KR101671897B1 - 플라즈마 발생 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 대상은 플라즈마 발생 장치로서, 상기 플라즈마 발생 장치의 경우 플라즈마 공간 내에서 플라즈마 내 에너지 결합을 위한 적어도 하나의 유도성 장치(inductive device) 및 적어도 하나의 용량성 장치(capacitive device)가 제공되어 있다. 상기 적어도 하나의 유도성 장치 및 상기 적어도 하나의 용량성 장치는 서로 분리되어 상이한 주파수 발생기들에 의해, 혹은 공동의 주파수 발생기에 의해 에너지가 공급될 수 있다.

Description

플라즈마 발생 장치 {PLASMA GENERATION DEVICE}
본 발명은 유도 결합 플라즈마와 용량 결합 플라즈마의 장점들을 연결하는 플라즈마 소스(plasma source)에 관한 것이다.
유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma; ICP)들은 낮은 플라즈마 전위에서 높은 이온 밀도를 달성한다. 그 밖에 대면적 플라즈마들이 제조될 수 있다. 특히 간단한 플라즈마 발생과 관련하여 이와 같은 유도 결합 플라즈마는 플라즈마 소스의 경제적인 작동 방식을 구현한다.
용량 결합 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma; CCP)들은 낮은 여기 온도 및 회전 온도로 인해 낮은 점화 온도를 갖는다. 간단한 취급 가능성 및 안정성으로 인해 용량 결합 플라즈마는 다수의 적용예, 특히 에어로졸 또는 습성 가스에서 사용될 수 있는데, 상기 에어로졸 또는 습성 가스에서 다른 플라즈마들은 경우에 따라 소멸 될 수 있다. 플라즈마 내의 이온들을 가속화하고 처리 공정들을 위해 추출하기 위해서는 CCP-결합이 특히 우수하게 적합하다.
그에 따라 2가지 플라즈마 발생 형태는 기술적으로 자체 장점들 및 존재 이유가 있다.
독일 특허 출원서 DE 103 58 505 B4호에는 자극편 어레인지먼트(magnetic pole shoe arrangement)를 포함하는 ICP-소스가 기술되어 있고, 이때 여자기 코일(exciter coil)들이 극편들의 홈 내에 배치되어 있다. 상기 극편들은 이러한 극편들 아래로 상기 여자기 코일들의 자계 집중을 야기하는데, 이곳은 플라즈마 점화를 위해 제공된 영역이다. 양 측으로 그리고 상기 자극편들에 대해 선형으로 추가 영구 자석들이 다중극 자기 어레인지먼트(magnetic multipole arrangement)로서 제공되어 있다. 이와 같은 구조에서 상기 다중극 어레인지먼트의 자계들은 유도 결합 플라즈마와 겹쳐진다. 상기 기술된 구조는 특히, 연속 제조 공정에서 태양 전지 제조를 위해 바람직하게 사용되는 것과 같은 길게 연장된 평면 플라즈마 소스들에 적합하다.
유럽 특허 출원서 EP 0 908 923 B1호는 플라즈마 공간 내에 자계를 집중하기 위해 이용되는 자성 코어(magnetic core)(페라이트 코어, ferrite core)가 동시에 처리 챔버로 통하는 플라즈마 소스의 접속 개구의 잠금장치로서 사용되는 플라즈마 소스를 기술한다. 상기 플라즈마 소스의 바람직한 실시 형태들은 회전 대칭적이다. 플라즈마 내에 휘슬러파(whistler wave)를 발생하기 위해서는 다중극 자기 어레인지먼트가 이용되지 않는다.
ICP-소스들의 공지된 구조적 형상들은 CCP-소스들의 바람직한 특성들을 갖지 않는다.
따라서 ICP-플라즈마들과 CCP-플라즈마들의 장점들을 통합시키는 플라즈마 소스를 제조하는 과제가 주어진다.
본 발명에 따라 상기 과제는 청구항 제 1 항에 다른 장치에 의해 해결된다. 바람직한 실시 형태들은 인용되는 종속 청구항들에서 제시된다.
본 발명에 따른 장치는 유도성 에너지 및 용량성 에너지가 동시에 플라즈마 내에 결합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따라 상기 장치는 플라즈마 내에 에너지를 유도 결합하기 위한 적어도 하나의 코일을 포함한다. 이 경우, 상기 플라즈마는 플라즈마 발생을 위해 제공된 공간 영역, 즉 플라즈마 공간 내에서 발생한다. 상기 코일은 바람직하게 자극편의 홈 내에 배치되어 있고, 이때 상기 홈의 개구(홈 측면)는 플라즈마(플라즈마 공간)을 향해 있다. 이 경우, 상기 코일들은 바람직하게 (세라믹) 절연 몸체 내에 매립되어 있다. 극편들 및 코일들로 이루어진 어레인지먼트는 전기 전도성 외장 내에 배치되어 있는데, 상기 전기 전도성 외장은 극편의 홈 측면 및 코일 접속부들을 제외하고 상기 어레인지먼트를 완전히 둘러싼다. 상기 홈 측면은 전기 전도성 패러데이 스크린(faraday screen)에 의해 덮여 있다. 이와 같은 패러데이 스크린은 상기 외장의 내부를 플라즈마 공간에 대해 폐쇄하고 상기 전도성 외장에 전도성으로 연결되어 있으며, 이때 코일들의 자계들은 유도 결합을 위해 배출될 수 있지만 전계들은 신뢰할 만하게 차폐되거나, 또는 전계의 침투는 상기 패러데이 스크린에 의해 최대한 감소한다. 상기 패러데이 스크린과 상기 자극편 어레인지먼트 사이에는 자계 투과성 재료로 이루어진 추가 절연 플레이트가 삽입될 수 있고, 상기 추가 절연 플레이트는 상기 극편 어레인지먼트의 캡슐화(encapsulation) 또는 보호를 위해 이용될 수 있다. 경우에 따른 공정 공간 내 오염을 방지할 수 있기 위해 또는 공정 공간 내에 존재하는 반응성 가스 또는 가스 단편(gas fragment)을 극편 어레인지먼트로부터 멀리하기 위해, 이와 같은 캡슐화는 전도성 외장에 대해 기밀 방식으로 구현될 수도 있다. 이 경우, 상기 외장의 내부 공간은 별도로 펌핑 된 진공 공간을 형성할 수 있거나, 혹은 대기 또는 보호 가스 장치에 연결될 수 있다. 패러데이 스크린의 대응부로서 대향 전극이 존재하며, 상기 대향 전극을 이용하여 상기 패러데이 스크린은 커패시터 어레인지먼트를 형성한다. 상기 대향 전극은 바람직하게 상기 패러데이 스크린에 마주 놓인 측면 상에, 더 바람직하게 처리될 기판 뒤에 배치되어 있다. 외장의 외부에는 전도성 벽부가 소위 다크 스페이스 실드(dark space shield)로서 배치되어 있고, 상기 다크 스페이스 실드는 이와 같은 외장으로부터 전기 절연되어 있으며, 홈 측면 및 접속 관통구들을 제외하고 이와 같은 외장을 둘러싼다. 바람직하게 상기 다크 스페이스 실드는 어레인지먼트의 접지 전위(ground potential) 상에 놓인다. 계속해서 바람직하게 다크 스페이스 실드의 홈 측면에 비전도성 재료로 이루어진 덮개(유전체성 덮개)가 제공되어 있다. 상기 다크 스페이스 실드의 목적은 플라즈마 공간상에서 플라즈마 발생을 제한하는 것이다. 플라즈마 내 에너지 공급을 위해 적어도 하나의 코일은 주파수 발생기, 바람직하게 고주파 발생기에 연결되어 있다. 추가의 주파수 발생기는 외장 및 상기 외장에 연결된 패러데이 스크린에 접속되어 있다. 상기 주파수 발생기들의 2개의 다른 극은 바람직하게 접지 전위 상에 놓인다.
바람직하게 다중극 자기 어레인지먼트들은 코일 또는 코일들에 대해 평행하게, 상기 다중극 자기 어레인지먼트들의 자계가 상기 코일들의 자계와 플라즈마 내에서 겹쳐지도록 배치되어 있다. 상기 다중극 자기 어레인지먼트들은 바람직하게 소위 휘슬러파 발생에 기여하도록 설계되어 있다. 휘슬러파들은 플라즈마 에지 층 내에서 플라즈마 표면을 따라서 진행하고 상기 플라즈마 내 에너지 유입을 개선한다. 상기 상황을 달성하기 위해 상기 다중극 자기 어레인지먼트들은 바람직하게 서로 자력으로 끌어당기도록 설계되어 있다. 상기 다중극 자기 어레인지먼트들은 코일들의 자계와 함께 일종의 자성 용기(magnetic bottle)를 형성하고, 상기 자성 용기는 플라즈마를 바람직하게 수용하고 형성한다. 상기 다중극 자기 어레인지먼트들은 바람직하게 다크 스페이스 실드 외부에 배치되어 있다. 이 경우, 상기 다중극 자기 어레인지먼트들은 바람직하게 다크 스페이스 실드 옆에서(플라즈마 공간 방향으로 유전체성 덮개의 높이로) 상기 다크 스페이스 실드에 의해 폐쇄되도록 배치되어 있거나, 또는 추가의 바람직한 일 실시 형태에서 플라즈마 공간 옆에 배치되어 있다.
따라서 종합하면, 본 발명에 따라 독일 특허 출원서 DE 103 58 505 B4호에 따른 어레인지먼트는 플라즈마 공간 방향으로 패러데이 스크린을 구비한 외장을 포함하고, 계속해서 다크 스페이스 실드를 구비한다. 독일 특허 출원서 DE 103 58 505 B4호에 따른 장치부의 유도성 에너지 결합 이외에, 독일 특허 출원서 DE 103 58 505 B4호에 따른 상기 장치를 둘러싸는 추가로 제공된 외장 또는 패러데이 스크린을 통해 플라즈마 내 용량성 에너지 결합이 이루어진다.
상기 외장은 바람직하게 냉각된다. 이와 같은 냉각 공정은 예를 들어 냉각제 관류 라인에 의해 이루어진다. 필요한 경우, 다른 부품들에도 냉각제 관류 라인 또는 그 밖의 전달성(convective) 또는 전도성(conductive) 열 배출부가 제공될 수 있다.
플라즈마 내 유도성 에너지 결합을 위한 ICP-코일들은 바람직하게 쌍으로(in pairs), 선형으로 연장되어, 평행하게 진행하도록 제공되어 있다. 그런 다음 에너지 결합은 대칭적인 이유들로 인해 상기 코일 쌍의 마주 놓인 단부들에서 이루어진다. 바람직하게 플라즈마 발생 장치 내에 다수의 코일 쌍이 서로 평행하게 배치되어 있다. 그러나 다른 코일 구성들도 가능한데, 예를 들어 원형 또는 파형 어레인지먼트들이 가능하다. 특히 길게 연장된 구성들에서는 개별 ICP-코일들에 추가 에너지 공급부들이 제공될 수 있다. 코일들의 서로 얽혀있는 어레인지먼트도 가능하다.
상기 패러데이 스크린은 전도성의, 바람직하게 금속성의 재료로 이루어져 있다. 상기 패러데이 스크린은 외장으로부터 ICP-코일들의 자계선(magnetic field line)들이 배출되기 위한 개구들을 포함한다. 상기 개구들은 바람직하게 상기 자계선들에 대해 평행하게 진행함으로써, 상기 자계선들에 가능한 한 적은 영향을 미친다. 따라서, 상기 개구들은 바람직하게 슬롯 형태로 설계되어 있다. 바람직한 일 실시 형태는 패러데이 스크린으로서 직사각형 박판을 제공하는데, 이 경우 박판의 긴 측면들로부터 교대로 슬롯이 이와 같은 박판 내로 돌출하여 거의 맞은편 측면까지 도달한다. 이와 같은 방식으로 곡류 형태의 구조가 생성되고, 상기 곡류 형태의 구조는 패러데이 스크린 내에서 와전류(eddy current)의 형성을 감소시키거나 또는 억제하는 데 기여한다. 패러데이 스크린의 추가 실시 형태들도 가능하며 당업자를 위해 구현 가능한데, 이때 자계선들의 배출을 위한 개구들이 바람직하게 상기 자계선들에 대해 평행하게 진행되어야 한다는 사실이 중요하다.
상기 다크 스페이스 실드는 전도성을 갖고, 플라즈마 발생을 위해 제공된 영역 외부에서 외장을 통한 용량성 에너지 공급이 독점적인(proprietary) 플라즈마를 점화하는 상황을 방지한다. 상기 목적을 위해 상기 다크 스페이스 실드는 바람직하게 접지 전위 상에 놓인다.
상기 패러데이 스크린과 플라즈마 사이에는 바람직하게 다크 스페이스 실드의 폐쇄부로서 그리고 오염 보호부로서 플라즈마 공간으로 향해 있고 예컨대 석영 재료 또는 산화알루미늄 세라믹으로 이루어진 유전체성 덮개가 위치한다.
발생하는 플라즈마는 플라즈마 처리 챔버의 모든 벽부들에 대하여 최대한 전위가 없다(potentail-free).
본 발명에 따른 장치에서 플라즈마 밀도는 대부분 유도성 에너지 결합에 의해 결정된다. 그러나 플라즈마의 운동(이온들의 가속화 운동)은 전반적으로 용량성 결합에 의해 규정되어 있다. 플라즈마 내 ICP-에너지 공급 및 CCP-에너지 공급의 여기 주파수 및 에너지량은 바람직하게 서로 구분되어 결정될 수 있거나 또는 변경될 수 있다. 그러나 그 밖에 전위 동기화된 여기도 가능하다. 에너지 공급을 위해서는 선행 기술에 따른 적합한 HF-발생기 또는 LF-발생기(고주파수 발생기 또는 저주파수 발생기)들이 이용될 수 있다. 유도 결합 주파수들은 바람직하게 100kHz 내지 13.56MHz의 범위 내에 놓이고, 이 경우 펄스 방식으로 제공될 수도 있다. 용량 결합은 직류(0Hz) 내지 몇 MHz, 바람직하게 40kHz 내지 400kHz의 범위 내 여기 주파수들을 허용한다. 이 경우에도 이와 같은 주파수들은 펄스 방식으로 또는 연속적으로 제공될 수 있다.
플라즈마 발생 장치로의 가스 공급은 바람직하게 이와 같은 플라즈마 발생 장치로부터 분리되어 측면에서, 플라즈마 공간 옆에서 이루어진다. 선택적으로 가스 흡인기도 제공되어 있다.
본 발명에 따른 장치의 치수 및 그에 따라 발생한 플라즈마의 치수는 즉시 확장 가능하다.
본 발명에 따른 장치는 정재파(standing wave) 문제들을 야기하지 않고, 고율 범위까지 플라즈마 소스 전력의 선형 확장을 가능하게 한다. 가장 높은 플라즈마 밀도에 도달하기 위해서는 VHF(Very High Frequency)를 갖는 선행 기술에 따라 평행 플레이트 어레인지먼트들에서 필요한 것과 같은 고주파 기술이 요구되지 않는다.
본 발명에 따른 장치는 바람직하게 5*10- 4mbar 내지 0.1mbar의 압력 범위에서 이용된다.
본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치의 바람직한 일 적용예는 태양 전지 제조에 있다. 이 경우, 평면으로 연장된 기판들 또는 상기 기판들 상에 배치된 층들이 빈번히 플라즈마 처리된다. 이 경우, 이와 같은 기판들 또는 층들은 처리 챔버를 통해 이동하거나, 또는 이러한 처리 챔버 내에 배치된다. 상기 플라즈마 발생 장치가 경우에 따라 이동하는 기판의 전체 폭에 걸쳐서 균일한 플라즈마를 제공하는 것이 특히 바람직하다. 따라서 코일들의 치수를 처리될 기판의 치수에 적응하고, 상기 코일들을 적어도 코일들 아래에서 이동하는 기판의 폭만큼 길게 구현하는 것이 바람직하다. 바람직하게 코일들의 길이가 기판의 폭을 약간 초과함으로써, 모서리 효과가 저지된다.
추가의 일 적용 분야는 추가의, 바람직하게 평면의 몸체, 예를 들어 필름의 코팅에 있다.
유도성 에너지 공급이 패러데이 스크린 및 다크 스페이스 실드 이외에 처리 챔버들의 벽부들을 통해서도 이루어질 수 있다는 긍정적인 특성으로 인해, 상기 장치는 처리 챔버 내부에 배치될 수 있고, 이때 다중극 자기 어레인지먼트들은 처리 챔버 내부에 또는 외부에 배치될 수 있거나, 혹은 상기 장치는 처리 챔버 내부에 배치되어 있고, 이때 다중극 자기 어레인지먼트들은 다크 스페이스 실드 옆에 또는 플라즈마 공간 옆에 놓인다.
ICP-어레인지먼트를 전도성 벽부들(외장 및 패러데이 스크린)을 이용하여 덮음으로써, 제공된 용량 결합은 유도 결합 플라즈마를 위한 점화 보조 수단으로써 이용될 수도 있다. 이를 위해 바람직한 일 실시 형태에서 ICP-어레인지먼트의 HF-전원에 대해 추가로, 바람직하게 몇몇 밀리 세컨드 내지 수백 밀리 세컨드(ms)의 범위, 특히 바람직하게 2ms 내지 800ms의 범위 내에 놓이는 규정된 짧은 시간 동안 용량 결합 어레인지먼트에 더 높은 HF-전압이 인가된다. 유도 결합 플라즈마의 점화가 이루어진 후에 용량 결합 플라즈마의 HF-전원은 접지 전위 상에서, 또는 의도한 대로 규정된 HF-전력에 의해 계속 작동될 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 독립적인 순유도 결합 플라즈마 소스로서, 다시 말해 용량 결합 없이 작동될 수 있다. 이 경우, 유도성 플라즈마의 확실한 플라즈마 점화를 위해서는, 예를 들어 상기 점화를 위해 일시적으로 필요한 HF-전압도 바람직하게 유도 결합을 위한 HF-전원으로부터 유도될 수 있다. 상기 상황은 바람직하게 HF-스위치를 이용하여 이루어진다.
이와 같은 조치는 바람직하게 이미 최적화된 적용예에서 용량 결합 어레인지먼트를 위한 그 밖의 별도 HF-전원을 절약하기 위해 이용된다. 이 경우, 용량 결합 플라즈마를 위해 필요한 HF-전력 요구량은 바람직하게 고정된 또는 설정 가능한 HF-전력 분할기를 통해 유도 결합 플라즈마의 HF-전원으로부터 공급된다.
다음에서 본 발명은 상이한 도면들의 참조하에, 본 발명을 이와 같은 실시예들에 제한하지 않으면서 설명된다.
도 1a 내지 도 1e는 자극편 어레인지먼트(3) 내에서 ICP-코일(2)들의 배치 변형예들을 도시한다. 상기 코일(2)들은 도면 표면에 대해 수직으로 선형 진행한다. 상기 코일들은 세라믹 절연 몸체(21) 내에 매립되어 있다. 도 1a에는 각각 자체 세라믹 절연 몸체(21)를 갖는 2개의 코일(2)이 제공되어 있다. 코일(2)들의 접속은 마주 놓인 단부들에서 이루어지는데, 다시 말해 제 1 코일(2)에는 도면 평면 하부에서 고주파가 공급되는 반면, 제 2 코일에는 도면 평면 상부에서 고주파가 공급되거나, 혹은 역으로 제 1 코일에는 도면 평면 상부에서 고주파가 공급되고 제 2 코일에는 도면 평면 하부에서 고주파가 공급된다.
도 1b 및 도 1c에서는 코일(2)들이 쌍으로 세라믹 절연 몸체(21) 내에 배치되어 있다. 본 도면들에서도 접속부들은 각각의 코일 쌍에서 마주 놓이도록 구현되어 있다.
도 1d 및 도 1e에는 코일 어레인지먼트들의 회전 대칭적 실시예들이 나타나 있다. 이 경우, 코일 축들은 동심의 원형 궤적 경로(circular path) 상에서 진행한다.
도 2a 내지 도 2c는 전도성 외장을 구비한 도 1a 및 도 1d 그리고 도 1e의 어레인지먼트들을 도시하는데, 상기 전도성 외장은 자극편 어레인지먼트(3) 영역에 있는 외장(41) 및 상기 극편 어레인지먼트의 홈 영역에 있는 패러데이 스크린(42)으로 이루어져 있다. 상기 외장(1)과 상기 패러데이 스크린(42) 사이에는 (본 도면들에 개략적으로 도시된) 전도성 접촉부(43)가 있다. 본 도면들에서 홈(33)들은 재차 별도로 표시되어 있다. 그에 따라 상기 홈 영역은 코일(2)들을 구비한 세라믹 절연 몸체(21)를 삽입하기 위한 홈(33)들이 위치하는 극편 어레인지먼트(3)의 측면이다. 유사한 형성예들은 원형 실시 형태들(도 2b 및 도 2c의 축(31)들에 의해 표시)에서도 가능하다.
도 3a 및 도 3b는 선행 기술에 따른 ICP-코일들의 개략적인 일 회로 변형예를 도시한다. 도 3a는 2개의 코일(2)에 2개의 발생기(G1 및 G2)에 의해 고주파가 공급된다는 사실을 도시한다. 상기 고주파 공급은 마주 놓인 단부들에서 이루어짐으로써, 결과적으로 전류(lc1 및 lc2)들이 반대 방향으로 진행한다.
도 3b에는 개략적인 단면도가 나타나 있다.
도 4a 및 도 4b는 선행 기술에 따른 ICP-코일들의 추가 일 회로 변형예를 도시한다. 코일(2)들은 도 1b에 나타난 방식과 유사하게 극편의 홈들 내에 배치되어 있다. 그러나 상기 코일들이 U자 형태로 형성되어 있고 서로 겹쳐있기 때문에, 상기 극편의 정면에서 각각 'U'자의 레그들 사이의 연결 라인(22)이 주어진다. U자 형태로 인해 전류(lc1 및 lc2)들은 2개의 레그에서 반대 방향으로 진행한다. 상기 사실은 겹쳐지도록 배치된 2개의 코일에 적용된다. 상기 2개의 코일(2) 사이에서 필드(field)들이 공통 모드(common mode) 또는 차동 모드(differential mode)에서 진동하는지 여부는 상기 2개의 발생기(G1 및 G2)의 전위비(phase ratio)에 의존한다. 임의의 전위 변이(phase shift)도 가능하다. 바람직하게 상기 발생기(G1, G2)들은 상이한 코일(2)들의 겹쳐지도록 놓인 레그들을 전류가 동일한 방향으로 관류하도록 전환되어 있다.
도 5는 2개의 코일(2)에 어떻게 배전기 브리지(23)(T자 배전기)를 통해 마주 놓인 단부들에서 발생기(G)에 의해 고주파가 공급되는지 개략적으로 도시하고, 이때 상기 고주파 공급부은 배전기 브리지(23)의 중심에 접속됨으로써 비대칭적 전류 흐름들을 방지한다.
도 6a 내지 도 6c는 코일(L1, L2)들의 결선 변형예들을 도시한다. 모든 3개의 결선 변형예에서 코일들 및 커패시터들이 각각 동일하다는 사실이 적용되는데, 다시 말해 L1=L1 및 C1=C2이다. 이와 같은 방식으로 대칭적인 진동 회로가 발생한다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 구조의 부분들을 개략적인 단면도로 도시한다. 도 7a 및 도 7b가 선형으로 연장되어 있는 반면, 도 7c의 어레인지먼트는 회전 대칭적이다. 도 2a 내지 도 2c에 공지된 구조를 중심으로 둘러싸도록 각각 다크 스페이스 실드(5)가 배치되어 있다.
도 8은 (다중극 어레인지먼트들을 제외하고) 전체적으로 처리 챔버(6) 내에 있는 본 발명에 따른 장치를 개략적으로 도시한다. 플라즈마(7) 내 유도성 에너지 공급을 위한 장치는 실질적으로 2개의 직선 라인(도 3a 참조)으로 이루어져 있고, 상기 라인들은 단순화를 위해 계속해서 코일(2)들로 표시된다. 발생기(G1)의 HF-에너지 공급은 도 5 또는 도 6a, 도 6b 및 도 6c의 도시와 유사하게 도시되지 않은 T자 배전기(23)를 통해 이루어진다. 상기 코일(2)들은 세라믹 절연 몸체(21) 내에 매립되어 있고, 그런 다음 이와 같은 절연 몸체 내에서 극편(3)의 홈들 내에 매립되어 있다. 상기 극편(3)을 중심으로 둘러싸며 외장(41)이 구현되어 있고, 상기 외장은 플라즈마(7)를 구비한 플라즈마 공간 방향으로 패러데이 스크린(42)에 의해 폐쇄된다. 상기 패러데이 스크린(42) 및 상기 외장(41)은 전기 전도성으로 연결되어 있다. 상기 외장(41)을 중심으로 둘러싸며 절연층(44)이 (전기 절연 작용하도록) 형성되어 있고, 상기 절연층은 자체적으로 홈 측면을 제외하고 다크 스페이스 실드(5)에 의해 덮인다. 절연층으로는 예를 들어 석영 유리, 산화알루미늄 세라믹 또는 다른 절연 재료들로 이루어진 플레이트들, 혹은 밀봉 재료들도 고려되고, 상기 플레이트들 또는 밀봉 재료들은 전기 절연 특성들을 야기하는 것 이외에 발생기(G2)에 의해 사용되는 HF-전력의 자체 사용이 최대한 낮도록 한다. 상기 외장(41)과 상기 다크 스페이스 실드(5) 사이의 중간 공간을 절연 재료들로 이루어진 절연층(44)으로 충전하는 것이 통상적이긴 하지만, 작동은 이와 같은 절연층 없이도 이루어질 수 있다. 상기 목적을 위해서는 상기 외장(41)과 상기 다크 스페이스 실드 사이의 간격이 공지된 파센 법칙(Paschen's law)에 상응하게 설계됨으로써 중간 공간 내에서 플라즈마 점화가 방지되어야 한다. 본 도면에서 다크 스페이스 실드(5)의 홈 측면은 오염 보호부로서 추가 석영 플레이트(51)를 포함한다.
상기 석영 플레이트 앞에 플라즈마 공간(65)이 위치하고, 본 도면에서 상기 플라즈마 공간을 관통하여 처리될 재료들로서 기판 플레이트(63)들이 이동한다. 이 경우, 상기 기판 플레이트들은 기판 캐리어(64)들 상에 놓인다. 상기 플라즈마(7)는 플라즈마 공간(65) 양 측면의 가스 공급부(62)로부터 공급된다.
상기 장치는 2개의 HF-발생기(G1, G2)를 포함한다. 발생기(G1)는 고주파를 T자 배전기(23)(도시되지 않음)를 통해 직접 코일(2)들 각각의 측면으로 공급한다. 상기 고주파 공급부에 마주 놓인 코일(2)들의 측면은 직접 접지에 연결되거나, 또는 대안적으로 추가 커패시터를 통해 접지 상에 놓인다(도 6a 및 도 6b 참조). 제 2 발생기(G2)는 외장(41)에 연결되어 있고, 그리고 이와 같은 외장을 통해 전도성으로 패러데이 스크린(42)에 연결되어 있다. 대향 전극(45)은 이동하는 기판(63)들 아래에 배치되어 있다. 상기 대향 전극은 상기 외장(41) 및 상기 패러데이 스크린(42)과 함께 커패시터 어레인지먼트를 형성한다. 이와 같은 커패시터 어레인지먼트는 당업자로부터 평행-플레이트 어레인지먼트로도 언급된다. 상기 대향 전극(45)은 본 실시 형태에서 접지 전위 상에 놓인다. 몇몇 적용예에서는 발생기(G2)에 의해 공급되는 용량 결합 플라즈마 발생과 함께 혼합 주파수 작동을 이용할 수 있기 위해, 상기 대향 전극은 추가 발생기에 접속될 수도 있다. 상기 혼합 주파수 작동을 위해 정전압 또는 펄스 방식의 정전압, 혹은 몇몇 Hz 내지 대략 27MHz의 범위 내 주파수들도 전달할 수 있는 발생기들이 사용될 수 있다. 혼합 주파수 작동에 의해 플라즈마(7) 내 이온들의 운동이 바람직한 방식으로 영향을 받음으로써, 결과적으로 기판(63)들의 처리가 개선된다. 상기 처리 챔버(6)는 접지 전위 상에 놓인다. 그럼으로써 발생기(G2)에 의한 용량 결합 플라즈마 여기가 대향 전극(45) 없이도 작동될 수 있다. 이 경우, 상기 처리 챔버(6) 자체가 패러데이 스크린(42)과 관련하여 대향 전극으로서 작용한다. 대향 전극(45)에서의 혼합 주파수 작동과 유사하게, 혼합 주파수 작동을 구현하기 위해서 본 발명에 따른 장치(1)의 발생기(G2)의 공급부에도 추가 발생기가 접속될 수 있다. 상기 처리 챔버(6) 내에서는 진공 펌프(도시되지 않음)를 이용하여 상응하는 접속부(61)를 통해 진공압이 발생한다. 본 발명에 따른 장치는 플랜지(flange)(66)를 이용하여 처리 챔버(6) 벽부의 관통구 내에 고정되어 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 장치의 2가지 설치 변형예를 개략적으로 도시한다. 본 도면들에서 상기 장치는 2개의 다중극 어레인지먼트(8)를 이용하고, 상기 다중극 어레인지먼트들은 코일들에 대해 평행하게, 본 발명에 따른 장치에 이웃하여 진행한다.
이 경우, 도 9b는 특히 일 내장 변형예를 도시한다. 본 발명에 따른 장치는 기밀 방식의 중간 부재를 통해 기판의 처리 영역까지 안내되고, 이때 필요한 모든 매질 공급부들을 둘러싼다. 그럼으로써 필요한 매질 공급부 및 특히 전원이 대기 조건(atmospheric condition)하에 놓일 수 있다. 그에 따라 중간 부재 또는 다수의 중간 부재의 형상에 따라서 본 발명에 따른 장치는 공정 챔버 내 조건들에 매우 유연하게 적응할 수 있다. 이와 같은 중간 부재들은 고정된 조립 부품들 또는 예를 들어 진공에 적합한 플렉시블 튜브(flexible tube)일 수 있다. 유연한 중간 부재들을 이용하는 경우, 본 발명에 따른 장치(1)는 상응하는 구동 시스템을 이용하여 기판들에 대하여 규정된 방식으로 이동할 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 장치(1)가 어떻게 처리 챔버(6) 외부에서 상기 처리 챔버의 벽부(67)에 배치될 수 있는지 개략적으로 도시한다. 금속 벽부 내에는 상응하는 개구가 제공되어 있고, 상기 개구는 다크 스페이스 실드의 홈 측면 상의 석영 플레이트(51)에 의해 폐쇄된다.
도 10b에는 추가로 2개의 다중극 자기 어레인지먼트(8)가 제공되어 있고, 상기 다중극 어레인지먼트들도 마찬가지로 처리 챔버(6) 외부에 위치하며 코일들에 대해 평행하게 진행한다. 다중극 어레인지먼트(8)들의 자계들은 유전체성 석영 플레이트(51)를 통해서도 상기 처리 챔버 내로 유입되고 플라즈마(7) 상에 작용한다.
도 11a 및 도 11b는 다중극 자기 어레인지먼트(8)들의 배치 변형예들을 개략적으로 도시한다. 본 발명에 따른 장치(1)(대향 전극 없이 도시됨)는 처리 챔버의 벽부(67) 뒤에서 상기 처리 챔버 내부에 위치한다. 도 11a에서 다중극 자기 어레인지먼트들은 본 발명에 따른 장치(1) 옆에 배치되어 있고, 그곳으로부터 플라즈마(7) 상에 작용한다. 도 11b에서 다중극 자기 어레인지먼트들은 플라즈마 옆에 배치되어 있다. 그에 따라 상기 다중극 어레인지먼트들은 말하자면 플라즈마 공간 내에 위치한다. 작은 간격으로 인해 상기 플라즈마(7) 상의 필드 작용이 더 강하지만, 오염 또는 마모도 더 많다.
바람직하게 본 발명에 따른 2개의 이웃한 장치 사이에 양 측면으로 작용하는 단 하나의 다중극 자기 어레인지먼트가 필요하다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명에 따른 장치(1)와 관련하여 다중극 자기 어레인지먼트들의 배치 변형예들을 개략적으로 도시한다. 도 12a에서 본 발명에 따른 장치 및 다중극 어레인지먼트가 처리 챔버 외부에 위치하고, 상기 다중극 어레인지먼트의 필드들은 오로지 유전체성 덮개를 통해서만 처리 챔버 내부로 도달하는 반면, 도 12b 및 도 12c에서 본 발명에 따른 장치는 처리 챔버 외부에 배치되어 있고 다중극 어레인지먼트는 처리 챔버 내부에 배치되어 있다. 도 12b 및 도 12c는 주로 다중극 어레인지먼트들 내에서 자극편들의 배향에 의해 서로 구분된다. 도 12b에서 자극편들은 벽부(67)에 대해 수직으로 위치 설정되어 있고, 도 12c에서는 벽부에 대해 평행하게 위치 설정되어 있다. 이 경우, 자극편들의 위치 설정은 형성된 ICP-플라즈마와 관련하여 다중극 어레인지먼트의 자계가 겹쳐지는 방식 또는 형성되는 형태에 영향을 미친다. 특수한 경우에 벽부(67)에 대해 수직이거나 평행한 배치 사이에서 자극편들의 다른 각도 설정도 바람직할 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명에 따른 장치(1)의 이용 변형예들을 개략적으로 도시한다. 도 13a에서 장치(1)는 필름 코팅을 위해 이용된다. 단순화를 위해 오로지 용량성 에너지 결합용 발생기(G)만이 도시되어 있다. 플라즈마는 상기 장치를 등지는 필름(9)의 측면 상에서 발생한다. 필름(9)과 대향 전극(45) 사이 가스 유입 라인(62)으로부터 작동 가스가 유입되고 플라즈마(7)로 변환된다. 편향 롤러(91)를 통해 연속적으로 필름이 처리를 위해 추가 전달되고, 상기 필름은 처리 후에 대응되는 편향 롤러를 통해 와인딩(winding)을 위해 계속 운반된다. 바람직하게 도 13a 및 도 13b에서 필름 또는 캐리어가 장치들을 말하자면 영구적으로 덮는 것이 바람직하다. 그럼으로써 플라즈마 코팅시 상기 장치는 관리하기 매우 간편해진다.
도 13b에는 2개의 플라즈마 소스가 연속적으로 배치되어 있다. 잔여 가스는 2개의 대향 전극(45) 사이 가스 배출부(68)를 통해 배출된다. 기판(63)들은 기판 캐리어(64)들 상에서 연달아 접속된 2개의 처리 공간(본 도면에는 만곡된 대향 전극(45)들에 의해 표시됨) 내로 연속적으로 이동하고 처리된다.
도 14는 본 발명에 따른 장치의 추가 일 이용 변형예를 개략적으로 도시한다. 이 경우, 2개의 플라즈마 소스(1)에는 예를 들어 대칭적인 발생기(G)로부터 용량 결합용 에너지가 공급될 수 있다(발생기에 의한 유도 결합 등은 존재하지만 도시되지 않음). 추가 일 변형예에서는 2개의 플라즈마 소스(1)가 펄스 방식의 양극성 또는 단극성 정전압에 의해서도 작동된다. 또한, 단 하나의 발생기 시스템을 이용하여 다수의 플라즈마 소스(1)에 동시에 전력을 공급하는 것도 비싼 발생기 및 정합 회로망(matching network)의 개수를 감소시키기 위한 통상적인 조치이다.
상기 2개의 장치(1)는 공동의 플라즈마(7)를 발생시키고, 상기 플라즈마에 의해 필름(9)이 처리된다.
도 15는 전도성 외장을 홈 측면 상에서, 플라즈마 공간 방향으로 폐쇄하기 위해 사용되는 패러데이 스크린(42)을 개략적으로 도시한다. 곡류 형태의 구조는 슬롯들을 포함하고, 상기 슬롯들은 ICP-코일(2)들의 필드 선(개략적으로 파선으로 도시됨)들에 대해 평행하게 진행한다. 상기 곡류 형태의 구조에 의해 바람직하게 패러데이 스크린(42) 내에서 와전류의 발생이 감소한다.
실시예
도 8의 도시를 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 장치의 일 실시 형태가 상세하게 설명되는데, 이때 본 발명을 이와 같은 실시 형태에만 제한하지 않는다.
본 발명에 따른 장치는 태양 전지 기술의 연속 제조 공정을 위해 통상적으로 이용되는 것과 같이, 선행 기술에 따른 처리 챔버(6) 내에 배치되어 있다. 플라즈마(7) 내 유도성 에너지 공급을 위한 장치는 2개의 코일을 포함하고, 상기 코일들은 개별적인 직선 라인으로 구현되어 있다(도 3 참조). 상기 코일들은 상호 간격이 약 35㎜인 경우 약 100㎝의 길이를 갖는다. 상기 코일들은 8㎜의 지름을 갖는 구리관으로 이루어져 있다. 발생기(G1)의 HF-에너지 공급은 도 5와 유사하게 이루어진다. 상기 발생기(G1)는 일반적으로 정합 회로망(도시되지 않음)을 통해 본 발명에 따른 장치에 연결되어 있는 HF-발생기로 이해된다. 상기 발생기(G1)는 4MHz의 고주파를 출력한다. 장치(1)의 선택된 치수들로 인해 상기 HF-발생기(G1)는 약 5kW의 HF-전력을 갖는다. 상기 코일(2)들은 세라믹 절연 몸체(21) 내에 매립되어 있다. 이와 같은 절연 몸체의 치수들은 사용되는 극편들의 홈 구조에 적응되어 있고, 횡단면으로 볼 때 약 13㎜×32㎜이다. 이 경우, 절연 몸체들은 자체적으로 극편(3)들의 홈들 내에 매립되어 있다. 극편(3)들로는 통상적인 E70-코어(core)들이 사용된다. 상기 극편들은 페라이트 재료 4F1(Ferroxcube 社)으로 이루어져 있다. 상기 극편들은 71㎜의 폭, 33㎜의 높이, 32㎜의 길이를 갖는다. 30개의 개별적인 극편들이 연속적으로 배치되어 있고, 이와 같은 방식으로 상기 극편들은 공동으로 약 960㎜의 전체 길이를 나타낸다. 상기 극편(3)들을 중심으로 둘러싸며 외장(41)이 구현되어 있고, 상기 외장은 플라즈마(7)를 구비한 플라즈마 공간 방향으로 패러데이 스크린(42)에 의해 폐쇄된다. 상기 외장은 주변을 둘러싸는 약 15㎜의 벽두께를 갖도록 알루미늄 합금의 밀링부(milled part)로 이루어져 있다. 상기 극편들의 손실 전력을 배출하기 위해 상기 외장은 수냉각(water-cooled)된다. 상기 극편들과 상기 외장 사이의 열 전도를 위해 열 전도성 밀봉 재료, 필름 또는 접착제가 사용된다. 상기 패러데이 스크린(42) 및 상기 외장(41)은 전기 전도성으로 연결되어 있다. 상기 패러데이 스크린(42)은 예를 들어 자화 불가능한 특수강판으로 이루어져 있고 상기 외장의 전체 개구 영역을 폐쇄한다. 재료 두께는 약 0.5㎜이다. 상기 패러데이 스크린의 길이 측면에는 측면을 바꿔가며 교대로 0.1 내지 0.5㎜의 폭 및 약 10㎜의 간격을 갖는 슬롯들이 제공되어 있다. 상기 외장(41)을 중심으로 둘러싸며 절연층(44)이 (전기 절연 작용하도록) 형성되어 있고, 상기 절연층은 자체적으로 홈 측면을 제외하고 다크 스페이스 실드(5)에 의해 덮여 있다. 상기 절연층은 바람직하게 산화알루미늄 세라믹으로 이루어진 2개의 플레이트 층으로 이루어져 있고, 상기 플레이트 층들은 외장(41)과 다크 스페이스 실드(5) 사이에 연속하는 간극을 허용하지 않기 위해 서로 얽혀서 배치되어 있다. 층 어레인지먼트의 전체 두께는 약 8 내지 12㎜이다. 이 경우, 다크 스페이스 실드(5)의 홈 측면은 추가로 오염 보호부로서 약 4㎜ 두께의 석영 플레이트(51)를 포함한다.
상기 석영 플레이트 앞에는 플라즈마 공간(65)이 위치하고, 본 도면에서 상기 플라즈마 공간을 관통하여 처리될 재료들로서 기판 플레이트(63)들이 이동한다. 이 경우, 상기 기판 플레이트들은 기판 캐리어(64)들 상에 놓인다. 플라즈마(7)에는 플라즈마 공간(65)의 양 측면의 가스 공급부(62)로부터 공정 가스가 공급된다.
상기 장치는 2개의 HF-발생기(G1, G2)를 포함한다. Cesar 유형(AE 社)의 발생기(G1)는 예컨대 4MHz의 고주파를 상응하는 공급부(도시되지 않음)를 통해 직접 코일(2)들 내로 공급한다. 제 2 발생기(G2)(Cesar 유형, AE 社)는 외장(41)에 연결되어 있고, 이와 같은 외장을 통해 패러데이 스크린(24)에 전도성으로 연결되어 있다. 이 경우, 공급된 고주파는 13.56MHz이다. 접지의 용량성 연결을 위한 대향 전극(45)은 이동하는 기판(63)들 아래에 배치되어 있다. 대향 전극(45)으로는 방사 가열기(도시되지 않음)가 이용되고, 상기 방사 가열기의 방사 표면은 재차 접지 전위 상에 위치한 특수강판으로 이루어져 있다. 이 경우, 상기 방사 표면의 폭은 대략 기판 캐리어(64)의 처리 트랙 구조의 폭에 상응하고, 방사 표면의 길이는 대략 처리 챔버(6)의 운반 개구들 사이에서 연장된다. 상기 기판 캐리어(64)는 1110㎜×756㎜의 치수들을 갖는다. 상기 대향 전극(45)은 상기 외장(41) 및 상기 패러데이 스크린(42)과 함께 커패시터 어레인지먼트를 형성한다. 이 경우, 상기 발생기(G2)의 인가된 출력 크기는 실질적으로 플라즈마(7)로부터 기판상에 입사하는 이온들의 에너지 조건들에 영향을 미친다. 표면당 입사하는 이온들의 개수는 주로 상기 발생기(G1)의 사용된 HF-전력에 의해 결정된다. 그에 따라 처리 조건들 또는 기판(63)들의 처리 품질이 매우 유연하게 설정될 수 있다.
상기 처리 챔버(6) 내에서는 진공 펌프 시스템(도시되지 않음)을 이용하여 상응하는 접속부(61)를 통해 약 1×10- 6mbar의 진공압이 발생한다. 공정 가스가 유입됨으로써 상기 처리 챔버(6) 내부에 약 5×10- 4mbar 내지 약 0.1mbar의 전형적인 작동 압력이 설정될 수 있다. 본 발명에 따른 장치는 플랜지(66)에 의해 상기 처리 챔버(6)의 벽부 관통구 내에 고정되어 있다.
1 본 발명에 따른 장치
2 ICP-코일
21 세라믹 절연 몸체
22 U자 코일의 2개의 레그의 연결부
23 2개의 코일의 대칭적인 전류 공급을 위한 배전기 브리지
3 자극편 어레인지먼트
31 회전 대칭적인 자극편 어레인지먼트의 대칭축
32 극편 어레인지먼트 내 회전 대칭적인 공동부
41 극편 어레인지먼트 영역 내 전도성 외장
42 패러데이 스크린
43 패러데이 스크린과 전도성 외장 사이의 전도성 연결부
44 전도성 외장을 중심으로 둘러싸는 비전도성 절연층
45 용량 결합용 대향 전극
5 다크 스페이스 실드
51 다크 스페이스 실드의 홈 측면 상의 석영 플레이트
6 처리 챔버
61 진공 흡인기
62 플라즈마 발생용 가스 공급부
63 처리될 기판
64 처리 챔버를 통해 운반하기 위한 기판 캐리어
65 플라즈마 공간
66 처리 챔버의 벽부 내에 장치를 고정하기 위한 플랜지
67 처리 챔버의 벽부
68 가스 흡인기
7 플라즈마
8 다중극 자기 어레인지먼트
9 필름
91 필름용 편향 롤러
C1 제 1 진동 회로의 커패시터
C2 제 2 진동 회로의 커패시터
G, G1 고주파 발생기
G2 고주파 발생기
lc1 코일 1에서 전류 방향
lc2 코일 2에서 전류 방향
L1 제 1 진동 회로의 코일
L2 제 2 진동 회로의 코일

Claims (13)

  1. 플라즈마 발생 장치로서,
    플라즈마 공간 내에서 플라즈마 내 에너지 결합을 위한 적어도 하나의 유도성 장치(inductive device) 및 적어도 하나의 용량성 장치(capacitive device)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 유도성 장치 및 상기 적어도 하나의 용량성 장치는 서로 분리되어 상이한 주파수 발생기들에 의해, 혹은 공동의 주파수 발생기에 의해 에너지가 공급되며,
    상기 유도성 장치는 전도성 외장에 의해 둘러싸여 있고, 상기 외장은 플라즈마 측면에서 패러데이 스크린(faraday screen)에 의해 폐쇄되며, 상기 외장은 상기 패러데이 스크린에 전도성으로 연결되어 있고,
    상기 전도성 외장은 하나의 주파수 발생기에 전도성으로 연결되어 있으며,
    전도성 외장, 패러데이 스크린 및 적어도 하나의 대향 전극은 상기 용량성 장치를 형성하는 것을 특징으로 하는,
    플라즈마 발생 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유도성 장치는 적어도 하나의 코일을 포함하고, 상기 코일은 하나의 주파수 발생기에 전도성으로 연결되어 있으며, 자극편(magnetic pole shoe)의 홈 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는,
    플라즈마 발생 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 자극편의 홈 내의 적어도 하나의 코일은 세라믹 절연 몸체에 의해 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는,
    플라즈마 발생 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 외장의 플라즈마를 향하지 않는 측면 상에는 다크 스페이스 실드(dark space shield)가 설치되어 있고, 상기 외장은 상기 다크 스페이스 실드로부터 전기 절연되어 있는 것을 특징으로 하는,
    플라즈마 발생 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 다크 스페이스 실드는 플라즈마를 향하는 측면 상에서 유전체성 덮개에 의해 폐쇄되어 있는 것을 특징으로 하는,
    플라즈마 발생 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 용량성 장치의 대향 전극은 상기 유전체성 덮개를 기준으로 플라즈마 공간의 마주 놓인 측면 상에 위치하는 것을 특징으로 하는,
    플라즈마 발생 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    2개의 용량성 장치에는 동일한 주파수 발생기에 의해 에너지가 공급되고, 상기 용량성 장치들은 공동의 대향 전극을 사용하는 것을 특징으로 하는,
    플라즈마 발생 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생 장치 옆에 또는 상기 플라즈마 공간 옆에, 그리고 상기 적어도 하나의 코일의 진행 방향에 대해 평행하게 하나 또는 다수의 다중극 자기 어레인지먼트(magnetic multipole arrangement)가 배치되어 있고, 다중극 어레인지먼트가 2개인 경우에 이와 같은 다중극 어레인지먼트들은 코일의 서로 마주보는 측면들 상에 위치하는 것을 특징으로 하는,
    플라즈마 발생 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 장치는 처리 챔버의 외부에서 유전체성 플레이트에 의해 상기 처리 챔버 내부와 분리되어 배치되어 있고, 그리고 상기 다중극 자기 어레인지먼트들은 상기 처리 챔버의 내부 또는 외부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는,
    플라즈마 발생 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전도성 외장의 플라즈마를 향하지 않는 측면 상에는 다크 스페이스 실드가 설치되어 있고, 상기 외장은 상기 다크 스페이스 실드로부터 전기 절연되어 있고,
    상기 다크 스페이스 실드는 플라즈마를 향하는 측면 상에서 유전체성 덮개에 의해 폐쇄되어 있고,
    상기 유전체성 플레이트는 상기 유전체성 덮개와 동일한 것을 특징으로 하는,
    플라즈마 발생 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 장치는 처리 챔버의 내측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는,
    플라즈마 발생 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 장치를 작동하기 위한 방법으로서,
    상기 유도성 장치의 HF-전원에 대해 추가하여 규정된 짧은 시간 동안 더 높은 HF-전압을 상기 용량성 장치에 인가하고, 그리고 이와 같은 방식으로 용량 결합을 유도 결합 플라즈마의 점화 보조 수단으로서 이용하는 것을 특징으로 하는,
    플라즈마 발생 장치의 작동 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치가 플라즈마 내에 유도성 에너지 및 용량성 에너지를 결합하고, 그리고 상기 플라즈마는 태양 전지 웨이퍼(solar cell wafer)들 또는 필름(film)들을 처리하기 위해 이용되는 것을 특징으로 하는,
    플라즈마 발생 장치.
KR1020167009540A 2013-09-12 2014-09-11 플라즈마 발생 장치 KR101671897B1 (ko)

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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3309815B1 (de) * 2016-10-12 2019-03-20 Meyer Burger (Germany) AG Plasmabehandlungsvorrichtung mit zwei, miteinander gekoppelten mikrowellenplasmaquellen sowie verfahren zum betreiben einer solchen plasmabehandlungsvorrichtung
CN106401891A (zh) * 2016-12-07 2017-02-15 兰州空间技术物理研究所 一种离子推力器环形磁钢安装结构
CN110268508B (zh) * 2017-03-27 2024-03-19 株式会社日立高新技术 等离子体处理方法
US20180308661A1 (en) * 2017-04-24 2018-10-25 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with electrode filaments
US11114284B2 (en) * 2017-06-22 2021-09-07 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with electrode array in ceiling
TWI794240B (zh) * 2017-06-22 2023-03-01 美商應用材料股份有限公司 用於電漿處理的處理工具及電漿反應器
US11355321B2 (en) 2017-06-22 2022-06-07 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with electrode assembly for moving substrate
US10276340B1 (en) * 2017-12-20 2019-04-30 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Low particle capacitively coupled components for workpiece processing
US11037765B2 (en) * 2018-07-03 2021-06-15 Tokyo Electron Limited Resonant structure for electron cyclotron resonant (ECR) plasma ionization
US11515122B2 (en) * 2019-03-19 2022-11-29 Tokyo Electron Limited System and methods for VHF plasma processing
DE102019213591A1 (de) 2019-09-06 2021-03-11 Singulus Technologies Ag Behandlungsanlage und plasmabehandlungsverfahren
CN113533308A (zh) * 2021-06-15 2021-10-22 杭州谱育科技发展有限公司 放射性样品中元素的检测装置和方法
DE102022124811B3 (de) 2022-06-08 2023-12-07 VON ARDENNE Asset GmbH & Co. KG Substrat-Tragevorrichtung, ein Verwenden dieser, ein Vakuumprozess-System und ein Verfahren

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10358505B4 (de) * 2003-12-13 2007-10-11 Roth & Rau Ag Plasmaquelle zur Erzeugung eines induktiv gekoppelten Plasmas
WO2010108847A1 (en) * 2009-03-27 2010-09-30 Ecole Polytechnique Inductive plasma applicator

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6518195B1 (en) 1991-06-27 2003-02-11 Applied Materials, Inc. Plasma reactor using inductive RF coupling, and processes
EP1209721B1 (en) 1997-10-10 2007-12-05 European Community Inductive type plasma processing chamber
US7255774B2 (en) * 2002-09-26 2007-08-14 Tokyo Electron Limited Process apparatus and method for improving plasma production of an inductively coupled plasma
US8911590B2 (en) 2006-02-27 2014-12-16 Lam Research Corporation Integrated capacitive and inductive power sources for a plasma etching chamber
US7837826B2 (en) * 2006-07-18 2010-11-23 Lam Research Corporation Hybrid RF capacitively and inductively coupled plasma source using multifrequency RF powers and methods of use thereof
WO2009012735A1 (de) * 2007-07-23 2009-01-29 Hüttinger Elektronik Gmbh + Co. Kg Plasmaversorgungseinrichtung
US9287096B2 (en) 2007-09-27 2016-03-15 Lam Research Corporation Methods and apparatus for a hybrid capacitively-coupled and an inductively-coupled plasma processing system
TWI527502B (zh) * 2009-08-21 2016-03-21 瑪森科技公司 感應式電漿源
DE102010060910A1 (de) * 2010-11-30 2012-05-31 Roth & Rau Ag Verfahren und Vorrichtung zur Ionenimplantation
JP5711953B2 (ja) * 2010-12-13 2015-05-07 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
KR101927821B1 (ko) * 2010-12-17 2019-03-13 맷슨 테크놀로지, 인크. 플라즈마 처리를 위한 유도 결합 플라즈마 소스
JP5712874B2 (ja) * 2011-09-05 2015-05-07 東京エレクトロン株式会社 成膜装置、成膜方法及び記憶媒体
US9034143B2 (en) * 2011-10-05 2015-05-19 Intevac, Inc. Inductive/capacitive hybrid plasma source and system with such chamber
DE102012103425A1 (de) * 2012-04-19 2013-10-24 Roth & Rau Ag Mikrowellenplasmaerzeugungsvorrichtung und Verfahren zu deren Betrieb

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10358505B4 (de) * 2003-12-13 2007-10-11 Roth & Rau Ag Plasmaquelle zur Erzeugung eines induktiv gekoppelten Plasmas
WO2010108847A1 (en) * 2009-03-27 2010-09-30 Ecole Polytechnique Inductive plasma applicator

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