KR101108901B1 - Improved megasonic cleaning efficiency using auto-tuning of an rf generator at constant maximum efficiency - Google Patents

Improved megasonic cleaning efficiency using auto-tuning of an rf generator at constant maximum efficiency Download PDF

Info

Publication number
KR101108901B1
KR101108901B1 KR1020057014555A KR20057014555A KR101108901B1 KR 101108901 B1 KR101108901 B1 KR 101108901B1 KR 1020057014555 A KR1020057014555 A KR 1020057014555A KR 20057014555 A KR20057014555 A KR 20057014555A KR 101108901 B1 KR101108901 B1 KR 101108901B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
output
generator
input
voltage
coupled
Prior art date
Application number
KR1020057014555A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20050097992A (en
Inventor
존 보이드
앤드라스 쿠티
윌리엄 시
마이클 지 알 스미스
로버트 크놉
토마스 더블유 앤더슨
Original Assignee
램 리써치 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US10/360,322 external-priority patent/US6995067B2/en
Priority claimed from US10/360,316 external-priority patent/US6998349B2/en
Priority claimed from US10/360,320 external-priority patent/US7033845B2/en
Priority claimed from US10/359,765 external-priority patent/US7053000B2/en
Application filed by 램 리써치 코포레이션 filed Critical 램 리써치 코포레이션
Publication of KR20050097992A publication Critical patent/KR20050097992A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101108901B1 publication Critical patent/KR101108901B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/12Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/0207Driving circuits
    • B06B1/0223Driving circuits for generating signals continuous in time
    • B06B1/0238Driving circuits for generating signals continuous in time of a single frequency, e.g. a sine-wave
    • B06B1/0246Driving circuits for generating signals continuous in time of a single frequency, e.g. a sine-wave with a feedback signal
    • B06B1/0253Driving circuits for generating signals continuous in time of a single frequency, e.g. a sine-wave with a feedback signal taken directly from the generator circuit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67057Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing with the semiconductor substrates being dipped in baths or vessels
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B2201/00Indexing scheme associated with B06B1/0207 for details covered by B06B1/0207 but not provided for in any of its subgroups
    • B06B2201/70Specific application
    • B06B2201/71Cleaning in a tank

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

기판 (202) 세정 시스템 및 방법은 변환기 (210) 및 기판 (202) 을 포함하는 메가소닉 챔버 (206) 를 포함한다. 변환기 (210) 는 기판 (202) 을 향해진다. 가변 거리 d 는 변환기 (210) 와 기판 (202) 을 분리시킨다. 시스템 (200) 은 또한 변환기에 커플링된 출력부를 가지는 동적으로 조절가능한 RF 생성기 (212) 를 포함한다. 동적으로 조절가능한 RF 생성기 (212) 는 발진기의 출력 (306) 전압과 RF 생성기 출력 전압의 위상과의 위상 비교에 의해 제어될 수 있다. 동적으로 조절가능한 RF 생성기 (212) 는 출력 신호의 피크 전압을 모니터링하는 것과 피크 전압을 소정의 전압 범위 내에서 유지하도록 RF 생성기를 제어하는 것에 의해 또한 제어될 수 있다. 동적으로 조절가능한 RF 생성기 (212) 는 가변 DC 전원 전압을 동적으로 제어하는 것에 의해 또한 제어될 수 있다.The substrate 202 cleaning system and method includes a megasonic chamber 206 that includes a transducer 210 and a substrate 202. The transducer 210 is directed towards the substrate 202. The variable distance d separates the transducer 210 and the substrate 202. System 200 also includes a dynamically adjustable RF generator 212 having an output coupled to the transducer. The dynamically adjustable RF generator 212 may be controlled by a phase comparison of the output 306 voltage of the oscillator and the phase of the RF generator output voltage. Dynamically adjustable RF generator 212 may also be controlled by monitoring the peak voltage of the output signal and controlling the RF generator to maintain the peak voltage within a predetermined voltage range. The dynamically adjustable RF generator 212 can also be controlled by dynamically controlling the variable DC power supply voltage.

RF 생성기, 순간 공진 주파수, VCO, 세정 챔버, 피드백 회로 RF generator, instantaneous resonant frequency, VCO, cleaning chamber, feedback circuit

Description

일정한 최대 효율로 RF 생성기의 자동-조정을 이용하는 개선된 메가소닉 세정 작용 {IMPROVED MEGASONIC CLEANING EFFICIENCY USING AUTO-TUNING OF AN RF GENERATOR AT CONSTANT MAXIMUM EFFICIENCY}Improved megasonic cleaning action using auto-tuning of the RF generator with a constant maximum efficiency {IMPROVED MEGASONIC CLEANING EFFICIENCY USING AUTO-TUNING OF AN RF GENERATOR AT CONSTANT MAXIMUM EFFICIENCY}

배경background

1. 발명의 분야1. Field of the Invention

본 발명은 일반적으로 RF 생성기를 조정하는 시스템 및 방법에 관한 것이고, 보다 상세하게는, 기판 세정 시스템에 관하여 RF 생성기를 자동적으로 조정하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention generally relates to systems and methods for calibrating an RF generator, and more particularly, to a method and system for automatically adjusting an RF generator with respect to a substrate cleaning system.

2. 관련기술의 설명2. Description of related technology

음향 에너지의 이용은, 다양한 제조상태의 반도체 웨이퍼, 평면 패널 디스플레이, 마이크로-전자-기계 시스템 (MEMS), 마이크로-광전자-기계 시스템 (MOEMS) 등과 같은 기판으로부터 작은-입자를 제거하는 것에 관한, 고도로 진보된 비-접촉 세정 기술이다. 일반적으로 세정 프로세스는 기판 표면으로부터 입자를 제거하고 기판 표면을 세정하기 위해 액체 매질을 통한 음향 에너지의 전파를 포함한다. 일반적으로 메가소닉 에너지는 약 700 ㎑ (0.7 메가헤르쯔 (㎒)) 이상, 약 1.0 ㎒ 이하의 범위의 주파수에서 전파된다. 액체 매질은 탈이온화된 수용액 또는 임의의 하나 이상의 수개의 기판 세정 화학물질, 및 그들의 조합일 수 있다. 액체 매질을 통한 음향 에너지의 전파는 주로, 여기서 캐비테이션 (cavitation) 이라 불리는 액체 매질에서 용해된 기체로부터의 기포의 형성 및 파괴, 마이크로스트리밍, 및 개선된 대량수송 또는 화학반응을 촉진시키기 위한 활성화 에너지의 제공을 통해 화학물질이 액체 매질로 이용되는 경우의 화학반응 강화를 통해 비-접촉 기판 세정을 달성한다.The use of acoustic energy is highly related to the removal of small-particles from substrates such as semiconductor wafers, flat panel displays, micro-electro-mechanical systems (MEMS), micro-opto-mechanical systems (MOEMS), etc., in various manufacturing conditions. It is an advanced non-contact cleaning technology. The cleaning process generally involves the propagation of acoustic energy through the liquid medium to remove particles from the substrate surface and to clean the substrate surface. In general, megasonic energy propagates at frequencies in the range of about 700 GHz (0.7 MHz) and above and about 1.0 MHz. The liquid medium may be a deionized aqueous solution or any one or more of several substrate cleaning chemicals, and combinations thereof. The propagation of acoustic energy through the liquid medium is mainly due to the activation of activation energy to promote the formation and destruction of bubbles from the dissolved gas, microstreaming, and improved mass transport or chemical reactions in the liquid medium called cavitation. Providing achieves non-contact substrate cleaning through enhanced chemical reactions when chemicals are used as the liquid medium.

도 1a 는 일반적인 배치 (batch) 기판 세정 시스템 (10) 에 관한 도면이다. 도 1b 는 배치 기판 세정 시스템 (10) 에 관한 평면도이다. 탱크 (11) 는 탈이온화된 수용액 또는 다른 기판 세정 화학물질과 같은 세정 용액 (16) 으로 채워져 있다. 일반적으로 기판의 카세트 (cassette) 인, 기판 캐리어 (12) 는 세정될 기판 (14) 의 배치를 가지고 있다. 하나 이상의 변환기 (transducer) (18A, 18B, 18C) 는 세정 용액을 통해 전파되는 방출된 음향 에너지 (15) 를 생성한다. 일반적으로 기판 (14) 과 변환기 (18A, 18B, 18C) 사이의 상대적인 위치 및 거리는, 캐리어 (12) 를 접촉 및 위치시키는 위치 고정장치 (19A, 19B) 를 통하여 기판 (14) 의 각 배치마다 대략 일정하다.1A is a diagram of a general batch substrate cleaning system 10. 1B is a plan view of the batch substrate cleaning system 10. Tank 11 is filled with a cleaning solution 16, such as a deionized aqueous solution or other substrate cleaning chemical. The substrate carrier 12, which is generally a cassette of substrates, has an arrangement of substrates 14 to be cleaned. One or more transducers 18A, 18B, 18C produce emitted acoustic energy 15 that propagates through the cleaning solution. In general, the relative position and distance between the substrate 14 and the transducers 18A, 18B, and 18C are approximately at each placement of the substrate 14 through the position fixing devices 19A and 19B for contacting and positioning the carrier 12. It is constant.

방출된 에너지 (15) 는, 입자 재점착을 제어하는 적절한 화학반응과 함께 또는 그러한 화학반응 없이, 캐비테이션, 음향 스트리밍, 및 세정 화학물질이 이용되는 경우의 강화된 대량 수송을 통해 기판 세정을 달성한다. 일반적으로 배치 기판 세정 프로세스는 매우 긴 프로세싱 시간을 필요로 하고, 또한 과도한 양의 세정 화학물질 (16) 을 소모할 수 있다. 또한, 일관성 및 기판-대-기판 제어는 달성하기 어렵다. "음영 (shadowing)" 및 "핫 스팟 (hot spot)" 과 같은 상태는 배치 및 다른 기판 메가소닉 프로세스에서 일반적이다. 음영은 방출된 에너지 (15) 의 반사 및/또는 보강 및 소멸 간섭으로 인해 발생하고, 다수의 기판 (14) 의 추가적인 기판 표면 영역, 프로세스 탱크의 벽 등과 혼합된다. 주로 다수의 변환기 이용 및 반사로 인한 보강 간섭의 결과인 핫 스팟의 발생은, 또한 추가적인 다수-기판 표면 영역과 함께 증가될 수 있다. 일반적으로 이러한 논쟁 문제점들은 기판에 대한 음향 에너지의 다중 반사에 대한 평균적 효과에 의존하는 것에 의해 제기되고, 그것은 기판 표면에 대한 낮은 평균 전력을 유도한다. 더 낮은 평균 전력을 보상하고 효과적인 세정 및 입자 제거를 제공하기 위해, 변환기에 대한 전력이 증가되고, 그것에 의해 방출 에너지 (15) 가 증가하고, 캐비테이션 및 음향 스트리밍이 증가하며, 그에 따라 세정 효율을 증가시킨다. 또한, 다수의 변환기 어레이 (18A, 18B, 18C) 를 펄스화하는 것 (즉, 변환기를 20ms 동안 켜고, 그 후 10ms 동안 끄는 것과 같은 듀티 사이클을 제공하는 것) 이 이용된다. 변환기 (18A, 18B, 18C) 는 또한 복합 반사 및 간섭을 줄이기 위해 다른 위상으로 (예를 들어, 순차적으로 활성화) 동작할 수 있다.The released energy 15 achieves substrate cleaning through enhanced mass transport when cavitation, acoustic streaming, and cleaning chemicals are used, with or without appropriate chemical reactions that control particle re-adhesion. . In general, a batch substrate cleaning process requires a very long processing time and can also consume an excessive amount of cleaning chemical 16. In addition, consistency and substrate-to-substrate control are difficult to achieve. States such as "shadowing" and "hot spot" are common in batch and other substrate megasonic processes. Shading occurs due to reflected and / or constructive and destructive interference of the emitted energy 15 and is mixed with additional substrate surface areas of the plurality of substrates 14, walls of the process tank, and the like. The occurrence of hot spots, primarily the result of constructive interference due to the use of multiple transducers and reflections, can also be increased with additional multi-substrate surface areas. In general, these controversial issues are raised by relying on the average effect on multiple reflections of acoustic energy on the substrate, which leads to low average power on the substrate surface. In order to compensate for the lower average power and to provide effective cleaning and particle removal, the power to the converter is increased, thereby increasing the emission energy 15, cavitation and acoustic streaming, thereby increasing the cleaning efficiency. Let's do it. In addition, pulsed multiple transducer arrays 18A, 18B, 18C (ie, providing a duty cycle such as turning on the transducer for 20 ms and then turning off for 10 ms) is used. The transducers 18A, 18B, 18C may also operate in other phases (eg, sequentially activated) to reduce complex reflections and interference.

도 1c 는 종래 기술이고, 하나 이상의 변환기 (18A, 18B, 18C) 를 공급하기 위한 RF 공급원에 관한 구성도 (30) 이다. 조절가능한 전압 제어 발진기 (32;VCO) 는, 선택되는 주파수에서, RF 생성기 (34) 로 신호 (33) 를 출력한다. RF 생성기 (34) 는 신호 (33) 를 증폭시켜 증가된 전력으로 신호 (35) 를 생성한다. 신호 (35) 는 변환기 (18B) 로 출력된다. 전력 센서 (36) 는 신호 (35) 를 모니터링한다. 변환기 (18B) 는 방출된 에너지 (15) 를 출력한다.1C is a prior art and diagram 30 of an RF source for supplying one or more transducers 18A, 18B, 18C. Adjustable voltage controlled oscillator 32 (VCO) outputs signal 33 to RF generator 34 at the selected frequency. RF generator 34 amplifies signal 33 to produce signal 35 with increased power. The signal 35 is output to the converter 18B. The power sensor 36 monitors the signal 35. The converter 18B outputs the released energy 15.

변환기 (18B) 의 정확한 임피던스는 캐리어 (12) 에서 기판 (14) 의 개수, 크기와 스페이싱 (spacing), 및 기판 (14) 과 변환기 (18B) 사이의 거리와 같은 많은 변수에 의존하여 변할 수 있다. 변환기 (18B) 의 정확한 임피던스는 또한 변환기 (18B) 가 반복되는 사용을 통해 낡아지게 됨에 따라 변할 수 있다. 예로서, 만약 신호 (33, 35) 가 약 1 MHz 의 주파수를 가진다면, 세정 용액 (16) 과 같은 탈이온화된 수용액 매질에서 파장은 약 1.5 mm (0.060 인치) 이다. 그 결과로서, 도 1a 를 다시 참조하면, 만약 기판 (14) 과 캐리어 (12) 의 위치가 약 0.5㎜ (0.020 인치) 또는 심지어 더 적게 떨어져 있다면, 변환기 (18B) 의 임피던스는 실제로 변할 수 있다. 또한, 만약 기판 (24, 24a) 이 회전한다면, 임피던스는 순환적으로 변할 수 있다.The exact impedance of the transducer 18B may vary depending on many variables such as the number, size and spacing of the substrate 14 in the carrier 12, and the distance between the substrate 14 and the transducer 18B. . The exact impedance of the transducer 18B may also change as the transducer 18B ages through repeated use. By way of example, if signals 33 and 35 have a frequency of about 1 MHz, the wavelength is about 1.5 mm (0.060 inch) in a deionized aqueous medium such as cleaning solution 16. As a result, referring again to FIG. 1A, if the position of the substrate 14 and the carrier 12 are about 0.5 mm (0.020 inch) or even less apart, the impedance of the transducer 18B may actually vary. Also, if the substrates 24 and 24a are rotated, the impedance can change cyclically.

VCO 의 주파수를 조절하는 것은, 주파수를 변화시키고 그에 따라 신호 (33, 35) 의 파장 및 방출된 에너지 (15) 를 변화시키는 것에 의해 변환기 (18B) 의 임피던스를 조절할 수 있다. 일반적으로, 기판 (14) 과 함께 로딩된 캐리어 (12) 는 탱크 (11) 에 위치하고, VCO (32) 는, 전력 계량기 (36) 에 의해 검출되는 반사된 신호 (38) 의 최소값에 의해 지시되는 바와 같이, 변환기 (18B) 의 임피던스가 매칭될 때까지 신호 (33, 35) 의 주파수 및 방출된 에너지 (15) 를 변화시키기 위해 조절된다. 일단 VCO (32) 가 최소 반사 신호 (38) 를 얻도록 조절되면, 기판 세정 시스템 (10) 상에서 중요한 보수 또는 유지가 수행되지 않는 한, 일반적으로 VCO (32) 는 다시 조절되지 않는다.Adjusting the frequency of the VCO can adjust the impedance of the converter 18B by varying the frequency and thus changing the wavelength of the signals 33, 35 and the emitted energy 15. In general, the carrier 12 loaded with the substrate 14 is located in the tank 11, and the VCO 32 is indicated by the minimum value of the reflected signal 38 detected by the power meter 36. As is, the frequency of the signals 33 and 35 and the emitted energy 15 are adjusted until the impedance of the transducer 18B is matched. Once the VCO 32 is adjusted to obtain the minimum reflected signal 38, the VCO 32 is generally not regulated again unless significant maintenance or maintenance is performed on the substrate cleaning system 10.

변환기 (18B) 임피던스가 매칭되지 않을 때, 변환기 (18B) 로부터 방출된 방출 에너지 (17) 의 일부 (즉, 파동) 는 변환기 (18B) 를 향해 다시 반사된다. 변환기 (18B) 의 표면 상에서, 반사된 에너지 (17) 는 보강 또는 소멸 간섭을 일으키는 방출 (15) 에너지로 간섭된다. 방출된 에너지 (15) 의 일부가 반사된 에너지 (17) 에 의해 효과적으로 소거되기 때문에, 소멸 간섭은 방출된 에너지 (15) 의 유효 세정 전력을 감소시킨다. 그 결과로서, RF 생성기 (34) 의 효율이 감소된다.When the impedance of the transducer 18B does not match, a portion (ie, wave) of the emitted energy 17 emitted from the transducer 18B is reflected back toward the transducer 18B. On the surface of the transducer 18B, the reflected energy 17 is interfered with the emission 15 energy causing constructive or destructive interference. Since part of the emitted energy 15 is effectively canceled by the reflected energy 17, the extinction interference reduces the effective cleaning power of the emitted energy 15. As a result, the efficiency of the RF generator 34 is reduced.

보강 간섭은 세정될 기판 (14) 의 표면 상에 핫 스팟을 생기게 할 수 있는 과도한 에너지를 야기할 수 있다. 핫 스팟은 기판 (14) 의 에너지 임계치를 초과할 수 있고 기판 (14) 을 손상시킬 수 있다. 도 1d 는 일반적인 변환기 (18B) 이다. 도 1e 는 변환기 (18B) 를 가로지르는 에너지 분포에 관한 그래프 (100) 이다. 곡선 (102) 은 x-축에서 변환기 (18B) 를 가로질러 방출되는 에너지의 곡선이다. 곡선 (104) 은 y-축에서 변환기 (18B) 를 가로질러 방출되는 에너지의 곡선이다. 곡선 (120) 은 x-축 및 y-축 모두에서 변환기 (18B) 를 가로질러 방출되는 합성 에너지의 곡선이다. x-축 및 y-축 모두에서 변환기 (18B) 를 통해 방출되는 합성 에너지는 알려진 변수 (예를 들어, 기판의 위치, 변환기의 노화, 및 변환기와 관련되는 회전 기판의 흔들림 등) 에 따라 일반적으로 곡선 (120) 과 곡선 (122) 사이에서 변할 수 있다. 임계치 에너지 레벨 T 는 기판(들) (14) 에 대한 손상 임계치이다. 일반적으로, RF 신호 (35) 의 최대 전력과 변환기 (18B) 에 의해 출력된 결과적인 방출 에너지 (15) 는, 최대 보강 간섭이 기판 (14) 에 대한 손상을 방지하기 위해 기판 (14) 의 에너지 임계치 T 보다 작은 피크 크기 (즉, 곡선 (120) 의 피크) 를 야기하는 레벨로 감소된다. 그러나, RF 신호 (35) 의 감소된 전력과 방출된 에너지 (15) 는 소망하는 세정 결과를 얻기 위해 요구되는 세정 프로세스 시간을 증가시킨다. 몇몇 예에서, 신호 (35) 의 감소된 전력 및 방출된 에너지 (15) 는 타깃이 된 일부 입자들을 기판 (14) 으로부터 제거하는 데에 충분하지 않다. 도시된 바와 같이, 실제 방출된 에너지는 훨씬 더 낮은 레벨 (곡선 (122) 에서 밸리 (valley) 로 나타남) 까지 변화될 수 있어서 유효 에너지가 매우 낮기 (약 3) 때문에 세정 프로세스의 효율에 심각한 영향을 주고, 그에 따라 에너지 스케일 상에서 도시되는 바와 같이 약 3 으로부터 약 17 까지 확장되는 에너지 윈도우를 야기한다.Constructive interference can cause excessive energy that can cause hot spots on the surface of the substrate 14 to be cleaned. Hot spots may exceed the energy threshold of the substrate 14 and may damage the substrate 14. 1D is a typical transducer 18B. 1E is a graph 100 relating to the energy distribution across the transducer 18B. Curve 102 is a curve of energy emitted across transducer 18B in the x-axis. Curve 104 is a curve of energy emitted across transducer 18B in the y-axis. Curve 120 is a curve of synthetic energy emitted across transducer 18B in both the x- and y-axes. The synthetic energy emitted through the transducer 18B in both the x-axis and the y-axis is generally dependent on known variables (eg, the position of the substrate, aging of the transducer, and shaking of the rotating substrate relative to the transducer, etc.). It can vary between curve 120 and curve 122. The threshold energy level T is the damage threshold for the substrate (s) 14. In general, the maximum power of the RF signal 35 and the resulting emission energy 15 output by the converter 18B are such that the energy of the substrate 14 is such that maximum constructive interference prevents damage to the substrate 14. Is reduced to a level that results in a peak magnitude less than the threshold T (ie, the peak of curve 120). However, the reduced power of the RF signal 35 and the released energy 15 increase the cleaning process time required to achieve the desired cleaning result. In some examples, the reduced power and emitted energy 15 of the signal 35 are not sufficient to remove some targeted particles from the substrate 14. As shown, the actual released energy can vary up to a much lower level (represented by the valleys in curve 122), which has a significant impact on the efficiency of the cleaning process because the effective energy is very low (about 3). And thus results in an energy window that extends from about 3 to about 17 as shown on the energy scale.

일반적으로 변환기 (18B) 는 수정 (crystal) 과 같은 압전 (piezoelectric) 장치이다. 반사된 에너지 (17) 에 의해 야기되는 보강 및 소멸 간섭은 또한, 변환기 (18B) 가 대응되는 반사 신호 (38) 를 생성하도록 하기에 충분한 힘을 변환기 (18B) 의 표면에 대해 가할 수 있다. 전력 센서 (36) 는 변환기 (18B) 로부터 RF 생성기 (34) 를 향해 반사되는 반사 신호 (38) 를 검출할 수 있다. 반사 신호 (38) 는 RF 생성기 (34) 로부터 출력되는 신호 (35) 와 보강 또는 소멸적으로 간섭하여 RF 생성기 (34) 의 효율성을 더욱 감소시킬 수 있다.In general, the transducer 18B is a piezoelectric device such as a crystal. The constructive and destructive interference caused by the reflected energy 17 can also exert sufficient force on the surface of the transducer 18B to cause the transducer 18B to produce a corresponding reflected signal 38. The power sensor 36 can detect the reflected signal 38 reflected from the converter 18B toward the RF generator 34. The reflected signal 38 can constructively or destructively interfere with the signal 35 output from the RF generator 34 to further reduce the efficiency of the RF generator 34.

상술한 바에 따르면, 증가된 효율의 RF 생성기와 방출된 음향 에너지의 감소된 에너지 윈도우를 제공하고 기판 손상의 확률을 감소시키는, 개선된 메가소닉 세정 시스템이 필요하게 된다.As described above, there is a need for an improved megasonic cleaning system that provides increased efficiency RF generators and reduced energy windows of emitted acoustic energy and reduces the probability of substrate damage.

요약summary

대체로, 본 발명은 변환기의 공진 및 변환기로부터 방출되는 에너지를 유지하도록 일정하게 조정되는 동적으로 조정된 RF 생성기를 제공하는 것에 의해 이러한 요구를 충족시킨다. 본 발명은 프로세스, 장치, 시스템, 컴퓨터 판독가능 매체, 또는 디바이스를 포함하는 여러가지 방법으로 구현될 수 있다. 본 발명에 관한 여러개의 독창적 실시형태가 이하에서 설명된다.In general, the present invention meets this need by providing a dynamically tuned RF generator that is constantly adjusted to maintain the resonance of the transducer and the energy emitted from the transducer. The present invention can be implemented in various ways, including as a process, apparatus, system, computer readable medium, or device. Several inventive embodiments of the invention are described below.

일 실시형태는 RF 생성기를 변환기의 순간 공진 주파수로 동적으로 조절하는 방법을 포함한다. 그 방법은 RF 입력 신호를 발진기로부터 RF 생성기로 입력하는 것을 포함한다. RF 입력 신호의 입력 전압에 관한 제 1 위상이 측정된다. RF 생성기로부터 출력되는 RF 신호의 전압에 관한 제 2 위상이 측정된다. RF 생성기로부터 출력되는 RF 신호는 변환기 입력부에 커플링된다. 주파수 제어 신호는 제 1 위상이 제 2 위상과 동일하지 않은 경우에 생성된다. 주파수 제어 신호는 발진기의 주파수 제어 입력부에 인가된다.One embodiment includes a method of dynamically adjusting an RF generator to an instantaneous resonant frequency of a transducer. The method includes inputting an RF input signal from an oscillator to an RF generator. The first phase with respect to the input voltage of the RF input signal is measured. A second phase with respect to the voltage of the RF signal output from the RF generator is measured. The RF signal output from the RF generator is coupled to the transducer input. The frequency control signal is generated when the first phase is not equal to the second phase. The frequency control signal is applied to the frequency control input of the oscillator.

제 1 위상을 측정하는 것은 제 1 위상의 측정된 전압을 스케일링하는 것을 포함할 수 있다. 제 2 위상을 측정하는 것은 제 2 위상의 측정된 전압을 스케일링하는 것을 포함할 수 있다. 주파수 제어 신호를 발진기의 주파수 제어 입력부에 인가하는 것은 주파수 제어 신호를 스케일링하는 것을 포함할 수 있다.Measuring the first phase can include scaling the measured voltage of the first phase. Measuring the second phase can include scaling the measured voltage of the second phase. Applying the frequency control signal to the frequency control input of the oscillator may comprise scaling the frequency control signal.

발진기의 주파수 제어 입력부에 주파수 제어 신호를 인가하는 것은 또한 주파수 제어 신호를 설정점 제어 신호와 결합하는 것을 포함할 수 있다.Applying the frequency control signal to the frequency control input of the oscillator may also include combining the frequency control signal with a set point control signal.

제 1 위상이 제 2 위상과 동일하지 않을 경우에 주파수 제어 신호를 생성하는 것은: 제 1 위상이 제 2 위상보다 뒤진다면 주파수 제어 신호는 발진기의 주파수를 감소시키고; 제 1 위상이 제 2 위상보다 앞선다면 주파수 제어 신호는 발진기의 주파수를 증가시키며; 제 1 위상이 제 2 위상과 동등하다면 주파수 제어 신호는 발진기의 주파수를 변화시키지 않는다는 것을 포함할 수 있다. 변환기의 공진은 변환기와 타깃 사이의 거리가 변화함에 따라 변화한다.Generating a frequency control signal when the first phase is not equal to the second phase: if the first phase lags behind the second phase, the frequency control signal reduces the frequency of the oscillator; If the first phase is ahead of the second phase, the frequency control signal increases the frequency of the oscillator; If the first phase is equal to the second phase, the frequency control signal may include not changing the frequency of the oscillator. The resonance of the transducer changes as the distance between the transducer and the target changes.

제 1 위상 및 제 2 위상이 측정되고, RF 입력 신호의 각 사이클에 관하여 주파수 제어 신호가 생성된다. 그 방법은 또한 비례적 제어 신호 및 적분 제어 신호 중 적어도 하나를 주파수 제어 신호에 인가하는 것을 포함할 수 있다. The first and second phases are measured and a frequency control signal is generated for each cycle of the RF input signal. The method may also include applying at least one of the proportional control signal and the integral control signal to the frequency control signal.

또 다른 실시형태는 RF 를 변환기에 제공하는 시스템을 포함한다. 그 시스템은 발진기, RF 생성기, 및 전압 위상 검출기를 포함한다. 발진기는 주파수 제어 입력부 및 RF 신호 출력부를 가진다. RF 생성기는 발진기의 RF 신호 출력부에 커플링된 입력부 및 변환기에 커플링된 RF 생성기의 출력부를 가진다. 전압 위상 검출기는 발진기의 RF 신호 출력부에 커플링된 제 1 위상 입력부, RF 생성기의 출력부에 커플링된 제 2 위상 입력부, 및 발진기의 주파수 제어 전압 입력부에 커플링된 주파수 제어 신호 출력부를 포함한다.Another embodiment includes a system for providing RF to a converter. The system includes an oscillator, an RF generator, and a voltage phase detector. The oscillator has a frequency control input and an RF signal output. The RF generator has an input coupled to the RF signal output of the oscillator and an output of the RF generator coupled to the transducer. The voltage phase detector includes a first phase input coupled to the RF signal output of the oscillator, a second phase input coupled to the output of the RF generator, and a frequency control signal output coupled to the frequency control voltage input of the oscillator do.

제 1 위상 입력은 스케일링 디바이스를 통해 발진기의 RF 신호 출력부에 커플링될 수 있다. 제 2 위상 입력은 스케일링 디바이스를 통해 RF 생성기의 출력부에 커플링될 수 있다.The first phase input may be coupled to the RF signal output of the oscillator via a scaling device. The second phase input can be coupled to the output of the RF generator via the scaling device.

주파수 제어 신호 출력부는 제어 증폭기를 통해 발진기의 주파수 제어 입력부에 커플링될 수 있다. 제어 증폭기는, 주파수 제어 신호 출력부에 커플링된 제 1 입력부, 설정점 제어 신호에 커플링되는 제 2 입력부, 및 발진기의 주파수 제어 입력부에 커플링되는 출력부를 포함할 수 있다. RF 생성기는 클래스-E RF 생성기일 수 있다.The frequency control signal output can be coupled to the frequency control input of the oscillator via a control amplifier. The control amplifier may include a first input coupled to the frequency control signal output, a second input coupled to the set point control signal, and an output coupled to the frequency control input of the oscillator. The RF generator may be a Class-E RF generator.

변환기는 변환기로부터의 가변 거리인 타깃을 향할 수 있다. 변환기는 메가소닉 세정 챔버에 포함될 수 있다. 타깃은 반도체 기판일 수 있다. RF 생성기는 약 400 ㎑ 내지 약 2 ㎒ 의 범위에서 동작할 수 있다.The transducer may face a target which is a variable distance from the transducer. The transducer may be included in a megasonic cleaning chamber. The target may be a semiconductor substrate. The RF generator may operate in the range of about 400 Hz to about 2 MHz.

또 다른 실시형태는 전압 제어 발진기 (VCO), 클래스-E RF 생성기, 전압 위상 검출기를 포함하는 변환기 RF 소스를 포함한다. VCO 는 주파수 제어 입력부 및 출력부를 가진다. 클래스-E RF 생성기는 VCO 의 출력부에 커플링된 입력부 및 가변 임피던스를 가지는 변환기에 커플링된 RF 생성기의 출력부를 가진다. 전압 위상 검출기는 VCO 의 출력부에 커플링된 제 1 위상 입력, RF 생성기의 출력부에 커플링된 제 2 위상 입력, 및 제어 증폭기를 통해 VCO 의 주파수 제어 전압 입력부에 커플링된 전압 제어 신호 출력부를 포함한다. 제어 증폭기는 전압 제어 신호 출력부에 커플링된 제 1 입력, 설정점 제어 신호에 커플링된 제 2 입력, 및 VCO 의 주파수 제어 전압 입력부에 커플링된 출력부를 포함한다.Yet another embodiment includes a converter RF source that includes a voltage controlled oscillator (VCO), a Class-E RF generator, and a voltage phase detector. The VCO has a frequency control input and an output. The Class-E RF generator has an input coupled to the output of the VCO and an output of the RF generator coupled to the converter having a variable impedance. The voltage phase detector has a first phase input coupled to the output of the VCO, a second phase input coupled to the output of the RF generator, and a voltage control signal output coupled to the frequency control voltage input of the VCO via a control amplifier. Contains wealth. The control amplifier includes a first input coupled to the voltage control signal output, a second input coupled to the set point control signal, and an output coupled to the frequency control voltage input of the VCO.

일 실시형태는 RF 신호를 f 주파수로 변환기에 인가하는 것을 포함하는 기판 세정 방법을 포함한다. 변환기는 주파수 f 에서 기판을 향해 음향 에너지를 방출하도록 기판을 향해 있다. 기판은 변환기에 상대적으로 이동한다. RF 신호는 음향 에너지의 공진을 유지하기 위해 동적으로 조절된다.One embodiment includes a substrate cleaning method comprising applying an RF signal to a converter at an f frequency. The transducer is directed towards the substrate to emit acoustic energy towards the substrate at frequency f. The substrate moves relative to the transducer. The RF signal is dynamically adjusted to maintain resonance of acoustic energy.

주파수 f 를 동적으로 조절하는 것은 RF 신호의 각 사이클에 대하여 주파수 f 를 자동적으로 조절하는 것을 포함할 수 있다. 기판을 변환기에 상대적으로 이동시키는 것은 기판을 회전시키는 것을 포함할 수 있다.Dynamically adjusting the frequency f may include automatically adjusting the frequency f for each cycle of the RF signal. Moving the substrate relative to the transducer may include rotating the substrate.

기판은 또한 세정 용액에 잠기게 될 수 있다. 세정 용액은 탈 이온화된 수용액일 수 있다. 세정 용액은 하나 이상의 복수의 세정 화학 물질을 포함할 수 있다. 음향 에너지의 공진을 유지하기 위해 RF 신호를 동적으로 조절하는 것은 변환기에 인가된 RF 신호의 일정한 전압을 유지하는 것을 포함할 수 있다.The substrate may also be submerged in the cleaning solution. The cleaning solution may be a deionized aqueous solution. The cleaning solution may include one or more plurality of cleaning chemicals. Dynamically adjusting the RF signal to maintain resonance of the acoustic energy may include maintaining a constant voltage of the RF signal applied to the transducer.

RF 생성기는 RF 신호를 변환기에 인가할 수 있고, 변환기에 인가된 RF 신호의 일정한 전압을 유지하는 것은 RF 신호의 제 1 전압을 측정하는 것, 제 1 전압을 소망하는 설정점 전압과 비교하는 것, 및 RF 생성기에 DC 전력을 공급하는 가변 DC 전원의 출력 전압을 조절하도록 가변 DC 전원에 제어 신호를 입력하는 것을 포함한다. 음향 에너지의 공진을 유지하기 위해 RF 신호를 동적으로 조절하는 것은 변환기에 인가된 RF 신호의 주파수 f 를 동적으로 조절하는 것을 포함할 수 있다.The RF generator can apply an RF signal to the converter, and maintaining a constant voltage of the RF signal applied to the converter is to measure the first voltage of the RF signal, and to compare the first voltage with a desired set point voltage. And inputting a control signal to the variable DC power supply to regulate the output voltage of the variable DC power supply supplying the DC power to the RF generator. Dynamically adjusting the RF signal to maintain resonance of the acoustic energy may include dynamically adjusting the frequency f of the RF signal applied to the transducer.

RF 생성기는 RF 신호를 변환기에 인가할 수 있고, 변환기에 인가된 RF 신호의 주파수 f 를 동적으로 조절하는 것은 RF 생성기에 인가된 공급 전압을 측정하는 것, RF 생성기에 포함되는 출력 증폭기를 통한 피크 전압을 측정하는 것, 피크 전압이 공급 전압의 선택된 비율과 동일하지 않을 경우에 주파수 제어 신호를 생성하는 것, 및 RF 신호를 생성하는 발진기의 주파수 제어 입력부에 주파수 제어 신호를 인가하는 것을 포함할 수 있다.The RF generator can apply an RF signal to the converter, and dynamically adjusting the frequency f of the RF signal applied to the converter measures the supply voltage applied to the RF generator, the peak through the output amplifier included in the RF generator. Measuring the voltage, generating a frequency control signal if the peak voltage is not equal to the selected ratio of the supply voltage, and applying the frequency control signal to the frequency control input of the oscillator generating the RF signal. have.

RF 생성기는 RF 신호를 변환기에 인가할 수 있고, 변환기에 인가된 RF 신호의 주파수 f 를 동적으로 조절하는 것은 RF 입력 신호를 발진기로부터 RF 생성기로 입력하는 것 및 RF 생성기의 RF 신호를 증폭시키는 것을 포함할 수 있다. RF 입력 신호의 입력 전압에 관한 제 1 위상이 측정되고, RF 생성기로부터 출력된 RF 신호의 전압에 관한 제 2 위상이 측정된다. 주파수 제어 신호는 제 1 위상이 제 2 위상과 동일하지 않은 경우에 생성된다. 주파수 제어 신호는 발진기의 주파수 제어 입력부에 인가된다.The RF generator may apply an RF signal to the converter, and dynamically adjusting the frequency f of the RF signal applied to the converter may include inputting an RF input signal from the oscillator into the RF generator and amplifying the RF signal of the RF generator. It may include. The first phase with respect to the input voltage of the RF input signal is measured and the second phase with respect to the voltage of the RF signal output from the RF generator. The frequency control signal is generated when the first phase is not equal to the second phase. The frequency control signal is applied to the frequency control input of the oscillator.

다른 실시형태는 변환기 및 기판을 포함하는 세정 챔버를 포함하는 기판 세정에 관한 시스템을 포함한다. 변환기는 기판을 향해 있다. 가변 거리 d 로 변환기와 기판을 분리시킨다. 시스템은 또한 변환기에 커플링된 출력부 및 조정가능한 RF 생성기의 제어 입력부에 커플링된 피드백 회로를 가지는 동적으로 조정가능한 RF 생성기를 포함한다. 기판은 회전될 수 있다. 기판이 회전함에 따라 거리 d 는 RF 생성기로부터 출력되는 RF 신호의 약 ½ 파장만큼 변할 수 있다.Another embodiment includes a system for substrate cleaning that includes a cleaning chamber that includes a transducer and a substrate. The transducer is towards the substrate. Separate the transducer from the substrate by a variable distance d. The system also includes a dynamically adjustable RF generator having an output coupled to the transducer and a feedback circuit coupled to the control input of the adjustable RF generator. The substrate can be rotated. As the substrate rotates, the distance d can vary by about one-half wavelength of the RF signal output from the RF generator.

동적으로 조정가능한 RF 생성기는 제어 입력부 및 RF 생성기에 커플링된 DC 출력부를 가지는 가변 DC 전원을 포함할 수 있다. 피드백 회로는 설정점 제어 신호에 커플링된 제 1 입력, RF 생성기의 RF 출력부에 커플링된 제 2 입력, 및 조정가능한 RF 생성기의 제어 입력부에 커플링된 제어 신호 출력부를 포함하는 제 1 비교기를 포함할 수 있다. 제어 입력부는 가변 DC 전원에 대한 전압 제어 입력부를 포함한다. The dynamically adjustable RF generator may include a variable DC power supply having a control input and a DC output coupled to the RF generator. The feedback circuit includes a first comparator coupled to a set point control signal, a second input coupled to an RF output of the RF generator, and a first comparator coupled to a control signal output coupled to the control input of the adjustable RF generator. It may include. The control input includes a voltage control input for a variable DC power supply.

동적으로 조정가능한 RF 생성기는 발진기, 발진기의 출력부에 커플링된 출력 증폭기, 및 부하 네트워크를 포함할 수 있다. 발진기는 제어 신호 입력부와 RF 신호 출력부를 갖는다. 부하 네트워크는 출력 증폭기의 출력부와 RF 생성기의 출력부 사이에 커플링된다. 피드백 회로는 피크 전압 검출기, 및 제 2 비교기를 포함할 수 있다. 피크 전압 검출기는 출력 증폭기 양단에 커플링될 수 있다. 제 2 비교기는 가변 DC 전원의 출력부에 커플링된 제 3 입력부, 피크 전압 검출기의 출력부에 커플링된 제 4 입력부, 및 조정가능한 RF 생성기의 제어 입력부에 커플링된 제 2 비교기 출력부를 포함한다. 제어 입력부는 발진기의 제어 신호 입력부를 포함할 수 있다.The dynamically adjustable RF generator may include an oscillator, an output amplifier coupled to the output of the oscillator, and a load network. The oscillator has a control signal input and an RF signal output. The load network is coupled between the output of the output amplifier and the output of the RF generator. The feedback circuit can include a peak voltage detector and a second comparator. The peak voltage detector can be coupled across the output amplifier. The second comparator includes a third input coupled to the output of the variable DC power source, a fourth input coupled to the output of the peak voltage detector, and a second comparator output coupled to the control input of the adjustable RF generator. do. The control input unit may include a control signal input unit of the oscillator.

동적으로 조정가능한 RF 생성기는 발진기 및 발진기의 RF 신호 출력부에 커플링된 RF 생성기 입력부를 포함할 수 있다. 발진기는 주파수 제어 입력부 및 RF 신호 출력부를 갖는다. 피드백 회로는 전압 위상 검출기를 포함할 수 있다. 전압 위상 검출기는 발진기의 RF 신호 출력부에 커플링된 제 1 위상 입력부, RF 생성기의 출력부에 커플링된 제 2 위상 입력부, 및 조정가능한 RF 생성기의 제어 입력부에 커플링된 주파수 제어 신호를 포함할 수 있다. 제어 입력부는 발진기의 주파수 제어 전압 입력부를 포함할 수 있다.The dynamically adjustable RF generator may include an oscillator and an RF generator input coupled to the RF signal output of the oscillator. The oscillator has a frequency control input and an RF signal output. The feedback circuit can include a voltage phase detector. The voltage phase detector includes a first phase input coupled to the RF signal output of the oscillator, a second phase input coupled to the output of the RF generator, and a frequency control signal coupled to the control input of the adjustable RF generator. can do. The control input may include a frequency control voltage input of the oscillator.

동적으로 조정가능한 RF 생성기는 공급 전압원, 제어 신호 입력부 및 RF 신호 출력부를 가지는 발진기, 발진기의 출력부에 커플링된 출력 증폭기, 출력 증폭기의 출력부와 RF 생성기의 출력부 사이에 커플링된 부하 네트워크를 포함할 수 있다. 피드백 회로는 출력 증폭기를 양단에 커플링된 피크 전압 검출기, 및 비교기 회로를 포함할 수 있다. 비교기 회로는 공급 전압원에 커플링된 제 1 입력부, 피크 전압 검출기의 출력부에 커플링된 제 2 입력부, 및 조정가능한 RF 생성기의 제어 입력부에 커플링된 비교기 출력부를 포함할 수 있다. 제어 입력부는 발진기의 제어 신호 입력부를 포함할 수 있다.The dynamically adjustable RF generator includes an oscillator with a supply voltage source, a control signal input and an RF signal output, an output amplifier coupled to the output of the oscillator, a load network coupled between the output of the output amplifier and the output of the RF generator. It may include. The feedback circuit can include a peak voltage detector coupled across the output amplifier, and a comparator circuit. The comparator circuit may include a first input coupled to the supply voltage source, a second input coupled to the output of the peak voltage detector, and a comparator output coupled to the control input of the adjustable RF generator. The control input unit may include a control signal input unit of the oscillator.

동적으로 조정가능한 RF 생성기는 발진기 및 발진기의 RF 신호 출력부에 커플링된 RF 생성기 입력부를 포함할 수 있고, 피드백 회로는 전압 위상 검출기를 포함할 수 있다. 발진기는 주파수 제어 입력부 및 RF 신호 출력부를 갖는다. 전압 위상 검출기는, 발진기의 RF 신호 츨력에 커플링된 제 1 위상 입력부, RF 생성기의 출력부에 커플링된 제 2 위상 입력부, 및 조정가능한 RF 생성기의 제어 입력부에 커플링된 주파수 제어 신호 출력부를 포함한다. 제어 입력부는 발진기의 주파수 제어 전압 입력부를 포함할 수 있다.The dynamically adjustable RF generator may include an oscillator and an RF generator input coupled to the RF signal output of the oscillator, and the feedback circuit may include a voltage phase detector. The oscillator has a frequency control input and an RF signal output. The voltage phase detector includes a first phase input coupled to the RF signal output of the oscillator, a second phase input coupled to the output of the RF generator, and a frequency control signal output coupled to the control input of the adjustable RF generator. Include. The control input may include a frequency control voltage input of the oscillator.

변환기는 두 개 이상의 변환기를 포함할 수 있다. 동적으로 조정가능한 RF 는, 각각 두 개 이상의 변환기 중 하나에 커플링된 개개의 출력부를 가지는 두 개 이상의 동적으로 조정가능한 RF 생성기를 포함할 수 있다. 변환기는 기판의 활성 표면을 향한 제 1 변환기 및 기판의 비-활성 표면을 향한 제 2 변환기를 포함할 수 있다.The transducer may comprise two or more transducers. The dynamically adjustable RF may include two or more dynamically adjustable RF generators, each having individual outputs coupled to one of the two or more transducers. The transducer may comprise a first transducer facing the active surface of the substrate and a second transducer facing the non-active surface of the substrate.

일 실시형태는 변환기의 순간 공진 주파수로 RF 생성기를 동적으로 조정하는 방법을 포함한다. 그 방법은 RF 입력 신호를 발진기로부터 RF 생성기로 제공하는 것 및 RF 생성기에 인가된 공급 전압을 측정하는 것을 포함한다. 피크 전압이 RF 생성기에서 측정된다. 주파수 제어 신호는 피크 전압이 공급 전압의 선택된 비율과 동일하지 않을 경우에 생성된다. 주파수 제어 신호는 발진기의 주파수 제어 입력부에 인가된다.One embodiment includes a method of dynamically adjusting an RF generator to an instantaneous resonant frequency of a transducer. The method includes providing an RF input signal from the oscillator to the RF generator and measuring the supply voltage applied to the RF generator. Peak voltage is measured at the RF generator. The frequency control signal is generated when the peak voltage is not equal to the selected ratio of the supply voltage. The frequency control signal is applied to the frequency control input of the oscillator.

피크 전압을 측정하는 것은 RF 입력 신호의 각 사이클의 피크 전압을 측정하는 것을 포함할 수 있다. 피크 전압을 측정하는 것은 RF 생성기에 포함되는 출력 증폭기 양단을 측정하는 것을 포함할 수 있다. 출력 증폭기는 CMOS 장치일 수 있고, 피크 전압은 드레인으로부터 출력 증폭기의 소스까지의 전압과 동일하다. RF 생성기에 인가된 공급 전압을 측정하는 것은 측정된 공급 전압을 스케일링하는 것을 포함할 수 있다. 피크 전압을 측정하는 것은 측정된 피크 전압을 스케일링하는 것을 또한 포함할 수 있다.Measuring the peak voltage can include measuring the peak voltage of each cycle of the RF input signal. Measuring the peak voltage may include measuring across the output amplifier included in the RF generator. The output amplifier can be a CMOS device, the peak voltage being equal to the voltage from the drain to the source of the output amplifier. Measuring the supply voltage applied to the RF generator may include scaling the measured supply voltage. Measuring the peak voltage may also include scaling the measured peak voltage.

피크 전압 대 공급 전압의 선택된 비율은 약 3 대 1 과 약 6 대 1 사이의 범위와 동일할 수 있다. 보다 상세하게는, 피크 전압 대 공급 전압의 선택된 비율은 약 4 대 1 또는 약 3.6 대 1 과 동일할 수 있다. 그 방법은 또한 주파수 제어 신호에 적어도 하나의 비례적 제어 신호 및 적분 제어 신호를 인가하는 것을 포함할 수 있다. 그 방법은 또한 RF 생성기로부터 출력되는 증폭된 RF 신호를 변환기에 인가하는 것을 포함할 수 있고, 변환기는 타깃을 향하며, 변환기와 타깃 사이의 거리는 가변 거리이다.The selected ratio of peak voltage to supply voltage may be equal to a range between about 3 to 1 and about 6 to 1. More specifically, the selected ratio of peak voltage to supply voltage may be equal to about 4 to 1 or about 3.6 to 1. The method may also include applying at least one proportional control signal and an integral control signal to the frequency control signal. The method may also include applying an amplified RF signal output from the RF generator to the converter, the converter facing the target, and the distance between the converter and the target is a variable distance.

또 다른 실시형태는 공급 전압원, 발진기, 출력 증폭기, 부하 네트워크, 피크 전압 검출기, 및 비교기 회로를 포함하는 RF 를 생성하는 시스템을 포함한다. 발진기는 제어 신호 입력부 및 RF 신호 출력부를 갖는다. 출력 증폭기는 발진기의 출력부에 커플링된다. 부하 네트워크는 출력 증폭기의 출력부와 RF 생성기의 출력부 사이에 커플링된다. 피크 전압 검출기는 출력 증폭기 양단에 커플링된다. 비교기 회로는 공급 전압원에 커플링된 제 1 입력부, 피크 전압 검출기의 출력부에 커플링된 제 2 입력부, 및 발진기의 제어 신호 입력부에 커플링된 비교기 출력부를 포함한다. RF 생성기의 출력부는 또한 변환기에 커플링될 수 있다.Yet another embodiment includes a system for generating RF that includes a supply voltage source, an oscillator, an output amplifier, a load network, a peak voltage detector, and a comparator circuit. The oscillator has a control signal input and an RF signal output. The output amplifier is coupled to the output of the oscillator. The load network is coupled between the output of the output amplifier and the output of the RF generator. The peak voltage detector is coupled across the output amplifier. The comparator circuit includes a first input coupled to the supply voltage source, a second input coupled to the output of the peak voltage detector, and a comparator output coupled to the control signal input of the oscillator. The output of the RF generator can also be coupled to the transducer.

제어 신호는, 공급 전압이 피크 전압 검출기에 의한 피크 전압 출력의 선택된 비율과 동일하지 않을 경우에 비교기 출력으로부터 출력될 수 있다. 피크 전압 검출기는 제 2 커패시터와 직렬로 커플링된 제 1 커패시터 및 제 2 커패시터와 병렬로 커플링된 다이오드를 포함할 수 있다. 비교기의 제 1 입력부는 제 1 스케일링 디바이스를 통해 공급 전압원에 커플링된다. 피크 전압 검출기는 제 2 스케일링 디바이스를 포함할 수 있다. 비교기는 연산 증폭기 (op-amp) 를 포함할 수 있다. 발진기는 약 400 ㎑ 내지 약 2 ㎒ 의 영역에서 동작할 수 있다.The control signal can be output from the comparator output when the supply voltage is not equal to the selected ratio of peak voltage output by the peak voltage detector. The peak voltage detector may include a first capacitor coupled in series with the second capacitor and a diode coupled in parallel with the second capacitor. The first input of the comparator is coupled to the supply voltage source via the first scaling device. The peak voltage detector can include a second scaling device. The comparator may comprise an op-amp. The oscillator may operate in the region of about 400 Hz to about 2 MHz.

또 다른 실시형태는 공급 전압원, 제어 전압 입력부 및 출력부를 가지는 전압 제어 발진기 (VCO), VCO 의 출력부에 커플링된 출력 증폭기를 포함하는 RF 생성기 시스템을 포함한다. 출력 증폭기의 출력부와 RF 생성기의 출력부 사이에 커플링된 클래스-E 부하 네트워크가 또한 포함된다. 피크 전압 검출기는 출력 증폭기 양단에 커플링된다. 공급 전압원에 커플링된 제 1 입력부, 피크 전압 검출기의 출력부에 커플링된 제 2 입력부, VCO 제어 전압 입력부에 커플링된 비교기 출력부, 제어 전압을 포함하는 비교기 회로는, 공급 전압이 피크 전압 검출기에 의한 피크 전압 출력에 대해 약 3.6 대 1 의 비율과 같지 않을 경우에 비교기 출력부로부터 출력된다. 변환기는 RF 생성기의 출력부에 커플링된다.Yet another embodiment includes an RF generator system including a voltage controlled oscillator (VCO) having a supply voltage source, a control voltage input and an output, and an output amplifier coupled to the output of the VCO. Also included is a Class-E load network coupled between the output of the output amplifier and the output of the RF generator. The peak voltage detector is coupled across the output amplifier. A comparator circuit comprising a first input coupled to a supply voltage source, a second input coupled to an output of a peak voltage detector, a comparator output coupled to a VCO control voltage input, and a control voltage, wherein the supply voltage is peak voltage. It is output from the comparator output when it is not equal to the ratio of about 3.6 to 1 to the peak voltage output by the detector. The converter is coupled to the output of the RF generator.

일 실시형태는 변환기로의 일정 입력 전압을 유지하는 방법을 포함한다. 그 방법은 RF 신호를 RF 생성기로부터 변환기에 인가하는 것, RF 신호의 제 1 전압을 측정하는 것, 제 1 전압과 소망하는 설정점 전압을 비교하는 것, 및 RF 생성기에 DC 전력을 공급하는 가변 DC 전원의 출력 전압을 조절하기 위해 제어 신호를 가변 DC 전원에 입력하는 것을 포함한다. 제 1 전압을 측정하는 것은 측정된 제 1 전압을 스케일링하는 것을 포함할 수 있다.One embodiment includes a method of maintaining a constant input voltage to a converter. The method includes applying an RF signal from an RF generator to a converter, measuring a first voltage of the RF signal, comparing the first voltage with a desired setpoint voltage, and supplying DC power to the RF generator. Inputting a control signal to the variable DC power supply to regulate the output voltage of the DC power supply. Measuring the first voltage can include scaling the measured first voltage.

제 1 전압은 변환기의 임피던스의 함수이다. 변환기의 임피던스는 변환기와 타깃 사이의 거리가 변함에 따라 변할 수 있다.The first voltage is a function of the impedance of the transducer. The impedance of the transducer can change as the distance between the transducer and the target changes.

제 1 전압과 소망하는 설정점 전압을 비교하는 것은 제어 신호를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 제어 신호는 제 1 전압과 소망하는 설정점 전압간의 차이와 대략 동일하다.Comparing the first voltage with the desired set point voltage can include determining a control signal. The control signal is approximately equal to the difference between the first voltage and the desired set point voltage.

가변 DC 전원의 출력 전압을 조절하는 것은 비례적 제어 및 적분 제어 중 적어도 하나를 제어 신호에 적용하는 것을 포함할 수 있다. 그 방법은 또한 변환기를가 타깃을 향하게 하는 것을 포함할 수 있고, 변환기와 타깃간의 거리는 가변 거리이다.Adjusting the output voltage of the variable DC power supply may include applying at least one of proportional control and integral control to the control signal. The method may also include directing the transducer towards the target, wherein the distance between the transducer and the target is a variable distance.

다른 실시형태는 RF 생성기, 가변 DC 전원, 및 비교기를 포함하는 RF 생성 시스템을 포함한다. RF 생성기는 변환기의 입력부에 커플링된 RF 출력부를 갖는다. 가변 DC 전원은 제어 입력부 및 RF 생성기에 커플링된 DC 출력부를 갖는다. 비교기는 설정점 제어 신호에 커플링된 제 1 입력부, RF 생성기의 RF 출력부에 커플링된 제 2 입력부, 및 가변 DC 전원 상에서 전압 제어 입력부에 커플링된 제어 신호 출력부를 포함한다.Another embodiment includes an RF generation system that includes an RF generator, a variable DC power supply, and a comparator. The RF generator has an RF output coupled to the input of the converter. The variable DC power supply has a control input and a DC output coupled to the RF generator. The comparator includes a first input coupled to the set point control signal, a second input coupled to the RF output of the RF generator, and a control signal output coupled to the voltage control input on a variable DC power supply.

제 2 입력부는 전압 스케일링 디바이스에 의해 RF 생성기의 RF 출력부에 커플링된다. 비교기는 또한 비례적 제어 입력부 및 적분 제어 입력부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. RF 생성기는 클래스-E RF 생성기일 수 있다. RF 신호의 전압은 변환기의 임피던스에 관한 함수이다. 변환기의 임피던스는 변환기와 변환기 타깃 사이의 거리가 변함에 따라 변한다.The second input is coupled to the RF output of the RF generator by a voltage scaling device. The comparator may also include at least one of a proportional control input and an integral control input. The RF generator may be a Class-E RF generator. The voltage of the RF signal is a function of the impedance of the transducer. The impedance of the transducer changes as the distance between the transducer and the transducer target changes.

변환기는 메가소닉 세정 챔버에 포함될 수 있다. 변환기 타깃은 반도체 기판일 수 있다. 비교기는 연산 증폭기일 수 있다. The transducer may be included in a megasonic cleaning chamber. The converter target may be a semiconductor substrate. The comparator may be an operational amplifier.

다른 실시형태는 클래스-E RF 생성기, 가변 DC 전원, 및 비교기를 포함하는 변환기 RF 소스를 포함한다. 클래스-E RF 생성기는 메가소닉 세정 챔버에서 메가소닉 변환기의 입력부에 커플링된 RF 출력부를 갖는다. 가변 DC 전원은 제어 입력부 및 RF 생성기에 커플링된 DC 출력부를 갖는다. 비교기는, 설정점 전압원에 커플링된 제 1 입력부, 및 RF 생성기의 RF 출력부에 커플링된 제 2 입력부, 및 가변 DC 전원 상에서 전압 제어 입력부에 커플링된 제어 신호 출력부를 포함한다.Another embodiment includes a converter RF source that includes a Class-E RF generator, a variable DC power supply, and a comparator. The Class-E RF generator has an RF output coupled to the input of the megasonic transducer in the megasonic cleaning chamber. The variable DC power supply has a control input and a DC output coupled to the RF generator. The comparator includes a first input coupled to the set point voltage source, a second input coupled to the RF output of the RF generator, and a control signal output coupled to the voltage control input on a variable DC power source.

본 발명은, 세정될 기판의 손상 없이 더 높은 전력의 음향에너지가 이용될 수 있기 때문에 상당히 감소된 세정 프로세싱 시간의 이점을 제공한다 (예를 들어, 음향 에너지 "핫 스팟" 이 생성되지 않음). 본 발명은 그것에 의하여, 기판에 공급되는 과도한 음향 에너지로 인해 손상되는 기판의 수를 감소시킨다. The present invention provides the advantage of a significantly reduced cleaning processing time since higher power acoustic energy can be used without damaging the substrate to be cleaned (eg no acoustic energy "hot spot" is produced). The present invention thereby reduces the number of substrates that are damaged due to excessive acoustic energy supplied to the substrates.

자동-조정 RF 생성기는 또한 상이한 세정 화학작용, 기판의 상이한 위치 등과 같은 프로세스 변화에 대해 자동적으로 조정할 수 있고, 그것에 의하여 더욱 유연하고 강건한 세정 프로세스를 제공한다.The auto-tuning RF generator can also automatically adjust for process changes such as different cleaning chemistries, different positions of the substrate, etc., thereby providing a more flexible and robust cleaning process.

본 발명의 다른 양태 및 이점들은, 본 발명의 원리를 예시의 방식으로 설명하는 이하의 상세한 설명과 첨부되는 도면을 참조하여 명백해질 것이다.Other aspects and advantages of the invention will become apparent with reference to the following detailed description and accompanying drawings, which illustrate, by way of example, the principles of the invention.

도면의 간단한 설명Brief description of the drawings

본 발명은 첨부되는 도면과 연관되어 이하의 상세한 설명에 이해 쉽게 이해될 수 있을 것이고, 동일한 참조 부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be readily understood in the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like elements.

도 1a 는 일반적인 배치 (batch) 기판 세정 시스템에 관한 도면이다.1A is a diagram of a general batch substrate cleaning system.

도 1b 는 배치 기판 세정 시스템에 관한 평면도이다.1B is a plan view of a batch substrate cleaning system.

도 1c 는 종래기술로, 하나 이상의 변환기를 공급하기 위한 RF 공급에 관한 구성도이다.1C is a prior art, schematic diagram of an RF supply for supplying one or more transducers.

도 1d 는 일반적인 변환기 (18B) 이다.1D is a typical transducer 18B.

도 1e 는 변환기를 통한 에너지 분포에 관한 그래프이다.1E is a graph of the energy distribution through the transducer.

도 2a 및 2b 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 동적, 단일 기판 세정 시스템을 나타낸다.2A and 2B illustrate a dynamic, single substrate cleaning system, in accordance with one embodiment of the present invention.

도 2c 는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 위의 도 2a 및 2b 에서 설명된 바와 같이, 메가소닉 세정 시스템에서 사용되는 자동-조정 RF 생성기 시스템의 동작 방법에 관한 흐름도이다.FIG. 2C is a flow diagram of a method of operation of an auto-tuning RF generator system used in a megasonic cleaning system, as described in FIGS. 2A and 2B above, in accordance with an embodiment of the present invention.

도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동-조정 RF 생성기 시스템에 관한 블록도이다.3 is a block diagram of an auto-tuning RF generator system in accordance with an embodiment of the present invention.

도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 따라, RF 생성기가 RF 신호를 변환기에 공급하는 동안의 자동-조정 RF 생성기 시스템의 동작 방법에 관한 흐름도이다.4 is a flow diagram of a method of operating an auto-tuning RF generator system while an RF generator is supplying an RF signal to a converter, in accordance with an embodiment of the present invention.

도 5a 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 피크 Vds 검출기에 관한 구성도이다.5A is a block diagram of a peak V ds detector according to an embodiment of the present invention.

도 5b 는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 피크 전압 검출기에 의해 검출되는 피크 전압 (Vds) 의 파형 그래프이다.5B is a waveform graph of peak voltage (V ds ) detected by a peak voltage detector, in accordance with an embodiment of the invention.

도 6 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동-조정 RF 생성기 시스템에 관한 블록도이다.6 is a block diagram of an auto-tuning RF generator system in accordance with an embodiment of the present invention.

도 7 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동-조정 RF 생성기 시스템의 동작 방법에 관한 흐름도이다.7 is a flowchart of a method of operation of an auto-tuning RF generator system in accordance with an embodiment of the present invention.

도 8a-8c 는 본 발명의 일 실시형태에 따라 위상 P1 과 위상 P2 사이의 관계에 관한 세 가지 예시의 그래프를 나타낸다.8A-8C show three exemplary graphs relating to the relationship between phase P1 and phase P2 in accordance with one embodiment of the present invention.

도 9 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동-조정 RF 생성기 시스템에 관한 블록도이다.9 is a block diagram of an auto-tuning RF generator system in accordance with an embodiment of the present invention.

도 10 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동-조정 RF 생성기 시스템의 동작 방법에 관한 흐름도이다10 is a flowchart of a method of operation of an auto-tuning RF generator system in accordance with an embodiment of the present invention.

도 11 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 메가소닉 모듈에 관한 도이다.11 is a diagram of a megasonic module according to an embodiment of the present invention.

도 12 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 변환기를 통한 에너지 분포에 관한 그래프이다.12 is a graph of energy distribution through a transducer in accordance with an embodiment of the present invention.

예시적인 실시형태에 대한 상세한 설명Detailed Description of Exemplary Embodiments

변환기에 인가되는 RF 신호를 자동적으로 그리고 동적으로 조절하는 수 개의 예시적인 실시형태가 이제 설명될 것이다. 본 발명이 여기서 개시되는 특정한 세부사항의 일부 또는 전부 없이 실행될 수도 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.Several exemplary embodiments for automatically and dynamically adjusting the RF signal applied to the transducer will now be described. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be practiced without some or all of the specific details disclosed herein.

전술한 바와 같이, 기판에 대한 손상 가능성을 감소시키는 동안, 세정 효과, 기판 세정 시스템의 효율 및 처리율을 증진시키는 것이 매우 중요하다. 이러한 요구조건들은 계속적으로 줄어드는 디바이스 크기 및 많은 세정 시스템들이 단일 기판 세정 시스템으로 발전된다는 사실에 의해 악화된다.As mentioned above, while reducing the possibility of damage to the substrate, it is very important to enhance the cleaning effect, the efficiency and throughput of the substrate cleaning system. These requirements are exacerbated by the ever decreasing device size and the fact that many cleaning systems are being developed into single substrate cleaning systems.

도 2a 및 2b 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 동적, 단일 기판 세정 시스템 (200) 을 나타낸다. 도 2a 는 동적, 단일 기판 세정 시스템 (200) 의 측면도를 나타낸다. 도 2b 는 동적, 단일 기판 세정 시스템 (200) 의 평면도를 나타낸다. 기판 (202) 은 세정 챔버 (206) 내에 포함되는 세정 용액 (204) 에 담가진다. 세정 용액 (204) 은 탈이온화된 수용액 (DI 수용액) 또는 당해 기술분야에서 잘 알려진 다른 세정 화학물질, 및 그들의 조합일 수 있다.2A and 2B illustrate a dynamic, single substrate cleaning system 200, in accordance with an embodiment of the present invention. 2A shows a side view of a dynamic, single substrate cleaning system 200. 2B shows a top view of a dynamic, single substrate cleaning system 200. The substrate 202 is immersed in the cleaning solution 204 included in the cleaning chamber 206. The cleaning solution 204 can be a deionized aqueous solution (DI aqueous solution) or other cleaning chemicals well known in the art, and combinations thereof.

기판 (202) 은 실질적으로 원형이고, 세정 프로세스가 기판 (202) 에 적용됨에 따라 기판 (202) 이 (예를 들어, 방향 (209A) 으로) 회전할 수 있도록 3 개 이상의 에지 롤러 (208A, 208B, 208C) (또는 유사한 가장자리 지지 장치) 에 의해 지지된다. 3 개의 에지 롤러 (208A, 208B, 208C) 중 하나 이상이 기판 (202) 을 방향 (209A) 으로 회전시키도록 (예를 들어, 방향 (209B) 으로) 구동될 수 있다. 기판 (202) 은 약 500 RPM 까지의 레이트로 회전될 수 있다.The substrate 202 is substantially circular and has three or more edge rollers 208A, 208B so that the substrate 202 can rotate (eg, in the direction 209A) as the cleaning process is applied to the substrate 202. , 208C) (or similar edge support device). One or more of the three edge rollers 208A, 208B, 208C may be driven to rotate the substrate 202 in the direction 209A (eg, in the direction 209B). The substrate 202 can be rotated at rates up to about 500 RPM.

변환기 (210) 는 또한 세정 챔버 (206) 의 일부로서 포함된다. 변환기 (210) 는 RF 신호 (220) 를 세정 용액 (204) 으로 방출되는 음향 에너지 (214) 로 변환할 수 있는 수정과 같은 압전 디바이스일 수 있다. 변환기 (210) 는 압전 세라믹, 리드 지르코늄 티탄산염, 압전 석영, 인산 갈륨과 같은 압전 물질로 구성될 수 있고, 여기서 압전 물질은 세라믹, 실리콘 탄화물, 스테인리스 금속 또는 알루미늄, 또는 석영과 같은 공진기 (resonator) 에 결합된다.The transducer 210 is also included as part of the cleaning chamber 206. The transducer 210 can be a piezoelectric device such as a crystal that can convert the RF signal 220 into acoustic energy 214 emitted into the cleaning solution 204. The transducer 210 may be composed of piezoelectric materials such as piezoelectric ceramic, lead zirconium titanate, piezoelectric quartz, gallium phosphate, where the piezoelectric material is a resonator such as ceramic, silicon carbide, stainless metal or aluminum, or quartz. Is coupled to.

도 2b 에서 나타내고 있는 바와 같이, 변환기 (210) 는 기판 (202) 보다 상당히 작다. 더 작은 변환기가 보다 값싸게 제조될 수 있고, 더 작은 변환기 (210) 로부터 방출되는 방출 에너지 (214) 가 영향을 미치는 기판 (202) 의 더 좁은 영역에 대해 개선된 제어를 또한 제공할 수 있다. 기판 (202) 의 활성 표면 (218; 즉, 그 위에 활성 디바이스를 가지는 표면) 은 일반적으로 변환기 (210) 와 대면한다. 그러나, 몇몇 실시형태에서, 활성 표면 (218) 은 변환기 (210) 와 반대되는 기판 (202) 의 측면 상에 있을 수 있다.As shown in FIG. 2B, the transducer 210 is significantly smaller than the substrate 202. Smaller transducers can be made cheaper and can also provide improved control over the narrower area of the substrate 202 where the emission energy 214 emitted from the smaller transducer 210 is affected. The active surface 218 of the substrate 202 (ie, the surface with the active device thereon) generally faces the transducer 210. However, in some embodiments, the active surface 218 can be on the side of the substrate 202 opposite the transducer 210.

3 개의 에지 롤러 (208A, 208B, 208C) 는, 기판 (202) 이 변환기 (210) 를 지나서 회전함에 따라 변환기 (210) 로부터 기판 (202) 을 대략 고정 거리 d1 만큼 유지한다. 거리 d1 은 단지 수 밀리미터에서부터 약 100 ㎜ 이상에 이르기까지의 범위내에 있을 수 있다. 거리 d1 은 변환기 (210) 의 임피던스와 매칭되는 거리로서 선택된다. 일 실시형태에서, 거리 d1 은 방출 에너지 (214) 의 주파수에 관한 공진 거리로서 선택된다. 다른 방법으로, 방출 에너지 (214) 의 주파수는 거리 d1 이 공진 거리가 되도록 선택될 수 있다. 양 실시형태에서, 공진에서, 최소 반사 에너지 (216) 는 기판 (202) 후면으로부터 변환기 (210) 를 향하여 반사된다. 전술한 바와 같이, 반사 에너지 (216) 는 RF 신호 (220) 의 전력 효율을 감소시킬 수 있는 방출 에너지 (214) 와 간섭할 수 있고, 기판 (210) 에 대해 감소된 세정 효율 (예를 들어, 간섭 패턴) 을 야기할 수 있다.The three edge rollers 208A, 208B, 208C maintain the substrate 202 from the transducer 210 approximately by a fixed distance d1 as the substrate 202 rotates past the transducer 210. The distance d1 may be in the range of just a few millimeters to about 100 mm or more. The distance d1 is selected as the distance that matches the impedance of the transducer 210. In one embodiment, the distance d1 is selected as the resonance distance with respect to the frequency of the emission energy 214. Alternatively, the frequency of the emission energy 214 can be selected such that the distance d1 is the resonance distance. In both embodiments, at resonance, the minimum reflected energy 216 is reflected from the substrate 202 back side toward the transducer 210. As described above, the reflected energy 216 may interfere with the emission energy 214, which may reduce the power efficiency of the RF signal 220, and reduce the cleaning efficiency (eg, Interference patterns).

그러나, 기판 (202) 은 다소 "흔들릴" 수 있어서, 기판 (202) 과 변환기 (210) 사이의 거리는 기판 (202) 이 변환기 (210) 를 지나서 회전함에 따라 제 1 거리 d1 과 제 2 거리 d2 사이에서 변할 수 있다. 제 1 거리 d1 과 제 2 거리 d2 간의 차이는 약 0.5 ㎜ (0.020 인치) 이거나 또는 심지어 그보다 클 수 있다. 개선된 에지 롤러 (208A, 208B, 208C) 및 다른 유사한 기술들이 변환기 (210) 로부터 기판 (202) 을 보다 일정한 거리 d1 로 유지할 수 있는 반면, 개선된 가장자리 롤러는 확실한 일정 거리 d1 을 보증할 수 없고, 그에 따라 거리 d1 에서의 변화는 여전히 발생한다. 또한, 기판 (202) 과 변환기 (210) 사이의 거리는 다른 이유 (예를 들어, 에지 롤러 (208A, 208B, 208C) 등의 내에서 기판 (202) 의 배치) 로 인해서도 변할 수 있다. 이하에서 보다 상세하게 설명될 바와 같이, 기판 (202) 과 변환기 (210) 사이의 거리 변화는 세정 시스템 (200) 의 성능 및 효율에 심각한 영향을 줄 수 있다.However, the substrate 202 can be somewhat “rocked” such that the distance between the substrate 202 and the transducer 210 is between the first distance d1 and the second distance d2 as the substrate 202 rotates past the transducer 210. Can change from The difference between the first distance d1 and the second distance d2 may be about 0.5 mm (0.020 inch) or even larger. The improved edge rollers 208A, 208B, 208C and other similar techniques can keep the substrate 202 at a more constant distance d1 from the transducer 210, while the improved edge rollers cannot guarantee a certain constant distance d1. Therefore, the change in distance d1 still occurs. In addition, the distance between the substrate 202 and the transducer 210 may also change due to other reasons (eg, placement of the substrate 202 within the edge rollers 208A, 208B, 208C, etc.). As will be described in more detail below, the change in distance between the substrate 202 and the transducer 210 can severely affect the performance and efficiency of the cleaning system 200.

변환기 (210) 는 RF 생성기 (212) 에 커플링된다. 도 2c 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라, 전술한 도 2a 및 2b 에서 나타내고 있는 바와 같이, 메가소닉 세정 시스템 (200) 에서 이용되는 자동-조정 RF 생성기 시스템의 동작 방법 (250) 에 관한 흐름도이다. 동작 (255) 에서, RF 생성기는 변환기 (210) 에 RF 신호 (220) 를 공급한다. RF 신호 (220) 는 약 400 ㎑ 내지 약 2 ㎒ 사이의 주파수를 가질 수 있지만, 일반적으로는 약 700 ㎑ 내지 약 1 ㎒ 의 사이에 있다. 변환기 (210) 로부터 방출되는 고주파 음향 에너지 (214) 의 파장은 세정 용액 (204) 에서 약 1.5 ㎜ (0.060 인치) 의 길이이다.The transducer 210 is coupled to the RF generator 212. 2C is a flow diagram of a method 250 of operating an auto-tuning RF generator system used in a megasonic cleaning system 200, as shown in FIGS. 2A and 2B above, in accordance with an embodiment of the present invention. to be. In operation 255, the RF generator supplies an RF signal 220 to the converter 210. RF signal 220 may have a frequency between about 400 Hz and about 2 MHz, but is generally between about 700 Hz and about 1 MHz. The wavelength of the high frequency acoustic energy 214 emitted from the converter 210 is about 1.5 mm (0.060 inches) in length in the cleaning solution 204.

동작 (260) 에서, 타깃 (예를 들어 기판 (202)) 으로의 거리는 타깃이 변환기 (210) 에 상대적으로 이동함에 따라 변한다. 거리 d1 이 변하는 경우 (즉, 변환기 (210) 의 임피던스가 매칭되지 않는 경우) 에 방출 에너지 (214) 가 항상 공진에 있지는 않기 때문에, 거리 d1 이 변함에 따라 반사 에너지 (216) 의 양도 또한 변한다. 동작 (270) 에서, 거리 d1 이 변함에 따라 어떤 임피던스 디스매칭이라도 정정하기 위해 RF 신호 (220) 가 계속 조정되도록, RF 생성기 (212) 가 자동적으로 그리고 동적으로 조정된다.In operation 260, the distance to the target (eg, the substrate 202) changes as the target moves relative to the transducer 210. Since the emission energy 214 is not always in resonance when the distance d1 changes (ie, when the impedance of the converter 210 does not match), the amount of the reflected energy 216 also changes as the distance d1 changes. In operation 270, the RF generator 212 is automatically and dynamically adjusted so that the RF signal 220 continues to adjust to correct any impedance dismatching as the distance d1 changes.

방출 에너지 (214) 의 파장이 약 1.5 ㎜ (0.060 인치) 이기 때문에, 단지 0.50 ㎜ (0.020 인치) 의 이동으로도, 예를 들어, 50 % 만큼의 전압 변화 및 약 25 % 와 100 % 사이의 전력 변화를 야기하는 상당한 임피던스 변화를 초래할 수 있다. d1 변화를 보상하기 위한 자동-조정 RF 생성기 없이, 방출 에너지 (214) 의 피크 에너지 레벨은, 피크 방출 에너지 (214) 가 기판 (202) 을 손상시키는 것을 방지하도록 기판 (202) 의 에너지 흡수 능력 (에너지 임계치) 을 초과하지 않는 충분히 낮은 값까지 감소되어야 한다.Since the wavelength of the emission energy 214 is about 1.5 mm (0.060 inch), even with a movement of only 0.50 mm (0.020 inch), for example, a voltage change by 50% and a power between about 25% and 100% It can result in a significant impedance change that causes a change. Without the auto-tuning RF generator to compensate for the dl change, the peak energy level of the emission energy 214 is determined by the energy absorption capacity of the substrate 202 so as to prevent the peak emission energy 214 from damaging the substrate 202. Should be reduced to a sufficiently low value not exceeding the energy threshold).

자동-조정 RF 생성기 (212) 는 다양한 방법을 통하여 거리 d1 에서의 변화를 보상하기 위해 자동적으로 조정될 수 있다. 일 실시형태에서, RF 생성기 (212) 를 RF 신호 (220) 의 임피던스 최적화된 주파수로 유지하도록 피크 전압이 검출된다. 다른 실시형태에서, RF 신호 (220) 의 임피던스 최적화된 주파수를 생성하도록 전압의 위상이 유지된다. 또 다른 실시형태에서, 전원은 RF 신호 (220) 를 임피던스 최적화하도록 조절될 수 있다. 다양한 실시형태가 단일 자동-조정 RF 생성기 시스템 내에서의 결합으로 또한 이용될 수 있다.The auto-tuning RF generator 212 can be automatically adjusted to compensate for the change in distance d1 through various methods. In one embodiment, the peak voltage is detected to maintain the RF generator 212 at the impedance optimized frequency of the RF signal 220. In another embodiment, the phase of the voltage is maintained to produce an impedance optimized frequency of the RF signal 220. In yet another embodiment, the power supply may be adjusted to impedance optimize the RF signal 220. Various embodiments may also be used in combination within a single auto-tuning RF generator system.

도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동-조정 RF 생성기 시스템 (300) 에 관한 블록도이다. 자동-조정 RF 생성기 (302) 는 전압 제어 발진기 (306;VCO) 로부터 출력되는 VCO RF 신호 (310) 의 주파수를 조절하도록 VCO (306) 에 피드백 제어 신호를 공급한다. VCO (306) 는 또한 RF 생성기 (302) 의 일부로서 포함될 수 있다. DC 전원 (312) 이 포함되고, RF 생성기 (302) 에서 VCO RF 신호 (310) 의 증폭을 위해 DC 전력을 제공한다. 자동-조정 RF 생성기 (302) 는 RF 생성기 (302) 의 입력 부분에서 인덕터 (314) 를 포함한다. VCO RF 신호 (310) 를 증폭시키는 하나 이상의 증폭기 (320) 가 RF 생성기 (302) 에 또한 포함된다.3 is a block diagram of an auto-tuning RF generator system 300 in accordance with an embodiment of the present invention. The auto-tuning RF generator 302 supplies a feedback control signal to the VCO 306 to adjust the frequency of the VCO RF signal 310 output from the voltage controlled oscillator 306 (VCO). VCO 306 may also be included as part of RF generator 302. A DC power supply 312 is included and provides DC power for amplification of the VCO RF signal 310 in the RF generator 302. The auto-tuning RF generator 302 includes an inductor 314 at the input portion of the RF generator 302. Also included in the RF generator 302 is one or more amplifiers 320 that amplify the VCO RF signal 310.

일 실시형태에서, 증폭기 (320) 는 CMOS 이고, VCO RF 신호 (310) 는 게이트 G 에 인가된다. 드레인 D 는 DC 바이어스 레일 (322) 에 커플링되고, 소스 (S) 는 그라운드 포텐셜 레일 (324) 에 커플링된다. 소스 (피크 Vds) 검출기 (326) 에 대한 피크 전압 드레인은, 피크 전압 드레인을 증폭기 (320) 의 소스로 캡쳐하도록 드레인 D 및 증폭기 (320) 의 소스 S 단자 양단에 커플링된다.In one embodiment, amplifier 320 is a CMOS and VCO RF signal 310 is applied to gate G. Drain D is coupled to DC bias rail 322 and source S is coupled to ground potential rail 324. The peak voltage drain for the source (peak V ds ) detector 326 is coupled across drain D and the source S terminal of amplifier 320 to capture the peak voltage drain as the source of amplifier 320.

증폭기 (320) 의 출력부는 클래스-E 부하 네트워크 (330) 의 입력부에 커플링된다. 클래스-E 부하 네트워크 (330) 는 RF 소스 (즉, RF 생성기 (302)) 와 RF 부하 (즉, 변환기 (332)) 사이에서 큰 스케일의 임피던스 매칭 기능을 수행하는 당해 기술분야에서 잘 알려진 일반적인 디바이스이다. 클래스-E 부하 네트워크 (330) 는 일반적으로 LC 네트워크를 포함한다. 클래스-E 부하 네트워크 (330) 의 출력부는 변환기 (332) 의 입력부에 커플링된다.The output of the amplifier 320 is coupled to the input of a Class-E load network 330. Class-E load network 330 is a common device well known in the art that performs large scale impedance matching function between RF source (ie, RF generator 302) and RF load (ie, converter 332). to be. Class-E load network 330 generally includes an LC network. The output of the Class-E load network 330 is coupled to the input of the converter 332.

도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 따라, RF 생성기 (302) 가 변환기 (332) 에 RF 신호 (220) 를 공급하는 동안에, 자동-조정 RF 생성기 시스템 (300) 의 동작 방법 (400) 에 관한 흐름도이다. 동작 (405) 에서, DC 공급 전압은 비교기 디바이스 (340) 에 의해 측정되거나 또는 검출된다. DC 전원 (312) 으로부터 비교기 디바이스 (340) 에 커플링되는 각 전압의 크기를 비교기 디바이스 (340) 에 의해 사용가능한 레벨까지 스케일링 또는 감소시키기 위해 분압기 (voltage divider) 네트워크 (342) 가 또한 포함될 수 있다. 제어 신호에서의 변화 비율 및 양이 선택될 수 있도록 하기 위해, 비례적, 미분적 및 적분 제어가 비교기 디바이스 (340) 에 포함될 수 있다.4 relates to a method 400 of operation of the auto-tuning RF generator system 300 while the RF generator 302 supplies the RF signal 220 to the converter 332, in accordance with an embodiment of the present invention. It is a flow chart. In operation 405, the DC supply voltage is measured or detected by the comparator device 340. A voltage divider network 342 may also be included to scale or reduce the magnitude of each voltage coupled from the DC power supply 312 to the comparator device 340 to a level usable by the comparator device 340. . In order to allow the rate and amount of change in the control signal to be selected, proportional, differential and integral control may be included in the comparator device 340.

동작 (410) 에서, 피크 Vds 는 피크 Vds 검출기 (326) 에 의해 검출되고 비교기 디바이스 (340) 의 제 2 입력부에 인가된다. 피크 Vds 검출기 (326) 는, 피크 Vds 검출기 (326) 로부터 비교기 디바이스 (340) 에 커플링되는 전압의 크기를 비교기 디바이스 (340) 에 의해 사용가능한 레벨까지 스케일링 또는 감소시키기 위해 회로도를 또한 포함할 수 있다.In operation 410, the peak V ds is detected by the peak V ds detector 326 and applied to the second input of the comparator device 340. The peak V ds detector 326 also includes a circuit diagram to scale or reduce the magnitude of the voltage coupled from the peak V ds detector 326 to the comparator device 340 to a level usable by the comparator device 340. can do.

예로써, DC 전원 (312) 은 200 VDC 를 출력할 수도 있고, 비교기 디바이스 (340) 는 5 VDC 신호를 비교할 수 있어서, 그에 따라 분압기 네트워크 (342) 는 200 VDC 의 DC 전원 전압을, 비교기 디바이스 (340) 에서 200 VDC 를 나타내는 5 VDC 의 전압으로 스케일링할 수 있다. 유사하게, 피크 Vds 검출기 (326) 는, 비교기 디바이스 (340) 에 인가되는 실제 피크 Vds 전압이 약 5 VDC 가 되도록 하기 위해, 분압기 네트워크와 같은 스케일링 디바이스를 또한 포함할 수 있다. By way of example, DC power supply 312 may output 200 VDC, and comparator device 340 may compare a 5 VDC signal such that voltage divider network 342 may convert a DC power supply voltage of 200 VDC into a comparator device ( 340 may be scaled to a voltage of 5 VDC representing 200 VDC. Similarly, peak V ds detector 326 may also include a scaling device, such as a voltage divider network, to cause the actual peak V ds voltage applied to comparator device 340 to be about 5 VDC.

동작 (415) 에서, 컴퓨터 장치 (340) 는 피크 Vds 와 DC 전원 (312) 으로부터의 DC 공급 전압을 비교한다. 만약 DC 공급 전압이 소망하는 비율의 피크 Vds 라면, 비교기 디바이스로부터 정정 신호가 출력되지 않고, 동작 방법이 상술한 동작 (405) 에서 계속된다.In operation 415, computer device 340 compares the peak V ds with the DC supply voltage from the DC power supply 312. If the DC supply voltage is the peak V ds of the desired ratio, no correction signal is output from the comparator device, and the method of operation continues at operation 405 described above.

다른 방법으로, 만약 DC 공급 전압이 소망하는 비율의 피크 Vds 가 아니라면, 동작 방법이 동작 (420) 에서 계속된다. 동작 (420) 에서, 대응되는 정정 신호가 VCO 출력 신호 (310) 의 주파수를 조절하기 위해 비교기 디바이스 (340) 로부터 VCO (306) 로 출력되고, 동작 방법이 상술한 동작 (405) 에서 계속된다. 정정 신호는 VCO RF 신호 (310) 의 주파수를 필요에 따라 더 높은 또는 더 낮은 주파수로 조절할 수 있다.Alternatively, if the DC supply voltage is not the desired rate of peak V ds , then the method of operation continues at operation 420. In operation 420, the corresponding correction signal is output from the comparator device 340 to the VCO 306 to adjust the frequency of the VCO output signal 310, and the method of operation continues in operation 405 described above. The correction signal can adjust the frequency of the VCO RF signal 310 to a higher or lower frequency as needed.

피크 Vds 에 대한 DC 공급 전압의 소망하는 비율은, RF 생성기 (302) 와 변환기 (332) 에서의 다양한 구성요소의 특정한 값, 및 전술한 도 2 의 기판 세정 시스템과 같은 RF 생성기 (302) 및 변환기 (332) 를 포함할 수도 있는 시스템에 의존한다. 일 실시형태에서, 소망하는 비율은 약 3:1 내지 약 6:1 의 범위 내에 있고, 여기서 피크 Vds 는 DC 공급 전압보다 더 큰 전압이다. 일 실시형태에서, 소망하는 비율은 약 4:1 이고, 보다 상세하게는 약 3.6:1 이며, 여기서 피크 Vds 는 DC 공급 전압의 약 3.6 배와 대략 동일하다.The desired ratio of the DC supply voltage to the peak V ds depends on the specific values of the various components in the RF generator 302 and the converter 332, and the RF generator 302 such as the substrate cleaning system of FIG. 2 described above and It depends on the system, which may include a transducer 332. In one embodiment, the desired ratio is in the range of about 3: 1 to about 6: 1, where the peak V ds is a voltage that is greater than the DC supply voltage. In one embodiment, the desired ratio is about 4: 1, more specifically about 3.6: 1, where the peak V ds is approximately equal to about 3.6 times the DC supply voltage.

도 5a 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 피크 Vds 검출기 (326) 에 관한 구성도이다. 직렬로 커플링된 커패시터 (502, 504) 는 증폭기 (320) 의 드레인 D 및 소스 S 양단에 커플링된다. 다이오드 (506) 는 커패시터 (504) 와 병렬로 커플링된다. 동작에 있어서, 커패시터 (502) 는 증폭된 RF 신호의 각 사이클에 대한 피크 Vds 를 커패시터 (504) 에 커플링한다. 커패시터 (504) 는 증폭기 (320) 로부터 출력되는 증폭된 RF 신호의 각 사이클에 대하여 피크 Vds 를 저장한다. 다이오드 (506) 는 피크 Vds 를 캡쳐링하고, 피크 Vds 단자를 통해 피크 Vds 를 비교기 디바이스 (340) 에 커플링한다. 5A is a block diagram of a peak V ds detector 326 according to one embodiment of the present invention. Capacitors 502, 504 coupled in series are coupled across drain D and source S of amplifier 320. Diode 506 is coupled in parallel with capacitor 504. In operation, capacitor 502 couples the peak V ds for each cycle of the amplified RF signal to capacitor 504. Capacitor 504 stores the peak V ds for each cycle of the amplified RF signal output from amplifier 320. Diode 506 coupled to the peak V ds to the comparator device 340 through the capturing and peak V ds terminal peak V ds.

도 5b 는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 피크 전압 검출기 (326) 에 의해 검출되는 피크 전압 (Vds) 의 파형에 관한 그래프 (550) 이다. 증폭기 디바이스 (320) 가 동작하는 경우, 증폭기 (320) 를 통한 전압 강하가 거의 없기 때문에, 피크 전압 검출기 (326) 는 많은 전압을 검출하지 않는다. 증폭기가 동작을 정지하는 경우, RF 생성기 (302) 및 부하 네트워크 (330) 의 인덕터와 커패시터에 저장된 전류가 방전되고, 피크 전압 검출기 (326) 에 의해 검출되는 바와 같이 전압 파형 (552, 554, 556) 의 결과를 낳는다. 증폭기 (320) 는 증폭기 (320) 를 통한 전압 (Vds) 이 0 까지 하락함에 따라, 증폭기 (320) 가 조정된 증폭 회로를 생성하기 위해 동작하기 시작하도록 설계된다. 조정된 증폭 회로는 변환기 (332) 의 공진에 있어서의 어떠한 변화 (예를 들어, 변환기 (332) 와 관련되는 기판 (202) 의 어떠한 이동) 에 의해서도 영향을 받고, 그것은 부하 네트워크 (330) 를 통해 반사되어 검출된 파형 (552, 554, 556) 을 변화시킨다. 공진의 경우에 있어서, 증폭기 (320) 는 잘 조정된 클래스-E 증폭기로서 동작하고, 파형 (554) 이 발생한다. 공진을 벗어나는 경우, 변환기 (332) 는 추가되는 용량성 또는 유도성 리액턴스를 야기하는 용량성 또는 유도성 리액턴스의 어느 하나를 가질 수 있고, 그것은 클래스-E 부하 네트워크 (330) 를 역조율한다 (detune). 역조율되는 클래스-E 부하 네트워크 (330) 는, 너무 높은 피크 전압 V1 또는 너무 낮은 피크 전압 V3 의 어느 하나를 가지는, 파형 (552 또는 556) 의 어느 하나를 야기한다.5B is a graph 550 relating to the waveform of the peak voltage V ds detected by the peak voltage detector 326, in accordance with an embodiment of the present invention. When the amplifier device 320 is operating, the peak voltage detector 326 does not detect much voltage because there is little voltage drop through the amplifier 320. When the amplifier stops operating, the current stored in the inductors and capacitors of the RF generator 302 and the load network 330 is discharged, and the voltage waveforms 552, 554, 556 as detected by the peak voltage detector 326. ) Results in Amplifier 320 is designed such that as voltage V ds through amplifier 320 drops to zero, amplifier 320 begins to operate to produce a regulated amplification circuit. The adjusted amplification circuit is affected by any change in resonance of the transducer 332 (eg, any movement of the substrate 202 associated with the transducer 332), which is via the load network 330. The reflected waveforms 552, 554, 556 are changed. In the case of resonance, amplifier 320 operates as a well tuned Class-E amplifier and waveform 554 occurs. When out of resonance, the converter 332 may have either capacitive or inductive reactance that results in added capacitive or inductive reactance, which detunes the Class-E load network 330. ). The back-tuned Class-E load network 330 results in either of the waveforms 552 or 556, with either too high peak voltage V1 or too low peak voltage V3.

실험 및 계산을 통해서, 피크 전압 (Vds) 이 변환기 (332) 의 공진에 관한 함수임을 알아냈고, 인가되는 DC 바이어스 전압과 비교되는 피크 Vds 는 RF 생성기 회로 (302) 의 구성요소에 관한 함수인 공진 비율을 가진다. 예를 들어, 일반적인 RF 생성기에서, DC 전원으로부터의 DC 바이어스 전압과 비교해서 피크 전압의 비율은 약 4:1 이고, 다시 말하면, DC 전원 (312) 으로부터의 바이어스 전압의 약 4 배인 피크 Vds 는 변환기 (332) 가 공진에 있다는 것을 지시한다.Through experiments and calculations, it has been found that the peak voltage V ds is a function of the resonance of the transducer 332, and the peak V ds compared to the applied DC bias voltage is a function of the components of the RF generator circuit 302. Has a resonance ratio. For example, in a typical RF generator, the ratio of the peak voltage compared to the DC bias voltage from the DC power supply is about 4: 1, that is, the peak V ds, which is about four times the bias voltage from the DC power supply 312, is It indicates that transducer 332 is in resonance.

도 6 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동-조정 RF 생성기 시스템 (600) 에 관한 블록도이다. VCO (306) 로부터 출력되는 RF 신호 (310) 의 전압에 관한 위상 P1 은 변환기 (332) 로 입력되는 전압의 위상 P2 와 비교된다. 만약 전압 위상 P1 및 P2 가 매칭되지 않는다면, 정정 신호가 VCO (306) 의 주파수 제어 입력부에 인가된다. RF 생성기 시스템 (600) 은 RF 생성기 (602) 를 포함한다. RF 생성기 (602) 는 당해 기술분야에서 알려진 임의의 유형의 RF 생성기일 수 있다. 위상 검출기 (604) 는 두 개의 입력부 (606, 608) 를 포함한다. 제 1 및 제 2 입력부 (606, 608) 는 위상 검출기 (604) 에 의해 사용가능한 레벨까지 검출된 신호 (예를 들어, 위상 P1 및 위상 P2) 를 스케일링할 수 있는 각각의 스케일링 회로 (610, 612) (예를 들어, 분압기 네트워크) 를 또한 포함할 수 있다. 위상 검출기 (604) 는 각각의 입력 전압 신호의 위상을 비교하고 검출할 수 있는, 당해 기술분야에서 알려진 임의의 유형의 위상 검출기일 수 있다. 종래의 위상 검출기는 출력 RF 신호 (220) 의 전압과 전류의 위상을 비교하였다. 테스팅은 전압 위상 P1 및 P2 를 비교하는 것이 보다 간단하고 쉽게 완성될 수 있다는 것을 보여주었고, 그에 따라 VCO (306) 를 조절하기 위한 필요한 신호를 제공한다.6 is a block diagram of an auto-tuning RF generator system 600 in accordance with an embodiment of the present invention. The phase P1 with respect to the voltage of the RF signal 310 output from the VCO 306 is compared with the phase P2 of the voltage input to the converter 332. If the voltage phases P1 and P2 do not match, a correction signal is applied to the frequency control input of the VCO 306. RF generator system 600 includes an RF generator 602. The RF generator 602 can be any type of RF generator known in the art. Phase detector 604 includes two inputs 606, 608. The first and second inputs 606, 608 are respective scaling circuits 610, 612 capable of scaling the detected signals (eg, phases P1 and P2) to levels usable by the phase detector 604. (Eg, voltage divider network) may also be included. Phase detector 604 can be any type of phase detector known in the art that can compare and detect the phase of each input voltage signal. The conventional phase detector compared the phase of the voltage and current of the output RF signal 220. Testing has shown that comparing the voltage phases P1 and P2 can be completed more simply and easily, thus providing the necessary signal for adjusting the VCO 306.

도 7 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동-조정 RF 생성기 시스템 (600) 의 동작 방법에 관한 흐름도이다. 동작 (705) 에서, VCO (306) 로부터의 입력 RF 신호 (310) 는 RF 생성기 (602) 에 인가되고, RF 생성기 (602) 는 입력 RF 신호 (310) 를 증폭시키고 증폭된 RF 신호 (220) 를 변환기 (332) 에 커플링한다.7 is a flowchart of a method of operation of an auto-tuning RF generator system 600 in accordance with an embodiment of the present invention. In operation 705, an input RF signal 310 from the VCO 306 is applied to the RF generator 602, where the RF generator 602 amplifies the input RF signal 310 and amplifies the RF signal 220. Is coupled to the transducer 332.

동작 (710) 에서, 제 1 입력부 (606) 는 VCO (306) 로부터 출력되는 RF 신호 (310) 의 전압에 관한 제 1 위상 (P1) 을 위상 검출기 (604) 에 커플링한다. 동작 (715) 에서, 제 2 입력부 (608) 는 변환기 (332) 로 입력되는 신호의 전압에 관한 제 2 위상 (P2) 을 위상 검출기 (604) 에 커플링한다.In operation 710, the first input 606 couples a first phase P1 with respect to the voltage of the RF signal 310 output from the VCO 306 to the phase detector 604. In operation 715, the second input 608 couples a second phase P2 relating to the voltage of the signal input to the converter 332 to the phase detector 604.

동작 (720) 에서, 위상 검출기는 위상 P1 이 위상 P2 과 매칭되는 지의 여부를 판단하기 위해 위상 P1 과 위상 P2 를 비교한다. 도 8a-8c 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라, 위상 P1 과 P2 사이의 관계에 관한 3 가지 예시의 그래프를 나타낸다. 도 8a 에서, 그래프 (800) 는 위상 P1 이 위상 P2 보다 앞서는 것을 나타낸다 (예를 들어, 위상 P1 은 시간 T1 에서 피크이고, 위상 P2 는 뒤이은 시간 T2 에서 피크이다). 이것은 변환기 (332) 의 임피던스가 매칭되지 않으며, 변환기 (332) 가 반사 신호 (222) 를 RF 생성기 (602) 에 인가하는 것을 나타낸다.In operation 720, the phase detector compares phase P1 and phase P2 to determine whether phase P1 matches phase P2. 8A-8C show graphs of three examples relating to the relationship between phases P1 and P2, according to one embodiment of the invention. In FIG. 8A, graph 800 shows that phase P1 precedes phase P2 (eg, phase P1 is peak at time T1 and phase P2 is peak at subsequent time T2). This indicates that the impedance of the transducer 332 does not match, and the transducer 332 applies the reflected signal 222 to the RF generator 602.

도 8b 에서, 그래프 (820) 는 위상 P1 이 위상 P2 에 뒤지는 것을 나타낸다 (예를 들어, 위상 P2 는 시간 T1 에서 피크이고, 위상 P1 은 뒤이은 시간 T2 에서 피크이다). 이것은 변환기 (332) 의 임피던스가 매칭되지 않으며, 변환기 (332) 가 반사 신호 (222) 를 RF 생성기 (602) 에 다시 인가하는 것을 나타낸다. 변환기 (332) 에 의해 출력되는 반사 신호는 RF 생성기 (602) 로부터 출력되는 신호와 보강적으로 또는 소멸적으로 간섭할 수 있다.In FIG. 8B, graph 820 shows that phase P1 lags behind phase P2 (eg, phase P2 is peak at time T1 and phase P1 is peak at subsequent time T2). This indicates that the impedance of the transducer 332 does not match, and the transducer 332 applies the reflected signal 222 back to the RF generator 602. The reflected signal output by the transducer 332 may interfere constructively or destructively with the signal output from the RF generator 602.

도 8c 에서, 그래프 (850) 는 위상 P1 이 위상 P2 와 동일한 것을 나타낸다 (예를 들어, 위상 P1 과 위상 P2 는 모두 시간 T1 에서 피크이다). 이것은 변환기 (332) 의 임피던스가 매칭되는 것과, 변환기 (332) 가 어떠한 반사 신호 (222) 도 RF 생성기 (602) 에 인가하지 않는 것을 나타낸다.In FIG. 8C, graph 850 shows that phase P1 is equal to phase P2 (eg, both phase P1 and phase P2 are peaks at time T1). This indicates that the impedance of the transducer 332 matches and that the transducer 332 does not apply any reflected signal 222 to the RF generator 602.

동작 (720) 에서, 만약 위상 P1 과 위상 P2 가 동일하다면, 방법 동작은 동작 (705) 에서 계속된다 (반복된다). 그러나 만약 동작 (720) 에서, 위상 P1 과 위상 P2 가 동일하지 않다면, 방법 동작은 동작 (730) 에서 계속된다. 동작 (730) 에서, 적절한 제어 신호가 VCO (306) 의 주파수 제어 입력부에 인가되어 그에 따라 RF 신호 (310) 의 주파수를 조절하고, 방법 동작이 동작 (705) 에서 계속된다 (반복된다). VCO (306) 의 주파수 제어 입력부에 인가되는 제어 신호는 위상 P1 이 위상 P2 에 앞서는 상태에 응답하여 주파수를 더 높은 주파수로 조절할 수 있다. 다른 방법으로, VCO (306) 의 주파수 제어 입력부에 인가되는 제어 신호는 위상 P1 이 위상 P2 에 뒤지는 상태에 응답하여 주파수를 더 낮은 주파수로 조절할 수 있다.At operation 720, if phase P1 and phase P2 are the same, the method operation continues (repeats) at operation 705. However, if at operation 720, phase P1 and phase P2 are not the same, the method operation continues at operation 730. In operation 730, an appropriate control signal is applied to the frequency control input of the VCO 306 to adjust the frequency of the RF signal 310 accordingly, and the method operation continues (repeats) in operation 705. The control signal applied to the frequency control input of the VCO 306 can adjust the frequency to a higher frequency in response to a state in which the phase P1 precedes the phase P2. Alternatively, the control signal applied to the frequency control input of the VCO 306 may adjust the frequency to a lower frequency in response to the state in which the phase P1 lags behind the phase P2.

자동-조정 RF 생성기 시스템 (600) 은 VCO (306) 를 제어하기 위해 위상 검출기 (604) 에 의한 제어 신호 출력부를 정정 신호 레벨로 스케일링할 수 있는 제어 증폭기 (620) 를 또한 포함할 수 있다. 제어 증폭기 (620) 는 설정점 입력부를 또한 포함할 수 있어서, 제어 증폭기 (620) 는 설정점 입력부와 위상 검출기로부터의 제어 신호 입력부를 결합할 수 있다. 이러한 방식으로 VCO RF 신호 (310) 가 설정점에 의해 선택될 수 있고 그 후 위상 검출기 (604) 에 의한 제어 신호 출력부는 선택된 설정점을 자동적으로 조절할 수 있다.The auto-tuning RF generator system 600 can also include a control amplifier 620 that can scale the control signal output by the phase detector 604 to a correction signal level to control the VCO 306. The control amplifier 620 may also include a set point input, such that the control amplifier 620 may combine the set point input with a control signal input from a phase detector. In this way the VCO RF signal 310 can be selected by the set point and the control signal output by the phase detector 604 can then automatically adjust the selected set point.

상기 도 3 내지 8c 에서 설명된 시스템 및 방법은 매우 높은 정정 레이트로 RF 생성기 (302, 602) 를 자동적으로 조정할 수 있다 (예를 들어, 입력 RF 신호 (310) 의 각 사이클에서 RF 신호 (310) 의 주파수 및 RF 신호 (220) 의 출력에 있어서 뒤이은 정정을 야기할 수 있다). 그 결과로서, 입력 RF 신호 (310) 의 주파수는, 예를 들어, 기판 (202) 의 각 회전 동안에 여러 번, 정정될 수 있고, 그것에 의하여 기판 (202) 에 인가되는 음향 에너지 (214) 에 대해 훨씬 더 정확한 제어를 제공한다.The systems and methods described in FIGS. 3-8C above can automatically adjust RF generators 302, 602 with very high correction rates (eg, RF signal 310 in each cycle of input RF signal 310). And may cause subsequent corrections in the frequency of and the output of the RF signal 220). As a result, the frequency of the input RF signal 310 can be corrected, for example, several times during each rotation of the substrate 202, thereby with respect to the acoustic energy 214 applied to the substrate 202. Provide much more precise control.

예로써, 만약 기판 (202) 이 60 RPM 으로 회전하고 (즉, 초당 1 회전) RF 신호 (310) 가 약 1 ㎒ 라면, RF 신호 (310) 의 주파수는 기판 (202) 의 각 회전 동안에 초당 약 백만 번 (즉, 마이크로초당 한 번) 조절될 수 있다. 기판 (202) 에 적용되는 음향 에너지 (214) 의 증가된 제어는 평균 에너지가 방출 에너지 (214) 의 에너지 극소값과 최대 에너지 피크에 매우 가까울 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 더 높은 평균 에너지가 기판 (202) 에 적용될 수 있고, 그것에 의하여 상당히 감소된 세정 프로세싱 시간 및 개선된 세정 효과가 나타나도록 한다.By way of example, if the substrate 202 rotates at 60 RPM (ie, one revolution per second) and the RF signal 310 is about 1 MHz, then the frequency of the RF signal 310 may be about twice per second during each rotation of the substrate 202. It can be adjusted one million times (ie once per microsecond). Increased control of the acoustic energy 214 applied to the substrate 202 means that the average energy can be very close to the energy minima and the maximum energy peak of the emission energy 214. Thus, higher average energy can be applied to the substrate 202, thereby resulting in significantly reduced cleaning processing time and improved cleaning effect.

도 9 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동-조정 RF 생성기 시스템 (900) 에 관한 블록도이다. 그 시스템은 RF 생성기 (602) 의 입력부에 커플링된 VCO (306) 을 포함한다. 가변 DC 전원 (902) 은 RF 생성기 (602) 에 커플링되고, VCO (306) 로부터의 RF 신호 (310) 를 증폭시키기 위해 RF 생성기에 대해 DC 전력을 제공한다. RF 생성기의 출력부는 변환기 (332) 에 커플링된다.9 is a block diagram of an auto-tuning RF generator system 900 in accordance with an embodiment of the present invention. The system includes a VCO 306 coupled to the input of the RF generator 602. The variable DC power supply 902 is coupled to the RF generator 602 and provides DC power to the RF generator to amplify the RF signal 310 from the VCO 306. The output of the RF generator is coupled to the converter 332.

일반적인 종래의 음향 에너지 세정 시스템은 변환기 (332) 에 대한 일정한 순 전력 입력 (즉, 반사 신호 (222) 의 덜 반사된 전력인 RF 신호 (220) 의 포워딩 전력) 을 유지하는 것에 집중한다. 실험을 통해서, 만약 RF 신호 (220) 의 전압이 일정한 전압으로 유지된다면 변환기 (332) 로부터 출력되는 방출 에너지 (214) 의 크기가 대체로 일정하다는 것을 알아내었다. 또한, RF 신호 (220) 의 전압을 기판 (202) 의 에너지 임계치 한계 아래의 일정한 레벨로 유지하는 것은, 최대 음향 에너지 (214) 가 기판 (202) 에 인가되도록 허용하면서도, 기판을 손상으로부터 보호한다.A typical conventional acoustic energy cleaning system concentrates on maintaining a constant net power input to the converter 332 (ie, the forwarding power of the RF signal 220, which is the less reflected power of the reflected signal 222). Through experiments, it has been found that the magnitude of the emission energy 214 output from the converter 332 is generally constant if the voltage of the RF signal 220 is maintained at a constant voltage. In addition, maintaining the voltage of the RF signal 220 at a constant level below the energy threshold limit of the substrate 202 protects the substrate from damage while allowing maximum acoustic energy 214 to be applied to the substrate 202. .

도 10 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동-조정 RF 생성기의 동작 방법에 관한 흐름도이다. 동작 (1005) 에서, RF 생성기 (602) 는 변환기 (332) 로 RF 신호를 출력한다. 동작 (1010) 에서, 변환기 (332) 로 출력되는 RF 신호의 전압이 측정되고 비교기 (904) 에 커플링된다.10 is a flowchart of a method of operating an auto-tuning RF generator in accordance with an embodiment of the present invention. In operation 1005, the RF generator 602 outputs an RF signal to the converter 332. In operation 1010, the voltage of the RF signal output to the converter 332 is measured and coupled to the comparator 904.

동작 (1015) 에서, 비교기 (904) 는 RF 생성기 (602) 로부터 출력되는 RF 신호의 전압을 소망하는 설정점 전압과 비교한다. 만약 출력 전압이 소망하는 설정점 전압과 동일하면, 방법 동작은 동작 (1010) 에서 계속된다. 다른 방법으로, 만약 출력 전압이 설정점 전압과 동일하지 않으면, 방법 동작은 동작 (1030) 에서 계속된다.In operation 1015, the comparator 904 compares the voltage of the RF signal output from the RF generator 602 with a desired set point voltage. If the output voltage is equal to the desired set point voltage, the method operation continues at operation 1010. Alternatively, if the output voltage is not equal to the set point voltage, the method operation continues at operation 1030.

동작 (1030) 에서, 비교기 (904) 는 가변 DC 전원 (902) 상에서 제어 입력부로 제어 신호를 출력한다. 예로써, 만약 출력 전압이 너무 높으면 (즉, 소망하는 설정점 전압보다 크면), 제어 신호는 가변 DC 전원 (902) 으로부터의 DC 전압 출력을 감소시킬 것이고 그것에 의하여 RF 생성기 (602) 내에서 발생하는 RF 신호의 증폭에 관한 이득을 감소시키고, 그것에 의하여 RF 생성기 (602) 에 의해 출력되는 RF 신호의 크기를 감소시킨다. 비례적, 미분적 및 적분 제어가 비교기 (904) 에 또한 포함될 수 있어서, 제어 신호의 변화 레이트 및 변화량이 선택될 수 있다.In operation 1030, the comparator 904 outputs a control signal to the control input on the variable DC power supply 902. By way of example, if the output voltage is too high (ie, greater than the desired setpoint voltage), the control signal will reduce the DC voltage output from the variable DC power supply 902 and thereby generate within the RF generator 602. Reduce the gain with respect to the amplification of the RF signal, thereby reducing the magnitude of the RF signal output by the RF generator 602. Proportional, differential and integral control may also be included in the comparator 904 so that the rate of change and amount of change in the control signal can be selected.

스케일링 회로 (906) 는 RF 생성기 (602) 로부터의 전압 출력을 설정점 신호에 보다 쉽게 비교되는 레벨로 스케일링하기 위해 또한 포함될 수 있다. 예로써, 스케일링 회로 (906) 는 5V 설정점 신호와의 비교를 위해 200V RF 신호를 5V 로 스케일링할 수 있다. 스케일링 회로 (906) 는 분압기를 포함할 수 있다. 스케일링 회로 (906) 는 DC 설정점 신호와의 비교를 위해, RF 생성기 (602) 로부터 출력되는 RF 신호 (220) 의 전압을 DC 전압으로 정류하는 정류기를 또한 포함할 수 있다.Scaling circuit 906 may also be included to scale the voltage output from RF generator 602 to a level that is more easily compared to the setpoint signal. By way of example, scaling circuit 906 may scale a 200V RF signal to 5V for comparison with a 5V setpoint signal. Scaling circuit 906 can include a voltage divider. Scaling circuit 906 may also include a rectifier for rectifying the voltage of RF signal 220 output from RF generator 602 to a DC voltage for comparison with a DC set point signal.

전술한 바와 같이, 앞서 도 3 내지 8c 에서 설명되는 방법은 RF 생성기 (302, 602) 를 매우 높은 정정 레이트 (예를 들어, RF 신호 (310) 의 각 몇몇 사이클당 한 번) 에서 자동적으로 조정할 수 있다. 바꾸어 말하면, 도 9 및 10 에서 설명되는 시스템 및 방법도 또한, 도 3 내지 8c 에서 설명되는 것보다 약간 느린 레이트이지만, 기판 (202) 의 이동으로 인한 변환기 (332) 의 임피던스의 가능성 있는 변화보다는 더 빠른 레이트로 RF 생성기 (602) 를 자동적으로 조정할 수 있다. 도 9 및 10 에서 설명되는 시스템 및 방법은 가변 DC 전원 (902) 에 포함되는 이력 현상 (hysteresis) 에 부분적으로 기인하여 약간 더 느리다.As discussed above, the method described above in FIGS. 3-8C can automatically adjust the RF generators 302, 602 at very high correction rates (eg, once for each few cycles of the RF signal 310). have. In other words, the systems and methods described in FIGS. 9 and 10 are also slightly slower than those described in FIGS. 3-8C, but are more than likely a change in impedance of the transducer 332 due to movement of the substrate 202. The RF generator 602 can be adjusted automatically at a high rate. The systems and methods described in FIGS. 9 and 10 are slightly slower due in part to hysteresis included in the variable DC power supply 902.

도 9 및 10 에서 설명되는 시스템 및 방법은 상기 도 3 내지 8c 에서 설명되는 시스템 및 방법 중 하나 이상과의 결합되어 이용될 수 있다. 그것으로서, 도 9 및 10 에서 설명되는 시스템 및 방법은 RF 생성기를 변환기 (332) 의 동적 공진으로 조정하는 매우 넓은 영역을 제공하기 위해 이용될 수 있고, 그에 반하여 상기 도 3 내지 8c 에서 설명되는 시스템 및 방법은 RF 생성기를 조정하는 것에 대한 매우 미세한 제어 및 조절을 제공하기 위해 이용될 수 있다.The systems and methods described in FIGS. 9 and 10 may be used in combination with one or more of the systems and methods described in FIGS. 3-8C above. As such, the systems and methods described in FIGS. 9 and 10 can be used to provide a very wide area for adjusting the RF generator to the dynamic resonance of the transducer 332, whereas the system described in FIGS. 3 to 8c above. And the method can be used to provide very fine control and adjustment to calibrating the RF generator.

도 11 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 메가소닉 모듈 (1100) 에 관한 도면이다. 메가소닉 모듈 (1100) 은, 모든 목적을 위해 전체로서 여기에서 참조로 병합되는, 2002 년 9 월 26 일에 출원된 발명의 명칭이 "메가소닉 기판 프로세싱 모듈 (Megasonic Substrate Processing Module)" 인 공동 소유 US 특허 출원 제 10/259,023 호에서 설명되는 구성요소와 같은 메가소닉 모듈일 수 있다.11 is a diagram of a megasonic module 1100 according to one embodiment of the present invention. Megasonic module 1100 is jointly owned, entitled "Megasonic Substrate Processing Module," filed on September 26, 2002, which is hereby incorporated by reference in its entirety for all purposes. Megasonic modules, such as the components described in US patent application Ser. No. 10 / 259,023.

메가소닉 모듈 (1100) 은 기판 프로세싱 탱크 (1102) (이하에서는 탱크 (1102) 라고 함), 및 탱크 리드 (lid) (1104) (이하에서는 리드 (1104) 라 함) 을 포함한다. 리드 메가소닉 변환기 (1108) 및 탱크 메가소닉 변환기 (1106) 는 리드 (1104) 및 탱크 (1102) 상에 각각 위치하고, 기판 (1110) 의 활성 표면 및 배면을 동시에 프로세싱하기 위한 메가소닉 에너지를 제공한다. 기판 (1110) 은 구동 휠 (1112) 에 위치하고, 기판 고정 아암 (arm)/휠 (1114) 과 함께 적당한 위치에 고정된다. 일 실시형태에서, 기판 고정 아암/휠 (1114) 은, 메가소닉 모듈 (1100) 에서 프로세싱될 기판 (1110) 을 수용, 고정, 및 해제하기 위해 고정 아암/휠 (1114) 을 개방 및 폐쇄하는 작동기 (1120) 및 배치 막대 (1122) 와 함께 위치한다. 리드 (1104) 는, 탱크 (1102) 가 정지 상태를 유지하는 동안 리드 (1104) 를 올리고 내리는 작동기 시스템 (도시되지 않음) 과 함께 개방 또는 폐쇄 위치에 위치할 수 있다. 다른 방법으로, 탱크 (1102) 가 이동하여 리드 (1104) 와 결합할 수 있다.Megasonic module 1100 includes a substrate processing tank 1102 (hereinafter referred to as tank 1102), and a tank lid 1104 (hereinafter referred to as lid 1104). The lead megasonic transducer 1108 and the tank megasonic transducer 1106 are located on the lid 1104 and the tank 1102, respectively, and provide megasonic energy for simultaneously processing the active surface and the back side of the substrate 1110. . The substrate 1110 is located at the drive wheel 1112 and is fixed to a proper position with the substrate fixing arm / wheel 1114. In one embodiment, the substrate fixing arm / wheel 1114 opens and closes the fixing arm / wheel 1114 to receive, fix, and release the substrate 1110 to be processed in the megasonic module 1100. 1120 and placement rod 1122. The lid 1104 can be positioned in an open or closed position with an actuator system (not shown) that raises and lowers the lid 1104 while the tank 1102 remains stationary. Alternatively, the tank 1102 can move and engage with the lid 1104.

일 실시형태에서, 기판 고정 아암/휠 (1114) 은 프로세싱을 위해 수평 방향에서 기판 (1110) 을 고정 및 지지하도록, 그리고 기판 (1110) 의 회전을 허용하도록 구성된다. 다른 실시형태에서, 기판 프로세싱은 수직 방향에서 기판 (1110) 으로 수행된다. 구동 휠 (1112) 은 기판 (1110) 의 주변 가장자리와 접촉하고, 프로세싱 동안 기판 (1110) 을 회전시킨다. 기판 고정 아암/휠 (1114) 은, 수평 방향에서 기판 (1110) 을 지지할 때 기판 (1110) 회전을 고려하여 자유롭게 회전하는 휠을 포함할 수 있다.In one embodiment, the substrate fixing arm / wheel 1114 is configured to fix and support the substrate 1110 in the horizontal direction for processing and to allow rotation of the substrate 1110. In another embodiment, substrate processing is performed with the substrate 1110 in the vertical direction. The drive wheel 1112 contacts the peripheral edge of the substrate 1110 and rotates the substrate 1110 during processing. The substrate fixing arm / wheel 1114 may include a wheel that freely rotates in consideration of the substrate 1110 rotation when supporting the substrate 1110 in the horizontal direction.

일단 기판 (1110) 이 탱크 (1102) 에 위치하면, 탱크 (1102) 는 탈이온화된 (DI) 수용액, 또는 바람직한 프로세싱 화학물질을 포함하는 프로세싱 유체로 채워진다. 일단 폐쇄된 메가소닉 모듈 (1100) 이 바람직한 프로세싱 유체로 채워지고, 기판 (111) 이 그 안에 담가지면, 기판 (1110) 의 메가소닉 프로세싱은, 탱크 메가소닉 변환기 (1106) 에 향하는 기판 (1110) 의 표면에 대하여 메가소닉 에너지를 디렉팅하는 탱크 메가소닉 변환기 (1106) 에 의해, 및 리드 메가소닉 변환기 (1108) 에 향하는 기판 (1110) 의 표면에 대하여 메가소닉 에너지를 디렉팅하는 리드 메가소닉 변환기 (1108) 에 의해 달성된다. 기판 (1110) 이 프로세싱 화학물질에 잠기면, 구동 휠 (1112) 은 기판 (1110) 의 활성 표면 및 배면 모두의 전체 표면을 통해서 완전한 그리고 균일한 프로세싱을 보장하기 위해 기판 (1110) 을 회전시킨다. 일 실시형태에서, 구동 모터 (1116) 는 기계적 결합 (1118) (예를 들어, 구동 벨트, 기어, 스프로켓, 및 체인 등) 을 통하여 구동 휠 (1112) 을 구동시키기 위해 제공된다.Once substrate 1110 is located in tank 1102, tank 1102 is filled with a deionized (DI) aqueous solution, or processing fluid containing the desired processing chemical. Once the closed megasonic module 1100 is filled with the desired processing fluid and the substrate 111 is immersed therein, the megasonic processing of the substrate 1110 is directed to the substrate 1110 facing the tank megasonic transducer 1106. A lead megasonic transducer 1108 directing the megasonic energy with respect to the surface of the substrate 1110 towards the lead megasonic transducer 1108 and a tank megasonic transducer 1106 directing the megasonic energy with respect to Is achieved by Once the substrate 1110 is immersed in processing chemicals, the drive wheel 1112 rotates the substrate 1110 to ensure complete and uniform processing through the entire surface of both the active surface and the backside of the substrate 1110. In one embodiment, drive motor 1116 is provided to drive drive wheel 1112 via mechanical coupling 1118 (eg, drive belts, gears, sprockets, chains, etc.).

상기 도 3-10 에서 설명된 바와 같은 자동-조정 RF 생성기 시스템은 리드 변환기 (1108) 및 탱크 변환기 (1106) 중 하나 또는 전부와 커플링될 수 있어서, 각각의 변환기 (1108, 1106) 는 기판 (1110) 이 회전함에 따라 각 변환기 (1108, 1106) 의 동적 임피던스에 대하여 일정하게 그리고 자동적으로 조정된다. The auto-tuning RF generator system as described in FIGS. 3-10 above can be coupled with one or all of the reed converter 1108 and the tank converter 1106, so that each transducer 1108, 1106 is connected to a substrate ( As the 1110 rotates, it is constantly and automatically adjusted for the dynamic impedance of each transducer 1108, 1106.

도 12 는 본 발명의 일 실시형태에 따라 변환기를 통한 에너지 분포에 관한 그래프 (1200) 이다. 곡선 (120 및 122) 에 의해 보여지는 종래의 에너지 윈도우와 비교하여, 자동-조정 RF 생성기는 곡선 (1210) 과 곡선 (1212) 사이의 훨씬 더 좁은 에너지 윈도우 (1202) 를 야기할 수 있다. 에너지 윈도우 (1202) 가 훨씬 더 좁기 때문에, 에너지 윈도우는 기판의 에너지 임계치 T 에 더 가깝게 위를 향해 이동할 수 있고, 그것에 의하여 보다 효과적인 음향 에너지 세정 프로세스를 제공한다.12 is a graph 1200 of energy distribution through a transducer in accordance with an embodiment of the present invention. Compared with the conventional energy windows shown by curves 120 and 122, the auto-tuning RF generator can cause a much narrower energy window 1202 between curve 1210 and curve 1212. Since the energy window 1202 is much narrower, the energy window can move upwards closer to the energy threshold T of the substrate, thereby providing a more efficient acoustic energy cleaning process.

본 발명의 설명과 관련되어 여기서 이용되는 바와 같이, "약" 이라는 용어는 +/- 10% 를 의미한다. 예를 들어, "약 250" 같은 어구는 225 와 275 사이의 영역을 나타낸다. 도 4, 7, 및 10 에서의 동작에 의해 나타나는 명령은 도시된 순서로 수행될 필요가 없으며, 동작에 의해 나타나는 모든 프로세싱이 본 발명을 실행하기 위해 필요하지 않을 수도 있다는 것이 명백할 것이다.As used herein in connection with the description of the present invention, the term "about" means +/- 10%. For example, a phrase such as "about 250" represents an area between 225 and 275. It will be apparent that the instructions represented by the operations in FIGS. 4, 7, and 10 need not be performed in the order shown, and not all processing represented by the operations may be necessary to practice the invention.

전술한 발명이 이해의 명확성을 위해 상세하게 설명되었다고 할지라도, 특정한 변형 및 수정은 첨부되는 청구항의 범위 내에서 실행될 수도 있다는 것이 명백할 것이다. 따라서, 본 실시형태는 예시적인 것이며, 제한적인 것으로 간주되어서는 안되고, 본 발명은 여기에서 주어지는 세부사항에 한정되는 않으나, 첨부되는 청구항의 균등물 범위내에서 수정될 수도 있다.Although the foregoing invention has been described in detail for clarity of understanding, it will be apparent that certain variations and modifications may be practiced within the scope of the appended claims. Accordingly, the present embodiments are to be considered as illustrative and not restrictive, and the invention is not to be limited to the details given herein, but may be modified within the scope of equivalents of the appended claims.

Claims (33)

RF 생성기를 변환기 (transducer) 의 순간 공진 주파수로 조절하는 방법으로서, A method of adjusting the RF generator to the instantaneous resonant frequency of a transducer, RF 입력 신호를 발진기로부터 상기 RF 생성기로 입력하는 단계;Inputting an RF input signal from an oscillator to the RF generator; 상기 RF 입력 신호의 입력 전압의 제 1 위상을 측정하는 단계;Measuring a first phase of an input voltage of the RF input signal; 상기 RF 생성기로부터 출력되고 변환기 입력부에 커플링되는 RF 신호의 전압의 제 2 위상을 측정하는 단계;Measuring a second phase of the voltage of the RF signal output from the RF generator and coupled to a converter input; 상기 제 1 위상이 상기 제 2 위상과 동일하지 않은 경우에 주파수 제어 신호를 생성하는 단계; 및Generating a frequency control signal when the first phase is not equal to the second phase; And 상기 주파수 제어 신호를 상기 발진기의 주파수 제어 입력부에 인가하는 단계로서, 상기 주파수 제어 신호를 설정점 (set point) 제어 신호와 결합하는 단계를 포함하는, 상기 인가 단계를 포함하는, RF 생성기 조절 방법.Applying said frequency control signal to a frequency control input of said oscillator, said combining step comprising combining said frequency control signal with a set point control signal. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 위상이 상기 제 2 위상과 동일하지 않은 경우에 상기 주파수 제어 신호를 생성하는 단계는,Generating the frequency control signal when the first phase is not the same as the second phase, 상기 제 1 위상이 상기 제 2 위상에 뒤진다면, 상기 주파수 제어 신호는 상기 발진기의 주파수를 감소시키고;If the first phase lags behind the second phase, the frequency control signal reduces the frequency of the oscillator; 상기 제 1 위상이 상기 제 2 위상에 앞선다면, 상기 주파수 제어 신호는 상기 발진기의 주파수를 증가시키고;If the first phase precedes the second phase, the frequency control signal increases the frequency of the oscillator; 상기 제 1 위상이 상기 제 2 위상과 동일하다면, 상기 주파수 제어 신호는 상기 발진기의 주파수를 변화시키지 않는 것을 포함하는, RF 생성기 조절 방법.If the first phase is the same as the second phase, the frequency control signal comprises not changing the frequency of the oscillator. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 RF 입력 신호의 각 사이클에 대하여, 상기 제 1 위상 및 상기 제 2 위상이 측정되고 상기 주파수 제어 신호가 생성되는, RF 생성기 조절 방법.For each cycle of the RF input signal, the first phase and the second phase are measured and the frequency control signal is generated. 주파수 제어 입력부 및 RF 신호 출력부를 가지는, 발진기;An oscillator having a frequency control input and an RF signal output; 상기 발진기의 RF 신호 출력부에 커플링된 입력부 및 변환기에 커플링된 RF 생성기의 출력부를 가지는 RF 생성기; 및An RF generator having an input coupled to the RF signal output of the oscillator and an output of the RF generator coupled to the converter; And 전압 위상 검출기를 구비하고,With a voltage phase detector, 상기 전압 위상 검출기는, The voltage phase detector, 상기 발진기의 상기 RF 신호 출력부에 커플링된 제 1 위상 입력부;A first phase input coupled to the RF signal output of the oscillator; 상기 RF 생성기의 출력부에 커플링된 제 2 위상 입력부; 및A second phase input coupled to an output of the RF generator; And 상기 발진기의 주파수 제어 전압 입력부에 커플링된 주파수 제어 신호 출력부를 포함하며,A frequency control signal output coupled to the frequency control voltage input of the oscillator, 상기 주파수 제어 신호 출력부는 제어 증폭기를 통해 상기 발진기의 주파수 제어 전압 입력부에 커플링되고, The frequency control signal output is coupled to a frequency control voltage input of the oscillator via a control amplifier, 상기 제어 증폭기는,The control amplifier, 상기 주파수 제어 신호 출력부에 커플링된 제 1 입력부;A first input coupled to the frequency control signal output; 설정점 제어 신호에 커플링된 제 2 입력부; 및A second input coupled to the set point control signal; And 상기 발진기의 주파수 제어 전압 입력부에 커플링된 출력부를 포함하는, 변환기 RF 소스.And an output coupled to the frequency control voltage input of the oscillator. 삭제delete 삭제delete 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 변환기는 메가소닉 세정 챔버에 포함되는, 변환기 RF 소스.And the transducer is included in a megasonic cleaning chamber. 주파수 제어 전압 입력부 및 출력부를 가지는 전압 제어 발진기 (VCO);A voltage controlled oscillator (VCO) having a frequency controlled voltage input and an output; 상기 VCO 의 출력부에 커플링된 입력부 및 가변 임피던스를 가지는 변환기에 커플링된 RF 생성기의 출력부를 가지는 클래스-E RF 생성기; 및A Class-E RF generator having an input coupled to an output of the VCO and an output of an RF generator coupled to a converter having a variable impedance; And 전압 위상 검출기를 구비하고,With a voltage phase detector, 상기 전압 위상 검출기는,The voltage phase detector, 상기 VCO 의 상기 출력부에 커플링된 제 1 위상 입력부;A first phase input coupled to the output of the VCO; 상기 RF 생성기의 출력부에 커플링된 제 2 위상 입력부; 및A second phase input coupled to an output of the RF generator; And 제어 증폭기를 통해 상기 VCO 의 주파수 제어 전압 입력부에 커플링된 전압 제어 신호 출력부를 포함하며,A voltage control signal output coupled to a frequency control voltage input of the VCO via a control amplifier, 상기 제어 증폭기는, The control amplifier, 상기 전압 제어 신호 출력부에 커플링된 제 1 입력부;A first input coupled to the voltage control signal output; 설정점 제어 신호에 커플링된 제 2 입력부; 및A second input coupled to the set point control signal; And 상기 VCO 의 주파수 제어 전압 입력부에 커플링된 출력부를 포함하는, 변환기 RF 소스.And an output coupled to the frequency control voltage input of the VCO. 주파수 f 에서 변환기에 RF 신호를 인가하는 단계로서, 상기 변환기는 상기 주파수 f 에서 기판을 향해 음향 에너지를 방출하도록 상기 기판을 향해 배향되는, 상기 RF 신호 인가 단계;Applying an RF signal to a transducer at frequency f, wherein the transducer is oriented towards the substrate to emit acoustic energy towards the substrate at frequency f; 상기 변환기에 대해 상기 기판을 이동시키는 단계; 및Moving the substrate relative to the transducer; And 상기 기판과 상기 변환기 사이에서 상기 음향 에너지의 공진을 유지하도록 상기 RF 신호를 조절하는 단계로서, 상기 변환기에 인가된 상기 RF 신호의 일정한 전압을 유지하는 단계를 포함하는, 상기 RF 신호 조절 단계를 포함하는, 기판 세정 방법.Adjusting the RF signal to maintain resonance of the acoustic energy between the substrate and the transducer, comprising maintaining a constant voltage of the RF signal applied to the transducer. The substrate cleaning method. 삭제delete 제 10 항에 있어서,11. The method of claim 10, RF 생성기가 상기 RF 신호를 상기 변환기에 인가하고, An RF generator applies the RF signal to the transducer, 상기 변환기에 인가된 상기 RF 신호의 일정한 전압을 유지하는 단계는,Maintaining a constant voltage of the RF signal applied to the converter, 상기 RF 신호의 제 1 전압을 측정하는 단계;Measuring a first voltage of the RF signal; 상기 제 1 전압을 소망하는 설정점 전압과 비교하는 단계; 및Comparing the first voltage with a desired set point voltage; And 가변 DC 전원의 출력 전압을 조절하도록 상기 가변 DC 전원에 제어 신호를 입력하는 단계를 포함하고, Inputting a control signal to the variable DC power source to adjust the output voltage of the variable DC power source, 상기 가변 DC 전원은 상기 RF 생성기에 DC 전력을 공급하는, 기판 세정 방법.And the variable DC power supply supplies DC power to the RF generator. 제 10 항에 있어서,11. The method of claim 10, 상기 음향 에너지의 공진을 유지하도록 상기 RF 신호를 조절하는 단계는, 상기 변환기에 인가된 상기 RF 신호의 주파수 f 를 조절하는 단계를 포함하는, 기판 세정 방법.Adjusting the RF signal to maintain resonance of the acoustic energy comprises adjusting a frequency f of the RF signal applied to the transducer. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 RF 신호가 RF 생성기에 의해 인가되고, The RF signal is applied by an RF generator, 상기 변환기에 인가된 상기 RF 신호의 주파수 f 를 조절하는 단계는,Adjusting the frequency f of the RF signal applied to the converter, 상기 RF 생성기에 인가된 공급 전압을 측정하는 단계;Measuring a supply voltage applied to the RF generator; 상기 RF 생성기에 포함된 출력 증폭기 양단의 피크 전압을 측정하는 단계;Measuring a peak voltage across an output amplifier included in the RF generator; 상기 피크 전압이 상기 공급 전압의 선택된 비율과 동일하지 않은 경우에 주파수 제어 신호를 생성하는 단계; 및Generating a frequency control signal when the peak voltage is not equal to a selected ratio of the supply voltage; And 상기 RF 신호를 생성하는 발진기의 주파수 제어 입력부에 상기 주파수 제어 신호를 인가하는 단계를 포함하는, 기판 세정 방법.Applying the frequency control signal to a frequency control input of an oscillator that generates the RF signal. 제 12 항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 RF 신호는 RF 생성기에 의해 인가되고, The RF signal is applied by an RF generator, 상기 변환기에 인가된 상기 RF 신호의 주파수 f 를 조절하는 단계는,Adjusting the frequency f of the RF signal applied to the converter, RF 입력 신호를 발진기로부터 상기 RF 생성기로 입력하고, 상기 RF 생성기에서 상기 RF 입력 신호를 증폭시키는 단계;Inputting an RF input signal from an oscillator to the RF generator and amplifying the RF input signal at the RF generator; 상기 RF 입력 신호의 입력 전압의 제 1 위상을 측정하는 단계;Measuring a first phase of an input voltage of the RF input signal; 상기 RF 생성기로부터 출력된 RF 신호의 전압의 제 2 위상을 측정하는 단계;Measuring a second phase of the voltage of the RF signal output from the RF generator; 상기 제 1 위상이 상기 제 2 위상과 동일하지 않은 경우에, 주파수 제어 신호를 생성하는 단계; 및Generating a frequency control signal if the first phase is not equal to the second phase; And 상기 주파수 제어 신호를 상기 발진기의 주파수 제어 입력부에 인가하는 단계를 포함하는, 기판 세정 방법.Applying the frequency control signal to a frequency control input of the oscillator. 변환기 및 기판을 포함하는 세정 챔버로서, 상기 변환기는 상기 기판을 향해 배향되며, 상기 변환기와 상기 기판은 가변 거리 d 에 의해 분리되는, 상기 세정 챔버;A cleaning chamber comprising a transducer and a substrate, the transducer being oriented toward the substrate, the transducer and the substrate separated by a variable distance d; 제어 입력부 및 출력부를 가지는 조절가능한 RF 생성기로서, 상기 출력부가 상기 변환기에 커플링되는, 상기 조절가능한 RF 생성기; 및An adjustable RF generator having a control input and an output, said output being coupled to said transducer; And 상기 변환기에 인가되는 RF 신호의 일정한 전압을 유지하는 것을 포함하여, 상기 기판과 상기 변환기 사이에서 음향 에너지의 공진을 유지하기 위해 상기 조절가능한 RF 생성기의 상기 출력부를 조절하도록 상기 조절가능한 RF 생성기의 상기 제어 입력부에 커플링된 피드백 회로를 구비하는, 세정 시스템.The control of the adjustable RF generator to adjust the output of the adjustable RF generator to maintain resonance of acoustic energy between the substrate and the transducer, including maintaining a constant voltage of the RF signal applied to the transducer. And a feedback circuit coupled to the control input. 제 16 항에 있어서, The method of claim 16, 상기 기판은 회전될 수 있고, The substrate can be rotated, 상기 거리 d 는 상기 기판이 회전함에 따라 상기 RF 생성기로부터 출력되는 RF 신호의 ½ 파장만큼 변화하는, 세정 시스템.The distance d varies by ½ wavelength of the RF signal output from the RF generator as the substrate rotates. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 조절가능한 RF 생성기는,The adjustable RF generator, 제어 입력부, 및 상기 조절가능한 RF 생성기에 커플링된 DC 출력부를 가지는 가변 DC 전원을 포함하며,A variable DC power supply having a control input and a DC output coupled to the adjustable RF generator, 상기 피드백 회로는,The feedback circuit, 제 1 비교기를 포함하며,A first comparator, 상기 제 1 비교기는,The first comparator, 설정점 제어 신호에 커플링된 제 1 입력부;A first input coupled to the set point control signal; 상기 조절가능한 RF 생성기의 RF 출력부에 커플링된 제 2 입력부; 및A second input coupled to an RF output of the adjustable RF generator; And 상기 조절가능한 RF 생성기의 상기 제어 입력부에 커플링된 제어 신호 출력부를 포함하며,A control signal output coupled to the control input of the adjustable RF generator, 상기 제어 입력부는 상기 가변 DC 전원에 대한 전압 제어 입력부를 포함하는, 세정 시스템.And the control input includes a voltage control input for the variable DC power supply. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 조절가능한 RF 생성기는,The adjustable RF generator, 제어 신호 입력부 및 RF 신호 출력부를 가지는 발진기;An oscillator having a control signal input and an RF signal output; 상기 발진기의 출력부에 커플링된 출력 증폭기; 및An output amplifier coupled to the output of the oscillator; And 상기 출력 증폭기의 출력부와 상기 조절가능한 RF 생성기의 상기 출력부 사이에 커플링된 부하 네트워크를 포함하고,A load network coupled between the output of the output amplifier and the output of the adjustable RF generator, 상기 피드백 회로는,The feedback circuit, 상기 출력 증폭기의 양단에 커플링된 피크 전압 검출기; 및A peak voltage detector coupled across the output amplifier; And 제 2 비교기를 포함하며, A second comparator, 상기 제 2 비교기는,The second comparator, 상기 가변 DC 전원의 출력부에 커플링된 제 3 입력부;A third input coupled to an output of the variable DC power supply; 상기 피크 전압 검출기의 출력부에 커플링된 제 4 입력부; 및A fourth input coupled to an output of the peak voltage detector; And 상기 조절가능한 RF 생성기의 상기 제어 입력부에 커플링된 제 2 비교기 출력부를 포함하고, A second comparator output coupled to the control input of the adjustable RF generator, 상기 제어 입력부는 상기 발진기의 제어 신호 입력부를 포함하는, 세정 시스템.And the control input includes a control signal input of the oscillator. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 조절가능한 RF 생성기는,The adjustable RF generator, 주파수 제어 입력부 및 RF 신호 출력부를 가지는 발진기; 및An oscillator having a frequency control input and an RF signal output; And 상기 발진기의 RF 신호 출력부에 커플링된 RF 생성기 입력부를 포함하고, An RF generator input coupled to the RF signal output of the oscillator, 상기 피드백 회로는 전압 위상 검출기를 포함하며,The feedback circuit comprises a voltage phase detector, 상기 전압 위상 검출기는,The voltage phase detector, 상기 발진기의 상기 RF 신호 출력부에 커플링된 제 1 위상 입력부;A first phase input coupled to the RF signal output of the oscillator; 상기 조절가능한 RF 생성기의 출력부에 커플링된 제 2 위상 입력부; 및A second phase input coupled to an output of the adjustable RF generator; And 상기 조절가능한 RF 생성기의 상기 제어 입력부에 커플링된 주파수 제어 신호 출력부를 포함하며,A frequency control signal output coupled to said control input of said adjustable RF generator, 상기 제어 입력부는 상기 발진기의 주파수 제어 전압 입력부를 포함하는, 세정 시스템.And the control input comprises a frequency control voltage input of the oscillator. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 조절가능한 RF 생성기는,The adjustable RF generator, 공급 전압원;Supply voltage source; 제어 신호 입력부 및 RF 신호 출력부를 가지는 발진기;An oscillator having a control signal input and an RF signal output; 상기 발진기의 출력부에 커플링된 출력 증폭기; 및An output amplifier coupled to the output of the oscillator; And 상기 출력 증폭기의 출력부와 상기 조절가능한 RF 생성기의 상기 출력부 사이에 커플링된 부하 네트워크를 포함하며,A load network coupled between the output of the output amplifier and the output of the adjustable RF generator, 상기 피드백 회로는, The feedback circuit, 상기 출력 증폭기의 양단에 커플링된 피크 전압 검출기; 및A peak voltage detector coupled across the output amplifier; And 비교기 회로를 포함하고,Includes a comparator circuit, 상기 비교기 회로는,The comparator circuit, 상기 공급 전압원에 커플링된 제 1 입력부;A first input coupled to the supply voltage source; 상기 피크 전압 검출기의 출력부에 커플링된 제 2 입력부; 및A second input coupled to an output of the peak voltage detector; And 상기 조절가능한 RF 생성기의 상기 제어 입력부에 커플링된 비교기 출력부를 포함하며,A comparator output coupled to the control input of the adjustable RF generator, 상기 제어 입력부는 상기 발진기의 제어 신호 입력부를 포함하는, 세정 시스템.And the control input includes a control signal input of the oscillator. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 조절가능한 RF 생성기는,The adjustable RF generator, 주파수 제어 입력부 및 RF 신호 출력부를 가지는 발진기; 및An oscillator having a frequency control input and an RF signal output; And 상기 발진기의 RF 신호 출력부에 커플링된 RF 생성기 입력부를 포함하고,An RF generator input coupled to the RF signal output of the oscillator, 상기 피드백 회로는 전압 위상 검출기를 포함하며,The feedback circuit comprises a voltage phase detector, 상기 전압 위상 검출기는,The voltage phase detector, 상기 발진기의 상기 RF 신호 출력부에 커플링된 제 1 위상 입력부;A first phase input coupled to the RF signal output of the oscillator; 상기 조절가능한 RF 생성기의 출력부에 커플링된 제 2 위상 입력부; 및A second phase input coupled to an output of the adjustable RF generator; And 상기 조절가능한 RF 생성기의 상기 제어 입력부에 커플링된 주파수 제어 신호 출력부를 포함하며,A frequency control signal output coupled to said control input of said adjustable RF generator, 상기 제어 입력부는 상기 발진기의 주파수 제어 전압 입력부를 포함하는, 세정 시스템.And the control input comprises a frequency control voltage input of the oscillator. RF 생성기를 변환기의 순간 공진 주파수로 조절하는 방법으로서,A method of adjusting the RF generator to the instantaneous resonant frequency of a transducer, RF 입력 신호를 발진기로부터 상기 RF 생성기로 제공하는 단계;Providing an RF input signal from an oscillator to the RF generator; 상기 RF 생성기에 인가된 공급 전압을 측정하는 단계;Measuring a supply voltage applied to the RF generator; 상기 RF 생성기에서 피크 전압을 측정하는 단계;Measuring a peak voltage at the RF generator; 상기 피크 전압이 상기 공급 전압의 선택된 비율과 동일하지 않은 경우에, 주파수 제어 신호를 생성하는 단계; 및Generating a frequency control signal if the peak voltage is not equal to a selected ratio of the supply voltage; And 상기 주파수 제어 신호를 상기 발진기의 주파수 제어 입력부에 인가하는 단계를 포함하는, RF 생성기 조절 방법.Applying the frequency control signal to a frequency control input of the oscillator. 제 23 항에 있어서,The method of claim 23, wherein 상기 피크 전압을 측정하는 단계는, Measuring the peak voltage, 상기 RF 생성기에 포함되는 출력 증폭기 양단의 피크 전압을 측정하는 단계를 포함하는, RF 생성기 조절 방법.Measuring the peak voltage across the output amplifier included in the RF generator. 제 23 항에 있어서,The method of claim 23, wherein 상기 피크 전압 대 상기 공급 전압의 상기 선택된 비율은 3 대 1 과 6 대 1 사이의 범위와 동일한, RF 생성기 조절 방법. And said selected ratio of said peak voltage to said supply voltage is equal to a range between 3 to 1 and 6 to 1. 공급 전압원;Supply voltage source; 제어 신호 입력부 및 RF 신호 출력부를 가지는 발진기;An oscillator having a control signal input and an RF signal output; 상기 발진기의 출력부에 커플링된 입력부를 가지는 출력 증폭기;An output amplifier having an input coupled to an output of the oscillator; 상기 출력 증폭기의 출력부와 RF 생성기의 출력부 사이에 커플링된 부하 네트워크;A load network coupled between the output of the output amplifier and the output of an RF generator; 상기 출력 증폭기의 상기 출력부와 레퍼런스 전압 레일 사이에 커플링된 피크 전압 검출기; 및A peak voltage detector coupled between the output of the output amplifier and a reference voltage rail; And 비교기 회로를 구비하며,With a comparator circuit, 상기 비교기 회로는,The comparator circuit, 상기 공급 전압원에 커플링된 제 1 입력부;A first input coupled to the supply voltage source; 상기 피크 전압 검출기의 출력부에 커플링된 제 2 입력부; 및A second input coupled to an output of the peak voltage detector; And 상기 발진기의 제어 신호 입력부에 커플링된 비교기 출력부를 포함하는, RF 생성기.And a comparator output coupled to the control signal input of the oscillator. 제 26 항에 있어서,The method of claim 26, 공급 전압이 상기 피크 전압 검출기에 의해 출력되는 피크 전압의 선택된 비율과 동일하지 않을 경우에, 제어 신호가 상기 비교기 출력부로부터 출력되는, RF 생성기. If a supply voltage is not equal to a selected ratio of peak voltages output by the peak voltage detector, a control signal is output from the comparator output. 공급 전압원;Supply voltage source; 제어 전압 입력부 및 출력부를 가지는 전압 제어 발진기 (VCO);A voltage controlled oscillator (VCO) having a control voltage input and an output; 상기 VCO 의 출력부에 커플링된 출력 증폭기;An output amplifier coupled to the output of the VCO; 상기 출력 증폭기의 출력부와 RF 생성기의 출력부 사이에 커플링된 클래스-E 부하 네트워크;A Class-E load network coupled between the output of the output amplifier and the output of an RF generator; 상기 출력 증폭기의 양단에 커플링된 피크 전압 검출기;A peak voltage detector coupled across the output amplifier; 비교기 회로; 및Comparator circuits; And 상기 RF 생성기의 출력부에 커플링된 변환기를 구비하며,A transducer coupled to the output of the RF generator, 상기 비교기 회로는,The comparator circuit, 상기 공급 전압원에 커플링된 제 1 입력부;A first input coupled to the supply voltage source; 상기 피크 전압 검출기의 출력부에 커플링된 제 2 입력부; 및A second input coupled to an output of the peak voltage detector; And 상기 VCO 의 제어 전압 입력부에 커플링된 비교기 출력부를 포함하고, A comparator output coupled to a control voltage input of the VCO, 상기 피크 전압 검출기에 의해 출력되는 피크 전압에 대해, 공급 전압이 3.6 대 1 의 비율과 동일하지 않을 경우에, 상기 비교기 출력부로부터 제어 전압이 출력되는, RF 생성기.For a peak voltage output by the peak voltage detector, a control voltage is output from the comparator output when a supply voltage is not equal to a ratio of 3.6 to 1. RF 신호를 RF 생성기로부터 변환기로 인가하는 단계;Applying an RF signal from the RF generator to the converter; 상기 RF 신호의 제 1 전압을 측정하는 단계;Measuring a first voltage of the RF signal; 상기 제 1 전압을 소망하는 설정점 전압과 비교하는 단계; 및Comparing the first voltage with a desired set point voltage; And 가변 DC 전원의 출력 전압을 조절하도록 상기 가변 DC 전원에 제어 신호를 입력하는 단계를 포함하고,Inputting a control signal to the variable DC power source to adjust the output voltage of the variable DC power source, 상기 가변 DC 전원은 상기 RF 생성기에 DC 전력을 공급하는, 변환기에 대한 일정한 입력 전압 유지 방법.And the variable DC power supply supplies DC power to the RF generator. 제 29 항에 있어서,30. The method of claim 29, 상기 제 1 전압은 상기 변환기의 임피던스에 관한 함수이고, The first voltage is a function of the impedance of the transducer, 상기 변환기의 상기 임피던스는 상기 변환기와 타깃 사이의 거리가 변화함에 따라 변화하는, 변환기에 대한 일정한 입력 전압 유지 방법.And the impedance of the transducer changes as the distance between the transducer and the target changes. 제 29 항에 있어서,30. The method of claim 29, 상기 제 1 전압을 소망하는 설정점 전압과 비교하는 단계는, 제어 신호를 결정하는 단계를 포함하고, Comparing the first voltage with a desired set point voltage comprises determining a control signal, 상기 제어 신호는 상기 제 1 전압과 상기 소망하는 설정점 전압 사이의 차이와 대략 동일한, 변환기에 대한 일정한 입력 전압 유지 방법.And the control signal is approximately equal to the difference between the first voltage and the desired set point voltage. 변환기의 입력부에 커플링된 RF 출력부를 가지는 RF 생성기;An RF generator having an RF output coupled to an input of the converter; 제어 입력부, 및 상기 RF 생성기에 커플링된 DC 출력부를 가지는 가변 DC 전원; 및A variable DC power supply having a control input and a DC output coupled to the RF generator; And 비교기를 구비하며,Equipped with a comparator, 상기 비교기는,The comparator, 설정점 제어 신호에 커플링된 제 1 입력부;A first input coupled to the set point control signal; 상기 RF 생성기의 RF 출력부에 커플링된 제 2 입력부; 및A second input coupled to an RF output of the RF generator; And 상기 가변 DC 전원에 대한 전압 제어 입력부에 커플링된 제어 신호 출력부를 포함하는, 변환기 RF 소스.And a control signal output coupled to a voltage control input for the variable DC power supply. 메가소닉 세정 챔버의 메가소닉 변환기의 입력부에 커플링된 RF 출력부를 가지는 클래스-E RF 생성기;A Class-E RF generator having an RF output coupled to an input of a megasonic transducer of the megasonic cleaning chamber; 제어 입력부, 및 상기 클래스-E RF 생성기에 커플링된 DC 출력부를 가지는 가변 DC 전원; 및A variable DC power supply having a control input and a DC output coupled to the Class-E RF generator; And 비교기를 구비하며,Equipped with a comparator, 상기 비교기는, The comparator, 설정점 전압원에 커플링된 제 1 입력부;A first input coupled to the set point voltage source; 상기 클래스-E RF 생성기의 RF 출력부에 커플링된 제 2 입력부; 및A second input coupled to an RF output of the class-E RF generator; And 상기 가변 DC 전원에 대한 전압 제어 입력부에 커플링된 제어 신호 출력부를 포함하는, 변환기 RF 소스.And a control signal output coupled to a voltage control input for the variable DC power supply.
KR1020057014555A 2003-02-06 2003-12-23 Improved megasonic cleaning efficiency using auto-tuning of an rf generator at constant maximum efficiency KR101108901B1 (en)

Applications Claiming Priority (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/360,322 US6995067B2 (en) 2003-02-06 2003-02-06 Megasonic cleaning efficiency using auto-tuning of an RF generator at constant maximum efficiency
US10/360,322 2003-02-06
US10/359,765 2003-02-06
US10/360,316 US6998349B2 (en) 2003-02-06 2003-02-06 System, method and apparatus for automatic control of an RF generator for maximum efficiency
US10/360,320 US7033845B2 (en) 2003-02-06 2003-02-06 Phase control of megasonic RF generator for optimum operation
US10/360,320 2003-02-06
US10/360,316 2003-02-06
US10/359,765 US7053000B2 (en) 2003-02-06 2003-02-06 System, method and apparatus for constant voltage control of RF generator for optimum operation
PCT/US2003/041226 WO2004071938A2 (en) 2003-02-06 2003-12-23 Improved megasonic cleaning efficiency using auto- tuning of an rf generator at constant maximum efficiency

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050097992A KR20050097992A (en) 2005-10-10
KR101108901B1 true KR101108901B1 (en) 2012-02-20

Family

ID=32872957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057014555A KR101108901B1 (en) 2003-02-06 2003-12-23 Improved megasonic cleaning efficiency using auto-tuning of an rf generator at constant maximum efficiency

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP1590828A2 (en)
JP (1) JP4602773B2 (en)
KR (1) KR101108901B1 (en)
CN (1) CN100401479C (en)
AU (1) AU2003299889A1 (en)
TW (1) TWI292985B (en)
WO (1) WO2004071938A2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2270838B1 (en) * 2009-07-02 2019-06-12 IMEC vzw Method and apparatus for controlling optimal operation of acoustic cleaning
TWI490931B (en) * 2009-10-05 2015-07-01 Tokyo Electron Ltd Ultrasonic cleaning device, ultrasonic cleaning method, and recording medium that records computer program for executing the ultrasonic cleaning method
TWI716699B (en) * 2018-06-29 2021-01-21 施俊名 Ultrasonic frequency adjusting device for ultrasonic processing apparatus
CN110801160B (en) * 2018-08-06 2021-06-18 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 Control method and system of cooking device and cooking device
CN113578859A (en) * 2021-08-02 2021-11-02 史荃 Staggered phase difference frequency type ultrasonic online sterilization, crushing, stirring and cleaning method and equipment
CN113787050B (en) * 2021-09-27 2023-08-18 韶关市洁盟超声科技有限公司 Ultrasonic cleaner with controllable ultrasonic output waveform
CN116581067B (en) * 2023-07-12 2023-09-22 北京东方金荣超声电器有限公司 Control method of megasonic system based on wet processing of device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001346805A (en) 2000-06-09 2001-12-18 Olympus Optical Co Ltd Ultrasonic surgical instrument
JP2002543976A (en) 1999-05-13 2002-12-24 エフエスアイ インターナショナル インコーポレイテッド Method for cleaning microelectronic substrates using ultra-dilute cleaning solution

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6418229A (en) * 1987-07-14 1989-01-23 Oki Electric Ind Co Ltd Super-ultrasonic cleaning device
JP3112542B2 (en) * 1992-01-24 2000-11-27 オリンパス光学工業株式会社 Ultrasonic polishing equipment
US5339844A (en) * 1992-08-10 1994-08-23 Hughes Aircraft Company Low cost equipment for cleaning using liquefiable gases
US5601655A (en) * 1995-02-14 1997-02-11 Bok; Hendrik F. Method of cleaning substrates
US5931173A (en) * 1997-06-09 1999-08-03 Cypress Semiconductor Corporation Monitoring cleaning effectiveness of a cleaning system
EP1121752A4 (en) * 1998-10-14 2003-05-21 Delsys Pharmaceutical Corp Electrostatic sensing chuck using area matched electrodes
US6311702B1 (en) * 1998-11-11 2001-11-06 Applied Materials, Inc. Megasonic cleaner
US6228563B1 (en) * 1999-09-17 2001-05-08 Gasonics International Corporation Method and apparatus for removing post-etch residues and other adherent matrices
US20020049551A1 (en) * 2000-10-20 2002-04-25 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Method for differentiating between burdened and cracked ultrasonically tuned blades
US6623700B1 (en) * 2000-11-22 2003-09-23 Xerox Corporation Level sense and control system for biofluid drop ejection devices
US6503454B1 (en) * 2000-11-22 2003-01-07 Xerox Corporation Multi-ejector system for ejecting biofluids
US6713022B1 (en) * 2000-11-22 2004-03-30 Xerox Corporation Devices for biofluid drop ejection
US6706337B2 (en) * 2001-03-12 2004-03-16 Agfa Corporation Ultrasonic method for applying a coating material onto a substrate and for cleaning the coating material from the substrate

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002543976A (en) 1999-05-13 2002-12-24 エフエスアイ インターナショナル インコーポレイテッド Method for cleaning microelectronic substrates using ultra-dilute cleaning solution
JP2001346805A (en) 2000-06-09 2001-12-18 Olympus Optical Co Ltd Ultrasonic surgical instrument

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003299889A1 (en) 2004-09-06
WO2004071938A3 (en) 2004-12-29
JP4602773B2 (en) 2010-12-22
TW200421713A (en) 2004-10-16
EP1590828A2 (en) 2005-11-02
WO2004071938A2 (en) 2004-08-26
CN100401479C (en) 2008-07-09
TWI292985B (en) 2008-01-21
KR20050097992A (en) 2005-10-10
AU2003299889A8 (en) 2004-09-06
JP2006513844A (en) 2006-04-27
CN1759471A (en) 2006-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7909934B2 (en) Megasonic cleaning efficiency using auto-tuning of a RF generator at constant maximum efficiency
CN111029238B (en) Plasma processing apparatus and control method
US7292047B2 (en) High-frequency power source
US8568606B2 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method using same
KR102038642B1 (en) Plasma treatment apparatus
KR100347650B1 (en) Ultrasonic Cleaner
KR101028050B1 (en) Sputtering method and sputtering system
KR20150051897A (en) Plasma processing apparatus
KR101108901B1 (en) Improved megasonic cleaning efficiency using auto-tuning of an rf generator at constant maximum efficiency
KR950015563A (en) Plasma treatment apparatus and plasma treatment method
JP2006287817A (en) Microwave generating device, microwave supplying device, plasma treatment device and microwave generating method
JP2000049000A (en) Frequency adjusting device
JP7493428B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
CN103928283B (en) The method of the radio-frequency pulse power match of a kind of application of vacuum chamber and device thereof
KR101312298B1 (en) System and method of powering a sonic energy source and use of the same to process substrates
US7326581B2 (en) System, method and apparatus for automatic control of an RF generator for maximum efficiency
US7033845B2 (en) Phase control of megasonic RF generator for optimum operation
US7053000B2 (en) System, method and apparatus for constant voltage control of RF generator for optimum operation
JP4493896B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing stop method
JP3976480B2 (en) Plasma processing equipment
JP2000049146A (en) High-frequency plasma treatment method and apparatus for detecting termination of process
JP2004259983A (en) Device and method for ultrasonic cleaning
KR20030068615A (en) Equipment for sensing direct current voltage bias by supply radio frequency power of semiconductor product device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150106

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160108

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee