KR20240046497A

KR20240046497A - 플라즈마 처리 장치

Info

Publication number: KR20240046497A
Application number: KR1020247004750A
Authority: KR
Inventors: 바턴 레인; 요헤이 야마자와; 제이슨 디 메히간; 메릿 펑크
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2021-08-20
Filing date: 2022-08-18
Publication date: 2024-04-09
Also published as: CN117751422A; TW202322179A; WO2023023289A1

Abstract

실시형태에 따라, 플라즈마 처리 시스템을 위한 장치가 제공된다. 이러한 장치는 인터페이스, 방사 구조물, 및 전도성 오프셋(conductive offset)을 포함한다. 인터페이스는 RF 공급원에 결합 가능한 제1 전도성 판; RF 공급원과 제1 전도성 구조물 사이에 배치되는 제2 전도성 판; 및 제2 전도성 판과 기판 홀더 사이에 배치되는 전도성 동심형 링 구조물을 포함한다. 전도성 오프셋은 전도성 동심형 링 구조물을 방사 구조물에 결합시키도록 배치된다.

Description

플라즈마 처리 장치

관련 출원에 대한 상호 참조

본원은 2021년 8월 20일자로 출원된 미국 가출원 제63/235,418호의 이익을 주장하며, 이러한 출원의 전체 내용은 본원에 참조로 포함된다.

본 개시 내용은 일반적으로 반도체 처리 기술, 그리고 특정 실시형태에서, 기판을 처리하기 위한 플라즈마 처리 시스템에서 전자기파를 방사하는 장치에 관한 것이다.

플라즈마 처리는 반도체 산업에서 고밀도 미세 회로의 제조 및 제작에 광범위하게 사용된다.

플라즈마 처리 시스템에서, 플라즈마 챔버 내로 방사되는 전자기파는 전자기장을 생성한다. 생성된 전자기장은 챔버 내에서 전자를 가열한다. 가열된 전자는 에칭, 증착(deposit), 산화, 스퍼터링 등과 같은 공정에서 기판을 처리하는 플라즈마를 점화(ignite)한다.

플라즈마 처리 챔버 내의 불균일한 전자기장은, 기판의 상이한 부분들이 다양한 밀도의 플라즈마로 처리됨으로 인해서, 기판이 불균일하게 처리되는 것을 초래한다. 따라서, 플라즈마 처리 시스템에서 전자기장의 균일성을 개선하는 장치 및 시스템이 요구되고 있다.

제1 양태는 플라즈마 처리 시스템을 위한 장치에 관한 것이다. 이러한 장치는 인터페이스, 방사 구조물, 및 전도성 오프셋(conductive offset)을 포함한다. 인터페이스는 RF 공급원에 결합 가능한 제1 전도성 판, RF 공급원과 제1 전도성 판 사이에 배치되는 제2 전도성 판, 및 제2 전도성 판과 기판 홀더 사이에 배치되는 전도성 동심형 링 구조물을 포함한다. 전도성 오프셋은 전도성 동심형 링 구조물을 방사 구조물에 결합시키도록 배치된다.

이러한 제1 양태에 따른 장치의 제1 구현 형태에서, 제2 전도성 판은 접지된다.

이러한 제1 양태에 따른 장치의 제2 구현 형태 또는 제1 양태의 임의의 선행 구현 형태에서, 방사 구조물은 복수의 축대칭 나선형 컷아웃(cutout)을 갖는 제3 전도성 판을 포함한다.

이러한 제1 양태에 따른 장치의 제3 구현 형태 또는 제1 양태의 임의의 선행 구현 형태에서, 플라즈마 처리 시스템은 기판 홀더를 갖는 처리 챔버를 포함한다. 처리 챔버에서 처리될 기판이 기판 홀더에 장착된다.

이러한 제1 양태에 따른 장치의 제4 구현 형태 또는 제1 양태의 임의의 선행 구현 형태에서, 장치는 처리 챔버의 외부에 배치된다.

이러한 제1 양태에 따른 장치의 제5 구현 형태 또는 제1 양태의 임의의 선행 구현 형태에서, 제1 전도성 판은 동축적 전도성 구조물을 통해서 RF 공급원에 결합되고, RF 공급원은 동축적 전도성 구조물을 통해서 RF 전력을 제1 전도성 판에 공급한다.

이러한 제1 양태에 따른 장치의 제6 구현 형태 또는 제1 양태의 임의의 선행 구현 형태에서, 장치는 비-전도성 오프셋을 추가로 포함하고, 방사 구조물은, 비-전도성 오프셋에 의해서, 전도성 동심형 링 구조물의 전도성 내부 링 구조물과 전도성 동심형 링 구조물의 전도성 외부 링 구조물 사이에 배치된 절연 구조물에 결합된다.

이러한 제1 양태에 따른 장치의 제7 구현 형태 또는 제1 양태의 임의의 선행 구현 형태에서, 인터페이스, 방사 구조물, 및 전도성 오프셋은 제1 전도성 판에 RF 전력을 제공하는 RF 공급원에 반응하여 공진 회로를 형성한다.

제2 양태는 플라즈마 처리 시스템을 위한 장치에 관한 것이다. 이러한 장치는 인터페이스 및 인터페이스에 결합된 방사 구조물을 포함한다. 인터페이스는 RF 공급원에 결합 가능한 제1 전도성 구조물, RF 공급원과 제1 전도성 구조물 사이에 배치된 제2 전도성 구조물, 및 동심형 전도성 구조물을 포함한다. 각 동심형 전도성 구조물은 공기 갭에 의해서 제2 전도성 구조물로부터 격리된다.

이러한 제2 양태에 따른 장치의 제1 구현 형태에서, 각 동심형 전도성 구조물은 공기 갭에 의해서 인접한 동심형 전도성 구조물로부터 격리된다.

이러한 제2 양태에 따른 장치의 제2 구현 형태 또는 제2 양태의 임의의 선행 구현 형태에서, 장치는 동심형 전도성 구조물을 방사 구조물에 결합시키는 전도성 오프셋을 추가로 포함한다.

이러한 제2 양태에 따른 장치의 제3 구현 형태 또는 제2 양태의 임의의 선행 구현 형태에서, 방사 구조물의 공진 주파수는 5 내지 100 메가헤르츠(MHz)이다.

이러한 제2 양태에 따른 장치의 제4 구현 형태 또는 제2 양태의 임의의 선행 구현 형태에서, 방사 구조물은 나선형 컷아웃을 갖는 전도성 판, 및 내부 원형 컷아웃을 포함한다. 제1 전도성 구조물은 실질적으로 방사 구조물과 동일한 평면 상에 배치되고 내부 원형 컷아웃의 내측에 위치된다.

이러한 제2 양태에 따른 장치의 제5 구현 형태 또는 제2 양태의 임의의 선행 구현 형태에서, 플라즈마 처리 시스템은 기판 홀더를 갖는 처리 챔버를 포함한다. 처리 챔버에서 처리될 기판이 기판 홀더에 장착된다.

제3 양태는 유도 결합에 의해서 플라즈마를 여기시키기 위한 안테나 시스템에 관한 것이다. 안테나 시스템은 판, 전도성 링 구조물, 전도성 오프셋, 및 복수의 나선형 아암(spiral arm)을 포함한다. 전도성 링 구조물은 판에 평행하게 배치된다. 판 및 전도성 링 구조물은 제1 커패시터를 형성하고, 제1 커패시터의 커패시턴스 값은 하나의 전도성 링 구조물을 따라서 실질적으로 동일하다. 각 전도성 오프셋은 제1 단부 및 제2 단부를 포함하고, 각 전도성 오프셋의 제1 단부는 직각 배치로 전도성 링 구조물에 결합된다. 각 전도성 오프셋은 전도성 링 구조물을 따라서 다른 전도성 오프셋으로부터 동일한 거리에 배치된다. 복수의 나선형 아암은 각 전도성 오프셋의 대응하는 제2 단부에 결합된다. 각 나선형 아암은 반경방향, 방위각, 중첩 배치로 배치된다. 각 나선형 아암은 동일한 형상, 길이, 및 간격을 갖는다. 복수의 나선형 아암, 전도성 오프셋, 및 전도성 링 구조물은 RF 주파수에서 공진하는 공진 구조물을 형성한다.

이러한 제3 양태에 따른 안테나 시스템의 제1 구현 형태에서, 안테나 시스템은 공진 구조물에 용량 결합되고 RF 공급원에 결합 가능한 적어도 하나의 드라이브 전도성 구조물을 추가로 포함한다.

이러한 제3 양태에 따른 안테나 시스템의 제2 구현 형태 또는 제3 양태의 임의의 선행 구현 형태에서, 안테나 시스템은 공진 구조물에 유도 결합된 전도성 코일 구조물을 추가로 포함한다. 전도성 코일 구조물 및 공진 구조물은 유도 결합된 쌍을 형성한다. 전도성 코일 구조물은 RF 공급원에 결합될 수 있다.

이러한 제3 양태에 따른 안테나 시스템의 제3 구현 형태 또는 제3 양태의 임의의 선행 구현 형태에서, 전도성 링 구조물은 전도성 내부 링 구조물, 및 전도성 내부 링 구조물에 인접한 전도성 외부 링 구조물을 포함한다. 전도성 내부 링 구조물 및 전도성 외부 링 구조물 각각은 전도성 오프셋에 의해서 복수의 나선형 아암에 결합된다.

이러한 제3 양태에 따른 안테나 시스템의 제4 구현 형태 또는 제3 양태의 임의의 선행 구현 형태에서, 복수의 나선형 아암의 각각의 내부 또는 외부 연부 중 하나가 전도성 오프셋에 의해서 전도성 링 구조물에 연결되고, 복수의 나선형 아암의 각각의 다른 연부는 전도성 구조물 또는 접지에 직접적으로 연결되지는 않는다.

이러한 제3 양태에 따른 안테나 시스템의 제5 구현 형태 또는 제3 양태의 임의의 선행 구현 형태에서, 복수의 나선형 아암, 판, 및 전도성 링 구조물은 서로 실질적으로 평행하게 배치된다.

실시형태는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 그 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

본 개시 내용 및 그 장점의 보다 완전한 이해를 위해서, 이제, 첨부 도면과 함께 이루어지는 이하의 설명을 참조한다.
도 1은 플라즈마 처리 시스템의 실시형태의 도면이다.
도 2a는 공진 구조물의 실시형태의 측면도이다.
도 2b는 도 2a의 공진 구조물의 실시형태의 개략도이다.
도 2c는 도 2a의 공진 구조물의 실시형태에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태의 흐름도이다.
도 3a는 공진 구조물의 다른 실시형태의 측면도이다.
도 3b는 도 3a의 공진 구조물의 실시형태의 개략도이다.
도 3c는 도 3a의 공진 구조물의 실시형태에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태의 흐름도이다.
도 4a는 공진 구조물의 다른 실시형태의 측면도이다.
도 4b는 도 4a의 공진 구조물의 실시형태의 개략도이다.
도 4c는 도 4a의 공진 구조물의 실시형태에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태의 흐름도이다.
도 5a는 공진 구조물의 다른 실시형태의 측면도이다.
도 5b는 도 5a의 공진 구조물의 실시형태의 개략도이다.
도 5c는 도 5a의 공진 구조물의 실시형태에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태의 흐름도이다.
도 6a는 공진 구조물의 다른 실시형태의 측면도이다.
도 6b는 도 6a의 공진 구조물의 실시형태의 개략도이다.
도 6c는 도 6a의 공진 구조물의 실시형태에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태의 흐름도이다.
도 7a는 공진 구조물의 다른 실시형태의 측면도이다.
도 7b는 도 7a의 공진 구조물 내에 배치될 수 있는 루프 구조물의 실시형태이다.
도 7c는 도 7a의 공진 구조물의 실시형태의 개략도이다.
도 7d는 도 7a의 공진 구조물의 실시형태에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태의 흐름도이다.
도 8a는 공진 구조물의 다른 실시형태의 측면도이다.
도 8b는 도 8a의 공진 구조물의 실시형태의 개략도이다.
도 8c는 도 8a의 공진 구조물의 실시형태에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태의 흐름도이다.
도 9a는 공진 구조물의 다른 실시형태의 측면도이다.
도 9b는 도 9a의 공진 구조물의 실시형태의 개략도이다.
도 9c는 도 9a의 공진 구조물의 공진 회로에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태의 흐름도이다.
도 10a는 공진 구조물의 다른 실시형태의 측면도이다.
도 10b는 도 10a의 공진 구조물의 실시형태의 개략도이다.
도 10c는 도 10a의 공진 구조물의 공진 회로에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태의 흐름도이다.
도 11a는 공진 구조물의 다른 실시형태의 측면도이다.
도 11b는 도 11a의 공진 구조물의 실시형태의 개략도이다.
도 11c는 도 11a의 공진 구조물의 공진 회로에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태의 흐름도이다.
도 12는 공진 구조물의 실시형태의 상면도이다.
도 13a는 공진 구조물의 다른 실시형태의 측면도이다.
도 13b는 도 13a의 공진 구조물의 실시형태의 개략도이다.
도 13c는 도 13a의 공진 구조물의 내부 공진 회로에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태의 흐름도이다.
도 13d는 도 13a의 공진 구조물의 외부 공진 회로에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태의 흐름도이다.
도 14는 공진 구조물의 실시형태의 상면도이다.

본 개시 내용은 매우 다양한 특정 상황에서 구현될 수 있는 많은 적용 가능한 발명의 개념을 제공한다. 특정 실시형태는 단지 특정 구성의 예시일 뿐이며, 청구된 실시형태의 범위를 제한하지 않는다. 달리 언급되지 않는 한, 상이한 실시형태들로부터의 특징들을 조합하여 추가적인 실시형태를 형성할 수 있다.

설명된 실시형태 중 하나에 대한 변경 또는 수정은 다른 실시형태에도 적용될 수 있다. 또한, 첨부된 청구범위에 의해서 정의되는 바와 같은 본 개시 내용의 사상 및 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서, 다양한 수정, 대체, 및 변경이 본원에서 이루어질 수 있다는 점을 이해하여야 한다.

발명의 양태가 플라즈마 처리 시스템에서의 공진 구조물의 맥락에서 주로 설명되지만, 발명의 양태는 반도체 산업 이외의 분야에도 마찬가지로 적용될 수 있다. 플라즈마는 작용기 첨가를 통해서 표면을 처리하고 그 특성을 수정하기 위해서 사용될 수 있다. 예를 들어, 페인트 증착 표면을 처리하기 위해, 플라즈마는 소수성 표면을 친수성 표면으로 전환할 수 있다. 또한, 발명의 양태는 플라즈마로 제한되지 않는다. 예를 들어, RF는 냉동 식품을 해동하거나, 직물, 식품, 목재 등을 건조하기 위해서 사용될 수 있다. 이러한 다양한 예와 산업 전반에서, 본원에 개시된 바와 같이, 자기장을 균일하게 진동시키는 것이 유리하다.

여러 실시형태에서, 자기장에 대한 언급은 소정 주파수로, 예를 들어 RF 또는 마이크로파 주파수 중 하나로 진동하는 자기장을 지칭한다. 이러한 실시형태에서, 자기장은 DC 자기장을 지칭하지 않는다. 이러한 그리고 다른 상세 내용을 이하에서 더 구체적으로 설명한다.

도 1은 플라즈마 처리 시스템(100)의 실시형태의 도면을 도시한다. 플라즈마 처리 시스템(100)은, 도 1에 도시된 바와 같이 배치될 수 있는(또는 그렇지 않을 수 있는), RF 공급원(102), 공진 구조물(104), 플라즈마 챔버(106), 그리고 선택적으로, 유전체 판(114)을 포함한다. 또한, 플라즈마 처리 시스템(100)은 도 1에 도시되지 않은 부가적인 구성요소를 포함할 수 있다.

실시형태에서, RF 공급원(102)은, 생성기 회로 및 매칭 회로(미도시)를 포함할 수 있는 RF 전력 공급부를 포함한다. RF 공급원(102)은 동축 케이블 등과 같은 전력 전송 라인을 통해서 공진 구조물(104)에 결합된다. RF 공급원은 정방향 RF 파동을 공진 구조물(104)에 제공한다. 공진 구조물(104)은 하나 이상의 방사 구조물을 포함한다. 정방향 RF 파동은 공진 구조물(104)을 통해서 이동하고 플라즈마 챔버(106)를 향해서 전달(즉, 방사)된다.

플라즈마 챔버(106)는 기판 홀더(108)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 처리될 기판(110)이 기판 홀더(108)에 배치된다. 선택적으로, 플라즈마 챔버(106)는 기판 홀더(108)에 결합된 바이어스 전력 공급부(118)를 포함할 수 있다. 플라즈마 챔버(106)는 또한 내부의 가스 유량의 선택적인 제어를 통해서 플라즈마 챔버(106)로부터의 부산물을 제거하기 위한 하나 이상의 펌프 배출구(116)를 포함할 수 있다. 실시형태에서, 펌프 배출구(116)는 기판 홀더(108) 및 기판(110) 가까이에(예를 들어, 그 둘레의 아래/주위에) 배치된다.

실시형태에서, 공진 구조물(104)은 유전체 재료로 제조된 유전체 판(114)에 의해서 플라즈마 챔버(106)로부터 분리된다. 유전체 판(114)은 플라즈마 챔버(106) 내의 저압 환경을 외부 대기로부터 분리한다. 공진 구조물(104)이 플라즈마 챔버(106)에 바로 인접하여 배치되거나, 또는 공진 구조물(104)이 공기에 의해서 플라즈마 챔버(106)로부터 분리될 수 있다는 점을 이해하여야 한다. 실시형태에서, 유전체 판(114)은 플라즈마 챔버(106)로부터의 RF 파동의 반사를 최소화하도록 선택된다. 다른 실시형태에서, 공진 구조물(104)은 유전체 판(114) 내에 내장된다.

실시형태에서, 공진 구조물(104)은 전자기장을 플라즈마 챔버(106)를 향해서 방사하고, 이는 저용량 결합 전기장을 갖는, 방위 대칭적인 고밀도 플라즈마(112)를 생성한다. 실시형태에서, 공진 구조물(104)은, 본원에 개시된 바와 같이, 방위 대칭성을 생성하는 용량성 구조물에 연결된 나선형 아암을 포함한다. 실시형태에서, 공진 구조물(104)의 여기 주파수는, 비제한적으로, 무선 주파수 범위(10 내지 400 MHz)이고, 다른 주파수 범위가 마찬가지로 고려될 수 있다. 예를 들어, 본원에 개시된 발명의 양태는 마이크로파 주파수 범위의 적용예에도 동일하게 적용될 수 있다.

실시형태에서, 공진 구조물(104)은 공진 요소를 포함한다. 공진 요소는, 공진 구조물(104)의 용량성 구조물에 전기 연결된 나선형 아암일 수 있다. 실시형태에서, 공진 요소들은 동일한 형상을 가지고 방사시에 N차 대칭(N-fold symmetry)이 존재하도록 중앙 축을 중심으로 배치되며, 여기에서 N은 1보다 큰 정수이다. 나선형 아암 및 용량성 구조물은 RF 공급원(102)으로부터 공급되는 전자기파와 공진한다.

실시형태에서, 공진 요소는 정상 전자기파(standing electromagnetic wave)를 유지한다. 정상 전자기파는 고-전기장의 영역 및 고-자기장의 다른 영역을 갖는다. 고-자기장의 영역은 전도성 경로로 구성된다. 공진 요소로부터의 진동 자기장이 플라즈마 챔버(106) 내로 침투하도록, 공진 요소는 유전체 판(114)에 근접하여 그리고 평행하게 배치된다. 시간-가변적인 자기장은 시간-가변적 전기장을 유도하고, 이는 에너지를 플라즈마 전자에 전달한다.

실시형태에서, 공진 구조물(104)은, 유전체 판(114)으로부터 멀리 위치된 고-전기장 영역을 포함한다. 실시형태에서, 이러한 영역은 편평한 표면을 갖는 금속 구조물로 구성된다. 실시형태에서, 2개의 금속 단편의 편평한 표면들이 대향되고 유전체에 의해서 분리된다. 유전체가 차지하는 2개의 금속 단편들 사이의 체적은 공진 구조물(104)의 각각의 공진 회로 내의 고-전기장의 위치이다.

다른 실시형태에서, 금속 단편은 원통형 또는 다른 기하형태를 가질 수 있다. 모든 경우에, 2개의 금속 표면들은, 공기 또는 진공일 수도 있는, 유전체 재료로 충진된 영역에 의해서 분리된다.

고-자기장 요소 내의 자기장은 이러한 요소를 따라서 흐르는 전류에 기인한다. 고-전기장 요소 내의 전기장은 전하의 존재에 기인한다. 고-전기장의 요소는 고-자기장의 요소를 통해서 다른 요소와 연결되고, 그에 따라 전하는 전류에 의해서 고-전기장의 하나의 영역으로부터 고-전기장의 다른 영역으로 흐르고, 이는 고-전기장의 요소 내에서 자기장을 생성한다.

실시형태에서, 고-전기장의 요소들은 또한, 공진 구조물(104) 내의 전기장들이 동일 위상이 되게 하는 그리고 동일한 진폭을 가지게 하는 방식으로, 서로 연결될 수 있다. 그러나, 이러한 특징은 제한적인 것이 아니다.

실시형태에서, 고-자기장 요소 및 고-전기장의 요소 모두는 서로 대략적으로 동일하다.

실시형태에서, 고-자기장의 공진 구조물(104)의 요소들 및 고-전기장의 공진 구조물(104)의 요소들은 중앙 대칭 축을 중심으로 배치된다. 실시형태에서, 중앙 대칭 축은 유전체 판(114)에 직각이다. 유전체 판(114)이 디스크 형상인 실시형태에서, 중앙 대칭 축은 디스크의 중심을 통과한다. 2π를 2보다 큰 정수로 나눈 것과 동일한 각도만큼 대칭 축을 중심으로 모든 요소를 회전시킬 때 기하형태가 변화되지 않도록, 공진 구조물(104)의 요소들이 배치된다. 8차 대칭 배치를 갖는 실시형태에서, 상응하는 정수는 8과 같다.

실시형태에서, RF 공급원(102)은 에너지를 공진 구조물(104)의 인터페이스에 결합시켜, 정상 전자기파를 공진 구조물(104)로부터 생성한다. 실시형태에서, RF 공급원(102)은 전송 라인을 통해서 인터페이스에 결합된다. 대칭 축을 중심으로 하는 회전 하에서 인터페이스가 공진 구조물(104)의 요소와 동일하거나 또는 그보다 큰 대칭성을 유지하는 것이 바람직하다.

실시형태에서, 인터페이스는 에너지를, 전기장이 고-용량 결합인, 공진 구조물(104)의 부분에 결합시킨다. 실시형태에서, 인터페이스는 자기장이 고-유도 결합인 공진 구조물(104)의 일부에 에너지를 결합시킨다. 그 둘 모두의 경우에, 공진 구조물(104)에 의해서 생성되는 전자기장이 플라즈마 챔버(106) 내로 침투하고, 그에 따라 자체적으로 플라즈마(112)를 생성하도록 인터페이스를 배치할 수 있다.

실시형태에서, 공진 구조물(104)은 RF 공급원(102)으로부터의 RF 전력을 플라즈마 챔버(106)에 결합시켜 기판(110)을 처리한다. 특히, 공진 구조물(104)은 RF 공급원(102)으로부터 정방향 RF 파동이 공급되면 이에 따라 전자기파를 방사한다. 방사된 전자기파는 유전체 판(114)의 대기 측(즉, 공진 구조물(104) 측)으로부터 플라즈마 챔버(106) 내로 침투한다. 방사된 전자기파는 플라즈마 챔버(106) 내에서 전자기장을 생성한다. 생성된 전자기장은, 에너지를 플라즈마 챔버(106) 내의 자유 전자에 전달함으로써, 플라즈마(112)를 점화하여 유지한다. 플라즈마(112)는, 예를 들어, 기판(110) 상에서 재료를 선택적으로 에칭하거나 또는 침착시키기 위해서 사용될 수 있다.

도 1에서, 공진 구조물(104)은 플라즈마 챔버(106)의 외부에 도시되어 있다. 그러나, 실시형태에서, 공진 구조물(104)은 플라즈마 챔버(106) 내에 배치될 수 있다.

실시형태에서, 공진 구조물(104)의 동작 주파수는 5 내지 100 메가헤르츠(MHz)이다. 실시형태에서, 공진 구조물(104)에 의해서 전달되는 전력은 10 내지 5000 와트(W)의 범위이다(공진 구조물(104)로부터의 거리, 임피던스 값 등과 같은 다양한 인자에 의해서 결정됨).

도 2a는 공진 구조물(200)의 실시형태의 측면도를 도시한다. 공진 구조물(200)은, 도 2a에 도시된 바와 같이 배치될 수 있는(또는 그렇지 않을 수 있는), 인터페이스(206), 방사 구조물(222), 전도성 오프셋(224a 및 224b)을 포함한다. 또한, 공진 구조물(200)은 도 2a에 도시되지 않은 부가적인 구성요소를 포함할 수 있다.

방사 구조물(222)은 전도성 오프셋(224a 및 224b)에 의해서 인터페이스(206)에 결합된다. 방사 구조물(222)은, 이하에서 구체적으로 설명되는 바와 같이, 용량성 분할기(capacitive divider)에 의해서 RF 공급원(102)에 결합된다. 방사 구조물(222)에 관한 상세 내용이 이하의 도 12에 개시된다.

또한, 공진 구조물(200)을 둘러싸는 하우징(226a 내지 226c)이 도 2a에 도시되어 있다. 하우징(226a 내지 226c)은 하우징 측벽(226a), 하우징 하단 면(226b), 및 하우징 상단 면(226c)을 포함한다. 하우징 측벽(226a) 및 하우징 하단 면(226b)의 각각은 전도성 구조물이다. 하우징 상단 면(226c)은 하우징(226a 내지 226c)의 개방 표면을 나타내는 쇄선으로 도시되어 있다.

하우징 하단 면(226b)은 RF 공급원(102)의 공통 RF 접지에 전기 결합된다. 따라서, 하우징(226a 내지 226c)의 전체가 접지된다. 하우징 하단 면(226b)은 RF 공급원(102)으로부터의 RF 공급 경로를 인터페이스(206)(즉, 이하에서 구체적으로 설명되는 드라이브 디스크(202))에 결합시키기 위해서 개구부를 포함한다.

실시형태에서, 하우징 상단 면(226c)은 플라즈마 챔버(106)의 하단부에 인접하여 배치된다. 도 1을 참조하면, 공진 구조물(200)은 거꾸로 뒤집혀 있고, 공진 구조물(200)의 하우징 상단 면(226c)은, 유전체 판(114)이 하우징 상단 면(226c)과 동일한 높이가 되도록 배치된다. 이러한 실시형태에서, 유전체 판(114)은 하우징 상단 면(226c)의 방향으로 방사 구조물(222) 위에 위치된다. 공진 구조물(200)은, 하우징 하단 면(226b)으로부터 하우징 상단 면(226c)으로의 방향으로 플라즈마 챔버(106)를 향해서 유전체 판(114)을 통해서 방사되는 전자기파를 생성한다.

공진 구조물(200)은 도 1의 플라즈마 처리 시스템(100)의 공진 구조물(104)과 같이 동작할 수 있다. 공진 구조물(200)은 플라즈마 처리 용도로 제한되지 않고, 다른 용도로도 고려될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 또한, 공진 구조물(200)은 도 2a에 도시되지 않은 부가적인 구성요소, 예를 들어 방사 구조물(222)을 인터페이스(206)에 기계적으로 연결함으로써 추가적인 구조적 강성도를 공진 구조물(200)에 제공하기 위한 비-전도성 오프셋을 포함할 수 있다.

인터페이스(206)는 드라이브 디스크(202), 후방 판(208), 내부 링(210), 외부 링(212), 및 절연 구조물(214)을 포함한다.

드라이브 디스크(202)는, RF 공급원(102)에 결합될 수 있고 RF 파동을 방사 구조물(222)에 제공하기 위해서 사용되는, 전도성의 원형 구조물이다. 실시형태에서, 드라이브 디스크(202)는 강성, 반-강성, 또는 가요성 동축 케이블을 통해서 RF 공급원(102)에 결합된다. 다른 실시형태에서, 드라이브 디스크(202)는, 직사각형 도파관, 더 큰 중공형 실린더 내에 수용된 2개의 원통형 전도체를 갖는 2개의 평행한 전도성 리본(예를 들어, 트리액스(triax)) 등과 같은 다양한 유형의 전송 라인 중 임의의 하나를 통해서 RF 또는 마이크로파 생성기에 결합된다.

후방 판(208)은 RF 공급원(102)과 드라이브 디스크(202) 사이에 배치되는 전도성 표면이다. 후방 판(208)은 드라이브 디스크(202)와 실질적으로 평행하다. 도시된 바와 같이, 후방 판(208)은 플로팅(floating)되어 있다.

내부 링(210) 및 외부 링(212)은 전도성 구조물이다. 도시된 바와 같이, 외부 링(212)은 내부 링(210)에 인접하여 그리고 실질적으로 동일한 평면 상에 배치된다. 그러나, 실시형태에서, 외부 링(212)은 내부 링(210)과 상이한 평면 상에 있을 수 있다.

외부 링(212) 및 내부 링(210)은 내부 반경 및 외부 반경을 갖는 전도성의 링 형상 판이다. 외부 링(212) 및 내부 링(210)은 드라이브 디스크(202)와 동일한 중심점을 갖는다. 그리고, 외부 링(212)의 내부 반경은 내부 링(210)의 외부 반경보다 크다. 내부 링(210)의 내부 반경은 드라이브 디스크(202)의 외부 반경보다 작다.

도 2a는 공진 구조물(200)의 측면도를 도시하기 때문에, 실시형태에서, 대칭 축이 공진 구조물(200)의 중심에 있다는 점을 이해하여야 한다. 실시형태에서, 공진 구조물(200)은 원통형 구조를 갖는다. 이러한 실시형태에서, 예를 들어, 드라이브 디스크(202)의 좌측에 도시된 외부 링(212)의 부분 및 드라이브 디스크(202)의 우측에 도시된 외부 링(212)의 부분은 동일한 전도성 링 구조물의 일부이다. 또한, 내부 링(210), 방사 구조물(222), 후방 판(208) 등과 같은, 공진 구조물(200)의 다른 구성요소가 공진 구조물의 중심에 대해서 유사한 대칭성을 갖는다.

절연 구조물(214)은 유전체 재료 등과 같은 전기 절연 재료로 구성된다. 실시형태에서, 절연 구조물(214)은 공기 또는 진공으로 구성된다. 절연 구조물(214)은 드라이브 디스크(202)와 내부 링(210) 사이에, 후방 판(208)과 내부 링(210) 사이에, 내부 링(210)과 외부 링(212) 사이에, 그리고 후방 판(208)과 외부 링(212) 사이에 배치된다.

실시형태에서, 인터페이스(206)는 공기 또는 유전체(즉, 절연 구조물(214))와 같은 절연 매체 내에 내장된다. 절연 구조물(214)을 나타내는 화살표가 도 2a에서 인터페이스(206)의 영역(더 적절하게는 체적)을 향하는 것으로 도시되어 있지만, 이러한 화살표는, 절연 구조물(214)이 공진 구조물(200)의 상이한 전도성 및 비-전도성 재료를 둘러싸는 영역 또는 체적을 덮는다는 것을 암시하기 위한 것임을 이해하여야 한다.

실시형태에서, 절연 구조물(214)은, 인터페이스(206)의 여러 전도성 구성요소들 사이에서 하나의 절연 구조물을 효과적으로 형성하는, 다수의 절연 구조물을 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 절연 구조물(214)은 인터페이스(206)의 여러 전도성 구성요소들 사이에 형성된 하나의 절연 구조물일 수 있다.

도시된 바와 같이, 전도성 오프셋(224a 및 224b)은 내부 링(210), 외부 링(212), 및 방사 구조물(222)에 수직으로 배치된다. 그러나, 전도성 오프셋(224a 및 224b)은 또한, 해당 표면들에 수직이 되지 않고, 내부 링(210) 및 외부 링(212)을 방사 구조물(222)에 수직으로 연결하도록 배치될 수 있다.

도시된 바와 같이, 전도성 오프셋(224a 및 224b)은 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트 및 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트를 포함한다. 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트는 내부 링(210)을 방사 구조물(222)의 내부 부분에 전기 결합시킨다. 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트는 외부 링(212)을 방사 구조물(222)의 외부 부분에 전기 결합시킨다.

실시형태에서, 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트의 각 단부는 내부 링(210)의 표면을 따라서 서로 동일한 거리에 배치된다.

실시형태에서, 전도성 오프셋(224a)의 외부 세트의 각 단부는 외부 링(212)의 표면을 따라서 서로 동일한 거리에 배치된다.

도 2b는, 이중 플로팅 커패시터 구성으로도 지칭되는, 도 2a의 공진 구조물(200)의 실시형태의 개략도(240)를 도시한다. 개략도(240)는, 도 2b에 도시된 바와 같이 배치될 수 있는(또는 그렇지 않을 수 있는), RF 공급원(102), 커패시터(242), 커패시터(244), 커패시터(246), 커패시터(248), 커패시터(249), 및 인덕터(250)를 포함한다. 여기에서, RF 공급원(102)은 AC 전력 공급부로서 도시되어 있다. 실시형태에서, RF 공급원(102)은 정방향 RF 파동을 공진 회로(252)에 제공하도록 구성된다.

커패시터(242)는 드라이브 디스크(202), 절연 구조물(214), 및 내부 링(210)에 의해서 형성된다. 드라이브 디스크(202) 및 내부 링(210)은 서로 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(214)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다. 드라이브 디스크(202)는, 커패시터(242)에 의해서 도시된 바와 같이, 내부 링(210)에 용량 결합된다.

커패시터(244)(즉, 내부 커패시터)는 후방 판(208), 절연 구조물(214), 및 내부 링(210)에 의해서 형성된다. 후방 판(208) 및 내부 링(210)은 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(214)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다. 실시형태에서, 커패시터(244)의 커패시턴스 값은 10 피코패럿(pF)보다 크다. 커패시턴스 값은 평행 판 커패시터의 각 위치에서 실질적으로 동일하다.

커패시터(246)(즉, 외부 커패시터)는 후방 판(208), 절연 구조물(214), 및 외부 링(212)에 의해서 형성된다. 후방 판(208) 및 외부 링(212)은 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(214)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다. 실시형태에서, 커패시터(246)의 커패시턴스 값은 10 피코패럿(pF)보다 크다. 커패시턴스 값은 평행 판 커패시터의 각 위치에서 실질적으로 동일하다.

커패시터(248)는 하우징 하단 면(226b), 절연 구조물(214), 및 후방 판(208)에 의해서 형성된다. 하우징 하단 면(226b) 및 후방 판(208)은 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(214)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다.

커패시터(249)는 하우징 하단 면(226b), 절연 구조물(214), 및 내부 링(210)에 의해서 형성된다. 하우징 하단 면(226b) 및 내부 링(210)은 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(214)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다.

커패시터(242)의 제1 노드는 드라이브 디스크(202)를 통해서 RF 공급원(102)에 결합될 수 있다. 커패시터(248)의 제1 노드는 후방 판(208)을 통해서 커패시터(244)의 제1 노드 및 커패시터(246)의 제1 노드에 결합된다. 커패시터(248)의 제2 노드 및 커패시터(249)의 제1 노드는 하우징 하단 면(226b)을 통해서 공통 RF 접지(262)에 결합된다.

인덕터(250)는 방사 구조물(222)에 의해서 형성된다. 인덕터(250)의 제1 노드는 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트 및 내부 링(210)을 통해서 커패시터(244)의 제2 노드, 커패시터(242)의 제2 노드, 및 커패시터(249)의 제2 노드에 결합된다. 인덕터(250)의 제2 노드는 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트 및 외부 링(212)을 통해서 커패시터(246)의 제2 노드에 결합된다.

실시형태에서, 인덕터(250)는, 이상적인 집중 회로 인덕터의 위상 변화와 부호가 일치되는, 전파되는 전자기파에서 위상 변이가 있는, 방사 구조물(222)의 전도성 부분에 의해서 형성된다.

실시형태에서, RF 공급원(102)은 드라이브 디스크(202)를 통해서 내부 링(210) 및 후방 판(208)의 각각에 전자기적으로 결합된다.

인덕터(250), 커패시터(244), 및 커패시터(246)는 공진 회로(252)(즉, LC 공진 회로)를 형성한다. 도 2a와 관련하여, 내부 링(210), 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트, 방사 구조물(222), 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트, 외부 링(212), 후방 판(208), 및 절연 구조물(214)은 공진 회로(252)를 형성한다. 이러한 배치에서, 공진 회로(252)의 임의의 부분과 공통 RF 접지 사이에는 직류(DC) 연결이 존재하지 않는다.

공진 구조물(200)이 원하는 동작 주파수에서 동작하도록(즉, 공진하도록), 공진 구조물(200)의 인덕터 및 커패시터를 형성하는 구조적 구성요소의 다양한 전기적 및 기계적 매개변수가 선택된다.

실시형태에서, 커패시터(244) 및 커패시터(246)는 공진 회로(252), 특히 방사 구조물(222)의 요소에 저-임피던스 경로를 제공한다. 실시형태에서, 방사 구조물(222)은 (이하의 도 12에서 구체적으로 설명되는) 다수의 나선형 아암을 포함한다. 각 나선형 아암은 나선형 아암의 내부 단부에서 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트의 전도성 오프셋을 통해서 내부 링(210)에, 그리고 나선형 아암의 외부 단부에서 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트의 전도성 오프셋을 통해서 외부 링(212)에 연결된다.

나선형 아암은 내부 링(210) 및 외부 링(212)을 통해서 서로 연결된다. 내부 링(210) 및 외부 링(212)은, 나선형 아암의 각각에 걸친 전압 차가 실질적으로 동일하도록, 관심 대상인 주파수에서 임피던스 경로를 형성한다. 그 결과 구조물은 전류가 방사 구조물(222)의 요소의 하위-세트에 집중되는 것을 방지하고, 방사 구조물(222)의 요소들에 걸친 대칭성을 개선한다. 따라서, 이러한 배치는 비-선형 효과가 나선의 하위-세트 하에 플라즈마(112)를 집중시키는 것을 방지한다.

도 2c는 공진 구조물(200)에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태(280)의 흐름도를 도시한다. 단계(282)에서, RF 공급원(102)은 정방향 RF 파동을 드라이브 디스크(202)에 제공한다. 이에 따라, 단계(284)에서, RF 파동은, 커패시터(242), 커패시터(244), 및 커패시터(246)에 걸친 용량 결합에 의해서, 드라이브 디스크(202)로부터 방사 구조물(222)(즉, 인덕터(250))로 전달된다.

단계(286)에서, 방사 구조물(222)은 전자기파를 공진 구조물(200)로부터 플라즈마 챔버(106)로 방사한다. 단계(288)에서, 전자기파는 플라즈마(112)를 생성한다. 이러한 실시형태에서, RF 방전에 의해서 생성된 플라즈마는 순수 유도 결합 플라즈마로 분류된다.

도 3a는 공진 구조물(300)의 실시형태의 측면도를 도시한다. 공진 구조물(300)은 도 1의 플라즈마 처리 시스템(100)의 공진 구조물(104)과 같이 동작할 수 있다. 공진 구조물(300)은 플라즈마 처리 용도로 제한되지 않고, 다른 용도로도 마찬가지로 고려될 수 있다는 점에 유의해야 한다.

공진 구조물(300)은 몇 가지 특징을 공진 구조물(200)과 공유한다. 그러나, 공진 구조물(300)의 인터페이스(306)에서, 공진 구조물(200)의 후방 판(208)이 하우징 하단 면(226b)과 병합된다. 따라서, 후방 판(208)이 플로팅되어 있는 공진 구조물(200)과 대조적으로, 공진 구조물(300)에서, 하우징 하단 면(226b)(그리고 효과적으로 후방 판)은 공통 RF 접지에 연결된다.

도 3b는, 이중 접지 커패시터 구성으로도 지칭되는, 도 3a의 공진 구조물(300)의 실시형태의 개략도(340)를 도시한다. 개략도(340)는, 도 3b에 도시된 바와 같이 배치될 수 있는(또는 그렇지 않을 수 있는), RF 공급원(102), 커패시터(242), 커패시터(344), 커패시터(346), 및 인덕터(250)를 포함한다.

커패시터(242)는 드라이브 디스크(202), 절연 구조물(314), 및 내부 링(210)에 의해서 형성된다. 드라이브 디스크(202) 및 내부 링(210)은 서로 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(314)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다. 드라이브 디스크(202)는, 커패시터(242)에 의해서 도시된 바와 같이, 내부 링(210)에 용량 결합된다.

커패시터(344)(즉, 내부 커패시터)는 하우징 하단 면(226b), 절연 구조물(314), 및 내부 링(210)에 의해서 형성된다. 하우징 하단 면(226b) 및 내부 링(210)은 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(314)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다. 실시형태에서, 커패시터(344)의 커패시턴스 값은 10 피코패럿(pF)보다 크다. 커패시턴스 값은 평행 판 커패시터의 각 위치에서 실질적으로 동일하다.

커패시터(346)(즉, 외부 커패시터)는 하우징 하단 면(226b), 절연 구조물(314), 및 외부 링(212)에 의해서 형성된다. 하우징 하단 면(226b) 및 외부 링(212)은 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(314)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다. 실시형태에서, 커패시터(346)의 커패시턴스 값은 10 피코패럿(pF)보다 크다. 커패시턴스 값은 평행 판 커패시터의 각 위치에서 실질적으로 동일하다.

커패시터(242)의 제1 노드는 드라이브 디스크(202)를 통해서 RF 공급원(102)에 결합될 수 있다. 커패시터(344)의 제1 노드 및 커패시터(346)의 제1 노드는 하우징 하단 면(226b)을 통해서 공통 RF 접지(262)에 결합된다.

인덕터(250)는 방사 구조물(222)에 의해서 형성된다. 인덕터(250)의 제1 노드는 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트 및 내부 링(210)을 통해서 커패시터(242)의 제2 노드 및 커패시터(344)의 제2 노드에 결합된다. 인덕터(250)의 제2 노드는 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트 및 외부 링(212)을 통해서 커패시터(346)의 제2 노드에 결합된다.

실시형태에서, RF 공급원(102)은 드라이브 디스크(202)를 통해서 내부 링(210)에 전자기적으로 결합된다.

인덕터(250), 커패시터(344), 및 커패시터(346)는 공진 회로(352)(즉, LC 공진 회로)를 형성한다. 도 3a와 관련하여, 내부 링(210), 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트, 방사 구조물(222), 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트, 외부 링(212), 하우징 하단 면(226b), 및 절연 구조물(314)은 공진 회로(352)를 형성한다.

공진 구조물(300)이 원하는 동작 주파수에서 동작하도록(즉, 공진하도록), 공진 구조물(300)의 인덕터 및 커패시터를 형성하는 구조적 구성요소의 다양한 전기적 및 기계적 매개변수가 선택된다.

도 3c는 공진 구조물(300)에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태(380)의 흐름도를 도시한다. 단계(382)에서, RF 공급원(102)은 정방향 RF 파동을 드라이브 디스크(202)에 제공한다. 이에 따라, 단계(384)에서, RF 파동은, 커패시터(242), 커패시터(344), 및 커패시터(346)에 걸친 용량 결합에 의해서, 드라이브 디스크(202)로부터 방사 구조물(222)(즉, 인덕터(250))로 전달된다.

단계(386)에서, 방사 구조물(222)은 전자기파를 공진 구조물(300)로부터 플라즈마 챔버(106)로 방사한다. 단계(388)에서, 전자기파는 플라즈마(112)를 생성한다. 이러한 실시형태에서, RF 방전에 의해서 생성된 플라즈마는 순수 유도 결합 플라즈마로 분류된다.

도 4a는 공진 구조물(400)의 실시형태의 측면도를 도시한다. 공진 구조물(400)은 도 1의 플라즈마 처리 시스템(100)의 공진 구조물(104)과 같이 동작할 수 있다. 공진 구조물(400)은 플라즈마 처리 용도로 제한되지 않고, 다른 용도로도 고려될 수 있다는 점에 유의해야 한다.

공진 구조물(400)은 몇 가지 특징을 공진 구조물(200)과 공유한다. 절연 구조물(214)이 인터페이스(206) 내에서 후방 판(208)과 외부 링(212) 사이에 배치되는 공진 구조물(200)과 대조적으로, 공진 구조물(400)에서, 공진 구조물(200)의 대응하는 후방 판(208) 및 외부 링(212)은 직접적으로(즉, 전기적 및 기계적으로) 결합된다 (도 4a에서 후방 판(408)으로 표시됨). 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트는 방사 구조물(222)을 후방 판(408)에 전기적 및 기계적으로 결합시킨다.

도 4b는, 단일 플로팅 커패시터 구성으로도 지칭되는, 도 4a의 공진 구조물(400)의 실시형태의 개략도(440)를 도시한다. 개략도(440)는, 도 4b에 도시된 바와 같이 배치될 수 있는(또는 그렇지 않을 수 있는), RF 공급원(102), 커패시터(442), 커패시터(444), 커패시터(448), 커패시터(449), 및 인덕터(250)를 포함한다.

커패시터(442)는 드라이브 디스크(202), 절연 구조물(414), 및 내부 링(210)에 의해서 형성된다. 드라이브 디스크(202) 및 내부 링(210)은 서로 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(414)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다. 드라이브 디스크(202)는, 커패시터(442)에 의해서 도시된 바와 같이, 내부 링(210)에 용량 결합된다.

커패시터(444)(즉, 내부 커패시터)는 후방 판(408), 절연 구조물(414), 및 내부 링(210)에 의해서 형성된다. 후방 판(408) 및 내부 링(210)은 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(414)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다. 실시형태에서, 커패시터(444)의 커패시턴스 값은 10 피코패럿(pF)보다 크다. 커패시턴스 값은 평행 판 커패시터의 각 위치에서 실질적으로 동일하다.

커패시터(448)는 하우징 하단 면(226b), 절연 구조물(414), 및 후방 판(408)에 의해서 형성된다. 하우징 하단 면(226b) 및 후방 판(408)은 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(414)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다.

커패시터(449)는 하우징 하단 면(226b), 절연 구조물(414), 및 내부 링(210)에 의해서 형성된다. 하우징 하단 면(226b) 및 내부 링(210)은 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(414)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다.

커패시터(442)의 제1 노드는 드라이브 디스크(202)를 통해서 RF 공급원(102)에 결합될 수 있다. 커패시터(448)의 제1 노드는 후방 판(408)을 통해서 커패시터(444)의 제1 노드에 결합된다. 커패시터(448)의 제2 노드 및 커패시터(449)의 제1 노드는 하우징 하단 면(226b)을 통해서 공통 RF 접지(262)에 결합된다.

인덕터(250)는 방사 구조물(222)에 의해서 형성된다. 인덕터(250)의 제1 노드는 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트 및 내부 링(210)을 통해서 커패시터(444)의 제2 노드, 커패시터(442)의 제2 노드, 및 커패시터(449)의 제2 노드에 결합된다. 인덕터(250)의 제2 노드는 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트 및 후방 판(408)을 통해서 커패시터(448)의 제1 노드 및 커패시터(444)의 제2 노드에 결합된다.

인덕터(250) 및 커패시터(444)는 공진 회로(452)(즉, LC 공진 회로)를 형성한다. 도 4a와 관련하여, 내부 링(210), 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트, 방사 구조물(222), 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트, 후방 판(408), 및 절연 구조물(414)은 공진 회로(452)를 형성한다. 이러한 배치에서, 공진 회로(452)의 임의의 부분과 공통 RF 접지 사이에는 직류(DC) 연결이 존재하지 않는다.

공진 구조물(400)이 원하는 동작 주파수에서 동작하도록(즉, 공진하도록), 공진 구조물(400)의 인덕터 및 커패시터를 형성하는 구조적 구성요소의 다양한 전기적 및 기계적 매개변수가 선택된다.

도 4c는 공진 구조물(400)에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태(480)의 흐름도를 도시한다. 단계(482)에서, RF 공급원(102)은 정방향 RF 파동을 드라이브 디스크(202)에 제공한다. 이에 따라, 단계(484)에서, RF 파동은, 커패시터(442) 및 커패시터(444)에 걸친 용량 결합에 의해서, 드라이브 디스크(202)로부터 방사 구조물(222)(즉, 인덕터(250))로 전달된다.

단계(486)에서, 방사 구조물(222)은 전자기파를 공진 구조물(400)로부터 플라즈마 챔버(106)로 방사한다. 단계(488)에서, 전자기파는 플라즈마(112)를 생성한다. 이러한 실시형태에서, RF 방전에 의해서 생성된 플라즈마는 순수 유도 결합 플라즈마로 분류된다.

도 5a는 공진 구조물(500)의 실시형태의 측면도를 도시한다. 공진 구조물(500)은 도 1의 플라즈마 처리 시스템(100)의 공진 구조물(104)과 같이 동작할 수 있다. 공진 구조물(500)은 플라즈마 처리 용도로 제한되지 않고, 다른 용도로도 마찬가지로 고려될 수 있다는 점에 유의해야 한다.

공진 구조물(500)은 몇 가지 특징을 공진 구조물(400)과 공유한다. 그러나, 공진 구조물(500)의 인터페이스(506)에서, 공진 구조물(400)의 후방 판(208)이 하우징 하단 면(226b)과 병합된다. 따라서, 후방 판(208)이 플로팅되는 공진 구조물(400)과 대조적으로, 공진 구조물(500)에서, 하우징 하단 면(226b)(그리고 효과적으로 후방 판)은 공통 RF 접지에 연결된다.

도 5b는, 단일 접지 커패시터 구성으로도 지칭되는, 도 5a의 공진 구조물(500)의 실시형태의 개략도(540)를 도시한다. 개략도(540)는, 도 5b에 도시된 바와 같이 배치될 수 있는(또는 그렇지 않을 수 있는), RF 공급원(102), 커패시터(542), 커패시터(544), 및 인덕터(250)를 포함한다.

커패시터(542)는 드라이브 디스크(202), 절연 구조물(514), 및 내부 링(210)에 의해서 형성된다. 드라이브 디스크(202) 및 내부 링(210)은 서로 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(514)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다. 드라이브 디스크(202)는, 커패시터(542)에 의해서 도시된 바와 같이, 내부 링(210)에 용량 결합된다. 커패시터(542)의 제1 노드는 드라이브 디스크(202)를 통해서 RF 공급원(102)에 결합될 수 있다.

커패시터(544)(즉, 내부 커패시터)는 하우징 하단 면(226b), 절연 구조물(514), 및 내부 링(210)에 의해서 형성된다. 하우징 하단 면(226b) 및 내부 링(210)은 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(514)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다. 실시형태에서, 커패시터(544)의 커패시턴스 값은 10 피코패럿(pF)보다 크다. 커패시턴스 값은 평행 판 커패시터의 각 위치에서 실질적으로 동일하다.

인덕터(250)는 방사 구조물(222)에 의해서 형성된다. 인덕터(250)의 제1 노드는 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트 및 내부 링(210)을 통해서 커패시터(544)의 제1 노드 및 커패시터(542)의 제2 노드에 결합된다. 인덕터(250)의 제2 노드는 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트 및 하우징 하단 면(226b)을 통해서 커패시터(544)의 제2 노드 및 공통 RF 접지(262)에 결합된다.

인덕터(250) 및 커패시터(544)는 공진 회로(552)(즉, LC 공진 회로)를 형성한다. 도 5a와 관련하여, 내부 링(210), 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트, 방사 구조물(222), 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트, 하우징 하단 면(226b), 및 절연 구조물(514)은 공진 회로(552)를 형성한다.

공진 구조물(500)이 원하는 동작 주파수에서 동작하도록(즉, 공진하도록), 공진 구조물(500)의 인덕터 및 커패시터를 형성하는 구조적 구성요소의 다양한 전기적 및 기계적 매개변수가 선택된다.

도 5c는 공진 구조물(500)에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태(580)의 흐름도를 도시한다. 단계(582)에서, RF 공급원(102)은 정방향 RF 파동을 드라이브 디스크(202)에 제공한다. 이에 따라, 단계(584)에서, RF 파동은, 커패시터(542) 및 커패시터(544)에 걸친 용량 결합에 의해서, 드라이브 디스크(202)로부터 방사 구조물(222)(즉, 인덕터(250))로 전달된다.

단계(586)에서, 방사 구조물(222)은 전자기파를 공진 구조물(500)로부터 플라즈마 챔버(106)로 방사한다. 단계(588)에서, 전자기파는 플라즈마(112)를 생성한다. 이러한 실시형태에서, RF 방전에 의해서 생성된 플라즈마는 순수 유도 결합 플라즈마로 분류된다.

도 6a는 공진 구조물(600)의 실시형태의 측면도를 도시한다. 공진 구조물(600)은 도 1의 플라즈마 처리 시스템(100)의 공진 구조물(104)과 같이 동작할 수 있다. 공진 구조물(600) 은 플라즈마 처리 용도로 제한되지 않고, 다른 용도로도 고려될 수 있다는 점에 유의해야 한다.

공진 구조물(600)은 몇 가지 특징을 공진 구조물(200)과 공유한다. 절연 구조물(214)이 인터페이스(206) 내에서 후방 판(208)과 내부 링(210) 사이에 배치되는 공진 구조물(200)과 대조적으로, 공진 구조물(600)에서, 공진 구조물(200)의 상응 후방 판(208) 및 내부 링(210)은 직접적으로(즉, 전기적 및 기계적으로) 결합된다(도 6a에서 후방 판(608)으로 표시됨). 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트는 방사 구조물(222)을 후방 판(608)에 전기적 및 기계적으로 결합시킨다.

또한, 공진 구조물(600)은, 드라이브 디스크(202) 이외에, (검은색 와이어로 표시된) 드라이브 디스크(202)에 전기 결합된 연장 드라이브 디스크(602)를 포함한다. 실시형태에서, 드라이브 디스크(202)는 와이어 본드를 통해서 연장 드라이브 디스크(602)에 전기 결합된다. 일부 실시형태에서, 드라이브 디스크(202)는 리본 본드를 통해서 연장 드라이브 디스크(602)에 전기 결합된다. 다른 실시형태에서, 드라이브 디스크(202)는 강성의 수평 전도성 핀 또는 아암을 통해서 연장 드라이브 디스크(602)에 전기적 및 기계적으로 결합된다. 따라서, RF 공급원(102)에 의해서 생성된 RF 파동은 드라이브 디스크(202)로부터 연장 드라이브 디스크(602)로 전달된다.

도 6b는 도 6a의 공진 구조물(600)의 실시형태의 개략도(640)를 도시한다. 개략도(640)는, 도 6b에 도시된 바와 같이 배치될 수 있는(또는 그렇지 않을 수 있는), RF 공급원(102), 커패시터(642), 커패시터(646), 커패시터(648), 커패시터(649), 및 인덕터(250)를 포함한다.

커패시터(642)는 연장 드라이브 디스크(602), 절연 구조물(614), 및 후방 판(608)에 의해서 형성된다. 연장 드라이브 디스크(602) 및 후방 판(608)은 서로 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(614)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다. 연장 드라이브 디스크(602)는, 커패시터(642)에 의해서 도시된 바와 같이, 후방 판(608)에 용량 결합된다. 커패시터(642)의 제1 노드는 드라이브 디스크(202) 및 연장 드라이브 디스크(602)를 통해서 RF 공급원(102)에 결합될 수 있다.

커패시터(646)(즉, 외부 커패시터)는 후방 판(608), 절연 구조물(614), 및 외부 링(212)에 의해서 형성된다. 후방 판(608) 및 외부 링(212)은 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(614)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다. 실시형태에서, 커패시터(646)의 커패시턴스 값은 10 피코패럿(pF)보다 크다. 커패시턴스 값은 평행 판 커패시터의 각 위치에서 실질적으로 동일하다.

커패시터(648)는 하우징 하단 면(226b), 절연 구조물(6414), 및 외부 링(212)에 의해서 형성된다. 하우징 하단 면(226b) 및 외부 링(212)은 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(614)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다.

커패시터(649)는 하우징 하단 면(226b), 절연 구조물(614), 및 후방 판(608)에 의해서 형성된다. 하우징 하단 면(226b) 및 후방 판(608)은 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(614)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다. 커패시터(648)의 제1 노드 및 커패시터(649)의 제1 노드는 공통 RF 접지(262)에 결합된다.

인덕터(250)는 방사 구조물(222)에 의해서 형성된다. 인덕터(250)의 제1 노드는 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트 및 후방 판(608)을 통해서 커패시터(642)의 제1 노드, 커패시터(646)의 제1 노드, 및 커패시터(649)의 제1 노드에 결합된다. 인덕터(250)의 제2 노드는 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트 및 외부 링(212)을 통해서 커패시터(646)의 제2 노드 및 커패시터(648)의 제2 노드에 결합된다.

인덕터(250) 및 커패시터(646)는 공진 회로(652)(즉, LC 공진 회로)를 형성한다. 도 6a와 관련하여, 외부 링(212), 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트, 방사 구조물(222), 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트, 후방 판(608), 및 절연 구조물(614)은 공진 회로(652)를 형성한다. 이러한 배치에서, 공진 회로(652)의 임의의 부분과 공통 RF 접지 사이에는 직류(DC) 연결이 존재하지 않는다.

공진 구조물(600)이 원하는 동작 주파수에서 동작/공진하도록, 공진 구조물(600)의 인덕터 및 커패시터를 형성하는 구조적 구성요소의 다양한 전기적 및 기계적 매개변수가 선택된다.

도 6c는 공진 구조물(600)에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태(680)의 흐름도를 도시한다. 단계(682)에서, RF 공급원(102)은 정방향 RF 파동을 드라이브 디스크(202) 및 연장 드라이브 디스크(602)에 제공한다. 이에 따라, 단계(684)에서, RF 파동은, 커패시터(642) 및 커패시터(646)에 걸친 용량 결합에 의해서, 연장 드라이브 디스크(602)로부터 방사 구조물(222)(즉, 인덕터(250))로 전달된다.

단계(686)에서, 방사 구조물(222)은 전자기파를 공진 구조물(600)로부터 플라즈마 챔버(106)로 방사한다. 단계(688)에서, 전자기파는 플라즈마(112)를 생성한다. 이러한 실시형태에서, RF 방전에 의해서 생성된 플라즈마는 순수 유도 결합 플라즈마로 분류된다.

도 7a는 공진 구조물(700)의 실시형태의 측면도를 도시한다. 공진 구조물(700)은 도 1의 플라즈마 처리 시스템(100)의 공진 구조물(104)과 같이 동작할 수 있다. 공진 구조물(700)은 플라즈마 처리 용도로 제한되지 않고, 다른 용도로도 고려될 수 있다는 점에 유의해야 한다.

공진 구조물(700)은 몇 가지 특징을 공진 구조물(200)과 공유한다. 공진 구조물(700)은 도 2a, 도 3a, 도 4a, 도 5a, 및 도 6a에서 설명된 공진 구조물의 드라이브 디스크(202)를 포함하지 않는다. 그 대신, 공진 구조물(700)은 루프 구조물(702)을 포함한다. 공진 구조물(700)에서, 방사 구조물(222)은, 이하에서 더 설명되는 바와 같이, 유도 분할기에 의해서 RF 공급원(102)에 결합된다.

달리 언급되지 않는 한, 전술한(그리고 후술되는) 상이한 실시형태들로부터의 특징들을 조합하여, 드라이브 디스크(202) 대신 루프 구조물(702)을 갖는 추가적인 실시형태를 형성할 수 있다는 점을 이해하여야 한다. 그리고, 설명된 실시형태 중 하나에 대한 변경 또는 수정은 다른 실시형태에도 적용될 수 있다. 이러한 설명은 제한적인 것이 아니고, 임의의 실시형태로부터의 특징이 다른 실시형태에서 사용될 수 있다.

도 7b는, 공진 구조물(700) 내에 배치될 수 있는 루프 구조물(702)의 실시형태를 도시한다. 루프 구조물(702)은 제1 단부(712) 및 제2 단부(716)를 갖는 개방형 원형 전도성 링 구조물이다. 제1 단부(712)는 RF 공급원(102)에 결합되고 RF 전력을 방사 구조물(222)에 결합시키기 위해서 사용된다. 루프 구조물(702)의 제2 단부(716)는 공진 구조물(700) 및 RF 공급원(102)의 공통 RF 접지에 결합된다.

루프 구조물(702)의 중심점은 방사 구조물(222)의 중심점과 교차된다. 루프 구조물(702)의 반경은 방사 구조물(222)의 내부 반경보다 작고, 그에 따라 루프 구조물(702)은 방사 구조물(222)과 동일한 평면 상에 위치될 수 있고 그 내부 반경 내에 배치될 수 있다.

도 7a의 루프 구조물(702)이 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트의 경계 내에 위치되는 것으로 도시되어 있지만, 공진 구조물(700) 내의 루프 구조물(702)의 반경 및 배치는 비제한적이다.

실시형태에서, 루프 구조물(702)은 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트와 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트 사이에 배치된다. 다른 실시형태에서, 루프 구조물(702)은 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트의 외부에 배치된다. 이러한 실시형태에서, 루프 구조물(702)은 방사 구조물(222)의 외부 반경보다 큰 반경을 갖는다. 또 다른 실시형태에서, 루프 구조물(702)은, 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트의 직경보다 작은 직경을 갖는다. 이러한 실시형태에서, 루프 구조물(702)은 다른 평면 상에(예를 들어, 방사 구조물(222)의 평면 위 또는 아래에) 있을 수 있다. 모든 실시형태에서, 비-전도성 오프셋이 루프 구조물(702)에 연결되어 구조적 강성도를 개선할 수 있다.

도 7c는 도 7a의 공진 구조물(700)의 실시형태의 개략도(720)를 도시한다. 개략도(720)는, 도 7c에 도시된 바와 같이 배치될 수 있는(또는 그렇지 않을 수 있는), RF 공급원(102), 인덕터(722), 인덕터(724), 인덕터(726), 커패시터(728), 커퍼시터(730), 및 커패시터(732)를 포함한다.

인덕터(722)는 루프 구조물(702)에 의해서 형성된다. 루프 구조물(702)의 제1 노드는 제1 단부(712)를 통해서 RF 공급원(102)에 결합된다. 루프 구조물(702)의 제2 노드는 제2 단부(716)를 통해서 공진 구조물(700) 및 RF 공급원(102)의 공통 RF 접지에 결합된다.

인덕터(724)는 방사 구조물(222)에 의해서 형성된다. 인덕터(722)는 정방향 RF 파동을 루프 구조물(702)의 제1 단부(712)에 전달하는 RF 공급원(102)에 반응하여 인덕터(724)(즉, 방사 구조물(222))에 유도 결합된다.

인덕터(726)는 방사 구조물(222)에 의해서 형성된다. 인덕터(522) 및 인덕터(524)가 별도의 구성요소로서 도시되어 있지만, 단일 인덕터가 인덕터(522) 및 인덕터(524)를 나타낼 수도 있는데, 이는 이들이 방사 구조물(222)을 나타내기 때문이다.

커패시터(728)는 후방 판(208), 절연 구조물(714), 및 내부 링(210)에 의해서 형성된다. 후방 판(208) 및 내부 링(210)은 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(714)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다.

커패시터(730)는 후방 판(208), 절연 구조물(714), 및 외부 링(212)에 의해서 형성된다. 후방 판(208) 및 외부 링(212)은 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(714)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다.

커패시터(732)는 하우징 하단 면(226b), 절연 구조물(714), 및 후방 판(208)에 의해서 형성된다. 후방 판(208) 및 하우징 하단 면(226b)은 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(714)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다.

커패시터(732)의 제1 노드는 하우징 하단 면(226b)을 통해서 공통 RF 접지(262)에 결합된다. 커패시터(732)의 제2 노드는 후방 판(208)을 통해서 커패시터(730)의 제1 노드 및 커패시터(728)의 제1 노드에 결합된다.

인덕터(726)의 노드는 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트 및 외부 링(212)을 통해서 커패시터(730)의 제2 노드에 결합된다.

인덕터(724)의 노드는 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트 및 내부 링(210)을 통해서 커패시터(728)의 제2 노드에 결합된다.

인덕터(724), 인덕터(726), 커패시터(728), 및 커패시터(730)는 공진 회로(752)(즉, LC 공진 회로)를 형성한다. 도 7a와 관련하여, 내부 링(210), 외부 링(212), 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트, 방사 구조물(222), 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트, 후방 판(208), 및 절연 구조물(714)은 공진 회로(752)를 형성한다. 이러한 배치에서, 공진 회로(752)의 임의의 부분과 공통 RF 접지 사이에는 직류(DC) 연결이 존재하지 않는다.

공진 구조물(700)이 원하는 동작 주파수에서 동작/공진하도록, 공진 구조물(700)의 인덕터 및 커패시터를 형성하는 구조적 구성요소의 다양한 전기적 및 기계적 매개변수가 선택된다.

도 7d는 공진 구조물(700)에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태(760)의 흐름도를 도시한다. 단계(762)에서, RF 공급원(102)은 제1 단부(712)를 통해서 정방향 RF 파동을 루프 구조물(702)에 제공한다. 이에 따라, 단계(764)에서, RF 파동은, 인덕터(722) 및 인덕터(724)에 걸친 유도 결합에 의해서, 루프 구조물(702)로부터 방사 구조물(222)(즉, 인덕터(726))로 전달된다.

단계(766)에서, 방사 구조물(222)은 전자기파를 공진 구조물(700)로부터 플라즈마 챔버(106)로 방사한다. 단계(768)에서, 전자기파는 플라즈마(112)를 생성한다. 이러한 실시형태에서, RF 방전에 의해서 생성된 플라즈마는 순수 유도 결합 플라즈마로 분류된다.

도 8a는 공진 구조물(800)의 실시형태의 측면도를 도시한다. 공진 구조물(800)은 도 1의 플라즈마 처리 시스템(100)의 공진 구조물(104)과 같이 동작할 수 있다. 공진 구조물(800)은 플라즈마 처리 용도로 제한되지 않고, 다른 용도로도 마찬가지로 고려될 수 있다는 점에 유의해야 한다.

공진 구조물(800)은 몇 가지 특징을 공진 구조물(300)과 공유한다. 공진 구조물(800)에서, 공진 구조물(800) 내의 드라이브 디스크(202)는 내부 링(210)과 하우징 하단 면(226b) 사이에 배치된다. 이러한 실시형태에서, 공진 구조물(300)과 마찬가지로, 후방 판(208)이 하우징 하단 면(226b) 내에 삽입된다.

도 8b는, 이중 접지 커패시터 구성으로도 지칭되는, 도 8a의 공진 구조물(800)의 실시형태의 개략도(840)를 도시한다. 개략도(840)는, 도 8b에 도시된 바와 같이 배치될 수 있는(또는 그렇지 않을 수 있는), RF 공급원(102), 커패시터(844), 커패시터(846), 커패시터(848), 및 인덕터(250)를 포함한다.

커패시터(842)(즉, 내부 커패시터)는 드라이브 디스크(202), 절연 구조물(814), 및 내부 링(210)에 의해서 형성된다. 드라이브 디스크(202) 및 내부 링(210)은 서로 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(814)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다.

실시형태에서, 드라이브 디스크(202)는, 커패시터(842)에 의해서 도시된 바와 같이, 내부 링(210)에 용량 결합될 수 있다.

커패시터(844)(즉, 외부 커패시터)는 하우징 하단 면(226b), 절연 구조물(814), 및 외부 링(211)에 의해서 형성된다. 하우징 하단 면(226b) 및 외부 링(212)은 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(814)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다. 커패시터(844)의 제1 노드는 하우징 하단 면(226b)을 통해서 공통 RF 접지(262)에 결합된다.

커패시터(846)는 하우징 하단 면(226b), 절연 구조물(814), 및 드라이브 디스크(202)에 의해서 형성된다. 하우징 하단 면(226b) 및 드라이브 디스크(202)는 평행하게 배치되는 전도성 판들이고, 절연 구조물(814)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다. 커패시터(846)의 제1 노드는 하우징 하단 면(226b)을 통해서 공통 RF 접지(262)에 결합된다.

커패시터(842)의 제1 노드 및 커패시터(846)의 제2 노드는 드라이브 디스크(202)를 통해서 RF 공급원(102)에 결합될 수 있다.

인덕터(250)는 방사 구조물(222)에 의해서 형성된다. 인덕터(250)의 제1 노드는 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트 및 내부 링(210)을 통해서 커패시터(842)의 제2 노드에 결합된다. 인덕터(250)의 제2 노드는 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트 및 외부 링(212)을 통해서 커패시터(844)의 제2 노드에 결합된다.

실시형태에서, RF 공급원(102)은 드라이브 디스크(202)를 통해서 내부 링(210) 및 하우징 하단 면(226b)의 각각에 전자기적으로 결합된다.

인덕터(250), 커패시터(842), 커패시터(844), 및 커패시터(846)는 공진 회로(852)(즉, LC 공진 회로)를 형성한다. 도 8a와 관련하여, 내부 링(210), 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트, 방사 구조물(222), 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트, 외부 링(212), 하우징 하단 면(226b), 및 절연 구조물(814)은 공진 회로(852)를 형성한다.

공진 구조물(800)이 플라즈마 처리에서 사용되는 실시형태에서, RF 방전에 의해서 생성된 플라즈마는 순수 유도 결합 플라즈마로 분류된다.

공진 구조물(800)이 원하는 동작 주파수에서 동작하도록(즉, 공진하도록), 공진 구조물(800)의 인덕터 및 커패시터를 형성하는 구조적 구성요소의 다양한 전기적 및 기계적 매개변수가 선택된다. 실시형태에서, RF 공급원(102)은 RF 전력을 공진 회로(852)에 공급하도록 구성된다.

도 8c는 공진 구조물(800)에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태(860)의 흐름도를 도시한다. 단계(862)에서, RF 공급원(102)은 정방향 RF 파동을 드라이브 디스크(202)에 제공한다. 이에 따라, 단계(864)에서, RF 파동은, 커패시터(842), 커패시터(844), 및 커패시터(846)에 걸친 용량 결합에 의해서, 드라이브 디스크(202)로부터 방사 구조물(222)(즉, 인덕터(250))로 전달된다.

단계(866)에서, 방사 구조물(222)은 전자기파를 공진 구조물(800)로부터 플라즈마 챔버(106)로 방사한다. 단계(868)에서, 전자기파는 플라즈마(112)를 생성한다. RF 방전에 의해서 생성된 플라즈마는 순수 유도 결합 플라즈마로 분류된다.

도 9a는 공진 구조물(900)의 실시형태의 측면도를 도시한다. 공진 구조물(900)에서, 공진 구조물(700)의 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트 대신, 공진 구조물(900)은 비-전도성 오프셋(924)의 외부 세트를 포함한다. 비-전도성 오프셋(924)의 외부 세트는 후방 판(208)을 방사 구조물(222)에 기계적으로 연결함으로써 구조적 강성도를 방사 구조물(222)의 외부 부분에 제공한다. 그러나, 실시형태에서, 비-전도성 오프셋(924)의 외부 세트가 구조물로부터 생략될 수 있고 비-전도성 오프셋(924)의 외부 세트에 연결되는 것으로 도시된 방사 구조물(222)의 일 부분이 플로팅될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.

도 9b는 도 9a의 공진 구조물(900)의 실시형태의 개략도(940)를 도시한다. 개략도(940)는, 개략도(720)에서 개시된 구성요소 이외에, 도 9b에 도시된 바와 같이 배치될 수 있는(또는 그렇지 않을 수 있는), 분포 정수 회로(distributed constant circuit)(954)를 포함한다. 분포 정수 회로(954)는 방사 구조물(222)의 나선형 아암 및 후방 판(208)에 의해서 형성된 복수의 인덕터(926) 및 커패시터(930)를 포함한다. 방사 구조물(222)의 나선형 아암 및 후방 판(208)은 직접적인 전기 연결이 없더라도, 방사 구조물(222)의 나선형 아암 및 후방 판(208)은, 분포 정수 회로(954)를 형성하는, "약한" 전기적(즉 용량 결합), 즉 무시할 수 없는 전기 결합을 갖는다. 커패시터(930)는, 방사 구조물(222)의 나선형 아암을 따라 전압 및 전류의 점진적인 변화를 가져오는 작은 커패시턴스 값을 제공한다(집중 커패시턴스는 없음).

인덕터(724), 인덕터(726), 커패시터(728), 인덕터(926), 및 커패시터(930)는 공진 회로(952)(즉, LC 공진 회로)를 형성한다. 도 9a와 관련하여, 내부 링(210), 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트, 방사 구조물(222), 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트, 후방 판(208), 및 절연 구조물(714)은 공진 회로(952)를 형성한다. 이러한 배치에서, 공진 회로(952)의 임의의 부분과 공통 RF 접지 사이에는 직류(DC) 연결이 존재하지 않는다.

공진 구조물(900)이 원하는 동작 주파수에서 동작/공진하도록, 공진 구조물(900)의 인덕터 및 커패시터를 형성하는 구조적 구성요소의 다양한 전기적 및 기계적 매개변수가 선택된다.

도 9c는 공진 구조물(900)에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태(960)의 흐름도를 도시한다. 단계(962)에서, RF 공급원(102)은 제1 단부(712)를 통해서 정방향 RF 파동을 루프 구조물(702)에 제공한다. 이에 따라, 단계(964)에서, RF 파동은, 인덕터(722) 및 인덕터(724)에 걸친 유도 결합에 의해서, 루프 구조물(702)로부터 방사 구조물(222)(즉, 인덕터(726), 인덕터(926))로 전달된다.

단계(966)에서, 방사 구조물(222)은 전자기파를 공진 구조물(900)로부터 플라즈마 챔버(106)로 방사한다. 단계(968)에서, 전자기파는 플라즈마(112)를 생성한다. 이러한 실시형태에서, RF 방전에 의해서 생성된 플라즈마는 순수 유도 결합 플라즈마로서 분류된다.

도 10a는 공진 구조물(1000)의 실시형태의 측면도를 도시한다. 공진 구조물(1000)에서, 공진 구조물(700)의 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트 대신, 공진 구조물(1000)은 비-전도성 오프셋(1024)의 내부 세트를 포함한다. 비-전도성 오프셋(1024)의 내부 세트는 후방 판(208)을 방사 구조물(222)에 기계적으로 연결함으로써 구조적 강성도를 방사 구조물(222)의 내부 부분에 제공한다. 그러나, 실시형태에서, 비-전도성 오프셋(1024)의 내부 세트가 구조물로부터 생략될 수 있고 비-전도성 오프셋(1024)의 내부 세트에 연결되는 것으로 도시된 방사 구조물(222)의 일 부분이 플로팅될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.

도 10b는 도 10a의 공진 구조물(1000)의 실시형태의 개략도(1040)를 도시한다. 개략도(940)와 마찬가지로, 개략도(1040)는 분포 정수 회로(1054)를 포함한다. 분포 정수 회로(1054)는 방사 구조물(222)의 나선형 아암 및 후방 판(208)에 의해서 형성된 복수의 인덕터(1026) 및 커패시터(1030)를 포함한다. 방사 구조물(222)의 나선형 아암 및 후방 판(208)은 직접적인 전기 연결이 없더라도, 방사 구조물(222)의 나선형 아암 및 후방 판(208)은, 분포 정수 회로(1054)를 형성하는, "약한" 전기적(즉 용량 결합), 즉 무시할 수 없는 전기 결합을 갖는다. 커패시터(1030)는, 방사 구조물(222)의 나선형 아암을 따라 전압 및 전류의 점진적인 변화를 가져오는 작은 커패시턴스 값을 제공한다(집중 커패시턴스는 없음).

인덕터(724), 인덕터(726), 커패시터(728), 인덕터(1026), 및 커패시터(1030)는 공진 회로(1052)(즉, LC 공진 회로)를 형성한다. 도 10a와 관련하여, 내부 링(210), 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트, 방사 구조물(222), 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트, 후방 판(208), 및 절연 구조물(714)은 공진 회로(1052)를 형성한다. 이러한 배치에서, 공진 회로(1052)의 임의의 부분과 공통 RF 접지 사이에는 직류(DC) 연결이 존재하지 않는다.

공진 구조물(1000)이 원하는 동작 주파수에서 동작/공진하도록, 공진 구조물(1000)의 인덕터 및 커패시터를 형성하는 구조적 구성요소의 다양한 전기적 및 기계적 매개변수가 선택된다.

도 10c는 공진 구조물(1000)에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태(1060)의 흐름도를 도시한다. 단계(1062)에서, RF 공급원(102)은 제1 단부(712)를 통해서 정방향 RF 파동을 루프 구조물(702)에 제공한다. 이에 따라, 단계(1064)에서, RF 파동은, 인덕터(722) 및 인덕터(724)에 걸친 유도 결합에 의해서, 루프 구조물(702)로부터 방사 구조물(222)(즉, 인덕터(726), 인덕터(1026))로 전달된다.

단계(1066)에서, 방사 구조물(222)은 전자기파를 공진 구조물(1000)로부터 플라즈마 챔버(106)로 방사한다. 단계(1068)에서, 전자기파는 플라즈마(112)를 생성한다. 이러한 실시형태에서, RF 방전에 의해서 생성된 플라즈마는 순수 유도 결합 플라즈마로서 분류된다.

도 11a는 공진 구조물(1100)의 실시형태의 측면도를 도시한다. 공진 구조물(1100)은 도 1의 플라즈마 처리 시스템(100)의 공진 구조물(104)과 같이 동작할 수 있다. 공진 구조물(1100)은 플라즈마 처리 용도로 제한되지 않고, 다른 용도로도 마찬가지로 고려될 수 있다는 점에 유의해야 한다.

공진 구조물(1100)에서, 다양한 용량 판을 형성하는 전도성 구조물이 하우징 하단 면(226b)에 평행하게 배치되는 이전의 실시형태와 대조적으로, 상이한 용량 판들을 형성하는 전도성 구조물은 하우징 하단 면(226b)에 직각으로 배치된다.

공진 구조물(1100)은 원통형 구조물(1102) 및 원통형 링 구조물(1112)을 포함한다.

원통형 구조물(1102)은 하우징 상단 면(226c) 부근의 개방 측면 및 하우징 하단 면(226b) 부근의 폐쇄 측면을 가지는 전도성, 중공, 원통형 구조물이다. 또한, 원통형 구조물(1102)은 전도성 벽(1104)을 포함한다. 원통형 구조물(1102)의 폐쇄 측면은, RF 파동을 전도성 벽(1104)에 공급하는 RF 공급원(102)에 전기 결합된다. 원통형 구조물(1102)의 내부, 중공형 부분은 절연 구조물(1114)로 케이스화된다(encased). 실시형태에서, 원통형 구조물(1102)의 내부, 중공형 부분은 공기로 충진된다.

원통형 링 구조물(1112)은, 내부 전도성 벽(1108) 및 외부 전도성 벽(1106)을 갖는 전도성, 중공, 원통형 링 구조물이다. 원통형 링 구조물(1112)의 상단 부분은 방사 구조물(222)을 포함한다. 따라서, 내부 전도성 벽(1008) 및 외부 전도성 벽(1106)은 평행하게 그러나 방사 구조물(222)에 직각으로 배치된다. 원통형 링 구조물(1112)의 하단 부분은 개방되고, 원통형 링 구조물(1112)의 내부, 중공형 부분은 절연 구조물(1114)로 케이스화된다.

원통형 링 구조물(1112)의 내부 전도성 벽(1108)이 원통형 구조물(1102)의 전도성 벽(1104)과 평행하게 배치되도록, 원통형 링 구조물(1112)의 내부 링이 원통형 구조물(1102)을 둘러싼다. 실시형태에서, 절연 구조물(1114)은 원통형 링 구조물(1112)의 내부 전도성 벽(1108)과 원통형 구조물(1102)의 전도성 벽(1104) 사이에 배치된다.

외부 전도성 벽(1106)은 하우징 측벽(226a)에 평행하게 배치된다. 실시형태에서, 절연 구조물(1114)은 원통형 링 구조물(1112)의 외부 전도성 벽(1106)과 하우징 측벽(226a) 사이에 배치된다. 하우징 측벽(226a) 및 하우징 하단 면(226b)은 공진 구조물(1100) 및 RF 공급원(102)의 공통 RF 접지에 전기 결합된다.

마지막으로, 하우징(226a 내지 226c)은 하우징 내부 벽(226d)을 추가로 포함하고, 이러한 하우징 내부 벽은 하우징 하단 면(226b)과 함께 중공형의 원통형 형상을 생성하고 내부 전도성 벽(1108)과 평행하게 배치된다. 실시형태에서, 절연 구조물(1114)은 원통형 링 구조물(1112)의 내부 전도성 벽(1108)과 하우징 내부 벽(226d) 사이에 배치된다.

RF 파동을 RF 공급원(102)으로부터 방사 구조물(222)에 결합시키는 구조물의 배치는 다양한 형상일 수 있으며, 따라서 이에 제한되지 않는다는 점을 이해하여야 한다. 또한, RF 공급원(102)은 원통형 구조물(1102)의 전도성 벽(1104)을 통해서 공진 구조물(1100)의 중심에 전기 결합되지만, 실시형태에서, RF 공급원(102)은 원통형 링 구조물(1112), 원통형 구조물(1102), 또는 이 둘의 조합에 전기 결합되는 점을 이해하여야 한다.

도 11b는 도 11a의 공진 구조물(1100)의 실시형태의 개략도(1140)를 도시한다. 개략도(1140)는, 도 11b에 도시된 바와 같이 배치될 수 있는(또는 그렇지 않을 수 있는), RF 공급원(102), 커패시터(1142), 커패시터(1144), 커패시터(1146), 커패시터(1148), 및 인덕터(250)를 포함한다.

커패시터(1142)는 원통형 구조물(1102)의 전도성 벽(1104), 절연 구조물(1114), 및 하우징 내부 벽(226d)에 의해서 형성된다. 원통형 구조물(1102)의 전도성 벽(1104) 및 하우징 내부 벽(226d)은 서로 동심적으로 배치되는 전도성 실린더들이고, 절연 구조물(1114)을 그 사이에 개재하여 원통형 커패시터를 형성한다. 원통형 구조물(1102)의 전도성 벽(1104)은 RF 공급원(102)에 전기 결합된다. 하우징 내부 벽(226d)은 공통 RF 접지에 전기 결합된다.

커패시터(1144)는 원통형 구조물(1102)의 전도성 벽(1104), 절연 구조물(1114), 및 원통형 링 구조물(1112)의 내부 전도성 벽(1108)에 의해서 형성된다. 원통형 구조물(1102)의 전도성 벽(1104) 및 원통형 링 구조물(1112)의 내부 전도성 벽(1108)은 서로 동심적으로 배치되는 전도성 실린더들이고, 절연 구조물(1114)을 그 사이에 개재하여 원통형 커패시터를 형성한다.

커패시터(1146)는 하우징 내부 벽(226d), 절연 구조물(1114), 및 원통형 링 구조물(1112)의 내부 전도성 벽(1108)에 의해서 형성된다. 하우징 내부 벽(226d) 및 원통형 링 구조물(1112)의 내부 전도성 벽(1108)은 서로 동심적으로 배치되는 전도성 실린더들이고, 절연 구조물(1114)을 그 사이에 개재하여 원통형 커패시터를 형성한다.

커패시터(1148)는 하우징 측벽(226a), 절연 구조물(1114), 원통형 링 구조물(1112)의 외부 전도성 벽(1106)에 의해서 형성된다. 하우징 측벽(226a) 및 원통형 링 구조물(1112)의 외부 전도성 벽(1106)은 서로 동심적으로 배치되는 전도성 실린더들이고, 절연 구조물(1114)을 그 사이에 개재하여 원통형 커패시터를 형성한다.

커패시터(1142)의 제1 노드 및 커패시터(1144)의 제1 노드는 원통형 구조물(1102)의 전도성 벽(1104)을 통해서 RF 공급원(102)에 결합될 수 있다. 커패시터(1146)의 제1 노드, 커패시터(1148)의 제1 노드, 및 커패시터(1142)의 제2 노드는 하우징 내부 벽(226d)을 통해서 공통 RF 접지(262)에 결합된다.

인덕터(250)는 방사 구조물(222)에 의해서 형성된다. 인덕터(250)의 제1 노드는 원통형 링 구조물(1112)의 내부 전도성 벽(1108)을 통해서 커패시터(1144)의 제2 노드 및 커패시터(1146)의 제2 노드에 결합된다. 인덕터(250)의 제2 노드는 원통형 링 구조물(1112)의 외부 전도성 벽(1106)을 통해서 커패시터(1148)의 제2 노드에 결합된다.

인덕터(250), 커패시터(1146), 및 커패시터(1148)는 공진 회로(1152)(즉, LC 공진 회로)를 형성한다. 도 11a와 관련하여, 하우징 내부 벽(226d), 절연 구조물(1114), 원통형 링 구조물(1112)의 내부 전도성 벽(1108), 원통형 링 구조물(1112)의 외부 전도성 벽(1106), 및 하우징 측벽(226a)은 공진 회로(1152)를 형성한다.

공진 구조물(1100)이 원하는 동작 주파수에서 동작하도록(즉, 공진하도록), 공진 구조물(1100)의 인덕터 및 커패시터를 형성하는 구조적 구성요소의 다양한 전기적 및 기계적 매개변수가 선택된다.

도 11c는 공진 구조물(1100)에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태(1160)의 흐름도를 도시한다. 단계(1162)에서, RF 공급원(102)은 정방향 RF 파동을 원통형 구조물(1102)의 전도성 벽(1104)에 제공한다. 이에 따라, 단계(1164)에서, RF 파동은, 커패시터(1142), 커패시터(1144), 커패시터(1146), 및 커패시터(1148)에 걸친 용량 결합에 의해서, 원통형 구조물(1102)의 전도성 벽(1104)으로부터 방사 구조물(222)(즉, 인덕터(250))로 전달된다.

단계(1166)에서, 방사 구조물(222)은 전자기파를 공진 구조물(1100)로부터 플라즈마 챔버(106)로 방사한다. 단계(1168)에서, 전자기파는 플라즈마(112)를 생성한다. 이러한 실시형태에서, RF 방전에 의해서 생성된 플라즈마는 순수 유도 결합 플라즈마로서 분류된다.

도 12는 방사 구조물(1200)의 실시형태의 상면도를 도시한다. 실시형태에서, 방사 구조물(1200)은 안테나 판으로도 지칭된다. 방사 구조물(1200)은 내부 반경(1202), 외부 반경(1204), 및 중심점(1206)을 갖는다.

실시형태에서, 방사 구조물(1200)의 내부 반경(1202)은 루프 구조물(702)의 외부 반경과 실질적으로 동일하나 그보다 약간 더 크다. 이러한 실시형태에서, 방사 구조물(1200)의 중심점(1206)은 루프 구조물(702)의 중심점과 동일하다.

실시형태에서, 방사 구조물(1200)의 내부 반경(1202)은 내부 링(210)의 외부 반경과 실질적으로 동일하나 그보다 약간 더 작다. 이러한 실시형태에서, 방사 구조물(1200)의 중심점(1206)은 내부 링(210)의 중심점과 동일하다. 따라서, 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트는 내부 링(210)과 방사 구조물(1200) 사이에 직각으로 배치될 수 있다.

실시형태에서, 방사 구조물(1200)의 외부 반경(1204)은 외부 링(212)의 외부 반경과 실질적으로 동일하다. 이러한 실시형태에서, 방사 구조물(1200)의 중심점(1206)은 외부 링(212)의 중심점과 동일하다. 따라서, 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트는 외부 링(212)과 방사 구조물(1200) 사이에 직각으로 배치될 수 있다.

실시형태에서, 방사 구조물(1200)은 복수의 나선형 아암(1208)을 갖는 전도성의 평면형 폐쇄 링 구조물이다. 나선형 아암(1208)은 중심점(1206)을 통과하는 축을 중심으로 하는 n차 대칭성을 갖는다. 도 12에서, 나선형 아암(1208)의 수는 8개로 도시되어 있으나, 나선형 아암(1208)의 수는 이에 제한되지 않으며 하나 초과의 임의의 개수일 수 있다.

실시형태에서, 방사 구조물(1200)은 모놀리식 구조물(monolithic structure)이다. 이러한 실시형태에서, 방사 구조물(1200)은, 나선형 아암들(1208)을 단일 유닛으로 유지하기 위한 기계적 연결을 제공하는 폐쇄 내부 링 및 폐쇄 외부 링을 포함한다.

실시형태에서, 개별적인 나선형 아암(1208)은, 예를 들어, 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트를 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트에 개별적으로 연결하는 구리 튜빙(copper tubing)을 이용하여 형성된다. 실시형태에서, 개별적인 나선형 아암(1208)은, 예를 들어, 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트를 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트에 개별적으로 연결하는 알루미늄으로 제조된 개별적으로 가공된 단편에 의해서 형성된다. 이러한 실시형태에서, 모놀리식 구조물에서와 같은 내부 링 또는 외부 링 자체는 존재하지 않는다.

실시형태에서, 방사 구조물(1200)은, 복수의 나선형 아암(1208)을 형성하는 복수의 축대칭성 나선형 컷아웃을 갖는 전도성 판이다. 방사 구조물(1200)이 전도성 판으로부터 형성되는 실시형태에서, 방사 구조물(1200)의 제작 및 제조 시에 일반적으로 엄격한 공차로 인해서, 방사 구조물의 조립 및 기계적 불일치가 최소화된다. 유리하게는, 이러한 구조물은 보다 안정적이고 반복 가능한 전자기파를 제공한다. 또한, 방사 구조물(1200) 설계는 생성된 전자기장과 관련하여 다수의 반경방향 구역을 수용하기 위한 스케일링(scaling)을 제공한다.

실시형태에서, 다양한 용량성 구조물은 더 짧은 안테나 세그먼트 및 축대칭성을 가능하게 한다.

실시형태에서, 플라즈마 처리에서 사용될 때 방사 구조물에 의해서 생성되는 고-시스 전기장(high sheath electric field)으로 인해서, 방사 구조물(1200)은 원치 않는 유전체 에칭 및 스퍼터링을 감소시킨다. 공진 구조물은, 고-전기장을 공진 구조물의 내부 및 외부 커패시터로 이동시키고 고-자기장을 플라즈마에 가장 근접하게 배치함으로써, 유전체 에칭 및 스퍼터링을 감소시킨다.

실시형태에서, 각 나선형 아암(1208)의 종료점은 방사 구조물(1200)의 중심점(1206)으로부터 측정되는 상이한 각도들로 배치된다.

실시형태에서, 나선형 아암(1208)의 배치는, 전술한 임의의 공진 구조물의 전도성 오프셋(224a 및 224b) 또는 비-전도성 오프셋의 임의의 조합의 단부들 사이에서 원호로 나선형 아암을 배치하는 것을 포함한다.

실시형태에서, 나선형 아암(1208)의 배치는, 전도성 오프셋(224a)의 내부 세트 중 하나 및 전도성 오프셋(224b)의 외부 세트 중 하나의 임의의 쌍의 단부들 사이에서 원호로 나선형 아암(1208)을 배치하는 것을 포함한다. 이러한 실시형태에서, 각각의 대응하는 쌍의 원위 단부들은 전술한 임의의 공진 구조물의 임의의 인터페이스에 연결된다.

실시형태에서, 각 나선형 아암(1208)은 나선형 아암(1208)의 원호를 따라서 하나 이상의 비-전도성 오프셋에 의해서 또한 지지된다.

실시형태에서, 각 나선형 아암(1208)의 각각의 단부는, 각 나선형 아암(1208)의 중심으로부터 측정할 때, 상이한 반경들을 갖는다. 실시형태에서, 각 나선형 아암(1208)의 각각의 단부는, 각 나선형 아암(1208)의 중심으로부터 측정할 때, 상이한 반경방향 각도들을 갖는다. 실시형태에서, 각 나선형 아암의 반경방향 각도는 대칭적이다.

실시형태에서, 각 나선형 아암(1208)은 그 단부들 사이에서 직선 거리를 갖는다. 이러한 실시형태에서, 나선형 아암(1208)의 대부분의 직선 거리는 동일하거나 유사한 길이이다.

실시형태에서, 나선형 아암들(1208)의 배치는, 2π를 2보다 큰 정수로 나눈 것과 동일한 각도만큼 대칭 축을 중심으로 하는 모든 나선형 아암들(1208)의 회전 중에 나선형 아암들(1208)의 기하형태가 변화되지 않도록, 나선형 아암들(1208)을 배치하는 것을 포함한다. 예시적인 실시형태에서, 정수는 8과 같다.

실시형태에서, 방사 구조물(1200)은 반-축대칭적이다(semi-axisymmetric). 실시형태에서, 나선형 아암(1208)은 8차 대칭성을 갖는다.

도시된 바와 같이, 나선형 아암(1208)은 나선형 안테나를 형성하는 아르키메데스 나선에 대응하는 설계를 갖는다. 그러나, 방사 구조물(222)의 설계는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 실시형태에서, 나선형 아암(1208)은 나선형 안테나를 형성하는 로그 나선(logarithmic spiral)의 형상일 수 있다. 또한, 방사 구조물(1200)은 나선형 안테나로 제한되지 않는다. 예를 들어, 방사 구조물(1200)은 실시형태에서 코일 안테나 또는 디스크 안테나일 수 있다. 다른 예로서, 방사 구조물(1200)은 단일 코일 원호 판, 이중 코일 원호 판, 또는 단일-본체 원호 판일 수 있다.

방사 구조물(1200)은 나선형 아암(1208)을 형성하기 위한 절취부를 갖는 종실형 전도성 판(solid conductive plate)으로 도시되어 있다. 그러나, 실시형태에서, 방사 구조물(1200)이 나선형 구성으로 배치된 복수의 와이어를 포함할 수 있다는 점을 이해하여야 한다. 이러한 실시형태에서, 각각의 와이어는 일 단부에서 내부 링에 그리고 타 단부에서 외부 링에 연결된다. 예를 들어, 공진 구조물(200)을 참조하면, 전도성 오프셋(224a)의 각 내부 세트는 내부 링에 연결되고, 전도성 오프셋(224b)의 각 외부 세트는 외부 링에 연결된다.

실시형태에서, 본원에 개시된 방사 구조물은 플라즈마 챔버(106) 내에 균일한 전자기장을 제공한다. 균일한 전자기장은 플라즈마(112) 밀도의 균일한 분포, 그리고 그에 따라 균일한 기판 처리를 제공한다.

실시형태에서, 나선형 아암(1208)은 반경방향 및 방위각 방식으로 기하형태적으로 권선된다. 실시형태에서, 나선형 아암(1208)은 중첩 방식으로 배치된다.

실시형태에서, 각 나선형 아암(1208)은 나머지 나선형 아암(1208)과 동일한 형상, 길이 및 체적을 갖는다.

도 13a는 공진 구조물(1300)의 실시형태의 측면도를 도시한다. 공진 구조물(1300)은 도 1의 플라즈마 처리 시스템(100)의 공진 구조물(104)과 같이 동작할 수 있다. 공진 구조물(1300)은 플라즈마 처리 용도로 제한되지 않고, 다른 용도로도 마찬가지로 고려될 수 있다는 점에 유의해야 한다.

공진 구조물(1300)은 내부 방사 구조물(1322a) 및 외부 방사 구조물(1322b)을 포함한다. 내부 방사 구조물(1322a) 및 외부 방사 구조물(1322b)은 동일한 중심점을 갖는 동심적 전도성 링 구조물들이다. 내부 방사 구조물(1322a)의 외부 반경은 외부 방사 구조물(1322b)의 내부 반경보다 작다.

또한, 공진 구조물(1300)의 인터페이스(1306)는, 공진 구조물(700)의 내부 링(210) 및 외부 링(212) 대신, 제1 내부 링(1302), 제2 내부 링(1308), 제1 외부 링(1310), 및 제2 외부 링(1312)을 포함한다. 제1 내부 링(1302), 제2 내부 링(1308), 제1 외부 링(1310), 및 제2 외부 링(1312)은 서로 그리고 후방 판(208)에 실질적으로 평행한 전도성 링 구조물들이다.

제1 내부 링(1302)은 루프 구조물(702)과 RF 공급원(102) 사이에 배치된다. 제2 내부 링(1308)은 제1 내부 링(1302)과 RF 공급원(102) 사이에 배치된다. 제1 외부 링(1310)은 루프 구조물(702)과 RF 공급원(102) 사이에 배치된다. 제2 외부 링(1312)은 제1 외부 링(1310)과 RF 공급원(102) 사이에 배치된다.

제1 내부 링(1302) 및 제1 외부 링(1310)은 실질적으로 동일한 평면 상에 있는 것으로 도시되어 있고 동일한 중심점을 갖는다. 그러나, 실시형태에서, 제1 내부 링(1302) 및 제1 외부 링(1310)은 상이한 평면들에 있다. 제1 내부 링(1302)은 제1 외부 링(1310)의 내부 반경보다 작은 외부 반경을 갖는다.

제2 내부 링(1308) 및 제2 외부 링(1312)은 실질적으로 동일한 평면 상에 있는 것으로 도시되어 있고 동일한 중심점을 갖는다. 그러나, 실시형태에서, 제2 내부 링(1308) 및 제2 외부 링(1312)은 서로 다른 평면 상에 있다. 제2 내부 링(1308)은 제2 외부 링(1312)의 내부 반경보다 작은 외부 반경을 갖는다.

공진 구조물(1300)은 공진 구조물(700)의 전도성 오프셋(224a 및 224b) 이외에, 전도성 오프셋(224c 및 224d)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 전도성 오프셋(224a 내지 224d)은 인터페이스(1306), 내부 방사 구조물(1322a), 및 외부 방사 구조물(1322b)에 직각으로 배치된다. 그러나, 임의의 전도성 오프셋(224a 내지 224d)은 또한, 해당 표면에 직각이 되지 않고, 인터페이스(1306)를 내부 방사 구조물(1322a) 및 외부 방사 구조물(1322b)에 수직으로 연결하도록 배치될 수 있다.

전도성 오프셋(224a 내지 224d)은 전도성 오프셋(224a)의 제1 내부 세트, 전도성 오프셋(224c)의 제2 내부 세트, 전도성 오프셋(224d)의 제1 외부 세트, 및 전도성 오프셋(224b)의 제2 외부 세트를 포함한다.

도시된 바와 같이, 전도성 오프셋(224a)의 제1 내부 세트는 제1 내부 링(1302)을 내부 방사 구조물(1322a)의 내부 부분에 전기 결합시킨다. 전도성 오프셋(224c)의 제2 내부 세트는 제2 내부 링(1308)을 내부 방사 구조물(1322a)의 외부 부분에 전기 결합시킨다. 전도성 오프셋(224d)의 제1 외부 세트는 제1 외부 링(1310)을 외부 방사 구조물(1322b)의 내부 부분에 전기 결합시킨다. 그리고, 전도성 오프셋(224b)의 제2 외부 세트는 제2 외부 링(1312)을 외부 방사 구조물(1322b)의 외부 부분에 전기 결합시킨다.

실시형태에서, 전도성 오프셋(224a)의 각각의 제1 내부 세트의 단부는 제1 내부 링(1302)의 표면을 따라서 서로 동일한 거리에 배치된다. 실시형태에서, 전도성 오프셋(224c)의 각각의 제2 내부 세트의 단부는 제2 내부 링(1308)의 표면을 따라서 서로 동일한 거리에 배치된다. 실시형태에서, 전도성 오프셋(224d)의 각각의 제1 외부 세트의 단부는 제1 외부 링(1310)의 표면을 따라서 서로 동일한 거리에 배치된다. 그리고, 실시형태에서, 전도성 오프셋(224b)의 각 제2 외부 세트의 단부는 제2 외부 링(1312)의 표면을 따라서 서로 동일한 거리에 배치된다.

실시형태에서, 내부 방사 구조물(1322a) 및 외부 방사 구조물(1322b)을 인터페이스(1306)에 기계적으로 연결함으로써, 비-전도성 오프셋(미도시)은 부가적인 구조적 강성도를 공진 구조물(1300)에 제공할 수 있다.

절연 구조물(1314)은 유전체 등과 같은 전기 절연 재료로 구성된다. 절연 구조물(1314)은 제1 내부 링(1302)과 제2 내부 링(1308) 사이에, 제1 내부 링(1302)과 제1 외부 링(1310) 사이에, 제1 외부 링(1310)과 제2 외부 링(1312) 사이에, 제2 내부 링(1308)과 제2 외부 링(1312) 사이에, 그리고 제2 내부 링(1308) 및 제2 외부 링(1312)의 각각과 후방 판(208) 사이에 배치된다.

도 13b는 도 13a의 공진 구조물(1300)의 실시형태의 개략도(1340)를 도시한다. 개략도(1340)는, 도 13b에 도시된 바와 같이 배치될 수 있는(또는 그렇지 않을 수 있는), RF 공급원(102), 인덕터(722), 인덕터(1342), 인덕터(1344), 인덕터(1346), 인덕터(1348), 커패시터(1350), 커패시터(1352), 커패시터(1351), 및 커패시터(1353)를 포함한다.

인덕터(722)는 루프 구조물(702)에 의해서 형성된다. 루프 구조물(702)의 제1 노드는 RF 공급원(102)에 결합되고, 루프 구조물(702)의 제2 노드는 공진 구조물(1300)의 공통 RF 접지에 결합된다.

인덕터(1342)는 내부 방사 구조물(1322a)의 내부 반경방향 구조물(전도성 오프셋(224a)의 제1 내부 세트에 기계적으로 연결되는 내부 방사 구조물(1322a)의 일 부분)에 의해서 형성된다. 인덕터(1342)(즉, 내부 방사 구조물(1322a))는 RF 파동을 루프 구조물(702)의 제1 단부(712)에 제공하는 RF 공급원(102)에 반응하여 인덕터(722)에 유도 결합된다.

인덕터(1346)는 외부 방사 구조물(1322b)의 내부 반경방향 구조물(전도성 오프셋(224d)의 제1 외부 세트에 기계적으로 연결되는 외부 방사 구조물(1322b)의 일 부분)에 의해서 형성된다. 인덕터(1346)(즉, 외부 방사 구조물(1322b))는 RF 전력을 루프 구조물(702)의 제1 단부(712)에 제공하는 RF 공급원(102)에 반응하여 인덕터(722)에 유도 결합된다.

인덕터(1344)는 내부 방사 구조물(1322a)에 의해서 형성된다. 내부 방사 구조물(1322a)은, 인덕터(1342) 및 인덕터(1344)를 전체로서 형성하여, 단일 인덕터로 나타낼 수 있다.

인덕터(1348)는 외부 방사 구조물(1322b)에 의해서 형성된다. 외부 방사 구조물(1322b)은, 인덕터(1346) 및 인덕터(1348)를 전체로서 형성하여, 단일 인덕터로 나타낼 수 있다.

커패시터(1350)는 제1 내부 링(1302), 절연 구조물(1314), 및 제2 내부 링(1308)에 의해서 형성된다. 제1 내부 링(1302) 및 제2 내부 링(1308)은 평행하게 배치되는 전도성 동심적 판들이고, 절연 구조물(1314)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다.

커패시터(1352)는 제1 외부 링(1310), 절연 구조물(1314), 및 제2 외부 링(1312)에 의해서 형성된다. 제1 외부 링(1310) 및 제2 외부 링(1312)은 평행하게 배치되는 전도성 동심적 판들이고, 절연 구조물(1314)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다.

커패시터(1351)는 제2 내부 링(1308), 절연 구조물(1314), 및 후방 판(208)에 의해서 형성된다. 제2 내부 링(1308) 및 후방 판(208)은 평행하게 배치되는 전도성 동심적 판들이고, 절연 구조물(1314)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다. 후방 판(208)은 공진 구조물(1300)의 공통 RF 접지에 연결된다. 그러나, 실시형태에서, 후방 판(208)은 플로팅되어 유지될 수 있다.

커패시터(1353)는 제2 외부 링(1312), 절연 구조물(1314), 및 후방 판(208)에 의해서 형성된다. 도시된 바와 같이, 제2 외부 링(1312) 및 후방 판(208)은 평행하게 배치되는 전도성 동심적 판들이고, 절연 구조물(1314)을 그 사이에 개재하여 평행 판 커패시터를 형성한다. 도시된 바와 같이, 후방 판(208)은 공진 구조물(1300)의 공통 RF 접지에 연결된다. 그러나, 실시형태에서, 후방 판(208)은 플로팅되어 유지될 수 있다.

인덕터(1342)의 노드는 전도성 오프셋(224c)의 제2 내부 세트 및 제2 내부 링(1308)을 통해서 커패시터(1350)의 제1 노드에 결합된다. 인덕터(1346)의 노드는 전도성 오프셋(224b)의 제2 외부 세트 및 제2 외부 링(1312)을 통해서 커패시터(1352)의 제1 노드에 결합된다. 인덕터(1344)의 노드는 전도성 오프셋(224a)의 제1 내부 세트 및 제1 내부 링(1302)을 통해서 커패시터(1350)의 제2 노드에 결합된다. 인덕터(1348)의 노드는 전도성 오프셋(224d)의 제1 외부 세트 및 제1 외부 링(1310)을 통해서 커패시터(1352)의 제2 노드에 결합된다.

인덕터(1342), 인덕터(1344), 및 커패시터(1350)는 내부 공진 회로(1354)(즉, LC 공진 회로)를 형성한다. 도 13a와 관련하여, 제1 내부 링(1302), 절연 구조물(1314), 제2 내부 링(1308), 전도성 오프셋(224a)의 제1 내부 세트, 전도성 오프셋(224c)의 제2 내부 세트, 내부 방사 구조물(1322a), 및 후방 판(208)은 내부 공진 회로(1354)를 형성한다.

인덕터(1346), 인덕터(1348), 및 커패시터(1352)는 외부 공진 회로(1356)(즉, LC 공진 회로)를 형성한다. 도 13a와 관련하여, 제1 외부 링(1310), 절연 구조물(1314), 제2 외부 링(1312), 전도성 오프셋(224d)의 제1 외부 세트, 전도성 오프셋(224b)의 제2 외부 세트, 외부 방사 구조물(1322b), 및 후방 판(208)은 외부 공진 회로(1356)를 형성한다.

공진 구조물(1300)이 원하는 동작 주파수에서 동작/공진하도록, 공진 구조물(1300)의 인덕터 및 커패시터를 형성하는 구조적 구성요소의 다양한 전기적 및 기계적 매개변수가 선택된다.

실시형태에서, 내부 공진 회로(1354)는 제1 공진 주파수에서 동작하고, 외부 공진 회로(1356)는 제2 공진 주파수에서 동작한다. 실시형태에서, 제2 공진 주파수는 제1 공진 주파수와 다르다. 다른 실시형태에서, 제1 공진 주파수는 제2 공진 주파수와 동일하다.

제2 공진 주파수가 제1 공진 주파수와 다른 실시형태에서, 플라즈마의 제1 내부 구역 및 플라즈마의 제2 외부 구역은, 각각, 플라즈마 챔버(106) 내의 내부 공진 회로(1354) 및 외부 공진 회로(1356)에 의해서 생성된다. 내부 공진 회로(1354) 및 외부 공진 회로(1356)는 전력을 위한 유도 픽업(inductive pickup), 플라즈마에 대한 유도 결합, 또는 그 둘 모두로서 기능할 수 있다.

실시형태에서, RF 공급원(102)은 RF 전력을 내부 공진 회로(1354) 및 외부 공진 회로(1356)에 공급하도록 구성된다. 이러한 실시형태에서, RF 공급원(102)은, 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수에 대응하는 서로 다른 주파수를 갖는 2개의 공진파(co-propagating waves)의 중첩을 갖는 RF 파동을 제공한다.

도 13c는 공진 구조물(1300)의 내부 공진 회로(1354)에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태(1360)의 흐름도를 도시한다. 단계(1362)에서, RF 공급원(102)은 제1 단부(712)를 통해서 정방향 RF 파동을 루프 구조물(702)에 제공한다. 이에 따라, 단계(1364)에서, RF 파동은, 인덕터(722) 및 인덕터(1342)에 걸친 유도 결합에 의해서, 루프 구조물(702)로부터 내부 방사 구조물(1322a)로 전달된다.

단계(1366)에서, 내부 방사 구조물(1322a)은 전자기파를 공진 구조물(1300)의 내부 공진 회로(1354)로부터 플라즈마 챔버(106)로 방사한다. 단계(1368)에서, 전자기파는 플라즈마(112)를 생성한다. 이러한 실시형태에서, RF 방전에 의해서 생성된 플라즈마는 순수 유도 결합 플라즈마로서 분류된다.

도 13d는 공진 구조물(1300)의 외부 공진 회로(1356)에 의해서 수행될 수 있는, 방법의 실시형태(1380)의 흐름도를 도시한다. 단계(1382)에서, RF 공급원(102)은 제1 단부(712)를 통해서 정방향 RF 파동을 루프 구조물(702)에 제공한다. 이에 따라, 단계(1384)에서, RF 파동은, 인덕터(722) 및 인덕터(1346)에 걸친 유도 결합에 의해서, 루프 구조물(702)로부터 외부 방사 구조물(1322b)로 전달된다.

단계(1386)에서, 외부 방사 구조물(1322b)은 전자기파를 공진 구조물(1300)의 외부 공진 회로(1356)로부터 플라즈마 챔버(106)로 방사한다. 단계(1388)에서, 전자기파는 플라즈마(112)를 생성한다. 이러한 실시형태에서, RF 방전에 의해서 생성된 플라즈마는 순수 유도 결합된 플라즈마로서 분류된다.

도 14는 내부 방사 구조물(1402) 및 외부 방사 구조물(1404)을 갖는 방사 구조물(1400)의 실시형태의 상면도를 도시한다. 실시형태에서, 공진 구조물(1300)의 내부 방사 구조물(1322a) 및 외부 방사 구조물(1322b)은, 각각, 내부 방사 구조물(1402) 및 외부 방사 구조물(1404)로 표시된다.

내부 방사 구조물(1402) 및 외부 방사 구조물(1404)은 나선 컷아웃을 갖는 동심적 전도성 링 구조물들이다. 내부 방사 구조물(1402)은 외부 방사 구조물(1404)의 내부 링 컷아웃 내에 그리고 동일한 중심점을 갖는 외부 방사 구조물(1404)과 동일한 평면 상에 위치된다. 내부 방사 구조물(1402) 및 외부 방사 구조물(1404)의 각각은 나선형 안테나를 형성한다.

설명을 구체적으로 기술하였지만, 첨부된 청구범위에 의해서 정의되는 바와 같은 본 개시 내용의 사상 및 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서, 다양한 수정, 대체, 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 이해하여야 한다. 여러 도면에서 동일한 요소는 동일한 참조 번호로 표시하였다. 또한, 당업자가 본 개시 내용으로부터, 현재 존재하거나 추후에 개발될 공정, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 또는 단계가 본원에 설명된 대응하는 실시형태와 실질적으로 동일한 기능을 수행하거나 실질적으로 동일한 결과를 달성할 수 있다는 것을 용이하게 이해할 수 있음에 따라, 본 개시 내용의 범위는 본원에 설명된 특정 실시형태로 제한되지 않는 것으로 의도된다. 따라서, 첨부된 청구범위는 그러한 공정, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 또는 단계를 그 범위에 포함하는 것으로 의도된다.

따라서, 명세서 및 도면은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 개시 내용의 예시로서 단순히 간주되어야 하며, 본 개시 내용의 범위 내에 속하는 임의의 그리고 모든 수정, 변형, 조합 또는 균등물을 포함하는 것으로 고려되어야 한다. 예를 들어, 플라즈마 처리 시스템 또는 공진 구조물의 다양한 실시형태의 구성 요소의 물리적 배열 및 배치는 비제한적이라는 점을 이해하여야 한다. 예를 들어, 다양한 도면에서 공진 구조물이 RF 공급원과 플라즈마 처리 시스템 사이에 배치되어 있지만, 이러한 배치는 비제한적이고, 이러한 구성요소는 본 개시 내용의 범위 내에서 다른 구성요소에 인접하거나, 위 또는 아래에 배치될 수 있다.

Claims

플라즈마 처리 시스템을 위한 장치로서,
인터페이스로서,
RF 공급원에 결합 가능한 제1 전도성 판;
상기 RF 공급원과 상기 제1 전도성 판 사이에 배치되는 제2 전도성 판; 및
상기 제2 전도성 판과 기판 홀더 사이에 배치되는 전도성 동심형 링 구조물
을 포함하는, 인터페이스;
방사 구조물; 및
상기 전도성 동심형 링 구조물을 상기 방사 구조물에 결합시키도록 배치되는 전도성 오프셋
을 포함하는, 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 전도성 판은 접지되어 있는, 장치.
제1항에 있어서,
상기 방사 구조물은, 복수의 축대칭적 나선형 컷아웃을 갖는 제3 전도성 판을 포함하는, 장치.
제1항에 있어서,
상기 플라즈마 처리 시스템은 기판 홀더를 갖는 처리 챔버를 포함하고, 상기 처리 챔버 내에서 처리될 기판은 상기 기판 홀더 상에 장착되는, 장치.
제4항에 있어서,
상기 장치는 상기 처리 챔버의 외부에 배치되는, 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 전도성 판은 동축적 전도성 구조물을 통해서 상기 RF 공급원에 결합되고, 상기 RF 공급원은 RF 전력을 상기 동축적 전도성 구조물을 통해서 상기 제1 전도성 판에 공급하는, 장치.
제1항에 있어서,
비-전도성 오프셋을 추가로 포함하고, 상기 방사 구조물은 상기 비-전도성 오프셋에 의해서 상기 전도성 동심형 링 구조물의 전도성 내부 링 구조물과 상기 전도성 동심형 링 구조물의 전도성 외부 링 구조물 사이에 배치된 절연 구조물에 결합되는, 장치.
제1항에 있어서,
상기 인터페이스, 상기 방사 구조물, 및 상기 전도성 오프셋은, 상기 RF 공급원이 RF 전력을 상기 제1 전도성 판에 제공하면 이에 따라, 공진 회로를 형성하는, 장치.
플라즈마 처리 시스템을 위한 장치로서,
인터페이스로서,
RF 공급원에 결합 가능한 제1 전도성 구조물;
상기 RF 공급원과 상기 제1 전도성 구조물 사이에 배치되는 제2 전도성 구조물로서, 각 동심형 전도성 구조물이 공기 갭에 의해서 상기 제2 전도성 구조물로부터 격리되는, 제2 전도성 구조물; 및
동심형 전도성 구조물
을 포함하는, 인터페이스; 및
상기 인터페이스에 결합된 방사 구조물
을 포함하는, 장치.
제9항에 있어서,
각 동심형 전도성 구조물은 공기 갭에 의해서 인접 동심형 전도성 구조물로부터 격리되는, 장치.
제9항에 있어서,
상기 동심형 전도성 구조물을 상기 방사 구조물에 결합시키는 전도성 오프셋을 추가로 포함하는, 장치.
제9항에 있어서,
상기 방사 구조물의 공진 주파수는 5 내지 100 메가헤르츠(MHz)인, 장치.
제9항에 있어서,
상기 방사 구조물은,
나선형 컷아웃을 갖는 전도성 판; 및
내부 원형 컷아웃으로서, 상기 제1 전도성 구조물은 상기 방사 구조물과 실질적으로 동일한 평면 상에 배치되고 상기 내부 원형 컷아웃의 내측에 위치되는, 내부 원형 컷아웃
을 포함하는, 장치.
제9항에 있어서,
상기 플라즈마 처리 시스템은 기판 홀더를 갖는 처리 챔버를 포함하고, 상기 처리 챔버 내에서 처리될 기판은 상기 기판 홀더 상에 장착되는, 장치.
유도 결합에 의해서 플라즈마를 여기시키기 위한 안테나 시스템으로서,
판;
상기 판에 평행하게 배치된 전도성 링 구조물로서, 상기 판 및 상기 전도성 링 구조물은 제1 커패시터를 형성하고, 상기 제1 커패시터의 커패시턴스 값은 하나의 전도성 링 구조물을 따라서 실질적으로 동일한, 전도성 링 구조물;
제1 단부 및 제2 단부를 각각 가지는 전도성 오프셋으로서, 각 전도성 오프셋의 제1 단부는 직각 배치로 상기 전도성 링 구조물에 결합되고, 각 전도성 오프셋은 상기 전도성 링 구조물을 따라서 다른 전도성 오프셋으로부터 동일한 거리에 배치되는, 전도성 오프셋; 및
각 전도성 오프셋의 대응하는 제2 단부에 결합된 복수의 나선형 아암으로서, 각 나선형 아암은 반경방향, 방위각, 및 중첩 배치로 배치되고, 각 나선형 아암은 동일한 형상, 길이, 및 간격을 가지며, 복수의 나선형 아암, 전도성 오프셋, 및 전도성 링 구조물은 RF 주파수에서 공진하는 공진 구조물을 형성하는, 복수의 나선형 아암
을 포함하는, 안테나 시스템.
제15항에 있어서,
상기 공진 구조물에 용량 결합되고 RF 공급원에 결합 가능한 적어도 하나의 드라이브 전도성 구조물을 추가로 포함하는, 안테나 시스템.
제15항에 있어서,
상기 공진 구조물에 유도 결합된 전도성 코일 구조물을 추가로 포함하고, 상기 전도성 코일 구조물 및 상기 공진 구조물은 유도 결합된 쌍을 형성하고, 상기 전도성 코일 구조물은 RF 공급원에 결합 가능한, 안테나 시스템.
제15항에 있어서,
상기 전도성 링 구조물은 전도성 내부 링 구조물, 및 상기 전도성 내부 링 구조물에 인접한 전도성 외부 링 구조물을 포함하고, 상기 전도성 내부 링 구조물 및 전도성 외부 링 구조물의 각각은 상기 전도성 오프셋에 의해서 상기 복수의 나선형 아암에 결합되는, 안테나 시스템.
제15항에 있어서,
상기 복수의 나선형 아암의 각각의 내부 또는 외부 연부 중 하나는 상기 전도성 오프셋에 의해서 상기 전도성 링 구조물에 연결되고, 상기 복수의 나선형 아암의 각각의 다른 연부는 상기 전도성 구조물 또는 접지에 직접적으로 연결되지 않는, 안테나 시스템.
제15항에 있어서,
상기 복수의 나선형 아암, 판, 및 전도성 링 구조물은 서로 실질적으로 평행하게 배치되는, 안테나 시스템.