[发明专利]多重电压控制方法及多重电压控制方式的高频电源装置

说明书

本发明的多重电压控制方法包括如下步骤：(a)开始对等离子负载供应高频电源；(b)执行持续高频电源的输出而提高该输出的电源冲击动作；(c)检测从所述等离子负载向高频电源侧反射的反射波，判断与所述反射波的量相对应的对应反射波损失量是否大于第一设定值；(d)在满足所述步骤(c)的情况下，将供应于所述高频电源的RF功率放大器的直流电压的VDD大小限制在第一极限；(e)在所述步骤(d)之后，判断所述对应反射波损失量是否小于第二设定值，所述第二设定值小于所述第一设定值；及(f)若满足所述步骤(e)，则再次执行所述步骤(b)的电源冲击动作。

技术领域

本发明涉及在点火(Ignition)步骤或者匹配动作开始之后将不稳定匹配现象(mismatching aspect)最小化并且解决因为反射波而停止工艺或者主要构件受损的问题的用于消除不稳定匹配现象的多重电压控制方法及多重电压控制方式的高频电源装置。

背景技术

等离子放电用于激发气体，以生成包含离子、自由基、原子和分子的活性气体。活性气体广泛用于各种领域，并且通常用于大屏幕显示器制造工艺或半导体制造工艺等中，例如，在诸如蚀刻(Etching)、CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)、灰化(Ashing)等的工艺中使用。

图1是示例常规的等离子供电系统的框图。参照图1，用于产生等离子的设备大致由供应电力的等离子电源10、用于供应最大电力的阻抗匹配盒20、等离子负载30构成。等离子电源10由高频振荡的RF振荡器(RF Generator)构成；阻抗匹配盒20匹配等离子电源10的输出端阻抗和等离子负载30(例如，诸如处理腔室，因为工艺种类或者内部环境变化导致阻抗不固定而是发生变化的负载)的阻抗，以向处理腔室内施加所需的高频电源。

通常，等离子电源10的输出端阻抗大致固定在50欧姆(ohm)，然而与此相反等离子负载30的阻抗可发生多样的变化。阻抗匹配盒20根据负载的阻抗变化改变阻抗，以匹配等离子电源10和处理腔室之间的阻抗，进而从等离子负载30减少反射波，防止RF发射器受损，可在处理腔室内没有损失地完全使用高频的RF功率。

根据等离子负载30的阻抗变化向等离子电源10侧反射的反射波是必然存在的，尤其是在等离子点火时形成非常高的反射波。但是，大部分的高频电源装置为了稳定点火(Ignition)执行急剧提高输出电压的电源冲击(Power Striking)动作，忽略点火动作时的反射波。

韩国授权专利第10-1124789号的“真空装置用异常放电抑制装置”具有：功率控制部，基于功率指令值和功率反馈值的偏差控制高频电源；断电控制部，基于等离子反应室内异常放电的检测切断从高频电源向等离子反应室供电。然而，在该现有文献的权利要求9记载了断电控制禁止部，在点火模式区间禁止检测电弧直到等离子点火。

即，上述的现有文献的目的在于，即使在点火动作中检测到反射波(即，检测到电弧)，也强制保持电源冲击动作，进而执行稳定的点火动作，但是出现如下的问题。

如上所述的强制性电源冲击动作为因为在点火步骤中的匹配不稳定现象发生反射波，该反射波反向进入电源装置侧，可破坏作为功率放大器的重要元件的FET等半导体切换元件。

为了防止该问题需调整传输的功率量，然而基于功率指令值和反馈值的偏差的控制方式是在发生反射波之后调节功率的结构，因此存在在调节传输功率之前因为反射波导致重要元件受损的问题。

更进一步地，在上述的现有文献中为了防止诸如FET的重要构件受损需停止点火动作，但是这存在引起诸如工艺中断的经济损失的问题。

(现有技术文献)

(专利文献)

韩国授权专利第10-1124789号

发明内容

(要解决的问题)