KR101196309B1 - 플라즈마 발생 장치 - Google Patents

플라즈마 발생 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101196309B1
KR101196309B1 KR1020110047538A KR20110047538A KR101196309B1 KR 101196309 B1 KR101196309 B1 KR 101196309B1 KR 1020110047538 A KR1020110047538 A KR 1020110047538A KR 20110047538 A KR20110047538 A KR 20110047538A KR 101196309 B1 KR101196309 B1 KR 101196309B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coils
power
power distribution
distribution unit
dielectrics
Prior art date
Application number
KR1020110047538A
Other languages
English (en)
Inventor
장홍영
안상혁
이진원
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020110047538A priority Critical patent/KR101196309B1/ko
Priority to PCT/KR2012/002179 priority patent/WO2012157844A1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101196309B1 publication Critical patent/KR101196309B1/ko
Priority to US14/082,795 priority patent/US9066413B2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/38—Impedance-matching networks
    • H03H7/40—Automatic matching of load impedance to source impedance
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H05H1/4645—Radiofrequency discharges
    • H05H1/4652—Radiofrequency discharges using inductive coupling means, e.g. coils
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H2242/00—Auxiliary systems
    • H05H2242/20—Power circuits
    • H05H2242/26—Matching networks

Abstract

본 발명은 플라즈마 발생 장치를 제공한다. 이 플라즈마 발생 장치는 진공 용기, 진공 용기를 형성된 관통홀에 연결된 복수의 유전체들, 유전체들 각각의 주위에 배치되고 전기적으로 병렬 연결된 동일한 구조의 복수의 RF 코일들, RF 코일들에 전력을 공급하는 RF 전원, RF 전원과 RF 코일들 사이에 배치된 임피던스 매칭 회로, 및 임피던스 매칭 회로와 RF 코일들의 일단 사이에 배치되어 RF 전원의 전력을 RF 코일들에 분배하는 전력 분배부를 포함한다. 전력 분배부는 전원 분배라인; 및 전원 분배라인을 감싸고 있는 도전성 외피를 포함한다. 전력 분배부의 입력단과 상기 RF 코일들 사이의 거리가 동일하고, RF 코일들의 타단은 도전성 외피에 연결되어 접지된다.

Description

플라즈마 발생 장치{PLASMA GENERATION APPARATUS}
본 발명은 플라즈마 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로 유도 결합 플라즈마를 발생시키는 복수의 안테나들에 전력을 분배하는 전력 분배부를 가지는 유도 결합 플라즈마 장치에 관한 것이다.
유도 결합 플라즈마는 고밀도의 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 하지만, 플라즈마 밀도가 균일한 대면적 플라즈마를 형성하는 것은 용이하지 않다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 동축 케이블 형태의 전력 분배부를 이용하는 플라즈마 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치는 진공 용기; 상기 진공 용기에 형성된 복수의 관통홀들에 각각 연결된 복수의 유전체들; 상기 유전체들 각각의 주위에 배치되고 전기적으로 병렬 연결된 동일한 구조의 복수의 RF 코일들; 상기 RF 코일들에 전력을 공급하는 RF 전원; 상기 RF 전원과 상기 RF 코일들 사이에 배치된 임피던스 매칭 회로; 및 상기 임피던스 매칭 회로와 상기 RF 코일들의 일단 사이에 배치되어 상기 RF 전원의 전력을 상기 RF 코일들에 분배하는 전력 분배부를 포함한다. 상기 전력 분배부는 전원 분배라인; 및 상기 전원 분배라인을 감싸고 있는 도전성 외피를 포함한다. 상기 전력 분배부의 입력단과 상기 RF 코일들 사이의 거리가 동일하고, 상기 RF 코일들의 타단은 상기 도전성 외피에 연결되어 접지된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 RF 코일들 각각에 이격되어 배치되는 영구 자석들을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 영구 자석들을 고정하는 자석 고정판을 더 포함하고, 상기 고정 고정판은 상기 영구 자석과 상기 RF 코일들 사이의 수직 거리를 조절한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 용기는 사각판 형태의 상판을 포함하고, 상기 RF 코일들은 상기 상판에 매트릭스 형태로 배열된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유전체들은 원통형, 벨자형, 또는 원판형 중에서 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치는 병렬 연결된 모든 RF 코일들에 전력을 균등 분배하여 균일한 유도 결합 플라즈마를 생성할 수 있다.
도 1a는 통상적인 전력 분배부를 나타내는 사시도이다. 도 1b는 도 1a의 전력 분배부에 의하여 형성된 전기장의 세기를 나타내는 도면이다. 도 1c는 도 1a의 회로도이다.
도 2a는 통상적인 전력 분배부를 나타내는 사시도이다. 도 2b는 도 2a의 전력 분배부에 의하여 형성된 전기장의 세기를 나타내는 도면이다.
도 3a는 통상적인 전력 분배부를 나타내는 사시도이다. 도 3b는 도 3a의 전력 분배부에 의하여 형성된 전기장의 세기를 나타내는 도면이다. 도 3c는 도 3a의 전력 분배부에 연결된 RF 코일의 전압을 나타내는 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 전력 분배부를 나타내는 사시도이다. 도 4b는 도 4a의 전력 분배부에 의하여 형성된 전기장의 세기를 나타내는 도면이다. 도 4c는 도 4a의 I-I'선을 따라 자른 단면에서의 전기장의 세기를 나타내는 도면이다. 도 4d는 전력 분배부에 연결된 RF 코일들의 전압을 나타내는 도면이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 설명하는 사시도이다. 도 5b는 도 5a의 II-II' 선을 따라 자른 단면도이다. 도 5c는 5a의 평면도이다.
대면적 플라즈마를 형성하기 위하여, 하나의 전원은 복수의 안테나들 또는 코일들에 전력을 공급할 수 있다. 이 경우, 안테나들은 서로 병렬 연결되거나 또는 직렬 연결될 수 있다. 하지만, RF 전원에 가까이 배치된 안테나들은 많은 전력을 공급받고, RF 전원에서 멀리 배치된 안테나들은 적은 전력을 공급받는다. 따라서, 플라즈마 균일도 확보가 어렵다. RF 전원의 주파수가 증가함에 따라, 준-정전 상태 근사(quasi-static approximation)는 잘 맞지 않는다. 따라서, 전자기파 효과(EM wave effect)가 나타난다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, RF 전원의 전력을 안테나들에 분배하는 전력 분배부는 모든 안테나들에 동일한 길이를 가지도록 구성된다. 또한, 상기 전력 분배부는 동축 케이블 형태를 가지고 상기 안테나들에 동일한 전력을 분배할 수 있다. 즉, 상기 전력 분배부는 전원 분배라인 및 상기 전원 분배라인을 감싸고 있는 접지된 도전성 외피를 포함한다. 상기 전력 분배부의 입력단과 상기 안테나들 사이의 거리가 동일하다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 구성요소는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1a는 통상적인 전력 분배부를 나타내는 사시도이다. 도 1b는 도 1a의 전력 분배부에 의하여 형성된 전기장의 세기를 나타내는 도면이다. 도 1c는 도 1a의 회로도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 전력 분배부(142)는 RF 전원(148)의 전력을 16 개의 RF 코일들(1~16)에 전력을 분배한다. 상기 RF 전원(148)의 주파수는 13.56 Mhz이다. 상기 RF 전원(148)의 전력은 임피던스 매칭 네트워크(146)를 통하여 전력 분배부(142)에 공급된다. 전기장의 세기는 전자기 시뮬레이션을 사용하여 계산되었다.
상기 전력 분배부(142)의 입력단(N1)에서 RF 전원으로부터 전력이 공급된다. 상기 RF 코일들(1~16)은 서로 병렬 연결되어 있다. 상기 입력단(N1)으로부터 RF 코일들(1~16)의 거리는 서로 다르다. 상기 전력 분배부는 도선이다. 상기 입력단(N1)에서 전기장의 세기가 크다. 상기 입력단(N1)으로부터 멀리 떨어진 RF 코일(1,4)에 공급되는 전기장의 세기는 작다. 이에 따라, 상기 전력 분배부(142)는 상기 RF 코일들(1~16)에 균등하게 전력을 분배할 수 없다.
도 2a는 통상적인 전력 분배부를 나타내는 사시도이다. 도 2b는 도 2a의 전력 분배부에 의하여 형성된 전기장의 세기를 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 전력 분배부(242)는 입력단(N1)에서 16 개의 RF 코일들(1~16)에 동일한 길이를 가지도록 구성된다. RF 전원의 주파수는 13.56 Mhz이다. 그러나, 전력 분배부(242)의 입력단(N1)에서 전기장의 세기가 크고, 상기 전력 분배부(242)의 입력단(N1)에서 멀수록 전기장의 세기는 작다. 이에 따라, 상기 전력 분배부(242)는 상기 RF 코일들(1~16)에 균등하게 전력을 분배할 수 없다.
도 3a는 통상적인 전력 분배부를 나타내는 사시도이다. 도 3b는 도 3a의 전력 분배부에 의하여 형성된 전기장의 세기를 나타내는 도면이다. 도 3c는 도 3a의 전력 분배부에 연결된 RF 코일의 전압을 나타내는 도면이다.
도 3a 내지 도 3c를 참조하면, RF 전원은 병렬 연결된 16 개의 RF 코일들(1~16)에 전력 분배부(342)를 통하여 전력을 분배한다. RF 전원의 주파수는 13.56 Mhz이다. 상기 전력 분배부(342)는 전력 분배라인 및 상기 전력 분배라인을 둘러 싸고 있는 도전성 외피를 포함한다. 이에 따라, 상기 전력 분배부는 동축 케이블과 같은 형상을 가진다. 입력단(N1)에서 RF 코일들(1~16)의 거리는 동일하다.
상기 RF 코일들(1~16)의 일단은 상기 전력 분배라인에 연결되고, 상기 RF 코일들(1~16)의 타단은 판 형태의 베이스 판에 연결되어 접지된다. 이 경우에도, 상기 RF 코일들(1~16)에 인가되는 전압은 위치에 따라 서로 다르다.
도 3c를 참조하면, 제1,2,5,6 RF 코일들에 인가되는 전압은 서로 다르다. 따라서, 상기 전력 분배부(342)는 상기 RF 코일들(1~16)에게 균등하게 전력을 분배할 수 없다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 전력 분배부를 나타내는 사시도이다. 도 4b는 도 4a의 전력 분배부에 의하여 형성된 전기장의 세기를 나타내는 도면이다. 도 4c는 도 4a의 I-I'선을 따라 자른 단면에서의 전기장의 세기를 나타내는 도면이다. 도 4d는 전력 분배부에 연결된 RF 코일들의 전압을 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 도 4d를 참조하면, RF 전원은 병렬 연결된 16 개의 RF 코일들(1~16)에 전력 분배부(442)를 통하여 전력을 분배한다. RF 전원의 주파수는 13.56 Mhz이다. 상기 전력 분배부(442)는 전력 분배라인(미도시) 및 상기 전력 분배라인을 둘러싸고 있는 도전성 외피(443)를 포함한다. 이에 따라, 상기 전력 분배부(442)는 동축 케이블과 같은 형상을 가진다. 상기 RF 코일들(1~16)의 일단은 상기 전력 분배라인에 제1 연결 수단(444a)을 통하여 연결되고, 상기 RF 코일들(1~16)의 타단은 상기 도전성 외피(443)에 제2 연결 수단(444b)을 통하여 연결되어 접지된다. 이 경우, 상기 RF 코일들(1~16)에 인가되는 전압을 위치에 따라 서로 같다. 따라서, 병렬 연결된 복수의 안테나 또는 RF 코일에 의하여 유도 결합 플라즈마는 균일할 수 있다. 유도 결합 플라즈마는 전자석 또는 영구자석을 포함하는 헬리콘 플라즈마를 포함할 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 설명하는 사시도이다. 도 5b는 도 5a의 II-II' 선을 따라 자른 단면도이다. 도 5c는 5a의 평면도이다. 도 4a 내지 도 4d에서 설명한 것과 중복되는 설명은 생략한다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 플라즈마 발생 장치(400)는 진공 용기(412), 상기 진공 용기(412)에 형성된 관통홀(2b,6b,10b,14b)에 연결된 복수의 유전체들(1a~16a), 상기 유전체들(1a~16a) 각각의 주위에 배치되고 전기적으로 병렬 연결된 동일한 구조의 복수의 RF 코일들(1~16), 상기 RF 코일들(1~16)에 전력을 공급하는 RF 전원(미도시), 상기 RF 전원과 상기 RF 코일들(1~16) 사이에 배치된 임피던스 매칭 회로(미도시), 및 상기 임피던스 매칭 회로와 상기 RF 코일들(1~16)의 일단 사이에 배치되어 상기 RF 전원의 전력을 상기 RF 코일들(1~16)에 분배하는 전력 분배부(442)를 포함한다.
상기 전력 분배부(442)는 전원 분배라인(441), 및 상기 전원 분배라인(441)을 감싸고 있는 도전성 외피(443)를 포함한다. 상기 전력 분배부(442)의 입력단(N1)과 상기 RF 코일들(1~16) 사이의 거리가 동일하고, 상기 RF 코일들(1~16)의 타단은 상기 도전성 외피(443)에 연결되어 접지된다.
상기 진공 챔버(412)는 원통형 또는 사각통 형상을 가질 수 있다. 상기 진공 챔버(412)는 가스를 공급하는 가스 공급부(미도시) 및 가스를 배기하는 배기부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 진공 챔버(412)는 기판 홀더(414) 및 상기 기판 홀더 상에 장착되는 기판(416)을 포함할 수 있다. 상기 RF 코일들(1~16)은 유전체를 통과하는 전기장 및 자기장을 형성한다. 상기 전기장은 상기 진공 용기 내부 또는 상기 유전체의 내부에 플라즈마를 형성한다. 즉, 상기 RF 코일들(1~16)은 유도 결합 플라즈마를 형성한다. 상기 RF 코일들(1~16)은 플라즈마 및 활성종을 형성하고, 상기 활성종 및/또는 플라즈마는 상기 기판(416)을 처리할 수 있다.
상기 진공 챔버(412)는 상기 진공 챔버(412)와 분리/결합할 수 있는 상판(410)을 포함할 수 있다. 상기 상판(410)은 사각판 형태일 수 있다. 상기 상판(410)은 금속 또는 금속 합금으로 형성될 수 있다. 상기 상판(410)은 상기 유전체(1a~16a)의 개수에 해당하는 복수 개의 관통홀들을 포함할 수 있다. 상기 관통홀 상에 상기 유전체가 배치되어, 방전 공간을 형성할 수 있다. 상기 유전체는 튜브 형태 또는 벨자(bell jar) 형태일 수 있다.
상기 유전체들(1a~16a)은 상기 관통홀의 상부에 배치되어 방전 공간을 제공한다. 상기 유전체의 진공 상태는 상기 관통홀의 상부 측벽 근처에 형성된 홈에 삽입된 오링(o-ring)에 의하여 유지될 수 있다. 상기 유전체들의 형상은 다양하게 변형될 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 유전체들(1a~16a)은 유전체 튜브일 수 있다. 상기 유전체 튜브들의 일단은 상기 진공 챔버(412)와 연결될 수 있다. 금속 뚜껑(미도시)은 상기 유전체 튜브들의 타단에 장착될 수 있다. 상기 금속 뚜껑은 가스를 유입하는 가스 유입부를 포함할 수 있다. 상기 금속 뚜껑은 헬리콘 파(Helicon wave)를 반사시켜 보강간섭을 일으킬 수 있다. 이에 따라, 플라즈마는 더 높은 밀도를 가질 수 있다.
상기 RF 전원의 출력은 임피던스 매칭 회로(미도시)를 통하여 상기 RF 코일들(1~16)에 제공될 수 있다. 상기 RF 전원의 주파수는 수백 kHz 내지 수백 MHz 일 수 있다.
상기 전력 분배부(442)는 상기 임피던스 매칭 회로의 출력을 병렬 연결된 상기 RF 코일들(1~16)에 제공할 수 있다. 상기 전력 분배부(442)는 상기 RF 코일들(1~16)과 상기 이동부(450) 사이에 배치될 수 있다. 상기 전력 분배부(442)는 상기 RF 코일들(1~16)에게 병렬 연결을 제공할 수 있다. 상기 전력 분배부(442)는 통상적인 동축 케이블과 동축 케이블을 연결하는 "T" 형태의 커넥터를 이용하여 구현될 수 있다.
상기 전력 분배라인(441)은 도전성이 우수한 구리일 수 있다. 상기 전력 분배부(442)의 특성 임피던스는 50 오옴으로 설계될 수 있다. 상기 도전성 외피(443)는 도전성 물질일 수 있다. 상기 도전성 외피는 금속 판재를 가공하여 형성하거나, 금속 그물을 사용하여 형성될 수 있다. 상기 도선성 외피와 상기 전력 분배 라인 사이에는 절연 물질이 개재될 수 있다.
상기 전력 분배부(442)가 통상적인 동축 케이블을 사용하여 구현될 경우, 상기 전력 분배부(442)는 "T" 형 브랜치를 가질 수 있다. 상기 전력 분배부(442)의 입력단(N1)과 상기 RF 코일들(1~16) 사이의 거리가 동일하고, 상기 RF 코일들(1~16)의 타단은 상기 도전성 외피(443)에 연결되어 접지된다.
지지판(431)은 상기 전력 분배부(442)의 하부에 배치되어 상기 전력 분배부(442)를 지지할 수 있다. 상기 지지판(431)은 절연체 또는 도체일 수 있다. 제1 연결수단(444a)은 상기 지지판(431)에 형성된 관통홀을 통하여 상기 전력 분배라인(441)과 상기 RF 코일들(1~16)의 일단을 연결한다. 상기 제1 연결 수단(444a)은 길이가 짧은 것이 바람직하다. 제2 연결 수단(444b)은 상기 RF 코일들(1~16)의 타단과 상기 도전성 외피(443)를 연결한다. 이에 따라, 상기 RF 코일들(1~16)은 서로 동일한 임피던스 특성을 가질 수 있다.
상기 RF 코일들(1~16)은 파이프를 이용하여 형성될 수 있다. 냉매는 상기 RF 코일들의 내부를 통하여 흘러 상기 RF 코일들을 냉각시킬 수 있다. 상기 RF 코일들의 일단은 제1 연결 수단을 통하여 상기 전력 분배 라인에 연결될 수 있다. 상기 RF 코일들의 일단은 상기 전력 분배 라인을 통하여 상기 RF 전원에 연결되고, 상기 RF 코일들의 타단은 제1 연결 수단을 통하여 상기 외피에 연결되어 접지될 수 있다. 상기 RF 코일들(1~16)은 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.
상기 RF 코일들(1~16)은 3 턴(turn) 안테나 또는 1 턴 안테나 일 수 있다. 상기 RF 코일들에 의하여 형성되는 플라즈마는 헬리콘 모드 플라즈마일 수 있다. 상기 RF 코일들(1~16)의 턴 수는 임피던스 매칭(impedance matching)에 기인하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 RF 코일들(1~16)의 인덕턴스(inductance)값이 너무 크면, 상기 RF 코일들(1~16)의 턴 수를 2 턴 또는 1 턴으로 줄일 수 있다.
상기 영구자석들(1c~16c)은 도넛 형상 또는 토로이드 형상을 가질 수 있다. 상기 영구 자석(1c~16c)의 단면은 사각형 또는 원형일 수 있다. 상기 영구 자석들(1c~16c)에 의한 주 자기장 방향은 상기 영구 자석이 배치되면 평면에 수직할 수 있다. 상기 영구 자석들(1c~16c)의 배치되는 평면은 1개 이상일 수 있다.
상기 이동부(450)는 상기 진공 챔버(412)에 고정결합하고 상기 유전체들(1a~16a)이 배치된 평면에 수직하게 연장되는 적어도 하나의 지지 기둥(462), 상기 영구자석(1c~16c)이 장착되고 상기 지지 기둥(462)에 삽입되어 상기 지지 기둥(462)을 따라 이동 가능한 자석 고정판(451,452), 및 상기 지지 기둥(462)에 삽입되어 지지 기둥(462)을 고정하는 상부 지지판(460)을 포함할 수 있다.
상기 영구 자석(1c~16c)은 자석 고정판(451,452)에 고정될 수 있다. 자석 고정판(451,452)의 중심부에 이동축(468)을 포함할 수 있다. 상기 이동축(468)의 일단은 상기 자석 고정판에 베어링을 통하여 고정될 수 있다. 상기 이동축의 타단은 상기 상부 지지판(460)을 관통하여 배치될 수 있다.
상기 이동축(468)은 스크루 형상을 포함하고, 상기 상부 지지판(468)은 너트 형상을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 이동축(468)이 회전함에 따라 상기 자석 고정판은 수직 이동할 수 있다. 이에 따라, 상기 영구 자석(1c~16c)과 상기 RF 코일들(1~16) 사이의 수직 거리가 조절될 수 있다.
상기 영구 자석과 상기 RF 코일의 수직 거리는 자기장의 형태 및 세기를 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 RF 코일에 형성된 플라즈마 밀도 분포는 상기 수직 거리를 변화시켜 조절할 수 있다.
쉴드부(미도시)는 상기 상판의 외측면과 상기 상부 지지판의 외측면 사이에 배치되어 상기 RF 코일들에 의해 발생한 전자기파가 외부로 유출되는 것을 차단할 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 유전체는 원판일 수 있다. 이에 따라, 상기 RF 코일은 상기 원판 상에 배치되어 유도결합 플라즈마를 형성할 수 있다.
병렬 연결된 복수의 안테나 또는 RF 코일(1~16)에 의하여 유도 결합 플라즈마는 상기 전력 분배부(442)가 전력을 분배하여 균일할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
400: 플라즈마 발생 장치
412: 진공 용기
1a~16a: 유전체들
1~16: RF 코일들
442: 전력 분배부

Claims (5)

  1. 진공 용기;
    상기 진공 용기에 형성된 복수의 관통홀들에 각각 연결된 복수의 유전체들;
    상기 유전체들 각각의 주위에 배치되고 전기적으로 병렬 연결된 동일한 구조의 복수의 RF 코일들; 및
    상기 RF 코일들에 전력을 공급하는 RF 전원;
    상기 RF 전원과 상기 RF 코일들 사이에 배치된 임피던스 매칭 회로; 및
    상기 임피던스 매칭 회로와 상기 RF 코일들의 일단 사이에 배치되어 상기 RF 전원의 전력을 상기 RF 코일들에 분배하는 전력 분배부를 포함하고,
    상기 전력 분배부는:
    전력 분배라인; 및
    상기 전력 분배라인을 감싸고 있는 도전성 외피를 포함하고,
    상기 전력 분배부의 입력단과 상기 RF 코일들 사이의 거리가 동일하고,
    상기 RF 코일들의 타단은 상기 도전성 외피에 연결되어 접지되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 RF 코일들 각각에 이격되어 배치되는 영구 자석들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 영구 자석들을 고정하는 자석 고정판을 더 포함하고,
    상기 고정 고정판은 상기 영구 자석과 상기 RF 코일들 사이의 수직 거리를 조절하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 진공 용기는 사각판 형태의 상판을 포함하고,
    상기 RF 코일들은 상기 상판에 매트릭스 형태로 배열된 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 유전체들은 원통형, 벨자(bell jar)형, 또는 원판형 중에서 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생 장치.
KR1020110047538A 2011-05-19 2011-05-19 플라즈마 발생 장치 KR101196309B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110047538A KR101196309B1 (ko) 2011-05-19 2011-05-19 플라즈마 발생 장치
PCT/KR2012/002179 WO2012157844A1 (ko) 2011-05-19 2012-03-26 플라즈마 발생 장치
US14/082,795 US9066413B2 (en) 2011-05-19 2013-11-18 Plasma generation apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110047538A KR101196309B1 (ko) 2011-05-19 2011-05-19 플라즈마 발생 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101196309B1 true KR101196309B1 (ko) 2012-11-06

Family

ID=47177140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110047538A KR101196309B1 (ko) 2011-05-19 2011-05-19 플라즈마 발생 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9066413B2 (ko)
KR (1) KR101196309B1 (ko)
WO (1) WO2012157844A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180053244A (ko) * 2016-11-11 2018-05-21 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 필터 장치 및 플라즈마 처리 장치

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101196309B1 (ko) 2011-05-19 2012-11-06 한국과학기술원 플라즈마 발생 장치
KR101241049B1 (ko) 2011-08-01 2013-03-15 주식회사 플라즈마트 플라즈마 발생 장치 및 플라즈마 발생 방법
KR101246191B1 (ko) 2011-10-13 2013-03-21 주식회사 윈텔 플라즈마 장치 및 기판 처리 장치
KR101504532B1 (ko) * 2012-03-09 2015-03-24 주식회사 윈텔 플라즈마 처리 방법 및 기판 처리 장치
KR101332337B1 (ko) 2012-06-29 2013-11-22 태원전기산업 (주) 초고주파 발광 램프 장치
KR20140087215A (ko) * 2012-12-28 2014-07-09 주식회사 윈텔 플라즈마 장치 및 기판 처리 장치
US10187966B2 (en) * 2015-07-24 2019-01-22 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for gas abatement
US20180174801A1 (en) * 2016-12-21 2018-06-21 Ulvac Technologies, Inc. Apparatuses and methods for surface treatment
US11533801B2 (en) * 2017-11-30 2022-12-20 Corning Incorporated Atmospheric pressure linear rf plasma source for surface modification and treatment
US11037765B2 (en) * 2018-07-03 2021-06-15 Tokyo Electron Limited Resonant structure for electron cyclotron resonant (ECR) plasma ionization

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003195A (en) * 1994-06-21 1996-01-04 Boc Group, Inc., The Improved power distribution for multiple electrode plasma systems using quarter wavelength transmission lines
US5846883A (en) * 1996-07-10 1998-12-08 Cvc, Inc. Method for multi-zone high-density inductively-coupled plasma generation
DE69736081T2 (de) * 1996-09-27 2007-01-11 Surface Technoloy Systems Plc Plasmabearbeitungsvorrichtung
KR100323613B1 (ko) * 2000-03-29 2002-02-19 박세근 대면적 플라즈마 소스 형성장치
US6451161B1 (en) * 2000-04-10 2002-09-17 Nano-Architect Research Corporation Method and apparatus for generating high-density uniform plasma
TWI239794B (en) * 2002-01-30 2005-09-11 Alps Electric Co Ltd Plasma processing apparatus and method
TWI283899B (en) * 2002-07-09 2007-07-11 Applied Materials Inc Capacitively coupled plasma reactor with magnetic plasma control
US20030015965A1 (en) * 2002-08-15 2003-01-23 Valery Godyak Inductively coupled plasma reactor
US7183716B2 (en) * 2003-02-04 2007-02-27 Veeco Instruments, Inc. Charged particle source and operation thereof
EP1727186B1 (en) * 2005-05-23 2012-01-25 New Power Plasma Co., Ltd. Plasma chamber with discharge inducing bridge
KR20070062708A (ko) * 2005-12-13 2007-06-18 엘지.필립스 엘시디 주식회사 안테나 및 이를 구비한 플라즈마 발생장치
JP4324205B2 (ja) * 2007-03-30 2009-09-02 三井造船株式会社 プラズマ生成装置およびプラズマ成膜装置
KR20090005542A (ko) * 2007-07-09 2009-01-14 엘지전자 주식회사 고주파 플라즈마 발생장치용 전력분배기 및 그 제조방법
KR101418438B1 (ko) * 2007-07-10 2014-07-14 삼성전자주식회사 플라즈마 발생장치
KR101196309B1 (ko) 2011-05-19 2012-11-06 한국과학기술원 플라즈마 발생 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180053244A (ko) * 2016-11-11 2018-05-21 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 필터 장치 및 플라즈마 처리 장치
KR102431939B1 (ko) 2016-11-11 2022-08-11 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 필터 장치 및 플라즈마 처리 장치

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012157844A1 (ko) 2012-11-22
US20140077700A1 (en) 2014-03-20
US9066413B2 (en) 2015-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101196309B1 (ko) 플라즈마 발생 장치
JP4904202B2 (ja) プラズマ反応器
US8415885B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
KR101687566B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
US9734990B2 (en) Plasma apparatus and substrate-processing apparatus
KR101160906B1 (ko) 용량 결합 플라즈마 반응기
US7976674B2 (en) Embedded multi-inductive large area plasma source
US8317970B2 (en) Ceiling electrode with process gas dispersers housing plural inductive RF power applicators extending into the plasma
KR20140050560A (ko) 플라즈마 처리 장치
JP2014099585A (ja) プラズマ処理装置
KR20160013002A (ko) 플라즈마 처리 장치
TW200302682A (en) Plasma processing apparatus capable of performing uniform plasma treatment by preventing drift in plasma discharge current
US20130087288A1 (en) Plasma processing apparatus
KR100806522B1 (ko) 유도 결합 플라즈마 반응기
KR20090037343A (ko) 자화된 유도결합형 플라즈마 처리장치 및 플라즈마 발생방법
KR101167952B1 (ko) 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기
KR101585893B1 (ko) 복합형 플라즈마 반응기
US9412563B2 (en) Spatially discrete multi-loop RF-driven plasma source having plural independent zones
KR101577272B1 (ko) 롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치
KR101016573B1 (ko) 플라즈마 발생 장치
US20170186585A1 (en) Electrode structure for icp etcher
KR20110006070U (ko) 자화된 유도결합형 플라즈마 처리장치
US20150075717A1 (en) Inductively coupled spatially discrete multi-loop rf-driven plasma source
KR20110121790A (ko) 플라즈마 발생 장치 및 변압기
KR101735296B1 (ko) 플라즈마 장치 및 기판 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161019

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170928

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181002

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200106

Year of fee payment: 8