KR101980273B1 - Linear microwave plasma generating device - Google Patents

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KR101980273B1 KR1020170157123A KR20170157123A KR101980273B1 KR 101980273 B1 KR101980273 B1 KR 101980273B1 KR 1020170157123 A KR1020170157123 A KR 1020170157123A KR 20170157123 A KR20170157123 A KR 20170157123A KR 101980273 B1 KR101980273 B1 KR 101980273B1
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장수욱
최용섭
이강일
이희재
김영우
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한국기초과학지원연구원
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Abstract

The present invention relates to a linear microwave plasma generating device. The linear microwave plasma generating device comprises: a waveguide supplying microwave; a circular wav guide formed into a long cylindrical shape in one direction and supplied with the microwave through an end unit; and a connection waveguide directly connecting the wave guide and the circular waveguide and directly transmitting the microwave to the circular waveguide. The linear microwave plasma generating device may minimize power loss and heat loss due to arc discharge, increase amount of power, which may be transmitted to an antenna, and prevent components from being damaged due to heat to stably operate the plasma generating device for a long time.

Description

선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치{LINEAR MICROWAVE PLASMA GENERATING DEVICE}[0001] LINEAR MICROWAVE PLASMA GENERATING DEVICE [0002]

본 발명은 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 균일한 대면적의 플라즈마를 발생시켜 처리 대상물을 처리할 수 있는 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear microwave plasma generator, and more particularly, to a linear microwave plasma generator capable of generating a uniform large-area plasma to process an object to be treated.

일반적으로, 플라즈마 발생 장치는 다양한 형태의 처리 대상물에 플라즈마를 이용하여 처리하는데 널리 적용할 수 있다. In general, a plasma generating apparatus can be widely applied to various types of objects to be processed by using plasma.

최근에는 반도체 소자 및 디스플레이 소자의 내부 집적도가 증가하고 처리 대상물의 처리 면적이 증가하면서 증착, 식각 및 표면 처리와 같은 다양한 공정에 플라즈마를 사용하고 있으며, 대면적에서 균일하고 고밀도를 가져야 할 필요가 요구되고 있다. In recent years, plasma has been used for various processes such as deposition, etching, and surface treatment with an increase in the degree of internal integration of semiconductor devices and display devices and an increase in the processing area of the object to be processed, and it is necessary to have a uniform and high density in a large area .

이에 ECR (Electron Cyclotron Resonance) 방식은 자기장 안에서 사이클로트론 운동하는 전자에 대하여 사이클로트론 주파수와 동일한 주파수의 전자파(마이크로파)를 주어 발생하는 공명 현상을 이용하여 플라즈마를 발생시키는 방식으로, 기존 CCP 및 ICP 방식보다 고밀도의 플라즈마 생성이 가능한 장점이 있다.Therefore, ECR (Electron Cyclotron Resonance) method generates plasma by using resonance phenomenon generated by giving electromagnetic wave (microwave) having the same frequency as the cyclotron frequency to electrons which move in cyclotron in the magnetic field. The plasma generation can be advantageous.

한편, 기존의 ECR 방식과 같이 마이크로파를 이용한 플라즈마 발생 장치는 입력된 마이크로웨이브를 동축 케이블 또는 도파관으로부터 플라즈마 발생부로 전달하는데 커플러(Coupler)라는 구조를 거치도록 구성되어 있다. On the other hand, as in the conventional ECR system, a plasma generator using a microwave is configured to transmit a microwave from a coaxial cable or a waveguide to a plasma generator through a structure called a coupler.

그러나 커플러(Coupler)를 사용하는 경우 커플러 부근에 쌓인 전하들이 아크 방전을 일으켜 커플러(Coupler)의 손상을 일으키거나, 커플러(Coupler)를 통해 전달되는 전력의 일부(약 20~30%)가 손실되면서 열로 변환되어 다른 부품을 변형 내지 손상시켜 플라즈마 불균형이 야기되는 문제가 있었다. However, when a coupler is used, electric charges accumulated in the vicinity of the coupler cause an arc discharge to cause damage to the coupler, or a part of the electric power transmitted through the coupler (about 20 to 30%) is lost There is a problem that plasma irregularity is caused by transforming to heat and deforming or damaging other parts.

또한, 처리 대상물의 면적에 맞추어 플라즈마 발생 장치가 설계되어야 하므로, 처리 대상물이 대면적인 경우 커플러를 통하여 전달할 수 있는 전력량이 한정되기 때문에 플라즈마 발생 장치를 이용하는데 한계가 있었다.Further, since the plasma generator is designed in accordance with the area of the object to be treated, the amount of electric power that can be transmitted through the coupler is limited in the case where the object to be treated is large.

한국 공개특허공보 제2011-0020702호Korean Patent Publication No. 2011-0020702

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 본 발명은 도파관을 통해 마이크로웨이브를 전달하는 커플러 부근에서 발생하는 기생 방전, 열 손실, 열로 인한 커플러와 다른 부품들의 변형 내지 손상을 방지하고, 전달 가능한 전력량을 높일 수 있는 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치를 제공하는데 목적이 있다. In order to solve the above problems, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to prevent deformation or damage of a coupler and other parts caused by parasitic discharge, heat loss, heat generated in the vicinity of a coupler for transmitting microwave through a waveguide, A plasma processing apparatus, a plasma processing apparatus, and a plasma processing apparatus.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치는 마이크로웨이브를 공급하는 도파관, 일방향으로 긴 원통형으로 형성되고, 단부를 통하여 상기 마이크로웨이브를 공급받는 원형도파관 및 상기 도파관과 상기 원형도파관을 직접 연결하여 상기 마이크로웨이브를 상기 원형도파관에 직접 전달하는 연결도파관을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a linear microwave plasma generator comprising: a waveguide for supplying a microwave; a circular waveguide which is formed in a long cylindrical shape in one direction and receives the microwave through an end thereof; And a connection waveguide for directly connecting the circular waveguide and transmitting the microwave directly to the circular waveguide.

본 발명의 실시예에 따른 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치는 커플러를 생략하고 연결도파관을 통하여 도파관을 원형도파관에 직접 연결하는 구조로 형성됨으로써, 아크 방전으로 인한 전력손실 및 열손실을 최소화하고, 원형도파관로 전달 가능한 전력량을 증가시키며, 열로 인한 부품들의 손상을 방지하여 플라즈마 발생장치가 장시간 동안 안정적으로 작동 가능한 효과가 있다.The linear microwave plasma generator according to the embodiment of the present invention has a structure in which the coupler is omitted and the waveguide is directly connected to the circular waveguide through the connection waveguide to minimize power loss and heat loss due to arc discharge, And the plasma generator can stably operate for a long period of time by preventing the damage of components due to heat.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치를 나타낸 도면.
도 2는 원형도파관의 내부에 플라즈마가 생성되는 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치의 도파관과 연결도파관 및 원형도파관으로 전달되는 마이크로웨이브를 나타낸 그래프.
도 4는 도 1의 원형도파관에 형성된 다양한 형태의 슬릿을 나타낸 도면
도 5는 원형도파관의 외부에 플라즈마가 생성되는 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치를 나타낸 도면.
도 6은 원형도파관의 내부에 플라즈마가 생성되고, 원형도파관 내부에서 처리 대상물을 가공하는 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치를 나타낸 도면.
도 7은 도 6의 원형도파관의 단면을 나타낸 도면. 1 illustrates a linear microwave plasma generator according to an embodiment of the present invention.
2 shows a linear microwave plasma generator in which a plasma is generated inside a circular waveguide.
FIG. 3 is a graph showing microwaves transferred to a waveguide, a coupled waveguide, and a circular waveguide of a linear microwave plasma generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view showing various types of slits formed in the circular waveguide of FIG. 1; FIG.
5 shows a linear microwave plasma generator in which plasma is generated outside a circular waveguide.
6 shows a linear microwave plasma generator in which a plasma is generated inside a circular waveguide and which processes the object within the circular waveguide.
7 is a cross-sectional view of the circular waveguide of FIG. 6;

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 기술 등은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 더불어, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다. The advantages and features of the present invention and the techniques for achieving them will be apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. The present embodiments are provided so that the disclosure of the present invention is not only limited thereto, but also may enable others skilled in the art to fully understand the scope of the invention.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terms used herein are intended to illustrate the embodiments and are not intended to limit the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is to be understood that the terms 'comprise', and / or 'comprising' as used herein may be used to refer to the presence or absence of one or more other components, steps, operations, and / Or additions.

부가적으로, 각 도면에 걸쳐 표시된 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, 본 발명의 설명된 실시예의 논의를 불필요하게 불명료하도록 하는 것을 피하기 위해 공지된 특징 및 기술의 상세한 설명은 생략될 수 있다. In addition, like reference numerals denote like elements throughout the drawings, and a detailed description of known features and techniques may be omitted so as to avoid unnecessarily obscuring the discussion of the described embodiments of the present invention .

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 원형도파관의 내부에 플라즈마가 생성되는 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치를 나타낸 도면이다.FIG. 1 illustrates a linear microwave plasma generator according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 illustrates a linear microwave plasma generator in which a plasma is generated inside a circular waveguide.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치는 도파관(110), 연결도파관(120) 및 원형도파관(130)을 포함한다. 1 and 2, a linear microwave plasma generator according to an embodiment of the present invention includes a waveguide 110, a coupling waveguide 120, and a circular waveguide 130.

본 발명의 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치는 마이크로웨이브를 발진시키는 마이크로웨이브 발진기(101)가 구비되며, 도파관(110)을 통해 원형도파관(130)로 마이크로웨이브를 공급한다. 여기서, 상기 마이크로웨이브 발진기(101)에는 아이솔레이터(102)가 연결되며, 마이크로웨이브 발진기(101)에서 발진된 마이크로웨이브를 전송 시 반사파에 의한 왜곡제거, 임피던스 정합, 발진주파수를 안정화시킬 수 있다. 또한, 상기 아이솔레이터(102)에는 튜너(103)가 연결되어 마이크로웨이브의 입사파와 반사파의 세기를 조절하여 임피던스 정합을 유도함으로써, 마이크로웨이브로 유도된 전기장이 원형도파관(130)에서 최대가 되도록 제어한다. The linear microwave plasma generator of the present invention includes a microwave oscillator 101 for generating a microwave, and supplies the microwave to the circular waveguide 130 through the waveguide 110. An isolator 102 is connected to the microwave oscillator 101. The microwave oscillator 101 can remove distortions, adjust impedance matching, and stabilize the oscillation frequency when the microwave oscillated by the microwave oscillator 101 is transmitted. The tuner 103 is connected to the isolator 102 to control the intensity of the incident wave and the reflected wave of the microwave to induce impedance matching so that the electric field induced by the microwave is maximized in the circular waveguide 130 .

한편, 상기 마이크로웨이브 발진기(101), 아이솔레이터(102) 및 튜너(103)는 두 개씩 구비될 수 있으며, 원형도파관(130)의 양측에 각각 구비되어 원형도파관(130)의 양단을 통해 마이크로웨이브를 공급할 수 있다.Two microwave oscillators 101, two isolators 102 and three tuners 103 may be provided on both sides of the circular waveguide 130 to receive a microwave through both ends of the circular waveguide 130 Can supply.

상기 도파관(110)는 마이크로웨이브를 원형도파관(130)으로 공급하는 것으로, 튜너(103)에 연결되어 튜너(103)에 의해 제어된 마이크로웨이브를 원형도파관(130)으로 공급할 수 있다. The waveguide 110 supplies a microwave to the circular waveguide 130 and is connected to the tuner 103 to supply the microwave controlled by the tuner 103 to the circular waveguide 130.

한편, 상기 도파관(110), 연결도파관(120) 및 원형도파관(130)은 제1진공챔버(104) 내부에 배치된다. 이때, 상기 튜너(103)와 도파관(110) 사이에는 도파관(110)과, 연결도파관(120) 및 원형도파관(130)의 내부를 진공상태로 유지시키면서 연결도파관(120) 및 원형도파관(130)의 내부로 마이크로웨이브를 입사하는 진공창(111)이 배치될 수 있다. The waveguide 110, the coupling waveguide 120, and the circular waveguide 130 are disposed inside the first vacuum chamber 104. The connection waveguide 120 and the circular waveguide 130 are connected to each other while maintaining the inside of the waveguide 110, the connection waveguide 120, and the circular waveguide 130 in a vacuum state between the tuner 103 and the waveguide 110, And a vacuum window 111 through which a microwave is incident may be disposed inside the vacuum window 111.

상기 연결도파관(120)은 도파관(110)과 원형도파관(130)을 직접 연결하여 도파관(110)으로 입사되는 마이크로웨이브를 원형도파관(130)에 직접 전달한다. The coupling waveguide 120 directly connects the waveguide 110 and the circular waveguide 130 to directly transmit the microwave incident on the waveguide 110 to the circular waveguide 130.

여기서, 상기 연결도파관(120)는 내부가 빈 관 형태로, 일측이 도파관(110)과 연통되고, 타측이 원형도파관(130)의 일단과 연통되도록 구비될 수 있다. Here, the connection waveguide 120 may have an internal hollow shape, one side communicating with the waveguide 110, and the other side communicating with one end of the circular waveguide 130.

이때, 상기 도파관(110)과 연결되는 연결도파관(120)의 일측 단면 형상은 도파관(110)의 단면 형상과 동일한 사각형상이고, 원형도파관(130)과 연결되는 타측의 단면 형상은 원형도파관(130)의 단면 형상과 동일한 원형상으로 형성될 수 있다.The sectional shape of one side of the coupling waveguide 120 connected to the waveguide 110 is the same as the sectional shape of the waveguide 110 and the sectional shape of the other side connected to the circular waveguide 130 is a circular waveguide 130, As shown in FIG.

또한, 상기 연결도파관(120)은 일측에서 타측으로 갈수록 단면 넓이가 점차 넓어지도록 형성될 수 있으며, 일측에서 타측으로 갈수록 사각형상에서 점차 원형상으로 형성될 수 있다. In addition, the connection waveguide 120 may be formed so that the cross-sectional area of the connection waveguide 120 gradually increases from one side to the other side, and may gradually become a circular shape from one side to the other side.

이때, 상기 도파관(110)은 단면의 가로길이와 세로길이가 86.5mm X 43.25mm로 형성될 수 있고, 원형도파관(130)은 내경이 95.6~100mm로 형성될 수 있으며, 연결도파관(120)의 길이는 240mm로 형성될 수 있다. The width and length of the waveguide 110 may be 86.5 mm X 43.25 mm and the inner diameter of the circular waveguide 130 may be 95.6 to 100 mm. The length may be 240 mm.

한편, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치의 도파관과 연결도파관 및 원형도파관으로 전달되는 마이크로웨이브를 나타낸 그래프이다. 3 is a graph illustrating a microwave transmitted to a waveguide, a coupled waveguide, and a circular waveguide of a linear microwave plasma generator according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 도파관(110)으로 입사된 마이크로웨이브가 연결도파관(120)으로 전달될 시 -50dB 정도 반사가 이루어지는 것을 확인할 수 있다. As shown in FIG. 3, when the microwave incident on the waveguide 110 is transmitted to the coupling waveguide 120, it can be confirmed that reflection is performed by about -50 dB.

즉, 상기 도파관(110)으로 입사된 마이크로웨이브를 연결도파관(120)을 통해 원형도파관(130)으로 전달 시 손실 없이 더욱 효과적으로 전달될 수 있다. That is, when the microwave incident on the waveguide 110 is transmitted to the circular waveguide 130 through the coupling waveguide 120, the microwave can be more effectively transmitted without loss.

따라서, 종래의 커플러를 생략하고 마이크로웨이브를 공급하는 도파관(110)과 원형도파관(130) 사이를 연결도파관(120)을 통해 직접 연결하는 구조로 형성됨으로써, 마이크로웨이브를 원형도파관(130)에 더욱 효과적으로 전달할 수 있고, 아크 방전으로 인한 전력손실 및 열손실을 최소화할 수 있으며, 열로 인한 부품들의 손상을 방지할 수 있어 플라즈마 발생장치를 장시간 동안 안정적으로 작동시킬 수 있다. Accordingly, the conventional coupler is omitted and the waveguide 110 for supplying the microwave is directly connected to the circular waveguide 130 through the coupling waveguide 120, so that the microwave is applied to the circular waveguide 130 And can minimize the power loss and heat loss due to the arc discharge and can prevent the damage of the parts due to heat, so that the plasma generator can be stably operated for a long time.

아울러, 대면적의 처리 대상물을 처리하기 위하여 길이가 길어진 원형도파관(130)을 사용하는 경우에 원형도파관(130)으로 전달 가능한 전력량을 증가시킬 수 있다. In addition, when a circular waveguide 130 having a long length is used to process a large-area object to be processed, the amount of power that can be transferred to the circular waveguide 130 can be increased.

그리고 상기 도파관(110), 연결도파관(120) 및 원형도파관(130)을 연속적으로 결합하여 별도의 안테나 없이 연결된 도파관(110), 연결도파관(120) 및 원형도파관(130) 자체가 마이크로웨이브를 전송하는 전송선로 및 안테나 역할을 할 수 있다. The waveguide 110, the coupling waveguide 120, and the circular waveguide 130, which are connected without the separate antenna, continuously connect the waveguide 110, the coupling waveguide 120, and the circular waveguide 130, It can serve as a transmission line and an antenna.

한편, 본 발명은 종래의 플라즈마 발생장치에서 마이크로웨이브로 사용되는 정재파(Standing wave)를 대신하여 진행파(Traveling wave)를 사용한다. 이 경우, 원형도파관(130)의 일단으로만 마이크로웨이브를 공급하는 경우, 마이크로웨이브가 공급되는 원형도파관(130)의 일단에서는 고밀도의 플라즈마가 발생하나 마이크로웨이브가 공급되지 않는 원형도파관(130)의 타단으로 갈수록 플라즈마 밀도가 낮아지는 플라즈마 밀도의 불균형이 발생되게 된다. In the meantime, the present invention uses a traveling wave instead of a standing wave used as a microwave in a conventional plasma generating apparatus. In this case, when the microwave is supplied only to one end of the circular waveguide 130, a high-density plasma is generated at one end of the circular waveguide 130 to which the microwave is supplied, but the circular waveguide 130 And an unbalance of the plasma density in which the plasma density is lowered toward the other end is generated.

이에 따라, 본 발명에 따른 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치는 상기 연결도파관(120)과 도파관(110)이 원형도파관(130)의 양측에 대칭되도록 한 쌍으로 구비될 수 있다. Accordingly, the linear microwave plasma generator according to the present invention may be provided in a pair such that the coupling waveguide 120 and the waveguide 110 are symmetrical on both sides of the circular waveguide 130.

즉, 상기 원형도파관(130)의 양단에는 연결도파관(120)이 각각 연결되고, 연결도파관(120)에는 각각 도파관(110)이 연결될 수 있다. 이때, 각각의 도파관(110)에는 마이크로웨이브 발진기(101), 아이솔레이터(102) 및 튜너(103)가 연결될 수 있다. That is, the connection waveguide 120 may be connected to both ends of the circular waveguide 130, and the waveguide 110 may be connected to the connection waveguide 120, respectively. At this time, a microwave oscillator 101, an isolator 102, and a tuner 103 may be connected to each waveguide 110.

이에 따라, 상기 원형도파관(130)은 양단에 각각 연결된 연결도파관(120)과 도파관(110)을 통하여 원형도파관(130)의 양단을 통해 마이크로웨이브가 공급됨으로써, 원형도파관(130)에서 어느 한 영역에 플라즈마의 밀도가 작아지는 것을 방지하여 플라즈마가 원형도파관(130)의 전체 영역에서 균일한 밀도로 발생되게 된다. The microwave is supplied to the circular waveguide 130 through both ends of the circular waveguide 130 through the connection waveguide 120 and the waveguide 110 connected to both ends of the circular waveguide 130, The density of the plasma is prevented from being reduced, and the plasma is generated at a uniform density in the entire region of the circular waveguide 130.

한편, 상기 원형도파관(130)은 도파관(110)을 통해 공급받는 마이크로웨이브를 이용하여 플라즈마를 발생시키는 구성으로, 일방향으로 긴 원통형으로 형성됨으로써, 원형도파관(130)의 길이만큼 플라즈마를 생성할 수 있으므로, 대면적의 처리 대상물에 대하여 균일하고 고밀도의 플라즈마를 처리할 수 있다. The circular waveguide 130 generates plasma using a microwave supplied through the waveguide 110. The circular waveguide 130 is formed in a long cylindrical shape in one direction so that plasma can be generated by the length of the circular waveguide 130 Therefore, uniform and high-density plasma can be processed for a large-area object to be treated.

또한, 상기 원형도파관(130)은 ECR(Electron Cyclotron Resonance) 플라즈마를 생성하기 위하여 외주면에 영구자석(132)이 배치될 수 있다. 이때, 상기 영구자석(132)은 원형도파관(130)의 외주면을 따라 복수개가 배치될 수 있다. 이때, 도면에 도시되지 않았으나, 상기 영구자석(132)의 사이에는 냉각관(도면 미도시)이 형성되어 원형도파관(130)을 냉각시킬 수 있다. In addition, the circular waveguide 130 may be provided with a permanent magnet 132 on the outer circumferential surface thereof to generate an ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma. At this time, the permanent magnets 132 may be disposed along the outer circumferential surface of the circular waveguide 130. At this time, though not shown, a cooling pipe (not shown) is formed between the permanent magnets 132 to cool the circular waveguide 130.

도 4는 도 1의 원형도파관에 형성된 다양한 형태의 슬릿을 나타낸 도면으로, 상기 원형도파관(130)은 원형도파관(130)의 내부에서 발생된 플라즈마를 외부로 노출하거나, 외부에서 플라즈마를 발생시키기 위하여 슬릿(131)이 형성될 수 있다. 이때, 슬릿(131)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 다양한 형태로 형성될 수 있다. 4, various types of slits formed in the circular waveguide of FIG. 1 are illustrated. The circular waveguide 130 may be configured to expose the plasma generated inside the circular waveguide 130 to the outside, or to generate plasma from the outside The slit 131 can be formed. At this time, the slits 131 may be formed in various shapes as shown in FIG.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 원형도파관(130)은 일측에 길이 방향으로 적어도 하나 이상의 슬릿(131)이 형성될 수 있다.  4A and 4B, at least one slit 131 may be formed on one side of the circular waveguide 130 in the longitudinal direction.

이때, 상기 슬릿(131)은 원형도파관(130)의 하부에 형성될 수 있으며, 도 4a와 같이, 원형도파관(130)의 길이방향을 따라 길게 형성되거나, 도 4b와 같이, 원형도파관(130)의 길이방향과 수직하는 방향으로 형성되되, 원형도파관(130)의 길이방향으로 일정간격으로 이격되어 복수개가 형성될 수 있다. 4A, the slit 131 may be formed along the longitudinal direction of the circular waveguide 130 as shown in FIG. 4A. Alternatively, the slit 131 may be formed in the circular waveguide 130, And a plurality of the waveguides 130 may be spaced apart from each other at regular intervals in the longitudinal direction of the circular waveguide 130. [

한편, 도 4c 및 도 4d를 참조하면, 상기 원형도파관(130)은 수직방향으로 관통하여 슬릿(131)이 형성될 수 있다. Referring to FIGS. 4C and 4D, the circular waveguide 130 may penetrate in a vertical direction to form a slit 131.

이때, 상기 슬릿(131)은 원형도파관(130)의 상부와 하부에 형성될 수 있으며, 도 4c와 같이, 원형도파관(130)의 길이방향을 따라 원형도파관(130)의 상부와 하부에 길게 형성되거나, 도 4d와 같이, 원형도파관(130)의 길이방향과 수직하는 방향으로 형성되되, 원형도파관(130)의 길이방향으로 일정간격으로 이격되어 원형도파관(130)의 상부와 하부에 복수개가 형성될 수 있다. 4C, the slits 131 may be formed at the upper and lower portions of the circular waveguide 130 along the longitudinal direction of the circular waveguide 130, Or may be formed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the circular waveguide 130 as shown in FIG. 4d. The plurality of circular waveguides 130 may be spaced at regular intervals in the longitudinal direction of the circular waveguide 130, .

또한, 도 4e를 참조하면, 상기 원형도파관(130)은 수평방향과 수직방향으로 관통하여 슬릿(131)이 형성될 수 있다. Also, referring to FIG. 4E, the circular waveguide 130 may pass through in the horizontal direction and the vertical direction, and the slit 131 may be formed.

한편, 본 발명의 플라즈마가 발생되는 위치에 따른 실시예는 아래와 같다. The embodiment according to the position where the plasma of the present invention is generated is as follows.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치는 도파관(110), 연결도파관(120) 및 원형도파관(130)이 제1진공챔버(104)의 내부에 배치된다. 2, the linear microwave plasma generator according to the first embodiment of the present invention includes a waveguide 110, a coupling waveguide 120, and a circular waveguide 130 disposed inside a first vacuum chamber 104 do.

여기서, 상기 제1진공챔버(104)는 하부 일부가 개방되고, 개방된 제1진공챔버(104)의 하부에는 제2진공챔버(105)가 구비되어 제1진공챔버(104)의 개방된 부분과 연통된다. 이때, 상기 제2진공챔버(105) 내에는 롤투롤 방식(Roll-to-Roll processing)으로 처리 대상물(T)이 공급될 수 있다. A portion of the first vacuum chamber 104 is opened and a second vacuum chamber 105 is provided under the opened first vacuum chamber 104 so that the open portion of the first vacuum chamber 104 . At this time, the object T may be supplied into the second vacuum chamber 105 by a roll-to-roll process.

아울러, 상기 원형도파관(130)의 내부로 플라즈마를 발생시키기 위한 가스가 공급될 수 있다. In addition, a gas for generating a plasma may be supplied into the circular waveguide 130.

이에 따라, 도파관(110)과 연결도파관(120)을 통하여 원형도파관(130)으로 제공되는 마이크로웨이브와 원형도파관(130)의 내부로 공급되는 가스에 의해 원형도파관(130)의 내부에서 플라즈마가 발생되게 된다. A microwave provided to the circular waveguide 130 through the waveguide 110 and the coupled waveguide 120 and a gas supplied to the inside of the circular waveguide 130 generate plasma in the circular waveguide 130 .

이 경우, 상기 원형도파관(130)의 내부에서 발생된 플라즈마는 원형도파관(130)의 하부에 형성된 슬릿(131)을 통하여 원형도파관(130)의 외부로 유출되고, 유출된 플라즈마는 제2진공챔버(105)에 배치된 처리 대상물(P)의 일면을 처리하게 된다. In this case, the plasma generated in the circular waveguide 130 flows out to the outside of the circular waveguide 130 through the slit 131 formed in the lower part of the circular waveguide 130, One surface of the object P disposed in the processing chamber 105 is processed.

도 5는 원형도파관의 외부에 플라즈마가 생성되는 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치를 나타낸 도면이다.5 is a view showing a linear microwave plasma generator in which plasma is generated outside the circular waveguide.

본 발명의 제2실시예에 따른 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치에서 제1실시예와 동일하게 구성되어 중복되는 구성에 대한 설명은 생략한다. In the linear microwave plasma generator according to the second embodiment of the present invention, the same components as those of the first embodiment will not be described.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치는, 상기 연결도파관(120)과 원형도파관(130)이 내부에 수용되는 제1진공챔버(104) 내부로 가스가 공급되고, 원형도파관(130)에 형성된 슬릿(131)을 통해 마이크로웨이브가 배출되어 원형도파관(130)의 외측에 플라즈마가 발생될 수 있다. Referring to FIG. 5, the linear microwave plasma generator according to the second embodiment of the present invention includes a first vacuum chamber 104 in which the connection waveguide 120 and the circular waveguide 130 are accommodated, And the microwave is discharged through the slit 131 formed in the circular waveguide 130, so that plasma can be generated outside the circular waveguide 130.

이 경우, 상기 제1진공챔버(104) 내부로로 공급되는 가스와 원형도파관(130)에 형성된 슬릿(131)을 통해 원형도파관(130)의 외부로 배출되는 마이크로웨이브에 의해 원형도파관(130)의 하부 외측에 플라즈마가 발생되어 제2진공챔버(105)에 배치된 처리 대상물(P)의 일면을 처리하게 된다. In this case, the gas supplied to the inside of the first vacuum chamber 104 and the slit 131 formed in the circular waveguide 130 are transmitted to the circular waveguide 130 by microwaves discharged to the outside of the circular waveguide 130, A plasma is generated outside the lower part of the second vacuum chamber 105 to process one surface of the object P disposed in the second vacuum chamber 105.

도 6은 원형도파관의 내부에 플라즈마가 생성되고, 원형도파관 내부에서 처리 대상물을 가공하는 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치를 나타낸 도면이고, 도 7은 도 6의 원형도파관의 단면을 나타낸 도면이다. 6 is a view showing a linear microwave plasma generator for generating a plasma inside a circular waveguide and processing an object to be processed in the circular waveguide, and FIG. 7 is a diagram showing a cross section of the circular waveguide of FIG.

본 발명의 제3실시예에 따른 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치에서 제1실시예와 동일하게 구성되어 중복되는 구성에 대한 설명은 생략한다. In the linear microwave plasma generator according to the third embodiment of the present invention, the same components as those of the first embodiment will not be described.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치는 도파관(110), 연결도파관(120) 및 원형도파관(130)는 제1진공챔버(104)의 내부에 배치된다. 6 and 7, in the linear microwave plasma generator according to the third embodiment of the present invention, the waveguide 110, the coupling waveguide 120, and the circular waveguide 130 are connected to the first vacuum chamber 104 Respectively.

여기서, 상기 제1진공챔버(104)의 하부 일부가 개방되고, 개방된 제1진공챔버(104)의 하부에는 제2진공챔버(105)가 구비되어 제1진공챔버(104)의 개방된 부분과 연통된다. 이때, 발생된 플라즈마는 제2진공챔버(105)를 통해 배출될 수 있다. A portion of the lower portion of the first vacuum chamber 104 is opened and a second vacuum chamber 105 is provided below the opened first vacuum chamber 104 so that the open portion of the first vacuum chamber 104 . At this time, the generated plasma can be discharged through the second vacuum chamber 105.

아울러, 상기 원형도파관(130)은 수평방향으로 관통하여 처리 대상물(T)이 통과하는 통과공(135)과 수직방향으로 관통하여 슬릿(131)이 형성될 수 있다. In addition, the circular waveguide 130 may be formed in a horizontal direction so that the slit 131 penetrates through the through hole 135 through which the object T passes.

또한, 상기 원형도파관(130)의 내부로 플라즈마를 발생시키기 위한 가스가 공급될 수 있다. Further, a gas for generating a plasma may be supplied into the circular waveguide 130.

이에 따라, 도파관(110)과 연결도파관(120) 통하여 원형도파관(130)으로 제공되는 마이크로웨이브와 원형도파관(130)의 내부로 공급되는 가스에 의해 원형도파관(130)의 내부에서 플라즈마가 발생된다. Accordingly, plasma is generated inside the circular waveguide 130 by the microwave provided to the circular waveguide 130 through the waveguide 110 and the coupled waveguide 120 and the gas supplied to the inside of the circular waveguide 130 .

이 경우, 상기 원형도파관(130)의 통과공(135)을 통하여 처리 대상물(T)이 원형도파관(130)을 통과하고, 원형도파관(130)에 내부에서 발생된 플라즈마를 통해 처리 대상물(P)의 상면과 하면이 동시에 처리되게 된다. 처리 대상물(P)에 대한 플라즈마 처리를 보다 빠르게 할 수 있다. In this case, the object T passes through the circular waveguide 130 through the through hole 135 of the circular waveguide 130, and passes through the circular waveguide 130 through the plasma generated inside the circular waveguide 130, The upper surface and the lower surface of the wafer W are simultaneously processed. The plasma treatment on the object P can be performed more quickly.

본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 아울러 본 명세서에서 사용되는 '포함한다' 또는 '포함하는'으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다.The singular forms herein include plural forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, components, steps, operations, and elements referred to in the specification as " comprises " or " comprising " refer to the presence or addition of one or more other components, steps, operations, elements, and / or devices.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 명세서를 통해 개시된 모든 실시예들과 조건부 예시들은, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자가 독자가 본 발명의 원리와 개념을 이해하도록 돕기 위한 의도로 기술된 것으로, 당업자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며,그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. It is to be understood that all embodiments and conditional statements disclosed herein are intended to assist the reader in understanding the principles and concepts of the present invention to those skilled in the art, It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

101 : 마이크로웨이브 발진기 102 : 아이솔레이터
103 : 튜너 110 : 도파관
120 : 연결도파관 130 : 원형도파관101: Microwave oscillator 102: Isolator
103: tuner 110: waveguide
120: connecting waveguide 130: circular waveguide

Claims (10)

마이크로웨이브를 공급하는 도파관;
일방향으로 긴 원통형으로 형성되고, 단부를 통하여 상기 마이크로웨이브를 공급받아 내부에 진행파(progressive wave)를 형성하는 원형도파관; 및
상기 도파관과 상기 원형도파관을 직접 연결하여 상기 마이크로웨이브를 상기 원형도파관에 직접 전달하는 연결도파관;
을 포함하는 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치.
A waveguide for supplying a microwave;
A circular waveguide which is formed in a long cylindrical shape in one direction and receives the microwave through an end portion to form a progressive wave therein; And
A coupling waveguide directly connecting the waveguide and the circular waveguide to transmit the microwave directly to the circular waveguide;
And a second microwave plasma generator.
제1항에 있어서,
상기 연결도파관과 상기 도파관은 상기 원형도파관의 양측에 대칭되도록 한 쌍이 구비되는 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치.
The method according to claim 1,
Wherein the coupling waveguide and the waveguide are provided so as to be symmetrical on both sides of the circular waveguide.
제1항에 있어서,
상기 원형도파관은
일측에 길이 방향으로 적어도 하나 이상의 슬릿이 형성되는 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치.
The method according to claim 1,
The circular waveguide
And at least one slit is formed on one side in the longitudinal direction.
제1항에 있어서,
상기 원형도파관은
수직방향으로 관통하여 슬릿이 형성되는 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치.
The method according to claim 1,
The circular waveguide
And a slit is formed to penetrate in a vertical direction.
제1항에 있어서,
상기 원형도파관은
수평방향으로 관통하여 처리 대상물이 통과하는 통과공과 수직방향으로 관통하여 슬릿이 형성되는 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치.
The method according to claim 1,
The circular waveguide
And a slit is formed in a direction perpendicular to a through hole passing through in a horizontal direction and passing through the object to be processed.
제1항에 있어서,
상기 연결도파관은
상기 도파관과 연결되는 일측의 단면 형상은 사각형상이고, 상기 원형도파관과 연결되는 타측의 단면 형상은 원형상으로 형성되되, 일측에서 타측으로 갈수록 단면 넓이가 점차 넓어지는 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치.
The method according to claim 1,
The coupling waveguide
Wherein the cross-sectional shape of one side connected to the waveguide is a rectangular shape, the cross-sectional shape of the other side connected to the circular waveguide is circular, and the cross-sectional area gradually increases from one side to the other side.
제1항에 있어서,
상기 도파관은 튜너와 연결되고,
상기 튜너와 상기 도파관 사이에는,
상기 도파관과, 상기 연결도파관 및 상기 원형도파관의 내부를 진공상태로 유지시키면서 상기 연결도파관 및 상기 원형도파관의 내부로 상기 마이크로웨이브를 입사하는 진공창이 배치되는 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치.
The method according to claim 1,
The waveguide is connected to a tuner,
Between the tuner and the waveguide,
And a vacuum window for receiving the microwave into the coupling waveguide and the circular waveguide while maintaining the inside of the waveguide, the coupling waveguide, and the circular waveguide in a vacuum state.
제1항에 있어서,
상기 원형도파관의 외주면에 배치되는 영구자석을 더 포함하는 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치.
The method according to claim 1,
And a permanent magnet disposed on an outer circumferential surface of the circular waveguide.
제1항에 있어서,
상기 연결도파관과 상기 원형도파관이 내부에 수용되는 진공챔버를 더 포함하고,
상기 진공챔버 내부로 가스가 공급되고, 상기 원형도파관에 형성된 슬릿을 통해 상기 마이크로웨이브가 배출되어 상기 원형도파관의 외측에 플라즈마가 발생되는 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a vacuum chamber in which the coupling waveguide and the circular waveguide are received,
Wherein a gas is supplied into the vacuum chamber and the microwave is discharged through a slit formed in the circular waveguide to generate plasma outside the circular waveguide.
제1항에 있어서,
상기 원형도파관은
내부로 가스가 공급되어 상기 원형도파관 내부에서 플라즈마가 발생되는 선형 마이크로웨이브 플라즈마 발생장치.
The method according to claim 1,
The circular waveguide
Wherein a gas is supplied to the inside of the circular waveguide to generate plasma inside the circular waveguide.
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