KR102325238B1 - 플라즈마 공정의 전력 공급 동안 발생하는 아크를 검출하는 방법, 플라즈마 전력 공급부에 대한 제어 유닛, 및 플라즈마 전력 공급부 - Google Patents
플라즈마 공정의 전력 공급 동안 발생하는 아크를 검출하는 방법, 플라즈마 전력 공급부에 대한 제어 유닛, 및 플라즈마 전력 공급부 Download PDFInfo
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Abstract
플라즈마 챔버(30)에서의 플라즈마 공정에 전력을 공급하기 위한 플라즈마 전력 공급부(10)는: a. DC 소스(15); b. DC 소스(15)에 연결된 출력 신호 발생기(16); c. DC 소스(15)와 출력 신호 발생기(16) 사이에 존재하는 신호 시퀀스를 측정하기 위한 제1 신호 시퀀스 측정 디바이스(20); d. 출력 신호 발생기(16)의 출력에 존재하는 신호 시퀀스를 측정하기 위한 제2 신호 시퀀스 측정 디바이스(18, 19); 및 e. 제1 및 제2 신호 시퀀스 측정 디바이스들(18, 19, 20)에 연결되는 제어 유닛(14)을 포함한다.
Description
본 발명은 플라즈마 챔버에서의 플라즈마 공정의 전력 공급 동안 발생하는 아크를 검출하는 방법, 플라즈마 챔버에서의 플라즈마 공정에 전력을 공급하기 위한 플라즈마 전력 공급부에 대한 제어 유닛에 관한 것으로, 전력 공급부는 DC 소스 및 출력 신호 발생기를 포함하는데, 제어 유닛에는 DC 소스와 출력 신호 발생기 사이에 존재하는 제1 신호 시퀀스 및 출력 신호 발생기의 출력에 존재하는 제2 신호 시퀀스가 공급된다.
본 발명은 또한 플라즈마 챔버에서의 플라즈마 공정에 전력을 공급하기 위한 플라즈마 전력 공급부에 관한 것이다.
플라즈마 공정들에서 캐소드 스퍼터링에 의한 기판들, 예컨대 유리의 코팅이 널리 공지되어 있다. 스퍼터링은 전통적인 방식으로 또는 반응성 가스를 사용하여 행해질 수 있다. 그러한 경우 그것은 반응성 스퍼터링이라고 지칭된다. 이를 위해, 전류 또는 전압 소스는 플라즈마를 생성하는데, 그 플라즈마는 타깃으로부터의 재료를 제거하고, 그 재료는 그 후에 기판, 예컨대 유리 기판 상에 코팅된다. 반응성 공정이 사용되는 경우, 원하는 코팅에 따라 타깃 원자들이 가스 원자들 또는 분자들과 결합할 수 있다.
특히, 반응성 공정들이 사용되고 있는 경우, 아크들이 플라즈마 공정에서 발생할 수 있다. 그러한 아크들은 플라즈마 공정에 해로울 수 있고 심지어 코팅을 파괴할 수도 있다. 따라서, 아크들을 신속하고 신뢰성 있게 검출할 필요가 있다. 종종, 아크들은 전력 공급부의 출력 전압을 모니터링함으로써 검출된다. 출력 전압에 있어서 급격한 하강이 있는 경우, 아크가 검출된다. 한편, 전류가 모니터링될 수 있다. 출력 전류에 있어서 순간적인 상승이 있는 경우, 이는 또한 아크를 나타낸다. 특히, 출력 전류 및 출력 전압이 모니터링되어 임계값과 각각 비교될 수 있다. 그러나, 출력 전류 및 출력 전압은 다른 이유들로, 즉, 아크 발생 없이도, 플라즈마 공정 동안 변화할 수 있다.
전력 공급부는 전류 조정형 및/또는 전압 조정형 및/또는 전력 조정형 전력 공급부일 수 있다. 전류, 전압 또는 전력에 대한 설정점(setpoint) 값들은 외부로부터, 예를 들어 사용자에 의해 주어진다. 그 후에, 전력 공급부가 출력에서 설정점 값들을 달성하도록 조정된다. 예를 들어, 전력 공급부가 전력에 대한 원하는 설정점, 전류에 대한 최대 설정점, 및 전압에 대한 최대 설정점을 갖는 전력 조정 모드에 있는 경우, 아크 검출을 위한 양호한 임계값을 결정하는 것이 어려운데, 이는 전압 또는 전류에 대한 절대값이 플라즈마 임피던스에 따라 변하고 있기 때문이다. 따라서, 아크들을 검출하기 위해 고정된 임계값이 사용되는 경우, 아크 검출은 매우 신뢰성이 없다.
본 발명의 목적은 더 빠르고 더욱 신뢰성 있는 아크 검출을 가능하게 하는 방법, 제어 유닛, 및 전력 공급부를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면 플라즈마 챔버에서의 플라즈마 공정의 전력 공급 동안 발생하는 아크를 검출하는 방법에 의해 문제점이 해결되고, 이 방법은 하기의 방법 단계들:
a. 신호 시퀀스 측정 디바이스에 의해 DC 소스와 출력 신호 발생기 사이에 존재하는 제1 신호 시퀀스를 결정하는 단계;
b. 제2 신호 시퀀스 측정 디바이스에 의해 출력 신호 발생기의 출력에 존재하는 제2 신호 시퀀스를 결정하는 단계;
c. 제1 및 제2 신호 시퀀스 중 하나의 신호 시퀀스에 기초하여 기준 신호 시퀀스를 결정하는 단계;
d. 기준 신호 시퀀스를, 기준 신호 시퀀스를 결정함에 있어서 사용되지 않은 제1 및 제2 신호 시퀀스 중 하나의 신호 시퀀스와 비교하는 단계; 및
e. 기준 신호 시퀀스와, 기준 신호 시퀀스를 결정함에 있어서 사용되지 않은 신호 시퀀스가 교차하는 경우, 아크를 검출하는 단계
를 포함한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 아크가 발생했는지를 결정하기 위해 기준 신호 시퀀스를 발생시키는 것 그리고 기준 신호 시퀀스와 비교하는 것을 위해 상이한 신호들이 사용된다. 그러한 방법은 본 기술분야의 최신 기술에 따라 사용되는 방법들보다 훨씬 더 신뢰성이 있다. 특히, 거짓 아크 검출(false arc detection)이 매우 자주 회피될 수 있다. 신호 시퀀스와 기준 신호 시퀀스의 교차는 신호 시퀀스가 기준 신호 시퀀스 위로 상승하는 것 또는 신호 시퀀스가 기준 신호 시퀀스 아래로 하강하는 것일 수 있다.
제1 신호 시퀀스, 제2 신호 시퀀스 및 기준 신호 시퀀스 중 적어도 하나는 디지털 도메인에서 디지털화 또는 결정될 수 있다. 이는 디지털 신호 처리를 가능하게 하여, 더 빠른 아크 검출에 이르게 한다.
아크들의 검출을 개선시키기 위해, 기준 신호 시퀀스는 규칙적인 간격으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 기준 신호 시퀀스는 수 밀리초, 마이크로초 또는 나노초의 간격으로 결정될 수 있다. 게다가, 기준 신호 시퀀스는 제어 유닛에 공급되는 클록 레이트와 동일한 클록 레이트 또는 클록 레이트의 정수값 제수(divisor)로 결정될 수 있다.
전류, 전압 또는 전력은 제1 또는 제2 신호 시퀀스로서 측정될 수 있다.
결정된 제1 및/또는 제2 신호 시퀀스는 평균값, 유효값 또는 최대값일 수 있다. 사용되는 플라즈마 공정의 종류에 따라, 어떤 종류의 값이 제1 및/또는 제2 신호 시퀀스로서 사용되어야 하는지가 선택될 수 있다. 평균값은 제어 유닛에 공급되는 클록 신호의 여러 주기들에 걸쳐 계산될 수 있다.
신호 시퀀스와 기준 신호 시퀀스의 교차 후에 경과된 시간이 측정될 수 있고, 신호 시퀀스와 기준 신호 시퀀스가 미리 결정된 시간 간격 내에서 다시 교차하지 않는 경우, 아크가 검출된다. 따라서, 아크 검출이 개선될 수 있다. 특히, 신호 시퀀스와 기준 신호 시퀀스의 교차는 자동적으로 그리고 즉시 아크 검출 신호에 이르게 하지 않는다. 단지, 충분히 긴 시간 간격 동안 아크가 지속되어 존재하는 경우에만, 아크가 검출된다.
기준 신호 시퀀스는 측정된 제1 또는 제2 신호 시퀀스 마이너스(minus) 제1 주어진 값인 것으로 결정될 수 있거나 또는 어쩌면 제1 또는 제2 신호 시퀀스에 제2 주어진 값이 곱해진 것으로 결정될 수 있다.
게다가, 본 발명은 플라즈마 챔버에서의 플라즈마 공정에 전력을 공급하기 위한 플라즈마 전력 공급부에 대한 제어 유닛에 관한 것으로, 전력 공급부는 DC 소스 및 출력 신호 발생기를 포함하는데, 제어 유닛에는 DC 소스와 출력 신호 발생기 사이에 존재하는 제1 신호 시퀀스 및 출력 신호 발생기의 출력에 존재하는 제2 신호 시퀀스가 공급되고, 제어 유닛은:
i. 제1 및 제2 신호 시퀀스 중 하나의 신호 시퀀스에 기초하여 기준 신호 시퀀스를 발생시키도록 설계된 기준 신호 시퀀스 결정 유닛; 및
ii. 기준 신호 시퀀스와, 기준 신호 시퀀스를 결정하기 위해 사용되지 않은 제1 및 제2 신호 시퀀스 중 하나의 신호 시퀀스를 비교하도록, 그리고 기준 신호 시퀀스와, 기준 신호 시퀀스를 결정하기 위해 사용되지 않은 신호 시퀀스가 교차하는 경우, 검출 신호를 발생시키도록 설계된 비교기
를 포함한다.
그러한 제어 유닛은 디지털 제어 유닛, 예를 들어 디지털 신호 프로세서 또는 FPGA일 수 있다. 따라서, 매우 빠른 신호 처리 및 그에 따라 빠른 아크 검출이 획득될 수 있다.
이전에 언급된 바와 같이, 제어 유닛은 주어진 클록으로 클로킹될(clocked) 수 있는 디지털 제어부일 수 있다.
제어 유닛은 신호 시퀀스와 기준 신호 시퀀스가 교차한 후에 경과된 시간을 측정하는 카운터를 포함할 수 있다. 따라서, 거짓 아크 검출이 개선될 수 있다.
제어 유닛은 비교기가 기준 신호 시퀀스와 신호 시퀀스의 교차를 검출한 것 및/또는 신호 시퀀스와 기준 신호 시퀀스가 다시 교차하는 일 없이 기준 신호 시퀀스와 신호 시퀀스의 교차 후에 경과된 주어진 시간에 기초하여 아크 검출 신호를 발생시키는 아크 검출 디바이스를 포함할 수 있다.
게다가, 본 발명은 플라즈마 챔버에서의 플라즈마 공정에 전력을 공급하기 위한 플라즈마 전력 공급부에 관한 것으로, 이 플라즈마 전력 공급부는:
a. DC 소스;
b. DC 소스에 연결된 출력 신호 발생기;
c. DC 소스와 출력 신호 발생기 사이에 존재하는 신호 시퀀스를 측정하기 위한 제1 신호 시퀀스 측정 디바이스;
d. 출력 신호 발생기의 출력에 존재하는 신호 시퀀스를 측정하기 위한 제2 신호 시퀀스 측정 디바이스; 및
e. 제1 및 제2 신호 시퀀스 측정 디바이스들에 연결되는, 본 발명에 따른 제어 유닛
을 포함한다.
제1 신호는 DC 소스의 출력과 출력 신호 발생기의 입력 사이의 임의의 포인트에서 취득될 수 있다. 제1 및 제2 신호 시퀀스는 전류, 전압 또는 전력일 수 있다.
플라즈마 전력 공급부는 제1 신호 시퀀스의 평균 및/또는 제2 신호 시퀀스의 평균을 결정하기 위한 평균화 유닛을 포함할 수 있다. 대안적으로, 플라즈마 전력 공급부는 제1 신호 시퀀스 및/또는 제2 신호 시퀀스의 유효값을 결정하기 위한 유효값 결정 디바이스를 포함할 수 있다. 추가의 대안으로서, 플라즈마 전력 공급부는 주어진 시간 간격 내에서 제1 신호 시퀀스 및/또는 제2 신호 시퀀스의 최대값을 결정하기 위한 최대값 결정 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 상술한 그리고 다른 목적들, 특징들 및 이점들뿐만 아니라 본 발명 자체는, 반드시 일정한 비율로 된 것은 아닌 첨부 도면들과 함께 읽을 때, 하기의 예시적인 설명으로부터 더 완전히 이해될 것이다.
도 1은 기준 신호 시퀀스에 의한 아크 검출을 설명하는 다이어그램이다.
도 2는 거짓 아크 검출을 설명하는 다이어그램이다.
도 3은 어떻게 거짓 아크 검출이 회피될 수 있는지를 나타내는 다이어그램이다.
도 4는 플라즈마 전력 공급부의 블록 다이어그램이다.
도 5는 대안적인 플라즈마 전력 공급부의 다이어그램이다.
도 6은 플라즈마 전력 공급부의 다른 예이다.
도 7은 플라즈마 전력 공급부의 또 다른 예이다.
도 2는 거짓 아크 검출을 설명하는 다이어그램이다.
도 3은 어떻게 거짓 아크 검출이 회피될 수 있는지를 나타내는 다이어그램이다.
도 4는 플라즈마 전력 공급부의 블록 다이어그램이다.
도 5는 대안적인 플라즈마 전력 공급부의 다이어그램이다.
도 6은 플라즈마 전력 공급부의 다른 예이다.
도 7은 플라즈마 전력 공급부의 또 다른 예이다.
도 1은 플라즈마 전력 공급부의 출력에서, 즉, 출력 신호 발생기의 출력에서, 또는 플라즈마 전력 공급부의 DC 소스와 출력 신호 발생기 사이에서 측정된 신호 시퀀스로부터 획득된 기준 신호 시퀀스(1)를 도시한다. 참조 번호 2는 플라즈마 전력 공급부의 출력에서 또는 플라즈마 전력 공급부의 DC 소스와 출력 신호 발생기 사이에서 획득된 신호의 신호 시퀀스를 나타낸다. 그러나, 신호 시퀀스(2)는 기준 신호 시퀀스(1)를 획득하는 데 사용된 신호 시퀀스가 아니다. 포인트 3에서 신호 시퀀스(2)는 기준 신호 시퀀스(1)와 교차하는데, 특히 기준 신호 시퀀스(1) 아래로 하강한다는 것을 볼 수 있다. 이는 플라즈마 공정이 발생하는 플라즈마 챔버에서 아크가 발생했음을 의미한다.
유사한 상황이 도 2에 도시되어 있다. 이러한 경우, 기준 신호 시퀀스(1)와 신호 시퀀스(2)는 포인트 4, 포인트 5에서 교차한다. 이러한 경우, 비교적 작거나 짧은 아크만이 발생하였는데, 그 아크는 외부 간섭 없이 소멸한다. 그러한 아크는 플라즈마 공정에 크게 영향을 미치지 않으며, 그러한 아크가 발생한 경우 카운터 아크 측정이 개시되어서는 안된다. 거짓 아크 검출을 회피하기 위해, 포인트 4와 포인트 5 사이의 시간이 측정된다. 이는 라인 7에 의해 도시된다. 아크가 충분히 긴 시간 동안 존재했다는 것을 나타내는, 라인 7이 다른 라인 6과 교차하는 경우에만, 아크 검출 신호가 발생되고 카운터 아크 측정이 개시된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 아크가 비교적 짧고 라인 7이 라인 6 아래에 머물러 있는 경우, 실제 아크가 검출되지 않고 카운터 아크 측정이 개시되지 않는다.
도 3은 도 2와 유사한 상황을 도시한다. 이러한 경우, 기준 신호 시퀀스(1)와 신호 시퀀스(2)는 포인트 8에서 교차한다. 포인트 8에서 시간 측정이 시작된다. 이는 다시 라인 7에 의해 나타내어진다. 그러나, 이러한 경우, 도 2의 상황과는 대조적으로, 라인 7이 라인 6과 교차하게 되는 그러한 긴 시간 동안 신호 시퀀스(2)가 기준 신호 시퀀스(1) 아래에 머물러 있다. 따라서, 아크 검출 신호가 발생되고 카운터 아크 측정이 개시될 수 있다.
아날로그 도메인에서 시간을 측정하는 것에 대한 등가물이 제1 시간 동안 신호 시퀀스(2)와 기준 신호 시퀀스(1)가 교차할 때 카운터를 증가시키기 시작한다. 이 카운터는 기준 신호 시퀀스(1)와 신호 시퀀스(2)가 다시 교차하지 않는 한 증가 또는 감소된다. 카운터가 주어진 값까지 증가 또는 감소되는 경우, 아크가 검출된다.
도 4는 공급 그리드(12)로부터 공급 전압을 수신하는 플라즈마 전력 공급부(10)를 도시한다. 플라즈마 전력 공급부(10)는 그의 출력(13)에서 출력 신호 시퀀스들을 발생시킨다. 출력 신호 시퀀스들은 전형적으로 출력 전류(Iout) 및 출력 전압(Uout)이다. 출력 전압과 출력 전류를 곱하면 출력 전력(Pout)이 발생되는데, 그 출력 전력은 또한 출력 신호 시퀀스로 간주된다.
전력 공급부(10)는 출력 전력(Pset)에 대해, 출력 전압(Uset)에 대해 그리고 출력 전류(Iset)에 대해 입력 설정점들로서 수신하는 제어 및 아크 검출 유닛(14)을 포함한다. 게다가, 플라즈마 전력 공급부(10)는 DC 소스(15)를 포함한다. DC 소스(15)는 전형적으로 브리지 인버터인 출력 신호 발생기(16)의 입력에 연결된다. 출력 신호 발생기(16)는 또한 제어 및 아크 검출 유닛(14)에 의해 제어된다.
출력 신호 발생기(16)의 출력에서의 신호 측정 수단(18, 19)에 더하여, DC 소스(15)와 출력 신호 발생기(16) 사이에 존재하는 신호를 측정하기 위해 측정 수단(20)이 제공된다.
제어 유닛(14)은 측정 수단(18, 19) 중 적어도 하나에 의해 출력 신호 발생기(16)의 출력에서 측정된 신호 또는 DC 소스(15)와 출력 신호 발생기(16) 사이에서 측정된 신호, 즉, 측정 디바이스(20)에 의해 측정된 신호에 기초하여 기준 신호 시퀀스를 발생시키도록 설계된 기준 신호 시퀀스 결정 유닛(21)을 포함한다.
게다가, 제어 유닛은 기준 신호 시퀀스와, 기준 신호 시퀀스를 결정하기 위해 사용되지 않은 신호 시퀀스를 비교하도록, 그리고 기준 신호 시퀀스와, 기준 신호 시퀀스를 결정하기 위해 사용되지 않은 신호 시퀀스가 교차하는 경우, 검출 신호를 발생시키도록 설계된 비교기(22)를 포함한다.
제어 유닛(14)은 주어진 클록에서 클로킹되는 디지털 제어 유닛일 수 있다. 이를 위해, 제어 유닛(14)은 클록 입력부(23)를 포함한다.
게다가, 제어 유닛(14)은 신호 시퀀스와 기준 신호 시퀀스가 교차한 후에 경과된 시간을 측정하는 카운터(24)를 포함할 수 있다.
게다가, 제어 유닛(14)은 비교기(22) 및/또는 카운터(24)에 의해 발생된 신호들에 기초하여, 즉, 기준 신호 시퀀스와 신호 시퀀스의 교차를 검출한 것 및/또는 신호 시퀀스와 기준 신호 시퀀스가 다시 교차하는 일 없이 기준 신호 시퀀스와 신호 시퀀스의 교차 후에 경과된 주어진 시간에 기초하여 아크 검출 신호를 발생시키는 아크 검출 디바이스(25)를 포함할 수 있다.
또한, 유닛(26)은 신호 시퀀스의 평균을 결정하기 위한 것, 신호 시퀀스의 유효값을 결정하기 위한 것 및/또는 신호 시퀀스의 최대값을 결정하기 위한 것이다.
게다가, 출력 신호 발생기(16)는 플라즈마 전력 공급부(10)에 의해 전력이 공급되는 플라즈마 챔버(30)에 연결된다. 플라즈마 챔버(30)에서, 플라즈마 공정이 발생한다. 아크들은 플라즈마 공정에서 발생할 수 있다.
도 5, 도 6, 및 도 7은 플라즈마 전력 공급부(10) 및 플라즈마 챔버(30)의 대안적인 실시예들을 도시하는데, 상술된 엘리먼트들에 대응하는 엘리먼트들은 동일한 참조 번호들을 갖는다.
도 5에서, 출력 신호 발생기(16)는 인버터로서 구현되는 것이 아니라, DC 신호 소스로서 구현된다.
도 5 및 도 6에서, 출력 신호 발생기(16)는 아크를 소멸시키기 위한 유닛(31)을 포함하고, 그 유닛은 아크 검출 디바이스(25)에 연결된다.
도 7에 도시된 실시예에서, 출력 신호 발생기(16)는 플라즈마 공정에 바이폴라 전력을 공급하는 풀 브리지(full bridge) 인버터로서 구현되고, 기준 신호 시퀀스는 측정 수단(18)에 의해 출력 신호 발생기(16)의 출력에서 획득된다.
출력 신호 발생기(16)는 풀 브리지, 또는 출력 트랜스포머 또는 추가적인 출력 공진 회로를 갖는 풀 브리지와 같은 인버터일 수 있다. 플라즈마 챔버(30)에서의 플라즈마 공정은 그러한 경우 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이 중간 주파수(Middle-Frequency)(MF) 전력공급형 플라즈마 공정일 수 있다. 그러한 MF 전력공급형 플라즈마 공정에서, 결정된 제1 및/또는 제2 신호 시퀀스는 평균값 또는 유효값일 수 있다.
출력 신호 발생기(16)는 펄싱 유닛일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 출력 신호 발생기(16)는 아크를 소멸시키기 위한 유닛(31)을 포함할 수 있다. 플라즈마 챔버(30)에서의 플라즈마 공정은 그러한 경우 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 펄싱된 DC 전력공급형 플라즈마 공정일 수 있다. 그러한 펄싱된 DC 전력공급형 플라즈마 공정에서, 결정된 제1 및/또는 제2 신호 시퀀스는 평균값 또는 최대값일 수 있다.
도 5, 도 6, 및 도 7의 제어 및 아크 검출 유닛(14)은 또한 하기의 유닛들 또는 디바이스들 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이들은 이들 도면들에 도시되어 있지 않다: 기준 신호 시퀀스 결정 유닛(21), 비교기(22), 클록 입력부(23), 카운터(24), 아크 검출 디바이스(25), 및 유닛(26).
Claims (14)
- 플라즈마 챔버(30)에서의 플라즈마 공정의 전력 공급 동안 발생하는 아크를 검출하는 방법으로서,
a. 신호 시퀀스 측정 디바이스(20)에 의해 DC 소스(15)와 출력 신호 발생기(16) 사이에 존재하는 제1 신호 시퀀스를 결정하는 단계 - 상기 출력 신호 발생기(16)는 상기 DC 소스(15)에 연결되는 입력 및 상기 플라즈마 챔버(30)에 연결되는 출력을 포함함 -;
b. 제2 신호 시퀀스 측정 디바이스(18, 19)에 의해 상기 출력 신호 발생기(16)의 출력에 존재하는 제2 신호 시퀀스를 결정하는 단계;
c. 상기 제1 및 제2 신호 시퀀스 중 하나의 신호 시퀀스에 기초하여 기준 신호 시퀀스(1)를 결정하는 단계;
d. 상기 기준 신호 시퀀스(1)를, 상기 기준 신호 시퀀스(1)를 결정함에 있어서 사용되지 않은 상기 제1 및 제2 신호 시퀀스 중 하나의 신호 시퀀스(2)와 비교하는 단계; 및
e. 상기 기준 신호 시퀀스(1)와, 상기 기준 신호 시퀀스(1)를 결정함에 있어서 사용되지 않은 상기 신호 시퀀스(2)가 교차하는 경우, 아크를 검출하는 단계
를 포함하는 플라즈마 공정의 전력 공급 동안 발생하는 아크를 검출하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 신호 시퀀스, 상기 제2 신호 시퀀스 및 상기 기준 신호 시퀀스(1) 중 적어도 하나는 디지털 도메인에서 디지털화 또는 결정되는 것인 플라즈마 공정의 전력 공급 동안 발생하는 아크를 검출하는 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기준 신호 시퀀스(1)는 규칙적인 간격으로 결정되는 것인 플라즈마 공정의 전력 공급 동안 발생하는 아크를 검출하는 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
전류, 전압 또는 전력이 제1 또는 제2 신호 시퀀스로서 측정되는 것인 플라즈마 공정의 전력 공급 동안 발생하는 아크를 검출하는 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 결정된 제1 및 제2 신호 시퀀스 중 적어도 하나는 평균값, 유효값 또는 최대값인 것인 플라즈마 공정의 전력 공급 동안 발생하는 아크를 검출하는 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 신호 시퀀스(2)와 상기 기준 신호 시퀀스(1)의 교차 후에 경과된 시간이 측정되고, 상기 신호 시퀀스(2)와 상기 기준 신호 시퀀스(1)가 미리 결정된 시간 간격 내에서 다시 교차하지 않는 경우, 아크가 검출되는 것인 플라즈마 공정의 전력 공급 동안 발생하는 아크를 검출하는 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기준 신호 시퀀스(1)는, 측정된 상기 제1 또는 제2 신호 시퀀스 마이너스(minus) 제1 주어진 값인 것으로 결정되거나, 또는 상기 제1 또는 제2 신호 시퀀스 곱하기 제2 주어진 값인 것으로 결정되는 것인 플라즈마 공정의 전력 공급 동안 발생하는 아크를 검출하는 방법. - 플라즈마 챔버(30)에서의 플라즈마 공정에 전력을 공급하기 위한 플라즈마 전력 공급부(10)로서,
a. DC 소스(15);
b. 상기 DC 소스(15)에 연결되는 입력 및 상기 플라즈마 챔버(30)에 연결되는 출력을 포함하는 출력 신호 발생기(16);
c. 상기 DC 소스(15)와 상기 출력 신호 발생기(16) 사이에 존재하는 신호 시퀀스를 측정하기 위한 제1 신호 시퀀스 측정 디바이스(20);
d. 상기 출력 신호 발생기(16)의 출력에 존재하는 신호 시퀀스를 측정하기 위한 제2 신호 시퀀스 측정 디바이스(18, 19); 및
e. 상기 제1 및 제2 신호 시퀀스 측정 디바이스들(18, 19, 20)에 연결되는 제어 유닛(14)
을 포함하고,
상기 제어 유닛(14)에는 상기 DC 소스(15)와 상기 출력 신호 발생기(16) 사이에 존재하는 제1 신호 시퀀스 및 상기 출력 신호 발생기(16)의 출력에 존재하는 제2 신호 시퀀스가 공급되고,
상기 제어 유닛(14)은,
i. 상기 제1 및 제2 신호 시퀀스 중 하나의 신호 시퀀스에 기초하여 기준 신호 시퀀스(1)를 발생시키도록 설계된 기준 신호 시퀀스 결정 유닛(21); 및
ii. 상기 기준 신호 시퀀스(1)와, 상기 기준 신호 시퀀스를 결정함에 있어서 사용되지 않은 상기 제1 및 제2 신호 시퀀스 중 하나의 신호 시퀀스(2)를 비교하도록, 그리고 상기 기준 신호 시퀀스(1)와, 상기 기준 신호 시퀀스(1)를 결정함에 있어서 사용되지 않은 상기 신호 시퀀스(2)가 교차하는 경우, 검출 신호를 발생시키도록 설계된 비교기(22)
를 포함하는 것인 플라즈마 전력 공급부(10). - 제8항에 있어서,
상기 제어 유닛(14)은 주어진 시간 간격으로 클로킹되는(clocked) 디지털 제어부인 것인 플라즈마 전력 공급부(10). - 제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 제어 유닛(14)은 상기 신호 시퀀스(2)와 상기 기준 신호 시퀀스(1)가 교차한 후에 경과된 시간을 측정하는 카운터(24)를 포함하는 것인 플라즈마 전력 공급부(10). - 제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 제어 유닛(14)은, 상기 비교기(22)가 상기 기준 신호 시퀀스(1)와 상기 신호 시퀀스(2)의 교차를 검출한 것 및 상기 신호 시퀀스(2)와 상기 기준 신호 시퀀스(1)가 다시 교차하는 일 없이 상기 기준 신호 시퀀스(1)와 상기 신호 시퀀스(2)의 교차 후에 경과된 주어진 시간 중 적어도 하나에 기초하여 아크 검출 신호를 발생시키는 아크 검출 디바이스(25)를 포함하는 것인 플라즈마 전력 공급부(10). - 제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 제1 신호 시퀀스 및 상기 제2 신호 시퀀스 중 적어도 하나의 신호 시퀀스의 평균을 결정하기 위한 평균화 유닛(26)이 제공되는 것인 플라즈마 전력 공급부(10). - 제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 제1 신호 시퀀스 및 상기 제2 신호 시퀀스 중 적어도 하나의 신호 시퀀스의 유효값을 결정하기 위한 유효값 결정 디바이스(26)가 제공되는 것인 플라즈마 전력 공급부(10). - 제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 제1 신호 시퀀스 및 상기 제2 신호 시퀀스 중 적어도 하나의 신호 시퀀스의 최대값을 주어진 시간 간격 내에서 결정하기 위한 최대값 결정 디바이스(26)가 제공되는 것인 플라즈마 전력 공급부(10).
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---|---|---|---|---|
DE102013110883B3 (de) | 2013-10-01 | 2015-01-15 | TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG | Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung einer Entladung in einem Plasmaprozess |
EP2905801B1 (en) * | 2014-02-07 | 2019-05-22 | TRUMPF Huettinger Sp. Z o. o. | Method of monitoring the discharge in a plasma process and monitoring device for monitoring the discharge in a plasma |
EP3035365A1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-22 | TRUMPF Huettinger Sp. Z o. o. | Method of detecting an arc occurring during the power supply of a plasma process, control unit for a plasma power supply, and plasma power supply |
WO2018211585A1 (ja) * | 2017-05-16 | 2018-11-22 | 株式会社Fuji | プラズマ発生装置 |
US11664206B2 (en) * | 2017-11-08 | 2023-05-30 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Arcing protection method and processing tool |
US10555412B2 (en) | 2018-05-10 | 2020-02-04 | Applied Materials, Inc. | Method of controlling ion energy distribution using a pulse generator with a current-return output stage |
EP3605115A1 (en) | 2018-08-02 | 2020-02-05 | TRUMPF Huettinger Sp. Z o. o. | Arc detector for detecting arcs, plasma system and method of detecting arcs |
US11476145B2 (en) | 2018-11-20 | 2022-10-18 | Applied Materials, Inc. | Automatic ESC bias compensation when using pulsed DC bias |
WO2020154310A1 (en) | 2019-01-22 | 2020-07-30 | Applied Materials, Inc. | Feedback loop for controlling a pulsed voltage waveform |
US11508554B2 (en) | 2019-01-24 | 2022-11-22 | Applied Materials, Inc. | High voltage filter assembly |
GB2584146A (en) * | 2019-05-23 | 2020-11-25 | Comet Ag | Radio frequency generator |
EP3796362A1 (en) | 2019-09-23 | 2021-03-24 | TRUMPF Huettinger Sp. Z o. o. | Method of plasma processing a substrate in a plasma chamber and plasma processing system |
US11848176B2 (en) | 2020-07-31 | 2023-12-19 | Applied Materials, Inc. | Plasma processing using pulsed-voltage and radio-frequency power |
CN114446752B (zh) * | 2020-11-04 | 2024-04-05 | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 | 一种等离子体处理腔内的电弧的检测方法及检测装置 |
US11798790B2 (en) | 2020-11-16 | 2023-10-24 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and methods for controlling ion energy distribution |
US11901157B2 (en) | 2020-11-16 | 2024-02-13 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and methods for controlling ion energy distribution |
US11495470B1 (en) | 2021-04-16 | 2022-11-08 | Applied Materials, Inc. | Method of enhancing etching selectivity using a pulsed plasma |
US11948780B2 (en) | 2021-05-12 | 2024-04-02 | Applied Materials, Inc. | Automatic electrostatic chuck bias compensation during plasma processing |
US11791138B2 (en) | 2021-05-12 | 2023-10-17 | Applied Materials, Inc. | Automatic electrostatic chuck bias compensation during plasma processing |
US11810760B2 (en) | 2021-06-16 | 2023-11-07 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method of ion current compensation |
US11569066B2 (en) | 2021-06-23 | 2023-01-31 | Applied Materials, Inc. | Pulsed voltage source for plasma processing applications |
US11476090B1 (en) | 2021-08-24 | 2022-10-18 | Applied Materials, Inc. | Voltage pulse time-domain multiplexing |
US11694876B2 (en) | 2021-12-08 | 2023-07-04 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for delivering a plurality of waveform signals during plasma processing |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011521735A (ja) * | 2008-05-30 | 2011-07-28 | コロラド ステート ユニバーシティ リサーチ ファンデーション | プラズマを発生させるためのシステム、方法、および装置 |
Family Cites Families (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5718813A (en) * | 1992-12-30 | 1998-02-17 | Advanced Energy Industries, Inc. | Enhanced reactive DC sputtering system |
US6332961B1 (en) * | 1997-09-17 | 2001-12-25 | Tokyo Electron Limited | Device and method for detecting and preventing arcing in RF plasma systems |
DE19937859C2 (de) | 1999-08-13 | 2003-06-18 | Huettinger Elektronik Gmbh | Elektrische Versorgungseinheit für Plasmaanlagen |
US7009406B2 (en) * | 2003-04-24 | 2006-03-07 | Delphi Technologies, Inc. | Arc fault detector and method |
US6995545B2 (en) * | 2003-08-18 | 2006-02-07 | Mks Instruments, Inc. | Control system for a sputtering system |
DE102004015090A1 (de) * | 2004-03-25 | 2005-11-03 | Hüttinger Elektronik Gmbh + Co. Kg | Bogenentladungserkennungseinrichtung |
US7292045B2 (en) * | 2004-09-04 | 2007-11-06 | Applied Materials, Inc. | Detection and suppression of electrical arcing |
US7305311B2 (en) * | 2005-04-22 | 2007-12-04 | Advanced Energy Industries, Inc. | Arc detection and handling in radio frequency power applications |
EP1928009B1 (de) | 2006-11-28 | 2013-04-10 | HÜTTINGER Elektronik GmbH + Co. KG | Bogenentladungs-Erkennungseinrichtung, Plasma-Leistungsversorgung und Verfahren zum Erkennen von Bogenentladungen |
WO2008071732A2 (en) * | 2006-12-12 | 2008-06-19 | Oc Oerlikon Balzers Ag | Rf substrate bias with high power impulse magnetron sputtering (hipims) |
EP1995818A1 (en) | 2007-05-12 | 2008-11-26 | Huettinger Electronic Sp. z o. o | Circuit and method for reducing electrical energy stored in a lead inductance for fast extinction of plasma arcs |
US8264237B2 (en) * | 2008-02-14 | 2012-09-11 | Mks Instruments, Inc. | Application of wideband sampling for arc detection with a probabilistic model for quantitatively measuring arc events |
US8289029B2 (en) * | 2008-02-14 | 2012-10-16 | Mks Instruments, Inc. | Application of wideband sampling for arc detection with a probabilistic model for quantitatively measuring arc events |
JP5124345B2 (ja) | 2008-05-26 | 2013-01-23 | 株式会社アルバック | バイポーラパルス電源及びこのバイポーラパルス電源を複数台並列接続してなる電源装置 |
US20090308734A1 (en) * | 2008-06-17 | 2009-12-17 | Schneider Automation Inc. | Apparatus and Method for Wafer Level Arc Detection |
KR101606736B1 (ko) * | 2008-07-07 | 2016-03-28 | 램 리써치 코포레이션 | 플라즈마 프로세싱 챔버에서 플라즈마 불안정성을 검출하기 위한 패시브 용량성-결합된 정전식 (cce) 프로브 장치 |
CN102714167B (zh) * | 2008-07-07 | 2015-04-22 | 朗姆研究公司 | 用于检测等离子处理室内的原位电弧放电事件的被动电容耦合静电(cce)探针装置 |
US9613784B2 (en) * | 2008-07-17 | 2017-04-04 | Mks Instruments, Inc. | Sputtering system and method including an arc detection |
US8815329B2 (en) * | 2008-12-05 | 2014-08-26 | Advanced Energy Industries, Inc. | Delivered energy compensation during plasma processing |
US8395078B2 (en) * | 2008-12-05 | 2013-03-12 | Advanced Energy Industries, Inc | Arc recovery with over-voltage protection for plasma-chamber power supplies |
PL2648209T3 (pl) * | 2009-02-17 | 2018-06-29 | Solvix Gmbh | Urządzenie zasilające do obróbki plazmowej |
KR101028406B1 (ko) * | 2009-08-12 | 2011-04-13 | (주)화백엔지니어링 | 아크 검출장치 및 방법 |
IE20090628A1 (en) * | 2009-08-17 | 2011-03-30 | Lexas Res Ltd | Method and apparatus for the detection of arc events during the plasma processing of a wafer, surface or substrate. |
US10128090B2 (en) * | 2012-02-22 | 2018-11-13 | Lam Research Corporation | RF impedance model based fault detection |
US9685297B2 (en) * | 2012-08-28 | 2017-06-20 | Advanced Energy Industries, Inc. | Systems and methods for monitoring faults, anomalies, and other characteristics of a switched mode ion energy distribution system |
KR101942146B1 (ko) * | 2012-08-31 | 2019-01-24 | 어드밴스드 에너지 인더스트리즈 인코포레이티드 | 전압 반전 및 개선된 회복을 갖는 아크 처리 |
JP6456298B2 (ja) * | 2012-12-18 | 2019-01-23 | トゥルンプフ ヒュッティンガー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトTRUMPF Huettinger GmbH + Co. KG | アーク消弧方法及び電力変換器を備えた電力供給システム |
DE102013202428A1 (de) | 2013-02-14 | 2014-08-14 | Trumpf Huettinger Sp. Z O. O. | Leistungsversorgungsanordnung zur Versorgung industrieller Prozesse mit Leistung |
EP2770083B1 (en) * | 2013-02-20 | 2015-11-18 | University of West Bohemia in Pilsen | High-rate reactive sputtering of dielectric stoichiometric films |
DE102013110883B3 (de) * | 2013-10-01 | 2015-01-15 | TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG | Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung einer Entladung in einem Plasmaprozess |
EP2905802B1 (en) | 2014-02-07 | 2019-05-22 | TRUMPF Huettinger Sp. Z o. o. | Method of detecting arcs in a plasma process and power supply for supplying an output quantity to a plasma process |
US9386680B2 (en) * | 2014-09-25 | 2016-07-05 | Applied Materials, Inc. | Detecting plasma arcs by monitoring RF reflected power in a plasma processing chamber |
EP3035365A1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-22 | TRUMPF Huettinger Sp. Z o. o. | Method of detecting an arc occurring during the power supply of a plasma process, control unit for a plasma power supply, and plasma power supply |
KR102107160B1 (ko) * | 2015-12-04 | 2020-05-06 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 플라즈마 프로세싱을 위한 아킹 검출 장치 |
-
2014
- 2014-12-19 EP EP14461600.0A patent/EP3035365A1/en not_active Withdrawn
-
2015
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2017
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011521735A (ja) * | 2008-05-30 | 2011-07-28 | コロラド ステート ユニバーシティ リサーチ ファンデーション | プラズマを発生させるためのシステム、方法、および装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10431437B2 (en) | 2019-10-01 |
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EP3035365A1 (en) | 2016-06-22 |
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CN107466419A (zh) | 2017-12-12 |
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JP2017539066A (ja) | 2017-12-28 |
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