KR19990000071A - Rf 전력 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 RF 전력 제어 장치에 관한 것으로, RF 전력 발생 장치에서 출력되는 RF 전력의 크기를 검출하는 RF 전력 측정부와; 상기 RF 전력 측정부에서 측정된 RF 전력의 크기가 상기 제전 스텝에 필요한 RF 전력 범위에 포함되는 경우에 상기 구동 수단의 정지 신호를 출력하는 제전 스텝 제어부를 포함하여 이루어져서, 메인 스텝과 제전 스텝 사이에 발생하는 구동 모터의 공회전을 없애 수명을 연장시키고, 또 각 공정에 따른 상기 구동 모터의 불필요한 구동 범위 변화가 발생하지 않도록 하여 공정시간의 증가를 억제하도록 하는 효과를 제공한다.

Description

RF 전력 제어 장치

본 발명은 RF 전력 제어 장치에 관한 것으로 메인 스텝과 제전(除電) 공정에서 각각의 공정에 적합한 RF 전력의 정합 동작이 이루어지도록 하는 RF 전력 제어 장치에 관한 것이다.

반도체 제조 공정에서는 웨이퍼 프로세스의 메인 스텝이 진행되는 공정 챔버 내에서 주입된 개스의 반응을 유발하기 위한 목적으로 RF 전력을 인가한다.

이와 같은 RF 전력은 메인 스텝의 각 단계별로 적합한 교류적 특성을 갖도록 조절되어 인가되는데, 이와 같은 조절 동작을 위하여 RF 전력 제어 장치를 사용한다.

도 1은 종래의 RF 전력 제어 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

RF 전력 발생 장치(100)에서 발생한 RF 전력은 RF 전력 정합부(200)를 거쳐서 공정 챔버(300)에 전달되도록 구성된다.

이때 RF 전력이 공정 챔버(300)에 전달되면 공정 챔버(300)가 용량성 임피던스와 같은 부하로 작용하여 RF 전력의 손실을 발생시키는데, 이 손실분은 RF 전력 정합부(200)의 동작에 의해 보상된다.

이와 같은 일반적인 RF 전력 정합부(200)의 상세한 구성을 도 2에 나타내었다. 도 2에서 알 수 있듯이 RF 전력 정합부(200)는 검출부(210)와 제어부(220) 및 정합부(230)로 구성된다.

검출부(210)에서는 입력된 RF 전력의 위상과 임피던스 등을 검출하여 그 결과에 따른 신호를 출력한다.

제어부(220)는 상기 검출부(210)에서 출력되는 검출 신호를 입력으로 받아 이에 따른 소정의 제어 신호로 두 개의 구동 모터(M1∼M2)를 제어한다.

두 개의 구동 모터(M1∼M2)는 각각 가변 캐패시터(C)와 가변 코일(L)을 제어하여, 가변 캐패시터(C)가 갖는 캐패시턴스와 가변 코일(L)이 갖는 인덕턴스를 조절함으로써, 진행중인 공정에서 필요로 하는 교류적 특성을 만족하는 RF 전력을 출력한다.

공정 챔버(300)에서는 RF 전력 정합부(220)에서 출력된 RF 전력을 이용하여 여러 단계로 구성되는 다단계의 메인 스텝이 진행된다.

즉, 공정을 진행하고자 하는 웨이퍼가 공정 챔버(300)에 인입되어 소정의 메인 스텝이 진행되는데, 이때 웨이퍼의 지지 수단으로서 척(chuck)이 사용된다.

이와 같은 지지 수단으로서의 척은 일반적으로 진공을 이용하여 웨이퍼를 흡착지지하는데, 특히 일렉트로스태틱 척(ESC, ElectroStatic Chuck)은 지지 수단 이외에 공정 챔버(300) 내부에 RF 전력을 인가하는 전극으로서의 기능도 수행한다.

즉, 메인 스텝에 필요한 소정의 반응 개스가 주입되면 이 반응 개스에 RF 전력을 가하여 소정의 반응을 유발하는데, 이때 RF 전력을 인가하는데 필요한 전극 가운데 하나로서 상술한 일렉트로스태틱 척을 이용하는 것이다.

또한 상술한 공정 챔버(300)에서 이루어지는 메인 스텝의 각각의 단계별로 그 단계에 필요한 상이한 교류적 특성을 갖는 RF 전력을 인가하게 된다.

먼저, 일렉트로스태틱 척을 사용하지 않는 일반적인 공정 챔버에서는 상술한 RF 전력 정합부(200)의 동작에 따라 적절한 교류적 특성의 RF 전력이 전달되도록 하는 것으로 충분하다.

그러나 일렉트로스태틱 척을 사용하는 특수한 공정 챔버에서는 공정이 완료된 웨이퍼가 챔버에서 반출된 다음에 일렉트로스태틱 척에 대전된 전하를 제거하는 공정인 제전(除電) 공정을 반드시 진행해야 한다.

상기 제전 스텝에서 요구되는 RF 전력의 크기는 대략 100와트(watt) 정도로서 상술한 메인 스텝에서 요구되는 700와트보다 작고, 또 제전 스텝에서는 RF 전력이 인가되는 시간 또는 상대적으로 매우 짧다.

그 이유는 메인 스텝에서 사용되는 크기의 RF 전력을 제전 스텝에서 사용하면 일렉트로스태틱 척을 손상시킬 수 있기 때문이며, 비록 인가되는 RF 전력의 크기가 작더라도 인가되는 시간이 지나치게 길어지면 이 또한 일렉트로스태틱 척을 손상시키는 요인이 된다.

이와 같은 이유로 메인 스텝에서의 구동 모터(M1∼M2)의 구동 범위와 제전 스텝에서의 상기 구동 모터(M1∼M2)의 구동 범위가 서로 달라지며, 그 차가 매우 크다.

따라서 메인 스텝에서 제전 스텝으로 전환될 때 상기 구동 모터(M1∼M2)는 단지 공회전을 하게 되며, 제전 스텝이 완료되어 다시 메인 스텝으로 전환되는 경우에는 상기 구동 모터(M1∼M2)가 다시 동작을 재개하고 구동 범위 또한 함께 확장되는데, 이와 같이 되기까지는 소정의 시간을 필요로 하게 된다.

즉, 상술한 바와 같이 상기 구동 모터(M1∼M2)의 공회전으로 인하여 수명이 단축되고, 또 구동 모터(M1∼M2)의 구동 범위가 불필요하게 변화하여 이 때문에 공정시간의 증가가 초래되는 것이다.

따라서 본 발명은 메인 스텝과 제전 스텝 사이에 발생하는 구동 모터의 공회전을 없애 수명을 연장시키고, 또 각 공정에 따른 상기 구동 모터의 불필요한 구동범위 변화가 발생하지 않도록 하여 공정 시간의 증가를 억제하도록 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 RF 전력 제어 장치를 나타낸 블록도.

도 2는 종래의 RF 전력 정합부의 구성을 나타낸 블록도.

도 3은 본 발명의 RF 전력 제어 장치를 나타낸 블록도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : RF 전력 발생 장치200 : RF 전력 정합부

210 : 검출부220 : 제어부

230 : 정합부M1∼M2 : 구동 모터

300 : 공정 챔버400 : RF 전력 안정화 장치

410 : RF 전력 측정부420 : 제전 스텝 제어부

L : 가변 코일C : 가변 캐패시터

이와 같은 목적의 본 발명은 RF 전력 발생 장치에서 출력되는 RF 전력의 크기를 검출하는 RF 전력 측정부와; 상기 RF 전력 측정부에서 측정된 RF 전력의 크기가 상기 제전 스텝에 필요한 RF 전력 범위에 포함되는 경우에 상기 구동 수단의 정지 신호를 출력하는 제전 스텝 제어부를 포함하여 이루어진다.

이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 RF 전력 제어 장치를 나타낸 블록도이다.

도 3에 나타낸 바와 같이 RF 전력 발생 장치(100)에서 출력되는 RF 전력이 RF 전력 안정화 장치(400)를 거쳐서 RF 전력 정합부(200)에 입력되도록 구성된다.

RF 전력 안정화 장치(400)는 RF 전력 측정부(410)와 제전 스텝 제어부(420)로 구성된다.

RF 전력 측정부(410)에서는 RF 전력 발생 장치에서 출력되는 RF 전력의 크기를 검출한다.

제전 스텝 제어부(420)에서는 상기 RF 전력 측정부(410)에서 측정된 RF 전력의 크기에 따라 메인 스텝과 제전 스텝을 구분한 다음, 각 공정에 필요한 제어 신호를 출력하여 상기 RF 전력 정합부(200)의 구동 모터(M1∼M2)를 제어한다.

이와 같은 제전 스텝 제어부(420)에는 메인 스텝과 제전 스텝에 적합한 RF 전력의 각각의 크기를 설정할 수 있도록 한다.

즉, 제전 스텝을 진행하는데 필요한 RF 전력의 크기가 상기 제전 스텝 제어부(420)에 설정되어 있을 때, RF 전력 측정부(410)에 입력된 RF 전력의 크기가 제전 스텝에 필요한 크기로 판단되면 0볼트의 직류 신호를 제어 신호로서 출력하여 상기 RF 전력 정합부(200)의 구동 모터(M1∼M2)를 정지시키는 것이다.

이때 구동 모터(M1∼M2)는 메인 스텝을 진행할 때 설정된 구동 범위가 설정된 상태로 동작이 멈추게 되어, 제전 스텝이 완료된 다음 다시 메인 스텝이 재개할 때에는 구동 범위의 추가 변환이 필요없이 즉시 구동이 가능한 것이다.

따라서 본 발명은 메인 스텝과 제전 스텝 사이에 발생하는 구동 모터의 공회전을 없애 수명을 연장시키고, 또 각 공정에 따른 상기 구동 모터의 불필요한 구동범위 변화가 발생하지 않도록 하여 이를 복원하기 위하여 발생하는 공정 시간의 증가를 억제하도록 하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. RF 전력 발생 장치에서 출력되는 RF 전력의 교류 특성에 따라 소정의 제어 신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어 신호에 의해 동작하는 구동 수단을 이용하여 교류 특성을 구현하기 위한 가변 소자를 제어함으로써 메인 스텝과 제전 스텝에 필요한 교류 특성을 갖는 RF 전력을 발생시키는 RF 전력 정합부로 이루어져서, 상기 공정 챔버 내에 구비된 웨이퍼 지지 수단을 하나의 전극으로 사용하여 상기 RF 전력 정합부에서 출력되는 RF 전력을 상기 공정 챔버 내에 인가되도록 하는 반도체 제조 장비의 RF 전력 제어 장치에 있어서,

   RF 전력 발생 장치에서 출력되는 RF 전력의 크기를 검출하는 RF 전력 측정부와;

   상기 RF 전력 측정부에서 측정된 RF 전력의 크기가 상기 제전 스텝에 필요한 RF 전력 범위에 포함되는 경우에 상기 구동 수단의 정지 신호를 출력하는 제전 스텝 제어부를 포함하는 반도체 제조 장비의 RF 전력 제어 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 웨이퍼 지지 수단이 상기 RF 전력을 인가하는데 필요한 전극 가운데 하나로 사용되는 일렉트로스태틱 척(ElectroStatic Chuck)인 것이 특징인 반도체 제조 장비의 RF 전력 제어 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 정지 신호는 0볼트의 직류 신호인 것이 특징인 반도체 제조 장비의 RF 전력 제어 장치.