KR102339549B1

KR102339549B1 - 다중 정합코일을 구비한 플라즈마 처리장치

Info

Publication number: KR102339549B1
Application number: KR1020200026732A
Authority: KR
Inventors: 김철식
Original assignee: 김철식
Priority date: 2020-03-03
Filing date: 2020-03-03
Publication date: 2021-12-14
Also published as: KR20210111601A

Abstract

본 발명은 반도체, 디스플레이 제조장비에서 사용되는 진공 챔버 또는 진공 배관 라인에 설치되어 플라즈마를 발생시켜, 챔버의 주기 세정을 하거나, 챔버로부터 배출되는 PFC, 미반응가스 및 유해가스를 제거할 수 있는 다중 정합코일을 구비한 플라즈마 처리장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 다중 정합코일을 구비한 플라즈마 처리장치는, 진공 챔버의 배기 라인에 설치되며, 내부 공간에 플라즈마를 발생시켜 내부 공간을 이동하는 기체를 처리하는 방전 공간부; 상기 방전 공간부의 상부에 상기 배기 라인과 상기 방전 공간부를 연결하여 설치되며, 상기 배기 라인을 통하여 배출되는 기체를 상기 방전 공간부로 유입시키는 기체 유입 챔버; 상기 방전 공간부의 하부에 상기 배기 라인과 상기 방전 공간부를 연결하여 설치되며, 상기 방전 공간부를 통과한 기체를 상기 배기 라인으로 배출시키는 기체 배출 챔버; 상기 방전 공간부의 외부를 감싸도록 설치되는 페라이트 코어부; 상기 페라이트 코어부를 감싸는 구조로 권선되어 설치되는 전기장 유도부; 상기 전기장 유도부에 교류 전원을 인가하는 전원 공급부; 상기 기체 유입 챔버 또는 기체 배출 챔버를 감싸는 방식으로 권선되는 하나 이상의 코일로 설치되며, 상기 전원 공급부에서 상기 전기장 유도부로 공급되는 교류 전원을 정합하는 정합 코일부;를 포함한다.

Description

다중 정합코일을 구비한 플라즈마 처리장치{A PLASMA APPARATUS HAVING THE MULTIPLE MATCHING COILS}

본 발명은 다중 정합코일을 구비한 플라즈마 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체, 디스플레이 제조장비에서 사용되는 진공 챔버 또는 진공 배관 라인에 설치되어 플라즈마를 발생시켜, 챔버의 주기 세정을 하거나, 챔버로부터 배출되는 PFC, 미반응가스 및 유해가스를 제거할 수 있는 다중 정합코일을 구비한 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.

반도체, LCD, OLED 등을 생산하는 공정 중 많은 부분이 진공펌프를 이용한 증착 공정(Deposition)과 식각공정(Etching)으로 이루어져 있으며, 이들 공정에 사용되는 진공 챔버는 주기적으로 세정하는 세정 공정이 진행된다.

이러한 세정 공정은 증착 공정 중 진공 챔버에 퇴적되는 부산물을 제거하는 것으로서, 주로 산화막(Oxide), 질화막(Nitride) 또는 금속반응막을 증착한 후 실시한다. 산화막이나 질화막을 증착하게 되면 챔버를 주기적으로 세정해 주어야 하는데, 이때 삼불화질소(NF3) 또는 육불화황(SF6)를 원격플라즈마 장치(remote plasma)로 분해하여 챔버에 유입시켜 세정 공정을 진행한다.

한편 증착 공정에서는 상기와 같은 산화막이나 질화막 또는 금속막을 증착한다. 반도체 및 디스플레이 소자의 세대가 진보함에 따라 성능 개선을 얻기 위하여 유독가스와 유해 전구체(precursor)의 사용범위와 사용량이 증가하고 있는 추세이다. 전구체는 주로 금속산화막이나 금속질화막의 증착을 위하여 사용되는데, 일반적으로 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 하프늄(Hf), 티타늄(Ti) 등의 재로가 사용된다. 대부분 액체상태인 전구체들은 매우 강한 반응성 때문에, 미반응 상태로 배출되면 그 자체로 매우 해롭거나 위험한 부산물로 배기관에 쌓인다.

한편 식각 공정에서는 CF4, C3F8, CHF3 등과 같은 퍼플루오르화합물(PFCs) 가스가 널리 사용되고 있다. 이러한 가스는 미반응 상태로 배출되면 강력한 온실가스로 지구환경에 매우 유해하다.

따라서 이러한 잔류가스를 처리하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이, 스크러버 장치(50)를 사용하기도 하는데, 이는 효율이 매우 낮은 문제점이 있다. 또한 이를 보완하기 위하여 공정 챔버(10)와 진공펌프(40) 중간에 플라즈마 장치(30)를 배치시켜 이 가스들을 분해하는 시도도 이루어지고 있다. 이러한 플라즈마 장치(30)로는 페라이트 코어(34)를 구비하는 페라이트 코어형 플라즈마(Ferritecore plasma)가 사용된다.

그런데 이 경우에는 각 장비별로 다른 플라즈마 특성에 적절하게 대응하지 못할 뿐만아니라, 동일한 장비라도 공정특성 때문에 공정별로 다른 가스 종류, 가스량과 압력변화에 따른 임피던스(impedance)의 지속적인 변화 때문에, 플라즈마가 적절하게 대응하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 다중 정합 코일을 구비한 플라즈마 장치를 제공함으로써 다양한 가스종류와 가스량이 상이한 반도체 및 장비에 설치되더라도 하나의 동일한 장치로서 다양한 장비환경에 대응될 수 있는 진공배관 설치형 플라즈마 장치를 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 다중 정합코일을 구비한 플라즈마 처리장치는, 진공 챔버의 배기 라인에 설치되며, 내부 공간에 플라즈마를 발생시켜 내부 공간을 이동하는 기체를 처리하는 방전 공간부; 상기 방전 공간부의 상부에 상기 배기 라인과 상기 방전 공간부를 연결하여 설치되며, 상기 배기 라인을 통하여 배출되는 기체를 상기 방전 공간부로 유입시키는 기체 유입 챔버; 상기 방전 공간부의 하부에 상기 배기 라인과 상기 방전 공간부를 연결하여 설치되며, 상기 방전 공간부를 통과한 기체를 상기 배기 라인으로 배출시키는 기체 배출 챔버; 상기 방전 공간부의 외부를 감싸도록 설치되는 페라이트 코어부; 상기 페라이트 코어부를 감싸는 구조로 권선되어 설치되는 전기장 유도부; 상기 전기장 유도부에 교류 전원을 인가하는 전원 공급부; 상기 기체 유입 챔버 또는 기체 배출 챔버를 감싸는 방식으로 권선되는 하나 이상의 코일로 설치되며, 상기 전원 공급부에서 상기 전기장 유도부로 공급되는 교류 전원을 정합하는 정합 코일부;를 포함한다.

그리고 본 발명에서 상기 방전 공간부는, 알루미늄 재질로 이루어지며, 기체 흐름이 두 방향으로 나뉘는 구조인 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 정합 코일부는, 상기 기체 유입 챔버를 감싸도록 설치되며, 상기 전원 공급부로부터 교류 전원을 공급받아서 1차 정합하는 제1 정합 코일; 상기 기체 배출 챔버를 감싸도록 설치되며, 상기 제1 정합 코일로부터 교류 전원을 공급받아서 2차 정합하는 제2 정합 코일;을 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 제1 정합 코일은, 상기 기체 유입 챔버 외부를 감싸는 다수개의 제1 코일; 상기 다수개의 제1 코일을 병렬 연결하거나 직렬 연결하는 제1 코일 연결부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 제2 정합 코일은, 상기 기체 배출 챔버 외부를 감싸는 다수개의 제2 코일; 상기 다수개의 제2 코일을 병렬 연결하거나 직렬 연결하는 제2 코일 연결부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서, 상기 제1 코일 또는 제2 코일은 5 ~ 10 스퀘어 규격을 가지는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 전원 공급부는 100 ~ 500 kHz의 주파수를 가지는 전력을 공급하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 다중 정합코일을 구비한 플라즈마 처리장치에는, 상기 방전 공간부 내부 공간에 말단이 노출되도록 설치되며, 초기 플라즈마를 점화하는 방전핀이 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 방전핀은, 말단면의 단면적이 0.5 cm² 이하인 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서, 상기 방전핀에는 전압이 15,000 ~ 20,000 V이고, 전류가 100 mA 이하인 전원이 공급되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 다중 정합코일을 구비한 플라즈마 처리장치에는, 상기 플라즈마 점화시에는 상기 방전핀에 전원을 인가하고, 상기 페라이트 코어부에 전원이 인가된 후에는 상기 방전핀에 인가된 전원을 차단하는 제어부가 더 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 다중 정합코일을 구비한 플라즈마 처리장치에 따르면 구비된 제1 정합코일과 제2 정합 코일의 직렬 또는 병렬 연결의 조합에 의하여 매칭박스 없이도 교류전력의 임피던스를 다양하게 조절가능하게 함으로써 전력을 효과적으로 전송할 수 있으며, 이에 따라 각기 다른 공정의 장비 및 상이한 플라즈마 임피던스 환경에 대하여 장치의 교체 없이 대응할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따른 다중 정합코일을 구비한 플라즈마 처리장치로서 여러 종류의 공정 조건에도 대응할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 잔류가스 처리를 위한 플라즈마 처리장치의 설치 상태를 도시하는 블럭도이다.
도 2는 종래의 잔류가스 처리를 위한 플라즈마 처리장치의 내부 구조를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 구조를 도시하는 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 구조를 도시하는 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 내부 구조를 도시하는 단면 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 내부 구조를 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 구조를 도시하는 정면도이다.
도 10, 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 방전핀의 구조를 도시하는 사시도들이다.
도 12 내지 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1, 2 정합 코일의 서로 다른 연결 방법을 도시하는 도면들이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.

본 실시예에 따른 다중 정합코일을 구비한 플라즈마 처리장치(100)는 도 3 내지 7에 도시된 바와 같이, 방전 공간부(110), 기체 유입 챔버(120), 기체 배출 챔버(130), 페라이트 코어부(140), 전기장 유도부(150), 전원 공급부(160) 및 정합 코일부(170)를 포함하여 구성된다.

먼저 상기 방전 공간부(110)는 진공 챔버(10)의 배기 라인(20)에 설치되며, 내부 공간에 플라즈마를 발생시켜 내부 공간을 이동하는 기체를 처리하는 구성요소이다. 이때 상기 방전 공간부(110)는 알루미늄 재질로 이루어지며, 도 6, 7에 도시된 바와 같이, 기체 흐름이 두 방향으로 나뉘는 구조인 것이 바람직하다. 따라서 상기 방전 공간부(110)에는 두 갈래로 나눠진 2개의 방전 공간(111, 112)이 형성되고, 그 방전 공간(111, 112) 사이에는 개방 공간(113)이 형성된다.

다음으로 상기 기체 유입 챔버(120)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 방전 공간부(110)의 상부에 상기 배기 라인(20)과 상기 방전 공간부(110)를 연결하여 설치되며, 상기 배기 라인(20)을 통하여 배출되는 기체를 상기 방전 공간부(110)로 유입시키는 구성요소이다. 따라서 상기 기체 유입 챔버(120)는 도 6, 7에 도시된 바와 같이, 상기 방전 공간부(110)의 상부와 연통되도록 내부 공간을 가지는 구조이며, 그 상부에는 상기 배기 라인(20)과 연결되는 연결관(122)이 형성된다. 이때 상기 연결관(122)은 상기 배기 라인(20)의 내경과 동일한 내경을 가지는 형상이 바람직하다.

물론 본 실시예에서 상기 기체 유입 챔버(120)와 상기 방전 공간부(110)는 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이, 일체로 형성될 수도 있으며, 별도로 형성되어 서로 결합되는 구조를 가질 수도 있다.

다음으로 상기 기체 배출 챔버(130)는 도 3, 4에 도시된 바와 같이, 상기 방전 공간부(110)의 하부에 상기 배기 라인(20)과 상기 방전 공간부(110)를 연결하여 설치되며, 상기 방전 공간부(110)를 통과한 기체를 상기 배기 라인(20)으로 배출시키는 구성요소이다. 따라서 상기 기체 배출 챔버(130)도 도 6, 7에 도시된 바와 같이, 상기 방전 공간부(110)의 하부와 연통되도록 일정한 내부 공간을 가지는 구조이며, 그 하부에는 상기 배기 라인(20)과 연결되는 연결관(132)이 형성된다.

이때 상기 연결관(132)도 당연히 상기 배기 파인(20)의 내경과 동일한 내경을 가지는 형상이 바람직하다.

물론 본 실시예에서 상기 기체 배출 챔버(130)와 상기 방전 공간부(110)는 일체로 형성될 수도 있으며, 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이, 별도로 형성되어 서로 결합되는 구조를 가질 수도 있다.

다음으로 상기 페라이트 코어부(140)는 도 3, 4에 도시된 바와 같이, 상기 방전 공간부(110)의 외부를 감싸도록 설치되는 구성요소이다. 본 실시예에서 상기 방전 공간부(110)는 전술한 바와 같이, 방전 공간(111, 112)가 두 갈래로 나뉘어 지는 구조이므로, 상기 페라이트 코어부(140)도 2개의 방전 공간(111, 112)를 모두 감싸는 구조를 가진다.

따라서 본 실시예에서 상기 페라이트 코어부(140)는 나란하게 설치되는 2 쌍의 페라이트 코어(141, 142)를 각각 구비하며, 이 2 쌍의 페라이트 코어(141, 142)는 상기 개방 공간(143)에서 서로 가장 접근된 상태이다. 따라서 상기 전기장 유도부(150)가 도 4에 도시된 바와 같이, 이 개방 공간(143) 위치에서 상기 2 쌍의 페라이트 코어(141, 142)를 한꺼번에 감싸도록 설치된다.

상기 전기장 유도부(150)는 도 3, 4에 도시된 바와 같이, 상기 페라이트 코어부(140)를 감싸는 구조로 권선되어 설치되며, 상기 전원 공급부(160)에서 공급되는 교류 전원에 의하여 전기장을 유도하는 구성요소이다. 이때 상기 전기장 유도부(150)는 상기 1 ~ 4회의 권선수를 가지며, 10 ~ 200 μH의 인덕턴스를 가지는 것이 바람직하다. 그리고 본 실시예에서 상기 전기장 유도부(150)의 시단은 상기 정합 코일부(170)에 연결되고, 상기 전기장 유도부(150)의 종단은 접지된다.

다음으로 상기 전원 공급부(160)는 도 12 내지 15에 도시된 바와 같이, 상기 전기장 유도부(150)에 교류 전원을 인가하는 구성요소이다. 본 실시예에서 상기 전원 공급부(160)는 상기 정합 코일부(170)를 경유하여 교류 전원을 상기 전기장 유도부(150)에 인가하며, 구체적으로 100 ~ 500 kHz의 주파수를 가지는 전력을 공급하는 것이 바람직하다.

다음으로 상기 정합 코일부(170)는 도 3, 4에 도시된 바와 같이, 상기 기체 유입 챔버(120) 또는 기체 배출 챔버(130)를 감싸는 방식으로 권선되는 하나 이상의 코일로 설치되며, 상기 전원 공급부(160)에서 상기 전기장 유도부(150)로 공급되는 교류 전원을 정합하는 구성요소이다. 즉, 상기 정합 코일부(170)는 상기 기체 유입 챔버(120)와 기체 배출 챔버(130) 중 어느 하나 또는 둘 모두를 감싸는 방식으로 권선되는 다수개의 코일로 설치되며, 각 코일의 연결 방식 변경에 의하여 상기 전기장 유도부(50)로 공급되는 교류 전원을 정합하는 것이다.

이를 위하여 본 실시예에서 상기 정합 코일부(170)는, 도 3, 4에 도시된 바와 같이, 제1 정합 코일(171)과 제2 정합 코일(174)로 구성될 수 있다. 먼저 상기 제1 정합 코일(171)은 상기 기체 유입 챔버(120)를 감싸도록 설치되며, 상기 전원 공급부(160)로부터 교류 전원을 공급받아서 1차 정합하는 구성요소이다.

그리고 상기 제1 정합 코일(171)은 도 3, 4에 도시된 바와 같이, 상기 기체 유입 챔버(120) 외부를 감싸는 다수개의 제1 코일(172)과 제1 코일 연결부(173)를 포함하여 구성된다. 여기에서 상기 제1 코일(172)은 도 3, 4에 도시된 바와 같이, 상기 기체 유입 챔버(120) 외부를 수회 감싸는 다수개의 코일로 구성되며, 상기 제1 코일 연결부(173)는 상기 다수개의 제1 코일(172)의 연결 부분에 설치되어 다수개의 제1 코일(172)을 직렬 또는 병렬 등으로 변경하여 연결하는 구성요소이다.

그리고 본 실시예에서 상기 제1 코일(172)들은 도 3, 4에 도시된 바와 같이, 코일 설치 지그(177)에 의하여 안정적으로 상기 기체 유입 챔버(120) 외부에 설치되는 것이 바람직하며, 상기 코일 설치 지그(177)에는 다수개의 제1 코일(172)들이 일정한 간격을 유지하고 상기 기체 유입 챔버(120)에 권선되도록 다수개의 설치 슬롯을 가진다.

또한 상기 제2 정합 코일(174)도 도 3, 4에 도시된 바와 같이, 상기 기체 배출 챔버(130)를 감싸도록 설치되며, 상기 제1 정합 코일(171)로부터 교류 전원을 공급받아서 2차 정합하는 구성요소이다. 즉, 상기 제2 정합 코일(174)은 상기 제1 정합 코일(171)과 전기적으로 연결되어 설치되며, 상기 제1 정합 코일(171)에 의하여 1차 정합된 교류 전원을 다시 2차 정합하는 것이다.

본 실시예에서 상기 제2 정합 코일(174)의 구체적인 구조는 상기 제1 정합 코일(171)의 그것과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 반복 설명은 생략한다.

한편 본 실시예에서 상기 제1 코일(172) 또는 제2 코일(175)은 5 ~ 10 스퀘어 규격을 가지는 것이, 교류 전원의 이동과 코일의 설치가 용이하여 바람직하다. 여기에서 '스퀘어'는 전선의 단면적을 나타내는 단위로서 mm² 을 말한다.

일반적으로 교류회로에서 총임피던스는 저항성분(resistivity), 커패시터성분(capacitance), 인덕터성분(inductance)의 복소제급근으로 이루어진다. 본 실시예에서 사용되는 페라이트 코어부(140)를 이용한 플라즈마 장치(100)의 경우에는, 저항성분과 커패시터 성분이 거의 없기 때문에, 총 임피던스는 인덕턴스값으로 구성된다고 볼 수 있다. 이를 식으로 나타내면 아래와 같다.

< 식 1 >

일반적으로 플라즈마용 전력장치는 출력임피던스가 고정되어 있기 때문에 플라즈마 챔버측에도 이 출력임피던스와 근사하도록 구성하여야 플라즈마를 효과적으로 유지할 수 있다. 따라서 플라즈마 장치와 전력 전원 사이에 임피던스 매칭을 할 수 있는 회로가 필요한 것이며, 본 실시예에서는 상기 정합 코일부(170)가 이러한 매칭 기능을 담당하는 것이다.

이러한 정합 코일부(170)에 의한 정합의 예가 도 12 내지 15에 도시되어 있다. 먼저 도 12의 경우, 제1 정합 코일(171)과 제2 정합 코일(174)을 직렬로 연결하고, 상기 제1, 2 정합 코일(171, 174) 내의 복수개의 코일도 직렬 연결하는 것이다. 이 경우의 총 임피던스(L(total))는 아래의 식에 의하여 구해진다.

< 식 2 >

L(total) = L1 + L2

도 13의 경우, 제1, 2 정합 코일(171, 174) 내의 복수개의 코일들은 서로 직렬 연결하고, 제1 정합 코일(171)과 제2 정합 코일(174)은 서로 병렬 연결한 경우이다. 이 경우의 총 임피던스(L(total))는 아래의 식에 의하여 구해진다.

< 식 3 >

L(total) = L1×L2/(L1 + L2)

또한 도 14의 경우, 교류 전원이 제1 정합 코일(171)은 건너 뛰고, 제2 정합 코일(174)만 지나도록 연결되고, 제2 정합 코일(174) 내의 모든 코일들은 직렬 연결된 경우이다. 이 경우 총 임피던스(L(total))는 L1과 동일하다.

마지막으로 도 15의 경우, 제1 정합 코일(171)과 제2 정합 코일(174)은 직렬 연결하되, 제1, 2 정합 코일(171, 174) 내의 복수개의 코일들은 서로 병렬 연결한 경우이다. 이 경우 총 임피던스(L(total))는 아래의 식에 의하여 구해진다.

< 식 4 >

L(total) = La×Lb/(La + Lb) + Lc×Ld/(Lc + Ld)

이렇게 본 실시예에 따른 정합 코일부(170)에서는 각 정합 코일(171, 174)의 연결 관계 및 한 정합 코일 내의 코일 간의 연결 관계를 변화시켜 매우 다양한 임피던스를 제공할 수 있는 것이다. 따라서 해당 공정 조건에서 가장 플라즈마 발생에 적합한 임피던스를 각 코일 간의 연결관계를 변화시켜 정합할 수 있는 것이다.

그리고 본 실시예에 따른 다중 정합코일을 구비한 플라즈마 처리장치(100)에는 도 8, 9에 도시된 바와 같이, 방전핀(180)이 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 방전핀(180)은 도 8, 9에 도시된 바와 같이, 상기 방전 공간부(110) 내부 공간(111, 112)에 말단이 노출되도록 설치되며, 초기 플라즈마를 점화하는 구성요소이다.

이를 위하여 본 실시예에서 상기 방전핀(180)은 말단면(183)의 단면적이 0.5 cm² 이하인 것이, 용이한 방전을 위하여 바람직하다. 또한 상기 방전핀(180)에는 전압이 15,000 ~ 20,000 V이고, 전류가 100 mA 이하인 전원이 공급되는 것이, 효과적인 방전을 위하여 바람직하다.

구체적으로 상기 방전핀(180)은 방전핀 설치 지그(182)에 의하여 상기 방전 공간부(110)에 형성되어 있는 방전핀 설치홀(181)을 관통하여 설치된다.

그리고 본 실시예에 따른 다중 정합코일을 구비한 플라즈마 처리장치(100)에는 상기 플라즈마 점화시에는 상기 방전핀(180)에 전원을 인가하고, 상기 페라이트 코어부(140)에 전원이 인가된 후에는 상기 방전핀(180)에 인가된 전원을 차단하는 제어부(도면에 미도시)가 더 구비되는 것이 바람직하다.

100 : 본 발명에 따른 다중 정합코일을 구비한 플라즈마 처리장치
110 : 방전 공간부 120 : 기체 유입 챔버
130 : 기체 배출 챔버 140 : 페라이트 코어부
150 : 전기장 유도부 160 : 전원 공급부
170 : 정합 코일부 180 : 방전핀

Claims

진공 챔버의 배기 라인에 설치되며, 내부 공간에 플라즈마를 발생시켜 내부 공간을 이동하는 기체를 처리하는 방전 공간부;
상기 방전 공간부의 상부에 상기 배기 라인과 상기 방전 공간부를 연결하여 설치되어 상기 배기 라인을 통하여 배출되는 기체를 상기 방전 공간부로 유입시키며, 외부면에 코일이 일정한 간격으로 권선되도록 유도하는 코일 설치 지그가 구비되는 기체 유입 챔버;
상기 방전 공간부의 하부에 상기 배기 라인과 상기 방전 공간부를 연결하여 설치되어 상기 방전 공간부를 통과한 기체를 상기 배기 라인으로 배출시키며, 외부면에 코일이 일정한 간격으로 권선되도록 유도하는 코일 설치 지그가 구비되는 기체 배출 챔버;
상기 방전 공간부의 외부를 감싸도록 설치되는 페라이트 코어부;
상기 페라이트 코어부를 감싸는 구조로 권선되어 설치되는 전기장 유도부;
상기 전기장 유도부에 교류 전원을 인가하는 전원 공급부;
상기 기체 유입 챔버 및 기체 배출 챔버를 감싸는 방식으로 상기 코일 설치 지그에 의하여 권선되는 둘 이상의 코일로 설치되며, 상기 전원 공급부에서 상기 전기장 유도부로 공급되는 교류 전원을 정합하는 정합 코일부;를 포함하는 다중 정합코일을 구비한 플라즈마 처리장치.
제1항에 있어서, 상기 방전 공간부는,
알루미늄 재질로 이루어지며, 기체 흐름이 두 방향으로 나뉘는 구조인 것을 특징으로 하는 다중 정합코일을 구비한 플라즈마 처리장치.
제1항에 있어서, 상기 정합 코일부는,
상기 기체 유입 챔버를 감싸도록 설치되며, 상기 전원 공급부로부터 교류 전원을 공급받아서 1차 정합하는 제1 정합 코일;
상기 기체 배출 챔버를 감싸도록 설치되며, 상기 제1 정합 코일로부터 교류 전원을 공급받아서 2차 정합하는 제2 정합 코일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 정합코일을 구비한 플라즈마 처리장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 정합 코일은,
상기 기체 유입 챔버 외부를 감싸는 다수개의 제1 코일;
상기 다수개의 제1 코일을 병렬 연결하거나 직렬 연결하는 제1 코일 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 정합코일을 구비한 플라즈마 처리장치.
제3항에 있어서, 상기 제2 정합 코일은,
상기 기체 배출 챔버 외부를 감싸는 다수개의 제2 코일;
상기 다수개의 제2 코일을 병렬 연결하거나 직렬 연결하는 제2 코일 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 정합코일을 구비한 플라즈마 처리장치.
제4항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 정합 코일 또는 제2 정합 코일은 5 ~ 10 스퀘어 규격을 가지는 것을 특징으로 하는 다중 정합코일을 구비한 플라즈마 처리장치.
제1항에 있어서, 상기 전원 공급부는,
100 ~ 500 kHz의 주파수를 가지는 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 다중 정합코일을 구비한 플라즈마 처리장치.
제1항에 있어서,
상기 방전 공간부 내부 공간에 말단이 노출되도록 설치되며, 초기 플라즈마를 점화하는 방전핀이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 다중 정합코일을 구비한 플라즈마 처리장치.