KR102193678B1 - Wafer type apparatus with embedded flat device for plasma diagnostics - Google Patents
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Abstract
본 발명은 평면형 플라즈마 진단 장치가 매립된 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치에 관한 것으로서, 상기 평면형 플라즈마 진단 장치는 주파수가 가변되는 마이크로웨이브를 플라즈마에 인가하는 송신 안테나; 상기 플라즈마로부터 상기 마이크로웨이브를 수신하는 수신 안테나; 상기 송신 안테나와 상기 수신 안테나가 서로 절연되도록 감싸는 몸체부;를 포함하고, 상기 송신 안테나의 마이크로웨이브를 인가하는 상부면과 상기 수신 안테나의 마이크로웨이브를 수신하는 상부면이 평면형이고, 상기 송신 안테나와 상기 수신 안테나의 상기 상부면의 측면이 서로 대향하며, 적어도 하나의 상기 평면형 플라즈마 진단 장치가 매립되는 원형 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a wafer type plasma diagnosis apparatus in which a planar plasma diagnosis apparatus is embedded, the flat type plasma diagnosis apparatus comprising: a transmission antenna for applying a microwave having a variable frequency to the plasma; A receiving antenna for receiving the microwave from the plasma; A body portion surrounding the transmitting antenna and the receiving antenna so that they are insulated from each other, and an upper surface for applying microwaves of the transmitting antenna and an upper surface for receiving microwaves of the receiving antenna are planar, and the transmitting antenna and And a circular member in which side surfaces of the upper surface of the receiving antenna face each other, and at least one of the planar plasma diagnosis apparatuses is embedded.
Description
본 발명은 평면형 플라즈마 진단 장치가 매립된 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치에 관한 것으로서, 플라즈마 컷오프 주파수를 측정하기 위한 초고주파 송수신 안테나를 평면형으로 형성하여 컷오프 주파수로부터 플라즈마 밀도를 구할 수 있는 평면형 플라즈마 진단 장치를 원형 부재에 매립하여 형성한 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention relates to a wafer-type plasma diagnostic device in which a planar plasma diagnostic device is embedded, and a planar plasma diagnostic device capable of obtaining plasma density from the cut-off frequency by forming an ultra-high frequency transmission/reception antenna for measuring a plasma cut-off frequency in a flat shape is provided. It is to provide a wafer-type plasma diagnostic apparatus formed by being embedded in.
플라즈마의 응용 분야가 다양하게 확대됨에 따라 플라즈마 진단 기술의 중요성도 더욱 더 커지고 있다. 종래의 플라즈마를 진단하는 방법으로서 정전 탐침을 플라즈마에 삽입하여 전위를 인가하는 방식은 높은 전위가 플라즈마를 변화시킬 수 있어 플라즈마 밀도와 같은 플라즈마 변수를 정확하게 측정하기가 어렵다는 문제점이 있다.As the application fields of plasma are expanded in various ways, the importance of plasma diagnosis technology is also increasing. As a conventional method of diagnosing plasma, the method of applying an electric potential by inserting an electrostatic probe into the plasma has a problem in that it is difficult to accurately measure plasma parameters such as plasma density since a high electric potential can change the plasma.
이와 같은 정전 탐침의 문제점을 해결하기 위하여 마이크로웨이브를 이용한 플라즈마 진단 방법으로서 컷오프(cut-off) 프로브 방식이 개발되었는데, 컷오프(cut-off) 프로브는 전자기파를 방사하는 프로브와 전자기파를 수신하는 프로브를 구비하고 수백 MHz로부터 수십 GHz 범위의 마이크로웨이브를 사용하여 플라즈마 밀도를 측정할 수 있다.In order to solve the problem of electrostatic probes, a cut-off probe method was developed as a plasma diagnosis method using microwaves. The cut-off probe includes a probe that emits electromagnetic waves and a probe that receives electromagnetic waves. It is equipped and can measure plasma density using microwaves in the range of several hundred MHz to tens of GHz.
마이크로웨이브의 주파수가 플라즈마 주파수보다 작은 경우 마이크로웨이브는 플라즈마를 통과하지 못하고, 마이크로웨이브의 주파수가 플라즈마 주파수보다 큰 경우 마이크로웨이브는 플라즈마를 통과하게 되는데, 이 지점에서의 주파수를 컷오프 주파수라고 하며, 플라즈마 밀도는 이러한 컷오프 주파수로부터 구할 수 있다.If the frequency of the microwave is less than the plasma frequency, the microwave does not pass through the plasma, and if the frequency of the microwave is greater than the plasma frequency, the microwave passes through the plasma. The frequency at this point is called the cutoff frequency, and the plasma The density can be obtained from this cutoff frequency.
등록특허공보 제10-0473794호는 안테나 구조의 주파수 탐침기를 갖는 구조의 플라즈마 전자밀도 측정 장치에 관한 것으로서, 도 16에서 막대 형상 프로브의 송수신 안테나의 구체적인 형상을 도시하고 있으며, 플라즈마 내부에 주파수 탐침기를 삽입하는 방식이므로 플라즈마에 대한 구조적인 간섭을 유발할 수 있고 탐침 삽입에 의한 주변 플라즈마 밀도 섭동으로 측정 정확도가 낮다는 문제점이 있다.Registered Patent Publication No. 10-0473794 relates to a plasma electron density measuring apparatus having a structure having a frequency probe having an antenna structure, and in FIG. 16 shows a specific shape of a transmission/reception antenna of a rod-shaped probe, and a frequency probe inside the plasma Since it is an insertion method, there is a problem that it may cause structural interference with the plasma, and the measurement accuracy is low due to perturbation of the surrounding plasma density due to the insertion of the probe.
등록특허공보 제10-1225010호는 막대 형상의 방사 안테나와 루프 형상의 수신 안테나를 갖는 초고주파 프로브에 관한 것으로서, 도 17은 막대 형상의 방사 안테나와 루프 형상의 수신 안테나의 구체적인 형상을 도시하고 있으며, 수신 안테나를 루프 형상으로 하여 수신율을 높이고 있으나, 플라즈마 내부에 주파수 탐침기를 삽입하는 방식이므로 플라즈마에 대한 구조적인 간섭을 유발할 수 있다는 문제점이 있다.Registered Patent Publication No. 10-1225010 relates to an ultra-high frequency probe having a rod-shaped radiation antenna and a loop-shaped reception antenna, and FIG. 17 shows specific shapes of a rod-shaped radiation antenna and a loop-shaped reception antenna, Although the reception antenna is formed in a loop shape to increase the reception rate, there is a problem that structural interference with the plasma is caused because a frequency probe is inserted into the plasma.
공개특허공보 제10-2017-0069652호는 평면형 링 타입 초고주파 플라즈마 진단 장치에 관한 것으로서, 도 18은 평면형 링 타입 플라즈마 진단 장치의 구체적인 형상을 도시하고 있으며, 플라즈마의 컷오프 주파수를 감지하여 플라즈마 밀도를 측정하기 위하여 송신 안테나와 수신 안테나를 동심축 구조로 배치하고 상기 수신 안테나는 링 형태로 형성되어 송신 안테나를 감싸고 있다. 그런데, 이러한 평면형 링 타입 초고주파 플라즈마 진단 장치는 구조적 특성에 기인하는 공진 신호에 의하여 신뢰성 있는 플라즈마 밀도 측정이 어렵다는 문제점이 있다.Patent Publication No. 10-2017-0069652 relates to a planar ring type ultra-high frequency plasma diagnosis apparatus, and FIG. 18 shows a specific shape of a planar ring type plasma diagnosis apparatus, and measures plasma density by detecting a cutoff frequency of plasma. To do this, the transmitting antenna and the receiving antenna are arranged in a concentric shaft structure, and the receiving antenna is formed in a ring shape to surround the transmitting antenna. However, such a planar ring-type ultra-high frequency plasma diagnostic apparatus has a problem in that it is difficult to reliably measure plasma density due to a resonance signal due to structural characteristics.
등록특허공보 제10-1756325호는 평면형 원뿔 타입 플라즈마 진단 장치에 관한 것으로서, 도 19는 평면형 원뿔 타입 플라즈마 진단 장치의 구체적인 형상을 도시하고 있으며, 플라즈마의 컷오프 주파수를 감지하여 플라즈마 밀도를 측정하기 위하여 송신 안테나와 수신 안테나를 각각 원뿔 형태로 형성하고 있다. 그런데, 이러한 평면형 원뿔 타입 컷오프 프로브는 투과 신호의 세기가 너무 낮아서 플라즈마 밀도 측정이 어렵다는 문제점이 있다.Registered Patent Publication No. 10-1756325 relates to a planar cone type plasma diagnosis apparatus, and FIG. 19 shows a specific shape of a planar cone type plasma diagnosis apparatus, and is transmitted to measure plasma density by detecting a cutoff frequency of plasma. The antenna and the receiving antenna are each formed in a conical shape. However, such a planar conical type cut-off probe has a problem in that the intensity of a transmitted signal is too low to measure plasma density.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 송수신 안테나간의 용량성 결합을 증가하도록 하여 구조적인 간섭을 방지하고 투과 신호의 세기를 강하게 함으로써 신뢰성 있는 플라즈마 밀도 측정이 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to solve the above problems, and to prevent structural interference by increasing the capacitive coupling between the transmitting and receiving antennas and to increase the intensity of the transmitted signal, thereby enabling reliable plasma density measurement.
또한, 본 발명의 다른 목적은 구조적 특성에 기인하는 공진 신호를 방지하여 신뢰성 있는 플라즈마 밀도 측정이 가능하도록 하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to prevent a resonance signal due to structural characteristics to enable reliable plasma density measurement.
또한, 본 발명의 다른 목적은 플라즈마 진단 장치를 웨이퍼 형태의 원형 부재에 매립하여 플라즈마 챔버의 구조 변경을 최소화하여 플라즈마 밀도 측정이 가능하도록 하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to embed a plasma diagnostic device in a wafer-shaped circular member to minimize structural changes of a plasma chamber, thereby enabling plasma density measurement.
또한, 본 발명의 다른 목적은 플라즈마 공간의 균일도 측정을 저비용으로 가능하도록 하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to enable measurement of the uniformity of the plasma space at low cost.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 목적으로만 제한하지 아니하고, 위에서 명시적으로 나타내지 아니한 다른 기술적 과제는 이하 본 발명의 구성 및 작용을 통하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 이해할 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above purpose, and other technical problems not explicitly indicated above are easily understood by those of ordinary skill in the art through the configuration and operation of the present invention below. I will be able to.
본 발명에서는, 상기 과제를 해결하기 위하여 이하의 구성을 포함한다.In the present invention, the following configurations are included in order to solve the above problems.
본 발명은 평면형 플라즈마 진단 장치가 매립된 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치에 관한 것으로서, 상기 평면형 플라즈마 진단 장치는 주파수가 가변되는 마이크로웨이브를 플라즈마에 인가하는 송신 안테나; 상기 플라즈마로부터 상기 마이크로웨이브를 수신하는 수신 안테나; 상기 송신 안테나와 상기 수신 안테나가 서로 절연되도록 감싸는 몸체부;를 포함하고, 상기 송신 안테나의 마이크로웨이브를 인가하는 상부면과 상기 수신 안테나의 마이크로웨이브를 수신하는 상부면이 평면형이고, 상기 송신 안테나와 상기 수신 안테나의 상기 상부면의 측면이 서로 대향하며, 적어도 하나의 상기 평면형 플라즈마 진단 장치가 매립되는 원형 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a wafer type plasma diagnosis apparatus in which a planar plasma diagnosis apparatus is embedded, the flat type plasma diagnosis apparatus comprising: a transmission antenna for applying a microwave having a variable frequency to the plasma; A receiving antenna for receiving the microwave from the plasma; A body portion surrounding the transmitting antenna and the receiving antenna so that they are insulated from each other, and an upper surface for applying microwaves of the transmitting antenna and an upper surface for receiving microwaves of the receiving antenna are planar, and the transmitting antenna and And a circular member in which side surfaces of the upper surface of the receiving antenna face each other, and at least one of the planar plasma diagnosis apparatuses is embedded.
본 발명의 상기 평면형 송신 안테나와 상기 평면형 수신 안테나의 상부면은 사각형인 것을 특징으로 한다.The planar transmitting antenna and the planar receiving antenna of the present invention have a rectangular upper surface.
본 발명의 상기 송신 안테나의 마이크로웨이브를 인가하는 상부면과 상기 수신 안테나의 마이크로웨이브를 수신하는 상부면이 반원 평면인 것을 특징으로 한다.In the present invention, an upper surface for applying microwaves of the transmitting antenna and an upper surface for receiving microwaves of the receiving antenna are semicircular planes.
본 발명의 상기 평면형 플라즈마 진단 장치는 상기 원형 부재의 중심부 또는 가장자리에 매립되는 것을 특징으로 한다.The planar plasma diagnosis apparatus of the present invention is characterized in that it is embedded in the center or the edge of the circular member.
본 발명의 상기 평면형 플라즈마 진단 장치는 상기 원형 부재에 복수개가 매립되는 것을 특징으로 한다.The planar plasma diagnosis apparatus of the present invention is characterized in that a plurality of the circular members are embedded in the circular member.
본 발명의 상기 평면형 플라즈마 진단 장치는 상기 원형 부재의 중심부로부터 방사형으로 복수개가 매립되는 것을 특징으로 한다.The planar plasma diagnosis apparatus of the present invention is characterized in that a plurality of radially buried circular members are embedded from the center of the circular member.
본 발명의 상기 평면형 플라즈마 진단 장치는 상기 원형 부재에 격자형 또는 십자형으로 복수개가 매립되는 것을 특징으로 한다.The planar plasma diagnosis apparatus of the present invention is characterized in that a plurality of grid-shaped or cross-shaped circular members are embedded in the circular member.
본 발명은 상기 복수개의 평면형 플라즈마 진단 장치에 병렬로 연결되는 스펙트럼 분석기를 더 포함하고, 상기 스펙트럼 분석기는 상기 복수개의 평면형 플라즈마 진단 장치에 연결되는 배선의 길이가 서로 다른 것을 특징으로 한다.The present invention further includes a spectrum analyzer connected in parallel to the plurality of planar plasma diagnosis apparatuses, wherein the spectrum analyzers are characterized in that the lengths of wires connected to the plurality of planar plasma diagnosis apparatuses are different from each other.
본 발명은 상기 복수개의 평면형 플라즈마 진단 장치에 연결되는 스위칭 회로와 스펙트럼 분석기를 더 포함하고, 상기 스위칭 회로는 상기 복수개의 평면형 플라즈마 진단 장치를 순차적으로 동작하도록 하여 상기 스펙트럼 분석기에 연결되도록 하는 것을 특징으로 한다.The present invention further comprises a switching circuit and a spectrum analyzer connected to the plurality of planar plasma diagnosis apparatuses, wherein the switching circuit sequentially operates the plurality of planar plasma diagnosis apparatuses to be connected to the spectrum analyzer. do.
본 발명은 송수신 안테나간의 용량성 결합을 증가하도록 하여 구조적인 간섭을 방지하고 투과 신호의 세기를 강하게 함으로써 신뢰성 있는 플라즈마 밀도 측정이 가능한 효과가 있다.The present invention has the effect of enabling reliable plasma density measurement by increasing the capacitive coupling between the transmitting and receiving antennas to prevent structural interference and to increase the intensity of the transmitted signal.
또한, 본 발명은 구조적 특성에 기인하는 공진 신호를 방지하여 신뢰성 있는 플라즈마 밀도 측정이 가능한 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect that reliable plasma density measurement is possible by preventing a resonance signal due to structural characteristics.
또한, 본 발명은 플라즈마 진단 장치를 웨이퍼 형태의 원형 부재에 매립하여 플라즈마 챔버의 구조 변경을 최소화하여 플라즈마 밀도 측정이 가능한 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the plasma diagnosis apparatus is buried in a circular member in the form of a wafer, thereby minimizing a change in the structure of the plasma chamber, thereby enabling plasma density measurement.
또한, 본 발명은 플라즈마 공간의 균일도 측정을 저비용으로 가능한 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect that it is possible to measure the uniformity of the plasma space at low cost.
본 발명에 의한 효과는 상기 효과로만 제한하지 아니하고, 위에서 명시적으로 나타내지 아니한 다른 효과는 이하 본 발명의 구성 및 작용을 통하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 이해할 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and other effects not explicitly shown above will be easily understood by those of ordinary skill in the art through the configuration and operation of the present invention below.
도 1은 본 발명의 평면형 플라즈마 진단 장치로서 (a) 평면도, (b) 우측면도, (c) 하측면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 평면형 플라즈마 진단 장치의 송수신 안테나의 구체적인 형상의 일실시예를 도시한다.
도 3은 본 발명의 평면형 플라즈마 진단 장치로서 평면도와 우측면도에 구체적인 수치 부호를 도시한다.
도 4a는 진공 상태의 플라즈마 챔버 내에서 본 발명과 종래기술인 평면형 링 타입 플라즈마 진단 장치의 투과 계수의 주파수 스펙트럼을 비교하여 도시한다.
도 4b는 플라즈마가 생성된 플라즈마 챔버 내에서 본 발명과 종래기술인 평면형 링 타입 플라즈마 진단 장치의 투과 계수의 주파수 스펙트럼을 비교하여 도시한다.
도 5는 진공 상태의 플라즈마 챔버 내에서 종래기술인 평면형 링 타입 플라즈마 진단 장치의 송수신 안테나 간격(D)에 따른 투과 계수의 주파수 스펙트럼을 도시한다.
도 6은 진공 상태의 플라즈마 챔버 내에서 본 발명의 송수신 안테나 간격(D)에 따른 투과 계수의 주파수 스펙트럼을 도시한다.
도 7은 플라즈마가 생성된 플라즈마 챔버 내에서 본 발명의 송수신 안테나 세로 길이(B)에 따른 투과 계수의 주파수 스펙트럼을 도시한다.
도 8은 플라즈마가 생성된 플라즈마 챔버 내에서 본 발명의 송수신 안테나 파워 인가 부위(C)에 따른 투과 계수의 주파수 스펙트럼을 도시한다.
도 9는 본 발명의 평면형 플라즈마 진단 장치의 송수신 안테나의 구체적인 형상의 다른 일실시예를 도시한다.
도 10은 본 발명의 평면형 플라즈마 진단 장치의 송수신 안테나의 구체적인 형상의 또 다른 일실시예를 도시한다.
도 11은 본 발명의 평면형 플라즈마 진단 장치의 송수신 안테나에 스펙트럼 분석기가 연결되는 구성을 도시한다.
도 12는 본 발명의 평면형 플라즈마 진단 장치가 매립된 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치의 일실시예를 도시한다.
도 13은 본 발명의 평면형 플라즈마 진단 장치가 매립된 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치의 다른 일실시예를 도시한다.
도 14는 본 발명의 평면형 플라즈마 진단 장치가 방사형으로 매립된 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치를 도시한다.
도 15는 본 발명의 평면형 플라즈마 진단 장치가 격자형 또는 십자형으로 매립된 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치를 도시한다.
도 16은 종래기술인 막대 형상 프로브의 송수신 안테나의 구체적인 형상을 도시한다.
도 17은 종래기술인 막대 형상의 방사 안테나와 루프 형상의 수신 안테나의 구체적인 형상을 도시한다.
도 18은 종래기술인 평면형 링 타입 플라즈마 진단 장치의 구체적인 형상을 도시한다.
도 19는 종래기술인 평면형 원뿔 타입 플라즈마 진단 장치의 구체적인 형상을 도시한다.1 is a planar plasma diagnostic apparatus according to the present invention, showing (a) a top view, (b) a right side view, and (c) a bottom side view.
2 shows an embodiment of a specific shape of a transmission/reception antenna of the planar plasma diagnosis apparatus of the present invention.
3 is a planar plasma diagnosis apparatus according to the present invention, and specific numerical symbols are shown in the plan view and the right view.
FIG. 4A shows a comparison of the frequency spectrum of the transmission coefficient of the present invention and the conventional planar ring type plasma diagnostic apparatus in a plasma chamber in a vacuum state.
4B shows a comparison of the frequency spectrum of the transmission coefficient of the present invention and the conventional planar ring type plasma diagnostic apparatus in a plasma chamber in which plasma is generated.
FIG. 5 shows a frequency spectrum of a transmission coefficient according to a transmission/reception antenna spacing (D) of a conventional planar ring type plasma diagnostic apparatus in a vacuum plasma chamber.
6 shows the frequency spectrum of the transmission coefficient according to the transmission/reception antenna spacing (D) of the present invention in the plasma chamber in a vacuum state.
7 shows a frequency spectrum of a transmission coefficient according to the vertical length (B) of the transmission/reception antenna of the present invention in a plasma chamber in which plasma is generated.
8 shows the frequency spectrum of the transmission coefficient according to the transmission/reception antenna power application part (C) of the present invention in the plasma chamber in which the plasma is generated.
9 shows another embodiment of a specific shape of a transmission/reception antenna of the planar plasma diagnosis apparatus of the present invention.
10 shows another embodiment of a specific shape of a transmission/reception antenna of the planar plasma diagnosis apparatus of the present invention.
11 shows a configuration in which a spectrum analyzer is connected to a transmission/reception antenna of the planar plasma diagnosis apparatus of the present invention.
12 shows an embodiment of a wafer type plasma diagnosis apparatus in which the planar plasma diagnosis apparatus of the present invention is embedded.
13 shows another embodiment of a wafer type plasma diagnosis apparatus in which the planar plasma diagnosis apparatus of the present invention is embedded.
14 shows a wafer type plasma diagnosis apparatus in which the planar plasma diagnosis apparatus of the present invention is radially embedded.
15 shows a wafer type plasma diagnosis apparatus in which the planar plasma diagnosis apparatus of the present invention is embedded in a grid or cross shape.
16 shows a specific shape of a transmission/reception antenna of a rod-shaped probe according to the prior art.
17 shows specific shapes of a conventional rod-shaped radiation antenna and a loop-shaped receiving antenna.
18 shows a specific shape of a conventional planar ring type plasma diagnostic apparatus.
19 shows a specific shape of a conventional planar cone type plasma diagnostic apparatus.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전체적인 구성 및 작용에 대해 설명하기로 한다. 이러한 실시예는 예시적인 것으로서 본 발명의 구성 및 작용을 제한하지는 아니하고, 실시예에서 명시적으로 나타내지 아니한 다른 구성 및 작용도 이하 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 이해할 수 있는 경우는 본 발명의 기술적 사상으로 볼 수 있을 것이다.Hereinafter, an overall configuration and operation according to a preferred embodiment of the present invention will be described. These embodiments are illustrative, and do not limit the configuration and operation of the present invention, and other configurations and functions not explicitly shown in the embodiments are also known in the art to which the present invention pertains through the embodiments of the present invention. A case that can be easily understood by a possessor may be seen as a technical idea of the present invention.
이하 발명의 구체적인 실시예에 따른 전체적인 구성 및 동작에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, an overall configuration and operation according to a specific embodiment of the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 평면형 플라즈마 진단 장치로서 (a) 평면도, (b) 우측면도, (c) 하측면도를 도시하고, 도 2는 본 발명의 평면형 플라즈마 진단 장치의 송수신 안테나의 구체적인 형상의 일실시예를 도시한다.1 is a planar plasma diagnosis apparatus of the present invention, showing (a) a plan view, (b) a right view, and (c) a bottom view, and FIG. 2 is an embodiment of a specific shape of a transmission/reception antenna of the planar plasma diagnosis apparatus of the present invention. Shows an example.
도 1을 참조하면, 본 발명은 평면형 플라즈마 진단 장치에 관한 것으로서, 주파수가 가변되는 마이크로웨이브를 플라즈마에 인가하는 송신 안테나(20), 상기 플라즈마로부터 상기 마이크로웨이브를 수신하는 수신 안테나(30), 상기 송신 안테나와 상기 수신 안테나가 서로 절연되도록 감싸는 몸체부(10)를 포함하고, 상기 송신 안테나(20)의 마이크로웨이브를 인가하는 상부면과 상기 수신 안테나(30)의 마이크로웨이브를 수신하는 상부면이 평면형이고, 상기 송신 안테나(20)와 상기 수신 안테나(30)의 상기 상부면의 측면이 서로 대향하고 있다.Referring to FIG. 1, the present invention relates to a planar plasma diagnosis apparatus, wherein a transmitting
따라서 본 발명에서는, 송신 안테나(20)와 상기 수신 안테나(30)의 측면이 서로 대향하도록 배치되어 용량성 결합이 증가됨에 따라 투과 신호의 세기가 강해지고, 플라즈마 챔버와 플라즈마 진단 장치의 구조적인 공진 특성에 의한 투과 계수의 피크값이 추출되는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, in the present invention, the side surfaces of the transmitting
도 1의 평면도에는 상기 송신 안테나(20)의 상부면과 상기 수신 안테나(30)의 상부면이 평면형으로 도시되어 있고, 우측면도에는 상기 수신 안테나(30)의 세로 절단면이 도시되어 있으며, 하측면도에는 상기 송신 안테나(20)와 상기 수신 안테나(30)의 가로 절단면이 도시되어 있다.In the plan view of FIG. 1, the upper surface of the transmitting
또한 하측면도에는 상기 송신 안테나(20)의 상기 상부면과 대향하는 상기 송신 안테나(20)의 하부면을 통하여 초고주파를 송신하기 위하여 연결되는 케이블이 도시되어 있고, 우측면도와 하측면도에는 상기 수신 안테나(30)의 상기 상부면과 대향하는 상기 수신 안테나(30)의 하부면을 통하여 초고주파를 수신하기 위하여 연결되는 케이블이 도시되어 있다.In addition, a lower side view shows a cable connected to transmit ultrahigh frequencies through a lower surface of the transmitting
도 2를 참조하면, 상기 평면형 송신 안테나(20)와 상기 평면형 수신 안테나(30)는 상기 몸체부(10) 내에 서로 인접하여 서로 대향하도록 배치되는 직육면체 형상이며, 상기 평면형 송신 안테나와 상기 평면형 수신 안테나의 상부면(21)은 사각형이며, 하부면(22)도 사각형일 수 있다. 또한 상기 송신 안테나(20)의 상부면(21)과 상기 수신 안테나(30)의 상부면(21)에 절연막이 형성될 수도 있다.2, the planar transmitting
도 3은 본 발명의 평면형 플라즈마 진단 장치로서 평면도와 우측면도에 구체적인 수치 부호를 도시한다.3 is a planar plasma diagnosis apparatus according to the present invention, and specific numerical symbols are shown in the plan view and the right view.
도 3을 참조하면, 상기 송신 안테나(20)의 상기 상부면(21)과 상기 수신 안테나(30)의 상기 상부면(21)의 간격(D)이 1 mm 이상 15 mm 이하이고, 상기 상부면(21)의 세로 길이(B)는 상기 상부면(21)의 가로 길이보다 길고 상기 송신 안테나(20)의 상기 상부면(21)의 세로 길이(B)와 상기 수신 안테나(30)의 상기 상부면(21)의 세로 길이(B)가 서로 대향하도록 배치된다.Referring to FIG. 3, a distance D between the
상기 송신 안테나(20)의 상기 상부면(21)의 세로 길이(B)와 상기 수신 안테나(30)의 상기 상부면(21)의 세로 길이(B)는 2 mm 이상 30 mm 이하인 것이 바람작하고, 상기 송신 안테나(20)와 상기 수신 안테나(30)의 상기 상부면(21)의 가로 길이(A)는 0.1 mm 이상 10 mm 이하인 것이 바람직하다.It is preferable that the vertical length (B) of the
또한 상기 상기 송신 안테나(20)와 상기 수신 안테나(30)의 상기 상부면(21)과 대향하는 상기 송신 안테나(20)와 상기 수신 안테나(30)의 하부면(22)을 통하여 초고주파를 송신 또는 수신하기 위한 케이블(40)이 연결되고, 상기 하부면(22)의 세로 길이(B)의 중심으로부터 상기 세로 길이(B)의 1/4의 범위 내에서 초고주파를 송신 또는 수신하기 위한 상기 케이블(40)이 연결되는 것이 바람직하다.In addition, ultra-high frequencies are transmitted through the transmitting
반도체 공정과 디스플레이 공정 조건에서 플라즈마 밀도는 1×109 cm-3 ~ 5×1011 cm- 3 이고, 이에 대응하는 컷오프 주파수는 300 MHz ~ 6 GHz이므로, 컷오프 주파수를 추출할 때 해당 영역에서 플라즈마 진단 장치의 구조에 의한 캐비티(cavity) 특성 즉, 플라즈마 챔버와 플라즈마 진단 장치의 구조적인 공진 특성에 의하여 컷오프 주파수의 추출이 어려워 신뢰성 있는 플라즈마 밀도 측정도 어렵게 된다.In the semiconductor process and display process conditions, the plasma density is 1×10 9 cm -3 ~ 5×10 11 cm - 3 , and the corresponding cutoff frequency is 300 MHz ~ 6 GHz, so when the cutoff frequency is extracted, the plasma It is difficult to extract the cutoff frequency due to the cavity characteristics of the structure of the diagnosis apparatus, that is, the structural resonance characteristics of the plasma chamber and the plasma diagnosis apparatus, and thus reliable plasma density measurement is also difficult.
도 4a는 진공 상태의 플라즈마 챔버 내에서 본 발명과 종래기술인 평면형 링 타입 플라즈마 진단 장치의 투과 계수의 주파수 스펙트럼을 비교하여 도시하고, 도 4b는 플라즈마가 생성된 플라즈마 챔버 내에서 본 발명과 종래기술인 평면형 링 타입 플라즈마 진단 장치의 투과 계수의 주파수 스펙트럼을 비교하여 도시한다.4A is a comparison of the frequency spectrum of the transmission coefficient of the present invention and the conventional planar ring type plasma diagnostic apparatus in a plasma chamber in a vacuum state, and FIG. 4B is a planar view of the present invention and the prior art in a plasma chamber in which plasma is generated. The frequency spectrum of the transmission coefficient of the ring type plasma diagnostic apparatus is compared and shown.
도 4a를 참조하면, 플라즈마가 생성되지 않은 진공 상태의 플라즈마 챔버 내에서 종래기술인 평면형 링 타입 플라즈마 진단 장치의 투과 계수의 주파수 스펙트럼에서는 1 GHz ~ 2 GHz에서 플라즈마 챔버와 플라즈마 진단 장치의 구조적인 공진 특성에 의하여 투과 계수의 피크값이 추출되고 있는데 반하여, 본 발명의 투과 계수의 주파수 스펙트럼에서는 플라즈마 챔버와 플라즈마 진단 장치의 구조적인 공진 특성에 의한 투과 계수의 피크값이 추출되지 않고 있다.Referring to FIG. 4A, in the frequency spectrum of the transmission coefficient of the conventional planar ring type plasma diagnostic device in a vacuum plasma chamber in which plasma is not generated, structural resonance characteristics of the plasma chamber and the plasma diagnostic device at 1 GHz to 2 GHz. While the peak value of the transmittance coefficient is extracted by the method, in the frequency spectrum of the transmittance coefficient of the present invention, the peak value of the transmittance coefficient due to structural resonance characteristics of the plasma chamber and the plasma diagnostic device is not extracted.
도 4b를 참조하면, 플라즈마 생성되는 플라즈마 챔버 내에서 종래기술인 평면형 링 타입 플라즈마 진단 장치의 투과 계수의 주파수 스펙트럼에서는 1 GHz 부근에서 컷오프 주파수를 구분하기 어려운데 반하여, 본 발명의 투과 계수의 주파수 스펙트럼에서는 0.5 GHz ~ 1 GHz에서 컷오프 주파수가 명확하게 추출되고 있다.Referring to FIG. 4B, it is difficult to distinguish the cutoff frequency around 1 GHz in the frequency spectrum of the transmission coefficient of the conventional planar ring type plasma diagnostic apparatus in the plasma chamber where plasma is generated, whereas the frequency spectrum of the transmission coefficient of the present invention is 0.5 The cutoff frequency is clearly extracted from GHz to 1 GHz.
결국 본 발명은 종래기술인 평면형 링 타입 플라즈마 진단 장치에 비하여 컷오프 주파수의 추출이 용이하고 이에 따라 신뢰성 있는 플라즈마 밀도 측정이 이루어질 수 있다.As a result, in the present invention, it is easier to extract the cut-off frequency compared to the conventional planar ring-type plasma diagnostic apparatus, and accordingly, reliable plasma density measurement can be made.
도 5는 진공 상태의 플라즈마 챔버 내에서 종래기술인 평면형 링 타입 플라즈마 진단 장치의 송수신 안테나 간격(D)에 따른 투과 계수의 주파수 스펙트럼을 도시하고, 도 6은 진공 상태의 플라즈마 챔버 내에서 본 발명의 송수신 안테나 간격(D)에 따른 투과 계수의 주파수 스펙트럼을 도시한다.FIG. 5 shows a frequency spectrum of a transmission coefficient according to a transmission/reception antenna spacing (D) of a conventional planar ring type plasma diagnosis apparatus in a plasma chamber in a vacuum state, and FIG. 6 is a transmission/reception of the present invention in a plasma chamber in a vacuum state The frequency spectrum of the transmission coefficient according to the antenna spacing (D) is shown.
도 5를 참조하면, 종래기술인 평면형 링 타입 플라즈마 진단 장치에서는 송수신 안테나 간격(D)이 2 mm, 4 mm, 7 mm, 15 mm로 커짐에 따라 플라즈마 챔버와 플라즈마 진단 장치의 구조적인 공진 특성에 의한 투과 계수의 피크값의 개수가 더 많이 추출되고 있는바, 플라즈마 주파수가 이러한 투과 계수의 피크값 근처에 위치하게 되면 플라즈마 주파수의 추출을 어렵게 한다.Referring to FIG. 5, in the conventional planar ring-type plasma diagnostic apparatus, as the transmission/reception antenna spacing (D) is increased to 2 mm, 4 mm, 7 mm, and 15 mm, the structural resonance characteristics of the plasma chamber and the plasma diagnosis apparatus Since the number of peak values of the transmission coefficient is more extracted, it is difficult to extract the plasma frequency when the plasma frequency is located near the peak value of the transmission coefficient.
도 6을 참조하면, 본 발명에서는 플라즈마 챔버와 플라즈마 진단 장치의 구조적인 공진 특성에 의하여 투과 계수의 피크값이 7 GHz 근처인 높은 주파수 영역에 있으며, 송수신 안테나 간격(D)이 2 mm, 4 mm, 7 mm, 15 mm로 커짐에 따라 플라즈마 챔버와 플라즈마 진단 장치의 구조적인 공진 특성에 의한 투과 계수의 피크값이 오히려 사라지고 있는바, 플라즈마 주파수의 추출에 영향을 미치지 않고 있다.6, in the present invention, due to the structural resonance characteristics of the plasma chamber and the plasma diagnostic apparatus, the peak value of the transmission coefficient is in a high frequency region near 7 GHz, and the transmission/reception antenna spacing (D) is 2 mm and 4 mm. , 7 mm, 15 mm, the peak value of the transmission coefficient due to the structural resonance characteristics of the plasma chamber and the plasma diagnostic apparatus rather disappears, which does not affect the extraction of the plasma frequency.
따라서 본 발명은 종래기술인 평면형 링 타입 플라즈마 진단 장치에 비하여 컷오프 주파수의 추출이 용이하고 이에 따라 신뢰성 있는 플라즈마 밀도 측정이 이루어질 수 있다.Accordingly, in the present invention, it is easier to extract the cutoff frequency compared to the conventional planar ring type plasma diagnosis apparatus, and thus, reliable plasma density measurement can be made.
도 7은 플라즈마가 생성된 플라즈마 챔버 내에서 본 발명의 송수신 안테나 세로 길이(B)에 따른 투과 계수의 주파수 스펙트럼을 도시한다.7 shows a frequency spectrum of a transmission coefficient according to the vertical length (B) of the transmission/reception antenna of the present invention in a plasma chamber in which plasma is generated.
도 7을 참조하면, 본 발명에서는 플라즈마가 생성된 플라즈마 챔버 내에서 투과 계수의 피크값이 2 GHz에서 추출되고 있으며, 송수신 안테나 세로 길이(B)가 2 mm, 4 mm, 8 mm, 20 mm, 30 mm로 길어지더라도 투과 계수의 피크값이 영향을 받지 않고, 6 GHz 보다 높은 주파수 영역에서만 플라즈마 챔버와 플라즈마 진단 장치의 구조적인 공진 특성에 의한 투과 계수의 피크값이 추출되고 있을 뿐이다.Referring to FIG. 7, in the present invention, the peak value of the transmission coefficient is extracted at 2 GHz in the plasma chamber where the plasma is generated, and the vertical length (B) of the transmission/reception antenna is 2 mm, 4 mm, 8 mm, 20 mm, Even when the length is increased to 30 mm, the peak value of the transmission coefficient is not affected, and only the peak value of the transmission coefficient due to the structural resonance characteristics of the plasma chamber and the plasma diagnosis apparatus is extracted only in a frequency region higher than 6 GHz.
다만, 송수신 안테나 세로 길이(B)가 30 mm 보다 길어지는 경우, 특히 60 mm 인 경우에는 플라즈마 챔버와 플라즈마 진단 장치의 구조적인 공진 특성에 의한 투과 계수의 피크값이 6 GHz 보다 낮은 주파수 영역에서도 다수개 추출되고 있으므로, 본 발명의 송수신 안테나 세로 길이(B)는 30 mm 이하인 것이 바람직하고, 상기 송신 안테나(20)와 상기 수신 안테나(30)의 상기 상부면(21)의 가로 길이(A)는 0.1 mm 이상 10 mm 이하인 것이 바람직하다.However, when the vertical length (B) of the transmitting/receiving antenna is longer than 30 mm, especially in the case of 60 mm, the peak value of the transmission coefficient due to the structural resonance characteristics of the plasma chamber and the plasma diagnostic device is many even in the frequency range lower than 6 GHz Since each is extracted, the vertical length (B) of the transmitting and receiving antenna of the present invention is preferably 30 mm or less, and the horizontal length (A) of the
도 8은 플라즈마가 생성된 플라즈마 챔버 내에서 본 발명의 안테나 파워 인가 부위(C)에 따른 투과 계수의 주파수 스펙트럼을 도시한다.8 shows the frequency spectrum of the transmission coefficient according to the antenna power application portion (C) of the present invention in the plasma chamber in which plasma is generated.
도 8을 참조하면, 본 발명의 안테나 파워 인가 부위(C)에 주파수 스펙트럼 분석기로부터의 케이블(40)이 연결되어 초고주파 마이크로웨이브를 송신하고 수신하여 주파수 분석을 하게 되는데, 상기 케이블(40)이 송수신 안테나의 하부면(22)의 중앙부에서 벗어나면 4 GHz ~ 5 GHz 영역에서 플라즈마 챔버와 플라즈마 진단 장치의 구조적인 공진 특성에 의한 투과 계수의 피크값이 추출되어 플라즈마 주파수의 추출을 어렵게 한다.Referring to FIG. 8, a
상기 하부면(22)의 세로 길이(B)가 20 mm인 경우, 상기 하부면(22)의 세로 길이(B)의 중심으로부터 5 mm를 벗어나서 주파수 스펙트럼 분석기로부터의 케이블(40)이 연결되면 플라즈마 챔버와 플라즈마 진단 장치의 구조적인 공진 특성에 의한 투과 계수의 피크값이 추출되어 플라즈마 주파수의 추출을 어렵게 하므로, 본 발명의 안테나 파워 인가 부위(C)는 상기 하부면(22)의 세로 길이(B)가 20 mm인 경우, 상기 하부면(22)의 세로 길이(B)의 중심으로부터 5 mm 이하 위치에서 주파수 스펙트럼 분석기로부터의 케이블(40)이 연결되는 것이 바람직하다. 즉 상기 하부면(22)의 세로 길이(B)의 중심으로부터 상기 하부면(22)의 세로 길이(B)의 1/4의 범위 내에서 초고주파를 송신 또는 수신하기 위한 상기 케이블이 연결되는 것이 바람직하다.When the vertical length (B) of the
도 9는 본 발명의 평면형 플라즈마 진단 장치의 송수신 안테나의 구체적인 형상의 다른 일실시예를 도시한다.9 shows another embodiment of a specific shape of a transmission/reception antenna of the planar plasma diagnosis apparatus of the present invention.
도 9를 참조하면, 상기 송신 안테나(20)의 마이크로웨이브를 인가하는 상부면(21)과 상기 수신 안테나(30)의 마이크로웨이브를 수신하는 상부면(21)이 반원 평면이고, 상기 송신 안테나(20)와 상기 수신 안테나(30)의 상기 상부면(21)의 현이 서로 대향하는 구조이다.9, an
몸체부(10)가 원형인 경우 상기 송신 안테나(20)와 상기 수신 안테나(30)의 상부면(21)을 반원 평면으로 형성하여 상기 송신 안테나(20)와 상기 수신 안테나(30)의 상부면(21)의 면적을 더욱 더 넓게 형성하여 신호의 세기를 더 크게 할 수 있고, 상기 송신 안테나(20)와 상기 수신 안테나(30)의 반원 평면의 현이 서로 대향하도록 배치되어 용량성 결합도 증가되고 투과 신호의 세기도 강하게 유지될 수 있다.When the
또한 상기 송신 안테나(20)와 상기 수신 안테나(30)는 상기 몸체부(10) 내에 서로 인접하여 서로 대향하도록 배치되는 반원 기둥 형상일 수 있다.In addition, the transmitting
도 10은 본 발명의 평면형 플라즈마 진단 장치의 송수신 안테나의 구체적인 형상의 또 다른 일실시예를 도시한다.10 shows another embodiment of a specific shape of a transmission/reception antenna of the planar plasma diagnosis apparatus of the present invention.
도 10을 참조하면, 본 발명의 송신 안테나(20) 또는 수신 안테나(30)의 상부면(21)은 직사각형 평면으로 형성하고, 상기 상부면(21)으로부터 하부면(22)은 기둥부로 형성하여 상기 상부면(21)에서의 용량성 결합은 크게 유지하면서, 상기 송신 안테나(20)와 상기 수신 안테나(30)의 제조 비용을 저감할 수 있다. 또한 상기 기둥부의 위치는 상기 상부면(21)의 중앙부 또는 가장자리에 위치할 수도 있다.Referring to FIG. 10, the
또한 도면에는 도시하지 않고 있지만, 상기 송신 안테나(20) 또는 상기 수신 안테나(30)의 상부면(21)은 반원 평면으로 형성하고, 상기 상부면(21)으로부터 하부면(22)은 기둥부로 형성하여 상기 상부면(21)에서의 용량성 결합은 크게 유지하면서, 상기 송신 안테나(20)와 상기 수신 안테나(30)의 제조 비용을 저감할 수 있다. 또한 상기 기둥부의 위치는 상기 상부면(21)의 중앙부 또는 가장자리에 위치할 수도 있다.In addition, although not shown in the drawing, the
도 11은 본 발명의 평면형 플라즈마 진단 장치의 송수신 안테나에 스펙트럼 분석기가 연결되는 구성을 도시한다.11 shows a configuration in which a spectrum analyzer is connected to a transmission/reception antenna of the planar plasma diagnosis apparatus of the present invention.
도 11을 참조하면, 본 발명의 송신 안테나(20) 또는 수신 안테나(30)의 하부면(22)을 통하여 주파수 스펙트럼 분석기(50)로부터의 케이블(40)이 연결되고, 상기 송신 안테나(20)는 상기 주파수 스펙트럼 분석기(50)로부터 파워를 인가 받아 초고주파 마이크로웨이브를 송신하고 상기 송신 안테나(20)에서 송신한 초고주파 마이크로웨이브는 플라즈마 공간을 경유한 후 상기 수신 안테나(30)에서 수신하여 상기 주파수 스펙트럼 분석기(50)에서 주파수 스펙트럼을 추출하여 분석하게 된다.Referring to FIG. 11, the
도 12는 본 발명의 평면형 플라즈마 진단 장치가 매립된 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치의 일실시예를 도시한다.12 shows an embodiment of a wafer type plasma diagnosis apparatus in which the planar plasma diagnosis apparatus of the present invention is embedded.
도 12를 참조하면, 본 발명의 평면형 플라즈마 진단 장치가 매립된 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치는 평면형 플라즈마 진단 장치(70)가 원형 부재(80)의 중심부 또는 가장자리에 매립되어 형성되고, 상기 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치는 정전척 위에 놓여져서 스펙트럼 분석기(50)에 연결되어 플라즈마 공간의 균일도를 측정하게 된다.Referring to FIG. 12, in the wafer type plasma diagnosis apparatus in which the planar plasma diagnosis apparatus of the present invention is embedded, the planar
상기 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치는 기존의 플라즈마 챔버에 쉽게 적용 가능하므로, 기존의 플라즈마 챔버의 구조 변경을 최소화하면서 플라즈마 진단이 가능하다는 효과가 있다.Since the wafer type plasma diagnosis apparatus can be easily applied to an existing plasma chamber, it is possible to perform plasma diagnosis while minimizing structural changes of the existing plasma chamber.
도 13은 본 발명의 평면형 플라즈마 진단 장치가 매립된 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치의 다른 일실시예를 도시한다.13 shows another embodiment of a wafer type plasma diagnosis apparatus in which the planar plasma diagnosis apparatus of the present invention is embedded.
도 13을 참조하면, 평면형 플라즈마 진단 장치(70)가 원형 부재(80)의 중심부 또는 가장자리에 매립되어 형성되고, 상기 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치는 정전척 위에 놓여져서 하나의 스펙트럼 분석기(50)에 병렬로 연결되어 플라즈마 공간의 균일도를 측정하게 된다. 이에 따라 고가의 스펙트럼 분석기(50)를 효율적으로 사용하여 복수의 평면형 플라즈마 진단 장치(70)에 의한 플라즈마 공간의 균일도 측정을 저비용으로 가능하게 된다.Referring to FIG. 13, a planar plasma
상기 스펙트럼 분석기(50)는 상기 복수개의 평면형 플라즈마 진단 장치(70)에 연결되는 배선의 길이를 서로 다르게 형성하여 상기 스펙트럼 분석기(50)와 상기 복수개의 평면형 플라즈마 진단 장치(70) 사이에서 송수신되는 신호의 시간차를 구분하여 각각의 평면형 플라즈마 진단 장치(70)를 작동하도록 할 수 있다.The
또한 상기 스펙트럼 분석기(50)와 상기 복수개의 평면형 플라즈마 진단 장치(70) 사이에 스위칭 회로(60)를 구비하여 스위칭 동작에 의하여 상기 스펙트럼 분석기(50)와 상기 복수개의 평면형 플라즈마 진단 장치(70) 사이에서 송수신되는 신호의 시간차를 구분하여 각각의 평면형 플라즈마 진단 장치(70)를 작동하도록 할 수 있다.In addition, a switching
또한 송신을 위해서는 배선의 길이차를 이용하여 구분하고 수신을 위해서는 스위칭 동작에 의하여 구분하거나, 그 역으로 송신을 위해서는 스위칭 동작에 의하여 구분하고 수신을 위해서는 배선의 길이차를 이용하여 구분하도록 하여 각각의 평면형 플라즈마 진단 장치(70)를 작동하도록 할 수 있다.In addition, for transmission, it is divided by the length difference of the wiring, and for reception, it is divided by the switching operation, or vice versa, for transmission, it is divided by the switching operation, and for reception, the length difference of the wiring is used to separate each The planar
도 14는 본 발명의 평면형 플라즈마 진단 장치가 방사형으로 매립된 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치를 도시하고, 도 15는 본 발명의 평면형 플라즈마 진단 장치가 격자형 또는 십자형으로 매립된 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치를 도시한다.FIG. 14 shows a wafer type plasma diagnosis apparatus in which the planar plasma diagnosis apparatus of the present invention is radially buried, and FIG. 15 shows a wafer type plasma diagnosis apparatus in which the planar plasma diagnosis apparatus of the present invention is embedded in a grid type or a cross shape. .
도 14와 도 15를 참조하면, 복수개의 평면형 플라즈마 진단 장치(70)가 원형 부재(80)에 다중으로 매립되어 플라즈마 공간 균일도를 좀 더 정밀하게 측정할 수 있다. 이에 따라 반도체 공정에서 웨이퍼의 중심부터 가장자리까지 플라즈마 공간 균일도를 정밀하게 측정할 수 있고 웨이퍼의 수율을 좀 더 높일 수 있으며, 평면형 플라즈마 진단 장치(70)가 원형 부재(80)에 다중으로 매립되더라도 하나의 스펙트럼 분석기(50)에 병렬로 연결되어 분석 가능하게 된다.Referring to FIGS. 14 and 15, a plurality of planar
또한 본 발명의 평면형 플라즈마 진단 장치의 송신 안테나(20) 또는 수신 안테나(30)의 하부면(22)을 통하여 주파수 스펙트럼 분석기(50)로부터의 케이블(40)이 유선으로 연결하는 경우에는 정전척의 윗면에 단자를 구비하는 것이 바람직하다.In addition, when the
또한 원형 부재(80) 내부에 무선 송수신 장치를 구비하고 평면형 플라즈마 진단 장치의 송신 안테나(20)와 수신 안테나(30)의 신호를 무선으로 주파수 스펙트럼 분석기(50)와 연결되도록 할 수도 있다. 그런데 이러한 무선 연결에서도 플라즈마 주파수의 영향으로 신호 전달에 어려움이 있으나, 평면형 플라즈마 진단 장치의 송신 안테나(20)와 수신 안테나(30)는 정전척 하부 방향 또는 정적척의 수평 방향을 통하여 무선 신호를 전달하거나 전달받음으로써 플라즈마 공간을 피하여 무선 신호가 전달되도록 하는 것이 바람직하다.In addition, a wireless transmission/reception device may be provided inside the
또한 원형 부재(80) 내부에 메모리를 추가적으로 구비하여 평면형 플라즈마 진단 장치의 송신 안테나(20)와 수신 안테나(30)의 신호를 저장하고, 상기 원형 부재(80)가 플라즈마 챔버 외부로 나오거나 플라즈마 공정이 멈추는 순간에 상기 메모리에 저장된 송신 안테나(20)와 수신 안테나(30)의 신호를 독출할 수도 있다.In addition, a memory is additionally provided inside the
10: 몸체부 20: 송신 안테나
21: 상부면 22: 하부면
30: 수신 안테나 40: 케이블
50: 스펙트럼 분석기 60: 스위칭 회로
70: 평면형 플라즈마 진단 장치 80: 원형 부재
101: 송신 안테나 102: 수신 안테나
201: 송신 안테나 202: 수신 안테나
301: 송신 안테나 302: 수신 안테나
401: 송신 안테나 402: 수신 안테나10: body 20: transmitting antenna
21: upper surface 22: lower surface
30: receiving antenna 40: cable
50: spectrum analyzer 60: switching circuit
70: flat plasma diagnostic device 80: circular member
101: transmitting antenna 102: receiving antenna
201: transmit antenna 202: receive antenna
301: transmit antenna 302: receive antenna
401: transmit antenna 402: receive antenna
Claims (9)
상기 평면형 플라즈마 진단 장치는
주파수가 가변되는 마이크로웨이브를 플라즈마에 인가하는 송신 안테나;
상기 플라즈마로부터 상기 마이크로웨이브를 수신하는 수신 안테나;
상기 송신 안테나와 상기 수신 안테나가 서로 절연되도록 감싸는 몸체부;
를 포함하고,
상기 송신 안테나의 마이크로웨이브를 인가하는 상부면과 상기 수신 안테나의 마이크로웨이브를 수신하는 상부면이 평면형이고, 상기 송신 안테나의 상부면과 상기 수신 안테나의 상부면이 서로 수평하게 인접하여 서로 대향하고, 각각의 상기 상부면은 대향하는 방향으로 일측 단부에서 타측 단부까지의 길이가 대향하는 방향에 대하여 수직인 방향으로 일측 단부에서 타측 단부까지의 길이보다 짧게 형성되며,
적어도 하나의 상기 평면형 플라즈마 진단 장치가 매립되는 원형 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면형 플라즈마 진단 장치가 매립된 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치.
In the wafer type plasma diagnosis apparatus in which the flat type plasma diagnosis apparatus is embedded,
The planar plasma diagnostic device
A transmission antenna for applying a microwave of variable frequency to the plasma;
A receiving antenna for receiving the microwave from the plasma;
A body portion surrounding the transmitting antenna and the receiving antenna to be insulated from each other;
Including,
An upper surface of the transmitting antenna to which microwaves are applied and an upper surface of the receiving antenna to receive microwaves are planar, and the upper surface of the transmitting antenna and the upper surface of the receiving antenna are horizontally adjacent to each other and opposite to each other Each of the upper surfaces has a length from one end to the other end in an opposite direction and is formed to be shorter than a length from one end to the other in a direction perpendicular to the opposite direction,
A wafer type plasma diagnosis apparatus in which at least one of the planar plasma diagnosis apparatuses is embedded, comprising a circular member in which the planar plasma diagnosis apparatus is embedded.
상기 송신 안테나와 상기 수신 안테나의 상부면은 사각형인 것을 특징으로 하는 평면형 플라즈마 진단 장치가 매립된 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치.
The method of claim 1,
A wafer type plasma diagnosis apparatus in which a planar plasma diagnosis apparatus is embedded, wherein upper surfaces of the transmitting antenna and the receiving antenna are rectangular.
상기 송신 안테나의 마이크로웨이브를 인가하는 상부면과 상기 수신 안테나의 마이크로웨이브를 수신하는 상부면이 반원 평면인 것을 특징으로 하는 평면형 플라즈마 진단 장치가 매립된 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치.
The method of claim 1,
A wafer type plasma diagnosis apparatus in which a planar plasma diagnosis apparatus is embedded, wherein an upper surface of the transmitting antenna for applying microwaves and an upper surface of the receiving antenna for receiving microwaves are semicircular.
상기 평면형 플라즈마 진단 장치는 상기 원형 부재의 중심부 또는 가장자리에 매립되는 것을 특징으로 하는 평면형 플라즈마 진단 장치가 매립된 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치.
The method of claim 1,
The planar plasma diagnosis apparatus is a wafer type plasma diagnosis apparatus in which the planar plasma diagnosis apparatus is embedded, wherein the planar plasma diagnosis apparatus is buried in a center or an edge of the circular member.
상기 평면형 플라즈마 진단 장치는 상기 원형 부재에 복수개가 매립되는 것을 특징으로 하는 평면형 플라즈마 진단 장치가 매립된 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치.
The method of claim 1,
The planar plasma diagnosis apparatus is a wafer type plasma diagnosis apparatus in which a plurality of the planar plasma diagnosis apparatuses are embedded in the circular member.
상기 평면형 플라즈마 진단 장치는 상기 원형 부재의 중심부로부터 방사형으로 복수개가 매립되는 것을 특징으로 하는 평면형 플라즈마 진단 장치가 매립된 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치.
The method of claim 5,
The planar plasma diagnosis apparatus is a wafer type plasma diagnosis apparatus in which a plurality of the planar plasma diagnosis apparatuses are buried radially from the center of the circular member.
상기 평면형 플라즈마 진단 장치는 상기 원형 부재에 격자형 또는 십자형으로 복수개가 매립되는 것을 특징으로 하는 평면형 플라즈마 진단 장치가 매립된 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치.
The method of claim 5,
The planar plasma diagnosis apparatus is a wafer type plasma diagnosis apparatus in which a plurality of the planar plasma diagnosis apparatuses are embedded in the circular member in a grid shape or a cross shape.
상기 복수개의 평면형 플라즈마 진단 장치에 병렬로 연결되는 스펙트럼 분석기를 더 포함하고,
상기 스펙트럼 분석기는 상기 복수개의 평면형 플라즈마 진단 장치에 연결되는 배선의 길이가 서로 다른 것을 특징으로 하는 평면형 플라즈마 진단 장치가 매립된 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치.
The method of claim 5,
Further comprising a spectrum analyzer connected in parallel to the plurality of planar plasma diagnostic devices,
The spectrum analyzer is a wafer type plasma diagnosis apparatus in which a flat type plasma diagnosis apparatus is embedded, wherein the lengths of wirings connected to the plurality of planar plasma diagnosis apparatuses are different from each other.
상기 복수개의 평면형 플라즈마 진단 장치에 연결되는 스위칭 회로와 스펙트럼 분석기를 더 포함하고,
상기 스위칭 회로는 상기 복수개의 평면형 플라즈마 진단 장치를 순차적으로 동작하도록 하여 상기 스펙트럼 분석기에 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 평면형 플라즈마 진단 장치가 매립된 웨이퍼형 플라즈마 진단 장치.
The method of claim 5,
Further comprising a switching circuit and a spectrum analyzer connected to the plurality of planar plasma diagnostic devices,
The switching circuit is a wafer type plasma diagnosis apparatus in which the planar plasma diagnosis apparatus is embedded, wherein the switching circuit sequentially operates the plurality of planar plasma diagnosis apparatuses to be connected to the spectrum analyzer.
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