KR101106478B1 - 플라즈마 발생용 전극 - Google Patents

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Abstract

균질의 막을 생성하기 위한 플라즈마 발생용 전극이 개시된다. 이러한 플라즈마 발생용 전극은 전극부, 가스 저장부 및 가스 공급부를 포함한다. 상기 전극부는 내부를 통해서 가스가 흐르도록 형성되며 하부에 다수의 가스 분사홀이 형성된다. 상기 가스 저장부는 상기 전극부 단부에 연결되어, 다수의 상기 전극부에 가스를 공급한다. 상기 가스 공급부는 상기 가스 저장부에 가스를 공급한다. 이때, 상기 가스 공급부와 가스 저장부 사이 및 상기 전극부와 상기 가스 저장부 사이 중 적어도 하나는, 내부가 모래시계 형상의 연결부를 통해서 연결된다.

Description

플라즈마 발생용 전극{Electrode for Plasma Generation}
본 발명은 플라즈마 발생용 전극에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 대면적에 적용가능한 플라즈마 발생용 전극에 관한 것이다.
일반적으로, 집적회로장치, 액정표시장치, 태양전지 등과 같은 장치를 제조하기 위한 반도체 제조 공정 중에서, 피처리 기판 상에 박막을 형성하는 공정은 플라즈마 강화 화학기상증착(Plasma Enhanced Camical Vapor Deposition : PECVD) 장치를 통해 진행된다.
PECVD 장치는 챔버의 내부 공간에 형성되어 피처리 기판을 지지 및 가열하기 위한 기판 지지부, 기판 지지부의 상부에 형성되어 피처리 기판을 향해 공정 가스를 분사하는 가스 공급부, 가스를 배출하는 가스 배출부 및 플라즈마 발생용 전극을 포함한다.
한편, 종래에는 플라즈마를 이용하여 기판 위에 필요한 재질의 막을 형성하기 위해 대면적 평판 전극을 사용하였다. 대면적 평판 전극을 사용하는 경우 고밀도 플라즈마를 발생시키기 위하여 주파수를 증가시키는데, 이때 주파수가 증가함에 따라 전극에서 급격한 전력 손실이 있다. 이를 개선하기 위해서, 사다리 형상의 전극이 개발되었다.
샤워헤드에서 분사되는 가스는 RF파워가 인가되는 사다리 형상의 전극을 통과하며 플라즈마가 되어 기판에 막질을 형성한다. 그러나, 증착속도를 향상시키기 위해서 사다리 형상의 전극에 VHF파워를 인가하는 경우는, 사다리 형상의 전극이 샤워헤드에서 분사되는 가스에 대해서, 새도우 마스크(shadow mask)역할을 하게 되어, 사다리 형상의 전극 하부에는 증착이 거의 이루어 지지 않는 문제점이 있었다.
이를 개선하기 위해서, 사다리 형상의 전극을 통해서 가스를 분사하는 방법이 개발하였으나, 사다리 형상의 전극을 통해서 분사되는 가스가 균일하지 않은 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 고속증착시 균일도를 향상시킬 수 있는 플라즈마 발생용 전극을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 특징에 따른 플라즈마 발생용 전극은, 전극부, 가스 저장부 및 가스 공급부를 포함한다. 상기 전극부는 내부를 통해서 가스가 흐르도록 형성되며 하부에 다수의 가스 분사홀이 형성된다. 상기 가스 저장부는 상기 전극부 단부에 연결되어, 다수의 상기 전극부에 가스를 공급한다. 상기 가스 공급부는 상기 가스 저장부에 가스를 공급한다. 이때, 상기 가스 공급부와 가스 저장부 사이 및 상기 전극부와 상기 가스 저장부 사이 중 적어도 하나는, 그 내부가, 입구로부터 그 지름이 감소되기 시작하여, 병목지점에 이르러 최소가 되고, 다시 출구를 향해서 그 지름이 증가되기 시작하는 모래시계 형상의 연결부를 통해서 연결된다.
예컨대, 상기 전극부는, 서로 나란히 배치되고, 하부에 다수의 가스 분사홀을 포함하는 파이프 형상의 다수의 선형 전극 부재를 포함한다.
한편, 상기 가스 공급부는, 상기 가스 저장부의 다수의 급전부에 연결되고, 외부의 전기적 파워가 인가되는 가스 유입구로부터 상기 다수의 급전부에 이르는 길이가 모두 동일하도록 연결된 파이프 구조체 전극으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 다수의 급전부의 수는 2n(n은 2이상의 자연수)이고, 상기 파이프 구조체 전극은, 상기 다수의 급전부들 중 2개를 연결하기 위한 2n-1개의 제1 파이프들, 및 상기 제1 파이프들을 연결하는 복수의 제2 파이프들을 포함하며, 상기 제1 파이프들은 서로 이웃하지 않는 급전부들을 연결할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 플라즈마 발생용 전극에 따르면, 상기 가스 공급부와 가스 저장부 사이 및 상기 전극부와 상기 가스 저장부 사이 중 적어도 하나는 모래시계 형상의 연결부를 통해서 연결되므로, 상기 전극부를 통해 균일하게 가스를 공급할 수 있다.
또한, 가스 공급부는, 상기 가스 저장부의 다수의 급전부에 연결되고, 외부의 전기적 파워가 인가되는 가스 유입구로부터 상기 다수의 급전부에 이르는 길이가 모두 동일하도록 연결된 파이프 구조체 전극으로 형성함으로써, 급전부들에 대한 전기적 조건을 변화시킴이 없이 상기 가스 저장부에 가스를 공급할 수 있다.
또한, 다수의 급전부의 수는 2n이고, 상기 파이프 구조체 전극은, 상기 다수의 급전부들 중 2개를 연결하기 위한 2n-1개의 제1 파이프들은 서로 이웃하지 않는 급전부들을 연결함으로써, 가스 유입구로부터 다수의 급전부에 이르는 전기적 길이의 동일성을 유지함과 동시에 중심부를 기준으로 하는 양측 에지부의 대칭성을 파괴하여 중심부와 에지부에 고르게 증착막을 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 플라즈마 발생용 전극의 일부를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 연결부를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 연결부의 입구단으로부터 병목부에 이르는 지점까지의 압력(P) 및 가스의 유속(V)을 도시한 그래프이다.
도 4는 도 2의 연결부의 출구단 압력(Pback)에 대한 입구단 압력(Pinlet)의 비에 대한 출구단에서 유출되는 가스의 유량에 대한 관계를 도시한 그래프이다.
도 5는 도 2의 연결부의 입구단으로부터 출구단에 이르는 지점까지 가스의 속도와 각 지점의 압력을 관계를 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 의한 플라즈마 발생용 전극을 도시하는 사시도이다.
도 7은 도 6에서 도시된 가스 저장부 및 파이프 구조체 전극을 도시하는 사시도이다.
도 8은 도 7의 A부분을 확대한 사시도이다.
도 9는 도 6에서 도시된 플라즈마 발생용 전극의 일부를 도시하는 부분절개 사시도이다.
도 10은 도 6에 의해 생성된 플라즈마에 대한 시뮬레이션 결과를 보여주는 사진이다.
도 11은 비교예에 의한 플라즈마 발생용 전극 및 이에 의해 생성된 플라즈마에 대한 시뮬레이션 결과를 보여주는 사진이다.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 하기의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 보다 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 기술적 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공된다. 도면들에 있어서, 각 장치 또는 막(층) 및 영역들의 두께는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 과장되게 도시되었으며, 또한 각 장치는 본 명세서에서 설명되지 아니한 다양한 부가 장치들을 구비할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 플라즈마 발생용 전극의 일부를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 연결부를 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 플라즈마 발생용 전극(100)은 전극부(110), 가스 저장부(130) 및 가스 공급부(120)를 포함한다.
상기 전극부(110)는 내부를 통해서 가스가 흐르도록 형성되며 하부에 다수의 가스 분사홀(도시안됨)이 형성된다. 상기 전극부(110)는, 직선형으로 서로 나란히 배치되고, 다수의 가스 분사홀(도시안됨)을 포함하는 파이프 형상의 다수의 선형 전극 부재(111)를 포함할 수 있다. 이러한 다수의 선형 전극 부재(111)의 단면은 원형, 다각형 등 임의의 형상을 갖도록 형성할 수 있다.
또한, 상기 다수의 선형 전극 부재(111)들은 서로 동일한 간격으로 배치될 수 있으며, 이와 다르게 서로 상이한 간격으로 배치될 수도 있다. 서로 상이한 간격으로 배치되는 경우에는, 중심에 배치된 선형 전극 부재(111)를 중심으로 양 측부 방향으로 대칭적인 간격으로 배치되는 것이 바람직하다. 이렇게 서로 미세하게 상이한 간격으로 배치시키는 경우, 중앙부에 배치된 선형 전극 부재(111)들과 단부측에 배치된 선형 전극 부재(111)들에서, 선형 전극 부재(111)들 상호간의 캐패시턴스 및 인덕턴스 차이에 의한 플라즈마 불균일 성을 감소시켜 생성되는 증착막의 균일성을 향상시킬 수 있다.
한편 이와 다르게, 전극부(110)는 하부를 향해서 휘도록 형성된 아치형상의 선형 전극 부재로 형성될 수도 있다. 이와 같이 아치형상의 선형 전극 부재로 형성하는 경우, 기판 중심부에서 거리의 증가를 가져옴과 동시에 기판 가장자리에서는 적정 거리를 유지하여 차폐 전기장(sheath E-field)에 의한 제한(confinement)을 약화시키지 않아, 기판 중심부로 전자의 이용을 용이하게 하고, 기판 가장자리에서 중심부로 공정부피를 점진적으로 증가시켜 플라즈마의 확산을 촉진한다. 따라서, 전체적으로 균일한 플라즈마 분포를 구현할 수 있으며 증착 균일도를 향상시킬 수 있다.
또는 이와 다르게, 상기 전극부(110)는 상기 전성 전극 부재(111)가 서로 수직한 방향으로 교차되는 메쉬(mesh) 타입으로 형성될 수도 있다.
상기 가스 저장부(130)는 상기 전극부(110) 단부에 연결되어, 상기 전극부(110)에 가스를 공급한다. 예컨대, 상기 가스 저장부(130)는 사각 형상의 파이프 형상, 즉 단면이 ㅁ 형상을 갖는 선형부재의 일면에 다수의 선형 전극 부재(111)를 부착하여 형성할 수 있으며, 이와 다르게 단면이 ㄷ 형상의 선형 부재와 전극부(110)의 다수의 선형 전극 부재(111)의 단부가 부착된 플레이트를 결합시켜 형성될 수 있다.
상기 가스 공급부(120)는 상기 가스 저장부(130)에 가스를 공급한다. 가스 공급부(120)의 가스 유입구(121)를 통해서 공급된 가스는 가스 저장부(130)에 저장되어 상기 가스 저장부(130)와 연결된 전극부(110)의 선형 전극 부재(111) 하부에 형성된 가스 분사홀(도시안됨)을 통해서 공급된다. 또한, 가스 공급부(120)를 통해서 고주파 전원, 예컨대 VHF파워가 인가되며, 이러한 VHF파워는 선형 전극 부재(111)에 인가되어, 가스 분사홀(도시안됨)을 통해서 분사되는 가스를 이용하여 플라즈마를 생성한다.
따라서, VHF 파워를 인가하여 증착속도를 향상시킴과 동시에, 사다리 형상의 전극 하부에 플라즈마를 생성시킴으로써, 사다리 전극 하부에도 증착막을 형성시킬 수 있다.
또한, 상기 가스 공급부(120)와 가스 저장부(130) 사이 및 상기 전극부(110)와 상기 가스 저장부(130) 사이 중 적어도 하나는, 내부가 모래시계 형상의 연결부(140)를 통해서 연결된다.
예컨대, 상기 연결부(140)는 제1 연결부(140b) 및 제2 연결부(140a)를 포함하며, 상기 가스 공급부(120)와 상기 가스 저장부(130)는 상기 제1 연결부(140b)를 통해서 연결되며, 상기 전극부(110)와 상기 가스 저장부(130)는 상기 제2 연결부(140a)를 통해서 연결된다.
한편, 상기 제1 연결부(140b) 및 제2 연결부(140a)의 내부는 도 2에서 도시된 바와 같이, 모래시계 형상을 갖는다. 구체적으로 상기 제1 연결부(140b) 및 제2 연결부(140a)의 입구로부터 그 지름이 감소되기 시작하여, 병목지점에 이르러 최소가 되고, 다시 출구를 향해서 그 지름이 증가되기 시작한다.
이하, 도 3, 4 및 5를 참조로, 모래시계 형상을 갖는 상기 연결부(140)의 기능을 구체적으로 설명한다.
도 3은 도 2의 연결부의 입구단으로부터 병목부에 이르는 지점까지의 압력(P) 및 가스의 유속(V)을 도시한 그래프이고, 도 4는 도 2의 연결부의 출구단 압력(Pback)에 대한 입구단 압력(Pinlet)의 비에 대한 출구단에서 유출되는 가스의 유량에 대한 관계를 도시한 그래프이며, 도 5는 도 2의 연결부의 입구단으로부터 출구단에 이르는 지점까지 가스의 속도와 각 지점의 압력을 관계를 도시한 그래프이다.
도 3에서 도시된 바와 같이, 가스가 도 2에서 도시된, 모래시계 형상의 연결부(140)를 통과하는 경우, 연결부(140)의 입구로부터 병목부에 이르기까지 지름이 감소하므로, 동일한 부피의 가스가 통과하기 위해서는 병목부에 이르기까지 유속(V)이 증가한다. 따라서, 베르누이의 원리에 따라 유속이 증가하면 압력(P)이 낮아지게 된다.
한편, 연결부(140)를 통과하는 가스의 유량은 입구단과 출구단의 압력차(dP=Pinlet - Pback)가 커지면 증가하므로, 출구단 압력(Pback)을 감소시키면, 압력차(dP)가 커지게 되어 가스의 유량이 증가하게 된다. 그러나, 도 3에서 도시된 바와 같이, 가스의 유량이 증가하다가 병목부에서의 유속이 음속(마하(Mach) 1)에 도달하게 되면, 도 4에서 도시된 바와 같이, 쵸크 플로우(chocked flow)현상이 발생되어, 출구단 압력(Pback)이 충분히 낮아져도 유량이 더 이상 증가되지 않고 일정하게 유지된다. 환언하면, 출구단에서 압력변화와는 무관하게 일정한 유량을 공급할 수 있다.
따라서, 가스 공급부(120)와 가스 저장부(130)를 연결하는 모래시계 형상의 제1 연결부(140b)는 가스 저장부(130)의 압력변화와 무관하게 가스 공급부(120)의 가스 유입구(121)를 통해서 유량이 일정하도록 가스가 공급될 수 있다.
한편, 도 5에서 도시된 바와 같이, 가스가 병목부를 통과한 후, 출구단에 이르기까지 더 가속되어 초음속(마하 1이상)이 되면, 충격파(shock wave)를 발생시키게 되며, 이러한 충격파는 난류 유동의 원인이 된다. 이러한 난류의 형태는 병목부로부터 출구단에 이르기까지의 연결부(140)의 형상 및 출구단 압력(Pback)에 의해 결정된다.
따라서, 가스 공급부(120)와 전극부(110) 사이에 가스 저장부(130)를 배치하고, 이들을 내부가 모래시계 형상의 연결부(140)를 통해서 연결함으로써 가스 공급부(120)의 급격한 압력 변화에 대한 완충역할을 하게 된다. 또한, 복수의 선형 전극 부재(111)가 가스 저장부(130)에 연결되어도 각각의 선형 전극 부재(111)에 동일한 가스 압력을 유지할 수 있다.
또한, 가스 저장부(130)와 선형 전극 부재(111)를 제2 연결부(140a)로 연결하여, 상기 선형 전극 부재(111) 내부를 균일한 압력으로 유지함으로써, 선형 전극 부재(111)에 형성된 가스 분사홀을 통해 분사되는 가스는, 각각의 가스 분사홀로부터 가스 저장부(130)와의 거리와 무관하게, 균일하게 분사될 수 있다.
도 6은 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 의한 플라즈마 발생용 전극을 도시하는 사시도이다. 도 7은 도 6에서 도시된 가스 저장부 및 파이프 구조체 전극을 도시하는 사시도이고, 도 8은 도 7의 A부분을 확대한 사시도이며, 도 9는 도 6에서 도시된 플라즈마 발생용 전극의 일부를 도시하는 부분절개 사시도이다. 도 6 내지 도 9에서 도시된 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 의한 플라즈마 발생용 전극은 도 1 내지 2에서 도시된 플라즈마 발생용 전극과 가스 공급부의 구조를 제외하면 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일 또는 유사한 구성요소는 동일한 참조부호를 병기하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 6 내지 9를 참조하면, 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 의한 플라즈마 발생용 전극(200)은 전극부(110), 가스 저장부(130) 및 파이프 구조체 전극(220)으로 형성된 가스 공급부(120)를 포함한다.
상기 파이프 구조체 전극(220)은 상기 가스 저장부(130)의 다수의 급전부(131)에 연결되고, 외부의 전기적 파워가 인가되는 가스 유입구(121)로부터 상기 다수의 급전부(131)에 이르는 길이가 모두 동일하도록 연결된다.
하나의 가스 유입구(121)로부터 다수의 급전부(131)에 이르는 길이가 모두 동일한 조건을 만족시키기 위해서, 급전부(131)의 수는 2n(n은 2이상의 자연수)개로 형성한다. 왜냐하면, 계속적으로 두 부분으로 나누는 과정을 반복하였을 때, 홀수가 되면 급전부들에 이르는 길이가 동일해 지는 조건을 충족할 수 없게 되기 때문이다. 한편, 위에서 n이 1인 경우에도 하나의 가스 유입구(121)로부터 다수의 급전부(131)에 이르는 길이가 모두 동일하도록 설계할 수 있으나, 후술할 중앙에 배치된 선형 전극 부재(111)를 기준으로 좌우측에 형성되는 대칭성을 파괴하기 위해서 n은 2이상인 것이 바람직하다.
예컨대, 급전부(131)의 수가 도시된 바와 같이, 8개인 경우에 대해 설명한다.
상기 파이프 구조체 전극(220)은 제1 파이프들(121a, 121b, 121c, 121d) 및 제2 파이프들(122a, 122b)을 포함한다. 상기 제1 파이프들(121a, 121b, 121c, 121d)은 8개의 급전부(131)들 중에서 2개씩을 각각 연결하며, 상기 제2 파이프들(122a, 122b)은 상기 제1 파이프들(121a, 121b, 121c, 121d) 중에서 2개씩을 서로 연결한다. 한편, 상기 파이프 구조체 전극(220)은 두 개의 제2 파이프들(122a, 122b)을 서로 연결하기 위해서 제3 파이프(123a)를 추가적으로 포함한다. 예컨대, 급전부들의 수가 2n개일 경우, 상기 파이프 구조체 전극(220)은 급전부들 중에서 2개를 연결하는 제1 파이프들, 제1 파이프들 중, 두 개를 연결하는 제2 파이프들, 제2 파이프들 중에서 2개를 연결하는 제3 파이프들, ... 제 n-1 파이프들 2개를 연결하는 제n 파이프를 포함한다. 또한, 중앙에 배치된 선형 전극 부재(111)를 기준으로 좌우측에 형성되는 대칭성을 파괴하기 위해서, 상기 제1 파이프들(121a, 121b, 121c, 121d)은 서로 이웃하지 않는 급전부(131)들을 연결하는 것이 바람직하다. 이러한 이유는 도 10과 도 11을 참조하여, 상세히 설명한다.
도 10은 도 6에 의해 생성된 플라즈마에 대한 시뮬레이션 결과를 보여주는 사진이고, 도 11은 비교예에 의한 플라즈마 발생용 전극 및 이에 의해 생성된 플라즈마에 대한 시뮬레이션 결과를 보여주는 사진이다.
도 10에서 도시된 파이프 구조체 전극(220)의 제1 파이프들은 서로 이웃하지 않는 급전부들을 연결하고 있으나, 도 11에서 도시된 파이프 구조체 전극의 제1 파이프들은 서로 이웃하는 급전부들을 연결하여, 도 11에서 도시된 파이프 구조체 전극의 제1, 제2, 제3 파이프들은 마치 토너먼트 다이어그램처럼 형성되어 있음을 볼 수 있다.
도 11에서 형성되는 플라즈마는 중앙에 배치된 선형 전극 부재(111)를 기준으로 좌우측에 대칭적으로 플라즈마가 발생된다. 보다 상세히, 센터에 배치된 선형 전극 부재(111)와 에지에 배치된 선형 전극 부재(111)에 의해 생성되는 플라즈마 밀도차가 매우 심함을 볼 수 있다.
이에 반하여, 도 10에서 도시된 바와 같이, 제1 파이프들이 서로 이웃하지 않는 급전부들을 연결하면, 이러한 대칭성이 파괴되어 상대적으로 균일한 플라즈마를 생성할 수 있다.
한편, 16개의 급전부의 경우, 제1 파이프들이 8개 형성되므로, 제2 파이프들은 이웃하는 제1 파이프들을 연결하지 않고, 서로 이웃하지 않는 제1 파이프들을 연결하는 것이 보다 바람직하다.
다시 도 6 및 7을 참조하면, 이웃하지 않는 급전부(131)들을 연결하기 위해서는, 파이프 구조체 전극(220)의 파이프들을 2차원 평면상에 배치하는 불가능하므로, 3차원 공간상에 배치하여야 하는데, 이때, 가스 저장부를 한 축으로 하는 3차원을 구성하는 각 축방향으로 볼 때 대칭적이 되도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, VHF파워가 인가되는 가스 유입구(121)로부터 상기 다수의 급전부(131)에 이르는 길이가 모두 동일하도록 연결하기 위해서, 제2 파이프들(122a, 122b)은 상기 제1 파이프들(121a, 121b, 121c, 121d) 중에서 2개를 연결할 때, 제1 파이프들(121a, 121b, 121c, 121d)의 중앙부를 연결하여야 하며, 마찬가지로, 제3 파이프(123a)는 제2 파이프들(122a, 122b)의 중앙부를 연결하여야 한다.
한편, 가스 유입구(121)는 도전 유입구(121a) 및 비도전 유입구(121b)를 포함하며, 비도전 유입구(121b)를 통해서 외부의 가스 공급 파이프(도시안됨)를 연결하며, 도전 유입구(121a)에 VHF파워 제네레이터(도시안됨)를 연결하여 VHF파워가 외부의 가스 공급 파이프(도시안됨)로 전송되는 것을 차단한다. 한편, 제1 연결부(140b)를 금속 재질로 형성하는 경우, 도전 유입구(121a)를 형성하지 않고, 비도전 유입구(121b)와 제1 연결부(140b)를 직접 연결하고, 제1 연결부(140b)에 직접 VHF파워를 인가할 수도 있다.
또한, 상기 플라즈마 발생용 전극(200)은 가스 저장부(130)과 전기적으로 연결되는 지점인 복수의 급전부(131)에서 외부의 신호가 입력되는 전력 수신점인 도전 유입구(121a)에 이르는 경로상에서 급전부(131)에 가까울수록 어드미턴스가 감소하도록 형성할 수 있다. 이 경우, 전력 수신점에서의 반사파 발생을 억제하여 정상파의 발생을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 전력의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
본 실시예에 의하면, 외부의 전기적 파워가 인가되는 가스 유입구(121)로부터 상기 다수의 급전부(131)에 이르는 길이가 모두 동일하도록 연결되어, 급전부(131)들에 대한 전기적 조건을 변화시킴이 없이 상기 가스 저장부(130)에 가스를 공급할 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 전기적 파워가 인가되는 전극을 앞서 설명한 파이프 구조체 전극(220)과 동일하게 형성하고, 가스 저장부(130)에 별도의 파이프를 연결하여 가스를 공급하는 경우, 급전부(131)에 대한 전기적 조건이 변화되지만, 본 실시예에서와 같이, 파이프 구조체 전극(220)을 통해서 가스를 공급하는 경우, 급전부(131)에 대한 전기적 조건을 변화시킴이 없이, 가스 저장부(130)에 가스를 공급할 수 있다.
한편, 이러한 플라즈마 발생용 전극(200)을 플라즈마 생성장치에 장착하여 사용시, 플라즈마 발생용 전극(200)의 양측의 파이프 구조체 전극(220)에 각각 동일한 주파수의 신호가 인가될 수 있으며, 이와 다르게 상이한 주파수의 신호가 인가될 수 있다. 서로 상이한 주파수가 인가되는 경우, 일측의 파이프 구조체 전극(220)를 통해서 인가되어 타측의 파이프 구조체 전극(220)으로 진행하는 진행파와 타측의 파이프 구조체 전극(220)를 통해서 인가되어 일측의 파이프 구조체 전극(220)으로 진행하는 진행파와의 합성으로 생성될 수 있는 정상파(standing wave)를 억제하여, 플라즈마의 균일성을 향상시킬 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 200: 플라즈마 발생용 전극 110: 전극부
111: 선형 전극 부재 120: 전극부
220: 파이프 구조체 전극 121: 가스 유입구
130: 가스 저장부 131: 급전부
140: 연결부 140a: 제1 연결부
140b: 제2 연결부

Claims (4)

  1. 내부를 통해서 가스가 흐르도록 형성되며 하부에 다수의 가스 분사홀이 형성된 전극부;
    상기 전극부 단부에 연결되어, 다수의 상기 전극부에 가스를 공급하는 가스 저장부; 및
    상기 가스 저장부에 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함하고,
    상기 가스 공급부와 가스 저장부 사이 및 상기 전극부와 상기 가스 저장부 사이 중 적어도 하나는, 그 내부가, 입구로부터 그 지름이 감소되기 시작하여, 병목지점에 이르러 최소가 되고, 다시 출구를 향해서 그 지름이 증가되기 시작하는 모래시계 형상의 연결부를 통해서 연결된 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생용 전극.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전극부는,
    서로 나란히 배치되고, 하부에 다수의 가스 분사홀을 포함하는 파이프 형상의 다수의 선형 전극 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생용 전극.
  3. 제1항에 있어서, 상기 가스 공급부는,
    상기 가스 저장부의 다수의 급전부에 연결되고, 외부의 전기적 파워가 인가되는 가스 유입구로부터 상기 다수의 급전부에 이르는 길이가 모두 동일하도록 연결된 파이프 구조체 전극으로 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생용 전극.
  4. 제3항에 있어서, 상기 다수의 급전부의 수는 2n(n은 2이상의 자연수)이고,
    상기 파이프 구조체 전극은, 상기 다수의 급전부들 중 2개를 연결하기 위한 2n-1개의 제1 파이프들, 및 상기 제1 파이프들을 연결하는 복수의 제2 파이프들을 포함하고,
    상기 제1 파이프들은 서로 이웃하지 않는 급전부들을 연결하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생용 전극.
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