KR101371350B1 - Ｒｆ 플라즈마 시스템에서 각 소스로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 서로 다른 위상을 제어하는 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 RF 플라즈마 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히, RF 플라즈마 시스템에서 각 소스로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 서로 다른 위상을 능동적으로 제어하여 위상을 일치시키는 RF 플라즈마 시스템에서 서로 다른 위상을 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 서로 다른 위상을 제어하는 RF(Radio Frequency) 플라즈마 시스템에 있어서, 고출력 무선 주파수를 생성하는 적어도 하나의 고출력 무선 주파수 생성부와, 적어도 하나의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부와, 상기 발생된 적어도 하나의 플라즈마의 주파수의 위상을 검출하는 적어도 하나의 위상 검출부와, 상기 검출된 적어도 하나의 플라즈마의 주파수의 위상을 상기 생성된 적어도 하나의 고출력 무선 주파수의 위상을 기준값으로 하여 상기 검출된 플라즈마의 주파수의 위상을 보정하는 위상 제어부를 포함한다.

Description

ＲＦ 플라즈마 시스템에서 각 소스로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 서로 다른 위상을 제어하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING DISPARATE PHASE OVER A RF PLASMA SYSTEM}
본 발명은 RF 플라즈마 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히, RF 플라즈마 시스템에서 각 소스로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 서로 다른 위상을 능동적으로 제어하여 믈라즈마 주파수 위상을 일치시키는 RF 플라즈마 시스템에서 각 소스로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 서로 다른 위상을 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 또는 평판 디스플레이의 제조와 같은 플라즈마 공정 어플리케이션에서, RF 전력 생성기(RF power generator)는 플라즈마 챔버(plasma chamber)의 로드에 전압을 인가하고 넓은 범위의 주파수에 걸쳐 동작할 수 있다. 공정 플라즈마의 임피던스는 이 인가 전압의 주파수, 챔버 압력, 가스 조성, 및 타겟(target) 또는 기판 물질에 따라 달라질 수 있다. 결론적으로, 리액티브 임피던스 매칭 네트워크(reactive impedance matching network)는 일반적으로 RF 전력 생성기에 대하여 이상적인 로드로 챔버 임피던스를 변환하는데 사용된다.
다중 주파수(multiple frequency)는 RF 플라즈마 공정 시스템에 항상 존재한다. 이들 다른 주파수들은 기본 동작 주파수의 고조파(harminics)의 결과일 수 있다. 많은 어플리케이션에서, 다중 주파수는 동일 툴(tool) 상에서 동작하는, 분리된 전력 전달 시스템의 결과일 수 있다. 상업 플라즈마 공정 툴 상의 일반적인 구성은, 이에 한정되는 것은 아니지만, 13.56MHz-350kHz, 60MHz-2MHz, 및 27.12MHz-2MHz와 같은 듀얼 주파수 시스템을 포함한다. 다른 주파수가 존재하기 때문에, 하나의 주파수 범위 내에서 주로 동작하도록 설계된 컴포넌트에 부가적인 RF 회로를 제공하여 분리된 주파수에 의해 보이는 것처럼 종단 임피던스에 영향을 준다. 이 종단 임피던스를 제어하면 플라즈마 공정 내에서 2차 주파수의 전압 및 전류 컴포넌트의 제어 및 한정을 할 수 있게 된다. 2차 주파수를 종단하도록 의도되는 회로는 주요 동작 주파수 범위 내에서 컴포넌트의 성능에 악영향을 주지 않으면서 2차 주파수에 원하는 종단 임피던스를 제공한다.
그런데, 이러한 종류의 플라즈마 처리장치에서는 처리 챔버(chamber)내의 전극에 인가하는 고주파 전력의 값은 처리 챔버 내에서 발생하는 플라즈마 안정화에 중요한 요소로 되어 있다.
예를 들어, 종래 선행 기술인 미국특허 제4871421호에서는 고주파 전원과 상부전극 및 하부전극과의 사이에 2차측 코일의 센터탭을 접지한 트랜스를 설치하고 고주파 전원으로 부터의 고주파 전력을 위상이 180도 다른 50:50의 전력을 분배하고, 상부 전극과 하부 전극에 공급하도록 구성한 플라즈마 에칭장치가 개시되고 있다. 이러한 플라즈마 에칭장치에서는 상부 전극과 하부 전극과의 전위차를 이들 전극과 처리챔버 측벽좌의 전위차보다도 크게 할 수 있다. 이 때문에 플라즈마중의 전자가 챔버 측벽을 향하여 나는 것에 기인한 이상방전이 일어나는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 이러한 미국특허 제4871421호는 온도 변화에 따른 각 부재의 전기적 특성의 변화등의 요인으로 인해 실제 전력이 변동할 경우가 있고, 플라즈마의 안정화에 손상되어 결국 에칭처리의 정밀도를 저하시키는 문제점이 있다.
또한, 종래에는 증착 및 식각 공정의 증착, 식각률을 높이기 위해 동일한 주파수를 갖는 다수의 RF 생성기를 사용하게 되는데, 이 경우 공정 조건에 따라 변화하는 다수의 RF 생성기로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 위상을 간섭받지 않도록 제어되지 못했을 뿐만 아니라, 변화하는 각 소스로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 위상을 확인하고 제어하기 위해서는 단지 매뉴얼로 작동시키는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 RF 플라즈마 시스템에서 각 소스로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 서로 다른 위상을 능동적으로 제어하여 이들 주파수의 위상을 일치시키는 RF 플라즈마 시스템에서 서로 다른 위상을 제어하는 시스템 및 방법을 제공한다.
상술한 바를 달성하기 위한 본 발명은 각 소스로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 서로 다른 위상을 제어하는 RF(Radio Frequency) 플라즈마 시스템에 있어서, 고출력 무선 주파수를 생성하는 적어도 하나의 고출력 무선 주파수 생성부와, 적어도 하나의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부와, 상기 발생된 적어도 하나의 플라즈마의 주파수와 상기 생성된 고출력 무선 주파수를 이용하여 상기 적어도 하나의 플라즈마의 주파수 위상을 검출하는 위상 검출부와, 상기 검출된 적어도 하나의 플라즈마의 주파수의 위상을 상기 생성된 적어도 하나의 고출력 무선 주파수의 위상을 기준 값으로 하여 상기 검출된 플라즈마의 주파수의 위상을 보정하는 위상 제어부를 포함한다.
또한, 상술한 바를 달성하기 위한 본 발명은 RF(Radio Frequency) 플라즈마 시스템에서 각 소스로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 서로 다른 위상을 제어하는 방법에 있어서, 적어도 하나의 고출력 무선 주파수를 생성하는 과정과, 적어도 하나의 플라즈마를 발생시키는 과정과, 상기 발생된 적어도 하나의 플라즈마의 주파수의 위상을 검출하는 과정과, 상기 검출된 적어도 하나의 플라즈마의 주파수의 위상을 상기 생성된 적어도 하나의 고출력 무선 주파수의 위상에 변위하여 위상을 보정하는 과정을 포함한다.
본 발명은 RF 플라즈마 시스템에서 각 소스로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 서로 다른 위상을 능동적으로 제어하여 위상을 일치시킴으로써, 공정 조건에 따라 변화하는 플라즈마 주파수의 위상을 간섭받지 않도록 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 변화하는 플라즈마 주파수의 위상을 능동적으로 확인하고 제어할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 각 소스로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 서로 다른 위상을 제어하는 RF 플라즈마 시스템을 나타낸 블럭도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 시스템에서 플라즈마 주파수의 위상을 제어하는 위상 제어부의 상세 블록도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 RF 플라즈마 시스템에서 각 소스로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 서로 다른 위상을 제어하는 방법을 나타낸 순서도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 각 소스로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 서로 다른 위상을 제어하는 RF 플라즈마 시스템을 나타낸 블럭도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 각 소스로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 서로 다른 위상을 제어하는 RF 플라즈마 시스템은 고출력 무선 주파수를 생성하는 제1 및 제2 고출력 RF 생성부(110, 120)와, 상기 제1 고출력 생성부(110)로부터 출력된 무선 주파수를 정합하는 제1 RF 정합부(130)와, 플라즈마 발생부(170)의 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP) 발생장치(171)로부터 출력되는 플라즈마의 주파수의 위상을 검출하는 제1 위상 검출부(150)와, 상기 제2 고출력 생성부(120)로부터 출력된 무선 주파수를 정합하는 제2 RF 정합부(140)와, 플라즈마 발생부(170)의 축전결합 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma, CCP) 발생장치(172)로부터 출력되는 플라즈마의 주파수의 위상을 검출하는 제2 위상 검출부(160)와, 상기 제1 위상 검출부(150) 및 제2 위상 검출부(160)로부터 각각 출력되는 플라즈마 주파수의 서로 다른 위상을 제어하는 위상 제어부(180)를 포함한다.
상기 플라즈마 발생부(170)는 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP) 발생 장치(171)와 축전결합 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma, CCP) 발생 장치(172)를 포함하며, Etcher, suptter, CVD 장비 모두 etch 또는 침착률(Deposition rate)을 향상 시키기 위해서 다수의 동일 주파수를 갖는 장비가 포함될 수 있다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 각 소스로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 서로 다른 위상을 제어하는 RF 플라즈마 시스템을 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1 고출력 RF 생성부(110)는 고출력의 무선 주파수를 생성한다. 생성되는 무선 주파수는 13.56MHz가 있다. 그리고, 제2 고출력 RF 생성부(120)는 제1 고출력 RF 생성부(110)에서 생성되는 주파수와 동일한 주파수를 갖는 무선 주파수를 생성한다. 본 발명의 실시 예에서는 단지 2개의 고출력 RF 생성부에 대해서만 기술되었으나, 이는 단지 실시 예일 뿐, 본 발명에서는 2개 이상의 고출력 RF 생성부를 포함할 수 있다.
상기 제1 고출력 RF 생성부(110)에서 출력되는 고출력 무선 주파수는 제1 RF 정합부(130)로 입력되고, 제2 고출력 RF 생성부(130)에서 출력되는 고출력 무선 주파수는 제2 RF 정합부(140)로 입력된다. 상기 제1 RF 정합부(130)는 상기 플라즈마 발생부(170)의 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP) 발생 장치(171)의 임피던스와 다르기 때문에, 기 설정된 매칭 값에 따라 무선주파수의 위상이 변하게 된다. 또한, 상기 제2 RF 정합부(140)는 상기 플라즈마 발생부(170)의 축전결합 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma, CCP) 발생 장치(172)의 임피던스와 다르기 때문에, 기 설정된 매칭 값에 따라 무선주파수의 위상이 변하게 된다.
상기 제1 위상 검출부(150)는 상기 제1 RF 정합부(130)로부터 출력된 고출력 무선 주파수의 위상 결과와 상기 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP) 발생 장치(171)로부터 발생되는 플라즈마 주파수의 위상을 이용하여 출력되는 플라즈마 주파수의 위상을 검출하고, 제2 위상 검출부(160)는 제2 RF 정합부(140)로부터 출력된 고출력 무선 주파수의 위상 결과와 상기 축전결합 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma, CCP) 발생 장치(172)로부터 발생되는 플라즈마 주파수의 위상을 이용하여 출력되는 플라즈마 주파수의 위상을 검출한다. 이러한, 제1 및 제2 위상 검출부(150, 160)는 상기 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP) 발생 장치(171) 및 상기 축전결합 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma, CCP) 발생 장치(172)에서 출력되는 플라즈마 주파수의 위상을 디지털 신호로 변환한 후, 고속 디지털 신호 처리한다.
그리고, 이러한 과정에서 생성된 데이터를 위상 제어부(180)로 전송한다. 또한, 제1 및 제2 위상 검출부(150, 160) 각각은 플라즈마 챔버에 인가되는 고출력 무선 주파수 전력을 검출하여 원천대 신호를 커플링한 후, 왜곡 없는 신호를 읽어 들이는 감지 역할을 한다. 이러한, 제1 및 제2 위상 검출부의 구조는 Strip Line type 또는 Triodal Core type 등이 있다. 또한, 제1 및 제2 위상 검출부는 일정 대역을 통과시키는 Band Pass Filter가 내장되어 있다.
또한, 적어도 하나의 위상 검출부는 적어도 하나의 정합부 중 제1 정합부에서 출력된 고출력 무선 주파수의 결과와 유도 결합 플라즈마 발생 장치에서 발생되는 플라즈마 주파수의 위상을 이용하여 출력되는 플라즈마 주파수의 위상을 검출하고, 적어도 하나의 정합부 중 제2 정합부에서 출력된 고출력 무선 주파수의 결과와 축전결합 플라즈마 발생 장치에서 발생되는 플라즈마 주파수의 위상을 이용하여 출력되는 플라즈마 주파수의 위상을 검출한다.
그리고, 플라즈마 발생부(170)는 유도 결합 플라즈마 발생 장치(171)와 축전결합 플라즈마 발생 장치(172)를 포함할 뿐만 아니라, 또 다른 플라즈마 발생 장치(미도시)를 포함할 수 있다. 이러한, 플라즈마 발생부(170)에서 유도 결합 플라즈마 발생 장치(171)는 제1 전력이 인가되는 장치이며, 축전결합 플라즈마 발생 장치(172)는 제2 전력이 인가되는 장치이다. 이러한, 플라즈마 발생부(170)는 Etcher, sputter, CVD 장비 모두 etch 또는 침착률을 향상시키기 위해서 다수의 동일 주파수를 갖는 장치가 포함될 수 있다.
상기 위상 제어부(180)는 상기 유도 결합 플라즈마 발생 장치(171)와 축전결합 플라즈마 발생 장치(172)에서 출력되는 플라즈마 주파수의 위상을 제어한다. 이러한, 위상 제어부(180)는 능동형 위상 변위기(phase shifter)로서, 다수의 전력 인가시 채널 확장성을 갖는 능동형 위상 변위기이다. 즉, 위상 제어부(180)는 상기 유도 결합 플라즈마 발생 장치(171)와 축전결합 플라즈마 발생 장치(172)에서 출력되는 플라즈마 주파수의 위상과 상기 제1 및 제2 위상 검출부(150, 160)로부터 입력되는 무선주파수의 위상을 분석하여 제1 및 제2 위상 검출부(150, 160)로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 위상을 변위시킨다. 즉, 제1 및 제2 고출력 RF 생성부(110, 120)에서 출력되는 무선주파수의 위상을 기준값으로 하여, 제1 및 제2 위상 검출부(150, 160)에서 검출된 플라즈마 주파수의 위상을 상기 기준값에 매칭시킨다.
또한, 위상 제어부(180)는 각 채널의 위상을 3600 가변 가능하게 하는 장치이다. 이러한, 위상 제어부(180)의 구조는 다 채널용 13.56MHz 위상 변위기 IC 및 RF 손실로 인한 게인 증폭기가 내장되어 있다.
이러한, 위상 제어부(180)에 대해서는 도 2에서 보다 상세하게 후술한다.
본 발명의 실시 예에 따른 각 소스로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 서로 다른 위상을 제어하는 RF 플라즈마 시스템은 시스템 내에서 주파수 발생장치들을 동기화한다. 즉, 마스터 클럭인 위상 제어부(180)를 통해서 각각의 고주파 발생 장치가 슬레이브로 지정된다.
이와 같이, 각 소스의 임피던스, 또는 처리 가스의 특성에 따라 각각의 소스에서 출력되는 플라즈마 주파수에 대해 위상차가 발생하게 되는데, 이때 제1 및 제2 위상 검출부(150, 160)는 각각의 소스에서 출력되는 플라즈마 주파수의 위상을 읽어들여 디지털 값으로 변환하고, 위상 제어부(180)에게 전송한다. 상기 위상 제어부(180)는 각각의 위상 검출부를 동기화시켜 각 소스의 플라즈마 주파수의 위상을 분석하고, 동위상이 되도록 위상 가변(3600)을 제어한다. 즉, 각 소스로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 위상이 동위상이 될 때까지 각 소스로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 위상을 제어한다. 그리고, 동위상이 되면 가변을 정지한다. 이러한 피드팩 루프가 형성되기 때문에, 외부 요인에 의해 위상이 변하게 되면 자동으로 위상 보상이 이루어지게 된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 시스템에서 각 소스로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 위상을 제어하는 위상 제어부의 상세 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 실시 예에 따른 플라즈마 시스템에서 각 소스로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 위상을 제어하는 위상 제어부는 주파수 발생부(210)와, 위상 변위부(220)와, 출력 포트부(230)와, 위상 변위 신호처리부(240)를 포함한다.
상기 주파수 발생부(210)는 위상 제어부(180) 내부의 주파수를 발생하는 장치이다. 제1 및 제2 고출력 RF 생성부(110, 120)는 각각의 주파수 발생원이 존재하며, 주파수 오차를 갖고 있다. 또한, 이러한 고출력 RF 생성부가 외부 원인에 의해 OFF시 다시 출력되는 무선주파수의 위상을 보정해야 한다. 이런 경우, 이러한 주파수 발생부(210)내의 주파수 발생원이 마스터(master)가 되고, 나머지 발생원들은 이러한 발생원으로부터 주파수가 생성되어지는 슬레이브(slave) 구조를 갖는다. 즉, 전원의 ON/OFF 등으로 고출력 RF 생성부에서 출력되는 무선 주파수의 위상이 변하게 되는데, 이럴 경우 주파수 발생부(210)는 자신의 주파수 위상을 기준으로 한다. 이렇게 함으로써, 모든 고출력 무선 주파수 생성부는 슬레이브로 설정되면, 주파수 발생부(210)의 내부 주파수 발생원은 OFF된다. 그리고, 위상 변위부(220)는 출력 포트부(230)와 연결되며, 위상을 변위시킨다. 또한, 출력 포트부(230)는 적어도 하나 이상의 출력 포트를 구성하며, 다수의 무선 주파수 전력이 필요하게 되는 경우, 각 슬레이브에 전력을 공급하는 전력 출력 포트로 구성된다. 그리고, 상기 주파수 발생부(210) 및 위상 변위부(220)와 연결된 위상 변위 신호 처리부(240)는 제1 및 제2 위상 검출부(150, 160)에서 수신된 신호를 동기화시키고, 위상 데이터를 저장하고 그 차이만큼 보상할 수 있게 수신된 신호 주파수의 위상을 변위한다. 상기 위상 변위 신호 처리부(240)는 위상 정보를 디스플레이하고, 위상을 분석 처리하고, A/D 컨버팅 기능을 수행한다. 그리고, 제1 및 제2 위상 검출부(150, 160)에서 수신된 위상 정보를 A/D 컨버팅을 거쳐 신호처리 후, 간섭의 영향을 받지 않는 위상으로 위상 제어부를 D/A 컨버팅을 이용하여 제어한다. 이러한, 위상 변위 신호 처리부(240)의 구조는 MCU, 16bit ADC, DAC, RAM을 포함한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 RF 플라즈마 시스템에서 각 소스로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 서로 다른 위상을 제어하는 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 RF 플라즈마 시스템에서 각 소스로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 서로 다른 위상을 제어하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
적어도 하나의 고출력 무선 주파수를 생성한다(S310). 이와 같이, 생성된 고출력 무선 주파수의 위상은 서로 같을 수 있다. 그리고, 각각 생성된 고출력 무선 주파수는 정합된다.
그리고, 플라즈마 발생 장치에서는 적어도 하나의 플라즈마를 발생시킨다(S312). 상기 플라즈마 발생 장치는 적어도 하나의 플라즈마 발생장치가 포함되어 있다. 예를 들어, 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP) 발생 장치와 축전결합 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma, CCP) 발생 장치를 포함한다. 이는 단지 실시 예 일뿐, 본 발명에서는 더 많은 플라즈마 발생 장치를 포함할 수 있다. 그리고, 각각의 플라즈마 발생 장치에서 발생되는 플라즈마 주파수의 위상은 서로 같거나 다를 수 있다. 그리고, 적어도 하나 이상의 플라즈마가 발생되면, 상기 발생된 적어도 하나의 플라즈마 주파수의 위상을 검출한다(S314). 각 플라즈마 발생 장치의 임피던스가 다르기 때문에, 각 플라즈마 발생장치로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 위상이 변하게 된다. 이때, 각각의 플라즈마 주파수의 위상은 서로 다른 위상 검출부에서 검출된다. 위상 검출시, 각각의 위상 검출부는 해당 고출력 무선 주파수의 위상을 이용하여 검출한다. 그리고, 각 플라즈마 주파수의 위상이 검출되면, 검출된 위상을 디지털 신호로 변환한 후, 고속 디지털 신호처리 과정을 수행한다. 즉, 플라즈마 발생 장치에서 인가되는 무선 주파수 전력을 검출하여 원천대 신호를 커플링한 후, 왜곡없는 신호를 감지한다.
상기 적어도 하나의 플라즈마 주파수의 위상이 검출되면, 상기 검출된 적어도 하나의 플라즈마 주파수의 위상을 기준 주파수의 위상에 매칭시킨다(S316). 상기 기준 주파수의 위상은 고출력 무선 주파수의 위상 값이다. 보다 상세하게, 각각의 주파수 발생원은 주파수 오차를 갖을 수 있는데, 주로 외부 원인이거나, 전원의 ON/OFF로 인하여 발생된다. 이럴 경우, 주파수의 위상을 보정해야 한다. 위상 보정시, 주파수 발생원이 마스터가 되고, 나머지 발생원들을 슬레이브로 하여 주파수의 위상을 보정한다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110, 120:제1 및 제2 고출력 RF 생성부 130:제1 RF 정합부
170:플라즈마 발생부
171:유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP) 발생장치
150:제1 위상 검출부 140:제2 RF 정합부
172:축전결합 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma, CCP) 발생장치
160:제2 위상 검출부 180:위상 제어부

Claims (16)

  1. 각 소스로부터 출력되는 플라즈마 주파수의 서로 다른 위상을 제어하는 RF(Radio Frequency) 플라즈마 시스템에 있어서,
    고출력 무선 주파수를 생성하는 적어도 하나의 고출력 무선 주파수 생성부와,
    적어도 하나의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부와,
    상기 발생된 적어도 하나의 플라즈마의 주파수와 상기 생성된 고출력 무선 주파수를 이용하여 상기 적어도 하나의 플라즈마의 주파수 위상을 검출하는 위상 검출부와,
    상기 검출된 적어도 하나의 플라즈마의 주파수의 위상을 상기 생성된 적어도 하나의 고출력 무선 주파수의 위상을 기준 값으로 하여 상기 검출된 플라즈마의 주파수의 위상을 보정하는 위상 제어부를 포함하며,
    상기 위상 제어부는
    내부 주파수를 발생하는 주파수 발생부와,
    상기 발생된 내부 주파수의 위상을 변위시키는 위상 변위부와,
    상기 위상 변위부와 연결되며, 다수의 무선 주파수 전력이 필요한 경우, 각 슬레이브에 전력을 공급하는 적어도 하나 이상의 전력 출력 포트로 구성되는 출력 포트부와,
    상기 적어도 하나의 플라즈마의 주파수의 위상 검출부로부터 수신된 신호를 상기 생성된 적어도 하나의 고출력 무선 주파수와 위상 차이를 동기화시키기 위해 플라즈마의 주파수의 위상을 변위하는 위상 변위 처리부를 포함하는 RF 플라즈마 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서, 상기 위상 변위 처리부는
    상기 적어도 하나의 위상 검출부로부터 수신된 신호의 위상 정보를 디스플레이하고, 상기 위상을 분석하고, A/D 컨버팅을 수행하는 RF 플라즈마 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서, 상기 생성된 고출력 무선 주파수를 정합하는 적어도 하나의 정합부를 포함하는 RF 플라즈마 시스템.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 플라즈마 발생부는
    유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma)를 발생하는 장치와 축전결합 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma)를 발생하는 장치를 포함하는 RF 플라즈마 시스템.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 위상 검출부는
    상기 적어도 하나의 정합부 중 제1 정합부에서 출력된 무선주파수의 위상 결과와 상기 유도 결합 플라즈마 발생 장치에서 발생되는 플라즈마의 주파수의 위상을 이용하여 출력되는 플라즈마의 주파수의 위상을 검출하고, 상기 적어도 하나의 정합부 중 제2 정합부에서 출력된 결과와 상기 축전결합 플라즈마 발생 장치에서 발생되는 플라즈마의 주파수의 위상을 이용하여 출력되는 플라즈마의 주파수의 위상을 검출하는 RF 플라즈마 시스템.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 위상 제어부는
    상기 적어도 하나의 위상 검출부로부터 입력된 각 채널의 위상을 3600 가변 가능하게 하는 플라즈마 시스템.
  10. RF(Radio Frequency) 플라즈마 시스템에서 서로 다른 플라즈마의 주파수의 위상을 제어하는 방법에 있어서,
    적어도 하나의 고출력 무선 주파수를 생성하는 과정과,
    적어도 하나의 플라즈마를 발생시키는 과정과,
    상기 발생된 적어도 하나의 플라즈마와 상기 생성된 고출력 무선 주파수를 이용하여 상기 적어도 하나의 플라즈마의 주파수의 위상을 검출하는 과정과,
    상기 검출된 적어도 하나의 플라즈마의 주파수의 위상을 상기 생성된 적어도 하나의 고출력 무선 주파수의 위상을 기준값으로 하여 상기 검출된 플라즈마의 주파수의 위상을 보정하는 과정을 포함하는 서로 다른 플라즈마의 주파수의 위상을 제어하는 방법.
  11. 삭제
  12. 제10 항에 있어서, 상기 위상 보정 과정은
    상기 RF 플라즈마 시스템에서 내부 주파수를 발생시키는 과정과,
    상기 발생된 내부 주파수의 위상을 변위시키는 제1 과정과,
    상기 검출된 적어도 하나의 플라즈마의 주파수의 위상과 상기 생성된 적어도 하나의 고출력 무선 주파수의 위상의 차이를 동기화시키기 위해 상기 검출된 적어도 하나의 플라즈마의 주파수의 위상을 변위하는 제2 과정을 포함하는 서로 다른 플라즈마의 주파수의 위상을 제어하는 방법.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 제2 과정은
    상기 검출된 적어도 하나의 플라즈마의 주파수의 위상을 분석하여 디스플레이하고, A/D 컨버팅을 수행하는 과정을 더 포함하는 서로 다른 플라즈마의 주파수의 위상을 제어하는 방법.
  14. 삭제
  15. 제10 항에 있어서, 상기 생성된 고출력 무선 주파수를 적어도 하나의 정합부가 정합하는 과정을 더 포함하는 서로 다른 플라즈마의 주파수의 위상을 제어하는 방법.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 검출 과정은
    상기 적어도 하나의 정합부 중 제1 정합부에서 출력된 무선주파수의 위상 결과와 상기 발생된 적어도 하나의 플라즈마 중 유도 결합 플라즈마의 주파수의 위상을 이용하여 출력되는 플라즈마의 주파수의 위상을 검출하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 정합부 중 제2 정합부에서 출력된 무선주파수의 위상 결과와 상기 발생된 적어도 하나의 플라즈마 중 축전 결합 플라즈마의 주파수의 위상을 이용하여 출력되는 플라즈마의 주파수의 위상을 검출하는 과정을 포함하는 서로 다른 플라즈마의 주파수의 위상을 제어하는 방법.
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