Ò
ãÆ W ¥ ¿ Q <ø m Çy ¢ õ u § P c t À W ¥ 300 mm «X N Ë Ó Þ ¥y ¢ + s Ƕ ¥ þ u § כ Ì ¦ R 4 ® o ì Å
T 4 w HM · + ä . > ] 8 ;
∗ô
Ç ª @ / < Æ § l ( É Ó' / B N < ÆÂ Ò, " fÖ ¦ 133-791
* 8
: c0 å · T ÷ 7 BM Î 3
Plasmart, Inc. ô Dz D G õ < Æl Õ ü t" é ¶, @ / 305-701 (2005¸ 4 Z 4 13{ 9 ~ à Î6 £ §, 2005¸ 8 Z 4 10{ 9 þ j7 á x : r ~ à Î6 £ §)
13.56MHz \ 1 l x ÷ & H Ä » ¸ ½ + Ë e ¦ Ý ¼ \ ¦ > hµ 1 Ï % i . î ß _ H s 8 £ x ½ ¨ ¸ Ð _ î ß _ _
n  Òì r` ¦ É r î ß _ Ð ¢ - a ¸2 ¤ ] j % i . é ß { 9 | ¾ ÓÁ »# Q à Ðg Ë >Ü ¼ Ð e ¦ Ý ¼ é ß ` ¦ à º' Ù þ ¡ Ü
¼ 9 e ¦ Ý ¼ x 9 ¸ H 10
11∼ 10
12cm
−3s ¦ ç H{ 9 ¸ H 300 mm t 2 £ § \ " f ±5 % s ? /% i .
: r ¸ H 2 ∼ 3 eV % i . > hµ 1 Ï ) a Ä » ¸ ½ + Ë e ¦ Ý ¼ H 300 mm \ g As 7 £ x Ã Ì / B N& ñ \ & h ½ + ˽ + É כ Ü ¼ Ð
Ð .
PACS numbers: 52
Keywords: e¦Ý¼ "é¶,Ä»¸ ½+Ë e¦Ý¼
I. " e  ] Ø
/ B
N& ñ e ¦ Ý ¼ H ì ø Í ¸^ d y , ~ à Ì} 7 £ x à Ì, ³ ð 9 þ t o _ ç
, \ d ç 1 p x Å Ò ª ô Ç 6 x ¸ Ð 6 x ÷ & ¦ e . ¢ ¸ô Ç ì ø Í
¸^ ì r ü @\ ¸ 1 l x , ½ Ó/ B N, Ò q t_ < Æ, ` l Ó ü t % o 1 p x
~ ½ Ó \ s 6 x ÷ & ¦ e [1–4]. / B N& ñ e ¦ Ý ¼ \ @ /ô Ç
½
¨ H > 5 Å q ÷ & ¦ e Ü ¼ 9, þ j H \ H e ¦ Ý ¼ / B N& ñ õ ¸
"
î l Õ ü t 1 p x \ ± ú É r · ú § 4 \ " f ¸ ¦x 9 ¸ e ¦ Ý ¼ \ ¦ µ 1 ÏÒ q t r
~ ´ Ã º e H Ä » ¸ ½ + Ë e ¦ Ý ¼ (inductively coupled plasma, ICP) ' a d ` ¦ = å J ¦ e . Ä » ¸ ½ + Ë e ¦ Ý ¼
H F G s 9 כ ¹ \ O ¦ (electrodeless) ± ú É r · ú § 4 \ " f ¦ x 9
¸_ e ¦ Ý ¼ \ ¦ µ 1 ÏÒ q tr ~ ´ à º e Ü ¼ 9 s : r x 9 ¸ü < s
: r \ -t \ ¦ 1 l qw n & h Ü ¼ Ð ] j# Q½ + É Ã º e H © & h s e [1–3].
|
d d y / B N& ñ \ " f à ºf _ d y J ` ¦ ë ß [ þ t l 0 AK
"
f H s : r s Ø æ[ t \ O s f ½ + É Ã º e # Q H X < s \ ¦ 0 AK " f H ± ú É r · ú § 4 s | à Ðf . Ä » ¸ ½ + Ë e ¦ Ý ¼ (ICP) H ç ß é ß ô Ç ½ ¨ ¸ü < @ / & h o ~ 1 ¦ $ 3 õ ° ú É r  Ò
& h © u \ ¦ 9 כ ¹ Ð t · ú §l M :ë H \ ¦x 9 ¸ e ¦ Ý ¼
" é ¶ Ü ¼ Ð V , o 6 x ÷ & ¦ ¢ ¸ô Ç ½ ¨÷ & ¦ e . ICP e ¦ Ý
¼ µ 1 ÏÒ q t~ ½ Ód ` ¦ כ ¹ 6 £ § õ ° ú . î ß _ \ ¦
À Ó â ìØ Ô> ÷ & î ß _ Å Ò0 A Ð Ä » ¸ l © õ l
© s + þ A$ í ÷ & ¦, + þ A$ í ) a Ä » ¸ l © õ l © É r \
∗E-mail: [email protected]
\
-t \ ¦ / B N/ å L # 5 Å q ) a . s X O > 5 Å q ) a
H Ø æ[ t` ¦ : x # É r l ^ ì r \ \ -t \ ¦ ² ú
#
, ì r H s : r õ Ð ì r o ÷ &# Q e ¦ Ý ¼ \ ¦ + þ A$ í ô Ç
[4].
1980¸ @ / × æì ø Í s Ê ê e ¦ Ý ¼ / B N& ñ \ ICP ¸{ 9 ÷ &l r
Ù þ ¡ . { 9 : r \ " f _ " t Y U ¸s × ¼+ þ A r Û ¼% 7 _ ICP % 6
£
§ ¸{ 9 ÷ &% 3 ¦, ¨ î ó ø Í+ þ A r Û ¼% 7 É r Coultas ü < Keller\ _ K
ë ß [ þ t # Q& . s Ê ê ¦x 9 ¸ e ¦ Ý ¼ r © \ " f H ICP
@ /Â Òì r & h Ä » > ÷ &% 3 [5]. & ³F \ ¸ d y / B N& ñ õ 7
£
x Ã Ì / B N& ñ \ ´ ú §s 6 x ÷ & ¦ e . ¨ î ó ø Í+ þ A ICP : £ ¤ ) H p
² D G_ ì ø Í ¸^ © q r Ï þ (LAM) t ¦ e ¦ 1
l u (dome)+ þ A ICP : £ ¤ ) H # Qe ¦ s × ¼ Qw o \ O (Applied Materials) t ¦ e . ¿ º èÛ ¼_ â Ä º î ß _ _
ü Û ¼ & " f î ß _ \ Z } É r · ú s ÷ &# Q Û ¼( '
a A & ³ © s µ 1 ÏÒ q t H ë H ] j e Ü ¼ 9 ¢ ¸ô Ç î ß _ ^ _ $ ½ Ós & " f e ¦ Ý ¼ µ 1 ÏÒ q t´ òÖ ¦ s ± ú . " f s Q ô
Ç ë H ] j\ ¦ K ½ + É Ã º e H D h Ðî r ¦x 9 ¸ e ¦ Ý ¼ " é ¶ s
9
כ ¹ 9 : £ ¤ y @ /Â Òì r_ / B N& ñ 6 x e ¦ Ý ¼ © q \ ¦ Ã º{ 9
H Ä ºo _ â Ä º e ¦ Ý ¼ " é ¶_ 1 l q & h > hµ 1 Ï É r
9
à º& h © S ! s . ì ø Í ¸^ © q ² D Gí ß o\ ¦ 0 AK " f \ O ^ [
þ
t s ¸§ 4 ¦ e t ë ß @ / Òì r e ¦ Ý ¼ èÛ ¼ l Õ ü t É r à º { 9
¦ e H z ´& ñ s 9 © q _ ² D Gí ß oü < / B N& ñ l Õ ü t ¸
\
¦ 0 AK " f H e ¦ Ý ¼ " é ¶ ² D Gí ß o r / å L .
: r ½ ¨\ " f H Z } É r ç H{ 9 ¸\ ¦ ° ú H Ä » ¸ ½ + Ë e ¦ Ý ¼
(ICP)\ ¦ > hµ 1 Ï % i ¦ s \ @ /ô Ç e ¦ Ý ¼ : £ ¤$ í ¨ î \ ¦
-158-
Ã
º' % i Ü ¼ 9 ç H{ 9 ¸ H ì ø Í â ~ ½ Ó ¾ Ó÷ rë ß m r ~ ½ Ó
¾ ÓÜ ¼ Ð ¸ ç H{ 9 ô Ç e ¦ Ý ¼ µ 1 ÏÒ q t÷ &% 3 . > hµ 1 Ï ) a ICPe ¦
Ý ¼ èÛ ¼ H ª ô Ç e ¦ Ý ¼ / B N& ñ \ 6 £ x6 x| ¨ c à º e ` ¦
כ
Ü ¼ Ð l @ / ) a .
II. ÷ m Ç] M öX ê sV õ m Í ÷ m Ç] M ö V R Ë
1. T ú n Þ º8 ý ICP m? _
Fig. 1_ (a) H © { 9 ì ø Í& h 1-turn î ß _ _ ½ ¨ ¸\ ¦
? / ¦, s î ß _ \ 13.56 MHz § 4 ` ¦ # e ¦
Ý ¼ \ ¦ µ 1 ÏÒ q tr v ¦ Õ ªM : µ 1 ÏÒ q t ) a e ¦ Ý ¼ x 9 ¸ ì r í
\
¦ Fig. 1(b) \ ? /% 3 . Õ ªa Ë >õ ° ú s î ß _ ¢ - a ô
Ç " é ¶` ¦ s À Òt 3 l w ¦ a  Òì r õ ° ú s = å S # Q  Òì r s
è ß . M :ë H \ s  Òì r \ " f Ä » ¸÷ & H l © _ [ jl
> ÷ &# Q, Ä » ¸ l © ì r í ¦Ø Ôt 3 l w > ) a .
Fig. 1(b) \ " f s Qô Ç Ä » ¸ l © _ Ô ¦ç H{ 9 s e ¦ Ý ¼ x 9
¸_ Ô ¦ç H{ 9 Ð è ß . Fig. 1(a)_ 1_ ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð e ¦
Ý ¼ \ ¦ 8 £ ¤& ñ Ù þ ¡` ¦ M :ü < 2_ ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð 8 £ ¤& ñ Ù þ ¡` ¦ M : e ¦ Ý
¼ ì r í S X > Ø Ô . s H î ß _ _ = å S # Q Â Ò ì
r A \ µ 1 ÏÒ q t÷ & H Ä » ¸ l © s o÷ &# Q Õ ª/ B M \ " f _
e ¦ Ý ¼ µ 1 ÏÒ q ts o÷ &l M :ë H s . s Qô Ç 1-turn î
ß _ _ ë H ] j& h ` ¦ Ð ¢ - a l 0 AK 28 £ x ½ ¨ ¸_ î ß _ \ ¦ ]
j # Õ ª $ í 0 p x` ¦ _ Û ¼à Ô % i . : r ½ ¨\ " f ] jî ß
H 28 £ x ½ ¨ ¸_ î ß _ H Fig. 2 \ e H כ õ ° ú s
¿ º > h_ î ß _ Ð ½ ¨$ í ÷ &# Q e Ü ¼ 9 1-turn î ß _ \
"
f À Ó q > ÷ & H Â Òì r` ¦ y y " f Ð É r î ß _ s Â
Òì r` ¦ Ð © K Å Ò> ÷ &# Q e . Fig. 2\ H { 9 § 4 ÷ & H ¿ º Â
Òì r \ 0 >\ ¦ Ð × ¦ Ã º e > ÷ &# Q e t ë ß ¿ º > h\ ¦ ½ + Ë 5
g" f ô Ç / B M \ " f 0 >\ ¦ Å Ò{ 9 ½ + É Ã º ¸ e . s X O > ÷ & y
y _ î ß _ # î § > = Ð ÷ &> ÷ &# Q ü Û ¼\ ¦ ± ú Æ
Ò H © & h s e H X <, » ¡ ¤ l © ` ¦ ß ¼> × ¦{ 9 Ã º e .
: r z ´+ « >\ " f H ¿ º { 9 § 4 Â Òì r` ¦ ½ + Ë5 g" f 0 >\ ¦ % i
. > hµ 1 Ï ) a ICP èÛ ¼\ ¦ : £ ¤$ í ¨ î l 0 AK 200 mm\ ¦ l
Fig. 1. Structure of a 1-turn antenna and plasma density distributions (a) Structure of 1-turn antenna (b) Plasma distribution by 1-turn antenna
ï
r Ü ¼ Ð z ´+ « >` ¦ Ã º' % i Ü ¼ 9 @ / & h z ´+ « > É r 300 mm6 x 28 £ x ½ ¨ ¸ î ß _ \ ¦ Ð ] j # : £ ¤$ í ¨ î % i ¦ z ´+ « >
õ ¸ » · ¡ % i . e ¦ Ý ¼ µ 1 ÏÒ q t\ Å Ò{ 9 ) a l ^ H · ú 4 H
`
¦ 6 x % i .
2. ÷ m Ç] M öX ê sV õ m Í ÷ m Ç] M öU ê s0 n É
2.2.1 Chamber õ m Í ¤ ì ÅX ê sV
Fig. 3 É r e ¦ Ý ¼ µ 1 ÏÒ q t © u ü < é ß © u _ > h| Ä Ì ¸s
. Chamber H " é ¶: x+ þ AÜ ¼ Ð ? / â É r 400 mm, Z } s H 250 mm s . ¿ ºa 50 mm_ · ú À Òp ³ o u Ü ¼ Ð ] j Ù þ ¡Ü ¼ 9, ? / Â
Ò H ¸ s f ç % i . Chamber 0 A\ H ¿ ºa 10 mm f
â 420 mm_ y © o Ä »o e ¦, s y © o Ä »o 0 A\ î ß _
\ ¦ [ O u % i . Ð' o * 3 á Ô (oil-sealed rotary vac- uum pump)\ ¦ s 6 x # íZ O C l ¦, ' Ð * 3 á Ô (turbo molecular pump)\ ¦ s 6 x # chamber ? /\ ¦ ¦ / B N © I
Ð Ä »t r . MFC\ ¦ s 6 x # chamber ? /Â Ò Ð Û ¼ Ä
»{ 9 r & chamber ? /Â Ò · ú § 4 ` ¦ 1 ∼ 1000 mTorr t
or . 13.56 MHz RF § 4 ` ¦ 6 xÙ þ ¡ ¦, RF 0 > H L- type_ e x ~ Û ¼ & ñ ½ + Ë © u (impedance matcher)\ ¦ : x
#
" f î ß _ \ / B N/ å L ÷ & H X < ì ø Í 0 > H { 9 0 >\ 1 % s
÷ &> » ¡ ¤ l (vacuum variable capacitor)\ ¦
¸] X % i .
Fig. 2. Structure of a double stack antenna(DOSA).
Fig. 3. Experimental setup
î
ß _ H 5 mm ½ ¨o ' a Ü ¼ Ð ] j % i ¦, î ß _ f â
É r 290 mm s 9, 28 £ x ½ ¨ ¸\ ¦ Ä »t r v l 0 AK _ e ¦ : r Ü ¼
Ð t t @ /\ ¦ ] j # 6 x % i . î ß _ H É r ¸F K
#
l $ ½ Ó` ¦ × ¦% i ¦ ? /Â Ò Ð Í ty à º\ ¦ f Ë 9 Í ty r (
. @ / & h (300 mm)6 x î ß _ H Ð ] j # z ´+ « >
% i .
3. þ u § כ à Ã Å m - mø m Ç S ë s ¥# a [ c pÈ k È (Single Langmuir Probe)
é
ß { 9 | ¾ ÓÁ »# Q Ã Ðg Ë >` ¦ 6 x # e ¦ Ý ¼ \ ¦ é ß % i .
é
ß { 9 Ã Ðg Ë > É r ô Ç _ 8 £ ¤& ñ Ü ¼ Ð e ¦ Ý ¼ 0 A, e ¦ Ý ¼ Â
ÒÄ » 0 A (floating potential), s : r x 9 ¸, : r ¸ 1 p x e
¦ Ý ¼ @ /Â Òì r_ Ã º[ þ t` ¦ 8 £ ¤& ñ ½ + É Ã º e H © & h s e Ü
¼ 9 À Ó- · ú : £ ¤$ í / B G ` ¦ ¿ º p ì r \ -t ì
r í < ÊÃ º (electron energy distribution function, EEDF)
¸ % 3 ` ¦ Ã º e . é ß { 9 Ã Ðg Ë >_ 3 l u ^ H [ j b È ÓÚ Ô\ ¦ 6
xÙ þ ¡Ü ¼ 9, Ã Ðg Ë > É r t 2 £ § 0.1 mm, U ´s 10 mm ) í Û ¼J $ Ü ¼ Ð ]
j % i . Ã Ðg Ë >_ ß ¼l \ ¦ ÷ & ¸2 ¤ > ( Ã Ðg Ë > 0.1 mm, [
j b È ÓÚ Ô 1 mm) # e ¦ Ý ¼ \ Å Ò H [ O 1 l x` ¦ þ j è o
¦ Ù þ ¡ . e ¦ Ý ¼ 0 A [ O 1 l x` ¦ Ð © l 0 AK t 2
£ § 1 mm_ ) í Û ¼J $ Ü ¼ Ð f â 3 cm ß ¼l reference ring probe ¸ ] j % i [3,6].
4. m? _ ¹ ÅI í Ä ¹ Å Ò Þ Ç ù o Ú
Fig. 4 \ H RF § 4 \ " f / B N/ å L ÷ & H § 4 _ â ì2 £ §` ¦ > h
| Ä
Ì& h Ü ¼ Ð ? /% 3 . Z
M É r B g A r Ð_ e x ~ Û ¼\ ¦, Z
A H î ß _ _ e x ~ Û ¼\ ¦ y y · p . e ¦ Ý ¼
\ O
` ¦ M :, RF § 4 \ " f / B N/ å L ) a § 4 s B g A r Ðü < î ß _
\ " f è ¸ { 9 # Qè ß . s M : 1 p x $ ½ Ó` ¦ ½ ¨ e ¦ Ý
¼ µ 1 ÏÒ q t÷ &% 3 ` ¦ M :, î ß _ ü < B g A r Ð\ " f è ¸ ) a
§ 4 ` ¦ N SÅ Ò e ¦ Ý ¼ \ / B N/ å L ) a í H à º § 4 ` ¦ ½ ¨½ + É Ã º e
. " f î ß _ \ â ìØ Ô H À Ó\ ¦ 8 £ ¤& ñ # î ß _
\
¦ q 2 ©ô Ç r Ð ^ _ $ ½ Ó` ¦ ½ ¨½ + É Ã º e H X <, s $ ½ Ó
É
r § 4 è ¸ { 9 # Q H ¸ H $ ½ Ó $ í ì r` ¦ í < Êô Ç ¦
^
¦ Ã º e . r Ð\ " f § 4 < Hz ´s { 9 # Q H $ ½ Ó $ í ì r
É
r _ { 9 & ñ l M :ë H \ 8 ú x / B N/ å L ) a § 4 õ r Ð\ " f µ 1 Ï Ò q
t÷ & H § 4 < Hz ´_ e ¦ Ý ¼ f ¨ Ã º H § 4 s
½ +
É Ã º e Ü ¼ 9 s \ ¦ : x K î ß _ _ § 4 5 Å x ´ òÖ ¦` ¦ ½ ¨
½ +
É Ã º e . s Qô Ç ~ ½ ÓZ O É r Ref. [7] \ ü < e H ~ ½ ÓZ O õ
_ Ä » .
III. ÷ m Ç] M ö + s ÇÊ Ý õ m Í º8 ý
1. 2 « º m? _ 8 ý þ u § כ ® ot ¤V R Ë
Fig. 5 H · ú 4 H · ú § 4 2 mTorr\ " f é ß { 9 Ã Ðg Ë >Ü ¼ Ð ½ ¨ô Ç
\ -t ì r í < ÊÃ ºs 9 ô Ç RF 0 >\ É r
o\ ¦ · p כ s . Å Ò3 l q½ + É & h É r e ¦ Ý ¼ \ " f_
\
-t ì r í\ " f · ú Ã º e 1 p w s : r ¸ ¿ º > h\ ¦ ° ú
H + þ A& h q Ð oÛ ¼R / ÷ o î ß (non-Maxwellian) ì r ís
H & h s [8]. ± ú É r · ú § 4 · ú 4 H e ¦ Ý ¼ \ " f s Qô Ç q Ð
oÛ ¼R / ÷ o î ß \ -t ì r í H ß ¼> ¿ º t s Ä » Ð
è ß . ' Í P : Ð ± ú É r · ú § 4 \ " f H _ ^ \ - t
7 £ ¤ î r1 l x \ -t ü < 0 Au \ -t _ ½ + Ës _ Ð > r ÷ &Ù ¼
Ð ± ú É r \ -t _ [ þ t É r ª F G$ í (ambipolar) e ¦ Ý ¼
0 A\ y ) " f Ä » ¸ l © s > r F H Û ¼ (skin)
% ò
% i \ U ·s g Ë >È Ò½ + É Ã º \ O # Q Ä » ¸ l © Ü ¼ ÐÂ Ò' ´ òÖ ¦
&
h Ü ¼ Ð \ -t \ ¦ % 3 t 3 l w ¦ ì ø Í Z } É r \ -t [ þ t
É
r ª F G$ í e ¦ Ý ¼ 0 A\ ¦ s l ¦ Ä » ¸ l © õ ´ òÖ ¦
&
h © ñ 6 x` ¦ ½ + É Ã º e # Q ± ú É r \ -t ü < Z } É r \ -
Fig. 4. Schematic of power transfer flow to anntenna
Fig. 5. The EEPFs (Electron Energy Probability Func-
tion) at 2 mTorr argon
t
[ þ t_ 1 p x& h \ P s { 9 # Q > ÷ &# Q ¿ º> h_ p Ð
oÛ ¼R / ÷ o î ß \ -t ì r í\ ¦ ° ú H . ¿ º P : Ð H · ú ¡õ ° ú
É
r s Ä »\ y ) e H ± ú É r \ -t _ [ þ t s >
e H Ä » ¸ l © õ © ñ 6 x` ¦ l 0 AK " f H × æ$ í l
^ [ þ t õ Ø æ[ t` ¦ K H X < · ú 4 H õ ° ú É r " é ¶ _ â Ä º Ramsauer ´ òõ Ð K ± ú É r \ -t [ þ t É r · ú 4 H l ^ ü
< Ø æ[ t` ¦ _ t · ú §> ÷ &Ù ¼ Ð \ -t \ ¦ _ % 3 t 3 l w K
> 5 Å q y ) e > ÷ &l M :ë H s [9]. " f · ú 4 H õ ° ú
É
r l ^ \ " f H s Qô Ç ¿ º > h_ : r ¸\ ¦ ° ú H \ -t ì
r í ¸ ú è ß [10]. { 9 § 4 § 4 s 7 £ x < Ê\ ± ú
Fig. 6. Pressure dependence of plasma distribution gen- erated by the double- stack antenna (DOSA) at(400W)
Fig. 7. Power dependence of plasma density profiles by the DOSA at 10 mTorr
Fig. 8. Plasma density profiles by the DOSA in various scaning directions
É
r : r ¸_ [ þ t õ Z } É r : r ¸_ [ þ t õ _ - Ø
æ[ t Ð K " f & h & h 8 _ : r ¸\ ¦ ° ú H Ð oÛ ¼R / ÷ ì r í
Ð o÷ &# Qy ` ¦ · ú Ã º e .
Fig. 6 É r 0 > 400 W { 9 M :, · ú 4 H · ú § 4 _ o
\
É r e ¦ Ý ¼ x 9 ¸_ o\ ¦ · p . · ú § 4 s 7 £ x
<
Ê\ e ¦ Ý ¼ x 9 ¸ 7 £ x H כ ` ¦ ^ ¦ Ã º e Ü ¼ 9,
· ú
§ 4 1 ∼ 10 mTorr\ " f H 0 Au −100 mm ∼ 100 mm t
200 mm % ò % i \ " f ç H{ 9 ¸ H 10 % s ? / Ð © { © y a % ~ É r
כ
` ¦ · ú Ã º e .
¢
¸ô Ç 50 mTorr_ â Ä º e ¦ Ý ¼ ì r í + þ AI ç ß Ø
Ô> H כ ` ¦ ^ ¦ Ã º e H X <, î ß _ 0 Au \ K { ©
H Â Òì r \ " f e ¦ Ý ¼ ì r í Z } > H כ ` ¦ ^ ¦ Ã
º e . s כ É r · ú § 4 s Z } t " f ² D G Â Ò& h s : r o Ð 7
% 3 l M :ë H s . · ú § 4 s ± ú É r â Ä º _ ¨ î ç H Ä »'
Ð U ´# Q Û ¼ % ò % i \ " f 5 Å q ÷ & ¦ e ¦ Ý ¼ 0 A ± ú É r / B M \ " f î r1 l x \ -t þ j@ / Ð ÷ &# Q s : r o
© ´ ú §s { 9 # Qè ß . s H ± ú É r · ú § 4 \ " f _ \ -t y
û Z U ´s (relaxation length) ì ø Í6 £ x 6 x l _ ß ¼l Ð U
´# Q4 R q ² D G Â Ò& h (nonlocal) \ P s { 9 # Q l M :ë H s .
ì
ø Í · ú § 4 s Z } t _ ¨ î ç H Ä »' Ð Â ú ª t ¦ Û
¼ % ò % i 7 £ ¤ î ß _ A \ " f s : r o { 9 # Q > ÷ &# Q
Fig. 9. Plasma density profiles by the DOSA for 300 mm processing at pure argon.
Fig. 10. Plasma density profiles by the DOSA for 300
mm processing at argon /oxygen mixtures.
e
¦ Ý ¼ x 9 ¸_ ì r í · ú § 4 s 7 £ x < Ê\ 0 Aü < ° ú s
î ß _ e H 0 Au \ " f þ j@ / ÷ & H ¸ ª Ü ¼ Ð o
> ÷ & H כ s . ± ú É r · ú § 4 \ " f ¸ î ß _ A \ " f
\ P
s ÷ &t ë ß S X í ß s ~ 1 > s À Ò# Q4 R e ¦ Ý ¼ x 9 ¸ ì r í
ç H{ 9 > H כ s .
50 mTorr_ â Ä º ¸ z ´] j / B N& ñ % ò % i s { 9 # Q H % ò % i 7
£
¤ l ó ø Í % ò % i \ " f H e ¦ Ý ¼ x 9 ¸ ì r í Õ ªa Ë >\ è
ß כ Ð ç H{ 9 > ± ú כ s .
Fig. 7 É r · ú 4 H 10 mTorr \ " f { 9 § 4 0 >\ É r e ¦ Ý ¼
x 9 ¸ o_ ' a > \ ¦ · p כ s . { 9 § 4 0 > 7 £ x
<
Ê\ e ¦ Ý ¼ x 9 ¸ ¸ 7 £ x 9, e ¦ Ý ¼ ç H{ 9 ¸
H { 9 § 4 0 >\ _ t · ú §6 £ §` ¦ ^ ¦ Ã º e . s
H { 9 § 4 0 > S X í ß \ _ % ò ¾ Ó` ¦ Å Òt · ú § H כ ` ¦ Ð
#
Å Ò H כ s .
28 £ x ½ ¨ ¸_ î ß _ _ " é ¶ { 9 § 4 é ß õ ] X t é ß _ = å S # Q
s , î ß _ § H Â Òì r, ¨ î ò ø Íô Ç î ß _ Â Òì r` ¦ y y
t ¸2 ¤ ~ ½ Ó ¾ Ó` ¦ [ O & ñ # e ¦ Ý ¼ \ ¦ 8 £ ¤& ñ # õ
\ ¦ Fig. 8 \ ? /% 3 . ~ ½ Ó ¾ Ó\ © ' a\ O s e ¦ Ý ¼ ì r
í Å Ò ç H{ 9 ô Ç כ ` ¦ ^ ¦ Ã º e .
2. 6 ì ÅX ì Ä(300mm); c" e þ u § כ ¿ Q <ø m Çy ¢
300 mm 6 x 28 £ x ½ ¨ ¸ î ß _ \ ¦ 6 x # í ß èü < · ú 4 H
D ¥½ + Ë Û ¼\ " f e ¦ Ý ¼ ç H{ 9 ¸\ ¦ 8 £ ¤& ñ % i . Fig. 9 H
· ú
4 H 5 mTorr \ " f î ß _ A Ã ºf o \ 8 £ ¤& ñ ô Ç
כ
s . Ã ºf o 70 mm\ " f ç H{ 9 ¸ 5 % s Ð þ j
&
h _ ç H{ 9 ¸\ ¦ Ðs ¦ e Ü ¼ 9 ^ & h Ü ¼ Ð 130 mm t 8 % s _ ç H{ 9 ¸\ ¦ Ä »t < Ê` ¦ · ú Ã º e . · ú 4 H Ü ¼ Ð a % ~
É
r ç H{ 9 ¸\ ¦ S X ÐÙ þ ¡ ¦ K " f ì ø Í× ¼r É r / B N& ñ Û ¼\
@
/K " f ¸ 1 l x{ 9 ô Ç ç H{ 9 ¸\ ¦ Ð © ½ + É Ã º \ O l M :ë H \ · ú 4 H õ
í ß è\ ¦ D ¥½ + Ëô Ç â Ä º\ ¸ e ¦ Ý ¼ ç H{ 9 ¸\ ¦ 8 £ ¤& ñ
%
i . Fig. 10 É r ^ · ú § 4 5 mTorr\ · ú 4 H 10 sccm, í ß è 10 sccm` ¦ D ¥½ + Ëô Ç â Ä ºs . Õ ªa Ë >\ e 1 p w s à ºf
o 70 mm_ â Ä º ç H{ 9 ¸ H 300 mm \ " f Á º 9 3.5 % s
? / Ð B Ä º ç H{ 9 < Ê` ¦ · ú Ã º e .
3. 2 « º m? _ 8 ý Ç ù o Ú ¤X N Ë
Fig. 11 \ H 1-turn î ß _ ü < 28 £ x ½ ¨ ¸ î ß _ _ § 4
5 Å x ´ òÖ ¦` ¦ ? /% 3 . 28 £ x ½ ¨ ¸ î ß _ _ § 4 5 Å x
´
òÖ ¦ s 10 % ? /ü @ Ð ¾ Ó © ÷ & H כ ` ¦ ^ ¦ Ã º e . 28 £ x ½ ¨
¸_ î ß _ H é ß { 9 À Òá Ô_ î ß _ 2> h # î § > = Ð ) a + þ
AI \ ¦ ° ú l M :ë H \ î ß _ $ ½ Ós y è > ) a .
"
f î ß _ \ " f µ 1 ÏÒ q t H § 4 < Hz ´ ¸ y è # Õ ªa Ë >õ
°
ú s § 4 ´ òÖ ¦ s © 5 p x½ + É Ã º e H כ s .
Fig. 11. Comparison of power transfer efficiency of the two antennas
IV. + s Ç Â ] Ø
: r ½ ¨\ " f ] jî ß ô Ç 28 £ x ½ ¨ ¸_ î ß _ \ ¦ 6 x < ÊÜ ¼ Ð +
ì ø Í â ~ ½ Ó ¾ Ó_ ç H{ 9 ¸ ÷ rë ß m r ~ ½ Ó ¾ Ó ç H{ 9 ¸\ ¦ S X
н + É Ã º e % 3 . s H 18 £ x î ß _ ü < 28 £ x î ß _ " f
Ð § " f 1-turn î ß _ \ e H = å S # Qf s Ð ¢ - a ÷ &# Q, î
ß _ \ _ K Ä » ¸÷ & H l © õ l © s ç H{ 9 K f Ü ¼
Ð+ e ¦ Ý ¼ x 9 ¸ ç H{ 9 K & . þ j& h _ ç H{ 9 ¸ H · ú
§
4 1 × 10 mTorr % ò % i \ " f M ® o . @ / & h (300 mm) â Ä
º\ H 200 mm â Ä ºü < ° ú s r ~ ½ Ó ¾ Óõ ì ø Í â ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð ç
H{ 9 ô Ç e ¦ Ý ¼ \ ¦ % 3 ` ¦ Ã º e % 3 Ü ¼ 9 : £ ¤ y · ú 4 H õ í ß è
D ¥½ + ËÛ ¼_ â Ä º\ ¸ ç H{ 9 ô Ç e ¦ Ý ¼ \ ¦ % 3 ` ¦ Ã º e % 3
. : r ½ ¨\ " f > hµ 1 Ï ) a e ¦ Ý ¼ èÛ ¼ H 300 mm d y , 7
£
x à Ì/ B N& ñ _ 7 £ x Ã Ì / B N& ñ _ ¦x 9 ¸ e ¦ Ý ¼ " é ¶ Ü ¼ Ð & h 6 x| ¨ c Ã
º e ` ¦ כ s 9 ç H{ 9 ô Ç / B N& ñ õ \ V © ) a .
Y c
p w à U Ø ô
[1] Alfred Grill, Cold Plasma in Material Fabrication- from Fundamentals to Applications, (John Wiley &
Sons, Inc, 2003), p. 1, 107.
[2] M. A. Liebermann and A. J. Lichtenberg, Princi- ples of Plasma Discharges and Materials Processing, (Wiley, New York, 1994).
[3] Francis F. Chen, Jane P. Chang, Lecture Notes on Principles of Plasma Processing, (Kluwer Academic, 2003).
[4] Francis F. Chen, Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion, (KA/PP, 1984) .
[5] John H Keller, Plasma Sources Sci. Technol. 5, 166 (1996).
[6] V. A. Godyak, R. B. Piejak and B. M. Alexan-
drovich, Plasma Sources Sci. Technol. 1, 36 (1992).
[7] V. A. Godyak and R. B. Piejak, J. Vac. Sci. Technol.
A 8, 3833 (1990).
[8] V. A. Godyak and R. B. Piejak, Phys. Rev. Lett.
65, 996 (1990).
[9] V. A. Godyak, R. B. Piejak and B. M. Alexan-
drovich, Plasma Sources Sci. Technol. 11, 525 (2002).
[10] V. A. Godyak and V. I. Kolobov, Phys. Rev. Lett.
81, 369(1998).
Development of an Inductively Coupled Plasma (ICP) with High Uniformity for 300 mm Plasma Processing
Won-Ki Lee and Chin-Wook Chung
∗Division of Electrical and Computer Engineering, HanYang University, Seoul 133-791
S. H. Uhm and Y. K. Lee
Plasmart, Inc. Korea Advanced Institute of Science and Technology, Daejeon 305-701 (Received 13 April 2005, in final form 10 August 2005)
An inductively coupled plasma (ICP) source driven at 13.56 MHz was developed. The ICP antenna consists of two floors, each floor having a 1-turn antenna that makes up an antenna node.
The ICP were characterized by using a single Langmuir probe. The plasma density was found to be in the range of 10
11∼ 10
12cm
−3and radial uniformity was within ±5 %, over a large 300 mm.
The electron temperature was 2 ∼ 3 eV. The developed ICP source is expected to be suitable for 300 mm wafer etching and for deposition.
PACS numbers: 52
Keywords: Plasma source, lnductively coupled plasma (ICP)
∗E-mail: [email protected]
![Fig. 11. Comparison of power transfer efficiency of the two antennas IV. +sÇ Â ]Ø : r ½ ¨\ " f ] jîß ô Ç 28£x ½ ¨ ¸_ îß _
\¦ 6 x< ÊÜ ¼Ð + ìø Í â ~ ½ Ó¾ Ó_ ç H{9 ¸ ÷ rëß m r ~½ Ó¾ Ó ç H{9 ¸\¦ S](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dokinfo/5435961.233117/5.892.506.787.158.348/comparison-power-transfer-efficiency-antennas-jîß-êü-rëß.webp)
