KR20050016185A - 플라즈마-처리장치 및 방법 - Google Patents

플라즈마-처리장치 및 방법

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KR20050016185A
KR20050016185A KR1020040061895A KR20040061895A KR20050016185A KR 20050016185 A KR20050016185 A KR 20050016185A KR 1020040061895 A KR1020040061895 A KR 1020040061895A KR 20040061895 A KR20040061895 A KR 20040061895A KR 20050016185 A KR20050016185 A KR 20050016185A
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KR
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plasma
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microwave
plasma processing
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KR1020040061895A
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요코시마시게노부
타카무라유이치
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

진공 또는 감압 환경하에서 피처리물을 수용하고 상기 피처리물에 플라즈마 처리를 실시하는 진공용기와, 마이크로파를 발생하기 위한 마이크로파 오실레이터와 상기 진공용기 사이에 설치되고 임피던스를 정합하기 위해 구성된 임피던스 정합유닛과, 상기 임피던스 정합유닛의 정합상태, 정합 상태에 대해 플라즈마 발생에 필요한 마이크로파 강도분포 및 상기 플라즈마 처리중에 반사파를 최소화하는 상기 임피던스 정합유닛의 정합상태의 관계에 의거하여, 상기 임피던스 정합유닛의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함한다.

Description

플라즈마-처리장치 및 방법{PLASMA-PROCESSING APPARATUS AND MEHOD}
본 발명은, 일반적으로 마이크로파가 발생된 플라즈마에 의한 플라즈마처리와 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마를 발생하고 안정화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근의 전자기기의 발달에 의해, 이들 전자기기에 포함된 고품질의 전자 구성요소의 제조에 대한 요구가 증가하게 되었다. 반도체 장치 등의 전자 구성요소를 확실하게 제조하기 위해서는, 코팅, 에칭 및 에싱(ashing) 등의 처리공정을 확실히 처리하기 위한 마이크로파 플라즈마 처리장치가 필요하게 되었다.
마이크로파 플라즈마 처리장치는, 전형적으로, 플라즈마를 발생시키도록 마이크로파 오실레이터로부터 마이크로파를 진공 용기 또는 플라즈마처리실에 도입하고, 상기 플라즈마를 이용하여 플라즈마 처리를 실시한다. 마이크로파 등의 고주파인 전자파를 도입함으로써 상기 플라즈마 처리실에 플라즈마를 발생할 때에, 예를 들면 일본국 특개평 10-134996호 공보에 개시된 바와 같이, 부하 측과의 정합을 하기 위한 임피던스 정합유닛이 플라즈마 처리실과 고주파원과의 사이의 도파로 상에 설치된다.
상기 임피던스 정합유닛(impedance matching unit)은, 플라즈마 처리실에 투입된 모든 마이크로파가 상기 플라즈마 생성을 위해 소비되도록 플라즈마 처리중에 플라즈마 처리실에서 반사파(마이크로파)를 최소화 하는 정합상태를 가진 정합위치를 자동적으로 탐색하고 유지하는 기능을 한다.
종래의 임피던스 정합유닛은, 일단 정합위치가 결정되면 플라즈마를 안정적으로 유지할 수 있다. 그러나, 상기 유닛은, (1)플라즈마를 확실하게 단시간에 발생할 수 없고, (2)일단 발생된 플라즈마를 정합위치와 동등한 정합상태가 될 때까지 반드시 유지할 수 없고, (3)플라즈마 발생 상태로부터 정합위치까지 항상 최단 경로를 따라서 변경이 되지 않는 등의 문제를 가지고 있다.
본 발명자들의 이러한 문제의 연구 결과로서, (1)플라즈마를 발생 가능한 정합상태는 반드시 정합위치와 일치하지 않고 일정한 미주(迷走)를 한 후에 정합위치에 이르는 것, (2)플라즈마 발생 후에, 플라즈마를 불안정화, 또는 소멸시키는 정합 영역을 통과할 수 있는 것, (3)임피던스 정합유닛이 정합위치를 탐색하면서 이동하는 것을 발견했다. 이들 문제는 종래의 임피던스 정합유닛이, (1)플라즈마를 발생할 수 있는 정합상태, (2)플라즈마를 불안정화 또는 소멸시키는 정합 영역, (3)정합위치 등을 인식하지 않고 동작하고 있는 것에 기인한다.
이 결과로서, (1)플라즈마를 발생할 수 있는 정합 상태의 범위가 좁은 경우에는, 플라즈마를 발생시킬 수가 없고, (2)플라즈마를 발생할 수 있는 정합상태와 발생된 플라즈마의 정합위치의 사이에 이 정합 영역이 위치된 경우에는, 플라즈마를 불안정하게 하거나 소멸시키는 정합영역은 플라즈마를 안정적으로 유지할 수 없고, (3)불충분하게 정합된 불규칙한 플라즈마가 장시간의 기간동안 발생하는 등의 약간의 문제를 일으킨다.
신속하게 플라즈마가 발생되지 않으면, 마이크로파 조사는 피처리물에 전기적으로 손상시키고 불리하게 가열하여, 피처리물에 고품질 처리를 방해한다. 예를 들면, 피처리물이 반도체 장치인 경우, 조사된 마이크로파에 의해, 반도체 장치내의 구조를 파괴하고, 그 특성을 열화 시킨다.
또, 불안정한 플라즈마 및 정합위치에 도달하기 위한 시간의 장기간으로 인해, 불규칙한 플라즈마가 생성되고 피처리물을 손상시킨다. 특히 피처리물이 반도체 장치인 경우, 불규칙한 플라즈마가 피처리물에 접촉하는 것에 의해 반도체 장치내의 구조를 파괴하고 불규칙한 플라즈마의 높은 에너지(전위) 때문에 그 특성을 열화시킨다.
더우기, 플라즈마 발생 후에 정합상태가 정합위치에 도달하기 전에, 플라즈마를 불안정하게 하는 정합 상태를 통과한다. 상기 정합상태는 불안정한 플라즈마에 의해, 정합위치에 도달하기 위해서 장시간을 필요로 하고, 또는 헌팅으로 불리는 불안정 상태가 된다. 불안정한 플라즈마가 상기 설명한 바와 같이 피처리물을 손상시키고, 플라즈마 처리장치에 과대한 부하를 인가하고, 이에 의해 장치의 손상 및 파괴를 일으킨다.
따라서, 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 예시적인 목적은, 플라즈마를 확실하고 신속하게 발생시키고, 정합상태가 정합위치에 도달할 때까지 일단 발생된 플라즈마를 안정화하여 유지하는 플라즈마 처리장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 의한 플라즈마 처리장치는, 진공 또는 감압 환경하에서 피처리물을 수용하고 상기 피처리물에 플라즈마 처리를 실시하는 진공용기와, 마이크로파를 발생하기 위한 마이크로파 오실레이터와 상기 진공용기의 사이에 설치되고, 임피던스를 조정하기 위해 구성된 임피던스 정합유닛과, 상기 임피던스 정합유닛의 정합상태, 정합상태에 대해 플라즈마 발생에 필요한 마이크로파 강도분포 및 상기 플라즈마 처리시에 상기 마이크로파의 반사파를 최소화 하는 상기 임피던스 정합유닛의 정합상태 사이의 관계에 의거하여 상기 임피던스 정합유닛의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 본 발명은, 플라즈마를 확실하고 신속하게 발생시키고, 정합위치에 도달할 때까지 일단 발생된 플라즈마를 안정화하여 유지하는 플라즈마 처리장치 및 방법을 제공할 수가 있다.
<바람직한 실시예의 상세한 설명>
<제 1실시예>
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 제 1실시예에 의한 플라즈마 처리장치 및 방법을 설명한다. 도 6은, 본 발명의 플라즈마 처리장치(20)의 구성의 개략적인 블럭도이다. 플라즈마 처리장치(20)는, 마이크로파 오실레이터(21)와 아이솔레이터(22)와 마이크로파 도파로(23)와 임피던스 정합유닛(24)과 컨트롤러(25)와 메모리(26)와 분리수단(27)과 진공용기(28)와 진공배기수단(29)과 가스공급수단 (30)을 포함한다.
마이크로파 오실레이터(21)는, 예를 들면, 마그네트론을 포함하고, 예를 들면, 2.45 GHz의 마이크로파를 발생한다. 그 후, 마이크로파는, 마이크로파 도파로(23)에 전파되기 전에, 모드 변환기에 의해 TM, TE 또는 TEM모드 등으로 변환된다. 아이솔레이터(22)는, 반사파를 흡수함으로써 도파로 등에서 반사된 마이크로파가 마이크로파 오실레이터(21)에 복귀하는 것을 방지한다.
분리수단(27)은, 진공용기(28)를 밀봉하고 마이크로파를 진공용기(28)에 도입한다. 분리수단(27)은, 예를 들면, 절연재로서 유전판을 포함한다. 필요하다면, 유전판과 마이크로파 도파로(23)의 사이에 순환 환형 도파로를 이용한 멀티-슬롯 안테나("PMA"), 래디얼 라인 슬롯 안테나("RLSA") 또는 다른 안테나 부재를 설치한다.
진공용기(28)는, 피처리물(W)을 수용하고, 진공 또는 감압 환경하에서 피처리물(W)에 코팅, 에칭 및 에싱(ashing) 등의 플라즈마 처리를 실시하는 처리실이다. 도 6은, 피처리물(W)을 도시하지 않는 로드 락실(load lock chamber) 등으로 부터 받고 로드 락실에 공급하기 위한 게이트 밸브 등은 생략한다.
진공배기수단(29)은, 진공용기(28)를 배기함으로써, 소정의 압력을 유지한다. 진공배기수단(29)은, 예를 들면, 터보분자펌프(TMP)를 포함하고, 도시되지 않은 컨덕턴스 밸브 등의 도시하지 않은 압력조정밸브를 개재하여 진공용기(28)에 접속되어 있다.
가스공급수단(30)은, 가스 공급원과 밸브와 매스 플로우 컨트롤러와 이것들을 접속하는 가스 공급로를 포함하고, 마이크로파에 의해 여기되어 소정의 플라즈마를 얻기 위한 반응가스(예를 들면, NH3나 NO) 및 방전가스(예를 들면, Xe나 Ar)를 공급한다.
EH 튜너나 스탭 튜너 등으로부터 구성되는 임피던스 정합유닛(24)은, 마이크로파 오실레이터(21)로부터 부하에 공급되는 진행파와 부하에 의해 반사되어 마이크로파 오실레이터(21)에 복귀하는 반사파의 각각의 강도와 위상을 검출하는 파워미터를 포함하고, 마이크로파 오실레이터(21)와 부하측의 사이에서 정합을 하는 기능을 한다.
컨트롤러(25)는, 플라즈마 처리장치(20)의 각 구성요소를 제어하지만, 본 실시 예에서는 특히, 메모리(26)에 기억된 데이터(즉, 도 7 및 도 8을 참조하면서 후술되는 관계와 도 1 내지 도 5를 참조하면서 후술되는 플라즈마 처리방법)에 의거하여, 임피던스 정합유닛(24)에 의해 임피던스 정합을 제어한다.
메모리(26)는, 임피던스 정합유닛(24)의 정합상태, 정합상태에 대해 플라즈마 발생에 필요한 마이크로파의 강도 분포 및 플라즈마 처리중에 반사파를 최소화 하는 임피던스 정합유닛(24)의 정합상태 사이의 관계를 기억한다. 보다 구체적으로는, 도 7 및 도 8을 참조하면서 후술되는 스미스 차트 또는 스미스 차트에 일의적으로 대응하는 차트를 기억한다. 또, 메모리(26)는, 도 1 내지 도 5에 도시된 본 실시예의 플라즈마 처리방법도 기억한다.
진공용기(28)의 플라즈마 상태 및 마이크로파 도파로(23) 등의 부하 상태에 의해 결정되는 특성 임피던스에 대해서, 임피던스 정합유닛(24)은, 자체 특성임피던스를 변경시키고, 전체적인 임피던스를 조정하여 투입된 마이크로파의 반사파의 발생을 억제한다. 이 임피던스 정합유닛(24)의 기능에 의해, 플라즈마 발생이 진공용기(28)에 투입되는 모든 마이크로파를 소비할수 있게 한다. 임피던스 정합은, 보다 구체적으로는, 임피던스 정합유닛 (24)의 부하측으로부터 입력되는 마이크로파의 반사파의 강도와 위상을 검출하고, 이 반사파를 최소로 하도록 시도한다. 플라즈마 발생 후에, 해당 반사파를 최소화 하는 정합상태가 임피던스 정합유닛(24)을 위한 정합위치가 된다.
도 7은, 플라즈마 처리장치(20)로 관찰된 임피던스 정합유닛(24)의 정합상태와 이들 정합상태에 대해서 플라즈마 발생에 필요한 마이크로파의 강도 분포를 나타낸다. 도 7은, 임피던스 정합유닛(24)의 정합상태를 나타내기 위해서 스미스 차트를 사용하고, 임피던스 정합유닛(24)에 의해 형성되는 마이크로파의 반사파의 위상과 반사 계수에 대해서, 진공용기(28)에서 1kW 내지 3kW의 마이크로파를 이용하여 플라즈마를 발생할 수가 있는 영역을 도시한다. 위치(b31)와 위치(c34)는, 출력 1kW와 3kW의 마이크로파로부터 생성되는 플라즈마가 정상이 되었을 경우에 부하로부터 반사파를 최소화하는 정합위치가 된다. 도 7에서는, 특히 진공용기(28)에 1 Torr에서 산소가 존재하는 것을 나타내고 있다. 도 7에 도시된 플라즈마 발생에 필요한 마이크로파 강도의 분포 등은, 플라즈마 처리장치(20)의 구성 및 플라즈마를 발생하기 위한 가스종류나 압력 등에 의해 크게 변화하고, 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
설명한 바와 같이, 임피던스 정합유닛(24)의 본래의 목적은 마이크로파의 반사파를 억제하여, 플라즈마를 안정적으로 유지하는 것에 있지만, 도 7에 도시된 바와 같이, 그 정합 상태는 플라즈마의 발생과정에도 지극히 중요한 것으로 이해할 수 있다. 요약하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 임피던스 정합유닛(24)의 정합상태에 의해 플라즈마 발생에 필요한 마이크로파의 출력이 결정된다. 저출력의 마이크로파를 이용하여 플라즈마의 발생이 가능한 플라즈마를 생성가능한 위치가 있는 반면에, 고출력의 마이크로파를 이용해서도 플라즈마를 발생할 수 없는 상태가 있다. 한편, 정합위치인 위치(b31)는 반드시 플라즈마의 발생이 용이한 정합상태의 위치에 있는 것이 아닌 것으로 이해된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 정합위치는 플라즈마의 발생이 용이한 정합 상태의 위치에 없는 경우, 단속적인 마이크로파를 이용한 플라즈마 처리에 대해서 임피던스 정합유닛(24)은 반드시 이상적으로 동작하지 않았다.
환언하면, 플라즈마 처리중에 임피던스 정합유닛(24)은 상기 플라즈마에 적합한 정합위치에 있고, 예를 들면, 위치 (b31)이다. 마이크로파의 공급을 중단한 후 재차 공급했을 경우, 임피던스 정합유닛(24)은 마이크로파의 재 투입를 검출하여 해당 정합위치로부터 플라즈마를 발생할 수 있는 정합상태로 이동하여, 그 후에 다시 정합위치로 복귀할 필요가 있었다. 마이크로파 투입로부터 플라즈마 발생까지 일정한 시간 지연이 있고, 이 지연에 의해 이 기간동안 피처리물(W)에 마이크로파가 불리하게 조사되는 원인이 된다. 정합위치로부터 멀어진 상태로 플라즈마가 발생했을 경우에, 임피던스 정합유닛(24)이 정합위치로 도달하는 동안 불규칙한 플라즈마가 피처리물(W)을 손상시킨다.
이에 반하여, 후술하는 본 실시예에 의하면, 컨트롤러(25)가, 플라즈마 처리에 사용되는 플라즈마 처리장치(20)에 적합한 처리 조건을 결정하도록, 도 7 및 도 8에 도시된 관계를 측정하여 메모리(26)에 기억하고, 상기 관계에 의거하여 임피던스 정합유닛(24)의 정합상태를 제어한다. 이에 의해, 피처리물(W)에 마이크로파 및 불규칙한 플라즈마의 영향을 최소화 한다. 플라즈마를 안정화하기 위한 시간의 단축에 의해, 피처리물(W)의 손상을 최소화 할 수 있고 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
본 실시예는, 임피던스 정합유닛(24)의 정합상태를 나타내기 위한 수단의 일례를 스미스 차트상에 도시하지만, 대안적인 실시예에 의해 임피던스 정합유닛(24)의 기계적인 위치 등과 플라즈마 발생에 필요한 마이크로파 출력의 관계를 측정하고, 그 결과를 이용할 수도 있다. 임피던스 정합유닛(24)의 기계적인 위치에 의거한 제어는, 특히, 최단 시간에 플라즈마 생성가능한 위치로부터 정합위치에 정합 상태를 변화시키는 것이 바람직하다. 스미스 차트에 일의적으로 대응하는 차트 상에 임피던스 정합유닛의 정합상태를 나타내는 경우에, 마찬가지의 효과를 얻는 것이 가능하다.
이하, 도 1을 참조하면서, 도 7에 나타내는 데이터를 이용한 플라즈마 처리방법을 설명한다. 도 1은, 본 발명의 일 실시예에 의한 플라즈마 처리방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 플라즈마 생성가능한 위치에서 플라즈마를 발생시킨 후, 정합위치에 도달하여 플라즈마 처리를 실시하는 임피던스 정합유닛(24)의 제어방법을 나타내는 도면이다.
출력 1kW의 마이크로파를 사용한 플라즈마 처리를 위해서는, 종래는 임피던스 정합유닛은 플라즈마 발생 가능하도록 일정한 탐색작용에 의해 1kW로 플라즈마를 발생할 수 있는 정합상태에 도달한 후, 도 7에 도시된 1kW에서의 정합위치(b31)로 도달할 필요가 있었다.
한편, 본 실시예는, 미리 도 7에 도시된 분포를 메모리(26)에 기억한다. 실제의 플라즈마 처리에서, 컨트롤러(25)는, 위치(a40)에 임피던스 정합유닛(24)의 정합상태 또는 1kW로 플라즈마를 발생 가능한 정합 상태의 하나의 위치를 미리 설정하고(스텝 102), 그 후, 마이크로파 오실레이터(21)를 제어하여 확실하게 플라즈마를 발생시킨다(스텝 104). 이 시스템에 의해, 신속하게 플라즈마를 발생시킬 수가 있고 플라즈마 발생전에 피처리물(W)에 마이크로파로부터 직접 조사량을 감소하는 것이 가능하다. 다음에, 컨트롤러(25)는, 정합 상태가 위치(a40)로부터 정합위치(b31)에 이동경로(33)을 통하여 이동하도록 임피던스 정합유닛(24)을 제어한다 (스텝 106). 이에 의해, 플라즈마의 발생전에 피처리물(W)에 조사되는 마이크로파를 최소화 하고 플라즈마 처리에 확실하게 발생된 플라즈마를 제공하는 것이 가능하다.
신속한 플라즈마 발생을 위하여, 플라즈마 발생을 위한 정합상태인 위치(a40)는, 낮은 마이크로파 출력으로 마이크로파를 발생하는 위치를 가지는 것이 바람직하다.
플라즈마 발생을 위한 위치(a40)로부터 정합위치(b31)까지 이동경로(33)를 경유하여 정합상태를 이동하는 하나의 방법은, 미리 정합위치(b31)를 메모리(26)에 기억시키는 스텝과, 플라즈마의 발생 후 강제적으로 정합위치(b31)에 이동시키는 스텝을 포함한다. 피처리물(W)로부터 가스가 발생하는 등에 의해 정합위치가 변동할 가능성이 있는 경우에는, 플라즈마의 발생 후에 자동 제어에 의해 정합상태를 정합위치로 이동하도록 임피던스 정합유닛(24)을 자동제어로 절환하는 대안적인 방법이 이용가능하다(스텝 106).
<제 2실시예>
도 7에 도시된 바와 같은 특징이 있는 장치는, 플라즈마 처리를 위해 출력 3kW에서의 마이크로파를 사용하는 경우, 컨트롤러(25)는, 임피던스 정합유닛(24)을 도 7의 점선으로 나타낸 3kW로 플라즈마를 발생할 수 있는 영역의 정합상태에 미리 설정하고 이에 의해, 제 1실시예와 마찬가지로 확실하게 플라즈마를 발생시킬 수가 있다. 한편, 특히 도 7에서 3kW에 대해 정합위치(c32)가 3kW로 플라즈마를 발생할 수 있는 영역에 포함되는 경우에, 상기 플라즈마를 한층 더 확실하게 발생시켜서, 안정화 된다. 환언하면, 임피던스 정합유닛을 정합위치(c32)에 미리 설정함으로써, 상기 플라즈마는 발생하자 마자 정상상태로 되고, 정합위치의 이동 중에 발생하는 불규칙한 플라즈마에 의한 피처리물에 손상을 감소시킨다. 도 2는 이 제어 흐름을 나타낸다.
도 2를 참조하면서, 도 7에 도시된 분포와 3kW에서의 정합위치(c32)를 측정하고 메모리(26)에 기억시킨다. 이 경우에, 정합위치(c32)가 3kW로 플라즈마를 발생할 수 있는 영역에 포함되는 것을 확인한다. 실제의 플라즈마 처리에서, 컨트롤러(25)는, 3kW로 플라즈마를 발생할 수 있는 정합상태의 하나의 점으로서 정합위치 (c32)에 임피던스 정합유닛(24)을 미리 설정하고(스텝 112), 그 후, 마이크로파 오실레이터(21)를 제어하여 확실하게 플라즈마를 발생시킨다(스텝 114). 이 시스템에 의해, 플라즈마를 신속하세 발생시키고 피처리물(W)에 마이크로파의 직접적인 조사를 감소시킨다.
정합상태를 정합위치(c32)로 설정하면, 안정한 플라즈마는 양호한 플라즈마 처리를 실시한다. 피처리물로부터 가스가 발생하는 등에 의해 정합위치가 변화하는 경우에는, 정합위치(c32)에서 플라즈마를 발생시킨 후에 임피던스 정합유닛을 자동 제어모드로 절환하여, 자동 제어에 의해 반사파를 최소화 할 수 있는 대안적인 방법이 이용 가능하다(스텝 116).
<제 3실시예>
대안적으로, 컨트롤러(25)는, 상기 처리에 이용되는 마이크로파의 출력보다 낮은 출력으로 플라즈마를 발생시키고, 임피던스 정합유닛(24)으로 양호한 정합상태를 유지하고, 본래 소망한 마이크로파의 출력을 높여서, 플라즈마 처리를 실시할 수도 있다. 환언하면, 본 실시예는 처리에 이용되는 마이크로파의 출력(예를 들면, 3kW) 이하의 출력(예를 들면, 1kW)으로 플라즈마를 발생할 수 있는 정합상태에 임피던스 정합유닛(24)을 설정한 상태에서 마이크로파 오실레이터(21)을 제어함으로써, 도 1에 도시된 조작에 의해 플라즈마를 안정화시키고, 1kW의 마이크로파를 투입함으로써 플라즈마 처리를 개시한다. 그 후, 임피던스 정합유닛(24)에 의해 반사파를 최소화하는 것을 유지하면서 마이크로파를 3kW까지 증가시킴으로써 플라즈마처리를 행하여도 된다. 이 시스템은 플라즈마를 발생하기 전에 피처리물에 마이크로파의 직접 조사를 저감시킬 수 있다. 이것은 저출력의 마이크로파를 이용하여 신속하게 플라즈마를 투입하고, 고출력의 마이크로파를 이용하여 플라즈마를 처리함으로써 달성된다. 또, 불규칙한 플라즈마에 의해 피처리물에 대한 손상을 감소시킬 수가 있다.
<제 4실시예>
상기 설명한 제 1실시예의 변형으로서 플라즈마 처리에 대해서 도 3 및 도 8을 참조하면서 설명한다. 여기서, 도 3은, 도 1의 변형예로서 임피던스 정합유닛의 제어방법을 나타내는 흐름도이다. 도 3은 정합위치에 대략 가장 가까운 플라즈마를 생성할 수 있는 위치에서 플라즈마를 발생시킨 후, 정합상태를 정합위치로 이동하여 플라즈마 처리를 실시한다. 상세하게는 정합위치와 플라즈마를 생성할 수 있는 위치의 사이에 최단 거리의 120%이내의 위치에서 플라즈마를 발생시킴으로써 양호한 처리가 가능해진다.
도 8은, 도 7과는 상이하며, 임피던스 정합유닛(24)의 정합상태이며, 플라즈마 발생에 필요한 마이크로파의 대응 강도분포이다. 도 8에서, 위치(e36)는, 출력 3kW의 마이크로파에 대한 정합위치이다. 위치(d42)는 출력 3kW의 마이크로파를 생성할 수 있는 영역내에 있으며, 상기 정합위치(e36)에 충분히 가깝게 위치된다.
도 8에서, 예를 들면, 플라즈마처리가 출력 3kW의 마이크로파를 사용하는 경 경우, 3kW에서의 정합위치인 위치(e36)에서 플라즈마를 발생시킬 수 없다. 따라서, 상술한 바와 같이, 컨트롤러(25)는, 플라즈마를 발생할 수 있는 정합상태에 임피던스 정합유닛(24)를 미리 설정하는 것이 유효하다. 어떤 위치, 예를 들면, 정합위치(e36)에 대략 가장 가깝고, 또한 3kW로 플라즈마 발생이 가능한 정합상태를 가진 위치(d42)에서 상기 플라즈마를 생성할 수 있는 위치를 설정함으로써, 컨트롤러(25)는, 플라즈마 발생 후에 정합상태가 정합위치(e36)로 이동하는 경로(37)를 최단으로 할 수 있고, 정합상태에 도달하기 전에 발생되는 불규칙한 플라즈마에 의해 피처리물(W)이 손상되는 것을 방지하는 것이 가능하다. 도 3은 이 제어의 흐름을 나타낸다.
도 3을 참조하면서, 도 8에 도시된 분포를 미리 측정하여 메모리(26)에 기억시킨다. 실제의 플라즈마 처리에서, 컨트롤러(25)는, 위치(d42) 또는 3kW로 플라즈마를 발생하는 정합상태의 한 점인 정합위치(e36)에 대략 가장 가까운 위치에 미리 설정한다(스텝 122). 그 후, 마이크로파 오실레이터(21)를 제어하는 것에 의해 확실하게 플라즈마를 발생시킨다(스텝 124). 이 시스템에 의해, 플라즈마를 신속하게 발생시킬 수 있고 플라즈마 발생전에 생기는 피처리물(W)에 마이크로파의 직접조사를 감소하는 것이 가능하다. 다음에, 컨트롤러(25)는, 정합상태가 위치(d42)로부터 정합위치(e36)까지 이동경로(37)를 통하여 이동하도록 임피던스 정헙유닛(24)을 제어한다(스텝 126). 이것에 의해, 플라즈마가 발생되고 피처리물(W)에 조사되기 전에, 발생되는 마이크로파를 최소화 하고 확실하게 발생된 플라즈마에 의한 플라즈마 처리를 실시할 수 있다.
<제 5실시예>
본 실시예에서는, 한 번 발생된 플라즈마가 극도로 불안정하게 되어 소멸하는 정합상태를 포함하는 임피던스 정합유닛(24)의 제어 방법에 대해 설명한다. 도 8은, 한 번 발생된 플라즈마가 극도로 불안정하게 되어, 소멸하는 정합상태를 가진 영역(34)을 나타낸다. 또, 도 8은, 본 실시예서 마이크로파 출력 1kW에 대한 정합위치(g35)와 가장 낮은 출력으로 플라즈마를 발생할 수 있는 위치(f43)를 나타낸다.
예를 들면, 플라즈마 처리가 출력 1kW에서의 마이크로파를 이용하는 경우, 위에서 설명한 바와 같이, 플라즈마를 생성할 수 있는 위치(f43)에 임피던스 정합유닛(24)을 미리 설정하고 플라즈마가 발생된 후에 정합위치로 상기 유닛을 이동하는 것이 효과적이다. 그러나, 도 8에 도시된 바와 같이, 플라즈마 생성 가능한 위치(f43)와 정합위치(g35)와의 사이에 플라즈마가 소멸하는 영역(34)이 위치되는 경우, 위치(f43)에서 플라즈마를 발생한 후에 정합위치(g35)에 자동제어 또는 설정에 의해 정합상태를 직접 이동할 경우, 이동 중에 플라즈마가 불리하게 소멸된다. 따라서, 이 시스템은, 도 8의 이동경로(38)에 의해 도시된 바와 같이, 영역(34)를 회피하고, 다음에, 예를 들면, 다른 정합위치인 위치(h44)에 임피던스 정합유닛(24)을 이동하도록, 예를 들면, 플라즈마를 위치(f43)에서 발생시킴으로써, 정합위치로 원활한 이동을 확보한다. 도 4는 이 제어의 흐름도를 나타낸다.
도 4는, 도 1의 다른 변형예인 흐름도이며, 플라즈마 생성 가능한 위치에서 플라즈마를 발생시킨 후, 최단 경로와는 다른 경로를 통하여 정합상태를 정합위치로 이동시킴으로써 플라즈마 처리를 실시하는 임피던스 정합유닛의 제어방법을 나타낸다.
도 4를 참조하면서, 도 8에 도시된 분포를 측정하고 메모리(26)에 기억시킨다. 실제의 플라즈마 처리에서는, 컨트롤러(25)는, 위치(f43) 또는 3kW로 플라즈마 를 발생할 수 있는 정합상태의 한 위치에 임피던스 정합유닛(24)의 정합상태를 미리 설정하고(스텝 132), 마이크로파 오실레이터(21)를 제어함으로써 확실히 플라즈마를 발생시킨다(스텝 134). 이것에 의해, 플라즈마를 신속하게 발생시켜서 플라즈마 발생전에 발생되는 마이크로파의 피처리물(W)에 직접 조사량을 감소시키는 것이 가능하다. 다음에, 컨트롤러(25)는, 정합상태가 위치(f43)로부터 위치(h44)까지 이동경로(38)를 통하여 임피던스 제어유닛(24)을 제어한다(스텝 136). 이 시스템에 의해, 플라즈마가 발생되어 피처리물(W)에 조사되기 전에 마이크로파를 최소화 하고 확실하게 플라즈마를 발생시킴으로써 플라즈마 처리를 실시한다.
도 3 및 도 4에 도시된 제어의 흐름을 이용하여 플라즈마의 발생을 안정화 시키기 위한 시도에서, 정합위치의 직전의 정합상태의 설정 위치를 정합위치에 이동시키고 정합위치를 유지하기 위해 임피던스 정합유닛의 자동 제어의 기능을 이용할 수 있다.
<제 6실시예>
이하, 본 발명의 다른 실시예에 의한 플라즈마처리에 대해 도 5 및 도 7을 참조하면서 설명한다. 여기서, 도 5는, 도 1의 변형예인 흐름도이며, 임피던스 정합유닛(24)의 반사 계수가 1인 마이크로파 오실레이터(21)을 활성화한 후에 플라즈마를 생성할 수 있는 위치에서 플라즈마를 발생시키고, 다음에 정합상태를 정합위치로 이동하여 플라즈마 처리를 실시하는 임피던스 정합유닛(24)의 제어방법을 나타낸다.
도 7의 정합위치(j41)는 스미스 차트상의 반사 계수 1에 대응한다. 상기 정합위치(j41)는 1kW로 플라즈마를 발생할 수 있고, 이동경로 (39)상에 1kW에서의 정합위치(b31)에 위치된 정합상태를 포함한다. 상기 임피던스 정합유닛(24)를 정합위치(j41)로 설정했을 경우, 마이크로파 오실레이터(21)로부터 마이크로파를 임피던스 정합유닛(24)이 모두 반사하여 진공용기(28)에는 마이크로파는 공급되지 않는다.
상기 실시예에서 설명한 바와 같이, 소정의 마이크로파 출력으로 플라즈마 를 생성할 수 있는 위치에 임피던스 정합유닛(24)을 미리 설정하고 플라즈마를 확실히 발생시킴으로써, 피처리물(W)에 마이크로파의 조사를 방지하는 것이 유용하다. 그러나, 실제로는 마이크로파 오실레이터(21)로부터의 마이크로파 출력이 일정레벨이 되기 전에 플라즈마가 발생하지 않기 때문에, 이 조작에서도 피처리물(W)에 대해서 마이크로파 조사를 발생시킨다. 이것은 마이크로파 오실레이터의 출력의 활성화 속도가 늦은 경우에 현저하게 된다.
마이크로파 오실레이터(21)가 소정의 마이크로파 출력에 도달하는 데 걸리는 시간이 임피던스 정합유닛(24)의 정합상태의 이동 시간보다 장시간이 걸리는 것으로 가정한다. 임피던스 정합유닛(24)을 이용하여 진공용기(28)에 마이크로파의 공급을 차단한 후 플라즈마를 발생시켜 안정시키도록 임피던스 정합유닛(24)을 조작함으로써, 마이크로파 오실레이터(21)의 활성화중에 피처리물(W)에 마이크로파의 조사를 방지하는 데 효과적이다. 도 5는 이 제어의 흐름을 나타낸다.
도 5를 참조하면서, 도 8에 도시된 분포를 측정하여 메모리(26)에 기억시킨다. 실제의 플라즈마 처리에서, 컨트롤러(25)는, 위치(j41) 또는 반사계수 1인 위치에 임피던스 정합유닛(24)의 정합상태를 미리 설정하고(스텝 142), 그 후, 마이크로파 오실레이터(21)를 제어함으로써 마이크로파를 발생시킨다. 이 상태에서, 임피던스 정합유닛(24)은 마이크로파를 전반사 하여 진공용기(21)에는 공급되지 않는다. 다음에, 컨트롤러(25)는, 임피던스 정합유닛(24)에 설치된 파워 미터에 의거하여 마이크로파가 소정의 출력(본 실시예는 1kW)에 도달했는지의 여부를 결정한다 (스텝 146).
소정의 출력에 도달했다고 결정했을 경우에, 컨트롤러(25)는 플라즈마를 생성할 수 있는 위치와 이동경로(39)를 통하여 정합위치(b31)로 이동하도록 임피던스 정합유닛(24)을 제어한다(스텝 148). 이 구성은 마이크로파 오실레이터(21)의 활성화 중의 피처리물에 마이크로파의 조사를 방지하고, 마이크로파 출력이 안정화된 후에 확실한 플라즈마의 발생과 플라즈마 처리를 실시한다.
도 7 및 도 8에 도시된 임피던스 정합유닛(24)의 정합상태와 플라즈마 발생하기 위해 필요한 마이크로파의 강도 분포 사이의 관계를 얻기 위해서는, 플라즈마 처리를 이용하기 위한 가스종류, 압력, 가스 유량 및 플라즈마 처리장치를 이용하여 각 임피던스 정합유닛 마다의 반사계수와 위상의 편성의 마이크로파 출력을 순차적으로 변경함으로써 플라즈마 발생의 여부를 결정하는 방법이 실제적이고, 유용하다.
각 플라즈마 조건의 정합위치를 계산하기 위해서는, 그 조건하에서 플라즈마를 발생시키는 경우, 반사파를 최소화하는 임피던스 정합유닛(24)의 반사계수와 위상의 조합을 얻는 것이 실제적이다.
임피던스 정합유닛의 정합상태를 나타내기 위해서, 하나의 방법은 스미스 차트상에 나타내지는 반사계수와 위상을 이용할 수 있다. 실제의 임피던스 값 및 임피던스 정합유닛이 정합상태를 변경하는 경우에 동작하는 기구부의 위치에 의해 정합상태를 나타내고, 나타내지는 정합상태와 그 정합상태를 위한 플라즈마 발생에 필요한 마이크로파 출력 사이의 관계를 획득함으로써, 마찬가지의 효과를 얻는다.
다음에, 플라즈마 처리장치(20)의 동작에 대해 설명한다. 예비 단계로서 컨트롤러(25)는, 도 7 및 도 8에 도시된 관계를 측정을 통해서 취득하고 메모리(26)에 기억시킨다.
실제의 플라즈마 처리에서, 도시하지 않은 반송 암(feed arm)이 피처리물(W)을 도시하지 않은 게이트 밸브를 개재하여 진공용기(28)의 미리 예열된 도시하지 않는 지지대에 도입한다. 이 상태에서, 예를 들면, 도시하지 않는 로드 락실(load lock chamber)과 진공용기(28)와는 진공 또는 감압 환경에 유지된다. 다음에, 도시하지 않는 게이트 밸브가 닫혀서 진공 용기는 밀폐된다. 필요하다면, 지지대의 높이를 조정한다. 다음에, 가스 공급수단(28)의 도시하지 않는 밸브가 개방되어 매스 플로우 컨트롤러를 경유하여 소정량의 가스가 진공용기(28)에 도입된다.
다음에, 컨트롤러(25)에 의해, 마이크로파 오실레이터(21)가 마이크로파를 마이크로파 도파로(23) 및 분리수단(27)에 도입할 수 있게 한다. 설명한 바와 같이, 임피던스 정합유닛(24)이 마이크로파로부터 신속하게 플라즈마를 발생시키도록 상기 컨트롤러(25)는 임피던스 정합유닛(24)을 제어하고, 그 후에 정합위치를 유지한다. 그 결과, 피처리물(W)은 마이크로파 및 불규칙한 플라즈마에 의한 영향을 크게 받지 않고, 플라즈마 처리장치(20)는 고품질의 플라즈마 처리를 피처리물(W)에 제공한다.
플라즈마 처리는, 미리 설정된 시간에 대해서 행해진다. 마이크로파를 투입하자 마자 플라즈마가 발생하고 피처리물(W)은 미리 설정된 변수(예를 들면, 일정한 코팅 두께에 의한 코팅)에 의해 처리된다. 그 후, 피처리물(W)은 상술한 수순과 역의 수순에 의해 도시하지 않는 게이트 밸브를 경유하여 진공용기(21)로부터 로드 락실에 인출된다. 진공용기(21)로부터 인출된 피처리물(W)은, 필요하면, 다음의 이온 주입장치에 반송된다.
이상 설명한 바와 같이, 플라즈마의 원활한 발생과 안정한 상태에의 이동을 위해서, 본 실시예는 미리 측정된 임피던스 정합유닛의 정합 상태와 그 상태하에서 플라즈마 발생에 필요한 마이크로파 출력 사이의 관계를 도시한 분포도를 이용함으로써, 임피던스 정합유닛의 정합상태를 제어한다. 이에 의해, 본실시예는 피처리물에의 저감된 마이크로파 조사를 실시하고, 불규칙한 플라즈마에 의한 피처리물에 대한 악영향의 방지하고, 처리시간을 단축하고 플라즈마처리 효과의 재현성을 향상한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 플라즈마 처리방법을 나타내는 흐름도이며, 플라즈마 생성가능한 위치에서 플라즈마를 발생시키고, 정합위치에 도달하고, 플라즈마 처리를 실시하는 임피던스 정합유닛의 제어방법을 나타내는 도면
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 플라즈마 처리방법을 나타내는 흐름도이며, 정합위치에서 플라즈마를 발생시켜, 플라즈마 처리를 실시하는 임피던스 정합유닛의 제어방법을 나타내는 도면
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 플라즈마 처리방법을 나타내는 흐름도이며, 정합위치에 대략 근접한 플라즈마 생성가능한 위치에서 플라즈마를 발생시킨 후, 정합정합위치에 도달하고 플라즈마 처리를 실시하는 임피던스 정합유닛의 제어방법을 나타내는 도면
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 플라즈마 처리방법을 나타내는 흐름도이며, 플라즈마 생성가능한 위치에서 플라즈마를 발생시킨 후, 일정한 설정 경로를 개재하여 정합위치에 도달하고 플라즈마 처리를 실시하는 임피던스 정합유닛의 제어방법을 나타내는 도면
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 플라즈마 처리방법을 나타내는 흐름도이며, 임피던스 정합유닛의 반사 계수가 1인 상태에서 마이크로파 오실레이터를 활성화한 후, 플라즈마 생성가능한 위치를 경유하여 플라즈마를 발생시켜, 정합위치에 도달하고 플라즈마 처리를 실시하는 임피던스 정합유닛의 제어방법을 나타내는 도면
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 플라즈마 처리장치 구성의 개략적인 블럭도
도 7은 임피던스 정합기의 정합상태와 상기 정합상태에서 플라즈마 발생에 필요한 마이크로파 강도 및 정합위치 사이의 도 6에 도시된 플라즈마 처리장치에 의해 측정된 관계를 나타내는 스미스 차트(Smith chart)
도 8은 도7과 다른 스미스 차트
<도면부호에 대한 간단한 설명>
20: 플라즈마 처리장치 21: 마이크로파 오실레이터
22: 아이솔레이터 23: 마이크로파 도파로
24: 임피던스 정합유닛 25: 컨트롤러
26: 메모리 27: 분리수단
28: 진공용기 29: 배기수단
30: 가스공급수단

Claims (21)

  1. 진공 또는 감압 환경하에서 피처리물을 수용하고 상기 피처리물에 플라즈마 처리를 실시하는 진공용기와;
    마이크로파를 발생하기 위한 마이크로파 오실레이터와 상기 진공 용기의 사이에 설치되고, 임피던스를 정합하기 위해 구성된 임피던스 정합유닛과;
    상기 임피던스 정합유닛의 정합 상태, 정합 상태에 대해 플라즈마 발생에 필 요한 마이크로파 강도 분포 및 상기 플라즈마 처리중에 반사파를 최소화하는 상기 임피던스 정합유닛의 정합상태 사이의 관계에 의거하여 상기 임피던스 정합유닛의 동작을 제어하는 컨트롤러
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 관계는, 상기 임피던스 정합유닛에 의해 생성되는 상기 마이크로파의 반사파의 위상과 반사 계수에 대해서, 각각의 마이크로파의 강도마다 상기 플라즈마를 발생하기 위한 영역을 나타내는 스미스 차트(Smith chart) 또는 상기 스미스 차트에 일의적으로 대응하는 차트에 의해 표현되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 스미스 차트상의 상기 임피던스 정합유닛의 위치와 상기 마이크로파의 강도를 변경하면서 마이크로파를 투입하고 플라즈마를 발생시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 프라즈마 처리에 사용되는 상기 마이크로파의 출력이하의 출력에서 상기 플라즈마를 발생할 수 있는 정합상태에 상기 임피던스 정합유닛을 설정함으로써 상기 마이크로파를 투입한 후 상기 플라즈마 처리를 개시하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 플라즈마 처리중에 상기 마이크로파의 반사파를 최소화 하는 정합상태에 상기 임피던스 정합유닛을 설정함으로써 상기 마이크로파를 투입한 후 상기 플라즈마 처리를 개시하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 투입되는 상기 마이크로파의 출력으로 플라즈마를 발생할 수 있는 상기 임피던스 정합유닛의 정합상태 중에서, 상기 플라즈마 처리중에 상기 마이크로파의 반사파를 최소화 하는 정합상태에 가장 가까운 정합 상태로 상기 임피던스 정합유닛을 설정함으로써 상기 마이크로파를 투입한 후 상기 플라즈마 처리를 개시하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 소정의 정합상태에 상기 임피던스 정합유닛을 설정한 상태에서 상기 컨트롤러가 상기 마이크로파를 투입하고 상기 플라즈마 처리를 개시한 후, 상기 임피던스 정합유닛이 상기 마이크로파의 반사파를 최소화 하는 정합상태에 우회경로를 통해서 도달하도록 상기 임피던스 정합유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 마이크로파 오실레이터로부터 상기 마이크로파의 전반사를 위한 정합상태에 상기 컨트롤러가 상기 임피던스 정합유닛을 설정하고 상기 마이크로파의 공급을 개시하면서, 상기 마이크로파의 출력이 소정의 출력에 도달한 후, 상기 투입된 마이크로파를 이용하여 플라즈마를 발생할 수 있는 정합상태를 경유하여 상기 플라즈마 처리중에 상기 임피던스 정합유닛이 상기 마이크로파의 반사파를 최소화 하는 정합 상태에 도달하도록 상기 임피던스 정합유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 마이크로파를 이용하여 플라즈마를 발생할 수 있는 정합상태에 상기 임피던스 정합유닛을 미리 설정한 후, 상기 플라즈마 처리중에 상기 임피던스 정합유닛이 상기 마이크로파의 반사파를 최소화 하는 정합상태에 도달하도록 상기 임피던스 정합유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 마이크로파를 이용하여 상기 컨트롤러가 플라즈마를 발생할 수 있는 정합상태에 상기 임피던스 정합유닛을 미리 설정한 후, 상기 플라즈마 처리중에 자동제어에 의해 상기 임피던스 정합유닛을 상기 마이크로파의 반사파를 최소화 하는 정합상태에 이동하도록 상기 임피던스 정합유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 관계를 기억하는 메모리를 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  12. 진공 또는 감압 환경하에서, 피처리물을 진공용기에 수용하고 상기 피처리물에 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리방법으로서,
    마이크로파를 발생하기 위한 마이크로파 오실레이터와 상기 진공용기의 사이에 설치되고 임피던스 정합을 위해 구성된 임피던스 정합유닛의 정합상태, 상기 정합상태에 대해 플라즈마 발생에 필요한 마이크로파의 강도 분포 및 상기 플라즈마 처리중에 반사파를 최소화 하는 상기 임피던스 정합유닛의 정합상태 사이의 관계를 측정하는 스텝과;
    상기 측정 스텝에 의해 얻어진 측정 결과에 의거하여 상기 임피던스 정합유닛에 의해 상기 임피던스 정합을 제어하는 스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 임피던스 정합유닛에 의해 생성되는 상기 마이크로파의 반사파의 위상과 반사계수에 대해서, 각각의 마이크로파의 강도 마다 상기 플라즈마를 발생하는 영역을 나타내는 스미스 차트의 형태, 또는 상기 스미스 차트에 일의적으로 대응하는 차트의 형태로 상기 관계를 기억하는 스텝을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제어 스텝은, 상기 스미스 차트 상의 상기 임피던스 정합유닛의 위치와 상기 마이크로파의 강도를 변경하면서 상기 마이크로파를 투입하고 상기 플라즈마를 발생시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리방법.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 제어 스텝은,
    상기 플라즈마 처리에 사용하는 상기 마이크로파의 출력 이하의 출력으로 상기 플라즈마를 발생할 수 있는 정합상태에 상기 임피던스 정합유닛을 설정하는 스텝과;
    상기 플라즈마 처리에 사용하는 상기 마이크로파의 출력 이하의 상기 출력으로 상기 마이크로파를 투입함으로써 상기 플라즈마 처리를 개시하는 스텝을
    포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리방법.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 제어 스텝은,
    상기 플라즈마 처리중에 상기 임피던스 정합유닛을 상기 마이크로파의 반사파를 최소화 하는 정합상태에 설정하는 스텝과;
    상기 마이크로파를 투입함으로써 상기 플라즈마 처리를 개시하는 스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리방법.
  17. 제 12항에 있어서,
    상기 제어 스텝은,
    투입되는 상기 마이크로파의 출력으로 플라즈마를 발생할 수 있는 상기 임피던스 정합유닛의 정합상태 중에서, 상기 플라즈마 처리중에 상기 마이크로파의 반사파를 최소화 하는 정합상태에 가장 가까운 정합상태로 상기 임피던스 정합유닛을 설정하는 스텝과;
    상기 마이크로파를 투입함으로써 상기 플라즈마 처리를 개시하는 스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리방법.
  18. 제 12항에 있어서,
    상기 제어 스텝은,
    상기 임피던스 정합유닛을 소정의 정합상태에 설정하는 스텝과;
    상기 마이크로파를 투입함으로써 상기 플라즈마 처리를 개시하는 스텝과;
    우회 경로를 통해서 상기 임피던스 정합유닛이 상기 마이크로파의 반사파를 최소화 하는 정합상태에 도달하도록 상기 임피던스 정합유닛을 제어하는 스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리방법.
  19. 제 12항에 있어서,
    상기 제어 스텝은,
    상기 마이크로파 오실레이터로부터 상기 마이크로파의 전반사를 위한 정합 상태에 상기 임피던스 정합유닛을 설정하는 스텝과;
    상기 마이크로파의 공급을 개시하는 스텝과;
    상기 마이크로파의 출력이 소정의 출력에 도달했는지의 여부를 결정하는 스텝과;
    상기 결정 스텝이, 소정의 출력에 상기 마이크로파의 출력이 도달했다고 결정한 경우에, 상기 정합유닛이 투입된 상기 마이크로파를 이용하여 플라즈마를 발생할 수 있는 정합상태를 경유하여 상기 플라즈마 처리중에 상기 마이크로파의 반사파를 최소화 하는 정합상태에 도달하도록 상기 임피던스 정합유닛을 제어하는 스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리방법.
  20. 제 12항에 있어서,
    상기 제어 스텝은,
    상기 임피던스 정합에서 상기 플라즈마 처리에 적합한 정합상태를 미리 설정하는 스텝과;
    상기 플라즈마 처리중에 상기 임피던스 정합유닛이 상기 마이크로파의 반사파를 최소화 하는 정합상태에 도달하도록 상기 임피던스 정합유닛을 제어하는 스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리방법.
  21. 제 12항에 있어서,
    상기 제어 스텝은,
    상기 마이크로파를 이용하여 플라즈마를 발생할 수 있는 정합상태에 상기 임피던스 정합유닛을 미리 설정하는 스텝과;
    상기 플라즈마 처리중에 상기 임피던스 정합유닛을 상기 마이크로파의 반사파를 최소화 하는 정합상태에 자동제어에 의해 이동하도록 상기 임피던스 정합유닛을 제어하는 스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리방법.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4695362B2 (ja) * 2004-08-16 2011-06-08 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
GB0718721D0 (en) 2007-09-25 2007-11-07 Medical Device Innovations Ltd Surgical resection apparatus
DK2599506T3 (en) 2007-11-06 2018-10-08 Creo Medical Ltd Microwave Plasma Masterization Applicator
JP5162269B2 (ja) * 2008-02-08 2013-03-13 株式会社アルバック 真空処理装置
US10510513B2 (en) * 2012-02-23 2019-12-17 Tokyo Electron Limited Plasma processing device and high-frequency generator
US10276350B2 (en) * 2013-05-09 2019-04-30 Lam Research Corporation Systems and methods for using computer-generated models to reduce reflected power towards an RF generator during state transitions of the RF generator by controlling RF values of the RF generator
US10469108B2 (en) * 2013-05-09 2019-11-05 Lam Research Corporation Systems and methods for using computer-generated models to reduce reflected power towards a high frequency RF generator during a cycle of operations of a low frequency RF generator
JP2016170940A (ja) * 2015-03-12 2016-09-23 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波自動整合器及びプラズマ処理装置
JP2016177997A (ja) * 2015-03-20 2016-10-06 東京エレクトロン株式会社 チューナ、マイクロ波プラズマ源、およびインピーダンス整合方法
KR20170103661A (ko) * 2016-03-04 2017-09-13 램 리써치 코포레이션 보다 저 주파수 rf 생성기의 기간 동안 보다 고 주파수 rf 생성기를 향하여 반사된 전력을 감소시키고 그리고 반사된 전력을 감소시키도록 관계를 사용하기 위한 시스템들 및 방법들
KR20170117311A (ko) * 2016-04-13 2017-10-23 램 리써치 코포레이션 Rf 생성기의 복수의 상태들 동안 단계적 방식으로 임피던스 매칭 네트워크를 튜닝하기 위한 시스템들 및 방법들

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4948458A (en) * 1989-08-14 1990-08-14 Lam Research Corporation Method and apparatus for producing magnetically-coupled planar plasma
JP3920420B2 (ja) * 1996-10-08 2007-05-30 富士通株式会社 Eh整合器、マイクロ波自動整合方法、半導体製造装置
JPH10134996A (ja) * 1996-10-31 1998-05-22 Nec Corp プラズマ処理装置
JP2000299198A (ja) * 1999-02-10 2000-10-24 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JP3865289B2 (ja) * 2000-11-22 2007-01-10 独立行政法人科学技術振興機構 マイクロ波によるプラズマ発生装置
JP3969081B2 (ja) * 2001-12-14 2007-08-29 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US6819052B2 (en) * 2002-05-31 2004-11-16 Nagano Japan Radio Co., Ltd. Coaxial type impedance matching device and impedance detecting method for plasma generation

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