KR20210137905A

KR20210137905A - 플라즈마 처리 장치 및 마이크로파 제어 방법

Info

Publication number: KR20210137905A
Application number: KR1020210054599A
Authority: KR
Inventors: 유지 오누마; 히데오 가토
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2020-05-11
Filing date: 2021-04-27
Publication date: 2021-11-18
Also published as: JP2021180070A; US20210351012A1; US11646178B2

Abstract

기준이 되는 장치 상태로부터의 마이크로파의 특성 변화를 억제할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공한다.
플라즈마 처리 장치의 제어기는, 제1 타이밍에 관한 주파수 스펙트럼을 기억부에 기억시켜, 제 1 타이밍으로부터 시간 경과한 제2 타이밍에 있어서, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭으로 마이크로파를 발생시키도록 마이크로파 발생부를 제어하고, 마이크로파의 진행파 파워 및 반사파 파워를 주파수마다 측정하도록 복조부를 제어하며, 복조부의 측정 결과에 근거하여 제2 타이밍에 관련되는 주파수 스펙트럼을 산출하고, 제2 타이밍에 관련되는 주파수 스펙트럼과 기억부에 기억된 제1 타이밍에 관한 주파수 스펙트럼의 주파수마다의 차분이 작아지도록 진행파 파워의 파형을 보정하기 위한 보정값을 주파수마다 산출하며, 산출된 주파수마다의 보정값에 근거하여 진행파 파워의 파형을 보정하도록 마이크로파 발생부를 제어한다.

Description

플라즈마 처리 장치 및 마이크로파 제어 방법{apparatus and method for plasma processing}

본 개시는, 플라즈마 처리 장치 및 마이크로파 제어 방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스와 같은 전자 디바이스의 제조에 있어서는 플라즈마 처리 장치가 이용되고 있다. 특허문헌 1에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 마이크로파 출력부로부터 출력된 마이크로파를 이용하여 가스를 여기시킨다. 마이크로파 출력부는, 설정 파워에 따른 파워를 갖는 마이크로파를, 설정 주파수 범위에서 주파수 변조시키면서 출력한다. 마이크로파 출력부로부터 출력된 마이크로파는, 도파관을 통하여 챔버 본체의 안테나에 인가된다. 도파관에는, 복조부(復調部)가 마련된다. 복조부는, 마이크로파의 진행파 파워 및 반사파 파워를 주파수마다 취득한다. 산출부는, 진행파 파워 및 반사파 파워에 근거하여 산출된 주파수마다의 반사 계수가 극솟점이 되는 주파수를 흡수 주파수로서 산출한다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2018-88323호

본 개시는, 기준이 되는 장치 상태로부터의 마이크로파의 특성 변화를 억제할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공한다.

본 개시의 일 형태에 관한 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마로 기판을 처리한다. 장치는, 챔버 본체와, 마이크로파 발생부와, 도파관과, 복조부와, 제어기를 구비한다. 챔버 본체는, 안테나가 마련되며, 기판을 수용하도록 구성된다. 마이크로파 발생부는, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭에 각각 따른 중앙 주파수, 파워 및 대역폭을 갖는 마이크로파를 발생하도록 구성된다. 도파관은, 마이크로파 발생부에 의하여 출력된 마이크로파를 안테나로 유도하도록 구성된다. 복조부는, 도파관에 마련되며, 마이크로파의 진행파 파워 및 반사파 파워를 주파수마다 측정하도록 구성된다. 제어기는, 마이크로파 발생부 및 복조부에 접속되며, 기억부를 갖는다. 제어기는, 제1 타이밍에 있어서, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭으로 마이크로파를 발생시키도록 마이크로파 발생부를 제어한다. 제어기는, 마이크로파의 진행파 파워 및 반사파 파워를 주파수마다 측정하도록 복조부를 제어한다. 제어부는, 복조부의 측정 결과에 근거하여, 주파수마다의 진행파 파워와 반사파 파워의 비인 주파수 스펙트럼을 산출한다. 제어기는, 제1 타이밍에 관한 주파수 스펙트럼을 기억부에 기억시킨다. 제어기는, 제1 타이밍으로부터 시간 경과한 제2 타이밍에 있어서, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭으로 마이크로파를 발생시키도록 마이크로파 발생부를 제어한다. 제어기는, 마이크로파의 진행파 파워 및 반사파 파워를 주파수마다 측정하도록 복조부를 제어하고, 복조부의 측정 결과에 근거하여 제2 타이밍에 관련되는 주파수 스펙트럼을 산출한다. 제어기는, 제2 타이밍에 관련되는 주파수 스펙트럼과 기억부에 기억된 제1 타이밍에 관한 주파수 스펙트럼의 주파수마다의 차분이 작아지도록 진행파 파워의 파형을 보정하기 위한 보정값을 주파수마다 산출한다. 제어기는, 산출된 주파수마다의 보정값에 근거하여 진행파 파워의 파형을 보정하도록 마이크로파 발생부를 제어한다.

본 개시의 일 측면에 의하면, 기준이 되는 장치 상태로부터의 마이크로파의 특성 변화를 억제할 수 있는 플라즈마 처리 장치가 제공된다.

도 1은 일 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치의 일례를 나타내는 도이다.
도 2는 마이크로파 출력 장치, 튜너 및 복조부의 일례를 나타내는 도이다.
도 3은 파형 발생부에 있어서의 마이크로파의 생성 원리의 일례를 설명하는 도이다.
도 4는 대역폭을 갖는 마이크로파의 일례를 설명하는 도이다.
도 5는 제1 예의 복조 제어부의 구성도이다.
도 6은 제2 예의 복조 제어부의 구성도이다.
도 7은 제어기의 기능의 일례를 설명하는 블록도이다.
도 8의 (A)~(D)는, 주파수 스펙트럼의 변화의 일례를 설명하는 도이다.
도 9는 마이크로파 제어 방법의 일례의 플로차트이다.
도 10은 마이크로파 제어 방법의 일례의 플로차트이다.
도 11의 (A), (B)는, 주파수 스펙트럼의 일례를 설명하는 도이다.
도 12는 마이크로파 제어 방법의 일례의 플로차트이다.
도 13의 (A), (B), (C)는, 주파수 스펙트럼의 일례를 설명하는 도이다.

이하, 다양한 예시적 실시형태에 대하여 설명한다.

전자 디바이스의 제조에 있어서는, 프로세스 레시피대로 안정된 플라즈마를 생성하는 것이 중요하다. 플라즈마 안정화를 향상시키기 위하여, 대역폭을 갖는 마이크로파로 플라즈마를 생성하는 것이 생각된다. 그러나, 챔버 내부의 부품 공차 또는 부품 소모 등에 의하여 플라즈마 상태가 경시적으로 변화하여, 프로세스 특성이 변화하는 경우가 있다.

이 때문에, 플라즈마 장치의 상태를 진단 및 감시하는 것이 중요해진다. 특허문헌 1에 기재된 장치는, 흡수 주파수를 산출할 수 있다. 흡수 주파수는, 프로세스 특성의 변화의 원인이 되는 장치 상태를 진단하기 위하여 이용할 수 있다. 그러나, 특허문헌 1에 기재된 플라즈마 처리 장치에 있어서는, 주파수를 스위프한 마이크로파를 이용하여 흡수 주파수를 산출한다. 이 때문에, 프로세스 레시피와는 다른 진단용 레시피로 흡수 주파수를 산출하게 된다. 따라서, 생산성이 저하될 우려가 있다. 또, 진단용 레시피의 마이크로파의 파형 및 설정 파워는, 프로세스 레시피의 마이크로파의 파형 및 설정 파워와는 다르다. 이 때문에, 진단용 레시피에서의 진단 결과가 프로세스 레시피 실행 시의 진단 결과와 반드시 일치하지 않는 경우가 있다.

상기 사정을 감안하여, 진단용 레시피를 이용하지 않고 흡수 주파수를 산출할 수 있는 기술이 필요해진다. 또한, 기준이 되는 장치 상태로부터의 마이크로파의 특성 변화를 억제할 수 있는 기술이 필요해진다. 본 개시는, 기준이 되는 장치 상태로부터의 마이크로파의 특성 변화를 억제할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공한다.

이 장치에 의하면, 마이크로파는, 제1 타이밍에 있어서, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭으로 발생시킬 수 있다. 마이크로파의 진행파 파워 및 반사파 파워는 주파수마다 측정된다. 이로써, 제1 타이밍에 있어서 주파수 스펙트럼이 얻어진다. 제1 타이밍으로부터 시간 경과한 제2 타이밍에 있어서, 동일 조건으로 마이크로파가 발생되어, 주파수 스펙트럼이 얻어진다. 그리고, 제2 타이밍에 관련되는 주파수 스펙트럼과 기억부에 기억된 제1 타이밍에 관한 주파수 스펙트럼의 주파수마다의 차분이 작아지도록 진행파 파워의 파형을 보정하기 위한 보정값이 주파수마다 산출된다. 산출된 주파수마다의 보정값에 근거하여 진행파 파워의 파형이 보정된다. 이와 같이, 플라즈마 처리 장치는, 제2 타이밍에 있어서, 제1 타이밍에 있어서의 장치 상태를 기준으로 하여, 기준값과 주파수 스펙트럼의 주파수마다의 차분이 작아지도록 진행파 파워의 파형을 보정할 수 있다. 이 때문에, 플라즈마 처리 장치는, 기준이 되는 장치 상태로부터의 마이크로파의 특성 변화를 억제할 수 있다.

일 실시형태에 있어서는, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭은, 기판의 플라즈마 처리 시의 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭과 동일해도 된다. 이 경우, 플라즈마 처리 장치는, 프로세스 실행 시와 동일한 조건으로 주파수 스펙트럼을 측정하여, 주파수 스펙트럼을 보정할 수 있다. 따라서, 플라즈마 처리 장치는, 진단용 레시피를 별도 준비할 필요가 없어, 진단용 레시피에서의 진단 결과와 프로세스 레시피 실행 시의 진단 결과가 상이한 것을 회피할 수 있다. 그리고, 플라즈마 처리 장치는, 프로세스 레시피 실행 시에 보정할 수 있기 때문에, 진단용 레시피를 채용하는 경우와 비교하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

일 실시형태에 있어서는, 제1 타이밍은, 장치의 도입 타이밍 또는 장치의 메인터넌스 타이밍이어도 된다. 이 경우, 플라즈마 처리 장치는, 장치의 도입 타이밍 또는 메인터넌스 타이밍에 있어서의 장치 상태를 기준으로 할 수 있다.

본 개시의 다른 형태에 관한 마이크로파 제어 방법은, 제1 타이밍에 있어서, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭으로 마이크로파를 발생시키는 공정과, 마이크로파의 진행파 파워 및 반사파 파워를 주파수마다 측정하여, 주파수마다의 진행파 파워와 반사파 파워의 비인 주파수 스펙트럼을 산출하는 공정과, 제1 타이밍에 관련되는 주파수 스펙트럼을 기억하는 공정과, 제1 타이밍으로부터 시간 경과한 제2 타이밍에 있어서, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭으로 마이크로파를 발생시키는 공정과, 마이크로파의 진행파 파워 및 반사파 파워를 주파수마다 측정하여, 제2 타이밍에 관련되는 주파수 스펙트럼을 산출하는 공정과, 제2 타이밍에 관련되는 주파수 스펙트럼과 제1 타이밍에 관련되는 주파수 스펙트럼의 주파수마다의 차분이 작아지도록 진행파 파워의 파형을 보정하기 위한 보정값을 주파수마다 산출하는 공정과, 산출된 주파수마다의 보정값에 근거하여 진행파 파워의 파형을 보정하는 공정을 포함한다.

이 마이크로파 제어 방법에 의하면, 상술한 플라즈마 처리 장치와 동일하게, 제2 타이밍에 있어서, 제1 타이밍에 있어서의 장치 상태를 기준으로 하여, 기준값과 주파수 스펙트럼의 주파수마다의 차분을 작게 하도록 진행파 파워의 파형을 보정할 수 있다. 이 때문에, 마이크로파 제어 방법은, 기준이 되는 장치 상태로부터의 마이크로파의 특성 변화를 억제할 수 있다.

본 개시의 또 다른 형태에 관한 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마로 기판을 처리한다. 장치는, 챔버 본체와, 마이크로파 발생부와, 도파관과, 복조부와, 제어부를 구비한다. 챔버 본체는, 안테나가 마련되며, 기판을 수용하도록 구성된다. 마이크로파 발생부는, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭에 각각 따른 중앙 주파수, 파워 및 대역폭을 갖는 마이크로파를 발생하도록 구성된다. 도파관은, 마이크로파 발생부에 의하여 출력된 마이크로파를 안테나로 유도하도록 구성된다. 복조부는, 도파관에 마련되며, 마이크로파의 진행파 파워 및 반사파 파워를 주파수마다 측정하도록 구성된다. 제어기는, 마이크로파 발생부 및 복조부에 접속된다. 제어기는, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭에 있어서의 주파수 스펙트럼의 주파수 각각에 대응하는 기준값을 취득한다. 제어기는, 진행파 파워 및 반사파 파워를 주파수마다 측정하도록 복조부를 제어한다. 제어기는, 주파수마다의 진행파 파워와 반사파 파워의 비인 주파수 스펙트럼을 산출한다. 제어기는, 주파수 스펙트럼과 대응하는 기준값의 주파수마다의 차분이 작아지도록 마이크로파의 진행파 파워의 파형을 보정하기 위한 보정값을 주파수마다 산출한다. 제어기는, 산출된 보정값에 근거하여 마이크로파의 진행파 파워의 파형을 보정한다.

이 장치에 의하면, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭에 있어서의 주파수 스펙트럼의 주파수 각각에 대응하는 기준값이 취득된다. 그리고, 마이크로파는, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭으로 발생시킬 수 있다. 마이크로파의 진행파 파워 및 반사파 파워는 주파수마다 측정된다. 이로써, 주파수 스펙트럼이 얻어진다. 그리고, 주파수 스펙트럼과 대응하는 기준값의 주파수마다의 차분이 작아지도록 진행파 파워의 파형을 보정하기 위한 보정값이 주파수마다 산출된다. 산출된 주파수마다의 보정값에 근거하여 진행파 파워의 파형이 보정된다. 이와 같이, 플라즈마 처리 장치는, 미리 취득된 기준값을 기준으로 하여, 기준값과 주파수 스펙트럼의 주파수마다의 차분이 작아지도록 진행파 파워의 파형을 보정할 수 있다. 이 때문에, 플라즈마 처리 장치는, 기준이 되는 장치 상태로부터의 마이크로파의 특성 변화를 억제할 수 있다. 또한, 이 플라즈마 처리 장치는, 장치의 개체차를 저감시킬 수도 있다.

기준값은 상수로 할 수 있다.

본 개시의 또 다른 형태에 관한 마이크로파 제어 방법은, 주파수 스펙트럼의 주파수 각각에 대응하여 설정되는 기준값을 취득하는 공정이며, 주파수 스펙트럼은, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭으로 발생시키는 마이크로파의 주파수마다의 진행파 파워와 반사파 파워의 비인, 공정과, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭으로 마이크로파를 발생시키는 공정과, 발생시킨 마이크로파의 진행파 파워 및 반사파 파워를 주파수마다 측정하여, 주파수 스펙트럼을 산출하는 공정과, 주파수 스펙트럼과 기준값의 주파수마다의 차에 근거하여, 마이크로파의 진행파 파워의 파형을 보정하기 위한 보정값을 주파수마다 산출하는 공정과, 산출된 주파수마다의 보정값에 근거하여 마이크로파의 진행파 파워의 파형을 보정하는 공정을 포함한다.

이 마이크로파 제어 방법에 의하면, 상술한 플라즈마 처리 장치와 동일하게, 미리 취득된 기준값을 기준으로 하여, 기준값과 주파수 스펙트럼의 주파수마다의 차분이 작아지도록 진행파 파워의 파형을 보정할 수 있다. 이 때문에, 마이크로파 제어 방법은, 기준이 되는 장치 상태로부터의 마이크로파의 특성 변화를 억제할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 다양한 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이는 것으로 한다.

[플라즈마 처리 장치의 개요]

도 1은, 일 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치의 일례를 나타내는 도면이다. 도 1에 나타나는 플라즈마 처리 장치(1)는, 챔버 본체(12), 및 마이크로파 출력 장치(16)(마이크로파 출력부의 일례)를 구비한다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 스테이지(14), 안테나(18), 및 유전체창(20)을 더 구비할 수 있다.

챔버 본체(12)는, 그 내부에 처리 공간(S)을 제공한다. 챔버 본체(12)는, 측벽(12a) 및 바닥부(12b)를 갖는다. 측벽(12a)은, 대략 통 형상으로 형성된다. 이 측벽(12a)의 중심 축선은, 연직 방향으로 뻗는 축선(Z)에 대략 일치한다. 바닥부(12b)는, 측벽(12a)의 하단 측에 마련된다. 바닥부(12b)에는, 배기용의 배기 구멍(12h)이 마련된다. 측벽(12a)의 상단부는 개구되어 있다.

측벽(12a)의 상단부 위에는 유전체창(20)이 마련된다. 이 유전체창(20)은, 처리 공간(S)에 대향하는 하면(20a)을 갖는다. 유전체창(20)은, 측벽(12a)의 상단부의 개구를 폐쇄하고 있다. 이 유전체창(20)과 측벽(12a)의 상단부의 사이에는 O링(19)이 개재된다. 이 O링(19)에 의하여, 챔버 본체(12)의 밀폐가 보다 확실해진다.

스테이지(14)는, 처리 공간(S) 내에 수용된다. 스테이지(14)는, 연직 방향에 있어서 유전체창(20)과 대면하도록 마련된다. 또, 스테이지(14)는, 유전체창(20)과 해당 스테이지(14)의 사이에 처리 공간(S)을 두도록 마련된다. 이 스테이지(14)는, 그 위에 재치되는 피가공물(WP)(예를 들면, 웨이퍼)을 지지하도록 구성된다.

일 실시형태에 있어서, 스테이지(14)는, 기대(基臺)(14a) 및 정전 척(14c)을 포함한다. 기대(14a)는, 대략 원반 형상을 갖고 있으며, 알루미늄과 같은 도전성의 재료로 형성된다. 기대(14a)의 중심 축선은, 축선(Z)에 대략 일치한다. 이 기대(14a)는, 통상(筒狀) 지지부(48)에 의하여 지지된다. 통상 지지부(48)는, 절연성의 재료로 형성되어 있으며, 바닥부(12b)로부터 수직 상방으로 뻗어 있다. 통상 지지부(48)의 외주에는, 도전성의 통상 지지부(50)가 마련된다. 통상 지지부(50)는, 통상 지지부(48)의 외주를 따라 챔버 본체(12)의 바닥부(12b)로부터 수직 상방으로 뻗어 있다. 이 통상 지지부(50)와 측벽(12a)의 사이에는, 환상의 배기로(51)가 형성된다.

배기로(51)의 상부에는, 배플판(52)이 마련된다. 배플판(52)은, 환 형상을 갖는다. 배플판(52)에는, 해당 배플판(52)을 판두께 방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍이 형성된다. 이 배플판(52)의 하방에는 상술한 배기 구멍(12h)이 마련된다. 배기 구멍(12h)에는, 배기관(54)을 통하여 배기 장치(56)가 접속된다. 배기 장치(56)는, 자동 압력 제어 밸브(APC: Automatic Pressure Control valve)와, 터보 분자 펌프와 같은 진공 펌프를 갖는다. 이 배기 장치(56)에 의하여, 처리 공간(S)을 원하는 진공도까지 감압할 수 있다.

기대(14a)는, 고주파 전극을 겸한다. 기대(14a)에는, 급전봉(62) 및 매칭 유닛(60)을 통하여, RF 바이어스용의 고주파 전원(58)이 전기적으로 접속된다. 고주파 전원(58)은, 피가공물(WP)에 주입하는 이온의 에너지를 제어하기에 적합한 일정한 주파수, 예를 들면 13.65MHz의 고주파를, 설정된 파워로 출력한다. 매칭 유닛(60)은, 고주파 전원(58) 측의 임피던스와, 주로 전극, 플라즈마, 챔버 본체(12)와 같은 부하 측의 임피던스의 사이에서 정합(整合)을 취하기 위한 정합기를 수용한다. 이 정합기 중에는 자기(自己) 바이어스 생성용의 블로킹 콘덴서가 포함된다.

기대(14a)의 상면에는, 정전 척(14c)이 마련된다. 정전 척(14c)은, 피가공물(WP)을 정전 흡착력으로 유지한다. 정전 척(14c)은, 전극(14d), 절연막(14e), 및 절연막(14f)을 포함하고 있으며, 대략 원반 형상을 갖고 있다. 정전 척(14c)의 중심 축선은 축선(Z)에 대략 일치한다. 이 정전 척(14c)의 전극(14d)은, 도전막에 의하여 구성되어 있으며, 절연막(14e)과 절연막(14f)의 사이에 마련된다. 전극(14d)에는, 직류 전원(64)이 스위치(66) 및 피복선(68)을 통하여 전기적으로 접속된다. 정전 척(14c)은, 직류 전원(64)으로부터 인가되는 직류 전압에 의하여 발생하는 쿨롱력에 의하여, 피가공물(WP)을 흡착 유지할 수 있다. 또, 기대(14a) 상에는, 포커스 링(14b)이 마련된다. 포커스 링(14b)은, 피가공물(WP) 및 정전 척(14c)을 둘러싸도록 배치된다.

기대(14a)의 내부에는, 냉매실(14g)이 마련된다. 냉매실(14g)은, 예를 들면 축선(Z)을 중심으로 뻗어 있도록 형성된다. 이 냉매실(14g)에는, 칠러 유닛으로부터의 냉매가 배관(70)을 통하여 공급된다. 냉매실(14g)에 공급된 냉매는, 배관(72)을 통하여 칠러 유닛으로 되돌려진다. 이 냉매의 온도가 칠러 유닛에 의하여 제어됨으로써, 정전 척(14c)의 온도, 나아가서는 피가공물(WP)의 온도가 제어된다.

또, 스테이지(14)에는, 가스 공급 라인(74)이 형성된다. 이 가스 공급 라인(74)은, 전열 가스, 예를 들면 He 가스를, 정전 척(14c)의 상면과 피가공물(WP)의 이면의 사이에 공급하기 위하여 마련된다.

마이크로파 출력 장치(16)는, 챔버 본체(12) 내에 공급되는 처리 가스를 여기시키기 위한 마이크로파를 출력한다. 마이크로파 출력 장치(16)는, 마이크로파의 주파수, 파워, 및 대역폭을 가변으로 조정하도록 구성된다. 일례에 있어서, 마이크로파 출력 장치(16)는, 마이크로파의 파워를 0W~5000W의 범위 내에서 조정할 수 있다. 마이크로파 출력 장치(16)는, 마이크로파의 주파수를 2400MHz~2500MHz의 범위 내에서 조정할 수 있다. 마이크로파 출력 장치(16)는, 마이크로파의 대역폭을 0MHz~100MHz의 범위에서 조정할 수 있다.

플라즈마 처리 장치(1)는, 도파관(21), 튜너(26), 모드 변환기(27), 및 동축(同軸) 도파관(28)을 더 구비한다. 마이크로파 출력 장치(16)의 출력부는, 도파관(21)의 일단에 접속된다. 도파관(21)의 타단은, 모드 변환기(27)에 접속된다. 즉, 도파관(21)은, 마이크로파 출력 장치(16)에 의하여 출력된 마이크로파를, 후술하는 챔버 본체(12)의 안테나(18)로 유도하는 관로로서 구성된다. 도파관(21)은, 예를 들면 직사각형 도파관이다. 도파관(21)에는, 튜너(26)가 마련된다. 튜너(26)는, 일례로서, 가동판(26a) 및 가동판(26b)을 갖는다. 가동판(26a) 및 가동판(26b)의 각각은, 도파관(21)의 내부 공간에 대한 그 돌출량을 조정 가능하도록 구성된다. 튜너(26)는, 기준 위치에 대한 가동판(26a) 및 가동판(26b)의 각각의 돌출 위치를 조정함으로써, 마이크로파 출력 장치(16)의 임피던스(마이크로파 출력부 측의 임피던스)와 부하를 정합시킨다. 예를 들면, 튜너(26)는, 마이크로파 출력 장치(16)의 임피던스와 챔버 본체(12)의 임피던스(안테나 측의 임피던스)를 정합하도록 가동판의 위치를 조정한다.

모드 변환기(27)는, 도파관(21)으로부터의 마이크로파의 모드를 변환하여, 모드 변환 후의 마이크로파를 동축 도파관(28)에 공급한다. 동축 도파관(28)은, 외측 도체(28a) 및 내측 도체(28b)를 포함한다. 외측 도체(28a)는, 대략 원통 형상을 갖고 있으며, 그 중심 축선은 축선(Z)에 대략 일치한다. 내측 도체(28b)는, 대략 원통 형상을 갖고 있으며, 외측 도체(28a)의 내측에서 뻗어 있다. 내측 도체(28b)의 중심 축선은, 축선(Z)에 대략 일치한다. 이 동축 도파관(28)은, 모드 변환기(27)로부터의 마이크로파를 안테나(18)에 전송한다.

안테나(18)는, 유전체창(20)의 하면(20a)의 반대 측의 면(20b) 상에 마련된다. 안테나(18)는, 슬롯판(30), 유전체판(32), 및 냉각 재킷(34)을 포함한다.

슬롯판(30)은, 유전체창(20)의 면(20b) 상에 마련된다. 이 슬롯판(30)은, 도전성을 갖는 금속으로 형성되어 있으며, 대략 원반 형상을 갖는다. 슬롯판(30)의 중심 축선은 축선(Z)에 대략 일치한다. 슬롯판(30)에는, 복수의 슬롯 구멍(30a)이 형성된다. 복수의 슬롯 구멍(30a)은, 일례에 있어서는, 복수의 슬롯쌍을 구성한다. 복수의 슬롯쌍의 각각은, 서로 교차하는 방향으로 뻗는 대략 긴 구멍 형상의 2개의 슬롯 구멍(30a)을 포함한다. 복수의 슬롯쌍은, 축선(Z) 둘레의 하나 이상의 동심원을 따라 배열된다. 또, 슬롯판(30)의 중앙부에는, 후술하는 도관(36)이 통과 가능한 관통 구멍(30d)이 형성된다.

유전체판(32)은, 슬롯판(30) 상에 마련된다. 유전체판(32)은, 석영과 같은 유전체 재료로 형성되어 있으며, 대략 원반 형상을 갖는다. 이 유전체판(32)의 중심 축선은 축선(Z)에 대략 일치한다. 냉각 재킷(34)은, 유전체판(32) 상에 마련된다. 유전체판(32)은, 냉각 재킷(34)과 슬롯판(30)의 사이에 마련된다.

냉각 재킷(34)의 표면은, 도전성을 갖는다. 냉각 재킷(34)의 내부에는, 유로(34a)가 형성된다. 이 유로(34a)에는, 냉매가 공급된다. 냉각 재킷(34)의 상부 표면에는, 외측 도체(28a)의 하단이 전기적으로 접속된다. 또, 내측 도체(28b)의 하단은, 냉각 재킷(34) 및 유전체판(32)의 중앙 부분에 형성된 구멍을 통과하여, 슬롯판(30)에 전기적으로 접속된다.

동축 도파관(28)으로부터의 마이크로파는, 유전체판(32) 내를 전파하여, 슬롯판(30)의 복수의 슬롯 구멍(30a)으로부터 유전체창(20)에 공급된다. 유전체창(20)에 공급된 마이크로파는, 처리 공간(S)에 도입된다.

동축 도파관(28)의 내측 도체(28b)의 내부 구멍에는, 도관(36)이 통과한다. 또, 상술한 바와 같이, 슬롯판(30)의 중앙부에는, 도관(36)이 통과 가능한 관통 구멍(30d)이 형성된다. 도관(36)은, 내측 도체(28b)의 내부 구멍을 통과하여 뻗어 있으며, 가스 공급계(38)에 접속된다.

가스 공급계(38)는, 피가공물(WP)을 처리하기 위한 처리 가스를 도관(36)에 공급한다. 가스 공급계(38)는, 가스원(38a), 밸브(38b), 및 유량 제어기(38c)를 포함할 수 있다. 가스원(38a)은, 처리 가스의 가스원이다. 밸브(38b)는, 가스원(38a)으로부터의 처리 가스의 공급 및 공급 정지를 전환한다. 유량 제어기(38c)는, 예를 들면 매스 플로 컨트롤러이고, 가스원(38a)으로부터의 처리 가스의 유량을 조정한다.

플라즈마 처리 장치(1)는, 인젝터(41)를 더 구비할 수 있다. 인젝터(41)는, 도관(36)으로부터의 가스를 유전체창(20)에 형성된 관통 구멍(20h)에 공급한다. 유전체창(20)의 관통 구멍(20h)에 공급된 가스는, 처리 공간(S)에 공급된다. 그리고, 유전체창(20)으로부터 처리 공간(S)에 도입되는 마이크로파에 의하여, 해당 처리 가스가 여기된다. 이로써, 처리 공간(S) 내에서 플라즈마가 생성되고, 해당 플라즈마로부터의 이온 및/또는 라디칼과 같은 활성종에 의하여, 피가공물(WP)이 처리된다.

플라즈마 처리 장치(1)는, 제어기(100)를 더 구비하고 있다. 제어기(100)는, 플라즈마 처리 장치(1)의 각부(各部)를 통괄 제어한다. 제어기(100)는, CPU와 같은 프로세서, 유저 인터페이스, 및 기억부를 구비할 수 있다.

프로세서는, 기억부에 기억된 프로그램 및 프로세스 레시피를 실행함으로써, 마이크로파 출력 장치(16), 스테이지(14), 가스 공급계(38), 배기 장치(56) 등의 각부를 통괄 제어한다.

유저 인터페이스는, 공정 관리자가 플라즈마 처리 장치(1)를 관리하기 위하여 커맨드의 입력 조작 등을 행하는 키보드 또는 터치 패널, 플라즈마 처리 장치(1)의 가동 상황 등을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등을 포함한다.

기억부에는, 플라즈마 처리 장치(1)에서 실행되는 각종 처리를 프로세서의 제어에 의하여 실현하기 위한 제어 프로그램(소프트웨어), 및 처리 조건 데이터 등을 포함하는 프로세스 레시피 등이 보존되어 있다. 프로세서는, 유저 인터페이스로부터의 지시 등, 필요에 따라, 각종 제어 프로그램을 기억부로부터 호출하여 실행한다. 이와 같은 프로세서의 제어하에서, 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서 원하는 처리가 실행된다.

[마이크로파 출력 장치, 튜너 및 복조부의 구성예]

이하, 마이크로파 출력 장치(16), 튜너(26) 및 복조부(29)의 상세를 설명한다. 도 2는, 마이크로파 출력 장치(16), 튜너(26) 및 복조부(29)의 일례를 나타내는 도면이다. 마이크로파 출력 장치(16)는, 마이크로파 발생부(16a), 도파관(16b), 서큘레이터(16c), 도파관(16d), 도파관(16e), 제1 방향성 결합기(16f), 제1 측정부(16g), 제2 방향성 결합기(16h), 제2 측정부(16i), 및 더미 로드(16j)를 갖는다.

마이크로파 발생부(16a)는, 파형 발생부(161), 파워 제어부(162), 감쇠기(163), 증폭기(164), 증폭기(165), 및 모드 변환기(166)를 갖는다.

파형 발생부(161)는, 마이크로파를 발생시킨다. 파형 발생부(161)는, 예를 들면 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭에 각각 따른 중앙 주파수, 파워 및 대역폭을 갖는 마이크로파를 발생시킨다. 일례로서, 파형 발생부(161)는, 제어기(100)에 의하여 지정되는 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭에 따라, 마이크로파를 발생시킨다.

도 3은, 파형 발생부에 있어서의 마이크로파의 생성 원리의 일례를 설명하는 도면이다. 파형 발생부(161)는, 예를 들면 고주파 발진기인 PLL(Phase Locked Loop) 발진기와, PLL 발진기에 접속된 IQ 디지털 변조기를 갖는다. 파형 발생부(161)는, PLL 발진기에 있어서 발진되는 마이크로파의 주파수를 제어기(100)로부터 지정된 설정 주파수 범위 내의 주파수로 설정한다. 그리고, 파형 발생부(161)는, PLL 발진기로부터의 마이크로파와, 해당 PLL 발진기로부터의 마이크로파와는 90°의 위상차를 갖는 마이크로파를, IQ 디지털 변조기를 이용하여 변조한다. 이로써, 파형 발생부(161)는, 설정 주파수 범위 내의 주파수의 마이크로파를 생성한다.

파형 발생부(161)는, 예를 들면 주파수 스펙트럼의 대역폭에 있어서의 N개의 파형 데이터를 입력하고, 양자화 및 역푸리에 변환함으로써, 대역 내에 있어서 복수의 주파수 성분을 갖는 마이크로파, 또는 단일 주파수의 마이크로파를 생성한다.

일례에서는, 파형 발생부(161)는, 미리 디지털화된 부호의 열로 나타난 파형 데이터를 갖고 있다. 파형 발생부(161)는, 파형 데이터를 양자화하고, 양자화한 데이터에 대하여 역푸리에 변환을 적용함으로써, I 데이터(In-phase 데이터)와 Q 데이터(Quadrature 데이터)를 생성한다. 그리고, 파형 발생부(161)는, I 데이터 및 Q 데이터의 각각에, D/A(Digital/Analog) 변환을 적용하여, 2개의 아날로그 신호를 얻는다. 파형 발생부(161)는, 이들 아날로그 신호를, 저주파 성분만을 통과시키는 LPF(로 패스 필터(Low pass filter))에 입력한다. 파형 발생부(161)는, LPF로부터 출력된 2개의 아날로그 신호를, PLL 발진기로부터의 마이크로파, PLL 발진기로부터의 마이크로파와는 90°의 위상차를 갖는 마이크로파와 각각 믹싱한다. 그리고, 파형 발생부(161)는, 믹싱에 의하여 생성된 마이크로파를 합성한다. 이로써, 파형 발생부(161)는, 대역 내에 있어서 복수의 주파수 성분을 갖는 마이크로파, 또는 단일 주파수의 마이크로파를 생성한다.

파형 발생부(161)는, 상술한 IQ 변조를 이용한 파형 발생부에 한정되는 것은 아니다. 파형 발생부(161)는, DDS(Direct Digital Synthesizer) 및 VCO(Voltage Controlled Oscillator)를 이용한 파형 발생부여도 된다.

도 4는, 대역폭을 갖는 마이크로파의 일례를 설명하는 도면이다. 도 4에 나타나는 바와 같이, 마이크로파는, 제어기(100)로부터 지시된 설정 주파수 및 설정 대역폭에 각각 따른 중앙 주파수 및 대역폭(BB폭)을 갖는다. 중앙 주파수 및 대역폭에 의하여 설정 주파수 범위가 결정된다.

도 2로 되돌아가, 파형 발생부(161)의 출력은, 감쇠기(163)에 접속된다. 감쇠기(163)에는, 파워 제어부(162)가 접속된다. 파워 제어부(162)는, 예를 들면 프로세서일 수 있다. 파워 제어부(162)는, 제어기(100)로부터 지정된 설정 파워에 따른 파워를 갖는 마이크로파가 마이크로파 출력 장치(16)로부터 출력되도록, 감쇠기(163)에 있어서의 마이크로파의 감쇠율을 제어한다. 감쇠기(163)의 출력은, 증폭기(164) 및 증폭기(165)를 통하여 모드 변환기(166)에 접속된다. 증폭기(164) 및 증폭기(165)는, 마이크로파를 각각에 소정의 증폭률로 증폭시킨다. 모드 변환기(166)는, 증폭기(165)로부터 출력되는 마이크로파의 모드를 변환한다. 이 모드 변환기(166)에 있어서의 모드 변환에 의하여 생성된 마이크로파는, 마이크로파 발생부(16a)의 출력 마이크로파로서 출력된다.

마이크로파 발생부(16a)의 출력은 도파관(16b)의 일단에 접속된다. 도파관(16b)의 타단은, 서큘레이터(16c)의 제1 포트(261)에 접속된다. 서큘레이터(16c)는, 제1 포트(261), 제2 포트(262), 및 제3 포트(263)를 갖는다. 서큘레이터(16c)는, 제1 포트(261)에 입력된 마이크로파를 제2 포트(262)로부터 출력하고, 제2 포트(262)에 입력한 마이크로파를 제3 포트(263)로부터 출력하도록 구성된다. 서큘레이터(16c)의 제2 포트(262)에는 도파관(16d)의 일단이 접속된다. 도파관(16d)의 타단은, 마이크로파 출력 장치(16)의 출력부(16t)이다.

서큘레이터(16c)의 제3 포트(263)에는, 도파관(16e)의 일단이 접속된다. 도파관(16e)의 타단은 더미 로드(16j)에 접속된다. 더미 로드(16j)는, 도파관(16e)을 전파하는 마이크로파를 받아, 해당 마이크로파를 흡수한다. 더미 로드(16j)는, 예를 들면 마이크로파를 열로 변환한다.

제1 방향성 결합기(16f)는, 마이크로파 발생부(16a)로부터 출력되어, 출력부(16t)로 전파되는 마이크로파(즉, 진행파)의 일부를 분기시켜, 해당 진행파의 일부를 출력하도록 구성되어 있다. 제1 측정부(16g)는 제1 방향성 결합기(16f)로부터 출력된 진행파의 일부에 근거하여, 출력부(16t)에 있어서의 진행파의 파워를 나타내는 제1 측정값을 결정한다.

제2 방향성 결합기(16h)는, 출력부(16t)로 되돌려진 마이크로파(즉, 반사파)의 일부를 분기시켜, 해당 반사파의 일부를 출력하도록 구성된다. 제2 측정부(16i)는, 제2 방향성 결합기(16h)로부터 출력된 반사파의 일부에 근거하여, 출력부(16t)에 있어서의 반사파의 파워를 나타내는 제2 측정값을 결정한다.

제1 측정부(16g) 및 제2 측정부(16i)는 파워 제어부(162)에 접속된다. 제1 측정부(16g)는, 제1 측정값을 파워 제어부(162)에 출력하고, 제2 측정부(16i)는, 제2 측정값을 파워 제어부(162)에 출력한다. 파워 제어부(162)는, 제1 측정값과 제2 측정값의 차, 즉 로드 파워가, 제어기(100)에 의하여 지정되는 설정 파워에 일치하도록, 감쇠기(163)를 제어하고, 필요에 따라 파형 발생부(161)를 제어한다.

제1 방향성 결합기(16f)는, 도파관(16b)의 일단과 타단의 사이에 마련된다. 제2 방향성 결합기(16h)는, 도파관(16e)의 일단과 타단의 사이에 마련된다. 또한, 제1 방향성 결합기(16f)가 도파관(16d)의 일단과 타단의 사이에 마련되어도 되고, 제1 방향성 결합기(16f) 및 제2 방향성 결합기(16h)의 쌍방이 도파관(16d)의 일단과 타단의 사이에 마련되어도 된다.

튜너(26)는, 도파관(21)에 마련된다. 튜너(26)는, 제어기(100)의 신호에 근거하여, 마이크로파 출력 장치(16) 측의 임피던스와 안테나(18) 측의 임피던스를 정합하도록 가동판의 돌출 위치를 조정한다. 튜너(26)는, 도시하지 않은 드라이버 회로 및 액추에이터에 의하여, 가동판을 동작시킨다. 또한, 가동판의 돌출 위치의 조정은 스터브 구조로 실현해도 된다.

복조부(29)는, 예를 들면 도파관(21)에 있어서의 튜너(26)와 안테나(18)의 사이에 마련된다. 복조부(29)는, 도파관(21) 내를 진행하는 진행파의 파워인 진행파 파워, 및 안테나(18) 측으로부터의 반사파의 파워인 반사파 파워를 주파수마다 취득한다. 또한, 복조부(29)는, 도파관(21)에 있어서의 서큘레이터(16c)(제2 포트(262))와 튜너(26)의 사이에 마련되어도 된다.

복조부(29)는, 방향성 결합기(29a) 및 복조 제어부(29b)를 갖는다. 방향성 결합기(29a)는, 4개의 포트를 갖는 쌍방향성 결합기이다. 방향성 결합기(29a)는, 마이크로파 발생부(16a)로부터 출력되어, 도파관(21) 내에 전파하는 마이크로파(즉, 진행파)의 일부를 분기시켜, 해당 진행파의 일부를 출력하도록 구성된다. 동일하게, 방향성 결합기(29a)는, 모드 변환기(27)로부터 되돌아오는 마이크로파(즉, 반사파)의 일부를 분기시켜, 해당 반사파의 일부를 출력하도록 구성된다.

복조 제어부(29b)는, 프로세서 및 메모리를 갖는 연산기이다. 복조 제어부(29b)는, 방향성 결합기(29a)로부터 출력된 진행파의 일부에 근거하여, 방향성 결합기(29a)에 있어서의 진행파 파워 Pf를 측정한다. 동일하게, 복조 제어부(29b)는, 방향성 결합기(29a)로부터 출력된 반사파의 일부에 근거하여, 방향성 결합기(29a)에 있어서의 반사파 파워 Pr을 측정한다.

이하에서는, 복조 제어부(29b)에 대하여, 2개의 구성예를 개시한다.

[제1 예의 복조 제어부(29b)]

도 5는, 제1 예의 복조 제어부(29b)의 구성도이다. 제1 예의 복조 제어부(29b)는, IQ 복조를 행한다. 도 5에 나타나는 바와 같이, 제1 예의 복조 제어부(29b)는, 감쇠기(301), RF 스위치(302), 밴드 패스 필터(303), 믹서(304), PLL 발진기(305), 주파수 시프터(306), 믹서(307), 로 패스 필터(308, 309), A/D 변환기(310, 311), 믹서(312)(FFT(Fast Fourier Transform)용) 및 믹서(313)(패럴렐-시리얼 변환용)를 갖는다.

감쇠기(301), RF 스위치(302), 밴드 패스 필터(303), 믹서(304), PLL 발진기(305), 주파수 시프터(306), 믹서(307), 로 패스 필터(308, 309), A/D 변환기(310, 311), 믹서(312, 313)는, 제1 스펙트럼 해석부를 구성한다. 제1 스펙트럼 해석부는, 상술한 진행파 파워 또는 반사파 파워에 각각 상당하는 디지털값 Pf(f), Pr(f)를 산출한다.

감쇠기(301)의 입력에는, 방향성 결합기(29a)로부터 출력된 진행파의 일부 또는 반사파의 일부가 입력된다. 감쇠기(301)에 의하여 감쇠된 아날로그 신호는, RF 스위치(302) 및 밴드 패스 필터(303)에 의하여 소정의 신호로 필터링된다. 필터링된 신호는, PLL 발진기(305)로부터의 마이크로파와, 주파수 시프터(306)에 의하여 90°의 위상차를 부여받은 마이크로파를 이용하여 믹서(304, 307)에 의하여 믹싱되어, I 신호 및 Q 신호로 변조된다. I 신호 및 Q 신호는, 각각 로 패스 필터(308, 309)로 필터링되어, A/D 변환기(310, 311)에 의하여 디지털 신호로 각각 변경된다. 디지털 변환된 I 신호 및 Q 신호는, 믹서(312)에 있어서 이산(離散) 고속 푸리에 변환이 행해지고, 믹서(313)에 있어서 패럴렐-시리얼 변환된 디지털값 Pf(f), Pr(f)가 출력된다. 디지털값 Pf(f), Pr(f)는, 주파수 f와 대응지어진 진행파 파워 Pf 또는 반사파 파워 Pr을 나타내고 있다. 주파수와 대응지어진 진행파 파워 또는 반사파 파워는, 제어기(100)로 출력된다.

[제2 예의 복조 제어부(29b)]

도 6은, 제2 예의 복조 제어부(29b)의 구성도이다. 제2 예의 복조 제어부(29b)는, 슈퍼 헤테로다인 방식으로 복조를 행한다. 도 6에 나타나는 바와 같이, 제2 예의 복조 제어부(29b)는, 감쇠기(321), 로 패스 필터(322), 믹서(323), 국부 발진기(324), 주파수 스위프 컨트롤러(325), IF 앰프(326)(중간 주파수 증폭기), IF 필터(327)(중간 주파수 필터), 로그 앰프(328), 다이오드(329), 커패시터(330), 버퍼 앰프(331), A/D 변환기(332), 및 제2 처리부(333)를 갖는다.

감쇠기(321), 로 패스 필터(322), 믹서(323), 국부 발진기(324), 주파수 스위프 컨트롤러(325), IF 앰프(326), IF 필터(327), 로그 앰프(328), 다이오드(329), 커패시터(330), 버퍼 앰프(331), 및 A/D 변환기(332)는, 제2 스펙트럼 해석부를 구성한다. 제2 스펙트럼 해석부는, 상술한 진행파 파워 또는 반사파 파워에 각각 상당하는 디지털값 Pf(f), Pr(f)를 산출한다.

감쇠기(321)의 입력에는, 방향성 결합기(29a)로부터 출력된 진행파의 일부 또는 반사파의 일부가 입력된다. 감쇠기(321)에 의하여 감쇠된 아날로그 신호는, 로 패스 필터(322)에 있어서 필터링된다. 로 패스 필터(322)에 있어서 필터링된 신호는, 믹서(323)에 입력된다. 한편, 국부 발진기(324)는, 감쇠기(321)에 입력되는 진행파의 일부 또는 반사파의 일부의 대역 내에 있어서의 주파수 성분을 소정의 주파수의 신호로 변환하기 위하여, 주파수 스위프 컨트롤러(325)에 의한 제어하에서, 발신하는 신호의 주파수를 변경한다. 믹서(323)는, 로 패스 필터(322)로부터의 신호와 국부 발진기(324)로부터의 신호를 믹싱함으로써, 소정의 주파수의 신호를 생성한다.

믹서(323)로부터의 신호는, IF 앰프(326)에 의하여 증폭되고, IF 앰프(326)에 의하여 증폭된 신호는, IF 필터(327)에 있어서 필터링된다. IF 필터(327)에 있어서 필터링된 신호는, 로그 앰프(328)에 있어서 증폭된다. 로그 앰프(328)에 있어서 증폭된 신호는, 다이오드(329)에 의한 정류, 커패시터(330)에 의한 평활화, 및 버퍼 앰프(331)에 의한 증폭에 의하여, 아날로그 신호(전압 신호)로 변경된다. 그리고, 버퍼 앰프(331)로부터의 아날로그 신호가 A/D 변환기(332)에 의하여 디지털값 Pf(f) 또는 디지털값 Pr(f)로 변경된다. 이들 디지털값은, 진행파 파워 또는 반사파 파워를 나타내고 있다. 제2 스펙트럼 해석부에서 산출된 디지털값은 제2 처리부(333)에 입력된다.

제2 처리부(333)는, CPU와 같은 프로세서로 구성된다. 제2 처리부(333)에는, 기억 장치(334)가 접속된다. 일례에 있어서, 기억 장치(334)에는, 주파수에 관련 지어 미리 설정된 제2 보정 계수가 기억된다. 복수의 제2 보정 계수는, 디지털값 Pf(f) 또는 디지털값 Pr(f)를, 진행파 파워 또는 반사파 파워로 보정하기 위한 계수이다. 제2 처리부(333)는, 주파수와 대응지어진 진행파 파워 또는 반사파 파워를, 제어기(100)로 출력한다.

또한, 후술하는 바와 같이, 흡수 주파수를 반사파 파워의 최솟값으로부터 산출하는 경우에는, 복조부(29)는, 반사파 파워만을 취득하는 구성으로 해도 된다. 이 경우, 방향성 결합기(29a)는, 제2 방향성 결합기(16h)와 같이 반사파만을 분기시키는 단방향성 결합기이며, 복조 제어부(29b)는, 반사파 파워 Pr만을 측정한다.

[제어기의 기능 구성]

도 7은, 제어기(100)의 기능의 일례를 설명하는 블록도이다. 도 7에 나타나는 바와 같이, 제어기(100)는, 마이크로파 발생부(16a) 및 복조부(29)를 제어하는 기능 외에, 적어도 산출부(101), 보정부(102) 및 기억부(103)를 갖는다. 산출부(101)는, 복조부의 측정 결과에 근거하여, 주파수 스펙트럼을 산출한다. 주파수 스펙트럼은, 주파수마다의 진행파 파워와 반사파 파워의 비이다. 이 비는, 예를 들면 반사파 파워를 진행파 파워로 제산(除算)하여 얻어진다. 이하에서는, Pr/Pf비라고도 한다. 주파수 스펙트럼은, 설정 주파수 범위에 있어서의 주파수를 가로축으로 하고, Pr/Pf비를 세로축에 플롯함으로써 얻어진다. 보정부(102)는, 주파수 스펙트럼의 형상을 변화시키기 위하여, 진행파 파워의 파형을 보정한다. 예를 들면, 주파수마다 보정값을 준비하고, 해당 보정값을 이용하여 파형 발생부(161)에 입력되는 파형 데이터의 형상을 변화시킨다. 즉, 진행파 파워의 파형(주파수마다의 파워값)을 조정함으로써, 주파수 스펙트럼의 형상을 변화시킬 수 있다.

보정부(102)는, 기준값에 근거하여 주파수마다의 보정값을 산출한다. 보정부(102)는, 기준값과 측정 결과의 차가 작아지도록 보정값을 산출한다. 기준값은, 측정 시와 동일한 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭의 조건에서 취득된 주파수 스펙트럼이다. 즉, 기준값은 주파수마다 설정된다.

일례로서, 기준값은, 동일 장치에 있어서, 과거에 측정 시와 동일한 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭의 조건에서 측정된 주파수 스펙트럼이어도 된다. 과거의 일례로서는, 장치의 도입 타이밍 또는 장치의 메인터넌스 타이밍이다. 이 경우, 제어기(100)는, 측정된 주파수 스펙트럼을 기억부(103)에 기억시킨다. 그리고, 제어기(100)는, 기억부(103)를 참조하여 기준값을 취득하고, 주파수마다의 보정값을 산출할 수 있다. 이 경우, 챔버 내부의 부품 공차 또는 소모 정도의 변화에 의하여, 플라즈마 상태가 경시적으로 변화했다고 해도, 과거의 플라즈마 상태를 재현할 수 있다.

일례로서, 기준값은, 다른 장치에 있어서, 과거에 측정 시와 동일한 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭의 조건에서 측정된 주파수 스펙트럼이어도 된다. 이 경우, 제어기(100)는, 다른 장치로부터 주파수 스펙트럼을 취득하여, 기억부(103)에 기억시킨다. 그리고, 제어기(100)는, 기억부(103)를 참조하여 기준값을 취득하고, 주파수마다의 보정값을 산출할 수 있다. 이 경우, 다른 장치에 있어서의 플라즈마 상태를 재현할 수 있으므로, 장치의 개체차에 근거하는 플라즈마 상태의 불균일을 저감시킬 수 있다.

일례로서, 기준값은, 측정값이 아니라 주파수마다 설정된 값이어도 된다. 예를 들면, 기준값은 주파수에 관계없이 일정값(상수)으로 할 수 있다. 이 경우, 제어기(100)는, 취득된 상수를 기억부(103)에 기억시킨다. 이 경우여도, 모든 장치가 동일한 기준에 근거하여 보정되므로, 장치의 개체차에 근거하는 플라즈마 상태의 불균일을 저감시킬 수 있다.

기준값이 측정에 의하여 얻어지는 경우에는, 기준값을 측정할 때의 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭은, 기판을 처리하는 프로세스 레시피에서 지시된 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭과 동일하게 할 수 있다. 이 경우, 실(實) 프로세스를 정지시키지 않고, 보정을 행할 수 있다.

도 8의 (A)~(D)는, 주파수 스펙트럼의 변화를 설명하는 도면이다. 도 8의 (A)는, 초기 상태의 주파수 스펙트럼이다. 가로축은 주파수, 세로축은 Pr/Pf비이다. 도 중의 f0부터 fn까지가 주파수 스펙트럼의 대역폭이다. f0~fn의 범위가 설정 주파수가 된다.

도 8의 (B)~(D)는, 도 8의 (A)에 나타나는 주파수 스펙트럼의 취득 타이밍으로부터 시간 경과한 타이밍에 취득된 주파수 스펙트럼이다. 가로축은 주파수, 세로축은 Pr/Pf비이다. 도 중의 f0부터 fn까지가 주파수 스펙트럼의 대역폭이다. f0~fn의 범위가 설정 주파수가 된다. 도 8의 (B)~(D)에 나타나는 바와 같이, 취득된 주파수는, 장치의 경시 변화의 영향을 받아 주파수 스펙트럼이 변화한다. 예를 들면, 도 8의 (B)에 나타나는 바와 같이, Pr/Pf비가 증대한다. 이와 같은 Pr/Pf비의 증대 변화는, 마이크로파의 정합이 되어 있지 않은 것을 시사한다. 혹은, 도 8의 (C)에 나타나는 바와 같이, 극솟값이 되는 주파수가 변화하거나, 도 8의 (D)에 나타나는 바와 같이 스펙트럼 형상이 변화하거나 하는 경우가 있다. 이와 같은 극소 피크의 변화 또는 스펙트럼 형상의 변화는, 부품 이상이나 부품 소모가 발생하고 있는 것을 시사한다. 제어기(100)는, 발생을 시사하는 과제가 보정에 의하여 해소할 수 있는 경우에는, 진행파 파워의 파형을 보정하여 주파수 스펙트럼을 허용 범위가 되도록 보정해도 된다.

[장치의 경시 변화에 대응하는 마이크로파 제어 방법]

도 9는, 마이크로파 제어 방법의 일례의 플로차트이다. 도 9에 나타나는 플로차트는, 제어기(100)에 의하여 실행된다. 실행 시는, 제1 타이밍이며, 후술하는 제2 타이밍보다 과거가 된다. 실행 시는, 장치의 도입 타이밍 또는 장치의 메인터넌스 타이밍으로 해도 된다. 도 9에 나타나는 플로차트는, 기준값을 동일 장치에 있어서 취득하는 경우의 동작을 나타낸다. 이하에서는, 제1 타이밍에 있어서의 장치 상태를 장치 상태 A라고 한다.

먼저, 제어기(100)는, 스텝 S10으로서, 중앙 주파수 및 대역폭을 갖는 마이크로파를 출력하도록 마이크로파 발생부(16a)를 제어한다. 제어기(100)는, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭을 마이크로파 발생부(16a)에 지시한다. 마이크로파 발생부(16a)는, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭에 근거하여, 중앙 주파수 및 대역폭을 갖는 마이크로파를 발생시킨다.

다음으로, 제어기(100)는, 스텝 S12로서, 주파수 스펙트럼을 측정한다. 제어기(100)는, 주파수 스펙트럼을 측정하도록 복조부(29)를 제어한다. 이로써, 제1 타이밍에 있어서의 주파수 스펙트럼(장치 상태 A에 관한 주파수 스펙트럼)이 얻어진다.

다음으로, 제어기(100)는, 스텝 S14로서, 스텝 S12에서 측정된 주파수 스펙트럼을 기억부(103)에 기억시킨다. 제어기(100)는, 장치 상태 A와 대응지어 주파수 스펙트럼을 기억부(103)에 기억시킨다. 제어기(100)는, 플라즈마 생성 조건(설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭)과 대응지어 주파수 스펙트럼을 기억부(103)에 기억시켜도 된다.

스텝 S14가 종료되면 도 9에 나타나는 플로차트는 종료된다. 도 9에 나타나는 플로차트가 실행됨으로써, 기준이 되는 주파수 스펙트럼이 동일 장치에 있어서 얻어진다.

다음으로, 동일 장치에서 취득된 기준값에 의한 보정에 대하여 설명한다. 도 10은, 마이크로파 제어 방법의 일례의 플로차트이다. 도 10에 나타나는 플로차트는, 제어기(100)에 의하여 실행된다. 실행 시는, 제2 타이밍이며, 제1 타이밍으로부터 시간 경과한 시기가 된다. 실행 시는, 일례로서 프로세스 실행 시로 할 수 있다. 이하에서는, 제2 타이밍에 있어서의 장치 상태를 장치 상태 B라고 한다.

먼저, 제어기(100)는, 스텝 S20으로서, 중앙 주파수 및 대역폭을 갖는 마이크로파를 출력하도록 마이크로파 발생부(16a)를 제어한다. 제어기(100)는, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭을 마이크로파 발생부(16a)에 지시한다. 이 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭은, 도 9의 스텝 S10과 동일한 값이 설정된다. 마이크로파 발생부(16a)는, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭에 근거하여, 중앙 주파수 및 대역폭을 갖는 마이크로파를 발생시킨다.

제어기(100)는, 스텝 S22로서, 주파수 스펙트럼을 측정한다. 제어기(100)는, 주파수 스펙트럼을 측정하도록 복조부(29)를 제어한다. 이로써, 제2 타이밍에 있어서의 주파수 스펙트럼(장치 상태 B에 관한 주파수 스펙트럼)이 얻어진다.

제어기(100)는, 스텝 S24로서, 장치 상태 A, B에 관한 주파수 스펙트럼에 근거하여 보정값을 산출한다. 제어기(100)는, 기준값인 장치 상태 A의 주파수 스펙트럼과 측정 결과인 장치 상태 B의 주파수 스펙트럼의 차분을 주파수마다 산출한다. 이로써, 주파수마다 상술한 차분이 작아지도록 보정값이 준비된다.

제어기(100)는, 스텝 S26으로서, 주파수마다의 보정값에 근거하여 파형 발생부(161)에 입력되는 파형 데이터의 형상을 보정한다. 제어기(100)는, 상술한 차분이 작아지도록 진행파 파워의 파형을 조정한다.

제어기(100)는, 스텝 S28로서, 보정된 파형 데이터를 이용하여 스텝 S22와 동일한 처리를 실시한다. 이로써, 보정 후의 주파수 스펙트럼이 얻어진다.

제어기(100)는, 스텝 S30으로서, 기준값인 장치 상태 A의 주파수 스펙트럼과 측정 결과인 장치 상태 B의 주파수 스펙트럼(보정 후)의 차분을 산출하여, 차분이 허용 범위 내인지 아닌지를 판정한다. 허용 범위는, 연산 완료 판정을 위하여 미리 정해진다. 차분이 허용 범위 내가 아니라고 판정된 경우(스텝 S30: NO), 제어기(100)는, 스텝 S24로 처리를 이행시킨다. 이와 같이, 차분이 허용 범위 내라고 판정될 때까지, 제어기(100)는, 스텝 S24~스텝 S30까지의 처리를 반복한다.

제어기(100)는, 차분이 허용 범위 내라고 판정된 경우(스텝 S30: YES), 도 10에 나타나는 플로차트를 종료한다. 도 10에 나타나는 플로차트가 실행됨으로써, 장치 상태 A에 관한 주파수 스펙트럼에 가까워지도록, 장치 상태 B에 관한 주파수 스펙트럼이 보정된다. 즉, 과거의 장치 상태에 가까운 형태에서 마이크로파를 출력할 수 있도록 보정된다. 예를 들면, 도 8의 (B)에 나타나는 주파수 스펙트럼을, 도 8의 (A)에 나타나는 주파수 스펙트럼으로 보정할 수 있다.

장치의 경시 변화에 대응하는 마이크로파 제어 방법은 상기에 한정되지 않는다. 예를 들면, 기준이 되는 장치에 있어서 측정된 주파수 스펙트럼을 이용하여, 주파수 스펙트럼을 보정해도 된다. 도 11의 (A), (B)는, 주파수 스펙트럼의 일례를 설명하는 도면이다. 도 11의 (A)는, 기준이 되는 장치에서 얻어진 주파수 스펙트럼이다. 가로축은 주파수, 세로축은 Pr/Pf비이다. 도 중의 f0부터 fn까지가 주파수 스펙트럼의 대역폭이다. f0~fn의 범위가 설정 주파수가 된다. 도 11의 (B)는, 플라즈마 처리 장치(1)에서 얻어진 주파수 스펙트럼이다. 가로축은 주파수, 세로축은 Pr/Pf비이다. 도 중의 f0부터 fn까지가 주파수 스펙트럼의 대역폭이다. f0~fn의 범위가 설정 주파수가 된다. 제어기(100)는, 주파수 스펙트럼(도 11의 (B))을, 기준이 되는 장치의 주파수 스펙트럼(도 11의 (A))에 가까워질 수 있도록 보정할 수 있다. 이 때문에, 제어기(100)는, 기준이 되는 장치의 주파수 스펙트럼(도 11의 (A))을 미리 기억부(103)에 기억시켜 둔다.

도 12는, 마이크로파 제어 방법의 일례의 플로차트이다. 도 12에 나타나는 플로차트는, 제어기(100)에 의하여 실행된다.

먼저, 제어기(100)는, 스텝 S40으로서, 중앙 주파수 및 대역폭을 갖는 마이크로파를 출력하도록 마이크로파 발생부(16a)를 제어한다. 제어기(100)는, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭을 마이크로파 발생부(16a)에 지시한다. 마이크로파 발생부(16a)는, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭에 근거하여, 중앙 주파수 및 대역폭을 갖는 마이크로파를 발생시킨다.

제어기(100)는, 스텝 S42로서, 주파수 스펙트럼을 측정한다. 제어기(100)는, 주파수 스펙트럼을 측정하도록 복조부(29)를 제어한다. 이로써, 주파수 스펙트럼이 얻어진다.

제어기(100)는, 스텝 S44로서, 보정값을 산출한다. 제어기(100)는, 기억부(103)를 참조하여, 다른 장치에서 측정된 주파수 스펙트럼을 기준값으로 하여 취득한다. 그리고, 제어기(100)는, 기준값과 측정 결과인 주파수 스펙트럼의 차분을 주파수마다 산출한다. 이로써, 상술한 차분이 작아지도록 주파수마다 보정값이 준비된다.

제어기(100)는, 스텝 S46으로서, 주파수마다의 보정값에 근거하여 파형 발생부(161)에 입력되는 파형 데이터의 형상을 보정한다. 제어기(100)는, 상술한 차분이 작아지도록 진행파 파워의 파형을 조정한다.

제어기(100)는, 스텝 S48로서, 보정된 파형 데이터를 이용하여 스텝 S42와 동일한 처리를 실시한다. 이로써, 보정 후의 주파수 스펙트럼이 얻어진다.

제어기(100)는, 스텝 S50으로서, 기준값인 장치 상태 A의 주파수 스펙트럼과 측정 결과인 장치 상태 B의 주파수 스펙트럼(보정 후)의 차분을 산출하여, 차분이 허용 범위 내인지 아닌지를 판정한다. 허용 범위는, 연산 완료 판정을 위하여 미리 정해진다. 차분이 허용 범위 내가 아니라고 판정된 경우(스텝 S50: NO), 제어기(100)는, 스텝 S44로 처리를 이행시킨다. 이와 같이, 차분이 허용 범위 내라고 판정될 때까지, 제어기(100)는, 스텝 S44~스텝 S50까지의 처리를 반복한다.

제어기(100)는, 차분이 허용 범위 내라고 판정된 경우(스텝 S50: YES), 도 12에 나타나는 플로차트를 종료한다. 도 12에 나타나는 플로차트가 실행됨으로써, 기준이 되는 장치에 관한 주파수 스펙트럼에 가까워지도록, 주파수 스펙트럼이 보정된다. 즉, 기준이 되는 장치의 상태에 가까운 형태로 마이크로파를 출력할 수 있도록 보정된다. 예를 들면, 도 11의 (B)에 나타나는 주파수 스펙트럼을, 도 11의 (A)에 나타나는 주파수 스펙트럼으로 보정할 수 있다.

상술한 기준이 되는 주파수 스펙트럼은, 측정값이 아니라 설정값이어도 된다. 도 13의 (A), (B), (C)는, 주파수 스펙트럼의 일례를 설명하는 도면이다. 도 13의 (A)는, 제1 장치에 있어서의 주파수 스펙트럼이다. 도 13의 (B)는, 제2 장치에 있어서의 주파수 스펙트럼이다. 도 13의 (C)는, 주파수마다의 설정값 R1이다. 도 13의 (A), (B), (C)에 있어서, 가로축은 주파수, 세로축은 Pr/Pf비이다. 도 중의 f0~fn까지가 주파수 스펙트럼의 대역폭이다. f0~fn의 범위가 설정 주파수가 된다. 제어기(100)는, 도 13의 (C)에 나타나는 설정값 R1을 기준값으로 할 수 있다. 이 경우, 제어기(100)는, 기억부(103)에 설정값 R1을 기억시킨다. 제어기(100)는, 기억부(103)를 참조하여, 도 13의 (A) 및 도 13의 (B)에 나타나는 주파수 스펙트럼을 도 13의 (C)에 나타나는 설정값 R1로 보정할 수 있다. 이 동작은, 도 12에 나타나는 동작과 동일하기 때문에, 설명은 생략한다.

이상, 플라즈마 처리 장치(1) 및 마이크로파 제어 방법에 의하면, 마이크로파는, 제1 타이밍에 있어서, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭으로 발생시킬 수 있다. 마이크로파의 진행파 파워 및 반사파 파워는 주파수마다 측정된다. 이로써, 제1 타이밍에 있어서 주파수 스펙트럼이 얻어진다. 제1 타이밍으로부터 시간 경과한 제2 타이밍에 있어서, 동일 조건으로 마이크로파가 발생되어, 주파수 스펙트럼이 얻어진다. 그리고, 제2 타이밍에 관련되는 주파수 스펙트럼과 기억부(103)에 기억된 제1 타이밍에 관한 주파수 스펙트럼의 주파수마다의 차분이 작아지도록 진행파 파워의 파형을 보정하기 위한 보정값이 주파수마다 산출된다. 산출된 주파수마다의 보정값에 근거하여 진행파 파워의 파형이 보정된다. 이와 같이, 플라즈마 처리 장치(1) 및 마이크로파 제어 방법은, 제2 타이밍에 있어서, 제1 타이밍에 있어서의 장치 상태를 기준으로 하여, 기준값과 주파수 스펙트럼의 주파수마다의 차분이 작아지도록 진행파 파워의 파형을 보정할 수 있다. 이 때문에, 플라즈마 처리 장치(1) 및 마이크로파 제어 방법은, 기준이 되는 장치 상태로부터의 마이크로파의 특성 변화를 억제할 수 있다.

플라즈마 처리 장치(1) 및 마이크로파 제어 방법은, 진단용 레시피를 별도 준비할 필요가 없어, 진단용 레시피에서의 진단 결과와 프로세스 레시피 실행 시의 진단 결과가 상이한 것을 회피할 수 있다. 그리고, 플라즈마 처리 장치는, 프로세스 레시피 실행 시에 보정할 수 있기 때문에, 진단용 레시피를 채용하는 경우와 비교하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

플라즈마 처리 장치(1) 및 마이크로파 제어 방법은, 장치의 도입 타이밍 또는 메인터넌스 타이밍에 있어서의 장치 상태를 기준으로 할 수 있다.

또한, 플라즈마 처리 장치(1) 및 마이크로파 제어 방법에 의하면, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭에 있어서의 주파수 스펙트럼의 주파수 각각에 대응하는 기준값이 취득된다. 그리고, 마이크로파는, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭으로 발생시킬 수 있다. 마이크로파의 진행파 파워 및 반사파 파워는 주파수마다 측정된다. 이로써, 주파수 스펙트럼이 얻어진다. 그리고, 주파수 스펙트럼과 대응하는 기준값의 주파수마다의 차분이 작아지도록 진행파 파워의 파형을 보정하기 위한 보정값이 주파수마다 산출된다. 산출된 주파수마다의 보정값에 근거하여 진행파 파워의 파형이 보정된다. 이와 같이, 플라즈마 처리 장치(1) 및 마이크로파 제어 방법은, 미리 취득된 기준값을 기준으로 하여, 기준값과 주파수 스펙트럼의 주파수마다의 차분이 작아지도록 진행파 파워의 파형을 보정할 수 있다. 이 때문에, 플라즈마 처리 장치(1) 및 마이크로파 제어 방법은, 기준이 되는 장치 상태로부터의 마이크로파의 특성 변화를 억제할 수 있다. 또한, 이 플라즈마 처리 장치(1) 및 마이크로파 제어 방법은, 장치의 개체차를 저감시킬 수도 있다.

이상, 다양한 실시형태에 대하여 설명해 왔지만, 상술한 실시형태에 한정되지 않고 다양한 변형 양태를 구성 가능하다. 예를 들면, 각 실시형태를 조합해도 된다.

이상의 설명으로부터, 본 개시의 실시형태는, 설명의 목적으로 본 명세서에서 설명되어 있으며, 본 개시의 범위 및 주지로부터 벗어나지 않고 다양한 변경을 이룰 수 있는 것이, 이해될 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시한 다양한 실시형태는 한정되는 것을 의도하고 있지 않으며, 실제 범위와 주지는, 첨부된 특허청구의 범위에 의하여 나타난다.

1…플라즈마 처리 장치
12…챔버 본체
16…마이크로파 출력 장치
16a…마이크로파 발생부
18…안테나
28…동축 도파관
29…복조부
100…제어기
161…파형 발생부
162…파워 제어부

Claims

플라즈마로 기판을 처리하는 장치로서,
안테나가 마련되며, 상기 기판을 수용하도록 구성되는 챔버 본체와,
설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭에 각각 따른 중앙 주파수, 파워 및 대역폭을 갖는 마이크로파를 발생시키도록 구성되는 마이크로파 발생부와,
상기 마이크로파 발생부에 의하여 출력된 상기 마이크로파를 상기 안테나로 유도하도록 구성되는 도파관과,
상기 도파관에 마련되고, 상기 마이크로파의 진행파 파워 및 반사파 파워를 주파수마다 측정하도록 구성되는 복조부와,
상기 마이크로파 발생부 및 상기 복조부에 접속되며, 기억부를 갖는 제어기를 구비하고,
상기 제어기는,
제1 타이밍에 있어서, 상기 설정 주파수, 상기 설정 파워 및 상기 설정 대역폭으로 상기 마이크로파를 발생시키도록 상기 마이크로파 발생부를 제어하며,
상기 마이크로파의 진행파 파워 및 반사파 파워를 주파수마다 측정하도록 상기 복조부를 제어하고, 상기 복조부의 측정 결과에 근거하여, 주파수마다의 상기 진행파 파워와 상기 반사파 파워의 비인 주파수 스펙트럼을 산출하며,
상기 제1 타이밍에 관한 상기 주파수 스펙트럼을 상기 기억부에 기억시키고,
상기 제1 타이밍으로부터 시간 경과한 제2 타이밍에 있어서, 상기 설정 주파수, 상기 설정 파워 및 상기 설정 대역폭으로 상기 마이크로파를 발생시키도록 상기 마이크로파 발생부를 제어하며,
상기 마이크로파의 진행파 파워 및 반사파 파워를 주파수마다 측정하도록 상기 복조부를 제어하고, 상기 복조부의 측정 결과에 근거하여 상기 제2 타이밍에 관련되는 상기 주파수 스펙트럼을 산출하며,
상기 제2 타이밍에 관련되는 상기 주파수 스펙트럼과 상기 기억부에 기억된 상기 제1 타이밍에 관한 상기 주파수 스펙트럼의 주파수마다의 차분이 작아지도록 상기 진행파 파워의 파형을 보정하기 위한 보정값을 주파수마다 산출하고,
상기 산출된 주파수마다의 보정값에 근거하여 상기 진행파 파워의 상기 파형을 보정하도록 상기 마이크로파 발생부를 제어하도록 구성되는, 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 설정 주파수, 상기 설정 파워 및 상기 설정 대역폭은, 상기 기판의 플라즈마 처리 시의 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭과 동일한, 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 타이밍은, 상기 장치의 도입 타이밍 또는 상기 장치의 메인터넌스 타이밍인, 장치.
마이크로파를 제어하는 방법으로서,
제1 타이밍에 있어서, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭으로 상기 마이크로파를 발생시키는 공정과,
상기 마이크로파의 진행파 파워 및 반사파 파워를 주파수마다 측정하여, 주파수마다의 상기 진행파 파워와 상기 반사파 파워의 비인 주파수 스펙트럼을 산출하는 공정과,
상기 제1 타이밍에 관련되는 상기 주파수 스펙트럼을 기억하는 공정과,
상기 제1 타이밍으로부터 시간 경과한 제2 타이밍에 있어서, 상기 설정 주파수, 상기 설정 파워 및 상기 설정 대역폭으로 상기 마이크로파를 발생시키는 공정과,
상기 마이크로파의 진행파 파워 및 반사파 파워를 주파수마다 측정하여, 상기 제2 타이밍에 관련되는 상기 주파수 스펙트럼을 산출하는 공정과,
상기 제2 타이밍에 관련되는 상기 주파수 스펙트럼과 상기 제1 타이밍에 관련되는 상기 주파수 스펙트럼의 주파수마다의 차분이 작아지도록 상기 진행파 파워의 파형을 보정하기 위한 보정값을 주파수마다 산출하는 공정과,
상기 산출된 주파수마다의 보정값에 근거하여 상기 진행파 파워의 파형을 보정하는 공정을 포함하는, 방법.
플라즈마로 기판을 처리하는 장치로서,
안테나가 마련되며, 상기 기판을 수용하도록 구성되는 챔버 본체와,
설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭에 각각 따른 중앙 주파수, 파워 및 대역폭을 갖는 마이크로파를 발생시키도록 구성되는 마이크로파 발생부와,
상기 마이크로파 발생부에 의하여 출력된 상기 마이크로파를 상기 안테나로 유도하도록 구성되는 도파관과,
상기 도파관에 마련되고, 상기 마이크로파의 진행파 파워 및 반사파 파워를 주파수마다 측정하도록 구성되는 복조부와,
상기 마이크로파 발생부 및 상기 복조부에 접속되는 제어기를 구비하며,
상기 제어기는,
상기 설정 주파수, 상기 설정 파워 및 상기 설정 대역폭에 있어서의 주파수 스펙트럼의 주파수 각각에 대응하는 기준값을 취득하고,
상기 진행파 파워 및 상기 반사파 파워를 주파수마다 측정하도록 상기 복조부를 제어하여, 주파수마다의 상기 진행파 파워와 상기 반사파 파워의 비인 주파수 스펙트럼을 산출하며,
상기 주파수 스펙트럼과 상기 대응하는 기준값의 주파수마다의 차분이 작아지도록 상기 마이크로파의 진행파 파워의 파형을 보정하기 위한 보정값을 주파수마다 산출하고,
상기 산출된 보정값에 근거하여 상기 마이크로파의 진행파 파워의 파형을 보정하도록 구성되는, 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 기준값은 상수인, 장치.
마이크로파를 제어하는 방법으로서,
주파수 스펙트럼의 주파수 각각에 대응하여 설정되는 기준값을 취득하는 공정이며, 상기 주파수 스펙트럼은, 설정 주파수, 설정 파워 및 설정 대역폭으로 발생시키는 마이크로파의 주파수마다의 진행파 파워와 반사파 파워의 비인, 공정과,
상기 설정 주파수, 상기 설정 파워 및 상기 설정 대역폭으로 상기 마이크로파를 발생시키는 공정과,
상기 발생시킨 상기 마이크로파의 상기 진행파 파워 및 상기 반사파 파워를 주파수마다 측정하여, 상기 주파수 스펙트럼을 산출하는 공정과,
상기 주파수 스펙트럼과 상기 기준값의 주파수마다의 차에 근거하여, 상기 마이크로파의 진행파 파워의 파형을 보정하기 위한 보정값을 주파수마다 산출하는 공정과,
상기 산출된 주파수마다의 보정값에 근거하여 상기 마이크로파의 진행파 파워의 파형을 보정하는 공정을 포함하는, 방법.