플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 document_id 1020140019300

[청구항 1] 플라즈마 처리가 행해지는 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에서 피처리 기판을 재치하는 도체의 서셉터와, 상기 서셉터에 제 1 고주파를 인가하는 제 1 고주파 급전부와, 상기 기판을 정전력으로 상기 서셉터에 보지하기 위하여, 상기 서셉터의 주면에 설치되는 정전 척과, 상기 서셉터에 플라즈마와 상기 기판 사이에 발생하는 자기 바이어스에 따른 음극성의 직류 전압을 인가하는 직류 전압 인가부를 가지는 플라즈마 처리 장치 [청구항 2] 제 1 항에 있어서,상기 직류 전압인가부가, 음극성 또한 가변의 직류 전압을 출력하는 직류 전원과, 상기 제 1 고주파 급전부의 고주파 전송로 상에서 상기 제 1 고주파의 전압 진폭을 측정하는 rf 전압 진폭 측정부와, 상기 rf 전압 진폭 측정부로부터 얻어지는 상기 제 1 고주파의 전압 진폭의 측정값에 따라 상기 직류 전원의 출력 전압을 제어하는 직류 전압 제어부가지는플라즈마 처리 장치. [청구항 3] 제 1 항에 있어서,상기 직류 전압인가부가, 음극성 또한 가변의 직류 전압을 출력하는 직류 전원과, 상기 제 1 고주파 급전부의 고주파 전송로 상에서 상기 제 1 고주파의 전압 진폭을 측정하는 rf 전압 진폭 측정부와, 상기 제 1 고주파 급전부의 고주파 전송로 상에서 상기 제 1 고주파의 진행파 및 반사파의 파워를 측정하는 rf 파워 측정부와, 상기 rf 전압 진폭 측정부로부터 얻어지는 상기 제 1 고주파의 전압 진폭의 측정값과 상기 rf 파워 측정부로부터 얻어지는 상기 제 1 고주파의 진행파 파워의 측정값 및 반사파 파워의 측정값에 따라 상기 직류 전원의 출력 전압을 제어하는 직류 전압 제어부가지는플라즈마 처리 장치. [청구항 4] 제 1 항에 있어서,상기 직류 전압인가부가, 음극성 또한 가변의 직류 전압을 출력하는 직류 전원과, 상기 서셉터의 주면 상에서 상기 기판을 재치하는 영역의 주위에 설치되는 포커스 링을 개재하여 상기 자기 바이어스를 측정하는 자기 바이어스 측정부와, 상기 자기 바이어스 측정부로부터 얻어지는 자기 바이어스 측정값에 따라 상기 직류 전원의 출력 전압을 제어하는 직류 전압 제어부가지는플라즈마 처리 장치. [청구항 5] 제 4 항에 있어서,상기 자기 바이어스 측정부가, 상기 서셉터로부터 전기적으로 절연되고, 상기 포커스 링과 유전체층을 개재하여 제 1 콘덴서를 형성하는 전극판과, 상기 서셉터로부터 전기적으로 절연되고, 상기 전극판과 접지 전위 부재의 사이에 접속되는 분압용의 제 2 콘덴서를 가지고, 상기 제 2 콘덴서로부터 얻어지는 분압된 직류 전압으로부터 자기 바이어스 전압의 측정값구하는플라즈마 처리 장치. [청구항 6] 제 1 항에 있어서,상기 제 1 고주파 급전부가, 상기 제 1 고주파를 원하는 파워로 출력하는 제 1 고주파 전원과, 상기 제 1 고주파 전원의 출력 임피던스와 부하 임피던스를 정합시키기 위한 제 1 정합부를 가지고, 상기 제 1 정합부가, 상기 제 1 고주파 급전부의 고주파 전송로 상에 설치되는 가변 리액턴스 소자를 포함하는 정합 회로와, 상기 제 1 고주파 급전부의 고주파 전송로 상에서 상기 부하 임피던스를 측정하는 부하 임피던스 측정부와, 상기 부하 임피던스 측정부로부터 얻어지는 상기 부하 임피던스의 측정값이 상기 제 1 고주파 전원의 출력 임피던스에 대응하는 소정의 정합 포인트와 일치 또는 근사하도록, 상기 가변 리액턴스 소자의 포지션을 가변으로 제어하는 오토 매칭 기구와,상기 가변 리액턴스 소자의 선택 가능한 포지션의 값과 플라즈마 임피던스의 값을 데이터 베이스 상에서 대응시켜 관리하는 매핑 테이블을 가지고, 상기 직류 전압 인가부가, 음극성 또한 가변의 직류 전압을 출력하는 직류 전원과,상기 가변 리액턴스 소자의 현시의 정합 포지션의 값에 대하여 상기 매핑 테이블로부터 얻어지는 플라즈마 임피던스의 값과, 상기 제 1 고주파 급전부로부터 플라즈마에 공급되고 있는 상기 제 1 고주파의 파워의 값으로부터, 상기 제 1 고주파의 전압 진폭을 계산에 의해 구하는 rf 전압 진폭 연산부와, 상기 rf 전압 진폭 연산부로부터 얻어지는 상기 제 1 고주파의 전압 진폭의 계산값에 따라 상기 직류 전원의 출력 전압을 제어하는 직류 전압 제어부가지는플라즈마 처리 장치. [청구항 7] 제 1 항에 있어서,상기 제 1 고주파 급전부가, 상기 제 1 고주파를 원하는 파워로 출력하는 제 1 고주파 전원과, 상기 제 1 고주파 전원의 출력 임피던스와 부하 임피던스를 정합시키기 위한 제 1 정합부를 가지고, 상기 제 1 정합부가, 상기 제 1 고주파 급전부의 고주파 전송로 상에 설치되는 임피던스 가변의 정합 회로와, 상기 제 1 고주파 급전부의 고주파 전송로 상에서 상기 부하 임피던스를 측정하는 부하 임피던스 측정부와, 상기 부하 임피던스 측정부로부터 얻어지는 상기 부하 임피던스의 측정값이 상기 제 1 고주파 전원의 출력 임피던스에 대응하는 소정의 정합 포인트와 일치 또는 근사하도록, 상기 정합 회로의 임피던스를 가변으로 제어하는 오토 매칭 기구를 가지고, 상기 직류 전압 인가부가, 음극성 또한 가변의 직류 전압을 출력하는 직류 전원과, 상기 부하 임피던스 측정부로부터 얻어지는 상기 부하 임피던스의 측정값과 상기 오토 매칭 기구로부터 얻어지는 상기 정합 회로의 임피던스의 값으로부터, 플라즈마 임피던스의 값을 계산에 의해 구하는 임피던스 연산부와, 상기 임피던스 연산부로부터 얻어지는 플라즈마 임피던스의 계산값과, 상기 제 1 고주파 급전부로부터 플라즈마에 공급되고 있는 상기 제 1 고주파의 파워의 값으로부터, 상기 제 1 고주파의 전압 진폭을 계산에 의해 구하는 rf 전압 진폭 연산부와, 상기 rf 전압 진폭 연산부로부터 얻어지는 상기 제 1 고주파의 전압 진폭의 계산값에 따라 상기 직류 전원의 출력 전압을 제어하는 직류 전압 제어부가지는플라즈마 처리 장치. [청구항 8] 제 1 항에 있어서,상기 직류 전압인가부가, 음극성 또한 가변의 직류 전압을 출력하는 직류 전원과, 상기 제 1 고주파 급전부의 고주파 전송로 상에서 플라즈마 임피던스를 측정하는 플라즈마 임피던스 측정부와, 상기 플라즈마 임피던스 측정부로부터 얻어지는 플라즈마 임피던스의 측정값과, 상기 제 1 고주파 급전부로부터 플라즈마에 공급되고 있는 상기 제 1 고주파의 파워의 값으로부터, 상기 제 1 고주파의 전압 진폭을 계산에 의해 구하는 rf 전압 진폭 연산부와, 상기 rf 전압 진폭 연산부로부터 얻어지는 상기 제 1 고주파의 전압 진폭의 계산값에 따라 상기 직류 전원의 출력 전압을 제어하는 직류 전압 제어부가지는플라즈마 처리 장치. [청구항 9] 제 6 항에 있어서,상기rf 전압 진폭 연산부는, 다음의 식연산하는플라즈마 처리 장치. vpp = {8p(r + x2 / r)}1/2단, vpp는 피크 대 피크 값으로서의 제 1 고주파의 전압 진폭, p는 제 1 고주파의 파워, r 및 x는 플라즈마 임피던스의 실수부 및 허수부이다. [청구항 10] 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 고주파 급전부가, 상기 제 1 고주파를 원하는 파워로 출력하는 제 1 고주파 전원과, 상기 제 1 고주파 전원측의 임피던스와 부하 임피던스를 정합시키기 위한 제 1 정합부를 가지고, 상기 직류 전압 인가부의 출력 단자가, 상기 제 1 정합부의 정합 회로 중 적어도 일부를 개재하여 상기 서셉터접속되는플라즈마 처리 장치. [청구항 11] 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 직류 전압인가부의 출력 단자가, 직류를 통하게 하여 고주파를 차단하는 제 1 필터 회로와 상기 제 1 고주파 급전부의 일부의 구간을 개재하여 상기 서셉터접속되는플라즈마 처리 장치. [청구항 12] 제 11 항에 있어서,셉터를 전기적으로 접지 상태 또는 플로팅 상태 중 어느 일방으로 전환하기 위하여, 일단이 접지 전위 부재에 접속되고, 타단이 상기 제 1 필터 회로 및 상기 제 1 고주파 급전부의 일부의 구간을 개재하여 상기 서셉터에 접속되는 스위치가지는플라즈마 처리 장치. [청구항 13] 제 12 항에 있어서,상기 스위치는, 상기 서셉터에 대하여 상기 제 1 고주파 급전부에 의한 상기 제 1 고주파의 인가와 상기 직류 전압 인가부에 의한 상기 직류 전압의 인가가 개시되기 전에, 상기 서셉터를 지금까지의 접지 상태로부터플로팅상태전환하도록동작하는플라즈마 처리 장치.