KR100488360B1 - Antenna Structure of Inductively Coupled Plasma Generating Device for Flat Displayer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 LCD, PDP, 유기EL 등과 같은 평판표시장치의 제조공정에 있어서, 장방형의 유리기판 표면에 플라즈마에 의한 박막 생성, 에칭 등의 처리를 행하기 위한 유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나구조에 관한 것으로, 상기한 피처리물이 수용되는 장방형 챔버 내부의 플라즈마 밀도를 균일하게 발생시킬 수 있도록 함으로써 대면적의 피가공물을 효과적으로 처리할 수 있도록, 일단에 RF전원이 인가되는 파워드 엔드가 형성되고 타단은 접지된 그라운드 엔드를 갖는 유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나에 있어서, 상기 안테나는 각각 장방형으로 이루어진 내부 안테나와 외부 안테나가 병렬연결되어 이루어지되, 상기 내부 안테나는 병렬결합된 2개의 장방형 루프 안테나가 2층으로 대칭되게 중첩 설치되며, 외부 안테나는 2개의 변을 갖는 L자형으로 이루어진 병렬결합된 4개의 안테나가 한 변씩 중첩되도록 2층으로 대칭되게 설치되고, 상기 각 안테나의 파워드 엔드는 챔버에서 먼 위치에 배치되며, 그라운드 엔드는 챔버에서 가까운 위치에 오도록 배치되어 안테나에고주파전원이 인가되는 것에 의해 챔버의 전구역에 걸쳐 균일한 플라즈마 밀도를 유지할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to an antenna structure of an inductively coupled plasma generator for performing a thin film generation, etching, or the like on a rectangular glass substrate surface in the manufacturing process of a flat panel display such as LCD, PDP, organic EL, and the like. In order to uniformly generate the plasma density inside the rectangular chamber in which the workpieces are accommodated, a power end to which RF power is applied is formed at one end so as to effectively process a large-area workpiece. In the antenna of the inductively coupled plasma generator having a grounded ground end, the antenna is made of a rectangular internal antenna and an external antenna connected in parallel, respectively, the internal antenna is a two rectangular loop antenna coupled in parallel It is installed symmetrically in two layers and the external antenna is L-shaped with two sides. Four antennas coupled in parallel are symmetrically installed in two layers so as to overlap one by one, and the powered end of each antenna is disposed at a position far from the chamber, and the ground end is disposed at a position near the chamber, so that a high frequency is applied to the antenna. By applying power, it is possible to maintain a uniform plasma density over the entire area of the chamber.
Description
본 발명은 플라즈마 발생장치의 안테나구조에 관한 것으로, 특히 LCD, PDP, 유기EL 등과 같은 평판표시장치의 제조공정에 있어서, 장방형의 유리기판 표면에 플라즈마에 의한 박막 생성, 에칭 등의 처리를 효과적으로 수행하기 위하여 피처리물이 수용되는 장방형 챔버 내부의 플라즈마 밀도를 균일하게 발생시킬 수 있도록 함으로써 대면적의 장방형 피가공물의 표면처리를 효과적으로 할 수 있도록 한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna structure of a plasma generating device, and in particular, in the manufacturing process of a flat panel display device such as an LCD, a PDP, an organic EL, etc., a thin film by plasma is formed on the surface of a rectangular glass substrate. In order to uniformly generate the plasma density inside the rectangular chamber in which the workpiece is accommodated, the surface treatment of the rectangular workpiece of a large area can be effectively performed.
액정 디스플레이(LCD)나 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 유기EL 등의 평판표시장치를 제조하는 공정에 있어서는 소재인 유리기판에 플라즈마를 사용하여 박막 증착이나 미세 패턴을 형성하기 위한 에칭 등의 처리를 하고 있다.In the process of manufacturing flat panel display devices such as liquid crystal displays (LCDs), plasma display panels (PDPs), organic ELs, and the like, thin films are deposited on a glass substrate, which is a material, and etching is performed to form fine patterns. have.
유도결합 플라즈마 발생장치의 전형적인 구조는, 피처리물이 수용되는 챔버의 천정에 유전체가 설치되고, 이 유전체 위에 안테나가 배치되어 있으며, 챔버 내부에 처리가스가 주입되고 안테나에 고주파전력이 인가되면, 챔버 내에 유도전기장이 형성되고 이 유도전기장에 의해 처리가스가 플라즈마로 전화되며, 이 플라즈마를 사용하여 챔버 내부에 수용된 피처리물의 표면에 박막 증착, 에칭 등의 처리가 이루어지게 된다.A typical structure of an inductively coupled plasma generator is that when a dielectric is installed on the ceiling of a chamber in which an object is to be processed, an antenna is disposed on the dielectric, a processing gas is injected into the chamber, and high frequency power is applied to the antenna. An induction electric field is formed in the chamber, and the induction electric field converts the processing gas into a plasma, and the plasma is used to perform thin film deposition, etching, or the like on the surface of the workpiece contained in the chamber.
한편, 상기한 종래의 유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나는 나선형 구조를 이루고 있으며, 안테나를 구성하는 각각의 유도코일이 직렬연결되어 있는 구조이므로 유도코일마다 흐르는 전류량이 일정하게 되는데, 이럴 경우 유도전기장 분포 조절이 어려워 챔버 내벽에서의 이온 및 전자의 손실로 플라즈마의 중심부가 높은 밀도를 갖게 되고 챔버의 내벽에 가까운 부분에는 플라즈마의 밀도가 낮아지게 되는 것을 막기 힘들어 챔버 내부에서의 플라즈마 밀도를 균일하게 유지하는 것이 어렵게 되며, 또, 안테나의 각 유도코일이 직렬로 연결되어 있으므로 안테나에 의한 전압강하가 크게 되므로 플라즈마와의 용량성 결합에 의한 영향이 증가된다. 따라서, 전력 효율이 낮아지며 플라즈마의 균일성을 유지하는 것도 어렵게 되는 문제점이 있었다.On the other hand, the antenna of the conventional inductively coupled plasma generator has a helical structure, and each induction coil constituting the antenna is connected in series, so the amount of current flowing in each induction coil is constant. It is difficult to control the distribution, so the central part of the plasma has high density due to the loss of ions and electrons in the inner wall of the chamber, and it is difficult to prevent the plasma density from decreasing near the inner wall of the chamber. In addition, since the induction coils of the antennas are connected in series, the voltage drop caused by the antenna is increased, thereby increasing the influence of capacitive coupling with the plasma. Therefore, there is a problem that the power efficiency is lowered and it is also difficult to maintain the uniformity of the plasma.
본 출원인은 이와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 유도결합형 플라즈마 발생장치에서 외부 안테나와 내부 안테나를 독립적으로 형성하되, 상기 외부 안테나와 내부 안테나의 일단에는 각각 1차 유도코일과 2차 유도코일을 형성하여 이 1차 유도코일과 2차 유도코일이 상호유도작용을 이룰 수 있도록 함으로써 외부 안테나에 고주파 전력을 공급하면 1차 유도코일과 2차 유도코일의 상호유도작용에 의하여 2차 유도코일이 형성된 내부 안테나에도 외부 안테나에 공급된 것과 동일한 주파수를 갖는 전력을 공급할 수 있도록 하며, 내부 안테나에 공급되는 전력은 1차 유도코일과 2차 유도코일사이의 교차율을 조절하거나 또는 페라이트 코어의 축방향 이동에 의하여 조절가능하도록 한 플라즈마 발생장치를 특허출원 제2000-65696호로 출원한 바 있다.Applicant forms an external antenna and an internal antenna independently in an inductively coupled plasma generator to solve such a problem, but forms a primary induction coil and a secondary induction coil at one end of the external antenna and the internal antenna, respectively. When the primary induction coil and the secondary induction coil can achieve mutual induction action, when the high frequency power is supplied to the external antenna, the secondary induction coil is formed by the mutual induction of the primary induction coil and the secondary induction coil. The antenna can also be supplied with power having the same frequency as that supplied to the external antenna, and the power supplied to the internal antenna can be controlled by adjusting the crossing rate between the primary induction coil and the secondary induction coil or by axial movement of the ferrite core. A plasma generating apparatus which is adjustable is filed in patent application No. 2000-65696.
상기한 플라즈마 발생장치에서는 루프형 안테나의 구조적인 원인에 의해 챔버 내부에서의 플라즈마 밀도분포가 균일한지 못한 문제점 즉, 플라즈마 밀도가 안테나의 중간부분에서는 상대적으로 플라즈마 밀도가 높은 구역이 형성되고, 안테나의 파워드 엔드 및 그라운드 엔드쪽의 플라즈마 밀도는 상대적으로 낮게 나타났으며, 회전방향에 대하여 플라즈마 밀도분포가 비대칭을 이루는 문제점이 있었는데, 이는 안테나의 파워드 엔드쪽이 상대적으로 고전압이 인가되므로 이온손실이 발생하게 되고 이에 따라 플라즈마밀도의 강하가 이루어지기 때문이었고, 이와 아울러 루프형 안테나의 끊어진 부분 즉, 파워드 엔드와 그라운드 엔드사이에서는 전류의 흐름이 영(0)이기 때문에 유도전기장이 발생하지 않게 되어 이 부분의 플라즈마 발생이 약해져 플라즈마 밀도강하가 생기기 때문이었다. In the above-described plasma generating apparatus, the plasma density distribution in the chamber is not uniform due to the structural cause of the loop antenna, that is, the region where the plasma density is relatively high is formed in the middle of the antenna. Plasma densities on the powered and ground ends were relatively low, and there was a problem that the plasma density distribution was asymmetrical with respect to the rotational direction, which caused ion loss due to the relatively high voltage applied to the powered end of the antenna. This is because the plasma density drops, and the induced electric field does not occur because the current flow is zero between the looped antenna, that is, the powered end and the ground end. Plasma generation weakens, and This is because the density of rasma drops.
또한, 상기한 종래의 안테나 구조를 취한 플라즈마 발생장치에 있어서는 고전압의 인가에 의해 플라즈마 내에 반도체 소자의 수율을 저하시키는 더스티 파티클(dusty particle)이 형성되는 문제점도 있었다.In addition, in the plasma generator having the conventional antenna structure described above, there is a problem in that dust particles are formed in the plasma to reduce the yield of semiconductor elements by application of a high voltage.
또, 본 출원인은 이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 실용신안등록 제253559호로 회전방향으로 균일한 플라즈마 밀도를 발생시키는 유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나구조를 개발하였는데, 이는 적어도 2개의 루프형 안테나를 병렬로 설치하고, 각 안테나의 파워드 엔드와 그라운드 엔드는 안테나의 중심에 대하여 대칭위치에 배치하며, 각 안테나의 파워드 엔드와 그라운드 엔드는 챔버에서 먼 위치에 배치하고 각 안테나의 중간부분은 챔버에서 가까운 위치에 오도록 상호 평행하게 교차설치한 것으로, 안테나를 병렬결합시킴으로써 안테나의 임피던스를 낮추고 이에 따라 전압의 불균일성 문제를 해소할 수 있음과 동시에 낮은 전압을 가지면서 고른 전압분포를 갖도록 할 수 있어 고전압의 인가에 의한 수율의 저하를 막을 수 있고, 병렬 안테나를 외측과 내측에 설치할 수 있어 안테나를 넓게 제작할 수 있으므로 공정면적을 대구경화 할 수 있도록 하였다.In addition, the present applicant has developed an antenna structure of the inductively coupled plasma generator that generates a uniform plasma density in the rotation direction in Utility Model Registration No. 253559, in order to solve such a problem, which is parallel to at least two loop-type antenna The antenna's powered and ground ends are positioned symmetrically with respect to the center of the antenna.The powered and ground ends of each antenna are located far from the chamber and the middle of each antenna is located close to the chamber. The antennas are installed in parallel to each other so that the antennas can be connected in parallel to reduce the impedance of the antennas, thereby eliminating the problem of voltage unevenness, and at the same time having a low voltage and an even voltage distribution. Can prevent degradation of yield due to parallel antenna A can be installed on the outside and inside may widely fabricated an antenna were to the process area can be cured cod.
한편, 근래에는 LCD, PDP, 유기EL 등의 평판표시장치 자체도 대면적화되는 추세에 있으며, 이를 위해 플라즈마 처리장치의 크기도 대면적화되어가고 있다.Meanwhile, flat panel display devices such as LCDs, PDPs, organic ELs, and the like have become large in recent years, and for this purpose, the size of plasma processing devices has also increased.
상기한 본 출원인의 선등록고안은 대구경의 반도체 웨이퍼를 처리하기에 적합하였으나, 이러한 구조를 응용하여 장방형의 대면적 평판표시장치에 적용하기 위하여 챔버 자체를 장방형으로 제작하고 안테나도 장방형의 루프로 제작하여 시험한 결과, 내부와 외부 안테나의 임피던스 매칭이 어려워 챔버의 중앙부와 외곽의 플라즈마 밀도분포가 다르고, 회전방향에 대하여도 플라즈마 밀도분포를 균일하게 발생시키는 것이 어려운 문제점이 있었다.Applicant's pre-registration plan described above is suitable for processing large-diameter semiconductor wafers. However, in order to apply such a structure to a rectangular large-area flat panel display device, the chamber itself is made into a rectangle, and the antenna is made into a rectangle loop. As a result of the test, the impedance matching between the internal and external antennas is difficult, so that the plasma density distribution in the center and the outside of the chamber is different, and it is difficult to uniformly generate the plasma density distribution in the rotational direction.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 대면적 평판표시장치의 표면처리를 위한 플라즈마 발생장치에 적합한 안테나 구조를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an antenna structure suitable for a plasma generating apparatus for surface treatment of a large area flat panel display.
구체적으로, 본 발명은 피처리물이 수용되는 장방형 챔버 내부에서의 플라즈마 밀도분포를 챔버의 중앙부와 외곽 및 챔버의 전구역에 걸쳐 대칭적이고 균일하게 발생시킬 수 있도록 함으로써 대면적 평판표시장치의 플라즈마 표면처리를 효과적으로 할 수 있는 플라즈마 발생장치를 제공하는데 있다.Specifically, the present invention allows plasma density distribution within the rectangular chamber in which the object is to be treated to be symmetrically and uniformly generated throughout the center, the outer part of the chamber, and the entire area of the chamber, thereby treating the plasma surface of the large-area flat panel display. An object of the present invention is to provide a plasma generator capable of effectively.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 일단에 RF전원이 인가되는 파워드 엔드가 형성되고 타단은 접지된 유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나에 있어서, 각각 장방형으로 이루어진 내부 안테나와 외부 안테나를 병렬연결하되, 인덕턴스의 매칭이 용이하도록 내부 안테나는 2개의 루프형 안테나를 2층으로 대칭되게 중첩 설치하고, 외부 안테나는 2개의 변을 갖는 L자형으로 이루어진 4개의 안테나를 한 변씩 중첩되도록 2층으로 대칭되게 설치하여 인덕턴스의 매칭이 용이하도록 하고, 내,외부 안테나를 이루는 각 안테나는 전기장 효과의 감소를 위해 파워드 엔드는 챔버에서 먼 위치에 오도록 하고 그라운드 엔드는 챔버에서 가까운 위치에 배치하여 플라즈마의 균일도 향상 및 안테나와 챔버 사이에 설치된 유전체의 내벽에 증착이 적게 생기도록 하여 장비의 세정주기를 늘림으로써 장비의 사용시간을 증대시킬 수 있도록 한 안테나구조를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an antenna of an inductively coupled plasma generator in which a power end to which RF power is applied is formed at one end and grounded at the other end thereof, wherein an internal antenna and an external antenna each having a rectangular shape are connected in parallel. To facilitate matching of inductance, the internal antenna is symmetrically installed in two layers of two loop antennas, and the external antenna is symmetrically in two layers so that four antennas of L shape having two sides overlap one by one. It is easy to match the inductance by installing the internal and external antennas, and the power end should be located far from the chamber and the ground end should be located close to the chamber to reduce the electric field effect. Less deposition occurs on the inner wall of the dielectric between the antenna and the chamber It provides an antenna structure to increase the use time of the equipment by increasing the cleaning cycle of the equipment.
본 발명의 안테나는 각각의 내,외부 안테나를 병렬결합시킴으로써 안테나의 임피던스를 낮추고 이에 따라 전압의 불균일성 문제를 해소할 수 있음과 동시에 낮은 전압을 가지면서 고른 전압분포를 갖도록 할 수 있으므로 고전압의 인가에 의한 수율의 저하를 막을 수 있고, 병렬 안테나를 외측과 내측에 설치하여 안테나를 넓게 제작할 수 있으므로 공정면적을 대면적화 할 수 있다. The antenna of the present invention can reduce the impedance of the antenna by parallel coupling the respective internal and external antennas, thereby solving the voltage non-uniformity problem, and at the same time having a uniform voltage distribution with a low voltage. It is possible to prevent a decrease in yield due to the above-mentioned process, and the parallel antennas can be installed on the outside and the inside, so that the antennas can be manufactured in a wide range, thereby increasing the process area.
이하, 본 발명을 한정하지 않는 안테나 구조의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the antenna structure not limiting the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 안테나가 설치된 플라즈마 발생장치의 개략적인 단면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 안테나가 설치된 플라즈마 발생장치의 등가회로도이며, 도 3은 본 발명에 의한 유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나 구조를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 안테나의 개략적인 평면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a plasma generating apparatus equipped with an antenna according to the present invention, FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a plasma generating apparatus equipped with an antenna according to the present invention, and FIG. 3 is an inductively coupled plasma generating apparatus according to the present invention. Is a perspective view showing the antenna structure of FIG. 4, and FIG. 4 is a schematic plan view of the antenna shown in FIG.
상기 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명은 일단에 RF전원이 인가되는 파워드 엔드가 형성되고 타단은 접지된 그라운드 엔드를 갖는 유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나에 있어서, 상기 안테나는 각각 장방형으로 이루어진 내부 안테나(B)와 외부 안테나(A)가 병렬연결되어 이루어지되, 상기 내부 안테나(B)는 병렬결합된 2개의 장방형 루프 안테나(B1,B2)가 2층으로 대칭되게 중첩 설치되며, 외부 안테나(A)는 2개의 변을 갖는 L자형으로 이루어진 병렬결합된 4개의 안테나(A1,A2,A3,A4)가 한 변씩 중첩되도록 2층으로 대칭되게 설치되고, 상기 각 안테나(A1,A2,A3,A4,B1,B2)의 파워드 엔드(P)는 챔버(S)에서 먼 위치에 배치되며, 그라운드 엔드(G)는 챔버(S)에서 가까운 위치에 오도록 배치되어 있다.As shown in FIGS. 1 to 4, the present invention provides an antenna of an inductively coupled plasma generator having a powered end to which RF power is applied at one end and a ground end at the other end thereof. The internal antenna (B) and the external antenna (A) made of a rectangular connection is made in parallel, and the internal antenna (B) is installed in parallel with two rectangular loop antennas (B1, B2) coupled in parallel to two layers. The external antenna A is symmetrically installed in two layers so that four parallel coupled antennas A1, A2, A3, and A4 having an L shape having two sides overlap one by one, and each antenna A1, The powered end P of A2, A3, A4, B1, B2 is arrange | positioned at the position far from chamber S, and the ground end G is arrange | positioned so that it is located at the position close to chamber S. In FIG.
도면중 부호 I는 임피던스 매칭박스, 부호 R은 RF전원, 부호 T는 챔버(S)위에 설치되는 유전체, 부호 U는 진공펌프, 부호 V는 가스주입구, 부호 W는 챔버(S) 내부에서 피처리물이 올려지는 척이다.In the figure, symbol I is an impedance matching box, symbol R is an RF power supply, symbol T is a dielectric installed on the chamber S, symbol U is a vacuum pump, symbol V is a gas inlet, symbol W is treated inside the chamber S. The water is pretend to be raised.
상기 각 안테나(A,B)는 도 2의 등가회로도에서와 같이 전기적으로 병렬로 연결되어 있으므로 안테나의 전체적인 임피던스는 낮아지게 되며, 이에 의해 낮은 전압의 인가가 가능하게 된다.Since the antennas A and B are electrically connected in parallel as shown in the equivalent circuit diagram of FIG. 2, the overall impedance of the antenna is lowered, whereby a low voltage can be applied.
상기 한쌍으로 이루어진 내부 안테나(B1,B2)의 상,하 교차범위는 파워드 엔드(P)가 속한 상부와 그라운드 엔드(G)가 속한 하부가 절반씩 상하로 대칭되게 교차되어 파워드 엔드(P)쪽의 고전압에 의한 이온손실로 인한 밀도강하와 안테나의 중간부분에 형성되는 플라즈마의 고밀도가 상호 보상되어 플라즈마 밀도분포가 균일성을 갖도록 하게 된다.The upper and lower crossover ranges of the pair of internal antennas B1 and B2 are symmetrically crossed up and down symmetrically between the upper part of the powered end P and the lower part of the ground end G, respectively, toward the powered end P. The density drop due to the ion loss due to the high voltage and the high density of the plasma formed in the middle portion of the antenna are compensated to each other to make the plasma density distribution uniform.
도 3에 구체적으로 도시된 바와 같이 내부 안테나(B)와 외부 안테나(A)는 각각 도체인 파워드 블록(E)과 그라운드 점퍼(D)에 의해 전기적으로 병렬연결되어 있다.As shown in FIG. 3, the internal antenna B and the external antenna A are electrically connected in parallel by a power block E and a ground jumper D, respectively.
상기 내부 안테나(B)는 도 5에 도시된 바와 같은 구조로 이루어진 2개의 장방형 루프 안테나(B1,B2)가 2층으로 대칭되게 중첩 설치되어 있는데, 이 안테나 (B1 및 B2)는 대칭형으로 이루어져 있고, 각각 파워드 엔드(P)쪽이 그라운드 엔드(G)쪽보다 높게 형성되어 있으며, 파워드 엔드(P)에서부터 그라운드 엔드(G)까지는 안테나를 이루는 각 부분(L1,L2,L3,L4,L5,L6)이 전체적으로 장방형이 되도록 굽어져 있으며, 파워드 엔드(P)쪽과 그라운드 엔드(G)를 중심으로 파워드 엔드쪽(P)이 속한 부분(L1,L2,L3)과 그라운드 엔드쪽(G)이 속한 부분(L4,L5,L6)은파워드 엔드(P)와 그라운드 엔드(G)의 대향위치에서 상,하 높이가 천이되도록 상하로 절곡된 천이부(X)에 의해 평행하고 높이가 다르게 형성되어 있다. In the internal antenna B, two rectangular loop antennas B1 and B2 having a structure as shown in FIG. 5 are symmetrically overlapped in two layers, and the antennas B1 and B2 are symmetrical. , Powered end (P) side is formed higher than the ground end (G) side, respectively, from the powered end (P) to the ground end (G), each part constituting the antenna (L1, L2, L3, L4, L5, L6) ) Is bent in a rectangular shape as a whole, and the parts L1, L2, L3 belonging to the powered end side P and the ground end side G belong to the powered end P and the ground end G. The portions L4, L5, and L6 are formed in parallel and have different heights by the transition part X bent up and down so that the heights of the upper and lower sides are shifted at the opposite positions of the power end P and the ground end G. .
이 한쌍의 내부 안테나(B1,B2)는 도 3에 도시한 바와 같이 각각의 파워드 엔드(P)와 그라운드 엔드(G) 및 천이부(X)가 상하로 교차되도록 대칭으로 배치된다.The pair of internal antennas B1 and B2 are symmetrically arranged such that each of the powered end P, the ground end G, and the transition part X crosses vertically as shown in FIG.
상기 외부 안테나(A)는 도 6에 도시한 바와 같은 구조로 이루어진 즉, 2개의 변을 이루는 부분(L1,L2)을 갖는 L자형으로 이루어진 4개의 안테나(A1,A2,A3,A4)가 한 변씩 중첩되도록 2층으로 대칭되게 설치되어 있는데, A1과 A3가 동일한 형태이고, A2와 A4가 동일한 형태를 이룬다.The external antenna A has a structure as shown in FIG. 6, that is, four antennas A1, A2, A3, and A4 having an L shape having two sides L1 and L2. It is symmetrically installed in two layers so that the sides overlap each other. A1 and A3 are the same shape, and A2 and A4 form the same shape.
상기 각 안테나(A1,A2,A3,A4)는 각 변을 이루는 부분(L1,L2)의 길이가 다르게 형성되어 전체적으로 직사각형의 외부 안테나(A)를 형성하게 되며, 외부 안테나(A)를 이루는 각각의 안테나(A1,A2,A3,A4)는 변을 이루는 부분(L1 과 L2)사이에 상,하 높이가 천이되도록 상하로 절곡된 천이부(X)에 의해 각 부분(L1,L2)이 평행하고 높이가 다르게 형성되어 있으며, 상대적으로 높이가 높은 부분(L1)의 일단에는 파워드 엔드(P)가 형성되고, 높이가 낮은 부분(L2)의 일단에는 그라운드 엔드(G)가 형성되어 있다. Each of the antennas A1, A2, A3, and A4 has different lengths of the portions L1 and L2 forming each side to form a rectangular external antenna A as a whole, and each of which constitutes an external antenna A. The antennas A1, A2, A3 and A4 of the antennas A1, A2, A3 and A4 are parallel to each other by the transition part X bent up and down so that the upper and lower heights are shifted between the parts L1 and L2. And the height is formed differently, the power end (P) is formed at one end of the relatively high portion (L1), the ground end (G) is formed at one end of the lower portion (L2).
상기 외부 안테나(A)를 이루는 4개의 안테나(A1,A2,A3,A4)는 차례대로 한 변씩 상,하로 중첩되는데, 이를 설명하면, 제 1 안테나(A1)의 상부를 이루는 부분 (L1)의 하부에는 제 4 안테나(A4)의 하부를 이루는 부분(L2)이 평행하게 중첩되고, 제 1 안테나(A1)의 하부를 이루는 부분(L2)의 상부에는 제 2 안테나(A2)의 상부를 이루는 부분(L1)이 평행하게 중첩되며 이와 같은 식으로 A1 과 A2, A2와 A3, A3와 A4, 그리고 A4와 A1이 평행하게 중첩되는 것이며, 각각의 안테나(A1,A2,A3,A4)는 도 2의 등가회로도에서와 같이 상호 병렬결합되어 있다. The four antennas A1, A2, A3, and A4 constituting the external antenna A overlap each other up and down one by one in turn. In this case, the four antennas A1, A2, A3, and A4 overlap each other. A portion L2 constituting the lower portion of the fourth antenna A4 overlaps in parallel with the lower portion, and a portion constituting the upper portion of the second antenna A2 on the upper portion of the portion L2 constituting the lower portion of the first antenna A1. L1 overlaps in parallel, and in this manner A1 and A2, A2 and A3, A3 and A4, and A4 and A1 overlap in parallel, and each antenna A1, A2, A3, A4 is shown in FIG. They are paralleled together as in the equivalent circuit diagram of.
상기 내,외부 안테나(B,A)를 이루는 각 안테나(B1,B2,A1,A2,A3,A4)는 전기장 효과의 감소를 위해 각각의 파워드 엔드(P)는 챔버에서 먼 위치에 오도록 하고 그라운드 엔드(G)는 챔버에서 가까운 위치에 오도록 배치되어 있으므로 전기장효과의 감소가 가능함과 동시에 플라즈마의 균일도 향상 및 안테나와 챔버 사이에 설치된 유전체의 내벽에 증착이 적게 생기게 된다. 따라서 유전체(T)의 내벽에 증착이 적게 생기게 되며, 이로 인해 플라즈마 처리장치의 세정주기를 보다 길게 늘림으로써 장비를 가동시킬 수 있는 시간을 연장할 수 있다.Each of the antennas B1, B2, A1, A2, A3, and A4 constituting the internal and external antennas B and A should have their respective powered ends P positioned far from the chamber and grounded to reduce the electric field effect. Since the end G is disposed close to the chamber, the electric field effect can be reduced, and the uniformity of the plasma is improved, and less deposition occurs on the inner wall of the dielectric provided between the antenna and the chamber. As a result, less deposition occurs on the inner wall of the dielectric T, thereby increasing the cleaning period of the plasma processing apparatus for a longer period of time to operate the equipment.
본 발명의 안테나 구조는 내부 안테나(B)와 외부 안테나(A)를 이루는 각 안테나(B1,B2,A1,A2,A3,A4)들이 도 2의 등가회로도에서 알 수 있는 바와 같이 병렬회로를 이루고 있고, 내부 안테나(B)는 병렬결합된 2개의 장방형 루프 안테나(B1,B2)로 구성되고, 외부 안테나(A)는 자체의 인덕턴스가 증가되지 않도록 병렬결합된 4개로 분할된 짧은 L자형의 안테나(A1,A2,A3,A4)가 한 변씩 상하로 교차되도록 배치되어 있으므로, 내부 안테나(B)의 인덕턴스의 합이 외부 안테나(A)의 인덕턴스의 합보다 크며, 이로 인해 전류는 상대적으로 인덕턴스가 작은 외부 안테나(A)로 많이 공급되므로 챔버(S)의 외측과 중심부와의 플라즈마 밀도를 균일하게 제어할 수 있다.According to the antenna structure of the present invention, each antenna B1, B2, A1, A2, A3, A4 constituting the internal antenna B and the external antenna A forms a parallel circuit as shown in the equivalent circuit diagram of FIG. The internal antenna B is composed of two rectangular loop antennas B1 and B2 coupled in parallel, and the external antenna A is divided into four short L-shaped antennas coupled in parallel so that its inductance is not increased. Since (A1, A2, A3, A4) are arranged so as to intersect one side up and down, the sum of the inductances of the internal antenna B is greater than the sum of the inductances of the external antenna A, so that the current is relatively inductance Since a large number is supplied to the small external antenna A, the plasma density between the outside and the center of the chamber S can be uniformly controlled.
또, 본 발명에서 내부 안테나(B)를 이루는 각각의 장방형 루프 안테나(B1,B2)는 파워드 엔드(P)와 그라운드 엔드(G)가 상호 대칭되는 위치에 배치되어 있으므로 회전방향에 대하여도 균일한 플라즈마의 발생이 이루어질 수 있게 된다.In the present invention, since the rectangular loop antennas B1 and B2 constituting the internal antenna B are arranged at positions in which the powered end P and the ground end G are symmetrical with each other, they are uniform in the rotational direction. Generation of plasma can be achieved.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 안테나를 병렬 안테나로 사용하고, 각 안테나를 상,하로 중첩되도록 대칭되게 교차시킨 구조로서, 본 발명에 의하면 안테나가 전기적으로 병렬결합되어 있으므로 임피던스가 낮아져 낮은 전압을 가지면서 고른 전압분포가 가능하며, 이에 의해 고전압의 인가에 의하여 수율에 영향을 미치는 더스티 파티클의 발생을 억제할 수 있고, 까다로운 전압의 조절없이 장방형 챔버 내부에서 회전방향에 대하여 플라즈마 밀도분포를 대칭적으로 발생시킬 수 있으므로 플라즈마 발생효율을 높여 대면적의 평판표시장치의 표면처리에 적합한 플라즈마 발생장치를 제공할 수 있는 효과를 갖는다.As described above, the present invention has a structure in which antennas are used as parallel antennas and symmetrically intersects each antenna so as to overlap each other up and down. According to the present invention, since the antennas are electrically coupled in parallel, the impedance is lowered to have a low voltage. Even voltage distribution is possible, thereby suppressing the generation of dust particles affecting the yield by application of high voltage, and generating the plasma density distribution symmetrically with respect to the rotation direction inside the rectangular chamber without the control of difficult voltages. Since it is possible to increase the plasma generation efficiency, it is possible to provide a plasma generator suitable for surface treatment of a large area flat panel display.
도 1은 본 발명에 의한 안테나가 설치된 플라즈마 발생장치의 개략적인 단면도, 1 is a schematic cross-sectional view of a plasma generating apparatus equipped with an antenna according to the present invention;
도 2는 본 발명에 의한 안테나가 설치된 플라즈마 발생장치의 등가회로도,2 is an equivalent circuit diagram of a plasma generating apparatus equipped with an antenna according to the present invention;
도 3은 본 발명에 의한 유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나 구조를 도시한 사시도,3 is a perspective view showing the antenna structure of the inductively coupled plasma generator according to the present invention;
도 4는 도 3에 도시된 안테나의 개략적인 평면도,4 is a schematic plan view of the antenna shown in FIG. 3;
도 5는 내부 안테나의 사시도,5 is a perspective view of an internal antenna,
도 6는 외부 안테나의 사시도,6 is a perspective view of an external antenna,
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
A : 외부 안테나 A1,A2,A3,A4 : L자형 안테나A: External antenna A1, A2, A3, A4: L-shaped antenna
B : 내부 안테나 B1,B2 : 장방형 루프 안테나B: internal antenna B1, B2: rectangular loop antenna
C : 챔버 D : 그라운드 점퍼C: Chamber D: Ground Jumper
E : 파워드 블록 G : 그라운드 엔드E: Powered Block G: Ground End
I : 임피던스 매칭박스 L1~L6 : 안테나의 각 부분I: Impedance matching box L1 ~ L6: Each part of antenna
P : 파워드 엔드 R : RF전원P: Powered End R: RF Power
S : 챔버 T : 유전체S: Chamber T: Dielectric
U : 진공펌프 V : 가스주입구U: Vacuum pump V: Gas inlet
W : 척 X : 천이부W: Chuck X: Transition
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| KR101310753B1 (en) * | 2012-04-26 | 2013-09-24 | 한국표준과학연구원 | Inductive antenna |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11200057A (en) * | 1998-01-21 | 1999-07-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Induction coupling type process plasma apparatus |
| KR20000053680A (en) * | 1999-08-26 | 2000-09-05 | 황철주 | Antenna device for generating inductively coupled plasma |
| US6164241A (en) * | 1998-06-30 | 2000-12-26 | Lam Research Corporation | Multiple coil antenna for inductively-coupled plasma generation systems |
| KR200253559Y1 (en) * | 2001-07-30 | 2001-11-22 | 주식회사 플라즈마트 | Antenna Structure of Inductively Coupled Plasma Generating Device |
| KR20010108968A (en) * | 2000-06-01 | 2001-12-08 | 황 철 주 | Plasma processing apparatus |
| KR20020010472A (en) * | 2001-06-08 | 2002-02-04 | 문종 | Inductive coupled plasma etching apparatus |
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2002
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11200057A (en) * | 1998-01-21 | 1999-07-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Induction coupling type process plasma apparatus |
| US6164241A (en) * | 1998-06-30 | 2000-12-26 | Lam Research Corporation | Multiple coil antenna for inductively-coupled plasma generation systems |
| KR20000053680A (en) * | 1999-08-26 | 2000-09-05 | 황철주 | Antenna device for generating inductively coupled plasma |
| KR20010108968A (en) * | 2000-06-01 | 2001-12-08 | 황 철 주 | Plasma processing apparatus |
| KR20020010472A (en) * | 2001-06-08 | 2002-02-04 | 문종 | Inductive coupled plasma etching apparatus |
| KR200253559Y1 (en) * | 2001-07-30 | 2001-11-22 | 주식회사 플라즈마트 | Antenna Structure of Inductively Coupled Plasma Generating Device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100581859B1 (en) | 2003-02-19 | 2006-05-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | Antenna for plasma treatment apparatus and plasma treatment apparatus therewith |
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