KR20170110035A - 플라즈마 처리 방법 - Google Patents

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KR20170110035A
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

제 1 가스를 포함하는 제 1 처리 가스의 플라즈마를 생성하는 제 1 단계와 제 1 가스 및 제 2 가스를 포함하는 제 2 처리 가스의 플라즈마를 생성하는 제 2 단계를 각각이 포함하는 복수 회의 사이클을 실행하는 플라즈마 처리 방법에 있어서, 제 2 단계가 행해지는 기간의 개시 시점과 가스 공급계로부터의 제 2 가스의 출력의 개시 시점 간의 시간차를 레시피에 따라 자동적으로 결정한다. 제 2 단계의 제 1 가스의 유량 및 제 2 가스의 유량에 대응하는 지연 시간이 함수 또는 테이블을 이용하여 특정된다. 가스 공급계로부터의 제 2 가스의 출력은 지연 시간에 기초하여 설정되는 시간차만큼, 제 2 단계의 개시 시점보다 전에 개시된다.

Description

플라즈마 처리 방법{PLASMA PROCESSING METHOD}
본 발명의 실시 형태는 피가공물의 가공에 이용되는 플라즈마 처리 장치에 있어서 실행되는 플라즈마 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스와 같은 전자 디바이스의 제조에 있어서는, 플라즈마 처리 장치를 이용하여 피가공물에 대한 플라즈마 처리가 행해진다. 플라즈마 처리 장치는, 일반적으로 처리 용기, 가스 공급계, 제 1 전극, 제 2 전극, 제 1 고주파 전원 및 제 2 고주파 전원을 구비하고 있다. 가스 공급계는 처리 용기 내로 가스를 공급하도록 구성되어 있다. 제 1 전극과 제 2 전극은 그들 사이에 처리 용기 내의 공간이 개재되도록 마련되어 있다. 제 1 고주파 전원은, 플라즈마 생성용의 제 1 고주파를 제 1 전극 및 제 2 전극 중 일방의 전극으로 공급하고, 제 2 고주파 전원은, 이온 인입용의 비교적 저주파인 제 2 고주파를 제 2 전극으로 공급하도록 되어 있다. 이러한 플라즈마 처리 장치에 있어서 실행되는 플라즈마 처리에서는, 일반적으로, 가스 공급계로부터 처리 용기 내로 가스가 공급되고, 제 1 고주파 전원으로부터의 제 1 고주파가 플라즈마의 생성을 위하여 일방의 전극으로 공급된다. 제 2 고주파 전원으로부터의 제 2 고주파는, 필요에 따라 제 2 전극으로 공급된다.
플라즈마 처리에서는, 제 1 처리 가스의 플라즈마를 생성하는 제 1 단계와 제 2 처리 가스의 플라즈마를 생성하는 제 2 단계가 교호로 행해지는 경우가 있다. 즉, 제 1 단계와 제 2 단계를 각각이 포함하는 복수 회의 사이클이 실행되는 경우가 있다. 제 1 처리 가스는 제 1 가스를 포함하고, 제 2 처리 가스는 제 1 가스 및 당해 제 1 가스에 첨가된 제 2 가스를 포함한다. 이 플라즈마 처리에서는, 제 1 가스가, 제 1 단계가 행해지는 제 1 기간과 제 2 단계가 행해지는 제 2 기간에 걸쳐 처리 용기 내로 공급된다. 또한, 제 1 고주파가 제 1 기간과 제 2 기간에 걸쳐 일방의 전극으로 공급된다. 또한, 제 2 단계에서 제 2 전극으로 제 2 고주파가 공급된다. 제 2 단계에 있어서의 제 2 고주파의 공급은 제 2 단계의 개시 시점부터 개시된다. 또한 제 1 단계에서는, 제 2 고주파의 제 2 전극으로의 공급은 행해지지 않아도 되고, 혹은 제 2 단계에서 사용되는 제 2 고주파의 파워보다 낮은 파워의 제 2 고주파가 제 2 전극으로 공급되어도 된다.
가스는 질량을 가지고 있으므로, 가스 공급계가 제 2 가스의 출력을 개시한 시점부터 당해 제 2 가스가 처리 용기 내로 공급되는 시점까지의 사이에는 시간을 요한다. 한편, 제 2 고주파는, 제 2 고주파 전원으로부터의 고주파의 출력을 개시한 시점부터 거의 지연 없이, 제 2 전극으로 공급된다. 따라서, 제 2 가스가 처리 용기 내로 도달하고 있지 않은 시점에서, 제 2 고주파가 제 2 전극으로 공급되는 사태가 발생한다. 이러한 사태를 방지하기 위하여, 제 2 가스가 처리 용기 내로 공급되는 시점과 제 2 고주파가 제 2 전극으로 공급되는 시점과의 시간차를 감소시키는 것이 필요하다.
또한, 가스 공급계가 제 2 가스의 출력을 정지한 시점부터 당해 제 2 가스의 처리 용기 내로의 공급이 종료될 때까지의 사이에는 시간을 요한다. 한편, 제 2 고주파의 제 2 전극으로의 공급은, 제 2 고주파 전원으로부터의 제 2 고주파의 출력을 정지한 시점부터 거의 지연 없이 종료된다. 따라서, 제 2 가스가 처리 용기 내로 공급되고 있음에도 불구하고, 제 2 고주파의 공급이 종료되는 사태가 발생한다. 이러한 사태를 방지하기 위하여, 제 2 가스의 처리 용기 내로의 공급이 종료되는 시점과 제 2 고주파의 공급이 종료되는 시점과의 시간차를 감소시키는 것이 필요하다.
또한 특허 문헌 1에는, 처리 용기 내의 플라즈마의 발광 스펙트럼을 이용하여, 처리 용기 내 가스가 공급된 시점을 검출하고, 당해 시점에 있어서 고주파의 공급을 개시하는 기술이 제안되어 있다.
일본특허공개공보 2013-058749호
상술한 사태를 방지하기 위한 방책으로서는, 제 2 고주파의 공급의 개시 시점, 즉 제 2 기간의 개시 시점보다 전의 시점에 가스 공급계로부터의 제 2 가스의 출력을 개시하는 방책이 고려된다. 또한, 제 2 고주파의 공급의 종료 시점, 즉 제 2 기간의 종료 시점보다 전의 시점에 가스 공급계로부터의 제 2 가스의 출력을 정지하는 방책이 고려된다. 이들 방책에 있어서는, 제 2 기간의 개시 시점과 가스 공급계로부터의 제 2 가스의 출력의 개시 시점 간의 시간차가 결정되어야 한다. 또한, 제 2 기간의 종료 시점과 가스 공급계에 의한 제 2 가스의 출력의 정지 시점 간의 시간차가 결정되어야 한다. 또한, 이들 시간차를 레시피에 따라 자동적으로 결정하는 것이 요망된다.
일태양에 있어서는, 플라즈마 처리 장치에 있어서 실행되는 플라즈마 처리 방법이 제공된다. 플라즈마 처리 장치는 처리 용기, 가스 공급계, 제 1 전극, 제 2 전극, 제 1 고주파 전원, 제 2 고주파 전원 및 제어부를 구비한다. 가스 공급계는 처리 용기 내로 가스를 공급하도록 구성되어 있다. 제 1 전극 및 제 2 전극은 처리 용기 내의 공간이 그들 사이에 개재되도록 마련되어 있다. 제 1 고주파 전원은 제 1 전극 및 제 2 전극 중 일방의 전극으로 공급되는 플라즈마 생성용의 제 1 고주파를 출력하도록 구성되어 있다. 제 2 고주파 전원은 제 2 전극으로 공급되는 이온 인입용의 제 2 고주파를 출력하도록 구성되어 있다. 제어부는 가스 공급계, 제 1 고주파 전원 및 제 2 고주파 전원을 제어하도록 되어 있다.
일태양에 따른 플라즈마 처리 방법에서는, 제 1 단계 및 제 2 단계를 각각이 포함하는 복수 회의 사이클이 실행된다. 제 1 단계에서는, 처리 용기 내에 있어서 제 1 가스를 포함하는 제 1 처리 가스의 플라즈마가 생성된다. 제 2 단계는 제 1 단계에 이어지는 단계이며, 상기 제 2 단계에서는, 처리 용기 내에서 제 1 가스와 상기 제 1 가스에 첨가된 제 2 가스를 포함하는 제 2 처리 가스의 플라즈마가 생성된다. 각 사이클에서는, 제 1 단계가 행해지는 제 1 기간 및 이 제 1 기간에 이어 제 2 단계가 행해지는 제 2 기간에 걸쳐, 제 1 가스가 처리 용기 내로 공급되고, 제 1 고주파가 일방의 전극으로 공급된다. 각 사이클의 제 2 기간에서는, 제 2 전극으로 제 2 고주파가 공급된다. 각 사이클의 제 1 기간에서는, 제 2 고주파의 파워가, 제 2 기간에 있어서의 제 2 고주파의 파워보다 낮은 파워로 설정된다. 예를 들면, 제 1 기간에서는 제 2 고주파가 제 2 전극으로 공급되지 않아도 된다.
일태양에 따른 플라즈마 처리 방법은, (i) 제어부에 의한 제어에 따라, 제 2 기간의 개시 시점에 대하여 제 1 시간차의 분만큼 전의 출력 개시 시점에, 가스 공급계로부터의 제 2 가스의 출력을 개시하는 공정과, (ii) 제어부에 의한 제어에 따라, 제 2 기간의 개시 시점에, 제 2 전극에 대한 제 2 고주파의 공급을 개시하는 공정과, (iii) 제어부에 의한 제어에 따라, 제 2 기간 중 또한 상기 제 2 기간의 종료 시점에 대하여 제 2 시간차의 분만큼 전의 출력 정지 시점에, 가스 공급계로부터의 제 2 가스의 출력을 정지하는 공정과, (iv) 제어부에 의한 제어에 따라, 제 2 기간의 종료 시점에, 제 2 고주파의 파워를 저하시키는 공정을 포함한다. 제어부는, 함수 또는 테이블을 이용하여, 레시피에서 지정된 제 2 단계의 제 1 가스의 유량과 제 2 가스의 유량에 관련지어진 제 1 지연 시간을 특정하고, 상기 제 1 지연 시간을 초기적으로 제 1 시간차로 설정한다. 함수 또는 테이블은, 제 1 가스의 유량과 제 2 가스의 유량에, 가스 공급계가 제 2 가스의 출력을 개시한 시점부터 처리 용기 내로 제 2 가스가 공급되는 시점까지의 지연 시간을 관련짓고 있다. 또한 제어부는, 제 1 가스의 유량에, 가스 공급계가 제 2 가스의 출력을 정지한 시점부터 처리 용기 내로의 제 2 가스의 공급이 종료되는 시점까지의 지연 시간을 관련짓는 함수 또는 테이블을 이용하여, 레시피에서 지정된 제 2 단계의 제 1 가스의 유량에 관련지어진 제 2 지연 시간을 특정하고, 상기 제 2 지연 시간을 초기적으로 제 2 시간차로 설정한다.
가스 공급계가 제 2 처리 가스에 포함되는 제 2 가스의 출력을 개시한 시점에 대하여 상기 제 2 가스가 처리 용기 내로 공급되는 시점의 지연 시간은, 제 2 단계에 있어서의 제 1 가스의 유량 및 제 2 가스의 유량, 즉 제 2 처리 가스에 포함되는 제 1 가스의 유량 및 제 2 가스의 유량에 의존한다. 상기 플라즈마 처리 방법에서는, 함수 또는 테이블이 미리 준비되어 있고, 상기 함수 또는 테이블이, 제 1 가스의 유량 및 제 2 가스의 유량에, 가스 공급계가 제 2 처리 가스에 포함되는 제 2 가스의 출력을 개시한 시점부터 상기 제 2 가스가 처리 용기 내로 공급될 때까지의 지연 시간을 관련짓고 있다. 그리고 제어부가, 상기 함수 또는 테이블을 이용하여, 레시피에서 지정된 제 2 단계의 제 1 가스의 유량 및 제 2 가스의 유량에 관련지어진 제 1 지연 시간을 특정하고, 상기 제 1 지연 시간을 제 1 시간차로 초기적으로 설정한다. 이 제 1 시간차는, 제 2 고주파의 공급을 개시하는 시점을 기준으로, 제 2 가스의 출력을 개시하는 출력 개시 시점을 결정한다. 이와 같이, 일태양에 따른 플라즈마 처리 방법에서는, 제 2 가스의 출력을 개시하는 출력 개시 시점을 제 2 고주파의 공급을 개시하는 시점을 기준으로 정하는 시간차를, 레시피에 따라 자동적으로 결정할 수 있다. 또한 일태양에 따른 플라즈마 처리 방법에 의하면, 제 2 가스가 처리 용기 내로 공급되는 시점과 제 2 고주파가 제 2 전극으로 공급되는 시점과의 시간차가 저감된다.
또한, 가스 공급계가 제 2 가스의 출력을 정지한 시점에 대하여 처리 용기 내로의 제 2 가스의 공급이 종료되는 시점은 지연되지만, 제 2 단계의 종료 시점과 처리 용기 내로의 제 2 가스의 공급이 종료되는 시점 간의 시간차는 작은 것이 바람직하다. 여기서, 가스 공급계가 제 2 가스의 출력을 정지한 시점에 대하여 처리 용기 내로의 제 2 가스의 공급이 종료되는 시점의 지연 시간은, 제 2 단계에 있어서의 제 1 가스의 유량에 의존한다. 상기 실시 형태에서는, 제어부가, 함수 또는 테이블을 이용하여, 레시피에서 지정된 제 1 가스의 유량에 따른 제 2 지연 시간을 특정하고, 초기적으로 제 2 지연 시간을 제 2 시간차로 설정한다. 이 제 2 시간차는, 제 2 단계의 종료 시점을 기준으로 제 2 가스의 출력을 정지하는 출력 정지 시점을 결정한다. 이와 같이, 일실시 형태에서는, 제 2 가스의 출력을 정지하는 출력 정지 시점을 제 2 단계의 종료 시점을 기준으로 정하는 시간차를, 레시피에 따라 자동적으로 결정할 수 있다. 또한, 제 2 가스의 처리 용기 내로의 공급이 종료되는 시점과 제 2 단계의 종료 시점 간의 시간차를 저감할 수 있다.
일실시 형태에서는, 플라즈마 처리 장치는 제 1 급전 라인, 제 2 급전 라인, 제 1 정합기, 제 2 정합기 및 연산부를 구비한다. 제 1 급전 라인은 일방의 전극과 제 1 고주파 전원을 접속한다. 제 2 급전 라인은 제 2 전극과 제 2 고주파 전원을 접속한다. 제 1 정합기는 제 1 고주파 전원의 부하 임피던스를 조정하도록 구성되어 있다. 제 2 정합기는 제 2 고주파 전원의 부하 임피던스를 조정하도록 구성되어 있다. 연산부는 제 1 고주파 전원의 부하 임피던스, 부하 저항 및 부하 리액턴스, 그리고 제 1 고주파의 반사파 계수 중 어느 하나를 포함하는 파라미터를 구하도록 구성되어 있다.
일실시 형태의 플라즈마 처리 방법에서는, 복수 회의 사이클 중 임의의 사이클의 실행 기간 중의 제 2 기간의 직전의 출력 개시 시점과 상기 임의의 사이클의 실행 기간 중의 제 2 기간의 개시 시점 간의 기간에 있어서 제 1 임계치를 초과하는 파라미터가 연산부에 의해 구해진 경우에, 제어부가, 제 1 임계치를 초과하는 파라미터가 구해진 시점과 임의의 사이클의 실행 기간 중의 제 2 기간의 개시 시점 간의 시간차만큼, 제 1 시간차를 감소시켜도 된다.
제 2 가스가 처리 용기 내로 공급되면 플라즈마의 임피던스가 변화하므로, 상기 파라미터가 상승한다. 상기 실시 형태에서는, 이 파라미터가 제 1 임계치를 초과한 시점이, 제 2 가스가 처리 용기 내로 공급된 시점으로서 이용된다. 그리고, 파라미터가 제 1 임계치를 초과한 시점이 제 2 기간의 개시 시점보다 전인 경우에는, 제 2 기간의 개시 시점보다 전에 제 2 가스가 처리 용기 내로 공급되고 있는 것이라고 판단되어, 후속의 사이클에 있어서의 출력 개시 시점을 늦추기 위하여, 제 1 시간차가 조정된다. 이에 의해, 제 2 가스가 처리 용기 내로 공급되는 시점과 제 2 고주파가 제 2 전극으로 공급되는 시점 간의 시간차가 저감된다.
일실시 형태의 플라즈마 처리 방법에서는, 복수 회의 사이클 중 임의의 사이클의 실행 기간 중의 제 2 기간의 직전의 출력 개시 시점과 상기 임의의 사이클의 실행 기간 중의 제 2 기간의 개시 시점 간의 기간에 있어서 제 1 임계치를 초과하는 파라미터가 연산부에 의해 구해지지 않은 경우에, 제어부가, 제 1 시간차를 정해진 시간만큼 증가시켜도 된다.
출력 개시 시점부터 제 2 기간의 개시 시점까지의 동안에 파라미터가 제 1 임계치를 초과하지 않은 경우에는, 제 2 기간의 개시 시점까지 제 2 가스가 처리 용기 내로 충분히 공급되어 있지 않을 가능성이 있다. 상기 실시 형태에서는, 출력 개시 시점부터 제 2 기간의 개시 시점까지의 동안에 파라미터가 제 1 임계치를 초과하지 않은 경우에는, 후속의 사이클에 있어서의 출력 개시 시점을 앞당기기 위하여, 제 1 시간차가 조정된다. 이에 의해, 제 2 가스가 처리 용기 내로 공급되는 시점과 제 2 고주파가 제 2 전극으로 공급되는 시점 간의 시간차가 저감된다.
일실시 형태의 플라즈마 처리 방법에서는, 복수 회의 사이클 중 임의의 사이클의 실행 기간 중의 제 2 기간 중의 출력 정지 시점과 상기 임의의 사이클의 상기 실행 기간 중의 제 2 기간의 종료 시점 간의 기간에 있어서 제 2 임계치를 초과하는 파라미터가 연산부에 의해 구해진 경우에, 제어부가, 제 2 임계치를 초과하는 파라미터가 구해진 시점과 상기 임의의 사이클의 실행 기간 중의 제 2 기간의 종료 시점 간의 시간차만큼, 제 2 시간차를 감소시켜도 된다.
제 2 가스의 처리 용기 내로의 공급이 종료되면 플라즈마의 임피던스가 변화하므로, 상기 파라미터가 상승한다. 상기 실시 형태에서는, 이 파라미터가 제 2 임계치를 초과한 시점이, 제 2 가스의 처리 용기 내로의 공급이 종료된 시점으로서 이용된다. 그리고, 파라미터가 제 2 임계치를 초과한 시점이 제 2 기간의 종료 시점보다 전인 경우에는, 제 2 기간의 종료 시점보다 전에 제 2 가스의 처리 용기 내로의 공급이 종료되어 있는 것이라고 판단되어, 후속의 사이클에 있어서의 출력 정지 시점을 늦추기 위하여, 제 2 시간차가 조정된다. 이에 의해, 제 2 가스의 처리 용기 내로의 공급이 종료되는 시점과 제 2 단계의 종료 시점 간의 시간차가 저감된다.
일실시 형태의 플라즈마 처리 방법에서는, 복수 회의 사이클 중 임의의 사이클의 실행 기간 중의 제 2 기간 중의 출력 정지 시점과 상기 임의의 사이클의 실행 기간 중의 제 2 기간의 종료 시점 간의 기간에 있어서 제 2 임계치를 초과하는 파라미터가 연산부에 의해 구해지지 않은 경우에, 제어부가 제 2 시간차를 정해진 시간분 증가시켜도 된다.
출력 정지 시점부터 제 2 기간의 종료 시점까지의 동안에 파라미터가 제 2 임계치를 초과하지 않은 경우에는, 제 2 기간의 종료 시점에서도 제 2 가스가 처리 용기 내로 공급되고 있을 가능성이 있다. 상기 실시 형태에서는, 출력 정지 시점부터 제 2 기간의 종료 시점까지의 동안에 파라미터가 제 2 임계치를 초과하지 않은 경우에는, 후속의 사이클에 있어서의 출력 정지 시점을 앞당기기 위하여 제 2 시간차가 조정된다. 이에 의해, 제 2 가스의 처리 용기 내로의 공급이 종료되는 시점과 제 2 단계의 종료 시점 간의 시간차가 저감된다.
이상 설명한 바와 같이, 제 1 가스를 포함하는 제 1 처리 가스의 플라즈마를 생성하는 제 1 단계와 제 1 가스 및 제 2 가스를 포함하는 제 2 처리 가스의 플라즈마를 생성하는 제 2 단계를 각각이 포함하는 복수 회의 사이클을 실행하는 플라즈마 처리 방법에 있어서, 제 2 단계가 행해지는 기간의 개시 시점과 가스 공급계로부터의 제 2 가스의 출력의 개시 시점 간의 시간차를 레시피에 따라 자동적으로 결정하는 것이 가능해진다. 또한, 제 2 단계가 행해지는 기간의 종료 시점과 가스 공급계에 의한 제 2 가스의 출력의 정지 시점 간의 시간차를 레시피에 따라 자동적으로 결정하는 것이 가능해진다.
도 1은 일실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도이다.
도 2는 일실시 형태에 따른 플라즈마 처리 방법에 관한 타이밍 차트이다.
도 3은 일실시 형태에 따른 플라즈마 처리 방법에 관한 타이밍 차트이다.
도 4는 지연 시간(Td1)에 관한 실험 결과의 그래프를 나타내는 도이다.
도 5는 지연 시간(Td2)에 관한 실험 결과의 그래프를 나타내는 도이다.
도 6은 고주파 전원(36) 및 정합기(40)의 구성을 예시하는 도이다.
도 7은 정합기(40)의 센서 및 컨트롤러의 구성을 예시하는 도이다.
도 8은 고주파 전원(38) 및 정합기(42)의 구성을 예시하는 도이다.
도 9는 정합기(42)의 센서 및 컨트롤러의 구성을 예시하는 도이다.
도 10은 일실시 형태에 따른, 가스의 출력 개시 시점 및 출력 정지 시점에 관련된 시간차를 결정하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11은 일실시 형태에 따른 플라즈마 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 12는 고주파 전원(36A) 및 정합기(40A)의 구성을 나타내는 도이다.
도 13은 고주파 전원(36A)의 임피던스 센서의 구성을 나타내는 도이다.
도 14는 고주파 전원(38A) 및 정합기(42A)의 구성을 나타내는 도이다.
도 15는 고주파 전원(38A)의 임피던스 센서의 구성을 나타내는 도이다.
도 16은 다른 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 방법에 있어서 실행되는 임피던스 정합의 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 도면을 참조하여 각종 실시 형태에 대하여 상세히 설명한다. 또한, 각 도면에서 동일 또는 상당한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하는 것으로 한다.
먼저, 플라즈마 처리 방법의 실시 형태가 적용될 수 있는 플라즈마 처리 장치에 대하여 설명한다. 도 1은 일실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도이다. 도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치(1)는 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치이다. 플라즈마 처리 장치(1)는 처리 용기(10)를 구비하고 있다. 처리 용기(10)는 대략 원통 형상을 가지고 있고, 알루미늄과 같은 재료로 형성되어 있다. 이 처리 용기(10)의 내벽면에는 양극 산화 처리가 실시되어 있다. 또한, 처리 용기(10)는 접지되어 있다.
처리 용기(10)의 저부 상에는 절연판(12)이 마련되어 있다. 절연판(12)은 예를 들면 세라믹으로 형성되어 있다. 이 절연판(12) 상에는 지지대(14)가 마련되어 있다. 지지대(14)는 대략 원주(圓柱) 형상을 가지고 있다. 이 지지대(14) 상에는 서셉터(16)가 마련되어 있다. 서셉터(16)는 알루미늄과 같은 도전성의 재료로 형성되어 있고, 하부 전극(제 2 전극)을 구성하고 있다.
서셉터(16) 상에는 정전 척(18)이 마련되어 있다. 정전 척(18)은 절연층 또는 절연 시트의 사이에, 도전막으로 구성된 전극(20)이 개재된 구조를 가지고 있다. 정전 척(18)의 전극(20)에는 스위치(22)를 개재하여 직류 전원(24)이 전기적으로 접속되어 있다. 이 정전 척(18)은 직류 전원(24)으로부터의 직류 전압에 의해 정전 흡착력을 발생시키고, 당해 정전 척(18) 상에 배치된 피가공물(W)을 정전 흡착력에 의해 유지하도록 되어 있다. 또한 피가공물(W)은, 예를 들면 웨이퍼와 같은 원반 형상의 물체일 수 있다. 이 정전 척(18)의 주위, 또한 서셉터(16) 상에는 포커스 링(26)이 배치되어 있다. 또한, 서셉터(16) 및 지지대(14)의 외주면에는 원통 형상의 내벽 부재(28)가 장착되어 있다. 이 내벽 부재(28)는 예를 들면 석영으로 형성되어 있다.
지지대(14)의 내부에는 냉매 유로(30)가 형성되어 있다. 냉매 유로(30)는, 예를 들면 연직 방향으로 연장되는 중심축선에 대하여 나선 형상으로 연장되어 있다. 이 냉매 유로(30)로에는, 처리 용기(10)의 외부에 마련된 칠러 유닛으로부터 배관(32a)을 거쳐 냉매(cw)(예를 들면, 냉각수)가 공급된다. 냉매 유로(30)에 공급된 냉매는 배관(32b)을 거쳐 칠러 유닛으로 회수된다. 이 냉매의 온도가 칠러 유닛에 의해 조정됨으로써, 피가공물(W)의 온도가 조정되도록 되어 있다. 또한 플라즈마 처리 장치(1)에서는, 가스 공급 라인(34)을 거쳐 공급되는 전열 가스(예를 들면, He 가스)가, 정전 척(18)의 상면과 피가공물(W)의 이면과의 사이로 공급되도록 되어 있다.
서셉터(16)에는 도체(44)(예를 들면, 급전봉)가 접속되어 있다. 이 도체(44)에는 고주파 전원(36), 즉 제 1 고주파 전원이 정합기(40), 즉 제 1 정합기를 개재하여 접속되어 있고, 또한 고주파 전원(38), 즉 제 2 고주파 전원이 정합기(42), 즉 제 2 정합기를 개재하여 접속되어 있다. 고주파 전원(36)은 플라즈마의 생성용의 고주파(RF1), 즉 제 1 고주파를 출력한다. 고주파 전원(36)이 출력하는 고주파(RF1)의 기본 주파수(fB1)는 예를 들면 100 MHz이다. 고주파 전원(38)은, 플라즈마로부터 피가공물(W)에 이온을 인입하기 위한 고주파(RF2), 즉 제 2 고주파를 출력한다. 고주파 전원(38)이 출력하는 고주파(RF2)의 기본 주파수(fB2)는 예를 들면 13.56 MHz이다.
정합기(40) 및 도체(44)는, 고주파 전원(36)으로부터의 고주파(RF1)를 서셉터(16)로 전송하는 급전 라인(43), 즉 제 1 급전 라인의 일부를 구성하고 있다. 또한, 정합기(42) 및 도체(44)는, 고주파 전원(38)으로부터의 고주파(RF2)를 서셉터(16)로 전송하는 급전 라인(45), 즉 제 2 급전 라인의 일부를 구성하고 있다.
처리 용기(10)의 천부에는 상부 전극(46)이 마련되어 있다. 이 상부 전극(46)과 서셉터(16)의 사이에는, 플라즈마가 생성되는 처리 용기(10) 내의 처리 공간(PS)이 개재되어 있다. 일실시 형태에 있어서, 상부 전극(46)에는 직류 전원(74)이 접속되어 있다. 직류 전원(74)은 음극성의 직류 전압(DC)을 상부 전극(46)에 인가하도록 구성되어 있다. 상부 전극(46)은 천판(48) 및 지지체(50)를 가지고 있다. 천판(48)에는 다수의 가스 분출홀(48a)이 형성되어 있다. 천판(48)은 예를 들면 Si, SiC와 같은 실리콘계의 재료로 형성되어 있다. 지지체(50)는 천판(48)을 착탈 가능하게 지지하는 부재이며, 알루미늄으로 형성되어 있고, 그 표면에는 양극 산화 처리가 실시되어 있다.
지지체(50)의 내부에는 가스 버퍼실(52)이 형성되어 있다. 또한, 지지체(50)에는 다수의 가스 통기홀(50a)이 형성되어 있다. 가스 통기홀(50a)은 가스 버퍼실(52)로부터 연장되어, 가스 분출홀(48a)에 연통하고 있다. 가스 버퍼실(52)에는 가스 공급관(54)을 개재하여 가스 공급계(55)가 접속되어 있다. 가스 공급계(55)는 가스 소스군(56), 유량 제어기군(58) 및 밸브군(60)을 포함하고 있다. 가스 소스군(56)은 복수의 가스 소스를 포함하고 있다. 유량 제어기군(58)은 복수의 유량 제어기를 포함하고 있다. 복수의 유량 제어기는 예를 들면 매스 플로우 컨트롤러일 수 있다. 또한, 밸브군(60)은 복수의 밸브를 포함하고 있다. 가스 소스군(56)의 복수의 가스 소스는, 유량 제어기군(58)의 대응의 유량 제어기 및 밸브군(60)의 대응의 밸브를 개재하여 가스 공급관(54)에 접속되어 있다. 가스 공급계(55)는 복수의 가스 소스 중 선택된 가스 소스로부터의 가스를, 조정된 유량으로 가스 버퍼실(52)로 공급하도록 구성되어 있다. 가스 버퍼실(52)로 도입된 가스는 가스 분출홀(48a)로부터 처리 공간(PS)으로 분출된다.
서셉터(16)와 처리 용기(10)의 측벽과의 사이 및 지지대(14)와 처리 용기(10)의 측벽과의 사이에는, 평면에서 봤을 때 환상(環狀)의 공간이 형성되어 있고, 당해 공간의 저부는 처리 용기(10)의 배기구(62)에 연결되어 있다. 처리 용기(10)의 저부에는 배기구(62)에 연통하는 배기관(64)이 접속되어 있다. 이 배기관(64)은 배기 장치(66)에 접속되어 있다. 배기 장치(66)는 터보 분자 펌프와 같은 진공 펌프를 가지고 있다. 배기 장치(66)는 처리 용기(10)의 내부 공간을 원하는 압력으로 감압한다. 또한, 처리 용기(10)의 측벽에는 피가공물(W)의 반입 및 반출을 위한 개구(68)가 형성되어 있다. 처리 용기(10)의 측벽에는 개구(68)를 개폐하기 위한 게이트 밸브(70)가 장착되어 있다.
또한, 플라즈마 처리 장치(1)는 제어부(72)를 구비하고 있다. 제어부(72)는 하나 이상의 마이크로 컴퓨터를 포함하고, 외부 메모리 또는 내부 메모리에 저장되어 있는 소프트웨어(프로그램) 및 레시피에 따라, 플라즈마 처리 장치(1)의 각 부, 예를 들면 고주파 전원(36, 38), 정합기(40, 42), 직류 전원(74), 가스 공급계(55), 즉 유량 제어기군(58)의 복수의 유량 제어기 및 밸브군(60)의 복수의 밸브, 배기 장치(66) 등의 개개의 동작, 그리고 플라즈마 처리 장치(1)의 장치 전체의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(72)는 키보드 등의 입력 장치 및 액정 디스플레이 등의 표시 장치를 포함하는 맨·머신·인터페이스용의 조작 패널, 그리고 각종 프로그램, 레시피 및 설정값 등의 각종 데이터를 저장하는 외부 기억 장치 등과도 접속되어 있다.
플라즈마 처리 장치의 기본 동작은 다음과 같이 하여 행해진다. 먼저, 게이트 밸브(70)가 열리고, 피가공물(W)이 개구(68)를 경유하여 처리 용기(10) 내로 반입된다. 처리 용기(10) 내로 반입된 피가공물(W)은 정전 척(18) 상에 배치된다. 이어서, 가스 공급계(55)로부터 가스가 처리 용기(10) 내로 도입되고, 배기 장치(66)가 작동되어, 처리 용기(10) 내의 공간의 압력이 정해진 압력으로 설정된다. 또한 고주파 전원(36)으로부터의 고주파(RF1)가 서셉터(16)로 공급되고, 필요에 따라 고주파 전원(38)으로부터의 고주파(RF2)가 서셉터(16)로 공급된다. 또한, 필요에 따라 직류 전원(74)으로부터의 직류 전압(DC)이 상부 전극(46)에 인가된다. 또한 직류 전원(24)으로부터의 직류 전압이 정전 척(18)의 전극(20)에 인가되고, 피가공물(W)이 정전 척(18) 상에 유지된다. 그리고, 처리 용기(10) 내로 공급된 가스가, 서셉터(16)와 상부 전극(46)과의 사이에 형성된 고주파 전계에 의해 여기된다. 이에 의해, 플라즈마가 생성된다. 이와 같이 생성된 플라즈마로부터의 라디칼 및 이온 중 적어도 하나에 의해 피가공물(W)이 처리된다. 또한, 고주파 전원(38)으로부터의 고주파(RF2)가 서셉터(16)로 공급되고 있는 경우에는, 피가공물(W)에 충돌하는 이온의 에너지를 높일 수 있다. 또한, 직류 전원(74)으로부터 직류 전압(DC)이 상부 전극(46)에 인가되고 있는 경우에는, 양이온이 상부 전극(46)으로 인입되어 당해 상부 전극(46)에 충돌하고, 이차 전자 및 상부 전극(46)을 구성하는 재료, 예를 들면 실리콘 중 적어도 하나가 상부 전극(46)으로부터 방출된다.
이하, 플라즈마 처리 방법의 실시 형태(이하, '방법(MT)'이라고 함)에 대하여 설명한다. 도 2 및 도 3은 일실시 형태에 따른 플라즈마 처리 방법에 관한 타이밍 차트이다. 방법(MT)은 플라즈마 처리 장치(1)를 이용하여 실시하는 것이 가능하다. 도 2 및 도 3에는, 방법(MT)에 있어서의 제 1 가스, 제 2 가스, 고주파(RF1), 고주파(RF2)의 각각의 타이밍 차트가 나타나 있다. 도 2 및 도 3에서 횡축은 시간을 나타내고 있다. 또한, 제 1 가스의 타이밍 차트의 레벨은, 처리 용기(10) 내로 공급되어 있는 제 1 가스의 양을 나타내고 있다. 또한, 제 2 가스의 타이밍 차트의 레벨은, 처리 용기(10) 내로 공급되어 있는 제 2 가스의 양을 나타내고 있다. 또한, 고주파(RF1)의 타이밍 차트에서 고주파(RF1)가 고레벨인 것은, 고주파(RF1)가 서셉터(16)에 공급되고 있는 것을 나타내고 있고, 고주파(RF1)가 저레벨인 것은, 고주파(RF1)가 서셉터(16)로 공급되어 있지 않은 것을 나타내고 있다. 또한, 고주파(RF2)의 타이밍 차트에서 고주파(RF2)가 고레벨인 것은, 서셉터(16)에 고주파(RF2)가 공급되고 있는 것을 나타내고 있고, 고주파(RF2)가 저레벨인 것은, 서셉터(16)에 고주파(RF2)가 공급되고 있지 않은 것, 혹은 고레벨로 나타내는 당해 고주파(RF2)의 파워보다 낮은 파워를 가지는 고주파(RF2)가 서셉터(16)에 공급되고 있는 것을 나타내고 있다. 또한, 직류 전압(DC)의 타이밍 차트에 있어서, 직류 전압(DC)이 고레벨인 것은, 직류 전압(DC)이 상부 전극(46)에 인가되어 있는 것을 나타내고 있고, 직류 전압(DC)이 저레벨인 것은, 직류 전압(DC)이 상부 전극(46)에 인가되어 있지 않은 것을 나타내고 있다.
도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 방법(MT)에서는, 복수 회의 사이클(CY)이 차례로 실행된다. 복수 회의 사이클(CY)의 각각은, 제 1 처리 가스의 플라즈마를 생성하는 제 1 단계(S1), 제 1 단계(S1)에 이어, 제 2 처리 가스의 플라즈마를 생성하는 제 2 단계(S2)를 포함한다. 복수 회의 사이클(CY)의 각각에 있어서, 제 1 단계(S1)는 제 1 기간(P1)에서 행해지고, 제 2 단계(S2)는 제 1 기간(P1)에 이어지는 제 2 기간(P2)에서 행해진다.
이하, 복수 회의 사이클 또는 복수 회의 사이클의 각각을 나타내는 참조 부호로서 'CY'를 이용한다. 또한, 복수 회의 사이클의 각각을 그 실행 순서와 함께 나타내는 경우에는, 'CY(i)'라는 참조 부호를 이용한다. 또한 제 1 단계(S1)를, 당해 제 1 단계(S1)가 포함되는 사이클의 실행 순서와 함께 나타내는 경우에는 'S1(i)'라는 참조 부호를 이용하고, 제 2 단계(S2)를, 당해 제 2 단계(S2)가 포함되는 사이클의 실행 순서와 함께 나타내는 경우에는 'S2(i)'라는 참조 부호를 이용한다. 또한 제 1 기간(P1)을, 관련되는 사이클의 실행 순서와 함께 나타내는 경우에는 'P1(i)'라는 참조 부호를 이용하고, 제 2 기간(P2)을, 관련되는 사이클의 실행 순서와 함께 나타내는 경우에는 'P2(i)'라는 참조 부호를 이용한다. 또한, 제 2 기간(P2)의 개시 시점을 나타내는 참조 부호로서 'Ts'를, 제 2 기간(P2)의 종료 시점을 나타내는 참조 부호로서 'Te'를 이용한다. 또한 개시 시점(Ts)을, 관련되는 사이클의 실행 순서와 함께 나타내는 경우에는, 'Ts(i)'라는 참조 부호를 이용한다. 또한 종료 시점(Te)을 관련되는 사이클의 실행 순서와 함께 나타내는 경우에는, 'Te(i)'라는 참조 부호를 이용한다. 또한, 후술하는 제 2 가스의 출력 개시 시점을 나타내는 참조 부호로서 'To'를 제 2 가스의 출력 정지 시점을 나타내는 참조 부호로서 'Tt'를 이용한다. 또한 출력 개시 시점(To)을 관련되는 사이클의 실행 순서와 함께 나타내는 경우에는, 'To(i)'라는 참조 부호를 이용하고, 출력 정지 시점(Tt)을 관련되는 사이클의 실행 순서와 함께 나타내는 경우에는 'Tt(i)'라는 참조 부호를 이용한다. 여기서, 'i'는 1 이상 N 이하의 정수이며, N은 2 이상의 정수이다.
제 1 단계(S1)에서는, 피가공물(W)을 수용하고 있는 처리 용기(10) 내에서 제 1 처리 가스의 플라즈마가 생성된다. 제 1 처리 가스는 제 1 가스를 포함하고 있다. 제 1 가스는 한정되는 것이 아니지만, 예를 들면 Ar 가스와 같은 희가스 및 플루오르카본 가스 중 적어도 하나일 수 있다. 제 1 단계(S1)에서 제 1 처리 가스의 플라즈마를 생성하기 위하여, 제어부(72)는 가스 공급계(55)를 제어한다. 구체적으로, 제어부(72)는 가스 공급계(55)에 가스 공급 제어 신호를 송출한다. 이 가스 공급 제어 신호에 응답하여, 가스 공급계(55)는, 제 1 처리 가스를 위한 가스 소스에 접속된 밸브군(60)의 밸브를 열고, 당해 가스 소스에 접속된 유량 제어기군(58)의 유량 제어기의 출력 유량을 레시피에 따라 지정된 출력 유량으로 설정한다. 가스 공급계(55)로부터의 제 1 처리 가스의 공급은, 첫 회의 사이클(CY(1))의 제 1 단계(S1(1))가 행해지는 제 1 기간(P1(1))의 개시 시점보다 전에 개시된다. 제 1 가스의 공급은 제 1 기간(P1)에 이어지는 제 2 기간(P2)에서도 계속된다.
또한, 제 1 단계(S1)에서 제 1 처리 가스의 플라즈마를 생성하기 위하여, 제어부(72)는, 고주파(RF1)를 서셉터(16)로 공급하도록 고주파 전원(36)을 제어한다. 고주파(RF1)의 공급은 첫 회의 사이클(CY)의 제 1 기간(P1(1))의 개시 시점에 개시된다. 고주파(RF1)의 공급은 제 1 기간(P1)에 이어지는 제 2 기간(P2)에서도 계속된다. 또한 제 1 기간(P1)에서는, 고주파 전원(38)으로부터의 고주파(RF2)는 서셉터(16)로 공급되지 않는다. 혹은, 제 1 기간(P1)에서는, 제 2 기간(P2)에서 고주파 전원(38)으로부터 서셉터(16)로 공급되는 고주파(RF2)의 파워보다 낮은 파워의 고주파(RF2)가, 고주파 전원(38)으로부터 서셉터(16)로 공급되어도 된다.
제 2 단계(S2)에 있어서는, 피가공물(W)을 수용하고 있는 처리 용기(10) 내에서 제 2 처리 가스의 플라즈마가 생성된다. 제 2 처리 가스는 상술한 제 1 가스를 포함하고 있다. 제 2 처리 가스는 제 2 가스를 더 포함하고 있다. 제 2 가스는 제 1 처리 가스에 포함되는 가스와는 상이한 가스이다. 즉, 제 2 처리 가스에서는, 제 1 가스에 제 2 가스가 첨가되어 있다. 제 2 가스는 한정되는 것은 아니지만, 플루오르카본 가스 및 산소 가스 중 적어도 하나일 수 있다. 제 2 단계(S2)에서 제 2 처리 가스의 플라즈마를 생성하기 위하여, 제어부(72)는 가스 공급계(55)를 제어한다. 구체적으로, 제어부(72)는 가스 공급계(55)에 가스 공급 제어 신호를 송출한다. 이 가스 공급 제어 신호에 응답하여, 가스 공급계(55)는, 제 2 처리 가스를 위한 가스 소스에 접속된 밸브군(60)의 밸브를 열고, 당해 가스 소스에 접속된 유량 제어기군(58)의 유량 제어기의 출력 유량을 레시피에 따라 지정된 출력 유량으로 설정한다.
또한 제어부(72)는, 각 사이클(CY)에 있어서, 가스 공급계(55)가 제 2 기간(P2)의 개시 시점(Ts)보다 전의 출력 개시 시점(To)에 제 2 가스의 출력을 개시하도록 가스 공급계(55)를 제어한다. 출력 개시 시점(To)은, 직후의 제 2 기간(P2)의 개시 시점(Ts)보다 제 1 시간차(Do)만큼 전의 시점이며, 후술하는 바와 같이, 초기적으로는 제 1 지연 시간을 이용하여 결정된다. 또한 제어부(72)는, 각 사이클(CY)에 있어서, 가스 공급계(55)가 제 2 기간(P2)의 종료 시점(Te)보다 전의 출력 정지 시점(Tt)에 제 2 가스의 출력을 정지하도록 가스 공급계(55)를 제어한다. 출력 정지 시점(Tt)은, 직후의 종료 시점(Te)보다 제 2 시간차(Dt)만큼 전의 시점이며, 후술하는 바와 같이, 초기적으로는 제 2 지연 시간을 이용하여 결정된다.
또한 상술한 바와 같이, 제 2 단계(S2)에서 제 2 처리 가스의 플라즈마를 생성하기 위하여, 제어부(72)는, 직전의 제 1 단계(S1)부터 계속하여 고주파(RF1)를 서셉터(16)로 공급하도록 고주파 전원(36)을 제어한다. 또한 제어부(72)는, 각 사이클(CY)의 제 2 기간(P2)에 있어서, 고주파(RF2)를 서셉터(16)로 공급하도록 고주파 전원(38)을 제어한다. 각 사이클(CY)에 있어서, 고주파(RF2)의 서셉터(16)로의 공급은, 제 2 기간(P2)의 개시 시점(Ts)에 개시하고, 제 2 기간(P2)의 종료 시점(Te)에서 종료한다. 혹은, 각 사이클(CY)에 있어서, 제 2 기간(P2)의 개시 시점(Ts)에 서셉터(16)로 공급되는 고주파(RF2)의 파워가 증가되고, 제 2 기간(P2)의 종료 시점에서 서셉터(16)로 공급되는 고주파(RF2)의 파워가 저하된다.
또한 일례에 있어서, 제어부(72)는, 제 2 기간(P2)의 개시 시점(Ts)부터 종료 시점(Te)의 동안, 직류 전압(DC)을 상부 전극(46)에 인가하도록 직류 전원(74)을 제어한다. 또한 직류 전압(DC)은, 제 1 기간(P1)에서만 상부 전극(46)에 인가되어도 된다.
여기서, 제 1 지연 시간 및 제 2 지연 시간에 대하여 설명한다. 본원 발명자는, 제 1 가스의 유량 및 제 2 가스의 유량을 가변의 파라미터로서, 제 1 가스를 처리 용기(10) 내로 공급하고 있을 때, 가스 공급계(55)가 제 2 가스의 출력을 개시한 시점부터 제 2 가스의 플라즈마에 기인하는 발광이 처리 용기(10) 내에서 검출되는 시점까지의 지연 시간(Td1)(초)을, 발광 분석 장치(OES)를 이용하여 측정했다. 도 4에 그 결과를 나타낸다. 도 4에서 횡축은 제 1 가스의 유량을 나타내고 있고, 종축은 지연 시간(Td1)을 나타내고 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 지연 시간(Td1)은 제 1 가스의 유량 및 제 2 가스의 유량에 의존하고 있고, 제 1 가스의 유량 및 제 2 가스의 유량을 변수로 가지는 함수로서 정의할 수 있는 것이 확인되었다. 어느 플라즈마 처리 장치를 이용한 도 4의 실험 결과로부터 도출된 함수는
Td1 = 5 × 10-6 × Qm2 - 0.0064 × Qm + 4.4778 + (-0.0151 × Qp + 0.0663)
였다. 여기서, Qm은 제 1 가스의 유량이며, Qp는 제 2 가스의 유량이다. 이와 같이, 지연 시간(Td1)은 제 1 가스의 유량 및 제 2 가스의 유량을 변수로 가지는 함수로서 정의할 수 있다. 또한 함수 대신에, 지연 시간(Td1)은, 제 1 가스의 유량 및 제 2 가스의 유량에 관련지어 테이블에 등록하는 것이 가능하다. 제어부(72)는 당해 함수를 이용함으로써 혹은 당해 테이블을 참조함으로써, 레시피에서 지정된 제 2 단계(S2)의 제 1 가스의 유량 및 제 2 가스의 유량에 대응하는 제 1 지연 시간을 특정하고, 당해 제 1 지연 시간을 초기적으로 제 1 시간차(Do)로 설정할 수 있다.
또한 본원 발명자는, 제 1 가스의 유량 및 제 2 가스의 유량을 가변의 파라미터로서 제 2 처리 가스를 처리 용기 내로 공급하고 있을 때, 가스 공급계(55)가 제 2 가스의 출력을 정지한 시점부터 제 2 가스의 플라즈마에 기인하는 발광이 처리 용기(10) 내에서 검출되지 않게 되는 시점까지의 지연 시간(Td2)(초)을 발광 분석 장치(OES)를 이용하여 측정했다. 도 5에 그 결과를 나타낸다. 도 5에서 횡축은 제 1 가스의 유량을 나타내고 있고, 종축은 지연 시간(Td2)을 나타내고 있다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 지연 시간(Td2)은 제 2 가스의 유량에는 의존하지 않고, 제 1 가스의 유량에 의존하고 있으며, 제 1 가스의 유량을 변수로 가지는 함수로서 정의할 수 있는 것이 확인되었다. 어느 플라즈마 처리 장치를 이용한 도 5의 실험 결과로부터 도출된 함수는
Td2 = 5 × 10-6 × Qm2 - 0.0063 × Qm + 4.2333
이었다. 여기서, Qm은 제 1 가스의 유량이다. 이와 같이, 지연 시간(Td2)은 제 1 가스의 유량을 변수로 가지는 함수로서 정의할 수 있다. 또한 함수 대신에, 지연 시간(Td2)은, 제 1 가스의 유량에 관련지어 테이블에 등록하는 것이 가능하다. 제어부(72)는 당해 함수를 이용함으로써, 혹은 당해 테이블을 참조함으로써, 레시피에서 지정된 제 2 단계(S2)의 제 1 가스의 유량에 대응하는 제 2 지연 시간을 특정하고, 당해 제 2 지연 시간을 초기적으로 제 2 시간차(Dt)로 설정할 수 있다.
또한 제어부(72)는, 일실시 형태에서는, 첫 회의 사이클(CY(1)) 뒤의 사이클(CY)을 위하여, 제 1 시간차(Do) 및 제 2 시간차(Dt)를 조정하도록 구성되어 있다. 제 1 시간차(Do) 및 제 2 시간차(Dt)의 조정은 각각, 플라즈마의 임피던스에 의존하는 파라미터를 이용하여 결정된다. 당해 파라미터는 정합기(40)에서 산출된다.
이하, 도 6 ~ 도 9를 참조하여, 고주파 전원(36) 및 정합기(40), 그리고 고주파 전원(38) 및 정합기(42)에 대하여 상세히 설명한다. 도 6은 고주파 전원(36) 및 정합기(40)의 구성을 예시하는 도이며, 도 7은 정합기(40)의 센서 및 컨트롤러의 구성을 예시하는 도이다. 또한, 도 8은 고주파 전원(38) 및 정합기(42)의 구성을 예시하는 도이며, 도 9는 정합기(42)의 센서 및 컨트롤러의 구성을 예시하는 도이다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 일실시 형태에 있어서, 고주파 전원(36)은 발진기(36a), 파워 앰프(36b), 파워 센서(36c) 및 전원 제어부(36e)를 가지고 있다. 전원 제어부(36e)는 CPU와 같은 프로세서로 구성되어 있고, 레시피에 기초하여 제어부(72)로부터 부여되는 신호 및 파워 센서(36c)로부터 부여되는 신호를 이용하여, 발진기(36a) 및 파워 앰프(36b)의 각각에 제어 신호를 부여하여, 발진기(36a) 및 파워 앰프(36b)를 제어한다.
제어부(72)로부터 부여되는 신호는 제 1 고주파 설정 신호를 포함한다. 제 1 고주파 설정 신호는 고주파(RF1)의 파워 및 설정 주파수를 적어도 지정하는 신호이다. 일실시 형태에서는, 이 설정 주파수는 기본 주파수(fB1)이다. 방법(MT)의 실시에 있어서, 고주파 전원(36)은 제 1 고주파 설정 신호에 응답하여, 첫 회의 사이클(CY(1))의 제 1 단계(S1)의 개시 시점에 서셉터(16)에 대한 고주파(RF1)의 공급을 개시하고, 이어지는 제 2 단계(S2), 및, 후속의 사이클(CY)에서도 계속하여 고주파(RF1)를 서셉터(16)로 공급한다.
전원 제어부(36e)는, 제 1 고주파 설정 신호에 의해 지정되는 주파수를 가지는 고주파를 출력하도록 발진기(36a)를 제어한다. 이 발진기(36a)의 출력은 파워 앰프(36b)의 입력에 접속되어 있다. 발진기(36a)로부터 출력된 고주파는 파워 앰프(36b)에 입력된다. 파워 앰프(36b)는, 제 1 고주파 설정 신호에 의해 지정되는 파워를 가지는 고주파(RF1)를 출력하기 위하여, 입력된 고주파를 증폭한다. 이에 의해, 고주파 전원(36)으로부터 고주파(RF1)가 출력된다.
파워 앰프(36b)의 후단에는 파워 센서(36c)가 마련되어 있다. 파워 센서(36c)는 방향성 결합기, 진행파 파워 검출부 및 반사파 파워 검출부를 가지고 있다. 방향성 결합기는 고주파(RF1)의 진행파의 일부를 진행파 파워 검출부에 부여하고, 반사파를 반사파 파워 검출부에 부여한다. 이 파워 센서(36c)에는 고주파(RF1)의 주파수를 특정하는 신호가 전원 제어부(36e)로부터 부여된다. 진행파 파워 검출부는, 진행파의 전체 주파수 성분 중 고주파(RF1)의 주파수와 동일한 주파수를 가지는 성분의 파워의 측정값, 즉 진행파 파워 측정값(PF1)을 생성한다. 이 진행파 파워 측정값은 파워 피드백용으로 전원 제어부(36e)에 부여된다.
반사파 파워 검출부는, 반사파의 전체 주파수 성분 중 고주파(RF1)의 주파수와 동일한 주파수를 가지는 성분의 파워의 측정값, 즉 반사파 파워 측정값(PR11), 및, 반사파의 전체 주파수 성분의 토탈 파워의 측정값, 즉 반사파 파워 측정값(PR12)을 생성한다. 반사파 파워 측정값(PR11)은 모니터 표시용으로 제어부(72)에 부여된다. 또한, 반사파 파워 측정값(PR12)은 파워 앰프(36b)의 보호용으로, 전원 제어부(36e)에 부여된다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 정합기(40)는 정합 회로(40a), 센서(40b), 컨트롤러(40c) 그리고 액츄에이터(40d 및 40e)를 가지고 있다. 정합 회로(40a)는 가변 리액턴스 소자(40g 및 40h)를 포함하고 있다. 가변 리액턴스 소자(40g 및 40h)는, 예를 들면 가변 콘덴서이다. 또한, 정합 회로(40a)는 인덕터 등을 더 포함하고 있어도 된다.
컨트롤러(40c)는 예를 들면 프로세서로 구성되고, 제어부(72)의 제어 하에서 동작한다. 컨트롤러(40c)는, 센서(40b)로부터 부여되는 측정값을 이용하여 고주파 전원(36)의 부하 임피던스를 구하도록 되어 있다. 또한 컨트롤러(40c)는, 구한 부하 임피던스를 고주파 전원(36)의 출력 임피던스 또는 정합 포인트에 근접하도록 액츄에이터(40d 및 40e)를 제어하여, 가변 리액턴스 소자(40g 및 40h) 각각의 리액턴스를 조정하도록 되어 있다. 액츄에이터(40d 및 40e)는 예를 들면 모터이다.
또한, 컨트롤러(40c)는 센서(40b)로부터 부여되는 측정값을 이용하여, 후술하는 파라미터를 산출한다. 컨트롤러(40c)는 산출한 파라미터를 이용하여, 각종 처리를 행하도록 되어 있다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 센서(40b)는 전류 검출기(102A), 전압 검출기(104A), 필터(106A) 및 필터(108A)를 가지고 있다. 전압 검출기(104A)는, 급전 라인(43) 상에서 전송되는 고주파(RF1)의 전압 파형을 검출하고, 당해 전압 파형을 나타내는 전압 파형 아날로그 신호를 출력한다. 이 전압 파형 아날로그 신호는 필터(106A)에 입력된다. 필터(106A)는 입력된 전압 파형 아날로그 신호를 디지털화함으로써, 전압 파형 디지털 신호를 생성한다. 그리고 필터(106A)는, 제어부(72)로부터의 신호에 의해 특정되는 고주파(RF1)의 설정 주파수의 성분만을 전압 파형 디지털 신호로부터 추출함으로써, 여과 전압 파형 신호를 생성한다. 필터(106A)에 의해 생성된 여과 전압 파형 신호는 컨트롤러(40c)의 연산부(150A)에 부여된다. 또한 필터(106A)는, 예를 들면 FPGA(필드 프로그래머블·게이트 어레이)로 구성된다.
전류 검출기(102A)는, 급전 라인(43) 상에서 전송되는 고주파(RF1)의 전류 파형을 검출하고, 당해 전류 파형을 나타내는 전류 파형 아날로그 신호를 출력한다. 이 전류 파형 아날로그 신호는 필터(108A)에 입력된다. 필터(108A)는 입력된 전류 파형 아날로그 신호를 디지털화함으로써, 전류 파형 디지털 신호를 생성한다. 그리고 필터(108A)는, 제어부(72)로부터의 신호에 의해 특정되는 고주파(RF1)의 설정 주파수의 성분만을 전류 파형 디지털 신호로부터 추출함으로써, 여과 전류 파형 신호를 생성한다. 필터(108A)에 의해 생성된 여과 전류 파형 신호는 컨트롤러(40c)의 연산부(150A)에 부여된다. 또한 필터(108A)는, 예를 들면 FPGA(필드 프로그래머블·게이트 어레이)로 구성된다.
컨트롤러(40c)의 연산부(150A)는, 필터(106A)로부터 부여되는 여과 전압 파형 신호 및 필터(108A)로부터 부여되는 여과 전류 파형 신호를 이용하여, 정합기(40)에 있어서의 임피던스 정합을 위하여, 고주파 전원(36)의 부하 임피던스(ZL1)를 구한다. 구체적으로, 연산부(150A)는, 여과 전압 파형 신호에 의해 특정되는 교류 전압(V1), 여과 전류 파형 신호에 의해 특정되는 교류 전류(I1), 및, 교류 전압(V1)과 교류 전류(I1)와의 위상차(Φ1)로부터 고주파 전원(36)의 부하 임피던스(ZL1)를 구한다.
또한, 연산부(150A)는 교류 전압(V1), 교류 전류(I1) 및 위상차(Φ1)로부터, 후술하는 파라미터를 구하도록 되어 있다. 파라미터는 상기의 부하 임피던스(ZL1)여도 된다. 이 경우에는, 정합기(40)의 임피던스 정합을 위하여 구해진 부하 임피던스를 파라미터로서 이용할 수 있으므로, 별도로 파라미터를 구할 필요는 없다. 혹은, 파라미터는 부하 저항(Zr1), 부하 리액턴스(Zi1) 및 반사파 계수(Γ1) 중 어느 하나여도 된다. 또한 연산부(150A)에 의해 구해지는 파라미터로서는, 부하 임피던스(ZL1), 부하 저항(Zr1), 부하 리액턴스(Zi1) 및 반사파 계수(Γ1)로부터 선택되는 어느 하나의 파라미터가 이용되어도 된다.
부하 임피던스(ZL1)는 V1 / I1에 의해 구해지고, 부하 저항(Zr1)은 부하 임피던스(ZL1)의 실부를 구함으로써 얻어지고, 부하 리액턴스(Zi1)는 부하 임피던스(ZL1)의 허부를 구함으로써 얻어진다. 또한, 반사파 계수(Γ1)는 이하에 식 (1)에 의해 구해진다.
[수 1]
Figure pat00001
또한 반사파 계수(Γ1)는, 파워 센서(36c)에 의해 구해지는 진행파 파워 측정값(PF1) 및 반사파 파워 측정값(PR11)으로부터, PR11 / PF1에 의해 구해도 된다.
연산부(150A)는 구한 부하 임피던스(ZL1)를 매칭 제어부(152A)에 출력한다. 매칭 제어부(152A)는, 부하 임피던스(ZL1)를 고주파 전원(36)의 출력 임피던스(또는 정합 포인트)에 근접하도록 액츄에이터(40d 및 40e)를 제어하여, 가변 리액턴스 소자(40g 및 40h)의 리액턴스를 조정한다. 이에 의해, 정합기(40)에 의한 임피던스 정합이 실행된다. 또한 매칭 제어부(152A)는, 연산부(150A)에 의해 출력되는 부하 임피던스(ZL1)의 계열의 이동 평균값을, 고주파 전원(36)의 출력 임피던스(또는 정합 포인트)에 근접하도록 액츄에이터(40d 및 40e)를 제어해도 된다.
또한 연산부(150A)는, 출력 개시 시점(To(i))과 개시 시점(Ts(i)) 사이의 기간에 있어서 상술한 파라미터가 제 1 임계치를 초과한 시점에서, 파라미터가 제 1 임계치를 초과한 것을 제어부(72)에 통지하도록 되어 있다. 제어부(72)는, 사이클(CY(i)) 뒤의 사이클(CY(i+1))에 있어서의 이용을 위하여, 출력 개시 시점(To(i))과 개시 시점(Ts(i)) 사이의 기간에 있어서 파라미터가 제 1 임계치를 초과한 시점과 개시 시점(Ts(i))과의 시간차만큼, 제 1 시간차(Do)를 감소시키도록 되어 있다(예를 들면, 도 3에 있어서의 사이클(CY(2))의 제 1 시간차(Do)를 참조). 또한, 연산부(150A)는 출력 개시 시점(To(i))과 개시 시점(Ts(i)) 사이의 기간에 있어서, 파라미터가 제 1 임계치를 초과하지 않은 경우에는, 파라미터가 제 1 임계치를 초과하지 않은 것을 제어부(72)에 통지하도록 되어 있다. 제어부(72)는 파라미터가 제 1 임계치를 초과하지 않은 경우에는, 사이클(CY(i)) 뒤의 사이클(CY(i+1))에 있어서의 이용을 위하여, 제 1 시간차(Do)를 정해진 시간만큼 증가시키도록 되어 있다(예를 들면, 도 2에 있어서의 사이클(CY(2))의 제 1 시간차(Do)를 참조).
또한 연산부(150A)는, 출력 정지 시점(Tt(i))과 종료 시점(Te(i)) 사이의 기간에 있어서 파라미터가 제 2 임계치를 초과한 시점에서, 파라미터가 제 2 임계치를 초과한 것을 제어부(72)에 통지하도록 되어 있다. 제어부(72)는, 사이클(CY(i)) 뒤의 사이클(CY(i+1))에 있어서의 이용을 위하여, 출력 정지 시점(Tt(i))과 종료 시점(Te(i)) 사이의 기간에 있어서 파라미터가 제 2 임계치를 초과한 시점과 종료 시점(Te(i))과의 시간차만큼, 제 2 시간차(Dt)를 감소시키도록 되어 있다(예를 들면, 도 3에 있어서의 사이클(CY(2))의 제 2 시간차(Dt)를 참조). 또한 연산부(150A)는, 출력 정지 시점(Tt(i))과 종료 시점(Te(i)) 사이의 기간에 있어서, 파라미터가 제 2 임계치를 초과하지 않은 경우에는, 파라미터가 제 2 임계치를 초과하지 않은 것을 제어부(72)에 통지하도록 되어 있다. 제어부(72)는, 파라미터가 제 2 임계치를 초과하지 않은 경우에는, 후술하는 바와 같이, 사이클(CY(i)) 뒤의 사이클(CY(i+1))에 있어서의 이용을 위하여, 제 2 시간차(Dt)를 정해진 시간만큼 증가시키도록 되어 있다(예를 들면, 도 2에 있어서의 사이클(CY(2))의 제 2 시간차(Dt)를 참조).
또한 연산부(150A)는, 파라미터의 계열로부터 이동 평균값을 구하고, 당해 이동 평균값을 이용하여 상술한 제 1 임계치 및 제 2 임계치를 조정한다. 파라미터의 계열은, 실행 완료된 사이클(CY)의 제 2 단계(S2), 또는, 실행 완료된 사이클(CY)의 제 2 단계(S2)와 실행 중인 사이클(CY)의 제 2 단계(S2)의 각각에서 정합기(40)에 의한 임피던스 정합이 완료된 상태에 있어서의 파라미터를 포함한다. 당해 계열에 포함되는 파라미터의 각각은, 상술한 제 1 임계치 및 제 2 임계치와 비교되는 파라미터와 동일한 종류의 파라미터일 수 있다.
이하, 도 8을 참조한다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 일실시 형태에 있어서, 고주파 전원(38)은 발진기(38a), 파워 앰프(38b), 파워 센서(38c) 및 전원 제어부(38e)를 가지고 있다. 전원 제어부(38e)는 CPU와 같은 프로세서로 구성되어 있고, 제어부(72)로부터 부여되는 신호 및 파워 센서(38c)로부터 부여되는 신호를 이용하여, 발진기(38a) 및 파워 앰프(38b)의 각각에 제어 신호를 부여하여, 발진기(38a) 및 파워 앰프(38b)를 제어한다.
제어부(72)로부터 전원 제어부(38e)에 부여되는 신호는, 제 2 고주파 설정 신호를 적어도 포함한다. 제 2 고주파 설정 신호는, 각 사이클(CY)에 포함되는 제 2 단계(S2)에 있어서의 고주파(RF2)의 파워 및 설정 주파수를 적어도 지정하는 신호이다. 일실시 형태에서는, 이 설정 주파수는 기본 주파수(fB2)이다. 또한 각 사이클(CY)에 포함되는 제 1 단계(S1)에서도, 고주파(RF2)가 서셉터(16)로 공급되는 경우에는, 제 2 고주파 설정 신호는 제 1 단계(S1)에 있어서의 고주파(RF2)의 파워 및 설정 주파수를 지정한다.
방법(MT)의 실시에 있어서는, 고주파 전원(38)은 제 2 고주파 설정 신호에 응답하여, 각 사이클의 제 2 단계(S2)의 개시 시점(Ts)에 서셉터(16)에 대한 고주파(RF2)의 공급을 개시하고, 각 사이클의 제 2 단계(S2)의 종료 시점(Te)에 서셉터(16)에 대한 고주파(RF2)의 공급을 정지하거나, 혹은 고주파(RF2)의 파워를 저하시킨다.
전원 제어부(38e)는, 제 2 고주파 설정 신호에 의해 지정되는 주파수를 가지는 고주파를 출력하도록 발진기(38a)를 제어한다. 이 발진기(38a)의 출력은 파워 앰프(38b)의 입력에 접속되어 있다. 발진기(38a)로부터 출력된 고주파는 파워 앰프(38b)에 입력된다. 파워 앰프(38b)는, 제 2 고주파 설정 신호에 의해 지정되는 파워를 가지는 고주파(RF2)를 그 출력으로부터 출력하기 위하여, 입력된 고주파를 증폭한다.
파워 앰프(38b)의 후단에는 파워 센서(38c)가 마련되어 있다. 파워 센서(38c)는 방향성 결합기, 진행파 파워 검출부 및 반사파 파워 검출부를 가지고 있다. 방향성 결합기는 고주파(RF2)의 진행파의 일부를 진행파 파워 검출부에 부여하고, 반사파를 반사파 파워 검출부에 부여한다. 이 파워 센서(38c)에는 고주파(RF2)의 주파수를 특정하는 신호가 전원 제어부(38e)로부터 부여된다. 진행파 파워 검출부는, 진행파의 전체 주파수 성분 중 고주파(RF2)의 주파수와 동일한 주파수를 가지는 성분의 파워의 측정값, 즉 진행파 파워 측정값(PF2)을 생성한다. 이 진행파 파워 측정값은 파워 피드백용으로 전원 제어부(38e)에 부여된다.
반사파 파워 검출부는, 반사파의 전체 주파수 성분 중 고주파(RF2)의 주파수와 동일한 주파수를 가지는 성분의 파워의 측정값, 즉 반사파 파워 측정값(PR21), 및, 반사파의 전체 주파수 성분의 토탈 파워의 측정값, 즉 반사파 파워 측정값(PR22)을 생성한다. 반사파 파워 측정값(PR21)은 모니터 표시용으로 제어부(72)에 부여된다. 또한, 반사파 파워 측정값(PR22)은 파워 앰프(38b)의 보호용으로 전원 제어부(38e)에 부여된다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 정합기(42)는 정합 회로(42a), 센서(42b), 컨트롤러(42c) 그리고 액츄에이터(42d 및 42e)를 가지고 있다. 정합 회로(42a)는 가변 리액턴스 소자(42g 및 42h)를 포함하고 있다. 가변 리액턴스 소자(42g 및 42h)는 예를 들면 가변 콘덴서이다. 또한, 정합 회로(42a)는 인덕터 등을 더 포함하고 있어도 된다.
컨트롤러(42c)는 예를 들면 프로세서로 구성되고, 제어부(72)의 제어 하에서 동작한다. 컨트롤러(42c)는, 센서(42b)로부터 부여되는 측정값을 이용하여 고주파 전원(38)의 부하 임피던스를 구하도록 되어 있다. 또한 컨트롤러(42c)는, 구한 부하 임피던스를 고주파 전원(38)의 출력 임피던스 또는 정합 포인트에 근접하도록 액츄에이터(42d 및 42e)를 제어하여, 가변 리액턴스 소자(42g 및 42h) 각각의 리액턴스를 조정하도록 되어 있다. 액츄에이터(42d 및 42e)는 예를 들면 모터이다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 센서(42b)는 전류 검출기(102B), 전압 검출기(104B), 필터(106B) 및 필터(108B)를 가지고 있다. 전압 검출기(104B)는 급전 라인(45) 상에서 전송되는 고주파(RF2)의 전압 파형을 검출하고, 당해 전압 파형을 나타내는 전압 파형 아날로그 신호를 출력한다. 이 전압 파형 아날로그 신호는 필터(106B)에 입력된다. 필터(106B)는 입력된 전압 파형 아날로그 신호를 디지털화함으로써, 전압 파형 디지털 신호를 생성한다. 그리고 필터(106B)는, 제어부(72)로부터의 신호에 의해 특정되는 고주파(RF2)의 설정 주파수의 성분만을 전압 파형 디지털 신호로부터 추출함으로써, 여과 전압 파형 신호를 생성한다. 필터(106B)에 의해 생성된 여과 전압 파형 신호는 컨트롤러(42c)의 연산부(150B)에 부여된다.
전류 검출기(102B)는, 급전 라인(45) 상에서 전송되는 고주파(RF2)의 전류 파형을 검출하고, 당해 전류 파형을 나타내는 전류 파형 아날로그 신호를 출력한다. 이 전류 파형 아날로그 신호는 필터(108B)에 입력된다. 필터(108B)는 입력된 전류 파형 아날로그 신호를 디지털화함으로써, 전류 파형 디지털 신호를 생성한다. 그리고 필터(108B)는, 제어부(72)로부터의 신호에 의해 특정되는 고주파(RF2)의 설정 주파수의 성분만을 전류 파형 디지털 신호로부터 추출함으로써, 여과 전류 파형 신호를 생성한다. 필터(108B)에 의해 생성된 여과 전류 파형 신호는 컨트롤러(42c)의 연산부(150B)에 부여된다.
컨트롤러(42c)의 연산부(150B)는, 필터(106B)로부터 부여되는 여과 전압 파형 신호 및 필터(108B)로부터 부여되는 여과 전류 파형 신호를 이용하여, 고주파 전원(38)의 부하 임피던스(ZL2)를 구한다. 구체적으로, 연산부(150B)는, 여과 전압 파형 신호에 의해 특정되는 교류 전압(V2), 여과 전류 파형 신호에 의해 특정되는 교류 전류(I2), 및, 교류 전압(V2)과 교류 전류(I2)와의 위상차(Φ2)로부터 부하 임피던스(ZL2)를 구한다.
연산부(150B)는 구한 부하 임피던스(ZL2)를 매칭 제어부(152B)에 출력한다. 매칭 제어부(152B)는, 부하 임피던스(ZL2)를 고주파 전원(38)의 출력 임피던스(또는 정합 포인트)에 근접하도록 액츄에이터(42d 및 42e)를 제어하여, 가변 리액턴스 소자(42g 및 42h)의 리액턴스를 조정한다. 이에 의해, 정합기(42)에 의한 임피던스 정합이 실행된다. 또한 매칭 제어부(152B)는, 연산부(150B)에 의해 출력되는 부하 임피던스(ZL2)의 계열의 이동 평균값을, 고주파 전원(38)의 출력 임피던스(또는 정합 포인트)에 근접하도록 액츄에이터(42d 및 42e)를 제어해도 된다.
이하, 상술한 가스의 출력 개시 시점 및 출력 정지 시점에 관련된 시간차를 결정하는 방법에 대하여 설명한다. 도 10은 일실시 형태에 따른, 가스의 출력 개시 시점 및 출력 정지 시점에 관련된 시간차를 결정하는 방법을 나타내는 순서도이다. 또한 이하의 설명에서는, 상술한 제 1 가스와 같이, 복수의 시퀀스의 각각에 포함되는 복수의 단계 중 연속하는 두 개의 단계에 있어서 처리 용기 내로 연속하여 공급되는 가스를 '주가스'라고 한다.
도 10에 나타내는 방법(MTD)에서는, 먼저 공정(STd1)에서 j가 1로 설정된다. 'j'는, 복수의 사이클(CY)의 각각에 포함되는 복수의 단계의 순서를 나타내는 변수이다. 이어지는 공정(STd2)에서 k가 1로 설정된다. 'k'는, 방법(MT)에서 이용되는 가스를 나타내는 변수이다.
이어지는 공정(STd3)에서는, 레시피에서 지정되어 있는 제 j 단계의 제 k 가스의 유량과 당해 레시피에서 지정되어 있는 제 (j+1) 단계에 있어서의 제 k 가스의 유량이 일치하는지 여부가 판정된다. 또한 (j+1)이 JMAX+1인 경우에는, (j+1)는, 다음의 사이클의 제 1 단계의 순서를 나타내는 '1'이 되는 것에 유의하기 바란다. 여기서 JMAX는, 복수의 사이클의 각각에 있어서의 복수의 단계의 총 수이다.
레시피에서 지정되어 있는 제 j 단계의 제 k 가스의 유량과 당해 레시피에서 지정되어 있는 제 (j+1) 단계에 있어서의 제 k 가스의 유량이 일치하는 경우에는, 처리는 후술하는 공정(STd7)으로 넘어간다. 예를 들면, 도 2에 나타낸 제 1 단계의 제 1 가스의 유량과 제 2 단계의 제 1 가스의 유량은 동일하므로, 이 경우에는, 제 2 단계의 개시 시점과 제 1 가스의 출력 개시 시점 간의 시간차는 설정되지 않고, 혹은 제로로 설정되어, 처리는 공정(STd7)으로 넘어간다.
한편, 레시피에서 지정되어 있는 제 j 단계의 제 k 가스의 유량과 당해 레시피에서 지정되어 있는 제 (j+1) 단계에 있어서의 제 k 가스의 유량이 상이한 경우에는, 처리는 공정(STd4)으로 넘어간다. 공정(STd4)에서는, 레시피에서 지정되어 있는 제 j 단계의 제 k 가스의 유량이 당해 레시피에서 지정되어 있는 제 (j+1) 단계에 있어서의 제 k 가스의 유량보다 적은지 여부가 판정된다. 레시피에서 지정되어 있는 제 j 단계의 제 k 가스의 유량이 당해 레시피에서 지정되어 있는 제 (j+1) 단계에 있어서의 제 k 가스의 유량보다 적은 경우에는, 이어지는 공정(STd5)에서, 상술한 함수 또는 테이블로부터 제 (j+1) 단계의 주가스의 유량 및 제 k 가스의 유량에 대응하는 지연 시간이 특정된다. 특정된 지연 시간은, 제 (j+1) 단계의 개시 시점과 제 k 가스의 출력 개시 시점 간의 시간차로 초기적으로 설정된다. 예를 들면, 도 2에 나타낸 제 1 단계의 제 2 가스의 유량은 제 2 단계의 제 2 가스의 유량보다 적으므로, 제 2 단계에 있어서의 주가스의 유량인 제 1 가스의 유량 및 제 2 가스의 유량에 대응하는 지연 시간(제 1 지연 시간)이 함수 또는 테이블로부터 특정되고, 특정된 지연 시간이, 제 2 단계의 개시 시점과 제 2 가스의 출력 개시 시점 간의 시간차(제 1 시간차)로 초기적으로 설정된다.
이어지는 공정(STd6)에서는, 제 (j+1) 단계의 개시 시점보다 공정(STd5)에서 설정된 시간차만큼 전의 시점이 제 j 단계의 개시 시점보다 전의 시점인지 여부가 판정된다. 제 (j+1) 단계의 개시 시점보다 공정(STd5)에서 설정된 시간차만큼 전의 시점이 제 j 단계의 개시 시점보다 전의 시점이 아닌 경우에는 처리는 공정(STd7)으로 진행된다. 제 (j+1) 단계의 개시 시점보다 공정(STd5)에서 설정된 시간차만큼 전의 시점이 제 j 단계의 개시 시점보다 전의 시점인 경우에는 처리는 공정(STd10)으로 진행된다.
공정(STd4)에 있어서의 판정에 의해, 레시피에서 지정되어 있는 제 j 단계의 제 k 가스의 유량이 당해 레시피에서 지정되어 있는 제 (j+1) 단계에 있어서의 제 k 가스의 유량보다 많다고 판정되는 경우에는, 공정(STd8)에서, 상술한 함수 또는 테이블로부터 제 j 단계의 주가스의 유량에 대응하는 지연 시간이 특정된다. 특정된 지연 시간은, 제 j 단계의 종료 시점과 제 k 가스의 출력 정지 시점 간의 시간차로 초기적으로 설정된다. 예를 들면, 도 2에 나타낸 제 2 단계의 제 2 가스의 유량은 다음의 사이클의 제 1 단계의 제 2 가스의 유량보다 많으므로, 제 2 단계에 있어서의 주가스의 유량에 대응하는 지연 시간(제 2 지연 시간)이 함수 또는 테이블로부터 특정되고, 특정된 지연 시간이, 제 2 단계의 종료 시점과 제 2 가스의 출력 정지 시점 간의 시간차(제 2 시간차)로 초기적으로 설정된다.
이어지는 공정(STd9)에서는, 제 j 단계의 종료 시점보다 공정(STd8)에서 설정된 시간차만큼 전의 시점이 제 j 단계의 개시 시점보다 전의 시점인지 여부가 판정된다. 제 j 단계의 종료 시점보다 공정(STd8)에서 설정된 시간차만큼 전의 시점이 제 j 단계의 개시 시점보다 전의 시점이 아닌 경우에는 처리는 공정(STd7)으로 진행된다. 제 j 단계의 종료 시점보다 공정(STd8)에서 설정된 시간차만큼 전의 시점이 제 j 단계의 개시 시점보다 전의 시점인 경우에는 처리는 공정(STd10)으로 진행된다. 공정(STd10)에서는 경고가 발보되고, 방법(MTD)이 종료된다.
공정(STd7)에서는 k가 1만큼 증분된다. 이어지는 공정(STd11)에서는, k가 KMAX보다 큰지 여부가 판정된다. KMAX는 복수의 사이클(CY)에서 이용되는 가스종의 총 수이다. k가 KMAX 이하인 경우에는 처리는 공정(STd3)으로 돌아온다. 한편, k가 KMAX보다 큰 경우에는, 이어지는 공정(STd12)에서 j가 1만큼 증분된다. 이어지는 공정(STd13)에서는, j가 JMAX보다 큰지 여부가 판정된다. j가 JMAX 이하인 경우에는, 처리는 공정(STd2)으로 돌아온다. 한편, j가 JMAX보다 큰 경우에는 방법(MTD)은 종료된다.
이하, 도 2 및 도 3과 함께 도 11을 참조하여, 방법(MT)에 대하여 상세히 설명한다. 도 11은 일실시 형태에 따른 플라즈마 처리 방법을 나타내는 순서도이다. 방법(MT)에서는, 레시피에 기초하는 제어부(72)에 의한 제어에 의해, 이하에 설명하는 공정이 실행된다. 먼저, 방법(MT)에서는 공정(ST1)이 실행된다. 공정(ST1)에서는, 첫 회의 사이클(CY(1))의 제 1 단계(S1)의 실행에 앞서, 가스 공급계(55)에 의한 제 1 처리 가스의 출력이 개시된다. 이 제 1 처리 가스는 제 1 가스를 포함한다. 이후, 각 사이클(CY)의 제 1 단계(S1)가 행해지는 제 1 기간(P1) 및 제 2 단계(S2)가 행해지는 제 2 기간(P2)에 걸쳐, 처리 용기(10) 내로의 제 1 가스의 공급이 계속된다.
이어지는 공정(ST2)에서는, 고주파 전원(36)에 의한 서셉터(16)에 대한 고주파(RF1)의 공급이 개시된다. 고주파(RF1)의 공급의 개시 시점은 첫 회의 사이클(CY(1))의 제 1 단계(S1)의 개시 시점이다. 이후, 각 사이클(CY)의 제 1 단계(S1)가 행해지는 제 1 기간(P1) 및 제 2 단계(S2)가 행해지는 제 2 기간(P2)에 걸쳐, 서셉터(16)에 대한 고주파(RF1)의 공급이 계속된다. 또한, 제 1 단계(S1)에서 고주파(RF2)가 서셉터(16)로 공급되는 경우에는, 제 2 단계(S2)에서 서셉터(16)로 공급되는 고주파(RF2)의 파워보다 낮은 파워의 고주파(RF2)의 공급이 공정(ST2)에서 개시된다.
또한, 처리 용기(10) 내로 제 1 가스가 공급되고 있지만, 제 2 가스가 공급되지 않고, 고주파(RF1)가 서셉터(16)로 공급되고 있는 기간, 즉 제 1 기간(P1)에서는, 처리 용기(10) 내에서 제 1 가스를 포함하는 제 1 처리 가스의 플라즈마가 생성된다. 즉, 제 1 단계(S1)가 행해지게 된다.
이어지는 공정(ST3)에 있어서는, 제어부(72)에 의해, 제 2 가스의 출력 개시 시점(To(i)) 및 출력 정지 시점(Tt(i))이 결정된다. 구체적으로, 제어부(72)는, 제 2 단계(S2(i))의 개시 시점(Ts(i))보다 제 1 시간차(Do)만큼 전의 시점을 출력 개시 시점(To(i))으로 설정한다. 또한 제어부(72)는, 제 2 단계(S2(i))의 종료 시점(Te(i))보다 제 2 시간차(Dt)만큼 전의 시점을, 출력 정지 시점(Tt(i))으로 설정한다. 또한 첫 회의 사이클(CY(1))의 실행에 앞서, 도 10을 참조하여 설명한 방법(MTD)이 실행되어 있다. 구체적으로, 제어부(72)는, 레시피 내에서 지정되어 있는 제 2 단계(S2)의 제 1 가스의 유량 및 제 2 가스의 유량에 대응한 제 1 지연 시간을 상술한 함수 또는 테이블로부터 취득한다. 제어부(72)는 초기적으로는, 이 제 1 지연 시간을 제 1 시간차(Do)로 설정한다. 또한 제어부(72)는, 첫 회의 사이클(CY(1))의 실행에 앞서, 레시피 내에서 지정되어 있는 제 2 단계(S2)의 제 1 가스의 유량에 대응한 제 2 지연 시간을 상술한 함수 또는 테이블로부터 취득한다. 제어부(72)는, 초기적으로는 이 제 2 지연 시간을 제 2 시간차(Dt)로 설정한다.
이어지는 공정(ST4)에서는, 출력 개시 시점(To(i))에 가스 공급계(55)가 제 2 가스의 출력을 개시한다. 이어지는 공정(ST5)에서는, 연산부(150A)에 의한 상술한 파라미터의 산출이 개시된다. 연산부(150A)는, 출력 개시 시점(To(i))부터 개시 시점(Ts(i))까지의 기간에 있어서 파라미터가 제 1 임계치를 초과한 시점에서, 파라미터가 제 1 임계치를 초과한 것을 제어부(72)에 통지한다. 한편, 연산부(150A)는, 출력 개시 시점(To(i))부터 개시 시점(Ts(i))까지의 기간에 있어서 파라미터가 제 1 임계치를 초과하지 않은 경우에는, 파라미터가 제 1 임계치를 초과하지 않은 것을 제어부(72)에 통지한다.
이어지는 공정(ST6)에서는, 고주파(RF2)의 서셉터(16)에 대한 공급이 개시된다. 고주파(RF2)의 서셉터(16)에 대한 공급은 제 2 단계(S2(i))의 개시 시점(Ts(i))에 개시된다. 혹은, 제 1 단계(S1(i))에서도 고주파(RF2)가 서셉터(16)로 공급되고 있는 경우에는, 제 2 단계(S2(i))의 개시 시점(Ts(i))에, 서셉터(16)에 대하여 공급되는 고주파(RF2)의 파워가 증가된다. 이에 의해, 처리 용기(10) 내에서 제 2 처리 가스의 플라즈마가 생성된다.
이어지는 공정(ST7)에서는, 가스 공급계(55)가 제 2 가스의 출력을 정지한다. 제 2 가스의 출력의 정지는 출력 정지 시점(Tt(i))에 행해진다. 이어지는 공정(ST8)에서는, 연산부(150A)에 의한 상술한 파라미터의 산출이 개시된다. 연산부(150A)는, 출력 정지 시점(Tt(i))부터 종료 시점(Te(i))까지의 기간에 있어서 파라미터가 제 2 임계치를 초과한 시점에서, 파라미터가 제 2 임계치를 초과한 것을 제어부(72)에 통지한다. 한편, 연산부(150A)는, 출력 정지 시점(Tt(i))부터 종료 시점(Te(i))까지의 기간에 있어서 파라미터가 제 2 임계치를 초과하지 않은 경우에는, 파라미터가 제 2 임계치를 초과하지 않은 것을 제어부(72)에 통지한다.
이어지는 공정(ST9)에서는, 서셉터(16)에 대한 고주파(RF2)의 공급이 정지된다. 서셉터(16)에 대한 고주파(RF2)의 공급의 정지는 종료 시점(Te(i))에 행해진다. 혹은, 제 1 단계(S1)에서도 고주파(RF2)가 서셉터(16)로 공급되는 경우에는, 고주파(RF2)의 파워가 저하된다. 방법(MT)에서는, 공정(ST6)의 실행부터 공정(ST9)까지의 실행 동안에 제 2 단계(S2)가 행해진다. 그리고, 공정(ST9)부터 다음의 사이클(CY)의 공정(ST6)까지의 동안 제 1 단계(S1)가 행해진다.
이어지는 공정(ST10)에서는, 모든 사이클(CY)이 완료되어 있는지 여부가 판정된다. 공정(ST10)에서 모든 사이클(CY)이 완료되어 있지 않다고 판정되는 경우에는, 제 1 처리 가스의 처리 용기(10)로의 공급 및 고주파(RF1)의 서셉터(16)로의 공급이 계속된다. 즉, 사이클(CY(i+1))의 제 1 단계(S1(i+1))가 진행된다.
또한, 공정(ST10)에서 모든 사이클(CY)이 완료되어 있지 않다고 판정되는 경우에는, 공정(ST11)에서 제 1 시간차(Do)가 조정된다. 구체적으로, 공정(ST5)에서, 파라미터가 제 1 임계치를 초과한 것이 연산부(150A)로부터 제어부(72)에 통지되어 있는 경우에는, 출력 개시 시점(To(i))부터 개시 시점(Ts(i))까지의 기간 중에 파라미터가 제 1 임계치를 초과한 시점과 개시 시점(Ts(i)) 간의 시간차만큼, 제 1 시간차(Do)가 감소된다. 한편, 파라미터가 제 1 임계치를 초과하지 않은 것이 연산부(150A)로부터 제어부(72)에 통지되어 있는 경우에는, 제 1 시간차(Do)가 정해진 시간만큼 증가된다.
이어지는 공정(ST12)에서는, 제 2 시간차(Dt)가 조정된다. 구체적으로, 공정(ST8)에서, 파라미터가 제 2 임계치를 초과한 것이 연산부(150A)로부터 제어부(72)에 통지되어 있는 경우에는, 출력 정지 시점(Tt(i))부터 종료 시점(Te(i))까지의 기간 중에서 파라미터가 제 2 임계치를 초과한 시점과 종료 시점(Te(i)) 간의 시간차만큼, 제 2 시간차(Dt)가 감소된다. 한편, 파라미터가 제 2 임계치를 초과하지 않은 것이 연산부(150A)로부터 제어부(72)에 통지되어 있는 경우에는, 제 2 시간차(Dt)가 정해진 시간만큼 증가된다.
이어지는 공정(ST13)에서는, 연산부(150A)에서, 상술한 바와 같이 제 1 임계치 및 제 2 임계치가 조정된다. 이 후, 공정(ST3)으로 진행된다. 한편, 공정(ST10)에서, 모든 사이클(CY)이 완료되어 있다고 판정되면, 방법(MT)의 실시가 종료된다.
가스 공급계(55)가 제 2 가스의 출력을 개시한 시점에 대하여 당해 제 2 가스가 처리 용기(10) 내로 공급되는 시점의 지연 시간은, 제 2 단계(S2)에 있어서의 제 1 가스의 유량 및 제 2 가스의 유량에 의존한다. 방법(MT)에서는, 함수 또는 테이블이 미리 준비되어 있고, 당해 함수 또는 테이블이 제 1 가스의 유량 및 제 2 가스의 유량에, 가스 공급계(55)가 제 2 가스의 출력을 개시한 시점부터 당해 제 2 가스가 처리 용기 내로 공급될 때까지의 지연 시간을 관련짓고 있다. 그리고, 제어부(72)가, 당해 함수 또는 테이블을 이용하여, 레시피에서 지정된 제 2 단계(S2)의 제 1 가스의 유량 및 제 2 가스의 유량에 관련지어진 제 1 지연 시간을 특정하고, 당해 제 1 지연 시간을 제 1 시간차(Do)로 초기적으로 설정한다. 제 1 시간차(Do)는, 고주파(RF2)의 공급을 개시하는 개시 시점(Ts(i))을 기준으로, 제 2 가스의 출력을 개시하는 출력 개시 시점(To(i))을 결정한다. 이와 같이, 방법(MT)에서는, 제 2 가스의 출력을 개시하는 출력 개시 시점(To(i))을, 고주파(RF2)의 공급을 개시하는 시점을 기준으로 정하는 시간차(즉, 제 1 시간차(Do))를 레시피에 따라 자동적으로 결정할 수 있다. 또한 방법(MT)에 의하면, 제 2 가스가 처리 용기(10) 내로 공급되는 시점과 고주파(RF2)가 서셉터(16)로 공급되는 시점과의 시간차가 저감된다.
또한, 가스 공급계(55)가 제 2 가스의 출력을 정지한 시점에 대하여 처리 용기(10) 내로의 제 2 가스의 공급이 종료되는 시점은 지연되지만, 제 2 단계(S2)의 종료 시점과 처리 용기 내로의 제 2 가스의 공급이 종료되는 시점 간의 시간차는 작은 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 가스 공급계(55)가 제 2 가스의 출력을 정지한 시점에 대하여 처리 용기(10) 내로의 제 2 가스의 공급이 종료되는 시점의 지연 시간은, 제 2 단계(S2)에 있어서의 제 1 가스의 유량에 의존한다. 방법(MT)에서는, 제어부(72)가, 함수 또는 테이블을 이용하여, 레시피에서 지정된 제 1 가스의 유량에 따른 제 2 지연 시간을 특정하고, 초기적으로 제 2 지연 시간을 제 2 시간차(Dt)로 설정한다. 제 2 시간차(Dt)는, 제 2 단계(S2)의 종료 시점(Te(i))을 기준으로 제 2 가스의 출력을 정지하는 출력 정지 시점(Tt(i))을 결정한다. 이와 같이, 방법(MT)에서는, 제 2 가스의 출력을 정지하는 출력 정지 시점(Tt(i))을 제 2 단계(S2(i))의 종료 시점(Te(i))을 기준으로 정하는 시간차(즉, 제 2 시간차(Dt))를 레시피에 따라 자동적으로 결정할 수 있다. 또한 방법(MT)에 의하면, 제 2 가스의 처리 용기(10) 내로의 공급이 종료되는 시점과 제 2 단계(S2)의 종료 시점(Te) 간의 시간차를 저감할 수 있다.
또한, 제 2 가스가 처리 용기(10) 내로 공급되면 플라즈마의 임피던스가 변화하므로, 상기 파라미터가 상승한다. 방법(MT)에서는, 이 파라미터가 제 1 임계치를 초과한 시점이, 제 2 가스가 처리 용기(10) 내로 공급된 시점으로서 이용된다. 그리고, 파라미터가 제 1 임계치를 초과한 시점이 제 2 기간(P2(i))의 개시 시점(Ts(i))보다 전인 경우에는, 제 2 기간(P2(i))의 개시 시점(Ts(i))보다 전에 제 2 가스가 처리 용기(10) 내로 공급되고 있는 것이라고 판단되어, 후속의 사이클(CY(i+1))에 있어서의 출력 개시 시점(To(i+1))을 늦추기 위하여, 제 1 시간차(Do)가 조정된다. 이에 의해, 제 2 가스가 처리 용기(10) 내로 공급되는 시점과 고주파(RF2)가 서셉터(16)로 공급되는 시점 간의 시간차가 저감된다.
또한, 출력 개시 시점(To(i))부터 제 2 기간(P2(i))의 개시 시점(Ts(i))까지의 동안에 파라미터가 제 1 임계치를 초과하지 않은 경우에는, 제 2 기간(P2(i))의 개시 시점(Ts(i))까지 제 2 가스가 처리 용기(10) 내로 충분히 공급되어 있지 않을 가능성이 있다. 방법(MT)에서는, 출력 개시 시점(To(i))부터 제 2 기간(P2(i))의 개시 시점(Ts(i))까지의 동안에 파라미터가 제 1 임계치를 초과하지 않은 경우에는, 후속의 사이클(CY(i+1))에 있어서의 출력 개시 시점(To(i+1))을 앞당기기 위하여, 제 1 시간차(Do)가 조정된다. 이에 의해, 제 2 가스가 처리 용기(10) 내로 공급되는 시점과 고주파(RF2)가 서셉터(16)로 공급되는 시점 간의 시간차가 저감된다.
또한, 제 2 가스의 처리 용기(10) 내로의 공급이 종료되면 플라즈마의 임피던스가 변화하므로, 상기 파라미터가 상승한다. 방법(MT)에서는, 이 파라미터가 제 2 임계치를 초과한 시점이, 제 2 가스의 처리 용기(10) 내로의 공급이 종료된 시점으로서 이용된다. 그리고, 파라미터가 제 2 임계치를 초과한 시점이 제 2 기간(P2(i))의 종료 시점(Te(i))보다 전인 경우에는, 제 2 기간(P2(i))의 종료 시점(Te(i))보다 전에 제 2 가스의 처리 용기(10) 내로의 공급이 종료되어 있는 것이라고 판단되어, 후속의 사이클(CY(i+1))에 있어서의 출력 정지 시점(Tt(i+1))을 늦추기 위하여, 제 2 시간차(Dt)가 조정된다. 이에 의해, 제 2 가스의 처리 용기(10) 내로의 공급이 종료되는 시점과 제 2 단계(S2)의 종료 시점(Te(i)) 간의 시간차가 저감된다.
또한, 출력 정지 시점(Tt(i))부터 제 2 기간(P2(i))의 종료 시점(Te(i))까지의 동안에 파라미터가 제 2 임계치를 초과하지 않은 경우에는, 제 2 기간(P2(i))의 종료 시점(Te(i))에서도 제 2 가스가 처리 용기(10) 내로 공급되고 있을 가능성이 있다. 상기 실시 형태에서는, 출력 정지 시점(Tt(i))부터 제 2 기간(P2(i))의 종료 시점(Te(i))까지의 동안에 파라미터가 제 2 임계치를 초과하지 않은 경우에는, 후속의 사이클(CY(i+1))에 있어서의 출력 정지 시점(Tt(i+1))을 앞당기기 위하여, 제 2 시간차가 조정된다. 이에 의해, 제 2 가스의 처리 용기(10) 내로의 공급이 종료되는 시점과 제 2 단계(S2)의 종료 시점(Te(i)) 간의 시간차가 저감된다.
이하, 다른 실시 형태에 대하여 설명한다. 다른 실시 형태의 방법(MT)에서는, 적어도 제 2 단계(S2)에서 고주파(RF1) 및 고주파(RF2) 각각의 주파수가 조정된다. 또한 또 다른 실시 형태에서는, 적어도 제 2 단계(S2)에서, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2) 각각의 주파수와 함께, 고주파(RF1)의 파워 및 고주파(RF2)의 파워가 조정된다. 이하에서는, 도 12 ~ 도 15를 참조하여, 이 실시 형태의 방법(MT)의 실행을 위하여, 고주파 전원(36), 정합기(40), 고주파 전원(38), 정합기(42) 대신에 플라즈마 처리 장치(1)에 채용되는 고주파 전원(36A), 정합기(40A), 고주파 전원(38A), 정합기(42A)에 대하여 설명한다. 도 12는 고주파 전원(36A) 및 정합기(40A)의 구성을 나타내는 도이다. 도 13은 고주파 전원(36A)의 임피던스 센서의 구성을 나타내는 도이다. 도 14는 고주파 전원(38A) 및 정합기(42A)의 구성을 나타내는 도이다. 도 15는 고주파 전원(38A)의 임피던스 센서의 구성을 나타내는 도이다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 고주파 전원(36A)은 고주파 전원(36)과 마찬가지로, 발진기(36a), 파워 앰프(36b), 파워 센서(36c) 및 전원 제어부(36e)를 가지고 있다. 고주파 전원(36A)은 임피던스 센서(36d)를 더 가지고 있다. 이하, 고주파 전원(36A)의 각 요소에 관하여, 고주파 전원(36)의 대응의 요소와 상이한 점을 설명한다. 또한, 임피던스 센서(36d)에 대해서도 설명한다.
고주파 전원(36A)의 전원 제어부(36e)는, 제 2 단계(S2)가 행해지는 제 2 기간(P2) 내의 제 1 부기간(Ps1) 및 제 2 부기간(Ps2) 각각에 있어서의 고주파(RF1)의 주파수를 설정하는 주파수 제어 신호를 발진기(36a)에 부여하도록 되어 있다. 구체적으로, 전원 제어부(36e)는, 임피던스 센서(36d)로부터, 과거의 사이클(CY)의 제 1 부기간(Ps1)의 고주파 전원(36A)의 부하 임피던스의 이동 평균값(Imp11) 및 과거의 사이클(CY)의 제 2 부기간(Ps2)의 고주파 전원(36A)의 부하 임피던스의 이동 평균값(Imp12)을 받는다. 그리고 전원 제어부(36e)는, 이동 평균값(Imp11) 및 이동 평균값(Imp12)이 정해진 조정 범위 내에 포함되는 경우에는, 이동 평균값(Imp11)으로부터 추정되는 제 1 부기간(Ps1)의 고주파 전원(36A)의 부하 임피던스 및 이동 평균값(Imp12)으로부터 추정되는 제 2 부기간(Ps2)의 고주파 전원(36A)의 부하 임피던스를 정합 포인트에 근접시키기 위하여, 제 1 부기간(Ps1) 및 제 2 부기간(Ps2) 각각의 고주파(RF1)의 주파수를 설정하는 주파수 제어 신호를 발진기(36a)에 부여한다. 발진기(36a)는, 당해 주파수 제어 신호에 따라, 제 1 부기간(Ps1)의 고주파의 주파수 및 제 2 부기간(Ps2)의 고주파의 주파수를 설정한다. 한편, 이동 평균값(Imp11) 또는 이동 평균값(Imp12)이 정해진 조정 범위 내에 포함되지 않는 경우에는, 전원 제어부(36e)는, 고주파 전원(36A)에 관한 임피던스 정합을 정합기(40A)에서 행하게 하기 위하여, 정합기(40A)에 제어 신호를 송출한다. 또한 부하 임피던스를 정합 포인트에 근접시킨다는 것은, 부하 임피던스를 이상적으로는 정합 포인트에 일치시키는 것을 의미한다. 또한, '정해진 조정 범위'는, 고주파(RF1)의 주파수의 조정에 의해, 고주파 전원(36A)의 부하 임피던스를 고주파 전원(36A)의 출력 임피던스 또는 정합 포인트에 정합시키는 것이 가능한 범위이다.
파워 앰프(36b)는, 발진기(36a)로부터 출력된 고주파를 증폭함으로써 고주파(RF1)를 생성하고, 당해 고주파(RF1)를 출력한다. 이 파워 앰프(36b)는 전원 제어부(36e)에 의해 제어된다. 구체적으로, 전원 제어부(36e)는, 제어부(72)에 의해 지정되는 파워의 고주파(RF1)를 출력하도록 파워 앰프(36b)를 제어한다.
일실시 형태에 있어서, 전원 제어부(36e)는, 제 1 부기간(Ps1)의 고주파(RF1)의 파워가 제 2 부기간(Ps2)의 고주파(RF1)의 파워보다 커지도록 파워 앰프(36b)를 제어해도 된다. 예를 들면, 제 1 부기간(Ps1)의 고주파(RF1)의 파워는, 제 1 부기간(Ps1)의 반사파 파워 측정값(PR11) 또는 정해진 수의 제 1 부기간(Ps1)의 반사파 파워 측정값(PR11)의 이동 평균값에 따라, 플라즈마에 결합되는 고주파(RF1)의 파워가 정해진 파워가 되도록 설정될 수 있다. 또한, 제 2 부기간(Ps2)의 고주파(RF1)의 파워는, 제 2 부기간(Ps2)의 반사파 파워 측정값(PR11) 또는 정해진 수의 제 2 부기간(Ps2)의 반사파 파워 측정값(PR11)의 이동 평균값에 따라, 플라즈마에 결합되는 고주파(RF1)의 파워가 정해진 파워가 되도록 설정될 수 있다.
임피던스 센서(36d)는, 실행 완료된 사이클(CY)의 제 2 단계(S2)의 각각의 실행 기간(제 2 기간(P2)) 내의 제 1 부기간(Ps1)에 있어서의 고주파 전원(36A)의 부하 임피던스의 이동 평균값(Imp11)을 구한다. 또한 임피던스 센서(36d)는, 실행 완료된 사이클(CY)의 제 2 단계(S2)의 각각의 실행 기간(제 2 기간(P2)) 내의 제 2 부기간(Ps2)에 있어서의 고주파 전원(36A)의 부하 임피던스의 이동 평균값(Imp12)을 구한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 부기간(Ps1)은, 제 2 단계(S2)의 실행 기간(제 2 기간(P2)) 내에서, 고주파(RF2)의 공급의 개시 시점부터 당해 실행 기간(제 2 기간(P2))의 도중까지의 사이의 기간이다. 제 2 부기간(Ps2)은, 제 2 단계(S2)의 각각의 실행 기간(제 2 기간(P2)) 내에서, 당해 도중부터 당해 실행 기간(제 2 기간(P2))의 종료 시점까지의 사이의 기간이다.
제 1 부기간(Ps1)의 시간 길이 및 제 2 부기간(Ps2)의 시간 길이는 전원 제어부(36e)에 의해 지정된다. 예를 들면, 제 1 부기간(Ps1)의 시간 길이는 전원 제어부(36e)가 기억하고 있는 정해진 시간 길이여도 되고, 제 2 부기간(Ps2)의 시간 길이는 전원 제어부(36e)가 기억하고 있는 다른 정해진 시간 길이여도 된다. 혹은, 전원 제어부(36e)는, 상술한 반사파 파워 측정값(PR11)의 시계열로부터, 제 2 기간(P2)에서 반사파 파워 측정값(PR11)이 정해진 값 이하로 안정되는 기간을 제 2 부기간(Ps2)으로 설정하고, 제 2 기간(P2)에서 당해 제 2 부기간(Ps2)보다 전의 기간을 제 1 부기간(Ps1)으로 설정해도 된다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 임피던스 센서(36d)는 전류 검출기(102C), 전압 검출기(104C), 필터(106C), 필터(108C), 평균값 연산기(110C), 평균값 연산기(112C), 이동 평균값 연산기(114C), 이동 평균값 연산기(116C) 및 임피던스 연산기(118C)를 가지고 있다.
전압 검출기(104C)는, 급전 라인(43) 상에서 전송되는 고주파(RF1)의 전압 파형을 검출하고, 당해 전압 파형을 나타내는 전압 파형 아날로그 신호를 출력한다. 이 전압 파형 아날로그 신호는 필터(106C)에 입력된다. 필터(106C)는 입력된 전압 파형 아날로그 신호를 디지털화함으로써, 전압 파형 디지털 신호를 생성한다. 그리고 필터(106C)는, 전원 제어부(36e)로부터 제 1 부기간(Ps1) 및 제 2 부기간(Ps2) 각각의 고주파(RF1)의 주파수를 특정하는 신호를 받아, 당해 신호에 의해 특정되는 주파수에 대응한 성분만을 전압 파형 디지털 신호로부터 추출함으로써, 여과 전압 파형 신호를 생성한다. 또한 필터(106C)는, 예를 들면 FPGA(필드 프로그래머블·게이트 어레이)로 구성될 수 있다.
필터(106C)에 의해 생성된 여과 전압 파형 신호는 평균값 연산기(110C)에 출력된다. 평균값 연산기(110C)에는, 전원 제어부(36e)로부터 제 1 부기간(Ps1) 및 제 2 부기간(Ps2)을 특정하는 부기간 특정 신호가 부여된다. 평균값 연산기(110C)는, 여과 전압 파형 신호로부터, 부기간 특정 신호를 이용하여 특정한 각 제 2 기간(P2) 내의 제 1 부기간(Ps1)에 있어서의 전압의 평균값(VA11)를 구한다. 또한 평균값 연산기(110C)는, 여과 전압 파형 신호로부터, 부기간 특정 신호를 이용하여 특정한 각 제 2 기간(P2) 내의 제 2 부기간(Ps2)에 있어서의 전압의 평균값(VA12)를 구한다. 또한 평균값 연산기(110C)는, 예를 들면 FPGA(필드 프로그래머블·게이트 어레이)로 구성될 수 있다.
평균값 연산기(110C)에 의해 구해진 평균값(VA11) 및 평균값(VA12)는 이동 평균값 연산기(114C)에 출력된다. 이동 평균값 연산기(114C)는, 실행 완료된 사이클(CY)의 제 2 단계(S2)에 관하여 이미 얻어져 있는 복수의 평균값(VA11) 중, 최근에 실행된 정해진 수의 사이클(CY)의 제 2 단계(S2)에 있어서의 제 1 부기간(Ps1)에 대하여 구해진 정해진 개수의 평균값(VA11)의 이동 평균값(이동 평균값(VMA11))을 구한다. 또한 이동 평균값 연산기(114C)는, 실행 완료된 사이클(CY)의 제 2 단계(S2)에 관하여 이미 얻어져 있는 복수의 평균값(VA12) 중, 최근에 실행된 정해진 수의 사이클(CY)의 제 2 단계(S2)에 있어서의 제 2 부기간(Ps2)에 대하여 구해진 정해진 개수의 평균값(VA12)의 이동 평균값(이동 평균값(VMA12))을 구한다. 이동 평균값 연산기(114C)에 의해 구해진 이동 평균값(VMA11 및 VMA12)은 임피던스 연산기(118C)에 출력된다. 또한 이동 평균값 연산기(114C)는, 예를 들면 CPU 또는 FPGA(필드 프로그래머블·게이트 어레이)로 구성될 수 있다.
전류 검출기(102C)는, 급전 라인(43) 상에서 전송되는 고주파(RF1)의 전류 파형을 검출하고, 당해 전류 파형을 나타내는 전류 파형 아날로그 신호를 출력한다. 이 전류 파형 아날로그 신호는 필터(108C)에 입력된다. 필터(108C)는 입력된 전류 파형 아날로그 신호를 디지털화함으로써, 전류 파형 디지털 신호를 생성한다. 그리고 필터(108C)는, 전원 제어부(36e)로부터 제 1 부기간(Ps1) 및 제 2 부기간(Ps2) 각각의 고주파(RF1)의 주파수를 특정하는 신호를 받고, 당해 신호에 의해 특정되는 주파수에 대응한 성분만을 전류 파형 디지털 신호로부터 추출함으로써, 여과 전류 파형 신호를 생성한다. 또한 필터(108C)는, 예를 들면 FPGA(필드 프로그래머블·게이트 어레이)로 구성될 수 있다.
필터(108C)에 의해 생성된 여과 전류 파형 신호는 평균값 연산기(112C)에 출력된다. 또한 평균값 연산기(112C)에는, 전원 제어부(36e)로부터 상술한 부기간 특정 신호가 부여된다. 평균값 연산기(112C)는, 여과 전류 파형 신호로부터, 부기간 특정 신호를 이용하여 특정한 각 제 2 기간(P2) 내의 제 1 부기간(Ps1)에 있어서의 전류의 평균값(IA11)를 구한다. 또한 평균값 연산기(112C)는, 여과 전류 파형 신호로부터, 부기간 특정 신호를 이용하여 특정한 각 제 2 기간(P2) 내의 제 2 부기간(Ps2)에 있어서의 전류의 평균값(IA12)를 구한다. 또한 평균값 연산기(112C)는, 예를 들면 FPGA(필드 프로그래머블·게이트 어레이)로 구성될 수 있다.
평균값 연산기(112C)에 의해 구해진 평균값(IA11) 및 평균값(IA12)는 이동 평균값 연산기(116C)에 출력된다. 이동 평균값 연산기(116C)는, 실행 완료된 사이클(CY)의 제 2 단계(S2)에 관하여 이미 얻어져 있는 복수의 평균값(IA11) 중, 최근에 실행된 정해진 수의 사이클(CY)의 제 2 단계(S2)에 있어서의 제 1 부기간(Ps1)에 대하여 구해진 정해진 개수의 평균값(IA11)의 이동 평균값(이동 평균값(IMA11))을 구한다. 또한 이동 평균값 연산기(116C)는, 실행 완료된 사이클(CY)의 제 2 단계(S2)에 관하여 이미 얻어져 있는 복수의 평균값(IA12) 중, 최근에 실행된 정해진 수의 사이클(CY)의 제 2 단계(S2)에 있어서의 제 2 부기간(Ps2)에 대하여 구해진 정해진 개수의 평균값(IA12)의 이동 평균값(이동 평균값(IMA12))을 구한다. 이동 평균값 연산기(116C)에 의해 구해진 이동 평균값(IMA11 및 IMA12)은 임피던스 연산기(118C)에 출력된다. 또한 이동 평균값 연산기(116C)는, 예를 들면 CPU 또는 FPGA(필드 프로그래머블·게이트 어레이)로 구성될 수 있다.
임피던스 연산기(118C)는, 이동 평균값(IMA11) 및 이동 평균값(VMA11)으로부터, 고주파 전원(36A)의 부하 임피던스의 이동 평균값(Imp11)을 구한다. 이 이동 평균값(Imp11)은 절대치와 위상 성분을 포함한다. 또한 임피던스 연산기(118C)는, 이동 평균값(IMA12) 및 이동 평균값(VMA12)으로부터, 고주파 전원(36A)의 부하 임피던스의 이동 평균값(Imp12)을 구한다. 이 이동 평균값(Imp12)은 절대치와 위상 성분을 포함한다. 임피던스 연산기(118C)에 의해 구해진 이동 평균값(Imp11 및 Imp12)은, 전원 제어부(36e)에 출력된다. 이동 평균값(Imp11 및 Imp12)은 상술한 바와 같이 전원 제어부(36e)에 있어서, 고주파(RF1)의 주파수의 설정을 위하여 이용된다.
도 12로 돌아와, 정합기(40A)는 정합기(40)와 마찬가지로, 정합 회로(40a), 센서(40b), 컨트롤러(40c) 그리고 액츄에이터(40d 및 40e)를 가지고 있다. 이하, 정합기(40A)의 각 요소에 관하여, 정합기(40)의 대응의 요소와 상이한 점을 설명한다.
정합기(40A)의 센서(40b)는, 임피던스 센서(36d)와 마찬가지로, 전원 제어부(36e)로부터 제 1 부기간(Ps1) 및 제 2 부기간(Ps2) 각각의 고주파(RF1)의 주파수를 특정하는 신호를 받고, 당해 신호에 의해 특정되는 주파수에 대응한 성분만을 전압 파형 디지털 신호로부터 추출함으로써, 여과 전압 파형 신호를 생성한다. 그리고 센서(40b)는, 여과 전압 파형 신호를 컨트롤러(40c)에 출력한다. 또한 정합기(40A)의 센서(40b)는, 임피던스 센서(36d)와 마찬가지로, 전원 제어부(36e)로부터 제 1 부기간(Ps1) 및 제 2 부기간(Ps2) 각각의 고주파(RF1)의 주파수를 특정하는 신호를 받고, 당해 신호에 의해 특정되는 주파수에 대응한 성분만을 전류 파형 디지털 신호로부터 추출함으로써, 여과 전류 파형 신호를 생성한다. 센서(40b)는 여과 전류 파형 신호를 컨트롤러(40c)에 출력한다.
정합기(40A)의 컨트롤러(40c)는, 이동 평균값(Imp11) 또는 이동 평균값(Imp12)이 정해진 조정 범위 내에 포함되지 않는 경우에 전원 제어부(36e)로부터 송출되는 상기의 제어 신호를 받으면, 이동 평균값(Imp11)과 이동 평균값(Imp12)의 평균값에 의해 특정되는 고주파 전원(36A)의 부하 임피던스를 정합 포인트에 근접시키도록 액츄에이터(40d 및 40e)를 제어한다. 혹은, 정합기(40A)의 컨트롤러(40c)는, 이동 평균값(Imp11) 또는 이동 평균값(Imp12)이 정해진 조정 범위 내에 포함되지 않는 경우에 전원 제어부(36e)로부터 송출되는 상기의 제어 신호를 받으면, 이동 평균값(Imp12)에 의해 특정되는 고주파 전원(36A)의 부하 임피던스를 정합 포인트에 근접시키도록 액츄에이터(40d 및 40e)를 제어한다.
이하, 도 14를 참조한다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 고주파 전원(38A)은 고주파 전원(38)과 마찬가지로, 발진기(38a), 파워 앰프(38b), 파워 센서(38c) 및 전원 제어부(38e)를 가지고 있다. 고주파 전원(38A)은 임피던스 센서(38d)를 더 가지고 있다. 이하, 고주파 전원(38A)의 각 요소에 관하여, 고주파 전원(38)의 대응의 요소와 상이한 점을 설명한다. 또한, 임피던스 센서(38d)에 대해서도 설명한다.
고주파 전원(38A)의 전원 제어부(38e)는, 제 1 부기간(Ps1) 및 제 2 부기간(Ps2) 각각에 있어서의 고주파(RF2)의 주파수를 설정하는 주파수 제어 신호를 발진기(38a)에 부여하도록 되어 있다. 구체적으로, 전원 제어부(38e)는 임피던스 센서(38d)로부터, 과거의 사이클(CY)의 제 1 부기간(Ps1)의 부하 임피던스의 이동 평균값(Imp21) 및 과거의 사이클(CY)의 제 2 부기간(Ps2)의 부하 임피던스의 이동 평균값(Imp22)을 받는다. 그리고 전원 제어부(38e)는, 이동 평균값(Imp21) 및 이동 평균값(Imp22)이 정해진 조정 범위 내에 포함되는 경우에는, 이동 평균값(Imp21)으로부터 추정되는 제 1 부기간(Ps1)의 고주파 전원(38A)의 부하 임피던스 및 이동 평균값(Imp22)으로부터 추정되는 제 2 부기간(Ps2)의 고주파 전원(38A)의 부하 임피던스를 정합 포인트에 근접시키기 위하여, 제 1 부기간(Ps1) 및 제 2 부기간(Ps2) 각각의 고주파(RF2)의 주파수를 설정하는 주파수 제어 신호를 발진기(38a)에 부여한다. 발진기(38a)는, 당해 주파수 제어 신호에 따라, 제 1 부기간(Ps1)의 고주파의 주파수 및 제 2 부기간(Ps2)의 고주파의 주파수를 설정한다. 한편 전원 제어부(38e)는, 이동 평균값(Imp21) 또는 이동 평균값(Imp22)이 정해진 조정 범위 내에 포함되지 않는 경우에는, 고주파 전원(38A)에 관한 임피던스 정합을 정합기(42A)에 행하게 하기 위하여 정합기(42A)에 제어 신호를 송출한다. 또한 '정해진 조정 범위'는, 고주파(RF2)의 주파수의 조정에 의해, 고주파 전원(38A)의 부하 임피던스를 고주파 전원(38A)의 출력 임피던스 또는 정합 포인트에 정합시키는 것이 가능한 범위이다.
파워 앰프(38b)는, 발진기(38a)로부터 출력된 고주파를 증폭함으로써 고주파(RF2)를 생성하고, 당해 고주파(RF2)를 출력한다. 이 파워 앰프(38b)는 전원 제어부(38e)에 의해 제어된다. 구체적으로, 전원 제어부(38e)는, 제어부(72)에 의해 지정되는 파워의 고주파(RF2)를 출력하도록 파워 앰프(38b)를 제어한다.
일실시 형태에 있어서, 전원 제어부(38e)는, 제 1 부기간(Ps1)의 고주파(RF2)의 파워가 제 2 부기간(Ps2)의 고주파(RF2)의 파워보다 커지도록 파워 앰프(38b)를 제어해도 된다. 예를 들면, 제 1 부기간(Ps1)의 고주파(RF2)의 파워는, 제 1 부기간(Ps1)의 반사파 파워 측정값(PR21) 또는 정해진 수의 사이클(CY)의 제 1 부기간(Ps1)의 반사파 파워 측정값(PR21)의 이동 평균값에 따라, 플라즈마에 결합되는 고주파(RF2)의 파워가 정해진 파워가 되도록 설정될 수 있다. 또한, 제 2 부기간(Ps2)의 고주파(RF2)의 파워는, 제 2 부기간(Ps2)의 반사파 파워 측정값(PR21) 또는 정해진 수의 사이클(CY)의 제 2 부기간(Ps2)의 반사파 파워 측정값(PR21)의 이동 평균값에 따라, 플라즈마에 결합되는 고주파(RF2)의 파워가 정해진 파워가 되도록 설정될 수 있다.
임피던스 센서(38d)는, 실행 완료된 사이클(CY)의 제 2 단계(S2)의 각각의 실행 기간(제 2 기간(P2)) 내의 제 1 부기간(Ps1)에 있어서의 고주파 전원(38A)의 부하 임피던스의 이동 평균값(Imp21)을 구한다. 또한 임피던스 센서(38d)는, 실행 완료된 사이클(CY)의 제 2 단계(S2)의 각각의 실행 기간(제 2 기간(P2)) 내의 제 2 부기간(Ps2)에 있어서의 고주파 전원(38A)의 부하 임피던스의 이동 평균값(Imp22)을 구한다. 또한 전원 제어부(38e)는, 전원 제어부(36e)와 마찬가지로, 제 1 부기간(Ps1)의 정해진 시간 길이 및 제 2 부기간(Ps2)의 다른 정해진 시간 길이를 기억하고 있어도 된다. 혹은, 전원 제어부(38e)는 전원 제어부(36e)와 마찬가지로, 상술의 반사파 파워 측정값(PR21)의 시계열로부터, 제 2 기간(P2)에서 반사파 파워 측정값(PR21)이 정해진 값 이하로 안정되는 기간을 제 2 부기간(Ps2)으로 설정하고, 제 2 기간(P2)에서 당해 제 2 부기간(Ps2)보다 전의 기간을 제 1 부기간(Ps1)으로 설정해도 된다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 임피던스 센서(38d)는 전류 검출기(102D), 전압 검출기(104D), 필터(106D), 필터(108D), 평균값 연산기(110D), 평균값 연산기(112D), 이동 평균값 연산기(114D), 이동 평균값 연산기(116D) 및 임피던스 연산기(118D)를 가지고 있다.
전압 검출기(104D)는, 급전 라인(45) 상에서 전송되는 고주파(RF2)의 전압 파형을 검출하고, 당해 전압 파형을 나타내는 전압 파형 아날로그 신호를 출력한다. 이 전압 파형 아날로그 신호는 필터(106D)에 입력된다. 필터(106D)는 입력된 전압 파형 아날로그 신호를 디지털화함으로써, 전압 파형 디지털 신호를 생성한다. 그리고 필터(106D)는, 전원 제어부(38e)로부터 제 1 부기간(Ps1) 및 제 2 부기간(Ps2) 각각의 고주파(RF2)의 주파수를 특정하는 신호를 받고, 당해 신호에 의해 특정되는 주파수에 대응한 성분만을 전압 파형 디지털 신호로부터 추출함으로써, 여과 전압 파형 신호를 생성한다. 또한 필터(106D)는, 예를 들면 FPGA(필드 프로그래머블·게이트 어레이)로 구성될 수 있다.
필터(106D)에 의해 생성된 여과 전압 파형 신호는 평균값 연산기(110D)에 출력된다. 평균값 연산기(110D)에는, 전원 제어부(38e)로부터 제 1 부기간(Ps1) 및 제 2 부기간(Ps2)을 특정하는 부기간 특정 신호가 부여된다. 평균값 연산기(110D)는, 여과 전압 파형 신호로부터, 부기간 특정 신호를 이용하여 특정한 각 제 2 기간(P2) 내의 제 1 부기간(Ps1)에 있어서의 전압의 평균값(VA21)를 구한다. 또한 평균값 연산기(110D)는, 여과 전압 파형 신호로부터, 부기간 특정 신호를 이용하여 특정한 각 제 2 기간(P2) 내의 제 2 부기간(Ps2)에 있어서의 전압의 평균값(VA22)를 구한다. 또한 평균값 연산기(110D)는, 예를 들면 FPGA(필드 프로그래머블·게이트 어레이)로 구성될 수 있다.
평균값 연산기(110D)에 의해 구해진 평균값(VA21) 및 평균값(VA22)는 이동 평균값 연산기(114D)에 출력된다. 이동 평균값 연산기(114D)는, 실행 완료된 사이클(CY)의 제 2 단계(S2)에 관하여 이미 얻어져 있는 복수의 평균값(VA21) 중, 최근에 실행된 정해진 수의 사이클(CY)의 제 2 단계(S2)에 있어서의 제 1 부기간(Ps1)에 대하여 구해진 정해진 개수의 평균값(VA21)의 이동 평균값(이동 평균값(VMA21))을 구한다. 또한 이동 평균값 연산기(114D)는, 실행 완료된 사이클(CY)의 제 2 단계(S2)에 관하여 이미 얻어져 있는 복수의 평균값(VA22) 중, 최근에 실행된 정해진 수의 사이클(CY)의 제 2 단계(S2)에 있어서의 제 2 부기간(Ps2)에 대하여 구해진 정해진 개수의 평균값(VA22)의 이동 평균값(이동 평균값(VMA22))을 구한다. 이동 평균값 연산기(114D)에 의해 구해진 이동 평균값(VMA21 및 VMA22)은 임피던스 연산기(118D)에 출력된다. 또한 이동 평균값 연산기(114D)는, 예를 들면 CPU 또는 FPGA(필드 프로그래머블·게이트 어레이)로 구성될 수 있다.
전류 검출기(102D)는, 급전 라인(45) 상에서 전송되는 고주파(RF2)의 전류 파형을 검출하고, 당해 전류 파형을 나타내는 전류 파형 아날로그 신호를 출력한다. 이 전류 파형 아날로그 신호는 필터(108D)에 입력된다. 필터(108D)는 입력된 전류 파형 아날로그 신호를 디지털화함으로써, 전류 파형 디지털 신호를 생성한다. 그리고 필터(108D)는, 전원 제어부(38e)로부터 제 1 부기간(Ps1) 및 제 2 부기간(Ps2) 각각의 고주파(RF2)의 주파수를 특정하는 신호를 받고, 당해 신호에 의해 특정되는 주파수에 대응한 성분만을 전류 파형 디지털 신호로부터 추출함으로써, 여과 전류 파형 신호를 생성한다. 또한 필터(108D)는, 예를 들면 FPGA(필드 프로그래머블·게이트 어레이)로 구성될 수 있다.
필터(108D)에 의해 생성된 여과 전류 파형 신호는 평균값 연산기(112D)에 출력된다. 또한 평균값 연산기(112D)에는, 전원 제어부(38e)로부터 상술한 부기간 특정 신호가 부여된다. 평균값 연산기(112D)는, 여과 전류 파형 신호로부터, 부기간 특정 신호를 이용하여 특정한 각 제 2 기간(P2) 내의 제 1 부기간(Ps1)에 있어서의 전류의 평균값(IA21)를 구한다. 또한 평균값 연산기(112D)는, 여과 전류 파형 신호로부터, 부기간 특정 신호를 이용하여 특정한 각 제 2 기간(P2) 내의 제 2 부기간(Ps2)에 있어서의 전류의 평균값(IA22)를 구한다. 또한 평균값 연산기(112D)는, 예를 들면 FPGA(필드 프로그래머블·게이트 어레이)로 구성될 수 있다.
평균값 연산기(112D)에 의해 구해진 평균값(IA21) 및 평균값(IA22)는 이동 평균값 연산기(116D)에 출력된다. 이동 평균값 연산기(116D)는, 실행 완료된 사이클(CY)의 제 2 단계(S2)에 관하여 이미 얻어져 있는 복수의 평균값(IA21) 중, 최근에 실행된 정해진 수의 사이클(CY)의 제 2 단계(S2)에 있어서의 제 1 부기간(Ps1)에 대하여 구해진 정해진 개수의 평균값(IA21)의 이동 평균값(이동 평균값(IMA21))을 구한다. 또한 이동 평균값 연산기(116D)는, 실행 완료된 사이클(CY)의 제 2 단계(S2)에 관하여 이미 얻어져 있는 복수의 평균값(IA22) 중, 최근에 실행된 정해진 수의 제 2 단계(S2)에 있어서의 제 2 부기간(Ps2)에 대하여 구해진 정해진 개수의 평균값(IA22)의 이동 평균값(이동 평균값(IMA22))을 구한다. 이동 평균값 연산기(116D)에 의해 구해진 이동 평균값(IMA21 및 IMA22)은 임피던스 연산기(118D)에 출력된다. 또한 이동 평균값 연산기(116D)는, 예를 들면 CPU 또는 FPGA(필드 프로그래머블·게이트 어레이)로 구성될 수 있다.
임피던스 연산기(118D)는, 이동 평균값(IMA21) 및 이동 평균값(VMA21)으로부터, 고주파 전원(38A)의 부하 임피던스의 이동 평균값(Imp21)을 구한다. 이 이동 평균값(Imp21)은 절대치와 위상 성분을 포함한다. 또한 임피던스 연산기(118D)는, 이동 평균값(IMA22) 및 이동 평균값(VMA22)으로부터, 고주파 전원(38A)의 부하 임피던스의 이동 평균값(Imp22)을 구한다. 이 이동 평균값(Imp22)은 절대치와 위상 성분을 포함한다. 임피던스 연산기(118D)에 의해 구해진 이동 평균값(Imp21 및 Imp22)은 전원 제어부(38e)에 출력된다. 이동 평균값(Imp21 및 Imp22)은, 상술한 바와 같이 전원 제어부(38e)에 있어서, 고주파(RF2)의 주파수의 설정을 위하여 이용된다.
도 14로 돌아와, 정합기(42A)는 정합기(42)와 마찬가지로, 정합 회로(42a), 센서(42b), 컨트롤러(42c) 그리고 액츄에이터(42d 및 42e)를 가지고 있다. 이하, 정합기(42A)의 각 요소에 관하여, 정합기(42)의 대응의 요소와 상이한 점을 설명한다.
정합기(42A)의 센서(42b)는 임피던스 센서(38d)와 마찬가지로, 전원 제어부(38e)로부터 제 1 부기간(Ps1) 및 제 2 부기간(Ps2) 각각의 고주파(RF2)의 주파수를 특정하는 신호를 받고, 당해 신호에 의해 특정되는 주파수에 대응한 성분만을 전압 파형 디지털 신호로부터 추출함으로써, 여과 전압 파형 신호를 생성한다. 그리고 센서(42b)는, 여과 전압 파형 신호를 컨트롤러(42c)에 출력한다. 또한 정합기(42A)의 센서(42b)는, 임피던스 센서(38d)와 마찬가지로, 전원 제어부(38e)로부터 제 1 부기간(Ps1) 및 제 2 부기간(Ps2) 각각의 고주파(RF2)의 주파수를 특정하는 신호를 받고, 당해 신호에 의해 특정되는 주파수에 대응한 성분만을 전류 파형 디지털 신호로부터 추출함으로써, 여과 전류 파형 신호를 생성한다. 센서(42b)는 여과 전류 파형 신호를 컨트롤러(42c)에 출력한다.
정합기(42A)의 컨트롤러(42c)는, 이동 평균값(Imp21) 또는 이동 평균값(Imp22)이 정해진 조정 범위 내에 포함되지 않는 경우에 전원 제어부(38e)로부터 송출되는 상기의 제어 신호를 받으면, 이동 평균값(Imp21)과 이동 평균값(Imp22)의 평균값에 의해 특정되는 고주파 전원(38A)의 부하 임피던스를 정합 포인트에 근접시키도록 액츄에이터(42d 및 42e)를 제어한다. 혹은, 정합기(42A)의 컨트롤러(42c)는, 이동 평균값(Imp21) 또는 이동 평균값(Imp22)이 정해진 조정 범위 내에 포함되지 않는 경우에 전원 제어부(38e)로부터 송출되는 상기의 제어 신호를 받으면, 이동 평균값(Imp22)에 의해 특정되는 고주파 전원(38A)의 부하 임피던스를 정합 포인트에 근접시키도록 액츄에이터(42d 및 42e)를 제어한다.
이하, 도 12 ~ 도 15를 참조하여 설명한 고주파 전원(36A), 정합기(40A), 고주파 전원(38A) 및 정합기(42A)를 가지는 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서 행해지는 임피던스 정합의 방법에 대하여 설명한다. 도 16은 다른 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 방법에 있어서 실행되는 임피던스 정합의 방법을 나타내는 순서도이다.
도 16에 나타내는 임피던스 정합의 방법(MTI)은, 방법(MT)에 있어서의 제 2 단계(S2)에서 이용된다. 제 2 단계(S2) 이외의 다른 단계에 있어서는, 정합기(40) 및 정합기(42)에 관하여 상술한 임피던스 정합이 행해질 수 있다.
방법(MT)의 실시의 초기에 있어서는, 사이클(CY)이 상술한 이동 평균값(Imp11), 이동 평균값(Imp12), 이동 평균값(Imp21) 및 이동 평균값(Imp22)을 구하기에 충분한 횟수만큼, 실행되어 있지 않다. 따라서 방법(MT)의 실시의 초기에 있어서는, 상술한 평균값(VA11), 평균값(IA11), 평균값(VA12), 평균값(IA12), 평균값(VA21), 평균값(IA21), 평균값(VA22) 및 평균값(IA22)의 산출, 그리고 이들의 축적만이 행해진다.
사이클(CY)이 이동 평균값(Imp11), 이동 평균값(Imp12), 이동 평균값(Imp21) 및 이동 평균값(Imp22)을 구하는데 충분한 횟수만큼 실행된 후에는, 임피던스 센서(36d)에서 이동 평균값(Imp11) 및 이동 평균값(Imp12)이 구해지고, 임피던스 센서(38d)에서 이동 평균값(Imp21) 및 이동 평균값(Imp22)이 구해진다.
이동 평균값(Imp11), 이동 평균값(Imp12), 이동 평균값(Imp21) 및 이동 평균값(Imp22)이 구해진 후에는, 각 사이클(CY)의 제 2 단계(S2)에서, 도 16에 나타내는 바와 같이 판정(J20)이 행해진다. 판정(J20)에서는, 이동 평균값(Imp11) 및 이동 평균값(Imp12)이 상술한 정해진 조정 범위 내에 있는지 여부가 전원 제어부(36e)에 의해 판정된다. 또한, 이동 평균값(Imp21) 및 이동 평균값(Imp22)이 상술한 정해진 조정 범위 내에 있는지 여부가 전원 제어부(38e)에 의해 판정된다.
이동 평균값(Imp11) 및 이동 평균값(Imp12)이 상술한 정해진 조정 범위 내에 있다고 판정된 경우에는, 공정(ST21)에 있어서, 전원 제어부(36e)는 상술한 바와 같이, 제 1 부기간(Ps1)에 있어서의 고주파(RF1)의 주파수를 설정하고, 제 2 부기간(Ps2)에 있어서의 고주파(RF1)의 주파수를 설정한다. 이어지는 공정(ST22)에서 전원 제어부(36e)는, 상술한 바와 같이 제 1 부기간(Ps1)에 있어서의 고주파(RF1)의 파워를 설정하고, 제 2 부기간(Ps2)에 있어서의 고주파(RF1)의 파워를 설정한다. 또한, 이동 평균값(Imp21) 및 이동 평균값(Imp22)이 상술한 정해진 조정 범위 내에 있다고 판정된 경우에는, 공정(ST21)에서 전원 제어부(38e)는, 상술한 바와 같이 제 1 부기간(Ps1)에 있어서의 고주파(RF2)의 주파수를 설정하고, 제 2 부기간(Ps2)에 있어서의 고주파(RF2)의 주파수를 설정한다. 이어지는 공정(ST22)에서 전원 제어부(38e)는, 상술한 바와 같이 제 1 부기간(Ps1)에 있어서의 고주파(RF2)의 파워를 설정하고, 제 2 부기간(Ps2)에 있어서의 고주파(RF2)의 파워를 설정한다.
한편, 이동 평균값(Imp11) 또는 이동 평균값(Imp12)이 상술한 정해진 조정 범위 내에 없다고 판정된 경우에는, 공정(ST23)에서 고주파 전원(36A)에 관한 임피던스 정합을 정합기(40A)에 행하게 하기 위하여, 전원 제어부(36e)로부터 정합기(40A)에 제어 신호가 송출된다. 이 제어 신호를 받은 정합기(40A)의 컨트롤러(40c)는, 상술한 바와 같이 고주파 전원(36A)의 부하 임피던스를 정합 포인트에 근접시키도록 액츄에이터(40d 및 40e)를 제어한다. 또한, 이동 평균값(Imp21) 또는 이동 평균값(Imp22)이 상술한 정해진 조정 범위 내에 없다고 판정된 경우에는, 공정(ST23)에서 고주파 전원(38A)에 관한 임피던스 정합을 정합기(42A)에 행하게 하기 위하여, 전원 제어부(38e)로부터 정합기(42A)에 제어 신호가 송출된다. 이 제어 신호를 받은 정합기(42A)의 컨트롤러(42c)는, 상술한 바와 같이, 고주파 전원(38A)의 부하 임피던스를 정합 포인트에 근접시키도록 액츄에이터(42d 및 42e)를 제어한다.
제 2 단계(S2)에 있어서의 제 1 부기간(Ps1)은 고주파(RF2)의 공급의 개시 시점을 포함하는 기간이므로, 제 1 부기간(Ps1)에서는, 급전 라인(43)에 있어서의 반사파가 제 2 부기간(Ps2)에 있어서의 반사파보다 커질 수 있다. 이는, 고주파 전원(36A)의 부하 임피던스의 변동에 따른 것이다. 이 현상에 대해서는, 고주파(RF2)에 대해서도 동일하다. 따라서, 고주파(RF1)의 반사파를 감소시키기 위해서는, 제 1 부기간(Ps1)과 제 2 부기간(Ps2) 각각의 고주파 전원(36A)의 부하 임피던스를 개별적으로 고주파 전원(36A)의 출력 임피던스에 정합시킬 필요가 있다. 또한, 고주파(RF2)의 반사파를 감소시키기 위해서는, 제 1 부기간(Ps1)과 제 2 부기간(Ps2) 각각의 고주파 전원(38A)의 부하 임피던스를 개별로 고주파 전원(38A)의 출력 임피던스에 정합시킬 필요가 있다. 도 16에 나타낸 임피던스 정합의 방법(MTI)에 의하면, 실행 완료된 사이클(CY)의 제 2 단계(S2)의 제 1 부기간(Ps1)의 고주파 전원(36A)의 부하 임피던스의 이동 평균값(이동 평균값(Imp11))에 의해 추정되는 고주파 전원(36A)의 부하 임피던스를 고주파 전원(36A)의 출력 임피던스에 근접시키도록 고주파(RF1)의 주파수가 조정된다. 또한, 제 2 부기간(Ps2)에 있어서의 고주파(RF1)의 주파수는, 이동 평균값(Imp12)에 기초하여 동일하게 조정된다. 또한, 제 1 부기간(Ps1)에 있어서의 고주파(RF2)의 주파수는, 이동 평균값(Imp21)에 기초하여 동일하게 조정된다. 또한, 제 2 부기간(Ps2)에 있어서의 고주파(RF2)의 주파수는, 이동 평균값(Imp22)에 기초하여 동일하게 조정된다. 고주파 전원(36A) 및 고주파 전원(38A)은 고속으로 고주파의 주파수를 변경할 수 있으므로, 방법(MTI)에 의하면, 부하 임피던스의 변화에 고속으로 추종하여 임피던스 정합을 행하는 것이 가능해진다.
또한 공정(ST22)에 의하면, 제 1 부기간(Ps1)에서 플라즈마에 결합되는 고주파(RF1)의 파워가 부족한 경우에는, 고주파(RF1)의 파워를 보충할 수 있다. 또한 공정(ST22)에 의하면, 제 1 부기간(Ps1)에서 플라즈마에 결합되는 고주파(RF2)의 파워가 부족한 경우에는 고주파(RF2)의 파워를 보충할 수 있다.
이상, 각종 실시 형태에 대하여 설명했지만, 상술한 실시 형태에 한정되지 않고 각종 변형 태양을 구성 가능하다. 예를 들면, 고주파 전원(36) 및 고주파 전원(36A)은 상부 전극(46)에 고주파(RF1)를 공급하도록 구성되어 있어도 된다. 또한, 방법(MT)이 적용되는 플라즈마 처리 장치는, 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치에 한정되는 것은 아니다. 방법(MT)은, 제 1 전극 및 제 2 전극을 가지는 임의의 플라즈마 처리 장치, 예를 들면 유도 결합형의 플라즈마 처리 장치에도 적용될 수 있다.
또한, 상술한 방법(MT)에 있어서의 복수의 사이클(CY)의 각각은 제 1 단계(S1) 및 제 2 단계(S2)를 포함하는 사이클이었지만, 복수의 사이클(CY)의 각각이, 제 1 단계(S1)의 전에 또는 제 2 단계(S2)의 뒤에, 하나 이상의 다른 단계를 포함하고 있어도 된다. 예를 들면, 복수의 사이클(CY)의 각각이 제 2 단계(S2)의 뒤에 제 3 단계를 포함하고, 당해 제 3 단계에 있어서, 제 1 가스와 제 1 가스에 첨가된 제 3 가스를 포함하는 제 3 처리 가스가 처리 용기(10) 내로 공급되고, 제 3 단계(S3)에 있어서의 고주파(RF2)의 파워가 제 2 단계(S2)에 있어서의 고주파(RF2)의 파워보다 저하되어도 된다. 이 경우에, 상술한 출력 개시 시점(To)의 결정 방법과 마찬가지로, 함수 또는 테이블로부터 제 1 가스의 유량 및 제 3 가스의 유량에 대응하는 제 3 지연 시간을 특정하여, 제 3 단계의 개시 시점과 당해 개시 시점보다 전의 제 3 가스의 출력 개시 시점과의 제 3 시간차를 초기적으로 제 3 지연 시간을 이용하여 결정해도 되며, 이 제 3 시간차를 제 1 시간차와 동일하게 조정해도 된다. 또한, 상술한 출력 정지 시점(Tt)의 결정 방법과 마찬가지로, 함수 또는 테이블로부터 제 1 가스의 유량에 대응하는 제 4 지연 시간을 특정하고, 제 3 단계의 종료 시점과 당해 종료 시점보다 전의 제 3 가스의 출력 정지 시점과의 제 4 시간차를 초기적으로 제 4 지연 시간을 이용하여 결정해도 되고, 이 제 4 시간차를 제 2 시간차와 동일하게 조정해도 된다.
1 : 플라즈마 처리 장치
10 : 처리 용기
16 : 서셉터
18 : 정전 척
36 : 고주파 전원
38 : 고주파 전원
40 : 정합기
42 : 정합기
43 : 급전 라인
45 : 급전 라인
46 : 상부 전극
55 : 가스 공급계
66 : 배기 장치
72 : 제어부
74 : 직류 전원
150A : 연산부

Claims (5)

  1. 플라즈마 처리 장치에 있어서 실행되는 플라즈마 처리 방법으로서,
    상기 플라즈마 처리 장치는,
    처리 용기와,
    상기 처리 용기 내로 가스를 공급하는 가스 공급계와,
    상기 처리 용기 내의 공간이 그들 사이에 개재되도록 마련된 제 1 전극 및 제 2 전극과,
    상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 중 일방의 전극으로 공급되는 플라즈마 생성용의 제 1 고주파를 출력하는 제 1 고주파 전원과,
    상기 제 2 전극으로 공급되는 이온 인입용의 제 2 고주파를 출력하는 제 2 고주파 전원과,
    상기 가스 공급계, 상기 제 1 고주파 전원 및 상기 제 2 고주파 전원을 제어하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 플라즈마 처리 방법에 있어서, 상기 처리 용기 내에서 제 1 가스를 포함하는 제 1 처리 가스의 플라즈마를 생성하는 제 1 단계 및 제 1 단계에 이어, 상기 처리 용기 내에서 상기 제 1 가스와 상기 제 1 가스에 첨가된 제 2 가스를 포함하는 제 2 처리 가스의 플라즈마를 생성하는 제 2 단계를 각각이 포함하는 복수 회의 사이클이 실행되고,
    상기 제 1 단계가 행해지는 제 1 기간 및 상기 제 1 기간에 이어 상기 제 2 단계가 행해지는 제 2 기간에 걸쳐, 상기 제 1 가스가 상기 처리 용기 내로 공급되고 상기 제 1 고주파가 상기 일방의 전극으로 공급되고,
    상기 제 2 기간에 있어서 상기 제 2 전극으로 상기 제 2 고주파가 공급되고,
    상기 제 1 기간에 있어서의 상기 제 2 고주파의 파워가 상기 제 2 기간에 있어서의 상기 제 2 고주파의 파워보다 낮은 파워로 설정되고,
    상기 플라즈마 처리 방법은,
    상기 제어부에 의한 제어에 따라, 상기 제 2 기간의 개시 시점에 대하여 제 1 시간차만큼 전의 출력 개시 시점에 상기 가스 공급계로부터의 상기 제 2 가스의 출력을 개시하는 공정과,
    상기 제어부에 의한 제어에 따라, 상기 제 2 기간의 상기 개시 시점에 상기 제 2 전극에 대한 상기 제 2 고주파의 공급을 개시하는 공정과,
    상기 제어부에 의한 제어에 따라, 상기 제 2 기간 중 또한 상기 제 2 기간의 종료시점에 대하여 제 2 시간차만큼 전의 출력 정지 시점에 상기 가스 공급계로부터의 상기 제 2 가스의 출력을 정지하는 공정과,
    상기 제어부에 의한 제어에 따라, 상기 제 2 기간의 상기 종료 시점에 상기 제 2 고주파의 파워를 저하시키는 공정
    을 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 제 1 가스의 유량과 상기 제 2 가스의 유량에 상기 가스 공급계가 상기 제 2 가스의 출력을 개시한 시점부터 상기 처리 용기 내로 상기 제 2 가스가 공급되는 시점까지의 지연 시간을 관련짓는 함수 또는 테이블을 이용하여, 레시피에서 지정된 상기 제 2 단계의 상기 제 1 가스의 유량과 상기 제 2 가스의 유량에 관련지어진 제 1 지연 시간을 특정하고, 상기 제 1 지연 시간을 초기적으로 상기 제 1 시간차로 설정하고,
    상기 제어부는, 상기 제 1 가스의 유량에 상기 가스 공급계가 상기 제 2 가스의 출력을 정지한 시점으로부터 상기 처리 용기 내로의 상기 제 2 가스의 공급이 종료되는 시점까지의 지연 시간을 관련짓는 함수 또는 테이블을 이용하여, 상기 레시피에서 지정된 상기 제 2 단계의 상기 제 1 가스의 유량에 관련지어진 제 2 지연 시간을 특정하고, 상기 제 2 지연 시간을 초기적으로 상기 제 2 시간차로 설정하는,
    플라즈마 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 장치는,
    상기 일방의 전극과 상기 제 1 고주파 전원을 접속하는 제 1 급전 라인과,
    상기 제 2 전극과 상기 제 2 고주파 전원을 접속하는 제 2 급전 라인과,
    상기 제 1 고주파 전원의 부하 임피던스를 조정하기 위한 제 1 정합기와,
    상기 제 2 고주파 전원의 부하 임피던스를 조정하기 위한 제 2 정합기와,
    상기 제 1 고주파 전원의 부하 임피던스, 부하 저항 및 부하 리액턴스, 그리고 상기 제 1 고주파의 반사파 계수 중 어느 하나를 포함하는 파라미터를 구하는 연산부
    를 더 구비하고,
    상기 복수 회의 사이클 중 임의의 사이클의 실행 기간 중의 상기 제 2 기간의 직전의 상기 출력 개시 시점과 상기 임의의 사이클의 상기 실행 기간 중의 상기 제 2 기간의 상기 개시 시점 간의 기간에서 제 1 임계치를 초과하는 상기 파라미터가 상기 연산부에 의해 구해진 경우에, 상기 제어부가 상기 제 1 임계치를 초과하는 상기 파라미터가 구해진 시점과 상기 임의의 사이클의 상기 실행 기간 중의 상기 제 2 기간의 상기 개시 시점 간의 시간차만큼, 상기 제 1 시간차를 감소시키는,
    플라즈마 처리 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수 회의 사이클 중 임의의 사이클의 실행 기간 중의 상기 제 2 기간의 직전의 상기 출력 개시 시점과 상기 임의의 사이클의 상기 실행 기간 중의 상기 제 2 기간의 상기 개시 시점 간의 기간에서 상기 제 1 임계치를 초과하는 상기 파라미터가 상기 연산부에 의해 구해지지 않은 경우에, 상기 제어부가 상기 제 1 시간차를 정해진 시간만큼 증가시키는,
    플라즈마 처리 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 복수 회의 사이클 중 임의의 사이클의 실행 기간 중의 상기 제 2 기간 중의 상기 출력 정지 시점과 상기 임의의 사이클의 상기 실행 기간 중의 상기 제 2 기간의 상기 종료 시점 간의 기간에서 제 2 임계치를 초과하는 상기 파라미터가 상기 연산부에 의해 구해진 경우에, 상기 제어부가 상기 제 2 임계치를 초과하는 상기 파라미터가 구해진 시점과 상기 임의의 사이클의 상기 실행 기간 중의 상기 제 2 기간의 상기 종료 시점 간의 시간차만큼 상기 제 2 시간차를 감소시키는,
    플라즈마 처리 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수 회의 사이클 중 임의의 사이클의 실행 기간 중의 상기 제 2 기간 중의 상기 출력 정지 시점과 상기 임의의 사이클의 상기 실행 기간 중의 상기 제 2 기간의 상기 종료 시점 간의 기간에서 상기 제 2 임계치를 초과하는 상기 파라미터가 상기 연산부에 의해 구해지지 않은 경우에, 상기 제어부가 상기 제 2 시간차를 정해진 시간만큼 증가시키는,
    플라즈마 처리 방법.
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