KR20010053288A - 유도적으로 결합된 플라즈마 발생 시스템을 위한 다중코일 안테나 - Google Patents
유도적으로 결합된 플라즈마 발생 시스템을 위한 다중코일 안테나 Download PDFInfo
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Abstract
Description
α=6.89 x 10-4/도 | β=1.145 도/in | Z0=110 Ω | ||
입력 커패시터(pF) | 길이(도) | 출력 커패시터(pF) | Zin(Ω) | |
코일 1 | C1= 615.2 | 45 | C3= 257.6 | 4.0+j26.4 |
코일 2 | C2= 415.2 | 45 | C4= 257.6 | 4.0+j17.2 |
입력 전류 | 출력 전류 | 입력 전압 | 출력 전압 | |||||
i번째 코일 | (Ii)rms | 각도 | (Ii')rms | 각도 | (Vi)rms | 각도 | (Vi')rms | 각도 |
코일 1 | 8.7 A | -3° | 8.7 A | -3° | 399 V | +82° | 398 V | -93° |
코일 2 | 13.2 A | +2° | 13.2 A | +1° | 603 V | +87° | 601 V | -89° |
α=6.89 x 10-4/도 | β=1.145 도/in | Z0=110 Ω | ||
입력 커패시터(pF) | 길이(도) | 출력 커패시터(pF) | Zin(Ω) | |
코일 1 | C1= 515.2 | 45 | C3= 257.6 | 4.0+j22.7 |
코일 2 | C2= 515.2 | 45 | C4= 257.6 | 4.0+j22.7 |
입력 전류 | 출력 전류 | 입력 전압 | 출력 전압 | |||||
i번째 코일 | (Ii)rms | 각도 | (Ii')rms | 각도 | (Vi)rms | 각도 | (Vi')rms | 각도 |
코일 1 | 11.2 A | 0° | 11.2 A | -1° | 511 V | +85° | 510 V | -91° |
코일 2 | 11.2 A | 0° | 11.2 A | -1° | 511 V | +85° | 510 V | -91° |
α=6.89 x 10-4/도 | β=1.145 도/in | Z0=110 Ω | ||
입력 커패시터(pF) | 길이(도) | 출력 커패시터(pF) | Zin(Ω) | |
코일 1 | C1= 415.2 | 45 | C3= 257.6 | 4.0+j17.2 |
코일 2 | C2= 615.2 | 45 | C4= 257.6 | 4.0+j26.4 |
입력 전류 | 출력 전류 | 입력 전압 | 출력 전압 | |||||
i번째 코일 | (Ii)rms | 각도 | (Ii')rms | 각도 | (Vi)rms | 각도 | (Vi')rms | 각도 |
코일 1 | 13.2 A | +2° | 13.2 A | +1° | 603 V | +87° | 601 V | -89° |
코일 2 | 8.7 A | -3° | 8.7 A | -3° | 399 V | +82° | 398 V | -93° |
Claims (65)
- 유도적으로 결합된 플라즈마를 발생시키기 위한 장치에 있어서,챔버 내부로 전자기장 경로를 형성하는 윈도우 및 상기 챔버 내부로 프로세스 가스를 유입하도록 구성되는 프로세스 가스 공급기를 가지는 플라즈마 반응 챔버;상기 챔버의 윈도우에 근접하여 배치된 제1 및 제2 안테나 세그먼트들을 적어도 구비하는 고주파 안테나; 및상기 안테나 세그먼트들과 결합되고 상기 안테나 세그먼트들에서 고주파 전류를 공진시키도록 구성된 고주파 전원을 구비하는 장치에 있어서,상기 고주파 전류에 의해 유도된 전기-자기장은 상기 윈도우를 통과하기에 효과적이며 프로세스 가스를 여기 및 이온화하여 그로인해 상기 챔버내에서 플라즈마를 발생시키고,상기 제1 안테나 세그먼트는 상기 제2 안테나 세그먼트를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 발생된 플라즈마의 밀도는 상기 적어도 제1 및 제2 안테나 세그먼트들에 의해 채워지는 영역내에서 실질적으로 균일함을 특징으로 하는 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 적어도 제1 및 제2 안테나 세그먼트들 각각은 챔버내에서 상이한 영역으로 고주파 전력을 결합하여, 챔버내에서 전반적으로 균일한 플라즈마를 초래함을 특징으로 하는 장치.
- 제1항에 있어서, 적어도 제1 및 제2 안테나 세그먼트들은 단일 권선 코일로 제작됨을 특징으로 하는 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 안테나 세그먼트는 단일 권선 코일로 제작되고 상기 제2 안테나 세그먼트는 다중 권선 코일로 제작됨을 특징으로 하는 장치.
- 제1항에 있어서, 적어도 제1 및 제2 안테나 세그먼트들은 다중 권선 코일로 제작됨을 특징으로 하는 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 적어도 제1 및 제2 안테나 세그먼트들 내에서 동등한 전류 혹은 동등하지 않은 전류를 생성하기 위해 전류를 조정하기 위한 적어도 하나의 입력 동조 커패시터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 입력 동조 커패시터는 각 안테나 세그먼트에 더 높은 전류를 제공하여 안테나 세그먼트에 인접한 플라즈마 영역에 더 높은 고주파 전력 결합을 초래하거나 혹은 각 안테나 세그먼트에 더 낮은 전류를 제공하여 플라즈마의 상기 영역에 더 낮은 전력 결합을 초래함을 특징으로 하는 장치.
- 제7항에 있어서, 입력 커패시터 한 쌍은 안테나 세그먼트 한 쌍에서 전류를 조정하는데 사용되며 단일 제어로 반대 방향으로 전환되도록 배열됨을 특징으로 하는 장치.
- 제1항에 있어서, 적어도 제1 및 제2 안테나 세그먼트들은 단일 고주파 전력원에 의해 전력이 공급되며 단일 정합 네트워크에 의해 동조됨을 특징으로 하는 장치.
- 제1항에 있어서, 제1 및 제2 안테나 세그먼트들의 출력단들은 함께 묶여져서 임피던스를 통해 접지로 종결됨을 특징으로 하는 장치.
- 제1항에 있어서, 제1 및 제2 안테나 세그먼트들의 출력단들은 분리된 출력 고정 혹은 가변 커패시터들을 통해 접지로 종결됨을 특징으로 하는 장치.
- 제12항에 있어서, 각 출력 커패시터는 각 안테나 세그먼트를 따라 전류 극단 혹은 전압 극단의 위치를 조정함을 특징으로 하는 장치.
- 제12항에 있어서, 제1 및 제2 안테나 세그먼트들에서 전류 최대값들의 위치들은 제2 안테나 세그먼트에 관련한 제1 안테나 세그먼트의 회전상 위치의 함수이고,상기 출력 커패시터들은 전류 최대값 위치들이 방위각적으로 대략 180도 떨어지고 방사상으로 서로 반대편에 있도록 상기 위치들을 더 조정하여, 방위각적 비균일한 전류 분배에 따른 플라즈마 방위각적 비균일성을 실질적으로 감소시킴을 특징으로 하는 장치.
- 제12항에 있어서, 출력 커패시터들 한 쌍은 제1 및 제2 안테나 세그먼트들에서의 전류를 조정하고 단일 제어로 반대 방향으로 전환되도록 배열됨을 특징으로 하는 장치.
- 제1항에 있어서, 제1 및 제2 안테나 세그먼트들은 동일평면상의 이차원적인 구성, 비평면상의 삼차원적인 구성, 혹은 이에따른 조합으로 구성됨을 특징으로 하는 장치.
- 제1항에 있어서, 제1 및 제2 안테나 세그먼트들은 안테나 세그먼트들중 다른 하나에 비해 작은 직경을 가지는 안테나 세그먼트들 중 하나에 의해 동심으로 배열됨을 특징으로 하는 장치.
- 제16항에 있어서, 상기 삼차원적인 구성은 돔(Dome) 혹은 나선형 구성중 하나임을 특징으로 하는 장치.
- 제1항에 있어서, 각 안테나 세그먼트들은 형태상으로 대략 원형임을 특징으로 하는 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 적어도 제1 및 제2 안테나 세그먼트들은 상기 챔버의 윈도우 외부 표면에 인접하여 배치됨을 특징으로 하는 장치.
- 제1항에 있어서, 제1 및 제2 안테나 세그먼트들 내에서의 전류는 상기 세그먼트들 주위를 동일한 방위각적 방향으로 흐름을 특징으로 하는 장치.
- 유도적으로 결합된 플라즈마를 발생시키기 위한 장치에 있어서,챔버 내부로 전자기장 경로를 형성하는 윈도우 및 상기 챔버 내부로 프로세스 가스를 유입하도록 구성되는 프로세스 가스 공급기를 가지는 플라즈마 반응 챔버;상기 챔버의 윈도우에 근접하여 배치된 제1 및 제2 다중 권선 안테나 세그먼트들을 적어도 구비하는 고주파 안테나; 및상기 안테나 세그먼트들과 결합되고 상기 안테나 세그먼트들에서 고주파 전류를 공진시키도록 구성된 고주파 전원을 구비하는 장치에 있어서,상기 고주파 전류에 의해 유도된 전기-자기장은 상기 윈도우를 통과하기에 효과적이며 프로세스 가스를 여기 및 이온화하여 그로인해 상기 챔버내에서 플라즈마를 발생시키고,상기 제1 다중 권선 안테나 세그먼트는 상기 제2 다중 권선 안테나 세그먼트를 둘러싸는 외부 코일임을 특징으로 하는 장치.
- 제22항에 있어서, 상기 발생된 플라즈마의 밀도는 상기 1 및 제2 다중 권선 안테나 세그먼트들에 의해 채워지는 영역내에서 실질적으로 균일함을 특징으로 하는 장치.
- 제22항에 있어서, 상기 적어도 제1 및 제2 안테나 세그먼트들 각각은 챔버내에서 상이한 영역으로 고주파 전력을 결합하여, 챔버내에서 전반적으로 균일한 플라즈마를 초래함을 특징으로 하는 장치.
- 제22항에 있어서, 상기 제1 다중 권선 안테나 세그먼트는 평먼 다중 권선 코일로 구성되고 상기 제2 다중 권선 안테나 세그먼트는 제1 및 제2 파트를 가짐을 특징으로 하는 장치.
- 제25항에 있어서, 제2 다중 권선 안테나 세그먼트의 상기 제1 파트는 평면 다중 권선 코일로 구성되고 제2 다중 권선 안테나 세그먼트의 상기 제2 파트는 나선형 코일로 구성됨을 특징으로 하는 장치.
- 제26항에 있어서, 상기 제2 파트는 상기 나선형 코일내에 공동의 유전체 실린더를 더 구비하고 상기 공동 유전체 실린더의 공동 구역은 프로세스 챔버에 직접 연결됨을 특징으로 하는 장치.
- 제27항에 있어서, 상기 나선형 코일 및 상기 공동 유전체 실린더는 챔버내에서 플라즈마가 저압에서 발생될 수 있도록 구성되어, 프로세스 챔버의 중앙에서 증대한 플라즈마 밀도를 초래함을 특징으로 하는 장치.
- 제22항에 있어서, 제1 다중 권선 안테나 세그먼트는 제1 평면 파트 및 제2 비평면 파트를 가지며, 제2 다중 권선 안테나 세그먼트는 제1 평면 파트 및 제2 비평면 파트를 가짐을 특징으로 하는 장치.
- 제29항에 있어서, 제1 다중 권선 안테나 세그먼트의 상기 제2 파트는 나선형 코일로 구성됨을 특징으로 하는 장치.
- 제29항에 있어서, 제2 다중 권선 안테나 세그먼트의 상기 제2 파트는 나선형 코일로 구성됨을 특징으로 하는 장치.
- 제22항에 있어서, 제1 다중 권선 안테나 세그먼트의 전체 길이는 제2 다중 권선 안테나 세그먼트의 길이에 필적하여, 안테나 세그먼트내의 전류는 더 넓은 범위까지 조정될 수 있음을 특징으로 하는 장치.
- 제22항에 있어서, 상기 적어도 제1 및 제2 안테나 세그먼트들 내에서 동등한 전류 혹은 동등하지 않은 전류를 생성하기 위해 전류를 조정하기 위한 적어도 하나의 입력 동조 커패시터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제33항에 있어서, 상기 적어도 하나의 입력 동조 커패시터는 각 안테나 세그먼트에 더 높은 전류를 제공하여 안테나 세그먼트에 인접한 플라즈마 영역에 더 높은 고주파 전력 결합을 초래하거나 혹은 각 안테나 세그먼트에 더 낮은 전류를 제공하여 플라즈마의 상기 영역에 더 낮은 전력 결합을 초래함을 특징으로 하는 장치.
- 제33항에 있어서, 입력 커패시터 한 쌍은 제1 및 제2 안테나 세그먼트에서 전류를 조정하는데 사용되며 단일 제어로 반대 방향으로 전환되도록 배열됨을 특징으로 하는 장치.
- 제22항에 있어서, 적어도 제1 및 제2 안테나 세그먼트들은 단일 고주파 전력원에 의해 전력이 공급되며 단일 정합 네트워크에 의해 동조됨을 특징으로 하는 장치.
- 제22항에 있어서, 제1 및 제2 안테나 세그먼트들의 출력단들은 분리된 출력 고정 혹은 가변 커패시터들을 통해 접지로 종결됨을 특징으로 하는 장치.
- 제37항에 있어서, 각 출력 커패시터는 각 안테나 세그먼트를 따라 전류 극단 혹은 전압 극단의 위치를 조정함을 특징으로 하는 장치.
- 제37항에 있어서, 제1 및 제2 안테나 세그먼트들에서 전류 최대값들의 위치들은 제2 안테나 세그먼트에 관련한 제1 안테나 세그먼트의 회전상 위치의 함수이고,상기 출력 커패시터들은 전류 최대값 위치들이 방위각적으로 대략 180도 떨어지고 방사상으로 서로 반대편에 있도록 상기 위치들을 더 조정하여, 방위각적 비균일한 전류 분배에 따른 플라즈마 방위각적 비균일성을 실질적으로 감소시킴을 특징으로 하는 장치.
- 제37항에 있어서, 출력 커패시터들 한 쌍은 제1 및 제2 안테나 세그먼트들에서의 전류를 조정하는데 사용되고 단일 제어로 반대 방향으로 전환되도록 배열됨을 특징으로 하는 장치.
- 제26항에 있어서, 출력 커패시터는 전류 최대값의 위치를 제2 다중 권선 안테나 세그먼트의 제1 파트 혹은 제2 파트중 하나로 이동하는데 사용되어 다중 권선 안테나 세그먼트로부터 플라즈마로의 전력 결합에서의 변화를 초래함을 특징으로 하는 장치.
- 제30항에 있어서, 출력 커패시터는 전류 최대값의 위치를 제2 다중 권선 안테나 세그먼트의 제1 파트 혹은 제2 파트중 하나로 이동하는데 사용되어 다중 권선 안테나 세그먼트로부터 플라즈마로의 전력 결합에서의 변화를 초래함을 특징으로 하는 장치.
- 제31항에 있어서, 출력 커패시터는 전류 최대값의 위치를 제2 다중 권선 안테나 세그먼트의 제1 파트 혹은 제2 파트중 하나로 이동하는데 사용되어 다중 권선 안테나 세그먼트로부터 플라즈마로의 전력 결합에서의 변화를 초래함을 특징으로 하는 장치.
- 제41항에 있어서, 상기 출력 커패시터와 관련된 입력 커패시터를 더 구비하여, 상기 입력 커패시터의 동조는 고주파의 전체적인 입력 임피던스가 비교적 변하지 않은채 유지되도록 해서 하나의 다중 권선 안테나 세그먼트내에서의 전류가 다른 다중 권선 안테나 세그먼트들에서의 전류에 영향을 주지 않도록 함을 특징으로 하는 장치.
- 제42항에 있어서, 상기 출력 커패시터와 관련된 입력 커패시터를 더 구비하여, 상기 입력 커패시터의 동조는 고주파의 전체적인 입력 임피던스가 비교적 변하지 않은채 유지되도록 해서 하나의 다중 권선 안테나 세그먼트내에서의 전류가 다른 다중 권선 안테나 세그먼트들에서의 전류에 영향을 주지 않도록 함을 특징으로 하는 장치.
- 제43항에 있어서, 상기 출력 커패시터와 관련된 입력 커패시터를 더 구비하여, 상기 입력 커패시터의 동조는 고주파의 전체적인 입력 임피던스가 비교적 변하지 않은채 유지되도록 해서 하나의 다중 권선 안테나 세그먼트내에서의 전류가 다른 다중 권선 안테나 세그먼트들에서의 전류에 영향을 주지 않도록 함을 특징으로 하는 장치.
- 제22항에 있어서, 제1 및 제2 안테나 세그먼트들은 안테나 세그먼트들중 다른 하나에 비해 작은 직경을 가지는 안테나 세그먼트들 중 하나에 의해 동심으로 배열됨을 특징으로 하는 장치.
- 제22항에 있어서, 상기 적어도 제1 및 제2 안테나 세그먼트들은 상기 챔버의 윈도우 외부 표면에 인접하여 배치됨을 특징으로 하는 장치.
- 제22항에 있어서, 제1 및 제2 안테나 세그먼트들 내에서의 전류는 상기 세그먼트들 주위를 동일한 방위각적 방향으로 흐름을 특징으로 하는 장치.
- 유도적으로 결합된 플라즈마를 발생시키기 위한 장치에 있어서,챔버 내부로 전자기장 경로를 형성하는 윈도우 및 상기 챔버 내부로 프로세스 가스를 유입하도록 구성되는 프로세스 가스 공급기를 가지는 플라즈마 반응 챔버;상기 챔버의 윈도우에 근접하여 배치된 두 개의 유사한 형태의 안테나 세그먼트들을 구비하는 고주파 안테나; 및상기 안테나 세그먼트들과 결합되고 상기 안테나 세그먼트들에서 고주파 전류를 공진시키도록 구성된 고주파 전원을 구비하는 장치에 있어서,상기 고주파 전류에 의해 유도된 전기-자기장은 상기 윈도우를 통과하기에 효과적이며 프로세스 가스를 여기 및 이온화하여 그로인해 상기 챔버내에서 플라즈마를 발생시키고,상기 두 안테나 세그먼트들은 이격되어 중심축에 대해 대칭적으로 위치함을 특징으로 하는 장치.
- 제50항에 있어서, 각 안테나 세그먼트는 D 자 형태이고 반원 및 대략 그것의 직경을 따르는 직선으로 구성됨을 특징으로 하는 장치.
- 제51항에 있어서, 상기 안테나 세그먼트들의 직선은 서로 평행하고 윈도우의 중심 지역을 포함하여 중심축 주위로 대칭적인 플라즈마 밀도를 초래함을 특징으로 하는 장치.
- 제50항에 있어서, 두 안테나 세그먼트의 입력단들은 함께 묶이고, 두 안테나 세그먼트의 출력단들은 함께 묶여서 가변 커패시터를 통해 접지로 종결됨을 특징으로 하는 장치.
- 제51항에 있어서, 두 안테나 세그먼트의 직선들에서 전류는 동일한 방향으로 흐름을 특징으로 하는 장치.
- 제50항에 있어서, 안테나 세그먼트들은 단일 고주파 전력원에 의해 전력이 공급되며 단일 정합 네트워크에 의해 동조됨을 특징으로 하는 장치.
- 제50항에 있어서, 상기 발생된 플라즈마의 밀도는 상기 안테나 세그먼트들에 의해 채워지는 영역내에서 실질적으로 균일함을 특징으로 하는 장치.
- 제50항에 있어서, 상기 안테나 세그먼트들 각각은 챔버내의 상이한 영역으로 고주파 전력을 결합하여, 챔버내에서 전반적으로 균일한 플라즈마를 초래함을 특징으로 하는 장치.
- 제50항에 있어서, 상기 안테나 세그먼트들은 상기 챔버의 윈도우 외부 표면에 인접하여 배치됨을 특징으로 하는 장치.
- 플라즈마 반응 챔버를 위한 유도적으로 결합된 플라즈마 안테나 시스템에 있어서,이격된 제1 및 제2 동심의 전류 경로들을 포함하여,상기 동심의 전류 경로내에서 전류는 동일한 방향으로 흐름을 특징으로 하는 시스템.
- 제59항에 있어서, 상기 동심원의 전류 경로는 고주파 전력을 챔버내에서 방사상으로 및 방위각상으로 상이한 지역으로 결합하고 챔버내에서 균일한 플라즈마 분배를 제공하는데 협력함을 특징으로 하는 시스템.
- 제59항에 있어서, 상기 동심원의 전류 경로는 동일평면상의 이차원적인 구성, 비평면상의 삼차원적인 구성, 혹은 이에따른 조합으로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
- 반도체 기판의 노출된 표면을 제1항에서의 장치에서 형성되는 플라즈마에 접촉시킴으로써 반도체 기판을 처리하는 공정.
- 반도체 기판의 노출된 표면을 제22항에서의 장치에서 형성되는 플라즈마에 접촉시킴으로써 반도체 기판을 처리하는 공정.
- 반도체 기판의 노출된 표면을 제50항에서의 장치에서 형성되는 플라즈마에 접촉시킴으로써 반도체 기판을 처리하는 공정.
- 반도체 기판의 노출된 표면을 제59항에서의 장치에서 형성되는 플라즈마에 접촉시킴으로써 반도체 기판을 처리하는 공정.
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