s
Ø Ô ² ú ´ òÖ Í Ç x . 200 mm % ò \ " f 8 ñ ) Ý ¼ x ¸ ì í þ j$ Ã º %
&
ñ ¸_ Ô ¦ç H{ 9 ¸\ ¦ Í Ç x . : r ¸ H 1.8 ∼ 4.5 eV, e ¦ Ý ¼ 0 A H 6 ∼ 17 V _ ° ú כ` ¦ Ð% i .
PACS numbers: 52.50.Dg
Keywords: e ¦ Ý ¼ èÛ ¼, § 4 ´ òÖ ¦, y © $ í ^ Ä » ¸ ½ + Ë e ¦ Ý ¼
I. " e  ] Ø
&
³F $ : r e ¦ Ý ¼ H ì ø Í ¸^ / B N& ñ _ | d d y , 7 £ x
Ã
Ì, \ d ç 1 p x _ / B N& ñ \ V , o s 6 x ÷ & ¦ e H X <, / B N& ñ _ | 9
&
h ¸ Z } t ¦ J ?s ( _ ß ¼l & t f \ y / B N
&
ñ \ & h ½ + Ëô Ç ª ô Ç e ¦ Ý ¼ " é ¶[ þ t s כ ¹½ ¨÷ & ¦ e . & ³ F
´ ú §s s 6 x ÷ & ¦ e H @ /³ ð& h e ¦ Ý ¼ " é ¶ É r capaci- tively coupled plasmas (CCP), very high frequency CCP, inductively coupled plasma (ICP), helicon, electron cy- clotron resonance (ECR) 1 p x s e [1,2].
s
× æ ICP H ± ú É r · ú § 4 \ " f ¸ © @ /& h Ü ¼ Ð Z } É r e ¦ Ý
¼ x 9 ¸\ ¦ Ò q t$ í r ~ ´ Ã º e ¦, J ?s ( \ { 9 ÷ & H s : r _
\ -t ü < s : r _ 5 Å q` ¦ 1 l qw n & h Ü ¼ Ð ] j# Q½ + É Ã º e H 1
p
x _ © & h s e t ë ß , î ß _ ü < e ¦ Ý ¼ s _ ± ú É r
½
+ ËÜ ¼ Ð K % i Ò ¦ s B Ä º ± ú ¦ î ß _ _ · ú õ À Ó
ß
¼ . H î ß _ · ú É r î ß _ ü < e ¦ Ý ¼ s _ » ¡ ¤
½ + Ë` ¦ { 9 Ü ¼& e ¦ Ý ¼ ü < Ä » ^ ½ Ó s \ Z } É r / 'Û ¼
0 A \ ¦ Ä »µ 1 Ïô Ç . s H Ä » ^ ½ Ó\ H \ -t \ ¦ ° ú
H s : r s { 9 ¸2 ¤ ë ß [ þ t # Q Ä » ^ ½ Ó` ¦ < H © r v ¦ e
¦ Ý ¼ \ ¦ ¸% i r . Z } É r î ß _ À Ó H î ß _ \
"
f < Hz ´÷ & H § 4 ` ¦ ß ¼> ë ß [ þ t # Q e ¦ Ý ¼ Ð ² ú ÷ & H
§ 4 _ & ñ ¸\ ¦ b # Qä ¼ 2 ; . ¢ ¸ô Ç, ½ ¨1 l x Å Ò Ã º\ _ ô Ç 5
Å
x Ð ´ òõ H @ / & h \ " f ç H{ 9 ô Ç e ¦ Ý ¼ \ ¦ µ 1 ÏÒ q tr v
l # Q§ > > ë ß H .
s
Qô Ç ICP_ ë H ] j& h [ þ t` ¦ K H ~ ½ ÓZ O _ Ð y ©
$ í ^ \ ¦ î ß _ \ 6 £ x6 x H + þ AI [ þ t s ½ ¨÷ &# Q M ® o [3–6]. l > r î ß _ _ + þ AI \ y © $ í ^ \ ¦ & h 6 x ô Ç e ¦ Ý ¼
∗
E-mail: [email protected]
" é ¶[ þ t É r î ß _ À Ó y è ¦ s : r _ x 9 ¸ 7 £ x
H & ³ © ` ¦ Ð% i t ë ß , Z } É r Å Ò Ã º (13.56 MHz)\ _ ô Ç y
© $ í ^ _ § 4 < Hz ´s ( [3,4]. î ß _ y © $ í ^ d
\ y e H D h Ðî r + þ AI _ e ¦ Ý ¼ " é ¶ É r 40 kHz ∼ 300 kHz _ ± ú É r Å Ò Ã º\ ¦ s 6 x % i Ü ¼ 9, Z } É r s : r o Ö ¦ õ
§ 4 ² ú ´ òÖ ¦` ¦ Ð% i [5,6]. Õ ª Q y © $ í ^ Õ þ
!
Q 5 Å q \ e # Q / B N& ñ 6 x Ü ¼ Ð H Â Ò& h ½ + Ëô Ç ½ ¨ ¸\ ¦ t ¦ e
.
Ä
ºo H z ´] j / B N& ñ õ q 5 p w ô Ç ¨ 8 â ` ¦ ë ß [ þ t l 0 AK t 2 £ § 560 mm _ H Õ þ ! Q\ # Q > h_ ` s à Ô\ ¦ 6 x # © u
\ ¦ ½ ¨$ í % i . s e ¦ Ý ¼ " é ¶ É r 5 Å x Ð ´ òõ , » ¡ ¤
½ + Ë 1 p x _ l > r ICP ë H ] j& h [ þ t` ¦ _ ? / t
· ú § ¤` ¦ ÷ r ë ß m , V , É r # 3 0 A_ · ú § 4 õ { 9 § 4 § 4
\
" f Z } É r § 4 ² ú ´ òÖ ¦` ¦ Ð% i .
1. ICP { ¢¨ |  S Ë
ICP _ § 4 ² ú " é ¶ o H · ú l ü < Ä » ô ÇX <, Fig. 1 (a) ü < ° ú s î ß _ \ ¦ · ú l _ 1 8 £ ¤, e ¦ Ý ¼ \ ¦ · ú l
_ 2 8 £ ¤ Ü ¼ Ð Ò q ty ½ + É Ã º e [7].
V
1, I
1, R
0, L
0 H ¸¿ º î ß _ ^ _ ° ú כÜ ¼ Ð y y î ß _
_ · ú , À Ó, $ ½ Ó, ü Û ¼\ ¦ · p . e ¦ Ý ¼
H 2 8 £ ¤ Ü ¼ Ð, e ¦ Ý ¼ $ ½ Ó (R
2) õ l ü Û ¼ (L
2), e ¦ Ý ¼ ü Û ¼ (L
e) Ð s À Ò# Q . l ü
Û ¼ H 1 8 £ ¤ _ î ß _ ü Û ¼ü < ½ + Ë÷ &# Q e H X <, s
M :_ © ñ ü Û ¼ (M) H M
2= k
2L
0L
2Ü ¼ Ð & ñ _
) a . e ¦ Ý ¼ ü Û ¼ H ' a$ í \ _ ô Ç כ Ü ¼ Ð L
e=
Rν2s . ν H Ä »´ ò -× æ$ í Ø æ[ t Å Ò Ã º\ ¦
· p .
-28-
Fig. 1. Transformer model of the ICP.
Fig. 1 (b) É r · ú l ¸4 S q_ 1 p x r Ð\ ¦ · p . s 1
p
x r Ð\ " f H · ú l 2 8 £ ¤ _ $ í ì r[ þ t \ : £ ¤& ñ e x ~ Û
¼, (ωM/Z
2)
28K 4 R e . # l " f Z
2 H
Z
22= (ωL
2+ ω
ν R
2)
2+ R
22(1) s
. 1 p x r Ð © _ ^ $ ½ Ó (R
1) õ ^ ü Û ¼ (L
1) H 6 £ § õ ° ú .
R
1= R
0+ ( ωM Z
2)
2R
2(2)
L
1= L
0− ( ωM Z
2)
2(L
e+ L
2) (3) î
ß _ ü < e ¦ Ý ¼ s _ ½ + Ës s © & h s (k = 1), 1 p x l ü Û ¼ H î ß _ ü Û ¼ü < ° ú > ÷ &
¦, ^ ü Û ¼ H 1 p x e ¦ Ý ¼ ü Û ¼ë ß z > ) a
. Õ ª Q ½ + Ës , ^ ü Û ¼ & 4 R, % i Ò ¦ (cos φ) s . % i Ò ¦ É r 6 £ § õ ° ú s & ñ _ ) a .
cos φ = R
1pR
21+ (ωL
1)
2(4)
#
l " f φ H î ß _ · ú õ À Ó_ 0 A © \ ¦ _ p ô Ç .
2. P ê s V R Ë= kõ u § Ö « Ó Þ X ¢ ICP 0
A\ " f ´ ú ô Ç ü < ° ú s , ICP ´ ú § É r ë H ] j& h [ þ t s î
ß _ ü < e ¦ Ý ¼ s _ ± ú É r ½ + Ë\ l H X <, Z }
Fig. 2. Simple configuration of ferrite ICP (antenna and ferrite).
É
r È Ò Ö ¦` ¦ t H y © $ í ^ d ` ¦ & h 6 x # ½ + Ë` ¦ Z } { 9
à º e .
Fig. 2 \ ü < e H כ õ ° ú s y © $ í ^ \ y î ß _
\ § 4 s ÷ & , @ /Â Òì r _ 5 Å q É r Z } É r È Ò Ö ¦
\
_ K y © $ í ^ ? /\ > r F > ) a . s 5 Å q É r È Ò Ö
¦ õ ½ ¨1 l x Å Ò Ã º, î ß _ À Ó\ q Y V H l © ` ¦ Ä »
¸ô Ç .
∇ × E = − ∂B
∂t = − ∂H
∂t (5)
E ∝ µ, ω, I (6)
~
½ Ó ` ¦ { 9 Ü ¼v ¦ Ä »t l 0 AK " f H : £ ¤& ñ ß ¼l s © _
l © s 9 כ ¹ô ÇX <, y © $ í ^ & h 6 x ) a ICP \ " f H ± ú É r î
ß _ À Óü < ½ ¨1 l x Å Ò Ã º\ ¸ È Ò Ö ¦ s Z } ~ ½ Ó \
9
כ ¹ô Ç l © ` ¦ % 3 ` ¦ Ã º e .
II. ÷ m Ç] M ö X ê sV õ m Í ¤V R Ë ç g Ë
1. ÷ m Ç] M ö X ê sV
y
© $ í ^ d s & h 6 x ) a ICP _ î ß _ ½ ¨ ¸ Fig. 3\
e . Õ þ ! Q H 2 é ß Ü ¼ Ð, © é ß õ é ß É r 6 > h_ f . Ë
`
¦ : x K ) a . f . Ë É r í ß o ) a · ú À Òp ³ o u Ü ¼ Ð s À Ò# Q4 R e
¦ y f . Ë` ¦ ¸ µ + þ AI _ y © $ í ^ d s Ñ ü t Q ¦ e
Fig. 4. Experimental setup.
. y © $ í ^ Ó ü t| 9 Ð H q È Ò Ö ¦ s 1800 ` s à Ô
6 x ÷ &% 3 ¦, s Ö © H ` s à Ô\ y H î ß _ _ ~ ½ Ó ¾ Ó
`
¦ ì ø Í@ / Ð # y $ 3 % ò ' a ? /\ Ä » ¸÷ & H l © s ` / B G
` ¦ s À Ò ¸2 ¤ % i . î ß _ H 102 { _ o Þ Ô Ü ¼ Ð s
À Ò# Q& H X <, 400 kHz Å Ò Ã º\ " f ¸ 0.088 Ω_ ± ú É r $
½ Ó` ¦ Í Ç x .
Fig. 4 H z ´+ « > © u \ ¦ · p . ½ ¨1 l x Å Ò Ã º H 400 kHz Ð 5 Å x Ð ´ òõ p p . î ß _ ü < e ¦ Ý ¼
s _ ½ + Ës y © K < Hz ´ ü Û ¼ _ \ O ¦, ω/ν ° ú כ s
B Ä º ± ú e ¦ Ý ¼ $ ½ Ós e ¦ Ý ¼ ü Û ¼\ q K
s ` ß ¼ . " f 1 p x r Ð © _ ^ e x ~ Û ¼ H í H
$
½ Ó\ ¾ ú > ÷ &# Q V , É r # 3 0 A_ { 9 § 4 § 4 \ " f ¸ · ú l
\ ¦ s 6 x ô Ç e x ~ Û ¼ & ñ ½ + Ës 0 p x . ' Ð* 3 á Ôü < Ð '
o * 3 á Ô\ ¦ 2 é ß Ü ¼ Ð [ O u # 2 × 10
−5Torr s _ l
$
· ú § 4 ` ¦ ë ß [ þ t% 3 . z ´+ « >\ " f Ø Ô 4 H l ^ s 6 x ÷ &
% 3 .
2. ¹ ÅM X ì Äß Ã Å ¤V R Ë õ m Í þ u § כ ¤V R Ë Ä Z ØV Ä
î
ß _ _ · ú É r % 7 à Ô Ð_ Û ¼ _ ¦ · ú á Ô ÐÚ Ô Ð 8 £ ¤
&
ñ % i ¦, À Ó H x # Q H ï{ 9 ` ¦ s 6 x % i . · ú õ À
Ó_ 0 A © H ¸z ´ ÐÛ ¼ ïá Ô\ " f 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 . e ¦ Ý ¼
à º[ þ t É r é ß { 9 | ½ ÓÁ »# Q à Ðg Ë >` ¦ s 6 x # 8 £ ¤& ñ % i H X <,
9
É r t 2 £ § s 0.1 mm, U ´s 10 mm ) í Û ¼J $ s s 6 x ÷ &% 3
. e ¦ Ý ¼ 0 A_ §ê ø Í` ¦ × ¦ s l 0 AK à Ðg Ë >_ z ´ » é ß \
Fig. 5. Antenna voltage with respect to power.
¿
º > h_ @ /% i $ t 9 ' \ ¦ % i . { 9 ì ø Í& h | ½ ÓÁ »# Q
Ã
Ðg Ë >\ " f H, 9 ' _ $ í 0 p x` ¦ F G @ / o l 0 AK 9 _ Ð +
'\ 9 ' \ ¦ [ O u H X <, s H Ã Ðg Ë >_ ? /Â Ò ½ ¨ ¸\ ¦ 4 ¤ ¸ ú
> ë ß H . Õ ª Q ` s à Ô ICP\ " f H ± ú É r ½ ¨1 l x Å Ò
à ºü < î ß _ · ú \ _ K §ê ø Í_ & ñ ¸ à Ðg Ë >_ ü
@Â Ò\ 9 ' \ ¦ [ O u ½ + É Ã º e % 3 .
III. ÷ m Ç] M ö + s ÇÊ Ý
1. ¹ ÅM X ì Äß Ã Å ¤V R Ë
2, 5, 10, 20, 50 mTorr _ · ú § 4 õ 40 ∼ 2700 W_ { 9 § 4
§ 4 \ " f l & h : £ ¤$ í ` ¦ ì r$ 3 % i .
{ 9
§ 4 § 4 \ É r î ß _ · ú s Fig. 5\ e
. î ß _ · ú É r % ò % i \ " f 300 V s Ð, { 9 ì ø Í& h ICP _ Ã º kV\ q K B Ä º ± ú » ¡ ¤ ½ + Ës _ \ O ` ¦
כ
Ü ¼ Ð Ò q ty ) a . { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð Ä » ¸ ½ + Ë\ _ K ² ú ÷ &
H § 4 É r $ x 9 ¸ % ò % i \ " f ± ú É r ² ú ´ òÖ ¦` ¦ Ðs l M : ë
H \ , ICP_ íl ~ ½ Ó \ H » ¡ ¤ ½ + Ë\ _ ô Ç § 4 ² ú s
× æ כ ¹ > 6 x ô Ç . : r © u \ " f H íl ~ ½ Ó s # Q 9 0
> Z > ¸_ & h o © u \ ¦ ë ß [ þ t # Q z ´+ « >` ¦ % i .
{ 9
§ 4 § 4 \ É r î ß _ À Ó Õ ªa Ë > 6\ e
. î ß _ À Ó H % ò % i \ " f 15 A s Ð, î ß _ \
"
f µ 1 ÏÒ q t H < Hz ´s _ \ O # Q Z > ¸_ Í ty © u 9 כ ¹
t · ú § . { 9 ì ø Í& h ICP\ " f H î ß _ À Ó Ã º z A
\
s Ø Ô Q, î ß _ \ ¦ Í ty r ~ ´ 9 כ ¹ e . { 9 ì ø Í& h Ü ¼
Ð 1 l x ' a` ¦ î ß _ Ð 6 x ¦, ' a ? /Â Ò\ Ó ü t` ¦ f Ë 9 î ß _
\ ¦ Í ty r .
Fig. 7 É r { 9 § 4 § 4 \ É r % i Ò ¦` ¦ · p . % i Ò ¦ É r
% ò % i \ " f 0.85 s © _ ° ú כ` ¦ 4 R î ß _ _ · ú õ
Fig. 6. Antenna current with respect to power.
Fig. 7. Power factor with respect to power.
Fig. 8. Total power losses with respect to power.
À
Ó ± ú É r ° ú כ` ¦ | 9 Ã º e > ô Ç . Ã º Ñ þ W s © _ { 9
§ 4
§ 4 \ " f H ½ + Ës _ s © & h Ü ¼ Ð ÷ &# Q % i Ò ¦ s 1
\
¾ ú .
Fig. 9. Power transfer efficiency.
^ r Û ¼% 7 _ § 4 < Hz ´ É r ß ¼> ` s à Ô < Hz ´ (P
LF) õ î ß _ _ 6 § < Hz ´(P
LC) Ð ¾ º# Q . ` s à
Ô < Hz ´ É r ü <À Ó < Hz ´õ l s § 4 < Hz ´_ ½ + Ë X <, ½ ¨1 l x Å
Ò Ã ºü < 5 Å q x 9 ¸\ ' a > ) a [8].
P
LF= kf
αB
fβ(7)
^ z ´+ « >\ " f ½ ¨1 l x Å Ò Ã º H ¦& ñ ÷ &# Q e ¦, 5 Å q x 9
¸ H ` s à Ô\ y | î ß _ _ 0 A \ q Y V Ù ¼ Ð,
`
s à Ô < Hz ´ É r î ß _ · ú \ ' a > ) a .
V
f∝ ∂B
f∂t (8)
P
LF∝ V
fβ(9) e
¦ Ý ¼ \ ¦ & t · ú § ¦ Õ þ ! Q\ § 4 ` ¦ , @ /Â Ò ì
r _ § 4 É r ` s à Ô\ " f èq ÷ & H X < (R
0≈ 0.088), Õ ª M
:_ î ß _ · ú õ { 9 § 4 § 4 ` ¦ 8 £ ¤& ñ β ° ú כ` ¦ · ú Ã º e
. 8 £ ¤& ñ ) a β H 2.4 & ñ ¸% i ¦, ` s à Ô < Hz ´ É r % ò
%
i \ " f 20 W s % i . î ß _ _ 6 § < Hz ´ É r Ð & ñ _ ÷ &
H X <, % ò % i \ " f 10 W s % i . Fig. 8 É r { 9 § 4 § 4
\
É r ^ § 4 < Hz ´` ¦ · p . ^ § 4 < Hz ´ É r
% ò % i \ " f 24 W s % i ¦, § 4 ² ú ´ òÖ ¦ É r Fig. 9 ü <
° ú
s , % ò % i \ " f 70 % s © , Ã º Ñ þ W s © _ { 9 § 4
§
4 \ " f H 99 % s © _ ° ú כ` ¦ Ð% i .
2. þ u § כ ¤V R Ë
2, 5, 10, 20, 50 mTorr _ · ú § 4 õ 200, 400, 800, 1600 W _
{ 9 § 4 § 4 \ " f e ¦ Ý ¼ _ : £ ¤$ í ` ¦ ì r$ 3 % i .
Fig. 10. Electron density profile at 2 mTorr.
Fig. 11. Electron density profile at 5 mTorr.
Fig. 12. Electron density profile at 10 mTorr.
Fig. 10 ∼ 14 H 300 mm % ò % i _ x 9 ¸ ì r íü < 200 mm % ò % i õ 300 mm % ò % i _ Ô ¦ç H{ 9 ¸\ ¦ · p . Õ ªa Ë >
_
î r X <\ e H ° ú כs 200 mm % ò % i _ ° ú כs ¦, ¸ É rA á ¤
\
e H ° ú כs 300 mm % ò % i _ ° ú כs . 2 mTorr\ ¦ ] jü @ ô
Ç ¸ H · ú § 4 1600 W \ " f 10
11cm
−3s © _ x 9 ¸\ ¦ Ð
%
i . 200 mm % ò % i _ Ô ¦ç H{ 9 ¸ H @ / Òì r _ % ò % i \ " f 10
% s \ ¦ Ð% i ¦ þ j ¦ 3 % & ñ ¸% i . x 9 ¸ ì r í H · ú § 4
Fig. 14. Electron density profile at 50 mTorr.
s
10 mTorr s { 9 M :ü < 20 mTorr s © { 9 M : Õ ª + þ AI
Ø Ô . 10 mTorr s % ò % i \ " f H 0 A Ð ^ ¦2 ¤ ô Ç + þ AI
\
¦ Ðs H X <, s H _ ¨ î ç H Ä » ' Ð U ´# Q Õ þ ! Q
^ \ " f s : r o { 9 # Q l M :ë H כ Ü ¼ Ð Ð . 20 mTorr s © · ú § 4 \ " f H f . Ë A _ s : r o Ä º[ jK Õ þ
!
Q î r X <_ x 9 ¸ f . Ë A _ x 9 ¸ Ð ± ú t ë ß (≤ 400 W), { 9 § 4 § 4 s & t (≥ 800 W) î r X <_ x 9 ¸ Z }
4 R G ' p' _ x 9 ¸ f . Ë Â Ò H _ x 9 ¸ü < q 5 p w K . s
כ
É r G ' p' Â Ò H \ " f Y O w -Û ¼9 \ s : r o Ö ¸ µ 1 Ï > { 9 # Q
µ 1 ÏÒ q t ) a כ Ü ¼ Ð Ò q ty ) a . Y O w -Û ¼9 \ s : r oê ø Í ï r î ß & ñ
© I _ ì r ü < ° ú É r, # l ) a © I _ ì r ü < Ø æ[ t
# s : r o { 9 # Q H כ ` ¦ ´ ú ô Ç . Z } É r · ú § 4 \ " f H f
. Ë Â Ò H \ " f # l 7 á x[ þ t s Ò q t$ í ÷ &# Q Õ þ ! Q ^ Ð S X í ß ÷ &
H X <, : r z ´+ « >\ " fü < ° ú É r Õ þ ! Q ½ ¨ ¸\ " f H S X í ß ) a # l 7
á
x _ x 9 ¸ Õ þ ! Q © o \ " f Ð Õ þ ! Q î r X <\ " f
8 Z } > ) a . ¢ ¸ô Ç, Z } É r { 9 § 4 § 4 \ " f H y f . Ë \ " f Ò q t
$ í
÷ &# Q Õ þ ! Q î r X < Ð S X í ß ÷ & H # l 7 á x _ x 9 ¸ Y O w Û
¼9 \ s : r o\ ¦ { 9 Ü ¼v l Ø æì r > ÷ &# Q, Õ þ ! Q î r X <\
"
f_ Y O w -Û ¼9 \ s : r o Ö ¸ µ 1 Ïy { 9 # Q H כ Ü ¼ Ð ó ø Íé ß
)
a .
Fig. 15. Electron energy distribution functions with pres- sures.
Fig. 16 õ 17 É r Õ þ ! Q î r X <_ Ä »´ ò : r ¸ü < e ¦ Ý
¼ 0 A\ ¦ · p . Ä »´ ò : r ¸ H Fig. 15 \ ü <
e
H \ -t S X Ò ¦ ì r í < ÊÃ º(EEPF) ÐÂ Ò' ½ ¨K t
H X <, 1.8 ∼ 4.5 eV & ñ ¸_ ° ú כ` ¦ Ð . e ¦ Ý ¼ 0 A
| 9 à º e H þ j è_ ° ú כ É r  ÒÄ » 0 A(V
f) ° ú כõ ° ú É r X
<, s כ É r : r ¸ü < ' a > ) a .
V
f= T
eln( M
2πm )
12≈ 5T
e(10)
`
s à Ô ICP H » ¡ ¤ ½ + Ës _ \ O # Q e ¦ Ý ¼ 0 A
 ÒÄ » 0 Aü < q 5 p w ô Ç ° ú כ` ¦ · p . { 9 § 4 § 4 \
É
r Ä »´ ò : r ¸ H _ { 9 & ñ ô ÇX < q K e ¦ Ý ¼ 0 A
Fig. 16. Effective electron temperature with power.
Fig. 17. Plasma potentials with power.
H 7 £ x H â ¾ Ó` ¦ Ðs H X <, s כ É r e ¦ Ý ¼ 0 A
Z
} É r \ -t % ò % i _ : r ¸\ % ò ¾ Ó` ¦ ~ Ã Îl M :ë H s .
:
£ ¤& ñ \ -t % ò % i _ EEPF l Ö ¦ l % i à º H Õ ª \ -t % ò
%
i _ : r ¸\ ¦ _ p H X <, Fig. 15\ è ß כ õ ° ú s
Z } É r \ -t % ò % i _ l Ö ¦ l H { 9 § 4 § 4 s & | 9 Ã º2 ¤
¢ -
a ë ß K . s כ É r Z } É r \ -t % ò % i _ : r ¸ & t
H כ ` ¦ _ p H X <, s \ % ò ¾ Ó` ¦ ~ Ã Î e ¦ Ý ¼ 0 A
H Z } t > ) a .
IV. + s Ç Â ] Ø
Z
} É r È Ò Ö ¦` ¦ ° ú H ` s à Ô\ ¦ s 6 x # î ß _ ü < e ¦
Ý ¼ s _ ½ + Ës Z } É r ICP\ ¦ ½ ¨$ í ¦, l & h :
£ ¤$ í õ e ¦ Ý ¼ : £ ¤$ í ` ¦ ¨ î % i . î ß _ _ % i Ò ¦ s
&
{ 9 ì ø Í& h ICP\ q K © { © y ± ú É r ß ¼l _ · ú , À Ó
\
¦ Ð% i . ± ú É r · ú õ À Ó H » ¡ ¤ ½ + Ë, î ß _ < Hz ´ 1
p
x` ¦ ß ¼> × ¦ # § 4 ² ú ´ òÖ ¦` ¦ % ò % i 70 % s © Ü ¼
Ð ë ß [ þ t% 3 . ` s à Ô_ § 4 < Hz ´ É r 1600 W _ { 9 § 4
§
4 \ " f ¸ 20 W\ ¦ Å t · ú § H & ñ ¸_ & h É r ° ú כ` ¦ Ð% i .
200 mm % ò % i \ " f_ Ô ¦ç H{ 9 ¸ H 10 mTorr s \ " f à º
: r ½ ¨\ f ] X , ç ß ] X & h Ü ¼ Ð ¸¹ ¡ §` ¦ ï r Dr. V. A.
Godyak a y × ¼w n m .
Y
c p w à U Ø ô
[1] ChinWook Chung, Introduction to Plasma Basics and Its Application (Choongmongak, Seoul, 2003)
Phys. 98, 093305 (2005).
[7] R B Piejak, V A Godyak and B M Alexandrovich, Plasma Sources Sci. Technol. 1, 179 (1992)
[8] E C Snelling, 2nd ed. Soft Ferrites Properties and Applications (Butterworth, London, 1988)
[9] Min-Hyong Lee and Chin-Wook Chung, Phys.
Plasma 12, 073501 (2005).
(Received 6 March 2007)
A new type of inductively coupled plasma (ICP) using a ferrite core was developed and char- acterized over a wide range. The power factor was near 1, so the voltage and the current of the antenna were much lower than the corresponding values for a conventional ICP, and the power transfer efficiency was about 99 % at high input power. The nonuniformity of the plasma density over 200 mm was less than a few percent in at the best case. The effective electron temperature was between 1.8 ∼ 4.5 eV, and the plasma potential was between 6 ∼ 17 V.
PACS numbers: 52.50.Dg
Keywords: Plasma sources, Power transfer efficiency, Ferrite ICP
∗
