KR20110131833A - Linear plasma generator and plasma process system - Google Patents

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KR20110131833A KR1020100051477A KR20100051477A KR20110131833A KR 20110131833 A KR20110131833 A KR 20110131833A KR 1020100051477 A KR1020100051477 A KR 1020100051477A KR 20100051477 A KR20100051477 A KR 20100051477A KR 20110131833 A KR20110131833 A KR 20110131833A
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Abstract

PURPOSE: A linear plasma generator and a plasma processing system using the same are provided to linearly supply plasma to a processed substrate, thereby minimizing damage of the frontal surface of the processed substrate. CONSTITUTION: A linear plasma generator(10) is made of a discharge tube body(30), a ferrite core(35), an antenna coil, and a plasma jetting unit(40). The discharge tube body has a straight shape with a hollow. The discharge tube body comprises one or more gas inlets. A gas supply unit(20) is installed on the discharge tube body. The ferrite core is installed in the discharge tube body through an opening which penetrates the discharge tube body. The antenna coil is wound on the ferrite core. The plasma jetting unit is installed in the lower part of the discharge tube body.

Description

선형 플라즈마 발생기 및 이를 이용한 플라즈마 처리 시스템{LINEAR PLASMA GENERATOR AND PLASMA PROCESS SYSTEM}LINEAR PLASMA GENERATOR AND PLASMA PROCESS SYSTEM}

본 발명은 선형 플라즈마 발생기 및 이를 이용한 플라즈마 처리 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 피처리 기판의 균일한 처리를 위해 플라즈마를 선형으로 공급하기 위한 선형 플라즈마 발생기 및 이를 이용한 플라즈마 처리 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a linear plasma generator and a plasma processing system using the same, and more particularly, to a linear plasma generator for linearly supplying a plasma for uniform processing of a substrate to be processed and a plasma processing system using the same.

플라즈마는 같은 수의 양이온(positive ions)과 전자(electrons)를 포함하는 고도로 이온화된 가스이다. 플라즈마 방전은 이온, 자유 래디컬, 원자, 분자를 포함하는 활성 가스를 발생하기 위한 가스 여기에 사용되고 있다. 활성 가스는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며 집적 회로 장치, 액정 디스플레이, 태양 전지등과 같은 장치를 제조하기 위한 여러 반도체 제조 공정 예를 들어, 식각(etching), 증착(deposition), 세정(cleaning), 에싱(ashing) 등에 다양하게 사용된다.Plasma is a highly ionized gas containing the same number of positive ions and electrons. Plasma discharges are used for gas excitation to generate active gases containing ions, free radicals, atoms, molecules. Active gases are widely used in various fields and are used in various semiconductor manufacturing processes for manufacturing devices such as integrated circuit devices, liquid crystal displays, solar cells, etc., for example, etching, deposition, cleaning and ashing. It is used in various ways such as ashing.

플라즈마를 발생하기 위한 플라즈마 소스는 여러 가지가 있는데 무선 주파수(radio frequency)를 사용한 용량 결합 플라즈마(capacitive coupled plasma)와 유도 결합 플라즈마(inductive coupled plasma)가 그 대표적인 예이다. 용량 결합 플라즈마 소스는 정확한 용량 결합 조절과 이온 조절 능력이 높아서 타 플라즈마 소스에 비하여 공정 생산력이 높다는 장점을 갖는다. 그러나 대형화되는 피처리 기판을 처리하기 위하여 용량 결합 전극을 대형화하는 경우 전극의 열화에 의해 전극에 변형이 발생되거나 손상될 수 있다. 이러한 경우 전계 강도가 불균일하게 되어 플라즈마 밀도가 불균일하게 될 수 있으며 반응기 내부를 오염시킬 수 있다. 유도 결합 플라즈마 소스의 경우에도 유도 코일 안테나의 면적을 크게 하는 경우 마찬가지로 플라즈마 밀도를 균일하게 얻기가 어렵다. 또한 대형의 피처리 기판을 한번에 고온으로 히팅하는 경우 기판 표면이 뭉치거나 오그라들어 손상이 발생할 수 있고, 불균일한 플라즈마 밀도로 인해 피처리 기판 전면이 균일하게 처리되기 어렵다. There are a number of plasma sources for generating plasma, and the representative examples are capacitive coupled plasma and inductive coupled plasma using radio frequency. Capacitively coupled plasma sources have the advantage of high process productivity compared to other plasma sources due to their high capacity for precise capacitive coupling and ion control. However, when the capacitively coupled electrode is enlarged in order to process an enlarged substrate, the electrode may be deformed or damaged by deterioration of the electrode. In this case, the electric field strength may be uneven, which may result in uneven plasma density and contaminate the inside of the reactor. In the case of an inductively coupled plasma source, it is also difficult to obtain a uniform plasma density when the area of the induction coil antenna is increased. In addition, when heating a large substrate to be treated at a high temperature at a time, the surface of the substrate may be agglomerated or deformed, and damage may occur.

최근 반도체 제조 산업에서는 반도체 소자의 초미세화, 반도체 회로를 제조하기 위한 실리콘 웨이퍼 기판이나 유리 기판 또는 플라스틱 기판과 같은 피처리 기판의 대형화 그리고 새로운 처리 대상 물질의 개발되고 있는 등과 같은 여러 요인으로 인하여 더욱 향상된 플라즈마 처리 기술이 요구되고 있다. 특히, 대면적의 피처리 기판에 대한 우수한 처리 능력을 갖는 향상된 플라즈마 소스 및 플라즈마 처리 기술이 요구되고 있다. 더욱이 레이저를 이용한 다양한 반도체 제조 장치가 제공되고 있다. 레이저를 이용하는 반도체 제조 공정은 피처리 기판에 대한 증착, 식각, 어닐닝, 세정 등과 같은 다양한 공정에 넓게 적용되고 있다. 이와 같은 레이저를 이용한 반도체 제조 공정의 경우에도 상술한 문제점 및 처리에 많은 비용이 소요될 뿐만아니라 처리 시간도 증가된다.In recent years, the semiconductor manufacturing industry has been further improved due to various factors such as ultra miniaturization of semiconductor devices, the enlargement of silicon wafer substrates or substrates to be processed such as glass or plastic substrates for manufacturing semiconductor circuits, and the development of new materials to be processed. Plasma treatment technology is required. In particular, there is a need for improved plasma sources and plasma processing techniques that have good processing capabilities for large area substrates. Furthermore, various semiconductor manufacturing apparatuses using lasers have been provided. Semiconductor manufacturing processes using lasers have been widely applied to various processes such as deposition, etching, annealing, cleaning, and the like on a substrate to be processed. In the case of a semiconductor manufacturing process using such a laser, not only the above-mentioned problems and processing are expensive but also the processing time is increased.

피처리 기판의 대형화는 전체적인 생산 설비의 대형화를 야기하게 된다. 생산 설비의 대형화는 전체적인 설비 면적을 증가시켜 결과적으로 생산비를 증가시키는 요인이 된다. 그럼으로 가급적 설비 면적을 최소화 할 수 있는 플라즈마 반응기 및 플라즈마 처리 시스템이 요구되고 있다. 특히, 반도체 제조 공정에서는 단위 면적당 생산성이 최종 재품의 가격에 영향을 미치는 중요한 요인의 하나로 작용한다.The enlargement of the substrate to be processed causes the enlargement of the entire production equipment. Larger production facilities increase the overall plant area, resulting in increased production costs. Therefore, there is a need for a plasma reactor and a plasma processing system capable of minimizing the installation area. In particular, in the semiconductor manufacturing process, productivity per unit area is one of the important factors affecting the price of the final product.

본 발명의 목적은 플라즈마를 선형으로 피처리 기판에 제공하여 피처리 기판의 손상을 최소화하면서 효율적으로 피처리 기판을 처리할 수 있는 선형 플라즈마 발생기 및 이를 이용한 플라즈마 처리 시스템을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a linear plasma generator capable of efficiently treating a substrate while minimizing damage to the substrate by providing plasma to the substrate to be processed linearly and a plasma processing system using the same.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 선형 플라즈마 발생기 및 이를 이용한 플라즈마 처리 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 선형 플라즈마 발생기는 적어도 하나의 가스 입구가 구비되어 공정가스를 공급받는 중공형태의 방전관 몸체; 상기 방전관 몸체에 장착되는 페라이트 코어; 상기 페라이트 코어에 권선되어 상기 방전관 몸체 내부에 유도 결합된 플라즈마 방전을 유도하기 위한 안테나 코일; 상기 방전관 몸체의 내부에서 유도된 플라즈마를 상기 방전관 몸체의 외부로 배출하기 위한 플라즈마 분사수단을 포함한다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem relates to a linear plasma generator and a plasma processing system using the same. The linear plasma generator of the present invention is provided with at least one gas inlet is provided with a discharge tube body of the hollow type receiving a process gas; A ferrite core mounted to the discharge tube body; An antenna coil wound around the ferrite core to induce plasma discharge coupled to the inside of the discharge tube body; And plasma injection means for discharging the plasma induced in the discharge tube body to the outside of the discharge tube body.

일 실시예에 있어서, 상기 선형 플라즈마 발생기는 상기 방전관 몸체 내부로 공정가스를 공급하기 위한 가스 공급부를 더 포함한다.In one embodiment, the linear plasma generator further comprises a gas supply for supplying a process gas into the discharge tube body.

일 실시예에 있어서, 상기 가스 공급부는 가스 공급원으로부터 공정가스를 공급받는 가스 입구; 상기 가스 입구로부터 공급된 공정가스를 상기 방전관 몸체의 내부로 공급하는 복수 개의 가스 출구를 포함하고, 상기 가스 출구는 상기 방전관 몸체의 가스 입구와 연결된다.The gas supply unit may include: a gas inlet receiving a process gas from a gas source; It includes a plurality of gas outlets for supplying the process gas supplied from the gas inlet into the discharge tube body, the gas outlet is connected to the gas inlet of the discharge tube body.

일 실시예에 있어서, 상기 안테나 코일로 무선 주파수 전원을 공급하기 위한 전원 공급원을 포함한다.In one embodiment, the antenna coil includes a power supply for supplying radio frequency power.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 분사수단은 상기 방전관 몸체의 하단에 설치되는 하부몸체; 상기 하부몸체 내부에 장착되는 분사관; 상기 분사관의 하단에 탈착 가능하도록 설치되는 분사판;을 포함한다.In one embodiment, the plasma spraying means is a lower body installed on the lower end of the discharge tube body; An injection tube mounted inside the lower body; It includes; the injection plate is installed to be removable at the lower end of the injection pipe.

일 실시예에 있어서, 상기 분사관은 플라즈마가 통과할 수 있도록 상부 및 하부에 각각 적어도 하나의 개구부를 포함하고, 상기 분사판은 상기 플라즈마가 통과할 수 있도록 적어도 하나의 분사홀을 포함한다.In one embodiment, the injection pipe includes at least one opening in the upper and lower portions to allow the plasma to pass through, and the injection plate includes at least one injection hole for the plasma to pass through.

일 실시예에 있어서, 상기 방전관 몸체는 상기 방전관 몸체를 관통하며 선형으로 배열되는 적어도 하나의 개구부를 포함한다.In one embodiment, the discharge tube body includes at least one opening that is linearly arranged through the discharge tube body.

일 실시예에 있어서, 상기 페라이트 코어는 상기 개구부가 형성된 상기 방전관 몸체에 장착되어 방전 루프를 형성한다.In one embodiment, the ferrite core is mounted to the discharge tube body in which the opening is formed to form a discharge loop.

일 실시예에 있어서, 상기 방전관 몸체는 직선형태이다.In one embodiment, the discharge tube body is straight.

일 실시예에 있어서, 상기 방전관 몸체에는 자속 출입구가 상기 방전관 몸체의 내부를 향하도록 상기 방전관 몸체의 상면 또는 측면에 상기 페라이트 코어가 장착된다.In one embodiment, the discharge tube body is mounted to the ferrite core on the upper surface or side of the discharge tube body so that the magnetic flux entrance and exit toward the interior of the discharge tube body.

일 실시예에 있어서, 상기 방전관 몸체는 상기 페라이트 코어의 자속을 통과시키는 유전체 윈도우가 구비된다.In one embodiment, the discharge tube body is provided with a dielectric window for passing the magnetic flux of the ferrite core.

일 실시예에 있어서, 상기 방전관 몸체는 내측에 구비되는 점화수단을 포함한다.In one embodiment, the discharge tube body includes an ignition means provided inside.

일 실시예에 있어서, 상기 점화수단은 복수 개의 점화 전극편 또는 점화 전극봉으로 상기 방전관 몸체에 장착된다.In one embodiment, the ignition means is mounted to the discharge tube body by a plurality of ignition electrode pieces or ignition electrodes.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 분사수단은 자력으로 플라즈마를 균일하게 하기 위한 자석을 포함한다.In one embodiment, the plasma spraying means includes a magnet to uniform the plasma by magnetic force.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 분사수단은 냉각수 공급라인을 더 포함한다.In one embodiment, the plasma injection means further comprises a cooling water supply line.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 분사수단은 독립적으로 공정가스를 공급받기 위한 가스 공급노즐을 더 포함한다.In one embodiment, the plasma injection means further comprises a gas supply nozzle for receiving a process gas independently.

본 발명의 플라즈마 처리 시스템은 선형 플라즈마 발생기; 상기 선형 플라즈마 발생기가 설치되는 적어도 하나의 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내부에 구비되어 기판을 이송하기 위한 이송수단을 포함한다.The plasma processing system of the present invention comprises a linear plasma generator; At least one process chamber in which the linear plasma generator is installed; It is provided in the process chamber includes a transport means for transporting the substrate.

일 실시예에 있어서, 상기 이송수단은 수평 또는 수직 중 어느 하나로 상기 기판을 이송하는 구조이다.In one embodiment, the transfer means is a structure for transferring the substrate in either horizontal or vertical.

일 실시예에 있어서, 복수 개의 상기 공정 챔버는 동일한 기판 처리 공정을 수행하거나 서로 다른 기판 처리 공정을 수행한다.In one embodiment, the plurality of process chambers perform the same substrate processing process or perform different substrate processing processes.

본 발명의 선형 플라즈마 발생기 및 이를 이용한 플라즈마 처리 시스템에 의하면 선형으로 플라즈마를 피처리 기판에 제공함으로써 피처리 기판 전면이 고온으로 손상되는 것을 최소화하면서 효율적으로 피처리 기판을 처리할 수 있다. 또한 선형 플라즈마 발생기에서 분사되는 플라즈마의 분사량을 조절하여 플라즈마 처리 효율을 조절할 수 있다. 또한 사용하는 가스의 종류에 따라 열처리, 증착, 크리닝 등과 같이 다양한 분야에서 사용될 수 있다. According to the linear plasma generator of the present invention and the plasma processing system using the same, it is possible to efficiently process the target substrate while minimizing damage to the entire surface of the target substrate to a high temperature by providing plasma to the target substrate linearly. In addition, the plasma treatment efficiency may be controlled by adjusting the injection amount of plasma injected from the linear plasma generator. In addition, it can be used in various fields such as heat treatment, deposition, cleaning, etc. according to the type of gas used.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선형 플라즈마 발생기의 제1 실시예를 도시한 사시도이다.
도 2는 방전관 몸체에 장착되는 페라이트 코어를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 선형 플라즈마 발생기의 단면도이다.
도 5는 선형 플라즈마 발생기의 플라즈마 분사수단의 결합구조를 확인하기 위한 분리 사시도이다.
도 6은 선형 플라즈마 발생기의 분배판의 다양한 형상을 도시한 도면이다.
도 7은 선형 플라즈마 발생기에서 분사된 플라즈마를 기판으로 유도하기 위한 수단이 구비된 상태를 도시한 단면도이다.
도 8은 자석을 포함하는 플라즈마 분사 수단을 도시한 단면도이다.
도 9는 제2 공정가스 공급구조를 포함하는 플라즈마 분사수단을 도시한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선형 플라즈마 발생기의 제2 실시예를 도시한 사시도 및 단면도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선형 플라즈마 발생기의 제3 실시예를 도시한 사시도 및 단면도이다.
도 14는 수평으로 이송되는 기판을 상부에서 처리하기 위해 선형 플라즈마 발생기가 설치된 구조를 간략하게 도시한 측면도이다.
도 15는 수평으로 이송되는 기판을 하부에서 처리하기 위해 선형 플라즈마 발생기가 설치된 구조를 간략하게 도시한 측면도이다.
도 16은 수직으로 이송되는 기판을 처리하기 위해 선형 플라즈마 발생기가 설치된 구조를 간략하게 도시한 측면도이다.
도 17은 플라즈마가 분사되는 분사홀이 교대적으로 위치되도록 선형 플라즈마 발생기가 배열된 상태를 도시한 평면도이다. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a linear plasma generator according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a view showing a ferrite core mounted to the discharge tube body.
3 and 4 are cross-sectional views of the linear plasma generator shown in FIG.
5 is an exploded perspective view for confirming the coupling structure of the plasma injection means of the linear plasma generator.
6 shows various shapes of a distribution plate of the linear plasma generator.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which a means for guiding a plasma injected from a linear plasma generator is provided.
8 is a sectional view showing a plasma jet means including a magnet.
9 is a view showing a plasma injection means including a second process gas supply structure.
10 and 11 are a perspective view and a cross-sectional view showing a second embodiment of a linear plasma generator according to a preferred embodiment of the present invention.
12 and 13 are a perspective view and a cross-sectional view showing a third embodiment of a linear plasma generator according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a side view schematically illustrating a structure in which a linear plasma generator is installed to process a substrate to be transported horizontally thereon.
FIG. 15 is a side view briefly illustrating a structure in which a linear plasma generator is installed to process a substrate to be transported horizontally from below.
FIG. 16 is a side view schematically illustrating a structure in which a linear plasma generator is installed to process a substrate to be transferred vertically.
FIG. 17 is a plan view illustrating a state in which a linear plasma generator is arranged such that injection holes through which plasma is injected are alternately positioned.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.In order to fully understand the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Embodiment of the present invention may be modified in various forms, the scope of the invention should not be construed as limited to the embodiments described in detail below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the elements in the drawings and the like may be exaggerated to emphasize a more clear description. It should be noted that the same members in each drawing are sometimes shown with the same reference numerals. Detailed descriptions of well-known functions and constructions which may be unnecessarily obscured by the gist of the present invention are omitted.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선형 플라즈마 발생기의 제1 실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 방전관 몸체에 장착되는 페라이트 코어를 도시한 도면이다.1 is a perspective view showing a first embodiment of a linear plasma generator according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing a ferrite core mounted to the discharge tube body.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 선형 플라즈마 발생기(10)는 방전관 몸체(30), 페리아트 코어(35), 안테나 코일(36) 및 플라즈마 분사수단(40)으로 구성된다. 방전관 몸체(30)는 중공으로 전체적으로 일자 형태로 형성되고, 선형적으로 복수 개의 개구부가 관통 형성된다. 방전관 몸체(30)에는 하나 이상의 가스 입구가 구비되어 가스 공급원(미도시)으로부터 공정가스를 제공받는다. 본 발명의 실시예에서는 방전관 몸체(30)의 상면과 하면이 완전하게 개구되어 방전관 몸체(30)의 상부에 가스 공급부(20)가 구비된다. 가스 공급부(20)는 가스입구(22)가 가스 공급원(미도시)와 연결되어 방전관 몸체(30) 내부로 공정가스가 제공된다. 페라이트 코어(35)는 방전관 몸체(30)를 관통하여 구비된 개구부를 통해 방전관 몸체(30)에 설치된다. 이때 페라이트 코어(35)는 개구부를 통해 방전관 몸체(30)에 수평 또는 수직으로 설치될 수 있다. 안테나 코일(36)은 페라이트 코어(35)에 권선되어 방전관 몸체(30) 내부에 플라즈마를 유도한다. 즉, 방전관 몸체(30)에 구비된 복수 개의 개구부에 의해 플라즈마 방전 루프가 형성된다. 유도된 플라즈마는 방전관 몸체(30)의 하부에 구비된 플라즈마 분사 수단을 통해 방전관 몸체(30) 외부로 분사되어 기판을 처리한다. 그러므로 선형 플라즈마 발생기(10)에서 유도된 플라즈마를 선형적으로 기판에 분사하여 플라즈마 처리를 수행한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 분사수단(40)의 구조는 아래에서 상세하게 설명한다. As shown in Figures 1 and 2, the linear plasma generator 10 of the present invention is composed of a discharge tube body 30, a ferritite core 35, an antenna coil 36 and a plasma injection means (40). Discharge tube body 30 is formed in a hollow form as a whole, a plurality of openings are linearly formed. The discharge tube body 30 is provided with one or more gas inlets to receive a process gas from a gas supply source (not shown). In the embodiment of the present invention, the upper and lower surfaces of the discharge tube body 30 are completely opened so that the gas supply unit 20 is provided on the upper portion of the discharge tube body 30. In the gas supply unit 20, a gas inlet 22 is connected to a gas supply source (not shown) to provide a process gas into the discharge tube body 30. The ferrite core 35 is installed in the discharge tube body 30 through an opening provided through the discharge tube body 30. In this case, the ferrite core 35 may be installed in the discharge tube body 30 horizontally or vertically through the opening. The antenna coil 36 is wound around the ferrite core 35 to induce plasma inside the discharge tube body 30. That is, the plasma discharge loop is formed by the plurality of openings provided in the discharge tube body 30. The induced plasma is sprayed to the outside of the discharge tube body 30 through a plasma spraying means provided under the discharge tube body 30 to process the substrate. Therefore, plasma processing is performed by linearly spraying the plasma induced by the linear plasma generator 10 onto the substrate. The structure of the plasma jetting means 40 according to the preferred embodiment of the present invention will be described in detail below.

방전관 몸체(30)는 알루미늄과 같은 금속 물질로 재작될 수 있다. 또한 방전관 몸체(30)의 내부에 석영관과 같은 전기적 절연 물질을 더 구비할 수도 있다. 이와 같이 방전관 몸체(30)는 의도된 플라즈마 프로세스가 수행되기에 적합한 어떠한 물질로도 재작될 수 있다. 또한 방전관 몸체(30)에는 고온의 플라즈마에 의해 방전관 몸체(30)의 온도가 상승하는 것을 방지하기 위한 냉각 라인(미도시)이 필요한 위치에 따라 구비된다.
The discharge tube body 30 may be made of a metallic material such as aluminum. In addition, an electrical insulating material such as a quartz tube may be further provided inside the discharge tube body 30. As such, the discharge vessel body 30 may be rebuilt from any material suitable for the intended plasma process to be performed. In addition, the discharge tube body 30 is provided with a cooling line (not shown) for preventing the temperature of the discharge tube body 30 from rising due to the high temperature plasma according to the required position.

도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 선형 플라즈마 발생기의 단면도이다.3 and 4 are cross-sectional views of the linear plasma generator shown in FIG.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 선형 플라즈마 발생기(10)는 방전관 몸체(30) 상부에 가스 공급부(20)가 구비된다. 가스 공급부(20)는 가스 공급원(미도시)으로부터 공정가스를 제공받기 위한 하나 이상의 가스 입구(22)와 공정가스를 방전관 몸체(30)로 공급하기 위한 복수 개의 가스 출구(24)를 포함한다. 가스 공급부(20)의 가스 출구(24)는 방전관 몸체(30)의 상부 개구부에 설치되어 공정가스를 방전관 몸체 (30)내부로 공급한다. 가스 공급부(20)의 내부에는 공정가스의 균일한 분포를 위해 배플(23)이 구비된다. 또한 가스 공급부(20)에는 냉각수를 이용하여 온도를 조절하기 위한 냉각 채널이 구비된다.3 and 4, the linear plasma generator 10 is provided with a gas supply unit 20 on the discharge tube body 30. The gas supply unit 20 includes at least one gas inlet 22 for receiving a process gas from a gas source (not shown) and a plurality of gas outlets 24 for supplying the process gas to the discharge tube body 30. The gas outlet 24 of the gas supply unit 20 is installed in the upper opening of the discharge tube body 30 to supply the process gas into the discharge tube body 30. The baffle 23 is provided in the gas supply unit 20 for uniform distribution of the process gas. In addition, the gas supply unit 20 is provided with a cooling channel for controlling the temperature using the cooling water.

다시 도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 방전관 몸체(30)의 내측 상부에는 하나 이상의 점화 전극편(31)이 설치되고, 점화 전극편(31)은 점화 전원(60)에 전기적으로 연결된다. 점화 전극편(31)은 방전관 몸체(30)에 복수 개가 설치될 수도 있고, 점화 전극봉 형태로 방전관 몸체(30)의 길이방향을 따라 설치될 수 있다. 점화 전극편(31)은 별도의 점화 전원(60)에 전기적으로 연결될 수도 있고, 안테나 코일(36)에 무선 주파수 전원을 공급하는 전원 공급원(50)에 연결되어 점화를 위한 전원을 공급받을 수도 있다. 여기서, 방전관 몸체(30)에는 환 전류가 발생되는 것을 차단하기 위한 절연 구간(33)이 구비된다. As shown in FIGS. 1, 2, and 4, at least one ignition electrode piece 31 is installed at an inner upper portion of the discharge tube body 30, and the ignition electrode piece 31 is electrically connected to the ignition power source 60. Is connected. A plurality of ignition electrode pieces 31 may be installed in the discharge tube body 30, or may be installed along the longitudinal direction of the discharge tube body 30 in the form of an ignition electrode. The ignition electrode piece 31 may be electrically connected to a separate ignition power source 60, or may be connected to a power supply source 50 for supplying radio frequency power to the antenna coil 36 to receive power for ignition. . Here, the discharge tube body 30 is provided with an insulating section 33 for blocking the ring current is generated.

안테나 코일(36)은 전원 공급원(50)으로부터 발생된 무선 주파수 전원을 임피던스 정합기(52)를 통하여 공급받아 구동된다. 전원 공급원(50)은 별도의 임피던스 정합기 없이 출력 전원의 제어가 가능한 무선 주파수 발생기를 사용하여 구성될 수도 있다. 또한 안테나 코일(36)은 복수 개의 전원 공급원(50)에 연결될 수도 있다. 이때 각 전원 공급원(50)은 동일한 무선 주파수를 공급할 수도 있고, 서로 다른 무선 주파수를 공급할 수도 있다. The antenna coil 36 is driven by receiving the radio frequency power generated from the power supply source 50 through the impedance matcher 52. The power supply 50 may be configured using a radio frequency generator capable of controlling the output power without a separate impedance matcher. In addition, the antenna coil 36 may be connected to a plurality of power sources 50. In this case, each power source 50 may supply the same radio frequency, or may supply different radio frequencies.

다음으로 플라즈마 분사수단의 구성 및 작용을 설명한다.Next, the configuration and operation of the plasma injection means will be described.

도 5는 선형 플라즈마 발생기의 플라즈마 분사수단의 결합구조를 확인하기 위한 분리 사시도이다.5 is an exploded perspective view for confirming the coupling structure of the plasma injection means of the linear plasma generator.

도 3, 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 플라즈마 분사수단(40)은 하부몸체(42), 분사관(44) 및 분사판(46)을 포함한다. 하부몸체(42)는 방전관 몸체(30)에서 유도된 플라즈마가 통과될 수 있도록 방전관 몸체(30)의 하부에 구비된다. As shown in FIGS. 3, 4 and 5, the plasma spraying means 40 includes a lower body 42, a spraying pipe 44, and a spraying plate 46. The lower body 42 is provided in the lower portion of the discharge tube body 30 so that the plasma induced in the discharge tube body 30 can pass therethrough.

하부몸체(42)의 내부에는 길이방향으로 분사관(44)이 설치된다. 또한 하부몸체(42)는 내부가 중공으로 형성되어 방전관 몸체(30) 내부에서 방전되지 않고 기판(1)으로 배출된 잔류가스를 다시 흡입하기 위한 구조를 갖는다. 이때 하부몸체(42)에는 흡입된 가스를 배출하기 위한 배기구조(미도시)가 구비된다. Inside the lower body 42, the injection pipe 44 is installed in the longitudinal direction. In addition, the lower body 42 has a structure for sucking the residual gas discharged to the substrate 1 again without being discharged inside the discharge tube body 30 because the inside is hollow. At this time, the lower body 42 is provided with an exhaust structure (not shown) for discharging the sucked gas.

분사관(44)은 상단 및 하단에 하나 이상의 개구부(44a, 44b)가 구비된다. 분사관(44)의 상단 개구부(44a)는 방전관 몸체(30)로부터 제공된 플라즈마를 분사관(44) 내부로 제공받고, 분사관(44)의 하단 개구부(44b)를 통해 분사관(44) 내부의 플라즈마를 외부로 분사한다. 분사관(44)의 상단 및 하단의 개구부(44a, 44b)는 크기와 갯수를 가변적으로 변경할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 분사관(44)의 상단 개구부(44a)는 복수 개 구비되고, 하단 개구부(44b)는 길이방향을 따라 분사관(44) 하단이 완전하게 개구된 형태를 갖는다. 분사관(44)의 양단에는 내부의 플라즈마가 유출되는 것을 방지하기 위한 마개(41)가 구비된다. 또한 분사관(44)의 둘레에는 분사관(44)의 온도를 조절하여 고온의 플라즈마에 의해 분사관(44)이 손상되는 것을 방지하기 위해 냉각수 공급 라인(48)이 길이방향으로 구비된다. 냉각수 공급 라인(48)은 냉각 시스템(미도시)에 연결된다. The injection pipe 44 has one or more openings 44a and 44b at the top and bottom thereof. The upper opening 44a of the injection tube 44 receives the plasma provided from the discharge tube body 30 into the injection tube 44, and inside the injection tube 44 through the lower opening 44b of the injection tube 44. Spray the plasma to the outside. The openings 44a and 44b at the top and bottom of the injection pipe 44 may vary in size and number. In the embodiment of the present invention, a plurality of upper openings 44a of the injection pipe 44 are provided, and the lower opening 44b has a form in which the lower end of the injection pipe 44 is completely opened along the longitudinal direction. Both ends of the injection pipe 44 are provided with a stopper 41 for preventing the plasma inside. In addition, the cooling water supply line 48 is provided in the longitudinal direction around the injection pipe 44 to prevent the injection pipe 44 from being damaged by the high temperature plasma by adjusting the temperature of the injection pipe 44. Cooling water supply line 48 is connected to a cooling system (not shown).

분사관(44)의 하단 개구부(44b)에는 분사판(46)이 별도로 설치된다. 분사판(46)은 판 형상으로 분사관(44)의 하단에 탈착 가능하도록 설치된다. 분사판(46)은 결합구조로써, 길이방향으로 양측에 결합돌기(46c)가 구비된다. 분사판(46)의 결합돌기(46c)에 대응하여 분사관(44)의 하단에는 결합돌기(46c)가 끼워지기 위한 결합홈(44c)이 구비된다. 분사판(46)은 복수 개의 분사홀(46a)을 구비한다. 분사판(44)에 구비된 복수 개의 분사홀(46a)을 통해 방전관 몸체(30) 내부의 플라즈마가 방전관 몸체(30) 외부로 분사된다. 분사홀(46a)의 갯수 및 크기에 따라 선형 플라즈마 발생기(10)에서 분사되는 플라즈마의 양을 조절할 수 있다. The injection plate 46 is separately provided in the lower end opening 44b of the injection pipe 44. The injection plate 46 is installed to be detachable to the lower end of the injection pipe 44 in a plate shape. The injection plate 46 has a coupling structure, and coupling protrusions 46c are provided at both sides in the longitudinal direction. The lower end of the injection pipe 44 corresponding to the coupling projection 46c of the injection plate 46 is provided with a coupling groove 44c for fitting the coupling projection 46c. The injection plate 46 has a plurality of injection holes 46a. The plasma inside the discharge tube body 30 is injected to the outside of the discharge tube body 30 through the plurality of injection holes 46a provided in the injection plate 44. The amount of plasma injected from the linear plasma generator 10 may be adjusted according to the number and size of the injection holes 46a.

도 6은 선형 플라즈마 발생기의 분배판의 다양한 형상을 도시한 도면이다.6 shows various shapes of a distribution plate of the linear plasma generator.

도 6에 도시된 바와 같이, 분사홀(46c)의 크기 또는 갯수가 다르게 구비된 분사판(46)을 이용하여 필요에 따라 분사판(46)을 교체하여 사용할 수 있다. 또한 분사홀(46c)의 모양도 원형, 사각형 등과 같이 다양한 형태로 형성할 수 있다. 또한 분사판(46) 전체적으로 하나의 분사홀(46c-1)이 구비되어 연속된 직선형태로 플라즈마가 분사될 수 있다.As shown in FIG. 6, the spray plate 46 may be replaced and used as needed using the spray plate 46 provided with different sizes or numbers of spray holes 46c. In addition, the shape of the injection hole 46c may be formed in various shapes such as a circle, a rectangle, and the like. In addition, one injection hole 46c-1 may be provided as a whole of the injection plate 46 so that plasma may be injected in a continuous straight line shape.

도 7은 선형 플라즈마 발생기에서 분사된 플라즈마를 기판으로 유도하기 위한 수단이 구비된 상태를 도시한 단면도이다. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which a means for guiding a plasma injected from a linear plasma generator is provided.

도 7에 도시된 바와 같이, 선형 플라즈마 발생기(10)에서 분사된 플라즈마를 기판(1)으로 유도하기 위한 유도 수단을 구비할 수 있다. 기판(1) 상부를 처리하기 위해 선형 플라즈마 발생기(10)가 설치된 경우, 기판(1)의 하부에 바이어스 전원(5)으로부터 전원을 공급받는 전극(3)을 구비한다. 그러므로 전극(3)에 의해 선형 플라즈마 발생기(10)에서 분사된 플라즈마가 기판(1)을 향하여 가속되어 기판(1)을 효율적으로 처리할 수 있다. 또한 플라즈마 유도 수단으로 영구자석이나 유도자석을 이용할 수도 있다.
As shown in FIG. 7, it may be provided with induction means for guiding the plasma injected from the linear plasma generator 10 to the substrate 1. When the linear plasma generator 10 is installed to process the upper portion of the substrate 1, an electrode 3 is provided at the lower portion of the substrate 1 to receive power from the bias power source 5. Therefore, the plasma injected from the linear plasma generator 10 by the electrode 3 is accelerated toward the substrate 1 so that the substrate 1 can be efficiently processed. In addition, a permanent magnet or an induction magnet may be used as the plasma induction means.

도 8은 자석을 포함하는 플라즈마 분사 수단을 도시한 단면도이다.8 is a sectional view showing a plasma jet means including a magnet.

도 8에 도시된 바와 같이, 플라즈마 분사 수단(40)은 분사관(44)의 둘레에 자석(47)을 구비할 수 있다. 분사관(44)의 외부 둘레에 유도자석 또는 고정자석을 설치하면 분사관(44)을 통해 배출되는 플라즈마가 자력에 의해 흐름이 발생하여 더욱 균일하게 분사될 수 있다. As shown in FIG. 8, the plasma spraying means 40 may include a magnet 47 around the spray pipe 44. If an induction magnet or a fixed magnet is installed around the outer circumference of the injection pipe 44, the plasma discharged through the injection pipe 44 may be flowed by the magnetic force and thus more uniformly injected.

도 9는 제2 공정가스 공급구조를 포함하는 플라즈마 분사수단을 도시한 도면이다.9 is a view showing a plasma injection means including a second process gas supply structure.

도 9에 도시된 바와 같이, 분사관(44)의 일측에는 제2 공정가스를 공급하기 위한 제2 가스공급노즐(49)이 구비된다. 제2 가스공급노즐(49)은 가스 공급원(미도시)에 연결되어 가스 공급부(20)와는 별개로 공정가스를 공급받는다. 이때 제2 가스공급노즐(49)로 공급되는 공정가스와 가스 공급부(20)를 통해 공급되는 공정가스는 동일하거나 다를 수 있다.
As shown in FIG. 9, one side of the injection pipe 44 is provided with a second gas supply nozzle 49 for supplying a second process gas. The second gas supply nozzle 49 is connected to a gas supply source (not shown) to receive a process gas separately from the gas supply unit 20. In this case, the process gas supplied to the second gas supply nozzle 49 and the process gas supplied through the gas supply unit 20 may be the same or different.

도 10 및 도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선형 플라즈마 발생기의 제2 실시예를 도시한 사시도 및 단면도이다.10 and 11 are a perspective view and a cross-sectional view showing a second embodiment of a linear plasma generator according to a preferred embodiment of the present invention.

도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 선형 플라즈마 발생기(10a)는 가스입구(22a)가 구비되고 일자 형태로 형성된 방전관 몸체(30a)의 외부 천정에 말굽 형태의 페라이트 코어(37)가 설치된다. 각 페라이트 코어(37)는 방전관 몸체(30a)의 길이방향을 따라 설치된다. 페라이트 코어(37)은 안테나 코일(36)이 권선되어 전원 공급원(50)으로부터 무선 주파수 전원을 공급받아 플라즈마를 유도한다. 이때 페라이트 코어(37)는 자속 출입구가 방전관 몸체(30a)의 내부를 향하도록 설치된다. 또한 페라이트 코어(37)의 자속이 방전관 몸체(30a)의 내부로 통과할 수 있도록 유전체 윈도우(38)가 방전관 몸체(30a)의 천정면에 설치된다. 즉, 페라이트 코어(37)의 하부에는 유전체 윈도우(38)가 설치된다. 이때, 유전체 윈도우(38)는 방전관 몸체(30a) 천정면 전체에 설치될 수도 있고, 페라이트 코어(37)가 설치된 부분에만 설치될 수도 있다. 유전체 윈도우(38)는 석영이나 세라믹과 같은 절연물질로 마련되어 페라이트 코어(37)에서 발생된 자속을 투과하여 방전관 몸체(30) 내부로 투과되도록 한다. 복수 개의 페라이트 코어(37)에 권선된 복수 개의 안테나 코일(36)은 직렬 또는 병렬로 전원 공급원(50)에 연결된다. 10 and 11, the linear plasma generator 10a is provided with a gas inlet 22a and a ferrite core 37 in the form of a horseshoe is installed on the outer ceiling of the discharge tube body 30a formed in a straight shape. . Each ferrite core 37 is provided along the longitudinal direction of the discharge tube body 30a. The ferrite core 37 is wound around the antenna coil 36 to receive radio frequency power from the power source 50 to induce plasma. At this time, the ferrite core 37 is installed such that the magnetic flux entrance and exit points toward the interior of the discharge tube body 30a. In addition, the dielectric window 38 is installed on the ceiling surface of the discharge tube body 30a so that the magnetic flux of the ferrite core 37 can pass into the interior of the discharge tube body 30a. That is, the dielectric window 38 is provided below the ferrite core 37. At this time, the dielectric window 38 may be installed on the entire ceiling surface of the discharge tube body 30a, or may be installed only at a portion where the ferrite core 37 is installed. The dielectric window 38 is made of an insulating material such as quartz or ceramic to transmit magnetic flux generated from the ferrite core 37 to be transmitted into the discharge tube body 30. The plurality of antenna coils 36 wound on the plurality of ferrite cores 37 are connected to the power supply 50 in series or in parallel.

도 12 및 도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선형 플라즈마 발생기의 제3 실시예를 도시한 사시도 및 단면도이다.12 and 13 are a perspective view and a cross-sectional view showing a third embodiment of a linear plasma generator according to a preferred embodiment of the present invention.

도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 선형 플라즈마 발생기(10b)는 방전관 몸체(30b)의 측면에 말굽 형태의 페라이트 코어(37)가 설치된다. 각 페라이트 코어(37)는 방전관 몸체(30b)의 길이방향을 따라 설치된다. 이때에도 유전체 윈도우(38)는 방전관 몸체의 측면에 설치된다. 유전체 윈도우(38)는 방전관 몸체(30b) 측면 전체에 설치될 수도 있고, 페라이트 코어(37)가 설치된 부분에만 설치될 수도 있다. 12 and 13, the linear plasma generator 10b is provided with a horseshoe-shaped ferrite core 37 on the side of the discharge tube body 30b. Each ferrite core 37 is provided along the longitudinal direction of the discharge tube body 30b. At this time, the dielectric window 38 is provided on the side of the discharge tube body. The dielectric window 38 may be installed on the whole side of the discharge tube body 30b, or may be installed only on the portion where the ferrite core 37 is installed.

본 발명의 제2 및 제3 실시예에 따른 선형 플라즈마 발생기(10a, 10b)는 상기에 설명한 제1 실시예에 따른 선형 플라즈마 발생기(10)에서 설명한 가스 공급부(20)와 플라즈마 분사수단(40)이 동일한 구조로 구비된다.
The linear plasma generators 10a and 10b according to the second and third embodiments of the present invention include the gas supply unit 20 and the plasma injection means 40 described in the linear plasma generator 10 according to the first embodiment described above. It is provided with the same structure.

도 14는 수평으로 이송되는 기판을 상부에서 처리하기 위해 선형 플라즈마 발생기가 설치된 구조를 간략하게 도시한 측면도이고, 도 15는 수평으로 이송되는 기판을 하부에서 처리하기 위해 선형 플라즈마 발생기가 설치된 구조를 간략하게 도시한 측면도이고, 도 16은 수직으로 이송되는 기판을 처리하기 위해 선형 플라즈마 발생기가 설치된 구조를 간략하게 도시한 측면도이다.FIG. 14 is a side view briefly illustrating a structure in which a linear plasma generator is installed to process a substrate to be transported horizontally at the top, and FIG. 15 is a simplified view of a structure in which a linear plasma generator is installed to process a substrate to be transported horizontally at a Bottom. 16 is a side view schematically illustrating a structure in which a linear plasma generator is installed to process a substrate that is vertically transferred.

도 14에 도시된 바와 같이, 수평으로 이송되는 기판(1)의 상부를 처리하기 위해 적어도 하나의 선형 플라즈마 발생기(10)가 공정챔버(110)의 천정에 구비된다. 기판(1)은 이송수단(120)인 롤러(122)에 의해 수평으로 이송된다. 선형 플라즈마 발생기(10)의 내부에서 발생된 플라즈마는 기판(1)을 향해 하강하여 기판(1) 표면을 처리한다. 여기에서, 기판(1)의 하부에는 히터(130)가 구비되어 필요에 따라 기판(1)을 히팅한다. As shown in FIG. 14, at least one linear plasma generator 10 is provided on the ceiling of the process chamber 110 to process an upper portion of the substrate 1 that is horizontally transferred. The substrate 1 is horizontally transferred by the roller 122, which is the conveying means 120. The plasma generated inside the linear plasma generator 10 descends toward the substrate 1 to treat the surface of the substrate 1. Here, a heater 130 is provided below the substrate 1 to heat the substrate 1 as necessary.

도 15에 도시된 바와 같이, 수평으로 이송되는 기판(1)의 하부를 처리하기 위해 적어도 하나의 선형 플라즈마 발생기(10)가 공정챔버(110)의 하부에 구비될 수도 있다. 여기서, 선형 플라즈마 발생기(10)는 복수 개의 롤러(122) 사이에 구비되다. 또한, 기판(1)은 이송수단(120)에 의해 수평으로 이송된다. 도면에는 도시하지 않았으나, 선형 플라즈마 발생기(10)를 기판(1)의 양면(상면과 하면)을 동시에 처리할 수 있도록 설치할 수도 있다. As shown in FIG. 15, at least one linear plasma generator 10 may be provided at the bottom of the process chamber 110 to process the bottom of the substrate 1 that is horizontally transferred. Here, the linear plasma generator 10 is provided between the plurality of rollers 122. In addition, the substrate 1 is horizontally transferred by the transfer means 120. Although not shown in the drawings, the linear plasma generator 10 may be installed so as to simultaneously process both surfaces (upper and lower surfaces) of the substrate 1.

도 16에 도시된 바와 같이, 수직으로 이송되는 기판(1)의 일면을 처리하기 위해 적어도 하나의 선형 플라즈마 발생기(10)가 공정챔버(110)의 측면에 구비된다. 선형 플라즈마 발생기(10)는 수직으로 이송되는 기판(1)의 일면을 처리하도록 설치된다. 이때 기판(1)을 수직으로 이송하기 위해서 롤러(7)와 고정수단(9)가 구비된다. 또한 도면에서는 도시하지 않았으나 적어도 하나의 선형 플라즈마 발생기(10)를 기판(1)의 양면을 동시에 처리할 수 있도록 설치할 수 있다.
As shown in FIG. 16, at least one linear plasma generator 10 is provided on the side of the process chamber 110 to process one surface of the substrate 1 vertically transferred. The linear plasma generator 10 is installed to process one surface of the substrate 1 that is vertically transferred. In this case, the roller 7 and the fixing means 9 are provided to vertically transfer the substrate 1. Although not shown in the drawings, at least one linear plasma generator 10 may be installed to simultaneously process both surfaces of the substrate 1.

본 발명에 따른 플라즈마 처리 시스템은 적어도 하나의 플라즈마 발생기(10)가 구비된 공정챔버(110)를 인라인 형태로 배치되어 기판(1)을 처리한다. 이때 각 공정챔버는 동일한 기판 처리 공정을 수행할 수도 있고, 서로 다른 기판 처리 공정을 수행할 수도 있다. In the plasma processing system according to the present invention, the process chamber 110 including the at least one plasma generator 10 is disposed in an inline form to process the substrate 1. In this case, each process chamber may perform the same substrate treatment process or may perform a different substrate treatment process.

다시 말해, 선형 플라즈마 발생기(10)로 공급되는 공정가스의 종류에 따라 공정챔버(110)에서 기판(1)을 증착, 에싱, 또는 열처리 등과 같은 작업을 수행한다. 각 공정챔버(110)에 구비된 복수 개의 선형 플라즈마 발생기(10)는 모두 동일한 공정가스를 이용하여 동일한 플라즈마 처리 공정을 수행할 수도 있고, 서로 다른 공정 가스를 이용하여 다른 플라즈마 처리 공정을 수행할 수도 있다. 또한 하나의 공정챔버(110) 내부에 복수 개의 선형 플라즈마 발생기(10)가 구비되고, 동일한 플라즈마 처리 공정을 수행하기 위한 선형 플라즈마 발생기(10)는 공정챔버(110) 내부에서 독립된 공간으로 분리된다. 여기서, 독립된 공간에 구비된 선형 플라즈마 발생기(10)는 서로 다른 플라즈마 처리 공정을 수행할 수도 있다. In other words, according to the type of process gas supplied to the linear plasma generator 10, the process chamber 110 performs operations such as deposition, ashing, or heat treatment. The plurality of linear plasma generators 10 provided in the process chambers 110 may all perform the same plasma treatment process using the same process gas, or may perform different plasma treatment processes using different process gases. have. In addition, a plurality of linear plasma generators 10 are provided in one process chamber 110, and the linear plasma generators 10 for performing the same plasma processing process are separated into independent spaces in the process chamber 110. Here, the linear plasma generator 10 provided in an independent space may perform different plasma processing processes.

예를 들어, 기판(1)의 이송 경로를 따라 하나의 공정챔버는 증착공정을 수행하고, 다음 공정챔버는 열처리공정을 수행한다. 그러므로 기판(1)은 여러 가지 공정이 순차적으로 처리된다. 또한 하나의 공정챔버에 복수 개의 선형 플라즈마 발생기(10)가 구비된 경우, 각 선형 플라즈마 발생기(10)는 독립된 공간에 구비된다. 여기서, 하나의 선형 플라즈마 발생기(10)는 증착 공정을 수행하고, 다른 선형 플라즈마 발생기(10)는 열처리공정을 수행한다. 본 발명에 의한 플라즈마 처리 시스템은 선형 플라즈마 발생기(10)의 갯수를 조절하여 공정챔버에 구비할 수 있다. For example, one process chamber performs a deposition process along the transfer path of the substrate 1, and the next process chamber performs a heat treatment process. Therefore, the substrate 1 is subjected to various processes sequentially. In addition, when a plurality of linear plasma generators 10 are provided in one process chamber, each linear plasma generator 10 is provided in an independent space. Here, one linear plasma generator 10 performs a deposition process, and the other linear plasma generator 10 performs a heat treatment process. The plasma processing system according to the present invention may be provided in the process chamber by adjusting the number of linear plasma generators 10.

다른 예로, 열처리공정을 통해 아몰실리콘(a-si)을 폴리 실리콘(poly-si)으로 변형시킬 수 있다. 아몰 실리콘(a-si)은 증착공정을 통해 기판에 증착 형성하기 힘들기 때문에 기판(1)에 증착된 폴리 실리콘(poly-si)을 고온으로 처리하여 개질시킨다. 기판(1) 전체를 가열하기 때문에 아몰 실리콘(a-si)이 뭉치거나 변형이 발생된다. 또한 기판(1)은 유리 재질이므로 가열이 어렵고, 고온으로 인해 변형이 발생될 수 있다. 이런 점을 개선하기 위해 레이저를 이용한 스캔 방식이 사용되나, 이는 작업 시간이 길어지는 단점이 있었다. 본 발명에 따른 선형 플라즈마 반응기(10)를 열처리 공정에서 사용하면 기판(1)을 선형적으로 가열하기 때문에 기판을 전체적으로 가열하는 방식에 비해 아몰 실리콘(a-si)이 뭉치거나 변형이 발생되는 것을 방지한다. 또한 레이저를 이용한 방식에 비해 작업 시간이 단축될 수 있다.
As another example, ammonia (a-si) may be transformed into polysilicon (poly-si) through a heat treatment process. Amorphous silicon (a-si) is difficult to form a deposition on the substrate through the deposition process, so that the poly-si (poly-si) deposited on the substrate 1 is treated by high temperature to be modified. Since the whole substrate 1 is heated, amorphous silicon (a-si) agglomerates or deforms. In addition, since the substrate 1 is made of glass, heating is difficult, and deformation may occur due to high temperature. In order to improve this point, a laser scanning method is used, but this has a disadvantage in that the working time is long. When the linear plasma reactor 10 according to the present invention is used in a heat treatment process, since the substrate 1 is linearly heated, compared to the method of heating the substrate as a whole, amol silicon (a-si) is aggregated or deformation is generated. prevent. In addition, the working time can be shortened compared to the method using a laser.

도 17은 플라즈마가 분사되는 분사홀이 교대적으로 위치되도록 선형 플라즈마 발생기가 배열된 상태를 도시한 평면도이다. FIG. 17 is a plan view illustrating a state in which a linear plasma generator is arranged such that injection holes through which plasma is injected are alternately positioned.

도 17에 도시된 바와 같이, 복수 개의 선형 플라즈마 발생기(10-1, 10-2)의 분사홀(46a)이 교대적으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 공정 챔버(110)의 전방과 후방에 각각 제1 및 제2 선형 플라즈마 발생기(10-1, 10-2)가 구비된다. 제1 선형 플라즈마 발생기(10-1)에 구비된 복수 개의 분사홀(46a) 사이에 제2 선형 플라즈마 발생기(10-2)에 구비된 분사홀(46a)이 위치한다. 그러므로 기판(1)은 제1 및 제2 선형 플라즈마 발생기(10-1, 10-2)를 차례로 지나면서 플라즈마가 고르게 처리된다.
As shown in FIG. 17, the injection holes 46a of the plurality of linear plasma generators 10-1 and 10-2 may be alternately arranged. For example, first and second linear plasma generators 10-1 and 10-2 are provided in front and rear of the process chamber 110, respectively. The injection hole 46a provided in the second linear plasma generator 10-2 is positioned between the plurality of injection holes 46a provided in the first linear plasma generator 10-1. Therefore, the plasma is uniformly processed while the substrate 1 sequentially passes through the first and second linear plasma generators 10-1 and 10-2.

이상에서 설명된 본 발명의 선형 플라즈마 발생기 및 이를 이용한 플라즈마 처리 시스템의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Embodiments of the linear plasma generator of the present invention and the plasma processing system using the same described above are merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains have various modifications and other equivalent embodiments. You can see that it is possible. Accordingly, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims. It is also to be understood that the present invention includes all modifications, equivalents, and substitutes within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1: 기판 3: 전극
5: 바이어스 전원 7: 롤러
9: 고정수단 10, 10a, 10b: 방전관 몸체
10-1, 10-2: 제1, 2 선형 플라즈마 발생기 20: 가스 공급부
22: 가스 입구 23: 배플
24: 가스 출구 30, 30a, 30b: 방전관 몸체
31: 점화 전극편 33: 절연 구간
35, 37: 페라이트 코어 36: 안테나 코일
38: 유전체 윈도우 40: 플라즈마 분사 수단
41: 마개 42: 하부몸체 44: 분사관 44a: 상단 개구부
44b: 하단 개구부 44c: 결합홈
46: 분사판 46a, 46a-1: 분사홀
46c: 결합돌기 47: 자석
48: 냉각수 공급라인 49: 제2 가스 공급노즐
50: 전원 공급원 52: 임피던스 정합기
60: 점화 전원 110: 공정 챔버
120: 이송수단 122: 롤러
130: 히터1: substrate 3: electrode
5: bias power 7: roller
9: fixing means 10, 10a, 10b: discharge tube body
10-1 and 10-2: first and second linear plasma generators 20: gas supply unit
22: gas inlet 23: baffle
24: gas outlet 30, 30a, 30b: discharge tube body
31: ignition electrode piece 33: insulation section
35, 37: ferrite core 36: antenna coil
38 dielectric window 40 plasma spraying means
41: stopper 42: lower body 44: injection pipe 44a: upper opening
44b: lower opening 44c: coupling groove
46: injection plate 46a, 46a-1: injection hole
46c: engaging protrusion 47: magnet
48: cooling water supply line 49: the second gas supply nozzle
50: power source 52: impedance matcher
60: ignition power 110: process chamber
120: transfer means 122: roller
130: heater

Claims (19)

적어도 하나의 가스 입구가 구비되어 공정가스를 공급받는 중공형태의 방전관 몸체;
상기 방전관 몸체에 장착되는 페라이트 코어;
상기 페라이트 코어에 권선되어 상기 방전관 몸체 내부에 유도 결합된 플라즈마 방전을 유도하기 위한 안테나 코일;
상기 방전관 몸체의 내부에서 유도된 플라즈마를 상기 방전관 몸체의 외부로 배출하기 위한 플라즈마 분사수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 플라즈마 발생기. A hollow discharge tube body having at least one gas inlet configured to receive a process gas;
A ferrite core mounted to the discharge tube body;
An antenna coil wound around the ferrite core to induce plasma discharge coupled to the inside of the discharge tube body;
And plasma injection means for discharging the plasma induced inside the discharge tube body to the outside of the discharge tube body. 제1항에 있어서,
상기 선형 플라즈마 발생기는
상기 방전관 몸체 내부로 공정가스를 공급하기 위한 가스 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 플라즈마 발생기. The method of claim 1,
The linear plasma generator
And a gas supply unit for supplying a process gas into the discharge tube body. 제2항에 있어서,
상기 가스 공급부는
가스 공급원으로부터 공정가스를 공급받는 가스 입구;
상기 가스 입구로부터 공급된 공정가스를 상기 방전관 몸체의 내부로 공급하는 복수 개의 가스 출구를 포함하고, 상기 가스 출구는 상기 방전관 몸체의 가스 입구와 연결된 것을 특징으로 하는 선형 플라즈마 발생기.The method of claim 2,
The gas supply unit
A gas inlet receiving a process gas from a gas source;
And a plurality of gas outlets for supplying the process gas supplied from the gas inlet into the discharge tube body, wherein the gas outlet is connected to the gas inlet of the discharge tube body. 제1항에 있어서,
상기 안테나 코일로 무선 주파수 전원을 공급하기 위한 전원 공급원을 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 플라즈마 발생기. The method of claim 1,
And a power supply for supplying radio frequency power to said antenna coil. 제1항에 있어서,
상기 플라즈마 분사수단은
상기 방전관 몸체의 하단에 설치되는 하부몸체;
상기 하부몸체 내부에 장착되는 분사관;
상기 분사관의 하단에 탈착 가능하도록 설치되는 분사판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 플라즈마 발생기.The method of claim 1,
The plasma spray means
A lower body installed at a lower end of the discharge tube body;
An injection tube mounted inside the lower body;
And a spray plate installed on the lower end of the spray tube to be detachable. 제5항에 있어서,
상기 분사관은 플라즈마가 통과할 수 있도록 상부 및 하부에 각각 적어도 하나의 개구부를 포함하고, 상기 분사판은 상기 플라즈마가 통과할 수 있도록 적어도 하나의 분사홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 플라즈마 발생기.The method of claim 5,
The injection tube includes at least one opening in the upper and lower portions to allow the plasma to pass, and the injection plate comprises at least one injection hole for the plasma to pass through. 제1항에 있어서,
상기 방전관 몸체는 상기 방전관 몸체를 관통하며 선형으로 배열되는 적어도 하나의 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 플라즈마 발생기.The method of claim 1,
And the discharge tube body includes at least one opening that is linearly arranged through the discharge tube body. 제7에 있어서,
상기 페라이트 코어는 상기 개구부가 형성된 상기 방전관 몸체에 장착되어 방전 루프를 형성하는 것을 특징으로 하는 선형 플라즈마 발생기.The method according to claim 7,
And the ferrite core is mounted to the discharge tube body in which the opening is formed to form a discharge loop. 제1항에 있어서,
상기 방전관 몸체는 직선형태인 것을 특징으로 하는 선형 플라즈마 발생기.The method of claim 1,
The discharge tube body is a linear plasma generator, characterized in that the straight form. 제9항에 있어서,
상기 방전관 몸체에는 자속 출입구가 상기 방전관 몸체의 내부를 향하도록 상기 방전관 몸체의 상면 또는 측면에 상기 페라이트 코어가 장착되는 것을 특징으로 하는 선형 플라즈마 발생기.10. The method of claim 9,
And the ferrite core is mounted on the discharge tube body at an upper surface or a side surface of the discharge tube body such that a magnetic flux entrance and exit points toward the inside of the discharge tube body. 제10항에 있어서,
상기 방전관 몸체는 상기 페라이트 코어의 자속을 통과시키는 유전체 윈도우가 구비되는 것을 특징으로 하는 선형 플라즈마 발생기.The method of claim 10,
The discharge tube body is a linear plasma generator, characterized in that provided with a dielectric window for passing the magnetic flux of the ferrite core. 제1항에 있어서,
상기 방전관 몸체는 내측에 구비되는 점화수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 플라즈마 발생기.The method of claim 1,
The discharge tube body is a linear plasma generator, characterized in that it comprises an ignition means provided on the inside. 제12항에 있어서,
상기 점화수단은 복수 개의 점화 전극편 또는 점화 전극봉으로 상기 방전관 몸체에 장착되는 것을 특징으로 하는 선형 플라즈마 발생기.The method of claim 12,
The ignition means is a linear plasma generator, characterized in that mounted to the discharge tube body with a plurality of ignition electrode pieces or ignition electrode. 제5항에 있어서,
상기 플라즈마 분사수단은 자력으로 플라즈마를 균일하게 하기 위한 자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 플라즈마 발생기.The method of claim 5,
The plasma spraying means includes a magnet for uniformizing the plasma by magnetic force. 제5항에 있어서,
상기 플라즈마 분사수단은 냉각수 공급라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 플라즈마 발생기.The method of claim 5,
The plasma spraying means further comprises a cooling water supply line. 제5항에 있어서,
상기 플라즈마 분사수단은 독립적으로 공정가스를 공급받기 위한 가스 공급노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 플라즈마 발생기.The method of claim 5,
The plasma injection means further comprises a gas supply nozzle for receiving a process gas independently. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 의해 형성된 선형 플라즈마 발생기;
상기 선형 플라즈마 발생기가 설치되는 적어도 하나의 공정 챔버;
상기 공정 챔버 내부에 구비되어 기판을 이송하기 위한 이송수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 플라즈마 발생기를 갖는 플라즈마 처리 시스템.A linear plasma generator formed by any one of claims 1 to 16;
At least one process chamber in which the linear plasma generator is installed;
And a transfer means provided in the process chamber to transfer the substrate. 제17항에 있어서,
상기 이송수단은 수평 또는 수직 중 어느 하나로 상기 기판을 이송하는 구조인 것을 특징으로 하는 선형 플라즈마 발생기를 갖는 플라즈마 처리 시스템. The method of claim 17,
The transfer means is a plasma processing system having a linear plasma generator, characterized in that for transporting the substrate to any one of the horizontal or vertical. 제17항에 있어서,
복수 개의 상기 공정 챔버는 동일한 기판 처리 공정을 수행하거나 서로 다른 기판 처리 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 선형 플라즈마 발생기를 갖는 플라즈마 처리 시스템.
The method of claim 17,
The plasma processing system having a linear plasma generator, characterized in that the plurality of process chambers perform the same substrate processing process or different substrate processing processes.
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