KR20240056620A - 직접­구동 무선주파수 전력 공급부를 위한 접합 시스템 - Google Patents

Abstract

직접-구동 무선주파수 전력 공급부를 위한 접합 시스템은 직접-구동 무선주파수 신호 생성기의 출력부에 접속된 무선주파수 신호 공급 핀에 접속되는 제 1 단자를 포함한다. 접합 시스템은 또한 플라즈마 프로세싱 챔버의 코일에 접속된 제 2 단자를 포함한다. 접합 시스템은 제 1 단자와 제 2 단자 사이에 접속된 리액티브 회로를 포함한다. 리액티브 회로는 제 1 단자로부터 제 2 단자로의 경로에서 성형된 증폭 구형파 파형 신호를 성형된 사인파 신호로 변환하도록 구성된다. 리액티브 회로는 직접-구동 무선주파수 신호 생성기로부터 리액티브 회로를 통해 코일로 무선주파수 전력의 피크량이 송신되도록 설정된 커패시턴스를 갖는 가변 캐패시터를 포함한다.

Description

직접­구동 무선주파수 전력 공급부를 위한 접합 시스템

플라즈마 프로세싱 시스템들 (Plasma processing systems) 은 반도체 웨이퍼들 상에 반도체 디바이스들, 예를 들어 칩들/다이를 제작하도록 사용된다. 플라즈마 프로세싱 시스템에서, 반도체 웨이퍼는 재료 증착 (deposition) 및/또는 재료 제거 (removal) 및/또는 재료 주입 (implantation) 및/또는 재료 수정 (modification) 등을 통해서와 같이, 반도체 웨이퍼의 상태에 미리 정해진 변화를 발생시키기 위해 다양한 타입들의 플라즈마들에 노출된다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 통상적으로 무선주파수 (radiofrequency; RF) 소스, RF 송신 케이블, RF 임피던스 매칭 네트워크, 전극, 그리고 플라즈마 생성 챔버를 포함한다. RF 소스는 RF 송신 케이블을 통해 RF 임피던스 매칭 네트워크에 접속된다. RF 임피던스 매칭 네트워크는 전기 전도체를 통해 전극에 접속된다. RF 소스에 의해 생성된 RF 전력은 RF 송신 케이블을 통해 그리고 RF 임피던스 매칭 네트워크를 통해 전극으로 송신된다. 전극으로부터 송신된 RF 전력은 플라즈마 생성 챔버 내에서 프로세스 가스가 플라즈마로 변환되게 한다. 이러한 맥락 내에서 본 개시에 기술된 실시 예들이 발생한다.

예시적인 실시 예에서, 플라즈마 프로세싱 챔버를 위한 RF 전력 송신 시스템용 접합 시스템이 개시된다. 이 접합 시스템은 직접-구동 RF 신호 생성기 (direct-drive radiofrequency signal generator) 의 출력부에 접속된 RF 신호 공급 핀 (pin) 에 접속하도록 구성되는 제 1 단자를 포함한다. 이 접합 시스템은 코일에 접속하도록 구성되는 제 2 단자를 포함한다. 이 접합 시스템은 제 1 단자와 제 2 단자 사이에 접속된 리액티브 회로 (reactive circuit)를 포함한다. 리액티브 회로는 제 1 단자로부터 제 2 단자로의 경로에서 성형된 증폭 구형파 파형 신호 (shaped-amplified square waveform signal) 를 성형된 사인파 신호 (shaped-sinusoidal signal) 로 변환하도록 구성된다.

예시적인 실시 예에서, 플라즈마 프로세싱 챔버를 위한 RF 전력 송신 시스템이 개시된다. RF 전력 송신 시스템은 직접-구동 RF 신호 생성기, 코일, 그리고 리액티브 회로를 포함한다. 리액티브 회로는 직접-구동 RF 신호 생성기의 출력부와 코일 사이에 접속된다. 리액티브 회로는 직접-구동 RF 신호 생성기의 출력부로부터 성형된 증폭 구형파 파형 신호를 수신하도록 접속된다. 리액티브 회로는 직접-구동 RF 신호 생성기로부터 코일로의 경로에서 성형된 증폭 구형파 파형 신호를 성형된 사인파 신호로 변환하도록 구성된다.

예시적인 실시 예에서, 직접-구동 RF 전력 공급부 (direct-drive RF power supply) 로부터 플라즈마 프로세싱 챔버로 RF 전력을 전달하기 위한 방법이 개시된다. 이 방법은 직접-구동 RF 신호 생성기의 출력부로부터 리액티브 회로로 성형된 증폭 구형파 파형 신호를 송신하는 단계를 포함한다. 리액티브 회로는 성형된 증폭 구형파 파형 신호를 성형된 사인파 신호로 변환하도록 동작된다. 이 방법은 또한 리액티브 회로의 출력부로부터 플라즈마 프로세싱 챔버의 코일로 성형된 사인파 신호를 송신하는 단계를 포함한다. 성형된 사인파 신호는 RF 전력을 코일에 전달한다. 이 방법은 또한 직접-구동 RF 신호 생성기로부터 리액티브 회로를 통해 코일로 무선주파수 전력의 피크량이 송신되도록 리액티브 회로 내의 커패시턴스 설정을 조정하는 단계를 포함한다.

실시 예들의 다른 양태들 및 이점들이 아래의 상세한 설명과 첨부된 도면들로부터 더욱 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 후면도를 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 2a는 일부 실시 예들에 따른, 코일 어셈블리의 평면도를 도시한다.
도 2b는 일부 실시 예들에 따른, 플라즈마 프로세싱 챔버를 통해 취한 수직 단면도를 도시한다.
도 3은 일부 실시 예들에 따른, 플랫폼을 드러내기 위해 직접-구동 RF 전력 공급부가 제거된 플라즈마 프로세싱 시스템의 등각도를 도시한다.
도 4a는 일부 실시 예들에 따른, 제 1 RF 접속 인클로저 내의 영역, 제 2 RF 접속 인클로저 내의 영역, 그리고 계측 인클로저의 T자형 내부 영역을 드러내기 위해 플랫폼이 제거된 플라즈마 프로세싱 시스템의 등각도를 도시한다.
도 4b는 일부 실시 예들에 따른, 플랫폼이 제거된 플라즈마 프로세싱 시스템의 평면도를 도시한다.
도 5는 일부 실시 예들에 따른, 제거 가능한 도어 및 플랫폼이 제거된, 플라즈마 프로세싱 시스템의 전면을 향해 바라보는 플라즈마 프로세싱 시스템의 사시도를 도시한다.
도 6은 일부 실시 예들에 따른, 제 1 RF 점퍼 구조체가 제 1 상부 커플링 구조체 및 제 1 하부 커플링 구조체 모두로부터 제거되고, 그리고 제 2 RF 점퍼 구조체가 제 2 상부 커플링 구조체 및 제 2 하부 커플링 구조체 모두로부터 제거된, 도 5의 플라즈마 프로세싱 시스템의 사시도를 도시한다.
도 7a는 일부 실시 예들에 따른, 제 1 RF 접속 인클로저, 제 2 RF 접속 인클로저, 계측 인클로저, 플랫폼, 그리고 직접-구동 RF 전력 공급부가 제거된 도 5의 플라즈마 프로세싱 시스템의 등각도를 도시한다.
도 7b는 일부 실시 예들에 따른, 도 7a의 플라즈마 프로세싱 시스템의 정면도를 도시한다.
도 7c는 일부 실시 예들에 따른, 도 7a의 플라즈마 프로세싱 시스템의 좌측 사시도를 도시한다.
도 8은 일부 실시 예들에 따른, 제 1 리액티브 회로 및 제 2 리액티브 회로의 컴포넌트들을 도시하기 위해 제 1 접합 인클로저 및 제 2 접합 인클로저의 바닥 커버들이 제거된 플라즈마 프로세싱 시스템의 저면도를 도시한다.
도 9a는 일부 실시 예들에 따른, 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기로부터 제 1 리액티브 회로를 통해 코일 어셈블리의 외측 코일로 RF 전력을 송신하는 것을 도시하는 회로 개략도 (circuit schematic) 를 도시한다.
도 9b는 일부 실시 예들에 따른, 제 1 리액티브 회로의 컴포넌트들을 드러내기 위해 제 1 접합 인클로저의 벽들이 제거되고 제 2 리액티브 회로의 컴포넌트들을 드러내기 위해 제 2 접합 인클로저의 벽들이 제거된, 도 7a에 도시된 바와 같은 플라즈마 프로세싱 시스템의 전면-좌측-상부 관점으로부터의 등각도를 도시한다.
도 9c는 일부 실시 예들에 따른, 도 9b에 도시된 바와 같은 플라즈마 프로세싱 시스템의 후면-좌측-상부 관점으로부터의 등각도를 도시한다.
도 10a는 일부 실시 예들에 따른, 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기로부터 제 2 리액티브 회로를 통해 코일 어셈블리의 내측 코일로 RF 전력을 송신하는 것을 도시하는 회로 개략도를 도시한다.
도 10b는 일부 실시 예들에 따른, 제 1 리액티브 회로의 컴포넌트들을 드러내기 위해 제 1 접합 인클로저의 벽들이 제거되고 제 2 리액티브 회로의 컴포넌트들을 드러내기 위해 제 2 접합 인클로저의 벽들이 제거된, 도 7a에 도시된 바와 같은 플라즈마 프로세싱 시스템의 전면-우측-상부 관점으로부터의 등각도를 도시한다.
도 10c는 일부 실시 예들에 따른, 도 10b에 도시된 바와 같은 플라즈마 프로세싱 시스템의 후면-우측-하부 관점으로부터 등각도를 도시한다.
도 11은 일부 실시 예들에 따른, 제 1 접합 인클로저의 벽들이 제 1 리액티브 회로의 컴포넌트들을 드러내도록 제거되며 제 2 접합 인클로저의 벽들이 제 2 리액티브 회로의 컴포넌트들을 드러내도록 제거된, 도 7a에 도시된 바와 같은 플라즈마 프로세싱 시스템의 평면도를 도시한다.
도 12는 일부 실시 예들에 따른, 제 1 리액티브 회로와 외측 코일 사이의 접속부들, 그리고 제 2 리액티브 회로와 내측 코일 사이의 접속부들의 (전면-좌측-상부 관점으로부터의) 사시도를 도시한다.
도 13은 일부 실시 예들에 따른, 제 1 리액티브 회로의 (전면-우측-상부 관점으로부터의) 클로즈업 사시도를 도시한다.
도 14는 일부 실시 예들에 따른, 제 2 리액티브 회로의 (전면-좌측-상부 관점으로부터의) 클로즈업 사시도를 도시한다.
도 15는 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 접속되는 방법의 개략도를 도시한다.
도 16은 일부 실시 예들에 따른, 직접-구동 RF 전력 공급부로부터 플라즈마 프로세싱 챔버로 RF 전력을 전달하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 17은 일부 실시 예들에 따른, 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 및 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 각각의 개략도를 도시한다.
도 18은 일부 실시 예들에 따른, FET들 양단에 전압 제한기들을 구현하는 하프-브리지 FET 회로의 회로 개략도를 도시한다.
도 19a는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기/제 2 직접-구동 RF 신호 생성기의 출력부에서 생성된 예시적인 성형된 증폭 구형파 파형의 파라미터의 플롯을 도시한다.
도 19b는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 리액티브 회로/제 2 리액티브 회로의 출력부에서 생성된 예시적인 성형된 사인파 파형의 파라미터의 플롯을 도시한다.
도 20a는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 리액티브 회로/제 2 리액티브 회로의 출력부에서 생성된 예시적인 성형된 사인파 파형의 파라미터의 플롯을 도시한다.
도 20b는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 리액티브 회로/제 2 리액티브 회로의 출력부에서 생성된 예시적인 성형된 사인파 파형의 파라미터의 플롯을 도시한다.
도 20c는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 리액티브 회로/제 2 리액티브 회로의 출력부에서 생성된 예시적인 성형된 사인파 파형의 파라미터의 플롯을 도시한다.
도 20d는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 리액티브 회로/제 2 리액티브 회로의 출력부에서 생성된 예시적인 성형된 사인파 파형의 파라미터의 플롯을 도시한다.

다음의 기술에서, 본 개시의 철저한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 상세들이 제시된다. 그러나, 본 개시의 실시 예들이 이러한 특정 상세의 일부 또는 전부 없이 실시될 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 다른 경우들에서, 본 개시를 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 공지된 프로세스 동작들은 자세히 기술되지 않았다.

도 1a는 일부 실시 예들에 따른, 직접-구동 무선주파수 전력 공급부 (direct-drive radiofrequency (RF) power supply) (101) 를 포함하는 플라즈마 프로세싱 시스템 (plasma processing system) (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 후면도를 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.

직접-구동 RF 전력 공급부 (101) 는 RF 송신 라인 (transmission line) 및 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 로의 경로의 임피던스 매칭 네트워크를 통해 RF 신호를 송신할 필요 없이 RF 전력을 생성하고 이를 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 에 전달하도록 구성된다. 직접-구동 RF 전력 공급부 (101) 는 또한 매칭리스 플라즈마 소스 (Matchless Plasma Source; MPS) 로도 지칭된다. 도 1a 내지 도 1e의 예시적인 실시 예에서, 직접-구동 RF 전력 공급부 (101) 는 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 의 윈도우 (window) (113) 위에 배치된 (dispose) 코일 어셈블리 (109) 에 RF 전력을 전달하도록 접속된다. 다양한 실시 예들에서, 윈도우 (113) 는 RF 전력이 코일 어셈블리 (109) 로부터 윈도우 (113) 를 통해 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 로 송신될 수 있게 하는 석영과 같은 유전체 재료로 형성된다. RF 전력이 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내로 그리고 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 를 통해 송신되는 동안, RF 전력은 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내에서 지지되는 반도체 웨이퍼에 노출될 때 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내에서 프로세스 가스를 플라즈마로 변환한다 (transform). 다양한 실시 예들에서, 플라즈마는 재료 증착 (deposition) 및/또는 재료 제거 (removal) 및/또는 재료 주입 (implantation) 및/또는 재료 수정 (modification) 등을 통해서와 같이, 반도체 웨이퍼의 상태의 제어된 수정을 제공하기 위해 사용된다. 또한, 일부 실시 예들에서, 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 의 세정을 제공하기 위해 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 에서 플라즈마가 생성된다. 직접-구동 RF 전력 공급부 (101) 는 도 15 내지 도 20d와 관련하여 이하에 자세히 기술된다. 본 논의에 있어서, 직접-구동 RF 전력 공급부 (101) 는 시간의 함수로서 규정된 (prescribed) 파형을 갖는 RF 신호들을 생성하며, 생성된 RF 신호들을 코일 어셈블리 (109) 에 전달하도록 구성된다는 점이 이해되어야 한다.

도 2a는 일부 실시 예들에 따른, 코일 어셈블리 (109) 의 평면도를 도시한다. 일부 실시 예들에서, 코일 어셈블리 (109) 는 제 1 외측 코일 권선 (coil winding) (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 수평으로 외향으로 연장하는 방사상 방향에 대해 교번하는 순서 (alternating sequence) 로 위치되도록 서로 인터리브된다 (interleaved). 제 1 외측 코일 권선 (109A) 의 제 1 단부는 커넥터 (202A1) 를 통해 직접-구동 RF 전력 공급부 (101) 로부터 RF 전력을 수신하도록 접속된다. 제 1 외측 코일 권선 (109A) 의 제 2 단부는 커넥터 (202A2) 를 통해 기준 접지 전위에 접속된다. 제 2 외측 코일 권선 (109B) 의 제 1 단부는 커넥터 (202B1) 를 통해 직접-구동 RF 전력 공급부 (101) 로부터 RF 전력을 수신하도록 접속된다. 제 2 외측 코일 권선 (109B) 의 제 2 단부는 커넥터 (202B2) 를 통해 기준 접지 전위에 접속된다. 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 수평으로 외향으로 연장하는 방사상 방향에 대해 교번하는 순서로 위치되도록 서로 인터리브된다. 제 1 내측 코일 권선 (109C) 의 제 1 단부는 커넥터 (202C1) 를 통해 직접-구동 RF 전력 공급부 (101) 로부터 RF 전력을 수신하도록 접속된다. 제 1 내측 코일 권선 (109C) 의 제 2 단부는 커넥터 (202C2) 를 통해 기준 접지 전위에 접속된다. 제 2 내측 코일 권선 (109D) 의 제 1 단부는 커넥터 (202D1) 를 통해 직접-구동 RF 전력 공급부 (101) 로부터 RF 전력을 수신하도록 접속된다. 제 2 내측 코일 권선 (109D) 의 제 2 단부는 커넥터 (202D2) 를 통해 기준 접지 전위에 접속된다. 코일 어셈블리 (109) 는 예시로서 도시되어 있음이 이해되어야 한다. 다양한 실시 예들에서, 코일 어셈블리 (109) 는 단일 코일 권선 또는 복수의 코일 권선들을 포함할 수 있다. 또한, 다양한 실시 예들에서, 코일 어셈블리 (109) 의 다수의 권선들은, 예를 들어 도 2a에 도시된 바와 같은 내측 코일 (109I) 영역 및 외측 코일 (109O) 영역과 같이, 예를 들어 2 개, 3 개, 4 개 등의 복수의 코일 영역들로 구성될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 코일 어셈블리 (109) 내의 코일 권선 각각은, 코일 어셈블리 (109) 구성에 관계없이 직접-구동 RF 전력 공급부 (101) 로부터 RF 전력을 수신하도록 접속된다.

일부 실시 예들에서, 직접-구동 RF 전력 공급부 (101) 는 RF 신호들을 독립적으로 생성하고 이를 코일 어셈블리 (109) 의 상이한 부분들에 공급하는 복수의 직접-구동 RF 신호 생성기들을 포함한다. 예를 들어, 도 1a 내지 도 1e에 도시된 바와 같은 일부 실시 예들에서, 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 이를 코일 어셈블리 (109) 의 제 1 외측 코일 권선 (109A) 및 제 2 외측 코일 권선 (109B) 에 공급하도록 접속된다. 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 는 RF 신호들을 생성하고 이를 코일 어셈블리 (109) 의 제 1 내측 코일 권선들 (109C) 및 제 2 내측 코일 권선 (109D) 에 공급하도록 접속된다. 다양한 실시 예들에서 직접-구동 RF 전력 공급부 (101) 는 RF 신호들을 생성하고 이를 코일 어셈블리 (109) 내의 2개보다 더 많은 코일들 각각에 공급하기 위한 2개보다 더 많은 직접-구동 RF 신호 생성기들을 포함하며, 여기서 코일 어셈블리 (109) 내의 코일 각각은 하나 이상의 코일 권선들을 포함한다는 점이 이해되어야 한다. 또한, 일부 실시 예들에서, 직접-구동 RF 전력 공급부 (101) 는 RF 신호들을 생성하고 이를 코일 어셈블리 (109) 내의 단일 코일에 공급하기 위한 단일 직접-구동 RF 신호 생성기를 포함하며, 여기서 단일 코일은 하나 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, 이때 직접-구동 RF 전력 공급부 (101) 는 계측 레벨 (metrology level) (103), RF 전력 접합 레벨 (RF power junction level) (105) 및 코일 어셈블리 레벨 (coil assembly level) (107) 에 의해 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 로부터 분리된다. 일부 실시 예들에서, 계측 레벨 (103) 은 직접-구동 RF 전력 공급부 (101) 와 RF 전력 접합 레벨 (105) 사이에 수직으로 위치되고, 코일 어셈블리 레벨 (107) 은 RF 전력 접합 레벨 (105) 아래에 위치된다. 계측 레벨 (103) 은 계측 인클로저 (metrology enclosure) (115) 를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 계측 인클로저 (115) 는 계측 인클로저 (115) 위로부터 보았을 때 T자형의 내부 볼륨을 가진다. 다양한 실시 예들에서, 계측 장비, 예를 들어 광학 계측 장비, 열 계측 장비, 전기 계측 장비 등은 계측 인클로저 (115) 의 내부 볼륨 내에 배치된다. 이는 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 및 코일 어셈블리 (109) 에 매우 근접한 계측 장비의 포지셔닝 (positioning) 을 제공하며, 이것이 계측 장비 배치 및 접속성의 단순화를 제공한다는 점이 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 구조체 (base structure) 를 제공한다.

일부 실시 예들에서, 계측 레벨 (103) 은 또한 제 1 RF 접속 인클로저 (117A) 및 제 2 RF 접속 인클로저 (117B) 를 포함한다. 제 1 RF 접속 인클로저 (117A) 는 보호된 영역을 제공하도록 형성되고 이러한 보호된 영역 내에서 그리고 보호된 영역을 통해서 RF 접속 구조체들이 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A) 로부터 코일 어셈블리 (109) 의 외측 코일 (109O) 로의 RF 전력의 송신을 제공하도록 배치된다. 제 1 RF 접속 인클로저 (117A) 내의 영역으로의 액세스 개구부 (access opening) (502A) (도 5 참조) 를 커버하기 위해 제거 가능한 도어 (removable door) (119A) 가 제공된다. 제 2 RF 접속 인클로저 (117B) 는 보호된 영역을 제공하도록 형성되고 이러한 보호된 영역 내에서 그리고 보호된 영역을 통해서 RF 접속 구조체들이 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 로부터 코일 어셈블리 (109) 의 내측 코일 (109I) 로의 RF 전력의 송신을 제공하도록 배치된다. 제 2 RF 접속 인클로저 (117B) 내의 영역으로의 액세스 개구부 (502B) (도 5 참조) 를 커버하기 위해 제거 가능한 도어 (119B) 가 제공된다.

RF 전력 접합 레벨 (105) 은 제 1 접합 인클로저 (121A), 제 2 접합 인클로저 (121B) 및 코일 접속 인클로저 (125) 를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 코일 접속 인클로저 (125) 는 실질적으로 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 의 중심에 위치되며 이에 대응하여 실질적으로 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 의 윈도우 (113) 위에 배치된 코일 어셈블리 (109) 의 중심에 위치된다. 제 1 접합 인클로저 (121A) 는 제 1 리액티브 회로 (reactive circuit) (901) (도 9 참조) 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) 사이에 접속된다. 제 1 접합 인클로저 (121A) 및 제 1 리액티브 회로 (901) 는 제 1 RF 접합 시스템의 부분들이다.

제 2 접합 인클로저 (121B) 는 제 2 리액티브 회로 (1001) (도 10 참조) 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) 사이에 접속된다. 제 2 접합 인클로저 (121B) 및 제 2 리액티브 회로 (1001) 는 제 2 RF 접합 시스템의 부분들이다. 코일 접속 인클로저 (125) 는 제 1 전도성 구조체 (1101) (도 11 참조) 가 제 1 리액티브 회로 (901) 를 코일 어셈블리 (109) 의 외측 코일 (109O) 에 전기적으로 접속시키도록 배치되며 제 2 전도성 구조체 (1107) (도 11 참조) 가 제 2 리액티브 회로 (1001) 를 코일 어셈블리 (109) 의 내측 코일 (109I) 에 전기적으로 접속시키도록 배치되는 내부 영역을 포함한다. 코일 접속 인클로저 (125) 는 또한 코일 접속 인클로저 (125) 의 벽들 상에 존재하는 기준 접지 전위에 대한 것과 같은, 기준 접지 전위에 대한 코일 어셈블리 (109) 의 외측 코일 (109O) 의 전기 접속을 제공하기 위해 제 3 전도성 구조체 (1103) (도 11 참조) 및 제 4 전도성 구조체 (1105) (도 11 참조) 를 하우징한다. 코일 접속 인클로저 (125) 는 또한 코일 어셈블리 (109) 의 내측 코일 (109I) 로부터 제 2 리액티브 회로 (1001) 로의 접지 복귀 전기 접속을 제공하기 위해 제 5 전도성 구조체 (1109) (도 11 참조) 를 하우징한다.

일부 실시 예들에서, 제 1 접합 인클로저 (121A) 는 제 1 리액티브 회로 (901) 내의 컴포넌트들 (components) 의 냉각을 유지하도록 제 1 접합 인클로저 (121A) 의 내부 영역을 통해 공기를 순환시키기 위한 팬 (123A) 을 구비한다. 유사하게, 일부 실시 예들에서, 제 2 접합 인클로저 (121B) 에는 제 2 리액티브 회로 (1001) 내의 컴포넌트들의 냉각을 유지하도록 제 2 접합 인클로저 (121B) 의 내부 영역을 통해 공기를 순환시키기 위한 팬 (123B) 을 구비한다. 또한, 일부 실시 예들에서, 제 1 접합 인클로저 (121A) 는 액세스 포트 (access port) (707A) 를 포함하며 이러한 액세스 포트 (707A) 를 통해서 제 1 리액티브 회로 (901) 내의 가변 커패시터의 설정의 조정을 제공하기 위한 것과 같이 제 1 리액티브 회로 (901) 내의 하나 이상의 컴포넌트(들)의 조정을 제공하기 위해 디바이스 또는 툴이 배치될 수 있다. 유사하게, 일부 실시 예들에서, 제 2 접합 인클로저 (121B) 는 액세스 포트 (707B) 를 포함하며 이러한 액세스 포트 (707B) 를 통해서 제 2 리액티브 회로 (1001) 내의 가변 커패시터의 설정의 조정을 제공하기 위한 것과 같이 제 2 리액티브 회로 (1001) 내의 하나 이상의 컴포넌트(들)의 조정을 제공하기 위해 디바이스 또는 툴이 배치될 수 있다.

도 2b는 일부 실시 예들에 따른, 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 를 통해 취한 수직 단면도를 도시한다. 도 2b의 수직 단면도는 도 2a에 참조된 뷰 (View) A-A에 대응한다. 도 2b의 수직 단면도는 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 의 단순화된 표현을 도시하는 것임이 이해되어야 한다. 다양한 실시 예들에서, 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 는 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 의 관련 기술을 불필요하게 모호하게 하는 것을 방지하도록 도 2b에 도시되지 않은 다른 컴포넌트들 및 피처들을 포함한다. 또한, 다양한 실시 예들에서, 도 2b에 도시된 컴포넌트들은 본 명세서에 논의된 바와 같이 컴포넌트들의 의도된 목적으로부터 벗어나지 않고 도 2b의 컴포넌트들의 특정 표현과 상이한 방식으로 성형 (shaped), 포지셔닝 (positioned) 및 배향 (oriented) 될 수 있다. 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 는 기판 지지부 (201), 예를 들어 정전척 (electrostatic chuck) 을 포함하고, 기판 (203), 예를 들어 반도체 웨이퍼가 기판 (203) 의 플라즈마 프로세싱 동안 기판 지지부 (201) 상에 지지된다. 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 의 동작 동안, 프로세스 가스는 화살표 (205) 에 의해 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 및/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 노출될 때 플라즈마 (211) 로 변환되게 한다. 또한, 플라즈마 처리 챔버 (111) 의 동작 동안, 기판 (203) 의 프로세싱으로부터의 부산물 재료들과 배기 가스들이 화살표 (207) 에 의해 나타낸 바와 같이 플라즈마 처리 챔버 (111) 로부터 배기된다. 다양한 실시 예들에서 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 의 동작은 다른 부가적인 동작들 중에서도, 기판 (203) 레벨에서 플라즈마 (211) 의 전기적으로 대전된 구성성분들 (constituents) 을 기판 (203) 을 향해 끌어당기거나 또는 기판 (203) 으로부터 멀어지게 밀어내기 위한 바이어스 전압을 생성하는 것, 및/또는 기판 (203) 의 온도를 제어하는 것, 및/또는 부가적인 플라즈마 (211) 를 생성하기 위해 기판 지지부 (201) 내에 배치된 하나 이상의 전극(들)에 부가적인 RF 전력을 인가하는 것과 같은 다수의 다른 부가적인 동작들을 포함할 수 있음이 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) 레벨에서의 바이어스 전압의 공급, 기판 홀더 (201) 내의 전극(들)으로의 RF 전력의 공급 중 하나 이상을 제어하기 위한 시간적 스케줄을 명시하는 미리 정해진 레시피 (recipe) 에 따라 동작된다.

도 3은 일부 실시 예들에 따른, 플랫폼 (114) 을 드러내기 위해 직접-구동 RF 전력 공급부 (101) 가 제거된 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 등각도를 도시한다. 제 1 상부 RF 접속 구조체 (301A) 는 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A) 의 RF 공급 출력부와 접속하도록 플랫폼 (114) 을 통해 제 1 RF 접속 인클로저 (117A) 내의 영역으로부터 연장한다. 제 1 상부 RF 접속 구조체 (301A) 는 전기 전도성 재료로 형성되고 이를 통해 RF 전력이 쉽게 송신된다. 일부 실시 예들에서, RF 전력이 플랫폼 (114) 에 커플링하는 것을 방지하기 위해 제 1 상부 RF 접속 구조체 (301A) 와 플랫폼 (114) 사이에 RF 절연기 구조체 (303A) 가 배치된다. 일부 실시 예들에서, RF 절연기 구조체 (303A) 대신에, RF 전력이 플랫폼 (114) 에 커플링하는 것을 방지하기 위해 제 1 상부 RF 접속 구조체 (301A) 와 플랫폼 (114) 사이에 개방 공간이 유지된다. 일부 실시 예들에서, RF 전력이 플랫폼 (114) 에 커플링하는 것을 방지하기 위해 제 1 상부 RF 접속 구조체 (301A) 와 플랫폼 (114) 사이에 RF 절연기 구조체 (303A) 의 변이 (variation) 와 개방 공간의 조합이 제공된다. 제 2 상부 RF 접속 구조체 (301B) 는 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 의 RF 공급 출력부와 접속하도록 플랫폼 (114) 을 통해 제 2 RF 접속 인클로저 (117B) 내의 영역으로부터 연장한다. 제 2 상부 RF 접속 구조체 (301B) 는 전기 전도성 재료로 형성되고 이를 통해 RF 전력이 쉽게 송신된다. 일부 실시 예들에서, RF 전력이 플랫폼 (114) 에 커플링하는 것을 방지하기 위해 제 2 상부 RF 접속 구조체 (301B) 와 플랫폼 (114) 사이에 RF 절연기 구조체 (303B) 가 배치된다. 일부 실시 예들에서, RF 절연기 구조체 (303B) 대신에, RF 전력이 플랫폼 (114) 에 커플링하는 것을 방지하기 위해 제 2 상부 RF 접속 구조체 (301B) 와 플랫폼 (114) 사이에 개방 공간이 유지된다. 일부 실시 예들에서, RF 전력이 플랫폼 (114) 에 커플링하는 것을 방지하기 위해 제 2 상부 RF 접속 구조체 (301B) 와 플랫폼 (114) 사이에 RF 절연기 구조체 (303B) 의 변동과 개방 공간의 조합이 제공된다.

도 4a는 일부 실시 예들에 따른, 제 1 RF 접속 인클로저 (117A) 내의 영역 (302A), 제 2 RF 접속 인클로저 (117B) 내의 영역 (302B), 그리고 계측 인클로저 (115) 의 T자형 내부 영역 (401) 을 드러내기 위해 플랫폼 (114) 이 제거된 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 등각도를 도시한다. 앞서 언급된 바와 같이, 다양한 실시 예들에서, 다른 타입들의 계측 장비 중에서도 광학 계측 장비, 및/또는 열 계측 장비, 및/또는 전기 계측 장비와 같은 계측 장비가 계측 인클로저 (115) 의 T자형 내부 영역 (401) 내에 배치된다. 도 4b는 일부 실시 예들에 따른, 플랫폼 (114) 이 제거된 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 평면도를 도시한다. 일부 실시 예들에서, 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내의 프로세싱 영역 (209) 내로의 윈도우 (113) 을 통한 뚜렷한 (unobscured) 시선 뷰를 제공하기 위해 계측 인클로저 (115) 의 하단부를 관통하여 뷰포트 (viewport) (403) 가 형성된다. 일부 실시 예들에서, 뷰포트 (403) 는 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내의 프로세싱 영역 (209) 에서 생성된 플라즈마 (211) 의 직접 시선을 획득하기 위해 계측 인클로저 (115) 의 내부 영역 (401) 내에 배치된 광학 계측 디바이스에 의해 사용된다.

도 5는 일부 실시 예들에 따른, 제거 가능한 도어 (119A 및 119B) 및 플랫폼 (114) 이 제거된, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 전면을 향해 바라보는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 사시도를 도시한다. 구체적으로, 제거 가능한 도어 (119A) 는 제 1 RF 접속 인클로저 (117A) 내의 영역 (302A) 으로의 액세스 개구부 (502A) 를 드러내도록 제거된다. 유사하게, 제거 가능한 도어 (119B) 는 제 2 RF 접속 인클로저 (117B) 내의 영역 (302B) 으로의 액세스 개구부 (502B) 를 드러내도록 제거된다. 일부 실시 예들에서, 제 1 상부 RF 접속 구조체 (301A) 는 제 1 상부 커플링 구조체 (503A) 와 접속하도록 하향 연장한다. 제 1 상부 커플링 구조체 (503A) 는 전기 전도성 재료로 형성되고 이를 통해 RF 전력이 쉽게 송신된다. 제 1 하부 커플링 구조체 (505A) 는 제 1 RF 접속 인클로저 (117A) 의 내부 영역 (302A) 내에서 제 1 상부 커플링 구조체 (503A) 로부터 이격되어 아래에 포지셔닝된다. 제 1 하부 커플링 구조체 (505A) 는 전기 전도성 재료로 형성되고 이를 통해 RF 전력이 쉽게 송신된다. 일부 실시 예들에서, 제 1 상부 커플링 구조체 (503A) 및 제 1 하부 커플링 구조체 (505A) 각각은 제 1 RF 접속 인클로저 (117A) 의 액세스 개구부 (502A) 를 향해 가리키는 실질적으로 수평 배향으로 포지셔닝된 대응하는 원통형 축을 갖는 실질적으로 환형인 원통 형상을 갖도록 형성된다.

제 1 RF 점퍼 (jumper) 구조체 (501A) 는 제 1 상부 커플링 구조체 (503A) 와 제 1 하부 커플링 구조체 (505A) 사이의 전기 접속을 확립하기 위해 제 1 상부 커플링 구조체 (503A) 및 제 1 하부 커플링 구조체 (505A) 모두에 삽입하도록 구성된다. 제 1 RF 점퍼 구조체 (501A) 는 전기 전도성 재료로 형성되고 이를 통해 RF 전력이 쉽게 송신된다. 일부 실시 예들에서, 제 1 RF 점퍼 구조체 (501A) 가 제 1 상부 커플링 구조체 (503A) 및 제 1 하부 커플링 구조체 (505A) 모두의 개구부들 내에 삽입될 때 제 1 RF 점퍼 구조체 (501A) 는 제 1 상부 커플링 구조체 (503A) 및 제 1 하부 커플링 구조체 (505A) 모두에 물리적으로 콘택트되도록 구성된다. 이러한 방식으로, 제 1 RF 점퍼 구조체 (501A) 가 제 1 상부 커플링 구조체 (503A) 및 제 1 하부 커플링 구조체 (505A) 모두의 개구부들 내에 동시에 삽입된 채로, 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A) 로부터 제 1 상부 RF 접속 구조체 (301A) 로 공급되는 RF 전력이 제 1 상부 커플링 구조체 (503A) 를 통해 제 1 RF 점퍼 구조체 (501A) 로 송신되며, 제 1 RF 점퍼 구조체 (501A) 를 통해 제 1 하부 커플링 구조체 (505A) 로 송신된다.

제 2 RF 점퍼 구조체 (501B) 는 제 2 상부 커플링 구조체 (503B) 와 제 2 하부 커플링 구조체 (505B) 사이의 전기 접속을 확립하기 위해 제 2 상부 커플링 구조체 (503B) 및 제 2 하부 커플링 구조체 (505B) 모두에 삽입하도록 구성된다. 제 2 RF 점퍼 구조체 (501B) 는 전기 전도성 재료로 형성되고 이를 통해 RF 전력이 쉽게 송신된다. 일부 실시 예들에서, 제 2 RF 점퍼 구조체 (501B) 가 제 2 상부 커플링 구조체 (503B) 및 제 2 하부 커플링 구조체 (505B) 모두의 개구부들 내에 삽입될 때 제 2 RF 점퍼 구조체 (501B) 는 제 2 상부 커플링 구조체 (503B) 및 제 2 하부 커플링 구조체 (505B) 모두에 물리적으로 접촉하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 제 2 RF 점퍼 구조체 (501B) 가 제 2 상부 커플링 구조체 (503B) 및 제 2 하부 커플링 구조체 (505B) 모두의 개구부들 내에 동시에 삽입된 채로, 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 로부터 제 2 상부 RF 접속 구조체 (301B) 로 공급되는 RF 전력이 제 2 상부 커플링 구조체 (503B) 를 통해 제 2 RF 점퍼 구조체 (501B) 로 송신되며, 제 2 RF 점퍼 구조체 (501B) 를 통해 제 2 하부 커플링 구조체 (505B) 로 송신된다.

도 6은 일부 실시 예들에 따른, 제 1 RF 점퍼 구조체 (501A) 가 제 1 상부 커플링 구조체 (503A) 및 제 1 하부 커플링 구조체 (505A) 모두로부터 제거되고, 그리고 제 2 RF 점퍼 구조체 (501B) 가 제 2 상부 커플링 구조체 (503B) 및 제 2 하부 커플링 구조체 (505B) 모두로부터 제거된, 도 5의 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 사시도를 도시한다. 일부 실시 예들에서, 제 1 RF 점퍼 구조체 (501A) 는 제 1 상부 커플링 구조체 (503A) 및 제 1 하부 커플링 구조체 (505A) 모두로부터의 슬라이드식 제거 및 제 1 RF 점퍼 구조체 (501A) 는 제 1 상부 커플링 구조체 (503A) 및 제 1 하부 커플링 구조체 (505A) 모두로의 슬라이드식 삽입을 위해 제 1 RF 접속 인클로저 (117A) 의 개구부 (502A) 를 통해 액세스 가능하다. 유사하게, 일부 실시 예들에서, 제 2 RF 점퍼 구조체 (501B) 는 제 2 상부 커플링 구조체 (503B) 와 제 2 하부 커플링 구조체 (505B) 모두로부터의 슬라이드식 제거 및 제 2 RF 점퍼 구조체 (501B) 는 제 2 상부 커플링 구조체 (503B) 와 제 2 하부 커플링 구조체 (505B) 모두로의 슬라이드식 삽입을 위해 제 2 RF 접속 인클로저 (117B) 의 개구부 (502B) 를 통해 액세스 가능하다. 화살표 (601A) 에 의해 나타낸 바와 같이, 제 1 RF 점퍼 구조체 (501A) 의 제거는 RF 전력이 제 1 상부 커플링 구조체 (503A) 로부터 제 1 하부 커플링 구조체 (505A) 로 이동하지 않도록 제 1 상부 커플링 구조체 (503A) 를 제 1 하부 커플링 구조체 (505A) 로부터 분리하는 (disconnect) 역할을 한다. 유사하게, 화살표 (601B) 에 의해 나타낸 바와 같이, 제 2 RF 점퍼 구조체 (501B) 의 제거는 RF 전력이 제 2 상부 커플링 구조체 (503B) 로부터 제 2 하부 커플링 구조체 (505B) 로 이동하지 않도록 제 2 상부 커플링 구조체 (503B) 를 제 2 하부 커플링 구조체 (505B) 로부터 분리하는 역할을 한다.

도 7a는 일부 실시 예들에 따른, 제 1 RF 접속 인클로저 (117A), 제 2 RF 접속 인클로저 (117B), 계측 인클로저 (115), 플랫폼 (114), 그리고 직접-구동 RF 전력 공급부 (101) 가 제거된 도 5의 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 등각도를 도시한다. 도 7b는 일부 실시 예들에 따른, 도 7a의 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 정면도를 도시한다. 도 7c는 일부 실시 예들에 따른, 도 7a의 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 좌측 사시도를 도시한다. 도 7a 내지 도 7c는 제 1 상부 커플링 구조체 (503A) 및 제 1 하부 커플링 구조체 (505A) 모두에 삽입된 제 1 RF 점퍼 구조체 (501A) 를 도시한다. 도 7a 내지 도 7c는 또한 제 2 상부 커플링 구조체 (503B) 및 제 2 하부 커플링 구조체 (505B) 모두에 삽입된 제 2 RF 점퍼 구조체 (501B) 를 도시한다. 도 7a 및 도 7c는 또한 코일 접속 인클로저 (125) 내부의 개방 영역 (701) 을 도시한다. 제 1 하부 커플링 구조체 (505A) 는 제 1 RF 접속 인클로저 (117A) 내부의 영역 (302A) 으로부터 제 1 접합 인클로저 (121A) 내부의 영역 (703A) 까지 연장하는 제 1 하부 RF 접속 구조체 (705A) 에 접속된다. 제 1 하부 RF 접속 구조체 (705A) 는 전기 전도성 재료로 형성되고 이를 통해 RF 전력이 쉽게 송신된다. 일부 실시 예들에서, 제 1 하부 RF 접속 구조체 (705A) 는 RF 전력이 제 1 하부 RF 접속 구조체 (705A) 로부터 제 1 접합 인클로저 (121A) 벽들로 커플링되지 않음을 보장하도록 충분히 큰 크기를 갖는 제 1 접합 인클로저 (121A) 의 상단부의 개구부를 통해 연장한다. 제 2 하부 커플링 구조체 (505B) 는 제 2 RF 접속 인클로저 (117B) 내부의 영역 (302B) 으로부터 제 2 접합 인클로저 (121B) 내부의 영역 (703B) 까지 연장하는 제 2 하부 RF 접속 구조체 (705B) 에 접속된다. 제 2 하부 RF 접속 구조체 (705B) 는 전기 전도성 재료로 형성되고 이를 통해 RF 전력이 쉽게 송신된다. 일부 실시 예들에서, 제 2 하부 RF 접속 구조체 (705B) 는 RF 전력이 제 2 하부 RF 접속 구조체 (705B) 로부터 제 2 접합 인클로저 (121B) 벽들로 커플링되지 않음을 보장하도록 충분히 큰 크기를 갖는 제 2 접합 인클로저 (121B) 의 상단부의 개구부를 통해 연장한다.

도 8은 일부 실시 예들에 따른, 제 1 리액티브 회로 (901) 및 제 2 리액티브 회로 (1001) 의 컴포넌트들을 도시하기 위해 제 1 접합 인클로저 (121A) 및 제 2 접합 인클로저 (121B) 의 하단 커버들이 제거된 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 저면도를 도시한다. 제 1 접합 인클로저 (121A) 는 도 9a 내지 도 9c와 관련하여 아래에서 기술되는 제 1 리액티브 회로 (901) 를 포함한다. 제 1 리액티브 회로 (901) 는 제 1 커패시터 (801) 및 제 2 커패시터 (803) 를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 제 1 커패시터 (801) 는 가변 커패시터이고, 제 2 커패시터 (803) 는 고정 커패시터이다. 일부 실시 예들에서, 제 1 커패시터 (801) 는 제 1 접합 인클로저 (121A) 의 전면 벽 상의 액세스 포트 (707A) 를 통해 물리적으로 액세스 가능한 커패시턴스 설정 제어부 (801A) 를 포함하는 가변 커패시터이다. 일부 실시 예들에서, 커패시턴스 설정 제어부 (801A) 는 제 1 접합 인클로저 (121A) 의 전면 벽 상의 액세스 포트 (707A) 를 통해 삽입된 툴, 예를 들어 스크루드라이버를 사용함으로써 조정 가능하다. 일부 실시 예들에서, 커패시턴스 설정 제어부 (801A) 는 제 1 커패시터 (801) 의 커패시턴스 설정을 제어하도록 접속된 스텝퍼 모터 (stepper motor) 를 포함하고, 여기서 스텝퍼 모터는 스텝퍼 모터에 전기적으로 또는 무선으로 전달되는 신호들에 의해 제어되고, 이로써 커패시턴스 설정 제어부 (801A) 의 자동화된 그리고/또는 원격 조정을 가능하게 한다.

제 1 커패시터 (801) 의 입력 단자는 접속 구조체 (805) 를 통해 제 1 하부 RF 접속 구조체 (705A) 와 전기적으로 접속된다. 제 2 커패시터 (803) 의 입력 단자 또한 접속 구조체 (805) 를 통해 제 1 하부 RF 접속 구조체 (705A) 와 전기적으로 접속된다. 접속 구조체 (805) 는 전기 전도성 재료로 형성되고 이를 통해 RF 전력이 쉽게 송신된다. 일부 실시 예들에서, 접속 구조체 (805) 는 전기 전도성 관절형 스트랩 구조체 (articulated strap structure) 로서 형성된다. 제 1 커패시터 (801) 의 출력 단자는 개구부 (907) (도 9b 참조) 를 통해 제 1 접합 인클로저 (121A) 내부의 영역 (703A) 으로부터 코일 접속 인클로저 (125) 내부의 영역 (701) 까지 연장하는 커넥터 (809) 에 접속 구조체 (807) 를 통해서 전기적으로 접속된다. 커넥터 (809) 는 전기 전도성 재료로 형성되고 이를 통해 RF 전력이 쉽게 송신된다. 제 2 커패시터 (803) 의 출력 단자 또한 접속 구조체 (807) 를 통해 커넥터 (809) 와 전기적으로 접속된다. 접속 구조체 (807) 는 전기 전도성 재료로 형성되고 이를 통해 RF 전력이 쉽게 송신된다. 일부 실시 예들에서, 접속 구조체 (807) 는 전기 전도성 관절형 스트랩 구조체로서 형성된다. 커넥터 (809) 는 제 1 리액티브 회로 (901) 가 커넥터 (809) 및 제 1 전도성 구조체 (1101) 를 통해 코일 어셈블리 (109) 의 외측 코일 (109O) 에 전기적으로 접속되도록, 코일 접속 인클로저 (125) (도 11 참조) 내부의 영역 (701) 내에 배치된 제 1 전도성 구조체 (1101) 에 전기적으로 접속된다. 이러한 방식으로, RF 전력은 접속 구조체 (807), 커넥터 (809) 및 제 1 전도성 구조체 (1101) 에 의해서 제 1 리액티브 회로 (901) 로부터 외측 코일 (109O) 로 송신된다.

제 2 접합 인클로저 (121B) 는 도 10a 내지 도 10c와 관련하여 이하에 기술되는 제 2 리액티브 회로 (1001) 를 포함한다. 제 2 리액티브 회로 (1001) 는 제 1 커패시터 (811) 및 제 2 커패시터 (813) 를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 제 1 커패시터 (811) 는 가변 커패시터이고, 제 2 커패시터 (813) 는 고정 커패시터이다. 일부 실시 예들에서, 제 1 커패시터 (811) 는 가변 커패시터이고, 제 2 커패시터 (813) 또한 가변 커패시터이다. 일부 실시 예들에서, 제 1 커패시터 (811) 는 제 2 접합 인클로저 (121B) 의 전면 벽 상의 액세스 포트 (707B) 를 통해 물리적으로 액세스 가능한 커패시턴스 설정 제어부 (811A) 를 포함하는 가변 커패시터이다. 일부 실시 예들에서, 커패시턴스 설정 제어부 (811A) 는 제 2 접합 인클로저 (121B) 의 전면 벽 상의 액세스 포트 (707B) 를 통해 삽입된 툴, 예를 들어 스크루드라이버를 사용함으로써 조정 가능하다. 일부 실시 예들에서, 커패시턴스 설정 제어부 (811A) 는 제 1 커패시터 (811) 의 커패시턴스 설정을 제어하도록 접속된 스텝퍼 모터를 포함하고, 여기서 스텝퍼 모터는 전기적으로 또는 무선으로 스텝퍼 모터에 전달되는 신호들에 의해 제어되고, 이로써 커패시턴스 설정 제어부 (811A) 의 자동화된 및/또는 원격 조정을 가능하게 한다. 일부 실시 예들에서, 제 2 커패시터 (813) 는 제 2 접합 인클로저 (121B) 의 전면 벽 상의 액세스 포트 (707B) 를 통해 물리적으로 액세스 가능한 커패시턴스 설정 제어부 (813A) 를 포함하는 가변 커패시터이다. 일부 실시 예들에서, 커패시턴스 설정 제어부 (813A) 는 제 2 접합 인클로저 (121B) 의 전면 벽 상의 액세스 포트 (707B) 를 통해 삽입된, 또는 제 2 접합 인클로저 (121B) 의 일부 벽을 통해 형성된 또 다른 액세스 포트를 통해 삽입된 툴, 예를 들어 스크루드라이버를 사용함으로써 조정 가능하다. 일부 실시 예들에서, 커패시턴스 설정 제어부 (813A) 는 제 2 커패시터 (813) 의 커패시턴스 설정을 제어하도록 접속된 스텝퍼 모터를 포함하고, 여기서 스텝퍼 모터는 전기적으로 또는 무선으로 스텝퍼 모터에 전달되는 신호들에 의해 제어되고, 이로써 커패시턴스 설정 제어부 (813A) 의 자동화된 그리고/또는 원격 조정을 가능하게 한다.

제 1 커패시터 (811) 의 입력 단자는 접속 구조체 (817) 를 통해 제 2 하부 RF 접속 구조체 (705B) 와 전기적으로 접속된다 (도 9b 참조). 접속 구조체 (817) 는 전기 전도성 재료로 형성되고 이를 통해 RF 전력이 쉽게 송신된다. 일부 실시 예들에서, 접속 구조체 (817) 는 전기 전도성 관절형 스트랩 구조체로서 형성된다. 제 1 커패시터 (811) 의 출력 단자는 개구부 (909) (도 9b 참조) 를 통해 제 2 접합 인클로저 (121B) 내부의 영역 (703B) 으로부터 코일 접속 인클로저 (125) 내부의 영역 (701) 까지 연장하는 커넥터 (821) (도 9b 참조) 에 접속 구조체 (818) 를 통해서 전기적으로 접속된다. 커넥터 (821) 는 전기 전도성 재료로 형성되고 이를 통해 RF 전력이 쉽게 송신된다. 커넥터 (821) 는 제 2 리액티브 회로 (1001) 가 커넥터 (821) 및 제 2 전도성 구조체 (1107) 를 통해 코일 어셈블리 (109) 의 내측 코일 (109I) 에 전기적으로 접속되도록, 코일 접속 인클로저 (125) (도 11 참조) 내부의 영역 (701) 내에 배치된 제 2 전도성 구조체 (1107) 에 전기적으로 접속된다. 이러한 방식으로, RF 전력은 접속 구조체 (817), 커넥터 (821) 및 제 2 전도성 구조체 (1107) 에 의해서 제 2 리액티브 회로 (1001) 로부터 내측 코일 (109I) 로 송신된다.

제 2 커패시터 (813) 의 입력 단자는 접속 구조체 (815) 에 전기적으로 접속된다. 접속 구조체 (815) 는 커넥터 (819) 에 전기적으로 접속된다. 커넥터 (819) 는 개구부 (911) 를 통해 제 2 접합 인클로저 (121B) 내부의 영역 (703B) 으로부터 코일 접속 인클로저 (125) 내부의 영역 (701) 까지 연장한다. 커넥터 (819) 는 접지 복귀 전기 접속부가 코일 어셈블리 (109) 의 내측 코일 (109I) 로부터 제 2 리액티브 회로 (1001) 를 통해 연장하도록, 코일 접속 인클로저 (125) (도 11 참조) 내부의 영역 (701) 내에 배치된 제 5 전도성 구조체 (1109) 에 전기적으로 접속된다. 접속 구조체 (815) 및 커넥터 (819) 각각은 전기 전도성 재료로 형성되고 이를 통해 RF 전력이 쉽게 송신된다. 일부 실시 예들에서, 접속 구조체 (815) 는 전기 전도성 관절형 스트랩 구조체로서 형성된다. 제 2 커패시터 (813) 의 출력 단자는 또한 기준 접지 전위 (903) 에 전기적으로 접속된다. 일부 실시 예들에서, 제 2 커패시터 (813) 의 출력 단자는 제 2 접합 인클로저 (121B) 의 벽에 전기적으로 접속되고, 여기서 제 2 접합 인클로저 (121B) 의 벽은 기준 접지 전위 (903) 에 전기적으로 접속된다. 일부 실시 예들에서, 제 2 커패시터 (813) 의 출력 단자는 제 2 접합 인클로저 (121B) 의 벽에 물리적으로 부착된다.

도 9a는 일부 실시 예들에 따른, 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A) 로부터 제 1 리액티브 회로 (901) 를 통해 코일 어셈블리 (109) 의 외측 코일 (109O) 로의 RF 전력 송신을 도시하는 회로 개략도 (circuit schematic) 를 도시한다. 도 9a의 회로 개략도는 제 1 상부 RF 접속 구조체 (301A), 제 1 상부 커플링 구조체 (503A), 제 1 RF 점퍼 구조체 (501A), 제 1 하부 커플링 구조체 (505A), 제 1 하부 RF 접속 구조체 (705A), 그리고 접속 구조체 (805) 의 조합을 통해 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A) 의 출력부에 전기적으로 접속되는 제 1 커패시터 (801) 및 제 2 커패시터 (803) 의 입력 단자들을 도시한다. 도 9a의 회로 개략도는 또한 접속 구조체 (807), 커넥터 (809), 제 1 전도성 구조체 (1101), 그리고 커넥터들 (202A1 및 202B1) 의 조합을 통해 외측 코일 (109O) 의 RF 공급 단자들에 전기적으로 접속되는 제 1 커패시터 (801) 및 제 2 커패시터 (803) 의 출력 단자들을 도시한다. 도 9a의 회로 개략도는 또한 커넥터 (202A2), 제 3 전도성 구조체 (1103) (도 11 참조), 커넥터 (202B2), 그리고 제 4 전도성 구조체 (1105) (도 11 참조) 의 조합을 통해 기준 접지 전위 (903) 에 전기적으로 접속되는 외측 코일 (109O) 의 접지 복귀 단부들을 도시한다. 도 9a의 회로 개략도는 또한 전기 접속부 (905) 를 통해 기준 접지 전위 (903) 에 전기적으로 접속되는 제 1 접합 인클로저 (121A) 의 벽을 도시한다. 제 1 커패시터 (801) 및 제 2 커패시터 (803) 의 조합은 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A) 에게 보여진 부하를 현실화하기 위해 직렬 공진을 제공하도록 외측 코일 (109O) 의 직렬 인덕턴스를 효과적으로 상쇄한다.

도 9b는 일부 실시 예들에 따른, 제 1 리액티브 회로 (901) 의 컴포넌트들을 드러내기 위해 제 1 접합 인클로저 (121A) 의 벽들이 제거되고 제 2 리액티브 회로 (1001) 의 컴포넌트들을 드러내기 위해 제 2 접합 인클로저 (121B) 의 벽들이 제거된, 도 7a에 도시된 바와 같은 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 전면-좌측-상부 관점으로부터의 등각도를 도시한다. 도 9c는 일부 실시 예들에 따른, 도 9b에 도시된 바와 같은 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 후면-좌측-상부 관점으로부터의 등각도를 도시한다.

도 10a는 일부 실시 예들에 따른, 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 로부터 제 2 리액티브 회로 (1001) 를 통해 코일 어셈블리 (109) 의 내측 코일 (109I) 로의 RF 전력 송신을 도시하는 회로 개략도를 도시한다. 도 10a의 회로 개략도는 제 2 상부 RF 접속 구조체 (301B), 제 2 상부 커플링 구조체 (503B), 제 2 RF 점퍼 구조체 (501B), 제 2 하부 커플링 구조체 (505B), 제 2 하부 RF 접속 구조체 (705B), 그리고 접속 구조체 (817) 의 조합을 통해 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 의 출력부에 전기적으로 접속되는 제 1 커패시터 (811) 의 입력 단자를 도시한다. 도 10a의 회로 개략도는 또한 접속 구조체 (818), 커넥터 (821), 제 2 전도성 구조체 (1107), 그리고 커넥터들 (202C1 및 202D1) 의 조합을 통해 내측 코일 (109I) 의 RF 공급 단자들에 전기적으로 접속되는 제 1 커패시터 (811) 의 출력 단자를 도시한다. 도 10a의 회로 개략도는 또한 커넥터들 (202C2 및 202D2), 제 5 전도성 구조체 (1109) (도 11 참조), 커넥터 (819), 그리고 접속 구조체 (815) 의 조합을 통해 제 2 커패시터 (813) 의 입력 단자에 전기적으로 접속되는 내측 코일 (109I) 의 접지 복귀 단부들을 도시한다. 도 10a의 회로 개략도는 또한 전기 접속부 (1003) 를 통해 기준 접지 전위 (903) 에 전기적으로 접속되는 제 2 커패시터 (813) 의 출력 단자를 도시한다. 도 10a의 회로 개략도는 또한 전기 접속부 (1004) 를 통해 기준 접지 전위 (903) 에 전기적으로 접속되는 제 2 접합 인클로저 (121B) 의 벽을 도시한다.

커패시터 (811) 는 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 에게 보여진 부하를 현실화하기 위해 직렬 공진을 제공하도록 내측 코일 (109I) 의 직렬 인덕턴스를 효과적으로 상쇄한다. 또한, 커패시터 (813) 는 제 1 내측 코일 권선 (109C) 의 두 단부들에서의 전압들이 기준 접지 전위 (903) 에 대해 위상이 다르도록 (out of phase) (이들 단부 전압들이 기준 접지 전위에 대한 전압의 약 절반임을 의미한다) 그리고 제 2 내측 코일 권선 (109D) 의 두 단부들에서의 전압들도 기준 접지 전위 (903) 에 대해 위상이 다르도록 (이들 단부 전압들이 기준 접지 전위에 대한 전압의 절반임을 의미한다) 내측 코일 (109I) 의 균형을 제공한다. 커패시터 (813) 에 의한 내측 코일 (109I) 의 이러한 균형은 내측 코일 (109I) 의 단자들과 플라즈마 (211) 사이의 전압차가 감소되기 때문에 플라즈마 (211) 스퍼터링 (sputtering) 에 의해 발생되는 윈도우 (113) 의 손상을 방지하는 것을 돕는다.

도 10b는 일부 실시 예들에 따른, 제 1 리액티브 회로 (901) 의 컴포넌트들을 드러내기 위해 제 1 접합 인클로저 (121A) 의 벽들이 제거되고 제 2 리액티브 회로 (1001) 의 컴포넌트들을 드러내기 위해 제 2 접합 인클로저 (121B) 의 벽들이 제거된, 도 7a에 도시된 바와 같은 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 전면-우측-상부 관점으로부터의 등각도를 도시한다. 도 10c는 일부 실시 예들에 따른, 도 10b에 도시된 바와 같은 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 후면-우측-하부 관점으로부터의 등각도를 도시한다.

도 11은 일부 실시 예들에 따른, 도 7a에 도시된 바와 같은 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 평면도를 도시하며, 제 1 접합 인클로저 (121A) 의 벽들은 제 1 리액티브 회로 (901) 의 컴포넌트들을 드러내도록 제거되며 제 2 접합 인클로저 (121B) 의 벽들은 제 2 리액티브 회로 (1001) 의 컴포넌트들을 드러내도록 제거된다. 코일 접속 인클로저 (125) 내부의 영역 (701) 내에 배치된 제 1 전도성 구조체 (1101) 는 커넥터 (809) 를 커넥터들 (202A1 및 202B1) 각각에 전기적으로 접속시키도록 구성된다. 이러한 방식으로 RF 전력이 제 1 전도성 구조체 (1101) 위의 제 1 리액티브 회로 (901) 로부터 외측 코일 (109O) 의 제 1 외측 코일 권선 (109A) 및 제 2 외측 코일 권선 (109B) 의 RF 공급 단부들로 공급된다. 코일 접속 인클로저 (125) 내부의 영역 (701) 내에 배치된 제 2 전도성 구조체 (1107) 는 커넥터 (821) 를 커넥터들 (202C1 및 202D1) 각각에 전기적으로 접속시키도록 구성된다. 이러한 방식으로 RF 전력이 제 2 전도성 구조체 (1107) 위의 제 2 리액티브 회로 (1001) 로부터 내측 코일 (109I) 의 제 1 내측 코일 권선 (109C) 및 제 2 내측 코일 권선 (109D) 의 RF 공급 단부들로 공급된다. 코일 접속 인클로저 (125) 내부의 영역 (701) 내에 배치된 제 3 전도성 구조체 (1103) 는 코일 접속 인클로저 (125) 를 통해 제 1 외측 코일 권선 (109A) 의 접지 복귀 단부를 기준 접지 전위 (903) 에 전기적으로 접속시키도록 구성된다. 유사하게, 코일 접속 인클로저 (125) 내부의 영역 (701) 내에 배치된 제 4 전도성 구조체 (1105) 는 코일 접속 인클로저 (125) 를 통해 제 2 외측 코일 권선 (109B) 의 접지 복귀 단부를 기준 접지 전위 (903) 에 전기적으로 접속시키도록 구성된다. 코일 접속 인클로저 (125) 내부의 영역 (701) 내에 배치된 제 5 전도성 구조체 (1109) 는 커넥터 (819) 를 커넥터들 (202C2 및 202D2) 각각에 전기적으로 접속시키도록 구성된다. 이러한 방식으로, RF 접지 복귀 경로는 제 5 전도성 구조체 (1109) 위의 제 1 내측 코일 권선 (109C) 및 제 2 내측 코일 권선 (109D) 의 접지 복귀 단부들로부터 제 2 리액티브 회로 (1001) 내의 제 2 커패시터 (813) 의 입력 단자로 제공된다.

도 11은 또한 코일 접속 인클로저 (125) 하단부에 형성된 개구부 (851) 를 도시하고, 이 개구부 (851) 를 통해 커넥터들 (202A2 및 202B1) 이 외측 코일 (109O) 과 접속되도록 연장한다. 개구부 (853) 가 또한 코일 접속 인클로저 (125) 바닥에 형성되고 이 개구부 (853) 를 통해 커넥터들 (202C2 및 202D1) 이 내측 코일 (109I) 과 접속되도록 연장한다. 개구부 (855) 가 또한 코일 접속 인클로저 (125) 바닥에 형성되고 이 개구부 (855) 를 통해 커넥터들 (202C1 및 202D2) 이 내측 코일 (109I) 과 접속되도록 연장한다. 개구부 (857) 가 또한 코일 접속 인클로저 (125) 바닥에 형성되고 이 개구부 (857) 를 통해 커넥터들 (202A1 및 202B2) 이 외측 코일 (109O) 과 접속되도록 연장한다.

도 12는 일부 실시 예들에 따른, 제 1 리액티브 회로 (901) 와 외측 코일 (109O) 사이의 접속부들, 그리고 제 2 리액티브 회로 (1001) 와 내측 코일 (109I) 사이의 접속부들의 (전면-좌측-상부 관점으로부터의) 사시도를 도시한다. 도 12에 도시된 다양한 컴포넌트들은 도 1a 내지 도 11과 관련하여 앞서 기술된 바와 동일하다. 도 13은 일부 실시 예들에 따른, 제 1 리액티브 회로 (901) 의 (전면-우측-상부 관점으로부터의) 클로즈업 사시도를 도시한다. 도 13에 도시된 다양한 컴포넌트들은 도 1a 내지 도 11과 관련하여 앞서 기술된 바와 동일하다. 도 14는 일부 실시 예들에 따른, 제 2 리액티브 회로 (1001) 의 (전면-좌측-상부 관점으로부터의) 클로즈업 사시도를 도시한다. 도 14에 도시된 다양한 컴포넌트들은 도 1a 내지 도 11과 관련하여 앞서 기술된 바와 동일하다.

도 15는 일부 실시 예들에 따른, 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A) 와 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 접속되는 방법의 개략도를 도시한다. 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A) 및 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 각각은 입력 섹션 (1502) 및 출력 섹션 (1504) 을 포함한다. 입력 섹션 (1502) 은 화살표 (1511) 에 의해 나타낸 바와 같이 출력 섹션 (1504) 에 전기적으로 접속된다. 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A) 에 대해, 출력 섹션 (1504) 은 화살표 (1513) 에 의해 나타낸 바와 같이 제 1 리액티브 회로 (901) 에 전기적으로 접속된다. 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A) 에 대해, 화살표 (1513) 는 제 1 상부 RF 접속 구조체 (301A), 제 1 상부 커플링 구조체 (503A), 제 1 RF 점퍼 구조체 (501A), 제 1 하부 커플링 구조체 (505A), 그리고 제 1 하부 RF 접속 구조체 (705A) 의 조합을 나타낸다. 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 에 대해, 출력 섹션 (1504) 은 화살표 (1513) 에 의해 나타낸 바와 같이 제 2 리액티브 회로 (1001) 에 전기적으로 접속된다. 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 에 대해, 화살표 (1513) 는 제 2 상부 RF 접속 구조체 (301B), 제 2 상부 커플링 구조체 (503B), 제 2 RF 점퍼 구조체 (501B), 제 2 하부 커플링 구조체 (505B), 그리고 제 2 하부 RF 접속 구조체 (705B) 의 조합을 나타낸다. 제 1 리액티브 회로 (901) 는 화살표 (1515) 에 의해 나타낸 바와 같이, 외측 코일 (109O) 에 전기적으로 접속된다. 제 1 리액티브 회로 (901) 에 대해, 화살표 (1515) 는 커넥터 (809), 제 1 전도성 구조체 (1101), 그리고 커넥터 (202A1 및 202B1) 의 조합을 나타낸다. 제 2 리액티브 회로 (1001) 는 화살표 (1515) 에 의해 나타낸 바와 같이, 내측 코일 (109I) 에 전기적으로 접속된다. 제 2 리액티브 회로 (1001) 에 대해, 화살표 (1515) 는 커넥터 (821), 제 2 전도성 구조체 (1107), 그리고 커넥터들 (202C1 및 202D1) 의 조합을 나타낸다.

입력 섹션 (1502) 은 전기 신호 생성기 및 게이트 드라이버의 일부분을 포함한다. 출력 섹션 (1504) 은 게이트 드라이버의 나머지 부분 및 하프-브리지 (half-bridge) 트랜지스터 회로를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 입력 섹션 (1502) 은 전기 신호 생성기 및 게이트 드라이버의 전체가 구현되는 제어기 보드를 포함하고, 이때 출력 섹션 (1504) 이 하프-브리지 트랜지스터 회로를 포함한다. 입력 섹션 (1502) 은 다중 구형파 신호들 (multiple square wave signals) 을 생성하고 구형파 신호들을 출력 섹션 (1504) 에 제공한다. 출력 섹션 (1504) 은 입력 섹션 (1502) 으로부터 수신된 다중 구형파 신호들로부터 증폭된 구형파 파형을 생성한다. 출력 섹션 (1504) 은 또한 증폭된 구형파 파형의 피크 투 피크 (peak-to-peak) 크기와 같은 포락선 (envelope) 을 성형 (shape) 한다. 예를 들어, 성형 제어 신호 (shaping control signal) (1503) 가 포락선을 생성하도록 입력 섹션 (1502) 로부터 출력 섹션 (1504) 으로 공급된다. 성형 제어 신호 (1503) 는 성형된 증폭 구형파 파형 (shaped-amplified square waveform) 을 생성하기 위해 증폭된 구형파 파형을 성형하기 위한 복수의 전압 값들을 가진다. 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A) 에 대해, 성형된 증폭 구형파 파형은 출력 섹션 (1504) 으로부터 제 1 리액티브 회로 (901) 로 송신된다. 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 에 대해, 성형된 증폭 구형파 파형은 출력 섹션 (1504) 으로부터 제 2 리액티브 회로 (1001) 로 송신된다.

제 1 리액티브 회로 (901) 및 제 2 리액티브 회로 (1001) 각각은 기본 주파수를 갖는 성형된 사인파 파형 (shaped-sinusoidal waveform) 을 생성하기 위해 성형된 증폭 구형파 파형의 더 높은 차수의 고조파를 필터링 (filter out) 과 같이 제거한다. 일부 실시 예들에서, 제 1 리액티브 회로 (901) 및/또는 제 2 리액티브 회로 (1001) 는 약 -2500 Ω로부터 약 -10 Ω까지 연장하는 범위 내의 리액턴스를 제공한다. 성형된 사인파 파형은 성형된 증폭 구형파 파형과 동일한 포락선을 가진다. 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A) 에 대해, RF 전력은 기본 주파수를 갖는 성형된 사인파 파형의 형태로 제 1 리액티브 회로 (901) 에서 외측 코일 (109O) 로 송신된다. 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 에 대해, RF 전력은 기본 주파수를 갖는 성형된 사인파 파형의 형태로 제 2 리액티브 회로 (1001) 에서 내측 코일 (109I) 로 송신된다. 내측 코일 (109I) 및/또는 외측 코일 (109O) 에 송신된 RF 전력은, 도 2b와 관련하여 앞서 논의된 바와 같이, 프로세싱 챔버 (111) 내의 하나 이상의 프로세스 가스(들)를 기판 (203) 의 프로세싱을 위해 플라즈마 (211) 로 변환하도록 플라즈마 챔버 (111) 내로 송신된다.

일부 실시 예들에서, 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A) 에 대해, 제 1 리액티브 회로 (901) 의 리액턴스는 퀄리티 팩터 제어 신호 (1507) 를 입력 섹션 (1502) 으로부터 제 1 리액티브 회로 (901) 로 송신함으로써 수정되고, 여기서 퀄리티 팩터 제어 신호 (1507) 는 가변 커패시터 (801) 의 커패시턴스 설정 변경의 구현을 지시함으로써와 같이, 제 1 리액티브 회로 (901) 의 리액턴스의 특정 변경의 구현을 지시한다. 일부 실시 예들에서, 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 에 대해, 제 2 리액티브 회로 (1001) 의 리액턴스는 퀄리티 팩터 (quality factor) 제어 신호 (1507) 를 입력 섹션 (1502) 으로부터 제 2 리액티브 회로 (1001) 로 송신함으로써 수정되고, 여기서 퀄리티 팩터 제어 신호 (1507) 는 가변 커패시터 (811) 의 커패시턴스 설정 변경의 구현을 지시함으로써와 같이, 제 2 리액티브 회로 (1001) 의 리액턴스의 특정 변경의 구현을 지시한다.

일부 실시 예들에서, 피드백 신호 (1505) 는 출력 섹션 (1504) 의 출력부 (O1) 로부터 입력 섹션 (1502) 으로 전송된다. 일부 실시 예들에서, 출력 섹션 (1504) 으로부터 출력된 성형된 증폭 구형파 파형의 시변 전류 (time-varying current) 와 시변 전압 (time-varying voltage) 사이의 위상차는, 위상차를 감소시키거나 제거하기 위한 출력 섹션 (1504) 의 제어를 가능하게 하도록 피드백 신호 (1505) 로부터 결정된다. 일부 실시 예들에서, 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A) 에 대해, 피드백 신호 (1505) 에 더하여 또는 피드백 신호 (1505) 대신에, 선택 가능한 (optional) 피드백 신호 (1509) 가 제 1 리액티브 회로 (901) 의 출력부로부터 입력 섹션 (1502) 으로 송신된다. 일부 실시 예들에서, 제 1 리액티브 회로 (901) 로부터 출력된 성형된 사인파 파형의 시변 전류와 시변 전압 사이의 위상차는, 위상차를 감소시키거나 제거하기 위해 출력 섹션 (1504) 및/또는 제 1 리액티브 회로 (901) 의 제어를 가능하게 하도록 피드백 신호 (1509) 로부터 결정된다. 일부 실시 예들에서, 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 에 대해, 피드백 신호 (1505) 에 더하여 또는 피드백 신호 (1505) 대신에, 선택 가능한 피드백 신호 (1509) 가 제 2 리액티브 회로 (1001) 의 출력부로부터 입력 섹션 (1502) 으로 송신된다. 일부 실시 예들에서, 제 2 리액티브 회로 (1001) 로부터 출력된 성형된 사인파 파형의 시변 전류와 시변 전압 사이의 위상차는, 위상차를 감소시키거나 제거하기 위해 출력 섹션 (1504) 및/또는 제 2 리액티브 회로 (1001) 의 제어를 가능하게 하도록 피드백 신호 (1509) 로부터 결정된다.

도 16은 일부 실시 예들에 따른, 직접-구동 RF 전력 공급부 (101) 로부터 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 로 RF 전력을 전달하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다. 이 방법은 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 의 출력부로부터 리액티브 회로 (901)/리액티브 회로 (1001) 로 성형된 증폭 구형파 파형 신호를 송신하기 위한 동작 (1601) 을 포함하고, 여기서 리액티브 회로 (901)/리액티브 회로 (1001) 는 성형된 증폭 구형파 파형 신호를 성형된 사인파 신호로 변환하도록 동작한다. 일부 실시 예들에서, 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A)/직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 는 50 Ω이 아닌 출력 임피던스를 갖는다. 이 방법은 또한 리액티브 회로 (901)/리액티브 회로 (1001) 의 출력부로부터 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 의 코일 (109O)/코일 (109I) 로 성형된 사인파 신호를 송신하기 위한 동작 (1603) 을 포함한다. 성형된 사인파 신호는 RF 전력을 코일 (109O)/코일 (109I) 에 전달한다. 이 방법은 또한 RF 전력의 피크량 (peak amount) 이 직접-구동 무선주파수 신호 생성기 (101A)/직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 로부터 리액티브 회로 (901)/리액티브 회로 (1001) 를 통해 코일 (109O)/코일 (109I) 로 송신되도록 리액티브 회로 (901)/리액티브 회로 (1001) 내의 커패시턴스 설정을 조정하기 위한 동작 (1605) 을 포함한다.

일부 실시 예들에서, 동작 (1605) 에서 커패시턴스 설정을 조정하는 것은 부하 (load) 가 주로 저항성 부하이도록 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A)/직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 가 코일 (109O)/코일 (109I) 을 통해서 접속되는 부하의 유도성 부분 (inductive part) 을 본질적으로 상쇄시킨다. 일부 실시 예들에서, 동작 (1605) 에서 커패시턴스 설정을 조정하는 것은 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A)/직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 로부터 리액티브 회로 (901)/리액티브 회로 (1001) 로 송신된 성형된 증폭 구형파 파형 신호의 비-기본적인 고조파 성분들 (non-fundamental harmonic components) 을 제거한다. 일부 실시 예들에서, 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A) 에 의해 출력된 성형된 증폭 구형파 파형 신호는 약 2 ㎒ (megaHertz) 의 주파수를 가지며 제 1 리액티브 회로 (901) 내의 가변 커패시터 (801) 의 커패시턴스 설정은 동작 (1605) 에서 약 2500 ㎊에서 약 4500 ㎊까지 연장하는 범위 내에서 조정된다. 일부 실시 예들에서, 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A) 에 의해 출력된 성형된 증폭 구형파 파형 신호는 약 2 ㎒의 주파수를 가지며 제 1 리액티브 회로 (901) 는 약 -32 Ω에서 약 -17 Ω까지 연장하는 범위 내의 리액턴스를 제공한다. 일부 실시 예들에서, 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 에 의해 출력된 성형된 증폭 구형파 파형 신호는 약 13.56 ㎒의 주파수를 가지며 제 2 리액티브 회로 (1001) 내의 가변 커패시터 (811) 의 커패시턴스 설정은 동작 (1605) 에서 약 5 ㎊에서 약 1000 ㎊까지 연장하는 범위 내에서 조정된다. 일부 실시 예들에서, 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 에 의해 출력된 성형된 증폭 구형파 파형 신호는 약 13.56 ㎒의 주파수를 가지며 제 2 리액티브 회로 (1001) 는 약 -2410 Ω에서 약 -35 Ω까지 연장하는 범위 내의 리액턴스를 제공한다.

도 17은 일부 실시 예들에 따른, 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 각각의 개략도를 도시한다. 입력 섹션 (input section) (1502) 은 제어기 보드 (controller board) (1702) 및 게이트 드라이버 (gate driver) (1711) 의 일부분을 포함한다. 게이트 드라이버 (1711) 는 제어기 보드 (1702) 에 커플링된다. 출력 섹션 (output section) (1504) 은 게이트 드라이버 (1711) 의 나머지 부분 및 하프-브리지 전계 효과 트랜지스터 (half-bridge field effect transistor; half-bridge FET) 회로 (1718) 를 포함한다. 이하에 기술되는 하프-브리지 FET 회로 (1718) 또는 트리 (tree) 는 때때로 본 명세서에서 증폭 회로로 지칭되며 게이트 드라이버 (1711) 에 커플링된다.

제어기 보드 (1702) 는 제어기 (1704), 신호 생성기 (1706) 및 주파수 입력부 (1708) 를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 제어기 (1704) 는 프로세서 및 메모리 디바이스를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 제어기 (1704) 는 마이크로프로세서, 주문형 반도체 (application specific integrated circuit; ASIC), 중앙 프로세싱 유닛, 프로세서, 프로그램 가능한 로직 디바이스 (programmable logic device; PLD) 및 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이 (Field Programmable Gate Array; FPGA) 중 하나 이상을 포함한다. 신호 생성기 (1706) 는 디지털 파형 또는 펄스 트레인 (pulse train) 과 같은 구형파 신호를 생성하는 구형파 오실레이터이다. 구형파는 하이 (high) (또는 1) 와 같은 제 1 로직 레벨과 로우 (low) (또는 0) 와 같은 제 2 로직 레벨 사이에서 펄싱한다 (pulse). 신호 생성기 (1706) 는 다른 동작 주파수들 중에서도 400 ㎑, 또는 2 ㎒, 또는 13.56 ㎒, 또는 27 ㎒, 또는 60 ㎒와 같은 미리 정해진 동작 주파수에서 구형파 신호를 생성한다.

게이트 드라이버 (1711) 는 게이트 드라이버 하위-부분 (sub-portion) (1710), 커패시터 (1712), 레지스터 (1714), 그리고 변압기 (1716) 의 1차 권선 (1716A) 을 갖는 제 1 부분을 포함한다. 게이트 드라이버 (1711) 는 또한 변압기 (1716) 의 2차 권선들 (1716B 및 1716C) 을 포함하는 제 2 부분 (1716) (나머지 부분) 을 포함한다. 게이트 드라이버 하위-부분 (1710) 은 복수의 게이트 드라이버들 (1710A 및 1710B) 을 포함한다. 게이트 드라이버 (1710A 및 1710B) 각각은 일 단부에서 양의 전압 소스에 커플링되고 그리고 일 단부의 반대쪽 단부에서 음의 전압 소스에 커플링된다. 하프-브리지 FET 회로 (1718) 는 푸시-풀 구성 (push-pull configuration) 으로 서로에 커플링된 FET (1718A) 및 FET (1718B) 를 포함한다. 도 17에 도시된 바와 같은 일부 실시 예들에서, FET들 (1718A 및 1718B) 은 적어도 문턱값 전압이 자신의 게이트 전도체에 인가될 때 턴온되는 (turn on) n-타입 FET들이다. 그러나 다른 실시 예들에서, FET들 (1718A 및 1718B) 은 적어도 문턱값 전압이 자신의 게이트 전도체에 인가될 때 턴오프되는 (turn off) p-타입 FET들이다. 일부 실시 예들에서, FET (1718A) 및 FET (1718B) 각각은 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터 (metal oxide semiconductor field effect transistor; MOSFET) 로서 구현된다. 일부 실시 예들에서, 다른 트랜지스터들 중에서도, 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 (insulated gate bipolar transistor; IGBT), 또는 금속 반도체 전계 효과 트랜지스터 (metal semiconductor field effect transistor; MESFET), 또는 접합 전계 효과 트랜지스터 (junction field effect transistor; JFET) 와 같은 또 다른 타입의 트랜지스터가 FET들 (1718A 및 1718B) 대신에 사용된다. 일부 실시 예들에서, FET (1718A) 및 FET (1718B) 각각은 탄화규소, 또는 실리콘, 또는 질화갈륨으로 제조된다. FET (1718A) 및 FET (1718B) 각각은 약 0.01 Ω에서 약 10 Ω까지 연장하는 범위 내와 같이, 미리 결정된 범위 내에 있는 출력 임피던스를 가진다. 일부 실시 예들에서, 하프-브리지 FET 회로 (1718) 는 전도체 (1719) 를 통해 FET (1718A) 의 제 1 단자에 전기적으로 접속된 전압 소스 (Vdc) 를 포함하는 직류 전류 (DC) 레일 (rail) (1713) (점선 섹션 내에 예시됨) 을 포함한다. FET (1718A) 의 제 2 단자는 FET (1718B) 의 제 1 단자에 전기적으로 접속된다. FET (1718B) 의 제 2 단자는 기준 접지 전위에 전기적으로 접속된다.

일부 실시 예들에서, 전압 및 전류 (VI) 프로브 (1750) 는 하프-브리지 FET 회로 (1718) 의 출력부 (O1) 에 커플링된다. VI 프로브 (1750) 는 출력부 (O1) 에서의 복소 전류, 출력부 (O1) 에서의 복소 전압, 그리고 복소 전압과 복소 전류 간의 위상차를 측정하는 센서이다. 복소 전류는 크기 (magnitude) 및 위상 (phase) 을 가진다. 유사하게, 복소 전압은 크기 및 위상을 가진다. 출력부 (O1) 는 FET (1718A) 의 소스 단자와 FET (1718B) 의 드레인 단자 사이에 있다. VI 프로브 (1750) 는 피드백 신호 (1509) 를 송신하기 위해 제어기 (1704) 에 커플링된다. 일부 실시 예들에서, 전압 (V) 프로브 (1750) 는 VI 프로브 (1750) 대신에 사용된다. 이들 실시 예에서, 전류 (I) 프로브 (1752) 는 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 출력부에 커플링된다. V 프로브 (1750) 는 출력부 (O1) 에서의 시변 (time-varying) 복소 전압 크기 및 위상을 측정하는 센서이다. I 프로브 (1752) 는 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 출력부에서의 시변 복소 전류 크기 및 위상을 측정하는 센서이다.

제어기 (1704) 는 동작 주파수와 같은 주파수 입력 (1708) 을 신호 생성기 (1706) 에 제공하기 위해 신호 생성기 (1706) 에 커플링된다. 제어기 (1704) 는 전도체를 통해 DC 레일 (1713) 의 전압 소스 (Vdc) 에 추가로 커플링된다. 신호 생성기 (1706) 는 또한 자신의 출력부에서 게이트 드라이버들 (1710A 및 1710B) 에 커플링된다. 게이트 드라이버 (1710A) 의 출력부는 커패시터 (1712) 에 커플링된다. 게이트 드라이버 (1710B) 의 출력부는 레지스터 (1714) 에 커플링된다. 커패시터 (1712) 및 레지스터 (1714) 는 변압기 (1716) 의 1차 권선 (1716A) 의 대향하는 단부들 (opposite ends) 에 커플링된다. 커패시터 (1712) 는 1차 권선 (1716A) 의 인덕턴스를 상쇄 (cancel) 하거나 무효화 (negate) 하도록 기능한다. 1차 권선 (1716A) 의 인덕턴스의 상쇄 또는 무효화는 게이트 드라이버 (1710A 및 1710B) 에 의해 출력되는 게이트 구동 신호들의 사각형 형상의 생성을 용이하게 한다. 또한, 레지스터 (1714) 는 신호 생성기 (1706) 에 의해 생성된 구형파 신호의 오실레이션을 감소시킨다.

변압기 (1716) 의 2차 권선 (1716B) 의 제 1 단부는 FET (1718A) 의 게이트 단자에 전기적으로 접속된다. 2차 권선 (1716B) 의 제 2 단부는 FET (1718A) 의 제 2 단자와 FET (1718B) 의 제 1 단자 모두에 전기적으로 접속되며, FET (1718A) 의 제 2 단자와 FET (1718B) 의 제 1 단자 모두 하프-브리지 FET 회로 (1718) 의 출력부 (O1) 에 전기적으로 접속된다.

변압기 (1716) 의 2차 권선 (1716C) 의 제 1 단부는 FET (1718B) 의 게이트 단자에 전기적으로 접속된다. 2차 권선 (1716C) 의 제 2 단부는 기준 접지 전위에 전기적으로 접속된다. 하프-브리지 FET 회로 (1718) 의 출력부 (O1) 는 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 입력부에 전기적으로 접속된다. 레지스턴스(1720) 는 하프-브리지 FET 회로 (1718) 의 출력부 (O1) 에 의해 보여진다. 레지스턴스(1720) 는 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 가 접속되는 코일 어셈블리 (109) 의 부분의 레지스턴스, 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내에 존재할 때 플라즈마 (211) 에 의해 제시되는 레지스턴스, 그리고 출력부 (O1) 로부터 코일 어셈블리 (109) 까지의 RF 전력 송신 경로의 레지스턴스의 조합을 나타낸다.

제어기 (1704) 는 주파수 입력 (1708) 과 같은 설정을 생성하며, 주파수 입력 (1708) 을 신호 생성기 (1706) 에 제공한다. 주파수 입력 (1708) 은 2 ㎒ 또는 13.56 ㎒와 같은 목표 동작 주파수의 값이다. 신호 생성기 (1706) 는 제어기 (1704) 로부터 설정을 수신할 때 목표 동작 주파수를 갖는 입력 RF 신호를 생성한다. 입력 RF 신호는 구형파 신호이다. 게이트 드라이버들 (1710A 및 1710B) 은 증폭된 RF 신호를 생성하기 위해 입력 RF 신호를 증폭시키고 증폭된 RF 신호를 변압기 (1716) 의 1차 권선 (1716A) 에 제공한다.

주어진 (given) 시간에 증폭된 RF 신호의 전류 플로우의 방향성에 기초하여, 2차 권선 (1716B) 또는 2차 권선 (1716C) 은 주어진 시간에 문턱값 전압을 갖는 게이트 구동 신호를 생성한다. 예를 들어, 증폭된 RF 신호의 전류가 1차 권선 (1716A) 의 양으로 대전된 단자 (점으로 표시됨) 로부터 1차 권선 (1716A) 의 음으로 대전된 단자 (점이 없는 것으로 표시됨) 로 흐를 때, 2차 권선 (1716B) 은 FET (1718A) 를 턴온시키기 위해 적어도 문턱값 전압을 갖는 게이트 구동 신호를 생성하며, 2차 권선 (1716C) 은 FET (1718B) 가 오프 (off) 되도록 문턱값 전압을 생성하지 않는다. 반대로, 증폭된 RF 신호의 전류가 1차 권선 (1716A) 의 음으로 대전된 단자 (점이 없는 것으로 표시됨) 로부터 1차 권선 (1716A) 의 양으로 대전된 단자 (점으로 표시됨) 로 흐를 때, 2차 권선 (1716C) 은 FET (1718B) 를 턴온시키기 위해 적어도 문턱값 전압을 갖는 게이트 구동 신호를 생성하며, 2차 권선 (1716B) 은 FET (1718A) 가 오프되도록 문턱값 전압을 생성하지 않는다.

FET (1718A) 의 게이트 및 FET (1718B) 의 게이트로 송신되는 게이트 구동 신호 각각은 목표 동작 주파수를 갖는 구형파 신호, 예를 들어 디지털 신호 또는 펄스 신호이다. 예를 들어, FET (1718A) 의 게이트 및 FET (1718B) 의 게이트로 송신되는 게이트 구동 신호 각각은 로우 레벨과 하이 레벨 사이에서 전이한다 (transition). FET (1718A) 의 게이트 및 FET (1718B) 의 게이트로 송신되는 게이트 구동 신호는 목표 동작 주파수를 가지며 서로에 대해 역 동기화 (reverse synchronization) 된다. 보다 구체적으로, FET (1718A) 의 게이트에 송신되는 게이트 구동 신호가 로우 레벨에서 하이 레벨로 전이하는 시간 간격 또는 시간 동안, FET (1718B) 의 게이트로 송신되는 게이트 구동 신호는 동시에 하이 레벨에서 로우 레벨로 전환한다. 유사하게, FET (1718A) 의 게이트에 송신되는 게이트 구동 신호가 하이 레벨에서 로우 레벨로 전이하는 시간 간격 또는 시간 동안, FET (1718B) 의 게이트에 송신되는 게이트 구동 신호는 동시에 로우 레벨에서 하이 레벨로 전이한다. 게이트 구동 신호들의 이러한 역 동기화는 FET들 (1718A 및 1718B) 이 시변 구형파 신호의 목표 동작 주파수에 따른 반복적인 방식으로 연속적으로 턴온되고 연속적으로 턴오프되게 한다. FET들 (1718A 및 1718B) 은 연속적으로 동작된다. 예를 들어, FET (1718A) 가 턴온될 때, FET (1718B) 는 턴오프된다. 그리고, FET (1718B) 가 턴온될 때, FET (1718A) 는 턴오프된다. FET들 (1718A 및 1718B) 은 동시에 또는 동일한 시간 기간 동안 온되지 않는다. 목표 동작 주파수 외의 다른 주파수들에서, 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 는 다른 비-목표 주파수들에서 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 로부터 많은 전류가 나오지 않도록 높은 부하를 나타내도록 기능한다.

FET (1718A) 가 온이고 FET (1718B) 가 오프일 때, 출력부 (O1) 에서 전압을 생성하도록 전압 소스 (Vdc) 와 출력부 (O1) 사이에서 전류가 흐른다. 출력부 (O1) 에서의 전압은 제어기 (1704) 또는 임의 파형 생성기 (1705) 로부터 수신된 전압 값들에 따라 생성되고, 이는 이하에서 더 기술된다. FET (1718B) 가 오프일 때, 출력부 (O1) 로부터 FET (1718B) 에 커플링된 접지 전위로 흐르는 전류가 존재하지 않는다. FET (1718A) 가 온일 때 전류는 전압 소스 (Vdc) 로부터 출력부 (O1) 를 통해 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 입력부로 흐른다. 또한, FET (1718B) 가 온이고 FET (1718A) 가 오프일 때, 전류는 출력부 (O1) 로부터 FET (1718B) 에 커플링된 기준 접지 전위로 흐른다. FET (1718A) 가 오프일 때, 전압 소스 (Vdc) 에서 출력부 (O1) 로 흐르는 전류는 존재하지 않는다.

일부 실시 예들에서, 제어기 (1704) 는 전압 값들을 나타내는 성형 제어 신호 (1703) 를 생성하도록 임의 파형 생성기 (1705) 에 지시한다. 성형 제어 신호 (1703) 는 전기 전도체를 통해 전압 소스 (Vdc) 로 송신된다. DC 레일 (1713) 은 제어기 (1704) 에 의한 (그리고, 선택적으로, 임의 파형 생성기 (1705) 에 의한) 전압 소스 (Vdc) 의 빠른 제어가 존재한다는 점에서 신속하다 (agile). 제어기 (1704) 및 전압 소스 (Vdc) 는 모두 전자 회로들이며, 이는 제어기 (1704) 가 전압 소스 (Vdc) 를 실질적으로 즉각 제어할 수 있게 한다. 예를 들어, 제어기 (1704) 가 성형 제어 신호 (1703) 내의 전압 값들을 (직접 또는 임의 파형 생성기 (1705) 를 통해서) 전압 소스 (Vdc) 에 전송하는 시간에, 전압 소스 (Vdc) 는 그에 따라 자신의 출력 전압 레벨을 실질적으로 즉각 변경한다. 일부 실시 예들에서, 성형 제어 신호 (1703) 에 의해 나타낸 전압 값들은 DC 레일 (1713) 이 전압 범위 내에서 동작하도록 약 0 볼트에서 약 80 볼트까지 연장하는 범위 내에 있다. 성형 제어 신호 (1703) 에 의해 나타낸 전압 값들은 출력 섹션 (1504) 의 출력부 (O1) 에서 성형된 증폭 구형파 파형의 성형된 포락선 (shaped envelope) 을 규정하기 위해 전압 소스 (Vdc) 에 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 (1703) 에 의해 나타낸 전압 값들은 출력 섹션 (1504) 의 출력부 (O1) 에서 생성된 연속 파형의 파라미터의 피크 투 피크 크기를 시간의 함수로서 제어하고, 여기서 파라미터는 예를 들어 전력, 전압, 그리고 전류 중 하나 이상이다. 연속 파형의 피크 투 피크 크기는 연속 파형의 성형된 포락선을 시간의 함수로서 규정한다.

또 다른 예에서, 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 가 펄스 형상의 성형된 포락선을 갖기 위해 출력부 (O1) 에서 성형된 증폭 구형파 파형을 생성하도록 동작될 때, 성형 제어 신호 (1703) 에 의해 나타낸 전압 값들은 성형된 증폭 구형파 파형의 피크 투 피크 크기가 제 1 파라미터 레벨 (예를 들어, 하이 레벨) 에서 제 2 파라미터 레벨 (예를 들어, 로우 레벨) 로 변화하도록 또는 제 2 파라미터 레벨에서 제 1 파라미터 레벨로 변화하도록, 주어진 시간에 또는 주어진 미리 결정된 시간 기간 동안, 실질적으로 즉각적으로 (계단 함수와 같은 (step-function-like) 방식으로) 변화되고, 여기서 파라미터는 예를 들어 전력, 전압, 그리고 전류 중 하나 이상이다. 또 다른 예에서, 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 가 임의 형상의 성형된 포락선을 갖기 위해 출력부 (O1) 에서 성형된 증폭 구형파 파형을 생성하도록 동작될 때, 성형 제어 신호 (1703) 에 의해 나타낸 전압 값들은 성형된 증폭 구형파 파형 변화들의 피크 투 피크 크기가 미리 정해지고 임의 방식으로 제어되도록, 임의 파형 생성기 (1705) 를 통해 제어기 (1704) 에 의해 지시되는 바와 같이 미리 정해지고 임의 방식으로 제어되도록 변화된다. 또 다른 예에서, 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 가 멀티-상태 펄스 형상을 갖기 위해 출력부 (O1) 에서 성형된 증폭 구형파 파형을 생성하도록 동작될 때, 성형 제어 신호 (1703) 에 의해 나타낸 전압 값들은 성형된 증폭 구형파 파형의 피크 투 피크 크기가 상이한 상태들 사이에서 변화하도록, 주어진 시간에 또는 주어진 미리 결정된 시간 기간 동안 실질적으로 즉각적으로 (계단 함수와 같은 방식으로) 변화되고, 여기서 상이한 상태들 각각은 특정한 파라미터 레벨, 예를 들어 다른 것들 중에서도 전력 레벨, 전압 레벨, 및/또는 전류 레벨의 상이한 피크 투 피크 크기를 가진다. 다양한 실시 예들에서, 제어기 (1704) 에 의해 명시되는 바와 같이, 상이한 상태들의 수는 2 가지 이상이다.

출력 섹션 (1504) 의 출력부 (O1) 에서 생성된 성형된 증폭 구형파 파형은 게이트 드라이버들 (1710A 및 1710B) 에 의해 출력되는 바와 같은 게이트 구동 신호들에 따른 FET들 (1718A 및 1718B) 의 (시간의 함수로서의) 동작, 그리고 성형 제어 신호 (1703) 에 따른 전압 소스 (Vdc) 에 의한 전압의 (시간의 함수로서의) 공급에 기초한다. 성형된 증폭 구형파 파형의 증폭량은 하프-브리지 FET 회로 (1718) 의 FET들 (1718A 및 1718B) 의 출력 임피던스들, 제어기 (1704) 에 의해 (그리고, 선택 가능하게, 임의 파형 생성기 (1705) 에 의해) 전압 소스 (Vdc) 에 공급되는 전압 값들, 그리고 전압 소스 (Vdc) 의 최대 획득 가능한 전압 값에 기초한다. 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 는 성형된 증폭 구형파 파형을 수신하며 기본 주파수를 갖는 성형된 사인파 파형을 생성하기 위해 성형된 증폭 구형파 파형의 더 높은 차수의 고조파를 감소시키거나 제거하도록 기능한다. 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 에 의해 출력된 성형된 사인파 파형은 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 에 입력되는 성형된 증폭 구형파 파형과 동일한 성형된 포락선을 갖는다는 점이 이해되어야 한다. 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 에 의해 출력되는 성형된 사인파 파형은 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내에서 플라즈마 (211) 의 생성을 위한 RF 신호로서 코일 어셈블리 (109) 에 제공된다.

VI 프로브 (1750) 는 출력부 (O1) 에서 성형된 증폭 구형파 파형의 복소 전압 및 복소 전류를 측정하고 피드백 신호 (1505) 를 제어기 (1704) 에 제공하며, 여기서 피드백 신호 (1505) 는 복소 전압 및 복소 전류를 나타낸다. 제어기 (1704) 는 피드백 신호 (1505) 로부터 성형된 증폭 구형파 파형의 복소 전압과 성형된 증폭 구형파 파형의 복소 전류 사이의 위상차를 식별하며, 위상차가 미리 결정된 허용 가능한 범위 내에 있는지 여부를 결정한다. 예를 들어, 제어기 (1704) 는 위상차가 0인지 또는 0으로부터 멀어지는 미리 결정된 허용 가능한 범위 (백분율) 내에 있는지 여부를 결정한다. 위상차가 미리 결정된 허용 가능한 범위 내에 있지 않다고 결정할 때, 제어기 (1704) 는 주파수 입력 (1708) 을 변경하기 위해 동작 주파수의 주파수 값들을 변경한다. 변경된 주파수 값들은 신호 생성기 (1706) 의 동작 주파수를 변경하기 위해 주파수 입력 (1708) 으로부터 신호 생성기 (1706) 로 제공된다. 일부 실시 예들에서, 동작 주파수는 약 10 마이크로초 (microseconds) 이하로 변경된다. 신호 생성기 (1706) 의 동작 주파수는 제어기 (1704) 가 VI 프로브 (1750) 에 의해 측정된 복소 전압과 복소 전류 사이의 위상차가 미리 결정된 허용 가능한 범위 내에 있다고 결정할 때까지 변경된다. 복소 전압과 복소 전류 사이의 위상차가 미리 결정된 허용 가능한 범위 내에 있다고 결정할 때, 제어기 (1704) 는 주파수 입력 (1708) 을 더 이상 변경하지 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 (O1) 로부터 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 를 통해 코일 어셈블리 (109) 로 제공된다.

일부 실시 예들에서, 주파수 입력 (1708) 을 변경하는 것에 더하여 또는 주파수 입력 (1708) 을 변경하는 것을 대신하여, 제어기 (1704) 는 전압 소스 (Vdc) 에 의해 생성된 전압 신호를 변경하기 위해 전압 소스 (Vdc) 에 공급되는 성형 제어 신호 (1703) 의 전압 값들을 변경한다. 전압 소스 (Vdc) 는 성형 제어 신호 (1703) 에 표시된 전압 값들에 따라 전압 소스 (Vdc) 의 전압 레벨을 변경한다. 제어기 (1704) 는 성형된 증폭 구형파 파형이 미리 결정된 전력 설정점을 달성할 때까지 성형 제어 신호 (1703) 의 전압 값들을 계속해서 변경한다. 일부 실시 예들에서, 미리 결정된 전력 설정점은 제어기 (1704) 의 메모리 디바이스에 저장된다. 다양한 실시 예들에서, 출력부 (O1) 에서 성형된 증폭 구형파 파형의 전압을 변경하는 대신, 성형된 증폭 구형파 파형의 전류가 변경된다. 예를 들어, 성형 제어 신호 (1703) 내의 전압 값들의 변화들을 지시함으로써, 제어기 (1704) 는 성형된 증폭 구형파 파형이 미리 결정된 전류 설정점을 달성할 때까지 출력부 (O1) 에서 성형된 증폭 구형파 파형의 전류를 변경한다. 일부 실시 예들에서, 미리 결정된 전류 설정점은 제어기 (1704) 의 메모리 디바이스에 저장된다. 일부 실시 예들에서, 출력부 (O1) 에서 성형된 증폭 구형파 파형의 전압 또는 전류를 변경하는 대신, 성형된 증폭 구형파 파형의 전력이 변경된다. 예를 들어, 성형 제어 신호 (1703) 의 전압 값들의 변화들을 지시함으로써, 제어기 (1704) 는 성형된 증폭 구형파 파형이 미리 결정된 전력 설정점을 달성할 때까지 출력부 (O1) 에서 성형된 증폭 구형파 파형의 전력을 변경한다. 일부 실시 예들에서, 미리 결정된 전력 설정점은 제어기 (1704) 의 메모리 디바이스에 저장된다. 출력부 (O1) 에서 생성된 성형된 증폭 구형파 파형의 전압, 전류, 또는 전력의 임의의 변화는 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 에 의해 출력되는 성형된 사인파 파형의 전압, 전류, 또는 전력의 동일한 변화를 각각 생성한다는 점에 주의해야 한다.

일부 실시 예들에서, 제어기 (1704) 는 모터 드라이버 및 모터 (예를 들어, 스텝퍼 모터 (stepper motor)) 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 (1704) 는 모터 드라이버에서 모터로 송신되는 전기 신호를 생성하기 위해 퀄리티 팩터 제어 신호 (1507) 와 같은 신호를 모터 드라이버로 전송한다. 모터는 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 리액턴스를 변경하기 위해 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 변경하기 위해 커패시터 (801)/커패시터 (811) 내의 전기 전도성 플레이트들 사이의 면적 (또는 간격) 을 변경하도록 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 퀄리티 팩터를 유지하도록 변경된다.

외측 코일 (109O)/내측 코일 (109I) 의 인덕턴스와 결합된 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 는 높은 퀄리티 팩터 (Q) 를 가진다. 예를 들어, 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 에서 손실되는 출력부 (O1) 에서 생성된 성형된 증폭 구형파 파형의 전력량은 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 출력부로부터 외측 코일 (109O)/내측 코일 (109I) 로 송신되는 성형된 사인파 파형의 전력량에 비해 낮다. 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 높은 퀄리티 팩터는 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 내에서 플라즈마 (211) 의 빠른 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 (O1) 가 레지스턴스(1720) 를 보이지만 (see) 본질적으로 어떠한 리액턴스도 보이지 않도록, 플라즈마 (211) 및 외측 코일 (109O)/내측 코일 (109I) 의 유도성 리액턴스를 공진시키도록 (resonate out) 구성되고 설정된다. 예를 들어, 제 1 리액티브 회로 (901) 는 외측 코일 (109O), 플라즈마 (211), 그리고 제 1 리액티브 회로 (901) 와 외측 코일 (109O) 사이의 RF 전력 송신 접속부들 중 하나 이상의 리액턴스를 무효화 (nullify) 또는 상쇄하는 것과 같이 감소시키는 리액턴스를 가지도록 제어된다. 일부 실시 예들에서, 제 1 리액티브 회로 (901) 의 리액턴스는 가변 캐패시터 (801) 의 커패시턴스 설정을 제어함으로써 제어된다. 유사하게, 제 2 리액턴스 (1001) 는 내측 코일 (109I), 플라즈마 (211), 그리고 제 2 리액티브 회로 (1001) 와 내측 코일 (109I) 사이의 RF 전력 송신 접속부들 중 하나 이상의 리액턴스를 무효화 또는 상쇄하는 것과 같이 감소시키는 리액턴스를 가지도록 제어된다. 일부 실시 예들에서, 제 2 리액티브 회로 (1001) 의 리액턴스는 가변 커패시터 (811) 의 커패시턴스 설정을 제어함으로써 제어된다.

일부 실시 예들에서, FET들 (1718A 및 1718B) 은 낮은 내부 레지스턴스 및 빠른 스위칭 시간을 갖기 위해, 그리고 FET들 (1718A 및 1718B) 의 냉각을 용이하게 하기 위해 탄화규소로 제조된다. FET들 (1718A 및 1718B) 의 낮은 내부 레지스턴스는 더 높은 효율을 제공하고, 이는 FET들 (1718A 및 1718B) 이 10 마이크로초 미만과 같이 거의 즉각적으로 턴온되고 빠르게 턴오프되는 것을 가능하게 한다. 일부 실시 예들에서, FET들 (1718A 및 1718B) 각각은 10 마이크로초 미만과 같은 미리 결정된 시간 기간보다 짧은 시간 기간 내에 턴온 및 턴오프하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, FET들 (1718A 및 1718B) 각각은 약 0.5 마이크로초에서 약 10 마이크로초까지 연장하는 시간 기간 내에 턴온 및 턴오프하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, FET들 (1718A, 1718B) 각각은 약 1 마이크로초에서 약 5 마이크로초까지 연장하는 시간 기간 내에 턴온 및 턴오프되도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, FET들 (1718A 및 1718B) 각각은 약 3 마이크로초에서 약 7 마이크로초까지 연장하는 시간 기간 내에 턴온 및 턴오프하도록 구성된다. FET들 (1718A 및 1718B) 각각에 대한 온 상태와 오프 상태 사이의 전환에 본질적으로 지연이 없다는 것이 이해되어야 한다. 이러한 방식으로, FET (1718A) 가 턴온될 때, FET (1718B) 는 본질적으로 동시에 턴오프된다. 그리고, FET (1718A) 가 턴오프될 때, FET (1718B) 는 본질적으로 동시에 턴온된다. FET들 (1718A 및 1718B) 은 전류가 전압 소스 (Vdc) 로부터 FET들 (1718A 및 1718B) 을 통해 기준 접지 전위로 직접 흐르는 것을 방지하도록 FET들 (1718A 및 1718B) 이 동시에 온 (on) 되지 않을 것을 보장하기 위해서 충분히 빠르게 스위치 온 그리고 스위치 오프하도록 구성된다.

탄화규소 FET들 (1718A 및 1718B) 의 낮은 내부 레지스턴스는 탄화규소 FET들 (1718A 및 1718B) 에 의해 발생되는 열의 양을 감소시키며, 이는 냉각판 또는 열싱크 (heat sink) 를 사용하여 탄화규소 FET들 (1718A 및 1718B) 를 냉각시키는 것을 더 쉽게 만든다.

제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 의 트랜지스터들과 같은 컴포넌트들이 전자식 (electronic) 이라는 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 경로 내의 RF 송신 라인 및 RF 임피던스 매칭 네트워크가 없음이 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 경로 내의 RF 송신 라인 및 RF 임피던스 매칭 네트워크의 부재 (absence) 와 결합하여 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 내의 전자식 컴포넌트들은 상이한 플라즈마 프로세싱 챔버들 (111) 에 걸친 플라즈마 (211) 지속 가능성 및 빠른 플라즈마 (211) 점화와 관련한 반복성 및 일관성을 제공한다.

도 18은 일부 실시 예들에 따른, FET들 (1718A 및 1718B) 에 걸쳐 전압 제한기들을 구현하는 하프-브리지 FET 회로 (1718) 의 회로 개략도를 도시한다. 다이오드 (D1) 는 FET (1718A) 양단의 전압을 제한하기 위해 FET (1718A) 의 드레인 단자 (D) 와 소스 단자 (S) 사이에 접속된다. FET (1718A) 가 턴온되고 (turned on) FET (1718B) 가 턴오프될 때 (turned off), FET (1718A) 양단의 전압은 전압이 다이오드 (D1) 에 의해 제한될 때까지 증가한다. 다이오드 (D1) 는 전류가 직접 전압 소스 (Vdc) 로부터 기준 접지 전위로 FET (1718A) 를 통해 반대로 슈팅 (shooting) 하는 것을 방지하는 기능을 한다. 유사하게, 다이오드 (D2) 는 FET (1718B) 양단의 전압을 제한하기 위해 FET (1718B) 의 드레인 단자 (D) 와 소스 단자 (S) 사이에 접속된다. FET (1718B) 가 턴온되고 FET (1718A) 가 턴오프될 때, FET (1718B) 양단의 전압은 전압이 다이오드 (D2) 에 의해 제한될 때까지 증가한다. 다이오드 (D2) 는 전류가 직접 전압 소스 (Vdc) 로부터 기준 접지 전위로 FET (1718B) 를 통해 반대로 슈팅하는 것을 방지하는 기능을 한다. 커패시터 (1772) 는 FET (1718A) 의 드레인 단자 (D) 와 FET (1718B) 의 소스 단자 (S) 사이에 접속된다. FET (1718A) 및/또는 FET (1718B) 의 턴오프와 턴온이 지연되는 경우에, 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 의 출력부 (O1) 를 통해 코일 어셈블리 (109) 로 흐르는 전류의 양에 부정적이고 잠재적으로는 손상을 줄 가능성을 감소시키기 위해 전류는 전압 소스 (Vdc) 로부터 커패시터 (1772) 를 통해 기준 접지 전위로 흐를 것이다.

도 19a는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 의 출력부 (O1) 에서 생성된 예시적인 성형된 증폭 구형파 파형 (1906) 의 파라미터의 플롯을 도시한다. 성형된 증폭 구형파 파형 (1906) 의 파라미터는 전력, 전압, 전류 중 하나이다. 성형된 증폭 구형파 파형 (1906) 은 제어기 (1704) 및/또는 임의 파형 생성기 (1705) 에 의해 지시된 바와 같이 성형 제어 신호 (1703) 에 의해 나타낸 전압 값들에 따라 생성된 성형된 포락선 (1908) 을 갖는다. 성형된 포락선 (1908) 은 성형된 증폭 구형파 파형 (1906) 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 (L2) 에서보다 제 1 레벨 (L1) 에서 더 낮은 피크 투 피크 크기를 가진다. 성형된 포락선 (1908) 은 성형 제어 신호 (1703) 에 의해 나타낸 전압 값들에 따라 도 19a에 도시된 것과 상이한 형상을 가질 수 있음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 성형 제어 신호 (1703) 는 성형된 포락선 (1908) 이 연속파 형상, 삼각형 형상, 멀티-레벨 펄스 형상, 또는 본질적으로 임의의 다른 미리 정해진 제어된 임의 형상을 가질 것을 지시하도록 생성될 수 있다.

도 19b는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 출력부에서 생성된 예시적인 성형된 사인파 파형 (1908) 의 파라미터의 플롯을 도시한다. 성형된 사인파 파형 (1908) 의 파라미터는 전력, 전압, 전류 중 하나이다. 성형된 사인파 파형 (1908) 은 시간의 함수로서 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 에 입력되는 성형된 증폭 구형파 파형 (1906) 에 기초한다. 성형된 증폭 구형파 파형 (1906) 은 기본 주파수 (fundamental frequency) 사인파 파형 (1908A) 및 복수의 더 높은 차수의 고조파 주파수 (harmonic frequency) 사인파 파형 (1908B, 1908C, 등) 의 조합이다. 예를 들어, 사인파 파형 (1908B) 은 기본 주파수 사인파 파형 (1908A) 의 2차 (second order) 고조파 주파수를 나타낸다. 그리고, 사인파 파형 (1908C) 은 기본 주파수 사인파 파형 (1908A) 의 3차 (third order) 고조파 주파수를 나타낸다. 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 는 단지 기본 주파수 사인파 파형 (1908A) 만이 시간의 함수로서 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 출력부에 제공되도록, 성형된 증폭 구형파 파형 (1906) 으로부터 더 높은 차수의 고조파 주파수 사인파 파형 (1908B, 1908C) 을 제거하기 위한 기능을 한다. 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 높은 퀄리티 팩터 (quality factor) 는 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 에 의해 출력되는 성형된 증폭 구형파 파형 (1906) 으로부터 더 높은 차수의 고조파 주파수 사인파 파형 (1908B, 1908C, 등) 의 제거를 용이하게 한다. 기본 주파수 사인파 파형 (1908A) 은 성형된 사인파 파형 (1908) 으로서 코일 어셈블리 (109) 에 송신되고, 이에 따라 RF 전력을 코일 어셈블리 (109) 에 송신한다.

도 20a는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 출력부에서 생성된 예시적인 성형된 사인파 파형 (2004) 의 파라미터의 플롯을 도시한다. 성형된 사인파 파형 (2004) 의 파라미터는 전력, 전압, 또는 전류 중 하나이다. 성형된 사인파 파형 (2004) 은 제어기 (1704) 및/또는 임의 파형 생성기 (1705) 에 의해 지시된 바와 같이 성형 제어 신호 (1703) 에 의해 나타낸 전압 값들에 따라 생성된 성형된 포락선 (2006) 을 갖는다. 성형된 포락선 (2006) 은 성형된 사인파 파형 (2004) 의 파라미터에서의 피크 투 피크 변화를 시간의 함수로서 규정한다. 예시적인 성형된 포락선 (2006) 은 펄스 성형된 포락선와 같은 사각형 성형된 포락선을 나타낸다.

도 20b는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 출력부에서 생성된 예시적인 성형된 사인파 파형 (2010) 의 파라미터의 플롯을 도시한다. 성형된 사인파 파형 (2010) 의 파라미터는 전력, 전압, 또는 전류 중 하나이다. 성형된 사인파 파형 (2010) 은 제어기 (1704) 및/또는 임의 파형 생성기 (1705) 에 의해 지시된 바와 같이 성형 제어 신호 (1703) 에 의해 나타낸 전압 값들에 따라 생성된 성형된 포락선 (2012) 을 갖는다. 성형된 포락선 (2012) 은 성형된 사인파 파형 (2010) 의 파라미터에서의 피크 투 피크 변화를 시간의 함수로서 규정한다. 예시적인 성형된 포락선 (2010) 은 삼각형 성형된 포락선을 나타낸다.

도 20c는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 출력부에서 생성된 예시적인 성형된 사인파 파형 (2016) 의 파라미터의 플롯을 도시한다. 성형된 사인파 파형 (2016) 의 파라미터는 전력, 전압, 또는 전류 중 하나이다. 성형된 사인파 파형 (2016) 은 제어기 (1704) 및/또는 임의 파형 생성기 (1705) 에 의해 지시된 바와 같이 성형 제어 신호 (1703) 에 의해 나타낸 전압 값들에 따라 생성된 성형된 포락선 (2018) 을 갖는다. 성형된 포락선 (2018) 은 성형된 사인파 파형 (2016) 의 파라미터에서의 피크 투 피크 변화를 시간의 함수로서 규정한다. 예시적인 성형된 포락선 (2018) 은 3 가지 상이한 상태들 S1, S2, 그리고 S3을 포함하는 멀티-상태 성형된 포락선을 나타낸다. 성형된 포락선 (2018) 은 제 1 상태 S1 동안의 성형된 사인파 파형 (2016) 의 파라미터에서의 피크 투 피크 변화가 제 2 상태 S2 동안의 성형된 사인파 파형 (2016) 의 파라미터에서의 피크 투 피크 변화보다 더 크도록 규정된다. 성형된 포락선 (2018) 은 또한 제 2 상태 S2 동안의 성형된 사인파 파형 (2016) 의 파라미터에서의 피크 투 피크 변화가 제 3 상태 S3 동안의 성형된 사인파 파형 (2016) 의 파라미터에서의 피크 투 피크 변화보다 더 크도록 규정된다. 성형된 포락선 (2018) 은 제 3 상태 S3 후에 제 1 상태 S1로 다시 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 성형된 증폭 구형파 파형의 주파수보다 더 작은 주파수에서 반복된다. 따라서, 상태 S1, 상태 S2, 및 상태 S3은 성형된 사인파 파형 (2016) 의 주파수보다 더 낮은 주파수에서 반복된다. 다양한 실시 예들에서, 멀티-상태 성형된 포락선은 4 개 이상의 상이한 상태들을 포함하며, 상이한 상태 각각이 시간의 함수로서 성형된 사인파 파형 (2016) 의 파라미터에서의 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 비해 성형된 사인파 파형 (2016) 의 파라미터의 더 낮거나 또는 더 높은 피크 투 피크 크기를 갖도록 제어될 수 있다.

도 20d는 일부 실시 예들에 따른, 시간의 함수로서 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 의 출력부에서 생성된 예시적인 성형된 사인파 파형 (2020) 의 파라미터의 플롯을 도시한다. 성형된 사인파 파형 (2020) 의 파라미터는 전력, 전압, 또는 전류 중 하나이다. 성형된 사인파 파형 (2020) 은 제어기 (1704) 및/또는 임의 파형 생성기 (1705) 에 의해 지시된 바와 같이 성형 제어 신호 (1703) 에 의해 나타낸 전압 값들에 따라 생성된 성형된 포락선 (2022) 을 갖는다. 성형된 포락선 (2022) 은 성형된 사인파 파형 (2020) 의 파라미터에서의 피크 투 피크 변화를 시간의 함수로서 규정한다. 예시적인 성형된 포락선 (2022) 은 성형된 사인파 파형 (2020) 이 연속파 신호를 나타내도록 평평하다 (flat).

본 명세서에 개시된 다양한 실시 예들에서, RF 전력을 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 로 송신하기 위한 RF 접합 시스템이 제공된다. RF 접합 시스템은 (제 1 하부 RF 접속 구조체 (705A)/제 2 하부 RF 접속 구조체 (705B) 와 같은) RF 공급 신호 핀에 접속하도록 구성된 (접속 구조체 (805)/접속 구조체 (817) 와 같은) 제 1 단자를 포함하고, 여기서 RF 공급 신호 핀은 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A)/제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 의 출력에 전기적으로 접속된다. RF 접합 시스템은 또한 외측 코일 (109O)/내측 코일 (109I) 에 접속하도록 구성된 (접속 구조체 (807)/접속 구조체 (818) 와 같은) 제 2 단자도 포함한다. 일부 실시 예들에서, 제 2 단자는 외측 코일 (109O)/내측 코일 (109I) 의 다수의 개별 권선들에 접속된다. RF 접합 시스템은 또한 제 1 단자와 제 2 단자 사이에 접속된 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 도 포함한다. 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 는 제 1 단자로부터 제 2 단자로의 경로에서 성형된 증폭 구형파 파형 신호를 성형된 사인파 신호로 변환하도록 구성된다.

일부 실시 예들에서, 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A) 는 약 2 ㎒의 주파수를 갖는 성형된 증폭 구형파 파형 신호를 공급하도록 구성된다. 이들 실시 예들 중 일부에서, 제 1 리액티브 회로 (901) 는 약 2500 ㎊에서 약 4500 ㎊까지 연장하는 범위 내에서 제 1 단자와 제 2 단자 사이에 커패시턴스를 제공하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 제 1 리액티브 회로 (901) 는 서로 병렬 접속된 가변 커패시터 (801) 및 고정 커패시터 (803) 를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 가변 커패시터 (801) 의 커패시턴스 설정은 약 100 ㎊에서 약 2000 ㎊까지 연장하는 범위 내에서 조정 가능하며, 고정 커패시터 (803) 의 커패시턴스는 약 2000 ㎊에서 약 3500 ㎊까지 연장하는 범위 내에서 조정 가능하다.

일부 실시 예들에서, 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 는 약 13.56 ㎒의 주파수를 갖는 성형된 증폭 구형파 파형 신호를 공급하도록 구성된다. 이들 실시 예들 중 일부에서, 제 2 리액티브 회로 (1001) 는 약 5 ㎊에서 약 1000 ㎊까지 연장하는 범위 내에서 제 1 단자와 제 2 단자 사이의 커패시턴스를 제공하기 위해 가변 커패시터 (811) 를 포함한다. 또한, 이들 실시 예들 중 일부에서, 제 2 접합 박스 (121B) 는 내측 코일 (109I) 의 접지 복귀 단부 및 기준 접지 전위 (903) 에 접속된 커패시터 (813) 를 포함한다. 이들 실시 예들 중 일부에서, 커패시터 (813) 는 약 200 ㎊에서 약 500 ㎊까지 연장하는 범위 내의 커패시턴스를 가진다.

본 명세서에 개시된 다양한 실시 예들에서, RF 전력 송신 시스템은 플라즈마 프로세싱 챔버 (111) 를 위해 제공된다. RF 전력 송신 시스템은 제 1 직접-구동 무선주파수 신호 생성기 (101A)/제 2 직접-구동 무선주파수 신호 생성기 (101B), 외측 코일 (109O)/내측 코일 (109I), 그리고 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 를 포함한다. 제 1 직접-구동 무선주파수 신호 생성기 (101A)/제 2 직접-구동 무선주파수 신호 생성기 (101B) 는 50 Ω이 아닌 출력 임피던스를 갖는다. 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 는 제 1 직접-구동 무선주파수 신호 생성기 (101A)/제 2 직접-구동 무선주파수 신호 생성기 (101B) 의 출력부 (O1) 와 외측 코일 (109O)/내측 코일 (109I) 사이에 접속된다. 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 는 제 1 직접-구동 무선주파수 신호 생성기 (101A)/제 2 직접-구동 무선주파수 신호 생성기 (101B) 의 출력부 (O1) 로부터 성형된 증폭 구형파 파형 신호를 수신하도록 접속된다. 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 는 제 1 직접-구동 무선주파수 신호 생성기 (101A)/제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 로부터 외측 코일 (109O)/내측 코일 (109I) 로의 경로에서 성형된 증폭 구형파 파형 신호를 성형된 사인파 신호로 변환하도록 구성된다.

제 1 리액티브 회로 (901) 는 RF 전력의 피크량 (peak amount) 이 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A) 로부터 리액티브 회로 (901) 를 통해 외측 코일 (109O) 에 송신되도록 설정된 커패시턴스를 갖는 가변 캐패시터 (801) 를 포함한다. 제 1 리액티브 회로 (901) 는 부하가 주로 저항성 부하이도록 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A) 가 외측 코일 (109O) 을 통해 접속되는 부하의 유도성 부분을 본질적으로 상쇄하도록 구성된다. 제 1 리액티브 회로 (901) 는 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A) 로부터 수신된 성형된 증폭 구형파 파형 신호의 비-기본적인 고조파 성분들을 제거하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A) 에 의해 출력된 성형된 증폭 구형파 파형 신호는 약 2 ㎒의 주파수를 가지며 제 1 리액티브 회로 (901) 는 제 1 직접-구동 RF 신호 생성기 (101A) 의 출력부 (O1) 와 외측 코일 (109O) 사이에 약 2500 ㎊에서 약 4500 ㎊까지 연장하는 범위 내의 커패시턴스를 제공한다.

제 2 리액티브 회로 (1001) 는 RF 전력의 피크량이 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 로부터 리액티브 회로 (1001) 를 통해 내측 코일 (109I) 에 송신되도록 설정된 커패시턴스를 갖는 가변 캐패시터 (811) 를 포함한다. 제 2 리액티브 회로 (1001) 는 부하가 주로 저항성 부하이도록 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 가 내측 코일 (109I) 을 통해 접속되는 부하의 유도성 부분을 본질적으로 상쇄하도록 구성된다. 제 2 리액티브 회로 (1001) 는 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 로부터 수신된 성형된 증폭 구형파 신호의 비-기본적인 고조파 성분들을 제거하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 에 의해 출력된 성형된 증폭 구형파 파형 신호는 약 13.56 ㎒의 주파수를 가지며 제 2 리액티브 회로 (1001) 는 제 2 직접-구동 RF 신호 생성기 (101B) 의 출력부 (O1) 와 내측 코일 (109I) 사이에 약 5 ㎊에서 약 1000 ㎊까지 연장하는 범위 내의 커패시턴스를 제공하도록 설정된 가변 커패시터 (811) 를 포함한다.

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

일부 실시 예들에서, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 을 제어하기 위해 제어 시스템, 예를 들어 호스트 컴퓨터 시스템이 제공된다. 다양한 실시 예들에서, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 은 프로세싱을 위한 프로세싱 툴(들), 챔버(들), 플랫폼(들)과 같은 반도체 프로세싱 장비, 및/또는 다른 컴포넌트들 중에서도 웨이퍼 페데스탈 (wafer pedestal), 가스 플로우 시스템과 같은 특정 프로세싱 컴포넌트들을 포함한다. 다양한 실시 예들에서, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 은 반도체 웨이퍼 또는 기판의 프로세싱 전에, 프로세싱 중에 및 프로세싱 후에 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 동작을 제어하기 위한 전자기기와 통합되며, 여기서 전자기기는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 다양한 컴포넌트들 및/또는 하위-부품을 제어하도록 구성되고 접속되는 제어기 내에서 구현된다. 기판/웨이퍼 프로세싱 요구사항 및/또는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 특정 구성에 따라, 제어기는 프로세스 가스(들)의 전달, 온도 설정들 (예를 들어, 가열 및/또는 냉각), 압력 설정들, 진공 설정들, 전력 설정들, 제 1 직접-구동 무선주파수 신호 생성기 (101A)/제 2 직접-구동 무선주파수 신호 생성기 (101B) 설정들, 제 1 리액티브 회로 (901)/제 2 리액티브 회로 (1001) 설정들, 전기 신호 주파수 설정들, 가스 플로우 레이트 (flow rate) 설정들, 유체 전달 설정들, 위치 및 동작 설정들, 플라즈마 생성 챔버 (111) 의 안팎으로의 기판/웨이퍼 이송들 및/또는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 에 접속되거나 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 과 인터페이싱된 로드 록들 (load locks) 의 안팎으로의 기판/웨이퍼 이송들을 포함하는, 본 명세서에 개시된 임의의 프로세스 및/또는 컴포넌트를 제어하도록 프로그램된다.

일반적으로 말하면, 다양한 실시 예들에서, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 동작을 제어하도록 접속된 제어기는 다른 태스크들/동작들 중에서도, 인스트럭션들 수신, 인스트럭션들 발행, 디바이스 동작들 제어, 세척 동작들 인에이블링 (enabling), 엔드포인트 측정들 인에이블링, 계측 측정들 (광학, 열, 전기 등) 인에이블링과 같은 다양한 태스크들/동작들을 지시하고 제어하는 다양한 집적 회로들, 로직, 메모리, 및/또는 소프트웨어를 갖는 전자기기들로서 규정된다. 일부 실시 예들에서, 제어기 내의 집적 회로들은 다른 컴퓨팅 디바이스들 중에서도, 프로그램 인스트럭션들을 저장하는 펌웨어, 디지털 신호 프로세서 (DSP; digital signal processors), 주문형 반도체 (ASIC; Application Specific Integrated Circuit) 칩, 프로그램 가능한 논리 디바이스 (PLD; programmable logic device), 하나 이상의 마이크로프로세서들, 및/또는 프로그램 인스트럭션들 (예를 들어, 소프트웨어) 을 실행하는 하나 이상의 마이크로제어기들 중 하나 이상을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 프로그램 인스트럭션들은 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 내의 기판/웨이퍼에 대한 프로세스를 수행하기 위한 동작 파라미터들을 규정하는 다양한 개별 설정들 (또는 프로그램 파일들) 의 형태로 제어기에 전달된다. 일부 실시 예들에서, 동작 파라미터들은 기판/웨이퍼 상에 하나 이상의 층들, 재료들, 금속들, 산화물들, 실리콘, 이산화규소, 표면들, 회로들, 및/또는 다이들을 제조하는 동안 하나 이상의 프로세싱 단계들을 달성하기 위해 프로세스 엔지니어들에 의해 규정된 레시피 (recipe) 에 포함된다.

일부 실시 예들에서, 제어기는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 과 통합된, 또는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 에 접속된 컴퓨터, 또는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 에 다른 방식으로 네트워킹된 컴퓨터, 또는 이들 컴퓨터의 조합의 일부이거나, 또는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 과 통합된, 또는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 에 접속된 컴퓨터, 또는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 에 다른 방식으로 네트워킹된 컴퓨터, 또는 이들 컴퓨터의 조합에 접속된다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 제어기는 "클라우드 (cloud)" 또는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 에 의한 기판/웨이퍼 프로세싱의 제어를 위한 원격 액세스 (remote access) 를 허용하는 팹 (fab) 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부에서 구현된다. 제어기는 과거 제조 동작들의 이력의 조사를 위해 제공되는 제조 동작들의 현재 진행상황의 모니터링을 제공하기 위한, 복수의 제조 동작들로부터의 추세들 또는 성능 메트릭들 (metrics) 의 조사를 위해 제공하기 위한, 파라미터들의 프로세싱의 변경을 위해 제공하기 위한, 후속 프로세싱 단계들의 설정을 위해 제공하기 위한, 및/또는 새로운 기판/웨이퍼 제조 프로세스의 시작을 위해 제공하기 위한 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 에 대한 원격 액세스를 가능하게 한다.

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 파라미터들 및/또는 설정들의 입력 또는 프로그래밍을 가능하게 하는 사용자 인터페이스를 포함하며, 파라미터들 및/또는 설정들은 원격 컴퓨터로부터 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 제어기로 전달된다. 일부 예들에서, 제어기는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 내에서 기판/웨이퍼를 프로세싱하기 위한 설정들의 형태인 인스트럭션들을 수신한다. 설정들은 기판/웨이퍼 상에서 수행될 프로세스의 타입 및 제어기가 인터페이싱하거나 제어하는 툴/디바이스/컴포넌트의 타입에 대해 특정적이라는 점이 이해되어야 한다. 일부 실시 예들에서, 제어기는 기판/웨이퍼 상에서 미리 정해진 프로세스를 수행하기 위해 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 을 동작하는 것과 같은 공통 목적을 향해 작동하도록 함께 네트워킹되고 동기화되는 하나 이상의 개별 제어기들을 포함하는 것에 의해서와 같이 분산된다. 이러한 목적들을 위해 분산된 제어기의 예시는 챔버 내의 프로세스를 제어하기 위해 결합하는 (플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부와 같이) 원거리에 위치된 하나 이상의 집적 회로들과 통신하는 챔버 상의 하나 이상의 집적 회로들을 포함한다. 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 에 의해 수행될 프로세스 동작에 따라, 제어기는 다른 툴 회로들 또는 모듈들, 다른 툴 구성요소들, 클러스터 툴들, 다른 툴 인터페이스들, 인접한 툴들, 이웃하는 툴들, 공장 전반에 위치된 툴들, 메인 컴퓨터, 또 다른 제어기, 또는 반도체 제작 공장 내의 로드 포트들 (load ports) 및/또는 툴 위치들로 그리고 반도체 제조 공장 내의 로드 포트들 (load ports) 및/또는 툴 위치들로부터 기판들/웨이퍼들의 컨테이너들을 운반하는 재료 운송에 사용되는 툴들 중 하나 이상과 통신한다.

일부 실시 예들에서, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 동작은 컴퓨터 시스템들에 저장된 데이터와 관련한 다양한 컴퓨터-구현되는 동작들의 수행을 포함한다는 점이 이해되어야 한다. 이들 컴퓨터-구현되는 동작들은 물리적인 양들을 조작하는 동작들이다. 다양한 실시 예들에서, 컴퓨터-구현되는 동작들은 범용 컴퓨터 (general purpose computer) 또는 특수 목적 컴퓨터 (special purpose computer) 에 의해 수행된다. 일부 실시 예들에서, 컴퓨터-구현되는 동작들은 선택적으로 활성화된 컴퓨터에 의해 수행되고/되거나, 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, 예를 들어 컴퓨팅 리소스들의 클라우드 상의 다른 컴퓨터들에 의해 프로세싱될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램들 및 디지털 데이터는 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 매체 상에 컴퓨터-판독 가능한 코드로서 저장된다. 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 매체는 이후에 컴퓨터 시스템에 의해 판독 가능한 데이터를 저장하는 임의의 데이터 저장 하드웨어 유닛, 예를 들어 메모리 디바이스 등이다. 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 매체의 예시들은 하드 드라이브들, 네트워크 결합 스토리지 (network attached storage; NAS), ROM, RAM, 컴팩트 디스크-ROM들 (compact disc-ROMs; CD-ROMs), 기록 가능 CD들 (CD-recordables; CD-Rs), 재기록 가능 CD들 (CD-rewritables; CD-RWs), 디지털 비디오/다목적 디스크 (digital video/versatile disc; DVD), 자기 테이프들, 그리고 다른 광학 및 비-광학 데이터 저장 하드웨어 유닛들을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 컴퓨터 프로그램들 및/또는 디지털 데이터는 컴퓨터 프로그램들 및/또는 디지털 데이터가 분산된 방식으로 실행 및/또는 저장되도록 커플링된 컴퓨터 시스템들의 네트워크 내의 상이한 컴퓨터 시스템들 내에 위치된 복수의 컴퓨터-판독 가능한 매체 사이에 분산된다.

전술된 개시는 이해의 명확성을 위해 일부 상세를 포함하지만, 특정 변경들 및 수정들이 첨부된 청구항들의 범위 내에서 실시될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 임의의 실시 예의 하나 이상의 피처들은 본 명세서에 개시된 임의의 다른 실시 예의 하나 이상의 피처들과 결합될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 본 실시 예들은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 청구된 내용은 본 명세서에 주어진 상세들로 제한되지 않고 기술된 실시 예들의 범위 및 등가물들 내에서 수정될 수 있다.

Claims (26)

1. 플라즈마 프로세싱 챔버 (plasma processing chamber) 를 위한 무선주파수 전력 송신 시스템을 위한 접합 시스템에 있어서,
   직접-구동 무선주파수 신호 생성기 (direct-drive RF (radiofrequency) signal generator) 의 출력부에 접속된 무선주파수 신호 공급 핀 (pin) 에 접속하도록 구성되는 제 1 단자;
   코일에 접속하도록 구성되는 제 2 단자; 및
   상기 제 1 단자와 상기 제 2 단자 사이에 접속된 리액티브 회로 (reactive circuit) 로서, 상기 리액티브 회로는 상기 제 1 단자로부터 상기 제 2 단자로의 경로에서 성형된 증폭 구형파 파형 신호 (shaped-amplified square waveform signal) 를 성형된 사인파 신호 (shaped-sinusoidal signal) 로 변환하도록 구성되는, 상기 리액티브 회로를 포함하는, 접합 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 리액티브 회로는 약 -2500 Ω에서 약 -10 Ω까지 연장하는 범위 내의 리액턴스를 제공하는, 접합 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 리액티브 회로는 약 2500 ㎊에서 약 4500 ㎊까지 연장하는 범위 내의 상기 제 1 단자와 상기 제 2 단자 사이의 커패시턴스를 제공하는, 접합 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 직접-구동 무선주파수 신호 생성기는 약 2 ㎒의 주파수를 갖는 상기 성형된 증폭 구형파 파형 신호를 공급하도록 구성되는, 접합 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 리액티브 회로는 서로 병렬 접속된 가변 커패시터 및 고정 커패시터를 포함하는, 접합 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 가변 커패시터의 커패시턴스 설정은 약 100 ㎊에서 약 2000 ㎊까지 연장하는 범위 내에서 조정 가능한, 접합 시스템.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 고정 커패시터의 커패시턴스는 약 2000 ㎊에서 약 3500 ㎊까지 연장하는 범위 내에 있는, 접합 시스템.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 리액티브 회로는 약 5 ㎊에서 약 1000 ㎊까지 연장하는 범위 내의 상기 제 1 단자와 상기 제 2 단자 사이의 커패시턴스를 제공하는, 접합 시스템.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 직접-구동 무선주파수 신호 생성기는 약 13.56 ㎒의 주파수를 갖는 성형된 증폭 구형파 신호를 공급하도록 구성되는, 접합 시스템.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 코일의 접지 복귀 단부와 기준 접지 전위 사이에 접속된 커패시터를 더 포함하는, 접합 시스템.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 커패시터는 약 200 ㎊에서 약 500 ㎊까지 연장하는 범위 내의 커패시턴스를 갖는, 접합 시스템.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 단자는 상기 코일의 복수의 개별 권선들에 접속되는, 접합 시스템.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 리액티브 회로는 가변 커패시터를 포함하고, 그리고 상기 접합 시스템은 상기 가변 커패시터에 접속된 커패시턴스 설정 제어부를 포함하고, 상기 커패시턴스 설정 제어부는 상기 가변 커패시터의 커패시턴스 설정의 조정을 가능하게 하는, 접합 시스템.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 커패시턴스 설정 제어부는 스텝퍼 모터 (stepper motor) 로의 전기적 제어 신호들의 송신을 통해 상기 가변 커패시터의 상기 커패시턴스 설정의 조정을 가능하게 하는 상기 스텝퍼 모터를 포함하는, 접합 시스템.
15. 제 1 항에 있어서,
    상기 리액티브 회로가 배치되는 (dispose) 접합 인클로저 (junction enclosure); 및
    상기 접합 인클로저를 통해 공기를 순환시키도록 구성되는 냉각 팬 (cooling fan) 을 더 포함하는, 접합 시스템.
16. 플라즈마 프로세싱 챔버를 위한 무선주파수 전력 송신 시스템에 있어서,
    직접-구동 무선주파수 신호 생성기;
    코일; 및
    상기 직접-구동 무선주파수 신호 생성기의 출력부와 상기 코일 사이에 접속된 리액티브 회로로서, 상기 리액티브 회로는 상기 직접-구동 무선주파수 신호 생성기의 상기 출력부로부터 성형된 증폭 구형파 파형 신호를 수신하도록 접속되고, 상기 리액티브 회로는 상기 직접-구동 무선주파수 신호 생성기로부터 상기 코일로의 경로에서 상기 성형된 증폭 구형파 파형 신호를 성형된 사인파 신호로 변환하도록 구성되는, 상기 리액티브 회로를 포함하는, 무선주파수 전력 송신 시스템.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 리액티브 회로는 상기 직접-구동 무선주파수 신호 생성기로부터 상기 리액티브 회로를 통해 상기 코일로 무선주파수 전력의 피크량 (peak amount) 이 송신되도록 설정된 커패시턴스를 갖는 가변 캐패시터를 포함하는, 무선주파수 전력 송신 시스템.
18. 제 16 항에 있어서,
    상기 리액티브 회로는 부하가 주로 저항성 부하이도록 상기 직접-구동 무선주파수 신호 생성기가 상기 코일에 의해 접속되는 상기 부하의 유도성 부분을 본질적으로 상쇄시키도록 구성되는, 무선주파수 전력 송신 시스템.
19. 제 16 항에 있어서,
    상기 직접-구동 무선주파수 신호 생성기는 50 Ω이 아닌 출력 임피던스를 갖는, 무선주파수 전력 송신 시스템.
20. 제 16 항에 있어서,
    상기 리액티브 회로는 상기 성형된 증폭 구형파 파형 신호의 비-기본 고조파 성분들 (non-fundamental harmonic components) 을 제거하도록 구성되는, 무선주파수 전력 송신 시스템.
21. 제 16 항에 있어서,
    상기 성형된 증폭 구형파 파형 신호는 약 2 ㎒의 주파수를 가지고 그리고 상기 리액티브 회로는 약 2500 ㎊에서 약 4500 ㎊까지 연장하는 범위 내의 상기 직접-구동 무선주파수 신호 생성기의 상기 출력부와 상기 코일 사이의 커패시턴스를 제공하고, 또는
    상기 성형된 증폭 구형파 파형 신호는 약 13.56 ㎒의 주파수를 가지고 그리고 상기 리액티브 회로는 약 5 ㎊에서 약 1000 ㎊까지 연장하는 범위 내의 상기 직접-구동 무선주파수 신호 생성기의 상기 출력부와 상기 코일 사이의 커패시턴스를 제공하는, 무선주파수 전력 송신 시스템.
22. 직접-구동 무선주파수 전력 공급부로부터 플라즈마 프로세싱 챔버로 무선주파수 전력을 전달하기 위한 방법에 있어서,
    직접-구동 무선주파수 신호 생성기의 출력부로부터 리액티브 회로로 성형된 증폭 구형파 파형 신호를 송신하는 단계로서, 상기 리액티브 회로는 상기 성형된 증폭 구형파 파형 신호를 성형된 사인파 신호로 변환하도록 동작하는, 상기 성형된 증폭 구형파 파형 신호를 송신하는 단계;
    상기 리액티브 회로의 출력부로부터 상기 플라즈마 프로세싱 챔버의 코일로 상기 성형된 사인파 신호를 송신하는 단계로서, 상기 성형된 사인파 신호는 무선주파수 전력을 상기 코일에 전달하는, 상기 성형된 사인파 신호를 송신하는 단계; 및
    상기 직접-구동 무선주파수 신호 생성기로부터 상기 리액티브 회로를 통해 상기 코일로 무선주파수 전력의 피크량이 송신되도록 상기 리액티브 회로 내의 커패시턴스 설정을 조정하는 단계
    를 포함하는, 무선주파수 전력을 전달하기 위한 방법.
23. 제 22 항에 있어서,
    상기 직접-구동 무선주파수 신호 생성기는 50 Ω이 아닌 출력 임피던스를 갖는, 무선주파수 전력을 전달하기 위한 방법.
24. 제 22 항에 있어서,
    상기 커패시턴스 설정을 조정하는 단계는 부하가 주로 저항성 부하이도록 상기 직접-구동 무선주파수 신호 생성기가 상기 코일에 의해 접속되는 상기 부하의 유도성 부분을 본질적으로 상쇄시키는, 무선주파수 전력을 전달하기 위한 방법.
25. 제 22 항에 있어서,
    상기 커패시턴스 설정을 조정하는 단계는 상기 성형된 증폭 구형파 파형 신호의 비-기본 고조파 성분들을 제거하는, 무선주파수 전력을 전달하기 위한 방법.
26. 제 22 항에 있어서,
    상기 성형된 증폭 구형파 파형 신호는 약 2 ㎒의 주파수를 가지고 그리고 상기 커패시턴스 설정은 약 2500 ㎊에서 약 4500 ㎊까지 연장하는 범위 내에서 조정되고, 또는
    상기 성형된 증폭 구형파 파형 신호는 약 13.56 ㎒의 주파수를 가지고 그리고 상기 커패시턴스 설정은 약 5 ㎊에서 약 1000 ㎊까지 연장하는 범위 내에서 조정되는, 무선주파수 전력을 전달하기 위한 방법.

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