KR20140072762A

KR20140072762A - 플라즈마 안테나 및 그를 포함하는 플라즈마 발생 장치

Info

Publication number: KR20140072762A
Application number: KR1020120154646A
Authority: KR
Inventors: 구일교; 멜리키안; 성효성; 이수진
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2014-06-13
Also published as: KR101512086B1

Abstract

본 발명은 플라즈마 안테나 및 그를 포함하는 플라즈마 발생 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 안테나는, RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 1 안테나; 상기 RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 2 안테나; 및 상기 제 1 안테나의 입력단과 상기 제 2 안테나의 입력단 사이에 연결된 커패시터;를 포함할 수 있다.

Description

플라즈마 안테나 및 그를 포함하는 플라즈마 발생 장치{PLASMA ANTENNA AND APPARATUS FOR GENERATING PLASMA COMPRISING THE SAME}

본 발명은 플라즈마 안테나 및 그를 포함하는 플라즈마 발생 장치에 관한 것이다.

반도체, 디스플레이, 솔라셀 등을 제조하는 공정에는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 공정이 포함되어 있다. 예를 들어, 반도체 제조 공정 중에서 건식 식각에 사용되는 식각 장치 또는 애싱(ashing)에 사용되는 애싱 장치는 플라즈마를 생성하기 위한 챔버를 포함하며, 기판은 상기 플라즈마를 이용하여 식각 또는 애싱 처리될 수 있다.

종래의 플라즈마 발생 장치는 플라즈마를 생성하기 위해, 챔버에 설치된 안테나에 시변 전류를 흘려 전기장을 유도하고, 유도된 전기장을 이용하여 챔버에 주입된 가스를 플라즈마 상태로 변환하였다.

본 발명의 일 실시예는, 듀얼 안테나를 구성하는 두 개의 안테나를 전기적으로 커플링시키는 플라즈마 안테나 및 그를 포함하는 플라즈마 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예는, 상기 두 개의 안테나로 흐르는 전류의 밸런스를 유지해주는 플라즈마 안테나 및 그를 포함하는 플라즈마 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 안테나는, RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 1 안테나; 상기 RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 2 안테나; 및 상기 제 1 안테나의 입력단과 상기 제 2 안테나의 입력단 사이에 연결된 커패시터;를 포함할 수 있다.

상기 제 1 안테나는, 상기 RF 신호를 인가받고 기둥형으로 형성된 제 1 RF 피드, 및 상기 제 1 RF 피드에 연결된 제 1 코일을 포함하고, 상기 제 2 안테나는, 상기 RF 신호를 인가받고 상기 제 1 RF 피드를 둘러싸는 중공형 기둥으로 형성된 제 2 RF 피드, 및 상기 제 2 RF 피드에 연결된 제 2 코일을 포함할 수 있다.

상기 커패시터는 상기 제 1 RF 피드, 상기 제 2 RF 피드, 및 상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드 사이에 구비된 유전체로 구성될 수 있다.

상기 제 1 RF 피드는 원기둥 형상을 가지며, 상기 제 2 RF 피드는 상기 원기둥을 둘러싸는 중공형 원기둥 형상을 가질 수 있다.

상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드는 중심축이 서로 일치하도록 배치될 수 있다.

상기 유전체는 폴리머 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다.

상기 폴리머는 테플론, 울템(ULTEM) 또는 PEEK(Polyetheretherketone)을 포함할 수 있다.

상기 금속 산화물은 세라믹을 포함할 수 있다.

상기 세라믹은 Al₂O₃ 또는 ZnO를 포함할 수 있다.

상기 플라즈마 안테나는, 상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드의 종축을 따라 다수의 커패시터를 포함할 수 있다.

상기 다수의 커패시터는, 상기 제 1 RF 피드, 상기 제 2 RF 피드, 및 상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드 사이에 구비된 다수의 유전체로 구성될 수 있다.

상기 다수의 유전체는 상기 종축을 따라 기 결정된 간격만큼 서로 이격되어 구비될 수 있다.

상기 다수의 유전체는 서로 상이한 물질일 수 있다.

상기 커패시터는: 기둥형으로 형성되고, 상기 제 1 RF 피드와 중심축이 일치하도록 배치되는 제 1 전도체; 상기 제 1 전도체를 둘러싸는 중공형 기둥으로 형성되고, 상기 제 2 RF 피드와 중심축이 일치하도록 배치되는 제 2 전도체; 및 상기 제 1 전도체와 상기 제 2 전도체 사이에 구비되는 유전체;를 포함할 수 있다.

상기 커패시터는, 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나 중 적어도 하나에 탈착될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치는, RF 신호를 제공하는 RF 전원; 가스가 주입되어 플라즈마가 생성되는 플라즈마 챔버; 및 상기 플라즈마 챔버에 설치되고, 상기 RF 신호를 인가받아 상기 플라즈마 챔버에 전자장을 유도하는 플라즈마 안테나;를 포함하고, 상기 플라즈마 안테나는: 상기 RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 1 안테나; 상기 RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 2 안테나; 및 상기 제 1 안테나의 입력단과 상기 제 2 안테나의 입력단 사이에 연결된 커패시터;를 포함할 수 있다.

상기 플라즈마 안테나는 상기 플라즈마 챔버의 상부에 설치될 수 있다.

상기 제 1 안테나와 상기 제 2 안테나는 유도 결합될 수 있다.

상기 제 1 안테나와 상기 제 2 안테나는 병렬로 연결될 수 있다.

상기 유전체는 폴리머 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다.

상기 금속 산화물은 세라믹을 포함할 수 있다.

상기 세라믹은 Al₂O₃ 또는 ZnO를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 듀얼 안테나를 구성하는 두 개의 안테나 간의 커플링을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 두 개의 안테나가 유도 결합되는 경우 두 안테나 간의 상호 인덕턴스를 일정하게 유지시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 두 개의 안테나로 흐르는 전류의 밸런스를 달성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 두 개의 안테나의 인덕턴스가 서로 상이한 경우에도 두 안테나에 동일한 크기의 전류가 흐르도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시터의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 회로도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 회로도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 조립 부위를 예시적으로 나타내는 확대도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 조립 부위를 예시적으로 나타내는 확대도이다.
도 10 내지 도 12는 도 9에 도시된 플라즈마 안테나의 조립 과정을 설명하는 측면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치의 회로도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 포함하는 기판 처리 장치의 단면도이다.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.

이하, 본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 평면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 안테나(100)는 제 1 안테나(110), 제 2 안테나(120) 및 커패시터(130)를 포함할 수 있다.

상기 제 1 안테나(110)는 RF 신호를 이용하여 전자장을 유도할 수 있다. 상기 제 2 안테나(120) 역시 RF 신호를 이용하여 전자장을 유도할 수 있다. 상기 커패시터(130)는 제 1 안테나(110)의 입력단과 제 2 안테나(120)의 입력단 사이에 연결될 수 있다.

상기 제 1 안테나(110)는, RF 신호를 인가받는 제 1 RF 피드(1101), 및 상기 제 1 RF 피드(1101)에 연결된 제 1 코일(1102)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 안테나(120)는, RF 신호를 인가받는 제 2 RF 피드(1201), 및 상기 제 2 RF 피드(1201)에 연결된 제 2 코일(1202)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 RF 피드(1101)는 기둥형으로 형성된 전도체일 수 있다. 상기 제 2 RF 피드(1201)는 상기 제 1 RF 피드(1101)를 둘러싸는 중공형 기둥으로 형성된 전도체일 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 RF 피드(1101)는 원기둥 형상을 가질 수 있으며, 상기 제 2 RF 피드(1201)는 상기 원기둥을 둘러싸는 중공형 원기둥 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않고 상기 제 1 RF 피드(1101)는 각기둥으로 형성될 수도 있으며, 상기 제 2 RF 피드(1201)는 상기 각기둥을 둘러싸는 중공형 각기둥으로 형성될 수도 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 RF 피드(1101)의 밑면 모양과 상기 제 2 RF 피드(1201)의 밑면 모양은 서로 동일할 수 있으나, 실시예에 따라 두 RF 피드(1101, 1201)의 밑면 모양은 서로 상이할 수도 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 RF 피드(1101)와 상기 제 2 RF 피드(1201)는 중심축이 서로 일치하도록 배치될 수 있으나, 실시예에 따라 두 RF 피드(1101, 1201)는 중심축이 서로 어긋나도록 배치될 수도 있다. 예를 들어, 상기 제 1 RF 피드(1101)와 상기 제 2 RF 피드(1201)는 중심축이 기 결정된 간격만큼 이격되어 서로 평행하도록 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 커패시터(130)는 제 1 RF 피드(1101), 제 2 RF 피드(1201), 및 제 1 RF 피드와 제 2 RF 피드 사이에 구비된 유전체(1301)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 커패시터(130)는 제 1 RF 피드(1101)와 제 2 RF 피드(1201) 사이에 유전체(1301)가 채워짐으로써 형성될 수 있다.

그 결과, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 안테나(100)는, 제 1 안테나(110)의 입력단과 제 2 안테나(120)의 입력단 사이에 커패시터(130)가 연결되도록 구성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 유전체(1301)는 공기보다 더 큰 유전율을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 유전체(1301)는 폴리머(polymer) 또는 금속 산화물(metal oxide)로 구성될 수 있으나, 실시예에 따라 상기 유전체는 폴리머나 금속 산화물 외에 공기보다 큰 유전율을 갖는 임의의 물질로 구성될 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 폴리머는 테플론, 울템(ULTEM) 또는 PEEK(Polyetheretherketone)일 수 있으나, 실시예에 따라 테플론, 울템, PEEK 외에 다른 폴리머 물질로 구성될 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 금속 산화물은 세라믹일 수 있으나, 실시예에 따라 세라믹 외에 다양한 금속 산화물질이 사용될 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 세라믹은 Al₂O₃ 또는 ZnO로 구성될 수 있으나, 실시예에 따라 상기 세라믹은 Al₂O₃, ZnO 외에 다양한 금속 산화물로 구성될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시터(130)의 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 커패시터(130)는 제 1 RF 피드(1101), 상기 제 1 RF 피드(1101)를 둘러싸는 제 2 RF 피드(1201), 및 상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드 사이에 구비된 유전물질(1301)을 포함할 수 있다.

상기 제 1 RF 피드(1101)가 밑면의 반지름이 R₁이고 높이가 l인 원통으로 구성되고, 상기 제 2 RF 피드(1201)가 밑면의 반지름이 R₂이고 높이가 l인 중공형 원통으로 구성되고, 상기 유전물질(1301)의 유전율이 ε이고, 공기의 유전율이 ε₀인 경우, 상기 커패시터(130)의 커패시턴스는 다음과 같이 계산될 수 있다:

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 안테나(100)의 회로도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 안테나(100)의 제 1 안테나(110)는 인덕턴스가 L₁인 인덕터로 나타낼 수 있고, 제 2 안테나(120)는 인덕턴스가 L₂인 인덕터로 나타낼 수 있고, 커패시터(130)는 두 인덕터의 입력단 사이에 연결되며 커패시턴스가 C인 커패시터로 나타낼 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 사시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나(200)는 제 1 안테나(110) 및 제 2 안테나(120)를 포함할 수 있으나, 제 1 RF 피드(1101)와 제 2 RF 피드(1201)의 종축을 따라 다수의 커패시터(131, 132)를 포함하는 점이 도 1에 도시된 플라즈마 안테나(100)와 상이할 수 있다. 여기서, 상기 종축은 제 1 RF 피드(1101) 또는 제 2 RF 피드(1201)의 중심축을 의미할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 다수의 커패시터(131, 132)는 제 1 RF 피드(1101), 제 2 RF 피드(1201), 및 상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드 사이에 구비된 다수의 유전체(1311, 1321)로 구성될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 유전체(1311, 1321)는 종축을 따라 기 결정된 간격만큼 이격되어 구비될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 상기 다수의 유전체는 인접하여 구비될 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 다수의 유전체(1311, 1321)는 서로 상이한 물질일 수 있다. 예를 들어, 제 1 유전체(1311)는 테플론인 반면 제 2 유전체(1321)는 세라믹일 수 있다.

도 5에 도시된 플라즈마 안테나(200)는 두 개의 커패시터(131, 132)를 포함하도록 도시되었으나, 상기 커패시터의 개수는 이에 제한되지 않고 셋 또는 그 이상일 수도 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나(200)의 회로도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 안테나(200)는 인덕턴스가 L₁인 인덕터로 표현되는 제 1 안테나(110), 인덕턴스가 L₂인 인덕터로 표현되는 제 2 안테나(120)를 포함할 수 있으며, 두 인덕터의 입력단 사이에는 병렬로 연결된 다수의 커패시터(131, 132)를 포함할 수 있다.

상기 커패시터(131, 132)의 커패시턴스는 각각 C₁ 및 C₂이며, 커패시터의 구조, 사이즈 및 유전체가 동일하다면 C₁ = C₂일 것이다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나의 사시도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나(300)는 제 1 안테나(110) 및 제 2 안테나(120)를 포함할 수 있으나, 커패시터(140)가 안테나에 탈착식으로 고정될 수 있는 점이 도 1에 도시된 플라즈마 안테나(100)와 상이할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 커패시터(140)는, 기둥형으로 형성되고 제 1 RF 피드(1101)와 중심축이 일치하도록 배치되는 제 1 전도체(1401), 상기 제 1 전도체를 둘러싸는 중공형 기둥으로 형성되고 제 2 RF 피드(1201)와 중심축이 일치하도록 배치되는 제 2 전도체(1402), 및 상기 제 1 전도체와 상기 제 2 전도체 사이에 구비되는 유전체(1403)를 포함할 수 있다.

상기 제 1 전도체(1401)는 상기 제 1 RF 피드(1101)와 밑면의 모양 및 크기가 동일할 수 있으며, 상기 제 2 전도체(1402)는 상기 제 2 RF 피드(1201)와 밑면의 모양 및 크기가 동일할 수 있다.

상기 커패시터(140)는 제 1 및 제 2 안테나(110, 120)와 별도로 제작되어 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나 중 적어도 하나에 조립될 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나(300)의 조립 부위를 예시적으로 나타내는 확대도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 커패시터(140)는 제 1 안테나(110)에 탈착되도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 상기 커패시터(140)는 제 1 전도체(1401)의 일단으로부터 돌출된 돌출부(1404)를 포함할 수 있으며, 상기 제 1 RF 피드(1101)는 일단에 상기 돌출부를 수용하는 함몰부(1103)를 포함할 수 있다. 상기 돌출부(1404)와 상기 함몰부(1103)는 상보적으로 형성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 돌출부(1404)가 상기 함몰부(1103)에 삽입되면, 돌출부와 함몰부는 억지 끼워맞춤식(interference fit)으로 결합되어, 커패시터(140)와 제 1 안테나(110) 간의 결합력이 향상될 수 있다.

도시되지는 않았으나, 상기 제 1 전도체(1401)는 타단에 제 1 RF 피드의 함몰부(1103)와 동일한 함몰부를 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 전도체(1401)의 타단에 구비된 함몰부는 또 다른 커패시터의 돌출부(1404)를 수용할 수 있어, 상기 플라즈마 안테나(300)는 둘 이상의 커패시터가 연결될 수도 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 안테나(300)의 조립 부위를 예시적으로 나타내는 확대도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 커패시터(140)는 제 2 안테나(120)에 탈착되도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 상기 커패시터(140)는 제 2 전도체(1402)에 연결된 고정장치(1405)를 포함할 수 있다. 상기 고정장치(1405)는 힌지와 같은 연결장치(1406)에 의해 제 2 전도체(1402)의 외측에 설치될 수 있으나, 상기 연결장치는 힌지로 제한되지 않고 실시예에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 상기 고정장치(1405)는 홈(1407)을 포함할 수 있다.

상기 제 2 RF 피드(1201)는 외측에 돌기(1203)를 포함할 수 있다. 상기 돌기(1203)와 상기 홈(1407)은 상보적으로 형성될 수 있다.

도 10 내지 도 12는 도 9에 도시된 플라즈마 안테나(300)의 조립 과정을 설명하는 측면도이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 커패시터(140)는 제 1 RF 피드(1101) 및 제 2 RF 피드(1201)와 중심축이 일치하도록 배치될 수 있다. 커패시터(140)가 제 1 및 제 2 RF 피드(1101, 1201)와 중심축이 일치하도록 배열되면, 상기 커패시터(140)의 제 1 전도체(1401)는 제 1 안테나(110)의 제 1 RF 피드(1101)와 접촉하게 되며, 상기 커패시터(140)의 제 2 전도체(1402)는 제 2 안테나(120)의 제 2 RF 피드(1201)와 접촉하게 된다.

그리고 나서, 도 11에 도시된 바와 같이, 커패시터(140)의 고정장치(1405)가 제 2 안테나(120)의 돌기(1203)를 향해 이동할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 고정장치(1405)가 연결장치(1406)에 의해 제 2 전도체(1402)에 연결된 경우, 연결부위를 중심으로 상기 고정장치(1405)가 회전이동할 수 있다.

그리고 나서, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 돌기(1203)가 고정장치(1405)에 형성된 홈(1407)에 삽입되어, 커패시터(140)와 안테나가 고정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 돌기(1203)와 홈(1407)은 억지 끼워맞춤식(interference fit)으로 고정되어, 커패시터(140)와 제 2 안테나(120) 간의 결합력이 향상될 수 있다.

도 10 내지 도 12에 도시된 플라즈마 안테나(300)는, 고정장치(1405)와 돌기(1203)를 두 세트 포함하는 것으로 도시되었으나, 고정장치와 돌기의 개수는 이에 제한되지 않고 하나, 셋 또는 그 이상일 수도 있다.

도시되지는 않았으나, 상기 제 2 전도체(1402)도 제 2 RF 피드의 돌기(1203)와 동일한 형상의 돌기를 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 전도체(1402)에 구비된 돌기는 또 다른 커패시터의 고정장치(1405)와 맞물려, 상기 플라즈마 안테나(300)는 둘 이상의 커패시터가 연결될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 안테나(300)는 도 8에 도시된 조립 구조와 도 9 내지 도 12에 도시된 조립 구조를 함께 포함할 수도 있다. 다시 말해, 상기 커패시터(140)는 제 1 안테나(110)와 제 2 안테나(120) 둘 모두에 탈착식으로 결합될 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 나타내는 도면이다.

도 13에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 발생 장치(400)는 RF 전원(21), 플라즈마 챔버(23) 및 플라즈마 안테나를 포함할 수 있다. 상기 플라즈마 발생 장치(400)는 전술한 플라즈마 안테나(100, 200, 300)를 포함하여 플라즈마 챔버(23)에 플라즈마를 생성할 수 있다.

상기 RF 전원(21)은 RF 신호를 제공할 수 있다. 상기 플라즈마 챔버(23)는 내부에 가스가 주입되어 플라즈마가 생성될 수 있다. 상기 플라즈마 안테나(100)는 상기 플라즈마 챔버(23)에 설치되고, 상기 RF 신호를 인가받아 플라즈마 챔버(23)에 전자장을 유도할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 RF 전원(21)은 RF 신호를 생성하여 플라즈마 안테나(100)로 전송할 수 있다. 상기 RF 전원(21)은 RF 신호를 통해 플라즈마 챔버(23)에 고주파 전력을 전달할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 RF 전원(21)은 정현파 형태의 RF 신호를 생성하여 출력할 수 있으나, 상기 RF 신호는 이에 제한되지 않고 구형파, 삼각파, 톱니파, 펄스 파형 등 다양한 파형을 가질 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 챔버(23)는 가스를 주입받고, 주입된 가스로부터 플라즈마를 생성할 수 있다. 상기 플라즈마 챔버(23)는 RF 신호를 통해 전달되는 고주파 전력을 이용하여 챔버에 주입되는 가스를 플라즈마 상태로 변화시킬 수 있다.

일 실시예에 따르면, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 안테나(100)는 플라즈마 챔버(23)의 상부에 설치될 수 있으나, 플라즈마 안테나(100)의 설치 위치는 이에 제한되지 않고, 플라즈마 챔버(23)의 측면에 설치될 수도 있다.

상기 플라즈마 안테나(100)는 복수의 안테나로 구성된 듀얼 안테나일 수 있다. 예를 들어, 상기 플라즈마 안테나(100)는 RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 1 안테나(110), 상기 RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 2 안테나(120), 및 상기 제 1 안테나(110)의 입력단과 상기 제 2 안테나(120)의 입력단 사이에 연결된 커패시터(130)를 포함할 수 있다.

상기 제 1 안테나(110)와 상기 제 2 안테나(120)는 서로 유도 결합될 수 있다. 다시 말해, 상기 제 1 안테나(110)에 의하여 유도된 자기장과 상기 제 2 안테나(120)에 의해 유도된 자기장은 서로 영향을 미치도록 구성될 수 있다. 그 결과, 상기 제 1 안테나(110)와 상기 제 2 안테나(120)는 상호 인덕턴스 M을 가질 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제 1 안테나(110)와 상기 제 2 안테나(120)는 RF 전원(21)에 병렬로 연결될 수 있다.

상기 제 1 안테나(110)는, RF 전원(21)으로부터 RF 신호를 인가받고 기둥형으로 형성된 제 1 RF 피드(1101), 및 상기 제 1 RF 피드에 연결된 제 1 코일(1102)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 안테나(120)는 RF 전원(21)으로부터 RF 신호를 인가받고 상기 제 1 RF 피드(1101)를 둘러싸는 중공형 기둥으로 형성된 제 2 RF 피드(1201), 및 상기 제 2 RF 피드에 연결된 제 2 코일(1202)을 포함할 수 있다.

상기 플라즈마 안테나(100)는 제 1 안테나(110)의 입력단과 제 2 안테나(120)의 입력단 사이에 커패시터(130)를 포함할 수 있다. 상기 커패시터(130)는 제 1 RF 피드(1101), 제 2 RF 피드(1201), 및 상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드 사이에 구비된 유전체(1301)로 구성될 수 있다. 상기 유전체(1301)는 테플론, 울템(ULTEM), PEEK(Polyetheretherketone) 및 세라믹 중 하나일 수 있다.

이 실시예에 따르면, 상기 커패시터(130)는 제 1 안테나(110) 및 제 2 안테나(120)와 일체형으로 형성될 수 있으나, 다른 실시예에 따르면, 상기 커패시터는 제 1 안테나 및 제 2 안테나와 개별적으로 형성될 수도 있다.

예를 들어, 상기 커패시터(140)는, 기둥형으로 형성되고 상기 제 1 RF 피드(1101)와 중심축이 일치하도록 배치되는 제 1 전도체(1401), 상기 제 1 전도체를 둘러싸는 중공형 기둥으로 형성되고 상기 제 2 RF 피드(1201)와 중심축이 일치하도록 배치되는 제 2 전도체(1402), 및 상기 제 1 전도체(1401)와 상기 제 2 전도체(1402) 사이에 구비되는 유전체(1403)를 포함할 수 있다.

상기 커패시터(140)는 제 1 안테나(110) 및 제 2 안테나(120) 중 적어도 하나에 탈착식으로 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 발생 장치(400)는 임피던스 매칭기(22)를 더 포함할 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 임피던스 매칭기(22)는 RF 전원(21)과 플라즈마 안테나(100) 사이에 연결될 수 있다. 상기 임피던스 매칭기(22)는 RF 전원(21)의 출력단에서 바라본 출력 임피던스와 플라즈마 안테나(100)의 입력단에서 바라본 입력 임피던스를 매칭시켜, RF 전원(21)으로부터 출력된 고주파 전력의 손실을 최소화시키고 챔버에 최대의 전력이 전달되도록 할 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치(400)의 회로도이다.

도 14에 도시된 바와 같이, 제 1 안테나(110)와 제 2 안테나(120)가 유도 결합되어 한쪽 안테나에서 만들어진 자기장이 다른 쪽 안테나에서 만들어진 자기장에 영향을 미치는 경우, 두 안테나는 상호 인덕턴스 M을 가질 수 있다.

도 14에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 발생 장치(400)가 임피던스 매칭기(22)를 포함하는 경우, 상기 임피던스 매칭기(22)는 두 개의 출력 포트를 가질 수 있으며, 이 중 하나는 제 1 안테나(110)의 입력단과 연결되고 다른 하나는 제 2 안테나(120)의 입력단과 연결될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 안테나(110)의 입력단과 상기 제 2 안테나(120)의 입력단 사이에는 커패시터(130)가 연결될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 커패시터(130)가 제 1 및 제 2 안테나(110, 120)의 입력단 사이에 구비됨으로써, 듀얼 안테나를 구성하는 두 안테나 간의 전기적 커플링을 향상시킬 수 있다.

제 1 안테나(110)와 제 2 안테나(120)가 유도 결합되어 서로 간의 자기장의 세기 및 분포에 영향을 미치는 경우, 상기 커패시터(130)는 두 안테나 간의 상호 인덕턴스 M이 1이 되도록 하여 플라즈마 챔버(23)에 걸쳐 자기장이 균일하게 분포하도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 커패시터(130)가 제 1 및 제 2 안테나(110), 120)의 입력단 사이에 구비됨으로써, 플라즈마 안테나(100)의 임피던스가 변경될 수 있으며, 두 안테나로 흐르는 전류가 균형을 이룰 수 있다.

예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 안테나(110)의 코일 직경과 제 2 안테나(120)의 코일 직경이 서로 상이하여 두 안테나의 임피던스가 서로 상이한 경우에도, 상기 커패시터(130)는 안테나의 임피던스를 변경하여 두 안테나에 동일한 크기의 전류가 흐르도록 할 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 포함하는 기판 처리 장치의 단면도이다.

도 15에 도시된 바와 같이, 상기 기판 처리 장치(10)는 플라즈마 챔버(23), 기판 지지 유닛(500), 가스 공급 유닛(600) 및 플라즈마 소스 유닛(700)을 포함할 수 있다. 플라즈마 챔버(23)는 플라즈마 처리가 수행되는 공간을 제공할 수 있다. 기판 지지 유닛(500)은 플라즈마 챔버(23) 내부에서 기판(W)을 지지할 수 있다. 가스 공급 유닛(300)은 플라즈마 챔버(23) 내부로 공정 가스를 공급할 수 있다. 플라즈마 소스 유닛(400)은 플라즈마 챔버(23) 내부에 전자기파를 제공하여 공정 가스로부터 플라즈마를 생성할 수 있다.

상기 플라즈마 챔버(23)는 챔버 바디(231)와 유전체 커버(232)를 포함할 수 있다. 챔버 바디(231)는 상면이 개방되고, 내부에 공간이 형성될 수 있다. 챔버 바디(231)의 바닥벽에는 배기홀(233)이 형성될 수 있다. 배기홀(233)은 배기 라인(234)과 연결될 수 있어, 챔버 바디(231) 내부에 머무르는 가스와 공정 과정에서 발생한 반응 부산물이 외부로 배출되는 통로를 제공할 수 있다. 배기홀(233)은 챔버 바디(231)의 바닥벽 가장자리 영역에 복수 개 형성될 수 있다.

유전체 커버(232)는 챔버 바디(231)의 개방된 상면을 밀폐할 수 있다. 유전체 커버(232)는 챔버 바디(231) 둘레에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 유전체 커버(232)는 유전물질로 제공될 수 있다. 유전체 커버(232)는 알루미늄 재질로 제공될 수도 있다. 유전체 커버(232)와 챔버 바디(231)에 의해 에워싸지는 공간은 플라즈마 처리 공정이 수행되는 처리 공간(240)으로 제공될 수 있다.

기판 지지 유닛(500)은 처리 공간(240)에 위치하며, 기판(W)을 지지할 수 있다. 기판 지지 유닛(500)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 고정하거나, 기계적인 클램핑 방식으로 기판(W)을 지지할 수 있다. 이하, 기판 지지 유닛(500)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 고정하는 방식을 예를 들어 설명한다.

기판 지지 유닛(500)은 정전척(510), 히터(530), 포커스 링(540), 절연판(550), 접지판(560), 하우징(570), 그리고 리프트 핀 유닛(580)을 포함할 수 있다.

정전척(510)은 원판 형상으로 제공될 수 있다. 정전척(510)의 상면은 기판(W)에 상응하거나, 기판(W)보다 작은 반경을 가질 수 있다. 정전척(510)의 상면에는 돌출부(511)들이 형성될 수 있다. 기판(W)은 돌출부(511)들에 지지되며, 정전척(510)의 상면과 소정 간격 이격될 수 있다. 정전척(510)은 하부 영역이 상부 영역보다 큰 반경을 갖도록 측면이 단차질 수도 있다.

정전척(510)은 전극을 포함할 수 있다. 전극은 두께가 얇은 전도성 재질의 원판으로 제공될 수 있으며, 케이블을 통해 외부 전원과 연결될 수 있다. 외부 전원에서 인가된 전력은 전극과 기판(W) 사이에 정전기력을 형성하여 기판(W)을 정전척(510)의 상면에 고정시킬 수 있다.

히터(530)는 정전척(510) 내부에 제공될 수 있다. 히터(530)는 전극의 하부에 제공될 수 있다. 히터(530)는 케이블(531)을 통해 외부 전원과 연결될 수 있다. 히터(530)는 외부 전원에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킬 수 있다. 발생된 열은 정전척(510)을 거쳐 기판(W)으로 전달되며, 기판(W)을 소정 온도로 가열할 수 있다. 히터(530)는 나선 형상의 코일로 제공되며, 균일한 간격으로 정전척(510) 내부에 매설될 수 있다.

포커스 링(540)은 링 형상으로 제공되며, 정전척(510)의 상부 영역 둘레를 따라 배치될 수 있다. 포커스 링(540)의 상면은 정전척(510)에 인접한 내측부가 외측부보다 낮도록 단차질 수 있다. 포커스 링(540)의 상면 내측부는 정전척(510)의 상면과 동일 높이에 위치할 수 있다. 포커스 링(540)은 플라즈마가 형성되는 영역의 중심에 기판(W)이 위치하도록 전자기장 형성 영역을 확장시킬 수 있다. 이에 의해, 기판 전체 영역에 걸쳐 플라즈마가 균일하게 형성될 수 있다.

절연판(550)은 정전척(510)의 하부에 위치하며, 정전척(510)을 지지할 수 있다. 절연판(550)은 소정 두께를 갖는 원판으로, 정전척(510)에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 절연판(550)은 절연 재질로 제공될 수 있다. 절연판(550)은 케이블(551)을 통해 RF 전원(미도시)과 연결될 수 있다. 케이블(551)을 통해 절연판(550)에 인가된 RF 전류는 기판 지지 유닛(500)과 유전체 커버(232) 사이에 전자기장을 형성할 수 있다. 전자기장은 플라즈마를 생성하는 에너지로 제공될 수 있다.

절연판(550)에는 냉각 유로(512)가 형성될 수 있다. 냉각 유로(512)는 히터(520)의 하부에 형성될 수 있다. 냉각 유로(512)는 냉각 유체가 순환하는 통로를 제공할 수 있다. 냉각 유체의 열은 정전척(510)과 기판(W)으로 전달되며, 가열된 정전척(510)과 기판(W)을 신속하게 냉각할 수 있다. 냉각 유로(512)는 나선 형상으로 형성될 수 있다. 이와 달리, 냉각 유로(512)는 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수도 있다. 각각의 유로들은 서로 연통될 수 있다. 이와 달리, 냉각 유로(512)는 접지판(560)에 형성될 수 있다.

접지판(560)은 절연판(550)의 하부에 위치할 수 있다. 접지판(560)은 소정 두께를 갖는 원판으로, 절연판(550)에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 접지판(560)은 접지될 수 있다. 접지판(560)은 절연판(550)과 챔버 바디(231)를 전기적으로 절연시킬 수 있다.

정전척(510), 절연판(550), 그리고 접지판(560)에는 핀 홀(501)과 퍼지 가스 공급홀(502)이 형성될 수 있다. 핀 홀(501)은 정전척(510)의 상면으로부터 접지판(560)의 하면으로 제공될 수 있다. 핀 홀(510)은 복수 개 형성될 수 있으며, 내부에 리프트 핀(581)이 각각 위치할 수 있다.

퍼지 가스 공급홀(502)은 복수 개 형성될 수 있으며, 정전척(510)의 상면으로부터 접지판(560)의 하면으로 제공될 수 있다. 퍼지 가스 공급홀(502)은 퍼지 가스 공급 라인(503)과 연결되어, 퍼지 가스가 공급되는 유로로 제공될 수 있다. 퍼지 가스는 기판(W)과 정전척(510)의 상면 사이 공간으로 공급될 수 있다. 기판(W)과 정전척(510) 사이에 머무르는 퍼지 가스는 정전척(510)에서 기판(W)으로 열 전달 효율을 향상시킬 수 있다. 퍼지 가스는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 퍼지 가스는 헬륨(He) 가스일 수 있다.

하우징(570)은 접지판(560)의 하부에 위치하며, 접지판(560)을 지지할 수 있다. 하우징(570)은 소정 높이를 갖는 원통으로, 내부에 공간이 형성될 수 있다. 하우징(570)은 접지판(560)에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 하우징(570)의 내부에는 각종 케이블(503, 531, 551)들과 리프트 핀 유닛(580)이 위치할 수 있다.

리프트 핀 유닛(580)은 정전척(510)에 기판(W)을 로딩하거나, 정전척(510)으로부터 기판(W)을 언로딩할 수 있다. 리프트 핀 유닛(580)은 리프트 핀(581), 지지판(582), 그리고 구동부(583)를 포함할 수 있다. 리프트 핀(581)은 복수 개 제공될 수 있으며, 핀 홀(501)들에 각각 위치할 수 있다. 리프트 핀(581)들은 핀 홀(501)들을 따라 상하방향으로 이동할 수 있으며, 기판(W)을 로딩 및 언로딩할 수 있다.

지지판(582)은 하우징(570)의 내부에 위치하며, 리프트 핀(581)들을 지지할 수 있다. 구동부(583)는 지지판(582)을 승강시킬 수 있다. 구동부(583)의 구동으로 지지판(582)은 상하방향으로 이동할 수 있으며, 이에 의해 리프트 핀(581)들은 핀 홀(501)들을 따라 이동할 수 있다.

접지판(560)과 지지판(582) 사이에는 벨로우즈(584)가 제공될 수 있다. 벨로우즈(584)는 하우징(570) 내에 위치하는 리프트 핀(581) 영역을 에워쌀 수 있다. 벨로우즈(584)는 지지판(582)의 승강에 따라 수축 및 팽창할 수 있다.

배플(590)은 챔버(23) 내에서 공정가스의 흐름을 제어할 수 있다. 배플(590)은 링 형상으로 제공될 수 있으며, 챔버(231)와 기판 지지 유닛(500) 사이에 위치할 수 있다. 배플(590)에는 분배홀(591)들이 형성될 수 있다. 챔버(23) 내에 머무르는 공정가스는 분배홀(591)들을 통과하여 배기홀(233)에 유입될 수 있다. 분배홀(591)들의 형상 및 배열에 따라 배기홀(233)로 유입되는 공정 가스의 흐름이 제어될 수 있다.

가스 공급 유닛(600)은 챔버(23) 내부에 공정 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급 유닛(600)은 노즐(610), 가스 저장부(620), 그리고 가스 공급 라인(630)을 포함할 수 있다.

노즐(610)은 유전체 커버(232)에 장착될 수 있다. 노즐(610)은 유전체 커버(232)의 중심영역에 위치할 수 있다. 노즐(610)은 가스 공급 라인(630)을 통해 가스 저장부(620)와 연결될 수 있다. 가스 공급 라인(630)에는 밸브(640)가 설치될 수 있다. 밸브(640)는 가스 공급 라인(630)을 개폐하고, 공정 가스의 공급 유량을 조절할 수 있다. 가스 저장부(620)에 저장된 공정 가스는 가스 공급 라인(630)을 통해 노즐(610)에 공급되고, 노즐(610)로부터 챔버(23) 내부로 분사될 수 있다. 노즐(610)은 주로 처리 공간(240)의 중앙 영역으로 공정 가스를 공급할 수 있다. 이와 달리, 가스 공급 유닛(600)은 챔버 바디(231)의 측벽에 장착된 노즐(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 이 노즐은 처리 공간(240)의 가장 자리 영역으로 공정 가스를 공급할 수 있다.

플라즈마 소스 유닛(700)은 공정 가스로부터 플라즈마를 생성할 수 있다. 플라즈마 소스 유닛(700)은 안테나(100) 그리고 전원(21)을 포함할 수 있다.

안테나(100)는 챔버(23)의 상부에 제공될 수 있다. 안테나(100)는 나선 형상의 코일로 제공될 수 있다. 전원(21)은 케이블을 통해 안테나(100)와 연결될 수 있으며, 고주파 전력을 안테나(100)에 인가할 수 있다. 고주파 전력의 인가로 안테나(100)에서는 전자기파가 발생할 수 있다. 전자기파는 안테나(100)를 중심으로 방사상으로 발생할 수 있다. 전자기파는 챔버(23) 내부로 제공될 수 있다. 챔버(23) 내부로 제공된 전자기파는 챔버(23) 내부에 유도 전기장을 형성할 수 있다. 공정 가스는 유도 전기장으로부터 이온화에 필요한 에너지를 얻어 플라즈마로 변환될 수 있다. 플라즈마는 기판(W)에 제공되어, 에칭 또는 식각 공정에 이용될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 플라즈마 안테나 110: 제 1 안테나
120: 제 2 안테나 130: 커패시터
1101: 제 1 RF 피드 1102: 제 1 코일
1201: 제 2 RF 피드 1202: 제 2 코일
1301: 유전체 400: 플라즈마 발생 장치
21: RF 전원 22: 임피던스 매칭기
23: 플라즈마 챔버

Claims

RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 1 안테나;
상기 RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 2 안테나; 및
상기 제 1 안테나의 입력단과 상기 제 2 안테나의 입력단 사이에 연결된 커패시터;
를 포함하는 플라즈마 안테나.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 안테나는, 상기 RF 신호를 인가받고 기둥형으로 형성된 제 1 RF 피드, 및 상기 제 1 RF 피드에 연결된 제 1 코일을 포함하고,
상기 제 2 안테나는, 상기 RF 신호를 인가받고 상기 제 1 RF 피드를 둘러싸는 중공형 기둥으로 형성된 제 2 RF 피드, 및 상기 제 2 RF 피드에 연결된 제 2 코일을 포함하는 플라즈마 안테나.
제 2 항에 있어서,
상기 커패시터는 상기 제 1 RF 피드, 상기 제 2 RF 피드, 및 상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드 사이에 구비된 유전체로 구성되는 플라즈마 안테나.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 RF 피드는 원기둥 형상을 가지며,
상기 제 2 RF 피드는 상기 원기둥을 둘러싸는 중공형 원기둥 형상을 갖는 플라즈마 안테나.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드는 중심축이 서로 일치하도록 배치되는 플라즈마 안테나.
제 3 항에 있어서,
상기 유전체는 폴리머 또는 금속 산화물을 포함하는 플라즈마 안테나.
제 6 항에 있어서,
상기 폴리머는 테플론, 울템(ULTEM) 또는 PEEK(Polyetheretherketone)을 포함하는 플라즈마 안테나.
제 6 항에 있어서,
상기 금속 산화물은 세라믹을 포함하는 플라즈마 안테나.
제 8 항에 있어서,
상기 세라믹은 Al₂O₃ 또는 ZnO를 포함하는 플라즈마 안테나.
제 2 항에 있어서,
상기 플라즈마 안테나는, 상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드의 종축을 따라 다수의 커패시터를 포함하는 플라즈마 안테나.
제 10 항에 있어서,
상기 다수의 커패시터는, 상기 제 1 RF 피드, 상기 제 2 RF 피드, 및 상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드 사이에 구비된 다수의 유전체로 구성되는 플라즈마 안테나.
제 11 항에 있어서,
상기 다수의 유전체는 상기 종축을 따라 기 결정된 간격만큼 서로 이격되어 구비되는 플라즈마 안테나.
제 11 항에 있어서,
상기 다수의 유전체는 서로 상이한 물질인 플라즈마 안테나.
제 2 항에 있어서,
상기 커패시터는:
기둥형으로 형성되고, 상기 제 1 RF 피드와 중심축이 일치하도록 배치되는 제 1 전도체;
상기 제 1 전도체를 둘러싸는 중공형 기둥으로 형성되고, 상기 제 2 RF 피드와 중심축이 일치하도록 배치되는 제 2 전도체; 및
상기 제 1 전도체와 상기 제 2 전도체 사이에 구비되는 유전체;
를 포함하는 플라즈마 안테나.
제 14 항에 있어서,
상기 커패시터는, 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나 중 적어도 하나에 탈착되는 플라즈마 안테나.
RF 신호를 제공하는 RF 전원;
가스가 주입되어 플라즈마가 생성되는 플라즈마 챔버; 및
상기 플라즈마 챔버에 설치되고, 상기 RF 신호를 인가받아 상기 플라즈마 챔버에 전자장을 유도하는 플라즈마 안테나;
를 포함하고, 상기 플라즈마 안테나는:
상기 RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 1 안테나;
상기 RF 신호를 이용하여 전자장을 유도하는 제 2 안테나; 및
상기 제 1 안테나의 입력단과 상기 제 2 안테나의 입력단 사이에 연결된 커패시터;
를 포함하는 플라즈마 발생 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 플라즈마 안테나는 상기 플라즈마 챔버의 상부에 설치되는 플라즈마 발생 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 제 1 안테나와 상기 제 2 안테나는 유도 결합된 플라즈마 발생 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 제 1 안테나와 상기 제 2 안테나는 병렬로 연결된 플라즈마 발생 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 제 1 안테나는, 상기 RF 신호를 인가받고 기둥형으로 형성된 제 1 RF 피드, 및 상기 제 1 RF 피드에 연결된 제 1 코일을 포함하고,
상기 제 2 안테나는, 상기 RF 신호를 인가받고 상기 제 1 RF 피드를 둘러싸는 중공형 기둥으로 형성된 제 2 RF 피드, 및 상기 제 2 RF 피드에 연결된 제 2 코일을 포함하는 플라즈마 발생 장치.
제 20 항에 있어서,
상기 커패시터는 상기 제 1 RF 피드, 상기 제 2 RF 피드, 및 상기 제 1 RF 피드와 상기 제 2 RF 피드 사이에 구비된 유전체로 구성되는 플라즈마 발생 장치.
제 21 항에 있어서,
상기 유전체는 폴리머 또는 금속 산화물을 포함하는 플라즈마 발생 장치.
제 22 항에 있어서,
상기 폴리머는 테플론, 울템(ULTEM) 또는 PEEK(Polyetheretherketone)을 포함하는 플라즈마 발생 장치.
제 22 항에 있어서,
상기 금속 산화물은 세라믹을 포함하는 플라즈마 발생 장치.
제 24 항에 있어서,
상기 세라믹은 Al₂O₃ 또는 ZnO를 포함하는 플라즈마 발생 장치.
제 20 항에 있어서,
상기 커패시터는:
기둥형으로 형성되고, 상기 제 1 RF 피드와 중심축이 일치하도록 배치되는 제 1 전도체;
상기 제 1 전도체를 둘러싸는 중공형 기둥으로 형성되고, 상기 제 2 RF 피드와 중심축이 일치하도록 배치되는 제 2 전도체; 및
상기 제 1 전도체와 상기 제 2 전도체 사이에 구비되는 유전체;
를 포함하는 플라즈마 발생 장치.
제 26 항에 있어서,
상기 커패시터는, 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나 중 적어도 하나에 탈착되는 플라즈마 발생 장치.