KR101119471B1 - Power feeding device for multi divided electrode set - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치에 관한 것이다. 본 발명의 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치는 하나의 입력 전류를 복수 개의 채널로 분배하는 전류 분배 회로에 있어서, 상기 전류 분배 회로는 전류의 상호 균형을 조절하여 분배하는 전류 균형 회로를 포함하고, 상기 전류 균형 회로는 임피던스 전환 회로를 포함한다. 본 발명의 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치에 의하면, 임피던스 전환기를 사용하여 전류 분배 회로를 통해 다중 분할 전극 세트로 분배된 전류의 낮아진 임피던스 값을 보상함으로써 전류 분배 회로의 입력과 출력단에서의 임피던스 값이 균형을 이루게 한다. 또한 임피던스 값이 보상됨으로써 플라즈마 챔버 내부에 균일한 플라즈마 방전을 유도할 수 있다. 또한, 동축 케이블을 사용하여 전원 공급원으로부터 고주파 전력이 급전되는 과정에서 공중으로 방사되는 것을 차폐하여 방사 손실이 발생되는 것을 최소화한다. 더불어 전류 균형 분배 회로에 의해 분배된 전류가 상호 균형을 이룰 수 있도록 함으로써 플라즈마 챔버 내부에 보다 균일한 플라즈마 방전이 이루어진다.The present invention relates to a power feeding device for a multi-division electrode set. A power feeding device for a multi-division electrode set of the present invention is a current distribution circuit for distributing one input current into a plurality of channels, wherein the current distribution circuit includes a current balance circuit for controlling and distributing mutual balance of currents, The current balancing circuit includes an impedance switching circuit. According to the feeding device for the multi-division electrode set of the present invention, the impedance value at the input and output terminals of the current-distribution circuit is compensated for by using an impedance converter to compensate for the lowered impedance value of the current distributed to the multi-division electrode set through the current distribution circuit. This balance is achieved. In addition, since the impedance value is compensated, a uniform plasma discharge may be induced in the plasma chamber. In addition, a coaxial cable is used to shield radiation emitted into the air during high frequency power supply from a power supply source, thereby minimizing radiation loss. In addition, a more uniform plasma discharge is generated inside the plasma chamber by allowing the currents distributed by the current balance distribution circuit to be balanced.

Figure R1020100051482
Figure R1020100051482

Description

다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치{POWER FEEDING DEVICE FOR MULTI DIVIDED ELECTRODE SET}Power feeding device for multiple split electrode sets {POWER FEEDING DEVICE FOR MULTI DIVIDED ELECTRODE SET}

본 발명은 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 균일한 플라즈마 발생과 전력 손실을 저감할 수 있는 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power feeding device for a multi-division electrode set, and more particularly, to a power feeding device for a multi-division electrode set capable of reducing uniform plasma generation and power loss.

플라즈마는 여러 산업 분야에 널리 사용되고 있다. 반도체 산업 분야의 경우 플라즈마를 이용한 피처리 기판의 처리 공정들 예를 들어, 증착, 식각, 세정 등에 사용되고 있다.Plasma is widely used in many industries. The semiconductor industry is used to process substrates to be processed using plasma, for example, deposition, etching and cleaning.

플라즈마를 발생하기 위한 플라즈마 소스는 여러 가지가 있는데 무선 주파수(radio frequency)를 사용한 용량 결합 플라즈마(capacitive coupled plasma)와 유도 결합 플라즈마(inductive coupled plasma)가 그 대표적인 예이다. 이러한 용량 결합 플라즈마와 유도 결합 플라즈마는 전원 공급원으로부터 임피던스 정합기를 통해 용량 결합 전극과 안테나로 고주파 전력을 제공하여 생성된다. There are a number of plasma sources for generating plasma, and the representative examples are capacitive coupled plasma and inductive coupled plasma using radio frequency. Such capacitively coupled plasmas and inductively coupled plasmas are generated by providing high frequency power from a power source to a capacitively coupled electrode and an antenna via an impedance matcher.

최근 반도체 제조 산업에서는 반도체 소자의 초미세화, 반도체 회로를 제조하기 위한 실리콘 웨이퍼 기판이나 유리 기판 또는 플라스틱 기판과 같은 피처리 기판의 대형화 그리고 새로운 처리 대상 물질이 개발되고 있는 등과 같은 여러 요인으로 인하여 더욱 향상된 플라즈마 처리 기술이 요구되고 있다. 특히, 대면적의 피처리 기판에 대한 우수한 처리 능력을 갖는 향상된 플라즈마 소스 및 플라즈마 처리 기술이 요구되고 있다. 즉, 대형화되는 피처리 기판을 균일하게 처리하기 위하여 대면적의 플라즈마를 균일하게 생성하는 것이 요구된다. In recent years, the semiconductor manufacturing industry has been further improved due to various factors such as ultra miniaturization of semiconductor devices, the enlargement of silicon wafer substrates, substrates to be processed such as glass or plastic substrates for manufacturing semiconductor circuits, and the development of new materials to be processed. Plasma treatment technology is required. In particular, there is a need for improved plasma sources and plasma processing techniques that have good processing capabilities for large area substrates. That is, in order to uniformly process the large sized to-be-processed substrate, it is required to generate | generate a large area plasma uniformly.

이러한 요구를 충족시키는 한 방법으로 용량 결합 전극과 안테나에 전류를 균형적으로 공급하기 위한 전류 분배 회로를 구성할 수 있다. 전류 분배 회로는 하나의 입력 전류를 다수 개의 채널로 분배하고, 각 채널은 용량 결합 전극 또는 안테나가 연결되기 때문에 용량 결합 전극 또는 안테나로 전류가 분배되면서 균일한 플라즈마가 발생된다.One way to meet this need is to configure a current distribution circuit for balanced supply of current to the capacitively coupled electrode and antenna. The current distribution circuit distributes one input current to a plurality of channels, and since each channel is connected to the capacitively coupled electrode or the antenna, a uniform plasma is generated while the current is distributed to the capacitively coupled electrode or the antenna.

그러나 전류 분배 회로로 입력된 전류는 전류 분배 회로를 통해 분배되면서 임피던스 값이 낮아지게 된다. 즉, 전류 분배 회로의 입력단에서의 임피던스 값과 출력단에서의 임피던스 값이 동일하지 않게 된다. 그러므로 임피던스 값의 불균형으로 인하여 대면적의 플라즈마를 균일하게 생성하기 어렵게 된다. However, the current input into the current divider circuit is distributed through the current divider circuit and the impedance value is lowered. That is, the impedance value at the input terminal of the current distribution circuit and the impedance value at the output terminal are not equal. Therefore, due to the imbalance of the impedance value, it is difficult to uniformly generate a large area of plasma.

본 발명의 목적은 대면적의 균일한 플라즈마를 생성하기 위한 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a power feeding device for a multi-division electrode set for producing a large area of uniform plasma.

본 발명의 다른 목적은 임피던스 전환 회로를 통해 전류 균형 분배 회로의 입력과 출력시의 임피던스 값 차이를 보상하여 플라즈마를 균일하게 할 수 있는 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치를 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a power supply device for a multi-division electrode set capable of making plasma uniform by compensating the difference in impedance values at the input and output of the current balance distribution circuit through an impedance switching circuit.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치에 관한 것이다. 본 발명의 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치는 하나의 입력 전류를 복수 개의 채널로 분배하는 전류 분배 회로에 있어서, 상기 전류 분배 회로는 전류의 상호 균형을 조절하여 분배하는 전류 균형 회로를 포함하고, 상기 전류 균형 회로는 임피던스 전환 회로를 포함한다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem relates to a power feeding device for a multi-division electrode set. A power feeding device for a multi-division electrode set of the present invention is a current distribution circuit for distributing one input current into a plurality of channels, wherein the current distribution circuit includes a current balance circuit for controlling and distributing mutual balance of currents, The current balancing circuit includes an impedance switching circuit.

일 실시예에 있어서, 상기 전류 균형 분배 회로는 전류 균형을 이루는 다수 개의 변압기로 구성되어 반복된 분기 구조이다.In one embodiment, the current balance distribution circuit is a repeated branch structure consisting of a plurality of transformers to balance the current.

일 실시예에 있어서, 상기 다수 개의 변압기는 양단 출력이 전류 균형을 이루는 다수 개의 차동 변압기로 구성된다.In one embodiment, the plurality of transformers consists of a plurality of differential transformers whose outputs are current balanced.

일 실시예에 있어서, 상기 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치는 다수 개의 단위 분할 전극을 갖는 다중 분할 전극 세트를 포함한다.In one embodiment, the power feeding device for the multi-division electrode set includes a multi-division electrode set having a plurality of unit division electrodes.

일 실시예에 있어서, 상기 임피던스 전환 회로는 적어도 하나의 차동 변압기로 구성된다.In one embodiment, the impedance switching circuit consists of at least one differential transformer.

일 실시예에 있어서, 상기 임피던스 전환 회로는 상기 전류 균형 회로의 전류가 입력되는 입력단에 구성된다. In one embodiment, the impedance switching circuit is configured at an input terminal to which the current of the current balancing circuit is input.

일 실시예에 있어서, 상기 임피던스 전환 회로는 상기 전류 균형 회로의 전류가 출력되는 출력단에 구성된다.In one embodiment, the impedance switching circuit is configured at an output terminal through which the current of the current balancing circuit is output.

일 실시예에 있어서, 상기 임피던스 전환 회로는 적어도 하나의 인덕터가 구성된다.In one embodiment, the impedance switching circuit is composed of at least one inductor.

일 실시예에 있어서, 상기 인덕터는 일단이 상기 전류 균형 회로의 출력단에 연결되고, 타단은 접지로 연결되어 상기 인덕터의 일단과 타단 사이에서 멀티탭이 구성된다. In one embodiment, one end of the inductor is connected to the output terminal of the current balancing circuit, the other end is connected to ground to form a multi-tap between one end and the other end of the inductor.

일 실시예에 있어서, 상기 멀티탭은 스위치에 의해 선택적으로 연결되어 상기 다수 개의 단위 분할 전극으로 공급된다.In one embodiment, the multi-tap is selectively connected by a switch is supplied to the plurality of unit divided electrodes.

일 실시예에 있어서, 상기 임피던스 전환 회로는 적어도 하나의 캐패시터가 구성된다.In one embodiment, the impedance switching circuit is composed of at least one capacitor.

일 실시예에 있어서, 상기 캐패시터는 일단이 상기 전류 균형 회로의 출력단에 연결되고, 타단은 접지로 연결되어 상기 캐패시터의 일단과 타단 사이에서 멀티탭이 구성된다.In one embodiment, one end of the capacitor is connected to the output terminal of the current balancing circuit, the other end is connected to ground to form a multi-tap between one end and the other end of the capacitor.

일 실시예에 있어서, 상기 멀티탭은 스위치에 의해 선택적으로 연결되어 상기 다수 개의 단위 분할 전극으로 공급된다.In one embodiment, the multi-tap is selectively connected by a switch is supplied to the plurality of unit divided electrodes.

일 실시예에 있어서, 상기 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치는 전원 공급원에서 발생된 고주파의 방사를 차폐하기 위한 다수 개의 동축 케이블을 포함한다.In one embodiment, the power feeding device for the multiple split electrode set comprises a plurality of coaxial cables for shielding high frequency radiation generated from a power source.

일 실시예에 있어서, 상기 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치는 다중 분할 전극 세트에 구비된 다수 개의 단위 분할 전극에 직렬로 연결되는 캐패시터를 포함한다.In one embodiment, the power supply device for the multi-division electrode set includes a capacitor connected in series to a plurality of unit division electrodes provided in the multi-division electrode set.

일 실시예에 있어서, 상기 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치는 다중 분할 전극 세트에 구비된 다수 개의 단위 분할 전극으로 위상을 반전시켜 제공하기 위한 위상 전환기를 포함한다.In one embodiment, the power supply device for the multi-division electrode set includes a phase shifter for inverting the phase to provide a plurality of unit division electrodes provided in the multi-division electrode set.

본 발명의 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치에 의하면, 임피던스 전환기를 사용하여 전류 분배 회로를 통해 다중 분할 전극 세트로 분배된 전류의 낮아진 임피던스 값을 보상함으로써 전류 분배 회로의 입력과 출력단에서의 임피던스 값이 균형을 이루게 한다. 또한 임피던스 값이 보상됨으로써 플라즈마 챔버 내부에 균일한 플라즈마 방전을 유도할 수 있다. 또한, 동축 케이블을 사용하여 전원 공급원으로부터 고주파 전력이 급전되는 과정에서 공중으로 방사되는 것을 차폐하여 방사 손실이 발생되는 것을 최소화한다. 더불어 전류 균형 분배 회로에 의해 분배된 전류가 상호 균형을 이룰 수 있도록 함으로써 플라즈마 챔버 내부에 보다 균일한 플라즈마 방전이 이루어진다.According to the feeding device for the multi-division electrode set of the present invention, the impedance value at the input and output terminals of the current-distribution circuit is compensated for by using an impedance converter to compensate for the lowered impedance value of the current distributed to the multi-division electrode set through the current distribution circuit. This balance is achieved. In addition, since the impedance value is compensated, a uniform plasma discharge may be induced in the plasma chamber. In addition, a coaxial cable is used to shield radiation emitted into the air during high frequency power supply from a power supply source, thereby minimizing radiation loss. In addition, a more uniform plasma discharge is generated inside the plasma chamber by allowing the currents distributed by the current balance distribution circuit to be balanced.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 제2 임피던스 전환기를 스위칭 회로로 구성한 도면이다.
도 4는 캐패시터로 제2 임피던스 전환기를 구성한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 제2 임피던스 전환기를 스위칭 회로로 구성한 도면이다.
도 6은 가변 캐패시터로 제2 임피던스 전환기를 구성한 도면이다.
도 7은 단위 분할 전극에 위상 전환기를 구성한 예를 보여주는 도면이다.
도 8은 단위 분할 전극에 캐패시터를 직렬로 구성한 도면이다.1 is a view showing a schematic configuration of a power feeding device for a multi-division electrode set according to a first embodiment of the present invention.
2 is a view showing a schematic configuration of a power feeding device for a multi-division electrode set according to a second embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a switching circuit of the second impedance converter shown in FIG. 2.
4 is a diagram illustrating a second impedance converter with a capacitor.
FIG. 5 is a diagram illustrating a switching circuit of the second impedance converter shown in FIG. 4.
FIG. 6 is a diagram illustrating a second impedance converter with a variable capacitor.
7 is a diagram illustrating an example of configuring a phase shifter in a unit split electrode.
8 is a diagram in which a capacitor is configured in series with a unit division electrode.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
In order to fully understand the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Embodiment of the present invention may be modified in various forms, the scope of the invention should not be construed as limited to the embodiments described in detail below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the elements in the drawings and the like may be exaggerated to emphasize a more clear description. It should be noted that the same members in each drawing are sometimes shown with the same reference numerals. Detailed descriptions of well-known functions and configurations that are determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention are omitted.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.1 is a view showing a schematic configuration of a power feeding device for a multi-division electrode set according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 챔버(200)는 다수 개의 단위 분할 전극(212)으로 구성되는 다중 분할 전극 세트(210)를 구비한다. 단위 분할 전극(212)은 선형 구조를 갖고 병렬로 배열되어 플라즈마 챔버(200)의 내측 천장에 설치될 수 있다. 가스 공급은 병렬로 배열된 단위 분할 전극(212)의 사이로 주입되어 플라즈마 챔버(200) 내부로 공급될 수 있다. 다중 분할 전극 세트(210)는 단위 분할 전극(212) 사이에 접지 전극(214)을 교대적으로 배열하여 구성될 수 있다. 즉, 동일한 구조의 다수 개의 단위 분할 전극(212)과 다수 개의 접지 전극(214)이 교대적으로 배열됨으로서 전극들 사이에서 플라즈마 방전이 이루어진다. 또한 모든 단위 분할 전극(212, 214)에 전력을 공급하여 다중 분할 전극 세트(210)를 구성할 수도 있다.Referring to FIG. 1, the plasma chamber 200 according to the first embodiment of the present invention includes a multi split electrode set 210 including a plurality of unit split electrodes 212. The unit split electrodes 212 may have a linear structure and be arranged in parallel to be installed on the inner ceiling of the plasma chamber 200. The gas supply may be injected between the unit split electrodes 212 arranged in parallel and supplied into the plasma chamber 200. The multi split electrode set 210 may be configured by alternately arranging the ground electrodes 214 between the unit split electrodes 212. That is, since the plurality of unit division electrodes 212 and the plurality of ground electrodes 214 having the same structure are alternately arranged, plasma discharge is performed between the electrodes. In addition, power may be supplied to all the unit split electrodes 212 and 214 to configure the multi split electrode set 210.

전원 공급원(100)으로부터 임피던스 정합기(110)를 통하여 고주파 전력이 다중 분할 전극 세트(210)로 공급된다. 여기서, 전원 공급원(100)으로부터 공급되는 고주파 전력은 전류가 상호 균형을 이루도록 분배하는 제1, 2 전류 균형 분배 회로(120, 140)를 통해 다중 분할 전극 세트(210)의 단위 분할 전극(212)으로 제공된다. 그러므로 플라즈마 챔버(200)의 내부에 보다 균일한 플라즈마 방전이 이루어지도록 한다. High frequency power is supplied from the power supply 100 through the impedance matcher 110 to the multiple split electrode set 210. Here, the high frequency power supplied from the power supply source 100 is the unit split electrode 212 of the multi split electrode set 210 through the first and second current balance distribution circuits 120 and 140 for distributing currents to be balanced. Is provided. Therefore, more uniform plasma discharge is performed inside the plasma chamber 200.

제1, 2 전류 균형 분배 회로(120, 140)는 다수 개의 변압기를 사용하여 반복된 분기 구조로 구성할 수 있다. 예를 들어, 차동 변압기를 사용하여 구성될 수 있다. 제1, 2 전류 균형 분배 회로(120, 140)의 첫 번째 분기 구조를 구성하는 차동 변압기(122a, 142a)의 출력단에 각각 차동 변압기(122b, 142b)를 하나씩 연결함으로써 최종 분기 구조를 구성한다. 이러한 방식으로 반복된 분기 구조를 형성할 수 있다. 최종 분기 구조를 구성하는 차동 변압기(122b, 142b)의 출력단에서 출력되는 전류는 동일하게 균형을 이룬다. 본 발명에서는 제1 전류 균형 분배 회로(120)에서 최종 분기 구조를 구성하는 차동 변압기(122b)의 출력단에 각각 차동 변압기가 반복된 분기구조로 형성된 제2 전류 균형 분배 회로(140)가 연결된다.The first and second current balance distribution circuits 120 and 140 may be configured in a repeated branch structure using a plurality of transformers. For example, it can be configured using a differential transformer. The final branch structure is configured by connecting the differential transformers 122b and 142b to the output terminals of the differential transformers 122a and 142a constituting the first branch structures of the first and second current balance distribution circuits 120 and 140, respectively. In this way a repeated branching structure can be formed. The currents output from the output terminals of the differential transformers 122b and 142b constituting the final branching structure are equally balanced. In the present invention, the second current balance distribution circuit 140 having a branch structure in which the differential transformer is repeated is connected to the output terminal of the differential transformer 122b constituting the final branch structure in the first current balance distribution circuit 120.

여기서, 제1, 2 전류 균형 분배 회로(120, 140)로 입력되는 전류는 제1, 2 전류 균형 분배 회로(120, 140)에 의해 분배되면서 임피던스 값이 점차 낮아지게 된다. 그러므로 본 발명에서는 제1, 2 전류 균형 분배 회로(120, 140)로 전류가 입력되는 입력단에 제1, 2 임피던스 전환기(130a, 130b)를 구비하여 낮아진 임피던스 값이 보상됨으로써 임피던스 값의 균형이 이루어진다. 즉, 제1 전류 균형 분배 회로(120)를 통해 분배된 전류의 임피던스 값은 제1 임피던스 전환기(130a)에 의해 보상되고, 제2 전류 균형 분배 회로(140)를 통해 분배된 전류의 임피던스 값은 제2 임피던스 전환기(130b)에 의해 보상된다, 제1, 2 전류 균형 분배 회로(120, 140)의 전류 입력단과 출력단에서의 임피던스 값이 균형을 이룬다. 임피던스 값이 균형적으로 단위 분할 전극(212)으로 제공되므로 균일한 플라즈마 방전을 유도할 수 있다. Here, the current input to the first and second current balance distribution circuits 120 and 140 is distributed by the first and second current balance distribution circuits 120 and 140, and the impedance value is gradually lowered. Therefore, in the present invention, the first and second current balance distribution circuits 120 and 140 are provided with the first and second impedance converters 130a and 130b at the input terminals of the current input to compensate for the lowered impedance value, thereby achieving the balance of the impedance values. . That is, the impedance value of the current distributed through the first current balance distribution circuit 120 is compensated by the first impedance converter 130a, and the impedance value of the current distributed through the second current balance distribution circuit 140 is Compensated by the second impedance converter 130b, the impedance values at the current input and output ends of the first and second current balance distribution circuits 120 and 140 are balanced. Since the impedance values are provided to the unit split electrodes 212 in a balanced manner, a uniform plasma discharge may be induced.

임피던스 전환기(130)는 차동 변압기를 사용하여 구성된다. 차동 변압기는 하나의 입력 전류를 하나의 출력 전류로 출력한다. 제1 임피던스 전환기(130a)의 일단은 임피던스 정압기(110)의 출력단에 연결되고, 타단은 제1 전류 균형 분배 회로(120)에 구성되는 첫 번째 분기 구조를 구성하는 차동 변압기(122a)의 입력단에 연결된다. 또한 제2 임피던스 전환기(130b)의 일단은 제1 전류 균형 분배 회로(120)에 구성되는 두 번째 분기 구조를 구성하는 차동 변압기(122b)의 출력단에 연결되고, 타단은 제2 전류 균형 분배 회로(140)에 구성되는 첫 번째 분기 구조를 구성하는 차동 변압기(142a)의 입력단에 연결된다. 제2 전류 균형 분배 회로(140)에 구성되는 두 번째 분기 구조를 구성하는 차동 변압기(142b)의 출력단은 고주파 방사 차폐 분배기(150)에 구성된 동축 케이블(152)로 단위 분할 전극(212)과 연결된다. 고주파 방사 차폐 분배기(150)는 고주파 전력이 전원 공급원(100)으로부터 다중 분할 전극 세트(210)로 급전되는 과정에서 공중으로 방사되는 것을 차폐한다. 그럼으로 다중 분할 전극 세트(210)로 고주파 전력이 급전되는 과정에서 방사 손실이 발생되는 것을 최소화한다. 동축 케이블(150)은 전원 공급원(100)으로부터 제공되는 고주파 전력이 공중으로 방사되지 않도록 차폐하여 급전 과정에서 전력 손실을 방지한다. 동축 케이블(150)의 길이는 고주파 전력의 주파수와 상관되며, 바람직하게는 1/4 람다를 갖는다.
Impedance converter 130 is configured using a differential transformer. The differential transformer outputs one input current as one output current. One end of the first impedance converter 130a is connected to the output terminal of the impedance rectifier 110, and the other end is connected to the input terminal of the differential transformer 122a constituting the first branch structure configured in the first current balance distribution circuit 120. Connected. In addition, one end of the second impedance converter 130b is connected to the output terminal of the differential transformer 122b constituting the second branch structure configured in the first current balance distribution circuit 120, and the other end thereof is the second current balance distribution circuit ( It is connected to the input terminal of the differential transformer 142a constituting the first branch structure configured in 140. The output terminal of the differential transformer 142b constituting the second branch structure configured in the second current balance distribution circuit 140 is connected to the unit split electrode 212 by a coaxial cable 152 configured in the high frequency radiation shielding distributor 150. do. The high frequency radiation shielding distributor 150 shields the high frequency power from being radiated into the air in the process of feeding power from the power supply 100 to the multi-division electrode set 210. Therefore, the radiation loss is minimized in the process of feeding the high frequency power to the multiple split electrode set 210. The coaxial cable 150 shields the high frequency power provided from the power supply 100 from being radiated into the air to prevent power loss during the power feeding process. The length of the coaxial cable 150 correlates with the frequency of the high frequency power, and preferably has 1/4 lambda.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.2 is a view showing a schematic configuration of a power feeding device for a multi-division electrode set according to a second embodiment of the present invention.

도 2를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 챔버(200)는 상술한 제1 실시예와 동일한 구성을 갖는다. 다만, 제2 전류 균형 분배 회로(140)의 출력단에 제2 임피던스 전환기(160)를 구비한다. 즉, 제2 임피던스 전환기(160)는 일단은 제2 전류 균형 분배 회로(140)와 연결되고, 타단은 단위 분할 전극(212)과 연결되어 제2 전류 균형 분배 회로(140)를 지난 고주파 전류의 임피던스 값을 보상하여 단위 분할 전극(212)으로 제공한다. Referring to FIG. 2, the plasma chamber 200 according to the second embodiment of the present invention has the same configuration as that of the first embodiment described above. However, the second impedance converter 160 is provided at the output terminal of the second current balance distribution circuit 140. That is, the second impedance converter 160 is connected to the second current balance distribution circuit 140 at one end thereof and the other end thereof is connected to the unit split electrode 212 so as to pass the high frequency current past the second current balance distribution circuit 140. The impedance value is compensated for and provided to the unit division electrode 212.

또한 제1 전류 균형 분배회로(120)와 제2 전류 균형 분배 회로(140)는 동축 케이블(150)로 연결된다. 즉, 제1 전류 균형 분배 회로(120)의 두 번째 분기 구조를 구성하는 차동 변압기(120b)의 출력단은 각각 동축 케이블(150)을 사용하여 제2 전류 균형 분배 회로(140)의 첫 번째 분기 구조를 구성하는 차동 변압기(140a)의 입력단과 연결된다. 여기서, 제2 전류 균형 분배 회로(140)의 첫 번째 분기 구조를 구성하는 차동 변압기(140a)와 같이, 전류의 용량에 따라 변압기의 갯수를 조절하여 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예에서는 제2 임피던스 전환기(160)로 인덕터(162)를 사용한다. 인덕터(162)는 일단은 제2 전류 균형 분배 회로(140)의 마지막 분기 구조를 구성하는 차동 변압기(140b)의 출력단과 연결되고, 타단은 접지로 연결된다. 인덕터(162)의 일단과 타단 사이의 임의의 지점에서 탭을 단위 분할 전극(212)에 연결함으로써 전압 레벨을 조절할 수 있다.
In addition, the first current balance distribution circuit 120 and the second current balance distribution circuit 140 are connected by a coaxial cable 150. That is, the output terminals of the differential transformer 120b constituting the second branch structure of the first current balance distribution circuit 120 may each use the coaxial cable 150 to form the first branch structure of the second current balance distribution circuit 140. It is connected to the input terminal of the differential transformer 140a. Here, like the differential transformer 140a constituting the first branch structure of the second current balance distribution circuit 140, the number of transformers may be adjusted according to the current capacity. In the embodiment of the present invention, the inductor 162 is used as the second impedance converter 160. The inductor 162 has one end connected to the output terminal of the differential transformer 140b constituting the last branch structure of the second current balance distribution circuit 140, and the other end connected to the ground. The voltage level can be adjusted by connecting the tap to the unit split electrode 212 at any point between one end and the other end of the inductor 162.

도 3은 도 2에 도시된 제2 임피던스 전환기를 스위칭 회로로 구성한 도면이다.3 is a diagram illustrating a switching circuit of the second impedance converter shown in FIG. 2.

도 3을 참조하여, 제2 임피던스 전환기(160a)는 인덕터(164)의 멀티 탭을 스위치 회로(166)를 통해 선택적으로 단위 분할 전극(212)과 연결될 수 있다. 인덕터(164)는 일단은 제2 전류 균형 분배 회로(140)의 마지막 분기 구조를 구성하는 차동 변압기(140b)의 출력단과 연결되고, 타단은 접지로 연결된다. 인덕터(164)의 일단과 타단 사이에 구성된 멀티 탭은 선택적으로 스위치 회로(166)를 통해 단위 분할 전극(212)과 연결된다. 도면에서는 도시되지 않았으나, 제2 임피던스 전환기(140)는 도 2 또는 도 3과 동일한 구성으로 인덕터를 대신하여 가변 인덕터를 사용할 수도 있다. Referring to FIG. 3, the second impedance converter 160a may selectively connect the multi taps of the inductor 164 with the unit division electrode 212 through the switch circuit 166. The inductor 164 has one end connected to the output terminal of the differential transformer 140b constituting the last branch structure of the second current balance distribution circuit 140, and the other end connected to the ground. The multi tap configured between one end and the other end of the inductor 164 is selectively connected to the unit division electrode 212 through the switch circuit 166. Although not shown, the second impedance converter 140 may use a variable inductor instead of the inductor in the same configuration as that of FIG. 2 or 3.

도 4는 캐패시터로 제2 임피던스 전환기를 구성한 도면이다.4 is a diagram illustrating a second impedance converter with a capacitor.

도 4를 참조하여, 제2 임피던스 전환기(160b)는 다수 개의 캐패시터(172)를 구비할 수 있다. 다수 개의 캐패시터(172)는 일단은 제2 전류 균형 분배 회로(140)의 마지막 분기 구조를 구성하는 차동 변압기(140b)의 출력단과 연결되고, 타단은 접지로 연결된다. 다수 개의 캐패시터(172) 사이에 구성된 탭은 단위 분할 전극(212)에 연결한다. Referring to FIG. 4, the second impedance converter 160b may include a plurality of capacitors 172. The plurality of capacitors 172 are connected at one end to an output terminal of the differential transformer 140b constituting the last branch structure of the second current balance distribution circuit 140, and the other end is connected to ground. A tab formed between the plurality of capacitors 172 is connected to the unit split electrode 212.

도 5는 도 4에 도시된 제2 임피던스 전환기를 스위칭 회로로 구성한 도면이고, 도 6은 가변 캐패시터로 제2 임피던스 전환기를 구성한 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a second impedance converter shown in FIG. 4 as a switching circuit, and FIG. 6 is a diagram illustrating a second impedance converter as a variable capacitor.

도 5를 참조하여 제2 임피던스 전환기(160c)는 다수 개의 캐패시터(174)로 구성되고, 다수 개의 캐패시터(174) 사이에 구성된 멀티 탭은 스위치 회로(166)를 통해 선택적으로 단위 분할 전극(212)과 연결될 수 있다. 캐패시터(174)는 일단은 제2 전류 균형 분배 회로(140)의 마지막 분기 구조를 구성하는 차동 변압기(142b)의 출력단과 연결되고, 타단은 접지로 연결된다. 다수 개의 캐패시터 사이에서 구성된 다수 개의 탭은 선택적으로 스위치 회로(166)를 통해 단위 분할 전극(212)과 연결된다. 또한 도 6를 참조하여, 제2 임피던스 전환기(160d)는 도 4 또는 도 5와 동일한 구성으로 캐패시터(174)를 대신하여 가변 캐패시터(176)를 사용할 수 있다.
Referring to FIG. 5, the second impedance converter 160c includes a plurality of capacitors 174, and a multi tap configured between the plurality of capacitors 174 is selectively unit-split electrodes 212 through the switch circuit 166. It can be connected with. The capacitor 174 is connected at one end to an output terminal of the differential transformer 142b constituting the last branch structure of the second current balance distribution circuit 140, and the other end is connected to ground. The plurality of tabs configured between the plurality of capacitors are optionally connected to the unit split electrodes 212 via the switch circuit 166. Referring to FIG. 6, the second impedance converter 160d may use the variable capacitor 176 instead of the capacitor 174 in the same configuration as that of FIG. 4 or 5.

도 7은 단위 분할 전극에 위상 전환기를 구성한 예를 보여주는 도면이다.7 is a diagram illustrating an example of configuring a phase shifter in a unit split electrode.

도 7을 참조하여, 단위 분할 전극(212)은 위상 전환기(190)를 통해 위상이 반전된 고주파 전력을 제공받는다. 위상 전환기(190)는 전원 공급원(100)으로부터 제공받은 주파수의 위상을 반전시켜 단위 분할 전극(212)에 제공함으로써 효율적으로 플라즈마 방전이 발생되도록 한다.Referring to FIG. 7, the unit split electrode 212 receives high frequency power whose phase is inverted through the phase shifter 190. The phase shifter 190 inverts the phase of the frequency provided from the power supply source 100 to the unit split electrodes 212 to efficiently generate plasma discharge.

도 8은 단위 분할 전극에 캐패시터를 직렬로 구성한 도면이다.8 is a diagram in which a capacitor is configured in series with a unit division electrode.

도 8에 도시된 바와 같이, 단위 분할 전극(212)은 직렬로 연결된 캐패시터(177)를 통해 고주파 전력을 제공받는다. 단위 분할 전극(212)과 직렬로 연결된 캐패시터(177)는 단위 분할 전극(212)으로 제공되는 전류를 보호하는 기능을 수행한다.
As shown in FIG. 8, the unit split electrode 212 receives high frequency power through a capacitor 177 connected in series. The capacitor 177 connected in series with the unit split electrode 212 serves to protect the current provided to the unit split electrode 212.

이상에서 설명된 본 발명의 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치의 실시예는 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 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiment of the power supply device for the multi-division electrode set of the present invention described above is merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and other equivalent embodiments therefrom. You can see that. Accordingly, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims. It is also to be understood that the present invention includes all modifications, equivalents, and substitutes within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100: 전원 공급원 110: 임피던스 정합기
120, 140: 제1, 2 전류 균형 분배 회로
122a, 122b, 140a, 140b: 차동 변압기
130a, 130b: 제1, 2 임피던스 전환기
150: 고주파 방사 차폐 분배기 150: 동축 케이블
160, 160a, 160b, 160c, 160d: 제2 임피던스 전환기
162, 164: 인덕터 166: 스위치 회로
172, 174, 177: 캐패시터 176: 가변 캐패시터
190: 위상 전환기 200: 플라즈마 챔버
210: 다중 분할 전극 세트 212: 단위 분할 전극
214: 접지 전극100: power source 110: impedance matcher
120, 140: first and second current balance distribution circuit
122a, 122b, 140a, 140b: differential transformer
130a, 130b: first and second impedance converters
150: high frequency radiation shielding splitter 150: coaxial cable
160, 160a, 160b, 160c, 160d: second impedance switch
162, 164: inductor 166: switch circuit
172, 174, 177: capacitor 176: variable capacitor
190: phase shifter 200: plasma chamber
210: multi-division electrode set 212: unit division electrode
214: ground electrode

Claims (16)

전원 공급원에서 발생된 고주파 전력을 다중 분할 전극 세트에 구비된 다수 개의 단위 분할 전극으로 분배하여 공급하는 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치에 있어서,
상기 전원 공급원과 상기 다중 분할 전극 세트 사이에 구성되어 전류의 상호 균형을 조절하여 분배하는 전류 균형 분배 회로; 및
상기 전류 균형 분배 회로의 입력단 또는 출력단에 구성되어 임피던스 값을 보상하는 적어도 하나의 차동 변합기로 구성되는 임피던스 전환 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치.A power supply apparatus for a multi-division electrode set for distributing and supplying high frequency power generated from a power source to a plurality of unit division electrodes provided in a multi-division electrode set,
A current balance distribution circuit configured between the power supply source and the multiple split electrode set to adjust and distribute a mutual balance of currents; And
And an impedance switching circuit comprising at least one differential transformer configured at an input terminal or an output terminal of the current balance distribution circuit and compensating for an impedance value. 제1항에 있어서,
상기 전류 균형 분배 회로는 반복된 분기 구조로 전류 균형을 이루는 다수 개의 변압기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치.The method of claim 1,
And the current balance distribution circuit comprises a plurality of transformers which balance the current in a repeated branch structure. 제2항에 있어서,
상기 다수 개의 변압기는 양단 출력이 전류 균형을 이루는 다수 개의 차동 변압기로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치.The method of claim 2,
And said plurality of transformers comprises a plurality of differential transformers having balanced outputs at both ends. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 임피던스 전환 회로는 상기 전류 균형 분배 회로의 출력단에 구성되는 적어도 하나의 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치.The method of claim 1,
And the impedance switching circuit includes at least one inductor configured at an output end of the current balance distribution circuit. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 임피던스 전환 회로는 적어도 하나의 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치.The method of claim 1,
And said impedance switching circuit comprises at least one capacitor. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 전원 공급원에서 발생된 고주파의 방사를 차폐하기 위한 다수 개의 동축 케이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 분할 전극 세트를 위한 급전 장치.The method of claim 1,
And a plurality of coaxial cables for shielding high frequency radiation generated from the power supply. 삭제delete 삭제delete
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