KR20030041217A - Ｉｃｐ 발생 장치의 안테나 전극 - Google Patents

Ｉｃｐ 발생 장치의 안테나 전극 Download PDF

Info

Publication number
KR20030041217A
KR20030041217A KR1020010071855A KR20010071855A KR20030041217A KR 20030041217 A KR20030041217 A KR 20030041217A KR 1020010071855 A KR1020010071855 A KR 1020010071855A KR 20010071855 A KR20010071855 A KR 20010071855A KR 20030041217 A KR20030041217 A KR 20030041217A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coating layer
antenna electrode
insulator coating
copper
icp generator
Prior art date
Application number
KR1020010071855A
Other languages
English (en)
Inventor
권기청
이정범
변홍식
Original Assignee
주성엔지니어링(주)
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 주성엔지니어링(주) filed Critical 주성엔지니어링(주)
Priority to KR1020010071855A priority Critical patent/KR20030041217A/ko
Priority to CN02150559A priority patent/CN1420713A/zh
Priority to US10/298,078 priority patent/US20030095072A1/en
Publication of KR20030041217A publication Critical patent/KR20030041217A/ko

Links

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
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H01J37/3211—Antennas, e.g. particular shapes of coils
    • 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
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • 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
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32522—Temperature
    • 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
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32559—Protection means, e.g. coatings
    • 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
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • 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
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H05H1/4645—Radiofrequency discharges
    • H05H1/4652—Radiofrequency discharges using inductive coupling means, e.g. coils

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

본 발명의 일 예에 따른 ICP 발생장치의 안테나 전극은, 바깥면에는 은 코팅층이 형성되어 있고, 속은 냉각수가 흐를 수 있도록 비어 있으며, 고주파 전력을 인가받는 구리관; 및 상기 은 코팅층 표면에 형성된 절연체 코팅층; 을 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 구리관의 안쪽면에 절연체 코팅층이 더 형성되어 있을 수 있다. 상기 구리관의 바깥면 또는 안쪽면에 형성된 상기 절연체 코팅층은 1 ~ 500 ㎛ 의 두께를 갖는 것이 적당하며, 테프론 또는 세라믹으로 이루어지는 것이 좋다. 본 발명에 의하면, 절연체 코팅층에 의하여 안테나 전극 표면이 부식되는 것을 방지할 수 있기 때문에 장시간 사용에 의한 고주파 전력 효율의 감소를 방지할 수 있다.

Description

ＩＣＰ 발생 장치의 안테나 전극{Antenna electrode used in inductively coupled plasma generation apparatus}
본 발명은 플라즈마 안테나 전극에 관한 것으로서, 특히 ICP(Inductively Coupled Plasma) 발생 장치에서 플라즈마 형성을 위한 전극으로 사용되어지는 안테나 전극에 관한 것이다.
반도체소자 제조공정에서는 플라즈마를 이용하는 공정이 종종 수행된다. 건식식각, 화학기상증착 및 스퍼터링 등이 이러한 공정의 예이다. 공정의 효율성을 높이기 위해 최근에는 1×1011∼2×1012이온/㎝3가량의 고밀도 플라즈마(High Density Plasma, HDP)를 이용하는 공정이 많이 채택되고 있다. 이러한 HDP는 안테나 전극을 이용하여 유도결합형 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP)를 형성함으로써 얻을 수 있다.
대부분 종래의 안테나 전극은 도 1에 도시된 바와 같이 바깥면에 은 코팅층(silver coating layer, 110)이 형성되어 있는 구리관(100)으로 이루어진다. 구리관(100)에 고주파 전력을 인가하면 구리관(100) 및 은 코팅층(110) 표면으로 전류가 흐르게 된다. 고주파 전류의 흐름에 의해 구리관(100)과 은 코팅층(110) 표면에 열이 발생하고 이로 인해 안테나 전극이 가열되는데, 이를 냉각시키기 위하여 구리관(100) 속에 냉각수를 흘려보낸다.
일반적으로, 도선에 흐르는 전류의 주파수가 증가할수록 도선 표면으로 전류가 흐른다. 도선 표면으로 흐르는 전류의 침투거리 또는 두께를 보통 표면깊이(skin depth)라 하며 아래의 수학식 1에 의해 결정된다.
여기서, δ는 표면깊이, σ는 매질의 전기전도도, f는 전류의 주파수, μ는 자기투자율(permeability of medium)이다.
예컨대, 구리도선에 DC가 가해질 경우에는 주파수(f)가 제로이므로 표면깊이(δ)가 무한대가 되어 도선의 단면 전체를 통하여 전류가 흐른다. 그러나, 구리도선에 60Hz의 전력을 인가하면 외부면에서 0.86cm 정도의 표면깊이(δ)까지 전류가 흐르고 더 이상의 내부에서는 전류가 흐르지 않는다. 만약, 구리도선에 1MHz의 전력을 인가하면, 표면깊이(δ)는 0.007cm 이어서 전류는 거의 구리도선 표면에만 흐른다.
이와같이, 수학식 1을 참고하면, 전류의 주파수가 증가하여 HF 및 VHF 대역(300KHz~300MHz) 정도가 되면 구리도선 표면에만 전류가 흐른다는 것을 알 수 있다. 따라서, 구리도선에 고주파 전류를 흘려보내면 도선표면의 저항에 의해 구리도선이 발열하고 산화하게 된다.
따라서, 상술한 종래의 안테나 전극에 장시간 고주파 전력을 인가하면 은 코팅층(110)이 부식되어 표면저항이 증가하게 되고, 따라서, 은 코팅층(110) 표면에 흐르는 전류가 감소하는 문제가 생기게 된다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 장시간 사용해도 부식이 일어나지 않도록 하여 상술한 종래의 문제점이 해결되도록 하는 ICP 발생장치의 안테나 전극을 제공하는 데 있다.
도 1은 종래의 ICP 발생장치의 안테나 전극을 설명하기 위한 단면도;
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 ICP 발생장치의 안테나 전극을 설명하기 위한 단면도들이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 참조번호의 설명 >
100, 200: 구리관 110, 210: 은 코팅층
220, 320: 절연체 코팅층 300: 무산소 구리관
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 ICP 발생장치의 안테나 전극은, 바깥면에는 은 코팅층이 형성되어 있고, 속은 냉각수가 흐를 수 있도록 비어 있으며, 고주파 전력을 인가받는 구리관; 및 상기 은 코팅층 표면에 형성된 절연체 코팅층; 을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 구리관의 안쪽면에 절연체 코팅층이 더 형성되어 있을 수 있다. 상기 구리관의 바깥면 또는 안쪽면에 형성된 상기 절연체 코팅층은 1 ~ 500 ㎛ 의 두께를 갖는 것이 적당하며, 테프론 또는 세라믹으로 이루어지는 것이 좋다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 예에 따른 ICP 발생장치의 안테나 전극은, 냉각수가 흐를 수 있도록 속이 비어 있으며, 고주파 전력을 인가받는 무산소 구리관; 및 상기 구리관 바깥면에 형성된 절연체 코팅층; 을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 구리관의 안쪽면에 절연체 코팅층이 더 형성되어 있을 수 있다. 상기 구리관의 바깥면 또는 안쪽면에 형성된 상기 절연체 코팅층은 1 ~ 500 ㎛ 의 두께를 갖는 것이 적당하며, 테프론 또는 세라믹으로 이루어지는 것이 좋다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 ICP 발생장치의 안테나 전극을 설명하기 위한 단면도이다. 도 2를 참조하면, 안테나 전극은 바깥면에 은 코팅층(silver coating layer, 210)이 형성되어 있는 구리관(200)으로 이루어진다. 은코팅층(210) 표면에는 1 ~ 500 ㎛ 의 두께의 절연체 코팅층(220)이 형성되어 있다. 냉각수에 포함된 산소에 의해서 구리가 산화 내지 부식되는 것을 방지하기 위하여 구리관(200)의 안쪽면에도 이러한 절연체 코팅층을 형성하면 더욱 좋다.
절연체 코팅층(220)은 테프론 또는 세라믹 코팅에 의해 형성된다. 테프론 코팅(Teflon coating)은 내열성이 우수하고, 고온에서 매우 안정하며, 화학적으로도 매우 안정하다. 그리고, 비용해성으로 용매에 잘 용해되지 않는다. 또한, 절연성이 매우 좋고, 유전율에 의한 RF 전력의 손실도 작으며, 표면저항이 크다는 전기적 특성을 가지고 있다.
한편, 안테나 전극은 도 3과 같이 은 코팅 없이 무산소 구리관(OFC tube, 300) 만으로도 이루어질 수 있다. 무산소 구리는 산소나 탈산제가 없는 구리를 말하며 전도성이 우수하고 가공성이 우수하여 전자부품에 많이 사용된다. 이 경우에도 무산소 구리관(300)의 바깥면에 절연체 코팅층(320)을 형성하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 무산소 구리관(300)의 안쪽면에도 절연체 코팅층(320)을 형성하는 것이 좋다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 절연체 코팅층(220, 320)에 의하여 안테나 전극 표면이 부식되는 것을 방지할 수 있기 때문에 장시간 사용에 의한 고주파 전력 효율의 감소를 방지할 수 있게 된다.
본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.

Claims (8)

  1. 바깥면에는 은 코팅층이 형성되어 있고, 속은 냉각수가 흐를 수 있도록 비어 있으며, 고주파 전력을 인가받는 구리관; 및
    상기 은 코팅층 표면에 형성된 절연체 코팅층;
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 ICP 발생장치의 안테나 전극.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구리관의 안쪽면에 절연체 코팅층이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 ICP 발생장치의 안테나 전극.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 절연체 코팅층이 1 ~ 500 ㎛ 의 두께로 코팅된 것임을 특징으로 하는 ICP 발생장치의 안테나 전극.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 절연체 코팅층이 테프론 또는 세라믹으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 ICP 발생장치의 안테나 전극.
  5. 냉각수가 흐를 수 있도록 속이 비어 있으며, 고주파 전력을 인가받는 무산소 구리관; 및
    상기 구리관 바깥면에 형성된 절연체 코팅층;
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 ICP 발생장치의 안테나 전극.
  6. 제5항에 있어서, 상기 구리관의 안쪽면에 절연체 코팅층이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 ICP 발생장치의 안테나 전극.
  7. 제5항 또는 제6항 있어서, 상기 절연체 코팅층이 1 ~ 500 ㎛ 의 두께로 코팅된 것임을 특징으로 하는 ICP 발생장치의 안테나 전극.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 절연체 코팅층이 테프론 또는 세라믹으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 ICP 발생장치의 안테나 전극.
KR1020010071855A 2001-11-19 2001-11-19 Ｉｃｐ 발생 장치의 안테나 전극 KR20030041217A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010071855A KR20030041217A (ko) 2001-11-19 2001-11-19 Ｉｃｐ 발생 장치의 안테나 전극
CN02150559A CN1420713A (zh) 2001-11-19 2002-11-13 感应耦合等离子体发射装置用的天线电极
US10/298,078 US20030095072A1 (en) 2001-11-19 2002-11-15 Antenna electrode for inductively coupled plasma generation apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010071855A KR20030041217A (ko) 2001-11-19 2001-11-19 Ｉｃｐ 발생 장치의 안테나 전극

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20030041217A true KR20030041217A (ko) 2003-05-27

Family

ID=19716097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020010071855A KR20030041217A (ko) 2001-11-19 2001-11-19 Ｉｃｐ 발생 장치의 안테나 전극

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20030095072A1 (ko)
KR (1) KR20030041217A (ko)
CN (1) CN1420713A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100755278B1 (ko) * 2006-11-08 2007-09-05 삼성전기주식회사 전해가공용 전극 제조방법
KR100782876B1 (ko) * 2005-03-24 2007-12-06 한국기계연구원 저온용 플라즈마 발생 튜브 반응기
WO2011133562A2 (en) * 2010-04-20 2011-10-27 Lam Research Corporation Methods and apparatus for an induction coil arrangement in a plasma processing system

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW572378U (en) * 2003-06-25 2004-01-11 Quanta Comp Inc Electronic device and its three-dimensional antenna structure
JP4713903B2 (ja) * 2004-03-04 2011-06-29 三星モバイルディスプレイ株式會社 誘導結合プラズマ化学気相蒸着装置
CN100493270C (zh) * 2004-11-09 2009-05-27 中国科学院等离子体物理研究所 一种用复合金属材料制成的天线单元及与其匹配的水冷却板
CN101971715B (zh) * 2008-03-05 2016-09-28 Emd株式会社 高频天线单元及等离子处理装置
US8736177B2 (en) * 2010-09-30 2014-05-27 Fei Company Compact RF antenna for an inductively coupled plasma ion source
US8901820B2 (en) * 2012-01-31 2014-12-02 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Ribbon antenna for versatile operation and efficient RF power coupling
US8912976B2 (en) * 2012-09-12 2014-12-16 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Internal RF antenna with dielectric insulation
CN106099326B (zh) * 2016-06-02 2019-03-22 燕山大学 一种基于等离子体介质调制的磁偶极子天线
CN109306457A (zh) * 2018-10-26 2019-02-05 江苏特丽亮镀膜科技有限公司 高频溅射装置及高频溅射方法
GB2590612A (en) * 2019-12-16 2021-07-07 Dyson Technology Ltd Method and apparatus for use in generating plasma

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07106096A (ja) * 1993-10-04 1995-04-21 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
US5587226A (en) * 1993-01-28 1996-12-24 Regents, University Of California Porcelain-coated antenna for radio-frequency driven plasma source
KR19990037411A (ko) * 1997-10-28 1999-05-25 도미노 후꾸미 반도체 플라즈마 처리 장치
US6376978B1 (en) * 2000-03-06 2002-04-23 The Regents Of The University Of California Quartz antenna with hollow conductor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5231334A (en) * 1992-04-15 1993-07-27 Texas Instruments Incorporated Plasma source and method of manufacturing
US6475333B1 (en) * 1993-07-26 2002-11-05 Nihon Shinku Gijutsu Kabushiki Kaisha Discharge plasma processing device
US5522934A (en) * 1994-04-26 1996-06-04 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus using vertical gas inlets one on top of another

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5587226A (en) * 1993-01-28 1996-12-24 Regents, University Of California Porcelain-coated antenna for radio-frequency driven plasma source
JPH07106096A (ja) * 1993-10-04 1995-04-21 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
KR19990037411A (ko) * 1997-10-28 1999-05-25 도미노 후꾸미 반도체 플라즈마 처리 장치
US6376978B1 (en) * 2000-03-06 2002-04-23 The Regents Of The University Of California Quartz antenna with hollow conductor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100782876B1 (ko) * 2005-03-24 2007-12-06 한국기계연구원 저온용 플라즈마 발생 튜브 반응기
KR100755278B1 (ko) * 2006-11-08 2007-09-05 삼성전기주식회사 전해가공용 전극 제조방법
WO2011133562A2 (en) * 2010-04-20 2011-10-27 Lam Research Corporation Methods and apparatus for an induction coil arrangement in a plasma processing system
WO2011133562A3 (en) * 2010-04-20 2012-04-05 Lam Research Corporation Methods and apparatus for an induction coil arrangement in a plasma processing system

Also Published As

Publication number Publication date
US20030095072A1 (en) 2003-05-22
CN1420713A (zh) 2003-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20030041217A (ko) Ｉｃｐ 발생 장치의 안테나 전극
KR100372317B1 (ko) 플라즈마처리방법및장치
KR101594636B1 (ko) 고주파 안테나 유닛 및 플라즈마 처리장치
TWI727448B (zh) 加熱器及載台
TWI736997B (zh) 載台、成膜裝置及膜加工裝置
JP2007149639A (ja) プラズマ生成方法及び装置並びにプラズマ処理装置
TWI750745B (zh) 加熱器
WO2005091687A1 (ja) マイクロプラズマジェット発生装置
JP2967060B2 (ja) マイクロ波プラズマ発生装置
JP2001284328A (ja) セラミック部品
JP7189086B2 (ja) プラズマ発生装置用部品
RU2287875C2 (ru) Свч гибридная интегральная схема и способ ее изготовления
US20080297285A1 (en) Microwave Conducting Arrangement
CN112687510A (zh) 一种防止约束环发生电弧损伤的等离子体处理器和方法
JP7015425B1 (ja) ステージおよびその作製方法
KR20230133408A (ko) 스테이지, 성막 장치 및 막 가공 장치
JPH09139122A (ja) 高周波用同軸ケーブルおよびその製造方法
JP2004179224A (ja) 金属コア基板及び金属コア配線板
KR200178592Y1 (ko) 오존발생기의 플라즈마 전극
CN221102005U (zh) 等离子体约束环、约束组件及等离子体处理装置
JP2003229368A (ja) 電流導入端子及びこれを有する真空処理装置
JP2004228544A (ja) 貫通コンデンサ及びその製造法
JP3244624B2 (ja) 線状体のコーティング装置
TW202404415A (zh) 護套加熱器及載台
KR20030058670A (ko) 플라즈마 증착 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
A107 Divisional application of patent
J201 Request for trial against refusal decision
WITB Written withdrawal of application
J801 Dismissal of trial

Free format text: REJECTION OF TRIAL FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20050126

Effective date: 20050628