KR20100053253A

KR20100053253A - 유도결합 플라즈마 안테나

Info

Publication number: KR20100053253A
Application number: KR1020080112287A
Authority: KR
Inventors: 오현택; 이창환; 노일호; 공병윤; 이정인
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2008-11-12
Filing date: 2008-11-12
Publication date: 2010-05-20
Also published as: KR101017101B1

Abstract

본 발명은 유도결합 플라즈마 안테나에 있어서 균일한 플라즈마를 발생시킬 수 있도록 개선된 구조를 가지도록 하여 대면적의 장방형 피가공물의 표면처리를 효과적으로 할 수 있는 유도결합 플라즈마 안테나에 관한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 안테나는 병렬 연결된 한 쌍의 루프형 안테나로 이루어지고, 상기 각 루프형 안테나는 전력인가부와 접지부를 각각 가지며, 한 쌍의 루프형 안테나가 상하로 각각 위치되는 한 쌍의 제1 안테나유닛과, 상기 한 쌍의 제1 안테나유닛 내측에 위치되고, 병렬 연결된 한 쌍의 루프형 안테나로 이루어지며, 상기 각 루프형 안테나는 전력인가부와 접지부를 각각 가지고, 상기 한 쌍의 루프형 안테나가 상하로 각각 위치되는 단일의 제2 안테나유닛과, 상기 단일의 제2 안테나유닛 내측에 위치되고, 병렬 연결된 한 쌍의 루프형 안테나로 이루어지며, 상기 각 루프형 안테나는 전력인가부와 접지부를 각각 가지고, 상기 한 쌍의 루프형 안테나가 상하로 각각 위치되는 단일의 제3 안테나유닛을 포함한다.

챔버, 기판, 플라즈마, 유도, 결합, 안테나, RF, 전기장, 자기장, 이중, 복합

Description

유도결합 플라즈마 안테나{Inductively coupled plasma antenna}

본 발명은 유도결합 플라즈마 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼나 글래스(이하, ‘기판’이라 함)에 대한 식각 및 증착공정을 수행하는 플라즈마 발생장치에 사용되는 유도결합 플라즈마 안테나에 있어서 균일한 플라즈마를 발생시킬 수 있도록 개선된 구조를 가지도록 하여 대면적의 장방형 피가공물의 표면처리를 효과적으로 할 수 있는 유도결합 플라즈마 안테나에 관한 것이다.

일반적으로 플라즈마 발생장치에는 박막증착을 위한 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vaper Deposition) 장치, 증착된 박막을 식각하여 패터닝하는 식각장치, 스퍼터(Sputter), 애싱(Ashing) 장치 등이 있다.

또한, 이러한 플라즈마 발생장치는 RF전력의 인가방식에 따라 용량결합형(Capacitively Coupled Plasma, CCP) 장치와 유도결합형(Inductively Coupled Plasma, ICP) 장치로 구분되는데, 전자는 서로 대향되는 평행평판 전극에 RF전력을 인가하여 전극사이에 수직으로 형성되는 RF전기장을 이용하여 플라즈마를 발생시키는 방식이고, 후자는 안테나에 의하여 유도되는 유도전기장을 이용하여 소스물질을 플라즈마로 변화시키는 방식이다.

도 1은 종래의 ICP 방식의 플라즈마 발생장치의 일반적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 플라즈마 발생장치에 있어서 RF안테나를 나타낸 일실시예이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 ICP 방식의 플라즈마 발생장치는, 밀폐된 반응영역을 정의하는 챔버(11)와, 챔버(11)의 내부에 위치하며 상면에 기판(S)을 안치하는 서셉터(12)와, 서셉터(12)의 상부에서 소스물질을 분사하는 가스분배관(13)과, 가스분배관(13)에 소스물질을 공급하는 가스공급관(14)을 포함한다.

또한, 소스물질을 플라즈마로 변환시키기 위해 RF전력을 공급하는 RF안테나(15)가 유전체(11a)의 상부에 위치하며, RF안테나(15)는 급전선(18)을 통해 RF전원(17)에 연결된다. RF안테나(15)와 RF전원(17)의 사이에 위치하는 매처(16)는 부하임피던스와 소스임피던스를 정합시키는 역할을 한다.

RF안테나(15) 하부의 유전체(11a)는 유도전기장이 챔버(11) 내부로 전달될 수 있도록 절연재질로 이루어진다. 절연재질의 유전체(11a)는 안테나와 플라즈마 사이의 용량성 결합을 감소시켜 RF전원(17)으로부터 에너지가 유도성 결합에 의하여 플라즈마로 전달되는 것을 돕는다.

RF안테나(15)에 RF전원(17)이 공급되면, 안테나 주위로 수직방향의 시변(時變) 전기장이 발생하고, 챔버(11) 내부에는 시변 전기장에 의해 수평방향의 전기장이 유도되는데, 이 유도 전기장에 의하여 가속된 전자가 중성기체와 충돌함으로써 이온 및 활성종(Radical)이 생성되어 기판(S)에 대한 식각 및 증착공정을 수행하게 된다. 이때 기판(S)으로 입사하는 이온의 입사 에너지를 조절하기 위하여 서셉 터(12)에는 RF전원(17)과 별도의 바이어스 전원(미도시)이 인가될 수 있다.

한편, 서셉터(12)의 내부에는 기판의 온도조절을 위하여 히터(미도시) 또는 냉각유로가 내장되며, 챔버(11) 하부의 배기구(19)는 진공펌프 등을 통하여 공정잔류가스를 배기하는 역할을 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 RF안테나(15)는 하나의 코일이 나선형으로 감긴 형태이고 중심부에 RF전원(17)이 연결되고 주변부에서 접지된다. 나선형 안테나(15)를 구성하는 각 회전코일은 서로 직렬로 연결된 구조이므로 각 회전코일에 흐르는 전류량과 방향이 동일하다.

따라서 RF전원(17)이 연결된 중심부는 상대적으로 접지부에 비하여 강한 RF전기장이 형성되나 인접한 회전코일에 흐르는 전류의 방향이 동일하기 때문에 인접한 회전코일과의 전기장의 방향이 반대로 되는 것에 인하여 RF전기장이 상호간에 상쇄되어 플라즈마 밀도가 낮아지게 되고, 또한, RF전원(17)의 주변부는 즉, 네 모서리 부분은 챔버(11) 벽체나 접지되어 있는 구조물 등에 의하여 전하의 손실이 발생하기 때문에 플라즈마의 밀도가 낮아지게 되어, 플라즈마 밀도를 균일하게 유지하는 것이 어렵게 되는 문제점이 있다.

한편, 근래에는 LCD, PDP 및 유기EL 등의 평판표시장치 자체도 대면적화 되는 추세에 있으며, 이를 위해 플라즈마 처리장치의 크기도 대면적화 되어 가고 있다.

따라서 종래와 같은 플라즈마 처리장치의 플라즈마 안테나 구조는 대구경의 반도체 웨이퍼를 처리하기에는 적합하였으나, 상기와 같이 RF전원 인가부 즉, 중앙 부와 주변부 즉, 접지부가 위치되는 네모서리 부분에 발생되는 플라즈마의 불균일 등으로 인하여 장방형의 대면적 평판표시장치에 적용하기에는 무리가 따른다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 안출된 것으로서, 유도결합 플라즈마 안테나에 있어서 RF전원의 전력인가부 부근(중심부분)과 접지부 부근(네모서리부분)에서 상대적으로 약하게 형성되는 RF전기장으로 인한 플라즈마 밀도의 불균일을 해소하여 대면적 평판표시장치의 표면처리를 위한 균일한 플라즈마를 발생시키도록 하는 유도결합 플라즈마 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.

한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 안테나는 병렬 연결된 한 쌍의 루프형 안테나로 이루어지고, 상기 각 루프형 안테나는 전력인가부와 접지부를 각각 가지며, 한 쌍의 루프형 안테나가 상하로 각각 위치되는 한 쌍의 제1 안테나유닛과, 상기 한 쌍의 제1 안테나유닛 내측에 위치되고, 병렬 연결된 한 쌍의 루프형 안테나로 이루어지며, 상기 각 루프형 안테나는 전력인가부와 접지부를 각각 가지고, 상기 한 쌍의 루프형 안테나가 상하로 각각 위치되는 단일의 제2 안테나유닛과, 상기 단일의 제2 안테나유닛 내측에 위치되고, 병렬 연결된 한 쌍의 루프형 안테나로 이루어지며, 상기 각 루프형 안테나는 전력인가부와 접지부를 각각 가지고, 상기 한 쌍의 루프형 안테나가 상하로 각각 위치되는 단일의 제3 안테나유닛을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 한 쌍의 제1 안테나유닛은 가변커패시터에 연결된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 한 쌍의 제1 안테나유닛은 각각 제1 및 제2 루프형 안테나로 이루어지는데, 각 루프형 안테나는 전체적으로 반 사각형상을 가지며 상기 제1 루프형 안테나의 하부에 제2 루프형 안테나가 위치되고, 상기 반 사각형상이 상호간 대향되도록 위치되어 일부가 개방된 구조의 사각형상을 가진다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 단일의 제2 안테나유닛은, 제3 및 제4 루프형 안테나로 이루어지는데, 각 루프형 안테나는 전체적으로 일부가 개방된 사각형상을 가지며 상기 제3 루프형 안테나의 하부에 제4 루프형 안테나가 위치되고, 상기 일부가 개방된 사각형상이 상기 한 쌍의 제1 안테나유닛 중 어느 하나의 제1 안테나유닛의 폐쇄된 부위에 위치된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제3 및 제4 루프형 안테나는 회전코일의 상하 위치 간격이 아주 좁으며, 각각 상기 전력인가부와 접지부에 연결된 회전코일과 상기 전력인가부와 접지부 사이의 절곡된 회전코일 사이의 간격이 상기 회전코일의 상하 위치 간격 보다 넓다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 단일의 제3 안테나유닛은, 제5 및 제6 루프형 안테나로 이루어지는데, 각 루프형 안테나는 전체적으로 일부가 개방된 사각형상을 가지며 상기 제5 루프형 안테나의 하부에 제6 루프형 안테나가 위 치되고, 상기 일부가 개방된 사각형상이 상기 한 쌍의 제1 안테나유닛 중 다른 하나의 제1 안테나유닛 또는 상기 단일의 제2 안테나유닛의 폐쇄된 부위에 위치된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제5 및 제6 루프형 안테나는 회전코일의 상하 위치 간격이 아주 좁으며, 각각 상기 전력인가부와 접지부에 연결된 회전코일과 상기 전력인가부와 접지부 사이의 절곡된 회전코일 사이의 간격이 상기 회전코일의 상하 위치 간격 보다 넓다.

본 발명에 의하면, 한 쌍의 제1 안테나유닛과 상기 한 쌍의 제1 안테나유닛의 내측에 위치하는 단일의 제2 안테나유닛 및 상기 단일의 제2 안테나유닛의 내측에 위치하는 단일의 제3 안테나유닛을 통하여, RF전원의 전력인가부 부근(중심부분)에 강하게 발생되는 플라즈마 밀도를 상쇄시켜 균일하게 할 수 있고 접지부 부근(네모서리부분)에 강하게 플라즈마 밀도를 발생시켜 구조물 등에 의해 전하가 손실되어 플라즈마의 밀도가 낮아지더라도 RF전원의 전력인가부 부근의 플라즈마 밀도와 유사한 플라즈마 밀도를 생성하도록 하여 대면적 평판표시장치의 표면처리를 가능하게 할 수 있다.

한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세 히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 안테나를 나타낸 구성도이고, 도 4는 도 3의 유도결합 플라즈마 안테나를 단순화 하여 나타낸 도면이다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 안테나는, 한 쌍의 제1 안테나유닛(100)과 한 쌍의 제1 안테나유닛(100)의 내측에 위치하는 단일의 제2 안테나유닛(200) 및 단일의 제2 안테나유닛(200)의 내측에 위치하는 단일의 제3 안테나유닛(300)으로 이루어진다.

한 쌍의 제1 안테나유닛(100)과 단일의 제2 및 제3 안테나유닛(200,300)은 RF전원(17)에 대하여 서로 병렬로 연결되는데, 이를 위해 한 쌍의 제1 안테나유닛(100)과 매처(16)를 병렬로 연결하는 제1 급전선(18)에 제2 급전선(19)을 분기하여 단일의 제2 및 제3 안테나유닛(200,300)을 병렬로 연결한다.

이때, 상기 분기점과 제1 안테나유닛(100) 사이에 가변커패시터(C)가 설치되어 한 쌍의 제1 안테나유닛(100)과 단일의 제2 및 제3 안테나유닛(200,300) 사이에 흐르는 전류의 비율이 조절된다. 여기서 상기 가변커패시터(C)는 대칭성을 고려하여 RF전원이 인가되는 전력인가부(중심부) 부근에 구비되는 것이 바람직하다.

한 쌍의 제1 안테나유닛(100a,100b)은, 각각 제1 및 제2 루프형 안테나(110,120)로 이루어지는데, 각 루프형 안테나(110,120)는 전체적으로 반 사각형상을 가지며 제1 루프형 안테나(110)의 하부에 제2 루프형 안테나(120)가 위치되는 상하 이중 구조를 가진다.

또한, 한 쌍의 제1 안테나유닛(100a,100b)은 상기 전체적으로 반 사각형상이 상호간 대향되도록 위치되어 일부가 개방된 구조의 사각형상을 가진다.

제1 및 제2 루프형 안테나(110,120)의 일단은 전력인가부(101)로서, 제1 급전선(18)을 통해 전달되는 RF전력은 4방향으로 분기된 후 각 전력인가부(101)에 공급된다. 제1 및 제2 루프형 안테나(110,120)의 타단은 접지부(102)로서 접지된다. 또한, 제1 및 제2 루프형 안테나(110,120)의 전력인가부(101)들과 접지부(102)들은 상호간 대각선으로 대향되는 위치에 구비된다.

여기서, 제1 및 제2 루프형 안테나(110,120)는 각각 동일 방향으로 전류가 흐르기 때문에 상하 이중으로 위치되는 루프코일들 상에 상호간 RF전기장을 상쇄시키는 즉 서로 방향이 반대인 RF전기장이 발생되나 상기 루프코일들 간의 간격(d1)이 아주 좁기 때문에 즉, 한 쌍의 상하 루프코일이 상기 간격만큼의 굵기를 가지는 단일의 루프코일 역할을 함으로써, 상기 루프코일들 내측이 서로 방향이 반대인 RF전기장으로 인한 RF전기장이 상쇄되더라도 상기 루프코일들 외측에 더 강한 RF전기장이 형성된다.

단일의 제2 안테나유닛(200)은, 제3 및 제4 루프형 안테나(210,220)로 이루어지는데, 각 루프형 안테나(210,220)는 전체적으로 일부가 개방된 사각형상을 가지며 제3 루프형 안테나(210)의 하부에 제4 루프형 안테나(220)가 위치되는 상하 이중 구조를 가진다.

또한, 단일의 제2 안테나유닛(200)은 전체적으로 일부가 개방된 사각형상이 한 쌍의 제1 안테나유닛(100) 중 어느 하나의 제1 안테나유닛(100a)의 폐쇄된 부위 에 위치되는 구조를 가진다.

제3 및 제4 루프형 안테나(210,220)의 일단은 전력인가부(201)로서, 제2 급전선(19)을 통해 전달되는 RF전력은 2방향으로 분기된 후 각 전력인가부(201)에 공급된다. 제3 및 제4 루프형 안테나(210,220)의 타단은 접지부(202)로서 접지된다.

여기서, 제3 및 제4 루프형 안테나(210,220)는 각각 동일 방향으로 전류가 흐르기 때문에 상하 이중으로 위치되는 루프코일들 상에 상호간 RF전기장을 상쇄시키는 즉 서로 방향이 반대인 RF전기장이 발생되나 상기 루프코일들 간의 간격(d2)이 아주 좁기 때문에 즉, 한 쌍의 상하 루프코일이 상기 간격만큼의 굵기를 가지는 단일의 루프코일 역할을 함으로써, 상기 루프코일들 내측이 서로 방향이 반대인 RF전기장으로 인한 RF전기장이 상쇄되더라도 상기 루프코일들 외측에 더 강한 RF전기장이 형성된다.

또한, 제3 및 제4 루프형 안테나(210,220)는 각각 전력인가부(201)와 접지부(202)에 연결된 회전코일(203)과 전력인가부(201)와 접지부(202) 사이의 절곡된 회전코일(204) 사이의 간격(w1)은 상기 루프코일들 간의 간격(d2)보다 넓기 때문에 전력인가부(201)와 접지부(202)에 연결된 회전코일과 전력인가부(201)와 접지부(202) 사이의 절곡된 회전코일에 형성되는 RF전기장의 방향이 모두 유전체(미도시)를 향하더라도 상호간의 RF전기장에 의한 상쇄는 발생되지 않고 유전체(미도시)를 향하여 더 강한 RF전기장이 형성되게 된다.

단일의 제3 안테나유닛(300)은, 제5 및 제6 루프형 안테나(310,320)로 이루어지는데, 각 루프형 안테나(310,320)는 전체적으로 일부가 개방된 사각형상을 가 지며 제5 루프형 안테나(310)의 하부에 제6 루프형 안테나(320)가 위치되는 상하 이중 구조를 가진다.

또한, 단일의 제3 안테나유닛(300)은 전체적으로 일부가 개방된 사각형상이 한 쌍의 제1 안테나유닛(100) 중 다른 하나의 제1 안테나유닛(100b) 또는 단일의 제2 안테나유닛(200)의 폐쇄된 부위에 위치되는 구조를 가진다.

제5 및 제6 루프형 안테나(310,320)의 일단은 전력인가부(301)로서, 제2 급전선(19)을 통해 전달되는 RF전력은 2방향으로 분기된 후 각 전력인가부(301)에 공급된다. 제5 및 제6 루프형 안테나(310,320)의 타단은 접지부(302)로서 접지된다.

여기서, 제5 및 제6 루프형 안테나(310,320)는 각각 동일 방향으로 전류가 흐르기 때문에 상하 이중으로 위치되는 루프코일들 상에 상호간 RF전기장을 상쇄시키는 즉 서로 방향이 반대인 RF전기장이 발생되나 상기 루프코일들 간의 간격(d3)이 아주 좁기 때문에 즉, 한 쌍의 상하 루프코일이 상기 간격만큼의 굵기를 가지는 단일의 루프코일 역할을 함으로써, 상기 루프코일들 내측이 서로 방향이 반대인 RF전기장으로 인한 RF전기장이 상쇄되더라도 상기 루프코일들 외측에 더 강한 RF전기장이 형성된다.

또한, 제5 및 제6 루프형 안테나(310,320)는 각각 전력인가부(301)와 접지부(302)에 연결된 회전코일(303)과 전력인가부(301)와 접지부(302) 사이의 절곡된 회전코일(304) 사이의 간격(w2)은 상기 루프코일들 간의 간격(d3)보다 넓기 때문에 전력인가부(301)와 접지부(302)에 연결된 회전코일과 전력인가부(301)와 접지부(302) 사이의 절곡된 회전코일에 형성되는 RF전기장의 방향이 모두 유전체(미도 시)를 향하더라도 상호간의 RF전기장에 의한 상쇄는 발생되지 않고 유전체(미도시)를 향하여 더 강한 RF전기장이 형성되게 된다.

상기와 같이, 한 쌍의 제1 안테나유닛(100)과 한 쌍의 제1 안테나유닛(100)의 내측에 위치하는 단일의 제2 안테나유닛(200) 및 단일의 제2 안테나유닛(200)의 내측에 위치하는 단일의 제3 안테나유닛(300)으로 이루어진 플라즈마 안테나에 있어서, 한 쌍의 제1 안테나유닛(100) 중 어느 하나의 제1 안테나유닛(300a)과 다른 하나의 제1 안테나유닛(300b)의 전류 방향은 각각 반시계방향과 시계방향을 가지게 되어 상기 제1 안테나유닛(100)에 의해 발생되는 RF전기장은 모두 외측에서 내측으로 유전체(미도시)를 향하게 된다. 또한, 단일의 제2 안테나유닛(200)의 전류 방향은 반시계방향을 가지게 되어 상기 제2 안테나유닛(200)에 의해 발생되는 RF전기장도 외측에서 내측으로 유전체(미도시)를 향하게 된다. 또한, 단일의 제3 안테나유닛(300)의 전류 방향은 반시계방향을 가지게 되어 상기 제3 안테나유닛(300)에 의해 발생되는 RF전기장도 외측에서 내측으로 유전체(미도시)를 향하게 된다.

여기서, 제1 안테나유닛(100) 중 어느 하나의 제1 안테나유닛(100a)의 폐쇄 부위에는 제2 안테나유닛(200)의 개방 부위가 위치되어 제1 안테나유닛(100a)의 RF전기장의 상쇄는 발생되지 않고, 제2 안테나유닛(200)의 개방 부위에는 제3 안테나유닛(300)의 폐쇄 부위가 위치되어 제3 안테나유닛(300)의 RF전기장의 상쇄는 발생되지 않아 제1 안테나유닛(100a)과 제3 안테나유닛(300)의 루프코일들에 의해 강한 RF전기장이 형성된다.

또한, 제1 안테나유닛(100) 중 다른 하나의 제1 안테나유닛(100b)의 폐쇄 부 위에는 제2 안테나유닛(200)의 폐쇄 부위가 위치되어 제1 안테나유닛(100b)과 제2 안테나유닛(200)의 루프코일들 내측이 서로 방향이 반대인 RF전기장으로 인하여 RF전기장이 상쇄되더라도 상기 루프코일들 외측에 더 강한 RF전기장이 형성되고, 제2 안테나유닛(200)의 폐쇄 부위에 제3 안테나유닛(300)의 개방 부위가 위치되어 제2 안테나유닛(200)의 RF전기장의 상쇄는 발생되지 않아 제1 안테나유닛(100b)과 제2 안테나유닛(200)의 루프코일들에 의해 강한 RF전기장이 형성된다.

또한, 제1 안테나유닛(100a,100b)의 대향된 구조로 인하여 형성되는 제1 안테나유닛(100a,100b)의 개방 부위들에는 각각 제2 및 제3 안테나유닛(200,300)의 폐쇄 부위들이 위치되어 제2 및 제3 안테나유닛(200,300)의 루프코일들 내측이 서로 방향이 반대인 RF전기장으로 인하여 RF전기장이 상쇄되더라도 상기 루프코일들의 외측에 더 강한 RF전기장이 형성되고 상기 RF전기장은 제1 안테나유닛(100a,100b)의 개방 부위로 인하여 상쇄되지 않아 제2 및 제3 안테나유닛(200,300)의 루프코일들에 의해 강한 RF전기장이 형성된다.

또한, 각 안테나유닛들의 네 모서리 부분은 모두 상기 각 안테나유닛들의 폐쇄 부위가 위치되어 제1 안테나유닛(100a,100b)과 제2 안테나유닛(200) 및 제2 안테나유닛(200)과 제3 안테나유닛(300)의 루프코일들 내측이 서로 방향이 반대인 RF전기장으로 인하여 RF전기장이 상쇄되더라도 상기 루프코일들의 외측에 더 강한 RF전기장이 형성된다.

따라서 종래에서와 같이 전력인가부 부근(중심부분)에서 발생되는 강한 RF전기장 때문에 국부적으로 플라즈마 밀도가 불균일해지는 현상이 해소될 수 있고, 접 지부 부근(네모서리부분)에서 구조물 등에 의해 전하가 손실되어 플라즈마의 밀도가 낮아지더라도 다른 영역(전력인가부 부근)의 플라즈마 밀도와 유사한 플라즈마 밀도를 생성할 수 있다.

도 5는 도 3의 유도결합 플라즈마 안테나의 등가회로를 나타낸 도면이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 안테나는,

한 쌍의 제1 안테나유닛(100)과 단일의 제2 및 제3 안테나유닛(200,300)은 RF전원(17)에 대하여 서로 병렬로 연결되며, 제1 안테나유닛(100) 사이에 가변커패시터(C)가 설치되어 한 쌍의 제1 안테나유닛(100)과 단일의 제2 및 제3 안테나유닛(200,300) 간의 전류가 조절된다.

한 쌍의 제1 안테나유닛(100)은 각각 동일한 임피던스 Z1을 가지는 각각 2개의 루프형 안테나가 병렬로 연결된 것이고, 단일의 제2 안테나유닛(200)은 동일한 임피던스 Z2를 가지는 2개의 루프형 안테나가 병렬로 연결된 것이며, 단일의 제3 안테나유닛(300)은 동일한 임피던스 Z3을 가지는 2개의 루프형 안테나가 병렬로 연결된 것이다. 또한, 제1 안테나유닛(100)과 제2 및 제3 안테나유닛(200,300) 사이의 매처(16)는 임피던스 정합을 위한 것이다.

따라서 상기와 같이 전술한 바에 의하면, 한 쌍의 제1 안테나유닛(100)과 한 쌍의 제1 안테나유닛(100)의 내측에 위치하는 단일의 제2 안테나유닛(200) 및 단일의 제2 안테나유닛(200)의 내측에 위치하는 단일의 제3 안테나유닛(300)을 통하여, RF전원의 전력인가부 부근(중심부분)에 강하게 발생되는 플라즈마 밀도를 상쇄시켜 균일하게 할 수 있고 접지부 부근(네모서리부분)에 강하게 플라즈마 밀도를 발생시 켜 구조물 등에 의해 전하가 손실되어 플라즈마의 밀도가 낮아지더라도 RF전원의 전력인가부 부근의 플라즈마 밀도와 유사한 플라즈마 밀도를 생성하도록 하여 대면적 평판표시장치의 표면처리를 가능하게 할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

도 1은 종래의 ICP 방식의 플라즈마 발생장치의 일반적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 도 1의 플라즈마 발생장치에 있어서 RF안테나를 나타낸 일실시예이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 안테나를 나타낸 구성도이다.

도 4는 도 3의 유도결합 플라즈마 안테나를 단순화 하여 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

100 :제1 안테나유닛 110 : 제1 루프형 안테나

120 : 제2 루프형 안테나 200 : 제2 안테나유닛

210 : 제3 루프형 안테나 220 : 제4 루프형 안테나

300 : 제3 안테나유닛 310 : 제5 루프형 안테나

320 : 제6 루프형 안테나

Claims

유도결합 플라즈마 안테나에 있어서,

병렬 연결된 한 쌍의 루프형 안테나로 이루어지고,

상기 각 루프형 안테나는 전력인가부와 접지부를 각각 가지며,

한 쌍의 루프형 안테나가 상하로 각각 위치되는 한 쌍의 제1 안테나유닛과;

상기 한 쌍의 제1 안테나유닛 내측에 위치되고,

병렬 연결된 한 쌍의 루프형 안테나로 이루어지며,

상기 각 루프형 안테나는 전력인가부와 접지부를 각각 가지고,

상기 한 쌍의 루프형 안테나가 상하로 각각 위치되는 단일의 제2 안테나유닛과;

상기 단일의 제2 안테나유닛 내측에 위치되고,

병렬 연결된 한 쌍의 루프형 안테나로 이루어지며,

상기 각 루프형 안테나는 전력인가부와 접지부를 각각 가지고,

상기 한 쌍의 루프형 안테나가 상하로 각각 위치되는 단일의 제3 안테나유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 안테나.
제1항에 있어서,

상기 한 쌍의 제1 안테나유닛은 가변커패시터에 연결되는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 안테나.
제1항에 있어서,

상기 한 쌍의 제1 안테나유닛은

각각 제1 및 제2 루프형 안테나로 이루어지는데,

각 루프형 안테나는 전체적으로 반 사각형상을 가지며 상기 제1 루프형 안테나의 하부에 제2 루프형 안테나가 위치되고,

상기 반 사각형상이 상호간 대향되도록 위치되어 일부가 개방된 구조의 사각형상을 가지는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 안테나.
제3항에 있어서,

상기 단일의 제2 안테나유닛은,

제3 및 제4 루프형 안테나로 이루어지는데,

각 루프형 안테나는 전체적으로 일부가 개방된 사각형상을 가지며 상기 제3 루프형 안테나의 하부에 제4 루프형 안테나가 위치되고,

상기 일부가 개방된 사각형상이 상기 한 쌍의 제1 안테나유닛 중 어느 하나의 제1 안테나유닛의 폐쇄된 부위에 위치되는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 안테나.
제4항에 있어서,

상기 제3 및 제4 루프형 안테나는

회전코일의 상하 위치 간격이 아주 좁으며, 각각 상기 전력인가부와 접지부에 연결된 회전코일과 상기 전력인가부와 접지부 사이의 절곡된 회전코일 사이의 간격이 상기 회전코일의 상하 위치 간격 보다 넓은 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 안테나.
제4항에 있어서,

상기 단일의 제3 안테나유닛은,

제5 및 제6 루프형 안테나로 이루어지는데,

각 루프형 안테나는 전체적으로 일부가 개방된 사각형상을 가지며 상기 제5 루프형 안테나의 하부에 제6 루프형 안테나가 위치되고,

상기 일부가 개방된 사각형상이 상기 한 쌍의 제1 안테나유닛 중 다른 하나의 제1 안테나유닛 또는 상기 단일의 제2 안테나유닛의 폐쇄된 부위에 위치되는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 안테나.
제6항에 있어서,

상기 제5 및 제6 루프형 안테나는

회전코일의 상하 위치 간격이 아주 좁으며, 각각 상기 전력인가부와 접지부에 연결된 회전코일과 상기 전력인가부와 접지부 사이의 절곡된 회전코일 사이의 간격이 상기 회전코일의 상하 위치 간격 보다 넓은 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 안테나.