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JP5582809B2 - Plasma generator - Google Patents
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Description

本発明は、半導体素子などの製造工程におけるエッチングやスパッター、蒸着による成膜などの処理や滅菌、殺菌に用いるのに適したプラズマ発生装置に関する。   The present invention relates to a plasma generator suitable for use in processing, sterilization, and sterilization such as etching, sputtering, and film formation by vapor deposition in a manufacturing process of a semiconductor element or the like.

高周波を用いたプラズマ発生装置は、該装置より発する妨害電波の輻射があるため、法律で定められた妨害電波規制の緩やかな周波数帯域(ISMバンド)を使用している。帯域といっても、このISMバンドの帯域幅は狭く、ほぼ単一周波数(13.56MHz、27.12MHz、40.68MHzなど)での使用のみを認められている。   Since a plasma generator using high frequency has radiation of interference radio waves emitted from the apparatus, it uses a frequency band (ISM band) that is stipulated by law and has a strict regulation of interference radio waves. Even if it is called a band, the bandwidth of the ISM band is narrow, and only a single frequency (13.56 MHz, 27.12 MHz, 40.68 MHz, etc.) is permitted.

高周波の電力をプラズマに送りこむとき、高周波源と負荷となるプラズマとのインピーダンス整合が必要となるが、単一周波数での使用、即ち周波数を動かすことを許されない場合、この整合を取るためには、負荷であるプラズマの電気諸量にコンデンサやコイルの値を付加増減して、高周波源と整合をとらざるをえない。この役目を果たすのがマッチングBOXである。マッチングBOXは、給電線(同軸ケーブル)に方向性結合器など付加して反射波(定在波比)を計測しながら、コンデンサやコイルを機械的に動かし、その値を最適値(整合がとれる値)にあわせられる装置である。   When high-frequency power is sent to the plasma, impedance matching between the high-frequency source and the plasma that is the load is required. To use this at a single frequency, that is, when the frequency is not allowed to move, In addition, it is necessary to match the high frequency source by adding or decreasing the value of the capacitor or coil to the electrical quantities of plasma that is the load. Matching BOX plays this role. Matching BOX is designed to move the capacitors and coils mechanically while measuring the reflected wave (standing wave ratio) by adding a directional coupler or the like to the feeder line (coaxial cable), and to optimize the value (matching can be achieved) Value).

もちろん手動によるものもあるが、モーターなどを使い自動とするものが一般的である(例えば特許文献1参照)。
しかしながら、マッチングBOXを用いなくてもインピーダンス整合ができる方法もある。それは周波数を動かす方法である。しかしこれは単一周波数使用の条件から外れ、妨害電波防止対策が必要となる。
Of course, there are manual ones, but an automatic one using a motor or the like is generally used (see, for example, Patent Document 1).
However, there is a method that can perform impedance matching without using a matching BOX. It is a way to move the frequency. However, this deviates from the conditions for using a single frequency, and measures to prevent jamming are required.

プラズマ発生装置として、真空チャンバー内にプラズマ発生電極が設けられ、このプラズマ電極に高周波を供給する他励式高周波発振器が同軸ケーブルで連結され、プラズマ発生電極と他励式高周波発振器との間にインピーダンスのマッチングを取るための整合器(マッチングBOX)が設けられた固定(単一)周波数使用のプラズマ発生装置が知れている。(例えば図7〜図10)   As a plasma generator, a plasma generating electrode is provided in a vacuum chamber, and a separately excited high frequency oscillator for supplying a high frequency to the plasma electrode is connected by a coaxial cable, and impedance matching is performed between the plasma generating electrode and the separately excited high frequency oscillator. 2. Description of the Related Art A plasma generator using a fixed (single) frequency provided with a matching unit (matching BOX) for taking out a signal is known. (For example, FIGS. 7 to 10)

特開2002−151417号公報JP 2002-151417 A

<図7〜図10に示す従来技術>
高周波発振器から同軸ケーブルでプラズマチャンバーに高周波のエネルギーを給電している。同軸給電線からは、ノーマル・モードによる電磁輻射は起こらないが、コモン・モードの輻射は起こるし、整合が取れず反射波があると一層強く輻射することは一般に知られている。
チャンバー内のプラズマ状態は常時変化するので整合器(マッチングBOX)でインピーダンスのマッチングをとる必要がある。
<Prior Art Shown in FIGS. 7 to 10>
High-frequency energy is supplied from a high-frequency oscillator to the plasma chamber via a coaxial cable. It is generally known that from the coaxial feeder, electromagnetic radiation in the normal mode does not occur, but radiation in the common mode occurs, and radiation is stronger when there is a mismatch and there is a reflected wave.
Since the plasma state in the chamber changes constantly, it is necessary to match the impedance with a matching unit (matching BOX).

図7の場合は、高周波発振器とマッチングBOXとの間の整合はとれるが、チャンバーとマッチングBOXとの間の整合は、プラズマを含めたチャンバーが同軸ケーブルと同じ特性インピーダンスとなるように設計しても、プラズマが変動するので常時の整合はとれず、コモン・モードの輻射が起こり、それを強める反射波も起きる。
図8のようにチャンバーとマッチングBOXを一体とし、この間の給電線を省くようにすると図7の場合のような不具合はおこらない。
In the case of FIG. 7, the matching between the high-frequency oscillator and the matching BOX can be made, but the matching between the chamber and the matching BOX is designed so that the chamber including the plasma has the same characteristic impedance as the coaxial cable. However, since the plasma fluctuates, it is not always possible to achieve matching, and common mode radiation occurs, and a reflected wave that intensifies it also occurs.
If the chamber and the matching BOX are integrated as shown in FIG. 8 and the feeding line between them is omitted, the problem as shown in FIG. 7 does not occur.

しかし図7、8の場合とも、不整合を検出してマッチングBOXで整合を取る間中は、自動にしても手動にしても、不整合が生ずることは避けられないので、コモン・モードの輻射は起こりそれを強める反射波も起きる。
同軸給電は、同軸の外皮となる金属がチャンバー金属につながれている。チャンバーは金属壁(導体)で囲まれているので、チャンバー内部の電磁波が外部に漏れだすことはない。しかしチャンバー内壁には、同軸芯線から出発した高周波電流の帰還通路による電位差が発生している。そしてこの電流の経路は、プラズマの状態によって変化するので、導体であるチャンバー内壁の電位分布も変化する。この内壁とチャンバー金属はひとつの導体なので、チャンバーの一部を接地(アース)すると、内壁の電位分布により他のチャンバー部位との間には電位差が生じ、これがコモン・モードの高周波源となって外部への輻射が起こる。これはチャンバー金属のどこにアースをとっても同じ結果である。
また図10のように発振器側に別にアースをとっても、チャンバーの電位変動の有無は変わらないし、両方アースにとるとループアンテナを形成して、輻射としては一層悪い結果を生む。
However, in both cases of FIGS. 7 and 8, it is unavoidable that mismatches are generated either automatically or manually while the mismatch is detected and matching is performed by the matching BOX. Occurs and a reflected wave that strengthens it also occurs.
In the coaxial power supply, the metal that becomes the coaxial outer skin is connected to the chamber metal. Since the chamber is surrounded by a metal wall (conductor), the electromagnetic wave inside the chamber does not leak outside. However, a potential difference is generated on the inner wall of the chamber due to the high-frequency current return path starting from the coaxial core wire. Since the current path changes depending on the plasma state, the potential distribution on the inner wall of the chamber, which is a conductor, also changes. Since this inner wall and chamber metal are one conductor, if a part of the chamber is grounded (grounded), a potential difference is created between other chamber parts due to the potential distribution of the inner wall, which becomes a common mode high frequency source. Radiation to the outside occurs. This is the same result no matter where the earth is placed on the chamber metal.
Further, even if grounding is separately provided on the oscillator side as shown in FIG. 10, the presence or absence of fluctuation in the potential of the chamber does not change, and if both are grounded, a loop antenna is formed, resulting in worse radiation.

このように従来の方法では、チャンバー金属は、電磁遮蔽(シールド)の役目をしていないので、外部への妨害電波の輻射が起こる。
もしシールド効果を得ようとするならば、チャンバー全体をアースに沈めるか、このチャンバー全体および給電線、発振器を電流帰還通路が生じないように絶縁された別の金属(金属外囲器)で覆い(たとえば装置が設置してある部屋全体を金属で覆う)、これを接地すれば妨害電波の輻射は防げるが、コストがかかるという問題がある。
これらの理由で従来の高周波でのプラズマ発生装置は、妨害電波の輻射が起こるので、妨害電波の規制の緩やかなISMバンド(13.56MHz、27.12MHz、40.68MHz、900MHz帯、2.45GHz帯、5.7GHz帯など)にて動作させるようにしている。
As described above, in the conventional method, the chamber metal does not serve as electromagnetic shielding (shielding), and therefore, radiation of disturbing radio waves to the outside occurs.
If a shield effect is to be obtained, the whole chamber is submerged in earth, or the whole chamber, the power supply line, and the oscillator are covered with another metal (metal envelope) insulated so as not to generate a current return path. (For example, covering the entire room where the apparatus is installed is covered with metal). If this is grounded, the radiation of the interfering radio waves can be prevented, but there is a problem that the cost increases.
For these reasons, conventional high-frequency plasma generators generate radiation of jamming radio waves. Therefore, ISM bands (13.56 MHz, 27.12 MHz, 40.68 MHz, 900 MHz band, 2.45 GHz band, 5.7 GHz), which have moderate restrictions on jamming radio waves. Obi etc.).

図9のように従来の装置は、チャンバー(真空外囲器)金属を電極として利用している。同軸で給電された高周波の電流は、同軸の芯線側すなわち電極Aから出発し、発生するプラズマと対向電極であるチャンバーの壁(B電極)を通って同軸外皮金属に戻っていく。放電させる電極同志が同一形状となっていないので電界分布は偏り複雑となる。アンバランスとなっている両電極の電位は、直流成分を同軸芯線(A電極側)からコンデンサでカットすると、A電極側に正のイオン分子が集まりシースをつくり、A電極は負電位に帯電する現象を呈する。これはプラズマの自己バイアス現象とよばれ、プラズマ生成時の特別な現象として知られ、成膜には積極的に利用されている。   As shown in FIG. 9, the conventional apparatus uses chamber (vacuum envelope) metal as an electrode. The high-frequency current fed coaxially starts from the coaxial core line side, that is, the electrode A, and returns to the coaxial outer metal through the generated plasma and the chamber wall (B electrode) which is the counter electrode. Since the electrodes to be discharged do not have the same shape, the electric field distribution is biased and complicated. When the DC component is cut from the coaxial core wire (A electrode side) with a capacitor, the positive ionic molecules gather on the A electrode side to form a sheath, and the A electrode is charged to a negative potential. Presents a phenomenon. This is called a plasma self-bias phenomenon, which is known as a special phenomenon during plasma generation, and is actively used for film formation.

このプラズマシースから正のイオン分子が負電極であるA電極に向かって飛んでいくので、A電極側にワークを載せておくと、このワークにはイオン分子が衝突し、堆積し成膜する。ワークは金属のような導体であっても、プラスチックのような絶縁体でもよい。これがプラズマによる成膜法の原理である。
この方法の良いところは、直流成分カットのコンデンサを付加すれば、自然と自己バイアス現象が生じ、プラズマシースとワークとの間に電位差が生じ、上記のような成膜が可能となることである。
成膜される膜の厚さや密着度、浸透深さなどは、プラズマの密度やワーク温度処理時間などによって制御されている。
Since positive ion molecules fly from the plasma sheath toward the A electrode, which is a negative electrode, when a work is placed on the A electrode side, the ion molecules collide with the work, and deposit and form a film. The workpiece may be a conductor such as metal or an insulator such as plastic. This is the principle of the film forming method using plasma.
The good point of this method is that if a DC component cut capacitor is added, a self-bias phenomenon occurs naturally, and a potential difference is generated between the plasma sheath and the workpiece, and the above film formation becomes possible. .
The thickness, adhesion, penetration depth, and the like of the film to be formed are controlled by the plasma density, the workpiece temperature processing time, and the like.

図9のように電極Aから出発した高周波電流は、プラズマ、チャンバー(電極B)へと通っていくが、電界分布が複雑なので、プラズマの状態によって電流経路はIまたはII,IIIなどのように都度変化する。このためプラズマやチャンバー金属の抵抗による発生電圧は、常時変動が起こっている。チャンバー金属の一点を大地アース(電位ゼロ)にとった時、アース点以外のチャンバー金属表面の電位は変動していることになる(コモン・モードの発生)。これに同軸線の外皮で電気的につながっている破線で囲まれた部分も電位変動を起こす。すなわちコモン・モード輻射に対するアンテナの役目をする。
どこにアース点をとっても同じことが言える。また図10のように発振器側にアースをとっても、電位変動の有無は変わらないし、両方アースにとるとループアンテナを形成して、輻射としては一層悪い結果を生む。
As shown in FIG. 9, the high-frequency current starting from the electrode A passes through the plasma and the chamber (electrode B), but the electric field distribution is complicated, so that the current path is I, II, III, etc. depending on the state of the plasma. It changes every time. For this reason, the voltage generated by the resistance of plasma or chamber metal is constantly fluctuating. When one point of the chamber metal is grounded (zero potential), the potential on the surface of the chamber metal other than the ground point is fluctuating (occurrence of common mode). A portion surrounded by a broken line that is electrically connected to the outer surface of the coaxial line also causes a potential fluctuation. That is, it acts as an antenna for common mode radiation.
The same can be said for any grounding point. Further, even if the oscillator side is grounded as shown in FIG. 10, the presence or absence of potential fluctuation does not change, and if both are grounded, a loop antenna is formed, resulting in worse radiation.

プラズマ発生に高周波を利用する場合、周波数を固定するとマッチングBOXが必要である。処理速度や処理範囲を広げるため、プラズマ密度を上げたり高周波出力を上げていくと、ストリーマーやチャンバー内の温度ムラなどによりプラズマ状態の変化も激しくしかも多くなり、電気的変化であるインピーダンスの急激な変化に対して、機械的に整合させるマッチングBOXの動作では応答速度の限界があり、制御が追い付かない不具合がある。これに対して周波数を変えインピーダンスを調整する方法は、電気的なので高速かつ精密に動作が行える。しかも自励発振を用いれば、反射波の検出のための装置や、整合機構を動かす装置なども必要なく、自身の発振条件で整合がとれるので、制御が簡単、コンパクト、ローコスト、シンプルなプラズマ発生装置が構築できる。この自励発振によるプラズマ発生装置は、何も半導体製造工程に用いるエッチングやスパッタ蒸着による成膜処理の装置に適しているばかりでなく、制御が簡単でコンパクト、ローコスト、シンプルとなるので、滅菌や殺菌の処理に使うプラズマ発生装置などにもすこぶる向いている。   When using a high frequency for plasma generation, a matching BOX is required if the frequency is fixed. If the plasma density is increased or the high frequency output is increased in order to expand the processing speed and processing range, the change in the plasma state becomes more intense due to the temperature unevenness in the streamer and chamber, and the electrical impedance is abrupt. In the operation of the matching BOX that mechanically matches the change, there is a limit in response speed, and there is a problem that the control cannot catch up. On the other hand, since the method of adjusting the impedance by changing the frequency is electrical, it can operate at high speed and with precision. Moreover, if self-excited oscillation is used, there is no need for a device for detecting reflected waves or a device that moves the matching mechanism, and matching can be achieved under its own oscillation conditions, so control is simple, compact, low cost, and simple plasma generation. A device can be constructed. This self-excited plasma generator is not only suitable for etching and sputtering deposition equipment used in the semiconductor manufacturing process, but it is also easy to control, compact, low cost, and simple. It is also extremely suitable for plasma generators used for sterilization.

しかしここで問題になるのが、周波数を動かす方法なので、そのままでは実用化できないという不具合がある。
一方、自己バイアスを利用した成膜法は、自然現象をうまく利用した形ではあるが、バイアス電圧の調整はできないので、膜の成分や厚さや密着度、浸透深さなどは、プラズマの密度調整(即ち内部気圧や高周波出力の調整など)やワーク温度(別途加熱器で加熱する)、処理時間など、大まかなプロセス条件、それもすべて連携しているので、個々に精密な制御は行えないという不具合がある。
However, the problem here is the method of moving the frequency, so there is a problem that it cannot be put into practical use as it is.
On the other hand, the deposition method using self-bias is a form that makes good use of natural phenomena, but the bias voltage cannot be adjusted, so the film component, thickness, adhesion, penetration depth, etc. can be adjusted for plasma density. (In other words, adjustment of internal pressure and high-frequency output, etc.) Rough process conditions such as work temperature (heated separately with a heater), processing time, etc. are all linked, so individual precise control cannot be performed. There is a bug.

さらに、成膜時には、目的外の物質(不純物)が混じることのないように、チャンバー内部を一旦清浄化する必要がある。清浄化のためには、チャンバー内を一旦高真空に引いて気体と共に不純物を排出させるか、内部気体の清浄気体との置換操作などの作業が必要となる。一旦といえども、チャンバーや真空ポンプなどは、高真空にするに耐える、あるいはこの高真空度まで到達する仕様のものを使用せねばならない。また置換操作はチャンバーの隅々までの気体入れ替えが必要なので、作業時間がかかり生産性が悪くなるという不具合がある。   Furthermore, it is necessary to once clean the inside of the chamber so that undesired substances (impurities) are not mixed during film formation. For cleaning, it is necessary to pull the inside of the chamber to a high vacuum to discharge impurities together with the gas, or to replace the internal gas with a clean gas. Even once, the chamber, vacuum pump, etc. must be able to withstand a high vacuum or be used to reach this high vacuum. In addition, since the replacement operation requires gas exchange to every corner of the chamber, there is a problem that the work takes time and productivity is deteriorated.

従来の金属チャンバーは、電磁遮蔽(シールド)の役目をしていないものであるので、シールド効果を得ようとするならば、このチャンバー全体および給電線、発振器を別の金属で覆い接地するシールド体である別囲体とする必要がある。
また、従来技術においては、チャンバーは電極となるので、チャンバー内壁に電気的に引着された蒸着膜が積層されて行くので、チャンバー内壁が汚れやすく且つ強靭蒸着膜となるので洗浄して汚れを取り除くこと作業に手間がかかるという問題を持っていた。
Since the conventional metal chamber does not serve as an electromagnetic shield (shield), if the shield effect is to be obtained, a shield body that covers the entire chamber, the power supply line, and the oscillator with another metal and grounds it. It is necessary to make it a separate enclosure.
In the prior art, since the chamber serves as an electrode, a vapor deposition film that is electrically attracted to the inner wall of the chamber is laminated. Therefore, the inner wall of the chamber tends to become dirty and becomes a tough vapor deposition film. There was a problem that it took time and effort to remove.

正イオン、ラジカルはワーク台の上に置かれたワーク面に衝突し化学反応するが、進行方向と進行方向でない方向とでは反応に違いが出る。(異方性反応といわれる。)
異方性エッチング加工は、俗にいう”深溝加工”であり、イオンの進行方向正面の反応は大きく側面の反応が少ないことから、よりレジストパターンに沿った正確なエッチング加工が可能である。半導体やMEMSにおける部品製造になくてはならない加工法である。
Positive ions and radicals collide with the work surface placed on the work table and chemically react, but there is a difference in reaction between the direction of travel and the direction not traveled. (This is called anisotropic reaction.)
The anisotropic etching process is a so-called “deep groove process”, and the reaction in front of the ions in the traveling direction is large and the reaction on the side is small. Therefore, more accurate etching along the resist pattern is possible. This is an indispensable processing method for manufacturing parts in semiconductors and MEMS.

異方性エッチングの特徴を生かすにはチャンバー内の気圧は低い方が優れている。それはイオンの平均自由工程が大きくなるので、イオンの進行速度を上げることができるからである。しかし低気圧になるとプラズマ密度は低下するので、全体のエッチング速度が低下する。これを防ぐためには、高周波(RF)電力を上げ、プラズマ密度をあげればよい。しかし従来は高周波(RF)電力を上げると、プラズマ密度も上がるが、自己バイアスによるイオン加速電圧も上がり、ワークに対するダメージも大きくなる。(イオン衝撃の増加)そこでこのような不具合を改善するため、高密度のプラズマを別に生成させ、イオン加速を分離してコントロールできる方法が提唱されている。マグネトロンRIE、ECR、ヘリコン波、表面波(マイクロ波)プラズマ法がそれであり、現在エッチング加工法の主流となっている。   A lower atmospheric pressure in the chamber is better for taking advantage of the characteristics of anisotropic etching. This is because the ion free path can be increased because the mean free path of ions becomes large. However, since the plasma density decreases at low pressure, the overall etching rate decreases. In order to prevent this, it is sufficient to increase the radio frequency (RF) power and increase the plasma density. Conventionally, however, increasing the radio frequency (RF) power increases the plasma density, but also increases the ion acceleration voltage due to self-bias and increases the damage to the workpiece. (Increase in ion bombardment) Therefore, in order to improve such problems, a method has been proposed in which high-density plasma is separately generated and ion acceleration can be separated and controlled. Magnetron RIE, ECR, helicon wave, and surface wave (microwave) plasma methods are the mainstream etching methods.

しかしながら、これらの装置は、従来の対向版電極タイプの装置(CCP装置)から比べると、ずいぶん複雑となりコストもかかるという問題をもっていた。   However, these devices have a problem that they are much more complicated and costly than conventional counter electrode type devices (CCP devices).

本発明は以上のような従来技術の欠点に鑑みなされたものであって、
発明の第1の目的は、電磁輻射の起こらない、かつ、チャンバー内壁への強靭蒸着膜形成あるいはエッチングが起こらないプラズマ発生装置を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the drawbacks of the prior art as described above,
A first object of the present invention is to provide a plasma generating apparatus in which electromagnetic radiation does not occur and a strong vapor deposition film is not formed or etched on the inner wall of a chamber.

発明の第2の目的は、電磁輻射の起こらない、チャンバー内壁への強靭蒸着膜形成あるいはエッチングが起こらない、かつ、チャンバー内を再真空や気体の入れ替えなしに清浄化してそのまま次の蒸着を可能とするプラズマ発生装置を提供することを目的としている。   The second object of the invention is that no electromagnetic radiation occurs, no strong vapor deposition film is formed or etched on the inner wall of the chamber, and the inside of the chamber can be cleaned without re-vacuum or replacement of gas, and the next vapor deposition can be performed as it is. An object of the present invention is to provide a plasma generator.

発明の第3の目的は、低コストを可能とする複雑でない構成により異方性反応によるエッチング加工を実現するプラズマ発生装置を提供することを目的としている。   The third object of the present invention is to provide a plasma generating apparatus that realizes an etching process by an anisotropic reaction with an uncomplicated structure that enables low cost.

発明の第4の目的は、インピーダンス整合を電気的、すなわち周波数によって行い、しかも自励発振方式による外部から何ら整合制御せずとも自然に(自ら)整合されるとともに、高速かつ精密な制御が可能となるプラズマ発生装置を提供することを目的としている。   The fourth object of the invention is to perform impedance matching electrically, that is, by frequency, and naturally (self) matching without any matching control from the outside by a self-excited oscillation method, and also enables high-speed and precise control. It aims at providing the plasma generator which becomes.

上記目的を達成するために、本発明は次に述べるような構成となっている。
<請求項1記載の発明>
電位0状態で接地された導電性部材からなる、高周波電流は流れないチャンバーと、
このチャンバー内に該チャンバーとは絶縁状態に設けられた、その電極間にプラズマを発生させる第1のプラズマ発生電極および第2のプラズマ発生電極と、
電力を高周波電力に変えて前記第1のプラズマ発生電極と前記第2のプラズマ発生電極に供給する、発振器とトランスを有する高周波発振部と、
前記チャンバーに導電形態で一体化されて前記高周波発振部を覆うように設けられた、導電性部材からなる高周波発振部シールドカバーと、
前記トランスの中位点と前記チャンバーを電位0状態で接地してなる中位点接続部と、
前記高周波発振部および該チャンバー内で生ずる高周波によるノイズ輻射を生じなくさせるための、前記チャンバーと前記高周波発振部シールドカバーとによって形成されてなる、前記高周波電流は流れないシールド体と、
このシールド体と絶縁状態で前記発振器に電力を供給する発振器用電源と、
前記チャンバー内に該チャンバーと絶縁状態で設けられた、ワークを電極状態にするためのワーク電極形成部と、
このワーク電極形成部にバイアス電圧を印加する、前記シールド体と絶縁状態とされたバイアス形成用直流電源とからなることを特徴とするプラズマ発生装置である。
「ワーク電極形成部」とは、ワークが導電性である場合で絶縁しないで保持した状態ではワーク自身も電極となってワーク自身による引力蒸着となり、ワークが非電導性である場合は絶縁状態での保持で、ワーク自身は電極状態とはならず、ワーク電極形成部によって引かれ飛んでくるイオンの一部がワーク表面に蒸着するということになる、いずれの場合も技術的範囲に含むものである。
「電力を高周波電力に変えて」の「電力」は直流電力、交流電力、パルス電力など多様な電力形態がある。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
<Invention of Claim 1>
A chamber made of a conductive member grounded in a zero potential state, in which high-frequency current does not flow ;
A first plasma generating electrode and a second plasma generating electrode which are provided in an insulating state in the chamber and generate plasma between the electrodes ;
A high frequency oscillating unit having an oscillator and a transformer for supplying electric power to high frequency power and supplying the first plasma generating electrode and the second plasma generating electrode ;
A high frequency oscillation part shield cover made of a conductive member, which is integrated in the chamber in a conductive form and is provided so as to cover the high frequency oscillation part;
A middle point connection formed by grounding the middle point of the transformer and the chamber at a potential of 0;
A shield body that is formed by the chamber and the high-frequency oscillation unit shield cover for preventing generation of noise radiation due to high-frequency generated in the high-frequency oscillation unit and the chamber;
An oscillator power supply for supplying power to the oscillator in an insulated state from the shield body;
A workpiece electrode forming portion for providing a workpiece in an electrode state provided in the chamber in an insulating state with the chamber;
A plasma generating apparatus comprising the shield body and an insulated bias forming DC power source for applying a bias voltage to the work electrode forming portion.
“Work electrode forming part” means that when the work is conductive and is held without being insulated, the work itself becomes an electrode and becomes attractive vapor deposition by the work itself, and when the work is non-conductive, it is in an insulated state. In this case, the workpiece itself is not brought into an electrode state, and a part of ions that are attracted and flew by the workpiece electrode forming portion is deposited on the workpiece surface, both of which are included in the technical scope.
“Power” of “change power to high frequency power” has various power forms such as DC power, AC power, and pulse power.

<請求項2記載の発明>
前記第1のプラズマ発生電極と前記第2のプラズマ発生電極が平衡給電である対称電極であるとともに、該対称電極の中位点は接地してなることを特徴とする請求項1に記載のプラズ発生装置。
<Invention of Claim 2>
2. The plasma according to claim 1, wherein the first plasma generating electrode and the second plasma generating electrode are symmetrical electrodes that are balanced power supply, and a middle point of the symmetrical electrodes is grounded. Ma generator.

<請求項3記載の発明>
前記高周波発振が自励式高周波発振器あることを特徴とする請求項1、2のいずれか1項に記載のプラズマ発生装置である。
<Invention of Claim 3>
The plasma generation apparatus according to claim 1, wherein the high-frequency oscillation unit is a self-excited high-frequency oscillator.

<請求項4記載の発明>
チャンバー内に該チャンバーと絶縁状態のプラスイオンを引着するためのダミー電極を設け、このダミー電極にバイアス電圧を印加する、シールド体と絶縁状態とされたバイアス形成用直流電源を設けてなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のプラズマ発生装置。
<Invention of Claim 4>
A dummy electrode for attracting positive ions in an insulated state from the chamber is provided in the chamber, and a bias forming DC power source that is insulated from the shield body and applies a bias voltage to the dummy electrode is provided. The plasma generator according to any one of claims 1 to 3.

<請求項5載の発明>
チャンバー内に誘導加熱装置の一部をなす高周波電流が流れるワークコイルを設け、このワークコイルによる誘導加熱によって気化される複数の気化部材を保持する気化部材保持部を設け、気化させようとする気化部材を移動して前記ワークコイルの加熱位置にセットするための気化部材移動手段を設けてなることを特徴とする請求項1〜4いずれか1項に記載のプラズマ発生装置である。
「気化」には蒸発、昇華のいずれも含まれる。
<Invention of Claim 5>
A work coil in which a high-frequency current that forms a part of the induction heating device flows is provided in the chamber, and a vaporization member holding portion that holds a plurality of vaporization members that are vaporized by the induction heating by the work coil is provided to vaporize the gas. 5. The plasma generating apparatus according to claim 1, further comprising a vaporizing member moving unit configured to move the member and set the heating position of the work coil.
“Vaporization” includes both evaporation and sublimation.

以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
<請求項1記載の発明の効果>
電位0状態で接地された導電性部材からなる、高周波電流は流れないチャンバーと、
このチャンバー内に該チャンバーとは絶縁状態に設けられた、その電極間にプラズマを発生させる第1のプラズマ発生電極および第2のプラズマ発生電極と、
電力を高周波電力に変えて前記第1のプラズマ発生電極と前記第2のプラズマ発生電極に供給する、発振器とトランスを有する高周波発振部と、
前記チャンバーに導電形態で一体化されて前記高周波発振部を覆うように設けられた、導電性部材からなる高周波発振部シールドカバーと、
前記トランスの中位点と前記チャンバーを電位0状態で接地してなる中位点接続部と、
前記高周波発振部および該チャンバー内で生ずる高周波によるノイズ輻射を生じなくさせるための、前記チャンバーと前記高周波発振部シールドカバーとによって形成されてなる、前記高周波電流は流れないシールド体と、
このシールド体と絶縁状態で前記発振器に電力を供給する発振器用電源と、
前記チャンバー内に該チャンバーと絶縁状態で設けられた、ワークを電極状態にするためのワーク電極形成部と、
このワーク電極形成部にバイアス電圧を印加する、前記シールド体と絶縁状態とされたバイアス形成用直流電源とからなることを特徴とするプラズマ発生装置であるので、次に述べるような効果を奏する。
As is clear from the above description, the present invention has the following effects.
<Effect of the Invention of Claim 1>
A chamber made of a conductive member grounded in a zero potential state, in which high-frequency current does not flow ;
A first plasma generating electrode and a second plasma generating electrode which are provided in an insulating state in the chamber and generate plasma between the electrodes ;
A high frequency oscillating unit having an oscillator and a transformer for supplying electric power to high frequency power and supplying the first plasma generating electrode and the second plasma generating electrode ;
A high frequency oscillation part shield cover made of a conductive member, which is integrated in the chamber in a conductive form and is provided so as to cover the high frequency oscillation part;
A middle point connection formed by grounding the middle point of the transformer and the chamber at a potential of 0;
A shield body that is formed by the chamber and the high-frequency oscillation unit shield cover for preventing generation of noise radiation due to high-frequency generated in the high-frequency oscillation unit and the chamber;
An oscillator power supply for supplying power to the oscillator in an insulated state from the shield body;
A workpiece electrode forming portion for providing a workpiece in an electrode state provided in the chamber in an insulating state with the chamber;
Since the plasma generating apparatus is characterized by comprising the shield body for applying a bias voltage to the work electrode forming portion and an insulated DC power source for bias formation, the following effects can be obtained.

(1)本発明は、チャンバーと該チャンバーと導電形態で一体化された高周波発振部シールドカバーによりシールド体を形成している構成であり、シールド体とエネルギー供給源は高周波的には何の接続もなく給電線を全く無くした形となり、給電線がないので給電線からの妨害電波の輻射はないものであるから、ノーマル・モードの電波輻射もコモン・モードの電波輻射も起こらない構成となっている。よって装置全体を覆う別囲体を必要としないで電波障害を起こさないプラズマ発生装置を実現する。
すなわち、本発明は原理的に妨害電波の輻射(電磁輻射)のないプラズマ発生機構なのである。この妨害電波の出ないプラズマ発生機構、妨害電波の出ないプラズマ発生方法という考え方こそ本発明の技術的思想である。
また、自励発振でも他励発振でも妨害電波が出ないプラズマ発生装置、方法を実現するとともに、周波数による整合が可能であるので、従来のようなマッチングBOXが不要なプラズマ発生装置、方法を実現するという効果を奏する。
(1) The present invention is a configuration in which a shield body is formed by a chamber and a high frequency oscillation part shield cover integrated with the chamber in a conductive form, and the shield body and the energy supply source are connected at any frequency. Since there is no power supply line at all, there is no power supply line, so there is no interference radio wave radiation from the power supply line, so normal mode radio wave radiation and common mode radio wave radiation do not occur. ing. Therefore, a plasma generating apparatus that does not cause radio wave interference without requiring a separate enclosure covering the entire apparatus is realized.
In other words, the present invention is a plasma generation mechanism that is free of interference radio wave radiation (electromagnetic radiation) in principle. The idea of a plasma generation mechanism that does not emit interference radio waves and a plasma generation method that does not generate interference radio waves is the technical idea of the present invention.
In addition, it is possible to realize a plasma generator and method that do not emit jamming radio waves in both self-excited oscillation and separately-excited oscillation, and because frequency matching is possible, a plasma generator and method that do not require a matching BOX as in the past are realized. The effect of doing.

(2)前記(1)によって、不要輻射(妨害電波の輻射)が原理的に発生しないプラズマ発生機構を実現している。プラズマはその発生させる体積や分布状態、電子密度などで、電気的条件が変わるが、本発明にあっては、ISMバンドなどに拘束されない、固定周波数に拘束されない、自励発振のように周波数を変動させてもよい、周波数や注入パワーをその用途に応じて自由に選択できるプラズマ発生装置を実現する。 (2) The above (1) realizes a plasma generation mechanism in which unnecessary radiation (radiation of disturbing radio waves) is not generated in principle. The electrical conditions vary depending on the volume, distribution state, electron density, etc. of the plasma generated. However, in the present invention, the frequency is not restricted by the ISM band or the like, is not restricted by the fixed frequency, or is self-excited. A plasma generator capable of freely changing the frequency and injection power that can be varied according to the application is realized.

(3)前記(1)によって、チャンバーを片側電極としない構成であるので、蒸着あるいはエッチングを行うとき、チャンバー内壁のイオンの付着や解離の影響が少なく、チャンバー内壁面が汚れにくい、洗浄取り除きが行いやすい装置を実現する。蒸着物が高価なものであれば、その消耗量を軽減するとともにチャンバー壁からの回収を容易にできる。 (3) According to the above (1), since the chamber is not configured as a one-sided electrode, when performing vapor deposition or etching, there is little influence of adhesion and dissociation of ions on the inner wall of the chamber, and the inner wall surface of the chamber is not easily contaminated. Realize an easy-to-use device. If the deposited material is expensive, the consumption amount can be reduced and the recovery from the chamber wall can be facilitated.

(4)前記(2)によって、用途目的からの周波数選択もさることながら、装置を製造する際の周波数選択をも自由にできる。装置を製造する際、ワークの大きさや放電電力などにより、また調達部品や製作部品の制約から周波数変更をも可能とする。   (4) According to the above (2), not only the frequency selection for the purpose of use but also the frequency selection for manufacturing the device can be freely performed. When manufacturing the device, it is possible to change the frequency depending on the size of the workpiece, the discharge power, etc., and also due to restrictions on procured parts and manufactured parts.

(5)前記(1)によるワーク電極形成部と同じ考えで、別にダミー電極を設けることもできる。これは、ワーク電極形成部には電圧を与えず、ダミー電極に負の電圧を与えると、+イオンはワーク電極形成部には引着されず、ダミー電極に引着する。これによりチャンバー内の残存イオンをダミー電極に引着できるので、チャンバー内の清浄化を可能にできるという効果を奏する。これによって、従来技術のようにチャンバー内の気体を入れ替える、高真空操作を繰り返すことなく、他部材の蒸着膜形成への移行時間を短時間で行うことができ、本発明のプラズマ発生装置の一形態であるプラズマ蒸着膜形成装置にあっては効率性に優れた生産能力の高い成膜装置を実現する。   (5) A dummy electrode can be separately provided based on the same idea as the work electrode forming portion according to (1). This is because when no voltage is applied to the work electrode forming portion and a negative voltage is applied to the dummy electrode, + ions are not attracted to the work electrode forming portion but are attracted to the dummy electrode. As a result, the remaining ions in the chamber can be attracted to the dummy electrode, so that the chamber can be cleaned. This makes it possible to perform the transition time to the deposition film formation of other members in a short time without replacing the gas in the chamber as in the prior art and repeating the high vacuum operation, and one of the plasma generators of the present invention. In the plasma vapor deposition film forming apparatus which is a form, a film forming apparatus having high efficiency and high production capacity is realized.

(6)本発明にあっては、高周波電力(RF電力)と、加速するバイアス電圧が別々に調節できるので、高周波電力(RF電力)を上げることによってプラズマ密度を上げることができるとともに、プラズマ中の正イオン(負イオンの場合もある)、のワーク電極形成部のワークに向かう速度は、バイアス形成用電源の電圧によって最適ないし好みの速度に調節できるという効果を奏する。   (6) In the present invention, the high frequency power (RF power) and the accelerating bias voltage can be adjusted separately, so that the plasma density can be increased by increasing the high frequency power (RF power), and in the plasma. The speed of the positive ions (which may be negative ions) toward the work in the work electrode forming portion can be adjusted to the optimum or preferred speed by the voltage of the bias forming power source.

(7)また、高周波プラズマを発生させた状態で、バイアス形成用電源をONとすることにより直流プラズマを発生させることができるという効果を奏する。
これによって、
[a]高周波発振部をONとし高周波プラズマのみの使用、
[b]高周波プラズマを発生した後でバイアス形成用電源をONとして直流プラズマを発生させ、高周波プラズマと直流プラズマの混合プラズマ状態を形成しての使用、
[c]高周波プラズマを発生した後でバイアス形成用電源をONとして直流プラズマを発生させ、高周波発振部をOFFにして直流プラズマのみでの使用、
という、三つのパターンのプラズマ発生とそれの使用を可能とするものである。
(7) Further, there is an effect that DC plasma can be generated by turning on the bias forming power source in a state in which high-frequency plasma is generated.
by this,
[A] The high-frequency oscillator is turned on and only high-frequency plasma is used.
[B] Use after generating high-frequency plasma, turning on the bias forming power source to generate DC plasma, and forming a mixed plasma state of high-frequency plasma and DC plasma,
[C] After generating the high frequency plasma, the bias forming power source is turned ON to generate DC plasma, the high frequency oscillation unit is turned OFF, and the DC plasma is used only.
It is possible to generate and use three patterns of plasma.

<請求項2記載の発明の効果>
前記第1のプラズマ発生電極と前記第2のプラズマ発生電極が平衡給電である対称電極であるとともに、該対称電極の中位点は接地してなることを特徴とする請求項1に記載のプラズ発生装置であるので、請求項1に記載の発明と同様な効果を奏するとともに、次に述べるような効果を奏する。
すなわち、非対称電極にすると、高周波中点のズレが生じ、不要輻射をするおそれがあり、それを回避するための回避手段を講じなくてはならない。対称電極(一般的には1対の双極子電極)とすることによって高周波中点のズレをなくし不要輻射のおそれのない装置を実現するという効果を奏する。
<Effects of Invention of Claim 2>
2. The plasma according to claim 1, wherein the first plasma generating electrode and the second plasma generating electrode are symmetrical electrodes that are balanced power supply, and a middle point of the symmetrical electrodes is grounded. Since the apparatus is a generator, the same effects as those of the first aspect of the invention can be obtained, and the following effects can be obtained.
That is, if an asymmetrical electrode is used, a high-frequency midpoint shift occurs, which may cause unnecessary radiation, and an avoidance means for avoiding this must be taken. By using a symmetric electrode (generally a pair of dipole electrodes), there is an effect that a high frequency midpoint shift is eliminated and a device free from unnecessary radiation is realized.

また、対称電極(「平衡電極」、「双極子電極」ともいう)により発生させるプラズマは、自己バイアス現象が生じないので、ワーク電極形成部の間に負の直流電源を用意してワーク電極形成部にバイアス電圧を与えるようにすることにより、従来、成膜に利用されてきた自己バイアス現象と同じ効果が得られるので、シールド体のシールド機能は生きたままワークへの成膜を可能にするという効果を奏する。   In addition, since the plasma generated by the symmetric electrode (also called “balanced electrode” or “dipole electrode”) does not cause a self-bias phenomenon, a negative DC power supply is prepared between the work electrode forming portions to form the work electrode. By applying a bias voltage to the part, the same effect as the self-bias phenomenon conventionally used for film formation can be obtained, so the shield function of the shield body enables film formation on the workpiece while alive There is an effect.

また、異方性エッチング加工は、俗にいう”深溝加工”であり、イオンの進行方向正面の反応は大きく側面の反応が少ないことから、よりレジストパターンに沿った正確なエッチング加工が可能である。半導体やMEMSにおける部品製造になくてはならない加工法である。
この異方性エッチングの特徴を生かす状態は、イオンの速度を上げることができる低気圧状態の方が優れているが低気圧すぎるとプラズマ密度が低下して全体のエッチング速度が低下する。
In addition, anisotropic etching is a so-called “deep groove processing”, and the reaction in front of the ions in the traveling direction is large and the reaction on the side is small. Therefore, more accurate etching along the resist pattern is possible. . This is an indispensable processing method for manufacturing parts in semiconductors and MEMS.
A state that makes use of the characteristics of this anisotropic etching is superior in a low-pressure state that can increase the speed of ions, but if the pressure is too low, the plasma density decreases and the overall etching rate decreases.

しかるに、本発明にあっては、RF電力(プラズマ密度)と加速電圧を別々に制御することができる。すなわち、高周波電力を上げることによって低気圧状態でのプラズマ密度を上げても、従来の自己バイアス現象から生ずるイオン速度の増加は起こらず、正イオンの(負イオンの場合もある)ワーク電極形成部に向かう速度は、別に設けた直流電源の負の電圧調節によって最適ないし好みの速度にできるので、エッチングの生産性の向上とイオン衝撃ダメージの軽減をもたらす効果を奏する。
また、従来の対向板電極型のような簡便な構成によって、高密度プラズマによる低気圧状態での異方性エッチング装置を低コストで実現するものである。
However, in the present invention, the RF power (plasma density) and the acceleration voltage can be controlled separately. That is, even if the plasma density in the low-pressure state is increased by increasing the high-frequency power, the ion velocity resulting from the conventional self-bias phenomenon does not increase, and the positive electrode (which may be negative ions) work electrode formation portion Since the speed toward the surface can be made optimum or preferred by adjusting the negative voltage of a DC power source provided separately, the etching productivity can be improved and ion bombardment damage can be reduced.
In addition, an anisotropic etching apparatus in a low-pressure state using high-density plasma can be realized at a low cost by a simple configuration such as a conventional counter electrode type.

<請求項3記載の発明の効果>
前記高周波発振が自励式高周波発振器あることを特徴とする請求項1、2のいずれか1項に記載のプラズマ発生装置であるので、請求項1、2のいずれか1項に記載の発明と同様な効果を奏するとともに、次に述べるような効果を奏する。
すなわち、自励発振は、電気的な周波数を動かすことによる整合を行うので、シンプルな回路構成により実現できるとともに、コンデンサやコイルの値を機械的に動かす従来の方法より、はるかに高速、精密な整合動作を可能とし且つ高価なマッチングBOXが不要とできるので高速精密制御、ローコストな装置を実現するという効果を奏する。
<Effect of the Invention of Claim 3>
Since the high-frequency oscillating unit is a plasma generator according to any one of claims 1, 2, characterized in that self-excited high-frequency oscillator, the invention described in any one of claims 1, 2 In addition to the same effects, the following effects are achieved.
In other words, self-excited oscillation performs matching by moving the electrical frequency, so it can be realized with a simple circuit configuration, and is much faster and more precise than the conventional method of mechanically moving the values of capacitors and coils. Since the matching operation can be performed and an expensive matching box is not required, high-speed precision control and a low-cost device can be realized.

<請求項4載の発明の効果>
チャンバー内に該チャンバーと絶縁状態のプラスイオンを引着するためのダミー電極を設け、このダミー電極にバイアス電圧を印加する、シールド体と絶縁状態とされたバイアス形成用直流電源を設けてなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のプラズマ発生装置であるので、請求項1〜3いずれか1項に記載の発明と同様な効果を奏するとともに、次に述べるような効果を奏する。
すなわち、ダミー電極を設けたことにより、該ダミー電極とワーク電極形成部がひとつのチャンバー内にあることになる。負の電圧がかけられた方に浮遊イオンは引着されるので、例えばチャンバー内を減圧状態とし、ワークへのA物質の蒸着が完了したら、ワーク電極形成部への電圧の印加を切り、ダミー電極へ負の電圧をかけたダミー電極に残存A物質イオンを引着(蒸着)させてチャンバー内を瞬時といってよい素早さで清浄化して、ダミー電極への電圧の印加を切り、B物質を気化させてプラズマによりイオン化させ、ワーク電極形成部へ電圧をかけたワークにB物質を引着(蒸着)させるということが行える。
<Effects of Invention of Claim 4>
A dummy electrode for attracting positive ions in an insulated state from the chamber is provided in the chamber, and a bias forming DC power source that is insulated from the shield body and applies a bias voltage to the dummy electrode is provided. Since it is a plasma generator of any one of Claims 1-3 characterized by these, While having the effect similar to the invention of any one of Claims 1-3, as next described There is an effect.
That is, by providing the dummy electrode, the dummy electrode and the work electrode forming portion are in one chamber. Since the floating ions are attracted to the negative voltage applied, for example, when the inside of the chamber is depressurized and the deposition of the substance A on the work is completed, the voltage application to the work electrode forming part is turned off and the dummy is Residual A substance ions are attracted (deposited) to the dummy electrode to which a negative voltage is applied to the electrode, and the inside of the chamber is cleaned quickly enough to be called instantaneously. Can be vaporized and ionized by plasma, and the B substance can be attracted (deposited) to the workpiece applied with a voltage to the workpiece electrode forming portion.

この場合、A物質膜の上にはA物質のまったく混入しないB物質膜を形成することができる。すなわち、各層に他の物質が混入しない精密な積層膜が形成できる。
負の直流電源を手動制御あるいは自動制御により自在にコントロールすることが可能であるので、電圧の強さ、通電時間、通電強さの可変、通電と切断のタイミングなどにより、ワークあるいはダミー電極に一瞬にして、間欠的に、あるいは徐々に引着させることがコントロールできるので、蒸着膜の形成を細かくコントロールすることを可能とするものである。
この点で、ダミー電極にダミー電極用電源を設け、これとは別にワーク電極形成部にはワーク電極用電源を設けるという、それぞれ別個の電源を設けることにより、電圧の強さ、通電時間、通電強さの可変、通電と切断のタイミングなどを、例えばダミー電極とワーク電極形成部の両方に電圧をかけながら微妙にコントロールして、より高品質な蒸着膜や機能的な蒸着膜の形成などを可能とすることができるものである。
In this case, a B material film in which the A material is not mixed can be formed on the A material film. That is, a precise laminated film in which other substances are not mixed in each layer can be formed.
The negative DC power supply can be controlled freely by manual control or automatic control, so the workpiece or dummy electrode can be momentarily applied depending on the voltage strength, energization time, variable energization strength, and energization / disconnection timing. Thus, it is possible to control the adhesion intermittently or gradually so that the formation of the deposited film can be finely controlled.
In this regard, by providing a dummy electrode power source for the dummy electrode and separately providing a work electrode power source for the work electrode forming portion, voltage strength, energization time, energization are provided. Variable strength, timing of energization and cutting, etc. are controlled finely while applying voltage to both the dummy electrode and the work electrode formation part, for example, to form higher quality vapor deposition films and functional vapor deposition films It can be made possible.

チャンバー内に目的外の物質が存在しているときは、このダミー電極に負の電圧をかけ、チャンバー内の物質を付着させるようにする。ダミーのバイアス電圧の調整によりこの処理時間は調整される。(このときは、ワーク電極には負の電圧をかけないので付着、成膜はされない。)このようにすると、一旦高真空や気体の置換作業なしで成膜時の清浄化ができる。
さらに、この作業を合金成膜時に適用すると、
たとえば 清浄化−A物質成膜−清浄化−B物質成膜−清浄化−・・・のような工程が可能になり、各工程の前段階で短時間で高清浄化が行われるので、目的の物質が単独に制御、成膜されるため、合金組成が正確になるばかりか、膜の厚さ、深さなどが個々に正確かつ高品質に制御できる。
また、プラズマ発生装置の一形態であるプラズマ蒸着膜形成装置にあっては効率性に優れた生産能力の高い成膜装置を実現する。
When a non-target substance is present in the chamber, a negative voltage is applied to the dummy electrode so that the substance in the chamber adheres. This processing time is adjusted by adjusting the dummy bias voltage. (At this time, no negative voltage is applied to the work electrode, so no adhesion or film formation occurs.) In this way, cleaning at the time of film formation can be performed without high vacuum or gas replacement.
Furthermore, when this operation is applied during alloy deposition,
For example, a process such as cleaning-A substance film formation-cleaning-B substance film formation-cleaning-is possible, and high cleaning is performed in a short time before each process. Since the substance is controlled and deposited independently, not only the alloy composition becomes accurate, but also the thickness and depth of the film can be individually controlled accurately and with high quality.
In addition, in the plasma vapor deposition film forming apparatus which is one form of the plasma generating apparatus, a film forming apparatus having high efficiency and high production capacity is realized.

<請求項5載の発明の効果>
チャンバー内に誘導加熱装置の一部をなす高周波電流が流れるワークコイルを設け、このワークコイルによる誘導加熱によって気化される複数の気化部材を保持する気化部材保持部を設け、気化させようとする気化部材を移動して前記ワークコイルの加熱位置にセットするための気化部材移動手段を設けてなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のプラズマ発生装置であるので、請求項1〜4のいずれか1項に記載の発明と同様な効果を奏するとともに、次に述べるような効果を奏する。
すなわち、例えば異なる材質の気化部材を後先に分けて、ワークコイルが複数の場合は同時に気化させ、あるいは一方を先に気化させながら他方を後から気化させるなどのことができるという効果を奏する。
<Effects of Invention of Claim 5>
A work coil in which a high-frequency current that forms a part of the induction heating device flows is provided in the chamber, and a vaporization member holding portion that holds a plurality of vaporization members that are vaporized by the induction heating by the work coil is provided to vaporize the gas. The plasma generating apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a vaporizing member moving means for moving a member and setting the heating position of the work coil. In addition to the same effects as the invention described in any one of Items 1 to 4, the following effects are achieved.
That is, for example, when vaporizing members made of different materials are divided into the rear and the work coils are plural, it is possible to vaporize at the same time, or to vaporize one first and vaporize the other later.

本発明の実施例1概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of Example 1 of the present invention. 本発明の実施例1ノイズ輻射の等価回路図。FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of noise radiation according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施例1構成概念図。1 is a conceptual diagram of a first embodiment of the present invention. 本発明の実施例1装置構成図。1 is an apparatus configuration diagram of Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例2構成概念図。Example 2 composition conceptual diagram of the present invention. 本発明の実施例3構成概念図。FIG. 3 is a conceptual diagram of a configuration of Example 3 of the present invention. 従来技術の概略構成図およびノイズ輻射の等価回路図。The schematic block diagram of a prior art, and the equivalent circuit schematic of noise radiation. 従来技術の概略構成図およびノイズ輻射の等価回路図。The schematic block diagram of a prior art, and the equivalent circuit schematic of noise radiation. 従来技術の構成概念図。FIG. 従来技術の構成概念図。FIG.

以下、本発明の実施例を説明する。但し、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、後述する実施例の説明にあたっては前述してある実施例の構成と同じ構成については同じ符号を付しその説明を省略する。   Examples of the present invention will be described below. However, the present invention is not limited to these examples. In the description of the embodiments to be described later, the same reference numerals are given to the same configurations as those of the embodiments described above, and the description thereof is omitted.

図1ないし図4に示す本発明の実施例1において1はプラズマ発生装置であって、プラズマ発生装置1は次のような構成となっている。
電位0状態で接地された導電性部材からなるチャンバー2と、このチャンバー2内に該チャンバー2とは絶縁状態に設けられてプラズマを発生させる電極A、電極Bからなる双極子電極(対称電極)であるプラズマ発生電極3と、直流電力を高周波電力に変えて前記プラズマ発生電極3に供給する、発振器4とトランス5を有する自励式の高周波発振部6(他励式でもよい)と、前記チャンバー2に導電形態で一体化されて前記高周波発振部6を覆うように設けられた、導電性部材からなる高周波発振部シールドカバー7と、前記トランス5の中位点と前記チャンバー2を電位0状態で接地してなる中位点接続部8と、前記高周波発振部6およじ該チャンバー2内で生ずる高周波によるノイズ輻射を生じなくさせるための、前記チャンバー2と前記高周波発振部シールドカバー7とによって形成されてなるシールド体9と、このシールド体9と絶縁状態で前記発振器4に電力を供給する発振器用電源10と、前記チャンバー2内に該チャンバー2と絶縁状態で設けられた、ワーク14を電極状態にするためのワーク電極形成部11と、このワーク電極形成部11に負の電圧を与える、前記シールド体9と絶縁状態とされた負の直流電源12とからなっている。
In Embodiment 1 of the present invention shown in FIGS. 1 to 4, reference numeral 1 denotes a plasma generator, and the plasma generator 1 has the following configuration.
A chamber 2 made of a conductive member grounded at a potential of 0, and a dipole electrode (a symmetric electrode) made up of an electrode A and an electrode B that are insulated from the chamber 2 in the chamber 2 and generate plasma. A plasma generating electrode 3, a self-excited high-frequency oscillating unit 6 (which may be separately excited) having an oscillator 4 and a transformer 5 for supplying DC power to high-frequency power and supplying the plasma generating electrode 3, and the chamber 2 The high-frequency oscillation part shield cover 7 made of a conductive member, which is integrated in a conductive form so as to cover the high-frequency oscillation part 6, and the middle point of the transformer 5 and the chamber 2 in a potential 0 state. The middle point connection portion 8 that is grounded, the high frequency oscillation portion 6 and the chamber 2 for preventing noise radiation due to high frequency generated in the chamber 2. A shield body 9 formed by the high-frequency oscillation unit shield cover 7, an oscillator power supply 10 that supplies power to the oscillator 4 in an insulated state from the shield body 9, and the chamber 2 is insulated from the chamber 2. The work electrode forming part 11 for bringing the work 14 into an electrode state provided in a state, and a negative DC power source 12 insulated from the shield body 9 for applying a negative voltage to the work electrode forming part 11 It is made up of.

チャンバー2の内壁はガラス製部材、セラミックス製部材などの耐蝕壁13となっている。
図4において、チャンバー2内を減圧したり、排気をしたりするための真空ポンプ(図示せず)に連絡された減圧部18が設けられ、チャンバー2内にアルゴン、窒素、酸素ガスなどを送り込むためのガス注入部19が設けられている。
The inner wall of the chamber 2 is a corrosion-resistant wall 13 such as a glass member or a ceramic member.
In FIG. 4, a decompression unit 18 connected to a vacuum pump (not shown) for decompressing or evacuating the inside of the chamber 2 is provided, and argon, nitrogen, oxygen gas, etc. are sent into the chamber 2. For this purpose, a gas injection part 19 is provided.

高周波電流は、電極Aから出発し、プラズマ、同一形状の電極である電極Bを通って給電される。シールド体9を電極としていないのでプラズマの自己バイアス電圧は生じない。プラズマは直流電位的にはシールド体9(金属などの導体)と同電位にある。プラズマの正バイアス電圧が必要な時は、ワーク電極形成部11との間にトランス5の中位点15からバイアス電位を与えればよい。高周波電力は平衡給電され、シールド体9には高周波電流は流れない。それゆえシールド体9の電位変動は起こらない。
一方、エネルギー供給としてのAC電源線や制御線を通しての漏えい輻射の問題もあるが、これらは本装置のようにプラズマを発生させる装置に限らず、すべての高周波を利用する機器の共通問題であり、これらの漏洩対策や不要輻射低減の技術は、現在では基本的に解決されているレベルにある。
また、ワーク形成用電極に印加するバイアスには、直流バイアス、交流バイアス、パルスバイアスなどいろいろなバイアス方法がある。
The high-frequency current starts from the electrode A and is fed through the electrode B, which is an electrode having the same shape as the plasma. Since the shield body 9 is not used as an electrode, no plasma self-bias voltage is generated. The plasma is at the same potential as the shield body 9 (conductor such as metal) in terms of DC potential. When a positive bias voltage of plasma is required, a bias potential may be applied from the middle point 15 of the transformer 5 to the work electrode forming unit 11. The high frequency power is balanced and fed, and no high frequency current flows through the shield body 9. Therefore, the potential fluctuation of the shield body 9 does not occur.
On the other hand, there is a problem of leakage radiation through AC power lines and control lines as energy supply, but these are not limited to devices that generate plasma, such as this device, but are common to all devices that use high frequencies. These leakage countermeasures and unnecessary radiation reduction techniques are currently at a level that is basically solved.
In addition, there are various bias methods such as a DC bias, an AC bias, and a pulse bias applied to the workpiece forming electrode.

自励発振とは、プラズマの状態を発振に必要な共振回路(コイルとコンデンサ、抵抗で構成)にその電気的条件を含めて設計しておくと、外部から何の操作もなしに(自動とか手動とかでなく)、この共振回路に”自ら”同調し発振することをいう。
一方、自励発振は、周波数変換法の1種であり(自励・他励、インバーター)、交流から交流へ変換していることもある。直流から交流に変換したほうが簡単なので、ACからACであっても一旦中間では直流にするという、発振器には直流電源で電力を供給するのが現在では一般的である。
電離した気体(プラズマ状態)には電子、+イオン、ラジカルが存在するが、高周波(RF)電力を上げると、電子、イオンの電極間移動が早くなり、衝突、再結合の頻度が高まり密度が濃くなる(プラズマ密度の上昇)。
Self-excited oscillation means that the plasma circuit is designed to include the electrical conditions in the resonance circuit (coil, capacitor, and resistor) necessary for oscillation, and without any external operation (automatic It means “oscillating” by itself in this resonant circuit (not manually).
On the other hand, self-excited oscillation is one type of frequency conversion method (self-excited / excited, inverter), and may be converted from alternating current to alternating current. Since it is easier to convert from direct current to alternating current, it is common to supply power to the oscillator with a direct current power source.
Electrons, + ions, and radicals exist in the ionized gas (plasma state), but when the radio frequency (RF) power is increased, the electrons and ions move faster between electrodes, the frequency of collisions and recombination increases, and the density increases. It becomes deeper (increased plasma density).

バイアス電圧は負であり(バイアス電圧は正の場合もある)、+イオンがこの電極に吸引される。しかし電子は負なので反発され吸引されない。この+イオンが負の電極に向かい衝突すると、電極の負電圧と中和されるが、衝突衝撃により電極部材から電子が放出される。この電子は、電極から一旦離れるが、飛んでくる+イオンと再結合し中和し光を放つ。吸引する電極の負電圧(バイアス電圧)を上げると、+イオンは加速されるが、途中で衝突などおこるので、無限の速さに到達するわけではなく、適当な速度に落ち着く。すなわち、密度の低いプラズマ中では、ちょっとバイアス電圧を上げれば、+イオンは急速に加速され、かなりの速度に達してしまうが、濃いプラズマ中では、なかなか早い速度には到達できない。   The bias voltage is negative (the bias voltage may be positive) and + ions are attracted to this electrode. However, since electrons are negative, they are repelled and not sucked. When these + ions collide with the negative electrode, they are neutralized with the negative voltage of the electrode, but electrons are emitted from the electrode member by collision impact. These electrons once leave the electrode, but recombine with flying + ions to neutralize and emit light. When the negative voltage (bias voltage) of the electrode to be attracted is increased, + ions are accelerated, but collisions occur on the way, so they do not reach an infinite speed but settle down to an appropriate speed. In other words, in a low-density plasma, if the bias voltage is slightly increased, + ions are rapidly accelerated and reach a considerable speed, but in a dense plasma, a very high speed cannot be reached.

プラズマ発生装置1のメリット
(1)チャンバーと該チャンバーと導電形態で一体化された高周波発振部シールドカバーによりシールド体を形成している構成であり、シールド体とエネルギー供給源は高周波的には何の接続もなく給電線を全く無くした形となり、給電線がないので給電線からの妨害電波の輻射はないとともに、プラズマへの高周波電力を双極子電極から平衡供給している。すなわちノーマル・モードの電波輻射もコモン・モードの電波輻射も起こらない構成となっている。よって装置全体を覆う別囲体を必要としないで電波障害を起こさないプラズマ発生装置を実現する。すなわち、妨害電波の輻射(電磁輻射)のないプラズマ発生機構なのである。
一対の平衡電極(双極子電極)により発生したプラズマと、ワーク電極形成部の間に負の直流電源を用意してワーク電極形成部にバイアス電圧を与えるようにしてある。これにより、従来、成膜に利用されてきた自己バイアス現象と同じ効果が得られるので、シールド体のシールド機能は生きたままワークへの成膜を可能にするという効果を奏する。
Advantages of the plasma generator 1 (1) A shield body is formed by a chamber and a shield cover which is integrated with the chamber in a conductive form. What is the shield body and energy supply source in terms of high frequency? Since there is no power supply line, the power supply line is completely eliminated. Since there is no power supply line, there is no radiation of interfering radio waves from the power supply line, and high frequency power to the plasma is balancedly supplied from the dipole electrode. That is, neither normal mode radio wave radiation nor common mode radio wave radiation occurs. Therefore, a plasma generating apparatus that does not cause radio wave interference without requiring a separate enclosure covering the entire apparatus is realized. That is, it is a plasma generation mechanism free from interference radio wave radiation (electromagnetic radiation).
A negative DC power source is prepared between the plasma generated by a pair of balanced electrodes (dipole electrodes) and the work electrode forming part so as to apply a bias voltage to the work electrode forming part. Thereby, since the same effect as the self-bias phenomenon conventionally used for film formation can be obtained, the shield function of the shield body has an effect of enabling film formation on the workpiece while alive.

(2)前記(1)によって、不要輻射(妨害電波の輻射)が原理的に発生しないプラズマ発生機構を実現している。プラズマはその発生させる体積や分布状態、電子密度などで、電気的条件が変わるが、本実施例にあっては、ISMバンドなどに拘束されない、固定周波数に拘束されない、自励発振のように周波数を変動させてもよい、周波数や注入パワーをその用途に応じて自由に選択できるプラズマ発生装置を実現する。 (2) The above (1) realizes a plasma generation mechanism in which unnecessary radiation (radiation of disturbing radio waves) is not generated in principle. The electrical conditions of the plasma vary depending on the volume, distribution state, electron density, etc. generated by the plasma. However, in this embodiment, the frequency is not restricted by the ISM band or the like, not restricted by the fixed frequency, or by self-excited oscillation. A plasma generator capable of freely changing the frequency and injection power according to the application is realized.

(3)前記(1)によって、チャンバーを片側電極としない構成であるので、蒸着あるいはエッチングを行うとき、チャンバー内壁のイオンの付着や解離の影響が少なく、チャンバー内壁面が汚れにくい、洗浄取り除きが行いやすい装置を実現する。蒸着物が高価なものであれば、その消耗量を軽減するとともにチャンバー壁からの回収を容易にできる。   (3) According to the above (1), since the chamber is not configured as a one-sided electrode, when performing vapor deposition or etching, there is little influence of adhesion and dissociation of ions on the inner wall of the chamber, and the inner wall surface of the chamber is not easily contaminated. Realize an easy-to-use device. If the deposited material is expensive, the consumption amount can be reduced and the recovery from the chamber wall can be facilitated.

(4)前記(2)によって、用途目的からの周波数選択もさることながら、装置を製造する際の周波数選択をも自由にできる。装置を製造する際、ワークの大きさや放電電力などにより、また調達部品や製作部品の制約から周波数変更をも可能とする。 (4) According to the above (2), not only the frequency selection for the purpose of use but also the frequency selection for manufacturing the device can be freely performed. When manufacturing the device, it is possible to change the frequency depending on the size of the workpiece, the discharge power, etc., and also due to restrictions on procured parts and manufactured parts.

(5)自励発振は、電気的な周波数を動かすことによる整合を行うので、シンプルな回路構成により実現できるとともに、コンデンサやコイルの値を機械的に動かす従来の方法より、はるかに高速、精密な整合動作を可能とし且つ高価なマッチングBOXが不要とできるので高速精密制御、ローコストな装置を実現する。   (5) Since the self-excited oscillation is matched by moving the electrical frequency, it can be realized with a simple circuit configuration, and it is much faster and more precise than the conventional method of mechanically moving the capacitor and coil values. High-speed precision control and a low-cost apparatus can be realized because a high-precision matching operation is possible and an expensive matching BOX is unnecessary.

(6)前記(1)によるワーク電極形成部と同じ考えで、別にダミー電極を設けることもできる。これは、ワーク電極形成部には電圧を与えず、ダミー電極に負の電圧を与えると、+イオンはワーク電極形成部には引着されず、ダミー電極に引着する。これによりチャンバー内の残存イオンをダミー電極に引着できるので、チャンバー内の清浄化を可能にできるという効果を奏する。これによって、従来技術のようにチャンバー内の気体を入れ替える、高真空操作を繰り返すことなく、他部材の蒸着膜形成への移行時間を短時間で行うことができ、プラズマ発生装置の一形態であるプラズマ蒸着膜形成装置にあっては効率性に優れた生産能力の高い成膜装置を実現する。   (6) A dummy electrode can be separately provided based on the same idea as the work electrode forming portion according to (1). This is because when no voltage is applied to the work electrode forming portion and a negative voltage is applied to the dummy electrode, + ions are not attracted to the work electrode forming portion but are attracted to the dummy electrode. As a result, the remaining ions in the chamber can be attracted to the dummy electrode, so that the chamber can be cleaned. As a result, the gas in the chamber is replaced as in the prior art, and the transition time to the deposition film formation of other members can be performed in a short time without repeating the high vacuum operation, which is one form of a plasma generator. The plasma deposited film forming apparatus realizes a highly efficient film forming apparatus with excellent efficiency.

(7)また、高周波プラズマを発生させた状態で、バイアス形成用電源により直流プラズマを発生させることができるという効果を奏する。
これによって、
[a]高周波発振部をONとし高周波プラズマのみの使用。
[b]高周波プラズマを発生した後でバイアス形成用電源をONとして直流プラズマを発生させ、高周波プラズマと直流プラズマの混合プラズマ状態を形成しての使用。
[c]高周波プラズマを発生した後でバイアス形成用電源をONとして直流プラズマを発生させ、高周波発振部をOFFにして直流プラズマのみでの使用。
という、三つのパターンのプラズマ発生とそれの使用を可能とするものである。
(7) Further, there is an effect that DC plasma can be generated by a bias forming power source in a state where high-frequency plasma is generated.
by this,
[A] Use only high-frequency plasma with the high-frequency oscillator turned on.
[B] Use after generating high-frequency plasma and turning on the bias forming power source to generate DC plasma to form a mixed plasma state of high-frequency plasma and DC plasma.
[C] After generating the high frequency plasma, the bias forming power source is turned on to generate DC plasma, and the high frequency oscillating unit is turned off to use only the DC plasma.
It is possible to generate and use three patterns of plasma.

(8)高周波電力(RF電力)と、加速するバイアス電圧が別々に調節できるので、高周波電力(RF電力)を上げることによってプラズマ密度を上げることができるとともに、プラズマ中の正イオン(負イオンの場合もある)のワーク電極形成部のワークに向かう速度は、バイアス形成用電源の電圧によって最適ないし好みの速度に調節できる。   (8) Since the high frequency power (RF power) and the bias voltage to be accelerated can be adjusted separately, the plasma density can be increased by increasing the high frequency power (RF power), and positive ions (negative ions in the plasma) can be increased. In some cases, the speed of the work electrode forming portion toward the work can be adjusted to the optimum or preferred speed according to the voltage of the bias forming power source.

自励発振でなくても、すなわち他励発振でも、前に述べた妨害電波の輻射のないプラズマ発生装置を構築すれば、周波数を動かして整合をとる方法はとれる。しかしプラズマ状態の変動を検知するための反射波検知(たとえば方向性結合器)は最低限必要で、これらの機器についての漏洩対策をとれば実用化できる。   Even if it is not self-excited oscillation, that is, separately-excited oscillation, if a plasma generator without the interference wave radiation described above is constructed, a method of matching by moving the frequency can be taken. However, reflected wave detection (for example, a directional coupler) for detecting changes in the plasma state is at a minimum, and can be put into practical use by taking measures against leakage of these devices.

図5に示す本発明の実施例2おいて前記実施例1と主に異なる点は、チャンバー2内に該チャンバー2と絶縁状態のダミー電極21を設け、このダミー電極21にバイアス電圧を印加するようバイアス形成用電源12を接続し、バイアス形成用電源12の電圧印加をダミー電極21とワーク電極形成部11に切り替える切替スイッチ22を設けてなるプラズマ発生装置23を形成した点にある。   In the second embodiment of the present invention shown in FIG. 5, the main difference from the first embodiment is that a dummy electrode 21 insulated from the chamber 2 is provided in the chamber 2 and a bias voltage is applied to the dummy electrode 21. The plasma generating device 23 is formed by connecting the bias forming power source 12 and providing the changeover switch 22 for switching the voltage application of the bias forming power source 12 between the dummy electrode 21 and the work electrode forming unit 11.

切替スイッチ22をダミー電極21側にしておく。そうするとプラズマ中の+イオンは、アース(電位0)されているワーク電極形成部11側にはいかず、負電極となっているダミー電極21に吸い寄せられることになる。次に切替スイッチ22でワーク電極形成部11側に切り替えると、今度はワーク電極形成部11側に吸い寄せられることになる。これらの速度や量は印加電圧と時間によって制御することができる。これはプラズマ中の+イオンのすべてについて言える。
この動作を用いると、たとえば処理初期の段階でチャンバー2内プラズマに混在する複数の様々な金属イオンをすべてダミーに付着させることができる。すなわち清浄化を行うことができる。
クリーン化されたのちにチヤンバー2内に目的の金属元素を発生、これをプラズマに注入してイオン化させる。切替スイッチ22をきりかえてワーク電極形成部11を負電極、ダミー電極21をアースにすれば、今度は目的の金属イオンのみワーク電極形成部11に向かい、ワークに付着させることができる。
The changeover switch 22 is set to the dummy electrode 21 side. As a result, the + ions in the plasma are not attracted to the grounded (potential 0) work electrode forming portion 11 side but are attracted to the dummy electrode 21 serving as a negative electrode. Next, when the changeover switch 22 is used to switch to the work electrode forming part 11 side, the work electrode forming part 11 is now sucked. These speeds and amounts can be controlled by the applied voltage and time. This is true for all + ions in the plasma.
When this operation is used, for example, a plurality of various metal ions mixed in the plasma in the chamber 2 can be all attached to the dummy at the initial stage of processing. That is, cleaning can be performed.
After being cleaned, a target metal element is generated in the chamber 2 and ionized by being injected into the plasma. By switching the changeover switch 22 to make the work electrode forming part 11 a negative electrode and the dummy electrode 21 to ground, only the target metal ions can be directed to the work electrode forming part 11 and attached to the work.

この方法は、ワークに付着させる金属イオンについて、不要なイオンの混入を防ぐばかりでなく、その付着させる量の制御がしやすい。またチャンバー内清浄のための”一旦真空引き作業”をなくすことができ、高効率な装置を実現する。   This method not only prevents the mixing of unnecessary ions with respect to the metal ions attached to the workpiece, but also makes it easy to control the amount of attachment. In addition, the “evacuation work” for cleaning the inside of the chamber can be eliminated, and a highly efficient apparatus is realized.

図6に示す本発明の実施例3おいて前記実施例2と主に異なる点は、ダミー電極21専用のバイアス形成用電源24を設け、ワーク電極形成部11専用のバイアス形成用電源25を設け、誘導加熱装置26の一部である付着させる物質を加熱昇華(気化)させるための高周波電流が流れる(例えば2メガヘルツ)ワークコイル27をチャンバー2内に1つ以上設け、このワークコイル27で加熱昇華させるための複数の昇華させる原材料A、B、C・・・を支持する原材料支持部28をチャンバー2内に設けてなるプラズマ発生装置30を形成した点にある。   6 mainly differs from the second embodiment in that a bias forming power source 24 dedicated to the dummy electrode 21 is provided and a bias forming power source 25 dedicated to the work electrode forming portion 11 is provided. One or more work coils 27 in which a high-frequency current for heating and sublimating (vaporizing) a substance to be attached which is a part of the induction heating device 26 flows (for example, 2 MHz) are provided in the chamber 2 and heated by the work coils 27. The plasma generating device 30 is formed in which the raw material support portions 28 for supporting the sublimating raw materials A, B, C,... For sublimation are provided in the chamber 2.

プラズマ発生装置30は、ダミー電極21を用いて、精密に制御された合金膜を生成することを可能とする。
もしプラズマ中にA、B、Cなどの金属イオンが混在していると、ワーク電極形成部11を負(陰極)にした時、ワーク電極形成部11に付着する金属原子は、これらのイオン濃度に比例して付着するとは限らない。バイアス電圧や処理時間で、付着成分の比率や浸透深さを制御するのは難しい。金属原子の重さや電極までの距離が関係するからである。しかし単一の金属イオンでは、バイアス電圧と時間でこの単一成分の量や浸透深さを制御することはやさしい。
それゆえチャンバー2内にはいつも単一元素イオンのみが存在するようにし、ワーク台に付着させるようなしくみがほしい。プラズマ発生装置30はそれを実現したものである。誘導加熱装置26を用いて、減圧チャンバー2内で原材料を加熱、昇華(気化)させプラズマ中に拡散させる。
そして複数金属を順次選択加熱できるように原材料支持部28を原材料交換メカ機能を有するものにするのもよい。
The plasma generator 30 can generate a precisely controlled alloy film using the dummy electrode 21.
If metal ions such as A, B, and C are mixed in the plasma, when the work electrode forming portion 11 is made negative (cathode), the metal atoms adhering to the work electrode forming portion 11 have these ion concentrations. It does not necessarily adhere in proportion to It is difficult to control the ratio of adhering components and the penetration depth with the bias voltage and processing time. This is because the weight of metal atoms and the distance to the electrode are related. However, with a single metal ion, it is easy to control the amount and penetration depth of this single component with a bias voltage and time.
Therefore, it is desirable that only a single element ion always exist in the chamber 2 so that it adheres to the work table. The plasma generator 30 realizes this. Using the induction heating device 26, the raw material is heated and sublimated (vaporized) in the reduced pressure chamber 2 to diffuse into the plasma.
And it is good also as what has the raw material exchange mechanism function for the raw material support part 28 so that a several metal can be selectively heated sequentially.

先に原料物質Aを誘導加熱により加熱昇華させ、プラズマ中に拡散させ+Aイオンとしワーク14に付着させる。付着を止めるにはバイアス形成用電源25の電圧印加を停止する。
次にチャンバー2内に残っている+Aイオン(金属イオン)を、バイアス形成用電源24の電圧印加よってダミー電極21を陰極にして該ダミー電極21に浮遊する+Aイオンを付着清浄化し、バイアス形成用電源24の電圧印加を停止する。
今度は原材料支持部28を動かして原料物質Bを加熱昇華させ、バイアス形成用電源25の電圧印加を行いワーク14に付着させる。
おなじようにチャンバー2内に残っている+Bイオンは、ダミー電極21に付着させクリーンにする。以下同様に+Cイオンを発生付着させても良いし、また+Aイオンに戻って、層を厚くしたり、複合化したりもできる。またこれを繰り返してもよい。
このようにすると、ワークの表面に、個々の金属の付着量や深さを正確に制御された合金膜がつくれる。
First, the raw material A is heated and sublimated by induction heating, diffused in the plasma, and is attached to the workpiece 14 as + A ions. In order to stop the adhesion, the voltage application of the bias forming power supply 25 is stopped.
Next, + A ions (metal ions) remaining in the chamber 2 are attached and cleaned by applying a voltage from the bias forming power source 24 with the dummy electrode 21 serving as a cathode to float + A ions floating on the dummy electrode 21. The voltage application of the power supply 24 is stopped.
This time, the raw material support portion 28 is moved to heat and sublimate the raw material B, and the voltage of the bias forming power supply 25 is applied to adhere to the work 14.
Similarly, + B ions remaining in the chamber 2 are attached to the dummy electrode 21 to make it clean. Similarly, + C ions may be generated and deposited, or the layer can be made thicker or compounded by returning to + A ions. This may be repeated.
In this way, an alloy film can be formed on the surface of the workpiece with the amount and depth of each metal being accurately controlled.

{付記の装置}
付記の装置の目的は、チャンバー内を再真空や気体の入れ替えなしに清浄化してそのまま次の蒸着やエッチングを可能とするプラズマ発生装置を提供することを目的としている。
<付記1の装置>
チャンバーと、
このチャンバー内に設けられプラズマを発生させるプラズマ発生電極と、
高周波電流を前記プラズマ発生電極に供給する高周波発振器と、
前記チャンバー内に該チャンバーとは絶縁状態で設けられたダミー電極と、
このダミー電極にバイアス電流を供給する、前記チャンバーと絶縁状態とされバイアス形成用電源とからなることを特徴とするプラズマ発生装置。
自励式の高周波発振器によるものに限定されず、図7〜図10に示す他励式の高周波発振器によるプラズマ発生装置も付記1の装置の技術的範疇に含むものである。
{Appendix device}
The purpose of the additional apparatus is to provide a plasma generating apparatus that can clean the inside of the chamber without re-vacuum or replacement of gas and enable the next vapor deposition or etching as it is.
<Apparatus 1>
A chamber;
A plasma generating electrode provided in the chamber for generating plasma;
A high frequency oscillator for supplying a high frequency current to the plasma generating electrode;
A dummy electrode provided in the chamber in an insulated state; and
A plasma generator comprising: a bias power supply for supplying a bias current to the dummy electrode, the chamber being insulated from the chamber.
The invention is not limited to the self-excited high-frequency oscillator, and the plasma generator using the separately-excited high-frequency oscillator shown in FIGS.

<付記1の装置の効果>
ダミー電極を設けたことにより、該ダミー電極とワーク電極形成部がひとつのチャンバー内にあることになる。電圧がかけられた方に浮遊イオンは引着されるので、例えばチャンバー内を減圧状態とし、ワークへのA物質の蒸着が完了したら、ワーク電極形成部へのバイアス電圧の印加を切り、ダミー電極へバイアス電圧をかけたダミー電極に残存A物質イオンを引着(蒸着)させてチャンバー内を瞬時といってよい素早さで清浄化して、ダミー電極へのバイアス電圧の印加を切り、B物質を気化させてプラズマによりイオン化させ、ワーク電極形成部へバイアス電圧をかけたワークにB物質を引着(蒸着)させるということが行える。
<Effect of the apparatus of appendix 1>
By providing the dummy electrode, the dummy electrode and the work electrode forming portion are in one chamber. Since the floating ions are attracted to the applied voltage, for example, when the inside of the chamber is depressurized and the deposition of the substance A on the work is completed, the bias voltage is not applied to the work electrode forming portion, and the dummy electrode Residual A substance ions are attracted (deposited) to the dummy electrode to which the bias voltage is applied, and the inside of the chamber is cleaned quickly enough to be instantaneous, the application of the bias voltage to the dummy electrode is turned off, and the B substance is removed. It can be said that the substance B is vaporized and ionized by plasma, and the B substance is attracted (deposited) to the workpiece applied with a bias voltage to the workpiece electrode forming portion.

この場合、A物質膜の上にはA物質のまったく混入しないB物質膜を形成することができる。すなわち、各層に他の物質が混入しない精密な積層膜が形成できる。
バイアス形成用電源を手動制御あるいは自動制御により自在にコントロールすることが可能であるので、バイアス電圧の強さ、通電時間、通電強さの可変、通電と切断のタイミングなどにより、ワークあるいはダミー電極に一瞬にして、間欠的に、あるいは徐々に引着させることがコントロールできるので、蒸着膜の形成を細かくコントロールすることを可能とするものである。
この点で、ダミー電極にダミー電極用バイアス形成用電源を設け、これとは別にワーク電極形成部にはワーク電極用バイアス形成用電源を設けるという、それぞれ別個のバイアス形成用電源を設けることにより、バイアス電圧の強さ、通電時間、通電強さの可変、通電と切断のタイミングなどを、例えばダミー電極とワーク電極形成部の両方に電流を流しながら電流量を微妙にコントロールして、より高品質な蒸着膜や機能的な蒸着膜の形成などを可能とすることができるものである。
In this case, a B material film in which the A material is not mixed can be formed on the A material film. That is, a precise laminated film in which other substances are not mixed in each layer can be formed.
The bias forming power supply can be freely controlled by manual control or automatic control. Depending on the bias voltage strength, energization time, variable energization strength, energization and disconnection timing, etc. Since it can be controlled to be attracted intermittently or gradually in a moment, it is possible to finely control the formation of the deposited film.
In this regard, by providing a dummy electrode bias forming power source on the dummy electrode and providing a work electrode bias forming power source separately on the work electrode forming portion, by providing a separate bias forming power source, Bias voltage strength, energization time, variable energization strength, energization and disconnection timing, etc., for example, by finely controlling the amount of current while supplying current to both the dummy electrode and work electrode forming part, resulting in higher quality It is possible to form a simple vapor deposition film or a functional vapor deposition film.

チャンバー内に目的外の物質が存在しているときは、このダミー電極にバイアス電圧をかけ、チャンバー内の物質を付着、成膜させるようにする。ダミーのバイアス電圧の調整によりこの処理時間は調整される。(このときは、ワーク電極にはバイアスをかけないので付着、成膜はされない。)このようにすると、一旦高真空や気体の置換作業なしで成膜時の清浄化ができる。
さらに、この作業を合金成膜時に適用すると、
たとえば 清浄化−A物質成膜−清浄化−B物質成膜−清浄化−・・・のような工程が可能になり、各工程の前段階において短時間で高清浄化が行われるので、目的の物質が単独に制御、成膜されるため、合金組成が正確になるばかりか、膜の厚さ、深さなどが個々に正確かつ高品質に制御できる。
When a non-target substance exists in the chamber, a bias voltage is applied to the dummy electrode so that the substance in the chamber adheres and forms a film. This processing time is adjusted by adjusting the dummy bias voltage. (At this time, since no bias is applied to the work electrode, adhesion and film formation are not performed.) In this way, cleaning at the time of film formation can be performed once without high vacuum or gas replacement.
Furthermore, when this operation is applied during alloy deposition,
For example, a process such as cleaning-A substance film formation-cleaning-B substance film formation-cleaning-can be performed, and high cleaning is performed in a short time before each process. Since the substance is controlled and deposited independently, not only the alloy composition becomes accurate, but also the thickness and depth of the film can be individually controlled accurately and with high quality.

<付記2の装置>
チャンバー内に誘導加熱装置の一部をなす高周波電流が流れるワークコイルを設け、このワークコイルによる誘導加熱によって気化される複数の気化部材を保持する気化部材保持部を設け、気化させようとする気化部材を移動して前記ワークコイルの加熱位置にセットするための気化部材移動手段を設けてなることを特徴とする付記1の装置記載のプラズマ発生装置。
<付記2の装置の効果>
付記1の装置記載の装置の効果と同様な効果を奏するとともに、例えば異なる材質の気化部材を後先に分けて、ワークコイルが複数の場合は同時に気化させ、あるいは一方を先に気化させながら他方を後から気化させるなどのことができるという効果を奏する。
<Apparatus 2>
A work coil in which a high-frequency current that forms a part of the induction heating device flows is provided in the chamber, and a vaporization member holding portion that holds a plurality of vaporization members that are vaporized by the induction heating by the work coil is provided to vaporize the gas. 2. The plasma generating apparatus according to claim 1, further comprising vaporizing member moving means for moving the member and setting the member at a heating position of the work coil.
<Effect of the apparatus of appendix 2>
The effect similar to the effect of the device described in the device of Appendix 1 is achieved, and for example, vaporizing members made of different materials are separated at the rear, and if there are a plurality of work coils, the other is vaporized at the same time, or one is vaporized first. There is an effect that can be vaporized later.

<付記3の装置>
チャンバーが電位0状態で接地され、
プラズマ発生電極が前記チャンバー内に該チャンバーとは絶縁状態に設けられた、電極間にプラズマを発生させるプラズマ発生電極であり、
このシールド体と絶縁状態で前記発振器に電力を供給する発振器用電源を設け、
高周波発振器が前記発振器用電源からの電力を高周波電力に変えて前記プラズマ発生電極に供給するとともに、発振器とトランスを有する自励式の高周波発振部であり、
前記チャンバーに導電形態で一体化されて前記高周波発振部を覆うように、導電性部材からなる高周波発振部シールドカバーが設けられ、
前記トランスの中位点と前記チャンバーを電位0状態で中位点接続部とで接地し、
前記高周波発振部およじ該チャンバー内で生ずる高周波によるノイズ輻射を生じなくさせるための、前記チャンバーと前記高周波発振部シールドカバーとによってシールド体を形成し、
前記チャンバー内に該チャンバーと絶縁状態で、ワークを電極状態にするためのワーク電極形成部を設け、
前記ワーク電極形成部にバイアス電圧を印加する、前記シールド体と絶縁状態とされたバイアス形成用電源を設け、
ダミー電極に電力を供給する電源が、シールド体と絶縁状態で接続されてバイアス電圧を印加するバイアス形成用電源であることを特徴とする付記1、2の装置いずれか記載のプラズマ発生装置。
<Apparatus 3>
The chamber is grounded at zero potential,
A plasma generating electrode is provided in the chamber in an insulated state from the chamber, and generates a plasma between the electrodes.
An oscillator power supply for supplying power to the oscillator in an insulated state from the shield body is provided,
A high-frequency oscillator converts power from the oscillator power supply into high-frequency power and supplies it to the plasma generating electrode, and a self-excited high-frequency oscillation unit having an oscillator and a transformer,
A high frequency oscillation part shield cover made of a conductive member is provided so as to be integrated with the chamber in a conductive form and cover the high frequency oscillation part,
The middle point of the transformer and the chamber are grounded at a potential zero state at the middle point connection portion,
A shield body is formed by the chamber and the high-frequency oscillation unit shield cover in order to prevent generation of noise radiation due to high-frequency generated in the chamber and the high-frequency oscillation unit,
In the chamber, provided with a work electrode forming portion for making the work in an electrode state in an insulated state from the chamber,
A bias voltage is applied to the work electrode forming portion, and a bias forming power source that is insulated from the shield body is provided.
The plasma generator according to any one of appendices 1 and 2, wherein the power source for supplying power to the dummy electrode is a bias forming power source that is connected to the shield body in an insulated state and applies a bias voltage .

<付記3の装置の効果>
付記1、2の装置いずれか記載の装置の効果と同様な効果を奏するとともに、次に述べるような効果を奏する。
(1)本装置は、チャンバーと該チャンバーと導電形態で一体化された高周波発振部シールドカバーによりシールド体を形成している構成であり、シールド体とエネルギー供給源は高周波的には何の接続もなく給電線を全く無くした形となり、給電線がないので給電線からの妨害電波(ノーマル・モード)の輻射はないとともに、金属などの導体であるシールド体自体が電位を持たない(電極とならない)ように、プラズマへの給電(エネルギー注入)を平衡電極からとしてシールド体壁を高周波電流が流れない電流通路としない(電位の偏りが生じない)構成としているので、コモン・モードの発生も起こらないという効果を奏する。すなわちノーマル・モードの電波障害もコモン・モードの電波障害も起こらない、よって装置全体を覆うコストと接地体積を必要とする別囲体を必要としないで電波障害を起こさないプラズマ発生装置を実現する。
<Effect of the apparatus of appendix 3>
In addition to the same effects as the apparatus described in any one of Appendices 1 and 2, the following effects can be achieved.
(1) This device has a configuration in which a shield body is formed by a chamber and a high frequency oscillation part shield cover integrated with the chamber in a conductive form. There is no power supply line at all, and since there is no power supply line, there is no radiation of the interference wave (normal mode) from the power supply line, and the shield body itself, which is a conductor such as metal, has no electric potential (the electrode and As the power supply to the plasma (energy injection) is from the balanced electrode, the shield body wall is not a current path through which high-frequency current does not flow (potential bias does not occur). There is an effect that does not happen. That is, a normal mode radio interference and a common mode radio interference do not occur. Therefore, a plasma generating apparatus that does not cause radio interference without requiring a cost and a separate enclosure that requires a ground volume is required. .

同時に、プラズマとワーク電極形成部の間にバイアス形成用電源を用意してワーク電極形成部にバイアス電圧を与えるようにし、チャンバーは電位0(電位ゼロ)接地しているので、自己バイアスと同じ効果が生まれるので、シールド体のシールド機能は生きたままワークへの成膜を可能にするという効果を奏する。   At the same time, a power source for forming a bias is prepared between the plasma and the work electrode forming part so that a bias voltage is applied to the work electrode forming part, and the chamber is grounded at a potential of 0 (potential zero). Therefore, the shield function of the shield body has the effect of allowing film formation on the workpiece while alive.

(2)前記(1)によって、不要輻射(妨害電波の輻射)が原理的にないプラズマ発生装置を実現しているので、ISMバンドなどに拘束されないで、好適・最適な高周波によるプラズマ発生装置を実現する。
プラズマはその発生させる体積や分布状態、電子密度などで、電気的条件が変わるが、本装置にあっては周波数や注入パワーをその用途に応じて自由に選択できるという、高周波ノイズ輻射(漏洩電磁波)を考慮することなく使用するプラズマ発生に適した周波数を自由に選択可能なプラズマ発生装置を実現するものである。
(2) The above (1) realizes a plasma generator that is free of unnecessary radiation (radiation of disturbing radio waves) in principle. Therefore, a plasma generator with a suitable and optimum high frequency can be obtained without being restricted by the ISM band. Realize.
The electrical conditions of the plasma vary depending on the volume, distribution state, electron density, etc. generated by the plasma. In this device, the frequency and injection power can be freely selected according to the intended use. It is possible to realize a plasma generator capable of freely selecting a frequency suitable for generating plasma without considering the above.

(3)前記(2)によって、用途からの要求される周波数もさることながら、放電電力や制御のし易さ、部品の調達などから、周波数を選択できることをも可能とするものであるから、コストやシステム構築という製作する装置に適した周波数選択を実現するという効果を奏する。   (3) According to the above (2), the frequency can be selected from discharge power, ease of control, procurement of parts, etc., in addition to the required frequency from the application, There is an effect of realizing frequency selection suitable for a device to be manufactured such as cost and system construction.

(4)自励発振であるので周波数自動調整手法が使えるので、電気的な周波数(可変)整合による高速、精密な制御がシンプルな制御構成により実現できるとともに、コンデンサやコイルの値を機械的に動かす従来の方法より、はるかに高速な整合を可能とし且つ高価なマッチングBOXが不要とできるので、ローコストとなる。   (4) Since self-excited oscillation allows automatic frequency adjustment techniques, high-speed and precise control using electrical frequency (variable) matching can be realized with a simple control configuration, and the values of capacitors and coils can be mechanically adjusted. Compared to the conventional method of moving, the matching can be performed at a much higher speed and an expensive matching BOX is not required, so that the cost is low.

(5)前記(1)によって、プラズマとシールド体が同電位とすることによって該シールド体を電極としない構成であるので、蒸着を行うときチャンバー内壁にイオンが激しく衝突し打ち込まれる現象が生じず、内壁面に載る状態での付着程度であるので、チャンバー内壁面が汚れにくい、洗浄取り除きが行いやすい装置を実現するとともに、プラズマとシールド体が同電位となるシールド体を電極としない構成であるので、該シールド体と絶縁状態としたバイアス形成用電源にチャンバーとは絶縁状態としたワーク電極形成部を接続する構成としているので、前記(4)の状態においてワークを電極にして該ワークにはイオンを引力衝突蒸着させることができるという効果を奏する。
また、蒸着物が高価なものであれば、その消耗量を軽減するとともに壁から回収を容易にできる。

(5) According to the above (1), since the shield and the shield body are set to the same potential so that the shield body is not used as an electrode, there is no phenomenon that ions are violently collided with the inner wall of the chamber during deposition. because of the order of deposition in a state resting on the inner wall surface, hard dirt chamber walls, thereby realizing a washing removed is easily performed apparatus, the configuration of the plasma and the shield body is not the electrode shield body at the same potential Therefore, since the work electrode forming portion insulated from the chamber is connected to the bias forming power source insulated from the shield body , the work is used as an electrode in the state of (4). There is an effect that ions can be attracted by attractive collision deposition.
Further, if the deposited material is expensive, the consumption amount can be reduced and the recovery from the wall can be facilitated.

(6)前記(5)によって、ワーク電極形成部と同じ考えでバイアス形成用電源に接続されたダミー電極を設けることを可能とするという効果を奏するものである。
これにより、ワーク電極形成部に電流を流さず、ダミー電極に電流を流す状態にすると、一瞬にして、間欠的に、あるいは徐々にチャンバー内の残存イオンを電圧がかけられたダミー電極に引着してチャンバー内の清浄化を実現することが可能にできるという効果を奏する。これによって、従来技術のようにチャンバー内の気体を入れ替える、真空操作を繰り返すことなく、他部材の蒸着膜形成への移行時間を短時間で行うことができ、プラズマ蒸着膜形成装置にあって効率性に優れた生産能力の高いプラズマ発生装置を実現する。
「電力を高周波電力に変えて」の「電力」は直流電力、交流電力、パルス電力など多様な電力形態がある。
(6) According to the above (5), it is possible to provide a dummy electrode connected to the bias forming power source in the same way as the work electrode forming portion.
As a result, when no current is supplied to the work electrode forming portion and current is supplied to the dummy electrode, the residual ions in the chamber are attracted to the dummy electrode to which voltage is applied intermittently or gradually. As a result, the chamber can be cleaned. As a result, the gas in the chamber is replaced as in the prior art, and the transition time to the deposition film formation of other members can be performed in a short time without repeating the vacuum operation. Realize a plasma generator with high productivity and high production capacity.
“Power” of “change power to high frequency power” has various power forms such as DC power, AC power, and pulse power.

本発明はプラズマ発生装置を製造する産業で利用される。   The present invention is used in the industry for manufacturing plasma generators.

1:プラズマ発生装置、
2:チャンバー、
3:プラズマ発生電極、
4:発振器、
5:トランス、
6:高周波発振部、
7:高周波発振部シールドカバー、
8:中位点接続部、
9:シールド体、
10:発振器用電源、
11:ワーク電極形成部、
12:バイアス形成用電源、
13:耐蝕壁、
14:ワーク、
15:中位点、
18:減圧部、
19:ガス注入部、
21:ダミー電極、
22:切替スイッチ、
23:プラズマ発生装置、
24:バイアス形成用電源、
25:バイアス形成用電源、
26:誘導加熱装置、
27:ワークコイル、
28:原材料支持部、
30:プラズマ発生装置。










1: Plasma generator,
2: chamber,
3: Plasma generating electrode,
4: Oscillator,
5: Transformer
6: High-frequency oscillation unit,
7: High frequency oscillator shield cover,
8: Middle point connection,
9: Shield body,
10: Power supply for oscillator
11: Work electrode forming part,
12: Power supply for bias formation,
13: Corrosion resistant wall,
14: Work,
15: Middle point,
18: decompression part,
19: Gas injection part,
21: Dummy electrode
22: changeover switch,
23: Plasma generator,
24: Power supply for bias formation,
25: Bias forming power supply,
26: induction heating device,
27: Work coil,
28: Raw material support,
30: Plasma generator.










Claims (5)

電位0状態で接地された導電性部材からなる、高周波電流は流れないチャンバーと、
このチャンバー内に該チャンバーとは絶縁状態に設けられた、その電極間にプラズマを発生させる第1のプラズマ発生電極、第2のプラズマ発生電極と、
電力を高周波電力に変えて前記第1のプラズマ発生電極と前記第2のプラズマ発生電極に供給する、発振器とトランスを有する高周波発振部と、
前記チャンバーに導電形態で一体化されて前記高周波発振部を覆うように設けられた、導電性部材からなる高周波発振部シールドカバーと、
前記トランスの中位点と前記チャンバーを電位0状態で接地してなる中位点接続部と、
前記高周波発振部およじ該チャンバー内で生ずる高周波によるノイズ輻射を生じなくさせるための、前記チャンバーと前記高周波発振部シールドカバーとによって形成されてなる、前記高周波電流は流れないシールド体と、
このシールド体と絶縁状態で前記発振器に電力を供給する発振器用電源と、
前記チャンバー内に該チャンバーと絶縁状態で設けられた、ワークを電極状態にするためのワーク電極形成部と、
このワーク電極形成部にバイアス電圧を印加する、前記シールド体と絶縁状態とされたバイアス形成用直流電源とからなることを特徴とするプラズマ発生装置。
A chamber made of a conductive member grounded in a zero potential state, in which high-frequency current does not flow;
A first plasma generating electrode, a second plasma generating electrode, which are provided in an insulating state in the chamber and generate plasma between the electrodes;
A high frequency oscillating unit having an oscillator and a transformer for supplying electric power to high frequency power and supplying the first plasma generating electrode and the second plasma generating electrode;
A high frequency oscillation part shield cover made of a conductive member, which is integrated in the chamber in a conductive form and is provided so as to cover the high frequency oscillation part;
A middle point connection formed by grounding the middle point of the transformer and the chamber at a potential of 0;
A shield body that is formed by the chamber and the high-frequency oscillation unit shield cover for preventing generation of noise radiation due to high-frequency generated in the chamber and the high-frequency oscillation unit, and in which the high-frequency current does not flow,
An oscillator power supply for supplying power to the oscillator in an insulated state from the shield body;
A workpiece electrode forming portion for providing a workpiece in an electrode state provided in the chamber in an insulating state with the chamber;
A plasma generator comprising: the shield body that applies a bias voltage to the work electrode forming portion; and a bias forming DC power source that is insulated.
前記第1のプラズマ発生電極と前記第2のプラズマ発生電極が平衡給電である対称電極であるとともに、該対称電極の中位点は接地してなることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ発生装置。   2. The plasma according to claim 1, wherein the first plasma generating electrode and the second plasma generating electrode are symmetrical electrodes that are balanced power supply, and a middle point of the symmetrical electrodes is grounded. 3. Generator. 前記高周波発振が自励式高周波発振器あることを特徴とする請求項1、2のいずれか1項に記載のプラズマ発生装置。 The plasma generator according to claim 1, wherein the high-frequency oscillation unit is a self-excited high-frequency oscillator. チャンバー内に該チャンバーと絶縁状態のプラスイオンを引着するためのダミー電極を設け、このダミー電極にバイアス電圧を印加する、シールド体と絶縁状態とされたバイアス形成用直流電源を設けてなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のプラズマ発生装置。   A dummy electrode for attracting positive ions in an insulated state from the chamber is provided in the chamber, and a bias forming DC power source that is insulated from the shield body and applies a bias voltage to the dummy electrode is provided. The plasma generator according to any one of claims 1 to 3. チャンバー内に誘導加熱装置の一部をなす高周波電流が流れるワークコイルを設け、このワークコイルによる誘導加熱によって気化される複数の気化部材を保持する気化部材保持部を設け、気化させようとする気化部材を移動して前記ワークコイルの加熱位置にセットするための気化部材移動手段を設けてなることを特徴とする請求項1〜4いずれか1項に記載のプラズマ発生装置。   A work coil in which a high-frequency current that forms a part of the induction heating device flows is provided in the chamber, and a vaporization member holding portion that holds a plurality of vaporization members that are vaporized by the induction heating by the work coil is provided to vaporize the gas. 5. The plasma generating apparatus according to claim 1, further comprising a vaporizing member moving unit configured to move the member and set the heating position of the work coil.
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