KR100734954B1 - A printed circuit board type antenna for inductively coupled plasma generating device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 안테나 구조를 도시한 분해사시도,1 is an exploded perspective view showing an antenna structure according to an embodiment of the present invention;
도 2는 도 1에 도시된 안테나 구조를 도시한 결합사시도로서 안테나의 완성형태를 실선으로 보여주고 있고,FIG. 2 is a combined perspective view showing the antenna structure shown in FIG. 1 and shows a completed form of the antenna in a solid line.
도 3은 도 2의 A - A선 단면도,3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 4는 도 2의 B - B선 단면도,4 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 안테나 구조를 도시한 분해사시도,5 is an exploded perspective view showing an antenna structure according to another embodiment of the present invention;
도 6은 도 5의 결합사시도로 안테나의 형태를 실선으로 보여주고 있으며,Figure 6 shows the shape of the antenna in the combined perspective view of Figure 5 in a solid line,
도 7은 본 본 발명의 또 다른 실시 예에 의한 안테나 구조를 도시한 단면도,7 is a cross-sectional view showing an antenna structure according to another embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 의한 안테나 구조를 도시한 단면도.8 is a cross-sectional view showing an antenna structure according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 상부 기판 12,14,16,18 : 안테나 패턴10:
12a,12b : 접속부 14a,14b : 접속부12a, 12b:
16a16b : 접속부 18a18b : 접속부16a16b: connection part 18a18b: connection part
20 : 하부 기판 22,24 : 안테나 패턴20:
22a,22b : 접속부 24a,24b : 접속부22a, 22b:
30 : 연결구 32 : 코어부30: connector 32: core portion
34 : 지지부 C : 내산화코팅막34: support part C: oxidation resistant coating film
100 : 상부 기판 110~180 : 안테나 패턴100: upper substrate 110-180: antenna pattern
200 : 하부 기판 210~240 : 안테나 패턴200: lower substrate 210-240: antenna pattern
300 : 연결구300: connector
본 발명은 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나구조에 관한 것으로, 상세히는 베이클라이트나, 글라스에폭시, 테프론, 세라믹 등의 기판 상에 복잡한 형태의 안테나를 패턴화하여 형성함으로써 저렴한 비용으로 고성능의 안테나를 제작할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to an antenna structure for an inductively coupled plasma generator, and in detail, a high-performance antenna can be manufactured at a low cost by forming a complex antenna on a substrate such as bakelite, glass epoxy, Teflon, ceramic, or the like. I would have to.
통상 플라즈마는 반도체 웨이퍼를 비롯한 각종 전기·전자·광학 등의 소자 제조공정에서 박막 등의 증착이나 식각 뿐만 아니라 기판 내부로의 이온주입이나 고분자 혹은 표면 개질 등에 폭 넓게 사용되고 있으며, 고밀도 플라즈마 소스는 이온주입, 에칭 및 적층과 같은 극소 전자 소자의 제조공정에 응용되는 것이 증가하고 있고, 이러한 플라즈마 소스의 종류로는 ECR 플라즈마, 유도결합형 플라즈마(ICP) 및 축전결합형 플라즈마(TCP) 등이 있으며, 이러한 소스들은 200mm의 직경을 갖는 대규모 직접회로 및 300mm정도의 직경을 갖는 초대규모 직접회로의 제조에 요구되는 초고속 프로세싱을 위해 저압에서 고밀도 플라즈마를 발생할 수 있다.BACKGROUND ART Plasma is widely used in not only deposition and etching of thin films, but also ion implantation into a substrate, polymer or surface modification, etc. in device manufacturing processes such as semiconductor wafers and various electric, electronic and optical devices. Increasingly, applications in the fabrication of microelectronic devices such as etching and lamination are increasing, and such plasma sources include ECR plasma, inductively coupled plasma (ICP), and capacitively coupled plasma (TCP). The sources can generate a high density plasma at low pressure for the ultrafast processing required for the manufacture of large scale integrated circuits having a diameter of 200 mm and super-scale integrated circuits having a diameter of about 300 mm.
본 발명이 속한 분야인 유도결합형 플라즈마 소스에 국한하여 설명하면, 챔버 내에서 플라즈마의 균일성은 플라즈마를 발생시키기 위해 외부에서 인가되는 에너지원, 예를 들어 전기장, 자기장 등의 공간적 균일성에 의해 일차적으로 결정되는데, 이는 플라즈마를 발생시키기 위해 외부에서 공급되는 에너지원의 공간적 분포가 균일하면 발생되는 플라즈마 또한 공간적으로 균일한 특성이 있게 된다. 그렇지만, 실제 플라즈마 처리장치들의 대부분은 외부 에너지원의 분포가 공간적으로 균일하지 못하여 대면적 공정에 적용할 정도의 균일성을 구현하기 위해서는 RF코일(안테나)의 형상을 복잡하게 변화시키거나 영구자석이나 전자석 등을 적절히 배치하여야 하므로 플라즈마 처리장치가 복잡해지고 가격이 상승하게 되는 문제점이 있었다.When the present invention is limited to the inductively coupled plasma source, the uniformity of the plasma in the chamber is primarily due to the spatial uniformity of an energy source applied externally, for example, an electric field or a magnetic field, to generate the plasma. It is determined that, if the spatial distribution of the externally supplied energy source to generate the plasma is uniform, the generated plasma also has a spatially uniform characteristic. However, most of the plasma processing apparatuses do not have a uniform spatial distribution of external energy sources, so that the shape of the RF coil (antenna) may be complicated to change the shape of the RF coil (antenna) or permanent magnet or Since the electromagnets and the like must be properly disposed, there is a problem that the plasma processing apparatus becomes complicated and the price increases.
본 출원인은 이와 같은 점을 감안하여 특허 제488363호로 플라즈마 소스용 안테나를 병렬안테나로 사용하고, 각 안테나를 상하 또는 내외로 교차시킨 구조를 갖도록 하여 병렬결합에 의해 임피던스가 낮아져 낮은 전압으로도 고른 전압분포가 가능하고, 이에 의해 고전압의 인가에 의하여 수율에 영향을 미치는 더스티 파티클의 발생을 억제할 수 있으며, 까다로운 전압의 조절 없이 웨이퍼가 가공되는 챔버 내부에서 회전방향에 대하여 플라즈마 밀도분포를 대칭적으로 발생시킬 수 있어 대구경의 웨이퍼를 가공할 수 있도록 하였다.In view of the above, the present applicant has a structure of using a plasma source antenna as a parallel antenna and having a structure in which each antenna is crossed up and down or in and out so that the impedance is lowered by parallel coupling so that the voltage is even at low voltage. It is possible to distribute, thereby suppressing the generation of dust particles affecting the yield by applying a high voltage, and symmetrically distributes the plasma density distribution with respect to the direction of rotation within the chamber in which the wafer is processed without the need for difficult voltage regulation. It can generate | occur | produce so that the wafer of large diameter can be processed.
한편, 상기한 특허 제488363호의 플라즈마용 안테나를 비롯하여 금속 튜브 형태로 제작되던 기존의 안테나는 기본적으로 벤딩 공정을 이용하므로 제작시 공차가 크고 이에 따라 안테나의 전기적 특성 공차가 커지게 되는 단점이 있었다.On the other hand, the existing antenna, which is manufactured in the form of a metal tube including the plasma antenna of Patent No. 488363, basically uses a bending process, and thus has a disadvantage in that the manufacturing tolerance is large and accordingly the electrical characteristic tolerance of the antenna is increased.
또, 금속 튜브의 벤딩 공정에서 튜브가 손상되지 않기 위해서는 안테나 성형시 최소 곡률반경이 존재하게 되는데, 이로 인해 복잡한 형상 즉, 플라즈마 균일도가 우수한 안테나를 제작하는데는 현실적으로 한계가 있었다.In addition, in order to prevent the tube from being damaged in the bending process of the metal tube, there is a minimum radius of curvature in forming the antenna. As a result, there is a limit in manufacturing an antenna having a complicated shape, that is, excellent plasma uniformity.
또한, 금속 튜브를 벤딩공정과 용접공정을 같이 수행하여 안테나를 제작하는 경우에는 최소 곡률반경에 의한 한계를 뛰어넘을 수는 있으나, 용접공정 역시 벤딩공정에 비해 열변형이나 열팽창등의 문제를 내포하고 있어 제작 후 안테나의 칫수나 형태의 오차가 큰 문제점이 있었다.In addition, when the antenna is manufactured by performing the bending process and the welding process together, the metal tube may exceed the limit due to the minimum curvature radius, but the welding process also has problems such as thermal deformation and thermal expansion compared to the bending process. There was a big problem in the dimensions and shape errors of the antenna after fabrication.
또한, 금속 튜브 형태로 제작된 안테나는 조립 및 장착과정에서 외력을 받게 되면 휘거나 뒤틀리기가 쉬워 안테나의 전기적 특성이 바뀌거나, 플라즈마 발생 분포가 의도한 대로 나오지 않고 달라질 수 있는 단점이 있었다.In addition, the antenna manufactured in the form of a metal tube is easy to bend or twisted when subjected to an external force during the assembly and mounting process has the disadvantage that the electrical characteristics of the antenna, or the plasma generation distribution does not come out as intended.
본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 플라즈마의 균일도를 향상시킴에 따라 복잡해지는 형태를 갖는 유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나를 간단하고 저렴한 비용으로 제조할 수 있는 새로운 구조의 안테나를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to produce an antenna of an inductively coupled plasma generator having a complicated form as it improves the uniformity of the plasma at a simple and low cost It is to provide a antenna of a new structure that can be.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 유도결합형 플라즈마 발생장치 용 안테나로, 안테나 패턴이 식각 형성된 복수의 기판과; 상기 기판을 상하로 평행하게 적층할 수 있도록 지지하고 상,하 기판상에 형성된 안테나 패턴을 상호 전기적으로 연결하여 안테나를 완성하는 연결구;를 포함하여 이루어지는 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides an antenna for an inductively coupled plasma generator, comprising: a plurality of substrates on which an antenna pattern is etched; It provides an antenna for an inductively coupled plasma generator comprising a; connector to support the substrate to be stacked in parallel up and down and to electrically connect the antenna patterns formed on the upper and lower substrates to complete the antenna.
본 발명에서 상기 기판은 그 상,하의 일면이나 양면 모두에 안테나 패턴이 형성될 수 있으며, 안테나 패턴이 형성된 구역을 제외한 나머지 부분은 제거되어 내부가 빈 원형 또는 장방형의 도우넛 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.In the present invention, the substrate may be an antenna pattern formed on one side or both sides of the substrate, the remaining portion except for the region where the antenna pattern is formed is preferably made of a circular or rectangular donut shape of the inside empty.
본 발명의 다른 실시 예에서 상기 기판에는 축전전기장의 세기를 감쇠시키기 위한 패러데이실드가 추가로 형성될 수 있으며, 병렬형의 안테나 패턴을 형성한 경우 인덕턴스를 조절하기 위한 코일이나 콘덴서 등의 임피던스 조절수단이 실장될 수 있다.In another embodiment of the present invention, the substrate may further include a Faraday shield for attenuating the strength of the electric field, and an impedance adjusting means such as a coil or a capacitor for adjusting inductance when a parallel antenna pattern is formed. This can be implemented.
또한, 본 발명의 안테나가 형성된 기판 표면에는 내산화코팅막이 형성될 수 있으며, 상기 기판의 최외곽과 최내측에는 RF전원을 인가하기 위한 파워드 엔드와 접지를 위한 그라운드 엔드가 접속되는 파워드 엔드 단자와 그라운드 엔드 단자 접속부가 전 구역에 걸쳐 패턴상으로 형성될 수 있다.In addition, an oxidation-resistant coating film may be formed on the surface of the substrate on which the antenna of the present invention is formed, and at the outermost and innermost sides of the substrate, a powered end terminal to which a powered end for applying RF power and a ground end for grounding are connected; The ground end terminal connection can be formed in a pattern over the entire area.
바람직하기에는 상기 기판의 외측에는 안테나에서 발생하는 열을 공냉시키기 위한 냉각팬 또는 냉각용 공기분사노즐 등의 냉각수단이 더 구비될 수 있다.Preferably, a cooling means such as a cooling fan or a cooling air spray nozzle for air cooling the heat generated from the antenna may be further provided on the outside of the substrate.
구체적으로, 본 발명에서 상기 안테나 패턴은 기판의 중심으로부터 동심원상으로 형성되는 루프형 패턴이거나, 스파이럴형 패턴, 나선형 패턴 또는 상하 및 내외측으로 교차되거나, 각 안테나 패턴이 2개 또는 그 이상의 지선으로 분지되거나, 장방형 안테나의 경우 코너부는 분지되지 않고 공통의 도선으로 이루어질 수 있도록 하는 등 플라마 밀도의 균일성을 향상시키기 위한 다양하고도 복잡한 어떠한 형태라도 간단하게 설계 제작할 수 있다.Specifically, in the present invention, the antenna pattern is a loop pattern formed concentrically from the center of the substrate, a spiral pattern, a spiral pattern or crosses up and down and in and out, or each antenna pattern is branched into two or more branch lines. Or, in the case of the rectangular antenna, the corner portion may be made of a common conductor without being branched, and may be simply designed and manufactured in any of various and complicated forms for improving the uniformity of the plasma density.
이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments that do not limit the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 안테나 구조를 도시한 분해사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 안테나 구조를 도시한 결합사시도로서 안테나의 완성형태를 실선으로 보여주고 있으며, 도 3 및 도 4는 각각 도 2의 A - A선 및 B - B선 단면도이다.1 is an exploded perspective view showing an antenna structure according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a combined perspective view showing the antenna structure shown in Figure 1 showing the complete form of the antenna in solid lines, Figure 3 and 4 is a cross-sectional view taken along a line A-A and line B-B of FIG. 2, respectively.
상기 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 실시 예의 안테나는 매우 단순하고 기본적인 형태로 이루어져 있는데, 이는 안테나 패턴(12,14,16,18,22,24)이 식각 형성된 상,하부 기판(10,20)과; 상기 상,하부 기판(10,20)을 상하로 평행하게 적층할 수 있도록 지지하고 상,하부 기판(10,20) 상에 형성된 안테나 패턴(12,14,16,18,22,24)을 상호 전기적으로 연결하여 안테나를 완성하는 연결구(30);를 포함하여 이루어져 있다.As shown in FIG. 1 to FIG. 4, the antenna of the present embodiment has a very simple and basic shape. The
본 실시 예에서 상기 상,하부 기판(10,20)상에 형성되는 안테나 패턴(12,14,16,18,22,24)은 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 2개의 루프형 안테나(a1,a2)를 이루게 되는데, 이는 전기적으로 병렬로 연결되며 각 루프형 안테나 (a1,a2)의 파워드 엔드(P)와 그라운드 엔드(G)는 안테나의 중심에 대하여 대칭위치에 배치되어 있다.In the present exemplary embodiment, the
또, 본 실시 예에서 상기 각 안테나(a1,a2)의 파워드 엔드(P)와 그라운드 엔드(G)는 도시안된 챔버에서 먼 위치에 있는 상부 기판(10)에 위치하고, 각 안테나(a1,a2)의 중간 부분에 해당하는 안테나 패턴(22,24)은 챔버에서 가까운 하부 기판(20)에 위치하도록 되어 있다.In addition, in this embodiment, the powered end P and ground end G of each of the antennas a1 and a2 are located on the
또한, 상기 각 안테나(a1,a2)를 이루는 상부 기판(10)의 안테나 패턴(12,14,16,18)과 하부 기판(20)의 안테나 패턴(22,24)은 연결구(30)에 의해 연결되면서 상하로 위치가 천이되는데, 상,하부 기판(10,20)상에 형성된 안테나 패턴들은 안테나의 중심에 대하여 동일한 반경 내에 위치하면서도 서로 꼬이지 않도록 양단의 접속부(12a,12b)(14a,14b)(16a16b)(18a18b)(22a,22b)(24a,24b)가 내외측으로 상반되게 굽어진 상태로 패터닝되어 있다.In addition, the
상기 접속부(12a,12b)(14a,14b)(16a16b)(18a18b)(22a,22b)(24a,24b)에는 연결구(30)가 전기적으로 접속될 수 있도록 구멍이 천공되어 있으며, 이 구멍의 둘레에는 코팅막이 형성되지 않아 연결구(30)를 끼운 상태에서 솔더링이나 기타 전기적인 접속을 완전하게 이룰 수 있도록 되어 있다.Holes are drilled in the connecting
한편, 상기 연결구(30)는 중앙의 금속재로 이루어진 코어부(32)와, 이 코어부의 상,하단부를 제외하고 나머지 중간부분은 합성수지 등과 같은 절연체로 이루어지거나 또는 상기 코어부와 동일한 금속재로 이루어지되 상,하부 기판(10,20) 사 이의 간격을 평행하게 유지할 수 있도록 간격유지구 또는 지지구의 역할을 하는 지지부(34)로 이루어져 있다.On the other hand, the
또한, 본 실시 예에서 상기 상,하부 기판(10,20)은 그 둘레에 루프형으로 형성된 안테나 패턴을 제외한 나머지 부분인 안쪽 부분은 제거되어 내부가 빈 도우넛 형태로 이루어져 있는데, 이러한 구조는 기판 외부에 전기적으로 동작하는 팬(fan)이나 냉각용 공기분사노즐 등의 냉각수단을 장착하여 공냉시킬 경우 냉각효율이 향상되는 장점이 있으며, 금속으로 형성될 안테나 패턴의 저항값이 온도에 따라 변하게 될때, 기판들에 구멍이 없을 경우에는 공기가 정체되어 시간이 지남에 따라 서서히 안테나 패턴의 저항이 변할 수 있으며, 이러한 안테나의 저항변화는 결국 플라즈마 특성변화를 가져오므로, 기판에 구멍을 뚫어 공기가 정체되지 않고 순환될 수 하는 것이 유리하기 때문이다.In addition, in the present embodiment, the upper and
상기 기판(10,20)의 표면에는 안테나 패턴이 대기와 접촉하여 산화되는 것을방지함과 아울러, 이들 패턴을 외부의 유해한 환경으로부터 보호하기 위한 내산화코팅막을 형성하는 것이 바람직하다.On the surfaces of the
본 발명에서 기판의 일면에 안테나 패턴을 형성하여 다층으로 적층하는 경우에는 상,하부 기판의 패턴면이 서로 마주보지 않으므로 아크가 발생될 염려가 없으며, 기존의 금속 튜브를 사용한 안테나에 비하여 안정성을 갖게 된다.In the present invention, when the antenna pattern is formed on one surface of the substrate and stacked in a multi-layer, there is no fear of generating an arc since the pattern surfaces of the upper and lower substrates do not face each other, and have stability compared to an antenna using a conventional metal tube. do.
본 발명에서 사용될 수 있는 기판으로는 통상적인 베이클라이트, 글라스에폭시, 테프론, 세라믹 등의 소재로서 플라즈마 발생장치에서 필요로 하는 내구성이나 기타 조건을 충족하는 소재라면 위에서 언급한 소재가 아니더라도 무방하다. The substrate that can be used in the present invention is a material such as a conventional bakelite, glass epoxy, Teflon, ceramic, etc. as long as it meets the durability or other conditions required by the plasma generating apparatus may not be the above-mentioned materials.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 안테나 구조를 도시한 분해사시도이고, 도 6은 도 5의 결합사시도로서 안테나의 완성형태를 실선으로 보여주고 있다.5 is an exploded perspective view showing the antenna structure according to another embodiment of the present invention, Figure 6 is a combined perspective view of Figure 5 shows the complete form of the antenna in a solid line.
도 5 및 도 6에 도시된 실시 예의 안테나는 도 1 내지 도 4에 도시된 안테나보다는 복잡하지만 이는 병렬결합되는 안테나의 개수가 2개에서 4개로 증가되었고, 이들 안테나가 원형에서 반원형으로 이루어진 차이점만 있을 뿐이며, 각 안테나의 파워드 엔드(P)와 그라운드 엔드(G)는 상부 기판(100)에 위치하고, 각 안테나의 중간부분에 해당하는 안테나 패턴(210,220,230,240)은 하부 기판(200)에 위치하도록 되어 있다.5 and 6 are more complicated than the antennas shown in Figs. 1 to 4, but the number of antennas coupled in parallel has increased from 2 to 4, and only the difference between these antennas in a circular to semicircular shape is shown. Only the power end P and the ground end G of each antenna are positioned on the
도 5 및 도 6에 도시된 실시 예의 안테나는 4개의 안테나가 기판의 중앙으로부터 동심원상에 배치되어지되, 이들 안테나가 상하로 꼬인 형태 즉, 상부 기판(100)에 형성된 안테나 패턴(110~180)과 하부 기판(200)에 형성된 안테나 패턴(210~240)이 연결구(300)에 의해 절반 부분은 상부에 위치하고 나머지 절반부분은 하부에 위치하면서 다른 안테나와 동심원상에서 상하로 교차되는 형태를 이룸으로써 회전방향에 대한 플라즈마 밀도의 균일성에 있어서는 도 1 내지 도 4에 도시된 실시 예의 안테나보다 상대적으로 우수한 성능을 갖게 된다.5 and 6, four antennas are arranged in concentric circles from the center of the substrate, and these antennas are twisted up and down, that is,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 의한 안테나 구조를 도시한 단면도로서, 기판(10)의 상,하층에 모두 안테나 패턴(12,12')이 형성된 것이다.7 is a cross-sectional view illustrating an antenna structure according to another embodiment of the present invention, in which
또, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 의한 안테나 구조를 도시한 단면도로서 상면 또는 상,하면에 모두 안테나 패턴(12,12',22,22',22")이 형성된 여러 장의 기판(10,10',20,20')을 다층으로 밀착 적층한 상태를 도시한 단면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an antenna structure according to still another embodiment of the present invention, and includes a plurality of substrates having
도면중 부호 C 는 외부로 노출된 기판(10,20')의 상,하면에 형성되는 내산화코팅막이다.In the drawing, reference numeral C denotes an oxidation resistant coating film formed on upper and lower surfaces of the
도 7 및 도 8의 실시 예에 도시된 바와 같이 다층 기판을 사용하는 경우와 도 1 내지 도 6의 실시 예에서와 같은 단층 기판을 사용하는 경우는 다음과 같은 장단점이 있는데, 단층 기판을 사용하는 경우에는 기판에 의해 안테나 패턴(도선)이 분리되므로 아크 발생이 어려운 내아크성을 가지나 저항이 커서 손실전력이 큰 단점이 있고, 다층 기판을 사용하는 경우에는 안테나 패턴이 서로 마주보고 있으므로 아크 억제측면에서는 불리하나, 전류가 흐를 수 있는 면적이 넓어지므로 안테나에서 손실되는 전력을 줄일 수 있는 장점이 있다.As shown in the embodiments of FIG. 7 and FIG. 8, there are advantages and disadvantages of using a multilayer substrate and using a single layer substrate as in the embodiment of FIGS. 1 to 6. In this case, since the antenna pattern (conductor) is separated by the substrate, it has arc resistance which is difficult to generate an arc, but has a disadvantage of large loss power because of a large resistance.In the case of using a multi-layer substrate, the antenna patterns face each other. Although disadvantageous, the area through which current can flow increases the power loss in the antenna.
한편, 본 발명은 단일 기판의 상,하면에 도 7에 도시된 것과는 달리 서로 다른 패턴이 형성될 수도 있는데, 이는 하나의 기판 상,하면에 서로 다른 안테나 패 턴이 형성되고 이 패턴들이 연결구로 연결됨으로써 완성된 안테나를 이룰 수도 있음은 물론이다.Meanwhile, in the present invention, different patterns may be formed on upper and lower surfaces of a single substrate, and different antenna patterns may be formed on and below one substrate, and the patterns may be connected to connectors. Of course, the completed antenna can also be achieved.
상기한 도 1 내지 도 8의 실시 예에서는 본 발명의 개념을 설명하기 위한 극히 단순한 형태의 안테나 패턴만을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 지금까지 개발되었던 금속 튜브로 된 모든 형태의 안테나 패턴은 물론 금속 튜브로 제작할 수 없었던 매우 복잡한 형태의 안테나 패턴까지 손쉽게 제작할 수 있으며, 이러한 안테나 패턴의 예로는 위에 언급된 루프(loop)형, 스파이럴(spiral)형 및 단일 또는 이중이나 삼중 나선형(helical) 등이며, 복수의 안테나 패턴이 병렬로 형성되는 경우에는 기판 자체에 안테나 패턴간의 임피던스를 조절하기 위한 임피던스 조절수단을 실장할 수 있으며, 도 9에 도시된 실시 예에서와 같이 도우넛형 상,하부 기판(100,200) 내측에 외곽에 형성된 안테나 패턴(110~180)과 전기적으로 병렬결합되는 내측 안테나 패턴(110'~140')이 함께 형성되거나, 내측 안테나 패턴이 형성된 또 다른 기판이 더 설치될 수도 있음은 물론이다.1 to 8 described above, only the antenna pattern of a very simple form for explaining the concept of the present invention, but the present invention is not limited to this, all types of antenna pattern of the metal tube developed so far Of course, even very complex antenna patterns that could not be fabricated from metal tubes can be easily manufactured. Examples of such antenna patterns include the above mentioned loop, spiral and single or double or triple helical. Etc., when a plurality of antenna patterns are formed in parallel, an impedance adjusting means for adjusting the impedance between the antenna patterns may be mounted on the substrate itself, and the donut type upper and lower substrates as shown in FIG. An
한편, 본 발명의 안테나에서 기판 상에 안테나 패턴을 형성할 때 이 안테나 패턴의 적정 두께는 RF 전류가 표면두께(skin depth)라 불리는 두께 이내에 많이 흐르게 되므로 안테나 패턴의 두께를 이 표면두께 이상으로 형성하여야 한다.On the other hand, when forming the antenna pattern on the substrate in the antenna of the present invention, the appropriate thickness of the antenna pattern is a lot of RF current flows within the thickness called the skin depth (skin depth), so the thickness of the antenna pattern is formed above this surface thickness shall.
참고로, 안테나 패턴에 있어서의 표면두께는 다음과 같이 정의된다.For reference, the surface thickness in the antenna pattern is defined as follows.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 기판 상에 안테나 회로를 패턴화 함으로써 기존의 금속 튜브를 벤딩하여 제작하던 방식의 안테나에서 복잡한 구조를 제작하고 이를 공간상에 배치하는 것이 극히 어렵거나 불가능했던 것을 간단하게 제작할 수 있으며, 플라즈마의 균일도를 향상시키기 위하여 복잡한 형태를 갖는 안테나를 매우 간단하고 저렴하게 제작할 수 있으므로 우수한 성능을 갖는 플라즈마 안테나를 제공할 수 있는 효과를 갖는다.As described above, according to the present invention, the antenna circuit is patterned on a substrate to easily fabricate a complex structure and to place it in space in an antenna of a conventional metal tube bending method. In order to improve the uniformity of the plasma, an antenna having a complicated shape can be manufactured very simply and inexpensively, thereby providing a plasma antenna having excellent performance.
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