KR102424953B1 - 진공 플라즈마 공정에의 rf 전력 공급 - Google Patents

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Abstract

Rf 전력이 플라즈마 프로세싱 모듈(1o)에 공급되는데, 플라즈마 처리 모듈(1o)에서 시간 불변 임피던스 변환은 플라즈마 처리 모듈(1o)의 임피던스 변환 네트워크(1T)에 의해 수행되고, 시간 변수 매칭은 임피던스 변환 네트워크(1T)에 연결된 매치 박스에 의해 수행된다. 임피던스 변환 네트워크(1T)는 중공 도체의 유도성 소자(L)를 포함한다. 냉각 매체(F1)는 냉각될 플라즈마 프로세싱 모듈(1o)의 부분 및 임피던스 변환 네트워크의 중공 도체를 통해 흐르고 플라즈마 프로세싱 모듈(1o)에서 임피던스 변환 네트워크(1T)의 일부가 아니다.

Description

진공 플라즈마 공정에의 RF 전력 공급
본 발명은 진공 플라즈마 공정에 RF 전력을 공급하는 것에 관한 것이다.
Rf(무선 주파수) 전력은 진공 플라즈마 처리 모듈에 통상적으로 공급되는데, 이는 플라즈마 방전을 공급하기 위한 전력 및/또는 작업편 캐리어 전극과 같은 전극을 바이어스하기 위한 전력으로, 진공 플라즈마 처리 모듈은 방전 전극들로부터 분리되고, RF 전력 발생기의 출력 임피던스를 진공 처리 모듈의 입력 임피던스와 일치시키는 매치 박스(matchbox)가 제공된다.
이러한 진공 플라즈마 처리 모듈은 예를 들어, 스퍼터링 모듈, 에칭 모듈, 전자빔 증착 모듈, PECVD(Plasma Enhanced Chemical Deposition) 모듈 또는 음극 아크 증발 모듈이다. 처리된 Rf 전력은 플라즈마 방전을 공급하기 위해 또는 보다 일반적으로, 예를 들어, 기판 캐리어 전극과 같이 처리에 참여하는 전극을 바이어스하기 위해 공급될 수 있다. 플라즈마 임피던스의 시간이 변함에 따라, 매치 박스는 진공 플라즈마 처리 모듈의 순간적으로 널리 퍼져있는 입력 임피던스에 신속하게 자동으로 매칭에 적응하는 능력을 갖추고 있다.
더욱이, 예를 들어, 스퍼터링 모듈에서, 진공 플라즈마 처리 모듈의 입력 임피던스는 다르고, 그러한 모듈이 동일한 유형 인 경우에도 다르게 행동하고, 예를 들어, 다른 재료 타겟의 다른 가스 분위기 등에서 다르게 작동된다. 본 명세서 전체에서, 진공 플라즈마 처리 모듈은 입력 임피던스가 다르거나 시간이 지남에 따라 다르게 동작하는 경우 다르다. 또한 주파수가 1MHz 이상인 경우 무선 주파수(RF) 인 주파수를 말한다. 각각의 진공 플라즈마 처리 모듈에 할당된 매치 박스는 공급된 진공 플라즈마 처리 모듈에 직접 장착되고, 각각의 진공 플라즈마 처리 모듈에 공급될 높은 RF 전류를 처리하고, 빠른 자동 임피던스 매칭을 수행한다.
상이한 진공 플라즈마 처리 모듈은 각각의 진공 플라즈마 처리 모듈에 대해 특별히 맞춤화된 각각의 이러한 매치 박스를 통해 작동된다.
이러한 종래 기술은 도 1과 관련하여 이후에 예시되고 설명된다.
대안적인 Rf 전력 공급 방법을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
이는 다음의 단계에 의해 RF 전력 발생기의 출력 임피던스를 진공 공급원 처리 모듈의 입력 임피던스에 시간 가변 매칭시키는 단계를 포함하는 RF 전력 발생기로부터 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈로 RF 전력을 전달하는 방법에 의해 실현된다.
a) 진공 플라즈마 처리 모듈에 임피던스 변환 네트워크를 제공하고 이 임피던스 변환 네트워크에 의해 진공 플라즈마 처리 모듈의 입력 임피던스의 임피던스 변환 네트워크에 대한 입력 임피던스로의 시간 가변 임피던스 변환을 수행하는 단계;
b) 임피던스 변환 네트워크에 작동적으로 연결된 매치 박스에 의해 RF 전력 발생기의 출력 임피던스를 임피던스 변환 네트워크의 입력 임피던스로 시간 가변 매칭을 수행하는 단계.
한편 전체 매칭을 진공 플라즈마 처리 모듈에서 시간 불변 부분으로 분할함으로써, 및 다른 한편으로, 언급된 매치 박스에 의해 실현되는 시간 변수 부분에서, 따라서, 진공 플라즈마 처리 모듈로부터 원격으로 매치 박스를 제공하고 보다 단순하고 저렴한 매치 박스를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 일 변형은 임피던스 변환 네트워크에 의해 전류 보상을 수행하는 단계를 포함하여 RF 전력 발생기로부터 임피던스 변환 네트워크의 입력에 공급되는 공급 전류보다 큰 전류를 진공 플라즈마 처리 모듈에서 작동되는 진공 플라즈마 프로세스에 전달한다.
이를 통해 진공 플라즈마 처리 모듈에서 멀리 떨어진 매치 박스를 제공할 수 있어 이에 의해, 진공 플라즈마 처리 모듈에서 진공 플라즈마 처리를 수행하는데 필요한 것보다 더 낮은 RF 전류를 견디도록 RF 전력 발생기의 출력과 진공 플라즈마 처리 모듈 사이의 매치 박스를 포함하는 상호 연결을 조정한다.
본 발명에 따른 방법의 일 변형은 RF 전력 발생기의 출력 및 전송 라인에 의한 상호 접속을 포함하는 임피던스 변환 네트워크의 상호 접속을 포함하고, 다른 실시예에서, 언급된 상호 접속은 동축 케이블에 의한 상호 접속을 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 일 변형에서, 임피던스 변환 네트워크를 구성하는 것은 모든 이산 소자 및 수동 소자들인 유도 및 용량 소자들을 제공하는 것을 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 일 변형에서, 임피던스 변환 네트워크의 적어도 일부는 냉각된다.
본 발명에 따른 방법의 일 변형은 중공 도체에 의해 상기 임피던스 변환 네트워크의 적어도 하나의 유도 요소의 적어도 일부를 제공하고 상기 중공 도체를 통해 냉각 매체를 유동시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 방금 언급된 변형의 일 변형에서, 상기 냉각 매체는 임피던스 변환 네트워크의 일부가 아닌 진공 플라즈마 처리 모듈의 일부의 냉각 배열을 통해 추가적으로 유동된다.
본 발명에 따른 방법의 일 변형은 단일의 중앙 매치 박스를 통해 상기 RF 전력 발생기로부터 상기 진공 플라즈마 처리 모듈 중 적어도 2 개로 RF 전력을 전달하는 RF 전력을 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 일 변형은 RF 전력 발생기로부터 2 개 이상의 진공 플라즈마 처리 모듈로 연속적으로 전달하고, 연속적으로 RF 전력 발생기의 출력 임피던스와 적어도 2 개의 임피던스 변환 네트워크의 입력 임피던스를 단일의 중앙 매치 박스에 의해 적어도 시간 가변 매칭시키는 단계를 포함한다.
이에 의해, 적어도 2 개의 진공 플라즈마 처리 모듈에 제공된 바와 같이 적어도 2 개의 임피던스 변환 네트워크의 입력 임피던스의 각각의 시간 변화 부분에 대한 빠른 매칭 적응을 자동으로 수행하는 하나의 매치 박스만 제공된다.
본 발명에 따른 방법의 방금 언급된 변형의 일 변형은 적어도 두 개의 임피던스 변환 네트워크 중 적어도 하나에 의해 전류 보상을 수행하는 단계를 포함하여 RF 전력 발생기로부터 적어도 하나의 각각의 임피던스 변환 네트워크에 공급되는 공급 전류보다 큰 전류를 각각의 진공 플라즈마 처리 모듈에서 수행되는 진공 플라즈마 공정으로 전달한다.
이에 의해 본 발명에 따른 방법의 일 변형은 상기 적어도 두 개의 임피던스 변환 네트워크 모두에서 언급된 전류 보상 중 각각의 하나를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 일 변형에서, RF 전력 발생기와 적어도 두 개의 임피던스 변환 네트워크 중 적어도 하나의 출력을 상호 연결하는 단계는 전송 라인에 의한 상호 연결을 포함하고, 이에 의해, 그리고 다른 변형에서, 전송 라인에 의한 상호 접속은 동축 케이블에 의한 상호 접속을 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 일 변형에서, RF 전력 발생기와 적어도 2 개의 임피던스 변환 네트워크 각각의 출력을 상호 연결하는 단계는 각각의 전송 라인에 의한 상호 연결을 포함하며, 이에 의해 상기 전송 라인 각각은 동축 케이블을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 일 변형에서, 적어도 2 개의 임피던스 변환 네트워크를 구성하는 단계는 모두 개별적이고 수동적 요소들인 유도성 및 용량성 요소들을 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 일 변형에서, 적어도 2 개의 임피던스 변환 네트워크 각각에 의해, 각각의 진공 플라즈마 처리 모듈의 각각의 입력 임피던스의 각각의 임피던스 변환 네트워크에 대한 각각의 원하는 입력 임피던스로의 각각의 시간 불변 임피던스 변환을 수행하는 단계를 포함하고, 결과적인 원하는 입력 임피던스의 절대값의 시간 불변 성분은 원하는 범위에 있거나 무시될 정도로 상이하거나 동일하다.
본 발명에 따른 방법의 일 변형에서, 적어도 두 개의 진공 플라즈마 처리 모듈은 전술한 바와 같이 의미가 상이하다.
본 발명에 따른 방법의 일 변형에서, 상기 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈의 임피던스 변환 네트워크에 의해 플라즈마 방전 전류 중 적어도 하나를 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈에 RF 공급하고 RF 바이어싱 또는 작업편 RF 바이어싱을 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈에 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 일 변형에서, 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈은 스퍼터링 모듈, 에칭 모듈, PECVD 층 증착 모듈, 음극 아크 증발 모듈, 플라즈마 증발 모듈, 전자 빔 증발 모듈 중 하나이다.
본 발명에 따른 방법의 일 변형은 임피던스 변환 네트워크에 의해 션트 임피던스에 의한 전류 보상을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 일 변형은 플라즈마 프로세싱에 대한 전극을 임피던스 변환 네트워크의 하나 이상의 출력에 연결하는 단계를 포함한다.
이에 의해 그리고 일 변형에서, 상기 하나 이상의 출력에서 RF 전류의 분포는 선택되거나 선택 가능하다.
본 발명에 따른 방법은 또한 진공 플라즈마 처리된 작업편을 제조하는 방법이라는 측면에서 고려될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 후술하는 바와 같은 장치 또는 설비에 의해 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 둘 이상의 변형은 모순되지 않는 한 조합될 수 있다.
전술한 바와 같은 목적은 또한 RF 전력 입력과 플라즈마 방전 전극 중 적어도 하나와 진공 플라즈마 처리를 위한 RF 바이어스 전극 사이의 시간 불변 임피던스 변환 네트워크를 포함하는 RF 진공 플라즈마 처리 모듈에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 RF 진공 플라즈마 처리 모듈의 일 실시예에서, 시간 불변 임피던스 변환 네트워크는 유도성 및 용량성 요소들을 포함하며, 모두 불연속적이고 수동적인 요소들이다.
본 발명에 따른 RF 진공 플라즈마 처리 모듈의 일 실시예에서 시간 불변 임피던스 변환 네트워크는 시간 불변 임피던스 변환 네트워크에 입력된 RF 공급 전류보다 큰 언급된 전극에 RF 전류를 공급하도록 구성된다. 따라서 불변 임피던스 변환 네트워크는 전류 보상을 수행한다.
본 발명에 따른 RF 진공 플라즈마 처리 모듈의 일 실시예에서, 시간 불변 임피던스 변환 네트워크는 냉각 장치를 포함한다.
본 발명에 따른 RF 진공 플라즈마 처리 모듈의 일 실시예에서, 시간 불변 임피던스 변환 네트워크는 적어도 일부가 중공 전도체로서 실현되는 적어도 하나의 유도성 소자를 포함한다.
본 발명에 따른 RF 진공 플라즈마 처리 모듈의 일 실시예에서, 중공 전도체는 유동 연결 가능하거나, 냉각 유체에 대한 유동 소스(flow-source) 및 유동 드레인(low-drain) 중 적어도 하나에 유동 접속 가능하다. 유동이 발생하는 장치는 유동 소스이고, 유동이 진행하는 장치는 유동 드레인이다.
본 발명에 따른 RF 진공 플라즈마 처리 모듈의 일 실시예에서, 시간 불변 임피던스 변환 네트워크에서의 냉각 장치는 중공체, 예를 들어, 중공 도체로서 실현된 유도성 요소의 적어도 일부, 냉각 유체에 대한 소스 및/또는 드레인에 연결된 유동을 포함하고, 중공체는 상기 시간 불변 임피던스 변환 네트워크의 일부가 아닌 진공 플라즈마 처리 모듈의 일부와 냉각 유체 연통한다.
본 발명에 따른 RF 진공 플라즈마 처리 모듈의 일 실시예에서, 시간 불변 임피던스 변환 네트워크는 수동으로 조정 가능하다.
본 발명에 따른 RF 진공 플라즈마 처리 모듈의 일 실시예에서, 시간 불변 임피던스 변환 네트워크는 하나 이상의 RF 전류 출력을 갖는다.
본 발명에 따른 RF 진공 플라즈마 처리 모듈의 일 실시예에서, 하나 이상의 RF 전류 출력이 전극, 즉 동일한 전극에 연결된다.
본 발명에 따른 RF 진공 플라즈마 처리 모듈의 일 실시예는 스퍼터 모듈, 에칭 모듈, PECVD 모듈, 음극 아크 증발 모듈, 플라즈마 증발 모듈, 전자빔 증발 모듈 중 하나이다.
본 발명에 따른 RF 진공 플라즈마 처리 모듈의 둘 이상의 실시예는 모순되지 않으면 조합될 수 있다.
전술한 바와 같은 목적은 또한, 본 발명에 따른 또는 하나 이상의 하나 이상의 실시예에 따른 RF 진공 플라즈마 처리 모듈 중 적어도 2 개를 포함하는 플라즈마 처리 설비에 의해 해결되며, 매치 박스에 작동 가능하게 연결된 적어도 하나의 RF 전력 발생기를 포함하고, 상기 매치 박스의 RF 출력은 적어도 2 개의 진공 플라즈마 처리 모듈의 둘 다의 시간 불변 임피던스 변환 네트워크의 RF 입력에 작동 가능하게 연결된다.
본 발명에 따른 플라즈마 처리 설비의 일 실시예에서, 매치 박스는 상기 시간 불변 임피던스 변환 네트워크 둘 다의 입력 임피던스에 대한 자동 시간 가변 매칭을 수행하도록 구성된다.
본 발명에 따른 플라즈마 처리 설비의 일 실시예는 상기 스위치 유닛 및 상기 스위치 유닛의 제어 입력에 작동적으로 연결된 타이밍 제어 유닛을 포함하고, 상기 스위치 유닛은 상기 적어도 2 개의 시간 불변의 임피던스 변환 네트워크에 연속적으로 RF 전력 공급을 스위칭하도록 구성된다.
본 발명에 따른 플라즈마 처리 설비의 일 실시예에서, 적어도 2 개의 진공 플라즈마 처리 모듈은 상이한 모듈이며, 위에서 언급된 바와 달리 정의된다.
본 발명에 따른 플라즈마 처리 설비의 일 실시예에서, RF 전력 발생기로부터 적어도 2 개의 시간 불변의 임피던스 변환 네트워크로의 Rf 전력 공급 연결은 적어도 하나의 전송 라인을 포함한다. 이에 의해, 다른 실시예에서, 언급된 전송 라인은 적어도 하나의 동축 케이블을 포함한다.
본 발명에 따른 플라즈마 처리 설비의 일 실시예에서 적어도 2 개의 진공 플라즈마 처리 모듈의 각각의 시간 가변 임피던스 변환 네트워크는 이의 입력 임피던스를 제공하도록 구성되어 시간 불변 임피던스 부분을 포함하도록 적어도 2 개의 시간 불변 임피던스 네트워크의 시간 불변 임피던스 부분의 절대값은 원하는 범위에 있거나 무시할 만하게 상이하거나 또는 동일하다.
본 발명에 따른 플라즈마 처리 설비의 일 실시예에서, 매치 박스는 적어도 2 개의 진공 플라즈마 처리 모듈로부터 멀리 떨어져있다.
본 발명에 따른 플라즈마 처리 설비의 둘 이상의 실시예는 모순되지 않으면 조합될 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 방법 또는 하나 이상의 변형 및/또는 본 발명에 따른 모듈 또는 이의 하나 이상의 실시예 및/또는 본 발명에 따른 설비 또는 이의 하나 이상의 실시예에 의한 RF 공급 진공 플라즈마 처리에 의해 처리된 기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 실시예 및 도면의 도움으로 추가로 설명될 것이다.
도면들은 다음과 같다.
도 1 은 단순화된 신호 흐름도/기능 블록도에 의한 종래 기술의 매칭 구조이다;
도 2는 본 발명에 따른 매칭 구조를 도 1과 유사하게 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예 및 변형예에서 이용되는 전류 보상 및 임피던스 변환 네트워크를 단순화한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예 또는 변형예로서 전류 보상 및 시간 불변 임피던스 변환 네트워크의 보다 상세한 예이다.
도 5는 도 4에 따른 네트워크에 의해 실현되는 임피던스 변환의 스미스(Smith) 차트이다.
도 6은 본 발명에 따른 진공 플라즈마 처리 모듈상의 시간 불변의 임피던스 변환 네트워크 실시예의 단순화된 사시도이다.
도 7은 도 6의 모듈로서 및 본 발명의 실시예 또는 변형에 따른 전류 보상 및 시간 불변 임피던스 변환 네트워크이다.
도 8은 스미스 차트에서 다른 타겟 스퍼터링에 대한 다른 스퍼터링 모듈의 초기 입력 임피던스이다.
도 9는 본 발명의 실시예 또는 변형에 따른 스미스 차트에서 도 7에 따른 네트워크에 의한 도 8의 임피던스의 일반적인 변환을 도시한다.
도 10은 상이한 스퍼터 모듈에서 이들 네트워크에 의한 임피던스 변환으로 인한 도 6 또는 도 7에 따른 네트워크로의 입력 임피던스이다.
도 11은 본 발명에 따른 진공 플라즈마 처리 모듈의 시간 불변 임피던스 변환 네트워크의 실시예를 단순화된 사시도로 도시한 도면이다.
도 12는 도 11의 모듈로서 및 본 발명의 실시예 또는 변형에 따른 전류 보상 및 시간 불변 임피던스 변환 네트워크이다.
도 13은 도 11의 모듈의 수정에 의해 그리고 본 발명의 실시예 또는 변형에 따라 전류 보상 및 시간 불변 임피던스 변환 네트워크를 실현할 수 있는 추가 가능성을 도시한 도면이다.
다음 설명에서 우리는 다음 약어를 사용한다:
a) 인덱스되지 않은 참조 번호의 VPPM: 진공 플라즈마 처리 모듈, 예를 들어, 스퍼터링 모듈;
b) o-인덱스된 참조 번호를 갖는 VPPM: 본 발명에 따른 진공 플라즈마 처리 모듈로서 a)에 따른 모듈을 통합;
c) TITN: 시간 불변 임피던스 변환 네트워크;
d) CTITN: 전류 보상 기능이 추가된 시간 불변 임피던스 변환 네트워크.
도 1은 단순화된 신호 흐름도/기능 블록도를 통해 VPPM이라 칭해지는 RF 동작식 진공 플라즈마 프로세스 모듈(1, 2, …)로의 종래의 RF 전력 전달을 나타낸다.
VPPM(1, 2, …)은, 예를 들어, 스퍼터링 모듈, 에칭 모듈, PECVD 모듈, 음극 아크 증발 모듈, 플라즈마 증발 모듈, 전자빔 증발 모듈로서, 일반적으로 플라즈마 방전 -PL- 전극이 RF 공급되고/공급되거나 다른 전극, 예를 들어, 작업편 캐리어 전극이 RF 바이어스되는 VPPM이다. 이러한 전극은 도 1에서 Rf 전력이 인가되는 31,2,…에 의해 해결된다.
VPPM 또는 처리 모듈 1,2,…의 적어도 일부는 작동시 서로 다른데, 이들은 다른 Rf 전원 입력에 존재하거나 복합 입력 임피던스(ZP1, ZP2 …)로 시간이 지남에 따라 다르게 존재한다.
본 발명의 기초로서, VPPMx의 입력 임피던스 ZPx(x는 1,2,…를 나타냄)는 다음과 같다.
ZPx(t) = ZPxo +ΔZPx(t)
이에 의해, 시간 불변 임피던스 부분(ZPxo)은 예를 들어, 각각의 진공 플라즈마 프로세스를 개시할 때 순간적으로 존재하는 임피던스 값으로서, 또는 예를 들어, 처리 시간 범위에 걸쳐 시간 변화 ZPx(t)의 평균 임피던스 값으로 자유롭게 선택될 수 있다.
시간 불변 부분 ZPxo는 임피던스 작동 지점으로 간주될 수 있고 시간 변이 부분 ΔZPx(t)는 임피던스 작업 지점에 대한 ZPx(t)의 순간 편차로 간주될 수 있다(임피던스 Z는 복합 독립변수이다).
전용 매치 박스(5 1,2,.)는 각각의 VPPM 1,2...에 좁게 연결되어 있다. 각 매치 박스(5 1,2,.)는 입력 임피던스(ZLx)에서의 각각의 입력 임피던스 ZPx(t)를 RF 전력 발생기(7)로부터 도시된 임피던스가 의존하는 매치 박스 5x로 변환시킨다. 일반적으로 ZLx 임피던스는 가능한 동일하게 만들어지며 ZL로 언급된다. 모든 매치 박스 5x가 자동 고속 임피던스 변환을 수행하도록 구성될 필요가 있다. 반대로 매칭된 매치 박스 5x는 미리 결정된 임피던스 ZL을 각각의 임피던스 ZPx(t)에 매칭시킨다.
스위치(9)는 RF 전력 발생기(7)로부터의 Rf 전력을 각각의 매치 박스(51,2.., 즉, 5x 에 연속적으로 분배한다.
따라서, 도 1의 종래의 매칭 기술에 따르면, 전용 매치 박스 5x는 모든 VPPMx에 후크(hooked)되어, RF 전력 발생기의 출력 임피던스를 예를 들어, 50Ω으로 VPPMx의 각각의 입력 임피던스에 매칭시킨다.
매치 박스는 모두 빠른 자동 매칭 능력을 포함하여 각각의 임피던스 ZPx(t)의 시간 변화를 고려한다.
본 발명 및 도 2에 따르면, 시간 불변 매칭의 적어도 일부는 각각의 VPPM(1,2 ... X)에 시간 불변 임피던스 변환 네트워크(1T, 2T..XT)를 포함하여 수행된다. 결과는 VPPM 1o, 2o … Xo 이다.
TITN이라 불리는 시간 불변 임피던스 변환 네트워크는 수동 및 이산 유도 소자들 L1T, 2T, .. XT 및 스퓨리어스 또는 이산 저항 소자 R(도 2에는 미도시)를 갖는 수동, 이산 용량 소자들 C1T, 2T, .. XT로 구성된다.
각각의 TITN 1T, 2T,… XT에 의해 각각의 입력 임피던스 ZPx(t) = ZPxo + ΔZPx(t)는 VPPM 1o, 2o, Xo의 입력 임피던스로 변환된다.
Z1T,2T…(t) = ZTo + ΔZ1T,2T…(t).
TITN 1T,2T…는 모든 VPPM 1o, 2o,… 의 시간 불변 부분 ZTo(복합 독립변수들)의 절대값이 미리 결정된 임피던스 범위에 있거나 무시할 정도로 다르거나 심지어 동일하도록 구성된다.
RF 전력 발생기(7)에서 VPPM1o, 2o, … 로의 연속적인 RF 전원 분배는 단일 중앙 매치 박스(11) 및 스위치(9)를 통해 실현된다. 스위치는 매치 박스(11)에 내장될 수 있고 타이머 유닛(10)에 의해 제어된다.
매치 박스(11)는 발생기 출력 임피던스를 입력 임피던스 Z1T,2T…XT에 일치시켜 모든 고속 자동 시간 변수 매칭을 수행한다. 필요한 경우, 매치 박스(11)는 잔여 시간 불변 매칭을 추가로 수행하고, VPPM 1o, 2o의 ZTo가 여전히 견딜 수 없을 정도로 다르고/다르면, ZTo가 RF 전력 발생기(7)의 출력 임피던스와 일치하지 않는다.
결과적으로, 시간 불변 매칭에 대한 하나의 고가의 매치 박스(11)만이 제공되고, 및 부가적으로, 이러한 단일 매치 박스(11)는 종종 종래 기술에 따라 하나의 프로세싱 모듈 전용 매치 박스(51, 2,…)보다 훨씬 더 단순하고 저렴하게 실현될 수 있다.
본 발명에 따른 개념으로부터 결과 모듈 1o, 2o, … 가 존재하는데, 이는 각각의 RF 입력과 VPPM 1o, 2o, … 의 각각의 프로세스 전극 31, 32, … 사이에 유도성 및 용량성 이산 소자들의 수동 TITN을 포함한다.
본 발명에 따른 개념은 한편으로는 분산된, 모듈 전용 시간 불변 임피던스 변환에서, 다른 한편으로는, 적어도 시간 변화, 모듈 특정 매칭, 가능하게 추가로 시간 불변 매칭을 수행하는 중앙 매칭에서 RF 전력 발생기와 다수의 상이한 VPPM 사이에서 전체 매칭을 분할하는 것으로 고려될 수 있다.
나머지 중앙 매치 박스(11)는 각각의 VPPM 1,2,…에 직접 장착될 종래 기술의 매치 박스(51, 2,…)와 반대로 VPPM 1o, 2o, … 로부터 멀리 제공될 수 있다.
VPPM 1,2,…에 공급되는 Rf 전류는 최대 100A rms 이상일 수 있다. 모듈 VPPM 1o, 2o, … 의 배열에서 원격으로 중앙 매치 박스(11) 제공시 VPPM 1o, 2o, …에 RF 전력 공급 연결을 따른 고전류를 고려해야 한다.
이것은 본 발명의 실시예에서 TITN 1T, 2T, … 에 의해 실현되는 소위 전류 보상 기술에 의해 고려된다. 이러한 기술에 의해 VPPM 1,2,…에서 진공 플라즈마 처리에 공급되는 Rf 전류의 감소된 부분만이 중앙 매치 박스(11)를 통해 VPPM 1o, 2o, … 에 연결된다. 예를 들어, 플라즈마 방전을 위해 공급되는 잔류 전류는 각각의 TITN 1T, 2T, …에 추가된다. 따라서, 이 실시예에서, 각각의 TITN 1T, 2T, … 는 전류 보상 네트워크로 추가로 작용하고 CTITN 1T, 2T, …에 의해 처리된다.
도 3은 CTITN 1T, 2T, …, XT의 일 실시예에서 이용될 수 있는 전류 보상 네트워크를 일반적으로 도시한다. 도 4는 CTITN 1T, 2T, … 라고 칭해지는 전류 보상 및 임피던스 변환 네트워크를 구현하는 예를 보여준다. 도 5는 각각의 스미스 차트 표현을 도시한다.
도 3에 따르면, 일반적으로 CTITN 1T 및/또는 2T 및/또는 3T…에서, 공급 전류 ica에 대해 임피던스 Zca를 통해 Rf 입력을 션트하는 전류 보상 임피던스 Zcc가 제공된다. 보상 전류 icc가 전류 ica에 추가되어 전류 iPL이 된다. 임피던스 Zca 및 Zcc가 모두 복잡하기 때문에 CTITN에서 보상 임피던스 Zcc를 적절히 조정하면 iPL의 실제 부분이 ica의 실제 부분보다 커진다. 각각의 VPPM 1o, 2o, … 에서 변환 네트워크 CTITN의 Zcc를 적절히 설계함으로써 시간 불변 임피던스 변환 네트워크는 전류 보상뿐만 아니라 원하는대로 임피던스 변환을 수행한다.
따라서 CTITN 1T, 2T, … 의 개별 유도성 및 용량성 요소는 RF 전력 발생기의 전류 ica 및 중앙 매치 박스(11)의 요소들 및 Rf 발생기(7)로부터 매치 박스(11)로의 연결 라인들보다 높은 고전류를 견딜 수 있도록 치수가 정해질 수 있고, 스위치(9)를 통해 CTITN 1T 및/또는 2T 및/또는 … 으로 낮은 전류를 견딜 수 있도록 맞춤화될 수 있다.
RF 전력 발생기(7)로부터의 CTITN 1T, 2T, … 또는 이들 RF 전력 연결 라인(13a, 13b, 13c)의 적어도 일부 또는 적어도 일부까지의 전력 연결 라인(도 2 참조)은 동축 케이블을 포함하는 전송 라인들에 의해 실현될 수 있다.
특히 CTITN 1T, 2T, … 의 개별 소자가 고전류에 맞게 조정 된 경우 이러한 네트워크를 냉각해야 할 수도 있다.
한편, 종종 VPPN 1,2,…는 스퍼터링 타겟에 대한 냉각 능력, 즉, 냉각 유체에 의한 냉각 능력을 필요로 한다.
따라서, 본 발명의 일부 변형 또는 실시예에서, 각각의 VPPN을 냉각시키기 위해 제공된 냉각 유체는 또한 그러한 부품을 냉각시키기 위해 TITN 또는 CTITN의 일부를 통해 흐른다. 중앙 매치 박스(11)는 추가 냉각 기능이 필요하지 않을 수 있다.
TITN 또는 CTITN 또는 그 일부의 인덕터는 중공 튜브 도체로 구현될 수 있고, 따라서, 가스 또는 액체 냉각 매체, 특히 VPPM 1,2,…의 일부를 통과하는 매체를 통해 가스 또는 액체 냉각 매체를 유동시키는 데 완벽하게 적합하다.
스위치(9)를 통해 원격 중앙 매치 박스(11)와 원격 VPPM 1o, 2o,.. 에 대한 가장 유연한 상호 연결은 동축 케이블, 예를 들어, 전송 라인으로서 50Ω 케이블에 의해 수행된다. 이들 케이블 또는 유사한 전송 라인은 VPPM 1,2 을 공급하는 RF 전류만큼 높은 전류가 각각의 진공 플라즈마 프로세스를 위하여 고려되지 않을 수 있다.
전류 보상 네트워크 CTITN 1T, 2T,…, 로서 추가로 각각의 TITN 1T, 2T를 실현함으로써 이 문제가 해결될 수 있다.
VPPM 예를 들어, 1o 에서 이러한 변환 및 전류 보상 네트워크 CTITN 을 실현하는 예는 다음과 같다:
발생기의 Rf 전력: 5000W;
발생기에서 각각의 CTITN 네트워크로 연결 예를 들어, 도 2의 1o: 50Ω 동축 케이블
동축 케이블을 나타내는 Lca: 1200nH
CTITN의 인덕터 Lcc: 300nH
CTITN의 커패시터 Cc1 시리즈: 300pF
CTITN의 션트 커패시터 Cc2: 200pF
동축 케이블 및 Lca를 통한 최대 전류 치수 15 Arms
최대 플라즈마 방전 전류 iPL: 30 Arms
동축 케이블은 15 Arms를 초과하지 않으며 이 값은 각각의 처리 모듈(예를 들어, 도 2의 1o, 리액터라고도 함)을 작동할 때 완전히 활용되어야 하므로 케이블은 최소 25Ω 이어야 한다.
따라서 임피던스 ZP1(도 2 참조), 리액터 부하 또는 입력 임피던스는 언급된 시간 불변 임피던스 변환 네트워크 CTITN 1T에 의해 2:1 VSWR-주기 전압 정재 파비(Voltage Standing Wave Ratio)로 변환된다. 도 5의 스미스 차트 표시에 도시된 바와 같이 케이블은 25Ω 미만의 음의 실제 임피던스로 로딩된다.
따라서, VPPM 1o 의 전류 보상 및 변환 네트워크 CTITN 1T 를 통한 전류는 케이블을 통한 전류에 더하여, 예를 들어, 30 Arms의 처리 모듈 VPPN 1에서 프로세스에 전류를 발생시킨다.
도 4에 도시된 바와 같이, 인덕턴스 Lcc를 따라 션트 커패시터 Cc2를 탭핑하는 것은 CTITN에서 수동으로 시프트되어 미세 조정을 수행한다.
도 6은 VPPM 1o의 CTITN 1T, 즉 정사각형 스퍼터링 모듈을 도시한다. 인덕턴스(L)는 액체 냉각 유체(F1)를 유동시키기 위한 파이프로서 실현되며 냉각을 위해 VPPM 1o의 타겟 마운트로 공급된다. 소스(S)로부터 드레인(D)으로의 냉각 유체(F1)의 유동 경로는 도 6에 점선으로 개략적으로 도시된다. CTITN 1T의 전기 네트워크는 도 7에 도시된다. 변환 튜닝은 예를 들어, L에 대한 유도성 파이프를 간단히 교환함으로써 실현될 수 있다.
도 8은 Al2O3, ITO 및 Al 타겟에 대한 도 6에 따른 스퍼터 모듈 1,2,3의 임피던스 ZPxo를 도시한다. 도 9는 도 7의 LC 변환 네트워크 1T에 의해 원칙적으로 수행된 변환을 도시하고, 도 10은 실질적으로 동일한 ZTo 결과를 도시한다.
도 11은 원형 스퍼터링 모듈 VPPM 1o 에서의 CTITN 1T의 구현예를 도 6의 표현과 유사하게 도시한다. 도 12는 도 11의 VPPM 1o 에서 실현된 CTITN 1T의 전기 네트워크를 도시한다.
유도성 파이프(Lse)로부터 나온 유체(F1)는 점선으로 1T에 개략적으로 도시된 전기 절연 튜브에 의해 유도성 파이프(LSH) 로의 유체 입구에 연결된다. 냉각 유체(F1)의 경로는 다시 점선으로 도시된다. 도 12로부터 명백한 바와 같이, 타겟(20)은 하나 이상의 위치에서 Rf가 공급될 수 있고, 이들 위치에 대한 Rf 전류 분포는 Lse 및 LSH의 값을 각각 선택함으로써 조정될 수 있다.
타겟(20)에서 공급 위치에 대한 동일한 Rf 전류는 도 13에 도시된 바와 같이 유도성 파이프(Lse)의 Fl-out 단부와 유도성 파이프(LSH)의 Fl-in 단부를 전기적으로 연결함으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 다른 양상들은 다음과 같이 요약된다:
양상들:
a) 진공 플라즈마 처리 모듈에 임피던스 변환 네트워크를 제공하고 상기 임피던스 변환 네트워크에 의해 진공 플라즈마 처리 모듈의 입력 임피던스의 임피던스 변환 네트워크에 대한 입력 임피던스로의 시간 가변 임피던스 변환을 수행하는 단계;
b) 임피던스 변환 네트워크에 작동적으로 연결된 매치 박스에 의해 RF 전력 발생기의 출력 임피던스를 임피던스 변환 네트워크의 입력 임피던스로 시간 가변 매칭을 수행하는 단계에 의해 RF 전력 발생기의 출력 임피던스를 진공 플라즈마 처리 모듈의 입력 임피던스에 시간 가변 매칭하는 단계를 포함하는 RF 전력 발생기로부터 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈로 RF 전력을 전달하는 방법.
2) 양상 1에 있어서, 상기 임피던스 변환 네트워크에 의해 전류 보상을 수행하는 단계를 더 포함하여 RF 전력 발생기로부터 임피던스 변환 네트워크의 입력에 공급되는 공급 전류보다 큰 전류를 진공 플라즈마 처리 모듈에서 작동되는 진공 플라즈마 프로세스에 전달하는 방법.
3) 양상 1 또는 2 중 적어도 하나에 있어서, 상기 RF 전력 발생기와 상기 임피던스 변환 네트워크의 출력을 상호 연결하는 단계는 전송 라인에 의한 상호 연결을 포함하는 방법.
4) 양상 3에 있어서, 상기 상호 접속은 동축 케이블에 의한 상호 접속을 포함하는 상기 전송 라인에 의한 상호 접속을 포함하는 방법.
5) 양상 1 내지 3 중 적어도 하나에 있어서, 상기 임피던스 변환 네트워크를 구성하는 단계는 모두 이산 소자들 및 수동 소자들인 유도성 및 용량성 소자들을 제공하는 단계를 포함하는 방법.
6) 양상 1 내지 5 중 적어도 하나에 있어서, 상기 임피던스 변환 네트워크의 적어도 일부를 냉각시키는 단계를 포함하는 방법.
7) 양상 1 내지 양상 6 중 적어도 하나에 있어서, 상기 임피던스 변환 네트워크의 적어도 하나의 유도성 소자의 적어도 일부를 중공 도체에 의해 제공하고 상기 중공 도체를 통해 냉각 매체를 유동시키는 단계를 포함하는 방법.
8) 양상 7에 있어서, 상기 임피던스 변환 네트워크의 일부가 아닌 상기 진공 플라즈마 처리 모듈의 일부의 냉각 장치를 통해 상기 냉각 매체를 유동시키는 단계를 포함하는 방법.
9) 양상 1 내지 8 중 적어도 하나에 있어서, 단일 중앙 매치 박스를 통해 상기 RF 전력 발생기로부터 상기 진공 플라즈마 처리 모듈 중 적어도 2 개로 RF 전력을 전달하는 단계를 포함하는 방법.
10) 양상 1 내지 9 중 적어도 하나에 있어서, 상기 RF 전력 발생기로부터 상기 진공 플라즈마 처리 모듈 중 적어도 2 개로 연속적으로 RF 전력을 전달하고 단일 중앙 매치 박스에 의해 상기 적어도 2 개의 진공 플라즈마 처리 모듈의 적어도 2 개의 임피던스 변환 네트워크의 각각의 입력 임피던스에 대해 상기 RF 전력 발생기의 상기 출력 임피던스의 시간 가변 매칭을 수행하는 단계를 포함하는 방법.
11) 양상 9 또는 10에 있어서, 상기 적어도 2 개의 임피던스 변환 네트워크 중 적어도 하나에 의해 전류 보상을 수행하는 단계를 포함하여, 상기 RF 전력 발생기로부터 상기 적어도 하나의 임피던스 변환 네트워크에 공급되는 공급 전류보다 큰 전류를 각각의 진공 플라즈마 처리 모듈에서 수행되는 진공 플라즈마 처리로 전달하는 방법.
12) 양상 11에 있어서, 상기 적어도 2 개의 임피던스 변환 네트워크 모두에서 상기 전류 보상 중 각각의 하나를 수행하는 단계를 포함하는 방법.
13) 양상 9 내지 12 중 적어도 하나에 있어서, 상기 RF 전력 발생기의 출력 및 상기 둘 이상의 임피던스 변환 네트워크 중 적어도 하나는 전송 라인에 의한 상호 접속을 포함하는 것을 상호 접속하는 단계를 포함하는 방법.
14) 양상 13에 있어서, 상기 전송 라인에 의한 상호 접속은 동축 케이블에 의한 상호 접속을 포함하는 방법.
15) 양상 13 또는 14에 있어서, 상기 RF 전력 발생기의 출력과 상기 적어도 2 개의 임피던스 변환 네트워크 각각은 각각의 전송 라인에 의한 상호 접속을 포함하는 방법.
16) 양상 9 내지 15 중 적어도 하나에 있어서, 상기 적어도 2 개의 임피던스 변환 네트워크를 구성하는 단계는 모두 이산 및 수동 소자인 유도성 및 용량성 소자를 제공하는 단계를 포함하는 방법.
17) 양상 6 내지 16 중 적어도 하나에 있어서, 상기 각각의 적어도 두 개의 임피던스 변환 네트워크 각각에 의해 각각의 진공 플라즈마 처리 모듈의 각각의 입력 임피던스의 상기 각각의 임피던스 변환 네트워크에 대한 각각의 원하는 입력 임피던스로의 각각의 시간 불변 임피던스 변환을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 원하는 입력 임피던스의 절대값의 시간 불변 성분은 원하는 범위에 있거나 무시될 정도로 상이하거나 동일한 방법.
18) 양상 9 내지 17 중 하나 이상에 있어서, 상기 2 개 이상의 진공 플라즈마 처리 모듈이 상이한 방법.
19) 양상 1 내지 18 중 적어도 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈의 상기 임피던스 변환 네트워크에 의해 적어도 하나의 플라즈마 방전 전류 중 적어도 하나를 상기 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈로 RF 공±RF 전력하고 상기 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리에 RF 바이어싱 또는 RF 작업편 바이어싱을 제공하는 단계를 포함하는 방법.
20) 양상 1 내지 19 중 적어도 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈은 스퍼터링 모듈, 에칭 모듈, PECVD 층 증착 모듈, 음극 아크 증발 모듈, 플라즈마 증발 모듈, 전자-빔 증발 모듈인 방법.
21) 양상 1 내지 20 중 적어도 하나에 있어서, 상기 임피던스 변환 네트워크에 의해 션트 임피던스에 의한 전류 보상을 수행하는 단계를 포함하는 방법.
22) 양상 1 내지 21 중 적어도 하나에 있어서, 플라즈마 처리에 대한 전극을 상기 임피던스 변환 네트워크의 하나 이상의 출력에 연결하는 단계를 포함하는 방법.
23) 양상 22에 있어서, 상기 하나 이상의 출력에서 RF 전류의 분포를 선택하는 단계를 포함하는 방법.
24) 진공 플라즈마 처리된 작업편을 제조하기 위한 양상 1 내지 23 중 적어도 하나의 방법.
25) 다음 양상 중 적어도 하나에 따른 장치 또는 설비에 의해 수행되는 양상 1 내지 양상 24 중 적어도 하나의 방법.
26) RF 전력 입력과 플라즈마 방전 전극 중 적어도 하나와 상기 진공 플라즈마 처리를 위한 RF 바이어스 전극 사이의 시간 불변 임피던스 변환 네트워크를 포함하는 RF 진공 플라즈마 처리 모듈.
27) 양상 26에 있어서 상기 시간 불변 임피던스 변환 네트워크는 유도성 및 용량성 소자를 포함하고, 모두 이산 소자들인 RF 진공 플라즈마 처리 모듈.
28) 양상 26 또는 27 중 적어도 하나에 있어서, 상기 시간 불변 임피던스 변환 네트워크는 상기 시간 불변 임피던스 변환 네트워크에 입력된 RF 공급 전류보다 큰 RF 전류를 상기 전극에 공급하도록 구성되는 RF 진공 플라즈마 처리 모듈.
29) 양상 26 또는 28 중 적어도 하나에 있어서 상기 시간 불변 임피던스 변환 네트워크가 냉각 장치를 포함하는 RF 진공 플라즈마 처리 모듈.
30) 양상 26 내지 29 중 적어도 하나에 있어서 상기 시간 불변 임피던스 변환 네트워크가 적어도 하나의 유도성 요소를 포함하며, 이의 적어도 일부는 중공 도체로서 실현되는 RF 진공 플라즈마 처리 모듈.
31) 양상 30에 있어서, 상기 중공 도체는 냉각 유체에 대한 유동 소스 및 유동 드레인 중 적어도 하나에 유동 연결 가능하거나 유동 연결되는 RF 진공 플라즈마 처리 모듈.
32) 양상 29 내지 31 중 적어도 하나에 있어서, 상기 냉각 장치는 중공 본체, 냉각 유체에 대한 소스 및/또는 드레인에 연결된 유동을 포함하고, 상기 중공체는 상기 시간 불변의 임피던스 변환 네트워크의 일부가 아닌 상기 진공 플라즈마 처리 모듈의 일부와 냉각 유체 연통하는 RF 진공 플라즈마 처리 모듈.
33) 양상 26 내지 32 중 적어도 하나에 있어서, 상기 시간 불변 임피던스 변환 네트워크가 수동으로 조정 가능한 RF 진공 플라즈마 처리 모듈.
34) 양상 26 내지 33 중 적어도 하나에 있어서, 상기 시간 불변 임피던스 변환 네트워크는 상기 하나 이상의 RF 전류 출력을 갖는 RF 진공 플라즈마 처리 모듈.
35) 양상 34에 있어서, 상기 하나 이상의 RF 전류 출력은 상기 전극에 연결되는 RF 진공 플라즈마 처리 모듈.
36) 양상 26 내지 35 중 적어도 하나의 RF 진공 플라즈마 처리 모듈은 스퍼터 모듈, 에칭 모듈, PECVD 모듈, 음극 아크 증발 모듈, 플라즈마 증발 모듈, 전자빔 증발 모듈 중 하나인 RF 진공 플라즈마 처리 모듈.
37) RF 진공 플라즈마 처리 모듈 중 적어도 2 개를 포함하는 플라즈마 처리 설비로서, 각각 양상 26 내지 36 중 적어도 하나에 따라, 매치 박스에 동작 가능하게 연결된 적어도 하나의 RF 전력 발생기를 포함하고, 상기 매치 박스의 RF 출력은 상기 적어도 2 개의 진공 플라즈마 처리 모듈의 두 개의 시간 불변 임피던스 변환 네트워크의 RF 입력에 동작 가능하게 연결되는 플라즈마 처리 설비.
38) 양상 37에 있어서, 상기 매치 박스는 상기 시간 불변 임피던스 변환 네트워크 모두의 입력 임피던스에 대한 자동, 시간 가변 매칭을 수행하도록 구성되는 플라즈마 처리 설비.
39) 양상 37 또는 38 중 적어도 하나에 있어서, 상기 플라즈마 처리 설비는 스위치 유닛 및 상기 스위치 유닛의 제어 입력에 동작 가능하게 연결된 타이밍 제어 유닛을 더 포함하며, 상기 스위치 유닛은 상기 적어도 두 시간의 불변 임피던스 변환 네트워크로 RF 전원을 연속적으로 스위칭하도록 구성되는 플라즈마 처리 설비.
40) 양상 37 내지 39 중 적어도 하나에 있어서, 상기 적어도 2 개의 진공 플라즈마 처리 모듈은 상이한 플라즈마 처리 설비.
41) 양상 37 내지 40 중 적어도 하나에 있어서, 상기 RF 전력 발생기로부터 상기 적어도 2 시간의 불변 임피던스 변환 네트워크로의 Rf 전원 공급 연결은 적어도 하나의 전송 라인을 포함하는 플라즈마 처리 설비.
42) 양상 41에 있어서, 상기 전송 라인은 적어도 하나의 동축 케이블을 포함하는 플라즈마 처리 설비.
43) 양상 37 내지 42 중 적어도 하나에 있어서, 상기 적어도 2 개의 진공 플라즈마 처리 모듈의 각각의 시간 불변 임피던스 변환 네트워크는 시간 불변 임피던스 부분을 포함하는 입력 임피던스를 제공하도록 구성되고, 상기 적어도 두 개의 시간 불변의 임피던스 네트워크의 시간 불변의 임피던스 부분의 절대값은 원하는 범위에 있거나 무시할 만하게 상이하거나 동일한 플라즈마 처리 설비.
44) 양상 37 내지 43 중 적어도 하나에 있어서, 상기 매치 박스가 상기 2 개 이상의 진공 플라즈마 처리 모듈로부터 멀리 떨어진 플라즈마 처리 설비.
45) 양상 1 내지 25 중 적어도 하나에 따른 방법 및/또는 양상 26 내지 36 중 하나 이상에 따른 모듈 및/또는 양상 37 내지 44 중 적어도 하나에 따른 설비에 의해 RF 공급 진공 플라즈마 처리에 의해 처리된 기판을 제조하는 방법.

Claims (29)

  1. a) 진공 플라즈마 처리 모듈(1o,2o)에 임피던스 변환 네트워크(1T,2T)를 제공하고 상기 임피던스 변환 네트워크(1T,2T)에 의해 진공 플라즈마 처리 모듈(1o,2o)의 입력 임피던스(ZP1,ZP2)의 임피던스 변환 네트워크(1T,2T)에 대한 입력 임피던스(ZL1,ZL2)로의 시간 가변 임피던스 변환을 수행하는 단계;
    b) 임피던스 변환 네트워크(1T,2T)에 작동적으로 연결된 매치 박스(11)에 의해 RF 전력 발생기(7)의 출력 임피던스를 임피던스 변환 네트워크(1T,2T)의 입력 임피던스(ZL1,ZL2)로 시간 가변 매칭을 수행하는 단계; 및
    c) 중공 도체에 의해 상기 임피던스 변환 네트워크(1T,2T)의 적어도 하나의 유도성 소자(L1T,L2T)의 적어도 일부를 제공하고 상기 중공 도체를 통해 및 상기 임피던스 변환 네트워크(1T,2T)의 일부가 아닌 상기 진공 플라즈마 처리 모듈(1o,2o)의 일부의 냉각 장치를 통해 냉각 매체를 유동시키는 단계에 의해 RF 전력 발생기(7)의 출력 임피던스를 진공 플라즈마 처리 모듈(1o,2o)의 입력 임피던스(ZP1,ZP2)에 시간 가변 매칭하는, RF 전력 발생기(7)로부터 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈(1o,2o)로 RF 전력을 전달하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 임피던스 변환 네트워크에 의해 전류 보상을 수행하는 단계를 더 포함하여 RF 전력 발생기로부터 임피던스 변환 네트워크에 공급되는 공급 전류보다 큰 전류를 진공 플라즈마 처리 모듈에서 작동되는 진공 플라즈마 프로세스에 전달하는, RF 전력 발생기로부터 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈로 RF 전력을 전달하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 임피던스 변환 네트워크를 구성하는 단계는 모두 이산 소자들 및 수동 소자들인 유도성 및 용량성 소자들을 제공하는 단계를 포함하는, RF 전력 발생기로부터 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈로 RF 전력을 전달하는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 공통 중앙 매치 박스를 통해 상기 RF 전력 발생기로부터 상기 임피던스 변환 네트워크를 갖는 적어도 하나의 추가 진공 플라즈마 처리 모듈로 RF 전력을 전달하는 단계를 포함하는, RF 전력 발생기로부터 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈로 RF 전력을 전달하는 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 RF 전력 발생기로부터 상기 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈 및 상기 임피던스 변환 네트워크를 포함하는 추가의 진공 플라즈마 처리 모듈로 연속적으로 RF 전력을 전달하고 단일 중앙 매치 박스에 의해 상기 RF 전력 발생기의 상기 출력 임피던스의 상기 적어도 두 개의 진공 플라즈마 처리 모듈의 적어도 두 개의 임피던스 변환 네트워크의 각각의 입력 임피던스로의 적어도 시간 가변 매칭을 수행하는 단계를 포함하는, RF 전력 발생기로부터 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈로 RF 전력을 전달하는 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 각각의 적어도 두 개의 임피던스 변환 네트워크 각각에 의해 각각의 진공 플라즈마 처리 모듈의 각각의 입력 임피던스의 상기 각각의 임피던스 변환 네트워크에 대한 각각의 원하는 입력 임피던스로의 각각의 시간 불변 임피던스 변환을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 원하는 입력 임피던스의 절대값의 시간 불변 성분은 원하는 범위에 있거나 무시될 정도로 상이하거나 동일한, RF 전력 발생기로부터 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈로 RF 전력을 전달하는 방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 적어도 2 개의 진공 플라즈마 처리 모듈은 상이한, RF 전력 발생기로부터 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈로 RF 전력을 전달하는 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈은 스퍼터링 모듈, 에칭 모듈, PECVD 층 증착 모듈, 음극 아크 증발 모듈, 플라즈마 증발 모듈, 전자-빔 증발 모듈인, RF 전력 발생기로부터 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈로 RF 전력을 전달하는 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 플라즈마 처리를 위한 전극을 상기 임피던스 변환 네트워크의 하나 이상의 출력에 연결하는 단계를 포함하는, RF 전력 발생기로부터 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈로 RF 전력을 전달하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 하나 이상의 출력에서 RF 전류의 분포를 선택하는 단계를 포함하는, RF 전력 발생기로부터 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈로 RF 전력을 전달하는 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 진공 플라즈마 처리된 작업편을 제조하기 위한 RF 전력 발생기로부터 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈로 RF 전력을 전달하는 방법.
  12. 삭제
  13. RF 전력 입력과 플라즈마 방전 전극 중 적어도 하나와 진공 플라즈마 처리를위한 RF 바이어스 전극 사이의 시간 불변 임피던스 변환 네트워크를 포함하는 RF 진공 플라즈마 처리 모듈로서, 상기 시간 불변의 임피던스 변환 네트워크는 적어도 하나의 유도성 요소를 포함하고, 적어도 일부는 중공 도체로 구현되며, 상기 중공 도체는 냉각 유체에 대한 유동 소스 및 유동 드레인 중 적어도 하나에 유동 연결 가능하거나 유동 연결되고, 상기 중공 도체는 상기 시간 불변의 임피던스 변환 네트워크의 일부가 아닌 상기 진공 플라즈마 처리 모듈의 일부에 대한 냉각 장치와 냉각 유체 연통하는, RF 진공 플라즈마 처리 모듈.
  14. 제13항에 있어서, 상기 시간 불변 임피던스 변환 네트워크는 상기 전극에 RF 전류를 공급하도록 구성되고, 상기 RF 전류는 상기 시간 불변 임피던스 변환 네트워크에 입력된 RF 공급 전류보다 큰, RF 진공 플라즈마 처리 모듈.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 시간 불변 임피던스 변환 네트워크는 수동으로 조정 가능한, RF 진공 플라즈마 처리 모듈.
  16. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 시간 불변 임피던스 변환 네트워크는 하나 이상의 RF 전류 출력을 갖는, RF 진공 플라즈마 처리 모듈.
  17. 제16항에 있어서, 상기 하나 이상의 RF 전류 출력은 상기 전극에 연결되는, RF 진공 플라즈마 처리 모듈.
  18. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 RF 진공 플라즈마 처리 모듈은 스퍼터 모듈, 에칭 모듈, PECVD 모듈, 음극 아크 증발 모듈, 플라즈마 증발 모듈, 전자빔 증발 모듈 중 하나인, RF 진공 플라즈마 처리 모듈.
  19. RF 진공 플라즈마 처리 모듈 중 적어도 2 개를 포함하는 플라즈마 처리 설비(plasma treatment plant)로서, 각각 제13항 또는 제14항에 따른 RF 진공 플라즈마 처리 모듈, 상기 시간 불변 임피던스 변환 네트워크를 포함하는 다른 RF 진공 플라즈마 처리 모듈 및 매치 박스에 동작 가능하게 연결된 적어도 하나의 RF 전력 발생기를 포함하고, 상기 매치 박스의 RF 출력은 상기 적어도 2 개의 진공 플라즈마 처리 모듈의 두 개의 시간 불변 임피던스 변환 네트워크의 RF 입력에 동작 가능하게 연결되는, 플라즈마 처리 설비.
  20. 제19항에 있어서, 상기 매치 박스는 상기 시간 불변 임피던스 변환 네트워크 모두의 입력 임피던스에 대한 자동 시간 가변 매칭을 수행하도록 구성된, 플라즈마 처리 설비.
  21. 제19항에 있어서, 상기 플라즈마 처리 설비는 스위치 유닛 및 상기 스위치 유닛의 제어 입력에 동작 가능하게 연결된 타이밍 제어 유닛을 더 포함하며, 상기 스위치 유닛은 상기 두 개의 시간 불변 임피던스 변환 네트워크로 RF 전원을 연속적으로 스위칭하도록 구성되는, 플라즈마 처리 설비.
  22. 제19항에 있어서, 상기 2 개 이상의 진공 플라즈마 처리 모듈은 상이한 모듈인, 플라즈마 처리 설비.
  23. 제19항에 있어서, 상기 적어도 2 개의 진공 플라즈마 처리 모듈의 각각의 시간 불변 임피던스 변환 네트워크는 시간 불변 임피던스 부분을 포함하는 입력 임피던스를 제공하도록 구성되고, 상기 두 개의 시간 불변 임피던스 변환 네트워크의 시간 불변의 임피던스 부분의 절대값은 원하는 범위에 있거나 무시할 만하게 상이하거나 동일한, 플라즈마 처리 설비.
  24. 제19항에 있어서, 상기 매치 박스는 2 개 이상의 진공 플라즈마 처리 모듈로부터 떨어진, 플라즈마 처리 설비.
  25. 제1항 또는 제2항에 따른 방법에 의한 RF 공급 진공 플라즈마 처리에 의해 처리된 기판을 제조하는 방법.
  26. 제13항 또는 제14항에 따른 RF 진공 플라즈마 처리 모듈에 의한 RF 공급 진공 플라즈마 처리에 의해 처리된 기판을 제조하는 방법.
  27. 제19항에 따른 플라즈마 처리 설비에 의한 RF 공급 진공 플라즈마 처리에 의해 처리된 기판을 제조하는 방법.
  28. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제13항에 따른 RF 진공 플라즈마 처리 모듈에 의해 수행되는, RF 전력 발생기로부터 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈로 RF 전력을 전달하는 방법.
  29. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제14항에 따른 RF 진공 플라즈마 처리 모듈에 의해 수행되는, RF 전력 발생기로부터 적어도 하나의 진공 플라즈마 처리 모듈로 RF 전력을 전달하는 방법.
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