KR20140058787A - 플라즈마 처리 장치 및 상기 플라즈마 처리 장치의 임피던스를 매칭하는 방법 - Google Patents

플라즈마 처리 장치 및 상기 플라즈마 처리 장치의 임피던스를 매칭하는 방법 Download PDF

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성효성
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 플라즈마 처리 장치 및 상기 플라즈마 처리 장치의 임피던스를 매칭하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치는, RF 신호를 제공하는 RF 전원; 상기 RF 신호를 이용하여 플라즈마를 생성하는 플라즈마 챔버; 상기 플라즈마 챔버의 임피던스를 매칭시키는 임피던스 매칭기; 및 상기 플라즈마 챔버의 임피던스가 매칭되도록 상기 임피던스 매칭기 및 상기 RF 전원을 제어하는 제어기를 포함하며, 상기 제어기는 일차적으로 상기 임피던스 매칭기의 임피던스를 조절하고, 이차적으로 상기 RF 신호의 주파수를 변경할 수 있다.

Description

플라즈마 처리 장치 및 상기 플라즈마 처리 장치의 임피던스를 매칭하는 방법{APPARATUS FOR GENERATING PLASMA AND METHOD FOR MATCHING IMPEDANCE THEREOF}
본 발명은 플라즈마 처리 장치 및 상기 플라즈마 처리 장치의 임피던스를 매칭하는 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼를 제조하는 공정 중 건식 식각 공정에 사용되는 식각 장치나 이온 주입을 위해 사용되는 이온 주입기 등은 플라즈마 공정을 위한 챔버를 포함한다. 이러한 플라즈마 공정을 위하여, RF 전원으로부터 출력된 고주파 전력이 챔버로 공급된다. 이 과정에서, 상기 고주파 전력의 특성상 주변 환경에 따라 시스템의 임피던스가 변화할 수 있다. 그 결과, 상기 RF 전원으로부터 출력된 고주파 전력이 반사파에 의해 손실되어 상기 챔버로 전부 전송되지 않을 수 있다.
이러한 반사파를 최소로 줄이기 위해, 임피던스 매칭기가 상기 챔버에 연결된다. 일반적으로 상기 임피던스 매칭기는 가변 커패시터와 인덕터로 구성되어 있으며, 상기 가변 커패시터의 커패시턴스를 조절하여 임피던스 매칭을 구현한다.
종래의 임피던스 매칭기는 스텝핑 모터와 기어단이 결합된 구동 수단을 이용하여 커패시터를 구성하는 도전체 간의 간격을 조절함으로써 커패시턴스를 변화시키고 임피던스를 매칭시켰다. 그러나, 이와 같은 기계적 구동 수단을 이용하여 임피던스를 매칭시키는 경우, 매칭에 걸리는 시간이 길어지며 임피던스의 정밀한 조절이 어렵다는 문제가 있다. 특히, RF 전원이 펄스 모드로 전력을 공급하는 경우에는, 챔버 내 플라즈마의 상태 변화가 빠르기 때문에 종래의 방법으로는 신속한 임피던스 매칭이 어렵다.
본 발명의 일 실시예는, 플라즈마 챔버의 임피던스를 신속하고 정밀하게 매칭시키는 플라즈마 처리 장치 및 그 임피던스 매칭 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치는, RF 신호를 제공하는 RF 전원; 상기 RF 신호를 이용하여 플라즈마를 생성하는 플라즈마 챔버; 상기 플라즈마 챔버의 임피던스를 매칭시키는 임피던스 매칭기; 및 상기 플라즈마 챔버의 임피던스가 매칭되도록 상기 임피던스 매칭기 및 상기 RF 전원을 제어하는 제어기를 포함하며, 상기 제어기는, 일차적으로 상기 임피던스 매칭기의 임피던스를 조절하고, 이차적으로 상기 RF 신호의 주파수를 변경할 수 있다.
상기 제어기는: 상기 플라즈마 챔버의 임피던스를 측정하고, 측정된 임피던스와 목표 임피던스를 비교하여, 두 임피던스의 차이를 보상하도록 상기 임피던스 매칭기 및 상기 RF 전원을 제어할 수 있다.
상기 제어기는: 상기 임피던스 매칭기의 임피던스를 조절하여 상기 두 임피던스의 차이를 줄이고, 상기 RF 신호의 주파수를 변경하여 상기 두 임피던스를 일치시킬 수 있다.
상기 제어기는: 상기 두 임피던스의 차이가 기설정된 임계치보다 작으면, 상기 RF 신호의 주파수만을 변경하여 임피던스를 매칭시킬 수 있다.
상기 플라즈마 처리 장치는, 상기 플라즈마 챔버로부터 반사되는 반사 신호를 감지하는 감지기를 더 포함하고, 상기 제어기는, 상기 반사 신호를 이용하여 상기 플라즈마 챔버의 임피던스를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 방법은, 플라즈마 챔버의 임피던스를 측정하는 단계; 및 측정된 임피던스를 기반으로, 상기 플라즈마 챔버에 연결된 임피던스 매칭기의 임피던스를 조절하고, 상기 플라즈마 챔버에 인가되는 RF 신호의 주파수를 변경하여, 상기 플라즈마 챔버의 임피던스를 매칭시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 임피던스를 매칭시키는 단계는: 측정된 임피던스와 목표 임피던스를 비교하는 단계; 및 두 임피던스의 차이를 보상하도록 상기 임피던스 매칭기 및 상기 RF 신호를 생성하는 RF 전원을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제어하는 단계는: 상기 두 임피던스의 차이를 줄이도록 상기 임피던스 매칭기의 임피던스를 조절하는 단계; 및 상기 두 임피던스를 일치시키도록 상기 RF 신호의 주파수를 변경하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제어하는 단계는: 상기 두 임피던스의 차이를 기설정된 임계치와 비교하는 단계; 및 상기 두 임피던스의 차이가 상기 임계치보다 작으면, 상기 RF 신호의 주파수만을 변경하여 임피던스를 매칭시키는 단계;를 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 방법은 컴퓨터로 실행될 수 있는 프로그램으로 구현되어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 기록될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 플라즈마 챔버의 임피던스가 보다 신속하고 정확하게 매칭될 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 펄스 모드로 구동 시 챔버 내 플라즈마의 빠른 변화에 대응하여 임피던스 매칭이 정확하고 신속하게 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 챔버의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭기의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 임피던스 매칭기의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 임피던스 매칭 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 임피던스 매칭 방법을 설명하는 흐름도이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.
한편, 본 명세서 전체에서 사용되는 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. 그렇지만 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.
따라서, 일 예로서 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 더 분리될 수 있다.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치 및 그 임피던스 매칭 방법은, 플라즈마 챔버의 임피던스를 매칭시키기 위해 임피던스 매칭기의 임피던스를 조절하고 상기 플라즈마 챔버로 인가되는 RF 신호의 주파수를 변경할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(100)를 나타내는 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 처리 장치(100)는 RF 전원(11), 플라즈마 챔버(12), 임피던스 매칭기(13) 및 제어기(14)를 포함할 수 있다.
상기 RF 전원(11)은 RF 신호를 생성하여 상기 플라즈마 챔버(12)로 전송할 수 있다. 상기 RF 전원(11)은 RF 신호를 통해 상기 플라즈마 챔버(12)로 고주파 전력을 전달할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 RF 전원(11)은 펄스 파형을 갖는 RF 신호를 생성하여 상기 플라즈마 챔버(12)로 제공할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 RF 전원(11)은 정현파 형태의 RF 신호를 생성하여 플라즈마 챔버(12)로 제공할 수 있으나, 상기 RF 신호는 이에 제한되지 않고 톱니파, 삼각파 등 다양한 파형을 가질 수 있다.
상기 플라즈마 챔버(12)는 상기 RF 신호를 이용하여 플라즈마를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 챔버(12)는 상기 RF 신호를 통해 전달되는 고주파 전력을 이용하여 챔버로 유입되는 기체를 플라즈마 상태로 변화시킬 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 챔버(12)의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 챔버(12)는 RF 신호가 인가되는 전극(121)을 포함할 수 있다. 상기 전극(121)은 챔버로 유입되는 기체가 이온화되어 플라즈마 상태로 변화하도록 챔버에 전기에너지를 전달할 수 있다.
도 2에 도시된 전극(121)은 챔버 내부에서 두 개의 전극판이 서로 마주보도록 배치된 용량 결합형 플라즈마(CCP, Capacitively Coupled Plasma) 소스의 일 예를 나타낸다. 상기 용량 결합형 플라즈마 소스는 축전 전기장을 이용하여 챔버 내에 유입되는 기체의 전자에 전기에너지를 전달할 수 있다. 상기 용량 결합형 플라즈마 소스는 두 개의 전극판에 각각 RF 전원이 연결된 형태를 가질 수 있으나, 실시예에 따라 두 개의 전극판 중 상측 전극판에만 RF 전원이 연결될 수도 있다.
도 3에 도시된 전극(121)은 챔버 외부에 감긴 유도코일로 이루어진 유도 결합형 플라즈마(ICP, Inductively Coupled Plasma) 소스의 일 예를 나타낸다. 상기 유도 결합형 플라즈마 소스는 챔버 상부에 플라즈마 발생 장치가 별도로 결합되어, 챔버 내로 유입된 기체를 플라즈마 상태로 변화시키고, 상기 플라즈마를 다운스트림 방식으로 챔버에 제공할 수 있다.
상기 임피던스 매칭기(13)는 상기 플라즈마 챔버(12)의 임피던스를 매칭시킬 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 임피던스 매칭기(13)는 상기 RF 전원(11)과 상기 플라즈마 챔버(12) 사이에 연결될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭기(13)의 구성을 나타내는 회로도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭기(13)는 다수의 커패시터(131) 및 상기 다수의 커패시터를 상기 플라즈마 챔버(12)에 연결시키는 다수의 스위치(132)를 포함할 수 있다. 상기 임피던스 매칭기(13)는 상기 다수의 커패시터(131) 각각에 연결된 스위치(132)를 열고 닫음으로써 전체 커패시턴스 값을 조절할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따르면 상기 다수의 커패시터(131)는 서로 병렬로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 다수의 커패시터(131) 각각의 커패시턴스는 서로 다른 값을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않고 상기 다수의 커패시터(131)의 일부 또는 모두는 동일한 커패시턴스를 가질 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 커패시터(131) 각각의 커패시턴스는 두 배씩 증가할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 임피던스 매칭기(13)가 8 개의 커패시터(131)를 포함하는 경우, 상기 커패시터(131)의 커패시턴스 비율은 1:2:4:8:16:32:64:128로 구성될 수 있다. 이 경우, 각각의 커패시터를 조합하여 총 256가지의 커패시턴스를 구현할 수 있다.
상기 임피던스 매칭기(13)에 포함된 스위치(132)는 제어기(14)로부터 수신한 제어 신호에 따라 열리고 닫힐 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따르면, 상기 스위치(132)는 핀 다이오드를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 다양한 방식으로 동작하여 상기 커패시터(131)를 플라즈마 챔버(12)에 연결 및 분리시키는 임의의 스위치 소자를 포함할 수도 있다.
상기 제어기(14)는 플라즈마 챔버(12)의 임피던스가 매칭되도록 상기 임피던스 매칭기(13)의 임피던스를 조절하고 상기 RF 전원(11)이 생성하는 RF 신호의 주파수를 변경할 수 있다. 다시 말해, 상기 제어기(14)는 상기 임피던스 매칭기(13) 뿐만 아니라 상기 RF 전원(11)까지도 제어하여 상기 플라즈마 챔버(12)의 임피던스 매칭을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어기(14)는 일차적으로 상기 임피던스 매칭기(13)의 임피던스를 조절하고, 이차적으로 상기 RF 신호의 주파수를 변경할 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 챔버의 임피던스 매칭을 위해, 상기 임피던스 매칭기(13)에 의해 조절되는 임피던스의 양은 상기 RF 신호의 주파수 변경에 의해 조절되는 임피던스의 양보다 더 클 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어기(14)는 임피던스 매칭기(13)의 임피던스를 먼저 조절하고, 그리고 나서 상기 RF 신호의 주파수를 변경할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 제어기(14)는 임피던스 매칭기(13)의 임피던스 조절과 RF 신호의 주파수 변경을 동시에 수행할 수도 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제어기(14)는 RF 신호의 주파수를 먼저 변경하고, 그리고 나서 상기 임피던스 매칭기(13)의 임피던스를 조절할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어기(14)는 상기 플라즈마 챔버(12)의 임피던스를 측정하고, 측정된 임피던스와 목표 임피던스를 비교하여, 두 임피던스의 차이를 보상하도록 상기 임피던스 매칭기(13) 및 상기 RF 전원(11)을 제어할 수 있다. 상기 목표 임피던스는 전력 손실 없이 RF 전원(11)으로부터 플라즈마 챔버(12)로 최대의 전력이 전달되기 위한 플라즈마 챔버(12)의 임피던스로 설정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제어기(14)는 상기 플라즈마 챔버(12)의 임피던스를 소정의 시간 간격마다 반복적으로 측정할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 상기 제어기(14)는 상기 임피던스를 불규칙적으로 측정할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어기(14)는 상기 임피던스 매칭기(13)의 임피던스를 조절하여 상기 측정된 임피던스와 상기 목표 임피던스 간의 차이를 줄이고, 상기 RF 신호의 주파수를 변경하여 두 임피던스를 일치시킬 수 있다. 다시 말해, 상기 제어기(14)는 임피던스 매칭기(13)의 임피던스를 조절함으로써 플라즈마 챔버(12)의 임피던스를 목표 임피던스에 대략적으로 접근시키고, RF 신호의 주파수를 변경함으로써 상기 대략적으로 접근된 챔버의 임피던스를 목표 임피던스에 완전히 일치시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어기(14)는 일차적으로 상기 임피던스 매칭기(13)를 제어함으로써 대략적인 임피던스 매칭을 수행하고, 이차적으로 상기 RF 신호의 주파수를 변경함으로써 정밀한 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 임피던스 매칭기(13)의 제어와 RF 전원(11)의 제어는 동시에 수행될 수 있으나, 실시예에 따라 상기 임피던스 매칭기(13)의 제어가 먼저 수행되고 그 다음으로 RF 전원(11)의 제어가 수행될 수도 있으며, 반대로 RF 전원(11)의 제어가 먼저 수행되고 그 다음으로 임피던스 매칭기(13)의 제어가 수행될 수도 있다.
본 발명의 일 실시에에 따르면, 상기 제어기(14)는 상기 두 임피던스의 차이를 기설정된 임계치와 비교하고, 상기 두 임피던스의 차이가 상기 임계치보다 작으면, 상기 RF 신호의 주파수만을 변경하여 임피던스를 매칭시킬 수 있다. 다시 말해, 측정된 플라즈마 챔버(12)의 임피던스와 목표 임피던스 간의 차이가 소정의 임계치보다 작으면, 상기 제어기(14)는 임피던스 매칭기(13)를 배제하고 RF 전원(11)만을 제어함으로써 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.
임피던스 매칭기(13)를 이용하는 경우, 조절 가능한 임피던스의 범위는 비교적 크지만, 기계적인 수단의 구동 시간이나 스위치의 스위칭 시간으로 인해 임피던스 매칭에 걸리는 시간은 소정의 한계치 이하로 단축되기 어렵다. 반면, RF 신호의 주파수 변경으로 조절 가능한 임피던스의 범위는 비교적 작으나, 임피던스 매칭기(13)를 이용하는 것보다 더욱 신속하고 정밀한 제어가 가능하다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 측정된 임피던스와 목표 임피던스 간의 차이가 소정의 임계치 미만인 경우, 상기 제어기(14)는 RF 신호의 주파수만을 변경하여 임피던스를 신속하고 정확하게 매칭시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 처리 장치(100)는 플라즈마 챔버(12)로부터 반사되는 반사 신호를 감지하는 감지기(15)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 감지기(15)는 상기 RF 전원(11)의 출력단에 연결되어, 상기 RF 신호의 전압 및 전류를 검출하는 VI 센서를 포함할 수 있다. 상기 VI 센서가 검출한 전압 및 전류의 크기를 기반으로, 상기 제어기(14)는 RF 신호 중 플라즈마 챔버(12)에 전달되지 않고 반사되어 되돌아오는 반사 신호를 측정할 수 있다. 그리고, 상기 제어기(14)는 상기 반사 신호를 이용하여 상기 플라즈마 챔버(12)의 임피던스를 측정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 방법(200)을 설명하는 흐름도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 임피던스 매칭 방법(200)은 플라즈마 챔버(12)의 임피던스를 측정하는 단계(S21) 및 측정된 임피던스를 기반으로, 상기 플라즈마 챔버(12)에 연결된 임피던스 매칭기(13)의 임피던스를 조절하고, 상기 플라즈마 챔버(12)에 인가되는 RF 신호의 주파수를 변경하여, 상기 플라즈마 챔버(12)의 임피던스를 매칭시키는 단계(S22)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 임피던스를 측정하는 단계(S21)는, 상기 플라즈마 챔버(12)로부터 반사되어 되돌아오는 반사 신호를 감지하는 단계, 및 상기 반사 신호를 이용하여 임피던스를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 임피던스 매칭 방법(200)을 설명하는 흐름도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 임피던스를 매칭시키는 단계(S22)는, 측정된 임피던스와 목표 임피던스를 비교하는 단계(S221), 및 두 임피던스의 차이를 보상하도록 상기 임피던스 매칭기(13) 및 상기 RF 전원(11)을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제어하는 단계는, 두 임피던스의 차이를 줄이도록 상기 임피던스 매칭기(13)의 임피던스를 조절하는 단계(S222), 및 상기 두 임피던스를 일치시키도록 상기 RF 신호의 주파수를 변경하는 단계(S223)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 임피던스의 조절 및 상기 주파수의 변경은 동시에 수행될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 둘 중 어느 하나가 먼저 수행되고 나머지 하나가 그 다음으로 수행될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 임피던스 매칭 방법(200)은, 상기 단계(S223) 후에, 플라즈마 챔버(12)의 임피던스를 다시 측정하고, 임피던스 매칭을 위한 단계(S221), 단계(S222) 및 단계(S223)를 반복하여 수행할 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 방법(200)은 플라즈마 처리 장치(100)의 동작 도중 지속적으로 수행될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 임피던스 매칭 방법(200)을 설명하는 흐름도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제어하는 단계는, 상기 측정된 임피던스와 목표 임피던스의 차이를 계산하는 단계(S2211), 두 임피던스의 차이를 기설정된 임계치와 비교하는 단계(S2212), 상기 두 임피던스의 차이가 상기 임계치보다 작으면, 상기 RF 신호의 주파수만을 변경하여 임피던스를 매칭시키는 단계(S223)를 포함할 수 있다. 다시 말해, 이 실시예에 따르면, 두 임피던스의 차이가 임계치 이상이면, 전술한 바와 같이 임피던스 매칭기(13)와 RF 전원(11) 둘 모두를 제어하여 임피던스를 매칭시키지만, 상기 두 임피던스의 차이가 임계치 미만이면, RF 전원(11)만을 제어하여 신속하게 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 방법(200)은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다.
이상, 플라즈마 챔버에 연결된 임피던스 매칭기의 임피던스를 조절함과 함께 플라즈마 챔버로 인가되는 RF 신호의 주파수를 변경하여 임피던스를 매칭시키는 플라즈마 처리 장치 및 그 임피던스 매칭 방법을 설명하였다. 전술한 플라즈마 처리 장치 및 그 임피던스 매칭 방법에 따르면, 임피던스 매칭기만을 사용하는 것보다 신속하고 정밀하게 임피던스 매칭 작업을 수행할 수 있다.
100: 플라즈마 처리 장치 11: RF 전원
12: 플라즈마 챔버 13: 임피던스 매칭기
14: 제어기 15: 감지기

Claims (2)

  1. RF 신호를 제공하는 RF 전원;
    상기 RF 신호를 이용하여 플라즈마를 생성하는 플라즈마 챔버;
    상기 플라즈마 챔버의 임피던스를 매칭시키는 임피던스 매칭기; 및
    상기 플라즈마 챔버의 임피던스가 매칭되도록 상기 임피던스 매칭기 및 상기 RF 전원을 제어하는 제어기를 포함하며,
    상기 제어기는, 일차적으로 상기 임피던스 매칭기의 임피던스를 조절하고, 이차적으로 상기 RF 신호의 주파수를 변경하는 플라즈마 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는:
    상기 플라즈마 챔버의 임피던스를 측정하고, 측정된 임피던스와 목표 임피던스를 비교하여, 두 임피던스의 차이를 보상하도록 상기 임피던스 매칭기 및 상기 RF 전원을 제어하는 플라즈마 처리 장치.
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