KR20010041846A

KR20010041846A - 유도적으로 결합된 분산형 플라즈마 소스

Info

Publication number: KR20010041846A
Application number: KR1020007010136A
Authority: KR
Inventors: 브라이언 와이. 푸; 홍칭 쉔; 클래스 브저크맨; 케니 도안; 마이크 웰츠; 리차드 레이몬드 메트
Original assignee: 조셉 제이. 스위니; 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date: 1998-03-14
Filing date: 1999-03-01
Publication date: 2001-05-25
Also published as: US6825618B2; WO1999048130A1; TW417134B; US6568346B2; US20010054383A1; US6273022B1; JP2002507823A; US20030192644A1; WO1999048130A9

Abstract

본 발명은 반도체 처리 챔버에서 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 제 1특징에서, 유도 코일 어레이는 원형 횡단면을 가진 기하학적 표면상에 분산된다. 각각의 코일은 어레이의 두 개의 인접한 코일의 인접 면이 기하학적 표면의 원형 횡단면의 반경에 거의 평행하게 되도록 쐐기 모양을 가진 횡단면을 가진다. 평행한 인접 코일의 면은 코일 어레이에 의하여 생성된 자기장의 방사방향 균일성을 향상시킨다. 제 2특징에서, 유도 코일과 플라즈마사이의 정전기 결합은 파워 공급장치에 각각의 유도 코일을 접속함으로써 최소화되며, 따라서 플라즈마에 가장 가까운 코일의 와이어 턴은 접지 전위에 인접하도록 한다. 일 실시예에서, 각 코일의 인접 단부는 접지에 직접 연결된다. 제 2 및 제 3실시예에서, 두 개의 코일은 각 코일의 근접 단부에서 직렬로 연결된다. 제 2실시예에서, 각각의 코일의 반대("RF핫") 단부는 RF 파워 공급장치의 각각의 안정 출력에 연결된다. 제 3실시예에서, 일 코일의 핫 단부는 RF 파워 공급장치의 비안정 출력에 연결되고, 다른 코일의 핫 단부는 RF 파워 공급장치의 주파수에서 코일과 공진하는 캐패시터를 통하여 접지에 연결된다.

Description

유도적으로 결합된 분산형 플라즈마 소스 {DISTRIBUTED INDUCTIVELY-COUPLED PLASMA SOURCE}

에칭 및 증착과 같은 반도체를 제조하기 위한 많은 공정은 플라즈마에 의하여 향상되거나 플라즈마에 의하여 지원된다; 즉, 이들 공정은 진공 챔버내에 플라즈마 상태로 여기된 처리 시제(reagent)를 이용한다. 일반적으로, 플라즈마는 고주파(RF) 전기 파워를 처리 가스 혼합물에 결합함으로써 여기된다. RF 전기장은 플라즈마를 형성하기 위하여 처리 가스 혼합물의 원자를 해리시킨다.

처리 가스에 RF 파워를 결합시키는 방법중 하나는 유도성 결합인데, 여기서 RF 파워 공급장치는 유도성 코일에 연결되고 유도성 코일은 챔버 내부 또는 유전체인 챔버 벽의 일부의 외부 근처에 배치된다. 용량성 결합된 플라즈마 소스에 비하여, 유도성 결합된 플라즈마 소스의 장점은 반도체 워크피스상에 DC 바이어스 전압과 독립적으로 플라즈마에 공급된 RF 파워를 제어할 수 있다는 것이다.

유도 코일은 일반적으로 진공 챔버의 실린더형 측벽을 둘러싸거나 또는 챔버의 원형 상부벽 상에 장착되는 솔레노이드와 같은 형상이다. 다른 통상적인 유도 코일은 챔버의 원형 평면 상부벽 또는 돔형 상부벽 상에 배치되는 평면 또는 반평면 나선형 형태이다. 솔레노이드 및 나선형 코일은 반도체 워크피스쪽으로 코일 축을 따라 연장되는 RF 전자기 필드의 바람직하지 못한 생성을 분할한다. 워크피스 근처의 큰 RF 필드는 워크피스상에 제조되는 반도체 디바이스에 손상을 주기 때문에 바람직하지 못하다.

1995년 7월 25일 공고된 오글의 미국특허 5,435,881은 반도체 워크피스 근처의 RF 자기장을 최소화하는 유도적으로 결합된 플라즈마 소스를 개시한다. 이는 처리 챔버의 유전체의 원형 상부벽 상에 분산된 유도성 코일 어레이를 이용한다. 각각의 코일의 축은 챔버 상부벽 및 반도체 워크피스에 수직이고 인접한 코일은 이상(out of phase)으로 연결되어 반대 극성의 자기장이 형성되도록 한다. 이러한 배치는 상부벽 근처의 "인접 필드"에 "첨점(cusp)" 자기장 패턴을 형성하고, 이는 처리 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 그러나, 워크피스 근처의 "근접 필드"에서, 반대 극성의 자기장은 상쇄되고 따라서 워크피스근처의 자기장 강도는 무시될 수 있고, 이에 의하여 제조되는 반도체 디바이스에 대한 손상 위험이 최소화된다.

오글 특허의 단점은 RF 자기장이 유도 코일 어레이 주변 근처에서 균일하지 않다는 것이다. 특히, 오글 특허의 자석 어레이의 주변은 균일한 간격을 가진 번갈아 형성된 극성의 자극의 중심 패턴을 이탈시킨다. RF 필드에서 상기와 같은 공간적인 불균일은 플라즈마 보강 반도체 제조 공정에서 원치 않는 공간 비균일성을 야기시킬 수 있다.

본 발명은 반도체 처리 챔버에 사용하기 위한 유도적으로 결합된 플라즈마 소스에 관한 것이다.

도 1은 본 발명을 이용하는 플라즈마 챔버의 부분 개략, 단면 측면도이다.

도 2는 챔버의 유도 코일 어레이의 평면도이다.

도 3은 도 2의 유도 코일 어레이의 부부 개략, 사시도이다.

도 4는 도 1-3의 유도 코일중 하나의 사시도이다.

도 5는 도 1-3의 유도 코일중 하나의 단면도이다.

도 6은 도 5의 유도 코일의 확대 사시도이다.

도 7은 방위각 방향의 자기 첨점 필드를 도시하는 반 원형 섹션 경로를 따른 유도 코일 어레이의 단면도이다.

도 8은 RF 파워 및 전기적 접지사이에 평행하게 접속된 두 개의 인접 코일의 전기적 개략도이다.

도 9는 RF 파워 공급장치의 안정 출력에 연결된 두 개의 직렬 연결된 인접 코일의 전기적 개략도이다.

도 10은 하나의 코일이 캐패시터를 통하여 접지에 연결된 신규한 특성을 포함하는, RF 파워 공급장치의 비안정 출력에 연결된 두 개의 직렬 연결된 인접 코일의 전기적 개략도이다.

도 11은 중심 코일을 포함하는 선택적인 유도 코일 어레이의 평면도이다.

도 12는 도 11의 유도 코일 어레이의 부분 개략 사시도이다.

도 13은 동심 코일을 가진 선택적인 유도 코일 어레이의 평면도이다.

도 14는 실린더형 유도 코일로된 사각 어레이의 평면도이다.

도 15는 각각의 코일이 사각 횡단면을 가진 유도 코일의 사각 어레이의 평면도이다.

본 발명은 반도체 처리 챔버에서 전기 파워를 플라즈마에 유도적으로 결합하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

하나의 양태에서, 본 발명은 원형 횡단면을 가진 기하학적 표면상에 분산된 유도 코일 어레이를 포함한다. 독특하게, 각각의 코일은 쐐기형 횡단면을 가지고 있어 어레이에서 두 개의 인접한 코일의 인접 면은 기하학적 표면의 원형 횡단면의 반경과 거의 평행하게 된다.

본 발명은 우수한 공간 균일성, 즉 방사상 차원 및 방위각 차원 모두에서의 균일성을 가지는 플라즈마 챔버에서 반도체 워크피스에 인접하게 플라즈마를 생성할 수 있다. 플라즈마는 우수한 방사상 균일성을 가지는데, 이는 인접 코일의 인접 면이 거의 평행이기 때문이다. 또한 방위각 균일성을 가지는데, 이는 코일이 기하학적 표면에 대하여 방위각상으로 동일한 간격을 가지기 때문이다.

본 발명은 넓은 범위의 챔버 압력에 걸쳐 동작하기에 적합할 수 있다. 일부 통상적인 설계는 공진 주파수에서 전자를 연속적으로 가속시킴으로써 플라즈마에 에너지를 결합시키고, 이는 전자의 평균 자유 경로가 자극사이의 간격보다 크도록 하기에 충분히 낮은 챔버 압력에서만 달성될 수 있다. 이와 대조적으로, 본 발명은 전자의 연속적인 가속을 요구하지 않으며, 따라서 낮은 챔버 압력에서의 동작에 제한되지 않는다.

본 발명은 어레이에 유도 코일을 추가함으로써 크거나 또는 상이한 형상의 플라즈마 챔버에 용이하게 적용될 수 있다. 상이한 공정 및 상이한 챔버 사이즈와 형상에 대하여 본 발명의 설계를 최적화하는 것이 수월한데, 이는 두 개의 인접한 코일에 의하여 분산되는 플라즈마가 두 개의 코일 근처에 집중되기 때문이다. 이와 대조적으로, 단일 유도 코일을 이용하는 통상적인 설계를 이용하는 것은 부적절하다.

바람직하게, 기하학적 표면은 처리 챔버의 한 단부에 있는 평면의 원형 유전체 벽의 표면이며, 코일 어레이는 이 벽의 외부 표면에 장착된다. 선택적으로, 코일 어레이는 진공 챔버내에 배치될 수 있으며, 이 경우 기하학적 표면은 물리적 대상이 아니며 단지 기하학적 형상이다.

바람직한 실시예에서, 인접 코일은 반대 극성의 자기장을 형성한다, 바람직하게, 많은 통상적인 유도 코일 설계와 달리, 인접 코일에 의하여 유도된 와전류는 부가적으로 서로 보강되는 것이 아니라 서로 상쇄되어 챔버 벽(12)의 주변에는 어떠한 와전류도 순환되지 않는다.

본 발명의 상기 실시예는 원형 반도체 웨이퍼를 처리하는 실린더형 플라즈마 챔버에 이상적이다. 평면 디스플레이와 같은 사각 워크피스를 처리하는데 적합한 선택적인 실시예에서, 유도 코일은 원형 어레이가 아닌 사각 어레이 또는 매트릭스로 배열된다. 사각 어레이에서, 코일은 특정 형상을 가질 필요가 없으며, 예를 들어 횡단면에서 원형 또는 사각일 수 있다. 플라즈마의 측방향 균일성을 최대화하기 위하여, 인접 코일 주변사이의 측방향 또는 횡단 간격 "W"는 인접 코일의 모든 쌍에 대하여 동일하여야 한다. 코일은 인접 코일이 반대 극성의 RF 자기장을 형성하도록 각각의 극성으로 RF 파워 공급장치에 접속된다.

본 발명의 제 2태양에서, 각각의 유도 코일은 플라즈마에 가장 가까운 각각의 코일의 단부의 합이 거의 접지 단자 또는 그 근방이 되도록 파워 공급장치에 연결된다. 본 발명의 이러한 태양은 유도 코일과 플라즈마사이의 용량성(정전기) 결합을 최소화하여 코일에 인접한 챔버 벽의 스퍼터링을 최소화한다.

일 실시예에서, 플라즈마에 가장 가까운 각각의 코일 단부는 전기적인 접지에 직접 연결되고 코일의 반대쪽 단부는 RF 파워 공급장치의 비안정 출력에 연결된다. 제 2 및 제 3실시예에서, 두 개의 코일은 플라즈마에 가장 가까운 각각의 코일의 단부를 서로 연결시킴으로써 직렬로 접속된다. 제 2실시예에서, 각 코일의 반대쪽("RF 핫") 단부는 RF 파워 공급장치의 안정 출력에 연결된다. 제 3실시예에서, 한 코일의 핫 단부는 RF 파워 공급장치의 비안정 출력에 연결되며, 다른 코일의 핫 단부는 RF 파워 공급장치의 주파수에서 상기 코일과 공진하는 캐패시터를 통하여 접지에 연결된다.

본 발명의 제 3태양은 접지 전위에 가까운 두 개의 코일사이의 접합부를 유지하도록 비안정 파워 공급장치 출력에 두 개의 코일을 결합시키는 전술한 제 3실시예에 이용되는 회로이다. 이 회로는 코일이 플라즈마 챔버와 관련 없이 신규하고 가치가 있다.

도 1은 본 발명을 이용하는 플라즈마 챔버를 도시한다. 도시된 챔버는 실리콘 웨이퍼 상에 유전체 필름을 플라즈마 증강 에칭하고자 하는 것이지만, 본 발명은 에칭, 화학 기상 증착 또는 스퍼터 증착과 같은 반도체 제조 공정에 이용되는 어떠한 챔버에도 동일하게 이용될 수 있다.

진공 챔버는 실린더형 알루미늄 측벽(12), 원형 알루미늄 바닥벽(14) 및 알루미늄 산화물(Al₂O₃, 일반적으로 알루미나라고 함), 알루미늄 질화물 또는 실리콘 카바이드와 같은 유전체로 이루어진 원형 상부벽 또는 뚜껑(10)을 가진다. 알루미나가 바람직하데, 이는 우선적으로 알루미나는 많은 다른 플라즈마 챔버 설계에서 유전체로서 성공적으로 이용되었고 또한 다른 고안된 유전체보다 저렴하기 때문이다.

챔버 측벽 및 바닥벽은 전기적으로 접지된다. 알루미늄 캐소드 전극(16)은 챔버의 실린더형 축에 수직으로 향하며 유전체지지 쉘프(shelf)(18)에 의하여 접지된 챔버 벽과 절연되어 있다. 실리콘 웨이퍼(도시 안됨)와 같은 반도체 워크피스는 기계적 클램프 링 또는 정전기 척과 같은 통상적인 수단에 의하여 캐소드 전극의 상부면상에 배치된다. 상기와 같은 챔버 구성은 통상적이다.

처리 가스(22)는 뚜껑(10) 하부의 챔버 측벽(12)주위에 방위각방향으로 일정 간격을 가진 몇 개의 가스 인입구(도시 안됨)를 통하여 챔버에 유입된다. 제 1 및 제 2 RF 파워 공급장치(32, 34)는 RF 파워를 챔버 내부(100)에 접속하여 처리 가스로부터 플라즈마가 형성되도록 한다.

도시되지 않았지만 배출 펌프는 챔버 바닥 벽(14)의 배출 포트(24)의 외부에 배치된다. 펌프는 꾸불꾸불한 배출 배플(25)을 통하여 챔버로부터 처리 가스 및 반응 부산물을 배출하여 배출 포트(24)로 배출한다.

배출 배플(25)에 의하여 형성되는 꾸불꾸불한 배출 경로는 플라즈마가 배출 포트에 도달하는 것을 차단하는 기능을 한다. 배출 배플은 양극처리된 알루미늄 외부 라이너(26) 및 내부 라이너(27)의 중첩된 측방향 연장에 의하여 형성된다. 라이너들은 세척을 용이하게 하기 위하여 제거가능하다. 꾸불꾸불한 배출 배플 및 라이너는 샌 등에 의하여 1996년 6월 20일자로 출원되었으며 본 발명의 양수인에게 양도된 미국출원 SN 08/666,981에 상세히 설명되었으며, 여기에 참고된다.

외부 라이너(26)의 상부 단부는 안쪽으로 연장되는 환형 쉘프(28)를 포함하는데, 상기 쉘프 상에는 뚜껑(10)이 중간 O-링(29)과 함께 안착되어 진공 밀봉을 제공한다. 외부 라이너의 가스 경로는 인입 포트에 처리 가스(22)를 제공한다.

제 1RF 파워 공급장치(32)는 제 1임피던스 매칭 네트워크(31)를 통하여 유전체 챔버 뚜껑(10)상에 배치된 신규한 유도 코일 어레이(30)에 전기적 파워를 제공한다. 각각의 어레이(30)의 코일(40, 42)은 챔버 축에 평행한, 즉 챔버 뚜껑 및 반도체 워크피스에 수직인 축을 주위로 감겨있다. 유도 코일을 통하는 RF 전류는 뚜껑 바로 아래의 챔버 영역에 RF 전자기장을 형성하여 RF 파워가 플라즈마에 결합되도록 하고 이에 의하여 플라즈마 밀도를 증강시키도록 한다(도 7은 RF 자기장 라인(120)을 도시함).

통상적으로, 제 2임피던스 매칭 네트워크(33)는 제 2RF 파워 공급장치(34)를 용량적으로 캐소드 전극(16)에 결합하여 접지된 챔버 벽에 대하여 캐소드 전극상의 음의 DC 바이어스 전압을 생성하도록 한다. 캐소드 전극(16)상의 음의 바이어스 전압은 처리 가스 혼합물로부터의 이온을 반도체 워크피스쪽으로 흡인하여, 워크피스 표면상에 현재 필름을 에칭하거나 또는 표면상에 새로운 필름을 증착하는 통상적인 공정과 같이 처리 가스가 워크피스 표면상에 원하는 반도체 제조 공정을 수행하도록 한다.

도 2-4 및 6은 어레이(30)의 8개의 각각의 유도 코일(40, 42)의 쐐기 형상을 도시하며, 상기 코일은 챔버 뚜껑(10)의 방위각 주위에 일정하게 배치된다. 도 4-7에 도시된 바와 같이, 각각의 코일(40, 42)은 중공 코일 틀(50)을 주위로 감긴 다수의 턴 수의 구리 와이어(43)를 가진다. 각각의 코일 틀은 도 2-4에 도시된 바와 같이 쐐기 형상의 상부면(54)을 가지며, 각각은 도 4-6에서 도시된 면의 측면으로부터 보았을 때 U자형 단면을 가진다. 특히, 각각의 코일 틀(50)은 구부러지고, 사각형의 넓은 외부면(53); 사각형의 쐐기 모양의 상부면(54); 및 구부러지고 좁은 내부 팁 표면(55)으로 이루어진다. 각각의 코일 틀의 방위각 면(44)은 도 4-7에서 도시된 바와 같이 완전하게 개방되어 있다.

각각의 코일 틀(50)은 유전체로 구성되어 코일 권선이 전기적으로 단락되지 않고 틀과 접촉될 수 있도록 한다. 코일 틀은 바람직하게 매우 낮은 유전률을 가지고 있어 코일 권선 사이의 기생 캐패시턴스를 최소화하고 이에 의하여 코일의 자기 공진 주파수를 상승시키도록 한다. 본 발명에서 바람직한 코일 틀 재료는 테프론이다.

챔버 뚜껑(10)을 개방하지 않고 단일 유니트로서 유도 코일 어레이를 용이하게 장착하고 제거하기 위하여, 8개의 쐐기 모양 코일 틀(50)이 단일의 디스크형 베이스(56)에 압입식 패스너(51)에 의하여 부착된다. 바람직한 실시예에서, 베이스(56)는 코일 틀용으로 이용되는 테프론보다 높은 기계적 강도를 가진 플라스틱 물질로 구성된다. 바람직한 플라스틱은 상표 Ultem으로 듀폰에 의하여 판매된다. 이는 카본을 포함하는 "black Ultem"과 구별하기 위하여 "natural Ultem"이라고 불린다.

바람직하게, 각각의 유도 코일(40, 42)은 자기 코어(52)를 감싼다. 자기 코어(52)는 자기장을 집속하고 형성하여, 인접 코일(40, 42)사이에서 연장하는 자기 플럭스 라인(120)이 도 7에 도시된 각각의 코일의 하부 축 단부 사이에서 플라즈마 챔버의 내부9100)을 통하여 연장하는 아아크를 일차적으로 집속하도록 한다. 자기 코어(52)가 없으면, 많은 부분의 자기 플럭스가 뚜껑(10)위의 코일의 중앙 턴(43)사이에 측방향으로 연장하도록 한다. 다시 말해, 자기 코어(52)는 플라즈마가 차있는 챔버 내부 영역(100)에 자기 플럭스(120)를 집속하여 유도 코일(40, 42)이 RF 파워를 플라즈마에 접속하는 효율을 향상시키도록 한다.

바람직한 실시예에서, 각각의 유도 코일의 자기 코어는 약 40 내지 60의 자기 투자율을 가진 마그네슘 아연 소프트 페라이트로 이루어진 12개의 바(52)로 구성된다. (우리가 테스트한 페라이트 공급자는 투자율이 60이라고 주장하였으나, 기준 책자에는 마그네슘 아연 페라이트는 투자율이 40임을 나타내었다).

페라이트 바의 공기 냉각이 되도록, 페라이트 바는 일정간격을 가진다. 페라이트 바 사이의 갭은 공기로 채워진다. 페라이트 바의 간격 및 정렬을 유지하기 위하여, 각각의 바의 상부는 코일 틀(50)의 상부(54)에서 별개의 개구부에 배치되며, 각각의 바의 바닥은 베이스 플레이트(56)에서 별개의 개구부에 배치된다. 베이스 플레이트의 개구부는 챔버 뚜껑(10)에 인접하도록 각각의 페라이트 바의 바닥을 낮추는 장점을 가지고 있어 유도 코일 어레이(30)에 의하여 챔버에 형성된 자기장의 강도를 최대화하도록 한다.

코일은 RF 전류 파형의 절반 주기 중에, 코일 절반(40)을 통하여 흐르는 전류가 시계방향이 되도록 하고 나머지 코일 절반(42)을 통하여 흐르는 전류는 반시계방향이 되도록 제 1RF 파워 공급장치(32)에 연결되며, 두 극성의 코일은 어레이의 방위각 주위에 엇갈려 배치된다. 도 2 및 7은 연속적인 코일(40, 42)을 엇갈려 S 및 N으로 표시함으로써 이러한 교번적인 배열을 도시하였으며, 이에 의하여 RF 전류 파형의 절반 사이클 중에 각각의 코일에 의하여 형성된 자기장을 나타내도록 한다. 다음 절반 사이클 중에, S 및 N극은 바뀐다.

유도 코일 어레이로부터의 교번적인 극성의 자기장은 "인접 필드"(즉, 챔버 뚜껑(10) 근처)에 발생되며, 이에 의한 자기장은 도 7의 자기장 라인(120)에 의하여 도시된 바와 같이 "첨점"을 가진다.

각각의 코일은 두 개의 인접 코일의 인접한 면(44)이 거의 평행이 되도록 쐐기 모양을 가진다. 뚜껑의 중심을 제외하고, 두 개의 방위각방향으로 인접한 코일사이의 방위각 갭("W")는 모든 방사상 위치에서 동일하여, 코일이 방사상으로 균일하게 자기장을 생성하도록 한다.

유도 코일 어레이의 바닥으로부터의 거리가 증가하면, 자기장 강도는 무시할만한 정도로 급격히 감소되는데, 이는 반대 극성의 자기장 라인이 다른 극성의 자기장 라인을 상쇄시키기 때문이다. 자기장 강도가 뚜껑에 인접한 자기장 강도보다 적어도 한배 또는 두배 정도 작은 코일 어레이 바닥으로부터 충분히 먼 챔버내의 영역을 "원거리 필드"라고 한다. 자기 첨점 필드(120)가 챔버로 연장되는 거리를 "관통 거리"라고 한다. 즉, 관통 거리는 "인접 필드"의 깊이이다.

바람직하게, 반도체 워크피스(캐소드 전극(16)상에 장착된)는 유도 코일 어레이로부터 충분히 멀리 배치되어 자기장 세기가 무시될 만한 원거리 필드에 있도록 한다. 이는 두 가지 이유에서 바람직하다.

첫째, 반도체 워크피스에서의 자기장의 최소화는, 자기장 최소화의 중요성이 수행되는 반도체 제조 공정의 다른 파라미터 및 이미 워크피스상에 제조된 도체 및 반도체 구조에 따르지만, 때때로 워크피스상에 제조되는 반도체 디바이스의 손상 위험을 최소화하도록 한다.

두 번째, 관통 거리이상의 코일 어레이로부터의 거리에 워크피스를 배치하는 것은 인접 필드의 자기장 강도의 집중된 공간 비균일성을 평활화한다. 특히, 플라즈마 성장이 가장 밝아짐을 관측했는데, 이는 인접 코일 사이의 갭 근처에서 자기장이 가장 강하다는 것을 나타낸다. 워크피스가 코일 어레이에 너무 가까우면, 워크피스에 대한 처리 레이트는 코일사이의 갭과 코일 중심에 대응하여 최대 및 최소를 나타낸다. 반대로, 자기장의 관통 거리 이상으로 거리를 증가시키면, 플라즈마 밀도는 확산에 의하여 점진적으로 균일해진다. 따라서, 워크피스가 관통 거리이상으로 배치될 때, 반도체 제조 공정은 우수한 공간 균일성을 가진다.

유도 코일 어레이는 인접 필드에서 플라즈마 밀도를 증강시키기 때문에, 원거리 필드(유도 코일 어레이로부터 자기자의 관통 거리 이상)에서의 플라즈마 밀도는 인접 필드에서의 플라즈마 밀도보다 낮다. 따라서, 워크피스상의 처리 레이트는 만약 워크피스가 관통 거리 이상으로 배치된다면 바람직하지 못하게 감소된다. 예를 들어, 실리콘 웨이퍼상의 실리콘 산화물 필름을 에칭하는 공정을 이용하여 수행된 테스트에서, 에칭 레이트는 코일 어레이와 워크피스(웨이퍼)를 서로 인접하게 배치할 경우 증가됨을 발견했다. 따라서, 코일 어레이의 관통 거리 및 워크피스의 배치 위치에 대한 설계는 워크피스가 관통 거리에 인접할 때의 처리 레이트 개선과 워크피스가 관통 거리 이상일 때의 처리 공간 균일성의 개선사이에서 균형과 관련된다.

플라즈마 밀도는 코일 어레이(30) 근처에서 방사상 분포를 가지는데, 이는 워크피스 근처에서의 방사상 분산과 완전히 다르다. 특히, 플라즈마로부터의 이동이 코일 어레이 근처에서 워크피스쪽으로 이동될 때, 챔버의 주변(및 워크피스의 주변) 근처의 플라즈마 밀도는 챔버 측벽(12)에서 이온의 재결합에 의하여 감소되려고 한다. 따라서, 워크피스 근처에서 플라즈마 밀도의 방사상 균일성을 최대화하기 위하여, 코일 어레이의 자기장 패턴은 바람직하게 밀도가 방사방향으로 불균일한 플라즈마를 생성하여야 하며, 특히 상기 플라즈마의 밀도는 코일 어레이의 중심에서보다 코일 어레이의 주변근처에서 강하다. 따라서, 전술한 실시예에서, 코일 어레이(30)는 유도 코일이 없는 중심 영역을 가지고 있어 코일 어레이의 주변 근처에 최대 RF 자기장을 생성하도록 한다. 플라즈마가 코일 어레이 근처에서 워크피스쪽으로 이동할 때 측방향 확산은 중심축 근처에서 플라즈마 밀도를 증가시키고 워크피스 근처에 방사상으로 균일한 플라즈마 밀도가 발생되도록 한다.

챔버 측벽(12) 근처에서 플라즈마 밀도를 추가로 최대화하기 위하여, 코일 어레이의 직경은 바람직하게 챔버의 직경과 가깝거나 그 보다 크다. 상기 바람직한 실시예에서, 이는 커버(58)에 가능한 한 가깝게 코일의 외부 에지(53)를 배치시킴으로써 이루어진다. 바람직하게, 본 발명은 커버 또는 측벽에 큰 와전류를 발생시키지 않고도 커버(58) 또는 챔버 측벽(12)에 코일을 가깝게 배치할 수 있도록 한다.

와전류는 RF 파워 공급장치(32)로부터의 파워를 열로서 소모하여 플라즈마에 결합되는 파워를 감소시키기 때문에 바람직하지 못하다. 본 발명에서, 개별 코일(40 또는 42)이 챔버 벽에 와전류를 유도할 정도로, 전체 코일 어레이(30)에 의하여 유도된 누적된 와전류가 최소화되는데, 이는 인접 코일이 반대 극성의 자기장을 가지고 있어 반대 극성의 와전류를 유도하기 때문이다. 따라서, 많은 통상적인 유도 코일 설계와 달리, 인접 코일에 의하여 유도된 와전류는 서로 증강되는 것이 아니고 상쇄되어, 챔버 벽(12)의 주변에 어떠한 와전류도 순환되지 않는다.

도시된 바람직한 실시예는 8인치 직경의 실리콘 웨이퍼를 제조하는 플라즈마 챔버에 이용되기에 적합하다. 이 실시예에서, 코일 어레이의 직경은 12인치(30cm)이고, 각각의 코일의 길이 또는 높이는 2인치(5cm)이다. 인접 코일의 병행 면(44)사이의 갭(W)은 1.25인치(3.2cm)이다. 양쪽 코일의 팁(55)사이의 코일 어레이의 중심 영역의 직경(D)은 3.9인치(9.9cm)이다. 각각의 코일은 구리 와이어(43)로된 3과 3/4턴을 가진다. 알루미나 세라믹 뚜껑(10)은 직경이 12인치(30cm)이고 두께는 0.65인치(1.65cm)이다. 캐소드 전극(16)은 뚜껑 3인치(7.6cm)아래에 8인치 실리콘 웨이퍼(3)를 지지한다.

8인치 실리콘 웨이퍼상의 실리콘 산화물층을 에칭하는 표준 공정을 이용하는 이 실시예의 테스트에서, 에칭은 공간적으로 균일하게 이루어지고, 페라이트 코어 또는 쐐기 모양 코일의 형상에 따라 웨이퍼상에 에칭된 패턴을 관측할 수 없었다. 일 퍼센트와 동일한 1시그마 공간 불균일성 에칭 레이트를 측정했다(3mm에지 제외). 상기와 같은 우수한 에칭 레이트 균일성은 웨이퍼에서 자기장 강도가 무시될 수 있고 뚜껑 근처의 자기장 균일성이 웨이퍼상에 우수한 공정 균일성을 얻기에 적합하다는 것을 의미한다.

자기장의 형상 및 균일성은 다음 치수의 상대 값에 의하여 영향을 받는다. 즉, 코일의 축 길이 또는 높이 "H"; 인접 코일사이의 방위각 갭 "W"; 코일에 의하여 점유되지 않은 코일 어레이의 중심 영역의 직경, 즉 방사적으로 대향하는 코일의 팁에 의하여 경계되는 직경 "D"(도 2 및 5참조); 및 방위각방향으로 인접한 코일사이의 각진 중심 대 중심 간격.

방위각 갭(W) 및 방위각방향으로 인접한 코일사이의 각진 중심 대 중심 간격은 중요한 설계 파라미터인데, 이들이 는 챔버 뚜껑(10) 하부에서 챔버 내부9100)으로 자기 첨점 필드가 연장하도록 하는 "관통 거리"에 영향을 주기 때문이다. 코일사이의 방위각 갭(W) 및 코일사이의 각진 중심 대 중심 간격을 증가시키는 것은 자기장의 관통 거리를 증가시킬 것이다. 자기장의 관통 거리의 최적화는 유도 코일 어레이(30)의 설계시 방위각 갭을 선택할 때 우선적으로 고려되어야 한다.

자기장의 최적의 관통 거리는 처리 레이트 및 공간 균일성의 균형을 동일하게 고려한다. 관통 거리의 증가는 RF 파워가 결합되는 뚜껑 하부에 플라즈마를 증가시키기 때문에 바람직하다. 그러나, 관통 거리의 감소는 자기장이 무시될 만한 원거리 필드에 유지되는 동안 반도체 워크피스가 코일 어레이(30)에 가까이 배치되도록 하기 때문에 바람직할 수 있다. 주어진 관통 거리에서, 관통 거리이상의 워크피스의 거리는 전술한 바와 같이 처리 레이트 및 공간 균일성에 영향을 준다.

전술한 바람직한 실시예에서, 워크피스가 단지 뚜껑의 3인치 아래에 있을 경우에도, 워크피스에서의 자기장은 무시될 수 있으며, 이는 전술한 테스트에서 방위각 방향으로의 에칭 레이트 변동이 없음을 의미한다. 따라서, 자기장의 유효 관통 거리는 3인치 이하여야 한다.

설명된 바람직한 실시예는 챔버 뚜껑(10)의 방위각 주위에 배치된 8개의 쐐기 모양 코일940, 42)을 이용한다. 따라서, 인접 코일사이의 각진 중심 대 중심 간격은 360°/8=45°이다. 코일 수의 증가 및 이에 의한 코일사의 각진 간격의 감소는 두 가지 효과를 발생시키는 것으로 예상된다. 첫째, 워크피스 근처의 플라즈마의 방위각 균일성을 개선한다. 둘째, 코일 사이의 방위각 갭(W)이 코일사이의 각진 간격의 감소에 비례하면, 챔버로의 자기장의 관통 거리는 전술한 바와 같이 감소된다.

방위각 갭(W) 또는 각진 중심 대 중심 간격을 조절함으로써 자기장의 관통 거리를 조절하는 전술한 설명은 코일에 의하여 생성된 자기장이 만약 인접 코일이 반대 극성이 아닌 동일 극성을 가지고 있을 경우 각각의 코일 바로 밑이 아니라, 도 7의 필드 라인으로 도시된 바와 같이 주로 인접 코일 사이의 갭에 나타냄을 보여준다.

치수가 전술한 바와 같은 바람직한 실시예에서, 코일 높이 대 방위각 갭(W)의 비는 약 1.6, 즉 H:W=1.6:1이다. 방위각 갭(W)이 1.25인치에서 5인치로 증가되어, 갭이 코일 높이보다 2.5배 크고 이에 의하여 비율이 역전되는, 즉 H:W=1:2.5가 되는 실시예에 대한 테스트가 수행되었다. 상기 테스트는 워크피스의 영역상의 최대 에칭 레이트 영역이 에칭 코일 밑임을 보여주었다. 이는 각각의 코일에 의하여 발생된 자기장이 H:W=1.6:1일 때 인접 코일사이에 연장되는 것이 아니라 H:W=1:2.5일 때 코일 밑에 집중되는 것을 나타낸다.

이 결과로부터 추정해보면, H:W는 바람직하게 1이상이여야 한다. 즉, 각각의 코일 바로 밑에 집중되는 것이 아니라 코일 사이의 갭사이에 균일하게 연장되는 자기장 패턴을 얻도록 축방향 코일 길이 또는 높이는 인접 코일사이의 방위각 갭(W)보다 커야 한다. 상기와 같은 패턴은 워크피스 근처에 플라즈마의 최적의 공간 균일성을 제공하며, 전술한 바와 같이 자기장의 관통 거리를 조절하도록 한다.

중앙 영역의 직경(D)이 인접 코일사이의 방위각 갭(W)에 비하여 너무 크면, 코일 어레이의 중심 근처에서 자기장 강도가 떨어진다. 전술한 바와 같이, D=3.9인치이고 W=1.25인치일 때 우수한 처리 균일성을 관찰했다. 반대로, 직경(D)이 방위각 갭(W) 또는 그 보다 작은 값으로 감소되면, 모든 코일은 본 발명자들이 아직 테스트하거나 분석하지 않은 복잡한 방식으로 중심이 강하게 상호작용하기에 충분할 만큼 가까워진다. 따라서, 이에 의한 자기장의 패턴을 예측할 수 없다.

본 발명의 장점중 하나는 여러 공정 및 여러 챔버 사이즈와 형상에 대한 설계가 용이하다는 것인데, 이는 두 개의 인접 코일에 의하여 분산된 플라즈마 증강이 두 개의 코일 근처에 집중되기 때문이다. 예를 들어, 플라즈마 밀도 또는 처리 레이트가 가장 낮거나 높은 반도체 워크피스의 영역에 가장 가까운 코일에 의하여 생성된 자기장을 증가 또는 감소시킴으로써 본 발명을 최적화하여 공간 균일성을 최대화하는 것이 용이하다. 다른 예에서, 본 발명은 간단히 코일을 추가하거나 그리고/또는 각 코일 사이즈를 증가시킴으로써 큰 챔버에 적용될 수 있다.

다른 실시예에서, 본 발명은 원형 어레이가 아닌 사각 어레이 또는 매트릭스 형태로 코일을 배치함으로써 사각 평면 디스플레이를 제조하는 사각 챔버에 적용될 수 있다. 워크피스 근처에서 플라즈마 밀도의 측방향 균일성을 최대화하기 위하여, 인접 코일의 주변사이의 측방향 또는 횡단 간격"W"는 인접 코일의 모든 쌍에 대하여 동일하여야 한다. 원형 반도체 웨이퍼를 제조하기 위하여 이용되는 것과 같은 원형 횡단면을 가진 전술한 챔버에서, 상기와 같은 균일한 간격"W"는 쐐기 모양 코일을 이용하여 최상으로 달성된다. 사각형 반도체 워크피스를 제조하기 위한 사각형 횡단면을 가진 챔버에서, 균일한 간격"W"는 코일 주변사이의 갭"W"가 균일하다면 각각의 유도 코일의 모양과 별개로 달성된다. 도 14는 코일이 실린더형인 유도 코일(40, 42)의 사각 어레이를 도시한다. 즉, 각각의 코일은 원형 횡단면을 가진다. 도 15는 각각의 코일이 사각 횡단면을 가진 사각 어레이를 도시한다.

뚜껑(10)의 온도를 조절하는 것은 적어도 두 가지 이유에서 중요하다. 첫째, 뚜껑의 온도(및 플라즈마에 노출된 그 외의 챔버 표면의 온도)는 플라즈마 공정의 성능에 상당한 영향을 준다. 따라서, 뚜껑의 온도는 일정한 공정 성능을 가지도록 조절되어야 한다. 두 번째, 뚜껑 상에 중합체를 불가피하게 증착하는 공정에서, 과도한 온도 변동은 중합체가 조각나게 하고 워크피스를 오염시킬 수 있다.

뚜껑의 온도는 플라즈마가 챔버에 존재하는 동안 상승되려고 하는데, 이는 플라즈마로부터의 열 흡수 및 코일(40, 42)로부터 열 및 RF 에너지 흡수 때문이다. 반대로, 뚜껑의 온도는 워크피스가 챔버로부터 착탈되거나 로딩되는 시간 동안 플라즈마가 없는 동안 하강된다.

뚜껑의 온도를 조절하기 위하여, 뚜껑의 바람직한 실시예는 채널(도시 안됨)을 포함하며, 이를 통하여 유전체 냉각 유체, 바람직하게 탈이온 수 및 에틸렌 그리콜 혼합물을 펌핑한다. 외부 제어 시스템은 50℃에서 냉각 유체의 온도를 조절한다.

각각의 코일(40, 42)이 설명된 바람직한 실시예에서처럼 자기 코어(52)를 포함하면, 자기 코어의 온도를 조절하는 것 역시 중요한데, 이는 대부분의 자석 물질의 자기 투자율은 온도에 종속하기 때문이다. 대부분의 페라이트 물질에 대하여, 자기 투자율은 소정 임계 온도에서 온도에 따라 최대값까지 증가되며 임계치 이하의 온도에서 감소한다. 본 발명에 사용되는 특정 마그네슘 아연 페라이트에서는, 임계 온도가 약 100℃이다.

자기 코어의 온도가 임계 온도 이상이면, 온도가 제어되지 않고 증가될 위험(열적 상승)이 있는데, 이는 자기 코어의 온도 증가가 그들의 자기 투자율을 감소시키고, 이는 코일의 인덕턴스를 증가시키고, 이는 다시 각각의 코일을 통하는 전류를 증가시키고, 따라서 코일을 통한 전류를 증가시킴으로써 코어 온도를 증가시키기 때문이다. 상기와 같은 열적 상승을 방지하기 위하여, 자기 코어의 온도를 임계 온도이하로 유지하는 것이 바람직하다.

자기 코어(52)를 임계 온도로 유지하는 것 이외에, 그들의 온도 변동을 제한하기 위하여 코어 온도를 조절하는 것이 실제로 바람직하다. 온도 변동은 코일(40, 42)의 인덕턴스를 변동시키므로, 임피던스 매칭 네트워크(31)에서 가변 인덕터 및/또는 가변 캐패시터는 RF 파워 공급장치(32)로부터 플라즈마에 결합된 RF 파워를 일정 레벨이 되도록 유지하도록 조절되어야 한다. 통상적인 임피던스 매칭 네트워크(31)는 자동적이고 연속적으로 필요한 조절이 수행될 수 있다. 그러나, 자기 코어 온도의 변동이 허용되는 범위가 넓으면 넓을수록, 임피던스 매칭 네트워크에서 가변 인덕터 및/또는 가변 캐패시터에 대하여 요구되는 조절 범위가 넓어지므로, 가변 인덕터 및/또는 가변 캐패시터의 비용이 증가할 것이다. 따라서, 매칭 네트워크의 비용을 최소화하기 위하여, 실제로 온도 변동을 제한하기 위하여 코어의 온도를 조절하는 것이 바람직하다.

바람직한 실시예에서, 두 가지 수단에 의하여 페라이트 바(52)를 냉각한다. 첫째, 팬(도시 안됨)이 코일 어레이(30)상에 장착되어 상대적으로 차가운 대기 공기를 코일 어레이 쪽으로 송풍한다. 냉각은 중공이고 방위각 면(44)에서 개방되어 있는 코일 틀(50)에 의해 용이해지며, 따라서 페라이트 코어의 면은 완전하게 냉각 공기에 노출된다. 두 번째, 전술한 챔버 뚜껑(10)의 온도 조절은 코일 어레이의 냉각에 도움이 되는데, 이는 뚜껑 및 두 코일 틀(54)과 베이스 플레이트(56)사이의 열 전달 때문이다. 따라서, 페라이트 코어의 온도를 20 내지 45℃로 유지한다.

높은 RF 파워를 요구하는 경우 보다 적극적인 냉각 메커니즘이 요구될 수 있음을 고려할 수 있다. 상기와 같은 경우, 코일 어레이(30)의 강제 가스 냉각을 이용할 수 있다. 특히, 공기 또는 질소 가스를 베이스 플레이트(56)내에 형성된 채널로 펌핑하는 것을 고려할 수 있으며, 이에 의하여 가스가 코일(40, 42) 전체 상부에 유입되고 코일 어레이상부에 위치한 가스 배출 분기관에 의하여 배출된다.

자기장 강도는 는 코일 어레이(30)로부터 멀리 축방향 거리로 빠르게 감소하기 때문에, 플라즈마로부터 코일 어레이를 분리하는 유전체 뚜껑(10)은 가능한 얇아야 하지만, 크랙 또는 기타 손상이 될 만큼 얇으면 안된다. 전술한 바와 같이, 바람직한 실시예에서 뚜껑은 0.65인치 두께를 가진다. 바람직한 뚜껑이 상기와 같은 두께를 가지는 이유는 전술한 수냉 채널을 수용하기 위해서이다. 뚜껑 두께는 냉각 통로를 생략함으로써 상기 두께의 절반으로 감소될 수 있다. 그러나, 전술한 바와 같이 뚜껑 온도의 조절의 중요성 때문에, 냉각 채널을 생략하는 것을 바람직하지 못하다.

전술한 실시예에서, 베이스(56)는 뚜껑(10)에 직접 고정되지 않는데, 이는 뚜껑의 알루미나 물질이 코일 어레이에 강하게 볼트 연결될 때의 스트레스를 견딜 만큼 충분히 강하지 못하기 때문이다. 대신, 베이스는 금속 커버(58)에 부착되고 커버는 챔버 벽(12)에 부착된다. 커버의 목적은 단순히 인접한 다른 전기 장치에 간섭할 수 있는 코일로부터의 RF 방사선을 방지하고 코일의 접촉 및 전기 쇼크의 위험으로부터 사람을 보호하기 위한 것이다. 특히, 베이스는 베이스(56) 주변 및 커버(58)의 대응하는 마운팅 홀에 스크류(59)에 의하여 고정되는 4개의 L 모양 나사형 유전체 스탠드오프(57)에 의하여 금속 커버에 부착된다.

공정 성능의 일관성 및 재현성을 보장하기 위하여, 챔버의 중심 축과 코일 어레이(30)의 중심을 정확하게 정렬시키는 것이 중요하다. 따라서, 챔버에 대하여 베이스(56)의 위치를 결정하는 전술한 스탠드오프, 패스너 및 마운팅 홀은 엄격한 치수 공차를 가져야 한다. 치수 공차는 몇 밀 즉, 0.1mm이하 인 것이 바람직하다.

뚜껑(10)의 정렬은 코일 어레이의 정렬보다 중요하지 않은데, 이는 뚜껑은 전기적인 능동 소자를 가지고 있지 않기 때문이다. 바람직한 실시예에서, 뚜껑의 주변은 외부 라이너(26)의 안쪽으로 돌출한 쉘프(28)상에 안착된다. 패스너는 이용되지 않는다; 챔버가 진공으로 될 때까지, 뚜껑은 그자신의 중량에 의해서만 제위치에 유지된다. 진공이 챔버에 형성될 때, 뚜껑 외부의 대기 압력은 뚜껑을 정확하게 제위치에 유지한다.

플라즈마 챔버의 자기장 강도를 최대화하기 위하여, 베이스(56)를 뚜껑(10)에 가능한 가깝게 배치하는 것이 바람직하다. 베이스를 장착하는 본 발명의 바람직한 방법은 베이스가 뚜껑 바로 위에 안착되도록 한다. 특히, 스크류(59)가 연장되는 커버(58)의 홀은 수직으로 연장되어 스크류로 고정되기 전에 커버에 대하여 베이스(56)가 수직으로 이동하도록 한다. 먼저, 전체 코일 어레이(30)는 커버의 홀을 통하여 스크류(59)를 연장시키고 부분적으로 스탠드오프(57)로 나사 결합시킴으로써 커버에 느슨하게 부착된다. 두 번째, 이에 의한 어셈블리는 챔버 뚜껑으로 하강되고, 따라서 베이스(56)는 뚜껑(10)상에 안착된다. 마지막으로, 커버는 챔버에 볼트 연결되고, 스크류(59)는 코일 어레이의 정렬을 유지하기 위하여 조여진다.

도 8-10은 인접 코일(40, 42)의 각 쌍에 반대의 자기장 극성을 형성하는 3개의 선택적인 회로를 도시한다. 도면을 간단히 하기 위하여, 도 8-9는 4개의 코일 쌍중 하나만을 도시하며, 도 10은 4개의 코일 쌍중 두 개만을 도시한다. 도 8-10의 모든 3개의 회로에서, 4쌍의 코일은 실제로 서로 임피던스 매칭 네트워크의 출력에 병렬 연결된다. 도 10은 서로 병렬 연결된 두 코일쌍(110)을 도시함으로써 4개의 코일 쌍의 병렬 연결을 나타낸다.

도 8에서, 모두 8개의 코일(40, 42)은 파워 공급장치(32)에 병렬 연결되며, 따라서 파워 공급장치는 각각의 개별 코일을 통하는 전류와 동일하거나 8배까지인 전체 전류를 코일 어레이에 전달해야 한다. 도 9 및 10에 도시된 설계에서, 각각의 인접한 코일(40a, 42)의 쌍(110)은 직렬로 연결되고 이에 의한 4개의 직렬 연결된 코일 쌍은 파워 공급장치(32)에 병렬 연결된다. 따라서, 파워 공급장치는 각각의 개별 코일을 통하는 전류와 동일하거나 4배까지인 전체 전류를 코일 어레이에 전달해야 한다. 도 8의 설계는 다소 바람직하지 못한데, 파워 공급장치가 도 9 및 10의 설계에서 요구되는 전류의 두배를 전달해야 하기 때문이다.

많은 반도체 제조 공정에서, 제 1파워 공급장치(32)로부터의 RF 파워가 가장 넓은 범위 까지 용량성(즉 정전기적)이 아닌 유도적으로 플라즈마에 연결되어, 플라즈마로부터의 이온에 의한 챔버 뚜껑의 스퍼터링을 최소화하는 것이 바람직하다. 도 8-10에 도시된 모든 배선 설계는 가장 낮은 코일 턴을 접지 전위에서 또는 그 근처에 유지하는 장점을 공유한다. 따라서, 플라즈마에 가장 가까운 각각의 코일 부분은 가장 낮은 RF 전압을 가지며, 따라서 코일과 플라즈마간의 용량성 결합을 감소시키도록 한다.

코일과 플라즈마사이의 용량성(정전기적) 결합을 추가로 감소시키고자 할 경우 통상적인 패러데이 쉴드가 유도 코일 어레이와 챔버 내부사이에 배치된다.

도 8의 실시예에서, 제 1코일(40)은 반시계방향으로 감기고, 제 2코일(42)은 시계방향으로 감긴다. 각 코일의 가장 낮은 턴은 접지에 연결된다. 각 코일의 가장 높은 턴은 비안정 임피던스 매칭 네트워크(31)의 출력(35)에 연결되며, 상기 임피던스 매칭 네트워크는 RF 파워 공급장치(32)로부터의 입력을 받아들인다. 두 개의 코일(40, 42)은 반대 방향으로 감기기 때문에, 이들은 동일한 RF 전류로 유도될 때 반대 극성의 자기장을 발생시킨다.

도 9 및 10의 실시예에서, 코일(40a, 42)은 동일한 방향으로 감기는데, 여기서 시계방향으로 도시되었지만 반시계방향일 수 있다. 두 개의 코일은 접합부(99)에서 제 1코일의 가장 낮은 턴을 제 2코일의 가장 낮은 턴에 연결시킴으로써 직렬로 연결된다.

도 9에서, RF 파워 공급장치(32)는 두 개의 출력(48, 49)사이 균형(즉, 차동) 출력 신호를 제공하는 임피던스 매칭 네트워크(31)를 통하여 각각의 쌍의 두 개의 코일에 연결된다. 임피던스 매칭 네트워크의 제 1출력 단자(48)는 제 1코일(40a)의 가장 높은 턴에 연결되고, 제 2출력 단자(49)는 제 2코일(42)의 가장 높은 턴에 연결된다. 두 개의 코일(40a, 42)은 반대 극성의 자기장을 생성하는데, 이는 하나의 코일의 전류 흐름 방향은 다른 코일의 전류 흐름의 방향과 반대이기 때문이다. 각각의 코일(40a, 42)(접합부(39)에서 서로 연결된)의 가장 낮은 턴은 접지에 연결되는데, 이는 매칭 네트워크의 두 출력이 접지된 트랜스포머 중심 탭에 대하여 안정을 유지하기 때문이다. 도 9설계의 가능한 변형(도시 안됨)은 트랜스포머 이차 권선의 중심탭을 제거하는 것이며, 이 경우, 유도 코일(40a, 42)은 접지에 대하여 "플로팅"상태이다. 즉, 이차 권선과 유도 코일을 접지시킬 수 있는 어떠한 경로도 존재하지 않는 것이다. 이러한 선택적인 "플로팅"에서, 각 코일의 가장 낮은 턴 및 접합부(9)는 접지 전위에 인접하게 유지되는데, 이는 코일 어레이의 배치가 임피던스 매칭 네트워크의 균형 출력(48, 49)에 대하여 대칭이기 때문이다.

도 9에서, 임피던스 매칭 네트워크(31a)는 트랜스포머(38)를 이용하여 파워 공급장치(32)의 불균형 출력을 균형 출력(48, 49)으로 변환시키도록 한다. 도 9의 단점은 효율적이고 높은 파워의 RF 트랜스포머, 즉 아아킹 없이 높은 RF 전압에 견딜 수 있고, 높은 효율을 얻도록 충분히 낮은 저항을 가지며 그리고 일차 및 이차 권선사이에 높은 커플링 계수를 가지는 RF 트랜스포머를 설계하기 곤란하다.

도 10은 각각의 유도 코일 쌍을 구동하는 신규한 회로를 도시하며, 각 쌍의 두 개의 유도 코일(40a, 42)사이의 접합부(29)는 접지에 인접하다. 한 쌍의 균형 출력(48, 49)을 가진 임피던스 매칭 네트워크(31a)를 요구하는 도 9와 반대로, 도 10은 불균형 출력(35)을 가진 통상적인 임피던스 매칭 네트워크(31)를 사용한다.

특히, 도 10에서, 제 1유도 코일(40a)의 "핫" 단부(즉, 제 2코일(42)에 연결되지 않은 제 1코일(40a)의 단부)는 임피던스 매칭 네트워크(31)의 출력(35)에 연결되고, 제 2유도 코일(42)의 "핫" 단부는 캐패시터(90)를 통하여 접지에 연결된다. 캐패시터(90)는 RF 파워 공급장치(32)의 주파수에서 제 2유도 코일(42)의 인덕턴스와 일련의 공진이 발생하도록 선택된 캐패시턴스 값을 가진다. 이러한 일련의 공진 때문에, 두 유도 코일 사이의 접합부(39)는 접지에 가까워진다. 캐패시터(90)의 용량성 리액턴스는 제 2코일(42)의 유도성 리액턴스를 거의 상쇄시키지 못하기 때문에, 임피던스 매칭 네트워크(31)의 출력(35)에 연결된 로드의 임피던스는 거의 제 1유도 코일(40a)의 인덕턴스에 플라즈마의 로드 임피던스를 더한 것이다(페라이트 바에서 소모된 열에 의한 작은 저항성 성분 추가).

유도 코일쌍(110)은 서로 병렬로 연결되기 때문에, 캐패시터(90)가 RF 파워 공급장치의 주파수에서 공진하는 인덕턴스는 모든 코일 쌍(110)의 각각의 제 2코일(42)의 병렬 결합이다. N개의 이상적인 코일 쌍이 있다면, N개의 제 2코일(42)의 결합 인덕턴스는 N으로 나누어진 제 2코일(42)의 인덕턴스일 것이다. 따라서, 캐패시터(90)에 대하여 요구되는 캐패시턴스는 RF 파워 공급장치의 주파수에서 제 2코일(42)중 하나와 공진하는 캐패시턴스에 N을 곱한 것이다. (도 1-7의 바람직한 실시예에서, 4개의 코일 쌍(11)이 존재하며, 따라서 N=4이다).

통상적인 임피던스 매칭 네트워크(31)가 이용될 수 있지만, 도 8 및 10은 통상적인 "L 네트워크"인 매칭 네트워크에 대한 하나의 바람직한 회로를 도시한다. 네트워크는 파워 공급장치(32)의 50옴 저항성 출력 임피던스를 매칭시키기 위하여 플라즈마 로드 임피던스를 변환시킨다. 가변 "로드" 캐패시터(91) 및 가변 "동조" 인덕터993)은 바람직하게 RF 파워 공급장치(32)의 출력에서 통상적인 반사 파워 검출기에 의하여 측정되는 반사 파워를 최소화하도록 피드백 제어 루프에 의하여 조절된다. 네트워크가 최소 반사 파워로 조절될 때, "동조" 인덕터(93)의 인덕턴스는 3개의 캐패시터(90, 91, 92) 및 3개의 인덕터(40a, 42, 93)의 직렬 결합이 거의 RF 파워 공급장치(32)의 주파수에서 공진하도록 조절된다. 플라즈마 로드 임피던스가 변환되는 입력 임피던스는 "로드" 캐패시터(91)의 조절 값에 의하여 일차적으로 결정된다.

선택적으로, 고정 캐패시터(92)는 가변 "동조" 캐패시터로 대체될 수 있으며, 이 경우, "동조"인덕터(93)는 생략될 수 있다. 그러나, 이러한 높은 전압 이용시에는 가변 캐패시터보다는 가변 인덕터가 바람직한데, 그 이유는 적당한 가변 캐패시터는 매우 비싸기 때문이다. 또한, 전형적인 고전압 가변 캐패시터의 동조 축은 임피던스 매칭 네트워크의 빠른 동조를 방해하는 고회전 마찰을 가진다.

반대로, "동조" 캐패시터(91)는 매우 낮은 임피던스를 가지고 있어서, 상기와 같은 고전압에 견디고 경제적으로 생산 또는 제조될 수 있다. 가변 "로드"캐패시터에 대한 바람직한 설계는 "고효율 임피던스 매칭 네트워크"라고 하는 리차드 멧 등이 1997년 20월 20일 출원하고 본 건과 함께 양도된 미국출원 08/954,376에 개시되어 있으며, 이는 여기에 참고된다.

코일 어레이(30)의 바람직한 실시예는 8개의 유도 코일(즉, 4개의 코일 쌍)을 이용하는 것이며, 여기서 8개의 코일 각각은 3.6μH의 임피던스를 가진다. 유도 코일(40a, 42)의 쌍이 직렬로 연결되어 있고 4개의 쌍이 병렬로 연결된 도 9 및 10의 설계에서, 캐패시터(90) 및 임피던스 매칭 네트워크의 출력(35)사이에 연결된 코일 어레이의 전체 인덕턴스는 1.8μH이다.

본 발명의 바람직한 실시예는 도 10의 회로를 이용하는데, RF 파워 공급장치의 주파수는 13.56MHz이고, 캐패시터(90)는 120pF이고, 로드 캐패시터(91)는 30-1300pF 가변 캐패시터와 병렬인 450pF의 고정된 캐패시터이고, 동조 캐패시터(92)는 90pF이고, 동조 인덕터는 0.35-0.70이다.

전술한 바와 같이, 바람직한 실시예에서 각각의 유도 코일(40a, 42)은 3과 3/4턴의 와이어이다. 초기의 시제품에서, 각각의 유도 코일은 6턴의 와이어를 가졌다. 초기 시제품에서 코일 어레이의 스프레이 캐패시턴스는 약 14MHz의 자기 공진 주파수를 어레이에게 제공하였는데, 이는 RF 파워 공급장치(32)의 13.56MHz와 거의 동일하다. 따라서, 임피던스 매칭 네트워크가 파워 공급장치 출력 임피던스와 코일 어레이를 매칭시키는 것이 힘들었다. 현재 턴 수를 3과 3/4로 감소시킴으로써 자기 공진 주파수를 약 28MHz로 상승되었다. 이러한 실험은 최적 설계는 코일 어레이의 물리적 배치에서 기생 인덕턴스와 캐패시턴스에 의하여 영향을 받음을 의미한다.

각 쌍의 직렬 접속된 코일(40, 42) 또는 (40a, 42)에는 쌍의 두 코일의 자기 코어를 자기적으로 연결하는 자기 션트(도시 안됨)가 설치될 수 있다. 상기와 같은 션트는 코일에 의하여 발생된 자기 플럭스를 어느 정도 감소킬 것으로 예상했다. 그러나, 본 발명의 실험에서, 션트는 거의 도움을 주지 못하였으며, 따라서 션트는 바람직한 실시예에 포함되지 않는다.

전술한 바와 같이, 도 1-3에 도시된 유도 코일 어레이는 유도 코일이 없는 어레이 중심의 갭에도 불구하고 테스트된 반도체 제조공정의 우수한 공간 균일성을 나타내다. 그럼에도 불구하고, 공정의 공간 균일성이 어레이 중심에 코일을 추가하여 자기장 패턴을 변경시킴으로써 개선될 수 있다. 도 11 및 12는 실린더 형태의 테프론 유전체 코일 틀(62) 주위에 감긴 실린더형 중심 코일(60)을 추가하는 선택적인 유도 코일을 도시하는데, 코일 틀의 축은 주변 코일(40, 42)의 축과 평행하다. 실린더형 페라이트 자기 코어(64)는 바람직하게 코일 틀(62)의 중심에 실런더형 동공을 가진다.

중심 코일은 바람직하게 쐐기 모양 코일(40, 42)에 파워를 공급하는 동일한 RF 파워 공급장치(32)에 연결된다. 중심 코일(60)이 S코일(40) 또는 N코일(42)과 동상으로 연결되는지는 중요하지 않다. 중심 코일의 자기 세기는 적정 자기장 패턴을 형성하도록 조절될 수 있다. 바람직하게, 중심 코일의 패드 세기는 자기장의 공간 균일성을 최대화하거나 또는 워크피스상에서 수행되는 제조 공정의 공간 균일성을 최대화하도록 실험적으로 조절될 수 있다. 자기장 강도는 중심 코일(60)의 와이어 턴 수를 변경하거나, 코일이 감긴 코어에 이용되는 페라이트 물질의 양 및 조성물을 변경하거나 또는 중심 코일에 인가된 RF 파워의 크기를 다른 코일에 대하여 조절함으로써 조정될 수 있다.

도 13은 두 개의 동심 코일 어레이를 가진 유도 코일 어레이의 선택적인 실시예를 도시한다. 특히, 이 실시예에서, 도 2의 실시예의 각각의 쐐기 모양 코일이 방사상 내부 코일(70) 및 방사상 외부 코일(72)로 분할되고 그사이에 갭이 존재한다. 코일은 소정 반향으로의 인접 코일이 도 13에서 S 및 N심벌로 도시된 것처럼 반대 극성을 가지도록 선택된 극성을 가진 제 1RF 파워 공급장치에 연결된다.

도 13의 동심 코일 실시예는 반도체 워크피스상에 수행되는 공정의 공간 균일성을 최대화하거나 다른 공정 성능 파라미터를 최적화하기 위하여 독립적으로 조절될 수 있는 상당히 많은 물리적 파라미터를 제공한다. 예를 들어, 독립적으로 조정될 수 있는 치수는 인접 내부 코일(70)사이의 방위각 갭, 인접 외부 코일(72)사이의 방위각 갭 및 내부 코일(70)과 그 인접 외부 코일(71)사이의 방위각 갭을 포함한다. 이들 파라미터간의 상호작용은 복잡하기 때문에, 조정은 일반적으로 실험적으로 최적화된다.

도 13의 동심 코일 실시예는 방사상 성분이 방위각 성분에 필적할 만한 크기를 가지는 첨점 패턴을 가진 자기장을 발생시킨다. 대조적으로, 도 2의 실시예는 무시할 만한 방사상 성분을 가진 자기장을 발생시킨다. 이러한 특성은 처리 챔버에 발생되는 플라즈마의 균일성에 영향을 주는데, 이는 방사방향 자기장은 플라즈마에서 전자의 방위각방향 드리프트를 발생시켜서 플라즈마 밀도의 방위각방향 비균일성에 기여하기 때문이다. 반대로, 방위각 방향 자기장은 플라즈마에서 전자의 방사방향 드리프트를 발생시켜 플라즈마 밀도의 방사상 비균일성에 기여한다. 도 2 및 13 실시예간의 선택은 공간 균일성에 영향을 주는 다른 챔버 설계 및 화학적 공정 팩터에 대한 필요에 따른다.

전술한 바람직한 실시예는 13.56MHz에서 코일 어레이에 파워를 공급하는 RF 파워 공급장치(32)를 이용한다. 물리적 분석에 따르면 RF 주파수의 하강은 소정 파워 레벨에 대하여 코일의 전류를 증가시키고, 이는 유도 코일의 와이어의 저항에 의하여 열로서 소모되는 파워를 증가시킬 것으로 예상된다. 이러한 이론은 13MHz 에서 2MHz로 파워 공급장치 주파수를 변경시킴으로써 테스트되었다. 상기 테스트는 페라이트 코어는 파워 공급장치에 의하여 전달되는 동일한 RF 파워 레벨에 대하여 13MHz보다 2MHz에서 더 뜨겁다는 것을 확인했다.

또한 RF 주파수의 하강은 자기장의 관통 거리를 증가시킬 것으로 예상된다. 코일 어레이에 대한 소정 워크피스 배치 위치에서, 관통 거리의 증가는 일반적으로 전술한 바와 같이 처리 레이트를 증가시키고 공정의 공간 균일성을 감소시킨다.

전술한 바람직한 실시예에서, 처리 가스는 코일 어레이(30)으로부터 유도적으로 결합된 RF 파워와 캐소드 전극(16)으로부터 용량적으로 결합된 RF 파워의 결합에 의하여 플라즈마 상태로 여기된다. 본 발명의 코일 어레이는 다른 형태의 플라즈마 소스에 의하여 여기되는 플라즈마의 밀도를 증강시키기 위하여 이용될 수 있다.

Claims

진공 챔버에서 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 플라즈마 소스에 있어서,

다수의 유도 코일을 포함하며,

각각의 코일은 원형 횡단면을 가진 제 1기하학적 표면과 인접하게 배치된 축방향 단부를 가지며,

상기 코일은 상기 제 1기하학적 표면의 원형 횡단면에 대하여 방위각방향으로 일정 간격을 가지며,

각각의 코일은 두 개의 인접 코일의 인접 면이 제 1기하학적 표면의 상기 원형 횡단면의 반경에 거의 평행하도록 쐐기 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 플라즈마 소스.
제 1항에 있어서,

각각의 코일은 코일이 감긴 길이방향 축을 가지며,

각각의 축의 길이방향 축은 제 1기하학적 표면에 수직인 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 플라즈마 소스.
제 1항에 있어서, 두 개의 인접 코일은 반대 극성을 가진 각각의 자기장을 생성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 플라즈마 소스.
제 1항에 있어서,

두 개의 인접 코일이 반대 극성의 자기장을 생성하도록 각각의 유도 코일에 각각의 극성으로 파워를 공급하도록 연결된 파워 공급장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 플라즈마 소스.
제 4항에 있어서, 두 개의 인접한 코일에서, 두 개의 인접 코일중 하나는 시계방향으로 감기고 다른 하나는 반시계방향으로 감긴 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 플라즈마 소스.
제 4항에 있어서,

각각의 코일은 동일 방향으로 감기며,

두 개의 인접 코일은 파워 공급장치로부터의 전류가 두 개의 인접 코일을 통하여 반대 방향으로 흐르도록 반대 방향의 극성으로 상기 파워 공급장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 플라즈마 소스.
제 1항에 있어서, 상기 각각의 유도 코일은 일보다 큰 자기 투자율을 가진 자기 코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 플라즈마 소스.
제 1항에 있어서,

제 1기하학적 표면의 중심에 인접하게 배치된 축방향 단부를 가진 중심 유도 코일을 더 포함하며, 상기 중심 코일은 제 1의 다수의 코일에 의하여 싸이는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 플라즈마 소스.
제 1항에 있어서,

제 2다수의 유도 코일을 더 포함하며,

상기 제 2의 다수의 코일은 상기 제 1기하학적 표면과 동심이고 이를 감싸는 평평하고 환형인 표면에 인접하게 배치된 축방향 단부를 가지며,

상기 제 2코일은 상기 환형 표면에 대하여 방위각방향으로 균일한 간격을 가지며,

각각의 코일은 두 개의 인접 코일의 인접 면이 환형 표면의 반경에 평행하도록 쐐기 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 플라즈마 소스.
제 9항에 있어서, 두 개의 인접 코일은 반대 극성의 각각의 자기장을 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 플라즈마 소스.
반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버에 있어서,

내부에 진공을 유지하도록 내부를 밀봉하는 인클로저:

RF 파워 공급장치; 및

상기 내부의 일부에 자기장을 생성하도록 상기 RF 파워 공급장치로부터 파워를 수신하도록 연결된 다수의 유도 코일을 포함하며,

각각의 코일은 원형 횡단면을 가진 제 1기하학적 표면과 인접하게 배치된 축방향 단부를 가지며,

상기 코일은 상기 제 1기하학적 표면의 원형 횡단면에 대하여 방위각방향으로 일정 간격을 가지며,

각각의 코일은 두 개의 인접 코일의 인접 면이 제 1기하학적 표면의 상기 원형 횡단면의 반경에 거의 평행하도록 쐐기 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 11항에 있어서,

상기 기하학적 표면은 상기 인클로저의 원형 유전체 벽의 표면이며,

상기 유도 코일은 상기 원형 벽에 또는 그 외부에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 11항에 있어서,

상기 기하학적 표면에 평행하게 반도체 워크피스를 유지하는 척을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 11항에 있어서,

각각의 코일은 코일이 감긴 길이방향 축을 가지며,

상기 각 코일의 길이방향 축은 상기 제 1기하학적 표면에 수직인 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 11항에 있어서, 상기 파워 공급장치는 두 개의 인접 코일이 반대 극성의 자기장을 생성하도록 각각의 유도 코일에 각각의 극성으로 파워를 공급하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 15항에 있어서,

상기 유도 코일로부터의 거리인 챔버내의 위치에서 반도체 워크피스를 유지하는 척을 더 포함하며,

상기 유도 코일은 상기 코일과 워크피스 위치사이의 거리에 대하여 충분히 작은 방위각 갭에 의하여 분리되어, 코일에 의하여 발생된 자기장 강도가 코일에 인접한 플라즈마 챔버내의 다른 위치에서 보다 워크피스 위치에서 적어도 10적도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 16항에 있어서, 상기 척은 반도체 워크피스를 상기 기하학적 표면에 평행하게 유지하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 15항에 있어서,

두 개의 인접 코일에서, 하나의 코일은 시계방향으로, 다른 하나의 코일은 반시계방향으로 감긴 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 15항에 있어서,

각각의 코일은 동일 방향으로 감기며,

두 개의 인접 코일은 파워 공급장치로부터의 전류가 두 개의 인접 코일을 통하여 반대 방향으로 흐르도록 반대 방향의 극성으로 상기 파워 공급장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 11항에 있어서, 상기 각각의 유도 코일은 일보다 큰 자기 투자율을 가진 자기 코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 11항에 있어서,

제 1기하학적 표면의 중심에 인접하게 배치된 축방향 단부를 가진 중심 유도 코일을 더 포함하며, 상기 중심 코일은 제 1의 다수의 코일에 의하여 싸이는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 11항에 있어서,

제 2다수의 유도 코일을 더 포함하며,

상기 제 2의 다수의 코일은 상기 제 1기하학적 표면과 동심이고 이를 감싸는 평평하고 환형인 표면에 인접하게 배치된 축방향 단부를 가지며,

상기 제 2코일은 상기 환형 표면에 대하여 방위각방향으로 균일한 간격을 가지며,

각각의 코일은 두 개의 인접 코일의 인접 면이 환형 표면의 반경에 평행하도록 쐐기 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 22항에 있어서, 두 개의 인접 코일은 반대 극성의 각각의 자기장을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버에 있어서,

내부에 진공을 유지하도록 내부를 밀봉하는 인클로저:

중심축을 가진 평평한 원형 워크피스에서 상기 내부에 반도체 워크피스를 유지하는 척;

RF 파워 공급장치; 및

상기 내부의 일부에 자기장을 생성하도록 상기 RF 파워 공급장치로부터 파워를 수신하도록 연결된 다수의 유도 코일을 포함하며,

각각의 코일은 상기 중심 축에 평행한 각각의 축 주위에 감기며,

상기 코일은 상기 중심 축 주위에 방위각방향으로 일정 간격을 가지며,

각각의 코일은 매 두 개의 인접 코일마다 두 개의 인접 코일의 인접 면이 원형 워크피스 영역의 반경에 거의 평행하도록 쐐기 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 24항에 있어서,

각각의 유도 코일은 상기 워크피스 영역과 마주보는 축방향 단부를 가지며,

상기 유도 코일의 각각의 축방향 단부는 상기 워크피스 영역에 평행한 면에 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 24항에 있어서, 상기 파워 공급장치는 두 개의 인접 코일이 반대 극성의 자기장을 생성하도록 각각의 유도 코일에 각각의 극성으로 파워를 공급하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 26항에 있어서,

상기 유도 코일은 상기 워크피스 영역으로부터 최소한 소정 거리로 배치되며,

상기 유도 코일은 상기 거리에 대하여 충분히 작은 방위각 갭에 의하여 분리되어, 상기 자기장 강도가 워크피스 위치에서 상기 코일에 인접한 플라즈마 챔버내의 다른 위치에서 보다 적어도 10배 적도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 26항에 있어서,

두 개의 인접 코일에서, 하나의 코일은 시계방향으로, 다른 하나의 코일은 반시계방향으로 감긴 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 26항에 있어서,

각각의 코일은 동일 방향으로 감기며,

모든 두 개의 인접 코일은 파워 공급장치로부터의 전류가 두 개의 인접 코일을 통하여 반대 방향으로 흐르도록 반대 방향의 극성으로 상기 파워 공급장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 24항에 있어서, 상기 각각의 유도 코일은 일보다 큰 자기 투자율을 가진 자기 코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 24항에 있어서,

상기 파워 공급장치에 연결되고 상기 중심 축과 일치하는 중심 유도 코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
반도체를 제조하기 위한 플라즈마 챔버에 있어서,

내부에 진공을 유지하도록 내부를 밀봉하는 인클로저;

사각 어레이로 배치된 다수의 유도 코일을 포함하는데, 상기 각각의 코일은 코일이 감긴 길이방향 축을 가지며, 상기 각각의 길이방향 축은 기하학적 면에 수직하며, 각각의 코일은 상기 기하학적 면에 인접하게 배치된 축방향 단부를 가지며, 상기 코일은 두 개의 인접 코일의 각각의 주변사이의 횡단 갭이 두 개의 인접 코일에 대하여 동일한 제 1소정 거리를 가지도록 서로 일정간격을 유지하며; 및

` 코일이 상기 내부의 일부에 자기장을 형성하도록 상기 유도 코일에 파워를 공급하도록 연결된 RF 파워 공급장치를 포함하며,

상기 RF 파워 공급장치는 두 개의 인접 유도 코일이 반대 극성의 자기장을 형성하도록 각각의 유도 코일에 각각의 극성으로 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 32항에 있어서, 상기 유도 코일은 원형 횡단면을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 32항에 있어서, 각각의 유도 코일은 사각 횡단면을 가지며, 인접 코일의 인접 면은 평행하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 32항에 있어서,

반도체 워크피스를 상기 기하학적 면에 평행하게 유지하는 척을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 32항에 있어서,

상기 유도 코일로부터의 소정 거리인 챔버내의 위치에서 반도체 워크피스를 유지하는 척을 더 포함하며,

제 1 소정 거리는 유도 코일은 상기 코일과 워크피스 위치사이의 거리에 대하여 충분히 작아서, 코일에 의하여 발생된 자기장 강도가 코일에 인접한 플라즈마 챔버내의 다른 위치에서 보다 워크피스 위치에서 적어도 10배 적도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 36항에 있어서, 상기 척은 반도체 워크피스를 상기 기하학적 면에 평행하게 유지하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 35항에 있어서,

두 개의 인접 코일에서, 하나의 코일은 시계방향으로, 다른 하나의 코일은 반시계방향으로 감긴 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 36항에 있어서,

각각의 코일은 동일 방향으로 감기며,

두 개의 인접 코일은 RF 파워 공급장치로부터의 전류가 두 개의 인접 코일을 통하여 반대 방향으로 흐르도록 반대 방향의 극성으로 상기 RF 파워 공급장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 32항에 있어서, 상기 각각의 유도 코일은 일보다 큰 자기 투자율을 가진 자기 코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
반도체를 제조하기 위한 플라즈마 챔버에 있어서,

내부에 진공을 유지하도록 진공을 밀봉하는 인클로저;

RF 파워 공급장치; 및

상기 내부에 인접하게 배치되고 상기 파워 공급장치에 연결되는 다수의 유도 코일을 포함하며,

상기 각각의 코일은 상기 내부에 가까운 제 1단부 및 상기 내부에 먼 제 2단부를 가지며,

상기 코일은 상기 제 1 단부가 상기 제 2단부에서보다 접지에 대하여 낮은 RF 전압을 가지도록 파워 공급장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 41항에 있어서,

상기 RF 파워 공급장치는 각각 접지되고, 접지되지 않은 두 개의 출력을 포함하며,

상기 코일의 제 1단부는 접지에 연결되며,

상기 각각의 코일의 제 2단부는 접지되지 않은 파워 공급장치 출력에 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 41항에 있어서,

두 개의 단자를 가진 캐패시터를 포함하는데, 상기 두 개의 캐패시터 단자중 하나는 접지에 연결되고 다른 하나는 접지되지 않으며,

상기 RF 파워 공급장치는 접지되고 접지되지 않은 두 개의 출력을 포함하며,

상기 유도 코일은 각각의 쌍이 두 개의 유도 코일로 구성되도록 쌍에서 서로 연결되며,

상기 각각의 유도 코일쌍에서, 두 개의 코일의 쌍의 각각의 제 1단부는 서로 연결되고, 쌍의 제 1코일의 제 2코일 단부는 캐패시터의 접지되지 않은 단자에 연결되고, 쌍의 제 2코일의 제 2코일 단부는 RF 파워 공급장치의 접지되지 않은 출력에 연결되며,

상기 캐패시터는 모든 코일 경로를 각각의 제 1코일에 병렬로 연결함으로써 제공되는 인덕턴스와 RF 파워 공급장치의 주파수에서 공진하는 캐패시턴스 값을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 41항에 있어서,

두 개의 단자를 가진 캐패시터를 포함하는데, 상기 두 개의 캐패시터 단자중 하나는 접지에 연결되고 다른 하나는 접지되지 않으며,

상기 RF 파워 공급장치는 접지되고 접지되지 않은 두 개의 출력을 포함하며,

상기 유도 코일의 수는 정수 N에 2를 곱한 수이며,

상기 유도 코일은 각각의 쌍이 두 개의 유도 코일로 구성되도록 N쌍에서 서로 연결되며,

상기 각각의 유도 코일쌍에서, 두 개의 코일의 쌍의 각각의 제 1단부는 서로 연결되고, 쌍의 제 1코일의 제 2코일 단부는 캐패시터의 접지되지 않은 단자에 연결되고, 쌍의 제 2코일의 제 2코일 단부는 RF 파워 공급장치의 접지되지 않은 출력에 연결되며,

상기 캐패시터는 N 코일 경로중 하나의 제 1코일의 인덕턴스와 RF 파워 공급장치의 주파수에서 공진하는 캐패시턴스 값이 정수 N배되는 것과 동일한 캐패시턴스 값을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 41항에 있어서,

상기 RF 파워 공급장치는 접지에 대하여 균형을 가진 두 개의 출력을 포함하며,

상기 유도 코일은 각각의 쌍이 두 개의 유도 코일로 구성되도록 쌍으로 서로 연결되며,

쌍의 두 개의 코일의 각각의 제 1코일 단부는 서로 연결되고, 쌍의 제 2코일의 제 2코일 단부는 제 1 및 제 2RF 파워 공급장치 출력에 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
제 41항에 있어서,

상기 RF 파워 공급장치는 접지에 플로팅되어 있는 두 개의 출력을 포함하며,

상기 유도 코일은 각각의 쌍이 두 개의 유도 코일로 구성되도록 쌍으로 서로 연결되며,

쌍의 두 개의 코일의 각각의 제 1코일 단부는 서로 연결되고, 쌍의 제 2코일의 제 2코일 단부는 제 1 및 제 2RF 파워 공급장치 출력에 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
반도체를 제조하기 위한 플라즈마 챔버에 있어서,

내부에 진공을 유지하도록 진공을 밀봉하는 인클로저;

RF 파워 공급장치; 및

상기 파워 공급장치에 연결되고 상기 내부 영역에 인접하게 배치되어 상기 영역에 전자기 파워와 플라즈마를 결합시키는 다수의 유도 코일을 포함하며,

상기 각각의 코일은 상기 내부에 가까운 제 1단부 및 상기 내부에 먼 제 2단부를 가지며,

상기 코일은 상기 제 1 단부가 상기 제 2단부에서보다 접지에 대하여 낮은 RF 전압을 가지도록 파워 공급장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
반도체를 제조하기 위한 플라즈마 챔버에 있어서,

내부에 진공을 유지하도록 진공을 밀봉하는 인클로저;

각각 접지되고 접지되지 않은 두 개의 출력을 가진 RF 파워 공급장치; 및

상기 파워 공급장치에 연결되고 상기 내부 영역에 인접하게 배치되어 상기 영역에 전자기 파워와 플라즈마를 결합시키는 다수의 유도 코일을 포함하며,

상기 각각의 코일은 상기 내부에 가까운 제 1단부 및 상기 내부에 먼 제 2단부를 가지며,

상기 제 1코일 단부는 접지에 연결되며,

상기 제 2단부는 접지되지 않은 파워 공급장치 출력에 연결되는 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
반도체를 제조하기 위한 플라즈마 챔버에 있어서,

내부에 진공을 유지하도록 진공을 밀봉하는 인클로저;

각각 접지되고 접지되지 않은 두 개의 출력을 가진 RF 파워 공급장치;

두 개의 단자를 가진 캐패시터를 포함하는데, 상기 두 개의 캐패시터 단자중 하나는 접지에 연결되고 다른 하나는 접지되지 않으며;

상기 파워 공급장치에 연결되고 상기 내부 영역에 인접하게 배치되어 상기 영역에 전자기 파워와 플라즈마를 결합시키는 다수의 유도 코일을 포함하며,

상기 유도 코일은 각각의 쌍이 두 개의 유도 코일로 구성되도록 쌍에서 서로 연결되며,

상기 각각의 유도 코일쌍에서, 두 개의 코일의 쌍의 각각의 제 1단부는 서로 연결되고, 쌍의 제 1코일의 제 2코일 단부는 캐패시터의 접지되지 않은 단자에 연결되고, 쌍의 제 2코일의 제 2코일 단부는 RF 파워 공급장치의 접지되지 않은 출력에 연결되며,

상기 캐패시터는 모든 코일 경로를 각각의 제 1코일에 병렬로 연결함으로써 제공되는 인덕턴스와 RF 파워 공급장치의 주파수에서 공진하는 캐패시턴스 값을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
반도체를 제조하기 위한 플라즈마 챔버에 있어서,

내부에 진공을 유지하도록 진공을 밀봉하는 인클로저;

접지에 연결된 하나의 출력과 접지되지 않은 다른 하나의 출력을 가진 RF 파워 공급장치;

두 개의 단자를 가진 캐패시터를 포함하는데, 상기 두 개의 캐패시터 단자중 하나는 접지에 연결되고 다른 하나는 접지되지 않으며;

상기 파워 공급장치에 연결되고 상기 내부 영역에 인접하게 배치되어 상기 영역에 전자기 파워와 플라즈마를 결합시키는 다수의 유도 코일을 포함하며,

상기 유도 코일의 수는 정수 N에 2를 곱한 수이며,

상기 유도 코일은 각각의 쌍이 두 개의 유도 코일로 구성되도록 N쌍에서 서로 연결되며,

상기 각각의 유도 코일쌍에서, 두 개의 코일의 쌍의 각각의 제 1단부는 서로 연결되고, 쌍의 제 1코일의 제 2코일 단부는 캐패시터의 접지되지 않은 단자에 연결되고, 쌍의 제 2코일의 제 2코일 단부는 RF 파워 공급장치의 접지되지 않은 출력에 연결되며,

상기 캐패시터는 N 코일 경로중 하나의 제 1코일의 인덕턴스와 RF 파워 공급장치의 주파수에서 공진하는 캐패시턴스 값이 정수 N배되는 것과 동일한 캐패시턴스 값을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
반도체를 제조하기 위한 플라즈마 챔버에 있어서,

내부에 진공을 유지하도록 진공을 밀봉하는 인클로저;

접지에 대하여 안정된 두 개의 출력을 가진 RF 파워 공급장치; 및

상기 파워 공급장치에 연결되고 상기 내부 영역에 인접하게 배치되어 상기 영역에 전자기 파워와 플라즈마를 결합시키는 다수의 유도 코일을 포함하며,

각각의 쌍은 두 개의 유도 코일을 포함하며, 상기 쌍의 각각의 코일은 플라즈마 영역에 가까운 제 1단부 및 이로부터 먼 제 2단부를 가지며, 상기 쌍의 두 개의 코일의 각각의 제 1코일 단부는 서로 연결되고, 상기 쌍의 두 개의 코일의 각각의 제 2코일 단부는 제 1 및 제 2파워 공급장치 출력에 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
반도체를 제조하기 위한 플라즈마 챔버에 있어서,

내부에 진공을 유지하도록 진공을 밀봉하는 인클로저;

접지에 대하여 플로팅된 제 1 및 제 2출력을 가진 RF 파워 공급장치; 및

상기 파워 공급장치에 연결되고 상기 내부 영역에 인접하게 배치되어 상기 영역에 전자기 파워와 플라즈마를 결합시키는 다수의 유도 코일을 포함하며,

각각의 쌍은 두 개의 유도 코일을 포함하며, 상기 쌍의 각각의 코일은 플라즈마 영역에 가까운 제 1단부 및 이로부터 먼 제 2단부를 가지며, 상기 쌍의 두 개의 코일의 각각의 제 1코일 단부는 서로 연결되고, 상기 쌍의 두 개의 코일의 각각의 제 2코일 단부는 제 1 및 제 2파워 공급장치 출력에 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 플라즈마 챔버.
RF 파워 공급장치에 유도 코일쌍을 결합하는 회로에 있어서,

접지에 연결된 하나의 출력과 접지되지 않은 다른 하나의 출력을 가진 RF 파워 공급장치;

입력 및 출력을 가지며, 입력은 상기 파워 공급장치의 접지되지 않은 출력에 연결되는 임피던스 매칭 네트워크;

각각 제 1 및 제 2단부를 가진 제 1 및 제 2유도 코일을 포함하는데, 상기 제 1코일의 제 1단부는 상기 제 2코일의 제 1단부에 연결되고, 상기 제 1코일의 제 2단부는 상기 임피던스 매칭 네트워크의 출력에 연결되며; 및

상기 접지 및 제 2코일의 제 2단부사이에 연결되며, RF 파워 공급장치의 주파수에서 상기 제 2코일과 공진하는 캐패시턴스 값을 가진 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 파워 공급장치에 유도 코일쌍을 결합하는 회로.
RF 파워 공급장치에 다수의 유도 코일을 결합하는 회로에 있어서,

접지에 연결된 하나의 출력과 접지되지 않은 다른 하나의 출력을 가진 RF 파워 공급장치;

입력 및 출력을 가지며, 입력은 상기 파워 공급장치의 접지되지 않은 출력에 연결되는 임피던스 매칭 네트워크;

하나의 단자는 접지에 연결되고, 다른 하나의 단자는 접지되지 않은 두 개의 단자를 가진 캐패시터; 및

제 1단부와 제 2단부를 각각 가진 다수의 유도 코일을 포함하며,

상기 유도 코일 수는 정수 N의 배수이며, 상기 유도 코일은 각각의 쌍이 두 개의 유도 코일로 구성되도록 N쌍으로 서로 연결되며,

상기 각각의 유도 코일쌍에서, 두 개의 코일의 쌍의 각각의 제 1단부는 서로 연결되고,

쌍의 제 1코일의 제 2코일 단부는 캐패시터의 접지되지 않은 단자에 연결되고,

쌍의 제 2코일의 제 2코일 단부는 임피던스 매칭 네트워크의 출력에 연결되며,

상기 캐패시터는 N 코일 경로중 하나의 제 1코일의 인덕턴스와 RF 파워 공급장치의 주파수에서 공진하는 캐패시턴스 값에 정수 N을 곱한 것과 동일한 캐패시턴스 값을 가지는 것을 특징으로 하는 RF 파워 공급장치에 다수의 유도 코일을 결합하는 회로.
진공 챔버에서 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하기 위한 방법에 있어서, 진공 챔버의 내부 영역에 인접하게 다수의 쐐기 모양 유도 코일을 배치하는 단계를 포함하는데, 상기 코일은 원형 횡단면을 가진 기하학적 표면에 대하여 각각의 코일을 위치시키도록 배치되어 각 코일의 축방향 단부가 상기 기하학적 표면에 인접하게 위치되도록 하고, 상기 코일은 상기 기하학적 표면에 대하여 방위각 방향으로 동일 간격을 유지하며, 상기 두 개의 인접 코일의 인접 면은 상기 기하학적 표면의 원형 횡단면의 반경에 평행하며; 및

코일이 자기장을 생성하도록 코일에 교류를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
제 55항에 있어서, 상기 공급 단계는 두 개의 인접 유도 코일이 반대 극성의 자기장을 생성하도록 각각의 극성으로 각각의 유도 코일에 전류를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
제 56항에 있어서, 두 개의 인접 코일에서, 하나는 시계방향으로, 다른 하나는 반시계방향으로 감기는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
제 56항에 있어서, 상기 공급 단계는 동일 방향으로 각각의 상기 코일을 감는 단계;

두 개의 파워 공급장치 출력사이에 상기 교류를 공급하는 단계; 및

공급된 전류가 상기 두 개의 인접 코일을 통하여 반대 방향으로 흐르도록 반대 극성으로 상기 두 개의 파워 공급장치 출력에 두 개의 인접 코일을 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
제 55항에 있어서, 상기 기하학적 표면은 챔버의 원형 유전체 벽의 표면인 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
제 55항에 있어서,

상기 유도 코일로부터 소정 거리인 챔버의 위치에서 반도체 워크피스를 유지하는 단계를 더 포함하며,

상기 유도 코일을 장착하는 단계는 코일에 의하여 발생된 자기장의 강도가 코일에 가까운 플라즈마 챔버내의 다른 위치에서 보다 워크피스 위치에서 적어도 10배 적도록 상기 코일 및 워크피스 위치사이의 거리에 대하여 상대적으로 작은 방위각 갭에 의하여 인접 코일을 방위각 방향으로 일정간격을 유지하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
진공 챔버에서 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법에 있어서,

중심 축을 가지는 평평한 원형 워크피스 영역에서 반도체 워크피스를 유지하는 단계 포함하는데, 상기 워크피스 영역은 진공 챔버 내부이며;

상기 진공 챔버의 내부 영역에 인접하게 다수의 쐐기 모양 유도 코일을 배치하는 단계를 포함하는데, 상기 각각의 코일은 상기 중심 축에 평행한 각각의 축을 주위로 감기며, 상기 코일은 상기 중심 축 주위에 방위각방향으로 일정간격을 유지하며, 각 코일은 모든 두 개의 인접 코일에 대하여 두 개의 인접 코일의 인접 면이 원형 워크피스의 반경에 평행하도록 쐐기 모양을 가진 횡단면을 가지며; 및

코일이 자기장을 형성하도록 코일에 교류를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
제 61항에 있어서, 상기 유도 코일을 장착하는 단계는:

코일의 축방향 단부가 워크피스 영역과 마주보도록 유도 코일을 향하게 하는 단계; 및

모든 유도 코일의 각각의 축방향 단부가 워크피스 영역에 평행한 면에 배치되도록 유도 코일을 장착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
제 61항에 있어서, 상기 공급 단계는 두 개의 인접 유도 코일이 반대 극성의 자기장을 생성하도록 각각의 극성으로 각각의 유도 코일에 전류를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
제 61항에 있어서, 두 개의 인접 코일에서, 하나는 시계방향으로, 다른 하나는 반시계방향으로 감기는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
제 61항에 있어서, 상기 공급 단계는 동일 방향으로 각각의 상기 코일을 감는 단계;

두 개의 파워 공급장치 출력사이에 상기 교류를 공급하는 단계; 및

공급된 전류가 상기 두 개의 인접 코일을 통하여 반대 방향으로 흐르도록 반대 극성으로 상기 두 개의 파워 공급장치 출력에 두 개의 인접 코일을 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
제 61항에 있어서, 상기 유도 코일을 장착하는 단계는 코일에 의하여 발생된 자기장의 강도가 코일에 가까운 플라즈마 챔버내의 다른 위치에서 보다 워크피스 위치에서 적어도 10배 적도록 상기 코일 및 워크피스 위치사이의 거리에 대하여 상대적으로 작은 방위각 갭에 의하여 인접 코일을 방위각 방향으로 일정간격을 유지하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
제 61항에 있어서,

권선 축을 가진 추가 유도 코일을 제공하는 단계;

상기 권선 축이 상기 워크피스 영역의 중심 축과 일치하도록 상기 추가 유도 코일을 장착시키는 단계; 및

자기장을 생성하도록 상기 추가 코일에 교류를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
진공 챔버에서 플라즈마에 RF 파워를 유도적으로 결합하는 방법에 있어서,

각각의 코일은 상기 코일이 감기는 길이방향 축을 가지도록 다수의 유도 코일을 제공하는 단계;

진공 챔버의 내부 영역에 인접하게 사각 매트릭스 형태로 유도 코일을 배치하는 단계를 포함하는데, 상기 코일은 각각의 코일이 기하학적 면에 인접하게 배치된 축방향 단부를 가지도록 배치되며, 각 코일의 길이방향 축은 기하학적 면에 수직하게 배치되며, 상기 코일은 두 개의 인접 코일의 각각 주변사이의 횡단 갭이 두 개의 인접 코일에 대하여 동일한 제 1소정 거리와 동일하도록 서로 간격을 유지하며; 및

상기 내부의 일부에 자기장을 형성하도록 상기 유도 코일에 파워를 공급하도록 RF 파워 공급장치를 연결하는 단계를 포함하며,

상기 RF 파워 공급장치는 두 개의 인접 유도 코일이 반대 극성의 자기장을 생성하도록 각각의 극성으로 각각의 유도 코일에 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 RF 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
제 68항에 있어서, 상기 다수의 유도 코일을 제공하는 단계는 원형 횡단면을 가진 상기 코일을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 RF 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
제 68항에 있어서,

상기 다수의 유도 코일을 제공하는 단계는 사각 횡단면을 가진 상기 코일을 제공하는 단계를 더 포함하며,

상기 유도 코일을 배치하는 단계는 인접 코일의 인접 면이 평행하도록 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 RF 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
제 68항에 있어서, 반도체 워크피스를 기하학적 면에 평행하게 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 RF 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
제 68항에 있어서,

유도 코일로부터의 소정 거리인 챔버내의 위치에서 반도체 워크피스를 유지하는 단계를 더 포함하며,

상기 제 1소정 거리는 코일에 의하여 발생된 자기장의 강도가 코일에 가까운 플라즈마 챔버내의 다른 위치에서 보다 워크피스 위치에서 적어도 10배 적도록 상기 코일 및 워크피스 위치사이의 거리에 대하여 충분히 작은 것을 특징으로 하는 플라즈마에 RF 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
제 72항에 있어서, 반도체 워크피스를 기하학적 면에 평행하게 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 RF 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
제 68항에 있어서, 일보다 큰 자기 투자율을 가진 자기 코어를 각각의 유도 코일 내에 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 RF 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
진공 챔버에서 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법에 있어서,

두 개의 파워 공급장치 출력사이에 RF 신호를 공급하는 단계;

각각의 코일이 진공 챔버의 내부 영역에 상대적으로 가까운 제 1단부 및 이로부터 상대적으로 먼 제 2단부를 가지도록 진공 챔버의 내부 영역에 인접하게 다수의 유도 코일을 배치하는 단계; 및

코일의 제 1단부가 제 2단부보다 접지에 대하여 낮은 RF 전압을 가지도록 상기 두 개의 파워 공급장치 출력에 각각의 코일을 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
진공 챔버에서 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법에 있어서,

각각 접지되고 접지되지 않은 두 개의 파워 공급장치 출력사이에 RF 신호를 공급하는 단계;

각각의 코일이 진공 챔버의 내부 영역에 상대적으로 가까운 제 1단부 및 이로부터 상대적으로 먼 제 2단부를 가지도록 진공 챔버의 내부 영역에 인접하게 다수의 유도 코일을 배치하는 단계;

상기 코일의 제 1단부와 접지를 연결하는 단계; 및

상기 코일의 제 2단부를 접지되지 않은 파워 공급장치 출력에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
진공 챔버에서 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법에 있어서,

각각 접지되고 접지되지 않은 두 개의 파워 공급장치 출력사이에 RF 신호를 공급하는 단계;

각각의 코일이 진공 챔버의 내부 영역에 상대적으로 가까운 제 1단부 및 이로부터 상대적으로 먼 제 2단부를 가지도록 진공 챔버의 내부 영역에 인접하게 다수의 유도 코일을 배치하는 단계;

제 1 및 제 2단자를 가진 캐패시터를 제공하는 단계;

상기 캐패시터의 제 1단자를 접지에 연결하는 단계; 및

각 쌍이 두 개의 유도 코일로 이루어지도록 유도 코일을 쌍으로 서로 연결하는 단계를 포함하며, 상기 유도 코일을 쌍으로 연결하는 단계는:

상기 쌍의 두 코일의 각각의 제 1코일 단부를 서로 연결하는 단계;

상기 쌍의 제 1코일의 제 2코일 단부를 캐패시터의 제 2단자에 연결하는 단계; 및

상기 쌍의 제 2코일의 제 2코일 단부를 접지되지 않은 파워 공급장치 출력에 연결하는 단계를 포함하며,

상기 캐패시터는 모든 코일쌍의 각각의 제 1코일을 병렬로 연결함으로써 제공된 인덕턴스와 RF 신호의 주파수에서 공진하는 캐패시턴스 값을 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
진공 챔버에서 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법에 있어서,

각각 접지되고 접지되지 않은 두 개의 파워 공급장치 출력사이에 RF 신호를 공급하는 단계;

제 1 및 제 2단자를 가진 캐패시터를 제공하는 단계;

상기 캐패시터의 제 1단자를 접지에 연결하는 단계;

각각의 코일이 진공 챔버의 내부 영역에 상대적으로 가까운 제 1단부 및 이로부터 상대적으로 먼 제 2단부를 가지도록 진공 챔버의 내부 영역에 인접하게 다수의 유도 코일을 배치하는 단계를 포함하는데, 상기 유도 코일의 수는 정수 N의 배수이며;

각 쌍이 두 개의 유도 코일로 이루어지도록 유도 코일을 N쌍으로 서로 연결하는 단계를 포함하며, 상기 유도 코일을 N쌍으로 연결하는 단계는:

상기 쌍의 두 코일의 각각의 제 1코일 단부를 서로 연결하는 단계;

상기 쌍의 제 1코일의 제 2코일 단부를 캐패시터의 제 2단자에 연결하는 단계; 및

상기 쌍의 제 2코일의 제 2코일 단부를 접지되지 않은 파워 공급장치 출력에 연결하는 단계를 포함하며,

상기 캐패시터는 N 코일 쌍중 하나의 제 1코일의 인덕턴스와 RF 신호의 주파수에서 공진하는 캐패시턴스 값에 정수 N을 곱한 것과 거의 동일한 캐패시턴스 값을 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
진공 챔버에서 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법에 있어서,

각각 접지되고 접지되지 않은 두 개의 파워 공급장치 출력사이에 RF 신호를 공급하는 단계;

각각의 코일이 진공 챔버의 내부 영역에 상대적으로 가까운 제 1단부 및 이로부터 상대적으로 먼 제 2단부를 가지도록 진공 챔버의 내부 영역에 인접하게 다수의 유도 코일을 배치하는 단계; 및

각 쌍이 두 개의 유도 코일로 이루어지도록 유도 코일을 쌍으로 서로 연결하는 단계를 포함하며, 상기 유도 코일을 쌍으로 연결하는 단계는:

상기 쌍의 두 코일의 각각의 제 1코일 단부를 서로 연결하는 단계; 및

상기 쌍의 두 코일의 각각의 제2 코일 단부를 제 1 및 제 2파워 공급장치 출력에 각각 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
진공 챔버에서 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법에 있어서,

접지에 대하여 플로팅되어 있는 두 개의 파워 공급장치 출력사이에 RF 신호를 공급하는 단계;

각각의 코일이 진공 챔버의 내부 영역에 상대적으로 가까운 제 1단부 및 이로부터 상대적으로 먼 제 2단부를 가지도록 진공 챔버의 내부 영역에 인접하게 다수의 유도 코일을 배치하는 단계; 및

각 쌍이 두 개의 유도 코일로 이루어지도록 유도 코일을 쌍으로 서로 연결하는 단계를 포함하며, 상기 유도 코일을 쌍으로 연결하는 단계는:

상기 쌍의 두 코일의 각각의 제 1코일 단부를 서로 연결하는 단계; 및

상기 쌍의 두 코일의 각각의 제2 코일 단부를 제 1 및 제 2파워 공급장치 출력에 각각 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
진공 챔버에서 플라즈마에 RF 파워를 유도적으로 결합하는 방법에 있어서,

각각 접지되고 접지되지 않은 두 개의 파워 공급장치 출력사이에 RF 신호를 공급하는 단계;

입력 및 출력을 가진 임피던스 매칭 네트워크를 제공하는 단계;

접지되지 않은 파워 공급장치 출력에 상기 매칭 네트워크의 입력을 연결하는 단계;

각각 제 1 및 제 2단부를 가진 제 1 및 제 2유도 코일을 제공하는 단계;

상기 제 2유도 코일의 제 1단부와 상기 제 1코일의 제 1단부를 연결하는 단계;

상기 임피던스 매칭 네트워크의 출력과 상기 제 1코일의 제 2단부를 연결하는 단계;

RF 신호의 주파수에서 상기 제 2코일과 공진하는 캐패시턴스 값을 가진 캐패시터를 제공하는 단계; 및

접지 및 상기 제 2코일의 제 2단부사이에 캐패시터를 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 RF 파워를 유도적으로 결합하는 방법.
진공 챔버에서 플라즈마에 RF 파워를 유도적으로 결합하는 방법에 있어서,

각각 접지되고 접지되지 않은 두 개의 파워 공급장치 출력사이에 RF 신호를 공급하는 단계;

입력 및 출력을 가진 임피던스 매칭 네트워크를 제공하는 단계;

접지되지 않은 파워 공급장치 출력에 상기 매칭 네트워크의 입력을 연결하는 단계;

각각 제 1 및 제 2단부를 가진 다수의 유도 코일을 제공하는 단계를 포함하는데, 상기 유도 코일의 수는 정수 N의 배수이며;

각각의 쌍이 제 1 및 제 2유도 코일로 이루어지도록 유도 코일을 N쌍으로 연결하는 단계를 포함하는데, 이 단계는 각각의 유도 코일 쌍에 대하여, 상기 쌍의 제 1 코일의 제 1단부와 상기 제 2코일의 제 1단부를 연결하는 단계와 상기 임피던스 매칭 네트워크의 출력과 상기 제 1코일의 제 2단부를 연결하는 단계를 포함하며;

N 코일 쌍중 하나의 제 1코일과 RF 신호의 주파수에서 공진하는 캐패시턴스 값에 정수 N을 곱한 것과 거의 동일한 캐패시턴스 값을 가지는 캐패시터를 제공하는 단계; 및

접지 및 각 쌍의 제 2코일의 제 2단부사이에 캐패시터를 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마에 RF 파워를 유도적으로 결합하는 방법.