KR101999692B1 - Plasma generator capable of plasma-monitoring and method for plasma-monitoring - Google Patents

Plasma generator capable of plasma-monitoring and method for plasma-monitoring Download PDF

Info

Publication number
KR101999692B1
KR101999692B1 KR1020170141263A KR20170141263A KR101999692B1 KR 101999692 B1 KR101999692 B1 KR 101999692B1 KR 1020170141263 A KR1020170141263 A KR 1020170141263A KR 20170141263 A KR20170141263 A KR 20170141263A KR 101999692 B1 KR101999692 B1 KR 101999692B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plasma
unit
electrode
electrodes
power source
Prior art date
Application number
KR1020170141263A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190047404A (en
Inventor
권기청
서영철
서정호
신기원
권희태
Original Assignee
광운대학교 산학협력단
주식회사 영신알에프
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 광운대학교 산학협력단, 주식회사 영신알에프 filed Critical 광운대학교 산학협력단
Priority to KR1020170141263A priority Critical patent/KR101999692B1/en
Publication of KR20190047404A publication Critical patent/KR20190047404A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101999692B1 publication Critical patent/KR101999692B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32917—Plasma diagnostics
    • H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H01J37/32183—Matching circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/0006—Investigating plasma, e.g. measuring the degree of ionisation or the electron temperature
    • H05H1/0081—Investigating plasma, e.g. measuring the degree of ionisation or the electron temperature by electric means

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 모니터링이 가능한 플라즈마 발생 장치는 대상의 표면을 처리하기 위해 플라즈마 발생을 위한 전원을 입력받는 입력부, 상기 입력받은 전원을 인가받아, 상기 플라즈마를 발생시키는 전극부, 상기 발생된 플라즈마 하에서의 상기 대상의 표면과 상기 전극부 사이에서의 감지되는 전기적 특성에 따른 전기적 신호를 생성하는 센서부 및 상기 전기적 특성값을 이용하여 상기 발생된 플라즈마의 밀도를 산출함에 따라 상기 대상의 표면을 모니터링하는 대상 표면 모니터링부를 포함할 수 있다.A plasma generating apparatus capable of plasma monitoring according to an embodiment of the present invention includes an input unit for receiving a power source for generating a plasma to process a surface of an object, an electrode unit for receiving the input power source to generate the plasma, A sensor unit for generating an electrical signal according to an electrical characteristic sensed between the surface of the object and the electrode unit under the plasma, and a sensor unit for calculating the density of the generated plasma using the electrical characteristic value, And may include a target surface monitoring section to be monitored.

Description

플라즈마 모니터링이 가능한 플라즈마 발생 장치 및 플라즈마 모니터링 방법 {Plasma generator capable of plasma-monitoring and method for plasma-monitoring}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a plasma generating apparatus and a plasma monitoring method capable of plasma monitoring,

본 발명의 실시예가 속하는 기술 분야는 플라즈마 발생 장치 및 플라즈마 모니터링 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라즈마 모니터링이 가능한 플라즈마 발생 장치 및 플라즈마 모니터링 방법에 관한 것이다.Technical Field The present invention relates to a plasma generating apparatus and a plasma monitoring method, and more particularly, to a plasma generating apparatus and a plasma monitoring method capable of plasma monitoring.

디스플레이이 분야 등 대기압 플라즈마의 산업 적용 및 연구가 진행됨에 따라 대기압 플라즈마 관련 시장도 확산되고 있는 추세이다. 대기압 플라즈마 세정 및 표면 처리 공정에서 수율 향상 및 공정 최적화를 위한 플라즈마 진단 및 in-situ monitoring system이 필요하다. 그러나, 또한, 챔버가 없는 대기압 플라즈마 공정에서 대기압 플라즈마를 실시간으로 진단하고, 공정을 최적화하는 연구는 매우 부족하여 진행 중인 공정의 이상 유무를 판단하기 어려운 단점이 있다.As the application and research of the atmospheric plasma industry such as display and the like are proceeding, the atmospheric plasma related market is also spreading. Plasma diagnostics and in-situ monitoring systems are needed for yield improvement and process optimization in atmospheric plasma cleaning and surface treatment processes. However, there is a disadvantage that it is difficult to diagnose atmospheric plasma in real time and optimize the process in an atmospheric pressure plasma process without a chamber, so that it is difficult to judge the abnormality of the process in progress.

신재생에너지의 태양전지, 디스플레이, 반도체 산업에서 플라즈마를 사용하는 공정은 전공정의 80%가 넘고 있는 상황이다. 그 중 대기압 플라즈마는 표면처리 공정에서 주로 사용하고 있다. CPU, DRAM 등의 반도체 공정에서 세정용, 플라스틱, 유리기판 등의 친수성화/소수성 코팅 용도로 사용되며, 현재 대기압 플라즈마 세정은 대기압 챔버(Chamber) 내에서 진행되고 있다. In the renewable energy solar cell, display, and semiconductor industries, the process of using plasma is over 80%. Among them, atmospheric plasma is mainly used in the surface treatment process. In the semiconductor process such as CPU, DRAM, etc., it is used for hydrophilizing / hydrophobic coating for cleaning, plastic, glass substrate, etc. Atmospheric plasma cleaning is currently proceeding in an atmospheric chamber.

그러나 태양전지 웨이퍼, 디스플레이 기판 크기의 증가에 따라 공정 당 부가가치 창출액이 증가하고, 이에 비례하여 공정 실패 시 피해액 증가로 나타나고 있다. 따라서 대기압 플라즈마 공정에서 신뢰성 있는 공정 모니터링 및 제어기술의 필요성이 더 중요하게 부각되고 있다.However, as the size of solar cell wafers and display boards increases, the amount of value added per process increases. Therefore, the need for reliable process monitoring and control technology in the atmospheric plasma process is becoming more important.

또한, 현재 RF 전원을 이용한 대기압 플라즈마 소스의 경우 시간이 경과함에 따라 아날로그 형태의 RF 정합장치가 미세하게 틀어지는 문제점이 존재한다.Further, in the case of the atmospheric pressure plasma source using the RF power source, there is a problem that the RF type matching device of the analog type is slightly distorted over time.

한국 공개 특허 제10-2011-0034746호 (공개)Korean Patent Publication No. 10-2011-0034746 (published)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 플라즈마 발생 장치 및 플라즈마 모니터링 방법을 제공함으로써, 대면적 기판 표면처리 대기압 플라즈마 공정 중 플라즈마로 인한 플라즈마 전극 근처에서의 임피던스 변화를 감지하고, 임피던스를 실시간으로 측정하여, 대기압 플라즈마의 특성과 기판의 상태를 확인할 수 있는 실시간 전기적 진단이 가능한 대기압 플라즈마 소스 개발을 통해 대기압 공정 최적화를 진행하고자 하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above-described problems, the plasma generating apparatus and the plasma monitoring method of the present invention can detect the impedance change in the vicinity of the plasma electrode due to the plasma during the atmospheric pressure plasma process, It is aimed to conduct atmospheric pressure process optimization by developing an atmospheric pressure plasma source capable of real - time electrical diagnosis that can confirm the characteristics of the atmospheric pressure plasma and the state of the substrate.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 모니터링이 가능한 플라즈마 발생 장치는 대상의 표면을 처리하기 위해 플라즈마 발생을 위한 전원을 입력받는 입력부, 상기 입력받은 전원을 인가받아, 상기 플라즈마를 발생시키는 전극부, 상기 발생된 플라즈마 하에서의 상기 대상의 표면과 상기 전극부 사이에서의 감지되는 전기적 특성에 따른 전기적 신호를 생성하는 센서부 및 상기 전기적 특성값을 이용하여 상기 발생된 플라즈마의 밀도를 산출함에 따라 상기 대상의 표면을 모니터링하는 대상 표면 모니터링부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma generating apparatus capable of plasma monitoring, including an input unit for receiving a power source for generating a plasma to process a surface of an object, A sensor unit for generating an electrical signal according to an electrical characteristic sensed between the surface of the object under the generated plasma and the electrode unit; and a controller for calculating the density of the generated plasma using the electrical characteristic value And an object surface monitoring unit for monitoring the surface of the object.

또한, 상기 센서부는, 상기 발생된 플라즈마 중 적어도 일부가 증착되며, 상기 전기적 특성에 따른 전기적 신호를 생성하는 전극 및 유전체 물질을 이용하여 상기 전극이 상기 플라즈마와 접촉되는 것을 방지하기 위해 상기 전극을 커버하는 전극 커버를 더 포함할 수 있다.In order to prevent the electrode from being in contact with the plasma by using an electrode and a dielectric material which generate an electrical signal according to the electrical characteristic, at least a part of the generated plasma is deposited, And an electrode cover.

또한, 상기 센서부는 상기 대상의 표면적 중 적어도 일부와 대응하여 위치하며, 상기 전극부와 소정의 간격거리로 이격되어 형성될 수 있다.The sensor unit may be disposed at a position corresponding to at least part of the surface area of the object, and may be spaced apart from the electrode unit by a predetermined distance.

또한, 그라운드 전압을 가지며, 상기 전극부의 적어도 일측에 형성되는 베이스부를 더 포함할 수 있고, 상기 센서부는 상기 베이스부 내에 위치하여 상기 임피던스 변화를 감지할 수 있다.The sensor unit may further include a base unit having a ground voltage and formed on at least one side of the electrode unit, and the sensor unit may be positioned within the base unit to sense the impedance change.

또한, 상기 입력된 전원의 전압, 전류 및 위상을 분석하여 플라즈마의 발생 여부를 판단하는 판단부 및 상기 분석된 상기 전원의 전압, 전류 및 위상에 대한 정보를 전달받아, 상기 전극부의 표면을 모니터링하는 전극 표면 모니터링부를 더 포함할 수 있다.Also, a determination unit for determining whether plasma is generated by analyzing the voltage, current, and phase of the input power source, and information on the analyzed voltage, current, and phase of the power source and monitoring the surface of the electrode unit And may further include an electrode surface monitoring unit.

또한, 상기 플라즈마가 발생하는 위치로 공정 가스를 주입하는 공정 가스 주입부 및 상기 전원의 전압, 전류 및 위상에 대한 정보에 따라 상기 공정 가스의 주입을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있고, 상기 전극부는 상기 주입된 공정 가스 및 상기 인가받은 전원를 이용하여 상기 플라즈마를 발생시킬 수 있다.The apparatus may further include a process gas injection unit injecting a process gas into a position where the plasma is generated, and a controller controlling injection of the process gas according to information on voltage, current, and phase of the power source, May generate the plasma using the injected process gas and the supplied power source.

또한, 상기 입력받은 전원을 상기 전극부에 최대로 전달하기 위해 임피던스를 조정하는 임피던스 조정부를 더 포함할 수 있다.The impedance adjusting unit may further include an impedance adjusting unit for adjusting impedance to maximally transmit the input power to the electrode unit.

또한, 상기 센서부는 적어도 2개의 전극들을 포함하고, 상기 전극들의 간격은 0.3 내지 12 mm로 형성되며, 상기 전극들의 너비는 5 내지 12 mm로 형성될 수 있다.In addition, the sensor unit may include at least two electrodes, the interval of the electrodes may be 0.3 to 12 mm, and the width of the electrodes may be 5 to 12 mm.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 모니터링이 가능한 플라즈마 발생 장치는 대상의 표면을 처리하기 위해 외부로부터 플라즈마 발생을 위한 전원을 공급하는 전원 공급부, 상기 공급된 전원을 인가받아, 상기 플라즈마를 발생시키는 전극부, 상기 발생된 플라즈마 하에서의 상기 대상의 표면과 상기 전극부 사이에서의 감지되는 전기적 특성에 따른 전기적 신호를 생성하는 센서부, 상기 전기적 특성값을 이용하여 상기 발생된 플라즈마의 밀도를 산출함에 따라 플라즈마를 진단하여 상기 대상의 표면을 모니터링하는 대상 표면 모니터링부를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a plasma generating apparatus capable of monitoring plasma, comprising: a power supply unit for supplying power for generating plasma from the outside in order to process a surface of an object; A sensor unit for generating an electrical signal according to an electrical characteristic sensed between the surface of the object and the electrode unit under the generated plasma and a sensor unit for calculating the density of the generated plasma using the electrical characteristic value, And an object surface monitoring unit for diagnosing the plasma and monitoring the surface of the object.

또한, 상기 센서부는, 상기 발생된 플라즈마 중 적어도 일부가 증착되며, 상기 생성된 전기적인 신호가 인가되는 전극 및 유전체 물질을 이용하여 상기 플라즈마와 접촉되는 것을 방지하기 위해 상기 전극을 커버하는 전극 커버를 더 포할 수 있다.In addition, the sensor unit may include an electrode cover covering the electrode to prevent the generated plasma from being contacted with the plasma using at least a part of the generated plasma and using the electrode and the dielectric material to which the generated electrical signal is applied More.

또한, 상기 센서부는 상기 대상의 표면적 중 적어도 일부와 대응하여 위치하며, 상기 전극부와 소정의 간격거리로 이격되어 형성될 수 있다.The sensor unit may be disposed at a position corresponding to at least part of the surface area of the object, and may be spaced apart from the electrode unit by a predetermined distance.

또한, 상기 입력된 전원의 전압, 전류 및 위상을 분석하여 플라즈마의 발생 여부를 판단하는 판단부 및 상기 분석된 상기 전원의 전압, 전류 및 위상에 대한 정보를 전달받아, 상기 전극부의 표면을 모니터링하는 전극 표면 모니터링부를 더 포함할 수 있다.Also, a determination unit for determining whether plasma is generated by analyzing the voltage, current, and phase of the input power source, and information on the analyzed voltage, current, and phase of the power source and monitoring the surface of the electrode unit And may further include an electrode surface monitoring unit.

또한, 상기 플라즈마가 발생하는 위치로 공정 가스를 주입하는 공정 가스 주입부 및 상기 전원의 전압, 전류 및 위상에 대한 정보에 따라 상기 공정 가스의 주입을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있고, 상기 전극부는 상기 주입된 공정 가스 및 상기 인가받은 전원를 이용하여 상기 플라즈마를 발생시킬 수 있다.The apparatus may further include a process gas injection unit injecting a process gas into a position where the plasma is generated, and a controller controlling injection of the process gas according to information on voltage, current, and phase of the power source, May generate the plasma using the injected process gas and the supplied power source.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극부와 센서부를 구비한 플라즈마 모니터링 방법에 있어서, 대상의 표면을 처리하기 위해 외부로부터 플라즈마 발생을 위한 전원을 입력받는 단계, 상기 입력받은 전원을 인가받아, 상기 플라즈마를 발생시키는 단계, 상기 발생된 플라즈마 하에서의 상기 대상의 표면과 상기 전극부 사이에서의 감지되는 전기적 특성에 따른 전기적 신호를 생성하는 단계 및 상기 전기적 특성값을 이용하여 상기 발생된 플라즈마의 밀도를 산출함에 따라 플라즈마를 진단하여 상기 대상의 표면을 모니터링하는 단계를 포함할 수 있다.The plasma monitoring method according to another embodiment of the present invention includes the steps of: receiving a power source for generating plasma from the outside in order to process a surface of an object; Generating an electrical signal according to an electrical characteristic sensed between the surface of the object and the electrode portion under the generated plasma, and calculating the density of the generated plasma using the electrical characteristic value And monitoring the surface of the object by diagnosing the plasma.

또한, 상기 센서부는 상기 대상의 표면적 중 적어도 일부와 대응하여 위치하며, 상기 전극부와 소정의 간격거리로 이격되어 형성될 수 있다.The sensor unit may be disposed at a position corresponding to at least part of the surface area of the object, and may be spaced apart from the electrode unit by a predetermined distance.

또한, 상기 입력된 전원의 전압, 전류 및 위상을 분석하여 플라즈마의 발생 여부를 판단하는 단계 및 상기 분석된 상기 전원의 전압, 전류 및 위상에 대한 정보를 전달받아, 상기 전극부의 표면을 모니터링하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include analyzing voltage, current, and phase of the input power source to determine whether plasma is generated, and receiving information on the analyzed voltage, current, and phase of the power source and monitoring the surface of the electrode unit As shown in FIG.

또한, 상기 플라즈마가 발생하는 위치로 공정 가스를 주입하는 단계 및 상기 전원의 전압, 전류 및 위상에 대한 정보에 따라 상기 공정 가스의 주입을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 전극부는 상기 주입된 공정 가스 및 상기 인가받은 전원를 이용하여 상기 플라즈마를 발생시킬 수 있다.The method may further include injecting a process gas into a position where the plasma is generated, and controlling injection of the process gas according to information on voltage, current, and phase of the power source, And the plasma can be generated using the supplied process gas and the supplied power source.

또한, 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 플라즈마 모니터링 방법이 컴퓨터에서 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제공할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a computer program stored in a computer-readable medium for executing a plasma monitoring method of the present invention.

본 발명의 플라즈마 모니터링이 가능한 플라즈마 발생 장치 및 플라즈마 모니터링 방법은 대기압 환경에서 플라즈마 공정 시 플라즈마 임피던스 변화를 측정하여 플라즈마 밀도를 계산함으로써 실시간 대기압 플라즈마 진단이 가능하다.The plasma generating apparatus and the plasma monitoring method capable of plasma monitoring according to the present invention are capable of real-time atmospheric pressure plasma diagnosis by measuring the plasma density change by measuring the plasma impedance change during the plasma process in the atmospheric pressure environment.

또한, 플라즈마 밀도와 동시에 임피던스 정합을 실시함으로써 임피던스를 실시간으로 측정하여 대기압 플라즈마의 특성과 기판의 상태를 확인할 수 있는 실시간 진단이 가능하여 대기압 플라즈마를 이용한 기판 세정 공정 시 공정 수율 향상에 기여하고 공정 결과물의 신뢰도 향상에도 기여할 수 있다.In addition, by realizing impedance matching at the same time as the plasma density, it is possible to perform real-time diagnosis that can confirm the characteristics of the atmospheric plasma and the state of the substrate by measuring the impedance in real time, thereby contributing to improvement of the process yield in the substrate cleaning process using the atmospheric plasma, Thereby contributing to the improvement of the reliability of the system.

또한, RF 전원을 이용한 대기압 플라즈마 소스의 RF 매칭 문제, 오류, 공정 변수 등을 실시간으로 제어함으로써 빠른 대응과 저비용 고효율 대응이 가능한 효과가 있다.In addition, there is an effect that the RF matching problem, the error, and the process parameters of the atmospheric pressure plasma source using the RF power source can be controlled in real time so that quick response and low cost and high efficiency can be achieved.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 모니터링이 가능한 플라즈마 발생 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부(150)를 보다 상세하게 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상 표면 모니터링부가 임피던스를 측정하는 것을 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 조정부가 임피던스를 조정하는 것에 대해 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 조정부를 이용한 RF 전원의 임피던스 신호 처리를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 방전 전 전압 값과 방전 후 전압 값 변화 및 플라즈마 밀도의 변화를 측정한 결과에 대한 그래프이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 모니터링 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 흐름도이다.FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of a plasma generating apparatus capable of plasma monitoring according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
2 is a diagram illustrating the sensor unit 150 according to an embodiment of the present invention in more detail.
FIG. 3 is a view for explaining measurement of impedance of a target surface monitoring unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the impedance adjustment of the impedance adjusting unit according to the embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating impedance signal processing of an RF power source using an impedance adjusting unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph illustrating the results of measurement of changes in voltage before plasma discharge, changes in voltage after discharge, and plasma density according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a plasma monitoring method according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in many different forms,

수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다. And the present invention is not limited to the illustrated embodiment. In order to clearly describe the present invention, parts that are not related to the description are omitted, and the same reference numerals in the drawings denote the same members.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈", "블록"등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로구현될 수 있다.Throughout the specification, when an element is referred to as "including" an element, it does not exclude other elements unless specifically stated to the contrary. The terms "part", "unit", "module", "block", and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, And a combination of software.

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, 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.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 모니터링이 가능한 플라즈마 발생 장치의 구성을 관련된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본원 발명의 플라즈마 발생 장치는 진공 챔버가 아닌 대기압 환경에서 진행하는 대기압 플라즈마 공정에서 대면적 기판 표면 처리 대기압 플라즈마 공정 중 플라즈마로 인한 플라즈마 전극 근처의 임피던스 변화를 감지하고, 이에 따라 대기압 플라즈마의 특성과 기판의 상태를 실시간으로 진단하고, 이를 통해 대기업 공정 최적화를 진행할 수 있도록 한다.Hereinafter, the configuration of a plasma generator capable of plasma monitoring according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The plasma generating apparatus of the present invention detects the impedance change near the plasma electrode due to the plasma during the atmospheric pressure plasma process of the large-area substrate surface treatment in the atmospheric pressure plasma process, which is performed in the atmospheric pressure environment rather than the vacuum chamber, To diagnose the state of the system in real time, thereby enabling large-enterprise process optimization to proceed.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 모니터링이 가능한 플라즈마 발생 장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치(100)는 입력부(110), 판단부(120), 제어부(130), 전극부(140), 센서부(150), 대상 표면 모니터링부(160) 및 베이스부(170)를 포함할 수 있다.FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of a plasma generating apparatus 100 capable of plasma monitoring according to an embodiment of the present invention. A plasma generating apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes an input unit 110, a determination unit 120, a control unit 130, an electrode unit 140, a sensor unit 150, a target surface monitoring unit 160, And may include a base portion 170.

본 발명의 실시예에 따른 입력부(110)는 대상의 표면을 처리하기 위해 외부로부터 플라즈마 발생을 위한 전원을 입력받는다. 이 때, 입력부는 대기압 플라즈마 방전을 위한 특정 주파수의 RF 전원을 입력받을 수 있고, 보다 상세하게는 예컨대 13.56 MHz 주파수를 갖는 RF 전원일 수 있다. 여기서, 상기 대상은 대면적 기판일 수 있고, 이하에서는 상기 대상을 기판이라 하여 설명하도록 한다.An input unit 110 according to an embodiment of the present invention receives a power for generating a plasma from the outside in order to process a surface of an object. At this time, the input unit can receive RF power of a specific frequency for atmospheric pressure plasma discharge, more specifically, for example, an RF power having a frequency of 13.56 MHz. Here, the object may be a large-area substrate, and the object is hereinafter referred to as a substrate.

여기서 상기 입력부(110)는 입력받은 RF 전원으로부터 공급받은 교류 전압을 이용하여, 상기 교류 전압을 필터링하여 잡음을 제거하고 교류 전압을 출력하여, 상기 잡음이 제거된 교류 전압을 이용하여 정전압을 출력한다. 또한, 출력된 정전압을 병렬로 분배하여, 상기 분배된 정전압은 각각의 회로를 구동시키는데 사용될 수 있다. Here, the input unit 110 filters the AC voltage using an AC voltage supplied from the RF power source, removes noise, outputs an AC voltage, and outputs a constant voltage using the AC voltage from which the noise is removed . Further, the distributed constant voltage may be used to drive each circuit, by distributing the output constant voltage in parallel.

또 다른 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치(100)는 기판을 처리하기 위해 플라즈마 발생을 위한 전원을 공급하는 전원 공급부(미도시)를 포함하여 구성될 수도 있다. The plasma generating apparatus 100 according to another embodiment may include a power supply unit (not shown) for supplying power for plasma generation in order to process a substrate.

본 발명의 실시예에 따른 판단부(120)는 입력부(110)로부터 입력된 RF 전원의 전압, 전류 및 위상을 분석하여 플라즈마의 발생 여부를 판단할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 입력되어 판단부(120)는 전극부(140)로 들어가는 RF 전원의 전압, 전류 및 위상의 신호들을 센싱하여 임피던스를 분석함으로써 플라즈마의 발생 여부를 판단한다.The determination unit 120 may determine whether plasma is generated by analyzing the voltage, current, and phase of RF power input from the input unit 110 according to an embodiment of the present invention. More specifically, the determination unit 120 senses the voltage, current, and phase signals of the RF power source that enter the electrode unit 140 and analyzes the impedance to determine whether plasma is generated.

또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 일 실시예에 따른 본 발명의 플라즈마 발생 장치(100)는 플라즈마가 발생하는 위치로 공정 가스를 주입하는 공정 가스 주입부를 더욱 포함하여 구성될 수 있다. Further, although not shown in the drawing, the plasma generating apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may further include a process gas injecting unit injecting a process gas into a position where the plasma is generated.

본 발명의 실시예에 따른 제어부(130)는 RF 전원의 전압, 전류 및 위상에 대한 정보에 따라 공정 가스의 주입을 제어할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 제어부(130)는 판단부(120)에서 센싱한 RF 전원의 전압, 전류 및 위상의 신호를 센싱함으로써 분석된 임피던스에 따라 상기 공정 가스 주입부로 들어가는 공정 가스의 양을 조절하여 주입하도록 제어할 수 있다.The control unit 130 according to the embodiment of the present invention can control the injection of the process gas according to the information on the voltage, current, and phase of the RF power source. For example, the control unit 130 of the present invention senses signals of voltage, current, and phase of the RF power source sensed by the determination unit 120 to control the amount of process gas entering the process gas injection unit according to the analyzed impedance, .

본 발명의 실시예에 따른 전극부(140)는 상기 입력부(110)로부터 입력받은 RF 전원을 인가 받아, 기판을 향하여 플라즈마를 발생시킨다. 보다 상세하게는, 본 발명의 전극부(140)는 상기 공정 가스 주입부에 의해 주입되는 공정 가스와 상기 RF 전원을 이용하여 플라즈마를 발생시킬 수 있다.The electrode unit 140 according to an embodiment of the present invention receives RF power input from the input unit 110 and generates plasma toward the substrate. More specifically, the electrode unit 140 of the present invention can generate plasma using the process gas injected by the process gas injection unit and the RF power source.

본 발명의 실시예에 따른 센서부(150)는 상기 전극부(140)로부터 발생된 플라즈마에 의해 기판과 관련된 임피던스의 변화를 감지할 수 있다. 즉, 본 발명의 센서부(150)는 발생된 플라즈마 하에서의 기판의 표면과 전극부(140) 사이에서의 감지되는 전기적 특성에 따른 전기적 신호를 생성한다. 여기서, 상기 전긱적 특성은 발생된 플라즈마에 따른 전압 및 전류를 의미하고, 상기 전기적 신호는 상기 감지된 전압 및 전류에 대한 정보를 대상 표면 모니터링부(160) 또는 전극 표면 모니터링부(190)에 전달하기 위한 신호를 의미한다.The sensor unit 150 according to the embodiment of the present invention can detect a change in impedance associated with the substrate by the plasma generated from the electrode unit 140. [ That is, the sensor unit 150 of the present invention generates an electrical signal according to the electrical characteristics sensed between the surface of the substrate and the electrode unit 140 under the generated plasma. Here, the electrical characteristic refers to a voltage and a current according to the generated plasma, and the electrical signal transmits information about the sensed voltage and current to the target surface monitoring unit 160 or the electrode surface monitoring unit 190 . ≪ / RTI >

상기 발생된 플라즈마가 방전하면서 전극에 형성된 정전용량이 변하게 되고, 상기 정전용량의 변화는 전압의 변화로 나타나게 된다.The electrostatic capacity formed on the electrode changes while the generated plasma is discharged, and the change in the electrostatic capacity appears as a change in the voltage.

예를 들어, 임피던스는 Ｒ＋ｊＸ로　나타낼　수　있다． Ｒ은　저항(Resistance)，　Ｘ는　리액턴스(Reactance)를　의미한다. 상기 플라즈마 발생 장치에서 발생한 플라즈마를 등가회로로 변환하였을 때, 상기 등가회로는 R(Resistance), C(Capacitance), L(Inductance)직렬 또는 병렬의 조합으로 나타낼 수 있다. 상기 C(Capacitance) 또는 L(Inductance)로 인해 발생되는 리액턴스(Reactance)는 저항과 ±90도 위상 차를 보인다. 센서부(150)는 전기적 신호의 저항을 측정하고, 위상 변화기를 이용하여 상기 측정된 전기적 신호와 위상을 90도 차이가 생기게 설정하여 플라즈마의 임피던스를 측정할 수 있다. 플라즈마의 저항(R)은 플라즈마 밀도와 전자온도의 함수로 나타낼 수 있다. 상기 진단하고자 하는 플라즈마 발생 장치에서 발생된 플라즈마의 정전용량 변화를 이용하여 플라즈마 밀도를 구하고 플라즈마의 저항을 측정하여 전자온도 또한 계산이 가능할 수 있다.For example, the impedance can be expressed as R + jX. R means resistance, and X means reactance. When the plasma generated in the plasma generator is converted into an equivalent circuit, the equivalent circuit may be represented by a combination of R (Resistance), C (Capacitance), and L (Inductance) series or parallel. The reactance generated due to the capacitance (C) or the inductance (C) exhibits a phase difference of ± 90 degrees with the resistance. The sensor unit 150 may measure the resistance of the electrical signal and measure the impedance of the plasma by setting a phase difference of 90 degrees with the measured electrical signal using a phase changer. The resistance (R) of the plasma can be expressed as a function of the plasma density and the electron temperature. It is possible to calculate the plasma density using the change in the capacitance of the plasma generated in the plasma generator to be diagnosed, and to calculate the electron temperature by measuring the resistance of the plasma.

센서부(150)로부터 생성되는 전기적 신호가 하부에 위치하는 기판의 유/무와, 상기 기판의 물성에 따라 변화함으로써 상기 발생된 플라즈마의 임피던스가 변화하게 되고, 플라즈마 방전 후, 플라즈마의 임피던스 변화에 의해 상기 센서부(150)로부터 생성된 전기적인 신호가 변화하는 것을 감지한다.The electrical signal generated from the sensor unit 150 changes according to physical properties of the substrate on which the substrate is located and the physical properties of the substrate to change the impedance of the generated plasma. After the plasma discharge, And senses that the electrical signal generated from the sensor unit 150 changes.

본 발명의 실시예에 따른 대상 표면 모니터링부(160)는 센서부(150)로부터 감지된 임피던스 변화를 이용하여, 센서부에 의해 발생된 플라즈마의 밀도를 산출함에 따라 플라즈마를 진단하여 처리하고자 하는 상기 기판의 표면을 모니터링한다. 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 진단하는 방법은 후술하도록 한다.The object surface monitoring unit 160 according to an embodiment of the present invention uses the change in impedance sensed by the sensor unit 150 to calculate the density of the plasma generated by the sensor unit, The surface of the substrate is monitored. A method of diagnosing a plasma according to an embodiment of the present invention will be described later.

본 발명의 실시예에 따른 베이스부(170)는 그라운드 전압을 가지며, 전극부(140)의 적어도 일측에 형성될 수 있다. 이때, 본 발명의 센서부(150)는 베이스부(170) 내부에 위치하여, 기판을 향해 발생된 플라즈마에 의해 변화하는 임피던스를 감지한다.The base portion 170 according to the embodiment of the present invention has a ground voltage and may be formed on at least one side of the electrode portion 140. At this time, the sensor unit 150 of the present invention is located inside the base unit 170, and detects the impedance that is changed by the plasma generated toward the substrate.

또한, 도1에는 외부의 장치로서 도시하였지만, 이에 제한되지 않는 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치(100)는 판단부(120)로부터 분석된 RF 전원의 전압, 전류 및 위상에 대한 정보를 전달받아 전극부(140)의 표면을 모니터링하는 전극 표면 모니터링부(190)를 더욱 포함할 수 있다.1, the plasma generating apparatus 100 according to an embodiment, which is not limited to this, receives information on the voltage, current, and phase of the RF power source analyzed by the determining unit 120 And an electrode surface monitoring unit 190 for monitoring the surface of the electrode unit 140.

그리고, 본 발명의 플라즈마 발생 장치(100)는 전극부(140)에 입력받은 RF 전원을 최대로 전달하기 위해 전원 공급부와 전극부간의 임피던스 정합을 위해 상기 임피던스를 조정하는 임피던스 조정부(180)를 포함할 수 있다. 예컨대, 임피던스 정합을 위한 임피던스 조정부(180)는 상기 플라즈마 부하에 RF 전원을 최대로 전달시키기 위해 Variable vacuum Capacitor를 이용하여 임피던스를 실시할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 임피던스 조정부(180)는 발생시키고자 하는 플라즈마에 RF 전력을 최대로 전달하기 위해 플라즈마 발생 장치(100) 내 전송 회로의 임피던스를 조정하는 임피던스 정합 모듈(Impedance matching module)일 수 있다.The plasma generator 100 of the present invention includes an impedance adjusting unit 180 for adjusting the impedance to match the impedance between the power supply unit and the electrode unit in order to maximally transfer the RF power input to the electrode unit 140 can do. For example, the impedance adjusting unit 180 for impedance matching can perform impedance using a variable vacuum capacitor to transmit the RF power to the plasma load to the maximum. The impedance adjusting unit 180 according to the embodiment of the present invention is an impedance matching matching unit that adjusts the impedance of the transmission circuit in the plasma generating apparatus 100 to maximally transmit RF power to the plasma to be generated .

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부(150)를 보다 상세하게 도시한 도면이다. 본 발명의 센서부(150)는 플라즈마 방전 또는 기판의 유/무에 따른 임피던스 변화를 감지하기 위해 전극부(140)의 측부에 위치하는 베이스부(170) 내에 형성된다.2 is a diagram illustrating the sensor unit 150 according to an embodiment of the present invention in more detail. The sensor unit 150 of the present invention is formed in the base unit 170 located at the side of the electrode unit 140 to sense the impedance change depending on the plasma discharge or the presence or absence of the substrate.

도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 센서부(150)는 기판의 표면적과 마주보는 위치에 형성될 수 있고, 전극부(140)와는 소정의 간격거리로 이격되어 형성될 수 있다. 또한, 베이스부(170) 내에 위치하는 센서부(150)는 전극부(140)의 양측에 형성되는 베이스부(170)들 중 전극부(140)의 적어도 일측에 위치하는 베이스부 내에 마련될 수 있다. 이때, 센서부(150)의 개수에는 제한이 없으며, 센서부의 위치 또한 전극부(140)와는 이격되며, 기판의 표면과 마주하는 위치에 형성되는 것이면 베이스부(170) 내의 그 위치에 있어서는 제한되지 않는다.As shown in FIG. 2, the sensor unit 150 of the present invention may be formed at a position facing the surface area of the substrate, and may be spaced apart from the electrode unit 140 by a predetermined distance. The sensor unit 150 positioned in the base unit 170 may be provided in the base unit located at least one side of the electrode unit 140 among the base units 170 formed on both sides of the electrode unit 140 have. At this time, there is no limitation on the number of the sensor units 150, and if the sensor unit is also located at a position facing the surface of the substrate, the position of the sensor unit is not limited in its position in the base unit 170 Do not.

도2를 참고하여 본 발명의 센서부(150)를 보다 상세하게 설명하면, 센서부(150)는 센서부의 하단부로 기판을 향해 플라즈마를 발생시키며, 발생되는 플라즈마 중 적어도 일부가 증착되며, 상기 발생된 플라즈마에 따른 전기적인 신호를 생성하는 전극(152), 유전체 물질을 이용하여 상기 전극(152)과 플라즈마가 직접적으로 접촉하게 되는 것을 방지하기 위해 전극(152)을 커버하는 전극 커버(156)를 포함할 수 있다.2, the sensor unit 150 generates plasma toward the substrate at the lower end of the sensor unit, at least a part of the generated plasma is deposited, An electrode 152 for covering the electrode 152 to prevent direct contact of the plasma 152 with the electrode 152 by using a dielectric material; .

본 발명의 실시예에 따른 전극(152)은 양극인 제1 전극(152a)과 음극인 제2 전극(152b)의 적어도 2개의 전극들로 구성될 수 있고, 여기서 상기 제1 전극과 제2 전극간 간격은 0.3 내지 12 mm로 형성되는 것이 바람직하고, 제1 전극과 제2 전극의 너비는 5 내지 12 mm로 형성되는 것이 바람직하다.The electrode 152 according to the embodiment of the present invention may be composed of at least two electrodes: a first electrode 152a which is an anode and a second electrode 152b which is a cathode, The interval between the first electrode and the second electrode is preferably 0.3 to 12 mm, and the width of the first electrode and the second electrode is preferably 5 to 12 mm.

전극의 형태에 따라 전극에서 형성되는 정전용량 형성 범위(Penetration depth, T)가 달라진다. 정전용량 형성 범위는 전극의 간격, 전극의 너비 값에 따라 달라질 수 있다. 본 발명의 일 실시예로서, 플라즈마 소스와 바닥 혹은 기판의 거리를 4 내지 6 mm 간격으로 배치하여, 정전용량의 형성 범위를 설정하도록 할 수 있다.The penetration depth (T) of the electrode varies depending on the shape of the electrode. The electrostatic capacity forming range may vary depending on the interval of the electrodes and the width of the electrodes. In an embodiment of the present invention, the distance between the plasma source and the bottom or the substrate may be arranged at an interval of 4 to 6 mm to set the formation range of the capacitance.

발생되는 플라즈마에 따른 임피던스 변화를 감지하는 센서부(150)는 전극(152)의 형태에 따라 전극에서 형성되는 정전용량이 형성되는 범위 값이 변화하게 되므로, 본 발명의 전극(152)은 사용자에 의해 다양한 형태로 구현될 수 있을 것이다. 다만, 본 발명의 실시예에 의한 전극(152)은 하부면에 인접하여 형성된 유전체 기판(156)에 증착 또는 스퍼터링(sputtering)을 이용하여 구리 또는 구리 합금 등의 저항이 낮고 전기 전도도가 우수한 물질로 형성될 수 있다.The electrode 152 of the sensor unit 150 senses a change in impedance according to the generated plasma. Therefore, the electrode 152 of the present invention changes the range of the electrostatic capacitance formed in the electrode according to the shape of the electrode 152, And may be implemented in various forms. However, the electrode 152 according to the embodiment of the present invention may be formed by depositing or sputtering a dielectric substrate 156 formed adjacent to the lower surface of the electrode 152 to have a low resistance of copper or a copper alloy, .

본 발명의 실시예에 따른 전극 커버(156)는 유전체 물질을 이용하여 전극(152)과 발생된 플라즈마가 직접적으로 닿지 않게 하고, 상기 발생된 플라즈마에 의해 유전체 물질에서 전하가 축적되면서 그에 따라 플라즈마에 의한 임피던스 변화가 나타나게 된다. 대기압 플라즈마의 경우, 입력된 RF 전원이 플러즈마에 그대로 인가되기 때문에 본 발명의 전극 커버(156)는 유전율이 높은 물질로 형성되는 것이 바람직하다. The electrode cover 156 according to the embodiment of the present invention uses a dielectric material to prevent direct contact between the electrode 152 and the generated plasma, and charges are accumulated in the dielectric material by the generated plasma, A change in impedance caused by the impedance is caused. In the case of the atmospheric plasma, since the input RF power is directly applied to the plasma, the electrode cover 156 of the present invention is preferably formed of a material having a high dielectric constant.

이때 또 다른 일 실시예에 따른 전극 커버(156)는 전극에 하부면과 인접하여 형성되어 기판과 전극(152) 사이에 위치하는 유전체 기판(154) 과 전극의 하부면을 제외한 타 면적을 커버하는 전극 커버(156)로 구분되어 형성될 수 있다.In this case, the electrode cover 156 according to another embodiment covers an area other than the lower surface of the electrode and the dielectric substrate 154 formed between the substrate and the electrode 152, And the electrode cover 156 may be separately formed.

예컨대, 상기 유전체 기판(154)은 구리와 같은 전도체 물질이 증착되어 형성되고, 그 위에 상기 전극 커버(156)가 형성될 수 있다. 이때, 상기 전극 커버(156)의 두께가 유전체 기판(154)보다 더 두껍게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 전극 커버(156)의 두께는 전극의 크기에 따라 다르게 형성될 수 있으며, 바람직하게는 2 내지 500 um 범위 내에 해당하는 두께로 형성되는 것이 바람직하다.For example, the dielectric substrate 154 may be formed by depositing a conductive material such as copper, and the electrode cover 156 may be formed thereon. At this time, it is preferable that the electrode cover 156 is thicker than the dielectric substrate 154. In addition, the thickness of the electrode cover 156 of the present invention may be varied depending on the size of the electrode, and preferably, the electrode cover 156 may have a thickness within the range of 2 to 500 μm.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 센서부(150)는 대기압 플라즈마 방전 전, 센서부(150)로부터 생성된 전기적 신호가 기판의 유/무와 기판의 물성에 따라 변화하게 되므로, 이를 감지하여 대상 표면 모니터링부(160)에 전달함으로써, 본 발명의 대상 표면 모니터링부(160)가 기판을 실시간으로 모니터링하고, 플라즈마 방전 후 플라즈마의 임피던스 변화에 의해 상기 전기적인 신호가 변화함으로써 본 발명의 대상 표면 모니터링부(160)는 이를 이용하여 플라즈마 밀도를 실시간으로 진단할 수 있다.Since the sensor unit 150 configured as described above changes electrical signals generated from the sensor unit 150 before and after the atmospheric pressure plasma discharge according to physical properties of the substrate and the substrate, The target surface monitoring unit 160 of the present invention monitors the substrate in real time and changes the electrical signal due to the impedance change of the plasma after the plasma discharge, 160 can diagnose the plasma density in real time.

본 발명의 실시예에 따른 대상 표면 모니터링부(160)는 입력된 RF 전원과 미리 설정된 기준 임피던스에 따른 센서부(150)의 임피던스 상관관계 식을 이용하여, 대기압 플라즈마 소스에서 대기압 플라즈마 임피던스 및 기판의 존재여부 및 기판 종류에 따른 기판 표면에서의 임피던스 변화를 모니터링할 수 있다. The object surface monitoring unit 160 according to the embodiment of the present invention uses the input RF power and the impedance correlation formula of the sensor unit 150 according to a preset reference impedance to calculate the impedance of the substrate at the atmospheric pressure plasma source, And the impedance change on the substrate surface depending on the type of substrate can be monitored.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상 표면 모니터링부가 임피던스를 측정하는 것을 설명하기 위해 도시된 도면이다.FIG. 3 is a view for explaining measurement of impedance of a target surface monitoring unit according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치(100)에 입력된 RF 전원에 의한 기준 임피던스에 걸리는 전압을 기준 신호(Reference signal)의 전압 값에 대한 식으로 나타낼 수 있다. 상기 기준 임피던스에 걸리는 전압에 대한 식은 다음 <수학식 1>과 같다.The voltage applied to the reference impedance by the RF power source input to the plasma generating apparatus 100 according to the embodiment of the present invention can be expressed by a formula for the voltage value of the reference signal. The formula for the voltage across the reference impedance is as follows: < EMI ID = 1.0 >

Figure 112017106625192-pat00001
Figure 112017106625192-pat00001

여기서, Xs는 기준 임피던스이고, Vs는 기준 임피던스에 걸리는 전압이며, VR은 기준 신호의 전압 값이고, Xx는 센서부(150)가 감지하고자 하는 임피던스 값을 나타낸다.Where, Xs is a reference impedance, Vs is the voltage across the reference impedance, and V R is the voltage value of the reference signal, x X represents the impedance value to be detected, the sensor unit 150.

상기 <수학식 1>을 측정하고자 하는 임피던스 Xx의 값에 대해 정리하면 다음과 같다.The value of the impedance X x to be measured in Equation (1) is summarized as follows.

Figure 112017106625192-pat00002
Figure 112017106625192-pat00002

여기서, 상기 Xs는 기준 임피던스 값으로 이미 알고 있는 값이므로, 기준 신호의 실효값(RMS)과 기준 임피던스 Xs에 걸리는 전압 값인 Vs를 감지(측정)하여, 상기 <수학식2>를 통해 센서부(150)의 임피던스 값 Xx을 산출할 수 있게 된다.Here, since Xs is a known value as a reference impedance value, it senses (measures) the RMS value of the reference signal and the voltage value Vs applied to the reference impedance Xs, It is possible to calculate the impedance value X x of the input /

본 발명의 대상 표면 모니터링부(160)는 상기와 같이 임피던스 값(Xx)을 산출함으로써 실시간으로 센서부(150)에 의해 감지된 임피던스의 변화를 모니터링하고, 그에 따라 플라즈마의 밀도를 산출하여, 상기 플라즈마 방전 시 기판 표면의 상태를 모니터링한다.The object surface monitoring unit 160 of the present invention monitors the change of the impedance sensed by the sensor unit 150 in real time by calculating the impedance value X x as described above and calculates the density of the plasma accordingly, And monitors the state of the substrate surface during the plasma discharge.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 조정부가 임피던스를 조정하는 것에 대해 설명하기 위해 도시한 도면이다.4 is a view for explaining the impedance adjustment of the impedance adjusting unit according to the embodiment of the present invention.

도4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치는 대기압 플라즈마 방전을 실시하는 RF generator를 더욱 포함할 수 있고, 본 발명의 임피던스 조정부(180)는 RF generator(이하, RF 파워 발생기) 뒷단과 임피던스 조정부 뒷단에 판단부(120)를 배치시켜 임피던스 조정부(180)가 미세하게 틀어지는 이유로 발생되는 문제를 해결하기 위하여 실시간으로 RF 임피던스(RF Impedence)를 측정할 수 있다. 4, the plasma generator according to an embodiment of the present invention may further include an RF generator for performing an atmospheric pressure plasma discharge. The impedance adjuster 180 may include an RF generator The RF impedance can be measured in real time in order to solve the problem caused by the reason that the impedance adjusting unit 180 is finely twisted by arranging the judgment unit 120 at the rear end of the rear stage and the impedance adjusting unit.

또 다른 예로서, 도4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 판단부(120)는 임피던스 조정부(180)의 뒷단에 배열되는 것을 기본으로 하지만, 필요에 따라 복수개로 구비될 수 있고, 임피던스 조정부(180)와 RF 파워 발생기 사이에 설치될 수도 있다.4, the determination unit 120 of the present invention is disposed at the rear end of the impedance adjustment unit 180. However, the determination unit 120 may include a plurality of impedance adjustment units 180, 180 and the RF power generator.

다음으로, 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 조정부를 이용한 RF 전원의 임피던스 신호 처리를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 임피던스 조정부(180)를 이용하여 출력단의 전압과 전류, 위상차를 측정하여 출력 RF 전원에 대한 RF 임피던스 신호를 측정한다. 이때, 본 발명의 판단부(120)는 RF 신호 발생기(RF generator) 뒷단 및 임피던스 조정부(180) 뒷단에 연결되어, 앞단에 위치하는 판단부(120)는 RF 신호 발생기와 임피던스 조정부(180) 간 임피던스 매칭을 위한 센서로 예컨대, RF 신호 발생기의 출력 임피던스는 50Ω으로, 임피던스 조정부(180) 회로 입력 임피던스와 출력 임피던스가 50Ω으로 정합하기 위해 사용하는 센서 역할을 한다. 뒷단에 위치하는 판단부(120)는 전극과 임피던스 조정부(180)간 임피던스를 센싱하는 역할을 하며, 플라즈마 방전 후 플라즈마의 임피던스를 확인하는 센서의 역할 또한 수행할 수 있다. 5 is a diagram illustrating impedance signal processing of an RF power source using an impedance adjusting unit according to an embodiment of the present invention. A voltage, a current, and a phase difference of an output terminal are measured using the impedance adjusting unit 180 according to an embodiment of the present invention, and the RF impedance signal to the output RF power source is measured. The determining unit 120 of the present invention is connected to the rear end of the RF generator and the rear end of the impedance adjusting unit 180 so that the determining unit 120 located at the front end is connected between the RF signal generator and the impedance adjusting unit 180 The output impedance of the RF signal generator is, for example, 50 OMEGA, and serves as a sensor used to match the input impedance of the impedance adjuster 180 and the output impedance of 50 OMEGA. The determination unit 120 located at the rear end serves to sense the impedance between the electrode and the impedance adjusting unit 180 and may also serve as a sensor for checking the impedance of the plasma after the plasma discharge.

도6의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 방전 전 전압 값과 방전 후 전압 값 변화를 측정한 결과에 대한 그래프이고, (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 방전 전 대기압 플라즈마 밀도의 변화를 나타내는 그래프이다.FIG. 6A is a graph showing a result of measurement of a voltage value before and after a plasma discharge according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a graph showing a result of a plasma discharge before and after the plasma discharge according to an embodiment of the present invention. A graph showing the change of the atmospheric plasma density.

플라즈마를 발생시키는 경우, 상기 발생된 플라즈마의 전압은 급격히 낮아지고, 상기 플라즈마를 방전시키는 경우, 상기 방전된 플라즈마의 전압은 급격히 높아진다.When the plasma is generated, the voltage of the generated plasma is rapidly lowered, and when the plasma is discharged, the voltage of the discharged plasma rapidly increases.

대기압 환경 하에 플라즈마 방전을 시작하면 플라즈마의 임피던스가 변화하는 경향을 보이는 것을 근거로 플라즈마 내의 하전입자의 플라즈마의 임프던스에 변화를 가져오는 주요한 원인으로 가정할 수 있다. 따라서, 도6의 (b)와 같이 대기압 플라즈마 공정 시 임피던스 변화를 통해 플라즈마 밀도 진단을 실시할 수 있다.It can be assumed that the impedance of the plasma changes and the impedance of the plasma of the charged particles in the plasma changes. Therefore, as shown in FIG. 6 (b), the plasma density can be diagnosed by changing the impedance in the atmospheric pressure plasma process.

또한, 본 발명의 플라즈마 모니터링이 가능한 플라즈마 발생 장치(100)는 도6 (b)에서 측정한 바와 같이 플라즈마 방전 전/후 전압의 차를 이용하여, 임피던스 변화에 따른 플라즈마 밀도를 실시간으로 확인할 수 있다.The plasma generating apparatus 100 capable of plasma monitoring according to the present invention can confirm the plasma density according to the impedance change in real time using the difference between the voltages before and after the plasma discharge as measured in FIG. 6 (b) .

플라즈마 발생 장치(100)가 플라즈마 방전을 시작하면, 상기 플라즈마의 정전용량이 감소하는 것을 근거로 플라즈마 내의 하전입자가 정전용량의 변화를 가져오게 된다. 따라서, 플라즈마 공정 시 플라즈마의 정전용량이 변화하는 것을 통해 플라즈마의 밀도를 진단할 수 있게 된다. 여기서, 상기 하전입자는 전기적으로 양성이지만 음성 전하를 가진 이온입자이다. 예를 들어, 이온, 양성자, 전자 등, 양 또는 음의 전하를 가진 입자이다.When the plasma generating apparatus 100 starts the plasma discharge, the charge carriers in the plasma change the capacitance based on the decrease of the capacitance of the plasma. Therefore, the density of the plasma can be diagnosed through the change of the capacitance of the plasma during the plasma process. Here, the charged particle is an ion particle having an electrically positive but negative charge. For example, particles having a positive or negative charge, such as ions, protons, and electrons.

이에 따라, 본 발명의 대상 표면 모니터링부(150)는 실시간으로 플라즈마 밀도 변화와 함께 임피던스 정합을 위해 플라즈마 발생에 따라 측정 및 감지된 임피던스를 전극 표면 모니터링부(190)에 전달 및 송신함으로써, 실시간으로 플라즈마 밀도와 임피던스 값을 확인하는 모니터링을 수행할 수 있다.Accordingly, the object surface monitoring unit 150 of the present invention transmits and transmits the measured and sensed impedance to the electrode surface monitoring unit 190 for impedance matching along with the plasma density change in real time, Monitoring can be performed to verify the plasma density and impedance values.

도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 모니터링이 가능한 플라즈마 모니터링 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 흐름도이다.FIG. 7 is a flowchart illustrating a plasma monitoring method capable of plasma monitoring according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.

S71 단계에서, 본 발명의 입력부(110)는 RF 전원을 입력받는다. 이때, 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치(100)는 RF 전원을 발생시키는 전원 공급부를 포함하여 구성될 수 있고, 전원 공급부가 외적 구성요소로서 본 발명의 플라즈마 발생 장치가 외부에 있는 전원 공급부로부터 RF 전원을 입력 받도록 구성될 수도 있다.In step S71, the input unit 110 of the present invention receives RF power. In this case, as described above, the plasma generating apparatus 100 according to the embodiment of the present invention may include a power supplying unit for generating RF power, and the power supplying unit is an external component, And may be configured to receive RF power from an external power supply.

다음으로, S72 단계에서, 본 발명의 전극부(140)는 입력부에서 입력받은 RF 전원을 인가 받아, 기판을 향하여 플라즈마를 발생시킨다. 보다 상세하게는, 본 발명의 전극부(140)는 상기 공정 가스 주입부에 의해 주입되는 공정 가스와 상기 RF 전원을 이용하여 플라즈마를 발생시킬 수 있다.Next, in step S72, the electrode unit 140 of the present invention receives RF power input from the input unit and generates plasma toward the substrate. More specifically, the electrode unit 140 of the present invention can generate plasma using the process gas injected by the process gas injection unit and the RF power source.

이에 따라, 기판의 표면과 마주하는 위치에 형성된 센서부(150)는 S73 단계에서 발생된 플라즈마에 따라 생성된 전기적 특성(전류 또는 전압)을 감지한다. 센서부(150)는 S74 단계에서, 상기와 같이 감지한 전기적 특성에 대한 정보를 전기적 신호로 생성하여, 생성된 전기적 신호를 기판 표면 모니터링부(160)로 전달한다.Accordingly, the sensor unit 150 formed at the position facing the surface of the substrate senses the electrical characteristic (current or voltage) generated according to the plasma generated in step S73. In step S74, the sensor unit 150 generates information on the electrical characteristics sensed as described above as an electrical signal, and transmits the generated electrical signal to the substrate surface monitoring unit 160. [

본 발명의 기판 표면 모니터링부(160)는 센서부(150)로부터 전기적 신호를 전달 받아, S75 단계에서 센서부(150)에서 감지한 발생된 플라즈마에 따른 임피던스 변화를 측정하고, 그에 따라 플라즈마 밀도를 산출함으로써 기판의 표면 상태를 모니터링 한다.The substrate surface monitoring unit 160 of the present invention receives an electrical signal from the sensor unit 150 and measures an impedance change according to the generated plasma sensed by the sensor unit 150 in step S75, And the surface state of the substrate is monitored.

이로써, 본 발명의 플라즈마 발생 장치(100)가 상술한 바와 같은 방법을 수행함에 따라 대면적 기판의 플라즈마 표면처리 공정 시 기판의 물성 변화를 임피던스의 실시간 변화 모니터링을 통해 확인하여 대기압 플라즈마 공정을 최적화할 수 있고, 대기압 플라즈마 소스와 플라즈마 진단 센서의 결합을 통해 진단을 위한 별도의 설비가 필요 없는 실시간 임피던스 모니터링이 가능한 플라즈마 표면 처리 시스템이 구축 가능하다.As a result, the plasma generating apparatus 100 of the present invention performs the above-described method, so that the physical property change of the substrate during the plasma surface treatment process of the large area substrate can be monitored by monitoring the change of the impedance in real time to optimize the atmospheric plasma process A combination of an atmospheric plasma source and a plasma diagnostic sensor can be used to construct a plasma surface treatment system capable of real-time impedance monitoring without any additional equipment for diagnosis.

뿐만 아니라, 진공 환경에서 플라즈마를 이용한 공정보다 아킹(arcing)으로 인한 기판 및 플라즈마 전극 손상 가능성이 높은 대기압 플라즈마 공정에서 아킹 전조를 모니터링하여, 대기압 플라즈마 전극의 안정성 및 사용시간을 향상시킬 수 있다. 또한, RF 전원을 이용한 대기압 플라즈마 소스의 RF 매칭 문제 및 오류 등을 실시간으로 모니터링 할 수 있는 이점이 있다.In addition, it is possible to improve the stability and the use time of the atmospheric pressure plasma electrode by monitoring the arcing precursor in the atmospheric pressure plasma process, which is more likely to damage the substrate and the plasma electrode due to arcing than a process using plasma in a vacuum environment. In addition, there is an advantage that it is possible to monitor the RF matching problem and error of the atmospheric pressure plasma source using the RF power source in real time.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체 등이 포함될 수 있다.It is to be understood that the present invention is not limited to these embodiments, and all elements constituting the embodiment of the present invention described above are described as being combined or operated in one operation. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them. In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components may be selectively combined to perform a part or all of the functions in one or a plurality of hardware. As shown in FIG. In addition, such a computer program may be stored in a computer readable medium such as a USB memory, a CD disk, a flash memory, etc., and read and executed by a computer to implement an embodiment of the present invention. As the recording medium of the computer program, a magnetic recording medium, an optical recording medium, or the like can be included.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 플라즈마 발생 장치
110: 입력부
120: 판단부
130: 제어부
140: 전극부
150: 센서부
152: 전극
154: 유전체 기판
156: 전극 커버
160: 대상 표면 모니터링부
170: 베이스부
180: 임피던스 조정부
190: 전극 표면 모니터링부100: Plasma generator
110: input unit
120:
130:
140:
150:
152: electrode
154: dielectric substrate
156: electrode cover
160: target surface monitoring unit
170: Base portion
180: Impedance adjustment section
190: electrode surface monitoring unit

Claims (18)

대상의 표면을 처리하기 위해 플라즈마 발생을 위한 전원을 입력받는 입력부;
상기 입력받은 전원을 인가받아, 상기 플라즈마를 발생시키는 전극부;
상기 전극부의 일측에 형성되되, 상기 대상의 표면적 중 적어도 일부와 대응되도록 위치하며, 상기 플라즈마 발생에 의한 상기 대상의 표면과 상기 전극부 사이에서 감지되는 전기적 특성에 따른 전기적 신호를 생성하는 센서부; 및
상기 전기적 신호를 기반으로 상기 발생된 플라즈마의 밀도를 산출함에 따라 상기 대상의 표면을 모니터링하는 대상 표면 모니터링부;를 포함하고,
상기 센서부는, ⅰ) 상기 발생된 플라즈마 중 적어도 일부가 증착되며, 상기 전기적 신호를 생성하는 한 쌍의 전극; ⅱ) 상기 한 쌍의 전극의 하부면과 인접하여 형성되는 유전체 기판; 및 ⅲ) 유전체 물질을 이용하여 상기 한 쌍의 전극에 상기 플라즈마가 접촉되는 것을 방지하기 위해, 상기 한 쌍의 전극의 하부면을 제외한 상기 한 쌍의 전극의 타면적 및 상기 유전체 기판의 적어도 일부를 커버하며, 상기 유전체 기판보다 두껍게 형성되는 전극 커버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 모니터링이 가능한 플라즈마 발생 장치.An input unit for receiving a power source for generating a plasma to process a surface of an object;
An electrode unit receiving the input power and generating the plasma;
A sensor unit disposed on one side of the electrode unit and corresponding to at least part of a surface area of the object and generating an electrical signal according to an electrical characteristic sensed between the surface of the object and the electrode unit by the plasma generation; And
And a target surface monitoring unit for monitoring the surface of the object by calculating the density of the generated plasma based on the electrical signal,
The sensor unit may include: i) a pair of electrodes, at least a portion of the generated plasma being deposited, generating the electrical signal; Ii) a dielectric substrate formed adjacent to a lower surface of the pair of electrodes; And iii) using a dielectric material to prevent the plasma from contacting the pair of electrodes, wherein a difference in area between the pair of electrodes except the lower surface of the pair of electrodes and at least a part of the dielectric substrate And an electrode cover which covers the dielectric substrate and is thicker than the dielectric substrate. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
그라운드 전압을 가지며, 상기 전극부의 적어도 일측에 형성되는 베이스부를 더 포함하고,
상기 센서부는 상기 베이스부 내에 위치하여 상기 전기적 특성을 감지하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 모니터링이 가능한 플라즈마 발생 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a base portion having a ground voltage and formed on at least one side of the electrode portion,
Wherein the sensor unit is positioned within the base to sense the electrical characteristics. 제1항에 있어서,
상기 입력된 전원의 전압, 전류 및 위상을 분석하여 플라즈마의 발생 여부를 판단하는 판단부; 및
상기 분석된 상기 전원의 전압, 전류 및 위상에 대한 정보를 전달받아, 상기 전극부의 표면을 모니터링하는 전극 표면 모니터링부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 모니터링이 가능한 플라즈마 발생 장치.The method according to claim 1,
A determination unit for determining whether plasma is generated by analyzing voltage, current, and phase of the input power source; And
An electrode surface monitoring unit that receives information on voltage, current, and phase of the power source analyzed and monitors a surface of the electrode unit;
Further comprising: a plasma generator for generating plasma from the plasma; 제5항에 있어서,
상기 플라즈마가 발생하는 위치로 공정 가스를 주입하는 공정 가스 주입부 및 상기 전원의 전압, 전류 및 위상에 대한 정보에 따라 상기 공정 가스의 주입을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
상기 전극부는 상기 주입된 공정 가스 및 상기 인가받은 전원를 이용하여 상기 플라즈마를 발생시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 모니터링이 가능한 플라즈마 발생 장치.6. The method of claim 5,
A process gas injection unit injecting a process gas into a position where the plasma is generated, and a control unit controlling injection of the process gas according to information on voltage, current, and phase of the power source,
Wherein the electrode unit generates the plasma using the injected process gas and the supplied power source. 제1항에 있어서,
상기 입력받은 전원을 상기 전극부에 최대로 전달하기 위해 임피던스를 조정하는 임피던스 조정부를 더 포함하는 플라즈마 모니터링이 가능한 플라즈마 발생 장치.The method according to claim 1,
And an impedance adjusting unit adjusting the impedance to transmit the input power to the electrode unit at a maximum. 제1항에 있어서,
상기 센서부는 적어도 2개의 전극들을 포함하고, 상기 전극들의 간격은 0.3 내지 12 mm로 형성되며, 상기 전극들의 너비는 5 내지 12 mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 모니터링이 가능한 플라즈마 발생 장치.The method according to claim 1,
Wherein the sensor unit comprises at least two electrodes, the spacing of the electrodes is between 0.3 and 12 mm, and the width of the electrodes is between 5 and 12 mm. 대상의 표면을 처리하기 위해 외부로부터 플라즈마 발생을 위한 전원을 공급하는 전원 공급부;
상기 공급된 전원을 인가받아, 상기 플라즈마를 발생시키는 전극부;
상기 전극부의 일측에 형성되되, 상기 대상의 표면적 중 적어도 일부와 대응되도록 위치하며, 상기 플라즈마 발생에 의한 상기 대상의 표면과 상기 전극부 사이에서의 감지되는 전기적 특성에 따른 전기적 신호를 생성하는 센서부;
상기 전기적 신호를 기반으로 상기 발생된 플라즈마의 밀도를 산출함에 따라 플라즈마를 진단하여 상기 대상의 표면을 모니터링하는 대상 표면 모니터링부;를 포함하고,
상기 센서부는, ⅰ) 상기 발생된 플라즈마 중 적어도 일부가 증착되며, 상기 전기적 신호를 생성하는 한 쌍의 전극; ⅱ) 상기 한 쌍의 전극의 하부면과 인접하여 형성되는 유전체 기판; 및 ⅲ) 유전체 물질을 이용하여 상기 한 쌍의 전극에 상기 플라즈마가 접촉되는 것을 방지하기 위해, 상기 한 쌍의 전극의 하부면을 제외한 상기 한 쌍의 전극의 타면적 및 상기 유전체 기판의 적어도 일부를 커버하며, 상기 유전체 기판보다 두껍게 형성되는 전극 커버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 모니터링이 가능한 플라즈마 발생 장치.A power supply unit for supplying power for plasma generation from the outside to process the surface of the object;
An electrode unit receiving the supplied power and generating the plasma;
A sensor unit disposed on one side of the electrode unit and corresponding to at least a part of the surface area of the object and generating an electrical signal according to electrical characteristics sensed between the surface of the object and the electrode unit by the plasma generation, ;
And a target surface monitoring unit for monitoring the surface of the object by diagnosing plasma according to the density of the generated plasma based on the electrical signal,
The sensor unit may include: i) a pair of electrodes, at least a portion of the generated plasma being deposited, generating the electrical signal; Ii) a dielectric substrate formed adjacent to a lower surface of the pair of electrodes; And iii) using a dielectric material to prevent the plasma from contacting the pair of electrodes, wherein a difference in area between the pair of electrodes except the lower surface of the pair of electrodes and at least a part of the dielectric substrate And an electrode cover which covers the dielectric substrate and is thicker than the dielectric substrate. 삭제delete 삭제delete 제9항에 있어서,
상기 공급된 전원의 전압, 전류 및 위상을 분석하여 플라즈마의 발생 여부를 판단하는 판단부; 및
상기 분석된 상기 전원의 전압, 전류 및 위상에 대한 정보를 전달받아, 상기 전극부의 표면을 모니터링하는 전극 표면 모니터링부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 모니터링이 가능한 플라즈마 발생 장치.10. The method of claim 9,
A determining unit for determining whether plasma is generated by analyzing voltage, current, and phase of the supplied power source; And
An electrode surface monitoring unit that receives information on voltage, current, and phase of the power source analyzed and monitors a surface of the electrode unit;
Further comprising: a plasma generator for generating plasma from the plasma; 제12항에 있어서,
상기 플라즈마가 발생하는 위치로 공정 가스를 주입하는 공정 가스 주입부 및 상기 전원의 전압, 전류 및 위상에 대한 정보에 따라 상기 공정 가스의 주입을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
상기 전극부는 상기 주입된 공정 가스 및 상기 인가받은 전원를 이용하여 상기 플라즈마를 발생시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 모니터링이 가능한 플라즈마 발생 장치.13. The method of claim 12,
A process gas injection unit injecting a process gas into a position where the plasma is generated, and a control unit controlling injection of the process gas according to information on voltage, current, and phase of the power source,
Wherein the electrode unit generates the plasma using the injected process gas and the supplied power source. 전극부와 센서부를 구비하여 플라즈마 모니터링하는 방법에 있어서,
대상의 표면을 처리하기 위해 외부로부터 플라즈마 발생을 위한 전원을 입력받는 단계;
상기 입력받은 전원을 인가받아, 상기 플라즈마를 발생시키는 단계;
상기 센서부는, 상기 전극부의 일측에 형성되고, 상기 대상의 표면적 중 적어도 일부와 대응되도록 위치하며, 상기 플라즈마 발생에 의한 상기 대상의 표면과 상기 전극부 사이에서의 감지되는 전기적 특성에 따른 전기적 신호를 생성하는 단계; 및
상기 전기적 신호를 기반으로 상기 발생된 플라즈마의 밀도를 산출함에 따라 플라즈마를 진단하여 상기 대상의 표면을 모니터링하는 단계;를 포함하고,
상기 센서부는, ⅰ) 상기 발생된 플라즈마 중 적어도 일부가 증착되며, 상기 전기적 신호를 생성하는 한 쌍의 전극; ⅱ) 상기 한 쌍의 전극의 하부면과 인접하여 형성되는 유전체 기판; 및 ⅲ) 유전체 물질을 이용하여 상기 한 쌍의 전극에 상기 플라즈마가 접촉되는 것을 방지하기 위해, 상기 한 쌍의 전극의 하부면을 제외한 상기 한 쌍의 전극의 타면적 및 상기 유전체 기판의 적어도 일부를 커버하며, 상기 유전체 기판보다 두껍게 형성되는 전극 커버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 모니터링 방법.A method for plasma monitoring comprising an electrode unit and a sensor unit,
Receiving a power source for plasma generation from the outside to process a surface of an object;
Generating the plasma by receiving the input power;
Wherein the sensor unit is disposed on one side of the electrode unit and is positioned to correspond to at least a part of the surface area of the object and is configured to detect an electrical signal according to the electrical characteristics sensed between the surface of the object and the electrode unit by the plasma generation ; And
And monitoring the surface of the object by diagnosing the plasma by calculating the density of the generated plasma based on the electrical signal,
The sensor unit may include: i) a pair of electrodes, at least a portion of the generated plasma being deposited, generating the electrical signal; Ii) a dielectric substrate formed adjacent to a lower surface of the pair of electrodes; And iii) using a dielectric material to prevent the plasma from contacting the pair of electrodes, wherein a difference in area between the pair of electrodes except the lower surface of the pair of electrodes and at least a part of the dielectric substrate And an electrode cover which covers the dielectric substrate and is thicker than the dielectric substrate. 삭제delete 제14항에 있어서,
상기 입력된 전원의 전압, 전류 및 위상을 분석하여 플라즈마의 발생 여부를 판단하는 단계; 및
상기 분석된 상기 전원의 전압, 전류 및 위상에 대한 정보를 전달받아, 상기 전극부의 표면을 모니터링하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 모니터링 방법.15. The method of claim 14,
Analyzing a voltage, a current, and a phase of the input power source to determine whether plasma is generated; And
Monitoring the surface of the electrode unit by receiving information on the analyzed voltage, current, and phase of the power source;
Further comprising the steps of: 제16항에 있어서,
상기 플라즈마가 발생하는 위치로 공정 가스를 주입하는 단계 및 상기 전원의 전압, 전류 및 위상에 대한 정보에 따라 상기 공정 가스의 주입을 제어하는 단계를 더 포함하고,
상기 전극부는 상기 주입된 공정 가스 및 상기 인가받은 전원를 이용하여 상기 플라즈마를 발생시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 모니터링 방법.17. The method of claim 16,
Further comprising injecting a process gas into a position where the plasma is generated, and controlling injection of the process gas according to information on voltage, current, and phase of the power source,
Wherein the electrode unit generates the plasma using the injected process gas and the supplied power source. 제14항 및 제16항 내지 제17항 중 적어도 어느 한 항에 따른 플라즈마 모니터링 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램. A computer program stored in a computer readable medium for executing the plasma monitoring method according to any one of claims 14 to 16.
KR1020170141263A 2017-10-27 2017-10-27 Plasma generator capable of plasma-monitoring and method for plasma-monitoring KR101999692B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170141263A KR101999692B1 (en) 2017-10-27 2017-10-27 Plasma generator capable of plasma-monitoring and method for plasma-monitoring

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170141263A KR101999692B1 (en) 2017-10-27 2017-10-27 Plasma generator capable of plasma-monitoring and method for plasma-monitoring

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190047404A KR20190047404A (en) 2019-05-08
KR101999692B1 true KR101999692B1 (en) 2019-07-12

Family

ID=66580385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170141263A KR101999692B1 (en) 2017-10-27 2017-10-27 Plasma generator capable of plasma-monitoring and method for plasma-monitoring

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101999692B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220091121A (en) 2020-12-23 2022-06-30 광운대학교 산학협력단 Supersonic arc plasma generation system

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210302478A1 (en) * 2020-03-27 2021-09-30 Lam Research Corporation Rf signal parameter measurement in an integrated circuit fabrication chamber
KR102436148B1 (en) * 2020-07-22 2022-08-25 한국핵융합에너지연구원 Monitoring and control system for generating plasma

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100839909B1 (en) * 2006-12-19 2008-06-19 세메스 주식회사 High density plasma chemical vapor deposition equipment and method for processing of the same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3497091B2 (en) * 1998-07-23 2004-02-16 名古屋大学長 Method for controlling high frequency power for plasma generation and plasma generator
KR101142308B1 (en) * 2009-09-10 2012-05-17 한국표준과학연구원 Plasma monitoring apparatus, plasma monitoring method, and plasma apparatus
KR101116002B1 (en) 2009-09-29 2012-02-13 정진욱 Plasma diagnosis apparatus and the signal processing method of the same
US9157730B2 (en) * 2012-10-26 2015-10-13 Applied Materials, Inc. PECVD process

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100839909B1 (en) * 2006-12-19 2008-06-19 세메스 주식회사 High density plasma chemical vapor deposition equipment and method for processing of the same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
S.H. Hwang et al., ‘Development of process plasma diagnosis and control system using plasma emission light diagnostics’, 20th International Vacuum Congress, AK1024, 2016.8.26.*

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220091121A (en) 2020-12-23 2022-06-30 광운대학교 산학협력단 Supersonic arc plasma generation system

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190047404A (en) 2019-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101999692B1 (en) Plasma generator capable of plasma-monitoring and method for plasma-monitoring
KR101761493B1 (en) Systems and methods for calibrating a switched mode ion energy distribution system
US7829468B2 (en) Method and apparatus to detect fault conditions of plasma processing reactor
TWI460439B (en) Methods and arrangements for identifying a signal perturbation characteristic of a dechucking event within a processing chamber of a plasma processing sysytem, and computer readable storage medium thereof
KR101606736B1 (en) Passive capacitively-coupled electrostatic (cce) probe arrangement for detecting plasma instabilities in a plasma processing chamber
TWI511622B (en) Passive capacitively-coupled electrostatic(cce) probe arrangement for detecting in-situ arcing events in a plasma processing chamber
KR102053720B1 (en) Method and Apparatus for diagnosing Plasma
US20100148769A1 (en) Non-contact plasma-monitoring apparatus and method and plasma processing apparatus
KR20100045954A (en) Plasma processing device and method of monitoring plasma discharge state in plasma processing device
TWI467623B (en) Methods and arrangements for identifying a stabilized plasma within a processing chamber of a plasma processing system, and computer readable storage media thereof
KR102102487B1 (en) System, method and apparatus for rf power compensation in plasma etch chamber
TWI498571B (en) Method and apparatus of inspecting insulation
KR102043994B1 (en) System and method for diagnosing plasma
KR20070019297A (en) Noninvasive system of measuring ion energy distribution for plasma apparatus and method of measuring ion energy distribution using the same
US20170076919A1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
KR102121877B1 (en) apparatus for measuring status in capacitive using sensor mounted wafer
KR101999622B1 (en) System and Method for Diagnosing a Plasma
US20240021420A1 (en) Plasma diagnosis system and plasma diagnosis method
KR20100106088A (en) Plasma diagnostic apparatus
US20210225614A1 (en) Radio frequency match network and generator
US11961711B2 (en) Radio frequency match network and generator
JP5356051B2 (en) Non-contact continuity test method and apparatus
KR20100121980A (en) Wafer monitering device and method for plasma doping apparatus
US20240118328A1 (en) In-situ electric field detection method and apparatus
KR102103947B1 (en) apparatus for measuring status using capacity

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant