KR20210012000A - 플라스마 처리 장치, 플라스마 처리 방법, 프로그램, 및 메모리 매체 - Google Patents

플라스마 처리 장치, 플라스마 처리 방법, 프로그램, 및 메모리 매체 Download PDF

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아츠시 다케다
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Abstract

플라스마 처리 장치는, 임피던스 정합 회로와, 상기 임피던스 정합 회로에 접속된 제1 불평형 단자, 접지된 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, 상기 제1 전극에 인가되는 제1 전압과 상기 제2 전극에 인가되는 제2 전압의 관계에 영향을 주는 조정 리액턴스와, 상기 임피던스 정합 회로를 통하여 상기 제1 불평형 단자와 상기 제2 불평형 단자 사이에 공급되는 고주파를 발생시키는 고주파 전원과, 상기 임피던스 정합 회로의 임피던스 및 상기 조정 리액턴스의 리액턴스를 제어하는 제어부를 구비한다.

Description

플라스마 처리 장치, 플라스마 처리 방법, 프로그램, 및 메모리 매체
본 발명은 플라스마 처리 장치, 플라스마 처리 방법, 프로그램, 및 메모리 매체에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 고주파 트랜스(Tr7)와 매칭 박스(MB7)와 진공 용기(10)와 제1 타깃(T5)과 제2 타깃(T6)과 고주파 전압 발생기(OSC5)와 전압 증폭기(PA5)와 기판 홀더(21)와 모터(22)를 구비하는 스퍼터 장치가 기재되어 있다. 일본 특허 공개 평2-156080호 공보에 기재된 스퍼터 장치에서는, 2개의 타깃(T5, T6)의 전압은 플라스마의 발생 조건 등에 따라 정해지는 것이며, 조정 불능인 파라미터이다.
일본 특허 공개 평2-156080호 공보
본 발명은 상기 과제 인식에 기초하여 이루어진 것이며, 플라스마를 발생시키기 위한 2개의 전극의 전압을 조정하기 데 유리한 기술을 제공한다.
본 발명의 제1 측면은 플라스마 처리 장치에 따른 것이며, 상기 플라스마 처리 장치는, 임피던스 정합 회로와, 상기 임피던스 정합 회로에 접속된 제1 불평형 단자, 접지된 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, 상기 제1 전극에 인가되는 제1 전압과 상기 제2 전극에 인가되는 제2 전압의 관계에 영향을 주는 조정 리액턴스와, 상기 임피던스 정합 회로를 통하여 상기 제1 불평형 단자와 상기 제2 불평형 단자 사이에 공급되는 고주파를 발생시키는 고주파 전원과, 상기 임피던스 정합 회로의 임피던스 및 상기 조정 리액턴스의 리액턴스를 제어하는 제어부를 구비한다.
본 발명의 제2 측면은, 플라스마 처리 장치에 있어서 기판을 처리하는 플라스마 처리 방법에 따른 것이며, 상기 플라스마 처리 장치는, 임피던스 정합 회로와, 상기 임피던스 정합 회로에 접속된 제1 불평형 단자, 접지된 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, 상기 제1 전극에 인가되는 제1 전압과 상기 제2 전극에 인가되는 제2 전압의 관계에 영향을 주는 조정 리액턴스와, 상기 임피던스 정합 회로를 통하여 상기 제1 불평형 단자와 상기 제2 불평형 단자 사이에 공급되는 고주파를 발생시키는 고주파 전원을 구비하고, 상기 플라스마 처리 방법은, 상기 제1 평형 단자 및 상기 제2 평형 단자측으로부터 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극측을 보았을 때의 임피던스에 정합하도록 상기 임피던스 정합 회로의 임피던스를 제어하는 정합 공정과, 상기 관계가 조정되도록 상기 조정 리액턴스를 조정하는 조정 공정과, 상기 조정 공정 후에 상기 기판을 처리하는 처리 공정을 포함한다.
본 발명의 제3 측면은 플라스마 처리 장치에 따른 것이며, 상기 플라스마 처리 장치는, 임피던스 정합 회로와, 상기 임피던스 정합 회로에 접속된 제1 불평형 단자, 접지된 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, 상기 제1 전극에 인가되는 제1 전압과 상기 제2 전극에 인가되는 제2 전압의 관계에 영향을 주는 조정 리액턴스와, 상기 임피던스 정합 회로를 통하여 상기 제1 불평형 단자와 상기 제2 불평형 단자 사이에 공급되는 고주파를 발생시키는 고주파 전원과, 상기 제1 전극의 전압 및 상기 제2 전극의 전압을 측정하는 측정부를 구비하고, 상기 측정부에서 측정된 상기 제1 전극의 전압과 상기 제2 전극의 전압에 따라 상기 조정 리액턴스의 리액턴스가 조정된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 2a는 밸룬의 구성예를 나타내는 도면.
도 2b는 밸룬의 다른 구성예를 나타내는 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 만족시키는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면.
도 5b는 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면.
도 5c는 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면.
도 5d는 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면.
도 6a는 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키지 않는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면.
도 6b는 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키지 않는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면.
도 6c는 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키지 않는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면.
도 6d는 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키지 않는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면.
도 7은 Rp-jXp의 확인 방법을 예시하는 도면.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 제3 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 제4 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 제5 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 12는 본 발명의 제6 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 13은 본 발명의 제7 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 14는 본 발명의 제7 실시 형태의 밸룬의 기능을 설명하는 도면.
도 15a는 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 2개의 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면.
도 15b는 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 2개의 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면.
도 15c는 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 2개의 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면.
도 15d는 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 2개의 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면.
도 16a는 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키지 않는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 2개의 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면.
도 16b는 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키지 않는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 2개의 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면.
도 16c는 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키지 않는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 2개의 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면.
도 16d는 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키지 않는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 2개의 캐소드 전위를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면.
도 17은 본 발명의 제8 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 18은 본 발명의 제9 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 19는 본 발명의 제10 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 20은 본 발명의 제11 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 21은 본 발명의 제12 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 22는 본 발명의 제13 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 23은 본 발명의 제14 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 24는 본 발명의 제9 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 기능을 설명하는 도면.
도 25는 본 발명의 제9 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 기능을 설명하는 도면.
도 26은 본 발명의 제15 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 27은 본 발명의 제16 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 28은 본 발명의 제17 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 29는 본 발명의 제18 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 30은 본 발명의 제19 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 31은 본 발명의 제20 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 32는 본 발명의 제21 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 33은 본 발명의 제23 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 34는 본 발명의 제24 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 35는 본 발명의 제25 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 36은 본 발명의 제26 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 37은 본 발명의 제27 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 38은 본 발명의 제28 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 39는 본 발명의 제29 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 40은 본 발명의 제23 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 동작을 예시하는 흐름도.
도 41은 리액턴스와 제1 전극 및 제2 전극의 전압의 관계를 예시하는 도면.
도 42는 본 발명의 제30 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 43은 본 발명의 제31 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 44는 본 발명의 제32 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 45는 본 발명의 제33 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 46은 본 발명의 제34 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 47은 고주파 전원이 발생시키는 고주파의 주파수를 12.56㎒로 설정한 경우에 기판에 형성된 막의 정규화된 두께 분포를 예시하는 도면.
도 48은 고주파 전원이 발생시키는 고주파의 주파수를 변화시킨 경우에 있어서의 제1 전극의 전압(제1 전압) 및 제2 전극의 전압(제2 전압)을 예시하는 도면.
도 49는 본 발명의 제35 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 50은 본 발명의 제36 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 51은 본 발명의 제37 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 52는 본 발명의 제38 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 53은 본 발명의 제39 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 54는 본 발명의 제41 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 55는 본 발명의 제42 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 56은 본 발명의 제43 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 57은 본 발명의 제44 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 58은 본 발명의 제45 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 59는 고주파 전원이 발생시키는 고주파의 주파수와, 제1 전극 및 제2 전극의 전압의 관계를 예시하는 도면.
도 60은 본 발명의 제46 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 61은 본 발명의 제47 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 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 나타나 있다. 제1 실시 형태의 플라스마 처리 장치는, 스퍼터링에 의하여 기판(112)에 막을 형성하는 스퍼터링 장치로서 동작할 수 있다. 플라스마 처리 장치(1)는 밸룬(평형 불평형 변환 회로)(103)과 진공 용기(110)와 제1 전극(106)과 제2 전극(111)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)을 구비하고 있는 것으로서 이해되어도 된다. 본체(10)는 제1 단자(251) 및 제2 단자(252)를 갖는다. 제1 전극(106)은 진공 용기(110)와 협동하여 진공 공간과 외부 공간을 분리하도록(즉, 진공 격벽의 일부를 구성하도록) 배치되어도 되고, 진공 용기(110) 내에 배치되어도 된다. 제2 전극(111)은 진공 용기(110)와 협동하여 진공 공간과 외부 공간을 분리하도록(즉, 진공 격벽의 일부를 구성하도록) 배치되어도 되고, 진공 용기(110) 내에 배치되어도 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)측에는 불평형 회로가 접속되고, 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211) 및 제2 평형 단자(212)측에는 평형 회로가 접속된다. 진공 용기(110)는 도체로 구성되며, 접지되어 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 의하여 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) 사이에서 전류가 흐르도록 제1 전극(106)과 제1 평형 단자(211) 사이에 전류 경로가 구성되어 있다는 것을 의미한다. 마찬가지로 이 명세서에 있어서, a와 b가 전기적으로 접속되어 있다는 것은, a와 b 사이에서 전류가 흐르도록 a와 b 사이에 전류 경로가 구성된다는 것을 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 구성으로서 이해될 수도 있다.
제1 실시 형태에서는, 제1 전극(106)과 제1 평형 단자(211)(제1 단자(251))가 블로킹 커패시터(104)를 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 블로킹 커패시터(104)는 제1 평형 단자(211)와 제1 전극(106) 사이(혹은 제1 평형 단자(211)와 제2 평형 단자(212) 사이)에서 직류 전류를 차단한다. 블로킹 커패시터(104)를 마련하는 대신, 후술하는 임피던스 정합 회로(102)가, 제1 불평형 단자(201)와 제2 불평형 단자(202) 사이를 흐르는 직류 전류를 차단하도록 구성되어도 된다. 제1 전극(106)은 절연체(107)를 개재하여 진공 용기(110)에 의하여 지지될 수 있다. 제2 전극(111)은 절연체(108)를 개재하여 진공 용기(110)에 의하여 지지될 수 있다. 혹은 제2 전극(111)과 진공 용기(110) 사이에 절연체(108)가 배치될 수 있다.
플라스마 처리 장치(1)는, 고주파 전원(101)과, 고주파 전원(101)과 밸룬(103) 사이에 배치된 임피던스 정합 회로(102)를 더 구비할 수 있다. 고주파 전원(101)은 임피던스 정합 회로(102)를 통하여 밸룬(103)의 제1 불평형 단자(201)와 제2 불평형 단자(202) 사이에 고주파(고주파 전류, 고주파 전압, 고주파 전력)를 공급한다. 달리 말하면, 고주파 전원(101)은 임피던스 정합 회로(102), 밸룬(103) 및 블로킹 커패시터(104)를 통하여 제1 전극(106)과 제2 전극(111) 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) 사이에 고주파를 공급하는 것으로서 이해될 수도 있다.
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) 사이에는, 임피던스 정합 회로(102), 밸룬(103) 및 블로킹 커패시터(104)를 통하여 고주파 전원(101)에 의하여 고주파가 공급된다. 이것에 의하여, 제1 전극(106)과 제2 전극(111) 사이에 플라스마가 생성되어 타깃(109)의 표면에 셀프 바이어스 전압이 발생하고, 플라스마 중의 이온이 타깃(109)의 표면에 충돌하여 타깃(109)으로부터, 그것을 구성하는 재료의 입자가 방출된다. 그리고 이 입자에 의하여 기판(112) 상에 막이 형성된다.
도 2a에는 밸룬(103)의 일 구성예가 나타나 있다. 도 2a에 나타난 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 권취 수의 코일이며, 철심을 공유한다.
도 2b에는 밸룬(103)의 다른 구성예가 나타나 있다. 도 2b에 나타난 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 권취 수의 코일이며, 철심을 공유한다. 또한 도 2b에 나타난 밸룬(103)은, 제1 평형 단자(211)와 제2 평형 단자(212) 사이에 접속된 제3 코일(223) 및 제4 코일(224)을 더 가지며, 제3 코일(223) 및 제4 코일(224)은, 제3 코일(223)과 제4 코일(224)의 접속 노드(213)의 전압을 제1 평형 단자(211)의 전압과 제2 평형 단자(212)의 전압의 중점으로 하도록 구성되어 있다. 제3 코일(223) 및 제4 코일(224)은 동일 권취 수의 코일이며, 철심을 공유한다. 접속 노드(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 I3이라 하자. I3=0, 즉, 평형 회로측에서 접지에 전류가 흐르지 않는 경우, 접지에 대한 평형 회로의 아이솔레이션 성능이 가장 좋다. I3=I2, 즉, 제1 평형 단자(211)를 흐르는 전류 I2의 전부가 접지에 대하여 흐르는 경우, 접지에 대한 평형 회로의 아이솔레이션 성능이 가장 나쁘다. 이와 같은 아이솔레이션 성능의 정도를 나타내는 지표 ISO는 이하의 식으로 부여될 수 있다. 이 정의 하에서는, ISO의 값의 절댓값이 큰 편이 아이솔레이션 성능이 좋다.
ISO[㏈]=20log(I3/I2')
도 3에 있어서, Rp-jXp는, 진공 용기(110)의 내부 공간에 플라스마가 발생하고 있는 상태에서 제1 평형 단자(211) 및 제2 평형 단자(212)측으로부터 제1 전극(106) 및 제2 전극(111)측(본체(10)측)을 보았을 때의 임피던스(블로킹 커패시터(104)의 리액턴스를 포함함)를 나타내고 있다. 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.
도 4에는 전류 I1(=I2), I2', I3, ISO, α(=X/Rp)의 관계가 예시되어 있다. 본 발명자는, 밸룬(103)을 통하여 고주파 전원(101)으로부터 제1 전극(106)과 제2 전극(111) 사이에 고주파를 공급하는 구성, 특히 해당 구성에 있어서 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키는 것이, 진공 용기(110)의 내부 공간(제1 전극(106)과 제2 전극(111) 사이의 공간)에 형성되는 플라스마의 전위(플라스마 전위)를 진공 용기(110)의 내면의 상태에 대하여 둔감하게 하는 데 유리함을 알아내었다. 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 있다는 것을 의미한다. 1.5≤X/Rp≤5000은 -10.0㏈≥ISO≥-80㏈에 상당한다.
도 5a 내지 5d에는, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 제1 전극(106)의 전위(캐소드 전위)를 시뮬레이션한 결과가 나타나 있다. 도 5a는, 진공 용기(110)의 내면에 막이 형성되어 있지 않은 상태에서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 나타내고 있다. 도 5b는, 진공 용기(110)의 내면에 저항성 막(1000Ω)이 형성된 상태에서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 나타내고 있다. 도 5c는, 진공 용기(110)의 내면에 유도성 막(0.6μH)이 형성된 상태에서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 나타내고 있다. 도 5d는, 진공 용기(110)의 내면에 용량성 막(0.1㎋)이 형성된 상태에서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 나타내고 있다. 도 5a 내지 5d로부터, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키는 것이, 진공 용기(110)의 내면이 다양한 상태에 있어서 플라스마 전위를 안정시키는 데 유리한 것으로 이해된다.
도 6a 내지 6d에는, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키지 않는 경우에 있어서의 플라스마 전위 및 제1 전극(106)의 전위(캐소드 전위)를 시뮬레이션한 결과가 나타나 있다. 도 6a는, 진공 용기(110)의 내면에 막이 형성되어 있지 않은 상태에서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 나타내고 있다. 도 6b는, 진공 용기(110)의 내면에 저항성 막(1000Ω)이 형성된 상태에서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 나타내고 있다. 도 6c는, 진공 용기(110)의 내면에 유도성 막(0.6μH)이 형성된 상태에서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 나타내고 있다. 도 6d는, 진공 용기(110)의 내면에 용량성 막(0.1㎋)이 형성된 상태에서의 플라스마 전위 및 캐소드 전위를 나타내고 있다. 도 6a 내지 6d로부터, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키지 않는 경우에는, 진공 용기(110)의 내면의 상태에 의존하여 플라스마 전위가 변화될 수 있는 것으로 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 변화되기 쉽다. X/Rp>5000인 경우에는, 진공 용기(110)의 내면에 막이 형성되어 있지 않은 상태에서는 제1 전극(106)과 제2 전극(111) 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 6d에 예시된 바와 같은 결과로 된다. 한편, X/Rp<1.5인 경우에는 진공 용기(110)를 통하여 접지로 유입되는 전류가 크므로, 진공 용기(110)의 내면의 상태(내면에 형성되는 막의 전기적인 특성)에 의한 영향이 현저해져, 막의 형성에 의존하여 플라스마 전위가 변화된다. 따라서 전술한 바와 같이 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키도록 플라스마 처리 장치(1)를 구성하는 것이 유리하다.
도 7을 참조하면서 Rp-jXp(실제로 알고자 하는 것은 Rp뿐)의 결정 방법을 예시한다. 먼저, 플라스마 처리 장치(1)로부터 밸룬(103)을 떼어내고, 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)에 고주파를 공급한다. 도 7에 나타난 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 발생하고 있을 때의 본체(10)측(제1 전극(106) 및 제2 전극(111)측)의 임피던스 Rp-jXp에 정합하고 있다. 이때의 임피던스 정합 회로(102)의 임피던스는 Rp+jXp이다.
따라서 임피던스가 정합하였을 때의 임피던스 정합 회로(102)의 임피던스 Rp+jXp에 기초하여 Rp-jXp(실제로 알고자 하는 것은 Rp뿐)를 얻을 수 있다. Rp-jXp는 그 외에, 예를 들어 설계 데이터에 기초하여 시뮬레이션에 의하여 구할 수 있다.
이와 같이 하여 얻어진 Rp에 기초하여 X/Rp를 특정할 수 있다. 예를 들어 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키도록 Rp에 기초하여 밸룬(103)의 제1 코일(221)의 임피던스의 리액턴스 성분(인덕턴스 성분) X를 결정할 수 있다.
도 8에는, 본 발명의 제2 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 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)에서는, 제1 전극(106)과 제1 평형 단자(211)가 블로킹 커패시터(104)를 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 달리 말하면, 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 나타나 있다. 제3 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는 제1 실시 형태의 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 나타난 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) 사이에는, 진공 격벽을 구성하는 벨로우즈(113)가 마련될 수 있다.
마찬가지로 제2 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)도, 제1 전극(106)을 승강시키는 기구 및 제2 전극(106)을 회전시키는 기구 중 적어도 한쪽을 더 구비할 수 있다.
도 10에는, 본 발명의 제4 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제4 실시 형태의 플라스마 처리 장치는, 스퍼터링에 의하여 기판(112)에 막을 형성하는 스퍼터링 장치로서 동작할 수 있다. 제4 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)로서 언급하지 않는 사항은 제1 내지 제3 실시 형태에 따를 수 있다. 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 밸룬(103)과, 제2 밸룬(303)과, 진공 용기(110)와, 제1 조를 구성하는 제1 전극(106) 및 제2 전극(135)과, 제2 조를 구성하는 제1 전극(141) 및 제2 전극(145)을 구비하고 있다. 혹은 플라스마 처리 장치(1)는 제1 밸룬(103)과 제2 밸룬(303)과 본체(10)를 구비하고, 본체(10)가, 진공 용기(110)와, 제1 조를 구성하는 제1 전극(106) 및 제2 전극(135)과, 제2 조를 구성하는 제1 전극(141) 및 제2 전극(145)을 구비하고 있는 것으로서 이해되어도 된다. 본체(10)는 제1 단자(251), 제2 단자(252), 제3 단자(451), 제4 단자(452)를 갖는다.
제1 밸룬(103)은 제1 불평형 단자(201), 제2 불평형 단자(202), 제1 평형 단자(211) 및 제2 평형 단자(212)를 갖는다. 제1 밸룬(103)의 제1 불평형 단자(201) 및 제2 불평형 단자(202)측에는 불평형 회로가 접속되고, 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211) 및 제2 평형 단자(212)측에는 평형 회로가 접속된다. 제2 밸룬(303)은 제1 밸룬(103)과 마찬가지의 구성을 가질 수 있다. 제2 밸룬(303)은 제1 불평형 단자(401), 제2 불평형 단자(402), 제1 평형 단자(411) 및 제2 평형 단자(412)를 갖는다. 제2 밸룬(303)의 제1 불평형 단자(401) 및 제2 불평형 단자(402)측에는 불평형 회로가 접속되고, 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411) 및 제2 평형 단자(412)측에는 평형 회로가 접속된다. 진공 용기(110)는 접지되어 있다.
제1 조의 제1 전극(106)은 타깃(109)을 보유 지지한다. 타깃(109)은, 예를 들어 절연체 재료 또는 도전체 재료일 수 있다. 제1 조의 제2 전극(135)은 제1 전극(106)의 주위에 배치된다. 제1 조의 제1 전극(106)은 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)에 전기적으로 접속되고, 제1 조의 제2 전극(135)은 제1 밸룬(103)의 제2 평형 단자(212)에 전기적으로 접속되어 있다. 제2 조의 제1 전극(141)은 기판(112)을 보유 지지한다. 제2 조의 제2 전극(145)은 제1 전극(141)의 주위에 배치된다. 제2 조의 제1 전극(141)은 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)에 전기적으로 접속되고, 제2 조의 제2 전극(145)은 제2 밸룬(303)의 제2 평형 단자(412)에 전기적으로 접속되어 있다.
상기 구성은, 제1 조의 제1 전극(106)이 제1 단자(251)에 전기적으로 접속되고, 제1 조의 제2 전극(135)이 제2 단자(252)에 전기적으로 접속되고, 제1 단자(251)가 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)에 전기적으로 접속되고, 제2 단자(252)가 제1 밸룬(103)의 제2 평형 단자(212)에 전기적으로 접속된 구성으로서 이해될 수 있다. 또한 상기 구성은, 제2 조의 제1 전극(141)이 제3 단자(451)에 전기적으로 접속되고, 제2 조의 제2 전극(145)이 제4 단자(452)에 전기적으로 접속되고, 제3 단자(451)가 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)에 전기적으로 접속되고, 제4 단자(452)가 제2 밸룬(303)의 제2 평형 단자(412)에 전기적으로 접속되어 있는 것으로서 이해될 수 있다.
제1 조의 제1 전극(106)과 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)(제1 단자(251))는 블로킹 커패시터(104)를 통하여 전기적으로 접속될 수 있다. 블로킹 커패시터(104)는 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)와 제1 조의 제1 전극(106) 사이(혹은 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)와 제2 평형 단자(212) 사이)에서 직류 전류를 차단한다. 블로킹 커패시터(104)를 마련하는 대신, 제1 임피던스 정합 회로(102)가, 제1 밸룬(103)의 제1 불평형 단자(201)와 제2 불평형 단자(202) 사이를 흐르는 직류 전류를 차단하도록 구성되어도 된다. 제1 조의 제1 전극(106) 및 제2 전극(135)은 절연체(132)를 개재하여 진공 용기(110)에 의하여 지지될 수 있다.
제2 조의 제1 전극(141)과 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)(제3 단자(451))는 블로킹 커패시터(304)를 통하여 전기적으로 접속될 수 있다. 블로킹 커패시터(304)는, 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)와 제2 조의 제1 전극(141) 사이(혹은 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)와 제2 평형 단자(412) 사이)에서 직류 전류를 차단한다. 블로킹 커패시터(304)를 마련하는 대신, 제2 임피던스 정합 회로(302)가, 제2 밸룬(303)의 제1 불평형 단자(201)와 제2 불평형 단자(202) 사이를 흐르는 직류 전류를 차단하도록 구성되어도 된다. 제2 조의 제1 전극(141) 및 제2 전극(145)은 절연체(142)를 개재하여 진공 용기(110)에 의하여 지지될 수 있다.
플라스마 처리 장치(1)는, 제1 고주파 전원(101)과, 제1 고주파 전원(101)과 제1 밸룬(103) 사이에 배치된 제1 임피던스 정합 회로(102)를 구비할 수 있다. 제1 고주파 전원(101)은 제1 임피던스 정합 회로(102)를 통하여 제1 밸룬(103)의 제1 불평형 단자(201)와 제2 불평형 단자(202) 사이에 고주파를 공급한다. 달리 말하면, 제1 고주파 전원(101)은 제1 임피던스 정합 회로(102), 제1 밸룬(103) 및 블로킹 커패시터(104)를 통하여 제1 전극(106)과 제2 전극(135) 사이에 고주파를 공급한다. 혹은 제1 고주파 전원(101)은 제1 임피던스 정합 회로(102), 제1 밸룬(103)을 통하여 본체(10)의 제1 단자(251)와 제2 단자(252) 사이에 고주파를 공급한다. 제1 밸룬(103), 그리고 제1 조의 제1 전극(106) 및 제2 전극(135)은, 진공 용기(110)의 내부 공간에 고주파를 공급하는 제1 고주파 공급부를 구성한다.
플라스마 처리 장치(1)는, 제2 고주파 전원(301)과, 제2 고주파 전원(301)과 제2 밸룬(303) 사이에 배치된 제2 임피던스 정합 회로(302)를 구비할 수 있다. 제2 고주파 전원(301)은 제2 임피던스 정합 회로(302)를 통하여 제2 밸룬(303)의 제1 불평형 단자(401)와 제2 불평형 단자(402) 사이에 고주파를 공급한다. 달리 말하면, 제2 고주파 전원(301)은 제2 임피던스 정합 회로(302), 제2 밸룬(303) 및 블로킹 커패시터(304)를 통하여 제2 조의 제1 전극(141)과 제2 전극(145) 사이에 고주파를 공급한다. 혹은 제2 고주파 전원(301)은 제2 임피던스 정합 회로(302), 제2 밸룬(303)을 통하여 본체(10)의 제3 단자(451)와 제4 단자(452) 사이에 고주파를 공급한다. 제2 밸룬(303), 그리고 제2 조의 제1 전극(141) 및 제2 전극(145)은, 진공 용기(110)의 내부 공간에 고주파를 공급하는 제2 고주파 공급부를 구성한다.
제1 고주파 전원(101)으로부터의 고주파의 공급에 의하여 진공 용기(110)의 내부 공간에 플라스마가 발생하고 있는 상태에서 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211) 및 제2 평형 단자(212)측으로부터 제1 조의 제1 전극(106) 및 제2 전극(135)측(본체(10)측)을 보았을 때의 임피던스를 Rp1-jXp1이라 하자. 또한 제1 밸룬(103)의 제1 코일(221)의 임피던스의 리액턴스 성분(인덕턴스 성분)을 X1이라 하자. 이 정의에 있어서, 1.5≤X1/Rp1≤5000을 만족시키는 것은, 진공 용기(110)의 내부 공간에 형성되는 플라스마의 전위를 안정시키는 데 유리하다.
또한 제2 고주파 전원(301)으로부터의 고주파의 공급에 의하여 진공 용기(110)의 내부 공간에 플라스마가 발생하고 있는 상태에서 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411) 및 제2 평형 단자(412)측으로부터 제2 조의 제1 전극(141) 및 제2 전극(145)측(본체(10)측)을 보았을 때의 임피던스를 Rp2-jXp2라 하자. 또한 제2 밸룬(303)의 제1 코일(221)의 임피던스의 리액턴스 성분(인덕턴스 성분)을 X2라 하자. 이 정의에 있어서, 1.5≤X2/Rp2≤5000을 만족시키는 것은, 진공 용기(110)의 내부 공간에 형성되는 플라스마의 전위를 안정시키는 데 유리하다.
도 11에는, 본 발명의 제5 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제5 실시 형태의 장치(1)는, 제4 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 대하여 구동 기구(114, 314)를 추가한 구성을 갖는다. 구동 기구(114)는, 제1 전극(141)을 승강시키는 기구 및 제1 전극(141)을 회전시키는 기구 중 적어도 한쪽을 구비할 수 있다. 구동 기구(314)는, 제2 전극(145)을 승강시키는 기구를 구비할 수 있다.
도 12에는, 본 발명의 제6 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제6 실시 형태의 플라스마 처리 장치는, 스퍼터링에 의하여 기판(112)에 막을 형성하는 스퍼터링 장치로서 동작할 수 있다. 제6 실시 형태로서 언급하지 않는 사항은 제1 내지 제5 실시 형태에 따를 수 있다. 제6 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 복수의 제1 고주파 공급부와, 적어도 하나의 제2 고주파 공급부를 구비하고 있다. 복수의 제1 고주파 공급부 중 하나는 제1 전극(106a)과 제2 전극(135a)과 제1 밸룬(103a)를 포함할 수 있다. 복수의 제1 고주파 공급부 중 다른 하나는 제1 전극(106b)과 제2 전극(135b)과 제1 밸룬(103b)를 포함할 수 있다. 여기서는, 복수의 제1 고주파 공급부가 2개의 고주파 공급부로 구성되는 예를 설명한다. 또한 2개의 고주파 공급부 및 그에 관련되는 구성 요소를 첨자 a, b로 상호 간에 구별한다. 마찬가지로 2개의 타깃에 대해서도 첨자 a, b로 상호 간에 구별한다.
다른 관점에 있어서, 플라스마 처리 장치(1)는, 복수의 제1 밸룬(103a, 103b)과, 제2 밸룬(303)과, 진공 용기(110)와, 제1 전극(106a) 및 제2 전극(135a)과, 제1 전극(106b) 및 제2 전극(135b)과, 제1 전극(141) 및 제2 전극(145)을 구비하고 있다. 혹은 플라스마 처리 장치(1)는 복수의 제1 밸룬(103a, 103b)과 제2 밸룬(303)과 본체(10)를 구비하고, 본체(10)가, 진공 용기(110)와, 제1 전극(106a) 및 제2 전극(135a)과, 제1 전극(106b) 및 제2 전극(135b)과, 제1 전극(141) 및 제2 전극(145)을 구비하고 있는 것으로서 이해되어도 된다. 본체(10)는 제1 단자(251a, 251b), 제2 단자(252a, 252b), 제3 단자(451), 제4 단자(452)를 갖는다.
제1 밸룬(103a)은 제1 불평형 단자(201a), 제2 불평형 단자(202a), 제1 평형 단자(211a) 및 제2 평형 단자(212a)를 갖는다. 제1 밸룬(103a)의 제1 불평형 단자(201a) 및 제2 불평형 단자(202a)측에는 불평형 회로가 접속되고, 제1 밸룬(103a)의 제1 평형 단자(211a) 및 제2 평형 단자(212a)측에는 평형 회로가 접속된다. 제1 밸룬(103b)은 제1 불평형 단자(201b), 제2 불평형 단자(202b), 제1 평형 단자(211b) 및 제2 평형 단자(212b)를 갖는다. 제1 밸룬(103b)의 제1 불평형 단자(201b) 및 제2 불평형 단자(202b)측에는 불평형 회로가 접속되고, 제1 밸룬(103b)의 제1 평형 단자(211b) 및 제2 평형 단자(212b)측에는 평형 회로가 접속된다.
제2 밸룬(303)은 제1 밸룬(103a, 103b)과 마찬가지의 구성을 가질 수 있다. 제2 밸룬(303)은 제1 불평형 단자(401), 제2 불평형 단자(402), 제1 평형 단자(411) 및 제2 평형 단자(412)를 갖는다. 제2 밸룬(303)의 제1 불평형 단자(401) 및 제2 불평형 단자(402)측에는 불평형 회로가 접속되고, 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411) 및 제2 평형 단자(412)측에는 평형 회로가 접속된다. 진공 용기(110)는 접지되어 있다.
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 제1 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.
제1 전극(141)은 기판(112)을 보유 지지한다. 제2 전극(145)은 제1 전극(141)의 주위에 배치된다. 제1 전극(141)은 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)에 전기적으로 접속되고, 제2 전극(145)은 제2 밸룬(303)의 제2 평형 단자(412)에 전기적으로 접속되어 있다.
상기 구성은, 제1 전극(106a, 106b)이 각각 제1 단자(251a, 251b)에 전기적으로 접속되고, 제2 전극(135a, 135b)이 각각 제2 단자(252a, 252b)에 전기적으로 접속되고, 제1 단자(251a, 251b)가 각각 제1 밸룬(103a, 103b)의 제1 평형 단자(211a, 111b)에 전기적으로 접속되고, 제2 단자(252a, 252b)가 각각 제1 밸룬(103a, 103b)의 제2 평형 단자(212a, 212b)에 전기적으로 접속된 구성으로서 이해될 수 있다. 또한 상기 구성은, 제1 전극(141)이 제3 단자(451)에 전기적으로 접속되고, 제2 전극(145)이 제4 단자(452)에 전기적으로 접속되고, 제3 단자(451)가 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)에 전기적으로 접속되고, 제4 단자(452)가 제2 밸룬(303)의 제2 평형 단자(412)에 전기적으로 접속되어 있는 것으로서 이해될 수 있다.
제1 전극(106a, 106b)과 제1 밸룬(103a, 103b)의 제1 평형 단자(211a, 211b)(제1 단자(251a, 251b))는 각각 블로킹 커패시터(104a, 104b)를 통하여 전기적으로 접속될 수 있다. 블로킹 커패시터(104a, 104b)는, 제1 밸룬(103a, 103b)의 제1 평형 단자(211a, 211b)와 제1 전극(106a, 106b) 사이(혹은 제1 밸룬(103a, 103b)의 제1 평형 단자(211a, 211b)와 제2 평형 단자(212a, 212b) 사이)에서 직류 전류를 차단한다. 블로킹 커패시터(104a, 104b)를 마련하는 대신, 제1 임피던스 정합 회로(102a, 102b)가, 제1 밸룬(103a, 103b)의 제1 불평형 단자(201a, 201b)와 제2 불평형 단자(202a, 202b) 사이를 흐르는 직류 전류를 차단하도록 구성되어도 된다. 혹은 블로킹 커패시터(104a, 104b)는 제2 전극(135a, 135b)과 제1 밸룬(103a, 103b)의 제2 평형 단자(212a, 212b)(제2 단자(252a, 252b)) 사이에 배치되어도 된다. 제1 전극(106a, 106b) 및 제2 전극(135a, 135b)은 각각 절연체(132a, 132b)를 개재하여 진공 용기(110)에 의하여 지지될 수 있다.
제1 전극(141)과 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)(제3 단자(451))는 블로킹 커패시터(304)를 통하여 전기적으로 접속될 수 있다. 블로킹 커패시터(304)는, 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)와 제1 전극(141) 사이(혹은 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)와 제2 평형 단자(412) 사이)에서 직류 전류를 차단한다. 블로킹 커패시터(304)를 마련하는 대신, 제2 임피던스 정합 회로(302)가, 제2 밸룬(303)의 제1 불평형 단자(201)와 제2 불평형 단자(202) 사이를 흐르는 직류 전류를 차단하도록 구성되어도 된다. 혹은 블로킹 커패시터(304)는 제2 전극(145)과 제2 밸룬(303)의 제2 평형 단자(412)(제4 단자(452)) 사이에 배치되어도 된다. 제1 전극(141) 및 제2 전극(145)은 절연체(142)를 개재하여 진공 용기(110)에 의하여 지지될 수 있다.
플라스마 처리 장치(1)는 복수의 제1 고주파 전원(101a, 101b)과, 복수의 제1 고주파 전원(101a, 101b)과 복수의 제1 밸룬(103a, 103b) 사이에 각각 배치된 제1 임피던스 정합 회로(102a, 102b)를 구비할 수 있다. 제1 고주파 전원(101a, 101b)은 각각 제1 임피던스 정합 회로(102a, 102b)를 통하여 제1 밸룬(103a, 103b)의 제1 불평형 단자(201a, 201b)와 제2 불평형 단자(202a, 202b) 사이에 고주파를 공급한다. 달리 말하면, 제1 고주파 전원(101a, 101b)은 각각 제1 임피던스 정합 회로(102a, 102b), 제1 밸룬(103a, 103b) 및 블로킹 커패시터(104a, 104b)를 통하여 제1 전극(106a, 106b)과 제2 전극(135a, 135b) 사이에 고주파를 공급한다. 혹은 제1 고주파 전원(101a, 101b)은 제1 임피던스 정합 회로(102a, 102b), 제1 밸룬(103a, 103b)을 통하여 본체(10)의 제1 단자(251a, 251b)와 제2 단자(252a, 252b) 사이에 고주파를 공급한다.
플라스마 처리 장치(1)는, 제2 고주파 전원(301)과, 제2 고주파 전원(301)과 제2 밸룬(303) 사이에 배치된 제2 임피던스 정합 회로(302)를 구비할 수 있다. 제2 고주파 전원(301)은 제2 임피던스 정합 회로(302)를 통하여 제2 밸룬(303)의 제1 불평형 단자(401)와 제2 불평형 단자(402) 사이에 고주파를 공급한다. 달리 말하면, 제2 고주파 전원(301)은 제2 임피던스 정합 회로(302), 제2 밸룬(303) 및 블로킹 커패시터(304)를 통하여 제1 전극(141)과 제2 전극(145) 사이에 고주파를 공급한다. 혹은 제2 고주파 전원(301)은 제2 임피던스 정합 회로(302), 제2 밸룬(303)을 통하여 본체(10)의 제3 단자(451)와 제4 단자(452) 사이에 고주파를 공급한다.
도 13에는, 본 발명의 제7 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제7 실시 형태의 플라스마 처리 장치는, 스퍼터링에 의하여 기판(112)에 막을 형성하는 스퍼터링 장치로서 동작할 수 있다. 제7 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)로서 언급하지 않는 사항은 제1 내지 제6 실시 형태에 따를 수 있다. 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 밸룬(103)과, 제2 밸룬(303)과, 진공 용기(110)와, 제1 조를 구성하는 제1 전극(105a) 및 제2 전극(105b)과, 제2 조를 구성하는 제1 전극(141) 및 제2 전극(145)을 구비하고 있다. 혹은 플라스마 처리 장치(1)는 제1 밸룬(103)과 제2 밸룬(303)과 본체(10)를 구비하고, 본체(10)가, 진공 용기(110)와, 제1 조를 구성하는 제1 전극(105a) 및 제2 전극(105b)과, 제2 조를 구성하는 제1 전극(141) 및 제2 전극(145)을 구비하고 있는 것으로서 이해되어도 된다. 본체(10)는 제1 단자(251), 제2 단자(252), 제3 단자(451), 제4 단자(452)를 갖는다.
제1 밸룬(103)은 제1 불평형 단자(201), 제2 불평형 단자(202), 제1 평형 단자(211) 및 제2 평형 단자(212)를 갖는다. 제1 밸룬(103)의 제1 불평형 단자(201) 및 제2 불평형 단자(202)측에는 불평형 회로가 접속되고, 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211) 및 제2 평형 단자(212)측에는 평형 회로가 접속된다. 제2 밸룬(303)은 제1 밸룬(103)과 마찬가지의 구성을 가질 수 있다. 제2 밸룬(303)은 제1 불평형 단자(401), 제2 불평형 단자(402), 제1 평형 단자(411) 및 제2 평형 단자(412)를 갖는다. 제2 밸룬(303)의 제1 불평형 단자(401) 및 제2 불평형 단자(402)측에는 불평형 회로가 접속되고, 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411) 및 제2 평형 단자(412)측에는 평형 회로가 접속된다. 진공 용기(110)는 접지되어 있다.
제1 조의 제1 전극(105a)은 제1 타깃(109a)을 보유 지지하며, 제1 타깃(109a)을 통하여 기판(112)측 공간과 대향한다. 제1 조의 제2 전극(105b)은 제1 전극(105a) 옆에 배치되어 제2 타깃(109b)을 보유 지지하며, 제2 타깃(109b)을 통하여 기판(112)측 공간과 대향한다. 타깃(109a 및 109b)은, 예를 들어 절연체 재료 또는 도전체 재료일 수 있다. 제1 조의 제1 전극(105a)은 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)에 전기적으로 접속되고, 제1 조의 제2 전극(105b)은 제1 밸룬(103)의 제2 평형 단자(212)에 전기적으로 접속되어 있다.
제2 조의 제1 전극(141)은 기판(112)을 보유 지지한다. 제2 조의 제2 전극(145)은 제1 전극(141)의 주위에 배치된다. 제2 조의 제1 전극(141)은 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)에 전기적으로 접속되고, 제2 조의 제2 전극(145)은 제2 밸룬(303)의 제2 평형 단자(412)에 전기적으로 접속되어 있다.
상기 구성은, 제1 조의 제1 전극(105a)이 제1 단자(251)에 전기적으로 접속되고, 제1 조의 제2 전극(105b)이 제2 단자(252)에 전기적으로 접속되고, 제1 단자(251)가 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)에 전기적으로 접속되고, 제2 단자(252)가 제1 밸룬(103)의 제2 평형 단자(212)에 접속된 구성으로서 이해될 수 있다. 또한 상기 구성은, 제2 조의 제1 전극(141)이 제3 단자(451)에 전기적으로 접속되고, 제2 조의 제2 전극(145)이 제4 단자(452)에 전기적으로 접속되고, 제3 단자(451)가 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)에 전기적으로 접속되고, 제4 단자(452)가 제2 밸룬(303)의 제2 평형 단자(412)에 접속되어 있는 것으로서 이해될 수 있다.
제1 조의 제1 전극(105a)과 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)(제1 단자(251))는 블로킹 커패시터(104a)를 통하여 전기적으로 접속될 수 있다. 블로킹 커패시터(104a)는, 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)와 제1 조의 제1 전극(105a) 사이(혹은 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)와 제2 평형 단자(212) 사이)에서 직류 전류를 차단한다. 제1 조의 제2 전극(105b)과 제1 밸룬(103)의 제2 평형 단자(212)(제2 단자(252))는 블로킹 커패시터(104b)를 통하여 전기적으로 접속될 수 있다. 블로킹 커패시터(104b)는, 제1 밸룬(103)의 제2 평형 단자(212)와 제1 조의 제2 전극(105b) 사이(혹은 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)와 제2 평형 단자(212) 사이)에서 직류 전류를 차단한다. 제1 조의 제1 전극(105a), 제2 전극(105b)은 각각 절연체(132a, 132b)를 개재하여 진공 용기(110)에 의하여 지지될 수 있다.
제2 조의 제1 전극(141)과 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)(제3 단자(451))는 블로킹 커패시터(304)를 통하여 전기적으로 접속될 수 있다. 블로킹 커패시터(304)는, 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)와 제2 조의 제1 전극(141) 사이(혹은 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)와 제2 평형 단자(412) 사이)에서 직류 전류를 차단한다. 블로킹 커패시터(304)를 마련하는 대신, 제2 임피던스 정합 회로(302)가, 제2 밸룬(303)의 제1 불평형 단자(401)와 제2 불평형 단자(402) 사이를 흐르는 직류 전류를 차단하도록 구성되어도 된다. 제2 조의 제1 전극(141), 제2 전극(145)은 각각 절연체(142, 146)를 개재하여 진공 용기(110)에 의하여 지지될 수 있다.
플라스마 처리 장치(1)는, 제1 고주파 전원(101)과, 제1 고주파 전원(101)과 제1 밸룬(103) 사이에 배치된 제1 임피던스 정합 회로(102)를 구비할 수 있다. 제1 고주파 전원(101)은 제1 임피던스 정합 회로(102), 제1 밸룬(103) 및 블로킹 커패시터(104a, 104b)를 통하여 제1 전극(105a)과 제2 전극(105b) 사이에 고주파를 공급한다. 혹은 제1 고주파 전원(101)은 제1 임피던스 정합 회로(102), 제1 밸룬(103)을 통하여 본체(10)의 제1 단자(251)와 제2 단자(252) 사이에 고주파를 공급한다. 제1 밸룬(103), 그리고 제1 조의 제1 전극(105a) 및 제2 전극(105b)은, 진공 용기(110)의 내부 공간에 고주파를 공급하는 제1 고주파 공급부를 구성한다.
플라스마 처리 장치(1)는, 제2 고주파 전원(301)과, 제2 고주파 전원(301)과 제2 밸룬(303) 사이에 배치된 제2 임피던스 정합 회로(302)를 구비할 수 있다. 제2 고주파 전원(301)은 제2 임피던스 정합 회로(302)를 통하여 제2 밸룬(303)의 제1 불평형 단자(401)와 제2 불평형 단자(402) 사이에 고주파를 공급한다. 제2 고주파 전원(301)은 제2 임피던스 정합 회로(302), 제2 밸룬(303) 및 블로킹 커패시터(304)를 통하여 제2 조의 제1 전극(141)과 제2 전극(145) 사이에 고주파를 공급한다. 혹은 제2 고주파 전원(301)은 제2 임피던스 정합 회로(302), 제2 밸룬(303)을 통하여 본체(10)의 제3 단자(451)와 제4 단자(452) 사이에 고주파를 공급한다. 제2 밸룬(303), 그리고 제2 조의 제1 전극(141) 및 제2 전극(145)은, 진공 용기(110)의 내부 공간에 고주파를 공급하는 제2 고주파 공급부를 구성한다.
제1 고주파 전원(101)으로부터의 고주파의 공급에 의하여 진공 용기(110)의 내부 공간에 플라스마가 발생하고 있는 상태에서 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211) 및 제2 평형 단자(212)측으로부터 제1 조의 제1 전극(105a) 및 제2 전극(105b)측(본체(10)측)을 보았을 때의 임피던스를 Rp1-jXp1이라 하자. 또한 제1 밸룬(103)의 제1 코일(221)의 임피던스의 리액턴스 성분(인덕턴스 성분)을 X1이라 하자. 이 정의에 있어서, 1.5≤X1/Rp1≤5000을 만족시키는 것은, 진공 용기(110)의 내부 공간에 형성되는 플라스마의 전위를 안정시키는 데 유리하다.
또한 제2 고주파 전원(301)으로부터의 고주파의 공급에 의하여 진공 용기(110)의 내부 공간에 플라스마가 발생하고 있는 상태에서 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411) 및 제2 평형 단자(412)측으로부터 제2 조의 제1 전극(127) 및 제2 전극(130)측(본체(10)측)을 보았을 때의 임피던스를 Rp2-jXp2라 하자. 또한 제2 밸룬(303)의 제1 코일(221)의 임피던스의 리액턴스 성분(인덕턴스 성분)을 X2라 하자. 이 정의에 있어서, 1.5≤X2/Rp2≤5000을 만족시키는 것은, 진공 용기(110)의 내부 공간에 형성되는 플라스마의 전위를 안정시키는 데 유리하다.
제7 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 제2 조를 구성하는 제1 전극(141)을 승강시키는 기구 및 제2 조를 구성하는 제1 전극(141)을 회전시키는 기구 중 적어도 한쪽을 더 구비할 수 있다. 도 13에 나타난 예에서는, 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 전극(141)을 승강시키는 기구 및 제1 전극(141)을 회전시키는 기구의 양쪽을 포함하는 구동 기구(114)를 구비한다. 또한 도 13에 나타난 예에서는, 플라스마 처리 장치(1)는, 제2 조를 구성하는 제2 전극(145)을 승강시키는 기구(314)을 구비한다. 진공 용기(110)와 구동 기구(114, 314) 사이에는, 진공 격벽을 구성하는 벨로우즈가 마련될 수 있다.
도 14를 참조하면서, 도 13에 나타난 제7 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 있어서의 제1 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 I3이라 하자. I3=0, 즉, 평형 회로측에서 접지에 전류가 흐르지 않는 경우, 접지에 대한 평형 회로의 아이솔레이션 성능이 가장 좋다. I3=I2, 즉, 제1 평형 단자(211)를 흐르는 전류 I2의 전부가 접지에 대하여 흐르는 경우, 접지에 대한 평형 회로의 아이솔레이션 성능이 가장 나쁘다. 이와 같은 아이솔레이션 성능의 정도를 나타내는 지표 ISO는, 제1 내지 제5 실시 형태와 마찬가지로 이하의 식으로 부여될 수 있다. 이 정의 하에서는, ISO의 값의 절댓값이 큰 편이 아이솔레이션 성능이 좋다.
ISO[㏈]=20log(I3/I2')
도 14에 있어서, Rp-jXp(=Rp/2-jXp/2+Rp/2-jXp/2)는, 진공 용기(110)의 내부 공간에 플라스마가 발생하고 있는 상태에서 제1 평형 단자(211) 및 제2 평형 단자(212)측으로부터 제1 전극(105a) 및 제2 전극(105b)측(본체(10)측)을 보았을 때의 임피던스(블로킹 커패시터(104a 및 104b)의 리액턴스를 포함함)를 나타내고 있다. Rp는 저항 성분, -Xp는 리액턴스 성분을 나타내고 있다. 또한 도 14에 있어서, X는, 제1 밸룬(103)의 제1 코일(221)의 임피던스의 리액턴스 성분(인덕턴스 성분)을 나타내고 있다. ISO는 X/Rp에 대하여 상관을 갖는다.
제1 실시 형태의 설명에 있어서 참조한 도 4에는 전류 I1(=I2), I2', I3, ISO, α(=X/Rp)의 관계가 예시되어 있다. 도 4의 관계는 제7 실시 형태에 있어서도 성립된다. 본 발명자는, 제7 실시 형태에 있어서도 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키는 것이, 진공 용기(110)의 내부 공간(제1 전극(105a)과 제2 전극(105b) 사이의 공간)에 형성되는 플라스마의 전위(플라스마 전위)를 진공 용기(110)의 내면의 상태에 대하여 둔감하게 하는 데 유리함을 알아내었다. 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 있다는 것을 의미한다. 1.5≤X/Rp≤5000은 -10.0㏈≥ISO≥-80㏈에 상당한다.
도 15a 내지 15d에는, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키는 경우에 있어서의 플라스마 전위, 제1 전극(105a)의 전위(캐소드 1 전위) 및 제2 전극(105b)의 전위(캐소드 2 전위)를 시뮬레이션한 결과가 나타나 있다. 도 15a는, 진공 용기(110)의 내면에 저항성 막(1mΩ)이 형성된 상태에서의 플라스마 전위, 제1 전극(105a)의 전위(캐소드 1 전위) 및 제2 전극(105b)의 전위(캐소드 2 전위)를 나타내고 있다. 도 15b는, 진공 용기(110)의 내면에 저항성 막(1000Ω)이 형성된 상태에서의 플라스마 전위, 제1 전극(105a)의 전위(캐소드 1 전위) 및 제2 전극(105b)의 전위(캐소드 2 전위)를 나타내고 있다. 도 15c는, 진공 용기(110)의 내면에 유도성 막(0.6μH)이 형성된 상태에서의 플라스마 전위, 제1 전극(105a)의 전위(캐소드 1 전위) 및 제2 전극(105b)의 전위(캐소드 2 전위)를 나타내고 있다. 도 15d는, 진공 용기(110)의 내면에 용량성 막(0.1㎋)이 형성된 상태에서의 플라스마 전위, 제1 전극(105a)의 전위(캐소드 1 전위) 및 제2 전극(105b)의 전위(캐소드 2 전위)를 나타내고 있다. 도 15a 내지 15d로부터, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키는 것이, 진공 용기(110)의 내면이 다양한 상태에 있어서 플라스마 전위를 안정시키는 데 유리한 것으로 이해된다.
도 16a 내지 16d에는, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키지 않는 경우에 있어서의 플라스마 전위, 제1 전극(105a)의 전위(캐소드 1 전위) 및 제2 전극(105b)의 전위(캐소드 2 전위)를 시뮬레이션한 결과가 나타나 있다. 도 16a는, 진공 용기(110)의 내면에 저항성 막(1mΩ)이 형성된 상태에서의 플라스마 전위, 제1 전극(105a)의 전위(캐소드 1 전위) 및 제2 전극(105b)의 전위(캐소드 2 전위)를 나타내고 있다. 도 16b는, 진공 용기(110)의 내면에 저항성 막(1000Ω)이 형성된 상태에서의 플라스마 전위, 제1 전극(105a)의 전위(캐소드 1 전위) 및 제2 전극(105b)의 전위(캐소드 2 전위)를 나타내고 있다. 도 16c는, 진공 용기(110)의 내면에 유도성 막(0.6μH)이 형성된 상태에서의 플라스마 전위, 제1 전극(105a)의 전위(캐소드 1 전위) 및 제2 전극(105b)의 전위(캐소드 2 전위)를 나타내고 있다. 도 16d는, 진공 용기(110)의 내면에 용량성 막(0.1㎋)이 형성된 상태에서의 플라스마 전위, 제1 전극(105a)의 전위(캐소드 1 전위) 및 제2 전극(105b)의 전위(캐소드 2 전위)를 나타내고 있다. 도 16a 내지 16d로부터, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키지 않는 경우에는, 진공 용기(110)의 내면의 상태에 의존하여 플라스마 전위가 변화되는 것이 이해된다.
여기서, X/Rp>5000(예를 들어 X/Rp=∞)인 경우와 X/Rp<1.5인 경우(예를 들어 X/Rp=1.16, X/Rp=0.87)의 양쪽에 있어서, 진공 용기(110)의 내면의 상태에 의존하여 플라스마 전위가 변화되기 쉽다. X/Rp>5000인 경우에는, 진공 용기(110)의 내면에 막이 형성되어 있지 않은 상태에서는 제1 전극(105a)과 제2 전극(105b) 사이에서만 방전이 일어난다. 그러나 X/Rp>5000인 경우, 진공 용기(110)의 내면에 막이 형성되기 시작하면, 그에 대하여 플라스마 전위가 민감하게 반응하여 도 16a 내지 16d에 예시된 바와 같은 결과로 된다. 한편, X/Rp<1.5인 경우에는 진공 용기(110)를 통하여 접지로 유입되는 전류가 크므로, 진공 용기(110)의 내면의 상태(내면에 형성되는 막의 전기적인 특성)에 의한 영향이 현저해져, 막의 형성에 의존하여 플라스마 전위가 변화된다. 따라서 전술한 바와 같이 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키도록 플라스마 처리 장치(1)를 구성하는 것이 유리하다.
도 17에는, 본 발명의 제8 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제8 실시 형태의 플라스마 처리 장치는, 스퍼터링에 의하여 기판(112)에 막을 형성하는 스퍼터링 장치로서 동작할 수 있다. 제8 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)로서 언급하지 않는 사항은 제1 내지 제7 실시 형태에 따를 수 있다. 제8 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는 밸룬(제1 밸룬)(103)과 진공 용기(110)와 제1 전극(105a)과 제2 전극(105b)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(105a)과 제2 전극(105b)을 구비하고 있는 것으로서 이해되어도 된다. 본체(10)는 제1 단자(251) 및 제2 단자(252)를 갖는다.
제1 전극(105a)은, 제1 부재로서의 제1 타깃(109a)을 보유 지지하는 제1 보유 지지면 HS1을 갖고, 제2 전극(105b)은, 제2 부재로서의 제2 타깃(109b)을 보유 지지하는 제2 보유 지지면 HS2를 가질 수 있다. 제1 보유 지지면 HS1 및 제2 보유 지지면 HS2는 하나의 평면 PL에 속할 수 있다.
제8 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는 또한, 제2 밸룬(303)과 제3 전극(141)과 제4 전극(145)을 구비해도 된다. 달리 말하면, 플라스마 처리 장치(1)는 제1 밸룬(103)과 제2 밸룬(303)과 진공 용기(110)와 제1 전극(105a)과 제2 전극(105b)과 제3 전극(141)과 제4 전극(145)을 구비할 수 있다. 혹은 플라스마 처리 장치(1)는 제1 밸룬(103)과 제2 밸룬(303)과 본체(10)를 구비하고, 본체(10)가 진공 용기(110)와 제1 전극(105a)과 제2 전극(105b)과 제3 전극(141)과 제4 전극(145)을 구비하고 있는 것으로서 이해되어도 된다. 본체(10)는 제1 단자(251), 제2 단자(252), 제3 단자(451), 제4 단자(452)를 갖는다.
제1 밸룬(103)은 제1 불평형 단자(201), 제2 불평형 단자(202), 제1 평형 단자(211) 및 제2 평형 단자(212)를 갖는다. 제1 밸룬(103)의 제1 불평형 단자(201) 및 제2 불평형 단자(202)측에는 불평형 회로가 접속되고, 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211) 및 제2 평형 단자(212)측에는 평형 회로가 접속된다. 제2 밸룬(303)은 제1 밸룬(103)과 마찬가지의 구성을 가질 수 있다. 제2 밸룬(303)은 제3 불평형 단자(401), 제4 불평형 단자(402), 제3 평형 단자(411) 및 제4 평형 단자(412)를 갖는다. 제2 밸룬(303)의 제3 불평형 단자(401) 및 제4 불평형 단자(402)측에는 불평형 회로가 접속되고, 제2 밸룬(303)의 제3 평형 단자(411) 및 제4 평형 단자(412)측에는 평형 회로가 접속된다. 진공 용기(110)는 접지되어 있다. 밸룬(103, 303)은, 예를 들어 도 2a, 2b(도 14)에 기재된 구성을 가질 수 있다.
제1 전극(105a)은 제1 타깃(109a)을 보유 지지하며, 제1 타깃(109a)을 개재하여 처리 대상의 기판(112)측 공간과 대향한다. 제2 전극(105b)은 제1 전극(105a) 옆에 배치되어 제2 타깃(109b)을 보유 지지하며, 제2 타깃(109b)을 개재하여 처리 대상의 기판(112)측 공간과 대향한다. 타깃(109a 및 109b)은, 예를 들어 절연체 재료 또는 도전체 재료일 수 있다. 제1 전극(105a)은 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)에 전기적으로 접속되고, 제2 전극(105b)은 제1 밸룬(103)의 제2 평형 단자(212)에 전기적으로 접속되어 있다.
제3 전극(141)은 기판(112)을 보유 지지한다. 제4 전극(145)은 제3 전극(141)의 주위에 배치될 수 있다. 제3 전극(141)은 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)에 전기적으로 접속되고, 제4 전극(145)은 제2 밸룬(303)의 제2 평형 단자(412)에 전기적으로 접속되어 있다.
상기 구성은, 제1 전극(105a)이 제1 단자(251)에 전기적으로 접속되고, 제2 전극(105b)이 제2 단자(252)에 전기적으로 접속되고, 제1 단자(251)가 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)에 전기적으로 접속되고, 제2 단자(252)가 제1 밸룬(103)의 제2 평형 단자(212)에 접속된 구성으로서 이해될 수 있다. 또한 상기 구성은, 제3 전극(141)이 제3 단자(451)에 전기적으로 접속되고, 제4 전극(145)이 제4 단자(452)에 전기적으로 접속되고, 제3 단자(451)가 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)에 전기적으로 접속되고, 제4 단자(452)가 제2 밸룬(303)의 제2 평형 단자(412)에 접속되어 있는 것으로서 이해될 수 있다.
제1 전극(105a)과 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)(제1 단자(251))는 제1 경로 PTH1에 의하여 전기적으로 접속될 수 있다. 제1 경로 PTH1에는 가변 리액턴스(511a)가 배치될 수 있다. 달리 말하면, 제1 전극(105a)과 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)(제1 단자(251))는 가변 리액턴스(511a)를 통하여 전기적으로 접속될 수 있다. 가변 리액턴스(511a)는 커패시터를 포함할 수 있으며, 해당 커패시터는, 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)와 제1 전극(105a) 사이(혹은 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)와 제2 평형 단자(212) 사이)에서 직류 전류를 차단하는 블로킹 커패시터로서 기능할 수 있다. 제2 전극(105b)과 제1 밸룬(103)의 제2 평형 단자(212)(제2 단자(252))는 제2 경로 PTH2에 의하여 전기적으로 접속될 수 있다. 제2 경로 PTH2에는 가변 리액턴스(511b)가 배치될 수 있다. 달리 말하면, 제2 전극(105b)과 제1 밸룬(103)의 제2 평형 단자(212)(제3 단자(252))는 가변 리액턴스(511b)를 통하여 전기적으로 접속될 수 있다. 가변 리액턴스(511b)는 커패시터를 포함할 수 있으며, 해당 커패시터는, 제1 밸룬(103)의 제2 평형 단자(212)와 제2 전극(105b) 사이(혹은 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)와 제2 평형 단자(212) 사이)에서 직류 전류를 차단하는 블로킹 커패시터로서 기능할 수 있다. 제1 전극(105a), 제2 전극(105b)은 각각 절연체(132a, 132b)를 개재하여 진공 용기(110)에 의하여 지지될 수 있다.
플라스마 처리 장치(1)는, 제1 전극(105a)과 접지 사이에 배치된 가변 리액턴스(521a)를 구비할 수 있다. 플라스마 처리 장치(1)는, 제2 전극(105b)과 접지 사이에 배치된 가변 리액턴스(521b)를 구비할 수 있다. 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 경로 PTH1과 제2 경로 PTH2를 접속하는 가변 리액턴스(530)를 구비할 수 있다.
일 구성예에 있어서, 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 전극(105a)에 인가되는 제1 전압과 제2 전극(105b)에 인가되는 제2 전압의 관계에 영향을 주는 조정 리액턴스로서, (a) 제1 평형 단자(211)와 제1 전극(105a)을 접속하는 제1 경로 PTH1에 배치된 가변 리액턴스(511a), (b) 제1 전극(105a)과 접지 사이에 배치된 가변 리액턴스(521a), (c) 제2 평형 단자(212)와 제2 전극(105b)을 접속하는 제2 경로 PTH2에 배치된 가변 리액턴스(511b), (d) 제2 전극(105b)과 접지 사이에 배치된 가변 리액턴스(521b), 및 (e) 제1 경로 PTH1과 제2 경로 PTH2를 접속하는 가변 리액턴스(530) 중 적어도 하나를 포함한다.
제1 전극(105a)에 인가되는 제1 전압과 제2 전극(105b)에 인가되는 제2 전압의 관계에 영향을 주는 조정 리액턴스의 값을 조정함으로써, 제1 타깃(109a)이 스퍼터링되는 양과 제2 타깃(109b)이 스퍼터링되는 양의 관계를 조정할 수 있다. 혹은 조정 리액턴스의 값을 조정함으로써, 제1 타깃(109a)이 스퍼터링되는 양과 제2 타깃(109b)이 스퍼터링되는 양의 균형성을 조정할 수 있다. 이것에 의하여 제1 타깃(109a)의 소비량과 제2 타깃(109b)의 소비량의 관계를 조정할 수 있다. 혹은 제1 타깃(109a)의 소비량과 제2 타깃(109b)의 소비량의 균형성을 조정할 수 있다. 이와 같은 구성은, 예를 들어 제1 타깃(109a)의 교환 타이밍과 제2 타깃(109b)의 교환 타이밍을 동일한 타이밍으로 하여 플라스마 처리 장치(1)의 다운 타임을 저감시키는 데 유리하다. 또한 기판(112)에 형성되는 막의 두께 분포를 조정할 수도 있다.
제3 전극(141)과 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)(제3 단자(451))는 블로킹 커패시터(304)를 통하여 전기적으로 접속될 수 있다. 블로킹 커패시터(304)는, 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)와 제3 전극(141) 사이(혹은 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)와 제2 평형 단자(412) 사이)에서 직류 전류를 차단한다. 블로킹 커패시터(304)를 마련하는 대신, 제2 임피던스 정합 회로(302)가, 제2 밸룬(303)의 제1 불평형 단자(401)와 제2 불평형 단자(402) 사이를 흐르는 직류 전류를 차단하도록 구성되어도 된다. 제3 전극(141), 제4 전극(145)은 각각 절연체(142, 146)를 개재하여 진공 용기(110)에 의하여 지지될 수 있다.
플라스마 처리 장치(1)는, 제1 고주파 전원(101)과, 제1 고주파 전원(101)과 제1 밸룬(103) 사이에 배치된 제1 임피던스 정합 회로(102)를 구비할 수 있다. 제1 고주파 전원(101)은 제1 임피던스 정합 회로(102), 제1 밸룬(103) 및 제1 경로 PTH1을 통하여 제1 전극(105a)과 제2 전극(105b) 사이에 고주파를 공급한다. 혹은 제1 고주파 전원(101)은 제1 임피던스 정합 회로(102), 제1 밸룬(103)을 통하여 본체(10)의 제1 단자(251)와 제2 단자(252) 사이에 고주파를 공급한다. 제1 밸룬(103), 그리고 제1 전극(105a) 및 제2 전극(105b)은, 진공 용기(110)의 내부 공간에 고주파를 공급하는 제1 고주파 공급부를 구성한다.
플라스마 처리 장치(1)는, 제2 고주파 전원(301)과, 제2 고주파 전원(301)과 제2 밸룬(303) 사이에 배치된 제2 임피던스 정합 회로(302)를 구비할 수 있다. 제2 고주파 전원(301)은 제2 임피던스 정합 회로(302)를 통하여 제2 밸룬(303)의 제1 불평형 단자(401)와 제2 불평형 단자(402) 사이에 고주파를 공급한다. 제2 고주파 전원(301)은 제2 임피던스 정합 회로(302), 제2 밸룬(303) 및 블로킹 커패시터(304)를 통하여 제3 전극(141)과 제4 전극(145) 사이에 고주파를 공급한다. 혹은 제2 고주파 전원(301)은 제2 임피던스 정합 회로(302), 제2 밸룬(303)을 통하여 본체(10)의 제3 단자(451)와 제4 단자(452) 사이에 고주파를 공급한다. 제2 밸룬(303), 그리고 제3 전극(141) 및 제4 전극(145)은, 진공 용기(110)의 내부 공간에 고주파를 공급하는 제2 고주파 공급부를 구성한다.
제1 고주파 전원(101)으로부터의 고주파의 공급에 의하여 진공 용기(110)의 내부 공간에 플라스마가 발생하고 있는 상태에서 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211) 및 제2 평형 단자(212)측으로부터 제1 전극(105a) 및 제2 전극(105b)측(본체(10)측)을 보았을 때의 임피던스를 Rp1-jXp1이라 하자. 또한 제1 밸룬(103)의 제1 코일(221)의 임피던스의 리액턴스 성분(인덕턴스 성분)을 X1이라 하자. 이 정의에 있어서, 1.5≤X1/Rp1≤5000을 만족시키는 것은, 진공 용기(110)의 내부 공간에 형성되는 플라스마의 전위를 안정시키는 데 특히 유리하다. 단, 1.5≤X/Rp1≤5000이라는 조건을 만족시키는 것은, 제8 실시 형태에 있어서 필수는 아니며, 유리한 조건인 것에 유의하기 바란다. 제8 실시 형태에서는 밸룬(103)을 마련함으로써, 밸룬(103)을 마련하지 않는 경우보다도 플라스마의 전위를 안정시킬 수 있다. 또한 조정 리액턴스를 마련함으로써, 제1 타깃(109a)이 스퍼터링되는 양과 제2 타깃(109b)이 스퍼터링되는 양의 관계를 조정할 수 있다.
또한 제2 고주파 전원(301)으로부터의 고주파의 공급에 의하여 진공 용기(110)의 내부 공간에 플라스마가 발생하고 있는 상태에서 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411) 및 제2 평형 단자(412)측으로부터 제3 전극(141) 및 제4 전극(145)측(본체(10)측)을 보았을 때의 임피던스를 Rp2-jXp2라 하자. 또한 제2 밸룬(303)의 제1 코일(221)의 임피던스의 리액턴스 성분(인덕턴스 성분)을 X2라 하자. 이 정의에 있어서, 1.5≤X2/Rp2≤5000을 만족시키는 것은, 진공 용기(110)의 내부 공간에 형성되는 플라스마의 전위를 안정시키는 데 특히 유리하다. 단, 1.5≤X/Rp2≤5000이라는 조건을 만족시키는 것은, 제8 실시 형태에 있어서 필수는 아니며, 유리한 조건인 것에 유의하기 바란다.
이하, 도 18 내지 도 25를 참조하면서, 제8 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)를 구체화한 제9 내지 제14 실시 형태를 설명한다. 도 18에는, 본 발명의 제9 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제9 실시 형태로서 언급하지 않는 사항은 제8 실시 형태에 따를 수 있다. 제9 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 경로 PTH1에 배치된 가변 리액턴스(511a), 및 제2 경로 PTH2에 배치된 가변 리액턴스(511b) 중 적어도 하나를 포함한다. 여기서 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 경로 PTH1에 배치된 가변 리액턴스(511a), 및 제2 경로 PTH2에 배치된 가변 리액턴스(511b)의 양쪽을 포함하는 것이 바람직하지만, 어느 한쪽은, 값이 고정된 리액턴스여도 된다.
제1 가변 리액턴스(511a)는 적어도 가변 인덕터(601a)를 포함하며, 바람직하게는 가변 인덕터(601a) 및 커패시터(602a)를 포함할 수 있다. 가변 인덕터(601a)는 제1 평형 단자(211)(제1 단자(251))와 커패시터(602a) 사이에 배치되어도 되고, 커패시터(602a)와 제1 전극(105a) 사이에 배치되어도 된다. 제2 가변 리액턴스(511b)는 적어도 가변 인덕터(601b)를 포함하며, 바람직하게는 가변 인덕터(601b) 및 커패시터(602b)를 포함할 수 있다. 가변 인덕터(601b)는 제2 평형 단자(212)(제2 단자(252))와 커패시터(602b) 사이에 배치되어도 되고, 커패시터(602b)와 제2 전극(105b) 사이에 배치되어도 된다.
도 24에는, 제9 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 있어서, 제1 경로 PTH1의 가변 인덕터(601a) 및 제2 경로 PTH2의 가변 인덕터(601b)의 값을 200nH로 설정한 경우에 기판(112)에 형성된 막의 두께 분포가 나타나 있다. 또한 도 24에는, 제9 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 있어서, 제1 경로 PTH1의 가변 인덕터(601a) 및 제2 경로 PTH2의 가변 인덕터(601b)의 값을 400nH로 설정한 경우에 기판(112)에 형성된 막의 두께 분포가 나타나 있다. 횡축은, 도 18에 있어서의 횡 방향(기판(112)의 표면에 평행인 방향)의 위치이며, 기판(112)의 중심으로부터의 거리를 나타내고 있다. 가변 인덕터(601a, 601b)의 값이 400nH일 때는, 기판(112)의 중심의 좌측과 우측에서 막의 두께 분포가 크게 다르다. 한편, 가변 인덕터(601a, 601b)의 값이 200nH일 때는, 기판(112)의 중심의 좌측과 우측에서 막의 두께 분포의 대칭성이 높다. 가변 인덕터(601a, 601b)의 값이 200nH인 경우 쪽이, 가변 인덕터(601a, 601b)의 값이 400nH인 경우보다도, 제1 전극(105a)에 부여되는 제1 전압과 제2 전극(105b)에 부여되는 제2 전압의 균형성이 좋다.
도 25에는, 제9 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 있어서, 제1 경로 PTH1의 가변 인덕터(601a) 및 제2 경로 PTH2의 가변 인덕터(601b)의 값을 변경하였을 때의 제1 전극(105a), 제2 전극(105b)의 전압이 나타나 있다. 가변 인덕터(601a, 601b)의 값이 약 225nH인 경우에, 제1 전극(105a)에 부여되는 전압과 제2 전극(105b)에 부여되는 전압이 대략 동등하게 되어 있다.
도 19에는, 본 발명의 제10 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제10 실시 형태로서 언급하지 않는 사항은 제8 실시 형태에 따를 수 있다. 제10 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 경로 PTH1에 배치된 가변 리액턴스(511a), 및 제2 경로 PTH2에 배치된 가변 리액턴스(511b) 중 적어도 하나를 포함한다. 여기서 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 경로 PTH1에 배치된 가변 리액턴스(511a), 및 제2 경로 PTH2에 배치된 가변 리액턴스(511b)의 양쪽을 포함하는 것이 바람직하지만, 어느 한쪽은, 값이 고정된 리액턴스여도 된다.
제1 가변 리액턴스(511a)는 적어도 가변 커패시터(604a)를 포함하며, 바람직하게는 가변 커패시터(604a) 및 인덕터(603a)를 포함할 수 있다. 가변 커패시터(604a)는 인덕터(603a)와 제1 전극(105a) 사이에 배치되어도 되고, 제1 평형 단자(211)(제1 단자(251))와 인덕터(603a) 사이에 배치되어도 된다. 제2 가변 리액턴스(511b)는 적어도 가변 커패시터(604b)를 포함하며, 바람직하게는 가변 커패시터(604b) 및 인덕터(603b)를 포함할 수 있다. 가변 커패시터(604b)는 인덕터(603b)와 제2 전극(105b) 사이에 배치되어도 되고, 제2 평형 단자(212)(제2 단자(252))와 인덕터(603b) 사이에 배치되어도 된다.
도 20에는, 본 발명의 제11 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제11 실시 형태로서 언급하지 않는 사항은 제8 실시 형태에 따를 수 있다. 제11 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 전극(105a)과 접지 사이에 배치된 가변 리액턴스(521a)로서의 가변 커패시터(605a), 및 제2 전극(105b)과 접지 사이에 배치된 가변 리액턴스(521b)로서의 가변 커패시터(605b) 중 적어도 하나를 구비하고 있다. 플라스마 처리 장치(1)는 또한, 제1 경로 PTH1에 배치된 리액턴스(이 예에서는 인덕터(603a), 커패시터(602a))와, 제2 경로 PTH2에 배치된 리액턴스(이 예에서는 인덕터(603b), 커패시터(602b))를 구비할 수 있다.
도 21에는, 본 발명의 제12 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제12 실시 형태로서 언급하지 않는 사항은 제8 실시 형태에 따를 수 있다. 제12 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 전극(105a)과 접지 사이에 배치된 가변 리액턴스(521a), 및 제2 전극(105b)과 접지 사이에 배치된 가변 리액턴스(521b) 중 적어도 하나를 구비하고 있다. 가변 리액턴스(521a)는 적어도 가변 인덕터(607a)를 포함하며, 예를 들어 가변 인덕터(607a) 및 커패시터(606a)를 포함할 수 있다. 가변 리액턴스(521b)는 적어도 가변 인덕터(607b)를 포함하며, 예를 들어 가변 인덕터(607b) 및 커패시터(606b)를 포함할 수 있다.
플라스마 처리 장치(1)는 또한, 제1 경로 PTH1에 배치된 리액턴스(이 예에서는 인덕터(603a), 커패시터(602a))와, 제2 경로 PTH2에 배치된 리액턴스(이 예에서는 인덕터(603b), 커패시터(602b))를 구비할 수 있다.
도 22에는, 본 발명의 제13 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제13 실시 형태로서 언급하지 않는 사항은 제8 실시 형태에 따를 수 있다. 제13 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 경로 PTH1과 제2 경로 PTH2를 접속하는 가변 리액턴스(530)로서의 가변 인덕터(608)를 구비하고 있다. 플라스마 처리 장치(1)는 또한, 제1 경로 PTH1에 배치된 리액턴스(이 예에서는 인덕터(603a), 커패시터(602a))와, 제2 경로 PTH2에 배치된 리액턴스(이 예에서는 인덕터(603b), 커패시터(602b))를 구비할 수 있다.
도 23에는, 본 발명의 제14 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제14 실시 형태로서 언급하지 않는 사항은 제8 실시 형태에 따를 수 있다. 제14 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 경로 PTH1과 제2 경로 PTH2를 접속하는 가변 리액턴스(530)로서의 가변 커패시터(609)를 구비하고 있다. 플라스마 처리 장치(1)는 또한, 제1 경로 PTH1에 배치된 리액턴스(이 예에서는 인덕터(603a), 커패시터(602a))와, 제2 경로 PTH2에 배치된 리액턴스(이 예에서는 인덕터(603b), 커패시터(602b))를 구비할 수 있다.
또한 도 18 내지 25를 참조하여 설명한 제9 내지 제14 실시 형태에서는 타깃(109a, 109b)의 대향면에 전극이 배치되어 있지만, 전극에 한정되지 않으며, 이른바 캐러셀형이라 칭해지는 타입의, 플라스마 장치에 있어서의 원통형의 기판 회전 홀더(예를 들어 일본 특허 공개 제2003-1555526호, 일본 특허 공개 소62-133065호)나, 이른바 인라인형이라 칭해지는 타입의, 플라스마 장치에 있어서의 직사각형 형상 등의 기판 트레이(예를 들어 일본 특허 제5824072호, 일본 특허 공개 제2011-144450호)가 배치되도록 구성되어도 된다.
이하, 도 26 내지 도 31을 참조하면서, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여 조정 리액턴스의 값을 조정하는 동작을 설명한다. 도 26에는, 본 발명의 제15 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제15 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 도 18에 나타난 제9 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 대하여 제어부(700)를 추가한 구성을 갖는다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 예를 들어 제1 전압 V1과 제2 전압 V2가 동등해지도록 조정 리액턴스의 값을 조정한다. 예를 들어 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 조정 리액턴스로서의 가변 인덕터(601a, 601b)의 값을 각각 조정하는 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2를 발생시킨다. 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2는 각각 가변 인덕터(601a, 601b)에 공급된다. 가변 인덕터(601a, 601b)는 각각 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2에 따라 자기의 인덕턴스를 변경한다.
도 27에는, 본 발명의 제16 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제16 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 도 19에 나타난 제10 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 대하여 제어부(700)를 추가한 구성을 갖는다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 예를 들어 제1 전압 V1과 제2 전압 V2가 동등해지도록 조정 리액턴스의 값을 조정한다. 예를 들어 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 조정 리액턴스로서의 가변 커패시터(604a, 604b)의 값을 각각 조정하는 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2를 발생시킨다. 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2는 각각 가변 커패시터(604a, 604b)에 공급된다. 가변 커패시터(604a, 604b)는 각각 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2에 따라 자기의 커패시턴스를 변경한다.
도 28에는, 본 발명의 제17 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제17 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 도 20에 나타난 제11 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 대하여 제어부(700)를 추가한 구성을 갖는다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 예를 들어 제1 전압 V1과 제2 전압 V2가 동등해지도록 조정 리액턴스의 값을 조정한다. 예를 들어 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 조정 리액턴스로서의 가변 커패시터(605a, 605b)의 값을 각각 조정하는 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2를 발생시킨다. 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2는 각각 가변 커패시터(605a, 605b)에 공급된다. 가변 커패시터(605a, 605b)는 각각 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2에 따라 자기의 커패시턴스를 변경한다.
도 29에는, 본 발명의 제18 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제18 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 도 21에 나타난 제12 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 대하여 제어부(700)를 추가한 구성을 갖는다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 예를 들어 제1 전압 V1과 제2 전압 V2가 동등해지도록 조정 리액턴스의 값을 조정한다. 예를 들어 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 조정 리액턴스로서의 가변 인덕터(607a, 607b)의 값을 각각 조정하는 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2를 발생시킨다. 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2는 각각 가변 인덕터(607a, 607b)에 공급된다. 가변 인덕터(607a, 607b)는 각각 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2에 따라 자기의 인덕턴스를 변경한다.
도 30에는, 본 발명의 제19 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제19 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 도 22에 나타난 제13 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 대하여 제어부(700)를 추가한 구성을 갖는다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 예를 들어 제1 전압 V1과 제2 전압 V2가 동등해지도록 조정 리액턴스의 값을 조정한다. 예를 들어 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 조정 리액턴스로서의 가변 인덕터(608)의 값을 조정하는 명령값 CNT를 발생시킨다. 명령값 CNT는 가변 인덕터(608)에 공급된다. 가변 인덕터(608)는 명령값에 따라 자기의 인덕턴스를 변경한다.
도 31에는, 본 발명의 제20 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제20 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 도 23에 나타난 제14 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 대하여 제어부(700)를 추가한 구성을 갖는다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 예를 들어 제1 전압 V1과 제2 전압 V2가 동등해지도록 조정 리액턴스의 값을 조정한다. 예를 들어 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 조정 리액턴스로서의 가변 커패시터(609)의 값을 조정하는 명령값 CNT를 발생시킨다. 명령값 CNT는 가변 커패시터(609)에 공급된다. 가변 커패시터(609)는 명령값 CNT에 따라 자기의 커패시턴스를 변경한다.
도 32에는, 본 발명의 제21 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제21 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 기판(112a, 112b)을 에칭하는 에칭 장치로서 동작할 수 있다. 제21 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 전극(105a), 제2 전극(105b)이, 에칭 대상인 제1 기판(112a), 제2 기판(112b)을 각각 보유 지지하고, 제3 전극(141)이 기판을 보유 지지하지 않는 점에서, 제8 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)와 상이하며, 다른 점에서는 제8 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)와 마찬가지의 구성을 가질 수 있다.
일 구성예에 있어서, 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 전극(105a)에 인가되는 제1 전압과 제2 전극(105b)에 인가되는 제2 전압의 관계에 영향을 주는 조정 리액턴스로서, (a) 제1 평형 단자(211)와 제1 전극(105a)을 접속하는 제1 경로 PTH1에 배치된 가변 리액턴스(511a), (b) 제1 전극(105a)과 접지 사이에 배치된 가변 리액턴스(521a), (c) 제2 평형 단자(212)와 제2 전극(105b)을 접속하는 제2 경로 PTH2에 배치된 가변 리액턴스(511b), (d) 제2 전극(105b)과 접지 사이에 배치된 가변 리액턴스(521b), 및 (e) 제1 경로 PTH1과 제2 경로 PTH2를 접속하는 가변 리액턴스(530) 중 적어도 하나를 포함한다.
제1 전극(105a)에 인가되는 제1 전압과 제2 전극(105b)에 인가되는 제2 전압의 관계에 영향을 주는 조정 리액턴스의 값을 조정함으로써 제1 기판(112a)의 에칭양 분포와 제2 기판(112b)의 에칭양 분포를 조정할 수 있다. 혹은 제1 전극(105a)에 인가되는 제1 전압과 제2 전극(105b)에 인가되는 제2 전압의 관계에 영향을 주는 조정 리액턴스의 값을 조정함으로써 제1 기판(112a)의 에칭양 분포와 제2 기판(112b)의 에칭양 분포를 동일하게 할 수 있다.
또한 도 26 내지 31을 참조하여 설명한 제15 내지 제20 실시 형태에서는 타깃(109a, 109b)의 대향면에 전극이 배치되어 있지만, 전극에 한정되지 않으며, 이른바 캐러셀형이라 칭해지는 타입의, 플라스마 장치에 있어서의 원통형의 기판 회전 홀더(예를 들어 일본 특허 공개 제2003-1555526호, 일본 특허 공개 소62-133065호)나, 이른바 인라인형이라 칭해지는 타입의, 플라스마 장치에 있어서의 직사각형 형상 등의 기판 트레이(예를 들어 일본 특허 제5824072호, 일본 특허 공개 제2011-144450호)가 배치되도록 구성되어도 된다.
도 26 내지 도 31을 참조하여 설명한 제15 내지 제20 실시 형태에서는, 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여 조정 리액턴스의 값을 조정한다. 이와 같은 구성 대신, 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 근방에 있어서의 플라스마 강도와 제2 전극(105b)의 근방에 있어서의 플라스마 강도에 기초하여 조정 리액턴스를 조정하도록 구성되어도 된다. 제1 전극(105a)의 근방에 있어서의 플라스마 강도는, 예를 들어 광전 변환 장치에 의하여 검출될 수 있다. 마찬가지로 제2 전극(105b)의 근방에 있어서의 플라스마 강도는, 예를 들어 광전 변환 장치에 의하여 검출될 수 있다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 근방에 있어서의 플라스마 강도와 제2 전극(105b)의 근방에 있어서의 플라스마 강도에 기초하여, 예를 들어 제1 전극(105a)의 근방에 있어서의 플라스마 강도와 제2 전극(105b)의 근방에 있어서의 플라스마 강도가 동등해지도록 조정 리액턴스의 값을 조정하도록 구성될 수 있다.
다음에, 본 발명의 제22 실시 형태로서의 플라스마 처리 방법을 설명한다. 제22 실시 형태로서의 플라스마 처리 방법은, 제8 내지 제21 실시 형태 중 어느 것의 플라스마 처리 장치(1)에 있어서 기판(112)을 처리한다. 해당 플라스마 처리 방법은, 제1 전극(105a)에 인가되는 제1 전압과 제2 전극(105b)에 인가되는 제2 전압의 관계가 조정되도록 조정 리액턴스를 조정하는 공정과, 해당 공정 후에 기판(112)을 처리하는 공정을 포함할 수 있다. 해당 처리는, 기판(112)에 스퍼터링에 의하여 막을 형성하는 공정, 또는 기판(112)을 에칭하는 공정을 포함할 수 있다.
도 33에는, 본 발명의 제23 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제23 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 도 18에 나타난 제9 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 대하여 제어부(700)를 추가한 구성을 갖는다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 예를 들어 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 되도록 조정 리액턴스의 값을 조정한다. 예를 들어 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 되도록 조정 리액턴스로서의 가변 인덕터(601a, 601b)의 값을 각각 조정하는 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2를 발생시킨다. 여기서, 제1 목표값과 제2 목표값은 서로 동등한 값이어도 되고, 제1 목표값과 제2 목표값의 차분이 목표 차분값에 일치하도록 정해져도 된다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 전압인 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 전압인 제2 전압 V2를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다. 혹은 그와 같은 측정에는, 제어부(700)와는 별개로 마련되어도 된다.
제어부(700)는, 임피던스 정합 회로(102)를 제어하는 명령값 CNT3을 발생시킨다. 제어부(700)는, 플라스마를 착화시킬 때는 임피던스 정합 회로(102)가 플라스마의 착화용 임피던스로 되도록 임피던스 정합 회로(102)를 제어한다. 또한 제어부(700)는, 플라스마의 착화 후에 플라스마가 안정되도록 임피던스 정합 회로(102)의 임피던스를 변경한다. 플라스마가 안정된 상태에 있어서, 임피던스 정합 회로(102)의 임피던스는, 플라스마가 발생하고 있을 때의 본체(10)측의 임피던스 Rp-jXp(제1 평형 단자(211) 및 제2 평형 단자(212)측으로부터 제1 전극(105a) 및 제2 전극(105b)측(본체(10)측)을 보았을 때의 임피던스)에 정합한다. 이때의 임피던스 정합 회로(102)의 임피던스는 Rp+jXp이다.
제어부(700)는, 예를 들어 FPGA(Field Programmable Gate Array의 약기) 등의 PLD(Programmable Logic Device의 약기), 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit의 약기), 또는 프로그램이 내장된 범용 또는 전용 컴퓨터, 또는 이들의 전부 또는 일부의 조합에 의하여 구성될 수 있다. 해당 프로그램은 메모리 매체(컴퓨터 가독 메모리 매체)에 저장되거나, 또는 통신 회선을 통하여 제공될 수 있다.
도 40에는, 제23 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 동작이 예시되어 있다. 이 동작은 제어부(700)에 의하여 제어될 수 있다. 공정 S401에서는, 제어부(700)는, 임피던스 정합 회로(102)의 임피던스(Rpi+jXpi)가 플라스마의 착화용 임피던스(Rpi-jXpi)로 설정 혹은 변경되도록 명령값 CNT3을 결정하고, 그 명령값 CNT3을 임피던스 정합 회로(102)에 공급한다. 임피던스 정합 회로(102)는 명령값 CNT3에 따라 자기의 임피던스를 설정 혹은 변경한다.
그 후, 공정 S402(착화 공정)에서는, 제어부(700)는, 임피던스 정합 회로(102)의 임피던스가 플라스마의 착화용 임피던스로 설정된 상태에서 고주파 전원(402)을 기동(ON)하여 고주파를 발생시킨다. 고주파 전원(402)이 발생시키는 고주파는 임피던스 정합 회로(102), 밸룬(103), 조정 리액턴스(가변 인덕터(601a, 601b), 커패시터(602a, 602b)를 통하여 제1 전극(105a) 및 제2 전극(105b)에 공급된다. 이것에 의하여 플라스마가 착화된다.
공정 S403(정합 공정)에서는, 제어부(700)는, 플라스마의 착화 후에 플라스마가 안정되도록 임피던스 정합 회로(102)의 임피던스를 변경한다. 구체적으로는, 공정 S403에서는, 제어부(700)는, 플라스마가 안정되는 임피던스가 임피던스 정합 회로(700)에 설정되도록 명령값 CNT3을 결정하고, 그 명령값 CNT3을 임피던스 정합 회로(700)에 공급한다. 플라스마가 안정된 상태에 있어서, 임피던스 정합 회로(102)의 임피던스는, 플라스마가 발생하고 있을 때의 본체(10)측(제1 전극(106) 및 제2 전극(111)측)의 임피던스 Rp-jXp에 정합하고 있다. 이때의 임피던스 정합 회로(102)의 임피던스는 Rp+jXp이다. 또한 Rp의 값은 Rpi와 다르고 Xp의 값은 Xpi와 다르다.
그 후, 공정 S404에서는, 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2를 취득한다. 그 후, 공정 S405(조정 공정)에서는, 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 되도록 가변 리액턴스로서의 가변 인덕터(601a, 601b)의 값을 각각 조정하는 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2를 발생시킨다. 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2는 각각 가변 인덕터(601a, 601b)에 공급된다. 가변 인덕터(601a, 601b)는 각각 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2에 따라 자기의 인덕턴스를 조정 혹은 변경한다.
도 41에는, 진공 용기(110)의 내부 공간에 플라스마가 발생하고 있는 상태에서 제1 평형 단자(211) 및 제2 평형 단자(212)측으로부터 제1 전극(105a) 및 제2 전극(105b)측(본체(10)측)을 보았을 때의 리액턴스와, 제1 전극(105a) 및 제2 전극(105b)의 전압의 관계가 예시되어 있다. 이 리액턴스는 전술한 -XP에 상당한다. 도 41에 예시된 바와 같이 제1 전극(105a) 및 제2 전극(105b)의 전압은, 조정 리액턴스의 리액턴스를 변경함으로써 그것들 사이의 대소 관계가 바뀐다. 달리 말하면, 리액턴스의 변화에 대한 제1 전극(105a) 및 제2 전극(105b)의 전압의 변화 곡선은, 상호 간에 교차하는 특성을 나타낸다.
도 41에 예시되는 특성은, 예를 들어 미리 실험 혹은 계산에 의하여 결정될 수 있다. 이 경우, 공정 S405에 있어서, 제어부(700)는, 이 특성과, 제1 전극(105a)의 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 전압 V2에 기초하여, 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 되도록 가변 인덕터(601a, 601b)의 값을 각각 조정하는 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2를 발생시킬 수 있다. 도 41에 예시되는 특성이 미리 결정되어 있지 않은 경우에는, 공정 S405에 있어서, 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 전압 V2에 기초하여 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2를 미세 조정할 수 있다.
그 후, 공정 S407에서는, 제어부(700)는 제1 전극(105a)의 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2를 취득한다. 그 후, 공정 S408에서는, 제어부(700)는 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 되었는지 여부를 판단하여, 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 된 경우에는 공정 S409로 진행하고, 그렇지 않은 경우에는 공정 S405로 되돌아간다. 공정 S409(처리 공정)에서는, 제어부(700)는 기판(112)이 처리되도록 제어를 행한다. 해당 제어는, 예를 들어 타깃(109a)과 기판(112) 사이에 배치된 셔터(도시하지 않음), 및 타깃(109b)과 기판(112) 사이에 배치된 셔터(도시하지 않음)의 개폐를 제어하는 것을 포함할 수 있다. 도 40에 나타나는 처리는 수동으로 실행되어도 된다.
일본 특허 공개 평2-156080호 공보의 도 3에는, 고주파 트랜스(Tr7)와 매칭 박스(MB7)와 진공 용기(10)와 제1 타깃(T5)과 제2 타깃(T6)과 고주파 전압 발생기(OSC5)와 전압 증폭기(PA5)와 기판 홀더(21)와 모터(22)를 구비하는 스퍼터 장치가 기재되어 있다. 일본 특허 공개 평2-156080호 공보에 기재된 스퍼터 장치는, 고주파 트랜스(Tr7)와 제1 타깃(T5) 사이, 및 고주파 트랜스(Tr7)와 제2 타깃(T7) 사이에 배치된 매칭 박스(MB7)는, 조정 가능한 리액턴스를 갖는다.
그러나 일본 특허 공개 평2-156080호 공보에 기재된 스퍼터 장치에 있어서의 매칭 박스(MB7)는, 상기 제23 실시 형태에 있어서의 조정 리액턴스(가변 인덕터(601a, 601b))와 같이 동작시킬 수는 없다. 왜냐하면 매칭 박스(MB7)는 임피던스 정합을 위하여 불가결하며, 매칭 박스(MB7)의 리액턴스를 자유롭게 조정하는 것을 허용하면 매칭 박스(MB7)를 임피던스 정합을 위하여 사용할 수 없어서, 플라스마를 발생시키는 것도, 플라스마를 안정시킬 수도 없기 때문이다.
여기서, 일본 특허 공개 평2-156080호 공보에 기재된 스퍼터 장치에 있어서 생성되는 플라스마(P5)는 타깃(T5, T6)의 근방에, 시스라 칭해지는 이온 과다 영역과, 그에 접하는 벌크 플라스마의 영역을 가질 것으로 이해된다. 시스는 커패시터와 마찬가지로 부의 리액턴스 성분을 갖고, 벌크 플라스마는 인덕터와 마찬가지로 정의 리액턴스 성분을 가질 것이다. 이들 리액턴스 성분은, 플라스마를 생성하는 조건인 인가 전력, 방전 압력, 전극 재료 등에 의존할 수 있다. 따라서 플라스마의 리액턴스는 정의 값을 취하거나 부의 값을 취하거나 하며, 또한 그 절댓값도 변화될 수 있다. 일본 특허 공개 평2-156080호 공보에 기재된 스퍼터 장치는, 제23 실시 형태에 예시된 바와 같은 조정 리액턴스를 갖지 않으므로, 2개의 타깃(T5, T6), 달리 말하면 2개의 전극의 전압 사이의 관계를 제어할 수는 없다.
도 34에는, 본 발명의 제24 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제24 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 도 19에 나타난 제10 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 대하여 제어부(700)를 추가한 구성을 갖는다. 제24 실시 형태로서 언급하지 않는 사항은 제23 실시 형태에 따를 수 있다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 예를 들어 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 되도록 조정 리액턴스의 값을 조정한다. 예를 들어 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 되도록 조정 리액턴스로서의 가변 커패시터(604a, 604b)의 값을 각각 조정하는 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2를 발생시킨다. 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2는 각각 가변 커패시터(604a, 604b)에 공급된다. 가변 커패시터(604a, 604b)는 각각 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2에 따라 자기의 커패시턴스를 변경한다. 또한 제어부(700)는, 임피던스 정합 회로(102)를 제어하는 명령값 CNT3을 발생시킨다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 전압인 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 전압인 제2 전압 V2를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다. 혹은 그와 같은 측정에는, 제어부(700)와는 별개로 마련되어도 된다.
도 35에는, 본 발명의 제25 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제25 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 도 20에 나타난 제25 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 대하여 제어부(700)를 추가한 구성을 갖는다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 예를 들어 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 되도록 조정 리액턴스의 값을 조정한다. 예를 들어 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 되도록 조정 리액턴스로서의 가변 커패시터(605a, 605b)의 값을 각각 조정하는 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2를 발생시킨다. 여기서, 제1 목표값과 제2 목표값은 서로 동등한 값이어도 되고, 제1 목표값과 제2 목표값의 차분이 목표 차분값에 일치하도록 정해져도 된다. 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2는 각각 가변 커패시터(605a, 605b)에 공급된다. 가변 커패시터(605a, 605b)는 각각 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2에 따라 자기의 커패시턴스를 변경한다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 전압인 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 전압인 제2 전압 V2를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다. 혹은 그와 같은 측정에는, 제어부(700)와는 별개로 마련되어도 된다.
도 36에는, 본 발명의 제26 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제26 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 도 21에 나타난 제12 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 대하여 제어부(700)를 추가한 구성을 갖는다. 제26 실시 형태로서 언급하지 않는 사항은 제23 실시 형태에 따를 수 있다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 예를 들어 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 되도록 조정 리액턴스의 값을 조정한다. 예를 들어 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 되도록 조정 리액턴스로서의 가변 인덕터(607a, 607b)의 값을 각각 조정하는 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2를 발생시킨다. 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2는 각각 가변 인덕터(607a, 607b)에 공급된다. 가변 인덕터(607a, 607b)는 각각 제1 명령값 CNT1, 제2 명령값 CNT2에 따라 자기의 인덕턴스를 변경한다. 또한 제어부(700)는, 임피던스 정합 회로(102)를 제어하는 명령값 CNT3을 발생시킨다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 전압인 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 전압인 제2 전압 V2를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다. 혹은 그와 같은 측정에는, 제어부(700)와는 별개로 마련되어도 된다.
도 37에는, 본 발명의 제27 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제27 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 도 22에 나타난 제13 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 대하여 제어부(700)를 추가한 구성을 갖는다. 제27 실시 형태로서 언급하지 않는 사항은 제23 실시 형태에 따를 수 있다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 예를 들어 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 되도록 조정 리액턴스의 값을 조정한다. 예를 들어 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 되도록 조정 리액턴스로서의 가변 인덕터(608)의 값을 조정하는 명령값 CNT를 발생시킨다. 명령값 CNT는 가변 인덕터(608)에 공급된다. 가변 인덕터(608)는 명령값에 따라 자기의 인덕턴스를 변경한다. 또한 제어부(700)는, 임피던스 정합 회로(102)를 제어하는 명령값 CNT3을 발생시킨다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 전압인 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 전압인 제2 전압 V2를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다. 혹은 그와 같은 측정에는, 제어부(700)와는 별개로 마련되어도 된다.
도 38에는, 본 발명의 제28 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제28 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 도 23에 나타난 제14 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 대하여 제어부(700)를 추가한 구성을 갖는다. 제28 실시 형태로서 언급하지 않는 사항은 제23 실시 형태에 따를 수 있다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 예를 들어 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 되도록 조정 리액턴스의 값을 조정한다. 예를 들어 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 되도록 조정 리액턴스로서의 가변 커패시터(609)의 값을 조정하는 명령값 CNT를 발생시킨다. 명령값 CNT는 가변 커패시터(609)에 공급된다. 가변 커패시터(609)는 명령값 CNT에 따라 자기의 커패시턴스를 변경한다. 또한 제어부(700)는, 임피던스 정합 회로(102)를 제어하는 명령값 CNT3을 발생시킨다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 전압인 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 전압인 제2 전압 V2를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다. 혹은 그와 같은 측정에는, 제어부(700)와는 별개로 마련되어도 된다.
도 39에는, 본 발명의 제29 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제29 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 기판(112a, 112b)을 에칭하는 에칭 장치로서 동작할 수 있다. 제29 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 제어부(700) 이외에 대해서는 제21 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)와 마찬가지의 구성을 가질 수 있다. 제29 실시 형태로서 언급하지 않는 사항은 제23 실시 형태에 따를 수 있다.
일 구성예에 있어서, 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 전극(105a)에 인가되는 제1 전압과 제2 전극(105b)에 인가되는 제2 전압의 관계에 영향을 주는 조정 리액턴스로서, (a) 제1 평형 단자(211)와 제1 전극(105a)을 접속하는 제1 경로 PTH1에 배치된 가변 리액턴스(511a), (b) 제1 전극(105a)과 접지 사이에 배치된 가변 리액턴스(521a), (c) 제2 평형 단자(212)와 제2 전극(105b)을 접속하는 제2 경로 PTH2에 배치된 가변 리액턴스(511b), (d) 제2 전극(105b)과 접지 사이에 배치된 가변 리액턴스(521b), 및 (e) 제1 경로 PTH1과 제2 경로 PTH2를 접속하는 가변 리액턴스(530) 중 적어도 하나를 포함한다.
제1 전극(105a)에 인가되는 제1 전압과 제2 전극(105b)에 인가되는 제2 전압의 관계에 영향을 주는 조정 리액턴스의 값을 조정함으로써 제1 기판(112a)의 에칭양 분포와 제2 기판(112b)의 에칭양 분포를 조정할 수 있다. 혹은 제1 전극(105a)에 인가되는 제1 전압과 제2 전극(105b)에 인가되는 제2 전압의 관계에 영향을 주는 조정 리액턴스의 값을 조정함으로써 제1 기판(112a)의 에칭양 분포와 제2 기판(112b)의 에칭양 분포를 동일하게 할 수 있다.
또한 도 33 내지 39를 참조하여 설명한 제23 내지 제29 실시 형태에서는 타깃(109a, 109b)의 대향면에 전극이 배치되어 있지만, 전극에 한정되지 않으며, 이른바 캐러셀형이라 칭해지는 타입의, 플라스마 장치에 있어서의 원통형의 기판 회전 홀더(예를 들어 일본 특허 공개 제2003-1555526호, 일본 특허 공개 소62-133065호)나, 이른바 인라인형이라 칭해지는 타입의, 플라스마 장치에 있어서의 직사각형 형상 등의 기판 트레이(예를 들어 일본 특허 제5824072호, 일본 특허 공개 제2011-144450호)가 배치되도록 구성되어도 된다.
도 33 내지 도 39를 참조하여 설명한 제23 내지 제29 실시 형태에서는, 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여 조정 리액턴스의 값을 조정한다. 이와 같은 구성 대신, 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 근방에 있어서의 플라스마 강도와 제2 전극(105b)의 근방에 있어서의 플라스마 강도에 기초하여 조정 리액턴스를 조정하도록 구성되어도 된다. 제1 전극(105a)의 근방에 있어서의 플라스마 강도는, 예를 들어 광전 변환 장치에 의하여 검출될 수 있다. 마찬가지로 제2 전극(105b)의 근방에 있어서의 플라스마 강도는, 예를 들어 광전 변환 장치에 의하여 검출될 수 있다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 근방에 있어서의 플라스마 강도와 제2 전극(105b)의 근방에 있어서의 플라스마 강도에 기초하여, 예를 들어 제1 전극(105a)의 근방에 있어서의 플라스마 강도와 제2 전극(105b)의 근방에 있어서의 플라스마 강도가 동등해지도록, 조정 리액턴스의 값을 조정하도록 구성될 수 있다.
도 42에는, 본 발명의 제30 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제30 실시 형태의 플라스마 처리 장치는, 스퍼터링에 의하여 기판(112)에 막을 형성하는 스퍼터링 장치로서 동작할 수 있다. 제30 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)로서 언급하지 않는 사항은 제1 내지 제29 실시 형태에 따를 수 있다. 제30 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는 밸룬(제1 밸룬)(103)과 진공 용기(110)와 제1 전극(105a)과 제2 전극(105b)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(105a)과 제2 전극(105b)을 구비하고 있는 것으로서 이해되어도 된다. 본체(10)는 제1 단자(251) 및 제2 단자(252)를 갖는다.
제1 전극(105a)은, 제1 부재로서의 제1 타깃(109a)을 보유 지지하는 제1 보유 지지면 HS1을 갖고, 제2 전극(105b)은, 제2 부재로서의 제2 타깃(109b)을 보유 지지하는 제2 보유 지지면 HS2를 가질 수 있다. 제1 보유 지지면 HS1 및 제2 보유 지지면 HS2는 하나의 평면 PL에 속할 수 있다.
제30 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는 또한, 제2 밸룬(303)과 제3 전극(141)과 제4 전극(145)을 구비해도 된다. 달리 말하면, 플라스마 처리 장치(1)는 제1 밸룬(103)과 제2 밸룬(303)과 진공 용기(110)와 제1 전극(105a)과 제2 전극(105b)과 제3 전극(141)과 제4 전극(145)을 구비할 수 있다. 혹은 플라스마 처리 장치(1)는 제1 밸룬(103)과 제2 밸룬(303)과 본체(10)를 구비하고, 본체(10)가 진공 용기(110)와 제1 전극(105a)과 제2 전극(105b)과 제3 전극(141)과 제4 전극(145)을 구비하고 있는 것으로서 이해되어도 된다. 본체(10)는 제1 단자(251), 제2 단자(252), 제3 단자(451), 제4 단자(452)를 갖는다.
제1 밸룬(103)은 제1 불평형 단자(201), 제2 불평형 단자(202), 제1 평형 단자(211) 및 제2 평형 단자(212)를 갖는다. 제1 밸룬(103)의 제1 불평형 단자(201) 및 제2 불평형 단자(202)측에는 불평형 회로가 접속되고, 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211) 및 제2 평형 단자(212)측에는 평형 회로가 접속된다. 제2 밸룬(303)은 제1 밸룬(103)과 마찬가지의 구성을 가질 수 있다. 제2 밸룬(303)은 제3 불평형 단자(401), 제4 불평형 단자(402), 제3 평형 단자(411) 및 제4 평형 단자(412)를 갖는다. 제2 밸룬(303)의 제3 불평형 단자(401) 및 제4 불평형 단자(402)측에는 불평형 회로가 접속되고, 제2 밸룬(303)의 제3 평형 단자(411) 및 제4 평형 단자(412)측에는 평형 회로가 접속된다. 진공 용기(110)는 접지되어 있다. 밸룬(103, 303)은, 예를 들어 도 2a, 2b(도 14)에 기재된 구성을 가질 수 있다.
제1 전극(105a)은 제1 타깃(109a)을 보유 지지하며, 제1 타깃(109a)을 개재하여 처리 대상의 기판(112)측 공간과 대향한다. 제2 전극(105b)은 제1 전극(105a) 옆에 배치되어 제2 타깃(109b)을 보유 지지하며, 제2 타깃(109b)을 개재하여 처리 대상의 기판(112)측 공간과 대향한다. 타깃(109a 및 109b)은, 예를 들어 절연체 재료 또는 도전체 재료일 수 있다. 제1 전극(105a)은 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)에 전기적으로 접속되고, 제2 전극(105b)은 제1 밸룬(103)의 제2 평형 단자(212)에 전기적으로 접속되어 있다.
제3 전극(141)은 기판(112)을 보유 지지한다. 제4 전극(145)은 제3 전극(141)의 주위에 배치될 수 있다. 제3 전극(141)은 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)에 전기적으로 접속되고, 제4 전극(145)은 제2 밸룬(303)의 제2 평형 단자(412)에 전기적으로 접속되어 있다.
상기 구성은, 제1 전극(105a)이 제1 단자(251)에 전기적으로 접속되고, 제2 전극(105b)이 제2 단자(252)에 전기적으로 접속되고, 제1 단자(251)가 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)에 전기적으로 접속되고, 제2 단자(252)가 제1 밸룬(103)의 제2 평형 단자(212)에 접속된 구성으로서 이해될 수 있다. 또한 상기 구성은, 제3 전극(141)이 제3 단자(451)에 전기적으로 접속되고, 제4 전극(145)이 제4 단자(452)에 전기적으로 접속되고, 제3 단자(451)가 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)에 전기적으로 접속되고, 제4 단자(452)가 제2 밸룬(303)의 제2 평형 단자(412)에 접속되어 있는 것으로서 이해될 수 있다.
제1 전극(105a)과 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)(제1 단자(251))는 제1 경로 PTH1에 의하여 전기적으로 접속될 수 있다. 제1 경로 PTH1에는 리액턴스(511a)가 배치될 수 있다. 달리 말하면, 제1 전극(105a)과 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)(제1 단자(251))는 리액턴스(511a)를 통하여 전기적으로 접속될 수 있다. 리액턴스(511a)는 커패시터를 포함할 수 있으며, 해당 커패시터는, 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)와 제1 전극(105a) 사이(혹은 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)와 제2 평형 단자(212) 사이)에서 직류 전류를 차단하는 블로킹 커패시터로서 기능할 수 있다. 제2 전극(105b)과 제1 밸룬(103)의 제2 평형 단자(212)(제2 단자(252))는 제2 경로 PTH2에 의하여 전기적으로 접속될 수 있다. 제2 경로 PTH2에는 리액턴스(511b)가 배치될 수 있다. 달리 말하면, 제2 전극(105b)과 제1 밸룬(103)의 제2 평형 단자(212)(제3 단자(252))는 리액턴스(511b)를 통하여 전기적으로 접속될 수 있다. 리액턴스(511b)는 커패시터를 포함할 수 있으며, 해당 커패시터는, 제1 밸룬(103)의 제2 평형 단자(212)와 제2 전극(105b) 사이(혹은 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211)와 제2 평형 단자(212) 사이)에서 직류 전류를 차단하는 블로킹 커패시터로서 기능할 수 있다. 제1 전극(105a), 제2 전극(105b)은 각각 절연체(132a, 132b)를 개재하여 진공 용기(110)에 의하여 지지될 수 있다.
플라스마 처리 장치(1)는, 제1 전극(105a)과 접지 사이에 배치된 리액턴스(521a)를 구비할 수 있다. 플라스마 처리 장치(1)는, 제2 전극(105b)과 접지 사이에 배치된 리액턴스(521b)를 구비할 수 있다. 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 경로 PTH1과 제2 경로 PTH2를 접속하는 리액턴스(530)를 구비할 수 있다.
일 구성예에 있어서, 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 전극(105a)에 인가되는 제1 전압과 제2 전극(105b)에 인가되는 제2 전압의 관계에 영향을 주는 조정 리액턴스로서, (a) 제1 평형 단자(211)와 제1 전극(105a)을 접속하는 제1 경로 PTH1에 배치된 리액턴스(511a), (b) 제1 전극(105a)과 접지 사이에 배치된 리액턴스(521a), (c) 제2 평형 단자(212)와 제2 전극(105b)을 접속하는 제2 경로 PTH2에 배치된 리액턴스(511b), (d) 제2 전극(105b)과 접지 사이에 배치된 리액턴스(521b), 및 (e) 제1 경로 PTH1과 제2 경로 PTH2를 접속하는 리액턴스(530) 중 적어도 하나를 포함한다.
제3 전극(141)과 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)(제3 단자(451))는 블로킹 커패시터(304)를 통하여 전기적으로 접속될 수 있다. 블로킹 커패시터(304)는, 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)와 제3 전극(141) 사이(혹은 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411)와 제2 평형 단자(412) 사이)에서 직류 전류를 차단한다. 블로킹 커패시터(304)를 마련하는 대신, 제2 임피던스 정합 회로(302)가, 제2 밸룬(303)의 제1 불평형 단자(401)와 제2 불평형 단자(402) 사이를 흐르는 직류 전류를 차단하도록 구성되어도 된다. 제3 전극(141), 제4 전극(145)은 각각 절연체(142, 146)를 개재하여 진공 용기(110)에 의하여 지지될 수 있다.
플라스마 처리 장치(1)는, 제1 불평형 단자와(201)과 제2 불평형 단자(202) 사이에 공급되는 고주파를 발생시키는 제1 고주파 전원(101)을 구비할 수 있다. 고주파 전원(101)은, 제1 불평형 단자와(201)과 제2 불평형 단자(202) 사이에 공급되는 고주파의 주파수를 변경 가능하다. 해당 주파수를 변경함으로써, 제1 전극(105a)에 인가되는 제1 전압 및 제2 전극(105b)에 인가되는 제2 전압을 조정할 수 있다. 혹은 해당 주파수를 변경함으로써, 제1 전극(105a)에 인가되는 제1 전압과 제2 전극(105b)에 인가되는 제2 전압의 관계를 조정할 수 있다.
따라서 해당 주파수를 조정함으로써, 제1 타깃(109a)이 스퍼터링되는 양과 제2 타깃(109b)이 스퍼터링되는 양의 관계를 조정할 수 있다. 혹은 해당 주파수를 조정함으로써, 제1 타깃(109a)이 스퍼터링되는 양과 제2 타깃(109b)이 스퍼터링되는 양의 균형성을 조정할 수 있다. 이것에 의하여 제1 타깃(109a)의 소비량과 제2 타깃(109b)의 소비량의 관계를 조정할 수 있다. 혹은 제1 타깃(109a)의 소비량과 제2 타깃(109b)의 소비량의 균형성을 조정할 수 있다. 이와 같은 구성은, 예를 들어 제1 타깃(109a)의 교환 타이밍과 제2 타깃(109b)의 교환 타이밍을 동일한 타이밍으로 하여 플라스마 처리 장치(1)의 다운 타임을 저감시키는 데 유리하다. 또한 해당 주파수를 조정함으로써, 기판(112)에 형성되는 막의 두께 분포를 조정할 수도 있다.
플라스마 처리 장치(1)는, 제1 고주파 전원(101)과 제1 밸룬(103) 사이에 배치된 제1 임피던스 정합 회로(102)를 더 구비할 수 있다. 제1 고주파 전원(101)은 제1 임피던스 정합 회로(102), 제1 밸룬(103) 및 제1 경로 PTH1을 통하여 제1 전극(105a)과 제2 전극(105b) 사이에 고주파를 공급한다. 혹은 제1 고주파 전원(101)은 제1 임피던스 정합 회로(102), 제1 밸룬(103)을 통하여 본체(10)의 제1 단자(251)와 제2 단자(252) 사이에 고주파를 공급한다. 제1 밸룬(103), 그리고 제1 전극(105a) 및 제2 전극(105b)은, 진공 용기(110)의 내부 공간에 고주파를 공급하는 제1 고주파 공급부를 구성한다.
플라스마 처리 장치(1)는, 제2 고주파 전원(301)과, 제2 고주파 전원(301)과 제2 밸룬(303) 사이에 배치된 제2 임피던스 정합 회로(302)를 구비할 수 있다. 제2 고주파 전원(301)은 제2 임피던스 정합 회로(302)를 통하여 제2 밸룬(303)의 제1 불평형 단자(401)와 제2 불평형 단자(402) 사이에 고주파를 공급한다. 제2 고주파 전원(301)은 제2 임피던스 정합 회로(302), 제2 밸룬(303) 및 블로킹 커패시터(304)를 통하여 제3 전극(141)과 제4 전극(145) 사이에 고주파를 공급한다. 혹은 제2 고주파 전원(301)은 제2 임피던스 정합 회로(302), 제2 밸룬(303)을 통하여 본체(10)의 제3 단자(451)와 제4 단자(452) 사이에 고주파를 공급한다. 제2 밸룬(303), 그리고 제3 전극(141) 및 제4 전극(145)은, 진공 용기(110)의 내부 공간에 고주파를 공급하는 제2 고주파 공급부를 구성한다.
제1 고주파 전원(101)으로부터의 고주파의 공급에 의하여 진공 용기(110)의 내부 공간에 플라스마가 발생하고 있는 상태에서 제1 밸룬(103)의 제1 평형 단자(211) 및 제2 평형 단자(212)측으로부터 제1 전극(105a) 및 제2 전극(105b)측(본체(10)측)을 보았을 때의 임피던스를 Rp1-jXp1이라 하자. 또한 제1 밸룬(103)의 제1 코일(221)의 임피던스의 리액턴스 성분(인덕턴스 성분)을 X1이라 하자. 이 정의에 있어서, 1.5≤X1/Rp1≤5000을 만족시키는 것은, 진공 용기(110)의 내부 공간에 형성되는 플라스마의 전위를 안정시키는 데 특히 유리하다. 단, 1.5≤X/Rp1≤5000이라는 조건을 만족시키는 것은, 제30 실시 형태에 있어서 필수는 아니며, 유리한 조건인 것에 유의하기 바란다. 제30 실시 형태에서는 밸룬(103)을 마련함으로써, 밸룬(103)을 마련하지 않는 경우보다도 플라스마의 전위를 안정시킬 수 있다. 또한 발생하는 고주파의 주파수를 변경 가능한 고주파 전원(101)을 마련함으로써, 제1 타깃(109a)이 스퍼터링되는 양과 제2 타깃(109b)이 스퍼터링되는 양의 관계를 조정할 수 있다.
또한 제2 고주파 전원(301)으로부터의 고주파의 공급에 의하여 진공 용기(110)의 내부 공간에 플라스마가 발생하고 있는 상태에서 제2 밸룬(303)의 제1 평형 단자(411) 및 제2 평형 단자(412)측으로부터 제3 전극(141) 및 제4 전극(145)측(본체(10)측)을 보았을 때의 임피던스를 Rp2-jXp2라 하자. 또한 제2 밸룬(303)의 제1 코일(221)의 임피던스의 리액턴스 성분(인덕턴스 성분)을 X2라 하자. 이 정의에 있어서, 1.5≤X2/Rp2≤5000을 만족시키는 것은, 진공 용기(110)의 내부 공간에 형성되는 플라스마의 전위를 안정시키는 데 특히 유리하다. 단, 1.5≤X/Rp2≤5000이라는 조건을 만족시키는 것은, 제30 실시 형태에 있어서 필수는 아니며, 유리한 조건인 것에 유의하기 바란다.
이하, 도 43 내지 도 48을 참조하면서, 제29 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)를 구체화한 제31 내지 제34 실시 형태를 설명한다. 도 43에는, 본 발명의 제31 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제31 실시 형태로서 언급하지 않는 사항은 제30 실시 형태에 따를 수 있다. 제31 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 경로 PTH1에 배치된 리액턴스(511a), 및 제2 경로 PTH2에 배치된 리액턴스(511b) 중 적어도 하나를 포함한다. 여기서 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 경로 PTH1에 배치된 리액턴스(511a), 및 제2 경로 PTH2에 배치된 리액턴스(511b)의 양쪽을 포함하는 것이 바람직하다.
제1 리액턴스(511a)는 인덕터(601a) 및 커패시터(602a)를 포함할 수 있다. 인덕터(601a)는 제1 평형 단자(211)(제1 단자(251))와 커패시터(602a) 사이에 배치되어도 되고, 커패시터(602a)와 제1 전극(105a) 사이에 배치되어도 된다. 제2 리액턴스(511b)는 인덕터(601b) 및 커패시터(602b)를 포함할 수 있다. 인덕터(601b)는 제2 평형 단자(212)(제2 단자(252))와 커패시터(602b) 사이에 배치되어도 되고, 커패시터(602b)와 제2 전극(105b) 사이에 배치되어도 된다.
도 47에는, 제31 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 있어서, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 12.56㎒로 설정한 경우에 기판(112)에 형성된 막의 정규화된 두께 분포가 나타나 있다. 또한 도 47에는, 제31 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 있어서, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 13.56㎒로 설정한 경우에 기판(112)에 형성된 막의 정규화된 두께 분포가 나타나 있다. 횡축은, 도 43에 있어서의 횡 방향(기판(112)의 표면에 평행인 방향)의 위치이며, 기판(112)의 중심으로부터의 거리를 나타내고 있다. 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수가 12.56㎒일 때는, 기판(112)의 중심의 좌측과 우측에서 막의 두께 분포가 크게 다르다. 한편, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수가 13.56㎒일 때는, 기판(112)의 중심의 좌측과 우측에서 막의 두께 분포의 대칭성이 높다. 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수가 13.56㎒인 경우 쪽이, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수가 12.56㎒인 경우보다도, 제1 전극(105a)에 부여되는 제1 전압과 제2 전극(105b)에 부여되는 제2 전압의 균형성이 좋다.
도 48에는, 제30 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 있어서, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 변화시킨 경우에 있어서의 제1 전극(105a)의 전압(제1 전압) 및 제2 전극(105b)의 전압(제2 전압)이 예시되어 있다. 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 변화시킴으로써 제1 전극(105a)의 전압(제1 전압) 및 제2 전극(105b)의 전압(제2 전압)을 조정할 수 있다. 혹은 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 변화시킴으로써 제1 전극(105a)의 전압(제1 전압)과 제2 전극(105b)의 전압(제2 전압)의 관계를 조정할 수 있다. 예를 들어 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수는, 제1 전극(105a)의 전압(제1 전압)과 제2 전극(105b)의 전압(제2 전압)이 동등해지도록 조정될 수 있다. 이것에 의하여, 제1 타깃(109a)이 스퍼터링되는 양과 제2 타깃(109b)이 스퍼터링되는 양을 동일하게 할 수 있다. 이는, 예를 들어 제1 타깃(109a)의 교환 타이밍과 제2 타깃(109b)의 교환 타이밍을 동일한 타이밍으로 하여 플라스마 처리 장치(1)의 다운 타임을 저감시키는 데 유리하다.
도 44에는, 본 발명의 제32 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제32 실시 형태로서 언급하지 않는 사항은 제30 실시 형태에 따를 수 있다. 제32 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 전극(105a)과 접지 사이에 배치된 리액턴스(521a), 및 제2 전극(105b)과 접지 사이에 배치된 리액턴스(521b) 중 적어도 하나를 구비하고 있다. 리액턴스(521a)는, 예를 들어 인덕터(607a) 및 커패시터(606a)를 포함할 수 있다. 리액턴스(521b)는, 예를 들어 인덕터(607b) 및 커패시터(606b)를 포함할 수 있다.
플라스마 처리 장치(1)는 또한, 제1 경로 PTH1에 배치된 리액턴스(511a)(이 예에서는 인덕터(603a), 커패시터(602a))와, 제2 경로 PTH2에 배치된 리액턴스(511b)(이 예에서는 인덕터(603b), 커패시터(602b))를 구비할 수 있다.
도 45에는, 본 발명의 제33 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제33 실시 형태로서 언급하지 않는 사항은 제30 실시 형태에 따를 수 있다. 제33 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 경로 PTH1과 제2 경로 PTH2를 접속하는 리액턴스(530)로서의 인덕터(608)를 구비하고 있다. 플라스마 처리 장치(1)는 또한, 제1 경로 PTH1에 배치된 리액턴스(511a)(이 예에서는 인덕터(603a), 커패시터(602a))와, 제2 경로 PTH2에 배치된 리액턴스(511b)(이 예에서는 인덕터(603b), 커패시터(602b))를 구비할 수 있다.
도 46에는, 본 발명의 제33 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제33 실시 형태로서 언급하지 않는 사항은 제30 실시 형태에 따를 수 있다. 제33 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 경로 PTH1과 제2 경로 PTH2를 접속하는 가변 리액턴스(530)로서의 커패시터(609)를 구비하고 있다. 플라스마 처리 장치(1)는 또한, 제1 경로 PTH1에 배치된 리액턴스(511a)(이 예에서는 인덕터(603a), 커패시터(602a))와, 제2 경로 PTH2에 배치된 리액턴스(511b)(이 예에서는 인덕터(603b), 커패시터(602b))를 구비할 수 있다.
또한 도 43 내지 도 48을 참조하여 설명한 제30 내지 제33 실시 형태에서는 타깃(109a, 109b)의 대향면에 전극이 배치되어 있지만, 전극에 한정되지 않으며, 이른바 캐러셀형이라 칭해지는 타입의, 플라스마 장치에 있어서의 원통형의 기판 회전 홀더(예를 들어 일본 특허 공개 제2003-1555526호, 일본 특허 공개 소62-133065호)나, 이른바 인라인형이라 칭해지는 타입의, 플라스마 장치에 있어서의 직사각형 형상 등의 기판 트레이(예를 들어 일본 특허 제5824072호, 일본 특허 공개 제2011-144450호)가 배치되도록 구성되어도 된다.
이하, 도 49 내지 도 53을 참조하면서, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정하는 동작을 설명한다. 도 49에는, 본 발명의 제35 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제35 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 도 43에 나타난 제31 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 대하여 제어부(700)를 추가한 구성을 갖는다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 예를 들어 제1 전압 V1과 제2 전압 V2가 동등해지도록 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정한다. 예를 들어 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 조정 리액턴스의 값이 변화되도록, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정하는 명령값 CNT를 발생시킨다. 명령값 CNT는 고주파 전원(101)에 공급된다. 고주파 전원(101)은 명령값 CNT에 따라, 자기가 발생시키는 고주파의 주파수를 변경한다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 전압인 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 전압인 제2 전압 V2를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다. 혹은 그와 같은 측정에는, 제어부(700)와는 별개로 마련되어도 된다.
도 50에는, 본 발명의 제36 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제36 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 도 44에 나타난 제32 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 대하여 제어부(700)를 추가한 구성을 갖는다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 예를 들어 제1 전압 V1과 제2 전압 V2가 동등해지도록 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정한다. 예를 들어 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 조정 리액턴스의 값이 변화되도록, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정하는 명령값 CNT를 발생시킨다. 명령값 CNT는 고주파 전원(101)에 공급된다. 고주파 전원(101)은 명령값 CNT에 따라, 자기가 발생시키는 고주파의 주파수를 변경한다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 전압인 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 전압인 제2 전압 V2를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다. 혹은 그와 같은 측정에는, 제어부(700)와는 별개로 마련되어도 된다.
도 51에는, 본 발명의 제37 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제37 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 도 45에 나타난 제33 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 대하여 제어부(700)를 추가한 구성을 갖는다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 예를 들어 제1 전압 V1과 제2 전압 V2가 동등해지도록 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정한다. 예를 들어 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 조정 리액턴스의 값이 변화되도록, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정하는 명령값 CNT를 발생시킨다. 명령값 CNT는 고주파 전원(101)에 공급된다. 고주파 전원(101)은 명령값 CNT에 따라, 자기가 발생시키는 고주파의 주파수를 변경한다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 전압인 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 전압인 제2 전압 V2를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다. 혹은 그와 같은 측정에는, 제어부(700)와는 별개로 마련되어도 된다.
도 52에는, 본 발명의 제38 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제38 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 도 46에 나타난 제34 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 대하여 제어부(700)를 추가한 구성을 갖는다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 예를 들어 제1 전압 V1과 제2 전압 V2가 동등해지도록 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정한다. 예를 들어 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 조정 리액턴스의 값이 변화되도록, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정하는 명령값 CNT를 발생시킨다. 명령값 CNT는 고주파 전원(101)에 공급된다. 고주파 전원(101)은 명령값 CNT에 따라, 자기가 발생시키는 고주파의 주파수를 변경한다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 전압인 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 전압인 제2 전압 V2를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다. 혹은 그와 같은 측정에는, 제어부(700)와는 별개로 마련되어도 된다.
도 53에는, 본 발명의 제39 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제39 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 기판(112a, 112b)을 에칭하는 에칭 장치로서 동작할 수 있다. 제39 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 전극(105a), 제2 전극(105b)이, 에칭 대상인 제1 기판(112a), 제2 기판(112b)을 각각 보유 지지하고, 제3 전극(141)이 기판을 보유 지지하지 않는 점에서, 제30 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)와 상이하며, 다른 점에서는 제30 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)와 마찬가지의 구성을 가질 수 있다.
일 구성예에 있어서, 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 전극(105a)에 인가되는 제1 전압과 제2 전극(105b)에 인가되는 제2 전압의 관계에 영향을 주는 조정 리액턴스로서, (a) 제1 평형 단자(211)와 제1 전극(105a)을 접속하는 제1 경로 PTH1에 배치된 리액턴스(511a), (b) 제1 전극(105a)과 접지 사이에 배치된 리액턴스(521a), (c) 제2 평형 단자(212)와 제2 전극(105b)을 접속하는 제2 경로 PTH2에 배치된 리액턴스(511b), (d) 제2 전극(105b)과 접지 사이에 배치된 리액턴스(521b), 및 (e) 제1 경로 PTH1과 제2 경로 PTH2를 접속하는 리액턴스(530) 중 적어도 하나를 포함한다.
고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정함으로써 제1 기판(112a)의 에칭양 분포와 제2 기판(112b)의 에칭양 분포를 조정할 수 있다. 혹은 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정함으로써 제1 기판(112a)의 에칭양 분포와 제2 기판(112b)의 에칭양 분포를 동일하게 할 수 있다.
또한 도 49 내지 도 53을 참조하여 설명한 제35 내지 제39 실시 형태에서는 타깃(109a, 109b)의 대향면에 전극이 배치되어 있지만, 전극에 한정되지 않으며, 이른바 캐러셀형이라 칭해지는 타입의, 플라스마 장치에 있어서의 원통형의 기판 회전 홀더(예를 들어 일본 특허 공개 제2003-1555526호, 일본 특허 공개 소62-133065호)나, 이른바 인라인형이라 칭해지는 타입의, 플라스마 장치에 있어서의 직사각형 형상 등의 기판 트레이(예를 들어 일본 특허 제5824072호, 일본 특허 공개 제2011-144450호)가 배치되도록 구성되어도 된다.
도 49 내지 도 53을 참조하여 설명한 제35 내지 제39 실시 형태에서는, 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정한다. 이와 같은 구성 대신, 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 근방에 있어서의 플라스마 강도와 제2 전극(105b)의 근방에 있어서의 플라스마 강도에 기초하여, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정하도록 구성되어도 된다. 제1 전극(105a)의 근방에 있어서의 플라스마 강도는, 예를 들어 광전 변환 장치에 의하여 검출될 수 있다. 마찬가지로 제2 전극(105b)의 근방에 있어서의 플라스마 강도는, 예를 들어 광전 변환 장치에 의하여 검출될 수 있다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 근방에 있어서의 플라스마 강도와 제2 전극(105b)의 근방에 있어서의 플라스마 강도에 기초하여, 예를 들어 제1 전극(105a)의 근방에 있어서의 플라스마 강도와 제2 전극(105b)의 근방에 있어서의 플라스마 강도가 동등해지도록 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수하도록 구성될 수 있다.
다음에, 본 발명의 제40 실시 형태로서의 플라스마 처리 방법을 설명한다. 제40 실시 형태로서의 플라스마 처리 방법은, 제30 내지 제39 실시 형태 중 어느 것의 플라스마 처리 장치(1)에 있어서 기판(112)을 처리한다. 해당 플라스마 처리 방법은, 제1 전극(105a)에 인가되는 제1 전압과 제2 전극(105b)에 인가되는 제2 전압의 관계가 조정되도록, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정하는 공정과, 해당 공정 후에 기판(112)을 처리하는 공정을 포함할 수 있다. 해당 처리는, 기판(112)에 스퍼터링에 의하여 막을 형성하는 공정, 또는 기판(112)을 에칭하는 공정을 포함할 수 있다.
도 54에는, 본 발명의 제41 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제41 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 도 43에 나타난 제31 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 대하여 제어부(700)를 추가한 구성을 갖는다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 예를 들어 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 되도록, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정한다. 예를 들어 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 되도록 조정 리액턴스의 값이 변화되도록, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정하는 명령값 CNTosc를 발생시킨다. 명령값 CNTosc는 고주파 전원(101)에 공급된다. 고주파 전원(101)은 명령값 CNTosc에 따라, 자기가 발생시키는 고주파의 주파수를 변경한다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 전압인 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 전압인 제2 전압 V2를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다. 혹은 그와 같은 측정에는, 제어부(700)와는 별개로 마련되어도 된다.
제어부(700)는, 임피던스 정합 회로(102)를 제어하는 명령값 CNTmb를 발생시킨다. 제어부(700)는, 플라스마를 착화시킬 때는 임피던스 정합 회로(102)가 플라스마의 착화용 임피던스로 되도록 임피던스 정합 회로(102)를 제어한다. 또한 제어부(700)는, 플라스마의 착화 후에 플라스마가 안정되도록 임피던스 정합 회로(102)의 임피던스를 변경한다. 플라스마가 안정된 상태에 있어서, 임피던스 정합 회로(102)의 임피던스는, 플라스마가 발생하고 있을 때의 본체(10)측의 임피던스 Rp-jXp(제1 평형 단자(211) 및 제2 평형 단자(212)측으로부터 제1 전극(105a) 및 제2 전극(105b)측(본체(10)측)을 보았을 때의 임피던스)에 정합한다. 이때의 임피던스 정합 회로(102)의 임피던스는 Rp+jXp이다.
제어부(700)는, 예를 들어 FPGA(Field Programmable Gate Array의 약기) 등의 PLD(Programmable Logic Device의 약기), 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit의 약기), 또는 프로그램이 내장된 범용 또는 전용 컴퓨터, 또는 이들의 전부 또는 일부의 조합에 의하여 구성될 수 있다. 해당 프로그램은 메모리 매체(컴퓨터 가독 메모리 매체)에 저장되거나, 또는 통신 회선을 통하여 제공될 수 있다.
도 40에는, 제39 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 동작이 예시되어 있다. 이 동작은 제어부(700)에 의하여 제어될 수 있다. 공정 S401에서는, 제어부(700)는, 임피던스 정합 회로(102)의 임피던스가 플라스마의 착화용 임피던스로 설정 혹은 변경되도록 명령값 CNTmb를 임피던스 정합 회로(102)에 공급한다. 임피던스 정합 회로(102)는 명령값 CNTmb에 따라 자기의 임피던스를 설정 혹은 변경한다.
그 후, 공정 S402(착화 공정)에서는, 제어부(700)는, 임피던스 정합 회로(102)의 임피던스가 플라스마의 착화용 임피던스로 설정된 상태에서 고주파 전원(402)을 기동(ON)하여 고주파를 발생시킨다. 고주파 전원(402)이 발생시키는 고주파는 임피던스 정합 회로(102), 밸룬(103), 조정 리액턴스(가변 인덕터(601a, 601b), 커패시터(602a, 602b)를 통하여 제1 전극(105a) 및 제2 전극(105b)에 공급된다. 이것에 의하여 플라스마가 착화된다.
공정 S403(정합 공정)에서는, 제어부(700)는, 플라스마의 착화 후에 플라스마가 안정되도록 임피던스 정합 회로(102)의 임피던스를 변경한다. 구체적으로는, 공정 S403에서는, 제어부(700)는, 플라스마가 안정되는 임피던스가 임피던스 정합 회로(700)에 설정되도록 명령값 CNTmb를 결정하고, 명령값 CNTmb를 임피던스 정합 회로(700)에 공급한다. 임피던스 정합 회로(102)는 명령값 CNTmb에 따라 자기의 임피던스를 설정 혹은 변경한다.
그 후, 공정 S404에서는, 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2를 취득한다. 그 후, 공정 S405(조정 공정)에서는, 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 되도록 가변 리액턴스로서의 가변 인덕터(601a, 601b)의 값이 각각 조정되도록 명령값 CNTosc를 발생시킨다. 명령값 CNTosc는 고주파 전원(402)에 공급된다. 고주파 전원(101)은 명령값 CNTosc에 따라, 자기가 발생시키는 고주파의 주파수를 변경한다.
도 59에는, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수와 제1 전극(105a) 및 제2 전극(105b)의 전압의 관계가 예시되어 있다. 이 리액턴스는 전술한 -XP에 상당한다. 도 59에 예시된 바와 같이, 제1 전극(105a) 및 제2 전극(105b)의 전압은, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수의 변경에 의하여 조정 리액턴스의 리액턴스가 변화됨으로써 그것들 사이의 대소 관계가 바뀐다. 달리 말하면, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수의 변화에 대한 제1 전극(105a) 및 제2 전극(105b)의 전압의 변화 곡선은, 상호 간에 교차하는 특성을 나타낸다.
도 59에 예시되는 특성은, 예를 들어 미리 실험 혹은 계산에 의하여 결정될 수 있다. 이 경우, 공정 S405에 있어서, 제어부(700)는, 이 특성과, 제1 전극(105a)의 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 전압 V2에 기초하여, 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 되도록, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정하는 명령값 CNTosc를 발생시킬 수 있다. 도 59에 예시되는 특성이 미리 결정되어 있지 않은 경우에는, 공정 S405에 있어서, 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 전압 V2에 기초하여 명령값 CNTosc를 미세 조정할 수 있다.
그 후, 공정 S407에서는, 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2를 취득한다. 그 후, 공정 S408에서는, 제어부(700)는, 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 되었는지 여부를 판단하여, 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 된 경우에는 공정 S409로 진행하고, 그렇지 않은 경우에는 공정 S405로 되돌아간다. 공정 S409(처리 공정)에서는, 제어부(700)는, 기판(112)이 처리되도록 제어를 행한다. 해당 제어는, 예를 들어 타깃(109a)과 기판(112) 사이에 배치된 셔터(도시하지 않음), 및 타깃(109b)과 기판(112) 사이에 배치된 셔터(도시하지 않음)의 개폐를 제어하는 것을 포함할 수 있다. 도 40에 나타나는 처리는 수동으로 실행되어도 된다.
도 55에는, 본 발명의 제42 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제42 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 도 44에 나타난 제32 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 대하여 제어부(700)를 추가한 구성을 갖는다. 제42 실시 형태로서 언급하지 않는 사항은 제41 실시 형태에 따를 수 있다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 예를 들어 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 되도록, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정한다. 예를 들어 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 조정 리액턴스의 값이 변화되도록, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정하는 명령값 CNTosc를 발생시킨다. 명령값 CNTosc는 고주파 전원(101)에 공급된다. 고주파 전원(101)은 명령값 CNTosc에 따라, 자기가 발생시키는 고주파의 주파수를 변경한다.
도 56에는, 본 발명의 제43 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제43 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 도 45에 나타난 제33 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 대하여 제어부(700)를 추가한 구성을 갖는다. 제43 실시 형태로서 언급하지 않는 사항은 제41 실시 형태에 따를 수 있다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 예를 들어 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 되도록, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정한다. 예를 들어 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 조정 리액턴스의 값이 변화되도록, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정하는 명령값 CNTosc를 발생시킨다. 명령값 CNTosc는 고주파 전원(101)에 공급된다. 고주파 전원(101)은 명령값 CNTosc에 따라, 자기가 발생시키는 고주파의 주파수를 변경한다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 전압인 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 전압인 제2 전압 V2를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다. 혹은 그와 같은 측정에는, 제어부(700)와는 별개로 마련되어도 된다.
도 57에는, 본 발명의 제44 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제44 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 도 46에 나타난 제34 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 대하여 제어부(700)를 추가한 구성을 갖는다. 제42 실시 형태로서 언급하지 않는 사항은 제41 실시 형태에 따를 수 있다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 예를 들어 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제1 전압 V1이 제1 목표값으로 되고 제2 전압 V2가 제2 목표값으로 되도록, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정한다. 예를 들어 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 조정 리액턴스의 값이 변화되도록, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정하는 명령값 CNTosc를 발생시킨다. 명령값 CNTosc는 고주파 전원(101)에 공급된다. 고주파 전원(101)은 명령값 CNTosc에 따라, 자기가 발생시키는 고주파의 주파수를 변경한다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 전압인 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 전압인 제2 전압 V2를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다. 혹은 그와 같은 측정에는, 제어부(700)와는 별개로 마련되어도 된다.
도 58에는, 본 발명의 제45 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제45 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 기판(112a, 112b)을 에칭하는 에칭 장치로서 동작할 수 있다. 제45 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 제어부(700) 이외에 대해서는 제30 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)와 마찬가지의 구성을 가질 수 있다. 제45 실시 형태로서 언급하지 않는 사항은 제41 실시 형태에 따를 수 있다.
일 구성예에 있어서, 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 전극(105a)에 인가되는 제1 전압과 제2 전극(105b)에 인가되는 제2 전압의 관계에 영향을 주는 조정 리액턴스로서, (a) 제1 평형 단자(211)와 제1 전극(105a)을 접속하는 제1 경로 PTH1에 배치된 리액턴스(511a), (b) 제1 전극(105a)과 접지 사이에 배치된 리액턴스(521a), (c) 제2 평형 단자(212)와 제2 전극(105b)을 접속하는 제2 경로 PTH2에 배치된 리액턴스(511b), (d) 제2 전극(105b)과 접지 사이에 배치된 리액턴스(521b), 및 (e) 제1 경로 PTH1과 제2 경로 PTH2를 접속하는 리액턴스(530) 중 적어도 하나를 포함한다.
고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정함으로써 제1 기판(112a)의 에칭양 분포와 제2 기판(112b)의 에칭양 분포를 조정할 수 있다. 혹은 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정함으로써 제1 기판(112a)의 에칭양 분포와 제2 기판(112b)의 에칭양 분포를 동일하게 할 수 있다.
또한 도 54 내지 도 58을 참조하여 설명한 제41 내지 제45 실시 형태에서는 타깃(109a, 109b)의 대향면에 전극이 배치되어 있지만, 전극에 한정되지 않으며, 이른바 캐러셀형이라 칭해지는 타입의, 플라스마 장치에 있어서의 원통형의 기판 회전 홀더(예를 들어 일본 특허 공개 제2003-1555526호, 일본 특허 공개 소62-133065호)나, 이른바 인라인형이라 칭해지는 타입의, 플라스마 장치에 있어서의 직사각형 형상 등의 기판 트레이(예를 들어 일본 특허 제5824072호, 일본 특허 공개 제2011-144450호)가 배치되도록 구성되어도 된다.
도 54 내지 도 58을 참조하여 설명한 제41 내지 제45 실시 형태에서는, 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 제1 전압 V1 및 제2 전극(105b)의 제2 전압 V2에 기초하여, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정한다. 이와 같은 구성 대신, 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 근방에 있어서의 플라스마 강도와 제2 전극(105b)의 근방에 있어서의 플라스마 강도에 기초하여, 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수를 조정하도록 구성되어도 된다. 제1 전극(105a)의 근방에 있어서의 플라스마 강도는, 예를 들어 광전 변환 장치에 의하여 검출될 수 있다. 마찬가지로 제2 전극(105b)의 근방에 있어서의 플라스마 강도는, 예를 들어 광전 변환 장치에 의하여 검출될 수 있다. 제어부(700)는, 제1 전극(105a)의 근방에 있어서의 플라스마 강도와 제2 전극(105b)의 근방에 있어서의 플라스마 강도에 기초하여, 예를 들어 제1 전극(105a)의 근방에 있어서의 플라스마 강도와 제2 전극(105b)의 근방에 있어서의 플라스마 강도가 동등해지도록 고주파 전원(101)이 발생시키는 고주파의 주파수하도록 구성될 수 있다.
도 60에는, 본 발명의 제46 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제46 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 도 33 내지 도 41을 참조하여 설명된 제23 내지 제29 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 변형예이다. 제46 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 기판(112)을 보유 지지하는 제1 전극(141)을 승강시키는 기구 및 제1 전극(141)을 회전시키는 기구 중 적어도 한쪽을 더 구비한다. 도 60에 나타난 예에서는, 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 전극(141)을 승강시키는 기구 및 제1 전극(141)을 회전시키는 기구의 양쪽을 포함하는 구동 기구(114)를 구비한다. 진공 용기(110)와 구동 기구(114) 사이에는, 진공 격벽을 구성하는 벨로우즈(113)가 마련될 수 있다.
도 61에는, 본 발명의 제47 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 구성이 모식적으로 나타나 있다. 제47 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 도 42 내지 도 59을 참조하여 설명된 제30 내지 제45 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)의 변형예이다. 제47 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)는, 기판(112)을 보유 지지하는 제1 전극(141)을 승강시키는 기구 및 제1 전극(141)을 회전시키는 기구 중 적어도 한쪽을 더 구비한다. 도 61에 나타난 예에서는, 플라스마 처리 장치(1)는, 제1 전극(141)을 승강시키는 기구 및 제1 전극(141)을 회전시키는 기구의 양쪽을 포함하는 구동 기구(114)를 구비한다. 진공 용기(110)와 구동 기구(114) 사이에는, 진공 격벽을 구성하는 벨로우즈(113)가 마련될 수 있다.
본 발명은 상기 실시 형태에 제한되는 것이 아니며, 본 발명의 정신 및 범위로부터 이탈하는 일 없이 다양한 변경 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 범위를 공표하기 위하여 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
201: 제1 불평형 단자
202: 제2 불평형 단자
211: 제1 평형 단자
212: 제2 평형 단자
251: 제1 단자
252: 제2 단자
221: 제1 코일
222: 제2 코일
223: 제3 코일
224: 제4 코일
511a, 511b, 521a, 521b, 530: 가변 리액턴스
700: 제어부

Claims (35)

  1. 임피던스 정합 회로와,
    상기 임피던스 정합 회로에 접속된 제1 불평형 단자, 접지된 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,
    상기 제1 전극에 인가되는 제1 전압과 상기 제2 전극에 인가되는 제2 전압의 관계에 영향을 주는 조정 리액턴스와,
    상기 임피던스 정합 회로를 통하여 상기 제1 불평형 단자와 상기 제2 불평형 단자 사이에 공급되는 고주파를 발생시키는 고주파 전원과,
    상기 임피던스 정합 회로의 임피던스 및 상기 조정 리액턴스의 리액턴스를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 평형 단자 및 상기 제2 평형 단자측으로부터 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극측을 보았을 때의 임피던스에 정합하도록 상기 임피던스 정합 회로의 임피던스를 제어하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 플라스마의 착화용 임피던스로 상기 임피던스 정합 회로의 임피던스를 제어하여 플라스마가 착화된 후에, 상기 제1 평형 단자 및 상기 제2 평형 단자측으로부터 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극측을 보았을 때의 임피던스에 정합하도록 상기 임피던스 정합 회로의 임피던스를 제어하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 전극의 전압이 제1 목표값으로 되고 상기 제2 전극의 전압이 제2 목표값으로 되도록 상기 조정 리액턴스의 리액턴스를 제어하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 전극의 전압과 상기 제2 전극의 전압의 차분이 목표 차분값으로 되도록 상기 조정 리액턴스의 리액턴스를 제어하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 조정 리액턴스의 리액턴스를 제어하기 위한 명령값을 상기 조정 리액턴스에 공급하고, 상기 조정 리액턴스는 상기 명령값에 따라 자기의 리액턴스를 변경하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고주파 전원은 상기 고주파의 주파수를 변경 가능하고, 상기 제어부는, 상기 주파수의 변경에 의하여 상기 관계가 조정되도록 상기 고주파 전원의 주파수를 제어하기 위한 명령값을 상기 고주파 전원에 공급하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전극은, 제1 부재를 보유 지지하는 제1 보유 지지면을 갖고, 상기 제2 전극은, 제2 부재를 보유 지지하는 제2 보유 지지면을 갖고, 상기 제1 보유 지지면 및 상기 제2 보유 지지면은 하나의 평면에 속해 있는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 제1 타깃을 보유 지지하고, 상기 제2 전극은 제2 타깃을 보유 지지하고, 상기 제1 전극은 상기 제1 타깃을 개재하여 처리 대상의 기판측의 공간과 대향하고, 상기 제2 전극은 상기 제2 타깃을 개재하여 상기 공간과 대향하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 조정 리액턴스는, (a) 상기 제1 평형 단자와 상기 제1 전극을 접속하는 제1 경로에 배치된 가변 리액턴스, (b) 상기 제1 전극과 접지 사이에 배치된 가변 리액턴스, (c) 상기 제2 평형 단자와 상기 제2 전극을 접속하는 제2 경로에 배치된 가변 리액턴스, (d) 상기 제2 전극과 접지 사이에 배치된 가변 리액턴스, 및 (e) 상기 제1 경로와 상기 제2 경로를 접속하는 가변 리액턴스 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 조정 리액턴스는, 상기 제1 평형 단자와 상기 제1 전극을 접속하는 제1 경로에 배치된 제1 가변 리액턴스, 및 상기 제2 평형 단자와 상기 제2 전극을 접속하는 제2 경로에 배치된 제2 가변 리액턴스 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 가변 리액턴스는 가변 인덕터를 포함하고,
    상기 제2 가변 리액턴스는 가변 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 가변 리액턴스는 가변 커패시터를 포함하고,
    상기 제2 가변 리액턴스는 가변 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 조정 리액턴스는, 상기 제1 전극과 접지를 접속하는 제3 경로에 배치된 제3 가변 리액턴스, 및 상기 제2 전극과 접지를 접속하는 제4 경로에 배치된 제4 가변 리액턴스 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제3 가변 리액턴스는 가변 커패시터를 포함하고,
    상기 제4 가변 리액턴스는 가변 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제3 가변 리액턴스는 가변 인덕터를 포함하고,
    상기 제4 가변 리액턴스는 가변 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 조정 리액턴스는, 상기 제1 평형 단자와 상기 제1 전극을 접속하는 제1 경로와 상기 제2 평형 단자와 상기 제2 전극을 접속하는 제2 경로를 접속하는 가변 리액턴스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 가변 리액턴스는 가변 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 가변 리액턴스는 가변 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 전극의 전압과 상기 제2 전극의 전압에 기초하여 상기 조정 리액턴스를 제어하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  21. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 전극의 근방에 있어서의 플라스마 강도와 상기 제2 전극의 근방에 있어서의 플라스마 강도에 기초하여 상기 조정 리액턴스를 제어하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지부와,
    상기 기판 보유 지지부를 회전시키는 구동 기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 평형 단자 및 상기 제2 평형 단자측으로부터 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극측을 보았을 때의 상기 제1 평형 단자와 상기 제2 평형 단자 사이의 저항 성분을 Rp라 하고, 상기 제1 불평형 단자와 상기 제1 평형 단자 사이의 인덕턴스를 X라 하였을 때, 1.5≤X/Rp≤5000을 만족시키는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 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.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 밸룬은, 상기 제1 평형 단자와 상기 제2 평형 단자 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.
  26. 임피던스 정합 회로와, 상기 임피던스 정합 회로에 접속된 제1 불평형 단자, 접지된 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, 상기 제1 전극에 인가되는 제1 전압과 상기 제2 전극에 인가되는 제2 전압의 관계에 영향을 주는 조정 리액턴스와, 상기 임피던스 정합 회로를 통하여 상기 제1 불평형 단자와 상기 제2 불평형 단자 사이에 공급되는 고주파를 발생시키는 고주파 전원을 구비하는 플라스마 처리 장치에 있어서 기판을 처리하는 플라스마 처리 방법이며,
    상기 제1 평형 단자 및 상기 제2 평형 단자측으로부터 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극측을 보았을 때의 임피던스에 정합하도록 상기 임피던스 정합 회로의 임피던스를 제어하는 정합 공정과,
    상기 관계가 조정되도록 상기 조정 리액턴스를 조정하는 조정 공정과,
    상기 조정 공정 후에 상기 기판을 처리하는 처리 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    플라스마의 착화용 임피던스로 상기 임피던스 정합 회로의 임피던스가 설정된 상태에서 플라스마를 착화시키는 착화 공정을 더 포함하고, 상기 착화 공정 후에 상기 정합 공정이 실시되는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 방법.
  28. 제26항 또는 제27항에 있어서,
    상기 조정 공정은, 상기 제1 전극의 전압이 제1 목표값으로 되고 상기 제2 전극의 전압이 제2 목표값으로 되도록 상기 조정 리액턴스의 리액턴스를 제어하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 방법.
  29. 제26항 또는 제27항에 있어서,
    상기 조정 공정은, 상기 제1 전극의 전압과 상기 제2 전극의 전압의 차분이 목표 차분값으로 되도록 상기 조정 리액턴스의 리액턴스를 제어하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 방법.
  30. 제26항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조정 공정은, 상기 조정 리액턴스의 리액턴스를 제어하기 위한 명령값을 상기 조정 리액턴스에 공급하고, 상기 조정 리액턴스가 상기 명령값에 따라 자기의 리액턴스를 변경하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 방법.
  31. 제26항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고주파 전원은 상기 고주파의 주파수를 변경 가능하고, 상기 조정 공정은, 상기 주파수의 변경에 의하여 상기 관계가 조정되도록 상기 고주파 전원의 주파수를 제어하기 위한 명령값을 상기 고주파 전원에 공급하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 방법.
  32. 제26항 내지 제29항 중 어느 한 항에 기재된 플라스마 처리 방법을 컴퓨터로 하여금 실행하게 하기 위한, 프로그램.
  33. 제26항 내지 제29항 중 어느 한 항에 기재된 플라스마 처리 방법을 컴퓨터로 하여금 실행하게 하기 위한 프로그램이 저장된, 메모리 매체.
  34. 임피던스 정합 회로와,
    상기 임피던스 정합 회로에 접속된 제1 불평형 단자, 접지된 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,
    상기 제1 전극에 인가되는 제1 전압과 상기 제2 전극에 인가되는 제2 전압의 관계에 영향을 주는 조정 리액턴스와,
    상기 임피던스 정합 회로를 통하여 상기 제1 불평형 단자와 상기 제2 불평형 단자 사이에 공급되는 고주파를 발생시키는 고주파 전원과,
    상기 제1 전극의 전압 및 상기 제2 전극의 전압을 측정하는 측정부를 구비하고,
    상기 측정부에서 측정된 상기 제1 전극의 전압과 상기 제2 전극의 전압에 따라 상기 조정 리액턴스의 리액턴스가 조정되는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 조정 리액턴스는 가변 인덕터 및 가변 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
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