KR101620993B1 - Plasma device - Google Patents
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Abstract
본 발명의 플라즈마 장치는 플라즈마 가공되는 가공물이 수용되는 챔버 및 상기 챔버의 일측에 마련되는 안테나 코일을 포함하고, 상기 안테나 코일은 부채꼴 형태로 형성되며, 상기 안테나 코일에서 원호 부위는 지그재그 형태로 구부러질 수 있다.The plasma apparatus according to the present invention includes a chamber in which a workpiece to be plasma-processed is received, and an antenna coil provided at one side of the chamber, wherein the antenna coil is formed in a fan shape and the arcuate portion of the antenna coil is bent in a zigzag shape .
Description
본 발명은 기판 등의 가공물을 플라즈마 처리하는 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for plasma processing a workpiece such as a substrate.
반도체에 사용되는 웨이퍼(wafer)나 LCD에 사용되는 유리 기판 등의 표면에 미세 패턴을 형성하는 표면 처리 기술에 있어서 플라즈마(Plasma)의 생성 기술은, 반도체에서는 미세 회로 선폭에 따라서, 유리기판을 사용하는 LCD분야에서는 크기에 따라서, 플라즈마 생성원의 발전을 이루어왔다.In a surface treatment technique for forming a fine pattern on the surface of a wafer used for a semiconductor or a glass substrate used for an LCD, a technique of generating a plasma is a technique in which a glass substrate is used In the LCD field, the plasma generation source has been developed depending on the size.
반도체용 wafer 처리 기술에 사용되는 플라즈마 소오스의 대표적인 방법으로는 평행 평판형 형태의 플라즈마 방식인 용량 결합 플라즈마 (capacitive coupling Plasma, CCP)와 안테나 코일에 의해 유도되는 유도 결합 플라즈마(Inductive coupling Plasma, ICP)방식으로 발전되어 왔다. 전자는 일본의 TEL(Tokyo electron)사와 미국의 LRC(Lam Research)사 등에 의해서 발전되어 왔으며, 후자는 미국의 AMT(Applied Materials)사와 LRC사에 의해 발전, 적용되고 있는 상황이다. As a representative method of a plasma source used in semiconductor wafer processing technology, a capacitive coupling plasma (CCP), which is a parallel plate type plasma process, and an inductive coupling plasma (ICP) induced by an antenna coil, . The former has been developed by Japan's TEL (Tokyo electron) and the US LRC (Lam Research), and the latter has been developed and applied by American AMT (Applied Materials) and LRC.
플라즈마 처리 대상이 되는 가공물은 고르게 플라즈마 처리되는 것이 좋다.It is preferable that the workpiece to be subjected to the plasma processing be plasma-processed evenly.
한국등록특허공보 제0324792호에는 저주파 전력에 의한 변조를 고주파 전력에 가하는 기술이 개시되고 있으나, 가공물을 고르게 플라즈마 처리하는 기술은 개시되지 않고 있다.
Korean Patent Registration No. 0324792 discloses a technique of applying modulation by low-frequency power to high-frequency power, but does not disclose a technique of evenly plasma-processing a workpiece.
본 발명은 가공물을 고르게 플라즈마 처리할 수 있는 플라즈마 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a plasma apparatus capable of uniformly plasma processing a workpiece.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise forms disclosed. Other objects, which will be apparent to those skilled in the art, It will be possible.
본 발명의 플라즈마 장치는 플라즈마 가공되는 가공물이 수용되는 챔버 및 상기 챔버의 일측에 마련되는 안테나 코일을 포함하고, 상기 안테나 코일은 부채꼴 형태로 형성되며, 상기 안테나 코일에서 원호 부위는 지그재그 형태로 구부러질 수 있다.The plasma apparatus according to the present invention includes a chamber in which a workpiece to be plasma-processed is received, and an antenna coil provided at one side of the chamber, wherein the antenna coil is formed in a fan shape and the arcuate portion of the antenna coil is bent in a zigzag shape .
본 발명의 플라즈마 장치는 플라즈마 가공되는 가공물이 수용되는 챔버 및 상기 챔버의 일측에 마련되고 회전축을 중심으로 회전하는 안테나 코일을 포함하고, 상기 안테나 코일은 상기 회전축으로부터 외주를 향하는 방향으로 연장되며, 방사상으로 동일한 길이의 제1 구간과 제2 구간을 정의할 때, 제1 구간은 제2 구간과 비교하여 상기 회전축에 가까운 구간이고, 상기 안테나 코일에서 상기 제1 구간을 통과하는 제1 부위의 길이는 상기 제2 구간을 통과하는 제2 부위의 길이보다 짧을 수 있다.The plasma apparatus of the present invention includes a chamber in which a workpiece to be plasma-processed is received, and an antenna coil provided at one side of the chamber and rotating about a rotation axis, the antenna coil extending in a direction toward the outer periphery from the rotation axis, The length of the first portion of the antenna coil passing through the first section is shorter than the length of the first section of the antenna coil, And may be shorter than the length of the second portion passing through the second section.
본 발명의 플라즈마 장치는 플라즈마 가공되는 가공물이 수용되는 챔버 및 상기 챔버의 일측에 마련되고 회전축을 중심으로 회전하는 안테나 코일을 포함하고, 상기 안테나 코일은 지그재그 형태로 구부러지면서 상기 회전축으로부터 외주를 향하는 방향으로 연장되며, 상기 안테나 코일의 폭은 상기 회전축으로부터 상기 외주를 향할수록 점진적으로 커질 수 있다.The plasma apparatus includes a chamber in which a workpiece to be plasma-processed is received, and an antenna coil provided at one side of the chamber and rotating about a rotation axis, wherein the antenna coil is bent in a staggered shape, And the width of the antenna coil may gradually increase from the rotation axis toward the outer periphery.
본 발명의 플라즈마 장치는 플라즈마 가공되는 가공물이 수용되는 챔버 및 상기 챔버의 일측에 마련되고 회전축을 중심으로 회전하는 복수의 안테나 코일을 포함하고, 상기 각 안테나 코일의 회전 반경은 서로 다를 수 있다.
The plasma apparatus of the present invention includes a chamber in which a workpiece to be plasma-processed is received, and a plurality of antenna coils provided on one side of the chamber and rotating about a rotation axis, and the turning radii of the antenna coils may be different from each other.
본 발명의 플라즈마 장치는 부채꼴 형태로 마련되고, 원호 부위가 지그재그로 형태로 구부러진 안테나 코일을 포함할 수 있다.The plasma apparatus of the present invention may include an antenna coil provided in a fan shape and bent in a zigzag shape at an arcuate portion.
본 발명에 따르면 외주 방향으로 갈수록 안테나 코일의 선로 길이가 길어질 수 있다.According to the present invention, the line length of the antenna coil can be increased toward the outer circumferential direction.
또는, 복수의 안테나 코일이 마련되고, 각 안테나 코일의 회전 반경을 다르게 할 수 있다. 이러한 상태에서 각 안테나 코일에 인가되는 전류를 다르게 하거나, 선로 길이를 다르게 할 수 있다.Alternatively, a plurality of antenna coils may be provided, and the turning radii of the antenna coils may be different. In this state, the currents applied to the respective antenna coils can be made different or the line lengths can be made different.
이에 따르면, 안테나 코일이 회전하는 경우, 챔버에 배치된 가공물의 각 부위에 인가되는 플라즈마의 세기를 고르게 할 수 있다.
According to this, when the antenna coil rotates, the intensity of the plasma applied to each part of the workpiece arranged in the chamber can be made uniform.
도 1은 본 발명의 플라즈마 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 안테나 코일을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 플라즈마 장치를 구성하는 안테나 코일을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 플라즈마 장치를 구성하는 다른 안테나 코일을 나타낸 개략도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 플라즈마 장치를 구성하는 또다른 안테나 코일을 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 다른 플라즈마 장치를 나타낸 개략도이다.
도 8은 본 발명의 다른 플라즈마 장치를 나타낸 평면도이다.1 is a schematic view showing a plasma apparatus according to the present invention.
2 is a perspective view showing an antenna coil.
3 is a schematic view showing an antenna coil constituting the plasma apparatus of the present invention.
4 is a schematic view showing another antenna coil constituting the plasma apparatus of the present invention.
5 and 6 are schematic views showing another antenna coil constituting the plasma apparatus of the present invention.
7 is a schematic view showing another plasma apparatus of the present invention.
8 is a plan view showing another plasma apparatus of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may be changed according to the intention or custom of the user, the operator. Definitions of these terms should be based on the content of this specification.
도 1은 본 발명의 플라즈마 장치를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing a plasma apparatus according to the present invention.
도 1에 도시된 플라즈마 장치는 챔버(110) 및 안테나 코일(130)을 포함할 수 있다.The plasma apparatus shown in FIG. 1 may include a
챔버(110)에는 플라즈마 가공되는 가공물(10)이 수용될 수 있다. 가공물(10)은 챔버(110) 내에서 이루어지는 플라즈마 공정에 의해 가공되는 웨이퍼, 기판 등의 각종 물건일 수 있다.The
챔버(110)에는 가공물(10)이 수용되는 수용 공간이 마련되며, 해당 수용 공간은 플라즈마 공정시 외부로부터 폐쇄될 수 있다.The
아르곤(Ar) 가스와 같이 플라즈마를 활성화시키는데 적당한 반응 가스가 가스 채널 또는 가스판을 통하여 챔버(110) 내에 공급될 수 있다.Reaction gas suitable for activating the plasma, such as argon (Ar) gas, may be supplied into the
안테나 코일(130)은 가공물(10)에 인가되는 플라즈마를 생성할 수 있다. 안테나 코일(130)은 챔버(110)의 일측에 형성되며, 챔버(110) 내로 유입된 반응 가스를 플라즈마 상태로 여기시킬 수 있다. 해당 반응 가스를 플라즈마 상태로 여기시키기 위해 안테나 코일(130)에서는 전자기장이 생성될 수 있다.The
전자기장이 생성되도록 안테나 코일(130)에는 고주파 전원이 인가될 수 있다.A high frequency power source may be applied to the
안테나 코일(130)은 챔버(110)의 상부에 마련될 수 있다. 챔버(110)의 수용 공간에 연결된 펌프(PUMP)에 의해 챔버(110) 내부는 진공 상태가 될 수 있다.The
챔버(110)의 상부는 덮개(111)로 덮혀 밀봉될 수 있으며, 덮개(111)와 챔버(110)의 사이에는 오링(113)이 개재될 수 있다. 덮개(111)는 석영 유리판을 포함하는 것이 바람직하며, 안테나 코일(130)과 챔버(110)의 수용 공간의 사이에 위치할 수 있다.An upper portion of the
도시되지 않은 실시예로서 안테나 코일(130)은 챔버(110)의 내부 공간에 배치될 수도 있다.The
챔버(110)의 수용 공간에서 가공물(10)을 지지하기 위해 척 유니트(150)가 마련될 수 있다.A
척 유니트(150)는 챔버(110) 내에 마련되는 것으로, 챔버(110)에 수납된 가공물(10)을 지지할 수 있다. 척 유니트(150)에 지지된 가공 대상물이 플라즈마 처리되도록 척 유니트(150)는 안테나 코일(130)에 대면하여 설치되는 것이 좋다. 일예로, 안테나 코일(130)이 챔버(110)의 상부에 마련될 때, 척 유니트(150)는 챔버(110)의 하부에 마련될 수 있다. 안테나 코일(130)과 함께 챔버(110) 수용 공간에 플라즈마 분위기를 생성하기 위해 척 유니트(150)는 정전 척(electrostatic chuck)일 수 있다.The
안테나 코일(130)에 의해 챔버(110) 내부 공간에서 플라즈마 상태로 여기된 반응 가스는 가공물(10)을 고르게 타격하거나, 가공물(10)에 고르게 흡착되는 것이 좋다.The reaction gas excited into the plasma state in the space inside the
이를 위해, 안테나 코일(130)은 평면상으로 챔버(110)의 상부에 고르게 분포 배치될 수 있다. 그러나, 현실적으로 안테나 코일(130)을 고르게 배치한다 하더라도, 플라즈마의 세기는 고르게 분포되기 어렵다. 왜냐하면, 안테나 코일(130)에 직접 대면하는 영역의 플라즈마 세기가 안테나 코일(130) 사이의 틈에 대면하는 영역의 플라즈마 세기보다 클 수밖에 없기 때문이다.To this end, the
이러한 문제를 해소하기 위해 본 발명의 플라즈마 장치에서 안테나 코일(130) 및 척 유니트(150) 중 적어도 하나가 회전할 수 있다.In order to solve this problem, at least one of the
도 1을 살펴보면, 척 유니트(150)가 고정되고 안테나 코일(130)이 회전하는 실시예가 개시된다. 구체적으로 x, y, z축이 서로 직교하는 3차원 공간에서 판 형상의 가공물(10)이 xy 평면 상에 놓여진 경우, 안테나 코일(130)의 회전축은 z축을 따라 연장되는 가상선 c-c'일 수 있다.Referring to FIG. 1, an embodiment in which the
한편, 안테나 코일(130)이 고정되고 척 유니트(150)가 회전하여도 무방하고, 안테나 코일(130)과 척 유니트(150)가 다른 속도로 회전해도 무방하다.The
평면상으로 가공물(10) 전체를 플라즈마 처리하기 위해 안테나 코일(130)의 회전 반경 R1은 척 유니트(150)에 거치된 가공물(10)의 반경 R2 이상인 것이 좋다.The radius of curvature R1 of the
도 2는 안테나 코일(130)을 나타낸 사시도이다.2 is a perspective view showing the
도 2에 도시된 안테나 코일(130)은 가상선 c-c'를 회전축으로 하여 회전할 수 있다.The
안테나 코일(130)은 회전 중심이 되는 중심 코일(131)과, 중심 코일(131)에 병렬 연결된 복수의 브랜치 코일(133)을 포함할 수 있다. 브랜치 코일(133)은 중심 코일(131)에 연결되는 시작 부분과 전원 접지부가 마련되는 종단 부분이 실질적으로 동축 상에 위치할 수 있다. 이를 위해 브랜치 코일(133)은 'U'자형 또는 'C'자형 등의 일측이 개구된 폐곡선 형상을 가질 수 있다. The
브랜치 코일(133) 및 중심 코일(131)의 조립을 위하여 둘 사이에 커넥터(137)가 개재될 수 있다.A
중심 코일(131)의 단부에는 슬립 링(139) 등을 통해 고주파 전원을 제공하는 전원부(170)가 전기적으로 연결될 수 있다.A
본 발명의 플라즈마 장치에서는 안테나 코일(130)의 원호 부위가 지그재그 형태로 구부러질 수 있다.In the plasma apparatus of the present invention, the arc portion of the
도 3은 본 발명의 플라즈마 장치를 구성하는 안테나 코일(130)을 나타낸 개략도이다. 설명의 편의를 위해 도 3에는 브랜치 코일(133)이 개략적인 굵은 선으로 표시된다.3 is a schematic view showing an
회전하는 안테나 코일(130)에 따르면 가공물(10) 전체 영역이 빈틈없이 플라즈마 처리될 수 있다.According to the
그런데, 안테나 코일(130)이 회전하는 경우 회전축 c에 가까운 부위의 플라즈마 세기가 회전축 c에 먼 부위의 플라즈마 세기보다 클 수 있다.However, when the
안테나 코일(130)은 가공물(10) 전체를 커버하기 위해 회전축으로부터 외주를 향하는 방향으로 연장될 수 있다.The
설명의 편의를 위해 평면상으로 방사상으로 동일한 길이 R3의 제1 구간 ①과 제2 구간 ②를 정의하기로 한다. 이때, 제1 구간 ①은 제2 구간 ②와 비교하여 회전축에 가까운 구간일 수 있다. 그리고, 제1 구간 ① 및 제2 구간 ②는 평면상으로 가공물(10)의 범위 내에 형성될 수 있다.For convenience of explanation, the
안테나 코일(130), 구체적으로 브랜치 코일(133)은 제1 구간 ①과 제2 구간 ② 상에서 동일한 각속도로 회전할 수 있다. 그런데, 제1 구간 ①에서의 브랜치 코일(133)의 선속도 v1과 제2 구간 ②에서의 브랜치 코일(133)의 선속도 v2는 서로 다르다. 구체적으로 v2가 v1보다 크다. 왜냐하면, 회전축으로부터 멀어질수록 선속도가 증가하기 때문이다.The
이에 따르면, 제1 구간 ①의 특정 지점을 지나는 안테나의 선속도가 제2 구간 ②의 특정 지점을 지나는 안테나의 선속도보다 느리다. 따라서, 제1 구간 ①의 특정 지점이 받는 단위 시간당 플라즈마의 양이 제2 구간 ②의 특정 지점이 받는 단위 시간당 플라즈마의 양보다 많다. 다시 말해 제1 구간 ①에 인가되는 플라즈마의 세기가 제2 구간 ②에 인가되는 플라즈마의 세기보다 많다.According to this, the linear velocity of the antenna passing through the specific point of the first section (1) is slower than the linear velocity of the antenna passing the specific point of the second section (2). Therefore, the amount of plasma per unit time received by the specific point of the
이와 같은 플라즈마 세기의 불균형에 따르면 가공물(10)의 중심 부근에서 플라즈마 처리가 많이 이루어지고, 가장자리 부근에서 플라즈마 처리가 적게 이루어질 수 있다. 가공물(10)의 전 영역에 걸쳐 플라즈마 처리가 고르게 이루어지도록 하기 위해서는 가공물(10) 전 영역의 플라즈마 세기를 균일하게 할 필요가 있다.According to the unbalance of the plasma intensity, the plasma treatment is performed in the vicinity of the center of the
이하에서는 플라즈마 세기를 균일하게 하는 방안을 살펴보도록 한다.Hereinafter, a method of making the plasma intensity uniform will be described.
안테나 코일(130)은 선형 코일을 포함할 수 있다. 이때의 안테나 코일(130)은 부채꼴의 외주 형태로 형성될 수 있다.The
이때, 안테나 코일(130)에서 원호 부위 ⓩ는 지그재그 형태로 구부러질 수 있다. 그리고, 지그재그 형태로 구부러진 원호 부위 ⓩ는 평면상으로 가공물(10)의 제2 구간 ② 상에 배치될 수 있다.At this time, the arc portion of the
이에 따르면, 안테나 코일(130)에서 제1 구간 ①을 통과하는 제1 부위의 길이는 제2 구간 ②를 통과하는 제2 부위의 길이보다 짧을 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 안테나 코일(130)이 정지된 상태에서 제2 구간 ②에 가해지는 플라즈마의 세기가 제1 구간 ①에 가해지는 플라즈마의 세기보다 크다. 그러나, 회전에 따른 선속도 v1과 v2의 차이로 인해 제1 구간 ①과 제2 구간 ②에 가해지는 플라즈마의 세기는 거의 동일해질 수 있다.The length of the first portion of the
원호 부위 ⓩ를 지그재그 형태로 형성하는 구성 외에도 제2 부위의 길이 L2를 제1 부위의 길이 L1보다 길게 하는 다양한 방안이 있을 수 있다. In addition to the configuration in which the arcuate portion ⓩ is formed in a zigzag shape, there may be various ways of making the length L2 of the second portion longer than the length L1 of the first portion.
도 4는 본 발명의 플라즈마 장치를 구성하는 다른 안테나 코일(130)을 나타낸 개략도이다.4 is a schematic view showing another
도 4에 도시된 안테나 코일(130)은 회전축으로부터 외주까지 곡선의 형태로 연장될 수 있다.The
이러한 구성에 따르면, 제1 구간 ①을 통과하는 제1 부위의 선길이 L1보다 제2 구간 ②를 통과하는 제2 부위의 선길이 L2를 길게 형성할 수 있다.According to this configuration, the line length L2 of the second portion passing through the second section (2) is longer than the line length (L1) of the first portion passing through the first section (1).
도 5 및 도 6은 본 발명의 플라즈마 장치를 구성하는 또다른 안테나 코일(130)을 나타낸 개략도이다.5 and 6 are schematic views showing another
안테나 코일(130)은 회전축으로부터 외주까지 지그재그로 구부러지는 형태를 취하면서 연장될 수 있다. 일예로, 안테나 코일(130)이 부채꼴로 형성된 경우, 해당 지그재그 형상은 반지름 부위에 형성될 수 있다. 설명의 편의의 위해 지그재그 형상에 진폭과 주기 개념을 도입하여 설명하기로 한다.The
제1 구간 ①을 통과하는 제1 부위의 선길이 L1보다 제2 구간 ②를 통과하는 제2 부위의 선길이 L2를 길게 하기 위해, 안테나 코일(130)의 진폭과 주기를 변경할 수 있다.The amplitude and the period of the
도 5에는 안테나 코일(130)의 진폭을 변경하는 실시예가 개시되고, 도 6에는 안테나 코일(130)의 주기를 변경하는 실시예가 개시된다.FIG. 5 shows an embodiment for changing the amplitude of the
먼저, 도 5를 살펴보면 제1 구간 ①을 통과하는 제1 부위는 제1 폭 w1의 범위 내에서 구부러질 수 있다. 제2 구간 ②를 통과하는 제2 부위는 제2 폭 w2의 범위 내에서 구부러질 수 있다. 일예로, 안테나 코일(130)이 지그재그 형태로 구부러지면서 회전축으로부터 외주를 향하는 방향으로 연장될 수 있다.First, referring to FIG. 5, the first portion passing through the
제1 폭 w1은 안테나 코일(130)의 두께 이상일 수 있다. w1과 안테나 코일(130)의 두께가 같으면, 제1 부위는 직선 형태일 수 있다. w1이 안테나 코일(130)보다 크면 안테나 코일(130)은 지그재그로 구부러진 형태일 수 있다. 이때, 제1 구간 ①을 통과하는 안테나 코일(130)의 진폭은 w1 이내로 제한될 수 있다.The first width w1 may be equal to or greater than the thickness of the
제2 폭 w2는 제1 폭보다 클 수 있다. 이때, 제2 구간 ②를 통과하는 안테나 코일(130)의 진폭은 w2 이내로 제한될 수 있다.The second width w2 may be greater than the first width. At this time, the amplitude of the
이러한 구성에 따르면 지그재그 형태의 주기가 같은 경우 제2 부위의 선길이 L2가 제1 부위의 선길이 L1보다 길게 마련될 수 있다.According to this configuration, when the period of the zigzag pattern is the same, the line length L2 of the second portion may be longer than the line length L1 of the first portion.
이에 따르면, 제1 구간 ①의 플라즈마 세기보다 제2 구간 ②의 플라즈마 세기를 크게 할 수 있다. 여기에 선속도 v1과 v2의 차이에 의해 제1 구간 ①의 플라즈마 세기가 제2 구간 ②보다 커지는 현상이 접목되면, 제1 구간 ①과 제2 구간 ②의 플라즈마 세기는 거의 같아질 수 있다.According to this, the plasma intensity of the second section (2) can be made larger than the plasma intensity of the first section (1). If the phenomenon that the plasma intensity of the
선속도는 외주 방향으로 갈수록 점진적으로 증가하므로, 이에 대응하여 안테나 코일(130)의 폭은 회전축으로부터 외주를 향할수록 점진적으로 커지는 것이 좋다.The linear velocity gradually increases in the outer circumferential direction. Accordingly, it is preferable that the width of the
도 6을 살펴보면, 제1 구간 ①을 통과하는 제1 부위는 제1 주기를 갖는 지그재그 형상으로 구부러질 수 있다. 일예로, 제1 부위는 사인파, 구형파 등의 주기 함수 그래프의 형상을 가질 수 있다.Referring to FIG. 6, the first portion passing through the
제2 구간 ②를 통과하는 제2 부위는 제2 주기를 갖는 주기 함수 그래프의 형상을 가질 수 있다.And the second portion passing through the second section (2) may have the shape of the graph of the periodic function having the second period.
이때, 제1 주기는 제2 주기보다 길 수 있다.At this time, the first period may be longer than the second period.
각 부위의 진폭이 동일한 경우, 제1 주기가 제2 주기보다 길면 제1 부위의 선길이 L1은 제2 부위의 선길이 L2보다 짧다. 따라서, 중심으로부터 외주를 향하는 방향으로 갈수록 플라즈마의 세기가 세지는 환경을 마련할 수 있다. 여기에 선속도 v1과 v2의 차이에 의해 제1 구간 ①의 플라즈마 세기가 제2 구간 ②보다 커지는 현상이 접목되면, 제1 구간 ①과 제2 구간 ②의 플라즈마 세기는 거의 같아질 수 있다.When the amplitudes of the respective portions are the same, if the first period is longer than the second period, the line length L1 of the first portion is shorter than the line length L2 of the second portion. Therefore, it is possible to provide an environment in which the intensity of the plasma increases from the center toward the outer periphery. If the phenomenon that the plasma intensity of the
도 7은 본 발명의 다른 플라즈마 장치를 나타낸 개략도이다.7 is a schematic view showing another plasma apparatus of the present invention.
플라즈마 장치에는 플라즈마 가공되는 가공물(10)이 수용되는 챔버(110) 및 챔버(110)의 일측에 마련되고 회전축을 중심으로 회전하는 안테나 코일(130)이 마련될 수 있다. 여기서 도 7에는 안테나 코일(130)만 도시하였다.The plasma apparatus may be provided with a
안테나 코일(130)에는 회전 반경이 서로 다른 복수의 브랜치 코일(133)이 마련될 수 있다.The
이러한 구성에 따르면, 제1 구간 ①과 제2 구간 ②에 인가되는 플라즈마의 세기를 서로 다르게 조절할 수 있다.According to this configuration, the intensities of the plasma applied to the
도 1에는 제1 회전 반경을 갖는 제1 브랜치 코일(133a), 제2 회전 반경을 갖는 제2 브랜치 코일(133b), 제3 회전 반경을 갖는 제3 브랜치 코일(133c)이 마련되고 있다. 제1 회전 반경은 제2 회전 반경보다 작을 수 있다. 그리고, 제2 회전 반경은 제3 회전 반경보다 작을 수 있다.In Fig. 1, a
제1 브랜치 코일(133a)은 제1 구간 ①을 경유할 수 있다.The
제2 브랜치 코일(133b)은 제1 구간 ① 및 제2 구간 ②를 경유할 수 있다.The
이러한 구성에 따르면 제1 구간 ①에 2개의 브랜치 코일(133)이 지나고, 제2 구간 ②에 1개의 브랜치 코일(133)이 지나게 된다. 따라서, 제1 구간 ①에 인가되는 플라즈마의 세기가 제2 구간 ②에 인가되는 플라즈마의 세기보다 클 수 있다.According to such a configuration, two
이러한, 구성에 따르면, 회전축 부근의 플라즈마 세기가 세고, 외주 부근의 플라즈마 세기가 약한 플라즈마 공정에 적합한 구성이 제공될 수 있다.According to such a configuration, a configuration suitable for a plasma process in which the plasma intensity in the vicinity of the rotation axis is large and the plasma intensity in the vicinity of the periphery is weak can be provided.
만약, 앞에서 살펴본 바와 같이 가공물(10) 전체에 고르게 플라즈마를 인가하기를 희망한다면, 몇가지 구성이 추가될 수 있다.If, as noted above, it is desired to apply a uniform plasma throughout the
제1 브랜치 코일(133a)에 입력되는 전류 i1은 제2 브랜치 코일(133b)에 입력되는 전류 i2보다 작을 수 있다.The current i1 input to the
이러한 구성에 따르면, 제1 브랜치 코일(133a)에 의해 생성되는 플라즈마의 세기는 제2 브랜치 코일(133b)에 의해 생성되는 플라즈마의 세기보다 작을 수 있다.According to this configuration, the intensity of the plasma generated by the
그리고, 제1 브랜치 코일(133a)과 제2 브랜치 코일(133b)은 각각 부채꼴 형태로 형성될 수 있다. 제1 브랜치 코일(133a)의 부채꼴 각도 θ1이 제2 브랜치 코일(133b)의 부채꼴 각도 θ2 이하라면, 제1 브랜치 코일(133a)의 원호 길이 a1은 제2 브랜치 코일(133b)의 원호 길이 a2보다 짧다.The
따라서, 각 브랜치 코일(133)의 원호 부위가 제1 구간 ① 또는 제2 구간 ②를 경유하도록 할 경우, 플라즈마의 세기를 고르게 할 수 있다.Therefore, when the arc portion of each
구체적으로, 도 7에서 제1 구간 ①에는 제1 브랜치 코일(133a)의 반지름 부위와 원호 부위 a1, 제2 브랜치 코일(133b)의 일부 반지름 부위가 위치할 수 있다. 그리고, 제2 구간 ②에는 제2 브랜치 코일(133b)의 나머지 반지름 부위와 원호 부위 a2가 위치할 수 있다.7, the radius part of the
이때, a1과 a2의 길이 차이로 인해 제1 구간 ①에 위치한 코일의 길이보다 제2 구간 ②에 위치한 코일의 길이가 길 수 있다. 더욱이 각 브랜치 코일(133)에서 원호 부위가 지그재그 형태로 구부러지면 이러한 현상은 더욱 두드러지게 나타날 수 있다.At this time, due to the difference in length between a1 and a2, the length of the coil located in the second section (2) may be longer than the length of the coil located in the first section (1). Furthermore, if the arcuate portion is bent in a zigzag shape in each
또한, a1에는 i1이 흐르고, a2에는 i1보다 큰 i2가 흐르므로 제2 구간에서 생성되는 플라즈마의 세기가 더 클 수 있다.Also, since i1 flows in a1 and i2 larger than i1 flows in a2, the intensity of plasma generated in the second section may be larger.
각 브랜치 코일(133)에 서로 다른 세기의 전류를 인가하기 위해 각 브랜치 코일(133)의 입력단은 서로 다를 수 있다.The input terminals of the branch coils 133 may be different from each other in order to apply currents of different intensities to the branch coils 133.
도 2와 같이 제1 브랜치 코일(133a) 및 제2 브랜치 코일(133b)은 동일한 입력 단자에 연결되는 구조를 취할 수 있다. 이 경우 제1 브랜치 코일(133a) 및 제2 브랜치 코일(133b)에 인가되는 전류를 다르게 하기 위해 제1 브랜치 코일(133a)의 저항은 제2 브랜치 코일(133b)의 저항보다 클 수 있다. 이때, 입력단에 동일한 전압이 인가되면, 낮은 저항을 갖는 제2 브랜치 코일(133b)로 많은 전류 i2가 흐르고, 높은 저항을 갖는 제1 브랜치 코일(133a)로 적은 전류 i1이 흐를 수 있다.As shown in FIG. 2, the
제1 브랜치 코일(133a)과 제2 브랜치 코일(133b)의 저항을 다르게 하기 위해 재질을 다르게 해도 되고, 각 브랜치 코일(133)의 단면적을 다르게 해도 무방하다.The
예를 들어, 저항은 전도체의 단면적이 커질수록 작아지므로, 제1 브랜치 코일(133a)을 제2 브랜치 코일(133b)보다 가늘게 형성하면 위 조건을 만족시킬 수 있다.For example, since the resistance becomes smaller as the cross-sectional area of the conductor becomes larger, the above condition can be satisfied if the
도 8은 본 발명의 다른 플라즈마 장치를 나타낸 평면도이다.8 is a plan view showing another plasma apparatus of the present invention.
살펴보면, 제1 브랜치 코일(133a), 제2 브랜치 코일(133b) 및 제3 브랜치 코일(133c)의 원호 부위가 지그재그 형태로 구부러져서 형성되고 있다.In other words, the arc portions of the
제1 브랜치 코일(133a)는 제1 구간 ①을 커버하는 사이즈로 형성될 수 있으며, 제2 브랜치 코일(133b)는 제2 구간 ②를 커버하는 사이즈로 형성될 수 있다.The
그리고, 제3 브랜치 코일(133c)는 제3 구간 ③을 커버하는 사이즈로 형성될 수 있다.In addition, the
구체적으로, 제1 브랜치 코일(133a)에서 지그재그 형태로 구부러진 원호 부위의 진폭은 제1 구간 ①의 길이 이하일 수 있다. 왜냐하면, 회전축까지 원호 부위를 연장하기 어려울 수 있기 때문이다.Specifically, the amplitude of the arcuate portion bent in the zigzag form in the
제2 브랜치 코일(133b)에서 지그재그 형태로 구부러진 원호 부위의 진폭은 제2 구간 ②의 길이와 동일할 수 있다.The amplitude of the arcuate portion bent in the zigzag form in the
제3 브랜치 코일(133c)에서 지그재그 형태로 구부러진 원호 부위의 진폭은 제3 구간 ③의 길이 이상일 수 있다. 왜냐하면, 가공물(10)의 외주 부위도 고르게 플라즈마 처리되도록 하기 위해서이다.The amplitude of the arcuate portion bent in the zigzag form in the
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.
10...가공물 110...챔버
111...덮개 113...오링
130...안테나 코일 131...중심 코일
133...브랜치 코일 133a...제1 브랜치 코일
133b...제2 브랜치 코일 133c...제3 브랜치 코일
139...슬립 링 150...척 유니트
170...전원부10 ...
111 ... cover 113 ... O-ring
130 ...
133 ...
133b ...
139 ...
170 ... power source unit
Claims (13)
상기 챔버의 일측에 마련되고 회전축을 중심으로 회전하는 안테나 코일;을 포함하고,
상기 안테나 코일에는 회전 반경이 서로 다른 복수의 브랜치 코일이 마련되는 플라즈마 장치.
A chamber in which a workpiece to be plasma-processed is received; And
And an antenna coil provided at one side of the chamber and rotating around a rotation axis,
Wherein the antenna coil is provided with a plurality of branch coils having different turning radii.
상기 브랜치 코일은 상기 회전축으로부터 외주를 향하는 방향으로 연장되며,
방사상으로 동일한 길이의 제1 구간과 제2 구간을 정의할 때, 제1 구간은 제2 구간과 비교하여 상기 회전축에 가까운 구간이고,
상기 브랜치 코일에서 상기 제1 구간을 통과하는 제1 부위의 길이는 상기 제2 구간을 통과하는 제2 부위의 길이보다 짧은 플라즈마 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the branch coil extends in a direction from the rotation axis toward an outer periphery,
When defining a first section and a second section having the same radial length, the first section is a section closer to the rotation axis as compared with the second section,
The length of the first portion passing through the first section in the branch coil is shorter than the length of the second section passing through the second section.
상기 브랜치 코일은 상기 회전축으로부터 외주까지 곡선의 형태로 연장되는 플라즈마 장치.
The method of claim 3,
Wherein the branch coils extend in the form of a curve from the rotation axis to the outer periphery.
상기 제1 부위는 제1 폭의 범위 내에서 구부러지고,
상기 제2 부위는 제2 폭의 범위 내에서 구부러지며,
상기 제1 폭은 상기 안테나 코일의 두께 이상이고,
상기 제2 폭은 상기 제1 폭보다 큰 플라즈마 장치.
The method of claim 3,
Wherein the first portion is bent within a first width range,
The second portion being bent within a second width range,
Wherein the first width is greater than or equal to the thickness of the antenna coil,
Wherein the second width is greater than the first width.
상기 제1 부위는 제1 주기를 갖는 주기 함수 그래프의 형상을 갖고,
상기 제2 부위는 제2 주기를 갖는 주기 함수 그래프의 형상을 가지며,
상기 제1 주기는 상기 제2 주기보다 긴 플라즈마 장치.
The method of claim 3,
Wherein the first portion has a shape of a periodic function graph having a first period,
The second portion has a shape of a periodic function graph having a second period,
Wherein the first period is longer than the second period.
상기 브랜치 코일은 지그재그 형태로 구부러지면서 상기 회전축으로부터 외주를 향하는 방향으로 연장되며,
상기 브랜치 코일의 폭은 상기 회전축으로부터 상기 외주를 향할수록 점진적으로 커지는 플라즈마 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the branch coil is bent in a zigzag shape and extends in a direction from the rotation axis toward an outer periphery,
Wherein the width of the branch coil gradually increases from the rotation axis toward the outer periphery.
상기 안테나 코일에는 제1 회전 반경을 갖는 제1 브랜치 코일과 제2 회전 반경을 갖는 제2 브랜치 코일이 마련되고,
상기 제1 회전 반경은 상기 제2 회전 반경보다 작으며,
상기 제1 브랜치 코일에 입력되는 전류는 상기 제2 브랜치 코일에 입력되는 전류보다 작은 플라즈마 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the antenna coil is provided with a first branch coil having a first turning radius and a second branch coil having a second turning radius,
Wherein the first radius of rotation is less than the second radius of rotation,
Wherein the current input to the first branch coil is less than the current input to the second branch coil.
상기 안테나 코일에는 제1 회전 반경을 갖는 제1 브랜치 코일과 제2 회전 반경을 갖는 제2 브랜치 코일이 마련되고,
상기 제1 회전 반경은 상기 제2 회전 반경보다 작으며,
상기 제1 브랜치 코일의 저항은 상기 제2 브랜치 코일의 저항보다 큰 플라즈마 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the antenna coil is provided with a first branch coil having a first turning radius and a second branch coil having a second turning radius,
Wherein the first radius of rotation is less than the second radius of rotation,
Wherein the resistance of the first branch coil is greater than the resistance of the second branch coil.
상기 제1 브랜치 코일 및 상기 제2 브랜치 코일은 동일한 입력 단자에 연결되는 플라즈마 장치.
11. The method of claim 10,
Wherein the first branch coil and the second branch coil are connected to the same input terminal.
상기 안테나 코일에는 제1 회전 반경을 갖는 부채꼴 형태의 제1 브랜치 코일과 제2 회전 반경을 갖는 부채꼴 형태의 제2 브랜치 코일이 마련되고,
상기 제1 회전 반경은 상기 제2 회전 반경보다 작으며,
상기 제1 브랜치 코일의 부채꼴 각도는 상기 제2 브랜치 코일의 부채꼴 각도 이하인 플라즈마 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the antenna coil is provided with a first branch coil having a sector shape having a first radius of rotation and a second branch coil having a sector shape having a second radius of rotation,
Wherein the first radius of rotation is less than the second radius of rotation,
Wherein the sector angle of the first branch coil is less than the sector angle of the second branch coil.
상기 브랜치 코일에서 원호 부위는 지그재그 형태로 구부러진 플라즈마 장치.The method according to claim 1,
And the arcuate portion in the branch coil is bent in a zigzag form.
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