Abstract
The realization and the performance of ICP source are strongly affected by its electrical impedance and the electric/magnetic field distribution. The ICP source impedance is determined by the antenna impedance and the plasma one. It is preferred to keep the imaginary impedance between -100 ohm to 100 ohm, since it should be avoided the high voltage formation on the antenna and abrupt impedance variation during the thin film process. The plasma uniformity is affected by the electric and magnetic field which is formed by the antenna current and voltage. The influence of azimuthal symmetry are shown by the electromagnetic simulation and the measurement result of plasma density. The radial uniformity can be controlled by locating the concentric antennas which have different diameters. The power distribution ratio and its control method are presented in the case of parallel antenna connections.
ICP source의 성능과 구현 가능성은 impedance와 전기장, 자기장의 공간 분포에 큰 영향을 받는다. ICP source의 impedance는 ICP 안테나와 플라즈마의 impedance에 의해 결정된다. 안테나 설계에 있어서 안테나에 형성되는 고전압을 방지하고 공정 중 급격한 impedance 변화를 방지하기 위해서는 ICP source의 허수 impedance가 $-100\;ohm{\sim}+100\;ohm$의 영역에 존재하는 것이 유리하다. 플라즈마 균일도는 안테나에 흐르는 전류와 전압에 의해 형성되는 전기장 세기와 자기장 세기에 영향을 받는다. 원형 안테나와 대칭성이 개선된 안테나에 대해 전자기 simulation과 플라즈마 밀도의 공간분포를 측정하였으며 안테나 형태에 따른 전자기장과 플라즈마 밀도 분포의 개선을 확인하였다. 반경 방향 균일도를 조절하기 위해서는 일반적으로 지름이 다른 복수개의 안테나를 동심원 상에 배치하는 방법을 사용한다. 각 안테나들을 병렬로 연결한 경우 각각의 안테나의 임피던스에 따른 전류 분배 비율이 상이하며, 분배 비율을 조절하기 위해 코일 또는 capacitor를 연결할 경우 나타나는 현상을 계산하였다.