KR100748050B1 - 가변 진폭의 rf 포락선에 응답하는 코일을 구비한플라즈마 처리기 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (31)
- 제조공정품 처리용 진공 플라즈마 처리기로서,상기 제조공정품을 플라즈마 처리하기 위한 진공 챔버,상기 제조공정품을 위한 상기 진공 챔버 내의 홀더,상기 진공 챔버 내의 가스를 상기 플라즈마로 여기하기 위한 코일, 및상기 코일에 가변 진폭의 포락선을 가지는 r.f. 캐리어를 공급하기 위한 r.f. 소스를 포함하고,상기 가변 진폭, 상기 진공 챔버 내부의 압력, 및 (a)상기 코일, (b)상기 진공 챔버 및 (c)상기 홀더의 배열은, 상기 제조공정품이 상기 홀더 상에 있는 동안, 상기 플라즈마가 상기 제조공정품에 걸쳐서 실질적으로 일정한 플럭스를 갖도록 하는 것인, 진공 플라즈마 처리기.
- 제1항에 있어서,상기 가변 진폭은 펄스의 형태로 이루어지는, 진공 플라즈마 처리기.
- 제2항에 있어서,상기 펄스는 상기 r.f. 포락선이 0 (zero) 진폭을 갖도록 하는, 진공 플라즈마 처리기.
- 제3항에 있어서,인접한 펄스 사이의 공간은 대략 10 마이크로초(μsec)인, 진공 플라즈마 처리기.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 코일은 내부 및 외부의 활모양 세그먼트, 및 상기 r.f. 소스에 연결되도록 구성된 제1 및 제2 여기 단자를 포함하고,상기 제1 단자는 상기 코일의 일 말단 및 상기 내부의 활모양 세그먼트의 일 말단에 있고, 상기 외부의 활모양 세그먼트는 상기 내부의 활모양 세그먼트로부터 방사상으로 떨어져 있고, 상기 제2 단자는 상기 내부의 활모양 세그먼트와는 다른 상기 활모양 세그먼트 중의 하나에 있으며, 상기 단자들 중의 하나는 상기 r.f. 소스로 리액턴스에 의해 연결되며, 상기 리액턴스 값, 상기 코일의 길이 및 r.f. 활성화는, 상기 코일 내의 피크 대 피크 r.f. 전압 Vpkpk(x) 및 전류 Ipkpk(x)가 대략적으로,Vpkpk(X) = V0 pkpkcos[β(x+x0)] 및 Ipkpk(X) = I0 pkpksin[β(x+x0)]이 되도록 하는 주파수를 가지며,여기서, 상기 x 는 상기 r.f. 소스에 연결된 상기 코일의 입력 단자로부터 측정되는 선형 거리(linear distance)이고,상기 β는 r.f. 활성화 주파수에 의해 결정되는 상수이고,상기 x0 는 r.f. 활성화 주파수에서 상기 리액턴스의 임피던스에 의해 결정되는 0 으로부터의 오프셋이고,상기 V0 pkpk와 상기 I0 pkpk는 상기 코일 내의 최대 r.f. 피크 대 피크 전압 및 전류값인, 진공 플라즈마 처리기.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 r.f. 소스는, 상기 코일내의 피크 대 피크 r.f. 전압의 크기가 상기 코일의 제1 단자에서 제1 극성의 최대값을 가지고 상기 코일의 제2 단자에서 제2 극성의 최대값을 가지도록, 상기 코일의 제1 및 제2 단자에 연결되는, 진공 플라즈마 처리기.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 코일은 대략 한 턴(a turn)의 활모양의 범위를 가지는 복수의 활모양 세그먼트를 포함하고, 대략 한 턴의 활모양의 범위를 가지는 최외각 활모양 세그먼트 및 대략 한 턴의 활모양의 범위를 가지는 그 다음의 최외각 활모양 세그먼트를 가지며, 상기 r.f. 소스는 상기 코일에 연결되고, 상기 코일은 상기 최외각 활모양 세그먼트 및 그 다음의 최외각 활모양 세그먼트에서의 r.f. 전류가 상기 코일의 내부 세그먼트에서의 전류보다도 실질적으로 크도록 구성되는, 진공 플라즈마 처리기.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 r.f. 소스는 상기 코일의 제1 및 제2 단자에 연결되고, 상기 코일은 상기 제1 단자에서의 피크 대 피크 r.f. 전류의 크기가 상기 제2 단자의 피크 대 피크 r.f. 전류와 대략 동일하도록 이루어지고, 상기 제1 및 제2 단자에서의 상기 동일한 전류는 상기 코일에서의 임의의 다른 전류보다도 더 작은 진폭을 가지는, 진공 플라즈마 처리기.
- 제1항에 있어서,상기 코일 및 상기 r.f. 소스와 직렬로 연결된 리액턴스를 더 포함하고,상기 리액턴스는 소정값, 및 상기 코일과 상기 r.f. 소스와의 연결부를 가지며,상기 코일은 상기 코일의 여기 단자에서 대략적으로 동일한 크기의 피크 대 피크 r.f. 전류를 제공하는 구성을 가지는, 진공 플라즈마 처리기.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 진공 챔버는 소정의 내경을 가지는 금속 측벽 배열을 가지고, 상기 코일은 상기 소정의 내경과 대략 동일한 직경을 가지고, 상기 진공 챔버는 상기 벽에 실질적으로 직각으로 있는 유전성 윈도우를 포함하며, 상기 코일은 상기 진공 챔버의 외부에 배치되고 상기 윈도우에 가까이 배치되어 상기 코일로부터의 장(場)이 상기 윈도우를 통하여 상기 플라즈마에 결합되도록 하는, 진공 플라즈마 처리기.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 가변 진폭은 충분한 기간 및 크기의 저진폭부를 가짐으로써, 상기 가변 진폭이 상기 제조공정품을 처리하게 하는 상태로 상기 플라즈마를 여기시키는 높은 값을 가질 때 발생하는 전하 입자 확산보다도, 상기 플라즈마 내의 전하 입자가 상기 진공 챔버내에서 훨씬 큰 범위로 확산할 수 있도록 하는, 진공 플라즈마 처리기.
- 제1항에 있어서,상기 플라즈마가 인접하는 고진폭부 사이에서 저진폭부의 기간 및 진폭이 소멸되지 않도록 이루어지는, 진공 플라즈마 처리기.
- 제1항에 있어서,상기 플라즈마가 인접하는 고진폭부 사이에서 저진폭부의 기간 및 진폭이 소멸되도록 이루어지는, 진공 플라즈마 처리기.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 진공 챔버 내부의 상기 압력, 및 (a)상기 코일, (b)상기 진공 챔버 및 (c)상기 홀더의 배열은, 상기 플라즈마가 일정한 진폭의 r.f. 포락선이 상기 코일에 인가될 때 상기 코일의 중앙으로부터 떨어진 코일의 부분에 정렬된 상기 제조공정품의 부분 보다도 상기 코일의 중앙에 정렬된 상기 제조공정품의 부분 상에서 더 높은 플럭스를 가지도록 하고, 상기 가변 진폭의 포락선은 상기 제조공정품에 걸치는 상기 플라즈마 플럭스가 실질적으로 일정하도록 이루어지는, 진공 플라즈마 처리기.
- 진공 플라즈마 처리기 챔버내 홀더 상의 제조공정품의 플라즈마 처리 방법으로서,포락선의 진폭 변화를 가지는 r.f. 캐리어를 코일에 인가함으로써 챔버내의 가스를 플라즈마로 여기시키는 단계를 포함하고,상기 코일이 상기 r.f. 캐리어에 응답하여 자기적 및 전기적 플라즈마 여기장을 상기 플라즈마에 결합하고,상기 포락선의 진폭 변화, 및 상기 코일, 챔버, 제조공정품 및 홀더 파라미터들은 상기 제조공정품에 걸치는 상기 플라즈마의 밀도가 상기 플라즈마 포락선이 일정한 진폭을 가질 때 보다도 실질적으로 더 낮은 표준편차를 가지도록 이루어지는, 플라즈마 처리 방법.
- 제15항에 있어서,상기 코일은 일정한 진폭의 r.f. 포락선이 상기 코일에 인가될 때 상기 코일의 상기 중앙으로부터 떨어진 상기 코일의 부분에 정렬된 상기 제조공정품의 부분 상에서 보다도 상기 코일의 상기 중앙에 정렬된 상기 제조공정품의 부분 상에서 더 높은 플라즈마 플럭스가 존재하도록 이루어지고,상기 포락선의 진폭 변화는 상기 제조공정품에 걸치는 상기 플라즈마 플럭스가 실질적으로 일정하도록 이루어지는, 플라즈마 처리 방법.
- 진공 플라즈마 처리기 챔버내 홀더 상의 제조공정품의 플라즈마 처리 방법으로서,포락선 진폭의 변화를 가지는 r.f. 캐리어를 코일에 인가함으로써 챔버내의 가스를 플라즈마로 여기하는 단계로서, 상기 코일은 상기 r.f. 캐리어에 응답하여 상기 플라즈마에 자기적 및 전기적 플라즈마 여기장을 결합시키는, 상기 여기 단계; 및상기 플라즈마 포락선이 일정한 진폭을 가질 때 보다도 상기 플라즈마 포락선이 상기 진폭 변화를 가지는 동안에 상기 제조공정품에 걸치는 상기 플라즈마 밀도가 실질적으로 더 낮은 표준편차를 가지도록, 상기 포락선 진폭의 변화를 제어함으로써 상기 제조공정품에 걸치는 상기 플라즈마의 밀도를 실질적으로 일정하게 유지하는 단계를 포함하는, 플라즈마 처리 방법.
- 제17항에 있어서,상기 가변 진폭은 펄스의 형태로 이루어지는, 플라즈마 처리 방법.
- 제18항에 있어서,상기 펄스는 상기 r.f. 포락선이 0 진폭을 가지도록 하는, 플라즈마 처리 방법.
- 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,상기 가변 진폭은 충분한 기간 및 크기의 저진폭부를 가짐으로써, 상기 가변 진폭이 상기 제조공정품을 처리하게 하는 상태로 상기 플라즈마를 여기하는 높은 값을 가질 때 발생하는 전하 입자 확산보다도, 상기 플라즈마 내의 전하 입자가 상기 챔버 내에서 훨씬 큰 범위로 계속적으로 확산할 수 있도록 하는, 플라즈마 처리 방법.
- 제17항에 있어서,상기 플라즈마가 인접하는 고진폭부 사이에서 저진폭부의 기간 및 진폭이 소멸되지 않도록 이루어지는, 플라즈마 처리 방법.
- 제17항에 있어서,상기 플라즈마가 인접하는 고진폭부 사이에서 저진폭부의 기간 및 진폭이 소멸되도록 이루어지는, 플라즈마 처리 방법.
- 제조공정품을 처리하기 위한 진공 플라즈마 처리기로서,상기 제조공정품을 플라즈마 처리하기 위한 진공 챔버,상기 제조공정품을 위한 상기 진공 챔버 내의 홀더,상기 진공 챔버 내의 가스를 상기 플라즈마로 여기하기 위한 코일, 및상기 코일에 가변 진폭의 포락선을 가지는 r.f. 캐리어를 공급하기 위한 r.f. 소스를 포함하고,상기 가변 진폭, 상기 진공 챔버 내부의 압력, 및 (a)상기 코일, (b)상기 진공 챔버 및 (c)상기 홀더의 배열은, 상기 코일에 일정한 진폭의 r.f. 포락선이 인가될 때 상기 플라즈마가 상기 코일의 중앙으로부터 떨어진 상기 코일의 부분에 정렬된 상기 제조공정품의 부분 상에서 보다도 상기 코일의 상기 중앙에 정렬된 상기 제조공정품의 부분 상에서 더 높은 플럭스를 가지도록 하고,상기 가변 진폭의 포락선은 상기 제조공정품에 걸치는 상기 플라즈마 플럭스가 상기 코일의 중앙에 정렬된 상기 제조공정품의 부분으로부터 떨어진 상기 제조공정품의 부분에서의 플라즈마 플럭스가 상기 코일의 중앙에 정렬된 상기 제조공정품의 부분에서의 상기 플라즈마 플럭스에 적어도 동일하도록 이루어지는, 진공 플라즈마 처리기.
- 제23항에 있어서,상기 r.f. 소스는 상기 포락선의 진폭이 상이한 값을 가지도록 배열되어, 상기 제조공정품에 걸치는 상기 플라즈마 플럭스가 실질적으로 일정하도록 이루어지는, 진공 플라즈마 처리기.
- 제23항에 있어서,상기 r.f. 소스는 상기 포락선의 진폭이 상이한 값을 가지도록 배열되어, 상기 제조공정품에 걸치는 상기 플라즈마 플럭스가 상기 제조공정품의 내부 상의 상기 플라즈마 플럭스 보다도 상기 제조공정품의 주변부 상의 상기 플라즈마 플럭스에서 더 크도록 이루어지는, 진공 플라즈마 처리기.
- 제23항에 있어서,상기 r.f. 소스는 상기 포락선이 제어가능한 고진폭을 가진 세그먼트와 제어가능한 기간의 저진폭 세그먼트를 가진 세그먼트를 포함하도록 배열되고, 상기 고진폭 세그먼트는 낮은 피크 진폭 세그먼트만큼 서로 이격되고,상기 r.f. 소스는 상기 고진폭 세그먼트의 상호간의 이격 간격이 증가함에 따라 상기 고진폭 세그먼트의 상기 진폭이 증가하도록 배열되는, 진공 플라즈마 처리기.
- 제26항에 있어서,상기 진폭 및 기간이 변화되어도 상기 제조공정품에 입사되는 상기 플라즈마 플럭스의 시평균 전력이 실질적으로 일정하도록 하기 위하여, 상기 고진폭 세그먼트 및 저진폭 세그먼트의 상기 진폭 및 기간을 변경하도록 상기 r.f. 소스가 배열되는, 진공 플라즈마 처리기.
- 진공 플라즈마 처리기 챔버내 홀더 상의 제조공정품의 플라즈마 처리 방법으로서,포락선 진폭의 변화를 가지는 r.f. 캐리어를 코일에 인가함으로써 챔버내의 가스를 플라즈마로 여기시키는 단계로서, 상기 코일은 상기 r.f. 캐리어에 응답하여 상기 플라즈마에 자기적 및 전기적 플라즈마 여기장을 결합시키고, 상기 챔버 내부의 압력, (a)상기 코일, (b)상기 챔버 및 (c)상기 홀더의 배열은 상기 코일에 일정한 진폭의 r.f. 포락선이 인가될 때 상기 플라즈마가 상기 코일의 중앙으로부터 떨어진 상기 코일의 부분에 정렬된 상기 제조공정품의 부분 상에서 보다도 상기 코일의 중앙에 정렬된 상기 제조공정품의 부분 상에서 더 높은 플럭스를 가지도록 하는 단계; 및상기 코일의 중앙에 정렬된 상기 제조공정품의 부분으로부터 떨어진 상기 제조공정품의 부분 상에서의 상기 플라즈마 플럭스가 상기 코일의 중앙에 정렬된 상기 제조공정품의 부분에서의 상기 플라즈마 플럭스와 적어도 동일하도록, 가변 진폭의 포락선을 제어하는 단계를 포함하는, 플라즈마 처리 방법.
- 제28항에 있어서,상기 가변 진폭의 포락선은, 상기 제조공정품의 주변부 상에서의 상기 플라즈마 플럭스가 상기 제조공정품의 내부 상의 상기 플라즈마 플럭스보다도 크도록 이루어지는, 플라즈마 처리 방법.
- 제28항에 있어서,상기 r.f. 소스는 상기 포락선이 제어가능한 고진폭을 가진 세그먼트와 제어가능한 기간의 저진폭 세그먼트를 가진 세그먼트를 포함하도록 조절되고,상기 고진폭 세그먼트는 낮은 피크 진폭 세그먼트만큼 서로 이격되고, 상기 r.f. 소스는 상기 고진폭 세그먼트의 상호간의 상기 이격 간격이 증가함에 따라 상기 고진폭 세그먼트의 상기 진폭이 증가하도록 조절되는, 플라즈마 처리 방법.
- 제30항에 있어서,상기 진폭 및 기간이 변화되어도 상기 제조공정품에 입사되는 상기 플라즈마 플럭스의 시평균 전력이 실질적으로 일정하도록 하기 위하여, 상기 고진폭 세그먼트 및 저진폭 세그먼트의 상기 진폭 및 기간을 변경하도록 상기 r.f. 소스가 제어되는, 플라즈마 처리 방법.
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