KR20040052180A - RF power matching unit - Google Patents

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KR20040052180A
KR20040052180A KR1020020079931A KR20020079931A KR20040052180A KR 20040052180 A KR20040052180 A KR 20040052180A KR 1020020079931 A KR1020020079931 A KR 1020020079931A KR 20020079931 A KR20020079931 A KR 20020079931A KR 20040052180 A KR20040052180 A KR 20040052180A
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김경환
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동부전자 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A radio frequency(RF) power matching unit is provided to continuously maintain the normal status without additionally damaging the bypass devices under the condition of a reflection power ranging from 13 KV to 17 KV. CONSTITUTION: A radio frequency(RF) power matching unit(20) includes a process chamber(1), an RF power generator(21), a pair of RF matching boxes(22,23) and a variable bypass device(24). The process chamber(1) fabricates the semiconductor wafer by using a plasma. The RF power generator(21) generates the RF power to induce the plasma. The RF matching boxes(22,23) electrically is coupled to the RF power generator(21) and match the impedance of the RF power and the impedance inside of the process chamber(1) by controlling the intensity of the RF power in response to the impedance change in the process chamber(1). And, the variable bypass device(24) bypasses the intensity of RF power which is controlled by the RF matching boxes(22,23) to the process chamber(1) elastically controls the capability of process in response to the reflective power inversely outputted from the process chamber(1).

Description

알-에프 파우어 매칭 유닛{RF power matching unit}RF power matching unit

본 발명은 예컨대, 반도체 제조용 플라즈마 설비에 장착되는 알-에프 파우어(Radio Frequency power; 이하, "RF 파우어"라 칭함) 매칭 유닛에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 종래의 고정 바이패스 소자들을 가변형 바이패스 소자들로 새롭게 교체하고, 이를 통해, 각 바이패스 소자들의 처리용량이 공정 챔버 측으로부터 역 출력되는 반사 파우어의 크기에 따라, 탄력적으로 가변 될 수 있는 안정적인 기반환경을 조성함으로써, 예컨대, 13KV~17KV를 초과하는 반사 파우어의 악 영향 하에서도, 바이패스 소자가 별도의 손상 없이, 정상적인 상태를 지속적으로 유지할수 있도록 유도할 수 있는 RF 파우어 매칭 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to, for example, an RF-frequency power (hereinafter referred to as "RF power") matching unit mounted in a plasma facility for semiconductor manufacturing. By replacing the components with new devices, 13KV ~ 17KV by creating a stable base environment in which the processing capacity of each bypass element can be flexibly changed according to the size of the reflection power back output from the process chamber side The present invention relates to an RF power matching unit that can induce a bypass element to maintain a normal state without any damage even under the adverse effect of the reflective power exceeding.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 반도체 제조용 플라즈마 설비 체제 하에서, 공정 챔버(1) 내부로 공급된 반응 가스는 RF 파우어 발생기(11)로부터 출력되는 RF 파우어에 의해 방전되어, 일련의 플라즈마를 형성한 후, 해당 공정 챔버(1) 내부에 배치된 반도체 웨이퍼(도시안됨)를 대상으로 하여, 미리 정해진 일련의 플라즈마 공정, 예컨대, 플라즈마 식각공정, 플라즈마 증착공정 등을 선택적으로 진행하게 된다.As shown in FIG. 1, under the plasma installation system for semiconductor manufacturing according to the prior art, the reaction gas supplied into the process chamber 1 is discharged by the RF power output from the RF power generator 11, and a series of After the plasma is formed, a series of predetermined plasma processes such as a plasma etching process, a plasma deposition process, and the like are selectively performed on a semiconductor wafer (not shown) disposed in the process chamber 1. .

이때, 공정 챔버 내부(1)에 형성된 플라즈마가 공정이 요구하는 수준의 균일성을 유지하기 위해서는 RF 파우어 발생기(11)로부터 출력된 RF 파우어의 임피던스가 공정 챔버 내부(1)의 임피던스와 정확하게 매칭(Matching)되어야 하며, 만약, 공정 챔버(1) 내부의 미세한 환경변화로 인해, 양자의 임피던스가 불일치하게 되는 경우, 플라즈마의 균일성 파괴로 인해, 최종 완성되는 반도체 소자의 품질이 저하되는 문제점이 야기된다.In this case, in order for the plasma formed in the inside of the process chamber 1 to maintain the uniformity required by the process, the impedance of the RF power output from the RF power generator 11 matches exactly with the impedance of the inside of the process chamber 1 If the impedance of both is inconsistent due to the minute environmental change inside the process chamber 1, the uniformity of the plasma is destroyed, resulting in the deterioration of the quality of the final semiconductor device. do.

종래 에서는 이러한 문제점의 발생을 미리 차단하기 위하여, 도면에 도시된 바와 같이, RF 파우어 발생기(11) 및 공정 챔버(1) 사이에 예컨대, RF 매칭박스(12,13:RF matching box), 고정 바이패스 소자(14,15:Fixed bypass device) 등의 조합으로 이루어지는 일련의 RF 파우어 매칭 유닛(10)을 배치하고, 이 RF 파우어 매칭 유닛(10)의 활용을 통해, 공정 챔버(1) 내부에 일련의 환경변화가 발생되더라도, RF 파우어 발생기(11)로부터 출력된 RF 파우어의 임피던스가 공정 챔부(1) 내부의 임피던스와 정확하게 매칭될 수 있도록 조절하고 있다.Conventionally, in order to prevent the occurrence of such a problem in advance, as shown in the figure, for example, RF matching box (12,13: RF matching box), fixed by-between the RF power generator 11 and the process chamber (1) A series of RF power matching units 10 made up of a combination of pass elements 14 and 15 (Fixed bypass device) and the like are disposed, and through the utilization of the RF power matching unit 10, a series of RF power matching units 10 are provided inside the process chamber 1. Even if an environmental change occurs, the impedance of the RF power output from the RF power generator 11 is adjusted so that it can be exactly matched with the impedance inside the process chamber 1.

이때, RF 매칭박스(12,13)는 공정 챔버(1) 내부의 임피던스 변화에 따라, 예컨대, RF 파우어 발생기(11)와 병렬로 연결되는 RF 파우어 가변소자들(12a,13a)의 용량을 변화시켜, RF 파우어 발생기(11)로부터 진공 챔버(1) 측으로 출력되는 RF 파우어의 크기를 조절하는 역할을 수행하며, 예컨대, 캐패시터와 같은 고정 바이패스 소자들(14,15)은 RF 파우어 발생기(11)와 병렬로 연결된 상태에서, RF 매칭박스(12,13)에 의해 크기가 조절된 RF 파우어를 진공 챔버(1) 측으로 바이패스 시키는 역할을 수행한다. 이 경우, 각 고정 바이패스 소자들(14,15)은 예컨대, 45pF~55pF 정도의 소규모 처리용량으로 고정된 상태에서, 13KV~17KV 정도의 전기적 내압용량을 유지한다.In this case, the RF matching boxes 12 and 13 change the capacitance of the RF power variable elements 12a and 13a connected in parallel with the RF power generator 11 according to the impedance change in the process chamber 1. To adjust the size of the RF power output from the RF power generator 11 to the vacuum chamber 1 side. For example, the fixed bypass elements 14 and 15 such as the capacitor are the RF power generator 11. ) Is connected in parallel, and serves to bypass the RF power controlled by the RF matching box (12, 13) to the vacuum chamber (1) side. In this case, each of the fixed bypass elements 14 and 15 maintains an electric breakdown capacity of about 13 KV to 17 KV while being fixed at a small processing capacity of about 45 pF to 55 pF, for example.

여기서, 고정 바이패스 소자(14,15)와 공정 챔버(1) 사이에는 고정 바이패스 소자(14,15)에 의해 바이패스된 RF 파우어를 공정 챔버(1) 측으로 전달하는 RF 파우어 전달코일(17)이 더 배치된다. 이 경우, RF 파우어 전달코일(17)은 공정 챔버(2) 상에 장착된 실드 튜브(18:Shield tube)의 테두리에 반복적으로 감겨진 상태에서, 공정 챔버(1)와 전기적으로 연결되는 구조를 형성한다.Here, between the fixed bypass elements 14 and 15 and the process chamber 1, the RF power transfer coil 17 transferring the RF power bypassed by the fixed bypass elements 14 and 15 to the process chamber 1 side. ) Is further arranged. In this case, the RF power delivery coil 17 is a structure that is electrically connected to the process chamber 1 in a state in which it is repeatedly wound around the edge of the shield tube 18 mounted on the process chamber 2. Form.

이러한 구성을 갖는 종래의 기술에 따른 반도체 제조용 플라즈마 설비 체제 하에서, 앞서 언급한 바와 같이, RF 파우어 발생기(11)로부터 출력된 RF 파우어는 RF 파우어 매칭유닛(10)을 거쳐 화살표 A1 방향으로 출력된 후, RF 파우어 전달코일(17)을 경유하여, 공정 챔버(1)로 공급되는 바, 이때, 만약, 공정 챔버(1)를 구성하는 일부 기구물들이 예컨대, "마모", "불안정 매칭" 등의 불량 요인에 의해 불안정해 지는 경우, RF 파우어 발생기(11)로부터 출력된 RF 파우어는 별 수 없이,공급 챔버 내부(1)에 정확히 인가될 수 없게 되며, 그 여파로, 공급 챔버(1)는 앞의 RF 파우어 공급방향의 역방향, 즉, 화살표 A2 방향으로 일련의 반사 파우어(Reflect power)를 불필요하게 발생시킬 수밖에 없게 된다.Under the plasma apparatus for manufacturing semiconductors according to the prior art having such a configuration, as mentioned above, the RF power output from the RF power generator 11 is output in the direction of arrow A1 via the RF power matching unit 10. When supplied to the process chamber 1 via the RF power delivery coil 17, at this time, if some of the components constituting the process chamber 1 are defective, for example, "wear", "unstable matching", etc. In case of instability due to a factor, the RF power output from the RF power generator 11 cannot be applied to the inside of the supply chamber accurately, in many cases, and in the aftermath, the supply chamber 1 is Inevitably, a series of reflective powers are generated unnecessarily in the reverse direction of the RF power supply direction, that is, the direction of the arrow A2.

여기서, 공정 챔버(1)를 구성하는 일부 기구물들의 불안정성이 심화되는 경우, 앞의 반사 파우어의 크기는 더욱 커질 수밖에 없게 되며, 만약, 이 반사 파우어의 세기가 앞서 언급한 각 고정 바이패스 소자(14,15)의 전기적 내압용량, 예컨대, 13KV~17KV를 초과하는 경우, 종래의 각 고정 바이패스 소자(14,15)는 해당 반사 파우어에 의해, 어쩔 수 없이, 크게 파손될 수밖에 없게 된다.In this case, when the instability of some of the mechanisms constituting the process chamber 1 is intensified, the size of the preceding reflective power is inevitably increased, and, if the strength of the reflective power is the aforementioned fixed bypass elements 14. When the electric breakdown voltage of 15 is exceeded, for example, 13 KV to 17 KV, each of the conventional fixed bypass elements 14 and 15 is inevitably damaged by the corresponding reflection power.

이처럼, 반사 파우어의 악 영향으로 인해, 고정 바이패스 소자(14,15)가 크게 파손된 상태에서, 별도의 조치가 취해지지 않는 경우, RF 파우어의 불안정 공급으로 인해, 공정 챔버(1)는 예컨대, "가동률 저하", "라이프 타임 저하", "공정 불량률 증가", "전기적 사고 발생" 등의 다양한 문제들을 유발할 수밖에 없게 되며, 결국, 이러한 각종 문제들로 인해, 전체적인 반도체 소자의 제조비용은 크게 증가할 수밖에 없게 된다.As such, due to the adverse effects of the reflective power, in the state where the fixed bypass elements 14 and 15 are largely damaged and no further action is taken, due to the unstable supply of the RF power, the process chamber 1 is for example , "Low operation rate", "low life time", "increased process failure rate", "electrical accidents" and the like will cause a variety of problems, after all, due to these problems, the overall manufacturing cost of semiconductor devices There is no choice but to increase.

물론, 공정 챔버 관리 기술의 확충을 통해, 공정 챔버(1)를 구성하는 각 기구물들의 안정성을 대폭 증가시키면, 상술한 문제점들의 발생을 크게 줄일 수 있겠지만, 예컨대, 가스, 압력, 온도 등과 같은 다양한 변수가 작용하는 플라즈마 공정의 특성 상, 현실적으로, 공정 챔버 내부(1)의 기구적인 불안정성을 완벽하게 차단하기는 거의 불가능하다 할 수 있으며, 결국, 종래 에서는 고정 바이패스 소자(14,15)의 손상에 의한 공정 상의 피해를 깊이 인식하면서도, 이에 대한 구체적인 대응방안을 마련하지 못하고 있는 실정이다.Of course, through the expansion of the process chamber management technology, significantly increasing the stability of each of the components constituting the process chamber 1 can greatly reduce the occurrence of the above-described problems, for example, various variables such as gas, pressure, temperature, etc. Due to the nature of the plasma process in which it is applied, in practice, it is almost impossible to completely block the mechanical instability of the inside of the process chamber 1. Consequently, conventionally, damage to the fixed bypass elements 14 and 15 is prevented. While deeply aware of the damage caused by the process, it has not been able to prepare a specific countermeasure.

따라서, 본 발명의 목적은 고정 바이패스 소자들을 가변형 바이패스 소자들로 새롭게 교체하고, 이를 통해, 각 바이패스 소자들의 처리용량이 공정 챔버 측으로부터 역 출력되는 반사 파우어의 크기에 따라, 탄력적으로 가변 될 수 있는 안정적인 기반환경을 조성함으로써, 예컨대, 13KV~17KV를 초과하는 반사 파우어의 악 영향 하에서도, 바이패스 소자가 별도의 손상 없이, 정상적인 상태를 지속적으로 유지할 수 있도록 유도하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to newly replace the fixed bypass elements with variable bypass elements, whereby the processing capacity of each bypass element is elastically variable according to the size of the reflective power output backward from the process chamber side. By creating a stable base environment that can be, for example, under the adverse effect of the reflection power of more than 13KV ~ 17KV, to induce the bypass element to maintain a normal state without additional damage.

본 발명의 다른 목적은 바이패스 소자의 반사 파우어 대응력 향상을 통해, 반사 파우어에 의한 바이패스 소자의 손상을 미리 차단하고, 이를 통해, RF 매칭 매카니즘의 최적화를 유도함으로써, RF 파우어의 불안정 공급에 의한 공정 챔버의 문제점 발생을 최소화시키는데 있다.Another object of the present invention is to prevent the damage of the bypass element by the reflection powder in advance by improving the reflection power response of the bypass element, thereby inducing optimization of the RF matching mechanism, thereby providing an unstable supply of the RF power. To minimize the occurrence of problems in the process chamber.

본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.Still other objects of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

도 1은 종래의 기술에 따른 RF 파우어 매칭 유닛을 개념적으로 도시한 예시도.1 conceptually illustrates an RF power matching unit according to the prior art;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 파우어 매칭 유닛을 개념적으로 도시한 예시도.2 is an exemplary diagram conceptually illustrating an RF power matching unit according to an embodiment of the present invention.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 각 실시예에 따른 가변형 바이패스 소자를 개념적으로 도시한 예시도.3 to 5 are exemplary diagrams conceptually showing a variable bypass device according to each embodiment of the present invention.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 플라즈마를 이용하여 반도체 웨이퍼를 가공하는 임의의 공정 챔버 및 이 공정 챔버 내부로 플라즈마의 형성을 유도하기 위한 RF 파우어를 생성·공급하는 RF 파우어 발생기를 전기적으로 매개하며, 공정 챔버 내부의 임피던스 변화에 따라, RF 파우어의 세기를 조절하여, RF 파우어의 임피던스 및 공정 챔부 내부의 임피던스를 매칭 시키는 RF 매칭박스와, 앞의 RF 매칭박스 및 공정 챔버 사이를 전기적으로 매개한 상태에서, RF 매칭박스에 의해 세기가 조절된 RF 파우어를 공정 챔버 측으로 바이패스 시키며, 공정 챔버로부터 역 출력되는 반사 파우어의 크기에 따라, 자체 처리용량이 탄력적으로 조절되는 가변형 바이패스 소자들의 조합으로 이루어지는 RF 파우어 매칭 유닛을 개시한다.In order to achieve the object as described above, the present invention provides an electrical power generator for generating and supplying an arbitrary process chamber for processing a semiconductor wafer using plasma and an RF power for inducing plasma formation into the process chamber. By adjusting the strength of the RF power according to the change of the impedance inside the process chamber, the RF matching box for matching the impedance of the RF power and the impedance inside the process chamber, and between the previous RF matching box and the process chamber In the mediated state, the bypass by adjusting the intensity of the RF power by the RF matching box to the process chamber side, the variable bypass element whose elastic capacity is elastically adjusted according to the size of the reflective power back output from the process chamber An RF powder matching unit consisting of a combination of the two is disclosed.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 RF 파우어 매칭 유닛을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an RF power matching unit according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명이 채용된 반도체 제조용 플라즈마 설비 체제 하에서, 플라즈마를 이용하여 반도체 웨이퍼를 가공하는 공정 챔버(1)의 내부로 공급된 반응 가스는 RF 파우어 발생기(21)로부터 출력되는 RF 파우어에 의해 방전되어, 일련의 플라즈마를 형성한 후, 해당 공정 챔버(1) 내부에 배치된 반도체 웨이퍼를 대상으로 하여, 미리 정해진 일련의 플라즈마 공정, 예컨대, 플라즈마 식각공정, 플라즈마 증착공정 등을 선택적으로 진행하게 된다.As shown in Fig. 2, under the plasma manufacturing system for semiconductor manufacturing according to the present invention, the reaction gas supplied into the process chamber 1 for processing semiconductor wafers using plasma is output from the RF power generator 21. After discharged by the RF power to form a series of plasma, a predetermined series of plasma processes, such as plasma etching process, plasma deposition process, etc., for a semiconductor wafer disposed in the process chamber 1 as a target Will proceed selectively.

이 상황에서, RF 파우어 발생기(21) 및 공정 챔버(1)를 전기적으로 매개하는 본 발명 고유의 RF 파우어 매칭 유닛(20)은 공정 챔버(1) 내부에 일련의 환경변화가 발생되더라도, RF 파우어 발생기(21)로부터 출력된 RF 파우어의 임피던스가 공정 챔부(1) 내부의 임피던스와 정확하게 매칭될 수 있도록 조절하는 역할을 수행한다.In this situation, the RF power matching unit 20 of the present invention which electrically mediates the RF power generator 21 and the process chamber 1 is an RF power source even if a series of environmental changes occur inside the process chamber 1. The impedance of the RF power output from the generator 21 is adjusted so that the impedance of the inside of the process chamber 1 can be accurately matched.

이때, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 RF 파우어 매칭 유닛(20)은 RF 매칭박스(22,23) 및 가변형 바이패스 소자들(24)의 조합으로 이루어지는 바, 이 경우, RF 파우어 매칭박스(22,23)는 공정 챔버(1) 내부의 임피던스 변화에 따라, 예컨대, RF 파우어 발생기(21)와 병렬로 연결되는 RF 파우어 가변소자들(22a,23a)의 용량을 변화시켜, RF 파우어 발생기(21)로부터 진공 챔버(1) 측으로 출력되는 RF 파우어의 크기를 조절하는 역할을 수행하고, 가변형 바이패스 소자들(24)은 RF 매칭박스(22,23)에 의해 크기가 조절된 RF 파우어를 예컨대, 화살표 A3를 따라, 진공 챔버(1) 측으로 바이패스 시키는 역할을 수행한다.At this time, as shown in the figure, the RF power matching unit 20 of the present invention is composed of a combination of the RF matching box 22, 23 and the variable bypass elements 24, in this case, RF power matching box The 22 and 23 change the capacity of the RF power variable elements 22a and 23a connected in parallel with the RF power generator 21 according to the impedance change in the process chamber 1, for example. It serves to adjust the size of the RF power output from the 21 to the vacuum chamber (1) side, the variable bypass elements 24 are used to adjust the size of the RF power by the RF matching box (22, 23) For example, along arrow A3, it serves to bypass the vacuum chamber 1 side.

이 경우, 본 발명의 가변형 바이패스 소자들(24)로는 도 3에 도시된 바와 같이, 예컨대, 가변형 캐패시터(24a)가 활용될 수도 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이, 가변형 인덕터(24b)가 활용될 수도 있고, 때에 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 가변형 캐패시터(24a) 및 가변형 인덕터(24b)가 혼합·활용될 수도 있다.In this case, as shown in FIG. 3, for example, the variable capacitor 24a may be utilized as the variable bypass elements 24 of the present invention. As shown in FIG. 4, the variable inductor 24b may be used. In some cases, as shown in Fig. 5, the variable capacitor 24a and the variable inductor 24b may be mixed and utilized.

여기서, 가변형 바이패스 소자(24)와 공정 챔버(1) 사이에는 가변형 바이패스 소자(24)에 의해 바이패스된 RF 파우어를 공정 챔버(1) 측으로 전달하는 RF 파우어 전달코일(17)이 더 배치되며, 이 경우, RF 파우어 전달코일(17)은 공정 챔버(1) 상에 장착된 실드 튜브(18)의 테두리에 반복적으로 감겨진 상태에서, 공정 챔버(1)와 전기적으로 연결되는 구조를 형성한다.Here, between the variable bypass element 24 and the process chamber 1, an RF power transfer coil 17 for transferring the RF power bypassed by the variable bypass element 24 to the process chamber 1 is further disposed. In this case, the RF power delivery coil 17 is formed to be electrically connected to the process chamber 1 in a state in which it is repeatedly wound around the edge of the shield tube 18 mounted on the process chamber 1. do.

앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 체제 하에서, 종래의 고정 바이패스 소자들은 가변형 바이패스 소자들(24)로 새롭게 교체되는 바, 이에 따라, 본 발명에 따른 RF 파우어 매칭 유닛(20)은 "각 바이패스 소자들의 처리용량을 상황에 따라, 탄력적으로 가변시킬 수 있는 기능"을 손쉽게 보유할 수 있게 된다. 물론, 종래의 RF 파우어 매칭 유닛은 이러한 기능을 전혀 보유하지 못했다.As mentioned above, under the framework of the present invention, the conventional fixed bypass elements are newly replaced by the variable bypass elements 24, whereby the RF power matching unit 20 according to the present invention is " each It is easy to have a function of "flexibly varying the processing capacity of the bypass elements depending on the situation." Of course, conventional RF power matching units did not possess this functionality at all.

종래의 체제 하에서, 바이패스 소자는 별도의 보강 대책 없이, 단지, 45pF~55pF 정도의 소규모 처리용량으로 고정되어 있었기 때문에, 공정 챔버를 구성하는 일부 기구물들의 불안정성 심화로 인해, 13KV~17KV를 초과하는 반사 파우어가 역 출력되고, 이 반사 파우어의 악 영향에 의해 바이패스 소자가 크게 파손되더라고, 종래의 RF 파우어 매칭 유닛은 별다른 방안 없이 이를 방치할 수밖에 없었으며, 결국, 공정 챔버는 바이패스 소자의 파손에 기인한 RF 파우어의 불안정 공급으로 인해, 예컨대, "가동률 저하", "라이프 타임 저하", "공정 불량률 증가", "전기적 사고 발생" 등의 다양한 문제들을 유발할 수밖에 없었다.Under the conventional system, since the bypass element was fixed at a small processing capacity of about 45 pF to 55 pF without additional reinforcement measures, because of the instability of some components constituting the process chamber, it exceeded 13 KV to 17 KV. Although the reflection power is reversed and the bypass element is largely damaged by the adverse effect of the reflection power, the conventional RF power matching unit has no choice but to leave it without a solution. Due to the unstable supply of RF power due to breakage, for example, various problems such as "low operation rate", "low life time", "increased process failure rate", "electrical accident occurrence" and the like have been caused.

그러나, 본 발명의 체제 하에서, 종래의 고정 바이패스 소자들은 가변형 바이패스 소자들(24)로 새롭게 교체되기 때문에, RF 파우어 매칭 유닛(20)은 각 바이패스 소자들(24)의 처리용량을 상황에 따라, 탄력적으로 가변 시킬 수 있게 되며, 이 상황에서, 만약, 공정 챔버(1)를 구성하는 일부 기구물들의 불안정성 심화로 인해, 13KV~17KV를 초과하는 반사 파우어가 화살표 A4를 따라, 역 출력된다 하더라도, 각 가변형 바이패스 소자들(24)의 처리량을 해당 반사 파우어의 크기에 따라, 탄력적으로 가변 시킬 수 있게 되어, 바이패스 소자들을 별도의 손상 없이, 안정적으로 유지시킬 수 있게 되고, 결국, 본 발명이 구현되는 경우, 공정 챔버(1)는 바이패스 소자(24)의 파손에 기인한 "가동률 저하", "라이프 타임 저하", "공정 불량률 증가", "전기적 사고 발생" 등의 다양한 문제들을 손쉽게 피할 수 있게 된다.However, under the framework of the present invention, since the conventional fixed bypass elements are newly replaced by the variable bypass elements 24, the RF power matching unit 20 can determine the processing capacity of each bypass element 24. In this situation, if the instability of some of the components constituting the process chamber 1 is increased, the reflective power exceeding 13 KV to 17 KV is reversely output along the arrow A4. However, the throughput of each of the variable bypass elements 24 can be elastically varied according to the size of the corresponding reflection power, so that the bypass elements can be stably maintained without any damage. When the invention is implemented, the process chamber 1 may be a variety of "decrease in operation rate", "decrease in life time", "increase in process failure rate", "electrical accident", etc., due to the failure of the bypass element 24 It is possible to easily avoid the problem.

이러한 본 발명의 실시에 따라, RF 매칭 매카니즘이 최적화되고, RF 파우어의 불안정 공급에 의한 공정 챔버(1)의 불필요한 문제점 발생이 최소화되는 경우,그 여파로, 전체적인 반도체 소자의 제조비용은 일정 수준 이하로 대폭 감소될 수 있게 된다.According to the practice of the present invention, when the RF matching mechanism is optimized and the occurrence of unnecessary problems in the process chamber 1 due to the unstable supply of the RF power is minimized, in the aftermath, the overall manufacturing cost of the semiconductor device is below a certain level. Can be greatly reduced.

한편, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 RF 파우어 매칭 유닛(20)에는 앞의 RF 매칭박스(22,23), 가변형 바이패스 소자(24) 등의 구성요소 이외에도, 작업단말(27), 반사 파우어 센서(26), 소자 콘트롤러(25) 등의 추가 구성요소가 더 배치된다.On the other hand, as shown in the figure, the RF power matching unit 20 of the present invention, in addition to the components such as the RF matching box 22, 23, the variable bypass element 24, the working terminal 27, Further components, such as reflective powder sensor 26, device controller 25, are further disposed.

이때, 작업단말(24)은 RF 파우어 매칭 유닛(20)을 관리하는 관리자의 전산작업을 인터페이스 하는 역할을 수행하며, 반사 파우어 센서(26)는 앞의 가변형 바이패스 소자들(24) 및 공정 챔버(1) 사이의 전기흐름 경로 상에 배치된 상태에서, 공정 챔버(1)로부터 가변형 바이패스(24) 소자들 측으로 역 출력되는 반사 파우어의 세기를 센싱한 후, 해당 센싱 값을 작업단말(27) 측으로 출력하는 역할을 수행한다.At this time, the work terminal 24 serves to interface the computational work of the manager managing the RF power matching unit 20, the reflection power sensor 26 is the variable bypass elements 24 and the process chamber of the preceding In the state arranged on the electric flow path between (1), after sensing the intensity of the reflected power back output from the process chamber (1) to the variable bypass 24 elements, the corresponding sensing value is measured by the work terminal (27). ) It outputs to the side.

이와 함께, 소자 콘트롤러(25)는 앞의 가변형 바이패스 소자들(24)과 전기적으로 연결된 상태에서, 작업단말(27) 측의 제어 하에, 가변형 바이패스 소자들(24)의 처리용량을 선택적으로 조절하는 역할을 수행한다.In addition, the element controller 25 selectively selects the processing capacities of the variable bypass elements 24 under the control of the work terminal 27 while being electrically connected to the preceding variable bypass elements 24. It plays a role in controlling.

이 상황에서, 관리자는 작업단말(27)울 주시하고 있다가, 반사 파우어 센서(26)로부터 센싱된 반사 파우어 센싱 값이 작업단말에 표시되는 경우, 일련의 전산작업을 통해, 반사 파우어 센싱 값에 대응되는 적절한 바이패스 처리용량 값을 설정하고, 이 값을 소자 콘트롤러(25) 측으로 입력하는 절차를 진행한다.In this situation, when the manager is watching the work terminal 27 and the reflected powder sensing value sensed by the reflective powder sensor 26 is displayed on the working terminal, the manager performs a series of computational operations on the reflected powder sensing value. A procedure of setting a corresponding appropriate bypass processing capacity value and inputting the value to the element controller 25 is performed.

앞의 절차를 통해, 작업단말(27) 측으로부터 일련의 바이패스 처리용량 설정값이 전달되면, 소자 콘트롤러(25)는 그 즉시, 가변형 바이패스 소자(24)의 처리용량을 위 바이패스 처리용량 설정 값에 맞추어 재조정하는 절차를 진행하게 되며, 결국, 각 바이패스 소자들의 처리용량은 공정 챔버(1) 측으로부터 역 출력되는 반사 파우어의 크기에 따라, 탄력적으로 가변될 수 있게 되고, 그 결과, 각 가변형 바이패스 소자들(24)은 공정 챔버(1)를 구성하는 일부 기구물들의 불안정성 심화로 인해, 13KV~17KV를 초과하는 반사 파우어가 화살표 A4를 따라, 역 출력된다 하더라도, 별도의 손상 없이, 자신에게 설정된 정상적인 상태를 지속적으로 유지할 수 있게 된다.Through the above procedure, when a series of bypass processing capacity setting values are transmitted from the work terminal 27 side, the device controller 25 immediately bypasses the processing capacity of the variable bypass device 24. The procedure of readjusting to the set value is carried out, and as a result, the processing capacity of each bypass element can be elastically varied according to the size of the reflective power output back from the process chamber 1 side. Each of the variable bypass elements 24 has no damage, even if the reflection power of 13 KV to 17 KV is reversely output along arrow A4 due to the instability of some of the components constituting the process chamber 1, You can continue to maintain your normal status.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 종래의 고정 바이패스 소자들을 가변형 바이패스 소자들로 새롭게 교체하고, 이를 통해, 각 바이패스 소자들의 처리용량이 공정 챔버 측으로부터 역 출력되는 반사 파우어의 크기에 따라, 탄력적으로 가변 될 수 있는 안정적인 기반환경을 조성함으로써, 예컨대, 13KV~17KV를 초과하는 반사 파우어의 악 영향 하에서도, 바이패스 소자가 별도의 손상 없이, 정상적인 상태를 지속적으로 유지할 수 있도록 유도한다.As described in detail above, in the present invention, the conventional fixed bypass devices are newly replaced with the variable bypass devices, whereby the processing capacity of each bypass device is applied to the size of the reflective power output backward from the process chamber. Therefore, by creating a stable base environment that can be elastically variable, for example, induces the bypass element to maintain the normal state without any damage even under the adverse effect of the reflection power exceeding 13KV ~ 17KV, for example .

이러한 본 발명의 실시에 따라, 반사 파우어에 의한 바이패스 소자의 손상이 미리 차단되고, 이를 통해, RF 매칭 매카니즘이 최적화되는 경우, RF 파우어의 불안정 공급에 의한 공정 챔버의 문제점 발생은 최소화될 수 있게 되며, 결국, 전체적인 반도체 소자의 제조비용은 일정 수준 이하로 대폭 감소될 수 있게 된다.According to the implementation of the present invention, the damage of the bypass element by the reflection powder is blocked in advance, so that when the RF matching mechanism is optimized, the problem of the process chamber due to the unstable supply of the RF power can be minimized. As a result, the overall manufacturing cost of the semiconductor device can be significantly reduced below a certain level.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.While specific embodiments of the invention have been described and illustrated above, it will be apparent that the invention may be embodied in various modifications by those skilled in the art.

이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구의 범위안에 속한다 해야 할 것이다.Such modified embodiments should not be understood individually from the technical spirit or point of view of the present invention and such modified embodiments should fall within the scope of the appended claims of the present invention.

Claims (5)

플라즈마를 이용하여 반도체 웨이퍼를 가공하는 임의의 공정 챔버 및 상기 공정 챔버 내부로 상기 플라즈마의 형성을 유도하기 위한 RF 파우어를 생성·공급하는 RF 파우어 발생기를 전기적으로 매개하며, 상기 공정 챔버 내부의 임피던스 변화에 따라, 상기 RF 파우어의 세기를 조절하여, 상기 RF 파우어의 임피던스 및 공정 챔부 내부의 임피던스를 매칭 시키는 RF 매칭박스와;Any process chamber for processing a semiconductor wafer using plasma and an RF power generator for generating and supplying an RF power for inducing the formation of the plasma into the process chamber are electrically mediated, and the impedance change inside the process chamber is changed. The RF matching box adjusts the strength of the RF power to match the impedance of the RF power and the impedance inside the process chamber; 상기 RF 매칭박스 및 공정 챔버 사이를 전기적으로 매개한 상태에서, 상기 RF 매칭박스에 의해 세기가 조절된 RF 파우어를 상기 공정 챔버 측으로 바이패스 시키며, 상기 공정 챔버로부터 역 출력되는 반사 파우어의 크기에 따라, 자체 처리용량이 탄력적으로 조절되는 가변형 바이패스 소자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 파우어 매칭 유닛.By electrically mediating between the RF matching box and the process chamber, the RF power controlled by the RF matching box is bypassed to the process chamber, and according to the size of the reflective power output backward from the process chamber. And an RF power matching unit, the variable bypass elements having elastically adjustable self-processing capacities. 제 1 항에 있어서, 상기 가변형 바이패스 소자들은 가변형 캐패시터 또는 가변형 인덕터 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 RF 파우어 매칭 유닛.The RF power matching unit of claim 1, wherein the variable bypass elements are any one of a variable capacitor and a variable inductor. 제 1 항에 있어서, 상기 가변형 바이패스 소자들은 가변형 캐패시터 및 가변형 인덕터의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 RF 파우어 매칭 유닛.The RF power matching unit of claim 1, wherein the variable bypass elements are formed of a combination of a variable capacitor and a variable inductor. 제 1 항에 있어서, 상기 가변형 바이패스 소자들과 전기적으로 연결되며, 외부 제어에 의해 상기 가변형 바이패스 소자들의 처리용량을 선택적으로 조절하는 소자 콘트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 파우어 매칭 유닛.The RF power matching unit of claim 1, further comprising an element controller electrically connected to the variable bypass elements and selectively adjusting the processing capacity of the variable bypass elements by external control. 제 1 항에 있어서, 상기 가변형 바이패스 소자들 및 공정 챔버 사이의 전기흐름 경로 상에 배치되며, 상기 공정 챔버로부터 가변형 바이패스 소자들 측으로 역 출력되는 상기 반사 파우어의 세기를 센싱한 후, 해당 센싱 값을 외부로 출력하는 반사 파우어 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 파우어 매칭 유닛.The method of claim 1, wherein the sensing power is disposed on an electric flow path between the variable bypass elements and the process chamber, and the sensing power is sensed after being reversely output from the process chamber to the variable bypass elements. RF power matching unit further comprises a reflection power sensor for outputting a value to the outside.
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