KR20170030892A - 플라즈마 발생 장치, rf 신호 공급 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

플라즈마 발생 장치, rf 신호 공급 방법 및 기판 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 발생 장치, RF 신호 공급 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치는, RF 신호를 제공하는 RF 전원; 상기 RF 신호를 인가받아 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스; 전원 측의 출력 임피던스와 부하 측의 입력 임피던스를 정합시키는 임피던스 정합기; 상기 전원 측의 출력 임피던스와 상기 부하 측의 입력 임피던스 간의 임피던스 부정합과 관련된 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 및 상기 데이터를 기반으로 상기 RF 신호의 전력을 조절하는 제어기;를 포함할 수 있다.

Description

플라즈마 발생 장치, RF 신호 공급 방법 및 기판 처리 장치{PLASMA GENERATION DEVICE, RF SIGNAL SUPPLY METHOD AND APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 플라즈마 발생 장치, RF 신호 공급 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 제조에서 플라즈마를 이용한 공정, 예컨대 플라즈마 식각, 증착 등이 널리 사용되고 있다. 기판 위에 특정 물질의 박막을 소정의 패턴으로 형성하기 위해 기판 처리 장비는 공정 가스, 온도, 압력, 플라즈마를 생성하기 위한 RF 신호의 주파수, 전력 등 다양한 공정 조건들을 레시피에 따라 변경하면서 기판 처리 공정을 실시한다.
플라즈마는 공정 조건의 영향을 받으므로 기판 처리 진행 중 공정 조건이 변경되면 플라즈마의 방전 특성이 변화하게 된다. 플라즈마 방전을 위해 챔버에 RF 전력을 공급하는 RF 회로에서는 이러한 플라즈마의 방전 특성 변화로 인해 부하의 임피던스가 변경되어 임피던스 부정합이 발생한다. 전원과 부하 간의 임피던스 부정합은 반사파를 발생시켜 전력 손실을 유발할 뿐만 아니라 기판 및 장비에 손상을 입혀 공정의 생산성을 저하시키는 원인이 된다.
RF 회로에 임피던스 정합기가 도입되어 플라즈마 특성 변화 시 전원과 부하의 임피던스를 정합시키지만, 임피던스 정합기의 동작 속도가 플라즈마의 특성 변화를 따라가지 못하는 경우 공정 조건이 변경되는 천이 단계에서는 높은 반사 전력이 발생된다.
본 발명의 실시예는 기판 처리 공정 진행 도중 반사 전력을 최소화하면서 신속하게 플라즈마의 방전을 안정적인 상태로 만들 수 있는 플라즈마 발생 장치, RF 신호 공급 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치는, RF 신호를 제공하는 RF 전원; 상기 RF 신호를 인가받아 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스; 전원 측의 출력 임피던스와 부하 측의 입력 임피던스를 정합시키는 임피던스 정합기; 상기 전원 측의 출력 임피던스와 상기 부하 측의 입력 임피던스 간의 임피던스 부정합과 관련된 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 및 상기 데이터를 기반으로 상기 RF 신호의 전력을 조절하는 제어기;를 포함할 수 있다.
상기 데이터 수집부는: 상기 RF 신호가 상기 부하 측으로부터 반사되어 상기 전원 측으로 되돌아 오는 반사 신호에 관한 파라미터를 측정하는 센서를 포함할 수 있다.
상기 제어기는: 상기 반사 신호에 관한 지표값을 획득하고, 상기 지표값에 따라 상기 RF 신호의 전력 변화율을 결정할 수 있다.
상기 반사 신호에 관한 지표값은 상기 반사 신호의 전력, 상기 RF 신호의 정재파 비 및 상기 RF 신호의 반사 계수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제어기는: 상기 반사 신호의 전력이 감소할수록 상기 RF 신호의 전력 변화율을 증가시킬 수 있다.
상기 제어기는: 상기 RF 신호의 정재파 비가 감소할수록 상기 RF 신호의 전력 변화율을 증가시킬 수 있다.
상기 제어기는: 상기 RF 신호의 반사 계수가 감소할수록 상기 RF 신호의 전력 변화율을 증가시킬 수 있다.
상기 제어기는: 기 설정된 시간 간격마다 상기 반사 신호에 관한 지표값을 획득하여 시간에 대한 상기 지표값의 변화율을 계산하고, 상기 지표값의 변화율의 역수를 계산하여 상기 RF 신호의 전력 변화율로 결정할 수 있다.
상기 제어기는: 상기 지표값의 변화율의 역수에 미리 설정된 계수를 더 곱하여 상기 RF 신호의 전력 변화율로 결정할 수 있다.
상기 계수는 0을 제외한 실수일 수 있다.
상기 제어기는: 상기 플라즈마 소스에 인가되는 상기 RF 신호의 전력을 증가시키는 경우, 상기 계수를 음수로 설정하고, 상기 플라즈마 소스에 인가되는 상기 RF 신호의 전력을 감소시키는 경우, 상기 계수를 양수로 설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 RF 신호 공급 방법은, 전원 측으로부터 부하 측으로 RF 신호를 제공하는 단계; 상기 RF 신호가 상기 부하 측으로부터 반사되어 상기 전원 측으로 되돌아 오는 반사 신호에 관한 지표값을 획득하는 단계; 상기 지표값에 따라 상기 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 단계; 및 상기 전력 변화율에 따라 상기 RF 신호의 전력을 조절하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 반사 신호에 관한 지표값을 획득하는 단계는: 상기 반사 신호의 전력, 상기 RF 신호의 정재파 비 및 상기 RF 신호의 반사 계수 중 적어도 하나를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 지표값에 따라 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 단계는: 상기 반사 신호의 전력이 감소할수록 상기 RF 신호의 전력 변화율을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 지표값에 따라 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 단계는: 상기 RF 신호의 정재파 비가 감소할수록 상기 RF 신호의 전력 변화율을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 지표값에 따라 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 단계는: 상기 RF 신호의 반사 계수가 감소할수록 상기 RF 신호의 전력 변화율을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 반사 신호에 관한 지표값을 획득하는 단계는: 기 설정된 시간 간격마다 상기 반사 신호에 관한 지표값을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 지표값에 따라 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 단계는: 상기 시간 간격마다 획득된 지표값을 기반으로 시간에 대한 상기 지표값의 변화율을 계산하는 단계; 및 상기 지표값의 변화율의 역수를 계산하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 지표값에 따라 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 단계는: 상기 지표값의 변화율의 역수에 미리 설정된 계수를 곱하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 계수는 0을 제외한 실수일 수 있다.
상기 부하 측으로 제공되는 상기 RF 신호의 전력을 증가시키는 경우, 상기 계수는 음수로 설정되고, 상기 부하 측으로 제공되는 상기 RF 신호의 전력을 감소시키는 경우, 상기 계수는 양수로 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 RF 신호 공급 방법은 컴퓨터로 실행될 수 있는 프로그램으로 구현되어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 RF 신호 공급 방법은 컴퓨터와 결합되어 실행하기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 기판이 처리되는 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버 내에서 상기 기판을 지지하는 기판 지지 어셈블리; 상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및 상기 챔버 내의 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 플라즈마 발생 유닛을 포함하며, 상기 플라즈마 발생 유닛은: RF 신호를 제공하는 RF 전원; 상기 RF 신호를 인가받아 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스; 전원 측의 출력 임피던스와 부하 측의 입력 임피던스를 정합시키는 임피던스 정합기; 상기 전원 측의 출력 임피던스와 상기 부하 측의 입력 임피던스 간의 임피던스 부정합에 관련된 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 및 상기 데이터를 기반으로 상기 RF 신호의 전력을 조절하는 제어기;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판 처리 공정 진행 도중 반사 전력을 최소화하면서 신속하게 플라즈마의 방전을 안정적인 상태로 만들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치의 개략적인 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 신호에 관한 지표값과 RF 신호의 전력 간의 관계를 예시적으로 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 반사 신호에 관한 지표값의 변화율을 계산하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 반사 신호에 관한 지표값의 변화율을 기반으로 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 반사 신호에 관한 지표값의 변화율을 기반으로 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 신호 공급 방법의 예시적인 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 반사 신호에 관한 지표값을 기반으로 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 흐름도이다.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리한다. 예를 들어, 기판 처리 장치(10)는 기판(W)에 대하여 식각 공정을 수행할 수 있다. 기판 처리 장치(10)는 챔버(100), 기판 지지 어셈블리(200), 샤워 헤드(300), 가스 공급 유닛(400), 배플 유닛(500) 및 플라즈마 발생 유닛을 포함할 수 있다.
챔버(100)는 내부에 기판 처리 공정이 수행되는 처리 공간을 제공할 수 있다. 챔버(100)는 내부에 처리 공간을 가지고, 밀폐된 형상으로 제공될 수 있다. 챔버(100)는 금속 재질로 제공될 수 있다. 챔버(100)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 챔버(100)는 접지될 수 있다. 챔버(100)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성될 수 있다. 배기홀(102)은 배기 라인(151)과 연결될 수 있다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 챔버의 내부 공간에 머무르는 가스는 배기 라인(151)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기 과정에 의해 챔버(100)의 내부는 소정 압력으로 감압될 수 있다.
일 예에 의하면, 챔버(100) 내부에는 라이너(130)가 제공될 수 있다. 라이너(130)는 상면 및 하면이 개방된 원통 형상을 가질 수 있다. 라이너(130)는 챔버(100)의 내측면과 접촉하도록 제공될 수 있다. 라이너(130)는 챔버(100)의 내측벽을 보호하여 챔버(100)의 내측벽이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판 처리 공정 중에 발생한 불순물이 챔버(100)의 내측벽에 증착되는 것을 방지할 수 있다. 선택적으로, 라이너(130)는 제공되지 않을 수도 있다.
챔버(100)의 내부에는 기판 지지 어셈블리(200)가 위치할 수 있다. 기판 지지 어셈블리(200)는 기판(W)을 지지할 수 있다. 기판 지지 어셈블리(200)는 정전기력을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전 척(210)을 포함할 수 있다. 이와 달리, 기판 지지 어셈블리(200)는 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 정전 척(210)을 포함하는 기판 지지 어셈블리(200)에 대하여 설명한다.
기판 지지 어셈블리(200)는 정전 척(210), 하부 커버(250) 그리고 플레이트(270)를 포함할 수 있다. 기판 지지 어셈블리(200)는 챔버(100) 내부에서 챔버(100)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치할 수 있다.
정전 척(210)은 유전판(220), 몸체(230) 그리고 포커스 링(240)을 포함할 수 있다. 정전 척(210)은 기판(W)을 지지할 수 있다.
유전판(220)은 정전 척(210)의 상단에 위치할 수 있다. 유전판(220)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공될 수 있다. 유전판(220)의 상면에는 기판(W)이 놓일 수 있다. 유전판(220)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 가질 수 있다. 때문에, 기판(W)의 가장자리 영역은 유전판(220)의 외측에 위치할 수 있다.
유전판(220)은 내부에 제 1 전극(223), 히터(225) 그리고 제 1 공급 유로(221)를 포함할 수 있다. 제 1 공급 유로(221)는 유전판(210)의 상면으로부터 저면으로 제공될 수 있다. 제 1 공급 유로(221)는 서로 이격하여 복수 개 형성되며, 기판(W)의 저면으로 열전달 매체가 공급되는 통로로 제공될 수 있다.
제 1 전극(223)은 제 1 전원(223a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 전원(223a)은 직류 전원을 포함할 수 있다. 제 1 전극(223)과 제 1 전원(223a) 사이에는 스위치(223b)가 설치될 수 있다. 제 1 전극(223)은 스위치(223b)의 온/오프(ON/OFF)에 의해 제 1 전원(223a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치(223b)가 온(ON)되면, 제 1 전극(223)에는 직류 전류가 인가될 수 있다. 제 1 전극(223)에 인가된 전류에 의해 제 1 전극(223)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)은 유전판(220)에 흡착될 수 있다.
히터(225)는 제 1 전극(223)의 하부에 위치할 수 있다. 히터(225)는 제 2 전원(225a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 히터(225)는 제 2 전원(225a)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킬 수 있다. 발생된 열은 유전판(220)을 통해 기판(W)으로 전달될 수 있다. 히터(225)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 소정 온도로 유지될 수 있다. 히터(225)는 나선 형상의 코일을 포함할 수 있다.
유전판(220)의 하부에는 몸체(230)가 위치할 수 있다. 유전판(220)의 저면과 몸체(230)의 상면은 접착제(236)에 의해 접착될 수 있다. 몸체(230)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 몸체(230)의 상면은 중심 영역이 가장자리 영역보다 높게 위치되도록 단차질 수 있다. 몸체(230)의 상면 중심 영역은 유전판(220)의 저면에 상응하는 면적을 가지며, 유전판(220)의 저면과 접착될 수 있다. 몸체(230)는 내부에 제 1 순환 유로(231), 제 2 순환 유로(232) 그리고 제 2 공급 유로(233)가 형성될 수 있다.
제 1 순환 유로(231)는 열전달 매체가 순환하는 통로로 제공될 수 있다. 제 1 순환 유로(231)는 몸체(230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제 1 순환 유로(231)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제 1 순환 유로(231)들은 서로 연통될 수 있다. 제 1 순환 유로(231)들은 동일한 높이에 형성될 수 있다.
제 2 순환 유로(232)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공될 수 있다. 제 2 순환 유로(232)는 몸체(230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제 2 순환 유로(232)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제 2 순환 유로(232)들은 서로 연통될 수 있다. 제 2 순환 유로(232)는 제 1 순환 유로(231)보다 큰 단면적을 가질 수 있다. 제 2 순환 유로(232)들은 동일한 높이에 형성될 수 있다. 제 2 순환 유로(232)는 제 1 순환 유로(231)의 하부에 위치될 수 있다.
제 2 공급 유로(233)는 제 1 순환 유로(231)부터 상부로 연장되며, 몸체(230)의 상면으로 제공될 수 있다. 제 2 공급 유로(243)는 제 1 공급 유로(221)에 대응하는 개수로 제공되며, 제 1 순환 유로(231)와 제 1 공급 유로(221)를 연결할 수 있다.
제 1 순환 유로(231)는 열전달 매체 공급라인(231b)을 통해 열전달 매체 저장부(231a)와 연결될 수 있다. 열전달 매체 저장부(231a)에는 열전달 매체가 저장될 수 있다. 열전달 매체는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 실시예에 의하면, 열전달 매체는 헬륨(He) 가스를 포함할 수 있다. 헬륨 가스는 공급 라인(231b)을 통해 제 1 순환 유로(231)에 공급되며, 제 2 공급 유로(233)와 제 1 공급 유로(221)를 순차적으로 거쳐 기판(W) 저면으로 공급될 수 있다. 헬륨 가스는 플라즈마에서 기판(W)으로 전달된 열이 정전 척(210)으로 전달되는 매개체 역할을 할 수 있다.
제 2 순환 유로(232)는 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 냉각 유체 저장부(232a)와 연결될 수 있다. 냉각 유체 저장부(232a)에는 냉각 유체가 저장될 수 있다. 냉각 유체 저장부(232a) 내에는 냉각기(232b)가 제공될 수 있다. 냉각기(232b)는 냉각 유체를 소정 온도로 냉각시킬 수 있다. 이와 달리, 냉각기(232b)는 냉각 유체 공급 라인(232c) 상에 설치될 수 있다. 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 제 2 순환 유로(232)에 공급된 냉각 유체는 제 2 순환 유로(232)를 따라 순환하며 몸체(230)를 냉각할 수 있다. 몸체(230)는 냉각되면서 유전판(220)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)을 소정 온도로 유지시킬 수 있다.
몸체(230)는 금속판을 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 몸체(230) 전체가 금속판으로 제공될 수 있다. 몸체(230)는 제 3 전원(235a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제 3 전원(235a)은 고주파 전력을 발생시키는 고주파 전원으로 제공될 수 있다. 고주파 전원은 RF 전원을 포함할 수 있다. 몸체(230)는 제 3 전원(235a)으로부터 고주파 전력을 인가받을 수 있다. 이로 인하여 몸체(230)는 전극으로서 기능할 수 있다.
포커스 링(240)은 정전 척(210)의 가장자리 영역에 배치될 수 있다. 포커스 링(240)은 링 형상을 가지며, 유전판(220)의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 포커스 링(240)의 상면은 외측부(240a)가 내측부(240b)보다 높도록 단차질 수 있다. 포커스 링(240)의 상면 내측부(240b)는 유전판(220)의 상면과 동일 높이에 위치될 수 있다. 포커스 링(240)의 상면 내측부(240b)는 유전판(220)의 외측에 위치된 기판(W)의 가장자리 영역을 지지할 수 있다. 포커스 링(240)의 외측부(240a)는 기판(W)의 가장자리 영역을 둘러싸도록 제공될 수 있다. 포커스 링(240)은 기판(W)의 전체 영역에서 플라즈마의 밀도가 균일하게 분포하도록 전자기장을 제어할 수 있다. 이에 의해, 기판(W)의 전체 영역에 걸쳐 플라즈마가 균일하게 형성되어 기판(W)의 각 영역이 균일하게 식각될 수 있다.
하부 커버(250)는 기판 지지 어셈블리(200)의 하단부에 위치할 수 있다. 하부 커버(250)는 챔버(100)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치할 수 있다. 하부 커버(250)는 상면이 개방된 공간(255)이 내부에 형성될 수 있다. 하부 커버(250)의 외부 반경은 몸체(230)의 외부 반경과 동일한 길이로 제공될 수 있다. 하부 커버(250)의 내부 공간(255)에는 반송되는 기판(W)을 외부의 반송 부재로부터 정전 척(210)으로 이동시키는 리프트 핀 모듈(미도시) 등이 위치할 수 있다. 리프트 핀 모듈(미도시)은 하부 커버(250)로부터 일정 간격 이격되어 위치할 수 있다. 하부 커버(250)의 저면은 금속 재질로 제공될 수 있다. 하부 커버(250)의 내부 공간(255)은 공기가 제공될 수 있다. 공기는 절연체보다 유전율이 낮으므로 기판 지지 어셈블리(200) 내부의 전자기장을 감소시키는 역할을 할 수 있다.
하부 커버(250)는 연결 부재(253)를 가질 수 있다. 연결 부재(253)는 하부 커버(250)의 외측면과 챔버(100)의 내측벽을 연결할 수 있다. 연결 부재(253)는 하부 커버(250)의 외측면에 일정한 간격으로 복수 개 제공될 수 있다. 연결 부재(253)는 기판 지지 어셈블리(200)를 챔버(100) 내부에서 지지할 수 있다. 또한, 연결 부재(253)는 챔버(100)의 내측벽과 연결됨으로써 하부 커버(250)가 전기적으로 접지되도록 할 수 있다. 제 1 전원(223a)과 연결되는 제 1 전원라인(223c), 제 2 전원(225a)과 연결되는 제 2 전원라인(225c), 제 3 전원(235a)과 연결되는 제 3 전원라인(235c), 열전달 매체 저장부(231a)와 연결된 열전달 매체 공급라인(231b) 그리고 냉각 유체 저장부(232a)와 연결된 냉각 유체 공급 라인(232c) 등은 연결 부재(253)의 내부 공간(255)을 통해 하부 커버(250) 내부로 연장될 수 있다.
정전 척(210)과 하부 커버(250)의 사이에는 플레이트(270)가 위치할 수 있다. 플레이트(270)는 하부 커버(250)의 상면을 덮을 수 있다. 플레이트(270)는 몸체(230)에 상응하는 단면적으로 제공될 수 있다. 플레이트(270)는 절연체를 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 플레이트(270)는 하나 또는 복수 개가 제공될 수 있다. 플레이트(270)는 몸체(230)와 하부 커버(250)의 전기적 거리를 증가시키는 역할을 할 수 있다.
샤워 헤드(300)는 챔버(100) 내부에서 기판 지지 어셈블리(200)의 상부에 위치할 수 있다. 샤워 헤드(300)는 기판 지지 어셈블리(200)와 대향하도록 위치할 수 있다.
샤워 헤드(300)는 가스 분산판(310)과 지지부(330)를 포함할 수 있다. 가스 분산판(310)은 챔버(100)의 상면에서 하부로 일정거리 이격되어 위치할 수 있다. 가스 분산판(310)과 챔버(100)의 상면은 그 사이에 일정한 공간이 형성될 수 있다. 가스 분산판(310)은 두께가 일정한 판 형상으로 제공될 수 있다. 가스 분산판(310)의 저면은 플라즈마에 의한 아크 발생을 방지하기 위하여 그 표면이 양극화 처리될 수 있다. 가스 분산판(310)의 단면은 기판 지지 어셈블리(200)와 동일한 형상과 단면적을 가지도록 제공될 수 있다. 가스 분산판(310)은 복수 개의 분사홀(311)을 포함할 수 있다. 분사홀(311)은 가스 분산판(310)의 상면과 하면을 수직 방향으로 관통할 수 있다. 가스 분산판(310)은 금속 재질을 포함할 수 있다. 가스 분산판(310)은 제 4 전원(351)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제 4 전원(351)은 고주파 전원으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 가스 분산판(310)은 전기적으로 접지될 수도 있다. 가스 분산판(310)은 제 4 전원(351)과 전기적으로 연결되거나, 접지되어 전극으로서 기능할 수 있다.
지지부(330)는 가스 분산판(310)의 측부를 지지할 수 있다. 지지부(330)는 상단이 챔버(100)의 상면과 연결되고, 하단이 가스 분산판(310)의 측부와 연결될 수 있다. 지지부(330)는 비금속 재질을 포함할 수 있다.
가스 공급 유닛(400)은 챔버(100) 내부에 공정 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급 유닛(400)은 가스 공급 노즐(410), 가스 공급 라인(420), 그리고 가스 저장부(430)를 포함할 수 있다. 가스 공급 노즐(410)은 챔버(100)의 상면 중앙부에 설치될 수 있다. 가스 공급 노즐(410)의 저면에는 분사구가 형성될 수 있다. 분사구는 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급 라인(420)은 가스 공급 노즐(410)과 가스 저장부(430)를 연결할 수 있다. 가스 공급 라인(420)은 가스 저장부(430)에 저장된 공정 가스를 가스 공급 노즐(410)에 공급할 수 있다. 가스 공급 라인(420)에는 밸브(421)가 설치될 수 있다. 밸브(421)는 가스 공급 라인(420)을 개폐하며, 가스 공급 라인(420)을 통해 공급되는 공정 가스의 유량을 조절할 수 있다.
배플 유닛(500)은 챔버(100)의 내측벽과 기판 지지 어셈블리(200)의 사이에 위치될 수 있다. 배플(510)은 환형의 링 형상으로 제공될 수 있다. 배플(510)에는 복수의 관통홀(511)들이 형성될 수 있다. 챔버(100) 내에 제공된 공정 가스는 배플(510)의 관통홀(511)들을 통과하여 배기홀(102)로 배기될 수 있다. 배플(510)의 형상 및 관통홀(511)들의 형상에 따라 공정 가스의 흐름이 제어될 수 있다.
플라즈마 발생 유닛은 챔버(100) 내 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킬 수 있다. 상기 플라즈마 발생 유닛은 용량 결합형 플라즈마(CCP: capacitively coupled plasma) 타입의 플라즈마 소스를 사용할 수 있다. CCP 타입의 플라즈마 소스가 사용되는 경우, 챔버(100)의 내부에 상부 전극 및 하부 전극이 포함될 수 있다. 상부 전극 및 하부 전극은 챔버(100)의 내부에서 서로 평행하게 상하로 배치될 수 있다. 양 전극 중 어느 하나의 전극은 고주파 전력을 인가하고, 다른 전극은 접지될 수 있다. 양 전극 간의 공간에는 전자기장이 형성되고, 이 공간에 공급되는 공정 가스는 플라즈마 상태로 여기될 수 있다. 이 플라즈마를 이용하여 기판 처리 공정이 수행될 수 있다. 일 예에 의하면, 상부 전극은 샤워 헤드(300)로 제공되고, 하부 전극은 몸체(230)로 제공될 수 있다. 하부 전극에는 고주파 전력이 인가되고, 상부 전극은 접지될 수 있다. 이와 달리, 상부 전극과 하부 전극에 모두 고주파 전력이 인가될 수도 있다. 이로 인하여 상부 전극과 하부 전극 사이에 전자기장이 발생될 수 있다. 발생된 전자기장은 챔버(100) 내부로 제공된 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킬 수 있다.
이하, 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 설명하도록 한다.
기판 지지 어셈블리(200)에 기판(W)이 놓이면, 제 1 전원(223a)으로부터 제 1 전극(223)에 직류 전류가 인가될 수 있다. 제 1 전극(223)에 인가된 직류 전류에 의해 제 1 전극(223)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)은 정전 척(210)에 흡착될 수 있다.
기판(W)이 정전 척(210)에 흡착되면, 가스 공급 노즐(410)을 통하여 챔버(100) 내부에 공정 가스가 공급될 수 있다. 공정 가스는 샤워 헤드(300)의 분사홀(311)을 통하여 챔버(100)의 내부 영역으로 균일하게 분사될 수 있다. 제 3 전원(235a)에서 생성된 고주파 전력은 하부 전극으로 제공되는 몸체(230)에 인가될 수 있다. 상부 전극으로 제공되는 샤워 헤드의 분사판(310)은 접지될 수 있다. 상부 전극과 하부 전극 사이에는 전자기력이 발생할 수 있다. 전자기력은 기판 지지 어셈블리(200)와 샤워 헤드(300) 사이의 공정 가스를 플라즈마로 여기시킬 수 있다. 플라즈마는 기판(W)으로 제공되어 기판(W)을 처리할 수 있다. 플라즈마는 식각 공정을 수행할 수 있다.
도 1에 도시된 기판 처리 장치(10)는 CCP(Capacitively Coupled Plasma) 타입의 플라즈마 소스(예컨대, 챔버 내에 설치된 전극)를 이용하여 챔버(100) 내에 전기장을 생성함으로써 플라즈마를 생성하였다. 하지만, 기판 처리 장치(10)는 이에 제한되지 않고 실시예에 따라 ICP(Inductively Coupled Plasma) 타입의 플라즈마 소스(예컨대, 챔버의 외부 또는 내부에 설치되는 코일)를 이용하여 전자기장을 유도함으로써 플라즈마를 생성할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치(600)의 개략적인 회로도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 발생 장치(600)는 RF 전원(610), 부하(620)에 해당하는 플라즈마 소스, 임피던스 정합기(630), 데이터 수집부 및 제어기(650)를 포함한다.
상기 RF 전원(610)은 RF 신호를 제공한다. 상기 RF 전원(610)은 사전에 결정된 주파수의 RF 신호를 생성하여 부하(620)로 출력함으로써 플라즈마 소스에 플라즈마를 생성하기 위한 전력을 공급한다.
상기 플라즈마 소스는 RF 신호를 인가받아 플라즈마를 발생시킨다. 전술한 바와 같이, 상기 플라즈마 소스는 챔버(100) 내에서 서로 마주보도록 배치된 평행 평판 전극들을 포함하는 CCP 타입의 플라즈마 소스, 챔버(100)에 감겨 전자장을 유도하는 안테나 코일을 포함하는 ICP 타입의 플라즈마 소스 등 다양한 형태의 장비들을 포함할 수 있다.
상기 임피던스 정합기(630)는 전원 측의 출력 임피던스와 부하 측의 입력 임피던스를 정합시킨다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 임피던스 정합기(630)는 RF 전원(610)과 부하(620) 사이에 연결되어 RF 회로의 일 지점에서 전원 측을 바라본 임피던스, 즉 전원 측의 출력 임피던스와 부하 측을 바라본 임피던스, 즉 부하 측의 입력 임피던스를 서로 정합시켜 반사파의 발생을 방지한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 임피던스 정합기(630)는 상기 제어기(650)에 의해 그 임피던스 값이 조절되어 전원 측의 출력 임피던스와 부하 측의 입력 임피던스를 정합시킬 수 있다.
상기 데이터 수집부는 전원 측의 출력 임피던스와 부하 측의 입력 임피던스 간의 임피던스 부정합과 관련된 데이터를 수집할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 데이터 수집부는 RF 신호가 부하 측으로부터 반사되어 전원 측으로 되돌아오는 반사 신호에 관한 파라미터를 측정하는 센서(640)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 수집부는 RF 회로에서 임피던스 정합기(630)와 부하(620) 사이에 설치되어 해당 노드에서의 RF 신호의 전압, 전류 등을 측정하는 센서(640)를 포함하거나, RF 전원(610)과 임피던스 정합기(630) 사이에 설치되어 해당 노드에서의 RF 신호의 전압, 전류 등을 측정하는 센서(640)를 포함할 수 있다.
상기 센서(640)에서 측정된 신호 파라미터 값은 상기 제어기(650)로 전송되어 RF 회로의 임피던스 부정합을 평가하기 위한 데이터로 사용될 수 있다.
상기 제어기(650)는 상기 센서(640)로부터 수집된 데이터를 기반으로 RF 신호의 전력을 조절할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제어기(650)는 RF 전원(610)에 제어 신호를 송신하여 RF 전원(610)의 동작을 제어함으로써 RF 신호의 파라미터, 예컨대 전력을 조절할 수 있다.
상기 제어기(650)는 반사 신호에 관한 지표값을 획득하고, 상기 지표값에 따라 RF 신호의 전력 변화율을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어기(650)는 반사 신호에 관한 지표값으로 반사 신호의 전력을 산출할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 제어기(650)는 반사 신호에 관한 지표값으로 RF 신호의 정재파 비를 산출할 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제어기(650)는 반사 신호에 관한 지표값으로 RF 신호의 반사 계수를 산출할 수 있다. 실시예에 따라, 상기 반사 신호에 관한 지표값은 반사 신호의 전력, RF 신호의 정재파 비 및 반사 계수 중 둘 이상을 포함할 수도 있다.
상기 제어기(650)는 상기 센서(640)로부터 신호 파라미터 값을 수신하고, 그 신호 파라미터 값을 기초로 상기 지표값을 산출할 수 있다.
상기 제어기(650)는 상기 반사 신호에 관한 지표값을 기초로 RF 전원(610)이 공급하는 RF 신호의 전력 변화율을 결정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어기(650)는 상기 반사 신호에 관한 지표값이 감소할수록 상기 RF 신호의 전력 변화율을 증가시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 신호에 관한 지표값과 RF 신호의 전력 간의 관계를 예시적으로 나타내는 그래프이다.
도 3을 참조하면, 상기 제어기(650)는 반사 신호의 전력이 감소할수록 RF 신호의 전력 변화율을 증가시킬 수 있다. 상기 RF 신호의 전력 변화율은 RF 신호의 전력 그래프의 기울기일 수 있다.
이 실시예에 따르면, 상기 제어기(650)는 반사 신호의 전력이 감소할수록 RF 신호의 전력 변화율을 증가시키거나, RF 신호의 정재파 비가 감소할수록 RF 신호의 전력 변화율을 증가시키거나, RF 신호의 반사 계수가 감소할수록 RF 신호의 전력 변화율을 증가시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예는 RF 전원(610)이 부하(620)에 공급하는 RF 신호의 전력을 센서(640)를 통해 획득한 반사 신호에 관한 지표값에 기초하여 동적으로 조절함으로써 공정 진행 도중 반사 전력을 최소화할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예는 기판 처리 도중 공정 조건의 변경으로 RF 신호의 전력이 현재 값에서 목표 값으로 증가 또는 감소하는 경우에 상기 반사 신호에 관한 지표값에 따라 그 증가 또는 감소 속도를 조절함으로써 반사 전력을 최소화할 뿐만 아니라, RF 신호의 전력이 목표 값에 도달하기까지 걸리는 시간을 줄여 신속하게 플라즈마 방전을 안정적인 상태로 만들 수 있다.
이하에서는 반사 신호에 관한 지표값에 따라 RF 신호의 전력 변화율을 동적으로 조절하는 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 반사 신호에 관한 지표값의 변화율을 계산하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어기(650)는 기 설정된 시간 간격마다 반사 신호에 관한 지표값을 획득하여 시간에 대한 지표값의 변화율을 계산할 수 있다.
예를 들어, 도 4를 참조하면, 상기 제어기(650)는 상기 센서(640)로부터 수신된 신호 파라미터 값을 기반으로 일정 시간 간격 △t마다 반사 신호에 관한 지표값(I1 내지 I8)을 산출하고, 상기 시간 간격 △t 및 상기 지표값(I1 내지 I8)을 이용하여 시간에 대한 지표값의 변화율(S1 내지 S7)을 계산할 수 있다. 이 실시예에서 상기 시간에 대한 지표값의 변화율(S1 내지 S7)은 시간 축 방향으로 인접한 두 지표값들 간의 기울기일 수 있다.
그러고 나서, 상기 제어기(650)는 상기 지표값의 변화율(S1 내지 S7)의 역수를 계산하여 RF 신호의 전력 변화율로 결정할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 반사 신호에 관한 지표값의 변화율(S1 내지 S7)을 기반으로 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어기(650)는 상기 지표값의 변화율(S1 내지 S7)의 역수에 미리 설정된 계수를 더 곱하여 RF 신호의 전력 변화율로 결정할 수 있다. 여기서, 상기 계수는 0을 제외한 실수일 수 있다.
예를 들어, 상기 제어기(650)는 플라즈마 소스에 인가되는 RF 신호의 전력을 증가시키는 경우 상기 계수를 음수로 설정할 수 있으며, 플라즈마 소스에 인가되는 RF 신호의 전력을 감소시키는 경우 상기 계수를 양수로 설정할 수 있다.
도 5의 실시예는 공정 조건의 변경으로 RF 신호의 전력이 증가하는 경우이며, 이 때 상기 제어기(650)는 상기 시간에 대한 지표값의 변화율(S1 내지 S7)의 역수에 음의 계수를 곱하여 RF 신호의 전력 변화율로 결정할 수 있다.
반대로, 도 6의 실시예는 공정 조건의 변경으로 RF 신호의 전력이 감소하는 경우이며, 이 때 상기 제어기(650)는 상기 시간에 대한 지표값의 변화율(S1 내지 S7)의 역수에 양의 계수를 곱하여 RF 신호의 전력 변화율로 결정할 수 있다.
두 실시예들 모두 반사 신호에 관한 지표값(I1 내지 I8)이 감소할수록 기울기의 절대값이 증가하도록 RF 신호의 전력이 조절되며, 그 RF 신호의 전력 변화율은 시간에 대한 지표값의 변화율(S1 내지 S7)에 기초하여 계산된다.
전술한 본 발명의 실시예에 따르면, 기판 처리 도중 공정 조건의 변경으로 플라즈마 소스에 공급되는 RF 신호의 전력이 변경될 때, 전원 측의 출력 임피던스와 부하 측의 입력 임피던스 간 부정합이 커 반사 신호에 관한 지표값이 큰 경우에는 RF 신호의 전력을 느리게 변화시켜 반사 전력을 억제하고, 시간이 지남에 따라 임피던스 정합기(630)에 의해 임피던스가 정합됨에 따라 반사 신호에 관한 지표값이 작아지는 경우 RF 신호의 전력을 빠르게 변화시켜 RF 신호의 전력이 목표 값에 도달하는데 걸리는 시간을 단축시킴으로써 플라즈마를 신속하게 안정적인 상태로 만들 수 있다.
뿐만 아니라, 실시예에 따라 상기 시간에 대한 지표값의 변화율(S1 내지 S7)의 역수에 곱해지는 계수의 절대값을 1보다 크게 설정함으로써 상기 RF 신호의 전력이 목표 값에 도달하는데 걸리는 시간을 보다 더 단축시킬 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 신호 공급 방법(20)의 예시적인 흐름도이다.
상기 RF 신호 공급 방법(20)은 전술한 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치(600)에 의해 수행될 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 RF 신호 공급 방법(20)은 전원 측으로부터 부하 측으로 RF 신호를 제공하는 단계(S210), RF 신호가 부하 측으로부터 반사되어 전원 측으로 되돌아 오는 반사 신호에 관한 지표값을 획득하는 단계(S220), 지표값에 따라 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 단계(S230), 및 전력 변화율에 따라 RF 신호의 전력을 조절하는 단계(S240)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 반사 신호에 관한 지표값을 획득하는 단계(S220)는, 반사 신호의 전력, RF 신호의 정재파 비 및 RF 신호의 반사 계수 중 적어도 하나를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 지표값에 따라 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 단계(S230)는, 반사 신호의 전력이 감소할수록 RF 신호의 전력 변화율을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 지표값에 따라 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 단계(S230)는, RF 신호의 정재파 비가 감소할수록 RF 신호의 전력 변화율을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 지표값에 따라 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 단계(S230)는, RF 신호의 반사 계수가 감소할수록 RF 신호의 전력 변화율을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 반사 신호에 관한 지표값을 기반으로 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반사 신호에 관한 지표값을 획득하는 단계(S220)는, 기 설정된 시간 간격 △t마다 반사 신호에 관한 지표값(I1 내지 I8)을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
이 경우, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 지표값에 따라 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 단계(S230)는, 상기 시간 간격 △t마다 획득된 지표값(I1 내지 I8)을 기반으로 시간에 대한 지표값의 변화율(S1 내지 S7)을 계산하는 단계(S231), 및 상기 지표값의 변화율(S1 내지 S7)의 역수를 계산하는 단계(S232)를 포함할 수 있다. 계산된 지표값의 변화율의 역수는 RF 신호의 전력 변화율로 결정되어 그에 따라 RF 신호의 전력이 조절될 수 있다.
나아가, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 지표값에 따라 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 단계(S230)는, 지표값의 변화율(S1 내지 S7)의 역수에 미리 설정된 계수를 곱하는 단계(S233)를 더 포함할 수도 있다. 여기서, 상기 계수는 0을 제외한 실수일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 부하 측으로 제공되는 RF 신호의 전력을 증가시키는 경우 상기 계수는 음수로 설정되고, 부하 측으로 제공되는 RF 신호의 전력을 감소시키는 경우 상기 계수는 양수로 설정될 수 있다.
상기 RF 신호 공급 방법(20)은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 상기 RF 신호 공급 방법(20)은 컴퓨터와 결합되어 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.
이상에서 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 위 실시예는 단지 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것으로 이에 한정되지 않는다. 통상의 기술자는 전술한 실시예에 다양한 변형이 가해질 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위의 해석을 통해서만 정해진다.
10: 기판 처리 장치
100: 챔버
200: 기판 지지 어셈블리
300: 샤워 헤드
400: 가스 공급 유닛
500: 배플 유닛
600: 플라즈마 발생 장치
610: RF 전원
620: 부하
630: 임피던스 정합기
640: 센서
650: 제어기

Claims (23)

  1. RF 신호를 제공하는 RF 전원;
    상기 RF 신호를 인가받아 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스;
    전원 측의 출력 임피던스와 부하 측의 입력 임피던스를 정합시키는 임피던스 정합기;
    상기 전원 측의 출력 임피던스와 상기 부하 측의 입력 임피던스 간의 임피던스 부정합과 관련된 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 및
    상기 데이터를 기반으로 상기 RF 신호의 전력을 조절하는 제어기;
    를 포함하는 플라즈마 발생 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 수집부는:
    상기 RF 신호가 상기 부하 측으로부터 반사되어 상기 전원 측으로 되돌아 오는 반사 신호에 관한 파라미터를 측정하는 센서를 포함하는 플라즈마 발생 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어기는:
    상기 반사 신호에 관한 지표값을 획득하고, 상기 지표값에 따라 상기 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 플라즈마 발생 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 반사 신호에 관한 지표값은 상기 반사 신호의 전력, 상기 RF 신호의 정재파 비 및 상기 RF 신호의 반사 계수 중 적어도 하나를 포함하는 플라즈마 발생 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어기는:
    상기 반사 신호의 전력이 감소할수록 상기 RF 신호의 전력 변화율을 증가시키는 플라즈마 발생 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어기는:
    상기 RF 신호의 정재파 비가 감소할수록 상기 RF 신호의 전력 변화율을 증가시키는 플라즈마 발생 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어기는:
    상기 RF 신호의 반사 계수가 감소할수록 상기 RF 신호의 전력 변화율을 증가시키는 플라즈마 발생 장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어기는:
    기 설정된 시간 간격마다 상기 반사 신호에 관한 지표값을 획득하여 시간에 대한 상기 지표값의 변화율을 계산하고,
    상기 지표값의 변화율의 역수를 계산하여 상기 RF 신호의 전력 변화율로 결정하는 플라즈마 발생 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어기는:
    상기 지표값의 변화율의 역수에 미리 설정된 계수를 더 곱하여 상기 RF 신호의 전력 변화율로 결정하는 플라즈마 발생 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 계수는 0을 제외한 실수인 플라즈마 발생 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어기는:
    상기 플라즈마 소스에 인가되는 상기 RF 신호의 전력을 증가시키는 경우, 상기 계수를 음수로 설정하고,
    상기 플라즈마 소스에 인가되는 상기 RF 신호의 전력을 감소시키는 경우, 상기 계수를 양수로 설정하는 플라즈마 발생 장치.
  12. 전원 측으로부터 부하 측으로 RF 신호를 제공하는 단계;
    상기 RF 신호가 상기 부하 측으로부터 반사되어 상기 전원 측으로 되돌아 오는 반사 신호에 관한 지표값을 획득하는 단계;
    상기 지표값에 따라 상기 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 단계; 및
    상기 전력 변화율에 따라 상기 RF 신호의 전력을 조절하는 단계;
    를 포함하는 RF 신호 공급 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 반사 신호에 관한 지표값을 획득하는 단계는:
    상기 반사 신호의 전력, 상기 RF 신호의 정재파 비 및 상기 RF 신호의 반사 계수 중 적어도 하나를 획득하는 단계를 포함하는 RF 신호 공급 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 지표값에 따라 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 단계는:
    상기 반사 신호의 전력이 감소할수록 상기 RF 신호의 전력 변화율을 증가시키는 단계를 포함하는 RF 신호 공급 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 지표값에 따라 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 단계는:
    상기 RF 신호의 정재파 비가 감소할수록 상기 RF 신호의 전력 변화율을 증가시키는 단계를 포함하는 RF 신호 공급 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 지표값에 따라 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 단계는:
    상기 RF 신호의 반사 계수가 감소할수록 상기 RF 신호의 전력 변화율을 증가시키는 단계를 포함하는 RF 신호 공급 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 반사 신호에 관한 지표값을 획득하는 단계는:
    기 설정된 시간 간격마다 상기 반사 신호에 관한 지표값을 획득하는 단계를 포함하고,
    상기 지표값에 따라 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 단계는:
    상기 시간 간격마다 획득된 지표값을 기반으로 시간에 대한 상기 지표값의 변화율을 계산하는 단계; 및
    상기 지표값의 변화율의 역수를 계산하는 단계;
    를 포함하는 RF 신호 공급 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 지표값에 따라 RF 신호의 전력 변화율을 결정하는 단계는:
    상기 지표값의 변화율의 역수에 미리 설정된 계수를 곱하는 단계를 더 포함하는 RF 신호 공급 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 계수는 0을 제외한 실수인 RF 신호 공급 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 부하 측으로 제공되는 상기 RF 신호의 전력을 증가시키는 경우, 상기 계수는 음수로 설정되고,
    상기 부하 측으로 제공되는 상기 RF 신호의 전력을 감소시키는 경우, 상기 계수는 양수로 설정되는 RF 신호 공급 방법.
  21. 제 12 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 따른 RF 신호 공급 방법을 컴퓨터로 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
  22. 컴퓨터와 결합되어 제 12 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 따른 RF 신호 공급 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  23. 기판이 처리되는 공간을 제공하는 챔버;
    상기 챔버 내에서 상기 기판을 지지하는 기판 지지 어셈블리;
    상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및
    상기 챔버 내의 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 플라즈마 발생 유닛을 포함하며, 상기 플라즈마 발생 유닛은:
    RF 신호를 제공하는 RF 전원;
    상기 RF 신호를 인가받아 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스;
    전원 측의 출력 임피던스와 부하 측의 입력 임피던스를 정합시키는 임피던스 정합기;
    상기 전원 측의 출력 임피던스와 상기 부하 측의 입력 임피던스 간의 임피던스 부정합에 관련된 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 및
    상기 데이터를 기반으로 상기 RF 신호의 전력을 조절하는 제어기;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116170932A (zh) * 2023-02-17 2023-05-26 上海励兆科技有限公司 一种支持脉冲监测功能的射频等离子体源

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050113797A (ko) * 2004-05-31 2005-12-05 삼성전자주식회사 임피던스 정합장치
KR20080113962A (ko) * 2007-06-26 2008-12-31 삼성전자주식회사 펄스 플라즈마 매칭시스템 및 그 방법
KR20140042666A (ko) * 2012-09-28 2014-04-07 가부시키가이샤 다이헨 임피던스 조정장치
KR20150083800A (ko) * 2014-01-10 2015-07-20 램 리써치 코포레이션 가상 계측을 위한 케이블 전력 손실 결정

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050113797A (ko) * 2004-05-31 2005-12-05 삼성전자주식회사 임피던스 정합장치
KR20080113962A (ko) * 2007-06-26 2008-12-31 삼성전자주식회사 펄스 플라즈마 매칭시스템 및 그 방법
KR20140042666A (ko) * 2012-09-28 2014-04-07 가부시키가이샤 다이헨 임피던스 조정장치
KR20150083800A (ko) * 2014-01-10 2015-07-20 램 리써치 코포레이션 가상 계측을 위한 케이블 전력 손실 결정

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116170932A (zh) * 2023-02-17 2023-05-26 上海励兆科技有限公司 一种支持脉冲监测功能的射频等离子体源
CN116170932B (zh) * 2023-02-17 2024-02-13 上海励兆科技有限公司 一种支持脉冲监测功能的射频等离子体源

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