KR20060082762A - Langmuir plasma diagnose device - Google Patents

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KR20060082762A
KR20060082762A KR1020050003484A KR20050003484A KR20060082762A KR 20060082762 A KR20060082762 A KR 20060082762A KR 1020050003484 A KR1020050003484 A KR 1020050003484A KR 20050003484 A KR20050003484 A KR 20050003484A KR 20060082762 A KR20060082762 A KR 20060082762A
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    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Abstract

적어도 하나 이상의 프로브(probe)를 구비한 랭뮤어 플라즈마 진단장치에 있어서, 플라즈마에 의한 RF 전류를 줄이기 위하여 프로브에 플라즈마의 진동수 ω에 대한 LC 공진회로를 전기적으로 연결한 랭뮤어 플라즈마 진단장치가 개시된다.In a Langmuir plasma diagnostic apparatus having at least one probe, a Langmuir plasma diagnostic apparatus is provided in which an LC resonant circuit electrically connected to a frequency ω of a plasma is connected to a probe to reduce an RF current caused by a plasma. .

랭뮤어, 랑뮤어, RF, 포텐셜, 전위, 시변, 전자밀도, 플라즈마 밀도Langmuir, Langmuir, RF, Potential, Potential, Time-varying, Electron Density, Plasma Density

Description

랭뮤어 플라즈마 진단장치{Langmuir Plasma Diagnose device} Langmuir Plasma Diagnose device             

도 1은 랭뮤어 프로브를 통한 전압-전류 곡선 그래프이다.1 is a graph of a voltage-current curve through a Langmuir probe.

도 2는 RF 신호에 의해 플로팅 포텐셜의 이동을 보여주는 전압-전류 곡선 그래프이다.2 is a voltage-current curve graph showing the shift of floating potential by an RF signal.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트리플 랭뮤어 프로브를 보여주는 구성도이다.3 is a block diagram illustrating a triple Langmuir probe according to an embodiment of the present invention.

도 4와 도 5는 각각 본 발명에 따른 프로브와 기존의 프로브로 측정한 전자온도를 보여주는 그래프이다.4 and 5 are graphs showing electron temperatures measured by the probe and the conventional probe according to the present invention, respectively.

본 발명은 랭뮤어 플라즈마 진단장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 RF로 진동하는 플라즈마 전위에 대하여 플로팅시켜 플라즈마 포텐셜과 동일한 포텐셜 상태에서 동작하게 하여 플라즈마 포텐셜과 프로브 포텐셜이 다를 경우 발생하는 플로팅 포텐셜의 이동을 방지하여 플라즈마 밀도와 전자온도를 정확하게 측정할 수 있도록 한 랭뮤어 플라즈마 진단장치에 관한 것이다.The present invention relates to a Langmuir plasma diagnostic apparatus, and more particularly, floats against a plasma potential oscillated by RF to operate in the same potential state as the plasma potential, thereby shifting the floating potential generated when the plasma potential and the probe potential are different. The present invention relates to a Langmuir plasma diagnosis apparatus capable of accurately measuring plasma density and electron temperature.

반도체소자를 제조하는데 사용되는 여러 가지의 장비 중에서 웨이퍼 상에 박막을 증착하거나 웨이퍼에 형성된 박막을 에칭하는 장비로는 진공 상태의 밀폐된 챔버 내에 플라즈마를 형성하고 반응 가스를 주입하여 박막을 증착하거나 에칭하는 플라즈마 장치가 널리 사용되고 있다. Among various equipments used to manufacture semiconductor devices, equipment for depositing a thin film on a wafer or etching a thin film formed on a wafer includes forming a plasma in a closed chamber in a vacuum state and injecting a reaction gas to deposit or etch a thin film. Plasma devices are widely used.

플라즈마를 이용하여 박막을 증착할 경우 웨이퍼에 형성된 불순물 영역 내의 불순물들이 더 이상 확산되지 않는 저온에서 공정을 진행할 수 있으며, 대구경의 웨이퍼에 형성되는 박막의 두께 균일도가 우수하다는 장점과, 박막을 에칭할 경우 웨이퍼 전체에 걸쳐서 에칭 레이트 균일도(etch rate uniformity)가 우수하다는 장점 때문에 널리 적용되고 있다.When the thin film is deposited using plasma, the process may be performed at a low temperature at which impurities in the impurity region formed on the wafer are no longer diffused, and the thickness uniformity of the thin film formed on the large diameter wafer is excellent, and the thin film may be etched. In this case, it is widely applied because of the excellent etch rate uniformity throughout the wafer.

이러한 플라즈마 장치의 플라즈마내의 플라즈마 포텐셜 Vp, 플로팅 포텐셜 Vf, 전자 온도 Te, 전자 밀도 Ne, 이온 밀도 Ni를 측정하여 플라즈마의 특성과 이온 및 전자 분포를 분석할 수 있는 장치로 가장 광범위하게 사용되는 것이 랭뮤어 프로브(Langmuir probe)이다.The most widely used device for analyzing plasma characteristics, ion and electron distribution by measuring plasma potential Vp, floating potential Vf, electron temperature Te, electron density Ne, and ion density Ni in the plasma of such a plasma device. Muang probe (Langmuir probe).

플라즈마 특성의 측정원리는 외부에서 플라즈마 챔버내의 플라즈마에 프로브를 삽입하여 외부의 직류전원을 가변하여 음전위에서 양전위로, 대개 -200V 내지 200V 이내로 전압을 변경시켜 측정한다. 이때, 음전압이 프로브 끝에 걸리게 되면 플라즈마 내의 양이온이 프로브로 포집되어 이온에 의한 전류가 발생하게 되고, 양전압이 프로브 끝에 걸리게 되면 플라즈마내의 전자들이 프로브로 포집되어 전자에 의한 전류가 발생하게 된다. The measurement principle of plasma characteristics is measured by changing a voltage from a negative potential to a positive potential, usually within -200 V to 200 V by varying an external DC power supply by inserting a probe into the plasma in the plasma chamber from the outside. At this time, when a negative voltage is applied to the end of the probe, positive ions in the plasma are collected by the probe to generate a current by ions. When a positive voltage is applied to the probe, electrons in the plasma are collected by the probe to generate a current by the electron.

도 1은 랭뮤어 프로브를 통한 전압-전류 곡선 그래프이다. 도면에서와 같이 전자전류 및 이온전류는 어느 정도의 전압 변화에 따라 포화상태가 되며 이때, 이온 전류를 이용한 이온의 밀도, 전자전류를 이용한 전자의 밀도, 전자온도 및 플라즈마 전위 등을 계산할 수 있다.1 is a graph of a voltage-current curve through a Langmuir probe. As shown in the drawing, the electron current and the ion current become saturated according to a certain voltage change. At this time, the ion density using the ion current, the electron density using the electron current, the electron temperature and the plasma potential can be calculated.

예를 들어, 3개의 프로브를 갖는 트리플 랭뮤어 프로브의 경우, 각각의 프로브에 흐르는 전류 I 1 , I 2 및 I 3 는 다음과 같다.For example, for a triple Langmuir probe with three probes, the currents I 1 , I 2 and I 3 flowing through each probe are as follows.

Figure 112005002051726-PAT00001
Figure 112005002051726-PAT00001

Figure 112005002051726-PAT00002
Figure 112005002051726-PAT00002

Figure 112005002051726-PAT00003
Figure 112005002051726-PAT00003

여기서, I 2 = 0이므로

Figure 112005002051726-PAT00004
인 경우 Where I 2 = 0
Figure 112005002051726-PAT00004
If

Figure 112005002051726-PAT00005
Figure 112005002051726-PAT00005

따라서,

Figure 112005002051726-PAT00006
를 이용하여 전자온도 T e 를 구할 수 있다.therefore,
Figure 112005002051726-PAT00006
The electron temperature T e can be found using.

또한, 전자온도 T e 를 알면 프로브 1에 흐르는 전류

Figure 112005002051726-PAT00007
이 In addition, if the electron temperature T e is known, the current flowing through the probe 1
Figure 112005002051726-PAT00007
this

Figure 112005002051726-PAT00008
프로브의 단면적)로 주어지므로 플라즈마 밀도 n e 을 구할 수 있다.
Figure 112005002051726-PAT00008
Plasma density n e can be obtained.

이와 같이, 전자온도 T e 와 플라즈마 밀도 n e 을 측정할 때, 정확한 측정을 위해서는 정확한 플로팅 포텐셜(floating potential)

Figure 112005002051726-PAT00009
의 측정이 매우 중요하다. As such, when measuring the electron temperature T e and the plasma density n e , an accurate floating potential is required for accurate measurement.
Figure 112005002051726-PAT00009
Measurement is very important.

즉, 챔버내 플라즈마 포텐셜(plasma potential)은 외부에서 인가해주는 전원의 주파수 ω와 동일한 주파수로 진동하고 있으므로 프로브를 통해 ω의 주파수를 갖는 RF 전류가 흐르게 된다. That is, since the plasma potential in the chamber vibrates at the same frequency as the frequency ω of the power applied from the outside, an RF current having a frequency of ω flows through the probe.

그런데, 프로브에 RF 전류가 흐르게 되면 전류-전압 곡선의 비선형성 때문에 도 2와 같이, 플로팅 포텐셜

Figure 112005002051726-PAT00010
가
Figure 112005002051726-PAT00011
으로 변하게 되어 플로팅 포텐셜을 정확하게 측정할 수 없다는 문제점이 있다.However, when RF current flows through the probe, as shown in FIG. 2 due to the nonlinearity of the current-voltage curve, the floating potential
Figure 112005002051726-PAT00010
end
Figure 112005002051726-PAT00011
There is a problem in that the floating potential cannot be accurately measured.

또한, 플로팅 포텐셜

Figure 112005002051726-PAT00012
의 변하는 정도는 프로브를 통해 흐르는 RF 전류값에 따라 달라지므로 결과적으로 동일한 조건에서 반복적인 실험을 하여도 전자온도 T e 와 플라즈마 밀도 n e 가 매번 다르게 측정될 수 있다. In addition, floating potential
Figure 112005002051726-PAT00012
Since the degree of change depends on the RF current flowing through the probe, the electron temperature T e and the plasma density n e can be measured differently each time even if the experiment is repeated under the same conditions.

따라서, 전자온도와 플라즈마 밀도의 정확한 측정을 위해서는 RF 전류가 프로브를 통해 흐르지 않도록 프로브 포텐셜이 플라즈마 포텐셜의 RF 성분과 동일하게 진동하도록 하는 것이 필수적이다.Therefore, for accurate measurement of electron temperature and plasma density, it is essential to make the probe potential oscillate equal to the RF component of the plasma potential so that RF current does not flow through the probe.

본 발명의 목적은 프로브 포텐셜이 플라즈마 포텐셜의 RF 성분과 동일하게 진동하도록 하여 RF 전류가 프로브를 통해 흐르지 않도록 함으로써 플라즈마 밀도의 정확한 측정을 가능하도록 하는 랭뮤어 플라즈마 진단장치를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a Langmuir plasma diagnostic apparatus which enables the probe potential to vibrate in the same manner as the RF component of the plasma potential so that RF current does not flow through the probe to enable accurate measurement of the plasma density.

본 발명의 다른 목적과 특징들은 이하에 서술되는 바람직한 실시예를 통하여 명확하게 이해될 것이다.
Other objects and features of the present invention will be clearly understood through the preferred embodiments described below.

본 발명의 일 측면에 따르면, 적어도 하나 이상의 프로브(probe)를 구비한 랭뮤어 플라즈마 진단장치에 있어서, 플라즈마에 의한 RF 전류를 줄이기 위하여 프로브에 임피던스를 증가시키는 수단을 전기적으로 연결한 랭뮤어 플라즈마 진단장치가 개시된다.According to an aspect of the present invention, a Langmuir plasma diagnostic apparatus having at least one probe, the Langmuir plasma diagnostic electrically connecting a means for increasing the impedance to the probe in order to reduce the RF current caused by the plasma. An apparatus is disclosed.

바람직하게, 임피던스 증가수단은 플라즈마의 진동수ω에 대한 LC 공진회로를 포함한다.Preferably, the impedance increasing means comprises an LC resonant circuit for the frequency ω of the plasma.

더욱 바람직하게, 임피던스 증가수단은 플라즈마 진동수 ω의 제 2 고조파, 제 3 고조파에 해당하는 2ω, 3ω에 대한 LC 공진회로를 포함할 수 있다.More preferably, the impedance increasing means may include an LC resonant circuit for 2 ω and 3 ω corresponding to the second harmonic and the third harmonic of the plasma frequency ω.

바람직하게, 프로브에 대응하는 쉬스 캐패시터에 용량이 큰 외부 캐패시터를 병렬로 연결하여 프로브의 포텐셜이 플라즈마의 포텐셜의 RF 성분과 똑같이 진동하도록 하여 플로팅 포텐셜의 변화를 방지할 수 있다.Preferably, a large capacitance external capacitor is connected in parallel to the sheath capacitor corresponding to the probe so that the potential of the probe vibrates in the same manner as the RF component of the potential of the plasma, thereby preventing a change in the floating potential.

바람직하게, 프로브는 트리플(triple)일 수 있다.Preferably, the probe may be triple.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 적어도 하나 이상의 프로브(probe)를 구비한 랭뮤어 플라즈마 진단장치에 있어서, 프로브에 대응하는 쉬스 캐패시터에 용량이 큰 외부 캐패시터를 병렬로 연결하여 프로브의 포텐셜이 플라즈마의 포텐셜의 RF 성분과 똑같이 진동하도록 하여 플로팅 포텐셜의 변화를 방지한 랭뮤어 플라즈마 진단장치가 개시된다.According to another aspect of the present invention, in the Langmuir plasma diagnostic apparatus having at least one probe, the potential of the probe is increased by connecting an external capacitor having a large capacity to the sheath capacitor corresponding to the probe in parallel. A Langmuir plasma diagnostic apparatus is disclosed, which oscillates in the same manner as the RF component, thereby preventing a change in the floating potential.

바람직하게, 외부 캐패시터의 캐패시턴스는 쉬스 캐패시터의 캐패시턴스의 2배 이상이다.Preferably, the capacitance of the external capacitor is at least twice the capacitance of the sheath capacitor.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트리플 랭뮤어 프로브를 보여주는 구성도이다.3 is a block diagram illustrating a triple Langmuir probe according to an embodiment of the present invention.

각 프로브(10, 20, 30)와 플라즈마 사이에 존재하는 플라즈마 쉬스(sheath) 영역은 쉬스 캐패시터

Figure 112005002051726-PAT00013
를 형성하며, 플라즈마 포텐셜의 RF 성분은 쉬스 캐패시터들을 통하여 RF 전류
Figure 112005002051726-PAT00014
를 만들므로 쉬스 양단간에는
Figure 112005002051726-PAT00015
만큼의 RF 전위차가 생긴다. 따라서 랭뮤어 프로브가 플라즈마 포텐셜과 동일한 전위로 진동하게 하기 위해서는 이
Figure 112005002051726-PAT00016
를 줄여야 하며 따라서 RF 전류
Figure 112005002051726-PAT00017
는 줄이고 쉬스 캐패시터
Figure 112005002051726-PAT00018
는 크게 해주어야 한다. The plasma sheath region existing between each of the probes 10, 20, 30 and the plasma is a sheath capacitor.
Figure 112005002051726-PAT00013
RF component of the plasma potential is passed through the sheath capacitors
Figure 112005002051726-PAT00014
As it makes a sheath both ends
Figure 112005002051726-PAT00015
As much as RF potential difference occurs. Therefore, in order for the Langmuir probe to vibrate at the same potential as the plasma potential,
Figure 112005002051726-PAT00016
Must be reduced and therefore the RF current
Figure 112005002051726-PAT00017
Reduces the sheath capacitor
Figure 112005002051726-PAT00018
Should be louder.

먼저, RF 전류

Figure 112005002051726-PAT00019
를 줄이기 위하여 각 프로브(10, 20, 30)마다 공진회로유닛(12, 22, 32)이 연결되어 프로브의 임피던스를 증가시키는 역할을 한다. 즉, 프로브의 임피던스가 커지면 프로브로 흐르는 RF 전류
Figure 112005002051726-PAT00020
가 작아지게 되므로 프로브와 플라즈마 사이의 전위차
Figure 112005002051726-PAT00021
가 작아지고 따라서 쉬스 양단에 생기는 전압차를 줄여 플로팅 포텐셜의 변화를 줄일 수 있다.First, RF current
Figure 112005002051726-PAT00019
Resonant circuit units 12, 22, and 32 are connected to each of the probes 10, 20, and 30 to reduce the impedance, thereby increasing the impedance of the probe. In other words, when the impedance of the probe increases, the RF current flowing to the probe
Figure 112005002051726-PAT00020
Becomes smaller, so the potential difference between the probe and the plasma
Figure 112005002051726-PAT00021
The smaller the voltage, the smaller the voltage difference across the sheath, thereby reducing the variation in the floating potential.

도 3을 참조하면, 각 공진회로유닛(12, 22, 32)은 3개의 회로로 이루어져 있으며, 각 LC회로는 플라즈마 진동수 ω와 제 2 고조파, 제 3 고조파에 해당하는 2ω, 3ω에 대한 공진회로로써, 각각 ω, 2ω, 3ω로 진동하는 RF 신호에 대하여 프로브의 임피던스를 증가시킨다.Referring to FIG. 3, each of the resonant circuit units 12, 22, and 32 is composed of three circuits, and each LC circuit is a resonant circuit for 2ω and 3ω corresponding to the plasma frequency ω, the second harmonic, and the third harmonic. As a result, the impedance of the probe is increased for the RF signal oscillating at ω, 2ω, and 3ω, respectively.

한편, LC공진회로를 이용하여 임피던스를 크게 하여

Figure 112005002051726-PAT00022
를 줄이는 것과 동시에 선택적으로 각 프로브에 대응하는 쉬스 캐패시터
Figure 112005002051726-PAT00023
에 용량이 큰 외부 캐패시터
Figure 112005002051726-PAT00024
를 병렬로 연결하면 쉬스 영역의 유효 캐패시턴스
Figure 112005002051726-PAT00025
이 증가된다. Meanwhile, the LC resonance circuit is used to increase the impedance
Figure 112005002051726-PAT00022
Shear capacitors, optionally corresponding to each probe, while reducing
Figure 112005002051726-PAT00023
Large capacity external capacitor
Figure 112005002051726-PAT00024
In parallel, the effective capacitance of the sheath region
Figure 112005002051726-PAT00025
Is increased.

바람직하게, 외부 캐패시터

Figure 112005002051726-PAT00026
의 캐패시턴스는 쉬스 캐패시터
Figure 112005002051726-PAT00027
에 적어도 20배 이상일 경우 효과적이다.Preferably, the external capacitor
Figure 112005002051726-PAT00026
The capacitance of the sheath capacitor
Figure 112005002051726-PAT00027
It is effective if at least 20 times.

이와 같이, 캐패시턴스가 커지면

Figure 112005002051726-PAT00028
에 의해 임피던스는 캐패시턴스에 반비례하여 작아지므로 쉬스 영역에 걸리는 전위차가 작아져서 프로브(10, 20, 30)와 플라즈마 사이의 전위차
Figure 112005002051726-PAT00029
를 아주 작게 만들 수 있으며, 결과적으로 프로브 포텐셜이 플라즈마 포텐셜의 RF 성분과 똑같이 진동하도록 하여 플로팅 포 텐셜이 변화하는 것을 방지할 수 있다.In this way, when the capacitance increases
Figure 112005002051726-PAT00028
As a result, the impedance becomes small in inverse proportion to the capacitance, so that the potential difference across the sheath region becomes small, so that the potential difference between the probes 10, 20, and 30 and the plasma is reduced.
Figure 112005002051726-PAT00029
Can be made very small, and as a result, the probe potential can vibrate the same as the RF component of the plasma potential to prevent the floating potential from changing.

외부 캐패시터

Figure 112005002051726-PAT00030
와 각각의 프로브(10, 20, 30) 사이에 존재하는 캐패시터 는 각각의 프로브들이 직렬로 연결되는 것을 방지하기 위한 것이다.External capacitor
Figure 112005002051726-PAT00030
The capacitor present between and each of the probes 10, 20, 30 is for preventing the respective probes from being connected in series.

도 4와 도 5는 각각 본 발명에 따른 프로브와 기존의 프로브로 측정한 전자온도를 보여주는 그래프이다.4 and 5 are graphs showing electron temperatures measured by the probe and the conventional probe according to the present invention, respectively.

구체적으로, 본 발명에 따른 트리플 랭뮤어 프로브와 기존의 랭뮤어 프로브를 이용하여 동일한 시스템에 대하여 플라즈마 챔버 내에서 프로브의 위치를 바꾸어가며 시간에 따른 전자온도

Figure 112005002051726-PAT00031
의 변화를 측정한 것이다. 측정은 챔버의 중앙을 원점으로 하여 중앙에서 140mm부터 180mm 까지 5mm씩 멀어져가며 측정하였다. Specifically, using the triple Langmuir probe and the existing Langmuir probe according to the present invention by changing the position of the probe in the plasma chamber with respect to the same system, the electronic temperature over time
Figure 112005002051726-PAT00031
The change in is measured. The measurement was made at a center of the chamber with 5mm distance from 140mm to 180mm from the center.

도 4를 참조하면, 챔버의 중앙에서 가장 가까운 140mm(검은색)의 경우가 가장 높은 전자온도를 가졌으며 중앙에서 멀어질수록 전자온도가 점점 낮아져 180mm 떨어진 곳(보라색)의 전자온도가 가장 낮은 모습을 잘 보여준다. Referring to FIG. 4, the 140 mm (black) closest to the center of the chamber has the highest electron temperature, and the farther away from the center, the lower the electron temperature is, the lower the electron temperature is 180 mm away (purple). Shows well.

그러나 도 5의 경우, 프로브의 위치에 따라 RF 전류값이 달라져 플로팅 포텐셜이 달라지므로 정확한 전자온도

Figure 112005002051726-PAT00032
측정이 이루어지지 못하여 도 4와 같이 거리에 따른 전자온도의 일정한 패턴을 찾아 볼 수 없으며 측정된 전자온도 값의 신뢰성에도 상당한 의심을 갖도록 한다. However, in the case of Figure 5, because the RF current value is changed according to the position of the probe, the floating potential is changed, so the exact electronic temperature
Figure 112005002051726-PAT00032
Since the measurement is not made, as shown in FIG. 4, a constant pattern of the electron temperature according to the distance cannot be found, and the reliability of the measured electron temperature value has considerable doubt.

이러한 실험예와 같이, 본 발명에 따른 랭뮤어 플라즈마 진단장치는 프로브의 포텐셜이 플라즈마 포텐셜과 같이 진동할 수 있도록 하여 기존의 진단장치에 비하여 전자온도 및 플라즈마 밀도를 훨씬 정확하게 측정할 수 있다. As in this experimental example, Langmuir plasma diagnostic apparatus according to the present invention can be measured with a potential of the probe to vibrate like the plasma potential to measure the electron temperature and the plasma density much more accurately than the conventional diagnostic apparatus.

따라서, 향후 연구소나 기업체 등에서 플라즈마 상태에 대한 보다 정확한 진단이 가능해짐으로써 플라즈마에 대한 연구 및 플라즈마를 이용하는 각종 산업의 발전에 크게 기여할 수 있다. Therefore, more accurate diagnosis of the plasma state is possible in the future in research institutes or companies, etc., which can greatly contribute to the research on plasma and the development of various industries using the plasma.

상기의 실시예에서는 트리플 랭뮤어 프로브를 예로 들어 설명하였지만, 동일한 기술원리를 하나의 프로브를 갖는 랭뮤어 플라즈마 진단장치에 적용할 수 있음은 물론이다.In the above embodiment, the triple Langmuir probe has been described as an example, but the same technical principle may be applied to the Langmuir plasma diagnosis apparatus having one probe.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기한 실시예에 국한되어서는 안되며, 이하에 서술되는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiments of the present invention, various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above embodiments, but should be determined by the claims described below.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 프로브의 포텐셜이 플라즈마 포텐셜과 같이 진동할 수 있도록 하여 기존의 랭뮤어 플라즈마 진단장치의 단점이었던 플라즈마 포텐셜의 RF 진동에 따른 플로팅 포텐셜의 변화를 획기적으로 줄임으로써 플라즈마 전자온도

Figure 112005002051726-PAT00033
와 플라즈마 밀도
Figure 112005002051726-PAT00034
의 정확한 측정이 가능하다는 이점이 있다.As described above, according to the present invention, the potential of the probe can be vibrated like the plasma potential, thereby dramatically reducing the change in the floating potential caused by the RF vibration of the plasma potential, which is a disadvantage of the conventional Langmuir plasma diagnostic apparatus. Electronic temperature
Figure 112005002051726-PAT00033
And plasma density
Figure 112005002051726-PAT00034
It is an advantage that accurate measurement of is possible.

Claims (7)

적어도 하나 이상의 프로브(probe)를 구비한 랭뮤어 플라즈마 진단장치에 있어서,In the Langmuir plasma diagnostic apparatus having at least one probe, 상기 플라즈마에 의한 RF 전류를 줄이기 위하여 상기 프로브에 임피던스를 증가시키는 수단을 전기적으로 연결한 것을 특징으로 하는 랭뮤어 플라즈마 진단장치.Langmuir plasma diagnostic apparatus, characterized in that for electrically reducing the RF current by the plasma means for increasing the impedance to the probe. 제 1 항에 있어서, 상기 임피던스 증가수단은 상기 플라즈마의 진동수 ω에 대한 LC 공진회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 랭뮤어 플라즈마 진단장치.2. The Langmuir plasma diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the impedance increasing means includes an LC resonant circuit for the frequency ω of the plasma. 제 2 항에 있어서, 상기 임피던스 증가수단은 상기 플라즈마 진동수 ω의 제 2 고조파, 제 3 고조파에 해당하는 2ω, 3ω에 대한 LC 공진회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 랭뮤어 플라즈마 진단장치.3. The Langmuir plasma diagnostic apparatus according to claim 2, wherein the impedance increasing means includes an LC resonant circuit for 2ω and 3ω corresponding to the second harmonic and the third harmonic of the plasma frequency ω. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로브에 대응하는 쉬스 캐패시터에 용량이 큰 외부 캐패시터를 병렬로 연결하여 상기 프로브의 포텐셜이 상기 플라즈마의 포텐셜의 RF 성분과 똑같이 진동하도록 하여 플로팅 포텐셜의 변화를 방지한 것을 특징으로 하는 랭뮤어 플라즈마 진단장치.The floating circuit according to any one of claims 1 to 3, wherein a large capacity external capacitor is connected in parallel to a sheath capacitor corresponding to the probe so that the potential of the probe vibrates in the same manner as the RF component of the potential of the plasma. Langmuir plasma diagnostic apparatus characterized in that the potential change is prevented. 제 1 항에 있어서, 상기 프로브는 트리플(triple)인 것을 특징으로 하는 랭뮤어 플라즈마 진단장치.2. The Langmuir plasma diagnostic apparatus of claim 1, wherein the probe is triple. 적어도 하나 이상의 프로브(probe)를 구비한 랭뮤어 플라즈마 진단장치에 있어서,In the Langmuir plasma diagnostic apparatus having at least one probe, 상기 프로브에 대응하는 쉬스 캐패시터에 용량이 큰 외부 캐패시터를 병렬로 연결하여 상기 프로브의 포텐셜이 상기 플라즈마의 포텐셜의 RF 성분과 똑같이 진동하도록 하여 플로팅 포텐셜의 변화를 방지한 것을 특징으로 하는 랭뮤어 플라즈마 진단장치.Langmuir plasma diagnosis, characterized in that by connecting a large capacitance external capacitor in parallel to the sheath capacitor corresponding to the probe so that the potential of the probe oscillates the same as the RF component of the plasma potential to prevent the change of the floating potential Device. 제 6 항에 있어서, 상기 외부 캐패시터의 캐패시턴스는 상기 쉬스 캐패시터의 캐패시턴스의 2배 이상인 것을 특징으로 하는 랭뮤어 플라즈마 진단장치.7. The Langmuir plasma diagnostic apparatus according to claim 6, wherein the capacitance of the external capacitor is more than twice the capacitance of the sheath capacitor.
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