KR20160130959A - 플러그인 방식의 무선 주파수 발생기 모듈을 갖는 원격 플라즈마 발생기 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 원격 플라즈마 발생기는 공정 챔버의 외부에서 플라즈마를 발생하여 원격으로 활성가스를 상기 공정챔버로 공급하는 원격 플라즈마 발생기에 있어서, 상기 원격 플라즈마 발생기는 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 반응기 모듈; 상기 플라즈마 반응기 모듈로 무선 주파수 전력을 공급하고, 상기 플라즈마 반응기 모듈과 플러그인 방식으로 체결되는 무선주파수 발생기 모듈; 상기 플라즈마 반응기 모듈의 구동을 제어하기 위한 공정 제어 시스템; 상기 플라즈마 반응기 모듈과 상기 무선주파수 발생기 모듈을 체결하기 위한 체결부재를 포함한다. 본 발명의 원격 플라즈마 발생기는 플라즈마 반응기를 구성하는 제1 하우징과 무선 주파수 발생기를 구성하는 제2 하우징이 플러그인 방식으로 체결됨으로서 공정 챔버 주변의 복잡도를 증가시키지 않으면서도 유지 보수 효율과 설치 비용 등의 효율을 실질적으로 높일 수 있다.
Description
본 발명은 플라즈마 발생기에 관한 것으로, 구체적으로는 공정 챔버의 외부에서 플라즈마를 발생하여 활성 가스를 원격으로 공정 챔버에 공급하는 원격 플라즈마 발생기에 관한 것이다.
플라즈마 방전은 이온, 자유 래디컬, 원자, 분자를 포함하는 활성 가스를 발생하기 위한 가스 여기에 사용되고 있다. 활성 가스는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며 대표적으로 반도체 제조 공정 예들 들어, 식각, 증착, 세정, 에싱 등 다양하게 사용되고 있다.
최근, 반도체 장치의 제조를 위한 웨이퍼나 LCD 글라스 기판은 더욱 대형화 되어 가고 있다. 그럼으로 플라즈마 이온 에너지에 대한 제어 능력이 높고, 대면적의 처리 능력을 갖는 확장성이 용이한 플라즈마 소스가 요구되고 있다. 플라즈마를 이용한 반도체 제조 공정에서 원격 플라즈마의 사용은 매우 유용한 것으로 알려져 있다. 예를 들어, 공정 챔버의 세정이나 포토레지스트 스트립을 위한 에싱 공정에서 유용하게 사용되고 있다. 그런데 피처리 기판의 대형화에 따라 공정 챔버의 볼륨도 증가되고 있어서 고밀도의 활성 가스를 충분히 원격으로 공급할 수 있는 플라즈마 소스가 요구되고 있다.
원격 플라즈마 발생기(remote plasma generator)는 공정 챔버의 외부에서 플라즈마를 발생하여 활성 가스를 원격으로 공정 챔버에 공급한다. 원격 플라즈마 발생기는 플라즈마 소스 구조에 따라 그 종류가 다양하다. 예를 들어, 유도 결합 플라즈마 소스(inductively coupled plasma source), 용량 결합 플라즈마 소스(capacitively coupled plasma source), 마이크로웨이브 플라즈마 소스(microwave plasma source) 등이 원격 플라즈마 발생기에 사용되고 있다. 유도 결합 플라즈마 소스의 경우 특히 변압기를 채용한 방식을 변압기 결합 플라즈마 소스(transformer coupled plasma)라 한다. 변압기 결합 플라즈마 소스(transformer coupled plasma source)를 사용한 원격 플라즈마 발생기는 토로이달 구조의 플라즈마 챔버 몸체에 일차 권선 코일을 갖는 마그네틱 코어가 장착된 구조를 갖는다.
원격 플라즈마 발생기는 플라즈마를 발생하는 플라즈마 반응기(plasma reactor)와 무선 주파수를 발생하여 플라즈마 반응기로 공급하는 무선 주파수 발생기(RF generator) 그리고 이들의 동작을 제어하기 위한 컨트롤러로 구성된다. 이들 구성들은 하나의 단일 하우징에 구성되어 제공되고 있다. 단일 하우징에 구성되는 경우 유지 보수가 어렵기 때문에 일부의 경우 플라즈마 반응기와 무선선 주파수 발생기를 분리하여 구성하는 경우도 있다. 그러나 무선 주파수 발생기를 플라즈마 반응기와 분리하여 구성하는 경우 별도의 무선 주파수 전송 케이블을 사용하여 양측을 연결하여야 하기 때문에 공정 챔버 주변의 복잡도와 설치비용을 증가시키게 된다.
본 발명의 목적은 공정 챔버 주변의 복잡도를 증가시키지 않으면서도 유지 보수 효율과 설치 비용 등의 효율을 실질적으로 높일 수 있는 플러그인 방식의 무선 주파수 발생기 모듈을 갖는 원격 플라즈마 발생기를 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 플러그인 방식의 무선 주파수 발생기 모듈을 갖는 원격 플라즈마 발생기에 관한 것이다. 본 발명의 원격 플라즈마 발생기는 공정 챔버의 외부에서 플라즈마를 발생하여 원격으로 활성가스를 상기 공정챔버로 공급하는 원격 플라즈마 발생기에 있어서, 상기 원격 플라즈마 발생기는 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 반응기 모듈; 상기 플라즈마 반응기 모듈로 무선 주파수 전력을 공급하고, 상기 플라즈마 반응기 모듈과 플러그인 방식으로 체결되는 무선주파수 발생기 모듈; 상기 플라즈마 반응기 모듈의 구동을 제어하기 위한 공정 제어 시스템; 및 상기 플라즈마 반응기 모듈과 상기 무선주파수 발생기 모듈을 체결하기 위한 체결부재를 포함하고, 상기 플라즈마 반응기 모듈은 토로이달 구조의 플라즈마 챔버; 상기 플라즈마 챔버 내에 플라즈마를 발생시키기 위한 마그네틱 코어와 일차 권선 코일을 포함하는 플라즈마 소스; 상기 플라즈마 챔버와 상기 플라즈마 소스 및 상기 플라즈마를 발생시키기 위한 점화회로가 탑재되고, 상기 플라즈마 챔버와 연결되는 가스 입구, 가스 출구를 포함하며 복수 개의 체결고리가 구비되는 제1 하우징; 상기 제1 하우징에 구비되고, 상기 일차 권선 코일과 상기 점화회로에 전기적으로 연결되는 제1 무선 주파수 커넥터; 상기 제1 하우징에 구비되고, 상기 공정 제어 시스템과 제3 신호 커넥터를 통해 연결되어 상기 점화회로를 제어하기 위한 컨트롤러; 상기 제1 하우징에 구비되고, 상기 컨트롤러에 전기적으로 연결되는 제1 신호 커넥터; 및 상기 플라즈마 반응기 모듈의 냉각채널과 연결되도록 상기 제1 하우징에 구비되는 제1 냉매포트를 포함하며, 상기 무선주파수 발생기 모듈은 상기 플라즈마 소스로 무선 주파수 전력을 공급하기 위한 무선 주파수 발생기 회로; 상기 무선 주파수 발생기 회로가 탑재되고, 상기 제1 하우징의 상기 복수 개의 체결고리와 체결되도록 복수 개의 체결부재가 구비되는 제2 하우징; 상기 제2 하우징에 구비되고, 상기 일차 권선 코일과 상기 점화회로에 상기 무선 주파수 발생기 회로에서 발생된 무선 주파수 신호를 전달하기 위하여 상기 제1 무선 주파수 커넥터와 연결되는 제2 무선 주파수 커넥터; 상기 제2 하우징에 구비되고, 상기 무선 주파수 발생기 회로에서 측정된 정보를 상기 컨트롤러에 제공하기 위하여 상기 제1 신호 커넥터와 연결되는 제2 신호 커넥터; 및 상기 무선 주파수 발생기 모듈의 냉각채널과 연결되도록 상기 제2 하우징에 구비되는 제2 냉매포트를 포함하고, 상기 제1 및 제2 무선 주파수 커넥터의 연결 및 상기 제1 및 제2 신호 커넥터 연결 중 적어도 하나는 플러그인 방식으로 직접연결된다.
본 발명의 원격 플라즈마 발생기는 공정 챔버의 외부에서 플라즈마를 발생하여 원격으로 활성가스를 상기 공정챔버로 공급하는 원격 플라즈마 발생기에 있어서, 상기 원격 플라즈마 발생기는 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 반응기 모듈; 상기 플라즈마 반응기 모듈로 무선 주파수 전력을 공급하고, 상기 플라즈마 반응기 모듈과 플러그인 방식으로 체결되는 무선주파수 발생기 모듈; 상기 플라즈마 반응기 모듈의 구동을 제어하기 위한 공정 제어 시스템; 및 상기 플라즈마 반응기 모듈과 상기 무선주파수 발생기 모듈을 체결하기 위한 체결부재를 포함하고, 상기 플라즈마 반응기 모듈은 토로이달 구조의 플라즈마 챔버; 상기 플라즈마 챔버 내에 플라즈마를 발생시키기 위한 마그네틱 코어와 일차 권선 코일을 포함하는 플라즈마 소스; 상기 플라즈마 챔버와 상기 플라즈마 소스 및 상기 플라즈마를 발생시키기 위한 점화회로가 탑재되고, 상기 플라즈마 챔버와 연결되는 가스 입구, 가스 출구를 포함하며 복수 개의 체결고리가 구비되는 제1 하우징; 상기 제1 하우징에 구비되며 상기 일차 권선 코일과 상기 점화회로에 전기적으로 연결되는 제1 무선 주파수 커넥터; 상기 제1 하우징에 구비되어 상기 점화회로와 전기적으로 연결되는 제1 신호 커넥터; 및 상기 플라즈마 반응기 모듈의 냉각채널과 연결되도록 상기 제1 하우징에 구비되는 제1 냉매포트;를 포함하며, 상기 무선주파수 발생기 모듈은 상기 플라즈마 소스로 무선 주파수 전력을 공급하기 위한 무선 주파수 발생기 회로; 상기 무선 주파수 발생기 회로가 탑재되고, 상기 제1 하우징의 상기 복수 개의 체결고리와 체결되도록 복수 개의 체결부재가 구비되는 제2 하우징; 상기 제2 하우징에 구비되고, 상기 공정 제어 시스템과 상기 무선 주파수 발생기 회로에 연결되는 컨트롤러; 상기 제2 하우징에 구비되고, 상기 일차 권선 코일과 상기 점화회로에 상기 무선 주파수 발생기 회로에서 발생된 무선 주파수 신호를 전달하기 위하여 상기 제1 무선 주파수 커넥터와 연결되는 제2 무선 주파수 커넥터; 상기 제2 하우징에 구비되고, 상기 컨트롤러와 연결되어 상기 점화회로를 제어하기 위하여 제1 신호 커넥터와 연결되는 제2 신호 커넥터; 및 상기 무선 주파수 발생기 모듈의 냉각채널과 연결되도록 상기 제2 하우징에 구비되는 제2 냉매포트를 포함하고, 상기 제1 및 제2 무선 주파수 커넥터의 연결 및 상기 제1 및 제2 신호 커넥터의 연결 중 적어도 하나는 플러그인 방식으로 직접연결된다.
본 발명의 원격 플라즈마 발생기는 공정 챔버의 외부에서 플라즈마를 발생하여 원격으로 활성가스를 상기 공정챔버로 공급하는 원격 플라즈마 발생기에 있어서, 상기 원격 플라즈마 발생기는 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 반응기 모듈; 상기 플라즈마 반응기 모듈로 무선 주파수 전력을 공급하고, 상기 플라즈마 반응기 모듈과 플러그인 방식으로 체결되는 무선주파수 발생기 모듈; 상기 플라즈마 반응기 모듈의 구동을 제어하기 위한 공정 제어 시스템; 상기 공정 제어 시스템과 연결되는 컨트롤러를 포함하는 제3 하우징; 및 상기 플라즈마 반응기 모듈과 상기 무선주파수 발생기 모듈을 체결하기 위한 체결부재를 포함하고, 상기 플라즈마 반응기 모듈은 토로이달 구조의 플라즈마 챔버; 상기 플라즈마 챔버 내에 플라즈마를 발생시키기 위한 마그네틱 코어와 일차 권선 코일을 포함하는 플라즈마 소스; 상기 플라즈마 챔버와 상기 플라즈마 소스 및 상기 플라즈마를 발생시키기 위한 점화회로가 탑재되고, 상기 플라즈마 챔버와 연결되는 가스 입구, 가스 출구를 포함하며 복수 개의 체결고리가 구비되는 제1 하우징; 상기 제1 하우징에 구비되고, 상기 일차 권선 코일과 상기 점화회로에 전기적으로 연결되는 제1 무선 주파수 커넥터; 및 상기 플라즈마 반응기 모듈의 냉각채널과 연결되도록 상기 제1 하우징에 구비되는 제1 냉매포트를 포함하며, 상기 무선주파수 발생기 모듈은 상기 플라즈마 소스로 무선 주파수 전력을 공급하기 위한 무선 주파수 발생기 회로; 상기 무선 주파수 발생기 회로가 탑재되고, 상기 제1 하우징의 상기 복수 개의 체결고리와 체결되도록 복수 개의 체결부재가 구비되는 제2 하우징; 상기 제2 하우징에 구비되고, 상기 일차 권선 코일과 상기 점화회로에 상기 무선 주파수 발생기 회로에서 발생된 무선 주파수 신호를 전달하기 위하여 상기 제1 무선 주파수 커넥터와 연결되는 제2 무선 주파수 커넥터; 및 상기 무선 주파수 발생기 모듈의 냉각채널과 연결되도록 상기 제2 하우징에 구비되는 제2 냉매포트를 포함하고, 상기 제1 및 제2 무선 주파수 커넥터의 연결 및 상기 제1 및 제2 신호 커넥터의 연결 중 적어도 하나는 플러그인 방식으로 직접연결된다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징은 제1 하우징과 제2 하우징의 양측에 각각 구비되는 이동 손잡이를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 하우징은 후방 상단이 돌출된 구조로 형성되고, 상기 제2 하우징은 전방 상단이 계단구조로 이루어져 상기 제1 하우징의 돌출된 구조와 결합된다.
일 실시예에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 무선 주파수 발생기 회로로부터 제공되는 진행파와 반사파에 대한 센싱 정보에 기초하여 플라즈마의 온/오프 상태를 판단한다.
본 발명의 원격 플라즈마 발생기는 플라즈마 반응기를 구성하는 제1 하우징과 무선 주파수 발생기를 구성하는 제2 하우징이 플러그인 방식으로 체결됨으로서 공정 챔버 주변의 복잡도를 증가시키지 않으면서도 유지 보수 효율과 설치 비용 등의 효율을 실질적으로 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플러그인 방식의 원격 플라즈마 발생기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 원격 플라즈마 발생기의 분리 상태를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 1의 원격 플라즈마 발생기의 주요 구성의 연결 상태를 보여주는 블록도이다.
도 4는 일 변형예에 따른 원격 플라즈마 발생기의 주요 구성의 연결 상태를 보여주는 블록도이다.
도 5는 다른 변형예에 따른 원격 플라즈마 발생기의 주요 구성의 연결 상태를 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 원격 플라즈마 발생기의 분리 상태를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 1의 원격 플라즈마 발생기의 주요 구성의 연결 상태를 보여주는 블록도이다.
도 4는 일 변형예에 따른 원격 플라즈마 발생기의 주요 구성의 연결 상태를 보여주는 블록도이다.
도 5는 다른 변형예에 따른 원격 플라즈마 발생기의 주요 구성의 연결 상태를 보여주는 블록도이다.
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 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플러그인 방식의 원격 플라즈마 발생기의 사시도이고, 도 2는 도 1의 원격 플라즈마 발생기의 분리 상태를 보여주는 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원격 플라즈마 발생기(10)는 플라즈마 반응기 모듈(20)과 무선 주파수 발생기 모듈(30)이 별도로 구성된다. 플라즈마 반응기 모듈(20)과 무선 주파수 발생기 모듈(30)은 플러그인 방식으로 체결된다. 플라즈마 반응기 모듈(20)은 제1 하우징(21)을 구비하고 그 내부에 플라즈마 챔버(후술됨)가 탑재된다. 무선 주파수 발생기 모듈(30)은 제2 하우징(31)을 구비하고 그 내부에 무선 주파수 발생기 회로(후술됨)가 탑재된다.
제1 하우징(21)과 제2 하우징(31)은 체결 부재(36, 38)에 의해서 상호 체결된다. 제1 하우징(21)에는 복수개의 체결 고리(28)가 구비되고, 이에 대응하여 제2 하우징(31)에는 복수개의 체결 부재(36, 38)가 구비된다. 복수개의 체결 고리(28)와 체결 부재(36, 38)의 설치 위치나 개수는 변경이 가능하다. 설치시에 제1 하우징(21)과 제2 하우징(31)의 결합을 용이하게 하기 위하여 제1 하우징(21)의 후방 상단을 돌출된 구조를 갖도록 하고, 이와 대응하여 제2 하우징(31)의 전방 상단을 계단 구조를 갖도록 할 수 있다. 이와 같이 제1 하우징(21)과 제2 하우징(31)의 외형 구조는 상호 체결이 용이하도록 구조화 할 수 있다.
제1 하우징(21)의 상부에는 가스 입구(25)가 구비되고 하부에는 가스 출구(미도시)가 구비된다. 제1 하우징(21)의 전방 상부에는 디스플레이(52)를 구성하는 액정표시장치와 복수개의 상태 표시용 램프가 구비된다. 제1 하우징(21)의 전방 상부 일측에는 전원 스위치(51)가 구비된다. 제1 하우징(21)의 전방 중앙 부분에는 공정 시스템(후술됨)과 통신하기 위한 제3 신호 커넥터(24)가 구비된다. 도면에서는 보이지 않으나 제1 하우징(21)의 후면에는 무선 주파수 신호를 입력받기 위한 제1 무선 주파수 커넥터와 제어 신호 등을 입출력하기 위한 제1 신호 커넥터가 구비된다. 이와 대응된 위치에서 제2 하우징(31)의 전면에는 무선 주파수 신호를 출력하기 위한 제2 무선 주파수 커넥터(32)와 제어 신호등을 입출력하기 위한 제2 신호 커넥터(33)가 구비된다.
제1 하우징(21) 및 제2 하우징(31)에는 하우징의 이동을 위한 이동 손잡이(29, 39)가 구비된다. 제1 하우징(21) 및 제2 하우징(31)을 체결하는 경우 사용자가 이동 손잡이(29, 39)를 잡고 손쉽게 하우징을 체결할 수 있다. 또한 제1 하우징(21) 및 제2 하우징(31)을 분리하는 경우 사용자가 이동 손잡이(29, 39)를 잡고 손쉽게 하우징을 분리할 수 있다.
도 3은 도 1의 원격 플라즈마 발생기의 주요 구성의 연결 상태를 보여주는 블록도이다.
도 3을 참조하여, 플라즈마 반응기 모듈(20)은 제1 하우징(21)의 내부에는 플라즈마 챔버(40)와 플라즈마 챔버(40)에 플라즈마를 발생 시키는 플라즈마 소스가 탑재된다. 플라즈마 소스는 다양한 방식이 사용될 수 있다. 이 실시예에서는 변압기 결합 플라즈마 소스로서 플라즈마 챔버(40)에 결합되는 마그네틱 코어(42)와 이에 권선된 일차 권선 코일(43)을 갖는 변압기(41)가 구비된다. 플라즈마 챔버(40)은 토로이달 구조를 갖고 플라즈마 챔버(40) 내부의 플라즈마 방전 루프는 실질적으로 변압기(41)의 이차측을 형성한다. 플라즈마 챔버(40)는 에디 전류를 방지하기 위한 절연 구간을 갖는 금속 챔버를 사용하거나 전체적으로 절연성 용기를 사용하여 구성할 수도 있다. 제1 하우징(21)에 탑재되는 플라즈마 챔버(40)와 플라즈마 소스는 다양한 방식으로 변경이 가능하다. 예를 들어, 유도 결합 플라즈마 소스 방식을 갖는 경우에는 중공의 원통형 플라즈마 챔버와 이에 장착되는 나선형의 유도 코일 안테나를 구비할 수 있다. 또한 마이크로 웨이브 방식의 플라즈마 소스와 도파관을 포함할 수도 있다.
플라즈마 챔버(40)에 연결되는 가스 입구(25)는 가스 공급원(80)에 연결되고, 가스 출구(26)는 일반적으로 어댑터(92)를 통해서 공정 챔버(90)에 연결된다. 가스 입구(25)는 플라즈마 챔버(40)로 가스가 주입되는 가스 주입구와 연결된다. 가스 공급원(80)으로부터 공급된 가스는 가스 입구(25)를 통해 플라즈마 챔버(40) 내로 공급된다. 가스 출구(26)는 플라즈마 챔버(40)에서 활성화된 가스를 배출하는 가스 배출구와 연결된다. 가스 출구(26)를 통해 배출된 활성가스는 어댑터(92)를 통해 공정 챔버(90)로 공급된다.
플라즈마 챔버(40) 내의 플라즈마 초기 점화를 위하여 점화 전극(45)과 점화 회로(44)가 구비된다. 제1 하우징(21)에는 컨트롤러(50)와 이에 연결된 디스플레이(52)가 탑재된다. 후술되는 바와 같이, 컨트롤러(50)와 디스플레이(52)는 무선 주파수 발생기 모듈(30)에 구비될 수도 있으며 또는 별도의 분리된 형태로 구성될 수도 있다.
플라즈마 반응기 모듈(20)에 구비된 제1 무선 주파수 커넥터(22)와 제1 신호 커넥터(23)는 무선 주파수 발생기 모듈(30)에 구비된 제2 무선 주파수 커넥터(32)와 제2 신호 커넥터(33)에 각각 연결된다. 무선 주파수 발생기 회로(35)에서 발생된 무선 주파수 신호는 제1 및 제2 무선 주파수 커넥터(22, 32)를 통하여 변압기(41)의 일차 권선 코일(43)과 점화 회로(44)로 공급된다. 무선 주파수 발생기 회로(35)에는 발생된 무선 주파수 신호의 진행파와 반사파를 측정하기 위한 센싱 회로(미도시)가 구비되며 측정된 정보는 제1 및 제2 신호 커넥터(23, 33)를 통하여 컨트롤러(50)로 제공된다. 컨트롤러(50)와 연결되는 제3 커넥터(24)는 신호 전송 케이블(62)을 통하여 공정 제어 시스템(60)에 연결된다. 컨트롤러(50)는 공정 제어 시스템(60)으로부터의 제어 명령에 따라 점화 회로(44)를 제어하여 플라즈마 챔버(40) 내에 플라즈마를 점화시킨다. 컨트롤러(50)는 무선 주파수 발생기 회로(35)로부터 제공되는 진행파와 반사파에 대한 측정된 센싱 정보에 기초하여 플라즈마의 온/오프 상태를 판단한다. 컨트롤러(50)는 플라즈마 온/오프 상태를 포함하는 일련의 동작 상태 정보를 디스플레이(52)에 표시한다.
플라즈마 반응기 모듈(20)과 무선 주파수 발생기 모듈(30)에는 각각 제1 및 제2 냉매 포트(27, 37)가 구비된다. 냉매 공급원(70)과 제1 및 제2 냉매 포트 (27, 37)는 냉매 공급 호스(72)에 의해 연결된다. 제1 냉매 포트(27)는 플라즈마 반응기 모듈(20) 내의 냉각 채널(미도시)에 연결되고, 제2 냉매 포트(37)는 무선 주파수 발생기 모듈(30) 내의 냉각 채널(미도시)에 연결된다. 이 실시예에서는 냉매 공급원(70)으로부터 냉매가 병렬로 플라즈마 반응기 모듈(20)과 무선 주파수 발생기 모듈(30)로 공급되었으나, 직렬로 공급되는 구조로 변형될 수도 있다. 예를 들어, 무선 주파수 발생기 모듈(30)로 일차 공급된 냉매가 다시 플라즈마 반응기 모듈(20)로 공급되어 순환되도록 할 수 있다. 또는 그 반대 방향으로 순환하는 방식도 가능하다. 이러한 경우 냉매를 공급하기 위한 냉매 공급 호스(72)의 외부 구성을 최소화 할 수 있다. 원격 플라즈마 발생기(10)는 과열 방지를 위하여 냉매를 이용한 냉각 방식과 더불어 공기 냉각 위한 냉각 팬(미도시)을 병렬로 구비할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원격 플라즈마 발생기(10)는 플러그인 방식의 무선 주파수 발생기 모듈(30)과 플라즈마 반응기 모듈(20)을 별도의 연결 케이블 구성이 없이 제1 하우징(21)과 제2 하우징(31)을 체결 부재(38)에 의해 손쉽게 체결하여 결합 구성할 수 있다. 원격 플라즈마 발생기(10)가 공정 챔버(90)에 설치된 이후에 무선 주파수 발생기 모듈(30)만을 분리하는 경우에도 체결 부재(38)를 이용하여 손쉽게 분리할 수 있다. 그럼으로 원격 플라즈마 발생기(10)가 공정 챔버(90)에 설치된 이후에도 원격 플라즈마 발생기(10)에 대한 유지 보수가 매우 용이해진다. 또한 별도의 무선 주파수 케이블을 사용하지 않음으로 공정 챔버 주변의 복잡도나 설치 비용을 감소할 수 있다.
도 4는 일 변형예에 따른 원격 플라즈마 발생기의 주요 구성의 연결 상태를 보여주는 블록도이다.
도 4를 참조하여, 일 변형예에 따른 원격 플라즈마 반응기(10a)는 상술한 실시예와 동일한 구성을 갖는다. 다만, 컨트롤러(50)와 디스플레이(52)가 무선 주파수 발생기 모듈(30)에 구비된다. 이 경우에는 무선 주파수 발생기 회로(35)와 컨트롤러(50)는 외부적으로 별도로 커넥터를 이용한 연결이 없이 내부에서 연결되고, 점화 회로(23)를 제어하기 위하여 제1 신호 커넥터(23)와 제2 신호 커넥터(33)가 이용된다. 그리고 컨트롤러(50)와 공정 제어 시스템(60)과의 연결을 위하여 제4 신호 커넥터(34)가 구비된다.
도 5는 다른 변형예에 따른 원격 플라즈마 발생기의 주요 구성의 연결 상태를 보여주는 블록도이다.
다른 변형예에 따른 원격 플라즈마 반응기(10b)는 상술한 실시예와 동일한 구성을 갖는다. 다만, 컨트롤러(50)와 디스플레이(52)가 별도의 제3 하우징(51)에 탑재되어 별도의 모듈로 구성된다. 이 경우에는 컨트롤러(50)와 점화 회로(44)는 제5 신호 커넥터(53)와 신호 전송 케이블(64) 그리고 제1 신호 커넥터(23)를 통하여 연결된다. 컨트롤러(50)와 무선 주파수 발생기 회로(35)는 제6 신호 커넥터(54)와 신호 전송 케이블(66) 그리고 제2 신호 커넥터(33)를 통하여 연결된다. 그리고 컨트롤러(50)와 공정 제어 시스템(60)과의 연결을 위하여 제7 커넥터(24)가 구비된다. 컨트롤러(50)와 플라즈마 반응기 모듈(20)과 무선 주파수 발생기 모듈(30) 사이에 신호 전송 케이블(64, 66)을 사용하지 않고 제5 신호 커넥터(53)와 제1 신호 커넥터(23)가 직접적으로 연결되고, 제6 신호 커넥터(54)와 제2 신호 커넥터(33)가 직접적으로 연결되는 플러그인 방식으로 구성되도록 할 수도 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 플러그인 방식의 무선 주파수 발생기 모듈을 갖는 리모트 플라즈마 발생기의 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.
10: 원격 플라즈마 발생기
20: 플라즈마 반응기 모듈
21: 제1 하우징 22: 제1 무선 주파수 커넥터
23: 제1 신호 커넥터 24: 제3 신호 커넥터
25: 가스 입구 26: 가스 출구
27: 제1 냉매 포트 28: 체결 고리
29: 이동 손잡이 30: 무선 주파수 발생기 모듈
31: 제2 하우징 32: 제2 무선 주파수 커넥터
33: 제2 신호 커넥터 34: 제4 신호 커넥터
37: 제2 냉매 포트 38: 체결 부재
39: 이동 손잡이 40: 플라즈마 챔버
41: 변압기 42: 마그네틱 코어
43: 일차 권선 코일 44: 점화 회로
45: 점화 전극 50: 컨트롤러
51: 제3 하우징 52: 디스플레이
53: 제5 신호 커넥터 54: 제6 신호 커넥터
55: 제7 신호 커넥터 56: 전원 스위치
60: 공정 제어 시스템 62, 64, 66: 신호 전송 케이블
70: 냉매 공급원 72: 냉매 공급 호스
80: 가스 공급원 90: 공정 챔버
92 어댑터
21: 제1 하우징 22: 제1 무선 주파수 커넥터
23: 제1 신호 커넥터 24: 제3 신호 커넥터
25: 가스 입구 26: 가스 출구
27: 제1 냉매 포트 28: 체결 고리
29: 이동 손잡이 30: 무선 주파수 발생기 모듈
31: 제2 하우징 32: 제2 무선 주파수 커넥터
33: 제2 신호 커넥터 34: 제4 신호 커넥터
37: 제2 냉매 포트 38: 체결 부재
39: 이동 손잡이 40: 플라즈마 챔버
41: 변압기 42: 마그네틱 코어
43: 일차 권선 코일 44: 점화 회로
45: 점화 전극 50: 컨트롤러
51: 제3 하우징 52: 디스플레이
53: 제5 신호 커넥터 54: 제6 신호 커넥터
55: 제7 신호 커넥터 56: 전원 스위치
60: 공정 제어 시스템 62, 64, 66: 신호 전송 케이블
70: 냉매 공급원 72: 냉매 공급 호스
80: 가스 공급원 90: 공정 챔버
92 어댑터
Claims (6)
- 공정 챔버의 외부에서 플라즈마를 발생하여 원격으로 활성가스를 상기 공정챔버로 공급하는 원격 플라즈마 발생기에 있어서,
상기 원격 플라즈마 발생기는
플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 반응기 모듈;
상기 플라즈마 반응기 모듈로 무선 주파수 전력을 공급하고, 상기 플라즈마 반응기 모듈과 플러그인 방식으로 체결되는 무선주파수 발생기 모듈;
상기 플라즈마 반응기 모듈의 구동을 제어하기 위한 공정 제어 시스템; 및
상기 플라즈마 반응기 모듈과 상기 무선주파수 발생기 모듈을 체결하기 위한 체결부재를 포함하고,
상기 플라즈마 반응기 모듈은
토로이달 구조의 플라즈마 챔버;
상기 플라즈마 챔버 내에 플라즈마를 발생시키기 위한 마그네틱 코어와 일차 권선 코일을 포함하는 플라즈마 소스;
상기 플라즈마 챔버와 상기 플라즈마 소스 및 상기 플라즈마를 발생시키기 위한 점화회로가 탑재되고, 상기 플라즈마 챔버와 연결되는 가스 입구, 가스 출구를 포함하며 복수 개의 체결고리가 구비되는 제1 하우징;
상기 제1 하우징에 구비되고, 상기 일차 권선 코일과 상기 점화회로에 전기적으로 연결되는 제1 무선 주파수 커넥터;
상기 제1 하우징에 구비되고, 상기 공정 제어 시스템과 제3 신호 커넥터를 통해 연결되어 상기 점화회로를 제어하기 위한 컨트롤러;
상기 제1 하우징에 구비되고, 상기 컨트롤러에 전기적으로 연결되는 제1 신호 커넥터; 및
상기 플라즈마 반응기 모듈의 냉각채널과 연결되도록 상기 제1 하우징에 구비되는 제1 냉매포트를 포함하며,
상기 무선주파수 발생기 모듈은
상기 플라즈마 소스로 무선 주파수 전력을 공급하기 위한 무선 주파수 발생기 회로;
상기 무선 주파수 발생기 회로가 탑재되고, 상기 제1 하우징의 상기 복수 개의 체결고리와 체결되도록 복수 개의 체결부재가 구비되는 제2 하우징;
상기 제2 하우징에 구비되고, 상기 일차 권선 코일과 상기 점화회로에 상기 무선 주파수 발생기 회로에서 발생된 무선 주파수 신호를 전달하기 위하여 상기 제1 무선 주파수 커넥터와 연결되는 제2 무선 주파수 커넥터;
상기 제2 하우징에 구비되고, 상기 무선 주파수 발생기 회로에서 측정된 정보를 상기 컨트롤러에 제공하기 위하여 상기 제1 신호 커넥터와 연결되는 제2 신호 커넥터; 및
상기 무선 주파수 발생기 모듈의 냉각채널과 연결되도록 상기 제2 하우징에 구비되는 제2 냉매포트를 포함하고,
상기 제1 및 제2 무선 주파수 커넥터의 연결 및 상기 제1 및 제2 신호 커넥터의 연결 중 적어도 하나는 플러그인 방식으로 직접연결되는 것을 특징으로 하는 플러그인 방식의 무선 주파수 발생기 모듈을 갖는 원격 플라즈마 발생기. - 공정 챔버의 외부에서 플라즈마를 발생하여 원격으로 활성가스를 상기 공정챔버로 공급하는 원격 플라즈마 발생기에 있어서,
상기 원격 플라즈마 발생기는
플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 반응기 모듈;
상기 플라즈마 반응기 모듈로 무선 주파수 전력을 공급하고, 상기 플라즈마 반응기 모듈과 플러그인 방식으로 체결되는 무선주파수 발생기 모듈;
상기 플라즈마 반응기 모듈의 구동을 제어하기 위한 공정 제어 시스템; 및
상기 플라즈마 반응기 모듈과 상기 무선주파수 발생기 모듈을 체결하기 위한 체결부재를 포함하고,
상기 플라즈마 반응기 모듈은
토로이달 구조의 플라즈마 챔버;
상기 플라즈마 챔버 내에 플라즈마를 발생시키기 위한 마그네틱 코어와 일차 권선 코일을 포함하는 플라즈마 소스;
상기 플라즈마 챔버와 상기 플라즈마 소스 및 상기 플라즈마를 발생시키기 위한 점화회로가 탑재되고, 상기 플라즈마 챔버와 연결되는 가스 입구, 가스 출구를 포함하며 복수 개의 체결고리가 구비되는 제1 하우징;
상기 제1 하우징에 구비되며 상기 일차 권선 코일과 상기 점화회로에 전기적으로 연결되는 제1 무선 주파수 커넥터;
상기 제1 하우징에 구비되어 상기 점화회로와 전기적으로 연결되는 제1 신호 커넥터; 및
상기 플라즈마 반응기 모듈의 냉각채널과 연결되도록 상기 제1 하우징에 구비되는 제1 냉매포트;를 포함하며,
상기 무선주파수 발생기 모듈은
상기 플라즈마 소스로 무선 주파수 전력을 공급하기 위한 무선 주파수 발생기 회로;
상기 무선 주파수 발생기 회로가 탑재되고, 상기 제1 하우징의 상기 복수 개의 체결고리와 체결되도록 복수 개의 체결부재가 구비되는 제2 하우징;
상기 제2 하우징에 구비되고, 상기 공정 제어 시스템과 상기 무선 주파수 발생기 회로에 연결되는 컨트롤러;
상기 제2 하우징에 구비되고, 상기 일차 권선 코일과 상기 점화회로에 상기 무선 주파수 발생기 회로에서 발생된 무선 주파수 신호를 전달하기 위하여 상기 제1 무선 주파수 커넥터와 연결되는 제2 무선 주파수 커넥터;
상기 제2 하우징에 구비되고, 상기 컨트롤러와 연결되어 상기 점화회로를 제어하기 위하여 제1 신호 커넥터와 연결되는 제2 신호 커넥터; 및
상기 무선 주파수 발생기 모듈의 냉각채널과 연결되도록 상기 제2 하우징에 구비되는 제2 냉매포트를 포함하고,
상기 제1 및 제2 무선 주파수 커넥터의 연결 및 상기 제1 및 제2 신호 커넥터의 연결 중 적어도 하나는 플러그인 방식으로 직접연결되는 것을 특징으로 하는 플러그인 방식의 무선 주파수 발생기 모듈을 갖는 원격 플라즈마 발생기. - 공정 챔버의 외부에서 플라즈마를 발생하여 원격으로 활성가스를 상기 공정챔버로 공급하는 원격 플라즈마 발생기에 있어서,
상기 원격 플라즈마 발생기는
플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 반응기 모듈;
상기 플라즈마 반응기 모듈로 무선 주파수 전력을 공급하고, 상기 플라즈마 반응기 모듈과 플러그인 방식으로 체결되는 무선주파수 발생기 모듈;
상기 플라즈마 반응기 모듈의 구동을 제어하기 위한 공정 제어 시스템;
상기 공정 제어 시스템과 연결되는 컨트롤러를 포함하는 제3 하우징; 및
상기 플라즈마 반응기 모듈과 상기 무선주파수 발생기 모듈을 체결하기 위한 체결부재를 포함하고,
상기 플라즈마 반응기 모듈은
토로이달 구조의 플라즈마 챔버;
상기 플라즈마 챔버 내에 플라즈마를 발생시키기 위한 마그네틱 코어와 일차 권선 코일을 포함하는 플라즈마 소스;
상기 플라즈마 챔버와 상기 플라즈마 소스 및 상기 플라즈마를 발생시키기 위한 점화회로가 탑재되고, 상기 플라즈마 챔버와 연결되는 가스 입구, 가스 출구를 포함하며 복수 개의 체결고리가 구비되는 제1 하우징;
상기 제1 하우징에 구비되고, 상기 일차 권선 코일과 상기 점화회로에 전기적으로 연결되는 제1 무선 주파수 커넥터; 및
상기 플라즈마 반응기 모듈의 냉각채널과 연결되도록 상기 제1 하우징에 구비되는 제1 냉매포트를 포함하며,
상기 무선주파수 발생기 모듈은
상기 플라즈마 소스로 무선 주파수 전력을 공급하기 위한 무선 주파수 발생기 회로;
상기 무선 주파수 발생기 회로가 탑재되고, 상기 제1 하우징의 상기 복수 개의 체결고리와 체결되도록 복수 개의 체결부재가 구비되는 제2 하우징;
상기 제2 하우징에 구비되고, 상기 일차 권선 코일과 상기 점화회로에 상기 무선 주파수 발생기 회로에서 발생된 무선 주파수 신호를 전달하기 위하여 상기 제1 무선 주파수 커넥터와 연결되는 제2 무선 주파수 커넥터; 및
상기 무선 주파수 발생기 모듈의 냉각채널과 연결되도록 상기 제2 하우징에 구비되는 제2 냉매포트를 포함하고,
상기 제1 및 제2 무선 주파수 커넥터의 연결 및 상기 제1 및 제2 신호 커넥터의 연결 중 적어도 하나는 플러그인 방식으로 직접연결되는 것을 특징으로 하는 플러그인 방식의 무선 주파수 발생기 모듈을 갖는 원격 플라즈마 발생기. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징은 제1 하우징과 제2 하우징의 양측에 각각 구비되는 이동 손잡이를 포함하는 것을 특징으로 하는 플러그인 방식의 무선 주파수 발생기 모듈을 갖는 원격 플라즈마 발생기. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 하우징은 후방 상단이 돌출된 구조로 형성되고,
상기 제2 하우징은 전방 상단이 계단구조로 이루어져 상기 제1 하우징의 돌출된 구조와 결합되는 것을 특징으로 하는 플러그인 방식의 무선 주파수 발생기 모듈을 갖는 원격 플라즈마 발생기. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 무선 주파수 발생기 회로로부터 제공되는 진행파와 반사파에 대한 센싱 정보에 기초하여 플라즈마의 온/오프 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 플러그인 방식의 무선 주파수 발생기 모듈을 갖는 원격 플라즈마 발생기.
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|---|---|---|---|
| KR1020160144350A KR20160130959A (ko) | 2016-11-01 | 2016-11-01 | 플러그인 방식의 무선 주파수 발생기 모듈을 갖는 원격 플라즈마 발생기 |
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|---|---|---|---|
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| KR (1) | KR20160130959A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101950027B1 (ko) * | 2017-11-06 | 2019-02-20 | 주식회사 뉴파워 프라즈마 | 원격 플라즈마 생성기 |
| KR102161718B1 (ko) * | 2019-04-02 | 2020-10-06 | 주식회사 뉴파워 프라즈마 | 플라즈마 반응 장치 |
-
2016
- 2016-11-01 KR KR1020160144350A patent/KR20160130959A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101950027B1 (ko) * | 2017-11-06 | 2019-02-20 | 주식회사 뉴파워 프라즈마 | 원격 플라즈마 생성기 |
| KR102161718B1 (ko) * | 2019-04-02 | 2020-10-06 | 주식회사 뉴파워 프라즈마 | 플라즈마 반응 장치 |
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