KR20220111507A - Arc chamber system, and rf generator having self calibration function using it - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공정 챔버 내에 발생하는 아크를 테스트하기 위하여 아크를 인위적으로 발생시켜 자기 조정 데이터를 획득할 수 있는 아크 챔버 시스템, 및 아크 챔버 시스템을 통해 획득된 자기 조정 데이터를 이용하여 자기 조정 기능을 수행할 수 있는 자기 조정 데이터를 이용하는 고주파 발생 장치에 관한 것이다.The present invention provides an arc chamber system capable of acquiring self-regulation data by artificially generating an arc to test an arc generated in a process chamber, and performing a self-regulation function using the self-regulation data obtained through the arc chamber system It relates to a high-frequency generator using self-adjustment data that can be performed.
플라스마 에칭(plasma etching)은 반도체 제조 공정에서 빈번히 사용된다. 플라스마 에칭에서, 이온은 기판 상에 노출된 표면을 에칭하기 위하여 전계(electric field)에 의해 가속된다. 전계는 고주파 전력 시스템의 고주파 발생기에 의해 발생되는 고주파 신호들에 따라 발생된다. 고주파 발생기에 의해 발생되는 고주파 신호들은 플라스마 에칭을 효율적으로 실행하도록 정밀하게 제어되어야 한다.Plasma etching is frequently used in semiconductor manufacturing processes. In plasma etching, ions are accelerated by an electric field to etch exposed surfaces on the substrate. The electric field is generated according to the high frequency signals generated by the high frequency generator of the high frequency power system. The high-frequency signals generated by the high-frequency generator must be precisely controlled to efficiently perform plasma etching.
고주파 전력 시스템은 고주파 발생기, 임피던스 매처(Impedance matcher), 및 플라스마 챔버를 포함할 수 있다. 고주파 신호는 집적회로(IC)들, 솔라 패널, 콤팩트 디스크(CD), 및/또는 DVD와 같은 다양한 부품들을 제조하기 위하여 부하를 구동하도록 사용된다. The high frequency power system may include a high frequency generator, an impedance matcher, and a plasma chamber. The high frequency signal is used to drive a load to manufacture various components such as integrated circuits (ICs), solar panels, compact disks (CDs), and/or DVDs.
고주파 신호는 임피던스 매처에 수신된다. 임피던스 매처는 임피던스 매처의 입력 임피던스를 고주파 발생기와 임피던스 매처 사이의 전송 라인의 특성 임피던스에 매칭한다. 임피던스 매칭은 공정 챔버를 향하여 순방향으로 공진 네트워크에 인가되는 임피던스 매처의 전력("순방향 전력")을 최대화하는 데에 도움을 주며, 임피던스 매처로부터 고주파 발생기로 반사되는 전력("역방향 전력")을 최소화하는 데에 도움을 준다. 즉, 임피던스 매처의 입력 임피던스가 전송 라인의 특성 임피던스와 일치할 때 고주파 발생기로부터 공정 챔버로의 순방향 전력 출력을 최대화되고 역방향 전력이 최소화될 수 있다. A high-frequency signal is received by an impedance matcher. The impedance matcher matches the input impedance of the impedance matcher to the characteristic impedance of the transmission line between the high frequency generator and the impedance matcher. Impedance matching helps to maximize the power of the impedance matcher applied to the resonant network in the forward direction towards the process chamber (“forward power”) and minimizes the power reflected from the impedance matcher to the high-frequency generator (“reverse power”). help to do That is, when the input impedance of the impedance matcher matches the characteristic impedance of the transmission line, the forward power output from the high frequency generator to the process chamber can be maximized and the reverse power can be minimized.
역방향 전력이 존재한다는 것은 공정 챔버 내에 아크가 발생된다는 것을 의미하는데, 공정 챔버 내에 아크가 발생되는지 여부를 육안으로 직접 확인할 수 없기 때문에 역방향 전력의 크기, 역방향 전력의 크기 변화량, 반사 계수의 크기, 반사 계수의 크기의 단위 시간당 변화량을 구하는 미분 값 등을 이용하여 아크 발생을 추정한다.The presence of reverse power means that an arc is generated in the process chamber. Since it is not possible to directly check whether an arc is generated in the process chamber, the magnitude of the reverse power, the amount of change in the magnitude of the reverse power, the magnitude of the reflection coefficient, and the reflection The arc generation is estimated by using a differential value that obtains the amount of change per unit time in the magnitude of the coefficient.
본 발명은 공정 챔버 내에 발생하는 아크를 테스트하기 위하여 공정 챔버를 모사한 구성을 이용하여 다양한 분위기에서 아크를 인위적으로 발생시켜 자기 조정 데이터를 획득할 수 있는 아크 챔버 시스템을 제공한다.The present invention provides an arc chamber system capable of acquiring self-regulation data by artificially generating an arc in various atmospheres using a configuration simulating a process chamber in order to test the arc generated in the process chamber.
또한, 본 발명은 아크 챔버 시스템에서의 아크 테스트를 통해 확보된 자기 조정 데이터를 이용하여 자기 조정 기능을 수행할 수 있는 고주파 발생 장치를 제공함에 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a high-frequency generator capable of performing a self-regulating function using self-regulating data obtained through an arc test in an arc chamber system.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로서, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereto.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 아크 챔버 시스템은, 자기 조정 데이터를 획득하기 위한 아크 챔버 시스템에 있어서, 소정의 직류전압을 증폭하여 펄스 파형의 고주파 신호를 생성하는 고주파 제너레이터; 상기 고주파 제너레이터와 카운터 매처 사이에 배치되고, 상기 고주파 제너레이터와 하기 부하 모사부 사이의 임피던스를 소정의 매칭 주파수로 매칭시키는 임피던스 매칭 박스; 소정의 외부 제어 신호에 제어되어 아크 발생 조건을 설정하기 위한 아크 챔버 제어 신호를 출력하는 콘트롤러; 상기 아크 챔버 제어 신호에 제어되어 아크를 발생하고, 공정 챔버를 모사하도록 구성된 부하 모사부; 상기 고주파 제너레이터와 상기 임피던스 매칭 박스 사이에 배치되고, 순방향 및 역방향의 전기적 신호를 검출하여 전기적 검출 신호를 출력하는 검출센서; 및 상기 검출센서로부터 출력되는 전기적 검출 신호에 따라 상기 고주파 제너레이터 및/또는 상기 임피던스 매칭 박스를 제어하여 자기 조정 데이터를 획득하는 오토 캘리브레이터를 포함한다.An arc chamber system according to an aspect of the present invention for solving the above problems is an arc chamber system for acquiring self-adjustment data, comprising: a high-frequency generator for amplifying a predetermined DC voltage to generate a high-frequency signal of a pulse waveform; an impedance matching box disposed between the high frequency generator and the counter matcher, the impedance matching box matching the impedance between the high frequency generator and the following load simulating unit with a predetermined matching frequency; a controller controlled by a predetermined external control signal to output an arc chamber control signal for setting an arc generation condition; a load simulating unit configured to generate an arc controlled by the arc chamber control signal and to simulate a process chamber; a detection sensor disposed between the high frequency generator and the impedance matching box and configured to detect forward and reverse electrical signals to output an electrical detection signal; and an auto-calibrator configured to acquire self-adjustment data by controlling the high-frequency generator and/or the impedance matching box according to an electrical detection signal output from the detection sensor.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 상기 부하 모사부는, 상기 아크 챔버 제어 신호에 제어되어 아크를 발생하도록 구성된 아크 챔버; 상기 임피던스 매칭 박스에 대하여 부하 임피던스 변화를 인위적으로 발생시키도록 구성된 카운터 매처; 및 상기 카운터 매처를 통해 인가되는 순방향 전력을 수용하고, 소정의 고정된 더미 부하 임피던스를 가지는 더미 로드를 포함한다.On the other hand, the load simulating unit according to the spirit of the present invention for solving the above problems, an arc chamber configured to generate an arc controlled by the arc chamber control signal; a counter matcher configured to artificially generate a load impedance change for the impedance matching box; and a dummy load receiving forward power applied through the counter matcher and having a predetermined fixed dummy load impedance.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 상기 카운터 매처는, 상기 더미 로드와 결합되는 측은 상기 고정된 더미 부하 임피던스를 유지하고, 상기 임피던스 매칭 박스와 결합되는 측은 상기 아크 챔버 내에 발생하는 아크에 대응하는 부하 임피던스를 제공할 수 있는 구성이다.On the other hand, in the counter matcher according to the spirit of the present invention for solving the above problems, the side coupled to the dummy load maintains the fixed dummy load impedance, and the side coupled to the impedance matching box is generated in the arc chamber It is a configuration that can provide a load impedance corresponding to the arc.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 상기 더미 챔버는, 상기 카운터 매처 측으로 반사파 전력이 발생하지 않도록 하는 구성이다.On the other hand, the dummy chamber according to the spirit of the present invention for solving the above problems is configured so that reflected wave power is not generated toward the counter matcher.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 상기 콘트롤러에 인가되는 상기 소정의 외부 제어 신호는 외부에서 상기 콘트롤러에 직접 인가되는 제어 신호이거나 상기 오토 캘리브레이터로부터 인가되는 제어 신호일 수 있다.On the other hand, the predetermined external control signal applied to the controller according to the spirit of the present invention for solving the above problems may be a control signal directly applied to the controller from the outside or a control signal applied from the auto-calibrator.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 상기 임피던스 매칭 박스 또는 상기 카운터 매처는 가변 진공 캐패시터 또는 가변 인덕터를 포함한다.On the other hand, the impedance matching box or the counter matcher according to the spirit of the present invention for solving the above problems includes a variable vacuum capacitor or a variable inductor.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 상기 자기 조정 데이터는, 고주파 발생 장치에 탑재되어 상기 고주파 발생 장치 내 고주파 제너레이터와 임피던스 매칭 박스 중 적어도 하나에 대한 자기 조정 기능을 구현하기 위해, 부하가 감당할 수 있는 정도의 상태를 나타낼 때 검출되는 전기적 검출 신호의 상한치와 하한치를 갖는 기준 범위와 그에 따른 자기 조정 알고리즘 설정에 이용될 수 있다. On the other hand, the self-adjustment data according to the spirit of the present invention for solving the above problems is mounted in a high-frequency generator to implement a self-adjustment function for at least one of a high-frequency generator and an impedance matching box in the high-frequency generator, It can be used to set a reference range having an upper limit and a lower limit of an electrical detection signal detected when the load indicates an acceptable state and set a self-adjustment algorithm accordingly.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 상기 아크 챔버는, 몸체; 상기 몸체 중앙 상부에 신축적으로 결합되고, 상기 아크 챔버 제어 신호에 제어되는 업/다운 신축수단에 의해 상기 몸체 중앙 상부에 형성된 수용홈을 따라 상하 이동 가능하고, 상기 임피던스 매칭 박스와 전기적으로 연결된 상부 아크 팁; 및 상기 몸체 내부 중앙에서, 상기 상부 아크 팁의 단부와 물리적으로 이격되도록 배치되고, 외부의 접지 단자와 전기적으로 연결된 하부 아크 팁을 포함한다.On the other hand, the arc chamber according to the spirit of the present invention for solving the above problems, the body; The upper part is elastically coupled to the upper center of the body, and is movable up and down along the receiving groove formed in the upper center of the body by an up/down extension means controlled by the arc chamber control signal, and is electrically connected to the impedance matching box. arc tip; and a lower arc tip disposed in the inner center of the body to be physically spaced apart from an end of the upper arc tip, and electrically connected to an external ground terminal.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 상기 아크 챔버는, 상기 몸체 일측면의 소정 높이에 투명 또는 반투명 재질로 형성되는 투시창을 더 포함한다.On the other hand, the arc chamber according to the spirit of the present invention for solving the above problems, further comprises a see-through window formed of a transparent or translucent material at a predetermined height of one side of the body.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 상기 아크 챔버는, 상기 몸체 타측면의 소정 높이에 상기 몸체와 힌지 결합되고 개폐 가능한 관리용 도어를 더 포함한다.On the other hand, the arc chamber according to the spirit of the present invention for solving the above problems, hinged with the body at a predetermined height of the other side of the body, further comprises a door for management that can be opened and closed.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 아크 챔버 시스템에서의 아크 테스트를 통해 획득된 자기 조정 데이터를 이용하는 고주파 발생 장치에 있어서, 소정의 직류전압을 증폭하여 펄스 파형의 고주파 신호를 생성하는 고주파 제너레이터; 상기 고주파 제너레이터와 카운터 매처 사이에 배치되고, 상기 고주파 제너레이터와 부하 사이의 임피던스를 소정의 매칭 주파수로 매칭시키는 임피던스 매칭 박스; 상기 임피던스 매칭 박스와 상기 부하 사이에 배치되고, 전기적 검출 신호를 검출하여 출력하는 검출센서; 및 상기 검출센서로부터 출력되는 전기적 검출 신호와 소정의 기준 범위 - 상기 소정의 기준 범위는 상기 자기 조정 데이터의 적어도 일부 또는 전부로부터 도출됨 - 를 비교하여 상기 고주파 제너레이터 및/또는 상기 임피던스 매칭 박스를 제어하기 위한 자기 조정 신호를 출력하는 오토 캘리브레이터를 포함한다.In addition, in the high frequency generator using self-adjustment data obtained through an arc test in an arc chamber system according to the spirit of the present invention for solving the above problems, a high frequency signal of a pulse waveform is generated by amplifying a predetermined DC voltage high-frequency generator; an impedance matching box disposed between the high frequency generator and the counter matcher, the impedance matching box matching the impedance between the high frequency generator and the load with a predetermined matching frequency; a detection sensor disposed between the impedance matching box and the load and configured to detect and output an electrical detection signal; and controlling the high frequency generator and/or the impedance matching box by comparing the electrical detection signal output from the detection sensor and a predetermined reference range, the predetermined reference range being derived from at least part or all of the self-adjustment data. and an auto-calibrator that outputs a self-adjustment signal for
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 상기 오토 캘리브레이터는, 적어도 하나의 프로세서; 상기 프로세서에 의해 실행되는 적어도 하나 이상의 명령어를 저장하는 메모리;를 포함하고, 상기 명령어는, 상기 프로세서로 하여금, 부하 모사 환경에서 아크 영향과 부하 임피던스 변화에 의해 부하가 감당할 수 있는 정도의 상태를 나타낼 때 검출되는 전기적 검출 신호의 상한치와 하한치를 갖는 기준 범위와 그에 따른 자기 조정 알고리즘이 미리 설정되고, 상기 임피던스 매칭 박스와 부하 사이에서 부하측 전기적 검출 신호를 검출하며, 상기 전기적 검출 신호와 상기 기준 범위를 비교하고, 상기 비교 결과에 따라, 상기 자기 조정 알고리즘을 이용하여 상기 고주파 제너레이터와 상기 임피던스 매칭 박스 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the auto-calibrator according to the spirit of the present invention for solving the above problems, at least one processor; Including; a memory for storing at least one or more instructions executed by the processor, wherein the instructions indicate a state of a degree that a load can tolerate by an arc effect and a load impedance change in a load simulation environment A reference range having upper and lower limits of an electrical detection signal detected when and controlling at least one of the high-frequency generator and the impedance matching box using the self-adjustment algorithm according to the comparison result.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 공정 챔버를 모사한 구성을 이용하여 다양한 분위기에서 아크를 인위적으로 발생시킬 수 있다. 특히 아크 챔버와 더미 챔버로 구분하고, 임피던스 매칭 박스에 상응하게 동작하는 카운터 매처를 배치함으로써 공정 챔버에 최대로 근사시켜 모사할 수 있다. According to some embodiments of the present invention made as described above, an arc may be artificially generated in various atmospheres using a configuration simulating a process chamber. In particular, by dividing the arc chamber and the dummy chamber into an arc chamber and arranging a counter matcher operating corresponding to the impedance matching box, it can be simulated by maximally approximating the process chamber.
또한, 아크 챔버 내 상부 아크 팁의 상하 이동이 가능하므로 지속적 아크와 간헐 아크를 구분하여 발생시킬 수 있다. In addition, since the upper arc tip can move up and down in the arc chamber, a continuous arc and an intermittent arc can be generated separately.
또한, 다양한 분위기에서 발생하는 아크로 인한 부하 임피던스의 변화를 데이터화 하고, 이를 실제 공정 챔버에 적용함으로써 아크 발생을 최소화할 수 있다. In addition, arc generation can be minimized by dataizing changes in load impedance due to arcs occurring in various atmospheres and applying them to actual process chambers.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 아크 챔버 시스템의 전체 블록 구성도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 아크 챔버 모식도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 아크 챔버를 이용한 자기 조정 데이터 획득 순서도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 아크 챔버 내 아크 팁 간 거리별 아크 발생 타이밍도,
도 5a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 조정 기능을 가진 고주파 발생 장치 블록도,
도 5b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기 조정 기능을 가진 고주파 발생 장치 블록도,
도 5c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자기 조정 기능을 가진 고주파 발생 장치 블록도, 및
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자기 조정 기능을 가진 고주파 발생 장치에서의 자기 조정 순서도이다.1 is an overall block diagram of an arc chamber system according to an embodiment of the present invention;
2 is a schematic diagram of an arc chamber according to an embodiment of the present invention;
3 is a flowchart of self-adjustment data acquisition using an arc chamber according to an embodiment of the present invention;
4 is an arc generation timing diagram for each distance between arc tips in an arc chamber according to an embodiment of the present invention;
5A is a block diagram of a high frequency generator having a self-adjusting function according to a first embodiment of the present invention;
5B is a block diagram of a high frequency generator having a self-adjusting function according to a second embodiment of the present invention;
5C is a block diagram of a high frequency generator with a self-adjusting function according to a third embodiment of the present invention; and
6 is a self-adjusting flowchart in the high frequency generator having a self-adjusting function according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.Examples of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art, and the following examples may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is as follows It is not limited to an Example. Rather, these embodiments are provided so as to more fully and complete the present disclosure, and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. In addition, in the drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated for convenience and clarity of description.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.The terminology used herein is used to describe specific embodiments, not to limit the present invention.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.As used herein, the singular form may include the plural form unless the context clearly dictates otherwise. Also, as used herein, “comprise” and/or “comprising” refers to the presence of the recited shapes, numbers, steps, actions, members, elements, and/or groups of those specified. and does not exclude the presence or addition of one or more other shapes, numbers, movements, members, elements and/or groups.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 아크 챔버 시스템의 전체 블록 구성도이다.1 is an overall block diagram of an arc chamber system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 아크 챔버 시스템은, 고주파 제너레이터(110), 임피던스 매칭 박스(120), 부하 모사부(130), 콘트롤러(140), 오토 캘리브레이터(150), 및 검출센서(160)를 포함한다. 여기서, 부하 모사부(130)는 카운터 매처(131), 아크 챔버(133), 및 더미 챔버(135)를 포함한다. The arc chamber system according to an embodiment of the present invention includes a high-
고주파 제너레이터(110)는 DC-DC 컨버터(미도시)로부터 출력되는 직류 전압을 증폭하여 펄스 파형의 고주파 신호를 생성한다. 고주파 제너레이터(110)는 특정 주파수(예를 들어, 2MHz, 3.2MHz, 13.56MHz, 27.12MHz, 60MHz 등의 주파수)로 고주파 전력을 출력할 수 있다.The
임피던스 매칭 박스(120)는 고주파 제너레이터(110)와 부하 모사부(130) 사이에 결합되고, 오토 캘리브레이터(150)로부터 출력되는 매칭 주파수 제어 신호(Smat)에 제어되어 고주파 제너레이터(110)와 부하 모사부(130) 사이의 임피던스를 소정의 매칭 주파수로 매칭시킬 수 있다. The
구체적으로, 임피던스 매칭 박스(120)는 고주파 제너레이터(110)의 출력단 임피던스와 부하 모사부(130)의 임피던스를 매칭시켜 부하 모사부(130) 내로 소정의 고주파 전원이 인가되도록 한다. 고주파 제너레이터(110)의 출력단 임피던스는 대개 50옴(ohm)으로 고정되는 반면, 부하 모사부(130)의 임피던스는 다양하게 가변된다. Specifically, the
임피던스 매칭 박스(120)는 부하 모사부(130)의 임피던스 변화에 따라 임피던스를 가변시켜 고주파 제너레이터(110)와 부하 모사부(130) 사이의 임피던스를 정합시킴으로써, 부하 모사부(130)로부터 반사되는 아크의 영향을 줄여 RF 제너레이터(110)의 손상을 방지하고 고주파 전력이 부하(즉, 카운터 매처(131)와 더미 로드(133))에서 통해 손실 없이 온전히 사용될 수 있도록 한다. 한편, 임피던스 매칭 박스(120)는 통상의 가변 진공 캐패시터(Variable Vaccum Capacitor) 또는 가변 인덕터(Varialble Inductor)로 구현 가능하다.The
부하 모사부(130)는 고주파 제너레이터(110)에 의해 고주파 전력이 인가되는 공정 챔버에서 플라즈마 발생 장치 등의 부하 환경을 모사한다.The
전술한 바와 같이, 부하 모사부(130)는 카운터 매처(131), 더미 로드(133) 및 아크 챔버(135)를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 아크 챔버(135)는 카운터 매처(131)와 병렬 연결되어 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도시되지는 않았으나, 카운터 매처(131)의 후단에 연결되되 더미 로드(133)와 병렬 연결될 수 있다.As described above, the
카운터 매처(131)는 콘트롤러(140)로부터 출력되는 카운터 매처 제어 신호에 응답하여 임피던스 매칭 박스(120)에 대하여 부하 모사부(130)의 부하 임피던스 변화를 인위적으로 발생시킬 수 있고, 그에 따라 변화하는 부하 임피던스를 임피던스 매칭 박스(120)측으로 전달할 수 있다. 즉, 카운터 매처(131)는 더미 로드(133)와 결합되는 단부를 50오옴(ohm)으로 유지하면서, 임피던스 매칭 박스(120)와 결합되는 단부에 스미스 챠트(Smith Chart) 상의 다양한 부하 임피던스(예: 수오옴 ~ 무한대 임피던스)를 제공할 수 있다. The
결국, 카운터 매처(131)는 임피던스 매칭 박스(120)와 상반되는 개념의 구성이라 할 수 있다. 카운터 매처(131)는 통상의 가변 진공 캐패시터(Variable Vaccum Capacitor) 또는 가변 인덕터(Varialble Inductor)로 구현 가능하다.As a result, the
더미 로드(133)는 카운터 매처(131)를 통해 인가되는 순방향 전력을 모두 수용할 수 있고, 50오옴의 고정된 더미 부하 임피던스로 인해 카운터 매처(131)측으로 반사파 전력이 발생하지 않는다.The
아크 챔버(135)는 부하 모사부(130)에서 순간적인 아크 발생(예, 아크 지속 시간, 아크와 아크 사이 간격 등)을 원하는 대로 변화시키는 아크 테스트를 수행할 수 있는 구성으로, 컨트롤러(140)의 제어에 의해 임피던스 매칭 박스(120)를 통해 인가되는 고주파 신호를 이용하여 아크를 발생하며, 아크 발생으로 인한 반사파 전력을 임피던스 매칭 박스(120)에 전달한다.The
결국, 본 발명의 일실시예에 따른 카운터 매처(131), 더미 로드(133) 및 아크 챔버(135)를 포함하는 부하 모사부(130)에 의해 공정 챔버 환경, 더욱 구체적으로, 플라즈마 발생 장치의 부하를 모사할 수 있다.After all, the process chamber environment, more specifically, of the plasma generating apparatus by the
콘트롤러(140)는 소정의 외부 제어 신호에 제어되어 다양한 아크 발생 조건(예컨대, 아크 구간 , 아크 빈도 등)을 설정하여 고주파 제너레이터(110)와 임피던스 매칭 박스(120)에 아크 발생으로 인한 반사파 전력을 인위적으로 제공하기 위한 아크 챔버 제어 신호와 카운터 매처(131)를 제어하기 위한 카운터 매처 제어 신호를 출력할 수 있다. 여기서, 소정의 외부 제어 신호는 외부에서 콘트롤러(140)에 직접 인가되는 제어 신호이거나 오토 캘리브레이터(150)로부터 인가되는 제어 신호일 수 있다. The
오토 캘리브레이터(150)는 검출센서(160)에 의해 검출되는 전기적 검출 신호에 따라 고주파 제너레이터(110) 및/또는 임피던스 매칭 박스(120)를 제어할 수 있다. 즉, 오토 캘리브레이터(150)는 부하 모사부(130) 내 카운터 매처(131)의 부하 임피던스 변화 및/또는 아크 챔버(133)에서의 아크로 인한 반사파 전력에 따라 전기적 검출 신호가 소정의 기준 범위를 벗어나면, 검출된 전기적 검출 신호가 다시 기준 범위 내에 수렴하도록 고주파 제너레이터(110) 및/또는 임피던스 매칭 박스(120)를 제어할 수 있다. The auto-
여기서, 오토 캘리브레이터(150)는 순방향 전력, 역방향 전력, 고주파 제너레이터(110) 내 스위칭 소자 온도 등을 검출하고, 고주파 제너레이터(110)의 동작 전압이 고주파 제너레이터(110) 내 고주파 증폭기 파손 임계 전압 범위 내에 머무르도록 제어할 수 있다. 또한, 오토 캘리브레이터(150)는 임피던스 매칭 박스(120) 내 가변 진공 캐패시터(Variable Vaccum Capacitor) 또는 가변 인덕터(Variable Inductor)에 배치된 가변 캐패시터 및 가변 인덕터를 최적 위치로 제어할 수 있다. 이때, 오토 캘리브레이터(150)는 다양한 부하 임피던스에 대응하는 고주파 제너레이터(110) 및/또는 임피던스 매칭 박스(120)의 제어를 위해 아크 테스트에 따른 자기 조정 데이터를 저장부(미도시)에 저장할 수 있다.Here, the auto-
이와 같이, 오토 캘리브레이터(150)는 검출센서(160)의 전기적 검출 신호에 따른 자기 조정 기능을 통해, 부하 모사부(130) 내 카운터 매처(131)의 부하 임피던스 변화 및/또는 아크 챔버(135)에서의 아크로 인한 반사파 전력이 발생하더라도, 부하의 공정 상태가 일정하게 유지되게 할 수 있다.In this way, the auto-
본 발명에 따른 오토 캘리브레이터(150)는 소프트웨어적 또는 하드웨어적으로 구현 가능하며, 적어도 하나의 프로세서(processor)와 명령어(instruction)들을 저장하는 적어도 하나의 메모리(memory)를 포함한다. 여기서, 명령어들은 적어도 하나의 프로세서로 하여금, 본 발명의 실시예에 따른 아크 챔버 시스템을 이용한 자기 조정 방법을 실행 가능하게 한다.The auto-
특히, 아크 챔버 시스템은 부하측의 변동하는 전기적인 상태에 따라 부하측에 원하는 전원 공급이 이루어질 수 있도록, 오토 캘리브레이터(150)가 고주파 제너레이터(110)와 임피던스 매칭 박스(120)의 제어를 위해 아크 테스트에 따른 자기 조정 데이터를 메모리에 저장할 수 있다.In particular, in the arc chamber system, the auto-
이처럼 오토 캘리브레이터(150)는 실제 현장에서 검출센서(160)의 전기적 검출 신호에 따른 고주파 제너레이터(110)와 임피던스 매칭 챔버(120) 중 적어도 하나에 대한 자기 조정 기능을 구현하기 위해, 아크 챔버 시스템에서 수행된 아크 테스트를 통해 도출된 자기 조정 데이터의 기준 범위 및 그에 따른 자기 조정 알고리즘이 미리 설정될 수 있다.As such, the auto-
그리고, 오토 캘리브레이터(150) 내 메모리에 저장되는 자기 조정 데이터는 오토 캘리브레이터(150)의 자기 조정 기능을 인공지능 기반의 제어 모델로 구현할 경우, 머신 러닝(machine learning)을 위한 학습 데이터로 활용될 수 있다. 이 경우에는 자기 조정 알고리즘이 머신 러닝에 의한 제어 모델로 적용될 수 있다. In addition, the self-adjustment data stored in the memory in the auto-
검출센서(160)는 임피던스 매칭 박스(120)와 부하 모사부(130) 사이에 배치되고, 부하 모사부(130)의 아크 테스트에 따른 순방향 및 역방향 전기적 신호를 검출하여 전기적 검출 신호를 출력한다. 여기서, 전기적 검출 신호는 검출전류값(Is), 검출전압값(Vs), 고주파 제너레이터(110)로부터 부하 모사부(130)로 공급되는 순방향 전력(Pfwd), 및 부하 모사부(130)로부터 고주파 제너레이터(110)로 반사되는 역방향 전력(Prev) 중 적어도 어느 하나 이상일 수 있다. The
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 아크 챔버 모식도이다.2 is a schematic diagram of an arc chamber according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 아크 챔버는 크게 상부 아크 팁(201), 하부 아크 팁(203), 몸체(213), 질량유량계(227)와 연결된 처리가스밸브(229), 퍼지가스를 단속하도록 연결된 벤틸레이션 밸브(215), 내부 가스를 배출하도록 진공 펌프(219)와 연결된 배출가스밸브(217), 투시창(245), 및 관리용 도어(223)를 포함한다.The arc chamber according to an embodiment of the present invention largely controls the
상부 아크 팁(201)은 카운터 매처(131)와 전선(241)을 통해 전기적으로 연결된 도전성 재질의 구성으로, 전선(241)과 상부 아크 팁(201)을 수용하는 상부 아크 팁 수용부(239)는 몸체(213) 중앙 상부에 신축적으로 결합된 신축수단에 의해 몸체(231) 중앙 상부에 뚫린 수용홈(251)을 따라 상하로 이동 가능하다. 여기서, 상부 아크 팁 수용부(239)는 상하로 이동하기 위한 업/다운 구동부(미도시)와 일체로 연결되어 있다. 상부 아크 팁 수용부(239)는 아크 팁 바(235)와 체결된 상부 아크 팁(201)이 일체로 조립되어 전선(241)과 상부 아크 팁(201)을 수용한다.The
상부 아크 팁(201)은 단부가 침과 같이 날카로운 형상을 가지는 것이 바람직하다. 그리고 상부 아크 팁(201)을 수용하는 상부 아크 팁 수용부(239) 내 업/다운 구동부는 콘트롤러(160)로부터 출력되는 아크 챔버 제어 신호에 응답하여 상하 이동 가능하다. 여기서 도면 부호 233, 237은 각각 상부 아크 팁 수용부(239)가 상하 이동할 때 상단 위치부와 하단 위치부에 각각 설치되는 거리 센서이고, 도면부호 243은 몸체(213) 내부의 압력을 측정하는 압력센서이다.The
하부 아크 팁(203)은 몸체(213) 내부 중앙에, 그리고 상부 아크 팁(201)의 단부가 하부 아크 팁(203)의 상부 중앙에서 물리적으로 이격되도록 배치되는 도전성 재질의 구성으로, 외부의 접지 단자와 전선(209)을 통해 피드 스루 방식으로 접속된다. 그리고 하부 아크 팁(203)은 몸체(213) 내측 하부에 직립 고정된 절연 재질의 하부 아크 팁 지지부(207)와 절연 재질의 고정탭(205) 사이에서 하부 아크 팁 지지부(207)와 고정탭(205)을 결합하는 볼트(203)에 의해 결합될 수 있다. The
몸체(213)는 바닥면과 이격되도록 몸체 지지부(211)에 의해 지지될 수 있다.The
질량유량계(227)와 연결된 처리가스밸브(229)가 단속되어 에칭 가스, 또는 증착 가스가 처리가스투입홈(231)을 통해 몸체(213) 내부로 유입될 수 있다.The
유입된 에칭 가스 또는 증착 가스는 진공 펌프(219)와 연결된 배출가스밸브(217)의 단속에 따라 배출홈(247)을 통해 외부로 배출될 수 있다. The introduced etching gas or deposition gas may be discharged to the outside through the
그리고 벤틸레이션 밸브(215)는 몸체(213) 소정 위치에 형성된 벤틸레이션 홈(249)을 통해 퍼지 가스가 몸체(213) 내부로 유입될 수 있다.In addition, in the
투시창(245)은 몸체(213) 일측면의 소정 높이에 투명 또는 반투명 재질로 형성되고, 투시창(245)을 통해 몸체(213) 내부에 발생하는 아크를 외부에 설치된 CCTV(미도시)를 통해 투시할 수 있다. The see-through
관리용 도어(223)는 몸체(213) 타측면의 소정 높이에 몸체(213)와 힌지 결합되고, 내부의 상부 아크 팁(201) 및/또는 하부 아크 팁(203)의 교체시에 개폐될 수 있다.The
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 아크 챔버 시스템을 이용한 자기 조정 데이터 획득 순서도이다.3 is a flowchart illustrating self-adjustment data acquisition using an arc chamber system according to an embodiment of the present invention.
콘트롤러(140)는 예컨대, 아크 구간, 아크 빈도 등 다양한 아크 발생 조건의 부하 임피던스 변화 환경을 제공하기 위한 아크 챔버 제어 신호를 아크 챔버(135)에 인가한다(S310).The
이후, 고주파 제너레이터(110)와 임피던스 매칭 박스(120)가 동작하여 고주파 신호를 아크 챔버(135)에 인가하면(S320), 아크 챔버(135)는 아크를 발생시킨다(S330).Thereafter, when the high-
이때, 아크 챔버(135)는 아크 발생으로 인해 변화하는 부하 임피던스를 고주파 제너레이터(110)와 임피던스 매칭 박스(120)에 전달하고(S340), 오토 캘리브레이터(170)는 검출센서(180)를 통해 부하 임피던스 및/또는 부하 임피던스 변화량을 검출한다(S350).At this time, the
또한, 오토 캘리브레이터(170)는 측정된 부하 임피던스 및/또는 부하 임피던스 변화량에 대응하여 고주파 제너레이터(110)와 임피던스 매칭 박스(120)를 제어하고(S360), 부하 임피던스 및/또는 부하 임피던스 변화량에 따른 고주파 제너레이터(110)와 임피던스 매칭 박스(120)의 제어를 위해 아크 테스트에 따른 자기 조정 데이터를 저장부(미도시)에 저장한다(S370).In addition, the auto-calibrator 170 controls the high-
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 아크 챔버 내 아크 팁 간 거리별 아크 발생 타이밍도이다.4 is an arc generation timing diagram for each distance between arc tips in an arc chamber according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 아크 챔버 내 아크 팁 간 거리별 아크 발생 타이밍도는, 아크 챔버 내 상부 아크 팁과 하부 아크 팁 간 거리와 시간을 조정함으로써 지속적 아크의 생성시간을 조절할 수도 있고, 간헐적 아크의 생성시간을 조절할 수도 있다는 것을 보여준다. The arc generation timing chart for each distance between the arc tips in the arc chamber according to an embodiment of the present invention may control the generation time of a continuous arc by adjusting the distance and time between the upper arc tip and the lower arc tip in the arc chamber, It shows that it is also possible to control the arc generation time.
도 5a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 조정 기능을 가진 고주파 발생 장치 블록도, 도 5b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기 조정 기능을 가진 고주파 발생 장치 블록도, 및 도 5c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자기 조정 기능을 가진 고주파 발생 장치 블록도이다. 5A is a block diagram of a high frequency generator with a self-adjusting function according to a first embodiment of the present invention, FIG. 5B is a block diagram of a high-frequency generator with a self-adjusting function according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5C is It is a block diagram of a high frequency generator having a self-adjusting function according to a third embodiment of the present invention.
본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 조정 기능을 가진 고주파 발생 장치는, 고주파 제너레이터(510), 임피던스 매칭 박스(520), 부하(530), 오토 캘리브레이터(540), 콘트롤러(550), 검출센서(560)를 포함한다. A high-frequency generator having a self-adjusting function according to the first embodiment of the present invention includes a high-
고주파 제너레이터(510)는 DC-DC 컨버터(미도시)로부터 출력되는 직류 전압을 증폭하여 펄스 파형의 고주파 신호를 생성한다. 고주파 제너레이터(510)는 특정 주파수(예를 들어, 2MHz, 3.2MHz, 13.56MHz, 27.12MHz, 60MHz 등의 주파수)로 고주파 전력을 출력할 수 있다. The high-
임피던스 매칭 박스(520)는 고주파 제너레이터(510)와 부하(530) 사이에 결합되고, 콘트롤러(550)로부터 출력되는 고주파 제너레이터 제어 신호에 제어되어 고주파 제너레이터(510)와 부하(530) 사이의 임피던스를 소정의 매칭 주파수로 매칭시킬 수 있다. The
오토 캘리브레이터(540)는 검출센서(560)에 의해 검출되는 전기적 검출 신호에 따라 고주파 제너레이터(510) 및/또는 임피던스 매칭 박스(520)의 제어에 필요한 자기 조정 신호를 출력한다. 즉, 오토 캘리브레이터(540)는 검출센서(560)에 의해 검출된 전기적 검출 신호와 소정의 기준 범위(상한치, 하한치)를 비교하여 고주파 제너레이터(510) 및/또는 임피던스 매칭 박스(520)의 제어에 필요한 자기 조정 신호를 출력한다. The auto-
여기서, 소정의 기준 범위(상한치, 하한치)는 아크 테스트에 따른 자기 조정 데이터의 적어도 일부 또는 전부로부터 도출될 수 있고, 부하가 감당할 수 있는 정도의 상태를 나타낼 때 검출되는 전기적 검출 신호라 할 수 있다.Here, the predetermined reference range (upper limit value, lower limit value) may be derived from at least part or all of the self-adjustment data according to the arc test, and may be called an electrical detection signal detected when indicating a state that the load can handle. .
본 발명의 제1 실시예에 따른 오토 캘리브레이터(540)는 임피던스 매칭 박스(520)의 출력 전압을 소정 레벨로 고정하고 고주파 제너레이터(510)를 제어하기 위한 자기 조정 신호를 출력하고, 콘트롤러(550)는 자기 조정 신호에 응답하여 고주파 제너레이터(510)를 제어할 수 있다(도 5a 참조). 또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 오토 캘리브레이터(540)는 고주파 제너레이터(510)의 출력 전압을 소정 레벨로 고정하고 임피던스 매칭 박스(520)의 출력을 제어하기 위한 자기 조정 신호를 출력하고, 콘트롤러(550)는 자기 조정 신호에 응답하여 임피던스 매칭 박스(520)를 제어할 수 있다(도 5b 참조). 또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 오토 캘리브레이터(540)는 고주파 제너레이터(510)와 임피던스 매칭 박스(520)의 출력을 제어하기 위한 자기 조정 신호를 출력하고, 자기 조정 신호에 응답하여 제1 콘트롤러(570)는 고주파 제너레이터(510)를 제어하고, 제2 콘트롤러(580)는 임피던스 매칭 박스(520)를 제어할 수 있다(도 5c 참조).The auto-
또한, 오토 캘리브레이터(540)는 검출된 전기적 검출 신호와 기준 범위의 비교 결과에 따라 단계별로 제어 동작을 위한 자기 조정 신호를 설정할 수 있다. In addition, the auto-
도 5a의 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 콘트롤러(550)가 고주파 제너레이터(510)를 제어하여 검출된 전기적 검출 신호를 기준 범위 내로 수렴하도록 조정 가능한 ‘제어 일반 단계’, 콘트롤러(550)가 고주파 제너레이터(510)를 제어하여 검출된 전기적 검출 신호를 기준 범위 내로 조정하는 것이 한계 상황에 해당하는 ‘제어 위험 단계’, 및 콘트롤러(550)가 고주파 제너레이터(510)를 제어하여 검출된 전기적 검출 신호를 기준 범위 내로 조정이 불가능한 ‘제어 심각 단계’로 설정할 수 있다. According to the first embodiment of the present invention of FIG. 5A, the
여기서, ‘제어 일반 단계’에서는 오토 캘리브레이터(540)가 자기 조정 기능을 수행하며, ‘제어 위험 단계’에서는 오토 캘리브레이터(540)가 자기 조정 기능을 수행하되, 위험 상태를 공정 관리자에게 통보하며, ‘제어 심각 단계’는 오토 캘리브레이터(540)가 심각 상태를 공정 관리자에게 통보하되, 고주파 제너레이터(510)를 오프시키는 인터락을 수행할 수 있다.Here, in the 'control general stage', the auto-
또한, 도 5b의 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 콘트롤러(550)가 임피던스 매칭 박스(520)를 제어하여 검출된 전기적 검출 신호를 기준 범위 내로 수렴하도록 조정 가능한 ‘제어 일반 단계’, 콘트롤러(550)가 임피던스 매칭 박스(520)를 제어하여 검출된 전기적 검출 신호를 기준 범위 내로 조정하는 것이 한계 상황에 해당하는 ‘제어 위험 단계’, 및 콘트롤러(550)가 임피던스 매칭 박스(520)를 제어하여 검출된 전기적 검출 신호를 기준 범위 내로 조정이 불가능한 ‘제어 심각 단계’로 설정할 수 있다. In addition, according to the second embodiment of the present invention of FIG. 5B, the
또한, 도 5c의 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 콘트롤러(550)가 고주파 제너레이터(510) 및/또는 임피던스 매칭 박스(520)를 제어하여 검출된 전기적 검출 신호를 기준 범위 내로 수렴하도록 조정 가능한 ‘제어 일반 단계’, 콘트롤러(550)가 고주파 제너레이터(510) 및/또는 임피던스 매칭 박스(520)를 제어하여 검출된 전기적 검출 신호를 기준 범위 내로 조정하는 것이 한계 상황에 해당하는 ‘제어 위험 단계’, 및 콘트롤러(550)가 고주파 제너레이터(510) 및/또는 임피던스 매칭 박스(520)를 제어하여 검출된 전기적 검출 신호를 기준 범위 내로 조정이 불가능한 ‘제어 심각 단계’로 설정할 수 있다. In addition, according to the third embodiment of the present invention of FIG. 5C , the
본 발명에 따르면, 도시되지는 않았지만, 오토 캘리브레이터(540)는 적어도 순방향 전력, 역방향 전력, 고주파 제너레이터(510) 내 스위칭 소자 온도를 검출하고, 고주파 제너레이터(510)의 동작 전압이 고주파 제너레이터(510) 내 고주파 증폭기 파손 임계 전압 범위 내에 머무르도록 제어할 수 있다. 또한, 오토 캘리브레이터(540)는 임피던스 매칭 박스(520) 내 가변 진공 캐패시터(Variable Vaccum Capacitor) 또는 가변 인덕터(Varialble Inductor)에 배치된 가변 캐패시터 및 가변 인덕터를 최적 위치로 제어할 수 있다. According to the present invention, although not shown, the auto-
본 발명에 따른 오토 캘리브레이터(540)는 소프트웨어적 또는 하드웨어적으로 구현 가능하며, 적어도 하나의 프로세서(processor)와 명령어(instruction)들을 저장하는 적어도 하나의 메모리(memory)를 포함한다. 여기서, 명령어들은 적어도 하나의 프로세서로 하여금, 본 발명의 실시예에 따른 자기 조정 기능을 가진 고주파 발생 장치에서 자기 조정 방법을 실행 가능하게 한다.The auto-
특히, 고주파 발생 장치는 부하측 전기적인 상태가 변하더라도 변하는 상태에 맞춰 부하측에 원하는 전원 공급이 이루어질 수 있도록, 오토 캘리브레이터(540)는 고주파 제너레이터(510)와 임피던스 매칭 박스(520)를 제어하기 위한 아크 테스트에 따른 자기 조정 데이터를 저장할 수 있다.In particular, the
이와 같이 오토 캘리브레이터(540)는 아크 챔버 시스템에서 수행된 아크 테스트를 통해 도출된 기준 범위 및 그에 따른 자기 조정 알고리즘이 미리 설정될 수 있고, 검출센서(560)의 전기적 검출 신호에 따른 고주파 제너레이터(510) 및/또는 임피던스 매칭 챔버(520)에 대하여 자기 조정 기능을 구현할 수 있다. As such, the auto-
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자기 조정 기능을 가진 고주파 발생 장치에서의 자기 조정 순서도이다.6 is a self-adjusting flowchart in the high frequency generator having a self-adjusting function according to an embodiment of the present invention.
오토 캘리브레이터(540)에 아크 챔버 시스템에서 아크 테스트를 통해 획득된 자기 조정 데이터의 적어도 일부 또는 전부로부터 도출된 기준 범위 및 그에 따른 자기 조정 알고리즘이 미리 설정된다(S610).A reference range derived from at least some or all of the self-adjustment data obtained through an arc test in the arc chamber system and a self-adjustment algorithm according thereto are preset in the auto-calibrator 540 ( S610 ).
오토 캘리브레이터(540)는 임피던스 매칭 박스(520)와 부하(530) 사이에 배치된 검출 센서(560)로부터 부하측 전기적 검출 신호를 수신한다(S620).The auto-
이때, 오토 캘리브레이터(540)는 수신된 전기적 검출 신호가 소정의 기준 범위를 벗어나는지 판단한다(S630).At this time, the auto-
오토 캘리브레이터(540)가 검출된 전기적 검출 신호가 소정의 기준 범위를 벗어난다고 판단하면, 소정의 자기 조정 알고리즘에 따라 고주파 제너레이터(510)의 제어하는 경우(도 5a 참조), 임피던스 매칭 박스(520)를 제어하는 경우(도 5b 참조), 고주파 제너레이터(510) 및 임피던스 매칭 박스(520)를 함께 제어하는 경우(도 5c 참조)와 같이, 고주파 제너레이터(510) 및/또는 임피던스 매칭 박스(520)를 제어한다(S640). 한편, 오토 캘리브레이터(510)는 전술한 바와 같이 검출된 전기적 검출 신호와 기준 범위 간의 차이를 단계별로 설정하여 동작할 수 있다.When the auto-
오토 캘리브레이터(510)는 검출된 전기적 검출 신호가 소정의 기준 범위 내에 있다고 판단되면, 공정이 종료되었는지를 판단하고(S650), 공정 상태에 따라 동작을 종료할 수 있다.When it is determined that the detected electrical detection signal is within a predetermined reference range, the auto-
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, which is only exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
110: 고주파 제너레이터
120: 임피던스 매칭 박스
130: 부하 모사부
131: 카운터 매처
133: 더비 로드
135: 아크 챔버
140: 콘트롤러
150: 오토 캘리브레이터
160: 검출센서110: high frequency generator
120: impedance matching box
130: load copying unit
131: counter matcher
133: Derby Road
135: arc chamber
140: controller
150: auto calibrator
160: detection sensor
Claims (12)
소정의 직류전압을 증폭하여 펄스 파형의 고주파 신호를 생성하는 고주파 제너레이터;
상기 고주파 제너레이터와 카운터 매처 사이에 배치되고, 상기 고주파 제너레이터와 하기 부하 모사부 사이의 임피던스를 소정의 매칭 주파수로 매칭시키는 임피던스 매칭 박스;
소정의 외부 제어 신호에 제어되어 아크 발생 조건을 설정하기 위한 아크 챔버 제어 신호를 출력하는 콘트롤러;
상기 아크 챔버 제어 신호에 제어되어 아크를 발생하고, 공정 챔버를 모사하도록 구성된 부하 모사부;
상기 고주파 제너레이터와 상기 임피던스 매칭 박스 사이에 배치되고, 순방향 및 역방향의 전기적 신호를 검출하여 전기적 검출 신호를 출력하는 검출센서; 및
상기 검출센서로부터 출력되는 전기적 검출 신호에 따라 상기 고주파 제너레이터 및/또는 상기 임피던스 매칭 박스를 제어하여 자기 조정 데이터를 획득하는 오토 캘리브레이터
를 포함하는 자기 조정 데이터 획득용 아크 챔버 시스템.
An arc chamber system for acquiring self-calibration data, comprising:
a high-frequency generator that amplifies a predetermined DC voltage to generate a high-frequency signal of a pulse waveform;
an impedance matching box disposed between the high frequency generator and the counter matcher, the impedance matching box matching the impedance between the high frequency generator and the following load simulating unit with a predetermined matching frequency;
a controller controlled by a predetermined external control signal to output an arc chamber control signal for setting an arc generation condition;
a load simulating unit configured to generate an arc controlled by the arc chamber control signal and to simulate a process chamber;
a detection sensor disposed between the high frequency generator and the impedance matching box and configured to detect forward and reverse electrical signals to output an electrical detection signal; and
An auto-calibrator for acquiring self-adjustment data by controlling the high-frequency generator and/or the impedance matching box according to an electrical detection signal output from the detection sensor
Arc chamber system for self-adjustment data acquisition comprising a.
상기 아크 챔버 제어 신호에 제어되어 아크를 발생하도록 구성된 아크 챔버;
상기 임피던스 매칭 박스에 대하여 부하 임피던스 변화를 인위적으로 발생시키도록 구성된 카운터 매처; 및
상기 카운터 매처를 통해 인가되는 순방향 전력을 수용하고, 소정의 고정된 더미 부하 임피던스를 가지는 더미 로드
를 포함하는 자기 조정 데이터 획득용 아크 챔버 시스템.
The method according to claim 1, The load simulating unit,
an arc chamber configured to generate an arc controlled by the arc chamber control signal;
a counter matcher configured to artificially generate a load impedance change for the impedance matching box; and
A dummy load that receives the forward power applied through the counter matcher and has a predetermined fixed dummy load impedance.
Arc chamber system for self-adjustment data acquisition comprising a.
상기 카운터 매처는, 상기 더미 로드와 결합되는 측은 상기 고정된 더미 부하 임피던스를 유지하고, 상기 임피던스 매칭 박스와 결합되는 측은 상기 아크 챔버 내에 발생하는 아크에 대응하는 부하 임피던스를 제공할 수 있는 구성인 것을 특징으로 하는
자기 조정 데이터 획득용 아크 챔버 시스템.
3. The method according to claim 2,
The counter matcher is configured such that a side coupled to the dummy load maintains the fixed dummy load impedance, and a side coupled to the impedance matching box provides a load impedance corresponding to an arc generated in the arc chamber. characterized
Arc chamber system for self-calibration data acquisition.
상기 더미 챔버는, 상기 카운터 매처 측으로 반사파 전력이 발생하지 않도록 하는 구성인 것
을 특징으로 하는 자기 조정 데이터 획득용 아크 챔버 시스템.
4. The method according to claim 3,
The dummy chamber is configured to prevent reflected wave power from being generated toward the counter matcher.
Arc chamber system for self-adjustment data acquisition, characterized in that.
상기 콘트롤러에 인가되는 상기 소정의 외부 제어 신호는 외부에서 상기 콘트롤러에 직접 인가되는 제어 신호이거나 상기 오토 캘리브레이터로부터 인가되는 제어 신호인 것
을 특징으로 하는 자기 조정 데이터 획득용 아크 챔버 시스템.
5. The method according to claim 4,
The predetermined external control signal applied to the controller is a control signal directly applied to the controller from the outside or a control signal applied from the auto-calibrator
Arc chamber system for self-adjustment data acquisition, characterized in that.
상기 임피던스 매칭 박스 또는 상기 카운터 매처는 가변 진공 캐패시터 또는 가변 인덕터
를 포함하는 자기 조정 데이터 획득용 아크 챔버 시스템.
6. The method of claim 5,
The impedance matching box or the counter matcher is a variable vacuum capacitor or a variable inductor.
Arc chamber system for self-adjustment data acquisition comprising a.
상기 자기 조정 데이터는,
고주파 발생 장치에 탑재되어 상기 고주파 발생 장치 내 고주파 제너레이터와 임피던스 매칭 박스 중 적어도 하나에 대한 자기 조정 기능을 구현하기 위해, 부하가 감당할 수 있는 정도의 상태를 나타낼 때 검출되는 전기적 검출 신호의 상한치와 하한치를 갖는 기준 범위와 그에 따른 자기 조정 알고리즘 설정에 이용되는 것을 특징으로 하는 아크 챔버 시스템.
The method according to claim 1,
The self-adjustment data is
The upper limit and lower limit of the electrical detection signal detected when the load indicates a state that a load can handle in order to be mounted on the high frequency generator to implement a self-adjustment function for at least one of the high frequency generator and the impedance matching box in the high frequency generator An arc chamber system, characterized in that it is used for setting a reference range with
몸체;
상기 몸체 중앙 상부에 신축적으로 결합되고, 상기 아크 챔버 제어 신호에 제어되는 업/다운 신축수단에 의해 상기 몸체 중앙 상부에 형성된 수용홈을 따라 상하 이동 가능하고, 상기 임피던스 매칭 박스와 전기적으로 연결된 상부 아크 팁; 및
상기 몸체 내부 중앙에서, 상기 상부 아크 팁의 단부와 물리적으로 이격되도록 배치되고, 외부의 접지 단자와 전기적으로 연결된 하부 아크 팁
을 포함하는 자기 조정 데이터 획득용 아크 챔버 시스템.
The method according to claim 2, The arc chamber,
body;
The upper part is elastically coupled to the upper center of the body, and is movable up and down along the receiving groove formed in the upper center of the body by an up/down extension means controlled by the arc chamber control signal, and is electrically connected to the impedance matching box. arc tip; and
In the center inside the body, the lower arc tip is disposed to be physically spaced apart from the end of the upper arc tip, and electrically connected to the external ground terminal.
Arc chamber system for self-adjustment data acquisition comprising a.
상기 몸체 일측면의 소정 높이에 투명 또는 반투명 재질로 형성되는 투시창
을 더 포함하는 자기 조정 데이터 획득용 아크 챔버 시스템.
The method according to claim 8, The arc chamber,
A see-through window formed of a transparent or translucent material at a predetermined height on one side of the body
Arc chamber system for acquiring self-adjustment data further comprising a.
상기 몸체 타측면의 소정 높이에 상기 몸체와 힌지 결합되고 개폐 가능한 관리용 도어
를 더 포함하는 자기 조정 데이터 획득용 아크 챔버 시스템.
The method according to claim 9, The arc chamber,
A door for management that is hinged with the body at a predetermined height of the other side of the body and can be opened and closed
Arc chamber system for acquiring self-adjustment data further comprising a.
소정의 직류전압을 증폭하여 펄스 파형의 고주파 신호를 생성하는 고주파 제너레이터;
상기 고주파 제너레이터와 카운터 매처 사이에 배치되고, 상기 고주파 제너레이터와 부하 사이의 임피던스를 소정의 매칭 주파수로 매칭시키는 임피던스 매칭 박스;
상기 임피던스 매칭 박스와 상기 부하 사이에 배치되고, 전기적 검출 신호를 검출하여 출력하는 검출센서; 및
상기 검출센서로부터 출력되는 전기적 검출 신호와 소정의 기준 범위 - 상기 소정의 기준 범위는 상기 자기 조정 데이터의 적어도 일부 또는 전부로부터 도출됨 - 를 비교하여 상기 고주파 제너레이터 및/또는 상기 임피던스 매칭 박스를 제어하기 위한 자기 조정 신호를 출력하는 오토 캘리브레이터
를 포함하는 자기 조정 기능을 가진 고주파 발생 장치.
A high-frequency generator using self-adjustment data obtained through an arc test in an arc chamber system, comprising:
a high-frequency generator that amplifies a predetermined DC voltage to generate a high-frequency signal of a pulse waveform;
an impedance matching box disposed between the high frequency generator and the counter matcher, the impedance matching box matching the impedance between the high frequency generator and the load with a predetermined matching frequency;
a detection sensor disposed between the impedance matching box and the load and configured to detect and output an electrical detection signal; and
Controlling the high frequency generator and/or the impedance matching box by comparing the electrical detection signal output from the detection sensor and a predetermined reference range, the predetermined reference range being derived from at least part or all of the self-adjustment data Autocalibrator that outputs a self-adjusting signal for
A high-frequency generator with a self-adjusting function comprising a.
상기 오토 캘리브레이터는,
적어도 하나의 프로세서;
상기 프로세서에 의해 실행되는 적어도 하나 이상의 명령어를 저장하는 메모리;를 포함하고,
상기 명령어는, 상기 프로세서로 하여금, 부하 모사 환경에서 아크 영향과 부하 임피던스 변화에 의해 부하가 감당할 수 있는 정도의 상태를 나타낼 때 검출되는 전기적 검출 신호의 상한치와 하한치를 갖는 기준 범위와 그에 따른 자기 조정 알고리즘이 미리 설정되고,
상기 임피던스 매칭 박스와 부하 사이에서 부하측 전기적 검출 신호를 검출하며,
상기 전기적 검출 신호와 상기 기준 범위를 비교하고,
상기 비교 결과에 따라, 상기 자기 조정 알고리즘을 이용하여 상기 고주파 제너레이터와 상기 임피던스 매칭 박스 중 적어도 하나를 제어하는 것
을 특징으로 하는 자기 조정 기능을 가진 고주파 발생 장치.12. The method of claim 11,
The autocalibrator is
at least one processor;
Including; a memory for storing at least one or more instructions executed by the processor;
The command causes the processor, in the load simulation environment, a reference range having upper and lower limits of the electrical detection signal detected when the load indicates a state that the load can tolerate due to an arc effect and a change in load impedance, and self-adjustment accordingly Algorithm is preset,
detecting a load-side electrical detection signal between the impedance matching box and the load,
comparing the electrical detection signal with the reference range;
controlling at least one of the high-frequency generator and the impedance matching box using the self-adjustment algorithm according to the comparison result
A high-frequency generator with a self-adjusting function, characterized in that.
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2021
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