Matcher RF ROD 연결부 부하로 인한 SHUNT, SERIES 열화
2025.01.21 22:23
안녕하세요 반도체 장비사를 다니고 있는 엔지니어입니다
RF 대해서 전문가 분들께 의견을 듣고 싶어서 글을 쓰게되었습니다. 지식이 부족한 상태에서 글을 적는 점 양해 부탁드립니다
- 배경 : RF MATCHER SHUNT, SERIES 불량
- 문제 : RF MATCHER와 전극을 연결하는 RF LOD가 있는데 RF MATCHER를 잘못장착하면 LOD가 처지게 되는 경우가 있음
이렇게 된 상태에서 장기간 사용시 SHUNT, SERIES 불량해지는것같음
- 이유 : LOD가 처지지않게 장착하면 SHUNT, SERIES 양호해짐
이런 이유로 본사 엔지니어에게 설계 수정을 요청했는데 아무래도 전기적 변화를 수치화하는 근거가 없다보니 설명이 부족한 것 같습니다
우선은 타당한 근거인지도 확신이 없는데 이러한 현상에 대해 어떻게 생각하시는지와 이것을 해석할 수 있는 방법을 제시해 주실수있으련지요? 두서없는글 읽어주셔서 고맙습니다
댓글 2
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서태현
2025.01.31 11:57
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김곤호
2025.02.04 09:37
한 번 RF match를 왜 하는가? 해서 무엇을 얻으려 하는가? 생각해 보세요.
여기서 생각할 것은 최대 RF 전력을 플라즈마 생성에 전달함이 목적입니다. 최대 전력이 전달되면 플라즈마는 어떤 특성을 가지게 되는지 생각해 보세요. 이를 생각하는 방법은 플라즈마의 임피던스 구성 성분을 갖고 각 성분들에 얼마나 에너지가 전달되는가 입니다.
일반적으로 우리가 사용하는 플라즈마 만들다 는 의미는 플라즈마 생성해서 고밀도를 유지하기 위함입니다. 플라즈마의 쉬스 전위를
높이는 일은 Bias power 가 하지마 여기서는 이온 전류를 최대한으로 이끕니다. 따라서 main이나 bias RF 전력은 고밀도, 플라즈마 전자 전류와 이온 전류를 키우는데 power가 쓰이도록 matcher가 동작을 해야 합니다.
따라서 전원으로 부터 matcher를 통하 load 단으로 연결되는 회로는 최대 전류가 흐를 수 있는 회로가 구성되어야 할 것이니, 회로를 그리고 matcher 임피던스 구성 성분이 전원에 최대 전류를 흘릴 수 있게 셋업이 되어 있으면, 바람직한 셋업 및 운전 방향일 것입니다.
이는 최적은 matcher 조건에서 흐르는 전류의 양이 변하고 있다면 chamber impedance 보다 먼저 matcher 를 구성하는 회로 상의 impedance 변화 요인이 클 것입니다. 여기서 phase 변화를 보면 이는 L 성분 또는 C 성분의 변화를 지적합니다. 따라서 스미스 차트 내에서 match point의 변화는 항상 추적이 필요합니다.
등등의 우리가 논리를 펴 나갈 수 있으니, 'matcher가 하는 일은 플라즈마 전류를 최대로 만드는 역할이다'에서 생각을 끌고 가 보고, 데이터를 잘 모아 보세요. 좋은 결과가 있을 겁니다.
안녕하세요.
이렇게 된 상태에서 장기간 사용시 SHUNT, SERIES 불량해지는 것 같음 : 여기서 전기적 불량을(혹은 다른) 나타낼 수 있는 데이터가 나올 수 있습니다.
RF match는 chamber electrode의 impedance를 matching 그리고 tuning 해주는 component입니다.
해당 Shunt series capacitor들의 위치들이 바뀌는 것으로 ZL의 변화를 추측할 수 있습니다.
사용하시는 match에 V, I sensor와 impedance table이 리딩이 가능하시다면 해당 데이터도 어떻게 변화가 있는지 확인 하시는 것이 좋을 것으로 생각됩니다.
electrode의 하드웨어 변화에 따라서 임피던스도 달라집니다.
문제되시는 부분의 안테나(shower head) S11을 VNA으로 분석하는 것도 좋은 방법으로 사료됩니다.(Non plasma, cold impedance)
PS 1 : 추가적으로 RF match에 부하되는 열에 의해 RF match들의 components 변화가 있는지도 확인이 필요해보입니다. (열이 많을 시에 Shunt series capacitor들의 capacity 변화를 야기시킵니다.) 부하 전류와 부하 열을 계산하시거나 모니터링 체크도 좋은 방향으로 생각되어 집니다.
PS 2 : 해당 ROD가 처지면 HF라면 add 인덕턴스로 작용됩니다. imagin 값에 영향이 있을 수 있습니다.(특히 series)