KR20130058837A - Impedance matching apparatus and substrate treaing apparatus using the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An impedance matching apparatus and a substrate processing apparatus including the same are provided to match impedance rapidly by changing electrostatic capacitance through turning on/off a digital switch connected to a capacitor which is arranged in parallel. CONSTITUTION: A variable capacitor(3410) comprises a plurality of capacitors(3411) and a plurality of first switches(3412). A bypass line(3430) comprises a plurality of second switches(3431). The plurality of capacitors are arranged in parallel. The plurality of first switches are serially connected to the plurality of capacitors, respectively. The plurality of first switches are turned on and off according to a control signal which is received from a controller(3300) and controls the electrostatic capacitance of a variable capacitor. A bypass line removes reflective power by detouring and releasing the reflective power which is accumulated in all kinds of circuit devices or a process chamber. [Reference numerals] (3300) Bypass line

Description

임피던스정합장치 및 이를 포함하는 기판처리장치{IMPEDANCE MATCHING APPARATUS AND SUBSTRATE TREAING APPARATUS USING THE SAME}Impedance matching device and substrate processing device including the same {IMPEDANCE MATCHING APPARATUS AND SUBSTRATE TREAING APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은 임피던스정합장치 및 이를 포함하는 기판처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마공정에서 임피던스를 정합하는 장치 및 이를 포함하여 플라즈마공정을 수행하는 기판처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to an impedance matching apparatus and a substrate processing apparatus including the same, and more particularly, to an apparatus for matching impedance in a plasma process and a substrate processing apparatus including the same.

플라즈마공정에서는 그 공정을 수행하는 공정챔버와 공정챔버로 고주파전력을 제공하는 고주파전원 간의 임피던스 정합이 필수적이다. 임피던스 정합(impedance matching)이란 전력의 송신단과 수신단의 임피던스를 동일하게 조정하여 전력전송 시 반사파를 제거하는 것으로, 플라즈마공정에서 공정챔버에서 고주파전력으로 플라즈마를 효과적으로 생성 및 유지하기 위해서는 공정챔버와 고주파전원 간의 임피던스를 정합하여야 한다.In the plasma process, impedance matching between a process chamber performing the process and a high frequency power source providing high frequency power to the process chamber is essential. Impedance matching is to remove reflected waves during power transmission by adjusting the impedances of the transmitting and receiving terminals of power equally. In order to effectively generate and maintain plasma with high frequency power from the process chamber in the plasma process, the process chamber and the high frequency power supply are The impedance of the liver must be matched.

일반적으로 플라즈마는 소스가스, 온도, 압력 등의 환경요인에 의해 전기적 특성인 임피던스가 크게 변화하는데, 플라즈마공정 동안 이러한 플라즈마의 임피던스의 변화에 의해 임피던스 정합이 깨지면 전력이 균일하게 전달되지 못하고, 이에 따라 플라즈마의 밀도에 편차가 발생하여 결과적으로 공정결과에 악영향을 끼치게 된다.In general, the plasma has a large change in impedance, which is an electrical characteristic due to environmental factors such as source gas, temperature, and pressure. When the impedance matching is broken due to the change of the plasma impedance during the plasma process, power is not uniformly transmitted. Variations in the density of the plasma result in adverse effects on the process results.

임피던스정합장치는 이처럼 변화하는 플라즈마 임피던스에 대응하여 고주파전원 측의 임피던스를 보상하는 장치이다. 임피던스정합장치는 커패시터와 인덕터로 구성되는 회로로 구현되는데, 종래에는 주로 스테핑모터와 기어단이 결합된 구동수단을 이용한 가변커패시터를 사용하여 임피던스를 보상해왔다. 그러나, 이러한 기계식 임피던스정합장치는 그 응답속도가 느려 공정챔버 내에 반사전력이 발생하게 되며, 이에 의해 아크가 발생하는 등 공정에 악영향을 주는 문제점이 있어 이를 해결하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.Impedance matching device is a device for compensating for the impedance of the high frequency power supply in response to the plasma impedance. Impedance matching device is implemented as a circuit composed of a capacitor and an inductor, and conventionally, the impedance is compensated by using a variable capacitor using a driving means mainly coupled to a stepping motor and a gear stage. However, the mechanical impedance matching device has a slow response time, so that reflected power is generated in the process chamber, and thus, an arc is generated, thereby adversely affecting the process. Therefore, studies to solve the problem have been actively conducted.

본 발명의 일 과제는, 신속한 임피던스 정합을 수행하는 임피던스정합장치 및 이를 포함하는 기판처리장치를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide an impedance matching device for performing a quick impedance matching and a substrate processing apparatus including the same.

본 발명의 다른 과제는, 공정챔버 내의 반사전력을 제거하는 임피던스정합장치 및 기판처리장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an impedance matching device and a substrate processing apparatus for removing the reflected power in the process chamber.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-described problem, the objects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the present specification and the accompanying drawings. .

본 발명은 임피던스정합장치를 제공한다.The present invention provides an impedance matching device.

본 발명의 일 양상에 따른 임피던스정합장치는, 플라즈마공정을 수행하는 공정챔버의 임피던스를 측정하는 임피던스측정기; 상기 임피던스측정기의 측정값에 근거하여 제어신호를 생성하는 제어기; 및 상기 공정챔버로 고주파전력을 전송하는 전송라인에 연결되어 상기 제어신호에 따라 임피던스를 정합하는 정합기;를 포함하되, 상기 정합기는, 정전용량이 조절되는 가변커패시터; 및 상기 공정챔버 내부에 축적된 반사전력을 제거하는 바이패스라인(by-pass line);을 포함한다.Impedance matching device according to an aspect of the present invention, the impedance measuring device for measuring the impedance of the process chamber performing the plasma process; A controller for generating a control signal based on the measured value of the impedance measuring instrument; And a matcher connected to a transmission line for transmitting high frequency power to the process chamber and matching an impedance according to the control signal, wherein the matcher includes: a variable capacitor having an adjustable capacitance; And a bypass line for removing reflected power accumulated in the process chamber.

상기 고주파전력을 제공하는 고주파전원으로의 반사전력을 측정하는 반사전력측정기;를 더 포함하고, 상기 제어기는, 상기 반사전력측정기의 측정값을 더 고려하여 상기 제어신호를 생성할 수 있다. A reflection power measuring device for measuring the reflected power to the high-frequency power supply for providing the high frequency power; further comprising, The controller may generate the control signal in consideration of the measured value of the reflected power meter.

상기 가변커패시터와 상기 바이패스라인은, 서로 병렬로 배치될 수 있다. The variable capacitor and the bypass line may be arranged in parallel with each other.

상기 가변커패시터와 상기 바이패스라인은, 상기 제어신호에 따라 어느 하나가 선택적으로 개폐될 수 있다. The variable capacitor and the bypass line may be selectively opened or closed in accordance with the control signal.

상기 가변커패시터는, 병렬로 배치된 복수의 커패시터 및 상기 복수의 커패시터에 연결된 복수의 제1스위치;를 포함하고, 상기 바이패스라인은, 상기 복수의 커패시터 각각과 병렬로 배치되는 복수의 제2스위치를 포함하고, 상기 제어신호에 따라 개폐되는 상기 복수의 제1스위치에 의해 상기 정전용량이 조절되고, 상기 복수의 제2스위치에 의해 상기 바이패스라인이 개폐될 수 있다. The variable capacitor includes a plurality of capacitors arranged in parallel and a plurality of first switches connected to the plurality of capacitors, and the bypass line includes a plurality of second switches arranged in parallel with each of the plurality of capacitors. The capacitance may be adjusted by the plurality of first switches that are opened and closed according to the control signal, and the bypass line may be opened and closed by the plurality of second switches.

상기 복수의 제1스위치 및 상기 복수의 제2스위치는 핀다이오드일 수 있다.The plurality of first switches and the plurality of second switches may be pin diodes.

본 발명은 기판처리장치를 제공한다.The present invention provides a substrate processing apparatus.

본 발명의 일 양상에 따른 기판처리장치는, 플라즈마공정을 수행하는 공정챔버; 고주파전력을 발생시키는 고주파전원; 상기 공정챔버로 상기 고주파전력을 전송하는 전송라인; 및 상기 전송라인에 연결되어, 상기 공정챔버의 임피던스를 정합하는 임피던스정합장치;를 포함하되, 상기 임피던스정합장치는, 상기 공정챔버의 임피던스를 측정하는 임피던스측정기; 상기 고주파전원으로의 반사전력을 측정하는 반사전력측정기; 상기 임피던스측정기 및 상기 반사전력측정기의 측정값에 근거하여 제어신호를 생성하는 제어기; 및 정전용량이 조절되는 가변커패시터; 및 상기 공정챔버 내부에 축적된 반사전력을 제거하는 바이패스라인;을 구비하는 정합기;를 포함한다.Substrate processing apparatus according to an aspect of the present invention, the process chamber for performing a plasma process; A high frequency power source generating high frequency power; A transmission line for transmitting the high frequency power to the process chamber; And an impedance matching device connected to the transmission line and matching an impedance of the process chamber, wherein the impedance matching device comprises: an impedance measuring device measuring an impedance of the process chamber; A reflected power meter for measuring the reflected power to the high frequency power source; A controller for generating a control signal based on the measured values of the impedance measuring instrument and the reflected power measuring instrument; And a variable capacitor whose capacitance is adjusted. And a bypass line for removing the reflected power accumulated in the process chamber.

상기 가변커패시터와 상기 바이패스라인은, 서로 병렬로 배치될 수 있다. The variable capacitor and the bypass line may be arranged in parallel with each other.

상기 가변커패시터와 상기 바이패스라인은, 상기 제어신호에 따라 어느 하나가 선택적으로 개폐될 수 있다. The variable capacitor and the bypass line may be selectively opened or closed in accordance with the control signal.

상기 가변커패시터는, 병렬로 배치된 복수의 커패시터 및 상기 복수의 커패시터에 연결된 복수의 제1스위치;를 포함하고, 상기 바이패스라인은, 상기 복수의 커패시터 각각과 병렬로 배치되는 복수의 제2스위치를 포함하고, 상기 제어신호에 따라 개폐되는 상기 복수의 제1스위치에 의해 상기 정전용량이 조절되고, 상기 복수의 제2스위치에 의해 상기 바이패스라인이 개폐될 수 있다. The variable capacitor includes a plurality of capacitors arranged in parallel and a plurality of first switches connected to the plurality of capacitors, and the bypass line includes a plurality of second switches arranged in parallel with each of the plurality of capacitors. The capacitance may be adjusted by the plurality of first switches that are opened and closed according to the control signal, and the bypass line may be opened and closed by the plurality of second switches.

상기 복수의 제1스위치 및 상기 복수의 제2스위치는 핀다이오드일 수 있다. The plurality of first switches and the plurality of second switches may be pin diodes.

본 발명에 의하면, 병렬 배치된 커패시터에 연결된 디지털스위치의 개폐를 통해 정전용량을 변화시켜 신속하게 임피던스를 정합할 수 있다.According to the present invention, impedance can be quickly matched by changing the capacitance through opening and closing of a digital switch connected to a capacitor arranged in parallel.

본 발명에 의하면, 공정챔버 내에 축적된 반사전력을 바이패스라인을 통해 제거함으로써 공정챔버 내에 아크가 발생하는 것을 방지하고, 플라즈마를 균일하게 유지할 수 있다. According to the present invention, by removing the reflected power accumulated in the process chamber through the bypass line, it is possible to prevent the arc from occurring in the process chamber and to maintain the plasma uniformly.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and the effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the present specification and the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 기판처리장치의 일 실시예의 구성도이다.
도 3은 도 2의 정합기의 일 실시예의 회로도이다.
도 4는 도 2의 정합기의 다른 실시예의 회로도이다.
도 5는 도 3 내지 도 4의 가변커패시터 및 바이패스라인의 일 실시예의 구성도이다.
도 6은 도 3 내지 도 4의 가변커패시터 및 바이패스라인의 다른 실시예의 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 기판처리장치의 다른 실시예의 구성도이다.
도 8은 본 발명에 따른 기판처리장치의 또 다른 실시예의 구성도이다.1 is a conceptual diagram of a substrate processing apparatus according to the present invention.
2 is a configuration diagram of an embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention.
3 is a circuit diagram of one embodiment of the matcher of FIG.
4 is a circuit diagram of another embodiment of the matcher of FIG.
5 is a configuration diagram of an embodiment of the variable capacitor and the bypass line of FIGS. 3 to 4.
6 is a configuration diagram of another embodiment of the variable capacitor and the bypass line of FIGS. 3 to 4.
7 is a configuration diagram of another embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention.
8 is a configuration diagram of yet another embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 용어와 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.The terms and accompanying drawings used herein are for the purpose of illustrating the present invention easily, and the present invention is not limited by the terms and drawings.

본 발명에 이용되는 기술 중 본 발명의 사상과 밀접한 관련이 없는 공지의 기술에 관한 자세한 설명은 생략한다.The detailed description of known techniques which are not closely related to the idea of the present invention among the techniques used in the present invention will be omitted.

이하에서는 본 발명에 따른 기판처리장치(100)에 관하여 설명한다.Hereinafter, the substrate processing apparatus 100 according to the present invention will be described.

기판처리장치(100)는 플라즈마공정을 수행한다. 플라즈마공정이란, 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 공정으로, 플라즈마공정의 대표적인 예로는 플라즈마증착공정, 플라즈마식각공정 등이 있다. 이러한 플라즈마공정에서 플라즈마는 소스가스에 고주파전력을 가하여 형성될 수 있다. The substrate processing apparatus 100 performs a plasma process. The plasma process is a process of processing a substrate using plasma, and typical examples of the plasma process include a plasma deposition process and a plasma etching process. In such a plasma process, the plasma may be formed by applying high frequency power to the source gas.

한편, 여기서 기판은 반도체소자나 평판디스플레이(FPD: flat panel display) 및 그 밖에 박막에 회로패턴이 형성된 물건의 제조에 이용되는 기판을 모두 포함하는 포괄적인 개념이다. On the other hand, the substrate here is a comprehensive concept including both a semiconductor device, a flat panel display (FPD) and other substrates used in the manufacture of articles having a circuit pattern formed on a thin film.

도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치(100)의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a substrate processing apparatus 100 according to the present invention.

도 1을 참조하면, 기판처리장치(100)는 고주파전원(1000)에서 발생된 고주파전원(1000)이 전송라인(1100)을 통해 공정챔버(2000)에 제공되면 공정챔버(2000)에서 이를 이용해 플라즈마를 생성하여 플라즈마공정이 진행되며, 이때 임피던스정합장치(3000)는 고주파전원(1000)과 공정챔버(2000)의 사이에서 양 측의 임피던스를 정합한다.Referring to FIG. 1, when the high frequency power source 1000 generated by the high frequency power source 1000 is provided to the process chamber 2000 through the transmission line 1100, the substrate processing apparatus 100 uses the same in the process chamber 2000. The plasma process is performed by generating plasma, and at this time, the impedance matching device 3000 matches the impedances of both sides between the high frequency power supply 1000 and the process chamber 2000.

이하에서는 본 발명에 따른 기판처리장치(100)에 관하여 다양한 실시예를 통해 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the substrate processing apparatus 100 according to the present invention will be described in more detail with reference to various embodiments.

도 2는 본 발명에 따른 기판처리장치(100)의 일 실시예의 구성도이다.2 is a configuration diagram of an embodiment of a substrate processing apparatus 100 according to the present invention.

도 2를 참조하면, 기판처리장치(100)의 일 실시예는, 고주파전원(1000), 전송라인(1100), 임피던스정합장치(3000) 및 공정챔버(2000)를 포함할 수 있다. 상술한 구성요소 중 일부, 예를 들어, 고주파전원(1000)과 전송라인(1100)은 기판처리장치(100)의 구성요소로 포함되는 대신 외부장치로 구현될 수도 있는데, 이는 후술할 기판처리장치(100)의 다른 실시예에서도 마찬가지이다.Referring to FIG. 2, an embodiment of the substrate processing apparatus 100 may include a high frequency power supply 1000, a transmission line 1100, an impedance matching device 3000, and a process chamber 2000. Some of the above-described components, for example, the high frequency power source 1000 and the transmission line 1100 may be implemented as an external device instead of being included as a component of the substrate processing apparatus 100, which will be described later. The same is true in the other embodiments of (100).

고주파전원(1000)은 고주파전력을 발생시킨다. 여기서, 고주파전원(1000)은 고주파전력을 펄스모드로 제공할 수 있다. 또, 고주파전원(1000)은 미리 설정된 고주파의 전력을 발생시킬 수 있으며, 고주파전원(1000)은 복수의 고주파전력을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 고주파전원(1000)은 2Mhz, 13.56Mhz, 1000Mhz 주파수의 전력을 발생시킬 수 있다. 물론, 필요에 따라 고주파전원(1000)은 상술한 주파수 이외의 다른 주파수의 고주파전력을 발생시킬 수도 있을 것이다.The high frequency power source 1000 generates high frequency power. Here, the high frequency power source 1000 may provide high frequency power in a pulse mode. In addition, the high frequency power source 1000 may generate a predetermined high frequency power, and the high frequency power source 1000 may generate a plurality of high frequency powers. For example, the high frequency power source 1000 may generate power of 2Mhz, 13.56Mhz, and 1000Mhz frequency. Of course, if necessary, the high frequency power supply 1000 may generate high frequency power of a frequency other than the aforementioned frequency.

전송라인(1100)은 고주파전원(1000)으로부터 공정챔버(2000)로 고주파전력을 전송한다. The transmission line 1100 transmits high frequency power from the high frequency power source 1000 to the process chamber 2000.

공정챔버(2000)는 전송받은 고주파전력을 소스가스에 가하여 플라즈마를 생성하여 이를 이용하여 기판을 처리하는 플라즈마공정을 수행한다. The process chamber 2000 generates a plasma by applying the received high frequency power to the source gas and performs a plasma process to process the substrate using the plasma.

이러한 공정챔버(2000)는 플라즈마발생기(2100)를 포함한다. 플라즈마발생기(2100)는 플라즈마를 형성한다. 플라즈마발생기(2100)는 공정챔버(2000)로 소스가스가 유입되면, 유입된 소스가스에 고주파전력을 가하고, 이에 따라 소스가스는 이온화되어 플라즈마 상태로 변한다. The process chamber 2000 includes a plasma generator 2100. The plasma generator 2100 forms a plasma. When the source gas is introduced into the process chamber 2000, the plasma generator 2100 applies high frequency power to the introduced source gas, and thus the source gas is ionized to change into a plasma state.

플라즈마발생기(2100)로는 용량결합형플라즈마(CCP: Capacitively coupled plasma, 2100a)발생기가 사용될 수 있다. 용량결합형플라즈마발생기(2100a)는 공정챔버(2000) 내에 위치하는 서로 평행한 두 개의 평판전극으로 이루어진다. 여기서, 평판전극 중 어느 하나에 고주파전원(1000)이 연결되어 고주파전력이 가해지고, 다른 하나가 접지되면, 평판전극의 사이에 축전전기장이 발생하여 공정챔버(2000) 내의 소스가스에 전기에너지가 전달되고, 이에 따라 소스가스가 이온화되게 된다. As the plasma generator 2100, a capacitively coupled plasma (CCP) generator may be used. The capacitively coupled plasma generator 2100a is composed of two flat electrodes parallel to each other positioned in the process chamber 2000. Here, when the high frequency power source 1000 is connected to any one of the plate electrodes and the high frequency power is applied, and the other is grounded, a capacitor electric field is generated between the plate electrodes, and electrical energy is applied to the source gas in the process chamber 2000. Delivered, thereby the source gas is ionized.

임피던스정합장치(3000)는 고주파전원(1000)과 공정챔버(2000) 사이의 전송라인(1100) 상에 설치되어 고주파전원(1000) 측과 공정챔버(2000) 측의 임피던스를 정합한다.The impedance matching device 3000 is installed on the transmission line 1100 between the high frequency power source 1000 and the process chamber 2000 to match the impedance of the high frequency power source 1000 side and the process chamber 2000 side.

임피던스정합장치(3000)는 임피던스측정기(3100), 반사전력측정기(3200), 제어기(3300) 및 정합기(3400)를 포함할 수 있다.The impedance matching device 3000 may include an impedance measuring device 3100, a reflected power measuring device 3200, a controller 3300, and a matching device 3400.

임피던스측정기(3100)는 공정챔버(2000)의 임피던스를 측정할 수 있다. 플라즈마공정이 진행되는 동안, 공정챔버(2000) 내부에 형성된 플라즈마의 임피던스가 변화하는데 이에 따라 공정챔버(2000)의 임피던스도 변할 수 있다. 또 공정챔버(2000)의 임피던스는 소스가스의 종류, 내부압력, 내부온도 등의 다양한 공정환경에 의해 변화할 수 있다. 임피던스측정기(3100)는 이러한 공정챔버(2000)의 임피던스를 측정하여 그 측정값을 제어기(3300)에 제공할 수 있다.The impedance measurer 3100 may measure the impedance of the process chamber 2000. While the plasma process is in progress, the impedance of the plasma formed inside the process chamber 2000 changes, and accordingly, the impedance of the process chamber 2000 may also change. In addition, the impedance of the process chamber 2000 may vary depending on various process environments such as the type of source gas, internal pressure, and internal temperature. The impedance measurer 3100 may measure the impedance of the process chamber 2000 and provide the measured value to the controller 3300.

반사전력측정기(3200)는 전송라인(1100)에 연결되어 고주파전원(1000) 측으로 반사되는 반사전력의 측정한다. 또 반사전력측정기(3200)는 측정된 반사전력의 측정값을 제어기(3300)에 제공할 수 있다.The reflected power measuring device 3200 is connected to the transmission line 1100 to measure the reflected power reflected to the high frequency power source 1000. In addition, the reflected power meter 3200 may provide the controller 3300 with a measured value of the measured reflected power.

제어기(3300)는 임피던스측정기(3100)와 반사전력측정기(3200)로부터 그 측정값들을 제공받아 이에 근거하여 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 정합기(3400)로 송출한다. 여기서, 제어신호는 임피던스 정합을 위해 후술할 가변커패시터(3410)의 정전용량을 조절하기 위하여 제1스위치(3412)의 개폐를 제어하는 신호일 수 있다. 또는 제어신호는 후술할 공정챔버(2000)에 축적된 반사전력을 제거하기 위해 바이패스라인(3430)의 개폐하도록 제2스위치(3431)를 제어하는 신호일 수 있다. 예를 들어, 제어신호는 스위치(3422)를 개폐하기 위한 온오프(on/off)신호일 수 있다.The controller 3300 receives the measured values from the impedance measuring device 3100 and the reflected power measuring device 3200, generates a control signal based on the measured values, and transmits the generated control signal to the matcher 3400. Here, the control signal may be a signal for controlling the opening and closing of the first switch 3412 to adjust the capacitance of the variable capacitor 3410, which will be described later for impedance matching. Alternatively, the control signal may be a signal for controlling the second switch 3431 to open and close the bypass line 3430 to remove the reflected power accumulated in the process chamber 2000 which will be described later. For example, the control signal may be an on / off signal for opening and closing the switch 3342.

이러한 제어기(3300)는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. Such a controller 3300 may be implemented in a computer or similar device using hardware, software, or a combination thereof.

하드웨어적으로 제어기(3300)는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 마이크로콘트롤러(micro-controllers), 마이크로프로세서(microprocessors)나 이들과 유사한 제어기능을 수행하는 전기적인 장치로 구현될 수 있다.In hardware, the controller 3300 may include application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), and processors (processors). It can be implemented as micro-controllers, microprocessors, or electrical devices that perform similar control functions.

또 소프트웨어적으로 제어기(3300)는 하나 이상의 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어코드 또는 소프트웨어어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어는 하드웨어적으로 구현된 제어부에 의해 실행될 있다. 또 소프트웨어는 서버 등의 외부기기로부터 상술한 하드웨어적인 구성으로 송신됨으로써 설치될 수 있다.In addition, in software, the controller 3300 may be implemented by software code or software application written in one or more programming languages. The software is executed by a hardware-implemented control unit. The software may be installed by being transmitted from an external device such as a server in the hardware configuration described above.

정합기(3400)는 제어기(3300)의 신호에 따라 임피던스를 정합한다. 정합기(3400)는 회로소자들을 포함하여 다양한 형태의 회로로 구현될 수 있으며, 제어신호에 따라 회로소자들의 동작을 제어하여 정전용량이나 유도용량을 동작하여 조절함으로써 임피던스를 정합할 수 있다.The matcher 3400 matches an impedance according to the signal of the controller 3300. The matcher 3400 may be implemented in various types of circuits including circuit elements, and may match impedance by controlling the operation of the circuit elements according to a control signal to operate by adjusting capacitance or inductance.

이러한 정합기(3400)는 가변커패시터(3410), 인덕터(3420) 및 바이패스라인(3430)를 포함할 수 있다. 여기서, 가변커패시터(3410), 인덕터(3420)나 바이패스라인(3430)은 단수 또는 복수일 수 있다. 한편, 인덕터(3420)는 고정인덕터, 가변인덕터 또는 그 조합으로 제공될 수 있다.The matcher 3400 may include a variable capacitor 3410, an inductor 3420, and a bypass line 3430. The variable capacitor 3410, the inductor 3420, or the bypass line 3430 may be singular or plural. Meanwhile, the inductor 3420 may be provided as a fixed inductor, a variable inductor, or a combination thereof.

도 3은 도 2의 정합기(3400)의 일 실시예의 회로도이다.3 is a circuit diagram of one embodiment of the matcher 3400 of FIG.

도 3을 참조하면, 정합기(3400)는 제1커패시터(3410a), 제2커패시터(3410b) 및 인덕터(3420)를 포함하여 엘타입(L type)의 회로로 구현될 수 있다. 여기서, ‘in’은 전력의 송신단을 의미하고, ‘out’은 전력의 수신단을 의미한다. 여기서, 제2커패시터(3410b)에는 병렬로 바이패스라인(3430)이 연결될 수 있다. Referring to FIG. 3, the matcher 3400 may be implemented as an L type circuit including a first capacitor 3410a, a second capacitor 3410b, and an inductor 3420. Here, 'in' means the transmitting end of the power, 'out' means the receiving end of the power. Here, the bypass line 3430 may be connected to the second capacitor 3410b in parallel.

도 4는 도 2의 정합기(3400)의 다른 실시예의 회로도이다.4 is a circuit diagram of another embodiment of the matcher 3400 of FIG.

도 4를 참조하면, 정합기(3400)는 제1커패시터(3410a), 제2커패시터(3410b) 및 인덕터(3420)를 포함하여 파이타입(π type)의 회로로 구현될 수 있다. 이때에는, 인덕터(3420)에는 바이패스라인(3430)이 병렬로 연결될 수 있다.Referring to FIG. 4, the matcher 3400 may be implemented as a pi type circuit including a first capacitor 3410a, a second capacitor 3410b, and an inductor 3420. In this case, the bypass line 3430 may be connected to the inductor 3420 in parallel.

물론, 정합기(3400)는 바이패스라인(3430)을 포함한 회로소자들의 배치가 상술한 예에 한정되는 것은 아니다. 정합기(3400)는 이외에도 역엘타입(inverse L type)의 회로 등과 같은 공지의 회로나 또는 필요에 따라 적절히 변경된 회로로 구현될 수도 있으며, 이러한 회로들에서 바이패스라인(3430)은 적어도 하나 이상의 회로소자와 병렬로 배치되거나 또는 회로소자가 없이 전송라인(1100) 상에 병렬로 배치될 수도 있을 것이다. Of course, the matcher 3400 is not limited to the above-described example in which the circuit elements including the bypass line 3430 are disposed. The matching unit 3400 may be implemented as well as a known circuit such as an inverse L type circuit or a circuit appropriately modified as necessary. In such circuits, the bypass line 3430 may include at least one circuit. It may be arranged in parallel with the elements or in parallel on the transmission line 1100 without circuit elements.

이러한 회로에서, 가변커패시터(3410)는 제어신호에 따라 정전용량이 조절된다. 정합기(3400)는 이러한 가변커패시터(3410)를 이용하여 임피던스 정합을 수행할 수 있다. 또, 바이패스라인(3430)으로는 공정챔버(2000)에 축전된 반사전력이 빠져나와 공정챔버(2000)에서 반사전력이 제거될 수 있다.In such a circuit, the variable capacitor 3410 has a capacitance adjusted according to the control signal. The matcher 3400 may perform impedance matching using the variable capacitor 3410. In addition, the reflected power stored in the process chamber 2000 may pass through the bypass line 3430, and thus the reflected power may be removed from the process chamber 2000.

도 5는 도 3 내지 도 4의 가변커패시터(3410) 및 바이패스라인(3430)의 일 실시예의 구성도이다. 5 is a configuration diagram of an exemplary embodiment of the variable capacitor 3410 and the bypass line 3430 of FIGS. 3 to 4.

가변커패시터(3410)는 복수의 커패시터(3410) 및 복수의 제1스위치(3412)를 포함한다. 바이패스라인(3430)은 복수의 제2스위치(3431)를 포함한다.The variable capacitor 3410 includes a plurality of capacitors 3410 and a plurality of first switches 3412. The bypass line 3430 includes a plurality of second switches 3431.

복수의 커패시터(3411)는 서로 병렬로 배치될 수 있다. 복수의 제1스위치(3412)는 각각 복수의 커패시터(3411)과 직렬로 연결된다. 복수의 제1스위치(3412)는 제어기(3300)로부터 수신되는 제어신호를 따라 개폐되어 가변커패시터(3410)의 정전용량을 조절한다. 커패시터(3411)들은 서로 병렬로 배치되므로, 가변커패시터(3410)의 정전용량은 제1스위치(3412)가 닫힌 커패시터(3411)들의 정전용량의 합이 될 수 있다. The plurality of capacitors 3411 may be arranged in parallel with each other. The plurality of first switches 3412 are respectively connected in series with the plurality of capacitors 3411. The plurality of first switches 3412 are opened and closed according to a control signal received from the controller 3300 to adjust the capacitance of the variable capacitor 3410. Since the capacitors 3411 are disposed in parallel to each other, the capacitance of the variable capacitor 3410 may be the sum of the capacitances of the capacitors 3411 where the first switch 3412 is closed.

여기서, 복수의 커패시터(3411)의 정전용량은 공정조건, 임피던스 정합의 속도, 공정챔버(2000)의 임피던스의 변화속도나 범위 등을 종합적으로 고려하여 설계될 수 있다. 예를 들어, 복수의 커패시터(3411)는 모두 동일한 정전용량을 가지도록 제공될 수 있다. 다른 예를 들어, 복수의 커패시터(3411)는 순차적으로 1:21:22:…:2n의 정전용량을 가지도록 제공될 수 있다. 이때, 가변커패시터(3410)의 정전용량은, 제1스위치(3412)의 개폐상태의 조합에 따라 1 내지 2n+1-1까지의 정전용량으로 조절될 수 있을 것이다.Here, the capacitances of the plurality of capacitors 3411 may be designed in consideration of process conditions, speeds of impedance matching, speeds and ranges of impedance changes of the process chambers 2000, and the like. For example, the plurality of capacitors 3411 may be provided such that all have the same capacitance. For another example, the plurality of capacitors 3411 may be sequentially disposed as 1: 2 1 : 2 2 :. It can be provided to have a capacitance of 2 n . In this case, the capacitance of the variable capacitor 3410 may be adjusted to a capacitance of 1 to 2 n + 1 −1 depending on a combination of opening and closing states of the first switch 3412.

복수의 제2스위치(3431)은 각각 복수의 커패시터(3411)로 병렬로 배치될 수 있다. 복수의 제2스위치(3431)은 역시 제어기(3300)로부터 수신되는 제어신호에 따라 개폐되어 바이패스라인(3430)을 개폐할 수 있다. The plurality of second switches 3431 may be arranged in parallel with the plurality of capacitors 3411, respectively. The plurality of second switches 3431 may also be opened and closed according to a control signal received from the controller 3300 to open and close the bypass line 3430.

일반적으로는 고주파전원(1000)으로부터 전송라인(1100)을 통해 공정챔버(2000)로 고주파전력이 전달되지만, 공정이 진행되는 동안 임피던스 정합이 깨지면, 공정챔버(2000) 내에 반사전력이 축적될 수 있다. 이상적으로 임피던스 정합이 지연시간 없이 공정챔버(2000)의 플라즈마 임피던스의 변화에 즉각적으로 응답하면, 반사전력이 발생하지 않으나 실제로는 임피던스 정합에 최소한의 지연시간이 소요되므로, 그 지연시간 동안에는 커패시터나 인덕터와 같은 회로상의 비소모성 회로소자나 공정챔버(2000)에 반사전력이 축적될 수 있다. 이러한 반사전력이 축적되면, 회로상에 제1스위치(3412)나 다른 회로소자에 부하를 가하여 회로에 손상이 발생하거나 또는 공정챔버(2000) 내에 축적되는 반사전력은 공정챔버(2000) 내에서 아크를 발생시키거나 플라즈마의 생성이나 유지를 방해해 플라즈마의 균일도를 저하시켜 플라즈마공정에 악영향을 가할 수 있다. Generally, high frequency power is transmitted from the high frequency power supply 1000 to the process chamber 2000 through the transmission line 1100. However, if impedance matching is broken during the process, reflected power may accumulate in the process chamber 2000. have. Ideally, if the impedance match immediately responds to a change in plasma impedance of the process chamber 2000 without a delay time, the reflected power does not occur, but in fact the minimum delay time is required for impedance matching, so that the capacitor or inductor The reflected power may be accumulated in the non-consumable circuit device or the process chamber 2000 on the circuit. When the reflected power is accumulated, damage is caused to the circuit by applying a load to the first switch 3412 or another circuit element on the circuit, or the reflected power accumulated in the process chamber 2000 is arced in the process chamber 2000. It may cause a negative effect on the plasma process by generating a or hinder the generation or maintenance of the plasma to reduce the uniformity of the plasma.

바이패스라인(3430)은 이처럼 각종 회로소자나 공정챔버(2000)에 축적된 반사전력을 우회시켜 해소함으로써, 반사전력을 제거할 수 있다. 각각의 커패시터(3411)와 병렬로 배치되는 바이패스라인(3430)이 제2스위치(3431)가 닫혀 연결되면, 반사전력은 이러한 바이패스라인(3430)을 통해 해소될 수 있다. The bypass line 3430 may remove the reflected power by bypassing and eliminating the reflected power accumulated in the various circuit elements or the process chambers 2000 as described above. When the bypass line 3430 disposed in parallel with each capacitor 3411 is connected by closing the second switch 3431, the reflected power may be canceled through the bypass line 3430.

도 6은 도 3 내지 도 4의 가변커패시터(3410) 및 바이패스라인(3430)의 다른 실시예의 구성도이다.6 is a configuration diagram of another embodiment of the variable capacitor 3410 and the bypass line 3430 of FIGS. 3 to 4.

한편, 이러한 가변커패시터(3410)와 바이패스라인(3430)에 사용되는 제1스위치(3412) 및 제2스위치(3411)로는 디지털스위치가 사용될 수 있다. 디지털스위치는 종래의 기계식 구동수단으로 동작하는 스위치에 비해 신속하게 동작하므로, 디지털방식의 제1스위치(3411)는 가변커패시터(3410)의 정전용량을 신속하게 변경할 수 있어 임피던스 정합 시 지연시간을 최소화할 수 있는 장점이 있다. 또 디지털방식의 제2스위치(3431)는 바이패스라인(3430)을 신속하게 개폐하여 반사전력을 빠르게 해소할 수 있다. 이러한 디지털스위치로는 예를 들어, 트랜지스터나 다이오드가 사용될 수 있다. Meanwhile, a digital switch may be used as the first switch 3412 and the second switch 3411 used in the variable capacitor 3410 and the bypass line 3430. Since the digital switch operates faster than a switch operated by a conventional mechanical driving means, the first switch 3411 of the digital method can quickly change the capacitance of the variable capacitor 3410, thereby minimizing delay time during impedance matching. There is an advantage to this. In addition, the digital second switch 3431 may quickly open and close the bypass line 3430 to quickly eliminate the reflected power. For example, a transistor or a diode may be used as the digital switch.

도 6을 참조하면, 제1스위치(3412) 및 제2스위치(3431)로는 핀다이오드(PIN diode, 3413, 3432)가 사용될 수 있다. 이러한 제1스위치(3412)의 핀다이오드(3413)은 그 정방향이 고주파전원(1000)으로부터 공정챔버(2000)를 향하도록 배치되며, 제2스위치(3431)의 핀다이오드(3432)는 그 정방향이 공정챔버(2000)로부터 고주파전원(1000)을 향하도록 배치될 수 있다. 핀다이오드(3413, 3432)는 닫힌 경우에는, 정방향으로 전력을 송신하고, 역방향으로는 전력이 흐르는 것을 차단하므로, 제1스위치(3412)가 닫힌 경우에는 그 스위치(3412)에 연결된 커패시터(3411)를 거쳐 고주파전원(1000)으로부터 공정챔버(2000) 방향으로 고주파전력을 전송되며, 제2스위치(3431)이 닫힌 경우에는 공정챔버(2000)로부터 고주파전원(1000)의 방향으로 반사전력이 전송될 수 있다.Referring to FIG. 6, pin diodes 3413 and 3432 may be used as the first switch 3412 and the second switch 3431. The pin diode 3413 of the first switch 3412 is disposed such that its positive direction is directed from the high frequency power supply 1000 toward the process chamber 2000, and the pin diode 3432 of the second switch 3431 has a positive direction. The process chamber 2000 may be disposed to face the high frequency power source 1000. The pin diodes 3413 and 3432 transmit power in the forward direction when closed and block the flow of power in the reverse direction. Therefore, when the first switch 3412 is closed, the capacitor 3411 connected to the switch 3412 is closed. The high frequency power is transmitted from the high frequency power source 1000 toward the process chamber 2000 through the high frequency power source. When the second switch 3431 is closed, the reflected power is transmitted from the process chamber 2000 toward the high frequency power source 1000. Can be.

여기서, 제1스위치(3412)의 핀다이오드(3413)와 제2스위치(3431)의 핀다이오드(3432)는 제어신호에 따라 어느 하나만 선택적으로 닫히도록 동작될 수 있다. 물론, 이들이 반드시 택일적으로 동작해야하는 것은 아니므로, 제1스위치(3412)와 제2스위치(3431)이 모두 열리는 경우도 가능할 것이다.Here, the pin diode 3413 of the first switch 3412 and the pin diode 3432 of the second switch 3431 may be operated to selectively close only one of them according to a control signal. Of course, since they do not necessarily have to operate alternatively, it may be possible that both the first switch 3412 and the second switch 3431 are opened.

한편, 디지털방식의 스위치가 반드시 상술한 핀다이오드로 한정되는 것은 아니며, 이외에도 알에프릴레이(RF relay)나 모스펫(MOSFET: metal-oxide semiconductor field effect transistor)이 사용될 수도 있다.On the other hand, the digital switch is not necessarily limited to the above-described pin diode, RF relay or MOSFET (metal-oxide semiconductor field effect transistor) may also be used.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 기판처리장치(100)의 일 실시예에서는 플라즈마발생기(2100)로 하나의 평판전극이 전송라인(1100)이 연결되고, 다른 하나의 평판전극이 접지된 용량결합형플라즈마발생기(2100a)를 이용하는데 이는 필요에 따라 적절히 변형될 수 있다.In one embodiment of the substrate processing apparatus 100 according to the present invention described above, one plate electrode is connected to the transmission line 1100 by the plasma generator 2100 and the other plate electrode is grounded capacitively coupled plasma. Generator 2100a is used, which may be modified as appropriate.

도 7은 본 발명에 따른 기판처리장치(100)의 다른 실시예의 구성도이다.7 is a configuration diagram of another embodiment of a substrate processing apparatus 100 according to the present invention.

도 7을 참조하면, 용량결합형플라즈마발생기(2100a)의 두 개의 평판전극은 각각 고주파전원(1000)에 연결될 수 있다. 이에 따라 기판처리장치(100)에는 각각의 평판전극에 대하여 두 개의 임피던스정합장치(3000)가 제공될 수 있다. 이때, 임피던스정합장치(3000)들은 제어기(3300)와 임피던스측정기(3100)를 공유하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 7, two plate electrodes of the capacitively coupled plasma generator 2100a may be connected to the high frequency power supply 1000, respectively. Accordingly, the substrate processing apparatus 100 may be provided with two impedance matching devices 3000 for each flat plate electrode. In this case, the impedance matching devices 3000 may be configured by sharing the controller 3300 and the impedance measuring device 3100.

도 8은 본 발명에 따른 기판처리장치(100)의 또 다른 실시예의 구성도이다.8 is a configuration diagram of another embodiment of a substrate processing apparatus 100 according to the present invention.

도 8를 참조하면, 공정챔버(2000)에는 플라즈마발생기(2100)로 유도결합플라즈마(ICP: inductively coupled plasma, 2100b)발생기가 사용될 수 있다. 유도결합형플라즈마발생기(2100b)는 공정챔버(2000)로 소스가스가 유입되는 부위에 설치될 수 있다. Referring to FIG. 8, an inductively coupled plasma (ICP) 2100b (ICP) generator may be used as the plasma generator 2100 in the process chamber 2000. The inductively coupled plasma generator 2100b may be installed at a portion where the source gas flows into the process chamber 2000.

이하에서는 본 발명에 따른 기판처리장치(100)를 이용하는 임피던스정합방법에 관하여 설명한다. 다만, 임피던스정합방법은 상술한 기판처리장치(100) 이외에도 이와 동일 또는 유사한 다른 장치를 이용하여 수행될 수 있다. 또한, 이러한 임피던스정합방법은 이를 수행하는 코드 또는 프로그램의 형태로 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장될 수 있다.Hereinafter, an impedance matching method using the substrate processing apparatus 100 according to the present invention will be described. However, the impedance matching method may be performed using the same or similar other device in addition to the substrate processing apparatus 100 described above. In addition, the impedance matching method may be stored in a computer-readable recording medium in the form of a code or a program for performing the impedance matching method.

임피던스정합방법에서는 먼저 소스가스공급원(미도시)로부터 공정챔버(2000)로 소스가스가 유입된다. 소스가스가 유입되면, 고주파전원(1000)이 고주파전력을 발생시키고, 전송라인(1100)을 통해 고주파전력이 플라즈마발생기(2100)로 전송된다. 플라즈마발생기(2100)는 고주파전력을 이용하여 소스가스를 이온화시켜 플라즈마를 형성시킨다. 플라즈마가 형성되면, 공정챔버(2000)는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리한다. 여기서, 기판은 반도체소자나 평판디스플레이 및 그 외에 박막에 회로패턴을 형성하여 제조되는 물건의 제조에 이용되는 기판을 모두 포함하는 포괄적인 개념으로 해석되어야 한다.In the impedance matching method, source gas is first introduced into the process chamber 2000 from a source gas supply source (not shown). When the source gas is introduced, the high frequency power source 1000 generates high frequency power, and the high frequency power is transmitted to the plasma generator 2100 through the transmission line 1100. The plasma generator 2100 ionizes the source gas using high frequency power to form a plasma. When the plasma is formed, the process chamber 2000 processes the substrate using the plasma. Here, the substrate should be interpreted as a comprehensive concept including a semiconductor device, a flat panel display, and other substrates used in the manufacture of articles manufactured by forming circuit patterns on thin films.

이와 같이, 플라즈마를 생성하고 기판을 처리하는 과정에서 기판으로부터 발생하는 이물질이나, 플라즈마의 밀도, 소스가스의 종류, 공정챔버(2000)의 내부온도와 내부압력 등의 다양한 공정조건에 의해 플라즈마임피던스 또는 공정챔버(2000)의 임피던스가 변화하게 된다. 특히, 플라즈마공정의 초기에 펄스모드로 고주파전원(1000)을 공급하는 시기, 플라즈마가 형성되는 시기, 플라즈마가 소멸하는 시기 등에는 그 임피던스가 급격하게 변화할 수 있다. As such, the plasma impedance or the like may be generated by various process conditions such as foreign matters generated from the substrate in the process of generating the plasma and processing the substrate, the density of the plasma, the type of the source gas, and the internal temperature and the internal pressure of the process chamber 2000. The impedance of the process chamber 2000 is changed. In particular, when the high frequency power supply 1000 is supplied in the pulse mode at the initial stage of the plasma process, the plasma is formed, and the plasma is extinguished, the impedance may change rapidly.

임피던스측정기(3100)는 플라즈마임피던스나 공정챔버(2000)의 임피던스를 측정하여, 그 측정값을 제어기(3300)에 인가한다. 또한, 임피던스가 변화함에 따라 임피던스 정합이 깨져 반사파가 발생할 수 있는데, 반사전력측정기(3200)는 고주파전원(1000) 측의 반사전력을 측정하고, 그 측정값을 제어기(3300)에 인가한다. 제어기(3300)는 임피던스측정기(3100)와 반사전력측정기(3200)로부터 측정값들을 획득하여 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 정합기(3400)로 송출한다.The impedance measurer 3100 measures the plasma impedance or the impedance of the process chamber 2000 and applies the measured value to the controller 3300. In addition, as impedance changes, impedance matching may be broken and reflected waves may be generated. The reflected power measuring device 3200 measures the reflected power of the high frequency power supply 1000 and applies the measured value to the controller 3300. The controller 3300 obtains measurement values from the impedance measuring device 3100 and the reflected power measuring device 3200, generates a control signal, and transmits the generated control signal to the matcher 3400.

정합기(3400)에서는 복수의 제1스위치(3412)가 제어신호에 따라 개폐될 수 있다. 가변커패시터(3410)는 이러한 복수의 제1스위치(3412)의 개폐상태에 따라 복수의 커패시터(3411) 중 병렬로 연결되는 커패시터(3411)의 수가 조절되어 그 정전용량이 조절된다. 결과적으로 이에 따라 고주파전원(1000) 측과 공정챔버(2000) 측의 임피던스 정합이 수행될 수 있다. 여기서, 정합기(3400)가 가변인덕터를 가지는 경우에는 제어기(3300)는 가변인덕터로 제어신호를 더 송출하여 가변인덕터의 유도용량을 조절하는 것을 병행하여 임피던스 정합을 수행할 수도 있다. 따라서, 임피던스정합장치(3000)가 정전용량뿐만 아니라 유도용량을 조절할 수 있으므로, 보다 다양한 범위와 방식에 따라 변화되는 임피던스를 보상할 수 있게 된다.In the matcher 3400, the plurality of first switches 3412 may be opened or closed according to a control signal. In the variable capacitor 3410, the number of capacitors 3411 connected in parallel among the plurality of capacitors 3411 is adjusted according to the opening and closing states of the plurality of first switches 3412, thereby adjusting the capacitance thereof. As a result, impedance matching between the high frequency power supply 1000 and the process chamber 2000 may be performed. In this case, when the matching unit 3400 has a variable inductor, the controller 3300 may further perform an impedance matching by simultaneously transmitting a control signal to the variable inductor to adjust the inductance of the variable inductor. Therefore, since the impedance matching device 3000 can adjust the inductance as well as the capacitance, it is possible to compensate for the impedance that is changed according to more various ranges and methods.

이러한 임피던스의 정합과정에서 제어기(3300)는 디지털신호를 송신하고, 핀다이오드 등으로 구현된 제1스위치(3412)는 제어신호에 따라 온오프되어 기계적으로 구동되는 스위치에 비해 빠르게 임피던스를 보상할 수 있다. 이에 따라 임피던스정합장치(3000)는 신속한 응답속도를 가지고 임피던스를 정합할 수 있다. In this impedance matching process, the controller 3300 transmits a digital signal, and the first switch 3412, which is implemented as a pin diode, is on and off according to a control signal to compensate for the impedance faster than a mechanically driven switch. have. Accordingly, the impedance matching device 3000 may match impedance with a fast response speed.

그러나, 응답속도가 신속하다 하더라도, 최소한의 지연시간이 발생할 수 있다. 따라서, 이처럼 임피던스의 정합이 깨지는 지연시간 동안에는 커패시터나 인덕터와 같은 비소모성 회로소자에 반사전력이 축적되게 된다. 예를 들어, 플라즈마발생기(2100)는 용량결합형플라즈마발생기(2100a)나 유도결합플라즈마발생기(2100b)가 사용되는 경우에는, 이들에 반사전력이 축적될 수 있다. 반사전력이 축적되면, 공정챔버(2000) 내에서 아크를 발생시키거나 플라즈마의 생성이나 유지를 방해해 플라즈마의 균일도를 저하시켜 플라즈마공정에 악영향을 가할 수 있다. However, even if the response speed is fast, minimal delay time may occur. Therefore, the reflected power is accumulated in non-consumable circuit elements such as capacitors and inductors during the delay time when impedance matching is broken. For example, when the plasma generator 2100 uses the capacitively coupled plasma generator 2100a or the inductively coupled plasma generator 2100b, the reflected power may be accumulated therein. When the reflected power is accumulated, the arc may be generated in the process chamber 2000 or the generation or maintenance of the plasma may be hindered, thereby lowering the uniformity of the plasma, thereby adversely affecting the plasma process.

따라서, 제어기(3300)는 주기적으로 또는 반사전력측정기(3200)의 측정값에 근거하여 반사전력이 임계값 이상이 되는 경우에는 제2스위치(3431)가 닫히도록 제어신호를 송신할 수 있다. 제2스위치(3431)에 의해 바이패스라인(3430)이 연결되면, 각종 회로소자나 공정챔버(2000)에 축적된 반사전력을 우회시켜 해소함으로써, 반사전력을 제거할 수 있다. Accordingly, the controller 3300 may transmit a control signal so that the second switch 3431 is closed periodically or when the reflected power becomes greater than or equal to the threshold value based on the measured value of the reflected power meter 3200. When the bypass line 3430 is connected by the second switch 3431, the reflected power stored in various circuit elements or the process chambers 2000 may be bypassed and eliminated, thereby removing the reflected power.

이상에서 언급된 본 발명의 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 기재된 것이므로, 본 발명이 상술한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. The above-described embodiments of the present invention are described in order to facilitate understanding of the present invention to those skilled in the art, so the present invention is not limited to the above embodiments.

따라서, 본 발명은 상술한 실시예 및 그 구성요소를 선택적으로 조합하거나 공지의 기술을 더해 구현될 수 있으며, 나아가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 치환 및 변경이 가해진 수정예, 변형예를 모두 포함한다.Therefore, it is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. For example, the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. All of the modifications are included.

또한, 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 발명은 모두 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.In addition, the scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all inventions within the scope of the claims should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: 기판처리장치
1000: 고주파전원 1100: 전송라인
2000: 공정챔버 2100: 플라즈마발생기
3000: 임피던스정합장치 3100: 임피던스측정기 3200: 반사전력측정기
3300: 제어기 3400: 정합기 3410: 가변커패시터
3411: 커패시터 3412: 제1스위치 3413: 제1핀다이오드
3420: 인덕터
3430: 바이패스라인 3431: 제2스위치 3432: 제2핀다이오드 100: substrate processing apparatus
1000: high frequency power supply 1100: transmission line
2000: process chamber 2100: plasma generator
3000: Impedance matching device 3100: Impedance meter 3200: Reflective power meter
3300: controller 3400: matching device 3410: variable capacitor
3411: Capacitor 3412: First switch 3413: First pin diode
3420: inductor
3430: bypass line 3431: second switch 3432: second pin diode

Claims (2)

플라즈마공정을 수행하는 공정챔버;
고주파전력을 발생시키는 고주파전원;
상기 공정챔버로 상기 고주파전력을 전송하는 전송라인; 및
상기 전송라인에 연결되어, 상기 공정챔버의 임피던스를 정합하는 임피던스정합장치;를 포함하되,
상기 임피던스정합장치는,
상기 공정챔버의 임피던스를 측정하는 임피던스측정기;
상기 고주파전원으로의 반사전력을 측정하는 반사전력측정기;
상기 임피던스측정기 및 상기 반사전력측정기의 측정값에 근거하여 제어신호를 생성하는 제어기; 및
정전용량이 조절되는 가변커패시터; 및 상기 공정챔버 내부에 축적된 반사전력을 제거하는 바이패스라인;을 구비하는 정합기;를 포함하는
기판처리장치.A process chamber performing a plasma process;
A high frequency power source generating high frequency power;
A transmission line for transmitting the high frequency power to the process chamber; And
An impedance matching device connected to the transmission line and matching an impedance of the process chamber;
The impedance matching device,
An impedance measuring instrument for measuring impedance of the process chamber;
A reflected power meter for measuring the reflected power to the high frequency power source;
A controller for generating a control signal based on the measured values of the impedance measuring instrument and the reflected power measuring instrument; And
A variable capacitor whose capacitance is adjusted; And a bypass line for removing the reflected power accumulated in the process chamber.
Substrate processing apparatus. 제1항에 있어서,
상기 가변커패시터와 상기 바이패스라인은, 서로 병렬로 배치되는
기판처리장치.The method of claim 1,
The variable capacitor and the bypass line are arranged in parallel with each other.
Substrate processing apparatus.
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