KR20240118905A

KR20240118905A - 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법

Info

Publication number: KR20240118905A
Application number: KR1020247025209A
Authority: KR
Inventors: 치시오 고시미즈
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2021-06-21
Filing date: 2022-06-14
Publication date: 2024-08-05
Also published as: JP7474913B2; CN117480870B; JP2024046672A; US20240170257A1; KR102698686B1; JP7434669B2; TW202314780A; CN117480870A; KR20240009537A; US20240120176A1; WO2022270347A1; CN118588523A; JPWO2022270347A1

Abstract

개시되는 플라즈마 처리 장치에서는, 고주파 전원이, 전기 바이어스 에너지의 바이어스 주기 내에 있어서 고주파 전력의 주파수를 조정한다. 고주파 전원은, 바이어스 주기 내의 고주파 전력의 주파수의 시계열로서 기본 시계열을 이용한다. 고주파 전원은, 바이어스 주기 내의 고주파 전력의 주파수의 시계열로서 변경된 시계열을 이용하는 것을, 평가값에 기초하여 정합 상태를 개선하도록, 반복한다. 변경된 시계열은, 기본 시계열에 위상 시프트량을 부여하는 것, 기본 시계열을 주파수 방향으로 스케일링하는 것, 또는 기본 시계열의 복수의 시간 존 중 2개 이상을 시간 방향으로 스케일링하는 것에 의해 얻어진다.

Description

플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법{PLASMA TREATMENT DEVICE AND PLASMA TREATMENT METHOD}

본 개시의 예시적 실시형태는, 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법에 관한 것이다.

플라즈마 처리 장치가, 기판에 대한 플라즈마 처리에 있어서 이용되고 있다. 플라즈마 처리 장치에서는, 챔버 내에서 생성된 플라즈마로부터 이온을 기판에 인입하기 위해, 고주파 바이어스 전력이 이용된다. 하기의 특허문헌 1은, 고주파 바이어스 전력의 파워 레벨 및 주파수를 변조하는 플라즈마 처리 장치를 개시하고 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2009-246091호 공보

본 개시는 플라즈마의 생성을 위해 이용되는 고주파 전력의 반사를 억제하는 기술을 제공한다.

하나의 예시적 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 플라즈마 처리 장치는, 챔버, 기판 지지부, 고주파 전원, 및 바이어스 전원을 포함한다. 기판 지지부는, 챔버 내에 마련되어 있다. 고주파 전원은, 챔버 내에서 가스로부터 플라즈마를 생성하기 위해 고주파 전력을 공급하도록 구성되어 있다. 바이어스 전원은, 기판 지지부 상의 기판에 이온을 인입하기 위해, 기판 지지부에 전기 바이어스 에너지를 공급하도록 구성되어 있다. 전기 바이어스 에너지는 바이어스 주파수의 역수의 시간 길이를 갖는 바이어스 주기로 반복하는 파형을 갖는다. 고주파 전원은, 고주파 전력이 공급되며 또한 전기 바이어스 에너지가 기판 지지부에 공급되고 있는 기간에 있어서, (a), (b), 및 (c)를 행한다. (a)는, 바이어스 주기 내의 고주파 전력의 주파수의 시계열로서, 미리 정해진 주파수의 시계열인 기본 시계열을 이용하는 것을 포함한다. (b)는, (a)의 후에 행해진다. (b)는, 바이어스 주기에 있어서 고주파 전력의 주파수로서 변경된 시계열을 이용하는 것을 포함한다. (c)는, 고주파 전원과 그 부하 사이의 임피던스의 정합 상태를, 상기 정합 상태를 반영하는 평가값에 기초하여 개선하도록, (b)를 반복하는 것을 포함한다. 고주파 전원은, (b)에 있어서 이용하는 시계열로서, 시계열 (TS1), 시계열 (TS2), 또는 시계열 (TS3)을 이용한다. 시계열 (TS1)은, 바이어스 주기에 대한 위상 시프트량을 기본 시계열에 부여함으로써 얻어지는 주파수의 시계열이다. 시계열 (TS2)는, 기본 시계열을 주파수 방향으로 확대 또는 축소시킨 주파수의 시계열이다. 시계열 (TS3)은, 기본 시계열과 동일한 개수의 주파수를 포함하는 주파수의 시계열이고, 기본 시계열의 복수의 시간 존 중 2개 이상을 시간 방향으로 확대 또는 축소함으로써 얻어지는 주파수의 시계열이다.

하나의 예시적 실시형태에 의하면, 플라즈마의 생성을 위해 이용되는 고주파 전력의 반사를 억제하는 것이 가능해진다.

도 1은 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 흐름도이다.
도 4는 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 공정 ST3의 제1 예의 흐름도이다.
도 5는 도 4에 나타내는 공정 ST3의 제1 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 공정 ST3의 제2 예의 흐름도이다.
도 7은 도 6에 나타내는 공정 ST3의 제2 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 6에 나타내는 공정 ST3의 제2 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 6에 나타내는 공정 ST3의 제2 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 6에 나타내는 공정 ST3의 제2 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 공정 ST3의 제3 예의 흐름도이다.
도 12는 도 11에 나타내는 공정 ST3의 제3 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 있어서의 주파수 설정 기간에 관련한 일례의 타이밍 차트이다.
도 14는 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 있어서의 주파수 설정 기간에 관련한 일례의 타이밍 차트이다.

이하, 도면을 참조하여 여러 가지의 예시적 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당하는 부분에 대하여는 동일한 부호를 붙이는 것으로 한다.

도 1 및 도 2는 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.

일실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 시스템은, 플라즈마 처리 장치(1) 및 제어부(2)를 포함한다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 플라즈마 처리 챔버(10), 기판 지지부(11) 및 플라즈마 생성부(12)를 포함한다. 플라즈마 처리 챔버(10)는, 플라즈마 처리 공간을 갖는다. 또한, 플라즈마 처리 챔버(10)는, 적어도 하나의 처리 가스를 플라즈마 처리 공간에 공급하기 위한 적어도 하나의 가스 공급구와, 플라즈마 처리 공간으로부터 가스를 배출하기 위한 적어도 하나의 가스 배출구를 갖는다. 가스 공급구는, 후술하는 가스 공급부(20)에 접속되고, 가스 배출구는, 후술하는 배기 시스템(40)에 접속된다. 기판 지지부(11)는, 플라즈마 처리 공간 내에 배치되며, 기판을 지지하기 위한 기판 지지면을 갖는다.

플라즈마 생성부(12)는, 플라즈마 처리 공간 내에 공급된 적어도 하나의 처리 가스로 플라즈마를 생성하도록 구성된다. 플라즈마 처리 공간에 있어서 형성되는 플라즈마는, 용량 결합 플라즈마(CCP; Capacitively Coupled Plasma), 유도 결합 플라즈마(ICP; Inductively Coupled Plasma), ECR 플라즈마(Electron-Cyclotron-resonance plasma), 헬리콘파 여기 플라즈마(HWP: Helicon Wave Plasma), 또는, 표면파 플라즈마(SWP: Surface Wave Plasma) 등이어도 좋다.

제어부(2)는, 본 개시에 있어서 서술되는 여러 가지의 공정을 플라즈마 처리 장치(1)에 실행시키는 컴퓨터 실행 가능한 명령을 처리한다. 제어부(2)는, 여기서 서술되는 여러 가지의 공정을 실행하도록 플라즈마 처리 장치(1)의 각 요소를 제어하도록 구성될 수 있다. 일실시형태에 있어서, 제어부(2)의 일부 또는 전부가 플라즈마 처리 장치(1)에 포함되어도 좋다. 제어부(2)는, 예컨대 컴퓨터(2a)를 포함하여도 좋다. 컴퓨터(2a)는, 예컨대, 처리부(CPU: Central Processing Unit)(2a1), 기억부(2a2), 및 통신 인터페이스(2a3)를 포함하여도 좋다. 처리부(2a1)는, 기억부(2a2)에 저장된 프로그램에 기초하여 여러 가지의 제어 동작을 행하도록 구성될 수 있다. 기억부(2a2)는, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 또는 이들의 조합을 포함하여도 좋다. 통신 인터페이스(2a3)는, LAN(Local Area Network) 등의 통신 회선을 통해 플라즈마 처리 장치(1)와의 사이에서 통신하여도 좋다.

이하에, 플라즈마 처리 장치(1)의 일례로서의 용량 결합 플라즈마 처리 장치의 구성예에 대해서 설명한다. 용량 결합 플라즈마 처리 장치(1)는, 플라즈마 처리 챔버(10), 가스 공급부(20), 및 배기 시스템(40)을 포함한다. 또한, 플라즈마 처리 장치(1)는, 기판 지지부(11) 및 가스 도입부를 포함한다. 가스 도입부는, 적어도 하나의 처리 가스를 플라즈마 처리 챔버(10) 내에 도입하도록 구성된다. 가스 도입부는, 샤워 헤드(13)를 포함한다. 기판 지지부(11)는, 플라즈마 처리 챔버(10) 내에 배치된다. 샤워 헤드(13)는, 기판 지지부(11)의 상방에 배치된다. 일실시형태에 있어서, 샤워 헤드(13)는, 플라즈마 처리 챔버(10)의 천장부(ceiling)의 적어도 일부를 구성한다. 플라즈마 처리 챔버(10)는, 샤워 헤드(13), 플라즈마 처리 챔버(10)의 측벽(10a) 및 기판 지지부(11)에 의해 규정된 플라즈마 처리 공간(10s)을 갖는다. 측벽(10a)은 접지된다. 샤워 헤드(13) 및 기판 지지부(11)는, 플라즈마 처리 챔버(10)의 케이스와는 전기적으로 절연된다.

기판 지지부(11)는, 본체부(111) 및 링 어셈블리(112)를 포함한다. 본체부(111)는, 기판(웨이퍼)(W)을 지지하기 위한 중앙 영역(기판 지지면)(111a)과, 링 어셈블리(112)를 지지하기 위한 환형 영역(링지지면)(111b)을 갖는다. 본체부(111)의 환형 영역(111b)은, 평면으로 보아 본체부(111)의 중앙 영역(111a)을 둘러싸고 있다. 기판(W)은, 본체부(111)의 중앙 영역(111a) 상에 배치되고, 링 어셈블리(112)는, 본체부(111)의 중앙 영역(111a) 상의 기판(W)을 둘러싸도록 본체부(111)의 환형 영역(111b) 상에 배치된다. 일실시형태에 있어서, 본체부(111)는, 베이스(111e) 및 정전 척(111c)을 포함한다. 베이스(111e)는, 도전성 부재를 포함한다. 베이스(111e)의 도전성 부재는 하부 전극으로서 기능한다. 정전 척(111c)은, 베이스(111e) 상에 배치된다. 정전 척(111c)의 상면은, 기판 지지면(111a)을 갖는다. 링 어셈블리(112)는, 1 또는 복수의 환형 부재를 포함한다. 1 또는 복수의 환형 부재 중 적어도 하나는 엣지 링이다. 또한, 도시는 생략하지만, 기판 지지부(11)는, 정전 척(111c), 링 어셈블리(112), 및 기판(W) 중 적어도 하나를 타겟 온도로 조절하도록 구성되는 온도 조절 모듈을 포함하여도 좋다. 온도 조절 모듈은, 히터, 전열 매체, 유로, 또는 이들의 조합을 포함하여도 좋다. 유로에는, 브라인이나 가스와 같은 전열 유체가 흐른다. 또한, 기판 지지부(11)는, 기판(W)의 이면과 기판 지지면(111a) 사이에 전열 가스를 공급하도록 구성된 전열 가스 공급부를 포함하여도 좋다.

샤워 헤드(13)는, 가스 공급부(20)로부터의 적어도 하나의 처리 가스를 플라즈마 처리 공간(10s) 내에 도입하도록 구성된다. 샤워 헤드(13)는, 적어도 하나의 가스 공급구(13a), 적어도 하나의 가스 확산실(13b), 및 복수의 가스 도입구(13c)를 갖는다. 가스 공급구(13a)에 공급된 처리 가스는, 가스 확산실(13b)을 통과하여 복수의 가스 도입구(13c)로부터 플라즈마 처리 공간(10s) 내에 도입된다. 또한, 샤워 헤드(13)는, 도전성 부재를 포함한다. 샤워 헤드(13)의 도전성 부재는 상부 전극으로서 기능한다. 또한, 가스 도입부는, 샤워 헤드(13)에 더하여, 측벽(10a)에 형성된 1 또는 복수의 개구부에 부착되는 1 또는 복수의 사이드 가스 주입부(SGI: Side Gas Injector)를 포함하여도 좋다.

가스 공급부(20)는, 하나 이상의 가스 소스(21) 및 적어도 하나 이상의 유량 제어기(22)를 포함하여도 좋다. 일실시형태에 있어서, 가스 공급부(20)는, 하나 이상의 처리 가스를, 각각에 대응하는 가스 소스(21)로부터 각각에 대응하는 유량 제어기(22)를 통해 샤워 헤드(13)에 공급하도록 구성된다. 각 유량 제어기(22)는, 예컨대 매스 플로우 컨트롤러 또는 압력 제어식의 유량 제어기를 포함하여도 좋다. 또한, 가스 공급부(20)는, 하나 이상의 처리 가스의 유량을 변조 또는 펄스화하는 하나 이상의 유량 변조 디바이스를 포함하여도 좋다.

배기 시스템(40)은, 예컨대 플라즈마 처리 챔버(10)의 바닥부에 마련된 가스 배출구(10e)에 접속될 수 있다. 배기 시스템(40)은, 압력 조정 밸브 및 진공 펌프를 포함하여도 좋다. 압력 조정 밸브에 의해, 플라즈마 처리 공간(10s) 내의 압력이 조정된다. 진공 펌프는, 터보 분자 펌프, 드라이 펌프 또는 이들의 조합을 포함하여도 좋다.

플라즈마 처리 장치(1)는, 고주파 전원(31) 및 바이어스 전원(32)을 구비하고 있다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 제어부(30c)를 더 구비하고 있어도 좋다.

고주파 전원(31)은, 챔버(10) 내에서 플라즈마를 생성하기 위해 고주파 전력(RF)을 발생하도록 구성되어 있다. 고주파 전력(RF)은, 예컨대, 13 ㎒ 이상, 150 ㎒ 이하의 주파수를 갖는다. 일실시형태에 있어서, 고주파 전원(31)은, 고주파 신호 발생기(31g) 및 증폭기(31a)를 포함하고 있어도 좋다. 고주파 신호 발생기(31g)는, 고주파 신호를 발생한다. 증폭기(31a)는, 고주파 신호 발생기(31g)로부터 입력되는 고주파 신호를 증폭함으로써 고주파 전력(RF)을 생성하여, 고주파 전력(RF)을 출력한다.

일실시형태에 있어서, 고주파 전원(31)은, 정합기(31m)를 통해 베이스(111e)에 접속되어 있다. 정합기(31m)는, 정합 회로를 포함하고 있다. 정합기(31m)의 정합 회로는, 가변 임피던스를 갖는다. 정합기(31m)의 정합 회로는, 제어부(30c)에 의해 제어된다. 정합기(31m)의 정합 회로의 임피던스는, 고주파 전원(31)의 부하측의 임피던스를 고주파 전원(31)의 출력 임피던스에 정합시키도록 조정된다. 또한, 고주파 전원(31)은, 기판 지지부(11) 중에 마련된 다른 전극에 전기적으로 접속되어 있어도 좋다. 혹은, 고주파 전원(31)은, 정합기(31m)를 통해 상부 전극에 접속되어 있어도 좋다.

바이어스 전원(32)은, 기판 지지부(11) 상에 배치된 기판(W)에 이온을 인입하기 위해, 전기 바이어스 에너지(BE)를 기판 지지부(11)에 공급하도록 구성되어 있다. 바이어스 전원(32)은, 기판 지지부(11) 내의 바이어스 전극에 접속되어 있다. 바이어스 전극은, 베이스(111e)여도 좋다. 바이어스 전극은, 베이스(111e)와는 별도의, 기판 지지부(11) 중에 마련된 다른 전극이어도 좋다. 바이어스 전원(32)과 고주파 전원(31)은, 기판 지지부(11) 내의 동일한 전극에 전기적으로 접속되어 있어도 좋고, 기판 지지부(11) 내의 다른 전극에 전기적으로 각각 접속되어 있어도 좋다.

전기 바이어스 에너지(BE)는, 바이어스 주파수의 역수의 시간 길이를 갖는 주기(CY)(파형 주기)로 반복하는 파형을 갖는다. 바이어스 주파수는, 예컨대 100 ㎑ 이상, 13.56 ㎒ 이하의 주파수이다.

일실시형태에 있어서, 전기 바이어스 에너지(BE)는, 예컨대 도 5에 나타내는 바와 같이, 바이어스 주파수를 갖는 고주파 전력, 즉 고주파 바이어스 전력이어도 좋다. 고주파 바이어스 전력은, 주기(CY), 즉 바이어스 주기에 있어서 정현파형의 파형을 갖는다. 주기(CY)는, 바이어스 주파수의 역수의 시간 길이를 갖는다. 전기 바이어스 에너지(BE)가 고주파 바이어스 전력인 경우에는, 바이어스 전원(32)은, 정합기(32m)를 통해 바이어스 전극에 접속된다. 정합기(32m)는, 정합 회로를 포함하고 있다. 정합기(32m)의 정합 회로는, 가변 임피던스를 갖는다. 정합기(32m)의 정합 회로는, 제어부(30c)에 의해 제어된다. 정합기(32m)의 정합 회로의 임피던스는, 바이어스 전원(32)의 부하측의 임피던스를 바이어스 전원(32)의 출력 임피던스에 정합시키도록 조정된다.

별도의 실시형태에 있어서, 전기 바이어스 에너지(BE)는, 바이어스 주파수의 역수인 시간 길이를 갖는 시간 간격(즉, 주기(CY))으로 주기적으로 발생되는 전압의 펄스여도 좋다. 전기 바이어스 에너지(BE)로서 이용되는 전압의 펄스는, 부의 전압의 펄스 또는 부의 직류 전압의 펄스여도 좋다. 전압의 펄스는, 삼각파, 직사각형파라고 하는 임의의 파형을 갖고 있어도 좋다. 전기 바이어스 에너지(BE)로서 전압의 펄스가 이용되는 경우에는, 정합기(32m) 대신에, 고주파 전력(RF)을 차단하는 필터가, 바이어스 전원(32)과 바이어스 전극 사이에서 접속되어 있어도 좋다.

플라즈마 처리 장치(1)에서는, 주기(CY)는, 복수의 위상 기간(SP)으로 분할되어 있다. 플라즈마 처리 장치(1)에서는, 고주파 전력(RF)이 공급되고, 전기 바이어스 에너지(BE)가 기판 지지부(11)에 공급되고 있는 기간에 있어서, 주기(CY) 중의 복수의 위상 기간(SP)의 각각의 고주파 전력(RF)의 주파수(fRF)가 조정된다. 이 때문애, 고주파 전원(31)과 바이어스 전원(32)은, 서로 동기된다. 이 때문에 이용되는 동기 신호는, 바이어스 전원(32)으로부터 고주파 전원(31)에 부여되어도 좋다. 혹은, 동기 신호는, 고주파 전원(31) 또는 고주파 신호 발생기(31g)로부터 바이어스 전원(32)에 부여되어도 좋다.

제어부(30c)는, 고주파 전원(31)을 제어하도록 구성되어 있다. 제어부(30c)는, CPU라고 하는 프로세서로 구성될 수 있다. 제어부(30c)는, 정합기(31m)의 일부여도 좋고, 고주파 전원(31)의 일부여도 좋다. 제어부(30c)는, 정합기(31m) 및 고주파 전원(31)으로부터 분리되어 있어도 좋다. 혹은, 제어부(2)가, 제어부(30c)를 겸하고 있어도 좋다.

이하, 고주파 전원(31)에 의한 주기(CY) 내에서의 고주파 전력(RF)의 주파수의 조정에 대해서 설명한다. 또한, 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법에 대해서도 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 고주파 전력(RF)의 주파수의 조정은, 제어부(30c)에 의한 고주파 전원(31)의 제어에 의해 행해질 수 있다.

도 3은 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 흐름도이다. 도 3에 나타내는 플라즈마 처리 방법(이하, 「방법(MT)」이라고 함)은, 공정 ST1∼공정 ST3을 포함한다. 공정 ST1∼공정 ST3은, 제어부(2)에 의한 플라즈마 처리 장치(1)의 각 부에 대한 제어에 의해 행해질 수 있다. 방법(MT)에서는, 공정 ST1∼공정 ST3이 행해지고 있는 동안, 가스가, 가스 공급부(20)로부터 챔버(10) 내에 공급되고, 챔버 내의 압력이 지정된 압력으로 배기 시스템(40)에 의해 조정된다.

공정 ST1에 있어서, 챔버(10) 내에서 가스로부터 플라즈마를 생성하기 위해, 고주파 전력(RF)이 고주파 전원(31)으로부터 공급된다. 공정 ST2는, 공정 ST1과 병행하여 행해진다. 공정 ST2에서는, 기판 지지부(11) 상의 기판에 이온을 인입하기 위해, 전기 바이어스 에너지(BE)가, 기판 지지부(11)에 공급된다. 일실시형태에서는, 전기 바이어스 에너지(BE)는, 베이스(111e)에 공급된다. 공정 ST3은, 고주파 전력(RF)이 공급되며 또한 전기 바이어스 에너지(BE)가 기판 지지부(11)에 공급되고 있는 기간, 즉, 공정 ST1 및 공정 ST2이 행해지고 있는 기간에 있어서, 행해진다. 공정 ST3에서는, 주기(CY) 내의 고주파 전력(RF)의 주파수(f_RF)가 조정된다.

공정 ST3은, 공정 STa∼공정 STc를 포함한다. 공정 STa에서는, 미리 정해진 주파수의 시계열인 기본 시계열(TS_B)이, 주기(CY) 내의 고주파 전력(RF)의 주파수(f_RF)의 시계열로서 이용된다. 즉, 주파수(f_RF)의 시계열은, 고주파 전력(RF)의 복수의 주파수를 포함하고 있고, 상기 복수의 주파수는, 주기(CY) 내의 복수의 위상 기간(SP)의 각각의 고주파 전력(RF)의 주파수로서 이용된다. 고주파 전원(31)이 이용하는 주파수(f_RF)의 시계열은, 제어부(30c)로부터 지정될 수 있다. 기본 시계열(TS_B)은, 방법(MT)의 공정 ST1의 실행 전의 주파수 설정 기간(P_fset)에 있어서 미리 준비된다. 주파수 설정 기간(P_fset)에 있어서의 기본 시계열(TS_B)의 준비에 대해서는, 후술한다.

계속해서, 공정 STb가 행해진다. 공정 STb에서는, 주기(CY)에 있어서의 고주파 전력(RF)의 주파수(f_RF)로서, 변경된 시계열(TS_M)이 이용된다. 시계열(TS_M)에 포함되는 복수의 주파수는, 주기(CY) 내의 복수의 위상 기간(SP)의 각각의 고주파 전력(RF)의 주파수로서 이용된다. 공정 STb에서 이용되는 시계열(TS_M)은, 제어부(30c)로부터 지정될 수 있다. 공정 STc에서는, 고주파 전원(31)과 그 부하 사이의 임피던스의 정합 상태를, 상기 정합 상태를 반영하는 평가값에 기초하여 개선하도록, 공정 STb가 반복된다.

공정 STb에서는, 시계열(TS_M)로서, 시계열 TS1, 시계열 TS2, 또는 시계열 TS3이 이용된다. 시계열 TS1은, 주기(CY)에 대한 위상 시프트량을 기본 시계열(TS_B)에 부여함으로써 얻어지는 주파수의 시계열이다. 시계열 TS2는, 기본 시계열(TS_B)을 주파수 방향으로 스케일링(즉, 확대 또는 축소)시킨 주파수의 시계열이다. 시계열 TS3은, 기본 시계열(TS_B)과 동일한 개수의 주파수를 포함하는 주파수의 시계열이다. 시계열 TS3은, 기본 시계열(TS_B)의 복수의 시간 존 중 2개 이상을 시간 방향으로 스케일링(확대 또는 축소)함으로써 얻어지는 주파수의 시계열이다.

평가값은, 센서(30s)에 의해 취득되는 측정값으로부터 제어부(30c)에 의해 결정된다. 평가값은, 공정 STb에 있어서 각 시계열이 이용되고 있는 평가 기간에 있어서의 정합 상태를 반영하는 단일의 대표값일 수 있다. 평가 기간은, 주기(CY)의 시간 길이 이상의 시간 길이를 가질 수 있다. 평가값은, 평가 기간에 있어서의 측정값 또는 상기 측정값으로부터 얻어지는 값의 적분값, 평균값, 또는 피크값이어도 좋다.

센서(30s)는, 고주파 전력(RF)의 반사파의 파워 레벨을 측정하도록 구성된 방향성 결합기여도 좋다. 이 경우에 있어서, 측정값은, 고주파 전력(RF)의 반사파의 파워 레벨이고, 평가값은, 평가 기간에 있어서의 반사파의 파워 레벨 또는 고주파 전원(31)의 고주파 전력(RF)의 출력 파워 레벨에 대한 반사파의 파워 레벨의 비의 값을 나타내는 대표값이다. 평가값은, 평가 기간에 있어서의 반사파의 파워 레벨 또는 고주파 전원(31)의 고주파 전력(RF)의 출력 파워 레벨에 대한 반사파의 파워 레벨의 비의 값의 적분값, 평균값, 또는 피크값이어도 좋다. 이 경우에 있어서, 센서(30s)는, 고주파 전원(31)과 그 부하 사이에 접속된다. 센서(30s)는, 고주파 전원(31)과 정합기(31m) 사이에 접속되어 있어도 좋다.

혹은, 센서(30s)는, 전압 전류 센서여도 좋다. 센서(30s)는, 챔버(10)에 대하 고주파 전력(RF)의 급전 패스에 있어서의 전압 및 전류를 측정하도록 구성되어 있다. 센서(30s)는, 고주파 전원(31)과 그 부하 사이에 접속되어 있다. 센서(30s)는, 고주파 전원(31)과 정합기(31m) 사이에 접속되어 있어도 좋다. 혹은, 센서(30s)는, 정합기(31m)의 일부여도 좋다. 이 경우에 있어서, 측정값은, 전압 및 전류이다. 평가값은, 평가 기간에 있어서의 전압과 전류 사이의 위상차를 나타내는 대표값이어도 좋다. 예컨대, 평가값은, 평가 기간에 있어서의 전압과 전류 사이의 위상차의 적분값, 평균값, 또는 피크값이어도 좋다. 혹은, 평가값은, 평가 기간에 있어서의 전압과 전류로부터 구해지는 임피던스 또는 상기 임피던스의 저항 성분을 나타내는 대표값이어도 좋다. 예컨대, 평가값은, 평가 기간에 있어서의 전압과 전류로부터 구해지는 임피던스 또는 상기 임피던스의 저항 성분의 적분값, 평균값, 또는 피크값이어도 좋다.

이하, 공정 ST3의 몇 가지인가의 예에 대해서 설명한다.

[제1 예]

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 공정 ST3의 제1 예에 대해서 설명한다. 도 4는 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 공정 ST3의 제1 예의 흐름도이다. 도 5는 도 4에 나타내는 공정 ST3의 제1 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 5에 있어서 횡축은 시간을 나타내고 있고, 종축은 전기 바이어스 에너지(BE)와 고주파 전력(RF)의 주파수(f_RF)를 나타내고 있다. 도 5에는 전기 바이어스 에너지(BE)의 주기(CY)에 있어서의 파형을 나타내고 있다. 또한, 도 5에는 주기(CY) 내의 복수의 위상 기간(SP)의 각각의 고주파 전력(RF)의 주파수(f_RF)로서 이용되는 기본 시계열(TS_B) 및 변경된 시계열(TS_M)을 나타내고 있다. 공정 ST3의 제1 예, 즉 공정 ST3A에서는, 변경된 시계열(TS_M)로서, 전술한 시계열 TS1이 이용된다.

공정 ST3A는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 공정 STa11에서 개시한다. 공정 STa에 관해서 전술한 바와 같이, 공정 STa11에서는, 기본 시계열(TS_B)이, 주기(CY) 내의 고주파 전력(RF)의 주파수(f_RF)의 시계열로서 이용된다.

계속해서, 공정 STa12가 행해진다. 공정 STa12에서는, 평가값이 취득된다. 평가값은, 전술한 바와 같이 센서(30s)에 의해 취득되는 측정값으로부터 결정된다. 평가값은, 제어부(30c)에 의해 결정된다.

계속해서, 공정 STp11이 행해진다. 공정 STp11에서는, 주기(CY)에 대하여 기본 시계열(TS_B)에 위상 시프트량을 부여함으로써 얻어지는 시계열(TS_M)이 준비된다. 시계열(TS_M)은, 제어부(30c)에 의해 준비되어, 고주파 전원(31)에 지정된다.

계속해서, 공정 STb11이 행해진다. 공정 STb11에서는, 공정 STb에 관하여 전술한 바와 같이, 주기(CY)에 있어서의 고주파 전력(RF)의 주파수(f_RF)로서, 준비된 시계열(TS_M)이 이용된다. 그리고, 공정 STc1에 있어서, 위상 시프트량을 변경하면서, 공정 STb11이 반복된다.

공정 STc1에 있어서는, 공정 STb12가 공정 STb11의 후에 행해진다. 공정 STb12에서는, 공정 STb11이 행해지고 있는 기간, 즉 평가 기간에 있어서의 평가값이 취득된다. 평가값은, 전술한 바와 같이 센서(30s)에 의해 취득되는 측정값으로부터 제어부(30c)에 의해 결정된다.

공정 STc1에 있어서는, 계속해서, 공정 STJ11이 행해진다. 공정 STJ11에서는, 종료 조건이 만족되는지의 여부가 판정된다. 공정 STJ11의 판정은, 제어부(30c)에 의해 행해진다. 공정 STJ11에 있어서, 종료 조건은, 제어부(2)로부터 플라즈마 처리의 종료가 지시되어 있을 때에 만족된다.

공정 STJ11에 있어서 종료 조건이 만족되지 않는다고 판정된 경우에는, 공정 STJ12가 행해진다. 공정 STJ12에서는, 공정 STb12에서 취득된 평가값이 지정값 이하인지의 여부가 판정된다. 공정 STJ12의 판정은, 제어부(30c)에 의해 행해진다. 평가값이 지정값 이하인 것은, 정합 상태가 양호한 것을 나타낸다. 공정 STJ12에 있어서 평가값이 지정값 이하라고 판정된 경우에는, 공정 STb11로부터의 처리가 반복된다. 한편, 공정 STJ12에 있어서 평가값이 지정값보다 크다고 판정되면, 공정 STJ13이 행해진다.

공정 STJ13에서는, 공정 STb12에서 취득된 평가값과 그 직전에 취득된 평가값이 서로 비교되어, 정합 상태가 개선되어 있는지의 여부가 판정된다. 공정 STJ13의 판정은, 제어부(30c)에 의해 행해진다. 공정 STJ13에 있어서 정합 상태가 개선되어 있는 것으로 판정된 경우에는, 공정 STc11이 행해진다. 한편, 공정 STJ13에 있어서 정합 상태가 개선되어 있지 않은 것으로 판정된 경우에는, 공정 STc12가 행해진다.

공정 STc11에서는, 직전에 이용된 위상 시프트량과 동일 방향으로 위상 시프트량이 변경된다. 직전에 이용된 위상 시프트량이 그 전에 이용된 위상 시프트량에 대하여 증가하고 있는 경우에는, 공정 STc11에서는, 도 5에 있어서 우향의 화살표로 나타내는 바와 같이, 위상 시프트량이 증가된다. 직전에 이용된 위상 시프트량이 그 전에 이용된 위상 시프트량에 대하여 감소하고 있는 경우에는, 공정 STc11에서는, 위상 시프트량이 감소된다. 그리고, 변경된 위상 시프트량을 기본 시계열(TS_B)에 부여함으로써 얻어지는 시계열(TS_M)이 준비된다. 시계열(TS_M)은, 제어부(30c)에 의해 준비되어, 고주파 전원(31)에 지정된다. 그리고, 공정 STb11이 재차 행해진다.

공정 STc12에서는, 직전에 이용된 위상 시프트량과 역방향으로 위상 시프트량이 변경된다. 직전에 이용된 위상 시프트량이 그 전에 이용된 위상 시프트량에 대하여 증가하고 있는 경우에는, 공정 STc12에서는, 도 5에 있어서 좌향의 화살표로 나타내는 바와 같이, 위상 시프트량이 감소된다. 직전에 이용된 위상 시프트량이 그 전에 이용된 위상 시프트량에 대하여 감소하고 있는 경우에는, 공정 STc12에서는, 위상 시프트량이 증가된다. 그리고, 변경된 위상 시프트량을 기본 시계열(TS_B)에 부여함으로써 얻어지는 시계열(TS_M)이 준비된다. 시계열(TS_M)은, 제어부(30c)에 의해 준비되어, 고주파 전원(31)에 지정된다. 그리고, 공정 STb11이 재차 행해진다.

공정 STb11이 반복되어, 공정 STJ11에 있어서 종료 조건이 만족되어 있는 것으로 판정되면, 공정 ST3A는 종료한다.

[제2 예]

이하, 도 6∼도 10을 참조하여, 공정 ST3의 제2 예에 대해서 설명한다. 도 6은 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 공정 ST3의 제2 예의 흐름도이다. 도 7∼도 10의 각각은, 도 6에 나타내는 공정 ST3의 제2 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 7∼도 10의 각각에 있어서 횡축은 시간을 나타내고 있고, 종축은 전기 바이어스 에너지(BE)와 고주파 전력(RF)의 주파수(f_RF)를 나타내고 있다. 도 7∼도 10의 각각에는, 전기 바이어스 에너지(BE)의 주기(CY)에 있어서의 파형을 나타내고 있다. 또한, 도 7∼도 10의 각각에는, 주기(CY) 내의 복수의 위상 기간(SP)의 각각의 고주파 전력(RF)의 주파수(f_RF)로서 이용되는 기본 시계열(TS_B) 및 변경된 시계열(TS_M)을 나타내고 있다. 공정 ST3의 제2 예, 즉 공정 ST3B에서는, 변경된 시계열(TS_M)로서, 전술한 시계열 TS2가 이용된다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 공정 ST3B는, 공정 ST3A와 동일하게, 공정 STa11에서 개시한다. 계속해서, 공정 ST3A와 동일하게, 공정 STa12가 행해진다.

계속해서, 공정 STp21이 행해진다. 공정 STp21에서는, 기본 시계열(TS_B)을 주파수 방향으로 스케일링, 즉 확대 혹은 축소시킴으로써 얻어지는 시계열(TS_M)이 준비된다. 시계열(TS_M)은, 제어부(30c)에 의해 준비되어, 고주파 전원(31)에 지정된다.

공정 STp21에 있어서 준비되는 시계열(TS_M)은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 기본 시계열(TS_B)에 있어서의 최저 주파수(f_min)를 유지하면서 기본 시계열(TS_B)을 주파수 방향으로 스케일링함으로써 얻어지는 시계열이어도 좋다. 이하의 설명에서는, 도 7에 나타내는 바와 같이 변경된 시계열을 시계열 TS21이라고 한다. 공정 STp21에 있어서 준비되는 시계열(TS_M)은, 도 8에 나타내는 바와 같이, 기본 시계열(TS_B)에 있어서의 최고 주파수(f_max)를 유지하면서 기본 시계열(TS_B)을 주파수 방향으로 스케일링함으로써 얻어지는 시계열이어도 좋다. 이하의 설명에서는, 도 8에 나타내는 바와 같이 변경된 시계열을 시계열 TS22라고 한다. 공정 STp21에 있어서 준비되는 시계열(TS_M)은, 도 9에 나타내는 바와 같이, 기본 시계열(TS_B)에 있어서 지정 주파수(f_sp) 이하의 주파수를 유지하면서 기본 시계열(TS_B)을 주파수 방향으로 스케일링함으로써 얻어지는 시계열이어도 좋다. 이하의 설명에서는, 도 9에 나타내는 바와 같이 변경된 시계열을 시계열 TS23이라고 한다. 공정 STp21에 있어서 준비되는 시계열(TS_M)은, 도 10에 나타내는 바와 같이, 기본 시계열(TS_B)에 있어서 지정 주파수(f_sp) 이상의 주파수를 유지하면서 기본 시계열(TS_B)을 주파수 방향으로 스케일링함으로써 얻어지는 시계열이어도 좋다. 이하의 설명에서는, 도 10에 나타내는 바와 같이 변경된 시계열을 시계열 TS24라고 한다.

계속해서, 공정 STb21이 행해진다. 공정 STb21에서는, 공정 STb에 관하여 전술한 바와 같이, 주기(CY)에 있어서의 고주파 전력(RF)의 주파수(f_RF)로서, 준비된 시계열(TS_M)이 이용된다. 그리고, 공정 STc2에 있어서, 공정 STb21이 반복된다. 고주파 전원(31)은, 공정 STb21의 반복에 있어서 기본 시계열(TS_B)에 대한 주파수 방향으로의 스케일링의 배율을 변경한다.

공정 STb21의 반복에 있어서는, 시계열 TS21∼TS24 중 어느 하나가 이용되고, 스케일링의 배율이 변경되어도 좋다. 공정 STb21의 반복에 있어서는, 시계열 TS21∼TS24가 스케일링의 배율을 변경하면서 순서대로 이용되어도 좋다.

공정 STc2에 있어서는, 공정 STb22가, 공정 STb21의 후에 행해진다. 공정 STb22는, 공정 STb12와 동일한 공정이다.

공정 STc2에 있어서는, 공정 STJ21이 공정 STb22의 후에 행해진다. 공정 STJ21에서는, 스케일링의 종료 조건이 만족되는지의 여부가 판정된다. 공정 STJ21의 판정은, 제어부(30c)에 의해 행해진다. 공정 STJ21에 있어서, 스케일링의 종료 조건은, 공정 STb21의 반복이 소정 횟수 행해져 있는 경우에 만족된다.

공정 STJ21에 있어서, 스케일링의 종료 조건이 만족되지 않는다고 판정되면, 공정 STc21이 행해진다. 공정 STc21에서는, 기본 시계열(TS_B)에 대한 주파수 방향으로의 스케일링의 배율이, 도 7∼도 10에 있어서 화살표로 나타내는 바와 같이 변경됨으로써, 시계열(TS_M)이 준비된다. 시계열(TS_M)은, 제어부(30c)에 의해 준비되어, 고주파 전원(31)에 지정된다. 한편, 공정 STJ21에 있어서, 스케일링의 종료 조건이 만족되어 있는 것으로 판정되면, 공정 STd21이 행해진다.

공정 STd21에서는, 정합 상태를 가장 개선하는 시계열(TSM)(제1 시계열)이, 얻어지고 있는 복수의 평가값에 기초하여 선택된다. 고주파 전원(31)은, 선택된 시계열(TS_M)에 포함되는 복수의 주파수를, 주기(CY) 내의 복수의 위상 기간(SP)의 각각의 고주파 전력(RF)의 주파수로서 이용한다. 이 공정 STd21의 후, 공정 ST3B는 종료하여도 좋다. 혹은, 공정 STd21의 후에, 공정 STe21이 행해져도 좋다. 공정 STe21에서는, 공정 STd21에서 선택된 시계열(TS_M)을 기본 시계열로서 이용하여, 공정 ST3A가 행해진다.

[제3 예]

이하, 도 11 및 도 12를 참조하여, 공정 ST3의 제3 예에 대해서 설명한다. 도 11은 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법의 공정 ST3의 제3 예의 흐름도이다. 도 12는 도 11에 나타내는 공정 ST3의 제3 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 12에 있어서 횡축은 시간을 나타내고 있고, 종축은 전기 바이어스 에너지(BE)와 고주파 전력(RF)의 주파수(f_RF)를 나타내고 있다. 도 12에는 전기 바이어스 에너지(BE)의 주기(CY)에 있어서의 파형을 나타내고 있다. 또한, 도 12에는 주기(CY) 내의 복수의 위상 기간(SP)의 각각의 고주파 전력(RF)의 주파수(f_RF)로서 이용되는 기본 시계열(TS_B) 및 변경된 시계열(TS_M)을 나타내고 있다. 공정 ST3의 제3 예, 즉 공정 ST3C에서는, 변경된 시계열(TS_M)로서, 전술한 시계열 TS3이 이용된다.

공정 ST3C는, 공정 STp31에서 개시한다. 공정 STp31에서는, 기본 시계열(TS_B)을 이용하여 공정 ST3A가 행해진다. 계속해서, 공정 STp32가 행해진다. 공정 STp32에서는, 공정 STp31에서 이용한 복수의 시계열 중 정합 상태를 가장 개선하는 시계열(TS_M)(제1 시계열)이, 공정 STp31에서 얻어진 복수의 평가값에 기초하여 특정되어, 기본 시계열로서 선택된다.

계속해서, 공정 STp33이 행해진다. 공정 STp33에서는, 공정 STp32에서 선택된 기본 시계열을 이용하여, 공정 ST3B가 행해진다. 계속해서, 공정 STp34가 행해진다. 공정 STp34에서는, 공정 STp33에서 이용한 복수의 시계열 중 정합 상태를 가장 개선하는 시계열(TS_M)(제2 시계열)이, 공정 STp33에서 얻어진 복수의 평가값에 기초하여 특정되어, 기본 시계열로서 선택된다.

계속해서, 공정 STp35가 실행된다. 공정 STp35에서는, 공정 STp34에서 선택된 기본 시계열의 복수의 시간 존 중 2개 이상을 시간 방향으로 스케일링(확대 또는 축소)하여, 기본 시계열(TS_B)과 동일한 개수의 주파수를 포함하는 변경된 시계열(TS_M)이 준비된다. 공정 STp35에 있어서, 시계열(TS_M)은 제어부(30c)에 의해 준비된다. 또한, 공정 STp31∼공정 STp34 대신에 공정 STa11 및 공정 STa12이 행해져, 공정 STp35에 있어서 기본 시계열(TS_B)이 이용되어도 좋다.

복수의 시간 존은, 도 12에 나타내는 바와 같이, 존(Z1∼Z6)을 포함하고 있어도 좋다. 존(Z1∼Z6)을 결정하기 위해, 공정 STp35에서 이용되는 기본 시계열의 최저 주파수(f_min), 최고 주파수(f_max), 및 평균 주파수(f_ave)가 특정된다. 그리고, 기본 시계열에 포함되는 최저 주파수(f_min)와 최대 주파수(f_max)의 차, 즉 주파수폭이 구해진다. 그리고, 최소 주파수(f_min)로부터 최소 주파수(f_min)와 주파수폭의 10%의 가산값까지의 범위에 대응하는 시간 존이, 존(Z2)으로서 결정된다. 또한, 최대 주파수(f_max)로부터 주파수폭의 10%를 감산한 값으로부터 최대 주파수(f_max)까지의 범위에 대응하는 시간 존이, 존(Z5)으로서 결정된다. 또한, 주기(CY)의 개시 시점으로부터 존(Z2)의 개시 시점까지의 시간 존이, 존(Z1)으로서 결정된다. 또한, 존(Z2)의 종료 시점으로부터 평균 주파수(f_ave)에 대응하는 시점까지의 시간 존이, 존(Z3)으로서 결정된다. 또한, 평균 주파수(f_ave)에 대응하는 시점으로부터 존(Z5)의 개시 시점까지의 시간 존이, 존(Z4)으로서 결정된다. 또한, 존(Z5)의 종료 시점으로부터 주기(CY)의 종료 시점까지의 시간 존이 존(Z6)으로서 결정된다.

공정 STp35에 있어서는, 기본 시계열의 존(Z2)이 시간 방향으로 확대되어도 좋다. 또한, 기본 시계열(TS_B)과 동일한 개수의 주파수를 포함하는 변경된 시계열(TS_M)을 생성하기 위해, 기본 시계열의 존(Z1)과 존(Z3)이 시간 방향으로 축소되어도 좋다.

계속해서, 공정 STb31이 행해진다. 공정 STb31에서는, 공정 STb에 관하여 전술한 바와 같이, 주기(CY)에 있어서의 고주파 전력(RF)의 주파수(f_RF)로서, 준비된 시계열(TS_M)이 이용된다. 그리고, 공정 STc3에 있어서, 공정 STb31이 반복된다. 고주파 전원(31)은, 공정 STb31의 반복에 있어서 기본 시계열의 복수의 시간 존 중 2개 이상의 시간 방향으로의 스케일링의 배율을 변경한다.

공정 STc3에 있어서는, 공정 STb32가, 공정 STb31의 후에 행해진다. 공정 STb32는, 공정 STb12와 동일한 공정이다. 계속해서, 공정 STJ31이 행해진다. 공정 STJ31에서는, 스케일링의 종료 조건이 만족되는지의 여부가 판정된다. 공정 STJ31에 있어서, 스케일링의 종료 조건은, 공정 STb31의 반복이 소정 횟수 행해져 있는 경우에 만족된다.

공정 STJ31에 있어서, 스케일링의 종료 조건이 만족되지 않는다고 판정되면, 공정 STc31이 행해진다. 공정 STc31에서는, 기본 시계열의 복수의 시간 존 중 2개 이상의 시간 방향으로의 스케일링의 배율이 변경된다. 공정 STc31에 의해, 시계열(TS_M)이 준비된다. 시계열(TS_M)은, 제어부(30c)에 의해 준비되어, 고주파 전원(31)에 지정된다. 한편, 공정 STJ31에 있어서, 스케일링의 종료 조건이 만족되어 있는 것으로 판정되면, 후술하는 공정 STd31이 행해진다.

공정 STb31의 반복에 있어서는, 공정 STp35와 동일하게, 기본 시계열의 존(Z2)을 시간 방향으로 확대하고, 기본 시계열의 존(Z1)과 존(Z3)을 시간 방향으로 축소하는 것이, 존(Z2)의 시간 방향으로의 스케일링의 배율을 변경하면서 행해져도 좋다. 이 처리는, 공정 STb32에 있어서 취득되는 평가값으로부터 정합 상태가 개선되지 않게 되어 있는 것으로 판단될 때까지 행해진다.

계속해서, 공정 STb31의 반복에 있어서는, 기본 시계열의 존(Z5)을 시간 방향으로 확대하고, 기본 시계열의 존(Z4)과 존(Z6)을 시간 방향으로 축소하는 것이, 존(Z5)의 시간 방향으로의 스케일링의 배율을 변경하면서 행해져도 좋다. 이 처리는, 공정 STb32에 있어서 취득되는 평가값으로부터 정합 상태가 개선되지 않게 되어 있는 것으로 판단될 때까지 행해진다.

공정 STd31으로서는, 공정 STc3에 있어서 얻어진 복수의 평가값으로부터 정합 상태를 가장 개선하는 시계열(TS_M)이 특정되어, 제3 시계열로서 선택된다. 공정 STd31에 있어서의, 제3 시계열의 선택은, 제어부(30c)에 의해 행해진다. 그리고, 고주파 전원(31)은, 선택된 시계열(제3 시계열)에 포함되는 복수의 주파수를, 주기(CY) 내의 복수의 위상 기간(SP)의 각각의 고주파 전력(RF)의 주파수로서 이용한다. 또한, 제3 시계열을 기본 시계열로서 이용하여, 공정 STp31로부터의 처리가 반복되어도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(1)에서는, 주기(CY)에 있어서의 고주파 전력(RF)의 주파수(f_RF)의 시계열이, 평가값에 기초하여 정합 상태를 개선시키도록, 공정 STb의 반복에 있어서 시계열 TS1, 시계열 TS2, 또는 시계열 TS3으로 변경된다. 이들 시계열은, 기본 시계열(TS_B)로부터 간단하게 얻을 수 있다. 따라서, 플라즈마의 생성을 위해 이용되는 고주파 전력(RF)의 반사를 간단하게 억제하는 것이 가능해진다.

이하, 주파수 설정 기간(P_fset)에 있어서 사전에 행해지는 기본 시계열(TS_B)의 준비에 관한 몇 가지인가의 실시형태에 대해서 설명한다. 또한, 기본 시계열(TS_B)의 준비는, 기준의 플라즈마 처리 장치를 이용하여 준비된다. 기준의 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마 처리 장치(1)와 대략 동일한 구성을 갖지만, 기준의 플라즈마 처리 장치에 있어서의 제어부(30c)는, 주기(CY) 내의 복수의 위상 기간(SP)마다, 정합 상태를 검출하여, 고주파 전력(RF)의 주파수를 결정하는 것이 가능한 처리 능력을 갖는다. 기준의 플라즈마 처리 장치에 있어서 행해지는 기본 시계열(TS_B)의 준비에 관한 이하의 설명에 있어서는, 기준의 플라즈마 처리 장치의 각 부의 참조 부호로서, 플라즈마 처리 장치(1)의 대응하는 부분과 동일한 참조 부호를 이용한다.

[주파수(f_RF)의 결정의 제1 실시형태]

도 13은 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 있어서의 주파수 설정 기간에 관련한 일례의 타이밍 차트이다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 제1 실시형태에 있어서, 주파수 설정 기간(P_fset)은, 복수의 주기(CY)(M개의 주기[CY(1)∼CY(M)])를 포함한다. 복수의 주기(CY)의 각각은, N개의 위상 기간[SP(1)∼SP(N)]을 포함한다. 즉, 복수의 주기(CY)의 각각은, N개의 위상 기간[SP(1)∼SP(N)]으로 분할되어 있다. N은, 2이상의 정수이다. 복수의 주기(CY)의 각각에 있어서, 복수의 위상 기간(SP)은, 서로 동일한 시간 길이를 갖고 있어도 좋고, 서로 다른 시간 길이를 갖고 있어도 좋다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 위상 기간[SP(n)]은, 위상 기간[SP(1)∼SP(N)] 중, n번째의 위상 기간을 나타낸다. 또한, 위상 기간[SP(m, n)]은, 복수의 주기(CY) 중 m번째의 주기[CY(m)]에 있어서의 n번째의 위상 기간을 나타낸다.

제어부(30c)는, 복수의 주기(CY)의 동일한 위상 기간[SP(n)]에 있어서 이용하는 고주파 전력(RF)의 주파수를 서로 다른 복수의 주파수로 각각 설정하도록, 고주파 전원(31)을 제어한다. 제어부(30c)는, 복수의 주파수 중, 복수의 위상 기간(SP)의 각각에 있어서 고주파 전력(RF)의 반사파의 파워 레벨(Pr)을 최소화하는 적정 주파수를 선택함으로써, 복수의 위상 기간(SP) 각각을 위한 고주파 전력의 복수의 적정 주파수를 결정한다.

도 13에 나타내는 예에서는, 주기[CY(1)∼CY(M)]의 각각에 있어서의 고주파 전력(RF)의 주파수는, 일정한 주파수로 설정되고, 주기[CY(1)∼CY(M)] 중 다른 주기에 있어서의 고주파 전력(RF)의 주파수와는 다른 주파수로 설정된다. 그리고, 주기[CY(1)∼CY(M)] 각각의 위상 기간[SP(1)∼SP(N)]의 고주파 전력(RF)의 반사파의 파워 레벨(Pr)이 취득된다. 그리고, 취득된 반사파의 파워 레벨(Pr)로부터, 위상 기간[SP(1)∼SP(N)]의 각각에 있어서의 반사파의 파워 레벨(Pr)을 최소화하는 위상 기간[SP(1)∼SP(N)] 각각을 위한 고주파 전력(RF)의 적정 주파수가, 선택된다. 위상 기간[SP(1)∼SP(N)] 각각을 위한 고주파 전력(RF)의 적정 주파수는, 기본 시계열(TS_B)을 구성한다. 기준의 플라즈마 처리 장치에 있어서 준비된 기본 시계열(TS_B)은, 플라즈마 처리 장치(1)의 제어부(30c)에 사전에 부여된다.

[주파수(f_RF)의 결정의 제2 실시형태]

도 14는 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 있어서의 주파수 설정 기간에 관련한 일례의 타이밍 차트이다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 제2 실시형태에 있어서, 주파수 설정 기간(P_fset)은, 복수의 주기(CY)(M개의 주기[CY(1)∼CY(M)])를 포함한다.

제어부(30c)는, 주기[CY(m)] 내의 위상 기간[SP(n)], 즉 위상 기간[SP(m, n)]에 있어서의 고주파 전력(RF)의 주파수를, 고주파 전력(RF)의 반사파의 파워 레벨(Pr)의 변화에 따라, 조정하도록 구성되어 있다. 반사파의 파워 레벨(Pr)의 변화는, 주기[CY(m)]의 전의 2개 이상의 주기(CY) 각각에 있어서의 대응하는 위상 기간[SP(n)]에 있어서 서로 다른 고주파 전력(RF)의 주파수를 이용함으로써 특정된다.

일실시형태에 있어서, 주기[CY(m)]의 전의 2개 이상의 주기(CY)는, 제1 주기 및 제2 주기를 포함한다. 도 14의 예에 있어서, 제1 주기는, 주기[CY(m-Q(2))]이고, 제2 주기는, 제1 주기의 후의 주기이며, 주기[CY(m-Q(1))]이다. Q(1)는 1 이상의 정수이고, Q(2)는 2 이상의 정수이고, Q(1)＜Q(2)가 만족된다.

제어부(30c)는, 위상 기간[SP(m-Q(1), n)]에 있어서의 고주파 전력(RF)의 주파수[f(m-Q(1), n)]에, 위상 기간[SP(m-Q(2), n)]에 있어서의 고주파 전력(RF)의 주파수로부터의 한쪽의 주파수 시프트를 부여한다. 여기서, f(m, n)는, 위상 기간[SP(m, n)]에서 이용되는 고주파 전력(RF)의 주파수를 나타낸다. f(m, n)는, f(m, n)=f(m-Q(1), n)+Δ(m, n)로 나타낸다. Δ(m, n)는, 주파수 시프트의 양을 나타낸다. 한쪽의 주파수 시프트는, 주파수의 감소 및 주파수의 증가 중 한쪽이다. 한쪽의 주파수 시프트가 주파수의 감소이면, Δ(m, n)는 부의 값을 갖는다. 한쪽의 주파수 시프트가 주파수의 증가이면, Δ(m, n)는 정의 값을 갖는다.

또한, 도 14에 있어서, 주기[CY(m-Q(2))]에 있어서의 복수의 위상 기간(SP)의 각각에 있어서의 고주파 전력(RF)의 주파수는, 서로 동일하며, f₀이지만, 서로 달라도 좋다. 또한, 도 14에 있어서, 주기[CY(m-Q(1))]에 있어서의 복수의 위상 기간(SP)의 각각에 있어서의 고주파 전력(RF)의 주파수는, 서로 동일하며, 주파수(f₀)로부터 감소된 주파수로 설정되어 있지만, 주파수(f₀)로부터 증가되어도 좋다.

한쪽의 주파수 시프트에 의해 파워 레벨[Pr(m-Q(1), n)]이 파워 레벨[Pr(m-2Q, n)]로부터 감소한 경우에는, 제어부(30c)는, 주파수[f(m, n)]를, 주파수[f(m-Q, n)]에 대하여 한쪽의 주파수 시프트를 갖는 주파수로 설정한다. 또한, Pr(m, n)은, 위상 기간[SP(m, n)]에 있어서의 고주파 전력(RF)의 반사파의 파워 레벨(Pr)을 나타내고 있다.

위상 기간[SP(m, n)]에 있어서의 한쪽의 주파수 시프트의 양[Δ(m, n)]은, 위상 기간[SP(m-Q(1), n)]에 있어서의 한쪽의 주파수 시프트의 양[Δ(m-Q(1), n)]과 동일하여 좋다. 즉, 주파수 시프트의 양[Δ(m, n)]의 절대값은, 주파수 시프트의 양[Δ(m-Q(1), n)]과 동일하여 좋다. 혹은, 주파수 시프트의 양[Δ(m, n)]의 절대값은, 주파수 시프트의 양[Δ(m-Q(1), n)]보다 커도 좋다. 혹은, 주파수 시프트의 양[Δ(m, n)]의 절대값은, 위상 기간[SP(m-Q(1), n)]에 있어서의 반사파의 파워 레벨[Pr(m-Q(1), n)]이 클수록 커지도록, 설정되어도 좋다. 예컨대, 주파수 시프트의 양[Δ(m, n)]의 절대값은, 반사파의 파워 레벨[Pr(m-Q(1), n)]의 함수에 의해 결정되어도 좋다.

한쪽의 주파수 시프트에 의해 반사파의 파워 레벨[Pr(m-Q(1), n)]이 반사파의 파워 레벨[Pr(m-Q(2), n)]로부터 증가하는 경우가 생길 수 있다. 이 경우에는, 제어부(30c)는, 주파수[f(m, n)]를, 주파수[f(m-Q(1), n)]에 대하여 다른 쪽의 주파수 시프트를 갖는 주파수로 설정하여도 좋다. 또한, 주기[CY(m)]의 전의 2개 이상의 주기의 각각의 위상 기간[SP(n)]의 고주파 전력(RF)의 주파수가, 그 전의 주기의 위상 기간[SP(n)]의 고주파 전력(RF)의 주파수에 대하여 한쪽의 주파수 시프트를 갖도록 갱신되어도 좋다. 이 경우에 있어서, 상기 2개 이상의 주기의 위상 기간[SP(n)] 각각의 반사파의 파워 레벨(Pr) 또는 이들의 평균값이 증가 경향에 있는 경우에는, 다른 쪽의 주파수 시프트가, 주기[CY(m)]의 위상 기간[SP(n)]의 고주파 전력(RF)의 주파수에 부여되어도 좋다. 예컨대, 주기[CY(m)]의 위상 기간[SP(n)]의 고주파 전력(RF)의 주파수는, 상기 2개 이상의 주기 중 가장 빠른 주기의 고주파 전력의 주파수에 대하여 다른 쪽의 주파수 시프트를 갖는 주파수로 설정되어도 좋다.

한쪽의 주파수 시프트에 의해 반사파의 파워 레벨[Pr(m, n)]이 반사파의 파워 레벨[Pr(m-Q(1), n)]로부터 증가한 경우에는, 제어부(30c)는, 주기[CY(m+Q(1))] 내의 위상 기간[SP(n)]에 있어서의 고주파 전력(RF)의 주파수를 중간의 주파수로 설정하여도 좋다. 주기[CY(m+Q(1))]는, 주기[CY(m)]의 후의 제3 주기이다. 위상 기간[SP(m+Q(1), n)]에 있어서 설정될 수 있는 중간의 주파수는, f(m-Q(1), n)와 f(m, n) 사이의 주파수이고, f(m-Q(1), n)와 f(m, n)의 평균값이어도 좋다.

위상 기간[SP(m+Q(1), n)]에 있어서 중간의 주파수를 이용한 경우의 파워 레벨(Pr)이 소정의 임계값보다 커지는 경우가 생길 수 있다. 이 경우에, 제어부(30c)는, 주기[CY(m+Q(2))] 내의 위상 기간[SP(n)]에 있어서의 고주파 전력(RF)의 주파수를, 중간의 주파수에 대하여 다른 쪽의 주파수 시프트를 갖는 주파수로 설정하여도 좋다. 주기[CY(m+Q(2))]는, 주기[CY(m+Q(2))]의 후의 제4 주기이다. 임계값은, 미리 정해져 있다. 다른 쪽의 주파수 시프트의 양[Δ(m+Q(2), n)]의 절대값은, 한쪽의 주파수 시프트의 양[Δ(m, n)]의 절대값보다 크다. 이 경우에는, 반사파의 파워 레벨(Pr)을 국부적인 극소값으로부터 감소시킬 수 없게 되는 것을 회피하는 것이 가능해진다. 또한, 복수의 주기(CY)의 각각에 있어서의 복수의 위상 기간(SP)의 각각을 위한 임계값은, 서로 동일하여도 좋고, 달라도 좋다.

제2 실시형태에 있어서는, 주파수 설정 기간(P_fset) 내의 주기[CY(M)]의 위상 기간[SP(1)∼SP(N)] 각각을 위해 설정된 고주파 전력(RF)의 주파수가, 적정 주파수로서 결정된다. 위상 기간[SP(1)∼SP(N)] 각각을 위한 고주파 전력(RF)의 적정 주파수는, 기본 시계열(TS_B)을 구성한다. 기준의 플라즈마 처리 장치에 있어서 준비된 기본 시계열(TS_B)은, 플라즈마 처리 장치(1)의 제어부(30c)에 사전에 부여된다.

이상, 여러 가지의 예시적 실시형태에 대해서 설명해 왔지만, 전술한 예시적 실시형태에 한정되는 일없이, 여러 가지의 추가, 생략, 치환, 및 변경이 이루어져도 좋다. 또한, 다른 실시형태에 있어서의 요소를 조합하여 다른 실시형태를 형성하는 것이 가능하다.

별도의 실시형태에 있어서는, 플라즈마 처리 장치는, 유도 결합형의 플라즈마 처리 장치, ECR 플라즈마 처리 장치, 헬리콘파 여기 플라즈마 처리 장치, 또는 표면파 플라즈마 처리 장치여도 좋다. 어떤 플라즈마 처리 장치에 있어서도, 고주파 전력(RF)는, 플라즈마의 생성을 위해 이용된다.

여기서, 본 개시에 포함되는 여러 가지의 예시적 실시형태를, 이하의 [E1]∼[E10]에 기재한다.

[E1]

챔버와,

상기 챔버 내에 마련된 기판 지지부와,

상기 챔버 내에서 가스로부터 플라즈마를 생성하기 위해 고주파 전력을 공급하도록 구성된 고주파 전원과,

상기 기판 지지부 상의 기판에 이온을 인입하기 위해 상기 기판 지지부에 전기 바이어스 에너지를 공급하도록 구성된 바이어스 전원이며, 상기 전기 바이어스 에너지는 바이어스 주파수의 역수의 시간 길이를 갖는 주기로 반복하는 파형을 갖는, 상기 바이어스 전원

을 구비하고,

상기 고주파 전원은, 상기 고주파 전력이 공급되며 또한 상기 전기 바이어스 에너지가 상기 기판 지지부에 공급되고 있는 기간에 있어서,

(a) 상기 주기 내의 상기 고주파 전력의 주파수의 시계열로서 미리 정해진 주파수의 시계열인 기본 시계열을 이용하는 것,

(b) 계속해서, 상기 주기에 있어서 상기 고주파 전력의 주파수가 변경된 시계열을 이용하는 것, 및,

(c) 상기 고주파 전원과 그 부하 사이의 임피던스의 정합 상태를, 상기 정합 상태를 반영하는 평가값에 기초하여 개선하도록, 상기 (b)를 반복하는 것,

을 행하고,

상기 고주파 전원은, 상기 (b)에 있어서 이용하는 상기 시계열로서,

상기 주기에 대한 위상 시프트량을 상기 기본 시계열에 부여함으로써 얻어지는 주파수의 시계열 (TS1),

상기 기본 시계열을 주파수 방향으로 확대 혹은 축소시킨 주파수의 시계열 (TS2), 또는,

상기 기본 시계열과 동일한 개수의 주파수를 포함하는 주파수의 시계열 (TS3)으로서, 상기 기본 시계열의 복수의 시간 존 중 2개 이상을 시간 방향으로 확대 혹은 축소함으로써 얻어지는 상기 주파수의 시계열 (TS3),

을 이용하는, 플라즈마 처리 장치.

[E1]의 실시형태에 있어서는, 바이어스 주기에 있어서의 고주파 전력의 주파수의 시계열이, 평가값에 기초하여 정합 상태를 개선시키도록, (b)의 반복에 있어서 시계열 (TS1), 시계열 (TS2), 또는 시계열 (TS3)으로 변경된다. 이들 시계열은, 기본 시계열로부터 간단하게 얻을 수 있다. 따라서, 상기 실시형태에 의하면, 플라즈마의 생성을 위해 이용되는 고주파 전력의 반사를 간단하게 억제하는 것이 가능해진다.

[E2]

상기 고주파 전원은, 상기 (b)의 반복에 있어서 상기 위상 시프트량을 변경하도록 구성되어 있는, [E1]에 기재된 플라즈마 처리 장치.

[E3]

상기 고주파 전원은, 상기 (b)의 반복에 있어서,

상기 기본 시계열에 있어서의 최저 주파수를 유지하면서 상기 기본 시계열을 주파수 방향으로 확대 또는 축소함으로써 얻어지는 상기 고주파 전력의 주파수의 시계열,

상기 기본 시계열에 있어서의 최고 주파수를 유지하면서 상기 기본 시계열을 주파수 방향으로 확대 또는 축소함으로써 얻어지는 상기 고주파 전력의 주파수의 시계열,

상기 기본 시계열에 있어서 지정 주파수 이하의 주파수를 유지하면서 상기 기본 시계열을 주파수 방향으로 확대 또는 축소함으로써 얻어지는 상기 고주파 전력의 주파수의 시계열, 및,

상기 기본 시계열에 있어서 지정 주파수 이상의 주파수를 유지하면서 상기 기본 시계열을 주파수 방향으로 확대 또는 축소함으로써 얻어지는 상기 고주파 전력의 주파수의 시계열,

중 적어도 하나를 이용하여, 상기 확대 또는 상기 축소의 배율을 변경하는, [E1]에 기재된 플라즈마 처리 장치.

[E4]

상기 고주파 전원은,

상기 (b)의 반복에 있어서 이용된 상기 고주파 전력의 주파수의 복수의 시계열 중 상기 평가값에 기초하는 상기 정합 상태를 가장 개선하는 제1 시계열을 선택하고,

상기 주기에 대한 위상 시프트량을 상기 제1 시계열에 부여함으로써 얻어지는 주파수의 제2 시계열을 이용하여, 상기 (b)를 더 반복하고,

상기 (b)를 더 반복함으로써, 상기 위상 시프트량을 변경

하도록 구성되어 있는, [E3]에 기재된 플라즈마 처리 장치.

[E5]

상기 고주파 전원은,

상기 (b)의 제1 반복에 있어서 상기 위상 시프트량을 변경하고, 상기 제1 반복에 있어서 이용된 상기 고주파 전력의 주파수의 복수의 시계열 중 상기 평가값에 기초한 상기 정합 상태를 가장 개선하는 주파수의 제1 시계열을 선택하고,

상기 (b)의 제2 반복에 있어서,

상기 제1 시계열에 있어서의 최저 주파수를 유지하면서 상기 제1 시계열을 주파수 방향으로 확대 또는 축소함으로써 얻어지는 상기 고주파 전력의 주파수의 시계열,

상기 제1 시계열에 있어서의 최고 주파수를 유지하면서 상기 제1 시계열을 주파수 방향으로 확대 또는 축소함으로써 얻어지는 상기 고주파 전력의 주파수의 시계열,

상기 제1 시계열에 있어서 지정 주파수 이하의 주파수를 유지하면서 상기 제1 시계열을 주파수 방향으로 확대 또는 축소함으로써 얻어지는 상기 고주파 전력의 주파수의 시계열, 및,

상기 제1 시계열에 있어서 지정 주파수 이상의 주파수를 유지하면서 상기 제1 시계열을 주파수 방향으로 확대 또는 축소함으로써 얻어지는 상기 고주파 전력의 주파수의 시계열,

중 적어도 하나를 이용하여, 상기 확대 또는 상기 축소의 배율을 변경하고, 상기 제2 반복에 있어서 이용된 상기 고주파 전력의 주파수의 복수의 시계열 중 상기 평가값에 기초한 상기 정합 상태를 가장 개선하는 주파수의 제2 시계열을 선택하고,

상기 (b)의 제3 반복에 있어서, 상기 제2 시계열과 동일한 개수의 주파수를 포함하는 주파수의 시계열로서, 상기 제2 시계열의 복수의 시간 존의 각각을 시간 방향으로 확대 또는 축소함으로써 얻어지는 주파수의 시계열을 이용하여, 상기 시간 방향의 상기 확대 또는 상기 축소의 배율을 변경하고, 상기 제3 반복에 있어서 이용된 상기 고주파 전력의 주파수의 복수의 시계열 중 상기 평가값에 기초한 상기 정합 상태를 가장 개선하는 주파수의 제3 시계열을 선택,

하도록 구성되어 있는, [E1]에 기재된 플라즈마 처리 장치.

[E6]

상기 평가값은, 상기 주기의 시간 길이 이상의 시간 길이를 갖는 기간에 있어서의 단일의 대표값인, [E1]∼[E5] 중 어느 1항에 기재된 플라즈마 처리 장치.

[E7]

상기 평가값은, 상기 고주파 전원의 부하로부터 상기 고주파 전원으로 복귀되는 상기 고주파 전력의 반사파의 파워 레벨 또는 상기 고주파 전원의 상기 고주파 전력의 출력 파워 레벨에 대한 상기 반사파의 파워 레벨의 비의 값을 나타내는 상기 대표값인, [E6]에 기재된 플라즈마 처리 장치.

[E8]

상기 평가값은, 상기 고주파 전원과 그 부하 사이에서 측정되는 상기 고주파 전력의 전압과 전류 사이의 위상차, 상기 전압과 상기 전류로부터 구해지는 임피던스, 또는 상기 임피던스의 저항 성분을 나타내는 상기 대표값인, [E6]에 기재된 플라즈마 처리 장치.

[E9]

상기 전기 바이어스 에너지는, 고주파 바이어스 전력 또는 상기 바이어스 주파수의 역수인 시간 길이를 갖는 시간 간격으로 주기적으로 발생되는 전압의 펄스인, [E1]∼[E8] 중 어느 1항에 기재된 플라즈마 처리 장치.

[E10]

플라즈마 처리 장치의 챔버 내에서 가스로부터 플라즈마를 생성하기 위해 고주파 전원으로부터 고주파 전력을 공급하는 공정이며, 상기 플라즈마 처리 장치는, 상기 챔버 내에 마련된 기판 지지부를 포함하는, 상기 공정과,

상기 기판 지지부 상의 기판에 이온을 인입하기 위해 상기 기판 지지부에 전기 바이어스 에너지를 공급하는 공정이며, 상기 전기 바이어스 에너지는 바이어스 주파수의 역수의 시간 길이를 갖는 주기로 반복하는 파형을 갖는, 상기 공정와,

상기 고주파 전력이 공급되며 또한 상기 전기 바이어스 에너지가 상기 기판 지지부에 공급되고 있는 기간에 있어서, 상기 주기 내의 상기 고주파 전력의 주파수를 조정하는 공정

을 포함하고,

상기 주파수를 조정하는 공정은,

(a) 상기 주기 내의 상기 고주파 전력의 주파수의 시계열로서, 미리 정해진 주파수의 시계열인 기본 시계열을 이용하는 공정과,

(b) 계속해서, 상기 주기에 있어서 상기 고주파 전력의 주파수가 변경된 시계열을 이용하는 공정과,

(c) 상기 고주파 전원과 그 부하 사이의 임피던스의 정합 상태를, 상기 정합 상태를 반영하는 평가값에 기초하여 개선하도록, 상기 (b)를 반복하는 공정

을 포함하고,

상기 (b)에 있어서 이용되는 상기 시계열은,

상기 주기에 대한 위상 시프트량을 상기 기본 시계열에 부여함으로써 얻어지는 주파수의 시계열,

상기 기본 시계열을 주파수 방향으로 확대 혹은 축소시킨 주파수의 시계열, 또는,

상기 기본 시계열과 동일한 개수의 주파수를 포함하는 주파수의 시계열로서, 상기 기본 시계열의 복수의 시간 존 중 2개 이상을 시간 방향으로 확대 혹은 축소함으로써 얻어지는 상기 주파수의 시계열

인, 플라즈마 처리 방법.

이상의 설명으로부터, 본 개시의 여러 가지의 실시형태는, 설명의 목적에서 본 명세서에 설명되어 있고, 본 개시의 범위 및 주지로부터 일탈하는 일없이 여러 가지의 변경을 이룰 수 있는 것이, 이해될 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시한 여러 가지의 실시형태는 한정하는 것을 의도하고 있지 않으며, 실제 범위와 주지는, 첨부된 청구범위에 의해 나타난다.

1…플라즈마 처리 장치, 10…챔버, 11…기판 지지부, 31…고주파 전원, 32…바이어스 전원, 30c…제어부

Claims

플라즈마 처리 장치에 있어서,
챔버와,
상기 챔버 내에 마련된 기판 지지부와,
상기 챔버 내에서 가스로부터 플라즈마를 생성하기 위해 고주파 전력을 공급하도록 구성된 고주파 전원과,
상기 기판 지지부에 전기 바이어스 에너지를 공급하도록 구성된 바이어스 전원으로서, 상기 전기 바이어스 에너지는 바이어스 주파수의 역수의 시간 길이를 갖는 주기로 반복하는 파형을 갖는 것인, 상기 바이어스 전원과,
상기 고주파 전원과 상기 챔버 사이의 임피던스의 정합 상태에 관한 적어도 하나의 파라미터를 취득하도록 구성되는 센서와,
제어부
를 포함하고,
상기 제어부는,
(a) 상기 주기 내의 상기 고주파 전력의 주파수의 시계열로서 미리 정해진 주파수의 시계열인 기본 시계열을 취득하는 공정과,
(b) 상기 기본 시계열을 상기 고주파 전원에 실행시키는 공정과,
(c) 상기 (b) 동안에 상기 센서로부터 상기 적어도 하나의 파라미터를 취득하는 공정과,
(d) 상기 (c)에서 취득한 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 상기 기본 시계열을 주파수 방향 또는 시간 방향으로 조정하는 공정과,
(e) 상기 (d)에서 조정된 시계열을 상기 고주파 전원에 실행시키는 공정과,
(f) 상기 (e) 동안에 상기 센서로부터 상기 적어도 하나의 파라미터를 취득하는 공정과,
(g) 상기 (f)에서 취득한 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 현재의 시계열을 주파수 방향 또는 시간 방향으로 조정하는 공정으로서, 상기 현재의 시계열은 상기 기본 시계열로부터 복수회 조정된 것인, 상기 조정하는 공정과,
(h) 상기 (g)에서 조정된 시계열을 상기 고주파 전원에 실행시키는 공정과,
(i) 상기 (f)∼상기 (h)를 반복하는 공정
을 행하도록 구성되는 것인, 플라즈마 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서는, 상기 고주파 전력의 반사파의 파워 레벨을 측정하도록 구성된 방향성 결합기인 것인, 플라즈마 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서는, 상기 챔버에 대한 상기 고주파 전력의 급전 패스에 있어서의 전압 및 전류를 측정하도록 구성되는 전압 전류 센서인 것인, 플라즈마 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 (d) 및 상기 (g) 중 적어도 어느 하나는, 시계열을 상기 주기에 대하여 시간 방향으로 시프트시키는 것을 포함하는 것인, 플라즈마 처리 장치.
제4항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 (g)의 반복에 있어서 시프트량을 변경하도록 구성되는 것인, 플라즈마 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 (d) 및 상기 (g) 중 적어도 어느 하나는, 시계열의 일부를 주파수 방향으로 확대 또는 축소시키는 것을 포함하는 것인, 플라즈마 처리 장치.
제4항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 (g)의 반복에 있어서 확대 또는 축소의 배율을 변경하도록 구성되는 것인, 플라즈마 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 (d) 및 상기 (g) 중 적어도 어느 하나는, 시계열의 길이를 상기 주기로 유지하도록 상기 시계열의 제1 시간 존을 시간 방향으로 확대시키며 상기 시계열의 제2 시간 존을 시간 방향으로 축소시키는 것을 포함하는 것인, 플라즈마 처리 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 바이어스 에너지는, 고주파 바이어스 전력인 것인, 플라즈마 처리 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 바이어스 에너지는, 상기 바이어스 주파수의 역수인 시간 길이를 갖는 시간 간격으로 주기적으로 발생되는 전압의 펄스인 것인, 플라즈마 처리 장치.
전원 시스템에 있어서,
전기 바이어스 에너지를 생성하도록 구성된 바이어스 전원으로서, 상기 전기 바이어스 에너지는 바이어스 주파수의 역수의 시간 길이를 갖는 주기로 반복하는 파형을 갖는 것인, 상기 바이어스 전원과,
고주파 전원
을 포함하고,
상기 고주파 전원은,
(a) 상기 주기 내의 고주파 전력의 주파수의 시계열로서 미리 정해진 주파수의 시계열인 기본 시계열로 고주파 전력을 생성하는 공정과,
(b) 상기 기본 시계열로부터 주파수 방향 또는 시간 방향으로 조정된 시계열로 고주파 전력을 생성하는 공정과,
(c) 현재의 시계열로부터 주파수 방향 또는 시간 방향으로 조정된 시계열로 고주파 전력을 생성하는 공정으로서, 상기 현재의 시계열은, 상기 기본 시계열로부터 복수회 조정된 것인, 상기 생성하는 공정과,
(d) 상기 (c)를 반복하는 공정
을 행하도록 구성되는 것인, 전원 시스템.
제11항에 있어서,
상기 (b) 및 상기 (c) 중 적어도 어느 하나에 있어서의 주파수 방향 또는 시간 방향으로 조정된 시계열은, 상기 주기에 대하여 시간 방향으로 시프트된 시계열을 포함하는 것인, 전원 시스템.
제12항에 있어서,
상기 주기에 대하여 시간 방향으로 시프트된 시계열은, 상기 (c)의 반복에 있어서 시프트량이 변경되는 것인, 전원 시스템.
제11항에 있어서,
상기 (b) 및 상기 (c) 중 적어도 어느 하나에 있어서의 주파수 방향 또는 시간 방향으로 조정된 시계열은, 일부가 주파수 방향으로 확대 또는 축소된 시계열을 포함하는 것인, 전원 시스템.
제14항에 있어서,
일부가 주파수 방향으로 확대 또는 축소된 시계열은, 상기 (c)의 반복에 있어서 확대 또는 축소의 배율이 변경되는 것인, 전원 시스템.
제11항에 있어서,
상기 (b) 및 상기 (c) 중 적어도 어느 하나에 있어서의 주파수 방향 또는 시간 방향으로 조정된 시계열은, 상기 시계열의 길이를 상기 주기로 유지하도록 상기 시계열의 제1 시간 존이 시간 방향으로 확대되며 상기 시계열의 제2 시간 존이 시간 방향으로 축소된 시계열을 포함하는 것인, 전원 시스템.
제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 바이어스 에너지는, 고주파 바이어스 전력인 것인, 전원 시스템.
제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 바이어스 에너지는, 전압 펄스인 것인, 전원 시스템.