KR20060066794A - Inductive plasma source with external discharge bridge - Google Patents

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Abstract

본 발명의 유도 플라즈마 소오스는 플라즈마 반응 챔버의 상부면에 적어도 하나의 외부 방전 브릿지를 구비한다. 외부 방전 브릿지는 비도전체로 구성된다. 전원 공급원에 연결된 권선 코일이 구비되는 마그네틱 코어가 외부 방전 브릿지의 양측으로 장착된다. 마그네틱 코어와 외부 방전 브릿지 사이에는 냉각관이 설치된다. 냉각관은 도전체로 구성되며, 양측 냉각관에 연결된 두 개의 점화 전극은 외부 방전 브릿지에 서로 대향되게 설치된다. 플라즈마 반응 챔버의 상부면에는 냉각실이 구비된다. 외부 방전 브릿지에 설치되는 냉각관과 플라즈마 반응 챔버의 상부면에 설치되는 냉각실에 의해서 외부 방전 브릿지와 플라즈마 반응 챔버에 열손상이 발생되는 것을 방지한다. 외부 방전 브릿지에 설치되는 냉각관을 이용하여 점화 전극을 구성함으로 별도의 점화 전극과 점화용 전원을 구비할 필요가 없음으로 장비 구성 효율을 높일 수 있다. 플라즈마 반응 챔버의 내부에 확산 유도기와 배플 평판 그리고 다수의 전극쌍을 갖는 플라즈마 확산 수단을 구비함으로 플라즈마 반응 챔버의 내부에 고밀도의 균일한 그리고 넓은 볼륨의 플라즈마를 얻을 수 있다.The induction plasma source of the present invention has at least one external discharge bridge on the top surface of the plasma reaction chamber. The external discharge bridge is composed of a nonconductor. Magnetic cores with winding coils connected to the power supply are mounted on both sides of the external discharge bridge. A cooling tube is installed between the magnetic core and the external discharge bridge. The cooling tube is composed of a conductor, and two ignition electrodes connected to both cooling tubes are disposed opposite to each other on an external discharge bridge. The upper surface of the plasma reaction chamber is provided with a cooling chamber. The cooling tube installed in the external discharge bridge and the cooling chamber provided on the upper surface of the plasma reaction chamber prevent heat generation of the external discharge bridge and the plasma reaction chamber. By configuring the ignition electrode by using a cooling tube installed in the external discharge bridge, it is not necessary to have a separate ignition electrode and the ignition power can increase the efficiency of equipment configuration. A high density uniform and wide volume of plasma can be obtained inside the plasma reaction chamber by providing a plasma diffusion means having a diffusion inductor, a baffle plate and a plurality of electrode pairs inside the plasma reaction chamber.

플라즈마, 유도 결합 플라즈마, ICPPlasma, inductively coupled plasma, ICP

Description

외부 방전 브릿지를 구비하는 유도 플라즈마 소오스{INDUCTIVE PLASMA SOURCE WITH EXTERNAL DISCHARGE BRIDGE} INDUCTIVE PLASMA SOURCE WITH EXTERNAL DISCHARGE BRIDGE}             

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 처리 챔버의 사시도;1 is a perspective view of a plasma processing chamber in accordance with a preferred embodiment of the present invention;

도 2는 도 1의 외부 방전 브릿지와 플라즈마 반응 챔버의 결합 구조를 보여주는 도면;FIG. 2 shows a coupling structure of the external discharge bridge and the plasma reaction chamber of FIG. 1; FIG.

도 3 내지 도 5는 도 1의 외부 방전 브릿지의 사시도, 평면도 및 단면도;3 to 5 are perspective, plan and sectional views of the external discharge bridge of FIG. 1;

도 6은 외부 방전 브릿지의 가스 입구의 노즐 구조를 보여주는 단면도;6 is a sectional view showing a nozzle structure of a gas inlet of an external discharge bridge;

도 7은 가스 입구의 노즐 구조를 변형한 예를 보여주는 단면도;7 is a cross-sectional view showing an example in which the nozzle structure of the gas inlet is modified.

도 8 내지 도 11은 점화 전극의 다양한 변형 구조를 보여주는 사시도 및 평면도;8 to 11 are perspective and plan views showing various modified structures of the ignition electrode;

도 12는 도 1의 플라즈마 처리 챔버의 전체 단면도;12 is an overall cross-sectional view of the plasma processing chamber of FIG. 1;

도 13은 도 12의 확산 유도기의 사시도;13 is a perspective view of the diffusion inductor of FIG. 12;

도 14 내지 도 16은 마그네틱 코어와 냉각관이 플라즈마 반응 챔버의 상부면과 수평 되게 장착된 외부 방전 브릿지의 사시도, 평면도, 및 단면도;14-16 are perspective, top, and cross-sectional views of an external discharge bridge in which the magnetic core and the cooling tube are mounted horizontally with the top surface of the plasma reaction chamber;

도 17 및 도 18은 다수의 외부 방전관 브릿지를 장착한 플라즈마 처리 챔버의 사시도;17 and 18 are perspective views of a plasma processing chamber equipped with a plurality of external discharge tube bridges;

도 19 및 도 20은 가스 입구에 가스 연결관을 설치한 외부 방전 브릿지의 사시도 및 단면도;19 and 20 are a perspective view and a sectional view of an external discharge bridge provided with a gas connection pipe at the gas inlet;

도 21은 직교 형태로 설치된 가스 연결관을 갖는 외부 방전 브릿지의 사시도;21 is a perspective view of an external discharge bridge having a gas connecting tube installed in an orthogonal form;

도 22는 플라즈마 반응 챔버의 상부면에 냉각실을 구비한 플라즈마 처리 챔버의 사시도;22 is a perspective view of a plasma processing chamber having a cooling chamber on an upper surface of the plasma reaction chamber;

도 23은 도 22의 외부 방전 브릿지와 플라즈마 반응 챔버의 결합 구조를 보여주는 도면;FIG. 23 is a view illustrating a coupling structure of the external discharge bridge and the plasma reaction chamber of FIG. 22;

도 24 및 도 25는 외부 방전 브릿지의 사시도, 평면도;24 and 25 are perspective and plan views of the external discharge bridge;

도 26은 외부 방전 브릿지가 플라즈마 반응 챔버의 상부면에 결합된 구조를 보여주는 단면도;FIG. 26 is a cross sectional view showing a structure in which an external discharge bridge is coupled to an upper surface of a plasma reaction chamber; FIG.

도 27은 플라즈마 반응 챔버의 내부에 확산 전극쌍이 설치된 플라즈마 처리 챔버의 단면도;27 is a cross sectional view of the plasma processing chamber in which a pair of diffusion electrodes is provided inside the plasma reaction chamber;

도 28은 도 27의 A-A 단면도;FIG. 28 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 27; FIG.

도 29는 위상/전압 제어부에 의한 전원 공급 제어 수순의 흐름도;29 is a flowchart of a power supply control procedure by the phase / voltage control section;

도 30a 내지 도 30c는 전원 공급 제어 수순에 따라 내부 확산 전극쌍으로 공급되는 전원의 파형도이다.30A to 30C are waveform diagrams of power supplied to the internal diffusion electrode pairs according to the power supply control procedure.

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

10: 플라즈마 반응 챔버 19: 확산 유도기10: plasma reaction chamber 19: diffusion inductor

20: 외부 방전 브릿지 21: 가스 입구20: external discharge bridge 21: gas inlet

24a, 24b: 가스 출구 25: 브릿지 몸체24a, 24b: gas outlet 25: bridge body

30a, 30b: 마그네틱 코어 31a, 31b: 권선 코일30a, 30b: magnetic core 31a, 31b: winding coil

40a, 40b: 냉각관 45a, 45b: 점화 전극40a, 40b: cooling tube 45a, 45b: ignition electrode

50: 공통 플랜지 54: 냉각실50: common flange 54: cooling chamber

본 발명은 플라즈마 소스(plasma source)에 관한 것으로, 구체적으로는 외부 방전관 브릿지를 구비하는 유도 결합 플라즈마 소스(inductive coupled plasma source)에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma source, and more particularly, to an inductively coupled plasma source having an external discharge tube bridge.

플라즈마는 같은 수의 음이온(positive ions)과 전자(electrons)를 포함하는 고도로 이온화된 가스이다. 플라즈마 소스는 산업 여러 분야에서 다양하게 사용되고 있다. 예를 들어, 반도체 장치의 생산 공정에서는 반도체 웨이퍼나 액정 디스플레이 장치의 세정(cleaning), 식각(etching), 도포(deposition) 공정에 플라즈마가 사용된다.Plasma is a highly ionized gas containing the same number of positive ions and electrons. Plasma sources are used in a variety of industries. For example, in the production process of semiconductor devices, plasma is used for cleaning, etching, and deposition processes of semiconductor wafers and liquid crystal display devices.

ICP(inductive coupled plasma) 또는 TCP(transformer coupled plasma) 발생 기술에 관해서는 이 응용 분야에서 널리 연구되어 오고 있다. RF ICP 방식은 플라즈마 발생을 위한 전자기 에너지를 제공함에 있어 플라즈마에 접촉되는 전극을 갖 지 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 개시되어 있다.ICP (inductive coupled plasma) or TCP (transformer coupled plasma) generation technology has been widely studied in this application field. The RF ICP scheme provides the advantage of having no electrodes in contact with the plasma in providing electromagnetic energy for plasma generation. A technique for inductively coupled discharge for plasma etching and resist stripping is disclosed in US Pat. No. 4,431,898, issued to Alan Alllaneberg et al. On February 14, 1984, as a technique for an initial ICP-type plasma source.

반도체 장치의 생산에 있어서 대형 사이즈의 웨이퍼를 효과적으로 가공할 수 있는 보다 넓은 볼륨과 균일도 그리고 고밀도를 갖는 플라즈마 소스가 요구되고 있다. 액정 디스플레이 패널의 생산에 있어서도 대형 사이즈의 액정 디스플레이 패널의 가공을 가능하게 하는 플라즈마 소스가 요구되고 있다.In the production of semiconductor devices, there is a need for a plasma source having a wider volume, uniformity, and higher density capable of effectively processing a large size wafer. Also in the production of liquid crystal display panels, a plasma source that enables the processing of large size liquid crystal display panels is required.

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.In US Patent No. 6392351, issued to Egeny Vanceco, on May 21, 2002, a technique is disclosed for an inductive RF plasma source having an external discharge bridge. And US Patent Publication No. 6432260, issued to Leonard J. Mahoni et al. On August 13, 2002, discloses an inductively coupled ring-plasma source device for process gases and materials and a method thereof.

상기 미국특허공보 제6392351호와 제6432260호에 개시된 기술에서는 트랜스포머가 결합된 C-형상 브리지(C-shape bridge)를 이용하여 플라즈마를 발생한다. 그런데, 넓은 볼륨으로 고밀도의 플라즈마를 얻기 위해서는 높은 에너지가 트랜스포머에 공급되어야 함으로 고열이 발생되어 C-형상 브릿지와 챔버 하우징의 상단면이 열손상이 발생될 우려가 있다. 또한, C-형상 브리지와 작업 챔버(working chamber or process chamber)의 연결 구조만으로는 플라즈마 가스가 작업 챔버 내부에 고밀도를 유지하면서 균일하게 확산되기에는 어려움이 있다.In the techniques disclosed in US Pat. Nos. 6,337,351 and 6432260, a plasma is generated by using a C-shape bridge coupled to a transformer. However, in order to obtain a high-density plasma with a wide volume, high energy must be supplied to the transformer, and thus high heat is generated, resulting in thermal damage to the upper surfaces of the C-shaped bridge and the chamber housing. In addition, the connection structure of the C-shaped bridge and the working chamber (working chamber or process chamber) alone is difficult to uniformly diffuse the plasma gas while maintaining a high density inside the working chamber.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 균일도가 높은 넓은 볼륨의 플라즈마를 얻을 수 있는 유도 플라즈마 소오스를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems, and to provide an induction plasma source capable of obtaining a wide volume plasma having high uniformity.

본 발명의 다른 목적은 외부 방전 브릿지와 플라즈마 반응 챔버에 열손상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 유도 플라즈마 소오스를 제공하는데 있다.
Another object of the present invention is to provide an induction plasma source capable of preventing thermal damage from occurring in the external discharge bridge and the plasma reaction chamber.

상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 유도 플라즈마 소오스는: 상부면에 적어도 두 개의 홀을 구비하고, 내부에 피처리 작업편이 놓여지는 서셉터를 갖는 플라즈마 반응 챔버; 플라즈마 반응 챔버의 외측에 위치하고, 상기 적어도 두 개의 홀에 결합되는 적어도 하나의 외부 방전 브릿지; RF 전원을 공급하는 전원 공급원; 외부 방전 브릿지를 감싸도록 장착된 적어도 하나의 마그네틱 코어, 상기 마그네틱 코어는 외부 방전 브릿지와 플라즈마 반응 챔버의 내부로 플라즈마를 여기하기 위한 기전력을 발생하기 위하여 전원 공급원에 연결된 권선 코일을 구비하며; 외부 방전 브릿지와 마그네틱 코어 사이에 설치되는 적어도 하나의 냉각관을 포함한다.According to a feature of the present invention for achieving the object of the present invention as described above, an induction plasma source comprises: a plasma reaction chamber having at least two holes in an upper surface and a susceptor in which a workpiece to be processed is placed; ; At least one external discharge bridge positioned outside the plasma reaction chamber and coupled to the at least two holes; A power supply for supplying RF power; At least one magnetic core mounted to surround an external discharge bridge, the magnetic core having an external discharge bridge and a winding coil connected to a power supply source for generating an electromotive force for exciting plasma into the plasma reaction chamber; At least one cooling tube installed between the external discharge bridge and the magnetic core.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 외부 방전 브릿지는 비도전체로 구성된다.In a preferred embodiment of the present invention, the external discharge bridge is composed of a non-conductor.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 외부 방전 브릿지는: 상기 플라 즈마 반응 챔버의 하나의 홀에 연결되는 제1 브릿지 래그와 다른 홀에 연결되는 제2 브릿지 래그를 갖는 C-형상의 중공형의 브릿지 몸체; 브릿지 몸체의 상단 중앙 부분에 돌출되어 가스 공급원으로부터 공급되는 반응 가스를 받아들이는 가스 입구; 및 제1 및 제2 브릿지 래그의 각 끝단으로서 상기 두 개의 홀에 삽입되는 제1 및 제2 가스 출구를 갖는다. 상기 가스 입구와 제1 및 제2 가스 출구는 플랜지 구조를 갖는다. 상기 가스 입구는 내경이 원만히 증가/감소하거나, 단계적으로 증가/감소하는 구조와 노즐 구조를 포함한다.In a preferred embodiment of the invention, the external discharge bridge is: C-shaped hollow with a first bridge lag connected to one hole of the plasma reaction chamber and a second bridge lag connected to the other hole. Bridge body; A gas inlet protruding from the upper center portion of the bridge body to receive a reaction gas supplied from a gas source; And first and second gas outlets inserted into the two holes as respective ends of the first and second bridge lags. The gas inlet and the first and second gas outlets have a flange structure. The gas inlet includes a nozzle structure and a structure in which the inner diameter is smoothly increased / decreased, or gradually increased / decreased.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 외부 방전 브릿지는 가스 입구의 상단에 관의 중심부가 연결되며 가스 공급원으로부터 공급되는 반응 가스가 가스 입구로 제공되게 하는 가스 연결관을 더 포함한다. 상기 가스 연결관의 양단과 제1 및 제2 가스 출구는 플랜지 구조를 갖는 유도 결합 플라즈마 소오스.In a preferred embodiment of the present invention, the external discharge bridge further comprises a gas connection tube connected to the center of the tube at the top of the gas inlet and allowing a reactive gas supplied from the gas source to be provided to the gas inlet. Both ends of the gas connecting pipe and the first and second gas outlets have an inductively coupled plasma source having a flange structure.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 제1항에 있어서, 상기 냉각관은 외부 방전 브릿지를 감싸는 냉각관 몸체; 냉각관 몸체에 연결된 냉각수 입구와 냉각수 출구; 냉각수 입구로부터 냉각수 출구로 냉각수의 흐름이 굴곡 되게 유도하기 위해 냉각관 몸체의 내부에 설치되는 적어도 하나의 유도 격판을 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the cooling tube of claim 1, wherein the cooling tube body surrounding the external discharge bridge; A coolant inlet and a coolant outlet connected to the cooling tube body; At least one guide plate is installed inside the cooling tube body to guide the flow of the cooling water from the cooling water inlet to the cooling water outlet.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 외부 방전 브릿지는 상기 플라즈마 반응 챔버의 하나의 홀에 연결되는 제1 브릿지 래그와; 다른 홀에 연결되는 제2 브릿지 래그를 갖는 C-형상의 중공형의 브릿지 몸체를 갖고, 상기 마그네틱 코어는 제1 브릿지 래그에 설치되는 제1 마그네틱 코어와; 제2 브릿지 래그에 설치되는 제2 마그네틱 코어를 구비하며, 상기 냉각관은 제1 브릿지 래그와 제1 마그네틱 코어 사이에 설치되는 제1 냉각관과; 제2 브릿지 래그와 제2 마그네틱 코어 사이에 설치되는 제2 냉각관을 구비한다.In a preferred embodiment of the present invention, the external discharge bridge includes: a first bridge lag connected to one hole of the plasma reaction chamber; A C-shaped hollow bridge body having a second bridge lag connected to the other hole, the magnetic core comprising: a first magnetic core mounted to the first bridge lag; A second magnetic core installed on a second bridge lag, wherein the cooling tube comprises: a first cooling tube installed between the first bridge lag and the first magnetic core; And a second cooling conduit provided between the second bridge lag and the second magnetic core.

상기 제1 냉각관 및 제2 냉각관은 도전체로 구성되며, 상기 제1 냉각관은 전기적으로 연결되는 제1 점화 전극을 상기 제2 냉각관은 전기적으로 연결되는 제2 점화 전극을 각기 더 구비하며, 제1 및 제2 점화 전극은 상기 외부 방전 브릿지에 배치되고; 제1 및 제2 마그네틱 코어는 서로 반대 극성의 유도 기전력이 발생되도록 각기 권선 코일이 설치되며, 상기 제1 냉각관 및 제2 냉각관이 서로 반대 극성의 유도 기전력에 의해 반대 극성의 유도 전압이 발생되어 제1 및 제2 점화 전극이 플라즈마 방전을 위한 점화를 일으킨다.The first cooling tube and the second cooling tube are composed of a conductor, and the first cooling tube further includes a first ignition electrode electrically connected to each other, and the second cooling tube further includes a second ignition electrode electrically connected thereto. First and second ignition electrodes are disposed in the external discharge bridge; Each of the first and second magnetic cores has winding coils installed so that induced electromotive force of opposite polarity is generated, and the induced voltage of opposite polarity is generated by the induced electromotive force of opposite polarity of the first cooling tube and the second cooling tube. And the first and second ignition electrodes cause ignition for plasma discharge.

상기 제1 및 제2 점화 전극은 제1 및 제2 냉각관으로부터 연장되어서 외부 방전 브릿지를 사이에 두고 마주 대향하도록 배치된다. 또는 상기 제1 및 제2 점화 전극은 외부 방전 브릿지의 관에 링형태로 결합되되, 제1 점화 전극이 제2 냉각관에 가깝게 설치되고 제2 점화 전극이 제1 냉각관에 가깝게 설치된다.The first and second ignition electrodes extend from the first and second cooling tubes and are disposed to face each other with an external discharge bridge therebetween. Alternatively, the first and second ignition electrodes are coupled to the tube of the external discharge bridge in a ring shape, the first ignition electrode is installed close to the second cooling tube and the second ignition electrode is installed close to the first cooling tube.

본 발명의 바람직한 실시예 있어서, 상기 플라즈마 반응 챔버는 내측 상단 영역에 가로질러 설치되고, 관통된 다수의 홀이 형성된 배플 평판(baffle plate)을 포함한다. 상기 플라즈마 반응 챔버는 전체적으로 고깔 형상을 갖고 상부가 개방되며, 플라즈마 반응 챔버의 내측 천정과 배플 평판 사이에 설치되어 외부 방전 브릿지를 통해 입력되는 플라즈마 가스가 플라즈마 반응 챔버의 내측 하부로 고르게 확산되도록 유도하는 확산 유도기를 포함한다.In a preferred embodiment of the present invention, the plasma reaction chamber includes a baffle plate disposed across the inner top region and having a plurality of holes therethrough. The plasma reaction chamber is generally solid and has an open top, and is installed between the inner ceiling and the baffle plate of the plasma reaction chamber to induce the plasma gas, which is input through the external discharge bridge, to diffuse evenly into the inner lower portion of the plasma reaction chamber. Diffusion diffuser.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 서셉터로 바이어스 전원을 공급 하는 바이어스 전원 공급부를 포함한다.In a preferred embodiment of the present invention, a bias power supply for supplying a bias power to the susceptor.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 반응 챔버는 적어도 두 개의 홀을 포함하도록 외측 상부면에 형성된 냉각실을 포함한다. 상기 외부 방전 브릿지는 플라즈마 반응 챔버의 하나의 홀에 연결되는 제1 브릿지 래그와 다른 홀에 연결되는 제2 브릿지 래그를 갖는 C-형상의 중공형의 브릿지 몸체와; 제1 및 제2 브릿지 래그의 각 끝단으로서 상기 두 개의 홀에 각기 연결되는 제1 및 제2 가스 출구를 구비하며, 제1 및 제2 가스 출구는 상기 냉각실의 상부를 덮어 밀봉하는 공통 플랜지 구조를 갖는다.In a preferred embodiment of the invention, the plasma reaction chamber includes a cooling chamber formed on the outer upper surface to include at least two holes. The external discharge bridge includes a C-shaped hollow bridge body having a first bridge lag connected to one hole of the plasma reaction chamber and a second bridge lag connected to the other hole; Each end of the first and second bridge lags has first and second gas outlets respectively connected to the two holes, the first and second gas outlets covering and sealing the upper portion of the cooling chamber. Has

상기 냉각실은 상기 공통 플랜지와 상기 두 개의 홀 사이에 설치되는 제1 및 제2 오링; 공통 플랜지와 플라즈마 반응 챔버 사이에 설치되는 제3 오링을 포함한다. 상기 냉각실은 공통 플랜지에 형성된 냉각수 입구과 냉각수 출구를 포함한다. 상기 외부 방전 브릿지는 브릿지 몸체의 상단 중앙 부분에 돌출되어 가스 공급원으로부터 공급되는 반응 가스를 받아들이는 가스 입구를 포함한다.The cooling chamber may include first and second o-rings installed between the common flange and the two holes; And a third o-ring installed between the common flange and the plasma reaction chamber. The cooling chamber includes a coolant inlet and a coolant outlet formed on a common flange. The external discharge bridge includes a gas inlet that protrudes from the upper center portion of the bridge body to receive a reactive gas supplied from a gas source.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 플라즈마 반응 챔버의 내부에서 플라즈마 가스가 균일하게 확산되도록 플라즈마 이온 입자의 가속 경로를 유도하는 플라즈마 확산 수단을 더 포함한다. 상기 플라즈마 확산 수단은: 상기 플라즈마 반응 챔버의 내측벽으로 서로 대향되게 배치되는 두 평판 전극을 갖는 제1 전극쌍; 상기 플라즈마 반응 챔버의 내측벽으로 서로 대향되게 배치되되 제1 전극쌍과 직교하게 배치되는 두 평판 전극을 갖는 제2 전극쌍; 제1 전극쌍으로 제1 주파수를 공급하는 제1 전원 공급원; 제2 전극쌍으로 제2 주파수를 공급하는 제2 전원 공급원; 상기 제1 및 제2 전원 공급원을 제어하여 제1 및 제2 주파수의 위상과 전압을 제어하는 위상/전압 제어부를 포함한다. 상기 제1 및 제2 전극쌍의 각각의 전극들은 상기 플라즈마 반응 챔버의 내측벽에 절연체를 매개로 설치된다.In a preferred embodiment of the present invention, the apparatus further includes plasma diffusion means for inducing an acceleration path of the plasma ion particles to uniformly diffuse the plasma gas in the plasma reaction chamber. The plasma diffusion means includes: a first electrode pair having two plate electrodes disposed to face each other on an inner wall of the plasma reaction chamber; A second electrode pair having two plate electrodes disposed to face each other on an inner side wall of the plasma reaction chamber and disposed to be orthogonal to the first electrode pair; A first power supply for supplying a first frequency to the first electrode pair; A second power supply source supplying a second frequency to the second electrode pair; And a phase / voltage control unit controlling the first and second power sources to control phases and voltages of the first and second frequencies. Each of the electrodes of the first and second electrode pairs is installed on an inner wall of the plasma reaction chamber via an insulator.

상기 위상/전압 제어부의 제1 및 제2 전원 공급원의 제어는: 제1 및 제2 주파수가 제1 위상차를 갖도록 초기화하는 단계; 제1 위상차를 갖는 제1 및 제2 주파수를 시동 주파수로 출력하는 단계; 제1 및 제2 주파수가 제2 위상차를 갖도록 위상을 제어하는 단계; 및 제2 위상차를 갖는 제1 및 제2 주파수를 안정 주파수로 출력하는 단계를 포함한다. 안정 주파수가 출력될 때 제1 전압 레벨에서 제2 전압 레벨로 전압 레벨을 변화하는 단계를 더 포함한다.The control of the first and second power sources of the phase / voltage control includes: initializing the first and second frequencies to have a first phase difference; Outputting first and second frequencies having a first phase difference as a starting frequency; Controlling the phase such that the first and second frequencies have a second phase difference; And outputting first and second frequencies having a second phase difference at a stable frequency. And changing the voltage level from the first voltage level to the second voltage level when the stable frequency is output.

본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 명확하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.The embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. This embodiment is provided to explain more clearly the present invention to those skilled in the art.

(실시예)(Example)

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 처리 챔버(10)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 외부 방전 브릿지(20)와 플라즈마 반응 챔버(10)의 결합 구조를 보여주는 도면이다.1 is a perspective view of a plasma processing chamber 10 according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing a coupling structure of the external discharge bridge 20 and the plasma reaction chamber 10 of FIG.

도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유도 플라즈마 소오스 는 프로세스 플라즈마 반응 챔버(10)와 외부 방전 브릿지(20)를 구비한다. 외부 방전 브릿지(20)는 플라즈마 반응 챔버(10)의 외측 상부면(11)에 형성된 두 개의 홀(12a, 12b)에 각기 오-링(13a, 13b)으로 진공 절연되어 장착된다.Referring to the drawings, an induction plasma source according to a preferred embodiment of the present invention includes a process plasma reaction chamber 10 and an external discharge bridge 20. The external discharge bridge 20 is vacuum-insulated by the O-rings 13a and 13b in the two holes 12a and 12b formed in the outer upper surface 11 of the plasma reaction chamber 10, respectively.

도 3 내지 도 5는 도 1의 외부 방전 브릿지(20)의 사시도, 평면도 및 단면도이다.3 to 5 are perspective, plan and cross-sectional views of the external discharge bridge 20 of FIG. 1.

도면을 참조하여, 외부 방전 브릿지(20)는 전체적으로 C-형상을 갖는 중공형의 브릿지 몸체(25)를 구비한다. 브릿지 몸체(25)는 양측으로 'ㄱ'자로 절곡된 제1 브릿지 래그(bridge leg)(23a)와 제2 브릿지 래그(23b)가 구비되어 전체적으로 C-형상을 갖는다. 제1 및 제2 브릿지 래그(23a, 23b)의 끝단은 각기 제1 및 제2 가스 출구(24a, 24b)를 구성하며 두 개의 홀(12a, 12b)에 각기 삽입되어 장착된다. 그리고 브릿지 몸체(25)의 상단 중앙 부분에는 상측으로 돌출되어 가스 공급원(미도시)으로부터 공급되는 반응 가스를 받아들이는 가스 입구(21)가 구비된다. 이 실시예에서는 외부 방전 브릿지(20)가 가스 입구(21)를 구비하고 있으나 가스 입구(21)를 갖지 않도록 구성할 수도 있을 것이다. 가스 입구(21)는 가스 공급원(미도시)과 연결되는 가스 공급관(29)과 연결된다. 가스 입구(21)와 제1 및 제2 가스 출구(24a, 24b)는 외측으로 각기 플랜지(flange)(22, 25a, 25b)가 형성된다. 외부 방전 브릿지(20)는 전체적으로 비도전체 예를 들어, 석영으로 구성된다.Referring to the drawings, the external discharge bridge 20 has a hollow bridge body 25 having a C-shape as a whole. The bridge body 25 is provided with a first bridge leg 23a and a second bridge lag 23b, which are bent at 'A' on both sides, and have a C-shape as a whole. The ends of the first and second bridge lags 23a and 23b constitute the first and second gas outlets 24a and 24b, respectively, and are inserted into and mounted in the two holes 12a and 12b, respectively. In addition, a gas inlet 21 protruding upward and receiving a reaction gas supplied from a gas supply source (not shown) is provided at an upper center portion of the bridge body 25. In this embodiment, the external discharge bridge 20 is provided with a gas inlet 21, but may be configured not to have a gas inlet 21. The gas inlet 21 is connected to a gas supply pipe 29 connected to a gas supply source (not shown). The gas inlet 21 and the first and second gas outlets 24a and 24b are respectively formed with flanges 22, 25a and 25b outward. The external discharge bridge 20 is composed entirely of non-conductor, for example, quartz.

외부 방전 브릿지(20)의 가스 입구(21)는 관의 내부에 노즐 구조(26)를 갖는다. 첨부도면 도 6 또는 도 7에 도시된 바와 같이, 가스 입구(21)의 내경은 노즐 구조(26)를 중심으로 그 상부와 하부가 단계적으로 증가/감소하는 구조(27a, 27b) 를 갖는다. 또는 가스 입구(21)의 내경은 노즐 구조(26)를 중심으로 그 상부와 하부가 원만히 증가/감소하는 구조를 갖게 할 수 있다. 가스 입구(21)의 내측으로 노즐 구조(26)가 형성됨으로 외부 방전 브릿지(20)에 플라즈마가 발생될 때 가스 입구(21)로 플라즈마가 역류하는 것을 막는다.The gas inlet 21 of the external discharge bridge 20 has a nozzle structure 26 inside the tube. As shown in FIG. 6 or FIG. 7, the inner diameter of the gas inlet 21 has structures 27a and 27b in which the upper and lower portions thereof are gradually increased / decreased about the nozzle structure 26. Alternatively, the inner diameter of the gas inlet 21 may have a structure in which the upper portion and the lower portion smoothly increase / decrease around the nozzle structure 26. The nozzle structure 26 is formed inside the gas inlet 21 to prevent the plasma from flowing back to the gas inlet 21 when the plasma is generated in the external discharge bridge 20.

다시, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 외부 방전 브릿지(20)에는 제1 및 제2 브릿지 래그(23a, 23b)를 감싸도록 각기 마그네틱 코어(30a, 30b)가 장착된다. 마그네틱 코어(30a, 30b)는 제1 및 제2 브릿지 래그(23a, 23b)의 길이 방향으로 복수개의 도우넛 형상의 마그네틱 코어가 일체화되어 장착된다. 마그네틱 코어(30a, 30b)는 외부 방전 브릿지(20)와 플라즈마 반응 챔버(10)의 내부로 플라즈마를 여기하기 위한 기전력을 발생하기 위하여 전원 공급원(32)에 연결된 권선 코일(31a, 31b)을 구비한다. 전원 공급원(32)은 제1 및 제2 권선 코일(31a, 31b)로 RF 전원을 공급한다. 권선 코일(31a, 31b)은 전원 공급원(32)에 직렬로 연결되나, 병렬로 연결될 수 도 있다.3 to 5, the magnetic cores 30a and 30b are mounted on the external discharge bridges 20 so as to surround the first and second bridge lags 23a and 23b, respectively. The magnetic cores 30a and 30b are integrally mounted with a plurality of donut-shaped magnetic cores in the longitudinal direction of the first and second bridge lags 23a and 23b. The magnetic cores 30a and 30b have winding coils 31a and 31b connected to the power supply 32 to generate an electromotive force for exciting the plasma into the external discharge bridge 20 and the plasma reaction chamber 10. do. The power supply 32 supplies RF power to the first and second winding coils 31a and 31b. The winding coils 31a and 31b are connected in series to the power supply 32 but may be connected in parallel.

제1 마그네틱 코어(30a)에 권선된 제1 권선 코일(31a)의 일단(33a)은 전원 공급원(32)에 접속되고, 제2 마그네틱 코어(30b)에 권선된 제2 권선 코일(31b)의 일단은 접지로 연결된다. 그리고 제1 권선 코일(31a)의 타단(33b)과 제2 권선 코일(31b)의 타단(34b)은 전기적으로 연결된다. 이와 같이, 제1 및 제2 권선 코일(31a, 31b)은 전원 공급원(32)에 직렬로 연결될 수 있으며, 또는 병렬로 연결될 수도 있다. 이때, 제1 및 제2 권선 코일(31a, 31b)은 외부 방전 브릿지(20)와 플라즈마 반응 챔버(10)의 내부로 이어지는 플라즈마 방전 루프가 형성되도록 권선된 다.One end 33a of the first winding coil 31a wound on the first magnetic core 30a is connected to the power supply source 32 and the second winding coil 31b wound on the second magnetic core 30b. One end is connected to ground. The other end 33b of the first winding coil 31a and the other end 34b of the second winding coil 31b are electrically connected to each other. As such, the first and second winding coils 31a, 31b may be connected in series to the power source 32, or may be connected in parallel. In this case, the first and second winding coils 31a and 31b are wound to form a plasma discharge loop that extends into the external discharge bridge 20 and the plasma reaction chamber 10.

외부 방전 브릿지(20)와 마그네틱 코어(30a, 30b) 사이에는 냉각관(40a, 40b)이 설치된다. 제1 브릿지 래그(23a)와 제1 마그네틱 코어(30a) 사이에 제1 냉각관(40a)이 설치되고, 제2 브릿지 래그(23b)와 제2 마그네틱 코어(30b) 사이에 제2 냉각관(40b)이 설치된다.Cooling tubes 40a and 40b are provided between the external discharge bridge 20 and the magnetic cores 30a and 30b. The first cooling tube 40a is installed between the first bridge lag 23a and the first magnetic core 30a, and the second cooling tube (between the second bridge lag 23b and the second magnetic core 30b). 40b) is installed.

제1 및 제2 냉각관(40a, 40b)은 원통 형상으로 제1 및 제2 브릿지 래그(23a, 23b)를 감싸는 냉각관 몸체(41a, 41b)를 구비한다. 냉각관 몸체(41a, 41b)의 상부에는 냉각수 입구(42a, 42b)와 냉각수 출구(43a, 43b)각 각기 구비된다. 그리고 냉각관 몸체(41a, 41b)의 내측 천정에는 수직으로 적어도 하나의 유도 격판(44a, 44b)이 설치되어 냉각수의 흐름이 굴곡 되게 유도한다. 냉각수 입구(42a, 42b)로 유입된 냉각수는 유도 격판(44a, 44b)과 냉각관 몸체(41a, 41b) 사이를 따라 진행하여 냉각수 출구(43a, 43b)로 배출된다. 냉각관(40a, 40b)은 외부 방전 브릿지(20)와 마그네틱 코어(30a, 30b) 그리고 플라즈마 반응 챔버(10)의 상부면(11)이 과열되는 것을 방지한다. 유도 격판(44a, 44b)은 냉각 효율을 높이기 위하여 그 형상이나 개수를 다양하게 변형할 수 있다.The first and second cooling tubes 40a and 40b are provided with cooling tube bodies 41a and 41b which surround the first and second bridge lags 23a and 23b in a cylindrical shape. Cooling water inlets 42a and 42b and cooling water outlets 43a and 43b are respectively provided at the upper portions of the cooling tube bodies 41a and 41b. In addition, at least one guide plate 44a, 44b is vertically installed on the inner ceiling of the cooling tube bodies 41a and 41b to guide the flow of the cooling water. The coolant flowing into the coolant inlets 42a and 42b proceeds between the induction diaphragms 44a and 44b and the cooling tube bodies 41a and 41b and is discharged to the coolant outlets 43a and 43b. The cooling tubes 40a and 40b prevent the external discharge bridge 20, the magnetic cores 30a and 30b and the upper surface 11 of the plasma reaction chamber 10 from overheating. The induction diaphragms 44a and 44b may be variously modified in shape or number in order to increase cooling efficiency.

제1 및 제2 냉각관(40a, 40b)은 도전체로 구성된다. 도면에는 미도시 되었으나, 제1 및 제2 냉각관(40a, 40b)과 제1 및 제2 마그네틱 코어(30a, 30b) 사이에는 절연벽이 설치되어 권선 코일(31a, 31b)로부터 제1 및 제2 냉각관(40a, 40b)으로 전류가 누설되는 것을 방지한다.The first and second cooling tubes 40a and 40b are made of a conductor. Although not shown in the drawing, an insulating wall is provided between the first and second cooling pipes 40a and 40b and the first and second magnetic cores 30a and 30b so that the first and the second cooling tubes 31a and 31b are separated from the winding coils 31a and 31b. 2 Prevent leakage of current into the cooling tubes 40a and 40b.

제1 냉각관(40a)은 전기적으로 연결되는 제1 점화 전극(45a)을 상기 제2 냉 각관(40b)은 전기적으로 연결되는 제2 점화 전극(45b)을 각각 구비한다. 제1 점화 전극(45a)과 제2 점화 전극(45b)은 브릿지 몸체(25)를 사이에 두고 대향되게 외부 방전 브릿지(20)에 배치된다. 제1 점화 전극(45a)은 제1 냉각관 몸체(41a)의 상부면에 접속되며, 제1 브릿지 래그(23a)의 표면을 따라서 절곡되어 가스 입구(21)의 일측 아래에 이르기까지 연장된다. 제2 점화 전극(45b)은 제2 냉각관 몸체(41b)의 상부면에 접속되며, 제2 브릿지 래그(23a)의 표면을 따라서 절곡되어 가스 입구(21)의 반대편 아래에 이르기까지 연장된다.The first cooling tube 40a has a first ignition electrode 45a electrically connected thereto, and the second cooling tube 40b has a second ignition electrode 45b electrically connected thereto. The first ignition electrode 45a and the second ignition electrode 45b are disposed on the external discharge bridge 20 so as to face each other with the bridge body 25 therebetween. The first ignition electrode 45a is connected to the upper surface of the first cooling tube body 41a and is bent along the surface of the first bridge lag 23a to extend down to one side of the gas inlet 21. The second ignition electrode 45b is connected to the upper surface of the second cooling tube body 41b and is bent along the surface of the second bridge lag 23a to extend down to the opposite side of the gas inlet 21.

제1 및 제2 냉각관(40a, 40b)은 도전체로 구성됨으로 제1 및 제2 마그네틱 코어(30a, 30b)의 권선 코일(31a, 31b)에 전원이 공급되어 유도 기전력이 발생될 때 제1 및 제2 냉각관(40a, 40b)에도 유도 기전력이 전달된다. 그런데 제1 및 제2 마그네틱 코어(30a, 30b)는 서로 반대 극성의 유도 기전력이 발생되도록 각기 권선 코일(31a, 31b)이 설치되어 있음으로 제1 냉각관(40a)과 제2 냉각관(40b)은 서로 반대 극성의 유도 기전력에 의해 반대 극성의 유도 전압(+V, -V)이 발생된다. 그럼으로 제1 및 제2 점화 전극(45a, 45b)간에 전압차가 발생되어 외부 방전 브릿지(20)의 내부에서 플라즈마 방전을 위한 점화가 일어난다.Since the first and second cooling tubes 40a and 40b are made of a conductor, when the induced electromotive force is generated by supplying power to the winding coils 31a and 31b of the first and second magnetic cores 30a and 30b. Induced electromotive force is also transmitted to the second cooling tubes 40a and 40b. However, the first and second magnetic cores 30a and 30b have winding coils 31a and 31b respectively installed so that induced electromotive force of opposite polarity is generated, so that the first cooling tube 40a and the second cooling tube 40b are provided. ) Are induced voltages of opposite polarity (+ V, -V) by the induced electromotive force of opposite polarities. Thus, a voltage difference is generated between the first and second ignition electrodes 45a and 45b to cause ignition for plasma discharge inside the external discharge bridge 20.

이와 같은 제1 및 제2 점화 전극(45a, 45b)은 다양하게 전극 구조를 변형할 수 있다. 예를 들어, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 점화 전극(45a, 45b)은 끝단 부분을 평판형을 구성하고 제1 및 제2 냉각관 몸체(41a, 41b)에 전선(46a, 46b)으로 연결한다. 제1 점화 전극(45a)은 제2 냉각관 몸체(41b)에 가깝게 설치되고, 제2 점화 전극(45b)은 제1 냉각관 몸체(41a)에 가깝게 설치된다.The first and second ignition electrodes 45a and 45b may be modified in various ways. For example, as shown in Figs. 8 and 9, the first and second ignition electrodes 45a and 45b form a flat end portion and are connected to the first and second cooling tube bodies 41a and 41b. Connect with wires 46a and 46b. The first ignition electrode 45a is installed close to the second cooling tube body 41b, and the second ignition electrode 45b is installed close to the first cooling tube body 41a.

또는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 점화 전극(45a, 45b)은 외부 방전 브릿지(20)의 제1 및 제2 브릿지 래그(23a, 23b)의 관에 링형태로 결합하고 제1 및 제2 냉각관 몸체(41a, 41b)에 전선(46a, 46b)으로 연결한다. 이때, 제1 점화 전극(45a)이 제2 냉각관 몸체(41b)에 가깝게 설치되고, 제2 점화 전극(45b)이 제1 냉각관 몸체(41b)에 가깝게 설치된다.Alternatively, as shown in FIGS. 10 and 11, the first and second ignition electrodes 45a and 45b are ring-shaped in the tubes of the first and second bridge lags 23a and 23b of the external discharge bridge 20. And connect the first and second cooling tube bodies 41a and 41b with wires 46a and 46b. At this time, the first ignition electrode 45a is provided close to the second cooling tube body 41b, and the second ignition electrode 45b is provided close to the first cooling tube body 41b.

상술한 바와 같이 제1 및 제2 점화 전극(45a, 45b)의 구조 및 설치 위치를 변형한 경우에는 제1 점화 전극(45a)과 제2 냉각관(40b) 사이에서, 제2 점화 전극(45b)과 제1 냉각관(40a) 사이에서 그리고 제1 점화 전극(45a)과 제2 점화 전극(45b) 사이에서 각각 플라즈마 방전을 위한 점화가 일어난다. 이외에도 다양한 형태로 제1 및 제2 점화 전극(45a, 45b)의 구조는 변형이 가능할 것이다.As described above, when the structures and the mounting positions of the first and second ignition electrodes 45a and 45b are modified, the second ignition electrode 45b is formed between the first ignition electrode 45a and the second cooling tube 40b. ) And the first cooling tube 40a and between the first ignition electrode 45a and the second ignition electrode 45b respectively cause ignition for plasma discharge. In addition, the structures of the first and second ignition electrodes 45a and 45b may be modified in various forms.

도 12는 도 1의 플라즈마 처리 챔버(10)의 전체 단면도이고, 도 13은 도 12의 확산 유도기(19)의 사시도이다.12 is an overall cross-sectional view of the plasma processing chamber 10 of FIG. 1, and FIG. 13 is a perspective view of the diffusion inductor 19 of FIG. 12.

도면을 참조하여, 플라즈마 반응 챔버(10)의 내부 저면에는 피처리 기판(15)이 놓여지는 서셉터(14)가 구비된다. 피처리 기판(15)은 반도체 웨이퍼 기판, LCD 제조를 위한 유리 기판 등 일 수 있다. 서셉터(14)는 바이어스 전원(35)에 연결되어 바이어스 전원을 공급받는다. 플라즈마 반응 챔버(10)의 하단 일측으로는 가스 출구(16)가 구비된다. 플라즈마 반응 챔버(10)의 내측 상단영역에는 가로질러 배플 평판(baffle plate)(17)이 설치된다. 배플 평판(17)은 관통된 다수의 홀(18)이 형성되어 있다.Referring to the drawings, the inner bottom of the plasma reaction chamber 10 is provided with a susceptor 14 on which the substrate 15 to be processed is placed. The substrate 15 to be processed may be a semiconductor wafer substrate, a glass substrate for LCD manufacture, or the like. The susceptor 14 is connected to the bias power supply 35 to receive the bias power supply. The lower end of the plasma reaction chamber 10 is provided with a gas outlet 16. A baffle plate 17 is installed across the inner upper region of the plasma reaction chamber 10. The baffle plate 17 is formed with a plurality of holes 18 therethrough.

배플 평판(17)과 플라즈마 반응 챔버(10)의 천정 사이에는 확산 유도기(19) 가 설치된다. 확산 유도기(19)는 전체적으로 고깔 형상을 갖고 상부가 개방된 구조를 갖는다. 확산 유도기(19)는 비도전체 예를 들어, 석영으로 구성되는 것이 바람직하다. 플라즈마 반응 챔버(10)의 상부면(11)에 형성된 하나 이상의 홀(12a, 12b)은 확산 유도기(19)의 개방된 상부 영역 내에 포함된다.A diffusion inductor 19 is provided between the baffle plate 17 and the ceiling of the plasma reaction chamber 10. The diffusion inductor 19 has an overall solid shape and an open top structure. The diffusion inductor 19 is preferably composed of a non-conductor, for example quartz. One or more holes 12a, 12b formed in the upper surface 11 of the plasma reaction chamber 10 are included in the open upper region of the diffusion inductor 19.

이상과 같은 본 발명의 유도 플라즈마 소오스는 가스 입구(21)가 설치된 외부 방전관 브릿지(20)를 통해서 플라즈마 반응 챔버(10)로 반응 가스가 유입된다. 전원 공급원(32)으로부터 권선 코일(31a, 31b)로 RF 전원이 공급되면, 외부 방전 브릿지(20)와 플라즈마 반응 챔버(10)의 내부로 플라즈마를 여기하기 위한 기전력을 발생된다. 또한, 제1 및 제2 냉각관(40a, 40b)으로도 유도 기전력이 전달되어 제1 및 제2 점화 전극(45a, 45b) 사이에 전위차가 발생되어 플라즈마 방전을 위한 점화가 일어난다. 이에 따라 외부 방전 브릿지(20)와 플라즈마 반응 챔버(10)의 내부로 연속된 플라즈마 방전 루프가 발생된다. 플라즈마 가스는 확산 유도기(19)에 의해 안내되어 배플 평판(17)을 통과하여 플라즈마 반응 챔버(10)의 내측 하부로 고르게 확산된다. 이때, 제1 및 제2 냉각관(40a, 40b)으로 냉각수가 공급됨으로 외부 방전 브릿지(20)와 플라즈마 방전 챔버(10)의 상부면(11)이 과열되는 되는 것을 방지하여 열화에 따른 손상을 방지한다.In the induction plasma source of the present invention as described above, the reaction gas is introduced into the plasma reaction chamber 10 through the external discharge tube bridge 20 in which the gas inlet 21 is installed. When RF power is supplied from the power supply source 32 to the winding coils 31a and 31b, an electromotive force for exciting the plasma into the external discharge bridge 20 and the plasma reaction chamber 10 is generated. In addition, induced electromotive force is also transmitted to the first and second cooling tubes 40a and 40b to generate a potential difference between the first and second ignition electrodes 45a and 45b, thereby causing ignition for plasma discharge. As a result, a continuous plasma discharge loop is generated into the external discharge bridge 20 and the plasma reaction chamber 10. The plasma gas is guided by the diffusion inductor 19 and passes evenly through the baffle plate 17 to the inner bottom of the plasma reaction chamber 10. At this time, the cooling water is supplied to the first and second cooling pipes 40a and 40b to prevent the external discharge bridge 20 and the upper surface 11 of the plasma discharge chamber 10 from being overheated, thereby preventing damage due to deterioration. prevent.

도 14 내지 도 16은 마그네틱 코어(30a, 30b)와 냉각관(40a, 40b)이 플라즈마 반응 챔버(10)의 상부면(11)과 수평 되게 장착된 외부 방전 브릿지(20)의 사시도, 평면도, 및 단면도이다.14 to 16 are a perspective view, a plan view of an external discharge bridge 20 in which the magnetic cores 30a and 30b and the cooling tubes 40a and 40b are mounted horizontally with the upper surface 11 of the plasma reaction chamber 10. And cross section.

도면에 도시된 바와 같이, 외부 방전 브릿지(20)는 마그네틱 코어(30a, 30b) 와 냉각관(40a, 40b)이 플라즈마 방전 챔버(10)의 상부면(11)에 수평 되게 장착될 수 있다. 제1 및 제2 냉각관(40a, 40b)의 점화 전극(45a, 45b)은 마주 바라보는 내측 방향으로 설치되고, 제1 및 제2 냉각관(40a, 40b)의 외측 방향으로 냉각수 입구와 출구(42a, 43a)(42b, 43a)가 설치된다.As shown in the figure, the external discharge bridge 20 may be mounted horizontally on the upper surface 11 of the plasma discharge chamber 10, the magnetic core (30a, 30b) and the cooling tube (40a, 40b). The ignition electrodes 45a and 45b of the first and second cooling tubes 40a and 40b are installed in the inward direction facing each other, and the cooling water inlet and the outlet of the first and second cooling tubes 40a and 40b in the outer direction. 42a and 43a and 42b and 43a are provided.

도 17 및 도 18은 다수의 외부 방전관 브릿지(20-1, 20-2, 20-3)를 장착한 플라즈마 처리 챔버(10)의 사시도이다.17 and 18 are perspective views of the plasma processing chamber 10 equipped with a plurality of external discharge tube bridges 20-1, 20-2 and 20-3.

도면에 도시된 바와 같이, 플라즈마 처리 챔버(10)의 상부면(11)에 다수개의 외부 방전관 브릿지(20-1, 20-2, 20-3)를 병렬로 장착할 수 있다. 다수개의 외부 방전관 브릿지(20-1, 20-2, 20-3)에 장착되는 다수개의 마그네틱 코어들의 권선 코일들은 전원 공급원(32)에 직렬, 병렬 또는 직/병렬 혼합 중 어느 하나의 방식으로 연결될 수 있다. 그리고 각각의 외부 방전관 브릿지(20-1, 20-2, 20-3)의 가스 입구들은 상호 가스 연결관(도 19 내지 도 21을 참조하여 이하 설명됨)에 의해 상호 연결되어서 가스 공급원으로부터 공급되는 반응 가스를 받아들인다.As shown in the figure, a plurality of external discharge tube bridges 20-1, 20-2, and 20-3 may be mounted in parallel on the upper surface 11 of the plasma processing chamber 10. The winding coils of the plurality of magnetic cores mounted on the plurality of external discharge tube bridges 20-1, 20-2, and 20-3 may be connected to the power supply 32 in any of a series, parallel or series / parallel combination. Can be. And the gas inlets of each of the external discharge tube bridges 20-1, 20-2, and 20-3 are interconnected by mutual gas connecting tubes (described below with reference to FIGS. 19 to 21) to be supplied from a gas source. Accept the reaction gas.

도 19 및 도 20은 가스 입구(21)에 가스 연결관(28)을 설치한 외부 방전 브릿지(20)의 사시도 및 단면도이다.19 and 20 are perspective and cross-sectional views of the external discharge bridge 20 in which the gas connecting pipe 28 is provided at the gas inlet 21.

도면을 참조하여, 외부 방전관 브릿지(20)는 가스 입구(21)에 가스 연결관(28)을 설치할 수 있다. 가스 연결관(28)은 양단이 플랜지 구조(28a, 28b)를 갖고 가스 입구(21)의 상단에 관의 중심부가 연결된다. 그리고 가스 입구(21)의 내측은 상술한 바와 같이 노즐 구조(26)를 갖고 그를 중심으로 상부와 하부가 단계적으로 증가/감소하는 구조(27a, 27b)를 갖는다. 가스 연결관(28)은 제1 및 제2 브릿지 래그(23a, 23b)와 평행하게 설치되거나, 또는 도 21에 도시된 바와 같이, 직교하는 형태로 설치될 수 있다. 도면에서 참조 번호 29a와 29b는 다른 가스 연결관 또는 가스 공급원(미도시)과 연결되는 가스 공급관이다.Referring to the drawings, the external discharge tube bridge 20 may be provided with a gas connecting pipe 28 at the gas inlet 21. The gas connecting pipe 28 has flange structures 28a and 28b at both ends thereof, and the center of the pipe is connected to the upper end of the gas inlet 21. And the inside of the gas inlet 21 has the nozzle structure 26 as mentioned above, and has the structure 27a, 27b which the upper part and the lower part increase / decrease gradually about it. The gas connecting pipe 28 may be installed in parallel with the first and second bridge lags 23a and 23b or may be installed in an orthogonal shape, as shown in FIG. 21. In the drawings, reference numerals 29a and 29b denote gas supply pipes connected to other gas connecting pipes or gas sources (not shown).

도 22는 플라즈마 반응 챔버의 상부면에 냉각실을 구비한 플라즈마 처리 챔버의 사시도이고, 도 23은 도 22의 외부 방전 브릿지와 플라즈마 반응 챔버의 결합 구조를 보여주는 도면이다.FIG. 22 is a perspective view of a plasma processing chamber having a cooling chamber on an upper surface of the plasma reaction chamber, and FIG. 23 is a view illustrating a coupling structure of the external discharge bridge and the plasma reaction chamber of FIG. 22.

도면을 참조하여, 플라즈마 처리 챔버(10)의 상부면(11)의 중심부에는 냉각실(54)이 구비된다. 냉각실(54)은 전체적으로 상부면(11) 보다 아래로 오목하게 들어가 있는 구조를 갖는다. 냉각실(54)의 안쪽으로는 외부 방전 브릿지(20)가 장착될 두 개의 홀(12a, 12b)이 포함된다.Referring to the drawing, a cooling chamber 54 is provided at the center of the upper surface 11 of the plasma processing chamber 10. The cooling chamber 54 has a structure recessed downward from the upper surface 11 as a whole. Inside the cooling chamber 54, two holes 12a and 12b to which the external discharge bridge 20 is mounted are included.

도 24 및 도 25는 외부 방전 브릿지(20)의 사시도 및 평면도이고, 도 26은 외부 방전 브릿지(20)가 플라즈마 반응 챔버(10)의 상부면(11)에 결합된 구조를 보여주는 단면도이다.24 and 25 are perspective and plan views of the external discharge bridge 20, and FIG. 26 is a cross-sectional view illustrating a structure in which the external discharge bridge 20 is coupled to the upper surface 11 of the plasma reaction chamber 10.

도면을 참조하여, 제1 및 제2 브릿지 래그(24a, 24b)의 제1 및 제2 가스 출구(24a, 24b)는 상부면(11)의 두 개의 홀(12a, 12b)에 각기 오-링(13a, 13b)으로 진공 절연되어 연결된다. 제1 및 제2 가스 출구(24a, 24b)는 냉각실(54)의 상부를 덮어 밀봉하는 공통 플랜지 구조(50)를 갖는다. 공통 플랜지(50)는 냉각실(54)의 상부를 오-링(53)에 의해 진공 절연되어 덮는다. 공통 플랜지(50)에는 냉각실(54)로 냉각수를 입출력하기 위한 냉각수 입구/출구(51a, 51b)가 구비된다.Referring to the drawings, the first and second gas outlets 24a, 24b of the first and second bridge lags 24a, 24b are respectively o-ringed in the two holes 12a, 12b of the upper surface 11, respectively. And vacuum insulated to 13a and 13b. The first and second gas outlets 24a and 24b have a common flange structure 50 that covers and seals the upper portion of the cooling chamber 54. The common flange 50 covers the upper part of the cooling chamber 54 by vacuum-insulating by the O-ring 53. The common flange 50 is provided with cooling water inlets / outlets 51a and 51b for inputting and outputting cooling water to the cooling chamber 54.

이와 같이, 플라즈마 반응 챔버(10)의 상부면(11)에 냉각실(54)이 구비됨으 로서 플라즈마 반응시 외부 방전 브릿지(20)와 플라즈마 반응 챔버(10)의 상부면(11)이 과열되어 열손상이 발생되는 것을 더욱 방지할 수 있다.As such, since the cooling chamber 54 is provided on the upper surface 11 of the plasma reaction chamber 10, the external discharge bridge 20 and the upper surface 11 of the plasma reaction chamber 10 are overheated during the plasma reaction. It is possible to further prevent heat damage from occurring.

이 실시예에서는 냉각실(54)의 덮게 부분을 제1 및 제2 가스 출구(52a, 52b)의 공통 플랜지(50)를 사용하도록 하였으나, 별도로 냉각실(54)을 덮어 밀봉하는 구조를 채용할 수 도 있을 것이다. 또한, 첨부도면 도 17 및 도 18에서와 같이 다수개의 외부 방전 브릿지(20-1, 20-2, 20-3)를 플라즈마 반응 챔버(10)의 상부면(11)에 설치하는 경우 각각 냉각실을 마련할 수 있을 것이다. 냉각실(54)의 냉각수 입구/출구(51a, 51b)를 공통 플랜지(50)에 구성하였으나, 다른 방식으로 예를 들어, 플라즈마 반응 챔버(10)의 상부면(11)에서 냉각실(54)의 측면으로 연결되는 별도의 냉각수 입구/출구를 구성할 수도 있을 것이다.In this embodiment, although the common flange 50 of the first and second gas outlets 52a and 52b is used as the cover portion of the cooling chamber 54, a structure in which the cooling chamber 54 is covered and sealed separately may be adopted. There may be. 17 and 18, in the case where a plurality of external discharge bridges 20-1, 20-2, and 20-3 are installed on the upper surface 11 of the plasma reaction chamber 10, respectively, the cooling chambers. Will be able to come up. Cooling water inlets / outlets 51a and 51b of the cooling chamber 54 are configured in the common flange 50, but in another way, for example, the cooling chamber 54 at the upper surface 11 of the plasma reaction chamber 10. It may be configured a separate coolant inlet / outlet connected to the side of.

도 27은 플라즈마 반응 챔버의 내부에 확산 전극쌍이 설치된 플라즈마 처리 챔버의 단면도이고, 도 28은 도 27의 A-A 단면도이다.FIG. 27 is a cross-sectional view of the plasma processing chamber in which diffusion electrode pairs are provided in the plasma reaction chamber, and FIG. 28 is a cross-sectional view of FIG.

도면을 참조하여, 본 발명의 유도 플라즈마 소오스는 플라즈마 반응 챔버(10)의 내부에서 플라즈마 가스가 균일하게 확산되도록 플라즈마 이온 입자(65)의 가속 경로(P1. P2)를 유도하는 플라즈마 확산 수단을 더 포함한다.Referring to the drawings, the induction plasma source of the present invention further includes plasma diffusion means for inducing the acceleration paths P1 and P2 of the plasma ion particles 65 so that the plasma gas is uniformly diffused in the plasma reaction chamber 10. Include.

플라즈마 확산 수단은 플라즈마 반응 챔버(10)의 내측벽으로 서로 대향되게 배치되는 두 평판 전극을 갖는 제1 전극쌍(60a, 60b), 플라즈마 반응 챔버(10)의 내측벽으로 서로 대향되게 배치되되 제1 전극쌍(60a, 60b)과 직교하게 배치되는 두 평판 전극을 갖는 제2 전극쌍(60c, 60d)을 구비한다. 제1 및 제2 전극쌍(60a, 60b)(60c, 60d)의 각각의 전극들은 플라즈마 반응 챔버(10)의 내측벽에 절연체 (61a, 61b, 61c, 61d)를 매개로 설치된다.Plasma diffusion means are first electrode pairs (60a, 60b) having two plate electrodes disposed opposite to each other on the inner wall of the plasma reaction chamber 10, the inner wall of the plasma reaction chamber 10, Second electrode pairs 60c and 60d having two flat electrodes arranged orthogonally to the first electrode pairs 60a and 60b are provided. Respective electrodes of the first and second electrode pairs 60a and 60b and 60c and 60d are provided on the inner wall of the plasma reaction chamber 10 via insulators 61a, 61b, 61c and 61d.

제1 전극쌍(60a, 60b)은 제1 주파수를 공급하는 제1 전원 공급원(62)에 연결되고, 제2 전극쌍(60c, 60d)은 제2 주파수를 공급하는 제2 전원 공급원(63)에 연결된다. 제1 및 제2 주파수는 같거나 또는 서로 다른 주파수일 수 있다. 제1 및 제2 전원 공급원(62, 63)은 위상/전압 제어부(64)에 의해서 주파수 및 전압 레벨이 제어된다.The first electrode pair 60a, 60b is connected to a first power source 62 that supplies a first frequency, and the second electrode pair 60c, 60d is a second power source 63 that supplies a second frequency. Is connected to. The first and second frequencies may be the same or different frequencies. The frequency and voltage levels of the first and second power sources 62, 63 are controlled by the phase / voltage control unit 64.

도 29는 위상/전압 제어부에 의한 전원 공급 제어 수순의 흐름도이고, 도 30a 내지 도 30c는 전권 공급 제어 수순에 따라 제1 및 제2 전극쌍(60a, 60b)(60c, 60d)으로 공급되는 전원의 파형도이다.29 is a flowchart of a power supply control procedure by the phase / voltage control unit, and FIGS. 30A to 30C are power supplies supplied to the first and second electrode pairs 60a, 60b, 60c, and 60d according to the whole power supply control procedure. Is a waveform diagram of.

도면을 참조하여, 위상/전압 제어부(64)는 제1 및 제2 전원 공급원(63, 64)을 제어하여 출력 전원의 주파수와 위상을 제어한다. 단계 S10에서 제1 및 제2 주파수가 제1 위상차 및 제1 전압 레벨을 갖도록 초기화한다. 예를 들어, 도 30a에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 주파수가 180도의 위상차를 갖도록 하고, 제1 전압 레벨(+Vpp, -Vpp)을 갖도록 제1 및 제2 전원 공급원(62, 63)을 초기화 한다. 단계 S12에서는 시동 주파수가 제1 및 제2 전극쌍(60a, 60b)(60c, 60d)으로 출력되도록 제어한다.Referring to the figure, the phase / voltage control unit 64 controls the first and second power sources 63 and 64 to control the frequency and phase of the output power. In step S10, the first and second frequencies are initialized to have a first phase difference and a first voltage level. For example, as shown in FIG. 30A, the first and second power sources 62 and 63 may have a phase difference of 180 degrees and have a first voltage level (+ Vpp, -Vpp). ). In step S12, the start frequency is controlled to be output to the first and second electrode pairs 60a and 60b (60c and 60d).

이어 단계 S14에서는 제1 및 제2 주파수가 제2 위상차를 갖고 제2 전압 레벨을 갖도록 제어한다. 예를 들어, 도 30b에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 주파수가 90도의 위상차를 갖도록 하고, 제2 전압 레벨(+Vpp', -Vpp')을 갖도록 안정화 한다. 단계 S16에서는 제2 위상차와 제2 전압 레벨을 갖는 제1 및 제2 주파수가 안정 주파수로 제1 및 제2 전극쌍(60a, 60b)(60c, 60d)으로 출력되게 한다.Subsequently, in step S14, the first and second frequencies are controlled to have a second phase difference and to have a second voltage level. For example, as shown in FIG. 30B, the first and second frequencies have a phase difference of 90 degrees and are stabilized to have second voltage levels (+ Vpp ', -Vpp'). In step S16, the first and second frequencies having the second phase difference and the second voltage level are output to the first and second electrode pairs 60a and 60b and 60c and 60d at a stable frequency.

이 실시예에서, 위상/전압 제어부(64)는 제1 및 제2 전원 공급원(62, 63)의 주파수와 전압 레벨이 모두 제어하였으나, 도 30c에 도시된 바와 같이, 전압 레벨은 조정하지 않고 주파수만 조정할 수 있다.In this embodiment, the phase / voltage controller 64 controls both the frequency and voltage levels of the first and second power sources 62, 63, but as shown in FIG. 30C, the frequency is not adjusted without adjusting the voltage level. Can only be adjusted.

제1 및 제2 전원 공급원(62, 63)으로부터 제1 및 제2 전극쌍(60a, 60b)(60c, 60d)으로 각기 전원이 공급되면 제1 및 제2 전극쌍(60a, 60b)(60c, 60d) 사이에는 서로 수직으로 교차되는 전기장(E1, E2)이 발생된다. 위상/전압 제어부(64)에 의해 제1 및 제2 전원 공급원(62, 36)의 주파수 위상이 제어되면 수직으로 교차되는 두 전기장(E1, E2)에 의해 플라즈마 이온 입자(65)가 회전하는 가속 경로(66a, 66b)를 갖게 된다. 그럼으로 플라즈마 이온 입자(65)가 플라즈마 반응 챔버(10)의 내부에 고르게 확산된다.When power is supplied from the first and second power sources 62 and 63 to the first and second electrode pairs 60a, 60b, 60c, 60d, respectively, the first and second electrode pairs 60a, 60b, 60c. , Between the electric fields E1 and E2 perpendicular to each other. Acceleration in which the plasma ion particles 65 rotate by two electric fields E1 and E2 that intersect vertically when the frequency phases of the first and second power sources 62 and 36 are controlled by the phase / voltage control unit 64. Will have paths 66a and 66b. Thus, the plasma ion particles 65 are evenly dispersed in the plasma reaction chamber 10.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외부 방전 브릿지를 구비하는 유도 플라즈마 소오스의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.Although the configuration and operation of the induction plasma source having an external discharge bridge according to a preferred embodiment of the present invention as described above are shown according to the above description and drawings, this is merely an example and the technical spirit of the present invention. Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the scope of the invention.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 외부 방전 브릿지에 설치되는 냉각관과 플라즈마 반응 챔버의 상부면에 설치되는 냉각실에 의해서 외부 방전 브릿지와 플라즈 마 반응 챔버에 열손상이 발생되는 것을 방지한다. 외부 방전 브릿지에 설치되는 냉각관을 이용하여 점화 전극을 구성함으로 별도의 점화 전극과 점화용 전원을 구비할 필요가 없음으로 장비 구성 효율을 높일 수 있다. 플라즈마 반응 챔버의 내부에 확산 유도기와 배플 평판 그리고 다수의 전극쌍을 갖는 플라즈마 확산 수단을 구비함으로 플라즈마 반응 챔버의 내부에 고밀도의 균일한 그리고 넓은 볼륨의 플라즈마를 얻을 수 있다.According to the present invention as described above, the heat discharge is prevented from occurring in the external discharge bridge and the plasma reaction chamber by the cooling tube provided in the external discharge bridge and the cooling chamber provided in the upper surface of the plasma reaction chamber. By configuring the ignition electrode by using a cooling tube installed in the external discharge bridge, it is not necessary to have a separate ignition electrode and the ignition power can increase the efficiency of equipment configuration. A high density uniform and wide volume of plasma can be obtained inside the plasma reaction chamber by providing a plasma diffusion means having a diffusion inductor, a baffle plate and a plurality of electrode pairs inside the plasma reaction chamber.

Claims (26)

상부면에 적어도 두 개의 홀을 구비하고, 내부에 피처리 작업편이 놓여지는 서셉터를 갖는 플라즈마 반응 챔버;A plasma reaction chamber having at least two holes in an upper surface thereof and having a susceptor in which a workpiece to be processed is placed; 플라즈마 반응 챔버의 외측에 위치하고, 상기 적어도 두 개의 홀에 결합되는 적어도 하나의 외부 방전 브릿지;At least one external discharge bridge positioned outside the plasma reaction chamber and coupled to the at least two holes; RF 전원을 공급하는 전원 공급원;A power supply for supplying RF power; 외부 방전 브릿지를 감싸도록 장착된 적어도 하나의 마그네틱 코어, 상기 마그네틱 코어는 외부 방전 브릿지와 플라즈마 반응 챔버의 내부로 플라즈마를 여기하기 위한 기전력을 발생하기 위하여 전원 공급원에 연결된 권선 코일을 구비하며;At least one magnetic core mounted to surround an external discharge bridge, the magnetic core having an external discharge bridge and a winding coil connected to a power supply source for generating an electromotive force for exciting plasma into the plasma reaction chamber; 외부 방전 브릿지와 마그네틱 코어 사이에 설치되는 적어도 하나의 냉각관을 포함하는 유도 결합 플라즈마 소오스.An inductively coupled plasma source comprising at least one cooling tube disposed between an external discharge bridge and a magnetic core. 제1 항에 있어서, 상기 외부 방전 브릿지는 비도전체로 구성되는 유도 결합 플라즈마 소오스.2. The inductively coupled plasma source of claim 1 wherein the external discharge bridge is comprised of a non-conductor. 제1항에 있어서, 상기 외부 방전 브릿지는: 상기 플라즈마 반응 챔버의 하나의 홀에 연결되는 제1 브릿지 래그와 다른 홀에 연결되는 제2 브릿지 래그를 갖는 C-형상의 중공형의 브릿지 몸체;2. The apparatus of claim 1, wherein the external discharge bridge comprises: a C-shaped hollow bridge body having a first bridge lag connected to one hole of the plasma reaction chamber and a second bridge lag connected to the other hole; 브릿지 몸체의 상단 중앙 부분에 돌출되어 가스 공급원으로부터 공급되는 반 응 가스를 받아들이는 가스 입구; 및A gas inlet protruding from the upper center portion of the bridge body to receive reaction gas supplied from a gas source; And 제1 및 제2 브릿지 래그의 각 끝단으로서 상기 두 개의 홀에 삽입되는 제1 및 제2 가스 출구를 갖는 유도 결합 플라즈마 소오스.An inductively coupled plasma source having first and second gas outlets inserted into the two holes as respective ends of first and second bridge lags. 제3항에 있어서, 상기 가스 입구와 제1 및 제2 가스 출구는 플랜지 구조를 갖는 유도 결합 플라즈마 소오스.4. The inductively coupled plasma source of claim 3 wherein the gas inlet and the first and second gas outlets have a flange structure. 제3항에 있어서, 상기 가스 입구는 내경이 원만히 증가/감소하거나, 단계적으로 증가/감소하는 구조와 노즐 구조를 포함하는 유도 결합 플라즈마 소오스.4. The inductively coupled plasma source of claim 3, wherein the gas inlet comprises a nozzle structure and a structure in which the inner diameter is increased / decreased smoothly or gradually increased / decreased. 제3항에 있어서, 상기 외부 방전 브릿지는 가스 입구의 상단에 관의 중심부가 연결되며 가스 공급원으로부터 공급되는 반응 가스가 가스 입구로 제공되게 하는 가스 연결관을 더 포함하는 유도 결합 플라즈마 소오스.4. The inductively coupled plasma source as recited in claim 3, wherein the external discharge bridge further comprises a gas connection tube connected to a center of the tube at an upper end of the gas inlet and allowing a reactive gas supplied from the gas source to be provided to the gas inlet. 제6항에 있어서, 상기 가스 연결관의 양단과 제1 및 제2 가스 출구는 플랜지 구조를 갖는 유도 결합 플라즈마 소오스.The inductively coupled plasma source of claim 6, wherein both ends of the gas connection pipe and the first and second gas outlets have a flange structure. 제1항에 있어서, 상기 냉각관은 외부 방전 브릿지를 감싸는 냉각관 몸체; 냉각관 몸체에 연결된 냉각수 입구와 냉각수 출구; 냉각수 입구로부터 냉각수 출구로 냉각수의 흐름이 굴곡 되게 유도하기 위해 냉각관 몸체의 내부에 설치되는 적어도 하나의 유도 격판을 포함하는 유도 결합 플라즈마 소오스.According to claim 1, wherein the cooling tube is a cooling tube body surrounding the external discharge bridge; A coolant inlet and a coolant outlet connected to the cooling tube body; An inductively coupled plasma source comprising at least one induction diaphragm installed inside the cooling tube body to guide the flow of cooling water from the cooling water inlet to the cooling water outlet. 제1항에 있어서, 상기 외부 방전 브릿지는 상기 플라즈마 반응 챔버의 하나의 홀에 연결되는 제1 브릿지 래그와; 다른 홀에 연결되는 제2 브릿지 래그를 갖는 C-형상의 중공형의 브릿지 몸체를 갖고,2. The apparatus of claim 1, wherein the external discharge bridge comprises: a first bridge lag connected to one hole of the plasma reaction chamber; Has a C-shaped hollow bridge body with a second bridge lag connected to another hole, 상기 마그네틱 코어는 제1 브릿지 래그에 설치되는 제1 마그네틱 코어와; 제2 브릿지 래그에 설치되는 제2 마그네틱 코어를 구비하며,The magnetic core may include a first magnetic core installed in the first bridge lag; A second magnetic core installed in the second bridge lag, 상기 냉각관은 제1 브릿지 래그와 제1 마그네틱 코어 사이에 설치되는 제1 냉각관과; 제2 브릿지 래그와 제2 마그네틱 코어 사이에 설치되는 제2 냉각관을 구비하는 유도 결합 플라즈마 소오스.The cooling tube may include a first cooling tube installed between the first bridge lag and the first magnetic core; An inductively coupled plasma source having a second cooling conduit disposed between a second bridge lag and a second magnetic core. 제9항에 있어서, 상기 제1 냉각관 및 제2 냉각관은 도전체로 구성되며, 상기 제1 냉각관은 전기적으로 연결되는 제1 점화 전극을 상기 제2 냉각관은 전기적으로 연결되는 제2 점화 전극을 각기 더 구비하며, 제1 및 제2 점화 전극은 상기 외부 방전 브릿지에 배치되고;10. The method of claim 9, wherein the first cooling tube and the second cooling tube is composed of a conductor, the first cooling tube is a first ignition electrode electrically connected to the second ignition tube is electrically connected to the second ignition Further comprising electrodes, each of the first and second ignition electrodes disposed on the external discharge bridge; 제1 및 제2 마그네틱 코어는 서로 반대 극성의 유도 기전력이 발생되도록 각기 권선 코일이 설치되며, 상기 제1 냉각관 및 제2 냉각관이 서로 반대 극성의 유도 기전력에 의해 반대 극성의 유도 전압이 발생되어 제1 및 제2 점화 전극이 플라즈마 방전을 위한 점화를 일으키는 유도 결합 플라즈마 소오스.Each of the first and second magnetic cores has winding coils installed so that induced electromotive force of opposite polarity is generated, and the induced voltage of opposite polarity is generated by the induced electromotive force of opposite polarity of the first cooling tube and the second cooling tube. Wherein the first and second ignition electrodes cause ignition for plasma discharge. 제10항에 있어서, 상기 제1 및 제2 점화 전극은 제1 및 제2 냉각관으로부터 연장되어서 외부 방전 브릿지를 사이에 두고 마주 대향하도록 배치되는 유도 결합 플라즈마 소오스.The inductively coupled plasma source of claim 10, wherein the first and second ignition electrodes extend from the first and second cooling tubes and are disposed to face each other with an external discharge bridge interposed therebetween. 제10항에 있어서, 상기 제1 및 제2 점화 전극은 외부 방전 브릿지의 관에 링형태로 결합되되, 제1 점화 전극이 제2 냉각관에 가깝게 설치되고 제2 점화 전극이 제1 냉각관에 가깝게 설치되는 유도 결합 플라즈마 소오스.The method of claim 10, wherein the first and second ignition electrodes are coupled to the tube of the external discharge bridge in a ring shape, wherein the first ignition electrode is installed close to the second cooling tube and the second ignition electrode is connected to the first cooling tube. Closely inductively coupled plasma source. 제9항에 있어서, 상기 외부 방전 브릿지는 브릿지 몸체의 상단 중앙 부분에 돌출되어 가스 공급원으로부터 공급되는 반응 가스를 받아들이는 가스 입구를 구비하는 유도 결합 플라즈마 소오스.10. The inductively coupled plasma source as recited in claim 9, wherein said external discharge bridge has a gas inlet protruding from a top central portion of the bridge body to receive a reactive gas supplied from a gas source. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 반응 챔버는 내측 상단 영역에 가로질러 설치되고, 관통된 다수의 홀이 형성된 배플 평판(baffle plate)을 포함하는 유도 결합 플라즈마 소오스.The inductively coupled plasma source of claim 1 wherein the plasma reaction chamber comprises a baffle plate disposed across an inner top region and having a plurality of holes therethrough. 제14항에 있어서, 전체적으로 고깔 형상을 갖고 상부가 개방되며, 플라즈마 반응 챔버의 내측 천정과 배플 평판 사이에 설치되어 외부 방전 브릿지를 통해 입력되는 플라즈마 가스가 플라즈마 반응 챔버의 내측 하부로 고르게 확산되도록 유도하는 확산 유도기를 포함하는 유도 결합 플라즈마 소오스.15. The method of claim 14, wherein the overall shape and the top is open, is installed between the inner ceiling and the baffle plate of the plasma reaction chamber to induce the plasma gas to enter through the external discharge bridge evenly diffused into the inner lower portion of the plasma reaction chamber An inductively coupled plasma source comprising a diffusion inductor. 제1항에 있어서, 상기 서셉터로 바이어스 전원을 공급하는 바이어스 전원 공급부를 포함하는 유도 결합 플라즈마 소오스.The inductively coupled plasma source of claim 1 comprising a bias power supply for supplying bias power to the susceptor. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 반응 챔버는 적어도 두 개의 홀을 포함하도록 외측 상부면에 형성된 냉각실을 포함하는 유도 결합 플라즈마 소오스.The inductively coupled plasma source of claim 1, wherein the plasma reaction chamber comprises a cooling chamber formed on an outer upper surface to include at least two holes. 제17항에 있어서, 상기 외부 방전 브릿지는 플라즈마 반응 챔버의 하나의 홀에 연결되는 제1 브릿지 래그와 다른 홀에 연결되는 제2 브릿지 래그를 갖는 C-형상의 중공형의 브릿지 몸체와; 제1 및 제2 브릿지 래그의 각 끝단으로서 상기 두 개의 홀에 각기 연결되는 제1 및 제2 가스 출구를 구비하며,18. The apparatus of claim 17, wherein the external discharge bridge comprises: a C-shaped hollow bridge body having a first bridge lag connected to one hole of the plasma reaction chamber and a second bridge lag connected to the other hole; Each end of the first and second bridge lags having first and second gas outlets respectively connected to the two holes, 제1 및 제2 가스 출구는 상기 냉각실의 상부를 덮어 밀봉하는 공통 플랜지 구조를 갖는 유도 결합 플라즈마 소오스.An inductively coupled plasma source having a common flange structure in which first and second gas outlets cover and seal an upper portion of the cooling chamber. 제17항에 있어서, 상기 냉각실은 상기 공통 플랜지와 상기 두 개의 홀 사이에 설치되는 제1 및 제2 오링; 공통 플랜지와 플라즈마 반응 챔버 사이에 설치되는 제3 오링을 포함하는 유도 결합 플라즈마 소오스.The cooling system of claim 17, wherein the cooling chamber comprises: first and second o-rings installed between the common flange and the two holes; An inductively coupled plasma source comprising a third o-ring disposed between the common flange and the plasma reaction chamber. 제17항에 있어서, 상기 냉각실은 공통 플랜지에 형성된 냉각수 입구과 냉각수 출구를 포함하는 유도 결합 플라즈마 소오스.18. The inductively coupled plasma source of claim 17, wherein the cooling chamber comprises a coolant inlet and a coolant outlet formed on a common flange. 제20항에 있어서, 상기 외부 방전 브릿지는 브릿지 몸체의 상단 중앙 부분에 돌출되어 가스 공급원으로부터 공급되는 반응 가스를 받아들이는 가스 입구를 포함하는 유도 결합 플라즈마 소오스.21. The inductively coupled plasma source as recited in claim 20, wherein said external discharge bridge includes a gas inlet that protrudes from a top central portion of the bridge body to receive a reactive gas supplied from a gas source. 제1항에 있어서, 플라즈마 반응 챔버의 내부에서 플라즈마 가스가 균일하게 확산되도록 플라즈마 이온 입자의 가속 경로를 유도하는 플라즈마 확산 수단을 더 포함하는 유도 결합 플라즈마 소오스.The inductively coupled plasma source of claim 1, further comprising plasma diffusion means for inducing an acceleration path of the plasma ion particles to uniformly diffuse the plasma gas within the plasma reaction chamber. 제22항에 있어서, 상기 플라즈마 확산 수단은:The method of claim 22, wherein the plasma diffusion means is: 상기 플라즈마 반응 챔버의 내측벽으로 서로 대향되게 배치되는 두 평판 전극을 갖는 제1 전극쌍;A first electrode pair having two plate electrodes disposed to face each other on an inner wall of the plasma reaction chamber; 상기 플라즈마 반응 챔버의 내측벽으로 서로 대향되게 배치되되 제1 전극쌍과 직교하게 배치되는 두 평판 전극을 갖는 제2 전극쌍;A second electrode pair having two plate electrodes disposed to face each other on an inner side wall of the plasma reaction chamber and disposed to be orthogonal to the first electrode pair; 제1 전극쌍으로 제1 주파수를 공급하는 제1 전원 공급원;A first power supply for supplying a first frequency to the first electrode pair; 제2 전극쌍으로 제2 주파수를 공급하는 제2 전원 공급원;A second power supply source supplying a second frequency to the second electrode pair; 상기 제1 및 제2 전원 공급원을 제어하여 제1 및 제2 주파수의 위상과 전압을 제어하는 위상/전압 제어부를 포함하는 유도 결합 플라즈마 소오스.And a phase / voltage control unit for controlling the first and second power sources to control phase and voltage of the first and second frequencies. 제23항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전극쌍의 각각의 전극들은 상기 플라즈마 반응 챔버의 내측벽에 절연체를 매개로 설치되는 유도 결합 플라즈마 소오스.24. The inductively coupled plasma source of claim 23, wherein each of the electrodes of the first and second electrode pairs is installed through an insulator on an inner wall of the plasma reaction chamber. 제23항에 있어서, 상기 위상/전압 제어부의 제1 및 제2 전원 공급원의 제어는:24. The method of claim 23 wherein the control of the first and second power sources of the phase / voltage control is: 제1 및 제2 주파수가 제1 위상차를 갖도록 초기화하는 단계;Initializing the first and second frequencies to have a first phase difference; 제1 위상차를 갖는 제1 및 제2 주파수를 시동 주파수로 출력하는 단계;Outputting first and second frequencies having a first phase difference as a starting frequency; 제1 및 제2 주파수가 제2 위상차를 갖도록 위상을 제어하는 단계; 및Controlling the phase such that the first and second frequencies have a second phase difference; And 제2 위상차를 갖는 제1 및 제2 주파수를 안정 주파수로 출력하는 단계를 포함하는 유도 결합 플라즈마 소오스.And outputting a first and a second frequency having a second phase difference at a stable frequency. 제25항에 있어서, 안정 주파수가 출력될 때 제1 전압 레벨에서 제2 전압 레벨로 전압 레벨을 변화하는 단계를 더 포함하는 유도 결합 플라즈마 소오스.27. The inductively coupled plasma source of claim 25 further comprising changing a voltage level from a first voltage level to a second voltage level when a stable frequency is output.
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