KR101512086B1 - Plasma antenna and apparatus for generating plasma comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 안테나 및 그를 포함하는 플라즈마 발생 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 안테나는, RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 1 안테나; 상기 RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 2 안테나; 및 상기 제 1 안테나의 입력단과 상기 제 2 안테나의 입력단 사이에 연결된 커패시터;를 포함할 수 있다.The present invention relates to a plasma antenna and a plasma generating device including the same. A plasma antenna according to an embodiment of the present invention includes a first antenna for inducing an electromagnetic field using an RF signal; A second antenna for inducing an electromagnetic field using the RF signal; And a capacitor connected between an input terminal of the first antenna and an input terminal of the second antenna.

Description

플라즈마 안테나 및 그를 포함하는 플라즈마 발생 장치{PLASMA ANTENNA AND APPARATUS FOR GENERATING PLASMA COMPRISING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a plasma antenna and a plasma generating device including the plasma antenna.

본 발명은 플라즈마 안테나 및 그를 포함하는 플라즈마 발생 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma antenna and a plasma generating device including the same.

반도체, 디스플레이, 솔라셀 등을 제조하는 공정에는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 공정이 포함되어 있다. 예를 들어, 반도체 제조 공정 중에서 건식 식각에 사용되는 식각 장치 또는 애싱(ashing)에 사용되는 애싱 장치는 플라즈마를 생성하기 위한 챔버를 포함하며, 기판은 상기 플라즈마를 이용하여 식각 또는 애싱 처리될 수 있다.Processes for fabricating semiconductors, displays, solar cells, and the like include processes for processing substrates using plasma. For example, an etching apparatus used for dry etching in a semiconductor manufacturing process or an ashing apparatus used for ashing may include a chamber for generating a plasma, and the substrate may be etched or ashed using the plasma .

종래의 플라즈마 발생 장치는 플라즈마를 생성하기 위해, 챔버에 설치된 안테나에 시변 전류를 흘려 전기장을 유도하고, 유도된 전기장을 이용하여 챔버에 주입된 가스를 플라즈마 상태로 변환하였다.In order to generate a plasma, a conventional plasma generating apparatus induces an electric field by applying a time-varying current to an antenna provided in a chamber, and converts the gas injected into the chamber into a plasma state using an induced electric field.

본 발명의 일 실시예는, 듀얼 안테나를 구성하는 두 개의 안테나를 전기적으로 커플링시키는 플라즈마 안테나 및 그를 포함하는 플라즈마 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An embodiment of the present invention provides a plasma antenna that electrically couples two antennas constituting a dual antenna, and a plasma generating device including the same.

본 발명의 일 실시예는, 상기 두 개의 안테나로 흐르는 전류의 밸런스를 유지해주는 플라즈마 안테나 및 그를 포함하는 플라즈마 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.One embodiment of the present invention provides a plasma antenna that maintains a balance of currents flowing to the two antennas, and a plasma generating device including the plasma antenna.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 안테나는, RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 1 안테나; 상기 RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 2 안테나; 및 상기 제 1 안테나의 입력단과 상기 제 2 안테나의 입력단 사이에 연결된 커패시터;를 포함할 수 있다.A plasma antenna according to an embodiment of the present invention includes a first antenna for inducing an electromagnetic field using an RF signal; A second antenna for inducing an electromagnetic field using the RF signal; And a capacitor connected between an input terminal of the first antenna and an input terminal of the second antenna.

상기 제 1 안테나는, 상기 RF 신호를 인가받고 기둥형으로 형성된 제 1 RF 피드, 및 상기 제 1 RF 피드에 연결된 제 1 코일을 포함하고, 상기 제 2 안테나는, 상기 RF 신호를 인가받고 상기 제 1 RF 피드를 둘러싸는 중공형 기둥으로 형성된 제 2 RF 피드, 및 상기 제 2 RF 피드에 연결된 제 2 코일을 포함할 수 있다.Wherein the first antenna includes a first RF feed and a first coil connected to the first RF feed, the first RF feed being applied with the RF signal and being formed in a column shape, A second RF feed formed by a hollow column surrounding the first RF feed, and a second coil coupled to the second RF feed.

상기 커패시터는 상기 제 1 RF 피드, 상기 제 2 RF 피드, 및 상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드 사이에 구비된 유전체로 구성될 수 있다.The capacitor may be comprised of the first RF feed, the second RF feed, and a dielectric provided between the first RF feed and the second RF feed.

상기 제 1 RF 피드는 원기둥 형상을 가지며, 상기 제 2 RF 피드는 상기 원기둥을 둘러싸는 중공형 원기둥 형상을 가질 수 있다.The first RF feed may have a cylindrical shape and the second RF feed may have a hollow cylindrical shape surrounding the cylindrical shape.

상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드는 중심축이 서로 일치하도록 배치될 수 있다.The first RF feed and the second RF feed may be arranged such that their central axes coincide with each other.

상기 유전체는 폴리머 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다.The dielectric may comprise a polymer or a metal oxide.

상기 폴리머는 테플론, 울템(ULTEM) 또는 PEEK(Polyetheretherketone)을 포함할 수 있다.The polymer may comprise Teflon, ULTEM, or PEEK (Polyetheretherketone).

상기 금속 산화물은 세라믹을 포함할 수 있다.The metal oxide may include a ceramic.

상기 세라믹은 Al2O3 또는 ZnO를 포함할 수 있다.The ceramic may comprise Al 2 O 3 or ZnO.

상기 플라즈마 안테나는, 상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드의 종축을 따라 다수의 커패시터를 포함할 수 있다.The plasma antenna may include a plurality of capacitors along a longitudinal axis of the first RF feed and the second RF feed.

상기 다수의 커패시터는, 상기 제 1 RF 피드, 상기 제 2 RF 피드, 및 상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드 사이에 구비된 다수의 유전체로 구성될 수 있다.The plurality of capacitors may comprise a plurality of dielectrics provided between the first RF feed, the second RF feed, and the first RF feed and the second RF feed.

상기 다수의 유전체는 상기 종축을 따라 기 결정된 간격만큼 서로 이격되어 구비될 수 있다.The plurality of dielectrics may be spaced apart from each other by a predetermined interval along the vertical axis.

상기 다수의 유전체는 서로 상이한 물질일 수 있다.The plurality of dielectrics may be different materials.

상기 커패시터는: 기둥형으로 형성되고, 상기 제 1 RF 피드와 중심축이 일치하도록 배치되는 제 1 전도체; 상기 제 1 전도체를 둘러싸는 중공형 기둥으로 형성되고, 상기 제 2 RF 피드와 중심축이 일치하도록 배치되는 제 2 전도체; 및 상기 제 1 전도체와 상기 제 2 전도체 사이에 구비되는 유전체;를 포함할 수 있다.The capacitor comprising: a first conductor formed in a columnar shape and disposed so as to coincide with a center axis of the first RF feed; A second conductor formed of a hollow column surrounding the first conductor, the second conductor being disposed so that its center axis coincides with the second RF feed; And a dielectric provided between the first conductor and the second conductor.

상기 커패시터는, 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나 중 적어도 하나에 탈착될 수 있다.The capacitor may be detachable to at least one of the first antenna and the second antenna.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치는, RF 신호를 제공하는 RF 전원; 가스가 주입되어 플라즈마가 생성되는 플라즈마 챔버; 및 상기 플라즈마 챔버에 설치되고, 상기 RF 신호를 인가받아 상기 플라즈마 챔버에 전자장을 유도하는 플라즈마 안테나;를 포함하고, 상기 플라즈마 안테나는: 상기 RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 1 안테나; 상기 RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 2 안테나; 및 상기 제 1 안테나의 입력단과 상기 제 2 안테나의 입력단 사이에 연결된 커패시터;를 포함할 수 있다.An apparatus for generating plasma according to an embodiment of the present invention includes: an RF power source for providing an RF signal; A plasma chamber in which a gas is injected to generate plasma; And a plasma antenna installed in the plasma chamber and adapted to receive an RF signal to induce an electromagnetic field in the plasma chamber, wherein the plasma antenna comprises: a first antenna for inducing an electromagnetic field using the RF signal; A second antenna for inducing an electromagnetic field using the RF signal; And a capacitor connected between an input terminal of the first antenna and an input terminal of the second antenna.

상기 플라즈마 안테나는 상기 플라즈마 챔버의 상부에 설치될 수 있다.The plasma antenna may be installed on the plasma chamber.

상기 제 1 안테나와 상기 제 2 안테나는 유도 결합될 수 있다.The first antenna and the second antenna may be inductively coupled.

상기 제 1 안테나와 상기 제 2 안테나는 병렬로 연결될 수 있다.The first antenna and the second antenna may be connected in parallel.

상기 제 1 안테나는, 상기 RF 신호를 인가받고 기둥형으로 형성된 제 1 RF 피드, 및 상기 제 1 RF 피드에 연결된 제 1 코일을 포함하고, 상기 제 2 안테나는, 상기 RF 신호를 인가받고 상기 제 1 RF 피드를 둘러싸는 중공형 기둥으로 형성된 제 2 RF 피드, 및 상기 제 2 RF 피드에 연결된 제 2 코일을 포함할 수 있다.Wherein the first antenna includes a first RF feed and a first coil connected to the first RF feed, the first RF feed being applied with the RF signal and being formed in a column shape, A second RF feed formed by a hollow column surrounding the first RF feed, and a second coil coupled to the second RF feed.

상기 커패시터는 상기 제 1 RF 피드, 상기 제 2 RF 피드, 및 상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드 사이에 구비된 유전체로 구성될 수 있다.The capacitor may be comprised of the first RF feed, the second RF feed, and a dielectric provided between the first RF feed and the second RF feed.

상기 유전체는 폴리머 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다.The dielectric may comprise a polymer or a metal oxide.

상기 폴리머는 테플론, 울템(ULTEM) 또는 PEEK(Polyetheretherketone)을 포함할 수 있다.The polymer may comprise Teflon, ULTEM, or PEEK (Polyetheretherketone).

상기 금속 산화물은 세라믹을 포함할 수 있다.The metal oxide may include a ceramic.

상기 세라믹은 Al2O3 또는 ZnO를 포함할 수 있다.The ceramic may comprise Al 2 O 3 or ZnO.

상기 커패시터는: 기둥형으로 형성되고, 상기 제 1 RF 피드와 중심축이 일치하도록 배치되는 제 1 전도체; 상기 제 1 전도체를 둘러싸는 중공형 기둥으로 형성되고, 상기 제 2 RF 피드와 중심축이 일치하도록 배치되는 제 2 전도체; 및 상기 제 1 전도체와 상기 제 2 전도체 사이에 구비되는 유전체;를 포함할 수 있다.The capacitor comprising: a first conductor formed in a columnar shape and disposed so as to coincide with a center axis of the first RF feed; A second conductor formed of a hollow column surrounding the first conductor, the second conductor being disposed so that its center axis coincides with the second RF feed; And a dielectric provided between the first conductor and the second conductor.

상기 커패시터는, 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나 중 적어도 하나에 탈착될 수 있다.The capacitor may be detachable to at least one of the first antenna and the second antenna.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 듀얼 안테나를 구성하는 두 개의 안테나 간의 커플링을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, coupling between the two antennas constituting the dual antenna can be improved.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 두 개의 안테나가 유도 결합되는 경우 두 안테나 간의 상호 인덕턴스를 일정하게 유지시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the two antennas are coupled inductively, mutual inductance between the two antennas can be maintained constant.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 두 개의 안테나로 흐르는 전류의 밸런스를 달성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a balance of currents flowing to the two antennas can be achieved.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 두 개의 안테나의 인덕턴스가 서로 상이한 경우에도 두 안테나에 동일한 크기의 전류가 흐르도록 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, even when the inductances of the two antennas are different from each other, a current of the same magnitude may flow through the two antennas.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시터의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 회로도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 회로도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 조립 부위를 예시적으로 나타내는 확대도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 조립 부위를 예시적으로 나타내는 확대도이다.
도 10 내지 도 12는 도 9에 도시된 플라즈마 안테나의 조립 과정을 설명하는 측면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치의 회로도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 포함하는 기판 처리 장치의 단면도이다.1 is a perspective view of a plasma antenna according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view of a plasma antenna according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of a capacitor according to an embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram of a plasma antenna according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view of a plasma antenna according to another embodiment of the present invention.
6 is a circuit diagram of a plasma antenna according to another embodiment of the present invention.
7 is a perspective view of a plasma antenna according to another embodiment of the present invention.
8 is an enlarged view exemplarily showing an assembling part of a plasma antenna according to another embodiment of the present invention.
9 is an enlarged view exemplarily showing an assembled portion of a plasma antenna according to another embodiment of the present invention.
10 to 12 are side views for explaining the assembling process of the plasma antenna shown in FIG.
13 is a view illustrating a plasma generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
14 is a circuit diagram of a plasma generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
15 is a cross-sectional view of a substrate processing apparatus including a plasma generating apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Other advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.Unless defined otherwise, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by the generic art in the prior art to which this invention belongs. Terms defined by generic dictionaries may be interpreted to have the same meaning as in the related art and / or in the text of this application, and may be conceptualized or overly formalized, even if not expressly defined herein I will not.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the terms' comprise 'and / or various forms of use of the verb include, for example,' including, '' including, '' including, '' including, Steps, operations, and / or elements do not preclude the presence or addition of one or more other compositions, components, components, steps, operations, and / or components. The term 'and / or' as used herein refers to each of the listed configurations or various combinations thereof.

이하, 본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings attached hereto.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 평면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a plasma antenna according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of a plasma antenna according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 안테나(100)는 제 1 안테나(110), 제 2 안테나(120) 및 커패시터(130)를 포함할 수 있다.1 and 2, the plasma antenna 100 according to an exemplary embodiment of the present invention may include a first antenna 110, a second antenna 120, and a capacitor 130.

상기 제 1 안테나(110)는 RF 신호를 이용하여 전자장을 유도할 수 있다. 상기 제 2 안테나(120) 역시 RF 신호를 이용하여 전자장을 유도할 수 있다. 상기 커패시터(130)는 제 1 안테나(110)의 입력단과 제 2 안테나(120)의 입력단 사이에 연결될 수 있다.The first antenna 110 may derive an electromagnetic field using an RF signal. The second antenna 120 may also induce an electromagnetic field using an RF signal. The capacitor 130 may be connected between an input terminal of the first antenna 110 and an input terminal of the second antenna 120.

상기 제 1 안테나(110)는, RF 신호를 인가받는 제 1 RF 피드(1101), 및 상기 제 1 RF 피드(1101)에 연결된 제 1 코일(1102)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 안테나(120)는, RF 신호를 인가받는 제 2 RF 피드(1201), 및 상기 제 2 RF 피드(1201)에 연결된 제 2 코일(1202)을 포함할 수 있다.The first antenna 110 may include a first RF feed 1101 receiving an RF signal and a first coil 1102 connected to the first RF feed 1101. The second antenna 120 may include a second RF feed 1201 receiving an RF signal and a second coil 1202 connected to the second RF feed 1201.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 RF 피드(1101)는 기둥형으로 형성된 전도체일 수 있다. 상기 제 2 RF 피드(1201)는 상기 제 1 RF 피드(1101)를 둘러싸는 중공형 기둥으로 형성된 전도체일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first RF feed 1101 may be a conductor formed in a column shape. The second RF feed 1201 may be a conductor formed of a hollow column surrounding the first RF feed 1101.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 RF 피드(1101)는 원기둥 형상을 가질 수 있으며, 상기 제 2 RF 피드(1201)는 상기 원기둥을 둘러싸는 중공형 원기둥 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않고 상기 제 1 RF 피드(1101)는 각기둥으로 형성될 수도 있으며, 상기 제 2 RF 피드(1201)는 상기 각기둥을 둘러싸는 중공형 각기둥으로 형성될 수도 있다. 1 and 2, the first RF feed 1101 may have a cylindrical shape and the second RF feed 1201 may have a hollow cylindrical shape surrounding the cylindrical shape. However, The first RF feed 1101 may be formed in a prismatic shape and the second RF feed 1201 may be formed in a hollow prism surrounding the prism.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 RF 피드(1101)의 밑면 모양과 상기 제 2 RF 피드(1201)의 밑면 모양은 서로 동일할 수 있으나, 실시예에 따라 두 RF 피드(1101, 1201)의 밑면 모양은 서로 상이할 수도 있다.As shown in FIGS. 1 and 2, the bottom surface of the first RF feed 1101 and the bottom surface of the second RF feed 1201 may be identical to each other. However, And 1201 may be different from each other.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 RF 피드(1101)와 상기 제 2 RF 피드(1201)는 중심축이 서로 일치하도록 배치될 수 있으나, 실시예에 따라 두 RF 피드(1101, 1201)는 중심축이 서로 어긋나도록 배치될 수도 있다. 예를 들어, 상기 제 1 RF 피드(1101)와 상기 제 2 RF 피드(1201)는 중심축이 기 결정된 간격만큼 이격되어 서로 평행하도록 배치될 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 2, the first RF feed 1101 and the second RF feed 1201 may be arranged so that their central axes coincide with each other. However, according to an embodiment, the two RF feeds 1101, 1201 may be arranged such that their central axes are shifted from each other. For example, the first RF feed 1101 and the second RF feed 1201 may be arranged such that the central axes thereof are spaced apart from each other by a predetermined interval and are parallel to each other.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 커패시터(130)는 제 1 RF 피드(1101), 제 2 RF 피드(1201), 및 제 1 RF 피드와 제 2 RF 피드 사이에 구비된 유전체(1301)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 커패시터(130)는 제 1 RF 피드(1101)와 제 2 RF 피드(1201) 사이에 유전체(1301)가 채워짐으로써 형성될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the capacitor 130 includes a first RF feed 1101, a second RF feed 1201, and a dielectric 1301 between the first RF feed and the second RF feed Lt; / RTI > For example, as shown in FIGS. 1 and 2, the capacitor 130 may be formed by filling a dielectric 1301 between the first RF feed 1101 and the second RF feed 1201.

그 결과, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 안테나(100)는, 제 1 안테나(110)의 입력단과 제 2 안테나(120)의 입력단 사이에 커패시터(130)가 연결되도록 구성될 수 있다.As a result, the plasma antenna 100 according to an exemplary embodiment of the present invention may be configured such that a capacitor 130 is connected between an input terminal of the first antenna 110 and an input terminal of the second antenna 120.

일 실시예에 따르면, 상기 유전체(1301)는 공기보다 더 큰 유전율을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 유전체(1301)는 폴리머(polymer) 또는 금속 산화물(metal oxide)로 구성될 수 있으나, 실시예에 따라 상기 유전체는 폴리머나 금속 산화물 외에 공기보다 큰 유전율을 갖는 임의의 물질로 구성될 수도 있다.According to one embodiment, the dielectric 1301 may have a larger dielectric constant than air. For example, the dielectric body 1301 may be formed of a polymer or a metal oxide. However, according to an embodiment, the dielectric body may be formed of any material having a dielectric constant larger than that of air, .

일 실시예에 따르면, 상기 폴리머는 테플론, 울템(ULTEM) 또는 PEEK(Polyetheretherketone)일 수 있으나, 실시예에 따라 테플론, 울템, PEEK 외에 다른 폴리머 물질로 구성될 수도 있다.According to one embodiment, the polymer may be a Teflon, ULTEM, or PEEK (Polyetheretherketone), but may also be comprised of a polymeric material other than Teflon, Ultem, PEEK, depending on the embodiment.

일 실시예에 따르면, 상기 금속 산화물은 세라믹일 수 있으나, 실시예에 따라 세라믹 외에 다양한 금속 산화물질이 사용될 수도 있다.According to one embodiment, the metal oxide may be ceramic, but various metal oxide materials may be used in addition to ceramics according to embodiments.

일 실시예에 따르면, 상기 세라믹은 Al2O3 또는 ZnO로 구성될 수 있으나, 실시예에 따라 상기 세라믹은 Al2O3, ZnO 외에 다양한 금속 산화물로 구성될 수도 있다.According to one embodiment, the ceramic may be composed of Al 2 O 3 or ZnO, but the ceramic may be composed of various metal oxides in addition to Al 2 O 3 and ZnO according to an embodiment.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시터(130)의 사시도이다.3 is a perspective view of a capacitor 130 according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 커패시터(130)는 제 1 RF 피드(1101), 상기 제 1 RF 피드(1101)를 둘러싸는 제 2 RF 피드(1201), 및 상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드 사이에 구비된 유전물질(1301)을 포함할 수 있다.3, the capacitor 130 includes a first RF feed 1101, a second RF feed 1201 surrounding the first RF feed 1101, and a second RF feed 1202 surrounding the first RF feed 1101, Lt; RTI ID = 0.0 > RF < / RTI > feed.

상기 제 1 RF 피드(1101)가 밑면의 반지름이 R1이고 높이가 l인 원통으로 구성되고, 상기 제 2 RF 피드(1201)가 밑면의 반지름이 R2이고 높이가 l인 중공형 원통으로 구성되고, 상기 유전물질(1301)의 유전율이 ε이고, 공기의 유전율이 ε0인 경우, 상기 커패시터(130)의 커패시턴스는 다음과 같이 계산될 수 있다:Wherein the first RF feed (1101) comprises a cylinder having a bottom radius of R 1 and a height of l, and the second RF feed (1201) comprises a hollow cylinder having a bottom radius of R 2 and a height of l , And the dielectric constant of the dielectric material 1301 is epsilon and the dielectric constant of air is epsilon 0 , the capacitance of the capacitor 130 can be calculated as follows:

Figure 112012108355290-pat00001
Figure 112012108355290-pat00001

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 안테나(100)의 회로도이다.4 is a circuit diagram of a plasma antenna 100 according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 안테나(100)의 제 1 안테나(110)는 인덕턴스가 L1인 인덕터로 나타낼 수 있고, 제 2 안테나(120)는 인덕턴스가 L2인 인덕터로 나타낼 수 있고, 커패시터(130)는 두 인덕터의 입력단 사이에 연결되며 커패시턴스가 C인 커패시터로 나타낼 수 있다.4, the first antenna 110 of the plasma antenna 100 may be represented by an inductor having an inductance of L 1 , the second antenna 120 may be represented by an inductor having an inductance of L 2 , The capacitor 130 is connected between the input terminals of the two inductors and can be represented by a capacitor having a capacitance C.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 사시도이다.5 is a perspective view of a plasma antenna according to another embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나(200)는 제 1 안테나(110) 및 제 2 안테나(120)를 포함할 수 있으나, 제 1 RF 피드(1101)와 제 2 RF 피드(1201)의 종축을 따라 다수의 커패시터(131, 132)를 포함하는 점이 도 1에 도시된 플라즈마 안테나(100)와 상이할 수 있다. 여기서, 상기 종축은 제 1 RF 피드(1101) 또는 제 2 RF 피드(1201)의 중심축을 의미할 수 있다.5, the plasma antenna 200 according to another embodiment of the present invention may include a first antenna 110 and a second antenna 120, 2 may include a plurality of capacitors 131 and 132 along the longitudinal axis of the RF feed 1201. The plasma antenna 100 shown in FIG. Here, the vertical axis may mean the central axis of the first RF feed 1101 or the second RF feed 1201.

일 실시예에 따르면, 상기 다수의 커패시터(131, 132)는 제 1 RF 피드(1101), 제 2 RF 피드(1201), 및 상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드 사이에 구비된 다수의 유전체(1311, 1321)로 구성될 수 있다.According to one embodiment, the plurality of capacitors 131 and 132 may include a first RF feed 1101, a second RF feed 1201, and a plurality of capacitors 131 and 132 provided between the first RF feed and the second RF feed. And may be composed of dielectrics 1311 and 1321.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 유전체(1311, 1321)는 종축을 따라 기 결정된 간격만큼 이격되어 구비될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 상기 다수의 유전체는 인접하여 구비될 수도 있다.As shown in FIG. 5, the plurality of dielectrics 1311 and 1321 may be spaced apart from each other by a predetermined distance along a vertical axis, but the present invention is not limited thereto and the plurality of dielectrics may be provided adjacent to each other.

일 실시예에 따르면, 상기 다수의 유전체(1311, 1321)는 서로 상이한 물질일 수 있다. 예를 들어, 제 1 유전체(1311)는 테플론인 반면 제 2 유전체(1321)는 세라믹일 수 있다.According to one embodiment, the plurality of dielectrics 1311 and 1321 may be different materials from each other. For example, the first dielectric 1311 may be Teflon, while the second dielectric 1321 may be ceramic.

도 5에 도시된 플라즈마 안테나(200)는 두 개의 커패시터(131, 132)를 포함하도록 도시되었으나, 상기 커패시터의 개수는 이에 제한되지 않고 셋 또는 그 이상일 수도 있다.Although the plasma antenna 200 shown in FIG. 5 is illustrated as including two capacitors 131 and 132, the number of the capacitors is not limited thereto and may be three or more.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나(200)의 회로도이다.6 is a circuit diagram of a plasma antenna 200 according to another embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 안테나(200)는 인덕턴스가 L1인 인덕터로 표현되는 제 1 안테나(110), 인덕턴스가 L2인 인덕터로 표현되는 제 2 안테나(120)를 포함할 수 있으며, 두 인덕터의 입력단 사이에는 병렬로 연결된 다수의 커패시터(131, 132)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 6, the plasma antenna 200 may include a first antenna 110 represented by an inductor having an inductance of L 1 , and a second antenna 120 represented by an inductor having an inductance of L 2 . And a plurality of capacitors 131 and 132 connected in parallel between the input terminals of the two inductors.

상기 커패시터(131, 132)의 커패시턴스는 각각 C1 및 C2이며, 커패시터의 구조, 사이즈 및 유전체가 동일하다면 C1 = C2일 것이다.The capacitances of the capacitors 131 and 132 are C 1 and C 2 , respectively, and C 1 = C 2 if the structure, size, and dielectric of the capacitors are the same.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 사시도이다.7 is a perspective view of a plasma antenna according to another embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나(300)는 제 1 안테나(110) 및 제 2 안테나(120)를 포함할 수 있으나, 커패시터(140)가 안테나에 탈착식으로 고정될 수 있는 점이 도 1에 도시된 플라즈마 안테나(100)와 상이할 수 있다.7, the plasma antenna 300 according to another embodiment of the present invention may include a first antenna 110 and a second antenna 120. However, when the capacitor 140 is detachably connected to the antenna, Which is different from the plasma antenna 100 shown in FIG.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 커패시터(140)는, 기둥형으로 형성되고 제 1 RF 피드(1101)와 중심축이 일치하도록 배치되는 제 1 전도체(1401), 상기 제 1 전도체를 둘러싸는 중공형 기둥으로 형성되고 제 2 RF 피드(1201)와 중심축이 일치하도록 배치되는 제 2 전도체(1402), 및 상기 제 1 전도체와 상기 제 2 전도체 사이에 구비되는 유전체(1403)를 포함할 수 있다.7, the capacitor 140 includes a first conductor 1401 formed in a columnar shape and disposed so as to coincide with a center axis of the first RF feed 1101, a hollow portion surrounding the first conductor 1401, A second conductor 1402 that is formed of a pillar and is disposed so that its central axis coincides with the second RF feed 1201, and a dielectric 1403 that is provided between the first conductor and the second conductor .

상기 제 1 전도체(1401)는 상기 제 1 RF 피드(1101)와 밑면의 모양 및 크기가 동일할 수 있으며, 상기 제 2 전도체(1402)는 상기 제 2 RF 피드(1201)와 밑면의 모양 및 크기가 동일할 수 있다.The first conductor 1401 may have the same shape and size as the bottom surface of the first RF feed 1101 and the second conductor 1402 may have the same shape and size as the bottom surface of the second RF feed 1201, Can be the same.

상기 커패시터(140)는 제 1 및 제 2 안테나(110, 120)와 별도로 제작되어 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나 중 적어도 하나에 조립될 수 있다.The capacitor 140 may be fabricated separately from the first and second antennas 110 and 120 and assembled to at least one of the first antenna and the second antenna.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나(300)의 조립 부위를 예시적으로 나타내는 확대도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 커패시터(140)는 제 1 안테나(110)에 탈착되도록 구성될 수 있다. 8 is an enlarged view exemplarily showing an assembled portion of the plasma antenna 300 according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the capacitor 140 may be configured to be detached from the first antenna 110.

예를 들어, 상기 커패시터(140)는 제 1 전도체(1401)의 일단으로부터 돌출된 돌출부(1404)를 포함할 수 있으며, 상기 제 1 RF 피드(1101)는 일단에 상기 돌출부를 수용하는 함몰부(1103)를 포함할 수 있다. 상기 돌출부(1404)와 상기 함몰부(1103)는 상보적으로 형성될 수 있다.For example, the capacitor 140 may include a protrusion 1404 protruding from one end of the first conductor 1401, and the first RF feed 1101 may include a depression (not shown) 1103). The protrusion 1404 and the depression 1103 may be formed complementarily.

일 실시예에 따르면, 상기 돌출부(1404)가 상기 함몰부(1103)에 삽입되면, 돌출부와 함몰부는 억지 끼워맞춤식(interference fit)으로 결합되어, 커패시터(140)와 제 1 안테나(110) 간의 결합력이 향상될 수 있다.According to one embodiment, when the protrusion 1404 is inserted into the depression 1103, the protrusion and the depression are coupled in an interference fit so that the coupling force between the capacitor 140 and the first antenna 110 Can be improved.

도시되지는 않았으나, 상기 제 1 전도체(1401)는 타단에 제 1 RF 피드의 함몰부(1103)와 동일한 함몰부를 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 전도체(1401)의 타단에 구비된 함몰부는 또 다른 커패시터의 돌출부(1404)를 수용할 수 있어, 상기 플라즈마 안테나(300)는 둘 이상의 커패시터가 연결될 수도 있다.Although not shown, the first conductor 1401 may further include a depression at the other end of the first conductor 1401 that is the same as the depression 1103 of the first RF feed. The depression provided at the other end of the first conductor 1401 may receive another protrusion 1404 of the capacitor so that the plasma antenna 300 may be connected to two or more capacitors.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나(300)의 조립 부위를 예시적으로 나타내는 확대도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 커패시터(140)는 제 2 안테나(120)에 탈착되도록 구성될 수 있다.9 is an enlarged view exemplarily showing an assembled portion of the plasma antenna 300 according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the capacitor 140 may be configured to be detached from the second antenna 120.

예를 들어, 상기 커패시터(140)는 제 2 전도체(1402)에 연결된 고정장치(1405)를 포함할 수 있다. 상기 고정장치(1405)는 힌지와 같은 연결장치(1406)에 의해 제 2 전도체(1402)의 외측에 설치될 수 있으나, 상기 연결장치는 힌지로 제한되지 않고 실시예에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 상기 고정장치(1405)는 홈(1407)을 포함할 수 있다.For example, the capacitor 140 may include a fixture 1405 connected to the second conductor 1402. The fixing device 1405 may be installed on the outside of the second conductor 1402 by a connecting device 1406 such as a hinge, but the connecting device is not limited to the hinge and may be variously configured according to the embodiment . The fixing device 1405 may include a groove 1407. [

상기 제 2 RF 피드(1201)는 외측에 돌기(1203)를 포함할 수 있다. 상기 돌기(1203)와 상기 홈(1407)은 상보적으로 형성될 수 있다.The second RF feed 1201 may include a protrusion 1203 on the outer side. The protrusion 1203 and the groove 1407 may be formed complementarily.

도 10 내지 도 12는 도 9에 도시된 플라즈마 안테나(300)의 조립 과정을 설명하는 측면도이다.10 to 12 are side views for explaining the assembling process of the plasma antenna 300 shown in FIG.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 커패시터(140)는 제 1 RF 피드(1101) 및 제 2 RF 피드(1201)와 중심축이 일치하도록 배치될 수 있다. 커패시터(140)가 제 1 및 제 2 RF 피드(1101, 1201)와 중심축이 일치하도록 배열되면, 상기 커패시터(140)의 제 1 전도체(1401)는 제 1 안테나(110)의 제 1 RF 피드(1101)와 접촉하게 되며, 상기 커패시터(140)의 제 2 전도체(1402)는 제 2 안테나(120)의 제 2 RF 피드(1201)와 접촉하게 된다.As shown in FIG. 10, the capacitor 140 may be disposed so that its center axis coincides with the first RF feed 1101 and the second RF feed 1201. The first conductor 1401 of the capacitor 140 is connected to the first RF feed of the first antenna 110 and the second RF feed of the second RF feed 1101 and 1201 of the capacitor 140, And the second conductor 1402 of the capacitor 140 is brought into contact with the second RF feed 1201 of the second antenna 120. [

그리고 나서, 도 11에 도시된 바와 같이, 커패시터(140)의 고정장치(1405)가 제 2 안테나(120)의 돌기(1203)를 향해 이동할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 고정장치(1405)가 연결장치(1406)에 의해 제 2 전도체(1402)에 연결된 경우, 연결부위를 중심으로 상기 고정장치(1405)가 회전이동할 수 있다.11, the fixing device 1405 of the capacitor 140 may be moved toward the protrusion 1203 of the second antenna 120. In this case, 11, when the fixing device 1405 is connected to the second conductor 1402 by the connection device 1406, the fixing device 1405 can be rotated around the connection portion.

그리고 나서, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 돌기(1203)가 고정장치(1405)에 형성된 홈(1407)에 삽입되어, 커패시터(140)와 안테나가 고정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 돌기(1203)와 홈(1407)은 억지 끼워맞춤식(interference fit)으로 고정되어, 커패시터(140)와 제 2 안테나(120) 간의 결합력이 향상될 수 있다.12, the protrusion 1203 is inserted into the groove 1407 formed in the fixing device 1405, so that the capacitor 140 and the antenna can be fixed. According to one embodiment, the protrusions 1203 and the grooves 1407 are fixed in an interference fit so that the coupling force between the capacitor 140 and the second antenna 120 can be improved.

도 10 내지 도 12에 도시된 플라즈마 안테나(300)는, 고정장치(1405)와 돌기(1203)를 두 세트 포함하는 것으로 도시되었으나, 고정장치와 돌기의 개수는 이에 제한되지 않고 하나, 셋 또는 그 이상일 수도 있다.Although the plasma antenna 300 shown in FIGS. 10 to 12 is shown as including two sets of the fixing device 1405 and the protrusions 1203, the number of the fixing devices and the protrusions is not limited to one, Or more.

도시되지는 않았으나, 상기 제 2 전도체(1402)도 제 2 RF 피드의 돌기(1203)와 동일한 형상의 돌기를 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 전도체(1402)에 구비된 돌기는 또 다른 커패시터의 고정장치(1405)와 맞물려, 상기 플라즈마 안테나(300)는 둘 이상의 커패시터가 연결될 수 있다.Although not shown, the second conductor 1402 may further include a protrusion having the same shape as the protrusion 1203 of the second RF feed. The protrusion provided on the second conductor 1402 is engaged with another fixing device 1405 of the capacitor so that the plasma antenna 300 can be connected to two or more capacitors.

일 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 안테나(300)는 도 8에 도시된 조립 구조와 도 9 내지 도 12에 도시된 조립 구조를 함께 포함할 수도 있다. 다시 말해, 상기 커패시터(140)는 제 1 안테나(110)와 제 2 안테나(120) 둘 모두에 탈착식으로 결합될 수 있다.According to one embodiment, the plasma antenna 300 may include the assembly structure shown in FIG. 8 and the assembly structure shown in FIGS. In other words, the capacitor 140 may be detachably coupled to both the first antenna 110 and the second antenna 120.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 나타내는 도면이다.13 is a view illustrating a plasma generating apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 13에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 발생 장치(400)는 RF 전원(21), 플라즈마 챔버(23) 및 플라즈마 안테나를 포함할 수 있다. 상기 플라즈마 발생 장치(400)는 전술한 플라즈마 안테나(100, 200, 300)를 포함하여 플라즈마 챔버(23)에 플라즈마를 생성할 수 있다.As shown in FIG. 13, the plasma generator 400 may include an RF power source 21, a plasma chamber 23, and a plasma antenna. The plasma generator 400 may include the plasma antennas 100, 200, and 300 described above to generate a plasma in the plasma chamber 23.

상기 RF 전원(21)은 RF 신호를 제공할 수 있다. 상기 플라즈마 챔버(23)는 내부에 가스가 주입되어 플라즈마가 생성될 수 있다. 상기 플라즈마 안테나(100)는 상기 플라즈마 챔버(23)에 설치되고, 상기 RF 신호를 인가받아 플라즈마 챔버(23)에 전자장을 유도할 수 있다.The RF power source 21 may provide an RF signal. The plasma chamber 23 may be filled with a gas to generate a plasma. The plasma antenna 100 is installed in the plasma chamber 23 and can receive an RF signal to induce an electromagnetic field in the plasma chamber 23.

일 실시예에 따르면, 상기 RF 전원(21)은 RF 신호를 생성하여 플라즈마 안테나(100)로 전송할 수 있다. 상기 RF 전원(21)은 RF 신호를 통해 플라즈마 챔버(23)에 고주파 전력을 전달할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 RF 전원(21)은 정현파 형태의 RF 신호를 생성하여 출력할 수 있으나, 상기 RF 신호는 이에 제한되지 않고 구형파, 삼각파, 톱니파, 펄스 파형 등 다양한 파형을 가질 수 있다.According to an embodiment, the RF power source 21 may generate an RF signal and transmit the RF signal to the plasma antenna 100. The RF power source 21 may transmit RF power to the plasma chamber 23 through an RF signal. According to an embodiment of the present invention, the RF power source 21 may generate and output a sinusoidal RF signal, but the RF signal may have various waveforms such as a square wave, a triangle wave, a saw tooth wave, .

일 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 챔버(23)는 가스를 주입받고, 주입된 가스로부터 플라즈마를 생성할 수 있다. 상기 플라즈마 챔버(23)는 RF 신호를 통해 전달되는 고주파 전력을 이용하여 챔버에 주입되는 가스를 플라즈마 상태로 변화시킬 수 있다.According to one embodiment, the plasma chamber 23 can receive a gas and generate a plasma from the injected gas. The plasma chamber 23 can convert the gas injected into the chamber into a plasma state by using the high frequency power transmitted through the RF signal.

일 실시예에 따르면, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 안테나(100)는 플라즈마 챔버(23)의 상부에 설치될 수 있으나, 플라즈마 안테나(100)의 설치 위치는 이에 제한되지 않고, 플라즈마 챔버(23)의 측면에 설치될 수도 있다.13, the plasma antenna 100 may be installed on the upper part of the plasma chamber 23, but the installation position of the plasma antenna 100 is not limited to this. For example, (Not shown).

상기 플라즈마 안테나(100)는 복수의 안테나로 구성된 듀얼 안테나일 수 있다. 예를 들어, 상기 플라즈마 안테나(100)는 RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 1 안테나(110), 상기 RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 2 안테나(120), 및 상기 제 1 안테나(110)의 입력단과 상기 제 2 안테나(120)의 입력단 사이에 연결된 커패시터(130)를 포함할 수 있다. The plasma antenna 100 may be a dual antenna including a plurality of antennas. For example, the plasma antenna 100 includes a first antenna 110 for inducing an electromagnetic field using an RF signal, a second antenna 120 for inducing an electromagnetic field using the RF signal, And a capacitor 130 connected between an input terminal of the first antenna 110 and an input terminal of the second antenna 120.

상기 제 1 안테나(110)와 상기 제 2 안테나(120)는 서로 유도 결합될 수 있다. 다시 말해, 상기 제 1 안테나(110)에 의하여 유도된 자기장과 상기 제 2 안테나(120)에 의해 유도된 자기장은 서로 영향을 미치도록 구성될 수 있다. 그 결과, 상기 제 1 안테나(110)와 상기 제 2 안테나(120)는 상호 인덕턴스 M을 가질 수 있다.The first antenna 110 and the second antenna 120 may be inductively coupled to each other. In other words, the magnetic field induced by the first antenna 110 and the magnetic field induced by the second antenna 120 may be configured to affect each other. As a result, the first antenna 110 and the second antenna 120 may have a mutual inductance M.

일 실시예에 따르면, 상기 제 1 안테나(110)와 상기 제 2 안테나(120)는 RF 전원(21)에 병렬로 연결될 수 있다.According to an embodiment, the first antenna 110 and the second antenna 120 may be connected to the RF power source 21 in parallel.

상기 제 1 안테나(110)는, RF 전원(21)으로부터 RF 신호를 인가받고 기둥형으로 형성된 제 1 RF 피드(1101), 및 상기 제 1 RF 피드에 연결된 제 1 코일(1102)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 안테나(120)는 RF 전원(21)으로부터 RF 신호를 인가받고 상기 제 1 RF 피드(1101)를 둘러싸는 중공형 기둥으로 형성된 제 2 RF 피드(1201), 및 상기 제 2 RF 피드에 연결된 제 2 코일(1202)을 포함할 수 있다.The first antenna 110 may include a first RF feed 1101 formed in a columnar shape and receiving a RF signal from the RF power source 21 and a first coil 1102 connected to the first RF feed. have. The second antenna 120 includes a second RF feed 1201 formed of a hollow column that receives an RF signal from an RF power source 21 and surrounds the first RF feed 1101, And a second coil 1202 connected thereto.

상기 플라즈마 안테나(100)는 제 1 안테나(110)의 입력단과 제 2 안테나(120)의 입력단 사이에 커패시터(130)를 포함할 수 있다. 상기 커패시터(130)는 제 1 RF 피드(1101), 제 2 RF 피드(1201), 및 상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드 사이에 구비된 유전체(1301)로 구성될 수 있다. 상기 유전체(1301)는 테플론, 울템(ULTEM), PEEK(Polyetheretherketone) 및 세라믹 중 하나일 수 있다.The plasma antenna 100 may include a capacitor 130 between an input terminal of the first antenna 110 and an input terminal of the second antenna 120. The capacitor 130 may comprise a first RF feed 1101, a second RF feed 1201, and a dielectric 1301 between the first RF feed and the second RF feed. The dielectric 1301 may be one of Teflon, ULTEM, PEEK (polyetheretherketone), and ceramics.

이 실시예에 따르면, 상기 커패시터(130)는 제 1 안테나(110) 및 제 2 안테나(120)와 일체형으로 형성될 수 있으나, 다른 실시예에 따르면, 상기 커패시터는 제 1 안테나 및 제 2 안테나와 개별적으로 형성될 수도 있다.According to this embodiment, the capacitor 130 may be formed integrally with the first antenna 110 and the second antenna 120, but according to another embodiment, the capacitor may include a first antenna and a second antenna, Or may be formed separately.

예를 들어, 상기 커패시터(140)는, 기둥형으로 형성되고 상기 제 1 RF 피드(1101)와 중심축이 일치하도록 배치되는 제 1 전도체(1401), 상기 제 1 전도체를 둘러싸는 중공형 기둥으로 형성되고 상기 제 2 RF 피드(1201)와 중심축이 일치하도록 배치되는 제 2 전도체(1402), 및 상기 제 1 전도체(1401)와 상기 제 2 전도체(1402) 사이에 구비되는 유전체(1403)를 포함할 수 있다.For example, the capacitor 140 may include a first conductor 1401 formed in a columnar shape and disposed so as to coincide with a center axis of the first RF feed 1101, and a hollow column surrounding the first conductor And a dielectric 1403 disposed between the first conductor 1401 and the second conductor 1402. The second conductor 1402 includes a first conductor 1401 and a second conductor 1402. The second conductor 1402 is disposed so that its central axis coincides with the second RF feed 1201, .

상기 커패시터(140)는 제 1 안테나(110) 및 제 2 안테나(120) 중 적어도 하나에 탈착식으로 결합될 수 있다.The capacitor 140 may be detachably coupled to at least one of the first antenna 110 and the second antenna 120.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 발생 장치(400)는 임피던스 매칭기(22)를 더 포함할 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 임피던스 매칭기(22)는 RF 전원(21)과 플라즈마 안테나(100) 사이에 연결될 수 있다. 상기 임피던스 매칭기(22)는 RF 전원(21)의 출력단에서 바라본 출력 임피던스와 플라즈마 안테나(100)의 입력단에서 바라본 입력 임피던스를 매칭시켜, RF 전원(21)으로부터 출력된 고주파 전력의 손실을 최소화시키고 챔버에 최대의 전력이 전달되도록 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the plasma generator 400 may further include an impedance matcher 22. 13, the impedance matcher 22 may be connected between the RF power source 21 and the plasma antenna 100. [ The impedance matching unit 22 matches the output impedance viewed from the output terminal of the RF power source 21 and the input impedance viewed from the input terminal of the plasma antenna 100 to minimize the loss of the RF power output from the RF power source 21 So that the maximum power can be transmitted to the chamber.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치(400)의 회로도이다.14 is a circuit diagram of a plasma generating apparatus 400 according to an embodiment of the present invention.

도 14에 도시된 바와 같이, 제 1 안테나(110)와 제 2 안테나(120)가 유도 결합되어 한쪽 안테나에서 만들어진 자기장이 다른 쪽 안테나에서 만들어진 자기장에 영향을 미치는 경우, 두 안테나는 상호 인덕턴스 M을 가질 수 있다.As shown in FIG. 14, when the first antenna 110 and the second antenna 120 are inductively coupled so that the magnetic field generated by one antenna affects the magnetic field generated by the other antenna, the two antennas have mutual inductance M Lt; / RTI >

도 14에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 발생 장치(400)가 임피던스 매칭기(22)를 포함하는 경우, 상기 임피던스 매칭기(22)는 두 개의 출력 포트를 가질 수 있으며, 이 중 하나는 제 1 안테나(110)의 입력단과 연결되고 다른 하나는 제 2 안테나(120)의 입력단과 연결될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 안테나(110)의 입력단과 상기 제 2 안테나(120)의 입력단 사이에는 커패시터(130)가 연결될 수 있다.14, when the plasma generator 400 includes the impedance matcher 22, the impedance matcher 22 may have two output ports, one of which is the first The second antenna 120 may be connected to the input terminal of the antenna 110 and the other may be connected to the input terminal of the second antenna 120. [ A capacitor 130 may be connected between the input terminal of the first antenna 110 and the input terminal of the second antenna 120.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 커패시터(130)가 제 1 및 제 2 안테나(110, 120)의 입력단 사이에 구비됨으로써, 듀얼 안테나를 구성하는 두 안테나 간의 전기적 커플링을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since the capacitor 130 is provided between the input ends of the first and second antennas 110 and 120, the electrical coupling between the two antennas constituting the dual antenna can be improved.

제 1 안테나(110)와 제 2 안테나(120)가 유도 결합되어 서로 간의 자기장의 세기 및 분포에 영향을 미치는 경우, 상기 커패시터(130)는 두 안테나 간의 상호 인덕턴스 M이 1이 되도록 하여 플라즈마 챔버(23)에 걸쳐 자기장이 균일하게 분포하도록 할 수 있다.When the first antenna 110 and the second antenna 120 are inductively coupled to each other and influence the strength and distribution of the magnetic field between them, the capacitor 130 is connected to the plasma chamber 23 so as to uniformly distribute the magnetic field.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 커패시터(130)가 제 1 및 제 2 안테나(110), 120)의 입력단 사이에 구비됨으로써, 플라즈마 안테나(100)의 임피던스가 변경될 수 있으며, 두 안테나로 흐르는 전류가 균형을 이룰 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since the capacitor 130 is provided between the input terminals of the first and second antennas 110 and 120, the impedance of the plasma antenna 100 can be changed, The current flowing to the antenna can be balanced.

예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 안테나(110)의 코일 직경과 제 2 안테나(120)의 코일 직경이 서로 상이하여 두 안테나의 임피던스가 서로 상이한 경우에도, 상기 커패시터(130)는 안테나의 임피던스를 변경하여 두 안테나에 동일한 크기의 전류가 흐르도록 할 수 있다.For example, as shown in FIG. 1, when the coil diameters of the first antenna 110 and the second antenna 120 are different from each other and the impedances of the two antennas are different from each other, The impedance of the antenna can be changed so that a current of the same magnitude can flow through the two antennas.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 포함하는 기판 처리 장치의 단면도이다.15 is a cross-sectional view of a substrate processing apparatus including a plasma generating apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 15에 도시된 바와 같이, 상기 기판 처리 장치(10)는 플라즈마 챔버(23), 기판 지지 유닛(500), 가스 공급 유닛(600) 및 플라즈마 소스 유닛(700)을 포함할 수 있다. 플라즈마 챔버(23)는 플라즈마 처리가 수행되는 공간을 제공할 수 있다. 기판 지지 유닛(500)은 플라즈마 챔버(23) 내부에서 기판(W)을 지지할 수 있다. 가스 공급 유닛(300)은 플라즈마 챔버(23) 내부로 공정 가스를 공급할 수 있다. 플라즈마 소스 유닛(400)은 플라즈마 챔버(23) 내부에 전자기파를 제공하여 공정 가스로부터 플라즈마를 생성할 수 있다.15, the substrate processing apparatus 10 may include a plasma chamber 23, a substrate support unit 500, a gas supply unit 600, and a plasma source unit 700. The plasma chamber 23 may provide a space in which the plasma processing is performed. The substrate support unit 500 can support the substrate W within the plasma chamber 23. The gas supply unit 300 can supply the process gas into the plasma chamber 23. The plasma source unit 400 may provide electromagnetic waves within the plasma chamber 23 to produce a plasma from the process gas.

상기 플라즈마 챔버(23)는 챔버 바디(231)와 유전체 커버(232)를 포함할 수 있다. 챔버 바디(231)는 상면이 개방되고, 내부에 공간이 형성될 수 있다. 챔버 바디(231)의 바닥벽에는 배기홀(233)이 형성될 수 있다. 배기홀(233)은 배기 라인(234)과 연결될 수 있어, 챔버 바디(231) 내부에 머무르는 가스와 공정 과정에서 발생한 반응 부산물이 외부로 배출되는 통로를 제공할 수 있다. 배기홀(233)은 챔버 바디(231)의 바닥벽 가장자리 영역에 복수 개 형성될 수 있다.The plasma chamber 23 may include a chamber body 231 and a dielectric cover 232. The chamber body 231 is opened on its top surface and a space can be formed therein. An exhaust hole 233 may be formed in the bottom wall of the chamber body 231. The exhaust hole 233 can be connected to the exhaust line 234 to provide a passage through which gases residing in the chamber body 231 and reaction byproducts generated during the process are discharged to the outside. A plurality of exhaust holes 233 may be formed in the bottom wall edge region of the chamber body 231.

유전체 커버(232)는 챔버 바디(231)의 개방된 상면을 밀폐할 수 있다. 유전체 커버(232)는 챔버 바디(231) 둘레에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 유전체 커버(232)는 유전물질로 제공될 수 있다. 유전체 커버(232)는 알루미늄 재질로 제공될 수도 있다. 유전체 커버(232)와 챔버 바디(231)에 의해 에워싸지는 공간은 플라즈마 처리 공정이 수행되는 처리 공간(240)으로 제공될 수 있다.The dielectric cover 232 may seal the open upper surface of the chamber body 231. The dielectric cover 232 may have a radius corresponding to the periphery of the chamber body 231. The dielectric cover 232 may be provided as a dielectric material. The dielectric cover 232 may be made of aluminum. The space surrounded by the dielectric cover 232 and the chamber body 231 may be provided to the processing space 240 where the plasma processing process is performed.

기판 지지 유닛(500)은 처리 공간(240)에 위치하며, 기판(W)을 지지할 수 있다. 기판 지지 유닛(500)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 고정하거나, 기계적인 클램핑 방식으로 기판(W)을 지지할 수 있다. 이하, 기판 지지 유닛(500)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 고정하는 방식을 예를 들어 설명한다.The substrate supporting unit 500 is located in the processing space 240 and can support the substrate W. [ The substrate supporting unit 500 can fix the substrate W using an electrostatic force or support the substrate W in a mechanical clamping manner. Hereinafter, the substrate supporting unit 500 will be described as an example of fixing the substrate W using an electrostatic force.

기판 지지 유닛(500)은 정전척(510), 히터(530), 포커스 링(540), 절연판(550), 접지판(560), 하우징(570), 그리고 리프트 핀 유닛(580)을 포함할 수 있다.The substrate support unit 500 includes an electrostatic chuck 510, a heater 530, a focus ring 540, an insulating plate 550, a ground plate 560, a housing 570, and a lift pin unit 580 .

정전척(510)은 원판 형상으로 제공될 수 있다. 정전척(510)의 상면은 기판(W)에 상응하거나, 기판(W)보다 작은 반경을 가질 수 있다. 정전척(510)의 상면에는 돌출부(511)들이 형성될 수 있다. 기판(W)은 돌출부(511)들에 지지되며, 정전척(510)의 상면과 소정 간격 이격될 수 있다. 정전척(510)은 하부 영역이 상부 영역보다 큰 반경을 갖도록 측면이 단차질 수도 있다.The electrostatic chuck 510 may be provided in a disc shape. The upper surface of the electrostatic chuck 510 may correspond to the substrate W or may have a smaller radius than the substrate W. [ On the upper surface of the electrostatic chuck 510, protrusions 511 may be formed. The substrate W is supported on the protrusions 511 and spaced apart from the upper surface of the electrostatic chuck 510 by a predetermined distance. The electrostatic chuck 510 may be laterally offset so that the lower region has a larger radius than the upper region.

정전척(510)은 전극을 포함할 수 있다. 전극은 두께가 얇은 전도성 재질의 원판으로 제공될 수 있으며, 케이블을 통해 외부 전원과 연결될 수 있다. 외부 전원에서 인가된 전력은 전극과 기판(W) 사이에 정전기력을 형성하여 기판(W)을 정전척(510)의 상면에 고정시킬 수 있다.The electrostatic chuck 510 may include an electrode. The electrode may be provided as a disc of a thin conductive material and may be connected to an external power source via a cable. The electric power applied from the external power source may form an electrostatic force between the electrode and the substrate W to fix the substrate W to the upper surface of the electrostatic chuck 510. [

히터(530)는 정전척(510) 내부에 제공될 수 있다. 히터(530)는 전극의 하부에 제공될 수 있다. 히터(530)는 케이블(531)을 통해 외부 전원과 연결될 수 있다. 히터(530)는 외부 전원에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킬 수 있다. 발생된 열은 정전척(510)을 거쳐 기판(W)으로 전달되며, 기판(W)을 소정 온도로 가열할 수 있다. 히터(530)는 나선 형상의 코일로 제공되며, 균일한 간격으로 정전척(510) 내부에 매설될 수 있다.The heater 530 may be provided inside the electrostatic chuck 510. The heater 530 may be provided under the electrode. The heater 530 may be connected to an external power source via a cable 531. [ The heater 530 can generate heat by resisting the current applied from the external power source. The generated heat is transferred to the substrate W via the electrostatic chuck 510, and the substrate W can be heated to a predetermined temperature. The heater 530 is provided as a helical coil and can be embedded in the electrostatic chuck 510 at uniform intervals.

포커스 링(540)은 링 형상으로 제공되며, 정전척(510)의 상부 영역 둘레를 따라 배치될 수 있다. 포커스 링(540)의 상면은 정전척(510)에 인접한 내측부가 외측부보다 낮도록 단차질 수 있다. 포커스 링(540)의 상면 내측부는 정전척(510)의 상면과 동일 높이에 위치할 수 있다. 포커스 링(540)은 플라즈마가 형성되는 영역의 중심에 기판(W)이 위치하도록 전자기장 형성 영역을 확장시킬 수 있다. 이에 의해, 기판 전체 영역에 걸쳐 플라즈마가 균일하게 형성될 수 있다.The focus ring 540 is provided in a ring shape and can be disposed along the upper region of the electrostatic chuck 510. The upper surface of the focus ring 540 may be stepped so that the inner portion adjacent to the electrostatic chuck 510 is lower than the outer portion. The inner surface of the upper surface of the focus ring 540 may be positioned at the same height as the upper surface of the electrostatic chuck 510. The focus ring 540 can expand the electromagnetic field forming region such that the substrate W is positioned at the center of the region where the plasma is formed. Thereby, the plasma can be uniformly formed over the entire area of the substrate.

절연판(550)은 정전척(510)의 하부에 위치하며, 정전척(510)을 지지할 수 있다. 절연판(550)은 소정 두께를 갖는 원판으로, 정전척(510)에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 절연판(550)은 절연 재질로 제공될 수 있다. 절연판(550)은 케이블(551)을 통해 RF 전원(미도시)과 연결될 수 있다. 케이블(551)을 통해 절연판(550)에 인가된 RF 전류는 기판 지지 유닛(500)과 유전체 커버(232) 사이에 전자기장을 형성할 수 있다. 전자기장은 플라즈마를 생성하는 에너지로 제공될 수 있다.The insulating plate 550 is positioned below the electrostatic chuck 510 and can support the electrostatic chuck 510. [ The insulating plate 550 may be a disk having a predetermined thickness and may have a radius corresponding to the electrostatic chuck 510. The insulating plate 550 may be provided as an insulating material. The insulating plate 550 may be connected to an RF power source (not shown) through a cable 551. The RF current applied to the insulator plate 550 through the cable 551 may form an electromagnetic field between the substrate support unit 500 and the dielectric cover 232. The electromagnetic field can be provided as energy to generate a plasma.

절연판(550)에는 냉각 유로(512)가 형성될 수 있다. 냉각 유로(512)는 히터(520)의 하부에 형성될 수 있다. 냉각 유로(512)는 냉각 유체가 순환하는 통로를 제공할 수 있다. 냉각 유체의 열은 정전척(510)과 기판(W)으로 전달되며, 가열된 정전척(510)과 기판(W)을 신속하게 냉각할 수 있다. 냉각 유로(512)는 나선 형상으로 형성될 수 있다. 이와 달리, 냉각 유로(512)는 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수도 있다. 각각의 유로들은 서로 연통될 수 있다. 이와 달리, 냉각 유로(512)는 접지판(560)에 형성될 수 있다.A cooling passage 512 may be formed in the insulating plate 550. The cooling passage 512 may be formed under the heater 520. The cooling channel 512 can provide a passage through which the cooling fluid circulates. The heat of the cooling fluid is transferred to the electrostatic chuck 510 and the substrate W so that the heated electrostatic chuck 510 and the substrate W can be rapidly cooled. The cooling channel 512 may be formed in a spiral shape. Alternatively, the cooling channel 512 may be arranged so that the ring-shaped channels having different radii have the same center. The respective flow paths can communicate with each other. Alternatively, the cooling flow passage 512 may be formed in the ground plate 560. [

접지판(560)은 절연판(550)의 하부에 위치할 수 있다. 접지판(560)은 소정 두께를 갖는 원판으로, 절연판(550)에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 접지판(560)은 접지될 수 있다. 접지판(560)은 절연판(550)과 챔버 바디(231)를 전기적으로 절연시킬 수 있다.The ground plate 560 may be positioned below the insulating plate 550. The ground plate 560 may be a disk having a predetermined thickness and may have a radius corresponding to the insulating plate 550. The ground plate 560 may be grounded. The ground plate 560 can electrically insulate the insulating plate 550 and the chamber body 231.

정전척(510), 절연판(550), 그리고 접지판(560)에는 핀 홀(501)과 퍼지 가스 공급홀(502)이 형성될 수 있다. 핀 홀(501)은 정전척(510)의 상면으로부터 접지판(560)의 하면으로 제공될 수 있다. 핀 홀(510)은 복수 개 형성될 수 있으며, 내부에 리프트 핀(581)이 각각 위치할 수 있다. A pin hole 501 and a purge gas supply hole 502 may be formed in the electrostatic chuck 510, the insulating plate 550, and the ground plate 560. The pinhole 501 may be provided from the upper surface of the electrostatic chuck 510 to the lower surface of the ground plate 560. A plurality of pinholes 510 may be formed, and a lift pin 581 may be positioned inside each pinhole 510.

퍼지 가스 공급홀(502)은 복수 개 형성될 수 있으며, 정전척(510)의 상면으로부터 접지판(560)의 하면으로 제공될 수 있다. 퍼지 가스 공급홀(502)은 퍼지 가스 공급 라인(503)과 연결되어, 퍼지 가스가 공급되는 유로로 제공될 수 있다. 퍼지 가스는 기판(W)과 정전척(510)의 상면 사이 공간으로 공급될 수 있다. 기판(W)과 정전척(510) 사이에 머무르는 퍼지 가스는 정전척(510)에서 기판(W)으로 열 전달 효율을 향상시킬 수 있다. 퍼지 가스는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 퍼지 가스는 헬륨(He) 가스일 수 있다.A plurality of purge gas supply holes 502 may be formed and may be provided from the upper surface of the electrostatic chuck 510 to the lower surface of the ground plate 560. The purge gas supply hole 502 is connected to the purge gas supply line 503 and can be provided as a flow path through which the purge gas is supplied. The purge gas can be supplied to the space between the substrate W and the upper surface of the electrostatic chuck 510. The purge gas staying between the substrate W and the electrostatic chuck 510 can improve the heat transfer efficiency from the electrostatic chuck 510 to the substrate W. [ The purge gas may include an inert gas. The purge gas may be helium (He) gas.

하우징(570)은 접지판(560)의 하부에 위치하며, 접지판(560)을 지지할 수 있다. 하우징(570)은 소정 높이를 갖는 원통으로, 내부에 공간이 형성될 수 있다. 하우징(570)은 접지판(560)에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 하우징(570)의 내부에는 각종 케이블(503, 531, 551)들과 리프트 핀 유닛(580)이 위치할 수 있다.The housing 570 is located under the ground plate 560 and can support the ground plate 560. The housing 570 is a cylinder having a predetermined height, and a space may be formed therein. The housing 570 may have a radius corresponding to the ground plate 560. Various cables 503, 531, and 551 and a lift pin unit 580 may be disposed inside the housing 570.

리프트 핀 유닛(580)은 정전척(510)에 기판(W)을 로딩하거나, 정전척(510)으로부터 기판(W)을 언로딩할 수 있다. 리프트 핀 유닛(580)은 리프트 핀(581), 지지판(582), 그리고 구동부(583)를 포함할 수 있다. 리프트 핀(581)은 복수 개 제공될 수 있으며, 핀 홀(501)들에 각각 위치할 수 있다. 리프트 핀(581)들은 핀 홀(501)들을 따라 상하방향으로 이동할 수 있으며, 기판(W)을 로딩 및 언로딩할 수 있다.The lift pin unit 580 can load the substrate W to the electrostatic chuck 510 or unload the substrate W from the electrostatic chuck 510. [ The lift pin unit 580 may include a lift pin 581, a support plate 582, and a driver 583. A plurality of lift pins 581 may be provided and may be located in the pin holes 501, respectively. The lift pins 581 can move up and down along the pin holes 501 and can load and unload the substrate W. [

지지판(582)은 하우징(570)의 내부에 위치하며, 리프트 핀(581)들을 지지할 수 있다. 구동부(583)는 지지판(582)을 승강시킬 수 있다. 구동부(583)의 구동으로 지지판(582)은 상하방향으로 이동할 수 있으며, 이에 의해 리프트 핀(581)들은 핀 홀(501)들을 따라 이동할 수 있다. The support plate 582 is located inside the housing 570 and can support the lift pins 581. The driving unit 583 can lift the support plate 582. The support plate 582 can be moved up and down by driving the driving unit 583 so that the lift pins 581 can move along the pin holes 501. [

접지판(560)과 지지판(582) 사이에는 벨로우즈(584)가 제공될 수 있다. 벨로우즈(584)는 하우징(570) 내에 위치하는 리프트 핀(581) 영역을 에워쌀 수 있다. 벨로우즈(584)는 지지판(582)의 승강에 따라 수축 및 팽창할 수 있다.A bellows 584 may be provided between the ground plate 560 and the support plate 582. The bellows 584 may encompass the area of the lift pin 581 located within the housing 570. The bellows 584 can contract and expand as the support plate 582 is lifted and lowered.

배플(590)은 챔버(23) 내에서 공정가스의 흐름을 제어할 수 있다. 배플(590)은 링 형상으로 제공될 수 있으며, 챔버(231)와 기판 지지 유닛(500) 사이에 위치할 수 있다. 배플(590)에는 분배홀(591)들이 형성될 수 있다. 챔버(23) 내에 머무르는 공정가스는 분배홀(591)들을 통과하여 배기홀(233)에 유입될 수 있다. 분배홀(591)들의 형상 및 배열에 따라 배기홀(233)로 유입되는 공정 가스의 흐름이 제어될 수 있다.The baffle 590 can control the flow of process gas within the chamber 23. The baffle 590 may be provided in a ring shape and may be located between the chamber 231 and the substrate support unit 500. Distribution holes 591 may be formed in the baffle 590. The process gas staying in the chamber 23 can be introduced into the exhaust hole 233 through the distribution holes 591. [ The flow of the process gas flowing into the exhaust hole 233 can be controlled according to the shape and arrangement of the distribution holes 591. [

가스 공급 유닛(600)은 챔버(23) 내부에 공정 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급 유닛(600)은 노즐(610), 가스 저장부(620), 그리고 가스 공급 라인(630)을 포함할 수 있다.The gas supply unit 600 can supply the process gas into the chamber 23. The gas supply unit 600 may include a nozzle 610, a gas reservoir 620, and a gas supply line 630.

노즐(610)은 유전체 커버(232)에 장착될 수 있다. 노즐(610)은 유전체 커버(232)의 중심영역에 위치할 수 있다. 노즐(610)은 가스 공급 라인(630)을 통해 가스 저장부(620)와 연결될 수 있다. 가스 공급 라인(630)에는 밸브(640)가 설치될 수 있다. 밸브(640)는 가스 공급 라인(630)을 개폐하고, 공정 가스의 공급 유량을 조절할 수 있다. 가스 저장부(620)에 저장된 공정 가스는 가스 공급 라인(630)을 통해 노즐(610)에 공급되고, 노즐(610)로부터 챔버(23) 내부로 분사될 수 있다. 노즐(610)은 주로 처리 공간(240)의 중앙 영역으로 공정 가스를 공급할 수 있다. 이와 달리, 가스 공급 유닛(600)은 챔버 바디(231)의 측벽에 장착된 노즐(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 이 노즐은 처리 공간(240)의 가장 자리 영역으로 공정 가스를 공급할 수 있다.The nozzle 610 may be mounted to the dielectric cover 232. The nozzle 610 may be located in the central region of the dielectric cover 232. The nozzle 610 may be connected to the gas reservoir 620 through a gas supply line 630. The gas supply line 630 may be provided with a valve 640. The valve 640 can open / close the gas supply line 630 and adjust the supply flow rate of the process gas. The process gas stored in the gas reservoir 620 may be supplied to the nozzle 610 through the gas supply line 630 and may be injected from the nozzle 610 into the chamber 23. The nozzle 610 can mainly supply the process gas to the central region of the process space 240. Alternatively, the gas supply unit 600 may further include a nozzle (not shown) mounted on the side wall of the chamber body 231. This nozzle can supply the process gas to the edge region of the processing space 240.

플라즈마 소스 유닛(700)은 공정 가스로부터 플라즈마를 생성할 수 있다. 플라즈마 소스 유닛(700)은 안테나(100) 그리고 전원(21)을 포함할 수 있다. The plasma source unit 700 may generate a plasma from the process gas. The plasma source unit 700 may include an antenna 100 and a power supply 21.

안테나(100)는 챔버(23)의 상부에 제공될 수 있다. 안테나(100)는 나선 형상의 코일로 제공될 수 있다. 전원(21)은 케이블을 통해 안테나(100)와 연결될 수 있으며, 고주파 전력을 안테나(100)에 인가할 수 있다. 고주파 전력의 인가로 안테나(100)에서는 전자기파가 발생할 수 있다. 전자기파는 안테나(100)를 중심으로 방사상으로 발생할 수 있다. 전자기파는 챔버(23) 내부로 제공될 수 있다. 챔버(23) 내부로 제공된 전자기파는 챔버(23) 내부에 유도 전기장을 형성할 수 있다. 공정 가스는 유도 전기장으로부터 이온화에 필요한 에너지를 얻어 플라즈마로 변환될 수 있다. 플라즈마는 기판(W)에 제공되어, 에칭 또는 식각 공정에 이용될 수 있다.The antenna 100 may be provided on the upper part of the chamber 23. The antenna 100 may be provided with a helical coil. The power source 21 can be connected to the antenna 100 through a cable, and can apply the high frequency power to the antenna 100. Electromagnetic waves can be generated in the antenna 100 by application of high frequency power. Electromagnetic waves may occur radially around the antenna 100. Electromagnetic waves can be provided inside the chamber 23. Electromagnetic waves provided inside the chamber 23 can form an induction field inside the chamber 23. [ The process gas can be converted to plasma by obtaining the energy required for ionization from the induced electric field. The plasma may be provided to the substrate W and used for an etching or etching process.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 플라즈마 안테나 110: 제 1 안테나
120: 제 2 안테나 130: 커패시터
1101: 제 1 RF 피드 1102: 제 1 코일
1201: 제 2 RF 피드 1202: 제 2 코일
1301: 유전체 400: 플라즈마 발생 장치
21: RF 전원 22: 임피던스 매칭기
23: 플라즈마 챔버100: plasma antenna 110: first antenna
120: second antenna 130: capacitor
1101: first RF feed 1102: first coil
1201: second RF feed 1202: second coil
1301: dielectric body 400: plasma generating device
21: RF power supply 22: impedance matching machine
23: Plasma chamber

Claims (27)

RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 1 안테나;
상기 RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 2 안테나; 및
상기 제 1 안테나의 입력단과 상기 제 2 안테나의 입력단 사이에 연결된 커패시터;
를 포함하되,
상기 제 1 안테나는, 상기 RF 신호를 인가받고 기둥형으로 형성된 제 1 RF 피드, 및 상기 제 1 RF 피드에 연결된 제 1 코일을 포함하고,
상기 제 2 안테나는, 상기 RF 신호를 인가받고 상기 제 1 RF 피드를 둘러싸는 중공형 기둥으로 형성된 제 2 RF 피드, 및 상기 제 2 RF 피드에 연결된 제 2 코일을 포함하고,
상기 커패시터는:
기둥형으로 형성되고, 상기 제 1 RF 피드와 중심축이 일치하도록 배치되는 제 1 전도체;
상기 제 1 전도체를 둘러싸는 중공형 기둥으로 형성되고, 상기 제 2 RF 피드와 중심축이 일치하도록 배치되는 제 2 전도체; 및
상기 제 1 전도체와 상기 제 2 전도체 사이에 구비되는 유전체;
를 포함하며,
상기 커패시터는 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나 중 적어도 하나에 탈착식으로 고정되는 플라즈마 안테나.A first antenna for inducing an electromagnetic field using an RF signal;
A second antenna for inducing an electromagnetic field using the RF signal; And
A capacitor connected between an input of the first antenna and an input of the second antenna;
, ≪ / RTI &
Wherein the first antenna includes a first RF feed applied with the RF signal and formed in a columnar shape and a first coil connected to the first RF feed,
The second antenna includes a second RF feed applied with the RF signal and formed of a hollow column surrounding the first RF feed and a second coil connected to the second RF feed,
The capacitor comprising:
A first conductor formed in a columnar shape and arranged so as to be coaxial with the first RF feed;
A second conductor formed of a hollow column surrounding the first conductor, the second conductor being disposed so that its center axis coincides with the second RF feed; And
A dielectric provided between the first conductor and the second conductor;
/ RTI >
Wherein the capacitor is detachably fixed to at least one of the first antenna and the second antenna. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 커패시터는 상기 제 1 RF 피드, 상기 제 2 RF 피드, 및 상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드 사이에 구비된 유전체로 구성되는 플라즈마 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the capacitor is comprised of the first RF feed, the second RF feed, and a dielectric provided between the first RF feed and the second RF feed. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 RF 피드는 원기둥 형상을 가지며,
상기 제 2 RF 피드는 상기 원기둥을 둘러싸는 중공형 원기둥 형상을 갖는 플라즈마 안테나.The method according to claim 1,
The first RF feed has a cylindrical shape,
And the second RF feed has a hollow cylindrical shape surrounding the cylinder. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드는 중심축이 서로 일치하도록 배치되는 플라즈마 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the first RF feed and the second RF feed are arranged so that their central axes coincide with each other. 제 3 항에 있어서,
상기 유전체는 폴리머 또는 금속 산화물을 포함하는 플라즈마 안테나.The method of claim 3,
Wherein the dielectric comprises a polymer or a metal oxide. 제 6 항에 있어서,
상기 폴리머는 테플론, 울템(ULTEM) 또는 PEEK(Polyetheretherketone)을 포함하는 플라즈마 안테나.The method according to claim 6,
Wherein the polymer comprises Teflon, ULTEM, or PEEK (Polyetheretherketone). 제 6 항에 있어서,
상기 금속 산화물은 세라믹을 포함하는 플라즈마 안테나.The method according to claim 6,
Wherein the metal oxide comprises a ceramic. 제 8 항에 있어서,
상기 세라믹은 Al2O3 또는 ZnO를 포함하는 플라즈마 안테나.9. The method of claim 8,
The ceramic plasma antenna comprising a Al 2 O 3 or ZnO. 제 1 항에 있어서,
상기 플라즈마 안테나는, 상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드의 종축을 따라 다수의 커패시터를 포함하는 플라즈마 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the plasma antenna comprises a plurality of capacitors along a longitudinal axis of the first RF feed and the second RF feed. 제 10 항에 있어서,
상기 다수의 커패시터는, 상기 제 1 RF 피드, 상기 제 2 RF 피드, 및 상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드 사이에 구비된 다수의 유전체로 구성되는 플라즈마 안테나.11. The method of claim 10,
Wherein the plurality of capacitors comprise a plurality of dielectrics provided between the first RF feed, the second RF feed, and the first RF feed and the second RF feed. 제 11 항에 있어서,
상기 다수의 유전체는 상기 종축을 따라 기 결정된 간격만큼 서로 이격되어 구비되는 플라즈마 안테나.12. The method of claim 11,
Wherein the plurality of dielectrics are spaced apart from each other by a predetermined interval along the vertical axis. 제 11 항에 있어서,
상기 다수의 유전체는 서로 상이한 물질인 플라즈마 안테나.12. The method of claim 11,
Wherein the plurality of dielectrics are different materials from each other. 제 1 항, 제 3 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 커패시터는 상기 제 1 전도체의 일단으로부터 돌출된 돌출부를 포함하고,
상기 제 1 RF 피드는 일단에 상기 제 1 전도체의 돌출부를 수용하는 함몰부를 포함하며,
상기 돌출부가 상기 함몰부에 삽입되는 고정되는 플라즈마 안테나.14. The method according to any one of claims 1 to 13,
The capacitor including a protrusion protruding from one end of the first conductor,
Wherein the first RF feed includes a depression at one end for receiving a protrusion of the first conductor,
And the protrusion is inserted into the depression. 제 1 항, 제 3 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
커패시터는 제 2 전도체 외측에 설치되고 홈을 갖는 고정장치를 포함하고,
상기 제 2 RF 피드는 외측에 돌기를 포함하며,
상기 제 2 전도체의 고정장치의 홈에 상기 제 2 RF 피드의 돌기가 삽입되는 플라즈마 안테나.14. The method according to any one of claims 1 to 13,
The capacitor includes a fixing device provided outside the second conductor and having a groove,
Wherein the second RF feed comprises a projection on the outside,
And the protrusion of the second RF feed is inserted into the groove of the fixing device of the second conductor. RF 신호를 제공하는 RF 전원;
가스가 주입되어 플라즈마가 생성되는 플라즈마 챔버; 및
상기 플라즈마 챔버에 설치되고, 상기 RF 신호를 인가받아 상기 플라즈마 챔버에 전자장을 유도하는 플라즈마 안테나;
를 포함하고, 상기 플라즈마 안테나는:
상기 RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 1 안테나;
상기 RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 2 안테나; 및
상기 제 1 안테나의 입력단과 상기 제 2 안테나의 입력단 사이에 연결된 커패시터;
를 포함하되,
상기 제 1 안테나는, 상기 RF 신호를 인가받고 기둥형으로 형성된 제 1 RF 피드, 및 상기 제 1 RF 피드에 연결된 제 1 코일을 포함하고,
상기 제 2 안테나는, 상기 RF 신호를 인가받고 상기 제 1 RF 피드를 둘러싸는 중공형 기둥으로 형성된 제 2 RF 피드, 및 상기 제 2 RF 피드에 연결된 제 2 코일을 포함하고,
상기 커패시터는:
기둥형으로 형성되고, 상기 제 1 RF 피드와 중심축이 일치하도록 배치되는 제 1 전도체;
상기 제 1 전도체를 둘러싸는 중공형 기둥으로 형성되고, 상기 제 2 RF 피드와 중심축이 일치하도록 배치되는 제 2 전도체; 및
상기 제 1 전도체와 상기 제 2 전도체 사이에 구비되는 유전체를 포함하며,
상기 커패시터는 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나 중 적어도 하나에 탈착식으로 고정되는 플라즈마 발생 장치.An RF power supply for providing an RF signal;
A plasma chamber in which a gas is injected to generate plasma; And
A plasma antenna that is installed in the plasma chamber and receives the RF signal to induce an electromagnetic field in the plasma chamber;
Wherein the plasma antenna comprises:
A first antenna for inducing an electromagnetic field using the RF signal;
A second antenna for inducing an electromagnetic field using the RF signal; And
A capacitor connected between an input of the first antenna and an input of the second antenna;
, ≪ / RTI &
Wherein the first antenna includes a first RF feed applied with the RF signal and formed in a columnar shape and a first coil connected to the first RF feed,
The second antenna includes a second RF feed applied with the RF signal and formed of a hollow column surrounding the first RF feed and a second coil connected to the second RF feed,
The capacitor comprising:
A first conductor formed in a columnar shape and arranged so as to be coaxial with the first RF feed;
A second conductor formed of a hollow column surrounding the first conductor, the second conductor being disposed so that its center axis coincides with the second RF feed; And
And a dielectric provided between the first conductor and the second conductor,
Wherein the capacitor is detachably fixed to at least one of the first antenna and the second antenna. 제 16 항에 있어서,
상기 플라즈마 안테나는 상기 플라즈마 챔버의 상부에 설치되는 플라즈마 발생 장치.17. The method of claim 16,
Wherein the plasma antenna is installed at an upper portion of the plasma chamber. 제 16 항에 있어서,
상기 제 1 안테나와 상기 제 2 안테나는 유도 결합된 플라즈마 발생 장치.17. The method of claim 16,
Wherein the first antenna and the second antenna are inductively coupled. 제 16 항에 있어서,
상기 제 1 안테나와 상기 제 2 안테나는 병렬로 연결된 플라즈마 발생 장치.17. The method of claim 16,
Wherein the first antenna and the second antenna are connected in parallel. 삭제delete 제 16 항에 있어서,
상기 커패시터는 상기 제 1 RF 피드, 상기 제 2 RF 피드, 및 상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드 사이에 구비된 유전체로 구성되는 플라즈마 발생 장치.17. The method of claim 16,
Wherein the capacitor is comprised of the first RF feed, the second RF feed, and a dielectric provided between the first RF feed and the second RF feed. 제 21 항에 있어서,
상기 유전체는 폴리머 또는 금속 산화물을 포함하는 플라즈마 발생 장치.22. The method of claim 21,
Wherein the dielectric comprises a polymer or a metal oxide. 제 22 항에 있어서,
상기 폴리머는 테플론, 울템(ULTEM) 또는 PEEK(Polyetheretherketone)을 포함하는 플라즈마 발생 장치.23. The method of claim 22,
Wherein the polymer comprises Teflon, ULTEM, or PEEK (Polyetheretherketone). 제 22 항에 있어서,
상기 금속 산화물은 세라믹을 포함하는 플라즈마 발생 장치.23. The method of claim 22,
Wherein the metal oxide comprises a ceramic. 제 24 항에 있어서,
상기 세라믹은 Al2O3 또는 ZnO를 포함하는 플라즈마 발생 장치.25. The method of claim 24,
Wherein the ceramic comprises Al 2 O 3 or ZnO. 제 16 항 내지 제 19 항, 제 21 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 커패시터는 상기 제 1 전도체의 일단으로부터 돌출된 돌출부를 포함하고,
상기 제 1 RF 피드는 일단에 상기 제 1 전도체의 돌출부를 수용하는 함몰부를 포함하며,
상기 돌출부가 상기 함몰부에 삽입되는 고정되는 플라즈마 발생 장치.The method according to any one of claims 16 to 19, 21 to 25,
The capacitor including a protrusion protruding from one end of the first conductor,
Wherein the first RF feed includes a depression at one end for receiving a protrusion of the first conductor,
And the projection is inserted into the depression. 제 16 항 내지 제 19 항, 제 21 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
커패시터는 제 2 전도체 외측에 설치되고 홈을 갖는 고정장치를 포함하고,
상기 제 2 RF 피드는 외측에 돌기를 포함하며,
상기 제 2 전도체의 고정장치의 홈에 상기 제 2 RF 피드의 돌기가 삽입되는 플라즈마 발생 장치.The method according to any one of claims 16 to 19, 21 to 25,
The capacitor includes a fixing device provided outside the second conductor and having a groove,
Wherein the second RF feed comprises a projection on the outside,
And the projection of the second RF feed is inserted into the groove of the fixing device of the second conductor.
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KR102161954B1 (en) 2019-06-12 2020-10-06 인베니아 주식회사 Antenna assembly for inductively coupled plasma apparatus and inductively coupled plasma having the same

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