KR102584240B1

KR102584240B1 - Plasma generator using ferrite shield for focused inductive coupled plasma

Info

Publication number: KR102584240B1
Application number: KR1020210118736A
Authority: KR
Inventors: 허진; 신승민; 황규태
Original assignee: 주식회사 밸류엔지니어링
Priority date: 2021-09-07
Filing date: 2021-09-07
Publication date: 2023-10-05
Also published as: KR20230036183A

Abstract

본 발명은 수직 전계 제어 장치를 통해 플라즈마 발생용기의 내면에 형성되는 음전하를 주기적으로 제거하는 것으로 플라즈마 발생용기 내면에 스퍼터링을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 안테나 외면에 페라이트 쉴드를 형성하는 것으로 유도결합 안테나에서 발생되는 유도자기장을 발생용기 내부에 고밀도로 집속시켜 고효율의 플라즈마를 형성할 수 있는 집속 유도 결합 플라즈마용 페라이트 쉴드를 포함하는 플라즈마 발생장치에 관한 것이다.
본 발명은 세라믹계 절연소재로 제작되며, 내부에 플라즈마 생성공간을 형성하는 원통형의 플라즈마 발생용기; 상기 플라즈마 발생용기와 일정간격을 가지며, 외주면을 회전하는 형상으로 설치되는 유도결합 안테나; 및 상기 유도결합 안테나의 외면에 설치되는 페라이트 쉴드를 포함하되, 상기 플라즈마 발생용기의 표면에는 패러데이 쉴드가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 집속 유도 결합 플라즈마용 페라이트 쉴드를 포함하는 플라즈마 발생장치를 제공한다.The present invention not only prevents sputtering on the inner surface of the plasma generating container by periodically removing negative charges formed on the inner surface of the plasma generating container through a vertical electric field control device, but also forms a ferrite shield on the outer surface of the antenna, making it an inductively coupled antenna. It relates to a plasma generator including a ferrite shield for focused inductively coupled plasma that can form high-efficiency plasma by focusing the induced magnetic field generated at high density inside the generator container.
The present invention includes a cylindrical plasma generation vessel made of a ceramic-based insulating material and forming a plasma generation space therein; an inductively coupled antenna installed at a certain distance from the plasma generating container and rotating around the outer circumferential surface; and a ferrite shield installed on the outer surface of the inductively coupled antenna, wherein a Faraday shield is formed on the surface of the plasma generating vessel.

Description

Plasma generator using ferrite shield for focused inductive coupled plasma}

본 발명은 집속 유도 결합 플라즈마용 페라이트 쉴드를 포함하는 플라즈마 발생장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 수직 전계 제어장치를 통해 플라즈마 발생용기의 내면에 형성되는 음전하를 주기적으로 제거하는 것으로 플라즈마 발생용기 내면에 스퍼터링을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 안테나 외면에 페라이트 쉴드를 형성하는 것으로 유도결합 안테나에서 발생되는 유도자기장을 발생용기 내부에 고밀도로 집속시켜 고효율의 플라즈마를 형성할 수 있는 집속 유도 결합 플라즈마용 페라이트 쉴드를 포함하는 플라즈마 발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma generator including a ferrite shield for focused inductively coupled plasma, and more specifically, to periodically remove negative charges formed on the inner surface of the plasma generating container through a vertical electric field control device, thereby causing sputtering on the inner surface of the plasma generating container. In addition to preventing this, by forming a ferrite shield on the outer surface of the antenna, the ferrite shield for focused inductively coupled plasma can form a high-efficiency plasma by focusing the induced magnetic field generated from the inductively coupled antenna at high density inside the generating container. It relates to a plasma generator including.

플라즈마는 같은 수의 음이온(positive ions)과 전자(electrons)를 포함하는 고도로 이온화된 가스이다. 플라즈마 방전은 이온, 자유 래디컬, 원자, 분자를 포함하는 활성 가스를 발생하기 위한 가스 여기에 사용되고 있다. 활성 가스는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며 대표적으로 반도체 제조 공정 예들 들어, 식각(etching), 증착(deposition), 세정(cleaning), 에싱(ashing) 등에 다양하게 사용된다.Plasma is a highly ionized gas containing equal numbers of positive ions and electrons. Plasma discharge is used for gas excitation to generate active gases containing ions, free radicals, atoms, and molecules. Activated gases are widely used in various fields and are typically used in a variety of semiconductor manufacturing processes, such as etching, deposition, cleaning, and ashing.

플라즈마를 발생하기 위한 플라즈마 소스는 여러 가지가 있는데 무선 주파수(radio frequency)를 사용한 용량결합 플라즈마(capacitive coupled plasma)와 유도 결합 플라즈마(inductive coupled plasma)가 그 대표적인예이다.There are several plasma sources for generating plasma, and representative examples include capacitive coupled plasma and inductively coupled plasma using radio frequency.

용량 결합 플라즈마 소스는 정확한 용량 결합 조절과 이온 에너지 조절 능력이 높아서 타 플라즈마 소스에 비하여 공정생산력이 높다는 장점을 갖는다. 반면, 무선 주파수 전원의 에너지가 거의 배타적으로 용량 결합을 통하여 플라즈마에 연결되기 때문에 플라즈마 이온 밀도는 용량 결합된 무선 주파수 전력의 증가 또는 감소에 의해서만 증가 또는 감소될 수 있다. 그러나 무선 주파수 전력의 증가는 이온 충격 에너지를 증가시킨다. 결과적으로 이온 충격에 의한 손상을 방지하기 위해서는 공급되는 무선 주파수 전력의 한계성을 갖게 된다.Capacitively coupled plasma sources have the advantage of high process productivity compared to other plasma sources due to their high ability to accurately control capacitive coupling and ion energy. On the other hand, because the energy of the radio frequency power source is coupled to the plasma almost exclusively through capacitive coupling, the plasma ion density can only be increased or decreased by increasing or decreasing the capacitively coupled radio frequency power. However, increasing radio frequency power increases ion bombardment energy. As a result, there is a limit to the radio frequency power supplied to prevent damage from ion bombardment.

한편, 유도 결합 플라즈마 소스는 무선 주파수 전원의 증가에 따라 이온 밀도를 쉽게 증가시킬 수 있으며 이에 따른 이온 충격은 상대적으로 낮아서 고밀도 플라즈마를 얻기에 적합한 것으로 알려져 있다. 그럼으로써 유도 결합 플라즈마 소스는 고밀도의 플라즈마를 얻기 위하여 일반적으로 사용되고 있다. 유도 결합 플라즈마 소스는 대표적으로 무선 주파수 안테나(RF antenna)를 이용하는 방식과 변압기를 이용한 방식(변압기 결합 플라즈마(transformer coupled plasma)라고도 함)으로 기술 개발이 이루어지고 있다. 여기에 전자석이나 영구 자석을 추가하거나, 용량 결합 전극을 추가하여 플라즈마의 특성을 향상 시키고 재현성과 제어 능력을 높이기 위하여 기술 개발이 이루어지고 있다.Meanwhile, inductively coupled plasma sources can easily increase ion density as radio frequency power increases, and the resulting ion bombardment is relatively low, making it suitable for obtaining high-density plasma. Therefore, inductively coupled plasma sources are generally used to obtain high-density plasma. Inductively coupled plasma sources are typically developed using a radio frequency antenna (RF antenna) and a transformer method (also known as transformer coupled plasma). Technology is being developed to improve the characteristics of plasma and increase reproducibility and control by adding electromagnets, permanent magnets, or capacitive coupling electrodes.

무선 주파수 안테나는 나선 타입 안테나(spiral type antenna) 또는 실린더 타입 안테나(cylinder type antenna)가 일반적으로 사용된다. 무선 주파수 안테나는 플라즈마 반응기(plasma reactor)의 외부에 배치되며, 석영과 같은 유전체 윈도우(dielectric window)를 통하여 플라즈마 반응기의 내부로 유도 기전력을 전달한다. 무선 주파수 안테나를 이용한 유도 결합 플라즈마는 고밀도의 플라즈마를 비교적 손쉽게 얻을 수 있으나, 안테나의 구조적 특징에 따라서 플라즈마 균일도가 영향을 받는다. 그럼으로 무선 주파수 안테나의 구조를 개선하여 균일한 고밀도의 플라즈마를 얻기 위해 노력하고 있다.As a radio frequency antenna, a spiral type antenna or a cylinder type antenna is generally used. The radio frequency antenna is placed outside the plasma reactor and transmits induced electromotive force to the inside of the plasma reactor through a dielectric window such as quartz. Inductively coupled plasma using a radio frequency antenna can obtain high-density plasma relatively easily, but plasma uniformity is affected by the structural characteristics of the antenna. Therefore, efforts are being made to obtain uniform, high-density plasma by improving the structure of radio frequency antennas.

따라서 플라즈마 형성시 사용되는 용기의 구조를 개선하는 것으로 고밀도 플라즈마를 형성하기 위한 노력이 많이 수행되고 있지만, 그 한계를 가지고 있어 이를 개선하기 위한 노력이 필요한 실정이다.Therefore, many efforts are being made to form high-density plasma by improving the structure of the vessel used to form plasma, but it has limitations and efforts to improve it are needed.

(0001) 대한민국 등록특허 제10-2025747호(0001) Republic of Korea Patent No. 10-2025747 (0002) 대한민국 등록특허 제10-1349195호(0002) Republic of Korea Patent No. 10-1349195

전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 수직 전계 제어장치를 통해 플라즈마 발생용기의 내면에 형성되는 음전하를 주기적으로 제거하는 것으로 플라즈마 발생용기 내면에 스퍼터링을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 안테나 외면에 페라이트 쉴드를 형성하는 것으로 유도결합 안테나에서 발생되는 유도자기장을 발생용기 내부에 고밀도로 집속시켜 고효율의 플라즈마를 형성할 수 있는 집속 유도 결합 플라즈마용 페라이트 쉴드를 포함하는 플라즈마 발생장치를 제공하고자 한다.In order to solve the above-described problem, the present invention not only prevents sputtering on the inner surface of the plasma generating container by periodically removing negative charges formed on the inner surface of the plasma generating container through a vertical electric field control device, but also prevents sputtering on the inner surface of the plasma generating container and adds ferrite to the outer surface of the antenna. An object is to provide a plasma generator including a ferrite shield for focused inductively coupled plasma, which can form a high-efficiency plasma by focusing the induced magnetic field generated from an inductively coupled antenna at high density inside the generating container by forming a shield.

상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 세라믹계 절연소재로 제작되며, 내부에 플라즈마 생성공간을 형성하는 원통형의 플라즈마 발생용기; 상기 플라즈마 발생용기와 일정간격을 가지며, 외주면을 회전하는 형상으로 설치되는 유도결합 안테나; 및 상기 유도결합 안테나의 외면에 설치되는 페라이트 쉴드를 포함하되, 상기 플라즈마 발생용기의 표면에는 패러데이 쉴드가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 집속 유도 결합 플라즈마용 페라이트 쉴드를 포함하는 플라즈마 발생장치를 제공한다.In order to solve the above-described problem, the present invention includes a cylindrical plasma generation vessel made of a ceramic-based insulating material and forming a plasma generation space therein; an inductively coupled antenna installed at a certain distance from the plasma generating container and rotating around the outer circumferential surface; and a ferrite shield installed on the outer surface of the inductively coupled antenna, wherein a Faraday shield is formed on the surface of the plasma generating vessel.

일 실시예에 있어서, 상기 패러데이 쉴드는, 상기 플라즈마 발생용기의 상단에 외주면을 따라 원형으로 형성되는 제1전도부; 상기 플라즈마 발생용기의 하단에 외주면을 따라 원형으로 형성되는 제2전도부; 및 상기 제1전도부와 상기 제2전도부를 수직으로 연결하는 2~100개의 쉴드부를 포함할 수 있다In one embodiment, the Faraday shield includes: a first conductive portion formed in a circular shape along an outer peripheral surface at the top of the plasma generating container; a second conductive portion formed in a circular shape along the outer circumferential surface at the bottom of the plasma generating container; And it may include 2 to 100 shield parts vertically connecting the first conductive part and the second conductive part.

일 실시예에 있어서, 상기 패러데이 쉴드는 금, 은, 알루미늄, 철, 티타늄, 아연 또는 주석으로 제작될 수 있다.In one embodiment, the Faraday shield may be made of gold, silver, aluminum, iron, titanium, zinc, or tin.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 발생용기는, 발생용기 외통; 상기 발생용기 외통의 내부에 삽입되는 발생용기 내통; 및 상기 발생용기 외통과 상기 발생용기 내통 사이에 위치하는 수직전계 제어장치를 포함할 수 있다.In one embodiment, the plasma generating vessel includes an outer cylinder of the generating vessel; An inner cylinder inserted into the outer cylinder of the generator container; And it may include a vertical electric field control device located between the outer cylinder of the generator vessel and the inner cylinder of the generator vessel.

일 실시예에 있어서. 상기 수직 전계 제어장치는 전도성 금속으로 형성되며, 주기적으로 양전압 펄스가 인가되어 상기 발생용기 내통 내주면에 형성되는 음전압을 제거하는 것일 수 있다.In one embodiment. The vertical electric field control device may be made of a conductive metal, and a positive voltage pulse may be periodically applied to remove a negative voltage formed on the inner peripheral surface of the inner cylinder of the generator container.

본 발명에 의한 집속 유도 결합 플라즈마용 페라이트 쉴드를 포함하는 플라즈마 발생장치는 수직 전계 제어 장치를 통해 플라즈마 발생용기의 내면에 형성되는 음전하를 주기적으로 제거하는 것으로 플라즈마 발생용기 내면에 스퍼터링을 방지할 수 있어 기존의 플라즈마 발생장치에 비하여 긴 수명을 가질 수 있다.The plasma generator including the ferrite shield for focused inductively coupled plasma according to the present invention can prevent sputtering on the inner surface of the plasma generator by periodically removing negative charges formed on the inner surface of the plasma generator through a vertical electric field control device. It can have a longer lifespan compared to existing plasma generators.

또한 안테나 외면에 페라이트 쉴드를 형성하는 것으로 유도결합 안테나에서 발생되는 유도자기장을 발생용기 내부에 고밀도로 집속시켜 고효율의 플라즈마를 형성할 수 있는 집속 유도 결합 플라즈마용 페라이트 쉴드를 포함하는 플라즈마 발생장치를 제공할 수 있다.In addition, by forming a ferrite shield on the outer surface of the antenna, we provide a plasma generator including a ferrite shield for focused inductively coupled plasma that can form high efficiency plasma by focusing the induced magnetic field generated from the inductively coupled antenna at high density inside the generator container. can do.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 집속 유도 결합 플라즈마용 페라이트 쉴드를 포함하는 플라즈마 발생장치를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 플라즈마 발생용기의 내부에서 플라즈마가 형성되는 것을 간략히 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 페라이트 쉴드를 구비한 집속 유도 결합 플라즈마용 페라이트 쉴드를 포함하는 플라즈마 발생장치의 구조를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 페라이트 쉴드를 구비한 집속 유도 결합 플라즈마용 페라이트 쉴드를 포함하는 플라즈마 발생장치의 구조를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 수직전계 제어장치를 구비한 플라즈마 발생용기를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 수직전계 제어장치의 형상을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 패러데이 쉴드가 표면에 형성된 플라즈마 발생용기를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 수직전계 제어효과를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 수직전계 제어장치에 의한 스퍼터링 감소효과를 나타낸 것으로 (a)는 기존의 플라즈마 발생용기, (b)는 수직전계 제어장치를 구비한 플라즈마 발생용기를 각각 나타낸 것이다.Figure 1 shows a plasma generator including a ferrite shield for focused inductively coupled plasma according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 briefly shows the formation of plasma inside a plasma generating vessel according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows the structure of a plasma generator including a ferrite shield for focused inductively coupled plasma with a ferrite shield according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows the structure of a plasma generator including a ferrite shield for focused inductively coupled plasma with a ferrite shield according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 shows a plasma generating vessel equipped with a vertical electric field control device according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 shows the shape of a vertical electric field control device according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 shows a plasma generating vessel with a Faraday shield formed on the surface according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 shows the vertical electric field control effect according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 shows the sputtering reduction effect by the vertical electric field control device according to an embodiment of the present invention, (a) showing a conventional plasma generating vessel and (b) showing a plasma generating vessel equipped with a vertical electric field controlling device, respectively. will be.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Throughout the specification, when a part is said to “include” a certain element, this means that it may further include other elements rather than excluding other elements, unless specifically stated to the contrary.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can be modified in various ways and can have various embodiments, specific embodiments will be exemplified and explained in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

본 명세서에 개시된 기술은 여기서 설명되는 구현예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 구현예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 기술의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 위에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 위에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다.The technology disclosed in this specification is not limited to the implementation examples described herein and may be embodied in other forms. However, the implementation examples introduced here are provided to ensure that the disclosed content is thorough and complete and that the technical idea of the present technology can be sufficiently conveyed to those skilled in the art. In order to clearly express the components of each device in the drawing, the sizes of the components, such as width and thickness, are shown somewhat enlarged. When describing the drawing as a whole, it is described from the observer's point of view, and when an element is mentioned as being located above another element, this means that the element may be located directly above another element or that additional elements may be interposed between those elements. Includes. Additionally, those skilled in the art will be able to implement the idea of the present invention in various other forms without departing from the technical idea of the present invention. In addition, the same symbols in a plurality of drawings refer to substantially the same elements.

발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the invention are merely used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as include or have are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are intended to indicate the presence of one or more other features, numbers, or steps. , it should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of operations, components, parts, or combinations thereof.

한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. "제1 " 또는"제2 " 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Meanwhile, the meaning of the terms described in this specification should be understood as follows. Terms such as “first” or “second” are used to distinguish one component from another component, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component.

또, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다"등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또, 방법 또는 제조 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.In addition, singular expressions should be understood to include plural expressions, unless the context clearly indicates otherwise, and terms such as “include” or “have” refer to the features, numbers, steps, operations, components, or parts being described. It is intended to specify the existence of a combination of these, but it should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. In addition, when performing a method or manufacturing method, each process forming the method may occur differently from the specified order unless a specific order is clearly stated in the context. That is, each process may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the opposite order.

본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.As used herein, the term 'and/or' includes a combination of a plurality of listed items or any of a plurality of listed items. In this specification, 'A or B' may include 'A', 'B', or 'both A and B'.

도 1은 본 발명의 플라즈마 발생장치를 나타낸 것이다.Figure 1 shows a plasma generator of the present invention.

본 발명은 세라믹계 절연소재로 제작되며, 내부에 플라즈마 생성공간을 형성하는 원통형의 플라즈마 발생용기; 상기 플라즈마 발생용기와 일정간격을 가지며, 외주면을 회전하는 형상으로 설치되는 유도결합 안테나; 및 상기 유도결합 안테나의 외면에 설치되는 페라이트 쉴드를 포함하되, 상기 플라즈마 발생용기의 표면에는 패러데이 쉴드가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 집속 유도 결합 플라즈마용 페라이트 쉴드를 포함하는 플라즈마 발생장치에 관한 것이다.The present invention includes a cylindrical plasma generation vessel made of a ceramic-based insulating material and forming a plasma generation space therein; an inductively coupled antenna installed at a certain distance from the plasma generating container and rotating around the outer circumferential surface; and a ferrite shield installed on the outer surface of the inductively coupled antenna, wherein a Faraday shield is formed on the surface of the plasma generating vessel.

상기 플라즈마 발생용기(100)는 내부에 플라즈마(110)가 형성되는 공간을 구성하는 부분으로, 원통형으로 제작되는 세라믹 절연소재일 수 있다. 본 발명에 있어서 상기 플라즈마(110)의 경우 높은 온도를 가지고 있으므로, 상기 플라즈마 발생용기(100)는 높은 내열성을 가지는 세라믹을 사용하는 것이 바람직하며, 전류가 유통되는 경우 플라즈마의 생성이 어려울 수 있으므로 절연성을 가지는 세라믹 절연소재를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 상기 세라믹 절연소재의 일예로서, 각종 금속 산화물을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 산화규소(SiO₂), 산화마그네슘(MgO), 산화알루미늄(Al₂O₃) 또는 질화알루미늄(AlN)이 사용될 수 있다.The plasma generating vessel 100 is a part that constitutes a space in which the plasma 110 is formed, and may be made of a cylindrical ceramic insulating material. In the present invention, since the plasma 110 has a high temperature, it is preferable to use ceramic with high heat resistance for the plasma generating container 100, and since it may be difficult to generate plasma when current flows, the plasma generating container 100 has an insulating property. It is most desirable to use a ceramic insulating material having . As examples of the ceramic insulating material, various metal oxides can be used, preferably silicon oxide (SiO ₂ ), magnesium oxide (MgO), aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ), or aluminum nitride (AlN). .

상기 플라즈마 발생용기(100)의 하단에는 가스 입구가 형성되고, 상기 플라즈마 발생용기의 상단에는 이온 토출부가 형성될 수 있다. 상기 가스 입구는 플라즈마 발생을 위한 가스를 공급하는 가스 공급원에 연결되며, 이온 토출부는 진공 펌프에 연결될 수 있다. 상기 가스 입구를 통해서 유입되는 플라즈마 발생용 가스는 플라즈마 발생용기의 내부에서 플라즈마 방전에 의하여 활성화되어 상기 이온 토출부를 통하여 배출될 수 있다. 특히 본 발명의 경우 기존의 플라즈마 발생용기와는 상이하게 상기 가스입구가 발생용기의 하단에 형성되며, 이온 토출구가 발생용기의 상단에 설치될 수 있다. 이를 통하여 상기 발생용기 내부에는 하면에서 상면방향으로 상기 플라즈마 발생가스가 공급될 수 있으며, 중력의 영향으로 인하여 상기 플라즈마 발생용 가스를 상부에서 공급하는 것보다 높은 밀도를 가지는 이온의 형성이 가능하다.A gas inlet may be formed at the bottom of the plasma generation container 100, and an ion discharge portion may be formed at the top of the plasma generation container. The gas inlet may be connected to a gas source that supplies gas for plasma generation, and the ion discharge unit may be connected to a vacuum pump. The gas for plasma generation flowing in through the gas inlet may be activated by plasma discharge inside the plasma generating container and discharged through the ion discharge unit. In particular, in the case of the present invention, unlike existing plasma generating vessels, the gas inlet is formed at the bottom of the generating vessel, and the ion discharge port may be installed at the top of the generating vessel. Through this, the plasma generating gas can be supplied to the inside of the generating container from the bottom to the top, and due to the influence of gravity, ions having a higher density can be formed than when the plasma generating gas is supplied from the top.

상기 플라즈마 발생용기(100)는 내부에 수직전계제어장치(150)를 포함할 수 있다. 즉 상기 수직전계 제어장치(150)는 전도성 금속으로 형성되며, 주기적으로 양전압 펄스가 인가되어 상기 발생용기 내통(140) 내주면에 형성되는 음전압을 제거할 수 있다.The plasma generating vessel 100 may include a vertical electric field control device 150 therein. That is, the vertical electric field control device 150 is made of a conductive metal, and a positive voltage pulse is periodically applied to remove the negative voltage formed on the inner peripheral surface of the inner cylinder 140 of the generator container.

상기 플라즈마 발생용기(100)의 내면의 경우 플라즈마를 생성하기 위한 전자기력이 공급되면, 음전하로 대전될 수 있다. 하지만 이러한 음전하는 상기 세라믹 절연물질에 많이 사용되는 금속원자 특히 알루미늄원자와 플라즈마 원료로 사용되는 플루오르원자 사이에 결합 유도할 수 있으며, 이를 통하여 상기 플라즈마 발생용기의 내면에 알루미늄이 증착되는 결과를 가져올 수 있다(도 9의 (a) 참조). 즉 플라즈마 발생용기(100)는 플라즈마 내부의 전자와 이온의 속도차이에 의해 음전압으로 유도되고 이때 이온이 음전압과 전하의 곱만큼 에너지를 가지고 입사하게 되어 용기 표면이 스퍼터링되어 소모되어지고 이로 인해 부품 수명이 극단적으로 축소될 수 있다.When electromagnetic force for generating plasma is supplied to the inner surface of the plasma generating vessel 100, it may be negatively charged. However, this negative charge can induce bonding between metal atoms, especially aluminum atoms, which are widely used in the ceramic insulating material, and fluorine atoms, which are used as plasma raw materials, and this can result in aluminum being deposited on the inner surface of the plasma generating vessel. There is (see (a) in Figure 9). That is, the plasma generating vessel 100 is induced to a negative voltage by the speed difference between electrons and ions within the plasma, and at this time, the ions enter with energy equal to the product of the negative voltage and charge, and the surface of the vessel is sputtered and consumed, resulting in Component life can be drastically reduced.

따라서 이러한 플라즈마 발생용기(100) 내면의 음전하를 제거하기 위하여 발생용기 내에 수직전계 제어장치(150)를 설치하여 일정시간마다 양전하를 공급하는 것으로 상기와 같은 스퍼터링에 의한 플라즈마 발생용기의 소모를 방지할 수 있다.Therefore, in order to remove the negative charge on the inner surface of the plasma generating vessel 100, a vertical electric field control device 150 is installed within the generating vessel to supply positive charges at regular intervals to prevent consumption of the plasma generating vessel due to sputtering as described above. You can.

이를 위하여 상기 플라즈마 발생용기는, 발생용기 외통; 상기 발생용기 외통의 내부에 삽입되는 발생용기 내통; 및 상기 발생용기 외통과 상기 발생용기 내통 사이에 위치하는 수직전계 제어장치를 포함할 수 있다.For this purpose, the plasma generating vessel includes: an external generating vessel; An inner cylinder inserted into the outer cylinder of the generator container; And it may include a vertical electric field control device located between the outer cylinder of the generator vessel and the inner cylinder of the generator vessel.

상기 플라즈마 발생용기(100)의 경우 위에서 살펴본 바와 같이 절연체로 제작되는 것이 바람직하다. 따라서 양전하를 공급하는 상기 수직전계 제어장치(150)의 경우 상기 플라즈마가 형성되는 플라즈마 발생용기의 내부공간이 아닌 발생용기의 벽면 내부에 설치되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 상기 플라즈마 발생용기는 외통(130)과 내통(140)의 이중구조를 가지도록 제작될 수 있으며, 상기 외통과 내통사이에 상기 수직전계 제어장치(150)를 삽입하는 형태로 제작되는 것이 바람직하다(도 5 참조). In the case of the plasma generating vessel 100, it is preferably made of an insulator as discussed above. Therefore, in the case of the vertical electric field control device 150 that supplies positive charge, it is preferable to be installed inside the wall of the plasma generating container, not in the inner space of the plasma generating container where the plasma is formed. To this end, the plasma generating vessel may be manufactured to have a dual structure of an outer tube 130 and an inner tube 140, and it is preferable to manufacture the vertical electric field control device 150 between the outer tube and the inner tube. Do (see Figure 5).

이때 상기 수직전계 제어장치(150)는 상기 양전하의 유통이 원활할 수 있도록 전기전도도가 높은 금속으로 제작될 수 있으며, 바람직하게는 금, 은, 구리, 알루미늄, 철, 주석 또는 아연으로 제작될 수 있다. 또한 상기 양전하에 의한 음전하 제거효율을 향상시키기 위하여 상기 수직전계 제어장치는 금속선이 수직과 수평으로 교차되는 일종의 망 형태를 가지도록 제작(도 6 참조)되며, 일측 또는 양측에 전원이 연결되어 양전하를 공급할 수 있다.At this time, the vertical electric field control device 150 may be made of a metal with high electrical conductivity to facilitate the distribution of the positive charge, and may preferably be made of gold, silver, copper, aluminum, iron, tin, or zinc. there is. In addition, in order to improve the efficiency of removing negative charges by the positive charges, the vertical electric field control device is manufactured to have a type of network in which metal wires cross vertically and horizontally (see FIG. 6), and a power source is connected to one or both sides to generate positive charges. can be supplied.

상기와 같이 공급되는 양전하는 상기 플라즈마 발생용기 내면에 형성되는 음전하를 중화할 수 있으며, 이에 따라 상기 음전하의 발생으로 인한 스퍼터링을 최소화할 수 있다(도 9의 (b)).The positive charge supplied as described above can neutralize the negative charge formed on the inner surface of the plasma generating vessel, and thus sputtering due to the generation of the negative charge can be minimized (FIG. 9(b)).

상기 유도결합 안테나(200)는 상기 플라즈마 발생용기의 외주면을 따라 나선형으로 설치되며, 공급되는 전력에 의하여 상기 플라즈마 발생용기의 내부에 유도 기전력을 형성할 수 있다. 이때 상기 유도결합 안테나는 무선 주파수를 공급하는 전원 공급원(210)에 임피던스 정합기를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전원 공급원은 무선 주파수를 발생하여 유도결합 안테나(200)로 공급할 수 있으며, 상기 유도결합 안테나(200)에 전류가 구동되면 플라즈마 발생용기(100)의 내부로 유도 기전력이 전달되어 플라즈마 발생용기(100)의 내부에서 플라즈마(110)가 형성될 수 있다(도 2 참조).The inductively coupled antenna 200 is installed in a spiral shape along the outer peripheral surface of the plasma generation vessel, and can form an induced electromotive force inside the plasma generation vessel by the supplied power. At this time, the inductively coupled antenna may be electrically connected to the power supply 210 that supplies radio frequencies through an impedance matcher. The power supply source can generate radio frequencies and supply them to the inductively coupled antenna 200, and when current is driven in the inductively coupled antenna 200, induced electromotive force is transmitted to the inside of the plasma generating vessel 100, thereby generating the plasma generating vessel ( Plasma 110 may be formed inside 100 (see FIG. 2).

상기 유도결합 안테나(200)의 외면에는 페라이트 쉴드(300)를 포함할 수 있다(도 3 참조). 상기 페라이트 쉴드(300)는 상기 유도결합 안테나(200)에서 발생되는 무선주파수를 안정화시킴과 동시에 상기 발생되는 무선주파수를 상기 플라즈마 발생용기(100)의 내부로 집중될 수 있도록 하는 역할을 수행할 수 있다. 이를 위하여 상기 페라이트 쉴드(300)는 단순히 원통형으로 제작될 수도 있지만, 원통형의 내면에 사각형(310) 또는 반원형(320)으로 형성되는 함입부를 형성하여 상기 유도결합안테나가 상기 함입부에 삽입되도록 설치되는 것이 바람직하다(도 3 및 도 4 참조).The outer surface of the inductively coupled antenna 200 may include a ferrite shield 300 (see FIG. 3). The ferrite shield 300 can serve to stabilize the radio frequency generated by the inductively coupled antenna 200 and at the same time allow the generated radio frequency to be concentrated into the inside of the plasma generating vessel 100. there is. For this purpose, the ferrite shield 300 may be simply manufactured in a cylindrical shape, but a recessed portion formed in a square 310 or semicircular shape 320 is formed on the inner surface of the cylindrical shape and is installed so that the inductively coupled antenna is inserted into the recessed portion. It is preferable (see Figures 3 and 4).

일반적으로 상기 유도결합 안테나(200)는 개방된 형태로 전자기력을 발생시킬 수 있다. 하지만 이러한 개방된 형태로 발생된 전자기력은 상기 플라즈마 발생용기(100)의 외부로 유실되는 부분이 발생할 수 밖에 없으므로 플라즈마 발생효율이 떨어질 수 있다. 따라서 상기 유도결합 안테나(200)의 외면에 상기 페라이트 쉴드(300)를 설치하는 것으로 상기 유도결합 안테나(200)에서 발생되는 전자기력을 상기 플라즈마 발생용기(100)의 내측 방향으로 집중시키는 것이 가능하다. 이때 상기 페라이트 쉴드(300)는 산화철을 포함하는 비금속 강자성체를 사용하는 것이 바람직하다.In general, the inductively coupled antenna 200 can generate electromagnetic force in an open form. However, the electromagnetic force generated in this open form is bound to be lost to the outside of the plasma generation container 100, so plasma generation efficiency may be reduced. Therefore, by installing the ferrite shield 300 on the outer surface of the inductively coupled antenna 200, it is possible to concentrate the electromagnetic force generated by the inductively coupled antenna 200 toward the inside of the plasma generating vessel 100. At this time, it is preferable to use a non-metallic ferromagnetic material containing iron oxide as the ferrite shield 300.

즉 상기 유도결합 안테나(200)는 상기 함입부(310)의 내부에 합입되어 설치되며, 상기 페라이트 쉴드(300) 및 상기 플라즈마 발생용기(100)와 일정한 거리가 이격되도록 설치되는 것으로 상기 유도결합 안테나(200)에서 발생되는 무선주파수를 상기 플라즈마 발생용기(100)의 내부로 효율적으로 공급하는 것이 가능하다.That is, the inductively coupled antenna 200 is installed inside the recessed portion 310 and is installed at a certain distance from the ferrite shield 300 and the plasma generating vessel 100. It is possible to efficiently supply the radio frequency generated at 200 into the interior of the plasma generating vessel 100.

상기 플라즈마 발생용기(100)의 표면에는 패러데이 쉴드가 형성될 수 있다. 상기 패러데이 쉴드는 상기 유도결합 안테나(200)와 수직방향으로 설치되는 전도체를 의미하는 것으로 상기 플라즈마 발생용기(100)의 상단에 외주면을 따라 원형으로 형성되는 제1전도부(160); 상기 플라즈마 발생용기의 하단에 외주면을 따라 원형으로 형성되는 제2전도부(170); 및 상기 제1전도부와 상기 제2전도부를 수직으로 연결하는 2~100개의 쉴드부(180)를 포함할 수 있다. 이러한 패러데이 쉴드는 상기 유도결합 안테나에서 발생되는 전기장들을 블록킹하고 포커싱하도록 설계된 디바이스이다. 이러한 패러데이 실드는 안테나 전류들과 직교하는 접지된 전도체들의 어레이 즉 쉴드부(180)를 포함할 수 있다. 이러한 패러데이 실드는 자기장들은 전파되도록 하면서 전기장들을 가로막도록 하여 상기 플라즈마 발생용기의 내부에 고밀도의 플라즈마가 발생되도록 할 수 있다.A Faraday shield may be formed on the surface of the plasma generating vessel 100. The Faraday shield refers to a conductor installed perpendicular to the inductively coupled antenna 200, and includes a first conductive portion 160 formed in a circular shape along the outer circumferential surface at the top of the plasma generating vessel 100; A second conductive portion 170 formed in a circular shape along the outer circumferential surface at the bottom of the plasma generating container; And it may include 2 to 100 shield parts 180 vertically connecting the first conductive part and the second conductive part. This Faraday shield is a device designed to block and focus the electric fields generated from the inductively coupled antenna. This Faraday shield may include an array of grounded conductors orthogonal to the antenna currents, that is, a shield portion 180. This Faraday shield blocks electric fields while allowing magnetic fields to propagate, allowing high-density plasma to be generated inside the plasma generating vessel.

이를 상세히 살펴보면 RF로 전력이 공급되는 플라즈마 소스들은 용량 결합되거나, 유도 결합되거나 또는 웨이브 결합(wave coupled)될 수 있다(헬리콘(helicon)들). 용량 결합에 있어, 플라즈마 내의 전자들은 전형적으로 MHz 범위(0.4~160 MHz)에서 동작하는 RF 전원 공급장치에 의해 전극들의 표면에서 생성되는 로컬 전기장들에 의해 직접적으로 가속된다.Looking at this in detail, RF-powered plasma sources can be capacitively coupled, inductively coupled, or wave coupled (helicones). In capacitive coupling, electrons in the plasma are directly accelerated by local electric fields generated at the surface of the electrodes by an RF power supply typically operating in the MHz range (0.4 to 160 MHz).

상기 유도결합 안테나에 의하여 형성된 전기장들이 전극 표면에 대해 수직으로 배향(orient)되기 때문에, 전기장들은 또한 전극 표면 또는 전극의 전면에 위치된 유전체 표면에 충돌하는 이온들을 가속한다. 전극 또는 유전체 표면에 대한 이온 충돌은 에너지를 소모하며 이는 플라즈마 생성을 위하여 더욱 많은 에너지를 공급해야 하는 것을 의미한다.Because the electric fields created by the inductively coupled antenna are oriented perpendicular to the electrode surface, the electric fields also accelerate ions impinging on the electrode surface or a dielectric surface located in front of the electrode. Ion collisions with electrodes or dielectric surfaces consume energy, which means that more energy must be supplied to generate plasma.

또한, 전극 또는 유전체 표면에 대한 이온 충돌은 충돌되는 표면의 바람직하지 않은 스퍼터링(sputtering)을 초래할 수 있다. 이러한 스퍼터링은 에너지 입자들에 의한 목표의 충격에 기인하여 플라즈마 발생용기 표면으로부터 원자들이 방출되고 스퍼터링되어 소모될 수 있다. 아울러 유도결합 안테나의 경우, 상기 안테나에 의하여 때때로 원치않는 불순물들을 플라즈마 내로 방출될 수 있다. 이러한 결과로 유도결합 안테나의 경우 낮은 플라즈마 밀도를 제공하는 것으로 알려져 있다.Additionally, ion bombardment of an electrode or dielectric surface can result in undesirable sputtering of the impinged surface. Such sputtering may cause atoms to be emitted from the surface of the plasma generating vessel and sputtered and consumed due to target impact by energetic particles. Additionally, in the case of an inductively coupled antenna, unwanted impurities may sometimes be emitted into the plasma by the antenna. As a result, inductively coupled antennas are known to provide low plasma density.

일반적으로 플라즈마 발생용기의 내부에서 형성되는 플라즈마는 맥스웰-패러데이 방정식에 따라 자기장에서 유도되는 전기장에 의해 상기 유도결합 안테나를 통과하는 전류에 평행한 방향으로 가속된다. 상기 유도결합 안테나 내의 전류는 RF 전원 공급장치에 의해 생성된다. 이때 결합된 에너지의 대부분이 중성 가스와의 전자 충돌들에 의해 소모되기 때문에, 유도 결합이 용량 결합보다 더 효율적이다. 안테나의 길이 및 인덕턴스에 비례하는 전압이 플라즈마에 대한 기생 용량성 결합을 유도하는 안테나에 걸쳐 전개(develop)된다. 기생 용량은 단순히 서로에 대한 그들의 인접성에 때문에 2개의 전자 컴포넌트들 사이에 존재할 수 있는 원치않는 용량이다. 이는 이상에서 언급된 바람직하지 않은 추가적인 전력 소모 및 재료 스퍼터링을 생성한다. 그러나, 이러한 용량성 컴포넌트는 안테나와 플라즈마 사이에 패러데이 실드(shield)를 삽입함으로써 억제될 수 있다.In general, the plasma formed inside the plasma generating vessel is accelerated in a direction parallel to the current passing through the inductively coupled antenna by an electric field induced from a magnetic field according to the Maxwell-Faraday equation. Current within the inductively coupled antenna is generated by an RF power supply. At this time, inductive coupling is more efficient than capacitive coupling because most of the coupled energy is consumed by electron collisions with the neutral gas. A voltage proportional to the length and inductance of the antenna develops across the antenna inducing parasitic capacitive coupling to the plasma. Parasitic capacitance is unwanted capacitance that can exist between two electronic components simply due to their proximity to each other. This creates the undesirable additional power consumption and material sputtering mentioned above. However, this capacitive component can be suppressed by inserting a Faraday shield between the antenna and the plasma.

하지만 기존의 페러데이 쉴드의 경우 상기 플라즈마 발생용기와는 별도로 형성되어 상기 플라즈마 발생용기와 상기 용량결합 안테나 사이에 설치되었다. 하지만 이러한 별도로 설치된 패러데이 쉴드는 그 위치가 변화됨에 따라 상기 플라즈마 발생용기내부의 플라즈마에 유동을 가져올 수 있으며, 이는 상기 플라즈마의 밀도를 낮추는 원인으로 작용할 수 있다. 따라서 본 발명의 경우 상기 플라즈마 발생용기의 외측 표면에 상기 패러데이 쉴드를 형성하는 것으로 상기 플라즈마 발생용기와 상기 패러데이 쉴드를 일체화 하여 제작하는 것이 바람직하다(도 7 참조). 이때 상기 패러데이 쉴드는 전도성 물질로 형성된 박막의 형태로 상기 플라즈마 발생용기의 표면에 부착될 수 있으며, 증착, 접착, 프린팅 또는 도포 등 상기 전도성금속 박막을 형성할 수 있는 방법이라면 제한없이 사용하여 상기 플라즈마 발생용기의 표면에 형성될 수 있다.However, in the case of the existing Faraday shield, it was formed separately from the plasma generating container and installed between the plasma generating container and the capacitively coupled antenna. However, as this separately installed Faraday shield changes its position, it can cause flow in the plasma inside the plasma generating vessel, which can cause a decrease in the density of the plasma. Therefore, in the case of the present invention, it is preferable to manufacture the plasma generation vessel and the Faraday shield by forming the Faraday shield on the outer surface of the plasma generation vessel (see FIG. 7). At this time, the Faraday shield may be attached to the surface of the plasma generating vessel in the form of a thin film formed of a conductive material, and any method that can form the conductive metal thin film, such as deposition, adhesion, printing, or application, can be used without limitation to generate the plasma. It may form on the surface of the generating vessel.

또한 상기 페러데이 쉴드는 구리를 제외한 금, 은, 알루미늄, 철, 티타늄, 아연 또는 주석으로 제작될 수 있다. 상기 구리의 경우 사용시 산화되어 전도성이 떨어질 수 있으므로, 구리를 제외한 전도성 금속을 사용하는 것이 바람직하며, 구리를 사용하는 경우에는 희생전극을 설치하여 산화를 방지하는 것이 바람직하다.Additionally, the Faraday shield may be made of gold, silver, aluminum, iron, titanium, zinc, or tin other than copper. In the case of copper, it may oxidize when used and conductivity may decrease, so it is preferable to use a conductive metal other than copper. When copper is used, it is preferable to install a sacrificial electrode to prevent oxidation.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As the specific parts of the present invention have been described in detail above, it is clear to those skilled in the art that these specific techniques are merely preferred embodiments and do not limit the scope of the present invention. will be. Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

100 : 플라즈마 발생용기
110 : 플라즈마
130 : 발생용기 외통
140 : 발생용기 내통
150 : 수직전계 제어장치
160 : 제1전도부
170 : 제2전도부
180 : 쉴드부
200 : 유도결합 안테나
300 : 페라이트 쉴드
310 : 사각형 함입부
320 : 반원형 함입부100: Plasma generation container
110: plasma
130: Generator container external cylinder
140: Generating container inner cylinder
150: Vertical electric field control device
160: 1st evangelism department
170: 2nd evangelism department
180: Shield part
200: Inductively coupled antenna
300: Ferrite shield
310: square recessed part
320: semicircular recessed portion

Claims

A cylindrical plasma generating vessel made of a ceramic-based insulating material and forming a plasma generating space therein;
an inductively coupled antenna installed at a certain distance from the plasma generating container and rotating around the outer circumferential surface; and
A ferrite shield installed on the outer surface of the inductively coupled antenna;
Including,
A Faraday shield is formed on the surface of the plasma generating vessel,
The plasma generating vessel is,
Generator container outer cylinder;
An inner cylinder inserted into the outer cylinder of the generator container; and
A vertical electric field control device located between the outer cylinder of the generator vessel and the inner cylinder of the generator vessel;
A plasma generator including a ferrite shield for focused inductively coupled plasma, comprising:

According to paragraph 1,
The Faraday shield,
A first conductive portion formed in a circular shape along an outer circumferential surface at the top of the plasma generating container;
a second conductive portion formed in a circular shape along the outer circumferential surface at the bottom of the plasma generating container; and
2 to 100 shield parts vertically connecting the first conductive part and the second conductive part;
A plasma generator including a ferrite shield for focused inductively coupled plasma, characterized in that it includes.

According to paragraph 2,
The Faraday shield is a plasma generator including a ferrite shield for focused inductively coupled plasma, characterized in that it is made of gold, silver, aluminum, iron, titanium, zinc or tin.

delete

According to paragraph 1,
The vertical electric field control device is made of a conductive metal, and a plasma generator including a ferrite shield for focused inductively coupled plasma, wherein positive voltage pulses are periodically applied to remove negative voltage formed on the inner peripheral surface of the inner cylinder of the generator vessel. .