KR200309098Y1 - Plasma etching apparatus of gun type - Google Patents

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KR200309098Y1
KR200309098Y1 KR20-2003-0000177U KR20030000177U KR200309098Y1 KR 200309098 Y1 KR200309098 Y1 KR 200309098Y1 KR 20030000177 U KR20030000177 U KR 20030000177U KR 200309098 Y1 KR200309098 Y1 KR 200309098Y1
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KR20-2003-0000177U
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배수천
이제훈
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가람전자(주)
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Abstract

본 고안은 건 타입의 플라즈마 식각장치에 관한 것으로서, 진공 분위기를 조성할 수 있는 챔버 영역을 가진 하우징; 상기 챔버 영역으로 공급되는 반응성 가스를 소정 전위차에 의해 이온화시켜 플라즈마를 생성하고 소정 자력에 의해 플라즈마 이온을 활성화시키기 위해 상기 챔버 영역의 입구측에 설치되는 플라즈마 발생수단; 및 상기 플라즈마 발생수단에 의해 발생된 플라즈마 이온을 소정 식각 대상물에 대해 빔 형태로 인출시킬 수 있도록 상기 챔버 영역의 출구측에 설치되는 플라즈마 이온 인출수단을 구비한다.The present invention relates to a gun type plasma etching apparatus, comprising: a housing having a chamber region capable of creating a vacuum atmosphere; Plasma generating means installed at an inlet side of the chamber region to generate plasma by ionizing a reactive gas supplied to the chamber region by a predetermined potential difference and to activate plasma ions by a predetermined magnetic force; And plasma ion extracting means provided at an outlet side of the chamber region so as to extract plasma ions generated by the plasma generating means in a beam form with respect to a predetermined etching target.

Description

건 타입의 플라즈마 식각장치 {Plasma etching apparatus of gun type}Plasma etching apparatus of gun type

본 고안은 건 타입의 플라즈마 식각장치에 관한 것으로서, 상세하게는 전기장과 자기장의 상호 작용에 의해 플라즈마를 생성하고 플라즈마 이온을 활성화시켜 수정 진동자의 표면 전극으로 용이하게 방출시킬 수 있는 구조를 가진 건 타입의 플라즈마 식각장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gun type plasma etching apparatus, and more specifically, a gun type structure having a structure that generates plasma by interaction between an electric field and a magnetic field and activates plasma ions to easily release them to a surface electrode of a crystal oscillator. The present invention relates to a plasma etching apparatus.

일반적으로, 플라즈마 식각장치는 반도체 제조 공정에 주로 사용되며, 특히 이동 통신기기용 표면 실장형 오실레이터에 적용 가능한 수정 진동자의 표면 전극을 식각하기 위해 사용된다. 수정 진동자는 이동 통신기기의 공진 주파수를 발생시키기 위한 것으로, 수정 진동자의 공진 주파수는 수정편의 두께와 그 수정편의 표면에 증착 등의 방법으로 형성된 전극의 두께 및 질량에 따라 결정된다.In general, the plasma etching apparatus is mainly used in the semiconductor manufacturing process, in particular for etching the surface electrode of the crystal oscillator applicable to the surface-mounted oscillator for mobile communication devices. The crystal oscillator is for generating a resonant frequency of the mobile communication device, and the resonant frequency of the crystal oscillator is determined according to the thickness and mass of the electrode formed by the thickness of the crystal piece and the method of deposition on the surface of the crystal piece.

이와 같은 종래의 수정 진동자의 표면 전극을 식각하기 위한 플라즈마 식각장치는 소정 챔버 내에 설치된 필라멘트를 가열하여 열전자를 방사시킨 상태에서,챔버에 반응성 가스를 도입하고, 소정 전위차에 의해 반응성 가스를 이온화시켜 플라즈마를 생성시킴으로써, 고밀도의 플라즈마 이온 빔을 수정 진동자의 표면 전극으로 인출시킬 수 있는 구조를 가진다.The plasma etching apparatus for etching the surface electrode of the conventional crystal oscillator heats a filament installed in a predetermined chamber to radiate hot electrons, introduces a reactive gas into the chamber, and ionizes the reactive gas by a predetermined potential difference to plasma By generating a structure, the high density plasma ion beam can be drawn out to the surface electrode of the crystal oscillator.

그런데, 종래의 플라즈마 식각장치는 열전자를 방출시키기 위해 정밀 가공된 필라멘트가 챔버 내에 채용되는 바, 전체적인 식각 설비의 가격이 상승하게 되고, 장기간을 사용할 경우 필라멘트가 플라즈마 이온에 의해 탄화됨으로써 수시로 교체해야 하는 번거로움이 있었다. 또한, 종래의 플라즈마 식각장치는 진공원으로서 터보 펌프를 사용하는 미조 증착 설비에 한정되고, 일반적으로 확산펌프(Diffusion Pump)가 채용되는 미조 증착 설비에 채용되지 못해 호환성을 갖지 못하게 되는 문제점이 있다.However, in the conventional plasma etching apparatus, since the filament that has been precisely processed to emit hot electrons is employed in the chamber, the cost of the overall etching equipment is increased, and the filament is carbonized by the plasma ions, which must be replaced frequently from time to time. There was a hassle. In addition, the conventional plasma etching apparatus is limited to the micro-vapor deposition equipment using a turbo pump as a vacuum source, and there is a problem in that it is not adopted to the micro-vapor deposition equipment in which a diffusion pump is adopted, and thus there is a problem in that it is not compatible.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 착상된 것으로, 필라멘트를 수시로 교체할 필요가 없어 편리하고, 구조가 간단하여 분해 조립이 용이하며, 설비의 제조 단가를 대폭적으로 절감시킬 수 있고, 다종의 미조 증착 설비에 대해 호환성을 갖도록 전기장과 자기장의 상호 작용에 의해 플라즈마를 생성하고 플라즈마 이온을 더욱 활성화시켜 수정 진동자의 표면 전극으로 용이하게 방출시킬 수 있는 구조를 가진 건 타입의 플라즈마 식각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been conceived to improve the above problems, it is not necessary to replace the filament from time to time, convenient, simple structure, easy to disassemble and assembly, can greatly reduce the manufacturing cost of equipment, To provide a plasma type plasma etching apparatus having a structure that can generate plasma by the interaction of the electric field and the magnetic field so as to be compatible with the micro-vapor deposition equipment, and further activate the plasma ions to be easily released to the surface electrode of the crystal oscillator. The purpose is.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 건 타입의 플라즈마 식각장치를 도시한 분해 사시도.1 is an exploded perspective view showing a gun type plasma etching apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 결합 단면 구성도.2 is a cross-sectional view of the combined configuration of FIG.

도 3은 도 1에 도시된 하우징과 챔버 영역의 배치 구조를 개략적으로 도시한 측면 구성도.FIG. 3 is a side view schematically showing the arrangement of the housing and chamber regions shown in FIG. 1; FIG.

도 4는 도 1에 도시된 영구자석의 배치 구조를 개략적으로 도시한 평면 구성도.4 is a plan view schematically showing the arrangement of the permanent magnet shown in FIG.

도 5a 및 도 5b는 도 2에 도시된 가스 공급원의 구조를 도시한 단면/평면 구성도.5A and 5B are cross-sectional / planar views showing the structure of the gas supply source shown in FIG.

도 6은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 건 타입의 플라즈마 식각장치의 동작을 설명하기 위한 단면 구성도.6 is a cross-sectional view for explaining the operation of the gun type plasma etching apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10... 하우징 15... 챔버 영역10 ... housing 15 ... chamber area

20... 챔버 용기 30... 플라즈마 발생수단20 ... chamber vessel 30 ... plasma generating means

31... 영구자석 32... 캐소드 전극31 ... permanent magnet 32 ... cathode electrode

39... 애노드 전극 40... 가스 공급원39.Anode electrode 40 ... Gas source

50... 플라즈마 이온 인출수단 51... 제1그리드부재50. Plasma ion extracting means 51 ... First grid member

52... 제2그리드부재 60... 커버부재52. Second grid member 60 ... Cover member

61... 커버 플레이트 63... 제1냉각편61 ... cover plate 63 ... 1st cooling plate

64... 제2냉각편 70... 냉각유니트64 ... 2nd Cooling Piece 70 ... Cooling Unit

71... 공간부 72... 물 주입포트71 ... space 72 ... water injection port

74... 물 배출포트74. Water discharge port

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 플라즈마를 생성할 수 있는 챔버 영역을 가진 하우징; 상기 챔버 영역으로 공급되는 반응성 가스를 소정 전위차에 의해 이온화시켜 플라즈마를 생성하고 소정 자력에 의해 플라즈마 이온을 활성화시키기 위해 상기 챔버 영역의 입구측에 설치되는 플라즈마 발생수단; 및 상기 플라즈마 발생수단에 의해 발생된 플라즈마 이온을 소정 식각 대상물에 대해 빔 형태로 인출시킬 수 있도록 상기 챔버 영역의 출구측에 설치되는 플라즈마 이온 인출수단을 구비한다.The present invention for achieving the above object, the housing having a chamber area capable of generating a plasma; Plasma generating means installed at an inlet side of the chamber region to generate plasma by ionizing a reactive gas supplied to the chamber region by a predetermined potential difference and to activate plasma ions by a predetermined magnetic force; And plasma ion extracting means provided at an outlet side of the chamber region so as to extract plasma ions generated by the plasma generating means in a beam form with respect to a predetermined etching target.

본 고안에 따른 건 타입의 플라즈마 식각장치에 있어서, 상기 플라즈마 발생수단은: 상기 챔버 영역의 입구측 내벽에 방사 상으로 설치된 다수의 영구자석; 상기 챔버 영역으로 반응성 가스를 공급하기 위한 가스 공급원이 마련되고, 챔버 영역의 중심 방향으로 돌출 형성된 스템부를 가지며, 상기 영구자석과 소정 갭을 유지하면서 챔버 영역의 입구에 결합될 수 있는 캐소드 전극; 및 상기 캐소드 전극과 소정 갭을 유지하면서 그 캐소드 전극과 소정 전위차를 갖도록 상기 스템부의 외측에 배치된 링 형상의 애노드 전극을 구비한다.In the plasma plasma etching apparatus of the gun type according to the present invention, the plasma generating means comprises: a plurality of permanent magnets radially installed on the inner wall of the inlet side of the chamber area; A cathode electrode provided with a gas supply source for supplying a reactive gas to the chamber region, the stem portion protruding toward the center of the chamber region, and a cathode electrode coupled to an inlet of the chamber region while maintaining a predetermined gap with the permanent magnet; And a ring-shaped anode electrode disposed outside the stem so as to have a predetermined potential difference with the cathode electrode while maintaining a predetermined gap with the cathode electrode.

본 고안에 따른 건 타입의 플라즈마 식각장치에 있어서, 상기 가스 공급원은: 반응성 가스를 주입시킬 수 있는 가스 주입포트; 및 상기 반응성 가스를 캐소드 전극과 애노드 전극 사이의 갭으로 분사시킬 수 있도록 상기 주입포트와 상호 연통되며, 상기 스템부의 외주와 애노드 전극 사이에 마련된 다수의 가스 배출포트를 구비한다.In the gun type plasma etching apparatus according to the present invention, the gas supply source comprises: a gas injection port capable of injecting a reactive gas; And a plurality of gas discharge ports communicating with the injection port so as to inject the reactive gas into a gap between the cathode electrode and the anode electrode, and provided between the outer circumference of the stem portion and the anode electrode.

본 고안에 따른 건 타입의 플라즈마 식각장치에 있어서, 상기 플라즈마 이온 인출수단은: 상기 챔버 영역의 출구를 폐쇄시킴과 동시에 그 챔버 영역으로부터 플라즈마 이온을 1차적으로 인출시키기 위해, 상기 챔버 영역의 중심 방향에 대응되는 부분에 제1스크린 패턴이 형성된 제1그리드부재; 및 상기 제1그리드부재의 제1스크린 패턴을 통해 인출된 플라즈마 이온을 식각 대상물로 가속화시키기 위해, 상기 제1그리드부재와 소정 간격 이격되게 설치되며, 상기 제1스크린 패턴에 대응되는 부분에 제2스크린 패턴이 형성되고, 상기 캐소드 전극 및 애노드 전극에 인가되는 전위 보다 상대적으로 낮은 전위를 인가할 수 있는 인출 전극이 연결된 제2그리드부재를 구비한다.In the plasma plasma etching apparatus of the gun type according to the present invention, the plasma ion extracting means comprises: in order to close the outlet of the chamber region and to simultaneously withdraw the plasma ions from the chamber region, the center direction of the chamber region; A first grid member having a first screen pattern formed at a portion corresponding to the first grid member; And spaced apart from the first grid member at a predetermined interval so as to accelerate the plasma ions drawn out through the first screen pattern of the first grid member to the etching target, and a second portion at a portion corresponding to the first screen pattern. And a second grid member having a screen pattern formed thereon and connected to an extraction electrode capable of applying a potential relatively lower than that applied to the cathode electrode and the anode electrode.

본 고안에 따른 건 타입의 플라즈마 식각장치는, 상기 플라즈마 이온 인출수단에 의해 인출되는 플라즈마 이온을 식각 대상물로 용이하게 유도함과 동시에 소정 온도로 가열된 플라즈마 이온을 냉각시키기 위해, 상기 플라즈마 이온 인출수단에 근접되게 설치된 커버부재를 더 구비한다.The gun type plasma etching apparatus according to the present invention is configured to provide plasma ions extracted by the plasma ion extracting means to the etching target and to cool the plasma ions heated to a predetermined temperature. The cover member is further provided in close proximity.

본 고안에 따른 건 타입의 플라즈마 식각장치에 있어서, 상기 커버부재는: 상기 하우징에 선택적으로 착탈 가능하게 설치되며, 플라즈마 이온이 실질적으로 인출될 수 있는 소정 크기의 구멍이 형성된 커버 플레이트; 상기 플라즈마 이온의 열을 1차적으로 냉각시킬 수 있도록 상기 구멍에 설치되며, 알루미늄 소재로 이루어진 링 형상의 제1냉각편; 및 상기 플라즈마 이온을 식각 대상물로 유도할 수 있는 유도공, 및 상기 제1냉각편에 의해 냉각된 플라즈마 이온을 2차적으로 냉각시킬 수 있도록 유도공의 주위에 형성된 다수의 냉각홀을 가지고, 상기 냉각편에 결합될 수 있는 제2냉각편을 구비한다.A gun type plasma etching apparatus according to the present invention, the cover member includes: a cover plate which is selectively detachably installed in the housing and has a hole having a predetermined size through which plasma ions can be substantially extracted; A ring-shaped first cooling piece formed in the hole so as to cool the heat of the plasma ions primarily; And a plurality of cooling holes formed around the induction hole to secondaryly cool the plasma ions cooled by the first cooling piece, and an induction hole for inducing the plasma ions to an etching target. It has a second cooling piece that can be combined.

본 고안에 따른 건 타입의 플라즈마 식각장치는, 상기 챔버 영역 내의 온도 분위기를 실질적으로 냉각시키기 위해, 상기 챔버 영역의 외측에 마련되는 냉각유니트를 더 구비한다.The plasma plasma etching apparatus of the gun type according to the present invention further includes a cooling unit provided outside the chamber region to substantially cool the temperature atmosphere in the chamber region.

본 고안에 따른 건 타입의 플라즈마 식각장치에 있어서, 상기 냉각유니트는: 상기 챔버 영역의 외측에 형성된 공간부; 상기 공간부에 냉각수를 연속적으로 주입시킬 수 있는 물 주입포트; 및 상기 공간부로 주입된 냉각수를 연속적으로 배출시킬 수 있는 물 배출포트를 구비한다.In the plasma plasma etching apparatus of the gun type according to the present invention, the cooling unit comprises: a space portion formed on the outside of the chamber area; A water injection port capable of continuously injecting cooling water into the space; And a water discharge port capable of continuously discharging the cooling water injected into the space part.

본 고안에 따른 건 타입의 플라즈마 식각장치는, 상기 챔버 영역에 선택적으로 착탈 가능한 원통 형상의 챔버 용기를 더 구비한다.The plasma plasma etching apparatus of the gun type according to the present invention further includes a cylindrical chamber container detachably attached to the chamber region.

본 고안에 따른 건 타입의 플라즈마 식각장치에 있어서, 상기 챔버 영역은 그 센터점이 하우징의 센터점에 대해 편심되게 마련되는 것이 바람직하다.In the gun type plasma etching apparatus according to the present invention, the chamber region is preferably provided with its center point eccentric with respect to the center point of the housing.

따라서, 본 고안은 종래와 달리 필라멘트를 수시로 교체할 필요가 없어 편리하고, 구조가 간단하여 분해 조립이 용이하며, 설비의 제조 단가를 대폭적으로 절감시킬 수 있고, 다종의 미조 증착 설비에 대해 호환성을 가지는 점에 그 특징이 있다.Therefore, the present invention does not need to replace the filament from time to time, which is convenient, and the structure is simple and easy to disassemble and assemble, significantly reducing the manufacturing cost of the equipment, and compatibility with a variety of micro-evaporation equipment It has its features.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 건 타입의 플라즈마 식각장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a gun type plasma etching apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 건 타입의 플라즈마 식각장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 결합 단면 구성도이다.1 is an exploded perspective view showing a gun type plasma etching apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the combined configuration of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 고안의 실시예에 따른 건 타입의 플라즈마 식각장치(100)는 플라즈마 이온을 생성/방출시켜 소정 식각 대상물 예컨대, 수정 진동자의 표면 전극을 식각하기 위한 것이다. 상기 건 타입의 플라즈마식각장치(100)는 종래와 달리 열전자를 방출시키기 위한 필라멘트가 배제되고, 전기장과 자기장의 상호 작용에 의해 플라즈마를 생성시키고 플라즈마 이온을 활성화시켜 수정 진동자의 표면 전극으로 용이하게 방출시킬 수 있는 구조를 가진다.Referring to FIGS. 1 and 2, the gun type plasma etching apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is to etch surface electrodes of a predetermined etching target such as a crystal oscillator by generating / releasing plasma ions. Unlike the conventional plasma type etching apparatus 100, the filament for releasing hot electrons is excluded, and plasma is generated by interaction between an electric field and a magnetic field, and plasma ions are easily released to the surface electrode of the crystal oscillator. It has a structure that can be done.

이를 위한 상기 건 타입의 플라즈마 식각장치(100)는, 실질적으로 플라즈마를 생성시킬 수 있는 챔버 영역(15)을 가진 하우징(10)과, 챔버 영역(15)으로 공급되는 반응성 가스를 소정 전위차에 의해 이온화시켜 플라즈마를 생성하고 소정 자력에 의해 플라즈마 이온을 활성화시킬 수 있는 플라즈마 발생수단(30)과, 플라즈마 발생수단(30)에 의해 발생된 플라즈마 이온을 소정 식각 대상물에 대해 빔 형태로 인출시킬 수 있는 플라즈마 이온 인출수단(50)과, 플라즈마 이온 인출수단(50)에 의해 인출되는 플라즈마 이온을 식각 대상물로 용이하게 유도함과 동시에 소정 온도로 가열된 플라즈마 이온을 냉각시킬 수 있는 커버부재(60)와, 챔버 영역(15) 내의 온도 분위기를 냉각시킬 수 있는 냉각유니트(70)를 구비한다.For this purpose, the gun type plasma etching apparatus 100 includes a housing 10 having a chamber region 15 that can substantially generate plasma, and a reactive gas supplied to the chamber region 15 by a predetermined potential difference. Plasma generating means 30 capable of ionizing to generate plasma and activating plasma ions by a predetermined magnetic force, and plasma ions generated by the plasma generating means 30 can be extracted in a beam form to a predetermined etching target. A cover member 60 capable of easily inducing the plasma ion extracting means 50 and the plasma ions extracted by the plasma ion extracting means 50 to the etching target and cooling the plasma ions heated to a predetermined temperature; A cooling unit 70 capable of cooling the temperature atmosphere in the chamber region 15 is provided.

이하에서 설명되는 본 실시예의 플라즈마 식각장치(100)는 소정의 진공 용기(미도시)에 내재된 채 플라즈마 이온을 방출시켜 식각 대상물을 식각할 수 있는 구조를 가진다. 그리고, 상기 진공 용기는 소정 프레임에 설치되며, 그 프레임에는 본 장치(100)을 구동시키기 위한 진공 시스템, 에어 시스템, 전자 시스템, 반응성 가스 공급 시스템, 냉각수 공급 시스템 등이 설비된다. 또한, 이들 각각의 시스템은 컨트롤 유니트(미도시)에 의해 서보 제어된다.The plasma etching apparatus 100 of the present embodiment described below has a structure capable of etching an etching target by releasing plasma ions while being embedded in a predetermined vacuum container (not shown). The vacuum container is installed in a predetermined frame, and the frame is equipped with a vacuum system, an air system, an electronic system, a reactive gas supply system, a cooling water supply system, and the like for driving the apparatus 100. Each of these systems is also servo controlled by a control unit (not shown).

상기 하우징(10)은 양단이 개방되고, 중공의 챔버 영역(15)이 마련된 원통 형상을 취하며, 마그네틱 스틸(magnetic steel: 자성 금속)로 이루어진다.하우징(10)은 접지 전극(68)을 통해 접지에 접속된다.The housing 10 is open at both ends and has a cylindrical shape in which a hollow chamber region 15 is provided. The housing 10 is made of magnetic steel. The housing 10 is connected to a ground electrode 68. Is connected to ground.

상기 챔버 영역(15)은 실질적으로 플라즈마가 생성되는 공간으로서, 하우징(10)의 길이 방향을 따라 원통 형상의 내벽이 형성된다. 챔버 영역(15)은 하우징(10)의 길이 방향에 대해 전방 측면에 출구(13)가 형성되고, 후방 측면에 입구(11)가 형성된다.The chamber region 15 is a space in which plasma is generated, and a cylindrical inner wall is formed along the longitudinal direction of the housing 10. The chamber region 15 has an outlet 13 on the front side with respect to the longitudinal direction of the housing 10 and an inlet 11 on the rear side.

도 3은 도 1에 도시된 하우징과 챔버 영역의 배치 구조를 개략적으로 도시한 측면 구성도이다.FIG. 3 is a side view schematically illustrating a layout structure of the housing and the chamber region illustrated in FIG. 1.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 챔버 영역(15)은 그 중심 방향의 센터점(A)이 하우징(10)의 중심 방향의 센터점(B)에 대해 편심되게 마련된다. 이와 같이, 하우징(10)의 센터점(B)에 대해 챔버 영역(15)의 센터점(A)을 편심되게 형성시키는 이유는, 가능한한 본 장치(100)의 외형을 소형화시키기 위함이다. 즉, 본 장치(100)의 외형 사이즈가 작으면 작을수록 진공 용기(미도시)의 내부 공간에 진공 분위기를 조성하기 위한 진공 시스템의 펌핑 타임을 최소화시킬 수 있기 때문이다.1 to 3, the chamber region 15 is provided such that the center point A in the center direction thereof is eccentric with respect to the center point B in the center direction of the housing 10. Thus, the reason for forming the center point A of the chamber area 15 eccentric with respect to the center point B of the housing 10 is to make the external shape of this apparatus 100 as small as possible. That is, the smaller the outer size of the apparatus 100, the smaller the pumping time of the vacuum system for creating a vacuum atmosphere in the inner space of the vacuum container (not shown).

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 챔버 영역(15)에는 그 내경과 동일한 외경을 가진 원통 형상을 가지고 챔버 영역(15)의 출구(13)를 통해 입구(11) 측으로 슬라이딩되면서 챔버 영역(15)에 삽입 또는 인출될 수 있는 별도의 챔버 용기(20)가 설치된다. 챔버 용기(20)는 챔버 영역(15)과 같은 중공을 가지고, 양단이 개방된 원통 형상의 구조를 가진다. 챔버 용기(20)는 논 마그네틱 스틸(non magnetic steel: 비자성 금속)로 이루어지는 것이 바람직하다. 챔버 용기(20)는 실질적으로플라즈마가 생성될 수 있는 플라즈마 생성 영역을 의미한다. 다시 말해, 플라즈마는 챔버 영역(15)에서 직접적으로 생성되지 않고, 챔버 영역(15)에 별도로 삽입된 챔버 용기(20)의 내부 공간에서 생성되는 것이다. 이와 같이, 챔버 영역(15)에 대해 삽입 또는 인출될 수 있는 별도의 챔버 용기(20)가 구비된 이유는, 플라즈마 생성시 플라즈마의 탄화 작용에 의해 챔버 영역(15)의 내벽에 그을음이 생기는 바, 이러한 그을음을 청소하기가 다소 불편하기 때문에 이를 방지하기 위한 것이다. 즉, 챔버 용기(20)를 챔버 영역(15)에 삽입시켜 놓고 그 내부 영역에서 플라즈마를 생성시키게 되면, 챔버 용기(20)를 외부로 인출시켜 그 챔버 용기(20)의 내벽에 생성된 그을음을 용이하게 청소할 수 있게 된다.As shown in FIGS. 1 and 2, the chamber region 15 has a cylindrical shape having an outer diameter equal to its inner diameter and slides toward the inlet 11 through the outlet 13 of the chamber region 15. 15 is provided with a separate chamber container 20 that can be inserted or withdrawn. The chamber container 20 has a hollow structure, such as the chamber region 15, and has a cylindrical structure with open ends. The chamber vessel 20 is preferably made of non magnetic steel (nonmagnetic metal). The chamber vessel 20 means a plasma generating region in which plasma can be generated substantially. In other words, the plasma is not generated directly in the chamber region 15 but is generated in the internal space of the chamber container 20 separately inserted in the chamber region 15. As such, the reason why the separate chamber container 20 that can be inserted into or removed from the chamber area 15 is provided is that soot is formed on the inner wall of the chamber area 15 by the carbonization of the plasma during plasma generation. This is to prevent this because it is rather inconvenient to clean up the soot. That is, when the chamber container 20 is inserted into the chamber region 15 and plasma is generated in the inner region, soot generated in the inner wall of the chamber container 20 by drawing the chamber vessel 20 to the outside It can be cleaned easily.

상기 플라즈마 발생수단(30)은 전기장 및 자기장의 상호 작용에 의해 챔버 영역(15) 내에서 플라즈마를 형성시키고, 플라즈마 이온을 활성화시키기 위한 것이다. 플라즈마 발생수단(30)은 챔버 영역(15)의 입구(11) 측에 설치된다. 이를 위한 플라즈마 발생수단(30)은 챔버 영역(15)의 입구(11)측 내벽에 방사 상으로 설치된 다수의 영구자석(31)과, 챔버 영역(15)의 입구(11)를 밀폐시킴과 동시에 영구자석(31)과 소정 갭을 유지하면서 챔버 영역(15)의 입구(11)에 결합될 수 있는 캐소드 전극(32)과, 캐소드 전극(32)과 소정 갭을 유지하면서 그 캐소드 전극(32)과 소정 전위차를 갖도록 캐소드 전극(32)에 근접되게 배치된 애노드 전극(38)을 구비한다.The plasma generating means 30 forms a plasma in the chamber region 15 by the interaction of the electric and magnetic fields, and activates the plasma ions. The plasma generating means 30 is provided at the inlet 11 side of the chamber region 15. Plasma generating means 30 for this purpose is to seal the plurality of permanent magnets 31 radially installed on the inner wall of the inlet 11 side of the chamber region 15, and the inlet 11 of the chamber region 15 at the same time A cathode electrode 32 that can be coupled to the inlet 11 of the chamber region 15 while maintaining a predetermined gap with the permanent magnet 31, and a cathode electrode 32 while maintaining a predetermined gap with the cathode electrode 32; And an anode electrode 38 disposed close to the cathode electrode 32 so as to have a predetermined potential difference with the anode.

상기 각각의 영구자석(31)은 챔버 영역(15)의 입구(11) 측의 내벽을 둘러 쌀 수 있도록 그 내벽에 형성된 설치홈(14)에 장착된다.Each of the permanent magnets 31 is mounted in an installation groove 14 formed in the inner wall so as to surround the inner wall of the inlet 11 side of the chamber region 15.

도 4는 도 1에 도시된 영구자석의 배치 구조를 개략적으로 도시한 평면 구성도이다.FIG. 4 is a plan view schematically showing the arrangement structure of the permanent magnet shown in FIG. 1.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 영구자석(31)은 전체적인 형상이 동심원을 가진 링 형상으로 되어 있으며, 바람직하게는 동심원을 따라 6 개소의 자석편이 연속적으로 배치된 구조를 가진다. 영구자석(31)은 약 4,000 가우스(gause)의 자력을 가지며, 챔버 영역(15)의 중심 방향을 향하는 루우프 상의 자기력선를 형성하도록 동심원의 내측에 N극이 배열되고, 그 동심원의 외측에 S극이 배열된다. 이와 같이 6 개소의 자석편을 링 형상으로 배치하여 영구자석(31)을 마련한 것은 N극과 S극의 데드 존(dead zone)이 대략 원형을 이루게 하여 편심을 가진 자기장이 형성되지 않게 하기 위함이다. 이로 인해, 영구자석(31)의 자력은 영구자석(31)의 주위에 균일하게 분포되면서 챔버 영역(15)의 중심 방향을 향하게 된다. 여기서, 영구자석(31)은 희토류계 자석 또는 페라이트계 자석 또는 알니코 자석 등의 다양한 자석 소재가 채용될 수 있다. 따라서, 영구자석(31)에 의해 형성된 자기장은 후술할 캐소드 전극(32) 및 애노드 전극(38)의 전위차에 의해 생성된 플라즈마의 전자궤도를 나선형 궤도로 변환시켜 플라즈마 이온을 활성화시키게 된다. 즉, 영구자석(31)에 의해 형성된 자기장은 영구자석(31)의 둘레에 분포되는 플라즈마를 억류하게 되어 고밀도의 플라즈마 이온을 효율적으로 생성하게 된다(도 1 및 도 2 참조).As shown in FIG. 4, the permanent magnet 31 has a ring shape having concentric circles as a whole, and preferably has six structures in which six pieces of magnets are continuously arranged along the concentric circles. The permanent magnet 31 has a magnetic force of about 4,000 gauss, and the N pole is arranged inside the concentric circle so as to form a line of magnetic force on the loop toward the center of the chamber region 15, and the S pole outside the concentric circle. Are arranged. In this way, the six magnet pieces are arranged in a ring shape so that the permanent magnets 31 are provided so that dead zones of the N pole and the S pole form a substantially circular shape so that an eccentric magnetic field is not formed. . As a result, the magnetic force of the permanent magnet 31 is uniformly distributed around the permanent magnet 31 to face the center direction of the chamber region 15. Here, the permanent magnet 31 may be a variety of magnetic materials such as rare earth magnet, ferrite magnet or alnico magnet. Therefore, the magnetic field formed by the permanent magnet 31 converts the electron orbit of the plasma generated by the potential difference between the cathode electrode 32 and the anode electrode 38 to be described later into a spiral orbit to activate plasma ions. That is, the magnetic field formed by the permanent magnet 31 detains the plasma distributed around the permanent magnet 31 to efficiently generate high density plasma ions (see FIGS. 1 and 2).

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 캐소드 전극(32)은 직류 전원으로부터 소정 전위를 가진 직류 전압(V1)이 인가될 수 있는 도체이며, 적어도영구자석(31)에 의해 형성되는 자기장을 방해하지 않는 비자성 금속(non magnetic steel)으로 이루어진다. 캐소드 전극(32)은 직류 전원으로부터 인가된 직류 전압(V1)을 제공받을 수 있는 캐소드 전극봉(37)이 직류 전원과 전기적으로 연결된다. 캐소드 전극(32)은, 영구자석(31)이 챔버 영역(15)의 입구(11)측 내벽에 설치된 상태에서, 챔버 영역(15)의 입구(11)를 폐쇄시키기 위해 그 입구(11)에 결합되며, 영구자석(31)의 동심원 내측 가장자리 부분에 근접 배치된다. 캐소드 전극(32)은 챔버 영역(15)의 입구(11)를 실질적으로 폐쇄시킬 수 있는 커버체(33)와, 영구자석(31)과 소정 갭을 유지하면서 영구자석(31)의 동심원 내측으로 삽입되며 커버체(33)에 챔버 영역(15)의 중심 방향을 따라 일체로 돌출 형성된 결합부(35)와, 결합부(35)에 챔버 영역(15)의 중심 방향을 따라 일체로 돌출 형성된 스템부(36)를 구비한다. 커버체(33)는 챔버 영역(15)의 입구(11) 부분을 밀폐시키기 위해, 나사를 매개로 챔버 영역(15)의 입구(11)의 가장자리 부분 즉, 하우징(10)의 후방 측면에 결합된다. 이를 위해, 커버체(33)의 가장자리 부분에는 나사가 관통하여 하우징(10)의 후방 측면에 결합될 수 있는 다수의 나사 구멍(34)이 형성된다. 마찬가지로, 하우징(10)의 후방 측면에는 나사가 결합될 수 있는 다수의 나사홈이 형성 됨은 자명한 사실이다. 아울러, 캐소드 전극봉(37)은 커버체(33)를 관통하여 결합부(35)와 전기적으로 연결된다. 이와 더불어, 캐소드 전극(32)에는 챔버 영역(15)으로 소정의 반응성 가스를 공급할 수 있는 가스 공급원(40)이 마련된다.As shown in FIGS. 1 and 2, the cathode electrode 32 is a conductor to which a DC voltage V 1 having a predetermined potential can be applied from a DC power supply, and at least a magnetic field formed by the permanent magnet 31. It is made of non-magnetic steel that does not interfere with it. The cathode electrode 32 is a cathode electrode 37 which can receive a DC voltage (V 1 ) applied from the DC power supply is electrically connected to the DC power supply. The cathode electrode 32 is provided at its inlet 11 to close the inlet 11 of the chamber region 15 with the permanent magnet 31 installed on the inner wall of the inlet 11 side of the chamber region 15. It is coupled to, and disposed close to the concentric inner edge portion of the permanent magnet (31). The cathode electrode 32 is formed inside the concentric circle of the permanent magnet 31 while maintaining a predetermined gap with the cover 33 and the permanent magnet 31, which can substantially close the inlet 11 of the chamber region 15. A stem 35 inserted and integrally protruding in the cover body 33 along the center direction of the chamber region 15, and a stem integrally protruding in the coupling portion 35 along the center direction of the chamber region 15. The part 36 is provided. The cover body 33 is coupled to the edge portion of the inlet 11 of the chamber region 15, ie, the rear side of the housing 10, via a screw to seal the portion of the inlet 11 of the chamber region 15. do. To this end, a plurality of screw holes 34 are formed in the edge portion of the cover body 33 so that the screws can penetrate and engage the rear side of the housing 10. Similarly, it is obvious that a plurality of screw grooves are formed on the rear side of the housing 10 to which the screws can be coupled. In addition, the cathode electrode 37 penetrates the cover body 33 to be electrically connected to the coupling part 35. In addition, the cathode electrode 32 is provided with a gas supply source 40 capable of supplying a predetermined reactive gas to the chamber region 15.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 애노드 전극(38)은 직류 전원으로부터 소정 전위를 가진 직류 전압(V2)이 인가될 수 있는 도체이며, 적어도 영구자석(31)에 의해 형성되는 자기장을 방해하지 않는 비자성 금속(non magnetic steel)으로 이루어진다. 애노드 전극(38)에 인가되는 직류 전압(V2)은 캐소드 전극(32)에 인가되는 직류 전압(V1)과 소정 전위차를 가진다. 바람직하게는, 애노드 전극(38)에 인가되는 직류 전압(V2)이 캐소드 전극(32)에 인가되는 직류 전압(V1) 보다 상대적으로 낮게 설정된다. 애노드 전극(38)은 직류 전원으로부터 인가된 직류 전압(V2)을 제공받을 수 있는 애노드 전극봉(39)이 직류 전원과 전기적으로 연결된다. 애노드 전극봉(39)은 캐소드 전극(32)과 절연된 상태에서 커버체(33) 및 결합부(35)를 동시에 관통하여 애노드 전극(38)과 전기적으로 연결된다. 애노드 전극(38)은 중앙 부분에 구멍(38a)이 뚫린 링 형상을 취하며, 캐소드 전극(32)의 스템부(36)가 그 구멍(38a)을 통해 삽입되어 캐소드 전극(32)과 소정 갭을 유지하면서 스템부(36)의 외측에 배치된다. 애노드 전극(38)은 캐소드 전극(32)의 결합부(35)와 소정 갭을 유지하면서 핀 결합될 수 있는 구조를 가진다. 따라서, 캐소드 전극(32) 및 애노드 전극(38) 각각에 상술한 바와 같은 조건의 직류 전압(V1,V2)을 인가하게 되면, 캐소드 전극(32)과 애노드 전극(38) 각각의 계면 사이에서는 실질적으로 직류 전기장이 형성된다. 이러한 직류 전기장은 소정 전위차에 의해 방전을 일으키게 되어 가스 공급원(40)으로부터 공급되는 가스를 이온화시킴으로써, 플라즈마를 생성하게 된다. 그리고, 캐소드 전극(32) 및 애노드전극(38)에 의해 형성되는 직류 전기장은 그 전계 방향이 영구자석(31)에 의해 형성되는 자기장의 자계 방향과 직교된다.1 and 2, the anode electrode 38 is a conductor to which a DC voltage V 2 having a predetermined potential can be applied from a DC power supply, and at least a magnetic field formed by the permanent magnet 31. It is made of non-magnetic steel that does not interfere with it. The DC voltage V 2 applied to the anode electrode 38 has a predetermined potential difference with the DC voltage V 1 applied to the cathode electrode 32. Preferably, the DC voltage V 2 applied to the anode electrode 38 is set relatively lower than the DC voltage V 1 applied to the cathode electrode 32. The anode electrode 38 has an anode electrode 39 which can receive a DC voltage V 2 applied from a DC power source, and is electrically connected to the DC power source. The anode electrode 39 penetrates the cover body 33 and the coupling part 35 simultaneously while being insulated from the cathode electrode 32 and is electrically connected to the anode electrode 38. The anode electrode 38 has a ring shape in which a hole 38a is drilled in the center portion thereof, and the stem portion 36 of the cathode electrode 32 is inserted through the hole 38a so that the cathode electrode 32 and a predetermined gap are formed. It is disposed outside of the stem portion 36 while maintaining. The anode electrode 38 has a structure that can be pin coupled while maintaining a predetermined gap with the coupling portion 35 of the cathode electrode 32. Therefore, when direct current voltages V 1 and V 2 are applied to each of the cathode electrode 32 and the anode electrode 38, the interface between the cathode electrode 32 and the anode electrode 38 is reduced. In a substantially direct electric field is formed. Such a direct current electric field causes discharge by a predetermined potential difference, thereby ionizing the gas supplied from the gas supply source 40, thereby generating plasma. The direct current field formed by the cathode electrode 32 and the anode electrode 38 is perpendicular to the magnetic field direction of the magnetic field formed by the permanent magnet 31.

도 5a 및 도 5b는 도 2에 도시된 가스 공급원의 구조를 도시한 단면/평면 구성도이다.5A and 5B are cross-sectional / planar diagrams showing the structure of the gas supply source shown in FIG.

도 5a, 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 전술한 바 있는 가스 공급원(40)은 반응성 가스를 주입시킬 수 있는 가스 주입포트(41)와, 반응성 가스를 캐소드 전극(32)과 애노드 전극(38) 사이의 갭으로 분사시킬 수 있는 다수의 가스 배출포트(43)를 구비한다.As illustrated in FIGS. 5A and 5B, the gas source 40 described above includes a gas injection port 41 through which a reactive gas can be injected, and a cathode electrode 32 and an anode electrode 38 for reactive gas. It has a plurality of gas discharge port 43 that can be injected into the gap between the).

상기 가스 주입포트(41)는 반응성 가스를 챔버 영역(15)으로 주입시킬 수 있는 부분으로, 캐소드 전극(32)의 커버체(33)에 마련된다. 가스 주입포트(41)에는 가스탱크(미도시)와 상호 연결된 가스 주입라인(42)이 연결된다.The gas injection port 41 is a portion capable of injecting reactive gas into the chamber region 15, and is provided in the cover body 33 of the cathode electrode 32. The gas injection port 41 is connected to a gas injection line 42 interconnected with a gas tank (not shown).

상기 가스 배출포트(43)는 실질적으로 반응성 가스를 캐소드 전극(32)과 애노드 전극(38) 사이의 갭으로 분사시키기 위한 것이다. 가스 배출포트(43)는 가스 주입포트(41)와 상호 연통되고, 스템부(36)와 경계면을 이루는 결합부(35)에 형성되며, 스템부(36)의 외주 방향으로 다수 형성된다. 더욱 구체적으로, 가스 배출포트(43)는 스템부(36)와 애노드 전극(38) 사이의 갭을 통해 노출되는 결합부(35)에 챔버 영역(15)의 센터점을 기준으로 방사 상으로 다수 형성된다. 따라서, 가스 주입포트(41)를 통해 주입된 반응성 가스는 가스 배출포트(43)를 통해 캐소드 전극(32)과 애노드 전극(38) 사이의 갭으로 분사된다.The gas discharge port 43 is for injecting substantially reactive gas into the gap between the cathode electrode 32 and the anode electrode 38. The gas discharge port 43 is in communication with the gas injection port 41 and is formed at the coupling portion 35 forming an interface with the stem portion 36, and is formed in the outer circumferential direction of the stem portion 36. More specifically, the gas discharge port 43 is radially multiplied by the center point of the chamber region 15 to the coupling portion 35 exposed through the gap between the stem portion 36 and the anode electrode 38. Is formed. Therefore, the reactive gas injected through the gas injection port 41 is injected into the gap between the cathode electrode 32 and the anode electrode 38 through the gas discharge port 43.

이와 같이, 가스 배출포트(43)를 스템부(36)의 외주 방향을 따라 원 형상으로 연속되게 형성시킨 이유는 챔버 영역(15)의 중심부 측에 분포된 플라즈마 이온의 밀도를 더욱 증가시키기 위함이다. 만약, 가스 배출포트(43)를 가스 주입포트(41)와 연통된 단일의 경로로서 스템부(36)에 형성시키게 되면, 챔버 영역(15)의 주변부에는 플라즈마 이온이 밀집되어 밀도가 높아지게 되고, 반대로 챔버 영역(15)의 중심부에는 플라즈마 이온의 밀도가 낮아지게 되는 현상이 발생된다. 따라서, 챔버 영역(15)으로부터 인출되는 이온 빔은 흔히 말하는 도넛 현상 또는 공동화 현상이 일어나게 된다. 이와 같은 도넛 현상 또는 공동화 현상에 의해 챔버 영역(15)으로부터 인출되는 이온 빔은 그 주변부에 분포된 플라즈마 이온의 밀도가 중앙부에 분포된 플라즈마 이온의 밀도 보다 상대적으로 높아지게 되어 전체적으로 균일한 밀도를 가진 이온 빔을 인출시키는데 불리하다. 여기서, 본 장치(100)에 적용되는 반응성 가스는 주기율표 18족에 속하는 비활성 기체로서, 바람직하게는 아르곤(Ar) 가스를 사용하는 것이 바람직하다.As such, the reason why the gas discharge port 43 is continuously formed in a circular shape along the outer circumferential direction of the stem portion 36 is to further increase the density of plasma ions distributed on the central side of the chamber region 15. . If the gas discharge port 43 is formed in the stem portion 36 as a single path communicating with the gas injection port 41, plasma ions are concentrated in the periphery of the chamber region 15 to increase the density. On the contrary, a phenomenon in which the density of plasma ions is lowered occurs in the center of the chamber region 15. Thus, the ion beam drawn out from the chamber region 15 is commonly referred to as donut or cavitation. By the donut phenomenon or the cavitation phenomenon, the ion beam drawn out from the chamber region 15 has the density of plasma ions distributed at its periphery relatively higher than the density of plasma ions distributed at the center, and thus has a uniform density as a whole. It is disadvantageous for drawing the beam. Here, the reactive gas applied to the apparatus 100 is an inert gas belonging to group 18 of the periodic table, and preferably argon (Ar) gas is used.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 이온 인출수단(50)은 챔버 영역(15)의 출구(13) 측에 설치된다. 플라즈마 이온 인출수단(50)은 챔버 영역(15)의 출구(13)를 폐쇄시킴과 동시에 챔버 영역(15)으로부터 플라즈마 이온을 1차적으로 인출시키기 위한 제1그리드부재(51)와, 제1그리드부재(51)를 통해 인출된 플라즈마 이온을 실질적으로 가속화시켜 식각 대상물로 인출시키기 위한 제2그리드부재 (52)를 구비한다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the plasma ion extracting means 50 is provided on the outlet 13 side of the chamber region 15. The plasma ion extracting means 50 closes the outlet 13 of the chamber region 15 and at the same time the first grid member 51 for firstly extracting plasma ions from the chamber region 15 and the first grid. A second grid member 52 is provided for substantially accelerating the plasma ions drawn out through the member 51 to be drawn out to the etching target.

상기 제1그리드부재(51)는 실질적으로 원반 형상을 취하고 있으며, 그 원반의 중앙 부분 즉, 챔버 영역(15)의 중심 방향에 대응되는 중앙 부분에 제1스크린패턴(53)이 형성된다. 제1그리드부재(51)는 챔버 영역(15)의 출구 가장자리 부분 즉, 하우징(10)의 전방 측면에 나사를 매개로 결합된다. 이를 위해, 제1그리드부재(51)의 가장자리 부분에는 나사를 관통시켜 챔버 영역(15)의 출구(13)의 가장자리 부분에 결합시키기 위한 나사공(55)이 형성된다. 제1스크린 패턴(53)은 소정 크기의 구멍이 제1그리드부재(51)의 중앙 부분에 밀집되게 형성된 것으로, 구멍의 크기 및 개수는 플라즈마 이온 빔의 인출 면적에 따라 다양한 변형이 가능하다.The first grid member 51 has a substantially disk shape, and a first screen pattern 53 is formed at a central portion of the disk, that is, a central portion corresponding to the central direction of the chamber region 15. The first grid member 51 is coupled to the outlet edge of the chamber region 15, ie, the front side of the housing 10, via a screw. To this end, a screw hole 55 is formed in the edge portion of the first grid member 51 to penetrate the screw and engage the edge portion of the outlet 13 of the chamber region 15. The first screen pattern 53 is formed such that a hole having a predetermined size is densely formed in the central portion of the first grid member 51. The size and number of the holes may be variously modified according to the extraction area of the plasma ion beam.

상기 제2그리드부재(52)는 실질적으로 제1그리드부재(51)와 동일한 원반 형상을 취하고 있으며, 제1그리드부재(51)와 소정 간격 이격되게 설치된다. 즉, 제2그리드부재(52)는 제1그리드부재(51) 사이에 설치된 절연체(56)에 의해 그 절연체(56)의 두께 만큼 소정 간격 이격된다. 제2그리드부재(52)는 원반의 중앙 부분 즉, 제1그리드부재(51)의 제1스크린 패턴(53)에 대응되는 부분에 제2스크린 패턴(54)이 형성된다. 그리고, 제2그리드부재(52)는 캐소드 전극(32) 및 애노드 전극(38)에 인가되는 전위 보다 상대적으로 낮은 전위 즉, 마이너스 전위를 인가할 수 있는 인출 전극(57)이 연결된다. 제2스크린 패턴(54)은 소정 크기의 구멍이 제2그리드부재(52)의 중앙 부분에 밀집되게 형성된 것으로, 구멍의 크기 및 개수는 제1그리드부재(51)의 제1스크린 패턴(53)과 동일하다. 인출 전극(57)은 직류 전원으로부터 마이너스 전위를 가진 직류 전압(V3)을 제2그리드부재(52)에 인가시키기 위한 것으로, 전기장의 작용에 의해 챔버 영역(15)에 존재하는 플라즈마 이온을 챔버 영역(15)의 출구(13) 측으로 가속/인출시키는 작용을 한다. 미설명된 참조부호 58은 인출 전극(57)을 제2그리드부재(52)에 연결시킴과 동시에 제2그리드부재(52)를 하우징(10)의 전방 측면에 결합시킬 수 있는 부분으로, 제2그리드부재(52)의 동심원 외측으로 소정 폭 만큼 라운드 되게 돌출 형성된 연결부를 나타낸다.The second grid member 52 has substantially the same disk shape as the first grid member 51 and is spaced apart from the first grid member 51 by a predetermined interval. That is, the second grid member 52 is spaced by a predetermined interval by the insulator 56 provided between the first grid members 51 by the thickness of the insulator 56. In the second grid member 52, a second screen pattern 54 is formed at a center portion of the disk, that is, a portion corresponding to the first screen pattern 53 of the first grid member 51. The second grid member 52 is connected to a lead electrode 57 capable of applying a potential lower than the potential applied to the cathode electrode 32 and the anode electrode 38, that is, a negative potential. The second screen pattern 54 is formed such that a hole having a predetermined size is concentrated in the center portion of the second grid member 52, and the size and number of holes are the first screen pattern 53 of the first grid member 51. Is the same as The drawing electrode 57 is for applying a direct current voltage V 3 having a negative potential from the direct current power source to the second grid member 52. The plasma electrode existing in the chamber area 15 is actuated by the action of an electric field. It acts to accelerate / draw to the outlet 13 side of the region 15. Unexplained reference numeral 58 is a portion capable of connecting the lead electrode 57 to the second grid member 52 and at the same time to couple the second grid member 52 to the front side of the housing 10. A connection portion protruded to be rounded by a predetermined width outward from the concentric circle of the grid member 52.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 커버부재(60)는 플라즈마 이온 인출수단(50)에 근접되게 설치되며, 챔버 영역(15)의 출구(13)에 대응되는 하우징(10)의 전방 측면에 결합된다. 커버부재(60)는 제2그리드부재(52)와의 사이에 설치된 소정 절연물(67)에 의해 그 절연물의 두께 만큼 제2그리드부재(52)와 소정 간격 이격된다. 커버부재(60)는 플라즈마 이온이 실질적으로 인출될 수 있는 소정 크기의 구멍(62)을 가진 커버 플레이트(61)와, 구멍(62)에 결합될 수 있는 제1냉각편(63)과, 제1냉각편(63)에 결합될 수 있는 제2냉각편(64)을 구비한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the cover member 60 is installed close to the plasma ion extracting means 50 and is located in front of the housing 10 corresponding to the outlet 13 of the chamber region 15. Is coupled to the side. The cover member 60 is spaced apart from the second grid member 52 by a predetermined thickness of the insulator 67 by a predetermined insulator 67 provided between the second grid members 52. The cover member 60 includes a cover plate 61 having a predetermined size hole 62 through which plasma ions can be substantially extracted, a first cooling piece 63 which can be coupled to the hole 62, and The second cooling piece 64 may be coupled to the first cooling piece 63.

상기 커버 플레이트(61)는 전술한 바 있는 구멍(62)이 대략 중앙 부분에 형성되며, 챔버 영역(15)의 출구(13)가 형성된 하우징(10)의 전방 측면에 선택적으로 착탈 가능하게 설치된다. 커버 플레이트(61)는 접지 전극(68)을 통해 접지에 접속된다. 바람직하게, 커버 플레이트(61)는 마그네틱 스틸(magnetic steel: 자성 금속)로 이루어진다.The cover plate 61 is formed to be detachably installed at the front side of the housing 10 in which the above-described hole 62 is formed in the substantially center portion and the outlet 13 of the chamber region 15 is formed. . The cover plate 61 is connected to the ground via the ground electrode 68. Preferably, the cover plate 61 is made of magnetic steel (magnetic metal).

상기 제1냉각편(63)은 플라즈마 이온 인출수단(50)에 의해 챔버 영역(15)으로부터 인출된 플라즈마 이온을 식각 대상물 측으로 자연스럽게 유도함과 동시에, 플라즈마 이온의 고유한 열을 1차적으로 냉각시키기 위한 것이다. 이를 위한 제1냉각편(63)은 커버 플레이트(61)의 구멍(62)에 결합되며, 중공(63a)을 가진 링 형상을 취한다. 제1냉각편(63)은 플라즈마 이온의 열을 흡수할 수 있도록 일반적으로 열전도도가 우수한 알루미늄 소재로 이루어진다. 따라서, 플라즈마 이온 인출수단(50)에 의해 인출된 플라즈마 이온은 제1냉각편(63)의 중공(63a)을 통과하면서 그 열이 제1냉각편(63)으로 전도되어 1차적으로 냉각된다.The first cooling piece 63 naturally guides the plasma ions extracted from the chamber region 15 by the plasma ion extracting means 50 toward the etching target, and simultaneously cools the unique heat of the plasma ions. will be. The first cooling piece 63 for this purpose is coupled to the hole 62 of the cover plate 61, and takes a ring shape with a hollow 63a. The first cooling piece 63 is generally made of an aluminum material having excellent thermal conductivity so as to absorb heat of plasma ions. Therefore, the plasma ions extracted by the plasma ion extracting means 50 pass through the hollow 63a of the first cooling piece 63, and the heat thereof is conducted to the first cooling piece 63 to be primarily cooled.

상기 제2냉각편(64)은 플라즈마 이온을 최종적으로 식각 대상물로 유도함과 동시에, 제1냉각편(63)에 의해 1차적으로 냉각된 플라즈마 이온을 제2차적으로 냉각시키기 위한 것이다. 제2냉각편(64)은 제1냉각편(63)의 중공(63a)에 결합된다. 제2냉각편(64)은 그 중앙 부분에 플라즈마 이온을 식각 대상물로 인출시키기 위한 유도공(65)이 형성되며, 플라즈마 이온의 열을 실질적으로 분산시킬 수 있는 다수의 냉각홀(66)이 유도공(65)의 주위에 방사 상으로 형성된다. 제2냉각편(64)은 수명을 반영구적으로 사용할 수 있도록 스퍼터 일드(sputter yield)가 낮은 몰리브뎀 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서, 제1냉각편(63)의 중공(63a)을 통과한 플라즈마 이온은 제2냉각편(64)의 유도공(65)을 통과하여 실질적으로 식각 대상물로 방출됨과 동시에, 플라즈마 이온의 열이 냉각홀(66)을 통해 분산된다.The second cooling piece 64 ultimately guides the plasma ions to the etching target and simultaneously cools the plasma ions primarily cooled by the first cooling piece 63. The second cooling piece 64 is coupled to the hollow 63a of the first cooling piece 63. In the second cooling piece 64, an induction hole 65 for drawing plasma ions into an etching target is formed at a central portion thereof, and a plurality of cooling holes 66 are formed in the induction hole (which can substantially disperse heat of plasma ions). 65 are formed radially around. The second cooling piece 64 is preferably made of a molybdenum material having a low sputter yield so that it can be used semi-permanently. Therefore, the plasma ions passing through the hollow 63a of the first cooling piece 63 pass through the induction hole 65 of the second cooling piece 64 to be substantially released as an etching target, and the heat of the plasma ions is cooled. It is distributed through the hole 66.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 냉각유니트(70)는 챔버 영역(15) 내의 온도 분위기를 냉각시키기 위한 것이다. 이를 위한 냉각유니트(70)는 챔버 영역(15)의 외측에 형성된 공간부(71)와, 공간부(71)에 냉각수를 연속적으로 주입시킬 수 있는 물 주입포트(72)와, 공간부(71)로 주입된 냉각수를 연속적으로 배출시킬 수 있는 물 배출포트(74)를 구비한다.As shown in FIG. 2, the cooling unit 70 is for cooling the temperature atmosphere in the chamber region 15. The cooling unit 70 for this purpose is a space portion 71 formed outside the chamber region 15, a water injection port 72 for continuously injecting cooling water into the space portion 71, and a space portion 71. It is provided with a water discharge port 74 that can continuously discharge the cooling water injected into.

상기 공간부(71)는 수냉식 구조의 냉각수 순환 통로로서, 챔버 영역(15)의외주면을 형성할 수 있는 소정 내부 공간을 가지며, 챔버 영역(15)의 외주면을 따라 형성된다.The space portion 71 is a cooling water circulation passage having a water-cooled structure, and has a predetermined inner space for forming an outer circumferential surface of the chamber region 15, and is formed along the outer circumferential surface of the chamber region 15.

상기 물 주입포트(72)는 하우징(10)의 후방 측면에 마련되며, 공간부(71)의 내부 공간과 상호 연통된다. 물 주입포트(72)에는 냉각수 공급탱크(미도시)와 상호 연결된 물 주입라인(73)이 연결된다. 따라서, 냉각수는 소정 펌프의 펌핑력에 의해 물 주입포트(72)를 통해 공간부(71)의 내부 공간으로 주입되고, 공간부(71)의 내부 공간을 따라 순환하면서 챔버 영역(15)의 내부 온도 분위기를 냉각시키게 된다.The water injection port 72 is provided at the rear side of the housing 10 and communicates with the internal space of the space 71. The water injection port 72 is connected to a water injection line 73 interconnected with a cooling water supply tank (not shown). Accordingly, the coolant is injected into the internal space of the space portion 71 through the water injection port 72 by the pumping force of the predetermined pump, and circulates along the internal space of the space portion 71, and the inside of the chamber region 15. Cool the temperature atmosphere.

상기 물 배출포트(74)는 물 주입포트(72)와 대칭되도록 하우징(10)의 후방 측면에 마련되며, 공간부(71)의 내부 공간과 상호 연통된다. 물 배출포트(74)에는 냉각수 회수탱크(미도시)와 상호 연결된 물 배출라인(75)이 연결된다. 따라서, 물 주입포트(72)를 통해 공간부(71)로 주입된 냉각수는 공간부(71)를 따라 순환하면서 챔버 영역(15)의 온도 분위기를 냉각시킨 다음, 소정 펌프의 펌핑력에 의해 물 배출포트(74)를 통해 외부로 배출된다.The water discharge port 74 is provided on the rear side of the housing 10 so as to be symmetrical with the water injection port 72, it is in communication with the internal space of the space portion 71. The water discharge port 74 is connected to a water discharge line 75 interconnected with a cooling water recovery tank (not shown). Accordingly, the coolant injected into the space portion 71 through the water injection port 72 cools the temperature atmosphere of the chamber region 15 while circulating along the space portion 71, and then the water is pumped by a pumping force of a predetermined pump. It is discharged to the outside through the discharge port 74.

상기와 같이 구성된 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 건 타입의 플라즈마 식각장치의 조립 순서를 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the assembly sequence of the gun type plasma etching apparatus according to a preferred embodiment of the present invention configured as described above in detail.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안의 장치(100)를 조립하기 위해서는 우선, 6개소의 자석편을 챔버 영역(15)의 입구(11)측 내벽에 형성된 설치홈(14)에 견고히 고정시킨다. 이 때, 영구자석(31)은 동심원을 가진 링 형상으로 배치되며, 그 동심원의 내측에 N극이 배열되고, 동심원의 외측에 S극이 배열된다.As shown in Fig. 1 and Fig. 2, in order to assemble the device 100 of the present invention, six magnet pieces are first placed in an installation groove 14 formed in the inner wall of the inlet 11 side of the chamber region 15. Secure it firmly. At this time, the permanent magnet 31 is arranged in a ring shape with concentric circles, the N pole is arranged inside the concentric circle, and the S pole is arranged outside the concentric circle.

이어서, 캐소드 전극(32)의 스템부(36)를 애노드 전극(38)의 구멍(38a)에 삽입시킨 상태에서 애노드 전극(38)을 캐소드 전극(32)의 결합부(35)에 핀 결합시킨다. 이 때, 애노드 전극(38)은 캐소드 전극(32)과 소정 갭이 유지되며, 애노드 전극봉(39)에 의해 직류 전원과 전기적으로 연결될 수 있는 상태가 된다.Next, the anode electrode 38 is pin-coupled to the coupling portion 35 of the cathode electrode 32 while the stem portion 36 of the cathode electrode 32 is inserted into the hole 38a of the anode electrode 38. . At this time, the anode electrode 38 is maintained in a predetermined gap with the cathode electrode 32, it is in a state that can be electrically connected to the DC power supply by the anode electrode (39).

다음, 캐소드 전극(32)의 결합부(35)를 챔버 영역(15)의 입구(11)에 삽입시킨다. 그런 다음, 캐소드 전극(32)의 커버체(33)를 하우징(10)의 후방 측면에 밀착시킨 상태에서 나사를 이용하여 그 커버체(33)를 하우징(10)의 후방 측면 즉, 챔버 영역(15)의 입구(11)의 가장자리 부분에 결합시킨다. 그러면, 캐소드 전극(32)의 결합부(35)는 영구자석(31)과 소정 갭을 유지되며, 챔버 영역(15)의 입구(11) 부분이 커버체(33)에 의해 완전히 밀폐된 상태가 된다. 이 때, 캐소드 전극(32)의 결합부(35)는 캐소드 전극봉(37)에 의해 직류 전원과 전기적으로 연결될 수 있는 상태가 된다.Next, the coupling portion 35 of the cathode electrode 32 is inserted into the inlet 11 of the chamber region 15. Then, while the cover body 33 of the cathode electrode 32 is in close contact with the rear side of the housing 10, the cover body 33 is attached to the rear side of the housing 10, that is, the chamber region ( 15) to the edge of the inlet (11). Then, the coupling part 35 of the cathode electrode 32 maintains a predetermined gap with the permanent magnet 31, and the part of the inlet 11 of the chamber region 15 is completely sealed by the cover body 33. do. At this time, the coupling portion 35 of the cathode electrode 32 is in a state that can be electrically connected to the DC power supply by the cathode electrode (37).

이어서, 챔버 영역(15)의 출구(13)를 통해 챔버 영역(15)의 내부 공간으로 챔버 용기(20)를 삽입시킨다.The chamber vessel 20 is then inserted into the interior space of the chamber region 15 through the outlet 13 of the chamber region 15.

다음, 제1그리드부재(51)를 챔버 영역(15)의 출구(13) 가장자리 부분 즉, 하우징(10)의 전방 측면에 나사를 이용하여 결합시킨다.Next, the first grid member 51 is coupled to the edge portion of the outlet 13 of the chamber region 15, that is, the front side of the housing 10 using screws.

이어서, 제1그리드부재(51)의 외측면에 절연체(56)를 설치한 다음, 절연체(56)의 외측면에 제2그리드부재(52)를 밀착시킨 상태에서 제2그리드부재(52)를 하우징(10)의 전방 측면에 결합시킨다. 이 때, 제1그리드부재(51)의 제1스크린 패턴(53)과 제2그리드부재(52)의 제2스크린 패턴(54)은 서로 대응되게 배치된다. 그리고, 제2그리드부재(52)는 인출 전극(57)에 의해 직류 전원과 전기적으로 연결될 수 있는 상태가 된다.Subsequently, the insulator 56 is installed on the outer surface of the first grid member 51, and then the second grid member 52 is attached to the outer surface of the insulator 56. It is coupled to the front side of the housing (10). At this time, the first screen pattern 53 of the first grid member 51 and the second screen pattern 54 of the second grid member 52 are disposed to correspond to each other. The second grid member 52 is in a state in which the second grid member 52 can be electrically connected to the direct current power source by the lead electrode 57.

다음, 커버 플레이트(61)의 구멍(62)에 중공을 가진 링 형상의 제1냉각편 (63)을 결합시키고, 제1냉각편(63)의 중공에 제2냉각편(64)을 결합시킨 후, 커버 플레이트(61)를 하우징(10)의 전방 측면에 결합시킨다. 이 때, 커버 플레이트(61)와 하우징(10)의 전방 측면 사이에는 커버 플레이트(61)와 하우징(10)을 서로 절연시키기 위한 별도의 절연물(67)을 개재시킨다.Next, the ring-shaped first cooling piece 63 having a hollow is coupled to the hole 62 of the cover plate 61, and the second cooling piece 64 is coupled to the hollow of the first cooling piece 63. After that, the cover plate 61 is coupled to the front side of the housing 10. At this time, a separate insulator 67 is provided between the cover plate 61 and the front side of the housing 10 to insulate the cover plate 61 and the housing 10 from each other.

이어서, 가스 공급원(40)의 가스 주입포트(41)에 가스탱크(미도시)와 상호 연통되는 가스 주입라인(42)을 연결시키고, 냉각유니트(70)의 물 주입포트(72)에 냉각수 공급탱크(미도시)와 상호 연통되는 물 주입라인을 연결시킨다. 그리고, 물 배출포트(74)에 냉각수 회수탱크(미도시)와 연결된 물 배출라인(75)을 연결시킨다. 아울러, 캐소드 전극봉(37), 애노드 전극봉(39) 및 인출 전극(57)에 직류 전원과 연결된 소정 도선을 연결시키고, 하우징(10) 및 커버부재(60)에 마련된 접지 전극(68)에 접지선을 연결시키고, 그 접지선을 접지에 접속시킨다.Subsequently, a gas injection line 42 communicating with a gas tank (not shown) is connected to the gas injection port 41 of the gas supply source 40, and cooling water is supplied to the water injection port 72 of the cooling unit 70. Connect a water injection line communicating with a tank (not shown). Then, the water discharge port 74 is connected to the water discharge line 75 connected to the cooling water recovery tank (not shown). In addition, a predetermined lead connected to a direct current power source is connected to the cathode electrode rod 37, the anode electrode rod 39, and the lead electrode 57, and a ground wire is connected to the ground electrode 68 provided in the housing 10 and the cover member 60. Connect the ground wire to the ground.

이와 같이 조립된 본 고안의 실시예에 따른 플라즈마 식각장치의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation of the plasma etching apparatus according to the embodiment of the present invention assembled as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 6은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 건 타입의 플라즈마 식각장치의 동작을 설명하기 위한 단면 구성도이다.Figure 6 is a cross-sectional view for explaining the operation of the gun type plasma etching apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 우선 캐소드 전극(32)은 캐소드 전극봉(37)을 통해 직류 전원으로부터 소정 전위를 가진 직류 전압(V1)이 인가된다. 그리고, 애노드전극(38)은 애노드 전극봉(39)을 통해 직류 전원으로부터 캐소드 전극(32)에 인가된 직류 전압(V1)과 소정 전위차를 가진 직류 전압(V2)이 인가된다. 여기서, 애노드 전극(38)에 인가되는 직류 전압(V2)은 컨트롤 유니트(미도시)에 의해 제어되어 캐소드 전극(32)에 인가되는 직류 전압(V1) 보다 상대적으로 낮게 설정된다.As shown in FIG. 6, first, the cathode electrode 32 is supplied with a DC voltage V 1 having a predetermined potential from the DC power supply through the cathode electrode 37. The anode electrode 38 is supplied with a direct current voltage V 2 having a predetermined potential difference from the direct current voltage V 1 applied from the direct current power source to the cathode electrode 32 via the anode electrode 39. Here, the DC voltage V 2 applied to the anode electrode 38 is controlled by a control unit (not shown) and is set relatively lower than the DC voltage V 1 applied to the cathode electrode 32.

이와 동시에, 인출 전극(57)은 직류 전원으로부터 캐소드 전극(32) 및 애노드 전극(38)에 인가되는 전위 보다 상대적으로 낮은 마이너스 전위의 직류 전압(V3)이 인가된다.At the same time, the lead electrode 57 is supplied with a DC voltage V 3 having a negative potential relatively lower than the potential applied to the cathode electrode 32 and the anode electrode 38 from the DC power supply.

이어서, 반응성 가스는 가스 주입라인(42)을 통해 가스 주입포트(41)로 공급되고, 다수의 가스 배출포트(43)로 통해 캐소드 전극(32)과 애노드 전극(38) 사이의 갭으로 분사된다.Subsequently, the reactive gas is supplied to the gas injection port 41 through the gas injection line 42, and injected into the gap between the cathode electrode 32 and the anode electrode 38 through the plurality of gas discharge ports 43. .

다음, 냉각수는 냉각수 공급탱크(미도시)로부터 물 주입라인(73)을 통해 물 주입포트(72)로 연속 공급된다. 그러면, 냉각수는 공간부(71)의 내부 공간을 따라 순환하면서 물 배출포트(74)를 통해 배출되고, 물 배출라인(75)을 따라 냉각수 회수탱크(미도시)로 회수된다. 이와 같은 냉각수의 냉각 작용은 하기에서 후술되므로, 상세한 설명은 생략한다.Next, the cooling water is continuously supplied from the cooling water supply tank (not shown) to the water injection port 72 through the water injection line 73. Then, the coolant is discharged through the water discharge port 74 while circulating along the inner space of the space portion 71 and is recovered to the coolant recovery tank (not shown) along the water discharge line 75. Since the cooling action of such cooling water will be described later, a detailed description thereof will be omitted.

이러한 작업을 하는 과정에서, 챔버 용기(20)의 내벽에서 방출되는 전자나 공간 내의 자유전자들은 영구자석(31)의 강한 자기장에 의해 활성화되어 가속되고, 캐소드 전극(32) 및 애노드 전극(38)의 전위차{(V1+V2)-V2}에 의해 캐소드 전극(32)과 애노드 전극(38) 사이의 갭에 집중된다.In the process of doing this, electrons emitted from the inner wall of the chamber vessel 20 or free electrons in the space are activated and accelerated by the strong magnetic field of the permanent magnet 31, and the cathode electrode 32 and the anode electrode 38 are accelerated. Is concentrated in the gap between the cathode electrode 32 and the anode electrode 38 by the potential difference {(V 1 + V 2 ) -V 2 }.

이어서, 자유전자들과 가스 배출포트(43)을 통해 캐소드 전극(32) 및 애노드 전극(38) 사이의 갭으로 분사된 반응성 가스의 입자는 캐소드 전극(32) 및 애노드 전극(38)의 계면 사이에서 비탄성 충돌을 하게 된다. 그러면, 가스 입자의 최외각 전자가 이탈됨에 따라 챔버 영역(15)에는 가스 입자의 이온과 전자가 분리된 중성 상태의 플라즈마가 생성된다. 이 때, 챔버 영역(15)은 플라즈마 이온들의 충돌에 의해 소정의 온도 분위기로 가열된다. 그러나, 냉각수가 물 주입포트(72)를 통해 공간부(71)의 내부 공간으로 주입되고, 공간부(71)의 내부 공간을 따라 순환하면서 물 배출포트(74)를 통해 배출되기 때문에, 챔버 영역(15)의 내부 온도 분위기는 냉각수에 의해 일정 온도로 냉각된다.Subsequently, particles of the reactive gas injected into the gap between the cathode electrode 32 and the anode electrode 38 through the free electrons and the gas discharge port 43 are transferred between the interface of the cathode electrode 32 and the anode electrode 38. Inelastic collisions in Then, as the outermost electrons of the gas particles are separated, the plasma of the neutral state in which the ions and the electrons of the gas particles are separated is generated in the chamber region 15. At this time, the chamber region 15 is heated to a predetermined temperature atmosphere by the collision of plasma ions. However, since the coolant is injected into the interior space of the space portion 71 through the water injection port 72 and is discharged through the water discharge port 74 while circulating along the interior space of the space portion 71, the chamber region. The internal temperature atmosphere of (15) is cooled to a constant temperature by cooling water.

이 상태에서, 영구자석(31)에 의해 형성된 자기장은 플라즈마에 포함된 전자궤도를 나선형 궤도로 변형시킨다. 즉, 캐소드 전극(32) 및 애노드 전극(38)에 의해 형성되는 직류 전기장의 전계 방향이 영구자석(31)에 의해 형성되는 자기장의 자계 방향과 직교된 상태를 유지하고 있기 때문에, 전자는 전계와 자계가 직교하는 부분에서 억류된다.In this state, the magnetic field formed by the permanent magnets 31 transforms the electron orbits contained in the plasma into helical orbits. That is, since the electric field direction of the direct current electric field formed by the cathode electrode 32 and the anode electrode 38 is maintained orthogonal to the magnetic field direction of the magnetic field formed by the permanent magnet 31, the electrons are separated from the electric field. The magnetic field is detained at orthogonal parts.

이어서, 플라즈마 이온은 캐소드 전극(32)의 표면에 집중되고, 영구자석(31)의 N극의 척력에 의해 챔버 영역(15) 내에서 활성화 된다. 이 때, 가스 공급원(40)의 가스 배출포트(43)는 스템부(36)의 외주 방향을 따라 원 형상으로 연속되게 형성되기 때문에, 챔버 영역(15)의 중심부 측에 분포된 플라즈마 이온의 밀도를 더욱 증가시키게 된다. 그러면, 플라즈마 이온은 챔버 영역(15)의 중심 방향을 기준으로주변부 및 중앙부에 대해 균일한 밀도로 분포된다. 즉, 챔버 영역(15)의 주변부에 플라즈마 이온이 밀집되어 밀도가 높아지고, 반대로 챔버 영역(15)의 중심부에 플라즈마 이온의 밀도가 낮아지는 도넛 현상 또는 공동화 현상이 방지된다.Subsequently, plasma ions are concentrated on the surface of the cathode electrode 32 and are activated in the chamber region 15 by the repulsive force of the N pole of the permanent magnet 31. At this time, since the gas discharge port 43 of the gas supply source 40 is continuously formed in a circular shape along the outer circumferential direction of the stem portion 36, the density of the plasma ions distributed on the center side of the chamber region 15. Will be increased further. Then, the plasma ions are distributed at a uniform density with respect to the peripheral portion and the central portion with respect to the central direction of the chamber region 15. That is, the donut phenomenon or the cavitation phenomenon in which the plasma ions are concentrated at the periphery of the chamber region 15 is increased, and the density of the plasma ions is decreased at the center of the chamber region 15.

다음, 영구자석(31)에 의해 활성화된 플라즈마 이온은 빔 형태로 제1그리드부재(51)의 제1스크린 패턴(53)을 통과하게 된다. 제1스크린 패턴(53)을 통과한 플라즈마 이온 빔은 캐소드 전극(32) 및 애노드 전극(38)에 인가된 전위 보다 상대적으로 낮은 마이너스 전위가 인가된 제2그리드부재(52)에 의해 가속화 된다. 따라서, 챔버 영역(15)의 플라즈마 이온 빔은 제2그리드부재(52)의 제2스크린 패턴(54)을 경유하여 챔버 영역(15)의 출구(13)를 통해 인출된다.Next, the plasma ions activated by the permanent magnet 31 pass through the first screen pattern 53 of the first grid member 51 in the form of a beam. The plasma ion beam passing through the first screen pattern 53 is accelerated by the second grid member 52 to which a negative potential relatively lower than the potential applied to the cathode electrode 32 and the anode electrode 38 is applied. Therefore, the plasma ion beam of the chamber region 15 is drawn out through the outlet 13 of the chamber region 15 via the second screen pattern 54 of the second grid member 52.

이어서, 제2그리드부재(52)를 통과한 플라즈마 이온 빔은 제1냉각편(63)의 중공(63a)으로 유도됨과 동시에, 플라즈마 이온의 고유한 열이 제1냉각편(63)에 의해 1차적으로 냉각된다.Subsequently, the plasma ion beam that has passed through the second grid member 52 is guided to the hollow 63a of the first cooling piece 63, and the unique heat of the plasma ions is transferred by the first cooling piece 63. It is cooled differentially.

다음, 제1냉각편(63)의 중공(63a)을 통과한 이온 빔은 제2냉각편(64)의 유도공(65)을 통과하여 실질적으로 식각 대상물에 방출됨과 동시에, 플라즈마 이온의 열이 냉각홀(66)을 통해 분산되어 제2차적으로 냉각된다.Next, the ion beam passing through the hollow 63a of the first cooling piece 63 passes through the induction hole 65 of the second cooling piece 64 to be substantially released to the object to be etched, and the heat of plasma ions is cooled. Dispersed through the hole 66 and secondarily cooled.

마직막으로, 제2냉각편(64)을 통과한 이온 빔은 식각 대상물 예컨대, 수정 진동자의 표면 전극에 스퍼터링 되어 전극 표면을 식각하게 된다. 따라서, 수정 진동자의 공진 주파수는 이온 빔에 의해 식각된 표면 전극의 두께 및 질량에 따라 원하는 만큼 조정된다.Finally, the ion beam passing through the second cooling piece 64 is sputtered on the surface electrode of the etching target, for example, the crystal oscillator, to etch the electrode surface. Thus, the resonant frequency of the crystal oscillator is adjusted as desired according to the thickness and mass of the surface electrode etched by the ion beam.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상술한 바와 같은 작업을 장시간 동안 하게되면, 챔버 영역(15)에 삽입된 챔버 용기(20)의 내벽에는 플라즈마의 탄화 작용에 의해 생성된 그을음이 적층된다. 이와 같은 그을음을 제거하기 위해서는 하우징(10)으로부터 플라즈마 이온 인출수단(50) 및 커버부재(60)를 분리시킨 다음, 챔버 영역(15)의 출구(13)를 통해 챔버 용기(20)를 외부로 인출시켜 그을음을 제거해 낸다.On the other hand, as shown in Figure 1, when the above-described operation for a long time, soot generated by the carbonization action of the plasma is laminated on the inner wall of the chamber container 20 inserted into the chamber region 15. To remove the soot, the plasma ion extracting means 50 and the cover member 60 are separated from the housing 10, and then the chamber container 20 is moved outward through the outlet 13 of the chamber region 15. Draw out the soot.

이상에서의 설명에서와 같이, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 건 타입의 플라즈마 식각장치는 다음과 같은 효과를 가진다.As described above, the gun type plasma etching apparatus according to the preferred embodiment of the present invention has the following effects.

첫째, 종래와 달리 필라멘트를 수시로 교체할 필요가 없어 편리하고, 구조가 간단하여 분해 조립이 용이하며, 설비의 제조 단가를 대폭적으로 절감시킬 수 있으며, 다종의 미조 증착 설비에 대해 호환성을 가진다.First, unlike conventional, it is not necessary to replace the filament at any time, convenient, simple structure, easy disassembly and assembly, and can greatly reduce the manufacturing cost of the equipment, it is compatible with a number of micro deposition equipment.

둘째, 가스 공급원의 가스 배출포트가 원 형상으로 다수 배치되고, 전기장과 자기장의 상호 작용에 의해 챔버 영역의 전역에 걸쳐 플라즈마 이온이 균일한 밀도로 분포되기 때문에, 결과적으로 식각 대상물에 도달되는 플라즈마 이온의 밀도가 균일하다.Second, since a plurality of gas discharge ports of the gas supply source are arranged in a circular shape, and plasma ions are uniformly distributed over the entire region of the chamber by the interaction of the electric and magnetic fields, the plasma ions that reach the etching target are consequently reached. The density of is uniform.

셋째, 식각 대상물로 방출되는 이온 빔의 고유한 열이 커버부재에 의해 자연스럽게 냉각될 수 있는 구조를 가지므로, 열에 민감한 수정 진동자의 식각 작업에 유리하다.Third, since the inherent heat of the ion beam emitted to the etching object has a structure that can be naturally cooled by the cover member, it is advantageous for the etching operation of the heat-sensitive crystal oscillator.

넷째, 챔버 영역에 대해 선택적으로 착탈될 수 있는 챔버 용기가 별도로 마련되므로, 플라즈마의 탄화 작용에 의해 챔버 용기의 내벽에 생성된 그을음을 용이하게 제거할 수 있다.Fourth, since the chamber container that can be selectively detached with respect to the chamber area is provided separately, soot generated on the inner wall of the chamber container can be easily removed by the carbonization action of the plasma.

다섯째, 챔버 영역의 센터점이 하우징의 센터점에 대해 편심되게 배치되므로, 실질적으로 장치의 외형을 소형화시킬 수 있다.Fifth, since the center point of the chamber area is disposed eccentrically with respect to the center point of the housing, it is possible to substantially reduce the appearance of the device.

Claims (10)

플라즈마를 생성할 수 있는 챔버 영역을 가진 하우징;A housing having a chamber region capable of generating a plasma; 상기 챔버 영역으로 공급되는 반응성 가스를 소정 전위차에 의해 이온화시켜 플라즈마를 생성하고 소정 자력에 의해 플라즈마 이온을 활성화시키기 위해, 상기 챔버 영역의 입구측에 설치되는 플라즈마 발생수단; 및Plasma generating means provided at an inlet side of the chamber region for generating a plasma by ionizing a reactive gas supplied to the chamber region by a predetermined potential difference and activating plasma ions by a predetermined magnetic force; And 상기 플라즈마 발생수단에 의해 발생된 플라즈마 이온을 소정 식각 대상물에 대해 빔 형태로 인출시킬 수 있도록 상기 챔버 영역의 출구측에 설치되는 플라즈마 이온 인출수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 건 타입의 플라즈마 식각장치.And a plasma ion extracting means provided at an exit side of the chamber region so as to extract plasma ions generated by the plasma generating means in a beam form with respect to a predetermined etching target. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 플라즈마 발생수단은:The plasma generating means is: 상기 챔버 영역의 입구측 내벽에 방사 상으로 설치된 다수의 영구자석;A plurality of permanent magnets disposed radially on the inner wall of the inlet side of the chamber area; 상기 챔버 영역으로 반응성 가스를 공급하기 위한 가스 공급원이 마련되고, 챔버 영역의 중심 방향으로 돌출 형성된 스템부를 가지며, 상기 영구자석과 소정 갭을 유지하면서 챔버 영역의 입구에 결합될 수 있는 캐소드 전극; 및A cathode electrode provided with a gas supply source for supplying a reactive gas to the chamber region, the stem portion protruding toward the center of the chamber region, and a cathode electrode coupled to an inlet of the chamber region while maintaining a predetermined gap with the permanent magnet; And 상기 캐소드 전극과 소정 갭을 유지하면서 그 캐소드 전극과 소정 전위차를 갖도록 상기 스템부의 외측에 배치된 링 형상의 애노드 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 건 타입의 플라즈마 식각장치.And a ring-shaped anode disposed outside the stem to maintain a predetermined gap with the cathode and to have a predetermined potential difference with the cathode. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 가스 공급원은:The gas source is: 반응성 가스를 주입시킬 수 있는 가스 주입포트; 및A gas injection port capable of injecting a reactive gas; And 상기 반응성 가스를 캐소드 전극과 애노드 전극 사이의 갭으로 분사시킬 수 있도록 상기 주입포트와 상호 연통되며, 상기 스템부의 외주와 애노드 전극 사이에 마련된 다수의 가스 배출포트를 구비하는 것을 특징으로 하는 건 타입의 플라즈마 식각장치.The gun type is characterized in that it is in communication with the injection port so that the reactive gas can be injected into the gap between the cathode electrode and the anode electrode, a plurality of gas discharge ports provided between the outer periphery of the stem portion and the anode electrode Plasma Etching Equipment. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 플라즈마 이온 인출수단은:The plasma ion extracting means is: 상기 챔버 영역의 출구를 폐쇄시킴과 동시에 그 챔버 영역으로부터 플라즈마 이온을 1차적으로 인출시키기 위해, 상기 챔버 영역의 중심 방향에 대응되는 부분에 제1스크린 패턴이 형성된 제1그리드부재; 및A first grid member in which a first screen pattern is formed at a portion corresponding to the center direction of the chamber region to close the outlet of the chamber region and to simultaneously extract plasma ions from the chamber region; And 상기 제1그리드부재의 제1스크린 패턴을 통해 인출된 플라즈마 이온을 식각 대상물로 가속화시키기 위해, 상기 제1그리드부재와 소정 간격 이격되게 설치되며, 상기 제1스크린 패턴에 대응되는 부분에 제2스크린 패턴이 형성되고, 상기 캐소드 전극 및 애노드 전극에 인가되는 전위 보다 상대적으로 낮은 전위를 인가할 수 있는 인출 전극이 연결된 제2그리드부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 건 타입의 플라즈마 식각장치.In order to accelerate the plasma ions extracted through the first screen pattern of the first grid member to the etching target, the plasma screen is spaced apart from the first grid member by a predetermined distance, and the second screen is disposed at a portion corresponding to the first screen pattern. And a second grid member having a pattern formed thereon and connected to an extraction electrode capable of applying a potential relatively lower than the potential applied to the cathode electrode and the anode electrode. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 플라즈마 이온 인출수단에 의해 인출되는 플라즈마 이온을 식각 대상물로 용이하게 유도함과 동시에 소정 온도로 가열된 플라즈마 이온을 냉각시키기 위해, 상기 플라즈마 이온 인출수단에 근접되게 설치된 커버부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 건 타입의 플라즈마 식각장치.And a cover member provided to be close to the plasma ion extracting means, in order to easily guide the plasma ions extracted by the plasma ion extracting means to the etching target and to cool the plasma ions heated to a predetermined temperature. Gun type plasma etching apparatus. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 커버부재는:The cover member is: 상기 하우징에 선택적으로 착탈 가능하게 설치되며, 플라즈마 이온이 실질적으로 인출될 수 있는 소정 크기의 구멍이 형성된 커버 플레이트;A cover plate selectively detachably installed in the housing and having a hole having a predetermined size through which plasma ions can be substantially extracted; 상기 플라즈마 이온의 열을 1차적으로 냉각시킬 수 있도록 상기 구멍에 설치되며, 알루미늄 소재로 이루어진 링 형상의 제1냉각편; 및A ring-shaped first cooling piece formed in the hole so as to cool the heat of the plasma ions primarily; And 상기 플라즈마 이온을 식각 대상물로 유도할 수 있는 유도공, 및 상기 제1냉각편에 의해 냉각된 플라즈마 이온을 2차적으로 냉각시킬 수 있도록 유도공의 주위에 형성된 다수의 냉각홀을 가지고, 상기 냉각편에 결합될 수 있는 제2냉각편을 구비하는 것을 특징으로 하는 건 타입의 플라즈마 식각장치.An induction hole capable of inducing the plasma ions to be etched, and a plurality of cooling holes formed around the induction hole to secondaryly cool the plasma ions cooled by the first cooling piece, and coupled to the cooling piece. Gun type plasma etching apparatus comprising a second cooling piece that can be. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 챔버 영역 내의 온도 분위기를 실질적으로 냉각시키기 위해, 상기 챔버 영역의 외측에 마련되는 냉각유니트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 건 타입의플라즈마 식각장치.And a cooling unit provided outside the chamber area to substantially cool the temperature atmosphere in the chamber area. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 냉각유니트는:The cooling unit is: 상기 챔버 영역의 외측에 형성된 공간부;A space portion formed outside the chamber area; 상기 공간부에 냉각수를 연속적으로 주입시킬 수 있는 물 주입포트; 및A water injection port capable of continuously injecting cooling water into the space; And 상기 공간부로 주입된 냉각수를 연속적으로 배출시킬 수 있는 물 배출포트를 구비하는 것을 특징으로 하는 건 타입의 플라즈마 식각장치.And a water discharge port capable of continuously discharging the cooling water injected into the space part. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 챔버 영역에 선택적으로 착탈 가능한 원통 형상의 챔버 용기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 건 타입의 플라즈마 식각장치.And a cylindrical chamber container selectively detachable from the chamber region. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 챔버 영역은 그 센터점이 하우징의 센터점에 대해 편심되게 마련된 것을 특징으로 하는 건 타입의 플라즈마 식각장치.And the center of the chamber is eccentric to the center of the housing.
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