KR102393492B1 - Ｒｆ 플라즈마 내에서의 이온 플럭스를 제어하는 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

용량성 결합 고주파 플라즈마 리액터(4)에서 이온 흐름 비대칭성을 발생시키는 방법은 고주파 전압 파형에 의해 제1 전극(24)에 에너지를 공급하는 단계를 포함한다.
표준화된 전압 파형은 상이한 상승 및 하강 기울기를 갖는 표준화된 톱니파 고주파 함수의 근사도를 갖는 근사 파형이다.
상기 근사 파형의 근사도 및 가스(6)의 압력 P는 충분히 높아서 상기 제1 전극에서의 이온 흐름과 상기 제2 전극(26)에서의 이온 흐름 사이에서 상기 이온 흐름의 비대칭성이 나타나도록 한다.

Description

ＲＦ 플라즈마 내에서의 이온 플럭스를 제어하는 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING ION FLUX IN AN RF PLASMA}

본 발명은 RF 플라즈마 내에서의 이온 흐름을 제어하는 방법 및 그 방법을 적용하기 위한 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 특히 RF-CCP(radio frequency capacitively coupled plasma)에 용량성 결합 고주파 플라즈마 리액터의 전극 상에 이온 흐름의 비대칭성을 생성하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한 본 발명의 이온 흐름의 제어를 이용한 기판의 플라즈마 처리 방법에 관한 것이다.

플라즈마는 오늘날 산업계, 특히 마이크로일렉트로닉스, 및 광발전 장치의 분야 뿐만이 아니라 섬유 산업 및 플라스틱 산업에서 대규모로 사용된다.

플라즈마 처리 방법은 일반적으로 증착법과 에칭방법, 및 기판의 표면을 변형하는 방법으로 나눌 수 있다.

본 발명은 모든 유형의 플라즈마 증착 및 모든 산업에 적용할 수 있다.

용량성 결합형 고주파 플라즈마는 반도체 제조 또는 대형 표면의 태양열 패널 생산과 같은 광범위한 범위의 산업용 방법에서 사용된다. 방전이 2개의 전극 사이에 적용되고, 고주파 전압이 제1 전극에 인가되고 대향 전극(counter electrode)을 형성하는 제2 전극은 리액터의 챔버 벽과 동일한 전위, 즉 접지가 된다.

기하학적으로 비대칭인 플라즈마 리액터 챔버, 즉, 상이한 표면의 2개의 전극을 가진 플라즈마 리액터 챔버를 사용하는 것은 전극들 상의 이온 흐름의 변화를 제공할 수 있지만, 이온의 에너지 변화가 수반된다. 추가로, 산업용 리액터로 이송하는 동안, 이 속성은 자신의 구성을 기하학적으로 대칭으로 만들어 버리는 리액터의 크기가 크기때문에 대개 상실된다.

이러한 어려움을 처리하기 위해, 다수의 RF 주파수 고조파의 간섭성(coherent) 합계를 플라즈마의 동력원으로서 사용한다.

따라서, 2008년 8월 Journal of Physics D: Applied Physics, Vol. 41, no. 16, p.165202에 발표된 B.G. Heil, U. Czanetzki, R.P. Brinkmann, 및 T. Mussenbrock의 "On the possibility of making a geometrically symmetric RF-CCP discharge electrically asymmetric"는 2개의 RF 주파수 고조파의 간섭성 합계로서 비정현(non-sine) 파형을 사용하여 발생한 전기적 비대칭 효과(EAE: electrical asymmetry effect)를 기술한다.

본원 발명자가 저자인 특허 출원 EP 2 249 372 A1에서, 플라즈마에 노출된 전극 시트의 전기장 사이에서 진폭 비대칭을 전기적으로 유도하는 방법이 기술된다. 이온의 에너지는 양 주파수 성분 사이에서 위상을 제어하여 적어도 2개의 고조파 주파수 성분을 갖는 RF 전압을 인가함으로써 전극들 중 하나에 면하는 자가 바이어싱(self-biasing) 전압을 구축함으로써 조정된다. 최고 주파수 성분들 중 적어도 하나는 최저 주파수 성분의 짝수 배이다. 따라서, 상기 방법은 양 주파수 성분들 사이의 위상 조정을 통해 이온의 에너지를 조정함으로써 커다란 크기의 기판의 표면을 플라즈마 처리할 수 있게한다.

상술한 양 문헌 모두에서, 파형은 전극 상에 도달하는 이온의 에너지를 변조하기 위해 위상의 조정을 통해 선택되지만, 전극 상의 흐름을 다른 전극에 대해 상대적으로 변조하도록 선택되지는 않는다.

사다리꼴 전압 파형의 사용은 또한 플라즈마의 고주파 에너지공급(radio frequency energization)으로 알려져 있다.

특허 출원 EP 2 407 998 A1에는 기판을 포함하는 용량성 결합 플라즈마 리액터의 적어도 하나의 전극에 에너지를 공급하는 방법이 기술되어있다. 사다리꼴 파형을 가진 RF 전압을 인가하여 전극에 에너지가 공급된다. 플라즈마의 밀도 및 기판에 대한 이온 및 중성 종의 흐름은 사다리꼴 파형의 상승 에지의 지속 기간 및/또는 하강 에지의 지속 기간을 조정함으로써 제어된다. 기판 부근의 이온 에너지 분포 함수는 사다리꼴 파형의 상부 평탄부(plateau)와 하부 평탄부 사이의 진폭 및 상대적 지속 기간을 조정함으로써 제어될 수 있다.

문헌 EP 2 407 998 A1은 각 전극상의 이온 흐름을 제어할 수 있는 가능성을 기술하고 있지 않다. 이 문헌 어디에도 상한 및 하한 평탄부를 억제하고 상승 및 하강 에지의 지속 시간이 상이한 사다리꼴 파형의 제한된 파형을 사용하는 이점을 설명하거나 제안하지 않는다.

마지막으로, 상부 및 하부 평탄부를 억제하고 상승 및 하강 에지의 지속 시간이 상이한 사다리꼴 파형의 제한된 파형의 사용이 이미 제안되었다는 것에 유의해야 한다.

예를 들면, 이는 US 6,162,709 문서의 경우이다.

그러나, 상기 문서에서 이는 전극의 이온 충돌을 다루기 위해 수행되며, 이들 전극 상에 이온 흐름의 비대칭을 생성시키기 위해 수행되는 것이 아니다.

기술적인 문제는 대칭성 및 비대칭성의 측면에서 임의의 주어진 기하학적 구조를 갖는 용량성 결합 RF 플라즈마 리액터에서 이온 흐름을 제어하는 방법을 제안하는 것이고, 이는 플라즈마에 주입된 전력과는 독립적으로 다른 전극에 대한 하나의 전극 상의 이온 흐름, 또는 다른 하나의 그룹의 종에 대한 하나의 종의 그룹의 변조를 허용한다.

이러한 목적을 위해, 본 발명의 목적은 전체 압력 P 하에 하나 또는 다수의 혼합된 가스를 함유하고, 고주파 에너지가 공급되는 제1 전극 및 제2 전극(26)을 포함하는 용량성 결합 고주파 플라즈마 리액터에서 이온 흐름의 비대칭을 발생시키는 방법이다.

본 방법은 파형의 기본주기 T를 갖는 기본 고조파에 대응하는 더 낮은 주파수를 갖는 주기적인 고주파 전압 파형 V(t)를 가지고 제1 전극에 동력을 공급하는 단계를 포함하고;

구간 [-1, 1]에 대한 시간 표준화된(standardized) 전압 파형 및 진폭 표준화된 전압 파형 f(u)는 표준화된 톱니파 고주파 함수 f_SAW(u)의 근사도(degree of approximation)를 갖는 근사 파형이고, u는 기본주기 T 동안 시간 t의 비율로서 정의된 표준화된 시간이고; 및

상기 표준화된 톱니파 고주파 함수는 기본주기 T를 갖는 주기적 패턴을 가지며, 상기 기본 주기 T는 제1 기울기(p1)를 가진 표준화된 전압의 시간 전개의 제1 선형 부분, 및 상기 제1 선형 부분에 바로 후속하고 제2 기울기(p2)를 가진 표준화된 전압의 시간 전개의 제2 선형 부분으로 구성되고, 상기 제1 및 제2 기울기는 상이한 진폭 및 반대되는 부호를 가지고, 상기 주기적 패턴의 최소 및 최대는 동일한 단위의 진폭을 가지고;

상기 근사 파형의 근사도 및 상기 가스 또는 혼합 가스의 전체 압력 P는 충분히 높아서, 제1 전극에서의 이온 흐름과 제2 전극에서의 이온 흐름 사이에서 이온 흐름의 비대칭이 나타나도록 한다.

특정한 실시예에 따르면, 이온 흐름의 비대칭성을 발생시키는 방법은 단독으로 또는 조합으로서 취해진 하기의 특징들 중 하나 또는 다수를 포함한다:

- 상기 제1 기울기(p1)의 절대값과 상기 제2 기울기(p2)의 절대값 중 가장 작은 절대값은 3.8 이하, 바람직하게는 3 이하이고;

- 상기 주기적인 고주파 전압 파형 V(t)은 미분 가능하고, 1 이상의 정수 p에 의해 파라미터화되고, 수식

에 의해 정의되는 기울기의 비대칭성 인수 F에 의해 측정된 기울기의 비대칭성을 가지며,

여기서, V'(t)는 순간 t에서의 파형의 도함수를 나타내고, 및

F(p)는, 정수 p에 의존하고 p가 2일 때 0.1과 동일한 임계값보다 크거나 같고;

- 표준화된 파형이 가장 완만한 기울기의 절대값이 2.5가 되거나 또는 파형 V(t)의 기울기의 비대칭성 인수 F(2)가 0.1 이상인 표준화된 톱니 함수일 때, 상기 가스 또는 상기 혼합 가스의 총 압력 P는 가스의 성질에 따르고 이온 흐름의 비대칭성이 상기 제1 전극에서의 이온 흐름과 상기 제2 전극에서의 이온 흐름 사이에서 명확하게 나타나는 압력으로 정의되는 임계 압력 값 P_s(가스)보다 크거나 같다;

- 가스는 아르곤, 수소, O₂, Cl₂, HBr, CF₄, C₄F₈, CHF₃, CO, SiH₄, SiCl₄, SiF₄, CH₄, C₂H₆ 및 동일 구조의 탄소 체인(carbon chain), SF₆, Si₂H₆, SiH_xF_{4 -x}, GeH₄, GeF₄, GeH_xF_{4 -x,} CCl₄, CCl₃F, CCl₂F₂, CF₃Cl, C₂F₆, C₃F₈, C₅F₈, C₅F₁₂, CHF₃, BCl₃에 의해 형성된 세트내에 포함된, 기판상에 재료를 증착하고, 상기 기판을 에칭 및 변조하기 위해 적절한 가스이고, 상기 압력 임계치의 값은 가스가 아르곤일 때 100mTorr와 같고;

- 근사 파형의 근사도는 표준화된 근사 전압 파형 f(u)와 고주파 표준화된 톱니파 함수 f_saw(u)를 분리하는 기능 거리(functional distance) d의 역수와 같으며 상기 기능 거리는 Lebesgue의 기능 거리 L^p에 의해 형성된 세트에 포함되고,

상기 근사도는 상기 기능 거리 d가 기능 거리

일 때 1.25 이상, 바람직하게는 2 이상이고, 표준화된 근사 파형 및 하기의 분석식에 의해 정의된 표준화 된 톱니 고주파 함수를 분리하고:

여기서, u는

에 의해 정의된 표준화된 변수이고;

- 표준화 후의 근사 전압 파형 f(u)는 시간 역전에 의해 불변하지 않는 파형, 즉

를 충족하는 실상수(real constant)

가 존재하지 않는 파형이고, 여기서 u는 상기 표준화된 근사 전압 파형의 표준화된 시간 전개 변수를 가리키고;

- 이동 인덱스(travel index) j에 의해 식별되는 상기 표준화된 근사 전압 파형의 각각의 최대 전류에 대해, 최대 전류(max(j))에 따라 제1 최소 min(j)의 발생 순간 t(min(j))으로부터 최대 전류의 발생 순간 t(max(j))을 분리하는 듀레이션은 상기 제1 최소 min(j)에 바로 후속하는 제1 최대 max(j+1)의 발생 순간 t(max(j+1))와 상기 제1 최소 min(j)의 발생 순간 t(min(j))을 분리하는 듀레이션과 상이하고;

- 표준화되기 전의 상기 근사 파형은 제1 고조파 주파수의 정수 n으로 제한된 톱니파 함수를 근사화하는 절단형(truncated) 시리즈의 전개와 동일하며 다음 수식으로 기술되고:

,

V₀는 원하는 피크 전압(V_pp)을 얻기 위해 조정된 전압 인수이고, 시리즈 전개의 제1 고조파 주파수의 수 n은 2 이상이고, ω는 기본 주파수에서의 대응하는 각(angular) 주파수이고, m은 0과 1 사이에 포함된 실수 파라미터이고, 간격 [0.5-δ4, 0.5+δ4]에 속하는 값 m은 제외되고, δ4는 0.1 이상이고, 바람직하게는 0.2 이상이다;

- 표준화되기 전의 근사 파형은 제1 고조파 주파수의 정수 n으로 제한된 톱니파 함수를 근사화하는 절단된 시리즈의 전개와 동일하며, 다음 수식에 따라 기술된다:

,

V₀는 원하는 피크 전압(Vpp)을 얻기 위해 조정된 전압 인수이고, 시리즈 전개의 상기 제1 고조파 주파수의 수 n은 2 이상이고, ω는 기본 주파수에서의 대응하는 각 주파수이고,

는 간격

및

의 합집합(union)에 포함된 고조파에 대한 공통 위상 시프트이고, δ3은 π/4 이하, 바람직하게는 π/6 이하, 및 보다 바람직하게는 π/8 이하이고;

- 표준화되기 전의 근사 파형은 상기 제1 고조파 주파수의 정수 n으로 제한된 톱니파 함수를 근사화하는 절단된 시리즈의 전개와 동일하며, 다음 수식에 의해 기술된다:

,

V₀는 원하는 피크 전압(V_pp)을 얻기 위해 조정된 전압 인수이고, 시리즈 전개의 상기 제1 고조파 주파수의 수 n은 2 이상이고, ω는 기본 주파수에 대응하는 각 주파수이고,

는 간격

및

의 합집합에 포함된 고조파로의 공통 위상 시프트이고, δ2는 π/4 이하, 바람직하게는 π/6 이하, 및 보다 바람직하게는 π/8 이하이고;

- 표준화되기 전의 근사 파형은 상기 제1 고조파 주파수의 정수 n으로 제한된 톱니파 함수를 근사화하는 절단형 시리즈의 전개와 동일하며, 고조파의 수는 3 이상 또는 바람직하게는, 4 이상이고;

- 상기 제1 및 제2 기울기(p1, p2) 및/또는 파라미터 m은 에너지가 공급된 상기 제1 전극에서의 원하는 전압 파형을 얻기 위해 사용되는 피드백 루프에 의해 조정된다.

본 발명의 목적은 또한 용량성 결합 플라즈마 리액터에서의 기판의 플라즈마 처리 방법이고, 상기 플라즈마 리액터는 압력 P 하에서의 가스를 포함하고, 고주파 에너지가 제공되는 제1 전극 및 제2 전극을 구비하고, 처리되는 기판을 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에서 전극에 인접하여 배치하도록 설정하는 단계 및 상술한 바와 같은 이온 흐름의 비대칭성을 생성하는 단계를 포함한다.

특정한 실시예에 따르면, 기판의 플라즈마 처리 방법은 단독으로 또는 조합으로서 취해진 다음 특징 중 하나 또는 다수를 포함한다:

- 사용된 가스는 매우 반응성이거나 그다지 반응성이 없는 다수의 화학종을 생성할 수 있고, 에너지 공급 전압의 파형은 반응성 종의 생성을 그것들이 기판의 처리에 유익할 때 전극에 근접하게 만들거나 또는 그다지 반응성이 없고 기판의 처리에 대해 유해하게 작용하는 종들을 제거하도록 조정되고;

- 상기 플라즈마 처리 방법은 기판상에 증착하기 위한 플라즈마 방법, 기판을 에칭하기 위한 플라즈마 방법 및 기판 표면을 변경하기 위한 플라즈마 방법에 의해 형성된 세트에 포함된다.

본 발명의 목적은 또한 하기를 포함하는 이온 흐름의 비대칭을 발생시키는 플라즈마 처리 시스템으로서:

- 고주파 에너지가 공급되는 제1 전극, 및 제2 전극을 포함하고, 총 압력 P 하에서 하나의 가스 또는 혼합 가스를 함유하는 용량성 결합 고주파 플라즈마 리액터;

- 상기 가스 또는 혼합 가스의 전체 압력(P)을 조절하는 수단; 및

- 기본 주기 T의 파형의 기본 고조파에 대응하는 더 낮은 주파수를 갖는 주기적인 고주파 전압 파형 V(t)을 생성하기 위해 결합 커패시턴스를 통해 상기 제1 전극에 연결된 전압 파형 발생기;

를 포함하는 플라즈마 처리 시스템이다.

상기 플라즈마 처리 시스템은:

간격 [-1, 1]에 대한 시간 및 진폭에서 표준화된, 상기 표준화된 전압 파형 f(u)는 표준화된 톱니파 고주파 함수 f_SAW(u)에 대한 근사도를 갖는 근사 파형이고, 여기서 u는 기본주기 T에 대한 시간 t의 비율로 정의된 표준화된 시간이고, 및

상기 표준화된 톱니파 고주파 함수 f_SAW(u)는 기본주기 T의 주기적 패턴을 가지며, 상기 기본 주기 T는 제1 기울기(p1)를 가진 표준화된 전압의 시간 전개의 제1 선형 부분, 및 상기 제1 선형 부분에 바로 후속하고 제2 기울기(p2)를 가진 표준화된 전압의 시간 전개의 제2 선형 부분으로 구성되고, 상기 제1 및 제2 기울기는 상이한 진폭 및 반대되는 부호를 가지고, 상기 패턴의 최소 및 최대는 동일한 단위의 진폭을 가지고;

상기 근사 파형의 근사도 및 상기 가스 또는 상기 혼합 가스의 전체 압력 P는 충분히 높아서, 제1 전극에서의 이온 흐름과 제2 전극에서의 이온 흐름 사이에서 이온 흐름의 비대칭성이 나타나도록 하는;

것을 특징으로 한다.

특정한 실시예에 따르면, 본 시스템은 단독 또는 조합으로서 취해진, 하기의 특징들:

-상기 가스 또는 상기 혼합 가스의 전체 압력 P를 조정하는 수단과 상기 전압 파형 발생기는 상술한 단계들 중 하나를 적용하도록 구성되고;

-상기 제2 전극은 접지되거나 또는 플로팅 전위(floating potential)로 설정되는 것;

들 중 하나 또는 다수를 포함한다.

본 발명은 단지 예시로서 주어지고 도면을 참조하여 이루어진 하기의 다수의 실시예들의 설명을 읽을 때 더 잘 이해 될 것이다:
도 1은 용량성 결합 RF 플라즈마 리액터에 의해 기판의 본 발명에 따른 플라즈마 처리 방법을 적용하고 기울기 비대칭 효과를 갖는 파형 발생기에 의해 에너지가 공급되는 시스템의 아키텍처의 개략도이다;
도 2는 제1 실시 예에 따라 표준화된 제1 파형 및 제2 전압 파형의 도면으로서, 표준화되기 전에 에너지 공급 전압 V_AC(t)가 각각 π/2 및 3π/2와 같은 Φ의 값에 대한 수식

을 만족시키는 도면이다;
도 3은 가스는 400mTorrs의 압력하의 아르곤이고 파형은 Φ=π/2에 대해 도 2의 파형이고, 피크-투-피크 전압 V_pp은 200V와 동일한 플라즈마 구성에 대해, 플라즈마의 관측 포인트와 에너지가 공급된 전극을 분리하는 분리 거리(separation distance) x에 대한 플라즈마의 시간에 따른 평균 이온화 율(ionization rate)

의 공간 프로파일을 도시한 도면이다;
도 4는, 사용되는 가스가 400mTorrs와 동일한 압력 하에서의 아르곤이고, 4개의 고조파로 구성된 적용된 파형이 200V와 동일한 피크-투-피크 전압(V_pp)를 가지고 수식

을 만조하는 플라즈마 구성에서, 표준화된 자가 바이어싱 전압

및 전극에서의 이온 흐름의 비율의 간격 [0,2]을 기술하는 표준화된 시프트 각도 Φ(/π)에 따른 각각의 전개를 도시한다;
도 5는, 가스는 아르곤이고 파형은 Φ=π/2에 대해 도 2의 파형이고, 피크-투-피크 전압 V_pp은 200V와 동일한 플라즈마 구성에 대해 가스의 압력에 의해 파라미터화되고, 플라즈마의 관측 포인트와 에너지가 공급된 제1 전극을 분리하는 분리 거리 x에 대한 플라즈마의 시간에 따른 평균 이온화 율의 전개의 일 세트의 곡선을 도시한 도면이다;
도 6은, 가스는 아르곤이고 파형은 Φ=π/2에 대해 도 2의 파형이고, 피크-투-피크 전압 V_pp은 200V와 동일한 플라즈마 구성에 대해, 간격 [1mTorr, 800mTorrs]을 기술하는 가스의 압력에 따라, 에너지가 공급된 전극에 면하는 외장의 어느 한 측면 상의 전압의 차이 및 접지 전극에 면하는 외장의 어느 한 측면 상의 전압의 차이의 비율

및 동일한 전극에서의 이온 흐름의 비율의 절대값

의 각각의 전개도이다;
도 7a 및 도 7b는 각각, 가스는 400mTorrs와 동일한 압력 P 하의 아르곤이고 n개의 고조파로 구성된 적용된 파형이 수식

을 충족시키며, 여기서 Φ=π/2이고 피크-투-피크 전압 V_pp은 200V와 동일한 플라즈마 구성에 대해, 거리 x에 종속적이고 플라즈마의 에너지 공급 파형을 구성하는 고조파의 수 n에 따라 파라미터화되고, 시간에 대한 평균 전자 가열 속도(heating rate) <S_e> 및 플라즈마의 V시간에 대한 평균 이온화 율 <K_iz>에 대한 공간 프로파일들의 도면이다;
도 8은 도 7a 및 도 7b에서 사용된 것과 동일한 플라즈마 구성에 대해 고조파의 수 n 및 표준화된 이온 흐름의 함수로서 파라미터화된 거리 x에 따른 공간 프로파일의 도면이다;
도 9는 도 2의 제1 파형 및 4개의 고조파의 최적화된 파형의 2개의 시간주기에 대한 비교도이고, 표준화하기 전에 에너지 공급 전압 V_AC(t)는 수식

을 충족시킨다;
도 10은 0과 1 사이에서 변하는 파라미터 m에 의해 파라미터화되고, 표준화 전에 에너지 공급 전압 V_AC(t)가 수식

을 만족시키는 일 세트의 파형으로서, 간격[0.5-δ4, 0.5+δ4]에 속하는 m에 연관된 파형 없이 본 발명의 제3 실시예의 파형을 도시한다;
도 11은, 파라미터 m에 따른, 가스는 아르곤이고 파형은 200V와 동일한 피크-투-피크 전압 V_pp에 대해 도 10의 파형인 플라즈마 구성에 대해, 에너지가 공급된 제1 전극에 면하는 외장의 어느 한 측면 상의 전압의 차이 및 접지 전극에 면하는 외장의 어느 한 측면 상의 전압의 차이의 비율

및 동일한 전극에서의 이온 흐름의 비율의 값

의 전개도이다;
도 12는, 가스는 850mTorrs의 압력 P 하의 수소이고 파형은 200V와 동일한 피크-투-피크 전압 V_pp을 가지는 도 9의 4개의 주파수의 비최적화된 파형인 플라즈마 구성에 대한 이온 H⁺, H₂ ⁺ 및 H₃ ⁺에 대해, 유체 역학적(fluid dynamic) 모델에 기초한 시뮬레이션으로부터 연산되고, 에너지가 공급되는 전극 및 접지 전극에서의 이온 흐름의 각각의 비율들

의 절대값의 도면이다;
도 13은, 가스는 850mTorrs의 압력 P 하의 수소이고 파형은 200V와 동일한 피크-투-피크 전압 V_pp을 가지는 도 9의 4개의 주파수의 비최적화된 파형인 플라즈마 구성에 대해, 유체 역학적 모델에 기초한 시뮬레이션에 의해 연산되고, 에너지가 공급된 전극과 접지 전극에서 H₃ ⁺과 H⁺ 및 H₃ ⁺과 H₂ ⁺ 사이에서의 이온 흐름의 비율을 도시한다;
도 14는 도 9의 제1 비최적화된 표준화된 파형 및 연관된 표준화된 톱니파 함수를 분리하는 기능 거리를 나타낼 수 있는 기하학적 도면이다.

본 발명 및 도 1에 따르면, 이온 흐름의 비대칭성을 발생시키기 위한 플라즈마 처리 시스템(2)은 가스(6) 또는 가스 혼합물을 함유하는 용량성 결합 RF 플라즈마 리액터(4) CCP, 처리될 기판(8), 플라즈마 리액터(4)를 위한 프로그래밍 가능한 에너지 공급 수단(10), 리액터(4)의 주입구(inlet)(14)에서 주입된 전압 파형을 측정하는 수단(12), 플라즈마에 포함된 가스 또는 혼합 가스의 전체 압력(P)을 조절하는 수단(16), 기판(8)의 표면 상태의 후속 처리 공정의 수단(18), 및 전자 컴퓨터(20)를 포함한다.

플라즈마 리액터(4)는 처리 챔버(22), 제1 RF 전압 파로 RF 에너지가 공급되는 제1 전극(24), 및 전원 공급 장치없이 접지된 제2 전극(26)을 포함한다.

대안으로, 제2 전극은 플로팅 전위로 설정되거나, 제2 RF 전압 파로 바이어 싱된다. 제2 전극이 바이어싱된 경우, 제1 전극상의 제1 RF 전압 파는 바람직하게는 제2 전극의 것과 동일한 외부 질량을 기준으로 가정한다.

플라즈마 처리 대상이 되는 기판(8)은 여기서는 제2 접지 전극(26) 상에 또는 전력 공급없이 실례로 도시된다. 대안으로, 처리될 기판(8)은 RF 에너지가 공급되는 제1 전극(24)에 근접하여 위치된다. 실제로, 기판(8)의 위치 선정의 선택은 촉진 시키거나 피하기 위해 노력할 화학 반응에 따를 것이다.

프로그래밍 가능한 에너지 공급 수단(10)은 직렬로 연결된 프로그래밍 가능한 전압 파형 발생기(32), RF 전력 증폭기(34) 및 결합 커패시턴스(36)를 포함하고, 결합 커패시턴스(36)는 리액터(4)의 제1 전극(24)과 RF 전력 증폭기(34)의 출력 사이에 연결된다. 파형 발생기(32)는 생성될 파형의 컴퓨터로부터의 특성 파라미터를 수신하기 위해 컴퓨터(20)에 연결된 입력 단자(38)를 포함한다.

리액터(4)의 주입구(14)에서 주입된 전압 파형을 측정하기 위한 수단(12)은 제1 전극(24)에서 주입된 에너지 공급 전압을 측정하기 위해 리액터(4)의 주입구(14)에 연결된 고전압(HV) 프로브(42) 및 입력 단자(46)에서 각각의 순간에 제1 전극(24)에서 측정된 에너지 공급 전압을 수신하고 프로브로부터 분기하는 오실로스코프(44)를 포함한다. 오실로스코프(44)는 주입구(14)에서 측정된 에너지 공급 파형의 시간 전개 신호를 컴퓨터(20)로 전달하기 위해 컴퓨터(20)에 접속되는 출력 단자(50)를 포함한다.

전자 컴퓨터(20)는 생성될 파형의 특성 파라미터로서 명령을 파형 발생기(32)에 제공하기 위해 입력 단자(38)를 통해 파형 발생기(32)에 연결된 제1 출력 단자(52)를 포함한다. 컴퓨터(20)는 오실로스코프(44)에 의해 제공된 측정된 에너지 공급 파형의 시간 전개 신호를 수신하고, 예를 들면 적합한 신호를 기초로 하여 그것을 분해함으로써 측정된 파형을 분석하고, 그런 다음 측정되고 분석된 파형을 제1 전극(24)에서 본 발명에 따른 원하는 파형과 비교하고, 및 비교 결과에 따라, 프로그래밍 가능한 파형 발생기(32)에 의해 생성된 파형의 특성 파라미터를 수정함으로써 측정된 파형을 보정하도록 구성된다.

따라서, 제1 전극(24) 상의 원하는 파형은 파형 발생기(32), RF 전력 증폭기(34), 결합 캐패시턴스(36), HV 프로브(42), 오실로스코프(44) 및 컴퓨터(20)인 직렬 연결된 컴포넌트의 체인에 의해 생성된 피드백 루프(54)에 의해 산출된다.

또한, 컴퓨터(20)는 리액터(4)에 포함된 가스(6)의 원하는 압력 설정 값을 제공하기 위해 가스의 압력(P)을 조정하기 위한 수단(16)에 대해 입력에서 연결되는 제2 출력 단자(56)를 포함한다.

대안으로, 리액터(4)에 함유된 가스(6) 또는 혼합 가스의 원하는 전체 압력 설정 값은 수동으로 제공된다.

프로그래밍 가능한 전압 파형 발생기(32)는 파형의 기본 고조파에 대응하는 더 낮은 주파수, V_max로 표시된 양의 최대 진폭 및 V_min으로 표시된 음의 최소 진폭을 갖는 고주파(RF) 전압 파형 V(t)을 생성하도록 구성된다. 이들 진폭 V_max와 -V_min의 절대값이 같다고 가정되지만 대안으로 이것들은 다를 수 있다.

f(u)로 표기된 진폭 및 시간에서 표준화된 전압 파형은 각각 V_max 및 V_min에 대응하는 u = t/T 및 f_max = -f_min = 1인 변환에 의해 파형 V(t)로부터 정의될 수 있다.

진폭 및 시간으로 표준화되고 f(u)로 표시된 전압 파형은 수식

에 의해 정의된다.

진폭 및 시간에서 표준화된 전압 파형 f(u)는 진폭과 시간에서의 표준화된 톱니파 고주파 함수 f_SAW(u)의 근사도를 가진 근사 파형이다.

표준화된 톱니파 고주파 함수는 제1 기울기(p1)를 가진 표준화된 전압의 시간 전개의 제1 선형 부분과, 제1 선형 부분에 바로 후속하는 제2 기울기(p2)를 가진 표준화된 전압의 시간 전개의 제2 선형 부분에서의 일정한 기본주기 T를 갖는 주기적 패턴을 가지고, 제1 및 제2 기울기(p1, p2)는 서로 다른 진폭 및 반대 부호를 가지고, 패턴의 최소 및 최대는 동일한 단위의 진폭을 갖는다.

근사 파형의 근사도 및 가스의 압력 P는 충분히 크도록 선택되어 제1 전극(24)에서의 이온 흐름과 제2 전극(26)에서의 이온 흐름 사이에서 이온 흐름의 비대칭성이 나타나도록 한다.

주기적인 고주파 전압 파형 V(t)는 미분 가능하고, 1 이상의 정수 p에 의해 파라미터화되고 수식

에 의해 정의되는 기울기 비대칭성 인수 F에 의해 측정된 기울기 비대칭성을 갖는다.

V'(t)는 순간 t에서 파형의 도함수를 나타낸다.

F(p)의 분자(numerator)는 파형 V(t)의 양의 기울기의 주기적 패턴에 대한 제1 평균 m₊(p)와 파형 V(t)의 음의 기울기의 동일한 주기적 패턴에 대한 제2 평균 m_-(p) 사이의 차이를 나타낸다.

F(p)의 분모는 주기적 파형의 도함수의 기준(norm)의 측정을 나타낸다.

파형은 충분한 기울기 비대칭성을 가져서, F(p)가 임계치 이상일 때 제1 및 제2 전극에 대한 이온 흐름 비대칭 효과를 관측할 수 있도록 하고, 여기서 임계치는 정수 p에 종속적이다.

바람직하게는, p는 2로 설정된다. 이 경우, 파형은 F(2)가 0.1과 동일한 임계값 이상일 때 제1 및 제2 전극에 대한 이온 흐름 비대칭 효과를 관측하기에 충분한 기울기 비대칭성을 갖는다.

파형이 현재의 비대칭성을 갖기 위해 필요하지만 불충분한 조건 중에서, 2개의 필요한 하기의 조건이 언급되어야한다.

제1 조건에 따르면, 표준화 후의 근사 전압 파형 f(u)는 시간 역전에 의한 불변이 아닌 파형, 즉

를 만족시키는 임의의 실상수(real constant)가 존재하지 않는 파형이어야 하고, 여기서 u는 표준화된 근사 전압 파형의 표준화된 시간 전개 변수를 가리킨다.

제2 조건에 따르면, 이동 인덱스(travel index) j에 의해 식별되는 표준화된 근사 전압 파형의 각각의 최대 전류에 대해, 최대 전류 max(j)에 후속하는 제1 최소 min(j)의 발생 순간 t(min(j))으로부터 최대 전류의 발생 순간 t(max(j))을 분리하는 듀레이션은 제1 최소 min(j)에 바로 후속하는 제1 최대 max(j+1)의 발생 순간 t(max(j+1))와 제1 최소 min(j)의 발생 순간 t(min(j))을 분리하는 듀레이션과 상이하다.

이들 양 조건은 기울기 비대칭성 인수 F(p)가 임의의 정수 p의 값에 대해 0과 상이할 때 충족된다.

또한, 이들 양 조건은 표준화된 파형이 반대되는 부호의 기울기(p1 및 p2)가 상이한 절대값을 가지는 톱니파 함수에 충분히 근접할 때 충족된다.

도 2 및 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 제1 곡선(102)은 제1 파형의 표준화된 에너지 공급 전압 V_AC(t)의 시간 전개를 나타내고, 표준화되기 전의 에너지 공급 전압 V_AC(t)는 π/2와 같은 Φ의 특정한 값에 대한 수식

을 만족시킨다.

V₀은 전압 인수를 가리키고, ω는 여기서 13.56MHz의 주파수 fr(ω=2πfr)에 대응하는 각 주파수이다. V₀은 여기서 200V와 동일한 원하는 피크-투-피크 전압 V_pp를 제공하도록 설정된다.

제2 곡선(104)은 제2 파형의 표준화된 에너지 공급 전압 V_AC(t)의 시간 전개를 나타내고, 표준화되기 전에 에너지 공급 전압 V_AC(t)는 3π/2와 같은 Φ의 값에 대한 수식

을 만족시킨다.

이들 양 파형 모두에 대해, 파형의 전압 V_AC(t)의 최소치에 대한 최대치의 최소의 비율과 같은 인수 α에 의해 추정된 진폭 비대칭성은 1과 같다. 따라서, 이 경우, 비대칭성은 진폭 효과(amplitude effect)로부터 발생하지 않는다.

제1 파형(102)은 일정한 기간의 듀레이션 동안, 약 2.5와 동일한 양의 기울기(p1)를 갖는 제1 램프(ramp)에 전체적으로 근접하게 있는 동안 제1 증가 신호 부분을 가지고, 약 -10과 동일한 제2의 음의 기울기(p2)를 갖는 제2 램프에 전체적으로 근접하게 있는 동안 제2 감소 신호 부분을 갖는다.

유사하게, 제2 파형(104)은 일정한 기간의 듀레이션 동안, 약 -2.5와 동일한 음의 기울기를 갖는 제1 램프에 전체적으로 근접하게 있는 동안 제1 감소 신호 부분을 가지고, 약 10과 동일한 양의 기울기를 갖는 제2 램프에 전체적으로 근접하게 있는 동안 제2 증가 신호 부분을 갖는다.

따라서, 본 발명의 제1 실시 예의 제1 및 제2 전압 파형은 그 자체들은 각각 제1 고주파 톱니파 함수 및 제2 고주파 톱니파 함수의 일정한 근사도를 갖는 근사 파형으로서 간주될 수 있고, 진폭에서 표준화된 제1 및 제2 고주파 톱니파 함수의 램프의 기울기(p1; p2) 각각은 (2.5; -10) 및 (-2.5; 10)와 각각 동일하하다.

도 3에 따르면, 제3 곡선은 플라즈마의 관측 포인트와 에너지가 공급된 전극을 분리하는 분리 거리 x에 종속적인 플라즈마의 시간에 따른 평균 이온화 율의 PIC(Particle-In-Cell) 시뮬레이션의 시뮬레이션 수단에 의해 연산된 공간 프로파일

을 기술한다.

프로파일은 여기서 가스는 400mTorrs의 압력하의 아르곤이고 파형은 Φ=π/2에 대해 도 2의 파형이고, 피크-투-피크 전압 Vpp은 200V와 동일한 플라즈마 구성에 대해 연산된다.

플라즈마에서 생성된 에너지 공급 신호는 에너지 전자 밀도, 즉 접지된 제2 전극(26)인 다른 전극 상에서 보다 RF 에너지가 공급된 제1 전극인 전극 상의 더 높은 에너지 전자의 밀도의 비대칭 공간 분포이다. 이것에 의해, 주입된 가스에 종속적인 화학 종(여기서는 아르곤)을 생성하는 속도는 또한 도 3에 도시된 바와 같은 비대칭 공간 분포를 가질 것이고, 여기서 플라즈마의 시간에 따른 평균 이온화 율

는 제2 전극(26)에서 관측되는 것보다 제1 전극(24)에서 2배 더 크다.

이는 예를 들면 재료를 보다 빠르게 증착 또는 에칭할 수 있도록 전극, 여기서는 제1 전극(24)에 도달하는 흐름을 증가시킬 수 있다. 제1 전극(24)에서의 이러한 흐름 증가는 이온의 에너지를 증가시키지 않고 달성된다.

이롭게는, 이온의 흐름은 다른 전극, 여기서는 제2 전극(26)에서 더 작을 수 있다.

이러한 효과는 보다 빠르게 제1 전극 상의 기판의 관심 표면을 증착 또는 에칭에 의해, 또는 변경하여, 증착에 필요한 시간을 감소시키거나, 또는 관심 표면을 에칭하거나 또는 변경함으로써, 또는 제2 전극 상의 관심 표면을 증착하는 것을 감소시키거나, 에칭하거나 또는 관심 표면을 변경하여, 세정(cleaning) 또는 교체를 위한 제2 전극의 유지 관리 시간을 감소시킴으로써 기판의 플라즈마 처리의 수율을 증가시킬 수 있다.

이러한 기울기의 비대칭 효과를 관측하기 위해서는, 가스의 압력이 충분해야하며, 여기서는 아르곤의 경우에 100 mTorr 이상일 필요가 있다는 점에 유의해야 한다.

여기서, 제1 파형을 구성하는 고조파의 수는 4와 동일하며, 이는 톱니파 신호를 근사화하는 기능과 에너지 공급 파형을 생성하기 위한 단순성 사이의 양호한 절충이다.

도 4에 따르면, 사용되는 가스가 400mTorrs와 같은 압력 P 하에서의 아르곤이고 4개의 고조파로 구성된 적용된 파형이 220V와 같은 피크-투-피크 전압 Vpp을 가지고 수식

을 만족하는 플라즈마 구성에서, 시뮬레이션에 따라 연산된 간격 [0.2]를 기술하는 표준화된 시프트 각도 Φ(/π)에 따른 표준화된 자가 바이어싱 전압

의 전개를 기술한다.

제2 곡선(124)은 동일한 플라즈마 구성에 대해 표준화된 시프트 각도 Φ(/π)에 따른 전극에서의 이온 흐름의 비율의 전개를 기술한다.

자가 바이어싱 전압

이 도 2의 제1 파형에 대응하는 위상 시프트 Φ = π/2에 대해 양의 값을 가지지만, 그것은 도 2의 제2 파형에 대응하는 Φ = 3π/2에 대해서는 음의 값을 가진다.

접지된 제2 전극(26)에 도달하는 이온의 흐름

에 대한 RF 에너지가 공급되는 제1 전극(24)에 도달하는 이온의 흐름

의 비율의 절대값으로서 정의되는 전극에서의 이온 흐름의 비율

은 Φ = π/2에 대해 하나(unity) 보다 더 크고, Φ = 3π/2에 대해서는 하나보다 작으며, 이는 이들 양 예외적인 경우에서 기울기 비대칭 효과를 보여준다.

이 2개의 파형의 경우, 따라서 가장 낮은 이온 충격 에너지(IBE: Ion Bombardment Energy)에 대해 가장 큰 이온 흐름을 얻는다. 이들 최적치 모두는 Φ = π/2의 경우에는 에너지가 공급되는 제1 전극(24)에 대응하고, Φ = 3π/2의 경우에는 접지된 제2 전극(26)에 대응한다.

곡선(122, 124) 모두는 본 발명의 제2 실시예에 따라, 도 2에 기술된 2개의 함수의 클래스를 도 2의 제1 및 제2 파형에 연관된 것들 보다 기울기에서 2개의 동일한 비대칭 톱니파 함수를 근사화하는 제2 세트의 함수로 확장시킬 수 있다. 본 발명에 따른 제2 세트의 전압 파형의 함수는 하기의 수식

을 만족시키고, 여기서

이다.

은 π/4 이하, 바람직하게는 π/6 이하, 보다 바람직하게는 π/8 이하가 되도록 선택된다.

도 5에 따르면, 가스는 아르곤이고 파형은 Φ=π/2에 대해 도 2의 파형이고, 피크-투-피크 전압 V_pp은 200V와 동일한 플라즈마 구성에 대해, 20 mTorrs, 100 mTorrs, 200 mTorrs, 400 mTorrs, 및 800 mTorrs와 동일한 가스의 압력 값들에 의해 파라미터화되는 제1, 제2, 제3, 제4, 및 제5 곡선(132, 134, 136, 138, 140)은 각각 플라즈마의 관측 포인트와 에너지가 공급된 제1 전극(24)을 분리하는 분리 거리(separation distance) x에 종속적인 플라즈마의 시간에 따른 평균 이온화 율의 시간 전개

을 나타낸다.

20 mTorrs와 동일한 가장 낮은 압력 P에 대해, 제1 곡선(132)은 이온화가 플라즈마의 코어에서 발생하고 제1 전극과 제2 전극을 분리하는 중간 축 주위에서 대칭형 프로파일을 가지는 것을 나타낸다.

P가 증가할 때, 이온화 증가가 전극에 근접하여 일어나고, 제1 전극(24)의 측면과 제2 전극(26)의 측면 사이에 명확한 비대칭성이 나타난다.

도 6에 따르면, 가스는 아르곤이고 파형은 Φ=π/2에 대해 도 2의 파형이고, 피크-투-피크 전압 V_pp은 200V와 동일한 플라즈마 구성에 대해, 제1 곡선(142) 및 제2 곡선(144)은 간격 [1mTorr, 800mTorrs]을 기술하는 가스의 압력, 에너지가 공급된 전극에 면하는 외장의 어느 한 측면 상의 전압 차이 및 접지 전극에 면하는 외장의 어느 한 측면 상의 전압의 차이의 비율,

, 및 동일한 전극에서의 이온 흐름의 비율,

에 따른 각각의 전개를 나타낸다.

도 6에 도시된 바와 같이, 매우 낮은 압력(여기서 아르곤 가스에 대해 P = 20 mTorrs)에서, 비대칭성이 나타날 수 없다. 이온 흐름의 최대 충격 에너지 IBE의 측에서 비대칭성 정도의 증가는 압력 P의 증가에 따라 선형적이지 않다는 것을 알아야한다. 비대칭성은 100mTorrs로부터 검출가능하고, 약 200mTorrs에서 급격히 증가하고, 그런다음 보다 천천히 증가한다.

도 5 및 도 6에 따르면, 가스는 아르곤이고 파형은 Φ=π/2에 대해 도 2의 파형인 가스의 압력(P)이 100 mTorrs 이상인 경우에 압력이 이온 흐름의 비대칭성이 나타나기에 충분한 것으로 추정된다. 이 임계 압력값은 파형이 도 2의 제1 파형에 대응하는 톱니파의 파형인 때와 실질적으로 동일하다.

일반적으로, 가스의 압력 P는, 압력 P가 가스의 특성에 따라 그리고 제1 전극에서의 이온 흐름과 제2 전극에서의 이온 흐름 사이에서 이온 흐름의 비대칭성이 명확하게 나타나는 압력 이상으로 정의된 임계치 압력값(P_s) 이상일 때, 그리고, 표준화된 에너지 공급 파형이 가장 완만한 기울기의 절대값이 2.5와 동일한 표준화된 톱니파 함수일 때 이온 흐름의 비대칭성을 생성하기에 충분한 것으로 추정된다. 가스의 특성에 따른 임계치 압력값(P_s(가스))은 이온 흐름 비대칭성이 제1 전극에서의 이온 흐름과 제2 전극에서의 이온 흐름 사이에서 명확하게 나타나는 압력 이상이고, 그리고 표준화된 에너지 공급 파형이 수식

에 의해(여기서, Φ=π/2) 표시될 때 또는 파형이 기울기 비대칭성 인수 F(2)가 0.1과 동일한 파형일 때의 압력으로서 정의될 수 있다.

도 7a에 따르면, 사용된 가스가 400mTorrs와 동일한 압력 P 하에서 아르곤이고, n 고조파로 구성된 적용된 파형이 수식

(여기서, Φ=π/2)을 만족시키고 피크-투-피크 전압(V_pp)은 200V와 동일한 플라즈마 구성에 대해, 플라즈마의 에너지 공급 파형을 구성하는 1 내지 5의 교대로 나타나는 수(alternative number) n에 따라 각각 파라미터화된 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 공간 프로파일(152, 154, 156, 158, 160)은 거리 x에 따라 시간에 따른 평균 전자 가열 속도

에서의 변화를 나타낸다.

도 7b에 따르면, 도 7a의 것과 동일한 플라즈마 구성에 대해, 플라즈마의 에너지 공급 파형을 구성하는 1 내지 5의 교대로 나타나는 수 n에 따라 각각 파라미터화된 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 공간 프로파일(162, 164, 166, 168, 170)은 거리 x에 따라 플라즈마의 시간에 따른 평균 이온화 율

에서의 변화를 나타낸다.

도 7a에 따르면, 고조파 수 n이 증가하면,

의 제1 최대치는 RF 에너지가 공급된 제1 전극에 더 근접하게 되는 반면, 제2 최대치는 제2 접지 전극(26)을 향해 거의 이동하지 않으며, 이는 외장의 두께는 에너지가 공급되는 제1 전극(24)에 면하여 위치되는 것에 대해서만 감소하는 것을 의미한다.

도 7a에서, 전극들 근방의

의 최대치의 진폭의 작은 차이만이 관측될 수 있다.

반대로 도 7b에서, 시간에 따른 평균 이온화 율의 프로파일

의 2개의 최대치 사이에서 급격한 차이가 인지될 수 있다. 에너지가 공급되는 제1 전극(24) 근방에서의

의 최대값은 4 이상인 n에 대해 제2 접지 전극(26) 근방에서의

의 최대 값의 적어도 2배 이상이 된다.

n이 2 이상일 때

의 프로파일에 나타나는 비대칭의 결과로서, 이온 흐름은 도 8에 도시된 바와 같이 하나의 전극과 다른 전극이 서로 다르다.

도 8에 따르면, 1 내지 5에서 변하는 고조파의 수 n에 각각 연관된 곡선(172, 174, 176, 178, 180)에 의해 표시된 이온 흐름들은 제2 접지 전극(26)에서 관측된 이온 흐름에 대해 표준화된다. 제1 전극(24) 상의 이온 흐름은 제2 접지 전극(26)의 이온 흐름을 40% 초과할 수 있다. 실제로, 고조파 수 n이 1 내지 5로 증가할 때 이온 흐름이 제2 접지 전극(26)에서 조금씩 증가하면서, 동시에 에너지가 공급된 제1 전극 상의 이온 흐름은 그 흐름의 2배가 된다.

(여기서, Φ=π/2)으로 기재된 전압 파형의 수식은 본 발명의 제3 실시 예에 따라 이 수식에 의해 기술되고 Φ=π/2의 값으로 제한되는 클래스의 함수들을 도 2의 제1 및 제2 파형과 연관된 것보다 기울기에서 2개의 동일한 비대칭 톱니파 함수에 항상 근사화하는 제3 세트의 함수들로 확장시킬 수 있도록 한다. 본 발명에 따른 제3 세트의 전압 파형의 함수들은 수식

을 만족시키고, 여기서,

이다.

는 π/4 이하, 바람직하게는 π/6 이하, 더 바람직하게는 π/8 이하가 되도록 선택된다.

도 9에 따르면, 도 2의 제1 비최적화된 파형(102)의 최적화된 파형(182)은 제1 비최적화된 파형(102)의 2개의 가장 가파른 상승 에지를 최소화함으로써 비최적화된 파형(102)에 대응하는 톱니파 함수(184)에 더 근접하게 된다. 최적화된 파형(182)의 수식은

이고, 여기서 V₀은 전압 인수를 가리키고, ω는 여기서 13.56MHz의 주파수 f에 대응하는 각 주파수이다(ω=2πf). V₀은 여기서 200V와 동일한 원하는 피크-투-피크 전압 V_pp를 획득하도록 설정된다

제3 실시예에 대해 이것이 실시된 것과 유사하게, 최적화된 파형(182)의 수식은 Φ=π/2의 값 및 4와 동일한 고조파의 수 n으로 한정된 수식

에 의해 기술된 함수의 클래스를 본 발명의 제4 실시예에 따라 항상 도 2의 제1 및 제2 파형과 연관된 것과 동일한 기울기에서의 2개의 톱니파 함수의 비대칭성을 근사화하는 제4 세트의 함수로 확장시킬 수 있다. 본 발명에 따른 제4 세트의 전압 파형의 함수는 수식

을 만족시키고, 여기서, n은 2 이상인 고조파 수를 가리키고, Φ는

가 되도록 하는 고조파 사이에서 균일한(uniform) 위상 천이 각도를 가리킨다.

은 π/4 이하, 바람직하게는 π/6 이하, 더 바람직하게는 π/8 이하가 되도록 선택된다.

본 발명에 따른 파형의 제5 실시예에 따르면, 수식

에 의해 정의된 일세트의 파형을 이용함으로써 방전의 비대칭성을 연속하여 변화시키는 것이 가능하고,

여기서, n은 고조파 수이고, m은 파형의 최소가 파형이 무한한 수(infinite number)의 주파수로 구성될 때인 기간의 분수(fraction) m이 되도록하는 파라미터이다. m이 0으로 접근할 때, 파형은 고조파 랭크 n에서 절단된 상승 톱니파 파형(Φ=π/2)으로 최적화된 방식으로 접근한다. m이 1로 접근할 때, 파형은 고조파 랭크 n에서 절단된 하강 톱니파 파형(Φ=3π/2), 즉 상승 기울기보다 더 완만한 하강 기울기를 가진 파형으로 도 9에서 기술된 최적화된 방식으로 접근한다. 따라서, 삼각형의 파형과 근접하거나 또는 그와 동일한 파형에 대응하는, 고조파 랭크 n에서 절단되고 대칭인 0.5에 근접하거나 그와 동일한 m의 값이 제거되어야 한다. 따라서, m은 조건

을 만족해야 하고,

는 0.1 이상, 바람직하게는 0.2 이상이 되도록 선택된다.

도 10에 따르면, 고조파의 수 n이 4로 설정된 경우에, 0과 1 사이에서 변하는 파라미터 m의 11개의 상이한 값들에 의해 파라미터화 되는 11개의 파형이 기술된다. 이 경우, 표준화 전의 파형의 에너지 공급 전압 V_AC(t)는 수식

을 만족한다.

제거될 m의 값들의 간격 [0.5-δ4, 0.5+δ4]이 도 10에 예시되고, 참조 번호 202에 의해 표기된다.

도 11은, 가스가 400mTorrs와 동일한 압력에 노출된 아르곤이고 파형은 고조파의 수가 4와 동일하고 피크-투-피크 전압 Vpp이 200V와 동일한 파라미터 m에 의해 변조된 파형인 플라즈마 구성에 대해, 방전의 비대칭성에 대한 m의 변형 효과를 예시한다.

제1 곡선(212)은 파라미터 m의 함수로서 전력이 공급된 제1 전극(24)에 근접한 외장을 통과하는 전압과 접지된 제2 전극(26)에 면하는 외장을 통과하는 전압의 비율

의 시간 종속적인 변화를 예시한다.

제2 곡선은 동일한 전극들에서의 이온 흐름의 비율의 절대값

의 시간 종속적인 변화를 예시한다.

예측된 바와 같이, m'=1-m에 대한 효과는 m의 효과와 반대이다. 추가로, m이 더 낮거나 더 높은 값을 통해 0.5로 접근할 때, 비대칭성이 감소한다. 따라서, 제5 실시예의 파형의 수식에서 기술된 분석 표현식은 방전 비대칭을 연속적으로 변화시키는 수단이다.

비대칭성은 m이 0에서 1로 증가할 때 감소하지 않는다는 것에 유의해야 한다. 이는 양의 기울기가 더 완만하게 되고 따라서 급격한 상승이 제한되는 동안 음의 기울기가 현저하게 변하지 않는다는 사실로부터 나온다. 이 효과는 그런다음 0.1<m<0.9일 때 대략적으로 선형이다.

도 12에 따르면, 가스는 수소이고 파형은 200V와 동일한 피크-투-피크 전압 V_pp을 가지는 도 9의 4개의 주파수의 비최적화된 파형(102)인 플라즈마 구성에 대해, 그리고 이온 H⁺, H₂ ⁺ 및 H₃ ⁺에 대해, 에너지가 공급된 전극과 접지된 전극에서의 이온 흐름의 각각의 비율

이 예시된다.

도 13에 따르면, 도 12의 플라즈마 구성과 동일한 플라즈마 구성에 대해, 각각의 전극에서 H₃ ⁺과 H⁺ 및 H₃ ⁺과 H₂ ⁺ 사이에서의 이온 흐름의 비율이 도시된다.

도 12 및 도 13은 따라서 예를 들면 수소 가스에 대해 H₂ ⁺, H₃ ⁺, 및 H⁺ 종과 같은 다수의 화학 종이 플라즈마에 있을때, 이들 종들이 단지 다른 종들을 생성하는 동안 사라지기 전에 작은 거리만을 커버할 수 있다는 의미에서 이들 종들이 모두 고 반응성인 경우 전극에 근접하여 종들을 생성하는 것이 이롭고, 전극에서 발생하는 처리 공정에 유익할 수 있다. 역으로, 종들이 그다지 반응을 하지 않고 상기 전극에서 발생하는 공정에 유해하도록 기능하는 경우 전극으로부터 멀리 떨어진 종들 만을 생성하는 것이 유용할 수 있다. 그런다음 이들 종들의 밀도는 전극에 근접하여 더 작을 것이라고 가정될 수 있다.

일반적으로, 압력 P 하의 가스를 함유하고, 고주파 에너지가 공급되는 제1 전극 및 접지된 제2 전극을 포함하는 용량성 결합 RF 플라즈마 리액터에서 이온 흐름의 비대칭을 발생시키는 본 발명에 따른 방법은, 파형의 기본 고조파에 대응하는 더 낮은 주파수를 갖는 고주파 전압 파형을 가지고 제1 전극에 에너지를 공급하는 단계를 포함한다.

시간 및 진폭에서 표준화된 전압 파형은 진폭 및 시간에서 표준화된 톱니파 고주파 함수의 근사도를 갖는 근사 파형이다.

표준화된 톱니파 고주파 함수는 기본주기의 주기적 패턴을 가지며, 상기 기본 주기는 제1 기울기(p1)를 가진 표준화된 전압의 시간 전개의 제1 선형 부분, 및 상기 제1 선형 부분에 바로 후속하고 제2 기울기(p2)를 가진 표준화된 전압의 시간 전개의 제2 선형 부분으로 구성되고, 제1 및 제2 기울기는 상이한 진폭 및 반대되는 부호를 가지고, 상기 패턴의 최소 및 최대는 동일한 단위의 진폭을 가진다.

근사 파형의 근사도 및 가스의 압력 P는 충분히 높아서, 제1 전극에서의 이온 흐름과 제2 전극에서의 이온 흐름 사이에서 이온 흐름의 비대칭의 출현을 야기한다.

제1 기울기(p1)의 절대값과 제2 기울기(p2)의 절대값 중 가장 작은 절대값은 3.8 이하, 바람직하게는 2.5 이하, 더 바람직하게는 2 이하이다.

근사 파형의 근사도는 표준화된 근사 전압 파형과 표준화된 톱니파 고주파 함수 f_saw(u)를 분리하는 기능 거리 d의 역수와 같으며 기능 거리는 Lebesgue의 기능 거리 L^p에 의해 형성된 세트에 포함된다.

표준화된 근사 파형과 표준화된 톱니파 고주파 함수를 분리하는 기능 거리 d1와 기능거리

는 각각 하기의 표현식:

에 의해 정의되고, 여기서, u는

에 의해 정의된 표준화된 변수이고, f(u)는 근사 파형의 표준화된 표현이고, f_SAW(u)는 연관된 톱니파 함수의 표준화된 표현이다.

가 사용될 때,

는 0.8 이하, 바람직하게는 0.5 이하이고, 이 거리는 근사 파형 및 연관된 톱니파 함수가 각각 도 9의 표준화 후의 제1 비최적화된 파형(102) 및 도 9의 표준화 후의 연관된 톱니파 함수(184)일 때 0.4와 동일하게 된다. 대응하여, 근사도는 1.25 이상, 바람직하게는 2 이상이 된다.

거리 d1가 사용될 때,

는 0.5 이하, 바람직하게는 0.2 이하가 된다.

도 14는 도 9의 표준화 후의 제1 비최적화된 파형(102)과 도 9의 표준화 후의 연관된 톱니파 함수(184)를 분리하는 기능 거리 d1을 나타낼 수 있는 예시이다.

제1 비최적화된 표준화된 파형(102)과 표준화된 톱니파 함수(184)를 분리하는 기능 거리 d1는 분석 표현식

에 의해 정의되고, 여기서, u는

에 의해 정의된 표준화된 변수이고, f(u)는 제1 비최적화된 파형의 표준화된 표현이고, f_SAW(u)는 연관된 톱니파 함수의 표준화된 표현이다.

이 경우, u가 단위 길이 동안 변할 때 라인들로 둘러싸여지고 곡선(102 및 184) 사이에 포함된 구역(292, 294, 296, 298)의 미분 영역(diffetential area)의 합은 거리

를 나타낸다.

도 9을 참조하면 이 기하학적 표현은 제1 최적화된 파형이 제1 비최적화된 파형보다 톱니파 함수에 더 근접하다는 것을 명확하게 나타내는 것이 관측될 수 있다.

따라서, 플라즈마의 시뮬레이션은 아르곤 플라즈마에 관한 하나의 화학적 성질이고 다른 하나는 수소 플라즈마에 관한 화학적 성질인 2개의 상이한 화학적 성질을 가진 본 발명에 따른 방법의 효율성을 나타낸다.

반면에, 양 형태의 신호를 이용함으로써 플라즈마 라우트를 통해 실리콘 증착에 대해 수행된 실험들은 그것들에 대해 이 방법의 타당성을 입증하였다.

기판에 대해 이루어지는 증착의 양질의 성능의 조건은 하기와 같다:

- 기판상으로의 빠른 증착, 즉 큰 이온 흐름;

- 기판에 도달하는 이온의 낮은 충격 에너지;

- 세정 주파수(cleaning frequency)를 감소시키고 가스를 보다 잘 사용하기 위해 기판에 가까운 전극에 반대되는 전극에 대한 낮은 증착 속도.

본 발명에 따른 방법은 종래의 플라즈마 증착 방법에 반대되는 이러한 기준들 충족시킬 수 있는 가능성을 제공한다.

실제로, 단독으로 사용되는 고주파는 2개의 전극의 각 레벨에서 그리고 양 전극 모두에서 동일한 방식으로 증착 속도를 확실하게 증가시킬 수 있다. 진폭 비대칭성은 확실히 기판상의 이온 충격 에너지를 감소시킬 수 있는 가능성을 제공하지만, 증착 속도는 기판에 가까운 전극에 대향하는 다른 전극에서 더 높을 것이다.

증착 속도를 에칭 속도 또는 표면 처리 속도로 각각 대체함으로써 표면 에칭 또는 플라즈마 처리에 대해 동일한 뚜렷한 장점이 얻어진다.

Claims (19)

1. 전체 압력 P 하에 하나 또는 다수의 혼합된 가스(6)를 함유하고, 고주파 에너지가 공급되는 제1 전극(24) 및 제2 전극(26)을 구비하는 용량성 결합 고주파 플라즈마 리액터(4)에서 이온 흐름의 비대칭을 발생시키는 방법으로서, 파형의 기본주기 T를 갖는 기본 고조파에 대응하는 더 낮은 주파수를 갖는 주기적인 고주파 전압 파형 V(t)를 가지고 제1 전극(24)에 에너지를 공급하는 단계를 포함하는 상기 이온 흐름의 비대칭을 발생시키는 방법에 있어서,
   구간 [-1, 1]에 대한 시간 및 진폭에서 표준화된 전압 파형 f(u)은 표준화된 톱니파 고주파 함수 f_SAW(u)의 근사도(degree of approximation)를 갖는 근사 파형이고, u는 상기 기본주기 T 동안 시간 t의 비율로서 정의된 표준화된 시간이고;
   상기 표준화된 톱니파 고주파 함수는 기본주기 T의 주기적 패턴을 가지며, 상기 기본 주기 T는 제1 기울기(p1)를 가진 상기 표준화된 전압의 시간 전개의 제1 선형 부분, 및 상기 제1 선형 부분에 바로 후속하고 제2 기울기(p2)를 가진 상기 표준화된 전압의 시간 전개의 제2 선형 부분으로 구성되고, 상기 제1 및 제2 기울기는 상이한 진폭 및 반대되는 부호를 가지고, 상기 패턴의 최소 및 최대는 동일한 단위의 진폭을 가지고;
   상기 근사 파형의 근사도 및 상기 가스 또는 상기 혼합 가스의 전체 압력 P는 충분히 높아서, 상기 제1 전극에서의 이온 흐름과 상기 제2 전극에서의 이온 흐름 사이에서 상기 이온 흐름의 비대칭이 나타나도록 하는 것을 특징으로 하는 이온 흐름의 비대칭을 발생시키는 방법.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 기울기(p1)의 절대값과 상기 제2 기울기(p2)의 절대값 중 가장 작은 절대값이 3.8 이하인 것을 특징으로 하는 이온 흐름의 비대칭을 발생시키는 방법.
3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 주기적인 고주파 전압 파형 V(t)는 미분 가능하고, 1 이상의 정수 p에 의해 파라미터화되고, 수식

   

   에 의해 정의되는 기울기의 비대칭 인수 F에 의해 측정된 기울기의 비대칭성을 가지고,
   V'(t)는 순간 t에서의 상기 파형의 도함수를 나타내고, 및
   F(p)는, 정수 p에 종속적이고 p가 2일 때 0.1과 동일한 임계값보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 이온 흐름의 비대칭을 발생시키는 방법.
4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   표준화된 파형이 가장 완만한 기울기의 절대값이 2.5가 되거나 또는 파형 V(t)의 기울기의 비대칭성 인수 F(2)가 0.1 이상인 표준화된 톱니파 함수일 때, 상기 가스 또는 상기 혼합 가스의 총 압력 P는 가스의 성질에 종속적이고 이온 흐름의 비대칭성이 그 압력 이상에서 상기 제1 전극(24)에서의 이온 흐름과 상기 제2 전극(26)에서의 이온 흐름 사이에서 명확하게 나타나는 압력으로 정의되는 임계 압력 값 P_s(가스)보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 이온 흐름의 비대칭을 발생시키는 방법.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 가스는 아르곤, 수소, O₂, Cl₂, HBr, CF₄, C₄F₈, CHF₃, CO, SiH₄, SiCl₄, SiF₄, CH₄, C₂H₆ 및 동일 구조의 탄소 체인(carbon chain), SF₆, Si₂H₆, SiH_xF_4-x, GeH₄, GeF₄, GeH_xF_4-x, CCl₄, CCl₃F, CCl₂F₂, CF₃Cl, C₂F₆, C₃F₈, C₅F₈, C₅F₁₂, CHF₃, BCl₃에 의해 형성된 세트내에 포함된, 기판상에 재료를 증착하고, 기판을 에칭 및 변조하기 위한 가스이고, 상기 임계 압력 값은 상기 가스가 아르곤일 때 100mTorr와 같은 것을 특징으로 하는 이온 흐름의 비대칭을 발생시키는 방법.
6. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 근사 파형의 근사도는 표준화된 전압 파형 f(u)와 표준화된 톱니파 고주파 함수 f_saw(u)를 분리하는 기능 거리(functional distance) d의 역수와 같고, 상기 기능 거리는 Lebesgue의 기능 거리 L^p에 의해 형성된 세트에 포함되고,
   상기 기능 거리 d가 상기 표준화된 전압 파형 및 상기 표준화된 톱니 고주파 함수를 분리하고 분석식

   

   에 의해 정의된 기능 거리

   

   일 때, 상기 근사도는 1.25 이상이고,
   u는

   

   에 의해 정의된 표준화된 변수인 것을 특징으로 하는 이온 흐름의 비대칭을 발생시키는 방법.
7. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   표준화된 전압 파형 f(u)는 시간 역전에 의해 불변하지 않는 파형, 즉

   

   를 충족하는 실상수(real constant)

   

   가 존재하지 않는 파형이고, u는 상기 표준화된 전압 파형의 표준화된 시간 전개 변수를 가리키는 것을 특징으로 하는 이온 흐름의 비대칭을 발생시키는 방법.
8. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   이동 인덱스(travel index) j에 의해 식별되는 표준화된 전압 파형의 각각의 최대 전류에 대해, 최대 전류(max(j))에 따라 제1 최소 min(j)의 발생 순간 t(min(j))으로부터 최대 전류의 발생 순간 t(max(j))을 분리하는 듀레이션은 상기 제1 최소 min(j)에 바로 후속하는 제1 최대 max(j+1)의 발생 순간 t(max(j+1))와 상기 제1 최소 min(j)의 발생 순간 t(min(j))을 분리하는 듀레이션과 상이한 것을 특징으로 하는 이온 흐름의 비대칭을 발생시키는 방법.
9. 제1항 또는 제2 항에 있어서,
   표준화되기 전의 상기 근사 파형은 제1 고조파 주파수의 정수 n으로 한정된 톱니파 함수를 근사화하는 절단형 시리즈의 전개와 동일하며 수식

   

   으로 기술되고,
   V₀는 원하는 피크 전압(V_pp)을 얻기 위해 조정된 전압 인수이고, 시리즈 전개의 상기 제1 고조파 주파수의 수 n은 2 이상이고, ω는 기본 주파수에 대응하는 각 주파수이고, m은 0과 1 사이에 포함된 실수 파라미터이고, 간격 [0.5-δ4, 0.5+δ4]에 속하는 값 m은 제외되고, δ4는 0.1 이상인 것을 특징으로 하는 이온 흐름의 비대칭을 발생시키는 방법.
10. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    표준화되기 전의 상기 근사 파형은 제1 고조파 주파수의 정수 n으로 한정된 톱니파 함수를 근사화하는 절단형 시리즈의 전개와 동일하며, 수식

    

    에 의해 기술되고,
    V₀는 원하는 피크 전압(V_pp)을 얻기 위해 조정된 전압 인수이고, 시리즈 전개의 상기 제1 고조파 주파수의 수 n은 2 이상이고, ω는 기본 주파수에 대응하는 각 주파수이고,
    

    

    는 간격

    

    및

    

    의 합집합(union)에 포함된 고조파에 대한 공통 위상 시프트이고, δ3은 π/4 이하인 것을 특징으로 하는 이온 흐름의 비대칭을 발생시키는 방법.
11. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    표준화되기 전의 상기 근사 파형은 제1 고조파 주파수의 정수 n으로 한정된 톱니파 함수를 근사화하는 절단형 시리즈의 전개와 동일하며, 수식

    

    에 따라 기술되고,
    V₀는 원하는 피크 전압(V_pp)을 얻기 위해 조정된 전압 인수이고, 시리즈 전개의 상기 제1 고조파 주파수의 수 n은 2 이상이고, ω는 기본 주파수에 대응하는 각 주파수이고,
    

    

    는 간격

    

    및

    

    의 합집합에 포함된 고조파로의 공통 위상 시프트이고, δ2는 π/4 이하인 것을 특징으로 하는 이온 흐름의 비대칭을 발생시키는 방법.
12. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    표준화되기 전의 상기 근사 파형은 제1 고조파 주파수의 정수 n으로 한정된 톱니파 함수를 근사화하는 절단된 시리즈의 전개와 동일하며, 고조파의 수는 3 이상인 것을 특징으로 하는 이온 흐름의 비대칭을 발생시키는 방법.
13. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기울기(p1, p2) 및/또는 파라미터 m은 에너지가 공급된 상기 제1 전극(24)에서의 원하는 전압 파형을 얻기 위해 사용되는 피드백 루프에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는 이온 흐름의 비대칭을 발생시키는 방법.
14. 용량성 결합 플라즈마 리액터에서의 기판의 플라즈마 처리 방법으로서, 상기 플라즈마 리액터는 압력 P 하에서의 가스를 함유하고, 고주파 에너지가 공급되는 제1 전극(24) 및 제2 전극(26)을 구비하는 상기 플라즈마 처리 방법에 있어서,
    처리되는 기판을 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에서 전극에 인접하여 배치하도록 설정하는 단계; 및
    제1 항 또는 제2 항의 방법에 따라 이온 흐름의 비대칭성을 생성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
15. 제14 항에 있어서,
    사용된 상기 가스(6)는 고 반응성이거나 반응성이 거의 없는 다수의 화학종을 생성하고, 및
    에너지 공급 전압의 파형은 반응성 종의 생성을 그것들이 기판의 처리에 유익할 때 전극에 더 이동시키거나 또는 그다지 반응성이 없고 상기 기판의 처리에 대해 유해하게 작용하는 종들을 제거하도록 조정되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
16. 제14 항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 방법은 기판상에 증착하기 위한 플라즈마 방법, 기판을 에칭하기 위한 플라즈마 방법 및 기판 표면을 변경하기 위한 플라즈마 방법에 의해 형성된 세트에 포함되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
17. 고주파 에너지가 공급되는 제1 전극(24) 및 제2 전극(26)을 포함하고, 총 압력 P 하에서 하나의 가스(6) 또는 혼합 가스를 함유하는 용량성 결합형 고주파 플라즈마 리액터(4),
    상기 가스 또는 상기 혼합 가스의 전체 압력(P)을 조절하는 수단(16), 및
    기본 주기 T의 파형의 기본 고조파에 대응하는 더 낮은 주파수를 갖는 주기적인 고주파 전압 파형 V(t)을 생성하기 위해 결합 커패시터(36)를 통해 상기 제1 전극(24)에 연결된 전압 파형 발생기(32),
    를 포함하는 이온 흐름의 비대칭성을 발생시키는 플라즈마 처리 시스템으로서:
    구간 [-1, 1]에 대한 시간 및 진폭에서 표준화된 전압 파형 f(u)은 표준화된 톱니파 고주파 함수 f_SAW(u)의 근사도(degree of approximation)를 갖는 근사 파형이고, u는 상기 기본주기 T 동안 시간 t의 비율로서 정의된 표준화된 시간이고; 및
    상기 표준화된 톱니파 고주파 함수 f_SAW(u)는 기본주기 T를 갖는 주기적 패턴을 가지며, 상기 기본 주기 T는 제1 기울기(p1)를 가진 표준화된 전압의 시간 종속적인 변화의 제1 선형 부분, 및 상기 제1 선형 부분에 바로 후속하고 제2 기울기(p2)를 가진 표준화된 전압의 시간 종속적인 변화의 제2 선형 부분으로 구성되고, 상기 제1 및 제2 기울기는 상이한 진폭 및 반대되는 부호를 가지고, 상기 패턴의 최대 및 최소는 동일한 단위의 진폭을 가지고; 및
    상기 근사 파형의 근사도 및 상기 가스 또는 상기 혼합 가스의 전체 압력 P는 충분히 높아서, 상기 제1 전극에서의 이온 흐름과 상기 제2 전극에서의 이온 흐름 사이에서 상기 이온 흐름의 비대칭성이 나타나도록 하는;
    것을 특징으로 하는 이온 흐름의 비대칭성을 발생시키는 플라즈마 처리 시스템.
18. 제17 항에 있어서,
    상기 가스 또는 상기 혼합 가스의 전체 압력 P를 조정하는 수단(16)과 상기 전압 파형 발생기(32)는 제2 항에 따라 정의된 단계들 중 하나를 적용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이온 흐름의 비대칭성을 발생시키는 플라즈마 처리 시스템.
19. 제17 항 또는 제18 항에 있어서,
    상기 제2 전극은 접지되거나 또는 플로팅 전위(floating potential)에 있는 것을 특징으로 하는 이온 흐름의 비대칭성을 발생시키는 플라즈마 처리 시스템.

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