KR101617781B1

KR101617781B1 - 플라즈마 챔버 전극을 위한 ｒｆ 버스 및 ｒｆ 리턴 버스

Info

Publication number: KR101617781B1
Application number: KR1020117021120A
Authority: KR
Inventors: 칼 에이. 소렌센; 요제프 쿠델라; 로빈 엘. 티너; 수하일 앤워
Original assignee: 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date: 2009-02-13
Filing date: 2010-02-13
Publication date: 2016-05-03
Also published as: JP5707341B2; US8992723B2; CN102365906B; US20100206483A1; TW201044923A; TWI530232B; JP2012518253A; WO2010094002A3; WO2010094002A2; CN102365906A; KR20110126675A

Abstract

플라즈마 챔버의 RF 입력(40)으로부터 플라즈마 챔버의 내부(11)로 RF 전력을 커플링하기 위해, RF 버스 도체(43, 44)가 RF 입력과 플라즈마 챔버 전극(20-26) 사이에 연결된다. 일 실시예에서, RF 리턴 버스 도체(53, 54)는 챔버의 전기적으로 접지된 벽(14-18)에 연결되며, RF 버스 도체 및 RF 리턴 버스 도체는 평행하며 서로 마주보는 개별적인 표면들을 갖는다. 다른 실시예에서, RF 버스 도체는 RF 버스 도체에 가장 근접한 플라즈마 챔버 전극의 표면에 수직으로 배향된 최장 치수를 갖는 횡단면을 갖는다.

Description

플라즈마 챔버 전극을 위한 ＲＦ 버스 및 ＲＦ 리턴 버스{RF BUS AND RF RETURN BUS FOR PLASMA CHAMBER ELECTRODE}

본 발명은 일반적으로 반도체들, 디스플레이들, 태양 전지들 및 고체 상태 발광 디바이스들과 같은 전자 디바이스들을 제조하는 데에 이용된 플라즈마 챔버의 전극에 RF 전력을 커플링하는 것에 관한 것이다. 본 발명은 더 구체적으로 전극에 연결된 RF 버스 및 RF 리턴 버스 도체들, 및 전극에 관한 RF 버스 도체의 배향에 관한 것이다. 본 발명은 챔버 내의 플라즈마에 RF 전력을 커플링하는 효율성을 개선한다.

플라즈마 챔버들은 공통으로 반도체들, 디스플레이들 및 태양 전지들과 같은 전자 디바이스들을 제조하기 위한 프로세스들을 수행하도록 사용된다. 이러한 플라즈마 제조 프로세스들은 제품(workpiece)의 표면상에 반도체, 도체 또는 유전층들의 화학 기상 증착, 또는 제품 표면상의 이러한 층들의 선택된 부분들의 에칭을 포함한다.

도 1은 종래의 플라즈마 챔버를 도시한다. 제품(10)은 챔버 내의 서셉터(susceptor)(12) 상에 지지된다. 제품상에서 플라즈마 프로세스를 수행하는데 있어서, 하나 또는 그 초과의 프로세스 가스들이 가스 주입구 매니폴드(20-26)를 통해 챔버 내로 분배된다. 가스 주입구 매니폴드는 매니폴드 뒷벽(back wall)(20), 샤워헤드(22)(또한 가스 분배 플레이트 또는 확산기) 및 서스펜션(24)을 포함하며, 이들 모두는 집합적으로 가스 주입구 매니폴드의 내부(26)인 체적을 둘러싼다(enclose).

가스 주입구 도관(28)은 매니폴드 뒷벽(20)의 중심을 통해 연장한다. 도시되지 않은 가스 소스는 가스 주입구 도관의 상단에 프로세스 가스들을 공급한다. 프로세스 가스들은 가스 주입구 도관으로부터 가스 주입구 매니폴드의 내부(26)로 흐르며, 그 후에 샤워헤드(22) 내의 수많은 가스 통로들을 통해 플라즈마 챔버의 내부(11)로 분배된다.

가스 주입구 매니폴드(20-26)는 또한 RF 전력 공급원으로부터 샤워헤드와 서셉터 사이의 플라즈마 챔버의 내부(11)의 플라즈마로 RF 전력을 커플링하도록 전극으로서 기능한다. 매니폴드 뒷벽(20), 샤워헤드(22), 서스펜션(24) 및 가스 주입구 도관(28)은 전기적으로 도전성이다. 제 1 RF 케이블(36)은 RF 전력 공급원(32)의 출력으로부터 임피던스 정합망(34)으로 RF 전력을 커플링한다. 제 2 RF 케이블(30)은 임피던스 정합망(34)으로부터 플라즈마 챔버의 RF 입력(40)으로서 기능하는 가스 주입구 도관(28)에 RF 전력을 커플링한다.

가스 주입구 도관(28)은 매니폴드 뒷벽의 중심에 전기적으로 연결된다. RF 전력은 매니폴드 뒷벽의 중심에서의 가스 주입구 도관으로부터 매니폴드 뒷벽을 통해 방사상 외측으로 매니폴드 뒷벽의 4개 면들의 각각에서의 4개 서스펜션 벽들(24)로 흐르며, 그 후에 4개 서스펜션 벽들을 통해 샤워헤드(22)의 4개 면들로 흐른다. RF 전력은 샤워헤드로부터, 샤워헤드와 서셉터(12) 사이의 플라즈마 챔버 내부(11)의 플라즈마로 커플링된다.

이 종래의 RF 전력 연결 설계의 단점은 (즉, 제 2 RF 케이블(30)이 가스 주입구 도관(28)에 전기적으로 연결하는) RF 입력(40)에 나타난 전기적 부하의 복합 임피던스가 전형적으로 그 저항 컴포넌트보다 상당히 더 큰 유도성 컴포넌트를 갖는다는 것인데, 이는 가스 주입구 매니폴드(20-26), 임피던스 정합망(34) 및 그들 사이에 연결된 RF 회로에서의 높은 피크 전압들을 생성한다. 이러한 높은 피크 전압은 대기에 노출되는 RF 회로의 부분들에서 대기의 아크(atomospheric arcing)(즉, 전기적 방전)를 야기할 수 있고, 그리고 RF 회로 내의 커패시터들의 장애를 야기할 수 있기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명은 플라즈마 챔버의 RF 입력으로부터 플라즈마 챔버의 내부로 RF 전력을 커플링하기 위한 장치 및 방법이다. 본 발명은 RF 입력과 플라즈마 챔버 전극 사이에 연결된 RF 버스 도체를 포함한다.

본 발명의 일 양상은 챔버의 전기적으로 접지된 벽에 연결된 RF 리턴 버스 도체를 더 포함한다. RF 버스 도체 및 RF 리턴 버스 도체는 평행하며 서로 마주하는 개별적인 표면들을 갖는다.

유용하게, 평행한 RF 버스 및 RF 리턴 버스 도체들은 RF 입력과 플라즈마 챔버 전극 사이의 전기적 연결의 인덕턴스를 감소시킨다. 이 감소된 인덕턴스는 RF 회로 내의 피크 전압들을 유용하게 감소시킨다. 이는 대기에 노출되는 RF 회로의 부분들에서의 대기의 아크(즉, 전기적 방전)의 위험의 감소를 돕고, RF 회로 내의 커패시터들의 장애를 위험의 감소를 돕는다.

본 발명의 다른 양상에서, RF 버스 도체는 RF 버스 도체에 가장 근접한 플라즈마 챔버 전극의 표면에 수직으로 배향된 최장 치수를 갖는 횡단면을 갖는다. 유용하게, RF 버스 도체의 이 배향은 전극에의 전기적 연결이 의도되는 위치들 외의 전극의 영역들에의 RF 전력의 기생 용량성 커플링을 감소시킨다.

바람직하게는 플라즈마 챔버 전극은 가스 주입구 도관이 연장하는 매니폴드 뒷벽, 뒷벽 아래에 위치된 샤워헤드 및 뒷벽과 샤워헤드 사이에 연결된 샤워헤드 서스펜션 또는 다른 전기적 도체를 포함하는 가스 주입구 매니폴드를 포함하며, 여기서, RF 버스 도체는 뒷벽에 연결된다.

도 1은 매니폴드 뒷벽의 중심에 연결된 가스 주입구 도관에서 RF 입력을 갖는 종래의 플라즈마 챔버의 부분적인 개략적 측단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 챔버의 부분적인 개략적 측단면도이다. 이 섹션은 플라즈마 챔버의 중심을 통해 취해진다.
도 3은 도 2의 플라즈마 챔버의 RF 버스 도체, RF 리턴 버스 도체 및 최상부 벽의 부분적인 개략적 상단면도이다.
도 4는 도 2의 플라즈마 챔버의 RF 버스 도체 및 최상부 벽의 부분적인 개략적 측단면도이다. 이 섹션은 RF 버스 도체의 U-형상 윤곽을 통해 취해진다.
도 5는 RF 리턴 버스 도체의 U-형상 윤곽을 통해 섹션이 취해지는 것을 제외하고 도 4와 유사한 도면이다.
도 6은 일 단에 RF 입력을 갖는 2개의 RF 버스 도체들을 구비한 제 2 실시예의 RF 버스 도체들, RF 리턴 버스 도체들 및 최상부 벽의 부분적인 개략적 상단면도이다.
도 7은 도 6의 플라즈마 챔버의 RF 버스 도체들 및 최상부 벽의 부분적인 개략적 측단면도이다. 이 섹션은 RF 버스 도체들 중 하나의 U-형상 윤곽을 통해 취해진다.
도 8은 도 7에 도시된 RF 버스 도체에 인접한 RF 리턴 버스 도체의 U-형상 윤곽을 통해 섹션이 취해지는 것을 제외하고 도 7과 유사한 도면이다.
도 9는 플라즈마 챔버의 매니폴드 뒷벽과 최상부 벽 사이에 RF 버스 도체들 및 RF 리턴 버스 도체들이 있는 제 3 실시예의 RF 버스 도체들, RF 리턴 버스 도체들 및 매니폴드 뒷벽의 부분적인 개략적 상단면도이다.
도 10은 도 9의 플라즈마 챔버의 RF 버스 도체들 및 매니폴드 뒷벽의 부분적인 개략적 측단면도이다. 이 섹션은 RF 버스 도체들 중 하나의 U-형상 윤곽을 통해 취해진다.
도 11은 도 10에 도시된 RF 버스 도체에 인접한 RF 리턴 버스 도체의 U-형상 윤곽을 통해 섹션이 취해지는 것을 제외하고 도 10과 유사한 도면이다.

1. 플라즈마 챔버 개관

도 2는 본 발명의 일 실시예를 포함하는 플라즈마 챔버를 도시한다. 본 발명을 설명하기 전에, 플라즈마 챔버의 종래의 특징들이 설명될 것이다.

제품(10)은 플라즈마 챔버의 내부(11) 내의 서셉터(12) 상에 지지된다. 플라즈마 챔버는 제품이 반도체 디바이스들, 디스플레이들, 태양 전지들 또는 고체 상태 발광 디바이스들과 같은 제품이 전자 디바이스들을 제조하기 위한 플라즈마 프로세스 단계를 거치도록 의도된다. 플라즈마 챔버 내에서 프로세싱될 것인 제품(10)의 예들은 평면 패널 디스플레이들이 제조되는 직사각형 유리 기판 또는 집적 회로들이 제조되는 원형 반도체 웨이퍼를 포함한다.

플라즈마 챔버는 챔버 내부(11)에 대한 진공 인클로저(enclosure)를 제공하는, 전기적으로 도전성인 챔버 벽(14-18), 바람직하게는 알루미늄을 갖는다. 예시되는 실시예에서, 챔버 측벽(14) 및 챔버 바닥벽(16)은 일체형(unitary) 벽으로서 구현된다. 챔버 벽은 또한 챔버 리드(lid) 또는 최상부 커버로서 또한 지칭되는 최상부 벽(18)을 포함한다. 챔버 벽의 모든 부분들은 함께 전기적으로 연결되며 전기적으로 접지된다.

제품상에 플라즈마 프로세스를 수행하는데 있어서, 하나 또는 그 초과의 프로세스 가스들이 가스 주입구 매니폴드(20-26)를 통해 챔버 내로 분배된다. 가스 주입구 매니폴드는 매니폴드 뒷벽(20), 샤워헤드(22)(또한 가스 분배 플레이트 또는 확산기라 칭함) 및 서스펜션(24)을 포함하며, 이들 모두는 가스 주입구 매니폴드의 내부(26)를 구성하는 체적을 집합적으로 둘러싼다.

가스 주입구 도관(28)은 매니폴드 뒷벽(20)의 중심을 통해 연장한다. 도시되지 않은 가스 소스는 프로세스 가스들을 가스 주입구 도관의 상단에 공급한다. 프로세스 가스들은 가스 주입구 도관으로부터 가스 주입구 매니폴드의 내부(26)로 흐르며, 그 후에 샤워헤드(22)의 수많은 가스 통로들을 통해, 샤워헤드와 서셉터(12) 사이의 플라즈마 챔버의 내부(11)로 분배된다.

샤워헤드의 중량은 서스펜션(24)에 의해 지지되고, 서스펜션(24)은 매니폴드 뒷벽(20)에 의해 지지되며, 매니폴드 뒷벽(20)은 챔버 측벽(14)에 의해 지지된다. 서스펜션(24)은 바람직하게는 샤워헤드의 온도가 상승하고 하강함에 따라 샤워헤드의 방사상 팽창 및 수축을 수용하도록 가요성(flexible)이다. 서스펜션(24)은 매니폴드 뒷벽(20)에 부착된 상단 및 샤워헤드(22) 주변의 테두리에 부착된 하단을 갖는다. 후자의 부착은 고정되거나 슬라이딩일 수 있다. 예를 들어, 슬라이딩 부착은 서스펜션의 하단 상에 샤워헤드의 테두리를 받침으로써 구현될 수 있다.

샤워헤드가 예시된 실시예에서와 같이 직사각형인 경우, 서스펜션(24)의 수직으로 연장하는 부분은 바람직하게는 직사각형 샤워헤드(22)의 4개 면들에 개별적으로 부착된 4개의 가요성 시트들로 이루어진다. 각각의 시트는 직사각형 샤워헤드의 일 면과 직사각형 형상의 매니폴드 뒷벽(20)의 대응하는 면 사이에서 수직으로 연장한다.

가스 주입구 매니폴드(20-26)는 또한 RF 전력을 챔버 내의 플라즈마에 용량적으로 커플링하기 위한 전극으로서 기능한다. 매니폴드 뒷벽(20), 샤워헤드(22) 및 서스펜션(24)은 전기적으로 도전성이며, 바람직하게는 알루미늄이다. 유전성 라이너들(19)은 전기적으로 접지된 챔버 벽(14-18)으로부터 가스 주입구 매니폴드의 RF 전력공급된 컴포넌트들(20-24)을 전기적으로 그리고 기계적으로 분리한다.

제 1 RF 케이블(36)은 RF 전력 공급원(32)의 출력으로부터 임피던스 정합망(34)으로 RF 전력을 커플링한다. 제 2 RF 케이블(30)은 임피던스 정합망(34)으로부터 플라즈마 챔버의 RF 입력(40)에 RF 전력을 커플링한다. (RF 입력은 본 발명의 신규한 양상들에 관한 것이며, 따라서 본 설명의 다음 섹션 "2. 본 발명의 기본 원리들"에서 설명될 것이다.)

제 1 RF 케이블(36)은 전형적으로 RF 전력 공급원의 출력 임피던스를 정합하는 특성 임피던스를 갖는 동축 RF 케이블이다. 임피던스 정합망(34)이 전형적으로 챔버 최상부 벽(18) 상에 또는 챔버 최상부 벽(18)에 근접하게 실장(mount)되기 때문에, 제 2 RF 케이블(30)은 전형적으로 그 길이가 RF 전력의 1/10 파장보다 더 작은 짧은 도체이며, 따라서 부하 임피던스에 매칭된 특성 임피던스를 갖도록 그것을 설계하는데 있어서는 장점이 없다. 방금 설명된 전형적인 케이블들에 관계없이, 본 특허 명세서 전반에 걸쳐, 용어 "케이블"은 단일 도체 또는 복수의 도체들을 갖는 전송 라인을 포함하는 임의의 도체를 널리 망라하도록 이용된다.

RF 전력은 RF 전력 공급원(32)의 출력으로부터 임피던스 정합망(34)의 입력으로, 그 후에 임피던스 정합망의 출력으로부터 플라즈마 챔버의 RF 입력(40)으로, 그 후에 매니폴드 뒷벽(20)으로, 그 후에 매니폴드 뒷벽의 4개 면들의 각각에서의 4개의 서스펜션 벽들(24)로, 그 후에 4개의 서스펜션 벽들을 통해 샤워헤드(22)의 4개 면들로 흐른다. RF 전력은 샤워헤드로부터 샤워헤드와 서셉터 사이의 플라즈마 챔버의 내부 영역(11)의 플라즈마로 커플링된다. 리턴 RF 전력은 플라즈마로부터 전기적으로 접지된 챔버 벽들(14-18)로, 그 후에 임피던스 정합망(34)의 전기적 접지로, 및 그 후에 RF 전력 공급원(32)의 전기적 접지로 흐른다.

임피던스 정합망(34)의 컴포넌트들은 물리적으로 분산될 수 있다. 예를 들어, 임피던스 정합망은 RF 전력 공급원에 물리적으로 인접하거나 또는 RF 전력 공급원 내에 실장된 하나 또는 그 초과의 리액턴스(reactance)들(즉, 커패시터들 및 인덕터들) 및 가스 주입구 매니폴드(20-26)에 물리적으로 인접하거나 또는 가스 주입구 매니폴드(20-26) 상에 직접 실장된 하나 또는 그 초과의 추가적인 리액턴스들을 포함할 수 있다.

방금 설명된 실시예에서, 알루미늄 서스펜션(24)은 샤워헤드(22)의 중량을 지지하는 기계적 기능 및 매니폴드 뒷벽(20)으로부터 샤워헤드로 RF 전력을 전도하는 전기적 기능 둘 다를 수행한다. 대안적으로, 이들 기계적 기능 및 전기적 기능은 분리된 컴포넌트들에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 2005년 08월 25일자 화이트 등에 의한 미국 특허 출원 공보 제2005-0183827호는 도 2 및 5에서 유전성 벽에 의해 기계적으로 지지되는 샤워헤드를 개시한다. 샤워헤드의 기계적 지지를 제공하지 않는 전기적 도체는 RF 전력을 가스 주입구 매니폴드의 뒷벽로부터 샤워헤드로 전도한다. 구체적으로, 전기적 도체는 매니폴드 뒷벽의 하부 표면의 주변 부근의 지점에 연결된 상단 및 샤워헤드의 상부 표면 주변 부근의 지점에 연결된 하단을 갖는다.

2. 인덕턴스 감소

플라즈마 챔버는 RF 전력이 상술한 바와 같은 RF 전력 공급원(32) 및 정합망(34)에 의해 공급되는 RF 입력(40)을 포함한다. 본 발명의 신규한 특징은 플라즈마 챔버의 RF 입력(40)으로부터 플라즈마 챔버의 전극(20-26) 상의 하나 또는 그 초과의 RF 연결 지점들(41, 42)로 RF 전력을 커플링하는 하나 또는 그 초과의 RF 버스 도체들(43, 44)이다. 전극은 제품(10)을 지지하는 서셉터(12)와 전극 사이의 플라즈마 챔버의 내부(11)의 플라즈마에 RF 전력을 용량적으로 커플링한다.

예시된 실시예들에서, 플라즈마 챔버 전극은 가스 주입구 도관(28)이 연장 매니폴드 뒷벽(20), 뒷벽 아래에 매달린 샤워헤드(22) 및 뒷벽과 샤워헤드 사이에 연결된 샤워헤드 서스펜션(24)을 포함하는 가스 주입구 매니폴드(20-26)이다. RF 연결 지점들(41, 42)은 뒷벽 상에 있다. 그러나, 본 발명의 범위는 전극으로부터 플라즈마 챔버의 내부(11)의 플라즈마로 RF 전력을 용량적으로 커플링하도록 위치되거나 또는 구성되는 임의의 다른 타입의 전극을 포함한다.

예시된 실시예들 각각에서, 플라즈마 챔버 전극 상의 RF 연결 지점들(41, 42)의 수는 2개이다. 그러나, 본 발명의 범위는 단 하나의 RF 연결 지점을 포함하여, 하나 또는 그 초과의 RF 버스 도체들과 전극 사이의 임의의 수의 RF 연결 지점들을 포함한다.

도 2-5는 RF 버스 도체(43) 및 RF 리턴 버스 도체(53)를 갖는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 챔버를 예시하며, RF 버스 도체(43) 및 RF 리턴 버스 도체(53)는 둘다 U-형상이며 챔버의 최상부 벽 위에 있다. 플라즈마 챔버의 RF 입력(40)은 RF 버스 도체의 중심에서의 연결 지점이다. 도 6-8은 일 단에 연결되고 그 단에서 RF 입력을 갖는 2개의 U-형상 RF 버스 도체들(43, 44)을 갖는 제 2 실시예를 예시한다. 도 9-11은 제 2 실시예와 유사하지만, 챔버의 최상부 벽 아래에 RF 버스 도체들 및 RF 리턴 버스 도체들을 갖는 제 3 실시예를 예시한다.

(도 2를 간략화하기 위해, RF 버스 도체(43) 및 RF 리턴 버스 도체(53)는 그들의 형상들을 도시하지 않고, 도 2에서 개략적으로만 도시된다. RF 버스 도체(43) 및 RF 리턴 버스 도체(53)의 형상들은 도 3-11에서 도시된다. 또한, 가스 주입구 도관(28)은 예시된 실시예들 각각에서 동일한 위치를 점유하지만, 가스 주입구 도관은 도 3-11을 간략화하기 위해 도 2에서만 도시된다.)

본 특허 설명의 이전의 "배경기술" 섹션에서 서술된 바와 같이, 종래의 설계들의 단점은 플라즈마 챔버의 RF 입력(40)에 나타난 전기적 부하의 복합 임피던스가 전형적으로 그 저항 컴포넌트보다 상당히 더 큰 유도성 컴포넌트를 갖는 것이며, 이는 가스 주입구 매니폴드(20-26), 임피던스 정합망(34) 및 그들 사이에 연결된 RF 회로에서 높은 피크 전압들을 생성한다. 이러한 높은 피크 전압은 대기에 노출되는 RF 회로의 부분들에 대기의 아크(전기적 방전)를 야기할 수 있기 때문에 그리고 RF 회로 내의 커패시터들의 장애를 야기할 수 있기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명은 플라즈마 챔버의 RF 입력(40)에서의 전기적 부하 임피던스의 인덕턴스를 감소시킴으로써 이 단점을 개선하는 2개의 설계 특징들을 포함한다.

먼저, RF 입력(40)은 하나 또는 그 초과의 RF 연결 지점들(41, 42)에서 매니폴드 뒷벽(20)에 연결되며, 하나 또는 그 초과의 RF 연결 지점들(41, 42) 중 어느 것도 매니폴드 뒷벽의 중심에 있지 않다. 이것은 RF 전력 공급원이 매니폴드 뒷벽의 중심에 연결되는 도 1의 종래의 플라즈마 챔버와 대조적이다. 각각의 RF 연결 지점을 중심으로부터 멀리 위치시키는 것은 각각의 RF 연결 지점에서의 부하 임피던스의 유도성 컴포넌트를 감소시킨다.

둘째로, RF 입력(40)으로부터 플라즈마 챔버 전극(20-26) 상의 RF 연결 지점들(41, 42) 각각으로의 전기적 연결은 RF 입력(40)과 RF 연결 지점들(41, 42)의 각각 사이에 연결된 하나 또는 그 초과의 전기적으로 차폐된 RF 버스 도체들(43, 44)을 포함한다. 각각의 RF 연결 지점(41, 42)과 RF 입력(40) 사이의 RF 버스 도체들(43, 44)에 의해 개재된 인덕턴스를 유용하게 감소시키기 위해, 하나 또는 그 초과의 RF 리턴 버스 도체들(53, 54)이 전기적 접지에 연결되며 각각의 개별적인 RF 버스 도체(43, 44)에 평행하게 개별적으로 연장한다(도 3, 5-6, 8-9 및 11).

더 구체적으로, 각각의 RF 리턴 버스 도체(53, 54)는 플라즈마 챔버의 전기적으로 접지된 벽들(14-18) 중 하나에 전기적으로 연결된다. 바람직하게는 이러한 연결은 각각의 RF 리턴 버스 도체를 최상부 벽에 전기적으로 연결하도록 플라즈마 챔버의 전기적으로 접지된 최상부 벽(18) 상에 각각의 RF 리턴 버스 도체를 실장함으로써 구현된다. 도 5 및 8은 각각의 RF 리턴 버스 도체(53, 54)가 플라즈마 챔버의 최상부 벽(18)의 상부 표면 상에 실장되는 제 1 및 제 2 실시예들을 도시한다. 도 11은 RF 버스 도체들(43, 44) 및 RF 리턴 버스 도체들(53, 54)이 RF-전력공급된 전극(20-26)의 매니폴드 뒷벽(20) 및 전기적으로 접지된 최상부 벽(18) 사이에 있도록, 각각의 RF 리턴 버스 도체(53, 54)가 플라즈마 챔버의 최상부 벽(18)의 하부 표면 상에 실장되는 제 3 실시예를 도시한다.

도 2-5의 제 1 실시예에서, RF 리턴 버스 도체는 RF 버스 도체의 방사상 내측에 있다. 도 6-8의 제 2 실시예 및 도 9-11의 제 3 실시예에서는, 그 반대가 참이며; 각각의 RF 리턴 버스 도체(53, 54)는 그 대응하는 RF 버스 도체(43, 44)의 방사상 외측에 있다. 어느 배열이든 적합하다. 2개의 RF 리턴 버스 도체들(53, 54)을 갖는 실시예들에서, 2개의 RF 리턴 버스 도체들은 2개의 별개의 도체들로서이기보다는 단일의 연속적인 도체로서 구현될 수 있다.

상술한 바와 같이, RF 전력은 임피던스 정합망(34)의 출력으로부터 플라즈마 챔버의 RF 입력(40)으로, 그 후에 하나 또는 그 초과의 RF 버스 도체들(43, 44)을 통해 플라즈마 챔버 전극(20-26) 상의 (구체적으로, 매니폴드 뒷벽(20) 상의) 하나 또는 그 초과의 RF 연결 지점들(41, 42)로, 그 후에 매니폴드 뒷벽의 4개 면들 각각에서의 4개의 서스펜션 벽들(24)로, 그리고 그 후에 4개의 서스펜션 벽들을 통해 샤워헤드(22)의 4개 면들로 흐른다. RF 전력은 샤워헤드로부터 샤워헤드와 서셉터 사이의 플라즈마 챔버의 내부 영역(11)의 플라즈마에 커플링된다. 리턴 RF 전력은 플라즈마로부터 전기적으로 접지된 챔버 벽들(14-18)로, 그리고 그 후에 하나 또는 그 초과의 RF 리턴 버스 도체들(53, 54)을 통해 임피던스 정합망(34)의 전기적 접지로 흐른다.

RF 입력(40)과 플라즈마 사이의 RF 전력 흐름의 경로에서의 인덕턴스는 그 대응하는 RF 버스 도체(43, 44)에 근접하게 각각의 RF 리턴 버스 도체(53, 54)를 이격시킴으로써 유용하게 감소될 수 있다. 간격을 감소시키는 것은 인덕턴스를 감소시킨다. 바람직하게는, 이러한 인덕턴스는 각각의 RF 버스 도체 및 그 대응하는 RF 리턴 버스 도체를 그들 사이에 전기적 아크(전기적 방전)를 야기하지 않고 가능한 한 서로 근접하게 이격시킴으로써 최소화된다. 본 발명은 또한 이러한 간격이 인덕턴스의 실질적 감소를 어떻게 달성하여야 하는지에 대한 상이한 정의들에 기초한 대안적인 실시예들을 망라한다.

일 실시예에서, RF 리턴 버스 도체(53, 54)는 그들 사이의 커패시턴스가 RF 버스 도체와 임의의 다른 전기적으로 접지된 도체 사이의 커패시턴스보다 더 크도록 그 대응하는 RF 버스 도체(43, 44)에 충분히 근접하다.

제 2 실시예에서, RF 버스 도체(43, 44)와 그 대응하는 RF 리턴 버스 도체(53, 54) 사이의 커패시턴스는 RF 버스 도체와 전기적으로 접지된 챔버 벽(14-18) 사이의 커패시턴스보다 더 크다.

제 3 실시예에서, RF 버스 도체(43, 44) 및 그 대응하는 RF 리턴 버스 도체(53, 54)는 평행하며 서로 마주하는 개별적인 표면들을 가지며, 여기서 2개의 표면들은 RF 버스 도체와 제 1 표면에 평행한 전기적으로 접지된 챔버 벽들 중 임의의 것 사이의 간격보다 더 작은 간격만큼 분리된다.

제 4 실시예에서, RF 버스 도체(43, 44) 및 그 대응하는 RF 리턴 버스 도체(53, 54)는 평행하며 서로 마주보는 개별적인 표면들을 가지며, 여기서 2개 표면들은 임의의 방향으로 2개 표면들 중 어느 한쪽의 폭보다 더 작은 간격만큼 분리된다.

위에서 정의된 실시예들 중 임의의 실시예에서, 본 발명의 평행한, 근접하게-이격된 RF 버스와 RF 리턴 버스 도체들에 의해 구현되는 이러한 RF 전류 경로의 부분을 최대화함으로써, 임피던스 정합망(34)의 출력으로부터 플라즈마로의 전체 RF 전류 경로의 인덕턴스를 감소시키는 장점이 최대화될 수 있다. 다시 말해, RF 버스 및 RF 리턴 버스 도체들이 이러한 RF 전류 경로의 실질적(substantial) 부분을 점유하는 것이 유익하다.

예를 들어, 이 "실질적 부분" 기준은 RF 버스 도체가 RF 임피던스 정합망의 출력으로부터 플라즈마 챔버 전극(20-26) 상의 RF 연결 지점들(41, 42) 중 하나로 연장하는 전기적 연결 경로의 적어도 1/2 길이를 점유하는 경우에 충족된다. 바람직하게는, 임피던스 정합망(34)의 출력은 RF 버스 도체에 가능한 한 근접하게 위치되며, 임피던스 정합망의 접지 연결은 RF 리턴 버스 도체에 가능한 한 근접하게 위치된다.

대안적인 예로서, 이 "실질적 부분" 기준은 또한 RF 버스와 RF 리턴 버스 도체들 사이의 커패시턴스의 관점에서 정의되는 이전의 제 1 및 제 2 실시예들에 의해 충족되는데, 그 이유는 이러한 커패시턴스가 (RF 버스와 RF 리턴 버스 도체들 사이의 간격에 역으로 비례할 뿐만 아니라) RF 버스 및 RF 리턴 버스 도체들의 길이에 비례하기 때문이다.

유사하게, 위에서 정의된 실시예들 중 임의의 실시예에서, 본 발명의 평행한, 근접하게-이격된 RF 버스와 RF 리턴 버스 도체들에 의해 구현되는 이러한 RF 전류 경로의 부분을 최대화함으로써 플라즈마 챔버 전극(20-26) 상의 2개의 RF 연결 지점들(41, 42) 사이의 RF 전류 경로의 인덕턴스를 감소시키는 장점이 최대화될 수 있다. 다시 말해, RF 버스 및 RF 리턴 버스 도체들이 이러한 RF 전류 경로의 실질적 부분을 점유하는 것이 유익하다. 예를 들어, 이 기준은 이러한 2개의 RF 연결 지점들(41, 42) 사이에 연결된 RF 버스 도체가 2개의 RF 연결 지점들 사이의 1/2 거리보다 더 큰 길이를 갖는 경우에 충족된다.

또한, 위에서 정의된 실시예들 중 임의의 실시예에서, 각각의 RF 버스 도체(43, 44)는 바람직하게는 그들 사이의 전기적 아크(전기적 방전)를 회피하기 위해 접지된 최상부 벽(18)으로부터 충분히 멀리 이격된다. 도 2-5의 제 1 실시예 및 도 6-8의 제 2 실시예에서, 이는 접지된 최상부 벽(18) 위에 RF 버스 도체를 이격시키고 그리고 매니폴드 뒷벽(20) 상의 RF 연결 지점들(41, 42)에 RF 버스 도체를 연결시키도록 둘 다 기능하는 도전성 레그들(45, 46)을 포함하는 RF 버스 도체(43)에 의해 달성된다(도 4 및 7). RF 버스 도체가 자체-지지되기에 충분히 기계적으로 강하지 않은 경우, RF 버스 도체는 도 4 및 7에 도시된 바와 같은 하나 또는 그 초과의 유전 스페이서들(60)에 의해 지지될 수 있다.

3. RF 버스 및 RF 전력 분배의 대칭성

도 2-5의 제 1 실시예에서, RF 버스 도체(43)는 제 1 및 제 2 RF 연결 지점들(41, 42)에 개별적으로 연결된 2개 단부들을 갖는다(도 3 및 4). (RF 전력 공급원(32) 및 임피던스 정합망(34)으로부터 전력을 수신하는) 플라즈마 챔버의 RF 입력(40)은 RF 버스 도체의 2개 단부들 사이의 중간에 있는 RF 버스 도체 상의 연결 지점이다. 결과적으로, RF 입력으로부터 2개의 RF 연결 지점들(41, 42)로의 RF 전력 분배는 대칭적이고 동등하다.

도 6-8의 제 2 실시예 및 도 9-11의 제 3 실시예에서, RF 버스 도체(43, 44)는 매니폴드 뒷벽의 대향하는 절반들 상에 2개의 미러-이미지 도체 세그먼트들을 포함한다. RF 버스 도체의 각각의 세그먼트(43, 44)는 제 1 및 제 2 RF 연결 지점들(41, 42) 사이로 연장하고 제 1 및 제 2 RF 연결 지점들(41, 42)에 연결된다. 짧은 도체(48)는 제 1 RF 연결 지점(41)과 RF 입력(40) 사이로 연장한다. RF 버스 도체의 2개의 세그먼트들(43, 44)은 바람직하게는 도 6 및 9에 도시된 바와 같은 단일의 연속적인 도체로서 구현되지만 2개의 세그먼트들(43, 44)은 대안적으로 2개의 별개의 도체들(도시되지 않음)로서 구현될 수 있다.

도 6-8의 제 2 실시예 및 도 9-11의 제 3 실시예에서, RF 입력(40)은 제 2 RF 연결 지점(42)보다 제 1 RF 연결 지점(41)에 훨씬 더 근접하다. 구체적으로, RF 입력은 제 1 RF 연결 지점(41)과 거의 일치하는 한편, RF 도체들(43, 44)은 RF 입력과 제 2 RF 연결 지점(42) 사이에 개재된다. 따라서, 도 2-5의 제 1 실시예와 달리, RF 입력으로부터 2개의 RF 연결 지점들(41, 42)로의 RF 전력 분배는 비대칭성이며 동등하지 않을 수 있다.

결과적으로, RF 전력 분배 대 2개의 RF 연결 지점들의 원하는 비(desired ratio)를 제공하기 위해 하나 또는 둘 다의 RF 연결 지점들과 직렬로 추가적인 임피던스를 제공할 필요가 있을 수 있다. 도 7 및 10은 이러한 임피던스가 제 1 및 제 2 RF 연결 지점들(41, 42) 사이에 각각 연결된 제 1 및 제 2 커패시터들(71, 72) 및 RF 버스 도체(43)일 수 있음을 예시한다. 커패시터들은 고정되나 조정가능할 수 있다. 2개의 커패시터들의 개별적인 커패시턴스들 사이의 차이 또는 비는 RF 입력으로부터 2개의 RF 연결 지점들로의 RF 전력의 동등한 공급을 생성하도록, 그렇지 않으면 2개의 RF 연결 지점들에 공급된 RF 전력의 개별적인 레벨들 사이의 원하는 비를 생성하도록 조정되거나 설정될 수 있다.

하나의 커패시터(71)만을 갖는(즉, 제 2 커패시터(72)를 생략함) 대안적인 실시예(도시되지 않음)에서, 커패시터는 구동 RF 지점들(41, 42) 중 단 하나와 RF 버스 도체(43) 사이에 연결될 수 있으며, 다른 RF 연결 지점은 어떠한 개재된 커패시터 없이 RF 버스 도체에 직접 연결된다. 커패시터는 고정되거나 조정가능할 수 있다. 본 실시예에서, 커패시터의 커패시턴스는 RF 입력으로부터 2개의 RF 연결 지점들로의 RF 전력의 동등한 공급을 생성하도록, 그렇지 않으면 2개의 RF 연결 지점들에 공급된 RF 전력의 개별적인 레벨들 사이의 원하는 비를 생성하도록 조정되거나 설정될 수 있다.

도 7 및 10의 실시예들에서의 커패시터들(71, 72)은 RF 입력(40)에서의 복합 임피던스의 허수 부분을 감소시키도록 RF 연결 지점들(41, 42)에서의 부하 임피던스의 인덕턴스를 오프셋하는 추가적인 장점을 제공한다. 도 3-5의 실시예에서 인덕턴스를 유사하게 감소시키기 위해, 개별적인 RF 연결 지점들(41, 42)과 RF 버스 도체(43) 사이에 직렬로 연결된 커패시터들(71, 72))을 추가하는 것이 유용할 수 있다.

4. RF 버스 및 RF 리턴 버스의 만곡

위의 섹션 "2. 인덕턴스 감소"에 설명된 바와 같이, RF 입력(40)과 매니폴드 뒷벽(20) 사이의 RF 전류 경로의 인덕턴스를 감소시키는 일 설계 특징은 뒷벽의 중심으로부터 멀리 RF 연결 지점들(41, 42)을 위치시키는 것이다. 예를 들어, 도 2, 3, 6 및 9는 뒷벽의 중심의 대향 면들 상에 대칭적으로 위치된 2개의 RF 연결 지점들(41, 42)을 갖는 다양한 실시예들을 도시한다.

도 2는 가스 주입구 도관(28)이 뒷벽의 중심을 통해 연장하는 것을 도시한다. (이전에 설명된 바와 같이, 가스 주입구 도관은 예시된 실시예들 각각에서 동일한 위치를 점유하지만, 가스 주입구 도관은 도 3-11을 간략화하기 위해 도 2에만 도시된다.) 뒷벽의 중심에서의 가스 주입구 도관과의 기계적 간섭을 회피하기 위해, RF 버스 도체들(43, 44) 및 RF 리턴 버스 도체들(53, 54)은 RF 버스 도체들이 뒷벽의 중심의 대향 면들 상의 2개의 RF 연결 지점들(41, 42)에 연결될 수 있도록 "U" 형상으로 만곡된다(도 3, 6 및 9에 도시된 바와 같음). 다시 말해, RF 버스 도체들 및 RF 리턴 버스 도체들은 각각 2개의 90도 각도들을 포함한다.

상술한 원하는 낮은 인덕턴스를 달성하기 위해, RF 버스 도체 및 그 대응하는 RF 리턴 버스 도체는 바람직하게는 그들의 개별적인 마주보는 표면들이 평행하도록, 더 바람직하게는 도 3, 6 및 9에 도시된 바와 같이 균일한 간격을 유지하도록 정렬되는 대응하는 만곡 부분들을 갖는다.

RF 버스 도체들 및 RF 리턴 버스 도체들이 "U" 형상으로 만곡되며 예시된 실시예들의 각각에서 90도 각도들을 갖더라도, 이전의 단락에서 정의된 본 발명은 임의의 만곡 형상을 갖는 RF 버스 도체들 및 RF 리턴 버스 도체들에 적용한다.

5. 전극에 수직으로 배향된 RF 버스 도체

RF 버스 도체(43, 44)는 바람직하게는 그 형상이 직사각형인 횡단면을 가지며, 직사각형의 긴 치수는 매니폴드 뒷벽(20)의 인접한 표면에 수직으로 배향된다. 이러한 RF 버스 도체의 예는 금속 스트립이다. 얇고, 넓은 금속 스트립은 매니폴드의 중심으로부터 더 큰 방사상 거리를 유지할 수 있도록 도 3, 6 및 9에 예시된 바와 같은 "U"의 형상으로 쉽게 구부러질 수 있다.

RF 버스 도체(43, 44)의 이러한 형상은 RF 버스 도체와 매니폴드 뒷벽(20) 사이에 전기적 접지 평면이 존재하지 않는 도 9-11의 제 3 실시예에서 특히 유용하다. 예시된 U-형상, 반원 형상 또는 RF 버스 도체의 전체 길이를 매니폴드 뒷벽의 중심으로부터 멀리 유지하는 다른 형상은 RF 입력(40)에서 RF 케이블(30)에 나타난 임피던스의 유도성 컴포넌트를 감소시키는데 유용하다.

그 최장 치수가 매니폴드 뒷벽에 수직으로 배향된(이전의 2개 단락들에서 설명된 바와 같이) 횡단면을 갖는 RF 버스 도체(43, 44)의 추가적인 장점은 이러한 배향이 RF 버스 도체와 매니폴드 뒷벽(20) 사이의 용량성 커플링을 감소시킨다는 것이다. 매니폴드 뒷벽 상의 하나 또는 그 초과의 RF 연결 지점들(41, 42)의 위치들은 전형적으로 플라즈마 챔버의 내부(11)에 RF 필드의 원하는 공간적 분배를 달성하도록 결정된다. 또한, 상술한 바와 같이, RF 연결 지점들은 RF 전류 흐름의 경로의 인덕턴스를 감소시키도록 매니폴드 뒷벽의 중심으로부터의 실질적인 거리로 위치될 수 있다. 전력이 전도되도록 의도되는 RF 연결 지점들(41, 42)을 통하기 보다는 그들 사이의 기생 커패시턴스를 통해 RF 버스 도체와 매니폴드 뒷벽 사이에서 RF 전력의 실질적 부분이 전도되는 경우에 이들 장점들 둘 다가 경감될 수 있다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 이러한 기생 커패시턴스는 그 최장 치수가 도 9-11에 예시된 바와 같이 RF 버스 도체에 가장 근접한 플라즈마 챔버 전극의 표면에 수직으로 배향된 횡단면을 갖는 RF 버스 도체(43, 44)에 의해 감소될 수 있다. 바람직하게는 이러한 횡단면은 직사각형이다.

본 섹션 "5. 전극에 수직으로 배향된 RF 버스 도체"에서 설명된 본 발명에 의해 달성된 기생 커패시턴스의 유용한 감소는 RF 리턴 버스 도체를 요구하지 않는다. 따라서, RF 버스 도체가 전극에 수직인 횡단면을 갖는 이러한 발명은 RF 리턴 버스 도체를 요구하는 본 특허 설명의 이전 섹션들에서 설명된 발명들과는 독립적으로 유용하다.

예시된 실시예에서, 플라즈마 챔버 전극은 가스 주입구 매니폴드(20-26)이며, 표면은 매니폴드 뒷벽(20)의 상부 표면이다. 그러나, 본 발명은 임의의 다른 타입 또는 형상의 플라즈마 챔버 전극에 널리 적용된다.

6. 다른 변형들

예시된 실시예들에서, 가스 주입구 매니폴드(20-26)는 RF 전력 공급원(32)으로부터 플라즈마 챔버 내의 플라즈마로 RF 전력을 커플링하도록 기능하는 전극이다. 그러나, 예시된 실시예들의 RF 연결 지점들(41, 42)은, 전극이 또한 가스를 분배하도록 기능하는지 여부에 관계없이, 임의의 종래의 플라즈마 챔버 전극 상의 RF 연결 지점들로 교체될 수 있다. 다시 말해, 전극은 가스 주입구 매니폴드의 부분일 필요가 없으며 샤워헤드를 포함할 필요도 없다. 따라서, 매니폴드 뒷벽에 대한 본 명세서의 모든 참조들은 이러한 RF 연결 지점들(41, 42)을 갖는 전극에 대한 참조들로 교체될 수 있다.

예시된 플라즈마 챔버가 직사각형 제품을 프로세싱하도록 적응되기 때문에 예시된 가스 주입구 매니폴드(20-26)가 직사각형이다. 그러나, 본 발명은 원형 제품을 프로세싱하도록 적응되는 플라즈마 챔버에 동일하게 적용가능하며, 가스 주입구 매니폴드(20-26) 또는 다른 플라즈마 챔버 전극이 원형일 수 있다.

예시된 매니폴드 뒷벽(20)은 세그먼트들로 분할되지 않는다. 그러나, 일부 애플리케이션들에서, 매니폴드 뒷벽 또는 다른 전극을 세그먼트들로 분할하는 것이 바람직할 수 있다. 그 경우에, 본 특허 명세서에 설명된 매니폴드 뒷벽은 매니폴드 뒷벽의 모든 세그먼트들 또는 단일 전극으로서의 다른 전극을 집합적으로 망라한다.

본 발명은 주로 RF 전력을 플라즈마에 용량적으로 커플링하는 것에 관한 것이지만, 인덕션 코일 또는 마이크로파 도파관과 같은 다른 수단에 의해 추가적인 RF 전력이 플라즈마에 커플링될 수 있다. 또한, 원격 플라즈마 소스에서 발생된 플라즈마는 가스 주입구를 통해 챔버 내부로 공급될 수 있다.

2개 지점들 사이에 연결된 도체에 대한 모든 참조들은 직렬로 또는 병렬로 서로 연결된 컴포넌트들을 포함하는, RF 전력을 전도하고 이러한 2개 지점들 사이에 집합적으로 연결되는 복수의 전기적 컴포넌트들을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. RF 전력을 전도하는 이러한 전기적 컴포넌트들의 예들은 커패시터들 및 인덕터들을 포함한다.

Claims

RF 입력으로부터 플라즈마 챔버로 RF 전력을 커플링하기 위한 장치로서,
하나 또는 그 초과의 전기적으로 접지된 챔버 벽들을 갖고, 전기적 접지로부터 절연되는 플라즈마 챔버 전극을 갖는 플라즈마 챔버 ― 상기 플라즈마 챔버 전극은 공간적으로 떨어진 제 1 연결 지점 및 제 2 연결 지점을 포함함 ―;
상기 RF 입력에 전기적으로 연결되고 상기 플라즈마 챔버 전극의 상기 제 1 연결 지점 및 상기 제 2 연결 지점에 전기적으로 연결되는 RF 버스 도체 ― 상기 RF 버스 도체 중에서 상기 제 1 연결 지점과 상기 제 2 연결 지점 사이에서 상기 플라즈마 챔버 전극에 전기적으로 연결된 부분은 없으며, 상기 제 1 연결 지점과 상기 제 2 연결 지점 사이에서 상기 RF 버스 도체는 제 1 표면을 포함함 ―; 및
상기 전기적으로 접지된 챔버 벽들의 각각으로부터 구별되고, 상기 전기적으로 접지된 챔버 벽들 중 하나에 전기적으로 연결되며, 상기 제 1 표면과 평행하고 마주보도록 위치한 제 2 표면을 포함하는 RF 리턴 버스 도체를 포함하고,
상기 제 1 표면 및 상기 제 2 표면은 간격을 두고 분리되어 있고, 상기 RF 버스 도체의 상기 제 1 표면과 평행한 상기 전기적으로 접지된 챔버 벽들의 각각은 상기 간격보다 더 긴 길이만큼 상기 제 1 표면으로부터 떨어져 위치하는,
플라즈마 챔버로 RF 전력을 커플링하기 위한 장치.
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플라즈마 챔버로 RF 전력을 커플링하기 위한 장치로서,
하나 또는 그 초과의 전기적으로 접지된 챔버 벽들을 갖고, 전기적 접지로부터 절연되는 플라즈마 챔버 전극을 갖는 플라즈마 챔버 ― 상기 플라즈마 챔버 전극은 공간적으로 떨어진 제 1 연결 지점 및 제 2 연결 지점을 포함함 ―;
RF 입력에 전기적으로 연결되고, 상기 플라즈마 챔버 전극의 상기 제 1 연결 지점 및 상기 제 2 연결 지점에 전기적으로 연결되는 RF 버스 도체 ― 상기 RF 버스 도체 중에서 상기 제 1 연결 지점과 상기 제 2 연결 지점 사이에서 상기 플라즈마 챔버 전극에 전기적으로 연결된 부분은 없고, 상기 제 1 연결 지점과 상기 제 2 연결 지점 사이에서 상기 RF 버스 도체는 제 1 표면을 포함함 ―; 및
상기 전기적으로 접지된 챔버 벽들의 각각으로부터 구별되고, 상기 전기적으로 접지된 챔버 벽들 중 하나에 전기적으로 연결되며, 상기 제 1 표면과 평행하고 마주보도록 위치한 제 2 표면을 포함하는 RF 리턴 버스 도체를 포함하고,
상기 RF 버스 도체와 상기 RF 리턴 버스 도체 사이의 커패시턴스(capacitance)는 상기 RF 버스 도체와 상기 하나 또는 그 초과의 전기적으로 접지된 챔버 벽들 사이의 커패시턴스보다 더 큰,
플라즈마 챔버로 RF 전력을 커플링하기 위한 장치.
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플라즈마 챔버로 RF 전력을 커플링하기 위한 장치로서,
전기적 접지로부터 절연되는 플라즈마 챔버 전극 ― 상기 플라즈마 챔버 전극은 제 1 연결 지점, 제 2 연결 지점, 뒷벽, 상기 뒷벽 아래에 위치하는 샤워헤드(showerhead), 그리고 상기 뒷벽과 상기 샤워헤드 사이에 연결된 전기적 도체를 포함함 ―;
상기 뒷벽을 통해 연장하는 가스 주입구 도관 ― 상기 플라즈마 챔버 전극의 상기 제 1 연결 지점 및 상기 제 2 연결 지점은 상기 가스 주입구 도관으로부터 떨어진 반대 쪽의 상기 뒷벽 상에 있음 ―; 및
상기 플라즈마 챔버 전극의 상기 제 1 연결 지점과 상기 제 2 연결 지점 사이에 전기적으로 연결되는 RF 버스 도체를 포함하고,
상기 RF 버스 도체 중에서 상기 플라즈마 챔버 전극의 상기 제 1 연결 지점과 상기 제 2 연결 지점 사이에서 상기 플라즈마 챔버 전극에 전기적으로 연결된 부분은 없고,
상기 RF 버스 도체는 상기 가스 주입구 도관을 피해가도록 "U" 형상(U-shape)인,
플라즈마 챔버로 RF 전력을 커플링하기 위한 장치.
제 12 항에 있어서,
하나 또는 그 초과의 전기적으로 접지된 챔버 벽들을 갖는 플라즈마 챔버 ― 상기 플라즈마 챔버 전극은 상기 플라즈마 챔버 내에 있음 ―; 및
상기 전기적으로 접지된 챔버 벽들의 각각으로부터 구별되고, 상기 전기적으로 접지된 챔버 벽들 중 하나에 전기적으로 연결되는 RF 리턴 버스 도체를 더 포함하고,
상기 RF 리턴 버스 도체는 제 1 표면을 포함하고,
상기 RF 버스 도체는 제 2 표면을 포함하고,
상기 제 1 표면은 상기 제 2 표면과 평행하고 마주보며,
상기 제 1 표면 및 상기 제 2 표면은 상기 제 1 표면의 폭보다 더 작고 상기 제 2 표면의 폭보다 더 작은 간격만큼 분리되는,
플라즈마 챔버로 RF 전력을 커플링하기 위한 장치.
제 12 항에 있어서,
하나 또는 그 초과의 전기적으로 접지된 챔버 벽들을 갖는 플라즈마 챔버 ― 상기 플라즈마 챔버 전극은 상기 플라즈마 챔버 내에 있음 ―; 및
상기 전기적으로 접지된 챔버 벽들의 각각으로부터 구별되고, 상기 전기적으로 접지된 챔버 벽들 중 하나에 전기적으로 연결되는 RF 리턴 버스 도체를 더 포함하고,
상기 RF 리턴 버스 도체는 제 1 표면을 포함하고,
상기 RF 버스 도체는 제 2 표면을 포함하고,
상기 제 1 표면은 상기 제 2 표면과 평행하고 마주보며,
상기 RF 리턴 버스 도체는 상기 제 1 표면이 평면형이 아니도록 만곡 부분(curved portion)을 포함하고, 상기 RF 버스 도체는 상기 제 2 표면이 평면형이 아니도록 만곡 부분을 포함하며, 상기 RF 버스 도체의 만곡 부분은 상기 제 1 표면이 상기 제 2 표면과 평행하도록 상기 RF 리턴 버스 도체의 만곡 부분과 정렬되는,
플라즈마 챔버로 RF 전력을 커플링하기 위한 장치.
제 1 항, 제 4 항 또는 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 연결 지점과 상기 RF 버스 도체 사이에 전기적으로 연결되는 제 1 도전성 레그(conductive leg); 및
상기 제 2 연결 지점과 상기 RF 버스 도체 사이에 전기적으로 연결되는 제 2 도전성 레그를 더 포함하는,
플라즈마 챔버로 RF 전력을 커플링하기 위한 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 가스 주입구 도관은 상기 뒷벽의 중심을 통해 연장하는,
플라즈마 챔버로 RF 전력을 커플링하기 위한 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 전기적으로 접지된 챔버 벽들의 각각으로부터 구별되고, 상기 전기적으로 접지된 챔버 벽들 중 하나에 전기적으로 연결되는 RF 리턴 버스 도체를 더 포함하고,
상기 RF 리턴 버스 도체는 상기 "U" 형상의 RF 버스 도체와 평행하게 "U" 형상인,
플라즈마 챔버로 RF 전력을 커플링하기 위한 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 RF 버스 도체는 제 1 종단 부분, 제 2 종단 부분 및 상기 제 1 종단 부분과 제 2 종단 부분 사이에 연결된 중심 부분을 포함하고,
상기 제 1 종단 부분 및 제 2 종단 부분은 상기 플라즈마 챔버 전극의 상기 제 1 연결 지점 및 상기 제 2 연결 지점에 각각 연결되고,
상기 제 1 종단 부분과 상기 제 2 종단 부분은 각각 서로 평행하고, 상기 중심 부분은 상기 종단 부분들에 대해 수직인,
플라즈마 챔버로 RF 전력을 커플링하기 위한 장치.
제 18 항에 있어서,
상기 전기적으로 접지된 챔버 벽들의 각각으로부터 구별되고, 상기 전기적으로 접지된 챔버 벽들 중 하나에 전기적으로 연결되는 RF 리턴 버스 도체를 더 포함하고,
상기 RF 리턴 버스 도체는 상기 RF 버스 도체의 상기 제 1 종단 부분, 상기 제 2 종단 부분 및 상기 중심 부분에 각각 평행한 제 1 종단 부분, 제 2 종단 부분 및 중심 부분을 포함하는,
플라즈마 챔버로 RF 전력을 커플링하기 위한 장치.
제 12 항에 있어서,
하나 또는 그 초과의 전기적으로 접지된 챔버 벽들을 포함하는 플라즈마 챔버 ― 상기 플라즈마 챔버 전극은 RF 전력을 상기 플라즈마 챔버로 용량적으로(capacitively) 커플링하도록 위치됨 ―; 및
상기 전기적으로 접지된 챔버 벽들의 각각으로부터 구별되고, 상기 전기적으로 접지된 챔버 벽들 중 하나에 전기적으로 연결되는 RF 리턴 버스 도체를 더 포함하고,
상기 RF 리턴 버스 도체는 제 1 표면을 포함하고,
상기 RF 버스 도체는 제 2 표면을 포함하고,
상기 제 1 표면은 상기 제 2 표면과 평행하고 마주보며,
상기 제 1 표면 및 상기 제 2 표면은 상기 제 1 표면에 평행한 상기 전기적으로 접지된 챔버 벽들 중 하나와 상기 RF 버스 도체 사이의 간격보다 더 작은 간격만큼 분리되는,
플라즈마 챔버로 RF 전력을 커플링하기 위한 장치.
제 12 항에 있어서,
하나 또는 그 초과의 전기적으로 접지된 챔버 벽들을 포함하는 플라즈마 챔버 ― 상기 플라즈마 챔버 전극은 RF 전력을 상기 플라즈마 챔버로 용량적으로 커플링하도록 위치됨 ―; 및
상기 전기적으로 접지된 챔버 벽들의 각각으로부터 구별되고, 상기 전기적으로 접지된 챔버 벽들 중 하나에 전기적으로 연결되는 RF 리턴 버스 도체를 더 포함하고,
상기 RF 리턴 버스 도체는 제 1 표면을 포함하고,
상기 RF 버스 도체는 제 2 표면을 포함하고,
상기 제 1 표면은 상기 제 2 표면과 평행하고 마주보며,
상기 RF 버스 도체와 상기 RF 리턴 버스 도체 사이의 커패시턴스는 상기 RF 버스 도체와 상기 챔버 벽 사이의 커패시턴스보다 더 큰,
플라즈마 챔버로 RF 전력을 커플링하기 위한 장치.
제 1 항, 제 4 항, 제 12 항 또는 제 16 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플라즈마 챔버 전극은 RF 전력을 상기 플라즈마 챔버 내로 용량적으로 커플링하도록 위치되는,
플라즈마 챔버로 RF 전력을 커플링하기 위한 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 RF 버스 도체에 연결된 출력을 갖는 RF 임피던스 정합망(impedance matching network)을 더 포함하고,
상기 RF 임피던스 정합망의 출력으로부터 상기 연결 지점들 중 하나로 연장하는 상기 전기적 연결 경로의 길이의 적어도 1/2은 상기 RF 버스 도체를 포함하는,
플라즈마 챔버로 RF 전력을 커플링하기 위한 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 RF 버스 도체와 상기 연결 지점들 중 하나 사이에 연결된 커패시터를 더 포함하는,
플라즈마 챔버로 RF 전력을 커플링하기 위한 장치.