KR20120077509A - Adjustable capacitor, plasma impedance matching system and the methode - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A variable capacity, an apparatus for plasma impedance matching, and a method thereof are provided to minimize reflected power by efficiently performing plasma impedance matching. CONSTITUTION: A substrate processing apparatus comprises a processing chamber(1160), an electrode(1170), a radio frequency power(1110), and a plasma impedance matching apparatus. The substrate processing apparatus processes a substrate by converting gas in the processing chamber into plasma. The processing chamber processes the substrate by using the plasma. The electrode supplies electrical energy in order to convert the gas flowing into the processing chamber into the plasma. The electrode can be either a CCP(Capacitively Coupled Plasma) source consisting of two electrode flat boards which are parallel within the processing chamber or an ICP(Inductively Coupled Plasma) source consisting of an induction coil outside the processing chamber.

Description

가변 커패시터, 플라즈마 임피던스 매칭 장치 및 그 방법{ADJUSTABLE CAPACITOR, PLASMA IMPEDANCE MATCHING SYSTEM AND THE METHODE}Variable Capacitor, Plasma Impedance Matching Device and its Method {ADJUSTABLE CAPACITOR, PLASMA IMPEDANCE MATCHING SYSTEM AND THE METHODE}

본 발명은 가변 커패시터, 플라즈마 임피던스 매칭 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 커패시턴스를 조절하기 위한 가변 커패시터, 반도체 제조 설비의 플라즈마를 이용한 공정 장치에서 플라즈마의 임피던스를 매칭시키기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a variable capacitor, a plasma impedance matching apparatus and a method thereof, and more particularly, to a variable capacitor for adjusting capacitance, an apparatus and method for matching impedance of plasma in a process apparatus using plasma in a semiconductor manufacturing facility. It is about.

고주파 전력을 이용한 플라즈마 임피던스 매칭 장치는 고주파 전원의 전력을 플라즈마 공정 챔버 내에 최대로 전달하기 위한 임피던스 정합기로서 플라즈마를 생성하고 유지하는데 중요한 핵심 장치이다.Plasma impedance matching device using high frequency power is an important matcher for generating and maintaining plasma as an impedance matcher for maximally delivering high frequency power to the plasma process chamber.

고주파 전원 장치에서 플라즈마를 발생시키는 공정 챔버에 전력을 전달할 때, 반사파 없이 최대 전력이 전달되기 위해서는 전원 장치의 임피던스와 플라즈마의 임피던스가 동일해야 하며, 이러한 전기적 특성을 갖도록 임피던스를 조절하는 것을 임피던스 매칭이라고 한다.When the high frequency power supply delivers power to the process chamber that generates the plasma, the impedance of the power supply and the plasma must be the same in order for the maximum power to be delivered without the reflected wave, and adjusting the impedance to have such electrical characteristics is called impedance matching. do.

플라즈마는 압력, 고주파 전력, 사용 기체 등과 같은 발생 조건에 따라 전기적인 특성인 임피던스가 변화하게 되는 데, 플라즈마 임피던스가 고주파 전원의 전력의 임피던스가 매칭되지 않을 경우 일정한 전력이 전달되지 못해 공정 중 플라즈마 밀도가 변하고 이로 인해 공정 결과의 편차가 높아지는 문제가 발생된다. 이에, 고주파 전력을 공정 챔버 내로 일정하게 전달하기 위해 임피던스 매칭을 고려해야 하며 이를 위해 고주파 전원과 공정 챔버 내 플라즈마 발생 장치 사이에 임피던스 정합 장치가 제공된다.In the plasma, the impedance, which is an electrical characteristic, changes according to the generated conditions such as pressure, high frequency power, and gas used.If the plasma impedance is not matched with the impedance of the power of the high frequency power source, the constant power cannot be delivered, so the plasma density during the process This results in the problem that the variation in process results is high. Therefore, impedance matching must be considered in order to constantly transmit high frequency power into the process chamber, and an impedance matching device is provided between the high frequency power source and the plasma generator in the process chamber.

일반적으로 임피던스 정합 장치는 가변 커패시터와 인덕터로 구성되어 있으며, 가변 커패시터를 조절하여 고주파 전원의 임피던스와 공정 챔버의 임피던스를 동일하도록 임피던스 매칭을 구현한다.In general, the impedance matching device is composed of a variable capacitor and an inductor, and the impedance matching is implemented to adjust the variable capacitor so that the impedance of the high frequency power source and the impedance of the process chamber are the same.

일반적인 임피던스 정합 장치의 가변 커패시터는 스텝핑 모터와 기어단이 결합된 구동 수단을 이용하여 커패시터의 간격을 조절함으로써 커패시턴스를 변화시켜 고주파 전원의 임피던스를 변화시킨다.A variable capacitor of a typical impedance matching device changes capacitance by changing a capacitor spacing by using a driving means coupled to a stepping motor and a gear stage, thereby changing impedance of a high frequency power source.

그러나, 기계적 구동 수단에 의해 커패시터를 조절하기 때문에 구동 수단의 작동 시간만큼 조절 준비 시간이 길어지며, 정밀한 제어가 어렵다. 특히, 고주파 전원이 펄스 모드로 전력을 공급하는 경우, 고속의 펄스에서는 플라즈마 상태 변화가 빠르기 때문에 신속한 임피던스 매칭이 어렵다.However, since the capacitor is adjusted by the mechanical drive means, the preparation time for adjustment is longer by the operating time of the drive means, and precise control is difficult. In particular, when the high frequency power supply supplies power in the pulse mode, fast impedance matching is difficult because the plasma state changes rapidly at a high speed pulse.

본 발명은 임피던스 매칭을 위해 필요한 커패시턴스 조절값을 보다 정확하고 신속하게 조절하는 가변 커패시터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a variable capacitor that more accurately and quickly adjusts the capacitance adjustment value required for impedance matching.

본 발명은 플라즈마 임피던스 매칭에 있어서 보다 정확하고 신속한 매칭이 이루어지게 하는 플라즈마 임피던스 매칭 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a plasma impedance matching device and a method for more accurate and faster matching in plasma impedance matching.

본 발명은 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited thereto, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상술한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 가변 커패시터에 있어서, n개의 그룹(n은 2이상의 자연수)으로 그룹지어진 복수의 커패시터 및 상기 커패시터들 각각에 연결되어 제어 신호에 따라 단속되는 스위치를 포함하되, 각 그룹에 따라 조절 가능한 커패시턴스 범위가 서로 상이한 것을 특징으로 한다.In the variable capacitor according to the exemplary embodiment of the present invention, a plurality of capacitors grouped into n groups (n is a natural number of 2 or more) and a switch connected to each of the capacitors are interrupted according to a control signal. Including, but adjustable capacitance range according to each group is characterized in that different from each other.

또한, 상기 각 그룹들은 복수 개의 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, each of the groups is characterized in that it comprises a plurality of capacitors.

또한, 상기 각 그룹들은 서로 병렬로 연결된 것을 특징으로 한다.In addition, the groups are characterized in that connected in parallel to each other.

또한, 상기 각 그룹 내의 복수 개의 커패시터는 서로 병렬로 연결된 것을 특징으로 한다.In addition, the plurality of capacitors in each group may be connected in parallel with each other.

또한, 상기 동일 그룹에 속하는 커패시터들은 동일한 커패시턴스를 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, the capacitors belonging to the same group are characterized by having the same capacitance.

또한, 상기 각 커패시터 그룹 내의 복수 개의 커패시터는 동일한 커패시턴스를 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, the plurality of capacitors in each capacitor group is characterized by having the same capacitance.

또한, 상기 각 커패시터 그룹 내의 복수 개의 커패시터가 9개의 커패시터를 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, the plurality of capacitors in each capacitor group is characterized by having nine capacitors.

또한, 상기 그룹들의 커패시터 간의 커패시턴스 비율은 1:10:102:103.....:10n- 1 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the ratio between the capacitance of the capacitor group 1:10:10 2: 10 3 ..... 10 characterized by consisting of a n- 1.

또한, 상기 스위치는 핀다이오드로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the switch is characterized in that consisting of a pin diode.

상술한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 임피던스 매칭 장치에 있어서, 고주파 전력의 전송로에 연결되어 플라즈마 임피던스를 매칭시키는 가변 커패시터와 상기 가변 커패시터에 제어 신호를 송출하는 제어기를 포함하되, 상기 가변 커패시터는 n개의 그룹(n은 2이상의 자연수)으로 그룹지어진 복수의 커패시터 및 상기 커패시터들 각각에 연결되어 제어 신호에 따라 단속되는 스위치를 포함하되, 각 그룹에 따라 조절 가능한 커패시턴스 범위가 서로 상이한 것을 특징으로 한다.In accordance with an aspect of the present invention, there is provided a plasma impedance matching device, including a variable capacitor connected to a transmission path of high frequency power to match a plasma impedance, and a controller for transmitting a control signal to the variable capacitor. The variable capacitor includes a plurality of capacitors grouped into n groups (n is a natural number of 2 or more) and a switch connected to each of the capacitors to be controlled according to a control signal, and the capacitance ranges adjustable according to each group are different from each other. It is characterized by different things.

또한, 상기 각 그룹들은 복수 개의 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, each of the groups is characterized in that it comprises a plurality of capacitors.

또한, 상기 각 그룹들은 서로 병렬로 연결된 것을 특징으로 한다.In addition, the groups are characterized in that connected in parallel to each other.

또한, 상기 각 그룹 내의 복수 개의 커패시터 서로 병렬로 연결된 것을 특징으로 한다.In addition, the plurality of capacitors in each group is characterized in that connected in parallel to each other.

또한, 상기 동일 그룹 내의 커패시터들은 동일한 커패시턴스를 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, the capacitors in the same group is characterized by having the same capacitance.

또한, 상기 각 그룹 내의 복수 개의 커패시터가 9개의 커패시터를 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, the plurality of capacitors in each group is characterized by having nine capacitors.

또한, 상기 그룹들의 커패시터 간의 커패시턴스 비율은 1:10:102:103.....:10n- 1 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the ratio between the capacitance of the capacitor group 1:10:10 2: 10 3 ..... 10 characterized by consisting of a n- 1.

또한, 상기 고주파 전원이 펄스 모드로 전력을 공급하는 것을 특징으로 한다.In addition, the high frequency power supply is characterized in that for supplying power in the pulse mode.

상술한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버와 상기 공정 챔버 내에 공급된 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 전극과 고주파 전송 라인을 통해 상기 전극으로 고주파 전력을 출력하는 고주파 전원와 상기 고주파 전송 라인 상에 연결되어 고주파 전력의 임피던스를 매칭시키는 가변 커패시터와 상기 가변 커패시터에 제어 신호를 송출하는 제어기를 포함하되, 상기 가변 커패시터는 n개의 그룹(n은 2이상의 자연수)으로 그룹지어진 복수의 커패시터 및 상기 커패시터들 각각에 연결되어 제어 신호에 따라 단속되는 스위치를 포함하되, 각 그룹에 따라 조절 가능한 커패시턴스 범위가 서로 상이한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a high frequency power source for outputting high frequency power to the electrode through a high frequency transmission line and an electrode for generating a plasma from a gas supplied into the process chamber and the process chamber; A variable capacitor connected to the high frequency transmission line to match an impedance of high frequency power and a controller for transmitting a control signal to the variable capacitor, wherein the variable capacitor is divided into n groups (n is a natural number of 2 or more) Capacitor and a switch connected to each of the capacitors are intermittent according to the control signal, characterized in that the adjustable capacitance range according to each group is different from each other.

또한, 상기 각 그룹들은 복수 개의 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, each of the groups is characterized in that it comprises a plurality of capacitors.

또한, 상기 각 그룹들은 서로 병렬로 연결된 것을 특징으로 한다.In addition, the groups are characterized in that connected in parallel to each other.

또한, 상기 각 그룹 내의 복수 개의 커패시터가 서로 병렬로 연결된 것을 특징으로 한다.In addition, the plurality of capacitors in each group is characterized in that connected in parallel to each other.

또한, 상기 동일 그룹 내의 커패시터들은 동일한 커패시턴스를 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, the capacitors in the same group is characterized by having the same capacitance.

또한, 상기 각 커패시터 그룹 내의 복수 개의 커패시터가 9개의 커패시터를 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, the plurality of capacitors in each capacitor group is characterized by having nine capacitors.

또한, 상기 그룹들의 커패시터 간의 커패시턴스 비율은 1:10:102:103.....:10n- 1 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the ratio between the capacitance of the capacitor group 1:10:10 2: 10 3 ..... 10 characterized by consisting of a n- 1.

상술한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 설비의 플라즈마 임피던스 매칭방법에 있어서, 고주파 전력 공급에 의해 공정 챔버 내에 플라즈마를 발생시키는 단계와 상기 플라즈마의 임피던스를 측정하는 단계와 상기 플라즈마 임피던스 측정값에 대응하는 커패시턴스 조절값을 결정하는 단계 및 상기 커패시턴스 조절값에 따라 가변 커패시터의 작동 여부를 결정하여 임피던스를 매칭하는 단계를 포함하되, 상기 커패시턴스 조절값이 10n-1(n은 자연수)의 자리 수의 커패시턴스를 가질 때, 상기 커패시턴스 조절값의 1의 자리수의 커패시턴스는 제 1 가변 커패시터 그룹이 조절하도록, 10의 자리수의 커패시턴스는 제 2 가변 커패시터 그룹이 조절하도록, 102의 자리수 커패시턴스는 제 3 가변 커패시터 그룹이 조절하도록, .... 10n-1의 자리수 커패시턴스는 제 n 가변 커패시터 그룹이 조절하도록 각 가변 커패시터 그룹들의 작동 여부를 결정하는 단계 및 작동 여부가 결정된 상기 가변 커패시터 그룹 내에서 상기 커패시턴스 조절값에 따라 스위칭할 커패시터를 디지털 제어 신호에 의해 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, in the plasma impedance matching method of the semiconductor manufacturing equipment according to an embodiment of the present invention, generating a plasma in the process chamber by a high frequency power supply, measuring the impedance of the plasma and the plasma Determining a capacitance adjustment value corresponding to the impedance measurement value, and determining whether to operate the variable capacitor according to the capacitance adjustment value, and matching impedance, wherein the capacitance adjustment value is 10 n-1 (n is a natural number). ) when it has a digit capacitance of digit capacitance of one of said capacitance adjustment value of the first variable capacitor group is to control, in a 10-digit capacitance of the second variable capacitor group digit capacitance, 10 2 are so controlled To adjust the third variable capacitor group, .... 10 The digit capacitance of n-1 is determined by the operation of each variable capacitor group to be controlled by the nth variable capacitor group, and the capacitor to switch according to the capacitance adjustment value in the variable capacitor group in which the operation is determined is digital control signal. It characterized in that it comprises the step of selecting by.

또한, 상기 동일 가변 커패시터 그룹 내의 복수 개의 커패시터는 동일한 커패시턴스를 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, the plurality of capacitors in the same variable capacitor group has the same capacitance.

또한, 상기 각 가변 커패시터 그룹 내의 복수 개의 커패시터가 9개의 커패시터를 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, the plurality of capacitors in each variable capacitor group is characterized by having nine capacitors.

본 발명에 의하면, 커패시턴스를 보다 정확하고 신속하게 조절할 수 있다.According to the present invention, the capacitance can be adjusted more accurately and quickly.

본 발명에 의하면, 플라즈마 임피던스 매칭을 효과적으로 수행함으로 인하여 반사 파워를 최소화할 수 있다.According to the present invention, the reflected power can be minimized by effectively performing plasma impedance matching.

본 발명에 의하면, 반사 파워를 최소화함으로서 기판의 공정 불량을 최소화할 수 있다.According to the present invention, it is possible to minimize the process failure of the substrate by minimizing the reflected power.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 임피던스 매칭 장치가 결합된 기판 처리 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 플라즈마 임피던스 매칭 장치가 결합된 기판 처리 장치를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 플라즈마 임피던스 매칭 장치가 결합된 기판 처리 장치를 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 임피던스 매칭 장치를 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 플라즈마 임피던스 매칭 장치를 나타낸 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가변 커패시터를 나타낸 개략 구성도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 가변 커패시터를 나타낸 개략 구성도이다.1 is a block diagram showing a substrate processing apparatus combined with a plasma impedance matching apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a substrate processing apparatus combined with a plasma impedance matching apparatus according to another embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing a substrate processing apparatus combined with a plasma impedance matching apparatus according to another embodiment of the present invention.
Figure 4 is a block diagram showing a plasma impedance matching device according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram showing a plasma impedance matching device according to another embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram illustrating a variable capacitor according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic diagram illustrating a variable capacitor according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.The embodiments of the present invention can be modified into various forms and the scope of the present invention should not be interpreted as being limited by the embodiments described below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the components in the drawings, etc. are exaggerated in order to emphasize a more clear description.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 임피던스 매칭 장치가 결합된 다양한 기판 처리 장치를 나타낸 구성도이다.1 to 3 are diagrams illustrating various substrate processing apparatuses in which a plasma impedance matching apparatus is coupled according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 플라즈마 임피던스 매칭 장치(1200)이 결합된 기판 처리 장치(1000)는 공정 챔버(1160), 전극(1170), 고주파 전원(1110), 플라즈마 임피던스 매칭 장치(1200)를 포함한다.1 to 3, the substrate processing apparatus 1000 to which the plasma impedance matching apparatus 1200 of the present invention is coupled includes a process chamber 1160, an electrode 1170, a high frequency power supply 1110, and a plasma impedance matching apparatus. (1200).

기판 처리 장치(1000)는 공정 챔버(1160) 내에 기체를 플라즈마 상태로 변화시켜 이를 이용하여 기판을 처리하는 장치이다. The substrate processing apparatus 1000 is an apparatus for treating a substrate using the same by changing a gas into a plasma state in the process chamber 1160.

공정 챔버(1160)는 플라즈마를 이용한 기판의 처리 공정을 수행하며, 전극(1170)은 공정 챔버(1160)로 유입되는 기체가 이온화되어 플라즈마 상태로 변화되도록 전기 에너지를 공급한다. 전극(1170)은 공정 챔버(1160) 내에 평행한 두 개의 전극 평판으로 이루어진 용량 결합형 플라즈마 소스(CCP,Capacitively Coupled Plasma) 또는 공정 챔버 외부에서 유도 코일로 이루어진 유도 결합형 플라즈마 소스(ICP, Inductively Coupled Plasma)일 수 있다.The process chamber 1160 performs a substrate processing process using plasma, and the electrode 1170 supplies electrical energy such that a gas flowing into the process chamber 1160 is ionized to change into a plasma state. The electrode 1170 is a capacitively coupled plasma source (CCP) consisting of two electrode plates parallel to the process chamber 1160 or an inductively coupled plasma source (ICP) consisting of an induction coil outside the process chamber. Plasma).

도 1 및 도 2를 참조하면, 용량 결합형 플라즈마 소스는 축전 전기장을 이용하여 공정 챔버(1160) 내로 유입된 기체의 전자에 전기 에너지를 전달한다. 용량 결합형 플라즈마 소스는 두 개의 전극 평판에 각각 고주파 전원이 연결된 형태 또는 두 개의 전극 평판 중 상부의 전극 평판에만 고주파 전원이 연결된 형태를 가진다. 1 and 2, a capacitively coupled plasma source delivers electrical energy to electrons of a gas introduced into the process chamber 1160 using a capacitive electric field. The capacitively coupled plasma source has a form in which a high frequency power source is connected to two electrode plates, or a high frequency power source is connected only to an upper electrode plate of two electrode plates.

도 3을 참조하면, 유도 결합형 플라즈마 소스는 유도 전기장을 이용하여 공정 챔버(1160) 내로 유입되는 기체의 전자에 전기 에너지를 전달한다. 유도 결합형 플라즈마 소스는 공정 챔버(1160) 상부에 플라즈마 발생 장치가 별도로 결합되어 유입된 기체를 플라즈마 상태로 변화시키고 그 플라즈마를 다운 스트림(Down Stream) 방식으로 공정 챔버(1160)에 제공한다.Referring to FIG. 3, an inductively coupled plasma source delivers electrical energy to electrons of a gas flowing into the process chamber 1160 using an induction electric field. The inductively coupled plasma source is separately coupled to the plasma generating apparatus above the process chamber 1160 to change the gas introduced into the plasma state and provide the plasma to the process chamber 1160 in a down stream manner.

고주파 전원(1110)은 고주파 전송라인(1120)을 통해 고주파 전력을 공정 챔버(1160) 내의 전극에 공급하여 공정 챔버(1160) 내에 공급되는 기체의 전자를 플라즈마 상태로 변화시킨다. 고주파 전원(1110)은 펄스 모드로 전력을 공급할 수 있다.The high frequency power supply 1110 supplies high frequency power to the electrodes in the process chamber 1160 through the high frequency transmission line 1120 to change electrons of the gas supplied into the process chamber 1160 into a plasma state. The high frequency power supply 1110 may supply power in a pulse mode.

플라즈마 임피던스 매칭 장치(1200)는 가변 커패시터(1300), 제어기(1250)를 포함한다. The plasma impedance matching device 1200 includes a variable capacitor 1300 and a controller 1250.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 임피던스 매칭 장치를 나타낸 구성도이다. Figure 4 is a block diagram showing a plasma impedance matching device according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 플라즈마 임피던스 매칭 장치를 나타낸 구성도이다. 5 is a block diagram showing a plasma impedance matching device according to another embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5를 참조하면, 플라즈마 임피던스 매칭 장치(1200)는 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원(1110)과 기판을 플라즈마 공정 처리하는 공정 챔버(1160) 사이에 배치된다. 4 and 5, the plasma impedance matching device 1200 is disposed between a high frequency power supply 1110 for supplying high frequency power and a process chamber 1160 for plasma processing the substrate.

가변 커패시터(1300)는 고주파 전원(1110)과 공정 챔버(1160) 사이의 임피던스를 정합시킨다. The variable capacitor 1300 matches the impedance between the high frequency power supply 1110 and the process chamber 1160.

가변 커패시터(1300)는 고주파 전송 라인(1120)에 연결되며, 제어기(1250)로부터 송출되는 제어 신호에 따라 커패시턴스가 변화된다.The variable capacitor 1300 is connected to the high frequency transmission line 1120, and the capacitance is changed according to the control signal transmitted from the controller 1250.

가변 커패시터(1300)는 n개의 그룹(n은 자연수)으로 그룹지어진 복수 개의 커패시터를 포함한다. 즉, 가변 커패시터(1300)는 n개의 가변 커패시터 그룹으로 구성된다. 각 가변 커패시터 그룹(1310,1320,...13[n-1]0,13[n]0)은 서로 병렬로 연결된다. n개의 그룹으로 이루어진 가변 커패시터(1300,1400)는 하나 이상 존재할 수 있다.The variable capacitor 1300 includes a plurality of capacitors grouped into n groups (n is a natural number). That is, the variable capacitor 1300 is composed of n variable capacitor groups. Each variable capacitor group 1310, 1320, ... 13 [n-1] 0, 13 [n] 0 is connected in parallel with each other. There may be one or more variable capacitors 1300 and 1400 composed of n groups.

가변 커패시터 그룹(1310,1320,...13[n-1]0,13[n]0)은 제 1 가변 커패시터 그룹(1310)부터 제 n 가변 커패시터 그룹(13[n]0)까지 제공한다. The variable capacitor groups 1310, 1320, ... 13 [n-1] 0, 13 [n] 0 provide from the first variable capacitor group 1310 to the n th variable capacitor group 13 [n] 0. .

각 가변 커패시터 그룹(1310,1320,...13[n-1]0,13[n]0)은 조절 가능한 커패시턴스 범위가 서로 상이하다.Each variable capacitor group 1310, 1320, ... 13 [n-1] 0, 13 [n] 0 has a different adjustable capacitance range.

플라즈마 임피던스 매칭 장치(1200)에서 조절하고자 하는 커패시턴스가 10n-1의 자리 수의 커패시턴스를 가질 때, 커패시턴스 조절값의 1의 자리수의 커패시턴스는 제 1 가변 커패시터 그룹(1310)이 조절하고, 10의 자리수의 커패시턴스는 제 2 가변 커패시터 그룹(1320)이 조절하고, 102의 자리수의 커패시턴스는 제 3 가변 커패시터 그룹(1330)이 조절하고,... 10n-2의 자리수의 커패시턴스는 제 n-1 가변 커패시터 그룹(13[n-1]0)이 조절하고, 10n-1의 자리수의 커패시턴스는 제 n 가변 커패시터 그룹(13[n]0)이 조절하도록 각 커패시터 그룹(1310,1320,...13[n-1]0,13[n]0)은 조절하고자 하는 커패시턴스 범위를 정한다. 예컨대, 커패시턴스 조절값이 123 인 경우, 제 1 가변 커패시터 그룹은 커패시터를 이용하여 3 값을 조절하고, 제 2 가변 커패시터 그룹은 커패시터를 이용하여 20을 조절하고, 제 3 가변 커패시터 그룹은 커패시터를 이용하여 100을 조절한다.When the capacitance to be adjusted in the plasma impedance matching device 1200 has a capacitance of 10 n-1 digits, the capacitance of 1 digit of the capacitance adjustment value is adjusted by the first variable capacitor group 1310, and The capacitance of the digit is adjusted by the second variable capacitor group 1320, the capacitance of the digit of 10 2 is adjusted by the third variable capacitor group 1330, and the capacitance of the digit of 10 n-2 is n- Each capacitor group 1310, 1320, so that the variable capacitor group 13 [n-1] 0 is adjusted, and the digit capacitance of 10 n-1 is adjusted by the nth variable capacitor group 13 [n] 0. .13 [n-1] 0,13 [n] 0) defines the capacitance range to be adjusted. For example, when the capacitance adjustment value is 123, the first variable capacitor group adjusts the value 3 using the capacitor, the second variable capacitor group adjusts the value 20 using the capacitor, and the third variable capacitor group uses the capacitor. To adjust 100.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가변 커패시터를 나타낸 개략 구성도이다.6 is a schematic diagram illustrating a variable capacitor according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 가변 커패시터를 나타낸 개략 구성도이다.7 is a schematic diagram illustrating a variable capacitor according to another embodiment of the present invention.

도 6 및 도 7을 참조하면, 각 가변 커패시터 그룹 (1310,1320,...13[n-1]0,13[n]0)은 커패시터 (1312,1322,...13[n-1]2,13[n]2)와 스위치 (1314,1324,...13[n-1]4,13[n]4)를 포함한다.6 and 7, each variable capacitor group 1310, 1320, ... 13 [n-1] 0, 13 [n] 0 is a capacitor (1312, 1322, ... 13 [n-1) ] 2,13 [n] 2) and switches 1314,1324, ... 13 [n-1] 4,13 [n] 4).

커패시터(1312,1322,...13[n-1]2,13[n]2)는 고주파 전송 라인(1120)에서 고주파 전력을 공급시키는 스위치(1314,1324,...13[n-1]4,13[n]4)와 연결된다. 캐피시터(1312,1322,...13[n-1]2,13[n]2)는 복수 개로 구성될 수 있으며 커패시터(1312,1322,...13[n-1]2,13[n]2) 각각에 스위치(1314,1324,...13[n-1]4,13[n]4)가 연결된다. 각 가변 커패시터 그룹(1310,1320,...13[n-1]0,13[n]0)은 복수 개의 커패시터(1312,1322,...13[n-1]2,13[n]2) 각각에 연결된 스위치 (1314,1324,...13[n-1]4,13[n]4)를 단속하여 커패시턴스를 조절한다. Capacitors 1312, 1322, ... 13 [n-1] 2, 13 [n] 2 are switches 1314, 1324, ... 13 [n-1] for supplying high frequency power in high frequency transmission line 1120. ] 4,13 [n] 4). Capacitors 1312,1322, ... 13 [n-1] 2,13 [n] 2 may be configured in plural and capacitors 1312,1322, ... 13 [n-1] 2,13 [n 2) Switches 1314, 1324, ... 13 [n-1] 4, 13 [n] 4 are connected to each other. Each variable capacitor group 1310, 1320, ... 13 [n-1] 0, 13 [n] 0 has a plurality of capacitors (1312, 1322, ... 13 [n-1] 2, 13 [n] 2) Adjust the capacitance by interrupting the switches (1314, 1324, ... 13 [n-1] 4, 13 [n] 4) connected to each other.

각 가변 커패시터 그룹(1310,1320,...13[n-1]0,13[n]0) 내의 커패시터(1312,1322,...13[n-1]2,13[n]2)들은 서로 병렬로 연결될 수 있다. 이 때, 각 가변 커패시터 그룹(1310,1320,...13[n-1]0,13[n]0) 내의 커패시턴스는 병렬로 연결된 복수 개의 커패시터(1312,1322,...13[n-1]2,13[n]2) 중 스위치(1314,1324,...13[n-1]4,13[n]4) 온(on)된 커패시터(1312,1322,...13[n-1]2,13[n]2)의 커패시턴스를 단순하게 합함으로 구할 수 있다. Capacitors 1312, 1322, ... 13 [n-1] 2, 13 [n] 2 in each variable capacitor group 1310, 1320, ... 13 [n-1] 0, 13 [n] 0 Can be connected in parallel with each other. At this time, the capacitance in each variable capacitor group 1310, 1320, ... 13 [n-1] 0, 13 [n] 0 is a plurality of capacitors 1312, 1322, ... 13 [n- connected in parallel. 1] 2,13 [n] 2 of switches 1314,1324, ... 13 [n-1] 4,13 [n] 4) On capacitors 1312,1322, ... 13 [ n-1] 2,13 [n] 2) can be obtained by simply adding the capacitance.

동일 그룹 내의 커패시터(1312,1322,...13[n-1]2,13[n]2)들은 동일한 커패시턴스를 가질 수 있다. 또한, 각 가변 커패시터 그룹 내의 커패시터들이 9개일 수 있다.Capacitors 1312, 1322, ... 13 [n-1] 2, 13 [n] 2 in the same group may have the same capacitance. In addition, there may be nine capacitors in each variable capacitor group.

제 1 가변 커패시터 그룹은 커패시턴스가 1인 커패시터가 9개 제공될 수 있으며, 제 2 가변 커패시터 그룹은 커패시턴스가 10인 커패시터가 9개 제공될 수 있으며, 제 3 가변 커패시터 그룹은 커패시턴스가 102인 커패시터가 9개 제공될 수 있으며, 제 n-1 가변 커패시터 그룹은 커패시턴스가 10n-2인 커패시터가 9개 제공될 수 있으며, 제 n 가변 커패시터 그룹은 커패시턴스가 10n-1인 커패시터가 9개 제공될 수 있다.The first variable capacitor group may be provided with nine capacitors having a capacitance of 1, the second variable capacitor group may be provided with nine capacitors having a capacitance of 10, and the third variable capacitor group may have a capacitor having a capacitance of 10 2 . N may be provided, and the n-th variable capacitor group may be provided with nine capacitors having a capacitance of 10 n-2 , and the n-th variable capacitor group may be provided with nine capacitors having a capacitance of 10 n-1 . Can be.

이에, 제 1 가변 커패시터 그룹은 커패시턴스가 1인 커패시터들 중 스위치가 온(on) 된 커패시터의 조합으로 1부터 9까지의 커패시턴스를 조절할 수 있으며, 제 2 가변 커패시터 그룹은 커패시턴스가 10인 커패시터들 중 스위치가 온(on) 된 커패시터의 조합으로 10부터 90까지의 커패시턴스를 조절할 수 있으며, 제 3 가변 커패시터 그룹은 커패시턴스가 102인 커패시터들 중 스위치가 온(on)된 커패시터의 조합으로 102부터 9×102까지의 커패시턴스를 조절할 수 있으며, 제 n 가변 커패시터 그룹은 커패시턴스가 10n-1인 커패시터들 중 스위치가 온(on)된 커패시터의 조합으로 10n- 1 부터 9×10n-1까지의 커패시턴스를 조절할 수 있다. 예컨대, 커패시턴스 조절값이 123 인 경우, 제 1 가변 커패시터 그룹은 커패시턴스가 1인 커패시터 3개를 스위치 온(on)하여 3 값을 조절하고, 제 2 가변 커패시터 그룹은 커패시턴스가 10인 커패시터 2개를 스위치 온(on)하여 20을 조절하고, 제 3 가변 커패시터 그룹은 커패시턴스가 100인 커패시터 1개를 스위치 온(on)하여 100을 조절한다.Accordingly, the first variable capacitor group may adjust capacitances from 1 to 9 as a combination of capacitors having a capacitance of 1 and the switch is on, and the second variable capacitor group is a capacitor having a capacitance of 10. switch is turned on (on) with which to adjust the capacitance of from 10 to 90 by a combination of capacitors, a third variable capacitor group from the combination of the capacitor switch is turned on (on) of the capacitor capacitance 10 2 10 2 9 can control the capacitance of up to 10 × 2, the n-th variable capacitance capacitor group 10 n-1 of the capacitor switch is turned on (on) combined with 10 n- 1 from 9 × 10 n-1 of the capacitors of the You can adjust the capacitance up to. For example, when the capacitance adjustment value is 123, the first variable capacitor group controls three values by switching on three capacitors having a capacitance of 1, and the second variable capacitor group controls two capacitors having a capacitance of 10. The switch is turned on to adjust 20, and the third variable capacitor group adjusts 100 by switching on one capacitor having a capacitance of 100.

이와 같이, 각 가변 커패시터 그룹(1310,1320,...13[n-1]0,13[n]0) 내의 복수 개의 커패시터(1312,1322,...13[n-1]2,13[n]2)의 커패시턴스를 조합하여 가변 커패시터(1300)의 커패시턴스 값을 정밀하게 제어할 수 있다. Thus, the plurality of capacitors 1312, 1322, ... 13 [n-1] 2, 13 in each variable capacitor group 1310, 1320, ... 13 [n-1] 0, 13 [n] 0). By combining the capacitances of [n] 2), the capacitance value of the variable capacitor 1300 may be precisely controlled.

스위치(1314,1324,...13[n-1]4,13[n]4)는 제어 신호에 따라 전기적으로 단속되며 스위치(1314,1324,...13[n-1]4,13[n]4)가 온(on) 되면 커패시터들(1312,1322,...13[n-1]2,13[n]2)는 고주파 전송 라인(1120)으로부터 전력을 공급받는다. 스위치(1314,1324,...13[n-1]4,13[n]4)는 전기적으로 작동하는 다양한 형태를 가질 수 있으며, 핀다이오드가 사용될 수 있다. The switches 1314, 1324, ... 13 [n-1] 4, 13 [n] 4 are electrically interrupted according to the control signal, and the switches 1314, 1324, ... 13 [n-1] 4, 13 When [n] 4 is on, the capacitors 1312,1322, ... 13 [n-1] 2,13 [n] 2 are powered from the high frequency transmission line 1120. The switches 1314, 1324,... 13 [n-1] 4, 13 [n] 4 can have various forms that are electrically operated, and pin diodes can be used.

제어기(1250)는 공정 챔버(1160) 내의 임피던스를 측정한 값 또는 고주파 전원(1110)으로 들어오는 고주파 전송 라인(1120) 상의 반사 전력을 측정한 값을 수신하여 가변 커패시터(1300)에 임피던스 매칭을 위한 커패시턴스 조절값을 송출한다. The controller 1250 receives the measured value of the impedance in the process chamber 1160 or the measured value of the reflected power on the high frequency transmission line 1120 that enters the high frequency power supply 1110 to receive impedance matching to the variable capacitor 1300. Send the capacitance adjustment value.

제어기(1250)는 커패시턴스 조절값에 대응하여 가변 커패시터(1300)의 스위치(1314,1324,...13[n-1]4,13[n]4)의 on/off 제어 신호를 송출한다. 제어기(1250)는 커패시턴스 조절값에 따라 가변 커패시터(1300)의 복수 개의 커패시터(1312,1322,...13[n-1]2,13[n]2) 중 스위칭할 커패시터(1312,1322,...13[n-1]2,13[n]2)를 선택하기 위한 제어 신호를 송출한다. 특히, 커패시턴스 조절값에 따라 선택될 각 가변 커패시터 그룹(1310,1320,...13[n-1]0,13[n]0) 내의 복수 개의 커패시터(1312,1322,...13[n-1]2,13[n]2) 중 고주파 전송 라인(1120)에 연결되어야 할 커패시터를 선택하여 선택된 커패시터(1312,1322,...13[n-1]2,13[n]2)의 스위치(1314,1324,...13[n-1]4,13[n]4)를 온(on)이 되도록 제어 신호를 스위치로 송출한다.The controller 1250 transmits an on / off control signal of the switches 1314, 1324,... 13 [n-1] 4, 13 [n] 4 of the variable capacitor 1300 in response to the capacitance adjustment value. The controller 1250 may switch among the capacitors 1312, 1322, 132, ... 13 [n-1] 2, 13 [n] 2 of the variable capacitor 1300 according to the capacitance adjustment value. Sends a control signal for selecting 13 [n-1] 2, 13 [n] 2). Specifically, the plurality of capacitors 1312, 1322, ... 13 [n] in each variable capacitor group 1310, 1320, ... 13 [n-1] 0, 13 [n] 0 to be selected according to the capacitance adjustment value. Capacitors 1312,1322, ... 13 [n-1] 2,13 [n] 2 selected by selecting a capacitor to be connected to the high frequency transmission line 1120 from -1] 2,13 [n] 2; The control signals are sent to the switches so that the switches 1314, 1324, ... 13 [n-1] 4, 13 [n] 4 are turned on.

제어기(1250)는 고주파 전송 라인(1120)의 전기적 특성을 측정한 값의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 가변 커패시터(1300)의 스위치(1314,1324,...13[n-1]4,13[n]4)에 전달할 수 있다. 스위치(1314,1324,...13[n-1]4,13[n]4)는 디지털 신호에 따라 작동하며 커패시터(1312,1322,...13[n-1]2,13[n]2)와 고주파 전송 라인(1120)을 연결한다.The controller 1250 converts an analog signal having a value measured from an electrical characteristic of the high frequency transmission line 1120 into a digital signal, thereby switching the switches 1314, 1324, ... 13 [n-1] 4, 13 [n] 4). Switches 1314, 1324, ... 13 [n-1] 4, 13 [n] 4 operate on digital signals and capacitors 1312, 1322, ... 13 [n-1] 2, 13 [n ] 2) and the high frequency transmission line 1120.

제어기(1250)는 임피던스 측정기(1140) 및/또는 반사 파워 측정기(1150)로부터 측정된 값을 수신받아 고주파 전원(1110)과 공정 챔버(1160) 사이의 임피던스 조절을 위한 커패시턴스 조절값을 결정한다.The controller 1250 receives the measured values from the impedance meter 1140 and / or the reflected power meter 1150 to determine a capacitance adjustment value for impedance adjustment between the high frequency power supply 1110 and the process chamber 1160.

임피던스 측정기(1140)는 공정 챔버(1160) 내의 플라즈마 임피던스를 측정하여 제어기(1250)로 임피던스 측정값을 인가한다.The impedance measurer 1140 measures the plasma impedance in the process chamber 1160 and applies an impedance measurement value to the controller 1250.

반사 파워 측정기(1150)는 고주파 전원(1110)으로 들어오는 반사 전력을 측정하여 제어기(1250)로 반사 전력 측정값을 인가한다.The reflected power meter 1150 measures the reflected power coming into the high frequency power supply 1110 and applies the reflected power measured value to the controller 1250.

본 발명의 플라즈마 임피던스 매칭 장치의 일 실시예들의 동작을 상세히 설명한다.The operation of one embodiment of the plasma impedance matching device of the present invention will be described in detail.

고주파 전원(1110)은 고주파 전력을 고주파 전송 라인(1120)을 통해 전극(1170)으로 공급한다. 이 때, 공정 챔버(1160) 내로 유입되는 기체가 전기 에너지를 전달받아 플라즈마 상태로 변화된다. 플라즈마가 유입된 공정 챔버(1160)는 플라즈마를 이용하여 기판 처리 공정을 수행한다. 임피던스 측정기(1140)는 공정 챔버(1160) 내의 플라즈마 임피던스를 측정하고 이를 제어기(1250)로 인가하고 제어기는 수신된 플라즈마 임피던스 측정값에 따라 커패시턴스 조절값을 결정한다. 커패시턴스 조절값에 따라 가변 커패시터(1300) 동작 여부를 결정한다. 가변 커패시터(1300)의 동작이 결정된 경우에는 커패시턴스 조절값에 대응하여 각 가변 커패시터 그룹(1310,1320,...13[n-1]0,13[n]0) 내에서 조합가능한 커패시턴스를 가진 스위칭할 커패시터(1312,1322,...13[n-1]2,13[n]2)를 선택한다. 제어기(1250)는 디지털 제어 신호를 선택된 커패시터의 스위치(1314,1324,...13[n-1]4,13[n]4)로 송출하여 스위치를 작동시킨다. 스위치가 작동된 커패시터(1312,1322,...13[n-1]2,13[n]2)는 각각의 커패시턴스 조합에 따라 플라즈마 임피던스 매칭에 필요한 커패시턴스 조절값을 충족시킨다. The high frequency power supply 1110 supplies high frequency power to the electrode 1170 through the high frequency transmission line 1120. At this time, the gas flowing into the process chamber 1160 is converted into a plasma state by receiving electrical energy. The process chamber 1160 into which plasma is introduced performs a substrate processing process using plasma. The impedance measurer 1140 measures the plasma impedance in the process chamber 1160 and applies it to the controller 1250, which determines the capacitance adjustment value according to the received plasma impedance measurement. The operation of the variable capacitor 1300 is determined according to the capacitance adjustment value. When the operation of the variable capacitor 1300 is determined, capacitances that can be combined within each variable capacitor group 1310, 1320, ... 13 [n-1] 0, 13 [n] 0 corresponding to the capacitance adjustment value are determined. Select the capacitors 1312, 1322, ... 13 [n-1] 2, 13 [n] 2 to be switched. The controller 1250 sends the digital control signal to the switches 1314, 1324, ... 13 [n-1] 4, 13 [n] 4 of the selected capacitor to activate the switch. The switched capacitors 1312, 1322, ... 13 [n-1] 2, 13 [n] 2 meet the capacitance adjustments required for plasma impedance matching according to their respective capacitance combinations.

특히, 각 가변 커패시터 그룹(1310,1320,...13[n-1]0,13[n]0) 내에서 커패시터(1312,1322,...13[n-1]2,13[n]2)를 선택할 때에는 커패시턴스 조절값이 10n-1(n은 자연수)의 자리 수의 커패시턴스를 가질 경우에 상기 커패시턴스 조절값의 1의 자리수의 커패시턴스는 제 1 가변 커패시터 그룹(1310)이 조절하도록, 10의 자리수의 커패시턴스는 제 2 가변 커패시터 그룹(1320)이 조절하도록, 102의 자리수의 커패시턴스는 제 3 가변 커패시터(1330) 그룹이 조절하도록, .... 10n-1의 자리수의 커패시턴스는 제 n 가변 커패시터 그룹(13[n]0)이 조절하도록 각 가변 커패시터 그룹들의 작동 여부를 결정한다. 이 후에, 작동 여부가 결정된 가변 커패시터 그룹(1310,1320,...13[n-1]0,13[n]0) 내에서 스위칭할 커패시터(1312,1322,...13[n-1]2,13[n]2)를 선택한다. Specifically, within each variable capacitor group 1310, 1320, ... 13 [n-1] 0, 13 [n] 0, capacitors 1312, 1322, ... 13 [n-1] 2, 13 [n 2), when the capacitance adjustment value has a capacitance of 10 n-1 (n is a natural number), the capacitance of 1 digit of the capacitance adjustment value is controlled by the first variable capacitor group 1310. , the 10-digit capacitance of the second variable capacitor group 1320, the capacitance of the digit, and 10 2 to be adjusted is a third variable capacitor 1330, to a group control, the capacitance of the digit ... 10 n-1 Determines whether or not each variable capacitor group operates so that the nth variable capacitor group 13 [n] 0 is adjusted. After this, the capacitors 1312, 1322, ... 13 [n-1 to switch within the variable capacitor groups 1310, 1320, ... 13 [n-1] 0, 13 [n] 0, which are determined to be operated. ] 2,13 [n] 2).

이와 같이, 공정 챔버(1160) 내의 플라즈마 임피던스와 고주파 전원(1110)의 임피던스가 매칭되지 않은 경우에는 플라즈마 임피던스 매칭 장치(1200)의 가변 커패시터(1300)를 이용하여 플라즈마 임피던스를 매칭시킨다. As such, when the plasma impedance in the process chamber 1160 and the impedance of the high frequency power supply 1110 do not match, the plasma impedance is matched using the variable capacitor 1300 of the plasma impedance matching device 1200.

본 발명의 일실시예는 가변 커패시터(1300)의 복수 개의 커패시터가 서로 병렬로 연결된다. 이에, 가변 커패시터(1300)의 커패시턴스를 계산하기 쉽다. 그러나, 이에 국한되지 않고 가변 커패시터(1300)의 복수 개의 커패시터는 서로 직렬로 연결될 수 있다.In one embodiment of the present invention, a plurality of capacitors of the variable capacitor 1300 are connected to each other in parallel. As a result, it is easy to calculate the capacitance of the variable capacitor 1300. However, the present invention is not limited thereto, and the plurality of capacitors of the variable capacitor 1300 may be connected in series with each other.

본 발명의 일실시예는 고주파 전원(1110)이 펄스 모드로 전력을 공급한다. 그러나, 이에 국한되지 않고 고주파 전원(1110)이 연속적인 주파수로 전력을 공급할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the high frequency power supply 1110 supplies power in a pulse mode. However, the present invention is not limited thereto, and the high frequency power supply 1110 may supply power at a continuous frequency.

본 발명의 일실시예는 제어기(1250)에서 디지털 제어 신호를 스위치로 송출한다. 그러나, 이에 국한되지 않고 제어기(1250)에서 아날로그 제어 신호를 스위치로 송출할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the controller 1250 sends a digital control signal to a switch. However, the present invention is not limited thereto, and the controller 1250 may transmit an analog control signal to a switch.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

1000 기판 처리 장치
1110 고주파 전원 1120 고주파 전송 라인
1140 임피던스 측정기 1150 반사 파워 측정기
1160 공정 챔버 1170 전극
1180 인덕터
1200 플라즈마 임피던스 매칭 장치
1250 제어기
1300 가변 커패시터
1310,1320,..13[n-1]0,13[n]0 가변 커패시터 그룹
1312,1322,..13[n-1]2,13[n]2 커패시터
1310,1320,..13[n-1]0,13[n]0 스위치1000 substrate processing unit
1110 high frequency power supply 1120 high frequency transmission line
1140 Impedance Meter 1150 Reflective Power Meter
1160 process chamber 1170 electrode
1180 inductors
1200 plasma impedance matching device
1250 controller
1300 Adjustable Capacitors
1310,1320, .. 13 [n-1] 0,13 [n] 0 variable capacitor group
1312,1322, .. 13 [n-1] 2,13 [n] 2 capacitors
1310,1320, .. 13 [n-1] 0,13 [n] 0 switch

Claims (27)

n개의 그룹(n은 자연수)으로 그룹지어진 복수의 커패시터; 및
상기 커패시터들 각각에 연결되어 제어 신호에 따라 단속되는 스위치를 포함하되,
각 그룹에 따라 조절 가능한 커패시턴스 범위가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.a plurality of capacitors grouped into n groups (n is a natural number); And
A switch connected to each of the capacitors and interrupted according to a control signal,
Adjustable capacitor characterized in that the capacitance range is different from each other according to each group. 제 1 항에 있어서,
상기 각 그룹들은 복수 개의 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.The method of claim 1,
Wherein each of the groups comprises a plurality of capacitors. 제 2 항에 있어서,
상기 각 그룹들은 서로 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.The method of claim 2,
And the groups are connected in parallel with each other. 제 3 항에 있어서,
상기 각 그룹 내의 복수 개의 커패시터는 서로 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.The method of claim 3, wherein
And a plurality of capacitors in each group are connected in parallel with each other. 제 4 항에 있어서,
상기 동일 그룹에 속하는 커패시터들은 동일한 커패시턴스를 가지는 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.The method of claim 4, wherein
And the capacitors belonging to the same group have the same capacitance. 제 5 항에 있어서,
상기 각 그룹 내의 복수 개의 커패시터는 동일한 커패시턴스를 가지는 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.The method of claim 5, wherein
And the plurality of capacitors in each group have the same capacitance. 제 6 항에 있어서,
상기 각 그룹 내의 커패시터들이 9개인 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.The method according to claim 6,
And 9 capacitors in each group. 제 7 항에 있어서,
상기 그룹들의 커패시터 간의 커패시턴스 비율은 1:10:102:103.....:10n- 1 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.The method of claim 7, wherein
Capacitance ratio between the capacitor of the group is 1:10:10 2 : 10 3 .....: 10 n- 1 variable capacitor characterized in that consisting of. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 스위치는 핀다이오드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.The method according to claim 1 or 7,
The switch is a variable capacitor, characterized in that consisting of a pin diode. 고주파 전력의 전송로에 연결되어 플라즈마 임피던스를 매칭시키는 가변 커패시터;
상기 가변 커패시터에 제어 신호를 송출하는 제어기;를 포함하되,
상기 가변 커패시터는
n개의 그룹(n은 자연수)으로 그룹지어진 복수의 커패시터; 및
상기 커패시터들 각각에 연결되어 제어 신호에 따라 단속되는 스위치를 포함하되,
각 그룹에 따라 조절 가능한 커패시턴스 범위가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 플라즈마 임피던스 매칭 장치.A variable capacitor connected to the transmission path of high frequency power to match the plasma impedance;
And a controller for transmitting a control signal to the variable capacitor.
The variable capacitor
a plurality of capacitors grouped into n groups (n is a natural number); And
A switch connected to each of the capacitors and interrupted according to a control signal,
Plasma impedance matching device, characterized in that the capacitance range is different from each other according to each group. 제 10 항에 있어서,
상기 각 그룹들은 복수 개의 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 임피던스 매칭 장치.11. The method of claim 10,
And each of the groups comprises a plurality of capacitors. 제 11 항에 있어서,
상기 각 그룹들은 서로 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 플라즈마 임피던스 매칭 장치.The method of claim 11,
And said groups are connected in parallel to each other. 제 12 항에 있어서,
상기 각 그룹 내의 복수 개의 커패시터 서로 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 플라즈마 임피던스 매칭 장치.The method of claim 12,
And a plurality of capacitors connected in parallel to each other in the group. 제 13 항에 있어서,
상기 동일 그룹 내의 커패시터들은 동일한 커패시턴스를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 임피던스 매칭 장치.The method of claim 13,
And the capacitors in the same group have the same capacitance. 제 14 항에 있어서,
상기 각 그룹 내의 커패시터들이 9개인 것을 특징으로 하는 플라즈마 임피던스 매칭 장치.15. The method of claim 14,
And 9 capacitors in each group. 제 15 항에 있어서,
상기 그룹들의 커패시터 간의 커패시턴스 비율은 1:10:102:103.....:10n- 1 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 임피던스 매칭 장치.The method of claim 15,
Capacitance ratio between the capacitors of the groups is 1:10:10 2 : 10 3 .....: 10 n- 1 , characterized in that the plasma impedance matching device. 제 10 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고주파 전원이 펄스 모드로 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 임피던스 매칭 장치.The method according to any one of claims 10 to 16,
And the high frequency power supply supplies power in a pulse mode. 공정 챔버;
상기 공정 챔버 내에 공급된 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 전극;
고주파 전송 라인을 통해 상기 전극으로 고주파 전력을 출력하는 고주파 전원;
상기 고주파 전송 라인 상에 연결되어 고주파 전력의 임피던스를 매칭시키는 가변 커패시터;
상기 가변 커패시터에 제어 신호를 송출하는 제어기를 포함하되,
상기 가변 커패시터는
n개의 그룹(n은 자연수)으로 그룹지어진 복수의 커패시터; 및
상기 커패시터들 각각에 연결되어 제어 신호에 따라 단속되는 스위치를 포함하되,
각 그룹에 따라 조절 가능한 커패시턴스 범위가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.Process chambers;
An electrode for generating a plasma from a gas supplied into said process chamber;
A high frequency power supply for outputting high frequency power to the electrode through a high frequency transmission line;
A variable capacitor connected to the high frequency transmission line to match impedance of high frequency power;
A controller for transmitting a control signal to the variable capacitor,
The variable capacitor
a plurality of capacitors grouped into n groups (n is a natural number); And
A switch connected to each of the capacitors and interrupted according to a control signal,
A substrate processing apparatus, characterized in that the capacitance range that is adjustable for each group is different from each other. 제 18 항에 있어서,
상기 각 그룹들은 복수 개의 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method of claim 18,
Wherein each of the groups comprises a plurality of capacitors. 제 19 항에 있어서,
상기 각 그룹들은 서로 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method of claim 19,
And the groups are connected in parallel to each other. 제 20 항에 있어서,
상기 각 그룹 내의 복수 개의 커패시터가 서로 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.21. The method of claim 20,
And a plurality of capacitors in each group are connected in parallel to each other. 제 21 항에 있어서,
상기 동일 그룹 내의 커패시터들은 동일한 커패시턴스를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.22. The method of claim 21,
And the capacitors in the same group have the same capacitance. 제 22 항에 있어서,
상기 각 그룹 내의 커패시터들이 9개인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method of claim 22,
And nine capacitors in each group. 제 23 항에 있어서,
상기 그룹들의 커패시터 간의 커패시턴스 비율은 1:10:102:103.....:10n- 1 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method of claim 23,
The capacitance ratio between the capacitors of the groups is 1:10:10 2 : 10 3 .....: 10 n- 1 , characterized in that the substrate processing apparatus. 반도체 제조 설비의 플라즈마 임피던스 매칭방법에 있어서,
고주파 전력 공급에 의해 공정 챔버 내에 플라즈마를 발생시키는 단계;
상기 플라즈마의 임피던스를 측정하는 단계;
상기 플라즈마 임피던스 측정값에 대응하는 커패시턴스 조절값을 결정하는 단계; 및
상기 커패시턴스 조절값에 따라 가변 커패시터의 작동 여부를 결정하여 임피던스를 매칭하는 단계를 포함하되,
상기 커패시턴스 조절값이 10n-1(n은 자연수)의 자리 수의 커패시턴스를 가질 때, 상기 커패시턴스 조절값의 1의 자리수의 커패시턴스는 제 1 가변 커패시터 그룹이 조절하도록, 10의 자리수의 커패시턴스는 제 2 가변 커패시터 그룹이 조절하도록, 102의 자리수의 커패시턴스는 제 3 가변 커패시터 그룹이 조절하도록, .... 10n-1의 자리수의 커패시턴스는 제 n 가변 커패시터 그룹이 조절하도록 각 가변 커패시터 그룹들의 작동 여부를 결정하는 단계; 및
작동 여부가 결정된 상기 가변 커패시터 그룹 내에서 상기 커패시턴스 조절값에 따라 스위칭할 커패시터를 디지털 제어 신호에 의해 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 임피던스 매칭 방법.In the plasma impedance matching method of a semiconductor manufacturing facility,
Generating a plasma in the process chamber by a high frequency power supply;
Measuring an impedance of the plasma;
Determining a capacitance adjustment value corresponding to the plasma impedance measurement value; And
Determining an operation of a variable capacitor according to the capacitance adjustment value to match impedance;
When the capacitance adjustment value has a capacitance of 10 n-1 (n is a natural number), the capacitance of one digit of the capacitance adjustment value is adjusted so that the first variable capacitor group adjusts the capacitance of ten digits to zero. second variable capacitor of the variable group to control capacitor groups, of 10 2-digit variable capacitor capacitance third group is to adjust, ... capacitance of the digit of the 10 n-1 is to regulate the n-th variable capacitor group Determining whether it works; And
And selecting, by a digital control signal, a capacitor to switch in accordance with the capacitance adjustment value in the variable capacitor group in which operation is determined. 제 25 항에 있어서,
상기 동일 가변 커패시터 그룹 내의 복수 개의 커패시터는 동일한 커패시턴스를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 임피던스 매칭 방법.The method of claim 25,
And a plurality of capacitors in the same variable capacitor group have the same capacitance. 제 26 항에 있어서,
상기 각 가변 커패시터 그룹 내의 커패시터들이 9개인 것을 특징으로 하는 플라즈마 임피던스 매칭 방법.The method of claim 26,
And 9 capacitors in each variable capacitor group.
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