KR20110081520A - 플라즈마 장치의 고주파 전력 공급 방법 - Google Patents

Abstract

플라즈마 장치용 고주파 전력 공급 방법은 최대 값까지 단계적으로 증가시키며 고주파 전력을 더미 로드로 출력하도록 고주파 전력 발생기에 지시하는 지시 단계와, 더미 로드로 출력되는 고주파 전력 라인 상에 구비된 전력계로부터 각 단계에서의 실측값을 수신하는 수신 단계와, 실측값을 이용하여 각 단계에서의 교정 값을 연산하는 연산 단계와, 연산된 각 단계에서의 교정 값을 저장하는 저장 단계와, 교정 값을 기초로 공급 요청된 단위 레벨에 대응하는 교정 값으로 고주파 전력을 공급하는 공급 단계를 포함한다. 따라서, 공급 라인 상에서의 손실분을 보정하여 정확한 레벨의 고주파 전력을 공급할 수 있다.

Description

플라즈마 장치의 고주파 전력 공급 방법{Method for supplying RF power of a plasma device}

본 발명은 플라즈마 장치의 고주파 전력 공급 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고주파 전력을 교정하여 정확한 레벨의 전력을 공급하기 위한 플라즈마 장치의 고주파 전력 공급 방법에 관한 것이다.

일반적으로 플라즈마 장치는 플라즈마를 이용하여 기판을 식각, 애싱 또는 증착 공정 등을 처리한다. 이러한 플라즈마 장치는 공정을 처리하는 공정 챔버 내부에 플라즈마 분위기를 형성하기 위하여 공정 챔버에 대향하는 상부 전극과 하부 전극을 구비한다. 예컨대, 상부 전극은 공정 챔버의 상부에 설치되고, 하부 전극은 기판이 안착되는 정전척에 설치된다.

따라서 플라즈마 장치는 공정 챔버 내부로 소스 가스가 공급되면, 상부 전극과 하부 전극에 고주파(RF) 전력을 공급하여 전자기장을 형성함으로써, 공정 챔버 내부의 소스 가스가 플라즈마 분위기를 형성한다. 이를 위해, 플라즈마 장치는 하부 전극으로 고주파 바이어스 전력을 공급하는 고주파 발생부는 공정 챔버 외부(예를 들어, 공정 챔버 하부 또는 측면)에 구비된다.

이러한 플라즈마 장치는 정전척과 공급 라인을 통하여 하부 전극으로 고주파 바이어스 전력을 공급한다. 그러나 공급 라인은 공정 챔버 외부에서 공정 챔버 내부로 설치되기 때문에, 공정 챔버의 형상에 따라 여러 부위에서 굴곡되고, 그 결과 여러 개의 노드(node)들이 필요하게 되며, 또 각 노드들 간의 체결(예를 들어, 나사 체결 등)이 필요하다.

그러므로, 공급되는 과정에서 고주파 전력이 손실되는 문제점이 있으며, 이러한 손실은 공정 수율 저하 및 공정 불량의 원인이 되고 있어 개선이 요구된다.

본 발명을 통해 해결하려는 과제는 공급되는 과정에서의 전력 손실을 감안하여 보상된 고주파 전력을 공급할 수 있는 플라즈마 장치용 고주파 전력 공급 방법을 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위해 본 발명에 따른 플라즈마 장치의 고주파 전력 공급 방법은 최대 값까지 단계적으로 증가시키며 고주파 전력을 더미 로드로 출력하도록 고주파 전력 발생기에 지시하는 지시 단계와, 상기 더미 로드로 출력되는 고주파 전력 라인 상에 구비된 전력계로부터 각 단계에서의 실측값을 수신하는 수신 단계와, 상기 실측값을 이용하여 각 단계에서의 교정 값을 연산하는 연산 단계와, 상기 연산된 각 단계에서의 교정 값을 저장하는 저장 단계와, 상기 교정 값을 기초로 공급 요청된 단위 레벨에 대응하는 교정 값으로 고주파 전력을 공급하는 공급 단계를 포함한다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 하는 플라즈마 장치의 고주파 전력 공급 방법에서 상기 고주파 전력을 더미 로드로 출력하도록 고주파 전력 발생기에 지시하는 단계는 상기 고주파 전력 발생기의 최대 값을 기준으로 10%씩 단계적으로 증가시키며 출력하도록 지시하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 장치의 고주파 전력 공급 방법에서 상기의 단계들은 제어기를 통해 일괄적으로 자동 제어되어 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 플라즈마 장치용 고주파 전력 공급 방법에 따르면 고주파 전력이 공급되는 과정에서의 손실을 교정하기 위한 교정 값을 산출하고 산출된 교정 값을 감안하여 고주파 전력을 공급함으로써, 목표하는 정확한 값의 고주파 전력이 공급될 수 있다.

또한, 하나의 교정 값을 전력의 모든 레벨에 적용하지 않고 단계적으로 분할하여 교정 값을 산출한 뒤 적용하므로, 모든 레벨에서 보다 정확한 고주파 전력의 공급이 가능하다.

아울러, 모든 교정 작업이 제어기를 통해 자동적으로 수행되므로, 작업 능률이 향상되고 보다 정확한 측정이 가능하며 시간이 단축되며, 이를 통해서 생산성이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 장치용 고주파 전력 공급 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 장치용 고주파 전력 공급 방법의 공정 단계도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 장치의 고주파 전력 공급 방법에 대하여 설명한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 발명의 명확성을 기하기 위해 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 설명하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 장치용 고주파 전력 공급 장치의 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 장치용 고주파 전력 공급 장치는 고주파 전력 발생기(110), 더미 로드(120), 전력계(130) 및 제어기(140)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 고주파 전력 공급 장치는 플라즈마를 이용하여 기판에 대한 처리 공정을 수행하기 위한 장치에서 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 기판은 예를 들어 평판 디스플레이 장치를 제조하기 위한 유리 재질의 기판일 수 있고, 동종의 기술로서 반도체 장치를 제조하기 위한 실리콘웨이퍼일 수 있다.

상기 고주파 전력 발생기(110)는 고주파 전력을 발생하여 공급하는 역할을 한다. 고주파 전력 발생기(110)는 제어기(140)의 제어에 따라 출력이 제어된다. 상기 더미 로드(120)는 고주파 전력을 테스트 출력하여 손실분을 측정할 때 이용된다. 상기 전력계(130)는 더미 로드(120)로 고주파 전력이 공급될 때 실측값을 측정하여 제어기(140)로 제공하는 역할을 한다. 상기 제어기(130)는 상기 고주파 전력 발생기(110)로 고주파 전력을 공급을 지시하며 전력계(130)로부터 측정된 실측값을 수신 받는다. 또한, 제어기(140)는 고주파 전력 발생기(110)로 지시된 값과 전력계(130)에서 측정된 실측값을 기초로 교정 값을 산출하여, 실제 공정 라인에 고주파 전력을 공급할 때 이를 적용하여 공급되도록 제어한다.

특히, 제어기(140)는 고주파 전력 발생기(110)의 최대 값을 단계적으로 구분하여 각 단계에서의 교정 값을 산출한다. 예를 들어, 최대 값을 기준으로 10%부터 10%씩 구분하여 단계적으로 교정 값을 산출한다.

이하, 상기 구성을 이용하여 고주파 전력을 교정하여 공급하기 위한 방법에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 장치용 고주파 전력 공급 방법의 공정 단계도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 장치용 고주파 전력 공급 방법은 최대 값까지 단계적으로 증가시키며 고주파 전력을 더미 로드(120)로 출력하도록 고주파 전력 발생기(110)에 지시하는 지시 단계(S110)와, 상기 더미 로드(120)로 출력되는 고주파 전력 라인 상에 구비된 전력계(120)로부터 각 단계에서의 실측값을 수신하는 수신 단계(S120)와, 상기 실측값을 이용하여 각 단계에서의 교정 값을 연산하는 연산 단계(S130)와, 상기 연산된 각 단계에서의 교정 값을 저장하는 저장 단계(S140)와, 상기 교정 값을 기초로 공급 요청된 단위 레벨에 대응하는 교정 값으로 고주파 전력을 공급하는 공급 단계(150)를 포함한다.

상기 지시 단계(S110)에서는 제어기(140)가 고주파 전력 발생기(110)로 출력을 지시하는 제어 신호를 출력한다. 이때, 제어기(140)는 고주파 전력 발생기(110)의 최대 값을 기준으로 일정한 단위로 단계적으로 증가시키며 출력하도록 지시한다. 예를 들어, 최대 값을 기준으로 10%씩 증가시키며 출력하도록 제어할 수 있다. 좀더 세분화를 위해서는 10%보다 작은 단위로 증가시킬 수 있고, 반대의 경우도 가능하다.

상기 수신 단계(S120)에서는 고주파 전력 발생기(110)로부터 고주파 전력이 더미 로드(120)로 공급될 때 실제 공급되는 값을 전력계(130)에서 측정하여 제어기(140)에 제공한다. 이렇게 제공된 실측값을 제어기(140)에서 수신한다.

상기 연산 단계(S130)에서는 고주파 전력 발생기(110)로 지시한 값과, 전력계(130)에서 측정된 값을 이용하여 손실량을 연산하고, 이렇게 연산된 손실량을 감안하여 교정 값을 연산한다.

상기 저장 단계(S140)에서는 각 단계에서 공급 및 측정을 수행하고 이에 근거하여 연상된 교정 값들을 테이블 형태로 저장한다. 이렇게 저장된 각 단계(레벨)에서의 교정 값은 실제 공정 라인으로 고주파 전력을 공급할 때 이용된다.

상기 공급 단계(S150)에서는 저장되어 있는 교정 값들을 기초로 공급하고자 하는 레벨에 대응하는 교정 값으로 고주파 전력을 공급한다. 이를 통해서, 실제 공정 위치에서 원하는 정확한 레벨의 고주파 전원이 공급될 수 있다. 이를 통해 공정 신뢰성을 확보한다.

한편, 상기 단계들(S110, S120, S130, S140, S150)은 제어기(140)에 의해 자동적으로 수행된다. 즉, 제어기(140)가 고주파 전력 발생기(110)를 제어하고 동시에 전력계(130)로부터 실측값을 수신하여 교정 값을 연산 및 저장하며, 이렇게 연산되어 얻은 교정 값을 이용하여 실제 출력시에 보정한다. 따라서, 작업자가 교정 값을 계산할 경우 소요되는 시간보다 짧은 시간이 소요되며, 작업자에 의한 계산 오차 없이 정확한 교정 값을 산출할 수 있다. 결과적으로, 보다 안정적이며 정확한 고주파 전력의 출력이 가능하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 장치용 고주파 전력 공급 방법은 더미 로드를 이용하여 공급되는 고주파 전력과, 인가 지점에서 측정된 실측값을 이용하여 교정 값을 산출하고, 이를 적용하여 고주파 전력을 공급한다. 따라서, 인가 지점에서는 요청한 정확한 레벨의 고주파 전력이 공급된다.

또한, 고주파 전력 발생기의 최대 값을 기준으로 단계적으로 구분하여 교정 값을 적용함으로써, 보다 정확하게 고주파 전원을 공급할 수 있다. 아울러, 교정 값의 산출 과정이 제어기에 의해 자동적으로 일괄처리 되므로 보다 빠르고 정확한 공정 수행이 이루어진다.

따라서, 본 발명의 플라즈마 장치용 고주파 전력 공급 방법은 공급 라인상의 손실분에 의한 공정 불량의 개선이 요구되는 플라즈마 장치에서 바람직하게 사용될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110: 고주파 전력 발생기 120: 더미 로드
130: 전력계 140: 제어기

Claims (3)

1. 최대 값까지 단계적으로 증가시키며 고주파 전력을 더미 로드로 출력하도록 고주파 전력 발생기에 지시하는 지시 단계;
   상기 더미 로드로 출력되는 고주파 전력 라인 상에 구비된 전력계로부터 각 단계에서의 실측값을 수신하는 수신 단계;
   상기 실측값을 이용하여 각 단계에서의 교정 값을 연산하는 연산 단계;
   상기 연산된 각 단계에서의 교정 값을 저장하는 저장 단계; 및
   상기 교정 값을 기초로 공급 요청된 단위 레벨에 대응하는 교정 값으로 고주파 전력을 공급하는 공급 단계를 포함하는 플라즈마 장치의 고주파 전력 공급 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 고주파 전력을 더미 로드로 출력하도록 고주파 전력 발생기에 지시하는 단계는 상기 고주파 전력 발생기의 최대 값을 기준으로 10%씩 단계적으로 증가시키며 출력하도록 지시하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치의 고주파 전력 공급 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기의 단계들은 제어기를 통해 일괄적으로 자동 제어되어 수행되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치의 고주파 전력 공급 방법.

Images