KR20120013950A - 유도형 플라즈마 어플리케이터 - Google Patents

유도형 플라즈마 어플리케이터 Download PDF

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KR20120013950A
KR20120013950A KR1020117024082A KR20117024082A KR20120013950A KR 20120013950 A KR20120013950 A KR 20120013950A KR 1020117024082 A KR1020117024082 A KR 1020117024082A KR 20117024082 A KR20117024082 A KR 20117024082A KR 20120013950 A KR20120013950 A KR 20120013950A
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세바스티앙 딘느
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에꼴레 폴리테크닉
상뜨르 나쇼날 드 라 러쉐르쉬 샹띠피끄 (쎄엔알에스)
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Abstract

본 발명에 따른 유도형 플라즈마 어플리케이터는 강자성 유도결합 플라즈마 소스와 상기 플라즈마 소스에 대해 중심에 있는 홀패턴을 갖는 전극을 구비한다. 이런 플라즈마 어플리케이터는 플라즈마에 효율적인 에너지 전달을 제공한다. 플라즈마 어플리케이터는 바람직하게는 전자회로를 생상하기 위한 기술을 이용해 제조된다. 강자성 유도결합 플라즈마 소스의 코일과 전극은 절연기판상에 형성된 금속 트랙부이다. 예컨대, 플라즈마 어플리케이터는 인쇄회로기판 기술을 이용해 제조된다.

Description

유도형 플라즈마 어플리케이터{INDUCTIVE PLASMA APPLICATOR}
본 발명은 유도형 플라즈마 어플리케이터, 이 유도형 플라즈마 어플리케이터를 포함하는 진공용기, 및 상기 진공용기를 포함하는 표면처리장치에 관한 것이다.
플라즈마 처리는 표면 활성화, 특히 폴리머 기반의 재료들, 재료 박막증착, 층 에칭 등과 같이 많은 목적으로 산업에서 널리 사용된다. 많은 응용들은 또한 약 1 평방 센티미터에서 수 평방 미터에 이르는 대면적 기판에 플라즈마 처리가 수행되는 것을 필요로 한다. 예컨대, 건축 판유리들이 약 20 평방 미터의 유리 패널 상에 쌓이는 박막 스택(thin film stacks)을 실행한다. 박막 스택은 또한 롤코터(roll-coaters)에서 연속 폴리머 기반 시트에 쌓인다.
플라즈마 처리의 잘 알려진 실행 방식에 따르면, 플라즈마는 RF 주파수 자기장으로 가해진다. 자기장은 AC 전류가 제공되는 코일을 이용해 플라즈마 공간에서 발생된다. AC 자기장은 차례로 에너지를 플라즈마에 전달하는 전기장을 발생한다.
실제로, 이런 플라즈마 처리를 위한 공정시간은 실행되는 플라즈마의 물리적 파라미터에 따른다. 예컨대, 플라즈마 공간에서 자기장뿐만 아니라 피처리 표면과 플라즈마 밀도가 가장 높은 위치 간의 이격 거리는 중요한 파라미터이다. 그러므로, 플라즈마 처리장치는 중요한 관계가 있는 처리 및 응용을 위해 최적화된 이런 파라미터들에 대한 값을 고려해 설계되어야 한다. 따라서, 주문시 쉽게 변경될 수 있는 설계와 기하학적 파라미터를 플라즈마 처리장치에 제공할 필요가 있다.
또 다른 필요성은 넓은 기판의 균일한 처리를 수행하는데 적합한 대면적 플라즈마 소스에 관한 것이다. 특히, 이런 대면적 플라즈마 소스는 고정되거나 움직이는 기판과 함께 진공장치에 수행하는데 적합해야 한다.
또 다른 필요성은 짧은 설치 시간으로 많은 진공용기들에 쉽게 설치되는데 적합한 플라즈마 발생장치를 제공하는 것이다.
또 다른 필요성은 현재 이용가능한 플라즈마 소스에 대해 단가가 절감된 플라즈마 발생장치를 제공하는 것이다.
그러므로, 본 발명의 목적은 이들 요건들 중 적어도 하나를 충족하는 플라즈마 소스를 제공하는 것이다.
이를 위해 본 발명은
진공용기의 일부를 형성하도록 적용되거나 진공용기 벽에 배열된 전체적으로 평판 형태이며, 진공용기의 내부 공간으로 지향되도록 되어 있는 전면, 후면, 및 상기 전면과 후면 사이 중간에 있을 수 있는 추가면들을 가지며, 상기 면들은 서로 나란한 지지부재와,
지지부재의 표면에 배열된 평평한 나선형 설계를 갖는 하나의 턴 또는 다수의 턴들을 포함한 적어도 하나의 전기도전 코일; 적어도 2개의 말단면들이 하나의 동일한 자기 출력측을 향해 지향된 개방루프 강자성 코어; 및 상기 지지부재의 전면 맞은편의 지지부재에 강자성 코어를 단단히 연결하는 수단을 포함하고, 강자성 코어의 자기 출력측은 진공용기의 내부 공간을 향해 지향되며, 코어 턴 또는 턴들은 강자성 코어의 말단면들 중 적어도 하나를 통해 나가는 자속 다발을 둘러싸는 적어도 하나의 강자성 유도결합 플라즈마 소스와,
코일에 대해 중심에 있고 자속 다발이 진공용기의 내부 공간으로 뻗는 것을 막지 않도록 형성된 홀패턴을 갖는 적어도 하나의 전극을 구비하고,
상기 전극은 어플리케이터 외부의 또 다른 전극과 커패시터를 형성하도록 더 형성되며,
강자성 유도결합 플라즈마 소스의 코일과 전극은 지지부재의 표면에 분포된 각각의 금속 트랙부를 구비하고, 전극의 금속 트랙부는 코일의 금속 트랙부보다 진공용기의 내부 공간에 더 가까이 위치되는 유도형 플라즈마 어플리케이터를 제공한다.
또한, 강자성 유도결합 플라즈마 소스의 코일과 전극은 지지부재의 기판에 분포된 각각의 금속 트랙부를 구비하고, 전극의 금속 트랙부는 코일의 금속 트랙부보다 진공용기의 내부 공간에 더 가까이 위치된다.
지지부재의 전체적으로 평판 형태로 인해, 본 발명의 유도형 플라즈마 어플리케이터는 플라즈마 처리에 사용된 진공용기의 벽에 쉽게 포함될 수 있다. 대안으로 용기의 내부 또는 외부측 상의 용기 벽에 나란히 배열될 수 있다.
유도형 플라즈마 어플리케이터의 지지부재용의 이런 형태는 또한 서로 가까이 있는 다수의 유도형 플라즈마 어플리케이터들을 배열하고 이에 따라 대면적 플라즈마 소스를 형성하는데 적합한 모듈 설계와 잘 맞을 수 있다.
또한, 강자성 코어와 함께 전극 및 코일의 결합으로 잘 제어되고 의도된 표면처리에 적합한 위치 및 물리적 파라미터들로 플라즈마를 발생할 수 있다. 특히, 이 결합은 진공용기에 도입된 플라즈마 발생 종(species)들과 플라즈마를 활성화하는데 사용된 에너지 전원 간에 효율적인 결합을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 지지부재는 서로 적층된 다수의 기판유닛들의 어셈블리를 구비할 수 있고, 각 기판유닛의 표면들은 지지부재의 표면을 형성한다. 그런 후, 유도형 플라즈마 어플리케이터는 상기 어플리케이터의 전면에 수직한 변위를 바꾸어가며 위치된, 특히, 코일과 전극을 형성하기 위한 2 이상의 전기 도전부들로 쉽게 설계될 수 있다. 코일은 또한 2 이상의 턴 세트를 구비할 수 있고, 각 턴은 지지부재의 다른 표면에 평평한 나선형 설계로 배열된다.
이점적으로, 지지부재와 금속 트랙부는 인쇄회로 기판 어셈블리, 두꺼운 필름 기술 어셈블리, 또는 공동-소성 세라믹 기술 어셈블리를 형성할 수 있다.
본 발명은 또한 이런 유도형 플라즈마 어플리케이터를 구비하는 진공용기를 제공한다.
이는 또한 이런 진공용기를 구비하는 표면처리장치를 제공한다.
본 발명의 이들 및 다른 특징과 이점들은 열거된 첨부도면을 바탕으로 어떠한 제한을 야기함이 없이 단지 예시용으로 제공된 아래의 상세한 설명으로부터 명백해진다.
본 발명의 내용에 포함됨.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명에 따른 유도형 플라즈마 어플리케이터가 제공된 표면처리장치의 횡단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 2가지 유도형 플라즈마 어플리케이터의 횡단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 유도형 플라즈마 어플리케이터의 전극용으로 가능한 설계를 도시한 것이다.
도 4a는 본 발명의 일실시예에 사용된 강자성 유도결합 플라즈마 소스의 확대 횡단면도이다.
도 4b는 본 발명의 일실시예에 사용된 또 다른 강자성 유도결합 플라즈마 소스의 평면 확대도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 플라즈마 어플리케이터용의 2가지 전기연결방법을 도시한 것이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 멀티소스 유도형 플라즈마 어플리케이터용의 연결방법을 도시한 것이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 멀티소스 유도형 플라즈마 어플리케이터용의 가능한 어레이를 도시한 것이다.
도 8a 내지 도 8c는 도 7a 내지 도 7c의 멀티소스 유도형 플라즈마 어플리케이터용의 가능한 전극 설계들을 각각 나타낸 것이다.
도면에서, 참조번호(1 및 100)는 유도형 플라즈마 어플리케이터와 이 플라즈마 어플리케이터에 제공된 진공용기를 각각 나타낸다. 진공용기(100)는 PS로 표시된 펌핑 시스템(104)을 이용해 펌핑되며, 상기 시스템은 진공밸브(103)로 진공용기에 연결될 수 있다.
해당 기술분야에 잘 알려진 진공용기의 요소들은 다시 나타내거나 설명하지 않는다. 이런 공지의 요소들로는 진공 프로브, 가열소자, 온도 프로브 등을 포함할 수 있다. 참조번호(110, 111, 및 200)는 각각 기판 홀더, 상기 기판 홀더에 포함된 전극, 및 플라즈마 처리된 기판을 나타낸다. V는 용기(100)의 내부 체적의 중심부를 나타내며, 여기서 플라즈마가 형성된다. 플라즈마 공간(V)은 기판(200)의 노출면(S200)과 플라즈마 어플리케이터(1) 사이에 위치된다. 고려되는 적용에 따라, 기판(200)은 전자회로 웨이퍼, 폴리머 기반의 필름, 유리패널 등일 수 있다.
도 1a 내지 도 1d, 도 2a 및 도 2b는 플라즈마 처리된 기판이 고정되는 진공용기를 도시한 것이나, 진공용기는 대안으로 움직이는 기판을 처리하도록 형성될 수 있다. 이런 움직이는 기판은 진공용기 밖의 유입영역에서 또한 진공용기 외부에 있는 배출영역으로 캐리어 롤에 의해 운송되는 단단한 패널일 수 있다. 그런 후, 기판은 적절한 출입 에어락을 통해 연이어 진공용기로 적재 및 하적된다. 이동기판은 또한 피드 롤러로부터 언롤(unroll)되고, 그 후 플라즈마에 또는 플라즈마에 의해 발생된 종에 연속으로 노출될 때 플라즈마 처리되고, 그런 후 방출 롤러에 다시 감겨지는 탄성필름일 수 있다. 진공용기는 또한 피드롤러 용으로 형성되고 방출롤러가 용기내에 포함되는 롤러코터 타입일 수 있다. 진공용기의 이들 모든 구성은 해당기술분야에 잘 알려져 있고, 본 발명의 유도형 플라즈마 어플리케이터는 실제 진공용기 형태가 어떠할지라도 실행될 수 있다.
더욱이, 유도형 플라즈마 어플리케이터는 플라즈마 처리된 기판의 치수에 따라 소정 크기로 될 수 있다. 이를 위해, 어플리케이터 치수는 주문에 대해, 특히, 코일의 치수, 강자성 코어 및 전극에 대해 적응될 수 있다. 또한, 다수의 유도형 플라즈마 어플리케이터가 대면적 기판을 처리하는데 적합한 플라즈마 디바이스를 얻기 위해 어떻게 함께 결합될 수 있는지 본 명세서에 추후 설명한다.
본 발명은 플라즈마를 발생하기 위한 수단에 관한 것임을 또한 알아야 하며, 기판의 플라즈마 처리가 무엇이든 실행될 수 있다. 예컨대, 플라즈마 처리는 기판의 표면세정, 기판의 표면 활성화, 기판의 플라즈마 활성화 화학처리, 기판 표면에 층 증착, 기판에 의해 초기에 운반된 층의 에칭 등일 수 있다.
유도형 플라즈마 어플리케이터(1)는 지지부재(2)로부터 시작해 건조(建造)된다. 이 지지부재(2)는 일반적으로 전면(S1)과 후면(S2)이 있는 평판 형태이다. 표면(S1 및 S2)은 나란하고, 플라즈마 어플리케이터는 표면(S1)이 플라즈마 공간(V)을 마주하도록 용기(100)와 함께 배열되어 있다.
일반적으로 플라즈마 어플리케이터(1)의 평판 형태로 인해, 어플리케이터는 진공용기(100)의 벽들 중 하나의 일부를 형성할 수 있다. 도 1a 내지 도 1d는 진공용기 벽과 플라즈마 어플리케이터의 이런 결합을 위한 4가지 다른 방식들을 도시한 것이다.
도 1a에 따르면, 플라즈마 어플리케이터(1)는 벽들 중 하나, 예컨대, 수평 상부벽(101)에 가까이 나란하게 진공용기(100)의 내부 공간에 배열되어 있다. 플라즈마 어플리케이터(1)는 타이로드(tie rods)와 같이 적절한 수단(13)으로 이 벽에 고정된다. 이런 장착 방식으로, 전체 플라즈마 어플리케이터(1)는 진공상태, 특히, 감소된 압력을 받게 된다. 또한, 압력이 감소된 리어 갭(rear gap)(W)이 플라즈마 어플리케이터(1)와 상부 용기벽(101) 사이에 있다. 이런 장착 구성을 위해, 전면(S1)에 마주보는 각 강자성 코어의 뒷면과 이 표면(S1) 사이에 플라즈마 어플리케이터의 최대 두께가 6㎝(센티미터) 미만인 것이 이점적일 수 있다.
대안으로, 플라즈마 어플리케이터(1)는 상부 용기벽을 자체 형성할 수 있다(도 1b). 이 경우, 플라즈마 어플리케이터(1)의 지지부재(2)는 사이에 실링조인트(120)를 갖는 진공용기(100)의 측벽(102)의 상단 플랜지에 기대어 가압된다. 그런 후, 지지부재(2)에 대해 플라즈마 공간(V)에 반대 위치에 있는 플라즈마 어플리케이터의 구성요소들이 주변 압력, 즉, 진공용기(100) 밖에 있는 압력을 받을 수 있다.
도 1c에 도시된 또 다른 가능한 구성에 따르면, 진공용기(100)는 윈도우(140)에 의해 일측이 닫혀져 있고, 플라즈마 어플리케이터(1)는 윈도우(140)에 대해 플라즈마 공간(V) 맞은편에 배열되어 있다. 그런 후, 지지부재(2)를 포함한 전체 플라즈마 어플리케이터(1)는 진공용기(100) 밖에 있는 압력을 받는다.
도 1d는 플라즈마 공간(V)과 뒷 공간(Z) 사이에 플라즈마 어플리케이터(1)가 진공용기(100)내 분리벽을 형성하는 또 다른 구성을 도시한 것이다. 플라즈마 어플리케이터(1)를 용기(100)의 측벽(102)으로의 외주 연결에 실링조인트(140)가 제공되어 가스가 새지 않게 한다. 이런 장착 구성에 의해 제공된 이점은 추후 설명한다.
도 1a 내지 도 1d에 도시된 구성은 지지부재(2)가 진공용기 벽의 일부를 형성하는 것을 말하는 구문의 의미를 설명한다.
지지부재(2)의 표면(S1 및 S2)은 추후 본 명세서에 설명된 바와 같이 오목부(R1 및 R2)로 각각 설계될 수 있다(도 2a 및 2b). 이런 오목부는 지지부재가 일반적으로 평판 형태를 갖는 것을 명시할 경우 지지부재(2)의 설명에 포함되어 있다.
플라즈마 어플리케이터(1)는 플라즈마 공간(V)에서 플라즈마에 에너지를 전달하기 위한 강자성 유도결합 플라즈마(F-ICP) 소스와 전극 모두를 구비한다. 에너지를 플라즈마에 전달하기 위한 이런 수단의 결합 덕분에, 에너지 운송이 효율적일 수 있고 플라즈마가 기판(200)의 노출면(S200)에 대해 적절하게 위치될 수 있다.
강자성 유도결합 플라즈마 소스 자체는 코일(3), 강자성 코어(4) 및 지지부재(2)에 상기 코어(4)를 고정하는 수단을 포함한다. 코일(3)은 표면(S1 및 S2)에 나란한 지지부재(2)의 표면에 배열된 적어도 하나의 금속 트랙부로 구성된다. 예시를 위해, 코일(3)의 금속 트랙부는 도 1a 내지 도 1d 및 도 2a 및 도 2b에서 후면(S2)에 배열되어 있으나, 하나 또는 다수의 트랙들이 또한 후술된 바와 같이 표면(S1 및 S2) 사이 중간에서 지지부재(2)의 적어도 하나의 내부면에 배열될 수 있다. 코일(3)의 금속 트랙부는 턴 회수에 대한 어떠한 제한 없이 나선형 설계로 연속 턴(3a-3c)을 형성하도록 배열되어 있다. 이를 위해, 금속 트랙부는 사용된 설계 기술에 따라 연속 곡선 세그먼트 또는 일련의 연결된 직사각형 세그먼트를 구비할 수 있다. 코일(3)은 이 코일의 말단 단자들 사이에 전류가 제공될 때 자기장을 발생하도록 설계되어 있다. 그런 후, 발생된 자기장은 지지부재(2)의 전면(S1)에 실질적으로 수직한 자속 다발을 가지며 플라즈마 공간(V)으로 뻗어 있다. 코일(3)의 금속 트랙부는 이점적으로 지지부재(2)의 표면에 수직한 두께가 30㎛(마이크로미터) 이상, 더 바람직하게는 100㎛ 이상이어서, 충분한 전류가 제공될 수 있다.
본 발명에 따르면, 강자성 코어(4)는 코일(3)과 결합된다. 코어(4)는 강자성 재료로 제조되고 개방루프 설계를 가지므로, 이는 자속 다발이 코어의 말단면을 지나도록 배열될 경우 코일(3)에 의해 발생된 자기장 세기를 증가시킨다. 페라이트 재료, 예컨대, Mn-Zn 또는 Ni-Zn 페라이트가 코어(4)용으로 사용될 수 있다. 이런 페라이트 코어(4)는 상업적으로 구매가능하고 예컨대 변압기에 폭넓게 사용된다. 변압기에서, 이런 2가지 개방루프 페라이트 코어가 각각의 말단 면과 일치하며 쌍을 이루고 있다. 그런 후, 이들은 전기전압 변환에 적합한 강자성 재료의 폐쇄루프를 함께 형성한다. 본 발명에서, 강장성 코어(4)는 불완전 루프, 소위 개방루프를 형성하며, 하나의 동일한 자기출력측을 향해 지향된 적어도 2개의 말단면(E1 및 E2)을 갖는다. 그런 후, 코일은 말단면(E1 및 E2) 중 적어도 하나를 둘러싸, 강화된 자기 자속다발이 강자성 코어(4)에 집중되고 말단면(E1 및 E2)에서 출력된다. 강자성 코어(4)의 외부에, 강화된 자기 자속다발이 말단면(E1 및 E2) 사이와 너머로 강자성 재료가 없는 갭으로, 즉, 플라즈마 공간(V)에 뻗어 있다. 페라이트 코어가 사용되면, 많은 설계들이 Pot-Core？, E-Core？, X-core？, Slab Pot-Core？, PQ-Core？, RM-Core？, Planar Core？ 등과 같은 페라이크 코어(4)용으로 상업적으로 이용될 수 있고, 당업자는 기술된 코어(3)와 결합을 실행하기 위한 이들 설계들 중 하나를 선택할 수 있다. 도면에서, 강자성 코어(4)는 사이에 갭을 가지며 중심 말단면(E1)과 상기 말단면(E1)을 둘러싼 외주 말단면(E2)을 갖는다. 코일(3)은 말단면(E1) 주위의 이 갭에 위치되어 있다. 특히, 강자성 코어(4)의 두께와 가장 긴 직경 간의 비는 0.2 보다 큰, 바람직하게는 0.3 보다 큰 것이 이점적일 수 있으며, 상기 두께와 직경은 지지부재(2)의 표면에 대해 각각 수직 및 평행하게 측정된다. 실제로, 이러 비 값은 플라즈마 공간(V)에서 더 큰 자기장 세기를 제공한다.
플라즈마 공간(V)에서 자기장 세기를 높이고 기판(200)에 대해 위치시키기 위한 동일한 목적을 위해, 강자성 코어(4)의 말단면(E1 및 E2)은 지지부재(2)의 뒷면(S2)의 오목부(R2)에 삽입될 수 있다. 이런 식으로, 강자성 코어(4)의 말단면(E1 및 E2)은 코일(3)의 금속 트랙부보다 진공용기(100)의 내부 공간에 더 가까이 있을 수 있다.
강자성 코어(4)는 적절한 수단으로 지지부재(2)에 고정된다. 예컨대, 강자성 코어(4)에 관통홀이 제공되고 강자성 코어(4)를 지지부재(2)에 기대어 미는 블로킹 소자(5b)와 함께 샤프트(5a)가 이 홀 내에 배열된다. 전면(S1)에 위치된 블로킹 소자(5b) 중 하나는 오목부(R1)에 포함될 수 있다.
강자성 코어(4)와 결합된 코일(3)은 소위 변압기 결합 플라즈마(TCP) 소스를 형성한다.
전극은 참조번호(6)로 표시된다. 이는 전면(S1)에 나란하고 코일(3)보다 플라즈마 공간(V)에 더 가까운 지지부재(2)에 의해 또한 실어진 또 다른 금속 트랙부 또는 부분들로 구성된다. 예시를 위해, 이는 도 1a-1d 및 도 2a-2b에서 전면(S1)에 나타나 있으나, 대안으로 전면(S1)과 코일 지지면 사이 중간인 지지부재(2)의 표면에 지닐 수 있다. 전극(6)은 후술되는 전압소스를 이용해 기판 홀더전극(11)에 대해 또는 용기(100) 내부에 임의의 다른 전극과 함께 전기적으로 분극되도록 의도되어 있다. 이런 식으로, 전극(6)은 강자성 유도결합 플라즈마 소스 이외에 에너지를 플라즈마에 제공하는데 참여한다. 실제로, 양 전극(6 및 111)은 사이에 전기장을 발생하고 이에 따라 플라즈마를 활성화는데 적합한 커패시터를 형성한다. 이런 이유로, 얻어진 플라즈마는 통상적으로 용량성 결합 플라즈마(capacitively coupled plasma, CCP)라 한다. 따라서, 본 발명에 따른 플라즈마 어플리케이터는 강자성 유도결합 플라즈마 장치와 용량성 결합 플라즈마 장치 모두의 결합이다. 그러므로, 동작 효율이 홀로 실행된 각 용량성 또는 유도성 장치의 효율보다 더 높다. 따라서, 이는 플라즈마에서 플라즈마 밀도와 이온 에너지를 독립적으로 제어할 수 있다. 플라즈마 밀도는 코일(3)에 가해진 분극량에 의해 주로 제어되는 반면, 이온 에너지는 전극(6)에 가해진 분극량에 의해 주로 제어된다. 이들 독립 제어로 많은 플라즈마 기반의 표면처리에 유익한 새로운 플라즈마 관리체제로의 접근이 가능해 진다.
전극(6)에는 코일(3)에 대해 중심을 둔 홀패턴(hole pattern)이 제공된다. 이런 홀패턴은 강자성 유도결합 플라즈마 소스 앞에 있는 전극(6) 자체에 의해 발생된 전기장에서의 변화가 이 전극에 나란히 완만해지도록 설계될 수 있다. 바람직하기로, 이는 코일에 의해 발생된 시간변화 자기장으로 인해 전극(6)내에 와전류(eddy current)가 방위각에 따라 발생되는 것을 방지하도록 또한 설계되어 있다. 홀패턴은 패러데이 실드(Faraday shield)용으로 사용된 패턴과 유사하며, 패러데이 실드는 와전류의 유도를 방지하면서 코일과 플라즈마 간의 용량성 RF 결합을 줄이기 위해 유도결합 플라즈마로 구현된다. 주로 접지되어 있는 패러데이 실드는 용량성 결합으로 인해 또한 플라즈마 전위라고 하는 플라즈마 전압을 줄이도록 RF 안테나 코일 및 플라즈마 공간 사이에 배치되어 있다. 플라즈마 전위의 감소로 용기 벽에 부딪히는 이온 에너지가 감소되고 따라서 용기내 벽 부식을 줄인다.
유도결합 플라즈마 소스에서 패러데이 실드와 반대로, 전극(6)에 대한 이런 홀패턴은 코일과 플라즈마 간의 기생 용량성 결합을 억제하지 않도록 되어 있는데, 이는 강자성 코어에 의해 제공된 자기장 세기의 강화로 코일에 인가된 전압이 급격히 감소되게 하여 그 결과 기생 결합을 줄이기 때문이다. 이런 홀패턴은 와전류 발생을 방지하면서 코일(3) 앞에 있는 전극(6)에 의해 발생된 전기장의 있을 수 있는 불연속을 줄이는데 사용된다.
도 3a 및 도 3b는 전극(6)에 대한 2가지 가능한 홀패턴을 도시한 것이나, 당업자는 홀 설계에 있어 많은 변형들이 본 플라즈마 어플리케이터의 동작을 변경함이 없이 실행될 수 있음을 안다. 이 도면에서, 참조번호(60)는 전극(6)을 형성하는 금속 트랙부에 있는 홀을 나타낸다.
플라즈마 어플리케이터(1)는 다음 소자들 중 하나를 선택적으로 더 포함할 수 있다:
- 지지부재(2)의 전면(S1) 맞은편에 위치하고 강자성 유도결합 플라즈마 소스의 강자성 코어(4)의 외부면과 일치하게 형성되며, 또한 강자성 코어로부터 멀리 열을 전달하도록 형성되는 충진블록(7). 이 경우, 지지부재(2)에 강자성 코어(4)를 단단히 연결하기 위한 수단들이 코어에서 충진블록(7)까지 열을 전달하도록 더 형성될 수 있다. 그런 후, 충진블록(7)은 또한 동작동안 플라즈마 어플리케이터(1)에서 발생된 열을 인출하기 위해 CS로 표시된 냉각시스템(105)에 연결될 수 있다. 이런 식으로, 강자성 코어(4)의 온도는 플라즈마 어플리케이터(1)의 동작 동안 충분히 낮게 유지될 수 있어, 강자성 코어(4)에 어떤 손상이 방지된다. 예컨대, 샤프트(5a)는 구리(Cu)로 제조될 수 있고 강자성 코어(4)와 충진블록(7) 모두와 단단한 열접촉을 나타내도록 설계되어 있다;
- 지지부재(2)의 전면(S1)에 나란하고 이 전면보다 진공용기(100)의 내부 공간에 더 가까이 배열된 전자기장에 투명한 윈도우(8). 이런 윈도우는 예컨대 실리카 또는 석영(SiO2) 또는 알루미나(Al2O3)로 또는 플라즈마에 의해 변경되지 않는 임의의 다른 재료일 수 있다. 이는 플라즈마에 대해 지지부재(2)를 보호하도록 되어 있다;
- 지지부재(2)를 가로질러 배열되고(도 1d 및 도 2b) 진공용기(100)에 가스를 방출하도록 형성된 하나 또는 다수의 가스공급 유입구. 선택적으로, 가스공급 유입구(들)은 또한 윈도우가 어플리케이터에 있다면 윈도우(8)를 관통해 뻗을 수 있다. 도 1d에서, 가스공급 유입구(9)는 각 강자성 유도결합 플라즈마 소스의 측면에 위치해 있다. 또한 가능하게는, 가스공급 유입구(9)는 지지부재(2)를 관통하는 이 가스공급 유입구의 확장으로 강자성 코어(4)의 관통홀에 배열될 수 있다. 도 2b는 이런 구성을 예시한 것으로, 여기서 가스공급 유입구(9)는 샤프트(5a)내에 위치된 가스도관이다;
- 지지부재(2)에 의해 실리고 전원 구성요소, 전력분배 구성요소, 임피던스 매칭 구성요소, 동작제어 구성요소, 가열 구성요소, 프로브 및 계측 구성요소 등일 수 있는 전기 구성요소(10); 및
- 지지부재(2)에 또한 배열되고 코일(3)의 말단과 전극(6) 사이의 전압을 제어하도록 형성된 분극 수단.
당업자는 이들 선택적 요소들이 플라즈마 어플리케이터(1)와는 별도로 진공용기(100)내에 실행되는 것을 알 것이다. 예컨대, 도 1c는 가스 공급유입구(150)가 진공용기(100)의 측벽(102) 중 하나를 통해 플라즈마 어플리케이터(1)와는 떨어져 있는 본 발명의 실시예를 도시한 것이다. 그런 후, 있다면 윈도우(8)가 전 범위에 걸쳐 연속적일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 플라즈마 어플리케이터(1)는 전자회로용으로 구현된 기존 기술을 이용해 제조된다. 특히, 지지부재(2)와 지지부재에 의해 실린 금속 트랙부는 인쇄회로기판(PCB) 어셈블리, 두꺼운 필름기술 어셈블리, 또는 동시 소성(co-fired) 세라믹 기술 어셈블리를 형성할 수 있다. 이들 기술들은 잘 공지되어 있어, 여기서 다시 설명하지 않는다. 이들 기술들 중 하나를 이용하는 것이 경험상 그리고 현재 이용할 수 있는 모든 향상들에서 유익하다. 특히, 전기 연결부와 어플리케이터(1)의 다른 구성요소들과 함께 코일(3) 및 전극(6)을 갖는 지지부재(2)에 대한 비용이 큰 범위로 줄어들 수 있다. 추가로, 이는 이에 따라 특히 인쇄회로기판 기술에 대해 하나 및 동일한 공통 지지부재와 함께 다수의 강자성 유도결합 플라즈마 소스들을 배열할 수 있다. 플라즈마 소스는 후술된 바와 같이 서로 가까이 공통 지지부재상에 나란히 배열될 수 있다.
특히, 이런 전자회로 기술을 이용하는 것은 지지부재(2)가 서로 적층된 다수의 전기절연 기판 유닛들로 구성되게 하는데 적합하다. 각 기판유닛은 별개로 실질적으로 평판 형태를 갖고, 전체 지지부재(2)의 전면(S1)과 후면(S2) 사이 중간에 적어도 한 면이 위치해 있다. 상기 면(S1 및 S2)에 나란한 이들 중간면 중 적어도 일부에 전기 연결부 및 구성요소들을 형성하는 금속 트랙부가 제공될 수 있다. 이런 지지부재(2) 수단으로 코일(3)이 별도의 기판 유닛 표면상에 배열된 다수의 나선형 금속 트랙부로 형성될 수 있고, 각 하나는 강자성 코어(4)를 나가는 자속 다발을 둘러싼다. 이들 나선 금속 트랙부들이 중간 기판유닛들을 가로지르는 도전성 공도들과 전기적으로 또한 직렬연결될 경우, 심지어 더 높은 강도의 자기장이 플라즈마 공간(V)에 발생될 수 있다. 지지부재(2)를 형성하는 모든 기판 유닛들이 중간면에 함께 접착될 수 있다.
멀티기판 지지부재(2)를 이용하는 것은 또한 이전에 도입된 후미부(R1 및 R2)를 쉽게 얻는데 특히 적합하다. 실제로, 이들 후미부는 기판 유닛이 함께 결합된 후 플라즈마 어플리케이터(1)의 전면(S1) 및/또는 후면(S2) 부근에 위치된 기판 유닛들의 해당 부분들을 절단함으로써 만들어질 수 있다.
도 4a는 이런 멀티기판 지지부재를 이용해 설계된 강자성 유도결합 플라즈마 소스를 도시한 것이다. 예컨대, 지지부재(2)는 2A에서 2G로 라벨표시된 7개의 유닛들을 포함할 수 있다. 기판 유닛(2B)에서 해당 홀보다 더 홀을 큰 기판 유닛(2A)에 형성함으로써 하부 블로킹 요소(5b)에 대한 후미부(R1)가 제공되며, 기판 유닛(2B)의 홀은 샤프트(5a)의 직경에 따라 소정 크기로 된다. 강자성 코어(4)의 말단면(E1 및 E2)의 각각의 횡단면 형태에 해당하는 동일한 홀들을 기판 유닛(2C에서 2G)에 형성함으로써 후미부(R2)가 제공된다. 지지부재(2)의 멀티기판 구조는 각각의 인접한 기판 유닛 쌍에 평평한 중간면을 더 제공하며, 상기 중간면은 면(S1 및 S2) 사이에 나란히 위치해 있다. 그런 후, 하나 또는 다수의 나선형 코일 턴이 각각의 이들 중간면에 제공될 수 있다. 예컨대, 코일 턴(3Ba, 3Bb,…,3Bn)이 기판유닛(2B 및 2C) 사이 중간면에 제공된다. 이들은 기판유닛(2B)의 상부면에 생성될 수 있고 그런 후 기판유닛(2B 및 2C)을 함께 결합하는 접착층에 매립될 수 있다. 유사한 코일 턴들이 또한 기판유닛들(2C에서 2F)의 상부면에, 가령, 기판유닛(2F)의 상부면에 3Fa, 3Fb,…,3Fn으로 라벨표시된 코일 턴들에 제공될 수 있고, 코일 턴들과 직렬로 전기연결하기 위해 기판 유닛들을 가로지른 공도들(미도시)이 모든 중간면들에 포함된다. 또한, 코일 턴들과 연결 공도들은 모든 코일 턴들에 흐르는 전류가 한 회전방향으로 말단면(E1) 주위로 순환하도록 설계되어 있다. 따라서, 코일(3)은 지지부재(2)의 여러 표면들에 하나 이상의 턴들을 갖는 실린더형이다. 바람직하기로, 지지부재(2)의 표면들에 있는 코일 턴들은 말단면(E1 및 E2)과 코어(4)의 브릿지부 사이에 포함된 공간 부분에서 최대 밀도로 배열될 수 있다.
도 4b는 강자성 유도결합 플라즈마 소스용의 또 다른 설계를 도시한 것으로, 이는 강자성 코어의 말단면 중 하나가 2부분인 경우에 적합하다. 예컨대, 지지부재(2)의 일면에 해당하는 이 도면에서, 말단면(E2)은 중앙 말단면(E1)의 좌우측면에 각각 위치된 2개의 별도의 부분들로 나누어진다. 그런 후, 코일(3)은 말단면(E1) 주위에 배열된 하나 또는 다수의 턴들(3a,3b)을 지지부재(2)의 이 면에 구비할 수 있으나, 이는 말단면(E2)의 별개의 부분들 중 하나 또는 각 하나 주위에 별개로 배열되는 하나 또는 다수의 추가 턴들(3y,3z)을 더 구비할 수 있다. 그런 후, 모든 코일 턴들은 말단면(E1) 주위의 턴들에 흐르는 제 1 전류가 말단면(E2)의 별개의 부분들 주위의 턴들에 흐르는 제 2 전류의 회전방향과 반대의 회전방향으로 순환하도록 전기 연결되어야 한다(도 4b에서 화살표 참조). 당업자는 도 4a 및 도 4b의 설계의 각 특징들이 서로 모두 결합될 수 있음을 이해할 것이다.
각 기판 유닛은 사용된 전자회로 기술에 따라 제조된다. 예컨대, 인쇄회로기판 기술용으로 수지 매트릭스에 매립된 직조된 유리섬유 또는 메이트 섬유(mate fibers)의 형태일 수 있다. 대안으로 사용된 다른 기술들로, 기판유닛은 적어도 하나의 전기절연층으로 덮여진 유리판, 세라믹판 또는 금속판일 수 있다. 상기 열거한 기술들 중 모두에 대해, 코일(3)과 전극(6)은 이 기술의 처리단계를 이용한 기판유닛면 중 일부에 형성되는 금속 트랙부이다.
이런 전기회로기술을 이용하는 것은 또한 특히 지지부재(2)의 별개의 표면에 배열되는 금속 트랙부를 연결하기 위한 전기 도전 공도를 만드는데 적합하다. 예시를 위해, 도 2a 및 도 2b에서 참조번호(11a 및 11b)는 이런 금속 트랙부와 공도를 나타낸 것이다. 이는 특히 추가 전기 구성요소(10)를 플라즈마 어플리케이터(1)에 추가하는데 역시 적합하다. 실제로, 이런 구성요소(10)는 이에 따라 지지부재(2)에 쉽게 고정될 수 있고, 플라즈마 어플리케이터(1)의 다른 요소들에 전기연결될 수 있다.
전원이 강자성 유도결합 플라즈마 소스의 코일(3)에 전류를 공급하기 위해 연결되면, 상술된 바와 같이 플라즈마 어플리케이터(1)가 설비된 진공용기(100)는 표면처리장치를 형성한다. 따라서, 전원에 의해 공급된 전류가 강자성 코어(4)와 플라즈마 공간(V)으로 뻗어 있는 자기장을 발생한다.
도 5a는 이런 표면처리장치의 주 전기 구성요소만 도시한 것이다. 코일(3)의 두 말단 단자(31 및 32)가 제 1 전원 유닛(301)의 두 개의 출력단자에 각각 연결되어 있다. 이를 위해, 지지부재(2)는 코일(3)의 중앙 단자(31)로부터 지지부재의 측면 에지로 뻗어 있는 다른 금속트랙 세그먼트(3a)를 구비할 수 있다. 이 금속트랙 세그먼트(3a)는 코일(3) 또는 전극(6)이 제공된 면과는 다른 지지부재(2)의 임의의 면에 위치될 수 있다. 대안으로, 코일(3)의 한 단자(31)는 지지부재(2) 외부의 스트랩을 이용해 연결될 수 있다. 전원 유닛(301)은 AC 타입이며, 가능하게는 50kHz(킬로 헤르쯔)에서 30MHz(메가 헤르쯔)의 주파수 범위에서 동작한다. 바람직하기로, 전원 유닛(301)은 낮은 RF 주파수, 예컨대, 약 400kHz에서 동작한다.
제 2 전원 유닛(302)은 플라즈마 어플리케이터(1)의 전극(6)과 플라즈마 어플리케이터(1)의 외부에 있는 전극(111) 사이에 전압을 발생하는데 사용될 수 있다. 전원 유닛(301 및 302) 모두는 하나의 동일한 주파수로 동작될 수 있다. 대안으로, 전원 유닛(301)은 다시 AC 타입일 수 있고, 전원 유닛(302)은 DC 타입일 수 있다. 전원 유닛(301 및 302)은 강자성 유도결합 플라즈마 소스(1) 및 전극(6)이 공간(V)에 충분한 에너지를 플라즈마에 공급하기 위해 효율적으로 협력하도록 선택된다. 선택적으로, 전기결합수단(303)이 전극(6)을 코일(3)의 단자(31 및 32) 중 하나에 연결하기 위해 배열될 수 있다. 결합수단(303)은 액티브 또는 패시브일 수 있고, 플라즈마 파라미터들을 더 조절하기 위해 선택된다.
도 5b에 도시된 대안적인 연결방법은 단지 하나의 전원 유닛만 사용하도록 제한된다. 이를 위해, 전력 분배기(power divider)(304)가 코일(3)과 전극(6 및 111)에 의해 형성된 커패시터 사이의 전원 유닛(301)에 의해 제공된 전류를 분배 및/또는 코일(3)에 공급된 전류에 대한 전극(6 및 111)에 공급된 전류의 위상변위를 적용하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 유도형 플라즈마 어플리케이터(1)는 다수의 강자성 유도결합 플라즈마 소스들을 구비할 수 있고, 상기 소스들은 지지부재(2)의 표면에 평행하게 서로 나란히 놓여 있다. 이런 멀티소스 플라즈마 어플리케이터는 도 1a-1d에 이미 도시되어 있다. 지지부재(2)는 모든 강자성 유도결합 플라즈마 소스들에 공통이고, 모든 강자성 코어들(4)이 이에 부착되어 있다. 바람직하기로, 모든 코일들(3)은 공통 지지부재(2)의 동일면에 위치해 있어, 이들은 동일한 제조단계 시퀀스에서 제조될 수 있다.
강자성 유도결합 플라즈마 소스들 중 적어도 2개의 각각의 코일들(3)은 직렬 또는 병렬로 또는 혼합된 직렬-병렬 연결방식으로 전기연결될 수 있다. 도 6a는 파워 어댑터(305)를 이용한 이런 연결방식에 대한 전기 다이어그램이다. 그런 후, 플라즈마 어플리케이터(1)는 적어도 2개의 강자성 유도결합 플라즈마 소스들의 각각의 코어들을 직렬 전기연결하기 위한 제 1 금속트랙 세그먼트들을 더 구비할 수 있다. 보다 일반적인 방식으로, 모든 코일들(3)은 클러스터라고 하며 도 6a에서 30으로 인용된 별개의 그룹에 분포될 수 있어, 동일 클러스터에 속한 코일들은 직렬연결방식으로 전력공급된다. 또한, 다른 코일 클러스터들은 병렬연결방식으로 전원 유닛(301)에 의해 별개의 전류들이 제공될 수 있다. 다른 클러스터들 및 다른 코일들(3)에 공급된 모든 전류들은 적절한 파워 어댑터(305)를 이용해 적용될 수 있다. 이런 구성요소들은 플라즈마 어플리케이터(1) 외부에 있을 수 있으나, 이들은 바람직하게는 지지부재(2)와 금속부의 제조기술에 이용될 수 있는 향상을 실행함으로써 공통 지지부재(2)상에 추가된다.
멀티소스 플라즈마 어플리케이터(1)는 적어도 2개의 다른 강자성 유도결합 플라즈마 소스들의 코일(3)과 함께 각각 중심에 있는 홀패턴으로 서로 다수의 전극들(6)을 전기연결하기 위한 제 2 금속트랙 세그먼트들을 더 구비할 수 있다. 이런 식으로, 연결된 전극들(6)은 전극(111)에 대해 동일한 전압을 갖는다. 가능하게는, 모든 강자성 유도결합 플라즈마 소스들의 전극들(6)은 그룹으로 분포될 수 있고, 동일한 그룹에 속한 전극들은 서로 연결되며 다른 그룹에 속한 전극들은 다른 전압 값이 제공된다. 이런 전극 분배로 각 전극 그룹의 분극 전압을 변조할 수 있어, 예컨대, 어플리케이터 에지 효과를 보상한다. 이런 식으로 큰, 가능하게는 1㎡(평방미터) 이상, 심지어 매우 큰, 가능하게는 5㎡ 이상의 양호한 표면처리 균일성을 갖는 플라즈마 면적을 얻을 수 있다.
멀티 강자성 유도결합 플라즈마 소스들에 연결된 모든 각각의 전극들은 바람직하게는 공통 지지부재(2)의 하나의 동일한 표면에 위치해 있다. 적어도 2개의 다른 강자성 유도결합 플라즈마 소스들의 코일들(3)과 함께 각각 중심에 있는 홀패턴을 갖는 전극들(6)은 하나의 공통 금속 트랙부를 포함할 수 있다. 그런 후, 멀티소스 플라즈마 어플리케이터에 실제로 하나의 대면적 전극(6) 또는 몇 개의 대면적 전극들(6)이 제공되며, 각 전극은 바로 위에 위치된 코일들(3)과 함께 중심에 있는 홀패턴을 갖는다. 대안으로, 적어도 2개의 다른 강자성 유도결합 플라즈마 소스들의 코일들과 함께 각각 중심에 있는 홀패턴들을 갖는 전극들(6)은 도 6b의 전기 다이어그램에 도시된 바와 같이 나란히 연결될 수 있다. 그런 후, 어댑터(305)가 각 전극(6)에 연결될 수 있어, 이 전극에 공급되는 전압을 조절한다.
멀티소스 플라즈마 어플리케이터에 대해, 강자성 유도결합 플라즈마 소스(1)는 진공용기 벽(101)에 나란한 플라즈마 소스 어레이를 형성하도록 나란히 놓일 수 있다. 특히, 이런 어레이는 1×1㎠ 내지 15×15㎠ 사이로 구성되는 2차원 피치를 가질 수 있다. 그런 후, 독자는 본 발명은 많은 용기 설계와 애플리케이션에 적용하는데 적합한 모듈식 설계로 특히 저가의 대면적 플라즈마 소스를 제공하는데 적합한 것을 이해할 것이다. 이런 설계로, 플라즈마 어플리케이터로 달성되는 처리 균일성은 플라즈마 소스의 개개의 크기들에 대한 것이다. 플라즈마 어플리케이터를 제조하기 위해 사용한 평평한 기판을 갖는 전자회로용으로 개발된 기술은 특히 매우 많은 소스들을 갖는 멀티소스 어플리케이터에 적용된다. 그러나, 이에 따라 기판 유닛을 만드는데 이용되는 제작 도구들은 이들 기판 유닛들의 가능한 크기를 제한할 수 있다. 이런 제한으로 인해, 지지부재는 특히 대면적 표면처리장치에 대해 공통면에 나란히 서로 옆에 배열된 별개의 부분들로 세그먼트될 수 있어, 대면적 멀티소스 플라즈마 어플리케이터를 모두 함께 형성한다.
도 7a 내지 도 7c는 공통 지지부재(2) 면에 개개의 플라즈마 소스들의 3가지 가능한 배열들을 도시한 것이다. 이들 도면들은 모든 코일들(3)과 강자성 코어들(4)을 보유한 지지부재(2)의 표면의 평면도이다. 소스 배열은 선형(도 7a), 정사각형(도 7b), 벌집형(도 7c) 등일 수 있다. 도 8a, 도 8b, 및 도 8c는 전극(6)을 지닌 공통 지지부재(2)의 표면의 평면도이다. 이들은 각각 도 7a, 도 7b, 및 도 7c의 어레이에 대해 전극들(6)의 가능한 그룹핑을 도시한 것이다. 참조번호(6A, 6B, 6C)는 다른 전극 그룹들을 나타낸다. 이때, 각 전극그룹(6A, 6B, 6C)은 도 6b의 전기 다이어그램에서 개개의 전극들(6)을 대체할 수 있다.
지지부재(2)를 통해 배열된 가스공급 유입구(9)를 이용하는 것이 멀티소스 플라즈마 어플리케이터에 특히 적합하다. 멀티 가스공급 유입구들은 플라즈마 어플리케이터(1)의 전면(S1)에 서로 이격된 위치들에서 가스를 방출하도록 배열될 수 있다. 이 때, 가스공급 유입구들에 의해 각각 방출된 가스량에서 적절한 밸런스가 유지되어야 한다. 가스공급 유입구들 중 어느 하나에 의해 방출된 가스량을 규제하기 위한 임의의 적절한 수단들이 사용될 수 있다. 도 1d는 멀티소스 플라즈마 어플리케이터의 일실시예를 도시한 것으로, 진공용기(100)는 플라즈마 어플리케이터(1) 뒤에 위치되고 1차 가스공급 유입구(150)가 제공된 가스팽창공간(Z)을 포함한다. 이런 팽창공간(Z)은 유사한 양들이 모든 가스공급 유입구들(9)에 의해 플라즈마 공간(V)으로 방출되는 것을 보장한다. 가능하게는, 가스공급 유입구들(9)은 기판의 처리 균일성을 향상하기 위해 개별적으로 조절될 수 있다.
상술한 플라즈마 어플리케이터 실시예들에 많은 변형들이 도입될 수 있음을 알아야 한다. 이런 변형들은 본 발명의 적어도 몇몇 이점들을 유지하면서 크기 또는 설계 특징들과 관련 있을 수 있다. 이들은 또한 플라즈마 어플리케이터와 전원 유닛(들) 간에 전기연결방식과 관련 있을 수 있다.

Claims (27)

  1. 진공용기의 일부를 형성하도록 적용되거나 진공용기 벽에 배열된 전체적으로 평판 형태이며, 진공용기의 내부 공간으로 지향되도록 되어 있는 전면, 후면, 및 상기 전면과 후면 사이 중간에 있을 수 있는 추가면들을 가지며, 상기 면들은 서로 나란한 지지부재와,
    지지부재의 표면에 배열된 평평한 나선형 설계를 갖는 하나의 턴 또는 다수의 턴들을 포함한 적어도 하나의 전기도전 코일; 적어도 2개의 말단면들이 하나의 동일한 자기 출력측을 향해 지향된 개방루프 강자성 코어; 및 상기 지지부재의 전면 맞은편의 지지부재에 강자성 코어를 단단히 연결하는 수단을 포함하고, 강자성 코어의 자기 출력측은 진공용기의 내부 공간을 향해 지향되며, 코어 턴 또는 턴들은 강자성 코어의 말단면들 중 적어도 하나를 통해 나가는 자속 다발을 둘러싸는 적어도 하나의 강자성 유도결합 플라즈마 소스와,
    코일에 대해 중심에 있고 자속 다발이 진공용기의 내부 공간으로 뻗는 것을 막지 않도록 형성된 홀패턴을 갖는 적어도 하나의 전극을 구비하고,
    상기 전극은 어플리케이터 외부의 또 다른 전극과 커패시터를 형성하도록 더 형성되며,
    강자성 유도결합 플라즈마 소스의 코일과 전극은 지지부재의 표면에 분포된 각각의 금속 트랙부를 구비하고, 전극의 금속 트랙부는 코일의 금속 트랙부보다 진공용기의 내부 공간에 더 가까이 위치되는 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    지지부재는 서로에 적층된 다수의 기판 유닛들의 어셈블리를 구비하고, 각 기판 유닛의 표면들이 지지부재의 표면들을 이루는 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    코일은 지지부재의 다수의 표면들에서 하나 이상의 턴들을 갖는 실린더형인 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    지지부재와 금속 트랙부는 인쇄회로기판 어셈블리, 두꺼운 필름 기술 어셈블리, 및 공동-소성(co-fired) 세라믹 기술 어셈블리를 포함하는 리스트에서 선택된 어셈블리를 형성하는 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    지지부재는 강자성 코어의 말단면들이 코일의 금속 트랙부보다 진공용기의 내부 공간에 더 가까이 있도록 오목부를 구비하는 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 강자성 코어의 두께와 최장 직경 간의 비는 0.2보다 크고, 바람직하게는 0.3 보다 크며, 상기 두께와 직경은 지지부재의 표면에 수직 및 평행하게 각각 측정되는 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    코일의 적어도 하나의 금속 트랙부는 지지부재의 표면에 수직한 두께가 30㎛ 보다 큰, 더 바람직하게는 100 ㎛ 보다 큰 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  8. 제 1 항에 있어서,
    지지부재에 의해 실리고 전원 구성요소, 전력분배 구성요소, 임피던스 매칭 구성요소, 동작제어 구성요소, 가열 구성요소, 프로브 및 계측 구성요소를 포함한 리스트에서 선택되는 전기 구성요소들을 더 구비하는 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  9. 제 1 항에 있어서,
    지지부재의 표면에 평행하게 서로 나란히 놓인 다수의 강자성 유도결합 플라즈마 소스들을 구비하는 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  10. 제 9 항에 있어서,
    적어도 2개의 강자성 유도결합 플라즈마 소스들의 각각의 코일들은 직렬로 또는 병렬로 또는 혼합된 직렬-병렬 연결방법으로 전기연결된 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  11. 제 10 항에 있어서,
    적어도 2개의 강자성 유도결합 플라즈마 소스들의 각각의 코일들을 직렬로 전기연결하기 위한 제 1 금속 트랙 세그먼트들을 더 구비하는 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  12. 제 9 항에 있어서,
    적어도 2개의 다른 강자성 유도결합 플라즈마 소스들의 코일들과 각각 중심에 놓인 홀패턴을 갖는 전극들에 서로 전기연결하기 위한 제 2 금속 트랙 세그먼트들을 더 구비하는 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  13. 제 9 항에 있어서,
    적어도 2개의 다른 강자성 유도결합 플라즈마 소스들의 코일들과 각각 중심에 놓인 홀패턴을 갖는 전극들은 하나의 공통 금속 트랙부를 구비하는 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  14. 제 9 항에 있어서,
    적어도 2개의 다른 강자성 유도결합 플라즈마 소스들의 코일들과 각각 중심에 놓인 홀패턴을 갖는 전극들이 병렬 연결되는 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  15. 제 9 항에 있어서,
    강자성 유도결합 플라즈마 소스들은 진공용기 벽에 나란한 플라즈마 소스 어레이를 형성하도록 나란히 놓이는 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  16. 제 15 항에 있어서,
    어레이는 1×1㎠ 내지 15×15㎠ 사이로 구성되는 2차원 피치를 갖는 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  17. 제 1 항에 있어서,
    지지부재의 전면에 마주보는 각 강자성 코어의 후면과 상기 전면 사이의 최대 두께는 6㎝ 미만인 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  18. 제 1 항에 있어서,
    지지부재의 전면에 마주보는 위치에 있고 각 강자성 유도결합 플라즈마 소스의 강자성 코어의 외부면과 일치하도록 형성되며, 상기 강자성 코어로부터 열을 멀리 전달하도록 더 형성되는 충진블록을 더 구비하는 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  19. 제 18 항에 있어서,
    각 강자성 유도결합 플라즈마 소스의 강자성 코어를 지지부재에 단단히 연결하기 위한 수단들이 상기 강자성 코어로부터 충진 블록으로 열을 전달하도록 더 형성되는 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  20. 제 1 항에 있어서,
    지지부재를 가로질러 배열되고 가스를 진공용기로 방출하도록 형성된 적어도 하나의 가스공급 유입구를 더 구비하는 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  21. 제 20 항에 있어서,
    가스공급 유입구는 강자성 코어의 관통홀에 배열되어 있어, 지지부재를 통해 상기 가스공급 유입구가 신장하는 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  22. 제 1 항에 있어서,
    전자기장이 통과되고, 지지부재의 전면에 나란하며, 상기 전면보다 진공용기의 내부 공간에 더 가까이 배열되어 있는 윈도우를 더 구비하는 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  23. 제 1 항에 있어서,
    지지부재상에 배열되어 있고, 코일의 말단과 전극 사이의 전압을 제어하도록 형성된 분극수단을 더 구비하는 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  24. 제 1 항에 있어서,
    전극의 홀패턴이 패러데이 실드(Faraday shield)와 유사하게 설계되어, 강자성 유도결합 플라즈마 소스 앞에 있는 상기 전극에 의해 발생된 전기장의 변화가 상기 전극들에 나란히 완만해지는 유도형 플라즈마 어플리케이터.
  25. 제 1 항의 유도형 플라즈마 어플리케이터를 구비하는 진공용기.
  26. 제 25 항에 따른 진공용기를 구비하고, 각 강자성 유도결합 플라즈마 소스의 코일에 전류를 공급하도록 연결된 전원 유닛을 더 구비하는 표면처리장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    전원 유닛의 전류 출력단자에 대해 병렬 연결방법으로 적어도 하나의 강자성 유도결합 플라즈마 소스의 코일의 말단과 전극을 연결하도록 배열된 전기 결합수단을 더 구비하는 표면처리장치.
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