KR20020007155A - 전력 공급 안테나와, 전력 공급 장치 및 방법과, 반도체제조 장치 - Google Patents

전력 공급 안테나와, 전력 공급 장치 및 방법과, 반도체제조 장치 Download PDF

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Abstract

전력 공급 안테나는 동심적으로 배치된 다수의 코일을 포함한다. 각 코일의 대향 단부에 형성된 전력 공급 부분은 인접한 전력 공급 부분 사이의 공간이 동일하게 되도록 동일한 평면상에 상이한 위상으로 위치되어 있다. 전력 공급 안테나는 다수의 코일을 구비할지라도 균일한 전계 및 균일한 자계를 생성할 수 있다.

Description

전력 공급 안테나와, 전력 공급 장치 및 방법과, 반도체 제조 장치{POWER SUPPLY ANTENNA AND POWER SUPPLY METHOD}
본 발명은 전력 공급 안테나 및 전력 공급 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 플라즈마용으로 유용한 전력 공급 안테나에 관한 것이다.
반도체 제조 분야에 있어서, 플라즈마 보조 화학 증착(플라즈마 CVD) 시스템은 현재 공지되어 있다. 플라즈마 CVD 시스템은 막의 재료일 수 있는 개시 가스를 용기 내측의 증착실내로 도입하여, 이 가스를 플라즈마의 상태로 전환시키고, 플라즈마내의 활성 여기된 원자 또는 분자에 의해 기판의 표면상의 화학 반응을 증진시켜서 막을 증착시키도록 설계된다. 증착실내를 플라즈마 상태로 형성하기 위해서, 용기는 전자파 투과 윈도우를 구비하며, 용기 외측에 위치된 전력 공급 안테나는 전자파 투과 윈도우를 통해 전자파를 유입시키도록 전력이 공급된다.
도 11은 상술한 반도체 제조 장치에서 이용되는 종래 기술에 다른 전력 공급 안테나를 도시하는 도면이다. 이러한 도면에 도시된 바와 같이, 전력 공급 안테나(01)는 단일 전력 공급 부분(01A)을 구비한 단일 루프 안테나이다. 이러한 전력 공급 안테나(01)는 진공 용기(02)내로 분사된 가스를 플라즈마로 전환시키기 위해서 원통형 진공 용기(02)의 상부에 통상 배치되며, 이에 의해 정전 척(03)상에 지지되고 아래에 배치된 웨이퍼(4)의 막을 증착한다. 원점(O)인 웨이퍼(04)의 중심을 가진 원통형 좌표를 가정하면, 좌표축(r)은 반경방향을 가리키고, 좌표축(Z)은 원통형 축방향으로 가리키고, θ는 원주방향을 가리킨다.
상술한 바와 같이 한 위치에 전력 공급 부분(01A)을 구비하는 단일 루프 안테나를 구비하면, 전력 공급 안테나(01)의 각 부분을 통해 유동하는 전류의 값은 말할 필요도 없이 일정하다. 이러한 전류 분포에 있어서, 플라즈마에 의해 전력 공급 안테나(01)로부터의 전자파를 흡수(반경방향에서)하는 분포는 균일하지 않게 표시되어 있다. 도 12는 전력 공급 안테나(01)로부터의 전자파의 플라즈마내의 전파를 수치적으로 찾아냄으로써(즉, 전자파의 파 수학식을 풀음) 결정된 플라즈마의 전자파 에너지 흡수 분포를 도시한 것이다. 도 12의 수평방향 축은 전력 공급 안테나(01)의 중심으로서의 원점[웨이퍼(04)의 중심으로서의 원점(O)]에 대한 직경방향에서의 위치(m)를 가리킨다. 수직방향 축은 전자파 에너지(W/m3)의 흡수량을 나타낸다. 도 12의 실선의 특성은 도 11에 도시된 웨이퍼(04)의 표면상에서 수직으로(Z 방향에서) 0.16m 위치에서 흡수된 전력 분포를 도시한 것이다. Z=0.16 이라는 것은 이 사실을 의미하는 것이다(이러한 것은 하기의 설명에서도 동일하다). 도 12에 도시된 바와 같이, 강한 피크는 진공 용기(02)의 반경의 반부에 대응하는 지점 둘레를 가리키며, 에너지 흡수는 중심에서 그리고 진공 용기(02)의 주변부상에서 매우 약하다. 중심 근방 그리고 진공 용기(02)의 벽에서 먼 영역에 있어서, 플라즈마는 온도 및 밀도가 낮은 중심쪽으로 확산되며, 확산되는 플라즈마의 분포는 시간이 경과함에 따라 비교적 일정하게 된다. 벽에 근접한 주변 영역에 있어서, 플라즈마는 이러한 벽으로 빠져나간다. 따라서, 플라즈마는 주변 영역에서 균일하게 될 수 없다. 그 결과, 플라즈마의 온도 및 밀도는 주변 영역에서 낮다. 따라서, 막 증착은 웨이퍼(04)의 표면에 걸쳐서 막 두께의 균일성을 보장할 수 없다. 이것은 실험으로 확인되었다.
본 발명은 종래 기술에 따른 상술한 문제점을 해결하는 것이다. 본 발명의 목적은 플라즈마의 반경방향 전자파 에너지 흡수 분포를 균일하게 할 수 있고, 다수의 코일을 구비하지만 균일한 전계 및 균일한 자계를 생성할 수 있는 전력 공급 안테나와; 전력 공급 안테나를 구비하는 전력 공급 장치와; 전력 공급 안테나 또는 전력 공급 장치를 구비하는 반도체 제조 장치와; 전력 공급 안테나 또는 전력 공급 장치를 이용하는 전력 공급 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 전력 공급 안테나는 하기의 실시예에 의해 특징지어 진다.
1) 동심적으로 배치되며, 다수의 컨덕터를 각각 호(an arc)의 형태로 굽힘으로써 제조되는 다수의 코일을 포함하는 전력 공급 안테나(a power supply antenna)에 있어서, 고주파 전력 공급원에 연결될 각 코일의 대향 단부에 형성된 전력 공급 부분이 동일한 평면상에 상이한 위상으로 위치된다.
이러한 실시예에 따르면, Ez(후술함)와 같은 전력 공급 단자에 생성된 비균일 전계가 분산될 수 있다. 따라서, 다수의 전력 공급 부분이 코일의 원주방향에서 하나의 위치에 집중되는 경우보다, 전력 공급 안테나가 보다 균일한 전계 및 보다 균일한 자계, 즉 보다 균일한 전자파를 생성할 수 있다. 그 결과, 전자파로 가열하는 것에 따라 발생된 플라즈마의 밀도의 반경방향(r 방향)에서의 분포를 균일하게 할 수 있다.
2) 실시예 1)에 개시된 전력 공급 안테나에 있어서, 상기 각 코일의 반경 또는 두께가 자체 인덕턴스 및 상호 인덕턴스를 변경하도록 조정되며, 이에 의해 각 코일을 통해 흐르는 전류를 변경시켜서, 플라즈마에 흡수된 에너지의 분포가 조정될 수 있게 한다.
이러한 실시예에 따르면, 각 코일을 통해 흐르는 전류가 조정될 수 있다. 따라서, 플라즈마 분포가 보다 균일하게 될 수 있다.
3) 실시예 1) 또는 2)에 개시된 전력 공급 안테나에 있어서, 코일중 적어도 하나가 상호 인덕턴스를 변경시키도록 동일한 평면이 아닌 평면에 위치되어, 플라즈마에 흡수된 에너지의 분포가 조정될 수 있게 한다.
이러한 실시예에 따르면, 동일한 평면이 아닌 평면상에 배치된 코일과 플라즈마 사이의 거리가 증가 또는 감소된다. 따라서, 전자파가 플라즈마로 흡수되는 것이 감소 또는 증가된다. 결국, 플라즈마의 가열 분포가 균일한 흡수 분포를 성취하도록 형상화될 수 있으며, 이에 의해 플라즈마의 반경방향(r 방향)에서의 분포가 균일화될 수 있다.
4) 실시예 1) 내지 3)중 어느 하나에 개시된 전력 공급 안테나에 있어서, 각 코일내의 인접한 전력 공급 부분 사이의 공간이 동일할 수 있다.
이러한 실시예에 따르면, Ez로 인한 전계 및 자계의 분포가 원주방향에서 가장 만족스럽게 분포될 수 있다. 따라서, 실시예 1)의 발명의 효과가 가장 현저하게 이뤄질 수 있다. 즉, 원주방향(θ 방향)에서 가장 균일한 전자파가 생성될 수 있다.
5) 전력 공급 장치에 있어서, 동심적으로 배치되며, 다수의 컨덕터를 각각 호의 형태로 굽힘으로써 제조되는 다수의 코일을 포함하는 전력 공급 안테나와, 상기 전력 공급 안테나의 각 코일에 평행하게 연결된 캐패시터를 구비하는 정합 수단을 포함하며; 상기 정합 수단이 축방향으로 대향된 단부에 전극을 각각 구비하고 있는 제 1 관형 캐패시터 및 제 2 캐패시터를 구비하며, 또한 상기 전력 공급 안테나에 평행하게 배치되며, 서로에 대해서 전기 절연이 설정되는 제 1 전극, 제 2 전극 및 제 3 전극을 구비하며, 상기 제 1 캐패시터의 전극중 하나가 제 1 전극에 연결되며, 상기 제 2 캐패시터의 전극중 하나가 제 2 전극에 연결되며, 상기 제 1 및 제 2 캐패시터의 다른 전극이 제 3 전극에 연결되는 전력 공급 장치가 제공된다.
이러한 실시예에 따르면, 전력 공급 안테나에 정합하는 임피던스를 보장하는 전력 공급 장치에 의해 균일한 전자파가 생성될 수 있다. 따라서, 균일한 플라즈마가 균일한 최대 강도를 가진 전자파에 의해 효율적으로 생성될 수 있다.
6) 실시예 5)에 개시된 전력 공급 장치에 있어서, 정합 수단의 제 1 전극 및 제 3 전극이 대향 단부에 배치될 수 있으며, 상기 제 2 전극이 관통 구멍을 구비하는 평판부를 포함하며, 상기 평판부로부터 상기 제 1 전극쪽으로 돌출되는 오목한부분이 상기 제 1 전극과 상기 제 3 전극 사이에 배치되며, 상기 제 1 캐패시터가 관통 구멍을 통해 통과되고, 상기 제 1 캐패시터의 전극중 하나가 상기 제 1 전극에 연결되며, 상기 제 2 캐패시터가 상기 오목한 부분에 끼워맞춰지고, 상기 제 2 캐패시터의 전극중 하나가 상기 제 2 전극에 연결되며, 상기 전력 공급 안테나를 구성하는 코일의 각각의 전력 공급 부분중 적어도 하나가 적어도 제 1 전극을 통해 통과되고, 상기 제 2 전극과 전기적으로 접속된 관계를 설정한다.
이러한 실시예에 따르면, 상이한 위상의 다수의 전력 공급 부분과, 제 1 및 제 2 전극 사이의 연결 위치를 선택하는 자유도가 최대화된다. 따라서, 전력 공급 부분의 길이가 가능한한 짧게 부여되어 연결 부위에서의 전력 손실을 최소화한다. 이러한 상태에서, 전력 공급 안테나와, 제 1 및 제 2 전극 사이의 전기 접속이 설정될 수 있다.
7) 실시예 5) 또는 6)에 개시된 전력 공급 장치에 있어서, 전력 공급 안테나가 실시예 1)에 개시된 전력 공급 안테나와 동일할 수 있다. 따라서, 실시예 1)에 개시된 발명의 효과와 동일한 효과가 성취될 수 있다.
8) 실시예 5) 또는 6)에 개시된 전력 공급 장치에 있어서, 전력 공급 안테나가 실시예 2)에 개시된 전력 공급 안테나와 동일할 수 있다. 따라서, 실시예 2)에 개시된 발명의 효과와 동일한 효과가 성취될 수 있다.
9) 실시예 5) 또는 6)에 개시된 전력 공급 장치에 있어서, 전력 공급 안테나가 실시예 3)에 개시된 전력 공급 안테나와 동일할 수 있다. 따라서, 실시예 3)에 개시된 발명의 효과와 동일한 효과가 성취될 수 있다.
10) 실시예 5) 또는 6)에 개시된 전력 공급 장치에 있어서, 전력 공급 안테나가 실시예 4)에 개시된 전력 공급 안테나와 동일할 수 있다. 따라서, 실시예 4)에 개시된 발명의 효과와 동일한 효과가 성취될 수 있다.
11) 반도체 제조 장치에 있어서, 전자파 투과 윈도우를 구비하는 용기와, 상기 용기 외측에 제공되며, 상기 전자파 투과 윈도우에 대향된 전력 공급 안테나와, 상기 전력 공급 안테나에 고주파 전압을 가하기 위한 전력 공급원을 포함하며; 상기 전력 공급원이 전자파를 생성하도록 상기 전력 공급원으로부터 상기 전력 공급 안테나까지 고주파 전압을 가하고 그리고 플라즈마를 생성하도록 상기 전자파 투과 윈도우를 통해 상기 용기내로 전자파를 통과시키기에 적합하며, 이에 의해 용기내의 기판의 표면을 처리하며, 상기 반도체 제조 장치는 실시예 1) 내지 10)중 어느 하나에 개시된 전력 공급 안테나 또는 전력 공급 장치를 구비한다.
이러한 실시예에 따르면, 균일한 플라즈마 분포가 용기에 형성될 수 있다. 따라서, 균일한 막 두께를 가진 고품질 반도체 제품을 제조할 수 있다.
12) 실시예 1) 내지 11)중 어느 하나에 개시된 전력 공급 안테나, 전력 공급 장치 또는 반도체 제조 장치를 위한 전력 공급 방법에 있어서, 상기 전력 공급 안테나의 최외측 주변부상의 코일에 가해진 고주파 전압의 주파수가 다른 코일에 가해진 고주파 전압의 주파수보다 비교적 보다 낮게 되며, 이에 의해 최외측 주변부상의 코일 바로 아래의 플라즈마의 가열이 향상된다.
이러한 실시예에 따르면, 최외측 주변부상의 코일 바로 아래의 플라즈마에 의한 전자기 에너지 흡수의 양이 증가될 수 있다. 따라서, 고온 고밀도 플라즈마가 용기의 벽 표면 근처에서 균일하게 생성될 수 있다.
13) 상이한 주파수의 고주파 전압을 공급하기 위한 다양한 형태의 전력 공급원을 포함할 수 있는 실시예 5) 내지 10)중 어느 하나에 개시된 전력 공급 장치에 있어서, 가장 낮은 주파수의 출력 전압용의 고주파수 전력 공급원이 최외측 주변부상의 코일에 연결될 수 있으며, 비교적 높은 주파수의 출력 전압용의 고주파수 전력 공급원이 다른 코일에 연결될 수 있다.
이러한 실시예에 따르면, 최외측 주변부상의 코일 바로 아래의 플라즈마에 의한 전자기 에너지 흡수의 양이 증가될 수 있다. 따라서, 고온 고밀도 플라즈마가 용기의 벽 표면 근처에서 균일하게 생성될 수 있다.
14) 상이한 주파수의 고주파 전압을 공급하기 위한 다수 형태의 전력 공급원을 포함할 수 있는 실시예 11)에 개시된 반도체 제조 장치에 있어서, 가장 낮은 주파수의 출력 전압용의 고주파수 전력 공급원이 최외측 주변부상의 코일에 연결될 수 있으며, 비교적 높은 주파수의 출력 전압용의 고주파수 전력 공급원이 다른 코일에 연결될 수 있다.
이러한 실시예에 따르면, 최외측 주변부상의 코일 바로 아래의 플라즈마에 의한 전자기 에너지 흡수의 양이 증가될 수 있다. 따라서, 고온 고밀도 플라즈마가 용기의 벽 표면 근처에서 균일하게 생성될 수 있으며, 결과적인 반도체의 주변 영역에서의 막 두께가 균일하게 제조될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 있어서 필요조건인 전력 공급 안테나를 개념적으로 도시하는 설명도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전력 공급 안테나의 평면도,
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전력 공급 안테나의 평면도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 안테나를 도시하는 도면으로서, 도 4a는 도 5a의 A-A 선 단면도이고, 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 안테나에 대한 등가 회로도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 안테나를 도시하는 도면으로서, 도 5a는 도 4a의 B-B 선 단면도이고, 도 5b는 도 4a의 C-C 선 단면도,
도 6은 반도체 제조 장치(CVD 장치)를 개념적으로 도시하는 설명도,
도 7a 내지 도 7d는 전력 공급 안테나의 다수의 독립적인 코일에 동일한 전류가 공급되는 경우(도 7a 내지 도 7c)와, 전력 공급 안테나의 다수의 독립적인 코일에 상이한 전류가 공급되는 경우에 나타나는 흡수된 전력 특성을 도시하는 특성도,
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 다른 전력 공급 안테나를 개념적으로 도시하는 설명도,
도 9a 내지 도 9d는 흡수된 전력 특성이 전력 공급 안테나의 코일의 위치에 따라서 좌우되는 것을 도시하는 특성도,
도 10은 전력 공급 안테나의 코일이 진공 용기의 벽 근방에 배치된 경우에 나타나는 흡수된 전력 특성을 도시하는 특성도,
도 11은 반도체 제조 장치와 함께 종래 기술에 따른 전력 공급 안테나를 개념적으로 도시하는 설명도,
도 12는 도 11에 도시된 장치의 흡수된 전력 특성을 도시하는 특성도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
01 : 전력 공급 안테나 01a, 01b, 01c : 코일
01d, 01e, 01f : 전력 공급 부분 1a, 1b, 1c, 1g : 코일
1d, 1e, 1f, 1h : 전력 공급 부분 2, 3 : 가변 캐패시터
4, 5, 6 : 전극 5a : 평탄부
7a, 7b, 7c : 고정 부재
10a, 10b, 10c, 11a, 11b, 11c : 스페이서
13, 14 : 모터 22 : 용기
23 : 증착실 25 : 웨이퍼 지지대
27 : 지지 부분 Ⅰ, Ⅱ : 전력 공급 안테나
Ⅲ : 정합 장치
본 발명은 이하의 상세한 설명과 예로 도시하지만 본 발명을 제한하지 않는 첨부 도면을 참조하면 잘 이해될 수 있다.
이제, 본 발명을 제한하지 않는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 다수의(도면에서 3개) 컨덕터를 컨덕터의 단일 루프가 아닌 호(arc)의 형태로 각각 굽혀서 제조된 다수의 코일(01a, 01b, 01c)이 전력 공급 안테나(01)를 구성하도록 동심적으로 배치되는 경우에, 코일(01a, 01b, 01c)을 통해 흐르는 전류가 독립적으로 조절될 수 있게 하는 다양한 장점(이러한 장점은 이후에 상세하게 설명한다)이 있다. 그러나, 코일(01a, 01b, 01c)의 전력 공급 부분(01d, 01e, 01f)이 도 1에 도시된 바와 같이 원주 방향에서 하나의 위치에 집중되는 경우에, 결과적인 전계 및 자계가 교란될 수도 있다. 이러한 교란이 발생한다면, 막 증착실내의 플라즈마 밀도가 불균일하게 되고, 이로 인해서 결과적인 막의 막 두께 분포의 불균일성이 야기되게 된다. 전계 및 자계에서의 이러한 교란은 전력 공급 부분(01d, 01e, 01f)에서 수직 방향(z 방향)으로 융기된 부분에서 발생되는 전계의 z 방향 성분(Ez)으로 인해 야기되는 것이다. 도 1에 도시된 전력 공급 안테나(01)에 있어서, z 방향 성분(Ez)으로 인한 전계 및 자계에서의 교란은 하나의 위치에 집중된다.
다수의 컨덕터를 각각 호의 형태로 굽혀서 제조된 다수의 코일(01a, 01b,01c)의 동심 배열을 포함하는 전력 공급 안테나(01)에 있어서, 도 2에 도시된 실시예는 전력 공급 부분(01d, 01e, 01f)에서의 전계 및 자계내의 교란이 원주방향으로 분산되어 있어서 z 방향 성분(Ez)의 영향을 최소화하는 것을 제안한 것이다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전력 공급 안테나를 도시하는 평면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 전력 공급 안테나(Ⅰ)는 다수의(도면에서 3개) 컨덕터를 호의 형태로 각각 굽혀서 제조된 다수의 코일(1a, 1b, 1c)의 동심 배열을 포함한다. 고주파 전압을 가하도록 각 코일(1a, 1b, 1c)의 대향 단부에 형성된 전력 공급 부분(1d, 1e, 1f)은 동일 평면에서 다른 위상으로 위치되도록 구성된다. 본 실시예에 있어서, 전력 공급 부분(1d, 1e, 1f)은 인접한 전력 공급 부분 사이의 공간이 동일한 공간(120°)이 되도록 배치되어 있다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전력 공급 안테나의 평면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 이러한 전력 공급 안테나(Ⅱ)는 2-회전 코일인 최내측 주변부상의 코일(1g)을 구비한다. 이러한 구성에 의해서, 각 코일(1a, 1b, 1g)의 인덕턴스는 서로 최대로 유사할 수 있는데, 그 이유는 이들 인덕턴스가 각 코일(1a, 1b, 1g)의 길이와 관련이 있기 때문이다. 전력 공급 안테나(Ⅱ)내의 전력 공급 부분(1d, 1e, 1h)은 도 2에 도시된 실시예와 유사하게 배치되어, 120°의 위상 차이가 인접한 전력 공급 부분 사이에 존재하게 한다.
상술한 바와 같이, 도 2 및 도 3에 도시된 전력 공급 안테나(Ⅰ, Ⅱ)는 코일(1a, 1b, 1c) 및(1a, 1b, 1g)의 전력 공급 부분(1d, 1e, 1f) 및 (1d, 1e, 1h)중의 인접한 전력 공급 부분 사이에 특정 위상 차이가 존재하도록 구성된다. 따라서, 결과적인 전자파가 균일하게 될 수 있다. 즉, 전력 공급 안테나(Ⅰ, Ⅱ)는 전력 공급 단자 부분에서 발생되는 상술한 Z 방향 성분(Ez)과 같은 분균일 전계를 분산시킬 수 있어서, 보다 균일한 전계 및 보다 균일한 자계, 즉 균일한 전자파가 전력 공급 안테나(I, Ⅱ)에 의해 발생될 수 있다. 전력 공급 부분(1d, 1e, 1f)의 인접한 전력 공급 부분 사이에 동일한 공간이 존재하도록 코일(1a, 1b, 1c)이 반드시 배치될 필요는 없다. 그러나, 코일이 동일한 공간을 갖도록 배치되는 경우에 가장 효율적으로 불균일 전계가 분산될 수 있다는 것은 분명하다. 전력 공급 안테나(Ⅰ, Ⅱ)를 구성하는 코일(1a, 1b, 1c,)(1a, 1b, 1g)의 개수를 3개로 제한할 필요는 없다. 이러한 개수는 필요한 경우에 결정될 수 있다. 고주파 전력 공급원에 의해 공급된 고주파 전압에 의해 전자파를 생성하는 이들 전력 공급 안테나(Ⅰ, Ⅱ)는 일반적으로 정합 장치를 따라서 고주파 공급원에 연결된다. 전력 공급 안테나(Ⅰ, Ⅱ)에 최대 전력을 공급하기 위해서, 전력 공급 안테나(Ⅰ, Ⅱ) 및 정합 장치는 CVD 시스템과 같은 반도체 제조 장치내의 전력 공급 장치를 일체로 구성한다.
도 4a, 도 4b, 도 5a 및 도 5b는 본 실시예에 따른 전력 공급 장치를 도시한 것이다. 도 4a는 도 5a의 A-A 선 단면도이며, 도 4b는 본 발명의 실시예에 대한 등가 회로도, 도 5a는 도 4a의 B-B 선 단면도이며, 도 5b는 도 4a의 C-C 선 단면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 정합 장치(Ⅲ)는 동일한 원통형 형상의 가변캐패시터(2, 3)와, 상기 가변 전극(2, 3)의 축방향 대향 단부와 접촉되는 제 1 전극(4), 제 2 전극(5) 및 제 3 전극을 구비하며, 전극은 서로에 대해서 절연이 보장된다. 제 1 전극(4) 및 제 3 전극(6)은 수직으로 대향된 단부에 있는 전극인 반면에, 제 2 전극(5)은 제 1 전극(4)과 제 3 전극(6) 사이에 위치되어 있다. 제 2 전극(5)은 관통 구멍(5c)을 구비하는 평판부(5a)와, 상기 평판부(5a)로부터 하방으로 돌출된 오목한 부분(5b)을 구비한다. 관통 구멍(5c)은 가변 캐패시터(2)가 갭을 거쳐서 관통하게 하며, 양 단부가 제 1 전극(4) 및 제 3 전극(6)과 접촉한다. 오목한 부분(5b)은 가변 캐패시터(3)에 끼워맞춰져서, 캐패시터(3)의 하단부 표면이 제 1 전극(4)과 동일평면인 위치에서 제 2 전극(5)과 접촉되게 된다. 또한, 제 1 전극(4)은 관통 구멍(4a)을 구비하며, 오목한 부분(5b)의 바닥은 갭을 거쳐서 관통 구멍(4a)내에 끼워맞춰진다.
도 5a 및 도 5b에 보다 명료하게 도시된 바와 같이, 제 1 전극(4)은 정합 장치(Ⅲ) 아래에 배치된 전력 공급 안테나(Ⅰ, Ⅱ)(도 2 및 도 3 참조)의 코일(1a, 1b, 1c(1g))의 전력 공급 부분(1d, 1e, 1f(1h))이 아래로부터 위로 통과되게 허용하는 관통 구멍((4b, 4c), (4d, 4e), (4f, 4g))을 구비한다. 각 전력 공급 부분(1d, 1e, 1f(1h))을 구성하는 전력 공급 부분(1d1, 1e1, 1f1(1h1))중 하나는 전기 접속을 보장하도록 관통 구멍(4b, 4d, 4f)을 통해 통과된 후에 고정 부재(7a, 7b, 7c)를 거쳐서 제 1 전극(4)에 고정된다. 다른 전력 공급 부분(1d1, 1e1, 1f1(1h1))은 전기 접속을 보장하도록 관통 구멍(4b, 4d, 4f)을 통해 통과된 후에 고정 부재(7a, 7b, 7c)를 거쳐서 제 1 전극(4)에 고정된다. 가변 캐패시터(2, 3)와 공통의 전극인 제 3 전극(6)은 케이블(9)을 거쳐서 고주파 전력 공급원(Ⅳ)에 연결된다. 그 결과, 전력 공급 안테나(Ⅰ(Ⅱ)), 정합 장치(Ⅲ) 및 고주파 전력 공급원(Ⅳ)은 도 4b에 도시된 바와 같이 등가 회로로 표시된 전자파 생성 회로를 형성한다.
제 1 전극(4)과 제 2 전극(5) 사이의 공간은 스페이서(10a, 10b, 10c)에 의해 고정된다. 스페이서(11a, 11b, 11c)에 의해 제 2 전극에 대해서 소정의 공간을 확보하는 평판부(12)는 제 3 전극(6)상에 배치된다. 각기 가변 캐패시터(2, 3)에 대응하는 모터(13, 14)는 평판부(12)상에 배치되며, 가변 캐패시터(2, 3)의 용량은 모터(13, 14)에 의해 필요에 따라 조정된다. 가변 캐패시터(2, 3)의 용량은, 전력 공급 안테나(Ⅰ, Ⅱ)에 정합하는 임피던스가 모터(13, 14)를 구동시킴으로써 실현될 수 있도록 조정된다.
정합 장치(Ⅲ)에 있어서, 제 1 전극(4) 및 제 2 전극(5)은 거의 디스크형 부재이다. 따라서, 전력 공급 부분(1d, 1e, 1f(1h)), 제 1 전극(4) 및 제 2 전극(5)이 함께 연결되어 있는 부분이 쉽게 선택될 수 있다. 한편, 전력 공급 부분(1d, 1e, 1f(1h))의 위상이 서로 상이할 때조차도, 전력 공급 부분(1d, 1e, 1f(1h))은 원주의 모든 위치에 직립으로 연결될 수 있어서, 그 거리가 가능한한 짧게 형성될 수 있다. 전력 공급 안테나(Ⅰ 또는 Ⅱ)에 공급된 전압은 고주파 전압이다. 따라서, 전력 공급 부분(1d, 1e, 1f(1h))의 길이를 보다 길게 하면 할수록 전압에서 보다 많은 마크 손실이 발생한다. 전력 공급 부분(1d, 1e, 1f(1h))의 개수는 전압공급 안테나(Ⅰ, Ⅱ)를 구성하는 코일(1a, 1b, 1c(1g))의 개수에 의해 결정되며, 전력 공급 안테나의 코일의 개수가 변경될 때조차도 신축적으로 설정될 수 있다. 즉, 이러한 정합 장치는 상이한 개수의 코일을 구비한 많은 형태의 전력 공급 안테나를 위한 정합 장치로서 표준화될 수 있다.
그러나, 본 발명의 정합 장치는 도 4a, 도 4b, 도 5a 및 도 5b에 도시된 것으로 제한되지 않는다. 정합 장치는 3개(제 1 내지 제 3)의 전극을 포함하는 정합 장치일 수 있으며, 캐패시터중 하나(2)의 전극중 하나는 제 1 전극에 연결되고, 다른 캐패시터(3)의 전극중 하나는 제 2 전극에 연결되고, 양 캐패시터(2, 3)의 다른 전극은 제 3 전극에 연결된다.
상술한 실시예에 따른 전력 공급 안테나(Ⅰ, Ⅱ) 또는 전력 공급 장치와, 전력 공급 안테나(Ⅰ, Ⅱ)를 포함하는 전력 공급 장치와, 정합 장치(Ⅲ) 및 고주파 전력 공급원(Ⅳ)은 예를 들면 CVD 시스템과 같은 반도체 제조 장치용의 플라즈마 생성 수단으로서 적용될 때에 유용하다. 전력 공급 장치를 이용하는 CVD 시스템은 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 CVD 시스템을 개념적으로 도시하는 설명도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 알루미늄제의 원통형 용기(22)는 베이스(21)상에 제공되며, 처리실인 증착실(23)은 용기(22)내에 형성되어 있다. 원형 천정판(24)은 용기(22)의 상부에 제공되며, 웨이퍼 지지대(25)는 용기(22)의 중앙에서 증착실(23)에 제공되어 있다. 웨이퍼 지지대(25)는 반도체 기판(26)을 정전기적으로 흡인하여 유지하는 디스크형 지지 부분(27)을 구비한다. 지지 부분(27)은 지지축(28)에 의해 지지된다. 바이어스력 공급원(41) 및 정전기력 공급원(42)은 고주파 및 정전기력을 지지 부분(27)에 야기시키도록 지지 부분(27)에 연결되어 있다. 전체 웨이퍼 지지대(25)가 상방 및 하방으로 이동가능하거나 지지축(28)이 신축가능하기 때문에, 웨이퍼 지지대(25)는 최적의 높이까지 수직으로 조정될 수 있다.
전력 공급 안테나(Ⅰ 또는 Ⅱ)는 전자파 투과 윈도우인 천정판(24)상에 정합 장치(Ⅲ)와 일체로 배치되어 있다. 고주파 전력 공급원(Ⅳ)은 정합 장치(Ⅲ)를 거쳐서 전력 공급 안테나(Ⅰ 또는 Ⅱ)에 연결되어 있다. 고주파 전압은 고주파 전력 공급원(Ⅳ)에 의해 전력 공급 안테나(Ⅰ 또는 Ⅱ)에 공급되어, 전자파가 용기(22)의 증착실(23)내로 투사된다. 용기(22)는 실란(예를 들면, SiH4)과 같은 개시 가스를 공급하기 위한 가스 공급 노즐(36)을 구비한다. 막형성 재료(예를 들면, Si)로 이뤄진 개시 가스는 가스 공급 노즐(36)로부터 증착실(23)내로 공급된다. 또한, 용기(22)는 세정을 위해 아르곤 또는 헬륨과 같은 불활성 가스(희가스), 산소, 수소 또는 NF3와 같은 보조 가스를 공급하기 위한 보조 가스 공급 노즐(37)을 구비한다. 베이스(21)는 용기(22)의 내부를 배기시키기 위해 진공 배기 시스템(도시하지 않음)에 연결된 배기 시스템(38)을 구비한다. 또한, 용기(22)는 유입/유출 포트를 구비하며, 상기 포트를 통해서 기판(26)이 반송실로부터 용기(22)내로 운반되거나, 기판(26)이 용기(22)밖으로 운반되어 반송실내로 리턴된다.
상술한 플라즈마 CVD 시스템을 구비하면, 기판(26)은 웨이퍼 지지대(25)의 지지 부분(27)상에 위치되며, 지지 부분(27)에 정전기적으로 흡인된다. 개시 가스는 가스 공급 노즐(36)로부터 증착실(23)내로 소정의 유속으로 공급되는 반면에, 보조 가스는 보조 가스 공급 노즐(37)로부터 증착실(23)내로 소정의 유속으로 공급되며, 증착실(23)의 내부는 증착 조건에 적당한 소정의 압력으로 설정된다. 다음에, 고주파 전력 공급원(Ⅳ)으로부터 전력 공급 안테나(Ⅰ, Ⅱ)로 전력이 공급되어 전자파를 생성하며, 바이어스력 공급원(41)으로부터 지지 부분(27)으로 전력이 공급되어 저주파를 생성한다. 그 결과, 증착실(23) 내측의 개시 가스는 방출되며, 부분적으로는 플라즈마의 상태로 변경된다. 이러한 플라즈마는 개시 가스내의 다른 중성 분자를 가격하여, 중성 분자를 더 이온화 또는 여기시킨다. 그에 따라 형성된 활성 미립자는 기판(26)의 표면으로 흡인되어 고효율의 화학 반응을 야기시킨다. 그 결과 제품이 증착되어 CVD 막을 형성한다.
도 7a 및 도 7b는 하기의 전자파 수학식을 수치 분석에 의해 풀음으로써 결정되는 플라즈마의 전자기 에너지 흡수 분포 특성을 도시하는 특성도이다.
(수학식 1)
▽ × ▽ × E - (ω2/c2)·K·E = iωμ0Jext
여기에서, ω는 안테나에 가해진 고주파의 주파수(13.56MHz)이며, μ0은 진공 투과성이며, c는 광선 속도이며, K는 냉각 플라즈마 개략적인 모델에 있어서 유전체 정수 텐서이며, Jext는 안테나에 가해진 전류이다. 도 7a는 전력 공급 안테나의 3개 코일의 전류 비율이 도 7c에 도시된 바와 같이 일정한(1:1:1) 경우를 도시한 것이다. 도 7b는 전류 비율이 도 7d에 도시된 바와 같이 가변적(1:0:3)이다.도 7a를 참조하면, 코일의 전류 비율이 일정한 경우에 진공 용기의 반경(r)의 거의 중심 영역에서 강한 흡수 피크가 나타나고, 플라즈마의 중심에서 그리고 용기의 주변부에서 실질적으로 흡수가 이뤄지지 않는 것을 볼 수 있다. 상술한 바와 같이, 플라즈마의 이러한 전자파 에너지 흡수 분포는 주변부에서의 플라즈마 온도 및 밀도를 쉽게 보다 낮게 하는 것으로 발견되며, 그에 따라 웨이퍼(04)상의 막 두께 분포가 주변부에서 불균일하게 한다. 한편, 도 7b를 참조하면, 코일의 전류 비율이 변경되는 경우에 주변부에서의 흡수가 증가되는 것을 알 수 있다. 그 결과, 주변부상의 플라즈마의 온도 및 밀도가 보다 높게 되며, 그에 따라 보다 균일한 막 두께 분포를 형성할 것으로 예상할 수 있다. 상술한 바와 같이, 플라즈마 중심에서의 흡수 분포의 악화는 플라즈마의 확산에 의해 짧은 시간에 대체로 자체 교정되며, 그에 따라 문제가 없다.
상술한 바와 같이, 플라즈마의 분포는 다수의 코일을 준비하고 그리고 각 코일을 통해 흐르는 전류를 조정함으로써, 일정한 전류 비율의 루프 안테나와 비교할 때 더 균일하게 될 수 있다. 따라서, 상술한 전력 공급 안테나(Ⅰ 또는 Ⅱ)의 코일(1a, 1b, 1c) 또는 (1a, 1b, 1g)로 공급된 전류가 조정되며, 이에 의해 균일한 전자파가 생성될 수 있으며, 플라즈마의 반경방향 분포가 보다 균일하게 형성될 수 있다. 단일 고주파 전력 공급원에 의해 코일(1a, 1b, 1c) 또는 (1a, 1b, 1g)로 공급된 전류를 변경시키기 위해서, 자체 인덕턴스 및 상호 인덕턴스를 변경시키는 것이 유리할 수 있다. 자체 인덕턴스 및 상호 인덕턴스는 코일(1a, 1b, 1c) 또는 (1a, 1b, 1g)의 코일 반경, 코일 두께 등을 조정함으로서 임의로 선택될 수 있다.
플라즈마의 반경방향(도 11에서 r-방향)의 균일화는 도 8에 도시된 바와 같이 다수의 컨덕터를 각각 호의 형태로 굽힘으로써 제조된 다수의 코일을 포함하는 전력 공급 안테나(Ⅴ)에 의해 성취될 수 있으며, 도 8에서 코일중 적어도 하나(1i)는 다른 코일(1a, 1b)이 위치되는 평면이 아닌 평면에 위치되며, 이에 의해 상호 인덕턴스는 플라즈마에 흡수된 에너지의 분포를 조정하도록 변경된다. 도 8은 코일(1i)의 수직방향(Z 방향) 위치를 포함한 수평방향 표면이 다른 코일(1a, 1b)의 수직방향(Z 방향) 위치를 포함한 수평방향 표면에 대해서 거리(L)로 변위되어 있는 것을 도시하고 있다. 전력 공급 안테나(Ⅴ)내의 코일(1i)은 다른 코일(1a, 1b)보다 플라즈마로부터 더 멀리 떨어져 있으며, 그에 따라 플라즈마내로의 전자파의 흡수가 약하게 된다. 그 결과, 플라즈마의 가열 분포는 균일한 흡수 분포를 성취하도록 형성될 수 있으며, 이에 의해 플라즈마의 반경방향(r 방향) 분포를 균일화할 수 있다. 물론, 코일(1i)은 다른 코일(1a, 1b)보다 플라즈마에 더 근접하게 위치될 수 있다. 이러한 경우에, 플라즈마의 흡수가 증강되어 균일한 흡수 분포를 성취할 수 있다.
도 9a 내지 도 9d는 안테나의 위치가 변경되는 경우에 플라즈마의 흡수 분포를 도시한 것이다. 도 9a 및 도 9b는 진공 용기(02)를 수직방향 평면으로 절단함으로써 형성된 것으로 도 11에 도시된 원통형 진공 용기(02)의 우측 반부 영역을 도시한 것이다. 진공 용기(02)의 좌측 반부는 도면에서 좌측 단부에서 수직방향 라인에 대해서 우측 반부와 축방향으로 대칭이다. 도 9c 및 도 9d는 도 9a 및 도 9b의 데이터에 대응하는 흡수 전력 분포 특성을 도시하는 특성도이다. 도 9c 및도 9d에서 수평방향 축 위치는 도 9a 및 도 9b에서의 수평방향 축 위치에 대응한다. 도 9a 및 도 9b에서, 플러스(+) 표시는 코일의 위치를 가리킨다. 도 9a, 도 9c 및 도 9b, 도 9d는 플라즈마의 전자기 에너지 흡수가 전류가 흐르는 안테나 바로 아래에 집중되는 것을 도시한 것이다. 이러한 사실을 이용하면, 다수의 코일의 위치를 조정하여(즉, 코일 반경을 조정하여) 플라즈마의 전자파 흡수의 반경방향 분포를 균일하게 할 수 있다.
물리적 법칙은, 전계의 θ 방향 성분이 도 11에 도시된 금속 진공 용기(02)의 벽 근방의 영역에서 제로로 되어야 하는 것이 요구된다. 따라서, 이러한 영역에서의 전계는 필수적으로 약화되고, 그에 따라 플라즈마의 흡수도 또한 감소된다(예를 들면 도 12 참조). 이러한 상황을 회피하기 위해서, 보다 낮은 주파수의 전자파가 플라즈마 내로 비교적 깊게 투과되기 때문에, 비교적 낮은 주파수(예를 들면 몇100 kHz 내지 몇 MHz)의 고주파 전류가 동심적으로 배치된 다수의 코일을 포함하는 전력 공급 안테나의 최외측 주변부상의 코일로 공급된다. 상세하게, 비교적 낮은 주파수의 고주파 전류는 도 9a 내지 도 9d에 도시된 현상을 고려하여 전류 공급 안테나의 최외측 주변부상의 코일에 공급되며, 상기 현상은 플라즈마의 전자기 에너지 흡수가 안테나 바로 아래에서 가장 현저하게 이뤄진다는 것이다. 이러한 것에 의해서 흡수는 증가될 수 있고, 결국 고온 고밀도 플라즈마의 생성이 진공 용기(02)의 거의 벽 표면에서 이뤄질 것이다. 그 결과, 웨이퍼(04)의 주변 부분의 막 두께가 균일하게 될 수 있다.
도 10은 안테나가 벽에 근접한 위치에 위치되고 0.22m의 반경을 가지며,0.4MHz의 전류가 공급되는 경우에 나타나는 플라즈마의 흡수된 전력 분포 특성을 도시한 것이다. 이러한 경우에, 전력 흡수는 벽 근처의 영역에서 국부적으로 되며, 전력은 플라즈마내로 깊게 들어간다. 따라서, 비교적 낮은 주파수의 고주파 전류는 상술한 바와 같이 최외측 주변부상의 코일에 공급되며, 이에 의해 도 10에 도시된 특성이 최외측 주변부상의 코일의 위치에 대응하게 얻어진다. 이들 특성이 예를 들면 도 12에 도시된 특성상에 중첩된다면, 진공 용기(02)의 벽에 근접한 영역에서 플라즈마 온도 및 밀도의 강하를 교정한 흡수 특성을 얻을 수 있다. 이러한 작용 및 효과는 상이한 주파수의 고주파 전압을 공급하기 위한 다양한 형태의 전력 공급원을 포함하는 전력 공급 장치를 이용함으로써 얻을 수 있고, 가장낮은 주파수의 출력 전압을 위한 고주파 전력 공급원은 최외측 주변부상의 코일에 연결되고, 비교적 높은 주파수의 출력 전압을 위한 고주파 전압 공급원은 다른 코일에 연결된다.
상술한 설명으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 전력 공급 안테나는 호의 형태로 각각 굽혀진 다수의 컨덕터로부터 형성된 다수의 동심적으로 배치된 코일로 구성되게 하는 최소 요건을 충족시킬 수 있다. 다수의 코일이 이러한 방법으로 독립적으로 배열되는 경우에, 각 코일의 자체 및 상호 인덕턴스는 각 코일에 공급된 고주파 전력의 값을 조정하도록 임으로 조정될 수 있다. 필요한 경우에, 각 코일에 공급된 고주파 전류의 주파수는 또한 임의로 선택될 수 있다. 그러나, 이러한 경우에 전력 공급 부분(01e, 01d, 01f)이 도 1에 도시된 바와 같이 하나의 영역에 집중된다면, 전계 및 자계의 분포도 또한 이러한 영역에 집중된다.따라서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 그 위상이 원주 방향에서 이동된 전력 공급 부분을 배열하는 것이 보다 바람직하다는 것은 당연하다.
본 발명을 상술한 형태로 설명하였지만, 본 발명은 이에 의해 제한되지 않으며, 많은 다른 방법으로 변형될 수 있다. 이러한 변형은 본 발명의 정신 및 영역으로부터 벗어나지 않으며, 당 업자들에게 자명한 모든 이러한 변형은 첨부된 특허청구범위의 영역내에 포함된다.
본 발명의 전력 공급 안테나에 의하면, 다수의 전력 공급 부분이 코일의 원주방향에서 하나의 위치에 집중되는 경우보다, 전력 공급 안테나가 보다 균일한 전계 및 보다 균일한 자계, 즉 보다 균일한 전자파를 생성할 수 있어서, 전자파로 가열하는 것에 따라 발생된 플라즈마의 밀도의 반경방향(r 방향)에서의 분포를 균일하게 할 수 있다. 또한, 각 코일을 통해 흐르는 전류가 조정될 수 있어서, 플라즈마 분포가 보다 균일하게 될 수 있는 효과가 있다.

Claims (17)

  1. 동심적으로 배치되며, 다수의 컨덕터를 각각 호(an arc)의 형태로 굽힘으로써 제조되는 다수의 코일을 포함하는 전력 공급 안테나(a power supply antenna)에 있어서,
    고주파 전력 공급원에 연결될 각 코일의 대향 단부에 형성된 전력 공급 부분이 동일한 평면상에 상이한 위상으로 위치되는
    전력 공급 안테나.
  2. 동심적으로 배치되며, 다수의 컨덕터를 각각 호의 형태로 굽힘으로써 제조되는 다수의 코일을 포함하는 전력 공급 안테나에 있어서,
    고주파 전력 공급원에 연결될 각 코일의 대향 단부에 형성된 전력 공급 부분이 동일한 평면상에 상이한 위상으로 위치되며,
    상기 각 코일의 반경 또는 두께가 자체 인덕턴스 및 상호 인덕턴스를 변경하도록 조정되며, 이에 의해 각 코일을 통해 흐르는 전류를 변경시켜서, 플라즈마에 흡수된 에너지의 분포가 조정될 수 있게 하는
    전력 공급 안테나.
  3. 동심적으로 배치되며, 다수의 컨덕터를 각각 호의 형태로 굽힘으로써 제조되는 다수의 코일을 포함하는 전력 공급 안테나에 있어서,
    고주파 전력 공급원에 연결될 각 코일의 대향 단부에 형성된 전력 공급 부분이 동일한 평면상에 상이한 위상으로 위치되며,
    상기 코일중 적어도 하나가 상호 인덕턴스를 변경시키도록 동일한 평면이 아닌 평면에 위치되어, 플라즈마에 흡수된 에너지의 분포가 조정될 수 있게 하는
    전력 공급 안테나.
  4. 동심적으로 배치되며, 다수의 컨덕터를 각각 호의 형태로 굽힘으로써 제조되는 다수의 코일을 포함하는 전력 공급 안테나에 있어서,
    고주파 전력 공급원에 연결될 각 코일의 대향 단부에 형성된 전력 공급 부분이 동일한 평면상에 상이한 위상으로 위치되며,
    상기 각 코일내의 인접한 전력 공급 부분 사이의 공간이 동일한
    전력 공급 안테나.
  5. 전력 공급 장치에 있어서,
    동심적으로 배치되며, 다수의 컨덕터를 각각 호의 형태로 굽힘으로써 제조되는 다수의 코일을 포함하는 전력 공급 안테나와,
    상기 전력 공급 안테나의 각 코일에 평행하게 연결된 캐패시터를 구비하는 정합 수단을 포함하며;
    상기 정합 수단이 축방향으로 대향된 단부에 전극을 각각 구비하고 있는 제 1 관형 캐패시터 및 제 2 캐패시터를 구비하며, 또한 상기 전력 공급 안테나에 평행하게 배치되며, 서로에 대해서 전기 절연이 설정되는 제 1 전극, 제 2 전극 및 제 3 전극을 구비하며,
    상기 제 1 캐패시터의 전극중 하나가 제 1 전극에 연결되며, 상기 제 2 캐패시터의 전극중 하나가 제 2 전극에 연결되며, 상기 제 1 및 제 2 캐패시터의 다른 전극이 제 3 전극에 연결되는
    전력 공급 장치.
  6. 전력 공급 장치에 있어서,
    동심적으로 배치되며, 다수의 컨덕터를 각각 호의 형태로 굽힘으로써 제조되는 다수의 코일을 포함하는 전력 공급 안테나와,
    상기 전력 공급 안테나의 각 코일에 평행하게 연결된 캐패시터를 구비하는 정합 수단을 포함하며;
    상기 정합 수단이 축방향으로 대향된 단부에 전극을 각각 구비하고 있는 제 1 관형 캐패시터 및 제 2 캐패시터를 구비하며, 또한 상기 전력 공급 안테나에 평행하게 배치되며, 서로에 대해서 전기 절연이 설정되는 제 1 전극, 제 2 전극 및 제 3 전극을 구비하며,
    상기 제 1 캐패시터의 전극중 하나가 제 1 전극에 연결되며, 상기 제 2 캐패시터의 전극중 하나가 제 2 전극에 연결되며, 상기 제 1 및 제 2 캐패시터의 다른 전극이 제 3 전극에 연결되며,
    상기 제 1 전극 및 제 3 전극이 대향 단부에 배치되며,
    상기 제 2 전극이 관통 구멍을 구비하는 평판부를 포함하며, 상기 평판부로부터 상기 제 1 전극쪽으로 돌출되는 오목한 부분이 상기 제 1 전극과 상기 제 3 전극 사이에 배치되며,
    상기 제 1 캐패시터가 관통 구멍을 통해 통과되고, 상기 제 1 캐패시터의 전극중 하나가 상기 제 1 전극에 연결되며,
    상기 제 2 캐패시터가 상기 오목한 부분에 끼워맞춰지고, 상기 제 2 캐패시터의 전극중 하나가 상기 제 2 전극에 연결되며,
    상기 전력 공급 안테나를 구성하는 코일의 각각의 전력 공급 부분중 적어도 하나가 적어도 제 1 전극을 통해 통과되고, 상기 제 2 전극과 전기적으로 접속된 관계를 설정하는
    전력 공급 장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 전력 공급 안테나가 동심적으로 배치되며, 다수의 컨덕터를 각각 호의 형태로 굽힘으로써 제조되는 다수의 코일을 포함하며,
    고주파 전력 공급원에 연결될 각 코일의 대향 단부에 형성된 전력 공급 부분이 동일한 평면상에 상이한 위상으로 위치되는
    전력 공급 장치.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 전력 공급 안테나가 동심적으로 배치되며, 다수의 컨덕터를 각각 호의 형태로 굽힘으로써 제조되는 다수의 코일을 포함하며,
    고주파 전력 공급원에 연결될 각 코일의 대향 단부에 형성된 전력 공급 부분이 동일한 평면상에 상이한 위상으로 위치되며,
    상기 각 코일의 반경 또는 두께가 자체 인덕턴스 및 상호 인덕턴스를 변경하도록 조정되며, 이에 의해 각 코일을 통해 흐르는 전류를 변경시켜서, 플라즈마에 흡수된 에너지의 분포가 조정될 수 있게 하는
    전력 공급 장치.
  9. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 전력 공급 안테나가 동심적으로 배치되며, 다수의 컨덕터를 각각 호의형태로 굽힘으로써 제조되는 다수의 코일을 포함하며,
    고주파 전력 공급원에 연결될 각 코일의 대향 단부에 형성된 전력 공급 부분이 동일한 평면상에 상이한 위상으로 위치되며,
    상기 코일중 적어도 하나가 상호 인덕턴스를 변경시키도록 동일한 평면이 아닌 평면에 위치되어, 플라즈마에 흡수된 에너지의 분포가 조정될 수 있게 하는
    전력 공급 장치.
  10. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 전력 공급 안테나가 동심적으로 배치되며, 다수의 컨덕터를 각각 호의 형태로 굽힘으로써 제조되는 다수의 코일을 포함하며,
    고주파 전력 공급원에 연결될 각 코일의 대향 단부에 형성된 전력 공급 부분이 동일한 평면상에 상이한 위상으로 위치되며,
    상기 각 코일내의 인접한 전력 공급 부분 사이의 공간이 동일한
    전력 공급 장치.
  11. 반도체 제조 장치에 있어서,
    전자파 투과 윈도우를 구비하는 용기와,
    상기 용기 외측에 제공되며, 상기 전자파 투과 윈도우에 대향된 전력 공급안테나와,
    상기 전력 공급 안테나에 고주파 전압을 가하기 위한 전력 공급원을 포함하며;
    상기 전력 공급원이 전자파를 생성하도록 상기 전력 공급원으로부터 상기 전력 공급 안테나까지 고주파 전압을 가하고 그리고 플라즈마를 생성하도록 상기 전자파 투과 윈도우를 통해 상기 용기내로 전자파를 통과시키기에 적합하며, 이에 의해 용기내의 기판의 표면을 처리하며,
    상기 전력 공급 안테나가 동심적으로 배치되며, 다수의 컨덕터를 각각 호의 형태로 굽힘으로써 제조되는 다수의 코일을 포함하며, 전력 공급원에 연결될 각 코일의 대향 단부에 형성된 전력 공급 부분이 동일한 평면상에 상이한 위상으로 위치되도록 구성되는
    반도체 제조 장치.
  12. 반도체 제조 장치에 있어서,
    전자파 투과 윈도우를 구비하는 용기와,
    상기 용기 외측에 제공되며, 상기 전자파 투과 윈도우에 대향된 전력 공급 안테나와,
    상기 전력 공급 안테나에 고주파 전압을 가하기 위한 전력 공급원으로서, 상기 전력 공급원이 전자파를 생성하도록 상기 전력 공급원으로부터 상기 전력 공급안테나까지 고주파 전압을 가하고 그리고 플라즈마를 생성하도록 상기 전자파 투과 윈도우를 통해 상기 용기내로 전자파를 통과시키기에 적합하며, 이에 의해 용기내의 기판의 표면을 처리하는, 상기 전력 공급원과,
    동심적으로 배치되며, 다수의 컨덕터를 각각 호의 형태로 굽힘으로써 제조되는 다수의 코일을 포함하는 전력 공급 안테나와, 상기 전력 공급 안테나의 각 코일에 평행하게 연결된 캐패시터를 구비하는 정합 수단을 포함하는 전력 공급 장치를 포함하며;
    상기 정합 수단이 축방향으로 대향된 단부에 전극을 각각 구비하고 있는 제 1 관형 캐패시터 및 제 2 캐패시터를 구비하며, 또한 상기 전력 공급 안테나에 평행하게 배치되며, 서로에 대해서 전기 절연이 설정되는 제 1 전극, 제 2 전극 및 제 3 전극을 구비하며,
    상기 제 1 캐패시터의 전극중 하나가 제 1 전극에 연결되며, 상기 제 2 캐패시터의 전극중 하나가 제 2 전극에 연결되며, 상기 제 1 및 제 2 캐패시터의 다른 전극이 제 3 전극에 연결되는
    반도체 제조 장치.
  13. 동심적으로 배치되며, 다수의 컨덕터를 각각 호의 형태로 굽힘으로써 제조되는 다수의 코일을 포함하며, 고주파 전력 공급원에 연결될 각 코일의 대향 단부에 형성된 전력 공급 부분이 동일한 평면상에 상이한 위상으로 위치되도록 구성된 전력 공급 안테나용 전력 공급 방법에 있어서,
    상기 전력 공급 안테나의 최외측 주변부상의 코일에 가해진 고주파 전압의 주파수가 다른 코일에 가해진 고주파 전압의 주파수보다 비교적 보다 낮게 되며, 이에 의해 최외측 주변부상의 코일 바로 아래의 플라즈마의 가열이 향상되는
    전력 공급 방법.
  14. 전력 공급 장치용 전력 공급 방법에 있어서,
    동심적으로 배치되며, 다수의 컨덕터를 각각 호의 형태로 굽힘으로써 제조되는 다수의 코일을 포함하는 전력 공급 안테나와,
    상기 전력 공급 안테나의 각 코일에 평행하게 연결된 캐패시터를 구비하는 정합 수단을 포함하며;
    상기 정합 수단이 축방향으로 대향된 단부에 전극을 각각 구비하고 있는 제 1 관형 캐패시터 및 제 2 캐패시터를 구비하며, 또한 상기 전력 공급 안테나에 평행하게 배치되며, 서로에 대해서 전기 절연이 설정되는 제 1 전극, 제 2 전극 및 제 3 전극을 구비하며,
    상기 제 1 캐패시터의 전극중 하나가 제 1 전극에 연결되며, 상기 제 2 캐패시터의 전극중 하나가 제 2 전극에 연결되며, 상기 제 1 및 제 2 캐패시터의 다른 전극이 제 3 전극에 연결되며,
    상기 전력 공급 안테나의 최외측 주변부상의 코일에 가해진 고주파 전압의주파수가 다른 코일에 가해진 고주파 전압의 주파수보다 비교적 보다 낮게 되며, 이에 의해 최외측 주변부상의 코일 바로 아래의 플라즈마의 가열이 향상되는
    전력 공급 방법.
  15. 전자파를 생성하도록 전력 공급 안테나로 고주파 전압을 가하고, 그리고 플라즈마를 생성하도록 전자파 투과 윈도우를 통해 용기내로 전자파를 통과시키기에 적합하며, 이에 의해 용기내의 기판의 표면을 처리하기에 적합한 반도체 제조 장치용 전력 공급 방법으로서, 상기 전력 공급 안테나가 동심적으로 배치되며, 다수의 컨덕터를 각각 호의 형태로 굽힘으로써 제조되는 다수의 코일을 포함하는, 전력 공급 방법에 있어서,
    상기 전력 공급 안테나의 최외측 주변부상의 코일에 가해진 고주파 전압의 주파수가 다른 코일에 가해진 고주파 전압의 주파수보다 비교적 보다 낮게 되며, 이에 의해 최외측 주변부상의 코일 바로 아래의 플라즈마의 가열이 향상되는
    전력 공급 방법.
  16. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상이한 주파수의 고주파 전압을 가하기 위한 다수 형태의 전력 공급원을 더 포함하며,
    가장 낮은 주파수의 출력 전압용의 고주파수 전력 공급원이 최외측 주변부상의 코일에 연결되며,
    비교적 높은 주파수의 출력 전압용의 고주파수 전력 공급원이 다른 코일에 연결되는
    전력 공급 장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상이한 주파수의 고주파 전압을 가하기 위한 다수 형태의 전력 공급원을 더 포함하며,
    가장 낮은 주파수의 출력 전압용의 고주파수 전력 공급원이 최외측 주변부상의 코일에 연결되며,
    비교적 높은 주파수의 출력 전압용의 고주파수 전력 공급원이 다른 코일에 연결되는
    반도체 제조 장치.
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