KR20230047766A - Rf 유닛의 진단 시스템 및 이를 이용한 rf 유닛의 진단 방법 - Google Patents

Rf 유닛의 진단 시스템 및 이를 이용한 rf 유닛의 진단 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 RF 유닛 진단 시스템은 제1 RF 진단 대상 유닛과 연결될 수 있는 기준 RF 전원; 제2 RF 진단 대상 유닛과 연결될 수 있는 기준 임피던스 정합기; 동적 더미 로드와, 기준 더미 로드를 포함하는 더미 로드 유닛; 상기 기준 RF 전원과, 상기 제1 RF 진단 대상 유닛의 사이 혹은 상기 제2 RF 진단 대상 유닛과, 상기 기준 임피던스 정합기의 사이에 연결될 수 있는 제1 RF 센서; 상기 제1 RF 진단 대상 유닛과, 상기 더미 로드 유닛의 사이 혹은 상기 기준 임피던스 정합기와, 상기 더미 로드 유닛의 사이에 연결될 수 있는 제2 RF 센서; 및 상기 제1 RF 센서 및 상기 제2 RF 센서로부터 센싱된 신호를 분석하여 상기 제1 RF 진단 대상 유닛 혹은 상기 제2 RF 진단 대상 유닛의 상태를 진단하고, 진단 리포트를 작성하는 제어 유닛;을 포함할 수 있다.

Description

RF 유닛의 진단 시스템 및 이를 이용한 RF 유닛의 진단 방법{RF UNIT DIAGNOSIS SYSTEM AND RF UNIT DIAGNOSIS METHOD USING THE SAME}
본 발명은 RF 유닛의 진단 시스템 및 이를 이용한 RF 유닛의 진단 방법에 관한 것이다.
식각(etching) 공정이란 포토리소그래피(photolithography) 공정에 의해 포토 레지스트가 형성된 영역을 제외한 나머지 영역에서 박막을 제거하는 공정이다. 최근, 반도체 공정 중 기판의 식각 공정에서는 플라즈마를 사용하고 있다. 플라즈마 식각은 진공 상태에서 가스 상태의 분자에 높은 에너지를 가하여 분자를 이온화하거나 분해하여 활성화하고, 활성화된 입자를 박막에 충돌시켜 박막의 결정구조를 깨트림으로써 박막을 제거하는 방식으로 진행될 수 있다.
공정 챔버 내에 반응가스를 주입한 후, RF 전원을 통한 RF 전력을 공급하여 반응 가스를 방전시키면, 공정 챔버 내에 플라즈마가 형성된다. RF 전원과 공정 챔버 사이에는 임피던스 정합기가 연결되어 RF 전원과 공정 챔버 사이의 임피던스 정합을 수행할 수 있다.
RF 전원과 임피던스 정합기는 RF 주파수와 밀접한 관련이 있는 RF 유닛이다. RF 전원과 임피던스 정합기의 상태를 진단할 수 있는 진단 시스템이 요구되었다. 종래의 경우 진단 시스템에 RF 전원과 임피던스 정합기에 연결된 센서를 이용하여 상기 RF 유닛의 판단을 수행하였으나, 센서를 이용한 판단 결과 분석 시에 RF 전원과 임피던스 정합기 중 어떤 RF 유닛의 문제인지 명확히 알 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제 중 하나는, RF 유닛의 진단을 명확하게 수행할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 RF 유닛 진단 시스템은, 제1 RF 진단 대상 유닛과 연결될 수 있는 기준 RF 전원; 제2 RF 진단 대상 유닛과 연결될 수 있는 기준 임피던스 정합기; 동적 더미 로드와, 기준 더미 로드를 포함하는 더미 로드 유닛; 상기 기준 RF 전원과, 상기 제1 RF 진단 대상 유닛의 사이 혹은 상기 제2 RF 진단 대상 유닛과, 상기 기준 임피던스 정합기의 사이에 연결될 수 있는 제1 RF 센서; 상기 제1 RF 진단 대상 유닛과, 상기 더미 로드 유닛의 사이 혹은 상기 기준 임피던스 정합기와, 상기 더미 로드 유닛의 사이에 연결될 수 있는 제2 RF 센서; 및 상기 제1 RF 센서 및 상기 제2 RF 센서로부터 센싱된 신호를 분석하여 상기 제1 RF 진단 대상 유닛 혹은 상기 제2 RF 진단 대상 유닛의 상태를 진단하고, 진단 리포트를 작성하는 제어 유닛;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 RF 유닛 진단 시스템을 이용하여 진단 대상 RF 유닛을 진단하는 방법은, 진단하고자 하는 RF 유닛을 특정하는 단계; 상기 특정된 RF 유닛이 사용되는 공정에서의 공정 정보 및 레시피를 입력하는 단계; 상기 특정된 RF 유닛과 RF 유닛 진단 시스템을 연결하는 단계; 및 상기 RF 유닛 진단 시스템에 포함된 제1 RF 센서 및 제2 RF 센서에서 센싱된 신호를 입력 받아 분석하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, RF 유닛의 진단을 명확하게 수행할 수 있는 시스템이 제공된다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 예시에 따른 RF 유닛 진단 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 예시에 따른 RF 유닛 진단 시스템의 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 예시에 따른 RF 유닛 진단 시스템의 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 예시에 따른 RF 유닛 진단 시스템을 이용한 진단 방법의 일 예시를 나타내는 도면이다.
도 5 내지 도 6은 본 발명에 따른 RF 유닛 진단 시스템의 제어 유닛에서의 진단 결과의 예시를 나타내는 도면이다.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명에 따른 더미 로드 유닛의 임피던스 설정 범위를 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 예시에 따른 RF 유닛 진단 시스템에서의 진단 방법을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 다음과 같이 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시 예들에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 과장되거나 축소될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "상에" 있다거나 "접하여" 있다고 기재된 경우, 다른 구성 요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "바로 위에" 있다거나 "직접 접하여" 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, "~사이에"와 "직접 ~사이에" 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예시에 따른 RF 유닛 진단 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, RF 유닛 진단 시스템(100)은 기준 RF 전원(110), 기준 임피던스 정합기(120), 더미 로드 유닛(130), 제1 RF 센서(141), 제2 RF 센서(142) 및 제어 유닛(150)을 포함할 수 있다.
RF 유닛 진단 시스템(100)은 RF 진단 대상 유닛을 진단할 수 있다. RF 진단 대상 유닛은 RF 전원 혹은 임피던스 정합기 중 어느 하나를 진단할 수 있다.
일 예시에 따르면, RF 진단 대상 유닛이 RF 전원인 경우, RF 유닛 진단 시스템(100)이 포함하는 기준 임피던스 정합기(120)를 진단 대상 RF 전원에 연결하여 진단을 수행할 수 있다. 일 예시에 따르면, RF 진단 대상 유닛이 임피던스 정합기인 경우, RF 유닛 진단 시스템(100)이 포함하는 기준 RF 전원(110)을 진단 대상 임피던스 정합기에 연결하여 진단을 수행할 수 있다.
일 예시에 따르면, RF 진단 대상 유닛이 되는 RF 전원 혹은 임피던스 정합기는, 기존과 상이한 출력을 도출하는 RF 전원 혹은 임피던스 정합기일 수 있다. 일 예시에 따르면, RF 진단 대상 유닛이 되는 RF 전원 혹은 임피던스 정합기는, 이상이 발생한 RF 전원 혹은 임피던스 정합기일 수 있다. RF 진단 대상 유닛이 되는 RF 전원 혹은 임피던스 정합기는, 성능 확인을 위한 임의의 RF 전원 혹은 임피던스 정합기일 수 있다.
본 발명에 따르면, 기준 RF 전원(110) 혹은 기준 임피던스 정합기(120) 중 어느 하나를 이용하여 RF 진단 대상 유닛의 진단을 수행하는 것을 통해, 진단 대상 유닛을 RF 전원 혹은 임피던스 정합기 중 하나로 명확히 할 수 있어 어느 RF 유닛에 문제가 발생했는지 여부를 명확하게 판단할 수 있는 효과가 있다. 일 예시에 따르면, 기준 RF 전원(110)을 이용하여 임피던스 정합기의 진단을 수행할 수 있다. 기준 임피던스 정합기(120)를 이용하여 RF 전원의 진단을 수행할 수 있다.
기준 RF 전원(110)은 특정 주파수를 인가할 수 있는 RF 전원일 수 있다. 기준 RF 전원(110)이 인가할 수 있는 특정 주파수는 고주파일 수 있다. 일 예시에 따르면, 기준 RF 전원(110)이 인가할 수 있는 주파수는 60Hz일 수 있다. 그러나 기준 RF 전원(110)이 인가할 수 있는 주파수는 이에 한정되지 아니하며, 진단 대상이 되는 임피던스 정합기가 사용되는 공정 조건에 따라 달라질 수 있다. 일 예시에 따르면, 기준 RF 전원(110)은 진단 대상 유닛이 되는 임피던스 정합기에 연결될 수 있다.
기준 임피던스 정합기(120)는, 진단 대상 유닛인 RF 전원과 챔버 역할을 수행하는 더미 로드 유닛(130)의 사이에 연결될 수 있다. 기준 임피던스 정합기(120)는 진단 대상 유닛인 RF 전원과, 챔버 역할을 수행하는 더미 로드 유닛(130)의 사이에서 각각 상이한 크기의 주파수 전력을 매칭할 수 있다. 일 예시에 따르면, 기준 임피던스 정합기(120)는 가변 리액턴스 소자를 포함할 수 있다.
일 예시에 따르면, 각각의 서로 다른 공정에서 공정 결과값에 이상이 없는 RF 전원 및 임피던스 정합기를 기준 RF 전원(110) 및 기준 임피던스 정합기(120)로 정할 수 있다.
더미 로드 유닛(130)은, 동적 더미 로드와 기준 더미 로드를 포함할 수 있다. 더미 로드 유닛(130)은 RF 진단 대상 유닛과 연결되는 공정 챔버와 동일한 임피던스를 가지도록 제공될 수 있다. 구체적인 더미 로드 유닛(130)의 구성요소에 대해서는, 도 3a 내지 도 3b를 통해 후술한다.
제1 RF 센서(141)와 제2 RF 센서(142)는 각각 서로 다른 위치에서 RF와 관련된 파라미터들을 센싱할 수 있다.
일 예시에 따르면, 제1 RF 센서(141)는 기준 RF 전원(110)과, 제1 RF 진단 대상 유닛의 사이에 연결될 수 있다. 제1 RF 센서(141)는 제2 RF 진단 대상 유닛과, 기준 임피던스 정합기(120)의 사이에 연결될 수 있다. 제1 RF 진단 대상 유닛은 임피던스 정합기일 수 있다. 제2 RF 진단 대상 유닛은 RF 전원일 수 있다.
제1 RF 센서(141)는 기준 RF 전원(110)과 진단 대상 임피던스 정합기의 사이 혹은, 진단 대상 RF 전원과 기준 임피던스 정합기(120) 사이에 연결되어 공정이 진행되는 과정에서 발생하는 파라미터들을 측정할 수 있다. 일 예시에 따르면, 제1 RF 센서(141)는 방향성 커플러(Directional Coupler)일 수 있다. 일 예시에 따르면 제1 RF 센서(141)는 방향성 커플러로 제공되어, RF 전원에서 임피던스 정합기 방향으로 가는 포워딩(Forwad) 신호의 전압 아날로그 신호와, 임피던스 정합기에서 RF 전원 방향으로 가는 반사(Reflect) 신호의 전압 아날로그 신호와, 포워딩 신호와 반사 신호 사이의 위상을 측정할 수 있다.
제2 RF 센서(142)는 제1 RF 진단 대상 유닛과, 더미 로드 유닛(130)의 사이에 연결될 수 있다. 제2 RF 센서(142)는 기준 임피던스 정합기(120)와, 더미 로드 유닛(130)의 사이에 연결될 수 있다. 일 예시에 따르면 제1 RF 진단 대상 유닛은 임피던스 정합기일 수 있다. 제2 RF 센서(142)는 진단 대상 임피던스 정합기와, 더미 로드 유닛(130)의 사이 혹은 기준 임피던스 정합기(120)와, 더미 로드 유닛(130)의 사이에 연결되어 공정이 진행되는 과정에서 발생하는 파라미터들을 측정할 수 있다. 일 예시에 따르면, 제2 RF 센서(142)는 P-VI 센서일 수 있다. 일 예시에 따르면, 제2 RF 센서(142)는 임피던스 정합기와 더미 로드 유닛 사이에서의 전압의 아날로그 신호와, 전류의 아날로그 신호 및 두 신호 사이의 위상을 측정할 수 있다. 일 예시에 따르면, 제2 RF 센서(142)는 임피던스 정합기와 더미 로드 유닛 사이에 연결되는 바, 더미 로드 유닛에서 반사되는 반사 신호의 크기가 크기 때문에 반사 신호를 측정하는 대신 P-VI 센서를 이용하여 전압과 전류의 크기 및 그 사이의 위상을 측정할 수 있다.
제어 유닛(150)은 제1 RF 센서(141) 및 제2 RF 센서(142)로부터 센싱된 신호를 분석하여 RF 진단 대상 유닛의 상태를 진단하고, 진단 리포트를 작성할 수 있다. 제어 유닛(150)은 제1 RF 센서(141) 및 제2 RF 센서(142)로부터 센싱된 신호를 연산하여 얻어진 복수의 파라미터 값의 각각에 가중치를 부여할 수 있다. 일 예시에 따르면, 제어 유닛(150)은, 복수의 파라미터 값의 각각에 가중치를 부여한 파라미터 값과, 복수의 파라미터 값의 각각에서 설정한 기준값을 비교하여 각각의 파라미터 별로 패스(Pass) 혹은 페일(Fail) 여부를 판단하고 이를 출력할 수 있다.
일 예시에 따르면, 파라미터 값은 전력 로스 값, 반사 전력 값, 정방향 오버슈트 값, 역방향 오버슈트 값, 반사 안정 시간, 펄스 라이징 시간, 펄스 폴링 시간 중 하나일 수 있다.
일 예시에 따르면, 전력 로스 값은 제1 RF 센서(141)에서 측정한 값을 통해 연산한 전력과, 제2 RF 센서(142)에서 측정한 값을 통해 연산한 전력의 차이를 비교하여 계산될 수 있다. 일 예시에 따르면, 반사 전력 값은 제2 RF 센서(142) 혹은 제1 RF 센서(141)에서 측정한 반사 전압 및 전류 값의 연산을 통해 계산될 수 있다. 일 예시에 따르면, 정방향 오버슈트 값은 제2 RF 센서(142) 혹은 제1 RF 센서(141)에서 정방향, 즉 RF 전원에서 임피던스 정합기 방향으로 인가되는 신호에서 발생하는 오버슈트 값일 수 있다. 일 예시에 따르면, 역방향 오버슈트 값은 제2 RF 센서(142) 혹은 제1 RF 센서(141)에서 역방향, 즉 임피던스 정합기에서 RF 전원 방향으로 인가되는 신호에서 발생하는 오버슈트 값일 수 있다.
일 예시에 따르면, 반사 안정 시간은 제2 RF 센서(142) 혹은 제1 RF 센서(141)에서 측정한 반사 전압 또는 전류 신호가 안정화될 때까지 걸리는 시간일 수 있다. 일 예시에 따르면, 펄스 라이징 시간은, 제2 RF 센서(142) 혹은 제1 RF 센서(141)에서 측정한 펄스 신호가 인가될 때의 신호가 상승하는 데 걸리는 시간일 수 있다. 일 예시에 따르면, 펄스 폴링 시간은 제2 RF 센서(142) 혹은 제1 RF 센서(141)에서 측정한 신호가 하강하는 데 걸리는 시간일 수 있다.
그러나, 이와 같은 파라미터 값은 상기 기재한 바에 한정되지 아니하며, 제1 RF 센서(141) 및 제2 RF 센서(142)에서 측정한 값들의 연산을 통해 도출된 다른 값일 수 있다.
제어 유닛(150)은 진단하고자 하는 RF 유닛과 관련된 공정 정보 및 공정 진행 레시피를 입력하고, 이를 수정할 수 있다. 제어 유닛(150)은 진단하고자 하는 RF 유닛이 포함되는 설비의 정보를 입력할 수도 있다.
일 예시에 따르면, 제어 유닛(150)은 연산 장치 및 메모리를 포함할 수 있다. 일 예시에 따르면, 제어 유닛(150)은 아날로그, 디지털, 유선, 무선, 광 및 광범위하게 설명될 수 있는 인터페이스들을 통하여 더미 로드 유닛의 임피던스를 조절할 수 있으며, 제1 RF 센서(141) 및 제2 RF 센서(142)로부터 센싱된 신호를 분석할 수 있다. 일 예시에 따르면, 제어 유닛(150)은 아날로그, 디지털, 유선, 무선, 광 및 광범위하게 설명될 수 있는 인터페이스들을 통하여 기준 RF 전원(110) 혹은 기준 임피던스 정합기(120)에 신호를 인가할 수 있으며, 제1 RF 센서(141) 및 제2 RF 센서(142)로부터 센싱된 신호의 파라미터 값에 가중치를 부여할 수 있다.
연산 장치는 RF 유닛 진단 시스템(100) 및 서브 프로세서들을 제어하기 위해 사용될 수 있는 임의의 형태의 범용 컴퓨터 프로세서 중 하나일 수 있다. 메모리는 상기 연산 장치에 결합되는 랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory, RAM), 리드 온리 메모리(Read Only Memory, ROM), 하드 디스크, 솔리드 스테이트 드라이브, 플래시 메모리, 또는 임의의 다른 형태의 로컬 또는 원격 디지털 저장장치와 같은 하나 이상의 용이하게 이용가능한 메모리 소자일 수 있다.
도 1에 따른 RF 유닛 진단 시스템(100)은 키트(kit)의 형태로 제공될 수 있다. 일 예시에 따르면, RF 유닛 진단 시스템(100)은 이동 가능한 형태로 제공될 수 있다. RF 유닛 진단 시스템(100)은 구동부(미도시)를 포함할 수 있다. 일 예시에 따르면, 구동부는 바퀴를 포함할 수 있다. RF 유닛 진단 시스템(100)은 구동부를 포함하는 것을 통해 다양한 위치에 제공되어 있는 RF 유닛들에 용이하게 접근이 가능할 수 있다
일 예시에 따르면 기준 RF 전원(110)은 RF 유닛 진단 시스템(100)에 내장되어 제공될 수 있다. 일 예시에 따르면, 기준 임피던스 정합기(120)는 RF 유닛 진단 시스템(100)에 내장되지 않고 제공될 수 있다.
일 예시에 따르면, RF 유닛 진단 시스템(100)은 진단 대상 RF 유닛이 장착될 수 있는 장착부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 장착부에는 진단 대상이 되는 RF 전원 혹은 임피던스 정합기가 장착될 수 있다.
도 2a는 본 발명의 일 예시에 따른 RF 유닛 진단 시스템의 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2a를 참조하면, 임피던스 정합기가 진단 대상일 경우의 RF 유닛 진단 시스템(200)의 연결 구조를 도시한다. 진단 대상 임피던스 정합기는 도 2a에서 DUT(Device Under Test) 임피던스 정합기(A)로 표시한다.
도 2a를 참조하면, DUT 임피던스 정합기(A)는 기준 RF 전원(210)과 연결될 수 있다. DUT 임피던스 정합기(A)는 더미 로드 유닛(230)과 연결될 수 있다. 기준 RF 전원(210)과 DUT 임피던스 정합기(A)의 사이에는 제1 RF 센서(241)가 연결될 수 있다. DUT 임피던스 정합기(A)와 더미 로드 유닛(230)의 사이에는 제2 RF 센서(242)가 연결될 수 있다. 제1 RF 센서(241)와 제2 RF 센서(242)는 제어 유닛(250)과 연결될 수 있다. 제1 RF 센서(241)와 제2 RF 센서(242)는 제어 유닛(250)으로 각 센서에서 센싱한 값을 전달할 수 있다. 일 예시에 따르면, 제어 유닛(250)은 기준 RF 전원(210)과 연결될 수 있다. 일 예시에 따르면, 제어 유닛(250)은 기준 RF 전원(210)에 DUT 임피던스 정합기(A)가 적용되는 공정 조건에 대응하는 주파수를 출력하도록 신호를 인가할 수 있다. 일 예시에 따르면, 제어 유닛(250)은 더미 로드 유닛(230)에 DUT 임피던스 정합기(A)가 적용되는 공정 조건에서의 임피던스를 출력하도록 신호를 인가할 수 있다.
도 2b는 본 발명의 일 예시에 따른 RF 유닛 진단 시스템의 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2b를 참조하면, RF 전원이 진단 대상일 경우의 RF 유닛 진단 시스템(300)의 연결 구조를 도시한다. 진단 대상 RF 전원은 도 2b에서 DUT(Device Under Test) RF 전원(B)으로 표시한다.
도 2b를 참조하면, DUT RF 전원(B)은 기준 임피던스 정합기(320)와 연결될 수 있다. 기준 임피던스 정합기(320)는 더미 로드 유닛(330)과 연결될 수 있다. DUT RF 전원(B)과 기준 임피던스 정합기(320)의 사이에는 제1 RF 센서(341)가 연결될 수 있다. 기준 임피던스 정합기(320)와 더미 로드 유닛(330)의 사이에는 제2 RF 센서(342)가 연결될 수 있다. 제1 RF 센서(341)와 제2 RF 센서(342)는 제어 유닛(350)과 연결될 수 있다. 제1 RF 센서(341)와 제2 RF 센서(342)는 제어 유닛(350)으로 각 센서에서 센싱한 값을 전달할 수 있다. 일 예시에 따르면, 제어 유닛(350)은 기준 임피던스 정합기(320)와 연결될 수 있다. 일 예시에 따르면, 제어 유닛(350)은 기준 임피던스 정합기(320)에 DUT RF 전원(B)이 적용되는 공정 조건에서의 임피던스 정합 조건을 만족하도록 신호를 인가할 수 있다. 일 예시에 따르면, 제어 유닛(350)은 더미 로드 유닛(330)에 DUT RF 전원(B)이 적용되는 공정 조건에서의 임피던스를 출력하도록 신호를 인가할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일 예시에 따른 RF 유닛 진단 시스템의 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3a를 참조하면, 임피던스 정합기가 진단 대상일 경우의 RF 유닛 진단 시스템(300)의 연결 구조를 도시한다. 진단 대상 임피던스 정합기는 도 3a에서 DUT(Device Under Test) 임피던스 정합기(C)로 표시한다. 도 3a의 실시예에서, 도 2a에서 상술한 내용과 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 3a를 참조하면, 더미 로드 유닛(430)은 히터 모듈(434), 동적 더미 로드(431) 및 기준 더미 로드(432), 전원(435) 및 냉각 유닛(433)을 포함할 수 있다.
동적 더미 로드(431)와 기준 더미 로드(432)는 직렬로 연결될 수 있다. 일 예시에 따르면, 기준 더미 로드(432)는 저항을 포함할 수 있다. 기준 더미 로드(432)의 임피던스는 50Ω일 수 있다. 기준 더미 로드(432)의 임피던스는 70Ω일 수 있다. 기준 더미 로드(432)의 임피던스는 고정된 값일 수 있다. 동적 더미 로드(431)는 진공 가변 커패시터(Vacuumed variable capacitor)일 수 있다. 다른 일 예시에 따르면, 동적 더미 로드(431)는 핀 다이오드(PIN diode)일 수 있다. 동적 더미 로드(431)는, 기준 더미 로드(432)와 직접적으로 연결되어 더미 로드 유닛(430)의 임피던스를 임의의 복소 임피던스로 변경할 수 있다. 일 예시에 따르면, 더미 로드 유닛(430)의 임피던스는 기준 더미 로드(432)의 고정된 임피던스를 동적 더미 로드(431)를 통해 변경한 값일 수 있다. 일 예시에 따르면, 동적 더미 로드(431)의 값을 변경하는 것을 통해 원하는 공정 챔버의 조건에 맞는 임피던스 값을 설정할 수 있다. 일 예시에 따르면 동적 더미 로드(431)는 제어 유닛(450)과 연결될 수 있다. 동적 더미 로드(431)는 제어 유닛(450)으로부터, 원하는 공정 조건에 맞는 챔버의 임피던스를 설정하기 위한 값을 입력받을 수 있다.
일 예시에 따르면 더미 로드 유닛(430)이 포함하는 히터 모듈(434), 동적 더미 로드(431) 및 기준 더미 로드(432), 전원(435) 및 냉각 유닛(433)은 조합되어 진단 대상인 RF 유닛이 적용되는 공정 챔버의 환경을 나타낼 수 있다. 일 예시에 따르면, 히터 모듈(434)은 진단 대상인 RF 유닛이 적용되는 공정 챔버의 몸체의 온도에 대응하도록 열을 발생시킬 수 있다. 일 예시에 따르면, 히터 모듈(434)은 공정 챔버의 몸체의 온도를 보상하기 위해 제공되어, 실제 공정 챔버의 환경과 유사한 환경을 구현할 수 있다.
일 예시에 따르면, 냉각 유닛(433)은 기준 더미 로드(432)에 연결되어, 팹 내(In-Fab)에서의 더미 로드 유닛(430)에서 표출되는 열을 식힐 수 있다. 냉각 유닛(433)은 공기를 이용한 냉각을 수행할 수 있다. 냉각 유닛(433)은 팬(fan)을 포함할 수 있다. 전원(435)은 동적 더미 로드(431) 및 냉각 유닛(433)에 연결되어 전원을 공급할 수 있다.
도 3a를 참조하면, 제어 유닛(450)은 PC(451), AC 인렛(452), 서킷 브레이커(453), AC 아울렛(454)을 포함할 수 있다. 일 예시에 따르면 제어 유닛(450)은 PC(451) 를 포함하여 제1 RF 센서(441) 및 제2 RF 센서(442)에서 센싱된 신호를 분석할 수 있다. 일 예시에 따르면, AC 인렛(452), 서킷 브레이커(453), AC 아울렛(454)은 더미 로드 유닛(430)의 전원(435)과 연결될 수 있다. 일 예시에 따르면, AC 인렛(452), 서킷 브레이커(453), AC 아울렛(454)은 조합하여 더미 로드 유닛(430)에 전력을 전달할 수 있다. 서킷 브레이커(453)는 과부하를 방지하기 위해 제공될 수 있다.
일 예시에 따르면, 제어 유닛(450)은 기준 RF 전원(410), 히터 모듈(434), 동적 더미 로드(431)와 연결될 수 있다. 일 예시에 따르면, 제어 유닛(450)은 기준 RF 전원(410)과 연결되어 DUT 임피던스 정합기(C)가 적용되는 공정 조건에 대응하는 RF 전원을 인가할 수 있다. 일 예시에 따르면, 제어 유닛(450)은 히터 모듈(434)과 연결되어 DUT 임피던스 정합기(C)가 적용되는 공정 챔버에서의 온도에 대응하도록 히터 모듈(434)을 제어할 수 있다. 일 예시에 따르면, 제어 유닛(450)은 동적 더미 로드(431)와 연결되어 DUT 임피던스 정합기(C)가 적용되는 공정 챔버에서의 임피던스에 대응하도록 동적 더미 로드(431)를 제어할 수 있다.
도 3b는 본 발명의 일 예시에 따른 RF 유닛 진단 시스템의 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3b를 참조하면, RF 전원이 진단 대상일 경우의 RF 유닛 진단 시스템(500)의 연결 구조를 도시한다. 진단 대상 RF 전원은 도 3b에서 DUT(Device Under Test) RF 전원(D)으로 표시한다. 도 3b의 실시예에서, 도 2b 및 도 3a에서 상술한 내용과 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
일 예시에 따르면, 제어 유닛(550)은 기준 임피던스 정합기(520), 히터 모듈(534), 동적 더미 로드(531), 냉각 유닛(533)과 연결될 수 있다. 일 예시에 따르면, 제어 유닛(550)은 기준 임피던스 정합기(520)와 연결되어 DUT RF 전원(D)이 적용되는 공정 조건에 대응하는 임피던스 정합이 수행될 수 있는 신호를 인가할 수 있다. 일 예시에 따르면, 제어 유닛(550)은 히터 모듈(534)과 연결되어 DUT RF 전원(D)이 적용되는 공정 챔버에서의 온도에 대응하도록 히터 모듈(534)을 제어할 수 있다. 일 예시에 따르면, 제어 유닛(550)은 동적 더미 로드(531)와 연결되어 DUT RF 전원(D)이 적용되는 공정 챔버에서의 임피던스에 대응하도록 동적 더미 로드(531)를 제어할 수 있다. 일 예시에 따르면, 제어 유닛(550)은 냉각 유닛(533)과 연결되어 냉각 유닛(533)의 냉각 정도를 조절할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 예시에 따른 RF 유닛 진단 시스템을 이용한 진단 방법의 일 예시를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 진단하고자 하는 RF 유닛의 정보를 사용자에게 전달할 수 있다. 다음으로, 진단하고자 하는 RF 유닛의 정보를 입력하고, 해당 RF 유닛이 적용되는 공정 레시피를 선택하고, 구체적인 공정 조건을 수정할 수 있다. 일 예시에 따르면, 이와 같은 과정은 진단 유닛(600)의 제어 유닛에서 수행될 수 있다. 이 과정에서, 진단 유닛(600)이 포함한 제1 RF 센서 및 제2 RF 센서에서 측정된 값을 연산해 도출된 파라미터 각각에 부여되는 가중치를 정할 수도 있다. 일 예시에 따르면, 부여되는 가중치는 공정 조건별로 상이할 수 있다. 일 예시에 따르면, 제1 RF 센서 및 제2 RF 센서에서 측정된 값을 연산해 도출된 파라미터도 공정 조건별로 상이할 수 있다.
다음으로, 조건이 설정되면 센서를 세팅할 수 있다. 센서 세팅이란, 진단 유닛(600)에 포함된 제1 RF 센서 및 제2 RF 센서를 진단하고자 하는 RF 유닛과 연결하는 것을 의미한다. 그 후, 제어 유닛에서 인가하는 제어 신호에 따라 RF 유닛의 진단이 수행될 수 있고, 실시간으로 로드 차트가 제공될 수 있다. 제어 유닛은 제1 RF 센서 및 제2 RF 센서에서 측정된 값을 실시간 로딩하여 출력할 수 있다. 제어 유닛은 제1 RF 센서 및 제2 RF 센서에서 측정된 값을 분석하여 진단 결과를 리포트 할 수 있다.
도 5 내지 도 6은 본 발명에 따른 RF 유닛 진단 시스템의 제어 유닛에서의 진단 결과의 예시를 나타내는 도면이다.
도 5는 일 예시에 따른 RF 유닛 진단 시스템의 제어 유닛에서, RF 센서로부터 측정한 7가지 파라미터를 가중치를 적용하고, 패스 페일 여부를 각 파라미터 별로 판단한 예시를 나타낸다.
일 예시에 따르면, 파라미터 값은 전력 로스 값, 반사 전력 값, 정방향 오버슈트 값, 역방향 오버슈트 값, 반사 안정 시간, 펄스 라이징 시간, 펄스 폴링 시간 중 하나일 수 있다.
일 예시에 따르면, 도 5에 도시된 7가지 파라미터는 전력 로스 값(power loss), 반사 전력 값(Reflect Power Level), 정방향 오버슈트 값(FWD Overshoot), 역방향 오버슈트 값(REF Overshoot), 반사 안정 시간(Reflect Stable Time), 펄스 라이징 시간(Pulse Rising Time) , 펄스 폴링 시간(Pulse Falling Time)이 나타난다. 각각의 파라미터 값은 최저 값(Lower Limit)과 최대 값(Upper Limit)을 한정할 수 있다. 일 예시에 따르면, 각 파라미터 값이 최저 값과 최대 값의 범위 사이인지 여부를 판단할 수 있다. 일 예시에 따르면 각 파라미터 결과값은 각 파라미터 별로 가중치가 적용될 수 있다. 일 예시에 따르면, 결과 리포트는 각 파라미터 별로 가중치가 적용된 값과, 각 파라미터에서의 최저 값 및 최대 값의 범위 내인지 여부를 판단하여, 파라미터 별로 가중치가 적용된 값이 상기 범위 내이면 패스(pass)를, 파라미터 별로 가중치가 적용된 값이 상기 범위 밖이면 페일(fail)을 출력할 수 있다.
도 5를 참조하면, 펄스 라이징 시간과 펄스 폴링 시간이 최저 값과 최대 값 사이를 벗어나게 되어, 페일(fail)이 출력된 것을 확인할 수 있다.
도 6은 도 5에서의 복수의 파라미터 중 어느 하나의 결과값을 구체적으로 나타내는 예시이다. 도 6을 참조하면, 도 5에서의 파라미터 중 전력 로스 값에 대한 구체적인 값을 나타내고 있다.
일 예시에 따르면, 각 항목에 가중치가 적용될수 있으며, 레퍼런스 값(ref(W))과 실제 데이터 값(data(W))을 표의 형태로 출력할 수 있다.
일 예시에 따르면, 이를 좌표에 나타낼 수도 있다. 도 6을 참조하면, 실제로 측정한 값은 value로 나타날 수 있고, 기준값은 fitting으로 나타날 수 있다. 이와 같이 그래프의 형태로 도시하는 것을 통해, 기준값과 실제로 측정한 값의 차이를 용이하게 확인할 수도 있다.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명에 따른 더미 로드 유닛의 임피던스 설정 범위를 예시하는 도면이다.
도 7a을 참조하면, 더미 로드 유닛의 임피던스 설정 범위는 파란색 범위로 나타나며, 분홍색은 제1 공정 챔버에서의 임피던스 값을 나타내고, 하얀색은 제2 공정 챔버에서의 임피던스 값을 나타낸다. 도 7a을 참조하면, 분홍색 포인트들과 하얀색 포인트들을 포함하는 범위로 파란색 영역이 도시되어, 원하는 공정 챔버에서의 임피던스 값을 모두 포함할 수 있는 범위로 더미 로드 유닛의 임피던스가 설정된 것을 확인할 수 있다. 이는 일 예시에 불과하며, 더미 로드 유닛의 임피던스는 다양한 공정 챔버의 임피던스를 포함하는 범위로 설정될 수 있다.
도 7b를 참조하면, 공정 레시피를 입력하는 과정에서 특정 값을 가지는 임피던스들을 선택하는 것을 도시한다. 이를 통해, 특정한 값들만 타겟 임피던스로 선택함으로써 시간의 효율화 및 최적화가 가능한 효과가 있다.
도 8은 본 발명의 일 예시에 따른 RF 유닛 진단 시스템에서의 진단 방법을 나타내는 도면이다.
RF 유닛 중 어느 하나에 문제가 발생(S10)하게 되면, 해당 RF 유닛을 진단 대상으로 삼을 수 있다. 일 예시에 따르면, RF 유닛은 RF 전원 혹은 임피던스 정합기 중 어느 하나일 수 있다. RF 유닛은 어떤 챔버에 연결되어 있는 RF 전원 혹은 임피던스 정합기일 수 있다. 다음으로, 진단 대상이 되는 RF 유닛이 적용되는 공정에서의 공정 조건 정보 및 레시피를 입력(S20)할 수 있다. 공정 조건 정보는 해당 RF 유닛이 적용되는 공정 챔버에서의 임피던스일 수 있다. 레시피는 해당 RF 유닛이 적용되는 공정 챔버를 이용한 공정 레시피일 수 있다. 일 예시에 따르면, 진단 대상이 되는 RF 유닛이 적용되는 장치에서의 공정 진행 조건과, 공정 레시피 등을 입력할 수 있다.
다음으로, RF 유닛 진단 시스템과 진단 대상이 되는 RF 유닛과의 연결(S30)을 수행할 수 있다. 그 후, 제어 유닛에서 신호를 인가하여 그에 따라 발생하는 제1 RF 센서와 제2 RF 센서에서 센싱되는 값을 저장하고, 분석을 수행(S40)할 수 있다. RF 유닛 진단 시스템에 포함된 제1 RF 센서 및 제2 RF 센서의 정보를 입력 받아 분석하는 단계(S40)는 제1 RF 센서 및 제2 RF 센서에서 센싱된 신호로 얻어진 복수의 파라미터 값의 각각에 가중치를 부여하고, 이를 각 파라미터 값에서 설정한 기준값과 비교하여 각 파라미터 별로 패스 혹은 페일 여부를 판단하고 출력할 수 있다.
다음으로, 분석을 수행하여 나타난 진단 결과 리포트를 생성하고(S50), 후속 조치를 수행(S60)할 수 있다. 일 예시에 따르면 진단 결과 리포트에는 각 파라미터 별 패스 혹은 패일 여부가 포함될 수 있다. 일 예시에 따르면 진단 결과 리포트에는 각 파라미터들에서의 데이터 값이 포함될 수 있다. 일 예시에 따르면 진단 결과 리포트에는 각 파라미터들에서의 데이터 값을 그래프로 나타낸 결과가 포함될 수 있다. 일 예시에 따르면 후속 조치는 진단 대상 RF 유닛의 교체일 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
100: RF 유닛 진단 시스템
110: 기준 RF 전원
120: 기준 임피던스 정합기
130: 더미 로드 유닛
141: 제1 RF 센서
142: 제2 RF 센서
150: 제어 유닛

Claims (10)

  1. 제1 RF 진단 대상 유닛과 연결될 수 있는 기준 RF 전원;
    제2 RF 진단 대상 유닛과 연결될 수 있는 기준 임피던스 정합기;
    동적 더미 로드와, 기준 더미 로드를 포함하는 더미 로드 유닛;
    상기 기준 RF 전원과, 상기 제1 RF 진단 대상 유닛의 사이 혹은 상기 제2 RF 진단 대상 유닛과, 상기 기준 임피던스 정합기의 사이에 연결될 수 있는 제1 RF 센서;
    상기 제1 RF 진단 대상 유닛과, 상기 더미 로드 유닛의 사이 혹은 상기 기준 임피던스 정합기와, 상기 더미 로드 유닛의 사이에 연결될 수 있는 제2 RF 센서; 및
    상기 제1 RF 센서 및 상기 제2 RF 센서로부터 센싱된 신호를 분석하여 상기 제1 RF 진단 대상 유닛 혹은 상기 제2 RF 진단 대상 유닛의 상태를 진단하고, 진단 리포트를 작성하는 제어 유닛;을 포함하는 RF 유닛 진단 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 RF 진단 대상 유닛은 임피던스 정합기이며,
    상기 제2 RF 진단 대상 유닛은 RF 전원인 RF 유닛 진단 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 더미 로드 유닛은 냉각 유닛을 포함하는 RF 유닛 진단 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 동적 더미 로드는 진공 가변 커패시터 또는 핀 다이오드 중 적어도 하나를 포함하는 RF 유닛 진단 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 RF 센서는, 방향성 커플러이고,
    상기 제2 RF 센서는 P-VI 센서인 RF 유닛 진단 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 제1 RF 센서 및 상기 제2 RF 센서로부터 센싱된 신호를 연산하여 얻어진 복수의 파라미터 값의 각각에 가중치를 부여하는 RF 유닛 진단 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 복수의 파라미터 값의 각각에 가중치를 부여한 파라미터 값과, 상기 복수의 파라미터 값의 각각에서 설정한 기준값을 비교하여 각각의 파라미터 별로 패스 혹은 페일 여부를 판단하고 이를 출력하는 RF 유닛 진단 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 파라미터 값은 전력 로스 값, 반사 전력 값, 정방향 오버슈트 값, 역방향 오버슈트 값, 반사 안정 시간, 펄스 라이징 시간, 펄스 폴링 시간 중 하나인 RF 유닛 진단 시스템.
  9. RF 유닛 진단 시스템을 이용하여 진단 대상 RF 유닛을 진단하는 방법에 있어서,
    진단하고자 하는 RF 유닛을 특정하는 단계;
    상기 특정된 RF 유닛이 사용되는 공정에서의 공정 정보 및 레시피를 입력하는 단계;
    상기 특정된 RF 유닛과 RF 유닛 진단 시스템을 연결하는 단계; 및
    상기 RF 유닛 진단 시스템에 포함된 제1 RF 센서 및 제2 RF 센서에서 센싱된 신호를 입력 받아 분석하는 단계;를 포함하는 RF 유닛 진단 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 RF 유닛 진단 시스템에 포함된 제1 RF 센서 및 제2 RF 센서의 정보를 입력 받아 분석하는 단계;는
    상기 제1 RF 센서 및 상기 제2 RF 센서에서 센싱된 신호로 얻어진 복수의 파라미터 값의 각각에 가중치를 부여하고, 이를 각 파라미터 값에서 설정한 기준값과 비교하여 각 파라미터 별로 패스 혹은 페일 여부를 판단하고 출력하는 단계;를 포함하는 RF 유닛 진단 방법.
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