KR20220093161A - 제어 회로, 펄스 전원 시스템 및 반도체 가공 디바이스 - Google Patents
제어 회로, 펄스 전원 시스템 및 반도체 가공 디바이스 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220093161A KR20220093161A KR1020227018213A KR20227018213A KR20220093161A KR 20220093161 A KR20220093161 A KR 20220093161A KR 1020227018213 A KR1020227018213 A KR 1020227018213A KR 20227018213 A KR20227018213 A KR 20227018213A KR 20220093161 A KR20220093161 A KR 20220093161A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- signal
- circuit
- control
- switch
- switch unit
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 81
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 11
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 8
- 238000002513 implantation Methods 0.000 claims description 8
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 claims description 8
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 claims description 7
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 20
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 12
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 1
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
- H01J37/02—Details
- H01J37/248—Components associated with high voltage supply
-
- 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
- H01J37/32018—Glow discharge
- H01J37/32027—DC powered
-
- 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
-
- 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
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
-
- 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
- H01J37/32018—Glow discharge
- H01J37/32045—Circuits specially adapted for controlling the glow 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
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
- H01J37/32146—Amplitude modulation, includes pulsing
-
- 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
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3464—Operating strategies
- H01J37/3467—Pulsed operation, e.g. HIPIMS
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/53—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback
- H03K3/57—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback the switching device being a semiconductor device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
- H01J2237/327—Arrangements for generating the plasma
-
- 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
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32532—Electrodes
- H01J37/32568—Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
제어 회로(1012), 펄스 전원 시스템 및 반도체 가공 디바이스에 있어서, 상기 제어 회로(1012)는 스위치 회로(3)를 포함한다. 이의 제1단(31) 및 제2단(32)은 직류 신호의 입력단으로 사용되고, 제3단(33) 및 제4단(34)은 펄스 신호의 출력단으로 사용된다. 제1 제어단(35) 및 제2 제어단(36)은 제1 신호 및 제2 신호를 수신하여 펄스 신호의 출력을 제어하는 데 사용된다. 제1 제어단(35) 및 제2 제어단(36)이 제1 신호를 수신하면, 제3단(33) 및 제4단(34)은 펄스 신호를 출력한다. 제1 제어단(35) 및 제2 제어단(36)이 제2 신호를 수신하면, 제3단(33) 및 제4단(34)은 펄스 신호 출력을 정지한다. 상기 제어 회로(1012)는 에너지 저장 모듈(4)을 더 포함한다. 이의 양단은 각각 스위치 회로(3)의 제1단(31) 및 제2단(32)과 연결되며, 스위치 회로(3)가 펄스 신호를 출력하지 않을 때, 스위치 회로(3) 중의 잔여 전기 에너지를 저장하는 데 사용된다. 상기 제어 회로(1012)는 전압이 각 펄스 종료 시 발생시키는 진동을 감소시키고, 반도체 공정 중 플라즈마의 에너지 및 밀도에 대한 제어 정밀도를 향상시킨다.
Description
본 발명은 반도체 기술 분야에 관한 것으로, 구체적으로 제어 회로, 펄스 전원 시스템 및 반도체 가공 디바이스에 관한 것이다.
전자 기술의 고속 발전으로 집적 회로의 집적도에 대한 사람들의 요구 기준이 점점 더 높아지고 있다. 따라서 반도체 웨이퍼의 가공 정밀도를 지속적으로 개선해야 한다. 플라즈마 장치는 집적 회로(IC) 또는 MEMS 소자의 제조 공정에 광범위하게 적용된다. 그러므로 에칭, 증착 또는 이온주입 등의 공정에 적합한 플라즈마 발생 장비의 연구개발은 반도체 제조공정 및 시설의 발전에 있어서 매우 중요하다.
현재 반도체 공정의 경우, 플라즈마의 에너지 및 밀도의 제어가 특히 중요하다. 종래의 플라즈마 에너지 및 밀도 제어 방식은 주로 부하에 인가되는 전압을 제어함으로써 구현한다. 그러나 회로에 통상적으로 인덕터 요소가 존재하기 때문에, 전압이 차단된 후 이러한 인덕터 요소 중의 잔여 전기 에너지는 부하가 포함된 루프에서 계속 순환할 수 있다. 따라서 전압이 차단된 후에 진동이 존재해 플라즈마의 에너지 및 밀도에 대한 정밀한 제어를 구현하기 어렵다.
본 발명의 목적은 제어 회로, 펄스 전원 시스템 및 반도체 가공 디바이스를 제공함으로써, 종래 기술에 존재하는 기술적인 문제 중 적어도 하나를 해결하는 데에 있다. 이는 회로 중의 잔여 전기 에너지를 저장하여 전압이 각 펄스 종료 시 발생시키는 진동을 감소시킬 수 있다. 또한 반도체 공정에서 플라즈마의 에너지 및 밀도에 대한 제어 정밀도를 향상시킬 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예는 직류 신호를 펄스 신호 방식으로 출력하는 데 사용되는 제어 회로를 제공한다. 상기 제어 회로는 에너지 저장 모듈 및 스위치 회로를 포함한다.
상기 스위치 회로는 제1단, 제2단, 제3단, 제4단 및 제1 제어단과 제2 제어단을 구비한다. 여기에서 상기 제1단 및 상기 제2단은 직류 신호의 입력단으로 사용되고, 상기 제3단 및 상기 제4단은 상기 펄스 신호의 출력단으로 사용된다. 상기 제1 제어단 및 상기 제2 제어단은 제1 신호 및 제2 신호를 수신하여 상기 펄스 신호의 출력을 제어하는 데 사용된다. 상기 제1 제어단 및 제2 제어단이 상기 제1 신호를 수신하면, 상기 제3단 및 제4단은 상기 펄스 신호를 출력한다. 상기 제1 제어단 및 제2 제어단이 상기 제2 신호를 수신하면, 상기 제3단 및 제4단은 상기 펄스 신호 출력을 정지한다.
상기 에너지 저장 모듈의 양단은 각각 상기 스위치 회로의 제1단 및 제2단과 연결된다. 이는 상기 스위치 회로가 상기 펄스 신호를 출력하지 않을 때, 상기 스위치 회로 중의 잔여 전기 에너지를 저장하는 데 사용된다.
선택적으로, 상기 스위치 회로는 제1 스위치 유닛 및 제2 스위치 유닛을 포함한다.
상기 제1 스위치 유닛의 제1단 및 제2단과 상기 제2 스위치 유닛의 제1단 및 제2단은 상기 직류 신호의 입력단으로 사용된다. 상기 제1 스위치 유닛의 제1단은 각각 상기 에너지 저장 모듈의 제1단 및 상기 제2 스위치 유닛의 제1단과 연결된다. 상기 제1 스위치 유닛의 제2단은 각각 상기 에너지 저장 모듈의 제2단 및 상기 제2 스위치 유닛의 제2단과 연결된다. 상기 제1 스위치 유닛의 제어단 및 상기 제2 스위치 유닛의 제어단은 상기 제1 신호 또는 상기 제2 신호를 수신하는 데 사용된다. 상기 제1 스위치 유닛의 제3단과 상기 제2 스위치 유닛의 제3단은 상기 펄스 신호를 출력하는 데 사용된다.
상기 제1 스위치 유닛은 상기 제1 스위치 유닛의 제어단이 상기 제1 신호를 수신하면, 상기 제1 스위치 유닛의 제1단과 상기 제1 스위치 유닛의 제3단 사이의 회로를 온시키고, 상기 에너지 저장 모듈의 제2단과 상기 제1 스위치 유닛의 제3단 사이의 회로를 오프시키는 데 사용된다. 상기 제1 스위치 유닛의 제어단이 상기 제2 신호를 수신하면, 상기 제1 스위치 유닛의 제1단과 상기 제1 스위치 유닛의 제3단 사이의 회로를 오프시키고, 상기 에너지 저장 모듈의 제2단과 상기 제1 스위치 유닛의 제3단 사이의 회로를 온시키는 데 사용된다.
상기 제2 스위치 유닛은 상기 제2 스위치 유닛의 제어단이 상기 제1 신호를 수신하면, 상기 제2 스위치 유닛의 제2단과 상기 제2 스위치 유닛의 제3단 사이의 회로를 온시키고, 상기 에너지 저장 모듈의 제1단과 상기 제2 스위치 유닛의 제3단 사이의 회로를 오프시키는 데 사용된다. 상기 제2 스위치 유닛의 제어단이 상기 제2 신호를 수신하면, 상기 제2 스위치 유닛의 제2단과 상기 제2 스위치 유닛의 제3단 사이의 회로를 오프시키고, 상기 에너지 저장 모듈의 제1단과 상기 제2 스위치 유닛의 제3단 사이의 회로를 온시키는 데 사용된다.
선택적으로, 상기 제1 스위치 유닛은 제1 스위치 트랜지스터 및 제1 차단 다이오드를 포함한다.
상기 제1 스위치 트랜지스터의 입력단 및 상기 제1 차단 다이오드의 입력단은 상기 직류 신호의 입력단으로 사용된다. 또한 상기 제1 스위치 트랜지스터의 입력단은 상기 에너지 저장 모듈의 제1단과 연결된다. 상기 제1 차단 다이오드의 입력단은 상기 에너지 저장 모듈의 제2단과 연결된다. 상기 제1 스위치 트랜지스터의 출력단은 상기 펄스 신호를 출력하는 데 사용되며, 상기 제1 스위치 트랜지스터의 출력단과 연결된다. 상기 제1 스위치 트랜지스터의 제어단은 상기 제1 신호 또는 상기 제2 신호를 수신하는 데 사용된다.
상기 제어단이 상기 제1 신호를 수신하면, 상기 제1 스위치 트랜지스터는 상기 제1 스위치 트랜지스터의 입력단과 출력단 사이의 회로를 온시키는 데 사용되고, 상기 제1 차단 다이오드는 상기 에너지 저장 모듈의 제2단과 상기 제1 차단 다이오드의 출력단 사이의 회로를 오프시키는 데 사용된다. 상기 제어단이 상기 제2 신호를 수신하면, 상기 제1 스위치 트랜지스터는 상기 제1 스위치 트랜지스터의 입력단과 출력단 사이의 회로를 오프시키는 데 사용되고, 상기 제1 차단 다이오드는 상기 에너지 저장 모듈의 제2단과 상기 제1 차단 다이오드의 출력단 사이의 회로를 온시키는 데 사용된다.
선택적으로, 상기 제1 스위치 트랜지스터에 채택되는 재료에는 Si, SiC, GaN 및 AlGaN 중 어느 하나가 포함된다.
선택적으로, 상기 제2 스위치 유닛은 제2 스위치 트랜지스터 및 제2 차단 다이오드를 포함한다.
상기 제2 스위치 트랜지스터의 입력단은 상기 펄스 신호를 출력하는 데 사용되며, 상기 제2 차단 다이오드의 입력단과 연결된다. 상기 제2 스위치 트랜지스터의 출력단 및 상기 제2 차단 다이오드의 출력단은 상기 직류 신호의 입력단으로 사용되고, 상기 제2 스위치 트랜지스터의 출력단은 상기 에너지 저장 모듈의 제2단과 연결된다. 상기 제2 차단 다이오드의 출력단은 상기 에너지 저장 모듈의 제1단과 연결된다. 상기 제2 스위치 트랜지스터의 제어단은 상기 제1 신호 또는 상기 제2 신호를 수신하는 데 사용된다.
상기 제어단이 상기 제1 신호를 수신하면, 상기 제2 스위치 트랜지스터는 상기 제2 스위치 트랜지스터의 출력단과 입력단 사이의 회로를 온시키는 데 사용되고, 상기 제2 차단 다이오드는 상기 에너지 저장 모듈의 제1단과 상기 제2 차단 다이오드의 출력단 사이의 회로를 오프시키는 데 사용된다. 상기 제어단이 상기 제2 신호를 수신하면, 상기 제2 스위치 트랜지스터는 상기 제2 스위치 트랜지스터의 출력단과 입력단 사이의 회로를 오프시키는 데 사용되고, 상기 제2 차단 다이오드는 상기 에너지 저장 모듈의 제1단과 상기 제2 차단 다이오드의 출력단 사이의 회로를 온시키는 데 사용된다.
선택적으로, 상기 제2 스위치 트랜지스터에 채택되는 재료에는 Si, SiC, GaN 및 AlGaN 중 어느 하나가 포함된다.
선택적으로, 상기 에너지 저장 모듈은 적어도 하나의 커패시터 및/또는 적어도 하나의 인덕터를 포함한다.
상기 커패시터 및/또는 상기 인덕터의 일단은 상기 에너지 저장 모듈의 제1단으로 사용되며, 상기 스위치 회로의 제1단과 연결된다. 타단은 상기 에너지 저장 모듈의 제2단으로 사용되며, 상기 스위치 회로의 제2단과 연결된다.
선택적으로, 상기 제어 회로는 변압기를 더 포함한다. 상기 변압기는 1차 인덕터 및 2차 인덕터를 포함한다. 여기에서 상기 1차 인덕터의 양단은 각각 상기 스위치 회로의 제3단 및 제4단과 연결된다. 상기 2차 인덕터의 양단은 상기 펄스 신호를 출력하는 데 사용된다.
선택적으로, 상기 스위치 모듈의 제1 제어단 및 제2 제어단에 상기 제1 신호 또는 제2 신호를 전송하는 데 사용되는 제어 모듈을 더 포함한다.
다른 하나의 기술적 해결책에 있어서, 본 발명의 실시예는 직류 모듈 및 본 발명의 실시예에서 제공하는 상기 제어 회로를 포함하는 펄스 전원 시스템을 더 제공한다. 여기에서 상기 직류 모듈은 상기 스위치 회로의 상기 제1단 및 상기 제2단에 직류 신호를 인가하는 데 사용된다.
선택적으로, 상기 직류 모듈은 직류 전원을 포함한다.
다른 하나의 기술적 해결책에 있어서, 본 발명의 실시예는 상부 전극 어셈블리 및 하부 전극 어셈블리를 포함하는 반도체 가공 디바이스를 더 제공한다. 상기 반도체 가공 디바이스는 본 발명의 실시예에서 제공하는 펄스 전원 시스템을 더 포함한다. 상기 펄스 전원 시스템의 수량은 적어도 하나이며, 상기 상부 전극 어셈블리 및 상기 하부 전극 어셈블리 중 적어도 하나에 상기 펄스 신호를 제공하는 데 사용된다.
선택적으로, 상기 반도체 가공 디바이스는 플라즈마 침지 주입 장비, 물리 기상 증착 장비 또는 플라즈마 에칭 장비를 포함한다.
본 발명 실시예의 유익한 효과는 하기와 같다.
본 발명의 실시예에서 제공하는 제어 회로는, 그 스위치 회로가 제1 제어단 및 제2 제어단이 제1 신호를 수신하면 펄스 신호를 출력한다. 제1 제어단 및 제2 제어단이 제2 신호를 수신하면 펄스 신호 출력을 정지한다. 따라서 직류 신호를 펄스 신호 방식으로 출력하도록 구현할 수 있다. 동시에 에너지 저장 모듈을 이용해 스위치 회로가 펄스 신호를 출력하지 않을 때 스위치 회로 중의 잔여 전기 에너지를 저장한다. 이를 통해 잔여 전기 에너지가 스위치 회로에서 계속 순환하는 시간을 줄이고 전압이 각 펄스 종료 시 발생시키는 진동을 감소시킨다. 따라서 반도체 공정 중 플라즈마의 에너지 및 밀도에 대한 제어 정밀도를 향상시킨다.
본 발명의 실시예에서 제공하는 펄스 전원 시스템은 본 발명의 실시예에서 제공하는 상기 제어 회로를 채택함으로써, 펄스 신호를 출력하고 스위치 회로 중의 잔여 전기 에너지를 저장할 수 있다. 따라서 전압이 각 펄스 종료 시 발생시키는 진동을 감소시켜, 반도체 공정 중 플라즈마의 에너지 및 밀도의 제어 정밀도를 향상시킨다.
본 발명의 실시예에서 제공하는 반도체 가공 디바이스는 본 발명의 실시예에서 제공하는 상기 펄스 전원 시스템을 채택함으로써, 상하부 전극 어셈블리에 펄스 신호를 제공하는 데 사용되며 스위치 회로 중의 잔여 전기 에너지를 저장할 수 있다. 따라서 전압이 각 펄스 종료 시 발생시키는 진동을 감소시켜, 반도체 공정 중 플라즈마의 에너지 및 밀도의 제어 정밀도를 향상시킨다.
도 1은 종래의 제어 회로를 채택하여 획득한 펄스 파형도이다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에서 제공하는 제어 회로의 원리블록도이다.
도 2b는 본 발명의 제1 실시예에서 제공하는 제어 회로를 채택하여 획득한 펄스 파형도이다.
도 2c는 본 발명의 제1 실시예에서 제공하는 제어 회로의 다른 원리블록도이다.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에서 제공하는 제어 회로의 회로도이다.
도 3b는 본 발명의 제1 실시예에서 제공하는 제어 회로의 다른 회로도이다.
도 4는 도 3b의 제어 회로와 비교하기 위한 제어 회로도이다.
도 5a는 본 발명의 제2 실시예에서 제공하는 제어 회로의 원리블록도이다.
도 5b는 본 발명의 제2 실시예에서 제공하는 제어 회로의 다른 원리블록도이다.
도 6a는 본 발명의 제3 실시예에서 제공하는 제어 회로의 회로도이다.
도 6b는 본 발명의 제3 실시예에서 제공하는 제어 회로의 다른 회로도이다.
도 7은 펄스가 온될 때 본 발명의 제3 실시예에서 제공하는 제어 회로의 상태도이다.
도 8은 펄스가 오프될 때 본 발명의 제3 실시예에서 제공하는 제어 회로의 상태도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에서 제공하는 펄스 전원 시스템의 원리블록도이다.
도 10a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 가공 디바이스의 원리블록도이다.
도 10b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 가공 디바이스의 원리블록도이다.
도 10c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 반도체 가공 디바이스의 원리블록도이다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에서 제공하는 제어 회로의 원리블록도이다.
도 2b는 본 발명의 제1 실시예에서 제공하는 제어 회로를 채택하여 획득한 펄스 파형도이다.
도 2c는 본 발명의 제1 실시예에서 제공하는 제어 회로의 다른 원리블록도이다.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에서 제공하는 제어 회로의 회로도이다.
도 3b는 본 발명의 제1 실시예에서 제공하는 제어 회로의 다른 회로도이다.
도 4는 도 3b의 제어 회로와 비교하기 위한 제어 회로도이다.
도 5a는 본 발명의 제2 실시예에서 제공하는 제어 회로의 원리블록도이다.
도 5b는 본 발명의 제2 실시예에서 제공하는 제어 회로의 다른 원리블록도이다.
도 6a는 본 발명의 제3 실시예에서 제공하는 제어 회로의 회로도이다.
도 6b는 본 발명의 제3 실시예에서 제공하는 제어 회로의 다른 회로도이다.
도 7은 펄스가 온될 때 본 발명의 제3 실시예에서 제공하는 제어 회로의 상태도이다.
도 8은 펄스가 오프될 때 본 발명의 제3 실시예에서 제공하는 제어 회로의 상태도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에서 제공하는 펄스 전원 시스템의 원리블록도이다.
도 10a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 가공 디바이스의 원리블록도이다.
도 10b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 가공 디바이스의 원리블록도이다.
도 10c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 반도체 가공 디바이스의 원리블록도이다.
본 발명이 속한 기술분야의 당업자가 본 발명의 기술적 해결책을 보다 잘 이해할 수 있도록, 이하에서 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에서 제공하는 제어 회로, 펄스 전원 시스템 및 반도체 가공 디바이스를 상세히 설명한다.
본 출원의 제1 양상에 있어서, 본 발명의 실시예에서 제공하는 제어 회로는 직류 신호를 펄스 신호 방식으로 출력할 수 있다. 이하에서는 본 발명의 실시예에서 제공하는 제어 회로의 3가지 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.
제1 실시예
제어 회로는 직류 신호를 펄스 신호 방식으로 출력하는 데 사용된다. 여기에서 상기 직류 신호는 전압 신호 또는 전류 신호일 수 있다. 예를 들어 직류 전원에서 출력되는 직류 신호를 펄스 신호 방식으로 출력하며 부하에 인가한다. 그러나 회로에는 통상적으로 회로 중의 도선 등과 같은 인덕터 요소가 존재한다. 이는 각 펄스 종료 시 잔여 전기 에너지를 생성할 수 있다. 이러한 잔여 전기 에너지는 회로에서 계속 순환하여 전압이 각 펄스 종료 시 진동을 발생시킬 수 있다. 도 1은 종래의 제어 회로를 채택하여 획득한 펄스 파형도이다. 여기에서 Tp는 펄스 전압 신호가 정상값에 도달하는 시간 길이이다. Tf는 펄스 전압 신호가 정상값에서 0으로 떨어지는 시간 길이이다. 즉, 펄스 파형의 하강 에지 시간 길이이다. Tinv는 펄스 종료 시 발생하는 전압 진동의 시간 길이이다. Vmax,inv는 전압 진동 시간 길이 Tinv의 과정 중의 최대 전압값이다. 전압 진동 시간 길이 Tinv의 과정이 존재하기 때문에, 플라즈마의 에너지 및 밀도의 정확한 제어를 보장하기 어렵다.
상기 문제를 해결하기 위해, 도 2a를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에서 제공하는 제어 회로(1012)는 직류 신호를 펄스 신호 방식으로 출력하는 데 사용된다. 상기 직류 신호는 전압 신호 또는 전류 신호일 수 있다. 구체적으로, 상기 제어 회로(1012)는 스위치 회로(3) 및 에너지 저장 모듈(4)을 포함한다. 여기에서 스위치 회로(3)는 제1단(31), 제2단(32), 제3단(33), 제4단(34) 및 제1 제어단(35)과 제2 제어단(36)을 구비한다. 여기에서 제1단(31) 및 제2단(32)은 직류 신호의 입력단으로 사용된다. 예를 들어 직류 전원 등 직류 신호를 출력할 수 있는 장치는 직류 신호를 제1단(31) 및 제2단(32)에 인가할 수 있다. 제3단(33) 및 제4단(34)은 펄스 신호의 출력단으로 사용된다. 제1 제어단(35) 및 제2 제어단(36)은 제1 신호 및 제2 신호를 수신하여 펄스 신호의 출력을 제어하는 데 사용된다. 제1 제어단(35) 및 제2 제어단(36)이 제1 신호를 수신하면, 제3단(33) 및 제4단(34)은 펄스 신호를 출력한다. 제1 제어단(35) 및 제2 제어단(36)이 제2 신호를 수신하면, 제3단(33) 및 제4단(34)은 펄스 신호 출력을 정지한다.
에너지 저장 모듈(4)의 양단은 각각 상기 스위치 회로의 제1단(31) 및 제2단(32)과 연결된다. 이는 스위치 회로(3)가 펄스 신호를 출력하지 않을 때 스위치 회로 중의 잔여 전기 에너지를 저장하는 데 사용된다. 이러한 잔여 전기 에너지는 해당 루프 중의 도선 등의 인덕터 요소에 의해 생성된 것을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 에너지 저장 모듈(4)을 이용해 스위치 회로(3)가 펄스 신호를 출력하지 않을 때 스위치 회로 중의 잔여 전기 에너지를 저장한다. 이를 통해 잔여 전기 에너지가 스위치 회로에서 계속 순환하는 시간을 줄이고 전압이 각 펄스 종료 시 발생시키는 진동을 감소시킨다. 따라서 반도체 공정 중 플라즈마의 에너지 및 밀도의 제어 정밀도를 향상시킨다.
도 2b는 본 발명의 실시예에서 제공하는 제어 회로(1012)를 채택하여 획득한 펄스 파형도이다. 도 1에에서 종래의 제어 회로를 채택하여 획득한 펄스 파형도에 비해, 본 발명 실시예에서 획득한 펄스 파형의 하강 에지 시간 길이 Tf는 감소한다. 동시에 펄스 종료 시 발생하는 전압 진동 시간 길이 Tinv가 크게 단축되며, 진동 과정 중의 최대 전압값 Vmax,inv도 효과적으로 낮아졌다. 실험에 따르면, 본 발명의 실시예에서 제공하는 제어 회로(1012)를 채택해 획득한 펄스 파형은 최대 전압값 Vmax,inv가 정상 펄스 출력 전압 Vnom의 10%보다 작다. 전압 진동 시간 길이 Tinv는 1μs보다 작다. 하강 에지 시간 길이 Tf는 1μs보다 작다. 따라서 보다 이상적인 펄스 파형을 획득하였으며, 반도체 공정 중 플라즈마의 에너지 및 밀도에 대한 제어 정밀도를 향상시켰다.
구체적으로 도 2c에 도시된 바와 같이, 제어 회로(1012)는 제어 모듈(6)을 더 포함한다. 상기 제어 모듈(6)의 양단은 각각 스위치 회로의 제1 제어단(35) 및 제2 제어단(36)과 연결된다. 이는 스위치 회로의 제1 제어단(35) 및 제2 제어단(36)에 제1 신호 또는 제2 신호를 전송하여 펄스 신호의 출력을 제어하는 데 사용된다.
구체적으로, 도 3a에 도시된 바와 같이, 스위치 회로(3)에 있어서, 스위치 회로(3)는 제1 스위치 유닛(3a) 및 제2 스위치 유닛(3b)을 포함한다. 여기에서 제1 스위치 유닛(3a)의 제1단(311) 및 제2단(312)은 제2 스위치 유닛(3b)의 제1단(321) 및 제2단(322)과 직류 신호의 입력단으로 사용된다. 예를 들어, 도 3a는 2개의 입력단(11, 12)을 도시하였다. 제1 스위치 유닛(3a)의 제1단(311) 및 제2 스위치 유닛(3b)의 제1단(321)은 입력단(11)과 연결된다. 제1 스위치 유닛(3a)의 제2단(312) 및 제2 스위치 유닛(3b)의 제2단(322)은 입력단(12)과 연결된다. 직류 신호는 2개의 입력단(11, 12)을 통해 제1 스위치 유닛(3a)의 제1단(311) 및 제2단(312)과 제2 스위치 유닛(3b)의 제1단(321) 및 제2단(322)에 인가될 수 있다.
제1 스위치 유닛(3a)의 제1단(311)은 각각 에너지 저장 모듈(4)의 제1단(411) 및 제2 스위치 유닛(3b)의 제1단(321)과 연결된다. 제1 스위치 유닛(3a)의 제2단(312)은 각각 에너지 저장 모듈(4)의 제2단(412) 및 제2 스위치 유닛(3b)의 제2단(322)과 연결된다. 제1 스위치 유닛(3a)의 제어단(315) 및 제2 스위치 유닛의 제어단(316)은 제1 신호 또는 제2 신호를 수신하는 데 사용된다. 제1 스위치 유닛(3a)의 제3단(313) 및 제2 스위치 유닛(3b)의 제3단(314)은 펄스 신호를 출력하는 데 사용된다.
제1 스위치 유닛(3a)의 제어단(315)이 제1 신호를 수신하면, 제1 스위치 유닛(3a)은 제1 스위치 유닛(3a)의 제1단(311)과 제1 스위치 유닛(3a)의 제3단(313) 사이의 회로를 온시키고, 에너지 저장 모듈(4)의 제2단(412)과 제1 스위치 유닛(3a)의 제3단(313) 사이의 회로를 오프시키는 데 사용된다. 제2 스위치 유닛(3b)의 제어단(316)이 제1 신호를 수신하면, 제2 스위치 유닛(3b)은 제2 스위치 유닛(3b)의 제2단(322)과 제2 스위치 유닛(3b)의 제3단(314) 사이의 회로를 온시키고, 에너지 저장 모듈(4)의 제1단(411)과 제2 스위치 유닛(3b)의 제3단(314) 사이의 회로를 오프시키는 데 사용된다. 이때 2개의 입력단(11, 12)을 통해 제1 스위치 유닛(3a)의 제1단(311) 및 제2 스위치 유닛(3b)의 제1단(321)에 각각 인가된 직류 신호는 제1 스위치 유닛(3a)의 제3단(313) 및 제2 스위치 유닛(3b)의 제3단(314)을 통해 출력될 수 있다.
제1 스위치 유닛(3a)의 제어단(315)이 제2 신호를 수신하면, 제1 스위치 유닛(3a)은 제1 스위치 유닛(3a)의 제1단(311) 및 제1 스위치 유닛(3a)의 제3단(313) 사이의 회로를 오프시키고, 에너지 저장 모듈(4)의 제2단(412)과 제1 스위치 유닛(3a)의 제3단(313) 사이의 회로를 온시키는 데 더 사용된다. 제2 스위치 유닛(3b)의 제어단(316)이 제2 신호를 수신하면, 제2 스위치 유닛(3b)은 제2 스위치 유닛(3b)의 제2단(322)과 제2 스위치 유닛(3b)의 제3단(314) 사이의 회로를 오프시키고, 에너지 저장 모듈(4)의 제1단(411)과 제2 스위치 유닛(3b)의 제3단(314) 사이의 회로를 온시키는 데 더 사용된다. 이때 2개의 입력단(11, 12)을 통해 제1 스위치 유닛(3a)의 제1단(311) 및 제2 스위치 유닛(3b)의 제1단(321)에 각각 인가한 직류 신호는 제1 스위치 유닛(3a)의 제3단(313) 및 제2 스위치 유닛(3b)의 제3단(314)을 통과할 수 없다. 따라서 스위치 회로(3)가 펄스 신호 출력을 정지하도록 구현한다.
제1 스위치 유닛(3a)의 구체적인 구조는 여러 가지가 있을 수 있다. 예를 들어 본 실시예에 있어서, 도 3b를 참조하면, 제1 스위치 유닛(3a)은 제1 스위치 트랜지스터(351) 및 제1 차단 다이오드(352)를 포함한다. 여기에서 제1 스위치 트랜지스터(351)의 입력단은 제1 스위치 유닛(3a)의 제1단(311)으로 사용되고, 제1 차단 다이오드(352)의 입력단은 제1 스위치 유닛(3a)의 제2단(312)으로 사용되어 직류 신호의 입력단으로 사용된다. 또한 제1 스위치 트랜지스터(351)의 입력단은 에너지 저장 모듈(4)의 제1단(411)과 연결된다. 제1 차단 다이오드(352)의 입력단은 에너지 저장 모듈(4)의 제2단(412)과 연결된다. 제1 스위치 트랜지스터(351)의 출력단은 제1 차단 다이오드(352)의 출력단과 연결된다. 이 둘은 예를 들어 도 3b에 도시된 연결점(313a)에서 연결된다. 상기 연결점(313a)에서 인출되는 출력단은 제1 스위치 유닛(3a)의 제3단(313)으로 사용되며, 펄스 신호를 출력하는 데 사용된다. 제1 스위치 트랜지스터(351)의 제어단은 제1 스위치 유닛(3a)의 제어단(315)으로 사용되며, 제1 신호 또는 제2 신호를 수신하는 데 사용된다.
제어단(315)이 제1 신호를 수신하면, 상기 제1 스위치 트랜지스터(351)는 상기 제1 스위치 트랜지스터(351)의 입력단과 출력단 사이의 회로를 온시키는 데 사용된다. 즉, 제1 스위치 유닛(3a)의 제1단(311)과 제3단(313) 사이의 회로를 온시키는 데 사용된다. 제1 차단 다이오드(352)는 에너지 저장 모듈(4)의 제2단(412)과 제1 차단 다이오드(352)의 출력단 사이의 회로를 오프시키는 데 사용된다. 즉, 에너지 저장 모듈(4)의 제2단(412)과 제1 스위치 유닛(3a)의 제3단(313) 사이의 회로를 오프시키는 데 사용된다. 반대로, 제어단(315)이 제2 신호를 수신하면, 상기 제1 스위치 트랜지스터(351)는 제1 스위치 트랜지스터(351)의 입력단과 출력단 사이의 회로를 오프시키는 데 사용된다. 즉, 제1 스위치 유닛(3a)의 제1단(311)과 제3단(313) 사이의 회로를 오프시키는 데 사용된다. 제1 차단 다이오드(352)는 에너지 저장 모듈(4)의 제2단(412)과 제1 차단 다이오드(352)의 출력단 사이의 회로를 온시키는 데 사용된다. 즉, 에너지 저장 모듈(4)의 제2단(412)과 제1 스위치 유닛(3a)의 제3단(313) 사이의 회로를 온시키는 데 사용된다.
선택적으로, 제1 스위치 트랜지스터(351)에 채택되는 재료에는 Si, SiC, GaN 및 AlGaN 중 어느 하나가 포함된다.
제2 스위치 유닛(3b)의 구체적인 구조는 여러 가지가 있을 수 있다. 예를 들어 본 실시예에 있어서, 도 3b를 참조하면, 제2 스위치 유닛(3b)은 제2 스위치 트랜지스터(361) 및 제2 차단 다이오드(362)를 포함한다. 여기에서 제2 스위치 트랜지스터(361)의 입력단은 제2 차단 다이오드(362)의 입력단과 연결된다. 이 둘은 예를 들어 도 3b에 도시된 연결점(314a)에서 연결된다. 상기 연결점(314a)에서 인출되는 출력단은 제2 스위치 유닛(3b)의 제3단(314)으로 사용되며, 펄스 신호를 출력하는 데 사용된다.
제2 스위치 트랜지스터(361)의 출력단은 제2 스위치 유닛(3b)의 제2단(322)으로 사용된다. 제2 차단 다이오드(362)의 출력단은 제2 스위치 유닛(3b)의 제1단(321)으로 사용된다. 이 둘은 직류 신호의 입력단으로 사용된다. 제2 스위치 트랜지스터(361)의 출력단은 에너지 저장 모듈(4)의 제2단(412)과 연결된다. 제2 차단 다이오드(362)의 출력단은 에너지 저장 모듈(4)의 제1단(411)과 연결된다. 제2 스위치 트랜지스터(361)의 제어단은 제2 스위치 유닛(3b)의 제어단(316)으로 사용되며, 제1 신호 또는 제2 신호를 수신하는 데 사용된다.
제어단(316)이 제1 신호를 수신하면, 제2 스위치 트랜지스터(361)는 제2 스위치 트랜지스터(361)의 출력단과 입력단 사이의 회로를 온시키는 데 사용된다. 즉, 제2 스위치 유닛(3b)의 제2단(322)과 제3단(314) 사이의 회로를 온시키는 데 사용된다. 제2 차단 다이오드(362)는 에너지 저장 모듈(4)의 제1단(411)과 제2 차단 다이오드(362)의 출력단 사이의 회로를 오프시키는 데 사용된다. 즉, 에너지 저장 모듈(4)의 제1단(411)과 제2 스위치 유닛(3b)의 제3단(314) 사이의 회로를 오프시키는 데 사용된다. 반대로, 제어단(316)이 제2 신호를 수신하면, 제2 스위치 트랜지스터(361)는 제2 스위치 트랜지스터(361)의 출력단과 입력단 사이의 회로를 오프시키는 데 사용된다. 즉, 제2 스위치 유닛(3b)의 제2단(322)과 제3단(314) 사이의 회로를 오프시키는 데 사용된다. 제2 차단 다이오드(362)는 에너지 저장 모듈(4)의 제1단(411)과 제2 차단 다이오드(362)의 출력단 사이의 회로를 온시키는 데 사용된다. 즉, 에너지 저장 모듈(4)의 제1단(411)과 제2 스위치 유닛(3b)의 제3단(314) 사이의 회로를 온시키는 데 사용된다.
선택적으로, 제2 스위치 트랜지스터(361)에 채택되는 재료에는 Si, SiC, GaN 및 AlGaN 중 어느 하나가 포함된다.
선택적으로, 제1 스위치 트랜지스터(351) 및 제2 스위치 트랜지스터(361)는 모두 예를 들어 3극관 등과 같은 스위치 요소일 수 있다.
도 4는 본 발명에서 제공하는 다른 제어 회로이다. 상기 제어 회로는 펄스 신호(예를 들어 펄스 직류 전압 VDC)를 출력하는 데 사용되며, 변압기를 통해 상기 펄스 신호를 부하(RL)에 인가한다. 구체적으로, 상기 제어 회로는 풀-브리지 회로(full bridge circuit)이다. 여기에는 2쌍의 스위치 트랜지스터가 포함되며, 각각 제1쌍 스위치 트랜지스터(SM1, SM4) 및 제2쌍 스위치 트랜지스터(SM2, SM3)이다. 이론적으로 펄스 직류 전압 VDC를 인가하면, 전류는 각각 제1쌍 스위치 트랜지스터(SM1, SM4) 및 제2쌍 스위치 트랜지스터(SM2, SM3)가 위치한 2개의 분기를 통과하여, 상기 펄스 신호를 부하(RL)에 인가할 수 있다.
본 발명에서 제공하는 다른 제어 회로(1012)는 제1 스위치 트랜지스터(351), 제1 차단 다이오드(352), 제2 스위치 트랜지스터(361) 및 제2 차단 다이오드(362)를 채택하여 상응하는 회로의 온 또는 오프를 제어한다. 이는 도 4에 도시된 제어 회로와 비교할 때 풀-브리지 회로가 아니며, 스위치 트랜지스터에 의존하여 가압을 수행하지도 않는다. 또한 제1 스위치 트랜지스터(351) 및 제2 스위치 트랜지스터(361)는 모두 예를 들어 3극관 등과 같은 스위치 요소일 수도 있다. 응답 속도가 비교적 빠르기 때문에, 응답 속도의 요건을 충족시키는 것을 기반으로 회로 과전류 등 현상이 발생하는 것을 더욱 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 실시예에 있어서, 에너지 저장 모듈(4)은 커패시터(41)를 포함한다. 상기 커패시터(41)의 양단은 에너지 저장 모듈(4)의 제1단(411) 및 제2단(412)을 포함한다. 커패시터(41)는 스위치 회로로부터의 잔여 전기 에너지를 저장할 수 있다.
본 실시예에서 커패시터(41)는 하나이나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않음에 유의한다. 실제 적용에서 에너지 저장 모듈(4)은 잔여 전기 에너지를 저장할 수만 있다면 복수의 커패시터를 포함하거나, 적어도 하나의 인덕터를 포함하거나, 적어도 하나의 커패시터 및 적어도 하나의 인덕터를 포함할 수도 있다. 구체적으로, 커패시터 및/또는 인덕터의 일단은 에너지 저장 모듈(4)의 제1단(411)으로 사용되며, 스위치 회로의 제1단(31)과 연결된다. 타단은 에너지 저장 모듈(4)의 제2단(412)으로 사용되며, 스위치 회로의 제2단(32)과 연결된다.
본 발명의 실시예에서 제공하는 제어 회로(1012)는 그 스위치 회로(3)가 제1 제어단 및 제2 제어단이 제1 신호를 수신할 때 펄스 신호를 출력한다. 제1 제어단(35) 및 제2 제어단(36)이 제2 신호를 수신하면 펄스 신호 출력을 정지한다. 따라서 직류 신호를 펄스 신호 방식으로 출력하도록 구현할 수 있다. 동시에 에너지 저장 모듈(4)을 이용해 스위치 회로(3)가 펄스 신호를 출력하지 않을 때 스위치 회로(3) 중의 잔여 전기 에너지를 저장한다. 이를 통해 잔여 전기 에너지가 스위치 회로(3)에서 계속 순환하는 시간을 줄이고 전압이 각 펄스 종료 시 발생시키는 진동을 감소시킨다. 따라서 반도체 공정 중 플라즈마의 에너지 및 밀도의 제어 정밀도를 향상시킨다.
제2 실시예
본 실시예에서 제공하는 제어 회로(1012)는 상기 제1 실시예를 기반으로 한 구체적인 실시방식이다. 구체적으로, 도 5a에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 제공하는 제어 회로(1012)는 직류 모듈(1011)에서 출력하는 직류 신호를 펄스 신호 방식으로 출력하고 부하(5)에 인가한다. 상기 부하(5)는 예를 들어 반도체 가공 디바이스, 특히 플라즈마 반도체 가공 디바이스 중의 기판을 운반하기 위한 베이스이다. 물론 실제 적용에서 부하(5)는 다른 반도체 가공 디바이스 중의 펄스 방식으로 직류 신호에 인가해야 하는 장치일 수도 있다. 예를 들어 물리 기상 증착 디바이스 중의 타깃 및 베이스가 있다. 물론 실제 적용에서 직류 신호를 출력할 수 있는 장치는 직류 전원에 국한되지 않는다. 이는 직류 신호를 출력할 수 있는 다른 임의 장치일 수도 있다.
구체적으로 도 5a에 도시된 바와 같이, 스위치 회로(3)의 제1단(31) 및 제2단(32)은 각각 직류 모듈(1011)의 양단과 연결되며, 직류 모듈(1011)에서 출력하는 직류 신호를 인가하는 데 사용된다. 여기에서 상기 직류 모듈은 직류 전원일 수 있다. 스위치 회로(3)의 제3단(33) 및 제4단(34)은 각각 부하(5)의 양단과 전기적으로 연결되며, 펄스 신호를 출력하고 부하(5)의 양단에 인가하는 데 사용된다. 스위치 회로(3)의 제1 제어단(35) 및 제2 제어단(36)은 모두 제1 신호 또는 제2 신호를 수신하는 데 사용된다. 에너지 저장 모듈(4)의 양단은 각각 스위치 회로(3)의 제1단(31) 및 제2단(32)과 연결된다.
제1 제어단(35) 및 제2 제어단(36)이 제1 신호를 수신하면, 스위치 회로(3)의 제3단(33) 및 제4단(34)은 펄스 신호를 출력하고 부하(5)에 인가한다. 제1 제어단(35) 및 제2 제어단(36)이 제2 신호를 수신하면, 스위치 회로(3)의 제3단(33) 및 제4단(34)은 펄스 신호 출력을 정지한다. 이때 직류 모듈(1011)에서 출력하는 직류 신호는 부하(5)에 인가되지 않으며, 동시에 에너지 저장 모듈(4)은 스위치 회로(3) 중의 잔여 전기 에너지를 저장할 수 있다. 이러한 잔여 전기 에너지는 상기 스위치 회로(3)의 인덕터 요소에 의해 생성된 것을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 에너지 저장 모듈(4)을 이용하여 회로에 포함된 전기 에너지를 저장함으로써, 잔여 전기 에너지가 회로에서 계속 순환하는 시간을 줄이고, 전압이 각 펄스 종료 시 발생시키는 진동을 감소시켰다. 이를 통해 반도체 공정 중 플라즈마의 에너지 및 밀도의 제어 정밀도를 향상시켰다.
본 실시예의 일 변형 실시예에 있어서, 도 5b를 참조하면, 본 변형 실시예에서 제공하는 제어 회로(1012)는 상기 제2 실시예와 비교해 변압기(2)를 증설하였다. 상기 변압기(2)는 1차 인덕터 및 2차 인덕터를 포함한다. 여기에서 1차 인덕터의 양단은 각각 스위치 회로의 제3단(33) 및 제4단(34)과 연결된다. 2차 인덕터의 양단은 각각 부하(5)의 양단과 연결되며 펄스 신호를 출력하는 데 사용된다. 상기 변압기(2)는 스위치 회로의 제3단(33) 및 제4단(34)에서 출력하는 펄스 신호를 증가시키고 부하(5)에 인가하는 데 사용된다. 본 출원 실시예에서 제공하는 제어 회로(1012)에는 에너지 저장 모듈(4)이 포함된다. 상기 에너지 저장 모듈(4)은 스위치 회로(3)가 펄스 신호를 출력하지 않을 때 스위치 회로(3) 중의 변압기(2) 중 1차, 2차 인덕터에 의해 생성되는 잔여 전기 에너지를 더 저장할 수 있다.
또한 변압기(2)의 자기 코어가 제1 신호를 수신할 때 존재하는 자기 포화 차단의 문제를 해결하기 위해, 선택적으로, 제2 신호를 수신할 때 변압기(2)의 자기 코어에 역방향 직류 신호(역방향 직류 전압 또는 역방향 직류 전류)를 인가하여 자기 코어에 대해 자기 리셋을 수행한다. 따라서 변압기(2)의 자기 코어가 펄스 시작 시 정상적으로 사용될 수 있도록 보장한다. 상기 역방향 직류 신호의 크기는 펄스 폐쇄 시간의 길이에 따라 설정할 수 있다. 통상적으로 펄스 폐쇄 시간이 비교적 짧으면 역방향 직류 신호가 상대적으로 비교적 작을 수 있다. 실제 적용에서 변압기(2)는 역방향 직류 신호를 제공할 수 있는 외부 접속 직류 전원과 전기적으로 연결할 수 있다.
예시적으로 상기 변압기(2)는 승압 변압기이다. 물론 실제 적용에서 구체적인 필요에 따라 상응하는 유형의 변압기를 선택할 수 있다.
제3 실시예
본 실시예에서 제공하는 제어 회로(1012)는 상기 제2 실시예를 기반으로 한 구체적인 실시방식이다. 구체적으로 본 실시예에 있어서 도 6a에 도시된 바와 같이 스위치 회로(3)에서 스위치 회로는 제1 스위치 유닛(3a) 및 제2 스위치 유닛(3b)을 포함한다. 여기에서 제1 스위치 유닛(3a)의 제1단(311) 및 제2단(312)과 제2 스위치 유닛(3b)의 제1단(321) 및 제2단(322)은 직류 신호의 입력단으로 사용된다. 예를 들어, 도 6a는 2개의 입력단(11, 12)을 도시하였다. 제1 스위치 유닛(3a)의 제1단(311) 및 제2 스위치 유닛(3b)의 제1단(321)은 입력단(11)과 연결된다. 제1 스위치 유닛(3a)의 제2단(312) 및 제2 스위치 유닛(3b)의 제2단(322)은 입력단(12)과 연결된다. 직류 모듈(1011)의 양단은 각각 2개의 입력단(11, 12)과 연결되어, 직류 신호를 제1 스위치 유닛(3a)의 제1단(311) 및 제2단(312)과 제2 스위치 유닛(3b)의 제1단(321) 및 제2단(322)에 인가할 수 있다.
제1 스위치 유닛(3a)의 제3단(313) 및 제2 스위치 유닛(3b)의 제3단(314)은 펄스 신호의 출력단으로 사용된다. 구체적으로, 제1 스위치 유닛(3a)의 제3단(313)은 변압기(2)의 1차 인덕터(21)의 제2단과 연결된다. 제2 스위치 유닛(3b)의 제3단(314)은 변압기(2)의 1차 인덕터(21)의 제1단과 연결된다. 변압기(2)의 2차 인덕터의 양단은 각각 부하(5)의 양단과 연결된다. 변압기(2)는 제1 스위치 유닛(3a)의 제3단(313) 및 제2 스위치 유닛(3b)의 제3단(314)에서 출력하는 펄스 신호를 부하(5)에 인가하는 데 사용된다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 제1 스위치 유닛(3a)은 제1 스위치 트랜지스터(351) 및 제1 차단 다이오드(352)를 포함한다. 여기에서 제1 스위치 트랜지스터(351)의 입력단은 제1 스위치 유닛(3a)의 제1단(311)으로 사용된다. 제1 차단 다이오드(352)의 입력단은 제1 스위치 유닛(3a)의 제2단(312)으로 사용되어, 직류 신호의 입력단으로 사용된다. 또한 제1 스위치 트랜지스터(351)의 입력단은 에너지 저장 모듈(4)의 제1단(411)과 연결된다. 제1 차단 다이오드(352)의 입력단은 에너지 저장 모듈(4)의 제2단(412)과 연결된다. 제1 스위치 트랜지스터(351)의 출력단은 제1 차단 다이오드(352)의 출력단과 연결된다. 이 둘은 예를 들어 도 6b에 도시된 연결점(313a)에서 연결된다. 상기 연결점(313a)에서 인출되는 출력단은 제1 스위치 유닛(3a)의 제3단(313)으로 사용되며, 펄스 신호를 출력하는 데 사용된다. 제1 스위치 트랜지스터(351)의 제어단은 제1 스위치 유닛(3a)의 제어단(315)으로 사용되며, 제1 신호 또는 제2 신호를 수신하는 데 사용된다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 제2 스위치 유닛(3b)은 제2 스위치 트랜지스터(361) 및 제2 차단 다이오드(362)를 포함한다. 여기에서 제2 스위치 트랜지스터(361)의 입력단은 제2 차단 다이오드(362)의 입력단과 연결된다. 이 둘은 예를 들어 도 6b에 도시된 연결점(314a)에서 연결된다. 상기 연결점(314a)에서 인출되는 출력단은 제2 스위치 유닛(3b)의 제3단(314)으로 사용되며, 펄스 신호를 출력하는 데 사용된다.
제2 스위치 트랜지스터(361)의 출력단은 제2 스위치 유닛(3b)의 제2단(322)으로 사용된다. 제2 차단 다이오드(362)의 출력단은 제2 스위치 유닛(3b)의 제1단(321)으로 사용된다. 이 둘은 직류 신호의 입력단으로 사용된다. 제2 스위치 트랜지스터(361)의 출력단은 에너지 저장 모듈(4)의 제2단(412)과 연결된다. 제2 차단 다이오드(362)의 출력단은 에너지 저장 모듈(4)의 제1단(411)과 연결된다. 제2 스위치 트랜지스터(361)의 제어단은 제2 스위치 유닛(3b)의 제어단(316)으로 사용되며, 제1 신호 또는 제2 신호를 수신하는 데 사용된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1 스위치 트랜지스터(351)의 제어단 및 제2 스위치 트랜지스터(361)의 제어단이 제1 신호를 수신할 때, 스위치 회로(3) 중의 전류 방향은 도 7에 도시된 화살표 a와 같다. 전류가 상기 방향을 따라 유동할 때, 제1 차단 다이오드(352) 및 제2 차단 다이오드(362)를 통과할 수 없다. 즉, 제1 차단 다이오드(352) 및 제2 차단 다이오드(362)를 이용하여, 에너지 저장 모듈(4)의 제2단(412)과 제1 스위치 유닛(3a)의 제3단(313) 사이의 회로를 오프시킨다. 전류는 제1 스위치 트랜지스터(351)의 입력단과 출력단 사이의 회로, 및 제2 스위치 트랜지스터(361)의 출력단과 입력단 사이의 회로를 통과할 수 있다. 이때 에너지 저장 모듈(4)의 제2단(412)과 변압기(2)의 1차 인덕터(21)의 제2단 사이의 회로가 오프되고, 직류 모듈(1011)에서 출력되는 직류 신호는 변압기(2)를 통해 부하(5)에 인가된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제1 스위치 트랜지스터(351)의 제어단 및 제2 스위치 트랜지스터(361)의 제어단이 제2 신호를 수신할 때, 스위치 회로(3) 중의 전류 방향은 도 8에 도시된 화살표 b와 같다. 전류가 상기 방향을 따라 유동할 때, 제1 차단 다이오드(352) 및 제2 차단 다이오드(362)를 통과할 수 있다. 즉, 제1 차단 다이오드(352) 및 제2 차단 다이오드(362)를 이용하여, 에너지 저장 모듈(4)의 제2단(412)와 제1 스위치 유닛(3a)의 제3단(313) 사이의 회로를 온시킨다. 전류는 제1 스위치 트랜지스터(351)의 입력단과 출력단 사이의 회로, 및 제2 스위치 트랜지스터(361)의 출력단과 입력단 사이의 회로를 통과할 수 있다. 이때 직류 모듈(1011)에서 출력되는 직류 신호는 변압기(2)를 통해 부하(5)에 인가될 수 없으며, 동시에 에너지 저장 모듈(4)은 스위치 회로 중의 잔여 전기 에너지를 저장한다.
본 실시예에서 제공하는 제어 회로(1012)의 기타 구조는 상기 제1 실시예와 동일하다. 상기 제1 실시예에서 이미 상세하게 설명하였으므로 여기에서 반복하여 설명하지 않는다.
스위치 회로는 본 발명의 상기 각 실시예에 채택된 구조에 한정되지 않음에 유의한다. 실제 적용 시 스위치 회로는 직류 신호를 펄스 신호 방식으로 출력할 수만 있다면 다른 임의 구조를 채택할 수도 있다.
본 발명의 실시예에서 제공하는 제어 회로는 플라즈마 침지 주입 장비, 물리 기상 증착 장비, 또는 플라즈마 에칭 장비 등에 적용할 수 있다. 특히 플라즈마 침지 주입 장비의 경우, 상기 장비는 예를 들어 14nm 또는 10nm 이하의 기술 노드에서 초박형 접합(ultra-shallow junction) 제작 공정을 수행할 때, 비교적 낮은 에너지, 비교적 높은 용량의 이온 주입을 구현하도록 요구된다. 상기 요구는 이온 주입의 정밀한 제어를 더욱 보장해야 한다. 본 발명의 실시예에서 제공하는 제어 회로는 전압이 각 펄스 종료 시 발생시키는 진동을 감소시켜 보다 이상적인 펄스 파형을 획득할 수 있다. 따라서 비교적 낮은 에너지, 비교적 높은 용량의 이온 주입을 구현하는 요건을 충족하는 것을 기반으로, 반도체 공정 중 플라즈마의 에너지 및 밀도의 제어 정확성을 향상시킬 수 있다.
상기 내용을 요약하면, 본 발명의 실시예에서 제공하는 제어 회로는 그 스위치 회로가 제1 제어단 및 제2 제어단이 제1 신호를 수신하면 펄스 신호를 출력한다. 제1 제어단 및 제2 제어단이 제2 신호를 수신하면 펄스 신호 출력을 정지한다. 따라서 직류 신호를 펄스 신호 방식으로 출력하도록 구현할 수 있다. 동시에 에너지 저장 모듈을 이용해 스위치 회로가 펄스 신호를 출력하지 않으면 스위치 회로 중의 잔여 전기 에너지를 저장한다. 이를 통해 잔여 전기 에너지가 스위치 회로에서 계속 순환하는 시간을 줄이고 전압이 각 펄스 종료 시 발생시키는 진동을 감소시킨다. 따라서 반도체 공정 중 플라즈마의 에너지 및 밀도의 제어 정밀도를 향상시킨다.
본 출원의 제2 양상에 있어서, 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예는 펄스 전원 시스템(101)을 더 제공한다. 여기에는 직류 모듈(1011) 및 본 발명의 실시예에서 제공하는 상기 제어 회로(1012)가 포함된다. 여기에서 상기 직류 모듈(1011)은 스위치 회로(3)의 제1단(31) 및 제2단(32)에 직류 신호를 인가하는 데 사용된다. 여기에서 상기 제어 회로(1012)는 전술한 제어 회로의 구체적인 실시방식과 동일하므로 반복하여 설명하지 않는다.
일부 실시예에 있어서, 상기 직류 모듈(1011)은 예를 들어 직류 전압 신호 또는 직류 전류 신호와 같은 직류 신호를 출력하는 데 사용되는 직류 전원을 포함한다.
본 발명의 실시예에서 제공하는 펄스 전원 시스템은 본 발명의 실시예에서 제공하는 상기 제어 회로를 채택함으로써, 루프 중의 잔여 전기 에너지를 저장할 수 있다. 따라서 전압이 각 펄스 종료 시 발생시키는 진동을 감소시켜, 반도체 공정 중 플라즈마의 에너지 및 밀도의 제어 정밀도를 향상시킨다.
본 출원의 제3 양상에 있어서, 본 발명은 반도체 가공 디바이스를 더 제공한다. 여기에는 상부 전극 어셈블리, 하부 전극 어셈블리 및 본 발명에서 제공하는 상기 펄스 전원 시스템을 포함한다. 상기 펄스 전원 시스템의 수량은 적어도 하나이며, 상부 전극 어셈블리 및 하부 전극 어셈블리 중 적어도 하나에 펄스 신호를 제공하는 데 사용된다. 여기에서 상부 전극 어셈블리는 상부 전극, 샤워 플레이트 및 인덕터 코일 등을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 하부 전극 어셈블리는 정전 척 등을 포함하나 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서 제공하는 반도체 가공 디바이스는 본 발명에서 제공하는 상기 펄스 전원 시스템을 채택함으로써, 직류 신호를 펄스 신호 방식으로 출력하고 루프 중의 잔여 전기 에너지를 저장할 수 있다. 따라서 전압이 각 펄스 종료 시 발생시키는 진동을 감소시켜, 반도체 공정 중 플라즈마의 에너지 및 밀도의 제어 정밀도를 향상시킨다.
실제 적용에서 상기 반도체 가공 디바이스는 플라즈마 침지 주입 장비, 물리 기상 증착 장비 또는 플라즈마 에칭 장비 등을 포함할 수 있다.
이하에서는 본 발명에서 제공하는 반도체 가공 디바이스의 3가지 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
제1 실시예
도 10a를 참조하면, 본 실시예에서 제공하는 반도체 가공 디바이스는 반응 챔버(100), 상부 전극 어셈블리(102), 하부 전극 어셈블리(103) 및 본 발명의 실시예에서 제공하는 상기 펄스 전원 시스템(101)을 포함한다. 상기 펄스 전원 시스템(101)은 하나이며, 상부 전극 어셈블리(102)와 연결되고, 상기 상부 전극 어셈블리(102)에 펄스 신호를 제공하는 데 사용된다.
본 발명의 실시예에서 제공하는 반도체 가공 디바이스를 통해, 본 발명의 실시예에서 제공하는 상기 펄스 전원 시스템(101)을 채택함으로써, 직류 신호를 펄스 신호 방식으로 상부 전극 어셈블리(102)에 출력하고, 상부 전극 어셈블리(102)를 포함한 루프 중의 잔여 전기 에너지를 저장하도록 구현할 수 있다. 따라서 상부 전극 어셈블리(102) 상에 인가된 전압이 각 펄스 종료 시 발생시키는 진동을 감소시켜, 반도체 공정 중 플라즈마의 에너지 및 밀도의 제어 정밀도를 향상시킨다.
실제 적용에서 상기 반도체 가공 디바이스는 플라즈마 침지 주입 장비, 물리 기상 증착 장비 또는 플라즈마 에칭 장비 등을 포함할 수 있다.
제2 실시예
도 10b를 참조하면, 본 실시예에서 제공하는 반도체 가공 디바이스는 반응 챔버(100), 상부 전극 어셈블리(102), 하부 전극 어셈블리(103) 및 본 발명의 실시예에서 제공하는 상기 펄스 전원 시스템(101)을 포함한다. 상기 펄스 전원 시스템(101)은 하나이며, 하부 전극 어셈블리(103)와 연결되고, 상기 하부 전극 어셈블리(103)에 펄스 신호를 제공하는 데 사용된다.
본 발명의 실시예에서 제공하는 반도체 가공 디바이스를 통해, 본 발명의 실시예에서 제공하는 상기 펄스 전원 시스템(101)을 채택함으로써, 직류 신호를 펄스 신호 방식으로 하부 전극 어셈블리(103)에 출력하고, 하부 전극 어셈블리(103)를 포함한 루프 중의 잔여 전기 에너지를 저장하도록 구현할 수 있다. 따라서 하부 전극 어셈블리(103) 상에 인가된 전압이 각 펄스 종료 시 발생시키는 진동을 감소시켜, 반도체 공정 중 플라즈마의 에너지 및 밀도의 제어 정밀도를 향상시킨다.
실제 적용에서 상기 반도체 가공 디바이스는 플라즈마 침지 주입 장비, 물리 기상 증착 장비 또는 플라즈마 에칭 장비 등을 포함할 수 있다.
제3 실시예
도 10c를 참조하면, 본 실시예에서 제공하는 반도체 가공 디바이스는 상부 전극 어셈블리(102), 하부 전극 어셈블리(103) 및 본 발명의 실시예에서 제공하는 상기 펄스 전원 시스템(101)을 포함한다. 상기 펄스 전원 시스템(101)은 2개이며, 각각 상부 전극 어셈블리(102) 및 하부 전극 어셈블리(103)와 연결되고, 상기 상부 전극 어셈블리(102) 및 하부 전극 어셈블리(103)에 펄스 신호를 제공하는 데 사용된다.
본 발명의 실시예에서 제공하는 반도체 가공 디바이스를 통해, 본 발명의 실시예에서 제공하는 상기 펄스 전원 시스템(101)을 채택함으로써, 직류 신호를 펄스 신호 방식으로 상부 전극 어셈블리(102) 및 하부 전극 어셈블리(103)에 각각 출력하고, 각각 상부 전극 어셈블리(102) 및 하부 전극 어셈블리(103)를 포함한 루프 중의 잔여 전기 에너지를 저장하는 데 사용한다. 따라서 상부 전극 어셈블리(102) 및 하부 전극 어셈블리(103) 상에 각각 인가된 전압이 각 펄스 종료 시 발생시키는 진동을 감소시킬 수 있다. 또한 반도체 공정 중 플라즈마의 에너지 및 밀도의 제어 정밀도를 향상시킬 수 있다.
실제 적용에서 상기 반도체 가공 디바이스는 플라즈마 침지 주입 장비, 물리 기상 증착 장비 또는 플라즈마 에칭 장비 등을 포함할 수 있다.
상기 실시예는 본 발명의 원리를 설명하기 위해 사용된 예시적인 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않음을 이해할 수 있다. 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 사상과 본질을 벗어나지 않고 다양한 수정 및 개선을 진행할 수 있다. 이러한 수정 및 개선은 본 발명의 보호 범위로 간주된다.
Claims (13)
- 직류 신호를 펄스 신호 방식으로 출력하는 데 사용되는 제어 회로에 있어서,
상기 제어 회로는 에너지 저장 모듈 및 스위치 회로를 포함하고,
상기 스위치 회로는 제1단, 제2단, 제3단, 제4단 및 제1 제어단과 제2 제어단을 구비하고, 여기에서 상기 제1단 및 상기 제2단은 직류 신호의 입력단으로 사용되고, 상기 제3단 및 상기 제4단은 상기 펄스 신호의 출력단으로 사용되고, 상기 제1 제어단 및 상기 제2 제어단은 제1 신호 및 제2 신호를 수신하여 상기 펄스 신호의 출력을 제어하는 데 사용되고, 상기 제1 제어단 및 제2 제어단이 상기 제1 신호를 수신하면, 상기 제3단 및 제4단은 상기 펄스 신호를 출력하고, 상기 제1 제어단 및 제2 제어단이 상기 제2 신호를 수신하면, 상기 제3단 및 제4단이 상기 펄스 신호의 출력을 정지하고,
상기 에너지 저장 모듈의 양단은 각각 상기 스위치 회로의 제1단 및 제2단과 연결되고, 상기 스위치 회로가 상기 펄스 신호를 출력하지 않을 때, 상기 스위치 회로 중의 잔여 전기 에너지를 저장하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 제어 회로. - 제1항에 있어서,
상기 스위치 회로는 제1 스위치 유닛 및 제2 스위치 유닛을 포함하고,
상기 제1 스위치 유닛의 제1단 및 제2단과 상기 제2 스위치 유닛의 제1단 및 제2단은 상기 직류 신호의 입력단으로 사용되고, 상기 제1 스위치 유닛의 제1단은 각각 상기 에너지 저장 모듈의 제1단 및 상기 제2 스위치 유닛의 제1단과 연결되고, 상기 제1 스위치 유닛의 제2단은 각각 상기 에너지 저장 모듈의 제2단 및 상기 제2 스위치 유닛의 제2단과 연결되고, 상기 제1 스위치 유닛의 제어단 및 상기 제2 스위치 유닛의 제어단은 상기 제1 신호 또는 상기 제2 신호를 수신하는 데 사용되고, 상기 제1 스위치 유닛의 제3단과 상기 제2 스위치 유닛의 제3단은 상기 펄스 신호를 출력하는 데 사용되고,
상기 제1 스위치 유닛은 상기 제1 스위치 유닛의 제어단이 상기 제1 신호를 수신하면, 상기 제1 스위치 유닛의 제1단과 상기 제1 스위치 유닛의 제3단 사이의 회로를 온시키고, 상기 에너지 저장 모듈의 제2단과 상기 제1 스위치 유닛의 제3단 사이의 회로를 오프시키는 데 사용되고, 상기 제1 스위치 유닛의 제어단이 상기 제2 신호를 수신하면, 상기 제1 스위치 유닛의 제1단과 상기 제1 스위치 유닛의 제3단 사이의 회로를 오프시키고, 상기 에너지 저장 모듈의 제2단과 상기 제1 스위치 유닛의 제3단 사이의 회로를 온시키는 데 사용되고,
상기 제2 스위치 유닛은 상기 제2 스위치 유닛의 제어단이 상기 제1 신호를 수신하면, 상기 제2 스위치 유닛의 제2단과 상기 제2 스위치 유닛의 제3단 사이의 회로를 온시키고, 상기 에너지 저장 모듈의 제1단과 상기 제2 스위치 유닛의 제3단 사이의 회로를 오프시키는 데 사용되고, 상기 제2 스위치 유닛의 제어단이 상기 제2 신호를 수신하면, 상기 제2 스위치 유닛의 제2단과 상기 제2 스위치 유닛의 제3단 사이의 회로를 오프시키고, 상기 에너지 저장 모듈의 제1단과 상기 제2 스위치 유닛의 제3단 사이의 회로를 온시키는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 제어 회로. - 제2항에 있어서,
상기 제1 스위치 유닛은 제1 스위치 트랜지스터 및 제1 차단 다이오드를 포함하고,
상기 제1 스위치 트랜지스터의 입력단 및 상기 제1 차단 다이오드의 입력단은 상기 직류 신호의 입력단으로 사용되고, 상기 제1 스위치 트랜지스터의 입력단은 상기 에너지 저장 모듈의 제1단과 연결되고, 상기 제1 차단 다이오드의 입력단은 상기 에너지 저장 모듈의 제2단과 연결되고, 상기 제1 스위치 트랜지스터의 출력단은 상기 펄스 신호를 출력하는 데 사용되며, 상기 제1 차단 다이오드의 출력단과 연결되고, 상기 제1 스위치 트랜지스터의 제어단은 상기 제1 신호 또는 상기 제2 신호를 수신하는 데 사용되고,
상기 제어단이 상기 제1 신호를 수신하면, 상기 제1 스위치 트랜지스터는 상기 제1 스위치 트랜지스터의 입력단과 출력단 사이의 회로를 온시키는 데 사용되고, 상기 제1 차단 다이오드는 상기 에너지 저장 모듈의 제2단과 상기 제1 차단 다이오드의 출력단 사이의 회로를 오프시키는 데 사용되고, 상기 제어단이 상기 제2 신호를 수신하면, 상기 제1 스위치 트랜지스터는 상기 제1 스위치 트랜지스터의 입력단과 출력단 사이의 회로를 오프시키는 데 사용되고, 상기 제1 차단 다이오드는 상기 에너지 저장 모듈의 제2단과 상기 제1 차단 다이오드의 출력단 사이의 회로를 온시키는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 제어 회로. - 제3항에 있어서,
상기 제1 스위치 트랜지스터에 채택되는 재료에는 Si, SiC, GaN 및 AlGaN 중 어느 하나가 포함되는 것을 특징으로 하는 제어 회로. - 제2항에 있어서,
상기 제2 스위치 유닛은 제2 스위치 트랜지스터 및 제2 차단 다이오드를 포함하고,
상기 제2 스위치 트랜지스터의 입력단은 상기 펄스 신호를 출력하는 데 사용되며, 상기 제2 차단 다이오드의 입력단과 연결되고, 상기 제2 스위치 트랜지스터의 출력단 및 상기 제2 차단 다이오드의 출력단은 상기 직류 신호의 입력단으로 사용되고, 상기 제2 스위치 트랜지스터의 출력단은 상기 에너지 저장 모듈의 제2단과 연결되고, 상기 제2 차단 다이오드의 출력단은 상기 에너지 저장 모듈의 제1단과 연결되고, 상기 제2 스위치 트랜지스터의 제어단은 상기 제1 신호 또는 상기 제2 신호를 수신하는 데 사용되고,
상기 제어단이 상기 제1 신호를 수신하면, 상기 제2 스위치 트랜지스터는 상기 제2 스위치 트랜지스터의 출력단과 입력단 사이의 회로를 온시키는 데 사용되고, 상기 제2 차단 다이오드는 상기 에너지 저장 모듈의 제1단과 상기 제2 차단 다이오드의 출력단 사이의 회로를 오프시키는 데 사용되고, 상기 제어단이 상기 제2 신호를 수신하면, 상기 제2 스위치 트랜지스터는 상기 제2 스위치 트랜지스터의 출력단과 입력단 사이의 회로를 오프시키는 데 사용되고, 상기 제2 차단 다이오드는 상기 에너지 저장 모듈의 제1단과 상기 제2 차단 다이오드의 출력단 사이의 회로를 온시키는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 제어 회로. - 제5항에 있어서,
상기 제2 스위치 트랜지스터에 채택되는 재료에는 Si, SiC, GaN 및 AlGaN 중 어느 하나가 포함되는 것을 특징으로 하는 제어 회로. - 제1항에 있어서,
상기 에너지 저장 모듈은 적어도 하나의 커패시터 및 적어도 하나의 인덕터 중 하나 이상을 포함하고,
상기 커패시터 및 상기 인덕터 중 적어도 하나의 일단은 상기 에너지 저장 모듈의 제1단으로 사용되며, 상기 스위치 회로의 제1단과 연결되고, 타단은 상기 에너지 저장 모듈의 제2단으로 사용되며, 상기 스위치 회로의 제2단과 연결되는 것을 특징으로 하는 제어 회로. - 제1항에 있어서,
상기 제어 회로는 변압기를 더 포함하고, 상기 변압기는 1차 인덕터 및 2차 인덕터를 포함하고, 여기에서 상기 1차 인덕터의 양단은 각각 상기 스위치 회로의 제3단 및 제4단과 연결되고, 상기 2차 인덕터의 양단은 상기 펄스 신호를 출력하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 제어 회로. - 제1항에 있어서,
상기 스위치 회로의 제1 제어단 및 제2 제어단에 상기 제1 신호 또는 제2 신호를 전송하는 데 사용되는 제어 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 회로. - 펄스 전원 시스템에 있어서,
직류 모듈 및 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 제어 회로를 포함하고, 여기에서 상기 직류 모듈은 상기 스위치 회로의 상기 제1단 및 상기 제2단에 직류 신호를 인가하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 펄스 전원 시스템. - 제10항에 있어서,
상기 직류 모듈은 직류 전원을 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 전원 시스템. - 상부 전극 어셈블리 및 하부 전극 어셈블리를 포함하는 반도체 가공 디바이스에 있어서,
상기 반도체 가공 디바이스는 제10항에 따른 펄스 전원 시스템을 더 포함하고, 상기 펄스 전원 시스템의 수량은 적어도 하나이며, 상기 상부 전극 어셈블리 및 상기 하부 전극 어셈블리 중 적어도 하나에 상기 펄스 신호를 제공하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체 가공 디바이스. - 제12항에 있어서,
상기 반도체 가공 디바이스는 플라즈마 침지 주입 장비, 물리 기상 증착 장비 또는 플라즈마 에칭 장비를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 가공 디바이스.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911310564.4 | 2019-12-18 | ||
| CN201911310564.4A CN110993478A (zh) | 2019-12-18 | 2019-12-18 | 脉冲电源控制电路及半导体加工设备 |
| PCT/CN2020/137126 WO2021121304A1 (zh) | 2019-12-18 | 2020-12-17 | 控制电路、脉冲电源系统和半导体加工设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220093161A true KR20220093161A (ko) | 2022-07-05 |
| KR102619475B1 KR102619475B1 (ko) | 2023-12-29 |
Family
ID=70095439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020227018213A KR102619475B1 (ko) | 2019-12-18 | 2020-12-17 | 제어 회로, 펄스 전원 시스템 및 반도체 가공 디바이스 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11955313B2 (ko) |
| EP (1) | EP4080542A4 (ko) |
| JP (1) | JP7382507B2 (ko) |
| KR (1) | KR102619475B1 (ko) |
| CN (2) | CN110993478A (ko) |
| TW (1) | TWI773026B (ko) |
| WO (1) | WO2021121304A1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110993478A (zh) | 2019-12-18 | 2020-04-10 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 脉冲电源控制电路及半导体加工设备 |
| CN112130497B (zh) * | 2020-09-23 | 2022-04-22 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 半导体设备中的电源输出控制方法和系统、处理器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2896644Y (zh) * | 2006-03-03 | 2007-05-02 | 李玉林 | 逆变电源并联装置 |
| KR20120012761A (ko) * | 2010-07-30 | 2012-02-10 | 오리진 일렉트릭 캄파니 리미티드 | 직류 플라즈마용 역극성 펄스 발생회로 및 직류 플라즈마 전원장치 |
| KR20180052772A (ko) * | 2015-10-03 | 2018-05-18 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 근사화된 톱니파 펄싱을 갖는 rf 전력 전달 |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2543336B2 (ja) * | 1985-05-15 | 1996-10-16 | 三菱電機株式会社 | 超電導コイル・エネルギ−貯蔵回路 |
| US5159261A (en) * | 1989-07-25 | 1992-10-27 | Superconductivity, Inc. | Superconducting energy stabilizer with charging and discharging DC-DC converters |
| JPH03102278A (ja) | 1989-09-14 | 1991-04-26 | Jeol Ltd | Ｎｍｒ装置の実時間コントロール方式 |
| JP2578044Y2 (ja) * | 1991-11-15 | 1998-08-06 | 株式会社三社電機製作所 | 放電灯電源装置 |
| JPH11339983A (ja) * | 1998-05-28 | 1999-12-10 | Midori Denshi Kk | 交流電力制御装置 |
| DE19933842A1 (de) * | 1999-07-20 | 2001-02-01 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung und Verfahren zum Ätzen eines Substrates mittels eines induktiv gekoppelten Plasmas |
| US6538909B2 (en) * | 2001-12-13 | 2003-03-25 | Enova Systems | Universal high efficiency power converter |
| JP3811681B2 (ja) * | 2002-06-12 | 2006-08-23 | 日本碍子株式会社 | 高電圧パルス発生回路 |
| US7099169B2 (en) * | 2003-02-21 | 2006-08-29 | Distributed Power, Inc. | DC to AC inverter with single-switch bipolar boost circuit |
| US7663319B2 (en) | 2004-02-22 | 2010-02-16 | Zond, Inc. | Methods and apparatus for generating strongly-ionized plasmas with ionizational instabilities |
| TWI297977B (en) * | 2005-07-05 | 2008-06-11 | Delta Electronics Inc | Soft switching dc-dc converter |
| US7336059B2 (en) * | 2005-11-15 | 2008-02-26 | General Electric Company | System and method for charging and discharging a superconducting coil |
| CN101030706A (zh) | 2006-03-03 | 2007-09-05 | 李玉林 | 逆变电源并联装置 |
| JP2010154510A (ja) * | 2008-11-18 | 2010-07-08 | Toyota Industries Corp | パルス発生回路 |
| CN202455288U (zh) * | 2011-11-23 | 2012-09-26 | 华中科技大学 | 一种高压大功率重复脉冲功率电源 |
| CN103546057B (zh) | 2013-10-12 | 2016-08-31 | 华中科技大学 | 一种基于强迫关断桥式换流的重复脉冲功率电源 |
| WO2017171851A1 (en) * | 2016-04-01 | 2017-10-05 | Intel Corporation | Ferroelectric-based field-effect transistor with threshold voltage switching for enhanced on-state and off-state performance |
| WO2018183579A1 (en) * | 2017-03-28 | 2018-10-04 | NAITO, Allison | Superconducting magnet engine |
| CN106787928A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-05-31 | 哈尔滨理工大学 | 一种用于绝缘检测的双极性脉冲电源 |
| DE102018121268A1 (de) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | Brusa Elektronik Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Spannungsanpassung des Glättungskondensators eines DC-DC-Wandlers vor Konnektierung einer Hochvoltbatterie |
| CN109510504B (zh) * | 2018-12-21 | 2020-11-27 | 山东理工大学 | 一种基于单相桥式电容转换的混合储能脉冲电源 |
| US11336189B2 (en) * | 2019-04-11 | 2022-05-17 | The Regents Of The University Of California | Dual-capacitor resonant circuit for use with quasi-resonant zero-current-switching DC-DC converters |
| CN110198138A (zh) | 2019-05-24 | 2019-09-03 | 核工业西南物理研究院 | 一种直流磁控溅射镀膜电源快速可靠助燃电路 |
| CN110993478A (zh) | 2019-12-18 | 2020-04-10 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 脉冲电源控制电路及半导体加工设备 |
-
2019
- 2019-12-18 CN CN201911310564.4A patent/CN110993478A/zh active Pending
-
2020
- 2020-12-17 KR KR1020227018213A patent/KR102619475B1/ko active IP Right Grant
- 2020-12-17 CN CN202011494405.7A patent/CN113013007A/zh active Pending
- 2020-12-17 US US17/786,429 patent/US11955313B2/en active Active
- 2020-12-17 EP EP20901766.4A patent/EP4080542A4/en active Pending
- 2020-12-17 TW TW109144600A patent/TWI773026B/zh active
- 2020-12-17 WO PCT/CN2020/137126 patent/WO2021121304A1/zh unknown
- 2020-12-17 JP JP2022534686A patent/JP7382507B2/ja active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2896644Y (zh) * | 2006-03-03 | 2007-05-02 | 李玉林 | 逆变电源并联装置 |
| KR20120012761A (ko) * | 2010-07-30 | 2012-02-10 | 오리진 일렉트릭 캄파니 리미티드 | 직류 플라즈마용 역극성 펄스 발생회로 및 직류 플라즈마 전원장치 |
| KR20180052772A (ko) * | 2015-10-03 | 2018-05-18 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 근사화된 톱니파 펄싱을 갖는 rf 전력 전달 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI773026B (zh) | 2022-08-01 |
| US11955313B2 (en) | 2024-04-09 |
| TW202125936A (zh) | 2021-07-01 |
| WO2021121304A1 (zh) | 2021-06-24 |
| EP4080542A1 (en) | 2022-10-26 |
| JP2023505974A (ja) | 2023-02-14 |
| CN113013007A (zh) | 2021-06-22 |
| JP7382507B2 (ja) | 2023-11-16 |
| KR102619475B1 (ko) | 2023-12-29 |
| EP4080542A4 (en) | 2024-01-03 |
| US20230023621A1 (en) | 2023-01-26 |
| CN110993478A (zh) | 2020-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11631573B2 (en) | High voltage resistive output stage circuit | |
| US10896809B2 (en) | High voltage switch with isolated power | |
| JP7216772B2 (ja) | ナノ秒パルスを使用する高電圧波形発生器および高電圧波形発生方法 | |
| US10978955B2 (en) | Nanosecond pulser bias compensation | |
| US11302518B2 (en) | Efficient energy recovery in a nanosecond pulser circuit | |
| US10460911B2 (en) | High voltage resistive output stage circuit | |
| US20090026181A1 (en) | Radio frequency power supply | |
| KR102619475B1 (ko) | 제어 회로, 펄스 전원 시스템 및 반도체 가공 디바이스 | |
| US20210407769A1 (en) | Voltage waveform generator, wafer processing apparatus and plasma processing apparatus | |
| US20210408917A1 (en) | Wafer biasing in a plasma chamber | |
| JP2023533840A (ja) | プラズマ支援加工装置用の電圧波形発生器 | |
| JP2010154510A (ja) | パルス発生回路 | |
| KR102040888B1 (ko) | 단일 스위치를 갖는 고전압 전원 공급 장치 및 이를 위한 제어 회로 장치 | |
| JP7016863B2 (ja) | 電気パルス発生器 | |
| JPWO2005041389A1 (ja) | パルス発生回路 | |
| Ding et al. | A drive circuit for series-connected SiC MOSFETs based on magnetic constraint | |
| Canacsinh et al. | Solid-State Bipolar Marx Modulators and Generation of Complementary Pulses Recovering the Energy of the Magnetizing Inductances | |
| EP4235739A1 (en) | High power generator and method of supplying high power pulses | |
| EP4235742A1 (en) | High power generator and method of supplying high power pulses | |
| EP4235736A1 (en) | High power generator and method of supplying high power pulses | |
| EP4235738A1 (en) | High power generator and method of supplying high power pulses | |
| EP4235735A1 (en) | High power generator and method of supplying high power pulses | |
| Rhee et al. | Design of a low-stray inductance magnetic switch for high compression of the pulse width in a magnetic pulse compressor | |
| CN114551159A (zh) | 继电器和半导体设备 | |
| JP2023533841A (ja) | プラズマ支援加工装置用の電圧波形発生器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A302 | Request for accelerated examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |