２間の電位差を低下させることができるた
め、外周電極２のスパッタリング量の低減が可能とな
り、スパッタリングによる放電容器１内の汚染を抑制す
ることが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低スパッタリング型の
高周波放電プラズマ源装置に関する。
高周波放電プラズマ源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の高周波放電プラズマ源装置は、図
５に示すように真空ポンプ８とガスボンベ９が接続され
外周電極と１体に形成された放電容器０１と、同放電容
器０１内に挿入された高周波放電電極３と、同高周波放
電電極３に非アース側が整合器５を介して接続されアー
ス側が上記放電容器０１に接続された高周波電源４を備
えていた。
５に示すように真空ポンプ８とガスボンベ９が接続され
外周電極と１体に形成された放電容器０１と、同放電容
器０１内に挿入された高周波放電電極３と、同高周波放
電電極３に非アース側が整合器５を介して接続されアー
ス側が上記放電容器０１に接続された高周波電源４を備
えていた。
【０００３】上記において、放電容器０１内に媒質ガス
７を流入し、高周波電源４から整合器５を介して高周波
電力を伝送すると、高周波放電電極３と放電容器０１と
の間にプラズマ６を生成する。
７を流入し、高周波電源４から整合器５を介して高周波
電力を伝送すると、高周波放電電極３と放電容器０１と
の間にプラズマ６を生成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の高周波放電プラ
ズマ源装置においては、プラズマから高周波放電電極及
び外周電極に流れる荷電粒子（電子及びイオン）フラッ
クスが保存されるように、プラズマ電位が自発的に決定
されていた。
ズマ源装置においては、プラズマから高周波放電電極及
び外周電極に流れる荷電粒子（電子及びイオン）フラッ
クスが保存されるように、プラズマ電位が自発的に決定
されていた。
【０００５】そのため、プラズマ電位はアース電位に対
して〜３Ｔｅ（こゝで、、Ｔｅ；電子温度（ｅＶ））の
正電位を有しており、この電位差によってプラズマから
引き出されたイオンが外周電極表面をスパッタリング
し、飛散した粒子が放電室内を汚染するという課題があ
った。本発明は上記の課題を解決しようとするものであ
る。
して〜３Ｔｅ（こゝで、、Ｔｅ；電子温度（ｅＶ））の
正電位を有しており、この電位差によってプラズマから
引き出されたイオンが外周電極表面をスパッタリング
し、飛散した粒子が放電室内を汚染するという課題があ
った。本発明は上記の課題を解決しようとするものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の高周波放電プラ
ズマ源装置は、中央部に配設された高周波放電電極と、
これを取囲むように配設された外周電極との間にプラズ
マを生成する高周波放電プラズマ源装置において、高周
波電源の接地側と上記外周電極の間に接続されたコンデ
ンサ、および同コンデンサにチョークコイルを介してそ
のプラス側が接続されマイナス側が接地された直流電源
を備えたことを特徴としている。
ズマ源装置は、中央部に配設された高周波放電電極と、
これを取囲むように配設された外周電極との間にプラズ
マを生成する高周波放電プラズマ源装置において、高周
波電源の接地側と上記外周電極の間に接続されたコンデ
ンサ、および同コンデンサにチョークコイルを介してそ
のプラス側が接続されマイナス側が接地された直流電源
を備えたことを特徴としている。
【０００７】
【作用】上記において、高周波放電電極と外周電極の間
に高周波電源より高周波電力を供給すると、両電極間に
プラズマを発生する。
に高周波電源より高周波電力を供給すると、両電極間に
プラズマを発生する。
【０００８】上記外周電極はコンデンサが設けられてい
るために電気的にフローティングの状態であり、この状
態で直流電源より外周電極に数１０Ｖの正電圧を印加す
ると、プラズマから高周波電極及び外周電極に流れる荷
電粒子（電子及びイオン）フラックスが保存されるよう
にプラズマ電位が自発的に外周電極電位よりも高くなる
ため、プラズマ電位を増加させることができる。
るために電気的にフローティングの状態であり、この状
態で直流電源より外周電極に数１０Ｖの正電圧を印加す
ると、プラズマから高周波電極及び外周電極に流れる荷
電粒子（電子及びイオン）フラックスが保存されるよう
にプラズマ電位が自発的に外周電極電位よりも高くなる
ため、プラズマ電位を増加させることができる。
【０００９】プラズマ電位が増加すると、高周波放電電
極とプラズマ間の電位差が増加するため、プラズマから
高周波電極への電子フラックスが増加する。また、プラ
ズマからのイオンフラックスはプラズマ電位に依らずほ
ぼ一定であるため、プラズマから外周電極への電子フラ
ックスが減少する。
極とプラズマ間の電位差が増加するため、プラズマから
高周波電極への電子フラックスが増加する。また、プラ
ズマからのイオンフラックスはプラズマ電位に依らずほ
ぼ一定であるため、プラズマから外周電極への電子フラ
ックスが減少する。
【００１０】その結果、外周電極に正電圧を印加する前
と比較して、プラズマと外周電極間の電位差を低下させ
ることができる。ここで、外周電極表面をスパッタする
入射イオンのエネルギーは、プラズマと外周電極間の電
位差によって定義され、かつ、そのスパッタレート（＝
スパッタされ飛散する粒子数／外周電極に入射するイオ
ン数）は入射イオンのエネルギーにほぼ比例するもので
ある。
と比較して、プラズマと外周電極間の電位差を低下させ
ることができる。ここで、外周電極表面をスパッタする
入射イオンのエネルギーは、プラズマと外周電極間の電
位差によって定義され、かつ、そのスパッタレート（＝
スパッタされ飛散する粒子数／外周電極に入射するイオ
ン数）は入射イオンのエネルギーにほぼ比例するもので
ある。
【００１１】従って、外周電極に数１０Ｖの正電圧を印
加することにより、外周電極のスパッタリング量を低減
させることができ、放電容器内の汚染を抑制することが
可能となる。
加することにより、外周電極のスパッタリング量を低減
させることができ、放電容器内の汚染を抑制することが
可能となる。
【００１２】
【実施例】本発明の第１実施例に係る高周波放電プラズ
マ源装置を図１に示す。
マ源装置を図１に示す。
【００１３】図１に示す本実施例は、真空ポンプ８とガ
スボンベ９が接続された放電容器１、同放電容器１内に
挿入された高周波放電電極３、および同電極３に非接地
側が整合器５を介して接続された高周波電源４を備えた
高周波放電プラズマ源装置において、上記放電容器１の
内側に設けられた外周電極２、同外周電極２に一端側が
接続され他端側が上記高周波電源４の接地側に整合器５
を介して接続されたコンデンサ１０、および同コンデン
サ１０の一端側にその＋側がチョークコイル１１を介し
て接続され−側が接地された直流電源１２を備えてい
る。
スボンベ９が接続された放電容器１、同放電容器１内に
挿入された高周波放電電極３、および同電極３に非接地
側が整合器５を介して接続された高周波電源４を備えた
高周波放電プラズマ源装置において、上記放電容器１の
内側に設けられた外周電極２、同外周電極２に一端側が
接続され他端側が上記高周波電源４の接地側に整合器５
を介して接続されたコンデンサ１０、および同コンデン
サ１０の一端側にその＋側がチョークコイル１１を介し
て接続され−側が接地された直流電源１２を備えてい
る。
【００１４】上記において、放電容器１内にプラズマ６
を発生させる場合、予め真空ポンプ８により排気して放
電容器１内を真空とした後、その内部にガスボンベ９よ
り媒質ガス７を供給して充填しておく。
を発生させる場合、予め真空ポンプ８により排気して放
電容器１内を真空とした後、その内部にガスボンベ９よ
り媒質ガス７を供給して充填しておく。
【００１５】上記放電容器１内に所定量のガス７が充填
された後、外周電極２と高周波放電電極３間に整合器５
を介して高周波電源４より高周波電力を供給し、両電極
２，３間に放電を起こし、プラズマ６を発生させる。
された後、外周電極２と高周波放電電極３間に整合器５
を介して高周波電源４より高周波電力を供給し、両電極
２，３間に放電を起こし、プラズマ６を発生させる。
【００１６】上記整合器５に接続された高周波電源４の
接地側はコンデンサ１０を介して外周電極２に接続され
ているため、この外周電極２は電気的にフローティング
の状態であり、コンデンサ１０と外周電極２の間にチョ
ークコイル１１を介して接続された直流電源１２によ
り、外周電極２に正電圧を印加することができる。な
お、上記チョークコイル１１は高周波電流による干渉を
排除するために設けられている。
接地側はコンデンサ１０を介して外周電極２に接続され
ているため、この外周電極２は電気的にフローティング
の状態であり、コンデンサ１０と外周電極２の間にチョ
ークコイル１１を介して接続された直流電源１２によ
り、外周電極２に正電圧を印加することができる。な
お、上記チョークコイル１１は高周波電流による干渉を
排除するために設けられている。
【００１７】上記直流電源１２を調整し、外周電極２に
数１０Ｖの正電圧を印加すると、図２に示すようにプラ
ズマ電位を増加させることができる。これは、プラズマ
６から高周波放電電極３及び外周電極２に流れる荷電粒
子（電子及びイオン）フラックスが保存されるように、
プラズマ電位が自発的に外周電極２の電位よりも高くな
るためである。
数１０Ｖの正電圧を印加すると、図２に示すようにプラ
ズマ電位を増加させることができる。これは、プラズマ
６から高周波放電電極３及び外周電極２に流れる荷電粒
子（電子及びイオン）フラックスが保存されるように、
プラズマ電位が自発的に外周電極２の電位よりも高くな
るためである。
【００１８】プラズマ電位が高くなると、高周波放電電
極３とプラズマ６間の電位差も増加するため、プラズマ
６から高周波放電電極３への電子フラックスが増加す
る。また、プラズマ６からのイオンフラックスはプラズ
マ電位に依らずほぼ一定であるため、プラズマから外周
電極２への電子フラックスが減少する。
極３とプラズマ６間の電位差も増加するため、プラズマ
６から高周波放電電極３への電子フラックスが増加す
る。また、プラズマ６からのイオンフラックスはプラズ
マ電位に依らずほぼ一定であるため、プラズマから外周
電極２への電子フラックスが減少する。
【００１９】その結果、外周電極２に正電圧を印加する
前と比較して、プラズマ６と外周電極２間の電位差を低
下させることができる。ここで、外周電極２の表面をス
パッタする入射イオンのエネルギーは、プラズマ６と外
周電極２間の電位差によって定義され、かつ、そのスパ
ッタレート（＝スパッタされ飛散する粒子数／外周電極
２に入射するイオン数）は入射イオンのエネルギーにほ
ぼ比例するものである。
前と比較して、プラズマ６と外周電極２間の電位差を低
下させることができる。ここで、外周電極２の表面をス
パッタする入射イオンのエネルギーは、プラズマ６と外
周電極２間の電位差によって定義され、かつ、そのスパ
ッタレート（＝スパッタされ飛散する粒子数／外周電極
２に入射するイオン数）は入射イオンのエネルギーにほ
ぼ比例するものである。
【００２０】従って、外周電極２に数１０Ｖの正電圧を
印加することにより、外周電極２のスパッタリング量を
低減させることができ、放電容器１内の汚染を少なくす
ることができる。
印加することにより、外周電極２のスパッタリング量を
低減させることができ、放電容器１内の汚染を少なくす
ることができる。
【００２１】本実施例の効果を確認するため、縦４２mm
×横１０３mm×高２４mmの直方体外周電極内に直径６mm
×長さ１００mmの棒状グラファイト電極を配置した場合
を仮定し、放電を生じさせてプラズマを生成する際に外
周電極に印加される電位Ｖbaを変えた場合のプラズマ電
位Ｖs の変化を計算した。図３は、この計算結果を示し
たグラフである。ここで、プラズマ密度ｎe ＝１０17ｍ
-3、電子温度Ｔe ＝５ e Ｖ（実測値）とした。
×横１０３mm×高２４mmの直方体外周電極内に直径６mm
×長さ１００mmの棒状グラファイト電極を配置した場合
を仮定し、放電を生じさせてプラズマを生成する際に外
周電極に印加される電位Ｖbaを変えた場合のプラズマ電
位Ｖs の変化を計算した。図３は、この計算結果を示し
たグラフである。ここで、プラズマ密度ｎe ＝１０17ｍ
-3、電子温度Ｔe ＝５ e Ｖ（実測値）とした。
【００２２】この図３より、外周電極電位Ｖbaを０Ｖか
ら２０Ｖに増加させると、プラズマ電位Ｖs は４Ｖから
２５Ｖに変化することが判る。このとき、外周電極電位
Ｖbaとプラズマ電位Ｖs との差は、１４Ｖから５Ｖへ変
化して約１／３に低下するため、スパッタリング量の低
減が期待できる。
ら２０Ｖに増加させると、プラズマ電位Ｖs は４Ｖから
２５Ｖに変化することが判る。このとき、外周電極電位
Ｖbaとプラズマ電位Ｖs との差は、１４Ｖから５Ｖへ変
化して約１／３に低下するため、スパッタリング量の低
減が期待できる。
【００２３】本発明の第２実施例を図４に示す。図４に
示す本実施例は第１実施例の放電容器１の上部にイオン
引出電極１３を設け、この電極１３と放電容器１の間に
イオン引出電源１４を接続することにより、イオンビー
ム１５の引出しを可能としたものである。このような装
置を形成することにより、第１実施例の放電容器１内で
発生させたプラズマをイオン源プラズマとして有効に利
用することが可能となる。
示す本実施例は第１実施例の放電容器１の上部にイオン
引出電極１３を設け、この電極１３と放電容器１の間に
イオン引出電源１４を接続することにより、イオンビー
ム１５の引出しを可能としたものである。このような装
置を形成することにより、第１実施例の放電容器１内で
発生させたプラズマをイオン源プラズマとして有効に利
用することが可能となる。
【００２４】
【発明の効果】本発明の高周波放電プラズマ源装置は、
高周波電源の接地側と外周電極の間に設けられたコンデ
ンサと、同コンデンサと外周電極の間にチョークコイル
を介してそのプラス側が接続されマイナス側が接地され
た直流電源を備えたことによって、直流電源より外周電
極に正電圧を印加することにより、高周波放電電極と外
周電極の間に発生したプラズマの電位を増加させ、プラ
ズマと外周電極間の電位差を低下させることができるた
め、外周電極のスパッタリング量の低減が可能となり、
スパッタリングによる放電容器内の汚染を抑制すること
が可能となる。
高周波電源の接地側と外周電極の間に設けられたコンデ
ンサと、同コンデンサと外周電極の間にチョークコイル
を介してそのプラス側が接続されマイナス側が接地され
た直流電源を備えたことによって、直流電源より外周電
極に正電圧を印加することにより、高周波放電電極と外
周電極の間に発生したプラズマの電位を増加させ、プラ
ズマと外周電極間の電位差を低下させることができるた
め、外周電極のスパッタリング量の低減が可能となり、
スパッタリングによる放電容器内の汚染を抑制すること
が可能となる。
【図１】本発明の第１実施例に係る高周波放電プラズマ
源装置の説明図である。
源装置の説明図である。
【図２】上記第１実施例に係る電位分布の説明図であ
る。
る。
【図３】上記第１実施例に係る外周電極電位に対するプ
ラズマ電位の説明図である。
ラズマ電位の説明図である。
【図４】本発明の第２実施例の説明図である。
【図５】従来の装置の説明図である。
１ 放電容器 ２ 外周電極 ３ 高周波放電電極 ４ 高周波電源 ５ 整合器 ６ プラズマ ７ 媒質ガス ８ 真空ポンプ ９ ガスボンベ １０ コンデンサ １１ チョークコイル １２ 直流電源 １３ イオン引出電極 １４ イオン引出電源 １５ イオンビーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田口 俊夫 広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱 重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 梶西 邦幸 広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱 重工業株式会社広島研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 中央部に配設された高周波放電電極と、
これを取囲むように配設された外周電極との間にプラズ
マを生成する高周波放電プラズマ源装置において、高周
波電源の接地側と上記外周電極の間に接続されたコンデ
ンサ、および同コンデンサにチョークコイルを介してそ
のプラス側が接続されマイナス側が接地された直流電源
を備えたことを特徴とする高周波放電プラズマ源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7052375A JPH08250292A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 高周波放電プラズマ源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7052375A JPH08250292A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 高周波放電プラズマ源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08250292A true JPH08250292A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=12913067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7052375A Withdrawn JPH08250292A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 高周波放電プラズマ源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08250292A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100539622B1 (ko) * | 1996-11-27 | 2006-03-22 | 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 | 플라즈마처리장치 |
-
1995
- 1995-03-13 JP JP7052375A patent/JPH08250292A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100539622B1 (ko) * | 1996-11-27 | 2006-03-22 | 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 | 플라즈마처리장치 |
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