KR20120000260A - 헬리콘 플라즈마 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 헬리콘 플라즈마 장치를 제공한다. 이 장치는 진공 챔버에 장착된 복수의 유전체 튜브들, 각각의 유전체 튜브들의 둘레에 배치된 안테나들, 안테나들과 수직하게 이격되어 배치된 토로이드 형태의 영구자석들, 영구 자석들의 일부 또는 전부를 고정하고 고정된 영구 자석들이 배치되는 배치 평면을 수직하게 이동시키는 이동부, 및 안테나들에 전력을 공급하는 RF 전원을 포함한다. 이동부를 이용하여 상기 안테나와 상기 영구 자석 사이의 수직 거리는 조절된다.

Description

헬리콘 플라즈마 장치{HELICON PLASMA APPARATUS}
본 발명은 플라즈마 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로 헬리콘 플라즈마 장치에 관한 것이다.
헬리콘 플라즈마 장치는 전자석을 이용하여 헬리콘 플라즈마를 발생시켰다. 하지만, 헬리콘 플라즈마 장치는 고밀도 플라즈마를 형성할 수 있는 장점은 있으나, 플라즈마 밀도 균일도는 확보되지 못했다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 영구 자석과 안테나 사이에 거리를 조절하여 균일도를 향상시킨 헬리콘 플라즈마 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헬리콘 플라즈마 장치는 진공 챔버에 장착된 복수의 유전체 튜브들, 각각의 상기 유전체 튜브들의 둘레에 배치된 안테나들, 상기 안테나들과 수직하게 이격되어 배치된 토로이드 형태의 영구자석들, 상기 영구 자석들의 일부 또는 전부를 고정하고 상기 고정된 영구 자석들이 배치되는 상기 배치 평면을 수직하게 이동시키는 이동부, 및 상기 안테나들에 전력을 공급하는 RF 전원을 포함한다. 상기 이동부를 이용하여 상기 안테나와 상기 영구 자석 사이의 수직 거리는 조절된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헬리콘 플라즈마 장치는 사각형의 진공 챔버에 장착된 복수의 유전체 튜브들, 각각의 상기 유전체 튜브들의 둘레에 배치된 안테나들, 상기 안테나들과 수직하게 이격되어 배치된 토로이드 형태의 영구자석들, 상기 영구 자석들의 일부를 고정하고 상기 고정된 영구 자석들이 배치되는 상기 배치 평면을 수직하게 이동시키는 이동부, 및 상기 안테나들에 전력을 공급하는 RF 전원을 포함한다. 상기 이동부를 이용하여 상기 안테나와 상기 영구 자석들 사이의 수직 거리를 조절한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헬리콘 플라즈마 장치는 유전체 튜브, 상기 유전체 튜브의 둘레에 배치된 안테나, 상기 안테나와 수직하게 이격되어 배치된 토로이드 형태의 영구자석, 상기 영구 자석을 상기 유전체 튜브의 축 방향으로 이동시키는 이동부, 및 상기 안테나에 전력을 공급하는 RF 전원을 포함한다. 상기 이동부를 이용하여 상기 안테나와 상기 영구 자석 사이의 수직 거리는 조절된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헬리콘 플라즈마 장치는 영구 자석과 안테나 사이에 거리를 조절하여 균일한 플라즈마를 형성할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 장치를 설명하는 사시도이다. 도 1b는 도 1a의 플라즈마 장치의 평면도이다. 도 1c는 도 1b의 I-I'선을 따라 자른 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예들에 따른 유전체 튜브들을 설명하는 단면도들이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 RF 전원과 안테나들의 연결을 설명하는 도면들이다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 장치를 설명하는 도면이다. 도 5b는 도 5a의 II-II'선을 따라 자른 단면도이고, 도 5c는 도 5a의 III-III'선을 따라 자른 단면도이다. 도 1a 내지 도 1c에서 설명한 것과 중복되는 설명은 생략한다.
도 6a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 헬리콘 플라즈마 장치의 평면도이고, 도 6b는 도 6a의 IV-IV'선을 따라 자른 단면도이다.
이하에서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 동일한 구성 요소들은 동일한 참조 번호를 이용하여 인용될 것이다. 유사한 구성 요소들은 유사한 참조 번호들을 이용하여 인용될 것이다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 장치를 설명하는 사시도이다. 도 1b는 도 1a의 플라즈마 장치의 평면도이다. 도 1c는 도 1b의 I-I'선을 따라 자른 단면도이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 상기 플라즈마 장치는 진공 챔버(112)에 장착된 복수의 유전체 튜브들(120), 각각의 상기 유전체 튜브들(120)의 둘레에 배치된 안테나들(132), 상기 안테나들(132)과 수직하게 이격되어 배치된 토로이드 형태의 영구 자석들(152), 상기 영구 자석들(152)의 일부 또는 전부를 고정하고 상기 고정된 영구 자석들(152)이 배치되는 상기 배치 평면을 수직하게 이동시키는 이동부(160), 및 상기 안테나들(132)에 전력을 공급하는 RF 전원(미도시)을 포함한다. 상기 이동부(160)를 이용하여 상기 안테나(132)와 상기 영구 자석(152) 사이의 수직 거리는 조절된다.
상기 진공 챔버(112)는 원통형 또는 사각통 형상을 가질 수 있다. 상기 진공 챔버(112)는 가스를 공급하는 가스 공급부(미도시) 및 가스를 배기하는 배기부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 진공 챔버(112)는 기판 홀더(114) 및 상기 기판 홀더(114) 상에 장착되는 기판(116)을 포함할 수 있다. 상기 안테나는 플라즈마 및 활성종을 형성하고, 상기 활성종 및/또는 플라즈마는 상기 기판을 처리할 수 있다. 상기 진공 챔버(112)는 상기 진공 챔버(112)와 분리/결합할 수 있는 상판(110)을 포함할 수 있다. 상기 상판(110)은 금속 또는 금속 합금으로 형성될 수 있다. 상기 상판(110)은 복수 개의 관통홀(111)을 포함할 수 있다. 상기 관통홀(111) 상에 상기 유전체 튜브(120)가 배치되어, 방전 공간을 형성할 수 있다.
상기 유전체 튜브들(120)은 상기 관통홀(111)의 상부에 배치되어 방전 공간을 제공한다. 상기 유전체 튜브(120)의 진공 상태는 상기 관통홀(111)의 상부 측벽 근처에 형성된 홈에 삽입된 오링(o-ring)에 의하여 유지될 수 있다. 상기 유전체 튜브들(120)은 뚜껑이 없는 (bell jar) 형태일 수 있다. 상기 유전체 튜브(120)는 와셔 형태의 지지부(124)와 원통 형상의 실린더부(122)를 포함할 수 있다.
상기 유전체 튜브(120)는 유리, 쿼츠, 알루미나, 및 세라믹 중에서 하나를 포함할 수 있다. 상기 유전체 튜브들(120)의 일단은 상기 진공 챔버(112)와 연결되고, 금속 뚜껑(127)은 상기 유전체 튜브들(120)의 타단에 장착될 수 있다. 상기 금속 뚜껑(127)은 가스를 유입하는 가스 유입부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 금속 뚜껑(127)은 헬리콘 파( Helicon wave)를 반사시켜 보강간섭을 일으킬 수 있다. 이에 따라, 플라즈마는 더 높은 밀도를 가질 수 있다.
상기 RF 전원의 출력은 임피던스 정합회로(미도시)를 통하여 상기 안테나들(132)에 제공될 수 있다. 상기 RF 전원의 주파수는 수백 Khz 내지 수백 Mhz 일 수 있다.
상기 전력 분배부(142)는 상기 임피던스 정합회로의 출력을 병렬 연결된 상기 안테나들(132)에 제공할 수 있다. 상기 전력 분배부(142)는 상기 안테나들(132)과 상기 이동부 사이에 배치될 수 있다. 상기 전력 분배부(142)는 상기 안테나들의 일부 또는 전부에게 병렬 배선을 제공할 수 있다. 상기 전력 분배부(142)는 링 형태를 포함할 수 있다.
상기 안테나들(132)은 파이프를 이용하여 형성될 수 있다. 냉매는 상기 안테나들(132)의 내부를 통하여 흘러 상기 안테나들(132)을 냉각시킬 수 있다. 상기 안테나들(132)의 일단은 연결 수단(134)을 통하여 상기 전력 분배부(142)에 연결될 수 있다. 상기 안테나들(132)의 일단은 상기 전력 분배부(142)를 통하여 상기 RF 전원에 연결되고, 상기 안테나들(132)의 타단은 접지 수단(136)을 통하여 상기 금속 상판(110)에 접지될 수 있다. 상기 안테나들(132)은 3 턴(turn) 안테나 또는 1 턴 안테나 일 수 있다. 상기 안테나들(132)에 의하여 형성되는 플라즈마는 헬리콘 모드 플라즈마일 수 있다. 상기 안테나들의 턴 수는 임피던스 매칭(impedance matching)에 기인하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 안테나들의 인덕턴스(inductance)값이 너무 크면, 상기 안테난의 턴 수를 2 턴 또는 1 턴으로 줄일 수 있다.
상기 영구자석들(152)은 도넛 형상 또는 토로이드 형상을 가질 수 있다. 상기 영구 자석(152)의 단면은 사각형 또는 원형일 수 있다. 상기 영구 자석들(152)의 자화 방향은 상기 영구 자석이 배치되면 평면에 수직할 수 있다. 상기 영구 자석들(152)의 배치되는 평면(155,157)은 2개 이상일 수 있다.
상기 이동부(160)는 상기 진공 챔버(112)에 고정결합하고 상기 유전체 튜브들이 배치된 평면에 수직하게 연장되는 적어도 하나의 지지 기둥(166,168), 상기 영구자석(152)이 장착되고 상기 지지 기둥(166,168)에 삽입되어 상기 지지 기둥(166,168)을 따라 이동 가능한 자석 고정판(162,164), 및 상기 지지 기둥(166,168)에 삽입되어 지지 기둥(166,168)을 고정하는 상부 지지판(168)을 포함할 수 있다.
상기 영구 자석들(152)은 상기 진공 챔버(112)의 주변 영역에 배치되는 제1 영구 자석 그룹과 상기 진공 챔버(112)의 중심부에 배치되는 제2 영구 자석 그룹으로 구분될 수 있다. 상기 제1 영구 자석 그룹은 제1 자석 고정판(162)에 고정될 수 있다. 상기 제1 자석 고정판(162)은 제1 지지 기둥(166)을 따라 이동할 수 있다. 상기 제2 영구 자석 그룹은 제2 자석 고정판(164)에 고정될 수 있다. 상기 제2 자석 고정판(164)은 제2 지지 기둥(168)을 따라 이동할 수 있다. 상기 제1 지지 기둥 및 상기 제2 지지 기둥(166,168)은 스크루 형상을 포함하고, 상기 제1 자석 고정판 및 제2 자석 고정판(162,164)은 너트 형상을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 지지 기둥(166) 또는 상기 제2 지지 기둥(168)이 회전함에 따라 상기 제1 자석 고정판(162) 또는 제2 자석 고정판(164)은 수직 이동할 수 있다. 상기 지지 기둥(166,168)의 일단은 상기 상판(110)에 결합할 수 있고, 상기 지지 기둥(166,168)의 타단은 상기 상부 지지판(168)에 결합할 수 있다. 상기 상부 지지판(168)에 회전 수단(169)이 배치되고, 상기 회전 수단(169)은 상기 지지 기둥(166,168)과 축결합하여 상기 지지 기둥(166,168)에 회전 운동을 제공할 수 있다. 상기 회전 수단(169)은 모터일 수 있다.
상기 영구 자석(152)과 상기 안테나(132)의 수직 거리는 자기장의 형태 및 세기를 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 안테나(132)에 형성된 플라즈마 밀도 분포는 상기 수직 거리를 변화시켜 조절할 수 있다.
쉴드부(163)는 상기 상판(110)의 외측면과 상기 상부 지지판(168)의 외측면 사이에 배치되어 상기 안테나들(132)에 의해 발생한 전자기파가 외부로 유출되는 것을 차단할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예들에 따른 유전체 튜브들을 설명하는 단면도들이다.
도 2a를 참조하면, 상기 유전체 튜브(120)는 와셔 형태의 지지부(124)와 원통 형상의 실린더부(122)를 포함할 수 있다. 상기 유전체 튜브(120) 주위에 3 턴의 안테나가 배치되어 m=0 헬리콘 플라즈마를 형성할 수 있다. 상기 유전체 튜브들(120)의 일단은 상기 진공 챔버(112)와 연결되고, 금속 뚜껑(127)은 상기 유전체 튜브들(120)의 타단에 장착될 수 있다. 상기 금속 뚜껑(127)은 가스를 유입하는 가스 유입부(125)를 포함할 수 있다. 상기 가스 유입부(126)를 금속 뚜껑(127)에 설치시, 가스 분해(gas dissociation)가 증가될 수 있다.
도 2b를 참조하면, 상기 유전체 튜브(120)는 와셔 형태의 지지부(124)와 원통 형상의 실린더부(122)를 포함할 수 있다. 상기 유전체 튜브(120) 주위에 3 턴의 안테나가 배치되어 m=0 헬리콘 플라즈마를 형성할 수 있다. 상기 유전체 튜브(120)는 벨 자(bell jar) 형태일 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 RF 전원과 안테나들의 연결을 설명하는 도면들이다.
도 3을 참조하면, RF 전원(148)의 출력은 임피던스 정합회로(146)를 통하여 병렬 연결된 안테나들(132)에게 제공될 수 있다. 헬리콘 모드가 발생하기 전에는 안테나들(132)은 배선 길이에 따라 서로 다른 임피던스를 보일 수 있다. 그러나, 헬리콘 모드가 발생하면, 플라즈마 저항값이 회로의 저항값보다 커져서 균일한 플라즈마가 발생할 수 있다. 전력 분배부(142)는 병렬 연결된 안테나들(132)에게 동일한 임피던스를 제공하도록 설계될 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1 RF 전원(148a)의 출력은 제 1 임피던스 정합회로(146a)를 통하여 병렬 연결된 제1 그룹의 안테나들(132a)에게 제공될 수 있다. 제2 RF 전원(148b)의 출력은 제2 임피던스 정합회로(146b)를 통하여 병렬 연결된 제2 그룹의 안테나들(132b)에게 제공될 수 있다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 장치를 설명하는 도면이다. 도 5b는 도 5a의 II-II'선을 따라 자른 단면도이고, 도 5c는 도 5a의 III-III'선을 따라 자른 단면도이다. 도 1a 내지 도 1c에서 설명한 것과 중복되는 설명은 생략한다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 상기 헬리콘 플라즈마 장치는 유전체 튜브(120), 상기 유전체 튜브(120)의 둘레에 배치된 안테나(132), 상기 안테나(132)와 수직하게 이격되어 배치된 토로이드 형태의 영구자석(152), 상기 영구 자석(152)을 상기 유전체 튜브(120)의 축방향으로 이동시키는 이동부(260), 및 상기 안테나(132)에 전력을 공급하는 RF 전원을 포함한다. 상기 이동부(260)를 이용하여 상기 안테나(132)와 상기 영구 자석(152) 사이의 수직 거리는 조절된다.
상기 유전체 튜브(132)는 상기 진공 챔버(112)의 상판(110)의 둘레에 규칙적으로 배치된다. 상기 유전체 듀브(132) 사이에 배기부(170)가 배치된다. 상기 배기부(170)는 진공 펌프(미도시)에 연결된다.
상기 배기부(170)은 균일한 펌핑(Uniform Pumping)으로 가스 흐름(Gas Flow) 균일도를 향상시킬 수 있다. 종래의 펌핑 방식은 기판의 아래 방향에 배기부가 배치되어, 가스 흐름에 의한 가스 흐름 효과(Gas Flow Effect)가 있었지만, 상 에(110)에 배치된 배기부(170)는 가스 흐름 효과를 감소시킬 수 있다.
또한, 독성 가스(Toxic gas) 사용시 충분히 해리되지 않은 가스는 기판 상의 박막에 원하지 않는 영향을 끼칠 수 있다. 그러나, 상기 상판에 배치된 배기부(170)는 해리되지 않은 가스를 상기 상판 방향으로 배출하여, 공정에서 필요한 해리된 가스만 박막에 영향을 줄 수 있다.
도 6a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 헬리콘 플라즈마 장치의 평면도이고, 도 6b는 도 6a의 IV-IV'선을 따라 자른 단면도이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 헬리콘 플라즈마 장치는 사각형의 진공 챔버(212)에 장착된 복수의 유전체 튜브들(220), 각각의 상기 유전체 튜브들(220)의 둘레에 배치된 안테나들(232), 상기 안테나들(232)과 수직하게 이격되어 배치된 토로이드 형태의 영구자석들(252a,252b,252c), 상기 영구 자석들(252a,252b,252c)의 일부 또는 전부를 고정하고 상기 고정된 영구 자석들(252a,252b,252c)이 배치되는 상기 배치 평면을 수직하게 이동시키는 이동부(260), 및 상기 안테나들(232)에 전력을 공급하는 RF 전원(248)을 포함한다. 상기 이동부(260)를 이용하여 상기 안테나(232)와 상기 영구 자석들(252a,252b,252c) 사이의 수직 거리는 조절된다. 상기 진공 챔버(212)는 상판(210)을 포함할 수 있다.
상기 유전체 튜브들(220)은 상기 진공 챔버의 상판에 4 X 4 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 금속 상판(227)은 상기 유전체 튜브(220)는 상부에 배치될 수 있다.
상기 안테나들(232)은 상기 유전체 튜브들(220) 주위에 배치된다. 상기 안테나들(232)은 제1 내지 제3 그룹을 포함할 수 있다. 제1 그룹은 상기 사각형 챔버의 모서리부 근처에 배치된다. 상기 제2 그룹은 상기 사각형 챔버의 변 근처에 배치된다. 상기 제3 그룹은 상기 사각형 챔버의 중심부에 배치된다. 상기 안테나들(232)은 전력 분배부(242)를 통하여 병렬 연결된다.
상기 영구 자석들(252a,252b,252c)은 상기 진공 챔버(212)의 모서리 영역에 배치되는 제1 영구 자석 그룹(252a)과 상기 진공 챔버(212)의 변부에 배치되는 제2 영구 자석 그룹(252b), 및 상기 진공 챔버(212)의 중심부에 배치되는 제3 영구 자석 그룹(252c)으로 구분될 수 있다.
상기 이동부(260)는 상기 진공 챔버(212)의 모서리부 근처에 배치된 제1 영구자석들(252a)을 이동시키는 제1 이동부, 상기 진공 챔버(212)의 변 근처에 배치된 제2 영구자석들(252b)을 이동시키는 제2 이동부, 및 상기 진공 챔버(212)의 중심부위에 배치된 제3 영구자석들(252c)을 이동시키는 제3 이동부를 포함한다. 상기 제1 내지 제3 이동부는 독립적으로 상기 안테나(232)와 영구 자석들(252a,252b,252c) 사이의 수직 거리를 변경한다. 상기 제1 이동부는 제1 자석 고정판(264a) 및 제1 지지 기둥(266a)을 포함할 수 있다. 상기 제2 이동부는 제2 자석 고정판(264b) 및 제2 지지 기둥(266b)을 포함할 수 있다. 제3 자석 고정판(264c) 및 제1 지지 기둥(266c)을 포함할 수 있다.
상기 제1 영구 자석 그룹(252a)은 상기 제1 자석 고정판(264a)에 고정될 수 있다. 상기 제1 자석 고정판(264a)은 상기 제1 지지 기둥(266a)을 따라 이동할 수 있다. 상기 제2 영구 자석 그룹(252b)은 상기 제2 자석 고정판(264b)에 고정될 수 있다. 상기 제2 자석 고정판(264b)은 상기 제2 지지 기둥(266b)을 따라 이동할 수 있다. 상기 제3 영구 자석 그룹(252c)은 상기 제3 자석 고정판(264c)에 고정될 수 있다. 상기 제3 자석 고정판(264c)은 상기 제3 지지 기둥(266c)을 따라 이동할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 지지 기둥(266a,266b,266c)은 상기 상부 지지판(268)에 결합할 수 있다. 상기 지지 기둥(266a,266b,266c)의 일단은 상기 상판(210)에 결합하고, 상기 지지 기둥(266a,266b,266c)의 타단은 상기 상부 지지판(268)에 결합할 수 있다. 회전 수단(269)은 상기 상부 지지판(268) 상에서 상기 지지 기둥(266a,266b,266c)과 축 결합하여 상기 지지 기둥(266a,266b,266c)에 회전 운동을 제공할 수 있다. 상기 회전 수단(269)은 모터일 수 있다.
상기 제1 내지 제3 지지 기둥(266a,266b,266c)은 스크루 형상을 포함하고, 상기 제1 내지 제3 자석 고정판(264a,264b,264c)은 너트 형상을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 내지 제3 지지 기둥(266a,266b,266c)이 회전함에 따라 각각 상기 제1 내지 제3 자석 고정판(264a,264b,264c)은 수직 이동할 수 있다.
상기 영구 자석(252a,252b,252c)과 상기 안테나(232)의 수직 거리는 자기장의 형태 및 세기를 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 안테나(232)에 형성된 플라즈마 밀도 분포는 상기 수직 거리를 변화시켜 조절할 수 있다.
쉴드부(263)는 상기 상판(210)의 외측면과 상기 상부 지지판(268)의 외측면 사이에 배치되어 상기 안테나들(232)에 의한 전자기파가 외부로 유출되는 것을 차단할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 구체적 예를 통해 그 내용을 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
진공 챔버:112
유전체 튜브들: 120
안테나들:132
영구 자석들:152
이동부:160
진공 챔버:212
유전체 튜브들:220
안테나들:232
영구자석들:252a,252b,252c
이동부:260
RF 전원:248

Claims (11)

  1. 진공 챔버에 장착된 복수의 유전체 튜브들;
    각각의 상기 유전체 튜브들의 둘레에 배치된 안테나들;
    상기 안테나들과 수직하게 이격되어 배치된 토로이드 형태의 영구자석들;
    상기 영구 자석들의 일부 또는 전부를 고정하고 상기 고정된 영구 자석들이 배치되는 상기 배치 평면을 수직하게 이동시키는 이동부; 및
    상기 안테나들에 전력을 공급하는 RF 전원을 포함하고,
    상기 이동부를 이용하여 상기 안테나와 상기 영구 자석 사이의 수직 거리는 조절되는 것을 특징으로 하는 헬리콘 플라즈마 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 이동부는:
    상기 진공 챔버에 고정결합하고 상기 유전체 튜브들이 배치된 평면에 수직하게 연장되는 적어도 하나의 지지 기둥;
    상기 영구자석이 장착되고 상기 지지 기둥에 삽입되어 상기 지지 기둥을 따라 이동 가능한 자석 고정판;및
    상기 지지 기둥에 삽입되어 지지 기둥을 고정하는 상부 지지판을 포함하는 것을 특징으로 하는 헬리콘 플라즈마 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 영구 자석들은 적어도 2개의 평면에 배치되는 것을 특징으로 하는 헬리콘 플라즈마 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 유전체 튜브들의 일단은 상기 진공 챔버와 연결되고, 상기 유전체 튜브들의 타단에 장착되는 금속 뚜껑을 더 포함하고,
    상기 금속 상판은 가스를 유입하는 가스 유입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 헬리콘 플라즈마 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 안테나들은 3 턴(turn)인 것을 특징으로 하는 헬리콘 플라즈마 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 안테나들과 상기 이동부에 배치되고 상기 RF 전원의 전력을 상기 안테나들에 분배하는 전력 분배부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헬리콘 플라즈마 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 안테나들의 일단은 상기 RF 전원에 연결되고, 상기 안테나들의 타단은 상기 진공 챔버에 접지되는 것을 특징으로 하는 헬리콘 플라즈마 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 유전체 튜브들은 상기 진공 챔버의 금속성의 상판에 배치되고,
    상기 상판은 적어도 하나의 펌핑 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 헬리콘 플라즈마 장치.
  9. 사각형의 진공 챔버에 장착된 복수의 유전체 튜브들;
    각각의 상기 유전체 튜브들의 둘레에 배치된 안테나들;
    상기 안테나들과 수직하게 이격되어 배치된 토로이드 형태의 영구자석들;
    상기 영구 자석들의 일부를 고정하고 상기 고정된 영구 자석들이 배치되는 상기 배치 평면을 수직하게 이동시키는 이동부; 및
    상기 안테나들에 전력을 공급하는 RF 전원을 포함하고,
    상기 이동부를 이용하여 상기 안테나와 상기 영구 자석들 사이의 수직 거리를 조절하는 것을 특징으로 하는 헬리콘 플라즈마 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 이동부는:
    상기 진공 챔버의 모서리부 근처에 배치된 영구자석들을 이동시키는 제1 이동부;
    상기 진공 챔버의 변 근처에 배치된 영구자석들을 이동시키는 제2 이동부; 및
    상기 진공 챔버의 중심부위에 배치된 영구자석들을 이동시키는 제3 이동부를 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 이동부는 독립적으로 상기 안테나와 영구 자석 사이의 수직 거리를 변경하는 것을 특징으로 하는 헬리콘 플라즈마 장치.
  11. 유전체 튜브;
    상기 유전체 튜브의 둘레에 배치된 안테나;
    상기 안테나와 수직하게 이격되어 배치된 토로이드 형태의 영구자석;
    상기 영구 자석을 상기 유전체 튜브의 축 방향으로 이동시키는 이동부; 및
    상기 안테나에 전력을 공급하는 RF 전원을 포함하고,
    상기 이동부를 이용하여 상기 안테나와 상기 영구 자석 사이의 수직 거리는 조절되는 것을 특징으로 하는 헬리콘 플라즈마 장치.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013054960A1 (ko) * 2011-10-14 2013-04-18 한국과학기술원 헬리콘 플라즈마 장치
WO2014104615A1 (ko) * 2012-12-28 2014-07-03 주식회사 윈텔 플라즈마 장치 및 기판 처리 장치
KR20140120405A (ko) * 2013-04-02 2014-10-14 주식회사 윈텔 게이트 절연막 형성 방법
KR20190077282A (ko) * 2019-06-24 2019-07-03 윈텔코퍼레이션 주식회사 플라즈마 발생 장치

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4235064A1 (de) * 1992-10-17 1994-04-21 Leybold Ag Vorrichtung zum Erzeugen eines Plasmas mittels Kathodenzerstäubung

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013054960A1 (ko) * 2011-10-14 2013-04-18 한국과학기술원 헬리콘 플라즈마 장치
WO2014104615A1 (ko) * 2012-12-28 2014-07-03 주식회사 윈텔 플라즈마 장치 및 기판 처리 장치
CN104885575A (zh) * 2012-12-28 2015-09-02 威特尔有限公司 等离子体装置和基板处理装置
KR20140120405A (ko) * 2013-04-02 2014-10-14 주식회사 윈텔 게이트 절연막 형성 방법
KR20190077282A (ko) * 2019-06-24 2019-07-03 윈텔코퍼레이션 주식회사 플라즈마 발생 장치

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