KR101254485B1 - Plasma gun and plasma processing apparatus having the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A plasma gun and a plasma processing apparatus are provided to improve a life time of a plasma gun by being able to emit high density thermal electron and by being able to apply the minimum heat source required for thermal electron emission. CONSTITUTION: A plasma gun(130) includes a housing(131), an electrode(132), and a gas supply unit(133). The housing includes a first end unit including an opening and a second end unit in the opposite side of the first end unit. The electrode is arranged in the housing and includes a first side facing the first end unit, a second side in the opposite side of the first side and an outer surface connecting the first side and the second side. The electrode supplies power and performs main discharge through the opening between the electrode and the anode. The gas supply unit supplies gas for plasma generation into the housing. The electrode forms the area of the first side to be greater than the cross-sectional area of the housing.

Description

플라즈마 건 및 이를 포함하는 플라즈마 처리장치{PLASMA GUN AND PLASMA PROCESSING APPARATUS HAVING THE SAME}Plasma gun and plasma processing apparatus including the same {PLASMA GUN AND PLASMA PROCESSING APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은 플라즈마 건 및 이를 포함하는 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세히 공정 공정 챔버 외부에서 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 건 및 이를 포함하는 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma gun and a plasma processing apparatus including the same, and more particularly, to a plasma gun for generating a plasma outside a process chamber and a plasma processing apparatus including the same.

액정표시장치(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 장치(Plasma Display Panel) 등 많은 대화면의 디스플레이 장치에 사용되는 대면적 기판, 또는 태양전지 등 많은 분야에 투명한 도전체인 인듐틴옥사이드(ITO)가 사용되고 있다.Indium tin oxide (ITO), which is a transparent conductor in many fields such as a large area substrate used in many large display devices such as a liquid crystal display, a plasma display panel, or a solar cell, is used.

이러한 인듐틴옥사이드 박막형성에는 전자빔 증착법이나, 스퍼터링 방법이 널리 사용되고 있다. 그러나, 이러한 방법들에 있어, 일정부분 문제점이 있어 ITO등을 증착하는 새로운 방법들이 제시되고 있다. 예컨대, 태양전지의 제조에 있어, ITO층을 형성하기 위해 스퍼터링 방법을 사용하는 경우, ITO층의 하부에 형성된 박막에 손상을 가져와 제조된 태양전지의 효율이 낮아지는 문제점이 발생된다.The electron beam deposition method and the sputtering method are widely used for such indium tin oxide thin film formation. However, in these methods, there are some problems, and new methods for depositing ITO and the like have been proposed. For example, in the manufacture of solar cells, when the sputtering method is used to form an ITO layer, a problem arises in that the thin film formed under the ITO layer is damaged, thereby lowering the efficiency of the manufactured solar cell.

이러한, 문제점을 해소하기 위해서 이온 플레이팅 방법에 제안되었다. 이러한 이온 플레이팅 방법은 높은 성막율, 고밀도의 막질형성, 큰 프로세스 마진을 실현할 수 있을 뿐만 아니라, 플라즈마 빔을 자계에 의해 제어할 수 있는 등 많은 장점을 가진다.In order to solve this problem, it has been proposed in the ion plating method. This ion plating method has many advantages such as not only high film formation rate, high density film quality, large process margin, but also plasma beam control by magnetic field.

이러한 이온 플레이팅 방법에는 플라즈마 건이 널리 사용된다. 플라즈마 건은 플라즈마를 타겟, 예컨대 인듐틴옥사이드 태블릿에 쏘아주어 인듐틴옥사이드가 이온화되어 기판에 증착되어 ITO박막을 형성하게 된다.Plasma guns are widely used in such ion plating methods. The plasma gun shoots a plasma onto a target, such as an indium tin oxide tablet, so that the indium tin oxide is ionized and deposited on a substrate to form an ITO thin film.

이를 위해서, 플라즈마 건에는 플라즈마 생성용 가스를 공급하기 위한 가스 공급부와 전력이 공급되어 양극(anode)과의 사이에서 주방전을 수행하는 전극을 갖는다.To this end, the plasma gun has a gas supply unit for supplying a gas for generating plasma and an electrode to which electric power is supplied to perform a discharging between an anode.

인듐틴옥사이드 태블릿과 플라즈마 건의 전극에 강한 전위를 인가하면, 플라즈마 건의 전극에서 전자가 방출되어 방전이 일어나고, 이러한 방전에 의해 플라즈마 생성용 가스가 플라즈마가 되어 인듐틴옥사이드 태블릿에 인가되어 인듐틴옥사이드가 이온화되어 기판에 증착되게 된다.When a strong potential is applied to the electrodes of the indium tin oxide tablet and the plasma gun, electrons are discharged from the electrodes of the plasma gun to cause discharge. The plasma generation gas becomes a plasma and is applied to the indium tin oxide tablet to indium tin oxide. It is ionized and deposited on the substrate.

그런데, 이러한 전극은 매우 고가이지만, 열에 의한 파손이 잦으며, 또한 교체를 위하여 플라즈마 처리장치의 가동을 중단함으로써, 유지비용의 증가는 물론 생산성이 크게 저하되는 문제점이 발생한다.By the way, although the electrode is very expensive, it is frequently damaged by heat, and also by stopping the operation of the plasma processing apparatus for replacement, there is a problem that not only increase the maintenance cost but also greatly reduce the productivity.

또한, 높은 파워를 위해서 플라즈마 건의 구경을 증가시키는 경우, 플라즈마 건의 제조비용이 증가시킬 뿐만 아니라, 전극의 온도가 더욱 높아져서 앞선 문제를 더욱 심화시킨다.In addition, when the diameter of the plasma gun is increased for high power, not only the manufacturing cost of the plasma gun is increased, but also the temperature of the electrode is higher, which further exacerbates the foregoing problem.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 수명을 증가시킬 수 있고, 높은 파워에도 구경을 감소시킬 수 있는 플라즈마 건을 제공하는 것이다.Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to provide a plasma gun that can increase the life and reduce the aperture even at high power.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 이러한 플라즈마 건을 포함하는 플라즈마 처리장치를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus including the plasma gun.

이러한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 플라즈마 건은 하우징, 전극 및 가스 공급부를 포함한다. 상기 하우징은 개구부를 포함하는 제1 단부 및 상기 제1 단부와 반대측의 제2 단부를 포함한다. 상기 전극은, 상기 하우징 내부에 배치되고, 상기 제1 단부를 마주보는 제1 측, 상기 제1 측과 반대의 제2 측 및 상기 제1 측과 제2 측을 연결하는 외주면을 포함하고, 전력이 공급되어 양극(anode)과의 사이에서 상기 개구부를 통해서 주방전을 수행한다. 상기 가스 공급부는 상기 하우징 내부에 플라즈마 생성용 가스를 공급한다. 이때, 상기 전극은, 상기 제1 측의 면적이 상기 하우징의 단면의 면적보다 크도록 형성된다.Plasma gun according to an exemplary embodiment of the present invention for achieving this problem includes a housing, an electrode and a gas supply. The housing includes a first end including an opening and a second end opposite the first end. The electrode is disposed inside the housing, and includes a first side facing the first end, a second side opposite to the first side, and an outer circumferential surface connecting the first side and the second side, This is supplied to conduct a kitchen operation through the opening between the anode. The gas supply unit supplies a plasma generation gas into the housing. In this case, the electrode is formed such that the area of the first side is larger than the area of the cross section of the housing.

예컨대, 상기 전극의 상기 제1 측은 상기 외주면으로부터 둔각이 되도록 경사지게 연장된 제1 면 및 상기 외주면과 수직하도록 상기 제1 면으로부터 연장된 제2 면을 포함할 수 있다.For example, the first side of the electrode may include a first surface inclined to be obtuse from the outer circumferential surface and a second surface extending from the first surface to be perpendicular to the outer circumferential surface.

이때, 상기 전극의 상기 제2 측은 상기 외주면으로부터 둔각이 되도록 경사지게 연장된 제3 면 및 상기 외주면과 수직하도록 상기 제3 면으로부터 연장된 제4 면을 포함할 수 있다.In this case, the second side of the electrode may include a third surface inclined to be obtuse from the outer circumferential surface and a fourth surface extending from the third surface to be perpendicular to the outer circumferential surface.

이와 다르게, 상기 전극의 상기 제1 측은, 상기 외주면으로부터 상기 하우징의 상기 제1 단부를 향해서 계단형으로 돌출되도록 형성될 수 있다.Alternatively, the first side of the electrode may be formed to protrude stepwise from the outer peripheral surface toward the first end of the housing.

이때, 상기 전극의 상기 제2 측은, 상기 외주면으로부터 상기 하우징의 상기 제2 단부를 향해서 계단형으로 돌출되도록 형성될 수 있다.In this case, the second side of the electrode may be formed to protrude stepwise from the outer peripheral surface toward the second end of the housing.

한편, 상기 하우징은 원통형상이고, 상기 전극은 중앙부에 관통홀을 갖고, 상기 전극의 상기 외주면은 상기 하우징의 내면에 밀착되고, 상기 가스 공급부는 상기 하우징의 상기 제2 단부로부터 상기 제1 단부를 향하는 방향으로 연장된 파이프 형상으로서, 상기 가스 공급부의 단부는 상기 관통홀을 관통하도록 형성될 수 있다.On the other hand, the housing is cylindrical, the electrode has a through hole in the central portion, the outer peripheral surface of the electrode is in close contact with the inner surface of the housing, the gas supply portion is directed from the second end of the housing toward the first end As a pipe shape extending in the direction, the end of the gas supply portion may be formed to pass through the through hole.

이때, 상기 하우징은, 원통형상의 몸체부 및 상기 몸체부와 체결되어 상기 제1 단부를 구성하는 캡부를 포함할 수 있다.In this case, the housing may include a cylindrical body portion and a cap portion coupled to the body portion to form the first end.

이때, 상기 전극은 란타늄 헥사보라이드(LaB6)를 포함하고, 상기 가스 공급부는 탄탈륨(Ta)을 포함하고, 상기 하우징의 상기 캡부는 텅스텐(W)을 포함하고, 상기 몸체부는 몰리브덴(Mo)을 포함할 수 있다.In this case, the electrode includes lanthanum hexaboride (LaB6), the gas supply portion includes tantalum (Ta), the cap portion of the housing includes tungsten (W), the body portion molybdenum (Mo) It may include.

이와 다르게, 상기 하우징은 원통형상이고, 상기 전극의 상기 외주면은 상기 하우징의 내면과 이격되고, 상기 가스 공급부는 상기 하우징의 상기 제2 단부로부터 상기 제1 단부를 향하는 방향으로 연장된 파이프 형상으로서, 상기 가스 공급부의 단부는 상기 전극의 상기 제2 측과 마주보도록 형성될 수 있다.Alternatively, the housing is cylindrical, the outer circumferential surface of the electrode is spaced apart from the inner surface of the housing, and the gas supply portion has a pipe shape extending in a direction from the second end of the housing toward the first end, An end portion of the gas supply part may be formed to face the second side of the electrode.

이때, 상기 전극은 란타늄 헥사보라이드(LaB6)를 포함하고, 상기 가스 공급부는 탄탈륨(Ta)을 포함하고, 상기 하우징은 몰리브덴(Mo)을 포함할 수 있다.In this case, the electrode may include lanthanum hexaboride (LaB6), the gas supply part may include tantalum (Ta), and the housing may include molybdenum (Mo).

한편, 상기 플라즈마 건은, 상기 하우징의 상기 제1 단부와 이격되게 배치된 전극 코일 및 상기 하우징과 상기 전극 코일 사이에 배치된 전극 마그넷을 더 포함할 수 있다.The plasma gun may further include an electrode coil disposed to be spaced apart from the first end of the housing, and an electrode magnet disposed between the housing and the electrode coil.

본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 플라즈마 처리장치는, 공정 챔버, 하스(hearth), 플라즈마 건 및 전력 공급부를 포함한다. 상기 공정 챔버에서는 플라즈마 공정이 진행된다. 상기 하스는 상기 공정 챔버 내부에 배치되어 소스 태블릿을 담지한다. 상기 플라즈마 건은 하우징, 전극 및 가스 공급부를 포함한다. 상기 하우징은 개구부를 포함하는 제1 단부 및 상기 제1 단부와 반대측의 제2 단부를 포함한다. 상기 전극은, 상기 하우징 내부에 배치되고, 상기 제1 단부를 마주보는 제1 측, 상기 제1 측과 반대의 제2 측 및 상기 제1 측과 제2 측을 연결하는 외주면을 포함하고, 전력이 공급되어 양극(anode)과의 사이에서 상기 개구부를 통해서 주방전을 수행한다. 상기 가스 공급부는 상기 하우징 내부에 플라즈마 생성용 가스를 공급한다. 이때, 상기 전극은, 상기 제1 측의 면적이 상기 하우징의 단면의 면적보다 크도록 형성된다. 상기 전력 공급부는, 상기 하스에 담지된 소스 태블릿 및 상기 전극 사이에 전위차를 인가하여, 상기 소스 태블릿을 애노드(anode)로 동작시키고, 상기 전극을 캐소드(cathode)로 동작시켜 방전시킨다.A plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes a process chamber, a hearth, a plasma gun, and a power supply. The plasma process is performed in the process chamber. The Haas is disposed inside the process chamber to carry the source tablet. The plasma gun includes a housing, an electrode and a gas supply. The housing includes a first end including an opening and a second end opposite the first end. The electrode is disposed inside the housing, and includes a first side facing the first end, a second side opposite to the first side, and an outer circumferential surface connecting the first side and the second side, This is supplied to conduct a kitchen operation through the opening between the anode. The gas supply unit supplies a plasma generation gas into the housing. In this case, the electrode is formed such that the area of the first side is larger than the area of the cross section of the housing. The power supply unit applies a potential difference between the source tablet and the electrode supported on the hearth to operate the source tablet as an anode, and operates the electrode as a cathode to discharge.

이때, 상기 전극은 란타늄 헥사보라이드(LaB6)를 포함할 수 있다.In this case, the electrode may include lanthanum hexaboride (LaB6).

한편, 상기 플라즈마 처리장치는 공정 챔버 상부에, 서로 오픈되도록 결합된 예열 챔버를 더 포함하여, 기판을 예열시키면서 이송시켜가면서 공정이 진행될 수 있다.On the other hand, the plasma processing apparatus further includes a preheating chamber coupled to the top of the process chamber to be open to each other, the process can be carried out while transferring the substrate while preheating.

본 발명에 의한 플라즈마 건에 의하면, 상기 전극은, 상기 제1 측의 면적이 상기 하우징의 단면의 면적보다 크도록 형성되어, 방전시 전자가 보다 넓은 면적에서 방출될 수 있어, 고밀도의 열전자 방출이 가능하며 또한 열전자 방출을 위해 필요한 최소한의 열원을 인가할 수 있어 플라즈마 건의 수명을 향상시킬 수 있다. According to the plasma gun according to the present invention, the electrode is formed such that the area of the first side is larger than the area of the cross section of the housing, so that electrons can be emitted in a larger area during discharge, so that high-density hot electron emission is achieved. It is also possible to apply the minimum heat source required for hot electron emission to improve the life of the plasma gun.

이에 따라, 교체를 위하여 플라즈마 처리장치의 가동을 중단하는 빈도수를 감소시킴으로써, 유지비용의 감소는 물론 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.Accordingly, by reducing the frequency of stopping the operation of the plasma processing apparatus for replacement, it is possible to reduce the maintenance cost and to significantly improve the productivity.

도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 플라즈마 처리장치의 개략도이다.
도 2는 도 1에서 도시된 플라즈마 처리장치에 적용된 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 플라즈마 건의 절개 사사도이다.
도 3은 도 2에서 도시된 플라즈마 건의 일부를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1 내지 도 3에서 도시된 전극의 사시도이다.
도 5는 도 4에서 도시된 전극의 단면도이다.
도 6은 변형예에 의한 플라즈마 건의 전극을 도시한 단면도이다.
도 7은 다른 변형예에 의한 플라즈마 건의 전극을 도시한 단면도이다.
도 8은 또 다른 변형예에 의한 플라즈마 건의 전극을 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 의한 플라즈마 건의 사시도이다.
도 10은 도 9에서 도시된 플라즈마 건의 단면도이다.
도 11은 란타늄헥사보라이드(LaB6) 전극에서 방출되는 전류밀도와 온도의 관계를 도시하는 그래프이다.1 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cutaway perspective view of a plasma gun according to an exemplary embodiment of the present invention applied to the plasma processing apparatus shown in FIG. 1.
3 is a cross-sectional view of a portion of the plasma gun shown in FIG. 2.
4 is a perspective view of the electrode illustrated in FIGS. 1 to 3.
5 is a cross-sectional view of the electrode shown in FIG. 4.
6 is a cross-sectional view illustrating an electrode of a plasma gun according to a modification.
7 is a cross-sectional view showing an electrode of a plasma gun according to another modification.
8 is a cross-sectional view showing an electrode of a plasma gun according to still another modification.
9 is a perspective view of a plasma gun according to another exemplary embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view of the plasma gun shown in FIG. 9.
11 is a graph showing the relationship between the current density and the temperature emitted from the lanthanum hexaboride (LaB6) electrode.

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.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It will be possible. The present invention is not limited to the following embodiments and may be embodied in other forms. The embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure may be more complete and that those skilled in the art will be able to convey the spirit and scope of the present invention. In the drawings, the thickness of each device or film (layer) and regions is exaggerated for clarity of the present invention, and each device may have various additional devices not described herein.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 플라즈마 처리장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 플라즈마 처리장치(100)는 공정 챔버(110), 하스(Hearth,120), 플라즈마 건(130) 및 전력 공급부(140)를 포함한다. 상기 플라즈마 처리장치(100)는 예열 챔버(Preheat Chamber, 150)를 더 포함할 수 있다. 상기 공정 챔버(110)에서는 플라즈마 공정이 진행된다. 상기 하스(120)는 상기 공정 챔버(110) 내부에 배치되어 소스 태블릿(ST)을 담지한다. 상기 플라즈마 건(130)은 상기 공정 챔버(110)의 측부에 배치되어 플라즈마를 발생시켜 상기 공정 챔버(110)에 공급한다. 상기 전력 공급부(140)는 상기 플라즈마 건(130) 및 상기 하스(120)에 담지된 소스 태블릿(ST)에 전위를 인가하여 전력을 공급한다.Referring to FIG. 1, the plasma processing apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a process chamber 110, a hearth 120, a plasma gun 130, and a power supply 140. . The plasma processing apparatus 100 may further include a preheat chamber 150. The plasma process is performed in the process chamber 110. The hearth 120 is disposed inside the process chamber 110 to support the source tablet ST. The plasma gun 130 is disposed on the side of the process chamber 110 to generate a plasma and supply the plasma to the process chamber 110. The power supply unit 140 supplies electric power by applying a potential to the source tablet ST supported on the plasma gun 130 and the hearth 120.

상기 공정 챔버(110)는 상기 예열 챔버(150)와 서로 오픈(Open)되도록 결합될 수 있다. 보다 상세히, 상기 공정 챔버(110)는 상부가 오픈되고, 상기 예열 챔버(150)는 하부가 오픈되어 상기 예열 챔버(150)가 상기 공정 챔버(110)의 상부에 체결될 수 있다.The process chamber 110 may be coupled to the preheat chamber 150 so as to be open to each other. In more detail, the process chamber 110 may be opened at an upper portion thereof, and the preheating chamber 150 may be opened at a lower portion thereof, such that the preheating chamber 150 may be fastened to the upper portion of the process chamber 110.

이를 통해서 예열 챔버(150)의 기판(S)은 상기 공정 챔버(110) 내부의 상기 하스(120) 상부에 배치될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 예열 챔버(150) 내부는 가열장치가 형성되어 상기 예열 챔버(150) 내부의 기판(S)을 예열하며, 또한, 이송장치가 형성되어 상기 예열 챔버(150) 내부에서 기판(S)을 진행 방향(D)을 따라서 이송한다.Through this, the substrate S of the preheating chamber 150 may be disposed above the hearth 120 in the process chamber 110. Although not shown, a heating device is formed inside the preheating chamber 150 to preheat the substrate S inside the preheating chamber 150, and a transfer device is formed to form a substrate in the preheating chamber 150. (S) is conveyed along the advancing direction (D).

또한, 상기 예열 챔버(150)는 게이트 밸브(170)를 통해서 로드락 챔버(160)와 연결될 수 있다. 처리가 완료된 기판(S)은 오픈된 게이트 밸브(170)를 통해서 로드락 챔버(160)에 이송될 수 있다. In addition, the preheating chamber 150 may be connected to the load lock chamber 160 through the gate valve 170. The processed substrate S may be transferred to the load lock chamber 160 through an open gate valve 170.

상기 하스(120)는 상기 공정 챔버(110)의 하부에 배치되어 소스 태블릿(ST)을 담고 이를 지지한다. 상기 소스 태블릿(ST)은 예컨대, 원통형으로 기판(S)에 형성되는 박막과 동일 물질을 포함한다. 예컨대, 기판(S)에 인듐틴옥사이드(ITO) 박막을 형성하는 경우, 상기 소스 태블릿(ST)은 인듐틴옥사이드를 포함한다. 상기 하스(120)는 가열장치(도시안됨)을 포함하여 상기 소스 태블릿(ST)을 가열할 수도 있다.The hearth 120 is disposed under the process chamber 110 to contain and support the source tablet ST. The source tablet ST includes, for example, the same material as the thin film formed on the substrate S in a cylindrical shape. For example, when the indium tin oxide (ITO) thin film is formed on the substrate S, the source tablet ST includes indium tin oxide. The hearth 120 may include a heating device (not shown) to heat the source tablet ST.

상기 플라즈마 건(130)은 예컨대, 상기 공정 챔버(110)의 측부에 결합되고, 플라즈마를 생성하여 상기 공정 챔버(110)에 공급한다. 상기 플라즈마 건(130)은 공정 챔버(110) 외부에 부착된 것으로 도시되어 있으나, 상기 공정 챔버(110)의 내부에 배치될 수도 있다. 또한, 상기 플라즈마 처리장치(100)는 하나의 플라즈마 건(130)을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 하나 이상의 플라즈마 건(130)을 포함할 수도 있다. 한편, 다수의 플라즈마 건(130)은 다수의 공정을 하나의 챔버에서 진행하기 위해서 병렬로 배치될 수도 있고, 이와 다르게 공정 챔버(110)의 둘레를 따라서 방사선상으로 배치될 수도 있다.The plasma gun 130 is coupled to the side of the process chamber 110, for example, and generates a plasma and supplies the plasma to the process chamber 110. The plasma gun 130 is shown attached to the outside of the process chamber 110, but may be disposed inside the process chamber 110. In addition, although the plasma processing apparatus 100 is illustrated as including one plasma gun 130, the plasma processing apparatus 100 may include one or more plasma guns 130. On the other hand, the plurality of plasma gun 130 may be arranged in parallel in order to proceed with a plurality of processes in one chamber, alternatively may be arranged in a radial direction along the circumference of the process chamber (110).

이러한 플라즈마 건(130)은 하우징(131)과, 상기 하우징(131) 내부에 배치된 전극(132) 및 상기 하우징(131) 내부에 아르곤(Ar)과 같은 플라즈마 생성용 가스를 공급하기 위한 가스 공급부(133)를 포함한다. 상기 플라즈마 건(130)은 전극 마그넷(134) 및 전극 코일(135)를 더 포함할 수 있다. 상기 플라즈마 건(130)은 공급되는 플라즈마 생성용 가스를 플라즈마로 형성하여 이를 챔버(110)에 공급한다.The plasma gun 130 may include a housing 131, an electrode 132 disposed in the housing 131, and a gas supply unit for supplying a plasma generation gas such as argon (Ar) to the interior of the housing 131. 133. The plasma gun 130 may further include an electrode magnet 134 and an electrode coil 135. The plasma gun 130 forms the supplied plasma generation gas into a plasma and supplies it to the chamber 110.

상기 전력 공급부(140)는 상기 하스(120)에 담지된 소스 태블릿(ST) 및 상기 플라즈마 건(130)의 상기 전극(132) 사이에 전위차를 인가하여, 상기 소스 태블릿(ST)을 애노드(anode)로 동작시키고, 상기 전극(132)을 캐소드(cathode)로 동작시켜 방전시킨다. 이를 위하여 상기 전력 공급부(140)는 상기 전극(132)과 상기 소스 태블릿(ST) 사이에 전위차를 인가하기 위한 전원(141), 상기 제1 저항(142) 및 제2 저항(143)을 포함할 수 있다.The power supply unit 140 applies an electric potential difference between the source tablet ST supported on the Haas 120 and the electrode 132 of the plasma gun 130 to anode the source tablet ST. ) And the electrode 132 is operated by a cathode to discharge. To this end, the power supply 140 may include a power source 141, a first resistor 142, and a second resistor 143 for applying a potential difference between the electrode 132 and the source tablet ST. Can be.

상기 전원(141)의 양극은 상기 소스 태블릿(ST)에 전기적으로 연결되며, 상기 제1 저항(142) 및 제2 저항(143)을 통해서 각각 상기 전극 마그넷(134) 및 상기 전극 코일(135)에 전기적으로 연결되고, 상기 전원(141)의 음극은 상기 플라즈마 건(130)의 상기 전극(132)에 전기적으로 연결된다. 상기 전원(141)의 음극은 상기 플라즈마 건(130)의 상기 가스 공급부(133)에 전기적으로 연결되어 상기 가스 공급부(133)가 보조전극으로 동작될 수도 있다.An anode of the power source 141 is electrically connected to the source tablet ST, and the electrode magnet 134 and the electrode coil 135 are respectively through the first resistor 142 and the second resistor 143. The cathode of the power source 141 is electrically connected to the electrode 132 of the plasma gun 130. The cathode of the power source 141 may be electrically connected to the gas supply unit 133 of the plasma gun 130 so that the gas supply unit 133 may be operated as an auxiliary electrode.

먼저, 상기 전원(141)에 의해서, 상기 가스 공급부(133)와 상기 소스 태블릿(ST) 사이에 강한 전기장이 형성되면, 상기 가스 공급부(133)의 최단부에서 전자가 방출되고, 전기장에 의해 상기 소스 태블릿(ST)을 향해서 이동되는 보조 방전(글로우 방전)이 일어나며, 이후 상기 전극(132)이 가열되어 열전자가 방출됨으로써 주방전(아크 방전)으로 진행된다. 이러한 방전을 통해서, 상기 가스 공급부(133)를 통해서 주입된 공정가스는 플라즈마화되고, 이렇게 생성된 플라즈마(P)는 외부 전원(도시안됨)에 연결된 수렴 코일(210)에 의해 공정 챔버(110) 내부로 유도되고, 상기 하스(120)에 담지된 소스 태블릿(ST)에 충돌하여 상기 소스 태블릿(ST)을 기화시켜 반응성 증기(RV)를 생성시킨다.First, when a strong electric field is formed between the gas supply unit 133 and the source tablet ST by the power source 141, electrons are emitted from the shortest end of the gas supply unit 133, and the electric field is discharged by the electric field. An auxiliary discharge (glow discharge) that is moved toward the source tablet ST occurs, and then the electrode 132 is heated to emit hot electrons, thereby proceeding to kitchen discharge (arc discharge). Through this discharge, the process gas injected through the gas supply unit 133 is converted into plasma, and the plasma P generated as described above is processed by the converging coil 210 connected to an external power source (not shown). Guided to the inside, and impacts the source tablet (ST) supported on the Haas 120 to vaporize the source tablet (ST) to generate a reactive vapor (RV).

이러한 반응성 증기(RV)는 상승하여 상부의 기판(S)에 막질을 형성한다.The reactive vapor RV rises to form a film on the upper substrate S.

도 2는 도 1에서 도시된 플라즈마 처리장치에 적용된 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 플라즈마 건의 절개 사사도이다. 도 3은 도 2에서 도시된 플라즈마 건의 일부를 도시한 단면도이다. 도 4는 도 1 내지 도 3에서 도시된 전극의 사시도이고, 도 5는 도 4에서 도시된 전극의 단면도이다. 도 6은 변형예에 의한 플라즈마 건의 전극을 도시한 단면도이다.FIG. 2 is a cutaway perspective view of a plasma gun according to an exemplary embodiment of the present invention applied to the plasma processing apparatus shown in FIG. 1. 3 is a cross-sectional view of a portion of the plasma gun shown in FIG. 2. 4 is a perspective view of the electrode illustrated in FIGS. 1 to 3, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the electrode illustrated in FIG. 4. 6 is a cross-sectional view illustrating an electrode of a plasma gun according to a modification.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 플라즈마 건(130)은 하우징(131)과, 상기 하우징(131) 내부에 배치된 전극(132) 및 상기 하우징(131) 내부에 플라즈마 생성용 가스를 공급하기 위한 가스 공급부(133)를 포함한다. 상기 플라즈마 건(130)은 전극 마그넷(134) 및 전극 코일(135)을 더 포함할 수 있다.2 to 6, the plasma gun 130 is configured to supply a plasma generation gas to the housing 131, the electrode 132 disposed in the housing 131, and the inside of the housing 131. It includes a gas supply unit 133. The plasma gun 130 may further include an electrode magnet 134 and an electrode coil 135.

상기 하우징(131)은 예컨대 원통형으로 형성되며, 상기 하우징(131)의 제1 단부(A)는 개구부(131c)를 포함하고, 상기 하우징(131)의 제2 단부(B)는 마운트(137)에 부착된다. 예컨대, 도 3에서 도시된 바와 같이, 상기 하우징(131)은 원통형상의 몸체부(131a) 및 상기 몸체부(131a)와 체결되어 상기 제1 단부(A)를 구성하는 캡부(131b)를 포함하도록 형성될 수 있다. 이와 같이 하우징(131)을 상기 몸체부(131a) 및 상기 캡부(131b)를 포함하도록 형성하는 경우, 상기 하우징(131) 내부에 상기 전극(132)을 형성하는데 편리하고, 또한 상기 전극(132)의 파손시 교체가 용이하다. 예컨대, 하우징(131)의 캡부(131b)는 텅스텐(W)을 포함하고, 상기 몸체부(131a)는 몰리브덴(Mo)을 포함할 수 있다.The housing 131 is formed, for example, in a cylindrical shape, the first end A of the housing 131 includes an opening 131c, and the second end B of the housing 131 is a mount 137. Is attached to. For example, as shown in FIG. 3, the housing 131 includes a cylindrical body portion 131a and a cap portion 131b fastened to the body portion 131a to form the first end A. FIG. Can be formed. As such, when the housing 131 is formed to include the body portion 131a and the cap portion 131b, it is convenient to form the electrode 132 in the housing 131 and the electrode 132. It is easy to replace when broken. For example, the cap portion 131b of the housing 131 may include tungsten (W), and the body portion 131a may include molybdenum (Mo).

상기 전극(132)은 상기 하우징(131)의 상기 제1 단부(A)를 마주보는 제1 측(FF), 상기 제1 측(FF)과 반대의 제2 측(SF) 및 상기 제1 측(FF)과 제2 측(SF)을 연결하는 외주면(CF)을 포함하고, 중앙부에 관통홀(h)을 갖는다. 예컨대, 상기 전극(132)은, 상기 외주면(CF)이 상기 하우징(131)의 내면에 밀착되도록 상기 상기 하우징(131) 내부에 배치된다.The electrode 132 has a first side FF facing the first end A of the housing 131, a second side SF opposite to the first side FF, and the first side. An outer circumferential surface CF connecting the FF and the second side SF, and has a through-hole h in the center portion. For example, the electrode 132 is disposed inside the housing 131 such that the outer circumferential surface CF is in close contact with the inner surface of the housing 131.

한편, 도 11에서 도시된 바와 같이, 란타늄 헥사보라이드에서 방출되는 전류밀도는 온도의 함수이고 총 방출되는 전류는 전류밀도와 표면적의 곱이므로, 표면적의 증가로 전류밀도를 상승시킬 수 있다. 식에 있는 일함수(work function)는 물질의 특성으로 온도, 표면적 등과 분리된다.On the other hand, as shown in FIG. 11, since the current density emitted from lanthanum hexaboride is a function of temperature and the total emitted current is a product of the current density and the surface area, the current density can be increased by increasing the surface area. The work function in the equation is a property of the material, separated from temperature, surface area, etc.

이와 같이 전류밀도를 증가시키기 위하여, 본 발명에서는 상기 전극(132)은 상기 제1 측(FF)의 면적이 상기 하우징(131)의 단면의 면적보다 크도록 형성된다. 보다, 상세히, 상기 하우징(131)은 원통형의 형상으로, 하우징의 단면은 원형이나, 상기 전극(132)의 상기 제1 측(FF)은 그 표면이 평탄하지 않고 중앙으로 돌출되어 상기 하우징(131)의 단면의 면적보다 크다. 즉, 상기 전극(132)의 상기 제1 측(FF)은 상기 외주면(CF)으로부터 둔각이 되도록 경사지게 연장된 제1 면(FF1) 및 상기 외주면(CF)과 수직하도록 상기 제1 면(FF1)으로부터 연장된 제2 면(FF2)을 포함할 수 있다.In order to increase the current density in this way, in the present invention, the electrode 132 is formed such that the area of the first side FF is larger than the area of the cross section of the housing 131. In more detail, the housing 131 has a cylindrical shape, the cross section of the housing is circular, but the first side FF of the electrode 132 has a flat surface and protrudes toward the center so that the housing 131 has a cylindrical shape. Is greater than the area of the cross section. That is, the first side FF of the electrode 132 is perpendicular to the first surface FF1 and the outer peripheral surface CF, which are inclined to be obtuse from the outer peripheral surface CF, and the first surface FF1. It may include a second surface (FF2) extending from.

한편, 상기 전극(132)은 도 6에서 도시된 바와 같이, 상기 제2 측(SF)은 상기 외주면(CF)으로부터 둔각이 되도록 경사지게 연장된 제3 면(SF1) 및 상기 외주면(CF)과 수직하도록 상기 제3 면(SF1)으로부터 연장된 제4 면(SF2)을 포함할 수 있다. 상기 전극(132)은 예컨대 란타늄 헥사보라이드(LaB6)를 포함한다.Meanwhile, as shown in FIG. 6, the electrode 132 is perpendicular to the third surface SF1 and the outer circumferential surface CF1 which are inclined to be obtuse from the outer circumferential surface CF. It may include a fourth surface (SF2) extending from the third surface (SF1) to. The electrode 132 includes, for example, lanthanum hexaboride (LaB6).

이와 같이, 전극(132)을 형성하는 경우, 높은 밀도의 전자를 방출하게 하고 열전자의 방출을 위해 필요한 열원을 감소시킬 수 있어 플라즈마 건(130)의 수명을 증가시킬 수 있다.As such, when the electrode 132 is formed, it is possible to emit electrons of high density and to reduce the heat source required for the emission of hot electrons, thereby increasing the life of the plasma gun 130.

상기 가스 공급부(133)는 상기 하우징(131) 내부에 플라즈마 생성용 가스를 공급한다. 상기 가스 공급부(133)는 상기 하우징(131)의 상기 제2 단부(B)로부터 상기 제1 단부(A)를 향하는 방향으로 연장된 파이프 형상으로, 내부를 통해서 플라즈마 생성용 가스가 흐르게 한다. 상기 가스 공급부(133)는 일단이 상기 전극(132)의 관통홀(h)에 삽입되어 상기 전극(132)을 관통하며, 타단이 상기 마운트(137)에 부착되어 전원을 인가받아 보조 전극으로 동작할 수 있다.The gas supply unit 133 supplies a plasma generation gas into the housing 131. The gas supply unit 133 has a pipe shape extending in a direction from the second end B of the housing 131 toward the first end A, and allows the gas for plasma generation to flow therethrough. One end of the gas supply unit 133 is inserted into the through hole h of the electrode 132 and penetrates the electrode 132, and the other end is attached to the mount 137 to receive power to operate as an auxiliary electrode. can do.

한편, 상기 가스 공급부(133)의 상기 일단은 뾰족하게 형성될 수 있으며, 또는 뾰족한 돌출부를 다수 포함할 수도 있다. 상기 가스 공급부(133)의 단부가 뾰족하게 형성되는 경우, 보조방전시 전자가 용이하게 방출될 수 있다. 예컨대, 상기 가스 공급부(133)는 탄탈륨(Ta)을 포함할 수 있다.On the other hand, the one end of the gas supply unit 133 may be formed pointed, or may include a number of pointed protrusions. When the end portion of the gas supply part 133 is sharply formed, electrons may be easily emitted during auxiliary discharge. For example, the gas supply unit 133 may include tantalum (Ta).

한편, 본 발명에 예시적인 일 실시예에 의한 플라즈마 건(130)은 상기 하우징을 감싸는 외부 하우징(136), 전극 코일(135) 및 전극 마그넷(134)을 더 포함할 수 있으며, 상기 외부 하우징(136)은 상기 하우징(131)을 감싸는 원통형으로 형성되고, 상기 전극 마그넷(134) 및 상기 전극 코일(135)은 순차적으로 상기 외부 하우징(136)에 체결된다.On the other hand, the plasma gun 130 according to an embodiment of the present invention may further include an outer housing 136, an electrode coil 135 and an electrode magnet 134 surrounding the housing, the outer housing ( 136 is formed in a cylindrical shape surrounding the housing 131, the electrode magnet 134 and the electrode coil 135 is sequentially fastened to the outer housing 136.

도 7은 다른 변형예에 의한 플라즈마 건의 전극을 도시한 단면도이고, 도 8은 또 다른 변형예에 의한 플라즈마 건의 전극을 도시한 단면도이다. 본 실시예에에의 플라즈마 건은 전극을 제외하면, 앞선 실시예들에서의 플라즈마 건과 실질적으로 동일하다. 따라서, 전극에 대해서만 상세히 설명한다.FIG. 7 is a cross-sectional view showing an electrode of a plasma gun according to another modification, and FIG. 8 is a cross-sectional view showing an electrode of a plasma gun according to another modification. The plasma gun in this embodiment is substantially the same as the plasma gun in the previous embodiments, except for the electrode. Therefore, only the electrode will be described in detail.

도 7 및 8을 참조하면, 본 실시예에 의한 전극(132)은 상기 제1 측(FF)의 면적이 상기 하우징(131)의 단면의 면적보다 크도록 형성된다. 보다, 상세히, 상기 전극(132)의 상기 제1 측(FF)은, 상기 외주면(CF)으로부터, 도 3에서 도시된 상기 하우징(131)의 상기 제1 단부(A)를 향해서 계단형으로 돌출되어 형성된다. 또한, 전극(132)의 상기 제2 측(SF)은, 상기 외주면(CF)으로부터, 도 3에서 도시된 상기 하우징(131)의 상기 제2 단부(B)를 향해서 계단형으로 돌출되어 형성될 수 있다.7 and 8, the electrode 132 according to the present embodiment is formed such that an area of the first side FF is larger than an area of a cross section of the housing 131. More specifically, the first side FF of the electrode 132 protrudes stepwise from the outer circumferential surface CF toward the first end A of the housing 131 shown in FIG. 3. It is formed. In addition, the second side SF of the electrode 132 may be formed to protrude from the outer circumferential surface CF toward the second end B of the housing 131 shown in FIG. 3. Can be.

이와 같이, 전극(132)을 형성하는 경우, 높은 밀도의 전자를 방출하게 하고 열전자의 방출을 위해 필요한 열원을 감소시킬 수 있어 플라즈마 건(130)의 수명을 증가시킬 수 있다.
As such, when the electrode 132 is formed, it is possible to emit electrons of high density and to reduce the heat source required for the emission of hot electrons, thereby increasing the life of the plasma gun 130.

도 9는 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 의한 플라즈마 건의 사시도이고, 도 10은 도 9에서 도시된 플라즈마 건의 단면도이다.9 is a perspective view of a plasma gun according to another exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a cross-sectional view of the plasma gun shown in FIG.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 의한 플라즈마 건(130)은 하우징(131), 전극(132) 및 가스 공급부(133)를 포함한다. 상기 하우징(131)은 예컨대 원통형으로 형성되며, 상기 하우징(131)의 제1 단부(A)는 개구부(131c)를 포함하고, 상기 하우징(131)의 제2 단부(B)는 마운트(137)에 부착된다. 상기 하우징(131)은 몰리브덴(Mo)을 포함할 수 있다.9 and 10, the plasma gun 130 according to another exemplary embodiment of the present invention includes a housing 131, an electrode 132, and a gas supply unit 133. The housing 131 is formed, for example, in a cylindrical shape, the first end A of the housing 131 includes an opening 131c, and the second end B of the housing 131 is a mount 137. Is attached to. The housing 131 may include molybdenum (Mo).

상기 전극(132)은 상기 하우징(131)의 상기 제1 단부를 마주보는 제1 측(FF), 상기 제1 측과 반대의 제2 측(SF) 및 상기 제1 측(FF)과 제2 측(SF)을 연결하는 외주면(CF)을 포함한다. 상기 전극(132)은 상기 제1 측(FF)의 면적이 상기 하우징(131)의 단면의 면적보다 크도록 형성된다. 보다, 상세히, 상기 하우징(131)은 원통형의 형상으로, 하우징의 단면은 원형이나, 상기 전극(132)의 상기 제1 측(FF)은 그 표면이 평탄하지 않고 중앙으로 돌출되어 상기 하우징(131)의 단면의 면적보다 크다. 즉, 상기 전극(132)의 상기 제1 측(FF)은 상기 외주면(CF)으로부터 둔각이 되도록 경사지게 연장된 제1 면(FF1) 및 상기 외주면(CF)과 수직하도록 상기 제1 면(FF1)으로부터 연장된 제2 면(FF2)을 포함할 수 있다.The electrode 132 has a first side FF facing the first end of the housing 131, a second side SF opposite to the first side, and the first side FF and a second side. It includes the outer peripheral surface (CF) connecting the side (SF). The electrode 132 is formed such that an area of the first side FF is larger than an area of a cross section of the housing 131. In more detail, the housing 131 has a cylindrical shape, the cross section of the housing is circular, but the first side FF of the electrode 132 has a flat surface and protrudes toward the center so that the housing 131 has a cylindrical shape. Is greater than the area of the cross section. That is, the first side FF of the electrode 132 is perpendicular to the first surface FF1 and the outer peripheral surface CF, which are inclined to be obtuse from the outer peripheral surface CF, and the first surface FF1. It may include a second surface (FF2) extending from.

한편, 상기 전극(132)은 도 6에서 도시된 바와 같이, 상기 제2 측(SF)은 상기 외주면(CF)으로부터 둔각이 되도록 경사지게 연장된 제3 면(SF1) 및 상기 외주면(CF)과 수직하도록 상기 제3 면(SF1)으로부터 연장된 제4 면(SF2)을 포함할 수 있다. 상기 전극(132)은 예컨대 란타늄 헥사보라이드(LaB6)를 포함한다.Meanwhile, as shown in FIG. 6, the electrode 132 is perpendicular to the third surface SF1 and the outer circumferential surface CF1 which are inclined to be obtuse from the outer circumferential surface CF. It may include a fourth surface (SF2) extending from the third surface (SF1) to. The electrode 132 includes, for example, lanthanum hexaboride (LaB6).

이와 같이, 전극(132)을 형성하는 경우, 높은 밀도의 전자를 방출하게 하고 열전자의 방출을 위해 필요한 열원을 감소시킬 수 있어 플라즈마 건(130)의 수명을 증가시킬 수 있다.As such, when the electrode 132 is formed, it is possible to emit electrons of high density and to reduce the heat source required for the emission of hot electrons, thereby increasing the life of the plasma gun 130.

예컨대, 상기 전극(132)은, 고정 나사(601)를 통해서 상기 외주면(CF)이 상기 하우징(131)의 내면과 이격거리 (d)만큼 이격되도록 상기 하우징(131) 내부에 고정된다.For example, the electrode 132 is fixed inside the housing 131 such that the outer circumferential surface CF is spaced apart from the inner surface of the housing 131 by a distance d through the fixing screw 601.

상기 가스 공급부(133)는 상기 하우징(131) 내부에 플라즈마 생성용 가스를 공급한다. 상기 가스 공급부(133)는 상기 하우징(131)의 상기 제2 단부(B)로부터 상기 제1 단부(A)를 향하는 방향으로 연장된 파이프 형상으로, 내부를 통해서 플라즈마 생성용 가스가 흐르게 한다. 상기 가스 공급부(133)는 일단이 상기 전극(132)의 상기 제2 측(SF)를 마주보도록 배치되고, 타단이 상기 마운트(137)에 부착될 수 있다. 상기 가스 공급부는 탄탈륨(Ta)을 포함할 수 있다.The gas supply unit 133 supplies a plasma generation gas into the housing 131. The gas supply unit 133 has a pipe shape extending in a direction from the second end B of the housing 131 toward the first end A, and allows the gas for plasma generation to flow therethrough. One end of the gas supply part 133 may be disposed to face the second side SF of the electrode 132, and the other end may be attached to the mount 137. The gas supply part may include tantalum (Ta).

상기 가스 공급부(133)으로부터 주입된 가스는 상기 전극(132)과 하우징(131) 사이의 공간을 통해서 상기 제1 단부(A)와 상기 전극(132) 사이의 공간으로 유입되고, 플라즈마로 형성되어 상기 개구부(131c)를 통해서 배출된다.The gas injected from the gas supply part 133 flows into the space between the first end A and the electrode 132 through the space between the electrode 132 and the housing 131, and is formed of plasma. It is discharged through the opening 131c.

본 발명에 의한 플라즈마 건에 의하면, 전극의 표면적을 증가시킴으로써, 전자의 방출을 용이하게 할 수 있으며, 따라서 플라즈마 건의 디멘젼(Dimension)을 증가시키지 않으면서도 고출력을 달성할 수 있으며, 동일한 양의 막질에 사용되는 에너지를 감소시킬 수 있다. According to the plasma gun according to the present invention, by increasing the surface area of the electrode, it is possible to facilitate the emission of electrons, and thus high power can be achieved without increasing the dimension of the plasma gun, and the same amount of film quality It is possible to reduce the energy used.

또한, 저에너지의 사용에 의해 전극의 온도를 낮출 수 있어, 열에 의해 파손이 잦아 수명이 짧아서 자주 교체가 필요한 전극의 수명을 증가시킬 수 있으므로 이에 따라 플라즈마 건의 수명을 증가시킬 수 있으며, 플라즈마 처리장치의 가동중단 기간을 줄일 수 있다.
In addition, it is possible to lower the temperature of the electrode by using a low energy, it is possible to increase the life of the plasma gun because the life of the electrode that needs to be replaced frequently can be increased because of the short life due to frequent breakage due to heat, Reduce downtime.

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.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical and exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100: 플라즈마 처리장치 110: 공정 챔버
120: 하스(Hearth) 130: 플라즈마 건
131: 하우징 131a: 몸체부
131b: 캡부 132: 전극
133: 가스 공급부 134: 전극 마그넷
135: 전극 코일 136: 외부 하우징
137: 마운트 140: 전력 공급부
141: 전원 142: 제1 저항
143: 제2 저항 150: 예열 챔버
160: 로드락 챔버 170: 게이트 밸브
210: 수렴 코일 601: 고정나사
P: 플라즈마 S: 기판
ST: 소스 태블릿 RV: 리액티브 베이퍼(Reactive Vapor)
FF: 제1 측 SF: 제2 측
FF1: 제1 면 FF2: 제2 면
SF1: 제3 면 SF2: 제4 면
CF: 외주면100: plasma processing apparatus 110: process chamber
120: Hearth 130: plasma gun
131: housing 131a: body portion
131b: cap 132: electrode
133: gas supply unit 134: electrode magnet
135: electrode coil 136: outer housing
137: mount 140: power supply
141: power supply 142: first resistor
143: second resistance 150: preheating chamber
160: load lock chamber 170: gate valve
210: converging coil 601: fixing screw
P: plasma S: substrate
ST: Source Tablet RV: Reactive Vapor
FF: first side SF: second side
FF1: first side FF2: second side
SF1: third side SF2: fourth side
CF: outer surface

Claims (14)

개구부를 포함하는 제1 단부 및 상기 제1 단부와 반대측의 제2 단부를 포함하는 하우징;
상기 하우징 내부에 배치되고, 상기 제1 단부를 마주보는 제1 측, 상기 제1 측과 반대의 제2 측 및 상기 제1 측과 제2 측을 연결하는 외주면을 포함하고, 전력이 공급되어 양극(anode)과의 사이에서 상기 개구부를 통해서 주방전을 수행하는 전극; 및
상기 하우징 내부에 플라즈마 생성용 가스를 공급하기 위한 가스 공급부를 포함하고,
상기 전극은, 상기 제1 측의 면적이 상기 하우징의 단면의 면적보다 크도록 형성되며,
상기 하우징은 원통형상이고,
상기 전극의 상기 외주면은 상기 하우징의 내면과 이격되고,
상기 가스 공급부는 상기 하우징의 상기 제2 단부로부터 상기 제1 단부를 향하는 방향으로 연장된 파이프 형상으로서, 상기 가스 공급부의 단부는 상기 전극의 상기 제2 측과 마주보는 것을 특징으로 하는 플라즈마 건.A housing including a first end including an opening and a second end opposite the first end;
A first side facing the first end, a second side opposite to the first side, and an outer circumferential surface connecting the first side and the second side, the power being supplied to the anode an electrode for performing a kitchen operation through the opening portion with an anode; And
A gas supply unit for supplying a gas for plasma generation inside the housing;
The electrode is formed so that the area of the first side is larger than the area of the cross section of the housing,
The housing is cylindrical,
The outer peripheral surface of the electrode is spaced apart from the inner surface of the housing,
And the gas supply part has a pipe shape extending in a direction from the second end of the housing toward the first end, the end of the gas supply part facing the second side of the electrode. 제1항에 있어서, 상기 전극의 상기 제1 측은, 상기 외주면으로부터 둔각이 되도록 경사지게 연장된 제1 면 및 상기 외주면과 수직하도록 상기 제1 면으로부터 연장된 제2 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 건.The plasma display device of claim 1, wherein the first side of the electrode comprises a first surface inclined to be obtuse from the outer circumferential surface and a second surface extending from the first surface to be perpendicular to the outer circumferential surface. key. 제2항에 있어서, 상기 전극의 상기 제2 측은, 상기 외주면으로부터 둔각이 되도록 경사지게 연장된 제3 면 및 상기 외주면과 수직하도록 상기 제3 면으로부터 연장된 제4 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 건.The plasma display device of claim 2, wherein the second side of the electrode comprises a third surface inclined to be obtuse from the outer circumferential surface and a fourth surface extending from the third surface to be perpendicular to the outer circumferential surface. key. 제1항에 있어서, 상기 전극의 상기 제1 측은, 상기 외주면으로부터 상기 하우징의 상기 제1 단부를 향해서 계단형으로 돌출된 것을 특징으로 하는 플라즈마 건.The plasma gun of claim 1, wherein the first side of the electrode protrudes stepwise from the outer circumferential surface toward the first end of the housing. 제4항에 있어서, 상기 전극의 상기 제2 측은, 상기 외주면으로부터 상기 하우징의 상기 제2 단부를 향해서 계단형으로 돌출된 것을 특징으로 하는 플라즈마 건.The plasma gun of claim 4, wherein the second side of the electrode protrudes stepwise from the outer circumferential surface toward the second end of the housing. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 전극은 란타늄 헥사보라이드(LaB6)를 포함하고,
상기 가스 공급부는 탄탈륨(Ta)을 포함하고,
상기 하우징은 몰리브덴(Mo)을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 건.The method of claim 1,
The electrode comprises lanthanum hexaboride (LaB6),
The gas supply part includes tantalum (Ta),
And the housing comprises molybdenum (Mo). 제1항에 있어서,
상기 하우징의 상기 제1 단부와 이격되게 배치된 전극 코일; 및
상기 하우징과 상기 전극 코일 사이에 배치된 전극 마그넷을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 건.The method of claim 1,
An electrode coil disposed to be spaced apart from the first end of the housing; And
And a electrode magnet disposed between the housing and the electrode coil. 플라즈마 공정이 진행되는 공정 챔버;
상기 공정 챔버 내부에 배치되어 소스 태블릿을 담지하는 하스(hearth);
개구부를 포함하는 제1 단부 및 상기 제1 단부와 반대측의 제2 단부를 포함하는 하우징과, 상기 하우징 내부에 배치되고 상기 제1 단부를 마주보는 제1 측, 상기 제1 측과 반대의 제2 측 및 상기 제1 측과 제2 측을 연결하는 외주면을 포함하고 전력이 공급되어 양극(anode)과의 사이에서 상기 개구부를 통해서 주방전을 수행하는 전극, 및 상기 하우징 내부에 플라즈마 생성용 가스를 공급하기 위한 가스 공급부를 포함하고, 상기 공정 챔버의 측부에 배치된 플라즈마 건; 및
상기 하스에 담지된 소스 태블릿 및 상기 전극 사이에 전위차를 인가하여, 상기 소스 태블릿을 애노드(anode)로 동작시키고, 상기 전극을 캐소드(cathode)로 동작시켜 방전시키기 위한 전력 공급부를 포함하고,
상기 전극은, 상기 제1 측의 면적이 상기 하우징의 단면의 면적보다 크도록 형성되며,
상기 하우징은 원통형상이고,
상기 전극의 상기 외주면은 상기 하우징의 내면과 이격되고,
상기 가스 공급부는 상기 하우징의 상기 제2 단부로부터 상기 제1 단부를 향하는 방향으로 연장된 파이프 형상으로서, 상기 가스 공급부의 단부는 상기 전극의 상기 제2 측과 마주보는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.A process chamber in which the plasma process is performed;
A hearth disposed inside the process chamber to support a source tablet;
A housing including a first end including an opening and a second end opposite to the first end; a first side disposed inside the housing and facing the first end; a second opposite the first side; An electrode including a side and an outer circumferential surface connecting the first side and the second side, the electric power being supplied to conduct a discharge through the opening between the anode and the gas for generating plasma in the housing; A plasma gun including a gas supply for supplying and disposed at a side of said process chamber; And
A power supply for applying a potential difference between the source tablet and the electrode supported on the hearth to operate the source tablet as an anode, and to operate the electrode as a cathode to discharge;
The electrode is formed such that the area of the first side is larger than the area of the cross section of the housing,
The housing is cylindrical,
The outer peripheral surface of the electrode is spaced apart from the inner surface of the housing,
And the gas supply part has a pipe shape extending in a direction from the second end of the housing toward the first end, the end of the gas supply part facing the second side of the electrode. 제12항에 있어서,
상기 전극은 란타늄 헥사보라이드(LaB6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.The method of claim 12,
The electrode comprises a plasma hexaboride (LaB6) characterized in that the plasma processing apparatus. 제12항에 있어서,
상기 공정 챔버 상부에, 상기 공정 챔버와 서로 오픈되도록 결합된 예열 챔버를 더 포함하여,
기판을 예열시키면서 이송시켜가면서 공정이 진행되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.

The method of claim 12,
Further comprising a preheating chamber on the process chamber, coupled to open with the process chamber,
Plasma processing apparatus characterized in that the process proceeds while transferring while preheating the substrate.

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01279747A (en) * 1988-05-06 1989-11-10 Tobi Co Ltd Device for forming film by plasma beam
JP2005050804A (en) * 2003-07-15 2005-02-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacturing method of plasma display panel and its manufacturing device
KR100674031B1 (en) * 2006-06-28 2007-01-24 아이시스(주) Plasma gun for thin film deposition and thin film deposition apparatus thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01279747A (en) * 1988-05-06 1989-11-10 Tobi Co Ltd Device for forming film by plasma beam
JP2005050804A (en) * 2003-07-15 2005-02-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacturing method of plasma display panel and its manufacturing device
KR100674031B1 (en) * 2006-06-28 2007-01-24 아이시스(주) Plasma gun for thin film deposition and thin film deposition apparatus thereof

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