KR20240055883A - 직접 구동 무선 주파수 전력 공급부를 사용한 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 스펙트럼 반사계 시스템을 포함하는 계측 인클로저 - Google Patents

Abstract

플라즈마 프로세싱 챔버는 상부 윈도우 위에 배치된 코일을 갖는 상부 윈도우를 갖는다. 코일 연결 인클로저는 코일 위에 배치된다. 계측 인클로저는 코일 연결 인클로저 위에 배치된다. 스펙트럼 반사계 시스템이 계측 인클로저 내에 배치된다. 스펙트럼 반사계 시스템은 광 빔을 계측 인클로저의 개구부, 코일 연결 인클로저의 개구부, 및 상부 윈도우를 통해 플라즈마 프로세싱 챔버 내로 지향시키도록 포지셔닝된 광학 시준기를 포함한다. 광학 시준기는 또한 플라즈마 프로세싱 챔버 내로부터 반사된 광을 수용하도록 구성되고, 여기서 반사된 광은 상부 윈도우를 통과하고 코일 연결 인클로저의 개구부를 통과하고 계측 인클로저의 개구부를 통과한다. 광학 시준기의 팁 각도 및 틸팅 각도는 광학 시준기의 배향을 최적화하도록 원격 조정된다.

Description

직접 구동 무선 주파수 전력 공급부를 사용한 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 스펙트럼 반사계 시스템을 포함하는 계측 인클로저

플라즈마 프로세싱 시스템들은 반도체 웨이퍼들 상에 반도체 디바이스들, 예를 들어, 칩들/다이 (die) 를 제작하는 데 사용된다. 플라즈마 프로세싱 시스템에서, 반도체 웨이퍼는 예컨대 재료 증착 및/또는 재료 제거 및/또는 재료 주입 및/또는 재료 수정 등을 통해 반도체 웨이퍼의 조건에 대해 미리 정해진 (prescribe) 변화들을 유발하도록 다양한 타입들의 플라즈마에 노출된다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 통상적으로 무선 주파수 (radiofrequency; RF) 소스, RF 송신 케이블, RF 임피던스 매칭 네트워크, 전극, 및 플라즈마 생성 챔버를 포함한다. RF 소스는 RF 송신 케이블을 통해 RF 임피던스 매칭 네트워크에 연결된다. RF 임피던스 매칭 네트워크는 전기 전도체를 통해 전극에 연결된다. RF 소스에 의해 생성된 RF 전력은 RF 송신 케이블을 통해 그리고 RF 임피던스 매칭 네트워크를 통해 전극으로 송신된다. 전극으로부터 송신된 RF 전력은 프로세스 가스로 하여금 플라즈마 생성 챔버 내에서 플라즈마로 변환되게 한다. 이 맥락에서 본 개시에 기술된 실시 예들이 발생한다.

예시적인 실시 예에서, 플라즈마 프로세싱 시스템이 개시된다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 상부 윈도우를 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버를 포함한다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 또한 상부 윈도우 위에 배치된 (dispose) 코일을 포함한다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 또한 코일 위에 배치된 코일 연결 인클로저를 포함한다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 또한 코일 연결 인클로저 위에 배치된 계측 인클로저 (metrology enclosure) 를 포함한다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 또한 계측 인클로저 내에 배치된 스펙트럼 반사계 시스템을 포함한다. 스펙트럼 반사계 시스템은 광 빔을 계측 인클로저의 개구부, 코일 연결 인클로저의 개구부, 및 상부 윈도우를 통해 플라즈마 프로세싱 챔버 내로 지향시키도록 포지셔닝된 광학 시준기를 포함한다. 광학 시준기는 또한 플라즈마 프로세싱 챔버 내로부터 반사된 광을 수용하도록 구성되고, 여기서 반사된 광은 상부 윈도우를 통과하고 코일 연결 인클로저의 개구부를 통과하고 계측 인클로저의 개구부를 통과한다.

예시적인 실시 예에서, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 스펙트럼 반사계 시스템의 광학 시준기의 배향을 튜닝하기 위한 방법이 개시된다. 방법은 제 1 세트의 팁 각도들 및 제 1 세트의 틸팅 각도들을 통해 광학 시준기의 제 1 래스터 스캔 (raster scan) 을 수행하는 단계를 포함한다. 제 1 세트의 팁 각도들은 제 1 수직 기준 평면 내에 광학 시준기의 복수의 상이한 팁 각도들을 포함한다. 제 1 세트의 팁 각도들은 제 1 각도 단차량 (angular step amount) 을 갖는다. 제 1 세트의 틸팅 각도들은 제 1 수직 기준 평면에 수직인 제 2 수직 기준 평면 내에 광학 시준기의 복수의 상이한 틸팅 각도들을 포함한다. 제 1 세트의 틸팅 각도들은 또한 제 1 각도 단차량을 갖는다. 제 1 래스터 스캔은 제 1 래스터 스캔에서 팁 각도 및 틸팅 각도의 상이한 조합 각각에서 스펙트럼 강도 측정 값을 제공한다. 방법은 또한 제 1 래스터 스캔 내에서 최대 스펙트럼 강도 측정 값에 대응하는 제 1 래스터 스캔에서 기준 팁 각도 및 기준 틸팅 각도를 식별하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 제 2 세트의 팁 각도들 및 제 2 세트의 틸팅 각도들을 통해 광학 시준기의 제 2 래스터 스캔을 수행하는 단계를 포함한다. 제 2 세트의 팁 각도들은 제 1 수직 기준 평면 내에 광학 시준기의 복수의 상이한 팁 각도들을 포함한다. 제 2 세트의 팁 각도들은 기준 팁 각도를 중심으로 한다. 제 2 세트의 팁 각도들은 제 1 각도 단차량보다 더 작은 제 2 각도 단차량을 갖는다. 제 2 세트의 틸팅 각도들은 제 2 수직 기준 평면 내에 광학 시준기의 복수의 상이한 틸팅 각도들을 포함한다. 제 2 세트의 틸팅 각도들은 기준 틸팅 각도를 중심으로 한다. 제 2 세트의 틸팅 각도들은 또한 제 2 각도 단차량을 갖는다. 제 2 래스터 스캔은 제 2 래스터 스캔에서 팁 각도 및 틸팅 각도의 상이한 조합 각각에서 스펙트럼 강도 측정 값을 제공한다. 방법은 또한 제 2 래스터 스캔 내에서 최대 스펙트럼 강도 측정 값을 갖는 제 2 래스터 스캔의 팁 각도 및 틸팅 각도의 조합에 각각 대응하는 튜닝된 팁 각도 및 튜닝된 틸팅 각도로 광학 시준기를 배향하는 단계를 포함한다.

예시적인 실시 예에서, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 스펙트럼 반사계 시스템의 광학 시준기의 배향을 튜닝하기 위한 방법이 개시된다. 방법은 광학 시준기의 팁 각도 및 틸팅 각도의 복수의 상이한 조합들에서 스펙트럼 강도 측정들을 수행하는 단계를 포함한다. 광학 시준기의 팁 각도는 제 1 수직 기준 평면 내에서 측정된다. 광학 시준기의 틸팅 각도는 제 1 수직 기준 평면에 수직인 제 2 수직 기준 평면 내에서 측정된다. 방법은 또한 스펙트럼 강도 측정 값들에 기초하여 예측된 최대 스펙트럼 강도에 대응하는 광학 시준기의 예측된 팁 각도 및 예측된 틸팅 각도를 결정하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 광학 시준기를 예측된 팁 각도보다 작은 미리 정해진 (prescribe) 양인 개시 (starting) 팁 각도로 그리고 상기 예측된 틸팅 각도보다 더 작은 미리 정해진 양인 개시 틸팅 각도로 배향하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 최대 스펙트럼 강도 측정 값을 제공하는 광학 시준기의 튜닝된 틸팅 각도 및 튜닝된 팁 각도를 식별하기 위해 기울기-상승 탐색 프로세스를 수행하는 단계를 포함한다. 기울기-상승 탐색 프로세스는 개시 팁 각도 및 개시 틸팅 각도에서 시작된다. 기울기-상승 탐색 프로세스는 튜닝된 팁 각도 및 튜닝된 틸팅 각도로 배향된 광학 시준기로 종료된다.

실시 예들의 다른 양태들 및 이점들은 이하의 상세한 기술 및 첨부된 도면들로부터 더 명백해질 것이다.

도 1a는 일부 실시 예들에 따른, 직접 구동 RF 전력 공급부를 포함하는 플라즈마 프로세싱 시스템의 등각도를 도시한다.
도 1b는 일부 실시 예들에 따른, 도 1a의 플라즈마 프로세싱 시스템의 정면도를 도시한다.
도 1c는 일부 실시 예들에 따른, 도 1a의 플라즈마 프로세싱 시스템의 배면도를 도시한다.
도 1d는 일부 실시 예들에 따른, 도 1a의 플라즈마 프로세싱 시스템의 좌측면도를 도시한다.
도 1e는 일부 실시 예들에 따른, 도 1a의 플라즈마 프로세싱 시스템의 우측면도를 도시한다.
도 2는 일부 실시 예들에 따른, 코일 어셈블리의 평면도를 도시한다.
도 3은 일부 실시 예들에 따른, 플라즈마 프로세싱 챔버를 통해 취해진 수직 단면도를 도시한다.
도 4는 일부 실시 예들에 따른, 제 1 RF 연결 인클로저 내 영역, 제 2 RF 연결 인클로저 내 영역, 및 계측 인클로저의 T-형상 내부 영역을 드러내기 위해 제거된 플랫폼 및 직접 구동 RF 전력 공급부를 갖는 플라즈마 프로세싱 시스템의 등각도를 도시한다.
도 5는 일부 실시 예들에 따른, 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 및 제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 각각이 대응하는 제 1 리액티브 회로 또는 제 2 리액티브 회로를 통해 코일 어셈블리에 연결되는 방법의 개략도를 도시한다.
도 6은 일부 실시 예들에 따른, 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 및 제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 각각의 개략도를 도시한다.
도 7a는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기/제 2 직접 구동 RF 신호 생성기의 출력부에서 생성된 예시적인 성형된-증폭된 구형파의 파라미터의 플롯을 도시한다.
도 7b는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 리액티브 (reactive) 회로/제 2 리액티브 회로의 출력부에서 생성된 예시적인 성형된-사인 파형의 파라미터의 플롯을 도시한다.
도 8a는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 리액티브 회로/제 2 리액티브 회로의 출력부에서 생성된 예시적인 성형된-사인 파형의 파라미터의 플롯을 도시한다.
도 8b는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 리액티브 회로/제 2 리액티브 회로의 출력부에서 생성된 예시적인 성형된-사인 파형의 파라미터의 플롯을 도시한다.
도 8c는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 리액티브 회로/제 2 리액티브 회로의 출력부에서 생성된 예시적인 성형된-사인 파형의 파라미터의 플롯을 도시한다.
도 8d는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 리액티브 회로/제 2 리액티브 회로의 출력부에서 생성된 예시적인 성형된-사인 파형의 파라미터의 플롯을 도시한다.
도 9a는 일부 실시 예들에 따른, 계측 인클로저의 개방된 뷰를 갖는 그리고 계측 인클로저 내에 배치된 예시적인 스펙트럼 반사계 시스템을 갖는 플라즈마 프로세싱 시스템을 도시한다.
도 9b는 일부 실시 예들에 따른, 계측 인클로저 내에 배치된 스펙트럼 반사계 시스템을 갖는 플라즈마 프로세싱 시스템의 등각도를 도시한다.
도 9c는 일부 실시 예들에 따른, 계측 인클로저 내에 배치된 스펙트럼 반사계 시스템을 갖는 도 9b에서 A-A 단면으로서 참조된 플라즈마 프로세싱 시스템의 수직 절단도를 도시한다.
도 9d는 일부 실시 예들에 따른, 제 1 조정 메커니즘 및 제 2 조정 메커니즘에 연결된 광학 시준기의 배향 제어 스테이지의 분리된 도면을 도시한다.
도 10a는 일부 실시 예들에 따른, 계측 인클로저의 개방된 뷰 및 계측 인클로저 내에 배치된 예시적인 스펙트럼 반사계 시스템을 갖는 플라즈마 프로세싱 시스템을 도시하고, 여기서 스펙트럼 반사계 시스템은 광학 시준기를 위한 배향 제어 스테이지에 연결된 제 1 모터식 (motorized) 조정 메커니즘 및 제 2 모터식 조정 메커니즘을 포함한다.
도 10b는 일부 실시 예들에 따른, 제 1 모터식 조정 메커니즘 및 제 2 모터식 조정 메커니즘을 포함하는 광학 시준기의 배향 제어 스테이지의 분리된 도면을 도시한다.
도 11a는 일부 실시 예들에 따른, 계측 인클로저의 개방된 뷰 및 계측 인클로저 내에 배치된 예시적인 스펙트럼 반사계 시스템을 갖는 플라즈마 프로세싱 시스템을 도시하고, 여기서 스펙트럼 반사계 시스템은 광학 시준기를 위한 평면-구면 배향 제어 스테이지를 포함한다.
도 11b는 일부 실시 예들에 따른, 광학 시준기를 위한 평면-구면 배향 제어 스테이지의 분리된 도면을 도시한다.
도 11c는 일부 실시 예들에 따른, 양의 틸팅 각도를 광학 시준기에 제공하도록 동작하는 제 1 모터식 조정 메커니즘 및 양의 팁 각도를 광학 시준기에 제공하도록 동작하는 제 2 모터식 조정 메커니즘을 갖는 광학 시준기를 위한 평면-구면 배향 제어 스테이지를 도시한다.
도 12a는 일부 실시 예들에 따른, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 스펙트럼 반사계 시스템의 광학 시준기의 배향을 튜닝하기 위한 방법의 플로우 차트를 도시한다.
도 12b는 일부 실시 예들에 따른, 제 1 래스터 스캔의 예의 선도 (diagram) 를 도시한다.
도 12c는 일부 실시 예들에 따른, 도 12b의 제 1 래스터 스캔 예의 스캔 지점들에 기초한 스펙트럼 강도 측정 결과들의 예를 도시한다.
도 12d는 일부 실시 예들에 따른, 제 2 래스터 스캔의 예의 선도를 도시한다.
도 12e는 일부 실시 예들에 따른, 광학 시준기의 제 2 래스터 스캔 동안 측정된 스펙트럼 강도의 예시적인 플롯을 도시한다.
도 13a는 일부 실시 예들에 따른, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 스펙트럼 반사계 시스템의 광학 시준기의 배향을 튜닝하기 위한 방법의 플로우 차트를 도시한다.
도 13b는 일부 실시 예들에 따른, 동작을 수행하는 데 사용된 광학 시준기의 팁 각도 및 틸팅 각도의 9 개의 상이한 조합들의 예의 선도를 도시한다.
도 13c는 일부 실시 예들에 따른, 동작 시 9 개의 상이한 팁 각도 및 틸팅 각도 조합들에서 스펙트럼 강도 측정들에 피팅된 예시적인 가우시안 함수를 도시한다.
도 13d는 일부 실시 예들에 따른, 기울기-상승 탐색 프로세스에서 팁 각도 상승 단계 각각을 수행하기 위한 방법의 플로우 차트를 도시한다.
도 13e는 일부 실시 예들에 따른, 기울기-상승 탐색 프로세스에서 틸팅 각도 상승 단계 각각을 수행하기 위한 방법의 플로우 차트를 도시한다.
도 13f는 일부 실시 예들에 따른, 동작에서 수행된 기울기-상승 탐색 프로세스의 예시적인 플롯을 도시한다.

이하의 기술 (description) 에서, 본 개시 (disclosure) 의 완전한 이해를 제공하기 위해 수많은 구체적 상세들이 제시된다. 그러나, 본 개시의 실시 예들이 이들 구체적인 상세들의 일부 또는 전부 없이 실시될 수도 있다는 것이 당업자들에게 명백할 것이다. 다른 예들에서, 공지의 프로세스 동작들은 본 개시를 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세히 기술되지 않았다.

도 1a는 일부 실시 예들에 따른, 직접 구동 무선 주파수 (radiofrequency; RF) 전력 공급부 (101) 를 포함하는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 등각도를 도시한다. 도 1b는 일부 실시 예들에 따른, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 정면도를 도시한다. 도 1c는 일부 실시 예들에 따른, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 배면도를 도시한다. 도 1d는 일부 실시 예들에 따른, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 좌측면도를 도시한다. 도 1e는 일부 실시 예들에 따른, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 우측면도를 도시한다.

제 1 직접 구동 RF 전력 공급부 (101) 은 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 로의 경로에 RF 케이블 및 임피던스 매칭 네트워크를 통해 RF 신호들을 송신할 필요 없이 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 로 RF 전력을 생성하고 전달하도록 구성된다. 직접 구동 RF 전력 공급부 (101) 는 또한 매칭리스 플라즈마 소스 (matchless plasma source; MPS) 로서 지칭된다. 도 1a 내지 도 1e의 예시적인 실시 예에서, 직접 구동 RF 전력 공급부 (101) 는 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 의 윈도우 (113) 위에 배치된 코일 어셈블리 (109) 로 RF 전력을 전달하도록 연결된다. 다양한 실시 예들에서, 윈도우 (113) 는 RF 전력으로 하여금 코일 어셈블리 (109) 로부터 윈도우 (113) 를 통해 그리고 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내로 송신되게 하는 유전체 재료, 예컨대 석영으로 형성된다. RF 전력이 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내로 그리고 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 를 통해 송신될 때, RF 전력은 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내에 지지되는 반도체 웨이퍼에 노출 시, 프로세스 가스를 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내에서 플라즈마로 변환한다. 다양한 실시 예들에서, 플라즈마는, 예컨대 재료 증착 및/또는 재료 제거 및/또는 재료 주입 및/또는 재료 수정 등을 통해, 반도체 웨이퍼의 조건의 제어된 수정을 제공하도록 사용된다. 또한, 일부 실시 예들에서, 플라즈마는 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 의 세정을 제공하도록 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내에서 생성된다. 직접 구동 RF 전력 공급부 (101) 는 시간의 함수로서 미리 정해진 (prescribe) 파형을 갖는 RF 신호들을 생성하고, 생성된 RF 신호들을 코일 어셈블리 (109) 로 전달하도록 구성된다.

도 2는 일부 실시 예들에 따른, 코일 어셈블리 (109) 의 평면도를 도시한다. 일부 실시 예들에서, 코일 어셈블리 (109) 는 제 1 외측 코일 권선 (109A) 및 제 2 외측 코일 권선 (109B) 을 포함하는 외측 코일 (109O) 을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 제 1 외측 코일 권선 (109A) 및 제 2 외측 코일 권선 (109B) 은 코일 어셈블리 (109) 의 중심으로부터 외향으로 수평으로 연장하는 방사상 방향에 대해 교번하는 시퀀스로 포지셔닝되도록 서로 인터리빙된다 (interleave). 제 1 외측 코일 권선 (109A) 의 제 1 단부는 커넥터 (202A1) 를 통해 직접 구동 RF 전력 공급부 (101) 로부터 RF 전력을 수용하도록 연결된다. 제 1 외측 코일 권선 (109A) 의 제 2 단부는 커넥터 (202A2) 를 통해 기준 접지 전위에 연결된다. 제 2 외측 코일 권선 (109B) 의 제 1 단부는 커넥터 (202B1) 를 통해 직접 구동 RF 전력 공급부 (101) 로부터 RF 전력을 수용하도록 연결된다. 제 2 외측 코일 권선 (109B) 의 제 2 단부는 커넥터 (202B2) 를 통해 기준 접지 전위에 연결된다. 일부 실시 예들에서, 코일 어셈블리 (109) 는 제 1 내측 코일 권선 (109C) 및 제 2 내측 코일 권선 (109D) 을 포함하는 내측 코일 (109I) 을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 제 1 내측 코일 권선 (109C) 및 제 2 내측 코일 권선 (109D) 은 코일 어셈블리 (109) 의 중심으로부터 외향으로 수평으로 연장하는 방사상 방향에 대해 교번하는 시퀀스로 포지셔닝되도록 서로 인터리빙된다 (interleave). 제 1 내측 코일 권선 (109C)의 제 1 단부는 커넥터 (202C1) 를 통해 직접 구동 RF 전력 공급부 (101) 로부터 RF 전력을 수용하도록 연결된다. 제 1 내측 코일 권선 (109C) 의 제 2 단부는 커넥터 (202C2) 를 통해 기준 접지 전위에 연결된다. 제 2 내측 코일 권선 (109D) 의 제 1 단부는 커넥터 (202D1) 를 통해 직접 구동 RF 전력 공급부 (101) 로부터 RF 전력을 수용하도록 연결된다. 제 2 내측 코일 권선 (109D) 의 제 2 단부는 커넥터 (202D2) 를 통해 기준 접지 전위에 연결된다. 코일 어셈블리 (109) 가 예로서 도시된다는 것이 이해되어야 한다. 다양한 실시 예들에서, 코일 어셈블리 (109) 는 단일 코일 권선 또는 복수의 코일 권선을 포함할 수 있다. 또한, 다양한 실시 예들에서, 코일 어셈블리 (109) 의 복수의 권선들은 도 2에 도시된 바와 같이 내측 코일 (109I) 영역 및 외측 코일 (109O) 영역과 같은 복수의, 예를 들어, 2, 3, 4 개 등의 코일 영역들로 배치될 (arrange) 수 있다. 일부 실시 예들에서, 코일 어셈블리 (109) 의 코일 권선 각각은 코일 어셈블리 (109) 구성에 관계 없이, 직접 구동 RF 전력 공급부 (101) 로부터 RF 전력을 수용하도록 연결된다.

일부 실시 예들에서, 직접 구동 RF 전력 공급부 (101) 는 코일 어셈블리 (109) 의 상이한 부분들에 RF 신호들을 독립적으로 생성하고 공급하는 복수의 직접 구동 RF 신호 생성기들을 포함한다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서 도 1a 내지 도 1e에 도시된 바와 같이, 직접 구동 RF 전력 공급부 (101) 는 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A) 및 제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 를 포함한다. 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A) 는 RF 신호들을 생성하고 코일 어셈블리 (109) 의 제 1 외측 코일 권선 (109A) 및 제 2 외측 코일 권선 (109B) 에 공급하도록 연결된다. 제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 는 RF 신호들을 생성하고 코일 어셈블리 (109) 의 제 1 내측 코일 권선 (109C) 및 제 2 내측 코일 권선 (109D) 에 공급하도록 연결된다. 다양한 실시 예들에서, 직접 구동 RF 전력 공급부 (101) 는 코일 어셈블리 (109) 내에서 각각 3 개 이상의 코일들에 RF 신호들을 생성하고 공급하기 위한 3 개 이상의 직접 구동 RF 신호 생성기들을 포함하고, 여기서 코일 어셈블리 (109) 의 코일 각각은 1 개 이상의 코일 권선들을 포함한다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 일부 실시 예들에서, 직접 구동 RF 전력 공급부 (101) 는 코일 어셈블리 (109) 내에서 단일 코일에 RF 신호들을 생성하고 공급하기 위한 단일 직접 구동 RF 신호 생성기를 포함하고, 여기서 단일 코일은 1 개 이상의 코일 권선들을 포함한다.

도 1a 내지 도 1e에 도시된 바와 같은 일부 실시 예들에서, 직접 구동 RF 전력 공급부 (101) 는 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 위에 배치되고, 직접 구동 RF 전력 공급부 (101) 는 계측 레벨 (103), RF 전력 접합부 레벨 (105), 및 코일 어셈블리 레벨 (107) 에 의해 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 로부터 분리된다. 일부 실시 예들에서, 계측 레벨 (103) 은 직접 구동 RF 전력 공급부 (101) 와 접합 박스 레벨 (105) 사이에 수직으로 위치되고, 코일 어셈블리 레벨 (107) 은 접합 박스 레벨 (105) 아래에 위치된다. 계측 레벨 (103) 은 계측 인클로저 (115) 를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 계측 인클로저 (115) 는 계측 인클로저 (115) 위에서 볼 때 T-형상 내부 볼륨을 갖는다. 다양한 실시 예들에서, 계측 장비, 예를 들어, 광학 계측 장비, 열 계측 장비, 전기 계측 장비 등이 계측 인클로저 (115) 의 내부 볼륨 내에 배치된다. 이는 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 및 코일 어셈블리 (109) 에 매우 근접하게 계측 장비를 포지셔닝하도록 제공하고, 이는 계측 장비 배치 (deployment) 의 단순화 및 연결성을 제공한다는 것이 이해되어야 한다. 일부 실시 예들에서, 플랫폼 (114) 은 계측 인클로저 (115) 위에 배치된다. 플랫폼 (114) 은 직접 구동 RF 전력 공급부 (101) 를 지지하기 위한 베이스 구조체를 제공한다.

일부 실시 예들에서, 계측 레벨 (103) 은 또한 제 1 RF 연결 인클로저 (117A) 및 제 2 RF 연결 인클로저 (117B) 를 포함한다. 제 1 RF 연결 인클로저 (117A) 는 RF 연결 구조체들이 보호된 영역 내에서 그리고 보호된 영역을 통해서 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A) 로부터 코일 어셈블리 (109) 의 외측 코일 (109O) 로의 RF 전력의 송신을 제공하도록 배치되는 보호된 영역을 제공하도록 형성된다. 제 1 RF 연결 인클로저 (117A) 내의 영역 내로 액세스 개구부 (502A) (도 4 참조) 를 덮도록 제거 가능한 도어 (119A) 가 제공된다. 제 2 RF 연결 인클로저 (117B) 는 RF 연결 구조체들이 보호된 영역 내에서 그리고 보호된 영역을 통해서 제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 로부터 코일 어셈블리 (109) 의 내측 코일 (109I) 로의 RF 전력의 송신을 제공하도록 배치되는 보호된 영역을 제공하도록 형성된다. 제 2 RF 연결 인클로저 (117B) 내의 영역 내로 액세스 개구부 (502B) (도 4 참조) 를 덮도록 제거 가능한 도어 (119B) 가 제공된다.

접합 박스 레벨 (105) 은 제 1 접합 박스 (121A), 제 2 접합 박스 (121B), 및 코일 연결 인클로저 (125) 를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 코일 연결 인클로저 (125) 는 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 상에 실질적으로 센터링되고, 대응하여 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 의 윈도우 (113) 위에 배치된 코일 어셈블리 (109) 상에 실질적으로 센터링된다. 제 1 접합 박스 (121A) 는 제 1 리액티브 회로 (901) 가 배치되는 내부 영역을 포함하고, 제 1 리액티브 회로 (901) 는 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A) 와 코일 어셈블리 (109) 의 외측 코일 (109O) 사이에서 연결된다. 제 2 접합 박스 (121B) 는 제 2 리액티브 회로 (1001) 가 배치되는 내부 영역을 포함하고, 제 2 리액티브 회로 (1001) 는 제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 와 코일 어셈블리 (109) 의 내측 코일 (109I) 사이에서 연결된다. 코일 연결 인클로저 (125) 는, 제 1 전도성 구조체 (1101) 가 제 1 리액티브 회로 (901) 를 코일 어셈블리 (109) 의 외측 코일 (109O) 에 전기적으로 접속하도록 배치되고, 그리고 제 2 전도성 구조체 (1107) 가 제 2 리액티브 회로 (1001) 를 코일 어셈블리 (109) 의 내측 코일 (109I ) 에 전기적으로 접속하도록 배치되는 내부 영역을 포함한다. 코일 연결 인클로저 (125) 는 또한 기준 접지 전위, 예컨대 코일 연결 인클로저 (125) 의 벽들 상에 존재하는 기준 접지 전위에 코일 어셈블리 (109) 의 외측 코일 (109O) 의 전기적 연결을 제공하도록 제 3 전도성 구조체 (1103) 및 제 4 전도성 구조체 (1105) 를 하우징한다. 코일 연결 인클로저 (125) 는 또한 코일 어셈블리 (109) 의 내측 코일 (109I) 로부터 제 2 리액티브 회로 (1001) 로 접지 리턴 전기적 연결을 제공하도록 제 5 전도성 구조체 (1109) 를 하우징한다.

일부 실시 예들에서, 제 1 접합 박스 (121A) 는 제 1 리액티브 회로 (901) 내의 컴포넌트들의 냉각을 유지하기 위해 제 1 접합 박스 (121A) 의 내부 영역을 통해 공기를 순환시키도록 팬 (123A) 을 구비한다. 유사하게, 일부 실시 예들에서, 제 2 접합 박스 (121B) 는 제 2 리액티브 회로 (1001) 내의 컴포넌트들의 냉각을 유지하기 위해 제 2 접합 박스 (121B) 의 내부 영역을 통해 공기를 순환시키도록 팬 (123B) 을 구비한다. 또한, 일부 실시 예들에서, 제 1 접합 박스 (121A) 는 액세스 포트 (707A) 를 포함하고, 액세스 포트 (707A) 를 통해 디바이스 또는 툴이 제 1 리액티브 회로 (901) 내의 하나 이상의 컴포넌트(들)의 조정을 제공하도록, 예컨대 제 1 리액티브 회로 (901) 내의 가변 커패시터의 설정의 조정을 제공하도록 배치될 수 있다. 유사하게, 일부 실시 예들에서, 제 2 접합 박스 (121B) 는 액세스 포트 (707B) 를 포함하고, 액세스 포트 (707B) 를 통해 디바이스 또는 툴이 제 2 리액티브 회로 (1001) 내의 하나 이상의 컴포넌트(들)의 조정을 제공하도록, 예컨대 제 2 리액티브 회로 (1001) 내의 가변 커패시터의 설정의 조정을 제공하도록 배치될 수 있다.

도 3은 일부 실시 예들에 따른, 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 를 통해 취해진 수직 단면도를 도시한다. 도 3의 수직 단면도는 도 2에서 참조된 바와 같이 A-A 단면에 대응한다. 도 3의 수직 단면도는 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 의 간략화된 표현을 도시한다는 것이 이해되어야 한다. 다양한 실시 예들에서, 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 는 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 의 관련 기술을 불필요하게 모호하게 하는 것을 방지하기 위해, 도 3에 도시되지 않은 다른 컴포넌트들 및 피처들을 포함한다. 또한, 다양한 실시 예들에서, 도 3에 도시된 컴포넌트들은 본 명세서에 논의된 바와 같이 의도된 목적으로부터 벗어나지 않고, 도 3의 특정한 표현과 상이한 방식들로 성형되고, 포지셔닝되고, 배향될 수 있다. 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 는 기판 (203) 의 플라즈마 프로세싱 동안 기판 (203), 예를 들어, 반도체 웨이퍼가 지지되는 기판 지지부 (201), 예를 들어, 정전 척을 포함한다. 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 의 동작 동안, 프로세스 가스는 화살표 (205) 로 나타낸 바와 같이 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내의 프로세싱 영역 (209) 내로 흐른다. 또한, 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 의 동작 동안, RF 전력은 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A) 로부터 외측 코일 (109O) 로 그리고/또는 제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 로부터 내측 코일 (109I) 로 공급된다. RF 전력은 내측 코일 (109I) 및/또는 외측 코일 (109O) 로부터 윈도우 (113) 를 통해 그리고 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내의 프로세싱 영역 (209) 을 통해 송신된다.

프로세싱 영역 (209) 내에서, RF 전력은 프로세스 가스로 하여금 기판 지지부 (201) 상에 지지된 기판 (203) 에 노출 시 플라즈마 (211) 로 변환되게 한다. 또한, 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 의 동작 동안, 기판 (203) 의 프로세싱으로부터의 배기 가스들 및 부산물 재료들은 화살표 (207) 로 나타낸 바와 같이 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 로부터 배기된다. 다양한 실시 예들에서 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 의 동작은 다른 부가적인 동작들 중에서, 기판 (203) 레벨에서 플라즈마 (211) 의 전기적으로 대전된 구성 성분들 (constituents) 을 기판 (203) 을 향해 끌어당기거나 또는 기판으로부터 멀어지게 (away from) 밀어내기 (repel) 위해 바이어스 전압을 생성하는 동작, 및/또는 기판 (203) 의 온도를 제어하는 동작, 및/또는 부가적인 플라즈마 (211) 를 생성하도록 기판 지지부 (201) 내에 배치된 하나 이상의 전극(들)에 부가적인 RF 전력을 인가하는 동작과 같은 많은 다른 부가적인 동작들을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 다양한 실시 예들에서, 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 는 본질적으로 기판 (203) 의 플라즈마 프로세싱과 연관된 임의의 다른 프로세스 파라미터 중에서 프로세싱 영역 (209) 으로의 프로세스 가스(들)의 공급, 프로세싱 영역 (209) 내의 압력 및 온도, 내측 코일 (109I) 및/또는 외측 코일 (109O) 로의 RF 전력의 공급, 기판 (203) 레벨에서 바이어스 전압의 공급, 기판 홀더 (201) 내의 전극(들)으로의 RF 전력의 공급 중 하나 이상을 제어하기 위한 시간적 스케쥴을 명시하는 미리 정해진 레시피에 따라 동작된다.

도 4는 일부 실시 예들에 따른, 제 1 RF 연결 인클로저 (117A) 내 영역 (302A), 제 2 RF 연결 인클로저 (117B) 내 영역 (302B), 및 계측 인클로저 (115) 의 T-형상 내부 영역 (401) 을 드러내기 위해 제거된 플랫폼 (114) 및 직접 구동 RF 전력 공급부 (101) 를 갖는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 등각도를 도시한다. 이전에 언급된 바와 같이, 다양한 실시 예들에서, 다른 타입들의 계측 장비들 중에서, 광학 계측 장비, 및/또는 열 계측 장비, 및/또는 전기 계측 장비와 같은 계측 장비는 계측 인클로저 (115) 의 T-형상 내부 영역 (401) 내에 배치된다. 일부 실시 예들에서, 뷰포트 (403) 는 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내의 프로세싱 영역 (209) 내로 윈도우 (113) 를 통해 가려지지 않은 가시선 뷰를 제공하도록 계측 인클로저 (115) 의 하단부를 통해 형성된다. 일부 실시 예들에서, 뷰포트 (403) 는 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내의 프로세싱 영역 (209) 에서 생성된 플라즈마 (211) 의 직접적인 가시선을 획득하도록 계측 인클로저 (115) 의 내부 영역 (401) 내에 배치된 광학적 계측 디바이스에 의해 사용된다. 제 1 상부 RF 연결 구조체 (301A) 는 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A) 의 RF 공급 출력부와 연결하도록 제 1 RF 연결 인클로저 (117A) 내의 영역으로부터 플랫폼 (114) 을 통해 연장한다. 제 1 상부 RF 연결 구조체 (301A) 는 RF 전력이 용이하게 송신되는 전기적으로 전도성 재료로 형성된다. 제 2 상부 RF 연결 구조체 (301B) 는 제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 의 RF 공급 출력부와 연결하도록 제 2 RF 연결 인클로저 (117B) 내의 영역으로부터 플랫폼 (114) 을 통해 연장한다. 제 2 상부 RF 연결 구조체 (301B) 는 RF 전력이 용이하게 송신되는 전기 전도성 재료로 형성된다.

도 5는 일부 실시 예들에 따른, 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A) 및 제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 각각이 대응하는 제 1 리액티브 회로 (901) 또는 제 2 리액티브 회로 (1001) 를 통해 코일 어셈블리 (109) 에 연결되는 방법의 개략도를 도시한다. 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A) 및 제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 각각은 입력 섹션 (1202) 및 출력 섹션 (1204) 을 포함한다. 입력 섹션 (1202) 은 화살표 (1211) 로 나타낸 바와 같이 출력 섹션 (1204) 에 전기적으로 접속된다. 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A) 에 대해, 출력 섹션 (1204) 은 화살표 (1213) 로 나타낸 바와 같이 제 1 리액티브 회로 (901) 에 전기적으로 접속된다. 제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 에 대해, 출력 섹션 (1204) 은 화살표 (1213) 로 나타낸 바와 같이 제 2 리액티브 회로 (1001) 에 전기적으로 접속된다. 제 1 리액티브 회로 (901) 는 화살표 (1215) 로 나타낸 바와 같이 외측 코일 (109O) 에 전기적으로 접속된다. 제 2 리액티브 회로 (1001) 는 화살표 (1215) 로 나타낸 바와 같이 내측 코일 (109I) 에 전기적으로 접속된다.

입력 섹션 (1202) 은 전기적 신호 생성기 및 게이트 드라이버의 부분을 포함한다. 출력 섹션 (1204) 은 게이트 드라이버 및 하프-브리지 트랜지스터 회로 (half-bridge transistor circuit) 의 나머지 부분을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 입력 섹션 (1202) 은 전기적 신호 생성기 및 게이트 드라이버의 전부가 구현되는 제어기 보드를 포함하고, 출력 섹션 (1204) 은 하프-브리지 트랜지스터 회로를 포함한다. 입력 섹션 (1202) 은 복수의 구형파 (square wave) 신호들을 생성하고 구형파 신호들을 출력 섹션 (1204) 으로 제공한다. 출력 섹션 (1204) 은 입력 섹션 (1202) 으로부터 수신된 복수의 구형파 신호들로부터 증폭된 구형파를 생성한다. 출력 섹션 (1204) 은 또한 증폭된 구형파의 피크-투-피크 (peak-to-peak) 크기와 같은 포락선 (envelope) 을 성형한다. 예를 들어, 성형 제어 신호 (1203) 는 포락선을 생성하도록 입력 섹션 (1202) 으로부터 출력 섹션 (1204) 으로 공급된다. 성형 제어 신호 (1203) 는 성형-증폭된 구형파를 생성하도록 증폭된 구형파를 성형하기 위한 복수의 전압 값들을 갖는다. 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A) 에 대해, 성형-증폭된 구형파는 출력 섹션 (1204) 으로부터 제 1 리액티브 회로 (901) 로 송신된다. 제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 에 대해, 성형-증폭된 구형파는 출력 섹션 (1204) 으로부터 제 2 리액티브 회로 (1001) 로 송신된다.

제 1 리액티브 회로 (901) 및 제 2 리액티브 회로 (1001) 각각은 기본 주파수를 갖는 성형-사인 파형을 생성하도록 성형-증폭된 구형파의 고차 (higher-order) 고조파들을 제거한다, 예컨대 필터링한다 (filter out). 성형-사인 파형은 성형-증폭된 구형파와 동일한 포락선을 갖는다. 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A) 에 대해, RF 전력은 기본 주파수를 갖는 성형-사인 파형의 형태로 제 1 리액티브 회로 (901) 로부터 외측 코일 (109O) 로 송신된다. 제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 에 대해, RF 전력은 기본 주파수를 갖는 성형-사인 파형의 형태로 제 2 리액티브 회로 (1001) 로부터 내측 코일 (109I) 로 송신된다. 내측 코일 (109I) 및/또는 외측 코일 (109O) 로 송신된 RF 전력은 도 3과 관련하여 이전에 논의된 바와 같이, 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내의 하나 이상의 프로세스 가스(들)를 기판 (203) 의 프로세싱을 위해 플라즈마 (211) 로 변환하도록 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내로 송신된다.

일부 실시 예들에서, 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A) 에 대해, 제 1 리액티브 회로 (901) 의 리액턴스는 입력 섹션 (1202) 으로부터 제 1 리액티브 회로 (901) 로 품질 인자 (quality factor) 제어 신호 (1207) 를 송신함으로써 수정되고, 여기서 품질 인자 제어 신호 (1207) 는 예컨대 가변 커패시터 (801) 의 커패시턴스 설정의 변화의 구현을 지시함으로써, 제 1 리액티브 회로 (901) 의 리액턴스의 특정한 변화의 구현을 지시한다. 일부 실시 예들에서, 제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 에 대해, 제 2 리액티브 회로 (1001) 의 리액턴스는 입력 섹션 (1202) 으로부터 제 2 리액티브 회로 (1001) 로 품질 인자 제어 신호 (1207) 를 송신함으로써 수정되고, 여기서 품질 인자 제어 신호 (1207) 는 예컨대 가변 커패시터 (811) 의 커패시턴스 설정의 변화의 구현을 지시함으로써, 제 2 리액티브 회로 (1001) 의 리액턴스의 특정한 변화의 구현을 지시한다.

일부 실시 예들에서, 피드백 신호 (1205) 는 출력 섹션 (1204) 의 출력부 O1로부터 입력 섹션 (1202) 으로 전송된다. 일부 실시 예들에서, 출력 섹션 (1204) 으로부터 출력된 성형-증폭된 구형파의 시변 전압과 시변 전류 사이의 위상차는 위상차를 감소시키거나 제거하도록 출력 섹션 (1204) 의 제어를 인에이블하기 (enable) 위한 피드백 신호 (1205) 로부터 결정된다. 일부 실시 예들에서, 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A) 에 대해, 피드백 신호 (1205) 에 더하여 또는 피드백 신호 대신에, 선택 가능한 (optional) 피드백 신호 (1209) 가 제 1 리액티브 회로 (901) 의 출력부로부터 입력 섹션 (1202) 으로 송신된다. 일부 실시 예들에서, 제 1 리액티브 회로 (901) 로부터 출력된 성형-사인 파형의 시변 전압과 시변 전류 사이의 위상차는 위상차를 감소시키거나 제거하도록 출력 섹션 (1204) 의 제어 및/또는 제 1 리액티브 회로 (901) 의 제어를 인에이블하기 위한 피드백 신호 (1209) 로부터 결정된다. 일부 실시 예들에서, 제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 에 대해, 피드백 신호 (1205) 에 더하여 또는 피드백 신호 대신에, 선택 가능한 피드백 신호 (1209) 가 제 2 리액티브 회로 (1001) 의 출력부로부터 입력 섹션 (1202) 으로 송신된다. 일부 실시 예들에서, 제 2 리액티브 회로 (1001) 로부터 출력된 성형-사인 파형의 시변 전압과 시변 전류 사이의 위상차는 위상차를 감소시키거나 제거하도록 출력 섹션 (1204) 의 제어 및/또는 제 2 리액티브 회로 (1001) 의 제어를 인에이블하기 위한 피드백 신호 (1209) 로부터 결정된다.

도 6은 일부 실시 예들에 따른, 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A) 및 제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 각각의 개략도를 도시한다. 입력 섹션 (1202) 은 제어기 보드 (1402) 및 게이트 드라이버 (1411) 의 부분을 포함한다. 게이트 드라이버 (1411) 는 제어기 보드 (1402) 에 커플링된다. 출력 섹션 (1204) 은 게이트 드라이버 (1411) 및 하프-브리지 전계 효과 트랜지스터 (field effect transistor; FET) 회로 (1418) 의 나머지 부분을 포함한다. 이하에 기술된 하프-브리지 FET 회로 (1418) 또는 트리는 본 명세서에서 때때로 증폭 회로로서 지칭되고 게이트 드라이버 (1411) 에 커플링된다.

제어기 보드 (1402) 는 제어기 (1404), 신호 생성기 (1406), 및 주파수 입력부 (1408) 를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 제어기 (1404) 는 프로세서 및 메모리 디바이스를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 제어기 (1404) 는 마이크로 프로세서, 주문형 반도체 (application specific integrated circuit; ASIC), 중앙 프로세싱 유닛, 프로세서, PLD (programmable logic device), 및 FPGA (Field Programmable Gate Array) 중 하나 이상을 포함한다. 신호 생성기 (1406) 는 디지털 파형 또는 펄스 트레인과 같은 구형파 신호를 생성하는 구형파 오실레이터이다. 구형파는 높은 레벨 (또는 1) 과 같은 제 1 로직 레벨과 낮은 레벨 (또는 0) 과 같은 제 2 로직 레벨 사이에서 펄싱된다. 신호 생성기 (1406) 는 다른 동작 주파수들 중에서, 400 ㎑, 또는 2 ㎒, 또는 13.56 ㎒, 또는 27 ㎒, 또는 60 ㎒와 같은 미리 정해진 동작 주파수에서 구형파 신호를 생성한다.

게이트 드라이버 (1411) 는 게이트 드라이버 하위-부분 (1410), 커패시터 (1412), 레지스터 (1414), 및 펄스 변압기 (1416) 의 주 권선 (1416A) 을 갖는 제 1 부분을 포함한다. 게이트 드라이버 (1411) 는 또한 변압기 (1416) 의 2 차 권선들 (1416B 및 1416C) 을 포함하는 제 2 부분 (나머지 부분) 을 포함한다. 게이트 드라이버 하위-부분 (1410) 은 복수의 게이트 드라이버들 (1410A 및 1410B) 을 포함한다. 게이트 드라이버들 (1410A 및 1410B) 각각은 일 단부에서 양의 전압 소스에 그리고 반대편 단부에서 음의 전압 소스에 커플링된다. 하프-브리지 FET 회로 (1418) 는 푸시-풀 구성으로 서로 커플링된 FET (1418A) 및 FET (1418B) 를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 도 6에 도시된 바와 같이, FET (1418A) 및 FET (1418B) 은 적어도 문턱 값 전압이 게이트 도전체에 인가될 때 턴 온되는 (turn on) n-타입 FET들이다. 그러나, 다른 실시 예들에서, FET (1418A) 및 FET (1418B) 은 적어도 문턱 값 전압이 게이트 도전체에 인가될 때 턴 오프되는 (turn off) p-타입 FET들이다. 일부 실시 예들에서, FET (1418A) 및 FET (1418B) 각각은 금속 옥사이드 반도체 전계 효과 트랜지스터 (metal oxide semiconductor field effect transistor; MOSFET) 로서 구현된다. 일부 실시 예들에서, 또 다른 타입의 트랜지스터, 예컨대 그 중에서도 절연 게이트 양극성 트랜지스터 (insulated gate bipolar transistor; IGBT), 또는 금속 반도체 전계 효과 트랜지스터 (metal semiconductor field effect transistor; MESFET), 또는 접합형 전계 효과 트랜지스터 (junction field effect transistor; JFET) 가 FET (1418A) 및 FET (1418B) 대신에 사용된다. 일부 실시 예들에서, FET (1418A) 및 FET (1418B) 각각은 실리콘 카바이드, 또는 실리콘, 또는 갈륨 나이트라이드로부터 이루어진다. FET (1418A) 및 FET (1418B) 각각은 약 0.01 Ω에서 약 10 Ω으로 연장하는 범위 내와 같은 미리 결정된 범위 내에 놓인 출력 임피던스를 갖는다. 일부 실시 예들에서, 하프-브리지 FET 회로 (1418) 는 도전체 (1419) 를 통해 FET (1418A) 의 제 1 단자에 전기적으로 접속된 전압 소스 Vdc를 포함하는, 직류 (DC) 레일 (1413) (점선 섹션 내에 예시됨) 을 포함한다. FET (1418A) 의 제 2 단자는 FET (1418B) 의 제 1 단자에 전기적으로 접속된다. FET (1418B) 의 제 2 단자는 기준 접지 전위에 전기적으로 접속된다.

일부 실시 예들에서, 전압 및 전류 (VI) 프로브 (1450) 는 하프-브리지 FET 회로 (1418) 의 출력부 O1에 커플링된다. VI 프로브 (1450) 는 출력부 O1에서 복소 전류, 출력부 O1에서 복소 전압, 및 출력부 O1에서 복소 전압과 복소 전류 사이의 위상차를 측정하는 센서이다. 복소 전류는 크기와 위상을 갖는다. 유사하게, 복소 전압은 크기와 위상을 갖는다. 출력부 O1은 FET (1418A) 의 소스 단자와 FET (1418B) 의 드레인 단자 사이에 있다. VI 프로브 (1450) 는 피드백 신호 (1209) 를 송신하도록 제어기 (1404) 에 커플링된다. 일부 실시 예들에서, 전압 (V) 프로브 (1450) 가 VI 프로브 (1450) 대신 사용된다. 이들 실시 예들에서, 전류 (I) 프로브 (1452) 는 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 출력부에 커플링된다. V 프로브 (1450) 는 출력부 O1에서 시변 복소 전압 크기 및 위상을 측정하는 센서이다. I 프로브 (1452) 는 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 출력부에서 시변 복소 전류 크기 및 위상을 측정하는 센서이다.

제어기 (1404) 는 동작 주파수와 같은 주파수 입력부 (1408) 를 신호 생성기 (1406) 에 제공하도록 신호 생성기 (1406) 에 커플링된다. 제어기 (1404) 는 또한 전도체를 통해 DC 레일 (1413) 의 전압 소스 (Vdc) 에 커플링된다. 신호 생성기 (1406) 는 또한 출력부에서 게이트 드라이버들 (1410A 및 1410B) 에 커플링된다. 게이트 드라이버 (1410A) 의 출력은 커패시터 (1412) 에 커플링된다. 게이트 드라이버 (1410B) 의 출력은 레지스터 (1414) 에 커플링된다. 커패시터 (1412) 및 레지스터 (1414) 는 변압기 (1416) 의 1 차 권선 (1416A) 의 반대편 단부들에 커플링된다. 커패시터 (1412) 는 1 차 권선 (1416A) 의 인덕턴스를 상쇄하거나 (cancel) 무효화하도록 (negate) 기능한다. 1 차 권선 (1416A) 의 인덕턴스의 상쇄 또는 무효화는 게이트 드라이버들 (1410A 및 1410B) 에 의해 출력되는 게이트 구동 신호들의 사각형 형상의 생성을 용이하게 한다. 또한, 레지스터 (1414) 는 신호 생성기 (1406) 에 의해 생성되는 구형파 신호의 오실레이션을 감소시킨다.

변압기 (1416) 의 2 차 권선 (1416B) 의 제 1 단부는 FET (1418A) 의 게이트 단자에 전기적으로 접속된다. 2 차 권선 (1416B) 의 제 2 단부는 모두 하프-브리지 FET 회로 (1418) 의 출력부 O1에 전기적으로 접속되는, FET (1418A) 의 제 2 단자 및 FET (1418B) 의 제 1 단자 모두에 전기적으로 접속된다.

변압기 (1416) 의 2 차 권선 (1416C) 의 제 1 단부는 FET (1418B) 의 게이트 단자에 전기적으로 접속된다. 2 차 권선 (1416C) 의 제 2 단부는 기준 접지 전위에 전기적으로 접속된다. 하프-브리지 FET 회로 (1418) 의 출력부 O1는 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 입력부에 전기적으로 접속된다. 저항 (1420) 은 하프-브리지 FET 회로 (1418) 의 출력부 O1에 의해 보여진다. 레지스턴스 (1420) 는 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 가 연결된 코일 어셈블리 (109) 의 부분에 레지스턴스, 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내에 존재할 때 플라즈마 (211) 에 의해 제시된 레지스턴스, 및 출력부 O1로부터 코일 어셈블리 (109) 로의 RF 전력 송신 통로의 레지스턴스의 조합을 나타낸다.

제어기 (1404) 는 주파수 입력부 (1408) 와 같은 설정을 생성하고, 주파수 입력부 (1408) 를 신호 생성기 (1406) 에 제공한다. 주파수 입력부 (1408) 는 타깃 동작 주파수의 2 ㎒, 13.56 ㎒ 등과 같은 값이다. 신호 생성기 (1406) 는 제어기 (1404) 로부터 설정을 수신할 때 타깃 동작 주파수를 갖는 입력 RF 신호를 생성한다. 입력된 RF 신호는 구형파 신호이다. 게이트 드라이버들 (1410A 및 1410B) 은 증폭된 RF 신호를 생성하도록 입력 RF 신호를 증폭하고 그리고 변압기 (1416) 의 1 차 권선 (1416A) 에 증폭된 RF 신호를 제공한다.

미리 결정된 (given) 시간에 증폭된 RF 신호의 전류 플로우의 방향성에 기초하여, 2 차 권선 (1416B) 또는 2 차 권선 (1416C) 은 미리 결정된 시간에 문턱 값 전압을 갖는 게이트 구동 신호를 생성한다. 예를 들어, 증폭된 RF 신호의 전류가 1 차 권선 (1416A) 의 양으로 대전된 단자 (점으로 나타냄) 로부터 1 차 권선 (1416A) 의 음으로 대전된 단자 (점이 없음으로 나타냄) 로 흐를 때, 2 차 권선 (1416B) 은 FET (1418A) 를 턴 온하기 위해 적어도 문턱 값 전압을 갖는 게이트 구동 신호를 생성하고, 2 차 권선 (1416C) 은 FET (1418B) 가 오프되도록 문턱 값 전압을 생성하지 않는다. 반대로, 증폭된 RF 신호의 전류가 1 차 권선 (1416A) 의 음으로 대전된 단자 (점이 없음으로 나타냄) 로부터 1 차 권선 (1416A) 의 양으로 대전된 단자 (점으로 나타냄) 로 흐를 때, 2 차 권선 (1416C) 은 FET (1418B) 를 턴 온하기 위해 적어도 문턱 값 전압을 갖는 게이트 구동 신호를 생성하고, 2 차 권선 (1416B) 은 FET (1418A) 가 오프되도록 문턱 값 전압을 생성하지 않는다.

FET (1418A) 의 게이트 및 FET (1418B) 의 게이트로 송신되는 게이트 구동 신호 각각은 타깃 동작 주파수를 갖는 구형파 신호, 예를 들어, 디지털 신호 또는 펄스 신호이다. 예를 들어, FET (1418A) 의 게이트 및 FET (1418B) 의 게이트로 송신되는 게이트 구동 신호 각각은 낮은 레벨과 높은 레벨 사이에서 전이한다. FET (1418A) 의 게이트 및 FET (1418B) 의 게이트로 송신되는 게이트 구동 신호들은 타깃 동작 주파수를 갖고 서로에 대해 역 동기화된다 (in reverse synchronization). 더 구체적으로, FET (1418A) 의 게이트로 송신되는 게이트 구동 신호가 낮은 레벨로부터 높은 레벨로 전이하는 시간 인터벌 또는 시간 동안, FET (1418B) 의 게이트로 송신되는 게이트 구동 신호는 동시에 높은 레벨로부터 낮은 레벨로 전이한다. 유사하게, FET (1418A) 의 게이트로 송신되는 게이트 구동 신호가 높은 레벨로부터 낮은 레벨로 전이하는 시간 인터벌 또는 시간 동안, FET (1418B) 의 게이트로 송신되는 게이트 구동 신호는 동시에 낮은 레벨로부터 높은 레벨로 전이한다. 이러한 게이트 구동 신호들의 역 동기화는 FET (1418A) 및 FET (1418B) 로 하여금 시변 구형파 신호의 타깃 동작 주파수에 따라 반복되는 방식으로 연속적으로 턴 온되고 연속적으로 턴 오프되게 한다. FET (1418A) 및 FET (1418B) 은 연속적으로 동작된다. 예를 들어, FET (1418A) 가 턴 온될 때, FET (1418B) 는 턴 오프된다. 그리고, FET (1418B) 가 턴 온될 때, FET (1418A) 는 턴 오프된다. FET (1418A) 및 FET (1418B) 은 동시에 또는 동일한 시간 기간 동안 온이 아니다. 타깃 동작 주파수 이외의 주파수들에서, 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 는 많은 전류가 다른 타깃이 아닌 주파수들에서 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 로부터 나오지 않도록 고 부하를 제시하도록 기능한다.

FET (1418A) 가 온이고 FET (1418B) 가 오프일 때, 전류는 출력부 O1에서 전압을 생성하도록 전압 소스 Vdc와 출력부 O1 사이에 흐른다. 출력부 O1에서의 전압은 제어기 (1404) 또는 임의 파형 생성기 (arbitrary waveform generator) (1405) 로부터 수신된 전압 값들에 따라 생성되고, 이는 이하에 더 기술된다. FET (1418B) 가 오프일 때, 출력부 O1로부터 FET (1418B) 에 커플링된 접지 전위로 흐르는 전류가 없다. 전류는 FET (1418A) 가 온일 때 전압 소스 Vdc로부터 출력부 O1을 통해 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 입력부로 흐른다. 또한, FET (1418B) 가 온이고 FET (1418A) 가 오프일 때, 전류는 출력부 O1로부터 FET (1418B) 에 커플링된 기준 접지 전위로 흐른다. FET (1418A) 가 오프일 때, 전압 소스 Vdc로부터 출력부 O1로 흐르는 전류가 없다.

일부 실시 예들에서, 제어기 (1404) 는 전압 값들을 나타내는 성형 제어 신호 (1403) 를 생성하도록 임의 파형 생성기 (1405) 에 지시한다. 성형 제어 신호 (1403) 는 전기 전도체를 통해 전압 소스 Vdc로 송신된다. DC 레일 (1413) 은 제어기 (1404) 에 의해 (그리고 선택 가능하게, 임의 파형 생성기 (1405) 에 의해) 전압 소스 Vdc의 고속 제어가 있다는 점에서 민첩하다 (agile). 제어기 (1404) 및 전압 소스 Vdc 모두는 제어기 (1404) 로 하여금 전압 소스 Vdc를 실질적으로 즉시 제어하게 하는 전자 회로들이다. 예를 들어, 제어기 (1404) 가 (직접 또는 임의 파형 생성기 (1405) 를 통해) 전압 소스 Vdc로 성형 제어 신호 (1403) 의 전압 값들을 전송할 때, 이에 따라 전압 소스 Vdc는 실질적으로 즉시 출력 전압 레벨을 변화시킨다. 일부 실시 예들에서, 성형 제어 신호 (1403) 에 의해 나타낸 전압 값들은 DC 레일 (1413) 이 이 전압 범위 내에서 동작하도록, 약 0 V로부터 약 80 V로 연장하는 범위 내에 있다. 성형 제어 신호 (1403) 에 의해 나타낸 전압 값들은 출력 섹션 (1204) 의 출력부 O1에서 성형-증폭된 구형파의 성형된 포락선을 규정하도록 전압 소스 Vdc에 의해 생성되는 전압 신호의 크기들이다. 예를 들어, 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 가 연속 파형을 생성하도록 동작될 때, 성형 제어 신호 (1403) 에 의해 나타낸 전압 값들은 시간의 함수로서, 출력 섹션 (1204) 의 출력부 O1에서 생성된 연속 파형의 파라미터의 피크-투-피크 크기를 제어하고, 여기서 파라미터는 예로서 전력, 전압 및 전류 중 하나 이상이다. 연속 파형의 피크-투-피크 크기는 시간의 함수로서 연속 파형의 성형된 포락선을 규정한다.

또 다른 예에서, 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 가 펄싱된 형상인 성형된 포락선을 갖기 위해 출력부 O1에서 성형-증폭된 구형파를 생성하도록 동작될 때, 성형-증폭된 구형파의 피크-투-피크 크기가 제 1 파라미터 레벨 (예를 들어, 높은 레벨) 로부터 제 2 파라미터 레벨 (예를 들어, 낮은 레벨) 로 변화하거나 제 2 파라미터 레벨로부터 제 1 파라미터 레벨로 변화하도록, 성형 제어 신호 (1403) 에 의해 나타낸 전압 값들이 주어진 시간에 또는 주어진 미리 결정된 시간 기간 동안 (계단 함수 유사 방식으로) 실질적으로 즉시 변화되고, 여기서 파라미터는 예로서, 전력, 전압, 및 전류 중 하나 이상이다. 또 다른 예에서, 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 가 임의의 형상의 성형된 포락선을 갖기 위해 출력부 O1에서 성형-증폭된 구형파를 생성하도록 동작될 때, 성형-증폭된 구형파 변화들의 피크-투-피크 크기가 규정되고 제어된 임의의 방식이도록, 성형 제어 신호 (1403) 에 의해 나타낸 전압 값들이 임의 파형 생성기 (1405) 를 통해 제어기 (1404) 에 의해 지시된 바와 같이 규정되고 제어된 임의의 방식으로 변화된다. 또 다른 예에서, 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 가 멀티-상태 펄싱된 형상을 갖기 위해 출력부 O1에서 성형-증폭된 구형파를 생성하도록 동작될 때, 성형-증폭된 구형파의 피크-투-피크 크기가 상이한 상태들 사이에서 변화하도록,성형 제어 신호 (1403) 에 의해 나타낸 전압 값들이 주어진 시간에 또는 주어진 미리 결정된 시간 기간 동안 (계단 함수 유사 방식으로) 실질적으로 즉시 변화되고, 상이한 상태들 각각은 특정한 파라미터 레벨, 그 중에서도 예를 들어, 전력 레벨, 전압 레벨, 및/또는 전류 레벨의 상이한 피크-투-피크 크기를 갖는다. 다양한 실시 예들에서, 제어기 (1404) 에 의해 명시된 바와 같이, 상이한 상태들의 수는 2 개 이상이다.

출력 섹션 (1204) 의 출력부 O1에서 생성된 성형-증폭된 구형파는 게이트 드라이버들 (1410A 및 1410B) 에 의해 출력될 때 게이트 구동 신호들에 따라 FET (1418A) 및 FET (1418B) 의 동작 (시간의 함수로서) 에 기초하고, 그리고 성형 제어 신호 (1403) 에 따라 전압 소스 Vdc에 의해 전압을 (시간의 함수로서) 공급한다. 성형-증폭된 구형파의 증폭량은 하프-브리지 FET 회로 (1418) 의 FET (1418A) 및 FET (1418B) 의 출력 임피던스들, 제어기 (1404) 에 의해 (그리고 선택 가능하게 임의 파형 생성기 (1405) 에 의해) 전압 소스 Vdc에 공급되는 전압 값들, 및 전압 소스 Vdc의 최대 달성 가능한 전압 값에 기초한다. 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 는 성형-증폭된 구형파를 수신하고 그리고 기본 주파수를 갖는 성형-사인 파형을 생성하도록 성형-증폭된 구형파의 고차 고조파들을 감소시키거나 제거하도록 기능한다. 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 에 의해 출력되는 성형-사인 파형은 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 로 입력되는 성형-증폭된 구형파와 동일한 성형된 포락선을 갖는다는 것이 이해되어야 한다. 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 에 의해 출력되는 성형-사인 파형은 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내 플라즈마 (211) 의 생성을 위한 RF 신호로서 코일 어셈블리 (109) 에 제공된다.

VI 프로브 (1450) 는 출력부 O1에서 성형-증폭된 구형파의 복소 전압 및 복소 전류를 측정하고 제어기 (1404) 에 피드백 신호 (1205) 를 제공하고, 여기서 피드백 신호 (1205) 는 복소 전압 및 복소 전류를 나타낸다. 제어기 (1404) 는 피드백 신호 (1205) 로부터 성형-증폭된 구형파의 복소 전압과 성형-증폭된 구형파의 복소 전류 사이의 위상차를 식별하고 그리고 위상차가 미리 결정된 허용 가능한 범위 내에 있는지 여부를 결정한다. 예를 들어, 제어기 (1404) 는 위상차가 0인지 또는 0으로부터 멀리 미리 결정된 허용 가능한 범위 (백분율) 이내인지 여부를 결정한다. 위상차가 미리 결정된 허용 가능한 범위 내에 있지 않다는 결정 시, 제어기 (1404) 는 주파수 입력부 (1408) 를 변화시키도록 동작 주파수의 주파수 값들을 변화시킨다. 변화된 주파수 값들은 신호 생성기 (1406) 의 동작 주파수를 변화시키도록 주파수 입력부 (1408) 로부터 신호 생성기 (1406) 로 제공된다. 일부 실시 예들에서, 동작 주파수는 약 10 ㎲ 이하 내에서 변화된다. 신호 생성기 (1406) 의 동작 주파수는 제어기 (1404) 가 VI 프로브 (1450) 에 의해 측정되는 복소 전압과 복소 전류 사이의 위상차가 미리 결정된 허용 가능한 범위 내에 있다고 결정할 때까지 변화된다. 복소 전압과 복소 전류 사이의 위상차가 미리 결정된 허용 가능한 범위 내에 있다는 결정 시, 제어기 (1404) 는 주파수 입력부 (1408) 를 더 변화시키지 않는다. 위상차가 미리 결정된 허용 가능한 범위 내에 있을 때, 미리 결정된 전력량이 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 의 출력부 O1로부터 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 를 통해 코일 어셈블리 (109) 에 제공된다.

일부 실시 예들에서, 주파수 입력(1408) 을 변화시키는 것에 더하여 또는 주파수 입력을 변화시키는 대신에, 제어기 (1404) 는 전압 소스 Vdc에 의해 생성된 전압 신호를 변화시키기 위해 전압 소스 Vdc에 공급되는 성형 제어 신호 (1403) 의 전압 값들을 변화시킨다. 전압 소스 Vdc는 성형 제어 신호 (1403) 에 나타낸 전압 값들에 따라 전압 레벨을 변화시킨다. 제어기 (1404) 는 성형-증폭된 구형파가 미리 결정된 전력 설정점을 달성할 때까지 성형 제어 신호 (1403) 의 전압 값들을 계속해서 변화시킨다. 일부 실시 예들에서, 미리 결정된 전력 설정점은 제어기 (1404) 의 메모리 디바이스에 저장된다. 다양한 실시 예들에서, 출력부 O1에서 성형-증폭된 구형파의 전압을 변화시키는 대신에 성형-증폭된 구형파의 전류가 변화된다. 예를 들어, 성형 제어 신호 (1403) 의 전압 값들의 변화들을 지시함으로써, 제어기 (1404) 는 성형-증폭된 구형파가 미리 결정된 전류 설정점을 달성할 때까지 출력부 O1에서 성형-증폭된 구형파의 전류를 변화시킨다. 일부 실시 예들에서, 미리 결정된 전류 설정점은 제어기 (1404) 의 메모리 디바이스에 저장된다. 일부 실시 예들에서, 출력부 O1에서 성형-증폭된 구형파의 전압 또는 전류를 변화시키는 대신에 성형-증폭된 구형파의 전력이 변화된다. 예를 들어, 성형 제어 신호 (1403) 의 전압 값들의 변화들을 지시함으로써, 제어기 (1404) 는 성형-증폭된 구형파가 미리 결정된 전력 설정점을 달성할 때까지 출력부 O1에서 성형-증폭된 구형파의 전력을 변화시킨다. 일부 실시 예들에서, 미리 결정된 전력 설정점은 제어기 (1404) 의 메모리 디바이스에 저장된다. 출력부 O1에서 생성된 성형-증폭된 구형파의 전압, 전류, 또는 전력의 모든 변화는 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 에 의해 출력된 성형-사인 파형의 전압, 전류, 또는 전력에서 각각 동일한 변화를 생성한다는 것을 주의해야 한다.

일부 실시 예들에서, 제어기 (1404) 는 모터 드라이버 및 모터 (예를 들어, 스텝퍼 모터) 를 통해 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 에 커플링된다. 일부 실시 예들에서, 모터 드라이버는 하나 이상의 트랜지스터들을 포함하는 집적 회로 디바이스로서 구현된다. 제어기 (1404) 는 모터 드라이버로부터 모터로 송신되는 전기 신호를 생성하도록 품질 인자 제어 신호 (1207) 와 같은 신호를 모터 드라이버로 전송한다. 모터는 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 리액턴스를 변화시키도록 모터 드라이버로부터 수신된 전기 신호에 따라 동작한다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 모터는 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 리액턴스를 변화시키기 위해 커패시터 (801/811) 내 전기적으로 전도성 플레이트들 사이의 면적 (또는 간격) 을 변화시키도록 동작한다. 일부 실시 예들에서, 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 리액턴스는 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 미리 정해진 품질 인자를 유지하도록 변화된다.

외측 코일 (109O)/내측 코일 (109I) 의 인덕턴스와 조합된 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 는 높은 품질 인자 (Q) 를 갖는다. 예를 들어, 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 에서 손실되는 출력부 O1에서 생성된 성형-증폭된 구형파의 전력량은 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 출력부로부터 외측 코일 (109O)/내측 코일(109I) 로 송신된 성형-사인 파형의 전력량과 비교하여 낮다. 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 높은 품질 인자는 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내에서 플라즈마 (211) 의 고속 점화를 용이하게 한다. 또한, 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 는 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 의 출력부 O1가 레지스턴스 (1420) 를 보이지만, 본질적으로 어떠한 리액턴스도 보이지 않도록, 플라즈마 (211) 및 외측 코일 (109O)/내측 코일(109I) 의 유도성 리액턴스를 공진하기 위해 구성되고 설정된다. 예를 들어, 제 1 리액티브 회로 (901) 는 외측 코일 (109O), 플라즈마 (211), 및 제 1 리액티브 회로 (901) 와 외측 코일 (109O) 사이의 RF 전력 송신 연결들 중 하나 이상의 리액턴스를 감소시키는, 예컨대 무효화하거나 (nullify) 상쇄하는 리액턴스를 갖도록 제어된다. 일부 실시 예들에서, 제 1 리액티브 회로 (901) 의 리액턴스는 가변 커패시터 (801) 의 커패시턴스 설정을 제어함으로써 제어된다. 유사하게, 제 2 리액티브 회로 (1001) 는 내측 코일 (109I), 플라즈마 (211), 및 제 2 리액티브 회로 (1001) 와 내측 코일 (109I) 사이의 RF 전력 송신 연결들 중 하나 이상의 리액턴스를 감소시키는, 예컨대 무효화하거나 상쇄하는 리액턴스를 갖도록 제어된다. 일부 실시 예들에서, 제 2 리액티브 회로 (1001) 의 리액턴스는 가변 커패시터 (811) 의 커패시턴스 설정을 제어함으로써 제어된다.

일부 실시 예들에서, FET (1418A) 및 FET (1418B) 는 낮은 내부 저항 및 고속 스위칭 시간을 갖고, FET (1418A) 및 FET (1418B) 의 냉각을 용이하게 하도록 실리콘 카바이드로부터 제조된다. FET (1418A) 및 FET (1418B) 의 낮은 내부 저항은 더 높은 효율을 제공하고, 이는 FET (1418A) 및 FET (1418B) 로 하여금 거의 즉시 턴 온되고 10 ㎲ 미만과 같이 빠르게 턴 오프되게 한다. 일부 실시 예들에서, FET (1418A) 및 FET (1418B) 각각은 미리 결정된 시간 기간, 예컨대 10 ㎲ 미만 내에 턴 온 및 턴 오프하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, FET (1418A) 및 FET (1418B) 각각은 약 0.5 ㎲로부터 약 10 ㎲로 연장하는 시간 기간 내에 턴 온 및 턴 오프하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, FET (1418A) 및 FET (1418B) 각각은 약 1 ㎲로부터 약 5 ㎲로 연장하는 시간 기간 내에 턴 온 및 턴 오프하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, FET (1418A) 및 FET (1418B) 각각은 약 3 ㎲에서 약 7 ㎲로 연장하는 시간 기간 내에 턴 온 및 턴 오프하도록 구성된다. FET (1418A) 및 FET (1418B) 각각에 대한 온 상태와 오프 상태 사이의 전이에서 본질적으로 지연이 없다는 것이 이해되어야 한다. 이러한 방식으로, FET (1418A) 가 턴 온될 때, FET (1418B) 는 본질적으로 동시에 턴 오프된다. 그리고, FET (1418A) 가 턴 오프될 때, FET (1418B) 는 본질적으로 동시에 턴 온된다. FET (1418A) 및 FET (1418B) 는 전류가 전압 소스 Vdc로부터 FET (1418A) 및 FET (1418B) 를 통해 기준 접지 전위로 직접적으로 흐르는 것을 방지하기 위해 FET (1418A) 및 FET (1418B) 이 동시에 온되지 않을 것임을 보장하도록 충분히 빠르게 스위치 온 및 오프하도록 구성된다.

실리콘 카바이드 FET (1418A) 및 FET (1418B) 의 낮은 내부 저항은 실리콘 카바이드 FET (1418A) 및 FET (1418B) 에 의해 생성된 열량 (amount of heat) 을 감소시키고, 이는 냉각 플레이트 또는 열 싱크를 사용하여 실리콘 카바이드 FET (1418A) 및 FET (1418B) 을 더 쉽게 냉각하게 한다.

제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 의 컴포넌트들, 예컨대 트랜지스터들은 전자 장치 (electronic) 라는 것이 이해되어야 한다. 또한, 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 로부터 코일 어셈블리 (109) 로의 RF 전력 송신 통로에 RF 임피던스 매칭 네트워크가 없고 RF 케이블이 없다는 것이 이해되어야 한다. 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 로부터 코일 어셈블리 (109) 로의 RF 전력 송신 통로에 RF 임피던스 매칭 네트워크의 부재 및 RF 케이블의 부재와 조합된 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 내의 전자 컴포넌트들은 상이한 플라즈마 프로세싱 챔버들 (111) 에 걸쳐 빠른 플라즈마 (211) 점화 및 플라즈마 (211) 지속 가능성에 관한 반복성 및 일관성을 제공한다.

도 7a는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 의 출력부 O1에서 생성된 예시적인 성형된-증폭된 구형파 (1606) 의 파라미터의 플롯을 도시한다. 성형-증폭된 구형파 (1606) 의 파라미터는 전력, 전압, 또는 전류이다. 성형-증폭된 구형파 (1606) 는 제어기 (1404) 및/또는 임의 파형 생성기 (1405) 에 의해 지시된 바와 같이 성형 제어 신호 (1403) 에 의해 나타낸 전압 값들에 따라 생성된 성형된 포락선 (1608) 을 갖는다. 성형된 포락선 (1608) 은 성형-증폭된 구형파 (1606) 의 파라미터의 절대 크기가 제 1 레벨 L1 (더 낮은 레벨) 과 제 2 레벨 L2 (더 높은 레벨) 사이에서 전이하도록 제어된다. 파라미터는 제 2 레벨 L2에서보다 제 1 레벨 L1에서 더 낮은 피크-투-피크 크기를 갖는다. 성형된 포락선 (1608) 은 성형 제어 신호 (1403) 에 의해 나타낸 전압 값들에 따라, 도 7a에 도시된 형상과 상이한 형상을 가질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 성형 제어 신호 (1403) 는 성형된 포락선 (1608) 이 연속파 형상, 삼각형 형상, 멀티-레벨 펄스 형상, 또는 본질적으로 임의의 다른 미리 정해진 제어된 임의의 형상을 갖도록 지시하기 위해 생성될 수 있다.

도 7b는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 출력부에서 생성된 예시적인 성형된-사인 파형 (1608) 의 파라미터의 플롯을 도시한다. 성형-사인 파형 (1608) 의 파라미터는 전력, 전압, 또는 전류이다. 성형-사인 파형 (1608) 은 시간의 함수로서 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 에 입력되는 성형-증폭된 구형파 (1606) 에 기초한다. 성형-증폭된 구형파 (1606) 는 기본 주파수 사인 파형 (1608A) 과 복수의 고차 고조파 주파수 사인 파형들 (1608B, 1608C 등) 의 조합이다. 예를 들어, 사인 파형 (1608B) 은 기본 주파수 사인 파형 (1608A) 의 2 차 고조파 주파수를 나타낸다. 그리고, 사인 파형 (1608C) 은 기본 주파수 사인 파형 (1608A) 의 3 차 고조파 주파수를 나타낸다. 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 는 기본 주파수 사인 파형 (1608A) 만이 시간의 함수로서 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 출력부에 제공되도록, 성형-증폭된 구형파 (1606) 로부터 고차 고조파 사인 파형들 (1608B, 1608C) 을 제거하도록 기능한다. 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 높은 품질 인자는 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 에 의해 출력되는 성형-증폭된 구형파 (1606) 로부터 고차 고조파 주파수 사인 파형들 (1608B, 1608C 등) 의 제거를 용이하게 한다. 기본 주파수 사인 파형 (1608A) 은 성형-사인 파형 (1608) 으로서 코일 어셈블리 (109) 로 송신되고, 이에 따라 RF 전력을 코일 어셈블리 (109) 로 송신한다.

도 8a는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 출력부에서 생성된 예시적인 성형-사인 파형 (1704) 의 파라미터의 플롯을 도시한다. 성형-사인 파형 (1704) 의 파라미터는 전력, 전압, 또는 전류이다. 성형-사인 파형 (1704) 은 제어기 (1404) 및/또는 임의 파형 생성기 (1405) 에 의해 지시된 바와 같이 성형 제어 신호 (1403) 에 의해 나타낸 전압 값들에 따라 생성된 성형된 포락선 (1706) 을 갖는다. 성형된 포락선 (1706) 은 시간의 함수로서 성형-사인 파형 (1704) 의 파라미터의 피크-투-피크 변화를 규정한다. 예시적인 성형된 포락선 (1706) 은 펄스 성형된 포락선과 같은 사각형 형상의 포락선을 나타낸다.

도 8b는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 출력부에서 생성된 예시적인 성형된-사인 파형 (1710) 의 파라미터의 플롯을 도시한다. 성형된-사인 파형 (1710) 의 파라미터는 전력, 전압, 또는 전류이다. 성형된-사인 파형 (1710) 은 제어기 (1404) 및/또는 임의 파형 생성기 (1405) 에 의해 지시된 바와 같이 성형 제어 신호 (1403) 에 의해 나타낸 전압 값들에 따라 생성된 성형된-포락선 (1712) 을 갖는다. 성형된-포락선 (1712) 은 시간의 함수로서 성형된-사인 파형 (1710) 의 파라미터의 피크-투-피크 변화를 규정한다. 예시적인 성형된 포락선 (1710) 은 실질적으로 삼각형 형상의 포락선을 나타낸다.

도 8c는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 출력부에서 생성된 예시적인 성형된-사인 파형 (1716) 의 파라미터의 플롯을 도시한다. 성형된-사인 파형 (1716) 의 파라미터는 전력, 전압, 또는 전류이다. 성형된-사인 파형 (1716) 은 제어기 (1404) 및/또는 임의 파형 생성기 (1405) 에 의해 지시된 바와 같이 성형 제어 신호 (1403) 에 의해 나타낸 전압 값들에 따라 생성된 성형된-포락선 (1718) 을 갖는다. 성형된-포락선 (1718) 은 시간의 함수로서 성형된-사인 파형 (1716) 의 파라미터의 피크-투-피크 변화를 규정한다. 예시적인 성형된 포락선 (1718) 은 3 개의 상이한 상태들 S1, S2, 및 S3을 포함하는 멀티-상태 성형된 포락선을 나타낸다. 성형된 포락선 (1718) 은 제 1 상태 S1 동안 성형-사인 파형 (1716) 의 파라미터의 피크-투-피크 변화가 제 2 상태 S2 동안 성형-사인 파형 (1716) 의 파라미터의 피크-투-피크 변화보다 더 크도록 규정된다. 성형된 포락선 (1718) 은 또한 제 2 상태 S2 동안 성형-사인 파형 (1716) 의 파라미터의 피크-투-피크 변화가 제 3 상태 S3 동안 성형-사인 파형 (1716) 의 파라미터의 피크-투-피크 변화보다 더 크도록 규정된다. 성형된 포락선 (1718) 은 제 3 상태 S3 후에 제 1 상태 S1로 되돌아간다. 상태 S1, 상태 S2, 및 상태 S3은 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 에 의해 출력되는 성형-증폭된 구형파의 주파수보다 더 낮은 주파수로 반복된다. 따라서, 상태 S1, 상태 S2, 및 상태 S3은 성형된-사인 파형 (1716) 의 주파수보다 더 낮은 주파수로 반복된다. 다양한 실시 예들에서, 멀티-상태 성형된 포락선은 4 개 이상의 상이한 상태들을 포함하고, 상이한 상태 각각은 시간의 함수로서 성형된-사인 파형 (1716) 의 파라미터의 상이한 피크-투-피크 변화에 대응한다. 또한, 다양한 실시 예들에서, 멀티-상태 성형된 포락선은 성형된 포락선의 3 개 이상의 상이한 상태들 중 임의의 상태가 성형된 포락선의 다음 상태에 대해 성형된-사인 파형 (1716) 의 파라미터의 더 낮은 또는 더 높은 피크-투-피크 크기를 갖도록 제어될 수 있다.

도 8d는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 출력부에서 생성된 예시적인 성형된-사인 파형 (1720) 의 파라미터의 플롯을 도시한다. 성형된-사인 파형 (1720) 의 파라미터는 전력, 전압, 또는 전류이다. 성형된-사인 파형 (1720) 은 제어기 (1404) 및/또는 임의 파형 생성기 (1405) 에 의해 지시된 바와 같이 성형 제어 신호 (1403) 에 의해 나타낸 전압 값들에 따라 생성된 성형된-포락선 (1722) 을 갖는다. 성형된-포락선 (1722) 은 시간의 함수로서 성형된-사인 파형 (1720) 의 파라미터의 피크-투-피크 변화를 규정한다. 예시적인 성형된 포락선 (1722) 은 성형된-사인 파형 (1720) 이 연속파 신호를 나타내도록 편평하다 (flat).

도 9a는 일부 실시 예들에 따른, 계측 인클로저 (115) 의 개방된 뷰를 갖는 그리고 계측 인클로저 (115) 내에 배치된 예시적인 스펙트럼 반사계 시스템을 갖는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 을 도시한다. 예시적인 스펙트럼 반사계 시스템은 광 빔 (2037) (도 9c 참조) 을 계측 인클로저 (115) (예를 들어, 뷰포트 (403)) 의 개구부, 코일 연결 인클로저 (125) 의 개구부 및 윈도우 (113) (상부 윈도우 (113)) 를 통해 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내로 지향시키도록 포지셔닝된 광학 시준기 (2003) 를 포함한다. 광학 시준기 (2003) 는 또한 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내로부터 반사된 광 (2039) (도 9c 참조) 을 수용하도록 구성되고, 여기서 반사된 광 (2039) 은 윈도우 (113) 를 통과하고 코일 연결 인클로저 (125) 의 개구부를 통과하고 계측 인클로저 (115) 의 개구부를 통과한다.

일부 실시 예들에서, 계측 인클로저 (115) 내의 스펙트럼 반사계 시스템은 램프 (2023) (예를 들어, 플래시 램프), 전력 공급부 (2021), 제 1 분광계 (2027), 제 2 분광계 (2029), 분광계 전자 장치 (2031), 제어 시스템 (2025), 및 광학 시준기 (2003) 를 위한 배향 제어 스테이지 (2001) 를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 계측 인클로저 (115) 내의 스펙트럼 반사계 시스템은 또한 램프 (2023) 의 광학 출력부에 광학적으로 연결된 제 1 단부 및 광학 시준기 (2003) 에 광학적으로 연결된 제 2 단부를 갖는 광섬유 (2033A) 를 포함한다. 광은 광 빔 (2037) (도 9c 참조) 을 형성하도록 램프 (2023) 로부터 광섬유 (2033A) 를 통해 광학 시준기 (2003) 로 송신된다. 일부 실시 예들에서, 계측 인클로저 (115) 내의 스펙트럼 반사계 시스템은 또한 램프 (2023) 의 광학 출력부에 광학적으로 연결된 제 1 단부 및 제 1 분광계 (2027) 에 광학적으로 연결된 제 2 단부를 갖는 광섬유 (2033B) 를 포함한다. 램프 (2023) 로부터 투과된 광은 광섬유 (2033B) 를 통해 제 1 분광계 (2027) 로 이동한다. 일부 실시 예들에서, 계측 인클로저 (115) 내의 스펙트럼 반사계 시스템은 또한 광학 시준기 (2003) 에 광학적으로 연결된 제 1 단부 및 제 2 분광계 (2029) 에 광학적으로 연결된 제 2 단부를 갖는 광섬유 (2035) 를 포함한다. 반사된 광 (2039) (도 9c 참조) 은 광섬유 (2035) 를 통해 제 2 분광계 (2029) 로 이송된다. 일부 실시 예들에서, 계측 인클로저 (115) 내의 스펙트럼 반사계 시스템은 또한 광학 분극 제어 디바이스 및/또는 다른 광학 디바이스(들) 및/또는 다른 전기-광학 디바이스(들) 및/또는 다른 전기 디바이스(들)를 포함한다.

일부 실시 예들에서, 광학 시준기 (2003) 는 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내에서 기판 (203) 상으로 실질적으로 평행한 광 빔 (2037) 을 시준하도록 광섬유 (2033A) 로부터 수신된 광의 직경을 변화시키도록 구성된다. 광학 시준기 (2003) 는 또한 반사된 광 (2039) 을 광섬유 (2035) 내로 포커싱하도록 구성된다. 다양한 실시 예들에서, 광학 시준기 (2003) 는 하나 이상의 광학 렌즈들을 포함한다. 광 빔 (2037) 이 기판 (203) 상에 입사할 때, 기판 (203) 은 반사된 광 (2039) 으로서 광의 후면 부분을 반사한다. 분광계 (2029) 는 반사된 광 (2039) 의 스펙트럼을 측정한다. 분광계 (2027) 는 광의 입사 빔 (2037) 의 스펙트럼을 측정한다. 다양한 실시 예들에서, 제어 시스템은 기판 (203) 상의 막의 두께, 및/또는 기판 (203) 상의 에칭 레이트 및/또는 기판 (203) 상의 증착 레이트 및/또는 기판 (203) 상에서 수행된 플라즈마 프로세싱 동작을 위한 엔드포인트 조건, 및/또는 관심 있는 또 다른 플라즈마 프로세싱 관련 파라미터의 존재를 결정하기 위해 제 1 분광계 (2027) 및/또는 제 2 분광계 (2029) 에 의해 측정된 스펙트럼을 사용한다.

일부 실시 예들에서, 광학 시준기 (2003) 를 위한 배향 제어 스테이지 (2001) 는 (y-z 기준 평면에 평행한) 제 1 수직 기준 평면 내에서 광학 시준기 (2003) 의 팁 각도 (2002) (도 9d 참조) 를 제어하기 위한 팁 조정 디바이스를 포함한다. 또한, 이들 실시 예들에서, 배향 제어 스테이지 (2001) 는 (x-z 기준 평면에 평행한) 제 2 수직 기준 평면 내에서 광학 시준기 (2003) 의 틸팅 각도 (2004) (도 9d 참조) 를 제어하기 위한 틸팅 조정 디바이스를 포함하고, 여기서 제 2 수직 기준 평면은 제 1 수직 기준 평면에 수직이다. 또한, 일부 실시 예들에서, 배향 제어 스테이지 (2001) 의 포지션은 계측 인클로저 (115) 에 대해 (x-y 기준 평면에 평행한) 수평 기준 평면 내에서 조정 가능하다. 일부 실시 예들에서, 수평 기준 평면 내 배향 제어 스테이지 (2001) 의 포지션은 원격 조정 가능하다. 일부 실시 예들에서, 배향 제어 스테이지 (2001) 는 광학 시준기 (2003) 가 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내에서 기판 (203) (도 9c 참조) 상에 실질적으로 센터링되도록 수평 기준 평면 내에 포지셔닝된다.

도 9b는 일부 실시 예들에 따른, 계측 인클로저 (115) 내에 배치된 스펙트럼 반사계 시스템을 갖는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 등각도를 도시한다. 도 9c는 일부 실시 예들에 따른, 계측 인클로저 (115) 내에 배치된 스펙트럼 반사계 시스템을 갖는 도 9b에서 A-A 단면으로서 참조된 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 수직 절단도를 도시한다. 도 9d는 일부 실시 예들에 따른, 제 1 조정 메커니즘 (2090) 및 제 2 조정 메커니즘 (2092) 에 연결된 광학 시준기 (2003) 의 배향 제어 스테이지 (2001) 의 분리된 도면을 도시한다. 제 1 조정 메커니즘 (2090) 은 계측 인클로저 (115) 의 외부로부터 팁 조정 디바이스까지 연장한다. 일부 실시 예들에서, 제 1 조정 메커니즘 (2090) 은 계측 인클로저 (115) 외부의 제 1 위치로부터, 화살표 (2017) 로 나타낸 바와 같은 제 1 로드 (rod) (2009) 의 회전을 화살표 (2041) 로 나타낸 바와 같은 제 1 스크루 (2006) 의 회전으로 변환하도록 구성된, 제 1 회전 전달 디바이스 (2005) 까지 연장하는 제 1로드 (2009) 를 포함한다. 스크루 (2006) 의 회전은 광학 시준기 (2003) 의 배향 제어 스테이지 (2001) 의 팁 각도 (2002) 의 변화를 유발한다. 제 2 조정 메커니즘 (2092) 은 계측 인클로저 (115) 의 외부로부터 틸팅 조정 디바이스까지 연장한다. 일부 실시 예들에서, 제 2 조정 메커니즘 (2092) 은 계측 인클로저 (115) 외부의 제 2 위치로부터 화살표 (2019) 로 나타낸 바와 같은 제 2 로드 (2011) 의 회전을 화살표 (2043) 로 나타낸 바와 같은 제 2 스크루 (2008) 의 회전으로 변환하도록 구성된 제 2 회전 이송 디바이스 (2007) 까지 연장하는 제 2 로드 (2011) 를 포함한다. 스크루 (2008) 의 회전은 광학 시준기 (2003) 의 배향 제어 스테이지 (2001) 의 틸팅 각도 (2004) 의 변화를 유발한다.

도 9d의 부분 (2049) 은 제 1 회전 전달 디바이스 (2005) 및 제 2 회전 전달 디바이스 (2007) 각각이 로드들 (2009/2011) 의 회전을 스크루들 (2006/2008) 의 회전으로 변환하도록 각각의 기어 박스로서 구현되는 방법의 예를 도시한다. 이 예에서, 제 1 베벨 기어 (2045) 는 제 1 회전 전달 디바이스/제 2 회전 전달 디바이스 (2005/2007) 내부의 로드 (2009/2001) 에 연결되고, 제 2 베벨 기어 (2047) 는 제 1 회전 전달 디바이스/제 2 회전 전달 디바이스 (2005/2007) 내부의 스크루 (2006/2008) 에 연결된다. 제 1 베벨 기어 (2045) 및 제 2 베벨 기어 (2047) 는 화살표 (2017/2019) 로 나타낸 바와 같은 제 1 베벨 기어 (2045) 의 회전이 화살표 (2041/2043) 로 나타낸 바와 같은 제 2 베벨 기어 (2047) 의 회전을 유발하도록 함께 맞물리도록 (mesh together) 구성된다. 그러나, 제 1 베벨 기어 (2045) 및 제 2 베벨 기어 (2047) 의 구성은 제 1 회전 전달 디바이스 (2005) 및 제 2 회전 전달 디바이스 (2007) 가 다양한 실시 예들에서 구현될 수 있는 많은 가능한 방식들의 일 예를 나타낸다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 다른 실시 예들에서, 제 1 회전 전달 디바이스 (2005) 및 제 2 회전 전달 디바이스 (2007) 는 로드들 (2009/2001) 의 제어된 회전이 대응하는 스크루들 (2006/2008) 의 제어된 회전을 유발하여 결국 팁 각도들/틸팅 각도들 (2002/2004) 의 제어된 조정을 유발하는 한, 상이한 타입들 및 배치들의 기어들 및/또는 풀리들을 사용하여 구현될 수 있다.

일부 실시 예들에서, 제 1 조정 메커니즘 (2090) 은 계측 인클로저 (115) 외부의 제 1 위치로부터 광학 시준기 (2003) 의 팁 각도 (2002) 의 수동 조정을 제공하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 제 1 조정 제어부 (2013) 는 계측 인클로저 (115) 외부의 제 1 위치에서 제 1 로드 (2009) 에 연결된다. 제 1 조정 제어부 (2013) 는 제 1 로드 (2009) 의 수동 회전을 인에이블하도록 구성된다. 또한, 일부 실시 예들에서, 제 1 조정 제어부 (2013) 는 목표된 회전 포지션에서 제 1 로드 (2009) 의 로킹 (locking) 을 인에이블하도록 구성된다. 또한, 일부 실시 예들에서, 제 2 조정 메커니즘 (2092) 은 계측 인클로저 (115) 외부의 제 2 위치로부터 광학 시준기 (2003) 의 틸팅 각도 (2004) 의 수동 조정을 제공하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 제 1 스텝퍼 모터는 광학 시준기 (2003) 의 팁 각도 (2002) 의 자동화된 원격 조정을 제공하도록 제 1 조정 제어부 (2013) 에 기계적으로 링크된다.

일부 실시 예들에서, 제 2 조정 제어부 (2015) 는 계측 인클로저 (115) 외부의 제 2 위치에서 제 2 로드 (2011) 에 연결된다. 제 2 조정 제어부 (2015) 는 제 2 로드 (2011) 의 수동 회전을 인에이블하도록 구성된다. 또한, 일부 실시 예들에서, 제 2 조정 제어부 (2015) 는 목표된 회전 포지션에서 제 2 로드 (2011) 의 로킹을 인에이블하도록 구성된다. 또한, 일부 실시 예들에서, 제 2 스텝퍼 모터는 광학 시준기 (2003) 의 틸팅 각도 (2004) 의 자동화된 원격 조정을 제공하도록 제 2 조정 제어부 (2015) 에 기계적으로 링크된다.

도 10a는 일부 실시 예들에 따른, 계측 인클로저 (115) 의 개방된 뷰 및 계측 인클로저 (115) 내에 배치된 예시적인 스펙트럼 반사계 시스템을 갖는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 을 도시하고, 여기서 스펙트럼 반사계 시스템은 광학 시준기 (2003) 를 위한 배향 제어 스테이지 (2001) 에 연결된 제 1 모터식 조정 메커니즘 (2051) 및 제 2 모터식 조정 메커니즘 (2053) 을 포함한다. 도 10b는 일부 실시 예들에 따른, 제 1 모터식 조정 메커니즘 (2051) 및 제 2 모터식 조정 메커니즘 (2053) 을 포함하는 광학 시준기 (2003) 의 배향 제어 스테이지 (2001) 의 분리된 도면을 도시한다. 제 1 모터식 조정 메커니즘 (2051) 은 제 1 모터 및 제 1 스크루 (2006) 에 연결된 연관된 기계적 링크를 포함한다. 제 1 모터는 유선 연결부 (2055) 를 통해 제어 시스템 (2025) 에 연결된다. 제어 신호들은 광학 시준기 (2003) 를 위한 배향 제어 스테이지 (2001) 의 팁 각도 (2002) 를 제어하기 위해, 화살표 (2041) 로 나타낸 바와 같이, 스크루 (2006) 의 회전을 제어하기 위해 제 1 모터식 조정 메커니즘 (2051) 의 동작을 제어하도록 유선 연결 (2055) 을 통해 송신된다. 이러한 방식으로, 제 1 모터식 조정 메커니즘 (2051) 은 제 1 전기 제어 신호에 응답하여 광학 시준기 (2003) 의 팁 각도 (2002) 의 원격 (선택 가능하게 자동) 조정을 제공하도록 구성된다.

유사하게, 제 2 모터식 조정 메커니즘 (2053) 은 제 2 모터 및 제 2 스크루 (2008) 에 연결된 연관된 기계적 링크를 포함한다. 제 2 모터는 유선 연결부 (2057) 를 통해 제어 시스템 (2025) 에 연결된다. 제어 신호들은 광학 시준기 (2003) 에 대한 배향 제어 스테이지 (2001) 의 틸팅 각도 (2004) 를 제어하기 위해, 화살표 (2043) 로 나타낸 바와 같이, 스크루 (2008) 의 회전을 제어하도록 제 2 모터식 조정 메커니즘 (2053) 의 동작을 제어하도록 유선 연결부 (2057) 를 통해 송신된다. 이러한 방식으로, 제 2 모터식 조정 메커니즘 (2053) 은 제 2 전기적 제어 신호에 응답하여 광학 시준기 (2003) 의 틸팅 각도 (2004) 의 원격 (그리고 선택 가능하게 자동) 조정을 제공하도록 구성된다.

도 11a는 일부 실시 예들에 따른, 계측 인클로저 (115) 의 개방된 뷰 및 계측 인클로저 (115) 내에 배치된 예시적인 스펙트럼 반사계 시스템을 갖는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 을 도시하고, 여기서 스펙트럼 반사계 시스템은 광학 시준기 (2003) 를 위한 평면-구면 배향 제어 스테이지 (2061) 를 포함한다. 도 11b는 일부 실시 예들에 따른, 광학 시준기 (2003) 를 위한 평면-구면 배향 제어 스테이지 (2061) 의 분리된 도면을 도시한다.

평면-구면 배향 제어 스테이지 (2061) 는 상부 부재 (2061A) 및 하부 부재 (2061B) 를 포함한다. 하부 부재 (2061B) 는 구면 캡의 부분으로서 구성된 상부 표면을 갖는다. 상부 부재 (2061A) 는 하부 부재 (2061B) 의 상부 표면에 컨포멀하게 성형된 하부 표면을 갖는다. 상부 부재 (2061A) 는 (y-z 기준 평면에 평행한) 제 1 수직 기준 평면 내에서 광학 시준기 (2003) 의 팁 각도 (2002) 를 제어하도록 하부 부재 (2061B) 에 대해 이동 가능하다. 상부 부재 (2061A) 는 또한 (x-z 기준 평면에 평행한) 제 2 수직 기준 평면 내에서 광학 시준기 (2003) 의 틸팅 각도 (2004) 를 제어하도록 하부 부재 (2061B) 에 대해 이동 가능하고, 제 2 수직 기준 평면은 제 1 수직 기준 평면에 수직이다.

(x-z 기준 평면에 평행한) 제 2 수직 기준 평면 내에서 광학 시준기 (2003) 의 틸팅 각도 (2004) 를 제어하기 위해 하부 부재 (2061B) 에 대해 상부 부재 (2061A) 의 (x-방향으로) 포지셔닝을 제공하도록 제 1 모터식 조정 메커니즘 (2063) 이 연결된다. 제 1 모터식 조정 메커니즘 (2063) 은 제 1 모터 (2065) 및 제 1 모터 (2065) 의 샤프트에 그리고 상부 부재 (2061A) 에 연결된 연관된 기계적 링크 (2064) 를 포함한다. 제 1 모터식 조정 메커니즘 (2063) 은 유선 연결부 (2066) 를 통해 수신된 제 1 전기 제어 신호에 응답하여 동작한다. 유사하게, (y-z 기준 평면에 평행한) 제 1 수직 기준 평면 내에서 광학 시준기 (2003) 의 팁 각도 (2002) 를 제어하기 위해 하부 부재 (2061B) 에 대해 상부 부재 (2061A) 의 (y-방향으로) 포지셔닝을 제공하도록 제 2 모터식 조정 메커니즘 (2067) 이 연결된다. 제 2 모터식 조정 메커니즘 (2067) 은 제 2 모터 (2069) 및 제 2 모터 (2069) 의 샤프트에 그리고 상부 부재 (2061A) 에 연결된 연관된 기계적 링크 (2068) 를 포함한다. 제 2 모터식 조정 메커니즘 (2067) 은 유선 연결부 (2070) 를 통해 수신된 제 2 전기적 제어 신호에 응답하여 동작한다.

도 11c는 일부 실시 예들에 따른, 양의 틸팅 각도 (2004A) 를 광학 시준기 (2003) 에 제공하도록 동작하는 제 1 모터식 조정 메커니즘 (2063) 및 양의 팁 각도 (2002A) 를 광학 시준기 (2003) 에 제공하도록 동작하는 제 2 모터식 조정 메커니즘 (2067) 을 갖는 광학 시준기 (2003) 를 위한 평면-구면 배향 제어 스테이지 (2061) 를 도시한다. 도 11c는 광학 시준기 (2003) 의 목표된 팁 각도 (2002A) 및 틸팅 각도 (2004A) 를 달성하기 위해 하부 부재 (2061B) 에 대해 상부 부재 (2061A) 를 이동시키도록 제 1 모터식 조정 메커니즘 (2063) 및 제 2 모터식 조정 메커니즘 (2067) 이 함께 동작하는 방법의 예를 도시한다. 이러한 방식으로, 제 1 모터식 조정 메커니즘 (2063) 및 제 2 모터식 조정 메커니즘 (2067) 은 광학 시준기 (2003) 의 팁 각도 (2002) 및/또는 틸팅 각도 (2004) 의 원격 (그리고 선택 가능하게 자동) 조정을 제공한다.

도 12a는 일부 실시 예들에 따른, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 을 위한 스펙트럼 반사계 시스템의 광학 시준기 (2003) 의 배향을 튜닝하기 위한 방법의 플로우 차트를 도시한다. 방법은 (팁 각도 (2002) 에 대응하는) 제 1 세트의 팁 각도들 및 (틸팅 각도 (2004) 에 대응하는) 제 1 세트의 틸팅 각도들을 통해 광학 시준기 (2003) 의 제 1 래스터 스캔 (raster scan) 을 수행하기 위한 동작 (2301) 을 포함한다. 제 1 세트의 팁 각도들은 (y-z 기준 평면에 평행한) 제 1 수직 기준 평면 내에 광학 시준기 (2003) 의 복수의 상이한 팁 각도들을 포함한다. 제 1 세트의 팁 각도들은 제 1 각도 단차량 (angular step amount) 을 갖는다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 제 1 세트의 팁 각도들은 0.25 ˚의 제 1 각도 단차량을 갖는 -0.5 ˚로부터 +0.5 ˚로 연장하는 5 개의 각도들 (-0.5 ˚, -0.25 ˚, 0 ˚, +0.25 ˚, +0.5 ˚) 을 포함한다. 유사하게, 제 1 세트의 틸팅 각도들은 (x-z 기준 평면에 평행한) 제 2 수직 기준 평면 내에 광학 시준기 (2003) 의 복수의 상이한 틸팅 각도들을 포함하고, 여기서 제 2 수직 기준 평면은 제 1 수직 기준 평면에 수직이다. 제 1 세트의 틸팅 각도들은 또한 제 1 각도 단차량을 갖는다. 예를 들어, 제 1 세트의 틸팅 각도들은 0.25 ˚의 제 1 각도 단차량을 갖는 -0.5 ˚로부터 +0.5 ˚로 연장하는 5 개의 각도들 (-0.5 ˚, -0.25 ˚, 0 ˚, +0.25 ˚, +0.5 ˚) 을 포함한다.

도 12b는 일부 실시 예들에 따른, 제 1 래스터 스캔의 예의 선도를 도시한다. 예시적인 제 1 래스터 스캔은 제 1 세트의 5 개의 팁 각도들 (-0.5 ˚, -0.25 ˚, 0 ˚, +0.25 ˚, +0.5 ˚) 및 제 1 세트의 5 개의 틸팅 각도들 (-0.5 ˚, -0.25 ˚, 0 ˚, +0.25 ˚, +0.5 ˚) 의 상이한 조합들에 대응하는 25 개의 스캔 지점들을 포함한다. 제 1 래스터 스캔에서 광학 시준기 (2003) 에 대한 팁 각도 및 틸팅 각도의 조합 각각은 광학 시준기 (2003) 를 사용하여 스펙트럼 강도 측정이 이루어지는 스캔 지점이다. 이러한 방식으로, 제 1 래스터 스캔은 제 1 래스터 스캔에서 팁 각도 및 틸팅 각도의 상이한 조합 각각에서 스펙트럼 강도 측정을 제공한다. 도 12b는 또한 광학 시준기 (2003) 의 팁 각도 및 틸팅 각도가 일부 실시 예들에서 제 1 래스터 스캔을 통해 효율적인 방식으로 이동하도록 조정되는 방법의 예를 나타내기 위해 스캔 지점 1로부터 스캔 지점 25로 다양한 스캔 지점들 사이에서 연장하는 화살표들을 도시한다. 일부 실시 예들에서, 제 1 래스터 스캔은 제 1 세트의 팁 각도들 내에서 가장 낮은 팁 각도에서 그리고 제 1 세트의 틸팅 각도들 내에서 가장 낮은 틸팅 각도에서 시작된다. 이들 실시 예들에서, 제 1 래스터 스캔은 제 1 세트의 팁 각도들 내의 팁 각도 각각에서 스펙트럼 강도 측정들을 수행한 후 제 1 각도 단차량만큼 틸팅 각도를 증가시킨다.

방법은 동작 (2301) 로부터 제 1 래스터 스캔 내에서 최대 스펙트럼 강도 측정 값에 대응하는 제 1 래스터 스캔에서 기준 팁 각도 및 기준 틸팅 각도를 식별하기 위한 동작 (2303) 으로 진행된다. 도 12c는 일부 실시 예들에 따른, 도 12b의 제 1 래스터 스캔 예의 25 개의 스캔 지점들에 기초한 스펙트럼 강도 측정 결과들의 예를 도시한다. 도 12c의 예시적인 스펙트럼 강도 측정 결과들은 스캔 지점 13에 대응하는 0 ˚의 팁 각도 및 0 ˚의 틸팅 각도가 가장 높은 스펙트럼 강도 측정 값을 제공한다는 것을 나타낸다. 따라서,이 예에서, 동작 (2303) 은 기준 팁 각도로서 0 ˚의 팁 각도 및 기준 틸팅 각도로서 0 ˚의 틸팅 각도를 식별할 것이다. 도 12c는 단지 기술의 목적들을 위한 예라는 것이 이해되어야 한다. 다양한 실시 예들에서, 제 1 래스터 스캔의 임의의 스캔 지점이 가장 높은 스펙트럼 강도 측정 값을 갖고 이에 따라 기준 팁 각도 및 기준 틸팅 각도를 나타내는 것이 가능하다.

방법은 또한 제 2 세트의 팁 각도들 및 제 2 세트의 틸팅 각도들을 통해 광학 시준기 (2003) 의 제 2 래스터 스캔을 수행하기 위한 동작 (2305) 으로 진행된다. 제 1 세트의 팁 각도들은 (y-z 기준 평면에 평행한) 제 1 수직 기준 평면 내에 광학 시준기 (2003) 의 복수의 상이한 팁 각도들을 포함한다. 제 2 세트의 팁 각도들은 기준 팁 각도를 중심으로 한다. 제 2 세트의 팁 각도들은 제 1 각도 단차량보다 더 작은 제 2 각도 단차량을 갖는다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 제 2 세트의 팁 각도들은 0.1 ˚의 제 2 각도 단차량을 갖는 -0.2 ˚로부터 +0.2 ˚로 연장하는 5 개의 각도들 (-0.2 ˚, -0.1 ˚, 0 ˚, +0.1 ˚, +0.2 ˚) 을 포함한다. 제 2 세트의 틸팅 각도들은 제 2 수직 기준 평면 내에 광학 시준기의 복수의 상이한 틸팅 각도들을 포함한다. 제 2 세트의 틸팅 각도들은 기준 틸팅 각도를 중심으로 한다. 제 2 세트의 틸팅 각도들은 또한 제 2 각도 단차량을 갖는다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 제 2 세트의 팁 각도들은 0.1 ˚의 제 2 각도 단차량을 갖는 -0.2 ˚로부터 +0.2 ˚로 연장하는 5 개의 각도들 (-0.2 ˚, -0.1 ˚, 0 ˚, +0.1 ˚, +0.2 ˚) 을 포함한다. 제 2 래스터 스캔은 제 2 래스터 스캔에서 팁 각도 및 틸팅 각도의 상이한 조합 각각에서 스펙트럼 강도 측정 값을 제공한다.

도 12d는 일부 실시 예들에 따른, 제 2 래스터 스캔의 예의 선도를 도시한다. 예시적인 제 2 래스터 스캔은 제 2 세트의 5 개의 팁 각도들 (-0.2 ˚, -0.1 ˚, 0 ˚, +0.1 ˚, +0.2 ˚) 및 제 2 세트의 5 개의 틸팅 각도들 (-0.2 ˚, -0.1 ˚, 0 ˚, +0.1 ˚, +0.2 ˚) 의 상이한 조합들에 대응하는 25 개의 스캔 지점들을 포함한다. 제 2 래스터 스캔에서 광학 시준기 (2003) 에 대한 팁 각도 및 틸팅 각도의 조합 각각은 광학 시준기 (2003) 를 사용하여 스펙트럼 강도 측정이 이루어지는 스캔 지점이다. 제 2 래스터 스캔은 제 2 래스터 스캔에서 팁 각도 및 틸팅 각도의 상이한 조합 각각에서 스펙트럼 강도 측정 값을 제공한다. 도 12b는 또한 광학 시준기 (2003) 의 팁 각도 및 틸팅 각도가 일부 실시 예들에서 제 2 래스터 스캔을 통해 효율적인 방식으로 이동하도록 조정되는 방법의 예를 나타내기 위해 스캔 지점 1로부터 스캔 지점 25로 다양한 스캔 지점들 사이에서 연장하는 화살표들을 도시한다. 일부 실시 예들에서, 제 2 래스터 스캔은 제 2 세트의 팁 각도들 내에서 가장 낮은 팁 각도에서 그리고 제 2 세트의 틸팅 각도들 내에서 가장 낮은 틸팅 각도에서 시작된다. 이들 실시 예들에서, 제 2 래스터 스캔은 제 2 세트의 팁 각도들 내의 팁 각도 각각에서 스펙트럼 강도 측정들을 수행한 후 제 2 각도 단차량만큼 틸팅 각도를 증가시킨다.

도 12e는 일부 실시 예들에 따른, 광학 시준기 (2003) 의 제 2 래스터 스캔 동안 측정된 스펙트럼 강도의 예시적인 플롯을 도시한다. 도 12e의 플롯은 제 2 래스터 스캔의 스캔 지점 14가 최대 스펙트럼 강도 측정 값을 제공한다는 것을 나타낸다. 동작 (2305) 에서 제 2 래스터 스캔 후, 방법은 또한 제 2 래스터 스캔 내에서 최대 스펙트럼 강도 측정 값을 갖는 제 2 래스터 스캔의 팁 각도 및 틸팅 각도의 조합에 각각 대응하는 튜닝된 팁 각도 및 튜닝된 틸팅 각도로 광학 시준기 (2003) 를 배향하기 위한 동작 (2307) 으로 진행된다. 예를 들어, 도 12e의 제 2 래스터 스캔 스펙트럼 측정 값들에서, 스캔 지점 14에 대응하는 팁 각도 및 틸팅 각도는 동작 (2307) 을 수행할 때, 튜닝된 팁 각도 및 튜닝된 틸팅 각도로서 각각 사용된다.

도 13a는 일부 실시 예들에 따른, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 을 위한 스펙트럼 반사계 시스템의 광학 시준기 (2003) 의 배향을 튜닝하기 위한 방법의 플로우 차트를 도시한다. 방법은 광학 시준기 (2003) 의 팁 각도 및 틸팅 각도의 복수의 상이한 조합들에서 스펙트럼 강도 측정들을 수행하기 위한 동작 (2401) 을 포함하고, 여기서 광학 시준기 (2003) 의 팁 각도는 (y-z 기준 평면에 평행한) 제 1 수직 기준 평면 내에서 측정되고, 그리고 광학 시준기 (2003) 의 틸팅 각도는 (x-z 기준 평면에 평행한) 제 2 수직 기준 평면 내에서 측정되고, 제 2 수직 기준 평면은 제 1 수직 기준 평면에 수직이다.

일부 실시 예들에서, 동작 (2401) 은 광학 시준기 (2003) 의 팁 각도 및 틸팅 각도의 9 개의 상이한 조합들에서 스펙트럼 강도 측정들을 수행하는 단계를 포함한다. 도 13b는 일부 실시 예들에 따른, 동작 (2401) 을 수행하는 데 사용된 광학 시준기 (2003) 의 팁 각도 및 틸팅 각도의 9 개 (1 내지 9) 의 상이한 조합들의 예의 선도를 도시한다. 광학 시준기 (2003) 의 팁 각도 및 틸팅 각도의 9 개의 상이한 조합들은 4 개의 외측 스캔 지점들 (1, 2, 8, 9) 및 5 개의 내측 스캔 지점들 (3, 4, 5, 6, 7) 을 포함한다. 도 13b는 또한 광학 시준기 (2003) 의 팁 각도 및 틸팅 각도가 일부 실시 예들에서 팁 각도와 틸팅 각도의 상이한 조합들을 통해 효율적인 방식으로 이동하도록 조정되는 방법의 예를 나타내기 위해 스캔 지점 1로부터 스캔 지점 9로 다양한 스캔 지점들 사이에서 연장하는 화살표들을 도시한다. 일부 다른 실시 예들에서, 스펙트럼 강도 측정들은 우선 4 개의 외측 스캔 지점들 (1, 2, 8, 9) 에서 이루어지고, 이어서 5 개의 내측 스캔 지점들 (3, 4, 5, 6, 7) 에서 스펙트럼 강도 측정들이 이루어진다. 일부 실시 예들에서, 4 개의 외측 스캔 지점들 (1, 2, 8, 9) 은 팁 각도에서 1 ˚ 및 틸팅 각도에서 1 ˚에 걸쳐 있다. 예를 들어, 스캔 지점 1은 -0.5 ˚의 팁 각도 및 -0.5 ˚의 틸팅 각도에 있다. 스캔 지점 2는 -0.5 ˚의 팁 각도 및 +0.5 ˚의 틸팅 각도에 있다. 스캔 지점 8은 +0.5 ˚의 팁 각도 및 -0.5 ˚의 틸팅 각도에 있다. 스캔 지점 9는 +0.5 ˚의 팁 각도 및 +0.5 ˚의 틸팅 각도에 있다. 일부 실시 예들에서, 5 개의 내측 스캔 지점들 (3, 4, 5, 6, 7) 은 0.5 ˚의 팁 각도 및 0.5 ˚의 틸팅 각도에 걸쳐 있다. 예를 들어, 스캔 지점 3은 -0.25 ˚의 팁 각도 및 0 ˚의 틸팅 각도에 있다. 스캔 지점 4는 0 ˚의 팁 각도 및 -0.25 ˚의 틸팅 각도에 있다. 스캔 지점 5는 0 ˚의 팁 각도 및 0 ˚의 틸팅 각도에 있다. 스캔 지점 6은 0 ˚의 팁 각도 및 +0.25 ˚의 틸팅 각도에 있다. 스캔 지점 7은 +0.25 ˚의 팁 각도 및 0 ˚의 틸팅 각도에 있다. 다른 실시 예들에서, 팁 각도 및 틸팅 각도의 9 개보다 더 많거나 9 개보다 더 적은 조합들이 동작 (2401) 에서 스펙트럼 강도 측정들을 위해 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

방법은 동작 (2401) 의 스펙트럼 강도 측정 값들에 기초하여 예측된 최대 스펙트럼 강도에 대응하는 광학 시준기 (2003) 의 예측된 틸팅 각도 및 예측된 팁 각도를 결정하기 위한 동작 (2403) 으로 계속된다. 일부 실시 예들에서, 동작 (2403) 은 동작 (2401) 에서 획득된 스펙트럼 강도 측정 값들에 함수 (예를 들어, 가우시안 함수) 를 피팅하는 것을 포함한다. 도 13c는 일부 실시 예들에 따른, 동작 (2401) 에서 9 개의 상이한 팁 각도 및 틸팅 각도 조합들에서 스펙트럼 강도 측정들에 피팅된 예시적인 가우시안 함수를 도시한다. 이어서 함수는 예측된 최대 스펙트럼 강도 및 예측된 최대 스펙트럼 강도에 대응하는 광학 시준기 (2003) 의 예측된 팁 각도 및 예측된 틸팅 각도를 결정하는 데 사용된다.

방법은 광학 시준기 (2003) 를 개시 (starting) 팁 각도 및 개시 틸팅 각도로 배향하기 위한 동작 (2405) 으로 계속되고, 여기서 개시 팁 각도는 동작 (2403) 에서 결정된 예측된 팁 각도보다 더 작은 미리 정해진 양이고, 개시 틸팅 각도는 동작 (2403) 에서 결정된 예측된 틸팅 각도보다 더 작은 미리 정해진 양이다. 일부 실시 예들에서, 동작 (2405) 에서 미리 정해진 양은 약 0.3 ˚이다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 동작 (2405) 에서 미리 정해진 양은 약 0.3 ˚보다 더 작거나 약 0.3 ˚보다 더 크다. 방법은 동작 (2405) 로부터 최대 스펙트럼 강도 측정 값을 제공하는 광학 시준기 (2003) 의 튜닝된 틸팅 각도 및 튜닝된 팁 각도를 식별하도록 기울기-상승 탐색 프로세스를 수행하기 위한 동작 (2407) 로 진행된다. 기울기-상승 탐색 프로세스는 개시 팁 각도 및 개시 틸팅 각도에서 시작된다. 기울기-상승 탐색 프로세스는 튜닝된 팁 각도 및 튜닝된 틸팅 각도로 배향된 광학 시준기 (2003) 를 사용하여 종료된다. 일부 실시 예들에서, 동작 (2407) 의 기울기-상승 탐색 프로세스는 팁 각도 및 틸팅 각도에 대해 측정된 스펙트럼 강도의 변화 (스펙트럼 강도 기울기) 가 미리 정해진 문턱 값보다 더 작을 때까지 복수의 팁 각도 상승 단계들 및 복수의 틸팅 각도 상승 단계들을 수행하는 단계를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 미리 정해진 문턱 값은 약 0.1이다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 미리 정해진 문턱 값은 약 0.1보다 더 작거나 약 0.1보다 더 크다.

도 13d는 일부 실시 예들에 따른, 기울기-상승 탐색 프로세스에서 팁 각도 상승 단계 각각을 수행하기 위한 방법의 플로우 차트를 도시한다. 방법은 현재 팁 각도 및 현재 틸팅 각도에서 광학 시준기 (2003) 를 사용하여 스펙트럼 강도 측정을 수행하기 위한 동작 (2409) 을 포함한다. 방법은 광학 시준기 (2003) 의 팁 각도를 팁 조정량만큼 증가시키기 위한 동작 (2411) 으로 계속된다. 방법은 조정된 팁 각도 및 현재 틸팅 각도에서 광학 시준기 (2003) 를 사용하여 또 다른 스펙트럼 강도 측정을 수행하기 위한 동작 (2413) 으로 계속된다. 방법은 동작 (2409) 및 동작 (2413) 의 스펙트럼 강도 측정 값들에 기초하여 팁 각도 변화에 대한 스펙트럼 강도 변화의 기울기를 결정하기 위한 동작 (2415) 으로 계속된다. 방법은 동작 (2415) 에서 결정된 바와 같은 기울기가 이전 팁 각도 상승 단계의 동작 (2415) 에서 결정된 기울기에 대해 감소했을 때 다음 팁 각도 상승 단계에서 동작 (2411) 에서 사용하기 위한 팁 조정량을 감소시키기 위한 동작 (2417) 으로 계속된다. 동작 (2417) 은 또한 동작 (2415) 에서 결정된 기울기가 이전 팁 각도 상승 단계에서 동작 (2415) 에서 결정된 기울기에 대해 감소하지 않을 때 다음 팁 각도 상승 단계에서 팁 조정량을 현재 설정으로 유지하는 것을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 팁 조정량은 기울기-상승 탐색 프로세스에서 약 0.075 ˚에서 시작된다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 팁 조정량은 0.075 ˚보다 더 작거나 더 큰 양에서 시작된다.

도 13e는 일부 실시 예들에 따른, 기울기-상승 탐색 프로세스에서 틸팅 각도 상승 단계 각각을 수행하기 위한 방법의 플로우 차트를 도시한다. 방법은 현재 팁 각도 및 현재 틸팅 각도에서 광학 시준기 (2003) 를 사용하여 스펙트럼 강도 측정을 수행하기 위한 동작 (2419) 을 포함한다. 방법은 틸팅 조정량만큼 광학 시준기 (2003) 의 틸팅 각도를 증가시키기 위한 동작 (2421) 으로 계속된다. 방법은 현재 팁 각도 및 조정된 틸팅 각도에서 광학 시준기 (2003) 를 사용하여 또 다른 스펙트럼 강도 측정을 수행하기 위한 동작 (2423) 으로 계속된다. 방법은 동작 (2419) 및 동작 (2423) 의 스펙트럼 강도 측정 값들에 기초하여 틸팅 각도 변화에 대한 스펙트럼 강도 변화의 기울기를 결정하기 위한 동작 (2425) 으로 계속된다. 방법은 동작 (2425) 에서 결정된 바와 같은 기울기가 이전 틸팅 각도 상승 단계의 동작 (2425) 에서 결정된 기울기에 대해 감소했을 때 다음 틸팅 각도 상승 단계에서 동작 (2421) 에서 사용하기 위한 틸팅 조정량을 감소시키기 위한 동작 (2427) 으로 계속된다. 동작 (2427) 은 또한 동작 (2425) 에서 결정된 기울기가 이전 틸팅 각도 상승 단계에서 동작 (2425) 에서 결정된 기울기에 대해 감소하지 않을 때 다음 틸팅 각도 상승 단계에서 틸팅 조정량을 현재 설정으로 유지하는 것을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 틸팅 조정량은 기울기-상승 탐색 프로세스에서 약 0.075 ˚에서 시작된다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 틸팅 조정 량은 0.075 ˚보다 더 작거나 더 큰 양에서 시작된다.

도 13f는 일부 실시 예들에 따른, 동작 (2407) 에서 수행된 기울기-상승 탐색 프로세스에서 팁 각도 및 틸팅 각도의 함수로서 스펙트럼 강도의 예시적인 플롯을 도시한다. 스캔 지점 1은 동작 (2405) 에서 행해진 바와 같이 개시 팁 각도 및 개시 틸팅 각도로 배향된 광학 시준기 (2003) 를 사용하여 측정된 스펙트럼 강도에 대응한다. 스캔 지점 2 내지 스캔 지점 10은 도 13d의 팁 각도 상승 단계 프로세스 및 도 13e의 틸팅 각도 상승 단계 프로세스에 따라 광학 시준기 (2003) 의 팁 각도 및 틸팅 각도가 조정될 때 이루어진 스펙트럼 강도 측정들에 각각 대응한다. 기울기-상승 탐색 프로세스는 팁 각도 및 틸팅 각도에 대해 측정된 스펙트럼 강도의 변화가 미리 정해진 문턱 값보다 더 작은, 예를 들어, 약 0.1보다 더 작은 스캔 지점 10으로 종료된다. 따라서, 스캔 지점 10에서 광학 시준기 (2003) 의 팁 각도 및 틸팅 각도는 광학 시준기 (2003) 에 대해 각각 튜닝된 팁 각도 및 튜닝된 틸팅 각도이다. 기울기-상승 탐색 프로세스는 미리 정해진 문턱 값보다 더 적은 팁 각도 및 틸팅 각도에 대해 측정된 스펙트럼 강도의 변화에 얼마나 많은 스캔 지접들이 필요한지에 따라 10 개보다 더 작거나 또는 더 많은 스캔 지점들을 포함 할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

본 명세서에 기술된 다양한 실시 예들은 휴대형 하드웨어 유닛들, 마이크로프로세서 시스템들, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그램 가능한 가전제품들, 미니컴퓨터들, 메인프레임 컴퓨터들 등을 포함하는 다양한 컴퓨터 시스템 구성들과 함께 실시될 수도 있다. 본 명세서에 기술된 다양한 실시 예들은 또한 컴퓨터 네트워크를 통해 링크된 원격 프로세싱 하드웨어 유닛들에 의해 태스크들이 수행되는 분산 컴퓨팅 환경들과 함께 실시될 수 있다.

일부 실시 예들에서, 제어 시스템, 예를 들어, 호스트 컴퓨터 시스템이 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 을 제어하기 위해 제공된다. 다양한 실시 예들에서, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 은 반도체 프로세싱 장비, 예컨대 프로세싱 툴(들), 챔버(들), 프로세싱을 위한 플랫폼(들), 및/또는 다른 컴포넌트들 중에서 특정한 프로세싱 컴포넌트들 예컨대 웨이퍼 페데스탈, 가스 플로우 시스템을 포함한다. 다양한 실시 예들에서, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 은 반도체 웨이퍼 또는 기판의 프로세싱 이전에, 프로세싱 동안에 그리고 프로세싱 이후에 동작을 제어하기 위해 전자 장치와 통합되고, 여기서 전자 장치는 다양한 컴포넌트들 및/또는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 하위부분들을 제어하도록 구성되고 연결되는 제어기 내에서 구현된다. 기판/웨이퍼 프로세싱 요건들 및/또는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 특정한 구성에 따라, 제어기는 그 중에서도 프로세스 가스(들)의 전달, 온도 설정들 (예를 들어, 가열 및/또는 냉각), 압력 설정들, 진공 설정들, 전력 설정들, 제 1 직접 구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접 구동 RF 신호 생성기 (101B) 설정들, 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 설정들, 전기 신호 주파수 설정들, 가스 플로우 레이트 설정들, 유체 전달 설정들, 포지션 및 동작 설정들, 플라즈마 생성 챔버 (111) 및/또는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 과 연결되거나 인터페이싱된 로드록들 내외로의 기판/웨이퍼 이송들, 시준기 (2003) 팁 각도 설정들 및 시준기 (2003) 틸팅 각도 설정들을 포함하는, 본 명세서에 개시된 임의의 프로세스 및/또는 컴포넌트를 제어하도록 프로그래밍된다.

일반적으로 말하면, 다양한 실시 예들에서, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 동작들을 제어하도록 연결된 제어기는 다른 태스크들/동작들 중에서, 예컨대 인스트럭션들을 수신하고, 인스트럭션들을 발행하고, 디바이스 동작들을 제어하고, 세정 동작들을 인에이블하고, 엔드포인트 측정들을 인에이블하고, (광학, 열적, 전기적, 등) 계측 측정들을 인에이블하는 다양한 태스크들/동작들을 지시하고 제어하는 다양한 집적 회로들, 로직, 메모리, 및/또는 소프트웨어를 갖는 전자 장치로서 규정된다. 일부 실시 예들에서, 제어기 내의 집적 회로들은 다른 컴퓨팅 디바이스들 중에서 프로그램 인스트럭션들을 저장하는 하나 이상의 펌웨어, DSP (digital signal processor), ASIC 칩, PLD, 하나 이상의 마이크로프로세서들, 및/또는 프로그램 인스트럭션들 (예를 들어, 소프트웨어) 을 실행하는 하나 이상의 마이크로제어기들을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 프로그램 인스트럭션들은 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 내에서 기판/웨이퍼 상에서 프로세스를 수행하기 위한 동작 파라미터들을 규정하는, 다양한 개별 설정들 (또는 프로그램 파일들) 의 형태로 제어기에 전달된다. 일부 실시 예들에서, 동작 파라미터들은 하나 이상의 층들, 재료들, 금속들, 옥사이드들, 실리콘, 실리콘 다이옥사이드, 표면들, 회로들 및/또는 기판/웨이퍼의 다이들의 제조 동안에 하나 이상의 프로세싱 단계들을 달성하도록 프로세스 엔지니어들에 의해서 규정된 레시피에 포함된다.

일부 실시 예들에서, 제어기는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 과 통합되거나, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 에 연결되거나, 그렇지 않으면 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 에 네트워킹되거나, 또는 이들의 조합인 컴퓨터에 연결되거나 컴퓨터의 일부이다. 예를 들어, 제어기는 프로세싱 시스템 (100) 에 의한 기판/웨이퍼 프로세싱의 제어를 위해 원격 액세스를 허용하는 팹 (fab) 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부 또는 "클라우드" 내에서 구현된다. 제어기는 제조 동작들의 현재 진행의 모니터링을 제공하고, 과거 제조 동작들의 이력 조사를 제공하고, 복수의 제조 동작들로부터 경향들 또는 성능 메트릭들의 조사를 제공하고, 프로세싱 파라미터들의 변화를 제공하고, 후속 프로세싱 단계들의 설정을 제공하고, 그리고/또는 새로운 기판/웨이퍼 제조 프로세스의 개시를 제공하도록 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 에 대한 원격 액세스를 인에이블한다.

일부 실시 예들에서, 서버 컴퓨터 시스템과 같은 원격 컴퓨터는 로컬 네트워크 및/또는 인터넷을 포함하는 컴퓨터 네트워크를 통해 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 제어기에 프로세스 레시피들을 제공한다. 원격 컴퓨터는 차후에 원격 컴퓨터로부터 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 제어기로 통신될 파라미터들 및/또는 설정들의 입력 또는 프로그래밍을 인에이블하는 사용자 인터페이스를 포함한다. 일부 예들에서, 제어기는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 내에서 기판/웨이퍼를 프로세싱하기 위한 설정들의 형태의 인스트럭션들을 수신한다. 설정들은 웨이퍼 상에서 수행될 프로세스의 타입 및 제어기가 인터페이싱하거나 제어하는 툴의 타입에 특정된다는 것이 이해되어야 한다. 일부 실시 예들에서, 제어기는, 예컨대 기판/웨이퍼 상에서 미리 정해진 프로세스를 수행하도록 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 을 동작시키는 것과 같이, 공동의 목적을 향해 작동하도록 함께 네트워킹되고 동기화되는 하나 이상의 개별 제어기들을 포함함으로써 분산된다. 이러한 목적들을 위한 분산형 제어기의 일 예는 챔버의 프로세스를 제어하도록 조합되는 (예컨대 플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부로서) 원격으로 위치한 하나 이상의 집적 회로들과 통신하는 챔버 상의 하나 이상의 집적 회로들을 포함한다. 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 에 의해 수행될 프로세스 동작에 따라서, 제어기는, 반도체 제작 공장 내의 툴 위치들 및/또는 로드 포트들로부터/로드 포트들로 기판들/웨이퍼들의 컨테이너들을 이동시키는 재료 이송 시에 사용되는, 다른 툴 회로들 또는 모듈들, 다른 툴 컴포넌트들, 클러스터 툴들, 다른 툴 인터페이스들, 인접 툴들, 이웃하는 툴들, 공장 도처에 위치한 툴들, 메인 컴퓨터, 또 다른 제어기, 또는 툴들 중 하나 이상과 통신한다.

일부 실시 예들에서, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 동작은 컴퓨터 시스템들에 저장된 데이터를 수반하는 다양한 컴퓨터-구현된 동작들의 수행을 포함한다는 것이 이해되어야 한다. 이들 컴퓨터-구현된 동작들은 물리량들을 조작하는 동작들이다. 다양한 실시 예들에서, 컴퓨터-구현된 동작들은 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터에 의해 수행된다. 일부 실시 예들에서, 컴퓨터-구현된 동작들은 선택적으로 활성화된 컴퓨터에 의해 수행되고, 그리고/또는 컴퓨터 메모리에 저장되거나 컴퓨터 네트워크를 통해 획득되는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들에 의해 지시된다. 컴퓨터 프로그램들 및/또는 디지털 데이터가 컴퓨터 네트워크를 통해 획득될 때, 디지털 데이터는 컴퓨터 네트워크 상의 다른 컴퓨터들, 예를 들어, 컴퓨팅 리소스들의 클라우드에 의해 프로세싱될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램들 및 디지털 데이터는 비-일시적 (non-transitory) 컴퓨터-판독 가능 매체 상에 컴퓨터-판독 가능 코드로서 저장된다. 비-일시적 컴퓨터-판독 가능 매체는 데이터를 저장하는 임의의 데이터 저장 하드웨어 유닛, 예를 들어, 메모리 디바이스, 등이고, 그 후 컴퓨터 시스템에 의해 판독 가능하다. 비-일시적 컴퓨터-판독 가능 매체의 예들은 하드 드라이브들, NAS (network attached storage), ROM, RAM, CD-ROM들, CD-R들 (CD-recordables), CD-RW들 (CD-rewritables), DVD (digital video/versatile disc), 자기 테이프들, 및 다른 광학 및 비광학 데이터 저장 하드웨어 유닛들을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 컴퓨터 프로그램들 및/또는 디지털 데이터는 컴퓨터 프로그램들 및/또는 디지털 데이터가 분산된 방식으로 실행되고 그리고/또는 저장되도록, 커플링된 컴퓨터 시스템들의 네트워크 내의 상이한 컴퓨터 시스템들에 위치된 복수의 컴퓨터-판독 가능 매체 사이에 분산된다.

전술한 개시가 이해의 명확성의 목적들을 위해 일부 상세를 포함하지만, 특정한 변화들 및 수정들이 첨부된 청구항들의 범위 내에서 실시될 수 있다는 것이 자명할 것이다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 임의의 실시 예로부터의 하나 이상의 특징들은 본 명세서에 개시된 임의의 다른 실시 예의 하나 이상의 특징들과 결합될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 본 실시 예들은 제한적이지 않고 예시적인 것으로 간주되어야 하고, 청구된 것은 본 명세서에 제공된 상세들로 제한되지 않고, 개시된 실시 예들의 범위 및 등가물 내에서 수정될 수도 있다.

Claims (21)

1. 플라즈마 프로세싱 시스템에 있어서,
   상부 윈도우를 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버;
   상기 상부 윈도우 위에 배치된 (dispose) 코일;
   상기 코일 위에 배치된 코일 연결 인클로저;
   상기 코일 연결 인클로저 위에 배치된 계측 인클로저 (metrology enclosure); 및
   상기 계측 인클로저 내에 배치된 스펙트럼 반사계 시스템으로서, 상기 스펙트럼 반사계 시스템은 상기 계측 인클로저의 개구부, 상기 코일 연결 인클로저의 개구부, 및 상기 플라즈마 프로세싱 챔버 내로의 상기 상부 윈도우를 통해 광 빔을 지향시키도록 포지셔닝된 광학 시준기 (optical collimator) 를 포함하고, 상기 광학 시준기는 상기 플라즈마 프로세싱 챔버 내로부터 반사된 광을 수용하도록 구성되고, 상기 반사된 광은 상기 상부 윈도우를 통과하고 그리고 상기 코일 연결 인클로저의 상기 개구부를 통과하고 그리고 상기 계측 인클로저의 상기 개구부를 통과하는, 상기 스펙트럼 반사계 시스템을 포함하는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 계측 인클로저 내의 상기 스펙트럼 반사계 시스템은 램프, 전력 공급부, 분광계, 및 상기 광학 시준기를 위한 배향 제어 스테이지를 포함하는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   직접 구동 무선 주파수 (radiofrequency; RF) 전력 공급부는 계측 인클로저 위에 포지셔닝되고, 상기 직접 구동 RF 전력 공급부는 상기 코일로 무선 주파수 전력을 송신하도록 연결되는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 계측 인클로저 내의 상기 스펙트럼 반사계 시스템은 상기 광학 시준기를 위한 배향 제어 스테이지를 포함하고, 상기 배향 제어 스테이지는 제 1 수직 기준 평면 내에서 상기 광학적 시준기의 팁 각도를 제어하기 위한 팁 조정 디바이스를 포함하고, 상기 배향 제어 스테이지는 제 2 수직 기준 평면 내에서 상기 광학 시준기의 틸팅 각도를 제어하기 위한 틸팅 조정 디바이스를 포함하고, 상기 제 2 수직 기준 평면은 상기 제 1 수직 기준 평면에 수직인, 플라즈마 프로세싱 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 계측 인클로저에 대한 상기 배향 제어 스테이지의 포지션은 원격 (remotely) 조정 가능한, 플라즈마 프로세싱 시스템.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 스펙트럼 반사계 시스템은 상기 계측 인클로저의 외부로부터 상기 팁 조정 디바이스까지 연장하는 제 1 조정 메커니즘을 포함하고, 상기 제 1 조정 메커니즘은 상기 계측 인클로저 외부의 제 1 위치로부터 상기 광학 시준기의 상기 팁 각도의 수동 조정을 제공하도록 구성되고, 그리고
   상기 스펙트럼 반사계 시스템은 상기 계측 인클로저의 외부로부터 상기 틸팅 조정 디바이스까지 연장하는 제 2 조정 메커니즘을 포함하고, 상기 제 2 조정 메커니즘은 상기 계측 인클로저 외부의 제 2 위치로부터 상기 광학 시준기의 틸팅 각도의 수동 조정을 제공하도록 구성되는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제 1 조정 메커니즘은 상기 제 1 위치로부터 제 1 로드의 회전을 상기 팁 조정 디바이스 내의 제 1 스크루의 회전으로 변환하도록 구성된 제 1 회전 전달 디바이스까지 연장하는 상기 제 1 로드를 포함하고, 그리고
   상기 제 2 조정 메커니즘은 상기 제 2 위치로부터 제 2 로드의 회전을 상기 틸팅 조정 디바이스 내의 제 2 스크루의 회전으로 변환하도록 구성된 제 2 회전 전달 디바이스까지 연장하는 상기 제 2 로드를 포함하는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제 1 회전 전달 디바이스는 제 1 기어 박스이고, 그리고 상기 제 2 회전 전달 디바이스는 제 2 기어 박스인, 플라즈마 프로세싱 시스템.
9. 제 4 항에 있어서,
   상기 스펙트럼 반사계 시스템은 상기 팁 조정 디바이스의 제어를 위해 연결된 제 1 모터식 (motorized) 조정 메커니즘을 포함하고, 상기 제 1 모터식 조정 메커니즘은 제 1 전기 제어 신호에 응답하여 상기 광학 시준기의 상기 팁 각도의 원격 조정을 제공하도록 구성되고, 그리고
   상기 스펙트럼 반사계 시스템은 상기 틸팅 조정 디바이스의 제어를 위해 연결된 제 2 모터식 조정 메커니즘을 포함하고, 상기 제 2 모터식 조정 메커니즘은 제 2 전기 제어 신호에 응답하여 상기 광학 시준기의 상기 틸팅 각도의 원격 조정을 제공하도록 구성되는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 계측 인클로저 내의 상기 스펙트럼 반사계 시스템은 상기 광학 시준기를 위한 배향 제어 스테이지를 포함하고, 상기 배향 제어 스테이지는 하부 부재 및 상부 부재를 포함하고, 상기 하부 부재는 구면 캡의 일부로서 구성된 상부 표면을 갖고, 상기 상부 부재는 상기 하부 부재의 상기 상부 표면에 컨포멀하게 (conformally) 성형된 하부 표면을 갖고, 상기 상부 부재는 제 1 수직 기준 평면 내에서 상기 광학 시준기의 팁 각도를 제어하도록 상기 하부 부재에 대해 이동 가능하고, 상기 상부 부재는 또한 제 2 수직 기준 평면 내에서 상기 광학 시준기의 틸팅 각도를 제어하도록 상기 하부 부재에 대해 이동 가능하고, 상기 제 2 수직 기준 평면은 상기 제 1 수직 기준 평면에 수직인, 플라즈마 프로세싱 시스템.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 스펙트럼 반사계 시스템은 상기 제 2 수직 기준 평면 내에서 상기 광학 시준기의 상기 틸팅 각도를 제어하기 위해 상기 하부 부재에 대한 상기 상부 부재의 포지셔닝을 제공하도록 연결된 제 1 모터식 조정 메커니즘을 포함하고, 상기 제 1 모터식 조정 메커니즘은 제 1 전기 제어 신호에 응답하여 동작 가능하고, 그리고
    상기 스펙트럼 반사계 시스템은 상기 제 1 수직 기준 평면 내에서 상기 광학 시준기의 상기 팁 각도를 제어하기 위해 상기 하부 부재에 대한 상기 상부 부재의 포지셔닝을 제공하도록 연결된 제 2 모터식 조정 메커니즘을 포함하고, 상기 제 2 모터식 조정 메커니즘은 제 2 전기 제어 신호에 응답하여 동작 가능한, 플라즈마 프로세싱 시스템.
12. 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 스펙트럼 반사계 시스템의 광학 시준기의 배향을 튜닝하기 위한 방법에 있어서,
    제 1 세트의 팁 각도들 및 제 1 세트의 틸팅 각도들을 통해 상기 광학 시준기의 제 1 래스터 스캔 (raster scan) 을 수행하는 단계로서, 상기 제 1 세트의 팁 각도들은 제 1 수직 기준 평면 내에서 광학 시준기의 복수의 상이한 팁 각도들을 포함하고, 상기 제 1 세트의 팁 각도들은 제 1 각도 단차량 (angular step amount) 을 갖고, 상기 제 1 세트의 틸팅 각도들은 상기 제 1 수직 기준 평면에 수직인 제 2 수직 기준 평면 내에서 상기 광학 시준기의 복수의 상이한 틸팅 각도들을 포함하고, 상기 제 1 세트의 틸팅 각도들은 상기 제 1 각도 단차량을 갖고, 상기 제 1 래스터 스캔은 상기 제 1 래스터 스캔에서 팁 각도 및 틸팅 각도의 상이한 조합 각각에서 스펙트럼 강도 측정 값을 제공하는, 상기 제 1 래스터 스캔을 수행하는 단계;
    상기 제 1 래스터 스캔 내에서 최대 스펙트럼 강도 측정 값에 대응하는 상기 제 1 래스터 스캔에서 기준 팁 각도 및 기준 틸팅 각도를 식별하는 단계;
    제 2 세트의 팁 각도들 및 제 2 세트의 틸팅 각도들을 통해 상기 광학 시준기의 제 2 래스터 스캔을 수행하는 단계로서, 상기 제 2 세트의 팁 각도들은 상기 제 1 수직 기준 평면 내에서 광학 시준기의 복수의 상이한 팁 각도들을 포함하고, 상기 제 2 세트의 팁 각도들은 상기 기준 팁 각도를 중심으로 하고, 제 2 세트의 팁 각도들은 상기 제 1 각도 단차량보다 더 작은 제 2 각도 단차량을 갖고, 상기 제 2 세트의 틸팅 각도들은 상기 제 2 수직 기준 평면 내에서 상기 광학 시준기의 복수의 상이한 틸팅 각도들을 포함하고, 상기 제 2 세트의 틸팅 각도들은 상기 기준 틸팅 각도를 중심으로 하고, 상기 제 2 세트의 틸팅 각도들은 상기 제 2 각도 단차량을 갖고, 상기 제 2 래스터 스캔은 상기 제 2 래스터 스캔에서 팁 각도 및 틸팅 각도의 상이한 조합 각각에서 스펙트럼 강도 측정 값을 제공하는, 상기 제 2 래스터 스캔을 수행하는 단계; 및
    상기 제 2 래스터 스캔 내에서 최대 스펙트럼 강도 측정 값을 갖는 상기 제 2 래스터 스캔의 팁 각도 및 틸팅 각도의 조합에 각각 대응하는 튜닝된 팁 각도 및 튜닝된 틸팅 각도로 상기 광학 시준기를 배향시키는 단계를 포함하는, 스펙트럼 반사계 시스템의 광학 시준기의 배향을 튜닝하기 위한 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 각도 단차량은 약 0.25 ˚이고, 그리고 상기 제 2 각도 단차량은 약 0.1 ˚인, 스펙트럼 반사계 시스템의 광학 시준기의 배향을 튜닝하기 위한 방법.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 래스터 스캔은 상기 제 1 세트의 팁 각도들 내에서 가장 낮은 팁 각도에서 그리고 상기 제 1 세트의 틸팅 각도들 내에서 가장 낮은 틸팅 각도에서 시작되고, 그리고 상기 제 1 래스터 스캔은 상기 제 1 세트의 팁 각도들 내의 팁 각도 각각에서 스펙트럼 강도 측정들을 수행한 후 상기 제 1 각도 단차량만큼 상기 틸팅 각도를 증가시키고, 그리고
    상기 제 2 래스터 스캔은 상기 제 2 세트의 팁 각도들 내에서 가장 낮은 팁 각도에서 그리고 상기 제 2 세트의 틸팅 각도들 내에서 가장 낮은 틸팅 각도에서 시작되고, 그리고 상기 제 2 래스터 스캔은 상기 제 2 세트의 팁 각도들 내의 팁 각도 각각에서 스펙트럼 강도 측정들을 수행한 후 상기 제 2 각도 단차량만큼 상기 틸팅 각도를 증가시키는, 스펙트럼 반사계 시스템의 광학 시준기의 배향을 튜닝하기 위한 방법.
15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 세트의 팁 각도들은 0을 중심으로 하고 상기 제 1 각도 단차량만큼 서로 이격된 5 개의 각도들을 포함하고, 그리고 상기 제 1 세트의 틸팅 각도들은 0을 중심으로 하고 상기 제 1 각도 단차량만큼 서로 이격된 5 개의 각도들을 포함하고, 그리고
    상기 제 2 세트의 팁 각도들은 0을 중심으로 하고 상기 제 2 각도 단차량만큼 서로 이격된 5 개의 각도들을 포함하고, 그리고 상기 제 2 세트의 틸팅 각도들은 0을 중심으로 하고 상기 제 2 각도 단차량만큼 서로 이격된 5 개의 각도들을 포함하는, 스펙트럼 반사계 시스템의 광학 시준기의 배향을 튜닝하기 위한 방법.
16. 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 스펙트럼 반사계 시스템의 광학 시준기의 배향을 튜닝하기 위한 방법에 있어서,
    상기 광학 시준기의 팁 각도 및 틸팅 각도의 복수의 상이한 조합들에서 스펙트럼 강도 측정들을 수행하는 단계로서, 상기 광학 시준기의 상기 팁 각도는 제 1 수직 기준 평면 내에서 측정되고, 상기 광학 시준기의 상기 틸팅 각도는 상기 제 1 수직 기준 평면에 수직인 제 2 수직 기준 평면 내에서 측정되는, 상기 스펙트럼 강도 측정들을 수행하는 단계;
    상기 스펙트럼 강도 측정 값들에 기초하여 예측된 최대 스펙트럼 강도에 대응하는 상기 광학 시준기의 예측된 팁 각도 및 예측된 틸팅 각도를 결정하는 단계;
    상기 광학 시준기를 상기 예측된 팁 각도보다 더 작은 미리 정해진 (prescribe) 양인 개시 (starting) 팁 각도로 그리고 상기 예측된 틸팅 각도보다 더 작은 미리 정해진 양인 개시 틸팅 각도로 배향하는 단계; 및
    최대 스펙트럼 강도 측정 값을 제공하는 상기 광학 시준기의 튜닝된 팁 각도 및 튜닝된 틸팅 각도를 식별하기 위해 기울기-상승 탐색 프로세스를 수행하는 단계로서, 상기 기울기-상승 탐색 프로세스는 상기 개시 팁 각도 및 상기 개시 틸팅 각도에서 시작하고, 상기 기울기-상승 탐색 프로세스는 상기 튜닝된 팁 각도 및 상기 튜닝된 틸팅 각도로 배향된 상기 광학 시준기로 종료되는, 상기 기울기-상승 탐색 프로세스를 수행하는 단계를 포함하는, 스펙트럼 반사계 시스템의 광학 시준기의 배향을 튜닝하기 위한 방법.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 미리 정해진 양은 약 0.3 ˚인, 스펙트럼 반사계 시스템의 광학 시준기의 배향을 튜닝하기 위한 방법.
18. 제 16 항에 있어서,
    상기 기울기-상승 탐색 프로세스는 팁 각도 및 틸팅 각도에 대해 측정된 스펙트럼 강도의 변화가 미리 정해진 문턱 값보다 더 작을 때까지 복수의 팁 각도 상승 단계들 및 복수의 틸팅 각도 상승 단계들을 수행하는 단계를 포함하는, 스펙트럼 반사계 시스템의 광학 시준기의 배향을 튜닝하기 위한 방법.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 미리 정해진 문턱 값은 약 0.1인, 스펙트럼 반사계 시스템의 광학 시준기의 배향을 튜닝하기 위한 방법.
20. 제 18 항에 있어서,
    팁 각도 상승 단계 각각은,
    a) 상기 광학 시준기를 사용하여 스펙트럼 강도 측정을 수행하는 단계,
    b) 상기 광학 시준기의 상기 팁 각도를 팁 조정량만큼 증가시키는 단계,
    c) 상기 광학 시준기를 사용하여 또 다른 스펙트럼 강도 측정을 수행하는 단계,
    d) 단계 a) 및 단계 c)의 상기 스펙트럼 강도 측정 값들에 기초하여 팁 각도 변화에 대한 스펙트럼 강도 변화의 기울기를 결정하는 단계, 및
    e) 단계 d)에서 결정된 상기 기울기가 감소할 때 상기 팁 조정량을 감소시키고, 단계 d)에서 결정된 상기 기울기가 감소되지 않을 때 상기 팁 조정량을 유지하는 단계를 포함하고, 그리고
    틸팅 각도 상승 단계 각각은,
    f) 상기 광학 시준기를 사용하여 스펙트럼 강도 측정을 수행하는 단계,
    g) 상기 광학 시준기의 상기 틸팅 각도를 틸팅 조정량만큼 증가시키는 단계,
    h) 상기 광학 시준기를 사용하여 또 다른 스펙트럼 강도 측정을 수행하는 단계,
    i) 단계 f) 및 단계 h)의 스펙트럼 강도 측정 값들에 기초하여 틸팅 각도 변화에 대한 스펙트럼 강도 변화의 기울기를 결정하는 단계, 및
    j) 단계 i)에서 결정된 기울기가 감소할 때 상기 틸팅 조정량을 감소시키고, 단계 i)에서 결정된 기울기가 감소되지 않을 때 상기 틸팅 조정량을 유지하는 단계를 포함하는, 스펙트럼 반사계 시스템의 광학 시준기의 배향을 튜닝하기 위한 방법.
21. 제 20 항에 있어서,
    상기 팁 조정량은 약 0.075 ˚에서 개시하고, 그리고 상기 틸팅 조정량은 약 0.075 ˚에서 개시하는, 스펙트럼 반사계 시스템의 광학 시준기의 배향을 튜닝하기 위한 방법.

Images