KR102541816B1 - 고주파 전원 장치 및 기판 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
임피던스 정합 시에 있어서, 간섭파의 영향을 없앨 수 있는 고주파 전원 장치를 제공한다. 챔버 내에 마련한 복수의 안테나의 각각에 상이한 주파수의 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원 장치는, 상기 복수의 안테나의 각각에 상이한 주파수의 고주파 전력을 공급하는 복수의 고주파 전력부와, 상기 복수의 고주파 전력부의 각각을 제어하는 복수의 고주파 제어부를 포함한다. 상기 복수의 고주파 제어부의 각각은, 고속 푸리에 변환부와, 필터부를 포함한다. 상기 고속 푸리에 변환부는, 반사파로서 도입된 신호를 고속 푸리에 변환하여 주파수 성분으로 분해하고, 상기 필터부는, 자신의 고주파 전력부로부터 출력하고 있지 않는 주파수 성분의 파를 제거한다.
Description
본 발명은, 고주파 전원 장치 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
플라즈마를 이용하는 기판 처리 장치에서는, 챔버 내에 고주파 발생용의 안테나를 마련하고, 그 안테나에 고주파 전원 장치로부터 고주파 전력을 공급하여, 챔버 내에 플라즈마를 발생시킨다.
본 발명자들은, 기판 처리 장치의 챔버 내에 마련한 복수의 안테나에 고주파 전력을 공급하기 위한 고주파 전원 장치에 관하여 검토했다. 그 결과, 예를 들어, 2개의 안테나로부터 고주파 전력을 인가한 경우에, 서로의 주파수가 가까우면, 안테나간 또는 플라즈마를 통한 상호 간섭이 발생하는 것을 알 수 있었다. 또, 그 때문에, 한쪽의 안테나에 대해서 임피던스 정합을 행하고자 시도해도, 다른 한쪽으로부터의 간섭파가 방해를 하여 반사파가 저감하지 않는 것처럼 보이게 되어 버려, 임피던스 정합이 완료되지 않는 것이 발생할 수 있는 것도 알 수 있었다.
본 개시의 과제는, 임피던스 정합 시에 있어서, 간섭파의 영향을 없앨 수 있는 고주파 전원 장치를 제공하는 것에 있다.
그 밖의 과제와 신규한 특징은, 본 명세서의 기술 및 첨부 도면으로부터 밝혀질 것이다.
본 개시 중 대표적인 것의 개요를 간단하게 설명하면 하기와 같다.
즉, 챔버 내에 마련한 복수의 안테나의 각각에 상이한 주파수의 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원 장치는, 상기 복수의 안테나의 각각에 상이한 주파수의 고주파 전력을 공급하는 복수의 고주파 전력부와, 상기 복수의 고주파 전력부의 각각을 제어하는 복수의 고주파 제어부를 포함한다. 상기 복수의 고주파 제어부의 각각은, 고속 푸리에 변환부와, 필터부를 포함한다. 상기 고속 푸리에 변환부는, 반사파로서 도입된 신호를 고속 푸리에 변환하여 주파수 성분으로 분해하고, 상기 필터부는, 자신의 고주파 전력부로부터 출력하고 있지 않는 주파수 성분의 파(波)를 제거한다.
상기 고주파 전원 장치에 의하면, 임피던스 정합 시에 있어서, 간섭파의 영향을 없앨 수 있다.
도 1a는 실시예에 따른 고주파 전원 장치를 갖는 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 1b는 실시예에 따른 고주파 전원 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1b의 고주파 제어부와 제어부의 논리적인 구성예를 나타내는 도면이다.
도 3은 제 2 포트 PT2의 고주파 제어부 RFCN2에 있어서의 주파수 비교 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 고주파 제어부와 제어부의 동작 시퀀스를 나타내는 도면이다.
도 5는 응용예 1에 따른 복수의 고주파 전원 장치를 갖는 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 복수의 고주파 전원 장치의 출력 주파수의 할당예를 나타내는 도면이다.
도 7은 마스터로 된 고주파 전원 장치의 고주파 제어부와 제어부의 논리적인 구성예를 나타내는 도면이다.
도 8은 슬레이브로 된 고주파 전원 장치의 고주파 제어부와 제어부의 논리적인 구성예를 나타내는 도면이다.
도 9는 마스터 및 슬레이브의 고주파 전원 장치의 동작 시퀀스를 나타내는 도면이다.
도 10a는 응용예 2에 따른 복수의 안테나를 마련한 반응로의 구성예 1을 나타내는 상면도이다.
도 10b는 응용예 2에 따른 복수의 안테나를 마련한 반응로의 구성예 2를 나타내는 상면도이다.
도 1b는 실시예에 따른 고주파 전원 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1b의 고주파 제어부와 제어부의 논리적인 구성예를 나타내는 도면이다.
도 3은 제 2 포트 PT2의 고주파 제어부 RFCN2에 있어서의 주파수 비교 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 고주파 제어부와 제어부의 동작 시퀀스를 나타내는 도면이다.
도 5는 응용예 1에 따른 복수의 고주파 전원 장치를 갖는 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 복수의 고주파 전원 장치의 출력 주파수의 할당예를 나타내는 도면이다.
도 7은 마스터로 된 고주파 전원 장치의 고주파 제어부와 제어부의 논리적인 구성예를 나타내는 도면이다.
도 8은 슬레이브로 된 고주파 전원 장치의 고주파 제어부와 제어부의 논리적인 구성예를 나타내는 도면이다.
도 9는 마스터 및 슬레이브의 고주파 전원 장치의 동작 시퀀스를 나타내는 도면이다.
도 10a는 응용예 2에 따른 복수의 안테나를 마련한 반응로의 구성예 1을 나타내는 상면도이다.
도 10b는 응용예 2에 따른 복수의 안테나를 마련한 반응로의 구성예 2를 나타내는 상면도이다.
이하, 실시형태, 실시예, 및 응용예에 대해, 도면을 이용하여 설명한다. 단, 이하의 설명에 있어서, 동일 구성 요소에는 동일 부호를 붙여 반복된 설명을 생략하는 경우가 있다. 한편, 도면은 설명을 보다 명확하게 하기 위해, 실제의 태양에 비해, 모식적으로 표시되는 경우가 있지만, 어디까지나 일례이며, 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다.
실시예
도 1a, 도 1b는, 실시예에 따른 고주파 전원 장치를 갖는 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 도 1a는, 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이고, 도 1b는 고주파 전원 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1a에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 플라즈마 반응로로서의 챔버(10)와, 챔버(10) 내에 설치된 2개의 안테나 ANT1, ANT2와, 고주파 전원 장치 RFGD와, 정합 회로 MT1, MT2를 구비한다.
챔버(10)는, 예를 들어, 석영 등으로 구성된 원통형 형상의 반응로이다. 챔버(10)의 내부에, 하나 또는 복수의 반도체 기판 등의 기판이 탑재되고, 기판에 대해서 플라즈마에 의한 성막이나 플라즈마에 의해 에칭이 행해진다. 한편, 도 1a에서는, 챔버(10)로서 원통형 형상의 반응로가 묘사되어 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 챔버(10)는, 입방체 형상의 반응로여도 된다. 기판은, 반도체 기판으로 한정되지 않고, 표시 패널의 제조에 이용되는 유리 기판이어도 된다.
안테나 ANT1, ANT2는, 챔버(10)에 플라즈마를 발생시키기 위해서 마련되어 있다. 안테나 ANT1은, 정합 회로 MT1을 통하여, 고주파 전원 장치 RFGD에 마련된 고주파 전원부 RFG1의 출력에 접속된다. 안테나 ANT2는, 정합 회로 MT2를 통하여, 고주파 전원 장치 RFGD에 마련된 고주파 전원부 RFG2의 출력에 접속된다. 이 예에서는, 2개의 안테나 ANT1, ANT2가 챔버(10) 내에 마련된 예를 나타내고 있지만, 안테나의 수는, 3개 이상 있어도 된다.
고주파 전원 장치 RFGD는, 주파수 f1의 고주파 전력이 발생 가능한 고주파 전원부 RFG1과, 주파수 f2의 고주파 전력이 발생 가능한 고주파 전원부 RFG2를 구비한다. 이 예에서는, 고주파 전원 장치 RFGD는, 고주파 전원부 RFG1의 출력이 공급되는 제 1 포트 PT1과, 고주파 전원부 RFG2의 출력이 공급되는 제 2 포트 PT2를 갖는다.
정합 회로 MT1, MT2는, 예를 들어, 가변 콘덴서 등의 소자를 포함하고, 안테나 ANT1, ANT2 등의 플라즈마 소스와의 임피던스 정합을 행한다.
도 1b에 나타내는 바와 같이, 고주파 전원 장치 RFGD는, 고주파 전원부 RFG1을 제어하는 고주파 제어부 RFCN1과, 고주파 전원부 RFG2를 제어하는 고주파 제어부 RFCN2와, 고주파 제어부 RFCN1, RFCN2를 제어하는 제어부 CNT를 더 구비한다.
제어부 CNT는, 고주파 전원 장치 RFGD의 전체를 제어하는 제어 모듈이다. 고주파 제어부 RFCN1, RFCN2는 각각의 포트(제 1 포트 PT1, 제 2 포트 PT2)의 고주파 출력 제어 및 임피던스 정합의 제어를 행하는 모듈이다.
제어부 CNT와 고주파 제어부 RFCN1, RFCN2는, 각각 LVDS(Low Voltage Differentila Signaling)의 버스 BUS와 CAN(Controller Area Network)을 이용한 버스 CANBUS1로 접속되어 있어, 쌍방향의 정보 전달 경로를 갖는다. 또, 제어부 CNT는 CAN 인터페이스 CANIF를 구비하고 있고, CAN을 이용한 버스 CANBUS2에 접속되어, 외부 장치와 CAN 통신이 가능하다.
고주파 제어부 RFCN1은, 고속 푸리에 변환부 FFT1과 디지털 필터부 DF1을 갖는다. 고주파 제어부 RFCN2는, 고속 푸리에 변환부 FFT2와 디지털 필터부 DF2를 갖는다.
다음으로, 도 1a를 이용하여, 과제를 설명한다.
도 1a에 나타내는 바와 같이, 2개의 안테나 ANT1, ANT2로부터 고주파(RF)를 챔버(10)에 인가한 경우, 서로의 주파수(f1, f2)가 가까우면 안테나 ANT1, ANT2간 또는 플라즈마를 통한 상호 간섭이 발생하는 경우가 있다. 고주파 전원부 RFG1, RFG2와 같이, 각각의 고주파 전원부로부터 공급한 경우, 고주파 전원부 RFG1이 안테나 ANT1에 인가한 전력이 상대의 안테나 ANT2에 일부 결합하여, 고주파 전원부 RFG2에서 보면 반사파 PF1이 되돌아 온 것처럼 보이게 되어 버리는 경우가 있다.
그 때문에, 한쪽의 안테나(ANT1, 또는, ANT2)에 대해서 임피던스 정합을 행하고자 시도해도, 다른 한쪽으로부터의 간섭파가 방해를 하여 반사파가 저감하지 않는 것처럼 보이게 되어 버려, 임피던스 정합이 완료되지 않는 것이 발생할 수 있다. 도 1a에 있어서는, 제 1 포트 PT1로부터 출력한 진행파 PF1이 제 2 포트 PT2의 반사파에 보이고, 제 2 포트 PT2로부터 출력한 진행파 PF2가 제 1 포트 PT1의 반사파에 보이는 모습을 나타낸다. 제 1 포트 PT1로부터 출력한 고주파의 반사파 PR1, 제 2 포트 PT2로부터 출력한 고주파의 반사파 PR2는 정합 회로 MT1, MT2에 의해 임피던스 정합을 행함으로써 저감하는 것은 가능하다. 그러나, 제 1 포트 PT1로 돌아 들어간 간섭파 PF2, 제 2 포트 PT2로 돌아 들어간 간섭파 PF1에 관해서는, 제 1 포트 PT1, 제 2 포트 PT2가 각각 독자적으로 임피던스 정합을 행하는 것만으로는 저감할 수 없다는 과제가 있었다.
본 발명에서는, 이하의 구성을 채용하는 것에 의해, 상기 과제를 해결한다.
즉, 본 발명은, 정합 동작 시의 간섭파의 영향을 없애기 위해서, 주파수 정합에 이용하는 고주파 전원의 주파수 제어 방법을 고안하는 것이다.
구체적으로는, 2개 이상의 안테나(ANT1, ANT2)에 대해, 복수의 고주파 출력을 인가했을 때에, 각 고주파 출력의 주파수가 간섭을 제거할 수 있는 범위에서 동작하도록, 각 고주파 출력의 주파수를 고주파 전원 장치 RFGD에 의해 제어하는 것이다.
고주파 제어부(RFCN1, RFCN2)의 고속 푸리에 변환부(FFT1, FFT2)는, 반사파로서 도입된 신호를 FFT(고속 푸리에 변환)함으로써, 주파수 성분으로 분해하고, 자신이 출력하고 있지 않는 주파수 성분의 파에 대해서는, 고주파 제어부(RFCN1 또는 RFCN2)에 마련한 디지털 필터부(DF1 또는 DF2)에서 제거한다.
제어부 CNT는, 디지털 필터부(DF1 또는 DF2)에서의 감쇠에 의해 간섭을 제거할 수 있는 범위보다 상호의 주파수(고주파 전원부 RFG1의 고주파 전력의 주파수 F1, 주파수 RFG2의 고주파 전력의 주파수 F2)가 가까워지지 않도록, 주파수 정합의 동작에 일부 제한을 두는 것이다.
도 2는, 도 1b의 고주파 제어부와 제어부의 논리적인 구성예를 나타내는 도면이다.
고주파 제어부 RFCN1은, 정합 연산부 MTC1과, 주파수 가동부 FCH1과, 통신부 COM1을 구비한다. 고주파 제어부 RFCN2는, 정합 연산부 MTC2와, 주파수 가동부 FCH2와, 통신부 COM2를 구비한다. 제어부 CNT는, 통신부 CMM1과, 통신부 CMM2를 갖는다.
도 2를 이용하여, 고주파 제어부 RFCN1과 고주파 제어부 RFCN2의 주파수 설정 방법을 설명한다. 고주파 제어부 RFCN1을 마스터로 하고, 고주파 제어부 RFCN2를 슬레이브로 한다. 2개의 마스터/슬레이브 판별은 고주파 제어부 RFCN1, RFCN2에 실장되어 있는 DIP 스위치로 판단할 수 있다. 마스터인 고주파 제어부 RFCN1은, 특히, 간섭 회피를 위한 동작은 행하지 않고, 슬레이브인 고주파 제어부 RFCN2가 간섭 회피의 동작을 행한다.
우선, 정합 연산부 MTC1은, 소정의 정합 알고리즘으로부터 제 1 포트 PT1의 임피던스 정합에 사용하는 주파수(f1)를 결정한다.
정합 연산부 MTC1은, 주파수 가동부 FCH1에 주파수 정보 IFPT1을 주고, 주파수 가동부 FCH1은, 제 1 포트 PT1의 고주파 전원부 RFG1로부터 원하는 주파수(f1)의 고주파 전력을 출력시킨다.
정합 연산부 MTC1은, 통신부 COM1에 주파수 정보 IFPT1을 주고, 통신부 COM1은, 버스 BUS를 이용하여, 제어부 CNT의 통신부 CMM1에 주파수 정보 IFPT1을 출력한다.
통신부 CMM1은, 통신부 CMM2로, 제 1 포트 PT1의 주파수 정보 IFPT1을 출력한다. 통신부 CMM2는, 버스 BUS를 이용하여, 고주파 제어부 RFCN2의 통신부 COM2로, 제 1 포트 PT1의 주파수 정보 IFPT1을 출력한다. 통신부 COM2는, 정합 연산부 MTC2로, 제 1 포트 PT1의 주파수 정보 IFPT1을 출력한다.
고주파 제어부 RFCN2의 정합 연산부 MTC2에 있어서, 통신부 COM2로부터 입력된 제 1 포트 PT1의 주파수 정보 IFPT1, 및, 소정의 정합 알고리즘으로부터 산출한 주파수의 비교를 행하여, 제 2 포트 PT2측에서 임피던스 정합에 사용하는 주파수(f2)를 결정한다. 정합 연산부 MTC2는, 주파수 가동부 FCH2로 제 2 포트 PT2의 주파수 정보 IFPT2를 출력한다. 이에 의해, 주파수 가동부 FCH2는, 제 2 포트 PT2의 고주파 전원부 RFG2로부터 원하는 주파수(f2)의 고주파 전력을 출력시킨다.
도 3은, 제 2 포트 PT2의 고주파 제어부 RFCN2에 있어서의 주파수 비교 방법을 나타내는 순서도이다. 도 3에 있어서, f1은 제 1 포트 PT1의 출력 주파수이고, f2는 제 2 포트 PT2의 출력 주파수이다. 고주파 제어부 RFCN2는, 정합 연산부 MTC2에서 도출한 임피던스 정합에 필요한 주파수 aMHz를 결정하지만, 제 1 포트 PT1측의 주파수 f1과의 차분 주파수가 10kHz 이내였던 경우에, f1과의 차분 주파수가 10kHz가 되는 값을 최종적으로 채용한다. 한편, 10kHz는 제 1 포트 PT1, 제 2 포트 PT2간의 간섭을 디지털 필터부 DF1, DF2에서 억제할 수 있는 주파수 대역의 최저값이다. 10kHz의 차분 주파수는, 디지털 필터부 DF1, DF2의 샘플링 방법을 언더샘플링한 경우의 값이다. 디지털 필터부 DF1, DF2의 샘플링 방법을 오버샘플로 변경하면, 10kHz의 차분 주파수는 1kHz 등, 보다 가까운 주파수까지 조정하는 것이 가능하다.
도 3을 이용하여, 각 스텝을 설명한다.
스텝 S1: 정합 동작이 개시된다.
스텝 S2: 정합이 완료되어 있는지 여부가 판단된다. 정합이 완료되어 있지 않은 경우(No), 스텝 S3으로 이행한다. 정합이 완료되어 있는 경우(Yes), 스텝 S4로 이행하여, 정합 동작이 종료된다.
스텝 S3: 소정의 정합 알고리즘으로부터 산출한 주파수를 산출한다. 여기에서는, f2=aMHz인 것으로 한다.
스텝 S5: f1과 f2가 28.12MHz와 일치하고 있는지 여부가 확인된다(f1=f2=28.12MHz ?). 여기에서, 28.12MHz란, 고주파 전원 장치 RFGD의 출력 가능한 최대의 주파수이다. 일치하고 있지 않은 경우, 스텝 S6으로 이행한다. 일치하고 있는 경우, 스텝 S7로 이행한다. 스텝 S7에서는, f2의 값(28.12MHz)으로부터 10kHz가 감산된 값(28.12MHz-10kHz=28.11MHz)이 정합된 f2의 주파수의 값으로 되고, 스텝 S14로 이행하여, f2의 주파수가 설정된다. 이 경우, f1은 28.12MHz이다.
스텝 S6: f1과 f2가 26.12MHz와 일치하고 있는지 여부가 확인된다(f1=f2=26.12MHz ?). 여기에서, 26.12MHz란, 고주파 전원 장치 RFGD의 출력 가능한 최소의 주파수이다. 일치하고 있지 않은 경우, 스텝 S8로 이행한다. 일치하고 있는 경우, 스텝 S9로 이행한다. 스텝 S9에서는, f2의 값(26.12MHz)에 10kHz가 가산된 값(26.12MHz+10kHz=26.13MHz)이 정합된 f2의 주파수의 값으로 되고, 스텝 S14로 이행하여, f2의 주파수가 설정된다. 이 경우, f1은 26.12MHz이다.
스텝 S8: f1과 f2의 차분 주파수가, 0<f1-f2<=10kHz의 범위인지 여부가 판단된다. Yes인 경우, 스텝 S10으로 이행한다. No인 경우, 스텝 S11로 이행한다.
스텝 10: f1의 값으로부터 10kHz가 감산된 값이 정합된 f2의 주파수의 값(f2=f1-10kHz)으로 되고, 스텝 S14로 이행하여, f2의 주파수가 설정된다.
스텝 S11: f1과 f2의 차분 주파수가, -10kHz<=f1-f2<=0의 범위인지 여부가 판단된다. Yes인 경우, 스텝 S12로 이행한다. No인 경우, 스텝 S13으로 이행한다.
스텝 S12: f1의 값에 10kHz가 가산된 값이 정합된 f2의 주파수의 값(f2=f1+10kHz)으로 되고, 스텝 S14로 이행하여, f2의 주파수가 설정된다.
스텝 S13: f2의 주파수의 값은, 스텝 3의 소정의 정합 알고리즘으로부터 산출한 주파수(f2=aMhz)로 되고, 스텝 S14로 이행하여, f2의 주파수가 설정된다.
스텝 S14 후, 스텝 S2로 이행하여, 재차, 정합이 완료되었는지 여부가 판단되도록 되어 있다.
도 4는, 고주파 제어부와 제어부의 동작 시퀀스를 나타내는 도면이다. 한편, 도 4에 있어서, f11, f12는 제 1 포트 PT1의 고주파 전원부 RFG1의 주파수를 나타내고 있고, f21, f22는 제 2 포트 PT2의 고주파 전원부 RFG2의 주파수를 나타내고 있다. 또, f11, f21은 1회째의 설정값을 나타내고, f12, f22는 2회째의 설정값을 나타내고 있다.
우선, 고주파 제어부 RFCN1은, 소정의 정합 알고리즘을 이용한 1회째의 정합 연산을 행하여, 제 1 포트 PT1의 고주파 전원부 RFG1의 주파수 f11을 설정한다. 설정된 주파수 f11의 정보는, 제 1 포트 PT1의 주파수 정보 IFPT1로 하여, 제어부 CNT를 통하여, 고주파 제어부 RFCN2로 송신된다.
고주파 제어부 RFCN2는, 수신한 주파수 f11의 정보(IFPT1)를 참조하고, 소정의 정합 알고리즘을 이용한 1회째의 정합 연산 및 도 3의 주파수 비교를 행하여, 제 2 포트 PT2의 고주파 전원부 RFG2의 주파수 f21을 설정한다.
고주파 제어부 RFCN1은, 예를 들어, 1회째의 정합 연산으로부터 4ms 후, 소정의 정합 알고리즘을 이용한 2회째의 정합 연산을 행하여, 제 1 포트 PT1의 고주파 전원부 RFG1의 주파수 f12를 설정한다. 설정된 주파수 f12의 정보는, 제 1 포트 PT1의 주파수 정보 IFPT1로 하여, 제어부 CNT를 통하여, 고주파 제어부 RFCN2로 송신된다.
고주파 제어부 RFCN2는, 예를 들어, 1회째의 정합 연산으로부터 4ms 후, 수신한 주파수 f12의 정보(IFPT1)를 참조하고, 소정의 정합 알고리즘을 이용한 2회째의 정합 연산 및 도 3의 주파수 비교를 행하여, 제 2 포트 PT2의 고주파 전원부 RFG2의 주파수 f22를 설정한다.
이와 같이, 예를 들어, 4ms마다 반복하고, f11(f21)와 f12(f22)의 주파수 설정이 행해짐으로써, 고주파 전원부 RFG1, RFG2의 출력 전력의 제어가 행해짐과 더불어, 주파수 간섭을 회피할 수 있다.
또, 복수의 출력 포트(제 1 포트와 제 2 포트)간의 주파수 간섭을 회피하면서 임피던스 정합을 실시할 수 있다. 이에 의해, 복수 안테나를 반응로(10) 내에 마련한 기판 처리 장치에 있어서, 올바른 정합 동작을 실시할 수 있기 때문에, 안정된 양질인 플라즈마를 반응로(10) 내에 생성하는 것이 가능해진다. 따라서, 안정된 플라즈마를 이용한 처리를 기판에 대해서 행하는 것이 가능하다.
(응용예 1)
도 5는, 응용예 1에 따른 복수의 고주파 전원 장치를 갖는 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 응용예에서는, 반응로인 챔버(10) 내에 복수의 안테나 ANT1∼ANTn이 마련되고, 또한, 복수의 고주파 전원 장치 RFGD0∼RFGDn이 마련된다.
복수의 고주파 전원 장치 RFGD0∼RFGDn의 각각은, 도 1b에 나타내는 고주파 전원 장치 RFGD와, 마찬가지인 구성으로 되어 있다. 고주파 전원 장치 RFGD0에는, 안테나 ANT1, ANT2가 접속되고, 고주파 전원 장치 RFGD1에는, 안테나 ANT3, ANT4가 접속된다. 마찬가지로, 고주파 전원 장치 RFGD2에는, 안테나 ANT5, ANT6이 접속되고, 고주파 전원 장치 RFGDn에는, 안테나 ANT2n+1, ANT2n+2가 접속된다.
복수의 고주파 전원 장치 RFGD0∼RFGDn의 각각은, CAN 버스 CANBUS2에 의해, 서로 접속되어 있다. 이 예에서는, 고주파 전원 장치 RFGD0이 마스터(MS)이고, 다른 고주파 전원 장치 RFGD1∼RFGDn은 슬레이브(SLV)로 되어 있다. 마스터(MS)/슬레이브(SLV)는, 고주파 전원 장치 RFGD0∼RFGDn의 각각의 제어부 CNT에 마련한 DIP 스위치로 설정 가능하고, 또한, 판별할 수 있다.
마스터(MS)인 고주파 전원 장치 RFGD0는, 고주파 전원 장치 RFGD0 내의 고주파 전원부 RFG1, RFG2가 발생하는 고주파 전력의 출력 주파수 f1, f2의 정보를, CAN 버스 CANBUS2에 의한 브로드캐스트 통신으로, 슬레이브(SLV)인 고주파 전원 장치 RFGD1∼RFGDn으로 송신 가능하게 구성되어 있다.
도 6은, 도 5의 복수의 고주파 전원 장치의 출력 주파수의 할당예를 나타내는 도면이다. 고주파 전원 장치 RFGD0∼RFGDn의 각각은, 예를 들어, 26.12MHz와 28.12MHz의 사이의 출력 주파수의 고주파 전력이 발생 가능하다. 이 예에서는, 고주파 전원 장치 RFGD0는, 출력 주파수 f1, f2의 고주파 전력이 발생 가능하다. 주파수 f1과 주파수 f2의 차분 주파수는, 실시예 1과 마찬가지로, 디지털 필터부(DF1 또는 DF2)에서의 감쇠에 의해 간섭을 제거할 수 있는 범위의 차분 주파수로 되어 있다. 차분 주파수는, 예를 들어, 10kHz이다. 고주파 전원 장치 RFGD1은, 출력 주파수 f3, f4의 고주파 전력이 발생 가능하다. 주파수 f3와 주파수 f4의 차분 주파수는, 마찬가지인 사상에 의해, 예를 들어, 10kHz이다. 또, 주파수 f2와 주파수 f3의 차분 주파수는, 예를 들어, 10kHz이다. 또, 고주파 전원 장치 RFGD2는, 출력 주파수 f5, f6의 고주파 전력이 발생 가능하다. 주파수 f5와 주파수 f6의 차분 주파수는, 마찬가지인 사상에 의해, 예를 들어, 10kHz이다. 또, 주파수 f4와 주파수 f5의 차분 주파수는, 예를 들어, 10kHz이다. 또, 고주파 전원 장치 RFGDn은, 출력 주파수 f2n+1, f2n+2의 고주파 전력이 발생 가능하다. 주파수 f2n+1과 주파수 f2n+2의 차분 주파수는, 마찬가지인 사상에 의해, 예를 들어, 10kHz이다.
이와 같이 고주파 전력의 출력 주파수를 설정하는 것에 의해, 26.12MHz와 28.12MHz의 사이의 주파수 범위를 유효하게 활용할 수 있음과 더불어, 고주파 전원 장치 RFGD0∼RFGDn의 각각에 있어서, 간섭을 회피할 수 있다.
도 6에 나타나는 주파수의 설정은, 다음과 같이, DIP 스위치의 값에 의해 자동적으로 설정할 수 있도록 할 수 있다. 즉, 마스터 및 슬레이브의 고주파 전원 장치 RFGD0∼RFGDn은, 자신의 DIP 스위치의 값(예를 들어, 0∼15)에 의해, 자신의 ID 번호 n을 독특하게 결정해 둘 수 있다. 예를 들어, 마스터(MS)의 ID 번호는 0으로 하고, 슬레이브(SLV)의 ID 번호는, 1∼15로 한다.
슬레이브(SLV)는, 마스터(MS)로부터 수신한 주파수의 값으로부터 10kHz×n만큼 떨어진 주파수에 설정한다. 여기에서, n은 각 슬레이브의 자신의 ID 번호이고, n≥1이다. 한편, DIP 스위치에 의한 ID 번호의 설정 대신으로 하여 고주파 전원 장치 RFGD0∼RFGDn에 설정된 CANID를 이용하는 것도 가능하다.
도 7은, 마스터로 된 고주파 전원 장치의 고주파 제어부와 제어부의 논리적인 구성예를 나타내는 도면이다. 도 8은, 슬레이브로 된 고주파 전원 장치의 고주파 제어부와 제어부의 논리적인 구성예를 나타내는 도면이다.
도 7이 도 2와 상이한 점은, 도 7에 있어서, 고주파 전원 장치 RFGD0의 고주파 제어부 RFCN2에 있어서, 정합 연산부 MTC2로부터의 제 2 포트 PT2의 주파수 정보 IFPT2가, 통신부 COM2를 통하여, 제어부 CNT의 통신부 CMM2로 출력되는 점과, 고주파 전원 장치 RFGD0의 제어부 CNT에, 외부 통신부 CMM3이 추가되고, 외부 통신부 CMM3이 통신부 CMM1로부터의 주파수 정보 IFPT1과 통신부 CMM2로부터의 주파수 정보 IFPT2를 수신하여, 마스터의 주파수 정보 IFM을 송신하는 점이다. 여기에서, 주파수 정보 IFM는, 주파수 정보 IFPT1과 주파수 정보 IFPT2를 포함하는 정보이다. 외부 통신부 CMM3은, CAN 버스 CANBUS2를 통하여, 주파수 정보 IFM을 슬레이브로 된 고주파 전원 장치 RFGD1로 출력한다.
도 7을 이용하여, 고주파 전원 장치 RFGD0의 고주파 제어부 RFCN1과 고주파 제어부 RFCN2의 주파수 설정 방법을 설명한다.
우선, 정합 연산부 MTC1은, 소정의 정합 알고리즘으로부터 제 1 포트 PT1의 임피던스 정합에 사용하는 주파수(f1)를 결정한다.
정합 연산부 MTC1은, 주파수 가동부 FCH1에 주파수 정보 IFPT1을 주고, 주파수 가동부 FCH1은, 제 1 포트 PT1의 고주파 전원부 RFG1로부터 원하는 주파수(f1)의 고주파 전력을 출력시킨다.
정합 연산부 MTC1은, 통신부 COM1에 주파수 정보 IFPT1을 주고, 통신부 COM1은, 버스 BUS를 이용하여, 제어부 CNT의 통신부 CMM1에 주파수 정보 IFPT1을 출력한다.
통신부 CMM1은, 통신부 CMM2와 외부 통신부 CMM3으로, 제 1 포트 PT1의 주파수 정보 IFPT1을 출력한다.
통신부 CMM2는, 버스 BUS를 이용하여, 고주파 제어부 RFCN2의 통신부 COM2로, 제 1 포트 PT1의 주파수 정보 IFPT1을 출력한다. 통신부 COM2는, 정합 연산부 MTC2로, 제 1 포트 PT1의 주파수 정보 IFPT1을 출력한다.
고주파 제어부 RFCN2의 정합 연산부 MTC2에 있어서, 통신부 COM2로부터 입력된 제 1 포트 PT1의 주파수 정보 IFPT1, 및, 소정의 정합 알고리즘으로부터 산출한 주파수의 비교를 행하여, 제 2 포트 PT2측에서 임피던스 정합에 사용하는 주파수(f2)를 결정한다. 정합 연산부 MTC2는, 주파수 가동부 FCH2로 제 2 포트 PT2의 주파수 정보 IFPT2를 출력한다. 이에 의해, 주파수 가동부 FCH2는, 제 2 포트 PT2의 고주파 전원부 RFG2로부터 원하는 주파수(f2)의 고주파 전력을 출력시킨다.
정합 연산부 MTC2는, 통신부 COM2로, 제 2 포트 PT2의 주파수 정보 IFPT2를 출력한다. 통신부 COM2는, 통신부 CMM2로, 제 2 포트 PT2의 주파수 정보 IFPT2를 출력한다. 통신부 CMM2는, 외부 통신부 CMM3으로, 제 2 포트 PT2의 주파수 정보 IFPT2를 출력한다. 외부 통신부 CMM3은, 제 1 포트 PT1의 주파수 정보 IFPT1과 제 2 포트 PT2의 주파수 정보 IFPT2를 마스터측의 주파수 정보 IFM으로 하여, CAN 버스 CANBUS2를 통하여, 슬레이브로 된 고주파 전원 장치 RFGD1로 출력한다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 슬레이브로 된 고주파 전원 장치 RFGD1의 고주파 제어부 RFCN1은, 정합 연산부 MTC1과, 주파수 가동부 FCH1과, 통신부 COM1을 구비한다. 고주파 전원 장치 RFGD1의 고주파 제어부 RFCN2는, 정합 연산부 MTC2와, 주파수 가동부 FCH2와, 통신부 COM2를 구비한다. 고주파 전원 장치 RFGD1의 제어부 CNT는, 통신부 CMM1과, 통신부 CMM2와, 외부 통신부 CMM3을 갖는다.
도 8을 이용하여, 고주파 전원 장치 RFGD1의 고주파 제어부 RFCN1과 고주파 제어부 RFCN2의 주파수 설정 방법을 설명한다.
외부 통신부 CMM3은, CAN 버스 CANBUS2를 통하여, 마스터측의 주파수 정보 IFM을 수신하고, 수신한 주파수 정보 IFM을 통신부 CMM1로 출력한다. 통신부 CMM1은, 통신부 COM1로, 마스터측의 주파수 정보 IFM을 출력한다. 통신부 COM1은, 정합 연산부 MTC1로 마스터측의 주파수 정보 IFM을 출력한다.
정합 연산부 MTC1에 있어서, 통신부 COM1로부터 입력된 마스터측 주파수 정보 IMF(IFPT1, IFPT2), 및 소정의 정합 알고리즘으로부터 산출한 주파수의 비교를 행하여, 슬레이브측의 제 1 포트 PT1측에서 임피던스 정합에 사용하는 주파수(f3)를 결정한다.
정합 연산부 MTC1에서 결정한 주파수(f3)를 주파수 정보 IFPT1S로 하여 주파수 가동부 FCH1에 주고, 슬레이브측의 제 1 포트 PT1의 고주파 전원부 RFG1로부터 주파수(f3)의 고주파 전력을 출력시킨다.
정합 연산부 MTC1은, 통신부 COM1로, 결정한 제 1 포트 PT1의 주파수 정보 IFPT1S를 출력한다. 통신부 COM1은, 통신부 CMM1에 입력된 제 1 포트 PT1의 주파수 정보 IFPT1S를 출력한다. 통신부 CMM1은, 통신부 CMM2로 제 1 포트 PT1의 주파수 정보 IFPT1S를 출력한다. 통신부 CMM2는, 통신부 COM2로 제 1 포트 PT1의 주파수 정보 IFPT1S를 출력한다. 통신부 COM2는, 정합 연산부 MTC2로 제 1 포트 PT1의 주파수 정보 IFPT1S를 출력한다.
정합 연산부 MTC2에 있어서, 통신부 COM2로부터 입력된 제 1 포트 PT1의 주파수 정보 IFPT1S, 및 소정의 정합 알고리즘으로부터 산출한 주파수의 비교를 행하여, 제 2 포트 PT2측에서 임피던스 정합에 사용하는 주파수(f4)를 결정한다.
정합 연산부 MTC2에서 결정한 주파수(f4)를 주파수 정보 IFPT2S로 하여 주파수 가동부 FCH2에 주고, 슬레이브측의 제 2 포트 PT2의 고주파 전원부 RFG2로부터 주파수(f4)의 고주파 전력을 출력시킨다.
도 9는, 마스터 및 슬레이브의 고주파 전원 장치의 동작 시퀀스를 나타내는 도면이다. 한편, 도 9에 있어서, f11, f12는 마스터로 된 고주파 전원 장치 RFGD0(MS)의 제 1 포트 PT1의 고주파 전원부 RFG1의 주파수를 나타내고 있고, f21, f22는 마스터로 된 고주파 전원 장치 RFGD0(MS)의 제 2 포트 PT2의 고주파 전원부 RFG2의 주파수를 나타내고 있다. 또, f11, f21은 1회째의 설정값을 나타내고, f12, f22는 2회째의 설정값을 나타내고 있다. 또, f11S, f12S는 슬레이브로 된 고주파 전원 장치 RFGDn(SLV)의 제 1 포트 PT1의 고주파 전원부 RFG1의 주파수를 나타내고 있고, f21S, f22S는 슬레이브로 된 고주파 전원 장치 RFGDn(SLV)의 제 2 포트 PT2의 고주파 전원부 RFG2의 주파수를 나타내고 있다. 또, f11S, f21S는 1회째의 설정값을 나타내고, f12S, f22S는 2회째의 설정값을 나타내고 있다.
한편, 고주파 전원 장치 RFGDn(SLV)이 RFGD1(SLV)로 된 경우, 이하에 기재된 f11S 및 f12S는, 도 8의 f3에 대응하고, 이하에 기재된 f21S 및 f22S는, 도 8의 f4에 대응한다.
최초로, 고주파 전원 장치 RFGD0(MS)의 동작 시퀀스에 대해 설명한다.
고주파 전원 장치 RFGD0(MS)에 있어서, 고주파 제어부 RFCN1은, 소정의 정합 알고리즘을 이용한 1회째의 정합 연산을 행하여, 제 1 포트 PT1의 고주파 전원부 RFG1의 주파수 f11을 설정한다. 설정된 주파수 f11의 정보는, 제 1 포트 PT1의 주파수 정보 IFPT1로 하여, 제어부 CNT를 통하여, 고주파 제어부 RFCN2로 송신된다.
고주파 제어부 RFCN2는, 수신한 주파수 f11의 정보(IFPT1)를 참조하고, 소정의 정합 알고리즘을 이용한 1회째의 정합 연산 및 도 3의 주파수 비교를 행하여, 제 2 포트 PT2의 고주파 전원부 RFG2의 주파수 f21을 설정한다.
고주파 제어부 RFCN2는, 주파수 f21의 정보를, 제 2 포트 PT2의 주파수 정보 IFPT2로 하여, 제어부 CNT로 송신한다.
제어부 CNT는, 주파수 정보 IFPT1과 주파수 정보 IFPT2를 포함하는 1회째의 주파수 정보 IFM1을, 고주파 전원 장치 RFGDn(SLV)의 제어부 CNT로 송신한다.
고주파 제어부 RFCN1은, 예를 들어, 1회째의 정합 연산으로부터 4ms 후, 소정의 정합 알고리즘을 이용한 2회째의 정합 연산을 행하여, 제 1 포트 PT1의 고주파 전원부 RFG1의 주파수 f12를 설정한다. 설정된 주파수 f12의 정보는, 제 1 포트 PT1의 주파수 정보 IFPT1로 하여, 제어부 CNT를 통하여, 고주파 제어부 RFCN2로 송신된다.
고주파 제어부 RFCN2는, 예를 들어, 1회째의 정합 연산 및 주파수 비교로부터 4ms 후, 수신한 주파수 f12의 정보(IFPT1)를 참조하고, 소정의 정합 알고리즘을 이용한 2회째의 정합 연산 및 도 3의 주파수 비교를 행하여, 제 2 포트 PT2의 고주파 전원부 RFG2의 주파수 f22를 설정한다.
고주파 제어부 RFCN2는, 주파수 f22의 정보를, 제 2 포트 PT2의 주파수 정보 IFPT2로 하여, 제어부 CNT로 송신한다.
제어부 CNT는, 주파수 정보 IFPT1과 주파수 정보 IFPT2를 포함하는 2회째의 주파수 정보 IFM2를, 고주파 전원 장치 RFGDn(SLV)의 제어부 CNT로 송신한다.
다음으로, 고주파 전원 장치 RFGDn(SLV)의 동작 시퀀스에 대해 설명한다.
1회째의 주파수 정보 IFM1을 수신한 제어부 CNT는, 고주파 제어부 RFCN1로, 주파수 정보 IFM1을 송신한다.
고주파 제어부 RFCN1은, 수신한 주파수 정보 IFM1을 참조하고, 소정의 정합 알고리즘을 이용한 1회째의 정합 연산 및 도 3의 주파수 비교를 행하여, 제 1 포트 PT1의 고주파 전원부 RFG1의 주파수 f11S를 설정한다. 설정된 주파수 f11S의 정보는, 제 1 포트 PT1의 주파수 정보 IFPT1S로 하여, 제어부 CNT를 통하여, 고주파 제어부 RFCN2로 송신된다.
고주파 제어부 RFCN2는, 수신한 주파수 f11S의 정보(IFPT1S)를 참조하고, 소정의 정합 알고리즘을 이용한 1회째의 정합 연산 및 도 3의 주파수 비교를 행하여, 제 2 포트 PT2의 고주파 전원부 RFG2의 주파수 f21S를 설정한다.
2회째의 주파수 정보 IFM2를 수신한 제어부 CNT는, 고주파 제어부 RFCN1로, 주파수 정보 IFM2를 송신한다.
고주파 제어부 RFCN1은, 1회째의 정합 연산 및 주파수 비교로부터 4ms 후, 수신한 주파수 정보 IFM2를 참조하고, 소정의 정합 알고리즘을 이용한 2회째의 정합 연산 및 주파수 비교를 행하여, 제 1 포트 PT1의 고주파 전원부 RFG1의 주파수 f12S를 설정한다. 설정된 주파수 f12S의 정보는, 제 1 포트 PT1의 주파수 정보 IFPT1S로 하여, 제어부 CNT를 통하여, 고주파 제어부 RFCN2로 송신된다.
고주파 제어부 RFCN2는, 1회째의 정합 연산 및 주파수 비교로부터 4ms 후, 수신한 주파수 f12S의 정보(IFPT1S)를 참조하고, 소정의 정합 알고리즘을 이용한 2회째의 정합 연산 및 도 3의 주파수 비교를 행하여, 제 2 포트 PT2의 고주파 전원부 RFG2의 주파수 f22S를 설정한다.
이에 의해, 고주파 전원 장치 RFGD0(MS) 및 고주파 전원 장치 RFGDn(SLV)에 있어서, 각각의 포트로부터 발생되는 고주파 전력의 출력 주파수는, 주파수 간섭을 회피하면서, 임피던스 정합을 행할 수 있도록, 설정할 수 있다.
따라서, 올바른 정합 동작을 실시할 수 있기 때문에, 안정된 양질인 플라즈마를, 기판 처리 장치의 반응로 내에 생성할 수 있다. 이에 의해, 안정된 플라즈마를 이용한 처리를 기판에 대해서 행하는 것이 가능하다.
또, 본 발명의 고주파 전원 장치를 복수대 접속하는 경우에 있어서는, 탑재하는 제어 소프트웨어는 마스터의 고주파 전원 장치와 슬레이브의 고주파 전원 장치에서, 동일한 소프트웨어로 실시할 수 있다. 따라서, 마스터의 고주파 전원 장치의 소프트웨어와 슬레이브의 고주파 전원 장치의 소프트웨어를 따로따로 개발할 필요는 없기 때문에, 경제적이어서, 소프트웨어의 개발 비용을 저감하는 것이 가능하다.
(응용예 2)
도 10a, 도 10b는, 응용예 2에 따른 복수의 안테나를 마련한 반응로의 상면도이다. 도 10a, 도 10b는, 기판 처리 장치(1)의 챔버(반응로)(10)의 내부에, 예시적으로, 16개의 안테나를 배치한 구성이다. 16개의 안테나는, 챔버(반응로)(10)에 배치된 기판의 상측에 위치하도록, 챔버(반응로)(10)의 천정측의 벽부분에 마련되어 있다. 기판은, 예를 들어, 표시 패널의 제조에 이용되는 유리 기판이다.
도 10a는, 16개의 안테나 A∼P를 행렬 형상으로 종횡 등간격으로 챔버(10)의 내부(천정측의 벽부분)에 배치한 구성예 1을 나타내고 있다. 안테나 A∼P의 각각은, 고주파 전원부 RFG1∼RFG16의 각각으로부터 고주파 전력이 정합기를 통하여 공급되도록 되어 있다. 예를 들어, 고주파 전원부 RFG1은, 안테나 A에 접속되고, 주파수 f1의 고주파 전력이 정합기를 통하여 공급된다. 고주파 전원부 RFG2는, 안테나 B에 접속되고, 주파수 f2의 고주파 전력이 정합기를 통하여 공급된다. 고주파 전원부 RFG1∼RFG16의 출력 주파수 f1∼f16은, 도 5 및 도 6에서 설명된 바와 같이, 주파수 간섭이 회피 가능하게 설정되어 있다.
즉, 도 10a에서는, 안테나의 수와 동일수가 상이한 출력 주파수의 고주파 전원부가 마련된다. 이 경우, 고주파 전원부의 대수만큼 주파수가 증가하기 때문에, 시스템측이 관리하는 내용이 증가해 버릴 우려가 있다. 또, 각 고주파 전원부를 동기(同期)할 수 있을 필요가 있어, 각각의 주파수 정보를 교환하지 않으면 안 된다. 또, 고주파 전원부의 수가 증가하기 때문에, 그만큼 대형화, 고액화되어 버릴 우려도 있다.
도 10b는, 16개의 안테나를 행렬 형상으로 종횡 등간격으로 챔버(10)의 내부(천정측의 벽부분)에 배치한 구성예 2를 나타내는 도면이다. 도 10a에서는, 각각의 안테나에 상이한 주파수의 고주파 전력을 공급했지만, 도 10b에서는, 16개의 안테나를, 예를 들어, 4개의 그룹 A, B, C, D로 분류한다. 제 1 그룹의 안테나 A는, 주파수 f1의 고주파 전력을 출력하는 고주파 전원부 RFG1에 정합기를 통하여 접속한다. 제 2 그룹의 안테나 B는, 주파수 f2의 고주파 전력을 출력하는 고주파 전원부 RFG2에 정합기를 통하여 접속한다. 제 3 그룹의 안테나 C는, 주파수 f3의 고주파 전력을 출력하는 고주파 전원부 RFG3에 정합기를 통하여 접속한다. 제 4 그룹의 안테나 D는, 주파수 f4의 고주파 전력을 출력하는 고주파 전원부 RFG4에 정합기를 통하여 접속한다. 고주파 전원부 RFG1∼RFG4의 출력 주파수 f1∼f4는, 도 5 및 도 6에서 설명된 바와 같이, 주파수 간섭이 회피 가능하게 설정되어 있다.
도 10b에 나타내는 바와 같이, 1개의 그룹으로 분리된 안테나의 옆에는, 다른 그룹으로 분류된 안테나가 배치된다. 예를 들어, 제 1 그룹의 안테나 A의 근처에는, 제 2 그룹, 제 3 그룹 및 제 4 그룹으로 분류된 안테나 B, C, D가 배치된다. 또, 그룹의 수(이 예에서는, 4 그룹)는, 복수의 안테나의 수(이 예에서는, 16개)보다 적다. 또, 그룹의 수(이 예에서는, 4 그룹)는, 고주파 전력부의 수(이 예에서는, 고주파 전원부 RFG1∼RFG4의 4개)와 동일하다.
챔버(10) 내에서 일어나는 간섭은, 물리적 거리가 떨어지면, 기본적으로 간섭의 정도가 개선된다. 그 때문에, 복수의 안테나가 일정한 거리만큼 떨어져 배치되는 경우, 예를 들면, 이웃하는 안테나와의 간섭만이 크고, 그보다도 거리가 벌어지면 문제없는 경우, 이웃하지 않는 안테나에 대해서 동일한 주파수를 사용할 수 있다. 즉, 도 10b에 나타내는 바와 같이, 물리적 거리가 떨어진 안테나에는 동일한 주파수를 사용한다. 이에 의해, 도 10a에 나타내는 바와 같이, 16가지 주파수 f1∼f16과 16개의 고주파 전원부 RFG1∼RFG16이 필요했는 데 비해, 도 10b에 나타내는 바와 같이, 4가지 주파수 f1∼f4와, 4개의 고주파 전원부 RFG1∼RFG4로 줄일 수 있다.
이에 의해, 주파수의 종류를 줄여, 고주파 전원부의 필요 대수를 저감하여, 주파수 관리를 간단하게 할 수 있다. 이 예의 경우, 안테나 16개에 대해, 4개의 출력 주파수 f1∼f4파로 대응할 수 있기 때문에, 각 고주파 전원부 RFG1∼RFG4의 출력을 4배 높은 것으로 하여, 4분배함으로써 대처할 수 있다.
이상, 본 발명자에 의해 된 발명을 실시예에 근거하여 구체적으로 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시형태 및 실시예로 한정되는 것은 아니고, 여러 가지 변경 가능한 것은 말할 것도 없다.
한편, 본 발명의 반대의 사고 방식으로 하여 주파수 정합을 실시했을 때에 각 안테나의 특성 임피던스를 의도적으로 어긋나게 두어, 최종적으로 정합했을 때에 주파수가 근접하지 않도록 안테나를 조정하는 것으로도 문제점을 해결할 수 있다.
또, 주파수 정합을 이용하지 않는 경우는, 고주파 전원의 주파수를 간섭하지 않는 정도로 어긋나게 하여 운용함으로써, 간섭을 회피하는 것도 가능해진다. 이 경우, 반사파의 검출에 있어서 FFT(FFT1, FFT2) 및 디지털 필터부(DF1, DF2)와 같은 간섭파 제거의 구조를 가지고 있는 것이 전제가 된다.
이상 기술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 임피던스 정합 시에 있어서, 간섭파의 영향을 없앨 수 있는 고주파 전원 장치를 제공할 수 있다.
1: 기판 처리 장치
10: 챔버(반응로)
MT1, MT2: 정합기
ANT1, ANT2: 안테나
RFGD: 고주파 전원 장치
RFG1, RFG2: 고주파 전원부
RFCN1, RFCN2: 고주파 제어부
CNT: 제어부
FFT1, FFT2: 고속 푸리에 변환부
DF1, DF2: 디지털 필터부
MTC1, MTC2: 정합 연산부
FCH1, FCH2: 주파수 가동부
COM1, COM2, CMM1, CMM2: 통신부
CMM3: 외부 통신부
10: 챔버(반응로)
MT1, MT2: 정합기
ANT1, ANT2: 안테나
RFGD: 고주파 전원 장치
RFG1, RFG2: 고주파 전원부
RFCN1, RFCN2: 고주파 제어부
CNT: 제어부
FFT1, FFT2: 고속 푸리에 변환부
DF1, DF2: 디지털 필터부
MTC1, MTC2: 정합 연산부
FCH1, FCH2: 주파수 가동부
COM1, COM2, CMM1, CMM2: 통신부
CMM3: 외부 통신부
Claims (12)
- 챔버 내에 마련한 복수의 안테나의 각각에 상이한 주파수의 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원 장치로서,
상기 고주파 전원 장치는,
상기 복수의 안테나의 각각에 상이한 주파수의 고주파 전력을 공급하는 복수의 고주파 전력부와,
상기 복수의 고주파 전력부의 각각을 제어하는 복수의 고주파 제어부를 포함하고,
상기 복수의 고주파 제어부의 각각은,
고속 푸리에 변환부와, 필터부를 포함하고,
상기 고속 푸리에 변환부는, 반사파로서 도입된 신호를 고속 푸리에 변환하여 주파수 성분으로 분해하고,
상기 필터부는, 자신의 고주파 전력부로부터 출력하고 있지 않는 주파수 성분의 파(波)를 제거하는,
고주파 전원 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 안테나의 각각 공급되는 고주파 전력의 주파수의 차분 주파수는, 상기 필터부에 의해 제거 가능한 범위인, 고주파 전원 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 안테나와 상기 복수의 고주파 전력부의 사이에 마련된 복수의 정합기를 포함하는, 고주파 전원 장치. - 챔버 내에 마련한 제 1 안테나 및 제 2 안테나에 접속된 제 1 고주파 전원 장치를 갖고,
상기 제 1 고주파 전원 장치는,
상기 제 1 안테나에 제 1 주파수의 고주파 전력을 공급하는 제 1 고주파 전력부와,
상기 제 2 안테나에 제 2 주파수의 고주파 전력을 공급하는 제 2 고주파 전력부와,
상기 제 1 고주파 전력부를 제어하는 제 1 고주파 제어부와,
상기 제 2 고주파 전력부를 제어하는 제 2 고주파 제어부
를 포함하고,
상기 제 1 고주파 제어부 및 상기 제 2 고주파 제어부의 각각은,
고속 푸리에 변환부와, 필터부를 포함하고,
상기 고속 푸리에 변환부는, 반사파로서 도입된 신호를 고속 푸리에 변환하여 주파수 성분으로 분해하고,
상기 필터부는, 자신의 고주파 전력부로부터 출력하고 있지 않는 주파수 성분의 파를 제거하는,
고주파 전원 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 2 고주파 제어부는, 상기 제 1 주파수와 소정의 정합 알고리즘으로부터 산출한 주파수의 비교를 행하여, 임피던스 정합에 사용하는 상기 제 2 주파수를 결정하는, 고주파 전원 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 주파수와 상기 제 2 주파수의 차분 주파수는, 상기 필터부에 의해 제거 가능한 범위인, 고주파 전원 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 차분 주파수는, 10kHz인, 고주파 전원 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 챔버 내에 마련한 제 3 안테나 및 제 4 안테나에 접속된 제 2 고주파 전원 장치를 더 갖고,
상기 제 2 고주파 전원 장치는,
상기 제 3 안테나에 제 3 주파수의 고주파 전력을 공급하는 제 3 고주파 전력부와,
상기 제 4 안테나에 제 4 주파수의 고주파 전력을 공급하는 제 4 고주파 전력부와,
상기 제 3 고주파 전력부를 제어하는 제 3 고주파 제어부와,
상기 제 4 고주파 전력부를 제어하는 제 4 고주파 제어부
를 포함하고,
상기 제 3 고주파 제어부 및 상기 제 4 고주파 제어부의 각각은,
고속 푸리에 변환부와, 필터부를 포함하고,
상기 고속 푸리에 변환부는, 반사파로서 도입된 신호를 고속 푸리에 변환하여 주파수 성분으로 분해하고,
상기 필터부는, 자신의 고주파 전력부로부터 출력하고 있지 않는 주파수 성분의 파를 제거하는,
고주파 전원 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 3 고주파 제어부는, 상기 제 1 주파수 및 상기 제 2 주파수와, 소정의 정합 알고리즘으로부터 산출한 주파수의 비교를 행하여, 임피던스 정합에 사용하는 상기 제 3 주파수를 결정하고,
상기 제 4 고주파 제어부는, 상기 제 3 주파수와 소정의 정합 알고리즘으로부터 산출한 주파수의 비교를 행하여, 임피던스 정합에 사용하는 상기 제 4 주파수를 결정하는, 고주파 전원 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 3 주파수 및 상기 제 4 주파수의 차분 주파수는, 상기 필터부에 의해 제거 가능한 범위인, 고주파 전원 장치. - 삭제
- 삭제
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