KR102064337B1 - Impedance matching apparatus of semicondutor manufacturing system - Google Patents

Impedance matching apparatus of semicondutor manufacturing system Download PDF

Info

Publication number
KR102064337B1
KR102064337B1 KR1020190128222A KR20190128222A KR102064337B1 KR 102064337 B1 KR102064337 B1 KR 102064337B1 KR 1020190128222 A KR1020190128222 A KR 1020190128222A KR 20190128222 A KR20190128222 A KR 20190128222A KR 102064337 B1 KR102064337 B1 KR 102064337B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
unit
impedance
core
cooling pipe
Prior art date
Application number
KR1020190128222A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
구자훈
Original Assignee
구자훈
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
Application filed by 구자훈 filed Critical 구자훈
Priority to KR1020190128222A priority Critical patent/KR102064337B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102064337B1 publication Critical patent/KR102064337B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H01J37/32183—Matching circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32522—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/04—Coupling devices of the waveguide type with variable factor of coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/38—Impedance-matching networks
    • H03H7/40—Automatic matching of load impedance to source impedance

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

The present invention relates to an impedance matching device of a semiconductor manufacturing system to constantly maintaining the sensing characteristics of a core for sensing high frequency power and improving the performance of a matching unit to make quick response to an impedance change. The impedance matching device comprises: an RF generator (100) generating high frequency power to output the high frequency power through a transmission line (200); a sensing unit (102) sensing the high frequency power; a matching unit (106) matching output impedance of the RF generator (100) and input impedance of a chamber (108) with variable impedance; and a control unit (104) controlling the matching unit (106) to be matched with the variable impedance in response to the magnitude of a reflected wave detected from the sensing unit (102).

Description

반도체 제조 시스템의 임피던스 정합 장치{IMPEDANCE MATCHING APPARATUS OF SEMICONDUTOR MANUFACTURING SYSTEM}Impedance matching device for semiconductor manufacturing system {IMPEDANCE MATCHING APPARATUS OF SEMICONDUTOR MANUFACTURING SYSTEM}

본 발명은 반도체 제조 시스템의 임피던스 정합 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고주파 전력을 감지하는 코어의 감지 특성을 일정하게 유지시키며 정합부의 성능을 개선하여 임피던스 변화에 신속한 대처가 이루어지도록 하는 반도체 제조 시스템의 임피던스 정합 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an impedance matching device of a semiconductor manufacturing system, and more particularly, to a semiconductor manufacturing system which maintains a constant sensing characteristic of a core for sensing high frequency power and improves the performance of the matching unit so that rapid response to impedance changes can be achieved. Relates to an impedance matching device.

일반적으로, RF 제너레이터(RF generator)에 연결되는 반도체 공정을 위한 챔버를 포함하는 부하 사이에는 RF 제너레이터와 챔버간의 임피던스 특성을 일치시키도록 하는 임피던스 정합 장치가 제공된다.In general, an impedance matching device is provided for matching an impedance characteristic between an RF generator and a chamber between a load including a chamber for a semiconductor process connected to an RF generator.

도 1을 참조하면, 임피던스 정합 장치는 RF 제너레이터(10), 감지부(12), 제어부(14) 및 정합부(106)를 포함한다.Referring to FIG. 1, an impedance matching device includes an RF generator 10, a sensing unit 12, a control unit 14, and a matching unit 106.

RF 제너레이터(100)는 고주파 전력을 발생시켜 전송 선로(20)를 통하여 출력시키고, 감지부(102)는 RF 제너레이터(10)로부터의 고주파 전력을 감지하여 반사파의 크기를 검출하여 제어부(14)로 전송한다.The RF generator 100 generates high frequency power and outputs it through the transmission line 20, and the detector 102 detects the high frequency power from the RF generator 10 and detects the magnitude of the reflected wave to the controller 14. send.

또한, 정합부(16)는 RF 제너레이터(10)의 출력 임피던스와 챔버(18)의 입력 임피던스를 정합시키기 위한 복수의 가변 소자들로 이루어진다.The matching unit 16 also includes a plurality of variable elements for matching the output impedance of the RF generator 10 with the input impedance of the chamber 18.

또한, 제어부(14)는 감지부(12)로부터 전송된 감지 신호를 통하여 반사파의 크기를 검출하고, 출력 임피던스와 입력 임피던스가 정합되도록 검출 결과에 따라 정합부(16)의 가변 소자를 변화시킨다.In addition, the control unit 14 detects the magnitude of the reflected wave through the detection signal transmitted from the sensing unit 12 and changes the variable element of the matching unit 16 according to the detection result such that the output impedance and the input impedance are matched.

이러한 정합 과정은 출력 임피던스와 입력 임피던스가 정합될 때까지 반복적으로 수행된다.This matching process is iteratively performed until the output impedance matches the input impedance.

특히, 감지부(12)는 고주파 전력을 감지하기 위하여 전송 선로(20)가 코어(22)의 중심을 관통하여 형성되는 구조를 가지는데, 이러한 코어(22)의 표면에는 에나멜선이 감겨져 있다. 따라서, 고주파 전력이 전송 선로(20)를 통하여 전송되는 과정에서 에나멜선에 의해 유도 전류가 발생되고, 발생된 유도 전류는 전송 선로(20)에 물리적으로 연결된 감지부(12)의 감지 회로부(24)에 의해 검출된다.In particular, the sensing unit 12 has a structure in which the transmission line 20 penetrates through the center of the core 22 in order to detect high frequency power, and an enamel wire is wound on the surface of the core 22. Therefore, an induction current is generated by the enamel line in the process of transmitting high frequency power through the transmission line 20, and the induced current is sensed circuit part 24 of the sensing unit 12 physically connected to the transmission line 20. Is detected by

즉, 감지부(12)는 코어(22)에 의해 유도된 전류를 통하여 반사파의 크기를 감지한다. 그러나, RF 제너레이터(10)로부터 출력된 고주파 전력의 크기가 증가할 경우, 유도 전류 또한 커지게 되며, 결과적으로 코어(22)로부터 많은 열이 발생된다. 이 경우, 유도 전류가 정상적으로는 반사파의 크기에 비례하여 증가하여야 하나, 열에 의해 반사파의 크기에 비례하지 않을 수 있다. 다시 말해서, 감지부(12)의 감지 특성에 왜곡이 발생될 수 있었다.That is, the detector 12 detects the magnitude of the reflected wave through the current induced by the core 22. However, when the magnitude of the high frequency power output from the RF generator 10 increases, the induced current also increases, and as a result, a lot of heat is generated from the core 22. In this case, the induced current should normally increase in proportion to the magnitude of the reflected wave, but may not be proportional to the magnitude of the reflected wave by heat. In other words, distortion may occur in the sensing characteristic of the sensing unit 12.

또한, 전송 선로(20)를 코어(22)의 중심에 통과시키기 위하여 일반적으로 코어(22)를 실리콘을 이용하여 고정시킨다. 그러나, 코어(22)의 온도가 올라가면 실리콘이 녹게 되며, 그 결과 코어(22)가 고정되지 못하게 되어 임피던스 정합 과정에서 코어(22)의 중심이 움직일 수 있었으며, 따라서 감지 특성이 변하여 임피던스 정합이 원활하게 이루어지지 못할 수도 있었다.In addition, in order to pass the transmission line 20 to the center of the core 22, the core 22 is generally fixed using silicon. However, when the temperature of the core 22 rises, the silicon melts, and as a result, the core 22 is not fixed, and thus the center of the core 22 may move in the impedance matching process. Accordingly, the sensing characteristic is changed to smoothly match the impedance. Could not have been done.

등록특허 제10-0754780호Patent Registration No. 10-0754780 공개번호 제10-2005-0113797호Publication No. 10-2005-0113797 공개특허 제10-2009-0067301호Patent Publication No. 10-2009-0067301

따라서, 본 발명은 상기 문제점들을 감안한 것으로서, 본 발명의 목적은 고주파 전력을 감지하는 코어의 감지 특성을 일정하게 유지시키며 정합부의 성능을 개선하여 임피던스 변화에 신속한 대처가 이루어지도록 하는 반도체 제조 시스템의 임피던스 정합 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to maintain a constant sensing characteristic of a core for sensing high frequency power and to improve the performance of a matching part so that the impedance of the semiconductor manufacturing system can be quickly responded to the impedance change. It is to provide a matching device.

본 발명의 일 측면에 따르면, 반도체 제조 시스템의 임피던스 정합 장치에 있어서, 고주파 전력을 발생시켜 전송 선로(200)를 통하여 출력하는 RF 제너레이터(100); 고주파 전력을 감지하기 위하여, 전송 선로(200)가 관통하여 형성되는 코어(202)와, 코어(202)에 의해 유도된 전류를 통해 반사파의 크기를 감지하는 감지 회로부(204)와, 코어(202)의 온도변화를 검출하는 온도센서(206)와, 온도센서(206)에 의해 측정된 코어(202)의 온도가 소정 온도 이상이 되면 코어(202)를 냉각시키도록 작동하는 펠티어 소자(208)를 포함하는 감지부(102)로서, 상기 펠티어 소자(208)는 일측에서 상기 코어(202)와 접촉하고 타측에서 냉각파이프(210)와 접촉하는, 상기 감지부(102); RF 제너레이터(100)의 출력 임피던스와 챔버(108)의 입력 임피던스를 가변임피던스 정합시키기 위한 정합부(106); 및 감지부(102)로부터 검출된 반사파의 크기에 대응하여 가변임피던스 정합이 되도록 정합부(106)를 제어하는 제어부(104)를 포함하고, 냉각파이프(210)의 온도를 계산하는 온도 계산부(203); 냉각파이프(210)의 온도가 기설정된 임계 온도를 초과하는 경우 냉각파이프(210)의 온도를 상기 임계 온도로 감소시키는 데 요구되는 냉각수의 유량을 계산하는 유량 계산부(204); 및 상기 계산된 냉각수의 유량이 기설정된 냉각수의 유량보다 큰 경우 유량 밸브(206)를 제어하여 상기 계산된 냉각수의 유량을 냉각파이프(210)에 공급하는 밸브 제어부(205)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, an impedance matching device of a semiconductor manufacturing system, comprising: an RF generator 100 generating high frequency power and outputting the same through a transmission line 200; In order to sense the high frequency power, the core 202 through which the transmission line 200 is formed, the sensing circuit unit 204 for sensing the magnitude of the reflected wave through the current induced by the core 202, and the core 202. A temperature sensor 206 for detecting a temperature change of the PEL 202 and a Peltier element 208 that operates to cool the core 202 when the temperature of the core 202 measured by the temperature sensor 206 is equal to or higher than a predetermined temperature. As the sensing unit 102, the Peltier element 208 is in contact with the core 202 on one side and the cooling pipe 210 on the other side, the sensing unit 102; A matching unit 106 for variable impedance matching the output impedance of the RF generator 100 and the input impedance of the chamber 108; And a control unit 104 which controls the matching unit 106 to achieve variable impedance matching in response to the magnitude of the reflected wave detected from the sensing unit 102, and includes a temperature calculating unit calculating a temperature of the cooling pipe 210 ( 203); A flow rate calculator 204 for calculating a flow rate of the cooling water required to reduce the temperature of the cooling pipe 210 to the threshold temperature when the temperature of the cooling pipe 210 exceeds a preset threshold temperature; And a valve controller 205 for controlling the flow rate valve 206 to supply the calculated flow rate of the cooling water to the cooling pipe 210 when the calculated flow rate of the cooling water is greater than the preset flow rate of the cooling water. It is done.

삭제delete

그리고, 냉각파이프(210)의 온도는, 냉각파이프(210)와 펠티어 소자(208)의 일면이 접촉하는 부위의 온도 및 냉각수가 흐르는 냉각파이프(210)의 유로에 설치된 센서를 통해 측정한 냉각수의 온도에 기초하여 계산되는 값인 것을 특징으로 한다.In addition, the temperature of the cooling pipe 210 is the temperature of the portion where the surface of the cooling pipe 210 and the Peltier element 208 contact and the temperature of the cooling water measured by the sensor installed in the flow path of the cooling pipe 210 through which the cooling water flows. Characterized in that the value is calculated based on the temperature.

또한, 상기 정합부(106)는, 구동모터(M1)에 의해 조정되는 가변 캐패시터(C1)와 구동모터(M2)에 의해 조정되는 가변 캐패시터(C2)를 포함하는 1차 정합 유닛; 및 하나의 분기가 직렬로 연결된 스위치(S1)와 고정 캐패시터(C3)를 포함하고 다른 분기가 직렬로 연결된 스위치(S2)와 고정 캐패시터(C4)를 포함하는 2차 정합 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the matching unit 106, the primary matching unit including a variable capacitor (C1) adjusted by the drive motor (M1) and a variable capacitor (C2) adjusted by the drive motor (M2); And a secondary matching unit including a switch S1 and a fixed capacitor C3 in which one branch is connected in series, and a switch S2 and a fixed capacitor C4 in series with another branch. do.

그리고, 구동모터(M1) 또는 구동모터(M2)의 작동시간을 측정하는 작동시간 측정부(105)를 더 포함하며, 제어부(104)는 구동모터(M1) 또는 구동모터(M2)의 교체 데이터 임계값에 대응하는 최대 사용시간에서 작동시간 측정부(105)로부터 마지막으로 수신한 작동시간을 감산하여 구동모터(M1) 또는 구동모터(M2)의 잔여 수명시간을 계산하는 것을 특징으로 한다.The apparatus further includes an operation time measuring unit 105 for measuring an operating time of the driving motor M1 or the driving motor M2, and the controller 104 replaces data of the driving motor M1 or the driving motor M2. The remaining operating time of the driving motor M1 or the driving motor M2 is calculated by subtracting the last operating time received from the operating time measuring unit 105 at the maximum using time corresponding to the threshold.

본 발명에 의하면, 고주파 전력을 감지하는 코어의 온도가 소정 온도 이상이 되는 경우에, 펠티어 소자에 의해 코어를 충분히 냉각시키도록 구성함으로써 코어의 감지 특성이 항상 일정하게 유지되도록 하여 임피던스 정합이 원활하게 이루어지도록 하는 효과가 있다.According to the present invention, when the temperature of the core for sensing high frequency power becomes higher than a predetermined temperature, the Peltier element is configured to sufficiently cool the core so that the sensing characteristics of the core are always kept constant so that impedance matching is smoothly performed. It has the effect of making it happen.

또한, 정합부가 1차 및 2차 정합 유닛으로 구성되어 임피던스 변화에 신속한 대처가 이루어지도록 하는 부수적인 효과가 있다.In addition, there is a side effect that the matching unit is composed of the primary and secondary matching unit to quickly cope with the impedance change.

도 1은 일반적인 임피던스 정합 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 정합 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 펠티어 소자의 냉각 구성을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating a general impedance matching device.
2 is a diagram illustrating an impedance matching device according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a cooling configuration of the Peltier device of FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you. Like numbers refer to like elements in the figures.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 정합 장치를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating an impedance matching device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시예의 임피던스 정합 장치는 RF 제너레이터(100), 감지부(102), 제어부(104), 정합부(106) 및 챔버(108)를 포함한다.2, the impedance matching device of the present embodiment includes an RF generator 100, a detector 102, a controller 104, a matcher 106, and a chamber 108.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 임피던스 정합 장치는 반도체 제조 공정 및 LCD 제조 공정에서 고주파 플라즈마를 이용하는 공정에 사용되는 장치로서, RF 제너레이터(100)로부터 출력된 고주파 전력이 손실없이 챔버(108)로 제공되도록 RF 제너레이터(100)의 출력 임피던스와 챔버(108)의 입력 임피던스를 정합시킨다.According to an embodiment of the present invention, the impedance matching device is a device used for a process using a high frequency plasma in a semiconductor manufacturing process and an LCD manufacturing process, the high frequency power output from the RF generator 100 to the chamber 108 without loss Match the output impedance of the RF generator 100 with the input impedance of the chamber 108 to be provided.

RF 제너레이터(100)는 고주파 전력을 발생시키고, 발생된 고주파 전력을 정합부(106)를 통하여 챔버(108)로 제공한다. 이 경우, RF 제너레이터(100)의 출력 임피던스와 챔버(108)의 입력 임피던스가 정합된 경우에는, RF 제너레이터(100)로부터 출력된 고주파 전력이 챔버(108)로 손실없이 전달된다. 그러나, 실질적으로 출력 임피던스와 입력 임피던스가 여러가지 원인에 의해 다른 경우가 많으며, 결과적으로 고주파 전력이 챔버(108)로 전부 전달되지 않고 반사파가 발생되어 손실된다. 따라서, 이러한 반사파를 최소로 줄이기 위하여 출력 임피던스와 입력 임피던스를 정합시킬 필요가 있다.The RF generator 100 generates high frequency power and provides the generated high frequency power to the chamber 108 through the matching unit 106. In this case, when the output impedance of the RF generator 100 and the input impedance of the chamber 108 match, the high frequency power output from the RF generator 100 is transferred to the chamber 108 without loss. However, in practice, the output impedance and the input impedance are often different due to various reasons, and as a result, high frequency power is not entirely transmitted to the chamber 108, and reflected waves are generated and lost. Therefore, it is necessary to match the output impedance with the input impedance in order to reduce such reflected waves to a minimum.

감지부(102)는 RF 제너레이터(100)로부터 출력된 고주파 전력을 감지한다. 상세하게는, 감지부(102)는 고주파 전력을 감지하기 위하여 전송 선로(200)가 코어(202)의 중심을 관통하여 형성되는 구조를 가지는데, 이러한 코어(202)의 표면에는 에나멜선이 감겨져 있다. 따라서, 고주파 전력이 전송 선로(200)를 통하여 전송되는 과정에서 에나멜선에 의해 유도 전류가 발생되고, 발생된 유도 전류는 전송 선로(200)에 물리적으로 연결된 감지 회로부(204)에 의해 검출된다.The detector 102 detects the high frequency power output from the RF generator 100. In detail, the sensing unit 102 has a structure in which the transmission line 200 penetrates the center of the core 202 in order to detect high frequency power, and an enamel wire is wound around the surface of the core 202. have. Therefore, an induction current is generated by the enamel line in the process of transmitting the high frequency power through the transmission line 200, and the generated induction current is detected by the sensing circuit unit 204 physically connected to the transmission line 200.

특히, 감지부(102)는 RF 제너레이터(100)로부터 출력된 고주파 전력의 크기가 증가할 경우, 유도 전류 또한 커지게 되며, 결과적으로 코어(202)로부터 많은 열이 발생될 수 있다. 이 경우, 유도 전류가 정상적으로는 반사파의 크기에 비례하여 증가하여야 하나, 열에 의해 반사파의 크기에 비례하지 않을 수 있다. 다시 말해서, 감지부(102)의 감지 특성에 왜곡이 발생될 수 있었다.In particular, when the magnitude of the high frequency power output from the RF generator 100 increases, the sensing unit 102 also increases the induced current, and as a result, a large amount of heat may be generated from the core 202. In this case, the induced current should normally increase in proportion to the magnitude of the reflected wave, but may not be proportional to the magnitude of the reflected wave by heat. In other words, distortion may occur in the sensing characteristics of the detector 102.

본 발명에서는 이러한 감지부(102)의 감지 특성 왜곡의 문제점을 해결하기 위해, 감지부(102)의 코어(202)로부터 발생되는 열로 인한 온도를 검출할 수 있는 온도센서(206)와, 온도센서(206)에 의해 측정된 코어(202)의 온도가 소정 온도 이상이 되는 경우에, 코어(202)를 충분히 냉각시키도록 하는 펠티어 소자(208)가 추가로 제공될 수 있다.In the present invention, in order to solve the problem of the detection characteristic distortion of the sensing unit 102, the temperature sensor 206 and the temperature sensor that can detect the temperature due to heat generated from the core 202 of the sensing unit 102 If the temperature of the core 202 measured by 206 is above a predetermined temperature, a Peltier element 208 may be further provided to sufficiently cool the core 202.

이러한 펠티어 소자(208)는 코어(202)의 충분한 냉각을 가능하게 하며, 그결과 코어(202)의 감지 특성이 항상 일정하게 유지되도록 하여 임피던스 정합이 원활하게 이루어지도록 한다.This Peltier element 208 allows for sufficient cooling of the core 202, thereby ensuring that the sensing characteristics of the core 202 are kept constant at all times to facilitate impedance matching.

일반적으로, 펠티어 소자(208)는 2종류의 금속 접합부에 전류를 통하게 하면, 한쪽의 금속으로부터 다른 한쪽으로 열이 이동하는 '펠티에 효과'를 이용한 소자로서, 양단에 전압을 인가하면 열이 흡열부에서 발열부로 이동하게 된다. 따라서, 시간이 경과함에 따라 흡열부는 온도가 떨어지고 발열부는 온도가 상승하게 된다.In general, the Peltier element 208 is a device using the Peltier effect, in which heat is transferred from one metal to another when a current flows through two kinds of metal junctions, and heat is absorbed when a voltage is applied at both ends. Will move to the heating unit. Thus, as time passes, the temperature of the heat absorbing portion decreases and the temperature of the heat generating portion increases.

도 3은 도 2의 펠티어 소자의 냉각 구성을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a cooling configuration of the Peltier device of FIG.

도 3을 참조하면, 펠티어 소자(208)는 일측에서 상기 코어(202)와 접촉하고 타측에서 냉각파이프(210)와 접촉하게 배치될 수 있다.Referring to FIG. 3, the Peltier element 208 may be disposed in contact with the core 202 on one side and in contact with the cooling pipe 210 on the other side.

또한, 펠티어 소자(208)의 냉각 구성의 효율을 증진시킬 목적으로, 냉각파이프(210)의 온도를 계산하는 온도 계산부(203); 냉각파이프(210)의 온도가 기설정된 임계 온도를 초과하는 경우 냉각파이프(210)의 온도를 상기 임계 온도로 감소시키는 데 요구되는 냉각수의 유량을 계산하는 유량 계산부(204); 및 상기 계산된 냉각수의 유량이 기설정된 냉각수의 유량보다 큰 경우 유량 밸브(206)를 제어하여 상기 계산된 냉각수의 유량을 냉각파이프(210)에 공급하는 밸브 제어부(205)를 포함할 수 있다. 여기서, 냉각파이프(210)의 온도는, 냉각파이프(210)와 펠티어 소자(208)의 일면이 접촉하는 부위의 온도 및 냉각수가 흐르는 냉각파이프(210)의 유로에 설치된 센서(예: 온도감지센서)를 통해 측정한 냉각수의 온도에 기초하여 계산되는 값일 수 있다.In addition, the temperature calculation unit 203 for calculating the temperature of the cooling pipe 210 for the purpose of improving the efficiency of the cooling configuration of the Peltier element 208; A flow rate calculator 204 for calculating a flow rate of the cooling water required to reduce the temperature of the cooling pipe 210 to the threshold temperature when the temperature of the cooling pipe 210 exceeds a preset threshold temperature; And a valve controller 205 for controlling the flow rate valve 206 to supply the calculated flow rate of the cooling water to the cooling pipe 210 when the calculated flow rate of the cooling water is greater than the preset flow rate of the cooling water. Here, the temperature of the cooling pipe 210 is a sensor (for example, a temperature sensing sensor) installed in the flow path of the cooling pipe 210 and the temperature of the portion where the cooling pipe 210 and one surface of the Peltier element 208 contact and the cooling water flows. It may be a value calculated based on the temperature of the cooling water measured through).

코어(202)와 펠티어 소자(208)의 일면이 접촉하는 부위에서는 열을 흡수하는 흡열작용이 발생되고, 냉각파이프(210)와 펠티어 소자(208)의 일면이 접촉하는 부위에서는 냉각파이프(210)로 열을 방출하는 발열작용이 발생된다.An endothermic action that absorbs heat occurs at a portion where the core 202 and one surface of the Peltier element 208 contact each other, and a cooling pipe 210 at a portion where the cooling pipe 210 and one side of the Peltier element 208 contact. Exothermic action is generated to release heat.

냉각파이프(210)의 직경은 코어(202)의 표면적이나 펠티어 소자(208)의 표면적에 따라 결정될 수 있다.The diameter of the cooling pipe 210 may be determined according to the surface area of the core 202 or the surface area of the Peltier element 208.

다시, 도 2를 참조하면, 정합부(106)는 RF 제너레이터(100)의 출력 임피던스와 챔버(108)의 입력 임피던스를 가변임피던스 정합시키기 위해 1차 정합 유닛(106-1) 및 2차 정합 유닛(106-2)을 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 2, the matching section 106 matches the primary impedance unit 106-1 and the secondary matching unit to variably match the output impedance of the RF generator 100 with the input impedance of the chamber 108. (106-2).

1차 정합 유닛(106-1)은 구동모터(M1)에 의해 조정되는 가변 캐패시터(C1)와, 구동모터(M2)에 의해 조정되는 가변 캐패시터(C2)를 포함할 수 있다.The primary matching unit 106-1 may include a variable capacitor C1 adjusted by the driving motor M1 and a variable capacitor C2 adjusted by the driving motor M2.

2차 정합 유닛(106-2)은 2 개의 분기들을 포함할 수 있는 데, 하나의 분기는 직렬로 연결된 스위치(S1)와 고정 캐패시터(C3)를 포함하고, 다른 분기는 직렬로 연결된 스위치(S2)와 고정 캐패시터(C4)를 포함한다. 여기서, 스위치(S1, S2)는 다이오드 또는 릴레이와 같은 전자 스위치를 포함할 수 있다.The secondary matching unit 106-2 may include two branches, one branch comprising a switch S1 and a fixed capacitor C3 connected in series, and the other branch connected in series with the switch S2. ) And a fixed capacitor C4. Here, the switches S1 and S2 may include an electronic switch such as a diode or a relay.

예를 들어, 전송 선로(200)의 임피던스가 50Ω이고 챔버(108)측 입력 임피던스가 50Ω이 아닌 경우, 제어부(104)는 감지부(102)를 통해 반사파의 크기 또는 온도변화를 검출하여 출력 임피던스와 입력 임피던스가 정합되지 않았음을 검출하고 검출 결과에 따라 1차 정합 유닛(106-1) 및 2차 정합 유닛(106-2)을 제어하여 출력 임피던스와 입력 임피던스가 정합되도록 한다.For example, when the impedance of the transmission line 200 is 50Ω and the input impedance of the chamber 108 is not 50Ω, the controller 104 detects the magnitude or temperature change of the reflected wave through the detector 102 to output the impedance. And the input impedance are not matched, and the primary matching unit 106-1 and the secondary matching unit 106-2 are controlled according to the detection result so that the output impedance and the input impedance are matched.

예를 들면, 1차 정합 유닛(106-1)은 가변임피던스 정합을 실현하기 위해 감지부(102)로부터 검출된 반사파의 크기에 대응하여 가변 캐패시터(C1, C2)를 실시간으로 조정하도록 구성될 수 있다.For example, the primary matching unit 106-1 may be configured to adjust the variable capacitors C1 and C2 in real time corresponding to the magnitude of the reflected wave detected from the sensing unit 102 in order to realize the variable impedance matching. have.

예를 들면, 2차 정합 유닛(106-2)은 가변임피던스 정합을 실현하기 위해 감지부(102)로부터 검출된 온도변화에 기초하여 스위치(S1, S2)의 온) 또는 오프를 실시간으로 제어하도록 구성될 수 있다.For example, the secondary matching unit 106-2 may control in real time the ON or OFF of the switches S1 and S2 based on the temperature change detected from the sensing unit 102 to realize the variable impedance matching. Can be configured.

다른 예로, 2차 정합 유닛(106-2)은 감지 결과에 따라 전류와 전압의 위상차를 검출하고, 위상차에 해당하는 전압에 기초하여 스위치(S1, S2)의 온) 또는 오프를 실시간으로 제어하도록 구성될 수도 있다.As another example, the secondary matching unit 106-2 detects the phase difference between the current and the voltage according to the detection result, and controls the switch S1 and S2 on or off in real time based on the voltage corresponding to the phase difference. It may be configured.

한편, 구동모터(M1) 또는 구동모터(M2)는 영구적인 제품이 아니라 소모품으로 유한의 제품 수명을 가진다. 예를 들어, DC 모터의 경우 고정자와 회전자 접촉식으로 이루어져 카본 브러시를 통해 회전자 코일에 구동전류를 인가하는데, 카본 브러시의 마모에 의해 고장이 발생할 수 있어 최대 180만 회전수를 제품 수명으로 가진다고 볼 수 있다. 마찬가지로, 스텝 모터의 경우에도 고정자와 회전자의 비접촉식으로서 직류 모터에 비하여 3배의 수명을 가지지만, 역시 최대 3000만 회전수를 제품 수명으로 가진다고 볼 수 있다.On the other hand, the drive motor (M1) or drive motor (M2) is not a permanent product but has a finite product life as a consumable. For example, in the case of a DC motor, the stator and the rotor are in contact with each other to apply a driving current to the rotor coil through a carbon brush. A failure may occur due to the wear of the carbon brush. It can be said to have. Similarly, in the case of the stepper motor, the stator and the rotor are non-contact type and have three times the lifespan of the direct current motor. However, the stepper motor also has a maximum life of 30 million revolutions.

이를 고려하여, 본 발명에서는 구동모터(M1) 또는 구동모터(M2)의 작동시간을 측정하는 작동시간 측정부(105)를 더 포함할 수 있다. 이때, 제어부(104)는 구동모터(M1) 또는 구동모터(M2)의 교체 데이터 임계값에 대응하는 최대 사용시간(예: 상기한 제품 수명)에서 작동시간 측정부(105)로부터 마지막으로 수신한 작동시간을 감산하여 구동모터(M1) 또는 구동모터(M2)의 잔여 수명시간을 계산할 수 있다. 따라서, 정합부(106) 내의 구동모터(M1) 또는 구동모터(M2)의 정확한 교체 시기를 관리자가 알 수 있음으로써, 정확한 교체 주기에 구동모터(M1) 또는 구동모터(M2)의 교체가 이루어질 수 있는 이점이 있다In consideration of this, the present invention may further include an operating time measuring unit 105 for measuring an operating time of the driving motor M1 or the driving motor M2. At this time, the control unit 104 is the last received from the operation time measuring unit 105 at the maximum use time (for example, the product life described above) corresponding to the replacement data threshold of the drive motor M1 or the drive motor M2. The remaining life time of the driving motor M1 or the driving motor M2 may be calculated by subtracting the operating time. Therefore, the manager can know the exact replacement timing of the driving motor M1 or the driving motor M2 in the matching unit 106, so that the replacement of the driving motor M1 or the driving motor M2 is performed at an accurate replacement cycle. There is an advantage that can

위에서 언급한 바와 같이 임피던스 정합 과정이 완료되면, 챔버(108)는 인가된 고주파 전력을 이용하여 예를 들면 플라즈마 공정을 수행한다.As mentioned above, when the impedance matching process is completed, the chamber 108 performs, for example, a plasma process using the applied high frequency power.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the equivalent concept are included in the scope of the present invention. Should be interpreted.

100 : RF 제너레이터 102 : 감지부
104 : 제어부 106 : 정합부
108 : 챔버 202 : 코어
206 : 온도센서 208 : 펠티어 소자
106-1 : 1차 정합 유닛 106-2 : 2차 정합 유닛
210 : 냉각파이프100: RF generator 102: detector
104 control unit 106 matching unit
108: chamber 202: core
206: temperature sensor 208: Peltier element
106-1: Primary Matching Unit 106-2: Secondary Matching Unit
210: cooling pipe

Claims (5)

반도체 제조 시스템의 임피던스 정합 장치에 있어서,
고주파 전력을 발생시켜 전송 선로(200)를 통하여 출력하는 RF 제너레이터(100);
고주파 전력을 감지하기 위하여, 전송 선로(200)가 관통하여 형성되는 코어(202)와, 코어(202)에 의해 유도된 전류를 통해 반사파의 크기를 감지하는 감지 회로부(204)와, 코어(202)의 온도변화를 검출하는 온도센서(206)와, 온도센서(206)에 의해 측정된 코어(202)의 온도가 소정 온도 이상이 되면 코어(202)를 냉각시키도록 작동하는 펠티어 소자(208)를 포함하는 감지부(102)로서, 상기 펠티어 소자(208)는 일측에서 상기 코어(202)와 접촉하고 타측에서 냉각파이프(210)와 접촉하는, 상기 감지부(102);
RF 제너레이터(100)의 출력 임피던스와 챔버(108)의 입력 임피던스를 가변임피던스 정합시키기 위한 정합부(106); 및
감지부(102)로부터 검출된 반사파의 크기에 대응하여 가변임피던스 정합이 되도록 정합부(106)를 제어하는 제어부(104)를 포함하고,
냉각파이프(210)의 온도를 계산하는 온도 계산부(203);
냉각파이프(210)의 온도가 기설정된 임계 온도를 초과하는 경우 냉각파이프(210)의 온도를 상기 임계 온도로 감소시키는 데 요구되는 냉각수의 유량을 계산하는 유량 계산부(204); 및
상기 계산된 냉각수의 유량이 기설정된 냉각수의 유량보다 큰 경우 유량 밸브(206)를 제어하여 상기 계산된 냉각수의 유량을 냉각파이프(210)에 공급하는 밸브 제어부(205)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임피던스 정합 장치.In the impedance matching device of the semiconductor manufacturing system,
An RF generator 100 generating high frequency power and outputting the same through a transmission line 200;
In order to sense high frequency power, the core 202 through which the transmission line 200 is formed, the sensing circuit unit 204 for sensing the magnitude of the reflected wave through the current induced by the core 202, and the core 202. Temperature sensor 206 for detecting a temperature change of the PEL 202 and the Peltier element 208 which is operated to cool the core 202 when the temperature of the core 202 measured by the temperature sensor 206 is equal to or higher than a predetermined temperature. As the sensing unit 102, the Peltier element 208 is in contact with the core 202 on one side and the cooling pipe 210 on the other side, the sensing unit 102;
A matching unit 106 for variable impedance matching the output impedance of the RF generator 100 and the input impedance of the chamber 108; And
And a control unit 104 for controlling the matching unit 106 such that the variable impedance matching corresponds to the magnitude of the reflected wave detected from the detecting unit 102,
A temperature calculator 203 for calculating a temperature of the cooling pipe 210;
A flow rate calculator 204 for calculating a flow rate of the cooling water required to reduce the temperature of the cooling pipe 210 to the threshold temperature when the temperature of the cooling pipe 210 exceeds a predetermined threshold temperature; And
And a valve control unit 205 for controlling the flow rate valve 206 to supply the calculated flow rate of the cooling water to the cooling pipe 210 when the calculated flow rate of the cooling water is greater than the preset flow rate of the cooling water. Impedance matching device. 삭제delete 제1항에 있어서,
냉각파이프(210)의 온도는, 냉각파이프(210)와 펠티어 소자(208)의 일면이 접촉하는 부위의 온도 및 냉각수가 흐르는 냉각파이프(210)의 유로에 설치된 센서를 통해 측정한 냉각수의 온도에 기초하여 계산되는 값인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템의 임피던스 정합 장치.The method of claim 1,
The temperature of the cooling pipe 210 is based on the temperature of the portion where the surface of the cooling pipe 210 and the Peltier element 208 contact and the temperature of the cooling water measured by the sensor installed in the flow path of the cooling pipe 210 through which the cooling water flows. It is a value calculated based on the impedance matching device of the semiconductor manufacturing system. 제1항에 있어서,
상기 정합부(106)는, 구동모터(M1)에 의해 조정되는 가변 캐패시터(C1)와 구동모터(M2)에 의해 조정되는 가변 캐패시터(C2)를 포함하는 1차 정합 유닛; 및
하나의 분기가 직렬로 연결된 스위치(S1)와 고정 캐패시터(C3)를 포함하고 다른 분기가 직렬로 연결된 스위치(S2)와 고정 캐패시터(C4)를 포함하는 2차 정합 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 임피던스 정합 장치.The method of claim 1,
The matching unit 106 may include a primary matching unit including a variable capacitor (C1) adjusted by the driving motor (M1) and a variable capacitor (C2) adjusted by the driving motor (M2); And
Characterized in that one branch comprises a switch S1 and a fixed capacitor C3 connected in series and a second matching unit comprising a switch S2 and a fixed capacitor C4 connected in series. Impedance Matching Device. 제4항에 있어서,
구동모터(M1) 또는 구동모터(M2)의 작동시간을 측정하는 작동시간 측정부(105)를 더 포함하며, 제어부(104)는 구동모터(M1) 또는 구동모터(M2)의 교체 데이터 임계값에 대응하는 최대 사용시간에서 작동시간 측정부(105)로부터 마지막으로 수신한 작동시간을 감산하여 구동모터(M1) 또는 구동모터(M2)의 잔여 수명시간을 계산하는 것을 특징으로 하는 임피던스 정합 장치.The method of claim 4, wherein
The apparatus further includes an operation time measuring unit 105 for measuring an operating time of the driving motor M1 or the driving motor M2, and the controller 104 includes a replacement data threshold value of the driving motor M1 or the driving motor M2. Impedance matching device for calculating the remaining life time of the drive motor (M1) or the drive motor (M2) by subtracting the last operation time received from the operating time measuring unit 105 at the maximum use time corresponding to.
KR1020190128222A 2019-10-16 2019-10-16 Impedance matching apparatus of semicondutor manufacturing system KR102064337B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190128222A KR102064337B1 (en) 2019-10-16 2019-10-16 Impedance matching apparatus of semicondutor manufacturing system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190128222A KR102064337B1 (en) 2019-10-16 2019-10-16 Impedance matching apparatus of semicondutor manufacturing system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102064337B1 true KR102064337B1 (en) 2020-01-09

Family

ID=69154850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190128222A KR102064337B1 (en) 2019-10-16 2019-10-16 Impedance matching apparatus of semicondutor manufacturing system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102064337B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010198524A (en) * 2009-02-27 2010-09-09 Daihen Corp Impedance matching device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010198524A (en) * 2009-02-27 2010-09-09 Daihen Corp Impedance matching device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8456220B2 (en) Managing a temperature of a semiconductor switching element
JP5567318B2 (en) Power supply system, substrate processing apparatus, semiconductor manufacturing apparatus, and deterioration diagnosis method
KR20150094515A (en) Induction heated roll apparatus and induction coil temperature detecting mechanism
KR102267415B1 (en) Apparatus for determining abnormal status of wireless power transmission coil
US20150364976A1 (en) Overheat detection device for electric motor equipped with multiple ptc thermistors
CN104515559A (en) Magnetic flowmeter with power limit and over-current detection
US9806626B2 (en) Electric motor controller and methods of determining input power line energization
CN104883752B (en) Method, device and apparatus for operating an apparatus with a heating control and/or regulating device
JP2007295447A (en) Impedance matching device
KR102064337B1 (en) Impedance matching apparatus of semicondutor manufacturing system
CN110646684B (en) Heater fault detection device and method, heating system and semiconductor processing equipment
JP2011181693A (en) Heat treatment apparatus, heat treatment method, and storage medium
US2340605A (en) Protective device
KR20170073525A (en) Contactless power transfer system and method for controlling the same
KR101663486B1 (en) Temperature control apparatus of load
US10955869B2 (en) Smart power monitoring for welding and cutting apparatus
WO2001097571A1 (en) High-frequency heater
US10302344B2 (en) System and method for feeding and controlling a variable capacity compressor, a variable capacity compressor and a cooler comprising a variable capacity compressor
US1121979A (en) Thermo-electric regulator.
US20230231424A1 (en) Electronic device for transmitting wireless power and operating method therefor
WO2024004256A1 (en) Plasma treatment device
KR101745113B1 (en) Apparatus and Method for Protecting High Temperature Superconducting Coil Using Heater
KR101980056B1 (en) Electronic module and control method thereof
KR101872844B1 (en) Motor driving method for energy saving via margin power control
CN110574265A (en) Method for controlling a rectifier, control device for a rectifier and rectifier

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant