KR20220154804A - 기판 프로세싱 시스템에서 플라즈마를 생성하기 위해 전력을 공급하는 직접 구동 시스템을 위한 rf 기준 측정 회로 - Google Patents
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Abstract
기판 프로세싱 시스템은 구동 회로, RF 기준 측정 회로, 및 메이크-브레이크 커넥터를 포함한다. 구동 회로는 제 1 RF 주파수에서 RF 구동 신호를 생성한다. RF 기준 측정 회로는 입력 임피던스 및 출력 임피던스를 갖는 LC 회로를 포함한다. LC 회로의 출력은 RF 전력 미터 및 더미 부하에 연결된다. 메이크-브레이크 커넥터는 기판 프로세싱 시스템의 컴포넌트를 포함하는 프로세싱 챔버 부하 및 RF 기준 측정 회로 중 하나에 구동 회로를 연결한다. 구동 회로의 출력 임피던스는 LC 회로의 입력 임피던스의 임피던스와 매칭한다. 구동 회로의 출력 임피던스는 RF 전력 미터 및 더미 부하의 임피던스들과 매칭하지 않는다. LC 회로는 구동 회로의 임피던스를 RF 전력 미터 및 더미 부하에 매칭시킨다.
Description
본 개시는 기판 프로세싱 시스템들에 관한 것이고, 보다 구체적으로 기판 프로세싱 시스템에 RF 전력을 공급하는 직접 구동 시스템에 의해 생성된 RF 기준을 측정하기 위한 무선 주파수 (RF) 기준 측정 회로에 관한 것이다.
본 명세서에 제공된 배경기술의 기술 (description) 은 본 개시의 맥락을 일반적으로 제시하기 위한 목적이다. 본 배경기술 섹션에 기술된 범위까지, 현재 명명된 발명자들의 업적, 뿐만 아니라 출원 시 종래 기술로서 달리 인증되지 않을 수도 있는 기술의 양태들은 본 개시에 대한 선행 기술로서 명시적으로나 암시적으로 인정되지 (admit) 않는다.
기판 프로세싱 시스템들은 통상적으로 반도체 웨이퍼들과 같은 기판들 상의 박막을 에칭하도록 사용된다. 에칭은 보통 습식 화학적 에칭 또는 건식 에칭을 포함한다. 건식 에칭은 유도 결합 플라즈마 (Inductively-Coupled Plasma; ICP) 에 의해 생성된 플라즈마를 사용하여 수행될 수도 있다. 자기장은 유전체 윈도우에 인접한 프로세싱 챔버 외부에 배치된 하나 이상의 유도 코일들에 의해 생성된다. 프로세싱 챔버 내부를 흐르는 프로세스 가스는 플라즈마를 생성하도록 자기장에 의해 점화된다. 일부 적용 예들에서, RF 바이어스 전력이 또한 기판 지지부의 전극에 공급될 수도 있다.
RF 플라즈마 전력 또는 RF 바이어스 전력의 주파수는 부가적인 프로세스 제어를 제공하도록 가변될 수 있다. 이에 더하여, RF 플라즈마 전력 또는 RF 바이어스 전력의 크기 또는 레벨은 부가적인 프로세스 제어를 제공하도록 프로세싱 동안 가변될 수 있다. RF 플라즈마 전력 또는 레벨 및/또는 RF 바이어스 전력 또는 레벨의 변화들은 구동 회로에서 본 임피던스의 변화들을 유발할 수 있다. 부하와 구동 회로 사이에 임피던스 미스매칭이 발생하면 전력이 반사되어 비효율적이다.
기판 프로세싱 시스템은 구동 회로, RF 기준 측정 회로, 및 메이크-브레이크 (make-break) 커넥터를 포함한다. 구동 회로는 제 1 RF 주파수에서 RF 구동 신호를 생성하도록 구성된다. RF 기준 측정 회로는 입력 임피던스 및 출력 임피던스를 갖는 LC 회로를 포함한다. LC 회로의 출력은 RF 전력 미터 및 더미 부하에 연결되도록 구성된다. 메이크-브레이크 커넥터는 기판 프로세싱 시스템의 컴포넌트를 포함하는 프로세싱 챔버 부하 및 RF 기준 측정 회로 중 하나에 구동 회로를 연결하도록 구성된다. 구동 회로의 출력 임피던스는 LC 회로의 입력 임피던스의 임피던스와 매칭한다. 구동 회로의 출력 임피던스는 RF 전력 미터 및 더미 부하의 임피던스들과 매칭하지 않는다. LC 회로는 RF 전력 미터 및 더미 부하에 구동 회로의 임피던스를 매칭시키도록 구성된다.
다른 특징들에서, RF 기준 측정 회로는 LC 회로의 출력에 연결된 제 1 컨덕터를 포함하고 RF 전력 미터는 제 1 컨덕터에 연결된다.
다른 특징들에서, RF 기준 측정 회로는 RF 전력 미터의 출력에 연결된 제 2 컨덕터를 포함하고 더미 부하는 제 2 컨덕터에 연결된다.
다른 특징들에서, 구동 회로의 출력 임피던스, 및 LC 회로의 입력 임피던스는 0.1 Ω에서 10 Ω까지의 범위이다.
다른 특징들에서, 구동 회로의 출력 임피던스, 및 LC 회로의 입력 임피던스는 0.5 Ω에서 2 Ω까지 범위이다.
다른 특징들에서, LC 회로의 출력 임피던스 및 RF 전력 미터, 더미 부하, 제 1 컨덕터 및 제 2 컨덕터의 임피던스들은 20 Ω에서 100 Ω까지의 범위이다.
다른 특징들에서, LC 회로의 출력 임피던스 및 RF 전력 미터, 더미 부하, 제 1 컨덕터 및 제 2 컨덕터의 임피던스들은 45 Ω에서 55 Ω까지의 범위이다.
다른 특징들에서, LC 회로는 메이크-브레이크 커넥터에 연결된 제 1 커넥터, 제 1 커넥터에 연결된 일 단부를 갖는 인덕터, 인덕터의 반대편 단부와 직렬로 연결된 제 1 커패시터, 및 인덕터의 반대편 단부와 제 1 커패시터 사이에 병렬로 연결된 제 2 커패시터를 포함한다.
다른 특징들에서, 제 1 커패시터는 제 2 커패시터에 연결된 제 1 단자들 및 제 2 커넥터에 연결된 제 2 단자들을 갖는 하나 이상의 세라믹 커패시터들을 포함한다.
또 다른 특징에서, 제 2 컨덕터는 동축 케이블을 포함한다.
또 다른 특징에서, 제 2 커패시터는 하나 이상의 진공 커패시터들을 포함한다.
다른 특징들에서, LC 회로의 입력 임피던스는 0.5 Ω에서 2 Ω까지의 범위이고, LC 회로의 출력 임피던스는 45 Ω에서 55 Ω까지의 범위이다.
또 다른 특징에서, 제 1 RF 주파수는 1.8 ㎒에서 2.2 ㎒까지의 범위이다.
다른 특징들에서, LC 회로는 메이크-브레이크 커넥터에 연결된 제 1 커넥터, 제 1 커넥터에 연결된 일 단부를 갖는 인덕터, 인덕터의 반대편 단부와 직렬로 연결된 제 1 커패시터, 및 제 1 커패시터의 반대편 단부에 병렬로 연결된 제 2 커패시터를 포함한다.
또 다른 특징에서, 제 1 커패시터 및 제 2 커패시터는 하나 이상의 진공 커패시터들을 포함한다.
또 다른 특징에서, 제 1 RF 주파수는 12.35 ㎒에서 13.65 ㎒까지의 범위이다.
다른 특징들에서, 메이크-브레이크 커넥터는 브래킷, 브래킷의 일 측면으로부터 연장하는 제 1 컨덕터, 브래킷의 반대편 측면으로부터 연장하고 제 1 컨덕터에 연결된 제 2 컨덕터, 및 제 2 컨덕터에 제거 가능하게 부착되고 제 2 컨덕터를 구동 회로가 아닌 RF 기준 측정 회로에 연결하도록 구성된 커넥터를 포함한다. 커넥터는 T-형상이고 제 2 컨덕터에 연결된 바디 및 바디로부터 연장하고 캐비티를 포함하는 원통형 부분을 포함한다. 원통형 부분의 캐비티는 RF 기준 측정 회로에 연결되도록 구성된다.
다른 특징들에서, 메이크-브레이크 커넥터는 브래킷, 브래킷의 일 측면으로부터 연장하는 제 1 컨덕터, 브래킷의 반대편 측면으로부터 연장하고 제 1 컨덕터에 연결된 제 2 컨덕터, 및 제 2 컨덕터에 제거 가능하게 부착되고 제 2 컨덕터를 RF 기준 측정 회로가 아닌 구동 회로에 연결하도록 구성된 커넥터를 포함한다. 커넥터는 바디, 바디 내의 보어 및 바디를 제 2 컨덕터에 연결하도록 보어를 통해 연장하는 패스너를 포함한다.
다른 특징들에서, 메이크-브레이크 커넥터는 브래킷, 브래킷의 일 측면으로부터 연장하는 제 1 컨덕터, 브래킷의 반대편 측면으로부터 연장하고 제 1 컨덕터에 연결된 제 2 컨덕터, 및 제 2 컨덕터에 제거 가능하게 부착되고 제 2 컨덕터를 RF 기준 측정 회로 및 구동 회로 중 하나에 연결하도록 구성된 커넥터를 포함한다. 커넥터는 T-형상 커넥터를 포함한다.
다른 특징들에서, T-형상 커넥터는 제 1 캐비티 및 제 2 캐비티를 각각 포함하는 제 1 레그 및 제 2 레그를 포함한다. 제 1 레그 및 제 2 레그는 제 2 컨덕터 상에 슬라이딩 가능하게 수용된다. T-형상 커넥터는 제 1 레그 및 제 2 레그를 가로질러 배치되고 RF 기준 측정 회로에 연결하도록 구성된 캐비티를 포함하는 제 3 레그를 포함한다.
다른 특징들에서, T-형상 커넥터는 보어를 포함하는 바디, 바디를 제 2 컨덕터에 연결하도록 보어를 통해 연장하는 패스너, 및 바디로부터 연장하고 RF 기준 측정 회로에 연결하도록 구성된 캐비티를 포함하는 원통형 부분을 포함한다.
다른 특징들에서, 원통형 부분은 축을 갖고, 패스너는 축을 가로지르는 방향으로 연결된다.
다른 특징들에서, 원통형 부분은 축을 갖고, 패스너는 축에 평행한 방향으로 연결된다.
본 개시의 추가 적용 가능 영역들은 상세한 기술 (description), 청구항들 및 도면들로부터 자명해질 것이다. 상세한 기술 및 구체적인 예들은 단지 예시의 목적들을 위해 의도되고, 본 개시의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
본 개시는 상세한 기술 및 첨부된 도면들로부터 보다 완전히 이해될 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 하나 이상의 RF 직접 구동 회로들을 포함하는 기판 프로세싱 시스템의 일 예의 기능적 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 개시에 따른 RF 직접 구동 회로들의 예들의 기능적 블록도들 및 전기적 개략도들이다.
도 3a는 본 개시에 따른 부하에 연결된 직접 구동 회로의 예의 기능적 블록도이다.
도 3b는 본 개시에 따른 RF 기준 측정 회로에 연결된 RF 직접 구동 회로의 기능적 블록도이다.
도 4는 본 개시에 따른 제 1 RF 범위 및 제 2 RF 범위 및 제 1 RF 기준 측정 회로 및 제 2 RF 기준 측정 회로에서 동작하는 RF 직접 구동 회로의 예의 기능적 블록도이다.
도 5는 본 개시에 따른 제 1 RF 기준에 대한 LC 회로의 예의 전기적 개략도이다.
도 6은 본 개시에 따른 제 2 RF 기준에 대한 LC 회로의 예의 전기적 개략도이다.
도 7은 본 개시에 따른 직접 구동 시스템의 예의 사시도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 개시에 따른 직접 구동 시스템을 위한 제 1 RF 기준 측정 회로의 예들의 사시도들이다.
도 9a 및 도 9b는 본 개시에 따른 직접 구동 시스템을 위한 제 2 RF 기준 측정 회로의 예들의 사시도들이다.
도 10a 및 도 10b는 본 개시에 따른 직접 구동 시스템을 위한 메이크-브레이크 커넥터의 상부 부분의 예들의 사시도들이다.
도 11은 본 개시에 따른 직접 구동 시스템을 위한 메이크-브레이크 커넥터의 예들의 사시도들이다.
도 12a 및 도 12b는 본 개시에 따른 직접 구동 시스템을 위한 메이크-브레이크 커넥터의 상부 부분의 예들의 사시도들이다.
도 13은 본 개시에 따른 직접 구동 시스템을 위한 메이크-브레이크 커넥터의 상부 부분의 또 다른 예의 사시도이다.
도 14는 본 개시에 따른 직접 구동 시스템을 위한 메이크-브레이크 커넥터의 상부 부분의 또 다른 예의 사시도이다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
도 1은 본 개시에 따른 하나 이상의 RF 직접 구동 회로들을 포함하는 기판 프로세싱 시스템의 일 예의 기능적 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 개시에 따른 RF 직접 구동 회로들의 예들의 기능적 블록도들 및 전기적 개략도들이다.
도 3a는 본 개시에 따른 부하에 연결된 직접 구동 회로의 예의 기능적 블록도이다.
도 3b는 본 개시에 따른 RF 기준 측정 회로에 연결된 RF 직접 구동 회로의 기능적 블록도이다.
도 4는 본 개시에 따른 제 1 RF 범위 및 제 2 RF 범위 및 제 1 RF 기준 측정 회로 및 제 2 RF 기준 측정 회로에서 동작하는 RF 직접 구동 회로의 예의 기능적 블록도이다.
도 5는 본 개시에 따른 제 1 RF 기준에 대한 LC 회로의 예의 전기적 개략도이다.
도 6은 본 개시에 따른 제 2 RF 기준에 대한 LC 회로의 예의 전기적 개략도이다.
도 7은 본 개시에 따른 직접 구동 시스템의 예의 사시도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 개시에 따른 직접 구동 시스템을 위한 제 1 RF 기준 측정 회로의 예들의 사시도들이다.
도 9a 및 도 9b는 본 개시에 따른 직접 구동 시스템을 위한 제 2 RF 기준 측정 회로의 예들의 사시도들이다.
도 10a 및 도 10b는 본 개시에 따른 직접 구동 시스템을 위한 메이크-브레이크 커넥터의 상부 부분의 예들의 사시도들이다.
도 11은 본 개시에 따른 직접 구동 시스템을 위한 메이크-브레이크 커넥터의 예들의 사시도들이다.
도 12a 및 도 12b는 본 개시에 따른 직접 구동 시스템을 위한 메이크-브레이크 커넥터의 상부 부분의 예들의 사시도들이다.
도 13은 본 개시에 따른 직접 구동 시스템을 위한 메이크-브레이크 커넥터의 상부 부분의 또 다른 예의 사시도이다.
도 14는 본 개시에 따른 직접 구동 시스템을 위한 메이크-브레이크 커넥터의 상부 부분의 또 다른 예의 사시도이다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
일부 적용 예들에서, ICP 코일에 그리고/또는 기판 지지부의 전극에 공급된 RF 소스 전력 또는 RF 바이어스 전력의 RF 주파수는 2개 이상의 주파수들 및/또는 2개 이상의 펄싱 레벨들 사이에서 스위칭된다. 1보다 많은 주파수 및/또는 1보다 많은 레벨에서의 RF 펄싱은 명칭이 "Systems and Methods for Transformer Coupled Plasma Pulsing with Transformer Coupled Capacitive Tuning"인 공동으로 양도된 미국 특허 제 9,515,633 호에 도시되고 기술되며, 이는 전체가 참조로서 본 명세서에 인용된다.
이들 시스템들에서, RF 생성기의 임피던스는 부하 (예컨대 유도 코일들 및 플라즈마 또는 전극 및 플라즈마) 에 매칭된다. 그러나, 부하의 임피던스는 플라즈마 조건들이 가변하고, 펄싱 레벨이 변화함에 따라, 그리고/또는 다양한 다른 요인들로 인해 변화한다. 임피던스 미스매칭이 발생하면 전력이 부하에 의해 반사되어 비효율적이다. 가변 커패시터들을 사용하는 회로들의 튜닝은 주파수 변화들 및/또는 레벨 대 레벨 변화들 사이의 스위칭 기간에 대해 커패시턴스의 값을 변화시키기 위해 필요한 시간량으로 인해 어렵다.
전술한 문제들 중 일부를 완화하기 위해, 낮은 출력 임피던스를 갖는 RF 직접 구동 회로들이 사용될 수 있다. 일부 예들에서, RF 직접 구동 회로들의 임피던스는 주로 저항성이고 상대적으로 낮은 저항 (예를 들어, 약 1 Ω) 을 갖는다. 예를 들어, 직접 구동 및 하이브리드 직접 구동 회로들은 2018년 6월 13일 출원되고 명칭이 "Direct Drive RF Circuit for Substrate Processing Systems"인, 공동으로 양도된 미국 특허 출원 번호 제 16/007,481 호에 도시되며, 이는 본 명세서에 전체가 참조로서 인용된다. 직접 구동 회로들의 부가적인 예들은 2019년 1월 3일에 공개되고 명칭이 "High Gain Resonant Amplifier for Resistance Output Impedance"인 미국 특허 공보 번호 제 2019/0007004 호에 도시되고 기술되며, 이는 본 명세서에 전체가 참조로서 인용된다.
기판 프로세싱 시스템들이 목표된 (desired) 동작 파라미터들 (예컨대 불균일성) 내에서 동작하는 것을 보장하기 위해, 직접 구동 시스템에 의한 RF 전력 또는 RF 바이어스 출력은 주기적으로 (또는 이벤트 기반으로) 측정되어야 하고 필요하다면 캘리브레이팅되어야(calibrated) 한다. 그러나, 상업적으로 입수 가능하고 그리고/또는 그렇지 않으면 이미 팹 룸에 위치된 기존의 동축 케이블들, RF 전력 미터들 및/또는 더미 부하들의 임피던스들과 비교하여 상대적으로 낮은 임피던스를 갖기 때문에 직접 구동 회로의 출력을 측정하는 것은 어렵다. 대부분의 기존 동축 케이블들, RF 전력 미터들 및/또는 더미 부하들은 약 50 Ω의 임피던스들을 갖는다. 본 명세서에 기술된 시스템들 및 방법들은 RF 직접 구동 시스템들에 의해 생성된 RF 전력 및/또는 RF 바이어스 신호들의 하나 이상의 파라미터들을 측정하도록 사용된다.
본 개시에 따른 시스템들 및 방법들은 직접 구동 회로와 프로세싱 챔버 부하 (예를 들어, 프로세싱 챔버 및/또는 플라즈마의 컴포넌트) 사이에 배치된 메이크-브레이크 (make-break) 커넥터를 포함한다. 메이크-브레이크 커넥터는 직접 구동 회로를 프로세싱 챔버 부하 또는 더미 부하를 포함하는 RF 기준 측정 회로에 연결한다. RF 기준 측정 회로는 직접 구동 회로의 임피던스와 매칭하는 입력 임피던스 및 동축 케이블들, RF 전력 미터 및 더미 부하의 임피던스와 매칭하는 출력 임피던스를 갖는 LC 회로를 포함한다. 이는 기존의 RF 전력 미터들, 동축 케이블들 및 더미 부하들로 측정이 이루어질 수 있게 하여, 비용을 감소시킨다.
이제 도 1을 참조하면, 본 개시에 따른 기판 프로세싱 시스템 (10) 의 예가 도시된다. 기판 프로세싱 시스템 (10) 은 RF 구동 회로 (12) 를 포함한다. RF 구동 회로 (12) 는 본 명세서에 기술된 RF 소스 및 매칭 네트워크 또는 직접 구동 회로를 포함할 수도 있다.
일부 예들에서, 플레넘 (20) 은 고온 및/또는 저온 공기 플로우로 유전체 윈도우 (24) 의 온도를 제어하도록 코일들 (16) 과 유전체 윈도우 (24) 사이에 배치될 수도 있다. 유전체 윈도우 (24) 는 프로세싱 챔버 (28) 의 일 측면을 따라 배치된다. 프로세싱 챔버 (28) 는 기판 지지부 (또는 페데스탈) (32) 를 더 포함한다. 기판 지지부 (32) 는 정전 척 (electrostatic chuck; ESC), 기계적 척 또는 다른 타입의 척을 포함할 수도 있다. 프로세스 가스는 프로세싱 챔버 (28) 로 공급되고, 플라즈마 (40) 는 프로세싱 챔버 (28) 내부에서 생성된다. 플라즈마 (40) 는 기판 (34) 의 노출된 표면을 에칭한다.
RF 구동 회로 (52) 가 동작 동안 기판 지지부 (32) 내의 전극에 RF 바이어스를 제공하도록 사용될 수도 있다. RF 구동 회로 (52) 는 RF 소스 및 매칭 네트워크 또는 (본 명세서에 기술된) 직접 구동 회로를 포함할 수도 있다. RF 구동 회로들 (12 및/또는 52) 중 적어도 하나는 RF 직접 구동 회로를 포함한다.
가스 전달 시스템 (56) 이 프로세싱 챔버 (28) 로 프로세스 가스 혼합물을 공급하도록 사용될 수도 있다. 가스 전달 시스템 (56) 은 프로세스 및 불활성 가스 소스들 (57), 밸브들 및 질량 유량 제어기들과 같은 가스 계량 시스템 (58), 및 매니폴드 (59) 를 포함할 수도 있다. 공기와 같은 가스가 코일들 (16) 및 유전체 윈도우 (24) 를 냉각하도록 사용될 수도 있다. 히터/냉각기 (64) 가 기판 지지부 (32) 를 미리 결정된 온도로 가열/냉각하도록 사용될 수도 있다. 배기 시스템 (65) 이 퍼지 또는 배기에 의해 프로세싱 챔버 (28) 로부터 반응 물질들을 제거하기 위한 밸브 (66) 및 펌프 (67) 를 포함한다. 제어기 (54) 가 에칭 프로세스를 제어하도록 사용될 수도 있다. 제어기 (54) 는 시스템 파라미터들을 모니터링하고 가스 혼합물의 전달, 플라즈마의 스트라이킹 (striking), 유지 및 소화, 반응 물질들의 제거, 냉각 가스의 공급, 등을 제어한다.
이제 도 2a 및 도 2b를 참조하면, RF 바이어스 또는 RF 플라즈마 전력을 공급하기 위한 RF 구동 회로 (200) 의 예가 도시된다. 도 2a에서, RF 구동 회로 (200) 는 하나 이상의 선택된 RF 주파수들에서 동작하는 클록 (220) 을 포함한다. 클록 (220) 에 의해 출력된 클록 신호는 게이트 드라이버 회로 (222) 에 입력된다. 일부 예들에서, 게이트 드라이버 회로 (222) 는 증폭기 (244) 및 클록 (220) 에 연결된 각각의 입력들을 갖는 반전 증폭기 (246) 를 포함한다.
게이트 드라이버 회로 (222) 의 출력들은 하프 브리지 회로 (238) 에 입력된다. 일부 예들에서, 하프 브리지 회로 (238) 는 제 1 스위치 (240) 및 제 2 스위치 (242) 를 포함한다. 일부 예들에서, 제 1 스위치 (240) 및 제 2 스위치 (242) 는 MOSFET들 (metal oxide semiconductor field effect transistors) 을 포함한다. 제 1 스위치 (240) 및 제 2 스위치 (242) 각각은 제어 단자, 및 제 1 단자 및 제 2 단자를 포함한다. 게이트 드라이버 회로 (222) 의 증폭기 (244) 의 출력은 제 1 스위치 (240) 의 제어 단자에 입력된다. 게이트 드라이버 회로 (222) 의 반전 증폭기 (246) 의 출력은 제 2 스위치 (242) 의 제어 단자에 입력된다.
출력 노드 (230) 는 제 1 스위치 (240) 의 제 2 단자 및 제 2 스위치 (242) 의 제 1 단자에 연결된다. 제 1 스위치 (240) 의 제 1 단자는 제 1 DC 공급부 (270) 에 연결된다. 제 2 스위치 (242) 의 제 2 단자는 접지와 같은 기준 전위에 연결된다.
출력 노드 (230) 는 인덕터 (232) 에 의해 캐소드 (234) 에 연결된다. 일부 예들에서, 저항 Rp와 직렬인 커패시턴스 Cp는 RF 직접 구동 회로 (200) 에서 본 임피던스 (예를 들어 플라즈마 커패시턴스 및 저항, 기판 지지부 내 전극 (또는 또 다른 컴포넌트) 의 커패시턴스 및 저항 및/또는 다른 스트레이 (stray) 또는 기생 커패시턴스 및 저항) 를 모델링하도록 사용될 수도 있다.
도 2b의 RF 직접 구동 회로는 DC 바이어스를 제거하기 위해 +VDC/2 및 -VDC/2에서 각각 동작하는 제 1 DC 공급부 및 제 2 DC 공급부 (270, 280) 를 포함한다. 일부 예들에서, 동일한 출력 RF 전력을 달성하기 위해, 제 1 DC 공급부 및 제 2 DC 공급부 (270, 280) 모두는 도 2a에서 단일 DC 공급부의 절반 전압에서 동작한다. 일부 예들에서, 제 1 DC 공급부 (270) 및 제 2 DC 공급부 (280) 는 대략 동일한 크기 및 반대 극성으로 동작한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 대략 동일한은 20 ％, 5 ％ 또는 2 ％ 미만인 제 2 DC 공급부 (280) 에 대한 제 1 DC 공급부 (270) 에 의해 출력된 DC 전압의 크기 사이의 차를 지칭한다. 제 1 DC 공급부 (270) 는 제 1 스위치 (240) 의 제 1 단자에 연결된다. 제 2 DC 공급부 (280) 는 제 2 스위치 (242) 의 제 2 단자에 연결된다.
일부 예들에서, 전류 센서 (282) 및 전압 센서 (284) 는 출력 노드 (230) 에서 전류 및 전압을 센싱한다. 위상 오프셋 계산기 (290) 는 센싱된 전류 및 전압 신호들을 수신하고 클록 주파수 조정기 (292) 로 출력되는 위상 오프셋 신호를 생성한다. 클록 주파수 조정기 (292) 는 위상 오프셋 신호에 기초하여 클록 조정 신호를 생성한다. 다른 특징들에서, 클록 주파수 조정기 (292) 는 전류가 전압을 리드할 때 클록 (220) 의 주파수를 상승시키고 전압이 전류를 리드할 때 클록 (220) 의 주파수를 감소시킨다.
이제 도 3a 및 도 3b을 참조하면, 직접 구동 회로 (310) 는 프로세싱 챔버의 컴포넌트와 같은 부하 (312) 에 또는 직접 구동 회로 (310) 의 동작을 평가하기 위해 측정들을 수행하는 RF 기준 측정 회로 (314) 에 연결될 수 있다. 도 3a에서, 메이크-브레이크 커넥터 (316) 는 정상 동작 모드 동안 직접 구동 회로 (310) 를 부하 (312) 에 연결하도록 구성된다. 메이크-브레이크 커넥터 (316) 는 적절한 연결들을 만들고 그리고/또는 끊기 (break) 위해 수동으로 부착되고 그리고/또는 제거되는 패스너 (fastener) 들, 컨덕터들, 및/또는 다른 하드웨어를 포함할 수도 있다. 정상 동작 모드의 동작 동안, 직접 구동 회로 (310) 는 상기 기술된 바와 같이 부하 (312) 를 구동한다.
주기적으로 또는 이벤트에 기초하여, 직접 구동 회로의 출력은 프로세싱 챔버가 정확하게 동작하는 것을 보장하도록 테스트된다. 그러나, 더미 부하들, RF 전력 미터 및 동축 케이블 커넥터들은 직접 구동 회로의 출력 임피던스와 매칭하지 않는 훨씬 보다 높은 임피던스를 갖는다.
도 3b에서, 메이크-브레이크 커넥터 (316) 는 RF 기준 측정 모드 동안 직접 구동 회로 (310) 를 LC 회로 (320) 에 연결하도록 구성된다. LC 회로 (320) 의 출력은 RF 전력 미터 (324) 에 연결된다. 컨덕터 (326) 는 RF 전력 미터 (324) 를 더미 부하 (328) 에 연결한다. 일부 예들에서, 컨덕터 (326) 는 동축 케이블을 포함하지만, 다른 컨덕터들이 사용될 수 있다.
직접 구동 회로 (310) 의 출력 임피던스는 컨덕터 (326) 의 임피던스, RF 전력 미터 (324) 의 임피던스 및 더미 부하의 임피던스에 매칭되지 않는다. 일부 예들에서, 직접 구동 회로 (310) 의 출력 임피던스는 0.1 Ω 내지 5 Ω의 범위이다. 일부 예들에서, 직접 구동 회로 (310) 의 출력 임피던스는 0.5 Ω 내지 2 Ω의 범위이다.
일부 예들에서, 컨덕터 (326) 및 RF 전력 미터 (324) 의 임피던스는 직접 구동 회로 (310) 의 출력 임피던스보다 보다 크다. 예를 들어, 컨덕터 (326), RF 전력 미터 (324) 및 더미 부하 (328) 의 임피던스는 20 Ω 내지 100 Ω의 범위일 수도 있다. 예를 들어, 컨덕터 (320), RF 전력 미터 (324), 및 더미 부하 (328) 의 임피던스는 45 Ω 내지 55 Ω의 범위일 수도 있다. 예를 들어, 컨덕터 (320) 및 RF 전력 미터 (324) 의 임피던스는 50 Ω일 수도 있다.
이제 도 4를 참조하면, 직접 구동 회로 (410) 는 RF 기준 측정 모드로 도시된다. 직접 구동 회로 (410) 는 제 1 주파수 범위 및 제 2 주파수 범위의 제 1 출력 부 및 제 2 출력을 포함한다. 일부 예들에서, 제 1 주파수 범위는 1.8 ㎒ 내지 2.2 ㎒이지만, 다른 주파수 범위들이 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 제 2 주파수 범위는 12.35 ㎒ 내지 13.65 ㎒이지만, 다른 주파수 범위들이 사용될 수 있다.
메이크-브레이크 커넥터 (414) 는 제 1 기준 측정 모드 동안 직접 구동 회로 (410) 의 제 1 출력을 LC 회로 (420) 에 연결하거나 제 1 직접 구동 모드 동안 부하 (412) 에 연결한다. LC 회로 (420) 는 컨덕터 (426) 에 의해 RF 전력 미터 (424) 에 연결된다. 컨덕터 (426) 는 RF 전력 미터 (424) 를 더미 부하 (428) 에 연결한다. 일부 예들에서, 컨덕터들 (426) 은 동축 케이블들을 포함한다.
메이크-브레이크 커넥터 (434) 는 제 2 RF 기준 측정 모드 동안 직접 구동 회로 (410) 의 제 2 출력을 LC 회로 (440) 에 연결하거나 제 2 직접 구동 모드 동안 프로세싱 챔버의 컴포넌트와 같은 부하 (432) 에 연결한다. 일부 예들에서, 부하들 (412 및 432) 은 동일한 부하이거나 별개의 부하들이다. LC 회로 (440) 는 컨덕터 (446) 에 의해 RF 전력 미터 (444) 에 연결된다. 컨덕터 (446) 는 RF 전력 미터 (444) 를 더미 부하 (448) 에 연결한다. 일부 예들에서, 컨덕터들 (446) 은 동축 케이블들을 포함한다.
이제 도 5를 참조하면, 제 1 주파수 범위에 대한 LC 회로 (440) 의 예가 도시된다. LC 회로 (420) 는 커패시터 (C1) 와 직렬로 연결된 (저항 (RL1) 을 갖는) 인덕터 (L1) 을 포함한다. 커패시터 (C2) 는 인덕터 (L1) 과 커패시터 (C1) 사이에 연결된다. 일부 예들에서, LC 회로 (420) 는 직접 구동 회로의 임피던스와 매칭하는 입력 임피던스 및 커넥터들, RF 미터 및 더미 부하의 임피던스와 매칭하는 출력 임피던스를 갖는다.
이제 도 6을 참조하면, 제 2 주파수 범위에 대한 LC 회로 (420) 의 예가 도시된다. LC 회로 (440) 는 커패시터 (C3) 와 직렬로 연결된 (저항 (RL2) 을 갖는) 인덕터 (L2) 를 포함한다. 커패시터 (C4) 는 커패시터 (C3) 과 LC 회로 (440) 의 출력 사이에 연결된다. 일부 예들에서, LC 회로 (440) 는 직접 구동 회로의 임피던스와 매칭하는 입력 임피던스 및 커넥터들, RF 미터 및 부하의 임피던스와 매칭하는 출력 임피던스를 갖는다.
이제 도 7을 참조하면, 직접 구동 시스템 (700) 의 예가 도시된다. 직접 구동 시스템 (700) 은 상부 레벨 (704), 중간 레벨 (706), 및 하부 레벨 (708) 을 규정하는 복수의 스택된 인클로저들을 포함한다. 일부 예들에서, 직접 구동 시스템 (700) 은 프로세싱 챔버 위에 배치될 수도 있다. 일부 예들에서, 측벽들 및 상부 표면 및 하부 표면은 알루미늄과 같은 전도성 재료로 이루어진다.
상부 레벨 (704) 은 상기 기술된 직접 구동 회로 (712) 를 하우징하는 인클로저 (710) 를 포함한다. 일부 예들에서, 중간 레벨 (706) 은 복수의 인클로저들을 포함한다. 인클로저 (713-1) 는 제 1 RF 기준 측정 회로 (714-1) 를 하우징하고 인클로저 (713-1) 의 외벽 상에 위치된 커넥터 (716-1) (예컨대 동축 커넥터) 를 포함한다. 중간 레벨 (706) 은 제 2 RF 기준 측정 회로 (714-2) 를 하우징하고 인클로저 (713-2) 의 외벽 상에 위치된 커넥터 (716-2) (예컨대 동축 커넥터) 를 포함하는 인클로저 (713-2) 를 더 포함한다.
일부 예들에서, 인클로저 (713-1) 는 인클로저 (713-2) 에 대해 평행하고 이격된 관계로 배치된다. 일부 예들에서, 중간 레벨 (706) 은 하나 이상의 부가적인 인클로저들 (예컨대 인클로저 (718)) 을 포함할 수도 있다. 일부 예들에서, 중간 레벨 (706) 의 인클로저들 중 하나 이상은 인클로저들 내에서 공기를 순환시키기 위한 하나 이상의 팬들 (720) 을 포함한다.
하부 레벨 (708) 은 제 1 메이크-브레이크 커넥터 (726-1) 를 하우징하는 인클로저 (724-1) 를 포함한다. 제 1 메이크-브레이크 커넥터 (726-1) 는 직접 구동 회로 (712) 의 출력들 중 하나를 제 1 RF 기준 측정 회로 (714-1) 또는 프로세싱 챔버의 컴포넌트 (예컨대, 기판 지지부의 유도 코일 또는 전극) 에 연결하고 또는 제 1 RF 기준 측정 회로 (714-1) 및 프로세싱 챔버의 컴포넌트 모두로부터 직접 구동 회로 (712) 를 연결 해제 (disconnect) 한다.
하부 레벨 (708) 은 직접 구동 회로 (712) 의 출력들 중 하나를 제 2 RF 기준 측정 회로 (714-2) 또는 프로세싱의 컴포넌트에 연결하기 위한 또는 제 2 RF 기준 측정 회로 (714-2) 및 프로세싱 챔버의 컴포넌트 모두로부터 직접 구동 회로 (712) 를 연결 해제하기 위한 제 2 메이크-브레이크 커넥터 (726-2) 를 하우징하는 또 다른 인클로저 (724-2) 를 더 포함한다.
이제 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 직접 구동 시스템을 위한 제 1 RF 기준 측정 회로 (714-1) 가 도시된다. 제 1 RF 기준 측정 회로 (714-1) 는 커넥터 (716-1) 에 전기적으로 연결된 플레이트 (810) 를 포함한다. 플레이트 (810) 는 또한 플레이트 (810) 에 병렬로 연결된 하나 이상의 커패시터들 (816) 의 제 1 단자들에 연결된다. 하나 이상의 커패시터들 (816) 의 제 2 단자들은 플레이트 (812) 에 연결된다. 일부 예들에서, 커패시터들 (816) 은 세라믹 커패시터들을 포함하지만, 다른 타입들의 커패시터들이 사용될 수 있다.
하나 이상의 커패시터들 (820) 이 플레이트 (812) 와 기준 전위 사이에 병렬로 연결된다. 예를 들어, 기준 전위는 인클로저의 접지된 하부 표면에 의해 제공될 수도 있다. 일부 예들에서, 커패시터들은 진공 커패시터들을 포함한다. 플레이트 (812) 의 연장부 (824) 는 인덕터 (830) 의 일 단부에 연결된다. 일부 예들에서, 인덕터 (830) 는 나선형 코일로 감긴 전도성 재료를 포함한다. 일부 예들에서, 전도성 재료는 구리 또는 은 (Ag) 도금된 구리를 포함한다. 인덕터 (830) 의 반대편 단부는 플레이트 (842) 의 일 단부에 연결된다. 일부 예들에서, 인덕터 (830) 의 권선들은 그들 사이에서 연장하는 분리기 (834) 에 의해 이격된 관계로 홀딩된다. 일부 예들에서, 분리기 (834) 는 바디 (835) 및 이격된 위치들에서 바디 (835) 로부터 연장하는 복수의 돌출부들 (836) 을 포함한다. 복수의 돌출부들 (836) 의 단부들은 인덕터 (830) 의 권선들 사이에 위치된다. 일부 예들에서, 분리기 (834) 는 플라스틱과 같은 비전도성 재료로 이루어지지만, 다른 재료들이 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 분리기 (834) 는 PEEK (polyether ether ketone) 로 이루어진다. 플레이트 (842) 의 반대편 단부는 커넥터 (844) 에 연결된다. 커넥터 (844) 는 인클로저를 통해 커넥터 (850) 로 연장한다. 일부 예들에서, 커넥터 (850) 는 원통형 바디를 갖는 수 (male) 커넥터를 포함한다.
이제 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 직접 구동 시스템을 위한 제 2 RF 기준 측정 회로 (714-2) 가 도시된다. 제 2 RF 기준 측정 회로 (714-2) 는 커넥터 (716-1) 에 연결된 플레이트 (910) 를 포함한다. 하나 이상의 커패시터들 (912) 이 플레이트 (910) 와 기준 전위 (예컨대 접지―예를 들어, 접지된 인클로저 벽) 사이에 병렬로 연결된다. 플레이트 (910) 의 연장부 (924) 는 인덕터 (930) 의 일 단부에 연결된다. 인덕터 (930) 의 반대편 단부는 플레이트 (942) 의 일 단부에 연결된다. 일부 예들에서, 인덕터 (930) 의 권선들은 분리기 (934) 에 의해 분리된다.
플레이트 (942) 의 반대편 단부는 커넥터 (944) 에 연결된다. 커넥터 (944) 는 인클로저를 통해 커넥터 (950) 로 연장한다. 일부 예들에서, 커넥터 (950) 는 원통형 전도성 부분과 같은 수 커넥터를 포함한다.
이제 도 10a 및 도 10b를 참조하면, 직접 구동 시스템을 위한 메이크-브레이크 커넥터 (1010) 의 상부 부분이 도시된다. 메이크-브레이크 커넥터 (1010) 는 하나 이상의 링 부분들 (1022 및 1024) 및 베이스 부분 (1024) 에 의해 둘러싸인 컨덕터 (1020) 를 포함한다. 일부 예들에서, 하나 이상의 링 부분들 (1022 및 1024) 은 직접 구동 회로의 암 (female) 커넥터에 대한 센터링 기능을 갖는다. 일부 예들에서, 컨덕터 (1020) 는 원통형 전도성 부분을 포함하지만, 다른 형상들이 사용될 수 있다.
컨덕터 (1028) 는 베이스 부분 (1024) 으로부터 하향으로 연장하고 컨덕터 (1020) 에 전기적으로 연결된다. 일부 예들에서, 컨덕터 (1028) 는 원통형 형상을 갖고 T-형상 커넥터 (1040) 를 수용하도록 구성된 부착 부분 (1029) 을 포함한다. 일부 예들에서, 부착 부분 (1029) 은 T-형상 커넥터 (1040) 의 바디 (1042) 의 편평한 표면과 메이팅하도록 (mate) 편평한 표면을 규정한다.
T-형상 커넥터 (1040) 는 바디 (1042) 로부터 연장하고 중심 캐비티 (1050) 를 규정하는 원통형 부분 (1048) 을 포함한다. 일부 예들에서, 중심 캐비티 (1050) 는 원통형이고 커넥터들 (850, 950) 중 하나를 수용하도록 구성된다. 일부 예들에서, T-형상 커넥터 (1040) 는 T-형상 커넥터 (1040) 를 컨덕터 (1028) 에 부착하기 위해 보어들 (1030) 내에 수용되는 스레드된 (threaded) 볼트들과 같은 하나 이상의 패스너들 (1044) 을 포함한다. 일부 예들에서, 패스너들 (1044) 은 중심 캐비티 (1050) 의 축을 가로지르는 방향으로 연장한다. 메이크-브레이크 커넥터 (1010) 에 대한 특정한 구성이 도시되지만, 다른 구성들이 사용될 수 있다.
이제 도 11을 참조하면, 직접 구동 시스템을 위한 메이크-브레이크 커넥터 (1100) 가 도시된다. 커넥터 (1150) 는 (연결된) 직접 구동 모드 및 (연결 해제된) RF 기준 측정 모드로 도시된다. 일부 예들에서, 커넥터 (1150) 는 직사각형 바디 및 직사각형 바디의 반대편 측면들을 따라 진행하는 (running) 하나 이상의 플랜지들 (1155) 을 포함한다. 하나 이상의 패스너들 (1154) 은 컨덕터 (1028) 에 대해 커넥터 (1150) 를 연결하고 위치시킨다.
커넥터 (1150) 는 스트랩 (1120) 에 부착되거나 스트랩과 통합된다. 스트랩 (1120) 은 지지 브래킷 (1125) 에 의해 일 단부에서 (고정되거나 회전 가능하게) 지지된 커패시터 (1124) 에 연결된다. 커패시터 (1124) 의 반대편 단부는 스트랩 (1127) (브래킷 (1170) 에 연결됨) 및 커패시터 (1128) 의 일 단부에 연결된다. 커패시터의 반대편 단부는 지지 브래킷 (1125) 에 연결된다. 일부 예들에서, 브래킷 (1170) 은 인클로저 벽에 연결된다. 일부 예들에서, 스트랩 (1120) 은 마운팅 브래킷들 (1125) 에 대해 회전될 수 있다. 컨덕터 (1134) 는 컨덕터들 (1180, 1182) 에 의해 프로세싱 챔버의 컴포넌트에 연결된다.
이제 도 12a 및 도 12b를 참조하면, 직접 구동 시스템을 위한 메이크-브레이크 커넥터 (1200) 의 또 다른 예의 상부 부분이 도시된다. 부착 부분 (1029) 을 갖는 컨덕터 (1028) 를 사용하는 대신, 컨덕터 (1210) 및 T-형상 슬라이딩 커넥터 (1220) 가 사용된다. 일부 예들에서, 컨덕터 (1210) 는 원통형 형상을 갖는다. 컨덕터 (1210) 는 T-형상 슬라이딩 커넥터 (1220) 의 전도성 원통형 내측 캐비티에 의해 슬라이딩 가능하게 수용된다. T-형상 슬라이딩 커넥터 (1220) 는 축 방향으로 정렬된 제 1 레그 (1230) 및 제 2 레그 (1232) 를 포함한다. 제 1 레그 (1230) 는 컨덕터 (1210) 에 연결된다. T-형상 슬라이딩 커넥터 (1220) 는 제 1 레그 (1230) 및 제 2 레그 (1232) 를 가로질러 배치되는 제 3 레그 (1234) 를 포함한다. 제 3 레그 (1234) 의 전도성 캐비티 (1238) 는 RF 기준 측정 모드로 배치될 때 커넥터들 (850, 950) 중 하나에 연결되도록 구성된다.
도 12a에서, 제 2 레그 (1232) 는 직접 구동 모드로 배치될 때 (커넥터 (1150) 대신) 스트랩 (1120) 으로부터 연장하는 (도 12b에서 가장 잘 보이는) 메이팅 (mating) 커넥터 (1242) 에 연결된 것으로 도시된다. 제 3 레그 (1234) 는 커넥터들 (850, 950) 로부터 연결 해제된다.
도 12b에서, RF 기준 측정 모드에 있을 때 제 2 레그 (1232) 는 메이팅 커넥터 (1242) 로부터 연결 해제되고 제 3 레그 (1234) 는 커넥터들 (850, 950) 중 하나에 연결된다. 이해될 수 있는 바와 같이, T-형상 슬라이딩 커넥터 (1220) 는 직접 구동 모드와 RF 기준 측정 모드 사이에서 신속한 재구성을 허용한다.
이제 도 13을 참조하면, 또 다른 메이크-브레이크 커넥터 (1300) 의 상부 부분이 직접 구동 모드로 도시된다. ((1120) 과 유사하지만 상이한 단부 구성을 갖는) 스트랩 (1304) 의 상부 부분이 또한 도시된다. 스트랩 (1304) 은 제 1 부분 (1322) 및 제 2 부분 (1324) 을 포함하는 "L"-형상 단부 (1320) 를 포함한다. 일부 예들에서, 제 1 부분 (1322) 은 제 2 부분 (1324) 에 대해 가로질러 놓인다 (lie transverse). 제 1 부분 (1322) 은 하나 이상의 스레드가 있는 패스너들 (1330) 을 각각 수용하도록 하나 이상의 보어들 (1334) 을 더 포함한다. 도 13에서, 스트랩 (1304) 은 (평행한 도 11과 대조적으로) 스트랩 (1304) 의 가장 넓은 부분을 포함하는 평면에 대해 가로지르는 평면에서 메이크-브레이크 커넥터 (1300) 에 연결된다.
이제 도 14를 참조하면, 메이크-브레이크 커넥터 (1300) 의 상부 부분이 RF 기준 측정 모드로 구성된 것으로 도시된다. 스트랩 (1304) 의 상부 부분은 연결 해제된다. 일부 예들에서, 스트랩 (1304) 은 메이크-브레이크 커넥터 (1300) 의 상부 부분으로부터 멀어지면서 지지 브래킷들 (1125) 을 중심으로 회전된다. T-형상 커넥터 (1410) 는 제 1 부분 (1422) 및 제 2 부분 (1424) 을 포함하는 "L"-형상 단부 (1420) 를 포함한다. 일부 예들에서, 제 1 부분 (1422) 은 제 2 부분 (1424) 에 대해 가로질러 놓인다. 제 1 부분 (1422) 은 하나 이상의 스레드가 있는 패스너들 (1430) 각각을 수용하도록 하나 이상의 보어들 (1434) 을 더 포함한다. T-형상 커넥터 (1410) 는 커넥터들 (850 또는 950) 중 하나를 수용하도록 내측 캐비티 (1454) 를 규정하는 원통형 부분 (1452) 을 포함한다. 이 예에서, 패스너들은 (가로질러 부착되는 다른 버전들과 달리) 캐비티의 축에 평행한 방향으로 부착된다. 패스너들의 위치를 조정하는 것은 T-형상 커넥터 (1410) 를 보다 쉽게 부착하게 한다.
전술한 기술은 본질적으로 단지 예시이고, 어떠한 방식으로도 본 개시, 이의 적용 예, 또는 사용들을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 개시의 광범위한 교시들은 다양한 형태들로 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시가 특정한 예들을 포함하지만, 본 개시의 진정한 범위는 다른 수정들이 도면들, 명세서 및 이하의 청구항들의 연구 시 자명해질 것이기 때문에 이렇게 제한되지 않아야 한다. 방법의 하나 이상의 단계들은 본 개시의 원리들을 변경하지 않고 상이한 순서로 (또는 동시에) 실행될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 실시 예들 각각이 특정한 피처들을 갖는 것으로 상기 기술되었지만, 본 개시의 임의의 실시 예에 대해 기술된 이들 피처들 중 임의의 하나 이상의 피처들은, 조합이 명시적으로 기술되지 않아도, 임의의 다른 실시 예들의 피처들로 및/또는 임의의 다른 실시 예들의 피처들과 조합하여 구현될 수 있다. 즉, 기술된 실시 예들은 상호 배타적이지 않고, 하나 이상의 실시 예들의 또 다른 실시 예들과의 치환들이 본 개시의 범위 내에 남는다.
엘리먼트들 간 (예를 들어, 모듈들, 회로 엘리먼트들, 반도체 층들, 등 간) 의 공간적 관계 및 기능적 관계는, "연결된 (connected)", "인게이지된 (engaged)", "커플링된 (coupled)", "인접한 (adjacent)", "옆에 (next to)", "~의 상단에 (on top of)", "위에 (above)", "아래에 (below)" 및 "배치된 (disposed)"을 포함하는, 다양한 용어들을 사용하여 기술된다. "직접적 (direct)"인 것으로 명시적으로 기술되지 않는 한, 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 간의 관계가 상기 개시에서 기술될 때, 이 관계는 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 다른 중개하는 엘리먼트들이 존재하지 않는 직접적인 관계일 수 있지만, 또한 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 (공간적으로 또는 기능적으로) 하나 이상의 중개하는 엘리먼트들이 존재하는 간접적인 관계일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 구 A, B 및 C 중 적어도 하나는 비배타적인 논리 OR를 사용하여, 논리적으로 (A 또는 B 또는 C) 를 의미하는 것으로 해석되어야 하고, "적어도 하나의 A, 적어도 하나의 B 및 적어도 하나의 C"를 의미하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
일부 구현 예들에서, 제어기는 상기 기술된 예들의 일부일 수도 있는 시스템의 일부이다. 이러한 시스템들은 프로세싱 툴 또는 툴들, 챔버 또는 챔버들, 프로세싱을 위한 플랫폼 또는 플랫폼들 및/또는 특정 프로세싱 컴포넌트들 (웨이퍼 페데스탈, 가스 플로우 시스템, 등) 을 포함하는, 반도체 프로세싱 장비를 포함할 수 있다. 이들 시스템들은 반도체 웨이퍼 또는 기판의 프로세싱 이전에, 프로세싱 동안에, 그리고 프로세싱 이후에 그들의 동작을 제어하기 위한 전자 장치 (electronics) 와 통합될 수도 있다. 전자 장치는 시스템들 또는 시스템의 서브 파트들 또는 다양한 컴포넌트들을 제어할 수도 있는 "제어기 (controller)"로서 지칭될 수도 있다. 제어기는, 시스템의 프로세싱 요건들 및/또는 타입에 따라서, 프로세싱 가스들의 전달, 온도 설정들 (예를 들어, 가열 및/또는 냉각), 압력 설정들, 진공 설정들, 전력 설정들, 무선 주파수 (RF) 생성기 설정들, RF 매칭 회로 설정들, 주파수 설정들, 플로우 레이트 설정들, 유체 전달 설정들, 위치 및 동작 설정들, 툴 및 다른 이송 툴들 및/또는 특정 시스템과 연결되거나 인터페이싱된 로드 록들 내외로의 웨이퍼 이송들을 포함하는, 본 명세서에 개시된 프로세스들 중 임의의 프로세스들을 제어하도록 프로그래밍될 수도 있다.
일반적으로 말하면, 제어기는 인스트럭션들을 수신하고, 인스트럭션들을 발행하고, 동작을 제어하고, 세정 동작들을 인에이블하고, 엔드포인트 측정들을 인에이블하게 하는, 등을 하는 다양한 집적 회로들, 로직, 메모리 및/또는 소프트웨어를 갖는 전자 장치로서 규정될 수도 있다. 집적 회로들은 프로그램 인스트럭션들을 저장하는 펌웨어의 형태의 칩들, 디지털 신호 프로세서들 (DSPs), ASICs (Application Specific Integrated Circuits) 로서 규정되는 칩들 및/또는 프로그램 인스트럭션들 (예를 들어, 소프트웨어) 을 실행하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 마이크로제어기들을 포함할 수도 있다. 프로그램 인스트럭션들은 반도체 웨이퍼 상에서 또는 반도체 웨이퍼에 대한 특정 프로세스를 수행하기 위한 동작 파라미터들을 규정하는, 다양한 개별 설정들 (또는 프로그램 파일들) 의 형태로 제어기와 통신하는 또는 시스템과 통신하는 인스트럭션들일 수도 있다. 일부 실시 예들에서, 동작 파라미터들은 하나 이상의 층들, 재료들, 금속들, 옥사이드들, 실리콘, 실리콘 다이옥사이드, 표면들, 회로들 및/또는 웨이퍼의 다이들의 제조 동안에 하나 이상의 프로세싱 단계들을 달성하도록 프로세스 엔지니어들에 의해서 규정된 레시피의 일부일 수도 있다.
제어기는, 일부 구현 예들에서, 시스템과 통합되거나, 시스템에 커플링되거나, 그렇지 않으면 시스템에 네트워킹되거나, 또는 이들의 조합으로될 수 있는 컴퓨터에 커플링되거나 이의 일부일 수도 있다. 예를 들어, 제어기는 웨이퍼 프로세싱의 원격 액세스를 가능하게할 수 있는 공장 (fab) 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부이거나 "클라우드" 내에 있을 수도 있다. 컴퓨터는 제조 동작들의 현 진행을 모니터링하거나, 과거 제조 동작들의 이력을 조사하거나, 복수의 제조 동작들로부터 경향들 또는 성능 계측치들을 조사하거나, 현 프로세싱의 파라미터들을 변경하거나, 현 프로세싱을 따르는 프로세싱 단계들을 설정하거나, 새로운 프로세스를 시작하기 위해서, 시스템으로의 원격 액세스를 인에이블할 수도 있다. 일부 예들에서, 원격 컴퓨터 (예를 들어, 서버) 가 로컬 네트워크 또는 인터넷을 포함할 수도 있는, 네트워크를 통해 프로세스 레시피들을 시스템에 제공할 수 있다. 원격 컴퓨터는 차후에 원격 컴퓨터로부터 시스템으로 전달될 파라미터들 및/또는 설정 사항들의 입력 또는 프로그래밍을 인에이블하는 사용자 인터페이스를 포함할 수도 있다. 일부 예들에서, 제어기는 하나 이상의 동작들 동안 수행될 프로세싱 단계들 각각에 대한 파라미터들을 특정하는, 데이터의 형태의 인스트럭션들을 수신한다. 파라미터들은 제어기가 제어하거나 인터페이싱하도록 구성되는 툴의 타입 및 수행될 프로세스의 타입에 특정적일 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서 상기 기술된 바와 같이, 제어기는 예컨대 본 명세서에 기술된 프로세스들 및 제어들과 같은, 공통 목적을 향해 함께 네트워킹되고 작동하는 하나 이상의 개별 제어기들을 포함함으로써 분산될 수도 있다. 이러한 목적들을 위한 분산형 제어기의 일 예는 챔버 상의 프로세스를 제어하도록 조합되는 (예컨대 플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부로서) 원격으로 위치한 하나 이상의 집적 회로들과 통신하는 챔버 상의 하나 이상의 집적 회로들일 것이다.
비한정적으로, 예시적인 시스템들은 플라즈마 에칭 챔버 또는 모듈, 증착 챔버 또는 모듈, 스핀-린스 챔버 또는 모듈, 금속 도금 챔버 또는 모듈, 세정 챔버 또는 모듈, 베벨 에지 에칭 챔버 또는 모듈, 물리적 기상 증착 (Physical Vapor Deposition; PVD) 챔버 또는 모듈, CVD 챔버 또는 모듈, ALD 챔버 또는 모듈, 원자 층 에칭 (Atomic Layer Etch; ALE) 챔버 또는 모듈, 이온 주입 챔버 또는 모듈, 트랙 (track) 챔버 또는 모듈 및 반도체 웨이퍼들의 제조 및/또는 제작 시에 사용되거나 연관될 수도 있는 임의의 다른 반도체 프로세싱 시스템들을 포함할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 툴에 의해서 수행될 프로세스 단계 또는 단계들에 따라서, 제어기는, 반도체 제작 공장 내의 툴 위치들 및/또는 로드 포트들로부터/로드 포트들로 웨이퍼들의 컨테이너들을 이동시키는 재료 이송 시에 사용되는, 다른 툴 회로들 또는 모듈들, 다른 툴 컴포넌트들, 클러스터 툴들, 다른 툴 인터페이스들, 인접 툴들, 이웃하는 툴들, 공장 도처에 위치한 툴들, 메인 컴퓨터, 또 다른 제어기, 또는 툴들 중 하나 이상과 통신할 수도 있다.
Claims (23)
- 기판 프로세싱 시스템에 있어서,
제 1 RF 주파수에서 RF 구동 신호를 생성하도록 구성된 구동 회로;
입력 임피던스 및 출력 임피던스를 갖는 LC 회로를 포함하는 RF 기준 측정 회로로서, 상기 LC 회로의 출력은 RF 전력 미터 및 더미 부하에 연결되도록 구성된, 상기 RF 기준 측정 회로; 및
상기 기판 프로세싱 시스템의 컴포넌트를 포함하는 프로세싱 챔버 부하 및 상기 RF 기준 측정 회로 중 하나에 상기 구동 회로를 연결하도록 구성된 메이크-브레이크 (make-break) 커넥터를 포함하고,
상기 구동 회로의 출력 임피던스는 상기 LC 회로의 입력 임피던스와 매칭하고,
상기 구동 회로의 상기 출력 임피던스는 상기 RF 전력 미터 및 상기 더미 부하의 임피던스들과 매칭하지 않고, 그리고
상기 LC 회로는 상기 RF 전력 미터 및 상기 더미 부하에 상기 구동 회로의 상기 임피던스를 매칭시키도록 구성되는, 기판 프로세싱 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 RF 기준 측정 회로는,
상기 LC 회로의 출력에 연결된 제 1 컨덕터 (conductor); 및
상기 RF 전력 미터는 상기 제 1 컨덕터에 연결되는, 기판 프로세싱 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 RF 기준 측정 회로는,
상기 RF 전력 미터의 출력에 연결된 제 2 컨덕터; 및
상기 더미 부하는 상기 제 2 컨덕터에 연결되는, 기판 프로세싱 시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 구동 회로의 상기 출력 임피던스 및 상기 LC 회로의 상기 입력 임피던스는 0.1 Ω에서 10 Ω까지의 범위인, 기판 프로세싱 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 구동 회로의 상기 출력 임피던스 및 상기 LC 회로의 상기 입력 임피던스는 0.5 Ω에서 2 Ω까지의 범위인, 기판 프로세싱 시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 LC 회로의 상기 출력 임피던스 및 상기 RF 전력 미터, 상기 더미 부하, 상기 제 1 컨덕터 및 상기 제 2 컨덕터의 임피던스들은 20 Ω 에서 100 Ω까지의 범위인, 기판 프로세싱 시스템. - 제 6 항에 있어서,
상기 LC 회로의 상기 출력 임피던스 및 상기 RF 전력 미터, 상기 더미 부하, 상기 제 1 컨덕터 및 상기 제 2 컨덕터의 상기 임피던스들은 45 Ω에서 55 Ω까지의 범위인, 기판 프로세싱 시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 LC 회로는,
상기 메이크-브레이크 커넥터에 연결된 제 1 커넥터;
상기 제 1 커넥터에 연결된 일 단부를 갖는 인덕터;
상기 인덕터의 반대편 단부와 직렬로 연결된 제 1 커패시터; 및
상기 인덕터의 상기 반대편 단부와 상기 제 1 커패시터 사이에 병렬로 연결된 제 2 커패시터를 포함하는, 기판 프로세싱 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 커패시터는 상기 제 2 커패시터에 연결된 제 1 단자들 및 제 2 커넥터에 연결된 제 2 단자들을 갖는 하나 이상의 세라믹 커패시터들을 포함하는, 기판 프로세싱 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 2 컨덕터는 동축 케이블을 포함하는, 기판 프로세싱 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 2 커패시터는 하나 이상의 진공 커패시터들을 포함하는, 기판 프로세싱 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 LC 회로의 상기 입력 임피던스는 0.5 Ω에서 2 Ω까지의 범위이고, 상기 LC 회로의 상기 출력 임피던스는 45 Ω에서 55 Ω까지의 범위인, 기판 프로세싱 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 RF 주파수는 1.8 ㎒에서 2.2 ㎒까지의 범위인, 기판 프로세싱 시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 LC 회로는,
상기 메이크-브레이크 커넥터에 연결된 제 1 커넥터;
상기 제 1 커넥터에 연결된 일 단부를 갖는 인덕터;
상기 인덕터의 반대편 단부와 직렬로 연결된 제 1 커패시터; 및
상기 제 1 커패시터의 반대편 단부에 병렬로 연결된 제 2 커패시터를 포함하는, 기판 프로세싱 시스템. - 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 커패시터 및 상기 제 2 커패시터는 하나 이상의 진공 커패시터들을 포함하는, 기판 프로세싱 시스템. - 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 RF 주파수는 12.35 ㎒에서 13.65 ㎒까지인 범위인, 기판 프로세싱 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 메이크-브레이크 커넥터는,
브래킷;
상기 브래킷의 일 측면으로부터 연장하는 제 1 컨덕터;
상기 브래킷의 반대편 측면으로부터 연장하고 상기 제 1 컨덕터에 연결된 제 2 컨덕터; 및
상기 제 2 컨덕터에 제거 가능하게 부착되고 상기 제 2 컨덕터를 상기 구동 회로가 아닌 상기 RF 기준 측정 회로에 연결하도록 구성된 커넥터를 포함하고,
상기 커넥터는 T-형상이고 상기 제 2 컨덕터에 연결된 바디 및 상기 바디로부터 연장하고 캐비티를 포함하는 원통형 부분을 포함하고, 그리고
상기 원통형 부분의 상기 캐비티는 상기 RF 기준 측정 회로에 연결되도록 구성되는, 기판 프로세싱 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 메이크-브레이크 커넥터는,
브래킷;
상기 브래킷의 일 측면으로부터 연장하는 제 1 컨덕터;
상기 브래킷의 반대편 측면으로부터 연장하고 상기 제 1 컨덕터에 연결된 제 2 컨덕터; 및
상기 제 2 컨덕터에 제거 가능하게 부착되고 상기 제 2 컨덕터를 상기 RF 기준 측정 회로가 아닌 상기 구동 회로에 연결하도록 구성된 커넥터를 포함하고, 상기 커넥터는 바디, 상기 바디 내의 보어 및 상기 바디를 상기 제 2 컨덕터에 연결하기 위해 상기 보어를 통해 연장하는 패스너를 포함하는, 기판 프로세싱 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 메이크-브레이크 커넥터는,
브래킷;
상기 브래킷의 일 측면으로부터 연장하는 제 1 컨덕터;
상기 브래킷의 반대편 측면으로부터 연장하고 상기 제 1 컨덕터에 연결된 제 2 컨덕터; 및
상기 제 2 컨덕터에 제거 가능하게 부착되고 상기 RF 기준 측정 회로 및 상기 구동 회로 중 하나에 상기 제 2 컨덕터를 연결하도록 구성된 커넥터를 포함하고,
상기 커넥터는 T-형상의 커넥터를 포함하는, 기판 프로세싱 시스템. - 제 19 항에 있어서,
상기 T-형상 커넥터는 제 1 캐비티 및 제 2 캐비티를 각각 포함하는 제 1 레그 및 제 2 레그를 포함하고, 상기 제 1 레그 및 상기 제 2 레그는 상기 제 2 컨덕터 상에 슬라이딩 가능하게 수용되고, 그리고 상기 T-형상 커넥터는 상기 제 1 레그 및 상기 제 2 레그를 가로질러 배치되고 상기 RF 기준 측정 회로에 연결하도록 구성된 캐비티를 포함하는 제 3 레그를 포함하는, 기판 프로세싱 시스템. - 제 19 항에 있어서,
상기 T-형상 커넥터는,
보어를 포함하는 바디;
상기 바디를 상기 제 2 컨덕터에 연결하도록 상기 보어를 통해 연장하는 패스너; 및
상기 바디로부터 연장하고 상기 RF 기준 측정 회로에 연결하도록 구성된 캐비티를 포함하는 원통형 부분을 포함하는, 기판 프로세싱 시스템. - 제 21 항에 있어서,
상기 원통형 부분은 축을 갖고, 상기 패스너는 상기 축을 가로지르는 방향으로 연결되는, 기판 프로세싱 시스템. - 제 21 항에 있어서,
상기 원통형 부분은 축을 갖고, 상기 패스너는 상기 축에 평행한 방향으로 연결되는, 기판 프로세싱 시스템.
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