KR101720339B1 - Inductive coupled plasma reactor apparatus and driving method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유도 결합형 플라즈마 발생 장치 및 그 구동방법에 관한 것이다. 본 발명의 플라즈마 발생 장치는 고주파 전원; 상기 고주파 전원으로부터 고주파 전력을 공급받고, 상하로 진동 가능한 진동 안테나; 상기 진동 안테나의 코일 중심부와 연결되어 상기 코일 중심부를 상승 또는 하강시키고, 상기 코일 중심부를 원하는 위치에 고정하는 안테나 작동부; 상기 진동 안테나의 하부에 위치하고, 상기 진동 안테나의 자기력선에 의해 플라즈마를 발생시키는 챔버; 상기 진동 안테나의 진동수를 감지하는 진동수 감지센서; 및 상기 진동수 감지센서로부터 입력받은 상기 진동수에 따라 상기 플라즈마의 밀도와 비례관계에 있는 제타(ζ) 값을 산출하고, 상기 제타(ζ) 값에 따라 상기 안테나 작동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.The present invention relates to an inductively coupled plasma generator and a driving method thereof. The plasma generating apparatus of the present invention comprises a high frequency power source; A vibration antenna that receives high-frequency power from the high-frequency power supply and is capable of vibrating up and down; An antenna operating part connected to a coil center part of the vibration antenna to raise or lower the coil center part and fix the coil center part to a desired position; A chamber positioned below the vibration antenna and generating plasma by a magnetic force line of the vibration antenna; A frequency sensor for sensing a frequency of the vibration antenna; And a control unit for calculating a zeta value proportional to the density of the plasma according to the frequency received from the frequency detection sensor and controlling the operation of the antenna operation unit according to the zeta value .

Description

유도 결합형 플라즈마 발생 장치 및 그 구동방법{INDUCTIVE COUPLED PLASMA REACTOR APPARATUS AND DRIVING METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an inductively coupled plasma generating apparatus and a driving method thereof,

본 발명은 유도 결합형 플라즈마 발생 장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an inductively coupled plasma generator and a driving method thereof.

반도체 웨이퍼 또는 평판표시장치 등과 같은 미세 패턴을 형성하여야 하는 기술 분야에서는, 플라즈마(Plasma)를 생성하여 건식 식각, 화학기상 증착, 스퍼터링 등 각종 표면처리 공정을 수행한다. 최근 반도체 웨이퍼, 비정질 실리콘 태양전지, 및 평판표시장치 등이 대면적화됨에 따라, 플라즈마 발생 장치도 커지고 있다. 이는 생산량의 증가를 통한 비용 절감을 달성할 수 있어 가격 경쟁력에 유리하기 때문이다.2. Description of the Related Art [0002] In a technical field in which a fine pattern such as a semiconductor wafer or a flat panel display is to be formed, a plasma is generated and various surface treatment processes such as dry etching, chemical vapor deposition, sputtering and the like are performed. 2. Description of the Related Art In recent years, as semiconductor wafers, amorphous silicon solar cells, flat panel display devices, and the like have become large-sized, plasma generating devices have also become larger. This is because the company is able to achieve cost reductions through increased production, which is favorable for price competitiveness.

플라즈마 발생 장치는 크게 용량 결합형 플라즈마(Capacitive Coupled Plasma, CCP) 발생 장치와 유도 결합형 플라즈마(Inductive Coupled Plasma, ICP) 발생 장치로 분류할 수 있다. 용량 결합형 플라즈마(CCP) 발생 장치는 높은 전기장을 이용하여 고에너지의 이온을 생성할 수 있어 실리콘 이산화물과 같은 필름을 제거하기에 적당하나, 이온들의 에너지가 높아서 저압에서 화학기상 증착 및 스퍼터링을 동시에 수행할 수 없다. 또한, 용량 결합형 플라즈마(CCP) 발생 장치에 의해 생성되는 플라즈마는 높은 구동 전압, 자기 바이어스, 및 플라즈마 임피던스를 가져 기판의 손상 위험성이 증대될 수 있는 문제가 있다.Plasma generators can be roughly divided into capacitive coupled plasma (CCP) generators and inductively coupled plasma (ICP) generators. A capacitively coupled plasma (CCP) generator can generate high energy ions using a high electric field, which is suitable for removing films such as silicon dioxide. However, since the energy of ions is high, chemical vapor deposition and sputtering Can not be performed. Also, plasma generated by a capacitively coupled plasma (CCP) generator has a problem that a risk of damaging the substrate may be increased due to a high driving voltage, a magnetic bias, and a plasma impedance.

유도 결합형 플라즈마(ICP) 발생 장치는 다이오드(Diode) 방식, 마이크로파(Microwave) 방식, 라디오파(Radiowave) 방식 등의 고주파 동력을 사용한 플라즈마 발생 방식을 이용한다. 다이오드 방식은 고전압 제어가 곤란하고, 고압의 기체 압력을 요구하기 때문에 미세 패턴을 가공하기에 적절하지 않다. 마이크로파 방식의 일종인 ECR(Electron Cyclotron Resonance) 방식은 저압 하에서도 고밀도의 플라즈마를 생성할 수 있으나, 플라즈마의 분포를 균일하게 형성하기가 곤란하며 대형화된 기판에 적합하지 않다. 라디오파 방식의 일종인 헬리콘파(Helicon Wave) 방식은 전기장과 자기장의 에너지를 복합하여 여기(excite)시킴으로써 소규모의 플라즈마에서 균일한 분포를 갖는 고밀도의 플라즈마를 발생시킬 수 있지만, 대형화된 기판에서 밀도 분포가 균일하지 못한 단점이 있다.An inductively coupled plasma (ICP) generator employs a plasma generation method using a high frequency power such as a diode method, a microwave method, and a radio wave method. The diode method is not suitable for processing a fine pattern because it is difficult to control a high voltage and requires a high pressure gas pressure. The ECR (Electron Cyclotron Resonance) method, which is a type of microwave method, can generate a high density plasma even under a low pressure, but it is difficult to uniformly form a plasma distribution and is not suitable for a large sized substrate. The Helicon Wave method, which is a type of radio wave method, can generate a high-density plasma having a uniform distribution in a small-sized plasma by exciting the electric field and the energy of the magnetic field. However, There is a disadvantage that the distribution is not uniform.

유도 결합형 플라즈마(ICP) 발생 장치로서, 안테나를 이용한 플라즈마 발생 장치가 현재 가장 많이 사용되고 있다. 안테나를 이용한 유도 결합형 플라즈마 발생 장치는 전자기파가 중심부에 크게 형성되므로, 플라즈마 밀도가 중심부에서 높고, 가장자리로 갈수록 감소하는 문제가 있다. 또한, 플라즈마 발생 장치는 플라즈마 밀도에 따라 유리 기판의 식각율/증착율이 달라지므로, 반도체 웨이퍼 또는 유리 기판의 식각율/증착율이 중심부 및 가장자리에서 균일하지 않은 문제가 있다.
As an inductively coupled plasma (ICP) generating apparatus, a plasma generating apparatus using an antenna is most widely used today. The inductively coupled plasma generator using an antenna has a problem that the plasma density is high at the central portion and decreases toward the edge because electromagnetic waves are formed at a large central portion. In addition, since the etching rate / deposition rate of the glass substrate varies depending on the plasma density, the etching rate / deposition rate of the semiconductor wafer or the glass substrate is not uniform at the central portion and the edge.

본 발명은 반도체 웨이퍼 또는 유리 기판의 중심부 및 가장자리에서 식각율/증착율을 균일하게 할 수 있는 유도 결합형 플라즈마 발생 장치, 및 그 구동방법을 제공한다.
The present invention provides an inductively coupled plasma generator capable of uniforming an etching rate / deposition rate at a central portion and an edge of a semiconductor wafer or a glass substrate, and a driving method thereof.

본 발명의 플라즈마 발생 장치는 고주파 전원; 상기 고주파 전원으로부터 고주파 전력을 공급받고, 상하로 진동 가능한 진동 안테나; 상기 진동 안테나의 코일 중심부와 연결되어 상기 코일 중심부를 상승 또는 하강시키고, 상기 코일 중심부를 원하는 위치에 고정하는 안테나 작동부; 상기 진동 안테나의 하부에 위치하고, 상기 진동 안테나의 자기력선에 의해 플라즈마를 발생시키는 챔버; 상기 진동 안테나의 진동수를 감지하는 진동수 감지센서; 및 상기 진동수 감지센서로부터 입력받은 상기 진동수에 따라 상기 플라즈마의 밀도와 비례관계에 있는 제타(ζ) 값을 산출하고, 상기 제타(ζ) 값에 따라 상기 안테나 작동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.The plasma generating apparatus of the present invention comprises a high frequency power source; A vibration antenna that receives high-frequency power from the high-frequency power supply and is capable of vibrating up and down; An antenna operating part connected to a coil center part of the vibration antenna to raise or lower the coil center part and fix the coil center part to a desired position; A chamber positioned below the vibration antenna and generating plasma by a magnetic force line of the vibration antenna; A frequency sensor for sensing a frequency of the vibration antenna; And a control unit for calculating a zeta value proportional to the density of the plasma according to the frequency received from the frequency detection sensor and controlling the operation of the antenna operation unit according to the zeta value .

본 발명의 플라즈마 발생 장치는 고주파 전원; 상기 고주파 전원으로부터 고주파 전력을 공급받고, 상하로 진동 가능한 진동 안테나; 상기 진동 안테나의 코일 중심부와 연결되어 상기 코일 중심부를 상승 또는 하강시키고, 상기 코일 중심부를 원하는 위치에 고정하는 안테나 작동부; 상기 진동 안테나의 하부에 위치하고, 상기 진동 안테나의 자기력선에 의해 플라즈마를 발생시키는 챔버; 및 미리 정해진 소정의 시간 간격으로 상기 안테나 작동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.The plasma generating apparatus of the present invention comprises a high frequency power source; A vibration antenna that receives high-frequency power from the high-frequency power supply and is capable of vibrating up and down; An antenna operating part connected to a coil center part of the vibration antenna to raise or lower the coil center part and fix the coil center part to a desired position; A chamber positioned below the vibration antenna and generating plasma by a magnetic force line of the vibration antenna; And a control unit for controlling the operation of the antenna operation unit at predetermined time intervals.

본 발명의 플라즈마 발생 장치 구동방법은 상하로 진동 가능한 진동 안테나의 코일을 수평으로 유지하는 단계; 상기 진동 안테나를 자유 진동시키는 단계; 상기 진동 안테나의 진동수를 감지하는 단계; 상기 진동수에 따라 상기 플라즈마의 밀도와 비례관계에 있는 제타(ζ) 값을 산출하는 단계; 측정된 상기 제타(ζ) 값에 따라 상기 진동 안테나의 코일 중심부를 상승시키거나 하강시키는 단계; 및 상승 또는 하강된 상태의 상기 코일 중심부를 소정의 시간 동안 유지하는 단계를 포함한다.A method of driving a plasma generating apparatus according to the present invention includes: maintaining a coil of a vibration antenna capable of vibrating up and down horizontally; Free vibrating the vibrating antenna; Sensing a frequency of the vibration antenna; Calculating a zeta value that is proportional to the density of the plasma according to the frequency; Raising or lowering the coil center portion of the vibration antenna according to the measured zeta value; And maintaining the coil center portion in the raised or lowered state for a predetermined period of time.

본 발명의 플라즈마 발생 장치 구동방법은 상하로 진동 가능한 진동 안테나의 코일을 수평으로 유지하는 단계; 및 미리 정해진 소정의 시간 동안 상기 진동 안테나의 코일 중심부를 상승 또는 하강시키거나, 상기 코일 중심부를 상승 또는 하강된 상태로 고정하는 단계를 포함한다.
A method of driving a plasma generating apparatus according to the present invention includes: maintaining a coil of a vibration antenna capable of vibrating up and down horizontally; And raising or lowering the coil center portion of the vibration antenna for a predetermined time, or fixing the coil center portion in a raised or lowered state.

본 발명은 진동 안테나를 자유 진동시키고, 자유 진동이 멈출 때까지 진동수를 감지하며, 감지된 진동수에 따라 제타(ζ) 값을 산출한다. 또한, 본 발명은 산출된 제타(ζ) 값에 따라 진동 안테나의 코일 중심부를 상승 또는 하강시킨다. 그 결과, 본 발명은 플라즈마 발생 장치의 챔버 내의 중심부 및 가장자리에서 플라즈마 밀도를 균일하게 할 수 있다. 또한, 본 발명은 반도체 웨이퍼 또는 유리 기판의 중심부 및 가장자리에서 식각율/증착율을 균일하게 할 수 있다.
The present invention freely vibrates the vibration antenna, detects the frequency until the free vibration stops, and calculates the zeta value according to the detected frequency. Further, the present invention raises or lowers the coil center portion of the vibration antenna according to the calculated zeta value. As a result, the present invention can make the plasma density uniform at the central portion and the edge in the chamber of the plasma generating apparatus. Further, the present invention can make the etching rate / deposition rate uniform at the central portion and the edge of the semiconductor wafer or the glass substrate.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유도 결합형 플라즈마 발생 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 진동 안테나를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 1의 진동 안테나로부터 형성되는 자기력선 및 플라즈마 밀도를 보여주는 도면이다.
도 4는 진동 안테나의 코일 중심부가 하강된 플라즈마 발생장치를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 4의 진동 안테나로부터 형성되는 자기력선 및 플라즈마 밀도를 보여주는 도면이다.
도 6은 진동 안테나의 코일 중심부가 상승된 플라즈마 발생장치를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 6의 진동 안테나로부터 형성되는 자기력선 및 플라즈마 밀도를 보여주는 도면이다.
도 8은 진동 안테나의 코일 중심부 위치에 따른 유리 기판의 식각율/증착율을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유도 결합형 플라즈마 발생 장치의 구동방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 도 9의 제타(ζ) 값에 따른 진동 안테나의 진폭 변화를 보여주는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유도 결합형 플라즈마 발생 장치의 구동방법을 나타내는 흐름도이다.
도 12는 도 11의 본 발명의 제2 실시예에 따른 유도 결합형 플라즈마 발생 장치의 구동방법을 보여주는 그래프이다.1 is a cross-sectional view of an inductively coupled plasma generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing the vibration antenna of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a view showing a line of magnetic force and a plasma density formed from the vibration antenna of FIG. 1. FIG.
4 is a cross-sectional view showing a plasma generating device in which a coil center portion of a vibration antenna is lowered.
FIG. 5 is a view showing a line of magnetic force and a plasma density formed from the vibration antenna of FIG. 4. FIG.
6 is a cross-sectional view showing a plasma generating apparatus in which a coil center portion of a vibrating antenna is raised.
FIG. 7 is a view showing a line of magnetic force and a plasma density formed from the vibration antenna of FIG. 6. FIG.
8 is a view showing the etching rate / deposition rate of the glass substrate according to the position of the coil center portion of the vibration antenna.
9 is a flowchart showing a driving method of the inductively coupled plasma generator according to the first embodiment of the present invention.
10 is a graph showing the amplitude variation of the vibration antenna according to the zeta value of Fig.
11 is a flowchart illustrating a method of driving an inductively coupled plasma generator according to a second embodiment of the present invention.
12 is a graph showing a driving method of the inductively coupled plasma generator according to the second embodiment of the present invention shown in FIG.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Like reference numerals throughout the specification denote substantially identical components. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것일 수 있는 것으로서, 실제 제품의 부품 명칭과는 상이할 수 있다.The component name used in the following description may be selected in consideration of easiness of specification, and may be different from the actual product name.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유도 결합형 플라즈마 발생 장치를 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유도 결합형 플라즈마 발생 장치는 안테나부(100)와 챔버(Chamber)부(110)를 포함한다.1 is a cross-sectional view of an inductively coupled plasma generator according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, an inductively coupled plasma generator according to an embodiment of the present invention includes an antenna unit 100 and a chamber unit 110.

안테나부(100)는 진동 안테나(101), 안테나 작동부(Actuator)(103), 제어부(104), 고주파 전원(105), 및 절연판(108) 등을 구비한다. 진동 안테나(101)는 평면으로 볼 때, 도 2와 같이 나선 코일 형태(Spiral Coil Shape)을 가진다. 진동 안테나(101)는 서로 다른 고주파 전원 각각에 연결된 하나 이상의 안테나로 구성될 수 있다.The antenna unit 100 includes a vibrating antenna 101, an antenna actuator 103, a control unit 104, a high frequency power source 105, an insulating plate 108, and the like. The vibration antenna 101 has a spiral coil shape as shown in FIG. 2 when viewed in a plan view. The vibrating antenna 101 may be composed of one or more antennas connected to different high-frequency power supplies.

진동 안테나(101)에서 최외각 끝단부(101b)는 안테나 고정수단(107)에 의해 고정된다. 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)는 안테나 중심 연결수단(102)을 통해 안테나 작동부(103)와 연결된다. 또한, 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)에는 진동 안테나(101)의 상하 진동을 쉽게 하기 위한 무게추가 연결될 수 있다. 따라서, 진동 안테나(101)는 코일 중심부(101a)를 기준으로 상하로 진동할 수 있다.The outermost end portion 101b of the vibrating antenna 101 is fixed by the antenna fixing means 107. [ The coil center portion 101a of the vibration antenna 101 is connected to the antenna operation portion 103 via the antenna center connection means 102. [ In addition, a weight for facilitating up-and-down vibration of the vibration antenna 101 may be additionally connected to the coil center portion 101a of the vibration antenna 101. [ Therefore, the vibrating antenna 101 can vibrate up and down with reference to the coil center portion 101a.

안테나 작동부(103)는 안테나 중심 연결수단(102)을 이용하여 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)를 상승 또는 하강시킨다. 즉, 안테나 작동부(103)는 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)를 안테나 작동부(103)와 가까워지도록 위로 당길 수 있고, 안테나 작동부(103)와 멀어지도록 아래로 밀 수 있다. 또한, 안테나 작동부(103)는 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)를 원하는 위치에 고정할 수 있다. 이를 위해, 안테나 작동부(103)는 이중 선형 모터로 구현될 수 있다. 이중 선형 모터는 넓은 범위에서 진동 안테나(101)의 상하 구동을 조절하는 제1 선형 모터와, 미세 범위에서 진동 안테나(101)의 상하 구동을 조절하는 제2 선형 모터를 포함할 수 있다.The antenna operation unit 103 uses the antenna center connection means 102 to raise or lower the coil center portion 101a of the vibration antenna 101. [ That is, the antenna operating portion 103 can pull the coil center portion 101a of the vibrating antenna 101 up close to the antenna operating portion 103, and can be pushed down to be away from the antenna operating portion 103. [ Further, the antenna operation portion 103 can fix the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 at a desired position. To this end, the antenna operating section 103 may be implemented as a dual linear motor. The dual linear motor may include a first linear motor for adjusting up and down driving of the vibration antenna 101 in a wide range and a second linear motor for controlling the up and down driving of the vibration antenna 101 in a fine range.

제어부(104)는 플라즈마(111) 밀도와 비례관계에 있는 제타(ζ) 값에 따라 안테나 작동부(103)의 동작을 제어한다. 제어부(104)의 제어 하에, 안테나 작동부(103)는 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)를 상승 또는 하강시킨다. 제타(ζ) 값을 산출하기 위해, 제어부(104)는 진동 안테나(101)의 진동을 감지하는 진동수 감지센서(109)와 연결된다. 진동수 감지센서(109)는 진동 안테나(101)의 진동수를 감지할 수 있는 센서이다. 제어부(104)의 메모리에는 진동 안테나(101)의 진동수에 따른 제타(ζ) 값이 저장되어 있으며, 제어부(104)는 산출된 제타(ζ) 값에 따라 안테나 작동부(103)를 동작시켜 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)를 제어한다. 이에 대한 자세한 설명은 도 9 및 도 10을 결부하여 상세히 설명한다.The control unit 104 controls the operation of the antenna operation unit 103 in accordance with the zeta value in proportion to the plasma density. Under the control of the control unit 104, the antenna operation unit 103 raises or lowers the coil center portion 101a of the vibration antenna 101. [ In order to calculate the zeta (?) Value, the control unit 104 is connected to a frequency detection sensor 109 for detecting the vibration of the vibration antenna 101. The frequency detecting sensor 109 is a sensor capable of detecting the frequency of the vibrating antenna 101. The controller 104 stores the zeta value corresponding to the frequency of the vibration antenna 101. The controller 104 operates the antenna operation unit 103 according to the calculated zeta value, And controls the coil center portion 101a of the antenna 101. [ This will be described in detail with reference to FIGS. 9 and 10. FIG.

또한, 제타(ζ) 값을 산출하기 위해, 제어부(104)는 진동 안테나(101)의 진동 감쇠를 측정하는 진동 감쇠 감지센서와 연결될 수도 있고, 이 경우 제어부(104)의 메모리에는 진동 안테나(101)의 진동 감쇠에 따른 제타(ζ) 값이 저장된다.In order to calculate the zeta value, the control unit 104 may be connected to a vibration attenuation sensor for measuring the vibration attenuation of the vibration antenna 101. In this case, the vibration of the vibration antenna 101 Zeta value corresponding to the vibration attenuation of the zeta.

제어부(104)는 소정의 시간 간격을 두고 안테나 작동부(103)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(104)의 제어 하에, 안테나 작동부(103)는 소정의 시간 동안 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)를 상승 또는 하강시킨다. 소정의 시간 간격은 사전 실험을 통해 미리 결정될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 11 및 도 12를 결부하여 상세히 설명한다.The control unit 104 can control the operation of the antenna operation unit 103 at predetermined time intervals. Under the control of the control unit 104, the antenna operation unit 103 raises or lowers the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 for a predetermined time. The predetermined time interval may be predetermined through a preliminary experiment. A detailed description thereof will be described in detail with reference to FIGS. 11 and 12. FIG.

진동 안테나(101)는 고주파 전원(105)이 접속된다. 고주파 전원(105)은 예를 들어 13.56 MHz의 RF 고주파 전력이 인가될 수 있다. 또한, 정합 회로(Matching Box, M/B)(106)가 진동 안테나(101)의 임피던스 정합을 위해 진동 안테나(101)와 고주파 전원(105) 사이에 연결될 수 있다.A high frequency power supply 105 is connected to the vibration antenna 101. The RF power supply 105 may be supplied with RF RF power of, for example, 13.56 MHz. In addition, a matching box (M / B) 106 may be connected between the vibration antenna 101 and the high frequency power source 105 for impedance matching of the vibration antenna 101.

절연판(108)은 진동 안테나(101)와 챔버(116) 사이에 설치된다. 절연판(108)은 진동 안테나(101)와 플라즈마(111) 사이의 용량성 결합(Capacitive Coupling)을 감소시킴으로써, 고주파 전원(105)으로부터의 에너지가 유도성 결합(Inductive Coupling)에 의해 플라즈마(111)로 전달되는 것을 돕는다. The insulating plate 108 is installed between the vibrating antenna 101 and the chamber 116. The insulating plate 108 reduces the capacitive coupling between the vibrating antenna 101 and the plasma 111 so that the energy from the high frequency power source 105 is absorbed by the plasma 111 by inductive coupling, Lt; / RTI >

챔버부(110)는 가스 주입구(112), 유체 배출구(115), 챔버(116) 등을 포함한다. 챔버(116)의 내부에는 플라즈마(111)가 발생되는 반응실(117)과 반도체 웨이퍼, 또는 유리기판(114) 등을 올려놓기 위한 척(chuck)(113)이 형성되어 있다. 챔버(116)에는 반응실(117)에 반응 가스를 공급하기 위한 가스 주입구(112)와, 챔버(116)의 반응실(117)을 진공으로 유지하고 반응이 끝나면 반응 가스를 배출하는 유체 배출구(115)가 형성된다.The chamber portion 110 includes a gas inlet 112, a fluid outlet 115, a chamber 116, and the like. A reaction chamber 117 in which a plasma 111 is generated and a chuck 113 for placing a semiconductor wafer or a glass substrate 114 are formed in the chamber 116. The chamber 116 is provided with a gas inlet 112 for supplying a reaction gas to the reaction chamber 117 and a fluid outlet 117 for holding the reaction chamber 117 of the chamber 116 under vacuum and discharging the reaction gas when the reaction is completed 115 are formed.

본 발명의 실시예에 따른 유도 결합형 플라즈마 발생 장치의 플라즈마(111) 생성 방법은 다음과 같다. 먼저, 챔버(116)의 반응실(117)은 유체 배출구(115)에 의해 진공화되도록 배기된다. 그 이후, 가스 주입구(112)로부터 플라즈마(111)를 발생하기 위한 반응 가스가 반응실(117)에 공급된다. 이어서, 안테나 작동부(103)가 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)를 수평으로 유지시키거나, 상승 또는 하강시킨다. 그 다음, 고주파 전원(105)으로부터의 RF 고주파 전력이 진동 안테나(101)에 인가된다.A method of generating the plasma 111 of the inductively coupled plasma generator according to the embodiment of the present invention is as follows. First, the reaction chamber 117 of the chamber 116 is exhausted to be evacuated by the fluid outlet 115. Thereafter, a reaction gas for generating the plasma 111 from the gas inlet 112 is supplied to the reaction chamber 117. Subsequently, the antenna operation portion 103 holds the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 horizontally, or raises or lowers the coil center portion 101a. Then, the RF high-frequency power from the high-frequency power supply 105 is applied to the vibrating antenna 101.

RF 고주파 전력이 진동 안테나(101)에 인가됨에 따라 진동 안테나(101)의 주변으로 자기력선(120)이 형성된다. 이러한 자기력선(120)으로 인하여, 챔버(116) 내부에 유도 전기장이 형성되고, 유도 전기장은 전자를 가열하여 진동 안테나(101)와 유도 결합형 플라즈마(Inductive Coupled Plasma)가 발생하게 된다. 플라즈마(111) 상태에서 전자들은 주변의 중성 기체 입자들과 충돌하여 이온 및 라디칼(radical) 등을 생성하고, 생성된 이온 및 라디칼 등은 유리 기판(114)을 식각하거나, 유리 기판(114)에 증착된다.As the RF high-frequency power is applied to the vibration antenna 101, the magnetic force lines 120 are formed around the vibration antenna 101. Due to the magnetic force lines 120, an induction electric field is formed in the chamber 116, and the induction electric field heats the electrons to generate the vibration antenna 101 and the inductively coupled plasma. In the plasma 111 state, the electrons collide with the surrounding neutral gas particles to generate ions and radicals. The generated ions and radicals etch the glass substrate 114, Lt; / RTI >

도 3은 도 1의 진동 안테나(101)로부터 형성되는 자기력선(120) 및 플라즈마(111) 밀도를 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)가 상승 또는 하강하지 않은 상태로, 진동 안테나(101)의 나선 코일은 수평 상태를 유지한다. 이 경우 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)는 '0점 위치'에 있다고 하기로 한다. 결국, 진동 안테나(101)의 나선 코일이 '0점 위치'에 있는 경우, 자기력선(120)이 중심부에 크게 형성되므로, 플라즈마(111) 밀도가 중심부에서 높고, 가장자리로 갈수록 낮아진다.3 is a view showing a density of a magnetic force line 120 and a plasma 111 formed from the vibration antenna 101 of FIG. 3, the spiral coil of the vibration antenna 101 maintains a horizontal state in a state in which the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 does not rise or fall. In this case, the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 is assumed to be at the "0 point position". As a result, when the helical coil of the vibration antenna 101 is at the '0 point position', the magnetic force lines 120 are formed at a large center portion, so that the density of the plasma 111 becomes higher at the center portion and becomes lower toward the edge portion.

도 4는 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)가 하강된 플라즈마 발생장치를 나타내는 단면도이다. 도 5는 도 4의 진동 안테나(101)로부터 형성되는 자기력선(120) 및 플라즈마(111) 밀도를 보여주는 도면이다.4 is a cross-sectional view showing a plasma generating device in which the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 is lowered. FIG. 5 is a view showing the density of the magnetic force lines 120 and the plasma 111 formed from the vibration antenna 101 of FIG.

도 4, 및 도 5를 참조하면, 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)는 안테나 작동부(103)에 의해 하강한 상태이고, 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)는 하강한 상태로 고정된다. 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)가 도 4 및 도 5와 같이 하강한 상태로 고정되는 경우, 자기력선(120)이 중심부에 더욱 크게 형성되므로, 플라즈마(111) 밀도가 중심부에서 매우 높고, 가장자리에서 매우 낮게 된다.4 and 5, the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 is lowered by the antenna operation portion 103 and the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 is lowered . When the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 is fixed in a state of being lowered as shown in Figs. 4 and 5, the magnetic force lines 120 are formed to be larger at the central portion, so that the density of the plasma 111 is very high at the center, It is very low at the edge.

도 6은 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)가 상승된 플라즈마 발생장치를 나타내는 단면도이다. 도 7은 도 6의 진동 안테나(101)로부터 형성되는 자기력선(120), 및 플라즈마(111) 밀도를 보여주는 도면이다.6 is a cross-sectional view showing a plasma generating device in which the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 is raised. FIG. 7 is a view showing the magnetic force lines 120 and the density of the plasma 111 formed from the vibration antenna 101 of FIG.

도 6, 및 도 7을 참조하면, 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)는 안테나 작동부(103)에 의해 상승한 상태이고, 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)는 상승한 상태로 고정된다. 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)가 도 6 및 도 7과 같이 상승한 상태로 고정되는 경우, 자기력선(120)이 가장자리에 크게 형성되므로, 플라즈마(111) 밀도가 가장자리에서 높고, 중심부로 갈수록 낮아진다.6 and 7, the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 is raised by the antenna operation portion 103 and the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 is fixed do. When the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 is fixed in an elevated state as shown in Figs. 6 and 7, the magnetic force lines 120 are formed to be large at the edges, so that the density of the plasma 111 is higher at the edge, Lower.

도 8은 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a) 위치에 따른 유리 기판(114)의 식각율/증착율을 보여주는 도면이다. 플라즈마(111) 밀도가 높을수록 유리 기판(114)의 식각, 및 증착에 이용되는 이온이 증가하므로, 유리 기판(114)의 식각율/증착율은 증가한다.8 is a view showing the etching rate / deposition rate of the glass substrate 114 according to the position of the coil center portion 101a of the vibrating antenna 101. FIG. As the density of the plasma 111 increases, the etching rate of the glass substrate 114 and the ions used for deposition increase, so that the etching rate / deposition rate of the glass substrate 114 increases.

도 8을 참조하면, 제1 모드(MODE 1)에서는 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)이 '0점 위치'에 있다. 제1 모드(MODE 1)의 경우, 플라즈마(111) 밀도가 중심부에서 높고 가장자리로 갈수록 낮아지므로, 유리 기판(114)의 식각율, 및 증착율은 중심부에서 높고, 가장자리로 갈수록 낮아진다. Referring to FIG. 8, in the first mode (MODE 1), the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 is at the '0 point position'. In the first mode (MODE 1), the density of the plasma 111 is higher at the central portion and lower toward the edge, so that the etching rate and the deposition rate of the glass substrate 114 are higher at the center portion and lower toward the edge.

제2 모드(MODE 2)에서는 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)가 도 5와 같이 하강한 상태로 고정된다. 제2 모드(MODE 2)의 경우, 플라즈마(111) 밀도가 중심부에서 매우 높고 가장자리에서 매우 낮게 되므로, 유리 기판(114)의 식각율, 및 증착율은 중심부에서 매우 높고, 가장자리에서 매우 낮다.In the second mode (MODE 2), the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 is fixed in a state of being lowered as shown in Fig. In the second mode (MODE 2), the etch rate and deposition rate of the glass substrate 114 are very high at the center and very low at the edges since the plasma 111 density is very high at the center and very low at the edges.

제3 모드(MODE 3)에서는 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)가 도 7과 같이 상승한 상태로 고정된다. 제3 모드(MODE 3)의 경우, 플라즈마(111) 밀도가 가장자리에서 높고 중심부로 갈수록 낮아지므로, 유리 기판(114)의 식각율, 및 증착율은 가장자리에서 높고, 중심부로 갈수록 낮아진다.In the third mode (MODE 3), the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 is fixed in a state of rising as shown in FIG. In the third mode (MODE 3), the density of the plasma 111 is higher at the edge and lower toward the center, so that the etching rate and the deposition rate of the glass substrate 114 are higher at the edge and lower toward the center.

도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유도 결합형 플라즈마 발생 장치의 구동방법을 나타내는 흐름도이다. 도 10은 도 9의 제타(ζ) 값에 따른 진동 안테나(101)의 진폭 변화를 보여주는 그래프이다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 구동방법에 대하여는 도 1 내지 도 8을 결부하여 상세히 설명한다.9 is a flowchart showing a driving method of the inductively coupled plasma generator according to the first embodiment of the present invention. 10 is a graph showing the amplitude variation of the vibration antenna 101 according to the zeta value of Fig. The driving method according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to Figs. 1 to 8. Fig.

도 9를 참조하면, 먼저 진동 안테나(101)의 나선 코일이 수평 상태를 유지하도록 하며, 이 경우 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)가 '0점 위치'에 있다. '0점 위치'에 있는 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)를 안테나 작동부(103)를 이용하여 상승 또는 하강하였다 놓으면, 진동 안테나(101)는 상하로 자유진동을 하게 된다. (S101, S102)9, the helical coil of the vibrating antenna 101 is maintained in a horizontal state. In this case, the coil center portion 101a of the vibrating antenna 101 is located at the zero point position. When the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 at the "0 point position" is raised or lowered by using the antenna operation portion 103, the vibration antenna 101 vibrates freely up and down. (S101, S102)

진동 안테나(101)가 진동을 시작과 동시에, 진동수 감지센서(109)는 진동 안테나(101)의 진동수를 카운트(count)하기 시작한다. 진동수 감지센서(109)는 진동 안테나(101)의 진동이 멈출 때까지 진동수를 카운트한다. 진동수 감지센서(109)에 의해 감지된 진동수는 제어부(104)로 출력된다.At the same time that the vibration antenna 101 starts to vibrate, the vibration sensor 109 starts counting the number of vibrations of the vibration antenna 101. The frequency detecting sensor 109 counts the frequency until the vibration of the vibrating antenna 101 stops. The frequency detected by the frequency detection sensor 109 is output to the control unit 104.

제어부(104)는 진동수 감지센서(109)로부터의 진동수를 입력받고, 메모리에 저장된 진동수에 따른 제타(ζ) 값을 산출할 수 있다. 제어부(104)는 플라즈마(111) 밀도와 비례관계에 있는 제타(ζ) 값을 산출함으로써, 챔버(116)의 반응실(117) 내의 플라즈마(111) 밀도를 간접적으로 측정할 수 있다. 진동 안테나(101)를 탄성을 가진 용수철로 설정하고, 챔버(116)의 반응실(117) 내의 플라즈마(111)를 진동 안테나(101)의 진동을 방해하는 저항기(B)으로 설정하였을 때, 제타(ζ) 값은 수학식 1과 같이 저항기(B)와 비례 관계에 있음을 알 수 있다. 수학식 1에서, ζ는 제타 값, k는 용수철 상수, m은 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)에 연결된 무게추의 질량을 의미한다.The control unit 104 receives the frequency from the frequency detection sensor 109 and can calculate the zeta value according to the frequency stored in the memory. The control unit 104 can indirectly measure the density of the plasma 111 in the reaction chamber 117 of the chamber 116 by calculating the zeta value in proportion to the density of the plasma 111. [ When the vibrating antenna 101 is set as a spring having elasticity and the plasma 111 in the reaction chamber 117 of the chamber 116 is set as a resistor B that hinders the vibration of the vibration antenna 101, (?) value is proportional to the resistor (B) as shown in Equation (1). In Equation (1),? Represents a zeta value, k represents a spring constant, and m represents a mass of a weight connected to the coil center portion 101a of the vibrating antenna 101.

Figure 112010065804053-pat00001
Figure 112010065804053-pat00001

또한, 진동 안테나(101)를 탄성을 가진 용수철로 설정하고, 챔버(116) 내의 플라즈마(111)를 진동 안테나(101)의 진동을 방해하는 저항기(B)으로 설정하였을 때, 수학식 2와 같은 식이 도출될 수 있다. 수학식 2는 자유 진동하는 진동 안테나(101)의 진폭의 변화를 시간에 따라 나타낸 함수이다.When the vibration antenna 101 is set as a spring having elasticity and the plasma 111 in the chamber 116 is set as a resistor B that hinders vibration of the vibration antenna 101, A diet can be derived. Equation (2) is a function representing the change in amplitude of the free-vibration oscillating antenna 101 over time.

Figure 112010065804053-pat00002
Figure 112010065804053-pat00002

수학식 2에서, t는 시간, A는 초기 진폭(t=0일 때), ω0는 각속도를 나타내며, 제타(ζ)는 수학식 1에서와 같이 정의되고, 감마(γ)는 수학식 2에서와 같이 정의된다. 수학식 2에서, 감마(γ) 값은 플라즈마(111) 밀도를 나타내는 저항기(B)와 비례 관계에 있으므로, 감마(γ) 값은 제타(ζ) 값을 대신하여 플라즈마(111) 밀도를 간접적으로 측정할 수 있는 수단이 될 수 있다.In Equation (2), t represents time, A represents initial amplitude (when t = 0), 0 represents angular velocity, zeta is defined as in Equation 1 and gamma As shown in Fig. In the equation (2), since the gamma value is proportional to the resistor B representing the density of the plasma 111, the gamma value is obtained by indirectly replacing the zeta value with the plasma 111 density. It can be a measure.

도 10은 도 9의 제타(ζ) 값에 따른 진동 안테나(101)의 진폭 변화를 보여주는 그래프로서, 수학식 2를 통해 얻어진 그래프이다. 도 10에서, x축은 진동 안테나(101)의 위상을 나타내고, y축은 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)의 진폭을 나타낸다.FIG. 10 is a graph showing the amplitude variation of the vibration antenna 101 according to the zeta value of FIG. 9, and is a graph obtained through Equation (2). 10, the x-axis represents the phase of the vibration antenna 101, and the y-axis represents the amplitude of the coil center portion 101a of the vibration antenna 101. In Fig.

도 10을 참조하면, 제타(ζ) 값이 1 보다 크면, 진동 안테나(101)는 과잉 잦아듬 떨기(Overdamped Oscillations)를 한다. 과잉 잦아듬 떨기(Overdamped Oscillations)를 하는 경우, 진동이 큰 폭으로 감쇠한다. 제타(ζ) 값이 1이면, 진동 안테나(101)는 임계 잦아듬 떨기(Critically Damped Oscillations)를 한다. 임계 잦아듬 떨기(Critically Damped Oscillations)를 하는 경우, 과잉 잦아듬 떨기(Overdamped Oscillations)보다는 낮은 폭으로 진동이 감쇠한다. 제타(ζ) 값이 1 보다 작고 0 보다 크면, 진동 안테나(101)는 작은 잦아듬 떨기(Underdamped Oscillations)를 한다. 작은 잦아듬 떨기(Underdamped Oscillations)를 하는 경우, 임계 잦아듬 떨기(Critically Damped Oscillations)보다 낮은 폭으로 진동이 감쇠한다. 제타(ζ) 값이 0인 경우, 진동 안테나(101)는 조화 떨기를 한다. 조화 떨기를 하는 경우, 진동 안테나(101)는 진동을 무한하게 반복하며, 본 발명과 같이 플라즈마(111)가 저항기(B)로 설정된 경우에는 발생할 수 없다. 결론적으로, 제타(ζ) 값이 클수록 진동 안테나(101)의 진동 감쇠율이 커지고, 제타(ζ) 값이 0에 가까울수록 진동 안테나(101)의 진동 감쇠율이 낮아진다. (S103)Referring to FIG. 10, if the zeta value is larger than 1, the vibration antenna 101 performs overdamped oscillations. When overdamped oscillations are performed, the vibration is greatly attenuated. If the zeta (zeta) value is 1, the vibration antenna 101 performs Critically Damped Oscillations. When Critically Damped Oscillations are applied, the vibration is damped at a lower width than Overdamped Oscillations. If the zeta value is smaller than 1 and larger than 0, the vibration antenna 101 performs underdamped oscillations. When underdamped oscillations are made, vibration is damped at a lower width than Critically Damped Oscillations. When the value of the zeta (zeta) is 0, the vibration antenna 101 performs harmonic oscillation. When the harmonic oscillation occurs, the oscillating antenna 101 repeats the oscillation infinitely and can not occur when the plasma 111 is set to the resistor B as in the present invention. As a result, the vibration attenuation rate of the vibration antenna 101 becomes larger as the zeta value becomes larger, and the vibration attenuation rate of the vibration antenna 101 becomes lower as the zeta value becomes closer to zero. (S103)

진동 안테나(101)의 자유 진동을 통해 제타(ζ) 값을 측정하고, 진동 안테나(101)의 자유 진동이 정지되었다면, 제어부(104)는 산출된 제타(ζ) 값에 따라 안테나 작동부(103)를 동작시킨다. 제타(ζ) 값이 1 보다 큰 경우, 제어부(104)는 안테나 작동부(103)를 동작시켜 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)을 상승시킨다.The controller 104 measures the zeta value through the free vibration of the vibration antenna 101 and stops the free vibration of the vibration antenna 101 when the antenna operation unit 103 . When the zeta value is larger than 1, the control unit 104 operates the antenna operation unit 103 to raise the coil center portion 101a of the vibration antenna 101. [

제타(ζ) 값이 1 보다 크다는 것은 챔버(116) 내의 중심부에서 플라즈마(111) 밀도가 높다는 것을 의미한다. 플라즈마(111) 밀도가 높을수록 이온들이 활성화되므로, 유리 기판(114)의 중심부에서의 식각율, 및 증착율이 높아진다. 따라서, 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)을 위쪽으로 이동시켜 도 7과 같이 자기력선(120)을 가장자리에서 더욱 크게 형성함으로써, 챔버(116) 내 가장자리의 플라즈마(111) 밀도는 높아지고, 중심부의 플라즈마(111) 밀도는 낮아진다. (S104, S105)A value of zeta (zeta) greater than 1 means that plasma 111 density is high at the center of chamber 116. The higher the density of the plasma 111 is, the more ions are activated, so that the etching rate at the central portion of the glass substrate 114 and the deposition rate are increased. 7, the magnetic force lines 120 are formed to be larger at the edges as the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 is moved upward to increase the density of the plasma 111 at the inner edge of the chamber 116, The density of the plasma 111 is lowered. (S104, S105)

제타(ζ) 값이 1인 경우, 제어부(104)는 안테나 작동부(103)를 동작시켜 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)를 '0점 위치'로 이동시킨다. 따라서, 진동 안테나(101)의 나선 코일은 수평 상태를 유지한다.When the zeta value is 1, the control unit 104 operates the antenna operation unit 103 to move the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 to the '0 point position'. Therefore, the helical coil of the vibration antenna 101 maintains a horizontal state.

제타(ζ) 값이 1이라는 것은 챔버(116) 내 중심부에서 플라즈마(111) 밀도가 어느 정도 높다는 것을 의미한다. 따라서, 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)를 수평 상태로 유지하여 도 3과 같이 자기력선(120)을 중심부에서 크게 형성함으로써, 챔버(116) 내 중심부의 플라즈마(111) 밀도는 높아지고, 가장자리의 플라즈마(111) 밀도는 낮아진다. (S106, S107)A value of zeta (zeta) of 1 means that the density of the plasma 111 is somewhat high at the center of the chamber 116. 3, the magnetic force lines 120 are formed to be large at the central portion by keeping the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 in a horizontal state to increase the density of the plasma 111 in the central portion of the chamber 116, The density of the plasma 111 is lowered. (S106, S107)

제타(ζ) 값이 0 보다 크고 1 보다 작은 경우, 제어부(104)는 안테나 작동부(103)를 동작시켜 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)를 하강시킨다. 제타(ζ) 값이 0 보다 크고 1 보다 작다는 것은 챔버(116) 내의 중심부에서 플라즈마(111) 밀도가 낮다는 것을 의미한다. 플라즈마(111) 밀도가 낮을수록 이온들이 덜 활성화되므로, 유리 기판(114)의 중심부에서의 식각율, 및 증착율이 낮아진다. 따라서, 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)를 하강시켜 도 5와 같이 자기력선(120)을 중심부에서 더욱 크게 형성함으로써, 챔버(116) 내 중심부의 플라즈마(111) 밀도는 매우 높아지고, 가장자리의 플라즈마(111) 밀도는 매우 낮아진다. (S108, S109) When the zeta value is larger than 0 and smaller than 1, the control unit 104 operates the antenna operation unit 103 to lower the coil center portion 101a of the vibration antenna 101. [ A value of zeta (zeta) larger than 0 and smaller than 1 means that the plasma 111 density is low at the center of the chamber 116. As the density of the plasma 111 is lower, ions are less activated, so that the etching rate at the center of the glass substrate 114 and the deposition rate are lowered. 5, the density of the plasma 111 in the center of the chamber 116 becomes very high, and the density of the plasma 111 in the center of the chamber 116 becomes very high. As a result, The density of the plasma 111 becomes very low. (S108, S109)

제어부(104)는 제타(ζ) 값에 따라 안테나 작동부(103)를 동작시켜 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)를 '0점 위치'로 이동하거나, 상승 또는 하강시킨 후에는, 코일 중심부(101a)를 소정의 T시간 동안 고정시킨다. 따라서, 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)는 안테나 작동부(103)에 의해, 상승한 상태, 하강한 상태, 또는 '0점 위치'로 이동한 상태 중 어느 한 상태로 소정의 T시간 동안 고정된다. 소정의 T시간은 진동 안테나(101)의 크기, 및 기판의 크기 등에 따라 달라질 수 있으며, 이는 사전실험을 통해 미리 결정될 수 있다. (S110)The control unit 104 operates the antenna operation unit 103 according to the zeta value to move the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 to the zero point position or after the coil center portion 101a is moved up or down, And fixes the central portion 101a for a predetermined T time. Therefore, the coil center portion 101a of the vibrating antenna 101 is held in the state of being raised, lowered, or moved to the "0-point position" by the antenna operation portion 103 for a predetermined T time . The predetermined T time may vary depending on the size of the vibration antenna 101, the size of the substrate, and the like, which can be predetermined through a preliminary experiment. (S110)

본 발명의 제1 실시예에 따른 구동방법에서는, 제타(ζ) 값에 따라 안테나 작동부(103)의 동작을 3 단계로 제어하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고, 제타(ζ) 값에 따라 안테나 작동부(103)의 동작을 3 단계 이상으로 더욱 세분화하여 제어할 수 있다.In the driving method according to the first embodiment of the present invention, the operation of the antenna operation unit 103 is controlled in three stages according to the zeta value, but the present invention is not limited to this, The operation of the antenna operation unit 103 can be further subdivided into three or more steps.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유도 결합형 플라즈마 발생 장치의 구동방법을 나타내는 흐름도이다. 도 12는 도 11의 본 발명의 제2 실시예에 따른 구동방법을 보여주는 그래프이다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 구동방법에 대하여는 도 1 내지 도 8을 결부하여 상세히 설명한다.11 is a flowchart illustrating a method of driving an inductively coupled plasma generator according to a second embodiment of the present invention. 12 is a graph showing a driving method according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. A driving method according to a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8. FIG.

도 11, 및 도 12를 참조하면, 먼저 진동 안테나(101)의 나선 코일이 수평 상태를 유지하도록 하며, 이 경우 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)는 '0점 위치'에 있다. 그 다음, 제어부(104)는 안테나 작동부(103)를 동작시켜 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)를 상승시킨다. 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)가 일정한 높이까지 상승하면, 제어부(104)는 안테나 작동부(103)를 통해 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)가 상승한 상태로 고정되도록 제어한다. (S201, S202)11 and 12, the helical coil of the vibrating antenna 101 is maintained in a horizontal state. In this case, the coil center portion 101a of the vibrating antenna 101 is at the '0 point position'. Then, the control unit 104 operates the antenna operation unit 103 to raise the coil center portion 101a of the vibration antenna 101. [ The controller 104 controls the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 to be fixed in a raised state through the antenna operation portion 103 when the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 ascends to a predetermined height . (S201, S202)

소정의 T1시간이 지나면, 제어부(104)는 안테나 작동부(103)를 동작시켜 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)를 하강시킨다. 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)가 일정한 높이로 하강하면, 제어부(104)는 안테나 작동부(103)를 통해 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)가 하강한 상태로 고정되도록 제어한다. 소정의 T1시간은 진동 안테나(101)의 크기, 및 기판의 크기 등에 따라 달라질 수 있으며, 이는 사전실험을 통해 미리 결정될 수 있다. (S203, S204)After a predetermined time T 1 , the control unit 104 operates the antenna operation unit 103 to lower the coil center portion 101a of the vibration antenna 101. When the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 is lowered to a predetermined height, the control portion 104 controls the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 to be fixed in a descended state through the antenna operation portion 103 do. The predetermined T 1 time may vary depending on the size of the vibration antenna 101, the size of the substrate, and the like, which can be predetermined through a preliminary experiment. (S203, S204)

소정의 T2시간이 지나면, 제어부(104)는 안테나 작동부(103)를 동작시켜 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)을 '0점 위치'로 이동시킨다. 소정의 T2시간은 진동 안테나(101)의 크기, 및 기판의 크기 등에 따라 달라질 수 있으며, 이는 사전실험을 통해 미리 결정될 수 있다. (S205, S206)After a predetermined time T 2 , the control unit 104 operates the antenna operation unit 103 to move the coil center portion 101a of the vibration antenna 101 to the "0-point position". The predetermined T 2 time may vary depending on the size of the vibration antenna 101, the size of the substrate, and the like, which can be predetermined through a preliminary experiment. (S205, S206)

본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 구동방법을 비교하면 보면 다음과 같다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 구동방법에 의하면, 챔버(116) 내부의 플라즈마(111) 밀도와 비례하는 제타(ζ) 값을 산출하고, 제어부(104)는 그 측정값에 따라 안테나 작동부(103)를 동작시켜 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)를 이동시킨다. 이에 비해, 본 발명의 제2 실시예에 따른 구동방법에 의하면, 제어부(104)는 미리 정해진 소정의 시간 간격에 따라 안테나 작동부(103)를 동작시켜 진동 안테나(101)의 코일 중심부(101a)를 이동시킨다. 결론적으로, 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 구동방법 모두 유리 기판(114)을 균일하게 식각하거나, 유리 기판(114)에 균일한 막을 증착하기 위한 것이나, 본 발명의 제1 실시예에 따른 구동방법은 제어부(104)가 플라즈마(111) 밀도와 비례하는 제타(ζ) 값에 따라 안테나 작동부(103)를 동작시킴에 반해, 본 발명의 제2 실시예에 따른 구동방법은 제어부(104)가 미리 실험에 의해 정해진 시간에 따라 안테나 작동부(103)를 동작시키는 것이 다르다.The driving method according to the first embodiment and the driving method according to the second embodiment of the present invention are as follows. According to the driving method according to the first embodiment of the present invention, the zeta value proportional to the density of the plasma 111 in the chamber 116 is calculated, and the controller 104, (103) is operated to move the coil center portion (101a) of the vibration antenna (101). In contrast, according to the driving method of the second embodiment of the present invention, the control unit 104 operates the antenna operation unit 103 according to a predetermined time interval to generate the coil center portion 101a of the vibration antenna 101, . In conclusion, both the first and second embodiments of the driving method of the present invention are intended for uniformly etching the glass substrate 114 or for depositing a uniform film on the glass substrate 114, The driving method according to the embodiment is different from the driving method according to the second embodiment of the present invention in that the controller 104 operates the antenna operation unit 103 in accordance with the zeta value proportional to the density of the plasma 111, Differs in that the control section 104 operates the antenna operation section 103 according to the time determined in advance by experiment.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the present invention should not be limited to the details described in the detailed description, but should be defined by the claims.

100: 안테나부 101: 진동 안테나
101a: 코일 중심부 102: 안테나 중심 연결수단
103: 안테나 작동부 104: 제어부
105: 고주파 전원 106: 정합 회로
107: 안테나 고정수단 108: 절연판
109: 진동수 감지센서 110: 챔버부
111: 플라즈마 112: 가스 주입구
113: 척 114: 유리 기판
115: 유체 배출구 116: 챔버
117: 반응실 120: 자기력선100: Antenna section 101: Vibration antenna
101a: coil center portion 102: antenna center connection means
103: Antenna operation part 104: Control part
105: high frequency power source 106: matching circuit
107: Antenna fixing means 108: Insulating plate
109: Vibration sensor 110:
111: plasma 112: gas inlet
113: chuck 114: glass substrate
115: fluid outlet 116: chamber
117: reaction chamber 120: magnetic field line

Claims (12)

고주파 전원;
상기 고주파 전원으로부터 고주파 전력을 공급받고, 상하로 진동 가능한 진동 안테나;
상기 진동 안테나의 코일 중심부와 연결되어 상기 코일 중심부를 상승 또는 하강시키고, 상기 코일 중심부를 원하는 위치에 고정하는 안테나 작동부;
상기 진동 안테나의 하부에 위치하고, 상기 진동 안테나의 자기력선에 의해 플라즈마를 발생시키는 챔버;
상기 진동 안테나의 진동수를 감지하는 진동수 감지센서; 및
상기 진동수 감지센서로부터 입력받은 상기 진동수에 따라 상기 플라즈마의 밀도와 비례관계에 있는 제타(ζ) 값을 산출하고, 상기 제타(ζ) 값에 따라 상기 안테나 작동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 진동수에 대응하는 제타(ζ) 값들이 미리 저장되는 메모리를 포함하는 플라즈마 발생 장치.High frequency power source;
A vibration antenna that receives high-frequency power from the high-frequency power supply and is capable of vibrating up and down;
An antenna operating part connected to a coil center part of the vibration antenna to raise or lower the coil center part and fix the coil center part to a desired position;
A chamber positioned below the vibration antenna and generating plasma by a magnetic force line of the vibration antenna;
A frequency sensor for sensing a frequency of the vibration antenna; And
And a controller for calculating a zeta value proportional to the density of the plasma according to the frequency received from the frequency detection sensor and controlling the operation of the antenna operation unit according to the zeta value,
Wherein,
And a memory in which zeta values corresponding to the frequency are stored in advance. 제 1 항에 있어서,
상기 진동 안테나는 나선 코일 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생 장치.The method according to claim 1,
Wherein the vibration antenna has a spiral coil shape. 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제타(ζ) 값이 1보다 크면, 상기 안테나 작동부를 동작시켜 상기 코일 중심부를 상승시키고, 상기 코일 중심부를 상승된 상태로 고정하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
Wherein when the zeta value is greater than 1, the antenna operating unit is operated to raise the center of the coil, and fix the center of the coil in a raised state. 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제타(ζ) 값이 1이면, 상기 안테나 작동부를 동작시켜 상기 진동 안테나의 코일을 수평으로 유지하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
Wherein when the zeta value is 1, the antenna operation unit is operated to maintain the coil of the vibration antenna horizontally. 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제타(ζ) 값이 0보다 크고 1보다 작으면, 상기 안테나 작동부를 동작시켜 상기 코일 중심부를 하강시키고, 상기 코일 중심부를 하강된 상태로 고정하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
Wherein when the zeta value is greater than 0 and less than 1, the antenna operating unit is operated to lower the center of the coil and to fix the center of the coil in a lowered state. 삭제delete 삭제delete 상하로 진동 가능한 진동 안테나의 코일을 수평으로 유지하는 단계;
상기 진동 안테나를 자유 진동시키는 단계;
상기 진동 안테나의 진동수를 감지하는 단계;
상기 진동수에 따라, 메모리에 미리 저장된 플라즈마의 밀도와 비례관계에 있는 제타(ζ) 값을 산출하는 단계;
측정된 상기 제타(ζ) 값에 따라 상기 진동 안테나의 코일 중심부를 상승시키거나 하강시키는 단계; 및
상승 또는 하강된 상태의 상기 코일 중심부를 소정의 시간 동안 유지하는 단계를 포함하는 플라즈마 발생 장치 구동방법.Maintaining a coil of a vibration antenna capable of vibrating up and down horizontally;
Free vibrating the vibrating antenna;
Sensing a frequency of the vibration antenna;
Calculating a zeta value in proportion to the density of the plasma stored in advance in the memory in accordance with the frequency;
Raising or lowering the coil center portion of the vibration antenna according to the measured zeta value; And
And maintaining the coil center portion in the raised or lowered state for a predetermined period of time. 제 8 항에 있어서,
측정된 상기 제타(ζ) 값에 따라 상기 진동 안테나의 코일 중심부를 상승시키거나 하강시키는 단계는,
상기 제타(ζ) 값이 1보다 크면, 상기 코일 중심부를 상승시키고, 상기 코일 중심부를 상승된 상태로 고정하는 단계인 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생 장치 구동방법.9. The method of claim 8,
The step of raising or lowering the center of the coil of the oscillating antenna according to the measured zeta (zeta)
And increasing the center of the coil and fixing the center of the coil in an elevated state if the zeta value is greater than one. 제 8 항에 있어서,
측정된 상기 제타(ζ) 값에 따라 상기 진동 안테나의 코일 중심부를 상승시키거나 하강시키는 단계는,
상기 제타(ζ) 값이 1이면, 상기 진동 안테나의 코일을 수평으로 유지하는 단계인 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생 장치 구동방법.9. The method of claim 8,
The step of raising or lowering the center of the coil of the oscillating antenna according to the measured zeta (zeta)
And holding the coil of the oscillating antenna horizontally when the zeta value is equal to one. 제 8 항에 있어서,
측정된 상기 제타(ζ) 값에 따라 상기 진동 안테나의 코일 중심부를 상승시키거나 하강시키는 단계는,
상기 제타(ζ) 값이 0보다 크고 1보다 작으면, 상기 코일 중심부를 하강시키고, 상기 코일 중심부를 하강된 상태로 고정하는 단계인 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생 장치 구동방법.9. The method of claim 8,
The step of raising or lowering the center of the coil of the oscillating antenna according to the measured zeta (zeta)
And lowering the center of the coil and fixing the center of the coil in a lowered state when the zeta value is greater than 0 and less than 1. 삭제delete
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