KR20200018657A - 플라스마 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
플라스마 처리 장치는, 제1 불평형 단자, 제2 불평형 단자, 제1 평형 단자 및 제2 평형 단자를 갖는 밸룬과, 접지된 진공 용기와, 상기 제1 평형 단자에 전기적으로 접속된 제1 전극과, 상기 제2 평형 단자에 전기적으로 접속된 제2 전극과, 임피던스 정합 회로와, 상기 임피던스 정합 회로를 통하여 상기 밸룬에 접속되고, 상기 임피던스 정합 회로 및 상기 밸룬을 통하여 상기 제1 전극에 고주파를 공급하는 제1 전원과, 저역 통과 필터와, 상기 저역 통과 필터를 통하여 상기 제1 전극에 전압을 공급하는 제2 전원을 구비한다.
Description
본 발명은 플라스마 처리 장치에 관한 것이다.
2개의 전극의 사이에 고주파를 인가함으로써 플라스마를 발생시켜 해당 플라스마에 의해 기판을 처리하는 플라스마 처리 장치가 있다. 이러한 플라스마 처리 장치는, 2개의 전극의 면적비 및/또는 바이어스에 의해 스퍼터링 장치로서 동작하거나, 에칭 장치로서 동작하거나 할 수 있다. 스퍼터링 장치로서 구성된 플라스마 처리 장치는, 타깃을 보유 지지하는 제1 전극과, 기판을 보유 지지하는 제2 전극을 갖고, 제1 전극과 제2 전극의 사이(타깃과 기판의 사이)에 고주파가 인가되어, 타깃과 애노드의 사이에 플라스마가 생성된다. 플라스마의 생성에 의해 타깃의 표면에 셀프 바이어스 전압이 발생하고, 이에 의해 타깃에 이온이 충돌하여, 타깃으로부터 그것을 구성하는 재료의 입자가 방출된다.
특허문헌 1에는, 접지된 챔버와, 임피던스 정합 회로망을 통하여 RF 발생원에 접속된 타깃 전극과, 기판 전극 동조 회로를 통하여 접지된 기판 보유 지지 전극을 갖는 플라스마 처리 장치가 기재되어 있다.
특허문헌 1에 기재된 바와 같은 스퍼터링 장치에서는, 기판 보유 지지 전극 외에, 챔버가 애노드로서 기능할 수 있다. 셀프 바이어스 전압은, 캐소드로서 기능할 수 있는 부분의 상태 및 애노드로서 기능할 수 있는 부분의 상태에 의존할 수 있다. 따라서, 기판 보유 지지부 전극 외에 챔버도 애노드로서 기능하는 경우, 셀 바이어스 전압은, 챔버 중 애노드로서 기능하는 부분의 상태에도 의존하여 변화할 수 있다. 셀프 바이어스 전압의 변화는, 플라스마 전위의 변화를 초래하고, 플라스마 전위의 변화는, 형성되는 막의 특성에 영향을 줄 수 있다.
스퍼터링 장치에 의해 기판에 막을 형성하면, 챔버의 내면에도 막이 형성될 수 있다. 이에 의해 챔버 중 애노드로서 기능할 수 있는 부분의 상태가 변화할 수 있다. 그 때문에, 스퍼터링 장치를 계속해서 사용하면, 챔버의 내면에 형성되는 막에 의해 셀프 바이어스 전압이 변화하고, 플라스마 전위도 변화할 수 있다. 따라서, 종래에는, 스퍼터링 장치를 장기에 걸쳐 사용한 경우에 있어서, 기판 상에 형성되는 막의 특성을 일정하게 유지하기가 어려웠다.
마찬가지로, 에칭 장치가 장기에 걸쳐 사용된 경우에 있어서도, 챔버의 내면에 형성되는 막에 의해 셀프 바이어스 전압이 변화하고, 이에 의해 플라스마 전위도 변화할 수 있으므로, 기판의 에칭 특성을 일정하게 유지하기가 어려웠다.
또한, 특허문헌 1에 기재된 바와 같은 스퍼터링 장치에서는, 셀프 바이어스 전압을 제어하기 위해 고주파 전력을 조정할 필요가 있다. 그러나, 셀프 바이어스 전압을 조정하기 위해 고주파 전력을 변화시키면, 플라스마 밀도도 변화한다. 따라서, 종래에는, 셀프 바이어스 전압과 플라스마 밀도를 개별적으로 조정할 수 없었다. 마찬가지로, 에칭 장치에 있어서도, 종래에는 셀프 바이어스 전압과 플라스마 밀도를 개별적으로 조정할 수 없었다.
본 발명은 상기 과제 인식에 기초하여 이루어진 것이며, 플라스마 전위를 안정시키기 위해 유리하며, 전극에 걸리는 전압과 플라스마 밀도를 개별적으로 조정하기 위해 유리한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 하나의 측면은, 플라스마 처리 장치에 관한 것이며, 상기 플라스마 처리 장치는, 제1 불평형 단자, 제2 불평형 단자, 제1 평형 단자 및 제2 평형 단자를 갖는 밸룬과, 접지된 진공 용기와, 상기 제1 평형 단자에 전기적으로 접속된 제1 전극과, 상기 제2 평형 단자에 전기적으로 접속된 제2 전극과, 임피던스 정합 회로와, 상기 임피던스 정합 회로를 통하여 상기 밸룬에 접속되고, 상기 임피던스 정합 회로 및 상기 밸룬을 통하여 상기 제1 전극에 고주파를 공급하는 제1 전원과, 저역 통과 필터와, 상기 저역 통과 필터를 통하여 상기 제1 전극에 전압을 공급하는 제2 전원을 구비한다.
본 발명에 따르면, 플라스마 전위를 안정시키기 위해 유리하며, 전극에 걸리는 전압과 플라스마 밀도를 개별적으로 조정하기 위해 유리한 기술이 제공된다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태의 플라스마 처리 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 도면.
도 2a는, 밸룬의 구성예를 도시하는 도면.
도 2b는, 밸룬의 다른 구성예를 도시하는 도면.
도 3은, 밸룬(103)의 기능을 설명하는 도면.
도 4는, 전류 I1(=I2), I2', I3, ISO, α(=X/Rp)의 관계를 예시하는 도면.
도 5a는, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 도시하는 도면.
도 5b는, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 도시하는 도면.
도 5c는, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 도시하는 도면.
도 5d는, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 도시하는 도면.
도 6a는, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하지 않는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 도시하는 도면.
도 6b는, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하지 않는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 도시하는 도면.
도 6c는, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하지 않는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 도시하는 도면.
도 6d는, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하지 않는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 도시하는 도면.
도 7은, Rp-jXp의 확인 방법을 예시하는 도면.
도 8은, 본 발명의 제2 실시 형태의 플라스마 처리 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 도면.
도 9는, 본 발명의 제3 실시 형태의 플라스마 처리 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 도면.
도 10은, 본 발명의 제4 실시 형태의 플라스마 처리 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 도면.
도 11은, 본 발명의 제5 실시 형태의 플라스마 처리 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 도면.
도 12는, 본 발명의 제6 실시 형태의 플라스마 처리 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 도면.
도 2a는, 밸룬의 구성예를 도시하는 도면.
도 2b는, 밸룬의 다른 구성예를 도시하는 도면.
도 3은, 밸룬(103)의 기능을 설명하는 도면.
도 4는, 전류 I1(=I2), I2', I3, ISO, α(=X/Rp)의 관계를 예시하는 도면.
도 5a는, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 도시하는 도면.
도 5b는, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 도시하는 도면.
도 5c는, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 도시하는 도면.
도 5d는, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 도시하는 도면.
도 6a는, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하지 않는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 도시하는 도면.
도 6b는, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하지 않는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 도시하는 도면.
도 6c는, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하지 않는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 도시하는 도면.
도 6d는, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하지 않는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 도시하는 도면.
도 7은, Rp-jXp의 확인 방법을 예시하는 도면.
도 8은, 본 발명의 제2 실시 형태의 플라스마 처리 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 도면.
도 9는, 본 발명의 제3 실시 형태의 플라스마 처리 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 도면.
도 10은, 본 발명의 제4 실시 형태의 플라스마 처리 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 도면.
도 11은, 본 발명의 제5 실시 형태의 플라스마 처리 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 도면.
도 12는, 본 발명의 제6 실시 형태의 플라스마 처리 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 도면.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명을 그 예시적인 실시 형태를 통하여 설명한다.
도 1에는, 본 발명의 제1 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 도시되어 있다. 플라스마 처리 장치(1)는, 밸룬(평형 불평형 변환 회로)(103)과, 진공 용기(110)와, 제1 전극(106)과, 제2 전극(111)과, 저역 통과 필터(115)와, 전원(116)(제2 전원)을 구비하고 있다. 혹은, 플라스마 처리 장치(1)는, 밸룬(103)과, 본체(10)를 구비하고, 본체(10)가, 진공 용기(110)와, 제1 전극(106)과, 제2 전극(111)과, 저역 통과 필터(115)와, 전원(116)(제2 전원)을 구비하고 있는 것으로서 이해되어도 된다. 본체(10)는, 제1 단자(251) 및 제2 단자(252)를 갖는다. 전원(116)은, 예를 들어 직류 전원 또는 교류 전원일 수 있다. 해당 직류 전원은, 교류 성분을 포함하는 직류 전압을 발생시켜도 된다. 본체(10)는, 진공 용기(110)에 접속된 제3 단자(253)를 가져도 된다. 플라스마 처리 장치(1)는, 추가로 임피던스 정합 회로(102) 및 고주파 전원(101)(제1 전원)을 구비할 수 있다.
밸룬(103)은, 제1 불평형 단자(201), 제2 불평형 단자(202), 제1 평형 단자(211) 및 제2 평형 단자(212)를 갖는다. 밸룬(103)의 제1 불평형 단자(201) 및 제2 불평형 단자(202)의 측에는, 불평형 회로가 접속되고, 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211) 및 제2 평형 단자(212)에는, 평형 회로가 접속된다. 진공 용기(110)는, 도체로 구성되고, 접지되어 있다. 밸룬(103)은, 중점(中点) 단자(213)를 더 가져도 된다. 밸룬(103)은, 중점 단자(213)의 전압이 제1 평형 단자(211)의 전압과 제2 평형 단자(212)의 전압의 중점이 되도록 구성될 수 있다. 중점 단자(213)는, 본체(10)의 제3 단자(253)에 전기적으로 접속될 수 있다.
제1 실시 형태에서는, 제1 전극(106)은 캐소드이며, 타깃(109)을 보유 지지한다. 타깃(109)은, 예를 들어 절연체 재료 또는 도전체 재료일 수 있다. 또한, 제1 실시 형태에서는, 제2 전극(111)은 애노드이며, 기판(112)을 보유 지지한다. 제1 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 타깃(109)의 스퍼터링에 의해 기판(112)에 막을 형성하는 스퍼터링 장치로서 동작할 수 있다. 제1 전극(106)은, 제1 평형 단자(211)에 전기적으로 접속되고, 제2 전극(111)은, 제2 평형 단자(212)에 전기적으로 접속되어 있다. 제1 전극(106)과 제1 평형 단자(211)가 전기적으로 접속되어 있다는 것은, 제1 전극(106)과 제1 평형 단자(211)의 사이에서 전류가 흐르도록 제1 전극(106)과 제1 평형 단자(211)의 사이에 전류 경로가 구성되어 있다는 것을 의미한다. 마찬가지로, 이 명세서에 있어서, a와 b가 전기적으로 접속되어 있다는 것은, a와 b의 사이에서 전류가 흐르도록 a와 b의 사이에 전류 경로가 구성됨을 의미한다.
상기 구성은, 제1 전극(106)이 제1 단자(251)에 전기적으로 접속되고, 제2 전극(111)이 제2 단자(252)에 전기적으로 접속되고, 제1 단자(251)가 제1 평형 단자(211)에 전기적으로 접속되고, 제2 단자(252)가 제2 평형 단자(212)에 전기적으로 접속된 구성으로서도 이해될 수 있다.
제1 실시 형태에서는, 제1 전극(106)과 제1 평형 단자(211)(제1 단자(251))가 블로킹 커패시터(104)를 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다. 블로킹 커패시터(104)는, 제1 평형 단자(211)와 제1 전극(106)의 사이(혹은, 제1 평형 단자(211)와 제2 평형 단자(212)의 사이)에서 직류 전류를 차단한다. 블로킹 커패시터(104)를 마련하는 대신에, 후술하는 임피던스 정합 회로(102)가, 제1 불평형 단자(201)와 제2 불평형 단자(202)의 사이를 흐르는 직류 전류를 차단하도록 구성되어도 된다. 제1 전극(106)은, 절연체(107)를 통하여 진공 용기(110)에 의해 지지될 수 있다. 제2 전극(111)은, 절연체(108)를 통하여 진공 용기(110)에 의해 지지될 수 있다. 혹은, 제2 전극(111)과 진공 용기(110)의 사이에 절연체(108)가 배치될 수 있다.
고주파 전원(101)(제1 전원)은, 임피던스 정합 회로(102)를 통하여 밸룬(103)의 제1 불평형 단자(201)와 제2 불평형 단자(202)의 사이에 고주파(고주파 전류, 고주파 전압, 고주파 전력)를 공급한다. 환언하면, 고주파 전원(101)은, 임피던스 정합 회로(102), 밸룬(103) 및 블로킹 커패시터(104)를 통하여, 제1 전극(106)과 제2 전극(111)의 사이에 고주파(고주파 전류, 고주파 전압, 고주파 전력)를 공급한다. 혹은, 고주파 전원(101)은, 임피던스 정합 회로(102) 및 밸룬(103)을 통하여, 본체(10)의 제1 단자(251)와 제2 단자(252)의 사이에 고주파를 공급하는 것으로서도 이해될 수 있다.
전원(116)(제2 전원)은, 저역 통과 필터(115)를 통하여 제1 전극(106)에 부의 직류 전압(바이어스 전압) 또는 교류 전압을 공급하도록 구성될 수 있다. 저역 통과 필터(115)는, 밸룬(103)으로부터 공급되는 고주파가 전원(116)에 전해지지 않도록 해당 고주파를 차단한다. 전원(116)으로부터 제1 전극(106)으로 부의 직류 전압 또는 교류 전압을 공급함으로써 타깃(109)의 표면의 전압 또는 타깃(109)의 표면에 충돌하는 이온 에너지를 제어(결정)할 수 있다. 타깃(109)이 도전 재료로 구성되어 있는 경우에는, 전원(116)으로부터 제1 전극(106)으로 부의 직류 전압을 공급함으로써 타깃(109)의 표면의 전압을 제어할 수 있다. 타깃(109)이 절연 재료로 구성되어 있는 경우에는, 전원(116)으로부터 제1 전극(106)으로 교류 전압을 공급함으로써 타깃(109)의 표면에 충돌하는 이온 에너지를 제어할 수 있다.
타깃(109)이 절연 재료로 구성되고, 전원(116)(제2 전원)이 제1 전극(106)에 교류 전압을 공급하는 경우, 전원(116)이 제1 전극(106)에 공급하는 전압의 주파수는, 고주파 전원(101)(제1 전원)이 발생하는 고주파의 주파수보다 낮게 설정될 수 있다. 이 경우, 전원(116)이 제1 전극(106)에 공급하는 전압의 주파수는, 수100KHz 내지 수MHz의 범위 내로 설정되는 것이 바람직하다.
진공 용기(110)의 내부 공간에는, 진공 용기(110)에 마련된 도시하지 않은 가스 공급부를 통하여 가스(예를 들어, Ar, Kr 또는 Xe 가스)가 공급된다. 또한, 제1 전극(106)과 제2 전극(111)의 사이에는, 임피던스 정합 회로(102), 밸룬(103) 및 블로킹 커패시터(104)를 통하여 고주파 전원(101)(제1 전원)에 의해 고주파가 공급된다. 또한, 제1 전극(106)에는, 저역 통과 필터(115)를 통하여 직류 전원(116)으로부터 부의 직류 전압 또는 교류 전압이 공급된다. 이에 의해, 제1 전극(106)과 제2 전극(111)의 사이에 플라스마가 생성되고, 타깃(109)의 표면이 부전압으로 제어되거나, 또는 타깃(109)의 표면에 충돌하는 이온 에너지가 제어된다. 그리고, 플라스마 중의 이온이 타깃(109)의 표면에 충돌하여, 타깃(109)으로부터 그것을 구성하는 재료의 입자가 방출되고, 이 입자에 의해 기판(112) 상에 막이 형성된다.
도 2a에는, 밸룬(103)의 일 구성예가 도시되어 있다. 도 2a에 도시된 밸룬(103)은, 제1 불평형 단자(201)와 제1 평형 단자(211)를 접속하는 제1 코일(221)과, 제2 불평형 단자(202)와 제2 평형 단자(212)를 접속하는 제2 코일(222)을 갖는다. 제1 코일(221) 및 제2 코일(222)은, 동일 권취수의 코일이며, 철심을 공유한다.
도 2b에는, 밸룬(103)의 다른 구성예가 도시되어 있다. 도 2b에 도시된 밸룬(103)은, 제1 불평형 단자(201)와 제1 평형 단자(211)를 접속하는 제1 코일(221)과, 제2 불평형 단자(202)와 제2 평형 단자(212)를 접속하는 제2 코일(222)을 갖는다. 제1 코일(221) 및 제2 코일(222)은, 동일 권취수의 코일이며, 철심을 공유한다. 또한, 도 2b에 도시된 밸룬(103)은, 제1 평형 단자(211)와 제2 평형 단자(212)의 사이에 접속된 제3 코일(223) 및 제4 코일(224)을 더 갖고, 제3 코일(223) 및 제4 코일(224)은, 제3 코일(223)과 제4 코일(224)의 접속 노드를 제1 평형 단자(211)의 전압과 제2 평형 단자(212)의 전압의 중점으로 하도록 구성되어 있다. 해당 접속 노드는, 중점 단자(213)에 접속되어 있다. 제3 코일(223) 및 제4 코일(224)은, 동일 권취수의 코일이며, 철심을 공유한다. 중점 단자(213)는, 접지되어도 되고, 진공 용기(110)에 접속되어도 되고, 플로팅으로 되어도 된다.
도 3을 참조하면서 밸룬(103)의 기능을 설명한다. 제1 불평형 단자(201)를 흐르는 전류를 I1, 제1 평형 단자(211)를 흐르는 전류를 I2, 제2 불평형 단자(202)를 흐르는 전류를 I2', 전류 I2 중 접지에 흐르는 전류를 I3이라고 하자. I3=0, 즉 평형 회로의 측에서 접지에 전류가 흐르지 않는 경우, 접지에 대한 평형 회로의 아이솔레이션 성능이 가장 좋다. I3=I2, 즉 제1 평형 단자(211)를 흐르는 전류 I2 전부가 접지에 대하여 흐르는 경우, 접지에 대한 평형 회로의 아이솔레이션 성능이 가장 나쁘다. 이러한 아이솔레이션 성능의 정도를 나타내는 지표 ISO는, 이하의 식으로 제공될 수 있다. 이 정의 하에서는, ISO의 값의 절댓값이 큰 쪽이, 아이솔레이션 성능이 좋다.
ISO[dB]=20log(I3/I2')
도 3에 있어서, Rp-jXp는, 진공 용기(110)의 내부 공간에 플라스마가 발생한 상태에서 제1 평형 단자(211) 및 제2 평형 단자(212)의 측에서 제1 전극(106) 및 제2 전극(111)의 측(본체(10)의 측)을 보았을 때의 임피던스(블로킹 커패시터(104)의 리액턴스를 포함함)를 나타내고 있다. 또한, 이 임피던스는, 고주파 전원(101)이 발생하는 고주파의 주파수에 있어서의 임피던스이며, 저역 통과 필터(115) 및 직류 전원(116)의 임피던스는 무시 가능하다. Rp는 저항 성분, -Xp는 리액턴스 성분을 나타내고 있다. 또한, 도 3에 있어서, X는, 밸룬(103)의 제1 코일(221)의 임피던스의 리액턴스 성분(인덕턴스 성분)을 나타내고 있다. ISO는, X/Rp에 대하여 상관을 갖는다.
여기서, 고주파 전원(101)으로부터 밸룬(103)을 통하여 제1 전극(106)과 제2 전극(111)의 사이에 고주파를 공급하는 구성의 이점을 밝히기 위해, 전원(116)(및 저역 통과 필터(115))을 플라스마 처리 장치(1)(본체(10))로부터 분리한 상태에 있어서의 플라스마 처리 장치(1)의 동작을 설명한다. 도 4에는, 전원(116)(및 저역 통과 필터(115))을 플라스마 처리 장치(1)(본체(10))로부터 분리한 상태에 있어서의 전류 I1(=I2), I2', I3, ISO, α(=X/Rp)의 관계가 예시되어 있다.
본 발명자는 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하는 경우에 진공 용기(110)의 내부 공간(제1 전극(106)과 제2 전극(111)의 사이의 공간)에 형성되는 플라스마의 전위(플라스마 전위)가 진공 용기(110)의 내면의 상태에 대하여 둔감해지는 것을 알아냈다. 여기서, 플라스마 전위가 진공 용기(110)의 내면의 상태에 대하여 둔감해진다는 것은, 플라스마 처리 장치(1)를 장기간에 걸쳐 사용한 경우에 있어서도 플라스마 전위를 안정시킬 수 있음을 의미한다. 1.5≤X/Rp≤5000은, -10.0dB≥ISO≥-80dB에 상당한다.
도 5a 내지 도 5d에는, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 제1 전극(106)의 전위(캐소드 전위)를 시뮬레이션한 결과가 도시되어 있다. 도 5a는, 진공 용기(110)의 내면에 막이 형성되어 있지 않은 상태에서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 도시하고 있다. 도 5b는, 진공 용기(110)의 내면에 저항성 막(1000Ω)이 형성된 상태에서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 도시하고 있다. 도 5c는, 진공 용기(110)의 내면에 유도성 막(0.6μH)이 형성된 상태에서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 도시하고 있다. 도 5d는, 진공 용기(110)의 내면에 용량성 막(0.1nF)이 형성된 상태에서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 도시하고 있다. 도 5a 내지 도 5d로부터, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하는 경우에는, 진공 용기(110)의 내면이 여러 가지 상태에 있어서 플라스마 전위가 안정되어 있음이 이해된다.
도 6a 내지 도 6d에는, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하지 않는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 제1 전극(116)의 전위(캐소드 전위)를 시뮬레이션한 결과가 도시되어 있다. 도 6a는, 진공 용기(110)의 내면에 막이 형성되어 있지 않은 상태에서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 도시하고 있다. 도 6b는, 진공 용기(110)의 내면에 저항성 막(1000Ω)이 형성된 상태에서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 도시하고 있다. 도 6c는, 진공 용기(110)의 내면에 유도성 막(0.6μH)이 형성된 상태에서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 도시하고 있다. 도 6d는, 진공 용기(110)의 내면에 용량성 막(0.1nF)이 형성된 상태에서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 도시하고 있다. 도 6a 내지 도 6d로부터, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하지 않는 경우에는, 진공 용기(110)의 내면의 상태에 의존하여 플라스마 전위가 변화함이 이해된다.
여기서, X/Rp>5000(예를 들어, X/Rp=∞)인 경우와 X/Rp<1.5인 경우(예를 들어, X/Rp=1.0, X/Rp=0.5)의 양쪽에 있어서, 진공 용기(110)의 내면의 상태에 의존하여 플라스마 전위가 변화하기 쉽다. X/Rp>5000인 경우에는, 진공 용기(110)의 내면에 막이 형성되어 있지 않은 상태에서는, 제1 전극(106)과 제2 전극(111)의 사이에서만 방전이 일어난다. 그러나, X/Rp>5000인 경우, 진공 용기(110)의 내면에 막이 형성되기 시작하면, 그에 대하여 플라스마 전위가 민감하게 반응하여, 도 6a 내지 도 6d에 예시되는 바와 같은 결과가 된다. 한편, X/Rp<1.5인 경우에는, 진공 용기(110)를 통하여 접지에 유입되는 전류가 크므로, 진공 용기(110)의 내면의 상태(내면에 형성되는 막의 전기적인 특성)에 의한 영향이 현저해지고, 막의 형성에 의존하여 플라스마 전위가 변화한다. 따라서, 전술한 바와 같이, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하도록 플라스마 처리 장치(1)를 구성해야 한다.
도 7을 참조하면서 Rp-jXp(실제로 알고 싶은 것은 Rp만)의 결정 방법을 예시한다. 우선, 플라스마 처리 장치(1)로부터 밸룬(103)을 분리하고, 임피던스 정합 회로(102)의 출력 단자(230)를 본체(10)의 제1 단자(251)(블로킹 커패시터(104))에 접속한다. 또한, 본체(10)의 제2 단자(252)(제2 전극(111))를 접지한다. 이 상태에서 고주파 전원(101)으로부터 임피던스 정합 회로(102)를 통하여 본체(10)의 제1 단자(251)로 고주파를 공급한다. 도 7에 도시된 예에서는, 임피던스 정합 회로(102)는, 등가적으로 코일 L1, L2 및 가변 커패시터 VC1, VC2로 구성된다. 가변 커패시터 VC1, VC2의 용량값을 조정함으로써 플라스마를 발생시킬 수 있다. 플라스마가 안정된 상태에 있어서, 임피던스 정합 회로(102)의 임피던스는, 플라스마가 발생하였을 때의 본체(10)의 측(제1 전극(106) 및 제2 전극(111)의 측)의 임피던스 Rp-jXp에 정합되어 있다. 이때의 임피던스 정합 회로(102)의 임피던스는 Rp+jXp이다. 따라서, 임피던스가 정합되었을 때의 임피던스 정합 회로(102)의 임피던스 Rp+jXp에 기초하여, Rp-jXp(실제로 알고 싶은 것은 Rp만)를 얻을 수 있다. Rp-jXp는, 그 밖에, 예를 들어 설계 데이터에 기초하여 시뮬레이션에 의해 구할 수 있다.
이와 같이 하여 얻어진 Rp에 기초하여, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하도록, 밸룬(103)의 제1 코일(221)의 임피던스의 리액턴스 성분(인덕턴스 성분) X를 결정하면 된다. 이상과 같이 밸룬(103)의 리액턴스 성분을 결정함으로써, 전원(116)을 마련하지 않는 경우에 있어서도, 플라스마 전위(및 셀프 바이어스 전압(타깃(109)의 표면 전압))를 안정시킬 수 있다.
또한, 저역 통과 필터(115)를 통하여 전원(116)으로부터 제1 전극(106)으로 부의 직류 전압을 공급하는 구성에 따르면, 이 직류 전압에 의해 타깃(109)의 표면 전압을 제어할 수 있다. 한편, 저역 통과 필터(115)를 통하여 전원(116)으로부터 제1 전극(106)으로 교류 전압을 공급하는 구성에 따르면, 이 교류 전압에 의해 타깃(109)의 표면에 충돌하는 이온 에너지를 제어할 수 있다. 따라서, 고주파 전원(101)으로부터 제1 전극(106)과 제2 전극(111)의 사이로 공급하는 고주파의 전력을, 타깃(109)의 표면 전압과는 독립적으로 조정할 수 있다. 또한, 저역 통과 필터(115)를 통하여 전원(116)으로부터 제1 전극(106)으로 부의 직류 전압 또는 교류 전압을 공급하는 구성에 따르면, 플라스마 전위를 진공 용기(110)의 내면의 상태에 대하여 둔감하게 할 수 있다. 따라서, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하는 것은 반드시 필요하지는 않으며, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하지 않는 경우에 있어서도, 실용적인 성능이 제공될 수 있다.
제1 전극(106)과 제2 전극(111)의 크기의 관계에 제한은 없지만, 제1 전극(106)과 제2 전극(111)이 동일 정도의 크기를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 셀프 바이어스 전압을 작게 할 수 있고, 타깃(109)의 표면 전압 또는 타깃(109)의 표면에 충돌하는 이온 에너지를 전원(116)에 의해 자유롭게 제어할 수 있다.
도 8에는, 본 발명의 제2 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 도시되어 있다. 제2 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 기판(112)을 에칭하는 에칭 장치로서 동작할 수 있다. 제2 실시 형태에서는, 제1 전극(106)은 캐소드이며, 기판(112)을 보유 지지한다. 또한, 제2 실시 형태에서는, 제2 전극(111)은 애노드이다. 제2 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 전극(106)과 제1 평형 단자(211)가 블로킹 커패시터(104)를 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다. 환언하면, 제2 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에서는, 블로킹 커패시터(104)가 제1 전극(106)과 제1 평형 단자(211)의 전기적인 접속 경로에 배치되어 있다.
도 9에는, 본 발명의 제3 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 도시되어 있다. 제3 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 실시 형태 플라스마 처리 장치(1)의 변형예이며, 제2 전극(111)을 승강시키는 기구 및 제2 전극(111)을 회전시키는 기구 중 적어도 한쪽을 더 구비한다. 도 9에 도시된 예에서는, 플라스마 처리 장치(1)는, 제2 전극(111)을 승강시키는 기구 및 제2 전극(111)을 회전시키는 기구의 양쪽을 포함하는 구동 기구(114)를 구비한다. 진공 용기(110)와 구동 기구(114)의 사이에는, 진공 격벽을 구성하는 벨로우즈(113)가 마련될 수 있다. 마찬가지로, 제2 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)도, 제2 전극(111)을 승강시키는 기구 및 제2 전극(111)을 회전시키는 기구 중 적어도 한쪽을 더 구비할 수 있다.
제3 실시 형태에 있어서도, 제1 전극(106)과 제2 전극(111)의 크기의 관계에 제한은 없지만, 제1 전극(106)과 제2 전극(111)이 동일 정도의 크기를 갖는 것이 바람직하다.
도 10에는, 본 발명의 제4 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 도시되어 있다. 제4 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)로서 언급하지 않는 사항은, 제1 내지 제3 실시 형태를 따를 수 있다. 플라스마 처리 장치(1)는, 밸룬(103)과, 진공 용기(110)와, 제1 전극(106)과, 제2 전극(135)과, 제3 전극(151)과, 저역 통과 필터(115, 303)와, 전원(116)과, 직류 전원(304)을 구비하고 있다. 혹은, 플라스마 처리 장치(1)는, 밸룬(103)과, 본체(10)를 구비하고, 본체(10)가, 진공 용기(110)와, 제1 전극(106)과, 제2 전극(135)과, 제3 전극(151)과, 저역 통과 필터(115, 303)와, 전원(116)과, 직류 전원(304)을 구비하고 있는 것으로서 이해되어도 된다. 본체(10)는, 제1 단자(251), 제2 단자(252)를 갖는다. 플라스마 처리 장치(1)는, 추가로 임피던스 정합 회로(102, 302) 및 고주파 전원(101, 301)을 구비할 수 있다. 전원(116)은, 예를 들어 직류 전원 또는 교류 전원일 수 있다. 해당 직류 전원은, 교류 성분을 포함하는 직류 전압을 발생시켜도 된다.
밸룬(103)은, 제1 불평형 단자(201), 제2 불평형 단자(202), 제1 평형 단자(211) 및 제2 평형 단자(212)를 갖는다. 밸룬(103)의 제1 불평형 단자(201) 및 제2 불평형 단자(202)의 측에는, 불평형 회로가 접속되고, 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211) 및 제2 평형 단자(212)에는, 평형 회로가 접속된다. 밸룬(103)은, 전술한 바와 같은 중점 단자를 더 가져도 된다. 해당 중점 단자는, 진공 용기(110)에 전기적으로 접속될 수 있다.
제1 전극(106)은, 타깃(109)을 보유 지지한다. 타깃(109)은, 예를 들어 절연체 재료 또는 도전체 재료일 수 있다. 제2 전극(135)은, 제1 전극(106)의 주위에 배치된다. 제1 전극(106)은, 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)에 전기적으로 접속되고, 제2 전극(135)은, 밸룬(103)의 제2 평형 단자(212)에 전기적으로 접속되어 있다. 제3 전극(151)은, 기판(112)을 보유 지지한다. 제3 전극(151)에는, 고주파 전원(301)으로부터 임피던스 정합 회로(302)를 통하여 고주파가 공급될 수 있다.
상기 구성은, 제1 전극(106)이 제1 단자(251)에 전기적으로 접속되고, 제2 전극(135)이 제2 단자(252)에 전기적으로 접속되고, 제1 단자(251)가 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)에 전기적으로 접속되고, 제2 단자(252)가 밸룬(103)의 제2 평형 단자(212)에 전기적으로 접속된 구성으로서 이해될 수 있다.
제1 전극(106)과 제1 평형 단자(211)(제1 단자(251))는, 블로킹 커패시터(104)를 거쳐서 전기적으로 접속될 수 있다. 블로킹 커패시터(104)는, 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)와 제1 전극(106)의 사이(혹은, 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)와 제2 평형 단자(212)의 사이)에서, 전원(116)으로부터의 직류 전류 또는 교류 전류를 차단한다. 블로킹 커패시터(104)를 마련하는 대신에, 임피던스 정합 회로(102)가, 제1 불평형 단자(201)와 제2 불평형 단자(202)의 사이를 흐르는, 전원(116)으로부터의 직류 전류 또는 교류 전류를 차단하도록 구성되어도 된다. 혹은, 블로킹 커패시터(104)는, 제2 전극(135)과 제2 평형 단자(212)(제2 단자(252))의 사이에 배치되어도 된다. 제1 전극(106) 및 제2 전극(135)은, 절연체(132)를 통하여 진공 용기(110)에 의해 지지될 수 있다.
고주파 전원(101)은, 임피던스 정합 회로(102)를 통하여 밸룬(103)의 제1 불평형 단자(201)와 제2 불평형 단자(202)의 사이에 고주파를 공급한다. 환언하면, 고주파 전원(101)은, 제1 임피던스 정합 회로(102), 밸룬(103) 및 블로킹 커패시터(104)를 통하여, 제1 전극(106)과 제2 전극(135)의 사이에 고주파를 공급한다. 혹은, 고주파 전원(101)은, 임피던스 정합 회로(102) 및 밸룬(103)을 통하여, 본체(10)의 제1 단자(251)와 제2 단자(252)의 사이에 고주파를 공급한다. 고주파 전원(301)은, 임피던스 정합 회로(302)를 통하여 제3 전극(151)에 고주파를 공급한다.
전원(116)은, 저역 통과 필터(115)를 통하여 제1 전극(106)에 부의 직류 전압(바이어스 전압) 또는 교류 전압을 공급한다. 저역 통과 필터(115)는, 밸룬(103)으로부터 공급되는 고주파가 전원(116)에 전해지지 않도록 해당 고주파를 차단한다. 전원(116)으로부터 제1 전극(106)으로 부의 직류 전압을 공급함으로써 타깃(109)의 표면의 전압을 제어할 수 있다. 전원(116)으로부터 제1 전극(106)으로 교류 전압을 공급함으로써 타깃(109)의 표면에 충돌하는 이온 에너지를 제어할 수 있다. 직류 전원(304)은, 저역 통과 필터(303)를 통하여 제3 전극(151)에 직류 전압(바이어스 전압)을 공급한다. 저역 통과 필터(303)는, 고주파 전원(301)으로부터 공급되는 고주파가 직류 전원(304)에 전해지지 않도록 해당 고주파를 차단한다. 직류 전원(304)에 의해 제3 전극(151)에 직류 전압을 공급함으로써 기판(112)의 표면 전위를 제어할 수 있다.
제4 실시 형태에 있어서도, 전원(116)으로부터 제1 전극(106)으로 부의 직류 전압 또는 교류 전압을 공급함으로써 타깃(109)의 표면의 전압 또는 타깃(109)에 충돌하는 이온 에너지를 제어하고, 고주파 전원(101) 및 고주파 전원(301)에 의해 플라스마 밀도를 제어할 수 있다. 또한, 제4 실시 형태에 있어서도, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하는 것은, 플라스마 전위를 보다 안정시키기 위해 유리하다.
제4 실시 형태에 있어서도, 제1 전극(106)과 제2 전극(135)의 크기의 관계에 제한은 없지만, 제1 전극(106)과 제2 전극(135)이 동일 정도의 크기를 갖는 것이 바람직하다.
도 11에는, 본 발명의 제5 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 도시되어 있다. 제5 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 제4 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 대하여 구동 기구(114)를 추가한 구성을 갖는다. 구동 기구(114)는, 제3 전극(151)을 승강시키는 기구 및 제3 전극(151)을 회전시키는 기구 중 적어도 한쪽을 구비할 수 있다.
제5 실시 형태에 있어서도, 제1 전극(106)과 제2 전극(135)의 크기의 관계에 제한은 없지만, 제1 전극(106)과 제2 전극(135)이 동일 정도의 크기를 갖는 것이 바람직하다.
도 12에는, 본 발명의 제6 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 도시되어 있다. 제6 실시 형태로서 언급하지 않는 사항은, 제1 내지 제5 실시 형태를 따를 수 있다. 제6 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 복수의 제1 고주파 공급부와, 적어도 1개의 제2 고주파 공급부를 구비하고 있다. 여기서는, 복수의 제1 고주파 공급부가 2개의 고주파 공급부로 구성되는 예를 설명한다. 또한, 2개의 고주파 공급부 및 그것에 관련된 구성 요소를 첨자 a, b로 서로 구별한다. 마찬가지로, 2개의 타깃에 대해서도, 첨자 a, b로 서로 구별한다.
복수의 제1 고주파 공급부 중 1개는, 제1 전극(106a)과, 제2 전극(135a)과, 밸룬(103a)과, 전원(116a)과, 저역 통과 필터(115a)와, 고주파 전원(101a)과, 임피던스 정합 회로(102a)와, 블로킹 커패시터(104a)를 포함할 수 있다. 복수의 제1 고주파 공급부 중 다른 1개는, 제1 전극(106b)과, 제2 전극(135b)과, 밸룬(103b)과, 전원(116b)과, 저역 통과 필터(115b)와, 고주파 전원(101b)과, 임피던스 정합 회로(102b)와, 블로킹 커패시터(104b)를 포함할 수 있다. 제2 고주파 공급부는, 고주파 전원(301)과, 임피던스 정합 회로(302)와, 직류 전원(304)과, 저역 통과 필터(303)를 포함할 수 있다. 전원(116a, 116b)은, 예를 들어 직류 전원 또는 교류 전원일 수 있다. 해당 직류 전원은, 교류 성분을 포함하는 직류 전압을 발생시켜도 된다.
다른 관점에 있어서, 플라스마 처리 장치(1)는, 밸룬(103a, 103b)과, 진공 용기(110)와, 제1 전극(106a, 106b)과, 제2 전극(135a, 135b)과, 제3 전극(151)과, 저역 통과 필터(115a, 115b, 303)와, 전원(116a, 116b)과, 직류 전원(304)과, 고주파 전원(101a, 101b, 301)을 구비하고 있다.
밸룬(103a)은, 제1 불평형 단자(201a), 제2 불평형 단자(202a), 제1 평형 단자(211a) 및 제2 평형 단자(212a)를 갖는다. 밸룬(103a)의 제1 불평형 단자(201a) 및 제2 불평형 단자(202a)의 측에는, 불평형 회로가 접속되고, 밸룬(103a)의 제1 평형 단자(211a) 및 제2 평형 단자(212a)에는, 평형 회로가 접속된다. 밸룬(103b)은, 제1 불평형 단자(201b), 제2 불평형 단자(202b), 제1 평형 단자(211b) 및 제2 평형 단자(212b)를 갖는다. 밸룬(103b)의 제1 불평형 단자(201b) 및 제2 불평형 단자(202b)의 측에는, 불평형 회로가 접속되고, 제1 밸룬(103b)의 제1 평형 단자(211b) 및 제2 평형 단자(212b)에는, 평형 회로가 접속된다.
제1 전극(106a, 106b)은, 각각 타깃(109a, 109b)을 보유 지지한다. 타깃(109a, 109b)은, 예를 들어 절연체 재료 또는 도전체 재료일 수 있다. 제2 전극(135a, 135b)은, 각각 제1 전극(106a, 106b)의 주위에 배치된다. 제1 전극(106a, 106b)은, 각각 밸룬(103a, 103b)의 제1 평형 단자(211a, 211b)에 전기적으로 접속되고, 제2 전극(135a, 135b)은, 각각 제1 밸룬(103a, 103b)의 제2 평형 단자(212a, 212b)에 전기적으로 접속되어 있다. 고주파 전원(101a)은, 임피던스 정합 회로(102a)를 통하여 밸룬(103a)의 제1 불평형 단자(201a)와 제2 불평형 단자(202a)의 사이에 고주파(고주파 전류, 고주파 전압, 고주파 전력)를 공급한다. 고주파 전원(101b)은, 임피던스 정합 회로(102b)를 통하여 밸룬(103b)의 제1 불평형 단자(201b)와 제2 불평형 단자(202b)의 사이에 고주파(고주파 전류, 고주파 전압, 고주파 전력)를 공급한다. 제3 전극(151)은, 기판(112)을 보유 지지한다. 제3 전극(151)에는, 고주파 전원(301)으로부터 임피던스 정합 회로(302)를 통하여 고주파가 공급될 수 있다.
전원(116a, 116b)은, 각각 저역 통과 필터(115a, 115b)를 통하여 제1 전극(106a, 106b)에 부의 직류 전압(바이어스 전압) 또는 교류 전압을 공급한다. 저역 통과 필터(115a, 115b)는, 각각 밸룬(103a, 103b)으로부터 공급되는 고주파가 전원(116a, 116b)에 전해지지 않도록 해당 고주파를 차단한다. 전원(116a, 116b)으로부터 제1 전극(106a, 106b)으로 부의 직류 전압을 공급함으로써 타깃(109a, 109b)의 표면의 전압을 제어할 수 있다. 전원(116a, 116b)으로부터 제1 전극(106a, 106b)으로 교류 전압을 공급함으로써 타깃(109a, 109b)의 표면에 충돌하는 이온 에너지를 제어할 수 있다. 직류 전원(304)은, 저역 통과 필터(303)를 통하여 제3 전극(151)에 직류 전압(바이어스 전압)을 공급한다. 저역 통과 필터(303)는, 고주파 전원(301)으로부터 공급되는 고주파가 직류 전원(304)에 전해지지 않도록 해당 고주파를 차단한다. 직류 전원(304)에 의해 제3 전극(151)에 직류 전압을 공급함으로써 기판(112)의 표면 전위를 제어할 수 있다.
제1 고주파 공급부 및 제2 고주파 공급부는, 각각 도 3과 마찬가지의 등가 회로로 표현될 수 있다. 제6 실시 형태에 있어서도, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하는 것이 바람직하다.
제6 실시 형태에 있어서도, 제1 전극(106a)과 제2 전극(135a)의 크기의 관계에 제한은 없지만, 제1 전극(106a)과 제2 전극(135a)이 동일 정도의 크기를 갖는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 제1 전극(106b)과 제2 전극(135b)의 크기의 관계에 제한은 없지만, 제1 전극(106b)과 제2 전극(135b)이 동일 정도의 크기를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 실시 형태에 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 정신 및 범위로부터 이탈하지 않고, 여러 가지 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위를 밝히기 위해, 이하의 청구항을 첨부한다.
1: 플라스마 처리 장치
10: 본체
101: 고주파 전원
102: 임피던스 정합 회로
103: 밸룬
104: 블로킹 커패시터
106: 제1 전극
107, 108: 절연체
109: 타깃
110: 진공 용기
111: 제2 전극
112: 기판
115: 저역 통과 필터
116: 전원
201: 제1 불평형 단자
202: 제2 불평형 단자
211: 제1 평형 단자
212: 제2 평형 단자
213: 중점 단자
251: 제1 단자
252: 제2 단자
253: 제3 단자
221: 제1 코일
222: 제2 코일
223: 제3 코일
224: 제4 코일
10: 본체
101: 고주파 전원
102: 임피던스 정합 회로
103: 밸룬
104: 블로킹 커패시터
106: 제1 전극
107, 108: 절연체
109: 타깃
110: 진공 용기
111: 제2 전극
112: 기판
115: 저역 통과 필터
116: 전원
201: 제1 불평형 단자
202: 제2 불평형 단자
211: 제1 평형 단자
212: 제2 평형 단자
213: 중점 단자
251: 제1 단자
252: 제2 단자
253: 제3 단자
221: 제1 코일
222: 제2 코일
223: 제3 코일
224: 제4 코일
Claims (20)
- 제1 불평형 단자, 제2 불평형 단자, 제1 평형 단자 및 제2 평형 단자를 갖는 밸룬과,
접지된 진공 용기와,
상기 제1 평형 단자에 전기적으로 접속된 제1 전극과,
상기 제2 평형 단자에 전기적으로 접속된 제2 전극과,
임피던스 정합 회로와,
상기 임피던스 정합 회로를 통하여 상기 밸룬에 접속되고, 상기 임피던스 정합 회로 및 상기 밸룬을 통하여 상기 제1 전극에 고주파를 공급하는 제1 전원과,
저역 통과 필터와,
상기 저역 통과 필터를 통하여 상기 제1 전극에 전압을 공급하는 제2 전원을 구비하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 전극은 타깃을 보유 지지하고, 상기 제2 전극은 기판을 보유 지지하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 밸룬은, 상기 제1 불평형 단자와 상기 제1 평형 단자를 접속하는 제1 코일과, 상기 제2 불평형 단자와 상기 제2 평형 단자를 접속하는 제2 코일을 갖는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치. - 제3항에 있어서,
상기 밸룬은, 상기 제1 평형 단자와 상기 제2 평형 단자의 사이에 접속된 제3 코일 및 제4 코일을 더 갖고, 상기 제3 코일 및 상기 제4 코일은, 상기 제3 코일과 상기 제4 코일의 접속 노드의 전압을 상기 제1 평형 단자의 전압과 상기 제2 평형 단자의 전압의 중점으로 하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치. - 제4항에 있어서,
상기 접속 노드는, 상기 진공 용기에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 전원은, 교류 전원을 포함하고,
상기 교류 전원이 상기 제1 전극에 공급하는 전압의 주파수는, 상기 주파수보다 낮은 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 전극이 절연체를 통하여 상기 진공 용기에 의해 지지되어 있는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 전극과 상기 진공 용기의 사이에 절연체가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 전극을 승강시키는 기구 및 상기 제2 전극을 회전시키는 기구 중 적어도 한쪽을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 전극은 기판을 보유 지지하고, 상기 플라스마 처리 장치는, 에칭 장치로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 전극은 타깃을 보유 지지하고, 상기 제2 전극은 상기 제1 전극의 주위에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치. - 제1항에 있어서,
복수의 고주파 공급부를 구비하고, 상기 복수의 고주파 공급부의 각각이 상기 밸룬, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 포함하고,
상기 복수의 고주파 공급부의 각각의 상기 제1 전극이 타깃을 보유 지지하고, 상기 복수의 고주파 공급부의 각각에 있어서, 상기 제2 전극이 상기 제1 전극의 주위에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치. - 제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 절연체를 통하여 상기 진공 용기에 의해 지지되어 있는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치. - 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
기판을 보유 지지하는 제3 전극과,
제2 임피던스 정합 회로를 통하여 상기 제3 전극에 고주파를 공급하는 제2 고주파 전원을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치. - 제14항에 있어서,
제2 저역 통과 필터를 통하여 상기 제3 전극에 직류 전압을 공급하는 제2 직류 전원을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치. - 제14항 또는 제15항에 있어서,
상기 제3 전극과 상기 진공 용기의 사이에 절연체가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치. - 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3 전극을 승강시키는 기구 및 상기 제3 전극을 회전시키는 기구 중 적어도 한쪽을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치. - 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 평형 단자와 상기 제1 전극이 블로킹 커패시터를 거쳐서 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치. - 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 평형 단자와 상기 제2 전극이 블로킹 커패시터를 거쳐서 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치. - 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 평형 단자 및 상기 제2 평형 단자의 측에서 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 측을 보았을 때의 상기 제1 평형 단자와 상기 제2 평형 단자의 사이의 저항 성분을 Rp라고 하고, 상기 제1 불평형 단자와 상기 제1 평형 단자의 사이의 인덕턴스를 X라고 하였을 때, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
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