KR20170035139A - Ignition of shielding structure - Google Patents

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    • H01J37/32532—Electrodes
    • H05H2001/466—

Abstract

The present invention relates to an ignition electrode having a shield structure. The ignition electrode includes: an insulating plate installed in an opened area of a plasma chamber; an ignition electrode installed in the upper part of the insulating plate to deliver electromotive force to a plasma discharge channel of the plasma chamber; a first sealing member installed between the insulating plate and the plasma chamber; and a second sealing member installed between the plasma chamber and the ignition electrode. So, the ignition electrode can be shielded by the plasma chamber. The ignition electrode having a shield structure is used to prevent the generation of particles, which can be caused as the ignition electrode is polluted by backflow plasma, by completely shielding the ignition electrode. Moreover, a vacuum state of the plasma chamber can be maintained since the ignition electrode is completely shielded through a dual sealing structure. In addition, the insulation plate can be prevented from being damaged by high temperature plasma, by forming the insulation plate with sapphire, and the generation of particles and the failure of ignition can be prevented as well.

Description

차폐 구조의 점화전극{IGNITION OF SHIELDING STRUCTURE} {IGNITION OF SHIELDING STRUCTURE}

본 발명은 차폐 구조의 점화전극에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이중 실링구조로 점화전극을 차폐하여 파티클을 줄이기 위한 차폐 구조의 점화전극에 관한 것이다.The present invention relates to an ignition electrode of a shielded structure, and more particularly, to a shielded ignition electrode for shielding an ignition electrode by a double sealing structure to reduce particles.

플라즈마 반응기는 반도체 공정을 다루는 설비에 있어서, 공정 챔버 외부에서 발생시킨 플라즈마를 공정 챔버로 공급하는 장치이다. 플라즈마 방전은 해리 가스에 사용되어 이온, 자유 라디칼(free radical), 원자 및 분자를 포함하는 활성 가스를 생성할 수 있다. 활성화된 가스는 반도체 웨이퍼와 같은 고형 물질, 파우더 및 기타 가스를 처리하는 것을 포함하는 다양한 산업 및 과학 분야에서 사용된다. A plasma reactor is an apparatus for treating a semiconductor process, which supplies plasma generated outside the process chamber to a process chamber. Plasma discharges can be used in dissociation gases to produce active gases including ions, free radicals, atoms and molecules. Activated gases are used in a variety of industrial and scientific fields, including treating solid materials such as semiconductor wafers, powders and other gases.

몇몇 분야에서는 처리되는 물질이 손상되기 쉬우므로 이온을 낮은 운동 에너지로 사용한다. 이방성 에칭 또는 평탄화된 절연체 증착과 같은 다른 분야에서는 높은 운동 에너지로 이온을 사용할 것을 필요로 한다. 반응성 이온 빔 에칭과 같은 도 다른 분야에서는 이온 에너지의 정밀 제어를 필요로한다.In some fields, ions are used with low kinetic energy because the material being processed is prone to damage. Other fields such as anisotropic etching or planarized insulator deposition require the use of ions with high kinetic energy. Other applications, such as reactive ion beam etching, require precise control of ion energy.

또 다른 몇몇 분야에서는 처리되는 물질을 높은 밀도의 플라즈마에 직접 노출시키는 것을 필요로 한다. 이러한 분야 중 하나는 이온-활성화된 화학 반응을 생성하는 것이다. 다른 이러한 분야는 높은 종횡비 구조의 에칭 및 그 안으로 물질을 증착하는 것을 포함한다. In some other fields, it is necessary to expose the material being treated directly to a high density plasma. One such area is the generation of ion-activated chemical reactions. Other such fields include high aspect ratio etching and depositing materials therein.

다양한 방식으로 플라즈마를 생성할 수 있는데, 이때 다양한 플라즈마 공급원은 DC 방전, 고주파(RF) 방전, 및 마이크로웨이브 방전을 포함한다. DC 방전은 가스 내의 두 개의 전극 사이에 전위를 인가함으로써 달성된다. RF 방전은 전원으로부터 플라즈마 내로 에너지를 정전기 또는 유도 결합시킴으로써 달성된다. 평행 판들은 에너지를 플라즈마 내에 유도 결합시키도록 통상적으로 사용된다. 유도 코일은 전류를 플라즈마 내에 유도하도록 통상적으로 사용된다. 마이크로웨이브 방전은 가스를 수용하는 방전 챔버 내에 마이크로웨이브 통과 윈도우를 통해 마이크로웨이브 에너지를 직접 결합시킴으로써 달성된다. 마이크로웨이브 방전은 높게 이온화된 전자 사이클론 공명(ECR) 플라즈마를 포함하는 넓은 범위의 방전 조건을 지원하도록 사용될 수 있다.Plasma can be generated in a variety of ways, where the various plasma sources include DC discharges, high frequency (RF) discharges, and microwave discharges. DC discharge is achieved by applying a potential between two electrodes in a gas. RF discharge is achieved by electrostatic or inductively coupling energy into the plasma from a power source. Parallel plates are commonly used to inductively couple energy into a plasma. The induction coil is typically used to direct current into the plasma. Microwave discharge is achieved by directly coupling microwave energy through a microwave window into a discharge chamber that houses the gas. Microwave discharges can be used to support a wide range of discharge conditions, including highly ionized electron cyclonic resonance (ECR) plasmas.

마이크로웨이브 또는 다른 타입의 RF 플라즈마 공급원과 비교하여, 환형(toroidal) 플라즈마 공급원(원격 플라즈마 반응기)은 낮은 전기장, 낮은 플라즈마 챔버 부식, 소형화, 및 비용 효과 면에서 장점을 갖는다. 환형 플라즈마 공급원은 낮은 전계로 동작하며 전류-종료 전극 및 관련 음극 전위 강하를 내재적으로 제거한다. 낮은 플라즈마 챔버 부식은 환형 플라즈마 공급원이 다른 방식의 플라즈마 공급원보다 높은 전력 밀도에서 작동하도록 한다. 또한, 고 투과성 자기 코어를 사용하여 전자기 에너지를 플라즈마에 효율적으로 결합시킴으로써, 환형 플라즈마 공급원이 상대적으로 낮은 RF 주파수에서 작동하도록 하여 전력 공급 비용을 낮추게 된다. 환형 플라즈마 공급원은 반도체 웨이퍼, 평판 디스플레이, 및 다양한 물질의 처리를 위해 불소, 산소, 수소, 질소 등을 포함하는 화학적으로 활성인 원자 가스를 생성하도록 사용되어 왔다.Compared to microwave or other types of RF plasma sources, toroidal plasma sources (remote plasma reactors) have advantages in terms of low electric field, low plasma chamber corrosion, miniaturization, and cost effectiveness. The annular plasma source operates at low electric fields and implicitly removes the current-termination electrode and associated cathode potential drop. Low plasma chamber erosion allows the annular plasma source to operate at a higher power density than other types of plasma sources. Also, by efficiently coupling electromagnetic energy to the plasma using a high permeability magnetic core, the annular plasma source is operated at a relatively low RF frequency, thereby lowering the power supply cost. Annular plasma sources have been used to produce chemically active atomic gases including fluorine, oxygen, hydrogen, nitrogen, and the like for processing semiconductor wafers, flat panel displays, and various materials.

플라즈마 공급원을 이용하여 안정적으로 플라즈마를 공급하기 위해서는 안정적인 초기 점화가 매우 중요하다. 어떠한 원인에 의해 플라즈마 점화에 실패하는 경우, 공정 진행이 중단되어 공정 생산성이 저하된다. 즉, 플라즈마 점화 단계 이전까지 진행된 단계들이 다시 진행되어야 할 수 있는데 이러한 경우 해당 공정은 실패하게 되고 다시 초기화하여 공정을 다시 시작하여야 한다. 최근, 반도체 장치의 제조를 위한 웨이퍼나 LCD 글라스 기판은 더욱 대형화 되어 가고 있어서 한 번의 공정 실패에 따른 손실률은 더욱 높아지게 된다. 또한 플라즈마 공급원을 이용하여 반도체를 제조하는 과정에서 파티클에 의해 웨이퍼가 오염되는 현상이 발생한다. 특히, 점차 작아지는 반도체 소자 제조시 작은 파티클 하나에도 불량 제품이 생성될 수 있다. Stable initial ignition is very important in order to stably supply the plasma using the plasma source. If the plasma ignition fails due to any cause, the process progress is stopped and the process productivity is lowered. In other words, the process steps before the plasma ignition step may have to be resumed. In this case, the process fails and the process must be resumed and reinitialized. 2. Description of the Related Art In recent years, wafers and LCD glass substrates for manufacturing semiconductor devices have become larger in size, so that a loss rate due to a single process failure is further increased. Also, in the process of manufacturing a semiconductor using a plasma source, the wafer is contaminated by particles. In particular, defective products may be generated even in a small particle when manufacturing a semiconductor device which becomes smaller and smaller.

상기에서 설명한 점화 실패 및 파티클 생성은 플라즈마 공급원에 설치되는 점화전극의 오염 또는 손상에 의해 발생된다. 플라즈마 공급원에 설치된 점화전극은 단일 실링 구조로 역류된 플라즈마에 노출되어 손상되는 경우가 발생하였다. 또한 역류된 플라즈마에 의해 점화전극이 오염되고, 점화전극이 구동시 오염된 부분에서 파티클이 발생하여 플라즈마 공급원으로 제공되는 문제점이 발생하였다. 또한 점화전극에 설치되는 절연체인 세라믹이 고온의 플라즈마에 의해 손상되어 플라즈마 점화 실패가 발생하는 문제점이 있다.The above-described ignition failure and particle generation are caused by contamination or damage of the ignition electrode provided in the plasma source. The ignition electrode provided in the plasma source is exposed to the plasma that has been backwashed to a single sealing structure and is damaged. In addition, there is a problem that the ignition electrode is contaminated by the reverse flow plasma, particles are generated at the contaminated portion of the ignition electrode during driving, and the plasma is supplied to the plasma source. In addition, ceramic, which is an insulator provided on the ignition electrode, is damaged by a high-temperature plasma, and plasma ignition failure occurs.

본 발명의 목적은 이중 실링 구조로 점화전극을 완전하게 차폐함으로써 플라즈마에 의한 손상 및 파티클 요인이 발생하는 것을 방지할 수 있는 차폐 구조의 점화전극을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ignition electrode having a shielding structure that can completely prevent an ignition electrode from being damaged by a plasma and cause a particle to occur by completely shielding the ignition electrode with a double sealing structure.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 차폐 구조의 점화전극에 관한 것이다. 본 발명의 차폐 구조의 점화전극은 플라즈마 챔버의 개구된 영역에 설치되는 절연 플레이트; 상기 절연 플레이트의 상부에 설치되어 상기 플라즈마 챔버의 플라즈마 방전 채널로 기전력을 전달하기 위한 점화 전극; 상기 절연 플레이트와 상기 플라즈마 챔버 사이에 구비되는 제1 실링부재; 및 상기 플라즈마 챔버와 상기 점화 전극 사이에 구비되는 제2 실링부재를 포함하여 점화전극이 플라즈마 챔버로부터 차폐된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an ignition electrode having a shield structure. The ignition electrode of the shield structure of the present invention comprises an insulating plate installed in an open region of the plasma chamber; An ignition electrode disposed on the insulating plate to transfer an electromotive force to a plasma discharge channel of the plasma chamber; A first sealing member disposed between the insulating plate and the plasma chamber; And a second sealing member provided between the plasma chamber and the ignition electrode, so that the ignition electrode is shielded from the plasma chamber.

일 실시예에 있어서, 상기 절연 플레이트는 사파이어이다.In one embodiment, the insulating plate is sapphire.

일 실시예에 있어서, 상기 점화전극을 지지하기 위한 전극 지지부를 더 포함한다.In one embodiment, the apparatus further comprises an electrode support for supporting the ignition electrode.

본 발명의 차폐 구조의 점화전극을 이용하면, 점화전극이 완전하게 차폐됨으로써 역류되는 플라즈마에 의해 점화전극이 오염되어 파티클이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 또한 점화전극이 이중 실링 구조를 통해 완전하게 차폐되어 플라즈마 챔버 내부의 진공 유지가 가능하도록 한다. 또한 사파이어를 이용하여 절연 플레이트를 형성함으로써 고온의 플라즈마에 의해 절연 플레이트가 손상되는 것을 방지한다. 또한 점화실패 및 파티클이 발생되는 것을 방지할 수 있다. When the ignition electrode of the shield structure of the present invention is used, it is possible to prevent the ignition electrode from being contaminated by the plasma that is reversely flowed due to the complete shielding of the ignition electrode to generate particles. In addition, the ignition electrode is completely shielded through a double-sealing structure to enable vacuum maintenance within the plasma chamber. Further, the insulating plate is formed using sapphire, thereby preventing the insulating plate from being damaged by the high-temperature plasma. In addition, it is possible to prevent ignition failure and particles from being generated.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 반응기를 도시한 사시도이다.
도 2는 플라즈마 반응기를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 점화전극부를 확대한 확대도이다.
도 4는 점화전극부의 분해사시도이다.1 is a perspective view illustrating a plasma reactor according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view schematically showing a plasma reactor.
FIG. 3 is an enlarged view of the ignition electrode portion of FIG. 2; FIG.
4 is an exploded perspective view of the ignition electrode unit.

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.For a better understanding of the present invention, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention may be modified into various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described in detail below. The present embodiments are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. Therefore, the shapes and the like of the elements in the drawings can be exaggeratedly expressed to emphasize a clearer description. It should be noted that the same components are denoted by the same reference numerals in the drawings. 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 플라즈마 반응기를 도시한 사시도이고, 도 2는 플라즈마 반응기를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2의 점화전극부를 확대한 확대도이고, 도 4는 점화전극부의 분해사시도이다.FIG. 1 is a perspective view illustrating a plasma reactor according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a plasma reactor, FIG. 3 is an enlarged view of an ignition electrode portion of FIG. Fig. 3 is an exploded perspective view of the ignition electrode portion.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 플라즈마 반응기(100)는 환형 플라즈마 채널(140)을 갖는 플라즈마 챔버(110)와 플라즈마 챔버(110) 내부로 유도 기전력을 제공하는 변압기로 구성된다. Referring to FIGS. 1 to 4, the plasma reactor 100 of the present invention includes a plasma chamber 110 having an annular plasma channel 140 and a transformer for providing an induced electromotive force into the plasma chamber 110.

플라즈마 챔버(110)는 중공으로 형성되어 내부에 환형 플라즈마 채널(140)이 형성된다. 플라즈마 챔버(110)는 가스가 유입되는 상부 영역, 플라즈마가 방전되는 방전관 및 플라즈마 가스가 배출되는 하부 영역을 각각 포함하도록 적어도 네 개로 분리된다. 본 발명에서는 상부 영역 및 하부 영역이 각각 두 부분으로 분리됨으로써 모두 여섯 개로 분리되어 결합된다. 분리된 플라즈마 챔버(110)는 결합시 환형 플라즈마 채널(140)이 형성되도록 내부가 파진다. 분리된 플라즈마 챔버(110)는 결합시 사이에 고무 등과 같은 실링부재(미도시)를 삽입함으로써 환형 플라즈마 채널(140)의 진공 상태를 유지한다. The plasma chamber 110 is hollow and an annular plasma channel 140 is formed therein. The plasma chamber 110 is divided into at least four regions so as to include an upper region into which the gas is introduced, a discharge tube through which the plasma is discharged, and a lower region through which the plasma gas is discharged. In the present invention, the upper region and the lower region are separated into two parts, and thus all of them are separated into six parts. The separated plasma chamber 110 is internally swaged to form an annular plasma channel 140 upon engagement. The separated plasma chamber 110 maintains the vacuum state of the annular plasma channel 140 by inserting a sealing member (not shown) such as rubber between the electrodes.

플라즈마 챔버(110)는 알루미늄, 스테인리스, 구리와 같은 금속성 물질제작된다. 또는 양극 산화처리된 알루미늄과 니켈 도금된 알루미늄으로 제작될 수 있다. 또는 내화 금속(refractory metal)로 제작될 수 있다. 또는 석영과 같은 절연 물질로 형성될 수도 있다. 플라즈마 챔버(110)는 의도된 플라즈마 프로세스가 수행되기에 적합한 다른 물질로도 재작될 수 있다. 플라즈마 챔버가 금속 물질을 포함하는 경우에는 에디 전류를 제거하기 위하여 전기적 불연속성을 갖도록 하는 하나 이상의 전기적 절연 영역을 포함한다. 절연 영역은 석영, 세라믹과 같은 전기적 절연 물질로 구성된다. The plasma chamber 110 is made of a metallic material such as aluminum, stainless steel, or copper. Or anodized aluminum and nickel plated aluminum. Or a refractory metal. Or may be formed of an insulating material such as quartz. The plasma chamber 110 may be re-fabricated with other materials suitable for the intended plasma process to be performed. And one or more electrically insulative regions to provide electrical discontinuity to remove eddy currents when the plasma chamber comprises a metallic material. The insulating region is made of an electrically insulating material such as quartz or ceramics.

플라즈마 챔버(110)는 환형 플라즈마 채널(140)의 상부로부터 파져 개구된 영역에 플라즈마 점화를 위한 점화전극부(160)가 구비된다. 또한, 플라즈마 챔버(110)의 상부에서 측면 중앙에는 공정가스가 공급되는 가스공급홀(112)이 구비된다. 플라즈마 챔버(110)의 하부 중앙에는 개구된 가스 출구(113)가 구비된다. 가스 출구(113)는 공정챔버(미도시)에 연결되어 플라즈마 챔버(110)에서 생성되는 활성된 플라즈마 가스를 공정챔버(미도시)로 공급한다. 공정챔버에서 플라즈마에 의해 생성되는 대전된 입자가 피처리 기판(미도시)과 직접 접촉하도록 한다. 선택적으로, 플라즈마 챔버는 공정챔버로부터 일정 거리에 위치되어 대전된 입자가 가스 이송 중에 재결합하는 동안, 활성화된 중성 가스가 공정 챔버 내로 유동하도록 한다. The plasma chamber 110 is provided with an ignition electrode portion 160 for plasma ignition in an open-pitched region from the top of the annular plasma channel 140. In addition, a gas supply hole 112 through which a process gas is supplied is provided at the side of the center of the upper portion of the plasma chamber 110. In the lower center of the plasma chamber 110, an open gas outlet 113 is provided. The gas outlet 113 is connected to a process chamber (not shown) to supply an activated plasma gas generated in the plasma chamber 110 to a process chamber (not shown). So that the charged particles generated by the plasma in the process chamber come into direct contact with the substrate to be processed (not shown). Optionally, the plasma chamber is positioned a distance from the process chamber such that the activated neutral gas flows into the process chamber while the charged particles recombine during gas transfer.

플라즈마 챔버(110)에는 플라즈마 챔버(110)의 온도를 조절하기 위한 냉각채널(104)이 구비될 수 있다. 냉각채널(104)을 따라 냉각수가 흐르므로 고온의 플라즈마에 의해 플라즈마 챔버(110)가 가열되지 않도록 조절한다. The plasma chamber 110 may be provided with a cooling channel 104 for controlling the temperature of the plasma chamber 110. Since the cooling water flows along the cooling channel 104, the plasma chamber 110 is not heated by the high-temperature plasma.

변압기는 일차 권선(121)을 갖는 마그네틱 코어(120)로 플라즈마 챔버(110)의 일부를 감싸도록 설치된다. 마그네틱 코어(120)에 감겨진 일차권선(121)은 전원 공급원(180)에 전기적으로 연결된다. 전원 공급원(180)은 일차권선(121)으로 전력을 공급하여 변압기를 구동시킨다. 플라즈마 챔버(110)의 환형 플라즈마 채널(140)에서 플라즈마가 방전되어 이차 회로를 형성한다.The transformer is installed to surround a part of the plasma chamber 110 with a magnetic core 120 having a primary winding 121. The primary winding 121 wound on the magnetic core 120 is electrically connected to the power source 180. [ The power source 180 supplies power to the primary winding 121 to drive the transformer. The plasma is discharged in the annular plasma channel 140 of the plasma chamber 110 to form a secondary circuit.

플라즈마 챔버(110)의 상부 개구된 영역에는 플라즈마 챔버(110) 내로 공급된 공정 가스에 플라즈마 방전이 발생할 수 있도록 하는 점화전극부(160)가 구비된다. 점화전극부(160)는 플라즈마 챔버(110) 상부의 개구된 영역에 설치된다. 점화전극부(160)는 점화전극(162)과 절연 플레이트(164) 및 점화전극 지지부(166)로 구성된다. 절연 플레이트(164)는 플라즈마 챔버(110)의 개구된 영역에 설치된다. 이때, 절연 플레이트(164)와 플라즈마 챔버(110) 사이에는 제1 실링부재(172)가 구비된다. 제1 실링부재(172)에 의해 플라즈마 챔버(110)는 진공 상태로 밀폐되며 플라즈마 챔버(110) 내에서 생성된 플라즈마가 점화전극(162)으로 역류되는 것을 방지한다.An ignition electrode unit 160 is provided in the upper opened region of the plasma chamber 110 to allow a plasma discharge to occur in the process gas supplied into the plasma chamber 110. The ignition electrode unit 160 is installed in an open area above the plasma chamber 110. The ignition electrode unit 160 is composed of an ignition electrode 162, an insulation plate 164, and an ignition electrode support unit 166. The insulating plate 164 is installed in the open region of the plasma chamber 110. At this time, a first sealing member 172 is provided between the insulating plate 164 and the plasma chamber 110. The plasma chamber 110 is sealed in a vacuum state by the first sealing member 172 and the plasma generated in the plasma chamber 110 is prevented from flowing back to the ignition electrode 162.

점화전극(162)은 일면이 돌출되도록 다단으로 형성된다. 점화전극(162)의 돌출된 중심부분은 절연 플레이트(164)의 상부에 설치된다. 점화전극(162)으로 전력이 인가되고 플라즈마 챔버(110) 상부 중앙의 가스 공급홀(112)을 통해 내부로 공정가스가 유입되면, 플라즈마 챔버(110)의 플라즈마 방전 채널(140)로 기전력을 전달되어 플라즈마가 방전된다. 점화전극(162)은 알루미늄으로 구성될 수 있는데 다른 대안의 금속 물질로 제작하는 것도 가능하다. 점화전극(162)은 일차권선으로 전력을 공급하는 전원 공급원에 함께 연결될 수도 있고, 별도의 전원 공급원에 연결될 수 있다. The ignition electrode 162 is formed in multiple stages so that one surface thereof protrudes. The protruded central portion of the ignition electrode 162 is installed on the upper portion of the insulating plate 164. When electric power is applied to the ignition electrode 162 and the process gas flows into the interior of the plasma chamber 110 through the gas supply hole 112 at the center of the plasma chamber 110, the plasma discharge channel 140 of the plasma chamber 110 transmits the electromotive force And the plasma is discharged. The ignition electrode 162 may be made of aluminum, but it may be made of other alternative metal materials. The ignition electrodes 162 may be connected together to a power source that supplies power to the primary windings, or may be connected to a separate power source.

절연 플레이트(164)는 판 형태로 플라즈마 챔버(110)의 개구된 영역에 설치된다. 절연 플레이트(164)의 상부로 점화전극(162)이 설치된다. 점화전극(162)은 절연 플레이트(164)와 완전하게 밀착되어 설치될 수도 있고, 사이에 약간에 공간을 두고 설치될 수 있다. 이는 절연 플레이트(164)가 고온의 플라즈마에 의해 팽창되는 경우, 깨지는 것을 방지하기 위함이다. 이러한 공간은 매우 미세하므로 도면에서는 도시하지 않았다. 절연 플레이트(164)는 둘레를 따라 단부가 상측으로 절곡 형성되어 중심부분의 오목한 부분에 점화전극(162)의 돌출부가 설치된다. 절연 플레이트(164)는 세라믹으로 형성될 수도 있고, 사파이어로 형성될 수도 있다. 사파이어는 고온에 강한 물질로 플라즈마 챔버 내에서 방전되는 고온의 플라즈마를 견딜 수 있어 절연 플레이트(164)가 깨지는 것을 방지한다. The insulating plate 164 is installed in the open region of the plasma chamber 110 in plate form. An ignition electrode 162 is installed above the insulating plate 164. The ignition electrode 162 may be installed completely in close contact with the insulating plate 164, or may be installed with a slight space therebetween. This is to prevent breakage of the insulating plate 164 when it is inflated by a hot plasma. Such a space is so fine that it is not shown in the drawings. The insulating plate 164 is bent upward at an end along the circumference, and a projection of the ignition electrode 162 is provided at a concave portion of the center portion. The insulating plate 164 may be formed of ceramics or sapphire. The sapphire can withstand high temperature plasma discharged in the plasma chamber as a high-temperature resistant material, thereby preventing the insulating plate 164 from breaking.

제2 실링부재(174)는 점화전극(162)의 하부 둘레에 위치된다. 제2 실링부재(174)는 외부로부터 플라즈마 챔버(110)로 공기가 유입되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 플라즈마 챔버(110)로부터 역류되는 플라즈마를 완전하게 차단한다. 다시말해, 제2 실링부재(174)에 의해 플라즈마 챔버(110)는 완전한 진공 상태를 유지할 수 있을 뿐만아니라, 절연 플레이트(164)가 깨진 경우, 플라즈마 챔버(110)로부터 플라즈마가 역류되어 점화전극(162)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. The second sealing member 174 is positioned around the lower portion of the ignition electrode 162. The second sealing member 174 not only prevents air from entering the plasma chamber 110 from the outside but also completely blocks the plasma flowing back from the plasma chamber 110. In other words, not only can the plasma chamber 110 be kept in a completely vacuum state by the second sealing member 174, but also when the insulating plate 164 is broken, the plasma flows backward from the plasma chamber 110, 162 can be prevented from being damaged.

전극 지지부(176)는 제2 실링부재(174) 내측에 위치하여 점화전극(162)을 지지한다. 전극 지지부는 세라믹으로 형성될 수 있으며, 다양한 재질로 변형이 가능하다. 절연 플레이트(164)와 전극 지지부는 동일한 재질로 형성되거나 서로 다른 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 모두 사파이어로 형성될 수도 있고, 모두 세라믹으로 형성될 수 있다. The electrode support 176 is positioned inside the second sealing member 174 to support the ignition electrode 162. The electrode support may be formed of ceramics and may be modified into various materials. The insulating plate 164 and the electrode support may be formed of the same material or may be formed of different materials. For example, they may be all formed of sapphire, or all of them may be formed of ceramic.

플라즈마 반응기(100)는 플라즈마 발생을 위하여 진공 상태를 유지해야 하므로 플라즈마 챔버(110)와 점화전극부(160)의 밀폐가 매우 중요하다. 이러한 밀폐력을 향상시키기 위하여 점화전극부(160)는 고무링과 같이, 진공을 위한 제1, 2 실링부재(172, 174)가 구비된다. It is very important to seal the plasma chamber 110 and the ignition electrode unit 160 because the plasma reactor 100 must maintain a vacuum state for plasma generation. In order to improve the sealing force, the ignition electrode portion 160 is provided with first and second sealing members 172 and 174 for a vacuum, such as a rubber ring.

제1 실링부재(172)는 플라즈마 챔버(110)의 진공을 유지하면서, 플라즈마 방전 시 플라즈마 가스가 플라즈마 챔버(110) 내에서 점화전극(162)으로 유입되는 것을 방지한다. 종래는 점화전극(162)으로 유입된 플라즈마는 점화전극(162)을 손상시켜 잦은 점화실패가 발생된다. 또한 공정 진행 중 공정챔버로부터 역류(backstream)되는 플라즈마에 의해 점화전극(162)에 파티클(particle)이 형성되고, 이러한 파티클은 다시 공정 처리시 공정챔버로 제공되어 피처리 기판을 오염시킨다. 그러나 본 발명에서는 제1 실링부재(172)를 이용하여 점화전극(162)으로 유입되는 플라즈마를 완전하게 차단함으로써 점화전극(162)에 파티클 발생 요소를 제거한다. 그러므로 점화실패를 줄일 수 있다. The first sealing member 172 maintains the vacuum of the plasma chamber 110 and prevents the plasma gas from flowing into the ignition electrode 162 in the plasma chamber 110 during the plasma discharge. Conventionally, the plasma introduced into the ignition electrode 162 damages the ignition electrode 162, resulting in frequent ignition failure. In addition, particles are formed on the ignition electrode 162 by the plasma back-streamed from the process chamber during the process, and these particles are again supplied to the process chamber during the process process to contaminate the process substrate. However, in the present invention, the first sealing member 172 is used to completely block the plasma flowing into the ignition electrode 162, thereby removing the particle generating element from the ignition electrode 162. Therefore, ignition failure can be reduced.

제2 실링부재(174)는 외부 공기가 점화전극부(160) 및 플라즈마 챔버(110) 내로 유입되는 것을 방지한다. 점화전극(162)과 제1 절연 플레이트(164) 사이의 공간으로 외부 공기가 유입되어 점화전극(162)과 진공상태의 플라즈마 챔버(110) 내로 유입될 수 있다. 또한 절연 플레이트(164)가 깨져서 플라즈마가 점화전극부(160)로 유입되는 것도 방지할 수 있다.그러므로 본 발명의 점화전극부(160)는 제1, 2 실링부재(172, 174)를 이용하여 점화전극부(160)를 완전하게 차폐시킴으로써 플라즈마 역류 및 파티클을 방지할 수 있다. 제1, 2 실링부재(172, 174)는 O링을 사용한다. The second sealing member 174 prevents external air from entering the ignition electrode unit 160 and the plasma chamber 110. External air may be introduced into the space between the ignition electrode 162 and the first insulating plate 164 to enter the ignition electrode 162 and the plasma chamber 110 in a vacuum state. It is possible to prevent the insulating plate 164 from being broken and the plasma to flow into the ignition electrode unit 160. Therefore, the ignition electrode unit 160 of the present invention uses the first and second sealing members 172 and 174 By completely shielding the ignition electrode unit 160, plasma backflow and particles can be prevented. The first and second sealing members 172 and 174 use O-rings.

이상에서 설명된 본 발명의 차폐 구조의 점화전극의 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. The embodiments of the ignition electrode of the shield structure of the present invention described above are merely illustrative and those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. You will know very well.

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.Accordingly, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims. It is also to be understood that the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100: 플라즈마 반응기 110: 플라즈마 챔버
112: 가스 공급홀 113: 가스 출구
120: 마그네틱 코어 121: 일차권선
140: 환형 플라즈마 채널 160: 점화전극부
162: 점화전극 164: 절연 플레이트
172: 제1 실링부재 174: 제2 실링부재
176: 전극 지지부 180: 전원 공급원100: plasma reactor 110: plasma chamber
112: gas supply hole 113: gas outlet
120: magnetic core 121: primary winding
140: annular plasma channel 160: ignition electrode part
162: ignition electrode 164: insulating plate
172: first sealing member 174: second sealing member
176: Electrode supporter 180: Power source

Claims (3)

플라즈마 챔버의 개구된 영역에 설치되는 절연 플레이트;
상기 절연 플레이트의 상부에 설치되어 상기 플라즈마 챔버의 플라즈마 방전 채널로 기전력을 전달하기 위한 점화 전극;
상기 절연 플레이트와 상기 플라즈마 챔버 사이에 구비되는 제1 실링부재; 및
상기 플라즈마 챔버와 상기 점화 전극 사이에 구비되는 제2 실링부재를 포함하여 점화전극이 플라즈마 챔버로부터 차폐되는 것을 특징으로 하는 차폐 구조의 점화전극.An insulating plate installed in an open region of the plasma chamber;
An ignition electrode disposed on the insulating plate to transfer an electromotive force to a plasma discharge channel of the plasma chamber;
A first sealing member disposed between the insulating plate and the plasma chamber; And
And a second sealing member disposed between the plasma chamber and the ignition electrode, wherein the ignition electrode is shielded from the plasma chamber. 제1항에 있어서,
상기 절연 플레이트는 사파이어인 것을 특징으로 하는 차폐 구조의 점화전극.The method according to claim 1,
Wherein the insulating plate is made of sapphire. 제1항에 있어서,
상기 점화전극을 지지하기 위한 전극 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차폐 구조의 점화전극.The method according to claim 1,
Further comprising an electrode support portion for supporting the ignition electrode.
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