[发明专利]高频电源装置及双阴极用电源

说明书

技术领域

本案本申请发明，是关于输出互为反相的交流电压的高频电源装置、以及对等离子腔内的两个电极施加互为反相的交流电压的双阴极用电源。

背景技术

在使用腔内所产生的等离子的成膜装置或溅镀装置等装置中，在腔内配置两个电极(靶材(Target))，并进行针对这些电极(靶材)交替地切换施加成为阴极的电压以及成为阳极的电压而产生等离子的被称作双阴极方式的电压施加(参考专利文献1)。

图9(a)，是用于对由双阴极方式进行的电压施加的概略内容进行说明的图。图9(a)中所示的结构具备：配置在腔内的两个电极(靶材)101、102；用于对电极(靶材)101施加高频电压(RF：Radio Frequency)的高频电源103；用于对电极(靶材)102施加高频电压的高频电源104、以及开关单元105。开关单元105对高频电源103和高频电源104进行切换，而对电极101和电极102交替供给改变了极性的高频电压。通过针对一对电极施加互为反相的高频电压，在针对一个电极施加成为阴极的电压的期间，在另外一个电极上施加成为阳极的电压，在针对一个电极施加成为阳极的电压的期间，针对另外一个电极施加成为阴极的电压。

通过施加互为反相的高频电压，被积蓄在电极101以及电极102的电荷被消除，因此能够维持稳定的等离子(参考专利文献1)。

图9(b)是用于对在双阴极方式的电压施加中由1台高频电源所成的结构进行说明的图。图9(b)中所示的结构具备：配置在腔内的两个电极(靶材)111、112；用于对电极(靶材)111、112施加高频电压的1台高频电源113；用于交替作切换高频电压而分别对一对电极111、112施加的开关电路115以及以在一对的电极(靶材)间使阴极以及阳极交替更替的方式来对各电极施加交流电压的交流电源116。

在该结构中，对于一对电极(靶材)共用高频电源113，并将在高频电源113所产生的高频电压，一边针对一对电极(靶材)分别交替进行切换一边重迭施加于交流电源116所产生的交流电压上(参考专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1日本特开2006-134603号公报(段落[0025])

专利文献2日本特开2010-248577号公报(段落[0006]～段落[0009])

发明内容

发明要解决的课题

在图9(a)所示的结构中，由于针对1个电极(靶材)而使用1台高频电源，因此，对于一对电极(靶材)，需要2台高频电源，而成为阻碍装置小型化和抑制生产成本的重要因素。

作为消除上述问题的结构，提案有图9(b)中所示的结构。在该结构中，通过针对一对电极(靶材)而使用1台高频电源，能够谋求装置的小型化以及生产效率的提升。另一方面，在图9(b)所示的结构中，为了在一对电极(靶材)间交替更换阴极和阳极，除了输出高频电压的高频电源外，另外需要开关电路115和交流电源116。

在对于一对电极(靶材)使用1台高频电源的结构中，作为不需要开关单元和交流电源的结构，可考虑图9(c)中所示的结构。

图9(c)中所示的高频电源装置121，是在高频输出电路122的输出端间，经由变压器123并联连接将电容元件125、126串联连接所成的分压电路124，并将电容元件125、126的中点接地的结构。分压电路124，将经由变压器123而得到的高频输出电路122的输出端a、b间的电压Vab，通过电容元件125、126以交流分压成两个电压。由于电容元件125、126的中点的电位为接地电位，因此，输出端A以及输出端B以Vab的1/2的峰值(Vab/2)输出互为反相的交流电压的输出电压Va以及Vb。

通过在输出端A以及输出端B连接一对电极131、132，能够对各电极131、132交替切换阳极和阴极而施加电压。

在高频电源装置中，有时要求高电压的输出电压和低电压的相异电压值的输出电压。例如，当将等离子产生装置作为负载时，在等离子着火时，作为点火电压而对电极施加高电压，在等离子着火后，为了维持等离子，施加比点火电压更低的低电压。在通过双阴极电源来产生等离子时，在等离子着火时，需要施加比等离子维持时更高的峰值的交流电压。

图9(c)中所示的结构的高频电源装置，为输出定电压的结构，而始终输出一定峰值的电压。因此，即使在维持等离子时，也施加等离子着火时的高电压，而存在无法对应负载所要求的电压值的问题。

因此，在将高频输出电路的输出分压成两个输出的结构中，存在无法输出高电压与低电压的相异的电压值的问题。