KR100450100B1 - 플라즈마 처리장치 및 플라즈마 처리시스템 - Google Patents

Abstract

(과제) 플라즈마 처리를 실시하는 챔버 전체적으로는 전기적 고주파적인 특성이 고려되고 있지 않았다.

(해결 수단) 플라즈마를 여기하기 위한 전극을 갖는 플라즈마 챔버 (CN) 와, 이 전극 (4,8) 에 접속된 고주파전원 (1) 과, 플라즈마 챔버 (CN) 와 고주파전원 (1) 의 임피던스 정합을 얻기 위한 정합회로 (2A) 를 구비하고, 정합회로 (2A) 를 그 출력단 (PR) 에서 분리하고, 급전판 (3) 으로 측정한 플라즈마 챔버 (CN) 의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 3 배가 고주파전원 (1) 에서 플라즈마 챔버 (CN) 로 공급되는 전력주파수 (f_e) 보다 큰 값의 범위로 설정되어 이루어진다.

Description

플라즈마 처리장치 및 플라즈마 처리시스템 {PLASMA PROCESSING APPARATUS AND PLASMA PROCESSING SYSTEM}

본 발명은 플라즈마 처리장치 및 플라즈마 처리장치의 성능확인시스템에 관한 것으로서, 특히 고주파의 전력공급에 대응하여 전력소비효율 및 피형성막 특성을 향상시키기에 적합한 기술에 관한 것이다.

CVD (chemical vapor deposition), 스퍼터링, 드라이에칭, 애싱 등의 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리장치의 일례로서는, 종래부터 도 18 에 나타낸 바와 같은 소위 2 주파 여기형의 것이 알려져 있다.

도 18 에 나타낸 플라즈마 처리장치는 고주파전원 (1) 과 플라즈마 여기전극 (4) 사이에 정합회로 (2A) 가 개재되어 있다. 정합회로 (2A) 는 고주파전원 (1) 과 플라즈마 여기전극 (4) 사이의 임피던스의 정합을 얻기 위한 회로로서 설치되어 있다.

고주파전원 (1) 으로부터의 고주파전력은 정합회로 (2A) 를 통해 급전판 (3) 에 의해 플라즈마 여기전극 (4) 으로 공급된다. 이 정합회로 (2A) 는 도전체로 이루어진 하우징에 의해 형성되는 매칭박스 (2) 내에 수납되어 있고, 플라즈마 여기전극 (4) 및 급전판 (3) 은 도체로 이루어진 섀시 (21) 에 의해 덮여 있다.

플라즈마 여기전극 (캐소드전극) (4) 의 하측에는 볼록부 (4a) 가 형성됨과 동시에, 이 플라즈마 여기전극 (캐소드전극) (4) 의 하측에는 다수의 구멍 (7) 이 형성되어 있는 샤워 플레이트 (5) 가 볼록부 (4a) 에 접해 설치되어 있다. 이들 플라즈마 여기전극 (4) 과 샤워 플레이트 (5) 사이에는 공간 (6) 이 형성되어 있다. 이 공간 (6) 에는 가스도입관 (17) 이 접속되어 있고, 도체로 이루어진 가스도입관 (17) 의 도중에는 절연체 (17a) 가 삽입되어 플라즈마 여기전극 (4) 측과 가스공급원측이 절연되어 있다.

가스도입관 (17) 에서 도입된 가스는, 샤워 플레이트 (5) 의 구멍 (7) 을 통해 챔버벽 (10) 에 의해 형성된 챔버실 (60) 내로 공급된다. 그리고, 부호 9 는 챔버벽 (10) 과 플라즈마 여기전극 (캐소드전극) (4) 을 절연하는 절연체이다. 또한, 배기계의 도시는 생략한다.

한편, 챔버실 (60) 내에는 기판 (16) 을 탑재하여 플라즈마 여기전극으로도 되는 웨이퍼 서셉터 (서셉터전극) (8) 가 설치되어 있으며 그 주위에는 서셉터실드 (12) 가 설치되어 있다.

서셉터실드 (12) 는 서셉터전극 (8) 을 지지하는 실드 지지판 (12A) 과, 이 실드 지지판 (12A) 의 중앙부에서 하방으로 연장되어 형성된 통형의 지지통 (12B) 으로 구성되고, 지지통 (12B) 은 챔버저부 (10A) 를 관통하여 설치됨과 동시에, 이 지지통 (12B) 의 하단부와 챔버저부 (10A) 가 벨로스 (11) 에 의해 밀폐접속되어 있다.

웨이퍼 서셉터 (8) 및 서셉터실드 (12) 사이의 틈에는 샤프트 (13) 주위에 형성된 전기절연물로 이루어진 절연수단 (12C) 이 설치되어 챔버의 진공을 유지함과 동시에 전기적으로도 절연되어 있다. 또한, 웨이퍼 서셉터 (8) 및 서셉터실드 (12) 는 벨로스 (11) 에 의해 상하구동 가능하게 되어 있어 플라즈마 여기전극 (4,8) 사이의 거리를 조정할 수 있다.

웨이퍼 서셉터 (8) 에는 샤프트 (13) 및 매칭박스 (14) 내에 수납된 정합회로를 통해 제 2 고주파전원 (15) 이 접속되어 있다. 그리고, 챔버벽 (10) 과 서셉터실드 (12) 는 직류적으로 동전위로 되어 있다.

도 19 에 종래의 플라즈마 처리장치의 다른 예를 나타낸다. 도 18 에 나타낸 플라즈마 처리장치와는 달리, 도 19 에 나타낸 플라즈마 처리장치는 1 주파 여기형의 플라즈마 처리장치이다. 즉, 캐소드전극 (4) 에만 고주파전력을 공급하고 있고, 서셉터전극 (8) 은 접지되어 있다. 도 18 에서 나타낸 고주파전원 (15) 과 매칭박스 (14) 가 없다. 또한 서셉터전극 (8) 과 챔버벽 (10) 은 직류적으로 동전위로 되어 있다.

상기 플라즈마 처리장치에 있어서는, 일반적으로 13.56 ㎒ 정도의 주파수 전력을 투입하여 두 전극 (4,8) 사이에서 플라즈마를 생성하고, 이 플라즈마에 의해 CVD (chemical vapor deposition), 스퍼터링, 드라이에칭, 애싱 등의 플라즈마처리를 실시하는 것이다.

그러나, 상기 플라즈마 처리장치에 있어서, 전력소비효율 (고주파전원 (1) 에서 플라즈마 여기전극 (4) 에 투입한 전력에 대해 플라즈마에서 소비된 전력의 비율) 이 양호하지만은 않다. 특히, 고주파전원에서 공급되는 주파수가 높아질수록 플라즈마 처리장치에서 전력소비효율의 저하가 현저하게 나타난다. 또한, 기판 사이즈가 커질수록 그 저하가 현저해진다.

그 결과, 전력소비효율이 저하되어, 생성되는 플라즈마 밀도가 높아지지 않기 때문에 막형성속도가 지연된다. 또한, 예컨대 절연막을 형성하는 경우에는 절연내압이 좀더 높은 절연막의 형성이 어렵다는 문제점을 갖고 있다.

그리고, 이와 같은 플라즈마 처리장치의 동작확인 및 동작의 평가방법으로서는, 예컨대 다음과 같이 실제로 막형성 등의 처리를 실시하고 이 피형성막 특성을 평가하는 방법으로 실시하였다.

(1) 퇴적속도와 막면내 균일성

① 기판상에 플라즈마 CVD 에 의해 원하는 막을 형성한다.

② 레지스트의 패터닝을 실시한다.

③ 막을 드라이에칭한다.

④ 애싱에 의해 레지스트를 박리한다.

⑤ 막의 막두께 단차를 촉침식 단차계에 의해 계측한다.

⑥ 막형성시간과 막두께로부터 퇴적속도를 산출한다.

⑦ 막면내 균일성은 6 인치 기판면내에서 16 포인트로 측정한다.

(2) BHF 에칭율

상기 (1) ① ∼ ② 와 동일한 방법으로 레지스트 마스크를 패터닝한다.

③ BHF 액에 1 분간 기판을 침지한다.

④ 순수로 세정한 후에 건조시키고, 레지스트를 황산과수 (H₂SO₄+H₂O₂) 로 박리한다.

⑤ 상기 (1) ⑤ 와 동일하게 단차를 계측한다.

⑥ 침지시간과 단차로부터 에칭율를 산출한다.

(3) 절연내압

① 유리기판상에 스퍼터링에 의해 도전성 막을 형성하고, 하부전극으로 패터닝한다.

② 플라즈마 CVD 에 의해 절연막을 형성한다.

③ ① 과 동일한 방법으로 상부전극을 형성한다.

④ 하부전극용으로 콘택트 홀을 형성한다.

⑤ 상하전극에 프로빙하여 Ⅰ-Ⅴ 특성 (전류전압특성) 을 측정한다. 이 때 최대전압으로서 200 V 정도까지 인가한다.

⑥ 전극면적을 한변이 100 ㎛ 인 정사각형으로 하고 100 pA 를 흘려보내면, 1 ㎂/㎠ 에 상당하는데, 이 때의 V 를 절연내압으로서 정의한다.

그리고, 상기한 바와 같은 플라즈마 처리장치에 대해서는, 종래부터 반도체 및 액정제조에 사용되는 경우에 있어서, 플라즈마 처리속도 (막형성시의 퇴적속도나 가공속도) 가 빨라 생산성이 높아야 하는 점, 그리고 피처리기체 면내방향에 있어서의 플라즈마처리의 균일성 (막두께의 막 면내방향 분포, 가공처리 편차의 막 면내방향 분포) 이 우수해야 하는 점이 요구되는데, 최근에는 피처리기판의 대형화에 따라 막 면내방향의 균일성에 대한 요구가 훨씬 강해지고 있다.

또한, 피처리기판의 대형화에 따라 투입전력량도 ㎾ 오더가 투입될 때까지 증대하여 전력소비량이 증가하는 경향에 있다. 따라서, 전원의 고용량화에 따라 전원의 개발비용이 증대함과 동시에 장치가동시에는 전력사용이 증가하는 점에서 러닝코스트의 절감이 요구되고 있다.

또한, 전력소비량이 증대하면 환경오염의 원인인 이산화탄소의 배출량이 증대된다. 이것은 피처리기판의 대형화에 따라 방출량이 더욱 증대됨과 동시에 전력소비효율을 더욱 낮추기 위하여 전력소비량이 증대하므로, 이산화탄소의 방출량 삭감에 대한 요구도 높아지고 있다.

한편, 플라즈마 여기주파수로서 종래 일반적이었던 13.56 ㎒ 에 비해 높은 30 ㎒ 이상의 VHF 대의 주파수를 사용하는 등 고주파수화를 도모함으로써 생성되는 플라즈마 밀도를 향상시킬 수 있다. 그 결과, 플라즈마 CVD 등의 퇴적장치에 있어서는 막형성시의 퇴적속도를 향상시킬 수 있는 가능성이 보였다.

그리고, 상기한 바와 같은 복수의 플라즈마 챔버들을 갖는 플라즈마 처리장치에 대해서는, 개개의 플라즈마 챔버에 대해 플라즈마 처리의 기기별 차이를 없애고, 다른 플라즈마 챔버에서 처리한 피처리기판에 있어서도 플라즈마 처리속도 (막형성시의 퇴적속도나 가공속도) 나 생산성, 그리고 피처리기체 면내방향에 있어서의 플라즈마처리의 균일성 (막두께의 막 면내방향분포) 등의 처리의 편차를 없애고자 하는 요구가 있다.

동시에, 복수의 플라즈마 챔버들을 갖는 플라즈마 처리장치에 대해서는, 개개의 플라즈마 챔버에 대해 공급하는 가스유량이나 압력, 공급전력, 처리시간 등의 외부 파라미터가 같은 동일한 프로세스 레서피를 적용하여 거의 동일한 플라즈마 처리결과를 얻는 것이 요구되고 있다.

그리고, 플라즈마 처리장치의 신규설치시나 조정·보수점검시에 복수의 플라즈마 챔버마다의 기기별 차이를 없애고 처리의 편차를 없애서 동일한 프로세스 레서피에 의해 거의 동일한 처리결과를 얻는 데 필요한 조정시간의 단축이 요구됨과동시에 이와 같은 조정에 필요한 비용의 삭감이 요구되고 있었다.

그리고, 상기와 같이 복수의 플라즈마 처리장치들을 갖는 플라즈마 처리시스템에 대해서도, 마찬가지로 플라즈마 처리장치에 있어서의 개개의 플라즈마 챔버에 대해 플라즈마 처리의 기기별 차이를 없애고자 하는 요구가 있었다.

그러나, 상기 플라즈마 처리장치에 있어서는, 13.56 ㎒ 정도의 주파수 전력을 투입하도록 설계되어 있어서, 그 이상의 주파수 전력을 투입하는 것에는 대응하지 못했다. 보다 구체적으로는 고주파전력을 투입하는 부분, 즉 플라즈마처리를 실시하는 챔버 전체적으로 임피던스, 공진주파수특성 등의 전기적 고주파적인 특성이 고려되지 않아, 다음과 같은 문제점이 발생하였다.

① 13.56 ㎒ 정도 이상의 주파수 전력을 투입한 경우, 전력소비효율이 높아지지 않아 막형성시에 퇴적속도를 향상시킬 수 없을 뿐만 아니라 오히려 퇴적속도가 지연되는 경우가 있었다.

② 투입하는 전력을 보다 고주파수화하면, 주파수의 상승에 따라 생성되는 플라즈마 밀도는 상승해서 최대치가 된 후 감소로 전환하여 마침내는 글로방전할 수 없게 되어 고주파수화의 의미가 없어진다.

그리고, 이와 같은 플라즈마 처리장치의 동작확인 및 동작의 평가방법으로서는, 상기 (1) ∼ (3) 과 같은 방법을 채택한 경우에는, 적정한 동작을 하고 있는지의 여부를 확인하기 위해서는 플라즈마 처리장치를 작동시킬 필요가 있고, 또한 플라즈마 처리장치의 설치장소와는 별도의 검사장소 등에서 피처리기판을 복수의 단계에 의해 처리측정할 필요가 있다.

따라서, 평가결과가 나올 때까지는 수일 또는 수주일을 필요로 하며, 장치개발단계에서는 플라즈마 처리실의 성능확인에 시간이 너무 걸리기 때문에 이것을 단축하고자 하는 요구가 있었다.

복수의 플라즈마 챔버들을 갖는 플라즈마 처리장치나 플라즈마 처리시스템에 있어서는, 각 플라즈마 챔버의 전기적 고주파적인 특성은 각각의 기계적인 치수 그 형상에 의해 규정되어 있다. 그러나, 각각의 플라즈마 챔버를 구성하는 각 부품은 제조시에 있어서의 가공상 반드시 기계적 공차에 의해 치수 등의 편차를 갖고 있다. 그리고, 이들 각 부품을 조립하여 플라즈마 챔버를 제조하는 단계에서, 각 플라즈마 챔버에 있어서의 기계적 치수 등의 형상에 조립공차에 의한 편차가 더해진다. 그리고, 각 부품의 조립후에는 치수를 잴 수 없는 부분도 있고, 플라즈마 챔버 전체적으로 당초 설계대로의 전기적 고주파적인 특성을 갖도록 조립이 종료되었는지의 여부를 정량적으로 알 수 있는 수단이 없고, 각 플라즈마 챔버의 전기적 고주파적인 특성의 기기별 차이를 알 수 있는 수단이 없다는 문제가 있었다.

따라서, 다음과 같은 문제점이 발생하였다.

복수의 플라즈마 챔버들을 갖는 플라즈마 처리장치나 플라즈마 처리시스템에 대해서는, 복수의 플라즈마 챔버에 대해 임피던스, 공진주파수특성 등의 전기적 고주파적인 특성의 기기별 차이를 없애는 설계가 이루어져 있지 않기 때문에, 개개의 플라즈마 챔버에 있어서 플라즈마 공간에서 소비되는 실효적인 전력이나 발생하는플라즈마 밀도 등이 각각 균일하지 않을 가능성이 있다.

따라서, 복수의 플라즈마 챔버에 대해 동일한 프로세스 레서피를 적용하고 있음에도 불구하고, 동일한 플라즈마 처리결과를 얻지 못할 가능성이 있다.

따라서, 동일한 플라즈마 처리결과를 얻기 위해서는, 개개의 플라즈마 챔버마다 각각 공급하는 가스유량이나 압력, 공급전력, 처리시간 등의 외부 파라미터와 상기 (1) ∼ (3) 과 같은 평가방법에 의한 처리결과를 비교하여 이들의 상관관계를 파악할 필요가 있는데, 그 데이터량이 방대하여 전부 실시하기가 어렵다.

그리고, 이와 같은 플라즈마 처리장치의 동작확인 및 동작의 평가방법으로서, 상기 (1) ∼ (3) 과 같은 검사방법을 채택한 경우에는, 적정한 동작을 하고 있는지의 여부를 확인하기 위해서는 플라즈마 처리장치를 동작시킬 필요가 있고, 또한 플라즈마 처리장치의 설치장소와는 다른 검사장소 등에서 피처리기판을 복수의 단계에 의해 처리측정할 필요가 있다.

따라서, 평가결과가 나오기까지는 수일 또는 수주일이 걸려서 그 기간 동안 제조라인을 정지하지 않은 경우, 플라즈마처리를 실시한 피처리기판의 특성은 알 수 없고, 만약 플라즈마 처리장치의 상태가 좋지 않을 때에는 제품으로서의 기준에 미치지 못하는 것을 생산할 우려가 있기 때문에, 보다 간단한 방법으로 플라즈마 처리장치의 동작을 적정한 상태로 유지하고자 하는 요구가 있었다.

그리고, 복수의 플라즈마 챔버를 갖는 플라즈마 처리장치나 플라즈마 처리시스템에 대해 상기 (1) ∼ (3) 과 같은 검사방법을 채택한 경우에는, 신규설치시나 조정·보수점검시에 복수의 플라즈마 챔버마다의 기기별 차이를 없애고 처리의 편차를 없애서 동일한 프로세스 레서피에 의해 동일 처리결과를 얻는 데 필요한 조정시간이 월단위로 필요하게 된다. 따라서, 조정기간의 단축이 요구됨과 동시에 이와 같은 조정에 필요한 검사용 기판 등의 비용, 이 검사용 기판의 처리비용 및 조정작업에 종사하는 작업원의 인건비 등, 비용이 방대해진다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 이하의 목적을 달성하고자 하는 것이다.

① 플라즈마 여기주파수의 고주파화에 의한 처리속도 (막형성장치에 있어서는 퇴적속도, 가공장치에 있어서는 가공속도) 의 향상을 도모할 것.

② 피처리기판 면내방향에 있어서의 플라즈마처리의 균일성 (막두께의 막 면내방향 분포, 가공처리 편차의 막 면내방향 분포) 의 향상을 도모할 것.

③ 플라즈마 CVD, 스퍼터링 등의 퇴적장치에 있어서는, 퇴적한 막에 있어서의 절연내압 등의 막특성의 향상을 도모할 것.

④ 전력의 소비효율을 향상시키고, 동등한 처리속도 또는 막특성을 얻기 위하여, 종래보다 적은 투입전력으로 충분하도록 전력손실의 저감을 도모할 것.

⑤ 러닝코스트의 삭감을 도모함과 동시에 생산성의 향상을 도모할 것.

⑥ 기판처리결과 이외의 간단한 플라즈마 처리실로의 성능판단의 기준을 부여할 것.

⑦ 복수의 플라즈마 챔버에 대해 임피던스, 공진주파수특성 등의 전기적 고주파적인 특성의 균일화를 도모할 것.

⑧ 복수의 플라즈마 챔버에 대해 동일한 프로세스 레서피를 적용하였을 때에플라즈마 처리결과의 균일화를 도모할 것.

⑨ 복수의 플라즈마 챔버에 대한 방대한 데이터로부터 외부 파라미터와 상기 (1) ∼ (3) 과 같은 평가방법에 의한 처리결과의 상관관계에 의한 프로세스 조건을 파악할 필요가 없게 할 것.

⑩ 동일한 프로세스 레서피에 의해 거의 동일한 처리결과를 얻는 데 필요한 조정시간을 단축할 것.

⑪ 플라즈마 여기주파수의 고주파화에 의한 처리속도 (막형성장치에 있어서는 퇴적속도, 가공장치에 있어서는 가공속도) 의 향상을 도모할 것.

⑫ 피처리기판 면내방향에 있어서의 플라즈마처리의 균일성 (막두께의 막 면내방향 분포, 가공처리 편차의 막면내 방향분포) 의 향상 및 플라즈마 CVD, 스퍼터링 등의 퇴적장치에 있어서는, 퇴적한 막에 있어서의 절연내압 등의 막특성의 향상을 도모할 것.

⑬ 전력의 소비효율을 향상시키고, 동등한 처리속도 또는 막특성을 얻기 위하여, 종래보다 적은 투입전력으로 충분하도록 전력손실의 저감을 도모할 것.

⑭ 러닝코스트 및 조정에 들어가는 비용의 삭감을 도모함과 동시에 생산성의 향상을 도모할 것.

⑮ 적정한 동작상태로 간단하게 유지할 수 있는 플라즈마 처리장치 및 플라즈마 처리시스템을 제공할 것.

도 1 은 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치의 제 1 실시형태를 나타낸 개략구성도이다.

도 2 는 도 1 에 있어서의 플라즈마 처리장치의 정합회로를 나타낸 모식도이다.

도 3 은 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치의 제 1 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리장치의 임피던스특성을 설명하기 위한 모식도이다.

도 4 는 도 3 에 있어서의 플라즈마 처리장치의 등가회로를 나타낸 회로도이다.

도 5 는 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 설명하기 위한 임피던스 (Z) 와 위상 (θ) 의 주파수의존특성을 나타낸 그래프이다.

도 6 은 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치의 제 1 실시형태에 있어서의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 및 임피던스 (Z) 와 위상 (θ) 의 주파수의존특성을 나타낸 그래프이다.

도 7 은 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치의 제 2 실시형태를 나타낸 개략구성도이다.

도 8 은 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치의 제 2 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리장치의 임피던스특성을 설명하기 위한 모식도이다.

도 9 는 도 8 에 있어서의 플라즈마 처리장치의 등가회로를 나타낸 회로도이다.

도 10 은 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치의 제 2 실시형태에 있어서의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 및 임피던스 (Z) 와 위상 (θ) 의 주파수의존특성을 나타낸 그래프이다.

도 11 은 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치의 제 3 실시형태를 나타낸 개략구성도이다.

도 12 는 도 11 에 있어서의 플라즈마 처리장치의 등가회로를 나타낸 회로도이다.

도 13 은 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치의 제 3 실시형태에 있어서의 제 1 직렬공진주파수 (f₀) 및 임피던스 (Z) 와 위상 (θ) 의 주파수의존특성을 나타낸 그래프이다.

도 14 는 플라즈마 발광상태에 있어서의 전극간의 상태를 나타낸 모식도이다.

도 15 는 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치의 실시예에 있어서의 등가회로를 설명하는 회로도이다.

도 16 은 임피던스 측정기의 프로브를 나타낸 사시도이다.

도 17 은 도 16 의 임피던스 측정기의 프로브의 접속상태를 나타낸 모식도이다.

도 18 은 종래의 플라즈마 처리장치의 일례를 나타낸 모식도이다.

도 19 는 종래의 플라즈마 처리장치의 다른 예를 나타낸 모식도이다.

도 20 은 본 발명의 플라즈마 처리장치의 성능확인시스템을 나타낸 시스템 구성도이다.

도 21 은 본 발명의 플라즈마 처리장치의 성능확인시스템에 관한 서버 (S) 의 건축상황정보의 제공처리를 나타낸 플로차트이다.

도 22 는 본 발명의 플라즈마 처리장치의 성능확인시스템에 관한 메인페이지 (CP) 의 구성을 나타낸 평면도이다.

도 23 은 본 발명의 플라즈마 처리장치의 성능확인시스템에 관한 서브페이지 (CP1) 의 구성을 나타낸 평면도이다.

도 24 는 본 발명의 플라즈마 처리장치의 성능확인시스템에 관한 메인페이지 (CP2) 의 구성을 나타낸 평면도이다.

도 25 는 본 발명의 플라즈마 처리장치의 성능확인시스템에 관한 서브페이지 (PC3) 의 구성을 나타낸 평면도이다.

도 26 은 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치의 제 4 실시형태를 나타낸 개략구성도이다.

도 27 은 도 26 에 있어서의 레이저 어닐실을 나타낸 종단면도이다.

도 28 은 도 26 에 있어서의 열처리실을 나타낸 종단면도이다.

도 29 는 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치의 제 5 실시형태를 나타낸 개략구성도이다.

도 30 은 도 11 에 있어서의 플라즈마 챔버의 등가회로를 나타낸 회로도이다.

도 31 은 본 발명에 관한 플라즈마 처리시스템의 제 6 실시형태를 나타낸 개략구성도이다.

도 32 는 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치의 다른 실시형태를 나타낸 개략구성도이다.

도 33 은 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치의 다른 실시형태를 나타낸 개략구성도이다.

도 34 는 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치의 다른 실시형태를 나타낸 개략구성도이다.

도 35 는 본 발명에 관한 플라즈마 처리시스템의 제 7 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리유닛 (플라즈마 챔버) 의 개략구성을 나타낸 단면도이다.

도 36 은 도 35 에 있어서의 플라즈마 챔버의 임피던스특성을 설명하기 위한 모식도이다.

도 37 은 도 36 의 플라즈마 챔버의 임피던스특성 측정용 등가회로를 나타낸 회로도이다.

도 38 은 본 발명의 플라즈마 처리장치의 성능확인시스템에 관한 서브페이지 (CP3) 의 구성을 나타낸 평면도이다.

도 39 는 본 발명의 플라즈마 처리장치의 성능확인시스템에 관한 서브페이지 (CP4) 의 구성을 나타낸 평면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 고주파전원 1A : 급전선

2 : 매칭박스 2A : 정합회로

3 : 급전판 4 : 플라즈마 여기전극 (전극 : 캐소드전극)

5 : 샤워 플레이트 6 : 공간

7 : 구멍 8 : 웨이퍼 서셉터 (대향전극 : 서셉터전극)

9 : 절연체 10 : 챔버벽

10A : 챔버저부 11 : 벨로스

12 : 서셉터실드 12A : 실드 지지판

12B : 지지통 13 : 샤프트

16 : 기판 17 : 가스도입관

17a, 17b : 절연체 21 : 섀시

22 : 로드콘덴서 23 : 코일

24 : 튜닝콘덴서 25 : 정합회로

26 : 매칭박스 27 : 제 2 고주파전원

27A : 급전선 28 : 급전판 (고주파전력 배전체)

29 : 섀시 30 : 코일

31 : 튜닝콘덴서 32 : 로드콘덴서

60 : 챔버실

61 : 임피던스 측정용 단자 (공진주파수 측정용 단자)

71, 91 : 플라즈마 처리장치 72, 92 : 운송실

73 : 로더실 74 : 언로더실

75, 76, 77, 95, 96, 97 : 플라즈마 챔버 (플라즈마 처리실 유닛)

78 : 레이저 어닐실 79, 99 : 열처리실

80, 84 : 챔버 81 : 레이저광원

82 : 스테이지 83 : 레이저광

85 : 히터 86 : 게이트 밸브

87 : 기판운송로봇 (운송수단) 88 : 아암

93 : 로드록실 105 : 프로브

AN : 임피던스 측정기 (고주파특성 측정기)

B : 분기점 CN : 플라즈마 챔버 (플라즈마 처리실)

P : 플라즈마 발광영역 PR, PR', PR2, PR3 : 출력단자 위치

SW1, SW2, SW3, SW4, SW5 : 스위치

g0, g1, g2, g3, g4 : 게이트

본 발명의 플라즈마 처리장치는, 플라즈마를 여기하기 위한 전극을 갖는 플라즈마 처리실과, 이 전극으로 고주파전력을 공급하기 위한 고주파전원과, 입력단과 출력단을 갖고 이 입력단에 상기 고주파전원을 접속함과 동시에 상기 전극에 접속한 고주파전력 배전체를 상기 출력단에 접속함으로써 상기 플라즈마 처리실과 상기 고주파전원의 임피던스 정합을 얻는 정합회로를 구비하고, 상기 고주파전력을 공급할 때에 정합회로의 출력단에 접속되는 상기 고주파전력 배전체의 단부에서 측정한 상기 플라즈마 처리실의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 3 배가 상기 고주파전력의 전력주파수 (f_e) 보다 큰 값의 범위로 설정되어 이루어짐으로써 상기 과제를 해결하였다.

본 발명에 있어서, 상기 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 1.3 배가 상기 전력주파수 (f_e) 보다 큰 값의 범위로 설정되어 이루어지는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 상기 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 가 상기 전력주파수 (f_e) 의 3 배보다 큰 값의 범위로 설정되어 이루어질 수 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 전극과, 이 전극과 협동하여 플라즈마를 발생하는 대향전극의 용량에 의해 규정되는 직렬공진주파수 (f_O') 가, 상기 전력주파수 (f_e) 의 3 배보다 큰 값의 범위로 설정되어 이루어진 수단을 채택할 수도 있다.

본 발명에 있어서의 상기 플라즈마를 여기하기 위한 전극이 평행평판형으로 되고, 이 전극과 상기 대향전극 사이의 거리를 d 라 하고, 이 전극간의 거리방향에 있어서 각각의 전극과 발광시의 플라즈마의 거리의 합을 δ라 하였을 때에 상기 직렬공진주파수 (f_O') 와 상기 전력주파수 (f_e)

(1)

의 관계를 만족하여 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 고주파전력 배전체 단부 근방에 상기 플라즈마 처리실의 공진주파수를 측정하는 공진주파수 측정용 단자가 설치될 수 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 고주파전력 배전체 단부와 상기 공진주파수 측정용 단자 사이에, 플라즈마를 여기할 때에는 상기 배전체 단부와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 차단함과 동시에 상기 배전체 단부와 상기 정합회로의 출력단의 전기적 접속을 확보하고, 또한 상기 플라즈마 처리실의 공진주파수를 측정할 때에는 상기 배전체 단부와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 확보함과 동시에 상기 배전체와 상기 정합회로의 출력단의 전기적 접속을 절단하는 전환스위치가 설치될 수 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 공진주파수 측정용 단자에 공진주파수 측정기가 착탈이 자유롭게 접속되어 이루어질 수 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 스위치에 의해 상기 고주파 배전체 단부와 상기 공진주파수 측정용 단자의 전기적 접속을 차단함과 동시에 상기 배전체 단부와 상기 정합회로의 출력단의 전기적 접속을 확보한 경우에 있어서의 상기 정합회로의 출력단 위치에서 측정하는 공진주파수특성과, 상기 스위치에 의해 상기 배전체 단부와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 확보함과 동시에 상기 배전체와 상기 정합회로의 출력단의 전기적 접속을 절단한 경우에 있어서의 상기 공진주파수 측정용 단자로 측정한 공진주파수특성이 동일하게 설정되어 이루어질 수 있다.

본 발명의 플라즈마 처리장치의 성능확인시스템에 있어서, 구입발주자가 판매보수자에게 발주한 청구항 1 에 기재된 플라즈마 처리장치의 동작성능상황을 나타내는 성능상황정보의 열람을 공중회선을 통해 요구하는 구입발주자측 정보단말과, 판매보수자가 상기 성능상황정보를 업로드하는 판매보수자측 정보단말과, 상기 구입발주자측 정보단말의 요구에 응답하여 판매보수자측 정보단말로부터 업로드된 성능상황정보를 구입발주자측 정보단말로 제공하는 성능상황정보 제공수단을 구비할 수 있고, 또한 상기 성능상황정보가 상기 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 포함함과 동시에 상기 성능상황정보가 카탈로그 또는 사양서로서 출력될 수 있다.

본 발명에 있어서는, 상기 플라즈마 처리실의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 3 배를 상기 전력주파수 (f_e) 보다 큰 값의 범위로 설정함으로써, 종래 일반적으로 사용되었던 13.56 ㎒ 정도 이상의 높은 주파수 전력을 투입한 경우에도, 전력을 효율적으로 플라즈마 발생공간으로 도입할 수 있게 되며, 동일한 주파수를 공급한 경우에 플라즈마 공간에서 소비되는 실효적인 전력을 크게 할 수 있다. 그 결과, 막을 적층할 때에는 퇴적속도의 향상을 도모하게 할 수 있다.

이 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 는, 기계적인 구조를 그 대부분의 요인으로 하여 결정되는 전기적 고주파적인 특성으로서, 각 실기마다 다르다고 생각된다.상기 범위에 이 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 설정함으로써, 각 실기에 대해서도 종래 고려되지 않았던 그 전반적인 전기적 고주파적 특성을 설정할 수 있게 되어 플라즈마 발생의 안정성을 기대할 수 있다. 그 결과, 동작 안정성이 높은 플라즈마 처리장치를 제공할 수 있게 된다.

여기서, 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 정의에 대해 설명한다.

우선, 플라즈마 처리실 (플라즈마 챔버) 의 임피던스의 주파수의존성을 계측한다. 이 때, 후술하는 바와 같이 플라즈마 챔버의 임피던스 측정범위를 규정하고, 이 임피던스 측정범위에 대해 공급하는 전력주파수 (f_e) 를 포함하는 범위에서 측정주파수를 변화시켜 임피던스의 벡터량 (Z, θ) 을 측정함으로써, 플라즈마 챔버의 임피던스의 주파수의존성을 계측한다. 여기서, 예컨대 13.56 ㎒, 27.12 ㎒, 40.68 ㎒ 등의 값으로 설정되는 전력주파수 (f_e) 에 대응하여 측정주파수를 예컨대 1 ㎒ ∼ 100 ㎒ 정도의 범위로 설정한다.

이어서, 상술한 플라즈마 챔버의 임피던스 측정범위에 대해 설명한다.

플라즈마 챔버에는 정합회로를 통해 고주파전원이 접속되어 있는데, 이 정합회로의 출력단보다 출력측, 즉 고주파전력 배전체로부터 전극측을 임피던스 측정범위로 한다.

여기서, 정합회로는 플라즈마 챔버내의 플라즈마 상태 등의 변화에 대응하여 임피던스를 조정하기 때문에, 그 대부분은 복수의 수동소자를 구비하는 구성으로 되어 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 1.3 배가 상기 전력주파수 (f_e) 보다 큰 값의 범위로 설정되어 이루어진 것이 바람직하고, 이 범위로 설정함으로써 발생하는 플라즈마 밀도를 한층 더 향상시킬 수 있게 되기 때문에, 동일한 플라즈마 처리조건에서 처리속도를 더욱 향상시킬 수 있다. 특히, 막형성처리를 실시할 때에는 막의 퇴적속도를 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 플라즈마 밀도가 향상됨으로써 막형성된 막의 특성을 향상시킬 수 있다. 예컨대, 절연막의 형성시에는 막의 절연내압의 향상을 도모할 수 있게 된다. 동시에, 플라즈마 밀도가 향상됨으로써 막 면내방향에 있어서의 피형성막의 균일성을 향상시킬 수 있는, 즉 막두께나 절연내압 등의 막특성의 막 면내방향에 있어서의 편차를 감소할 수 있게 된다.

그리고, 상기 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 가 상기 전력주파수 (f_e) 의 3 배보다 큰 값의 범위로 설정되어 이루어짐으로써, 동일한 조건으로 처리속도, 막의 면내방향의 균일성, 막특성을 얻는 데 필요한 전력을 종래에 비하여 삭감할 수 있게 되며, 전력절약화를 도모하여 러닝코스트의 저감을 도모할 수 있다. 여기서, 막형성시에는 처리속도는 퇴적속도, 막의 면내방향의 균일성으로서는 막두께나 막특성, 막특성으로서는 절연내압 등이 대응한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 전극간의 용량에 의해 규정되는 직렬공진주파수 (f_O') 가 상기 전력주파수 (f_e) 의 3 배보다 큰 값의 범위로 설정되어 이루어짐으로써, 플라즈마를 발광시키는 상기 전극간의 용량의 주파수특성을 직접 규정할수 있기 때문에, 플라즈마 발광공간에 대해 전력을 보다 효과적으로 투입할 수 있고, 또한 전력소비효율의 향상이나 또는 처리효율의 향상을 도모할 수 있게 된다.

본 발명에 있어서의 상기 전극이 평행평판형으로 되고, 이 평행평판형 전극과 대향전극 사이의 거리를 d 라 하고, 이 전극간의 거리방향에 있어서 각각의 전극과 발광시의 플라즈마의 거리의 합을 δ이라 하였을 때, 상기 직렬공진주파수 (f_O') 와 상기 전력주파수 (f_e) 가 상기 (1) 식의 관계를 만족하는 것이 바람직하고, 그럼으로써 전극간에 있어서 플라즈마가 발광하지 않는 부분의 거리의 합 (δ) 으로부터 실제로 플라즈마 발광상태에 있어서의 전극간의 모델적인 용량이 구해지고, 이 모델적인 용량으로부터 규정되는 주파수특성의 값과, 전극간의 거리 (d) 로부터 구해지는 플라즈마 비발광시에 있어서의 전극간의 용량으로부터 규정되는 주파수특성의 값의 관계를 설정할 수 있다.

여기서, 플라즈마 발광시에 있어서의 평행평판전극은, 그 사이에 있는 플라즈마를 도체로 볼 수 있기 때문에, 마치 전극간의 거리가 δ가 된 것처럼 된다. 그 결과, 평행평판전극간의 용량은 플라즈마의 비발광시 용량 (C_O) 이었던 것이 플라즈마 발광시에는 외관상 d/δ배로 된다. 그리고, 상기 직렬공진주파수 (f_O') 는 용량 C_o의 제곱근의 역수에 비례하기 때문에, 플라즈마 발광시에 있어서의 직렬공진주파수는 d/δ의 제곱근의 역수에 비례한다. 따라서, 직렬공진주파수 (f_O') 의 d/δ의 제곱근의 역수배의 값이 전력주파수 (f_e) 보다 크게 설정됨으로써, 플라즈마 발광시에 있어서의 전극간의 직렬공진주파수를 전력주파수에 대해 설정하여 플라즈마 발광시의 전력소비효율의 향상을 도모할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 플라즈마 챔버 (플라즈마 처리실) 의 상기 정합회로의 출력단 위치에 상기 플라즈마 챔버의 공진주파수 측정용 단자 (임피던스 측정용 단자) 를 형성할 수 있다. 그럼으로써, 측정시에 전력공급용 도체와 정합회로를 분리하기 위해 전력공급선 부분과 정합회로를 착탈하지 않고, 상기 플라즈마 챔버의 공진주파수특성을 얻기 위하여 임피던스특성을 측정할 때의 프로빙을 쉽게 할 수 있게 되며, 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 측정시에 있어서의 작업효율을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 플라즈마 챔버 (플라즈마 처리실) 에 있어서의 상기 정합회로의 출력단 위치에, 상기 정합회로와 상기 임피던스 측정용 단자 (공진주파수 측정용 단자) 를 전환하는 스위치를 설치함으로써, 플라즈마 챔버의 임피던스 측정시에 있어서, 상술한 바와 같이 임피던스 측정용 단자에서 본 경우, 측정해야 할 플라즈마 챔버에 대해 병렬로 접속되어 있던 정합회로를 스위치에 의해 절단할 수 있기 때문에, 전력공급용 도체와 정합회로의 기계적인 착탈이 필요없어지며 스위치를 통해 쉽게 플라즈마 챔버 단독의 임피던스특성을 측정할 수 있게 된다. 따라서, 제 1 직렬공진주파수를 보다 정확하게 측정할 수 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 임피던스 측정용 단자 (공진주파수 측정용 단자) 에 임피던스 측정기 (공진주파수 측정기) 가 착탈이 자유롭게 접속되어 이루어짐으로써, 비측정시에 임피던스 측정용 단자와 임피던스 측정기의 접속을 플라즈마 챔버에서 분리하거나 스위치를 전환함으로써 플라즈마 발생시에 임피던스 측정기에 대해 작용하는 전기적 영향을 방지할 수 있다. 또한, 복수의 플라즈마 챔버가 나란히 설치되어 있을 때에는 단일 임피던스 측정기를 겸용하여 이들 플라즈마 챔버를 측정할 수 있다. 그럼으로써, 플라즈마 챔버 (플라즈마 처리실) 와 정합회로를 착탈하지 않고, 또한 임피던스 측정용 단자에 접속되는 임피던스 측정기측의 임피던스 측정용 프로브를 착탈하지 않고, 스위치 전환만으로 임피던스특성, 공진주파수특성 및 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 쉽게 측정할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 스위치를 정합회로측에 접속한 경우에 있어서의 상기 정합회로의 출력단 위치측으로부터의 공진주파수특성과, 상기 스위치를 상기 임피던스 측정용 단자측에 접속한 경우에 있어서의 상기 임피던스 측정용 단자 (공진주파수 측정용 단자) 측으로부터의 공진주파수특성이 동일하게 설정되어 이루어질 수 있고, 그럼으로써 측정용 단자에 접속된 임피던스 측정기 (공진주파수 측정기) 로부터의 임피던스 측정값을 정합회로 출력측 최종단의 출력위치에서 측정한 값과 동등한 것으로 볼 수 있기 때문에, 제 1 직렬공진주파수의 산출시에 보정이 필요없어지며 실측치의 환산이 필요없어지게 되므로 작업효율을 향상시킬 수 있다.

그리고 본 발명에서는, 제 1 고주파전원과, 이 제 1 고주파전원과 접속되는 고주파전극과, 상기 제 1 고주파전원과 상기 고주파전극 사이의 임피던스의 정합을 얻는 정합회로를 구비한 고주파전극측 매칭박스와, 제 2 고주파전원과, 상기 고주파전극과 대향배치되며 상기 제 2 고주파전원과 접속됨과 동시에 피처리기판을 지지하는 서셉터전극과, 상기 제 2 고주파전원과 상기 서셉터전극 사이의 임피던스의 정합을 얻는 정합회로를 구비한 서셉터전극측 매칭박스를 갖는, 소위 2 주파 여기형 플라즈마 CVD 장치에 있어서, 서셉터측의 전원주파수 및 정합회로 출력단에서 측정한 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 에 대해서도 상술한 캐소드전극측과 동일한 방법으로 각 설정을 적용할 수 있다.

본 발명의 플라즈마 처리장치의 성능확인시스템에 있어서, 판매보수자가 업로드한 플라즈마 처리장치의 동작성능상황을 나타내는 성능상황정보에 대해 구입발주자가 정보단말로부터 공중회선을 통해 열람할 수 있도록 함으로써, 구입발주자에 대해 구입시에 판단기준이 되는 정보를 전달할 수 있게 되며, 또한 사용시의 플라즈마 처리장치의 동작성능·보수정보를 쉽게 제공할 수 있게 된다. 또한, 상기 성능상황정보가 상술한 바와 같이 플라즈마 처리장치에 대한 성능 파라미터로서의 상기 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 포함함으로써, 구입발주자의 플라즈마 처리장치에 대한 성능판단근거를 제공할 수 있음과 동시에 구입시에 적절히 판단할 수 있게 된다. 그리고, 상기 성능상황정보를 카탈로그 또는 사양서로서 출력할 수 있다.

본 발명의 플라즈마 처리장치는, 플라즈마를 여기하기 위한 전극을 갖는 플라즈마 처리실과, 상기 전극으로 고주파전력을 공급하기 위한 고주파전원과, 입력단자와 출력단자를 가지며 상기 입력단자에 상기 고주파전원을 접속함과 동시에 상기 전극에 접속한 고주파전력 배전체를 상기 출력단자에 접속함으로써 상기 플라즈마 처리실과 상기 고주파전원의 임피던스 정합을 얻는 정합회로를 구비하는 플라즈마 처리실 유닛을 복수 구비하는 플라즈마 처리장치로서, 상기 각각의 플라즈마 처리실 유닛에 있어서, 상기 고주파전력을 공급할 때에 정합회로의 출력단자에 접속되는 상기 고주파전력 배전체의 단부로 되는 측정위치에서 측정한 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 중 그 최대치 (A_max) 와 최소치 (A_min) 의 편차가

(A_max- A_min) / (A_max+ A_min)

로 되며, 이 값이 소정 범위의 값으로 설정되어 이루어짐으로써 상기 과제를 해결하였다.

본 발명의 플라즈마 처리장치는, 플라즈마를 여기하기 위한 전극을 갖는 플라즈마 처리실과, 상기 전극으로 고주파전력을 공급하기 위한 고주파전원과, 입력단자와 출력단자를 가지며 상기 전극에 접속한 고주파전력 배전체를 상기 출력단자에 접속함과 동시에 상기 입력단자에 상기 고주파전원을 고주파전력 급전체를 통해 접속함으로써 상기 플라즈마 처리실과 상기 고주파전원의 임피던스 정합을 얻는 정합회로를 구비하는 플라즈마 처리실 유닛을 복수 구비하는 플라즈마 처리장치로서, 상기 각각의 플라즈마 처리실 유닛에 있어서, 상기 고주파전력을 공급할 때에 상기 고주파전원에 접속되는 상기 고주파전력 급전체의 상기 고주파전원측 단부로 되는 측정위치에서 측정한 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 중 그최대치 (A_max) 와 최소치 (A_min) 의 편차가

(A_max- A_min) / (A_max+ A_min)

로 되며, 이 값이 소정 범위의 값으로 설정되어 이루어짐으로써 상기 과제를 해결하였다.

본 발명의 플라즈마 처리장치는, 플라즈마를 여기하기 위한 전극을 갖는 플라즈마 처리실과, 상기 전극으로 고주파전력을 공급하기 위한 고주파전원과, 입력단자와 출력단자를 가지며 상기 전극에 접속한 고주파전력 배전체를 상기 출력단자에 접속함과 동시에 상기 입력단자에 상기 고주파전원을 고주파전력 급전체를 통해 접속함으로써 상기 플라즈마 처리실과 상기 고주파전원의 임피던스 정합을 얻는 정합회로를 구비하는 플라즈마 처리실 유닛을 복수 구비하는 플라즈마 처리장치로서, 상기 각각의 플라즈마 처리실 유닛에 있어서, 상기 고주파전력을 공급할 때에 상기 고주파전력 급전체에 접속되는 상기 입력단자로 되는 측정위치에서 측정한 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 중 그 최대치 (A_max) 와 최소치 (A_min) 의 편차가

(A_max- A_min) / (A_max+ A_min)

로 되며, 이 값이 소정 범위의 값으로 설정되어 이루어짐으로써 상기 과제를 해결하였다.

본 발명에 있어서는, 상기 소정치가 0.1 보다 작은 범위나 또는 0.03 보다 작은 범위의 값으로 설정되어 이루어질 수 있다.

본 발명에 있어서는, 상기 고주파특성 (A) 이 공진주파수 (f), 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 임피던스 (Z), 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 레지스턴스 (R) 또는 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 리액턴스 (X) 중 어느 하나이거나 또는 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 일 수 있다.

본 발명에 있어서는, 상기 각각의 플라즈마 처리실에 대응하는 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 3 배가 상기 고주파전력의 주파수 (f_e) 보다 큰 범위의 값으로 설정되어 이루어질 수 있다.

본 발명에 있어서는, 상기 각각의 플라즈마 처리실에 대응하는 상기 측정위치에 상기 플라즈마 처리실의 고주파특성 (A) 을 측정하는 측정용 단자가 각각 설치될 수 있다.

본 발명에 있어서는, 상기 측정위치 근방에 플라즈마를 여기할 때에는 상기 측정위치와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 절단함과 동시에 상기 배전체측과 상기 고주파전원측의 전기적 접속을 확보하고, 또한 상기 플라즈마 처리실의 주파수특성 (A) 을 측정할 때에는 상기 측정위치와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 확보함과 동시에 상기 고주파전원측과 상기 측정위치의 전기적 접속을 절단하는 전환스위치가 설치될 수 있다.

본 발명에 있어서는, 상기 스위치에 의해 상기 고주파 배전체 단부와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 차단함과 동시에 상기 배전체 단부와 상기 정합회로의 출력단의 전기적 접속을 확보한 경우에 있어서의 상기 정합회로의 출력단 위치에서 측정하는 고주파특성 (A) 과, 상기 스위치에 의해 상기 배전체 단부와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 확보함과 동시에 상기 배전체 단부와 상기 정합회로의 출력단의 전기적 접속을 절단한 경우에 있어서의 상기 측정용 단자로 측정한 고주파특성 (A) 이 동일하게 설정되어 이루어질 수 있다.

본 발명의 플라즈마 처리시스템은, 플라즈마를 여기하기 위한 전극을 갖는 플라즈마 처리실과, 상기 전극으로 고주파전력을 공급하기 위한 고주파전원과, 입력단자와 출력단자를 가지며 상기 입력단자에 상기 고주파전원을 접속함과 동시에 상기 전극에 접속한 고주파전력 배전체를 상기 고주파전원에 접속함으로써 상기 플라즈마 처리실과 상기 고주파전원의 임피던스 정합을 얻는 정합회로를 구비하는 플라즈마 처리장치가 복수 설치되고, 각 플라즈마 처리실에 있어서 상기 고주파전력을 공급할 때에 정합회로의 출력단자에 접속되는 상기 고주파전력 배전체의 단부로 되는 측정위치에서 측정한 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 중 그 최대치 (A_max) 와 최소치 (A_min) 의 편차가

(A_max- A_min) / (A_max+ A_min)

로 되며, 이 값이 소정 범위의 값으로 설정되어 이루어짐으로써 상기 과제를 해결하였다.

본 발명의 플라즈마 처리시스템은, 플라즈마를 여기하기 위한 전극을 갖는 플라즈마 처리실과, 상기 전극으로 고주파전력을 공급하기 위한 고주파전원과, 입력단자와 출력단자를 가지며 상기 전극에 접속한 고주파전력 배전체를 상기 출력단자에 접속함과 동시에 상기 입력단자에 상기 고주파전원을 고주파전력 급전체를 통해 접속함으로써 상기 플라즈마 처리실과 상기 고주파전원의 임피던스 정합을 얻는 정합회로를 구비하는 플라즈마 처리장치가 복수 설치되고, 각 플라즈마 처리실에 있어서 상기 고주파전력을 공급할 때에 상기 고주파전원에 접속되는 상기 고주파전력 급전체의 상기 고주파전원측 단부로 되는 측정위치에서 측정한 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 중 그 최대치 (A_max) 와 최소치 (A_min) 의 편차가

(A_max- A_min) / (A_max+ A_min)

로 되며, 이 값이 소정 범위의 값으로 설정되어 이루어짐으로써 상기 과제를 해결하였다.

본 발명의 플라즈마 처리시스템은, 플라즈마를 여기하기 위한 전극을 갖는 플라즈마 처리실과, 상기 전극으로 고주파전력을 공급하기 위한 고주파전원과, 입력단자와 출력단자를 가지며 상기 전극에 접속한 고주파전력 배전체를 상기 출력단자에 접속함과 동시에 상기 입력단자에 상기 고주파전원을 고주파전력 급전체를 통해 접속함으로써 상기 플라즈마 처리실과 상기 고주파전원의 임피던스 정합을 얻는 정합회로를 구비하는 플라즈마 처리장치가 복수 설치되고, 각 플라즈마 처리실에 있어서 상기 고주파전력을 공급할 때에 상기 고주파전력 급전체에 접속되는 상기 입력단자로 되는 측정위치에서 측정한 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 중 그 최대치 (A_max) 와 최소치 (A_min) 의 편차가

(A_max- A_min) / (A_max+ A_min)

로 되며, 이 값이 소정 범위의 값으로 설정되어 이루어짐으로써 상기 과제를 해결하였다.

본 발명에 있어서는, 각 플라즈마 처리실의 상기 측정용 단자에 고주파특성 측정기가 전환이 자유롭게 접속되어 이루어질 수 있다.

본 발명에 있어서는, 각 플라즈마 처리실에 있어서의 상기 측정위치와 상기 측정용 단자에 접속된 고주파특성 측정기 사이의 고주파특성 (A) 이 각각 동일하게 설정되어 이루어질 수 있다.

본 발명에 있어서는, 상기 스위치에 의해 상기 고주파 배전체 단부와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 차단함과 동시에 상기 배전체 단부와 상기 정합회로의 출력단의 전기적 접속을 확보한 경우에 있어서의 상기 정합회로의 출력단 위치에서 측정하는 고주파특성 (A) 과, 상기 스위치에 의해 상기 배전체 단부와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 확보함과 동시에 상기 배전체 단부와 상기 정합회로의 출력단의 전기적 접속을 절단한 경우에 있어서의 상기 측정용 단자로 측정한 고주파특성 (A) 이 동일하게 설정되어 이루어질 수 있다.

본 발명의 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템의 성능확인시스템에 있어서는, 구입발주자가 판매보수자에게 발주한 상기 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템의 동작성능상황을 나타내는 성능상황정보의 열람을 공중회선을 통해 요구하는 구입발주자측 정보단말과, 판매보수자가 상기 성능상황정보를 업로드하는 판매보수자측 정보단말과, 상기 구입발주자측 정보단말의 요구에 응답하여 판매보수자측 정보단말로부터 업로드된 성능상황정보를 구입발주자측 정보단말로 제공하는 성능상황정보제공수단을 구비할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 성능상황정보가 상기 고주파특성 (A) 의 편차의 값을 포함할 수 있고, 또한 성능상황정보가 카탈로그 또는 사양서로서 출력될 수 있다.

본 발명에 있어서의 플라즈마 처리장치의 검사방법은, 플라즈마를 여기하기 위한 전극을 갖는 플라즈마 처리실과, 상기 전극으로 고주파전력을 공급하기 위한 고주파전원과, 입력단자와 출력단자를 가지며 상기 입력단자에 상기 고주파전원을 접속함과 동시에 상기 전극에 접속한 고주파전력 배전체를 상기 출력단자에 접속함으로써 상기 플라즈마 처리실과 상기 고주파전원의 임피던스정합을 얻는 정합회로를 구비하는 플라즈마 처리실 유닛을 복수 구비하는 플라즈마 처리장치의 검사방법으로서, 상기 각각의 플라즈마 처리실 유닛에 있어서 상기 고주파전력을 공급할 때에 정합회로의 출력단자에 접속되는 상기 고주파전력 급전체 단부로 되는 측정위치에서 측정한 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 중 그 최대치 (A_max) 와 최소치 (A_min) 의 편차가

(A_max- A_min) / (A_max+ A_min)

로 되며, 이 값을 소정 범위의 값으로 설정함으로써 상기 과제를 해결하였다.

본 발명에 있어서의 플라즈마 처리장치의 검사방법은, 플라즈마를 여기하기 위한 전극을 갖는 플라즈마 처리실과, 상기 전극으로 고주파전력을 공급하기 위한고주파전원과, 입력단자와 출력단자를 가지며 상기 전극에 접속한 고주파전력 배전체를 상기 출력단자에 접속함과 동시에 상기 입력단자에 상기 고주파전원을 고주파전력 급전체를 통해 접속함으로써 상기 플라즈마 처리실과 상기 고주파전원의 임피던스 정합을 얻는 정합회로를 구비하는 플라즈마 처리실 유닛을 복수 구비하는 플라즈마 처리장치의 검사방법으로서, 상기 각각의 플라즈마 처리실 유닛에 있어서 상기 고주파전력을 공급할 때에 상기 고주파전원에 접속되는 상기 고주파전력 급전체의 상기 고주파전원측 단부로 되는 측정위치에서 측정한 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 중 그 최대치 (A_max) 와 최소치 (A_min) 의 편차가

(A_max- A_min) / (A_max+ A_min)

로 되며, 이 값을 소정 범위의 값으로 설정함으로써 상기 과제를 해결하였다.

본 발명에 있어서의 플라즈마 처리장치의 검사방법은, 플라즈마를 여기하기 위한 전극을 갖는 플라즈마 처리실과, 상기 전극으로 고주파전력을 공급하기 위한 고주파전원과, 입력단자와 출력단자를 가지며 상기 전극에 접속한 고주파전력 배전체를 상기 출력단자에 접속함과 동시에 상기 입력단자에 상기 고주파전원을 고주파전력 급전체를 통해 접속함으로써 상기 플라즈마 처리실과 상기 고주파전원의 임피던스 정합을 얻는 정합회로를 구비하는 플라즈마 처리실 유닛을 복수 구비하는 플라즈마 처리장치의 검사방법으로서, 상기 각각의 플라즈마 처리실 유닛에 있어서 상기 고주파전력을 공급할 때에 상기 고주파전력 급전체에 접속되는 상기 입력단자로 되는 측정위치에서 측정한 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A)중 그 최대치 (A_max) 와 최소치 (A_min) 의 편차가

(A_max- A_min) / (A_max+ A_min)

로 되며, 이 값을 소정 범위의 값으로 설정함으로써 상기 과제를 해결하였다.

본 발명의 플라즈마 처리시스템의 검사방법에 있어서는, 플라즈마를 여기하기 위한 전극을 갖는 플라즈마 처리실과, 상기 전극으로 고주파전력을 공급하기 위한 고주파전원과, 입력단자와 출력단자를 가지며 상기 입력단자에 상기 고주파전원을 접속함과 동시에 상기 전극에 접속한 고주파전력 배전체를 상기 고주파전원에 접속함으로써 상기 플라즈마 처리실과 상기 고주파전원의 임피던스 정합을 얻는 정합회로를 구비하는 플라즈마 처리장치가 복수 설치된 플라즈마 처리시스템의 검사방법으로서, 각 플라즈마 처리실에 있어서 상기 고주파전력을 공급할 때에 정합회로의 출력단자에 접속되는 상기 고주파전력 배전체의 단부로 되는 측정위치에서 측정한 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 중 그 최대치 (A_max) 와 최소치 (A_min) 의 편차가

(A_max- A_min) / (A_max+ A_min)

로 되며, 이 값을 소정 범위의 값으로 설정함으로써 상기 과제를 해결하였다.

본 발명의 플라즈마 처리시스템의 검사방법에 있어서는, 플라즈마를 여기하기 위한 전극을 갖는 플라즈마 처리실과, 상기 전극으로 고주파전력을 공급하기 위한 고주파전원과, 입력단자와 출력단자를 가지며 상기 전극에 접속한 고주파전력배전체를 상기 출력단자에 접속함과 동시에 상기 입력단자에 상기 고주파전원을 고주파전력 급전체를 통해 접속함으로써 상기 플라즈마 처리실과 상기 고주파전원의 임피던스 정합을 얻는 정합회로를 구비하는 플라즈마 처리장치가 복수 설치된 플라즈마 처리시스템의 검사방법으로서, 각 플라즈마 처리실에 있어서 상기 고주파전력을 공급할 때에 상기 고주파전원에 접속되는 상기 고주파전력 급전체의 상기 고주파전원측 단부로 되는 측정위치에서 측정한 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 중 그 최대치 (A_max) 와 최소치 (A_min) 의 편차가

(A_max- A_min) / (A_max+ A_min)

로 되며, 이 값을 소정 범위의 값으로 설정함으로써 상기 과제를 해결하였다.

본 발명의 플라즈마 처리시스템의 검사방법에 있어서는, 플라즈마를 여기하기 위한 전극을 갖는 플라즈마 처리실과, 상기 전극으로 고주파전력을 공급하기 위한 고주파전원과, 입력단자와 출력단자를 가지며 상기 전극에 접속한 고주파전력 배전체를 상기 출력단자에 접속함과 동시에 상기 입력단자에 상기 고주파전원을 고주파전력 급전체를 통해 접속함으로써 상기 플라즈마 처리실과 상기 고주파전원의 임피던스 정합을 얻는 정합회로를 구비하는 플라즈마 처리장치가 복수 설치된 플라즈마 처리시스템의 검사방법으로서, 각 플라즈마 처리실에 있어서 상기 고주파전력을 공급할 때에 상기 고주파전력 급전체에 접속되는 상기 입력단자로 되는 측정위치에서 측정한 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 중 그 최대치 (A_max) 와 최소치 (A_min) 의 편차가

(A_max- A_min) / (A_max+ A_min)

로 되며, 이 값을 소정 범위의 값으로 설정함으로써 상기 과제를 해결하였다.

본 발명에 있어서는, 각각의 플라즈마 처리실에 대응하는 플라즈마 챔버 (플라즈마 처리실 유닛) 에 있어서 상기 고주파전력을 공급할 때에 정합회로의 출력단자에 접속되는 상기 고주파전력 배전체의 단부에서 측정한 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 중 그 최대치 (A_max) 와 최소치 (A_min) 의 편차를 다음 식 (10A)

(A_max- A_min) / (A_max+ A_min)

로서 정의하고, 이 값을 소정 범위의 값으로 설정함으로써, 복수의 플라즈마 챔버 (플라즈마 처리실 유닛) 에 대해 임피던스, 공진주파수특성 등의 전기적 고주파적인 특성의 기기별 차이를 없앨 수 있게 되며, 그럼으로써 임피던스특성 등을 지표로 하는 일정 관리폭내에 복수의 플라즈마 챔버를 설정할 수 있게 되기 때문에, 개개의 플라즈마 챔버에서 플라즈마 공간에서 소비되는 실효적인 전력을 각각 거의 균일하게 할 수 있다.

그 결과, 복수의 플라즈마 챔버에 대해 동일한 프로세스 레서피를 적용하여 거의 동일한 플라즈마 처리결과를 얻고, 즉 복수의 플라즈마 챔버에서 예컨대 막을 형성하였을 때에 막두께, 절연내압, 에칭율 등, 거의 균일한 막특성의 막을 얻을 수 있게 된다.

여기서 본 발명에 있어서는, 상기 측정위치 대신에, 상기 각각의 플라즈마처리실 유닛 (플라즈마 챔버) 에 있어서, 상기 고주파전력을 공급할 때에 상기 고주파전원에 접속되는 상기 고주파전력 급전체 (급전선) 의 상기 고주파전원측 단부로 되는 측정위치에서 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 을 측정함으로써, 측정범위에 정합회로를 포함하지 않는 범위에 비하여, 플라즈마 처리실뿐만 아니라 정합회로도 포함하여 복수의 플라즈마 챔버에 대해 전기적 고주파적인 특성의 기기별 차이를 없앨 수 있게 되며, 개개의 플라즈마 챔버에 있어서 플라즈마 공간에서 소비되는 실효적인 전력의 균일성을 높일 수 있고, 이와 동일한 프로세스 레서피를 적용하여 측정범위에 정합회로를 포함하지 않는 경우에 비하여 동일성이 높은 플라즈마 처리결과를 얻을 수 있다.

또한 본 발명에 있어서는, 상기 측정위치 대신에, 상기 각각의 플라즈마 처리실 유닛 (플라즈마 챔버) 에 있어서, 상기 고주파전력을 공급할 때에 상기 고주파전력 급전체 (급전선) 에 접속되는 상기 입력단자로 되는 측정위치에서 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 를 측정함으로써, 측정범위에 정합회로, 고주파전력 급전체를 포함하지 않는 경우에 비하여, 플라즈마 처리실뿐만 아니라 정합회로, 고주파전력 급전체도 포함하여 복수의 플라즈마 챔버에 대해 전기적 고주파적인 특성의 기기별 차이를 없앨 수 있게 되며, 개개의 플라즈마 챔버에 있어서 플라즈마 공간에서 소비되는 실효적인 전력의 균일성을 더욱 높일 수 있고, 이와 동일한 프로세스 레서피를 적용하여 측정범위에 정합회로, 고주파전력 급전체를 포함하지 않는 경우에 비하여 보다 동일성이 높은 플라즈마 처리결과를 얻을 수 있다.

또한 본 발명에 있어서, 구체적으로는 상기 소정치를 0.1 보다 작은 범위로 설정함으로써, 거의 동일한 조건에서 적층한 플라즈마 챔버에 있어서 막두께의 편차 값을 ±5 % 의 범위로 하는 등, 플라즈마 처리의 균일성을 유지할 수 있게 된다.

그리고, 상기 소정치를 0.03 보다 작은 범위로 설정함으로써, 복수의 플라즈마 챔버에 대해 임피던스, 공진주파수특성 등의 전기적 고주파적인 특성의 기기별 차이를 없앨 수 있게 되며, 그럼으로써 임피던스특성을 지표로 하는 일정 관리폭내에 복수의 플라즈마 챔버를 설정할 수 있게 되므로, 개개의 플라즈마 챔버에 있어서 플라즈마 공간에서 소비되는 실효적인 전력을 각각 거의 균일하게 할 수 있다.

그 결과, 복수의 플라즈마 챔버에 대해 동일한 프로세스 레서피를 적용하여 거의 동일한 플라즈마 처리결과를 얻고, 즉 복수의 플라즈마 챔버에 있어서 예컨대 막을 형성하였을 때에 막두께, 절연내압, 에칭율 등이 거의 균일한 막특성의 막을 얻을 수 있게 된다. 구체적으로는 상기 편차의 값을 0.03 보다 작은 범위로 설정함으로써, 거의 동일한 조건에서 적층한 플라즈마 챔버에 있어서 막두께의 편차 값을 ±2 % 의 범위로 할 수 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 고주파특성 (A) 이 공진주파수 (f), 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 임피던스 (Z), 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 레지스턴스 (R), 또는 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 리액턴스 (X) 중 어느 하나인 수단을 채택함으로써, 전기적 고주파적인 특성의 기기별 차이를 없앨 수 있게 되며, 그럼으로써 임피던스특성 등을 지표로 하는 일정 관리폭내에 복수의 플라즈마 챔버를 설정할 수 있게 되기 때문에, 개개의 플라즈마 챔버에 있어서 플라즈마 공간에서 소비되는 실효적인 전력을 각각 거의 균일하게 할 수 있다.

또한, 레지스턴스 (R) 및 리액턴스 (X) 를 채택한 경우에는, 이들 레지스턴스 (R) 와 리액턴스 (X) 의 벡터량인 임피던스 (Z) 를 관찰하는 것에 비하여, 더욱 직접적으로 플라즈마 챔버의 플라즈마 여기하는 주파수에 있어서의 전기적 고주파적특성을 파악할 수 있다.

또는 상기 고주파특성 (A) 이 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 인 수단을 채택할 수 있다.

이 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 는, 기계적인 구조를 그 대부분의 요인으로 하여 결정되는 전기적 고주파적인 특성으로서, 각 실기 (플라즈마 챔버) 마다 다르다고 생각된다. 상기 범위로 이 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 설정함으로써, 각 실기에 대해서도 종래 고려되지 않았던 그 전반적인 전기적 고주파적 특성을 설정할 수 있게 되어 플라즈마 발생의 안정성을 기대할 수 있다. 그 결과, 동작안정성이 높고, 각 플라즈마 챔버에서 균일한 동작을 기대할 수 있는 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템을 제공할 수 있게 된다.

그럼으로써, 복수의 플라즈마 챔버에 대한 방대한 데이터로부터 외부 파라미터와 실제 기판을 처리하는 평가방법에 의한 처리결과의 상관관계에 의한 프로세스조건을 파악할 필요가 없다. 따라서, 신규 설치시나 조정·보수시에 각 플라즈마 챔버마다의 기기별 차이를 없애고 처리의 편차를 없애서 동일한 프로세스 레서피에 의해 거의 동일한 처리결과를 얻는 데 필요한 조정시간이 기판으로의 실제 막형성 등에 의한 종래의 검사방법을 채택한 경우에 비하여 대폭 단축할 수 있다. 또한, 이와 같은 조정에 필요한 검사용 기판 등의 비용, 이 검사용 기판의 검사처리비용 및 조정작업에 종사하는 작업원의 인건비 등, 비용을 삭감할 수 있게 된다.

본 발명에 있어서는, 상기 플라즈마 챔버의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 3 배를 상기 전력주파수 (f_O) 보다 큰 범위의 값으로 설정함으로써, 종래 일반적으로 사용되었던 13.56 ㎒ 정도 이상의 높은 주파수 전력을 투입한 경우라도, 전력을 효율적으로 플라즈마 발생공간으로 도입할 수 있게 되어 동일한 주파수를 공급한 경우에 종래의 플라즈마 처리장치에 비하여 플라즈마 공간에서 소비되는 실효적인 전력의 증가를 도모할 수 있다. 그 결과, 막을 적층할 때에는 퇴적속도의 향상을 도모할 수 있게 한다.

또한 본 발명에 있어서는, 상기 각각의 플라즈마 처리실에 대응하는 플라즈마 챔버의 상기 측정위치에, 플라즈마 챔버의 고주파특성 (A) 을 측정하는 측정용 단자가 각각 설치되고, 상기 측정위치 근방에 플라즈마를 여기할 때에는 상기 측정위치와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 절단함과 동시에 플라즈마 여기용 전극측과 상기 고주파전원측의 전기적 접속을 확보하고, 또한 플라즈마 챔버의 주파수특성 (A) 을 측정할 때에는 상기 측정위치와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 확보함과 동시에 상기 고주파전원측과 상기 측정위치의 전기적 접속을 절단하는 전환스위치가 설치됨으로써, 측정시에 측정용 단자와 고주파전원, 고주파전력 급전체,정합회로, 고주파전력 급전체, 플라즈마 여기용 전극에 이르는 도통을 분리하기 위해 전력공급부분과 각각의 측정위치에 대응한 고주파전원측 부분을 착탈할 필요가 없으며, 각 플라즈마 챔버의 임피던스특성을 측정할 때의 프로빙을 쉽게 실시할 수 있다. 또한, 이 스위치에 의해 측정위치에서 고주파전원, 고주판전력 급전체, 정합회로, 고주파전력 배전체 등 중 상기 측정범위외로 되는 플라즈마 챔버의 구성을 플라즈마 챔버의 측정범위에 대해 기계적으로 착탈할 필요가 없어지기 때문에, 각각의 측정위치에 대응한 플라즈마 챔버의 보다 정확한 고주파특성 (A) 을 측정할 수 있게 된다. 따라서, 복수의 플라즈마 챔버에 대한 고주파특성 (A) 을 간단히 측정할 수 있게 되며, 고주파특성 (A) 의 측정시에 있어서의 작업효율을 향상시키고, 종래의 방법에서는 월단위로 걸렸던 신규설치시나 조정·보수점검시의 조정작업을 간단히 할 수 있고, 보다 쉽게 복수의 플라즈마 챔버마다의 기기별 차이를 없앨 수 있다.

여기서, 구체적으로는 상기 각각의 플라즈마 처리실에 대응하는 플라즈마 챔버의 상기 고주파전력 배전체 단부 근방에 플라즈마 챔버의 고주파특성 (A) 을 측정하는 측정용 단자가 각각 설치되고, 상기 고주파전력 배전체 단부와 상기 측정용 단자 사이에 플라즈마를 여기할 때에는 상기 배전체 단부와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 절단함과 동시에 상기 배전체 단부와 상기 정합회로의 출력단자의 전기적 접속을 확보하고, 또한 상기 플라즈마 챔버의 주파수특성 (A) 을 측정할 때에는 상기 배전체 단부와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 확보함과 동시에 상기 배전체 단부와 상기 정합회로의 출력단자의 전기적 접속을 절단하는 전환스위치가설치됨으로써, 측정시에 전력공급용 도체와 정합회로를 분리하기 위해 전력공급선 부분과 정합회로를 착탈하지 않고 각 플라즈마 챔버의 임피던스특성을 측정할 때의 프로빙을 쉽게 할 수 있음과 동시에, 정합회로를 스위치에 의해 절단할 수 있기 때문에, 스위치를 통해 플라즈마 챔버 단독의 보다 정확한 임피던스특성을 측정할 수 있게 된다. 따라서, 복수의 플라즈마 챔버에 대한 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 간단히 측정할 수 있게 되어 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 측정시에 있어서의 작업효율을 향상시키고, 종래의 방법에서는 월단위로 걸렸던 신규설치시나 조정·보수점검시의 조정작업을 간단히 할 수 있고, 보다 쉽게 복수의 플라즈마 챔버마다의 기기별 차이를 없앨 수 있다.

또한 본 발명에 있어서, 각 플라즈마 처리실에 대응하는 플라즈마 챔버의 상기 측정용 단자에 고주파특성 측정기가 전환이 자유롭게 접속되어 이루어짐으로써, 비측정시에 측정용 단자와 고주파특성 측정기의 접속을 플라즈마 챔버에서 분리하거나 스위치를 전환함으로써, 플라즈마 발생시에 고주파 측정기에 대해 작용하는 전기적 영향을 방지할 수 있다. 또한, 복수의 플라즈마 챔버가 나란히 설치되어 있을 때에 단일 임피던스 측정기를 겸용하여 이들 플라즈마 챔버를 측정할 수 있다. 그럼으로써, 플라즈마 챔버와 고주파특성 측정기의 접속을 착탈하지 않고, 또한 임피던스 등의 고주파특성의 측정용 프로브를 착탈하지 않고, 스위치 전환만으로 임피던스 등의 측정에 의한 고주파특성 (A), 특히 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 쉽게 측정할 수 있게 된다.

그리고, 복수의 플라즈마 챔버의 측정용 단자에 대해 차례로 고주파특성 측정용 단자의 접속을 전환하여 각각의 고주파특성을 계측함으로써, 1 대의 고주파특성 측정기에 의해 복수의 플라즈마 챔버의 고주파특성을 측정할 수 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 스위치에 의해 상기 측정위치와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 차단함과 동시에 상기 배전체측과 상기 고주파전원측의 측정범위의 전기적 접속을 확보한 경우에 있어서의 고주파전원측에 접속되는 측정범위에서 측정하는 고주파특성 (A) 과, 상기 스위치에 의해 상기 측정위치와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 확보함과 동시에 상기 고주파전원측과 상기 측정위치의 전기적 접속을 절단한 경우에 있어서의 상기 측정용 단자로 측정한 고주파특성 (A) 이 동일하게 설정되어 이루어지고, 구체적으로는 상기 스위치에 의해 상기 고주파 배전체 단부와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 차단함과 동시에 상기 배전체 단부와 상기 정합회로의 출력단의 전기적 접속을 확보한 경우에 있어서의 상기 정합회로의 출력단 위치에서 측정하는 고주파특성 (A) 과, 상기 스위치에 의해 상기 배전체 단부와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 확보함과 동시에 상기 배전체 단부와 상기 정합회로의 출력단의 전기적 접속을 절단한 경우에 있어서의 상기 측정용 단자로 측정한 고주파특성 (A) 이 동일하게 설정되어 이루어지고, 다른 구체예로서는 상기 스위치에 의해 상기 고주파 배전체 단부와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 절단함과 동시에 상기 배전체 단부와 상기 정합회로의 출력단자의 전기적 접속을 확보한 경우에 있어서의 상기 정합회로의 출력단자 위치에서 측정하는 고주파특성 (A) 과, 상기 스위치에 의해 상기 배전체 단부와 상기 측정용 단자의 전기적접속을 확보함과 동시에 상기 배전체 단부와 상기 정합회로의 출력단자의 전기적 접속을 절단한 경우에 있어서의 상기 측정용 단자로 측정한 고주파특성 (A) 이 동일하게 설정되어 이루어질 수 있고, 그럼으로써 복수의 플라즈마 챔버에 대해 측정용 단자에 접속된 고주파특성 측정기로부터의 임피던스 등의 측정치를 모두 설정된 측정위치에 대해 각각의 측정위치에서 측정한 값에 대해 동등한 보정을 실시한 값으로 볼 수 있기 때문에, 제 1 직렬공진주파수 등의 고주파특성 (A) 의 산출 보정이 사실상 필요없게 되어 실측치의 환산이 필요없어지므로 작업효율을 향상시킬 수 있다.

상기 내용을 실현하는 수단으로서는, 각 플라즈마 처리실 유닛 (플라즈마 챔버) 에 있어서의 상기 측정위치와 상기 측정용 단자에 접속된 고주파특성 측정기 사이의 고주파특성 (A) 이 각각 동일하게 설정되어 이루어지는 것을 들 수 있고, 구체적으로는 각 플라즈마 챔버의 정보회로 출력측 최종단의 출력위치로부터 임피던스 등의 고주파특성 측정기까지의 동축 케이블의 길이를 동일하게 하는 등의 수단을 적용할 수 있다.

그리고, 본 발명에 있어서 개개의 플라즈마 처리장치에 설치된 플라즈마 챔버의 수 및 플라즈마 처리시스템에 있어서의 플라즈마 처리장치의 수 및 플라즈마 챔버의 수는 임의로 설정할 수 있다.

그리고, 플라즈마 처리장치마다 용도가 달라서 프로세스 레서피를 일치시킬 필요가 없는 경우 등에는 상술한 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 등의 고주파특성 (A) 의설정조건을, 예컨대 플라즈마 처리시스템중의 플라즈마 처리장치마다 달리 설정할 수도 있다.

그리고 본 발명에서는, 제 1 고주파전원과, 이 제 1 고주파전원과 접속되는 고주파전극과, 상기 제 1 고주파전원과 상기 고주파전극 사이의 임피던스의 정합을 얻는 정합회로를 구비한 고주파전극측 매칭박스와, 제 2 고주파전원과, 상기 고주파전극과 대향배치되며 상기 제 2 고주파전원과 접속됨과 동시에 피처리기판을 지지하는 서셉터전극과, 상기 제 2 고주파전원과 상기 서셉터전극 사이의 임피던스의 정합을 얻는 정합회로를 구비한 서셉터전극측 매칭박스를 갖는, 소위 2 주파수 여기형 플라즈마 CVD 처리유닛에 있어서도, 서셉터측 전원주파수 및 정합회로 출력단자로부터 측정한 제 1 직렬 공진주파수 (f_O) 등의 고주파특성 (A) 에 대해서도 상술한 캐소드전극측과 동일한 방법으로 각 설정을 적용할 수 있다.

본 발명의 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템의 성능확인시스템에 있어서, 판매보수자가 업로드한 각 플라즈마 처리실 유닛의 동작성능상황을 나타내는 성능상황정보에 대해 구입발주자가 정보단말로부터 공중회선을 통해 열람하게 함으로써, 구입발주자에 대해 구입시에 판단기준이 되는 정보를 전달할 수 있게 되고, 또한 사용시에 있어서의 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템의 동작성능·보수정보를 쉽게 제공할 수 있게 된다. 그리고, 상기 성능상황정보가 상술한 바와 같이 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템에 대한 성능 파라미터로서의 상기 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 등의 고주파특성 (A) 을 포함함으로써,구입발주자의 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템에 대한 성능판단근거를 제공할 수 있음과 동시에 구입시에 적절히 판단할 수 있게 된다. 그리고, 상기 성능상황정보를 카탈로그 또는 사양서로서 출력할 수 있다.

본 발명에 있어서의 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템의 검사방법으로서는, 각각의 플라즈마 처리실에 대응하는 플라즈마 챔버 (플라즈마 처리실 유닛) 에 있어서, 상기 고주파전력을 공급할 때에 정합회로의 출력단자에 접속되는 상기 고주파전력 배전체의 단부에서 측정한 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 중 그 최대치 (A_max) 와 최소치 (A_min) 의 편차를 다음 식

(A_max- A_min) / (A_max+ A_min)

로서 정의하고, 이 값이 소정 범위의 값으로 설정되어 있는지의 여부를 검사함으로써, 복수의 플라즈마 챔버 (플라즈마 처리실 유닛) 에 대해 임피던스, 공진주파수특성 등의 전기적 고주파적인 특성의 기기별 차이가 없어지는 상태로 설정되어 있는지의 여부를 확인할 수 있게 되며, 그럼으로써 임피던스특성 등을 지표로 하는 일정 관리폭내에 복수의 플라즈마 챔버를 설정할 수 있게 되므로, 개개의 플라즈마 챔버에 있어서 플라즈마 공간에서 소비되는 실효적인 전력, 발생하는 플라즈마 밀도 등을 각각 거의 균일하게 할 수 있다.

그 결과, 복수의 플라즈마 챔버에 대해 동일한 프로세스 레서피를 적용하여 거의 동일한 플라즈마 처리결과를 얻고, 즉 복수의 플라즈마 챔버에 있어서 예컨대 막을 형성하였을 때에 막두께, 절연내압, 에칭율 등이 거의 균일한 막특성의 막을얻을 수 있는 상태로 플라즈마 챔버를 설정할 수 있게 된다.

각 플라즈마 챔버의 전기적 고주파적인 특성은 각각의 기계적인 치수 등이 그 형상에 따라 규정되어 있다. 그러나, 각각의 플라즈마 챔버를 구성하는 각 부품은, 제조시에 있어서의 가공상 반드시 기계적 공차에 의해 치수 등의 편차를 갖고 있었다. 그리고, 이들 각 부품을 조립하여 플라즈마 챔버를 제조하는 단계에서 각 플라즈마 챔버에 있어서의 기계적 치수 등의 형상에 조립공차에 의한 편차가 더해졌다. 그리고, 각 부품의 조립후에는 치수를 잴 수 없는 부분도 있었으나, 본 검사방법을 적용함으로써 치수를 재지 않아도 쉽게 또한 치수를 잴 수 없는 것에 대해서도 정량적으로 플라즈마 챔버의 성능을 파악할 수 있고, 전기적 고주파적인 특성의 기기별 차이를 알 수 있다.

여기서, 상기 측정위치 대신에, 상기 각각의 플라즈마 처리실 유닛 (플라즈마 챔버) 에 있어서, 상기 고주파전력을 공급할 때에 상기 고주파전원에 접속되는 상기 고주파전력 급전체 (급전선) 의 상기 고주파전원측 단부로 되는 측정위치에서 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 을 측정함으로써, 측정범위에 정합회로를 포함하지 않는 경우에 비하여, 플라즈마 처리실뿐만 아니라 정합회로도 포함하여 복수의 플라즈마 챔버에 대해 전기적 고주파적인 특성의 기기별 차이를 없앨 수 있게 되며, 개개의 플라즈마 챔버에 있어서 플라즈마 공간에서 소비되는 실효적인 전력의 균일성을 높일 수 있고, 이와 동일한 프로세스 레서피를 적용하여 측정범위에 정합회로를 포함하지 않는 경우에 비하여 동일성이 높은 플라즈마 처리결과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 측정위치 대신에, 상기 각각의 플라즈마 처리실 유닛 (플라즈마 챔버) 에 있어서, 상기 고주파전력을 공급할 때에 상기 고주파전력 급전체 (급전선) 에 접속되는 상기 입력단자로 되는 측정위치에서 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 을 측정함으로써, 측정범위에 정합회로, 고주파전력 급전체를 포함하지 않는 경우에 비하여, 플라즈마 처리실뿐만 아니라 정합회로, 고주파전력 급전체도 포함하여 복수의 플라즈마 챔버에 대해 전기적 고주파적인 특성의 기기별 차이를 없앨 수 있게 되며, 개개의 플라즈마 챔버에 있어서 플라즈마 공간에서 소비되는 실효적인 전력의 균일성을 더욱 높일 수 있고, 이와 동일한 프로세스 레서피를 적용하여 측정범위에 정합회로, 고주파전력 급전체를 포함하지 않는 경우에 비하여, 더욱 동일성이 높은 플라즈마 처리결과를 얻을 수 있다.

그리고, 상기 소정치가 0.1 보다 작은 범위로 설정되어 있는지 검사함으로써, 거의 동일한 조건에서 적층한 플라즈마 챔버에 있어서, 막두께의 편차의 값을 ±5 % 의 범위로 하는 등, 플라즈마 처리의 균일성을 유지하는 상태로 되어 있는 것을 확인할 수 있게 된다.

또한, 상기 소정치를 0.03 보다 작은 범위로 설정되어 있는지 검사함으로써, 복수의 플라즈마 챔버에 대해 임피던스, 공진주파수특성 등의 전기적 고주파적인 특성의 기기별 차이를 없앤 상태로 설정할 수 있게 되며, 그럼으로써 임피던스특성을 지표로 하는 일정 관리폭내에 복수의 플라즈마 챔버가 설정되어 있음을 확인할 수 있게 되기 때문에, 개개의 플라즈마 챔버에서 발생하는 플라즈마 밀도 등을 각각 거의 균일하게 하는 상태로 설정할 수 있다.

그 결과, 복수의 플라즈마 챔버에 대해 동일한 프로세스 레서피를 적용하여 거의 동일한 플라즈마 처리결과를 얻고, 즉 복수의 플라즈마 챔버에 있어서 예컨대 막을 형성하였을 때에 막두께, 절연내압, 에칭율 등이 거의 균일한 막특성의 막을 얻을 수 있는 상태로 플라즈마 챔버를 설정할 수 있게 된다. 구체적으로는 상기 편차의 값을 0.03 보다 작은 범위로 설정함으로써, 거의 동일한 조건으로 적층한 플라즈마 챔버에서 막두께의 편차의 값을 ±2 % 의 범위로 할 수 있게 된다.

본 발명에 있어서의 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템의 검사방법으로서는, 상기 고주파특성 (A) 이 공진주파수 (f), 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 임피던스 (Z), 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 레지스턴스 (R) 또는 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 리액턴스 (X) 중 어느 하나의 수단을 채택함으로써, 전기적 고주파적인 특성의 기기별 차이를 없애도록 임피던스특성 등을 지표로 하는 일정 관리폭내에 복수의 플라즈마 챔버를 설정할 수 있게 하고, 개개의 플라즈마 챔버에 있어서 플라즈마 공간에서 소비되는 실효적인 전력을 각각 거의 균일해지도록 설정할 수 있다.

여기서, 상기 고주파특성 (A) 으로서 임피던스 (Z) 를 채택한 경우에는, 이 임피던스 (Z) 는 플라즈마 여기하는 주파수에 있어서의 값이기 때문에, Z 와 θ의 주파수의존성을 측정하여야만 비로소 파악할 수 있는 파라미터인 공진주파수 (f) 에 비하여, 플라즈마 챔버의 고주파특성의 주파수의존성을 관찰할 필요가 없기 때문에, 공진주파수 (f) 를 파라미터로 채택한 경우에 비하여 플라즈마 챔버의 상태를 쉽게 검사할 수 있다. 동시에, 플라즈마 챔버의 플라즈마 여기하는 주파수에 있어서의 전기적 고주파적 특성을 보다 직접적으로 파악할 수 있다.

또한, 레지스턴스 (R) 및 리액턴스 (X) 를 채택한 경우에는, 이들 레지스턴스 (R) 와 리액턴스 (X) 의 벡터량인 임피던스 (Z) 를 파라미터로서 채택한 것에 비하여, 더욱 쉽게 검사할 수 있음과 동시에 더욱 직접적으로 플라즈마 챔버의 플라즈마 여기하는 주파수에 있어서의 전기적 고주파적 특성을 파악할 수 있다.

그리고, 복수의 플라즈마 챔버의 측정용 단자에 비하여 차례로 고주파특성 측정용 단자의 접속을 전환하여 각각의 고주파특성을 계측함으로써, 1 대의 고주파특성 측정기에 의해 복수의 플라즈마 챔버의 고주파특성을 측정할 수 있다.

또한, 상기 스위치에 의해 상기 측정위치와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 차단함과 동시에 상기 배전체측과 상기 고주파전원측의 측정범위의 전기적 접속을 확보한 경우에 있어서의 고주파전원측에 접속되는 측정범위에서 측정하는 고주파특성 (A) 과, 상기 스위치에 의해 상기 측정위치와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 확보함과 동시에 상기 고주파전원측과 상기 측정위치의 전기적 접속을 절단한 경우에 있어서의 상기 측정용 단자로 측정한 고주파특성 (A) 이 동일하게 설정되어 이루어짐으로써, 복수의 플라즈마 챔버에 대해 측정용 단자에 접속된 고주파특성 측정기로부터의 임피던스 등의 측정치를 모두 설정된 측정위치에 대해 각각의 측정위치에서 측정한 값에 대해 동등하게 보정한 값으로 볼 수 있기 때문에, 제 1 직렬공진주파수 등의 고주파특성 (A) 의 산출 보정이 사실상 필요없게 되어 실측치의 환산이 필요없어지기 때문에, 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템의 검사시에 있어서의 작업효율을 향상시킬 수 있다.

발명의 실시형태

이하, 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치의 제 1 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

[제 1 실시형태]

도 1 은 본 실시형태의 플라즈마 처리장치의 개략구성을 나타낸 단면도, 도 2 는 도 1 에 있어서의 플라즈마 처리장치의 정합회로를 나타낸 모식도이다.

본 실시형태의 플라즈마 처리장치는 CVD (chemical vapor deposition), 스퍼터링, 드라이에칭, 애싱 등의 플라즈마 처리를 실시하는 1 주파 여기형 플라즈마 처리장치로 되며, 도 1 에 나타낸 바와 같이 플라즈마를 여기하기 위한 평행평판형 전극 (4,8) 을 갖는 플라즈마 챔버 (플라즈마 처리실) (CN) 와 이 전극 (4) 에 접속된 고주파전원 (1) 과, 상기 플라즈마 챔버 (CN) 와 상기 고주파전원 (1) 의 임피던스 정합을 얻기 위한 정합회로 (2A) 를 구비하는 구성으로 된다.

동시에 본 실시형태의 플라즈마 처리장치는, 후술하는 바와 같이 상기 정합회로 (2A) 의 출력단 위치 (PR) 에서 측정한 상기 플라즈마 챔버 (CN) 의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 3 배가 상기 고주파전원 (1) 에서 플라즈마 챔버 (CN) 로 공급되는 전력주파수 (f_e) 보다 큰 값의 범위로 설정되어 있다.

더욱 상세하게 설명하면, 본 실시형태의 플라즈마 처리장치는 도 1, 도 2 에 나타낸 바와 같이 플라즈마 챔버 (CN) 의 상부에 고주파전원 (1) 에 접속된 플라즈마 여기전극 (전극) (4) 및 샤워 플레이트 (5) 가 설치되고, 플라즈마 챔버 (CN)의 하부에는 샤워 플레이트 (5) 에 대향하여 피처리기판 (16) 을 탑재하는 서셉터전극 (전극) (8) 이 설치되어 있다. 플라즈마 여기전극 (전극) (4) 은 급전판 (고주파전력 배전체) (3) 및 정합회로 (2A) 를 통해 제 1 고주파전원 (1) 과 접속되어 있다. 이들 플라즈마 여기전극 (4) 및 급전판 (3) 은 섀시 (21) 에 덮임과 동시에 정합회로 (2A) 는 도전체로 이루어진 매칭박스 (2) 의 내부에 수납되어 있다.

급전판 (3) 으로서는 폭 50 ∼ 100 ㎜, 두께 0.5 ㎜, 길이 100 ∼ 300 ㎜ 의 형상을 갖는 구리의 표면에 은도금을 실시한 것이 사용되고 있으며, 이 급전판 (3) 은 후술하는 정합회로 (2A) 의 튜닝콘덴서 (24) 의 출력단자 및 플라즈마 여기전극 (4) 에 각각 나사고정되어 있다.

또한, 플라즈마 여기전극 (캐소드전극) (4) 의 하측에는 볼록부 (4a) 가 형성됨과 동시에 이 플라즈마 여기전극 (캐소드전극) (4a) 의 하측에는 다수의 구멍 (7) 이 형성되어 있는 샤워 플레이트 (5) 가 볼록부 (4a) 에 접하며 형성되어 있다. 이들 플라즈마 여기전극 (4) 과 샤워 플레이트 (5) 사이에는 공간 (6) 이 형성되어 있다. 이 공간 (6) 에는 가스도입관 (17) 이 접속되어 있고, 도체로 이루어진 가스도입관 (17) 의 도중에는 절연체 (17a) 가 삽입되어 플라즈마 여기전극 (4) 측과 가스공급원측이 절연되어 있다.

가스도입관 (17) 으로부터 도입된 가스는, 샤워 플레이트 (5) 의 다수의 구멍 (7) 을 통해 챔버벽 (10) 에 의해 형성된 챔버실 (60) 내로 공급된다. 챔버벽 (10) 과 플라즈마 여기전극 (캐소드전극) (4) 은 절연체 (9) 에 의해 서로 절연되어 있다. 또한, 배기계의 도시는 생략하고 있다.

한편, 챔버실 (60) 내에는 기판 (16) 을 탑재하며 플라즈마 여기전극으로도 되는 웨이퍼 서셉터 (서셉터전극) (8) 가 설치되어 있다.

서셉터전극 (대향전극) (8) 의 하부중앙에는 샤프트 (13) 가 접속되고, 이 샤프트 (13) 가 챔버저부 (10A) 를 관통하여 설치됨과 동시에, 샤프트 (13) 의 하단부와 챔버저부 (10A) 중심부가 벨로스 (11) 에 의해 밀폐접속되어 있다. 이들 웨이퍼 서셉터 (8) 및 샤프트 (13) 는 벨로스 (11) 에 의해 상하구동 가능하게 되어 있으며, 플라즈마 여기전극 (4,8) 사이의 거리를 조정할 수 있다.

이들 서셉터 전극 (8) 과 샤프트 (13) 와 지지통 (12B) 이 접속되어 있기 때문에, 서셉터전극 (8), 샤프트 (13), 벨로스 (11), 챔버저부 (10A), 챔버벽 (10) 은 직류적으로 동전위로 되어 있다. 그리고, 챔버벽 (10) 과 섀시 (21) 는 접속되어 있기 때문에, 챔버벽 (10), 섀시 (21), 매칭박스 (2) 는 모두 직류적으로 동전위로 되어 있다.

여기서, 정합회로 (2A) 는 플라즈마 챔버 (CN) 내의 플라즈마 상태 등의 변화에 대응해서 임피던스를 조정하기 위하여, 그 대부분은 복수의 수동소자를 구비하는 구성으로 되어 있다.

정합회로 (2A) 는 도 1, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 복수의 수동소자로서 고주파전원 (1) 과 급전판 (3) 사이에 코일 (23) 과 튜닝콘덴서 (24) 가 직렬로 설치되고, 이들 코일 (23) 과 튜닝콘덴서 (24) 에는 병렬로 로드콘덴서 (22) 가 접속되고, 이 로드콘덴서 (22) 의 일단은 매칭박스 (2) 에 접속되어 있다. 여기서,튜닝콘덴서 (24) 는 급전판 (3) 을 통해 플라즈마 여기전극 (4) 에 접속되어 있다.

매칭박스 (2) 는 동축 케이블로 되는 급전선 (1A) 의 실드선에 접속되어 있고, 이 실드선이 직류적으로 어스되어 있다. 그럼으로써, 서셉터전극 (8), 샤프트 (13), 벨로스 (11), 챔버저부 (10A), 챔버벽 (10), 섀시 (21), 매칭박스 (2) 는 접지전위에 설정되고, 동시에 로드콘덴서 (22) 의 일단도 직류적으로 어스된 상태로 된다.

본 실시형태의 플라즈마 처리장치에 있어서는, 13.56 ㎒ 정도 이상의 주파수 전력, 구체적으로는 예컨대 13.56 ㎒, 27.12 ㎒, 40.68 ㎒ 등의 주파수 전력을 투입하여 두 전극 (4,8) 사이에서 플라즈마를 생성하고, 이 플라즈마에 의해 서셉터전극 (8) 에 탑재한 기판 (16) 에 CVD (chemical vapor deposition), 드라이에칭, 애싱 등의 플라즈마 처리를 실시한다.

이 때, 고주파전력은 고주파전원 (1) 에서 급전선 (1A) 의 동축 케이블, 정합회로 (2A), 급전판 (3), 플라즈마 여기전극 (캐소드전극) (4) 으로 공급된다. 한편, 고주파전류의 경로를 고려한 경우, 전류는 이들을 통해 플라즈마 공간 (챔버실 (60)) 을 경유한 후, 또 다른 일측의 전극 (서셉터전극) (8), 샤프트 (13), 벨로스 (11), 챔버저부 (10A), 챔버벽 (10) 을 통과한다. 그 후, 섀시 (21), 매칭박스 (2), 급전선 (1A) 의 실드선을 통과하여 고주파전원 (1) 의 어스로 되돌아간다.

여기서, 본 실시형태의 플라즈마 처리장치에 있어서의 제 1 직렬공진주파수(f_O) 에 대해 설명한다.

제 1 직렬공진주파수 (f_O) 는 플라즈마 챔버 (CN) 의 임피던스의 주파수의존성을 계측하여 임피던스 (Z) 의 최소치 중 최소의 주파수 값으로서, 이 값이 상기 전력주파수 (f_e) 보다 큰 값의 범위로 되도록 설정된다.

이 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 는 기계적인 구조를 그 대부분의 요인으로 하여 결정되는 전기적 고주파적인 특성으로서, 구체적으로는 도 3, 도 4 에 나타낸 바와 같이 측정된다.

도 3 은 플라즈마 처리장치의 임피던스특성을 설명하기 위한 모식도이고, 도 4 는 도 3 의 등가회로를 나타낸 회로도이다.

플라즈마 챔버 (CN) 의 측정범위로서는, 정합회로 (2A) 의 수동소자 중 출력최종단의 수동소자의 출력단 위치에서 분리한 상태를 그 대상으로 한다. 즉, 도 3 에 나타낸 바와 같이 급전판 (3) 에 접속되는 튜닝콘덴서 (24) 의 출력단 위치 (PR) 에서 급전판 (3) 과 정합회로 (2A) 의 단자의 나사고정을 해제하여 정합회로 (2A) 를 분리한 상태의 플라즈마 챔버 (CN) 를 측정범위로 한다.

그리고 도 3 에 나타낸 바와 같이, 임피던스 측정기 (AN) 의 프로브 (105) 를 분리한 출력단 위치 (PR) 및 플라즈마 챔버 (CN) 의 예컨대 섀시 (21) 로 되는 어스위치에 접속한다. 이 상태에서 임피던스 측정기 (AN) 가 발진하는 측정주파수를 예컨대 1 ㎒ ∼ 100 ㎒ 의 범위로 변화시켜, 플라즈마 챔버 (CN) 의 상기 측정범위에 대한 임피던스의 벡터량 (Z, θ) 을 측정한다.

이 프로브 (105) 는, 도 3 에 나타낸 바와 같이 도선 (110) 상에 절연피복 (112) 을 형성하고, 이 절연피복 (112) 상에 외주도체 (111) 를 피복하여 이루어진 것이다. 이 프로브 (105) 는 동축 케이블을 통해 임피던스 측정기 (공진주파수 측정기) (AN) 에 접속되어 있다.

이어서, 도 5 에 나타낸 바와 같이 측정주파수 (f) (㎒) 를 횡축으로 하고, 종축으로서 임피던스 (Z) (Ω) 와 위상 (θ) (deg) 을 동일한 그래프상에 플롯해 간다. 여기서, 도면에 있어서 좌측 종축은 임피던스 (Z) (Ω) 이고, 우측 종축은 위상 (θ) (deg) 에 대응하고 있다. 도시된 임피던스특성곡선 (실선) 및 위상곡선 (파선) 중 임피던스의 최소치 (Z_min) 의 주파수, 즉 측정주파수 (f) 가 낮은 측에서부터 가장 최초로 위상 (θ) 이 마이너스에서 플러스로 변화하였을 때에 위상 (θ) 이 제로로 되는 주파수를 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 로서 정의한다.

이 때, 측정되는 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 에 대해 고려되고 있는 전기적 고주파적 요인은, 도 3 에 나타낸 바와 같이 상기 측정범위 중 이하의 것을 생각할 수 있다.

급전판 (피더) (3) 의 인덕턴스 (L_f) 및 저항 (R_f)

플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 사이의 플라즈마 전극용량 (C_e)

샤프트 (13) 의 인덕턴스 (L_C) 및 저항 (R_C)

벨로스 (11) 의 인덕턴스 (L_B) 및 저항 (R_B)

챔버벽 (10) 의 인덕턴스 (L_A) 및 저항 (R_A)

절연체 (17a) 를 사이에 두고 가스도입관 (17) 과 플라즈마 여기전극 (4) 사이의 용량 (C_A)

플라즈마 여기전극 (4) 과 섀시 (21) 사이의 용량 (C_B)

플라즈마 여기전극 (4) 과 챔버벽 (10) 사이의 용량 (C_C)

이들 전기적 고주파적 요인이, 플라즈마 발광시에 공급되는 고주파전류가 흐르는 회로와 마찬가지로, 도 4 에 나타낸 바와 같이 급전판 (피더) (3) 의 인덕턴스 (L_f) 및 저항 (R_f), 플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 사이의 플라즈마 전극용량 (C_e), 샤프트 (13) 의 인덕턴스 (L_C) 및 저항 (R_C), 벨로스 (11) 의 인덕턴스 (L_B) 및 저항 (R_B), 챔버벽 (10) 의 인덕턴스 (L_A) 및 저항 (R_A) 이 차례로 직렬로 접속되어 그 종단의 저항 (R_A) 이 어스됨과 동시에 저항 (R_r) 과 플라즈마 전극용량 (C_e) 사이에 용량 (C_A), 용량 (C_B), 용량 (C_C) 의 일단이 어스된 상태에서 각각 병렬로 접속된 등가회로를 형성하고 있으며, 이 등가회로의 임피던스특성을 계측함으로써 본 실시형태의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 정의할 수 있다.

이와 같이 정의된 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 3 배가 고주파전원 (1) 에서 공급되는 전력주파수 (f_e) 보다 큰 값의 범위에 있도록 설정한다.

여기서, 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 설정하는 방법으로서는, 예컨대

① 급전판 (3) 의 형상 (길이) 을 조정한다.

② 플라즈마 여기전극 (4) 과 챔버벽 (10) 의 오버랩면적을 조정한다.

③ 플라즈마 여기전극 (4) 과 챔버벽 (10) 사이의 절연재료를 조절한다.

④ 서셉터전극 (8) 과 챔버벽 (10) 을 도체로 접속한다.

등의 수법을 적용할 수 있다.

예컨대, 본 실시형태의 플라즈마 처리장치에 있어서는, 전력주파수 (f_e) 를 40.68 ㎒ 로 설정하여 0 ∼ 100 ㎒ 범위의 측정주파수 (f) (㎒) 에 대해 임피던스 (Z) (Ω) 와 위상 (θ) (deg) 을 측정하여, 도 6 에 도시된 바와 같이 임피던스특성곡선 및 위상곡선을 나타낸다. 그리고,

3f_O＞ f_e(2)

를 만족하도록 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 16.5 ㎒ 로서 설정한다.

본 실시형태의 플라즈마 처리장치에 있어서는, 플라즈마 챔버 (CN) 의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 3 배를 상기 전력주파수 (f_e) 보다 큰 값의 범위로 설정함으로써, 종래에는 고려되지 않았던 플라즈마 챔버 (CN) 의 전체적인 전기적 고주파적인 특성을 적정한 범위로 할 수 있다. 그럼으로써, 동작안정성을 향상시켜 종래 일반적으로 사용되었던 13.56 ㎒ 정도 이상의 높은 주파수 전력을 투입한 경우라도, 고주파전원 (1) 으로부터의 전력을 플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극(8) 사이의 플라즈마 발생공간으로 효율적으로 도입할 수 있게 된다. 동시에, 동일한 주파수를 공급한 경우에 종래의 플라즈마 처리장치에 비하여, 플라즈마 공간에서 소비되는 실효적인 전력을 크게 하여 생성되는 플라즈마 밀도의 상승을 도모할 수 있다. 그 결과, 플라즈마 여기주파수의 고주파화에 의한 처리속도의 향상을 도모하고, 즉 플라즈마 CVD 등에 의해 막을 적층할 때에는 퇴적속도의 향상을 도모할 수 있다.

그리고, 플라즈마 공간으로 효율적으로 전력이 공급됨으로써, 플라즈마의 불필요한 확산도 억제할 수 있으므로, 피처리기체 (16) 에 있어서의 막 면내방향에 있어서의 플라즈마 처리의 균일성의 향상을 도모할 수 있고, 막형성처리에 있어서는 막두께의 막 면내방향 분포의 균일성의 향상을 도모할 수 있게 된다.

동시에, 높은 전력을 투입함으로써 플라즈마 포텐셜을 낮게 할 수 있고, 이온에 의한 데미지를 억제할 수 있으므로, 플라즈마 CVD, 스퍼터링 등의 막형성처리에 있어서는 막형성상태의 향상, 즉 퇴적한 막에 있어서의 절연내압이나 에칭액에 대한 내에칭성, 그리고 소위 막의「단단함」, 즉 막의 치밀함 등의 막특성의 향상을 도모할 수 있게 된다.

여기서, 막의 치밀함은 예컨대 BHF 액에 의한 에칭에 대한 난(難)침식성, 내에칭성으로 표현할 수 있다.

그리고, 동일한 주파수를 공급한 경우에, 종래의 플라즈마 처리장치에 비하여 플라즈마 공간으로 효율적으로 전력을 공급할 수 있기 때문에, 전력의 소비효율을 향상시키고, 동등한 처리속도 또는 막특성을 얻기 위하여 종래보다 작은 투입전력으로 충분하다. 따라서, 전력소비의 저감을 도모하고, 러닝코스트의 삭감을 도모할 수 있다. 동시에, 종래와 동일한 투입시간을 사용할 경우에는, 처리시간을 단축할 수 있게 되어 생산성의 향상을 도모할 수 있다. 모든 경우에 에너지절약화가 가능하게 되어 전력소비에 따른 이산화탄소의 배출총량을 삭감할 수 있게 된다.

그리고, 플라즈마 처리장치의 실기가 설치되어 있는 장소에서, 임피던스 측정기 (AN) 에 의해 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 측정하는 것만으로, 단시간에 플라즈마 처리장치의 성능확인 및 성능의 평가를 할 수 있게 된다. 따라서, 막형성된 기판을 검사하기 위해 제조라인을 수일 및 수주일 정지하여 플라즈마 처리장치의 성능확인 및 성능을 평가할 필요가 없어져서 제조라인으로서의 생산성을 향상시킬 수 있다.

이 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 는, 기계적인 구조를 그 대부분의 요인으로 하여 결정되는 전기적 고주파적인 특성으로서, 각 실기마다 다르다고 생각된다. 상기 범위로 이 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 설정함으로써, 각 실기에 대해서도 종래 고려되지 않았던 그 전반적인 전기적 고주파적 특성을 설정할 수 있게 되어 플라즈마 발생의 안정성을 기대할 수 있다. 그 결과, 동작안정성이 높은 플라즈마 처리장치를 제공할 수 있게 된다.

그리고 도 16 에 나타낸 바와 같이, 각각의 임피던스가 일치하는 복수개의 도선 (101a ∼ 101h) 의 일단을 프로브 장착부재 (104) 에 접속해서 이루어진 픽스처를 사용하여 플라즈마 챔버 (CN) 의 임피던스특성을 측정할 수도 있다.

프로브 장착부재 (104) 는, 예컨대 50 ㎜ ×10 ㎜ ×0.5 ㎜ 의 동판을 체결부 (106) 와 링부가 형성되도록 성형되어 있다. 링부는 프로브 (105) 의 외측에 끼워넣어질 수 있는 직경으로 된다. 이 프로브 장착부 (104) 에 도선 (101a ∼ 101h) 의 일단을 납땜 등에 의해 전기적으로 접속한다.

도선 (101a ∼ 101h) 의 타단에는 측정대상 (플라즈마 챔버 (CN)) 과의 착탈용 단자 (압착단자) (102a ∼ 102h) 가 장착되어 있다.

이 픽스처를 사용할 때에는 프로브 장착부재 (104) 의 링형상부를 프로브 (105) 에 끼워넣고 체결부 (106) 에서 체결한다. 한편, 각 도선 (101a ∼ 101h) 은 거의 점대칭이 되도록 압착단자 (102a ∼ 102h) 에 있어서 측정대상에 도 17 에 나타낸 바와 같이 나사 (114) 에 의해 착탈이 자유롭게 나사고정한다.

도체 (101a ∼ 101h) 는 예컨대 알루미늄, 구리, 은, 금에 의해 구성되면 되고, 또는 은, 금을 50 ㎛ 이상 도금하여 구성해도 된다.

이와 같은 픽스처를 사용하여 임피던스를 측정하는 방법을 도 17 을 사용하여 설명한다.

우선, 플라즈마 처리장치의 고주파전원 (1) 과 매칭박스 (2) 를 플라즈마 처리장치에서 분리한다. 임피던스 측정부재의 프로브 (105) 의 도선 (110) 을 급전판 (3) 에 접속한다. 이어서, 임피던스 측정부재의 픽스처의 도선 (101a ∼ 101h) 에 접속하는 압착단자 (102a ∼ 102h) 를 플라즈마 처리장치의 하우징 (21) 에 급전판 (3) 을 중심으로 하는 거의 점대칭이 되도록 나사 (114) 에 의해 나사고정한다. 임피던스 측정부재를 이와 같이 배치한 후, 측정신호를 임피던스 측정부재의 도선 (110) 으로 공급하고, 상기 플라즈마 처리장치의 급전판 (3) 에서 플라즈마 공간 (60) 을 거쳐 하우징 (21) 에 이르는 경로의 임피던스를 측정한다.

그럼으로써, 측정대상의 크기 또는 측정하는 2 점간의 거리에 제약을 주지 않고, 또한 측정대상으로 균일하게 전류를 흘려보낼 수 있고, 측정대상의 임피던스를 측정하는 데 영향을 미치지 않는 잔류 임피던스값을 설정함으로써 정확하게 임피던스를 측정할 수 있다.

그리고, 본 실시형태에서는 서셉터전극 (8) 측에 기판 (16) 을 탑재하여 플라즈마 여기전극 (4) 에 대한 전력주파수 (f_e) 와 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 설정하였으나, 캐소드전극 (4) 측에 기판 (16) 을 장착하도록 대응할 수도 있다.

이하, 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치의 제 2 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

[제 2 실시형태]

도 7 은 본 실시형태의 플라즈마 처리장치의 개략구성을 나타낸 단면도이다.

본 실시형태의 플라즈마 처리장치는 2 주파 여기형 플라즈마 처리장치로 되며, 도 1 ∼ 도 4 에 나타낸 제 1 실시형태와 다른 점은, 서셉터전극 (8) 측으로 전력을 공급하는 점과, 측정용 단자 (61) 에 관한 점과, 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 설정에 관한 점이다. 이 이외의 대응하는 구성요소에는 동일한 부호를 붙이며 그 설명을 생략한다.

본 실시형태의 플라즈마 처리장치는, 플라즈마 챔버 (플라즈마 처리실) (CN) 의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 1.3 배가 상기 고주파전원 (1) 에서 플라즈마 챔버 (CN) 로 공급되는 전력주파수 (f_e) 보다 큰 값의 범위로 설정된다.

본 실시형태의 플라즈마 처리장치는, 도 7 에 나타낸 바와 같이 서셉터전극 (8) 의 주위에 서셉터실드 (12) 가 설치되고, 웨이퍼 서셉터 (8) 및 서셉터실드 (12) 는 이들의 틈이 샤프트 (13) 주위에 설치된 전기절연물로 이루어진 절연수단 (12C) 에 의해 챔버의 진공을 유지함과 동시에 전기적으로도 절연되어 있다. 또한, 웨이퍼 서셉터 (8) 및 서셉터실드 (12) 는 벨로스 (11) 에 의해 상하구동할 수 있게 구성되어 있다. 이 구성에 의해, 플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터 전극 (8) 사이의 거리를 조정할 수 있게 되어 있다. 또한, 서셉터 전극 (8) 은 샤프트 (13) 하단에 접속된 급전판 (28) 및 도전체로 이루어진 서셉터전극측 매칭박스 (26) 내부에 수납된 정합회로 (25) 를 통해 제 2 고주파전원 (27) 과 접속되어 있다.

이들 급전판 (28) 은 서셉터실드 (12) 의 지지통 (12B) 하단에 접속된 섀시 (29) 에 덮임과 동시에, 섀시 (29) 는 동축 케이블로 되는 급전선 (27A) 의 실드선에 의해 접속되어 매칭박스 (26) 와 함께 어스되어 있다. 그럼으로써, 서셉터실드 (12), 섀시 (29), 매칭박스 (26) 는 직류적으로 동전위로 되어 있다.

여기서, 정합회로 (25) 는 제 2 고주파전원 (27) 과 서셉터 전극 (8) 사이의임피던스의 정합을 도모하는 것으로 되며, 이 정합회로 (25) 로서는 도 7 에 나타낸 바와 같이 복수의 수동소자로서 제 2 고주파전원 (27) 과 급전판 (28) 사이에 튜닝코일 (30) 과 튜닝콘덴서 (31) 가 직렬로 설치되고, 이들과 병렬로 로드콘덴서 (32) 가 접속되고, 이 로드콘덴서 (32) 의 일단은 매칭박스 (26) 에 접속되어 있어 정합회로 (2A) 와 거의 동일한 구성으로 되어 있다. 매칭박스 (26) 는 급전선 (27A) 의 실드선을 통해 접지전위에 설정되어 있고, 동시에 로드콘덴서 (32) 의 일단이 어스되어 있다. 그리고, 튜닝코일 (30) 과 직렬로 튜닝코일을 접속하거나 로드콘덴서 (32) 와 병렬로 로드콘덴서를 설치할 수도 있다.

급전판 (28) 으로서는 급전판 (3) 과 동일한 것이 적용되고, 이 급전판 (28) 은 정합회로 (25) 로부터의 단자 및 샤프트 (13) 에 각각 나사 고정되어 있다.

본 실시형태의 플라즈마 챔버 (CN) 의 측정범위인 정합회로 (2A) 의 수동소자 중 출력 최종단의 수동소자인 튜닝콘덴서 (24) 의 출력단 위치 (PR) 에는, 상기 플라즈마 챔버 (CN) 의 임피던스 측정용 단자 (공진주파수 측정용 단자) (61) 가 설치되어 있다. 이 임피던스 측정용 단자 (61) 는 제 1 실시형태에서 측정범위를 규정한 출력단 위치 (PR) 에서 도체에 의해 섀시 (21) 의 외부까지 뻗어 있다.

본 실시형태의 플라즈마 처리장치에 있어서는, 서셉터 전극 (8) 상에 피처리기판 (16) 을 탑재하고, 제 1, 제 2 고주파전원 (1,27) 에서 플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 의 쌍방에 각각 고주파전력을 인가함과 동시에 가스도입관 (17) 에서 샤워 플레이트 (6) 를 통해 반응가스를 챔버 (60) 내로 공급하여 플라즈마를 발생시켜 피처리기판 (16) 에 대해 막형성 등의 플라즈마 처리를 실시한다.이 때, 제 1 고주파전원 (1) 에서 13.56 ㎒ 정도 이상의 주파수 전력, 구체적으로는 예컨대 13.56 ㎒, 27.12 ㎒, 40.68 ㎒ 등의 주파수 전력을 투입한다. 그리고, 제 2 주파수전원 (27) 로부터도 제 1 고주파전원 (1) 과 동등한 전력을 공급하거나 또는 다른 주파수 전력, 예컨대 1.6 ㎒ 정도의 전력을 투입할 수도 있다.

여기서, 본 실시형태의 플라즈마 처리장치에 있어서의 제 1 직렬 공진주파수 (f_O) 는 제 1 실시형태와 동일한 방법으로 측정·정의한다. 본 실시형태의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 는 구체적으로는 도 8, 도 9 에 나타낸 바와 같이 측정·정의된다.

도 8 은 실시형태의 플라즈마 처리장치의 임피던스특성을 설명하기 위한 모식도이고, 도 9 는 도 8 의 등가회로를 나타낸 회로도이다.

본 실시형태의 플라즈마 챔버 (CN) 의 측정범위로서는, 임피던스 측정용 단자 (61) 에서 본 플라즈마 챔버 (CN) 의 상태를 그 대상으로 한다. 즉, 도 9 에 나타낸 바와 같이, 제 1 실시형태에 있어서의 측정범위와 마찬가지로 튜닝콘덴서 (24) 의 출력단 위치 (PR) 와 직렬로 접속된 임피던스 측정용 단자 (61) 로부터 플라즈마 챔버 (CN) 의 정합회로 (25) 를 분리한 점까지를 측정범위로 한다. 즉, 플라즈마 발생시에는 출력단 위치 (PR) 에서 급전판 (3) 등과 병렬로 접속된 정합회로 (2A) 및 서셉터전극 (8) 에 접속된 정합회로 (25) 는 임피던스특성 (고주파수특성) 측정시에는 분리하게 된다.

여기서, 도면에는 고주파전원 (1,27) 이 기재되어 있는데, 이들은 전력공급상태를 나타내는 것이 아니라, 정합회로 (2A,25) 의 접지상태를 나타내는 것을 주안으로 하는 것이다. 그 이유는, 전력공급상태에서는 임피던스특성을 계측할 수 없기 때문이다.

그리고, 도 8 에 파선으로 나타낸 바와 같이 임피던스 측정기 (AN) 의 프로브 (105) 를 임피던스 측정용 단자 (61) 및 플라즈마 챔버 (CN) 의 예컨대 섀시 (21) 로 되는 어스위치에 접속한다. 이 상태에서 임피던스 측정기 (AN) 가 발진하는 측정주파수를 예컨대 1 ㎒ ∼ 100 ㎒ 의 범위로 변화시켜 플라즈마 챔버 (CN) 의 상기 측정범위에 대한 임피던스의 벡터량 (Z, θ) 을 측정한다.

이어서, 도 10 에 나타낸 바와 같이 측정주파수 (f) (㎒) 를 횡축으로 하고, 종축으로서 임피던스 (Z) (Ω) 와 위상 (θ) (deg) 을 동일한 그래프상에 플롯해 간다. 여기서, 도면에 있어서 좌측 종축은 임피던스 (Z) (Ω) 이고, 우측 종축은 위상 (θ) (deg) 에 대응하고 있다. 도시된 임피던스특성곡선 및 위상곡선 중 임피던스의 최소치 (Z_min) 의 주파수, 즉 측정주파수 (f) 가 낮은 측에서부터 가장 최초로 위상 (θ) 이 마이너스에서 플러스로 변화하였을 때에 위상 (θ) 이 제로로 되는 주파수를 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 로서 정의한다.

이 때, 측정되는 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 에 대해 고려되고 있는 전기적 고주파적 요인은, 도 8 에 나타낸 바와 같이 상기 측정범위 중 이하의 것을 생각할 수 있다.

급전판 (피더) (3) 의 인덕턴스 (L_f) 및 저항 (R_f)

플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 사이의 플라즈마 전극용량 (C_e)

서셉터전극 (8) 과 서셉터실드 (12) 사이의 용량 (C_S)

서셉터실드 (12) 의 지지통 (12B) 의 인덕턴스 (L_C) 및 저항 (R_C)

벨로스 (11) 의 인덕턴스 (L_B) 및 저항 (R_B)

챔버벽 (10) 의 인덕턴스 (L_A) 및 저항 (R_A)

절연체 (17a) 를 사이에 두고 가스도입관 (17) 과 플라즈마 여기전극 (4) 사이의 용량 (C_A)

플라즈마 여기전극 (4) 과 섀시 (21) 사이의 용량 (C_B)

플라즈마 여기전극 (4) 과 챔버벽 (10) 사이의 용량 (C_C)

이들 전기적 고주파적 요인이 플라즈마 발광시에 공급되는 고주파전류가 흐르는 회로와 동일하다고 볼 수 있는 상태로서, 도 9 에 나타낸 바와 같이 급전판 (피더) (3) 의 인덕턴스 (L_f) 및 저항 (R_f), 플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 사이의 플라즈마 전극용량 (C_e), 서셉터전극 (8) 과 서셉터실드 (12) 사이의 용량 (C_S), 서셉터실드 (12) 의 지지통 (12B) 의 인덕턴스 (L_C) 및 저항 (R_C), 벨로스 (11) 의 인덕턴스 (L_B) 및 저항 (R_B), 챔버벽 (10) 의 인덕턴스 (L_A) 및 저항 (R_A) 이 차례로 직렬로 접속되어 그 종단의 저항 (R_A) 이 어스됨과 동시에, 저항 (R_f) 과플라즈마 전극용량 (C_e) 사이에 일단이 어스된 상태에서 각각 병렬로 접속된 용량 (C_A), 용량 (C_B), 용량 (C_C) 이 등가회로를 형성하고 있으며, 이 등가회로의 임피던스특성을 계측함으로써 본 실시형태의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 정의할 수 있다. 또한, 서셉터전극 (8) 측에서 챔버의 인피던스를 측정하는 경우에는 PR' 에서 정합회로 (25) 를 분리하고, PR' 을 측정점으로 한다.

이와 같이 정의된 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 1.3 배를 고주파전원 (1) 에서 공급되는 전력주파수 (f_e) 보다 큰 값의 범위로 설정한다.

여기서, 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 조정설정하는 방법으로서는, 예컨대

① 급전판 (3) 의 형상길이를 변화시킨다.

② 플라즈마 여기전극 (4) 과 챔버벽 (10) 의 오버랩면적을 제어한다.

③ 플라즈마 여기전극 (4) 과 챔버벽 (10) 사이의 절연재료를 두껍게 한다.

④ 서셉터전극 (8) 과 챔버벽 (10) 을 도체로 접속하는 등 조정한다.

등의 수법을 적용할 수 있다.

예컨대, 본 실시형태의 플라즈마 처리장치에 있어서는, 전력주파수 (f_e) 를 40.68 ㎒ 로 설정하여 1 ∼ 100 ㎒ 범위의 측정주파수 (f) (㎒) 에 대해 임피던스 (Z) (Ω) 와 위상 (θ) (deg) 을 측정하고, 도 10 에 도시된 바와 같이 임피던스특성곡선 및 위상곡선을 나타낸다. 그리고,

1.3f_O＞ f_e(3)

을 만족하도록 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 42.5 ㎒ 로서 설정한다.

본 실시형태의 플라즈마 처리장치에 있어서는, 제 1 실시형태와 동등한 효과를 나타냄과 동시에, 상기 플라즈마 챔버 (CN) 의 상기 정합회로 (2A) 의 출력단 위치 (PR) 에 상기 플라즈마 챔버 (CN) 의 임피던스 측정용 단자 (61) 를 형성함으로써, 플라즈마 챔버 (CN) 의 임피던스특성 측정시에 있어서 프로빙을 쉽게 할 수 있게 되어 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 측정시에 있어서의 작업효율을 향상시킬 수 있다.

그리고 본 실시형태에 있어서, 임피던스 측정용 단자 (61) 가 매칭박스 (2) 를 관통하지 않고, 임피던스를 측정할 때에 플라즈마 처리장치의 고주파전원 (1) 과 매칭박스 (2) 를 플라즈마 처리장치에서 분리하도록 구성할 수도 있다.

이하, 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치의 제 3 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

[제 3 실시형태]

도 11 은 본 실시형태의 플라즈마 처리장치의 개략구성을 나타낸 단면도이다.

본 실시형태의 플라즈마 처리장치는 2 주파 여기형 플라즈마 처리장치로 되며, 도 7 ∼ 도 9 에 나타낸 바와 같이 제 2 실시형태와 다른 점은, 측정용 단자 (61) 부근의 구성에 관한 점과, 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 및 직렬공진주파수 (f_O') 의 설정에 관한 점이다. 그 이외의 대응하는 구성요소에는 동일한 부호를 붙이며 그 설명을 생략한다.

본 실시형태의 플라즈마 처리장치는, 플라즈마 챔버 (플라즈마 처리실) (CN) 의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 가 상기 고주파전원 (1) 에서 플라즈마 챔버 (CN) 로 공급되는 전력주파수 (f_e) 의 3 배보다 큰 값의 범위로 설정됨과 동시에, 후술하는 바와 같이 전극 (4,8) 사이의 용량 (C_e) 에 의해 규정되는 직렬공진주파수 (f_O') 가 전력주파수 (f_e) 의 (전극간의 거리 (d) / 플라즈마 비발광부의 거리 (δ)) 의 제곱근배보다 크게 설정된다.

본 실시형태의 플라즈마 처리장치는, 도 11 에 나타낸 바와 같이 정합회로 (2A) 의 출력단 위치 (PR) 부근에, 상기 정합회로 (2A) 와 임피던스 측정용 단자 (공진주파수 측정용 단자) (61) 를 전환하는 스위치로서, 정합회로 (2A) 와 급전판 (3) 사이에 설치되는 스위치 (SW1) 와, 임피던스 측정용 단자 (61) 와 급전판 사이에 설치되는 스위치 (SW2) 가 설치되어 있다.

이들 스위치 (SW1,SW2) 는 상기 고주파전력 배전체 (3) 단부와 상기 공진주파수 측정용 단자 (61) 사이에, 플라즈마를 여기할 때에는 상기 배전체 (3) 단부와 상기 측정용 단자 (61) 의 전기적 접속을 분리함과 동시에 상기 배전체 (3) 단부와 상기 정합회로 (2A) 의 출력단 (PR) 의 전기적 접속을 확보하고, 또한 상기 플라즈마 처리실 (CN) 의 공진주파수를 측정할 때에는 상기 배전체 (3) 단부와 상기 측정용 단자 (61) 의 전기적 접속을 확보함과 동시에 상기 배전체 (3) 와 상기 정합회로 (2A) 의 출력단 (PR) 의 전기적 접속을 절단하는 것으로 되어 있다.

여기서, 스위치 (SW1) 를 정합회로 (2A) 측에 접속한 경우에 있어서의 정합회로 (2A) 의 출력단 위치 (PR) 측으로부터의 임피던스특성 (공진주파수특성) 과 스위치 (SW2) 를 상기 임피던스 측정용 단자 (61) 측에 접속한 경우에 있어서의 임피던스 측정용 단자 (61) 측으로부터의 임피던스특성 (공진주파수특성) 이 동일하게 설정되는, 즉 후술하는 도 11 에 나타낸 바와 같이 스위치 (SW1) 부근의 임피던스 (Z₁) 와 스위치 (SW2) 부근의 임피던스 (Z₂) 가 동일하게 설정된다.

즉, 상기 스위치 (SW1,SW2) 에 의해 상기 고주파 배전체 (3) 단부와 상기 공진주파수 측정용 단자 (61) 의 전기적 접속을 차단함과 동시에 상기 배전체 (3) 단부와 상기 정합회로 (2A) 의 출력단 (PR) 의 전기적 접속을 확보한 경우에 있어서의 상기 정합회로 (2A) 의 출력단 (PR) 위치에서 측정하는 공진주파수특성과, 상기 스위치 (SW1,SW2) 에 의해 상기 배전체 (3) 단부와 상기 측정용 단자 (61) 의 전기적 접속을 확보함과 동시에 상기 배전체 (3) 와 상기 정합회로 (2A) 의 출력단 (PR) 의 전기적 접속을 절단한 경우에 있어서의 상기 공진주파수 측정용 단자 (61) 로 측정한 공진주파수특성이 동일하게 설정되어 이루어진다.

이것은, 스위치 (SW1) 를 정합회로 (2A) 측에 접속하여 스위치 (SW2) 를 오프한 경우에 있어서의 정합회로 (2A) 의 출력단 위치 (PR) 측, 즉 출력단 위치 (PR) 에서 스위치 (SW2) 로의 분기점 (B) 까지의 임피던스 (Z₁) 와, 상기 스위치 (SW2) 를 상기 임피던스 측정용 단자 (61) 측에 접속하여 스위치 (SW1) 를 오프한 경우에 있어서의 임피던스 측정용 단자 (61) 측, 즉 임피던스 측정용 단자 (61) 에서 스위치 (SW1) 로의 분기점 (B) 까지의 임피던스 (Z₂) 가 동일하게 설정되는 것을 의미하고 있다.

임피던스 측정용 단자 (61) 에는, 도 8 에 나타낸 제 2 실시형태와 마찬가지로 임피던스 측정기 (AN) 의 프로브가 착탈이 자유롭게 접속되어 이루어진다. 이 프로브에는 동시에 플라즈마 챔버 (CN) 의 예컨대 섀시 (21) 로 되는 어스위치에 착탈이 자유롭게 접속되어 있다.

여기서, 본 실시형태의 플라즈마 처리장치에 있어서의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 는 제 2 실시형태와 동일한 방법으로 측정·정의한다. 본 실시형태의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 는 구체적으로 도 11, 도 12 에 나타낸 바와 같이 측정·정의된다.

도 12 는 도 11 의 본 실시형태의 플라즈마 처리장치의 임피던스특성 측정용 등가회로를 나타낸 회로도이다.

본 실시형태의 플라즈마 처리장치에 있어서는, 스위치 (SW1) 를 온함과 동시에 스위치 (SW2) 를 오프한 상태에서 도 7 ∼ 도 9 에 나타낸 제 2 실시형태와 동일한 방법으로 서셉터전극 (8) 상에 피처리기판 (16) 을 탑재하고, 제 1, 제 2 고주파전원 (1,27) 에서 플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 의 쌍방에 각각 고주파전력을 인가함과 동시에 가스도입관 (17) 에서 샤워 플레이트 (6) 를 통해 반응가스를 챔버 (60) 내로 공급하여 플라즈마를 발생시켜 피처리기판 (16) 에 대해 막형성 등의 플라즈마 처리를 실시한다. 이 때, 제 1 고주파전원 (1) 에서13.56 ㎒ 정도 이상의 주파수 전력, 구체적으로는 예컨대 13.56 ㎒, 27.12 ㎒, 40.68 ㎒ 등의 주파수 전력을 투입한다. 그리고, 제 2 고주파전원 (27) 로부터도 제 1 고주파전원 (1) 으로부터와 동등하거나 다른 주파수 전력, 예컨대 1.6 ㎒ 정도의 전력을 투입할 수도 있다.

본 실시형태의 플라즈마 챔버 (CN) 의 측정범위로서는, 임피던스 측정용 단자 (61) 에서 본 플라즈마 챔버 (CN) 의 상태를 그 대상으로 한다. 이것은 도 11 에 나타낸 바와 같이 스위치 (SW1) 부근의 임피던스 (Z₁) 와 스위치 (SW2) 부근의 임피던스 (Z₂) 가 동일하게 설정됨으로써, 출력단 위치 (PR) 에서 본 상태의 플라즈마 챔버 (CN) 의 측정범위와 동일한 것으로 되어 있다.

이것은, 임피던스 측정시에 정합회로 (2A) 를 전기적으로 분리하기 위해서는 기계적으로 회로를 착탈해야 했던 제 1, 제 2 실시형태에 비하여, 본 실시형태에서는 도 11 에 나타낸 바와 같이 스위치 (SW1) 에 의해 정합회로 (2A) 를 측정범위에서 분리하여 측정범위외로 할 수 있기 때문이며, 그럼으로써 플라즈마 챔버 (CN) 의 임피던스특성을 측정하기가 쉬워진다.

여기서, 제 2 실시형태에 있어서의 측정범위와 비교하면 스위치 (SW2) 가 추가되어 있으나, 이것은 플라즈마 발광시에는 스위치 (SW1) 는 온한 상태로 되어 있다. 즉, 임피던스특성에 대한 스위치 (SW1) 의 기여가 존재하고 있는 것에 대응하고 있다. 즉, 이 스위치 (SW1) 부근의 임피던스 (Z₁) 와 동일한 임피던스 (Z₂) 를 갖는 스위치 (SW2) 부근을 포함하여 상기 측정범위로 함으로써, 임피던스측정용 단자 (61) 에서 본 플라즈마 챔버 (CN) 의 측정범위를, 실제로 플라즈마 발광시에 고주파전류가 흐르는 회로상태에 가깝게 하여 임피던스 측정의 정확성을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

그리고, 스위치 (SW2) 를 온함과 동시에 스위치 (SW1) 를 오프한 상태로 설정하여, 도 7 ∼ 도 9 에 나타낸 제 2 실시형태와 마찬가지로 임피던스 측정기 (AN) 가 발진하는 측정주파수를 예컨대 1 ㎒ ∼ 150 ㎒ 의 범위로 변화시켜 플라즈마 챔버 (CN) 의 상기 측정범위에 대한 임피던스의 벡터량 (Z, θ) 을 측정한다. 여기서, 임피던스 측정기 (AN) 가 임피던스 측정용 단자 (61) 에 착탈이 자유롭게 접속되어 이루어짐으로써, 플라즈마 챔버 (CN) 와 정합회로 (2A) 를 착탈하지 않고, 또한 제 2 실시형태에 있어서의 도 8 에 나타낸 임피던스 측정 프로브 (105) 를 착탈하지 않고, 스위치 (SW1,SW2) 전환만으로 임피던스특성 및 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 쉽게 측정할 수 있게 된다.

이어서, 도 13 에 나타낸 바와 같이 측정주파수 (f) (㎒) 를 횡축으로 하고, 종축으로서 임피던스 (Z) (Ω) 와 위상 (θ) (deg) 을 동일한 그래프상에 플롯해 간다. 여기서, 도면에 있어서 좌측 종축은 임피던스 (Z) (Ω) 이고, 우측 종축은 위상 (θ) (deg) 에 대응하고 있다. 도시된 임피던스특성곡선 및 위상곡선 중 임피던스의 최소치 (Z_min) 의 주파수, 즉 측정주파수 (f) 가 낮은 측에서부터 가장 최초로 위상 (θ) 이 마이너스에서 플러스로 변화하였을 때에 위상 (θ) 이 제로로 되는 주파수를 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 로서 정의한다.

이 때, 측정되는 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 에 대해 고려되고 있는 전기적 고주파적 요인은, 도 12 에 나타낸 바와 같이 상기 측정범위 중 이하의 것을 생각할 수 있다.

스위치 (SW2) 의 임피던스 (L_SW) 및 저항 (R_SW)

급전판 (피더) (3) 의 인덕턴스 (L_f) 및 저항 (R_f)

플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 사이의 플라즈마 전극용량 (C_e)

서셉터전극 (8) 과 서셉터실드 (12) 사이의 용량 (C_S)

서셉터실드 (12) 의 지지통 (12B) 의 인덕턴스 (L_C) 및 저항 (R_C)

벨로스 (11) 의 인덕턴스 (L_B) 및 저항 (R_B)

챔버벽 (10) 의 인덕턴스 (L_A) 및 저항 (R_A)

절연체 (17a) 를 사이에 두고 가스도입관 (17) 과 플라즈마 여기전극 (4) 사이의 용량 (C_A)

플라즈마 여기전극 (4) 과 섀시 (21) 사이의 용량 (C_B)

플라즈마 여기전극 (4) 과 챔버벽 (10) 사이의 용량 (C_C)

이들 전기적 고주파적 요인이, 플라즈마 발광시에 공급되는 고주파전류가 흐르는 회로와 동일하다고 볼 수 있는 상태로서, 도 12 에 나타낸 바와 같이 스위치(SW2) 의 임피던스 (L_SW) 및 저항 (R_SW), 급전판 (피더) (3) 의 인덕턴스 (L_f) 및 저항 (R_f), 플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 사이의 플라즈마 전극용량 (C_e), 서셉터전극 (8) 과 서셉터실드 (12) 사이의 용량 (C_S), 서셉터실드 (12) 의 지지통 (12B) 의 인덕턴스 (L_C) 및 저항 (R_C), 벨로스 (11) 의 인덕턴스 (L_B) 및 저항 (R_B), 챔버벽 (10) 의 인덕턴스 (L_A) 및 저항 (R_A) 이 차례로 직렬로 접속되어 그 종단의 저항 (R_A) 이 어스됨과 동시에 저항 (R_f) 과 플라즈마 전극용량 (C_e) 사이에 일단이 어스된 상태에서 각각 병렬로 접속된 용량 (C_A), 용량 (C_B), 용량 (C_C) 가 등가회로를 형성하고 있으며, 이 등가회로의 임피던스특성을 계측함으로써 본 실시형태의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 정의할 수 있다.

이와 같이 정의된 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 고주파전원 (1) 에서 공급되는 전력주파수 (f_e) 의 3 배보다 큰 값의 범위로 설정한다.

여기서, 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 설정하는 방법으로서는, 예컨대

① 급전판 (3) 의 형상길이를 변화시킨다.

② 플라즈마 여기전극 (4) 과 챔버벽 (10) 의 오버랩면적을 감소한다.

③ 플라즈마 여기전극 (4) 과 챔버벽 (10) 사이의 절연재료를 두껍게 한다.

④ 서셉터실드 (12) 와 챔버벽 (10) 을 도체로 단락한다.

등의 수법을 적용할 수 있다.

예컨대, 본 실시형태의 플라즈마 처리장치에 있어서는, 전력주파수 (f_e) 를 40.68 ㎒ 로 설정하여 0 ∼ 150 ㎒ 범위의 측정주파수 (f) (㎒) 에 대해 임피던스 (Z) (Ω) 와 위상 (θ) (deg) 을 측정하고, 도 13 에 도시된 바와 같이 임피던스특성곡선 및 위상곡선을 나타한다. 그리고,

f_O＞ 3f_e(4)

을 만족하도록 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 123.78 ㎒ 로서 설정한다.

그리고 본 실시형태에 있어서는, 플라즈마 여기전극 (전극) (4) 과 서셉터 전극 (대향전극) (8) 사이의 플라즈마 전극용량 (C_e) 에 의해 규정되는 직렬공진주파수 (f_O') 를 상기 전력주파수 (f_e) 의 3 배보다 큰 값의 범위로 설정한다.

f_O' ＞ 3f_e(5)

여기서, 직렬공진주파수 (f_O') 는 상기 제 1 직렬공진주파수 (f_O') 에 있어서의 임피던스특성의 측정과 마찬가지로 플라즈마 여기전극 (4), 서셉터전극 (8) 사이의 임피던스특성으로서 정의되는 것이다.

즉, 서셉터전극 (8) 의 일단을 어스하여 플라즈마 여기전극 (4) 의 일단부터 임피던스특성을 측정하여 측정주파수 (f) 가 낮은 측에서부터 가장 최초로 위상 (θ) 이 마이너스에서 플러스로 변화하였을 때에 위상 (θ) 이 제로로 되는 주파수를 직렬공진주파수 (f'_O) 로서 정의하고 있다.

직렬공진주파수 (f_O') 는 플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 의 기계적인 형상에 의해 규정되는 전기적 고주파적인 특성으로서, 플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 사이의 플라즈마 전극용량 (C_e) 의 제곱근의 역수에 비례하는 값으로 된다.

그럼으로써, 직접 플라즈마를 발광시키는 상기 전극 (4,8) 의 주파수특성을 규정할 수 있기 때문에, 플라즈마 발광공간에 대해 전력을 보다 효과적으로 투입할 수 있고, 전력소비효율의 향상이나 또는 처리효율의 향상을 더욱 도모할 수 있게 된다.

그리고 본 실시형태에 있어서는, 플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 사이의 플라즈마 전극용량 (C_e) 에 의해 규정되는 직렬공진주파수 (f_O') 를 상기 전력주파수 (f_e) 에 대해 상기 (1) 식의 관계를 만족하도록 설정한다.

도 14 는 플라즈마 발광상태에 있어서의 전극간의 상태를 나타낸 모식도이다.

도 14 에 나타낸 바와 같이, 이 대향하는 평행평판형으로 되는 플라즈마 여기전극 (4), 서셉터전극 (8) 사이의 거리를 d 라 하고, 이 전극 (4,8) 사이의 거리방향에 있어서 각각의 전극 (4,8) 과 발광시의 플라즈마의 거리의 합을 δ라 한다. 즉, 플라즈마 발광시에 육안으로 관찰할 수 있는 플라즈마 발광영역 (P) 과 플라즈마 여기전극 (4) 사이의 플라즈마가 발광하지 않는 부분의 거리를 δ_a, 플라즈마 발광영역 (P) 과 서셉터전극 (8) 사이의 플라즈마가 발광하지 않는 부분의 거리를 δ_b라 하였을 때에 식 (6) 에 나타낸 바와 같이 이들의 합을 δ라 한다.

δ_a＋ δ_b= δ (6)

여기서, 전극 (4,8) 사이의 거리 (d) 와 전극 (4,8) 사이에서 플라즈마가 발광하지 않는 부분의 거리의 합 (δ) 으로부터 실제로 플라즈마 발광상태에 있어서의 전극 (4,8) 사이의 모델적인 용량 (C₀") 이 구해진다.

플라즈마 발광시에 있어서의 평행평판전극 (4,8) 은 그 사이에 있는 플라즈마 발광영역 (P) 을 도체로서 볼 수 있기 때문에, 마치 전극 (4,8) 사이의 거리가 δ로 된 것처럼 볼 수 있다. 그 결과, 플라즈마 발광시의 평행평판전극 (4,8) 사이의 용량 (C_O") 은 전극 (4,8) 사이의 거리에 반비례하기 때문에, 플라즈마 비발광시에 용량 (C_O) 이었던 것이 플라즈마 발광시에는 외관상 d/δ배로 된다.

C_O∝ 1/d

C_O" ∝ 1/δ (7)

∴ C_O" ∝ d/δ·C₀

그리고, 상기 직렬공진주파수 (f_O') 는 용량 (C_O) 의 제곱근의 역수에 비례하기 때문에, 플라즈마 발광시에 있어서의 전극 (4,8) 사이의 직렬공진주파수 (f_O") 는 용량 (C_O") 의 제곱근의 역수, 즉 d/δ의 제곱근의 역수에 비례한다.

(8)

이 플라즈마 발광시에 있어서의 전극 (4,8) 사이의 직렬공진주파수 (f_O") 와 상기 전력주파수 (f_e) 의 관계를 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 와 전력주파수 (f_e) 의 관계처럼 설정한다.

f_O" ＞ f_e(9)

이 식 (9) 를 식 (8) 에 의해 다시 쓰면, 상기 식 (1) 로 된다.

상기 직렬공진주파수 (f_O') 와 상기 전력주파수 (f_e) 가 상기 식 (1) 로 되는 관계를 만족하여 이루어짐으로써, 상기 플라즈마 발광시에 있어서의 모델적인 용량 (C_O") 에서 규정되는 직렬공진주파수 (f_O") 의 값과, 플라즈마 비발광시에 있어서의 전극 (4,8) 사이의 용량으로부터 규정되는 직렬공진주파수 (f_O') 의 값의 관계를 설정할 수 있다. 따라서, 직렬공진주파수 (f_O') 의 d/δ의 제곱근의 역수배의 값이 전력주파수 (f_e) 보다 크게 설정됨으로써, 플라즈마 발광시에 있어서의 전극 (4,8) 의 직렬공진주파수 (f_O') 를 전력주파수 (f_e) 에 대해 설정하고, 플라즈마 발광시의 전력소비효율의 향상을 도모할 수 있게 된다.

본 실시형태의 플라즈마 처리장치에 있어서는, 제 1 실시형태와 동등한 효과를 나타냄과 동시에, 임피던스 측정용 단자 (61) 에 임피던스 측정기를 착탈이 자유롭게 접속함과 동시에 스위치 (SW1,SW2) 를 설치하고, 이들의 임피던스 (Z₁) 와 임피던스 (Z₂) 를 동일하게 설정함으로써, 플라즈마 챔버 (CN) 와 정합회로 (2A) 를 착탈하지 않고 또한 임피던스 측정용 프로브 (105) 를 착탈하지 않고 스위치 (SW1,SW2) 의 전환만으로 임피던스특성 및 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 쉽게 측정할 수 있게 되며, 동시에 임피던스 측정단자 (61) 에 접속된 임피던스 측정기 (AN) 로부터의 임피던스 측정치를 정합회로 (2A) 출력측 최종단의 출력위치 (PR) 에서 측정한 값과 동등하다고 볼 수 있기 때문에, 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 산출 보정이 필요없어지고, 실측치의 환산이 필요없어져서 작업효율을 향상시키고 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 보다 정확하게 측정할 수 있다.

그리고, 상기 직렬공진주파수 (f_O') 와 상기 전력주파수 (f_e) 의 값을 설정함으로써, 직접 플라즈마를 발광시키는 상기 전극 (4,8) 의 주파수특성을 규정할 수 있기 때문에, 플라즈마 발광공간에 대해 전력을 보다 효과적으로 투입할 수 있으므, 전력소비효율의 향상이나 또는 처리효율의 향상을 더욱 도모할 수 있게 된다.

그리고 본 실시형태에 있어서, 2 개의 스위치 (SW1) 및 스위치 (SW2) 를 설치하는 구성으로 하였으나, 분기점에서 출력단 위치 (PR) 까지와 분기점에서 프로브까지의 임피던스가 동일하게 설정되어 있으면 되며, 예컨대 1 개의 스위치에 의해 이들의 접속을 전환하게 할 수도 있다.

그리고, 본 발명에 있어서의 상기 각 실시형태에 있어서는, 플라즈마 여기전극 (4) 에 대한 전력주파수 (f_e) 와 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 설정하였으나, 서셉터전극 (8) 에 대한 주파수를 설정하도록 대응할 수도 있다. 이 경우, 도 7, 도 11 에 PR' 로 나타낸 바와 같이 임피던스 측정범위를 규정하는 정합회로 (25) 의 출력단 위치를 설정할 수 있다.

여기서, 고주파 배전체가 전극 (4) 과 일체로 되는 구성이나 정합회로 (2A) 가 전극에 직결되는 구성도 가능하고, 이 경우에는 정합회로 (2A) 의 출력단 (PR) 으로부터 플라즈마 챔버부분을 상기 측정범위로 정의한다.

그리고, 평행평판형 전극 (4,8) 을 갖는 타입 대신에, ICP (inductive coupled plasma), 즉 유도결합 플라즈마 여기형, RLSA (radial line slot antenna) 즉, 레디얼 라인 슬롯 안테나형 등의 플라즈마 처리장치나, RIE (Reactive Ion Etching), 즉 반응성 스퍼터 에칭용 처리장치에 적용할 수도 있다.

그리고, 전극 (4,8) 대신에 타겟재를 장착함으로써, 플라즈마 처리로서 스퍼터링을 실시할 수도 있다.

이하, 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치의 성능확인시스템의 다른 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 그리고, 이하의 설명에서는 구입발주자를 간단히 발주자, 또한 판매보수자를 간단히 보수자라 한다.

도 20 은 본 실시형태의 플라즈마 처리장치의 성능확인시스템의 시스템 구성도이다.

이 도면에 있어서, 참조부호 C1,C2,…는 클라이언트·컴퓨터 (이하, 간단히 클라이언트라 함), S 는 서버·컴퓨터 (성능상황정보제공수단, 이하 간단히 서버라 함), D 는 데이터베이스·컴퓨터 (기준정보기억수단, 이하 간단히 데이터베이스라 함), 또한 N 은 공중회선이다. 클라이언트 (C1,C2,…) 와 서버 (S) 와 데이터베이스 (D) 는 이 도면에 나타낸 바와 같이 공중회선 (N) 을 통해 서로 접속되어 있다.

클라이언트 (C1,C2,…) 는 일반적으로 널리 보급되어 있는 인터넷의 통신프로토콜 (TCP/IP 등) 을 사용하여 서버 (S) 와 통신하는 기능 (통신기능) 을 구비한 것이다. 이 중 클라이언트 (C1) (발주자측 정보단말) 는 발주자가 보수자에게 발주한 플라즈마 챔버 (CN) 의 성능상황을 공중회선 (N) 을 통해 확인하기 위한 컴퓨터로서, 서버 (S) 가 저장하는「플라즈마 챔버 (CN) 의 성능정보제공페이지」를 정보제공페이지 (웹 페이지) 로서 열람하는 기능 (플라즈마 챔버 (CN) 의 성능상황정보열람기능) 을 구비한 것이다. 또한, 클라이언트 (C2) (보수자측 정보단말) 는 보수자가 상기「성능상황정보」의 일부인「제 1 직렬공진주파수 (f_O) 정보」를 서버 (S) 에 업로드함과 동시에 클라이언트 (C1) 를 통해 발주자가 보낸 전자메일을 수신하기 위한 것이다.

상기 서버 (S) 의 통신기능은, 공중회선 (N) 이 아날로그 회선인 경우에는 모뎀에 의해 실현되고, 공중회선 (N) 이 ISDN (Integrated Services Digital Network) 등의 디지털회선인 경우에는 전용 터미널 어댑터 등에 의해 실현된다.

서버 (S) 는 성능상황정보제공용 컴퓨터로서, 상기 클라이언트 (C1) 로부터 수신되는 열람요구에 따라 성능상황정보를 인터넷의 통신 프로토콜을 사용하여 클라이언트 (C1) 에게 송신한다. 여기서, 상술한 발주자가 보수자로부터 플라즈마 처리장치를 납입받은 시점에서는, 성능상황정보를 열람하기 위한 개별「열람전용패스워드」가 보수자로부터 개개의 발주자에게 제공되도록 이루어져 있다. 이 서버 (S) 는 정규의 열람전용 패스워드가 제공된 경우에만 성능상황정보 중 동작보수상황정보를 클라이언트 (C1) 에게 송신하도록 구성되어 있다.

여기서, 구체적인 상세에 대해서는 후술하는데, 상기「성능상황정보」는 보수자가 판매하는 플라즈마 처리장치 (플라즈마 챔버 (CN)) 의 기종에 관한 정보, 각 기종에 있어서의 사양서로서의 품질성능정보, 납입된 각 실기에 있어서의 품질성능을 나타낸 파라미터의 정보 및 이 파라미터, 메인터넌스의 이력정보 등으로 구성되어 있다.

이 중 각 실기에 있어서의 품질성능, 파라미터, 메인터넌스의 이력정보에 대해서는,「열람전용 패스워드」가 제공된 발주자만 열람할 수 있게 되어 있다.

또한, 이들「성능상황정보」는 보수자 또는 발주자로부터 서버 (S) 에 제공됨과 동시에 실제의 동작·보수상황을 나타내는「동작보수상황정보」와, 데이터베이스 (D) 에 축적됨과 동시에 카탈로그로서 구입하지 않은 클라이언트가 열람할 수 있는「성능기준정보」로 구성되는 것이다. 「성능기준정보」는 보수자가 플라즈마 챔버 (CN) 에 의해 실시하는 플라즈마 처리에 대해 객관적으로 성능을 기술하기 위한 것으로서, 플라즈마 CVD, 스퍼터링 등의 막형성처리에 있어서는 막형성상태를 예측할 수 있게 하는 것이다.

본 실시형태에서, 이들「성능기준정보」는 데이터베이스 (D) 에 축적되도록 이루어져 있다.

서버 (S) 는, 클라이언트 (C1) 로부터 수신되는「성능상황정보」의 열람요구에 대해 데이터베이스 (D) 를 검색함으로써 필요한「성능기준정보」를 취득하여,「성능상황정보제공페이지」로서 발주자인 클라이언트 (C1) 에게 송신하도록 구성되어 있다. 또한, 서버 (S) 는「열람전용 패스워드」가 제공된 발주자로부터 수신되는「성능상황정보」의 열람요구에 대해서는, 마찬가지로 데이터베이스 (D) 를 검색함으로써 필요한「성능기준정보」를 취득함과 동시에 당해「성능기준정보」에 클라이언트 (C2) 를 통해 보수자로부터 제공된「동작보수상황정보」를 조합하여「성능상황정보」를 구성하고,「성능상황정보제공페이지」로서 발주자인 클라이언트 (C1) 에게 송신하도록 구성되어 있다.

데이터베이스 (D) 는, 이와 같은「성능상황정보」를 구성하는「성능기준정보」를 플라즈마 챔버 (CN) 의 기종별로 기억축적하는 것으로서, 서버 (S) 로부터 수신되는 검색요구에 맞게 이들「성능기준정보」를 판독하여 서버 (S) 로 전송한다. 도 20 에서는 1 개의 서버 (S) 만을 나타내고 있으나, 본 실시형태에서는 범용성이 있는「성능기준정보」를 보수자가 복수 개소에서 관리하는 복수의 서버 사이에서 공통이용할 수 있도록 이들 서버와는 개별의 데이터베이스 (D) 에「성능기준정보」를 축적하도록 하고 있다.

이어서, 이와 같이 구성된 플라즈마 챔버 (CN) 의 성능확인시스템의 동작에대해 도 21 에 나타낸 플로차트를 따라 상세하게 설명한다. 그리고, 이 플로차트는 상기 서버 (S) 에 있어서의「성능상황정보」의 제공처리를 나타낸 것이다.

통상, 보수자는 불특정의 발주자에 대해 판매하는 플라즈마 챔버 (CN) 의「성능상황정보」, 특히「성능기준정보」를 구입시의 지표로서 제시하게 된다. 한편, 발주자는 이「성능기준정보」에 의해 플라즈마 챔버 (CN) 에 어떤 성능, 즉 어떤 플라즈마 처리가 가능한지를 파악할 수 있다.

또한, 보수자는 특정 발주자에 대해 납입한 플라즈마 챔버 (CN) 의「성능상황정보」중「성능기준정보」를 사용시의 지표로서 제시함과 동시에「동작보수상황정보」를 동작상태의 파라미터로서 제시하게 된다. 한편, 사용자로서의 발주자는「성능기준정보」와「동작보수상황정보」를 비교함으로써 플라즈마 챔버 (CN) 의 동작확인을 실시함과 동시에 메인터넌스의 필요성을 인식하고 또한 플라즈마 처리장치의 상태를 파악할 수 있다.

예컨대, 플라즈마 챔버 (CN) 를 보수자로부터 구입하고자 하는 발주자는, 서버 (S) 에 액세스함으로써 다음과 같이 하여 직접 구입하고자 하는 플라즈마 챔버 (CN) 의「성능상황정보」의 실체를 쉽게 확인할 수 있다.

우선, 발주자가 액세스하고자 한 경우에는, 미리 설정된 서버 (S) 의 IP 어드레스에 기초하여 클라이언트 (C1) 로부터 서버 (S) 에게 표시요구가 송신된다.

한편, 서버 (S) 가 상기 표시요구를 수신하면 (단계 S1), 카탈로그 페이지 (CP) 를 클라이언트 (C1) 에게 송신한다 (단계 S2).

도 22 는 이와 같이 하여 서버 (S) 로부터 클라이언트 (C1) 에게 송신된 메인페이지 (MP) 의 일례이다. 이 카탈로그 페이지 (CP) 에는 보수자가 판매하는 다수의 기종마다 그「성능상황정보」중「성능기준정보」를 표시하기 위한 기종선택버튼 (K1,K2,K3,K4,…) 과, 후술하는 바와 같이 플라즈마 챔버 (CN) 를 보수자로부터 납입받은 발주자가 사용하는 소비자 사용자화면의 표시요구를 하기 위한 소비자 사용자버튼 (K5) 으로 구성되어 있다.

예컨대, 발주자가 클라이언트 (C1) 에게 구비된 포인팅 디바이스 (예컨대, 마우스) 등을 사용하여 상기 플라즈마 챔버 (CN) 의 기종을 선택지정한 후, 기종선택버튼 (K1∼K4,…) 중 하나를 선택지정하면, 그 지시는「성능상황정보」중「성능기준정보」의 표시요구로서 서버 (S) 에게 송신된다.

이 표시요구를 수신하면 (단계 S3), 서버 (S) 는 선택된 기종 중 표시요구된 정보에 해당하는 서브페이지를 클라이언트 (C1) 에게 송신한다. 즉, 서버 (S) 는「성능기준정보」의 표시가 요구된 경우 (A), 도 23 에 나타낸 바와 같은 선택된 기종을 지정함으로써 데이터베이스 (D) 에서「진공성능」「급배기성능」「온도성능」「플라즈마 처리실 전기성능」등의 데이터를 취득하고, 이들이 게재된 사양서 페이지 (CP1) 를 클라이언트 (C1) 에게 송신한다 (단계 S4).

사양서 페이지 (CP1) 에는 도 23 에 나타낸 바와 같이 선택된 기종을 나타낸 기종종별 (K6), 진공성능표시란 (K7), 급배기성능표시란 (K8), 온도성능표시란 (K9), 플라즈마 처리실 전기성능표시란 (K10) 으로 구성되어 있다. 이들은 선택된 기종의「성능기준정보」에 대응하는 것으로서, 각각

진공성능표시란 (K7) 에는

도달진공도 1 ×10^-4Pa 이하

조작압력 30 ∼ 300 Pa

급배기성능표시란 (K8) 에는

최대가스유량 SiH₄100 SCCM

NH₃500 SCCM

N₂2000 SCCM

배기특성 500 SCCM 으로 흘려보내 20 Pa 이하

온도성능표시란 (K9) 에는

히터설정온도 200 ∼ 350 ±10 ℃

챔버설정온도 60 ∼ 80 ±2.0 ℃

의 항목이 기재되어 있다.

여기서, SCCM (standard cubic centimeters per minute) 은 표준상태 (0 ℃, 1013 hPa) 로 환산하였을 때에 있어서의 가스유량을 나타내며, ㎤/min 과 동일한 단위를 나타낸다.

또한, 플라즈마 처리실 전기성능표시란 (K10) 에는, 상술한 제 1 ∼ 제 3 실시형태에서 설명한 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 값 및 이 설정범위와 전력주파수 (f_e) 의 관계가 기재된다. 또한, 그 이외에도 전력주파수 (f_e) 에 있어서의 플라즈마 챔버 (CN) 의 레지스턴스 (R) 및 리액턴스 (X), 그리고 플라즈마 여기전극(4) 과 서셉터전극 (8) 사이의 플라즈마 용량 (C_O) 플라즈마 여기전극 (4) 과, 플라즈마 챔버의 접지전위로 되는 각부 사이의 로스용량 (C_X) 등의 값이 기재된다. 또한, 사양서 페이지 (CP1) 에는「플라즈마 챔버 (CN) 의 납입시에는 각 파라미터값이 이 페이지에 기재된 설정범위내에 있음을 보증합니다」라는 성능보증문언이 기재된다.

그럼으로써, 종래에는 고려되지 않았던 플라즈마 챔버 (CN) 의 전체적인 전기적 고주파적인 특성을 구입시의 새로운 지표로서 제시할 수 있다. 또한, 클라이언트 (C1) 또는 클라이언트 (C2) 가 이들 성능상황정보를 프린터 등으로 출력하여 하드카피를 작성함으로써, 상기 성능상황정보내용이 기재된 카탈로그 또는 사양서로서 출력할 수 있다. 그리고, 제 1 직렬공진주파수 (f_O), 레지스턴스 (R), 리액턴스 (X), 용량 (C_O,C_X) 등의 값 및 상기 성능보증문언을 클라이언트 (C1,…) 의 단말, 카탈로그 또는 사양서 등에 제시함으로써, 발주자가 전기부품을 검사하듯이 플라즈마 챔버 (CN) 의 성능을 판단하여 보수자로부터 구입할 수 있게 된다.

그리고, 서버 (S) 는 이와 같은 서브페이지의 클라이언트 (C1) 로의 송신이 완료된 후에, 클라이언트 (C1) 로부터 접속해제요구가 수신되지 않은 경우에는 (단계 S5) 다음 서브페이지의 표시요구를 기다리며 대기하고 (단계 S3), 한편 클라이언트 (C1) 로부터 접속해제요구가 수신된 경우에는 (단계 S5) 당해 클라이언트 (C1) 와의 교신을 종료한다.

또한, 플라즈마 챔버 (CN) 를 보수자로부터 납입받은 발주자는, 서버 (S) 에액세스하여 다음과 같이 하여 직접 구입한 플라즈마 챔버 (CN) 의「성능상황정보」의 실체를 쉽게 확인할 수 있다.

이 발주자는 보수자와 판매계약을 체결한 시점에서 발주자 개별에 대응함과 동시에 구입한 플라즈마 챔버 (CN) 의 기종번호에도 대응하는 소비자 사용자 ID 와, 플라즈마 챔버 (CN) 의「동작보수상황정보」를 열람하기 위한 개별의「유저전용 패스워드 (열람전용 패스워드)」가 보수자로부터 개개의 발주자에게 제공되도록 이루어져 있다. 이 서버 (S) 는 정규 열람전용 패스워드가 제공된 경우에만「동작보수상황정보」를 클라이언트 (C1) 에게 송신하도록 구성되어 있다.

우선, 발주자가 액세스하고자 한 경우에는, 상술한 카탈로그 페이지 (CP) 에 있어서 소비자 사용자버튼 (K5) 을 지정조작함으로써, 발주자는 소비자 사용자화면의 표시요구를 서버 (S) 로 송신한다.

한편, 서버 (S) 는 상기 표시요구를 수신하면 (단계 S3-B), 당해 발주자에 대해「열람전용 패스워드」의 입력을 재촉하는 입력요구로서의 서브페이지를 클라이언트 (C1) 로 송신한다 (단계 S6). 도 24 는 소비자 사용자페이지 (CP2) 를 나타내는 것으로서, 이 소비자 사용자페이지 (CP2) 는 소비자 사용자 ID 입력란 (K11) 및 패스워드 입력란 (K12) 으로 구성된다.

이 입력요구로서의 소비자 사용자페이지 (CP2) 는 클라이언트 (C1) 에게 표시되기 때문에, 발주자는 당해 입력요구에 응답하여 플라즈마 챔버 (CN) 의 식별을 가능하게 하기 위하여 보수자로부터 공여된「열람전용 패스워드」를「소비자 사용자 ID」와 함께 클라이언트 (CI) 에게 입력하게 된다.

여기서, 발주자는 도 24 에 나타낸 소비자 사용자 ID 입력란 (K11) 및 패스워드 입력란 (K12) 에 각각 커스터머 코드 ID 와 패스워드를 입력한다. 서버 (S) 는 클라이언트 (C1) 로부터 정규「소비자 사용자 ID」및「열람전용 패스워드」가 수신된 경우에만 (단계 S7), 당해「열람전용 패스워드」에 미리 관련지어진「동작보수상황정보」의 서브페이지를 클라이언트 (C1) 에게 송신한다 (단계 S9).

즉,「동작보수상황정보」의 열람은 상기 플라즈마 챔버 (CN) 의 구입계약을 체결한 특정 발주자만, 즉 정규「열람전용 패스워드」를 알 수 있는 사람에게만 허가되도록 이루어져 있기 때문에, 당해 발주자 이외의 제 3 자가 서버 (S) 에 액세스하여도「동작보수상황정보」를 열람할 수 없다. 통상, 보수자는 동시에 다수의 발주자와의 사이에서 납입계약을 체결함과 동시에 각각의 발주자에게 복수의 플라즈마 챔버 (CN) 의 납입을 동시에 병행하여 실시하는 경우가 있는데, 상기「열람전용 패스워드」는 개개의 발주자마다 및 각 플라즈마 챔버 (CN) 마다 상이한 것이 제공되기 때문에, 개개의 발주자는 각 플라즈마 챔버 (CN) 에 대해 각각 자신에게 제공된「열람전용 패스워드」와 관련된「동작보수상황정보」를 개별적으로 열람할 수 있다.

따라서, 납입에 관련된 비밀정보가 발주자 상호간에서 누설되는 것을 확실히 방지할 수 있음과 동시에, 복수의 플라즈마 챔버 (CN) 가 납입된 경우라도 각각의 플라즈마 챔버 (CN) 를 개별적으로 식별할 수 있다. 그리고, 서버 (S) 는 정규「열람전용 패스워드」가 수신되지 않은 경우에는 (단계 S7) 접속불허가 메시지를 클라이언트 (C1) 에게 송신하여 (단계 S8) 발주자에게「열람전용 패스워드」를 다시 입력하도록 재촉한다. 발주자가「열람전용 패스워드」를 오입력한 경우에는, 이 기회에 정규 입력을 실시함으로써「동작보수상황정보」를 열람할 수 있다.

이 ID, 패스워드가 확인되면 (단계 S7), 서버 (S) 는 표시요구된 정보에 해당하는 서브페이지를 데이터베이스 (D) 에서 판독하여 클라이언트 (C1) 에게 송신한다. 즉, 서버 (S) 는 유저 ID 에 의해 식별된 개별 플라즈마 챔버 (CN) 에 대한「성능기준정보」「동작보수상황정보」의 표시가 요구된 경우, 기종을 지정함으로써 데이터베이스 (D) 로부터「진공성능」「급배기성능」「온도성능」「플라즈마 처리실 전기성능」등의 데이터를 취득하고, 이들이 게재된 사양서 페이지 (CP3) 를 클라이언트 (C1) 에게 송신한다 (단계 S9).

도 25 는 이와 같이 하여 서버 (S) 로부터 클라이언트 (C1) 에게 송신된「동작보수상황정보」의 서브페이지 (SP3) 이다. 이 메인터넌스 이력페이지 (CP3) 에는 도 25 에 나타낸 바와 같이 납입된 기계번호를 나타내는 로트번호표시 (K13), 진공성능표시란 (K7), 급배기성능표시란 (K8), 온도성능표시란 (K9), 플라즈마 처리실 전기성능표시란 (K10), 그리고 진공성능 메인터넌스란 (K14), 급배기성능 메인터넌스란 (K15), 온도성능 메인터넌스란 (K16), 플라즈마 처리실 전기성능 메인터넌스란 (K17) 으로 구성되어 있다. 이들은 납입된 실기의「성능기준정보」및「동작보수상황정보」에 대응하는 것으로서, 각각

진공성능 메인터넌스란 (K14) 에는

도달진공도 1.3 ×10^-5Pa 이하

조작압력 200 Pa

급배기성능 메인터넌스란 (K15) 에는

가스유량 SiH₄40 SCCM

NH₃160 SCCM

N₂600 SCCM

배기성능 6.8 ×10^-7Pa·㎥/sec

온도성능 메인터넌스란 (K16) 에는

히터설정온도 302.3 ±4.9 ℃

챔버설정온도 80.1 ±2.1 ℃

의 항목이 기재되어 있다.

또한, 플라즈마 처리실 전기성능 메인터넌스란 (K17) 에는, 상술한 제 1 ∼ 제 3 실시형태에서 설명한 바와 같이 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 값 및 이 설정범위와 전력주파수 (f_e) 의 관계가 기재된다. 또한, 그 외에도 전력주파수 (f_e) 에 있어서의 플라즈마 챔버 (CN) 의 레지스턴스 (R) 및 리액턴스 (X), 그리고 플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 사이의 플라즈마 용량 (C_O) 플라즈마 여기전극 (4) 과 플라즈마 챔버의 접지전위로 되는 각부 사이의 로스용량 (C_X) 등의 값이 기재된다.

각 메인터넌스 이력 (K14,K15,K16,K17) 은 각각의 파라미터의 값 및 이들 값을 측정, 조정한 일시 등을 등록하도록 되어 있으며, 이들은 보수자 또는 발주자가 납입으로부터의 일시에 맞춰 실기마다「동작보수상황정보」를 서버 (S) 에 순차 업로드하도록 되어 있고, 서버 (S) 는 당해「동작보수상황정보」가 수신되면 당해 데이터를 순차 등록함과 동시에 업로드일을「게재일」로서 순차 등록한다.

동시에, 데이터베이스 (D) 로부터「성능기준정보」로서의「진공성능」「급배기성능」「온도성능」「플라즈마 처리실 전기성능」등의 데이터를 취득하고, 이들을 도 25 에 나타낸 바와 같이「동작보수상황정보」와 세트로 메인터넌스 이력페이지 (CP3) 에 표시함으로써「성능기준정보」를 참조하여「동작보수상황정보」를 열람할 수 있으며, 그럼으로써 발주자는 납입된 플라즈마 챔버 (CN) 의「성능상황정보」중「성능기준정보」를 사용시의 지표로서 확인함과 동시에「동작보수상황정보」를 동작상태를 나타내는 파라미터로서 검토할 수 있다. 동시에「성능기준정보」와「동작보수상황정보」를 비교함으로써 플라즈마 챔버 (CN) 의 동작확인을 실시함과 동시에 메인터넌스의 필요성을 확인하고, 또한 플라즈마 처리장치의 상태를 파악할 수 있다.

그리고, 서버 (S) 는 이와 같은 서브페이지 (CP3) 의 클라이언트 (C1) 로의 송신이 완료된 후에, 클라이언트 (C1) 로부터 접속해제요구가 수신되지 않은 경우에는 (단계 S5), 접속불허가 메시지를 클라이언트 (C1) 에게 송신하여 (단계 S8) 발주자에게「열람전용 패스워드」를 재입력하거나 다음 서브페이지의 표시요구를 기다리며 대기하고 (단계 S3), 한편 클라이언트 (C1) 로부터 접속해제요구가 수신된 경우에는 (단계 S5) 당해 클라이언트 (C1) 와의 교신을 종료한다.

본 실시형태의 플라즈마 챔버 (CN) 의 성능확인시스템에 있어서, 구입발주자가 판매보수자에게 발주한 청구항 1 에 기재된 플라즈마 챔버 (CN) 의 동작성능상황을 나타내는 성능상황정보의 열람을 공중회선을 통해 요구하는 구입발주자측 정보단말과, 판매보수자가 상기 성능상황정보를 업로드하는 판매보수자측 정보단말과, 상기 구입발주자측 정보단말의 요구에 응답하여 판매보수자측 정보단말로부터 업로드된 성능상황정보를 구입발주자측 정보단말에 제공하는 성능상황정보제공수단을 구비할 수 있고, 또한 상기 성능상황정보가 상기 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 포함함과 동시에 상기 성능상황정보가 카탈로그 또는 사양서로서 출력되어 판매보수자가 업로드한 플라즈마 챔버 (CN) 의 성능기준정보 및 동작보수상황정보로 이루어진 성능상황정보에 대해 구입발주자가 정보단말로부터 공중회선을 통해 열람하게 함으로써, 발주자에게 구입시에 판단기준이 되는 정보를 전달할 수 있게 되며, 또한 사용시에 있어서의 플라즈마 챔버 (CN) 의 동작성능·보수정보를 쉽게 제공할 수 있게 된다.

또한, 상기 성능상황정보가 상술한 바와 같이 플라즈마 챔버 (CN) 에 대한 성능 파라미터로서의 상기 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 포함함으로써, 발주자의 플라즈마 챔버 (CN) 에 대한 성능판단근거를 제공할 수 있음과 동시에 구입시에 적절히 판단할 수 있게 된다. 그리고, 상기 성능상황정보를 카탈로그 또는 사양서로서 출력할 수 있다.

[실시예]

본 발명에서는 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 변화시켜 막형성시에 있어서의 막특성의 변화를 측정하였다.

여기서, 실제로 사용한 플라즈마 처리장치는 2 주파 여기형의 것으로 되며, 그 전기적 고주파적인 특성으로서는 도 15 에 나타낸 바와 같은 등가회로를 갖는 것으로 한다. 여기서, 인덕턴스 (L_S) 는 도 12 에 나타낸 샤프트 (13) 의 인덕턴스 (L_C), 벨로스 (11) 의 인덕턴스 (L_B), 챔버벽 (10) 의 인덕턴스 (L_A) 를 합성한 것이고, 저항 (R_S) 은 도 12 에 나타낸 샤프트 (13) 의 저항 (R_C), 벨로스 (11) 의 저항 (R_B), 챔버벽 (10) 의 저항 (R_A) 를 합성한 것이고, 용량 (C_X) 은 도 12 에 나타낸 절연체 (17a) 를 사이에 두고 가스도입관 (17) 과 플라즈마 여기전극 (4) 사이의 용량 (C_A), 플라즈마 여기전극 (4) 과 섀시 (21) 사이의 용량 (C_B), 플라즈마 여기전극 (4) 과 챔버벽 (10) 사이의 용량 (C_C) 을 합성한 것이다.

(비교예)

전력주파수 (f_e) 를 40.68 ㎒ 로 설정하고, 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 11.63 ㎒ 로 설정한 비교예에 대하여, 상기 도 15 에 나타낸 등가회로의 각 요소로서 급전판 (3) 의 인덕턴스 (L_f) 및 저항 (R_f), 플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 사이의 플라즈마 전극용량 (C_e), 서셉터전극 (8) 과 서셉터실드 (12) (어스)사이의 용량 (C_S), 샤프트 (13), 벨로스 (11), 챔버벽 (10) 의 인덕턴스 (L_S) 및 저항 (R_S), 플라즈마 여기전극 (4) 과 어스 사이의 용량 (C_X) 를 실측하였다.

이들 값을 표 1 에 나타낸다.

(실시예 1)

비교예의 플라즈마 처리장치에 대하여, 급전판 (3) 의 길이를 개선하여 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 13.82 ㎒ 로 설정하고, 3f_O＞ f_e로 한 것을 실시예 1 로 한다.

(실시예 2)

실시예 1 에 대하여, 급전판 (3) 을 더욱 개선함과 동시에 플라즈마 여기전극 (8) 과 챔버벽의 오버랩면적을 개선하여 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 30.01 ㎒ 로 설정하고, 3f_O＞ f_e로 한 것을 실시예 2 로 한다.

(실시예 3)

실시예 2 에 대하여, 플라즈마 여기전극 (4) 과 챔버벽 (10) 의 절연물을 두껍게 하여 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 33.57 ㎒ 로 설정하고, 1.3f_O＞ f_e로 한 것을 실시예 3 으로 한다.

(실시예 4)

실시예 3 에 대하여, 급전판 (3) 을 없애고, 정합회로 (2A) 의 튜닝콘덴서 (24) 를 플라즈마 여기전극 (4) 에 직결함과 동시에 서셉터실드 (12) 의 실드 지지판 (12A) 선단측과 챔버벽 (10) 을 단락하여 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 123.78 ㎒ 로 설정하고, f_O＞ 3f_e로 한 것을 실시예 4 로 한다.

그리고, 모든 실시예에 있어서 전력주파수 (f_e) 를 40.68 ㎒ 로 설정하였다.

이들 값을 표 1 에 나타낸다.

그리고, 이들 실시예 및 비교예에 대한 평가로서, 800 W, 400 W 의 조건에서 SiN_X막을 형성하고, 이 SiN_X막에 대한 평가를 다음과 같이 실시하였다.

(1) 퇴적속도와 막면내 균일성

① 유리기판상에 플라즈마 CVD 에 의해 SiN_X막을 형성한다.

② 포토리소에 의해 레지스트의 패터닝을 실시한다.

③ SF₆와 O₂를 사용하여 SiN_X막을 드라이에칭한다.

④ O₂애싱에 의해 레지스트를 박리한다.

⑤ SiN_X막의 막두께 단차를 촉침식 단차계에 의해 계측한다.

⑥ 막형성시간과 막두께로부터 퇴적속도를 산출한다.

⑦ 막면내 균일성은 6 인치 유리기판내에서 16 포인트로 측정한다.

(2) BHF 에칭율

상기 (1) ① ∼ ② 와 동일한 방법으로 레지스트 마스크를 패터닝한다.

③ 25 ℃ 의 BHF 액 (HF : NH₄F = 1 : 10 의 혼합액) 에 1 분간 유리기판을 침지한다.

④ 순수로 세정한 후에 건조시키고, 레지스트를 황산과수 (H₂SO₄＋H₂O₂) 로 박리한다.

⑤ 상기 (1) ⑤ 와 마찬가지로 단차를 계측한다.

⑥ 침지시간과 단차로부터 에칭율를 산출한다.

그리고, 이들 실시예 및 비교예에 대한 평가로서, 800 W, 400 W 의 조건에서 SiN_X막을 형성하고, 이 SiN_X막에 대한 평가를 다음과 같이 하였다.

(3) 절연내압

① 유리기판상에 스퍼터링에 의해 크롬막을 형성하고, 하부전극으로서 패터닝한다.

② 플라즈마 CVD 에 의해 SiN_X막을 형성한다.

③ ① 과 동일한 방법으로 크롬으로 이루어진 상부전극을 형성한다.

④ 하부전극용 콘택트 홀을 형성한다.

⑤ 상하전극에 프로빙하여 Ⅰ-Ⅴ 특성 (전류전압특성) 을 측정한다. 이 때, 최대전압으로서 200 V 정도까지 인가한다.

⑥ 전극면적을 한변이 100 ㎛ 인 정사각형으로 하고, 100 pA를 흘러가게 하면, 1 ㎂/㎠ 에 상당하기 때문에, 이 때의 V 를 절연내압으로서 정의한다.

이들 결과를 표 2 에 나타낸다.

이들 결과로부터 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 값과, 퇴적속도, 막면내 균일성, BHF 에칭율, 절연내압에 대하여, 3f_O＞ f_e로 한 경우에는 퇴적속도, 절연내압이 개선되고, 1.3f_O＞ f_e로 한 경우에는 퇴적속도, 절연내압이 더욱 개선됨과 동시에 막면내 균일성, BHF 에칭율이 개선되어 있음을 알 수 있다. 그리고, f_O＞ 3f_e로 한 경우에는 절반의 출력인 400 W 에서 동일한 막특성을 갖는 막을 형성할 수 있게 되었음을 알 수 있다.

즉, 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 값을 설정함으로써 플라즈마 처리장치의 성능이 향상되었다.

이하, 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치 및 그 성능확인시스템, 검사방법의 제 4 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

[제 4 실시형태]

도 26 은 실시형태의 플라즈마 처리장치 (71) 의 개략구성을 나타낸 도면이다. 본 실시형태의 플라즈마 처리장치 (71) 는 예컨대 톱 게이트형 TFT 의 반도체능동막을 이루는 다결정 실리콘의 막형성부터 게이트 절연막의 막형성까지의 일괄처리가 가능한 것으로 되어 복수의 처리실 유닛을 갖는 장치로 된다.

본 실시형태의 플라즈마 처리장치 (71) 는, 도 26 에 나타낸 바와 같이 대략 7 각형상의 운송실 (72) 주위에 5 개의 처리실 유닛과 1 개의 로더실 (73) 과 1 개의 언로더실 (74) 이 연이어 설치되어 있다. 또한, 5 개의 처리실 유닛의 내역으로서는, 어모퍼스 실리콘막을 형성하는 제 1 막형성실, 실리콘 산화막을 형성하는 제 2 막형성실 및 실리콘 질화막을 형성하는 제 3 막형성실로 이루어진 플라즈마 처리실 유닛 (플라즈마 챔버) (75,76,77), 막형성후의 피처리기판의 어닐링처리를 실시하는 레이저 어닐실 (78), 막형성후의 피처리기판의 열처리를 실시하는 열처리실 (79) 이다.

플라즈마 처리실 유닛 (플라즈마 챔버) 인 제 1 막형성실 (75), 제 2 막형성실 (76), 제 3 막형성실 (77) 은 각각 다른 종류의 막을 형성하는 다른 처리를 실시할 수도 있고, 또한 동일한 프로세스 레서피에 의해 동일한 처리를 실시할 수도 있는데, 거의 동일한 구성으로 되어 있다. 그리고, 이들 복수의 플라즈마 챔버 (75,76,77) 에서는 후술하는 바와 같이 고주파특성 (A) 으로서의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 채택하고, 그 중 최대치 (A_max) 와 최소치 (A_min) 의 편차를 다음 식 (10A),

(A_max- A_min) / (A_max+ A_min) (10A)

로서 정의하고, 이 값이 0.1 보다 작은 범위의 값으로 설정되어 있다.

여기에서는 제 1 막형성실 (75) 을 예로 들어 그 구성을 설명한다.

본 실시형태의 플라즈마 처리실 유닛 (플라즈마 챔버) 의 개략구성을 나타낸 단면도는 앞의 도 1 에, 플라즈마 처리실 유닛 (플라즈마 챔버) 의 정합회로를 나타낸 모식도는 앞의 도 2 에 나타나 있다. 즉, 본 실시형태의 플라즈마 처리실 유닛은 도 1 및 도 2 에 나타낸 제 1 실시형태의 플라즈마 처리장치의 부분과 동일하므로 그 설명을 생략한다.

또한, 본 실시형태의 플라즈마 챔버 (75) 에 있어서의 고주파특성 (A) 으로서의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 정의 및 도 3 내지 도 5 의 방법으로 실시되는 측정방법도 제 1 실시형태의 경우와 동일하다.

본 실시형태의 플라즈마 챔버 (75) 에 있어서는, 이와 같이 정의된 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 3 배가 고주파전원 (1) 에서 공급되는 전력주파수 (f_e) 보다 큰 범위의 값이 되도록 설정한다.

여기서, 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 설정하는 방법으로서는, 예컨대

① 급전판 (3) 의 형상 (길이) 을 조정한다.

② 플라즈마 여기전극 (4) 과 챔버벽 (10) 의 오버랩면적을 조정한다.

③ 플라즈마 여기전극 (4) 과 챔버벽 (10) 사이의 절연재료를 조절한다.

④ 서셉터전극 (8) 과 챔버벽 (10) 을 도체로 접속한다.

등의 수법을 적용할 수 있다.

예컨대, 본 실시형태의 플라즈마 챔버 (75) 에 있어서는, 전력주파수 (f_e) 를 40.68 ㎒ 로 설정하여 0 ∼ 100 ㎒ 범위의 측정주파수 (f) (㎒) 에 대해 임피던스 (Z) (Ω) 와 위상 (θ) (deg) 을 측정하여, 도 6 에 도시된 바와 같이 임피던스특성곡선 및 위상곡선을 나타낸다. 그리고, 상술한 식 (2)

3f_O＞ f_e(2)

를 만족하도록 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 16.5 ㎒ 로서 설정한다.

그리고, 본 실시형태의 플라즈마 처리장치 (71) 에 있어서는, 플라즈마 챔버 (제 2 막형성실) (76) 및 플라즈마 챔버 (제 3 막형성실) (77) 는 플라즈마 챔버 (75) 와 거의 동등한 구조로 되어 있다. 그리고, 이 플라즈마 챔버 (76) 및 플라즈마 챔버 (77) 에 대해서도 고주파특성 (A) 으로서의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 플라즈마 챔버 (75) 와 동일한 방법으로 설정한다.

구체적으로는 이들 플라즈마 챔버 (75,76,77) 에 있어서 모두 전력주파수 (f_e) 를 40.68 ㎒ 로 설정하여 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 측정한다.

그런데 이 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 는, 기계적인 구조를 그 대부분의 요인으로 하여 결정되는 전기적 고주파적인 특성으로서, 각 실기마다 다르다고 생각된다.

따라서, 계측한 플라즈마 챔버 (제 1 막형성실) (75) 에 대한 제 1 직렬공진주파수 (f_O75), 플라즈마 챔버 (제 2 막형성실) (76) 에 대한 제 1 직렬공진주파수 (f_O76), 플라즈마 챔버 (제 3 막형성실) (77) 에 대한 제 1 직렬공진주파수 (f_O77) 중 그 최대치 (f_Omax) 와 최소치 (f_Omin) 에 대해

(f_Omax－ f_Omin) / (f_Omax＋ f_Omin) (10)

과 같이 복수의 플라즈마 챔버 (75,76,77) 의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 편차로서 정의하고, 이 (10) 식으로 표시되는 편차의 값을 0.1 보다 작은 범위의 값으로 설정한다. 이 때, 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 편차를 설정하는 방법으로서는, 상술한 ① ∼ ④ 등과 같은 수법을 적용할 수 있다.

상기 구성의 처리실 (75,76,77) 중 어느 하나에 있어서 비정질 실리콘막, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등을 형성할 때에는, 도 1 에 있어서 서셉터전극 (8) 상에 피처리기판 (16) 을 탑재하고, 고주파전원 (1) 에서 고주파전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 의 쌍방으로 각각 고주파전력을 인가함과 동시에 가스도입관 (17) 에서 샤워 플레이트 (6) 를 통해 반응가스를 챔버실 (60) 내로 공급하여 플라즈마를 발생시켜 피처리기판 (16) 상에 비정질 실리콘막, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등을 형성한다.

레이저 어닐실 (78) 은, 도 27 에 나타낸 바와 같이 챔버 (80) 의 상부에 레이저광원 (18) 이 설치되는 한편, 챔버 (80) 내의 하부에는 피처리기판 (16) 을 탑재하기 위한 스테이지 (82) 가 직교하는 X 방향, Y 방향의 2 방향으로 수평이동 가능하게 설치되어 있다. 그리고, 레이저광원 (81) 의 출사부 (81a) 에서 스폿형상의 레이저광 (83) (일점쇄선으로 나타냄) 이 출사됨과 동시에, 피처리기판 (16) 을 지지한 스테이지 (82) 가 X 방향, Y 방향으로 수평이동함으로써, 레이저광 (83) 이 피처리기판 (16) 의 전면을 주사할 수 있도록 되어 있다. 레이저광원 (81) 에는 예컨대 XeCl, ArF, ArCl, XeF 등의 할로겐가스를 사용한 가스레이저를 사용할 수 있다.

또한 레이저 어닐실 (78) 의 구성은, 레이저광을 출사하는 레이저광원을 구비하고, 레이저광원에서 출사되는 스폿형상의 레이저광이 피처리기판의 표면을 빠짐없이 주사할 수 있는 구성의 것이라면, 여러 가지 구성의 장치를 사용할 수 있다. 이 경우, 레이저광원은 예컨대 XeCl, ArF, ArCl, XeF 등의 할로겐가스를 사용한 가스레이저를 사용할 수 있다. 막의 종류에 따라서는 YAG 레이저 등의 다른 레이저광원을 사용할 수 있고, 레이저광의 조사형태로서는 펄스 레이저 어닐, 연속발진 레이저 어닐을 사용할 수 있다. 또한, 열처리실의 구성은 예컨대 다단식 전기로형 장치를 사용할 수 있다.

열처리실 (79) 은 도 28 에 나타낸 바와 같이 다단식 전기로형의 것으로서, 챔버 (84) 내에 다단으로 설치된 히터 (85) 의 각각에 피처리기판 (16) 이 탑재되는 구성으로 되어 있다. 그리고, 히터 (85) 의 통전에 의해 복수장의 피처리기판 (16) 이 가열되도록 이루어져 있다. 그리고, 열처리실 (79) 과 운송실 (72) 사이에는 게이트밸브 (86) 가 설치되어 있다.

도 26 에 나타낸 로더실 (73), 언로더실 (74) 에는 로더카셋, 언로더카셋이 착탈가능하게 설치되어 있다. 이들 2 개의 카셋은 복수장의 피처리기판 (16) 을 수용할 수 있는 것으로서, 로더카셋에 막형성전의 피처리기판 (16) 이 수용되고, 언로더카셋에는 막형성이 끝난 피처리기판 (16) 이 수용된다. 그리고, 이들 처리실 유닛과 로더실 (73), 언로더실 (74) 의 중앙에 위치하는 운송실 (72) 에 기판운송로봇 (운송수단) (87) 이 설치되어 있다. 기판운송로봇 (87) 은 그 상부에 신축이 자유로운 링크기구를 갖는 아암 (88) 을 갖고, 아암 (88) 은 회전 또한 승강이 가능하게 되어 있으며, 아암 (88) 의 선단부로 피처리기판 (16) 을 지지, 운송하도록 되어 있다.

상기 구성의 플라즈마 처리장치 (7) 는, 예컨대 각 처리실 유닛에 있어서의 막형성조건, 어닐조건, 열처리조건 등, 여러 처리조건이나 처리 시퀀스를 오퍼레이터가 설정하는 것 외에는, 각부의 동작이 제어부에 의해 제어되고 있으며 자동운전하는 구성으로 되어 있다. 따라서, 이 플라즈마 처리장치 (71) 를 사용할 때에는, 처리전의 피처리기판 (16) 을 로더카셋에 세트하고, 오퍼레이터가 스타트 스위치를 조작하면, 기판운송로봇 (87) 에 의해 로더카셋으로부터 각 처리실내로 피처리기판 (16) 이 운송되고, 각 처리실에서 일련의 처리가 순차 자동적으로 실시된 후에 기판운송로봇 (87) 에 의해 언로더카셋에 수용된다.

본 실시형태의 플라즈마 처리장치 (71) 및 그 검사방법에 있어서는, 복수의플라즈마 챔버 (75,76,77) 의 각각에서 각 상기 정합회로 (2A) 의 출력단자 (PR) 로부터 측정한 각각의 플라즈마 챔버 (75,76,77) 의 고주파특성 (A) 으로서 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 중 그 최대치 (f_Omax) 와 최소치 (f_Omin) 의 편차를 상기 (10) 식에 나타낸 바와 같이 정의하고, 이 값을 0.1 보다 작은 범위의 값으로 설정함으로써, 복수의 플라즈마 챔버 (75,76,77) 에 대해 전기적 고주파적인 특성의 기기별 차이를 없앨 수 있게 되며, 그럼으로써 임피던스특성을 지표로 하는 일정 관리폭내에 복수의 플라즈마 챔버 (75,76,77) 의 상태를 설정할 수 있게 되기 때문에, 개개의 플라즈마 챔버 (75,76,77) 에 있어서 플라즈마 공간에서 소비되는 실효적인 전력을 각각 거의 균일하게 할 수 있다.

그 결과, 복수의 플라즈마 챔버 (75,76,77) 에 대해 동일한 프로세스 레서피를 적용하여 거의 동일한 플라즈마 처리결과를 얻고, 즉 복수의 플라즈마 챔버 (75,76,77) 에 있어서, 예컨대 막을 형성하였을 때에 막두께, 절연내압, 에칭율 등, 거의 균일한 막특성의 막을 얻을 수 있게 된다. 구체적으로는 상기 편차의 값을 0.1 보다 작은 범위로 설정함으로써 거의 동일한 조건에서 적층한 플라즈마 챔버 (75,76,77) 에서 막두께의 편차의 값을 ±5 % 의 범위로 할 수 있다.

따라서, 복수의 플라즈마 챔버 (75,76,77) 에 있어서, 기기별 차이로 인해 피처리기판 (16) 에 대한 막 면내방향에 있어서의 플라즈마 처리의 균일성이 플라즈마 챔버 (75,76,77) 마다 편차를 일으키는 것을 저감할 수 있고, 막형성처리에 있어서는 기기별 차이로 인해 막두께의 막 면내방향 분포의 균일성이 플라즈마 챔버 (75,76,77) 마다 편차를 일으키는 것을 저감할 수 있게 된다.

동시에, 플라즈마 CVD, 스퍼터링 등의 막형성처리에 있어서는, 막형성상태의 향상, 즉 퇴적한 막에 있어서의 절연내압이나 에칭액에 대한 내에칭성, 그리고 소위 막의「단단함」, 즉 막의 치밀함 등의 막특성이 플라즈마 챔버 (75,76,77) 마다 편차를 일으키는 것을 저감할 수 있게 된다.

여기서, 막의 치밀함은 예컨대 BHF 액에 의한 에칭에 대한 난침식성, 내에칭성에 의해 실현할 수 있다.

따라서, 종래 고려되지 않았던 플라즈마 처리장치 (71) 의 전반적인 전기적 고주파적 특성을 설정할 수 있게 되며, 플라즈마 발생의 안정성을 기대할 수 있다. 그 결과, 동작안정성이 높고, 각 플라즈마 챔버 (75,76,77) 에서 균일한 동작을 기대할 수 있는 플라즈마 처리장치 (71) 를 제공할 수 있게 된다.

그럼으로써, 복수의 플라즈마 챔버 (75,76,77) 에 대한 방대한 데이터로부터 외부 파라미터와 실제 기판을 처리하는 평가방법에 의한 처리결과의 상관관계에 의한 프로세스조건을 파악할 필요가 없어진다.

따라서, 신규설치시나 조정·보수점검시에 각 플라즈마 챔버 (75,76,77) 마다의 기기별 차이를 없애고 처리의 편차를 없애서 동일한 프로세스 레서피에 의해 거의 동일한 처리결과를 얻는 데 필요한 조정시간을, 피처리기판 (16) 으로의 실제 막형성 등에 의한 검사방법을 채택한 경우에 비하여 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 측정함으로써 대폭 단축할 수 있다. 또한, 본 실시형태의 검사방법에 따르면,처리한 기판의 평가에 의해 플라즈마 처리장치 (71) 의 동작확인 및 동작의 평가를 실시하는 2 단계의 검사방법이 아니라, 직접 플라즈마 처리장치 (71) 를 평가할 수 있고, 또한 플라즈마 처리장치 (71) 의 실기가 설치되어 있는 장소에서 단시간에 실시할 수 있다. 또한, 피처리기판 (16) 으로의 실제 막형성 등에 의한 검사방법을 채택한 경우, 따로 따로 실시할 수밖에 없었던 복수의 플라즈마 챔버 (75,76,77) 에 대한 결과를 거의 동시에 실현할 수 있다.

따라서, 본 실시형태의 검사방법에 따르면, 제조라인을 수일 또는 수주일 정지하며 플라즈마 처리장치 (71) 의 동작확인 및 동작의 평가를 실시할 필요가 없어지며, 제조라인으로서의 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 이와 같은 조정에 필요한 검사용 기판 등의 비용, 이 검사용 기판의 처리비용 및 조정작업에 종사하는 작업원의 인건비 등, 비용을 삭감할 수 있게 된다.

그리고, 본 실시형태의 각 플라즈마 챔버 (75,76,77) 에 있어서는, 그 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 3 배를 상기 전력주파수 (f_e) 보다 큰 범위의 값으로 설정함으로써, 종래에는 고려되지 않았던 플라즈마 챔버 (75,76,77) 의 전체적인 전기적 고주파적인 특성을 각각 적정한 범위로 할 수 있다. 그럼으로써, 각 플라즈마 챔버 (75,76,77) 에 있어서 동작안정성을 향상시켜 종래 일반적으로 사용되었던 13.56 ㎒ 정도 이상의 높은 주파수 전력을 투입한 경우에도, 고주파전원 (1) 으로부터의 전력을 플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 사이의 플라즈마 발생공간으로 효율적으로 도입할 수 있게 된다. 동시에, 동일한 주파수를 공급한 경우에 종래의 플라즈마 처리장치 (71) 에 비하여 플라즈마 공간에서 소비되는 실효적인 전력의 상승을 도모할 수 있다.

그 결과, 플라즈마 여기주파수의 고주파화에 의한 처리속도의 향상을 도모하고, 즉 플라즈마 CVD 등에 의해 막을 적층하였을 때에는 퇴적속도의 향상을 도모할 수 있다.

그리고 각 플라즈마 챔버 (75,76,77) 에 있어서, 도 16 에 나타낸 바와 같이 각각의 임피던스가 일치하는 복수개의 도선 (101a∼101h) 의 일단을 프로브 장착부재 (104) 에 접속하여 이루어진 측정부재 (픽스처) 를 사용해서 플라즈마 챔버 (75,76,77) 의 임피던스특성을 측정할 수도 있다. 이와 같은 측정부재를 사용하여 임피던스를 측정하는 방법은, 도 17 에 나타낸 제 1 실시형태의 경우와 동일하므로 설명을 생략한다.

그리고 본 실시형태에 있어서는, 플라즈마 챔버 (75,76,77) 에서 도 1 에 있어서의 서셉터전극 (8) 측에 기판 (16) 을 탑재하여 플라즈마 여기전극 (4) 에 대한 전력주파수 (f_e) 와 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 설정하였으나, 캐소드전극 (4) 측에 기판 (16) 을 장착하도록 대응할 수도 있다.

이하, 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치, 플라즈마 처리시스템 및 이들의 성능확인시스템, 검사방법의 제 5 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

[제 5 실시형태]

도 29 는 본 실시형태의 플라즈마 처리장치 (91) 의 개략구성을 나타낸 단면도이다.

본 실시형태의 플라즈마 처리장치 (91) 는, 도 29 에 나타낸 바와 같이 대략 사각형의 운송실 (92) 의 주위에 로드록실 (93) 과 열처리실 (99) 과 처리실 (95,96) 이 설치된 구성으로 되어 있다. 이 장치는 기판이동탑재용 운송로봇이 설치되어 있는 운송실 (92) 을 중앙으로 하여 각 실의 사이가 게이트 (g1,g2,g3,g4) 로 구획되어 있다. 운송실 (대기실) (92) 과 가열실 (99) 과 그 외의 처리실 유닛 (94,95) 은 각각 개별 고진공펌프에 의해 고진공도로 배기되고 있다. 로드록실 (93) 은 저진공펌프에 의해 저진공도로 배기되고 있다.

본 실시형태의 플라즈마 처리장치 (91) 에 있어서는, 그 구성요소가 도 1 ∼ 도 4, 도 26 ∼ 도 28 에 나타낸 제 4 실시형태의 플라즈마 처리장치 (71) 에 대응하고 있으며, 각각 운송실 (72) 에 운송실 (92) 이, 열처리실 (79) 에 열처리실 (99) 이, 로드록실 (93) 이 로더실 (73) 및 언로더실 (74) 에 대응하고 있고, 거의 동일한 구성의 부분에 관해서는 설명을 생략한다.

플라즈마 처리실 유닛 (플라즈마 챔버) (95,95) 은, 도 1 ∼ 도 3, 도 26 에 나타낸 제 4 실시형태의 플라즈마 처리실 유닛 (플라즈마 챔버) (75,76) 에 대응하여 각각 다른 종류의 막을 형성하는 다른 처리를 실시할 수도 있고, 또한 동일한 프로세스 레서피에 의해 동일한 처리를 실시할 수도 있는데, 거의 동일한 구성으로 되어 있다.

그리고, 이들 복수의 플라즈마 처리실 유닛 (플라즈마 챔버) (95,96) 은, 도 29 에 나타낸 바와 같이 스위치 (SW2) 등을 통해 임피던스 측정기 (고주파특성 측정기) (AN) 에 접속되어 있다. 동시에, 복수의 플라즈마 챔버 (95,96) 에서는 후술하는 바와 같이 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 중 최대치 (f_Omax) 와 최소치 (f_Omin) 의 편차를

(f_Omax－ f_Omin) / (f_Omax＋ f_Omin) (10)

으로서 정의하고, 이 값이 0.03 보다 작은 범위의 값으로 설정되어 있다.

여기서는 플라즈마 처리실 유닛 (95) 을 예로 들어 그 설명을 생략한다.

본 실시형태의 플라즈마 처리실 유닛의 개략구성을 나타낸 단면도는 도 11 로 되며, 제 3 실시형태의 경우와 동일하다. 이하에서는 도 11 에 의해 설명한다.

본 실시형태의 플라즈마 처리실 유닛 (플라즈마 챔버) (95) 은 2 주파수 여기형 플라즈마 처리실로 되며, 도 1 ∼ 도 3 에 나타낸 제 4 실시형태의 플라즈마 처리실 (75) 과 다른 점은 서셉터전극 (8) 측으로 전력을 공급하는 점과, 도 11 에 나타낸 측정용 단자 (61) 및 그 부근의 구성에 관한 점과, 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 설정에 관한 점이다. 그 이외의 대응하는 구성요소에는 동일한 부호를 붙이며 그 설명을 생략한다.

본 실시형태의 플라즈마 챔버 (95,96) 는 그 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 가, 상기 고주파전원 (1) 으로부터 플라즈마 챔버 (95) 로 공급된 전력주파수 (f_e) 의 3 배보다 큰 범위의 값으로 설정된다.

본 실시형태의 플라즈마 챔버 (95) 는, 도 11 에 나타낸 바와 같이 서셉터전극 (8) 의 주위에 서셉터실드 (12) 가 설치되고, 웨이퍼 서셉터 (8) 및 서셉터실드(12) 는 이들의 틈이 샤프트 (13) 주위에 설치된 전기절연물로 이루어진 절연수단 (12C) 에 의해 챔버의 진공을 유지함과 동시에 전기적으로도 절연되어 있다. 또한, 웨이퍼 서셉터 (8) 및 서셉터실드 (12) 는 벨로스 (11) 에 의해 상하구동 가능하게 구성되어 있다. 이 구성에 의해 플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 사이의 거리를 조정할 수 있게 되어 있다. 또한, 서셉터전극 (8) 은 샤프트 (13) 하단에 접속된 급전판 (28) 및 도전체로 이루어진 서셉터전극측 매칭박스 (26) 내부에 수납된 정합회로 (25) 를 통해 제 2 고주파전원 (27) 과 접속되어 있다.

이들 급전판 (28) 은, 서셉터실드 (12) 의 지지통 (12B) 하단에 접속된 섀시 (29) 에 덮여 있음과 동시에 섀시 (29) 는 동축 케이블로 되는 급전선 (27A) 의 실드선에 의해 접속되며 매칭박스 (26) 와 함께 어스되어 있다. 그럼으로써, 서셉터실드 (12), 섀시 (29), 매칭박스 (26) 는 직류적으로 동전위로 되어 있다.

여기서, 정합회로 (25) 는 제 2 고주파전원 (27) 과 서셉터전극 (8) 사이의 임피던스의 정합을 도모하는 것으로 되고, 이 정합회로 (25) 로서는 도 11 에 나타낸 바와 같이 복수의 수동소자로서 제 2 고주파전원 (27) 과 급전판 (28) 사이에 튜닝코일 (30) 과 튜닝콘덴서 (31) 가 직렬로 설치되고, 이들과 병렬로 로드콘덴서 (32) 가 접속되고, 이 로드콘덴서 (32) 의 일단은 매칭박스 (26) 에 접속되어 있으며, 정합회로 (2A) 와 거의 동일한 구성으로 되어 있다. 매칭박스 (26) 는 급전선 (27A) 의 실드선을 통해 접지전위에 설정되어 있고, 동시에 로드콘덴서 (32) 의 일단이 어스되어 있다. 그리고, 튜닝코일 (30) 과 직렬로 튜닝코일을 접속하거나, 로드콘덴서 (32) 와 병렬로 로드콘덴서를 설치할 수도 있다.

급전판 (28) 으로서는 급전판 (3) 과 동일한 것이 적용되고, 이 급전판 (28) 은 정합회로 (25) 로부터의 단자 및 샤프트 (13) 에 각각 나사고정되어 있다.

본 실시형태의 플라즈마 챔버 (95) 의 측정범위인 정합회로 (2A) 의 수동소자 중 출력 최종단의 수동소자의 출력단자 위치의 튜닝콘덴서 (24) 의 출력단자 위치 (PR) 에는, 도 11 에 나타낸 바와 같이 상기 플라즈마 챔버 (95) 의 임피던스 측정용 단자 (측정용 단자) (61) 가 형성되어 있다.

그리고, 정합회로 (2A) 의 출력단자 위치 (PR) 부근에 상기 정합회로 (2A) 와 상기 임피던스 측정용 단자 (61) 를 전환하는 스위치로서, 정합회로 (2A) 와 급전판 (3) 사이에 스위치 (SW1) 와 임피던스 측정기 (AN) 와 급전판 (3) 사이에 스위치 (SW2) 가 설치되어 있다.

여기서, 스위치 (SW1,SW2) 를 정합회로 (2A) 측에 접속한 경우에 있어서의 정합회로 (2A) 의 출력단자 위치 (PR) 측으로부터의 임피던스특성과, 스위치 (SW1,SW2) 를 상기 임피던스 측정용 단자 (61) 측에 접속한 경우에 있어서의 임피던스 측정용 단자 (61) 측으로부터의 임피던스특성이 동일하게 설정된다. 즉 도 11 에 나타낸 바와 같이 스위치 (SW1) 부근의 임피던스 (Z₁) 와 스위치 (SW2) 부근의 임피던스 (Z₂) 가 동일하게 설정된다.

이것은, 스위치 (SW1) 를 정합회로 (2A) 측에 접속하여 스위치 (SW2) 를 오프한 경우에 있어서의 정합회로 (2A) 의 출력단자 위치 (PR) 측, 즉 출력단자 위치(PR) 에서 스위치 (SW2) 로의 분기점 (B) 까지의 임피던스 (Z₁) 와, 상기 스위치 (SW2) 를 상기 임피던스 측정기 (AN) 측에 접속하여 스위치 (SW1) 를 오프한 경우에 있어서의 임피던스 측정용 단자 (61) 측, 즉 임피던스 측정용 단자 (61) 에서 스위치 (SW1) 로의 분기점 (B) 까지의 임피던스 (Z₂) 가 동일하게 설정되는 것을 의미하고 있다.

임피던스 측정용 단자 (61) 에는 임피던스 측정기 (AN) 의 프로브가 착탈이 자유롭게 접속되어 있다.

그리고 도 11 에 나타낸 바와 같이, 스위치 (SW1,SW2) 를 상기 임피던스 측정용 단자 (61) 측에 접속한 경우에 있어서의 임피던스 측정용 단자 (61) 에서 임피던스 측정기 (AN) 까지의 임피던스가 플라즈마 챔버 (95) 와 플라즈마 챔버 (96) 에서 동일해지도록 설정되어 있다. 구체적으로는 임피던스 측정용 단자 (61) 에서 임피던스 측정기 (AN) 까지의 측정용 동축 케이블의 길이가 동일하게 설정되어 있다.

여기서, 도면에는 고주파전원 (27) 이 기재되어 있는데, 이것은 전력공급상태를 나타내는 것이 아니라, 정합회로 (25) 의 접지상태를 나타내는 것을 주안으로 하는 것이다. 이것은 전력공급상태에서는 임피던스특성을 계측할 수 없기 때문이다.

임피던스 측정방법 및 전력주파수 (f_e) 와 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 상기 식 (1) 을 만족하도록 설정하는 방법은, 제 3 실시형태의 경우와 동일하므로 그 설명은 생략한다.

본 실시형태의 플라즈마 처리장치 (91) 에 있어서, 플라즈마 챔버 (96) 는 플라즈마 챔버 (95) 와 거의 동등한 구조로 되어 있다. 그리고, 이 플라즈마 챔버 (96) 에 대해서도 상기 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 플라즈마 챔버 (95) 와 동일한 방법으로 설정한다.

구체적으로는 이들 플라즈마 챔버 (95,95) 에 있어서 모두 전력주파수 (f_e) 를 40.68 ㎒ 로 설정하여 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 측정한다.

그런데, 이 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 는, 기계적인 구조를 그 대부분의 요인으로 하여 결정되는 전기적 고주파적인 특성으로서, 각 실기마다 다르다고 생각된다.

본 실시형태의 플라즈마 챔버 (95) 에 있어서는, 스위치 (SW1) 를 온함과 동시에 스위치 (SW2) 를 오프한 상태에서 서셉터전극 (8) 상에 피처리기판 (16) 을 탑재하고, 제 1, 제 2 고주파전원 (1,27) 으로부터 플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 의 쌍방에 각각 고주파전력을 인가함과 동시에 가스도입관 (17) 에서 샤워 플레이트 (6) 를 통해 반응가스를 챔버실 (60) 내로 공급하여 플라즈마를 발생시켜 피처리기판 (16) 에 대해 막형성 등의 플라즈마처리를 실시한다. 이 때, 제 1 고주파전원 (1) 으로부터 13.56 ㎒ 정도 이상의 주파수 전력, 구체적으로는 예컨대 13.56 ㎒, 27.12 ㎒, 40.68 ㎒ 등의 주파수 전력을 투입한다. 그리고, 제 2 고주파전원 (27) 으로부터도 제 1 고주파전원 (1) 에서와 동등하거나 다른 주파수 전력, 예컨대 1.6 ㎒ 정도의 전력을 투입할 수도 있다.

여기서, 본 실시형태의 플라즈마 챔버 (95) 에 있어서의 고주파특성 (A) 으로서의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 는 제 4 실시형태와 동일한 방법으로 측정·정의한다. 본 실시형태의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 는 구체적으로는 도 11, 도 30 에 나타낸 바와 같이 측정·정의된다.

도 30 은 도 11 의 본 실시형태의 플라즈마 처리장치의 임피던스특성 측정용 등가회로를 나타낸 회로도이다.

따라서, 계측한 플라즈마 챔버 (95) 에 대한 제 1 직렬공진주파수 (f₀₉₅), 플라즈마 처리실 (96) 에 대한 제 1 직렬공진주파수 (f₀₉₆) 중 그 최대치 (f_Omax) 와 최소치 (f_Omin) 에 대해

(f_Omax- f_Omin) / (f_Omax+ f_Omin) (10)

과 같이 복수의 플라즈마 챔버 (95,96) 의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 편차로서 정의하고, 이 값을 0.03 보다 작은 범위의 값으로 설정한다. 이 때, 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 편차를 설정하는 방법으로서는, 상술한 ① ∼ ④ 등과 같은 수법을 적용할 수 있다.

또한 본 실시형태에 있어서는, 플라즈마 챔버 (95,96) 의 상기 측정용 단자 (61) 에 각각 고주파특성 측정기 (AN) 가 전환이 자유롭게 접속되어 있다. 이것은, 비측정시, 즉 플라즈마 발생시 등에 있어서 측정용 단자 (61,61) 와 고주파특성 측정기 (AN) 의 접속을 플라즈마 챔버 (95,96) 로부터 분리하도록 스위치 (SW1,SW2) 를 전환함으로써, 플라즈마 발생시에 고주파측정기 (AN) 에 대해 작용하는 전기적 영향을 방지할 수 있다. 그럼으로써, 단일 임피던스 측정기 (AN) 를 겸용하여 이들 복수의 플라즈마 챔버 (95,96) 의 고주파특성을 측정할 수 있다. 그럼으로써, 플라즈마 챔버 (95,96) 와 고주파특성 측정기 (AN) 의 접속을 착탈하지 않고, 스위치 (SW1,SW2) 전환만으로 임피던스 등의 측정에 의한 고주파특성 (A), 특히 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 쉽게 측정할 수 있게 된다.

또한 본 실시형태에 있어서는, 플라즈마 챔버 (95,96) 에 있어서의 상기 측정위치 근방의 분기점 (B) 과 상기 측정용 단자 (61), 스위치 (SW2) 를 통해 고주파특성 측정기 (AN) 사이의 고주파특성 (A) (임피던스 (Z)) 이 각각 동일하게 설정되어 있다. 이것은, 구체적으로 각 플라즈마 챔버 (95,96) 의 정합회로 (2A) 출력측 최종단 근방의 분기점 (B) 에서 스위치 (SW2) 부근을 포함하여 상기 측정범위의 임피던스 (Z₂) 와, 스위치 (SW2) 에서 고주파특성 측정기 (AN) 까지의 동축 케이블의 길이가 각각 동일하게 설정되어 있는 수단을 적용할 수 있다.

상기 구성의 플라즈마 처리장치 (91) 는 게이트 (g0) 를 개방하여 피처리기판 (16) 을 로드록실 (93) 로 반입하고, 게이트 (g0) 를 폐색하여 로드록실 (93) 을 저진공펌프에 의해 배기한다. 게이트 (g1,g2) 를 개방하여 로드록실 (93) 로 반입된 기판 (16) 을 운송실 (92) 의 운송로봇의 이동탑재아암에 의해 열처리실 (99) 로 이동하고, 게이트 (g1,g2) 를 폐색하여 운송실 (92) 과 열처리실 (99) 을고진공펌프에 의해 배기한다. 이어서, 기판 (16) 을 가열처리하고, 종료후, 게이트 (g2,g4) 를 개방하여 열처리된 기판 (16) 을 운송실 (92) 의 운송로봇의 이동탑재아암에 의해 플라즈마 챔버 (95) 로 이동한다. 플라즈마 챔버 (95) 의 기판 (16) 을 반응처리하고, 종료후, 게이트 (g4,g3) 를 개방하여 처리된 기판 (16) 을 운송실 (92) 의 운송로봇의 이동탑재아암에 의해 플라즈마 챔버 (96) 로 이동한다. 플라즈마 챔버 (96) 의 기판 (16) 을 반응처리하고, 종료후, 게이트 (g3,g1) 를 개방하여 기판 (16) 을 운송실 (92) 의 운송로봇의 이동탑재아암에 의해 로드록실 (93) 로 이동한다.

이 때, 예컨대 각 처리실에 있어서의 막형성조건 등의 처리조건이나 처리시퀀스를 오퍼레이터가 설정하는 것 외에는, 각부의 동작이 제어부에 의해 제어되고 있으며 자동운전하는 구성으로 되어 있다. 따라서, 이 플라즈마 처리장치 (91) 를 사용할 때에는 처리전의 피처리기판 (16) 을 로드록실 (93) 의 로더카셋에 세트하고, 오퍼레이터가 스타트 스위치를 조작하면, 기판운송로봇에 의해 로더카셋에서 각 처리실내로 피처리기판 (16) 이 운송되고, 각 처리실에서 일련의 처리가 순차 자동적으로 실시된 후, 기판운송로봇에 의해 언로더카셋 (로더카셋) 에 수용된다.

상기 구성의 플라즈마 챔버 (95,96) 에서는 제 4 실시형태와 마찬가지로 서셉터전극 (8) 상에 피처리기판 (16) 을 탑재하고, 고주파전원 (1) 에서 고주파전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 의 쌍방으로 각각 고주파전력을 인가함과 동시에 가스도입관 (17) 에서 샤워 플레이트 (6) 를 통해 반응가스를 챔버실 (60) 내로 공급하여 플라즈마를 발생시켜 피처리기판 (16) 상에 어모퍼스 실리콘막, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등을 형성한다.

본 실시형태의 플라즈마 처리장치 (91) 및 그 검사방법에 있어서는, 제 4 실시형태와 동등한 효과를 나타냄과 동시에, 각 플라즈마 챔버 (95,96) 에 있어서의 상기 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 편차가 0.03 보다 작은 범위의 값으로 설정되어 이루어짐으로써, 복수의 플라즈마 챔버 (95,96) 에 대해 임피던스, 공진주파수특성 등의 전기적 고주파적인 특성의 기기별 차이를 없앨 수 있게 되며, 그럼으로써 임피던스특성을 지표로 하여 일정 관리폭내에 복수의 플라즈마 챔버의 상태를 설정할 수 있게 되기 때문에, 개개의 플라즈마 챔버 (95,96) 에 있어서 플라즈마 공간에서 소비되는 실효적인 전력 등을 각각 거의 균일하게 할 수 있다.

그 결과, 복수의 플라즈마 챔버 (95,96) 에 대해 동일한 프로세스 레서피를 적용하여 거의 동일한 플라즈마 처리결과를 얻고, 즉 복수의 플라즈마 챔버에서 예컨대 막을 형성하였을 때에 막두께, 절연내압, 에칭율 등, 거의 균일한 막특성의 막을 얻을 수 있게 된다. 구체적으로는 상기 편차의 값을 0.03 보다 작은 범위로 설정함으로써, 거의 동일한 조건으로 적층한 플라즈마 챔버에 있어서 막두께의 편차의 값을 ±2 % 의 범위로 할 수 있다.

그리고, 본 실시형태의 플라즈마 처리장치 (91) 에 있어서는, 복수의 플라즈마 챔버 (95,96) 의 상기 정합회로 (2A) 의 출력단자 위치 (PR) 에 임피던스 측정용 단자 (측정용 단자) (61) 를 설치하고, 이 측정용 단자 (61) 에 임피던스 측정기 (AN) 를 착탈이 자유롭게 접속함과 동시에 스위치 (SW1,SW2) 를 설치함으로써,복수의 플라즈마 챔버 (95,96) 의 임피던스특성 측정시에 있어서 제 4 실시형태와 같이 플라즈마 챔버 (95,96) 와 정합회로 (2A) 를 분리하기 위해 전력공급선과 정합회로 (2A) 를 착탈할 필요가 없다. 따라서, 상기 플라즈마 챔버 (95,96) 의 임피던스특성을 측정할 때의 프로빙을 쉽게 실시할 수 있게 되며, 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 측정시에 있어서의 작업효율을 향상시킬 수 있다.

그리고, 이들 복수의 플라즈마 챔버 (95,96) 에 있어서 임피던스 (Z₁) 와 임피던스 (Z₂) 를 동일하게 설정함으로써, 개개의 플라즈마 챔버 (95,96) 에서 플라즈마 챔버 (95,96) 와 정합회로 (2A) 를 착탈하지 않고, 또한 도 16 에 나타낸 임피던스 측정용 프로브 (105) 를 착탈하지 않고, 스위치 (SW1,SW2) 전환만으로 임피던스특성의 측정 및 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 측정과 플라즈마 처리장치의 동작상태, 즉 플라즈마 발생상태의 전환을 쉽게 할 수 있게 된다.

여기서, 임피던스특성의 측정 및 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 측정시에 있어서, 스위치 (SW1,SW2) 전환만으로 복수의 플라즈마 챔버 (95,96) 를 차례로 전환할 수 있으므로, 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 측정시에 있어서의 작업효율을 향상시킬 수 있다.

동시에, 본 실시형태의 플라즈마 처리장치 (91) 및 그 검사방법에 있어서는, 플라즈마 챔버 (95,96) 에 있어서의 상기 측정위치 근방의 분기점 (B) 과 상기 측정용 단자 (61), 스위치 (SW2) 를 통해 고주파특성 측정기 (AN) 사이의 고주파특성(A) (임피던스 (Z)) 이 각각 동일하게 설정되어 있기 때문에, 개개의 임피던스 측정단자 (61) 에 접속된 임피던스 측정기 (AN) 로부터의 임피던스 측정치를 복수의 플라즈마 챔버 (95,96) 에 있어서 정합회로 (2A) 출력측 최종단의 출력위치 (PR) 에서 측정한 값과 동등한 것으로 볼 수 있으므로, 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 산출 보정이 개개의 플라즈마 챔버 (95,96) 에서 필요없어지고, 실측치의 환산이 필요없어져서 작업효율을 향상시키고, 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 보다 정확하게 측정할 수 있다.

그리고, 복수의 플라즈마 챔버 (95,96) 에서 직렬공진주파수 (f_O') 와 전력주파수 (f_e) 의 값을 설정함으로써, 직접 플라즈마를 발생시키는 상기 전극 (4,8) 의 주파수특성을 각각의 플라즈마 챔버 (95,96) 에서 규정할 수 있기 때문에, 플라즈마 발광공간에 대해 전력을 보다 효과적으로 투입할 수 있으므로, 본 실시형태의 플라즈마 처리장치 (91) 전체에서 전력소비효율을 더욱 향상시키거나 또는 처리효율을 향상시킬 수 있게 된다.

그리고 본 실시형태에 있어서, 2 개의 스위치 (SW1) 및 스위치 (SW2) 를 설치하는 것으로 하였으나, 분기점 (B) 에서 출력단자 위치 (PR) 까지와 분기점 (B) 에서 프로브까지의 임피던스가 동일하게 설정되어 있으면 되며, 예컨대 1 개의 스위치에 의해 전환하게 할 수도 있다.

또한, 도 32 에 나타낸 바와 같이 각각의 플라즈마 챔버 (95,96) 의 스위치 (SW2) 를 공통으로 하여, 측정시에 피측정 플라즈마 챔버를 전환하는 단일 스위치(SW4) 를 갖는 구성으로 해도 된다.

그리고 본 실시형태에 있어서는, 플라즈마 여기전극 (4) 에 대한 전력주파수 (f_e) 와 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 설정하였으나, 서셉터전극 (8) 측에 대한 주파수를 설정하도록 대응할 수도 있다. 이 경우, 도 11 에 PR' 로 나타낸 바와 같이 임피던스 측정범위를 규정하는 정합회로 (25) 의 출력단자 위치를 설정할 수 있다.

그리고, 평행평판형 전극 (4,8) 을 갖는 타입 대신에, ICP (inductive coupled plasma), 즉 유도결합 플라즈마 여기형, RLSA (radial line slot antenna), 즉 레디얼 라인 슬롯 안테나형 등의 플라즈마 처리장치나, RIE (Reactive Ion Etching), 즉 반응성 스퍼터 에칭용 처리장치에 적용할 수도 있다.

그리고 전극 (4,8) 대신에 타겟재를 장착함으로써, 플라즈마처리로서 스퍼터링을 실시할 수도 있다.

이하, 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치, 플라즈마 처리시스템 및 이들의 성능확인시스템, 검사방법의 제 6 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

[제 6 실시형태]

도 31 은 본 실시형태의 플라즈마 처리시스템의 개략구성을 나타낸 모식도이다.

본 실시형태의 플라즈마 처리시스템은, 도 26 에 나타낸 제 4 실시형태와 거의 동등한 플라즈마 처리장치 (71,71') 와, 도 29 에 나타낸 제 5 실시형태와 거의동등한 플라즈마 처리장치 (91) 를 조합하여 개략 구성되어 있다. 앞서 설명한 제 4, 제 5 실시형태의 구성요소에 대응하는 것에는 동일한 부호를 붙이며 그 설명을 생략한다.

본 실시형태의 플라즈마 처리시스템은, 도 31 에 나타낸 바와 같이 3 개의 플라즈마 처리실 유닛 (플라즈마 챔버) (95,96,97) 을 갖는 플라즈마 처리장치 (71), 2 개의 플라즈마 처리실 유닛 (플라즈마 챔버) (95,96) 을 갖는 플라즈마 처리장치 (91) 및 3 개의 플라즈마 처리실 유닛 (플라즈마 챔버) (95,96,97) 을 갖는 플라즈마 처리장치 (71') 가 제조라인의 일부를 구성하는 것으로 되어 있다.

여기서, 도 26 에 나타낸 제 4 실시형태의 플라즈마 처리장치 (71,71') 의 부분에 있어서, 플라즈마 처리실 유닛 (플라즈마 챔버) (75,76,77) 대신에, 도 29 에 나타낸 제 5 실시형태에 있어서의 2 주파수 여기형 플라즈마 처리실 유닛 (플라즈마 챔버) (95) 과 거의 동등한 플라즈마 처리실 유닛을 3 개 갖는 구성으로 되어 있으며, 이들 플라즈마 처리실 유닛 (플라즈마 챔버) (95,96,97) 은 거의 동일한 구조로 되어 있다.

본 실시형태의 플라즈마 처리시스템은, 도 31 에 나타낸 바와 같이 각 플라즈마 챔버 (95,96,97) 의 도 11 의 61 에 대응하는 임피던스 측정용 단자가 스위치 (SW3) 를 통해 임피던스 측정기 (AN) 에 접속되어 있다. 스위치 (SW3) 는 각 플라즈마 챔버 (95,96,97) 의 측정시에 측정대상의 플라즈마 챔버 (95,96,97) 와 임피던스 측정기 (AN) 만을 접속하여 그 이외의 플라즈마 챔버 (95,96,97) 를 절단하도록 전환하는 스위치로서 설치되어 있다. 그리고, 이 측정용 단자 (61) 에서 스위치 (SW3) 까지의 임피던스가 각 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에 대해 동일해지도록 측정용 동축 케이블의 길이가 동일하게 설정되어 있다. 임피던스 측정용 단자 (61) 에는, 도 11 에 나타낸 제 5 실시형태와 마찬가지로 임피던스 측정기 (AN) 의 프로브가 착탈이 자유롭게 접속되어 있다.

여기서, 본 실시형태의 각 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에 있어서의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 는 스위치 (SW3) 를 전환함으로써, 제 5 실시형태와 동일한 방법으로 측정하고, 예컨대 40.68 ㎒ 로 되는 전력주파수 (f_e) 에 대해

f_O＞ 3f_e(4)

를 만족하도록 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 123.78 ㎒ 로서 설정한다.

그리고, 계측한 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에 대한 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 중 그 최대치 (f_Omax) 와 최소치 (f_Omin) 에 대해

(f_Omax－ f_Omin) / (f_Omax＋ f_Omin) (10)

과 같이 복수의 플라즈마 챔버 (95,96,97) 의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 편차로서 정의하고, 이 값을 제 5 실시형태와 마찬가지로 0.03 보다 작은 범위의 값으로 설정한다.

그리고 본 실시형태에 있어서는, 제 5 실시형태와 마찬가지로 플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 사이의 플라즈마 전극용량 (C_e) 에 의해 규정되는 직렬공진주파수 (f_O') 를 상기 전력주파수 (f_e) 의 3 배보다 큰 범위의 값으로 설정한다.

f_O' ＞ 3f_e(5)

동시에, 본 실시형태에 있어서는 플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 사이의 플라즈마 전극용량 (C_e) 에 의해 규정되는 직렬공진주파수 (f_O') 를, 상기 전력주파수 (f_e) 에 대해 제 5 실시형태와 마찬가지로 상기 식 (1) 의 관계를 만족하도록, 직렬공진주파수 (f_O') 를 전력주파수 (f_e) 의 (전극간의 거리 (d) / 플라즈마 비발광부의 거리 (δ)) 의 제곱근배보다 크게 설정할 수 있다.

본 실시형태의 플라즈마 처리시스템에 있어서는, 예컨대 플라즈마처리 전처리를 실시한 피처리기판 (16) 에 플라즈마 처리장치 (71) 의 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에서 막형성처리를 실시하고, 이어서 열처리실 (79) 에서 가열처리를 실시하고, 그 후 레이저 어닐실 (79) 에서 어닐처리를 실시한다. 이어서, 이 피처리기판 (16) 을 플라즈마 처리장치 (71) 에서 반출하고, 도시하지 않은 플라즈마 처리장치 (71) 와 동등한 장치에 있어서의 플라즈마 처리실에서 피처리기판 (16) 에 순차 제 2, 제 3 막형성처리를 실시한다.

이어서, 이 플라즈마 처리장치에서 반출한 피처리기판 (16) 에 도시하지 않은 별도의 처리장치에 있어서, 포토리소그래피공정에 의해 포토레지스트를 형성한다.

그리고, 피처리기판 (16) 을 플라즈마 처리장치 (91) 로 반입하고, 플라즈마 챔버 (95,96) 에서 플라즈마 에칭을 실시하고, 이어서 이 피처리기판 (16) 을 플라즈마 처리장치 (91) 에서 반출하고, 도시하지 않은 플라즈마 처리장치 (91) 와 동등한 장치에 있어서의 플라즈마 챔버에서 피처리기판 (16) 에 막형성처리를 실시한다.

이어서, 도시하지 않은 플라즈마 처리장치에서 반출된 피처리기판 (16) 에 도시하지 않은 다른 처리장치에서 레지스트를 박리하고, 새로 포토리소그래피공정에 의해 패터닝한다.

마지막으로, 플라즈마 처리장치 (71') 의 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에서 피처리기판 (16) 에 순차 제 1, 제 2, 제 3 막형성처리가 실시되고, 피처리기판 (16) 을 플라즈마처리 후처리로 이송함으로써, 제조라인에 있어서의 본 실시형태의 플라즈마 처리시스템에 있어서의 공정은 종료한다.

본 실시형태의 플라즈마 처리시스템 및 그 검사방법에 있어서는, 제 4, 제 5 실시형태와 동등한 효과를 나타냄과 동시에, 플라즈마 챔버 (95,96,97) 의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 중 그 최대치 (f_Omax) 와 최소치 (f_Omin) 의 편차를 0.03 보다 작은 범위의 값으로 설정함으로써, 복수의 플라즈마 챔버 (71,91,71') 에 있어서 각각 각 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에 대한 전기적 고주파적인 특성의 기기별 차이를 없앨 수 있게 되며, 그럼으로써 플라즈마 처리시스템 전체에서 임피던스특성을 지표로 하는 일정 관리폭내에 복수의 플라즈마 챔버 (95,96,97) 의 상태를 설정할 수있게 되기 때문에, 개개의 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에서 발생하는 플라즈마 밀도 등을 각각 거의 균일하게 할 수 있다.

그 결과, 플라즈마 처리시스템 전체에서 복수의 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에 대해 동일한 프로세스 레서피를 적용하여 거의 동일한 플라즈마 처리결과를 얻고, 즉 복수의 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에서 예컨대 막을 형성하였을 때에 막두께, 절연내압, 에칭율 등, 거의 균일한 막특성의 막을 얻을 수 있게 된다. 구체적으로는, 상기 편차의 값을 0.03 보다 작은 범위로 설정함으로써 거의 동일한 조건에서 적층한 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에서 막두께의 편차의 값을 ±2 % 의 범위로 할 수 있다.

따라서, 종래 고려되지 않았던 플라즈마 처리시스템의 전반적인 전기적 고주파적 특성을 설정할 수 있게 되며, 개개의 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에 있어서의 플라즈마 발생의 안정성을 기대할 수 있다. 그 결과, 동작안정성이 높고, 각 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에서 균일한 동작을 기대할 수 있는 플라즈마 처리장치 (71) 를 제공할 수 있게 된다.

그럼으로써, 단일 플라즈마 처리장치보다 다수의 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에 대한 방대한 데이터로부터 외부 파라미터와 실제 기판을 처리하는 평가방법에 의한 처리결과의 상관관계에 의한 프로세스조건을 파악할 필요가 없어진다.

따라서, 본 실시형태의 플라즈마 처리시스템 및 그 검사방법에 따르면, 신규설치시나 조정·보수점검시에 각 플라즈마 챔버 (95,96,97) 마다의 기기별 차이를 없애고 처리의 편차를 없애서 각 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에서 동일한 프로세스레서피에 의해 거의 동일한 처리결과를 얻는 데 필요한 조정시간을, 피처리기판 (16) 으로의 실제 막형성 등에 의한 검사방법을 채택한 경우에 비하여 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 측정함으로써 대폭 단축할 수 있다. 또한, 처리한 기판의 평가에 의해 플라즈마 처리시스템의 동작확인 및 동작의 평가를 실시하는 2 단계 방법이 아니라, 플라즈마 처리장치의 직접적인 평가를 플라즈마 처리시스템의 실기가 설치되어 있는 장소에서 단시간에 실시할 수 있다. 또한, 피처리기판 (16) 으로의 실제 막형성 등에 의한 검사방법을 채택한 경우, 따로 따로 실시할 수밖에 없었던 복수의 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에 대한 결과를 거의 동시에 실현할 수 있다.

따라서, 제조라인을 수일 또는 수주일 정지하며 플라즈마 처리시스템의 동작확인 및 동작의 평가를 실시할 필요가 없어지며, 제조라인으로서의 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 이와 같은 조정에 필요한 검사용 기판 등의 비용, 이 검사용 기판의 처리비용 및 조정작업에 종사하는 작업원의 인건비 등, 비용을 삭감할 수 있게 된다.

그리고, 본 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리시스템에 있어서는, 각 플라즈마 챔버 (95,96,97) 의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 상기 전력주파수 (f_e) 의 3 배보다 큰 범위의 값으로 설정함으로써, 종래에는 고려되지 않았던 복수의 플라즈마 챔버 (95,96,97) 의 전기적 고주파적인 특성을 일괄적으로 적정한 범위로 할 수 있다. 그럼으로써, 동작 안정성을 향상시켜 종래 일반적으로 사용되었던 13.56㎒ 정도 이상의 높은 주파수 전력을 투입한 경우에도, 모든 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에서 고주파전원 (1) 으로부터의 전력을 플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 사이의 플라즈마 발생공간으로 효율적으로 도입할 수 있게 된다. 동시에, 동일한 주파수를 공급한 경우에 종래의 플라즈마 처리시스템에 비하여 플라즈마 공간에서 소비되는 실효적인 전력의 향상을 모든 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에서 도모할 수 있다.

그 결과, 플라즈마 처리시스템 전체적인 플라즈마 여기주파수의 고주파화에 의한 처리속도의 향상을 도모하고, 모든 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에서 플라즈마 CVD 등에 의해 막을 적층하였을 때에는 퇴적속도의 향상을 도모할 수 있다. 동시에, 모든 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에서 플라즈마 발생의 안정성을 기대할 수 있는 결과, 개개의 플라즈마 처리장치 (71,91,71') 로서의 동작안정성이 높고, 동시에 전체적으로 동작안정성이 높은 플라즈마 처리시스템을 제공할 수 있게 된다. 또한, 이들을 복수의 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에서 동시에 실현할 수 있다.

따라서, 복수의 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에서 플라즈마 밀도의 상승에 의해 각각 피처리기판 (16) 에 있어서의 막 면내방향에 있어서의 플라즈마 처리의 균일성의 향상을 도모할 수 있고, 막형성처리에서는 막두께의 막 면내방향 분포의 균일성의 향상을 도모할 수 있게 된다. 동시에, 플라즈마 밀도의 상승에 의해 플라즈마 CVD, 스퍼터링 등의 막형성처리에 있어서는, 막형성상태의 향상, 즉 퇴적한 막에 있어서의 절연내압이나 에칭에 대한 내에칭성, 그리고 소위 막의「단단함」, 즉 막의 치밀함 등의 막특성의 향상을 도모할 수 있게 된다.

또한, 동일한 주파수를 공급한 경우에, 종래의 플라즈마 처리시스템에 비하여 생성되는 플라즈마 밀도의 상승을 도모할 수 있기 때문에, 플라즈마 처리시스템 전체적으로 전력의 소비효율을 향상시키고, 동등한 처리속도 또는 막특성을 얻기 위하여 종래보다 적은 투입전력으로 충분하다. 또한, 이들을 복수의 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에서 실현할 수 있다. 따라서, 한층 더 플라즈마 처리시스템 전체의 전력손실의 저감을 도모하고, 러닝코스트의 삭감을 도모하고, 생산성의 향상을 도모할 수 있게 된다. 동시에, 처리시간을 보다 단축할 수 있게 되므로, 플라즈마 처리에 필요한 전력소비를 줄일 수 있는 점에서 환경부하로 되는 이산화탄소의 총량을 보다 절감할 수 있게 된다.

본 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리시스템에 있어서는, 각 플라즈마 챔버 (95,96,97) 의 직렬공진주파수 (f_O') 와 상기 전력주파수 (f_e) 의 값을 설정함으로써, 직접 플라즈마를 발광시키는 상기 전극 (4,8) 의 주파수특성을 규정할 수 있기 때문에, 각 플라즈마 챔버 (95,96,97) 의 플라즈마 발광공간에 대해 전력을 보다 효과적으로 투입할 수 있고, 플라즈마 처리시스템 전체에 대해 전력소효율을 더욱 향상시키거나 또는 처리효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

본 실시형태의 플라즈마 처리시스템에 있어서는, 각 플라즈마 챔버 (95,96,97) 의 상기 정합회로 (2A) 의 출력단자 위치 (PR) 에 도 11 의 61 에 대응하는 임피던스 측정용 단자를 설치하고, 이 임피던스 측정용 단자 (61) 에 단일 임피던스 측정기 (AN) 를 스위치 (SW3) 에 의해 전환이 자유롭게 접속함과 동시에 스위치 (SW1,SW2) 를 설치함으로써, 플라즈마 처리 시스템 개개의 플라즈마 챔버 (95,96,97) 의 임피던스특성 측정시에 제 4 실시형태와 같이 플라즈마 챔버 (95) 와 정합회로 (2A) 를 분리하기 위해 전력공급선과 정합회로 (2A) 를 착탈할 필요가 없다. 또한, 단일 임피던스 측정기 (AN) 에 의해 복수의 플라즈마 챔버 (95,96,97) 의 임피던스특성 및 공진주파수특성을 측정할 수 있다.

따라서, 상기 플라즈마 챔버 (95,96,97) 의 임피던스특성을 측정할 때의 프로빙을 쉽게 할 수 있게 되고, 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 측정시에 있어서의 작업효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 플라즈마 챔버 (95,96,97) 와 정합회로 (2A) 를 착탈하지 않고, 또한 임피던스 측정용 프로브 (105) 를 착탈하지 않고, 스위치 (SW1,SW2) 전환만으로 임피던스특성 및 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 쉽게 측정할 수 있게 된다.

그리고, 스위치 (SW1,SW2) 를 설치하여 이들의 임피던스 (Z₁) 와 임피던스 (Z₂) 를 동일하게 설정하고, 동시에 측정용 단자 (61) 에서 스위치 (SW3) 까지의 임피던스를 복수의 플라즈마 처리장치 (71,71',91) 에 있어서의 각 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에 대해 동일해지도록 설정함으로써, 스위치 (SW1,SW2,SW3) 를 전환하는 것만으로 임피던스 측정단자 (61) 에 접속된 임피던스 측정기 (AN) 로부터의 임피던스 측정치를, 정합회로 (2A) 출력측 최종단의 출력위치 (PR) 에서 측정한 값과 동등한 것으로 볼 수 있다.

동시에, 각 플라즈마 챔버 (95,96,97) 의 임피던스특성에 대한 측정용 단자(61) 에서 스위치 (SW3) 까지의 임피던스특성의 차이를 고려할 필요가 없어지기 때문에, 복수의 플라즈마 처리장치 (71,71',91) 에 있어서의 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에 대한 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 산출 보정이 필요없어지고, 실측치의 환산이 필요없어져서 플라즈마 처리시스템의 전기적 고주파적 특성의 설정에 있어서의 작업효율을 향상시키고, 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 측정을 보다 정확하게 실시할 수 있다.

그리고 본 실시형태에 있어서, 스위치 (SW1,SW2,SW3) 를 측정하고자 하는 각 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에 대한 전환동작을 연동시킬 수 있고, 또한 2 개의 스위치 (SW1) 및 스위치 (SW2) 의 구성을 분기점에서 출력단자 위치 (PR) 까지와 분기점에서 프로브까지의 임피던스가 동일하게 설정되는 1 개의 스위치로 할 수도 있다.

그리고, 본 발명에 있어서의 상기 각 실시형태에 있어서는, 각 플라즈마 챔버 (95,96,97) 의 플라즈마 여기전극 (4) 에 대한 전력주파수 (f_e) 와 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 설정하였으나, 서셉터전극 (8) 측에 대한 주파수를 설정하도록 대응할 수도 있다. 이 경우, 도 11 에 PR' 로 나타낸 바와 같이, 임피던스 측정범위를 규정하는 정합회로 (25) 의 출력단자 위치를 설정할 수 있다.

그리고, 평행평판형 전극 (4,8) 을 갖는 타입 대신에, ICP (inductive coupled plasma), 즉 유도결합 플라즈마 여기형, RLSA (radial line slot antenna), 즉 레디얼 라인 슬롯 안테나형 등의 플라즈마 처리장치나, RIE(Reactive Ion Etching), 즉 반응성 스퍼터 에칭용 처리장치에 적용할 수도 있다.

그리고 상기 각 실시형태에 있어서는, 도 32 에 나타낸 바와 같이 플라즈마 챔버 (플라즈마 처리실 유닛) (95,96,97) 에 대응하여 정합회로 (2A) 와 고주파전원 (1) 이 각각 설치되어 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에 있어서의 정합회로 (2A) 의 접속위치에 스위치 (SW4) 를 통해 임피던스 측정기 (AN) 를 접속하였으나, 도 33 에 나타낸 바와 같이 개개의 플라즈마 챔버 (95,96,97) 에 대한 정합회로 (2A,2A,2A) 가 스위치 전환에 의해 동일한 고주파전원 (1) 에 접속되는 구성이나, 도 34 에 나타낸 바와 같이 개개의 플라즈마 챔버 (95,96,97) 가 스위치 전환에 의해 동일한 정합회로 (2A) 에 접속되는 구성도 가능하다. 이 경우, 도 33 에 나타낸 바와 같이 플라즈마 챔버 (95,96,97) 와 정합회로 (2A) 의 접속위치에 스위치 (SW4) 를 통해 임피던스 측정기 (AN) 가 접속된다.

또한 상기 각 실시형태에 있어서는, 고주파특성 (A) 으로서 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 에 대한 설정을 상기 식 (10) 과 같이 실시하였으나, 그 이외에도 고주파특성 (A) 으로서 공진주파수 (f), 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 임피던스 (Z), 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 레지스턴스 (R) 또는 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 리액턴스 (X) 중 어느 하나를 채택하고, 상기 식 (10A) 와 같이 설정할 수 있다. 그럼으로써, 각각의 특성을 지표로 하는 일정 관리폭내에 복수의 플라즈마 챔버 (95,96,97) 를 설정할 수 있게 되기 때문에, 전기적 고주파적인 특성의 기기별 차이를 없앨 수 있게 되므로, 개개의 플라즈마 챔버(95,96,97) 에 있어서 플라즈마 공간에서 소비되는 실효적인 전력을 각각 거의 균일하게 할 수 있다.

여기서, 상기 고주파특성 (A) 으로서 임피던스 (Z) 를 채택한 경우에는, 이 임피던스 (Z) 는 플라즈마 여기하는 주파수에 있어서의 값이기 때문에, Z 와 θ의 주파수의존성을 측정하여야만 비로소 파악할 수 있는 파라미터인 공진주파수 (f) 에 대해 플라즈마 챔버 (95,96,97) 의 고주파수특성의 주파수의존성을 관찰할 필요가 없으므로 공진주파수 (f) 에 비하여 파악이 쉽다. 또한, 플라즈마 챔버 (95,96,97) 의 플라즈마 여기하는 주파수에 있어서의 전기적 고주파수적 특성을 보다 직접적으로 파악할 수 있다.

또한, 레지스턴스 (R) 및 리액턴스 (X) 를 채택한 경우에는, 이들 레지스턴스 (R) 와 리액턴스 (X) 로 정의되는 벡터량인 임피던스 (Z) 를 관찰하는 것에 비하여, 더욱 직접적으로 플라즈마 챔버의 플라즈마 여기하는 주파수에 있어서의 전기적 고주파수적 특성을 파악할 수 있다.

이하, 본 발명의 플라즈마 처리장치, 플라즈마 처리시스템 및 이들의 검사방법의 제 7 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

[제 7 실시형태]

도 35 는 본 실시형태의 플라즈마 처리 유닛 (플라즈마 챔버) 의 개략구성을 나타낸 단면도이다.

그리고, 본 실시형태에 있어서 제 4 내지 제 6 실시형태와 다른 점은, 고주파수특성의 측정범위에 관한 점 및 측정용 단자, 스위치에 관한 점 및 플라즈마 처리실 유닛 (플라즈마 챔버) 부분만이고, 플라즈마 처리장치로서의 구성 또는 플라즈마 처리시스템으로서의 구성에 관해서는 제 4 내지 제 6 실시형태에 준하는 것으로 된다. 또한, 그 이외의 제 4 내지 제 6 실시형태와 거의 동등한 구성요소에 관해서는 동일한 부호를 붙이며 그 설명을 생략한다.

본 실시형태에 있어서는, 플라즈마 챔버의 구성으로서 제 2 실시형태와 동일한 2 주파수 여기형으로 됨과 동시에, 도 35 에 PR3 로 나타낸 바와 같이 고주파수특성 (A) 을 측정하는 측정범위를 규정하는 측정위치가, 각 플라즈마 챔버 (75,76,77,95,96,97) 에 있어서 고주파전력을 공급할 때에 고주파전력 급전체 (급전선) (1A) 를 통해 고주파전원 (1) 에 접속되는 정합회로 (2A) 의 입력단자 위치에 설정된다. 이 입력단 위치 (PR3) 에는 플라즈마 챔버에 대한 접속을 급전선 (1A) 과 고주파특성 측정기 (임피던스 측정기) (AN) 사이에서 전환하는 스위치 (SW5) 가 접속된다.

여기서, 스위치 (SW5) 로 전환되는 측정위치 (PR3) 에서 급전선 (1A) 을 통해 고주파전원 (1) 까지의 임피던스와, 측정위치 (PR3) 에서 급전선 (1A) 을 통해 임피던스 측정기 (AN) 까지의 임피던스가 각각 동일하게 설정되어 있다. 구체적으로는 급전선 (1A) 과 접속선 (61A) 의 길이가 동일하게 설정되어 있다. 그럼으로써, 제 2 실시형태와 마찬가지로 플라즈마 챔버와 고주파특성 측정기 (AN) 의 접속을 착탈하지 않고, 스위치 (SW5) 의 전환만으로 임피던스 등의 측정에 의한 고주파특성 (A), 특히 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 쉽게 측정할 수 있게 된다.

여기서, 본 실시형태의 플라즈마 챔버에 있어서의 고주파특성 (A) 으로서의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 는, 제 4 내지 제 6 실시형태와 동일한 방법으로 측정·정의한다 본 실시형태의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 는 구체적으로는 도 36, 도 37 에 나타낸 바와 같이 측정·정의된다.

도 36 은 도 35 의 본 실시형태의 플라즈마 처리장치의 임피던스특성을 설명하기 위한 모식도이다. 도 37 은 도 36 의 본 실시형태의 플라즈마 챔버의 임피던스특성 측정용 등가회로를 나타낸 회로도이다.

본 실시형태에 있어서, 측정되는 고주파수특성 (A) 중 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 에 대해 고려되고 있는 전기적 고주파적 요인은 도 36 에 나타낸 바와 같이 상기 측정범위 중 이하의 것을 들 수 있다.

접속선 (61A) 으로부터의 기여

스위치 (SW5) 의 임피던스 (L_SW) 및 저항 (R_SW)

정합회로 (2A) 로부터의 기여

급전판 (피더) (3) 의 인덕턴스 (L_f) 및 저항 (R_f)

플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 사이의 플라즈마 전극용량 (C_e)

서셉터전극 (8) 과 서셉터실드 (12) 사이의 용량 (C_S)

서셉터실드 (12) 의 지지통 (12B) 의 인덕턴스 (L_C) 및 저항 (R_C)

벨로스 (11) 의 인덕턴스 (L_B) 및 저항 (R_B)

챔버벽 (10) 의 인덕턴스 (L_A) 및 저항 (R_A)

절연체 (17a) 를 사이에 둔 가스도입관 (17) 과 플라즈마 여기전극 (4) 사이의 용량 (C_A)

플라즈마 여기전극 (4) 과 섀시 (21) 사이의 용량 (C_B)

플라즈마 여기전극 (4) 과 챔버벽 (10) 사이의 용량 (C_C)

이들 전기적 고주파적 요인이 플라즈마 발광시에 공급되는 고주파전류가 흐르는 회로와 동일하다고 볼 수 있는 상태로서, 도 37 에 나타낸 바와 같이 급전선 (61A) 으로부터의 기여, 스위치 (SW5) 의 임피던스 (L_SW) 및 저항 (R_SW), 정합회로 (2A) 로부터의 기여, 급전판 (피더) (3) 의 인덕턴스 (L_f) 및 저항 (R_f), 플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 사이의 플라즈마 전극용량 (C_e), 서셉터전극 (8) 과 서셉터실드 (12) 사이의 용량 (C_S), 서셉터실드 (12) 의 지지통 (12B) 의 인덕턴스 (L_C) 및 저항 (R_C), 벨로스 (11) 의 인덕턴스 (L_B) 및 저항 (R_B), 챔버벽 (10) 의 인덕턴스 (L_A) 및 저항 (R_A) 이 차례로 직렬로 접속되어 그 종단의 저항 (R_A) 이 어스됨과 동시에, 저항 (R_f) 과 플라즈마 전극용량 (C_e) 사이에 일단이 어스된 상태에서 각각 병렬로 접속된 용량 (C_A), 용량 (C_B), 용량 (C_C) 이 등가회로를 형성하고 있으며, 이 등가회로의 임피던스특성을 계측함으로써 본 실시형태의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 정의할 수 있다.

이와 같이 정의된 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 상술한 제 4 내지 제 6 실시형태와 동일한 방법으로 설정한다. 그리고, 각 플라즈마 챔버에 대한 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 중 최대치 (f_Omax) 와 최소치 (f_Omin) 에 대해 상술한 식 (10) 과 같이 복수의 플라즈마 챔버의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 편차로서 정의하고, 이 값을 0.03 보다 작은 범위의 값으로 설정한다. 이 때, 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 편차를 설정하는 방법으로서는, 상술한 ① ∼ ④ 등과 같은 수법을 적용할 수 있음과 동시에, 이에 추가하여 예컨대

⑤ 특성이 고른 로드콘덴서 (22) 를 선택한다

⑥ 특성이 고른 튜닝콘덴서 (24) 를 선택한다

⑦ 튜닝코일 (23) 의 형상 (굵기, 권수, 길이) 을 조정한다

등의 수법을 적용할 수 있다.

본 실시형태의 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템 및 그 검사방법에 있어서는, 제 4 내지 제 6 실시형태와 동일한 효과를 나타냄과 동시에, 측정범위에 정합회로 (2A) 를 포함하지 않는 경우에 비하여, 플라즈마 처리실 (6) 뿐만 아니라 정합회로 (2A) 도 포함하여 복수의 플라즈마 챔버 (75,76,77,95,96,97) 에 대해 전기적 고주파적인 특성의 기기별 차이를 없앨 수 있게 되며, 개개의 플라즈마 챔버 (75,76,77,95,96,97) 에 있어서 플라즈마 공간에서 소비되는 실효적인 전력의 균일성을 높일 수 있고, 이와 동일한 프로세스 레서피를 적용하여 측정범위에 정합회로 (2A) 를 포함하지 않는 경우에 비하여 동일성이 높은 플라즈마 처리결과를 얻을 수 있다.

그리고 본 실시형태에 있어서는, 급전선 (1A) 의 길이와 접속선 (61A) 의 길이가 동일하게 설정되어 있기 때문에, 스위치 (SW5) 에 의해 측정위치 (PR3) 와 고주파 측정기 (AN) 의 전기적 접속을 차단함과 동시에 정합회로 (2A) 측과 고주파전원 (1) 측의 전기적 접속을 확보한 경우에 있어서의 고주파전원 (1) 출력단자 위치 (PR2) 에서 플라즈마 챔버측을 측정범위로 하였을 때의 고주파특성 (A) 과, 스위치 (SW5) 에 의해 측정위치 (PR3) 와 고주파 측정기 (AN) 의 전기적 접속을 확보함과 동시에 고주파전원 (1) 측과 정합회로 (2A) 의 전기적 접속을 절단한 경우에 있어서의 고주파 측정기 (AN) 의 출력단자 위치에서 측정한 플라즈마 챔버의 고주파특성 (A) 이 동일하게 설정되어 있다.

따라서, 본 실시형태에 있어서는 도 35, 도 36, 도 37 에 나타낸 바와 같이, 상기 고주파전원 (1) 에 접속되는 고주파전력 급전체 (급전선) (1A) 의 고주파전원 (1) 측 단부로 되는 측정위치 (PR2) 에서 플라즈마 챔버 각각의 고주파특성 (A) 을 측정한 경우와 동등한 고주파특성을 측정할 수 있다. 이와 같이 측정범위를 설정함으로써, 측정범위에 정합회로 (2A), 고주파전력 급전체 (1A) 를 포함하지 않는 경우에 비하여, 플라즈마 처리실 (60) 뿐만 아니라 정합회로 (2A), 고주파전력 급전체 (급전선) (1A) 도 포함하여 복수의 플라즈마 챔버 (75,76,77,95,96,97) 에 대해 전기적 고주파적인 특성의 기기별 차이를 없앨 수 있게 되며, 개개의 플라즈마 챔버 (75,76,77,95,96,97) 에 있어서 플라즈마 공간에서 소비되는 실효적인 전력의 균일성을 더욱 높일 수 있고, 이와 동일한 프로세스 레서피를 적용하여 측정범위에 정합회로 (2A), 고주파전력 급전체 (급전선) (1A) 를 포함하지 않는 경우에 비하여 더욱 동일성이 높은 플라즈마 처리결과를 얻을 수 있다. 도면에 있어서 PR2 와 PR2' 는 동일한 효과를 얻을 수 있는 점이다.

그리고, 도 1, 도 11 에 나타낸 바와 같이 상기 제 4 내지 제 6 실시형태에 있어서도 본 실시형태와 같이 측정범위를 측정위치 (PR3) 보다 챔버실 (60) 측 및 측정위치 (PR2) 보다 챔버실 (60) 측으로서 설정할 수 있다.

여기서, 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 정의는 상술한 바와 같다.

임피던스 측정범위는 도 40 에 나타낸 바와 같이, 고주파전원 (1) 과 정합회로 (2A) 를 접속하는 급전선 (고주파전력 급전체) (1A) 을 고주파전원 (1) 측 단부에서 분리하고, 이 고주파전원 (1) 측 단부로 되는 측정위치 (PR2) 에서 고주파전원 (1A) 을 분리한 상태에서 이보다 앞의 플라즈마 챔버부분을 상기 측정범위라 정의할 수 있다.

그리고, 상기 측정위치 대신에 도 41 에 나타낸 바와 같이 고주파전원 (1) 과 정합회로 (2A) 를 접속하는 급전선 (고주파전력 급전체) (1A) 을 정합회로 (2A) 측 단부에서 분리하고, 이 정합회로 (2A) 의 급전선 (1A) 에 접속되는 입력단자로 되는 측정위치 (PR3) 에서 고주파전원 (1A) 및 급전선 (1A) 을 분리한 상태에서 이보다 앞의 플라즈마 챔버부분을 상기 측정범위로 정의할 수 있다.

이하, 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템의 성능확인시스템의 다른 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 그리고, 이하의 설명에서는 구입발주자를 간단히 발주자, 또한 판매보수자를 간단히 보수자라 한다.

본 시스템의 구성은 상술한 도 20 과 동일하고, 또한 그 사용방법은 제 3 실시형태에 있어서 도 21 ∼ 도 24 를 사용하여 설명한 방법과 동일하다.

사양서 페이지 (CP1) 에는 도 23 에 나타낸 바와 같이 선택된 기종을 나타내는 기종종별 (K6), 진공성능표시란 (K7), 급배기성능표시란 (K8), 온도성능표시란 (K9), 플라즈마 처리실 전기성능표시란 (K10) 으로 구성되어 있다. 이들은 선택된 기종의 플라즈마 챔버에 있어서의「성능기준정보」에 대응하는 것으로서, 각각

진공성능표시란 (K7) 에는

도달진공도 1 ×10^-4Pa 이하

조작압력 30 ∼ 300 Pa

급배기성능표시란 (K8) 에는

최대가스유량 SiH₄100 SCCM

NH₃500 SCCM

N₂2000 SCCM

배기성능 500 SCCM 으로 흘려보내 20 Pa 이하

온도성능표시란 (K9) 에는

히터설정온도 200 ∼ 350 ±10 ℃

챔버설정온도 60 ∼ 80 ±2.0 ℃

의 항목이 기재되어 있다.

여기서, SCCM (standard cubic centimeters per minute) 은 표준상태 (0 ℃, 1013 hPa) 로 환산하였을 때에 있어서의 가스유량을 나타내며, ㎤/min 과 동일한 단위를 나타낸다.

그리고, 이들 파라미터 (P) 에 대해 각각의 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템에 있어서의 각 플라즈마 챔버마다의 편차를 각각의 파라미터 (P) 중 그 최대치 (P_max) 와 최소치 (P_min) 의 편차를 다음 식 (10B)

(P_max- P_min) / (P_max+ P_min) (10B)

로서 정의하고, 이들 편차의 값의 각 파라미터 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템에 있어서의 설정범위를 각각의 파라미터의 항목에 대해 표시한다.

또한, 플라즈마 처리실 전기성능표시란 (K10) 에는, 상술한 제 4 ∼ 제 7 실시형태에서 설명한 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 값 및 이 설정범위와 전력주파수 (f_e) 의 관계가 기재된다. 또한, 이외에도 전력주파수 (f_e) 에 있어서의 플라즈마 챔버의 레지스턴스 (R) 및 리액턴스 (X), 그리고 플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 사이의 플라즈마 용량 (C_O) 플라즈마 여기전극 (4) 과, 플라즈마 챔버의 접지전위로 되는 각부 사이의 로스용량 (C_X) 등의 값이 기재된다. 또한, 사양서 페이지 (CP1) 에는「플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템의 납입시에는 각 파라미터값이 이 페이지에 기재된 설정범위내에 있음을 보증합니다」라는 성능보증문언이 기재된다.

그럼으로써, 종래에는 고려되지 않았던 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스쳄의 전체적인 전기적 고주파적인 특성 및 플라즈마 챔버의 전기적 특성의 편차를 구입시의 새로운 지표로서 제시할 수 있다. 또한, 클라이언트 (C1) 또는 클라이언트 (C2) 가 이들 성능상황정보를 프린터 등으로 출력하여 하드카피를 작성함으로써, 상기 성능상황정보내용이 기재된 카탈로그 또는 사양서로서 출력할 수 있다. 그리고, 제 1 직렬공진주파수 (f_O), 레지스턴스 (R), 리액턴스 (X), 용량 (C_O,C_X) 등의 값 및 상기 성능보증문언을 클라이언트 (C1,…) 의 단말, 카탈로그 또는 사양서 등에 제시함으로써, 발주자가 전기부품을 음미하듯이 플라즈마 챔버 (CN) 의 성능을 판단하여 보수자로부터 구입할 수 있게 된다.

그리고, 서버 (S) 는 이와 같은 서브페이지의 클라이언트 (C1) 로의 송신이 완료된 후에, 클라이언트 (C1) 로부터 접속해제요구가 수신되지 않은 경우에는 (단계 S5) 다음 서브페이지의 표시요구를 기다리며 대기하고 (단계 S3), 한편 클라이언트 (C1) 로부터 접속해제요구가 수신된 경우에는 (단계 S5) 당해 클라이언트 (C1) 와의 교신을 종료한다.

또한, 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템을 보수자로부터 납입받은 발주자는, 서버 (S) 에 액세스하여 다음과 같이 직접 구입한 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템에 있어서 플라즈마 챔버의「성능상황정보」의 실체를 쉽게 확인할 수 있다.

이 발주자는 보수자와 판매계약을 체결한 시점에서 발주자 개별에 대응함과 동시에 구입한 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템의 기종번호 및 각각의 플라즈마 챔버의 기종번호에도 대응할 수 있는 소비자 사용자 ID 와, 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템 및 그 각 플라즈마 챔버의「동작보수상황정보」를 열람하기 위한 개별「유저전용 패스워드 (열람전용 패스워드)」가 보수자로부터 개개의 발주자에게 제공되도록 이루어져 있다. 이 서버 (S) 는 정규 열람전용 패스워드가 제공된 경우에만「동작보수상황정보」를 클라이언트 (C1) 에게 송신하도록 구성되어 있다.

우선, 발주자가 액세스하고자 한 경우에는, 상술한 카탈로그 페이지 (CP) 에서 소비자 사용자버튼 (K5) 을 지정조작함으로써, 발주자는 소비자 사용자화면의 표시요구를 서버 (S) 로 송신한다.

한편, 서버 (S) 는 상기 표시요구의 송신을 수신하면 (단계 S3-B), 당해 발주자에게「열람전용 패스워드」의 입력을 재촉하는 입력요구로서의 서브페이지를 클라이언트 (C1) 에게 송신한다 (단계 S6). 도 24 는 소비자 사용자페이지 (CP2) 를 나타내는 것으로서, 이 소비자 사용자페이지 (CP2) 는 소비자 사용자 ID 입력란 (K11) 및 패스워드 입력란 (K12) 으로 구성되어 있다.

이 입력요구로서의 소비자 사용자페이지 (CP2) 는 클라이언트 (C1) 에게 표시되기 때문에, 발주자는 당해 입력요구에 응답하여 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템 및 그 플라즈마 챔버를 식별할 수 있게 하기 위하여 보수자로부터 공여된「열람전용 패스워드」를「소비자 사용자 ID」와 함께 클라이언트 (CI) 에게 입력하게 된다.

여기서, 발주자는 도 24 에 나타낸 소비자 사용자 ID 입력란 (K11) 및 패스워드 입력란 (K12) 에 각각 커스터머 코드 ID 와 패스워드를 입력한다. 서버 (S) 는 클라이언트 (C1) 로부터 정규「소비자 사용자 ID」및「열람전용 패스워드」가 수신된 경우에만 (단계 S7) 당해「열람전용 패스워드」에 미리 관련지어진「동작보수상황정보」의 서브페이지를 클라이언트 (C1) 에게 송신한다 (단계 S9).

즉,「동작보수상황정보」의 열람은 상기 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템의 구입계약을 체결한 특정 발주자만, 즉 정규「열람전용 패스워드」를 알 수 있는 사람에게만 허가되도록 이루어져 있기 때문에, 당해 발주자 이외의 제 3 자가 서버 (S) 에 액세스하여도「동작보수상황정보」를 열람할 수 없다. 통상, 보수자는 동시에 다수의 발주자와의 사이에서 납입계약을 체결함과 동시에, 각각의 발주자에게 복수의 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템의 납입을 동시에 병행하여 실시하는 경우가 있는데, 상기「열람전용 패스워드」는 개개의 발주자마다 및 각 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템 및 그 각 플라즈마 챔버마다 상이한 것이 제공되기 때문에, 개개의 발주자는 각 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템 및 그 각 플라즈마 챔버에 대해 각각 직접 제공된「열람전용 패스워드」와 관련된「동작보수상황정보」를 개별적으로 열람할 수 있다.

따라서, 납입에 관련된 비밀정보가 발주자 상호간에서 누설되는 것을 확실히 방지할 수 있음과 동시에, 복수의 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템이 납입된 경우에도 각각의 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템 및 그 각 플라즈마 챔버를 개별적으로 식별하게 할 수 있다. 그리고, 서버 (S) 는 정규의「열람전용 패스워드」가 수신되지 않은 경우에는 (단계 S7) 접속불허가 메시지를 클라이언트 (C1) 에게 송신하여 (단계 S8), 발주자에게「열람전용 패스워드」를 다시 입력하도록 재촉한다. 발주자가「열람전용 패스워드」를 오입력한 경우에는, 이 기회에 정규 입력을 실시함으로써「동작보수상황정보」를 열람할 수 있다.

이 ID, 패스워드가 확인되면 (단계 S7), 서버 (S) 는 표시요구된 정보에 해당하는 서브페이지를 데이터베이스 (D) 에서 판독하여 클라이언트 (C1) 에게 송신한다. 즉, 서버 (S) 는 유저 ID 에 의해 식별된 개별 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템 및 그 각 플라즈마 챔버에 대한「성능기준정보」「동작보수상황정보」의 표시가 요구된 경우, 기종을 지정함으로써 데이터베이스 (D) 로부터「진공성능」「급배기성능」「온도성능」「플라즈마 처리실 전기성능」등의 데이터를 취득하고, 이들이 게재된 사양서 페이지 (CP3) 를 클라이언트 (C1) 에게 송신한다 (단계 S9).

도 38 는 이와 같이 하여 서버 (S) 로부터 클라이언트 (C1) 에게 송신된「동작보수상황정보」의 서브페이지 (SP3) 이다. 이 메인터넌스 이력페이지 (CP3) 에는 도 31 에 나타낸 바와 같이 납입된 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템 및 그 각 플라즈마 챔버의 기계번호를 나타내는 로트번호표시 (K13), 진공성능표시란 (K7), 급배기성능표시란 (K8), 온도성능표시란 (K9), 플라즈마 처리실 전기성능표시란 (K10), 그리고 진공성능 메인터넌스란 (K14), 급배기성능 메인터넌스란 (K15), 온도성능 메인터넌스란 (K16), 플라즈마 처리실 전기성능 메인터넌스란 (K17) 으로 구성되어 있다. 이들은 납입된 실기의「성능기준정보」및「동작보수상황정보」에 대응하는 것으로서, 각각

진공성능 메인터넌스란 (K14) 에는

도달진공도 1.3 ×10^-5Pa 이하

조작압력 200 Pa

급배기성능 메인터넌스란 (K15) 에는

가스유량 SiH₄40 SCCM

NH₃160 SCCM

N₂600 SCCM

배기성능 6.8 ×10^-7Pa·㎥/sec

온도성능 메인터넌스란 (K16) 에는

히터설정온도 302.3 ±4.9 ℃

챔버설정온도 80.1 ±2.1 ℃

의 항목이 기재되어 있다.

그리고, 이들 파라미터 (P) 에 대해 각각의 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템에 있어서의 각 플라즈마 챔버마다의 편차를 각각의 파라미터 (P) 중 그 최대치 (P_max) 와 최소치 (P_min) 의 편차를 다음 식 (10B)

(P_max- P_min) / (P_max+ P_min) (10B)

로서 정의하고, 이들 편차의 값의 각 파라미터 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템에 있어서의 설정범위를 각각의 파라미터의 항목에 대해 표시한다.

그리고, 이 서브페이지 (CP3) 에는 각 플라즈마 챔버마다의 메인터넌스란을 표시하기 위한「상세」버튼 (K18) 이 각 메인터넌스 이력란 (K14,K15,K16,K17) 마다 설치되어 발주자가 당해 정보를 열람할 수 있게 되어 있다.

발주자가 당해 상세란에 의해 표시요구를 한 경우에는, 메인터넌스 이력의 상세정보가 기재된 메인터넌스 상세페이지 (CP4) 가 데이터베이스 (D) 에서 클라이언트 (C1) 에게 송신된다.

도 39 는 이와 같이 하여 서버 (S) 로부터 클라이언트 (C1) 에게 송신된「상세 메인터넌스 정보」의 서브페이지 (CP4) 이다.

도면에는 전기성능 메인터넌스의 페이지를 나타낸다.

이 메인터넌스 이력페이지 (CP3) 에는, 도 39 에 나타낸 바와 같이 납입된 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템 및 그 각 플라즈마 챔버의 기계번호를 나타내는 로트번호표시 (K13), 선택된 각 메인터넌스란이 표시된다. 여기서, 각 메인터넌스란으로서는 각 플라즈마 챔버에 대응하는 파라미터 (P) 의 메인터넌스시의 값과 이들 파라미터 (P) 의 편차의 값이 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템 및 각 플라즈마 챔버마다의 로트번호별로 표시된다.

또한, 플라즈마 처리실 전기성능표시란 (K10) 및 플라즈마 처리실 전기성능 메인터넌스란 (K17) 에는, 상술한 제 1 ∼ 제 4 실시형태에서 설명한 바와 같이 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 값 및 이 설정범위와 전력주파수 (f_e) 의 관계가 기재된다. 또한, 그 이외에도 전력주파수 (f_e) 에 있어서의 플라즈마 챔버의 레지스턴스 (R) 및 리액턴스 (X), 그리고 플라즈마 여기전극 (4) 과 서셉터전극 (8) 사이의 플라즈마 용량 (C_O), 플라즈마 여기전극 (4) 과 플라즈마 챔버의 접지전위로 되는 각부 사이의 로스용량 (C_X) 등의 값이 기재된다.

동시에, 데이터베이스 (D) 로부터「성능기준정보」로서의「진공성능」「급배기성능」「온도성능」「플라즈마 처리실 전기성능」등의 데이터를 취득하고, 이들을 도 31, 도 32 에 나타낸 바와 같이「동작보수상황정보」와 세트로 메인터넌스 이력페이지 (CP3), 메인터넌스 상세페이지 (CP4) 에 표시함으로써,「성능기준정보」를 참조하여「동작보수상황정보」를 열람할 수 있으며, 그럼으로써 발주자는 납입된 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템 및 플라즈마 챔버의「성능상황정보」중「성능기준정보」를 사용시의 지표로서 확인함과 동시에「동작보수상황정보」를 동작상태를 나타내는 파라미터로서 검토할 수 있다. 동시에「성능기준정보」와「동작보수상황정보」를 비교함으로써 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템 및 플라즈마 챔버의 동작확인을 실시함과 동시에 메인터넌스의 필요성을 인식하고 또한 플라즈마 처리장치의 상태를 파악할 수 있다.

그리고, 서버 (S) 는 이와 같은 서브페이지 (CP3,CP4) 의 클라이언트 (C1) 로의 송신이 완료된 후에, 클라이언트 (C1) 로부터 접속해제요구가 수신되지 않은 경우에는 (단계 S5), 접속불허가 메시지를 클라이언트 (C1) 에게 송신하여 (단계 S8) 발주자에게「열람전용 패스워드」를 재입력하거나 다음 서브페이지의 표시요구를 기다리며 대기하고 (단계 S3), 한편 클라이언트 (C1) 로부터 접속해제요구가 수신된 경우에는 (단계 S5) 당해 클라이언트 (C1) 와의 교신을 종료한다.

본 실시형태의 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템의 성능확인시스템에 있어서, 구입발주자가 판매보수자에게 발주한 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템의 동작성능상황을 나타내는 성능상황정보의 열람을 공중회선을 통해 요구하는 구입발주자측 정보단말과, 판매보수자가 상기 성능상황정보를 업로드하는 판매보수자측 정보단말과, 상기 구입발주자측 정보단말의 요구에 응답하여 판매보수자측 정보단말로부터 업로드된 성능상황정보를 구입발주자측 정보단말로 제공하는 성능상황정보제공수단을 구비할 수 있고, 또한 상기 성능상황정보가 상기 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 및 그 파라미터에 대해 각각의 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템에 있어서의 각 플라즈마 챔버마다의 편차의 값을 포함함과 동시에, 상기 성능상황정보가 카탈로그 또는 사양서로서 출력됨으로써, 판매보수자가 업로드한 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템 및 그 플라즈마 챔버의 성능기준정보 및 동작보수상황정보로 이루어진 성능상황정보에 대해 구입발주자가 정보단말에서 공중회선을 통해 열람하게 함으로써, 발주자에 대해 구입시에 판단기준이되는 정보를 전달할 수 있게 되며, 또한 사용시에 있어서의 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템 및 그 플라즈마 챔버마다의 동작성능·보수정보를 쉽게 제공할 수 있게 된다.

또한, 상기 성능상황정보가 상술한 바와 같이 플라즈마 챔버에 대한 성능 파라미터로서의 상기 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 및 그 편차의 값을 포함함으로써, 발주자의 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템 및 그 각 플라즈마 챔버에 대한 성능판단근거를 제공할 수 있음과 동시에 구입시에 적절히 판단할 수 있게 된다. 그리고, 상기 성능상황정보를 카탈로그 또는 사양서로서 출력할 수 있다.

[실시예]

본 발명에서는, 복수의 플라즈마 챔버에 있어서 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 편차의 값을 일정 이내의 값으로 설정함으로써 막형성시에 있어서의 막특성의 변화를 측정하였다.

여기서, 실제로 사용한 플라즈마 처리장치는 제 5 실시형태에 나타낸 바와 같이 2 개의 플라즈마 챔버를 갖고, 이들 플라즈마 처리실이 2 주파 여기형의 것으로 된다.

사용한 플라즈마 처리장치로서는, 평행평판형 전극 (4,8) 의 사이즈가 한변이 25 ㎝ 인 정사각형으로 하고, 이들 전극간격이 15 ㎜ 로 설정되고, 그 전력이 800 W, 전력주파수 (f_e) 를 40.68 ㎒ 로 설정하였다.

(실시예 5)

상기 플라즈마 처리장치에 있어서, 실시예 1 로서 플라즈마 챔버에 대한 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 최대치 (f_Omax) 와 최소치 (f_Omin) 에 대한 편차를 식 (10) 에 따라 0.09 로 설정한다. 동시에, 이들 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 평균치를 43 ㎒ 로 설정한다.

(실시예 6)

상기 플라즈마 처리장치에 있어서, 실시예 2 로서 플라즈마 챔버에 대한 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 최대치 (f_Omax) 와 최소치 (f_Omin) 에 대한 편차를 식 (10) 에 따라 0.02 로 설정한다. 동시에, 이들 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 평균치를 43 ㎒ 로 설정한다.

(비교예)

상기 플라즈마 처리장치에 있어서, 비교예로서 플라즈마 챔버에 대한 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 최대치 (f_Omax) 와 최소치 (f_Omin) 에 대한 편차를 식 (10) 에 따라 0.11 로 설정한다. 동시에, 이들 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 평균치를 43 ㎒ 로 설정한다.

상기 실시예 5, 6 및 비교예에 있어서, 실시예 및 비교예에 대한 평가로서 동일한 프로세스 레서피를 적용하고, 질화규소막을 퇴적하여 다음과 같이 각 플라즈마 처리실에 대한 막두께 편차를 계측하였다.

① 유리기판상에 플라즈마 CVD 에 의해 SiN_X막을 형성한다.

② 포토리소에 의해 레지스트의 패터닝을 실시한다.

③ SF₆와 O₂를 사용하여 SiN_X막을 드라이에칭한다.

④ O₂애싱에 의해 레지스트를 박리한다.

⑤ SiN_X막의 막두께 단차를 촉침식 단차계에 의해 계측한다.

⑥ 막형성시간과 막두께로부터 퇴적속도를 산출한다.

⑦ 막면내 균일성은 6 인치 유리기판내에서 16 포인트로 측정한다.

여기서, 막형성시에 있어서의 조건은

기판온도 350 ℃

SiH₄40 sccm

NH₃200 sccm

N₂600 sccm

퇴적속도 거의 200 ㎚/min 정도이다.

이들의 결과를 표 3 에 나타낸다.

이들 결과로부터 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 편차의 값을 설정한 경우에는, 플라즈마 챔버마다의 기기별 차이로 인한 막두께의 편차를 개선할 수 있음을 알 수 있다.

즉, 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 값을 설정함으로써, 플라즈마 처리장치의 동작특성이 향상된다.

본 발명의 플라즈마 처리장치 및 플라즈마 처리장치의 성능확인시스템에 따르면, 플라즈마 처리실의 제 1 직렬공진주파수 (f_O), 직렬공진주파수 (f_O') 를 고주파전력의 주파수 (f_e) 에 대해 크게 설정함으로써, 고주파전원측에서 보아 전류제한이나 전력손실을 수반하는 도체부 임피던스에 비하여, 플라즈마 공간으로 되는 전극간의 임피던스를 지배적으로 할 수 있다. 따라서, 종래보다 높은 주파수 전력을 투입한 경우에는 전력을 플라즈마 공간으로 효율적으로 도입할 수 있게 되며, 한편, 동일한 주파수 전력을 투입한 경우에는 플라즈마 공간에서 소비되는 실효적인 전력이 증가하여 생성되는 플라즈마 밀도가 상승된다. 모든 경우에 처리속도, 피처리기체 면내방향에 있어서의 플라즈마의 균일성, 막형성되는 막의 특성, 전력의 소비효율, 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 공진주파수의 측정단자를 형성함으로써, 적정한 동작상태로 간단하게 유지할 수 있는 플라즈마 처리장치를 제공하고, 및 구입시에 있어서의 발주자의 플라즈마 처리장치에 대한 성능판단근거를 제공할 수 있게 된다. 그리고, 상기성능상황정보의 제공수단을 설치함으로써 구입시에 적절히 판단할 수 있으며, 카탈로그 또는 사양서로서 출력할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.

본 발명의 플라즈마 처리장치, 플라즈마 처리시스템 및 이들의 성능확인시스템, 검사방법에 따르면, 복수의 플라즈마 처리실 유닛 (플라즈마 챔버) 에 있어서 고주파수특성으로서 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 등의 편차의 값을 설정함으로써, 플라즈마 처리실마다의 기기별 차이를 없애고 동일한 프로세스 레서피에 의한 거의 동일한 플라즈마 처리를 얻을 수 있게 됨과 동시에, 플라즈마 여기주파수의 고주파화에 의한 처리속도, 피처리기판 면내방향에 있어서의 플라즈마 처리의 균일성, 피형성막에 있어서의 막특성, 전력의 소비효율, 생산성의 향상을 도모할 수 있고, 적정한 동작상태로 간단히 유지할 수 있는 플라즈마 처리장치 및 플라즈마 처리시스템을 제공할 수 있다는 효과 및 구입시에 있어서의 발주자의 플라즈마 처리장치 또는 플라즈마 처리시스템에 대한 성능판단근거를 제공할 수 있게 되며, 그리고 상기 성능상황정보를 카탈로그 또는 사양서로서 출력할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (65)

1. 플라즈마를 여기하기 위한 전극을 갖는 플라즈마 처리실;

   상기 전극에 고주파전력을 공급하기 위한 고주파전원; 및

   입력단과 출력단을 갖고 이 입력단에 상기 고주파전원을 접속함과 동시에 상기 전극에 접속된 고주파전력 배전체를 상기 출력단에 접속함으로써 상기 플라즈마 처리실과 상기 고주파전원의 임피던스 정합을 얻는 정합회로를 구비하고,

   플라즈마 비발광시에, 상기 고주파전력을 공급할 때에 정합회로의 출력단에 접속되는 상기 고주파전력 배전체의 단부에서 측정한 상기 플라즈마 처리실의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 3 배가 상기 고주파전력의 전력주파수 (f_e) 보다 큰 값의 범위로 설정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 1.3 배가 상기 전력주파수 (f_e) 보다 큰 값의 범위로 설정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 가 상기 전력주파수 (f_e) 의 3 배보다 큰 값의 범위로 설정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 전극과, 이 전극과 협동하여 플라즈마를 발생하는 대향전극의 용량에 의해 규정되는 직렬공진주파수 (f_O') 가, 상기 전력주파수 (f_e) 의 3 배보다 큰 값의 범위로 설정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 플라즈마를 여기하기 위한 전극과 상기 대향하는 전극이 평행평판형으로 되고, 상기 전극과 상기 대향전극 사이의 거리를 d 라 하고, 이 전극간의 거리방향에 있어서 각각의 전극과 발광시의 플라즈마의 거리의 합을 δ라 하였을 때에 상기 직렬공진주파수 (f_O') 와 상기 전력주파수 (f_e) 가

   의 관계를 만족하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 고주파전력 배전체 단부 근방에 상기 플라즈마 처리실의 공진주파수를 측정하는 공진주파수 측정용 단자가 설치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 고주파전력 배전체 단부와 상기 공진주파수 측정용단자 사이에,

   플라즈마를 여기할 때에는 상기 배전체 단부와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 차단함과 동시에 상기 배전체 단부와 상기 정합회로의 출력단의 전기적 접속을 확보하고, 또한 상기 플라즈마 처리실의 공진주파수를 측정할 때에는 상기 배전체 단부와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 확보함과 동시에 상기 배전체와 상기 정합회로의 출력단의 전기적 접속을 절단하는 전환스위치가 설치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 공진주파수 측정용 단자에 공진주파수 측정기가 착탈이 자유롭게 접속되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 스위치에 의해 상기 고주파 배전체 단부와 상기 공진주파수 측정용 단자의 전기적 접속을 차단함과 동시에 상기 배전체 단부와 상기 정합회로의 출력단의 전기적 접속을 확보한 경우에 있어서의 상기 정합회로의 출력단 위치에서 측정하는 공진주파수특성과,

   상기 스위치에 의해 상기 배전체 단부와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 확보함과 동시에 상기 배전체와 상기 정합회로의 출력단의 전기적 접속을 절단한 경우에 있어서의 상기 공진주파수 측정용 단자로 측정한 공진주파수특성이 동일하게 설정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 플라즈마를 여기하기 위한 전극을 갖는 플라즈마 처리실;

    상기 전극에 고주파전력을 공급하기 위한 고주파전원; 및

    입력단자와 출력단자를 가지며 상기 입력단자에 상기 고주파전원을 접속함과 동시에 상기 전극에 접속된 고주파전력 배전체를 상기 출력단자에 접속함으로써 상기 플라즈마 처리실과 상기 고주파전원의 임피던스 정합을 얻는 정합회로를 구비하는 플라즈마 처리실 유닛을 복수 구비하는 플라즈마 처리장치로서,

    상기 각각의 플라즈마 처리실 유닛에 있어서, 플라즈마 비발광시에, 상기 고주파전력을 공급할 때에 정합회로의 출력단자에 접속되는 상기 고주파전력 배전체의 단부로 되는 측정위치에서 측정한 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 중 그 최대치 (A_max) 와 최소치 (A_min) 의 편차가

    (A_max- A_min) / (A_max+ A_min)

    로 되며,

    상기 고주파특성 (A) 이 공진주파수 (f), 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 임피던스 (Z), 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 레지스턴스 (R) 또는 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 리액턴스 (X) 중 어느 하나이고,

    이 편차값이 0.1 보다 작은 범위의 값으로 설정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
14. 플라즈마를 여기하기 위한 전극을 갖는 플라즈마 처리실;

    상기 전극에 고주파전력을 공급하기 위한 고주파전원; 및

    입력단자와 출력단자를 가지며 상기 전극에 접속된 고주파전력 배전체를 상기 출력단자에 접속함과 동시에 상기 입력단자에 상기 고주파전원을 고주파전력 급전체를 통해 접속함으로써 상기 플라즈마 처리실과 상기 고주파전원의 임피던스 정합을 얻는 정합회로를 구비하는 플라즈마 처리실 유닛을 복수 구비하는 플라즈마 처리장치로서,

    상기 각각의 플라즈마 처리실 유닛에 있어서, 플라즈마 비발광시에, 상기 고주파전력을 공급할 때에 상기 고주파전원에 접속되는 상기 고주파전력 급전체의 상기 고주파전원측 단부로 되는 측정위치에서 측정한 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 중 그 최대치 (A_max) 와 최소치 (A_min) 의 편차가

    (A_max- A_min) / (A_max+ A_min)

    로 되며,

    상기 고주파특성 (A) 이 공진주파수 (f), 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 임피던스 (Z), 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 레지스턴스 (R) 또는 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 리액턴스 (X) 중 어느 하나이고,

    이 편차값이 0.1 보다 작은 범위의 값으로 설정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
15. 플라즈마를 여기하기 위한 전극을 갖는 플라즈마 처리실;

    상기 전극에 고주파전력을 공급하기 위한 고주파전원; 및

    입력단자와 출력단자를 가지며 상기 전극에 접속된 고주파전력 배전체를 상기 출력단자에 접속함과 동시에 상기 입력단자에 상기 고주파전원을 고주파전력 급전체를 통해 접속함으로써 상기 플라즈마 처리실과 상기 고주파전원의 임피던스 정합을 얻는 정합회로를 구비하는 플라즈마 처리실 유닛을 복수 구비하는 플라즈마 처리장치로서,

    상기 각각의 플라즈마 처리실 유닛에 있어서, 플라즈마 비발광시에, 상기 고주파전력을 공급할 때에 상기 고주파전력 급전체에 접속되는 상기 입력단자로 되는 측정위치에서 측정한 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 중 그 최대치 (A_max) 와 최소치 (A_min) 의 편차가

    (A_max- A_min) / (A_max+ A_min)

    로 되며,

    상기 고주파특성 (A) 이 공진주파수 (f), 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 임피던스 (Z), 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 레지스턴스 (R) 또는 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 리액턴스 (X) 중 어느 하나이고,

    이 편차값이 0.1 보다 작은 범위의 값으로 설정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고주파특성 (A) 이 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
23. 삭제
24. 삭제
25. 제 13 항에 있어서, 상기 각각의 플라즈마 처리실에 대응하는 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 3 배가 상기 고주파전력의 주파수 (f_e) 보다 큰 범위의 값으로 설정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
26. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 플라즈마 처리실에 대응하는 상기 측정위치에 상기 플라즈마 처리실의 고주파특성 (A) 을 측정하는 측정용 단자가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
27. 삭제
28. 삭제
29. 제 26 항에 있어서, 상기 측정위치 근방에,

    플라즈마를 여기할 때에는 상기 측정위치와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 절단함과 동시에 상기 배전체측과 상기 고주파전원측의 전기적 접속을 확보하고, 또한 상기 플라즈마 처리실의 주파수특성 (A) 을 측정할 때에는 상기 측정위치와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 확보함과 동시에 상기 고주파전원측과 상기 측정위치의 전기적 접속을 절단하는 전환스위치가 설치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
30. 삭제
31. 삭제
32. 플라즈마를 여기하기 위한 전극을 갖는 플라즈마 처리실;

    상기 전극에 고주파전력을 공급하기 위한 고주파전원; 및

    입력단자와 출력단자를 가지며 상기 입력단자에 상기 고주파전원을 접속함과 동시에 상기 전극에 접속된 고주파전력 배전체를 상기 고주파전원에 접속함으로써 상기 플라즈마 처리실과 상기 고주파전원의 임피던스 정합을 얻는 정합회로를 구비하는 플라즈마 처리장치가 복수 설치되고,

    각 플라즈마 처리실에 있어서, 플라즈마 비발광시에, 상기 고주파전력을 공급할 때에 정합회로의 출력단자에 접속되는 상기 고주파전력 배전체의 단부로 되는 측정위치에서 측정한 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 중 그 최대치 (A_max) 와 최소치 (A_min) 의 편차가

    (A_max- A_min) / (A_max+ A_min)

    로 되며,

    상기 고주파특성 (A) 이 공진주파수 (f), 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 임피던스 (Z), 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 레지스턴스 (R) 또는 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 리액턴스 (X) 중 어느 하나이고,

    이 편차값이 0.1 보다 작은 범위의 값으로 설정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리시스템.
33. 플라즈마를 여기하기 위한 전극을 갖는 플라즈마 처리실;

    상기 전극에 고주파전력을 공급하기 위한 고주파전원; 및

    입력단자와 출력단자를 가지며 상기 전극에 접속된 고주파전력 배전체를 상기 출력단자에 접속함과 동시에 상기 입력단자에 상기 고주파전원을 고주파전력 급전체를 통해 접속함으로써 상기 플라즈마 처리실과 상기 고주파전원의 임피던스 정합을 얻는 정합회로를 구비하는 플라즈마 처리장치가 복수 설치되고,

    각 플라즈마 처리실에 있어서, 플라즈마 비발광시에, 상기 고주파전력을 공급할 때에 상기 고주파전원에 접속되는 상기 고주파전력 급전체의 상기 고주파전원측 단부로 되는 측정위치에서 측정한 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 중 그 최대치 (A_max) 와 최소치 (A_min) 의 편차가

    (A_max- A_min) / (A_max+ A_min)

    로 되며,

    상기 고주파특성 (A) 이 공진주파수 (f), 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 임피던스 (Z), 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 레지스턴스 (R) 또는 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 리액턴스 (X) 중 어느 하나이고,

    이 편차값이 0.1 보다 작은 범위의 값으로 설정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리시스템.
34. 플라즈마를 여기하기 위한 전극을 갖는 플라즈마 처리실;

    상기 전극에 고주파전력을 공급하기 위한 고주파전원; 및

    입력단자와 출력단자를 가지며 상기 전극에 접속된 고주파전력 배전체를 상기 출력단자에 접속함과 동시에 상기 입력단자에 상기 고주파전원을 고주파전력 급전체를 통해 접속함으로써 상기 플라즈마 처리실과 상기 고주파전원의 임피던스 정합을 얻는 정합회로를 구비하는 플라즈마 처리장치가 복수 설치되고,

    각 플라즈마 처리실에 있어서, 플라즈마 비발광시에, 상기 고주파전력을 공급할 때에 상기 고주파전력 급전체에 접속되는 상기 입력단자로 되는 측정위치에서 측정한 상기 복수의 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 중 그 최대치 (A_max) 와 최소치 (A_min) 의 편차가

    (A_max- A_min) / (A_max+ A_min)

    로 되며,

    상기 고주파특성 (A) 이 공진주파수 (f), 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 임피던스 (Z), 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 레지스턴스 (R) 또는 상기 고주파전력의 주파수에 있어서의 리액턴스 (X) 중 어느 하나이고,

    이 편차값이 0.1 보다 작은 범위의 값으로 설정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리시스템.
35. 삭제
36. 삭제
37. 삭제
38. 삭제
39. 삭제
40. 삭제
41. 제 32 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고주파특성 (A) 이 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리시스템.
42. 삭제
43. 삭제
44. 제 32 항에 있어서, 상기 각각의 플라즈마 처리실에 대응하는 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 의 3 배가 상기 고주파전력의 주파수 (f_e) 보다 큰 범위의 값으로 설정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리시스템.
45. 제 32 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 플라즈마 처리실에 대응하는 상기 측정위치에 상기 플라즈마 처리실의 고주파특성 (A) 을 측정하는 측정용 단자가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리시스템.
46. 삭제
47. 삭제
48. 제 45 항에 있어서, 상기 측정위치 근방에,

    플라즈마를 여기할 때에는 상기 측정위치와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 절단함과 동시에 상기 배전체측과 상기 고주파전원측의 전기적 접속을 확보하고, 또한 상기 플라즈마 처리실의 주파수특성 (A) 을 측정할 때에는 상기 측정위치와 상기 측정용 단자의 전기적 접속을 확보함과 동시에 상기 고주파전원측과 상기 측정위치의 전기적 접속을 절단하는 전환스위치가 설치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리시스템.
49. 삭제
50. 삭제
51. 삭제
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56. 삭제
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63. 제 1 항에 있어서, 상기 출력단으로부터 정합회로를 절단한 상태에서 상기 플라즈마 처리실의 제 1 직렬공진주파수 (f_O) 를 측정하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
64. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정위치로부터 상기 정합회로를 절단한 상태에서 상기 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 을 측정하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
65. 제 32 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정위치로부터 상기 정합회로를 절단한 상태에서 상기 플라즈마 처리실 각각의 고주파특성 (A) 을 측정하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리시스템.