KR102476353B1 - 반도체 설비의 설정 파형 발생기, 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 처리 장치의 제어 방법 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시에 따른 반도체 설비의 설정 파형 발생기는, 제1 스위칭 소자를 포함하고 제1 스위칭 소자의 온 구간에서 일정 전압 레벨을 갖는 구형파를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 펄스 모듈과, 제2 스위칭 소자를 포함하고 제2 스위칭 소자의 천이 구간을 제어함으로써 제2 스위칭 소자의 천이 구간에서 가변 전압 레벨을 갖는 가변 파형을 생성하도록 구성된 적어도 하나의 슬로프 모듈을 포함하고, 적어도 하나의 펄스 모듈과 적어도 하나의 슬로프 모듈은 캐스케이드 방식으로 연결된다.

Description

반도체 설비의 설정 파형 발생기, 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 처리 장치의 제어 방법 및 반도체 장치의 제조 방법{Designed waveform generator for semiconductor equipment, plasma processing apparatus, method of controlling plasma processing apparatus, and method of manufacturing semiconductor device}
본 개시의 기술적 사상은 반도체 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 반도체 설비의 설정 파형 발생기, 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 처리 장치의 제어 방법, 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 박막의 증착 공정 및 식각 공정을 포함하는 다수의 단위 공정을 통해 제조된다. 예를 들어, 식각 공정은 주로 플라즈마 반응이 유도되는 반도체 제조 설비에서 수행된다. 반도체 제품의 미세화 및 고집적화에 따라, 식각 공정의 산포 불량이 반도체 제품 특성에 미치는 영향이 증대되고 있다. 따라서, 반도체 설비 내에서 플라즈마 반응을 정밀하게 제어하여 반도체 설비의 성능을 개선하는 방안이 요구된다.
본 개시의 기술적 사상이 해결하려는 과제는 사용자가 설정한 임의 파형을 발생하여 반도체 설비의 성능을 개선할 수 있는 설정 파형 발생기를 제공하는 데에 있다.
또한, 본 개시의 기술적 사상이 해결하려고 과제는 사용자가 설정한 임의 파형을 갖는 전력을 제공하여 플라즈마의 이온 에너지를 제어할 수 있는 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 처리 장치의 제어 방법, 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 데에 있다.
본 개시의 기술적 사상에 따른 반도체 설비의 설정 파형 발생기는 제1 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제1 스위칭 소자의 온 구간에서 일정 전압 레벨을 갖는 구형파를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 펄스 모듈, 및 제2 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제2 스위칭 소자의 천이 구간을 제어함으로써 상기 제2 스위칭 소자의 상기 천이 구간에서 가변 전압 레벨을 갖는 가변 파형을 생성하도록 구성된 적어도 하나의 슬로프 모듈을 포함하고, 상기 적어도 하나의 펄스 모듈과 상기 적어도 하나의 슬로프 모듈은 캐스케이드(cascade) 방식으로 연결된다.
또한, 본 개시의 기술적 사상에 따른 플라즈마 처리 장치는 챔버, 상기 챔버 내에 배치되는 상부 전극 및 하부 전극, 상기 챔버 내에 플라즈마를 생성하기 위한 제1 전력을 상기 상부 전극에 제공하는 제1 전력 발생부, 및 상기 플라즈마의 이온 에너지를 제어하기 위한 제2 전력을 상기 하부 전극에 제공하는 제2 전력 발생부를 포함하고, 상기 제2 전력 발생부는, 구형파를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 펄스 모듈, 및 가변 파형을 생성하도록 구성되고 상기 적어도 하나의 펄스 모듈과 캐스케이드 방식으로 연결된 적어도 하나의 슬로프 모듈을 포함하고, 상기 제2 전력은, 상기 구형파와 상기 가변 파형의 합에 대응하는 설정 파형을 갖는다.
또한, 본 개시의 기술적 사상에 따른 플라즈마 처리 장치의 제어 방법은 챔버 내에 플라즈마를 생성하기 위한 제1 전력을 생성하는 단계, 상기 플라즈마의 이온 에너지를 제어하기 위한 제2 전력을 생성하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 전력들을 상기 챔버 내에 배치된 상부 전극 및 하부 전극에 각각 인가하는 단계를 포함하고, 상기 제2 전력을 생성하는 단계는, 상기 이온 에너지의 목표 크기를 기초로 결정된 전압 레벨을 제공하도록 구형파를 생성하는 단계, 상기 이온 에너지의 목표 분포를 기초로 결정된 가변 파형을 생성하는 단계, 및 상기 구형파 및 상기 가변 파형을 결합하여 설정 파형을 갖는 상기 제2 전력을 제공하는 단계를 포함한다.
또한, 본 개시의 기술적 사상에 따른 반도체 장치의 제조 방법은 챔버 내에 플라즈마를 생성하는 단계, 및 생성된 상기 플라즈마를 이용하여 반도체 웨이퍼에 대한 반도체 공정을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 플라즈마를 생성하는 단계는, 상기 플라즈마를 생성하기 위한 제1 전력을 생성하는 단계, 상기 플라즈마의 이온 에너지를 제어하기 위한 제2 전력을 생성하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 전력들을 상기 챔버 내에 배치된 상부 전극 및 하부 전극에 각각 인가하는 단계를 포함하고, 상기 제2 전력을 생성하는 단계는, 상기 이온 에너지의 목표 크기를 기초로 결정된 전압 레벨을 제공하도록 구형파를 생성하는 단계, 상기 이온 에너지의 목표 분포를 기초로 결정된 가변 파형을 생성하는 단계, 및 상기 구형파 및 상기 가변 파형을 결합하여 설정 파형을 갖는 상기 제2 전력을 제공하는 단계를 포함한다.
본 개시의 기술적 사상에 따르면, 반도체 설비의 설정 파형 발생기는 캐스케이드 연결된 펄스 모듈과 슬로프 모듈을 포함하고, 슬로프 모듈에 포함된 스위칭 소자의 천이 구간을 제어함으로써 사용자가 설정한 고전압 및 고속의 임의 파형을 발생시킬 수 있다. 발생된 임의 파형을 이용하여 반도체 설비에서 수행되는 반도체 공정을 정밀하게 제어할 수 있고, 이로써, 반도체 설비의 성능을 개선할 수 있다.
또한, 본 개시의 기술적 사상에 따르면, 설정 파형 발생기에서 발생된 임의 파형을 플라즈마 처리 장치에 인가함으로써, 플라즈마에 의해 활성화된 라디칼, 전자 및 이온을 정밀하게 제어할 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 처리 장치에서 식각 공정을 수행하는 경우, 임의 파형의 인가에 의해, 식각률, 종횡비, 식각 패턴, 선택비 등과 같은 식각 성능을 개선할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 반도체 설비를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 펄스 전압, 슬로프 전압 및 출력 전압을 각각 나타내는 그래프들을 예시한다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 설정 파형 발생기를 포함하는 반도체 설비를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따라, 도 3의 설정 파형 발생기를 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라, 도 4의 슬로프 모듈의 일부를 나타내는 회로도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 슬로프 컨트롤러를 포함하는 슬로프 모듈을 나타내는 회로도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따라, 도 6의 전류 소스를 더욱 상세하게 나타내는 회로도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 개시의 일 실시예에 따라, 시간에 따른 기준 전류 및 시간에 따른 출력 전압을 각각 나타내는 그래프들을 예시한다.
도 9a 내지 도 9c는 본 개시의 일 실시예에 따라, 도 4의 설정 파형 발생기에 대한 다양한 구동 조건들을 나타낸다.
도 10은 도 9a 내지 도 9c의 다양한 구동 조건들에서 시간에 따른 출력 전압을 나타내는 그래프를 예시한다.
도 11은 본 개시의 다른 실시예에 따른 설정 파형 발생기를 나타내는 회로도이다.
도 12a 내지 도 12c는 본 개시의 다른 실시예에 따른 설정 파형 발생기에 대한 다양한 구동 조건들을 나타낸다.
도 13은 도 12a 내지 도 12c의 다양한 구동 조건들에서 시간에 따른 출력 전압을 나타내는 그래프를 예시한다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 나타내는 블록도이다.
도 15a는 내지 도 15c는 본 개시의 비교예에 따라, RF 발생기의 시간에 따른 출력 전압, 이온 에너지 분포 및 식각 동작을 각각 나타낸다.
도 16a 내지 도 16c는 본 개시의 일 실시예에 따라, 도 14의 제2 전력 발생기의 시간에 따른 출력 전압, 이온 에너지 분포 및 식각 동작을 각각 나타낸다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에 대한 파형 측정 동작을 나타내는 블록도이다.
도 18a, 도 19a, 도 20a 및 도 21a는 도 17의 오실로스코프에서 측정된 출력 전압과 웨이퍼 전압의 예들을 나타내고, 도 18b, 도 19b, 도 20b 및 도 21b는 도 18a, 도 19a, 도 20a 및 도 21a에 각각 대응하는 플라즈마의 이온 에너지 분포를 나타낸다.
도 22는 본 개시의 일 실시예에 따른 식각 속도와 식각 선택비를 나타내는 그래프이다.
도 23은 본 개시의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 24는 본 개시의 일 실시예에 따른 설정 파형의 생성 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 25는 본 개시의 일 실시예에 따른 반도체 설비를 나타내는 블록도이다.
도 26은 본 개시의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 반도체 설비(10)를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 반도체 설비(10)는 설정 파형 발생기(Designed Waveform Generator)(100) 및 챔버(CB)를 포함할 수 있다. 설정 파형 발생기(100)는 사용자가 설정한 임의 파형(이하 '설정 파형'이라 지칭함)을 갖는 출력 전압(Vout)을 생성할 수 있고, 생성된 출력 전압(Vout)을 챔버(CB)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 설정 파형은 수 kHz 내지 수 MHz의 주파수로 출력될 수 있고, 수십 V 내지 수십 kV의 임의의 가변 전압 레벨로 출력될 수 있다. 챔버(CB) 내에는 공정이 수행될 반도체 웨이퍼(W)가 배치될 수 있고, 챔버(CB)에 제공된 출력 전압을 이용하여 반도체 웨이퍼(W)에 대해 반도체 공정을 수행할 수 있다.
설정 파형 발생기(100)는 구형파를 생성하는 적어도 하나의 펄스 모듈(110) 및 가변 파형을 생성하는 적어도 하나의 슬로프 모듈(120)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 펄스 모듈(110)은 복수의 펄스 모듈들(110)로 구현될 수 있고, 적어도 하나의 슬로프 모듈(120)은 복수의 슬로프 모듈들(120)로 구현될 수 있다. 펄스 모듈들(110)의 개수 및 슬로프 모듈들(120)의 개수는 실시예에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
설정 파형 발생기(100)의 최대 출력 전압은 펄스 모듈들(110)의 개수 및 슬로프 모듈들(120)의 개수에 따라 결정될 수 있다. 설정 파형 발생기(100)의 출력 전압은 적어도 하나의 펄스 모듈(110)에 공급되는 DC 전압과 적어도 하나의 슬로프 모듈(120)에 공급되는 DC 전압의 합에 대응할 수 있다. 구체적으로, 적어도 하나의 펄스 모듈(110) 및 적어도 하나의 슬로프 모듈(120)은 서로 연결될 수 있고, 이에 따라, 설정 파형 발생기(100)는 적어도 하나의 펄스 모듈(110)에 공급되는 DC 전압과 적어도 하나의 슬로프 모듈(120)에 공급되는 DC 전압의 합에 대응하는 전압 레벨을 제공할 수 있다.
복수의 펄스 모듈들(110)은 포지티브 전압을 생성하는 적어도 하나의 포지티브 펄스 모듈 및/또는 네거티브 전압을 생성하는 적어도 하나의 네거티브 펄스 모듈을 포함할 수 있다. 복수의 슬로프 모듈들(120)은 포지티브 전압을 생성하는 적어도 하나의 포지티브 슬로프 모듈 및/또는 네거티브 전압을 생성하는 적어도 하나의 네거티브 슬로프 모듈을 포함할 수 있다. 이에 대해, 도 3 및 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.
본 실시예에서, 적어도 하나의 펄스 모듈(110) 및 적어도 하나의 슬로프 모듈(120)은 캐스케이드(cascade) 방식으로 연결될 수 있다. 여기서, 캐스케이드 방식은 복수의 모듈들을 연결하는 경우 하나의 모듈의 출력을 다른 모듈의 입력으로 직렬 연결하는 방식을 나타내며, 캐스케이드 연결이라고 지칭할 수도 있다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 펄스 모듈(110)의 출력은 적어도 하나의 슬로프 모듈(120)의 입력으로 연결될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 적어도 하나의 슬로프 모듈(120)의 출력이 적어도 하나의 펄스 모듈(110)의 입력으로 연결될 수도 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 펄스 전압, 슬로프 전압 및 출력 전압을 각각 나타내는 그래프들(21 내지 23)을 예시한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 그래프(21)의 가로축은 시간이고, 세로축은 펄스 전압(Vp)을 나타낸다. 펄스 전압(Vp)은 펄스 모듈(110)의 출력 전압에 대응할 수 있고, 구체적으로, 펄스 모듈(110)과 슬로프 모듈(120)이 연결되지 않았을 경우 또는 슬로프 모듈(120)이 비활성화된 경우 펄스 모듈(110)에서 출력되는 전압에 대응할 수 있다. 펄스 모듈(110)은 제1 스위칭 소자(SW1)를 포함하고, 펄스 전압(Vp)은 제1 스위칭 소자(SW1)의 온(on) 구간(211)에서 일정 전압 레벨을 갖는 구형파일 수 있다. 구체적으로, 펄스 모듈(110)은 제1 스위칭 소자(SW1)를 빠르게 턴 온/오프함으로써 구형파인 펄스 전압(Vp)을 생성할 수 있다.
그래프(22)의 가로축은 시간이고, 세로축은 슬로프 전압(Vs)을 나타낸다. 슬로프 전압(Vs)은 슬로프 모듈(120)의 출력 전압에 대응할 수 있고, 구체적으로, 펄스 모듈(110)과 슬로프 모듈(120)이 연결되지 않았을 경우 또는 펄스 모듈(110)이 비활성화된 경우 슬로프 모듈(120)에서 출력되는 전압에 대응할 수 있다. 슬로프 모듈(120)은 제2 스위칭 소자(SW2)를 포함하고, 슬로프 전압(Vs)은 제2 스위칭 소자(SW2)의 온 구간(221)에서 가변 전압 레벨을 갖는 가변 파형일 수 있다. 구체적으로, 슬로프 모듈(120)은 제2 스위칭 소자(SW2)의 천이 구간을 제어함으로써 가변 파형인 슬로프 전압(Vs)을 생성할 수 있다. 이때, 천이 구간은 제2 스위칭 소자(SW2)의 온 구간(221)에 대응할 수 있다.
그래프(23)의 가로축은 시간이고, 세로축은 출력 전압(Vout)을 나타낸다. 출력 전압(Vout)은 설정 파형 발생기(100)의 출력 전압에 대응할 수 있고, 구체적으로, 펄스 모듈(110)과 슬로프 모듈(120)이 연결된 경우 설정 파형 발생기(100)에서 출력되는 전압에 대응할 수 있다. 본 실시예에서, 펄스 모듈(110)과 슬로프 모듈(120)은 캐스케이드 방식으로 연결되므로, 설정 파형 발생기(100)는 구형파와 가변 파형의 합에 대응하는 설정 파형을 갖는 출력 전압(Vout)을 생성할 수 있다. 다시 말해, 출력 전압(Vout)은 펄스 전압(Vp)과 슬로프 전압(Vs)의 합에 대응할 수 있다. 출력 전압(Vout)의 크기는 활성화된 펄스 모듈(110)의 개수 및 활성화된 슬로프 모듈(120)의 개수에 따라 결정되고, 온 구간(231)에서 출력 전압(Vout)의 형태는 슬로프 전압(Vs)의 가변 파형을 기초로 결정될 수 있다.
제1 및 제2 스위칭 소자들(SW1, SW2)는 전력 반도체 소자일 수 있고, 예를 들어, 제1 및 제2 스위칭 소자들(SW1, SW2)는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), 파워 MOSFET 등으로 구현될 수 있다. 전력 반도체 소자는 전력의 변환이나 제어에 사용되는 반도체 소자이며, 전원 장치(Power device)라고도 지칭할 수 있다. 한편, 도 2에서, 슬로프 전압(Vs)은 시간에 따라 슬로프가 감소하는 파형을 갖는 것으로 도시되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 일부 실시예들에서, 슬로프 전압(Vs)은 시간에 따라 슬로프가 증가하는 파형, 시간에 따라 슬로프가 증가 및 감소를 반복하는 파형, 또는 시간에 따라 슬로프가 일정한 파형과 같은 임의의 파형을 가질 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 설정 파형 발생기(100a)를 포함하는 반도체 설비(10a)를 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 반도체 설비(10a)는 설정 파형 발생기(100a) 및 챔버(CB)를 포함할 수 있고, 설정 파형 발생기(100a)는 도 1의 설정 파형 발생기(100)의 일 구현예에 대응할 수 있다. 설정 파형 발생기(100a)는 포지티브 펄스 모듈(111), 제1 및 제2 네거티브 펄스 모듈들(112, 113) 및 슬로프 모듈(120)을 포함할 수 있고, 포지티브 펄스 모듈(111), 제1 및 제2 네거티브 펄스 모듈들(112, 113)은 도 1의 적어도 하나의 펄스 모듈(110)의 일 예일 수 있다.
포지티브 펄스 모듈(111)은 포지티브 전압 레벨을 갖는 포지티브 펄스 전압을 생성하고, 제1 및 제2 네거티브 펄스 모듈들(112, 113)은 네거티브 전압 레벨을 갖는 제1 및 제2 네거티브 펄스 전압들을 각각 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 포지티브 펄스 모듈(111), 제1 및 제2 네거티브 펄스 모듈들(112, 113) 각각은 하프 브릿지 구조 또는 풀 브릿지 구조로 연결된 스위치들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 포지티브 펄스 모듈(111), 제1 및 제2 네거티브 펄스 모듈들(112, 113) 각각은 게이트 드라이버를 더 포함할 수 있고, 게이트 드라이버는 수 nsec 내지 수백 nsec의 속도로 스위치들을 턴 온/오프시킬 수 있으며, 이로써, 포지티브 펄스 모듈(111), 제1 및 제2 네거티브 펄스 모듈들(112, 113)은 구형파를 생성할 수 있다.
슬로프 모듈(120)은 가변 전압 레벨을 갖는 슬로프 전압을 생성할 수 있다. 일 실시예예서, 슬로프 모듈(120) 각각은 하프 브릿지 구조 또는 풀 브릿지 구조로 연결된 스위치들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 슬로프 모듈(120)은 슬로프 컨트롤러를 더 포함할 수 있고, 슬로프 컨트롤러는 스위치의 천이 구간을 제어할 수 있으며, 이로써, 슬로프 모듈(120)은 가변 파형을 생성할 수 있다. 이에 대해, 도 8a 및 도 8b를 참조하여 후술하기로 한다.
본 실시예에서, 포지티브 펄스 모듈(111), 제1 및 제2 네거티브 펄스 모듈들(112, 113) 및 슬로프 모듈(120)은 캐스케이드 방식으로 연결될 수 있다. 포지티브 펄스 모듈(111), 제1 및 제2 네거티브 펄스 모듈들(112, 113) 및 슬로프 모듈(120)에는 제1 내지 제4 DC 전원들이 각각 공급될 수 있다. 본 실시예에서, 제1 내지 제4 DC 전원들은 서로 그라운드 단자를 공유하지 않는 독립 전원일 수 있다. 설정 파형 발생기(100a)의 최대 출력 전압은 제1 내지 제4 DC 전원들의 합에 대응할 수 있다. 설정 파형 발생기(100a)의 출력 전압은 포지티브 펄스 모듈(111), 제1 및 제2 네거티브 펄스 모듈들(112, 113) 및 슬로프 모듈(120) 중 활성화된 모듈의 개수에 따라 결정될 수 있다. 포지티브 펄스 모듈(111), 제1 및 제2 네거티브 펄스 모듈들(112, 113) 및 슬로프 모듈(120)의 구체적인 구성은 이하에서 도 4를 참조하여 상술하기로 한다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 설정 파형 발생기(100a)를 나타내는 회로도이다.
도 4를 참조하면, 포지티브 펄스 모듈(111)은 제1 DC 전원(Vdc1) 및 제1 및 제2 스위치들(SW1a, SW1b)을 포함할 수 있다. 제1 스위치(SW1a)는 제1 DC 전원(Vdc1)의 포지티브 단자와 제1 노드(ND1) 사이에 연결되고, 제1 게이트 구동 신호(GH1)에 의해 구동될 수 있다. 제2 스위치(SW1b)는 제1 노드(ND1)와 그라운드 단자 사이에 연결되고, 제2 게이트 구동 신호(GL1)에 의해 구동될 수 있다. 제1 DC 전원(Vdc1)의 네거티브 단자는 그라운드 단자(GND)에 연결될 수 있다. 여기서, 제1 노드(ND1)는 포지티브 펄스 모듈(111)의 출력 노드일 수 있다. 포지티브 펄스 모듈(111)이 활성화되면, 즉, 제1 스위치(SW1a)가 턴온되고 제2 스위치(SW1b)가 턴오프되면, 제1 DC 전원(Vdc1)에 대응하는 포지티브 전압이 제1 노드(ND1)에 제공될 수 있다
제1 네거티브 펄스 모듈(112)은 제2 DC 전원(Vdc2) 및 제1 및 제2 스위치들(SW2a, SW2b)을 포함할 수 있다. 제1 스위치(SW2a)는 제1 노드(ND1)와 제2 노드(ND2) 사이에 연결되고, 제1 게이트 구동 신호(GH2)에 의해 구동될 수 있다. 제2 스위치(SW2b)는 제2 노드(ND2)와 제2 전원(Vdc2)의 네거티브 단자 사이에 연결되고, 제2 게이트 구동 신호(GL2)에 의해 구동될 수 있다. 여기서, 제2 노드(ND2)는 제1 네거티브 펄스 모듈(112)의 출력 노드일 수 있다. 제1 네거티브 펄스 모듈(112)이 활성화되면, 즉, 제1 스위치(SW2a)가 턴오프되고 제2 스위치(SW2b)가 턴온되면, 제1 노드(ND1)의 전압과 제2 DC 전원(Vdc2)에 대응하는 네거티브 전압의 합이 제2 노드(ND2)에 제공될 수 있다.
제2 네거티브 펄스 모듈(113)은 제3 DC 전원(Vdc3) 및 제1 및 제2 스위치들(SW3a, SW3b)을 포함할 수 있다. 제1 스위치(SW3a)는 제2 노드(ND2)와 제3 노드(ND3) 사이에 연결되고, 제1 게이트 구동 신호(GH3)에 의해 구동될 수 있다. 제2 스위치(SW3b)는 제3 노드(ND3)와 제3 전원(Vdc3)의 네거티브 단자 사이에 연결되고, 제2 게이트 구동 신호(GL3)에 의해 구동될 수 있다. 여기서, 제3 노드(ND3)는 제2 네거티브 펄스 모듈(113)의 출력 노드일 수 있다. 제2 네거티브 펄스 모듈(113)이 활성화되면, 즉, 제1 스위치(SW3a)가 턴오프되고 제2 스위치(SW3b)가 턴온되면, 제2 노드(ND2)의 전압과 제3 DC 전원(Vdc3)에 대응하는 네거티브 전압의 합이 제3 노드(ND3)에 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 포지티브 펄스 모듈(111) 및 제1 및 제2 네거티브 펄스 모듈들(112, 113) 각각은 게이트 드라이버를 더 포함할 수 있다. 게이트 드라이버는 제1 및 제2 스위치들(SW1a 내지 SW3b)을 수 nsec 내지 수백 nsec의 속도로 턴 온/오프시킬 수 있고, 이에 따라, 제1 및 제2 스위치들(SW1a 내지 SW3b)은 구형파를 발생할 수 있다. 구체적으로, 게이트 드라이버는 제1 및 제2 게이트 구동 신호들(GH1 및 GL1, GH2 및 GL2, GH3 및 GL3)을 각각 제공할 수 있다. 각 제2 게이트 구동 신호(GL1, GL2, GL3)는 각 제1 게이트 구동 신호(GH1, GH2, GH3)가 반전된 신호일 수 있다. 일 실시예에서, 포지티브 펄스 모듈(111) 및 제1 및 제2 네거티브 펄스 모듈들(112, 113) 각각은 제1 및 제2 게이트 구동 신호들(GH1 및 GL1, GH2 및 GL2, GH3 및 GL3)을 외부로부터, 예를 들어, 마스터 컨트롤러로부터 수신할 수 있다.
슬로프 모듈(120)은 제4 DC 전원(Vdc4) 및 제1 및 제2 스위치들(SW4a, SW4b)을 포함할 수 있다. 제1 스위치(SW4a)는 제3 노드(ND3)와 제4 노드(ND4) 사이에 연결되고, 제1 게이트 구동 신호(GH4)에 의해 구동될 수 있다. 제2 스위치(SW4b)는 제4 노드(ND4)와 제4 DC 전원(Vdc4)의 네거티브 단자 사이에 연결될 수 있다. 여기서, 제4 노드(ND4)는 슬로프 모듈(120)의 출력 노드 및 설정 파형 발생기(100a)의 출력 노드일 수 있다. 슬로프 모듈(120)이 활성화되면, 즉, 제1 스위치(SW4a)가 턴오프되고 제2 스위치(SW4b)가 턴온되면, 제3 노드(ND3)의 전압과 제4 DC 전원(Vdc4)에 대응하는 네거티브 전압의 합이, 슬로프 컨트롤러(121)에 의해 제어되는 가변 전압으로써 제4 노드(ND4)에 제공될 수 있다.
또한, 슬로프 모듈(120)은 제2 스위치(SW4b)의 천이 구간을 제어하기 위한 구동 신호(GS)를 제2 스위치(SW4b)에 제공하는 슬로프 컨트롤러(121)를 더 포함할 수 있다. 슬로프 컨트롤러(121)는 전류 제어 방식으로 제2 스위치(SW4b)를 구동할 수 있고, 구동 신호(GS)는 전류로 구현될 수 있으며, 이에 대해, 도 5를 참조하여 후술하기로 한다. 제4 노드(ND4)에서 제공되는 출력 전압(Vout)의 슬로프는, 구동 신호(GS)에 비례할 수 있으며, 이에 대해, 도 8a 및 도 8b를 참조하여 후술하기로 한다.
본 실시예에서, 포지티브 펄스 모듈(111), 제1 및 제2 네거티브 펄스 모듈들(112, 113) 및 슬로프 모듈(120)은 캐스케이드 방식으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 포지티브 펄스 모듈(111)의 제1 노드(ND1)는 제1 네거티브 펄스 모듈(112)의 제1 스위치(SW2a)에 연결되고, 제1 네거티브 펄스 모듈(112)의 제2 노드(ND2)는 제2 네거티브 펄스 모듈(113)의 제1 스위치(SW3a)에 연결되며, 제2 네거티브 펄스 모듈(113)의 제3 노드(ND3)는 슬로프 모듈(120)의 제1 스위치(SW4a)에 연결될 수 있고, 슬로프 모듈(120)의 제4 노드(ND4)는 출력 전압(Vout)을 제공할 수 있다.
본 실시예에서, 제1 내지 제4 DC 전원들(Vdc1 내지 Vdc4)은 서로 그라운드 단자(GND)를 공유하지 않는 독립 전원들일 수 있다. 예를 들어, 제1 DC 전원(Vdc1)의 네거티브 단자는 그라운드 단자(GND)에 연결되지만, 제2 내지 제4 DC 전원들(Vdc2 내지 Vdc4)은 그라운드 단자(GND)에 연결되지 않을 수 있다. 이에 따라, 제2 내지 제4 DC 전원들(Vdc2 내지 Vdc4)을 플로팅 독립 전원들이라고 지칭할 수 있고, 제2 내지 제4 DC 전원들(Vdc2 내지 Vdc4)은 플로팅 독립 전압을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 내지 제4 DC 전원들(Vdc1 내지 Vdc4) 각각은 동일한 크기의 전압을 제공할 수 있다(즉, Vdc1 = Vdc2 = Vdc3 = Vdc4). 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다른 실시예에서, 제1 내지 제4 DC 전원들(Vdc1 내지 Vdc4)은 서로 다른 크기의 전압을 제공할 수도 있다.
포지티브 펄스 모듈(111), 제1 및 제2 네거티브 펄스 모듈들(112, 113) 및 슬로프 모듈(120) 각각은 다이오드들(D1a 및 D1b, D2a 및 D2b, D3a 및 D3b, D4a 및 D4b)을 더 포함할 수 있다. 다이오드들(D1a 내지 D4b)은 스위치들(SW1a 내지 SW4b)의 손상을 방지하기 위한 프리 휠링(free wheeling) 다이오드들이다.
또한, 포지티브 펄스 모듈(111), 제1 및 제2 네거티브 펄스 모듈들(112, 113) 및 슬로프 모듈(120) 각각은 입력 커패시터(Cin1, Cin2, Cin3, Cin4)를 더 포함할 수 있다. 입력 커패시터들(Cin1 내지 Cin4)은 제1 내지 제4 DC 전원들(Vdc1 내지 Vdc4)의 DC 전압을 유지하기 위한 필터 역할을 할 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라, 도 4의 슬로프 모듈(120)의 일부를 나타내는 회로도이다.
도 5를 참조하면, 슬로프 모듈(120)은 슬로프 컨트롤러(121) 및 제2 스위치(SW4b)을 포함할 수 있고, 내부 커패시터(Cm) 및 부하 커패시터(CL)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 제2 스위치(SW4b)는 게이트(g), 콜렉터(c) 및 에미터(e)를 갖는 IGBT 소자일 수 있다. 내부 커패시터(Cm)는 게이트(g)-콜렉터(c)의 커패시터 성분일 수 있고, 밀러(miller) 커패시터라고 지칭할 수 있다. 일부 실시예들에서, 슬로프 모듈(120)은 게이트(g)와 콜렉터(c) 사이에 연결된 추가 커패시터를 더 포함할 수도 있다.
슬로프 컨트롤러(121)는 전류 제어 방식으로 제2 스위치(SW4b)를 구동할 수 있다. 구체적으로, 슬로프 컨트롤러(121)는 구동 신호를 게이트 전류(Ig)의 형태로 제2 스위치(SW4b)에 제공할 수 있다. 이때, 게이트 전류(Ig)는 아래의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112016072623506-pat00001
여기서, Vgc는 제2 스위치(SW4b)의 게이트-콜렉터 전압이고, 게이트 전류(Ig)는 게이트-콜렉터 전압(Vgc)의 기울기에 비례할 수 있다. 제2 스위치(SW4b)에서 콜렉터-에미터 전압(Vce)의 기울기와 게이트-콜렉터 전압(Vgc)의 기울기는 근사할 수 있다. 따라서, 수학식 1은 아래의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112016072623506-pat00002
따라서, 게이트 전류(Ig)를 이용하여 게이트-콜렉터 전압(Vgc)을 제어하면, 콜렉터-에미터 전압(Vce), 즉, 슬로프 모듈(120)의 출력 전압을 제어할 수 있다. 한편, 본 발명은 IGBT 소자에 한정되지 않으며, 제2 스위치(SW4b)는 다른 전력 반도체 소자로 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 슬로프 모듈(120)은 파워 MOSFET 소자로 구현된 제2 스위치를 포함할 수 있다. 이때, 파워 MOSFET의 드레인-소스 전압(Vds)의 기울기와 게이트-드레인 전압(Vgd)의 기울기는 근사할 수 있고, 이때, 게이트 전류(Ig)를 이용하여 게이트-드레인 전압(Vgd)을 제어하면, 드레인-소스 전압(Vds), 즉, 슬로프 모듈(120)의 출력 전압을 제어할 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 슬로프 컨트롤러(121a)를 포함하는 슬로프 모듈(120a)을 나타내는 회로도이다.
도 6을 참조하면, 슬로프 모듈(120a)은 슬로프 컨트롤러(121a) 및 제2 스위치(SW4b)를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 슬로프 컨트롤러(121a)는 도 5의 슬로프 컨트롤러(121)의 일 구현예일 수 있다. 슬로프 컨트롤러(121a)는 전류 소스(1211) 및 전류 미러(1212)를 포함할 수 있다.
전류 소스(1211)는 슬로프 컨트롤러(121a)에서 생성되는 제어 전압(예를 들어, 도 7의 Vc)에 따라 생성되는 기준 전류(Iref)를 제공할 수 있다. 전류 미러(1212)는 기준 전류(Iref)를 미러링하여 게이트 전류(Ig)를 생성할 수 있다. 도 6에서, 전류 미러(1212)는 BJT 소자를 포함하는 것으로 도시되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 전류 미러(1212)는 MOSFET 소자를 포함할 수도 있다. 제2 스위치(SW4b)는 게이트 전류(Ig)를 이용하여 전류 제어 방식으로 구동될 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따라, 도 6의 전류 소스(1211)를 더욱 상세하게 나타내는 회로도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 전류 소스(1211)는 슬로프 모듈(120a)의 목표 출력 파형에 따라 결정된 제어 전압(Vc)을 기초로 기준 전류(Iref)를 생성할 수 있다. 전류 소스(1211)는 제2 스위치(SW4b)를 전류 제어 방식으로 구동하기 위해, 제어 전압(Vc)을 기초로 기준 전류(Iref)를 생성할 수 있다. 전류 소스(1211)는 버퍼(1211a), 스위치(1211b) 및 저항(1211c)을 포함할 수 있다. 이하에서는, 전류 소스(1211)의 구성 요소들에 대해 상술하기로 한다.
버퍼(1211a)는 제어 전압(Vc)을 버퍼링할 수 있다. 제어 전압(Vc)은 제2 스위치(SW4b)의 천이 구간을 제어하기 위해 생성될 수 있다. 구체적으로, 제어 전압(Vc)은 수 kHz 내지 수백 MHz에 제어 주파수를 가진 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환함으로써 생성될 수 있고, 이때, 제어 주파수는 슬로프 모듈(120)의 목표 출력 파형에 따라 결정될 수 있다.
스위치(1211b)는 버퍼링된 제어 전압에 의해 구동될 수 있고, 이에 따라, 스위치(1211b)에 기준 전류(Iref)가 흐를 수 있다. 도 7에서는 스위치(1211b)가 BJT 소자로 도시되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 스위치(1211b)는 MOSFET 소자로 구현될 수도 있다. 저항(1211c)의 저항 값이 R이고, 스위치(1211b)의 문턱 전압이 Vth인 경우, 기준 전류(Iref)는 아래의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112016072623506-pat00003
도 8a 및 도 8b는 본 개시의 일 실시예에 따라, 시간에 따른 기준 전류(Iref) 및 시간에 따른 출력 전압(Vout)을 각각 나타내는 그래프들(81, 82)을 예시한다. 이하에서는, 도 4, 도 6, 도 8a 및 도 8b를 참조하여 기준 전류(Iref)와 출력 전압(Vout)의 관계를 설명하기로 한다.
도 8a를 참조하면, 기준 전류(Iref)는 예를 들어, 도 6의 기준 전류(Iref)에 대응할 수 있고, 기준 전류(Iref)는 게이트 전류(Ig)에 대응할 수 있다. 따라서, 기준 전류(Iref)는 제2 스위치(SW4b)의 구동 신호로 이용될 수 있다. 제1 케이스(81)에서 기준 전류(Iref)는 시간에 따라 일정할 수 있고, 제2 케이스(82)에서 기준 전류(Iref)는 시간에 따라 증가할 수 있고, 제3 케이스(83)에서 기준 전류(Iref)는 시간에 따라 감소할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 일부 실시예들에서, 기준 전류(Iref)는 시간에 따라 증가 및 감소를 반복할 수도 있다.
도 8b를 참조하면, 출력 전압(Vout)은 예를 들어, 도 4의 제4 노드(ND4)의 전압에 대응할 수 있고, 제4 노드(ND4)의 전압은 도 5의 제2 스위치(SW4b)의 콜렉터-에미터 전압(Vce)에 대응할 수 있다. 또한, 기준 전류(Iref)는 게이트 전류(Ig)에 대응할 수 있으므로, 상기 수학식 2에 따라, 출력 전압(Vout)의 슬로프(즉, dVce/dt)는 기준 전류(Iref)에 비례할 수 있다(즉, dVce/dt ∝ Iref).
제2 스위치(SW4b)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제4 DC 전원(Vdc4)의 네거티브 단자에 연결될 수 있다. 제1 케이스(81)에서, 기준 전류(Iref)가 일정하므로, 출력 전압(Vout)의 슬로프가 일정하고, 이에 따라, 출력 전압(Vout)은 시간에 따라 일정한 비율로 감소할 수 있다. 제2 케이스(82)에서, 기준 전류(Iref)가 증가하므로, 출력 전압(Vout)의 슬로프는 시간에 따라 증가하고, 이에 따라, 출력 전압(Vout)은 시간에 따라 증가하는 슬로프로 감소할 수 있다. 제3 케이스(83)에서, 기준 전류(Iref)가 시간에 따라 감소하므로, 출력 전압(Vout)의 슬로프는 시간에 따라 감소하고, 이에 따라, 출력 전압(Vout)은 시간에 따라 감소하는 슬로프로 감소할 수 있다.
도 9a 내지 도 9c는 본 개시의 일 실시예에 따라, 도 4의 설정 파형 발생기(100a)에 대한 다양한 구동 조건들(91 내지 93)을 나타낸다. 이하에서는, 편의상 포지티브 펄스 모듈(111), 제1 및 제2 네거티브 펄스 모듈들(112, 113) 및 슬로프 모듈(120) 각각에 동일한 DC 전압(Vdc)이 제공되는 경우에 대해 설명하기로 한다.
도 9a를 참조하면, 제1 구동 조건(91)에서, 제1 게이트 구동 신호들(GH1 내지 GH4)은 활성화되고, 제2 게이트 구동 신호들(GL1 내지 GL3) 및 슬로프 구동 신호(GS)는 비활성화될 수 있다. 포지티브 펄스 모듈(111)에서 제1 스위치(SW1a)가 턴온되므로 제1 노드(ND1)의 전압 레벨은 Vdc에 대응할 수 있다. 한편, 제1 네거티브 펄스 모듈(112)에서 제1 스위치(SW2a)가 턴온되므로 제2 노드(ND2)의 전압 레벨은 Vdc에 대응할 수 있고, 제2 네거티브 펄스 모듈(113)에서 제1 스위치(SW3a)가 턴온되므로 제3 노드(ND3)의 전압 레벨은 Vdc에 대응할 수 있으며, 슬로프 모듈(120)에서 제1 스위치(SW4a)가 턴온되므로 제4 노드(ND4)의 전압 레벨은 Vdc에 대응할 수 있다. 이와 같이, 제1 구동 조건(91)에서는 포지티브 펄스 모듈(111)만 실질적으로 출력 전압을 생성할 수 있다.
도 9b를 참조하면, 제2 구동 조건(92)에서, 제1 게이트 구동 신호(GH2)는 활성화되고 제1 게이트 구동 신호들(GH1, GH3, GH4)는 비활성화되며, 제2 게이트 구동 신호들(GL1, GL3) 및 슬로프 구동 신호(GS)는 활성화되고 제2 게이트 구동 신호(GL2)는 비활성화될 수 있다. 포지티브 펄스 모듈(111)에서 제2 스위치(SW1b)가 턴온되므로 제1 노드(ND1)의 전압 레벨은 0에 대응할 수 있고, 제1 네거티브 펄스 모듈(112)에서 제1 스위치(SW2a)가 턴온되므로 제2 노드(ND2)의 전압 레벨은 0에 대응할 수 있다. 한편, 제2 네거티브 펄스 모듈(113)에서 제2 스위치(SW3b)가 턴온되므로 제3 노드(ND3)의 전압 레벨은 -Vdc에 대응할 수 있고, 슬로프 모듈(120)에서 제2 스위치(SW4b)가 턴온되므로 제4 노드(ND4)의 전압 레벨은 슬로프 컨트롤러(121)의 제어에 따른 가변 파형을 가지고, -Vdc에서 -2Vdc로 감소할 수 있다. 이와 같이, 제2 구동 조건(92)에서는 제2 네거티브 펄스 모듈(113) 및 슬로프 모듈(120)만 실질적으로 출력 전압을 생성할 수 있다.
도 9c를 참조하면, 제3 구동 조건(93)에서, 제1 게이트 구동 신호들(GH1 내지 GH4)는 비활성화되고, 제2 게이트 구동 신호들(GL1 내지 GL3) 및 슬로프 구동 신호(GS)는 활성화될 수 있다. 포지티브 펄스 모듈(111)에서 제2 스위치(SW1b)가 턴온되므로 제1 노드(ND1)의 전압 레벨은 0에 대응할 수 있다. 한편, 제1 네거티브 펄스 모듈(112)에서 제2 스위치(SW2b)가 턴온되므로 제2 노드(ND2)의 전압 레벨은 -Vdc에 대응할 수 있고, 제2 네거티브 펄스 모듈(113)에서 제2 스위치(SW3b)가 턴온되므로 제3 노드(ND3)의 전압 레벨은 -2Vdc에 대응할 수 있다. 슬로프 모듈(120)에서 제2 스위치(SW4b)는 턴온되므로 제4 노드(ND4)의 전압 레벨은 슬로프 컨트롤러(121)의 제어에 따른 가변 파형을 가지고, -2Vdc에서 -3Vdc로 감소할 수 있다. 이와 같이, 제3 구동 조건(93)에서는 제1 및 제2 네거티브 펄스 모듈들(112, 113) 및 슬로프 모듈(120)만 실질적으로 출력 전압을 생성할 수 있다.
도 10은 도 9a 내지 도 9c의 다양한 구동 조건들(91 내지 93)에서 시간에 따른 출력 전압(Vout)을 나타내는 그래프를 예시한다.
도 9a 내지 도 9c 및 도 10을 참조하면, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 출력 전압(Vout)을 나타낸다. 예를 들어, 출력 전압(Vout)은 도 9a 내지 도 9c에 예시된 설정 파형 발생기(100a)의 제4 노드(ND4)의 전압에 대응할 수 있다. 제1, 제3 및 제5 구간들(101, 103, 105)에서, 설정 파형 발생기(100a)는 제1 구동 조건(91)에 따라 구동될 수 있고, 출력 전압(Vout)은 포지티브 펄스 모듈(111)의 출력 전압인 Vdc에 대응할 수 있다.
제2 구간(102)에서, 설정 파형 발생기(100a)는 제2 구동 조건(92)에 따라 구동될 수 있다. 제2 구동 조건(92)에서, 설정 파형 발생기(100a)의 출력 전압(Vout)은 제2 네거티브 펄스 모듈(113)의 출력 전압과 슬로프 모듈(120)의 출력 전압의 합에 대응할 수 있다. 구체적으로, 제2 구동 조건(92)에서, 슬로프 컨트롤러(121)는 시간에 따라 증가하는 구동 신호(GS)를 제2 스위치(SW4b)에 제공할 수 있다. 이에 따라, 출력 전압(Vout)의 슬로프는 시간에 따라 증가할 수 있다.
제4 구간(104)에서, 설정 파형 발생기(100a)는 제3 구동 조건(93)에 따라 구동될 수 있다. 제3 구동 조건(93)에서, 설정 파형 발생기(100a)의 출력 전압(Vout)은 제1 및 제2 네거티브 펄스 모듈들(112, 113)의 출력 전압들과 슬로프 모듈(120)의 출력 전압의 합에 대응할 수 있다. 구체적으로, 제3 구동 조건(92)에서, 슬로프 컨트롤러(121)는 시간에 따라 감소하는 구동 신호(GS)를 제2 스위치(SW4b)에 제공할 수 있다. 이에 따라, 출력 전압(Vout)의 슬로프는 시간에 따라 감소할 수 있다.
도 11은 본 개시의 다른 실시예에 따른 설정 파형 발생기(100b)를 나타내는 회로도이다.
도 11을 참조하면, 설정 파형 발생기(100b)는 도 1의 설정 파형 발생기(100)의 일 구현예에 대응할 수 있다. 설정 파형 발생기(100b)는 포지티브 펄스 모듈(111'), 네거티브 펄스 모듈(112'), 제1 및 제2 슬로프 모듈들(120', 120")을 포함할 수 있다. 설정 파형 발생기(100b)는 도 4의 설정 파형 발생기(100a)의 변형 실시예로서, 포지티브 펄스 모듈(111'), 네거티브 펄스 모듈(112'), 제1 및 제2 슬로프 모듈들(120', 120")의 각각은 풀 브릿지 구조로 연결된 스위치들을 포함할 수 있다. 도 1 내지 도 8b를 참조하여 상술된 내용은 본 실시예에도 적용될 수 있다.
도 12a 내지 도 12c는 도 11의 설정 파형 발생기(100b)에 대한 다양한 구동 조건들을 나타낸다.
도 12a를 참조하면, 제1 구동 조건에서, 포지티브 펄스 모듈(111')만 출력 전압을 생성하고, 네거티브 펄스 모듈(112'), 제1 및 제2 슬로프 모듈들(120', 120") 각각의 출력은 0으로 제어할 수 있다. 도 12b를 참조하면, 제2 구동 조건에서, 네거티브 펄스 모듈(112') 및 제2 슬로프 모듈(120")만 출력 전압을 생성하고, 포지티브 펄스 모듈(111') 및 제1 슬로프 모듈(120') 각각의 출력은 0으로 제어할 수 있다. 이때, 구형파는 네거티브 펄스 모듈(112')에서 생성되고, 가변 파형은 제2 슬로프 모듈(120")에서 생성될 수 있다. 도 12c를 참조하면, 제3 구동 조건에서, 네거티브 펄스 모듈(112') 및 제1 및 제2 제2 슬로프 모듈들(120', 120")만 출력 전압을 생성하고, 포지티브 펄스 모듈(111')의 출력은 0으로 제어할 수 있다. 이때, 구형파는 네거티브 펄스 모듈(112')에서 생성되고, 가변 파형은 제1 및 제2 슬로프 모듈들(120', 120")에서 생성될 수 있다.
도 13은 도 12a 내지 도 12c의 다양한 구동 조건들에서 시간에 따른 출력 전압을 나타내는 그래프를 예시한다.
도 12a 내지 도 12c 및 도 13을 참조하면, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 출력 전압(Vout)을 나타낸다. 예를 들어, 출력 전압(Vout)은 도 12a 내지 도 12c에 예시된 설정 파형 발생기(100b)의 출력 노드(ND42)의 전압에 대응할 수 있다. 제1, 제3 및 제5 구간들(101', 103', 105')에서, 설정 파형 발생기(100b)는 도 12a의 제1 구동 조건에 따라 구동될 수 있고, 출력 전압(Vout)은 포지티브 펄스 모듈(111')의 출력 전압인 Vdc에 대응할 수 있다. 제2 구간(102')에서, 설정 파형 발생기(100b)는 도 12b의 제2 구동 조건에 따라 구동될 수 있다. 제2 구동 조건에서, 설정 파형 발생기(100b)의 출력 전압(Vout)은 네거티브 펄스 모듈(112')의 출력 전압과 제2 슬로프 모듈(120")의 출력 전압의 합에 대응할 수 있다. 제4 구간(104')에서, 설정 파형 발생기(100b)는 도 12c의 제3 구동 조건에 따라 구동될 수 있다. 제3 구동 조건에서, 설정 파형 발생기(100b)의 출력 전압(Vout)은 네거티브 펄스 모듈(112')의 출력 전압과 제1 및 제2 슬로프 모듈들(120', 120")의 출력 전압들의 합에 대응할 수 있다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(20)를 나타내는 블록도이다.
도 14를 참조하면, 플라즈마 처리 장치(20)는 챔버(CB), 제1 전력 발생부(250) 및 제2 전력 발생부(200)를 포함할 수 있다. 챔버(CB) 내의 상부 영역에는 상부 전극(Top Electrode)(TE)이 배치되고, 챔버(CB) 내의 하부 영역에는 하부 전극(Bottom Electrode)(BE)가 배치되며, 하부 전극(BE)의 상부에 웨이퍼(W)가 배치될 수 있다. 일 실시예예서, 하부 전극(BE)은 정전력에 의해 웨이퍼(W)를 흡착 지지하는 정전 척(Electrostatic Chuck: ESC) 일 수 있다. 또한, 챔버(CB)는 가스 공급부 및 가스 배출부를 포함할 수 있으며, 가스 공급부는 반응 가스를 챔버(CB) 내에 공급하고, 가스 배출부를 통해 가스를 배기하여 챔버(CB)를 진공 상태로 유지할 수 있다.
제1 전력 발생부(250)는 제1 전력을 생성할 수 있고, 생성된 제1 전력을 상부 전극(TE)에 제공할 수 있다. 제1 전력은 플라즈마를 생성하기 위한 전력으로서, 소스(source) 전력이라고 지칭할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 전력은 RF 전력일 수 있고, 제1 전력 발생부(250)는 RF 발생기라고 지칭할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1 전력 발생부(250)는 도 1의 설정 파형 발생기(100) 또는 도 3의 설정 파형 발생기(100a)와 같이 구현될 수도 있다.
제2 전력 발생부(200)는 제2 전력을 생성할 수 있고, 생성된 제2 전력을 하부 전극(BE)에 제공할 수 있다. 제2 전력은 플라즈마의 이온 에너지를 제어하기 위한 전력으로서, 바이어스(bias) 전력이라고 지칭할 수 있다. 하부 전극(BE)에 제2 전력이 제공되면, 하부 전극(BE) 상에 배치되는 웨이퍼(W)에 전압이 유도될 수 있다. 따라서, 제2 전력에 따라 웨이퍼(W)의 전압을 제어할 수 있고, 이에 따라, 챔버(CB) 내에 생성된 플라즈마의 이온 에너지를 제어할 수 있다.
본 실시예에서, 제2 전력 발생부(200)는 사용자가 설정한 고전압 및 고속의 임의 파형, 즉, 설정 파형을 생성할 수 있다. 예를 들어, 제2 전력 발생부(200)는 수 kHz 내지 수 MHz의 주파수로 출력되고, 수십 V 내지 수십 kV의 전압 레벨을 갖는 임의의 설정 파형을 생성할 수 있다. 제2 전력 발생부(200)는 도 1의 설정 파형 발생기(100) 또는 도 3의 설정 파형 발생기(100a)와 같이 구현될 수 있으며, 도 1 내지 도 10을 참조하여 상술된 설명은 제2 전력 발생부(200)에 적용될 수 있다.
구체적으로, 제2 전력 발생부(200)는 적어도 하나의 펄스 모듈(210) 및 적어도 하나의 슬로프 모듈(220)을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 펄스 모듈(210) 및 적어도 하나의 슬로프 모듈(220)은 캐스케이드 방식으로 연결될 수 있다. 적어도 하나의 펄스 모듈(210)은 구형파를 생성하고, 적어도 하나의 슬로프 모듈(220)은 가변 파형을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 펄스 모듈(210)에 제공되는 DC 전압과 적어도 하나의 슬로프 모듈(220)에 제공되는 DC 전압은 서로 그라운드를 공유하지 않는 독립 전원들일 수 있다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 슬로프 모듈(220)은 스위칭 소자를 포함하고, 스위칭 소자의 천이 구간을 제어함으로써 스위칭 소자의 온 구간에서 가변 전압 레벨을 갖는 가변 파형을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 슬로프 모듈(220)은 스위칭 소자의 천이 구간을 제어하기 위한 구동 신호를 스위칭 소자에 제공하는 슬로프 컨트롤러(예를 들어, 도 4의 121)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 가변 파형의 슬로프는 구동 신호에 비례할 수 있다. 일 실시예에서, 슬로프 컨트롤러는 전류 제어 방식으로 스위칭 소자를 구동할 수 있다.
적어도 하나의 펄스 모듈(210)은 복수의 펄스 모듈들로 구현될 수 있고, 적어도 하나의 슬로프 모듈(220)은 복수의 슬로프 모듈들로 구현될 수 있다. 이온 에너지의 크기는 펄스 모듈들(210)의 개수 및 슬로프 모듈들(220)의 개수를 기초로 결정될 수 있다. 따라서, 이온 에너지의 목표 크기에 따라, 펄스 모듈들(210) 중 활성화되는 펄스 모듈들의 개수, 및 슬로프 모듈들(220) 중 활성화되는 슬로프 모듈들의 개수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제2 전력 발생부(200)의 출력 전압(Vout2)이 클수록 이온 에너지가 커질 수 있다.
또한, 이온 에너지의 분포는 적어도 하나의 슬로프 모듈(220)에서 출력되는 가변 파형에 따라 결정될 수 있다. 따라서, 이온 에너지의 목표 분포에 따라, 적어도 하나의 슬로프 모듈(220) 내의 슬로프 컨트롤러(예를 들어, 도 4의 121)에서 생성되는 구동 신호(GS)를 제어할 수 있고, 이에 따라, 적어도 하나의 슬로프 모듈(220)에서 출력되는 가변 파형이 변경될 수 있다. 예를 들어, 제2 전력 발생부(200)의 출력 전압(Vout2)의 슬로프 형태에 따라 이온 에너지의 산포가 넓은 영역에 걸쳐서 또는 좁은 영역에 걸쳐서 결정될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 플라즈마 처리 장치(20)는 제2 전력 발생부(200)와 하부 전극(BE) 사이에 필터를 더 포함할 수 있다. 필터는 제1 전력 발생부(250)에서 생성된 제1 전력이 제2 전력 발생부(200)에 인가되지 못하도록 제1 전력을 차단하고, 제2 전력 발생부(200)에서 생성된 제2 전력이 하부 전극(BE)에 인가되도록 제2 전력을 통과시킬 수 있다. 구체적으로, 필터는 제1 전력 발생부(250)에서 생성된 RF 전력의 주파수 성분을 제거할 수 있다. 예를 들어, 필터는 로우 패스 필터, 밴드 스톱 필터 또는 로우 패스 필터와 밴드 스톱 필터의 조합으로 구성될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 플라즈마 처리 장치(20)는 제1 전력 발생부(250)와 상부 전극(TE) 사이에 필터를 더 포함할 수 있다. 필터는 제2 전력 발생부(200)에서 생성된 제2 전력이 제1 전력 발생부(250)에 인가되지 못하도록 제2 전력을 차단하고, 제1 전력 발생부(250)에서 생성된 제1 전력이 상부 전극(TE)에 인가되도록 제1 전력을 통과시킬 수 있다. 예를 들어, 필터는 로우 패스 필터, 밴드 스톱 필터 또는 로우 패스 필터와 밴드 스톱 필터의 조합으로 구성될 수 있다.
반응 가스는 챔버(CB) 내에 확산되고, 상부 전극(TE)을 통해 인가되는 제1 전력 및 하부 전극(BE)을 통해 인가되는 제2 전력에 의해 플라즈마로 변환될 수 있다. 플라즈마는 웨이퍼(W) 표면과 접촉되어 물리적 또는 화학적으로 반응하게 되고, 이러한 반응을 통해 플라즈마 어닐링, 식각, 플라즈마 강화 화학적 기상 증착, 물리적 기상 증착, 플라즈마 세정 등의 웨이퍼 처리 공정을 수행할 수 있다.
예를 들어, 플라즈마 처리 장치(20)가 식각 공정에 이용되는 경우, 반응 가스는 하부 전극(BE)과 상부 전극(TE) 사이의 고주파 방전에 의해 플라즈마화되고, 플라즈마에 의해 활성화된 라디칼, 전자, 이온에 의해 웨이퍼(W) 상의 피가공 막이 원하는 패턴으로 식각될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 플라즈마의 라디칼, 전자, 이온을 정밀 제어함으로써, 식각률(etching rate), 종횡비, 식각 패턴의 치수(critical dimension), 식각 패턴의 프로파일, 선택비 등의 식각 성능을 개선할 수 있다. 이하에서는, 플라즈마 처리 장치(20)가 식각 공정에 이용되는 경우를 예로 하여 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예들에 따른 설정 파형 발생기 또는 제2 전력 발생부는 임의의 반도체 설비에서 이용될 수 있다.
도 15a 내지 도 15c는 본 개시의 비교예에 따라, 플라즈마 처리 장치의 하부 전극에 RF 전력이 인가되는 조건에서 시간에 따른 출력 전압, 이온 에너지 분포 및 식각 동작을 각각 나타낸다.
도 15a를 참조하면, 챔버 내의 상부 전극 및 하부 전극에 RF 전력을 인가함으로써 챔버 내에 플라즈마를 생성할 수 있다. 이때, RF 전력은 도 15a에 예시된 정현파의 형태로 생성될 수 있다. 도 15b를 참조하면, 챔버 내의 상부 전극 및 하부 전극에 RF 전력을 인가하는 경우에는 플라즈마의 이온 에너지에 따른 이온 플럭스의 분포는 넓은 영역에 걸쳐서 나타날 수 있다. 이와 같이, 챔버 내의 하부 전극에 RF 전력을 인가하는 경우 플라즈마의 이온 에너지를 제어하기 어렵다.
도 15c를 참조하면, 제1 반도체층(L1) 및 제2 반도체층(L2)을 포함하는 반도체 구조에 대해 식각 공정을 수행하여 복수의 돌출부들(protrusions)(PRa, PRb)를 형성할 수 있다. 도 15b에 예시된 이온 에너지 분포에서, 낮은 에너지를 갖는 저 에너지 이온들은 직진성이 낮으며 이동 거리가 짧을 수 있고, 이에 따라, 반도체 구조에 대한 식각 결과 보잉 현상이 발생할 수 있다. 이때, 인접한 돌출부들(PRa, PRb) 사이에서 상부 간격(D1_t)과 하부 간격(D1_b)의 차이는 상대적으로 클 수 있다.
도 16a 내지 도 16c는 본 개시의 일 실시예에 따라, 도 14의 제2 전력 발생기(200)의 시간에 따른 출력 전압, 이온 에너지의 분포 및 식각 동작을 각각 나타낸다.
도 14 및 도 16a를 참조하면, 챔버(CB) 내의 상부 전극(TE)에 RF 전력을 인가하고 하부 전극(BE)에 설정 파형을 인가함으로써 챔버(CB) 내에 플라즈마를 생성할 수 있다. 구체적으로, 제2 전력 발생기(200)는 적어도 일부 구간에서 시간에 따라 전압 레벨이 가변적인 설정 파형을 갖는 출력 전압을 생성할 수 있고, 제1 전력 발생기(250)는 도 15a에 예시된 정현파의 형태로 생성될 수 있다. 제1 구간(131)에서 출력 전압의 레벨은 시간에 따라 감소하고, 출력 전압의 슬로프는 시간에 따라 증가할 수 있다. 제2 구간(132)에서 출력 전압의 레벨은 시간에 따라 감소하고, 출력 전압의 슬로프는 시간에 따라 감소할 수 있다.
도 16b를 참조하면, 챔버(CB) 내의 하부 전극(BE)에 설정 파형을 인가하는 경우에는 설정 파형을 변경시킴으로써 플라즈마의 이온 에너지를 제어할 수 있고, 이에 따라, 플라즈마의 이온 에너지에 따른 이온 플럭스의 분포는 좁은 영역에 걸쳐서 나타날 수 있다. 예를 들어, 제1 이온 에너지(E1)에 대응하는 이온 플럭스와 제2 이온 에너지(E2)에 대응하는 이온 플럭스가 크도록 플라즈마의 이온 에너지를 제어할 수 있다.
본 실시예에서, 제2 전력 발생기(200)는 복수의 펄스 모듈들(210) 및 복수의 슬로프 모듈들(220)을 포함하여 멀티 이온 에너지들을 생성할 수 있다. 멀티 이온 에너지들의 개수는 식각하고자 하는 반도체 구조에 포함된 반도체층들의 개수를 기초로 선택될 수 있다. 예를 들어, 도 16c와 같이, 제1 및 제2 반도체 층들(L1, L2)이 적층된 반도체 구조를 식각하고자 하는 경우, 멀티 이온 에너지들의 개수를 두 개로 선택할 수 있다.
도 16c를 참조하면, 제1 반도체층(L1) 및 제2 반도체층(L2)을 포함하는 반도체 구조에 대해 식각 공정을 수행하여 복수의 돌출부들(PRc, PRd)를 형성할 수 있다. 도 16b에 예시된 이온 에너지 분포에서, 높은 이온 에너지를 갖는 고 에너지 이온들의 직진성이 극대화될 수 있고, 이에 따라, 반도체 구조에 대한 식각 프로파일을 개선할 수 있고, 보잉 현상을 감소시킬 수 있다. 이때, 인접한 돌출부들(PRc, PRd) 사이에서 상부 간격(D2_t)과 하부 간격(D2_b)의 차이는 상대적으로 작을 수 있다. 구체적으로, 인접한 돌출부들(PRc, PRd) 사이에서 상부 간격(D2_t)과 하부 간격(D2_b)의 차이는, 도 15c의 인접한 돌출부들(PRa, PRb) 사이에서 상부 간격(D1_t)과 하부 간격(D1_b)의 차이보다 작을 수 있다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(20a)에 대한 파형 측정 동작을 나타내는 블록도이다.
도 17을 참조하면, 플라즈마 처리 장치(20a)는 도 14의 플라즈마 처리 장치(20)에 비해 오실로스코프(270)를 더 포함할 수 있다. 오실로스코프(270)는 출력 전압(Vout) 및 웨이퍼 전압(Vw)을 측정할 수 있다. 출력 전압(Vout)은 제2 전력 발생부(200)에서 출력되는 전압이고, 웨이퍼 전압(Vw)은 웨이퍼(W)에 유도되는 전압일 수 있다. 이때, 웨이퍼 전압(Vw)은 챔버(CB) 내에 플라즈마가 생성된 상태에서 웨이퍼(W) 상의 전극을 통해 측정될 수 있다.
제2 전력 발생부(200)는 설정 파형을 갖는 출력 전압(Vout)을 하부 전극(BE)에 제공할 수 있고, 하부 전극(BE)에 출력 전압(Vout)이 인가되면 하부 전극(BE) 상의 웨이퍼(W)에 웨이퍼 전압(Vw)이 유도될 수 있다. 따라서, 출력 전압(Vout)을 제어함으로써 웨이퍼 전압(Vw)을 간접적으로 제어할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 출력 전압(Vout)은 적어도 일 구간에서 가변 전압 레벨을 갖는 설정 파형으로 제공될 수 있고, 이에 따라, 웨이퍼 전압(Vw)도 적어도 일 구간에서 가변 전압 레벨을 가질 수 있다.
도 18a, 도 19a, 도 20a 및 도 21a는 도 17의 오실로스코프(270)에서 측정된 출력 전압(Vout)과 웨이퍼 전압(Vw)의 예들을 나타내고, 도 18b, 도 19b, 도 20b 및 도 21b는 도 18a, 도 19a, 도 20a 및 도 21a에 각각 대응하는 플라즈마의 이온 에너지 분포를 나타낸다. 이하에서는, 도 17의 제2 전력 발생기(200)가 도 4에 예시된 설정 파형 발생기(100a)로 구현되는 경우를 예로 하여 설명하기로 한다.
도 18a를 참조하면, 출력 전압(Vout)이 구형파인 경우 웨이퍼 전압(Vw)의 크기는 시간에 따라 감소할 수 있다. 구체적으로, 출력 전압(Vout)은 제1 구간(151)에서 일정한 네거티브 전압 레벨을 갖고, 제2 구간(152)에서 일정한 포지티브 전압 레벨을 갖도록 생성될 수 있다. 예를 들어, 제1 구간(151)에서 제1 및 제2 네거티브 펄스 모듈들(112, 113)이 활성화되고, 제2 구간(152)에서 포지티브 펄스 모듈(111)이 활성화될 수 있다. 도 18b를 참조하면, 이온 에너지는 상대적으로 넓은 영역에 걸쳐서 분포하고, 이온 플럭스의 최대값은 약 0.07 정도로 상대적으로 낮다.
도 19a를 참조하면, 출력 전압(Vout)이 구형파 전압과 직선 가변 전압의 합에 대응하는 설정 파형을 갖는 경우 웨이퍼 전압(Vw)의 크기는 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다. 구체적으로, 출력 전압(Vout)은 제1 구간(161)에서 일정한 슬로프로 크기가 증가하는 네거티브 전압 레벨을 갖고, 제2 구간(162)에서 일정한 포지티브 전압 레벨을 갖도록 생성될 수 있다. 예를 들어, 제1 구간(161)에서 제1 및 제2 네거티브 펄스 모듈들(112, 113) 및 슬로프 모듈(120)이 활성화되고, 제2 구간(162)에서 포지티브 펄스 모듈(111)이 활성화될 수 있다.
제1 구간(161)에서, 슬로프 컨트롤러(121)는 도 8a의 제1 케이스(81)와 같이 일정한 크기의 구동 신호(GS)를 생성할 수 있다. 출력 전압(Vout)의 슬로프는 구동 신호(GS)에 비례할 수 있는바, 출력 전압(Vout)의 슬로프는 일정할 수 있다. 도 19b를 참조하면, 이온 에너지는 상대적으로 좁은 영역에 걸쳐서 분포하고, 이온 플럭스의 최대값은 약 0.47 정도로 매우 높다.
도 20a를 참조하면, 출력 전압(Vout)이 구형파 전압과 곡선 가변 전압의 합에 대응하는 설정 파형을 갖는 경우 웨이퍼 전압(Vw)의 크기는 초반에는 감소하고, 후반에는 증가할 수 있다. 구체적으로, 출력 전압(Vout)은 제1 구간(171)에서 증가하는 슬로프로 크기가 증가하는 네거티브 전압 레벨을 갖고, 제2 구간(172)에서 일정한 포지티브 전압 레벨을 갖도록 생성될 수 있다. 예를 들어, 제1 구간(171)에서 제1 및 제2 네거티브 펄스 모듈들(112, 113) 및 슬로프 모듈(120)이 활성화되고, 제2 구간(172)에서 포지티브 펄스 모듈(111)이 활성화될 수 있다.
제1 구간(171)에서, 슬로프 컨트롤러(121)는 도 8a의 제2 케이스(82)와 같이 포지티브 슬로프를 갖는 구동 신호(GS)를 생성할 수 있다. 출력 전압(Vout)의 슬로프는 구동 신호(GS)에 비례할 수 있는바, 출력 전압(Vout)의 슬로프는 증가할 수 있다. 도 20b를 참조하면, 상대적으로 낮은 이온 에너지에서 이온 플럭스가 최대값을 갖는다.
도 21a를 참조하면, 출력 전압(Vout)이 구형파 전압과 곡선 가변 전압의 합에 대응하는 설정 파형을 갖는 경우 웨이퍼 전압(Vw)의 크기는 초반에는 실질적으로 일정하게 유지되고, 후반에는 감소할 수 있다. 구체적으로, 출력 전압(Vout)은 제1 구간(181)에서 감소하는 슬로프로 크기가 증가하는 네거티브 전압 레벨을 갖고, 제2 구간(182)에서 일정한 포지티브 전압 레벨을 갖도록 생성될 수 있다. 예를 들어, 제1 구간(181)에서 제1 및 제2 네거티브 펄스 모듈들(112, 113) 및 슬로프 모듈(120)이 활성화되고, 제2 구간(182)에서 포지티브 펄스 모듈(111)이 활성화될 수 있다.
제1 구간(181)에서, 슬로프 컨트롤러(121)는 도 8a의 제3 케이스(83)와 같이 네거티브 슬로프를 갖는 구동 신호(GS)를 생성할 수 있다. 출력 전압(Vout)의 슬로프는 구동 신호(GS)에 비례할 수 있는바, 출력 전압(Vout)의 슬로프는 감소할 수 있다. 도 21b를 참조하면, 상대적으로 높은 이온 에너지에서 이온 플럭스가 최대값을 갖는다.
도 18a 내지 도 21b를 참조하여 상술한 바와 같이, 웨이퍼 전압(Vw)은 이온 에너지 분포에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 원하는 이온 에너지 분포를 얻기 위해, 출력 전압(Vout)을 설정 파형으로 생성함으로써 웨이퍼 전압(Vw)을 간접 제어할 수 있다.
도 22는 본 개시의 일 실시예에 따른 식각 속도와 식각 선택비를 나타내는 그래프이다.
도 22를 참조하면, 가로축은 부분 에칭 속도를 나타내고, 세로축은 식각 선택비를 나타낸다. 참조부호 '191'은 본 개시의 비교예에 따라, 플라즈마 처리 장치의 챔버 내의 하부 전극에 RF 전력을 인가하는 경우를 나타낸다. 한편, 참조부호 '192'는 본 개시의 상술된 실시예들에 따라, 플라즈마 처리 장치의 챔버 내의 하부 전극에 설정 파형 발생기에서 생성된 고전압 및 고속의 설정 파형을 인가하는 경우를 나타낸다.
참조부호 '191'에 따르면, 식각 속도가 증가하면 식각 선택비는 감소할 수 있다. 이와 같이, 하부 전극에 RF 전력을 인가하는 경우, 식각 속도와 식각 선택비는 트레이드 오프 관계에 있을 수 있다. 그러나, 참조부호 '192'에 따르면, 식각 속도와 식각 선택비는 동시에 향상될 수 있다. 따라서, 반도체 구조가 다수의 반도체 층들이 적층된 구조를 갖는 경우 또는 반도체 구조에서 식각 깊이가 깊은 경우(즉, 딥 에칭(deep etching))에 식각 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
도 23은 본 개시의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 23을 참조하면, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 제어 방법은 플라즈마 처리 장치에 전력을 인가하는 방법일 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 제어 방법은 도 14에 도시된 플라즈마 처리 장치(20)에서 수행될 수 있다. 따라서, 도 14 내지 도 22를 참조하여 상술된 내용은 본 실시예에도 적용될 수 있다.
단계 S110에서, 챔버 내에 플라즈마를 생성하기 위한 제1 전력을 생성한다. 예를 들어, 제1 전력은 RF 전력일 수 있다. 단계 S130에서, 플라즈마의 이온 에너지를 제어하기 위한 제2 전력을 생성한다. 본 실시예에서, 제2 전력은 사용자가 설정한 고전압 및 고속의 임의 파형을 갖도록 생성될 수 있다. 일 실시예에서, 단계 S110 및 단계 S130은 실질적으로 동시에 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 단계 S110 및 단계 S130은 순차적으로 또는 역으로 수행될 수 있다.
단계 S150에서, 제1 및 제2 전력들을 챔버 내에 배치된 상부 전극 및 하부 전극에 각각 인가한다. 이에 따라, 상부 전극과 하부 전극 사이에 전계가 형성되고, 형성된 전계에 의해 챔버 내의 반응 가스가 플라즈마화될 수 있다. 플라즈마에 의해 활성화된 라디칼, 전자, 이온 등을 이용하여 챔버 내에 배치된 웨이퍼에 대한 반도체 공정을 수행할 수 있다.
도 24는 본 개시의 일 실시예에 따른 설정 파형의 생성 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 24를 참조하면, 본 실시예에 따른 설정 파형의 생성 방법은 반도체 설비에 사용자가 설정한 임의 파형의 전압을 제공하는 방법일 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 설정 파형의 생성 방법은 도 14에 도시된 제2 전력 발생기(200)에서 수행될 수 있다. 따라서, 도 14 내지 도 22를 참조하여 상술된 내용은 본 실시예에도 적용될 수 있다. 또한, 본 실시예는 도 23의 단계 S130의 일 구현예에 대응할 수 있다.
단계 S131에서, 이온 에너지의 목표 크기를 기초로 결정된 전압 레벨을 제공하도록 구형파를 생성한다. 일 실시예에서, 단계 S131은 펄스 모듈에서 수행될 수 있고, 펄스 모듈은 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 단계 S131은 복수의 펄스 모듈들에서 수행될 수 있고, 복수의 펄스 모듈들 각각은 독립 전원 및 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 구체적으로, 이온 에너지의 목표 크기에 따라, 복수의 펄스 모듈들 중 적어도 하나의 펄스 모듈을 활성화시킴으로써, 구형파를 생성할 수 있다. 구형파의 전압 레벨은 활성화된 펄스 모듈들의 개수를 기초로 결정될 수 있다.
단계 S133에서, 이온 에너지의 목표 분포를 기초로 결정된 가변 파형을 생성한다. 예를 들어, 단계 S133은 슬로프 모듈에서 수행될 수 있고, 슬로프 모듈은 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 구체적으로, 전류 제어 방식으로 슬로프 모듈 내의 스위칭 소자의 천이 구간을 제어함으로써, 스위칭 소자의 온 구간에서 가변 전압 레벨을 갖는 가변 파형을 생성할 수 있다.
단계 S135에서, 구형파 및 가변 파형을 결합하여 설정 파형을 갖는 출력 전압을 제공한다. 여기서, 출력 전압은 도 23의 단계 S130의 제2 전력에 대응할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 펄스 모듈 및 슬로프 모듈을 캐스케이드 방식으로 연결함으로써, 펄스 모듈에서 생성된 구형파와 슬로프 모듈에서 생성된 가변 파형을 결합할 수 있다.
도 25는 본 개시의 일 실시예에 따른 반도체 설비(1000)를 나타내는 블록도이다.
도 25를 참조하면, 반도체 설비(1000)는 마스터 컨트롤러(1100), 설정 파형 발생기(1200), 챔버(1300) 및 모니터링부(1400)를 포함할 수 있다. 설정 파형 발생기(1200)는 DC 전력부(1210), 제1 및 제2 슬로프 컨트롤러(1220a, 1220b), 제1 내지 제3 모듈레이터들(1230a 내지 1230c)을 포함할 수 있다.
마스터 컨트롤러(1100)는 사용자 입력 장치(UI)(예를 들어, 컴퓨터)와 통신할 수 있고, 사용자 입력 장치(UI)를 통해 수신되는 사용자 입력에 따라 설정 파형 발생기(1200)를 제어할 수 있다. 마스터 컨트롤러(1100)는 디지털 신호 처리부(Digital Signal Processor, DSP)(1110) 및 FPGA(Field Programmable Gate Array (1120)를 포함할 수 있다. DSP(1110)는 사용자 입력에 따라 제1 내지 제3 모듈레이터들(1230a 내지 1230c) 각각에 제공되는 DC 전압을 제어할 수 있다. FPGA(1120)는 사용자 입력에 따라 제1 및 제2 슬로프 컨트롤러들(1220a, 1220b) 각각에 파형 정보(슬로프 파형 지령 및 제어 상태)를 제공할 수 있다. 또한, FPGA(1120)는 제1 내지 제3 모듈레이터들(1230a 내지 1230c)에 포함된 스위치들을 구동하기 위한 게이트 신호(GS)를 생성할 수 있다.
DC 전력부(1210)는 AC 전압(VAC)으로부터 복수의 DC 전압들을 생성할 수 있고, 생성된 복수의 DC 전압들을 제1 내지 제3 모듈레이터들(1230a 내지 1230c)에 각각 제공할 수 있다. 구체적으로, DC 전력부(1210)는 다수의 컨트롤러들(1211 내지 1213)을 포함할 수 있고, 다수의 제어기들(1211 내지 1213)의 제어 동작에 따라 제1 내지 제3 모듈레이터들(1230a 내지 1230c) 각각에 제공되는 DC 전압을 제어할 수 있다.
제1 모듈레이터(1230a)는 펄스 모듈(PM)을 구성할 수 있다. 구체적으로, 제1 모듈레이터(1230a)는 하프 브릿지 구조 또는 풀 브릿지 구조로 연결된 스위치들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 적어도 하나의 펄스 모듈(110)에 대응할 수 있다. 또한, 예를 들어, 제1 모듈레이터(1230a)는 도 4의 제1 및 제2 스위치들(SW1a, SW1b) 및 제1 및 제2 다이오드들(D1a, D1b)을 포함할 수 있다.
제1 슬로프 컨트롤러(1220a) 및 제2 모듈레이터(1230b)는 제1 슬로프 모듈(SM1)을 구성할 수 있고, 제2 슬로프 컨트롤러(1220b) 및 제3 모듈레이터(1230c)는 제2 슬로프 모듈(SM2)을 구성할 수 있다. 구체적으로, 제2 모듈레이터(1230b)는 하프 브릿지 구조 또는 풀 브릿지 구조로 연결된 스위치들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 슬로프 모듈들(SM1, SM2)은 도 1의 적어도 하나의 슬로프 모듈(120)에 대응할 수 있다. 또한, 예를 들어, 제2 모듈레이터(1230b)는 도 4의 제1 및 제2 스위치들(SW4a, SW4b) 및 제1 및 제2 다이오드들(D4a, D4b)을 포함할 수 있다.
제1 슬로프 컨트롤러(1220a)는 DSP(1221), FPGA(1222), DAC(Digital/Analog Converter)(1223) 및 ADC(Analog/Digital Converter)(1224)를 포함할 수 있다. DSP(1221)는 마스터 컨트롤러(1100)의 FPGA(1120)로부터 수신한 파형 정보에 따라 FPGA(1222)를 제어할 수 있다. FPGA(1222)는 DSP(1221)의 제어에 따라 제1 슬로프 모듈(SM1)에서 출력되는 슬로프 전압을 제어하기 위한 구동 신호를 생성할 수 있다. 또한, FPGA(1222)는 게이트 신호(GS)를 트리거 신호로 사용하여 파형의 발생에 필요한 게이트 전류 제어 전압 지령을 생성할 수 있다. DAC(1223)는 게이트 전류 제어 전압 지령을 아날로그 전압으로 변환하며, 변환된 전압은 도 7의 Vc에 대응할 수 있다. ADC(1224)는 제2 모듈레이터(1230b)의 출력 전압(Vm)을 디지털 전압으로 변환하여 FPGA(1222)에 전달할 수 있고, 이에 따라, 피드백 제어를 수행할 수 있다. 제2 슬로프 컨트롤러(1220b)의 구성도 제1 슬로프 컨트롤러(1220a)의 구성과 실질적으로 동일할 수 있다.
모니터링부(1400)는 설정 파형 발생기(1200)의 출력 전압(Vout) 및 챔버(1300) 내의 웨이퍼 전압(Vw)을 측정할 수 있다. 또한, 모니터링부(1400)는 측정된 출력 전압(Vout) 및 웨이퍼 전압(Vw)을 마스터 컨트롤러(1100)를 통해 사용자 입력 장치(UI)에 제공할 수 있다. 또한, 마스터 컨트롤러(1100)는 출력 전압(Vout) 및 웨이퍼 전압(Vw)을 기초로, 다수의 컨트롤러들(1211 내지 1213) 및 제1 및 제2 슬로프 컨트롤러들(1220a, 1220b)에 대한 제어 동작을 변경할 수 있다.
도 26은 본 개시의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 26을 참조하면, 본 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법은 플라즈마 처리 장치 내에서 반도체 공정을 수행하는 방법일 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법은 도 14에 도시된 플라즈마 처리 장치(20)에서 수행될 수 있다. 따라서, 도 14 내지 도 22를 참조하여 상술된 내용은 본 실시예에도 적용될 수 있다.
단계 S210에서, 챔버 내에 플라즈마를 생성한다. 예를 들어, 단계 S210은 도 23의 플라즈마 처리 장치의 제어 방법에 대응할 수 있다. 구체적으로, 단계 S210은 플라즈마를 생성하기 위한 제1 전력을 생성하는 단계, 플라즈마의 이온 에너지를 제어하기 위한 제2 전력을 생성하는 단계, 및 제1 및 제2 전력들을 챔버 내에 배치된 상부 전극 및 하부 전극에 각각 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 전력을 생성하는 단계는 도 24의 설정 파형 생성 방법에 대응할 수 있다. 구체적으로, 제2 전력을 생성하는 단계는 이온 에너지의 목표 크기를 기초로 결정된 전압 레벨을 제공하도록 구형파를 생성하는 단계, 이온 에너지의 목표 분포를 기초로 결정된 가변 파형을 생성하는 단계, 및 구형파 및 가변 파형을 결합하여 설정 파형을 갖는 제2 전력을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
단계 S230에서, 생성된 플라즈마를 이용하여 반도체 웨이퍼에 대한 반도체 공정을 수행한다. 예를 들어, 반도체 공정은 플라즈마 어닐링, 식각, 플라즈마 강화 화학적 기상 증착, 물리적 기상 증착, 플라즈마 세정 등과 같은 웨이퍼 처리 공정을 포함할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10, 10a, 1000: 반도체 설비
100, 100a, 1200: 설정 파형 발생기
110, 111, 112, 113, 210, PM: 펄스 모듈
120, 220, SM1, SM2: 슬로프 모듈
20, 20a: 플라즈마 처리 장치

Claims (20)

  1. 반도체 설비의 설정 파형 발생기로서,
    제1 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제1 스위칭 소자의 온 구간에서 일정 전압 레벨을 갖는 구형파를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 펄스 모듈; 및
    제2 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제2 스위칭 소자의 천이 구간을 제어함으로써 상기 제2 스위칭 소자의 상기 천이 구간에서 가변 전압 레벨을 갖는 가변 파형을 생성하도록 구성된 적어도 하나의 슬로프 모듈을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 펄스 모듈과 상기 적어도 하나의 슬로프 모듈은 캐스케이드(cascade) 방식으로 연결되며,
    상기 설정 파형 발생기는, 상기 구형파와 상기 가변 파형의 합에 대응하는 설정 파형을 갖는 출력 전압을 발생하는 것을 특징으로 하는 설정 파형 발생기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 펄스 모듈은 상기 제1 스위칭 소자에 연결된 제1 DC 전원을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 슬로프 모듈은 상기 제2 스위칭 소자에 연결된 제2 DC 전원을 더 포함하며,
    상기 제1 DC 및 제2 DC 전원들은 서로 그라운드 단자를 공유하지 않는 독립 전원들인 것을 특징으로 하는 설정 파형 발생기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 슬로프 모듈은, 상기 제2 스위칭 소자의 천이 구간을 제어하기 위한 구동 신호를 상기 제2 스위칭 소자에 제공하는 슬로프 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 설정 파형 발생기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 출력 전압의 슬로프는, 상기 구동 신호에 비례하는 것을 특징으로 하는 설정 파형 발생기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 스위칭 소자는 전력 반도체 소자로 구현되고,
    상기 구동 신호는 전류 제어 방식으로 상기 전력 반도체 소자를 구동하는 것을 특징으로 하는 설정 파형 발생기.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 슬로프 컨트롤러는,
    제어 전압을 기초로 기준 전류를 생성하는 전류 소스; 및
    상기 기준 전류를 미러링하고, 미러링된 전류를 상기 구동 신호로써 제공하는 전류 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 설정 파형 발생기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전류 소스는,
    상기 제어 전압을 버퍼링하는 버퍼;
    버퍼링된 상기 제어 전압이 인가되는 제어 단자를 갖는 트랜지스터; 및
    상기 트랜지스터의 출력 단자에 연결된 저항을 포함하고,
    상기 기준 전류는 상기 저항에 흐르는 전류인 것을 특징으로 하는 설정 파형 발생기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 펄스 모듈은, 상기 제1 스위칭 소자의 온/오프를 제어하기 위한 게이트 구동 신호를 상기 제1 스위칭 소자에 제공하는 게이트 드라이버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 설정 파형 발생기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 펄스 모듈은 복수의 펄스 모듈들로 구현되고, 상기 복수의 펄스 모듈들은,
    포지티브 펄스 전압을 생성하는 적어도 하나의 포지티브 펄스 모듈; 및
    네거티브 펄스 전압을 생성하고, 상기 적어도 하나의 포지티브 펄스 모듈과 캐스케이드 방식으로 연결되는 적어도 하나의 네거티브 펄스 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 설정 파형 발생기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 포지티브 펄스 모듈은, 제1 DC 전원, 및 상기 제1 DC 전원의 포지티브 단자에 연결되고, 제1 게이트 구동 신호에 의해 구동되는 제1 스위치를 포함하고,
    상기 제1 게이트 구동 신호가 활성화되면 상기 제1 스위치는 턴온되고, 이에 따라, 상기 적어도 하나의 포지티브 펄스 모듈은 상기 제1 DC 전원에 대응하는 전압 레벨을 갖는 상기 포지티브 펄스 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 설정 파형 발생기.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 네거티브 펄스 모듈은, 제2 DC 전원, 및 상기 제2 DC 전원의 네거티브 단자 사이에 연결되고, 제2 게이트 구동 신호에 의해 구동되는 제2 스위치를 포함하고,
    상기 제2 게이트 구동 신호가 활성화되면 제2 스위치는 턴온되고, 이에 따라, 상기 적어도 하나의 네거티브 펄스 모듈은 상기 제2 DC 전원에 대응하는 전압 레벨을 갖는 상기 네거티브 펄스 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 설정 파형 발생기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 설정 파형의 최대 출력 전압은, 상기 적어도 하나의 펄스 모듈 및 상기 적어도 하나의 슬로프 모듈의 개수에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 설정 파형 발생기.
  14. 챔버;
    상기 챔버 내에 배치되는 상부 전극 및 하부 전극;
    상기 챔버 내에 플라즈마를 생성하기 위한 제1 전력을 상기 상부 전극에 제공하는 제1 전력 발생부; 및
    상기 플라즈마의 이온 에너지를 제어하기 위한 제2 전력을 상기 하부 전극에 제공하는 제2 전력 발생부를 포함하고,
    상기 제2 전력 발생부는, 구형파를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 펄스 모듈, 및 가변 파형을 생성하도록 구성되고 상기 적어도 하나의 펄스 모듈과 캐스케이드 방식으로 연결된 적어도 하나의 슬로프 모듈을 포함하고,
    상기 제2 전력은, 상기 구형파와 상기 가변 파형의 합에 대응하는 설정 파형을 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 이온 에너지의 크기는 상기 적어도 하나의 펄스 모듈의 개수 및 상기 적어도 하나의 슬로프 모듈의 개수를 기초로 결정되고,
    상기 이온 에너지의 분포는 상기 가변 파형에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 슬로프 모듈은 스위칭 소자를 포함하고, 상기 스위칭 소자의 천이 구간을 제어함으로써 상기 스위칭 소자의 상기 천이 구간에서 가변 전압 레벨을 갖는 상기 가변 파형을 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 펄스 모듈은, 제1 스위칭 소자 및 상기 제1 스위칭 소자에 연결된 제1 DC 전원을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 슬로프 모듈은, 제2 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자에 연결된 제2 DC 전원을 포함하며,
    상기 제1 DC 및 제2 DC 전원들은 서로 그라운드 단자를 공유하지 않는 독립 전원들인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 슬로프 모듈은, 상기 제2 스위칭 소자의 천이 구간을 제어하기 위한 구동 신호를 상기 제2 스위칭 소자에 제공하는 슬로프 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  19. 챔버 내에 플라즈마를 생성하기 위한 제1 전력을 생성하는 단계;
    상기 플라즈마의 이온 에너지를 제어하기 위한 제2 전력을 생성하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 전력들을 상기 챔버 내에 배치된 상부 전극 및 하부 전극에 각각 인가하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 전력을 생성하는 단계는,
    상기 이온 에너지의 목표 크기를 기초로 결정된 전압 레벨을 제공하도록 구형파를 생성하는 단계;
    상기 이온 에너지의 목표 분포를 기초로 결정된 가변 파형을 생성하는 단계; 및
    상기 구형파 및 상기 가변 파형을 결합하여 설정 파형을 갖는 상기 제2 전력을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치의 제어 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 가변 파형을 생성하는 단계는, 전류 제어 방식으로 스위칭 소자의 천이 구간을 제어함으로써, 상기 스위칭 소자의 상기 천이 구간에서 가변 전압 레벨을 갖는 상기 가변 파형을 생성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치의 제어 방법.
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11357998B2 (en) * 2017-09-30 2022-06-14 Sensor Electronic Technology, Inc. Wearable ultraviolet light phototherapy device
KR102592922B1 (ko) 2018-06-21 2023-10-23 삼성전자주식회사 기판 처리 장치, 신호 소스 장치, 물질막의 처리 방법, 및 반도체 소자의 제조 방법
KR102532203B1 (ko) 2018-07-31 2023-05-12 삼성전자 주식회사 전압 생성기, 전압 파형 생성기, 반도체 소자 제조 장치, 전압 파형 발생 방법 및 반도체 소자의 제조 방법
KR102600003B1 (ko) * 2018-10-30 2023-11-09 삼성전자주식회사 반도체 공정 챔버 및 반도체 소자의 제조 방법
KR20200086826A (ko) 2019-01-10 2020-07-20 삼성전자주식회사 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치
NL2022999B1 (en) 2019-04-24 2020-11-02 Prodrive Tech Bv Voltage waveform generator for plasma processing apparatuses
NL2023935B1 (en) * 2019-10-02 2021-05-31 Prodrive Tech Bv Determining an optimal ion energy for plasma processing of a dielectric substrate
NL2026071B1 (en) 2020-07-15 2022-03-18 Prodrive Tech Bv Voltage waveform generator for plasma assisted processing apparatuses
NL2026072B1 (en) 2020-07-15 2022-03-18 Prodrive Tech Bv Voltage waveform generator for plasma assisted processing apparatuses
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
WO2023019145A1 (en) * 2021-08-12 2023-02-16 Lam Research Corporation Distortion of pulses for wafer biasing
US11476090B1 (en) * 2021-08-24 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Voltage pulse time-domain multiplexing
US20230130986A1 (en) * 2021-10-21 2023-04-27 Applied Materials, Inc. Plasma processing chambers configured for tunable substrate and edge sheath control
EP4235739A1 (en) 2022-02-28 2023-08-30 TRUMPF Huettinger Sp. Z o. o. High power generator and method of supplying high power pulses
EP4235735A1 (en) 2022-02-28 2023-08-30 TRUMPF Huettinger Sp. Z o. o. High power generator and method of supplying high power pulses
EP4235742A1 (en) 2022-02-28 2023-08-30 TRUMPF Huettinger Sp. Z o. o. High power generator and method of supplying high power pulses
EP4235736A1 (en) 2022-02-28 2023-08-30 TRUMPF Huettinger Sp. Z o. o. High power generator and method of supplying high power pulses
EP4235734A1 (en) 2022-02-28 2023-08-30 TRUMPF Huettinger Sp. Z o. o. High power generator and method of supplying high power pulses
EP4235740A1 (en) 2022-02-28 2023-08-30 TRUMPF Huettinger Sp. Z o. o. High power generator and method of supplying high power pulses
EP4235738A1 (en) 2022-02-28 2023-08-30 TRUMPF Huettinger Sp. Z o. o. High power generator and method of supplying high power pulses
EP4235733A1 (en) 2022-02-28 2023-08-30 TRUMPF Huettinger Sp. Z o. o. High power generator and method of supplying high power pulses
EP4235737A1 (en) 2022-02-28 2023-08-30 TRUMPF Huettinger Sp. Z o. o. High power generator and method of supplying high power pulses
EP4235741A1 (en) 2022-02-28 2023-08-30 TRUMPF Huettinger Sp. Z o. o. High power generator and method of supplying high power pulses
US11972924B2 (en) 2022-06-08 2024-04-30 Applied Materials, Inc. Pulsed voltage source for plasma processing applications

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080106151A1 (en) * 2006-11-02 2008-05-08 Korea Electro Technology Research Institute Pulse power generator using semiconductor switch
US7772823B2 (en) 2004-09-28 2010-08-10 St-Ericsson Sa Electronic controller with integrating action
US20140062495A1 (en) 2012-08-28 2014-03-06 Advanced Energy Industries, Inc. Systems and methods for monitoring faults, anomalies, and other characteristics of a switched mode ion energy distribution system
US8821684B2 (en) 2008-02-01 2014-09-02 Kabushiki Kaisha Toshiba Substrate plasma processing apparatus and plasma processing method
JP2014226026A (ja) 2013-04-15 2014-12-04 ローム株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータおよびそれを用いた電子機器

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7144521B2 (en) 2003-08-22 2006-12-05 Lam Research Corporation High aspect ratio etch using modulation of RF powers of various frequencies
JP4640939B2 (ja) 2005-01-13 2011-03-02 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP4660498B2 (ja) 2007-03-27 2011-03-30 株式会社東芝 基板のプラズマ処理装置
JP4607930B2 (ja) 2007-09-14 2011-01-05 株式会社東芝 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
US20090306642A1 (en) 2008-06-10 2009-12-10 Vankov Alexander B Method for low temperature electrosugery and rf generator
KR20100078882A (ko) * 2008-12-30 2010-07-08 주식회사 동부하이텍 슬로프 보상 회로
US9767988B2 (en) 2010-08-29 2017-09-19 Advanced Energy Industries, Inc. Method of controlling the switched mode ion energy distribution system
JP5808012B2 (ja) 2011-12-27 2015-11-10 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US9194045B2 (en) 2012-04-03 2015-11-24 Novellus Systems, Inc. Continuous plasma and RF bias to regulate damage in a substrate processing system
KR101587208B1 (ko) 2013-12-06 2016-01-20 이엔테크놀로지 주식회사 선형 기울기를 가지는 펄스 생성 장치 및 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7772823B2 (en) 2004-09-28 2010-08-10 St-Ericsson Sa Electronic controller with integrating action
US20080106151A1 (en) * 2006-11-02 2008-05-08 Korea Electro Technology Research Institute Pulse power generator using semiconductor switch
US8821684B2 (en) 2008-02-01 2014-09-02 Kabushiki Kaisha Toshiba Substrate plasma processing apparatus and plasma processing method
US20140062495A1 (en) 2012-08-28 2014-03-06 Advanced Energy Industries, Inc. Systems and methods for monitoring faults, anomalies, and other characteristics of a switched mode ion energy distribution system
JP2014226026A (ja) 2013-04-15 2014-12-04 ローム株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータおよびそれを用いた電子機器

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