KR101620993B1 - 플라즈마 장치 - Google Patents

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    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H01J37/3211—Antennas, e.g. particular shapes of coils
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

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.

Description

플라즈마 장치{PLASMA DEVICE}
본 발명은 기판 등의 가공물을 플라즈마 처리하는 장치에 관한 것이다.
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.
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.
플라즈마 처리 대상이 되는 가공물은 고르게 플라즈마 처리되는 것이 좋다.
한국등록특허공보 제0324792호에는 저주파 전력에 의한 변조를 고주파 전력에 가하는 기술이 개시되고 있으나, 가공물을 고르게 플라즈마 처리하는 기술은 개시되지 않고 있다.
한국등록특허공보 제0324792호
본 발명은 가공물을 고르게 플라즈마 처리할 수 있는 플라즈마 장치를 제공하기 위한 것이다.
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.
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.
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.
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.
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.
본 발명의 플라즈마 장치는 부채꼴 형태로 마련되고, 원호 부위가 지그재그로 형태로 구부러진 안테나 코일을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 외주 방향으로 갈수록 안테나 코일의 선로 길이가 길어질 수 있다.
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.
이에 따르면, 안테나 코일이 회전하는 경우, 챔버에 배치된 가공물의 각 부위에 인가되는 플라즈마의 세기를 고르게 할 수 있다.
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.
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.
도 1은 본 발명의 플라즈마 장치를 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시된 플라즈마 장치는 챔버(110) 및 안테나 코일(130)을 포함할 수 있다.
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.
챔버(110)에는 가공물(10)이 수용되는 수용 공간이 마련되며, 해당 수용 공간은 플라즈마 공정시 외부로부터 폐쇄될 수 있다.
아르곤(Ar) 가스와 같이 플라즈마를 활성화시키는데 적당한 반응 가스가 가스 채널 또는 가스판을 통하여 챔버(110) 내에 공급될 수 있다.
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.
전자기장이 생성되도록 안테나 코일(130)에는 고주파 전원이 인가될 수 있다.
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.
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.
도시되지 않은 실시예로서 안테나 코일(130)은 챔버(110)의 내부 공간에 배치될 수도 있다.
챔버(110)의 수용 공간에서 가공물(10)을 지지하기 위해 척 유니트(150)가 마련될 수 있다.
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.
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.
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.
이러한 문제를 해소하기 위해 본 발명의 플라즈마 장치에서 안테나 코일(130) 및 척 유니트(150) 중 적어도 하나가 회전할 수 있다.
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.
한편, 안테나 코일(130)이 고정되고 척 유니트(150)가 회전하여도 무방하고, 안테나 코일(130)과 척 유니트(150)가 다른 속도로 회전해도 무방하다.
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.
도 2는 안테나 코일(130)을 나타낸 사시도이다.
도 2에 도시된 안테나 코일(130)은 가상선 c-c'를 회전축으로 하여 회전할 수 있다.
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.
브랜치 코일(133) 및 중심 코일(131)의 조립을 위하여 둘 사이에 커넥터(137)가 개재될 수 있다.
중심 코일(131)의 단부에는 슬립 링(139) 등을 통해 고주파 전원을 제공하는 전원부(170)가 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 플라즈마 장치에서는 안테나 코일(130)의 원호 부위가 지그재그 형태로 구부러질 수 있다.
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.
회전하는 안테나 코일(130)에 따르면 가공물(10) 전체 영역이 빈틈없이 플라즈마 처리될 수 있다.
그런데, 안테나 코일(130)이 회전하는 경우 회전축 c에 가까운 부위의 플라즈마 세기가 회전축 c에 먼 부위의 플라즈마 세기보다 클 수 있다.
안테나 코일(130)은 가공물(10) 전체를 커버하기 위해 회전축으로부터 외주를 향하는 방향으로 연장될 수 있다.
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.
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.
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.
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.
이하에서는 플라즈마 세기를 균일하게 하는 방안을 살펴보도록 한다.
안테나 코일(130)은 선형 코일을 포함할 수 있다. 이때의 안테나 코일(130)은 부채꼴의 외주 형태로 형성될 수 있다.
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.
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.
원호 부위 ⓩ를 지그재그 형태로 형성하는 구성 외에도 제2 부위의 길이 L2를 제1 부위의 길이 L1보다 길게 하는 다양한 방안이 있을 수 있다.
도 4는 본 발명의 플라즈마 장치를 구성하는 다른 안테나 코일(130)을 나타낸 개략도이다.
도 4에 도시된 안테나 코일(130)은 회전축으로부터 외주까지 곡선의 형태로 연장될 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 제1 구간 ①을 통과하는 제1 부위의 선길이 L1보다 제2 구간 ②를 통과하는 제2 부위의 선길이 L2를 길게 형성할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 플라즈마 장치를 구성하는 또다른 안테나 코일(130)을 나타낸 개략도이다.
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.
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.
도 5에는 안테나 코일(130)의 진폭을 변경하는 실시예가 개시되고, 도 6에는 안테나 코일(130)의 주기를 변경하는 실시예가 개시된다.
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.
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.
제2 폭 w2는 제1 폭보다 클 수 있다. 이때, 제2 구간 ②를 통과하는 안테나 코일(130)의 진폭은 w2 이내로 제한될 수 있다.
이러한 구성에 따르면 지그재그 형태의 주기가 같은 경우 제2 부위의 선길이 L2가 제1 부위의 선길이 L1보다 길게 마련될 수 있다.
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.
선속도는 외주 방향으로 갈수록 점진적으로 증가하므로, 이에 대응하여 안테나 코일(130)의 폭은 회전축으로부터 외주를 향할수록 점진적으로 커지는 것이 좋다.
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.
제2 구간 ②를 통과하는 제2 부위는 제2 주기를 갖는 주기 함수 그래프의 형상을 가질 수 있다.
이때, 제1 주기는 제2 주기보다 길 수 있다.
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.
도 7은 본 발명의 다른 플라즈마 장치를 나타낸 개략도이다.
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.
안테나 코일(130)에는 회전 반경이 서로 다른 복수의 브랜치 코일(133)이 마련될 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 제1 구간 ①과 제2 구간 ②에 인가되는 플라즈마의 세기를 서로 다르게 조절할 수 있다.
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.
제1 브랜치 코일(133a)은 제1 구간 ①을 경유할 수 있다.
제2 브랜치 코일(133b)은 제1 구간 ① 및 제2 구간 ②를 경유할 수 있다.
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.
이러한, 구성에 따르면, 회전축 부근의 플라즈마 세기가 세고, 외주 부근의 플라즈마 세기가 약한 플라즈마 공정에 적합한 구성이 제공될 수 있다.
만약, 앞에서 살펴본 바와 같이 가공물(10) 전체에 고르게 플라즈마를 인가하기를 희망한다면, 몇가지 구성이 추가될 수 있다.
제1 브랜치 코일(133a)에 입력되는 전류 i1은 제2 브랜치 코일(133b)에 입력되는 전류 i2보다 작을 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 제1 브랜치 코일(133a)에 의해 생성되는 플라즈마의 세기는 제2 브랜치 코일(133b)에 의해 생성되는 플라즈마의 세기보다 작을 수 있다.
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.
따라서, 각 브랜치 코일(133)의 원호 부위가 제1 구간 ① 또는 제2 구간 ②를 경유하도록 할 경우, 플라즈마의 세기를 고르게 할 수 있다.
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.
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.
또한, a1에는 i1이 흐르고, a2에는 i1보다 큰 i2가 흐르므로 제2 구간에서 생성되는 플라즈마의 세기가 더 클 수 있다.
각 브랜치 코일(133)에 서로 다른 세기의 전류를 인가하기 위해 각 브랜치 코일(133)의 입력단은 서로 다를 수 있다.
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.
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.
예를 들어, 저항은 전도체의 단면적이 커질수록 작아지므로, 제1 브랜치 코일(133a)을 제2 브랜치 코일(133b)보다 가늘게 형성하면 위 조건을 만족시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 플라즈마 장치를 나타낸 평면도이다.
살펴보면, 제1 브랜치 코일(133a), 제2 브랜치 코일(133b) 및 제3 브랜치 코일(133c)의 원호 부위가 지그재그 형태로 구부러져서 형성되고 있다.
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.
그리고, 제3 브랜치 코일(133c)는 제3 구간 ③을 커버하는 사이즈로 형성될 수 있다.
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.
제2 브랜치 코일(133b)에서 지그재그 형태로 구부러진 원호 부위의 진폭은 제2 구간 ②의 길이와 동일할 수 있다.
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.
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.
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...전원부

Claims (13)

  1. 플라즈마 가공되는 가공물이 수용되는 챔버; 및
    상기 챔버의 일측에 마련되고 회전축을 중심으로 회전하는 안테나 코일;을 포함하고,
    상기 안테나 코일에는 회전 반경이 서로 다른 복수의 브랜치 코일이 마련되는 플라즈마 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    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.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 브랜치 코일은 상기 회전축으로부터 외주까지 곡선의 형태로 연장되는 플라즈마 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    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.
  6. 제3항에 있어서,
    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.
  7. 제1항에 있어서,
    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.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    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.
  10. 제1항에 있어서,
    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.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 브랜치 코일 및 상기 제2 브랜치 코일은 동일한 입력 단자에 연결되는 플라즈마 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    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.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 브랜치 코일에서 원호 부위는 지그재그 형태로 구부러진 플라즈마 장치.
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