KR20180002814A - 플라즈마 임피던스 정합 유닛, 플라즈마 부하에 rf 전력을 공급하기 위한 시스템, 및 플라즈마 부하에 rf 전력을 공급하는 방법 - Google Patents

플라즈마 임피던스 정합 유닛, 플라즈마 부하에 rf 전력을 공급하기 위한 시스템, 및 플라즈마 부하에 rf 전력을 공급하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20180002814A
KR20180002814A KR1020177035032A KR20177035032A KR20180002814A KR 20180002814 A KR20180002814 A KR 20180002814A KR 1020177035032 A KR1020177035032 A KR 1020177035032A KR 20177035032 A KR20177035032 A KR 20177035032A KR 20180002814 A KR20180002814 A KR 20180002814A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plasma
impedance matching
matching unit
power supply
power
Prior art date
Application number
KR1020177035032A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102499938B1 (ko
Inventor
보이치에흐 글라젝
라팔 부기
Original Assignee
트럼프 휴팅거 에스피 제트 오. 오.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 트럼프 휴팅거 에스피 제트 오. 오. filed Critical 트럼프 휴팅거 에스피 제트 오. 오.
Publication of KR20180002814A publication Critical patent/KR20180002814A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102499938B1 publication Critical patent/KR102499938B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H01J37/32183—Matching circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32917—Plasma diagnostics
    • H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32917—Plasma diagnostics
    • H01J37/3299—Feedback systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32917—Plasma diagnostics
    • H01J37/32926—Software, data control or modelling
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/38—Impedance-matching networks

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

플라즈마 전력 공급 시스템(10, 100)용 플라즈마 임피던스 정합 유닛(13)은 a. 정합 유닛(13)을 전원(11)에 커플링하기 위한 제1 전력 커넥터(40), b. 정합 유닛(13)을 플라즈마 부하(20)에 커플링하기 위한 제2 전력 커넥터(41), c. 임피던스 정합 유닛(13)을 데이터 링크(48)를 통해 플라즈마 전력 공급 시스템(10, 100)의 다른 플라즈마 임피던스 정합 유닛(14)에 직접적으로 커플링하기 위한 데이터 링크 인터페이스(45), d. 제1 전력 커넥터(40)로부터의 임피던스를 제2 전력 커넥터(41)에서의 임피던스에 정합시키기 위해 정합 유닛(13)을 제어하도록 구성되는 컨트롤러(42)를 포함하며, e. 컨트롤러(42)는 플라즈마 전력 공급 시스템(10, 100)의 적어도 하나의 다른 임피던스 정합 유닛(14) 및/또는 적어도 하나의 RF 전원(11,12)에 대한 마스터로서 동작하도록 구성되며, 컨트롤러(42)는 데이터 링크 인터페이스(45)를 통해 플라즈마 전력 공급 시스템(10, 100)의 다른 임피던스 정합 유닛(들)(14) 및/또는 RF 전원(들)(11, 12)과 통신한다.

Description

플라즈마 임피던스 정합 유닛, 플라즈마 부하에 RF 전력을 공급하기 위한 시스템, 및 플라즈마 부하에 RF 전력을 공급하는 방법
본 발명은 플라즈마 전력 공급 시스템(plasma power supply system)을 위한 플라즈마 임피던스 정합 유닛(plasma impedance matching unit), 플라즈마 부하에 RF 전력을 공급하기 위한 시스템, 및 플라즈마 부하에 RF 전력을 공급하는 방법에 관한 것이다.
플라즈마 프로세스에서 음극 스퍼터링에 의한 기판의 코팅은 잘 알려져 있다. 스퍼터링은 종래와 같이 또는 반응성 가스를 사용하여 수행될 수 있다. 이 경우, 스퍼터링은 반응성 스퍼터링으로 칭해진다. 이를 위해, 전력 공급 장치(power supply)가 플라즈마를 생성하는데, 플라즈마는 타겟으로부터 재료를 제거하고, 그 재료는, 그 다음, 기판 상에 코팅된다. 반응성 프로세스가 사용되는 경우, 타겟 원자는, 소망하는 코팅에 따라, 가스 원자 또는 분자와 결합할 수 있다.
플라즈마 챔버 내의 플라즈마의 전기적 임피던스는 변할 수 있다. 특히, 임피던스는 순간적으로 변할 수 있는데, 예를 들면, 플라즈마가 점화하기(ignite) 이전에는 높은 임피던스가 있을 수도 있고 일단 플라즈마가 점화되면 낮은 임피던스가 있을 수도 있다. 펄스형 전력 공급 장치(pulsed power supply)가 사용되는 경우, 플라즈마의 임피던스는 플라즈마의 빈번한 점화로 인해 빈번하게 변할 수도 있다.
RF 전원(RF power source)에 의해 생성되는 전력은 임피던스 정합 유닛을 통해 플라즈마 챔버에 공급된다. 임피던스 정합 유닛은 플라즈마의 임피던스를 RF 전원의 출력 임피던스에 정합시키려고 시도한다.
플라즈마 프로세스는 하나보다 많은 RF 전원에 의해 전력을 공급 받을 수 있다. 또한, 플라즈마 파라미터는 시간에 따라 변할 수 있고, 플라즈마는 나타날 수도 있거나 또는 사라질 수도 있다. 이것은, 점화, 아크 방전(arcing) 동안 또는 다른 이유 때문에 발생한다. 플라즈마 특성의 변화는, 임피던스 정합 유닛이 정합하려고 찾고 있고 시도하는 (플라즈마) 부하 임피던스의 변화로 나타난다. 플라즈마 특성이 변하는 동안, 전원 및 임피던스 정합 유닛은, 프로세스 결과, 특히 퇴적(deposition)이 시간적으로 안정적인 것을 의도하여 플라즈마에 적응하려고 시도한다. 플라즈마가 많은 소스를 사용하여 전력을 공급 받는 경우, 소스는 플라즈마를 안정화시킴에 있어서 경쟁한다.
본 발명의 목적은, 플라즈마 프로세스에서 불안정성을 감소시키기 위한, 플라즈마 임피던스 정합 유닛, 플라즈마 부하에 RF 전력을 공급하기 위한 시스템 및 플라즈마 부하에 RF 전력을 공급하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 그 문제점은, 다음을 포함하는 플라즈마 전력 공급 시스템을 위한 플라즈마 임피던스 정합 유닛에 의해 해결된다
a) 정합 유닛을 전원에 커플링하기 위한 제1 전력 커넥터,
b) 정합 유닛을 플라즈마 부하에 커플링하기 위한 제2 전력 커넥터,
c) 데이터 링크를 통해 임피던스 정합 유닛을 플라즈마 전력 공급 시스템의 다른 플라즈마 임피던스 정합 유닛에 직접적으로 커플링하기 위한 데이터 링크 인터페이스,
d) 제1 전력 커넥터로부터의 임피던스를 제2 전력 커넥터에서의 임피던스에 정합시키기 위해 정합 유닛을 제어하도록 구성되는 컨트롤러,
e) 컨트롤러는 플라즈마 전력 공급 시스템의 적어도 하나의 다른 임피던스 정합 유닛 및/또는 적어도 하나의 RF 전원에 대한 마스터로서 동작하도록 구성되고, 컨트롤러는 데이터 링크 인터페이스를 통해 플라즈마 전력 공급 시스템의 다른 임피던스 정합 유닛(들) 및/또는 RF 전원(들)과 통신하도록 구성됨.
다른 임피던스 정합 유닛에 대한 마스터로서 동작하도록 구성되는 이러한 플라즈마 임피던스 정합 유닛은, 어떤 플라즈마 임피던스 정합 유닛이 임피던스 정합을 수행하는지 그리고 어떤 임피던스 정합 유닛이 임피던스 정합을 수행하지 않는지를 결정할 수도 있다. 따라서, 임피던스 정합을 실제로 수행하는 플라즈마 임피던스 정합 유닛의 수를 감소시키는 것이 가능하다. 이것은 더 짧은 플라즈마 불안정성으로 나타날 수 있고, 이것은 플라즈마 프로세스를 더욱 안정적으로 만들 수 있고 따라서 플라즈마 프로세스의 제품의 품질을 향상시킨다. 플라즈마 임피던스 정합 유닛의 컨트롤러는, 임피던스 정합 유닛의 모든 데이터, 특히, 플라즈마 챔버 내의 플라즈마의 특성에 관한 데이터에 직접적으로 액세스할 수도 있다. 따라서, 플라즈마 전력 공급 시스템의 상이한 정합 유닛을 제어하기 위해 중앙 컨트롤러가 사용되는 경우와 비교하여, 훨씬 더 빠른 반응이 발생할 수 있다. 또한, 플라즈마 전력 공급 시스템의 다른 플라즈마 임피던스 정합 유닛 중 하나 이상을 디스에이블시키는 것에 의해, 임피던스 정합을 실제로 수행하고 있는 플라즈마 임피던스 정합 유닛에 의해 훨씬 더 빠른 임피던스 정합이 수행될 수 있다. 임피던스 정합은 마스터에 의해 수행될 수도 있거나 또는 마스터는 슬레이브로서 동작되는 임피던스 정합 유닛에게 임피던스 정합을 수행할 것을 명령할 수도 있다. 다른 플라즈마 임피던스 정합 유닛 또는 유닛들로부터의 간섭은 감소될 수도 있다. 그것은, 다른 플라즈마 임피던스 정합 유닛으로부터의 간섭이 없도록 감소될 수도 있다. 또한, 데이터 링크 인터페이스를 통해 플라즈마 전력 공급 시스템의 다른 플라즈마 임피던스 정합 유닛과 직접적으로 통신하는 것에 의해, 플라즈마 임피던스 정합 유닛은 다른 플라즈마 임피던스 정합 유닛과 데이터를 송수신할 수 있다. 따라서, 플라즈마 임피던스 정합 유닛이 다른 플라즈마 임피던스 정합 유닛을 직접적으로 제어하는 마스터로서 작용하는 것이 가능하다. 따라서, 플라즈마를 안정화시킴에 있어서 상이한 플라즈마 임피던스 정합 유닛이 경쟁하는 것이 방지될 수 있다. 안정화는 하나의 플라즈마 임피던스 정합 유닛, 특히 마스터로서 동작되는 플라즈마 임피던스 정합 유닛에 의해서만 수행될 수 있다. 따라서, 플라즈마를 안정화시킴에 있어서의 경쟁이 안정화 효율성을 실제로 악화시키는 것이 방지된다.
플라즈마 임피던스 정합 유닛은 다른 임피던스 정합 유닛으로부터 일정 거리에 배열되도록 구성될 수도 있다. 종종 두 개의 임피던스 정합 유닛을 플라즈마 챔버의 반대편 부분에 배치하는 것이 필요하다.
플라즈마 임피던스 정합 유닛은 임피던스 정합 유닛의 모든 다른 부품을 둘러싸는 금속 하우징을 포함할 수도 있다.
데이터 링크 인터페이스는 금속 하우징에 직접적으로 배치될 수도 있다.
제1 전력 커넥터는 금속 하우징에 직접적으로 배치될 수도 있다.
제2 전력 커넥터는 금속 하우징에 직접적으로 배치될 수도 있다. 전력 커넥터 및/또는 인터페이스를 금속 하우징에 직접적으로 배치하는 것은, 전자기 간섭의 감소로 인해 조절(regulation)을 더 안정화할 수 있다는 이점을 갖는다.
플라즈마 임피던스 정합 유닛은 컨트롤러에 의해 제어되는 다양한 리액턴스를 포함할 수도 있다. 따라서, 리액턴스를 변경하는 것에 의해, 예를 들면, 커패시터의 용량의 인덕터의 인덕턴스를 변경하는 것에 의해, 임피던스 정합이 수행될 수 있다.
플라즈마 임피던스 정합 유닛은, 임피던스 정합 유닛의 제2 전력 커넥터에서 임피던스에 관련되는 값, 예컨대, 전압, 전류 또는 전압과 전류 사이의 위상, 플라즈마로 전달되는 순방향 전력(forward power) 및/또는 플라즈마에 의해 반사되는 반사된 전력을 측정하도록 구성되는 적어도 하나의 센서를 포함할 수도 있다. 센서는 또한 언급된 신호의 고조파를 측정하도록 구성될 수도 있다. 센서는 또한, 플라즈마 프로세스에서 아크를 검출하도록 구성될 수도 있다.
컨트롤러가 측정된 데이터에 기초하여 플라즈마 임피던스 정합 유닛의 정합 네트워크를 제어할 수 있도록 하는, 센서와 컨트롤러 사이의 연결부가 존재할 수도 있다.
플라즈마 임피던스 정합 유닛은 또한 슬레이브로서 동작되도록 구성될 수도 있다.
또한, 컨트롤러는, 플라즈마 전력 공급 시스템의 적어도 하나의 다른 임피던스 정합 유닛 및/또는 적어도 하나의 RF 전원에 홀드 신호(hold signal)를 송신 또는 수신하도록 구성될 수도 있다. 홀드 신호를 전송하는 것에 의해, 다른 플라즈마 임피던스 정합 유닛은 홀드 상태에 놓일 수 있다, 즉 다른 플라즈마 임피던스 정합 유닛이 제1 전력 커넥터로부터의 임피던스를 제2 전력 커넥터에서의 임피던스에 정합하려고 시도하지 않는 상태에 놓일 수 있다. 따라서, 임피던스를 플라즈마에 정합시키려고 시도하는 것에 의해 다른 플라즈마 임피던스 정합 유닛이 플라즈마를 안정화시키려고 시도하는 것을 방지할 수 있다. 한편, 마스터로서 동작되는 플라즈마 임피던스 정합 유닛은, 다른 플라즈마 임피던스 정합 유닛이 임피던스를 정합시키려고 따라서 플라즈마를 안정화시키려고 시도하는 것이 유익하다는 것을 결정할 수도 있다. 이 경우, 마스터로서 동작되는 플라즈마 임피던스 정합 유닛은, 임피던스 정합을 정지시킬 수도 있고 다른 임피던스 정합 유닛이 임피던스 정합을 수행하도록 제어할 수도 있다. 추가적으로, 마스터로서 동작되는 플라즈마 임피던스 정합 유닛이 다른 플라즈마 임피던스 정합 유닛으로부터 데이터, 특히 플라즈마의 상태에 관련되는 다른 임피던스 정합 유닛에 의해 획득되는 데이터를 수신하는 것이 가능하다.
플라즈마 임피던스 정합 유닛은 또한, 적어도 하나의 RF 전원에, 특히 자신의 출력 신호의 주파수를 변경하는 것에 의해 임피던스 정합을 수행할 수 있는 RF 전원에 연결될 수도 있다. 이러한 RF 전원에 홀드 신호를 전송할 수 있게 되는 것에 의해, 이러한 전원은 또한 임피던스 정합을 중지하도록 강제될 수 있다.
컨트롤러는 플라즈마 상태 컨디션(plasma state condition)을 검출하도록 구성될 수도 있다. 특히, 컨트롤러는 플라즈마의 불안정성을 검출하도록 구성될 수도 있다. 획득되는 데이터에 기초하여, 안정화는 플라즈마 임피던스 정합 유닛에 의해 수행될 수 있다.
컨트롤러는, 플라즈마 상태 컨디션의 검출 이후 다른 플라즈마 임피던스 정합 유닛의 컨트롤러에 홀드 또는 시작 신호를 전송하도록 구성될 수도 있다. 특히, 플라즈마의 점화, 아크 방전, 안정적이거나 불안정한 플라즈마 또는 플라즈마의 임의의 다른 이상의 검출에 의존하여 신호가 전송될 수 있다.
본 발명은 또한, 플라즈마 부하에 RF 전력을 공급하기 위한 시스템에 관한 것으로, 그 시스템은 다음을 포함한다
a) 제1 RF 전원,
b) 제1 RF 전원을 플라즈마 부하에 커플링하는, 특히 본 발명에 따른 제1 임피던스 정합 유닛
c) 제2 RF 전원,
d) 제2 RF 전원을 플라즈마 부하에 커플링하는, 슬레이브로서 구현될 수도 있는 제2 플라즈마 임피던스 정합 유닛,
e) 제1 및 제2 플라즈마 임피던스 정합 유닛을 직접적으로 연결하는 데이터 링크.
이러한 시스템은, 플라즈마 임피던스 정합 유닛이 제1 및 제2 플라즈마 임피던스 정합 유닛을 직접적으로 연결하는 데이터 링크를 통해 직접적으로 통신할 수 있기 때문에, 플라즈마에서의 불안정성에 훨씬 더 빠르게 반응할 수도 있다. 따라서, 플라즈마를 안정화시킴에 있어서 플라즈마 임피던스 정합 유닛이 경쟁하는 것이 방지될 수 있다. 그것은, 플라즈마 프로세스의 훨씬 더 빠른 안정화가 실현될 수 있다는 것을 의미한다. 제1 임피던스 정합 유닛, 특히 그 컨트롤러는 마스터로서 동작하도록 구성될 수도 있고, 제2 임피던스 정합 유닛, 특히 그 컨트롤러는 슬레이브로서 동작하도록 구성될 수도 있다.
예전 시스템에서는, 임피던스 정합 유닛 각각은, 플라즈마 공급 시스템의 다른 임피던스 정합 유닛이 무엇을 하는지를 모르는 상태에서, 그들이 연결되었던 각각의 RF 전원의 임피던스를 플라즈마의 임피던스에 정합하려고 시도하였다. 플라즈마 전력 공급 시스템의 임피던스 정합 유닛을 제어하는 중앙 컨트롤러를 사용하려는 시도가 있었다. 그러나, 임피던스 정합 유닛 사이에는 여전히 상호 작용이 없었다. 또한, 중앙 컨트롤러는 플라즈마 상태에 관한 정보가 없었다. 따라서, 플라즈마가 점화되고 있을 때 단지 하나의 임피던스 정합 유닛과의 임피던스 정합을 수행하고 그 다음 미래의 정합을 위해 모든 임피던스 정합 유닛을 사용하는 것에 의한 매우 조잡한 방법이 제안되었다. 플라즈마에서의 불안정성에 대한 반응에 대한 규정은 없었다.
적어도 두 개의 임피던스 정합 유닛의 임피던스 정합의 조정은, 향상된 정합 안정성, 즉 전체 플라즈마 공급 시스템의 향상된 안정성으로 나타날 수도 있다. 또한, 플라즈마의 점화 시간이 감소될 수도 있고, 점화 안정성, 즉 점화 동안의 플라즈마 공급 시스템의 안정성이 향상될 수도 있고, 그에 의해 입자에 의한 기판의 오염을 감소시킬 수도 있다.
임피던스 정합 유닛 사이의 직접적인 데이터 링크는, 임피던스 정합 유닛의 출력 신호의 위상 시프트를 결정할 수 있는 가능성을 제공한다.
예를 들면, 제1 임피던스 정합 유닛의 출력 전압과 제2 임피던스 정합 유닛의 출력 전압 사이의 위상 시프트는, 두 임피던스 정합 유닛의 출력 전압을 측정하는 것에 의해 그리고 임피던스 정합 유닛 사이의 직접적인 데이터 링크를 사용하여 그 출력 전압을 비교하는 것에 의해 결정될 수도 있다.
이 정보는, 제1 및 제2 RF 전원의 적어도 하나의 출력 신호의 위상을 조정하기 위해 사용될 수도 있다.
고객은, 제1 임피던스 정합 유닛에 의해 플라즈마 부하로 공급되는 출력 신호와 제2 임피던스 정합 유닛에 의해 플라즈마 부하로 공급되는 출력 신호 사이에 소망하는 위상 시프트를 설정할 수도 있다.
결정된 위상 시프트에 기초하여, RF 전원의 출력 신호는, 결정된 위상 시프트를 설정된 위상 시프트에 정합시키도록 조정될 수도 있다. 따라서, 임피던스 정합 유닛에 의해 야기되는 위상 시프트가 고려될 수도 있다.
RF 전원 중 적어도 하나는, 부하에 대한 정합을 달성하기 위해 주파수가 제어되는 모드에서 및/또는 펄스식 모드(pulsed mode)에서 작동할 수도 있다. RF 전원을 사용하는 것에 의해, 충전 효과가 완화될 수 있고 충전 손상이 방지될 수 있다. RF 전원의 주파수가 제어될 수 있다면, 더 빠른 임피던스 정합이 획득될 수 있다.
RF 전원 중 적어도 하나는 다음의 값 중 하나 이상을 조절할 수 있을 수도 있다:
- 순방향 전력,
- 반사된 전력,
- 전압,
- 전류,
- 임피던스,
- 자신의 출력에서의 전압, 전류 또는 전력 신호의 위상
- 주파수 출력.
시스템은 서로 거리를 두고 배열되는 두 개의 임피던스 정합 유닛을 포함할 수도 있다. 종종 두 개의 임피던스 정합 유닛을 플라즈마 챔버의 반대편 부분에 배치하는 것이 필요하다. 플라즈마 임피던스 정합 유닛 둘 다는, 임피던스 정합 유닛의 모든 다른 부품을 둘러싸는 금속 하우징을 포함할 수도 있다.
제1 및 제2 RF 전원은 제2 데이터 링크를 통해 직접적으로 연결될 수도 있다. 따라서, RF 전원은 직접적으로 통신할 수 있고 플라즈마 프로세스는 매우 신속하게 제어될 수 있다.
제1 RF 전원 및 제2 RF 전원 중 하나는, 추가적인 데이터 링크를 통해 각각의 플라즈마 임피던스 정합 유닛에 연결될 수도 있다. 따라서, 플라즈마 임피던스 정합 유닛은, 플라즈마 챔버 내의 플라즈마의 안정화를 가속시키기 위해 RF 전원의 임피던스 정합이 중단될 수 있도록, 플라즈마 임피던스 정합 유닛에 연결되는 RF 전원과 통신할 수도 있다. 또한, 제1 및/또는 제2 임피던스 정합 유닛, 특히 그들의 컨트롤러는, 플라즈마 프로세스 파라미터에 직접적으로 액세스할 수도 있다. 플라즈마 프로세스 파라미터는 임피던스 정합 유닛 및 RF 전원을 제어하기 위해 사용될 수도 있다.
본 발명은 또한, 전력 공급 시스템에 의해 플라즈마 부하에 RF 전력을 공급하는 방법에 관한 것으로, 그 방법은 다음의 단계를 포함한다
a) 전력 공급 시스템의 제1 RF 전원에 의해 생성되는 RF 전력을, 전력 공급 시스템의 제1 임피던스 정합 유닛을 통해, 플라즈마 부하에 공급하는 것,
b) 전력 공급 시스템의 제2 RF 전원에 의해 생성되는 RF 전력을, 전력 공급 시스템의 제2 임피던스 정합 유닛을 통해, 플라즈마 부하에 공급하는 것;
c) 직접적인 데이터 링크를 통해 제1 임피던스 정합 유닛으로부터 제2 임피던스 정합 유닛으로 데이터를 전송하는 것.
따라서, 더 짧은 플라즈마 불안정성이 실현될 수 있는데, 이것은 플라즈마 프로세스를 보다 안정하게 만든다. 데이터는 직접적인 데이터 링크를 통해 제1 RF 전원으로부터 제2 RF 전원으로 전송될 수도 있다. 따라서, 플라즈마의 안정화와의 RF 전원의 간섭이 방지될 수도 있다.
적어도 제1 RF 전원, 제2 RF 전원, 제1 임피던스 정합 유닛, 및 제2 임피던스 정합 유닛, 특히 전력 공급 시스템의 모든 RF 전원 및 모든 임피던스 정합 유닛은 직접적인 데이터 링크에 연결될 수도 있고, 데이터는 직접적인 데이터 링크를 통해 교환될 수도 있다. 따라서, 상기에서 언급되는 모든 디바이스는 외부 제어 유닛의 간섭 없이 통신할 수 있다. 따라서, 플라즈마 프로세스의 안정화를 향상시키기 위해 데이터가 훨씬 더 빨리 전달될 수도 있고 계산될 수도 있다.
특히, 플라즈마 부하 임피던스에서의 변동을 검출하는 것에 의해 플라즈마의 불안정성이 검출될 수도 있고, 플라즈마를 안정화시킴에 있어서 전력 공급 시스템의 RF 전원(들) 및/또는 임피던스 정합 유닛(들)이 경쟁하지 않도록, 임피던스 정합이 수행될 수도 있다. 특히, 모든 다른 유닛이 홀드 상태에 놓여 있는 동안, 임피던스 정합 유닛 및 RF 전원 중 단지 하나만이 임피던스 정합을 위해, 따라서 플라즈마를 안정화시키기 위해 사용될 수도 있다.
또한, 임피던스 정합 유닛 중 하나 또는 전력 공급 시스템의 RF 전원 중 하나는 플라즈마를 안정화시키도록 동작될 수도 있고, 전력 공급 시스템의 다른 임피던스 정합 유닛 및 RF 전원은, 그들이 임피던스 정합을 수행하지 않도록, 즉, 플라즈마를 안정화시키려고 시도하지 않도록, 동작된다. 특히, 임피던스 정합 유닛 또는 RF 전원 중 하나는, 시스템의 다른 임피던스 정합 유닛 및/또는 RF 전원의 임피던스 정합을 제어하는 마스터로서 동작될 수도 있다.
한 번에 임피던스 정합 유닛 중 하나가 부하를 임피던스 정합하도록 동작될 수도 있고, 한편 플라즈마 공급 시스템의 다른 임피던스 정합 유닛은 임피던스 정합을 수행하지 않는다. 따라서, 임피던스 정합 유닛은 교대로 임피던스 정합을 수행할 수도 있다.
대안적으로, 한 번에 RF 전원 중 하나가 부하를 임피던스 정합하도록 동작될 수도 있고, 한편 플라즈마 공급 시스템의 다른 RF 전원은 임피던스 정합을 수행하지 않는다. 다시, RF 전원은 교대로 임피던스 정합을 수행할 수도 있고, 한편 다른 RF 전원은 임피던스 정합을 수행하지 않는다.
또 다른 대안예에서, 한 번에 임피던스 정합 유닛 및 RF 전원 중 하나가 부하를 임피던스 정합하도록 동작될 수도 있고, 한편 플라즈마 공급 시스템의 다른 임피던스 정합 유닛 및 RF 전원은 임피던스 정합을 수행하지 않는다. 임피던스 정합 유닛 및 RF 전원은 교대로 임피던스 정합을 수행할 수도 있다.
본 발명의 상기의 목적, 피쳐 및 이점뿐만 아니라 본 발명 그 자체는, 반드시 일정한 축척이 아닌 첨부된 도면과 함께 판독될 때, 하기의 설명으로부터 더욱 완전히 이해될 것이다.
도 1은, 본 발명의 몇몇 실시형태에 따른 플라즈마 공급 시스템의 제1 실시형태의 개략도이다;
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 플라즈마 공급 시스템의 개략도이다.
도 1은, 제1 RF 전원(11) 및 제2 RF 전원(12)을 포함하는 제1 플라즈마 공급 시스템(10)을 도시한다. RF 전원(11, 12)은 전원 라인(15, 16)을 통해 임피던스 정합 유닛(13, 14)에 각각 연결된다. 임피던스 정합 유닛(13)은 전력 라인(21, 22)을 통해 부하(20)에 커플링되고, 임피던스 정합 유닛(14)은 전력 라인(23)을 통해 플라즈마 부하(20)에 커플링된다. 본 실시형태에서, 플라즈마 부하(20)는, 플라즈마(26)가 점화될 수 있는 플라즈마 챔버(25) 안으로 RF 전력을 커플링하기 위한 안테나 어셈블리(24)를 포함한다. 처리 가스는, 처리된 가스 공급부(27)로부터 플라즈마 챔버(25)로 공급되는데, 기판(28)은, 플라즈마 챔버(25) 내에서, 캐소드(29) 상에 제공될 수도 있다.
RF 전원(11)은 전력 라인(15)에 연결되는 출력 전력 커넥터(30)를 포함한다. 출력 전력은, RF 소스(11)의 출력 커넥터(30)에서 제공되는 센서(32)로부터 정보를 또한 수신하는 컨트롤러(31)에 의해 제어된다. 컨트롤러(31)는 또한 데이터 링크 인터페이스(33)를 통해 정보를 수신할 수도 있다. 특히, 컨트롤러(31)는, RF 전원(11)의 임피던스를 플라즈마 부하(20)의 임피던스에 정합시키기 위해, 출력 커넥터(30)에서 제공되는 출력 신호의 주파수를 변경시키도록 구성될 수도 있다.
임피던스 정합 유닛(13)은, 임피던스 정합 유닛(13)을 전력 라인(15)을 통해 RF 전원(11)에 커플링하기 위한 제1 전력 커넥터(40)를 포함한다. 정합 유닛(13)을 플라즈마 부하(20)에 커플링하기 위해 제2 전력 커넥터(41)가 제공된다. 제1 전력 커넥터(40)로부터의 임피던스를 제2 전력 커넥터(41)에서의 임피던스, 즉 플라즈마 부하(20)의 임피던스에 정합시키기 위해, 컨트롤러(42)가 정합 유닛(13)을 제어하도록 구성된다. 임피던스 정합을 위해, 컨트롤러(42)는 임피던스 정합 네트워크(43)를 제어한다. 컨트롤러(42)는, 플라즈마 챔버(25) 내의 플라즈마(26)의 컨디션에 관련되는 정보를 수신하는 센서(44)에 연결된다. 센서(44)에 의해 제공되는 정보는, 임피던스 정합을 수행하기 위해 컨트롤러(42)에 의해 사용될 수 있다.
컨트롤러(42)는 제2 임피던스 정합 유닛(14)에 대한 마스터로서 동작하도록 구성된다. 이를 위해, 컨트롤러(42)는 데이터 링크 인터페이스(45)를 통해 임피던스 정합 유닛(14)과 통신한다. 따라서, 임피던스 정합 유닛(14)은 또한 데이터 링크 인터페이스(47)를 포함한다. 데이터 링크 인터페이스(45, 47)는, 직접적인 데이터 링크(48)에 의해 연결된다. 임피던스 정합 유닛(14)은 임피던스 정합 유닛(13)과 동일한 컴포넌트를 가질 수도 있다. 그러나, 임피던스 정합 유닛(14)의 컨트롤러는, 마스터로서가 아니라 슬레이브로서 동작하도록 구성될 것이다.
플라즈마 챔버(25) 내의 플라즈마(26)의 불안정성이, 특히 센서(44)에 의해 검출되는 경우, 임피던스 정합은 임피던스 정합 유닛(13)에 의해서만 수행될 수도 있다. 컨트롤러(42)는, 임피던스 정합 유닛(13)에 의해 수행되는 임피던스 정합과 간섭하지 않기 위해, 홀드 상태에 있도록, 즉 임피던스 정합을 수행하지 않도록 임피던스 정합 유닛(14)을 강제하는 신호를 임피던스 정합 유닛(14)으로 전송할 수도 있다. 따라서, 임피던스 정합 유닛(13, 14)이 플라즈마(26)를 안정화시킴에 있어서 경쟁하여 실제로 플라즈마(26)의 임피던스 정합 및 불안정성을 악화시키는 것이 방지될 수 있다.
임피던스 정합 유닛(13)은 또한 직접적인 데이터 링크(50)를 통해 RF 전원(11)에 연결될 수도 있다. 따라서, RF 전원(11)은 임피던스 정합 유닛(13)에 의해 제어될 수도 있다. 특히, 제어 신호는, RF 전원(11)의 임피던스 정합, 특히 주파수 동조를 홀드 상태로 두기 위해, 직접적인 데이터 링크(50)를 통해 전송될 수도 있다.
임피던스 정합 유닛(14)은 또한, 직접적인 데이터 링크(51)를 통해 RF 전원(12)에 연결될 수도 있다. 따라서, RF 전원(12)은 임피던스 정합 유닛(14)에 의해 제어될 수도 있다. 특히, RF 전원(12)의 임피던스 정합, 특히 주파수 동조를 홀드 상태로 두기 위해, 제어 신호가 직접적인 데이터 링크(51)를 통해 전송될 수도 있다.
임피던스 정합 유닛(13)은 또한 직접적인 데이터 링크(도시되지 않음)를 통해 RF 전원(12)에 연결될 수도 있다. 따라서, RF 전원(12)은 임피던스 정합 유닛(13)에 의해 제어될 수도 있다. 특히, RF 전원(12)의 임피던스 정합, 특히 주파수 동조를 홀드 상태 두기 위해, 제어 신호가 직접적인 데이터 링크를 통해 전송될 수도 있다.
추가적으로, RF 전원(11, 12)은 직접적인 데이터 링크(52)를 통해 연결될 수도 있다. RF 전원(12)은 RF 전원(11)과 동일한 방식으로 구현될 수도 있다.
도 2에서 도시되는 대안적인 플라즈마 전력 시스템(100)의 실시형태는, 대체적으로, 도 1에서 도시되는 플라즈마 공급 시스템(10)에 대응한다. 차이점은, 임피던스 정합 유닛(13, 14)과 RF 전원(11, 12) 사이의 직접적인 데이터 링크(50, 51)가, 이제, 직접적인 데이터 링크(48, 52)를 연결하는 데이터 링크 연결부(60)로 대체된다는 것이다. 이것은, 정합 유닛(13, 14) 및 RF 전원(11, 12)이, 이제, 하나의 직접적인 데이터 링크에 의해 연결된다는 것을 의미한다. 따라서, 임피던스 정합 유닛(13)은 마스터로서 동작할 수 있고, 특히 제2 임피던스 정합 유닛, RF 전원(11) 및 RF 전원(12)에 의해 수행되는 임피던스 정합을 제어할 수 있다. 예를 들면, 플라즈마 챔버(25) 내에서 불안정성이 검출되면, 임피던스 정합 유닛(13)은 다른 컴포넌트, 즉, 제2 임피던스 정합 유닛(14), RF 전원(11) 및 RF 전원(12)을 홀드 상태로 둘 수 있다. 그 경우, 제2 임피던스 정합 유닛(14), RF 전원(11) 및 RF 전원(12)은 임피던스 정합을 수행하지 않는다. 일단 임피던스 정합 유닛(13)이 임피던스 정합을 수행하고 플라즈마를 안정화시켰다면, 제2 임피던스 정합 유닛(14), RF 전원(11) 및 RF 전원(12)은, 그들이 임피던스 정합을 또한 수행할 수 있도록, 해제될(released) 수 있다.
대안적으로, 임피던스 정합 유닛(13)을 비롯한 다른 컴포넌트가 홀드 상태에 놓이는 동안, 임피던스 정합 유닛(13)은 다른 컴포넌트들 중 하나가 임피던스 정합을 수행하는 것을 허용할 수 있다. 또한, 제1 임피던스 정합 유닛(13), 임피던스 정합 유닛(14), RF 전원(11) 및 RF 전원(12)이, 다른 컴포넌트가 홀드 상태에 놓이는 동안, 차례로, 임피던스 정합을 수행하는 것을 생각할 수 있다.
모든 디바이스, 특히 컨트롤러(31, 42)는 완전히 또는 적어도 부분적으로 디지털 모드에서 작동하도록 구성될 수도 있다. 이것은, 측정된 신호의 전부 또는 일부가 ADC를 사용하여 디지털화되는 것을 의미한다. 데이터 링크 인터페이스는 디지털 데이터 링크 인터페이스일 수도 있다. 컨트롤러(31, 42)는 데이터 메모리 및 프로그램 메모리를 포함할 수도 있다. 컨트롤러(31, 42)는 마이크로컨트롤러를 포함할 수도 있다. 컨트롤러(31, 42)는 프로그램 가능한 논리 유닛을 포함할 수도 있다. 컨트롤러(31, 42)는 하나 이상의 내부 타이머 및 하나 이상의 DAC를 포함할 수도 있다. 컨트롤러(31, 42)는 고객과의 통신을 위한 추가적인 인터페이스를 포함할 수도 있다. 이것은 디스플레이와 같은 출력 디바이스, 및 키보드, 휠 또는 다른 장치와 같은 입력 디바이스일 수도 있다. 입력 디바이스 및 출력 디바이스 둘 다는 또한, 이더넷, 프로피버스(Profibus), USB, 와이파이(WiFi), 블루투스(Bluetooth), 또는 외부 디바이스 연결하는 다른 것으로서 실현될 수 있다.

Claims (25)

  1. 플라즈마 전력 공급 시스템(10, 100)용 플라즈마 임피던스 정합 유닛(13)으로서,
    a. 상기 정합 유닛(13)을 전원(11)에 커플링하기 위한 제1 전력 커넥터(40);
    b. 상기 정합 유닛(13)을 플라즈마 부하(20)에 커플링하기 위한 제2 전력 커넥터(41);
    c. 상기 임피던스 정합 유닛(13)을 데이터 링크(48)를 통해 상기 플라즈마 전력 공급 시스템(10, 100)의 다른 플라즈마 임피던스 정합 유닛(14)에 직접적으로 커플링하기 위한 데이터 링크 인터페이스(45); 및
    d. 상기 제1 전력 커넥터(40)로부터의 임피던스를 상기 제2 전력 커넥터(41)에서의 임피던스에 정합시키기 위해 상기 정합 유닛(13)을 제어하도록 구성되는 컨트롤러(42)
    를 포함하고,
    e. 상기 컨트롤러(42)는 상기 플라즈마 전력 공급 시스템(10, 100)의 적어도 하나의 다른 임피던스 정합 유닛(14) 및/또는 적어도 하나의 RF 전원(11, 12)에 대한 마스터로서 동작하도록 구성되며, 상기 컨트롤러(42)는 상기 데이터 링크 인터페이스(45)를 통해 상기 플라즈마 전력 공급 시스템(10, 100)의 상기 다른 임피던스 정합 유닛(들)(14) 및/또는 RF 전원(들)(11, 12)과 통신하도록 구성되어,
    f. 상기 플라즈마 임피던스 정합 유닛(13)은, 어떤 플라즈마 임피던스 정합 유닛이 임피던스 정합을 수행하는지 그리고 어떤 임피던스 정합 유닛이 임피던스 정합을 수행하지 않는지를 결정할 수 있게 되는 것인, 플라즈마 전력 공급 시스템(10, 100)용 플라즈마 임피던스 정합 유닛(13).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러(42)는, 상기 임피던스 정합 유닛(13)의 모든 데이터, 특히 상기 플라즈마 챔버(25) 내의 상기 플라즈마(26)의 특성에 관한 데이터에 직접적으로 액세스할 수 있는 것인, 플라즈마 전력 공급 시스템(10, 100)용 플라즈마 임피던스 정합 유닛(13).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 플라즈마 임피던스 정합 유닛(13)은, 상기 임피던스 정합 유닛의 모든 다른 부품을 둘러싸는 금속 하우징을 포함하는 것인, 플라즈마 전력 공급 시스템(10, 100)용 플라즈마 임피던스 정합 유닛(13).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 데이터 링크 인터페이스(45)는 상기 금속 하우징에 직접적으로 배치되는 것인, 플라즈마 전력 공급 시스템(10, 100)용 플라즈마 임피던스 정합 유닛(13).
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제1 전력 커넥터(40) 및, 특히 상기 제2 전력 커넥터(41)는, 상기 금속 하우징에 직접적으로 배치되는 것인, 플라즈마 전력 공급 시스템(10, 100)용 플라즈마 임피던스 정합 유닛(13).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마 임피던스 정합 유닛은, 상기 컨트롤러(42)에 의해 제어되는 다양한 리액턴스를 포함하는 것인, 플라즈마 전력 공급 시스템(10, 100)용 플라즈마 임피던스 정합 유닛(13).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마 임피던스 정합 유닛(13)은, 상기 임피던스 정합 유닛(13)의 상기 제2 전력 커넥터(41)에서 상기 임피던스에 관련되는 값을 측정하도록 구성되는 적어도 하나의 센서(44)를 포함하는 것인, 플라즈마 전력 공급 시스템(10, 100)용 플라즈마 임피던스 정합 유닛(13).
  8. 제7항에 있어서,
    상기 센서(44)는 상기 플라즈마 프로세스에서 아크를 검출하도록 구성되는 것인, 플라즈마 전력 공급 시스템(10, 100)용 플라즈마 임피던스 정합 유닛(13).
  9. 제8항에 있어서,
    상기 컨트롤러(42)가 상기 측정된 데이터에 기초하여 상기 플라즈마 임피던스 정합 유닛의 정합 네트워크를 제어할 수 있도록 상기 센서(44)와 상기 컨트롤러(42) 사이에 연결부(connection)가 배치되는 것인, 플라즈마 전력 공급 시스템(10, 100)용 플라즈마 임피던스 정합 유닛(13).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러(42)는, 상기 적어도 하나의 다른 임피던스 정합 유닛(14) 및/또는 적어도 하나의 RF 전원(11, 12)으로 홀드 신호를 전송하도록 또는 상기 적어도 하나의 다른 임피던스 정합 유닛(14) 및/또는 적어도 하나의 RF 전원(11, 12)으로부터 상기 홀드 신호를 수신하도록 구성되는 것인, 플라즈마 전력 공급 시스템(10, 100)용 플라즈마 임피던스 정합 유닛(13).
  11. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러(42)는 플라즈마 상태 컨디션(plasma state condition)을 검출하도록 구성되는 것인, 플라즈마 전력 공급 시스템(10, 100)용 플라즈마 임피던스 정합 유닛(13).
  12. 제11항에 있어서,
    상기 컨트롤러(42)는 상기 플라즈마(26)에서 불안정성을 검출하도록 구성되는 것인, 플라즈마 전력 공급 시스템(10, 100)용 플라즈마 임피던스 정합 유닛(13).
  13. 제12항에 있어서,
    상기 컨트롤러(42)는, 상기 플라즈마 상태 컨디션의 검출 이후, 특히 상기 플라즈마(26)에서의 상기 불안정성의 검출 이후, 상기 플라즈마 전력 공급 시스템(10, 100)의 다른 플라즈마 임피던스 정합 유닛(14)의 상기 컨트롤러로 홀드 또는 시작 신호를 전송하도록 구성되는 것인, 플라즈마 전력 공급 시스템(10, 100)용 플라즈마 임피던스 정합 유닛(13).
  14. 제13항에 있어서,
    상기 컨트롤러(42)는, 플라즈마(26)의 점화, 아크 방전(arcing), 안정적이거나 불안정한 플라즈마 또는 상기 플라즈마(26)의 임의의 다른 이상의 검출에 의존하여 홀드 또는 시작 신호를 전송하도록 구성되는 것인, 플라즈마 전력 공급 시스템(10, 100)용 플라즈마 임피던스 정합 유닛(13).
  15. 플라즈마 부하(20)에 RF 전력을 공급하기 위한 시스템(10, 100)으로서,
    a. 제1 RF 전원(11);
    b. 상기 제1 RF 전원(11)을 플라즈마 부하(20)에 커플링하는, 특히 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 제1 플라즈마 임피던스 정합 유닛(13);
    c. 제2 RF 전원(12);
    d. 상기 제2 RF 전원(14)을 상기 플라즈마 부하(20)에 커플링하는 제2 플라즈마 임피던스 정합 유닛(14); 및
    e. 상기 제1 및 제2 플라즈마 임피던스 정합 유닛(13, 14)을 직접적으로 연결하는 데이터 링크(48)
    를 포함하는, 플라즈마 부하(20)에 RF 전력을 공급하기 위한 시스템(10, 100).
  16. 제15항에 있어서,
    상기 RF 전원(11, 12) 중 적어도 하나는, 부하(20)에 대한 정합을 달성하기 위해 주파수가 제어되는 모드에서 및/또는 펄스식 모드(pulsed mode)에서 작동할 수 있는 것인, 플라즈마 부하(20)에 RF 전력을 공급하기 위한 시스템(10, 100).
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 제1 및 상기 제2 RF 전원(11, 12)은 제2 데이터 링크(52)를 통해 직접적으로 연결되는 것인, 플라즈마 부하(20)에 RF 전력을 공급하기 위 한 시스템(10, 100).
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 상기 제2 RF 전원(11, 12) 중 하나 또는 둘 모두는, 추가적인 데이터 링크(50, 51)를 통해 상기 각각의 플라즈마 임피던스 정합 유닛(13, 14)에 연결되는 것인, 플라즈마 부하(20)에 RF 전력을 공급하기 위한 시스템(10, 100).
  19. 전력 공급 시스템(10, 100)에 의해 플라즈마 부하(20)에 RF 전력을 공급하는 방법으로서,
    a. 상기 전력 공급 시스템(10, 100)의 제1 RF 전원(11)에 의해 생성되는 RF 전력을, 상기 전력 공급 시스템(10, 100)의 제1 임피던스 정합 유닛(13)을 통해 플라즈마 부하(20)에 공급하는 단계;
    b. 상기 전력 공급 시스템(10, 100)의 제2 RF 전원(12)에 의해 생성되는 RF 전력을 상기 전력 공급 시스템(10, 100)의 제2 임피던스 정합 유닛(14)을 통해 상기 플라즈마 부하(20)에 공급하는 단계; 및
    c. 직접적인 데이터 링크(48)를 통해 상기 제1 임피던스 정합 유닛(13)으로부터 상기 제2 임피던스 정합 유닛(14)으로 데이터를 전송하는 단계
    를 포함하는, 전력 공급 시스템(10, 100)에 의해 플라즈마 부하(20)에 RF 전력을 공급하는 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    데이터는 직접적인 데이터 링크(48)를 통해 상기 제1 RF 전원(11)으로부터 상기 제2 RF 전원(12)으로 전송되는 것인, 전력 공급 시스템(10, 100)에 의해 플라즈마 부하(20)에 RF 전력을 공급하는 방법.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    적어도 상기 제1 RF 전원(11), 상기 제2 RF 전원(12), 상기 제1 임피던스 정합 유닛(13), 및 상기 제2 임피던스 정합 유닛(14), 특히 상기 전력 공급 시스템의 상기 모든 RF 전원(11, 12) 및 모든 임피던스 정합 유닛(13, 14)은 직접적인 데이터 링크(60)에 연결되고, 데이터는 상기 직접적인 데이터 링크(60)를 통해 교환되는 것인, 전력 공급 시스템(10, 100)에 의해 플라즈마 부하(20)에 RF 전력을 공급하는 방법.
  22. 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마(26)의 불안정성이 검출되고, 플라즈마(26)를 안정화시킴에 있어서 상기 전력 공급 시스템(10, 100)의 상기 임피던스 정합 유닛(13,14) 및/또는 상기 RF 전원(11,12)이 경쟁하지 않도록, 임피던스 정합이 수행되는 것인, 전력 공급 시스템(10, 100)에 의해 플라즈마 부하(20)에 RF 전력을 공급하는 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 전력 공급 시스템(10, 100)의 상기 임피던스 정합 유닛(13, 14) 중 하나 또는 상기 RF 전원(11,12) 중 하나는 상기 부하(20)를 안정화시키도록 동작되고 상기 전력 공급 시스템(10, 100)의 상기 다른 임피던스 정합 유닛(14) 및 RF 전원(11, 12)은 임피던스 정합을 수행하지 않는 것인, 전력 공급 시스템(10, 100)에 의해 플라즈마 부하(20)에 RF 전력을 공급하는 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    한 번에 상기 임피던스 정합 유닛(13, 14) 중 하나가 상기 부하를 임피던스 정합하도록 동작되고, 한편 상기 플라즈마 공급 시스템(10, 100)의 상기 다른 임피던스 정합 유닛(13, 14)은 임피던스 정합을 수행하지 않는 것인, 전력 공급 시스템(10, 100)에 의해 플라즈마 부하(20)에 RF 전력을 공급하는 방법.
  25. 제23항에 있어서,
    한 번에 상기 RF 전원(11, 12) 중 하나가 상기 부하(20)를 임피던스 정합하도록 동작되고, 한편 상기 플라즈마 공급 시스템(10, 100)의 상기 다른 RF 전원(11, 12)은 임피던스 정합을 수행하지 않는 것인, 전력 공급 시스템(10, 100)에 의해 플라즈마 부하(20)에 RF 전력을 공급하는 방법.
KR1020177035032A 2015-05-05 2016-05-04 플라즈마 임피던스 정합 유닛, 플라즈마 부하에 rf 전력을 공급하기 위한 시스템, 및 플라즈마 부하에 rf 전력을 공급하는 방법 KR102499938B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15461529.8A EP3091559A1 (en) 2015-05-05 2015-05-05 Plasma impedance matching unit, system for supplying rf power to a plasma load, and method of supplying rf power to a plasma load
EP15461529.8 2015-05-05
PCT/EP2016/059970 WO2016177766A1 (en) 2015-05-05 2016-05-04 Plasma impedance matching unit, system for supplying rf power to a plasma load, and method of supplying rf power to a plasma load

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180002814A true KR20180002814A (ko) 2018-01-08
KR102499938B1 KR102499938B1 (ko) 2023-02-14

Family

ID=53059036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177035032A KR102499938B1 (ko) 2015-05-05 2016-05-04 플라즈마 임피던스 정합 유닛, 플라즈마 부하에 rf 전력을 공급하기 위한 시스템, 및 플라즈마 부하에 rf 전력을 공급하는 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10410835B2 (ko)
EP (2) EP3091559A1 (ko)
JP (1) JP6622327B2 (ko)
KR (1) KR102499938B1 (ko)
CN (1) CN107980169B (ko)
WO (1) WO2016177766A1 (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3091559A1 (en) * 2015-05-05 2016-11-09 TRUMPF Huettinger Sp. Z o. o. Plasma impedance matching unit, system for supplying rf power to a plasma load, and method of supplying rf power to a plasma load
US10395895B2 (en) * 2015-08-27 2019-08-27 Mks Instruments, Inc. Feedback control by RF waveform tailoring for ion energy distribution
US9824896B2 (en) * 2015-11-04 2017-11-21 Lam Research Corporation Methods and systems for advanced ion control for etching processes
US10542613B2 (en) * 2016-04-04 2020-01-21 University Of South Carolina Suppression of self pulsing DC driven nonthermal microplasma discharge to operate in a steady DC mode
US10896808B2 (en) * 2018-07-25 2021-01-19 Lam Research Corporation Maintenance mode power supply system
CN109301453B (zh) * 2018-09-20 2020-07-03 中国科学院国家空间科学中心 一种等离子天线阻抗匹配装置
WO2021157051A1 (ja) * 2020-02-07 2021-08-12 株式会社日立ハイテク プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US11823868B2 (en) 2021-06-11 2023-11-21 Applied Materials, Inc. Hardware switch on main feed line in a radio frequency plasma processing chamber
EP4105962A1 (en) * 2021-06-17 2022-12-21 Impedans Ltd A controller for a matching unit of a plasma processing system
EP4105963A1 (en) * 2021-06-17 2022-12-21 Impedans Ltd A controller for a matching unit of a plasma processing system
DE102022108642A1 (de) * 2022-04-08 2023-10-12 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Plasmazünderkennungsvorrichtung zum Anschluss an eine Impedanzanpassungsschaltung für ein Plasmaerzeugungssystem
DE102022111529A1 (de) 2022-05-09 2023-11-09 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Stromversorgungsanordnung, Plasmaerzeugungseinrichtung und Verfahren zur Steuerung mehrerer Plasmaprozesse
US20240153743A1 (en) * 2022-11-04 2024-05-09 Applied Materials, Inc. Fleetwide impedance tuning performance optimization

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0697118A (ja) * 1992-09-16 1994-04-08 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
KR20020047229A (ko) * 1999-10-15 2002-06-21 가부시키가이샤 도쿄하이파워 정합기 및 플라즈마처리장치
WO2008084660A1 (ja) * 2007-01-10 2008-07-17 Tokyo Institute Of Technology 高周波整合調整器
KR20100109478A (ko) * 2009-03-31 2010-10-08 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
KR20110019743A (ko) * 2008-05-14 2011-02-28 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Ｒｆ 전력 전달을 위한 시간 분석된 조정 방식을 이용하는 펄스화된 플라즈마 처리를 위한 방법 및 장치
KR20120020116A (ko) * 2009-04-27 2012-03-07 어드밴스드 에너지 인더스트리즈 인코포레이티드 플라즈마 처리에 있어서의 불안정성 검출 및 방지
KR20130133815A (ko) * 2011-01-04 2013-12-09 어드밴스드 에너지 인더스트리즈 인코포레이티드 플라즈마 처리 부하에 대한 시스템 레벨 전원 공급
US20140367043A1 (en) * 2013-06-17 2014-12-18 Applied Materials, Inc. Method for fast and repeatable plasma ignition and tuning in plasma chambers

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6313584B1 (en) * 1998-09-17 2001-11-06 Tokyo Electron Limited Electrical impedance matching system and method
US6222718B1 (en) * 1998-11-12 2001-04-24 Lam Research Corporation Integrated power modules for plasma processing systems
JP2003318162A (ja) * 2002-04-23 2003-11-07 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JP4482308B2 (ja) * 2002-11-26 2010-06-16 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
IES20050301A2 (en) 2005-05-11 2006-11-15 Univ Dublin City Plasma source
JP2008053496A (ja) * 2006-08-25 2008-03-06 Sumitomo Precision Prod Co Ltd エッチング装置
US8344559B2 (en) 2009-05-05 2013-01-01 Advanced Energy Industries, Inc. Multi-feed RF distribution systems and methods
US20120000888A1 (en) 2010-06-30 2012-01-05 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for radio frequency (rf) plasma processing
US9368329B2 (en) * 2012-02-22 2016-06-14 Lam Research Corporation Methods and apparatus for synchronizing RF pulses in a plasma processing system
US9171699B2 (en) * 2012-02-22 2015-10-27 Lam Research Corporation Impedance-based adjustment of power and frequency
US9210790B2 (en) * 2012-08-28 2015-12-08 Advanced Energy Industries, Inc. Systems and methods for calibrating a switched mode ion energy distribution system
US9043525B2 (en) * 2012-12-14 2015-05-26 Lam Research Corporation Optimizing a rate of transfer of data between an RF generator and a host system within a plasma tool
US10821542B2 (en) * 2013-03-15 2020-11-03 Mks Instruments, Inc. Pulse synchronization by monitoring power in another frequency band
US9837252B2 (en) * 2013-05-09 2017-12-05 Lam Research Corporation Systems and methods for using one or more fixtures and efficiency to determine parameters of a match network model
US9720022B2 (en) * 2015-05-19 2017-08-01 Lam Research Corporation Systems and methods for providing characteristics of an impedance matching model for use with matching networks
JP6162016B2 (ja) * 2013-10-09 2017-07-12 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US9544987B2 (en) * 2014-06-30 2017-01-10 Advanced Energy Industries, Inc. Frequency tuning for pulsed radio frequency plasma processing
US9652567B2 (en) * 2014-10-20 2017-05-16 Lam Research Corporation System, method and apparatus for improving accuracy of RF transmission models for selected portions of an RF transmission path
US9536749B2 (en) * 2014-12-15 2017-01-03 Lam Research Corporation Ion energy control by RF pulse shape
US9595424B2 (en) * 2015-03-02 2017-03-14 Lam Research Corporation Impedance matching circuit for operation with a kilohertz RF generator and a megahertz RF generator to control plasma processes
EP3091559A1 (en) * 2015-05-05 2016-11-09 TRUMPF Huettinger Sp. Z o. o. Plasma impedance matching unit, system for supplying rf power to a plasma load, and method of supplying rf power to a plasma load
US9721758B2 (en) * 2015-07-13 2017-08-01 Mks Instruments, Inc. Unified RF power delivery single input, multiple output control for continuous and pulse mode operation
US10026592B2 (en) * 2016-07-01 2018-07-17 Lam Research Corporation Systems and methods for tailoring ion energy distribution function by odd harmonic mixing

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0697118A (ja) * 1992-09-16 1994-04-08 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
KR20020047229A (ko) * 1999-10-15 2002-06-21 가부시키가이샤 도쿄하이파워 정합기 및 플라즈마처리장치
WO2008084660A1 (ja) * 2007-01-10 2008-07-17 Tokyo Institute Of Technology 高周波整合調整器
KR20110019743A (ko) * 2008-05-14 2011-02-28 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Ｒｆ 전력 전달을 위한 시간 분석된 조정 방식을 이용하는 펄스화된 플라즈마 처리를 위한 방법 및 장치
KR20100109478A (ko) * 2009-03-31 2010-10-08 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
KR20120020116A (ko) * 2009-04-27 2012-03-07 어드밴스드 에너지 인더스트리즈 인코포레이티드 플라즈마 처리에 있어서의 불안정성 검출 및 방지
KR20130133815A (ko) * 2011-01-04 2013-12-09 어드밴스드 에너지 인더스트리즈 인코포레이티드 플라즈마 처리 부하에 대한 시스템 레벨 전원 공급
JP2014508378A (ja) * 2011-01-04 2014-04-03 アドバンスト・エナジー・インダストリーズ・インコーポレイテッド プラズマ処理負荷へのシステムレベルの電力送達
KR101675625B1 (ko) * 2011-01-04 2016-11-22 어드밴스드 에너지 인더스트리즈 인코포레이티드 플라즈마 처리 부하에 대한 시스템 레벨 전원 공급
US20140367043A1 (en) * 2013-06-17 2014-12-18 Applied Materials, Inc. Method for fast and repeatable plasma ignition and tuning in plasma chambers

Also Published As

Publication number Publication date
CN107980169B (zh) 2020-10-16
JP6622327B2 (ja) 2019-12-18
KR102499938B1 (ko) 2023-02-14
WO2016177766A1 (en) 2016-11-10
JP2018520457A (ja) 2018-07-26
CN107980169A (zh) 2018-05-01
US10410835B2 (en) 2019-09-10
US20180053633A1 (en) 2018-02-22
EP3292560A1 (en) 2018-03-14
EP3091559A1 (en) 2016-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102499938B1 (ko) 플라즈마 임피던스 정합 유닛, 플라즈마 부하에 rf 전력을 공급하기 위한 시스템, 및 플라즈마 부하에 rf 전력을 공급하는 방법
US8203859B2 (en) High frequency device with variable frequency and variable load impedance matching
US20200243304A1 (en) Adjustment of power and frequency based on three or more states
KR102262262B1 (ko) 플라즈마 처리 방법
CN109156075B (zh) 用于rf发生器中的频率调谐的装置
US8847561B2 (en) Apparatus, system, and method for controlling a matching network based on information characterizing a cable
US10943770B2 (en) Detection of damage in matching networks
JP6541540B2 (ja) プラズマ処理装置のインピーダンス整合のための方法
US8704607B2 (en) Pulse modulated RF power control method and pulse modulated RF power supply device
US8319436B2 (en) Passive power distribution for multiple electrode inductive plasma source
US20180301323A1 (en) Extinguishing Arcs in a Plasma Chamber
US20060220573A1 (en) High-frequency power device and method for controlling high-frequency power
JP2000512460A (ja) 可変負荷インピーダンスをｒｆ発電装置インピーダンスに整合させる方法および装置
JP2016528667A5 (ko)
US20140159580A1 (en) Protecting Passive HF Generator Components
TW201141317A (en) Methods and apparatus for tuning matching networks
KR20120020116A (ko) 플라즈마 처리에 있어서의 불안정성 검출 및 방지
KR20140035860A (ko) 세 개 이상의 상태에 기초한 전력 및 주파수의 조절
CN109412574B (zh) 一种射频电源的功率传输方法
WO2019204640A1 (en) System and method for control of high efficiency generator source impedance
KR102223327B1 (ko) 플라즈마 처리 방법
KR102057446B1 (ko) 플라즈마 챔버의 임피던스 매칭 장치
TW202236349A (zh) 組合匹配網路和頻率調諧的系統和方法
CN110600357B (zh) 用等离子体加工系统进行加工的方法及等离子体加工系统
US12009181B2 (en) Match efficiency-variation compensation

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant