KR100775881B1 - 플라즈마 처리 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

검파기에 의해 처리 용기로부터 반사되는 마이크로파의 양을 검출한다. 반사된 마이크로파에 기초하여 부하측 임피던스를 산출하고, 이것을 마이크로파 발진기측 임피던스와 정합시키기 위한 조정량을 산출한다. 그리고, 산출된 조정량을 1 미만의 소정수의 배로 하여 조정 신호로서 출력한다. 이 조정 신호에 의해 부하 정합기를 제어하는 것을 반복함으로써, 부하측 임피던스는 점차로 발진기측 임피던스에 근접하여 정합 상태가 달성된다.

Description

플라즈마 처리 장치 및 그 제어 방법{PLASMA PROCESSING DEVICE AND CONTROLLING METHOD THEREFOR}
본 발명은 반도체 제조 및 액정 디스플레이 패널 제조에 사용되는 플라즈마 처리 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 특히 마이크로파 발진기가 발생시키는 에너지를 부하인 진공 용기 내부의 플라즈마 상태의 가스에 효율적으로 전달할 수 있는 마이크로파 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 과정에 있어서, 웨이퍼상에 박막을 형성하기 위해서 PVD, CVD 등의 플라즈마 처리 장치가 사용되고 있다.
플라즈마 처리 장치에도 여러 가지 형식이 존재하지만, 마그네트론 등의 마이크로파 발진기로부터 도파관을 통해 안테나에 마이크로파를 도입하고, 안테나로부터 마이크로파를 진공 용기 내에 방사하여, 마이크로파에 의해 가스 분자를 여기시켜 웨이퍼 표면에 박막을 형성하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치도 다용되고 있다.
이 마이크로파 플라즈마 처리 장치에 있어서는, 에너지의 유효 이용 및 제품의 고품질화의 관점에서, 마이크로파 발진기가 발생시키는 마이크로파를 효율적으로 진공 용기 내부의 플라즈마에 도입하는 동시에, 진공 용기내의 전계를 균일하게 하는 것이 중요하다(일본 특허 공개 제2002-50613호 공보 참조).
그런데, 마이크로파 발진기가 발생시키는 에너지를 효율적으로 플라즈마에 공급하기 위해서는 발진기측에서 본 부하 임피던스, 즉 플라즈마의 등가 임피던스와 부하측에서 발진기를 본 임피던스가 정합할 필요가 있다. 따라서, 부하측의 임피던스를 조정하여 정합 상태를 달성하기 위해서 발진기와 안테나 사이에 부하 정합기가 설치되어 있다.
그러나, 플라즈마의 등가 임피던스는 플라즈마 밀도에 따라 비선형으로 변화되기 때문에, 부하 정합기의 조정은 용이하지 않다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 마이크로파 발진기가 발생시키는 에너지를 부하인 진공 용기 내부의 가스에 효율적으로 전달하는 것이 가능한 플라즈마 처리 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 마이크로파를 플라즈마 생성에 이용하는 플라즈마 처리 장치에 있어서, 임피던스를 조정 가능한 부하 정합기와, 처리 용기로부터 반사되는 마이크로파를 검출하는 검파기를 구비하고, 검파기에 의해 검출된 마이크로파에 기초하여 산출된 처리 용기측 임피던스가 마이크로파 발진기측 임피던스와 정합하도록 상기 부하 정합기를 단계적으로 제어하는 것이다.
본 발명에 따르면, 임피던스 정합이 확실하게 취해져, 마이크로파 발진기가 발생시키는 에너지를 효율적으로 처리 용기에 전달하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에 있어서는, 처리 용기측 임피던스가 마이크로파 발진기측 임 피던스와 정합하기 위해서 필요한 부하 정합기의 조정량을 산출하여, 산출된 조정량의 1 미만의 소정 배를 조정 신호로서 출력하고, 처리 용기측 임피던스가 마이크로파 발진기측 임피던스와 정합할 때까지, 조정 신호에 기초한 부하 정합기의 제어를 단계적으로 반복하는 것이다.
배수는 가변이어도 좋고, 조정량이 클 때는 배수를 크게, 조정량이 작을 때는 배수를 작게 하여도 좋다. 이와 같이 하여, 플라즈마의 상태 변화에 기인하여 부하측 임피던스가 변화된 경우에도 확실하게 정합을 달성하는 것이 가능해진다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 처리 용기에 플라즈마가 생성되고 있지 않을 경우에는 산출된 조정량을 그대로 조정 신호로서 출력하고, 플라즈마가 생성되고 있을 경우에는 조정량의 1 미만의 소정 배를 조정 신호로서 출력할 수도 있다.
이 경우, 플라즈마 생성 전에는 플라즈마 생성 후보다 신속히 정합을 취하는 것이 가능해진다.
이하, 본 발명을 첨부의 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 플라즈마 처리 장치의 단면도.
도 2는 플라즈마 밀도(ne)와 플라즈마 유전률(εp)의 관계를 도시한 그래프.
도 3은 부하 정합기 및 검파기를 포함하는 원형 도파관부의 제1 구성도.
도 4는 스터브 조정의 개념도.
도 5는 제1 부하 정합기 제어부의 구성도.
도 6은 부하 정합기 제어 루틴의 흐름도.
도 7은 제2 부하 정합기 제어부의 구성도.
도 8은 부하 정합기 및 검파기를 포함하는 원형 도파관부의 제2 구성도.
도 1은 본 발명이 적용되는 플라즈마 처리 장치의 단면도로서, 처리 용기(10)는 바닥이 있는 원통 용기(101)와 이 바닥이 있는 원통 용기(101)의 덮개인 석영판(102)으로 구성된다.
처리 용기(10)의 내부에는 적재대(103)가 설치되고, 그 위에 가공 대상인 웨이퍼(104)가 적재된다. 웨이퍼(104)를 적재대(103)에 고정하기 위해서, 적재대(103) 내에 정전 척을 설치하여도 좋다. 또, 이 적재대(103)에는 바이어스용 고주파 전원(105)이 접속되어 있다.
처리 용기(10)의 측벽에는 처리 용기(10) 내에 가스를 공급하는 가스 공급관(106)이 설치되어 있고, 바닥면에는 가스를 배출하는 가스 배기관(106')이 설치되어 있다.
석영판(102) 위에는 평판 슬롯 안테나(107)가 설치되고, 평판 슬롯 안테나(107)는 원반 형상의 레이디얼 도파 상자(108)로 덮여 있다.
레이디얼 도파 상자(108)의 중앙에는 원형 도파관(109)이 접속되고, 원형 도파관(109)은 직사각형 도파관(110)을 통해 마이크로파 발진기(111)에 접속된다.
또, 원형 도파관(109)의 레이디얼 도파 상자(108)측에 부하 정합기(112)가 삽입되어 있고, 직사각형 도파관(110)측에는 원편파 변환기(113)가 삽입되어 있다. 또한 부하 정합기(112)와 원편파 변환기(113) 사이에는 검파기(114)가 설치된다.
추가로 평판 슬롯 안테나(107)의 중심에는 마이크로파를 균등하게 분포시키기 위해서 예컨대 금속제의 원추형 범프(115)가 설치되어 있다.
바닥이 있는 원통 용기(101)를 석영판(102)으로 덮개를 덮어 진공으로 한 후, 가스 공급관(106)으로부터 가스를 주입하고 평판 슬롯 안테나(107)로부터 마이크로파를 방사하면, 가스 분자는 플라즈마화된다.
이 플라즈마의 유전률(εp)은 수학식 1로 표시된다.
Figure 112005003599386-pct00001
여기서 ωc는 플라즈마의 고유 각주파수
ω는 마이크로파 전원의 발진 각주파수
여기서 플라즈마 각주파수(ωc)의 제곱은 플라즈마 밀도(ne)에 비례하기 때문에 수학식 2가 성립된다.
Figure 112005003599386-pct00002
여기서 ne는 플라즈마 밀도
도 2는 플라즈마 밀도(ne)와 플라즈마 유전률(εp)의 대략의 관계를 도시하 는 그래프로서, 마이크로파 발진기의 발진 주파수를 2.45 GHz라고 하면, 플라즈마 밀도(ne)가 1 입방 센티미터 당 약 7 ×1010일 때 플라즈마 각주파수(ωc)와 마이크로파 발진기(111)의 발진 각주파수는 같아지고, 플라즈마 유전률(εp)은 영이 된다. 또한, 플라즈마의 등가 임피던스(Zp)는 대략 플라즈마 유전률(εp)의 -1/2승에 비례하기 때문에, 수학식 3이 성립된다.
Figure 112005003599386-pct00003
따라서, 수학식 1 내지 수학식 3으로부터 수학식 4가 성립된다.
Figure 112005003599386-pct00004
단, k는 비례 정수
ne는 플라즈마 밀도
ω는 마이크로파 발진기의 발진 주파수
이와 같이, 플라즈마의 등가 임피던스(Zp)는 플라즈마 밀도(ne)의 함수가 된다. 따라서, 플라즈마 임피던스를 포함하는 처리 용기측 임피던스를 마이크로파 발 진기측 임피던스와 정합시키기 위해서 처리 용기측 임피던스에 대응하여 산출된 양만큼 부하 정합기를 조작하면, 처리 용기내의 플라즈마 상태가 변화되어 플라즈마의 등가 임피던스가 변화되어 버리고, 부하 정합기의 조정량을 재차 변경하는 것이 필요하게 된다.
또한, 처리 용기내의 플라즈마의 등가 임피던스는 수학식 4에 나타낸 바와 같이 플라즈마 밀도의 비선형 함수로서 표시되기 때문에, 1회의 부하 정합기의 조작으로 정합 상태를 실현하는 것은 곤란한 경우가 있다.
그래서, 본 발명에서는 검파기(114)와 부하 정합기(112)를 제어부를 통해 결합시킴으로써 점차 정합 상태를 달성한다.
도 3은 부하 정합기 및 검파기를 포함하는 원형 도파관의 제1 구성도로서, 부하 정합기(112)는 스터브형이다. 원형 도파관(109)의 축 방향으로 진행하는 마이크로파의 관내 파장 λg의 1/4의 간격을 두고 설치된 3개의 스터브(1121, 1122, 1123)를 하나의 스터브군(112)으로 하는 스터브군이 원형 도파관(109)의 둘레상에 90도 간격으로 4조 설치된다.
각 스터브군의 각각의 스터브는 예컨대 펄스 모터와 랙·피니언으로 구성되는 구동 장치에 의해 원형 도파관(109)의 반경 방향으로 삽입·인출이 가능한 구성으로 되어 있다.
즉, 스터브(1121, 1122, 1123)의 원형 도파관(109)으로의 삽입량(x1, x2, x3)을 조정하고, 부하측, 즉 처리 용기(101)측에서 반사되어 되돌아오는 마이크로파 중 부하측으로 재반사하는 비율을 변경함으로써, 부하측의 임피던스를 조정할 수 있다.
원형 도파관(109)의 부하 조정기(112)의 상류측에는 검파기(114)가 배치되지만, 검파기(114)는 부하 정합기(112)와 같이 원형 도파관(109)의 축 방향으로 진행하는 마이크로파의 관내 파장 λg의 1/8의 간격을 두고 설치된 3개의 검파 소자(1141, 1142, 1143)를 하나의 검파 소자군(114)으로 하는 검파 소자군이 원형 도파관(109)의 둘레상에 90도 간격으로 4조 또는 90도 다른 위치에 2조 설치된다.
3개의 검파 소자(1141, 1142, 1143)에 의해 검출되는 전압을 v1, v2, v3으로 하면, 수학식 5가 성립된다.
Figure 112005003599386-pct00005
여기서 Vi는 마이크로파 발진기의 출력 전압
Γ은 반사 계수
θ는 위상
따라서 3개의 검파 소자(1141, 1142, 1143)에 의해 검파 전압(v1, v2, v3)이 검출되면, 반사 계수 Γ 및 위상 θ를 산출할 수 있다.
이 반사 계수 Γ, 위상 θ 및 스터브 위치에 기초하여 각 스터브(1121, 1122, 1123)의 리액턴스를 계산할 수 있기 때문에 부하측의 임피던스를 산출할 수 있다.
그 후, 부하측 임피던스가 마이크로파 발진기측의 임피던스와 정합하는 스터브의 삽입 위치를 산출하고, 현재의 삽입 위치로부터의 편차를 구하여, 이 편차에 기초하여 스터브를 조작한다.
도 4는 스터브 조정의 개념도로서, 스터브 삽입량(x1, x2, x3)을 오른손 3차원 좌표계의 각 축으로 한다.
검파기로부터 처리 용기측을 보았을 때의 임피던스(ZL)는 수학식 6에 나타낸 바와 같이 플라즈마 유전률(εp)뿐만 아니라 스터브 삽입량(x1, x2, x3 )의 함수로서 표시된다.
Figure 112005003599386-pct00006
즉, 스터브 조정은 3차원 좌표계에 있어서 각 축 성분이 (x10, x20, x30)인 벡터로서 표시되는 검파기로부터 처리 용기측을 보았을 때의 임피던스(ZL0)를 각 축 성분이 (x1N, x2N, x3N)인 벡터로서 표시되는 정합 임피던스(ZLN)로 이동시키는 조작 이라고 생각할 수 있다.
그리고, 2개의 벡터 (x10, x20, x30) 및 (x1N, x2N, x3N)의 각 성분이 기지이면, 임피던스(ZL0)를 정합 임피던스 Z(LN)까지 이동시키는 조작 벡터는 일률적으로 결정된다.
그러나, 전술한 바와 같이 검파기로부터 처리 용기측을 보았을 때의 임피던스(ZL)는 플라즈마 유전률(εp)의 함수이기도 하기 때문에, 파선으로 도시한 바와 같이 초기 위치(x10, x20, x30)로부터 최종 위치(x1N, x2N , x3N)까지 직접 이동시키면, 이동 중에 플라즈마 유전률(εp)이 변화되고, 그 결과 처리 용기측을 보았을 때의 임피던스(ZL)가 변화되기 때문에, 정합 상태가 되는 것은 보증되지 않는다.
그래서, 본 발명에서는, 실선으로 표시되도록 부하 임피던스를 감시하면서 서서히 스터브 삽입량을 조절하여, 최종적으로 정합 상태를 달성하도록 하고 있다.
즉, 초기 위치(x10, x20, x30)를 최종 위치(x1N, x2N, x3N)로 이동시키는 조작 벡터를 구하여, 부하측 임피던스를 초기 위치(ZL0)에서 조작 벡터의 1 미만의 소정 배만큼 이동시킨다.
이 후, 이동 후의 부하 임피던스를 초기 위치로 하여 상기 절차를 반복함으로써 최종적으로 정합 상태를 달성한다.
도 5는 본 발명에 관한 플라즈마 처리 장치에 적용되는 제1 부하 정합기 제어부의 구성도로서, 검파 소자(1141, 1142, 1143)의 출력은 제어부(51)에 입력된 다. 또한, 스터브(1121, 1122, 1123)의 삽입량을 조정하는 액츄에이터(521, 522, 523)는 제어부(51)로부터 출력되는 조작 신호에 의해 구동된다.
제어부(51)는 예컨대 마이크로 컴퓨터 시스템으로서, 단말(53)을 통해 조작된다.
도 6은 제어부(51)에서 실행되는 부하 정합기 제어 루틴의 흐름도로서, 소정의 시간 간격마다 인터럽트 처리로서 실행된다.
우선, 단계 60에서 검파기(114)를 구성하는 3개의 검파 소자(1141, 1142, 1143)의 출력 전압(v1, v2, v3)을 판독하고, 단계 61에서 수학식 4를 사용하여 반사 계수 Γ 및 위상차 θ를 산출한다.
단계 62에서 스터브 위치에 기초하여 각 스터브(1121, 1122, 1123)의 리액턴스를 구한다.
다음에, 단계 63에서 반사 계수 Γ 및 위상차 θ를 사용하여, 3개의 스터브(1121, 1122, 1123)가 1/4 파장 간격으로 배치되어 있는 것을 고려하여 검파기(114)로부터 부하측을 본 임피던스, 즉 처리 용기(101)내의 플라즈마, 평면 슬롯 안테나(107), 레이디얼 도파관(108) 및 부하 정합기(112)의 합성 임피던스(ZL)를 산출한다.
단계 64에서 검파기(114)로부터 마이크로파 발진기(111)를 본 임피던스(ZS)와 정합하는 정합 부하측 임피던스(ZLN)를 산출하고, 단계 65에서 정합 부하측 임피 던스(ZLN)를 실현하는 정합 스터브 삽입량(x1N, x2N, x3N)을 산출한다.
단계 66에서 현재의 스터브 삽입량(x1, x2, x3)과 정합 스터브 삽입량(x 1N, x2N, x3N)의 차인 삽입량 편차(Δx1, Δx2, Δx3)를 산출한다.
그리고, 단계 67에서 삽입량 편차(Δx1, Δx2, Δx3)가 미리 정해진 임계치 E 미만인지를 판정한다.
그리고, 단계 67에서 부정 판정되었을 때, 즉 삽입량 편차(Δx1, Δx2, Δx3)가 미리 정해진 임계치 E 이상일 때에는, 단계 68에서 삽입량 편차(Δx1, Δx2, Δx3)의 m(단, m<1.0이며, 예컨대 0.5)배를 조작 신호로서 출력하고 이 루틴을 종료한다. 그렇게 하면, 펄스 모터(521, 522, 523)는 이 조작 신호에 따라 회전하고, 스터브(1121, 1122, 1123)의 삽입량이 조절된다.
반대로 단계 67에서 긍정 판정되었을 때, 즉 삽입량 편차(Δx1, Δx2, Δx3)가 미리 정해진 임계치 E 미만일 때에는, 정합이 달성된 것으로 하여, 조작 신호를 출력하지 않고서 직접 이 루틴을 종료한다. 이 경우는 스터브의 삽입량은 변화되지 않고 정합 상태가 유지된다.
상기 방법에 따르면 확실하게 정합 상태에 도달 가능하지만, 처리 용기(101) 내에 플라즈마가 형성되기 전에는 부하측 임피던스는 거의 일정함에도 불구하고, 스터브의 삽입량이 제한되어 정합 상태에 도달할 때까지 시간이 필요하다.
그래서, 플라즈마 형성 전에는 m=1.0으로 하여 스터브의 삽입량을 크게 하여 정합 상태에 도달할 때까지의 시간을 단축하고, 플라즈마 형성 후에는 m<1.0으로 하여 확실하게 정합 상태에 도달하도록 하여도 좋다.
플라즈마가 형성되는 것은 처리 용기 측벽에 석영 유리를 끼워 넣은 창(120; 도 1)을 통해 광전 소자(121)에 의해 플라즈마광을 검출함으로써 판정 가능하다. 즉, 광전 소자(121)가 플라즈마광을 검출하고 있지 않을 때에는 m=1.0으로 하고, 플라즈마광을 검출한 후에는 m<1.0으로 하면 좋다.
상기 제어부는 1대의 마이크로 컴퓨터로 모든 기능을 실행하기 때문에, 부하 정합기 제어 루틴의 실행 간격을 어느 정도 짧게 하지 않으면, 정합 상태에 도달할 때까지의 시간이 한층 더 길어져 버린다.
도 7은 본 발명에 관한 플라즈마 처리 장치에 적용되는 제2 부하 정합기 제어부의 구성도로서, 상기 과제를 해결하기 위해서 제어부를 계층 구성으로 하고 있다.
즉, 제어부(51)는 연산부(510)와 3대의 위치 제어부(511, 512, 513)로 구성되어 있다.
더욱이, 스터브(1121, 1122, 1123)의 삽입량을 조절하는 3대의 펄스 모터(521, 522, 523)에 로터리 인코더(541, 542, 543)가 직결되어 있다.
그리고, 로터리 인코더(541, 542, 543)에서 검출되는 스터브의 삽입량은 대응하는 위치 제어부(511, 512, 513)에 피드백되는 동시에, 연산부(510)에도 입력된다.
본 구성에 있어서는, 부하 정합기 제어 루틴의 단계 60 내지 67까지를 연산 부(510)에서 실행하여, 3개의 스터브(1121, 1122, 1123)에 대한 조작 지령을 각 위치 제어부(511, 512, 513)에 출력한다.
각 위치 제어부(511, 512, 513)는 조작 지령 및 로터리 인코더(541, 542, 543)에서 검출되는 스터브의 실제 삽입량에 기초하여 스터브 삽입량을 제어한다.
본 구성에 따르면, 연산부(510)는 각 펄스 모터의 동작이 종료하기를 기다리지 않고, 각 스터브의 목표 삽입량의 산출에 전념할 수 있고, 각 위치 제어부(511, 512, 513)는 각 스터브의 삽입량의 제어에 전념할 수 있기 때문에, 정합 상태에 신속히 도달하는 것이 가능해진다.
이 때, 편차량이 클 때에는 모터 속도를 크게 하고, 편차량이 작을 때에는 모터 속도를 작게 하여, 스터브의 이동 속도를 크게 할 수 있고, 최종적으로는 부하 정합까지의 시간을 짧게 할 수 있다.
더욱이 상기 실시 형태에 있어서는, 부하 정합기로서 스터브 구조를 사용하고 있지만, 다른 형식을 적용하는 것도 가능하다.
도 8은 원형 도파관부의 제2 구성도로서, 부하 정합기는 스터브 구조 대신에 쇼트 플런저 구조를 채용하고 있다.
즉, 원형 도파관(109)에는 외측 반경 방향으로 연장되는 중공 형상 통(811, 812, 813)이 부착되어 있다. 이 중공 형상 통(811, 812, 813)의 내부에서 금속판(821, 822, 823)을 이동시킴으로써, 임피던스를 조정할 수 있다.
금속판은 스터브와 같이 랙·피니언과 펄스 모터에 의해 구동되기 때문에, 상기 제1 및 제2 부하 정합기 제어부를 적용할 수 있다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    처리 용기와,
    마이크로파를 생성하는 마이크로파 발진기와,
    상기 처리 용기 내에 상기 마이크로파를 방사하는 안테나와,
    상기 마이크로파 발진기에서 발생한 상기 마이크로파를 상기 안테나에 도입하는 도파관과,
    상기 도파관에 설치되어, 임피던스를 조정 가능한 부하 정합기와,
    상기 도파관에 설치되어, 상기 처리 용기로부터 반사되는 마이크로파를 검출하는 검파기와,
    상기 검출된 마이크로파에 기초하여 산출된 처리 용기측 임피던스가 마이크로파 발진기측 임피던스와 정합하도록 상기 부하 정합기를 단계적으로 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는,
    상기 처리 용기측 임피던스가 마이크로파 발진기측 임피던스와 정합하기 위해서 필요한 상기 부하 정합기의 조정량을 산출하는 부하 정합기 조정량 산출부와,
    상기 산출된 조정량에 1 미만의 소정의 값을 곱한 것을 조정 신호로서 출력하는 조정 신호 출력부와,
    상기 부하 정합기의 조정 위치를 검출하는 조정 위치 검출기를 포함하며,
    상기 처리 용기측 임피던스가 마이크로파 발진기측 임피던스와 정합할 때까지, 상기 조정 신호에 기초한 상기 부하 정합기의 제어를 단계적으로 반복하고,
    상기 제어부는 상기 조정 신호 출력부로부터 출력되는 상기 조정 신호와 상기 조정 위치의 차에 따라 상기 부하 정합기를 제어하는 것인 플라즈마 처리 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 처리 용기 내에 마이크로파를 방사하여 생성되는 플라즈마를 이용하는 플라즈마 처리 장치의 제어 방법으로서,
    상기 처리 용기로부터 반사되는 마이크로파에 기초하여 처리 용기측 임피던스를 산출하는 단계와,
    상기 산출된 처리 용기측 임피던스가 발진기측 임피던스와 정합하기 위해서 필요한 처리 용기측 임피던스의 조정량을 산출하는 단계와,
    상기 산출된 조정량에 1 미만의 소정의 값을 곱한 것을 조정 신호로서 출력하는 단계와,
    상기 처리 용기측 임피던스가 마이크로파 발진기측 임피던스와 정합할 때까지, 상기 출력되는 조정 신호에 기초한 상기 처리 용기측 임피던스의 제어를 반복하여 실행하는 단계
    를 포함하는 플라즈마 처리 장치의 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 신호 출력 단계는 플라즈마가 생성되고 있지 않을 때에는 상기 산출된 조정량을 그대로 조정 신호로서 출력하고, 플라즈마가 생성되고 있을 때에는 상기 산출된 조정량에 1 미만의 소정의 값을 곱한 것을 조정 신호로서 출력하는 것인 플라즈마 처리 장치의 제어 방법.
  8. 삭제
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7164095B2 (en) * 2004-07-07 2007-01-16 Noritsu Koki Co., Ltd. Microwave plasma nozzle with enhanced plume stability and heating efficiency
US20060052883A1 (en) * 2004-09-08 2006-03-09 Lee Sang H System and method for optimizing data acquisition of plasma using a feedback control module
JP2007220499A (ja) * 2006-02-17 2007-08-30 Noritsu Koki Co Ltd プラズマ発生装置およびそれを用いるワーク処理装置
JP4647566B2 (ja) * 2006-08-30 2011-03-09 株式会社サイアン プラズマ発生装置およびそれを用いるワーク処理装置
TW200742506A (en) 2006-02-17 2007-11-01 Noritsu Koki Co Ltd Plasma generation apparatus and work process apparatus
US20080003702A1 (en) 2006-06-28 2008-01-03 Cruse James P Low Power RF Tuning Using Optical and Non-Reflected Power Methods
JP5161086B2 (ja) * 2006-07-28 2013-03-13 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波プラズマ源およびプラズマ処理装置
JP4724625B2 (ja) * 2006-08-30 2011-07-13 株式会社サイアン プラズマ発生装置およびそれを用いるワーク処理装置
TW200816881A (en) * 2006-08-30 2008-04-01 Noritsu Koki Co Ltd Plasma generation apparatus and workpiece processing apparatus using the same
JP4597931B2 (ja) * 2006-09-12 2010-12-15 株式会社サイアン プラズマ発生装置及びワーク処理装置
WO2008032856A2 (en) * 2006-09-13 2008-03-20 Noritsu Koki Co., Ltd. Plasma generator and work processing apparatus provided with the same
US20100074810A1 (en) * 2008-09-23 2010-03-25 Sang Hun Lee Plasma generating system having tunable plasma nozzle
US7921804B2 (en) * 2008-12-08 2011-04-12 Amarante Technologies, Inc. Plasma generating nozzle having impedance control mechanism
US20100201272A1 (en) * 2009-02-09 2010-08-12 Sang Hun Lee Plasma generating system having nozzle with electrical biasing
US20100254853A1 (en) * 2009-04-06 2010-10-07 Sang Hun Lee Method of sterilization using plasma generated sterilant gas
US9111727B2 (en) * 2011-09-30 2015-08-18 Tokyo Electron Limited Plasma tuning rods in microwave resonator plasma sources
US9728416B2 (en) 2011-09-30 2017-08-08 Tokyo Electron Limited Plasma tuning rods in microwave resonator plasma sources
JP2014154421A (ja) * 2013-02-12 2014-08-25 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置、プラズマ処理方法、および高周波発生器
JP6225243B2 (ja) * 2013-03-15 2017-11-01 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波処理システムおよび基板処理方法
JP6470515B2 (ja) * 2014-07-08 2019-02-13 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
KR102262109B1 (ko) * 2014-08-01 2021-06-10 세메스 주식회사 플라즈마 발생 장치, 그를 포함하는 기판 처리 장치, 및 기판 처리 균일도 조절 방법
JP6442242B2 (ja) * 2014-11-17 2018-12-19 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
KR20170100519A (ko) * 2014-12-26 2017-09-04 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06204176A (ja) * 1992-12-28 1994-07-22 Daihen Corp プラズマ処理装置の制御方法
JP2001068458A (ja) * 1999-08-31 2001-03-16 Sumitomo Metal Ind Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2986166B2 (ja) * 1989-01-30 1999-12-06 株式会社ダイヘン マイクロ波回路のインピーダンス自動調整装置及びインピーダンス自動調整方法
JPH0765993A (ja) * 1993-08-20 1995-03-10 Anelva Corp 有磁場マイクロ波放電反応装置
US5621331A (en) * 1995-07-10 1997-04-15 Applied Science And Technology, Inc. Automatic impedance matching apparatus and method
JPH09190900A (ja) * 1996-11-20 1997-07-22 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JP3630982B2 (ja) * 1997-05-22 2005-03-23 キヤノン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
JP3789203B2 (ja) * 1997-05-30 2006-06-21 株式会社日立ディスプレイデバイシズ マイクロ波応用装置
JP3027572B1 (ja) * 1998-12-24 2000-04-04 日本高周波株式会社 プラズマ処理用インピーダンス測定装置
JP2000299198A (ja) * 1999-02-10 2000-10-24 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JP4086450B2 (ja) * 2000-05-11 2008-05-14 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波アンテナ及びマイクロ波プラズマ処理装置
JP2003204237A (ja) * 2001-11-05 2003-07-18 Daihen Corp インピーダンス整合装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06204176A (ja) * 1992-12-28 1994-07-22 Daihen Corp プラズマ処理装置の制御方法
JP2001068458A (ja) * 1999-08-31 2001-03-16 Sumitomo Metal Ind Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

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Publication number Publication date
WO2004010746A1 (ja) 2004-01-29
AU2003252258A8 (en) 2004-02-09
TW200415695A (en) 2004-08-16
AU2003252258A1 (en) 2004-02-09
KR20050031457A (ko) 2005-04-06
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