KR20050035708A - 다중 방전관 브리지를 구비한 유도 플라즈마 챔버 - Google Patents

다중 방전관 브리지를 구비한 유도 플라즈마 챔버 Download PDF

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Abstract

본 발명의 유도 플라즈마 챔버는 방전관 헤드와 프로세스 챔버 사이에 연결되는 복수개의 방전관 브리지를 구비하며, 복수개의 방전관 브리지들 간에 교대적으로 플라즈마 방전 패스가 형성되도록 하는 스위칭 수단을 구비한다. 스위칭 수단은 소정 시간을 주기로 스위칭 동작하여 복수개의 방전관 브리지들 간에 교대적으로 플라즈마 방전 패스가 형성되도록 하여 넓은 볼륨의 플라즈마를 발생하면서도 균일한 플라즈마 발생 밀도를 얻을 수 있다.

Description

다중 방전관 브리지를 구비한 유도 플라즈마 챔버{INDUCTIVE PLASMA CHAMBER HAVING MULTI DISCHARGE TUBE BRIDGE}
본 발명은 플라즈마 소스(plasma source)에 관한 것으로, 구체적으로는 유도 결합 플라즈마 소스(inductive coupled plasma source)에 관한 것으로 다수개의 방전관 브리지(discharge tube bridge)로 대면적의 플라즈마를 발생하는 유도 플라즈마 챔버에 관한 것이다.
플라즈마는 같은 수의 음이온(positive ions)과 전자(electrons)를 포함하는 고도로 이온화된 가스이다. 현재 플라즈마 소스는 다양한 분야에서 넓게 사용되고 있다. 반도체 칩을 생산하기 위한 반도체 장치의 제조 예를 들어, 세정(cleaning), 식각(etching), 도포(deposition) 등에 사용되고 있다.
ICP(inductive coupled plasma) 또는 TCP(transformer coupled plasma) 발생 기술에 관해서는 이 응용 분야에서 널리 연구되어 오고 있다. 전극을 이용하는 CCP(Capacitive Coupled Plasma) 방식은 플라즈마에 접촉되는 전극으로부터 불순물이 발생되어 최종 결과물에 악영향을 주게 된다. 그러나 RF ICP 방식은 플라즈마 발생을 위한 전자기 에너지를 제공함에 있어 플라즈마에 접촉되는 전극을 갖지 않는 이점을 제공한다. 초기 ICP 방식의 플라즈마 소스에 관한 기술로 1984년 2월 14일 알란 알 레인버그 등에게 허여된 미국특허공보 제4,431,898호에 플라즈마 에칭 및 레지스트 스트립핑을 위한 유도 결합 방전에 관한 기술이 잘 개시되어 있다.
최근 플라즈마를 이용하는 기술 분야에서는 작업편이 대형화 되면서 보다 넓은 볼륨과 균일도 및 고밀도를 갖는 플라즈마 소스가 요구되고 있다. 반도체 장치 분야의 경우 대형 사이즈의 웨이퍼를 효과적으로 가공할 수 있는 플라즈마 소스가 요구되고 있으며, 액정 디스플레이 패널의 생산에 있어서도 대형 사이즈의 액정 디스플레이 패널의 가공을 가능하게 하는 플라즈마 소스가 요구되고 있다. 그러나 ICP 방식은 넓은 볼륨의 플라즈마를 얻기 위해 단순히 유도 코일이나 트랜스포머의 크기를 크게 하는 것으로는 균일도가 높은 고밀도의 플라즈마를 얻기 어렵다.
이와 관련된 기술로는 2002년 5월 21일 에제니 브이 션코에게 허여된 미국특허공보 제6392351호에 외부 방전 브리지를 갖는 유도 RF 플라즈마 소스에 관한 기술이 개시되어 있다. 그리고 2002년 8월 13일 레오나드 제이 마호니 등에게 허여된 미국특허공보 제6432260호에 프로세스 가스 및 재료를 위한 유도 결합 링-플라즈마 소스 장치 그리고 그 방법에 관한 기술이 개시되어 있다.
그러나 상술한 기술들에서 제한하는 트랜스포머가 결합된 C-형상 브리지(C-shape bridge) 만으로는 넓은 볼륨과 함께 균일도가 향상된 높은 밀도의 플라즈마를 얻기는 어렵다. 예를 들어, C-형상 브리지와 작업 챔버(working chamber or process chamber)의 연결 구조는 플라즈마 가스가 작업 챔버 내부에 고밀도를 유지하면서 균일하게 확산되기에는 어려운 구조이다. 게다가 이들 기술에서와 같이 다수개의 C-형상 브리지를 구비하는 경우 공정 가스를 공급하기 위한 가스 공급 구조가 복잡하게 설계될 수밖에 없다.
이에 본 발명자는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 2003년 5월 7일자로 국내 특허 출원된 10-2003-0028846호에서 다중 방전관 브리지를 구비한 유도 플라즈마 챔버에 관한 기술을 제안한 바 있다. 더 나아가 본 발명에서는 보다 균일한 플라즈마 발생을 가능하게 하는 다중 방전관 브리지를 구비한 유도 플라즈마 챔버를 제공하고자 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 플라즈마 볼륨을 크게 하면서도 고밀도의 플라즈마를 균일하게 얻을 수 있는 다중 방전관 브리지를 갖는 유도 플라즈마 챔버를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다중 방전관 브리지를 구비한 유도 플라즈마 챔버는: 가스를 주입받는 가스 입구와 복수개의 개구부를 갖는 중공형 방전관 헤드; 가스를 배출하기 위한 가스 출구와 방전관 헤드의 개구부들과 대응되는 복수개의 개구부가 상부면에 형성되고 내측에는 작업편이 놓여지는 서셉터가 마련된 챔버 하우징; 방전관 헤드의 개구부들과 프로세스 챔버의 개구부들 사이에 연결되는 복수개의 중공형 방전관 브리지; 각각의 방전관 브리지에 하나 이상 설치되는 페라이트 코어와 이에 권선되어 전원 공급원에 연결되는 유도 코일; 그리고 복수개의 방전관 브리지들 사이에 교대적으로 플라즈마 방전 패스가 형성되도록 하는 방전 패스 스위칭 수단을 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 방전 패스 스위칭 수단은 복수개의 방전관 브리지 사이에 배치되는 다수개의 자석 쌍들을 포함하되, 각각의 자석 쌍들 중 하나는 하나의 회전 방향으로 동일한 극성을 갖게 고정 되고 다른 하나는 회전 가능하되 하나의 회전 방향으로 서로 다른 극성을 갖도록 배열되어 전체적으로 동일한 극성으로 배열되는 자석 쌍들과 서로 다른 극성을 갖도록 배열된 자석 쌍들이 교대적으로 위치하며, 회전 가능한 자석들이 소정 주기로 회전함에 따라 복수개의 방전관 브리지들은 이웃한 어느 하나의 방전과 브리지와 교대적으로 플라즈마 방전 패스를 형성한다.
이 실시예에 있어서, 상기 유도 코일은 서로 이웃한 페라이트 코어가 서로 역방향으로 자기장이 유도되도록 권선된다.
이 실시예에 있어서, 상기 방전 패스 스위칭 수단은 전원 공급원에 연결되는 제1 단자와 소정 주기로 스위칭 되어 제1 단자와 전류 흐름이 교대적으로 형성되는 제2 및 제3 단자를 갖는 스위칭 회로를 포함하고, 복수개의 방전관 브리지에 설치되는 페라이트 코어에 권선되되 이웃한 어느 하나의 페라이트 코어와 쌍을 이루도록 권선되어 제2 단자에 전기적으로 연결되는 제1 유도 코일들; 복수개의 방전관 브리지에 설치되는 페라이트 코어에 각기 권선되되 이웃한 다른 어느 하나의 페라이트 코어 쌍을 이루도록 권선되어 제3 단자에 전기적으로연결되는 제2 유도 코일들을 포함하여, 상기 스위칭 회로가 소정 주기로 스위칭 동작함에 따라 복수개의 방전관 브리지들은 이웃한 어느 하나의 방전과 브리지와 교대적으로 플라즈마 방전 패스를 형성한다.
이 실시예에 있어서, 상기 스위칭 회로는 자속 입/출구가 마주 보도록 위치하는 'U' 형상을 갖는 두 개의 페라이트 코어를 갖는 제1 및 제2 페라이트 코어 쌍; 제1 페라이트 코어 쌍에 권선되고 제1 단자와 제2 단자에 전기적으로 연결되는 제1 유도 코일, 제2 페라이트 코어 쌍에 권선되고 제1 단자와 제3 단자에 전기적으로 연결되는 제2 유도 코일; 제1 및 제2 페라이트 코어 쌍은 각기 고정된 페라이트 코어와 회전 가능한 페라이트 코어로 구성되고, 회전 가능한 페라이트 코어를 180도 회전/역회전시키기 위한 구동 수단을 포함하며, 제1 및 제2 페라이트 코어 쌍 중에서 어느 하나의 페라이트 코어쌍이 동일한 방향으로 자기장이 유도되면, 다른 하나의 페라이트 코어 쌍은 역방향으로 자기장이 유도되도록 제1 및 제2 유도 코일이 권선된다.
(실시예)
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다.
도 1은 본 발명의 유도 플라즈마 챔버를 이용한 플라즈마 프로세스 시스템의 구성을 보여주는 도면이다. 본 발명의 유도 플라즈마 챔버(8)는 가스 소오스(2)로부터 방전 가스를 주입 받도록 연결되고, 진공 펌프(4)에 연결되어 소정의 진공 상태를 유지한다. 전원 공급원(6)으로부터 전원을 제공받아 플라즈마를 발생한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유도 플라즈마 챔버의 사시도이고, 도 3 및 도 4는 도 2의 유도 플라즈마 챔버의 A-A, B-B 단면도 및 전원 공급 계통을 보여주는 도면이다.
도면을 참조하여, 본 발명의 유도 플라즈마 챔버는 원통형의 챔버 하우징(30)과 그 상부에 플라즈마 반응기(10)가 구성된다. 플라즈마 반응기(10)는 중공형(hollow type) 방전관 헤드(12)와 복수개의 중공형 방전관 브리지(16)를 갖는다.
복수개의 방전관 브리지(16)는 원통 형상을 갖고 전체적으로 챔버 하우징(20)의 상부면(23)에 균일 간격을 갖는 대칭 구조로 수직으로 배열된다. 방전관 브리지(16)는 각기 유도 코일(20)이 권선된 페라이트 코어(18)가 장착되고, 방전관 헤드(12)와 챔버 하우징(30) 사이에 연결된다. 유도 코일(20)은 RF 전원(22)에 전기적으로 연결된다. 방전관 헤드(12)와 방전관 브리지(16)는 알루미나 코팅 처리된 알루미늄을 사용할 수 있고, 방전관 브리지(16)는 상단에 절연 부재(15)가 설치될 수 있다.
방전관 헤드(12)는 중공의 원반 형상을 갖고 상부 중심에 가스를 주입받는 원통형의 가스 입구(14)가 마련된다. 가스 입구(14)를 통해 가스 소오스(2)로부터 방전 가스가 제공된다. 가스 입구(14)는 별도의 세라믹 재질의 절연재로 절연 될 수 있다. 방전관 헤드(12)의 하부에는 복수개의 개구부(13)가 형성된다. 방전관 헤드(12)의 개구부(13)들과 챔버 하우징(30) 상부면(32)의 개구부(25)들 사이에는 각기 방전관 브리지(16)가 연결된다.
챔버 하우징(30)은 내부 저면에 진공 펌프(4)와 연결되는 가스 출구(31)가 구비되고, 작업편(work piece)(38) 예컨대, 웨이퍼가 놓여지는 서셉터(susceptor)(36)가 마련된다. 서셉터(22)는 바이어스 전원(37)에 전기적으로 연결된다. 상부면(23)에는 방전관 헤드(12)의 개구부(13)들과 대응되는 복수개의 개구부(25)가 형성된다. 챔버 하우징(30)의 상단 테두리 부위는 내측으로 기울어진 경사면(34)을 갖는다.
이와 같은 본 발명의 유도 플라즈마 챔버는 가스 입구(14)를 통해 방전 가스가 주입되고 유도 코일(18)에 RF 전원이 공급되면 방전관 헤드(12)와 복수개의 방전관 브리지(16) 및 챔버 하우징(30)의 내부로 기전력(electromotive force)이 전달되어 플라즈마 방전이 이루어진다. 본 발명의 유도 플라즈마 챔버는 방전 패스(discharge path)가 복수개의 방전관 브리지(16) 사이에 쌍을 이루어 교대적으로 발생되도록 방전 패스 스위칭 수단을 구비한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제1 실시예로서 플라즈마 방전 패스를 교대적으로 유도하기 위한 방전 패스 스위칭 수단으로서 방전관 사이에 영구 자석을 배치한 예를 보여주는 도면이다. 도면을 참조하여, 제1 내지 제4 방전관 브리지(16a~16d)의 사이에 각기 고정된 영구자석들(41a~41d)과 회전 가능한 영구자석들(42a~42d)이 쌍을 이루어 배열된다. 회전 가능한 영구자석들(42a~42d)은 챔버 하우징(30)의 상부면(32)에 설치되는 회전축(44)에 연결된다.
여기서, 고정된 영구자석들(41a~41d)은 어느 하나의 회전 방향으로 극성이 동일하게 배열된다. 예를 들어, 시계 방향으로 S극과 N극이 위치하도록 배열된다. 반면, 회전 가능한 영구자석들(42a~42d)은 어느 하나의 회전 방향으로 극성이 서로 다르게 배열된다. 회전 가능한 영구자석들(42a~42d)은 소정 시간을 주기로 90도 좌/우로 회전한다.
제1 내지 제4 유도 코일(20a~20d)은 방전관 브리지(16a~16d)에 설치된 제1 내지 제4 페라이트 코어(18a~18d)가 마주 위치하는 것끼리 서로 동일한 방향으로 자기장(Ba, Bc)(Bb, Bd)이 유도되도록 권선된다. 예를 들어, 제1 및 제3 페라이트 코어(18a, 18c)와 제2 및 제4 페라이트 코어(18b, 18d)가 각기 동일한 방향으로 자기장(Ba, Bc)(Bb, Bd)이 유도되도록 권선된다. 그럼으로 유도 자기장(Ba~Bd)에 의해 유도되는 2차 전기장(Ea~Ed)의 방향 또한 서로 마주 보는 위치에서 동일하다.
회전 가능한 영구자석들(42a~42d)이 소정 시간을 주기로 90도 좌/우로 회전하면 제1 내지 제4 방전관 브리지16a~16d) 사이에 위치하는 영구 자석 쌍들이 교대적으로 서로 동일한/다른 극성을 갖게 된다. 동일한 극성을 갖는 영구자석 쌍은 자기장의 세기가 커지고 서로 다른 극성을 갖도록 배열된 영구 자석 쌍들은 자기장의 세기가 감소된다. 그럼으로 동일한 극성을 갖는 영구자석쌍이 배열된 방전관들 사이에 플라즈마 방전 경로가 형성 된다. 이와 같이, 제1 내지 제4 방전관 브리지(16a~16d)는 서로 이웃한 방전관과 소정 시간 주기에 따라 교대적으로 플라즈마 방전 패스가 형성 된다.
예를 들어, 도 5a에 도시된 바와 같이, 서로 동일한 방향으로 영구자석쌍이 배열되어 있는 제1 및 제4 방전관 브리지(16a, 6d) 그리고 제2 및 제3 방전관 브리지(16b, 16c) 사이에 플라즈마 방전 패스가 형성된다. 소정 시간 후 회전축(44)이 90도 회전하면, 도 5b에 도시된 바와 같이, 서로 동일한 방향으로 배열된 영구 자석 쌍의 위치가 변경된다. 그러면 제1 및 제2 방전관 브리지(16a, 16b) 그리고 제3 및 제4 방전관 브리지(16c, 16d) 간에 각기 플라즈마 방전 패스가 형성된다.
이와 같이, 플라즈마 방전 패스가 복수개의 방전관들 사이에서 교대적으로 형성됨으로서 플라즈마 볼륨이 넓게 형성되면서도 균일한 플라즈마 발생 밀도를 얻을 수 있다. 이 실시예에서 영구 자석을 사용하였으나 전자석으로도 동일한 효과를 얻도록 구성할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제2 실시예로서 플라즈마 방전 패스가 교대적으로 유도되도록 스위칭 회로와 병렬로 연결된 유도 코일을 구성한 예를 보여주는 도면이다.
도면을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 다른 유도 플라즈마 챔버는 플라즈마 방전 패스를 교대적으로 유도하기 위한 방전 패스 스위칭 수단으로서 스위칭 회로(50)를 구비한다. 스위칭 회로(50)는 입력단(T1)을 통해 입력되는 RF 신호를 소정 시간 주기로 두 출력단(T2, T3)을 통해 교대적으로 출력한다.
제1 내지 제4 페라이트 코어(18a~18d)에는 이웃한 것들과 쌍을 이루도록 제1 내지 제4 유도 코일(61a~61d)이 권선된다. 예를 들어, 제1 및 제2 페라이트 코어(18a, 18b), 제3 및 제4 페라이트 코어(18a, 18b)가 각기 쌍을 이루도록 제1 및 제3 유도 코일(61a, 61c)이 해당 코어에 권선되고 이들은 직렬로 연결되어 스위칭 회로(50)의 일 출력단(T3)에 연결된다. 그리고 제2 및 제3 페라이트 코어(18b, 18c), 제4 및 제1 페라이트 코어(18d, 18a)가 각기 쌍을 이루도록 해당 코어에 제2 및 제4 유도 코일(61b, 61d)이 권선되고 이들은 직렬로 연결되어 스위칭 회로(50)의 다른 출력단(T2)에 연결된다.
이와 같이 구성되는 유도 플라즈마 챔버에서 방전관 브리지(16a~16d)들 간에 교대적으로 플라즈마 방전 패스가 형성되는 것은 다음과 같다.
먼저, 도 6a를 참조하여, 스위칭 회로(50)가 제1 단자(T1)와 제2 단자(T2)가 연결되어 전류(i2)가 제4 및 제2 유도 코일(61d, 61b)로 공급되면 자기장(Ba~Bd)이 유도되고 이에 의해서 2차 전기장(Ea~Ed)이 유도된다. 서로 다른 방향으로 유도된 2차 전기장(Ea, Ed)(Eb, Ec)이 형성되는 제1 및 제4 방전관 브리지(16a, 16d) 그리고 제2 및 제3 방전관 브리지(16b, 16c)간에 플라즈마 방전 패스가 형성된다.
소정 시간 후, 도 6b를 참조하여, 스위칭 회로(50)가 제1 단자(T1)와 제3 단자(T3)가 연결되도록 스위칭 되면 전류(i3)가 제1 및 제3 유도 코일(61a~61c)로 공급되어 자기장(Ba~Bd)이 유도되고 이에 의해서 2차 전기장(Ea~Ed)이 유도된다. 서로 다른 방향으로 유도된 2차 전기장(Ea, Eb)(Ec, Ed)이 형성되는 제1 및 제2 방전관 브리지(16a, 16b) 그리고 제3 및 제4 방전관 브리지(16c, 16d)간에 플라즈마 방전 패스가 형성된다.
한편, 스위칭 회로(50)는 높은 전력을 전달해야 함으로 스위칭 동작시 단락되지 않는 회로로 구현되어야 한다. 도 7a 및 도 7b에 스위칭 회로의 구성을 보여주는 도면이 도시도어 있다.
도면을 참조하여, 스위칭 회로(50)는 자속 입/출구가 서로 마주 보고 위치하는 U'형상을 갖는 두개의 페라이트 코어(51, 53)(55, 57)가 두 쌍으로 구성되며 이에 각기 권선되는 유도 코일(52, 54)(56, 58)을 구비한다. 두 쌍의 페라이트 코어(51, 53)(55, 57)는 각기 어느 하나가 고정되고 다른 하나는 모터(59)에 연결되어 소정 시간을 주기로 180도 회전/역회전 한다. 회전 가능한 페라이트 코어(53, 57)는 서로 연동하여 회전한다. 제1 페라이트 코어 쌍(51, 53)에 권선된 코일(52, 54)은 제1 단자(T1)와 제2 단자(T2) 사이에 직렬로 연결되며, 제2 페라이트 코어 쌍(55, 57)에 권선된 코일(56. 58)은 제1 단자(T1)와 제3 단자(T3) 사이에 직렬로 연결된다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 초기 상태에서 제1 페라이트 코어 쌍(51, 53)은 서로 동일한 방향으로 자기장(B1, B2)이 유도되고, 제2 페라이트 코어 쌍(55, 57)은 서로 역방향으로 자기장 (B3, B4)이 유도된다. 그럼으로 제1 단자(T1)와 제2 단자(T2) 사이에 전류(i2)가 흐르고 제1 단자(T1)와 제3 단자(T3)는 전류(i3) 흐름이 차단된다.
소정 시간 후, 회전 가능한 페라이트 코어(53, 57)가 180도 회전 하면 제1 페라이트 코어 쌍(51, 53)은 서로 역방향으로 자기장(B1, B2)이 유도되고, 제2 페라이트 코어 쌍(55, 57)은 서로 동일한 방향으로 자기장 (B3, B4)이 유도된다. 그럼으로 제1 단자(T1)와 제2 단자(T2) 사이에 전류(i2) 흐름이 차단되고 제1 단자(T1)와 제3 단자(T3) 사이에 전류(i3)가 흐르게 된다.
이와 같이 스위칭 회로(50)가 소정 시간을 주기로 스위칭 동작하면서 플라즈마 방전 패스가 다수의 방전관 브리지(16a~16d) 사이에서 교대적으로 형성되게 된다. 그럼으로 본 발명의 유도 플라즈마 챔버는 플라즈마 볼륨이 넓게 형성되면서도 균일한 플라즈마 발생 밀도를 얻을 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 다중 방전관 브리지를 구비한 유도 플라즈마 챔버의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였으나, 이는 일예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 본 발명의 유도 플라즈마 챔버는 플라즈마 다수개의 방전관 브리지를 구비함으로서 넓은 볼륨의 플라즈마를 발생하면서도 플라즈마 방전 패스가 복수개의 방전관들 사이에서 교대적으로 형성함으로서 균일한 플라즈마 발생 밀도를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 유도 플라즈마 챔버를 이용한 플라즈마 프로세스 시스템의 구성을 보여주는 도면;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유도 플라즈마 챔버의 사시도;
도 3 및 도 4는 도 2의 유도 플라즈마 챔버의 A-A, B-B 단면도 및 전원 공급 계통을 보여주는 도면;
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제1 실시예로서 플라즈마 방전 패스를 교대적으로 유도하기 위해 방전관 사이에 영구 자석을 배치한 예를 보여주는 도면;
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제2 실시예로서 플라즈마 방전 패스를 교대적으로 유도하기 위해 스위칭 회로와 병렬로 유도 코일을 연결한 예를 보여주는 도면; 그리고
도 7a 및 도 7b는 스위칭 회로의 구성을 보여주는 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
2: 가스 소오스 4: 진공 펌프
6: 전원 공급원 8: 유도 플라즈마 챔버
10: 플라즈마 반응기 12: 방전관 헤드
14: 가스 입력부 16: 방전관 브리지
18: 페라이트 코어 20: 유도 코일
30: 챔버 하우징 36: 서셉터

Claims (5)

  1. 가스를 주입받는 가스 입구와 복수개의 개구부를 갖는 중공형 방전관 헤드;
    가스를 배출하기 위한 가스 출구와 방전관 헤드의 개구부들과 대응되는 복수개의 개구부가 상부면에 형성되고 내측에는 작업편이 놓여지는 서셉터가 마련된 챔버 하우징;
    방전관 헤드의 개구부들과 프로세스 챔버의 개구부들 사이에 연결되는 복수개의 중공형 방전관 브리지;
    각각의 방전관 브리지에 하나 이상 설치되는 페라이트 코어와 이에 권선되어 전원 공급원에 연결되는 유도 코일; 그리고
    복수개의 방전관 브리지들 사이에 교대적으로 플라즈마 방전 패스가 형성되도록 하는 방전 패스 스위칭 수단을 포함하는 다중 방전관 브리지를 구비한 유도 플라즈마 챔버.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방전 패스 스위칭 수단은 복수개의 방전관 브리지 사이에 배치되는 다수개의 자석 쌍들을 포함하되, 각각의 자석 쌍들 중 하나는 하나의 회전 방향으로 동일한 극성을 갖게 고정 되고 다른 하나는 회전 가능하되 하나의 회전 방향으로 서로 다른 극성을 갖도록 배열되어 전체적으로 동일한 극성으로 배열되는 자석 쌍들과 서로 다른 극성을 갖도록 배열된 자석 쌍들이 교대적으로 위치하며,
    회전 가능한 자석들이 소정 주기로 회전함에 따라 복수개의 방전관 브리지들은 이웃한 어느 하나의 방전과 브리지와 교대적으로 플라즈마 방전 패스를 형성하는 다중 방전관 브리지를 구비한 유도 플라즈마 챔버.
  3. 제2항에 있어서, 상기 유도 코일은 서로 이웃한 페라이트 코어가 서로 역방향으로 자기장이 유도되도록 권선되는 다중 방전관 브리지를 구비한 유도 플라즈마 챔버.
  4. 제1항에 있어서, 상기 방전 패스 스위칭 수단은 전원 공급원에 연결되는 제1 단자와 소정 주기로 스위칭 되어 제1 단자와 전류 흐름이 교대적으로 형성되는 제2 및 제3 단자를 갖는 스위칭 회로를 포함하고,
    복수개의 방전관 브리지에 설치되는 페라이트 코어에 권선되되 이웃한 어느 하나의 페라이트 코어와 쌍을 이루도록 권선되어 제2 단자에 전기적으로 연결되는 제1 유도 코일들; 복수개의 방전관 브리지에 설치되는 페라이트 코어에 각기 권선되되 이웃한 다른 어느 하나의 페라이트 코어 쌍을 이루도록 권선되어 제3 단자에 전기적으로연결되는 제2 유도 코일들을 포함하여,
    상기 스위칭 회로가 소정 주기로 스위칭 동작함에 따라 복수개의 방전관 브리지들은 이웃한 어느 하나의 방전과 브리지와 교대적으로 플라즈마 방전 패스를 형성하는 다중 방전관 브리지를 구비한 유도 플라즈마 챔버.
  5. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 회로는
    자속 입/출구가 마주 보도록 위치하는 'U' 형상을 갖는 두 개의 페라이트 코어를 갖는 제1 및 제2 페라이트 코어 쌍;
    제1 페라이트 코어 쌍에 권선되고 제1 단자와 제2 단자에 전기적으로 연결되는 제1 유도 코일, 제2 페라이트 코어 쌍에 권선되고 제1 단자와 제3 단자에 전기적으로 연결되는 제2 유도 코일;
    제1 및 제2 페라이트 코어 쌍은 각기 고정된 페라이트 코어와 회전 가능한 페라이트 코어로 구성되고, 회전 가능한 페라이트 코어를 180도 회전/역회전시키기 위한 구동 수단을 포함하며,
    제1 및 제2 페라이트 코어 쌍 중에서 어느 하나의 페라이트 코어쌍이 동일한 방향으로 자기장이 유도되면, 다른 하나의 페라이트 코어 쌍은 역방향으로 자기장이 유도되도록 제1 및 제2 유도 코일이 권선된 다중 방전관 브리지를 구비한 유도 플라즈마 챔버.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100561848B1 (ko) * 2003-11-04 2006-03-16 삼성전자주식회사 헬리컬 공진기형 플라즈마 처리 장치
KR100720988B1 (ko) * 2006-03-10 2007-05-28 위순임 매설된 유도 안테나를 구비하는 플라즈마 처리 챔버
KR100726791B1 (ko) * 2005-12-07 2007-06-11 주식회사 뉴파워 프라즈마 복수의 기판을 병렬 배치 처리하기 위한 플라즈마 처리장치
KR100785164B1 (ko) * 2006-02-04 2007-12-11 위순임 다중 출력 원격 플라즈마 발생기 및 이를 구비한 기판 처리시스템
KR100804780B1 (ko) * 2006-05-25 2008-02-19 주식회사 뉴파워 프라즈마 이중 가스 공급 구조를 갖는 플라즈마 처리 챔버
KR100882450B1 (ko) * 2007-06-08 2009-02-06 참앤씨(주) 페라이트를 이용한 유도결합 플라즈마 처리장치용 안테나

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101336796B1 (ko) * 2012-04-18 2013-12-04 최대규 다중방전관을 갖는 플라즈마 반응기
KR101336798B1 (ko) * 2012-04-18 2013-12-04 최대규 다중 가스 공급 구조를 갖는 다중 방전관 플라즈마 반응기

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100561848B1 (ko) * 2003-11-04 2006-03-16 삼성전자주식회사 헬리컬 공진기형 플라즈마 처리 장치
KR100726791B1 (ko) * 2005-12-07 2007-06-11 주식회사 뉴파워 프라즈마 복수의 기판을 병렬 배치 처리하기 위한 플라즈마 처리장치
KR100785164B1 (ko) * 2006-02-04 2007-12-11 위순임 다중 출력 원격 플라즈마 발생기 및 이를 구비한 기판 처리시스템
KR100720988B1 (ko) * 2006-03-10 2007-05-28 위순임 매설된 유도 안테나를 구비하는 플라즈마 처리 챔버
KR100804780B1 (ko) * 2006-05-25 2008-02-19 주식회사 뉴파워 프라즈마 이중 가스 공급 구조를 갖는 플라즈마 처리 챔버
KR100882450B1 (ko) * 2007-06-08 2009-02-06 참앤씨(주) 페라이트를 이용한 유도결합 플라즈마 처리장치용 안테나

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