KR20090008934U - 상압 플라즈마 장비용 라디오 주파수 매칭 네트워크 - Google Patents

상압 플라즈마 장비용 라디오 주파수 매칭 네트워크 Download PDF

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Abstract

본 고안은 상압 플라즈마 장비용 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크에 관한 것으로서, 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크는 제1 내지 제5 주파수 매칭부를 포함한다. 제1 주파수 매칭부는 입력 단자와 제1 출력 단자 사이에 연결되고, 제2 주파수 매칭부는 상기 입력 단자와 제2 출력 단자 사이에 연결된다. 제3 주파수 매칭부는 상기 제1 주파수 매칭부에 병렬로, 상기 제1 출력 단자와 그라운드 단자 사이에 연결된다. 제4 주파수 매칭부는 상기 제1 주파수 매칭부에 병렬로, 상기 입력 단자와 상기 그라운드 단자 사이에 연결된다. 제5 주파수 매칭부는 상기 제2 주파수 매칭부에 병렬로, 상기 제2 출력 단자와 상기 그라운드 단자 사이에 연결된다. 상기 입력 단자에 인가되는 메인(main) RF 소스 파워는 제1 및 제2 RF 소스 파워로 분배되고, 상기 제1 RF 소스 파워가 상기 제1 출력 단자에 출력되고, 상기 제2 RF 소스 파워가 상기 제2 출력 단자에 출력된다. 본 고안에 따른 상압 플라즈마 장비용 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크는 상압에서의 임피던스 매칭 비율이 높고, 낮은 출력에서 높은 출력까지의 RF 소스 파워에 대해 안정적이고 균일한 대면적의 플라즈마를 발생할 수 있다.
라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크, 상압 플라즈마

Description

상압 플라즈마 장비용 라디오 주파수 매칭 네트워크{Radio frequency matching network for the use of air pressure plasma equipment}
본 고안은 상압 플라즈마 장비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 상압 플라즈마 장비용 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크에 관한 것이다.
일반적으로, RF 방전은 DC 방전에 비해 플라즈마를 발생시키고 유지시키는 데에 더 효율적이고 높은 이온화율을 얻을 수 있다. 또한, RF 방전은 DC 방전보다 더 낮은 압력에서 플라즈마의 발생을 유지할 수 있다. 따라서 1mTorr와 같은 낮은 압력에서 플라즈마의 발생을 유지할 수 있는 RF 방전은, 이온의 방향성이 요구되는 식각 공정이나 증착 공정에 적용될 수 있다. 또, 낮은 압력에서의 에칭 공정을 목적으로 하는 반도체 제조 분야에서 RF 방전이 널리 사용되고 있다. 한편, RF 소스 파워 공급부의 출력 임피던스는 설정된 값(예를 들어, 50Ω)으로 맞추어져 있다. 하지만 RF 소스 파워 공급부의 출력 임피던스 값은 공정 변수에 따라 달라질 수 있다. RF 소스 파워 공급부가 RF 소스 파워를 플라즈마 발생기에 공급할 때, RF 소스 파워가 손실 없이 플라즈마 발생기에 모두 인가되기 위해서는 RF 소스 파워 공급부의 출력 임피던스 값과, 플라즈마 발생기의 입력 임피던스 값이 서로 매칭되어야 한다. 그 이유는, RF 소스 파워 공급부의 출력 임피던스 값과, 플라즈마 발생기의 입력 임피던스 값이 서로 매칭되지 않을 경우, RF 소스 파워의 대부분이 플라즈마 발생기에 공급되지 않고 반사되어 RF 소스 파워 공급부에 되돌아오기 때문이다. 따라서 RF 방전을 이용할 때에는 RF 소스 파워가 플라즈마 발생기에 효율적으로 전달되도록 하기 위해, RF 소스 파워 공급부와 플라즈마 발생기 사이에서, 상호 간의 임피던스를 매칭시키는 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크가 사용된다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크의 개략적인 블록 도이다. 도 1a에 도시된 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(10)는 T-타입(type) 회로로서, 입력 단자(11)와 출력 단자(12) 사이에 연결된 제1 내지 제3 매칭 소자(13∼15)를 포함한다. 제1 및 제2 매칭 소자(13, 14)는 입력 단자(11)와 출력 단자(12) 사이에 직렬로 연결되고, 제3 매칭 소자(15)는 제1 및 제2 매칭 소자(13, 14) 사이에서 제1 및 제2 매칭 소자(13, 14)에 각각 병렬로 연결되고, 그 한쪽 단자가 접지된다. 도 1b에 도시된 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(20)는 L-타입 회로로서, 입력 단자(21)와 출력 단자(22) 사이에 연결된 제1 내지 제3 매칭 소자(23∼25)를 포함한다. 제2 및 제3 매칭 소자(24, 25)는 입력 단자(21)와 출력 단자(22) 사이에 직렬로 연결되고, 제1 매칭 소자(23)는 제2 및 제3 매칭 소자(24, 25)에 병렬로 입력 단자(21)에 연결되고, 그 한쪽 단자가 접지된다. 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(10, 20) 각각은 도 2에서 참고되는 것과 같이, 상압(즉, 대기압)보다 진공에서 더욱 높은 임피던스 매칭 비율을 나타내기 때문에, 진공 플라즈마 장비에 주로 사용된다. 따라서 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(10 또는 20) 가 상압(즉, 대기압) 플라즈마 장비에 적용될 경우, RF 소스 파워 공급부와 플라즈마 발생기 간의 임피던스 매칭이 제대로 이루어지지 않고, 낮은 출력에서 높은 출력까지의 RF 소스 파워에 대해 안정되고 균일한 대면적의 플라즈마가 발생되기 어렵다. 또한, 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크들(10, 20) 각각은 하나의 RF 소스 파워 공급부와 하나의 플라즈마 발생기 간의 임피던스만을 매칭할 수 있다. 따라서, 도 3에 도시된 것과 같이, 두 개의 플라즈마 발생기(32, 42)를 동시에 동작시키기 위해서는, 2개의 RF 소스 파워 공급부(31, 41)와 2개의 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(33, 43)가 필요하다.
따라서, 본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는 인덕터, 고정 콘덴서, 및 가변 콘덴서에 의해 형성된 파이(pie)(∏)-타입의 회로를 포함함으로써, 그 구조가 간단하고 상압에서의 임피던스 매칭 비율이 높고, 낮은 출력에서 높은 출력까지의 RF 소스 파워에 대해 안정적이고 균일한 대면적의 플라즈마를 발생할 수 있고, 하나의 RF 소스 파워 공급부로부터의 RF 소스 파워를 분배하여 두 개의 플라즈마 발생기에 각각 공급할 수 있는 상압 플라즈마 장비용 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크를 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안의 일면에 따른 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크는, 제1 내지 제5 주파수 매칭부를 포함한다. 제1 주파수 매칭부는 입력 단자와 제1 출력 단자 사이에 연결된다. 제2 주파수 매칭부는 상기 입력 단자와 제2 출력 단자 사이에 연결된다. 제3 주파수 매칭부는 상기 제1 주파수 매칭부에 병렬로, 상기 제1 출력 단자와 그라운드 단자 사이에 연결된다. 제4 주파수 매칭부는 상기 제1 주파수 매칭부에 병렬로, 상기 입력 단자와 상기 그라운드 단자 사이에 연결된다. 제5 주파수 매칭부는 상기 제2 주파수 매칭부에 병렬로, 상기 제2 출력 단자와 상기 그라운드 단자 사이에 연결된다. 상기 입력 단자에 인가되는 메인(main) RF 소스 파워는, 상기 제1, 제3, 및 제4 주파수 매칭부의 임피던스 값과, 상기 제2, 제4, 및 제5 주파수 매칭부의 임피던스 값의 비율에 의해, 제1 및 제2 RF 소스 파워로 분배되고, 상기 제1 RF 소스 파워가 상기 제1 출력 단자에 출력되고, 상기 제2 RF 소스 파워가 상기 제2 출력 단자에 출력된다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안의 다른 일면에 따른 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크는, 제1 내지 제3 주파수 매칭부를 포함한다. 제1 주파수 매칭부는 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결된다. 제2 주파수 매칭부는 상기 제1 주파수 매칭부에 병렬로, 상기 입력 단자와 그라운드 단자 사이에 연결된다. 제3 주파수 매칭부는 상기 제1 주파수 매칭부에 병렬로, 상기 출력 단자와 상기 그라운드 단자 사이에 연결된다. 상기 입력 단자에 설정된 주파수의 RF 소스 파워가 인가될 수 있다.
상술한 것과 같이, 본 고안에 따른 상압 플라즈마 장비용 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크는 인덕터, 고정 콘덴서, 및 가변 콘덴서에 의해 형성된 파이(∏)-타입의 회로를 포함하므로, 그 구조가 간단하고 상압에서의 임피던스 매칭 비율이 높고, 낮은 출력에서 높은 출력까지의 RF 소스 파워에 대해 안정적이고 균일한 대면적의 플라즈마를 발생할 수 있다.
또한, 본 고안에 따른 상압 플라즈마 장비용 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크는 하나의 RF 소스 파워 공급부의 RF 소스 파워를 분배하여 두 개의 플라즈마 발생기에 각각 공급할 수 있으므로, 그 플라즈마 처리 시간 및 비용이 절약될 수 있다. 또, 본 고안에 따른 상압 플라즈마 장비용 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크는 두 개의 플라즈마 발생기를 동작시키기 위해, 하나의 RF 소스 파워 공급부와 하나 의 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크를 필요로 하므로, 고가의 RF 소스 파워 공급부의 개수를 줄일 수 있어, 상압 플라즈마 장비의 제조 비용이 절감될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 그러나, 본 고안은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 고안의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진자에게 고안의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 4는 본 고안의 제1 실시예에 따른 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크의 회로도이다. 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(110)는 제1 내지 제4 주파수 매칭부(111∼114)를 포함한다. 제1 주파수 매칭부(111)는 입력 단자(IN)와 출력 노드(TN) 사이에 연결된다. 제1 주파수 매칭부(111)는 인덕터를 포함할 수 있다. 제2 주파수 매칭부(112)는 제1 주파수 매칭부(111)에 병렬로, 입력 단자(IN)와 그라운드 단자(GN) 사이에 연결된다. 제3 주파수 매칭부(113)는 제1 주파수 매칭부(111)에 병렬로, 출력 노드(TN)와 그라운드 단자(GN) 사이에 연결된다. 제2 및 제3 주파수 매칭부(112, 113) 각각은 가변 콘덴서를 포함할 수 있다. 제4 주파수 매칭부(114)는 출력 노드(TN)와 출력 단자(OUT) 사이에 연결된다. 제4 주파수 매칭부(114)는 고정된 정전 용량을 갖는 고정 콘덴서를 포함할 수 있다. 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(110)가 RF 소스 파워 공급부(210, 도 9 참고)와 플라즈마 발생기(220) 사이에 연결될 때, 입력 단자(IN)에 설정된 주파수의 RF 소스 파 워(RFSP)가 인가된다. 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(110)는 그 구조가 간단하고, 상압에서 높은 임피던스 매칭 비율을 보이기 때문에 상압 플라즈마 장비에 적용될 수 있다.
도 5는 본 고안의 제2 실시예에 따른 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크의 회로도이다. 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(120)는 제1 내지 제3 주파수 매칭부(121∼123)를 포함한다. 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(120)는 몇 가지 차이점을 제외하고 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(110)와 유사하다. 따라서 본 실시예에서는 설명의 간략화를 위해 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크들(120, 110) 간의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다. 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크들(120, 110) 간의 차이점은, 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(120)가 제4 주파수 매칭부를 포함하지 않는 것과, 제2 주파수 매칭부(122)가 공기 가변 콘덴서를 포함하는 것과, 제3 주파수 매칭부(123)가 고정 콘덴서들(C1, C2)과 가변 콘덴서(C3)를 포함하는 것이다. 가변 콘덴서(C3)는 진공 가변 콘덴서를 포함할 수 있다. 여기에서, 제2 주파수 매칭부(122)를 공기 가변 콘덴서로 구현한 이유는, 진공 가변 콘덴서에 비해 더 저렴하기 때문에 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크의 제조 비용을 절감하기 위함이다. 공기 가변 콘덴서는 진공 가변 콘덴서에 비해 그 크기가 더 크고, 정전 용량의 미세 조정이 어렵고, 더 낮은 내압을 갖는다. 한편, 제3 주파수 매칭부(123)를 직렬 연결된 고정 콘덴서들(C1, C2)과 가변 콘덴서(C3)로 구현할 경우, 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(120)는 안정적인 임피던스 매칭을 실현하여, 낮은 출력에서 높은 출력까지의 RF 소스 파워에 대해, 플라즈마 발생기(220)가 안정 적이고 균일한 대면적의 플라즈마를 발생하도록 할 수 있다.
도 6은 본 고안의 제3 실시예에 따른 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크의 회로도이다. 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(130)는 제1 내지 제3 주파수 매칭부(131∼133)를 포함한다. 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(130)는 몇 가지 차이점을 제외하고 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(120)와 유사하다. 따라서 본 실시예에서는 설명의 간략화를 위해 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크들(130, 120) 간의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다. 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크들(130, 120) 간의 차이점은, 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(130)의 제2 주파수 매칭부(132)가 입력 단자(IN)와 그라운드 단자(GN) 사이에 병렬 연결된 가변 콘덴서(C11)와 고정 콘덴서(C12)를 포함하고, 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(130)의 제3 주파수 매칭부(133)가 진공 가변 콘덴서를 포함하는 것이다. 여기에서, 가변 콘덴서(C11)는 진공 가변 콘덴서를 포함할 수 있다. 제2 주파수 매칭부(132)의 가변 콘덴서(C11)와 제3 주파수 매칭부가 모두 진공 가변 콘덴서를 포함하므로, 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(130)는 높은 내압을 갖는다.
또, 제2 주파수 매칭부(132)를, 병렬 연결된 가변 콘덴서(C11)와 고정 콘덴서(C12)로 구현할 경우, 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(130)는 안정적인 임피던스 매칭을 실현하여, 낮은 출력에서 높은 출력까지의 RF 소스 파워에 대해, 플라즈마 발생기(220)가 안정적이고 균일한 대면적의 플라즈마를 발생하도록 할 수 있다.
도 7은 본 고안의 제4 실시예에 따른 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크의 회로도이다. 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(140)는 제1 내지 제5 주파수 매칭부 들(141∼145)을 포함한다. 제1 주파수 매칭부(141)는 입력 단자(IN)와 제1 출력 단자(OUT1) 사이에 연결된다. 제2 주파수 매칭부(142)는 입력 단자(IN)와 제2 출력 단자(OUT2) 사이에 연결된다. 제1 및 제2 주파수 매칭부들(141, 142) 각각은 인덕터를 포함할 수 있다. 제3 주파수 매칭부(143)는 제1 주파수 매칭부(141)에 병렬로, 제1 출력 단자(OUT1)와 그라운드 단자(GN) 사이에 연결된다. 제3 주파수 매칭부(143)는 가변 콘덴서로서 진공 가변 콘덴서를 포함할 수 있다. 제4 주파수 매칭부(144)는 제1 주파수 매칭부(141)에 병렬로, 입력 단자(IN)와 그라운드 단자(GN) 사이에 연결된다. 제4 주파수 매칭부(144)는 가변 콘덴서(C21)와 고정 콘덴서(C22)를 포함한다. 가변 콘덴서(C21)는 입력 단자(IN)와 그라운드 단자(GN) 사이에 연결된다. 가변 콘덴서(C21)는 진공 가변 콘덴서를 포함할 수 있다. 고정 콘덴서(C22)는 가변 콘덴서(C21)에 병렬로, 입력 단자(IN)와 그라운드 단자(GN) 사이에 연결된다. 제5 주파수 매칭부(145)는 제2 주파수 매칭부(142)에 병렬로, 제2 출력 단자(OUT2)와 그라운드 단자(GN) 사이에 연결된다. 제5 주파수 매칭부(145)는 가변 콘덴서로서 진공 가변 콘덴서를 포함할 수 있다.
입력 단자(IN)에 메인(main) RF 소스 파워(MRFSP, 도 10 참고)가 인가될 경우, 메인 RF 소스 파워(MRFSP)는, 제1, 제3, 및 제4 주파수 매칭부(141, 143, 144)의 임피던스 값과, 제2, 제4, 및 제5 주파수 매칭부(142, 144, 145)의 임피던스 값의 비율에 의해, 제1 및 제2 RF 소스 파워(RFSP1, RFSP2)로 분배된다. 그 결과, 제1 RF 소스 파워(RFSP1)가 제1 출력 단자(OUT1)에 출력되고, 제2 RF 소스 파워(RFSP2)가 제2 출력 단자(OUT2)에 출력된다. 한편, 제3 주파수 매칭부(143)의 가 변 콘덴서, 제4 주파수 매칭부(144)의 가변 콘덴서(C21), 및 제5 주파수 매칭부(145)의 가변 콘덴서의 각 정전 용량의 설정은, 먼저, 두 개의 가변 콘덴서의 정전 용량을 설정된 임피던스 값에 맞추어 조정한 후, 나머지 하나의 가변 콘덴서의 정전 용량을 설정된 임피던스 값에 맞추어 조정함으로써 이루어질 수 있다. 제3 및 제5 주파수 매칭부(143, 145) 각각이 진공 가변 콘덴서로 구현되고, 가변 콘덴서(C21)도 진공 가변 콘덴서로 구현된 것으로 가정하자. 이 경우, 사용자는 진공 가변 콘덴서(143, C21)의 정전 용량을 설정된 임피던스 값에 맞추어 조정한 후, 진공 가변 콘덴서(145)의 정전 용량을 설정된 임피던스 값에 맞추어 조정하는 방식으로, 각 가변 콘덴서(143, C21, 145)의 정전 용량을 설정할 수 있다. 여기에서, 설정된 임피던스 값은, 제1, 제3, 및 제4 주파수 매칭부(141, 143, 144)에 의해 형성되는 임피던스 값, 또는 제2, 제4, 및 제5 주파수 매칭부(142, 144, 145)에 의해 형성되는 임피던스 값에 대응할 수 있다.
한편, 제3 및 제5 주파수 매칭부(143, 145) 각각이 진공 가변 콘덴서로 구현되고, 가변 콘덴서(C21)도 진공 가변 콘덴서로 구현될 경우, 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(140)는 높은 내압을 가질 수 있다. 또, 제4 주파수 매칭부(144)가 가변 콘덴서(C21)와 고정 콘덴서(C22)를 포함하므로, 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(140)는 안정적인 임피던스 매칭을 실현하여, 낮은 출력에서 높은 출력까지의 RF 소스 파워에 대해, 플라즈마 발생기(320 또는 330, 도 10 참고)가 안정적이고 균일한 대면적의 플라즈마를 발생하도록 할 수 있다.
도 8은 도 4 내지 도 7에 도시된 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크들의 임피 던스 매칭 비율을 나타내는 그래프이다. 도 8에서 참고되는 것과 같이, 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크들(110∼140)은 간단한 회로 구성만으로도 진공보다 대기압(즉, 상압)에서 더욱 높은 임피던스 매칭 비율을 나타내기 때문에, 상압 플라즈마 장비에 사용될 수 있다.
도 9는 도 4 내지 도 6에 도시된 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크들 중 어느 하나를 포함하는 상압 플라즈마 장비의 개략적인 블록 도이다. 상압 플라즈마 장비(200)는 RF 소스 파워 공급부(210), 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(110∼130 중 어느 하나), 및 플라즈마 발생기(220)를 포함한다. RF 소스 파워 공급부(210)는 설정된 주파수의 RF 소스 파워(RFSP)를 출력한다. 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(110∼130 중 어느 하나)는 플라즈마 발생기(220)와, RF 소스 파워 공급부(210) 간의 임피던스를 매칭시킨다. 또, 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(110∼130 중 어느 하나)는 RF 소스 파워(RFSP)를 플라즈마 발생기(220)의 버너(burner)(또는 모듈)(221)에 공급한다. 플라즈마 발생기(220)는 버너(또는 모듈)(221)와 하부 전극(222)을 포함하고, 버너(221)에 RF 소스 파워(RFSP)가 인가될 때 동작하여, 플라즈마를 발생한다. 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(110∼130 중 어느 하나)의 구성 및 구체적인 동작 설명은 상술한 것과 동일하므로 설명의 중복을 피하기 위해 생략된다.
도 10은 도 7에 도시된 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크를 포함하는 상압 플라즈마 장비의 개략적인 블록 도이다. 상압 플라즈마 장비(300)는 RF 소스 파워 공급부(310), 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(140), 제1 및 제2 플라즈마 발생 기(320, 330)를 포함한다. RF 소스 파워 공급부(310)는 설정된 주파수의 메인 RF 소스 파워(MRFSP)를 출력한다. 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(140)는 제1 및 제2 플라즈마 발생기(320, 330)와, RF 소스 파워 공급부(310) 간의 임피던스를 매칭시킨다.
또, 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(140)는 메인 RF 소스 파워(MRFSP)를, 제1 및 제2 RF 소스 파워(RFSP1, RFSP2)로 분배하고, 제1 RF 소스 파워(RFSP)를 제1 플라즈마 발생기(320)의 버너(321)에 공급하고, 제2 RF 소스 파워(RFSP)를 제2 플라즈마 발생기(330)의 버너(331)에 공급한다. 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(140)의 구성 및 구체적인 동작 설명은 도 7을 참고하여 상술한 것과 동일하므로 설명의 중복을 피하기 위해 생략된다. 제1 플라즈마 발생기(320)는 버너(또는 모듈)(321)와 하부 전극(322)을 포함하고, 버너(321)에 제1 RF 소스 파워(RFSP1)가 인가될 때 동작하여, 플라즈마를 발생한다. 제2 플라즈마 발생기(330)는 버너(또는 모듈)(331)와 하부 전극(332)을 포함하고, 버너(331)에 제2 RF 소스 파워(RFSP2)가 인가될 때 동작하여, 플라즈마를 발생한다.
상압 플라즈마 장비(300)는 하나의 메인 RF 소스 파워를 두 개의 RF 소스 파워로 분배할 수 있는 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크(140)를 포함하므로, 도 11a 및 도 11b에 도시된 것과 같이, 하나의 RF 소스 파워 공급부에 의해 공급되는 RF 소스 파워에 의해 두 개의 플라즈마 발생기가 함께 동작할 수 있다. 따라서, 상압 플라즈마 장비(300)에 의한 플라즈마 처리 시간 및 비용이 절약될 수 있다. 또한, 상압 플라즈마 장비(300)는 두 개의 플라즈마 발생기에 RF 소스 파워를 공급하기 위해 두 개의 RF 소스 파워 공급부를 구비할 필요 없이, 하나의 RF 소스 파워 공급부를 포함하면 되므로, 상압 플라즈마 장비(300)의 제조 비용이 절감될 수 있다.
상기한 실시 예들은 본 고안을 설명하기 위한 것으로서 본 고안이 이들 실시 예에 국한되는 것은 아니며, 본 고안의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다. 또한 설명되지는 않았으나, 균등한 수단도 또한 본 고안에 그대로 결합되는 것이라 할 것이다. 따라서 본 고안의 진정한 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크의 개략적인 블록 도이다.
도 2는 도 1a 및 도 1b에 도시된 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크의 임피던스 매칭 비율을 나타내는 그래프이다.
도 3은 도 1a 또는 도 1b에 도시된 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크를 포함하는 플라즈마 장비의 개략적인 블록 도이다.
도 4는 본 고안의 제1 실시예에 따른 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크의 회로도이다.
도 5는 본 고안의 제2 실시예에 따른 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크의 회로도이다.
도 6은 본 고안의 제3 실시예에 따른 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크의 회로도이다.
도 7은 본 고안의 제4 실시예에 따른 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크의 회로도이다.
도 8은 도 4 내지 도 7에 도시된 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크의 임피던스 매칭 비율을 나타내는 그래프이다.
도 9는 도 4 내지 도 6에 도시된 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크들 중 어느 하나를 포함하는 상압 플라즈마 장비의 개략적인 블록 도이다.
도 10은 도 7에 도시된 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크를 포함하는 상압 플라즈마 장비의 개략적인 블록 도이다.
도 11a 및 도 11b는 도 10에 도시된 제1 및 제2 플라즈마 발생기에 의해 상압에서 플라즈마가 발생되는 모습을 촬영한 사진이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
110∼140: 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크
111, 121, 131, 141: 제1 주파수 매칭부
112, 122, 132, 142: 제2 주파수 매칭부
113, 123, 133, 143: 제3 주파수 매칭부
114, 144: 제4 주파수 매칭부 145: 제5 주파수 매칭부
200, 300: 상압 플라즈마 장비 210, 310: RF 소스 파워 공급부
220: 플라즈마 발생기 221, 321, 331: 버너(모듈)
222, 322, 332: 하부 전극 320: 제1 플라즈마 발생기
330: 제2 플라즈마 발생기

Claims (15)

  1. 입력 단자와 제1 출력 단자 사이에 연결된 제1 주파수 매칭부;
    상기 입력 단자와 제2 출력 단자 사이에 연결된 제2 주파수 매칭부;
    상기 제1 주파수 매칭부에 병렬로, 상기 제1 출력 단자와 그라운드 단자 사이에 연결된 제3 주파수 매칭부;
    상기 제1 주파수 매칭부에 병렬로, 상기 입력 단자와 상기 그라운드 단자 사이에 연결된 제4 주파수 매칭부; 및
    상기 제2 주파수 매칭부에 병렬로, 상기 제2 출력 단자와 상기 그라운드 단자 사이에 연결된 제5 주파수 매칭부를 포함하고,
    상기 입력 단자에 인가되는 메인(main) RF 소스 파워는, 상기 제1, 제3, 및 제4 주파수 매칭부의 임피던스 값과, 상기 제2, 제4, 및 제5 주파수 매칭부의 임피던스 값의 비율에 의해, 제1 및 제2 RF 소스 파워로 분배되고, 상기 제1 RF 소스 파워가 상기 제1 출력 단자에 출력되고, 상기 제2 RF 소스 파워가 상기 제2 출력 단자에 출력되는 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 주파수 매칭부 각각은, 인덕터를 포함하는 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제3 및 제5 주파수 매칭부 각각은, 가변 콘덴서를 포함하는 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가변 콘덴서는 진공 가변 콘덴서를 포함하는 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제4 주파수 매칭부는,
    상기 입력 단자와 상기 그라운드 단자 사이에 연결된 가변 콘덴서; 및
    상기 가변 콘덴서에 병렬로, 상기 입력 단자와 상기 그라운드 단자 사이에 연결된 고정 콘덴서를 포함하는 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가변 콘덴서는 진공 가변 콘덴서를 포함하는 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크.
  7. 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결된 제1 주파수 매칭부;
    상기 제1 주파수 매칭부에 병렬로, 상기 입력 단자와 그라운드 단자 사이에 연결된 제2 주파수 매칭부; 및
    상기 제1 주파수 매칭부에 병렬로, 상기 출력 단자와 상기 그라운드 단자 사이에 연결된 제3 주파수 매칭부를 포함하고,
    상기 입력 단자에 설정된 주파수의 RF 소스 파워가 인가되는 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 주파수 매칭부와 상기 출력 단자 사이에 연결된 제4 주파수 매칭부를 더 포함하는 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제4 주파수 매칭부는 고정 콘덴서를 포함하는 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제1 주파수 매칭부는, 인덕터를 포함하는 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제2 및 제3 주파수 매칭부 각각은, 가변 콘덴서를 포함하는 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제2 주파수 매칭부는 가변 콘덴서를 포함하고,
    상기 가변 콘덴서는 공기 가변 콘덴서를 포함하는 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 제2 주파수 매칭부는,
    상기 입력 단자와 상기 그라운드 단자 사이에 연결된 가변 콘덴서; 및
    상기 가변 콘덴서에 병렬로, 상기 입력 단자와 상기 그라운드 단자 사이에 연결된 고정 콘덴서를 포함하고,
    상기 가변 콘덴서는 진공 가변 콘덴서를 포함하는 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 제3 주파수 매칭부는 가변 콘덴서를 포함하고,
    상기 가변 콘덴서는 진공 가변 콘덴서를 포함하는 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 가변 콘덴서는 상기 그라운드 단자에 연결되고,
    상기 제3 주파수 매칭부는,
    상기 출력 노드에 연결된 제1 고정 콘덴서; 및
    상기 제1 고정 콘덴서와 상기 가변 콘덴서 사이에 연결된 제2 고정 콘덴서를 더 포함하는 라디오 주파수(RF) 매칭 네트워크.
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