(57)【要約】  本発明のプラズマ処理装置は，内部にプラズマを発生させるためにソースガスが導入される誘導チェンバと，前記誘導チェンバから発生したプラズマによって処理される被処理基板が配置される処理チェンバと，前記誘導チェンバの外部に位置し，前記誘導チェンバの内部に導入されるソースガスからプラズマを発生させるために誘導磁場を形成するＩＣＰアンテナと，前記ＩＣＰアンテナにＲＦ電力を印加する高周波発振器と，を含み，前記ＩＣＰアンテナは，同じ長さ及び半径方向の中心を有する複数のらせん型アンテナを含み，各アンテナは前記高周波発振器が連結される入力端，及び前記入力端に対向する端子であって接地に連結される出力端を有し，各アンテナの長さ方向の中心に仮想接地が形成されるように各アンテナの出力端に平衡コンデンサが取り付けられ，前記複数のらせん型アンテナは，前記複数のらせん型アンテナの入力端及び出力端が前記半径方向の中心に対して同じ角度で配置され，前記複数のらせん型アンテナの長さ方向の中心が前記複数のらせん型アンテナの出力端の間に配置される。【選択図】図４
2020535625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にプラズマを発生させるためにソースガスが導入される誘導チェンバと，
前記誘導チェンバから発生したプラズマによって処理される被処理基板が配置される処理チェンバと，
前記誘導チェンバの外部に位置し，前記誘導チェンバの内部に導入されるソースガスからプラズマを発生させるために誘導磁場を形成するＩＣＰアンテナと，
前記ＩＣＰアンテナにＲＦ電力を印加する高周波発振器と，を含み，
前記ＩＣＰアンテナは，同じ長さ及び半径方向の中心を有する複数のらせん型アンテナを含み，各アンテナは前記高周波発振器が連結される入力端，及び前記入力端に対向する端子であって接地に連結される出力端を有し，各アンテナの長さ方向の中心に仮想接地が形成されるように各アンテナの出力端に平衡コンデンサが取り付けられ，
前記複数のらせん型アンテナは，前記複数のらせん型アンテナの入力端及び出力端が前記半径方向の中心に対して同じ角度で配置され，前記複数のらせん型アンテナの長さ方向の中心が前記複数のらせん型アンテナの出力端の間に配置されるプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記複数のアンテナは，各アンテナの入力端と出力端が半径方向の中心に対して対称に配置された第１アンテナ及び第２アンテナを含み，
前記第１アンテナの入力端及び出力端は，前記第２アンテナの入力端及び出力端と前記半径方向の中心に対して対称に配置され，前記第１アンテナと第２アンテナの長さ方向の中心は，前記第１アンテナと第２アンテナの出力端に対して前記半径方向の中心を基準に９０度角度で配置され，前記第１アンテナの長さ方向の中心と前記第２アンテナの長さ方向の中心は，前記半径方向の中心を基準に対称に配置される請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記複数のアンテナは，各アンテナの入力端と出力端が前記半径方向の中心に対して同じ方向に配置された第１，第２，及び第３アンテナを含み，
前記第１，第２，及び第３アンテナの入力端及び出力端は前記半径方向の中心に対して１２０度角度で配置され，前記第１，第２，及び第３アンテナの長さ方向の中心は前記第１，第２，及び第３アンテナの入力端と前記半径方向の中心に対して対称に配置される請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記複数のアンテナは，一つの高周波発振器に並列に連結される請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記複数のアンテナは，インピーダンスマッチング回路を掲載して前記高周波発振器に連結され，
前記複数のアンテナは一つのインピーダンスマッチング回路を掲載して高周波発振器に連結される請求項４記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記複数のアンテナは，インピーダンスマッチング回路を掲載して前記高周波発振器に連結され，
前記複数のアンテナそれぞれは互いに異なるインピーダンスマッチング回路を掲載して高周波発振器に連結される請求項４記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記複数のアンテナは，それぞれ個別の高周波発振器に独立して連結される請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）処理装置の前記誘導チェンバの外部に位置し，前記誘導チェンバの内部に導入されるソースガスからプラズマを発生させるために誘導磁場を形成するＩＣＰアンテナにおいて，
前記ＩＣＰアンテナは，
同じ長さ及び半径方向の中心を有する複数のらせん型アンテナを含み，
各アンテナは前記高周波発振器が連結される入力端，及び前記入力端に対向する端子であって接地に連結される出力端を有し，各アンテナの長さ方向の中心に仮想接地が形成されるように各アンテナの出力端に平衡コンデンサが取り付けられ，
前記複数のらせん型アンテナは，前記複数のらせん型アンテナの入力端及び出力端が前記半径方向の中心に対して同じ角度で配置され，前記複数のらせん型アンテナの長さ方向の中心が，前記複数のらせん型アンテナの出力端の間に配置される，ＩＣＰアンテナ。
【請求項９】
前記複数のアンテナは各アンテナの入力端と出力端が半径方向の中心に対して対称に配置された第１アンテナ及び第２アンテナを含み，
前記第１アンテナの入力端及び出力端は，前記第２アンテナの入力端及び出力端と前記半径方向の中心に対して対称に配置され，前記第１アンテナと第２アンテナの長さ方向の中心は，前記第１アンテナと第２アンテナの出力端に対して前記半径方向の中心を基準に９０度角度で配置され，前記第１アンテナの長さ方向の中心と前記第２アンテナの長さ方向の中心は，前記半径方向の中心を基準に対称に配置される請求項８記載のＩＣＰアンテナ。
【請求項１０】
前記複数のアンテナは，各アンテナの入力端と出力端が前記半径方向の中心に対して同じ方向に配置された第１，第２，及び第３アンテナを含み，
前記第１，第２，及び第３アンテナの入力端及び出力端は，前記半径方向の中心に対して１２０度角度で配置され，前記第１，第２，及び第３アンテナの長さ方向の中心は前記第１，第２，及び第３アンテナの入力端と前記半径方向の中心に対して対称に配置される請求項８記載のＩＣＰアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，ＩＣＰアンテナ及びプラズマ処理装置に関し，より詳しくは，ＩＣＰ処理装置におけるプラズマの発生効率，及びプラズマの均一性を向上させるアンテナを含むプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近，半導体製造工程に使用される基板処理装置は，半導体回路の超微細化，半導体回路を製造するための基板の大型化，及び液晶ディスプレイの大面積化によって全体の処理面積が大型化するのに対し，内部回路は更に小型化する傾向にある。よって，限定された領域に，より多くの素子の集積が必要となっているだけでなく，大型化した全体面積に形成される素子の均一性を改善するよう，研究及び開発が進められてている。
【０００３】
基板処理装置として利用されているプラズマ処理装置は，チェンバ内の反応ガスを活性化させてプラズマを形成した後，形成されたプラズマを利用して基板を処理する乾式処理装置であって，電極の形態に応じて容量結合型プラズマ(Capacitively Coupled Plasma;CCP)と誘導結合型プラズマ(Inductively Coupled Plasma;ICP）方式に区分される。
【０００４】
ＣＣＰ方式は，一般に平行する一対のプレート状電極に高周波を印加することで電極間の空間に形成される電場によってプラズマを発生する手段であり，正確な容量結合調節とイオン調節の能力が高く，ＩＣＰ方式に比べ工程生産性が高い長所がある。それに対し，無線周波数電源のエネルギーがほぼ排他的に容量結合を介してプラズマに伝達されるため，プラズマイオン密度は容量結合された無線周波数電力の増加または現象によってのみ調節される。よって，高密度プラズマを生成するためには，高い無線周波数電力が必要となる。しかし，無線周波数電力を増加させることはイオン衝撃エネルギーを増加させる。よって，イオン衝撃による損傷を防止するためには，供給される無線周波数電力を増加させるのに限界を有するようになる。
【０００５】
それに対し，ＩＣＰ方式は一般にらせん状のアンテナに高周波を印加し，アンテナに流入される高周波電流による磁場の変化によって誘導される電場でチェンバ内部の電子を加速させてプラズマを発生する手段であり，無線周波数電力の増加によってイオン密度を容易に増加させることができる一方，それによるイオン衝撃は相対的に低いため，高密度のプラズマを発生させるのに適合していることが知られている。また，ＩＣＰ方式はＣＣＰ方式に比べ実質的により広い放電条件，つまり，ガス圧力及び電力で動作するという利点がある。よって，プラズマを利用する基板処理装置において，高密度のプラズマを発生するためにＩＣＰ方式を使用することが一般的な傾向である。
【０００６】
図１は，従来の誘導結合型プラズマ処理装置の概略的な構成を示す図である。図１を参照すると，従来の誘導結合型プラズマ処理装置１０は，ソースガスからプラズマを発生するために誘導電場が発生される誘導チェンバ１１０，内部にプラズマＰによって処理される被処理基板Ｗが配置される処理チェンバ１２０，前記誘導チェンバ１１０の内部に基板を処理するためのソースガスを導入するガス導入部１３０，及び基板処理後，残余ガス及び未反応ガスが排出されるガス排出口(図示せず），前記チェンバ１１０内に配置され，前記被処理基板が配置されるサセプタ１４０，前記誘導チェンバ１１０の上部または側面に位置し，チェンバの内部にプラズマＰを発生させるための電磁場を形成するアンテナ１５０，該アンテナにソース電源を印加する高周波発振器(RF generator)１６０，及び前記アンテナ１５０を外部から遮断する外部チェンバ１７０を含む。
【０００７】
このようなプラズマ処理装置に使用されるプラズマソース用アンテナは，アンテナ及び誘電体ウィンドウの形状に応じてシリンダ型アンテナ，平板型アンテナ，及びドーム型アンテナに分類される。しかし，ＩＣＰ方式のアンテナはアンテナコイルのらせん状のプロファイル，アンテナに印加される電力の高い周波数による定常波効果，及びアンテナコイルに流れる電流の分布によって放射状の不均一なプラズマが発生し，膜の均一度を確保することが難しいという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上述した問題点を解決するためのものであって，プラズマの均一度を向上し得るＩＣＰアンテナ及びそれを含むプラズマ処理装置を提供しようとする。
【０００９】
本発明の他の目的は，容量性結合プラズマ（ＩＣＰ）処理装置で発生し得る容量性結合プラズマ(CCP; Capacitive coupled plasma)の影響が減少することでＩＣＰ処理装置の効率を向上させるだけでなく，プラズマの均一度を向上させることができるＩＣＰアンテナ及びそれを含むプラズマ処理装置を提供しようとする。
【００１０】
本発明が解決しようとする他の課題は，以下の詳細な説明と図面からより明確になるはずである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的の達成のために，本発明の一実施例によるプラズマ処理装置は，内部にプラズマを発生させるためにソースガスが導入される誘導チェンバと，該誘導チェンバから発生したプラズマによって処理される被処理基板が配置される処理チェンバと，前記誘導チェンバの外部に位置し，前記誘導チェンバの内部に導入されるソースガスからプラズマを発生させるために誘導磁場を形成するＩＣＰアンテナと，前記ＩＣＰアンテナにＲＦ電力を印加する高周波発振器と，を含み，前記ＩＣＰアンテナは，同じ長さ及び半径方向の中心を有する複数のらせん型アンテナを含み，各アンテナは前記高周波発振器が連結される入力端，及び前記入力端に対向する端子であって接地に連結される出力端を有し，各アンテナの長さ方向の中心に仮想接地が形成されるように各アンテナの出力端に平衡コンデンサが取り付けられ，前記複数のらせん型アンテナは，前記複数のらせん型アンテナの入力端及び出力端が前記半径方向の中心に対して同じ角度で配置され，前記複数のらせん型アンテナの長さ方向の中心が前記複数のらせん型アンテナの出力端の間に配置される。
【００１２】
前記複数のアンテナは各アンテナの入力端と出力端が半径方向の中心に対して対称に配置された第１アンテナ及び第２アンテナを含むが，前記第１アンテナの入力端及び出力端は前記第２アンテナの入力端及び出力端と前記半径方向の中心に対して対称に配置され，前記第１アンテナと第２アンテナの長さ方向の中心は，前記第１アンテナと第２アンテナの出力端に対して前記半径方向の中心を基準に９０度の角度で配置され，前記第１アンテナの長さ方向の中心と前記第２アンテナの長さ方向の中心は前記半径方向の中心を基準に対称に配置される。
【００１３】
前記複数のアンテナは，各アンテナの入力端と出力端が前記半径方向の中心に対して同じ方向に配置された第１，第２，及び第３アンテナを含み，前記第１，第２，及び第３アンテナの入力端及び出力端は前記半径方向の中心に対して１２０度の角度で配置され，前記第１，第２，及び第３アンテナの長さ方向の中心は前記第１，第２，及び第３アンテナの入力端と前記半径方向の中心に対して対称に配置される。
【００１４】
前記複数のアンテナは一つの高周波発振器に並列に連結される。
【００１５】
前記複数のアンテナはインピーダンスマッチング回路を介在して前記高周波発振器に連結され，前記複数のアンテナは一つのインピーダンスマッチング回路を介在して高周波発振器に連結される。
【００１６】
前記複数のアンテナはインピーダンスマッチング回路を介在して前記高周波発振器に連結され，前記複数のアンテナそれぞれは互いに異なるインピーダンスマッチング回路を介在して高周波発振器に連結される。
【００１７】
前記複数のアンテナはそれぞれ個別の高周波発振器に独立して連結される。
【００１８】
本発明の他の実施例によるＩＣＰアンテナは，誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）処理装置の前記誘導チェンバの外部に位置し，前記誘導チェンバの内部に導入されるソースガスからプラズマを発生させるために誘導磁場を形成するＩＣＰアンテナにおいて，前記ＩＣＰアンテナは同じ長さ及び半径方向の中心を有する複数のらせん型アンテナを含み，各アンテナは前記高周波発振器が連結される入力端，及び前記入力端に対向する端子であって接地に連結される出力端を有し，各アンテナの長さ方向の中心に仮想接地が形成されるように各アンテナの出力端に平衡コンデンサが取り付けられ，前記複数のらせん型アンテナは，前記複数のらせん型アンテナの入力端及び出力端が前記半径方向の中心に対して同じ角度で配置され，前記複数のらせん型アンテナの長さ方向の中心が前記複数のらせん型アンテナの出力端の間に配置される。
【００１９】
前記複数のアンテナは，各アンテナの入力端と出力端が半径方向の中心に対して対称に配置された第１アンテナ及び第２アンテナを含み前記第１アンテナの入力端及び出力端は前記第２アンテナの入力端及び出力端と前記半径方向の中心に対して対称に配置され，前記第１アンテナと第２アンテナの長さ方向の中心は前記第１アンテナと第２アンテナの出力端に対して前記半径方向の中心を基準に９０度角度で配置され，前記第１アンテナの長さ方向の中心と前記第２アンテナの長さ方向の中心は前記半径方向の中心を基準に対称に配置される。
【００２０】
前記複数のアンテナは，各アンテナの入力端と出力端が前記半径方向の中心に対して同じ方向に配置された第１，第２，及び第３アンテナを含み，前記第１，第２，及び第３アンテナの入力端及び出力端は，前記半径方向の中心に対して１２０度角度で配置され，前記第１，第２，及び第３アンテナの長さ方向の中心は，前記第１，第２，及び第３アンテナの入力端と前記半径方向の中心に対して対称に配置される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の一実施例によるＩＣＰアンテナ及びそれを含むプラズマ処理装置によると，ＩＣＰ処理装置内のプラズマの均一度を向上させる効果がある。
【００２２】
本発明の他の効果は，容量性結合プラズマ（ＩＣＰ）処理装置で発生し得る容量性結合プラズマ（ＣＣＰ）の影響を減少させることでＩＣＰ処理装置の効率及びプラズマの均一度を向上させることである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来技術による誘導結合型プラズマ処理装置の概略的な構成を示す図である。
【図２】従来技術によるシリンダ型アンテナとシリンダ型アンテナの長さ方向による電圧及び電流の大きさを示す図である。
【図３】従来技術によるデュアル(Dual)アンテナ及びデュアルアンテナの長さ方向による電圧及び電流の大きさを示す図である。
【図４】本発明の一実施例による平衡コンデンサ(Balanced Capacitor)が取り付けられたデュアルアンテナ及びそのアンテナの長さ方向による電圧及び電流の大きさを示す図である。
【図５】従来技術によるデュアルアンテナと本発明の一実施例によるデュアルアンテナの最大電流地点を示す図である。
【図６】従来技術によるトリプル（Triple）アンテナ及びトリプルアンテナの長さ方向による電圧及び電流の大きさを示す図である。
【図７】本発明の他の実施例による平衡コンデンサが取り付けられたトリプルアンテナ及びそのアンテナの長さ方向による電圧及び電流の大きさを示す図である。
【図８】従来技術によるトリプルアンテナと本発明の他の実施例によるトリプルアンテナの最大電流地点を示す図である。
【図９】平衡コンデンサを取り付けたアンテナの動作を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下，本発明の好ましい実施例を添付した図２及び図９を参照してより詳細に説明する。本発明の実施例は様々な形態に変形されてもよく，本発明の範囲が以下で説明する実施例に限ると解釈されてはならない。本実施例は，当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に本発明をより詳細に説明するために提供されるものである。よって，図面に示す各要素の形状はより明確な説明を強調するために誇張されている可能性がある。
【００２５】
図２は，従来技術によるシリンダ型アンテナとシリンダ型アンテナの長さ方向による電圧及び電流の大きさを示す図である。図２（ａ）は，従来技術によるシリンダ型アンテナの概略的な様子を示し，図２（ｂ）はアンテナの入力端から出力端までの電圧及び電流の大きさを示す。本明細書において，入力端は高周波発振器が連結される一端を意味し，出力端はアンテナが設置される他端を意味する。一般に，コイル型アンテナにおいて，電圧と電流は９０度の位相差を有する。つまり，コイル型アンテナにおいて，電圧は入力端で最大値を有し，接地端である出力端で最小値（０Ｖ）を有して，電流は入力端で最小値を有し，接地端である出力端で最大値を有する。図２に示すように，シリンダ型アンテナにおいて，コイルの長さをλ／８（π／４）と仮定すると，最小電流は最大電流に比べ約２９．３％減少した値を有し，よって，電流の振幅による不均一な電流分布によってプラズマの均一性が低く現れる。
【００２６】
そこで，出願人(EUGENE TECHNOLOGY CO., LTD.)ば，２つのアンテナを利用して最大電流地点を互いに対称にすることで，不均一な電流分布を減少させたデュアルアンテナを開発した（韓国特許第１０−１０３７９１７）。図３は従来技術によるデュアルアンテナ及びデュアルアンテナの長さ方向による電圧及び電流の大きさを示す図であって，図３（ａ）は従来技術によるデュアルアンテナの概略的な様子を示し，図３（ｂ）はアンテナの入力端から出力端までの電圧及び電流の大きさを示す。
【００２７】
図３（ａ）に示すように，従来技術によるデュアルアンテナは２つのアンテナ，つまり，第１アンテナ１０及び第２アンテナ２０を含み，第１アンテナ及び第２アンテナは略同じ構成及び機能を有する。各アンテナにおいて，入力端１０ａ，２０ａと出力端１０ｂ，２０ｂは互いに対称であり，第１アンテナ１０と第２アンテナ２０の入力端１０ａ及び２０ａも互いに対称である。この実施例において，各アンテナの長さは，図２で示す実施例に比べ１／２に減少されてλ／１６になり，電圧と電流は９０度の位相差を有する。図３（ｂ）に示すように，従来技術によるデュアルアンテナの場合，同じターン数を有する図２の一般アンテナに比べ，最大電流対比最小電流の減少値が７．６％に減少されることで，電流分布によるプラズマの均一性が向上される。また，最大電流地点である出力端がアンテナの中心点を基準に向かい合っているため，それによる均一性も向上される。
【００２８】
ところが，デュアルアンテナの対称性による均一性の向上には限界があり，本出願の発明者は，自社のデュアルアンテナにおいて各アンテナの出力端に平衡コンデンサを取り付けることで，プラズマの均一性をより向上させることができる本発明を開発することに至った。図４は，本発明の一実施例による平衡コンデンサ(Balanced Capacitor)が取り付けられたデュアルアンテナ及びそのアンテナの長さ方向による電圧及び電流の大きさを示す図である。
【００２９】
図４に示すように，本発明の一実施例によるデュアルアンテナは，上方から見た際（つまり，平面視），各アンテナの入力端１０ａ及び２０ａと出力端１０ｂ及び２０ｂが，半径方向の中心に対して対称に配置された第１アンテナ１０及び第２アンテナ２０を含む。また，第１アンテナ１０の入力端１０ａは，第２アンテナ２０の入力端２０ａと半径方向の中心に対して対称に配置され，第１アンテナ１０の出力端１０ｂも，前記第２アンテナ２０の出力端２０ｂと半径方向の中心に対して対称に配置される。第１アンテナ１０の長さ方向の中心は，第１アンテナ１０の出力端１０ｂと第２アンテナ２０ｂの出力端との間に配置され，第２アンテナ２０の長さ方向の中心も，前記第１アンテナの出力端１０ｂと第２アンテナ出力端２０ｂに対して前記半径方向の中心を基準に９０度角度で配置される。つまり，第１アンテナ１０の長さ方向の中心と第２アンテナ２０の長さ方向の中心は，前記半径方向の中心を基準に対称に配置される。
【００３０】
本発明の一実施例によるデュアルアンテナは，各アンテナ１０，２０の出力端１０ｂ，２０ｂにコンデンサＣ１，Ｃ２を取り付けることで，各アンテナの中心における電圧を０Ｖにする仮想接地を形成する。説明の便宜上，本明細書では各アンテナの中心に仮想接地を形成する条件(Balanced condition)のコンデンサを平衡コンデンサとする。図９を参照して，平衡コンデンサの影響をより詳細に説明する。図９は，平衡コンデンサを取り付けたアンテナの動作を概念的に示す図である。
【００３１】
図９を参照すると，各アンテナの設置端に平衡コンデンサを取り付けることでアンテナの中心に仮想接地を形成することができるが，この場合，仮想接地を形成しない場合（点線で図示）に比べ，電圧が仮想接地を基準に１／２に減少する。また，仮想接地を基準に位相が逆の電圧が形成されてプラズマとの間で容量性結合コンデンサ（ＣＣＰ）の方向が，逆のプッシュ−プル（Push-Pull)回路が形成される。このように，アンテナの出力端に平衡コンデンサを取り付けることで電圧が減少され，プッシュ−プル回路を形成してＣＣＰの影響を減らすことができるため，結果的にＩＣＰの効率が増加される。
【００３２】
このように，本発明の一実施例によるデュアルアンテナは，各アンテナの出力端に平衡コンデンサを取り付けることで電圧が減少されてＣＣＰの影響が減少され，１８０度位相差によるプッシュ−プル回路の形成によってＣＣＰの影響が相殺されてＩＣＰの効率が高くなる。よって，プラズマの密度が向上されて電子温度が減少される。
【００３３】
また，図４（ｂ）に示すように，本発明の一実施例によるデュアルアンテナは，最大電流対比最小電流の減少値が２％であって，偏差が小さくなることで電流分布によるプラズマの均一性が向上される。それだけではなく，各アンテナの最大電流地点が各アンテナの出力端からアンテナの中心に移動し，上部から見た際に第１アンテナ１０と第２アンテナ２０の最大電流地点が，入出力端の間に配置されるだけではなく，アンテナの中心を基準に互いに対称の地点に形成されることで，プラズマの均一性がより向上される。最大電流地点の対称性及び位置移動とプラズマの均一性の関係については，図５を参照してより詳細に説明する。
【００３４】
図５は，従来技術によるデュアルアンテナと本発明の一実施例によるデュアルアンテナの最大電流地点を示す図である。図５（ａ）に示すように，従来技術によるデュアルアンテナは，アンテナの出力端が最大電流地点になり，それによってアンテナの最大電流地点が，半径方向の中心を基準に対称に配置された入出力端に位置する。それに対し，一実施例による平衡コンデンサを取り付けたデュアルアンテナにおいて，最大電流地点は図５（ｂ）に示すように半径方向の中心を基準に入出力端と９０度を成す地点に配置される。
【００３５】
上述したように，従来技術によるデュアルアンテナの場合，同じターン数を有する図２の一般アンテナに比べ，最大電流対比最小電流の減少値が７．６％に減少され，電流分布によるプラズマの均一性が向上される。
【００３６】
以下，図６乃至図８を参照して本発明の他の実施例によるアンテナを説明する。
【００３７】
図６は，従来技術によるトリプルアンテナ及びトリプルアンテナの長さ方向による電圧及び電流の大きさを示す図である。図６に示すように，従来技術によるトリプルアンテナは３つのアンテナを利用して最大電流地点を互いに対称にすることで，不均一な電流分布減少させている。図６（ａ）は従来技術によるトリプルアンテナの概略的な様子を示し，図６（ｂ）はアンテナの入力端から出力端までの電圧及び電流の大きさを示す。
【００３８】
図６（ａ）に示すように，従来技術によるトリプルアンテナは３つのアンテナ，つまり，第１アンテナ１０，第２アンテナ２０，及び第３アンテナ３０を含むが，第１アンテナ，第２アンテナ，及び第３アンテナは大体同じ構成及び機能を有する。各アンテナにおいて，入力端１０ａ，２０ａ，３０ａと出力端１０ｂ，２０ｂ，３０ｂは半径方向の中心を基準に同じ方向に配置され，各アンテナ１０，２０，３０の入出力端は半径方向の中心を基準に１２０度角度で配置される。この実施例において，各アンテナの長さは図２に示す実施例に比べ１／３に減少されてλ／２４になり，電圧と電流は９０度の位相差を有する。図６（ｂ）に示すように，従来技術によるトリプルアンテナの場合，最大電流対比最小電流の減少値が３．４％に減少されることで，電流分布によるプラズマの均一性が向上される。また，最大電流地点である出力端が，アンテナの中心点を基準に１２０度の等間隔で配置されているため，それによる均一性も向上される。
【００３９】
図７は本発明の他の実施例による平衡コンデンサが取り付けられたトリプルアンテナ及びそのアンテナの長さ方向による電圧及び電流の大きさを示す図であり，図８は従来技術によるトリプルアンテナと本発明の他の実施例によるトリプルアンテナの最大電流地点を示す図である。
【００４０】
図７に示す本発明の一実施例によるトリプルアンテナは，図６と同じく，各アンテナの入力端と出力端が前記半径方向の中心に対して同じ方向に配置された第１アンテナ１０，第２アンテナ２０，及び第３アンテナ３０を含み，各アンテナ１０，２０，３０の入出力端は前記半径方向の中心に対して１２０度角度で配置され，各アンテナの長さ方向の中心は各アンテナの入出力端と前記半径方向の中心に対して対称に配置される。つまり，第１アンテナ１０の長さ方向の中心は第２アンテナ２０及び第３アンテナ３０が成す１２０度の間に配置され，第２アンテナ２０及び第３アンテナ３０と半径方向の中心を基準に６０度角度を成す。同じく，第２アンテナ２０の長さ方向の中心は第１アンテナ１０及び第３アンテナ３０が成す１２０度の間に配置され，第１アンテナ１０及び第３アンテナ３０と半径方向の中心を基準に６０度角度を成す。同じく，第３アンテナ３０の長さ方向の中心は，第１アンテナ１０及び第２アンテナ２０が成す１２０度の間に配置され，第１アンテナ１０及び第２アンテナ２０と半径方向の中心を基準に６０度角度を成す。
【００４１】
各アンテナ１０，２０，３０の出力端１０ａ，２０ａ，３０には，印加される高周波条件の下，各アンテナの長さ方向の中心に仮想接地を形成するように平衡コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３が取り付けられる。図７（ｂ）に示すように，各アンテナ１０，２０，３０の出力端１０ａ，２０ａ，３０に平衡コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３を取り付けることで，アンテナの長さ方向の中心に仮想接地が形成され，これによって最大電流地点がアンテナの長さ方向の中心に位置するようになる。よって，最大電流対比最小電流の減少値が０．８５％に過ぎず電流分布が均一になり，これによってプラズマ分布の均一性が向上される。
【００４２】
それだけでなく，図８（ａ）に示すように，従来技術によるトリプルアンテナの場合，最大電流地点が出力端に位置し，その位置でのプラズマ分布の不均一性が目立つのに対し，図８（ｂ）に示すように，本発明の一実施例による平衡コンデンサを取り付けたトリプルアンテナの場合，最大電流地点がアンテナの長さ方向の中心に配置されることで，上部から見た際に最大電流地点が各アンテナの出力端の間に半径方向の中心を基準に対称に配置されるため，出力端におけるプラズマ分布の不均一性を解消することができる。
【００４３】
本明細書では，入出力端に対称に配置されたデュアルアンテナ，及びトリプルアンテナに平衡コンデンサを取り付ける実施例を，例に挙げて説明したが，これに限らずに同じ長さ及び半径方向の中心を有する４つ以上のアンテナを含んでもよく，この場合にも各アンテナの長さ方向の中心に仮想接地が形成されるよう，各アンテナの出力端に平衡コンデンサを取り付けることで，プラズマ分布の均一性を向上させることができる。この場合，複数のらせん型アンテナは，前記複数のらせん型アンテナの入力端及び出力端が，前記半径方向の中心に対して同じ角度で配置され，前記複数のらせん型アンテナの長さ方向の中心が，前記複数のらせん型アンテナ出力端の間に等距離で配置されることが好ましい。
【００４４】
また，本発明では説明の便宜上省略しているが，アンテナをプラズマソースで動作させるためには，各アンテナに高周波発振器が連結されるべきである。この実施例において，複数のアンテナは一つの高周波発振器に並列に連結され，各アンテナはインピーダンスマッチング回路を介して高周波発振器に連結される。一実施例において，複数のアンテナは一つのインピーダンスマッチング回路を介在して前記高周波発振器に連結される。
【００４５】
他の実施例において，複数のアンテナそれぞれは，互いに異なるインピーダンスマッチング回路を介在して前記高周波発振器に連結される。互いに異なるインピーダンスマッチング回路を有することで，各アンテナは個別アンテナの特性によってより正確なインピーダンスマッチングを行うことができる。また他の実施例において，複数のアンテナは，それぞれ個別の高周波発振器に独立して連結されてもよいが，この場合，個別のインピーダンスマッチング回路を介在してそれぞれ高周波発振器に連結される。
【００４６】
本発明を，好ましい実施例について詳細に説明したが，これとは異なる形態の実施例も可能である。よって，以下に記載の請求項の技術的思想と範囲は好ましい実施例に限らない。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は，多様な形態の半導体の製造設備及び製造方法に応用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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