KR100972371B1 - Compound plasma source and method for dissociating gases using the same - Google Patents

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Abstract

여기에 복합 플라즈마 소스가 게시된다. 복합 플라즈마 소스는 유도 결합 플라즈마를 발생하기 위한 변압기와 용량 결합 플라즈마를 발생하기 위한 제1 및 제2 용량 결합 전극을 구비한다. 변압기는 플라즈마 방전실의 내부에 일부가 위치하는 마그네틱 코어와 이에 감겨져 제1 전원 공급원에 연결되는 일차 권선을 구비한다. 제1 용량 결합 전극은 플라즈마 방전실을 형성하는 몸체로 구성된다. 플라즈마 방전실에 위치되는 마그네틱 코어는 코어 보호 튜브에 의해 보호된다. 코어 보호 튜브에는 제2 용량 결합 전극이 설치된다. 제2 용량 결합 전극은 제2 전원 공급원에 연결된다. 복합 플라즈마 소스는 제1 및 제2 전원 공급원으로부터 각기 전원 공급이 개시되면, 환형의 제1 전계 및 방사형의 제2 전계가 플라즈마 방전실에 형성되어 플라즈마 방전실의 내부에 유도 결합 플라즈마와 용량 결합 플라즈마가 복합적으로 발생된다.The composite plasma source is posted here. The composite plasma source includes a transformer for generating inductively coupled plasma and first and second capacitively coupled electrodes for generating capacitively coupled plasma. The transformer has a magnetic core, part of which is located inside the plasma discharge chamber, and a primary winding wound thereon and connected to the first power supply. The first capacitive coupling electrode is composed of a body forming a plasma discharge chamber. The magnetic core located in the plasma discharge chamber is protected by the core protection tube. The core capacitive tube is provided with a second capacitive coupling electrode. The second capacitively coupled electrode is connected to a second power source. In the complex plasma source, when power supply is started from the first and second power sources, an annular first electric field and a radial second electric field are formed in the plasma discharge chamber so that the inductively coupled plasma and the capacitively coupled plasma are formed inside the plasma discharge chamber. Occurs in combination.

유도결합, 용량결합, 플라즈마, 가스 분리 Inductive coupling, capacitive coupling, plasma, gas separation

Description

복합 플라즈마 소스 및 이를 이용한 가스 분리 방법{COMPOUND PLASMA SOURCE AND METHOD FOR DISSOCIATING GASES USING THE SAME}COMPONENT PLASMA SOURCE AND METHOD FOR DISSOCIATING GASES USING THE SAME}

본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.In order to more fully understand the drawings used in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합 플라즈마 소스의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a composite plasma source in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 A-A 단면도이다.2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 3 내지 도 6은 복합 플라즈마 소스의 전원 공급 구조의 여러 변형 예를 보여주는 도면이다.3 to 6 are views showing various modifications of the power supply structure of the complex plasma source.

도 7 및 도 8은 플라즈마 방전실에 가스 주입구 및 가스 배출구를 구성하는 예들을 보여주는 단면도이다.7 and 8 are cross-sectional views illustrating examples of configuring a gas inlet and a gas outlet in a plasma discharge chamber.

도 9는 본 발명의 복합 플라즈마 소스를 원격 플라즈마 처리 시스템에 적용한 예를 보여주는 도면이다.9 is a diagram showing an example of applying the complex plasma source of the present invention to a remote plasma processing system.

도 10은 본 발명의 복합 플라즈마 소스를 기판 처리를 위한 프로세스 챔버에 적용한 예를 보여주는 도면이다. 그리고10 is a view showing an example of applying the complex plasma source of the present invention to a process chamber for substrate processing. And

도 11은 복합 플라즈마 소스의 확장 가능한 구조를 설명하기 위한 예시도이다.11 is an exemplary diagram for describing an expandable structure of a complex plasma source.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10: 복합 플라즈마 소스 20: 몸체, 제1 용량 결합 전극10: complex plasma source 20: body, first capacitively coupled electrode

21: 플라즈마 방전실 22, 41: 절연 영역21: plasma discharge chamber 22, 41: insulation region

22: 개구부 30: 변압기22: opening 30: transformer

31: 마그네틱 코어 32: 일차 권선31: magnetic core 32: primary winding

33: 코어 보호 튜브 34: 자속33: core protection tube 34: magnetic flux

35: 제1 전계 40: 제2 용량 결합 전극35: first electric field 40: second capacitive coupling electrode

42: 제2 전계 50: 제1 전원 공급원42: second electric field 50: first power supply source

51: 제2 전원 공급원 52: 공통 전원 공급원51: second power source 52: common power source

53: 전원 분배부 60: 가스 주입구53: power distribution unit 60: gas inlet

61: 가스 배기구 70: 프로세스 챔버61 gas exhaust port 70 process chamber

71: 기판 지지대 72: 피처리 기판71: substrate support 72: substrate to be processed

73: 바이어스 전원 55, 75: 스위치73: bias power 55, 75: switch

본 발명은 플라즈마 방전에 의하여 활성 가스를 발생 시기키 위한 플라즈마 소스에 관한 것으로, 구체적으로는 용량 결합 플라즈마 및 유도 결합 플라즈마 발생 구조를 복합적으로 채용한 복합 플라즈마 소소에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma source for generating an active gas by plasma discharge, and more particularly, to a complex plasma source employing a combination of a capacitively coupled plasma and an inductively coupled plasma generating structure.

플라즈마 방전은 이온, 자유 라디컬, 원자, 분자를 포함하는 활성 가스를 발 생하기 위한 가스 여기에 사용되고 있다. 활성 가스는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며 대표적으로 반도체 제조 공정 예들 들어, 식각, 증착, 세정 등 다양하게 사용되고 있다.Plasma discharges are used for gas excitation to generate active gases containing ions, free radicals, atoms, and molecules. The active gas is widely used in various fields and is typically used in various semiconductor manufacturing processes such as etching, deposition, and cleaning.

플라즈마를 발생하기 위한 플라즈마 소스는 여러 가지가 있는데 무선 주파수(radio frequency)를 사용한 용량 결합 플라즈마와 유도 결합 플라즈마가 그 대표적인 예이다.There are a number of plasma sources for generating plasma, such as capacitively coupled plasma using radio frequency and inductively coupled plasma.

이미 알려진 바와 같이, 용량 결합 플라즈마 소스는 정확한 용량 결합 조절과 이온 조절 능력이 높아서 타 플라즈마 소스에 비하여 공정 생산력이 높다는 장점을 갖는다. 반면, 무선 주파수 전원의 에너지가 거의 배타적으로 용량 결합을 통하여 플라즈마에 연결되기 때문에 플라즈마 이온 밀도는 용량 결합된 무선 주파수 전원의 증가 또는 감소에 의해서만 증가 또는 감소될 수 있다. 그러나 전원의 증가는 이온 충격 에너지를 증가시킴으로 결과적으로 이온 충격에 의한 손상을 방지하기 위해서는 한계성을 갖게 된다.As is already known, capacitively coupled plasma sources have the advantage of high process capacity compared to other plasma sources due to their high capacity for precise capacitive coupling and ion regulation. On the other hand, since the energy of the radio frequency power supply is almost exclusively connected to the plasma through capacitive coupling, the plasma ion density can only be increased or decreased by increasing or decreasing the capacitively coupled radio frequency power supply. However, increasing the power source increases the ion bombardment energy, and as a result, there is a limit to preventing damage caused by the 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 매우 적합한 것으로 알려져 있다. 그러나 유도 코일이 플라즈마 이온 에너지를 거의 또는 전혀 제어하지 못함으로 이온 에너지의 조절을 위해서는 별도의 개별적인 장치를 부가하여야만 했다. 예를 들어, 프로세스 챔버의 내부에 구비되는 기판 지지대에 독립된 무선 주파수를 인가하는 바이어스 기술이 그 일 예이다. 그러나 기판 지지대에 인가되는 바이어스에 인가되는 무선 주파수 전원은 플라즈마 이온 에너지의 제어성이 낮아서 공정 생산력이 낮다는 중요한 문제점을 갖는다.On the other hand, the inductively coupled plasma source can easily increase the ion density with the increase of the radio frequency power source, the ion bombardment is relatively low, it is known to be very suitable for obtaining a high density plasma. However, induction coils have little or no control over plasma ion energy, so a separate device must be added to control the ion energy. For example, a bias technique of applying an independent radio frequency to a substrate support provided in the process chamber is an example. However, the radio frequency power applied to the bias applied to the substrate support has an important problem of low process productivity due to low controllability of plasma ion energy.

한편, 반도체 장치의 제조를 위한 웨이퍼나 LCD 글라스 기판은 더욱 대형화 되어 가고 있다. 그럼으로 플라즈마 이온 에너지에 대한 제어 능력이 높고, 대면적의 처리 능력을 갖는 확장성이 용이한 플라즈마 소스가 요구되고 있다.On the other hand, wafers and LCD glass substrates for the manufacture of semiconductor devices are becoming larger in size. Therefore, there is a demand for a plasma source having a high controllability with respect to plasma ion energy and having a large-area processing capacity.

따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 유도 결합 플라즈마 및 용량 결합 플라즈마의 장점을 모두 채용하여 플라즈마 이온 에너지에 대한 제어 능력이 높고 대면적의 처리 능력을 갖는 확장성이 용이한 복합 플라즈마 소스 및 이를 이용한 활성 가스를 발생하기 위한 가스 분리 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its object is to adopt both the advantages of the inductively coupled plasma and the capacitively coupled plasma, so that the controllability to plasma ion energy is high and the scalability with large-area processing capacity is easy. A composite plasma source and a gas separation method for generating an active gas using the same are provided.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 복합 플라즈마 소스에 관한 것이다. 본 발명의 복합 플라즈마 소스는: 플라즈마 방전실을 형성하고, 전도성 금속을 포함하는 몸체; 상기 플라즈마 방전실에 결합되는 마그네틱 코어와 일차 권선을 갖는 변압기; 상기 플라즈마 방전실의 내부에 위치하는 상기 마그네틱 코어의 일부분을 감싸며, 유전체 물질을 포함하는 코어 보호 튜브; 및 상기 코어 보호 튜브의 내부에 설치되는 용량 결합 전극을 포함하여, 상기 플라즈마 방전실의 내부에는 상기 몸체와 상기 용량 결합 전극에 의한 용량 결합 플라즈마와 상기 변압기에 의한 유도 결합 플라즈마가 복합적으로 발생된다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem relates to a complex plasma source. The composite plasma source of the present invention comprises: a body forming a plasma discharge chamber and comprising a conductive metal; A transformer having a magnetic core and a primary winding coupled to the plasma discharge chamber; A core protection tube surrounding a portion of the magnetic core positioned inside the plasma discharge chamber and including a dielectric material; And a capacitive coupling electrode installed in the core protection tube, wherein the capacitively coupled plasma by the body and the capacitively coupled electrode and the inductively coupled plasma by the transformer are generated in the plasma discharge chamber.

일 실시예에 있어서, 상기 몸체는 에디 전류의 감소를 위하여 전기적 불연속성을 형성하기 위한 절연 영역을 포함한다.In one embodiment, the body includes an insulating region for forming electrical discontinuity for reducing the eddy current.

일 실시예에 있어서, 상기 용량 결합 전극은 에디 전류의 감소를 위하여 전기적 불연속성을 형성하기 위한 절연 영역을 포함한다.In one embodiment, the capacitively coupled electrode includes an insulating region for forming electrical discontinuity to reduce the eddy current.

일 실시예에 있어서, 상기 변압기의 일차 권선으로 유도 결합 플라즈마의 발생을 위한 전력을 공급하는 제1 전원 공급원; 및 상기 용량 결합 전극으로 용량 결합 플라즈마의 발생을 위한 전력을 공급하는 제2 전원 공급원을 포함한다.In one embodiment, a first power supply for supplying power for generation of inductively coupled plasma to the primary winding of the transformer; And a second power supply source supplying power for generation of a capacitively coupled plasma to the capacitively coupled electrode.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 전원 공급원의 출력단에 연결되는 제1 임피던스 정합기 및 제2 전원 공급원의 출력단에 연결되는 제2 임피던스 정합기를 포함한다.In one embodiment, it includes a first impedance matcher connected to the output end of the first power supply and a second impedance matcher connected to the output end of the second power supply.

일 실시예에 있어서, 상기 용량 결합 플라즈마의 발생과 상기 유도 결합 플라즈마의 발생을 위한 전력을 공급하는 공통 전원 공급원을 포함하고, 상기 공통 전원 공급원으로부터 출력되는 전력을 상기 용량 결합 전극과 상기 변압기의 일차 권선으로 분리 공급하는 전원 분배부를 포함한다.In one embodiment, a common power supply for supplying power for the generation of the capacitively coupled plasma and the inductively coupled plasma, the power output from the common power supply is the primary of the capacitively coupled electrode and the transformer And a power distribution unit for separate supply to the windings.

일 실시예에 있어서, 상기 용량 결합 플라즈마의 발생과 상기 유도 결합 플라즈마의 발생을 위한 전력을 공급하는 공통 전원 공급원을 포함하고, 상기 용량 결합 전극과 상기 변압기의 일차 권선은 공통 전원 공급원에 직렬로 연결된다.In one embodiment, it comprises a common power supply for supplying power for the generation of the capacitively coupled plasma and the inductively coupled plasma, wherein the capacitively coupled electrode and the primary winding of the transformer are connected in series to a common power supply do.

일 실시예에 있어서, 상기 공통 전원 공급원의 출력단에 연결되는 임피던스 정합기를 포함한다.In one embodiment, an impedance matcher is coupled to the output of the common power supply.

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일 실시예에 있어서, 상기 코어 보호 튜브의 내측 또는 몸체의 내부에 설치되는 냉각수 공급 채널을 포함한다.In one embodiment, it comprises a cooling water supply channel installed inside or inside the core protection tube.

일 실시예에 있어서, 상기 마그네틱 코어의 중심부를 통해 구성된 냉각수 공급 채널을 포함한다.In one embodiment, it comprises a cooling water supply channel configured through the central portion of the magnetic core.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 방전실로 가스를 주입하기 위한 가스 주입구와 플라즈마를 출력하는 가스 배기구를 포함하고, 상기 가스 배기구를 통해서 출력되는 플라즈마를 수용하며 내부에 기판 지지대를 갖는 프로세스 챔버를 더 포함한다.The apparatus may further include a process chamber including a gas inlet for injecting gas into the plasma discharge chamber and a gas exhaust port for outputting a plasma, and containing a plasma output through the gas exhaust port and having a substrate support therein. do.

일 실시예에 있어서, 상기 기판 지지대는 바이어스 전원에 연결된다.In one embodiment, the substrate support is connected to a bias power source.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 방전실내에 위치되어 피처리 기판이 놓이는 기판 지지대를 포함하고, 기판 지지대는 바이어스 전원에 연결된다.In one embodiment, the substrate support includes a substrate support positioned in the plasma discharge chamber on which the substrate to be processed is placed, the substrate support being connected to a bias power source.

일 실시예에 있어서, 상기 용량 결합 전극을 상기 제2 전원 공급원과 접지 사이에서 스위칭하는 제1 스위치; 및 상기 기판 지지대를 바이어스 전원과 접지 사이에서 스위칭되는 제2 스위치를 포함하고, 상기 제1 및 제2 스위치는 서로 반대로 연동한다.In one embodiment, the first switch for switching the capacitive coupling electrode between the second power supply and ground; And a second switch for switching the substrate support between a bias power source and a ground, wherein the first and second switches interlock with each other.

본 발명의 다른 일면은 복합 플라즈마 소스를 이용한 가스 분리 방법에 관한 것이다. 본 발명의 복합 플라즈마 소스를 이용한 가스 분리 방법은: 가스가 주입될 플라즈마 방전실을 형성하고, 전도성 금속을 포함하는 몸체를 제공하는 단계; 상기 플라즈마 방전실에 결합되는 마그네틱 코어와 일차 권선을 갖는 변압기를 제공하는 단계; 상기 플라즈마 방전실의 내부에 위치하는 상기 마그네틱 코어의 일부분을 감싸며, 유전체 물질을 포함하는 코어 보호 튜브를 제공하는 단계; 상기 코어 보호 튜브의 내부에 설치되는 용량 결합 전극을 제공하는 단계; 및 상기 용량 결합 전극의 구동에 의한 용량 결합 플라즈마와 상기 변압기의 구동에 의한 유도 결합 플라즈마가 상기 플라즈마 방전실의 내부에 복합적으로 발생하는 단계를 포함한다.Another aspect of the present invention relates to a gas separation method using a complex plasma source. A gas separation method using a complex plasma source of the present invention includes the steps of: forming a plasma discharge chamber into which gas is to be injected, and providing a body including a conductive metal; Providing a transformer having a primary core and a magnetic core coupled to the plasma discharge chamber; Providing a core protection tube surrounding a portion of the magnetic core located inside the plasma discharge chamber and comprising a dielectric material; Providing a capacitive coupling electrode installed inside the core protection tube; And generating a capacitively coupled plasma by driving the capacitively coupled electrode and an inductively coupled plasma by driving the transformer in the interior of the plasma discharge chamber.

일 실시예에 있어서, 상기 용량 결합 전극의 구동은 상기 변압기의 구동에 앞서서 먼저 구동되어 초기 이온화 단계를 제공한다.In one embodiment, the drive of the capacitively coupled electrode is driven first prior to driving the transformer to provide an initial ionization step.

일 실시예에 있어서, 상기 가스는 불활성 가스, 반응 가스, 불활성 가스와 반응 가스의 혼합 가스를 포함하는 그룹으로부터 선택된다.In one embodiment, the gas is selected from the group comprising an inert gas, a reactive gas, and a mixed gas of inert gas and reactive gas.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시예에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의하여야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.DETAILED DESCRIPTION In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the embodiments of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings. In understanding the drawings, it should be noted that like parts are intended to be represented by the same reference numerals as much as possible. And detailed description of known functions and configurations that are determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention is omitted.

(실시예 1)(Example 1)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 대기압 플라즈마 발생기 및 이를 구비한 대기압 플라즈마 처리 시스템을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings illustrating a preferred embodiment of the present invention, an atmospheric pressure plasma generator and an atmospheric pressure plasma processing system having the same will be described in detail.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합 플라즈마 소스의 단면도이고 도 2는 도 1의 A-A 단면도이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합 플라즈마 소스(10)는 유도 결합 플라즈마 및 용량 결합 플라즈마에 의해 가스를 분해하여 활성 가스를 생산한다.1 is a cross-sectional view of a composite plasma source according to a preferred embodiment of the present invention and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. The complex plasma source 10 according to the preferred embodiment of the present invention produces an active gas by decomposing the gas by inductively coupled plasma and capacitively coupled plasma.

복합 플라즈마 소스(10)는 유도 결합 플라즈마 발생을 위한 마그네틱 코어(31)와 일차 권선(32)을 갖는 변압기(30)를 구비한다. 마그네틱 코어(31)는 링-형의 페라이트 코어로서 일차 권선(32)이 감겨져 변압기(30)를 구성한다.The composite plasma source 10 has a transformer 30 having a magnetic core 31 and a primary winding 32 for inductively coupled plasma generation. The magnetic core 31 is a ring-shaped ferrite core in which the primary winding 32 is wound to constitute a transformer 30.

마그네틱 코어(31)는 페라이트물질로 제작되지만 철, 공기와 같은 다른 대안의 재료로 구성될 수도 있다. 특히 마그네틱 코어(31)는 플라즈마 방전실(21)을 형성하는 몸체(20)의 내부에 일부분이 위치하도록 몸체(20)에 결합된다. 플라즈마 방전실(21) 내부에 위치하는 마그네틱 코어(31)의 일부분은 코어 보호 튜브(33)에 의해서 보호된다. 코어 보호 튜브(33)는 일 실시예에 있어서는 석영, 세라믹과 유전체 물질로 구성된다. 코어 보호 튜브(33)는 몸체(20)의 마주 대향된 양 측벽에 형성된 개구부(22)에 양단이 연결된다. 이때, 코어 보호 튜브(33)와 몸체(20)가 연결되는 양 측벽의 개구부(22)는 도면에는 구체적으로 도시하지 않았으나 적절한 밀봉 부재에 의해 밀봉된다.The magnetic core 31 is made of ferrite material but may be made of other alternative materials such as iron and air. In particular, the magnetic core 31 is coupled to the body 20 such that a portion of the magnetic core 31 is positioned inside the body 20 forming the plasma discharge chamber 21. A portion of the magnetic core 31 located inside the plasma discharge chamber 21 is protected by the core protection tube 33. The core protection tube 33 is composed of quartz, ceramic and dielectric material in one embodiment. The core protection tube 33 is connected at both ends to openings 22 formed at opposite side walls of the body 20. At this time, the openings 22 of both sidewalls to which the core protection tube 33 and the body 20 are connected are sealed by an appropriate sealing member although not specifically shown in the drawings.

몸체(20)는 알루미늄, 스테인리스, 구리와 같은 금속물질로 재작된다. 또는 코팅된 금속 예를 들어, 양극 처리된 알루미늄이나 니켈 도금된 알루미늄으로 재작될 수 있다. 또는 내화 금속(refractory metal)로 재작될 수 있다. 또 다른 대안으로 몸체(20)를 석영, 세라믹과 같은 절연물질로 재작하는 것도 가능하며, 의도된 플라즈마 프로세스가 수행되기에 적합한 다른 물질로도 제작될 수 있다. 몸체(20)는 전체적으로 중공의 원통형으로 제작될 수 있다. 그러나 사각 박스 구조나 기타 다양한 형태로 변형이 가능 하다는 것을 쉽게 이해할 수 있다.Body 20 is made of a metallic material such as aluminum, stainless steel, copper. Or coated metal, for example anodized aluminum or nickel plated aluminum. Or refractory metal. Alternatively, it is also possible to reconstruct the body 20 with an insulating material such as quartz, ceramic, or other materials suitable for the intended plasma process to be performed. The body 20 may be manufactured in a hollow cylindrical shape as a whole. However, it can be easily understood that the deformation can be made into a rectangular box structure or other various forms.

일차 권선(32)은 제1 전원 공급원(50)에 전기적으로 연결된다. 제1 전원 공 급원(50)은 RF 전원을 공급하는 교류 전원 공급원이다. 도면에는 미도시 되었으나, 제1 전원 공급원(50)의 출력단에는 임피던스 정합을 위한 임피던스 정합기가 구비될 수 있다. 그러나 별도의 임피던스 정합기 없이 출력 전압의 제어가 가능한 RF 전원 공급원을 사용하여 구성할 수도 있다는 것을 당업자들은 이해 할 수 있을 것이다.Primary winding 32 is electrically connected to first power source 50. The first power supply 50 is an AC power supply for supplying RF power. Although not shown in the figure, an impedance matcher for impedance matching may be provided at an output terminal of the first power supply 50. However, one of ordinary skill in the art will appreciate that the RF power source can be configured using a controllable output voltage without a separate impedance matcher.

복합 플라즈마 소스(10)는 용량 결합 플라즈마 발생을 위한 제1 용량 결합 전극과 제2 용량 결합 전극(40)을 구비한다. 여기서 제1 용량 결합 전극은 전도성 금속을 포함하는 몸체(20)로 구성된다. 이 실시예에서는 몸체(20)가 곧 제1 용량 결합 전극으로 기능 한다. 그러나 제1 용량 결합 전극을 별도의 전도성 금속을 사용하여 몸체(20)의 주변에 구성할 수 있다는 것과 전도성 금속이 설치되는 몸체(20)의 특정 부분은 유전체 윈도우를 형성하여야 함을 당업자들은 이해할 수 있을 것이다.The complex plasma source 10 includes a first capacitive coupling electrode and a second capacitive coupling electrode 40 for generating capacitively coupled plasma. Here, the first capacitive coupling electrode is composed of a body 20 including a conductive metal. In this embodiment, the body 20 soon functions as the first capacitive coupling electrode. However, those skilled in the art can understand that the first capacitive coupling electrode can be configured around the body 20 using a separate conductive metal, and that a specific portion of the body 20 where the conductive metal is installed must form a dielectric window. There will be.

제2 용량 결합 전극(40)은 코어 보호 튜브(33)의 내측에 구성된다. 일 실시예에 있어서는 코어 보호 튜브(33)에 삽입되어 있는 마그네틱 코어(31) 부분을 전체적으로 감싸는 원통형 구조를 갖는다. 제2 용량 결합 전극(40)은 제1 용량 결합 전극으로 기능하는 몸체(20)의 재료와 동일한 재료로 제작될 수 있다.The second capacitive coupling electrode 40 is configured inside the core protection tube 33. In one embodiment, it has a cylindrical structure that entirely encloses a portion of the magnetic core 31 inserted into the core protection tube 33. The second capacitive coupling electrode 40 may be made of the same material as the material of the body 20 functioning as the first capacitive coupling electrode.

제2 용량 결합 전극(40)은 제2 전원 공급원(51)에 전기적으로 연결되며, 제1 용량 결합 전극으로 기능 하는 몸체(20)는 접지된다. 제1 용량 결합 전극으로 기능하는 몸체(20)는 캐소드(cathode)로 기능하며, 제2 용량 결합 전극(40)은 에노드(anode)로 기능 한다. 그러나 필요에 따라 이들의 기능은 교체될 수 있다.The second capacitive coupling electrode 40 is electrically connected to the second power source 51, and the body 20 serving as the first capacitive coupling electrode is grounded. The body 20 serving as the first capacitive coupling electrode functions as a cathode and the second capacitive coupling electrode 40 functions as an anode. However, their functions can be replaced as needed.

제2 전원 공급원(51)은 RF 전원을 공급하는 교류 전원 공급원이다. 도면에는 미도시 되었으나, 제2 전원 공급원(50)의 출력단에는 임피던스 정합을 위한 임피던스 정합기가 구비될 수 있다. 그러나 별도의 임피던스 정합기 없이 출력 전압의 제어가 가능한 RF 전원 공급원을 사용하여 구성할 수도 있다는 것을 당업자들은 이해 할 수 있을 것이다.The second power supply 51 is an AC power supply for supplying RF power. Although not shown in the drawing, an impedance matcher for impedance matching may be provided at an output terminal of the second power supply 50. However, one of ordinary skill in the art will appreciate that the RF power source can be configured using a controllable output voltage without a separate impedance matcher.

제1 용량 결합 전극으로 기능하는 몸체(20)와 제2 용량 결합 전극(40)은 각기 유도 결합 플라즈마에 의한 에디 전류(eddy current)를 최소로 감소시키기 위하여 전기적 불연속성을 형성하도록 절연 영역(22, 41)을 포함할 수 있다.The body 20 and the second capacitive coupling electrode 40 each functioning as the first capacitive coupling electrode each have an insulating region 22 to form an electrical discontinuity to minimize the eddy current caused by the inductively coupled plasma. 41).

이상과 같은 구성을 갖는 복합 플라즈마 소스(10)는 제1 및 제2 전원 공급원(50, 51)으로부터 각기 전원 공급이 개시되면, 도 1 및 도 2에서 각각 점선 표시된 바와 같이 환형의 제1 전계(35) 및 방사형의 제2 전계(42)가 플라즈마 방전실(21)에 형성된다. 그럼으로 플라즈마 방전실(21)의 내부에 유도 결합 플라즈마와 용량 결합 플라즈마가 복합적으로 발생된다.When the composite plasma source 10 having the above-described configuration starts to supply power from the first and second power sources 50 and 51, respectively, the annular first electric field (as indicated by dotted lines in Figs. 35 and a radial second electric field 42 are formed in the plasma discharge chamber 21. Thus, the inductively coupled plasma and the capacitively coupled plasma are combined in the plasma discharge chamber 21.

제1 전계(35)는 변압기(30)에 의해 유도되고, 제2 전계(42)는 제1 용량 결합 전극으로 기능하는 몸체(20)와 제2 용량 결합 전극(40)에 의해 발생된다. 즉, 일차 권선(32)에 의해 마그네틱 코어(31)를 따라서 집속되는 자기장(34)에 의해 플라즈마 방전실(21)의 내부에 위치한 코어 보호 튜브(33)를 전체적으로 둘러싸도록 환형으로 유도되는 제1 전계(35)가 발생된다. 이는 변압기(30)의 이차 회로를 환성하는 유도 결합된 플라즈마를 형성한다.The first electric field 35 is induced by the transformer 30, and the second electric field 42 is generated by the body 20 and the second capacitive coupling electrode 40 functioning as the first capacitive coupling electrode. That is, the first is annularly guided to surround the core protection tube 33 located inside the plasma discharge chamber 21 by the magnetic field 34 focused along the magnetic core 31 by the primary winding 32. Electric field 35 is generated. This forms an inductively coupled plasma that illuminates the secondary circuit of transformer 30.

이와 같은 용량 결합된 플라즈마와 유도 결합된 플라즈마는 서로 복합적으로 발생된다. 특히, 제1 전계(35)와 제2 전계(42)는 상호 수직으로 교차되도록 형성됨으로서 플라즈마 방전실(21)의 내부에서 가스 이온 입자들의 나선 운동을 가속시켜 가스 분해 능력이 매우 높다. 그럼으로 제1 및 제2 전원 공급원(50, 51)의 전력 제어에 따라 매우 용이하게 플라즈마 이온 밀도를 제어할 수 있다. 즉, 과도한 이온 에너지의 증가 없이 높은 플라즈마 이온 밀도를 얻을 수 있다. 또한, 제1 전계(35)는 몸체(20)와 코어 보호 튜브(33)에 실질적으로 평행하기 때문에, 제1 및 제2 전계(35, 42)에 의해 복합적으로 가속되는 가스 이온 입자들에 의한 이온 충격에 따른 플라즈마 방전실(21)의 내벽 손상은 매우 최소화 되어 유해한 파티클 발생이 극도로 최소화 된다.Such capacitively coupled plasmas and inductively coupled plasmas are generated in combination with each other. In particular, the first electric field 35 and the second electric field 42 are formed to cross each other perpendicularly, thereby accelerating the spiral motion of the gas ion particles in the plasma discharge chamber 21, thereby having a very high gas decomposition capability. Therefore, the plasma ion density can be controlled very easily according to the power control of the first and second power sources 50 and 51. That is, high plasma ion density can be obtained without excessive increase in ion energy. In addition, since the first electric field 35 is substantially parallel to the body 20 and the core protection tube 33, it is caused by gas ion particles that are complexly accelerated by the first and second electric fields 35 and 42. Damage to the inner wall of the plasma discharge chamber 21 due to the ion bombardment is minimized so that harmful particles are extremely minimized.

플라즈마 방전실(21)에 주입되는 가스는 불활성 가스, 반응 가스, 또는 불활성 가스와 반응 가스의 혼합 가스를 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 제1 용량 결합 전극으로 기능하는 몸체(20)와 제2 용량 결합 전극(40)은 변압기(30)의 구동에 앞서서 먼저 구동되어 초기 이온화 단계를 제공할 수 있다.The gas injected into the plasma discharge chamber 21 may be selected from a group including an inert gas, a reactive gas, or a mixed gas of an inert gas and a reactive gas. The body 20 and the second capacitive coupling electrode 40 functioning as the first capacitive coupling electrode may be driven first prior to driving the transformer 30 to provide an initial ionization step.

도 3 내지 도 6은 복합 플라즈마 소스의 전원 공급 구조의 여러 변형 예를 보여주는 도면이다. 상술한 바와 같은 복합 플라즈마 소스(10)는 후술하는 바와 같은 다양한 구조의 전원 공급 방식으로 변형될 수 있다.3 to 6 are views showing various modifications of the power supply structure of the complex plasma source. The complex plasma source 10 as described above may be modified by a power supply scheme having various structures as described below.

도 3을 참조하여, 일 변형예로서, 복합 플라즈마 소스(10)는 변압기(30)와 제1 용량 결합 전극으로 기능하는 몸체(20)와 제2 용량 결합 전극(40)에 하나의 공통 전원 공급원(52)을 사용하여 전력을 공급할 수 있다. 이를 위하여, 전원 분배부(53)를 공통 전원 공급원(52)의 출력단에 구성할 수 있다. 전원 분배부(53)는 변압기나 병렬 커패시터를 이용하여 전원 분배 회로를 구성할 수 있다. 이외에도 다양한 전자 회로를 이용하여 전원 분배부(53)를 구성할 수 있으며, 변압기 또는 병렬 커패시터의 용량을 가변적으로 구성하는 경우에는 전력을 적절히 조절할 수 있다.Referring to FIG. 3, as a variation, the composite plasma source 10 includes one common power source for the body 20 and the second capacitive coupling electrode 40 that function as the transformer 30 and the first capacitive coupling electrode. 52 can be used to supply power. To this end, the power distribution unit 53 may be configured at the output terminal of the common power supply 52. The power distribution unit 53 may configure a power distribution circuit using a transformer or a parallel capacitor. In addition, the power distribution unit 53 may be configured using various electronic circuits, and in the case of variably configuring the capacity of a transformer or a parallel capacitor, power may be properly adjusted.

도 4를 참조하여, 다른 변형예로서, 복합 플라즈마 소스(10)는 변압기(30)와 제1 용량 결합 전극으로 기능하는 몸체(20)와 제2 용량 결합 전극(40)을 하나의 공통 전원 공급원(52)에 직렬로 연결하여 구성할 수 있다. 이 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 용량 결합 전극(40)은 접지로 연결되도록 구성할 수도 있다. 공통 전원 공급원(52)은 RF 전원을 공급하는 교류 전원 공급원이다.Referring to FIG. 4, as another variation, the composite plasma source 10 may include a body 20 and a second capacitive coupling electrode 40 serving as a transformer 30 and a first capacitive coupling electrode as one common power supply. It can be configured by connecting to 52 in series. In this case, as shown in FIG. 5, the second capacitive coupling electrode 40 may be configured to be connected to ground. The common power supply 52 is an AC power supply for supplying RF power.

도 6을 참조하여, 또 다른 변형에로서, 복합 플라즈마 소스(10)는 제2 용량 결합 전극(40)을 단권 코일 형태로 제작하여 전극과 코일의 기능을 겸할 수 있도록 할 수 있다.Referring to FIG. 6, as another variation, the complex plasma source 10 may manufacture the second capacitively coupled electrode 40 in the form of a single winding coil so as to serve as a function of the electrode and the coil.

이와 같이, 공통 전원 공급원(52)을 사용하는 경우에는 RF 전원 공급원의 수를 줄일 수 있어서 보다 저렴하고 단순하게 복합 플라즈마 소스를 구성할 수 있는 장점이 있다. 그리고 도면에는 미도시 되었으나, 제2 전원 공급원(50)의 출력단에는 임피던스 정합을 위한 임피던스 정합기가 구비될 수 있다. 그러나 별도의 임피던스 정합기 없이 출력 전압의 제어가 가능한 RF 전원 공급원을 사용하여 구성할 수도 있다는 것을 당업자들은 이해 할 수 있을 것이다.As such, when the common power source 52 is used, the number of the RF power sources can be reduced, thereby making it possible to construct a complex plasma source more cheaply and simply. Although not shown in the figure, an impedance matcher for impedance matching may be provided at an output terminal of the second power supply 50. However, one of ordinary skill in the art will appreciate that the RF power source can be configured using a controllable output voltage without a separate impedance matcher.

도면에는 구체적으로 도시하지 않았으나, 복합 플라즈마 소스(10) 매우 적절한 위치에 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 공급 채널을 구비한다. 예를 들어, 코어 보호 튜브(33)의 내측으로 냉각수 공급 채널을 구성할 수 있다. 또는 마그네틱 코어(31)의 중심부를 통하여 냉각수 공급 채널을 구성할 수 있다. 또는 몸체(20)에 냉각수 공급 채널을 구성할 수 있다.Although not specifically illustrated in the drawing, the complex plasma source 10 includes a cooling water supply channel for supplying cooling water at a very suitable position. For example, the cooling water supply channel may be configured inside the core protection tube 33. Alternatively, the cooling water supply channel may be configured through the center of the magnetic core 31. Alternatively, the cooling water supply channel may be configured in the body 20.

도 7 및 도 8은 플라즈마 방전실에 가스 유입구 및 가스 배출구를 구성하는 예들을 보여주는 단면도이다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 복합 플라즈마 소스(10)는 플라즈마 반전실(21)로 가스의 공급과 배기를 위한 가스 주입구(60)와 가스 배기구(61)가 몸체(20)의 적절한 위치에 구성된다.7 and 8 are cross-sectional views illustrating examples of configuring a gas inlet and a gas outlet in the plasma discharge chamber. As shown in FIG. 7 and FIG. 8, the complex plasma source 10 includes a gas inlet 60 and a gas outlet 61 for supplying and exhausting gas into the plasma inversion chamber 21. Is configured on location.

도 9는 본 발명의 복합 플라즈마 소스를 원격 플라즈마 처리 시스템에 적용한 예를 보여주는 도면이다. 도 9를 참조하여, 복합 플라즈마 소스(10)는 플라즈마 프로세스 챔버(70)에 장착되어 원격으로 플라즈마를 공급하는 원격 플라즈마 시스템을 구성할 수 있다.9 is a diagram showing an example of applying the complex plasma source of the present invention to a remote plasma processing system. Referring to FIG. 9, the complex plasma source 10 may be mounted in the plasma process chamber 70 to configure a remote plasma system for remotely supplying plasma.

프로세스 챔버(70)는 복합 플라즈마 소스(10)와 연결되며, 복합 플라즈마 소스(10)의 가스 배기구(61)를 통해서 배출되는 플라즈마를 수용하며, 내부에 기판(72)을 지지하기 위한 기판 지지대(71)를 구비한다. 기판 지지대(71)는 바이어스 전원(73)에 연결되어 가스 이온 입자들을 기판으로 가속시키기 위한 바이어스 전극(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 기판 가열을 위한 히터를 구비할 수 있다.The process chamber 70 is connected to the complex plasma source 10, receives a plasma discharged through the gas exhaust port 61 of the complex plasma source 10, and supports a substrate 72 to support the substrate 72 therein. 71). The substrate support 71 may include a bias electrode (not shown) connected to the bias power source 73 to accelerate gas ion particles to the substrate. In addition, a heater for heating the substrate may be provided.

도 10은 본 발명의 복합 플라즈마 소스를 기판 처리를 위한 프로세스 챔버에 적용한 예를 보여주는 도면이다. 도 10을 참조하여, 복합 플라즈마 소스(10a)는 몸체(20)가 프로세스 챔버로 기능하도록 제작될 수 있다. 플라즈마 방전실(21)의 내부에는 내부에 기판(72)을 지지하기 위한 기판 지지대(71)를 구비한다. 기판 지지대(71)는 바이어스 전원(73)에 연결되어 가스 이온 입자들을 기판으로 가속시키기 위한 바이어스 전극(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 기판 가열을 위한 히터를 구비할 수 있다.10 is a view showing an example of applying the complex plasma source of the present invention to a process chamber for substrate processing. Referring to FIG. 10, the complex plasma source 10a may be fabricated such that the body 20 functions as a process chamber. A substrate support 71 for supporting the substrate 72 is provided inside the plasma discharge chamber 21. The substrate support 71 may include a bias electrode (not shown) connected to the bias power source 73 to accelerate gas ion particles to the substrate. In addition, a heater for heating the substrate may be provided.

특히, 이러한 구성에서 제2 용량 결합 전극(40)은 제2 전원 공급원(51)과 접지 사이에서 스위칭 되는 제1 스위치(55)에 연결되도록 구성할 수 있다. 그리고 이와 더불어 기판 지지대(71)도 바이어스 전원(73)과 접지 사이에서 스위칭되는 제2 스위치(75)에 연결되도록 구성할 수 있다. 제1 및 제2 스위치(55, 75)는 서로 반대로 연동된다. 그리고 제1 및 제2 스위치(55, 75)는 플로팅 포텐셜(floating potential)을 포함하는 삼극 스위치(three-pole switch)로 구성될 수 있다.In particular, in this configuration, the second capacitive coupling electrode 40 may be configured to be connected to the first switch 55 that is switched between the second power source 51 and the ground. In addition, the substrate support 71 may be configured to be connected to the second switch 75 that is switched between the bias power source 73 and the ground. The first and second switches 55 and 75 are interlocked opposite to each other. In addition, the first and second switches 55 and 75 may be configured as a three-pole switch including a floating potential.

도 9 및 도 10에서 프로세스 챔버(70) 또는 몸체(20)는 플라즈마 식각 프로세스를 수행하기 위한 식각 챔버 일 수 있다. 또는 플라즈마 증착 프로세스를 수행하기 위한 증착 챔버일 수 있다. 또는 포토레지스트를 스트립핑하기 위한 에싱 챔버일 수 있다. 이외에도 복합 플라즈마 소스(10)는 고체 표면, 분말, 가스 등과 같은 다양한 재료의 처리에 유용하게 사용이 가능하다. 또한, 이온 주입이나 이온 밀링을 위한 이온 빔 소스(ion beam source)로도 사용될 수 있다. 이온 빔 소스로 사용하기 위해서 일 실시예에 있어서는 가스 배기구(61) 주변에 적절한 이온 가속기를 구성한다.9 and 10, the process chamber 70 or the body 20 may be an etching chamber for performing a plasma etching process. Or a deposition chamber for performing a plasma deposition process. Or an ashing chamber for stripping the photoresist. In addition, the composite plasma source 10 may be usefully used for processing various materials such as solid surfaces, powders, and gases. It can also be used as an ion beam source for ion implantation or ion milling. In one embodiment, suitable ion accelerators are configured around the gas exhaust port 61 for use as an ion beam source.

도 11은 복합 플라즈마 소스의 확장 가능한 구조를 설명하기 위한 예시도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 복합 플라즈마 소스(10b)는 플라즈마 방전실(21)에 위치되는 부분이 병렬로 배열되도록 마그네틱 코어(31)를 설치할 수 있다. 이때, 코어 보호 튜브(33)와 제2 용량 결합 전극(40) 역시 각각 두 개가 플라즈마 방전실(21)에 설된다. 이와 같은 구조를 반복하여 복합 플라즈마 소스(10b)를 확장 할 수 있다. 이와 더불어 마그네틱 코어(31)의 길이를 확장하여 전체적으로 플라즈마 발생 면적을 넓게 확장 할 수 있다. 이러한 확장은 본 발명의 복합 플라즈마 소스가 대면적 플라즈마를 발생하기에 매우 적합하며, 대면적의 플라즈마를 고밀도로 그리고 플라즈마 이온 에너지의 조절이 용이한 특징을 갖는다.11 is an exemplary diagram for describing an expandable structure of a complex plasma source. As illustrated in FIG. 11, in the complex plasma source 10b, the magnetic core 31 may be installed such that portions positioned in the plasma discharge chamber 21 are arranged in parallel. At this time, two core protection tubes 33 and two second capacitive coupling electrodes 40 are also installed in the plasma discharge chamber 21. Such a structure can be repeated to expand the complex plasma source 10b. In addition, the length of the magnetic core 31 can be extended to broaden the plasma generating area as a whole. This expansion is well suited for the composite plasma source of the present invention to generate large area plasma, and is characterized by high density of large area plasma and easy control of plasma ion energy.

상술한 바와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains have various modifications and equivalent embodiments. You can see that it is possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

상술한 바와 같은 본 발명의 복합 플라즈마 소스 및 이를 이용한 가스 분리 방법에 의하면, 유도 결합 플라즈마 및 용량 결합 플라즈마의 장점을 모두 채용하여 플라즈마 이온 에너지에 대한 제어 능력이 높고 대면적의 처리 능력을 갖는 확장성이 용이한 복합 플라즈마 소스 및 이를 이용한 활성 가스를 발생하기 위한 가스 분리 방법을 제공할 수 있다.According to the complex plasma source of the present invention and the gas separation method using the same as described above, by adopting the advantages of both inductively coupled plasma and capacitively coupled plasma, it has high controllability to plasma ion energy and has a large area processing capability. This easy composite plasma source and a gas separation method for generating an active gas using the same can be provided.

Claims (23)

플라즈마 방전실을 형성하고, 전도성 금속을 포함하는 몸체;A body including a conductive metal and forming a plasma discharge chamber; 상기 플라즈마 방전실에 결합되는 마그네틱 코어와 일차 권선을 갖는 변압기;A transformer having a magnetic core and a primary winding coupled to the plasma discharge chamber; 상기 마그네틱 코어에서 상기 플라즈마 방전실의 내부에 위치하는 일부분을 감싸며, 유전체 물질로 구성되는 코어 보호 튜브; 및A core protection tube surrounding a portion of the magnetic core positioned inside the plasma discharge chamber and made of a dielectric material; And 상기 코어 보호 튜브의 내부에 설치되는 용량 결합 전극을 포함하여,Including a capacitive coupling electrode installed inside the core protection tube, 상기 플라즈마 방전실의 내부에는 상기 몸체와 상기 용량 결합 전극에 의한 용량 결합 플라즈마와 상기 변압기에 의한 유도 결합 플라즈마가 복합적으로 발생되는 것을 특징으로 하는 복합 플라즈마 소스.And a capacitively coupled plasma by the body, the capacitively coupled electrode, and an inductively coupled plasma by the transformer are generated in the plasma discharge chamber. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 몸체는 에디 전류의 감소를 위하여 전기적 불연속성을 형성하기 위한 절연 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 플라즈마 소스.Wherein the body comprises an insulating region for forming electrical discontinuity for reducing the eddy current. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 용량 결합 전극은 에디 전류의 감소를 위하여 전기적 불연속성을 형성하기 위한 절연 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 플라즈마 소스.And the capacitively coupled electrode comprises an insulating region for forming electrical discontinuity for reducing the eddy current. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 변압기의 일차 권선으로 유도 결합 플라즈마의 발생을 위한 전력을 공급하는 제1 전원 공급원; 및A first power supply for supplying power for generation of inductively coupled plasma to the primary winding of the transformer; And 상기 용량 결합 전극으로 용량 결합 플라즈마의 발생을 위한 전력을 공급하는 제2 전원 공급원을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 플라즈마 소스.And a second power source for supplying power for generation of a capacitively coupled plasma to the capacitively coupled electrode. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제1 전원 공급원의 출력단에 연결되는 제1 임피던스 정합기 및 제2 전원 공급원의 출력단에 연결되는 제2 임피던스 정합기를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 플라즈마 소스.And a second impedance matcher connected to the output terminal of the first power supply and a second impedance matcher connected to the output terminal of the second power supply. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 용량 결합 플라즈마의 발생과 상기 유도 결합 플라즈마의 발생을 위한 전력을 공급하는 공통 전원 공급원을 포함하고,A common power supply for supplying power for generation of the capacitively coupled plasma and generation of the inductively coupled plasma; 상기 공통 전원 공급원으로부터 출력되는 전력을 상기 용량 결합 전극과 상기 변압기의 일차 권선으로 분리 공급하는 전원 분배부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 플라즈마 소스.And a power distribution unit for separately supplying power output from the common power supply source to the capacitive coupling electrode and the primary winding of the transformer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 용량 결합 플라즈마의 발생과 상기 유도 결합 플라즈마의 발생을 위한 전력을 공급하는 공통 전원 공급원을 포함하고,A common power supply for supplying power for generation of the capacitively coupled plasma and generation of the inductively coupled plasma; 상기 용량 결합 전극과 상기 변압기의 일차 권선은 공통 전원 공급원에 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 복합 플라즈마 소스.The capacitive coupling electrode and the primary winding of the transformer are connected in series to a common power source. 제6항 또는 제7항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 6 to 7, 상기 공통 전원 공급원의 출력단에 연결되는 임피던스 정합기를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 플라즈마 소스.And an impedance matcher coupled to the output of the common power supply. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 코어 보호 튜브의 내측 또는 몸체의 내부에 설치되는 냉각수 공급 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 플라즈마 소스.And a cooling water supply channel installed inside or inside the body of the core protection tube. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마그네틱 코어의 중심부를 통해 구성된 냉각수 공급 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 플라즈마 소스.And a coolant supply channel configured through a central portion of the magnetic core. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 플라즈마 방전실로 가스를 주입하기 위한 가스 주입구와 플라즈마를 출력하는 가스 배기구를 포함하고,A gas inlet for injecting gas into the plasma discharge chamber and a gas exhaust port for outputting plasma; 상기 가스 배기구를 통해서 출력되는 플라즈마를 수용하며 내부에 기판 지지대를 갖는 프로세스 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 플라즈마 소스.And a process chamber receiving the plasma output through the gas exhaust port and having a substrate support therein. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 기판 지지대는 바이어스 전원에 연결되는 것을 특징으로 하는 복합 플라즈마 소스.And the substrate support is connected to a bias power source. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 플라즈마 방전실내에 위치되어 피처리 기판이 놓이는 기판 지지대를 포함하고, 기판 지지대는 바이어스 전원에 연결되는 것을 특징으로 하는 복합 플라즈마 소스.And a substrate support positioned in the plasma discharge chamber on which the substrate to be processed is placed, the substrate support being connected to a bias power source. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 용량 결합 전극을 상기 제2 전원 공급원과 접지 사이에서 스위칭하는 제1 스위치; 및 상기 플라즈마 방전실에 구비되는 기판 지지대를 바이어스 전원과 접지 사이에서 스위칭하는 제2 스위치를 포함하고, 상기 제1 및 제2 스위치는 서로 반대로 연동하는 것을 특징으로 하는 복합 플라즈마 소스.A first switch for switching the capacitively coupled electrode between the second power supply and ground; And a second switch for switching a substrate support provided in the plasma discharge chamber between a bias power source and a ground, wherein the first and second switches interlock with each other in opposite directions. 가스가 주입될 플라즈마 방전실을 형성하고, 전도성 금속을 포함하는 몸체를 제공하는 단계;Forming a plasma discharge chamber into which gas is to be injected, and providing a body comprising a conductive metal; 상기 플라즈마 방전실에 결합되는 마그네틱 코어와 일차 권선을 갖는 변압기를 제공하는 단계;Providing a transformer having a primary core and a magnetic core coupled to the plasma discharge chamber; 상기 마그네틱 코어에서 상기 플라즈마 방전실의 내부에 위치하는 일부분을 감싸며, 유전체 물질로 구성되는 코어 보호 튜브를 제공하는 단계;Providing a core protection tube surrounding a portion of the magnetic core positioned inside the plasma discharge chamber and formed of a dielectric material; 상기 코어 보호 튜브의 내부에 설치되는 용량 결합 전극을 제공하는 단계; 및Providing a capacitive coupling electrode installed inside the core protection tube; And 상기 용량 결합 전극의 구동에 의한 용량 결합 플라즈마와 상기 변압기의 구동에 의한 유도 결합 플라즈마가 상기 플라즈마 방전실의 내부에 복합적으로 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 플라즈마 소스를 이용한 가스 분리 방법.And generating a capacitively coupled plasma by driving the capacitively coupled electrode and an inductively coupled plasma by driving the transformer in the interior of the plasma discharge chamber. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 용량 결합 전극의 구동은 상기 변압기의 구동에 앞서서 먼저 구동되어 초기 이온화 단계를 제공하는 것을 특징으로 하는 복합 플라즈마 소스를 이용한 가스 분리 방법.The drive of the capacitively coupled electrode is driven prior to the drive of the transformer to provide an initial ionization step. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 가스는 불활성 가스, 반응 가스, 불활성 가스와 반응 가스의 혼합 가스를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 복합 플라즈마 소스를 이용한 가스 분리 방법.Wherein said gas is selected from the group comprising an inert gas, a reactive gas, and a mixed gas of an inert gas and a reactive gas. 플라즈마 방전실을 형성하고, 전도성 금속을 포함하고 접지된 몸체;A body that forms a plasma discharge chamber and includes a conductive metal and is grounded; 상기 플라즈마 방전실에 결합되는 마그네틱 코어와 일차 권선을 갖는 변압기; 및A transformer having a magnetic core and a primary winding coupled to the plasma discharge chamber; And 상기 마그네틱 코어에서 상기 플라즈마 방전실의 내부에 위치하는 일부분을 감싸며, 유전체 물질로 구성되는 코어 보호 튜브를 포함하고,A core protection tube surrounding a portion of the magnetic core positioned inside the plasma discharge chamber and formed of a dielectric material; 상기 일차 권선은 상기 코어 보호 튜브의 내측에 설치되어The primary winding is installed inside the core protection tube 상기 변압기의 구동에 의해 상기 플라즈마 방전실의 내부에는 상기 몸체와 일차권선의 전기적 용량 결합에 의한 용량 결합 플라즈마와 상기 변압기에 의한 유도 결합 플라즈마가 복합적으로 발생되는 것을 특징으로 하는 복합 플라즈마 소스.And a capacitively coupled plasma generated by the capacitive coupling of the body and the primary winding and the inductively coupled plasma generated by the transformer are generated in the plasma discharge chamber by the driving of the transformer. 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 일차 권선은 단권 코일로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 플라즈마 소스.Wherein said primary winding is comprised of a single winding coil. 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 코어 보호 튜브의 내측 또는 몸체의 내부에 설치되는 냉각수 공급 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 플라즈마 소스.And a cooling water supply channel installed inside or inside the body of the core protection tube. 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 플라즈마 방전실로 가스를 주입하기 위한 가스 주입구와 플라즈마를 출력하는 가스 배기구를 포함하고,A gas inlet for injecting gas into the plasma discharge chamber and a gas exhaust port for outputting plasma; 상기 가스 배기구를 통해서 출력되는 플라즈마를 수용하며 내부에 기판 지지대를 갖는 프로세스 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 플라즈마 소스.And a process chamber receiving the plasma output through the gas exhaust port and having a substrate support therein. 제22항에 있어서,The method of claim 22, 상기 기판 지지대는 바이어스 전원에 연결되는 것을 특징으로 하는 복합 플라즈마 소스.And the substrate support is connected to a bias power source.
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