KR20060123064A - 다중 주파수 플라즈마 에칭 반응기 - Google Patents

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Abstract

수개의 주파수에 의한 플라즈마의 여기가 수개의 상이한 현상으로 하여금 플라즈마에서 동시에 발생하도록 수개의 주파수에서 플라즈마를 여기시킴으로써 진공 플라즈마 처리 챔버에서 플라즈마로 워크피스가 처리된다. 그 챔버는 중앙 상부 및 하부 전극, 및 RF 에 의해 급전되거나 다른 주파수를 제외하고 적어도 하나의 플라즈마 여기 주파수를 통과시키는 필터 배열에 의해 기준 전위에 접속되는 주변 상부 및/또는 하부 전극을 포함한다.
플라즈마 진공 처리기, 챔버, 워크피스,

Description

다중 주파수 플라즈마 에칭 반응기{MULTIPLE FREQUENCY PLASMA ETCH REACTOR}
기술분야
본 발명은 일반적으로 진공 플라즈마 처리 챔버에서 플라즈마로 워크피스 (workpiece) 를 처리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 특정 양태에 따르면, 수개의 (즉, 3 개 이상이지만 그렇게 많지 않은) 주파수에서의 전기 에너지가 플라즈마에 인가될 수 있다. 본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 챔버는, RF 에 의해 급전 (給電) 되거나 다른 주파수를 제외하고 적어도 하나의 플라즈마 여기 주파수를 통과시키는 필터 배열에 의해 기준 전위에 접속되는 중앙 상부 및 하부 전극 및 주변 상부 및/또는 하부 전극 배열을 포함한다.
배경기술
워크피스를 플라즈마 처리하기 위해 진공 챔버의 영역에 2 개의 상이한 주파수에서의 플라즈마 여기 필드 (excitation field) 를 적용하는 것이 알려져 있고, 그 영역은, 그 여기 필드가 처리 플라즈마로 변환하는 가스에 커플링된다. 일반적으로, 워크피스는 반도체 웨이퍼 또는 유전체판이고, 플라즈마는 워크피스상에 집적 회로 피쳐 (feature) 를 형성하는 것과 관련된다. 통상적으로, 2 개의 상이한 주파수에서의 플라즈마 여기 필드는 챔버 내의 한 쌍의 이격된 전극 또는 챔버 내의 일 전극과 챔버 외부에 위치한 코일 형태의 리액턴스에 의한 영역에 공급 된다. 통상적으로, 여기 플라즈마는 워크피스를 건조 에칭하지만, 몇몇 예에서는 워크피스에 증착되는 재료를 발생시킨다. 통상적으로, (약 10 MHz 를 초과하는 주파수를 갖는) 하이 (high) 주파수 RF 전력은 플라즈마의 밀도, 즉 플라즈마 플럭스를 제어하지만, (100 kHz 내지 약 10 MHz 의 범위의) 로우 (low) 내지 미디엄 (medium) 주파수를 가진 RF 전력은, 통상적으로, 플라즈마에서의 이온의 에너지를 제어하고 워크피스에 입사한다.
피쳐의 사이즈를 계속 감소함에 따라, 워크피스를 플라즈마 처리하기 위하여 다양한 파라미터의 정확한 제어에 대한 요구가 증가하여 왔다. 플라즈마 화학작용 (즉, 이온 및 라디칼 종의 타입), 플라즈마 플럭스 및 기판에 입사하는 플라즈마의 이온 에너지는 정확한 제어를 요구하는 플라즈마 파라미터이다. 피쳐 사이즈를 축소하고, 집적 회로의 제조 시에 새로운 재료를 이용하는 경우, 워크피스의 처리와 관련된 창의 사이즈는 감소하지만, 현재 이용가능한 플라즈마 처리기, 특히, 에칭용의 처리기에 제한을 가한다. 피쳐 사이즈의 축소 및 새로운 재료에 대한 요구는 상이한 에칭 적용에 대한 동일한 반응기, 즉 진공 처리 챔버의 이용을 제한한다.
따라서, 본 발명의 목적은 플라즈마로 워크피스를 처리하기 위한 새롭고 향상된 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 워크피스를 처리하기 위해 플라즈마의 수개의 파라미터를 정확히 제어하기 위한 새롭고 향상된 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 워크피스를 처리하기 위해 플라즈마의 화학작용, 밀도 및 이온 에너지를 정확히 제어하기 위한 새롭고 향상된 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 워크피스를 처리하기 위해 플라즈마의 2 개 이상의 파라미터를 정확히 제어하기 위한 새롭고 향상된 매우 다목적의 플라즈마 처리기를 제공하는 것이다.
본 발명의 개요
본 발명의 일 양태에 따르면, 수개의 주파수에 의한 플라즈마의 여기가 수개의 상이한 현상으로 하여금 플라즈마에서 동시에 발생하도록 수개의 주파수에서의 전기 에너지로 플라즈마를 여기함으로써 진공 플라즈마 처리 챔버에서 플라즈마로 워크피스가 처리된다.
바람직하게는, 그 방법은 이들 주파수의 다양한 조합을 선택하여 플라즈마 밀도, 플라즈마에서의 이온 에너지 및 플라즈마 분자의 분해 (fragmentation) 정도, 즉 플라즈마 화학작용의 조합에 영향을 미치는 단계를 더 포함한다. 바람직한 실시형태에서, 제 1 주파수는 100 kHz 내지 10 MHz 의 범위에 있고, 제 2 주파수는 10 MHz 내지 150 MHz 의 범위에 있으며, 제 3 주파수는 27 MHz 내지 300 MHz 의 범위에 있다. 로우, 미디엄, 및 하이 주파수가 각각 2 MHz, 27 MHz 및 60 MHz 이고 동일한 유효 전력을 가지며 특정 플라즈마 혼합물에 선택적으로 적용되는 하나의 특정 배열에서, 가스 혼합물 및 결과적으로 발생하는 플라즈마에 대한 주파수의 상대적인 영향은 표 Ⅰ에 따른다.
Figure 112006013103200-PCT00001
표 Ⅰ에서, (
Figure 112006013103200-PCT00002
) 및 (­) 는 각각 플라즈마에 적용되고 적용되지 않은 특정 주파수를 나타낸다. 표 Ⅰ로부터, 27 MHz 및 60 MHz 의 적용은 일정 분자의 미디엄 분해 및 다른 분자의 하이 분해를 야기하고, 2 MHz 의 적용은 하이 이온 에너지를 야기하고, 60 MHz 의 적용은 하이 플라즈마 밀도를 야기하며, 주파수의 다양한 다른 조합은 3 개의 플라즈마 현상의 다양한 조합을 야기한다.
본 발명의 다른 양태는 플라즈마로 워크피스를 처리하기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 플라즈마로 워크피스를 처리하기 위한 진공 챔버, 및 수개의 주파수에 의한 플라즈마의 여기가 수개의 상이한 현상으로 하여금 플라즈마에서 동시에 발생하도록 수개의 주파수에서의 전기 에너지로 플라즈마를 여기하기 위한 수단을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태는 전극을 포함하고 리액턴스와 관련된 진공 챔버를 포함하는 진공 플라즈마 처리기에 관한 것이다. 전극 및 리액턴스는 워크피스를 운반하도록 배열된 챔버에서 플라즈마 여기 필드를 가스에 커플링하도록 배열된다. 플라즈마 여기 소스 (source) 배열은 전극 및 리액턴스가 수개의 주파수에서의 전기 에너지를 플라즈마에 커플링할 수 있게 하여, 주파수가 수개의 상이한 현상으로 하여금 플라즈마에서 동시에 발생하게 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는, 워크피스를 처리하기 위해 플라즈마로 변환되는 가스에 응답하도록 구성된 챔버의 영역에 플라즈마 여기 전계를 공급하기 위한 제 1 전극 및 제 2 전극을 포함하는 진공 챔버를 포함하는 워크피스를 위한 진공 플라즈마 처리기와 관련된다. 챔버는 워크피스를 운반하도록 배열된다. 플라즈마 여기 소스 배열은 수개의 주파수에서의 전기 에너지를 유도하고, 제 1 전극 및 제 2 전극에 수개의 주파수를 커플링하는 것을 선택적으로 가능하게 하는 회로를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태는 워크피스를 처리하기 위해 플라즈마로 변환하도록 구성되는 가스에 응답하도록 구성된 챔버의 영역에 플라즈마 여기 필드를 공급하기 위한 전극 배열을 포함하는 진공 챔버를 포함하는 워크피스를 처리하기 위한 진공 플라즈마 처리기에 관한 것이며, 그 전극 배열은 영역의 대향하는 제 1 및 제 2 측에 각각 제 1 전극 및 제 2 전극을 포함하고, 영역의 제 1 측에 제 3 전극을 포함한다. 제 3 전극은 제 1 전극 주변에 있고 제 1 전극과 전기적으로 절연되어 있다. 복수의 주파수에서의 전기 에너지를 유도하기 위한 플라즈마 여기 소스 배열은, 복수의 주파수 중 적어도 하나에서의 전류로 하여금 제 3 전극을 통해 흐르는 모든 주파수에서의 전류 없이도 제 3 전극에서 흐르게 하기 위해 제 1 전극, 제 2 전극 및 제 3 전극에 복수의 주파수에서의 에너지를 선택적으로 커플링하도록 배열된다.
본 발명의 또 다른 양태는 워크피스를 처리하는 플라즈마로 변환되는 가스에 응답하는 챔버의 영역에 플라즈마 여기 필드를 공급하기 위해 전극 배열을 포함하는 진공 챔버를 포함하는 진공 플라즈마 처리기에서 워크피스를 처리하는 방법에 관한 것이며, 그 전극 배열은 영역의 대향하는 제 1 및 제 2 측에 각각 제 1 전극 및 제 2 전극을 포함하고, 영역의 제 1 측에 제 3 전극을 포함한다. 제 3 전극은 제 1 전극 주변에 있고, 제 1 전극과 전기적으로 절연된다. 그 방법은 제 1 전극, 제 2 전극, 및 제 3 전극에 복수의 주파수에서의 에너지를 커플링하여, 복수의 주파수 중 적어도 하나에서의 전류가 제 3 전극을 통해 흐르는 모든 주파수에서의 전류 없이도 제 3 전극에서 흐르게 하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 전극 배열은 영역의 제 2 측에 제 4 전극을 포함한다. 제 4 전극은 제 2 전극 주변에 있고, 제 2 전극과 전기적으로 절연된다. 에너지가 제 4 전극에 선택적으로 커플링되어서 복수의 주파수 중 적어도 하나에서의 전류가 제 4 전극에서 흐르는 모든 주파수에서의 전류 없이도 제 4 전극에서 흐른다.
어떤 실시형태에서는, 적어도 하나의 주파수를 갖는 전원 배열을 제 3 전극 및/또는 제 4 전극에 접속함으로써 제 3 전극 및/또는 제 4 전극에 에너지가 선택적으로 커플링된다. 다른 실시형태에서는, 적어도 하나의 주파수를 통과시키고 적어도 하나의 주파수를 차단하는 필터 배열을 제 3 전극 및/또는 제 4 전극과 기준 전위 사이에 접속함으로써 제 3 전극 및/또는 제 4 전극에 에너지가 선택적으로 커플링된다.
바람직한 실시형태에서, 수개의 주파수가 플라즈마에 동시에 적용된다. 그러나, 수개의 주파수 중 적어도 하나가 온 및 오프로 펄스화되면, 수개의 상이한 현상이 동시에 발생할 수 있다.
일 실시형태에서, 플라즈마 여기 소스 배열은 복수의 주파수를 제 1 전극에 적용하고 적어도 하나의 주파수를 제 2 전극에 적용하도록 구성된다.
제 2 실시형태에서, 플라즈마 여기 소스 배열은 수개의 주파수를 제 1 전극에 적용하도록 배열된다. 이 실시형태에서, 바람직하게는, 제 2 전극은, 예를 들어, RF 및 DC 그라운드의 기준 전위에 접속된다.
바람직하게는, 플라즈마 여기 소스 배열은 (a) 주파수의 소스와 플라즈마 사이에 임피던스 매치 (match) 를 제공하고 (b) 복수의 상이한 소스와 관련된 주파수를 각각의 다른 소스로부터 디커플링하기 위한 회로를 포함한다.
플라즈마 여기 소스 배열은 적어도 하나의 가변 주파수 RF 소스, 적어도 하나의 고정 주파수 RF 소스, 및 적어도 하나의 가변 전력 RF 소스를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 회로 및 챔버 배열은 복수의 주파수 중에서 적어도 하나에서 제 2 전극으로 흐르는 실질적인 전류를 방지하도록 배열된다. 이러한 목적으로, 회로 및 챔버에서는, 전류로 하여금 복수의 주파수 중 적어도 하나에서 제 1 전극으로부터 표면으로 흐르게 하기 위해 챔버의 표면이 기준 전위에 있고, 회로는 (a) 제 2 전극과 기준 전위 사이에서 복수의 주파수 중 적어도 하나에서의 전류의 실질적인 흐름을 방지하고/하거나 (b) 전극과 기준 전위 사이에서 복수의 주파수 중 적어도 하나에서의 전류의 실질적인 흐름을 가능하게 하기 위해 제 2 전극에 접속된 필터 배열을 포함한다.
원하는 다목적성의 제공을 지원하기 위해, 그 회로는, 제 1 타입의 플라즈마 처리가 발생하는 제 1 시간 주기 동안 기준 전위에 제 2 전극을 선택적으로 접속하고 제 2 타입의 플라즈마 처리가 발생하는 제 2 주기 동안에 제 1 전극 및 제 2 전극에 동일한 주파수를 선택적으로 공급하기 위한 제어 배열을 포함한다. 또한, 더 우수한 다목적성을 획득하기 위해, 그 제어 배열은 제 1 시간 주기 동안에 수개의 주파수의 각각에 응답할 제 1 전극을 선택적으로 접속하도록 배열된다.
작은 부피로 플라즈마를 유지함으로써 신속하고 능동적인 압력 제어를 제공하기 위해, 바람직하게는, 플라즈마는 챔버의 측벽으로부터 제거된 영역으로 제한되고, 제 1 및 제 2 대향 전극에 의해 경계지어 진다. 결과로서 발생하는 작은 플라즈마 부피는 챔버에서 소비재의 비용을 낮추게 하고, 챔버, 즉 반응기의 세정을 용이하게 한다. 영역에서의 플라즈마의 제어를 지원하기 위해, 바람직하게는, 영역에서의 플라즈마의 압력은 피드백 배열에 의해 설정값으로 유지된다.
상이한 플라즈마 여기 주파수에서 프로세스 최적화를 제공하도록, 챔버에서 한 쌍의 대향된 플라즈마 여기 전극 사이에서 간격이 변할 수도 있다.
프로세스 최적화를 위해 더 넓은 창을 제공하고, 적절한 플라즈마 화학작용, 이온 플럭스 및 이온 에너지 분배를 제공하도록, 바람직하게는, 수개의 주파수의 적어도 하나의 전력이 변경된다.
바람직하게는, 플라즈마는 한 쌍의 대향된 전극에 의해 여기되고, 수개의 주파수 중 적어도 하나에서의 전력이 적어도 하나의 전극에 커플링된다. 수개의 주파수 중 하나의 주파수에서 적어도 하나의 전극에 커플링된 전력은, RF 그라운드에 커플링되어 각 전극 및 플라즈마 밀도에 대한 이온 에너지의 독립적인 제어를 제공한다.
워크피스가 처리되는 동안에 대향된 전극의 온도를 제어하는 것은 특히 플라즈마에 의해 에칭되는 포토레지스트 또는 다른 필름에서 폴리머의 증착을 테일러링 (tailor) 함으로써 결과가 최적화될 수 있게 한다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점은 특히 첨부 도면과 관련하여 취하는 경우에 그 수개의 특정 실시형태의 다음의 상세한 설명을 고려하면 더 명백해질 것이다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 진공 플라즈마 처리기의 부분 개략도이다.
도 2 는 도 1 에 도시된 진공 처리기 챔버의 전기적 부분의 개략적인 표현과 조합하여 도 1 의 제어기에 포함된 전자 회로의 블록도이다.
도 3 은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 진공 플라즈마 처리기의 부분 개략도이다.
도면의 상세한 설명
다음으로, 도면의 도 1 을 참조하며, 여기서 세로축 (즉, 중심선) 을 가진 플라즈마 처리기 진공 챔버 (10) 는 전기 도전 금속벽 (12), 하부 전극 어셈블리 (13) 및 상부 전극 어셈블리 (14) 를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 벽 (12) 은 원형 내부 주변을 가지고 축 (11) 과 동축이다. 벽 (12) 은 즉, DC 및 RF 기준 전위로 그라운드된다. 진공 펌프 (9) 는 처리 동안에 챔버 (10) 의 내부를 대략 0.001 내지 500 torr 에서 진공으로 유지한다. 챔버 (10) 의 내부는 하부 전극 어셈블리 (13) 의 상면에 근접한 하부 경계와 상부 전극 어셈블리 (14) 의 하면에 근접한 상부 경계 사이의 제한된 플라즈마 영역 (8) 을 포함하고, 제한된 플라즈마 영역 (8) 의 측면 경계는 벽 (12) 으로부터 이격된다.
종종 하부 전극으로 지칭되는, 하부 전극 어셈블리 (13) 는 축 (11) 과 동축이고, 전기 절연링 (17) 에 고정되며, 차례로, 금속에 고정되고, 챔버 (10) 의 그라운드된 기부 (base; 19) 에 고정된다. 전극 어셈블리 (13) 는 축 (11) 과 동축이고 원형 워크피스 (18) 를 수용하기 위한 상면, 통상적으로, 금속 전극 (16) 의 직경과 실질적으로 동일한 직경을 갖는 반도체 웨이퍼를 갖는 원형의 중앙 금속 전극 (16) 을 포함한다. 워크피스 (18) 가 적절히 위치될 경우, 그 중심은 축 (11) 과 일치한다. 전극 (16) 은, 정전기력을 이용하여 전극 (16) 에 워크피스 (18) 를 클램핑하기 위해 DC 처킹 (chucking) 전압 소스 (미도시) 에 접속될 수 있다. 전극 (16) 에 임베딩된 온도 모니터 (26) 에 의해 유도된 신호에 의해 나타난 바와 같이, (1) 설정값 소스 (25) 에 의해 제어기에 공급된 온도 설정값 및 (2) 전극에서의 온도의 측정치에 응답하여 제어기 (24) 가 유도한 전기 신호에 응답하여, 전극 (16) 및 워크피스 (18) 의 온도는 도관 (21) 및 밸브 (22) 에 의해 전극 (16) 의 영역 (미도시) 에 헬륨 소스 (20) 를 접속함으로써 당업자에게 공지된 방식으로 제어된다.
또한, 하부 전극 어셈블리 (13) 는 통상적으로 석영으로 제조된 전극 절연링 (28) 을 포함한다. 링 (28) 은 절연링 (17) 의 상면에 고정되고, 축 (11) 과 동축이며, 워크피스 (18) 의 직경과 실질적으로 동일한 내부 직경을 가져서, 워크피스 (18) 의 주변은, 워크피스가 적절히 위치된 경우에 링 (28) 의 내부 주변에 거의 인접한다. 링 (28) 외부의 링 (17) 의 상면 및 링 (17) 의 측벽의 부분은 절연링 (33) 및 그라운드된 금속링 (32) 에 의해 각각 커버된다. 절연링 (33) 은 유전 또는 도전 재료의 층 (미도시) 으로 커버 또는 코팅될 수 있는 금속 전극링 (34) 에 의해 오버레이 (overlay) 된다. 전기 도전링 (34) 및 이를 커버 또는 코팅하는 층은 영역 (8) 에서 플라즈마의 화학작용을 오염시키지 않는 재료로 제조된다. 이러한 재료는 적절한 비교적 높은 도전성 반도체, 예를 들어, 진성 실리콘이다. 다른 방법으로, 링 (34) 은 적절한 비-오염 재료에 의해 커버된 금속이다. 링 (34) 은 일정 환경 하에서 유전, 절연링 (33) 에 의한 그라운드된 금속링 (32) 으로부터 전기적으로 절연되고 다른 환경 하에서는 그라운드된 링 (32) 에 전기적으로 접속된다. 링 (33 및 34) 은 축 (11) 과 동축이고 하부 전극 어셈블리 (13) 의 외부 에지 (edge) 와 링 (28) 사이에서 수평적으로 연장된다.
상부 전극 어셈블리 (14) 는 축 (11) 과 동축이며, 영역 (8) 에서 플라즈마의 화학작용을 오염시키지 않는 전기 도전 진성 실리콘으로 제조된 하면 (36a) 을 갖는 중앙 전극 (36) 을 포함한다. 전극 (36) 은 내부 통로 (passage; 미도시) 및 다수의 샤워헤드 (showerhead) 개구부 (미도시) 를 포함하며, 양자는, 가스가 워크피스 (18) 를 처리하는 플라즈마로 변환되는 영역 (8) 으로 샤워헤드 개구부를 통해 흐르는 프로세스 가스의 적절한 소스 (37) 에 대한 유체 흐름에서 접속된다. 전극 (36) 은, 어셈블리 (14) 에 임베딩되고, 온도 게이지 (39) 에 의해 유도된 바와 같이, 전극 (36) 의 온도를 나타내는 신호뿐만 아니라, 설정값 소스 (25) 에 의해 제어기에 공급되는 설정값에 응답하여 제어기 (24) 가 리드 (lead; 35) 를 통해 배열 (45) 에 공급하는 전기 신호에 응답하는 가열 및/또는 냉각 배열 (45) 을 포함한다.
또한, 어셈블리 (14) 는 절연링 (38) 및 금속링 (40) 을 포함한다. 링 (38) 은 축 (11) 과 동축이고, 바람직하게는, 석영으로 제조되고 링 (28) 과 근사적으로 정렬된다. 링 (38) 은 중앙 전극 (36) 의 외부 주변에 인접하는 내부 주변을 가진다. 축 (11) 과 동축인 금속링 (40) 은 절연링 (38) 의 외부 주변 및 측벽 (12) 의 내부 주변에 각각 인접하는 내부 및 외부 주변을 가져서, 링 (40) 이 RF 및 DC 그라운드 전위에 있게 한다. 금속링 (40) 의 하위, 내면은 전기 도전 전극 링 (42) 을 운반하는 전기 절연링 (41) 에 의해 커버된다. 전극 링 (42) 은 영역 (8) 에서 플라즈마의 화학작용을 오염시키지 않는 도전 또는 절연 재료의 층 (미도시) 으로 코팅되거나 커버된다. 링 (42) 은 일정한 환경 하에서는 링 (41) 및 링 (41) 의 하방으로 매달린 플랜지 (flange; 미도시) 에 의해 링 (40) 및 벽 (12) 으로부터 전기적으로 절연되고, 다른 환경 하에서는 링 (40) 및 벽 (12) 에 전기적으로 접속된다.
전술한 바로부터, 제한된 플라즈마 영역 (8) 은 (1) 전극 (36) 의 하면 (36a), (2) 절연링 (38) 의 하면 및 (3) 전극 링 (42) 의 하면에 의해 결정되는 상부 경계를 가지고, (1) (워크피스가 적소에 있는 경우) 워크피스 (18) 의 상면, (2) 절연링 (28) 의 상면 및 (3) 전극 링 (34) 의 상면에 의해 결정되는 하부 경계를 갖는다. 모터 (43) 는, 하부 전극 어셈블리 (13) 의 상면에 대하여 위아래로 상부 전극 어셈블리 (14) 의 하면을 이동시킴으로써 영역 (8) 의 상부 및 하부 경계 사이의 간격을 제어한다. 모터 (43) 는 제어기 (24) 로부터의 신호에 응답하여, 설정값 소스 (50) 로부터 유도된 바와 같이, 워크피스 (18) 의 플라즈마 처리를 여기시키는 특정 주파수에 대해 실험적으로 결정된 최적값에서의 전극 어셈블리 (13 및 14) 의 면들 사이의 간격을 설정한다.
제한된 플라즈마 영역 (8) 의 측면은, 영역 (8) 에서 플라즈마의 화학작용을 오염시키지 않는 재료로 제조된, 이격되어 수직으로 적층된 루버 (louver; 44) 에 의해 경계지어 진다. 루버 (44) 는 전기 절연 (바람직하게는 석영과 같은 유전) 또는 약간의 전기 도전 (예를 들어, 실리콘 카바이드 (carbide)) 재료로 제조되어, 그 루버가 전기적으로 급전되거나, 전기적으로 부동 (浮動) 하거나 전기적으로 그라운드된다. 루버 (44) 에서는 플라즈마의 실제량이 루버 (44) 사이의 슬롯을 통해 흐르지 않는다. 그러나, 영역 (8) 에서의 비이온화 가스는 루버 (44) 사이의 슬롯을 통해 벽 (12) 과 링 (32) 사이의 챔버 (10) 의 영역 (46) 으로 배기되고, 기부 (19) 의 적절한 개구부를 통해 펌프 (9) 에 의해 챔버 (10) 내부로부터 펌핑된다.
루버 (44) 는 적절한 간격 배열 (미도시) 에 의해 수직 방향으로 서로로부터 고정된 간격으로 이격되고, 모터 (47) 에 의해 서로에 대해 및 하부 어셈블리 (13) 에 대해 위아래로 구동되어 제한된 플라즈마 영역 (8) 의 압력을 제어한다. 영역 (8) 의 압력은, 설정값 소스 (25) 가 제어기 (24) 에 공급하는 압력 설정값 및 영역 (8) 에서의 압력 게이지 (48) 의 출력 신호에 의해 제어된다. 제어기 (24) 는 압력 설정값 및 압력 게이지 (48) 의 출력 신호에 응답하여 모터 (47) 를 제어함으로써, 가장 낮은 루버 (44) 의 하면과 전극 어셈블리 (13) 사이의 간격을 변경한다. 결과적으로, 영역 (8) 의 압력은 압력 설정값으로 유지된다. 루버 (44) 는, 모터 (43) 의 활성화에 응답하여 이동하지 않게 배열되어서, 제한된 플라즈마 영역 (8) 에서의 압력은 전극 어셈블리 (13 및 14) 사이의 간격과 무관하게 제어된다.
제어기 (24) 는 설정값 소스 (50) 에 응답하여 소스 배열 (51) 로부터 전극 (16, 34, 36 및 42) 까지의 수개의 상이한 RF 주파수의 다양한 조합의 커플링을 제어한다. 전극 (16, 34, 36 및 42) 에 적용되는 상이한 RF 주파수는 상이한 전력을 갖고 제한 영역 (8) 에서 플라즈마의 상이한 현상을 제어한다. 도 1 의 실시형태에서, 제어기 (24) 는 3 개까지의 주파수를 소스 배열 (51) 로부터 전극 (16, 34, 36 및 42) 까지 선택적으로 적용한다. 소스 배열 (51) 은, 고정 주파수 소스일 수 있지만 바람직하게는 로우-전력, 가변 주파수 발진기인 3 개의 별개의 소스 (52, 54 및 56) 를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 다른 방법으로는, 소스 배열 (51) 이 3 개의 선택된 주파수를 유도할 수 있는 단일 로우 전력 합성기를 포함한다. 로우 전원은, 특정 증폭기와 관련된 소스의 주파수가 변경됨에 따라 변하는 가변 주파수 통과 대역을 갖는 관련 가변 전력 이득 RF 전력 증폭기를 구동한다. 이러한 목적으로, 각각의 소스 (52, 54 및 56) 는 관련 주파수 및 전력 설정 (58 및 59) 을 갖는다. 통상적으로, 소스 (52) 의 주파수는 100 kHz 내지 10 MHz 의 비교적 낮은 범위에 있고, 소스 (54) 의 주파수는 10 MHz 내지 150 MHz 의 중간 범위에 있으며, 소스 (56) 의 주파수는 27 MHz 내지 300 MHz 의 비교적 높은 범위에 있다. 하나의 실제 테스팅된 배열에서, 소스 (52, 54 및 56) 의 주파수는 각각 2 MHz, 27 MHz 및 60 MHz 로 설정된다. 영역 (8) 에 적용된 RF 에너지의 주파수와 전력의 다양한 조합은 제한 영역 (8) 에서의 플라즈마의 밀도, 이온 에너지 및 플라즈마의 DC 바이어스 전압, 및 영역 (8) 에서의 플라즈마의 화학작용에 영향을 미친다.
모든 다른 중요한 플라즈마 여기 파라미터가 일정하게 유지되면, 플라즈마의 더 우수한 해리가 플라즈마 여기 주파수가 증가하면서 발생하기 때문에, 소스 (54 및 56) 의 주파수는 플라즈마의 화학작용을 제어한다. 특히, 주파수가 증가함에 따라, 플라즈마의 더 가벼운 에천트 분자의 퍼센티지가 감소한다. 플라즈마에 적용되는 하이 주파수는 더 많이 분자를 분해시킨다.
소스 (52, 54 및 56) 로부터의 주파수와 전력의 다양한 조합으로 전극 (16, 34, 36 및 42) 을 구동하는 것은 플라즈마가 다양한 목적, 예를 들어, 균일 또는 비균일 플라즈마 밀도, 이온 에너지 및 분자 분해를 제공할 목적으로 테일러링될 수 있게 한다.
제어기 (24) 는 설정값 소스 (50) 로부터의 출력 신호 및 소스 배열 (51) 로부터의 RF 출력물에 응답하여 다양한 조합 및 치환 (permutation) 으로 소스 배열 (51) 로부터 전극 (16, 34, 36 및 42) 까지 수개의 주파수의 적용을 제어한다. 특정 실시형태에서, 설정값 소스 (50) 는 제어기 (24) 를 활성화시켜서, (1) 전극 (34, 36 및 42) 이 그라운드되는 동안에 적어도 하나이지만 모두 3 개까지의 주파수가 소스 (52, 54 및 56) 로부터 전극 (16) 을 구동하고, (2) 전극 (34 및 42) 이 그라운드되는 동안에 소스 (52), 소스 (54 및 56) 로부터의 적어도 2 개의 주파수가 전극 (16 및 36) 을 구동하고, (3) 전극 (34 및 42) 이 그라운드되는 동안에 오직 하나의 소스 (54 또는 56) 가 전극 (16 또는 36) 중 하나를 구동하거나 소스 (52) 만이 전극 (16) 을 구동하고, (4) 나머지 전극 (16, 36 및 42) 이 소스 (52, 54 및 56) 로의 다양한 접속을 갖는 동안에 전극 (34) 이 소스 (52) 및/또는 소스 (54) 에 의해 구동되거나 소스 (52) 및/또는 소스 (54) 의 주파수 (즉, 주파수 F2 및 F3) 에 대한 통과 대역을 갖는 필터를 통해 그라운드에 접속되며, (5) 나머지 전극 (16, 34 및 36) 이 소스 (52, 54 및 56) 로의 다양한 접속을 갖는 동안에 전극 (42) 이 소스 (52) 및/또는 소스 (54) 에 의해 구동되거나 소스 (52) 및/또는 소스 (54) 의 주파수 (즉, 주파수 F2 및 F3) 에 대한 통과 대역을 갖는 필터를 통해 그라운드에 접속된다.
다음으로, 소스 (52, 54 및 56) 의 출력부를 전극 (16, 34, 36 및 42) 에 선택적으로 커플링하기 위해 제어기 (24) 의 회로를 포함하는 블록도인 도 2 를 참조한다.
주파수 F1 를 갖는 로우 주파수 소스 (52) 는 하부 전극 어셈블리 (13) 의 중앙 전극 (16) 만을 구동시킨다. 이러한 목적으로, 소스 (52) 의 출력부는 스위치 (62 및 64) 뿐만 아니라, 전압, 전류 및 위상각 센서 (60) 를 통해 매치/튜너블 (match/tunable) 그라운드 네트워크 (58) 에 커플링된다. 네트워크 (58) 는, 소스 (52) 의 출력 임피던스와 영역 (8) 에서의 플라즈마의 기대 임피던스 사이에서 근사적인 매칭을 제공하도록 미리 설정된 값을 가진 가변 리액턴스를 포함한다. 센서 (60) 는 소스 (52) 와 매치/튜너블 그라운드 네트워크 (58) 사이에서 흐르는 전류, 소스 (52) 의 출력부와 그라운드 (58) 사이의 전압 및 감지된 전압과 전류 사이의 위상각을 나타내는 출력 신호를 유도한다. 센서 (60) 는 이들 전류, 전압 및 위상각 신호를 제어기 (66) 에 공급하며, 이는 이들에 응답하여 소스 (52) 의 주파수를 제어하여, 당업자에게 공지된 방식으로 소스 (52) 의 출력 임피던스와 소스 (52) 의 주파수에서의 플라즈마의 임피던스 사이의 실질적으로 정확한 임피던스 매치를 유지한다. 또한, 소스 (52) 의 주파수가 고정되면, 센서 (60) 는, 이들 전류, 전압 및 위상각 신호에 응답하여 당업자에게 공지된 방식으로 소스 (52) 의 출력 임피던스와 소스 (52) 의 주파수에서의 플라즈마의 임피던스 사이에 실질적으로 정확한 임피던스 매치를 유지하는 전류, 전압 및 위상각 신호를 공급한다. 네트워크 (58) 의 가변 리액턴스가 매칭되는 경우, 소스 (52) 의 주파수로 대략 튜닝되어 양 방향으로 소스 (52) 의 주파수에 대한 로우 임피던스 경로 및 소스 (54 및 56) 의 주파수에 대한 하이 임피던스 경로를 제공하여서, 소스 (54 및 56) 의 주파수가 실질적으로 감쇠, 즉, 네트워크 (58) 에 의해 거절된다. 소스 (52) 의 주파수가 운영자 (operator) 에 의한 설정값 변경에 응답하여 변함에 따라, 제어기 (66) 는 네트워크 (58) 의 리액턴스를 이에 따라 변경하여 소스 (52) 의 주파수에 대한 로우 임피던스 경로 및 소스 출력 임피던스와 소스 (52) 의 주파수에 대한 플라즈마의 임피던스 사이의 근사적인 매칭을 유지한다.
소스 (52) 가 소스 (52) 의 주파수에서 전계에 대한 전극 (16) 을 구동하여 전극 (16 및 36) 사이에 존재하는 경우가 일반적으로 바람직하다. 이러한 목적으로, 전극 (36) 은, 운영자에 의해 설정된 바와 같이, 소스 (52) 의 공칭 주파수와 동일한 중심 주파수를 가진 대역통과 필터 (67) 및 스위치 (65) 를 통해 그라운드에 선택적으로 접속된다. 결과적으로, 소스 (52) 의 주파수에서의 전류는, 소스 (54) 의 주파수에 대한 큰 임피던스를 가진 필터 (67) 를 통해 전극 (36) 으로부터 그라운드로 흐르고, 따라서, 소스 (54 및 56) 의 주파수에서의 전류를 실질적으로 차단한다. 이러한 환경 하에서, 종종, 전극 (34 및 42) 을 DC 및 RF 그라운드에 접속하는 것이 바람직하고, 제어기 (24) 에 의해 달성되는 결과는 각각 전극 (34 및 42) 과 그라운드 사이에 접속된 스위치 (69 및 71) 를 닫는다. 다른 목적을 위해, 제어기 (24) 는 전극 (16) 과 그라운드 사이에 접속된 스위치 (72) 를 닫음으로써, RF 및 DC 에 대한 전극 (16) 을 그라운드시킨다.
소스 (52) 가 전극 (16) 을 구동하는 통상 동작 시에 스위치 (62 및 64) 는 도시된 바와 같이 접속된다. 그러나, 다른 환경 하에서는, 소스가 전극 (16) 으로부터 디커플링되는 동안, 스위치 (62 및 64) 는 제어기 (24) 에 의해 활성화되어서, 스위치 (62 및 64) 가 각각 저항기 (68 및 70) 의 제 1 단자를 연결하며, 이들 모두는 소스 (52) 의 출력 임피던스와 동일한 값을 갖는다. 저항기 (68 및 70) 의 제 2 단자는 그라운드에 접속되어서, 소스 (52) 가 전극 (16) 으로부터 디커플링되는 경우, 소스 (52) 의 출력부는 소스 (52) 의 출력 임피던스에 매칭되는 부하를 구동시킨다. 이러한 조건 하에서, 네트워크 (58) 의 입력 단자는 저항기 (70) 를 가로질러 접속되어서, 네트워크 (58) 의 출력 단자를 다시 조사하는 전극 (16) 으로부터의 임피던스는 소스 (52) 가 전극 (16) 에 커플링되는 경우와 동일하게 된다. 또한, 네트워크 (58) 가 소스 (58) 의 주파수로 근사적으로 튜닝되기 때문에, 네트워크 (58) 는 소스 (58) 의 주파수에서의 로우 임피던스를 네트워크 (58) 의 튜닝된 회로를 통한 전극 (16) 으로부터 저항기 (70) 를 통한 그라운드로, 그리고 소스 (54 및 56) 의 주파수에서의 하이 임피던스를 네트워크 (58) 의 튜닝된 회로를 통한 전극으로부터 저항기 (70) 를 통한 그라운드로 제공한다.
주파수 F2 를 갖는 미디엄 주파수 소스 (54) 는 (1) 전극 (16) 하나만, (2) 전극 (36) 하나만, (3) 두 전극 (16 및 36) 을 동시에, (4) 전극 (34) 하나만, (5) 전극 (42) 하나만, (6) 두 전극 (34 및 36) 을 동시에, (7) 두 전극 (34 및 42) 을 동시에, 및 (8) 두 전극 (36 및 42) 을 동시에 구동할 수 있다.
이러한 목적으로, 소스 (54) 의 출력부는, 별개의 시간에 매치/튜너블 그라운드 네트워크 (76 및 78) 를 구동하도록 선택적으로 접속된 제 1 출력 단자 및 제 2 출력 단자를 갖는 3 개의 위치 동축 RF 스위치 (74) 에 커플링된다. 네트워크 (76 및 78) 는 서로 동일하고, 네트워크 (76 및 78) 가 소스 (54) 의 주파수에 대해 매칭 및 튜너블 그라운드를 제공하는 점만 제외하고는 네트워크 (66) 와 유사하다. 이와 같이, 네트워크 (76 및 78) 는 소스 (54) 의 주파수에서의 전류 및 전압을 통과시키지만, 소스 (52 및 56) 의 주파수에서의 전류 및 전압을 차단한다. 스위치 (74) 는, 소스 (54) 의 주파수에서의 반대 위상 전력이 유도되는 제 1 출력 포트 및 제 2 출력 포트를 갖는 전력 분배기 (splitter; 80) 의 입력 포트에 접속된 제 3 단자를 포함한다. 분배기 (80) 의 출력 포트에서의 전력은 분배기의 설정 및 설계에 의존하여 동일하거나 상이할 수 있고, 분배기 (80) 의 설정은 제어기의 메모기가 저장한 레시피 (recipe) 프로그램에 응답하여 운영자에 의해 수동으로 또는 제어기 (24) 에 의해 자동으로 설정될 수 있다. 분배기 (80) 의 제 1 출력 포트 및 제 2 출력 포트에서의 전력은 각각 네트워크 (76 및 78) 에 동시에 공급된다. 저항기 (88 및 90) 를 통해 그라운드에 각각 선택적으로 접속된 스위치 (84 및 86) 뿐만 아니라, 전압, 전류 및 위상각 센서 (82) 를 통해 스위치 (74) 의 제 1 출력 단자 또는 분배기 (80) 의 제 1 출력 단자로부터 네트워크 (76) 의 입력 단자로 전력이 공급된다. 저항기 (98 및 100) 를 통해 그라운드에 각각 접속된 스위치 (94 및 96) 뿐만 아니라, 전압, 전류 및 위상각 센서 (92) 를 통해 스위치 (74) 의 제 2 출력 단자 또는 분배기 (80) 의 제 2 출력 단자로부터 네트워크 (78) 의 입력 단자로 전력이 공급된다. 제어기 (102 및 104) 는 센서 (82 및 92) 뿐만 아니라, 네트워크 (76 및 78) 와 각각 관련된다. 제어기 (102 및 104) 는 센서 (82 및 92) 및 운영자 입력물의 출력에 응답하여, 제어기 (66) 에 대해 전술한 바와 동일한 방식으로 네트워크 (76 및 78) 의 리액턴스 및 소스 (54) 의 주파수의 값을 제어한다.
3 개의 위치 동축 RF 스위치 (106) 는, 제어기 (24) 로부터의 제어 신호에 응답하여 네트워크 (76) 의 출력부를 전극 (16) 또는 전극 (34) 에 선택적으로 접속시키거나 네트워크 (76) 의 출력부에 회로를 연다. 3 개의 위치 동축 RF 스위치 (108) 는, 제어기 (24) 로부터의 제어 신호에 응답하여 네트워크 (78) 의 출력부를 전극 (36) 또는 전극 (42) 에 선택적으로 접속시키거나 네트워크 (78) 의 입력부에 회로를 열음으로써 스위치 (106) 와 관련하여 동작한다. 제어기 (24) 가 스위치 (74) 를 활성화시켜 네트워크 (76) 에 소스 (54) 의 출력부를 커플링시키지만, 그 제어기는 스위치 (106) 를 활성화시켜 전극 (16) 또는 전극 (34) 중 하나에 네트워크 (76) 의 출력부를 접속시킨다. 제어기 (24) 가 스위치 (74) 로 하여금 스위치 (74) 의 제 1 출력 단자를 연결하게 함으로써 네트워크 (76) 의 출력부로 하여금 전극 (16) 에 커플링되게 하면, 제어기는 (1) 스위치 (72) 를 열어 전극 (16) 이 그라운드 되는 것을 방지하고 (2) 스위치 (69) 를 열거나 닫아서 각각 그라운드로부터 전극 (34) 을 디커플링하거나 전극 (34) 을 그라운드시킨다. 제어기 (24) 가 스위치 (69) 로 하여금 스위치 (74) 의 제 1 출력 단자를 연결하게 함으로써 네트워크 (76) 의 출력부로 하여금 전극 (34) 에 커플링되게 하면, 제어기는 (1) 스위치 (69) 를 열어 전극 (34) 이 그라운드되는 것을 방지하고 (2) 스위치 (72) 를 열거나 닫아서 각각 그라운드로부터의 전극 (16) 을 디커플링하거나 전극 (16) 을 그라운드시킨다. 제어기 (24) 가 스위치 (74) 로 하여금 스위치 (74) 의 제 2 출력 단자를 연결하게 함으로써 네트워크 (78) 의 출력부로 하여금 전극 (36) 에 커플링되게 하면, 제어기는 (1) RF 및 DC 가 전극 (36) 을 그라운드시키는 스위치 (11) 가 닫힌 경우에 열고, (2) 스위치 (71) 를 열거나 닫아서 각각 그라운드로부터 전극 (42) 을 디커플링하거나 전극 (42) 을 그라운드시킨다. 제어기 (24) 가 스위치 (74) 로 하여금 스위치 (74) 의 제 2 출력 단자를 연결하게 함으로써 네트워크 (78) 의 출력부로 하여금 전극 (42) 에 커플링되게 하면, 제어기는 (1) 스위치 (71) 를 열어 전극 (42) 으로부터 그라운드를 디커플링하고 (2) 스위치 (110) 를 열거나 닫아서 각각 그라운드로부터 전극 (36) 을 디커플링하거나 전극 (36) 을 그라운드시킨다. 제어기 (24) 가 스위치 (74) 를 활성화시켜서, 분배기 (80) 가 전력을 네트워크 (76 및 78) 에 동시에 공급하면, 제어기 (24) 는 스위치 (69, 71, 72 및 110) 를 활성화시켜 네트워크 (76 및/또는 78) 의 출력 단자에 접속된 임의의 전극 (16, 34, 36 또는 42) 이 그라운드되는 것을 방지한다.
주파수 F3 를 갖는 하이 주파수 소스 (56) 는 (1) 전극 (16) 하나만, (2) 전극 (36) 하나만, (3) 두 전극 (16 및 36) 을 동시에, (4) 전극 (34) 하나만, (5) 전극 (42) 하나만, (6) 두 전극 (34 및 36) 을 동시에, (7) 두 전극 (34 및 42) 을 동시에, 및 (8) 두 전극 (36 및 42) 을 동시에 구동할 수 있다.
이러한 목적으로, 소스 (56) 와 관련된 매치/튜너블 그라운드 네트워크 (112 및 114) 는 소스 (56) 의 공칭 주파수로 튜닝되도록 미리 설정되어서 네트워크 (112 및 114) 가 소스 (56) 로부터 전류 및 전압을 통과시키고 소스 (52 및 54) 의 전류 및 전압을 차단하는 점을 제외하고, 소스 (56) 의 출력부는 소스 (54) 가 구동하는 회로와 동일한 회로를 구동한다. 따라서, 소스 (56) 의 출력부는, 제 1 출력 단자, 제 2 출력 단자 및 제 3 출력 단자가 구동 네트워크 (112 및 114) 및 분배기 (118) 에 각각 접속되고, 제 1 출력 단자 및 제 2 출력 단자가 네트워크 (112 및 114) 의 구동 입력 단자에 접속되는 3 개의 위치 동축 RF 스위치 (116) 에 커플링된다. 스위치 (116) 및 분배기 (118) 의 제 1 출력 단자는, 스위치 (122 및 124) 뿐만 아니라, 전압, 전류 및 위상각 센서 (120) 를 통해 네트워크 (112) 를 매칭하는 입력 단자에 선택적으로 접속되지만, 스위치 (116) 및 분배기 (118) 의 제 2 출력 단자는 스위치 (128 및 130) 뿐만 아니라, 전압, 전류 및 위상각 센서 (126) 를 통해 네트워크 (114) 를 매칭하는 입력 단자에 선택적으로 접속된다. 스위치 (122, 124, 128 및 130) 는 저항기 (131 내지 134) 에 의해 그라운드에 각각 선택적으로 접속되며, 이들 각각은 소스 (56) 의 출력 임피던스와 동일한 값을 갖는다. 제어기 (136 및 138) 는 센서 (120 및 126) 뿐만 아니라, 네트워크 (112 및 114) 와 각각 관련되어, 소스 (56) 의 주파수뿐만 아니라, 네트워크 (112 및 114) 를 제어한다.
제어기 (24) 는 (1) 3 개의 위치 동축 스위치 (140) 를 활성화하여 네트워크 (112) 의 출력부를 전극 (16) 또는 전극 (34) 중 어느 하나에 선택적으로 접속하거나 전극 (16) 또는 전극 (34) 어디에도 선택적으로 접속하지 않고, (2) 3 개의 동축 스위치 (142) 를 활성화하여 네트워크 (114) 를 매칭하는 출력부를 전극 (36) 또는 전극 (42) 중 어느 하나에 선택적으로 접속하거나 전극 (36) 또는 전극 (42) 어디에도 선택적으로 접속하지 않는다. 소스 (54) 와 관련된 회로와 관련하여 전술한 바와 같이, 스위치 (116 및 142) 의 활성화와 관련하여, 제어기 (24) 는, 스위치 (69, 72 및 110) 를 활성화시켜 네트워크 (112 및 114) 의 출력 단자에 접속되는 임의의 전극 (16, 34, 36 및 42) 이 그라운드 되는 것을 방지한다.
제어기 (24) 는 도 2 의 다양한 스위치를 활성화시켜 전극 (16, 34, 36 및 42) 에 적용될 수 있는 수개의 주파수의 다양한 조합 및 치환에 우수한 다목적성을 제공한다. 예를 들어, 소스 (52, 54 및 56) 의 로우, 미디엄 및 하이 주파수는 전극 (16) 에 동시에 적용될 수 있지만, 스위치 (69, 71 및 110) 는 닫혀서 전극 (34, 36 및 42) 을 그라운드시킨다. 이러한 환경 하에서, 소스 (52, 54 및 56) 의 각각의 주파수에서의 에너지의 상이한 부분은, 전극 (16) 으로부터 전극 (34, 36 및 42) 의 그라운드 전위에 커플링한 전계의 결과로서, 분로 (分路) 되어 플라즈마 제한 영역 (8) 에서 그라운드된다. 전극 (16) 으로부터 전극 (34, 36 및 42) 의 그라운드 전위에 커플링된 각각의 주파수 F1, F2 및 F3 에서의 에너지량은 (1) 3 개의 주파수 각각과 관련된 파장, (2) 전극들 (16 및 36) 사이의 거리, (3) 전극들 (15 및 34) 사이의 거리, 및 (4) 전극들 (36 및 42) 사이의 거리의 함수이다. 챔버 (10) 에서 전극의 다양한 조합 사이의 거리는 전극의 기하학적 배열, 특히, 모터 (47) 에 의해 제어된다.
제 2 예시적인 상황은, 로우 및 미디엄 주파수를 하위 전극 (16) 에 적용하고, 하이 주파수를 상부 전극 (36) 에 적용하고, 전극 (34 및 42) 을 그라운드하고 스위치 (65) 를 닫아서 로우 임피던스 경로가 전극 (36) 으로부터 그라운드로 오직 로우 주파수에 대해서만 대역통과 필터 (67) 를 통해 제공되는 것을 포함한다. 또한, 스위치 (96 및 142) 를 활성화하여 전극 (36) 을 네트워크 (78) 의 출력 단자에 그리고 네트워크 (78) 의 입력 단자를 저항기 (100) 를 통해 그라운드에 접속하면, 소스 (54) 의 미디엄 주파수에 대해 전극 (36) 으로부터 네트워크 (78) 를 통해 그라운드까지 로우 임피던스 경로가 발생한다. 소스 (56) 의 하이 주파수 및 전극 (36 및 42) 사이의 비교적 가까운 간격 때문에, 하이 주파수에서의 전계는 해리 목적의 비교적 큰 전계 밀도를 소스 (37) 로부터 영역 (8) 으로 흐르는 가스에 제공하기 위해 영역 (8) 의 상부에서 주로 유지되는 경향이 있다. 하이 주파수에서의 전계는 전극 (6) 으로부터 그라운드까지 하이 주파수에서의 로우 임피던스 경로가 없기 때문에 전극 (16) 에 커플링되는 경향을 갖지 않는다. 네트워크 (58 및 76) 는 하이 주파수에서의 전류를 거절하는 로우 및 미디엄 주파수에 대한 효율적인 대역통과 필터이다. 네트워크 (58 및 76) 가 하이 주파수에 대해 하이 임피던스를 갖기 때문에, 네트워크 (58 및 76) 는 전극 (16) 으로부터 하이 주파수를 디커플링한다.
하이 주파수 F3 와 관련된 전계와 달리, 소스 (52) 의 로우 주파수 F1 와 관련된 전계는 주로 전극 (16) 으로부터 (1) 전극 (34), (2) 전극 (36), (3) 전극 (42) 으로 연장한다. 전극 (36) 에서 결과로서 발생하는 주파수 F1 에서의 전류는 필터 (67) 의 로우 임피던스 경로를 통해 그라운드로 흐른다. 결과적으로, 주파수 F1 과 관련된 전계는 영역 (8) 전체의 이온 에너지에 영향을 미친다.
소스 (54) 의 미디엄 주파수 F2 와 관련된 전계는 전극 (16) 으로부터 전극 (36) 뿐만 아니라 전극 (34) 으로, 및 더 작게는 전극 (42) 으로 주로 연장된다. 전극 (36) 에서 결과로서 발생하는 주파수 F2 에서의 전류는 스위치 (108 및 96) 및 저항기 (100) 에 의해 네트워크 (78) 의 로우 임피던스 경로를 통해 그라운드로 흐른다.
제 3 예시적인 상황은, 로우 및 미디엄 주파수를 하위 전극 (16) 에 그리고 미디엄 주파수를 상부 전극 (36) 에 적용하고, 전극 (34 및 42) 을 그라운드하고 스위치 (65) 를 닫아서 로우 임피던스 경로가 전극 (36) 으로부터 그라운드로 오직 로우 주파수에 대해서만 대역통과 필터 (67) 를 통해 제공되는 것을 포함한다. 이에 의해, 소스 (52) 의 로우 주파수는 제 2 예시적인 상황에 대해 전술한 바와 동일한 방식으로 영역 (8) 에서 플라즈마에 커플링된다. 제어기 (24) 가 스위치 (140 및 142) 로 하여금 그 열린 회로의 단자를 연결하게 하기 때문에, 소스 (56) 의 하이 주파수는 제 3 예시적인 상황에 대한 인자가 아니다. 소스 (54) 의 미디엄 주파수는, 제 3 출력 단자를 연결하여서 분배기 (80) 가 소스 (54) 로부터의 전력에 응답하는 스위치 (74) 에 의해 전극 (16 및 36) 에 커플링된다. 제어기 (24) 는 스위치 (106 및 108) 를 활성화하여서, 네트워크 (76 및 78) 의 출력부가 전극 (16 및 36) 을 각각 구동시킨다. 결과적으로, 미디엄 주파수에서의 전계는 (1) 전극들 (16 및 36), (2) 전극들 (16 및 34), (3) 전극들 (36 및 42) 사이에서 커플링된다. 그 결과, 미디엄 주파수에서의 전계는 영역 (8) 을 통해 이온 에너지, 플라즈마 밀도 및 분자 해리에 영향을 미친다.
제 4 예시적인 상황은 로우 주파수를 전극 (16) 에 그리고 미디엄 및 하이 주파수를 전극 (36) 에 적용하고, 전극이 그라운드되는 것을 포함한다. 이 상황에서, 제어기 (24) 는 (1) 제 2 위치에 스위치 (74 및 116) 및 (2) 스위치 (108 및 142) 를 활성화해서 네트워크 (78 및 114) 의 출력 단자가 전극 (36) 에 접속되고, (3) 스위치 (94 및 96) 를 활성화해서 네트워크 (78) 의 입력 단자가 센서 (92) 에 접속되고, (4) 스위치 (128 및 130) 를 활성화해서 네트워크 (114) 의 입력 단자가 센서 (126) 에 접속되고, (5) 스위치 (106 및 140) 를 활성화해서 네트워크 (76 및 112) 의 출력 단자가 각 전극 (16) 및 열린 회로에 각각 접속되며, (6) 스위치 (86 및 124) 를 활성화해서 네트워크 (76 및 112) 의 입력 단자가 각각 저항기 (90 및 132) 를 통해 그라운드에 접속된다. 결과적으로, 소스 (52) 의 로우 주파수는 대역통과 필터 (67) 를 통해 전극 (36) 으로부터 그라운드까지 로우 임피던스 경로를 갖지만, 소스 (54 및 56) 의 주파수는 전극 (36) 으로부터 그라운드까지 로우 임피던스 경로를 갖지 않는다. 그 결과, 소스 (52) 의 로우 주파수는 제 2 예시적인 상황에 대해 전술한 바와 동일한 방식으로 영역 (8) 에서 플라즈마에 접속된다. 로우 임피던스 경로는 스위치 (108) 를 통해 네트워크 (78) 의 출력 단자로부터 전극 (36) 까지 존재하고, 그로부터 영역 (8) 의 플라즈마를 통해 (1) 네트워크 (76), 스위치 (86) 및 저항기 (98) 를 통해 전극 (16) 에서 그라운드까지 (2) 전극 (42) 에서 그라운드까지 존재한다. 결과적으로, 미디엄 주파수에서의 실질적인 전계는 전극들 (16 및 36) 사이뿐만 아니라, 전극들 (36 및 42) 사이의 영역 (8) 에 있다. 그 결과, 전극들 (16 및 36) 사이의 영역 (8) 의 중앙 부분에 걸칠 뿐만 아니라, 영역 (8) 의 상부에서 이온 분배의 최초 제어가 존재한다. 이 상황에 대한 소스 (56) 의 하이 주파수에 대한 오직 로우 임피던스 경로가 전극들 (36 및 42) 사이에 있다. 전극 (16) 이 열린 회로의 스위치 (140) 에 의해 네트워크 (112) 의 출력 단자로부터 디커플링되기 때문에, 소스 (56) 의 하이 주파수에 대해 전극 (16 및 36) 사이의 로우 임피던스 경로가 없다. 소스 (56) 의 하이 주파수에 대한 전극들 (36 및 34) 사이의 간격은 전극들 (34 및 36) 사이의 플라즈마를 통해 하이 주파수에 대한 임피던스가 전극들 (36 및 42) 사이의 임피던스보다 실질적으로 더 큰 것이다. 결과적으로, 소스 (56) 의 하이 주파수는 제 2 예시적인 상황에 대해 전술한 바와 동일한 방식으로 영역 (8) 에서의 플라즈마에 영향을 미친다.
제 5 예시적인 상황에서, 소스 (52 및 54) 의 로우 및 미디엄 주파수는 하부 전극 (16) 에 적용되지만, 각각의 전극 (34, 36 및 42) 은 그라운드된다. 이러한 목적으로, 각각의 스위치 (69, 71 및 110) 를 닫는 동안에 제어기 (24) 는 스위치 (106) 를 활성화하여 네트워크 (76) 의 출력부를 전극 (16) 에 접속한다. 영역 (8) 에서의 플라즈마는 제 1 예시적인 상황에 대해 로우 및 미디엄 주파수에 대해 기술한 바와 동일한 방식으로 소스 (52 및 54) 의 로우 및 미디엄 주파수에 의해 영향을 받는다. 영역 (8) 의 플라즈마는 제 3 예시적인 상황에서 개시된 동일한 이유로 소스 (56) 의 하이 주파수에 의해 영향받지 않는다.
다른 예시적인 상황에서, 제어기 (24) 는 도 2 의 다양한 스위치를 제어할 수 있어서, 소스 (52) 의 오직 로우 주파수가 전극 (16) 에 접속되고, 소스 (54) 및 소스 (56) 어떤 것도 임의의 전극에 접속되지 않는다. 이러한 상황에서, 제어기 (24) 는 스위치 (110) 를 닫고 챔버 (10) 는 다소 근본적인 방식으로 워크피스를 처리한다. 다른 방법으로는, 제어기 (24) 는 소스들 (54 및 56) 중 하나 또는 모두의 출력부를 임의의 전극 (16, 34, 36 또는 42) 에 접속될 수 있다. 예를 들어, 전극들 (36 및 34) 사이에 소스 (54) 의 미디엄 주파수를 커플링하는 동안에 전극들 (16 및 36) 사이에 소스 (56) 의 하이 주파수를 커플링하는 것이 바람직할 수도 있다. 이러한 상황에서, 제어기 (24) 는 (1) 스위치 (69, 71, 72 및 110) 를 열고, (2) 스위치 (74, 94 및 96) 및 스위치 (116, 128 및 130) 를 활성화해서 소스 (54 및 56) 의 출력부가 네트워크 (78 및 114) 의 입력 단자에 각각 적용되고, (3) 스위치 (108 및 142) 를 활성화해서 네트워크 (78 및 114) 의 출력부가 전극 (36) 에 접속되고, (4) 스위치 (106 및 86) 를 활성화해서 소스 (54) 의 미디엄 주파수에 대해 네트워크 (76) 및 저항기 (94) 를 통해 전극 (34) 로부터 그라운드까지 로우 임피던스 경로가 있고, (5) 스위치 (140 및 124) 를 활성화해서 소스 (56) 의 하이 주파수에 대해 네트워크 (112) 및 저항기 (132) 를 통해 전극 (16) 으로부터 그라운드까지 로우 임피던스 경로가 있다. 결과적으로, 전계는, 전극들 (16 및 36) 사이에서 소스 (56) 의 오직 하이 주파수 및 (2) 전극들 (34 및 36) 사이에서 소스 (54) 의 오직 미디엄 주파수에 대해 영역 (8) 에서 형성된다. 소스 (56) 의 미디엄 주파수에 대해 전극 (16) 으로부터 그라운드까지 로우 임피던스 경로가 없기 때문에, 미디엄 주파수에 대해 전극들 (16 및 36) 사이에 영역 (8) 에서 형성된 실질적인 전계가 없다. 소스 (56) 의 하이 주파수에 대해 전극 (34) 로부터 그라운드까지 로우 임피던스 경로가 없기 때문에, 전극들 (34 및 36) 사이에 영역 (8) 에서 형성된 하이 주파수에 대한 실질적인 전계가 없다. 또한, 기술되고 도시된 바와 유사한 적절한 대역통과 필터 회로는 소스 (56) 의 하이 주파수에 대해서만 전극들 (36 및 42) 사이에 로우 임피던스 경로를 제공하기 위해 채택될 수 있다.
다음으로, 챔버 (10) 의 제 2 실시형태의 개략도인, 도면의 도 3 을 참조한다. 도 3 의 실시형태는 도 1 의 실시형태와 유사하지만, 도 3 의 실시형태는 챔버 벽 (12) 및 기부 (19) 로 연장되는 훨씬 더 큰 부피 플라즈마 제한 영역을 갖는다. 결과적으로, 도 3 의 실시형태는 루버 (44) 를 포함하지 않고, 플라즈마 처리 워크피스 (18) 의 압력은 진공 펌프 (9) 에 대한 압력 제어를 이용함으로써 배타적으로 제어된다. 금속 링 (40) 의 전체 하면, 링 (32) 의 측벽 및 측벽 (12) 의 내면은 모두 그라운드되고, 도 3 의 실시형태에서 플라즈마 제한 영역의 경계의 일부를 정의한다. 임의의 금속 링 (40) 의 하면, 링 (32) 의 측벽 또는 측벽 (12) 의 내면의 플라즈마에 의해 화학 오염을 방지하기 위해, 이들 표면 모두는 영역 (8) 에서 플라즈마의 화학작용을 오염시키지 않는 진성 실리콘과 같은 전기 도전 또는 유전 재료로 제조된 판 (100) 으로 커버된다. 측벽 (12) 이 도 3 의 실시형태에서 플라즈마 제한 영역의 일부이기 때문에, 측벽의 온도는 도 1 의 실시형태에서의 전극 어셈블리 (14) 의 제어에 대해 기술된 바와 유사한 방식으로 제어된다.
도 3 의 실시형태에서 전극은 수개의 RF 주파수에 응답하고 도 1 및 2 와 관련하여 전술한 바와 같이 제어된다. 도 3 의 챔버에서의 전계는 도 3 실시형태에서의 플라즈마 제한 영역의 큰 부피와 복잡한 형상 때문에 도 1 의 챔버에서의 전계와 상당히 상이하다. 그러나, 플라즈마에 대한 전계 효과는 도 1 및 2 의 실시형태와 관련하여 상술한 바와 도 3 의 실시형태에서 다소 유사하다.
본 발명의 특정 실시형태를 기술 및 도시하고 있지만, 상세하게 도시 및 기술된 실시형태의 상세한 설명은 첨부된 청구항에 정의된 바와 같이 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나지 않고 변경할 수 있다. 예를 들어, 도 2 의 회로는 워크피스의 처리 동안에 소스 (52, 54 및 56) 의 출력부가 전극 (16 및/또는 36) 에 동시에 그리고 연속적으로 공급된다는 것을 나타내지만, 적어도 하나의 소스 (52, 54 및/또는 56) 가 온 및 오프로 펄스화될 수 있다.

Claims (61)

  1. 진공 플라즈마 처리 챔버에서 플라즈마로 워크피스 (workpiece) 를 처리하는 방법으로서,
    수개의 주파수에 의한 플라즈마의 여기가 수개의 상이한 현상으로 하여금 플라즈마에서 동시에 발생하게 하도록 상기 수개의 주파수에서의 전기 에너지로 상기 플라즈마를 여기시키는 단계를 포함하는, 워크피스의 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수의 개수는 3 개인, 워크피스의 처리 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 주파수를 선택하여 플라즈마의 밀도, 상기 플라즈마에서의 이온 에너지, 및 상기 플라즈마의 화학작용에 영향을 미치는 단계, 및 상기 선택된 주파수를 상기 플라즈마에 적용하는 단계를 더 포함하는, 워크피스의 처리 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 수개의 주파수는 상기 플라즈마를 동시에 여기시키는, 워크피스의 처리 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    제 1 주파수는 100 kHz 내지 10 MHz 의 범위에 있고, 제 2 주파수는 10 MHz 내지 150 MHz 의 범위에 있으며, 제 3 주파수는 27 MHz 내지 300 MHz 의 범위에 있는, 워크피스의 처리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 수개의 주파수의 다양한 조합이 (a) 상기 플라즈마의 밀도 (b) 상기 이온 에너지, 및 (c) 상기 플라즈마의 화학작용에 영향을 미치는, 워크피스의 처리 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 수개의 주파수는 상기 플라즈마를 동시에 여기시키는, 워크피스의 처리 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 중 제 1 주파수는 100 kHz 내지 10 MHz 의 범위에 있고, 상기 주파수 중 제 2 주파수는 10 MHz 내지 150 MHz 의 범위에 있으며, 상기 주파수 중 제 3 주파수는 27 MHz 내지 300 MHz 의 범위에 있는, 워크피스의 처리 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버의 측벽으로부터 제거된 영역으로 상기 플라즈마를 제한하는 단계를 더 포함하는, 워크피스의 처리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 영역에서 상기 플라즈마의 압력을 제어하는 단계를 더 포함하는, 워크피스의 처리 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈마가 여기된 챔버에서 한 쌍의 전극 사이의 간격을 변경하는 단계를 더 포함하는, 워크피스의 처리 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 수개의 주파수 중 적어도 하나의 전력을 변경하는 단계를 더 포함하는, 워크피스의 처리 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    한 쌍의 대향하는 전극으로 상기 플라즈마를 여기시키는 단계, 상기 전극 중 적어도 하나에 상기 수개의 주파수 중 적어도 하나에서의 전력을 커플링시키는 단계, 및 상기 전극 중 하나로부터 RF 그라운드까지 상기 수개의 주파수 중 하나에서의 전력을 선택적으로 커플링시키는 단계를 더 포함하는, 워크피스의 처리 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    한 쌍의 대향하는 전극으로 상기 플라즈마를 여기시키는 단계, 및 상기 워크피스가 처리되는 동안에 상기 대향하는 전극의 온도를 제어하는 단계를 더 포함하는, 워크피스의 처리 방법.
  15. 플라즈마로 워크피스를 처리하기 위한 장치로서,
    플라즈마로 워크피스를 처리하기 위한 진공 챔버, 및
    수개의 주파수에 의한 여기가 수개의 상이한 현상으로 하여금 상기 플라즈마에서 동시에 발생하게 하도록 상기 수개의 주파수에서의 전기 에너지로 상기 플라즈마를 여기시키는 수단을 구비하는, 워크피스의 처리 장치.
  16. 전극을 포함하는 진공 챔버를 구비하는 진공 플라즈마 처리기로서,
    상기 챔버는 리액턴스와 관련되고,
    상기 전극 및 리액턴스는 상기 챔버 내의 가스에 플라즈마 여기 필드를 커플링시키도록 배열되고,
    상기 챔버는 워크피스를 운반하도록 배열되며,
    플라즈마 여기 소스 배열은 상기 전극 및 리액턴스가 수개의 주파수에서의 전기 에너지를 상기 플라즈마에 커플링시킬 수 있게 하는, 진공 플라즈마 처리기.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 플라즈마 여기 소스 배열은, 상기 수개의 주파수가 상기 플라즈마에 동시에 적용되도록 배열되는, 진공 플라즈마 처리기.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 워크피스를 운반하기 위한 상기 전극은 상기 챔버에서 제 1 전극을 포함하며,
    상기 리액턴스는 상기 챔버에서 제 2 전극을 포함하는, 진공 플라즈마 처리기.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 플라즈마 여기 소스 배열은, 복수의 주파수를 상기 제 1 전극에 그리고 상기 주파수의 적어도 하나를 상기 제 2 전극에 적용하도록 배열되는, 진공 플라즈마 처리기.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 플라즈마 여기 소스 배열은, 수개의 주파수를 상기 전극에 적용하도록 배열되는, 진공 플라즈마 처리기.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 전극 및 제 2 전극 및 상기 소스 배열은 상기 제 2 전극으로 하여금 기준 전위에 있게 하고 동시에 상기 소스 배열로 하여금 상기 수개의 주파수를 상기 제 1 전극에 적용하게 하도록 배열되는, 진공 플라즈마 처리기.
  22. 제 16 항에 있어서,
    상기 플라즈마 여기 소스 배열은 적어도 하나의 가변 주파수 RF 소스를 포함하는, 진공 플라즈마 처리기.
  23. 제 16 항에 있어서,
    상기 플라즈마 여기 소스 배열은, (a) 상기 주파수의 소스와 상기 플라즈마 사이에 임피던스 매치를 제공하고 (b) 상이한 소스와 관련된 상기 주파수를 다른 소스 각각으로부터 디커플링시키는 회로를 포함하는, 진공 플라즈마 처리기.
  24. 제 16 항에 있어서,
    상기 여기 소스 배열이 배열되고,
    상기 주파수는, 수개의 상이한 현상으로 하여금 상기 플라즈마에서 동시에 발생하게 하기 위한 값을 갖는, 진공 플라즈마 처리기.
  25. 워크피스를 처리하기 위한 플라즈마로 변환되도록 구성된 가스에 응답하도록 구성된 챔버의 영역에, 플라즈마 여기 필드를 공급하기 위한 제 1 전극 및 제 2 전 극을 포함하는 진공 챔버를 구비하는 워크피스를 위한 진공 플라즈마 처리기로서,
    상기 챔버는 상기 워크피스를 운반하도록 배열되고,
    수개의 주파수에서의 전기 에너지를 유도하기 위한 플라즈마 여기 소스 배열은, 상기 수개의 주파수에서의 전계를 여기시키는 플라즈마가 상기 플라즈마에 커플링될 수 있게 하기 위해 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 중 적어도 하나에 상기 수개의 주파수의 커플링을 선택적으로 가능케 하기 위한 회로를 포함하는, 진공 플라즈마 처리기.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 회로는, 복수의 주파수를 상기 제 1 전극에 커플링시키고 상기 주파수 중 적어도 하나를 상기 제 2 전극에 커플링시키도록 배열되는, 진공 플라즈마 처리기.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 회로는, (a) 상기 주파수의 소스와 상기 플라즈마 사이에 임피던스 매치를 제공하고 (b) 상기 상이한 소스와 관련된 상기 주파수를 다른 소스 각각으로부터 디커플링시키도록 구성된, 진공 플라즈마 처리기.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 플라즈마 여기 소스 배열은 수개의 상이한 주파수 소스를 포함하는, 진 공 플라즈마 처리기.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 소스 중 적어도 하나는 가변 주파수를 갖는, 진공 플라즈마 처리기.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 소스 중 적어도 하나는 고정 주파수를 갖는, 진공 플라즈마 처리기.
  31. 제 28 항에 있어서,
    상기 수개의 주파수의 다양한 조합은 (a) 상기 플라즈마의 밀도 (b) 상기 플라즈마에서의 이온 에너지 및 (c) 상기 플라즈마의 화학작용에 영향을 미치는, 진공 플라즈마 처리기.
  32. 제 28 항에 있어서,
    상기 소스 중 적어도 하나는 가변 출력 전력을 갖는, 진공 플라즈마 처리기.
  33. 제 25 항에 있어서,
    상기 회로 및 상기 챔버는, 상기 복수의 주파수 중 적어도 하나에서 상기 제 2 전극으로 흐르는 실질적인 전류를 방지하도록 배열되는, 진공 플라즈마 처리기.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 복수의 주파수 중 적어도 하나에서 상기 제 2 전극으로 흐르는 실질적인 전류를 방지하기 위한 상기 회로 및 상기 챔버 배열은, (a) 전류가 상기 복수의 주파수 중 적어도 하나에서 상기 제 1 전극으로부터 표면으로 흐르게 하기 위한 기준 전위에서의 챔버의 표면 및 (b) 상기 제 2 전극과 상기 기준 전위 사이의 상기 복수의 주파수 중 적어도 하나에서 전류의 실질적인 흐름을 방지하기 위해 상기 제 2 전극에 접속된, 상기 회로의 필터 배열을 포함하는, 진공 플라즈마 처리기.
  35. 제 25 항에 있어서,
    상기 회로는, 상기 제 2 전극을 기준 전위에 접속시키고 상기 수개의 주파수를 상기 제 1 전극에 공급하도록 배열되는, 진공 플라즈마 처리기.
  36. 제 25 항에 있어서,
    상기 회로는, 동일한 주파수를 상기 제 1 전극 및 제 2 전극에 공급하도록 배열되는, 진공 플라즈마 처리기.
  37. 제 25 항에 있어서,
    상기 플라즈마 소스 배열 회로는, 상기 수개의 주파수를 상기 전극들과 동시에 커플링하도록 배열되는, 진공 플라즈마 처리기.
  38. 제 25 항에 있어서,
    상기 회로는, 제 1 워크피스 처리 시간 주기 동안에 상기 제 2 전극을 기준 준위에 선택적으로 접속시키고, 제 2 워크 시간 피스 주기 동안에 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 동일한 주파수를 선택적으로 공급하기 위한 제어기를 포함하는, 진공 플라즈마 처리기.
  39. 제 37 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 제 1 시간 주기 간격 동안에 상기 수개의 주파수 각각에 응답할 상기 제 1 전극을 선택적으로 접속하도록 배열되는, 진공 플라즈마 처리기.
  40. 제 25 항에 있어서,
    상기 플라즈마 여기 소스 배열은, 상기 수개의 주파수를 상기 제 1 전극에 적용하도록 배열되는, 진공 플라즈마 처리기.
  41. 제 25 항에 있어서,
    상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 및 소스 배열은, 상기 제 2 전극으로 하여금 기준 전위에 있게 하고 동시에 상기 소스 배열로 하여금 상기 제 1 전극에 상기 수개의 주파수를 적용하게 하도록 배열되는, 진공 플라즈마 처리기.
  42. 워크피스를 처리하기 위한 플라즈마로 변환되도록 구성된 가스에 응답하도록 구성된 챔버의 영역에, 플라즈마 여기 필드를 공급하기 위한 전극 배열을 포함하는 진공 챔버를 구비하는 워크피스를 처리하기 위한 진공 플라즈마 처리기로서,
    상기 전극 배열은 상기 영역의 대향하는 제 1 측 및 제 2 측에 각각 제 1 전극 및 제 2 전극 그리고 상기 영역의 상기 제 1 측에 제 3 전극을 포함하고,
    상기 제 3 전극은 상기 제 1 전극 주변에 있고 상기 제 1 전극으로부터 전기적으로 절연되며,
    복수의 주파수에서의 전기 에너지를 유도하기 위한 플라즈마 여기 소스 배열은, 상기 복수의 주파수 중 적어도 하나에서의 전류로 하여금 상기 제 3 전극을 통해 흐르는 모든 주파수에서의 전류 없이 상기 제 3 전극에 흐르게 하기 위해 상기 복수의 주파수에서의 에너지를 상기 제 1 전극, 상기 제 2 전극 및 상기 제 3 전극에 선택적으로 커플링하도록 배열되는, 진공 플라즈마 처리기.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 전극 배열은 상기 영역의 상기 제 2 측에 제 4 전극을 포함하고,
    상기 제 4 전극은 상기 제 2 전극 주변에 있고, 상기 제 2 전극으로부터 전기적으로 절연되고,
    상기 플라즈마 여기 소스 배열은, 상기 복수의 주파수 중 적어도 하나에서의 전류가 상기 제 4 전극을 통해 흐르는 모든 주파수에서의 전류 없이 상기 제 4 전극에서 흐르게 하기 위해, 상기 제 4 전극에 에너지를 선택적으로 커플링하도록 배 열되는, 진공 플라즈마 처리기.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 플라즈마 여기 소스 배열은, 상기 주파수 중 적어도 하나에서의 에너지를 상기 제 3 전극에 적용하도록 배열되는, 진공 플라즈마 처리기.
  45. 제 43 항에 있어서,
    상기 플라즈마 여기 소스 배열은, 상기 주파수 중 적어도 하나에서의 에너지를 상기 제 4 전극에 적용하도록 배열되는, 진공 플라즈마 처리기.
  46. 제 43 항에 있어서,
    상기 플라즈마 여기 소스 배열은, 상기 주파수 중 적어도 하나에서의 에너지를 상기 제 3 전극 및 상기 제 4 전극에 적용하도록 배열되는, 진공 플라즈마 처리기.
  47. 제 43 항에 있어서,
    상기 플라즈마 여기 소스 배열은, 상기 주파수 중 적어도 하나에서 상기 제 3 전극과 기준 전위 사이에서 흐르는 것을 방지하면서, 상기 주파수 중 적어도 하나에서의 전류가 상기 제 3 전극과 상기 기준 전위 사이에서 흐를 수 있게 하기 위한 필터 배열을 포함하는, 진공 플라즈마 처리기.
  48. 제 43 항에 있어서,
    상기 플라즈마 여기 소스 배열은, 상기 주파수 중 적어도 하나에서 상기 제 4 전극과 기준 전위 사이에서 흐르는 것을 방지하면서, 상기 주파수 중 적어도 하나에서의 전류가 상기 제 4 전극과 상기 기준 전위 사이에서 흐를 수 있게 하기 위한 필터 배열을 포함하는, 진공 플라즈마 처리기.
  49. 제 48 항에 있어서,
    상기 플라즈마 여기 소스 배열은, 상기 주파수 중 적어도 하나에서 상기 제 3 전극과 기준 전위 사이에서 흐르는 것을 방지하면서, 상기 주파수 중 적어도 하나에서의 전류가 상기 제 3 전극과 상기 기준 전위 사이에서 흐를 수 있게 하기 위한 필터 배열을 포함하는, 진공 플라즈마 처리기.
  50. 제 42 항에 있어서,
    상기 플라즈마 여기 소스 배열은, 상기 주파수 중 적어도 하나에서의 에너지를 상기 제 3 전극에 적용하도록 배열되는, 진공 플라즈마 처리기.
  51. 제 42 항에 있어서,
    상기 플라즈마 여기 소스 배열은, 상기 주파수 중 적어도 하나에서 상기 제 3 전극과 기준 전위 사이에서 흐르는 것을 방지하면서, 상기 주파수 중 적어도 하 나에서의 전류가 상기 제 3 전극과 상기 기준 전위 사이에서 흐를 수 있게 하기 위한 필터 배열을 포함하는, 진공 플라즈마 처리기.
  52. 워크피스를 처리하는 플라즈마로 변환되는 가스에 응답하여 챔버의 영역에 플라즈마 여기 필드를 공급하기 위한 전극 배열을 포함하는 진공 챔버를 포함하는 진공 플라즈마 처리기에서 워크피스를 처리하는 방법으로서,
    상기 전극 배열은 상기 영역의 대향하는 제 1 측 및 제 2 측에 각각 제 1 전극 및 제 2 전극 그리고 상기 영역의 상기 제 1 측에 제 3 전극을 포함하고,
    상기 제 3 전극은 상기 제 1 전극 주변에 있고 상기 제 1 전극으로부터 전기적으로 절연되며,
    상기 방법은, 상기 제 1 전극, 상기 제 2 전극 및 상기 제 3 전극에 복수의 주파수에서의 에너지를 커플링하여 상기 복수의 주파수의 적어도 하나에서의 전류가 상기 제 3 전극을 통해 흐르는 모든 주파수에서의 전류 없이도 상기 제 3 전극에 흐르게 하는 단계를 포함하는, 워크피스의 처리 방법.
  53. 제 52 항에 있어서,
    상기 전극 배열은 상기 영역의 상기 제 2 측에 제 4 전극을 포함하고,
    상기 제 4 전극은 상기 제 2 전극 주변에 있고, 상기 제 2 전극으로부터 전기적으로 절연되며,
    상기 방법은, 상기 제 4 전극에 에너지를 선택적으로 커플링하여 상기 복수 의 주파수 중 적어도 하나에서의 전류가 상기 제 4 전극을 통해 흐르는 모든 주파수에서의 전류 없이도 상기 제 4 전극에서 흐르게 하는 단계를 더 포함하는, 워크피스의 처리 방법.
  54. 제 53 항에 있어서,
    상기 에너지는, 적어도 하나의 상기 주파수를 갖는 전원 배열을 상기 제 3 전극에 접속함으로써 상기 제 3 전극에 커플링되는, 워크피스의 처리 방법.
  55. 제 54 항에 있어서,
    상기 에너지는, 적어도 하나의 상기 주파수를 갖는 전원 배열을 상기 제 4 전극에 접속함으로써 상기 제 4 전극에 커플링되는, 워크피스의 처리 방법.
  56. 제 55 항에 있어서,
    상기 에너지는, 적어도 하나의 상기 주파수를 갖는 전원 배열을 상기 제 3 전극에 접속함으로써 상기 제 3 전극에 커플링되는, 워크피스의 처리 방법.
  57. 제 53 항에 있어서,
    상기 에너지는, 적어도 하나의 상기 주파수를 통과시키고 적어도 하나의 상기 주파수를 차단하는 필터 배열을 상기 제 3 전극과 기준 전위 사이에 접속함으로써 상기 제 3 전극에 커플링되는, 워크피스의 처리 방법.
  58. 제 53 항에 있어서,
    상기 에너지는, 적어도 하나의 상기 주파수를 통과시키고 적어도 하나의 상기 주파수를 차단하는 필터 배열을 상기 제 4 전극과 기준 전위 사이에 접속함으로써 상기 제 4 전극에 커플링되는, 워크피스의 처리 방법.
  59. 제 58 항에 있어서,
    상기 에너지는, 적어도 하나의 상기 주파수를 통과시키고 적어도 하나의 상기 주파수를 차단하는 필터 배열을 상기 제 3 전극과 기준 전위 사이에 접속함으로써 상기 제 3 전극에 커플링되는, 워크피스의 처리 방법.
  60. 제 52 항에 있어서,
    상기 에너지는, 적어도 하나의 상기 주파수를 갖는 전원 배열을 상기 제 3 전극에 접속함으로써 상기 제 3 전극에 커플링되는, 워크피스의 처리 방법.
  61. 제 52 항에 있어서,
    상기 에너지는, 적어도 하나의 상기 주파수를 통과시키고 적어도 하나의 상기 주파수를 차단하는 필터 배열을 상기 제 3 전극과 기준 전위 사이에 접속함으로써 상기 제 3 전극에 커플링되는, 워크피스의 처리 방법.
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