KR20190085635A

KR20190085635A - Source matcher

Info

Publication number: KR20190085635A
Application number: KR1020180003732A
Authority: KR
Inventors: 정창석; 임도식; 박정익; 황민주
Original assignee: (주)이큐글로벌
Priority date: 2018-01-11
Filing date: 2018-01-11
Publication date: 2019-07-19
Also published as: WO2019139395A1; KR102024185B1; CN111819655B; CN111819655A

Abstract

A source matcher of the present invention may comprise: an RF oscillation unit applying power for plasma generation to a plurality of coils installed at a chamber; an RF matcher unit matching load impedance to at least one characteristic impedance of the chamber, the RF oscillation unit, and the coils; a splitter unit distributing output power of the RF matcher unit to each coil; and an adjustment unit adjusting the matching efficiency of the RF matcher unit or the splitter unit.

Description

Source matcher {SOURCE MATCHER}

본 발명은 플라즈마 챔버의 임피던스 정합을 위한 소스 매처에 관한 것이다.The present invention relates to a source matcher for impedance matching of a plasma chamber.

기판(wafer 또는 glass)에 대한 식각 공정은 포토레지스트(photoresist 또는 PR) 층의 구멍을 통해 기판의 최상단층을 선택적으로 제거하는 공정으로서, 식각 방식에 따라 식각액을 이용하는 습식 식각(wet etch)과 가스를 이용하는 건식 식각(dry etch)으로 대별될 수 있다.The etching process for a substrate or wafer is a process for selectively removing the uppermost layer of the substrate through holes in a photoresist or photoresist (PR) layer. The wet etch process uses an etchant in accordance with the etching process, (Dry etch) using a dry etch.

건식 식각 방식 중 식각 수단으로서 플라즈마를 이용하는 경우에는 기판을 수용하는 챔버 내부에 가스를 주입하고, 높은 에너지의 고주파를 챔버에 인가함으로서 주입된 가스의 분자들을 고 에너지 준위로 여기시켜 플라즈마 상태로 형성시킨 후 기판 표면에 여기 된 이온입자들을 입사시켜 식각을 수행하게 된다.When plasma is used as an etching means in the dry etching method, a gas is injected into a chamber for accommodating a substrate, and high-energy high-frequency waves are applied to the chamber to excite the molecules of the injected gas to a high energy level to form a plasma state Then, the excited ion particles are incident on the substrate surface to perform etching.

챔버 내에 플라즈마가 정상적으로 생성되도록 하고, 챔버 내에 생성된 플라즈마의 밀도 등을 정확하게 제어하기 위해 소스단과 부하단 간의 임피던스를 매칭시킬 필요가 있다.It is necessary to match the impedance between the source terminal and the bottom terminal in order to generate plasma normally in the chamber and accurately control the density of the plasma generated in the chamber and the like.

한국등록특허공보 제0771336호에는 다중 구조의 접지 방법을 사용하여 접지 성능이 개선된 임피던스 정합 장치가 나타나 있다.Korean Patent Registration No. 0771336 discloses an impedance matching device improved in grounding performance by using a multi-structure grounding method.

한국등록특허공보 제0771336호Korean Patent Registration No. 0771336

본 발명은 챔버, RF 발진부, 코일 간의 임피던스 정합 효율이 개선된 소스 매처를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a source matcher in which the impedance matching efficiency between the chamber, the RF oscillating section, and the coil is improved.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise forms disclosed. Other objects, which will be apparent to those skilled in the art, It will be possible.

본 발명의 소스 매처는 챔버에 설치된 복수의 코일에 플라즈마 생성용 전력을 인가하는 RF 발진부; 상기 챔버, 상기 RF 발진부, 상기 코일 중 적어도 하나의 특성 임피던스(characteristic impedance)에 로드 임피던스(load impedance)를 맞추는 RF 매처부; 상기 RF 매처부의 출력 전력을 각 코일로 분배하는 스플리터부; 상기 RF 매처부 또는 상기 스플리터부의 정합 효율을 조정하는 조정부;를 포함할 수 있다.The source matrices of the present invention include an RF oscillating unit for applying plasma generation power to a plurality of coils provided in a chamber; An RF soldering unit for adjusting a load impedance to a characteristic impedance of at least one of the chamber, the RF oscillating unit, and the coil; A splitter for distributing the output power of the RF combiner to each coil; And an adjusting unit adjusting the matching efficiency of the RF processor or the splitter unit.

본 발명의 소스 매처는 RF 매처부 또는 스플리터부의 정합 효율을 조정하는 조정부를 통해 챔버, RF 발진부, 코일 간의 임피던스 정합 효율을 개선할 수 있다.The source matcher of the present invention can improve the impedance matching efficiency between the chamber, the RF oscillating portion, and the coil through the adjustment portion that adjusts the matching efficiency of the RF processor or the splitter portion.

도 1은 본 발명의 소스 매처가 구비된 플라즈마 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명이 RF 매처부를 나타낸 회로도이다.
도 3은 본 발명의 스플리터부를 나타낸 회로도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing a plasma apparatus provided with a source depositor of the present invention. FIG.
2 is a circuit diagram showing an RF combiner according to the present invention.
3 is a circuit diagram showing the splitter unit of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may be changed according to the intention or custom of the user, the operator. Definitions of these terms should be based on the content of this specification.

도 1은 본 발명의 소스 매처가 구비된 플라즈마 장치를 나타낸 개략도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing a plasma apparatus provided with a source depositor of the present invention. FIG.

도 1의 플라즈마 장치는 플라즈마를 이용해서 기판, 웨이퍼 등의 가공물(10)을 가공(증착, 식각, 세척)할 수 있다.The plasma apparatus of FIG. 1 can process (deposit, etch, clean) a workpiece 10 such as a substrate or a wafer by using a plasma.

소스 매처는 RF 발진부(110), RF 매처부(130), 스플리터부(150), 조정부(170)를 포함할 수 있다.The source matrices may include an RF oscillator 110, an RF processor 130, a splitter 150, and an arbiter 170.

RF 발진부(110)는 챔버(30)에 설치된 복수의 코일(50)에 플라즈마 생성용 전력을 인가할 수 있다.The RF oscillating unit 110 may apply electric power for generating plasma to the plurality of coils 50 provided in the chamber 30. [

챔버(30) 내부에는 플라즈마에 의해 가공(증착, 식각, 세척)되는 가공물(10)이 수용될 수 있다. 일 예로, 플라즈마 생성용 전력이 인가된 코일(50)에 의해 챔버(30) 내부에는 유도 결합 플라즈마(Inductive coupling Plasma, ICP)가 형성될 수 있다.Inside the chamber 30, a workpiece 10 to be processed (deposited, etched, washed) by plasma can be accommodated. For example, an inductive coupling plasma (ICP) may be formed in the chamber 30 by a coil 50 to which power for generating plasma is applied.

챔버(30)에는 가공물(10)이 수용되는 수용 공간이 마련되며, 해당 수용 공간은 플라즈마 공정시 외부로부터 폐쇄될 수 있다.The chamber 30 is provided with a receiving space in which the workpiece 10 is received, and the receiving space can be closed from the outside during the plasma process.

아르곤(Ar) 가스와 같이 플라즈마를 활성화시키는데 적당한 반응 가스가 가스 채널 또는 가스판을 통하여 챔버(30) 내에 공급될 수 있다.Reaction gas suitable for activating the plasma, such as argon (Ar) gas, may be supplied into the chamber 30 through a gas channel or gas plate.

챔버(30)의 수용 공간에 연결된 펌프(PUMP)에 의해 챔버(30) 내부는 진공 상태가 될 수 있다.The inside of the chamber 30 can be evacuated by the pump PUMP connected to the receiving space of the chamber 30. [

챔버(30)의 상부는 덮개(31)로 덮여 밀봉될 수 있으며, 덮개(31)와 챔버(30)의 사이에는 오링이 개재될 수 있다. 덮개(31)는 석영 유리판을 포함하는 것이 바람직하며, 덮개(31)는 안테나 유니트와 챔버(30)의 수용 공간의 사이에 위치할 수 있다.An upper portion of the chamber 30 may be covered with a lid 31 and sealed. An O-ring may be interposed between the lid 31 and the chamber 30. The lid 31 preferably includes a quartz glass plate and the lid 31 may be located between the antenna unit and the receiving space of the chamber 30. [

도시되지 않은 실시예로서 코일(50)은 챔버(30)의 내부 공간에 배치될 수도 있다.As a non-illustrated embodiment, the coils 50 may be disposed in the interior space of the chamber 30.

챔버(30)의 수용 공간에는 가공물(10)을 지지하기 위해 척 유니트(90)가 마련될 수 있다.A chuck unit 90 may be provided in the accommodation space of the chamber 30 to support the workpiece 10.

척 유니트(90)는 챔버(30) 내에 마련되는 것으로, 챔버(30)에 수납된 가공물(10)을 지지할 수 있다. 척 유니트(90)에 지지된 가공 대상물이 플라즈마 처리되도록 척 유니트(90)는 코일(50)에 대면하게 설치되는 것이 좋다. 일 예로, 코일(50)이 챔버(30)의 상부에 마련될 때, 척 유니트(90)는 챔버(30)의 하부에 마련될 수 있다. 코일(50)과 함께 챔버(30)의 수용 공간에 플라즈마 분위기를 형성하기 위해 척 유니트(90)는 정전 척(electrostatic chuck)을 포함할 수 있다.The chuck unit 90 is provided in the chamber 30 and can support the workpiece 10 accommodated in the chamber 30. The chuck unit 90 may be disposed to face the coil 50 so that the object to be processed supported by the chuck unit 90 is subjected to plasma processing. For example, when the coil 50 is provided on the upper portion of the chamber 30, the chuck unit 90 may be provided on the lower portion of the chamber 30. The chuck unit 90 may include an electrostatic chuck to form a plasma atmosphere in the receiving space of the chamber 30 together with the coil 50.

코일(50)은 RF 발진부(110)에 의해 플라즈마 생성용 전력이 인가되면 챔버(30)에 전자기장을 인가할 수 있다. 코일(50)에 의해 인가된 전자기장은 챔버(30) 내부에 플라즈마를 여기시킬 수 있다. 코일(50)은 챔버(30)에 대해 고정되거나 움직일 수 있다.The coil 50 may apply an electromagnetic field to the chamber 30 when power for generating plasma is applied by the RF oscillating unit 110. The electromagnetic field applied by the coil 50 may excite the plasma within the chamber 30. [ The coil 50 can be fixed or movable relative to the chamber 30. [

평면상으로 챔버(30)내 수용 공간의 각 영역에 존재하는 플라즈마의 밀도 등을 조절하기 위해 코일(50)은 복수로 마련될 수 있다. 각 코일(50)은 서로 다른 위치에 배치될 수 있다.A plurality of coils 50 may be provided to control the density of plasma existing in each region of the accommodation space in the chamber 30 on a plane. Each of the coils 50 may be disposed at different positions.

RF 매처부(130)는 챔버(30), RF 발진부(110), 코일(50) 중 적어도 하나의 특성 임피던스(characteristic impedance)에 로드 임피던스(load impedance)를 맞출 수 있다.The RF processor 130 can adjust a load impedance to a characteristic impedance of at least one of the chamber 30, the RF oscillator 110, and the coil 50. [

일 예로, RF 매처부(130)는 RF 발진부(110)에 연결되는 공통 케이블(109)의 특성 임피던스(characteristic impedance)에 로드 임피던스(load impedance)를 맞출 수 있다.For example, the RF processor 130 may adjust a load impedance to a characteristic impedance of the common cable 109 connected to the RF oscillator 110.

척 유니트(90)에는 RF 바이어스 전원을 인가하기 위한 바이어스 발진기, 바이어스 발진기에 연결되는 케이블의 특성 임피던스에 로드 임피던스를 맞추기 위한 바이어스 매처가 연결될 수 있다. 본 명세서에서 RF 매처부(130)는 코일(50)에 연결되는 것을 주로 설명하고 있으나, 바이어스 매처를 포함할 수도 있다.The chuck unit 90 may be connected to a bias arm for adjusting a load impedance to a characteristic impedance of a bias oscillator for applying RF bias power and a cable connected to the bias oscillator. Although the RF processor 130 is mainly described herein as being connected to the coil 50, it may also include a bias matcher.

본 발명의 플라즈마 장치는 척 유니트(90)에 가공물(10)이 안착된 상태에서 척 유니트(90)에 전력을 공급할 수 있다. 전력이 공급되면 가공물(10)은 정전력에 의해 척 유니트(90)에 고정될 수 있다.The plasma apparatus of the present invention can supply electric power to the chuck unit 90 in a state where the workpiece 10 is placed on the chuck unit 90. [ When power is supplied, the workpiece 10 can be fixed to the chuck unit 90 by electrostatic force.

척 유니트(90)에 가공물(10)이 고정되면 챔버(30) 상부의 가스 분사부를 통해 챔버(30) 내부로 소스 가스를 분사하고, 척 유니트(90)에는 바이어스 전력이 인가되며, 코일(50)에는 소스 전력이 인가될 수 있다. 식각 공정의 경우, 바이어스 전력 및 소스 전력에 해당하는 플라즈마 생성용 전력의 인가에 의해, 챔버(30) 내부에 강력한 산화력을 갖는 플라즈마가 형성될 수 있다. 이때, 플라즈마 중의 양이온들이 가공물(10)의 표면에 입사 및 충돌되어 가공물(10)이 식각될 수 있다.When the workpiece 10 is fixed to the chuck unit 90, the source gas is injected into the chamber 30 through the gas injection unit above the chamber 30. Bias power is applied to the chuck unit 90, ) May be applied with a source power. In the case of the etching process, a plasma having a strong oxidizing power can be formed in the chamber 30 by application of the plasma generating power corresponding to the bias power and the source power. At this time, the cations in the plasma may be incident on and collide with the surface of the workpiece 10 and the workpiece 10 may be etched.

RF 매처부(130)는 RF 발진부(110)에 미리 세팅되어진 특정 임피던스를 맞추기 위한 것으로, 인덕터(L) 및 가변 커패시터(C)를 포함할 수 있다.The RF processor 130 may include an inductor L and a variable capacitor C for matching a specific impedance preset in the RF oscillator 110. [

RF 발진부(110)로부터 플라즈마 생성용 전력이 RF 매처부(130)로 입력되면, VI 센서(710)의 전류 검출단과 전압 검출단에서 감지된 상대적인 위상 차이가 전압차로 변화되어 조정부(170)에 전달될 수 있다.When the power for generating plasma is input from the RF oscillating unit 110 to the RF processor 130, the relative phase difference detected at the current detecting terminal and the voltage detecting terminal of the VI sensor 710 is changed to a voltage difference and transmitted to the adjusting unit 170 .

조정부(170)는 전달된 전압치에 따라 RF 매처부(130)의 가변 커패시터의 임피던스가 특정한 값, 예를 들어 50Ω에 맞추어지도록 구동 모터(730)를 구동시켜 챔버(30) 내에서 플라즈마에 의한 각종 처리 공정이 적절하게 수행되도록 할 수 있다.The adjusting unit 170 drives the driving motor 730 so that the impedance of the variable capacitor of the RF processor 130 is adjusted to a specific value, for example, 50 OMEGA, according to the delivered voltage value, Various processing steps can be appropriately performed.

RF 매처부(130)의 가변 커패시터의 조절량 및 초기 설정값(pre-setting), RF 발진부(110)에서 발진되는 신호 등은 피엠씨(process module controller)로 통칭되는 컴퓨터에 전달되어 외부에서 모니터링될 수 있다.The adjustment amount and the initial setting value of the variable capacitor of the RF processor 130 and the signal oscillated in the RF oscillation unit 110 are transmitted to a computer collectively referred to as a process module controller and can be monitored from the outside have.

RF 매처부(130)를 구성하는 각 소자 및 각 회로 간에 발생되는 잔류 편차(offset)와, 고주파 신호에서 발생되는 하모닉스(harmonics)에 의한 노이즈(noise), 그리고 플라즈마에 의해 기판이 식각되는 과정 중에 발생되는 미세한 임피던스 변화 등과 같은 내부적인 요인으로 VI 센서(710)가 무 감대(dead zone)에 빠져 반응하지 못하는 경우가 발생될 수 있다.A residual error generated between each element constituting the RF processor 130 and each circuit, noise due to harmonics generated in a high frequency signal, and noise during the process of etching the substrate by plasma The VI sensor 710 may fail to respond to the dead zone due to an internal factor such as a minute impedance change.

VI 센서(710)의 무 감대 현상은 가변 커패시터들이 특정한 임피던스를 가질 수 있도록 RF 매처부(130)가 모터 구동신호를 발진시키지 못하는 결과를 초래하므로, 전체 시스템이 불안정하게 되는 중요한 원인으로 작용할 수 있다.The non-declining phenomenon of the VI sensor 710 may result in the RF processor 130 not being able to oscillate the motor drive signal so that the variable capacitors have a specific impedance, which may be an important cause of the instability of the overall system .

VI 센서(710)의 무 감대 현상을 초래하는 잔류 편차, 노이즈, 플라즈마 공정 중 발생하는 미세 임피던스 변화를 줄이기 위해 본 발명의 소스 매처는 RF 매처부(130)뿐만 아니라 스플리터부(150)와 조정부(170)를 추가로 이용할 수 있다.In order to reduce residual deviations, noise, and fine impedance changes that occur during the plasma process, which cause the non-rippling phenomenon of the VI sensor 710, the source matrices of the present invention include an RF processor 130 as well as a splitter unit 150 and an adjustment unit 170 may be additionally used.

스플리터부(150)는 RF 매처부(130)의 출력 전력을 각 코일(50)로 분배할 수 있다. 이때, 스플리터부(150)에는 임피던스가 조절되는 가변 커패시터가 마련될 수 있다. 가변 커패시터가 마련된 스플리터부(150)는 RF 매처부(130)와 유사하게 임피던스 정합에 관여할 수 있다.The splitter unit 150 can distribute the output power of the RF processor 130 to each coil 50. [ At this time, the splitter unit 150 may be provided with a variable capacitor whose impedance is adjusted. The splitter unit 150 provided with the variable capacitor can be involved in impedance matching similar to the RF signal processor 130. [

스플리터부(150)는 RF 매처부(130)와 대비하여 코일측 말단에 위치하는 요소이므로, 챔버(30) 내의 미세 임피던스 변화, RF 매처부(130)의 각 소자로 인해 발생된 잔류 편차, 노이즈를 신속 정확하게 줄일 수 있다.Since the splitter unit 150 is an element located at the end of the coil side compared to the RF processor 130, it is possible to reduce the variation of the impedance in the chamber 30, the residual deviation caused by each element of the RF processor 130, Can be quickly and accurately reduced.

조정부(170)는 RF 매처부(130) 또는 스플리터부(150)의 정합 효율을 조정할 수 있다.The adjustment unit 170 can adjust the matching efficiency of the RF processor 130 or the splitter unit 150. [

조정부(170)는 RF 매처부(130)의 가변 커패시터 또는 스플리터부(150)의 가변 커패시터를 조절함으로써, 챔버(30), RF 발진부(110), 코일(50) 간의 임피던스를 정합시키는 동시에 임피던스 정합 효율을 조정할 수 있다.The adjusting unit 170 adjusts the impedance between the chamber 30, the RF oscillating unit 110 and the coil 50 by adjusting the variable capacitors of the RF processor 130 or the variable capacitors of the splitter unit 150, The efficiency can be adjusted.

본 발명에 따르면, RF 매처부(130)뿐만 아니라 스플리터부(150)에서도 임피던스 조절이 가능하므로, 임피던스 정합 효율이 정밀하게 조절될 수 있다.According to the present invention, since the impedance can be adjusted not only in the RF processor 130 but also in the splitter unit 150, the impedance matching efficiency can be precisely controlled.

도 2는 본 발명이 RF 매처부(130)를 나타낸 회로도이다.2 is a circuit diagram showing an RF processor 130 according to the present invention.

챔버(30) 내에 가공물(10)을 가공하는 플라즈마가 정상적으로 생성되도록, RF 발진부(110)는 고주파 발진부(111) 및 저주파 발진부(113)를 포함할 수 있다.The RF oscillating unit 110 may include a high frequency oscillating unit 111 and a low frequency oscillating unit 113 so as to normally generate a plasma for processing the workpiece 10 in the chamber 30. [

고주파 발진부(111)는 10~17Mhz의 고주파 전력을 생성할 수 있다.The high-frequency oscillating unit 111 can generate a high-frequency power of 10 to 17 MHz.

저주파 발진부(113)는 200~600KHz의 저주파 전력을 생성할 수 있다. 이때, 저주파 전력은 고주파 전력과 함께 코일(50)에 인가되는 플라즈마 생성용 전력에 해당될 수 있다.The low frequency oscillating unit 113 can generate low frequency electric power of 200 to 600 KHz. At this time, the low frequency power may correspond to the plasma generation power applied to the coil 50 together with the high frequency power.

고주파 발진부(111)와 저주파 발진부(113)에 대응하여, RF 매처부(130)는 고주파 매처부(131) 및 저주파 매처부(133)를 포함할 수 있다.The RF processor 130 may include a high frequency processor 131 and a low frequency processor 133 in correspondence with the high frequency oscillating unit 111 and the low frequency oscillating unit 113. [

고주파 매처부(131)는 고주파 발진부(111)의 출력단에 연결되고, 고주파 전력에 대한 임피던스 정합을 수행할 수 있다. 고주파 매처부(131)는 10~17Mhz의 고주파 전력을 출력할 수 있다.The high frequency oscillating unit 131 is connected to the output terminal of the high frequency oscillating unit 111 and is capable of performing impedance matching with respect to high frequency power. The high frequency processor 131 can output a high frequency power of 10 to 17 MHz.

저주파 매처부(133)는 저주파 발진부(113)의 출력단에 연결되고, 저주파 전력에 대한 임피던스 정합을 수행할 수 있다. 저주파 매처부(133)는 200~600KHz의 저주파 전력을 출력할 수 있다.The low frequency oscillator 133 is connected to the output terminal of the low frequency oscillator 113 and can perform impedance matching with respect to low frequency power. The low frequency oscillator 133 can output a low frequency power of 200 to 600 KHz.

고주파 전력과 저주파 전력이 함께 코일(50)에 인가되도록, 고주파 매처부(131)의 출력단과 저주파 매처부(133)의 출력단은 전기적으로 연결될 수 있다.The output terminal of the high frequency processor 131 and the output terminal of the low frequency processor 133 may be electrically connected to each other so that the high frequency power and the low frequency power are applied to the coil 50. [

고주파 매처부(131)의 출력단, 저주파 매처부(133)의 출력단, 스플리터부(150)의 입력단은 동일한 공통 케이블에 연결될 수 있다.The output terminal of the high frequency processor 131, the output terminal of the low frequency processor 133, and the input terminal of the splitter unit 150 can be connected to the same common cable.

고주파 매처부(131)로부터 출력된 고주파 전력과 저주파 매처부(133)로부터 출력된 저주파 전력이 중첩된 RF 전력이 공통 케이블(109)을 통해 스플리터부(150)로 입력될 수 있다.The RF power superimposed on the high frequency power output from the high frequency processor 131 and the low frequency power output from the low frequency processor 133 can be input to the splitter unit 150 via the common cable 109. [

고주파 매처부(131)에는 고주파 발진부(111)에 직렬 연결되는 제1 고주파 커패시터 C1, 제1 고주파 커패시터 C1에 병렬 연결되는 고주파 인덕터 L1, 고주파 인덕터 L1에 직렬 연결되는 제2 고주파 커패시터 C2가 마련될 수 있다.In the high frequency oscillation unit 131, a first high frequency capacitor C1 connected in series to the high frequency oscillating unit 111, a high frequency inductor L1 connected in parallel to the first high frequency capacitor C1, and a second high frequency capacitor C2 connected in series to the high frequency inductor L1 are provided .

저주파 매처부(133)에는 저주파 발진부(113)에 직렬 연결되는 제1 저주파 커패시터 C3, 제1 저주파 커패시터 C3에 병렬 연결되는 저주파 인덕터 L2, 저주파 인덕터 L2에 직렬 연결되는 제2 저주파 커패시터 C4가 마련될 수 있다.A low frequency inductor L2 connected in parallel to the first low frequency capacitor C3 and a second low frequency capacitor C4 connected in series to the low frequency inductor L2 are provided in the low frequency oscillator 133. The first low frequency capacitor C3 is connected in series to the low frequency oscillator 113, .

RF 매처부(130)에 마련된 각 커패시터, 예를 들어 제1 고주파 커패시터 C1, 제2 고주파 커패시터 C2, 제1 저주파 커패시터 C3, 제2 저주파 커패시터 C4는 가변 커패시터를 포함할 수 있다. 조정부(170)는 각 가변 커패시터를 조절하여 임피던스를 정합할 수 있다.Each of the capacitors provided in the RF processor 130, for example, the first high-frequency capacitor C1, the second high-frequency capacitor C2, the first low-frequency capacitor C3, and the second low-frequency capacitor C4 may include a variable capacitor. The adjustment unit 170 may adjust the variable capacitors to match the impedances.

도 3은 본 발명의 스플리터부(150)를 나타낸 회로도이다.3 is a circuit diagram showing the splitter unit 150 of the present invention.

정합 효율을 조정하기 위해 조정부(170)에는 VI 센서(710)가 마련될 수 있다.In order to adjust the matching efficiency, the adjusting unit 170 may be provided with a VI sensor 710.

플라즈마 장치에는 코일(50)이 m개(여기서, m은 2 이상의 자연수이다) 마련될 수 있다. 일 예로, 도면에는 m=6, 즉 제1 코일(51), 제2 코일(52), 제3 코일(53), 제4 코일(54), 제5 코일(55), 제6 코일(56) 총 6개의 코일이 마련된다.The plasma apparatus may be provided with m coils 50 (where m is a natural number of 2 or more). For example, in the figure, m = 6, that is, a first coil 51, a second coil 52, a third coil 53, a fourth coil 54, a fifth coil 55, ) A total of six coils are provided.

코일(50)의 개수에 맞춰 VI 센서(710) 역시 m개 마련될 수 있다. 일 예로, 도면에는 제1 VI 센서(711), 제2 VI 센서(712), 제3 VI 센서(713), 제4 VI 센서(714), 제5 VI 센서(715), 제6 VI 센서(716)가 마련된다.M number of VI sensors 710 may be provided in accordance with the number of the coils 50. For example, the first VI sensor 711, the second VI sensor 712, the third VI sensor 713, the fourth VI sensor 714, the fifth VI sensor 715, the sixth VI sensor 715, 716).

스플리터부(150)는 m개의 스플리터를 포함할 수 있다. 일 예로, 도면에는 제1 스플리터(151), 제2 스플리터(152), 제3 스플리터(153), 제4 스플리터(154), 제5 스플리터(155), 제6 스필리터가 마련된다.The splitter unit 150 may include m splitters. For example, the drawing shows a first splitter 151, a second splitter 152, a third splitter 153, a fourth splitter 154, a fifth splitter 155, and a sixth spiller.

제n 스플리터의 출력단에 제n 코일이 연결될 수 있다(여기서, 1≤n≤m이고, n은 자연수이다),An n-th coil may be connected to the output terminal of the n-th splitter (where 1? N? M and n is a natural number)

일 예로, 제1 스플리터(151)의 출력단에 제1 코일(51)이 연결될 수 있다.For example, the first coil 51 may be connected to the output terminal of the first splitter 151.

제2 스플리터(152)의 출력단에 제2 코일(52)이 연결될 수 있다.And a second coil 52 may be connected to an output terminal of the second splitter 152. [

제3 스플리터(153)의 출력단에 제3 코일(53)이 연결될 수 있다.And the third coil 53 may be connected to the output terminal of the third splitter 153. [

제4 스플리터(154)의 출력단에 제4 코일(54)이 연결될 수 있다.And a fourth coil 54 may be connected to an output terminal of the fourth splitter 154.

제5 스플리터(155)의 출력단에 제5 코일(55)이 연결될 수 있다.A fifth coil 55 may be connected to an output terminal of the fifth splitter 155.

제6 스플리터(156)의 출력단에 제6 코일(56)이 연결될 수 있다.A sixth coil 56 may be connected to an output terminal of the sixth splitter 156.

제n VI 센서는 제n 스플리터의 출력단의 전력을 감지할 수 있다. 또는, 제n VI 센서는 제n 스플리터의 출력단에 전기적으로 연결된 전류 검출단과 전압 검출단에서 감지된 상대적인 위상 차이를 감지할 수 있다.The nth VI sensor can sense the power of the output terminal of the nth splitter. Alternatively, the nth VI sensor may sense the relative phase difference sensed at the current detection stage and the voltage detection stage, which are electrically connected to the output terminal of the nth splitter.

일 예로, 제1 VI 센서(711)는 제1 스플리터(151)의 출력단의 전력을 감지하거나, 상대적인 위상 차이를 감지할 수 있다.For example, the first VI sensor 711 may sense the power of the output terminal of the first splitter 151 or sense a relative phase difference.

제2 VI 센서(712)는 제2 스플리터(152)의 출력단의 전력을 감지하거나, 상대적인 위상 차이를 감지할 수 있다.The second VI sensor 712 may sense the power of the output of the second splitter 152 or sense a relative phase difference.

제3 VI 센서(713)는 제3 스플리터(153)의 출력단의 전력을 감지하거나, 상대적인 위상 차이를 감지할 수 있다.The third VI sensor 713 may sense the power of the output terminal of the third splitter 153 or sense a relative phase difference.

제4 VI 센서(714)는 제4 스플리터(154)의 출력단의 전력을 감지하거나, 상대적인 위상 차이를 감지할 수 있다.The fourth VI sensor 714 may sense the power of the output of the fourth splitter 154 or sense a relative phase difference.

제5 VI 센서(715)는 제5 스플리터(155)의 출력단의 전력을 감지하거나, 상대적인 위상 차이를 감지할 수 있다.The fifth VI sensor 715 may sense the power of the output terminal of the fifth splitter 155 or sense a relative phase difference.

제6 VI 센서(716)는 제6 스플리터(156)의 출력단의 전력을 감지하거나, 상대적인 위상 차이를 감지할 수 있다.The sixth VI sensor 716 may sense the power of the output of the sixth splitter 156 or sense a relative phase difference.

m개의 스플리터의 입력단에는 공통 케이블이 각각 연결될 수 있다.A common cable may be connected to each input end of the m splitters.

각 코일마다 스플리터 및 VI 센서가 각각 형성되므로, 조정부(170)는 각 코일에 대한 임피던스 정합을 개별적으로 수행할 수 있다.Since the splitter and the VI sensor are formed for each coil, the adjusting unit 170 can individually perform the impedance matching for each coil.

각 스플리터에는 공통 케이블(109)에 직렬로 연결된 제1 분기 커패시터 C5 및 분기 인덕터 L3, 제1 분기 커패시터 C5 또는 분기 인덕터 L3에 병렬로 연결된 제2 분기 커패시터 C6가 마련될 수 있다. 이때, 제2 분기 커패시터 C6는 조정부(170)에 의해 조절되는 가변 커패시터를 포함할 수 있다.Each splitter may be provided with a first branch capacitor C5 connected in series to the common cable 109 and a second branch capacitor C6 connected in parallel to branch inductor L3, first branch capacitor C5 or branch inductor L3. At this time, the second branch capacitor C6 may include a variable capacitor that is adjusted by the adjustment unit 170. [

조정부(170)는 VI 센서의 감지 결과에 따라 RF 매처부(130)의 임피던스 및 스플리터부(150)의 임피던스를 조절할 수 있다. 구체적으로, 조정부(170)는 RF 매처부(130)에 마련된 가변 커패시터 및 스플리터부(150)에 마련된 가변 커패시터를 조절할 수 있다.The adjustment unit 170 may adjust the impedance of the RF processor 130 and the impedance of the splitter unit 150 according to the detection result of the VI sensor. Specifically, the adjustment unit 170 can adjust the variable capacitors provided in the RF processor 130 and the variable capacitors provided in the splitter unit 150.

RF 매처부(130) 및 스플리터부(150)에는 핸들을 회전시켜 정전 용량(capacitance values)을 변경할 수 있는 가변 커패시터, 예를 들어 제1 고주파 커패시터 C1, 제2 고주파 커패시터 C2, 제1 저주파 커패시터 C3, 제2 저주파 커패시터 C4, 제2 분기 커패티서 C6가 마련될 수 있다.The RF processor 130 and the splitter unit 150 are provided with variable capacitors, for example, a first high frequency capacitor C1, a second high frequency capacitor C2, a first low frequency capacitor C3 A second low frequency capacitor C4, and a second branch capacitor C6 may be provided.

조정부(170)는 VI 센서의 감지 결과에 따라 핸들을 회전시키는 구동 모터(730)를 포함할 수 있다. 조정부(170)는 VI 센서의 감지 결과를 토대로 산출된 회전수만큼 핸들을 회전시켜 가변 커패시터의 임피던스를 변화시킬 수 있다. 이때, 구동 모터(730) M은 각 가변 커패시터마다 마련될 수 있다.The adjustment unit 170 may include a drive motor 730 that rotates the handle according to the detection result of the VI sensor. The adjusting unit 170 can change the impedance of the variable capacitor by rotating the handle by the calculated number of revolutions based on the detection result of the VI sensor. At this time, the drive motor 730 M may be provided for each variable capacitor.

조정부(170)는 RF 매처부의 가변 커패시터를 조절함으로써, 시스템 전체에 대한 임피던스 정합을 수행하거나, 스플리터부의 가변 커패시터를 조절함으로써 각 코일에 대한 임피던스 정합을 독립적으로 수행할 수 있다.The adjustment unit 170 may perform impedance matching for the entire system by adjusting the variable capacitors of the RF matched unit, or by adjusting the variable capacitors of the splitter unit.

조정부(170)는 릴레이(750)를 포함할 수 있다. 이때, 릴레이(750)는 각 스플리터마다 설치될 수 있다. 구체적으로 릴레이(750)는 각 스플리터의 최종단에 설치될 수 있다.The adjustment unit 170 may include a relay 750. At this time, the relay 750 may be installed for each splitter. Specifically, the relay 750 may be installed at the final stage of each splitter.

릴레이(750)는 VI 센서의 감지 결과에 따라 각 스플리터와 각 코일 간의 전기적 연결을 온오프(on-off)시킬 수 있다. 릴레이(750)가 온되면, 각 스플리터와 각 코일은 전기적으로 연결되고, 릴레이(750)가 오프되면, 각 스플리터와 각 코일은 전기적으로 단절될 수 있다.The relay 750 can turn on and off the electrical connection between each of the splitters and each coil according to the detection result of the VI sensor. When the relay 750 is turned on, the respective splitters and the coils are electrically connected, and when the relay 750 is turned off, each of the splitters and the coils can be electrically disconnected.

릴레이(750)가 오프되면 코일측의 로드 임피던스가 무한대로 증가되며, 무한대로 증가된 로드 임피던스를 이용해 잔류 편차, 노이즈 제거가 이루어질 수 있다.When the relay 750 is turned off, the load impedance on the coil side is increased infinitely, and the residual deviation and noise can be removed using the infinitely increased load impedance.

릴레이(750)가 온된 경우 잔류 편차, 노이즈는 시간의 경과에 따라 다시 발생될 가능성이 높으므로, 릴레이(750)는 조정부(170)에 의해 주기적으로 온오프될 수 있다.The relay 750 can be periodically turned on and off by the adjusting unit 170 since the residual deviation and noise when the relay 750 is turned on are likely to be generated again with the lapse of time.

또한, 릴레이(750)로 인해 VI 센서의 오프셋 값의 설정이 쉬워지며, 비상 상황시 코일의 동작이 강제적으로 중단될 수 있다.In addition, the offset value of the VI sensor can be easily set by the relay 750, and the operation of the coil can be forcibly stopped in an emergency situation.

각종 잔류 편차, 노이즈 등을 줄이기 위해, RF 전력이 공통 케이블을 통하여 복수의 스플리터가 마련된 스플리터부(150)의 중심으로 인입될 수 있다. 이때, 각 스플리터는 스플리터부(150)의 중심을 기준으로 등각도로 배치될 수 있다.RF power can be introduced to the center of the splitter unit 150 provided with a plurality of splitters through a common cable in order to reduce various residual deviations, noise, and the like. At this time, each of the splitters can be disposed at an equal angle with respect to the center of the splitter unit 150. [

스플리터부(150)에는 스플리터를 지지하는 판 형상의 몸체가 마련될 수 있다. 일 예로, 6개의 스플리터가 마련된 경우, 각 스플리터는 60도의 간격으로 동일 평면상, 예를 들어 xy평면 상에 배치되게 몸체에 설치될 수 있다.The splitter unit 150 may be provided with a plate-like body for supporting the splitter. For example, when six splitters are provided, each splitter may be installed on the body to be arranged on the same plane, for example, the xy plane, at an interval of 60 degrees.

몸체의 중심을 기준으로 등각도로 배치된 복수의 스플리터에 따르면, 서로 대면되는 스플리터 간에 발생되는 노이즈가 상쇄될 수 있다. 또한, 스플리터 측 임피던스의 불균형이 방지될 수 있다.According to the plurality of splitters arranged at equal angles with respect to the center of the body, the noise generated between the facing splitters can be canceled. In addition, imbalance of the impedance on the side of the splitter can be prevented.

공통 케이블은 스플리터부(150)의 중심, 구체적으로 몸체의 중심에서 분기되어 각 스플리터에 연결될 수 있다.The common cable may be branched from the center of the splitter unit 150, specifically the center of the body, and connected to each splitter.

각 스플리터, 각 스플리터에 마련된 가변 커패시터 C6 및 각 스플리터에 연결된 주변 회로(107)는 공통 케이블을 기준으로 축대칭으로 배열되고, 모두 등가 회로일 수 있다.Each of the splitters, the variable capacitor C6 provided in each splitter, and the peripheral circuits 107 connected to the respective splitters are arranged axially symmetrically with respect to the common cable, and may be all equivalent circuits.

공통 케이블의 단부는 복수의 스플리터가 배치된 가상의 평면(도면에서는 xy 평면)에 수직하게 스플리터부(150)에 입력될 수 있다. 가상의 평면에 수직하게 입력된 공통 케이블의 단부는 도 3과 같이 평면상 점으로 표시될 수 있다.The ends of the common cable can be input to the splitter unit 150 perpendicularly to a virtual plane (xy plane in the figure) where a plurality of splitters are disposed. The end of the common cable input perpendicularly to the imaginary plane can be represented by a point on the plane as shown in Fig.

공통 케이블은 각 스플리터 사이의 중심으로부터 각 스플리터를 향해 연장되는 지선(108)을 통해 분기될 수 있다. 해당 지선은 곧바로 스플리터에 연결되거나 각종 주변 회로를 거친 후 스플리터에 연결될 수 있다.The common cable may branch through a branch line 108 extending from the center between each splitter towards each splitter. The branch can be connected directly to a splitter or connected to a splitter after passing through various peripheral circuits.

이때, 각 지선의 길이, 각 지선의 위치, 각 주변 회로의 위치 등이 제멋대로 설정되면, 지선, 주변 회로에 의해 로드 임피던스가 틀어질 수 있다. 본 실시예에 따르면, 지선, 스플리터, 가변 커패시터, 주변 회로가 공통 케이블을 기준으로 축대칭으로 배열될 수 있다.At this time, if the length of each branch line, the position of each branch line, the position of each peripheral circuit, and the like are arbitrarily set, the load impedance may be changed by the branch line and the peripheral circuit. According to the present embodiment, the branch line, the splitter, the variable capacitor, and the peripheral circuits can be arranged axially symmetrically with respect to the common cable.

이때, 각 스플리터는 모두 등가 회로일 수 있다. 각 지선은 모두 등가 회로일 수 있다. 각 가변 커패시터는 모두 등가 회로일 수 있다. 각 주변 회로는 모두 등가 회로일 수 있다. 이때, 등가 회로는 회로도 차원에서 뿐만 아니라, 지선의 길이 및 위치, 가변 커패시터의 위치 등의 기구적 차원에서도 모두 대칭적으로 동일한 것을 의미할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 지선, 주변 회로로 인해 유발되는 노이즈를 상쇄시킬 수 있다.At this time, each of the splitters may be an equivalent circuit. Each branch line may be an equivalent circuit. Each variable capacitor may be an equivalent circuit. Each peripheral circuit may be an equivalent circuit. In this case, the equivalent circuit may be symmetrically identical not only in the dimension of the circuit diagram but also in the mechanical dimension such as the length and position of the branch line and the position of the variable capacitor. According to the present embodiment, the noise caused by the branch line and the peripheral circuit can be canceled.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

10...가공물 30...챔버
31...덮개 50...코일
51...제1 코일 52...제2 코일
53...제3 코일 54...제4 코일
55...제5 코일 56...제6 코일
90...척 유니트 107...주변 회로
108...지선 109...공통 케이블
110...RF 발진부 111...고주파 발진부
113...저주파 발진부 130...RF 매처부
131...고주파 매처부 133...저주파 매처부
150...스플리터부 151...제1 스플리터
152...제2 스플리터 153...제3 스플리터
154...제4 스플리터 155...제5 스플리터
156...제6 스플리터 170...조정부
710...VI 센서 711...제1 VI 센서
712...제2 VI 센서 713...제3 VI 센서
714...제4 VI 센서 715...제5 VI 센서
716...제6 VI 센서 730...구동 모터
750...릴레이10 ... workpiece 30 ... chamber
31 ... cover 50 ... coil
51 ... first coil 52 ... second coil
53 ... third coil 54 ... fourth coil
55 ... fifth coil 56 ... sixth coil
90 ... Chuck unit 107 ... Peripheral circuit
108 ... branch wire 109 ... common cable
110 ... RF oscillation section 111 ... High frequency oscillation section
113 ... low frequency oscillation unit 130 ... RF hammering unit
131 ... High frequency pickling part 133 ... Low frequency pickling part
150 ... splitter unit 151 ... first splitter
152 ... second splitter 153 ... third splitter
154 ... fourth splitter 155 ... fifth splitter
156 ... sixth splitter 170 ... adjustment section
710 ... VI sensor 711 ... 1st VI sensor
712 ... second VI sensor 713 ... third VI sensor
714 ... fourth VI sensor 715 ... fifth VI sensor
716 ... sixth VI sensor 730 ... drive motor
750 ... Relay

Claims

An RF oscillating unit that applies electric power for plasma generation to a plurality of coils installed in the chamber;
An RF soldering unit for adjusting a load impedance to a characteristic impedance of at least one of the chamber, the RF oscillating unit, and the coil;
A splitter for distributing the output power of the RF combiner to each coil;
An adjustment unit for adjusting a matching efficiency of the RF processor or the splitter unit;
/ RTI >

The method according to claim 1,
Wherein the RF oscillation section includes a high frequency oscillation section and a low frequency oscillation section,
The high-frequency oscillation unit generates a high-frequency power of 10 to 17 MHz,
The low frequency oscillating unit generates low frequency electric power of 200 to 600 KHz,
Wherein the RF matching unit includes a high frequency processor and a low frequency matcher,
The high-frequency matching unit is connected to an output terminal of the high-frequency oscillation unit, outputs a high-frequency power of 10 to 17 MHz,
Wherein the low frequency matching unit is connected to an output terminal of the low frequency oscillation unit and outputs a low frequency electric power of 200 to 600 KHz.

3. The method of claim 2,
An output terminal of the high frequency matching unit and an output terminal of the low frequency matching unit are electrically connected,
An output terminal of the high frequency combiner, an output terminal of the low frequency combiner, and an input terminal of the splitter are connected to the same common cable,
And a RF power in which a high frequency power output from the high frequency processor and a low frequency power output from the low frequency processor are input to the splitter through the common cable.

The method of claim 3,
The adjustment unit is provided with a VI sensor,
The coils are provided with m (where m is a natural number of 2 or more)
M VI sensors are provided,
Wherein the splitter section includes m splitters,
An n-th coil is connected to the output terminal of the n-th splitter (where 1? N? M and n is a natural number)
The nth VI sensor senses the power of the output terminal of the n-th splitter or the relative phase difference sensed at the current detecting terminal and the voltage detecting terminal electrically connected to the output terminal of the n-th splitter,
and the common cables are respectively connected to m input terminals of the splitter.

5. The method of claim 4,
The adjusting unit adjusts the impedance of the RF matched unit and the impedance of the splitter unit according to the detection result of the VI sensor,
The RF processor and the splitter unit are provided with variable capacitors capable of changing capacitance values by rotating a handle,
Wherein the adjusting unit includes a driving motor that rotates the handle according to the detection result of the VI sensor,
Wherein the drive motor is provided for each variable capacitor.

5. The method of claim 4,
Wherein the adjustment unit includes a relay,
The relay is provided for each splitter and is a source matcher that turns on and off the electrical connection between each of the splitters and each coil according to the detection result of the VI sensor.

5. The method of claim 4,
The RF power is led to the center of the splitter section provided with the plurality of splitters through the common cable,
Each of the splitters is disposed at an equal angle with respect to the center of the splitter section,
Wherein the common cable is branched at the center of the splitter section and connected to each splitter.

8. The method of claim 7,
Each splitter, a variable capacitor provided in each splitter, and a peripheral circuit connected to each splitter are arranged axially symmetrically with respect to the common cable, and all of them are equivalent circuits.