Chamber component Matcher의 Load/Tune Position 거동에 관해 질문이 있습니다. [Plasma impedance와 Matcher]
2020.06.02 17:08
안녕하세요. 저는 반도체 회사에 설비 엔지니어로 일하고 있습니다.
기계공학 열전달 주전공으로 석사를 졸업했는데 설비의 플라즈마와 전자공학 지식에 전혀 없어 고견 부탁드립니다..
PLASMA MATCHING에 관해 궁금한 점이 있습니다.
일단 기본적으로 임피던스의 허수부 즉 리액턴스를 0로 가져갈 수 있도록 하는 것으로 알고 있었는데,
여기 글들을 보면서 뿐만 아니라 전원의 13.56MHZ 50옴과 맞게 뒤에 챔버 부분을 50옴으로 저항까지 맞춰주는 것으로 알게 되었내요..
1. LOAD의 경우 리액턴스와 레지스턴스 동시에 작용하나, 레지스턴스 영향력이 강해 실수부 저항을 매칭해주는 것으로 설명을 보았어요
궁금한 점이 실제 MACHING TREND를 보면 LOAD / TUNE 포지션이 반대 방향으로 움직이며 동일 방향으로 움직이는 경우를 못봤습니다.
이는 LOAD 캐패시터와 TUNE 캐패시터가 임피던스 계산 시 반대? (TUNE이 역수로 작용) TUNE이 상승하면 반대로 LOAD는 내려가야
리액턴스가 0이 된다고 생각했는데... 1. 실수(레지스턴스)에 어떻게 LOAD가 작용하는 것인지가 궁금합니다.
1) CH 임피던스가 50보다 낮을때... 2) 50보다 높을 때 어떻게 LOAD가 이 저항값을 맞추는지 궁금해요..
또한, 이상 TREND 관찰 시 순간적으로 LOAD TUNE이 같은 방향으로 움직이는 것을 보았는데, 이 경우 MATCHING 알고리즘 상 순간적으로
MATCHING 못하고 발산?한 것인지 궁금합니다.
답변 주시면 정말 감사하겠습니다!
댓글 2
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서태현
2020.06.05 12:51
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김곤호
2020.06.08 19:45
추가해서 플라즈마의 임피던스는 플라즈마 쉬스/ 플라즈마 입자의 관성이 만드는 인덕턴스 및 충돌이 만드는 저항 성분들으로 구성되어 있습니다. 여기에 시스템의 접촉부 및 도선/관로에서 만들어지고 반응기 접지등, 기생 cap과 저항 성분들로 구성된 시스템 임피던스와 결합되어 있다고 가정하고, 문제를 살펴 보시면 좋을 것 같습니다. 이중 플라지마 임피던스는 가장 dynamics 하고, 플라즈마 임피던스는 기저 값으로 static 한 값이 됩니다 (다만, 운전 시간이 지나면서 플라즈마 대면 재료-전극 및 내벽 등의 손상 및 박막 형성으로 인해 이 값은 서서히 변하니, PM 주기 등의 진단에 쓰면 좋을 수도 있겠습니다), Matcher의 Tune cap은 주로 리액턴스 등가 값을 보상하며, load cap은 등가 저항값을 50옴에 맞추는 기능을 합니다만, 위치 상 tune을 포함한 부하부를 바라보는 load cap은 tune cap의 변화에 대응함으로서 2개의 cap이 모두 움직이지만 그 크기를 달리 하고, 이들의 조화를 빠르게 판단하는 제어알고리즘이 matcher의 성능이라 할 수 있겠습니다.
참고로 C1과 C2 값을 분석하면 플라즈마 임피던스 특성을 구할 수가 있겠고, 이를 직접 얻고자 한다면 전원 readout 값 보다는 안테나 (ICP)나 전극(CCP)에 흐르는 전류/전압/위상차 값을 이용해서 실제 loading 하는 power를 모니터링 할 수 있고, 여기서 위상차로 부터 전체 임피던스 특성을 파악할 수가 있겠습니다. 따라서 이 진단 값들은 정밀한 공정 진단에 필수적인 데이터, (VI 센서 데이터)역할을 합니다.
안녕하세요 저는 RF power 관련된 회사를 다니는 서 태현이라고 합니다.
1) 일단 RF match란 교류 전원 사용 시 Z 의 임피던스를 맞춰 주는 장비입니다.
Load랑 Tune는 match내 서킷(L,T,PI,INVERTED L TYPE)에 따라 임피던스 윈도우가 달라지며 이는 스미스 차트로 역산하면
결과론적으로 Load나 Tune 모두 각각 움직일 때 실수 허수부 모두 영향을 끼칩니다.
z=r+jx를 구하거나 정확한 임피던스 윈도우를 알고 싶으시면 LC 회로의 coil 값이나 VC의 range를
스미스차트로 역산해 보시면 감이 올 거라고 생각합니다. (이때 chamber impedance는 컨저케이트 즉 허수를 곱하기 -를 해야합니다.)
2) 제가 보기엔 정확히 장비를 보진 않았지만 auto match은 preset 시작 점과
그리고 세팅 된 파라미터 값으로 동작되는 것으로
RF 디텍터의 센싱되는 mag phase 알고리즘이나 VI 알고리즘을 통해 움직입니다.
셋팅된 모터 속도파라미터나 디텍팅 민감도파라미터에 따라 모터 움직이는 방향이 다를 수도 있고
챔버 레시피에 따라 챔버 임피던스가 변하기 때문에 임피던스에 따라
모터의 방향성이 다를 수도 있다고 생각됩니다.
레시피에 따라 matching range를 FDC data로 확인해서 경향을 보시는 것이 좋은 방향이라고 생각됩니다.