플라즈마 처리 장치 document_id 1020140151240

[청구항 1] 피처리체를 출입 가능하게 수용하는 진공 배기 가능한 처리 용기 내에서 처리 가스의 고주파 방전에 의한 플라즈마를 생성하고, 상기 플라즈마 하에서 상기 처리 용기 내의 상기 피처리체에 원하는 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치로서, 제 1 고주파를 출력하는 제 1 고주파 전원과, 상기 제 1 고주파 전원으로부터 출력되는 상기 제 1 고주파를 상기 처리 용기 내 또는 주위에 배치되는 제 1 전극까지 전송하기 위한 제 1 고주파 급전 라인과, 제 2 고주파를 출력하는 제 2 고주파 전원과, 상기 제 2 고주파 전원으로부터 출력되는 상기 제 2 고주파를 상기 제 1 전극 또는 상기 처리 용기 내 또는 주위에 배치되는 제 2 전극까지 전송하기 위한 제 2 고주파 급전 라인과, 상기 제 2 고주파의 파워가 온 상태 또는 제 1 레벨이 되는 제 1 기간과 오프 상태 또는 상기 제 1 레벨보다 낮은 제 2 레벨이 되는 제 2 기간을 일정한 주파수로 교호로 반복하도록, 상기 제 2 고주파 전원의 출력을 펄스로 변조하는 고주파 파워 변조부를 구비하고, 상기 제 1 고주파 전원이, 상기 제 1 고주파 급전 라인 상에서, 상기 제 1 고주파 전원으로부터 상기 제 1 전극을 향해 순방향으로 전반하는 진행파의 파워 및 상기 제 1 전극으로부터 상기 제 1 고주파 전원을 향해 역방향으로 전반하는 반사파의 파워를 검지하고, 상기 진행파의 파워 및 상기 반사파의 파워를 각각 나타내는 진행파 파워 검지 신호 및 반사파 파워 검지 신호를 생성하는 rf 파워 모니터와, 상기 rf 파워 모니터로부터 얻어지는 상기 진행파 파워 검지 신호와 상기 반사파 파워 검지 신호로부터, 상기 플라즈마를 포함하는 부하에 공급되는 로드 파워의 측정값을 구하는 로드 파워 측정부와, 상기 로드 파워 측정부로부터 얻어지는 상기 로드 파워의 측정값을 소정의 로드 파워 설정값에 일치 또는 근사시키기 위하여, 상기 진행파의 파워에 대하여 상기 펄스의 각 사이클에서의 상기 제 1 기간과 상기 제 2 기간에서 개별로 피드백 제어를 하는 고주파 출력 제어부를 가지는 플라즈마 처리 장치 [청구항 2] 제 1 항에 있어서,상기 고주파 출력 제어부가, 상기 로드 파워 측정부로부터 얻어지는 상기 로드 파워 측정값과 상기 로드 파워 설정값에 기초하여, 상기 진행파의 파워에 대하여 상기 제 1 기간에 거는 피드백 제어를 위한 제 1 제어 지령값을 생성하는 제 1 제어 지령값 생성부와, 상기 로드 파워 측정부로부터 얻어지는 상기 로드 파워 측정값과 상기 로드 파워 설정값에 기초하여, 상기 진행파의 파워에 대하여 상기 제 2 기간에 거는 피드백 제어를 위한 제 2 제어 지령값을 생성하는 제 2 제어 지령값 생성부와, 상기 펄스의 각 사이클에서, 상기 제 1 기간 중에는 상기 rf 파워 모니터로부터의 상기 진행파 파워 검지 신호를 상기 제 1 제어 지령값 생성부로부터의 상기 제 1 제어 지령값과 비교하여 제 1 비교 오차를 생성하고, 상기 제 2 기간 중에는 상기 rf 파워 모니터로부터의 상기 진행파 파워 검지 신호를 상기 제 2 제어 지령값 생성부로부터의 상기 제 2 제어 지령값과 비교하여 제 2 비교 오차를 생성하는 비교부를 가지고, 상기 펄스의 각 사이클에서, 상기 제 1 기간 중에는 상기 제 1 비교 오차를 영에 근접시키도록 상기 제 1 고주파 전원의 출력을 제어하고, 상기 제 2 기간 중에는 상기 제 2 비교 오차를 영에 근접시키도록 상기 제 1 고주파 전원의 출력제어하는플라즈마 처리 장치. [청구항 3] 제 2 항에 있어서,상기 제 1 제어 지령값 생성부는, 상기 펄스의 각 사이클 내에서 상기 제 1 기간 내에 설정되는 제 1 모니터 시간 중에, 상기 로드 파워 측정부로부터 얻어지는 상기 로드 파워 측정값을 입력 받고, 상기 로드 파워 측정값과 상기 로드 파워 설정값의 편차에 기초하여 상기 제 1 제어 지령값생성하는플라즈마 처리 장치. [청구항 4] 제 2 항에 있어서,상기 제 1 제어 지령값 생성부는, 상기 펄스의 각 사이클 내에서 상기 제 1 기간 내에 설정되는 제 1 모니터 시간 중에, 상기 로드 파워 측정부로부터 얻어지는 상기 로드 파워 측정값을 소정의 샘플링 주파수로 샘플링하여, 그 평균값을 연산하는 제 1 사이클 평균값 연산 회로와,상기 제 1 사이클 평균값 연산 회로로부터 상기 펄스의 각 사이클마다 얻어지는 상기 로드 파워 측정값의 평균값에 기초하여, 상기 로드 파워 측정값의 상기 제 1 기간의 이동 평균값을 구하는 제 1 이동 평균값 연산 회로와, 상기 제 1 이동 평균값 연산 회로로부터 얻어지는 상기 로드 파워 측정값의 상기 제 1 기간의 이동 평균값을 상기 로드 파워 설정값과 비교하여, 그 비교 오차에 기초하여 상기 제 1 제어 지령값을 생성하는 제 1 제어 지령값 연산 회로가지는플라즈마 처리 장치. [청구항 5] 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 2 제어 지령값 생성부는, 상기 펄스의 각 사이클 내에서 상기 제 2 기간내에 설정되는 제 2 모니터 시간 중에, 상기 로드 파워 측정부로부터 얻어지는 상기 로드 파워 측정값을 입력 받고, 상기 로드 파워 측정값과 상기 로드 파워 설정값의 편차에 기초하여 상기 제 2 제어 지령값생성하는플라즈마 처리 장치. [청구항 6] 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 2 제어 지령값 생성부는, 상기 펄스의 각 사이클 내에서 상기 제 2 기간 내에 설정되는 제 2 모니터 시간 중에, 상기 로드 파워 측정부로부터 얻어지는 상기 로드 파워 측정값을 소정의 샘플링 주파수로 샘플링하여, 그 평균값을 연산하는 제 2 사이클 평균값 연산 회로와, 상기 제 2 사이클 평균값 연산 회로로부터 상기 펄스의 각 사이클마다 얻어지는 상기 로드 파워 측정값의 평균값에 기초하여, 상기 로드 파워 측정값의 상기 제 2 기간의 이동 평균값을 구하는 제 2 이동 평균값 연산 회로와, 상기 제 2 이동 평균값 연산 회로로부터 얻어지는 상기 로드 파워 측정값의 상기 제 2 기간의 이동 평균값을 상기 로드 파워 설정값과 비교하고, 그 비교 오차에 기초하여 상기 제 2 제어 지령값을 생성하는 제 2 제어 지령값 연산 회로가지는플라즈마 처리 장치. [청구항 7] 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 고주파 전원이, 상기 제 1 고주파의 기본파를 발생하는 고주파 발진기와, 상기 고주파 발진기로부터 출력되는 상기 기본파의 파워를 가변 제어 가능한 이득 또는 증폭률로 증폭하는 파워 앰프를 가지고, 상기 고주파 출력 제어부가, 상기 제 1 고주파 전원의 출력을 제어하기 위하여, 상기 파워 앰프의 이득 또는 증폭률제어하는플라즈마 처리 장치. [청구항 8] 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,상기제 1 및 제 2 고주파의 일방은, 상기 플라즈마의 생성에 적합한 주파수를 가지고, 상기 제 1 및 제 2 고주파의 타방은, 상기 플라즈마로부터 상기 피처리체에 이온을 인입하는데 적합한 주파수가지는플라즈마 처리 장치.