KR20110020702A - Permanent magnet embeded lisitano antenna for large-area uniform plasma generation - Google Patents

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KR20110020702A KR1020090117397A KR20090117397A KR20110020702A KR 20110020702 A KR20110020702 A KR 20110020702A KR 1020090117397 A KR1020090117397 A KR 1020090117397A KR 20090117397 A KR20090117397 A KR 20090117397A KR 20110020702 A KR20110020702 A KR 20110020702A
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Abstract

PURPOSE: A permanent magnet mounted in an antenna for large-area uniform plasma generation is provided to evenly distribute energetic electrons over an antenna by directly mounting a permanent magnet in the antenna. CONSTITUTION: A permanent magnet mounted antenna is comprised of an antenna body(100), a waveguide(300), and a coaxial structure connection unit electrically connecting the waveguide and the antenna. The antenna body is electrically connected to the coaxial structure connection unit through an external conductive connector and an inter conductive connector. The coaxial structure connection unit includes an internal conductor(210), an external conductor, a ceramic insulator, a water-cooled path, and an antenna connector.

Description

균일한 대면적 마이크로웨이브 플라즈마 발생원을 위한 영구자석 장착형 안테나{PERMANENT MAGNET EMBEDED LISITANO ANTENNA FOR LARGE-AREA UNIFORM PLASMA GENERATION}PERMANENT MAGNET EMBEDED LISITANO ANTENNA FOR LARGE-AREA UNIFORM PLASMA GENERATION}

본 발명은 균일한 대면적의 마이크로웨이브 플라즈마를 발생시키기 위한 영구자석 장착형 안테나에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 영구자석들이 안테나자체에 직접 장착됨에 따라 ECR에 의해 발생한 고온전자들(energetic electrons)은 자기장에 의해 안테나 전체에 걸쳐 고르게 분포하게 되고, 상기 고온전자들에 의해 이온화된 플라즈마는 균일한 대칭성을 가지고 발생되게 되고, 균일한 대면적의 마이크로웨이브 플라즈마를 발생시키기 위한 영구자석 장착형 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to a permanent magnet mounted antenna for generating a uniform large area microwave plasma. More specifically, in the present invention, as the permanent magnets are directly mounted to the antenna itself, the hot electrons generated by the ECR are evenly distributed throughout the antenna by the magnetic field, and the plasma ionized by the hot electrons is It is to be generated with a uniform symmetry, and to a permanent magnet mounted antenna for generating a uniform large area microwave plasma.

일반적으로, ECR(Electronic Cyclotron Resonance; 전자 사이클로트론 공명) 플라즈마원은 플라즈마의 운전 및 공정영역을 낮은 압력(예를 들면, 10-4 Torr)의 영역까지 확대할 수 있는 매우 효과적인 플라즈마 발생원이다.In general, an ECR (Electronic Cyclotron Resonance) plasma source is a very effective plasma source that can extend the operating and process region of the plasma to a region of low pressure (eg, 10 -4 Torr).

또한, 플라즈마를 이용한 식각(etching) 및 박막성장 등 다양한 반도체공정(Plasma processing)에서는 산업체에서 요구하는 극한 특성과 수율을 만족하기 위해 점점 더 대면적(large-area)인 플라즈마 발생원을 요구하고 있다. 이와 함께 대면적 플라즈마는 그 분포에 있어서 균일함(uniformity) 또한 구비해야 한다.In addition, various semiconductor processing processes, such as etching and thin film growth using plasma, require increasingly large-area plasma generators to satisfy the extreme characteristics and yields required by the industry. Along with this, the large area plasma must also have uniformity in its distribution.

이와 관련해서, Lisitano 형태 안테나의 원형 형태인 Lisitano 코일은, 기존의 마이크로웨이브 플라즈마원과 달리, 그 지름이 인가되는 웨이브의 파장크기 내외로 제한되지 않고, 파장크기와 상관없이 그 코일 지름을 원하는 크기로 조절할 수 있어서 그에 상응하는 대면적 플라즈마를 발생시킬 수 있는 효과적인 안테나 구조이다.In this regard, the Lisitano coil, which is a circular shape of the Lisitano type antenna, is not limited to the wavelength size of the wave to which the diameter is applied, unlike a conventional microwave plasma source, and the desired size of the coil regardless of the wavelength size. It is an effective antenna structure that can be adjusted to generate a large-area plasma corresponding thereto.

그러나, Lisitano 코일은 i) 플라즈마 분포(profile)의 비대칭성(nonaxisymmetry)과 ⅱ) 비냉각 동축선(coaxial cable) 사용에 의한 인가파워의 제한 등과 같은 취약점 등으로 인해 대면적 균일 플라즈마원을 위한 안테나로 적절하지 않게 인식되어 왔다. However, Lisitano coils are antennas for large-area uniform plasma sources due to weaknesses such as: i) nonaxisymmetry of the plasma profile, and ii) limitation of applied power by the use of uncooled coaxial cables. Has been perceived as inappropriate.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 영구자석들을 안테나자체에 직접 장착시켜서, ECR에 의한 고온전자들(energetic electrons)은 자기장에 의해 안테나 전체에 걸쳐 분포되게 하고, 다시 고온전자들은 주변의 중성입자를 이온화 시켜서 균일한 대면적의 플라즈마를 생성할 수 있게 하는 영구자석 장착형 안테나를 제공하기 위한 것이다.In order to solve this problem, the present invention mounts permanent magnets directly to the antenna itself, so that the hot electrons (energetic electrons) by the ECR are distributed throughout the antenna by the magnetic field, and again the high temperature electrons An object of the present invention is to provide a permanent magnet-mounted antenna capable of ionizing particles to generate a plasma having a large uniform area.

본 발명은 도파관과 안테나 본체, 그리고 상기 도파관과 안테나를 전기적으로 연결하는 동축구조 연결부로 이루어진 영구자석 장착형 안테나로서, 상기 안테나 본체는 복수개의 자석슬롯이 형성된 도넛형상의 도전체 블록으로 이루어지고, 상기 복수개의 자석슬롯 사이에 삽입되는 복수개의 영구자석을 포함하는 균일한 대면적 마이크로웨이브 플라즈마 발생원을 위한 영구자석 장착형 안테나이다. The present invention provides a permanent magnet mounted antenna comprising a waveguide and an antenna main body, and a coaxial structure connecting portion electrically connecting the waveguide and the antenna, wherein the antenna main body is formed of a toroidal conductor block having a plurality of magnet slots. Permanent magnet-mounted antenna for a uniform large-area microwave plasma generating source including a plurality of permanent magnets inserted between the plurality of magnet slots.

본 발명에 의하면, 영구자석들이 안테나자체에 직접 장착되어, ECR에 의해 발생한 고온전자들(energetic electrons)은 자기장구배와 곡률에 의한 힘에 의해 안테나 전체에 걸쳐 분포되게 되고, 이들에 의해 발생된 플라즈마가 균일한 대칭성을 가지게 되는 대면적의 마이크로웨이브 플라즈마를 발생시키기 위한 영구자석 장착형 안테나를 제공하는 효과를 갖는다. According to the present invention, permanent magnets are mounted directly to the antenna itself, so that the hot electrons generated by the ECR are distributed throughout the antenna by the force of the magnetic field gradient and curvature, and the plasma generated by them Has the effect of providing a permanent magnet mounted antenna for generating a large-area microwave plasma having uniform symmetry.

본 발명은 도파관과 안테나 본체, 그리고 상기 도파관과 안테나를 전기적으로 연결하는 동축구조 연결부를 포함하는 영구자석 장착형 안테나로서, 상기 안테 나 본체는 복수개의 자석슬롯이 형성된 도넛형상의 도전체 블록으로 이루어지고, 상기 복수개의 자석슬롯 사이에 삽입되는 복수개의 영구자석을 포함하는 균일한 대면적 마이크로웨이브 플라즈마 발생원을 위한 영구자석 장착형 안테나이다.The present invention is a permanent magnet-mounted antenna including a waveguide and an antenna body, and a coaxial structure connecting portion electrically connecting the waveguide and the antenna, wherein the antenna body is made of a donut-shaped conductor block formed with a plurality of magnet slots. And a permanent magnet mounted antenna for a uniform large-area microwave plasma generating source including a plurality of permanent magnets inserted between the plurality of magnet slots.

또한, 상기 복수개의 자석슬롯은 도전체 블록에 90도로 회전된 "ㄹ"자 패턴이 반복되도록 형성되고, 높이방향 및 원주방향 모두 반파장의 길이로 파여지고 마지막 단부에서는 단락(shot)된다. In addition, the plurality of magnet slots are formed so that the "d" pattern rotated by 90 degrees in the conductor block is repeated, and both the height direction and the circumferential direction are dug at a length of half wavelength and are shorted at the last end.

또한, 상기 안테나 본체는 동축구조 연결부과 전기적으로 연결되는 외부도전체 연결부 및 내부도전체 연결부를 더 포함한다. In addition, the antenna body further includes an outer conductor connecting portion and an inner conductor connecting portion electrically connected to the coaxial structure connecting portion.

그리고, 상기 복수개의 자석슬롯은 안테나 본체의 외벽에 형성되고, 상기 복수개의 영구자석은 외벽의 자석슬롯에 삽입되고, 윗쪽은 N극, 아래쪽은 S극이 되도록 정렬된다. The plurality of magnet slots are formed on the outer wall of the antenna body, and the plurality of permanent magnets are inserted into the magnet slots of the outer wall, and the upper part is aligned to be the north pole and the lower pole to the south pole.

또한, 상기 안테나 본체 내부에서 자기장 구배와 곡률에 의한 고온전자의 움직임은 다음의 식

Figure 112009073986512-PAT00001
에 의해 지배되고, 여기서,
Figure 112009073986512-PAT00002
는 드리프트 속도 벡터이고,
Figure 112009073986512-PAT00003
는 자기장 방향 속도벡터,
Figure 112009073986512-PAT00004
는 자기장과 직각방향 속도,
Figure 112009073986512-PAT00005
는 자기장 벡터,
Figure 112009073986512-PAT00006
는 자기장 곡률벡터이다. In addition, the movement of the high temperature electrons due to the magnetic field gradient and curvature inside the antenna main body is
Figure 112009073986512-PAT00001
Dominated by
Figure 112009073986512-PAT00002
Is the drift velocity vector,
Figure 112009073986512-PAT00003
Is the velocity direction of the magnetic field,
Figure 112009073986512-PAT00004
Is the magnetic and orthogonal velocity,
Figure 112009073986512-PAT00005
Magnetic field vector,
Figure 112009073986512-PAT00006
Is the magnetic field curvature vector.

또한, 상기 동축구조 연결부는 대지름 동축구조로 이루어지고, 내부 도전체와, 외부 도전체, 상기 내부도전체의 일단부를 커버하는 세라믹 절연체, 상기 내부 도전체 및 외부 도전체를 냉각시키는 수냉로, 그리고 상기 안테나 바디에 연결되는 안테나 바디 연결부를 포함한다. In addition, the coaxial connection portion is made of a large diameter coaxial structure, the inner conductor, the outer conductor, a ceramic insulator covering one end of the inner conductor, a water cooling furnace for cooling the inner conductor and the outer conductor, And an antenna body connection part connected to the antenna body.

그리고, 상기 내부도전체는 상기 도파관에 삽입되어 도파관속의 마이크로웨이브가 동축구조로 커플링되어 파워가 전달되는 구조를 갖는다. The inner conductor is inserted into the waveguide, and the microwaves in the waveguide are coupled in a coaxial structure to transmit power.

전술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 균일한 대면적 마이크로웨이브 플라즈마 발생원을 위한 영구자석 장착형 안테나의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above objects, features and advantages will become more apparent through the following examples in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a specific embodiment of a permanent magnet-mounted antenna for a uniform large-area microwave plasma generation source according to the present invention.

도1은 본 발명에 따른 균일한 대면적 마이크로웨이브 플라즈마 발생원을 위한 영구자석 장착형 안테나를 나타낸 사시도이고, 도2는 도1에 나타낸 영구자석 장착형 안테나의 단면도이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 영구자석 장착형 안테나는 안테나 본체(100), 도파관(300) 및 상기 도파관과 안테나를 전기적으로 연결하는 동축구조 연결부(200)로 이루어진다. 또한, 상기 안테나 본체(100)는 외부도전체 연결부(150) 및 내부도전체 연결부(160)에 의해 동축구조 연결부(200)과 전기적으로 연결된다. 1 is a perspective view showing a permanent magnet-mounted antenna for a uniform large-area microwave plasma generating source according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the permanent magnet-mounted antenna shown in FIG. As shown in the figure, the permanent magnet-mounted antenna is composed of an antenna body 100, a waveguide 300 and a coaxial structure connecting portion 200 for electrically connecting the waveguide and the antenna. In addition, the antenna body 100 is electrically connected to the coaxial structure connecting portion 200 by the external conductor connecting portion 150 and the internal conductor connecting portion 160.

도3은 도2에 나타낸 동축구조 연결부 및 도파관의 개략적인 부분단면도이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 상기 동축구조 연결부(200)는 대지름 동축구조로 이루어지고, 내부도전체(210), 외부도전체(220), 세라믹절연체(230), 수냉로(240) 및 안테나 연결부(250)를 포함한다. 3 is a schematic partial cross-sectional view of the coaxial connection and waveguide shown in FIG. As shown in the figure, the coaxial connection portion 200 is made of a large diameter coaxial structure, the inner conductor 210, the outer conductor 220, the ceramic insulator 230, the water cooler 240 and the antenna connection portion 250.

또한, 상기 외부도전체(220)는 내부 도전체(210)의 외부로 위치되고, 상기 세라믹 절연체(230)은 상기 내부도전체의 일단부를 커버하고, 상기 수냉로(240)는 상기 내부 도전체 및 외부 도전체를 냉각시키기 위해 내부 도전체의 외주로 형성됨에 따라 전기도입기가 없는 강제냉각형으로 구현되고, 대지름 동축구조를 이용한 충분한 인가파워가 전달된다. 그리고, 상기 도파관은 단면이 직사각형 형태인 WR340규격이 사용될 수 있다 In addition, the outer conductor 220 is positioned outside the inner conductor 210, the ceramic insulator 230 covers one end of the inner conductor, and the water cooling path 240 is the inner conductor. And as it is formed to the outer periphery of the inner conductor to cool the outer conductor is implemented in a forced cooling type without an electric conductor, sufficient applied power using a large diameter coaxial structure is transmitted. The waveguide may be a WR340 standard having a rectangular cross section.

또한, 도파관내 삽입된 내부도전체(210)의 단부를 세라믹절연체(230)이 감싸도록 함으로써 고비용이 드는 절연체-도체 접합이나 열에 취약한 마감구조 (sealing)가 필요치 않게 된다. 따라서, 상기 동축구조 연결부(200)는 전도 및 절연체 손실(conduction & dielectric loss)로부터의 가열로 인한 동축선 자체 또는 전기도입기의 파손이라는 큰 취약점을 원천적으로 제거된다. 그리고, 전기도입기의 내부도전체(210)는 상기 도파관(300)에 삽입되어 도파관속의 마이크로웨이브가 동축구조로 커플링된다. 이 둘간의 효과적인 커플링을 위해서는 내부도전체(210)의 지름(Φ)과 삽입길이(l)가 적절히 조절되어야 한다. 또한, 동축 전기도입기로 연결된 마이크로웨이브전류는 내부도전체(210)를 통해 안테나 본체의 내부도전체 연결부(160)로 흐르게 된다. 다시 마이크로웨이브 전류는 안테나 본체에 형성된 90도 회전된 “ㄹ”자 모양의 자석슬롯(120)을 따라 흘러서 전기도입기의 외부도전체(220)를 통해 빠져나가게 된다. 이렇게 형성된 안테나내의 전류흐름은 플라즈마를 생성하기 위한 전기장을 안테나 내부에 형성하게 된다. In addition, the ceramic insulator 230 surrounds the end portion of the internal conductor 210 inserted into the waveguide, thereby eliminating the need for costly insulator-conductor bonding or thermally susceptible sealing. Thus, the coaxial connection 200 is essentially eliminated the great weakness of the coaxial line itself or breakage of the electroconductor due to heating from conduction and dielectric loss. The inner conductor 210 of the electric introducer is inserted into the waveguide 300 so that the microwaves in the waveguide are coupled in a coaxial structure. For effective coupling between the two, the diameter Φ and the insertion length l of the inner conductor 210 should be properly adjusted. In addition, the microwave current connected to the coaxial electro-conductor flows through the internal conductor 210 to the internal conductor connection portion 160 of the antenna body. Again, the microwave current flows through the 90 ° rotated “d” -shaped magnet slot 120 formed in the antenna main body and exits through the outer conductor 220 of the electric introducer. The current flow in the antenna thus formed forms an electric field inside the antenna for generating plasma.

이와 같이 이루어짐에 따라, 인가파워가 도파관(waveguide)으로 부터 동축구조 연결부(200)에 직접적으로 연결(coupling)되는 구조로서, Lisitano 코일과 함께 물에 의해 강제적으로 냉각된다. 또한, 기존 동축선(coaxial cable)의 취약점인 전도 및 부도체 손실(conduction and dielectric loss)로 인한 가열로부터 동축선 자체 및 전기도입기가 파손되는 문제점은 제거된다. 또한, 본 안테나의 파워 연결 구조는 도파관 내 삽입된 내부 도전봉(conduction rod)을 세라믹 절연체로 감싸는 구조이므로 고비용이 드는 절연체-도체 접합이나 열에 취약한 실링(O-ring 등)이 사용되는 전기도입기가 필요치 않게 된다.As such, the applied power is a structure in which the applied power is directly coupled to the coaxial connection portion 200 from the waveguide, and is forcibly cooled by water together with the Lisitano coil. In addition, the problem that the coaxial line itself and the electric introducer are damaged from heating due to conduction and dielectric loss, which are weak points of the existing coaxial cable, are eliminated. In addition, since the power connection structure of the antenna wraps the internal conduction rod inserted into the waveguide with a ceramic insulator, an electrical inductor using expensive insulator-conductor bonding or heat-sensitive sealing (O-ring, etc.) is used. It is not necessary.

그리고, 상기 안테나 바디 연결부(250)는 상기 안테나 바디에 연결된다. The antenna body connector 250 is connected to the antenna body.

도4는 도2에 나타낸 안테나 바디의 개략적인 분해사시도이다. 도면에 나타낸 바와같이, 상기 안테나 바디(100)는 도넛형상의 도전체 블록(110)으로 이루어지고, 상기 도전체 블록(110)에는 복수개의 자석슬롯(120)이 형성된다. 또한, 상기 복수개의 슬롯 사이에는 복수의 영구자석(130)이 삽입된다. 또한, 안테나 바디는 상기 영구자석(130)의 외부이탈을 단속하는 철판(140)을 더 포함한다. 4 is a schematic exploded perspective view of the antenna body shown in FIG. As shown in the figure, the antenna body 100 is formed of a donut-shaped conductor block 110, and a plurality of magnet slots 120 are formed in the conductor block 110. In addition, a plurality of permanent magnets 130 are inserted between the plurality of slots. In addition, the antenna body further includes an iron plate 140 to control the external departure of the permanent magnet 130.

보다 구체적으로, 상기 복수개의 자석슬롯(120)은 도전체 블록에 90도로 회전된 "ㄹ"자 패턴이 연결되도록 형성되고, 높이방향 및 원주방향 모두 반파장의 길이로 파여지도록 형성되고 단부에서 단락(shot)된다. 그리고, 상기 복수개의 자석슬롯(120)은 안테나 본체의 외벽에 형성되고, 상기 복수개의 영구자석(130)은 외벽의 자석슬롯에 삽입되고, 윗쪽은 N극, 아래쪽은 S극이 되도록 정렬된다.More specifically, the plurality of magnet slots 120 are formed to be connected to the conductor block rotated 90 degrees "d" pattern, is formed so that both the height direction and the circumferential direction is dug in the length of half wavelength and the short ( shot). The plurality of magnet slots 120 are formed on the outer wall of the antenna body, and the plurality of permanent magnets 130 are inserted into the magnet slots of the outer wall, and the upper portion is aligned with the N pole and the lower pole with the S pole.

이와같이 이루어짐에 따라, 안테나 바디의 외벽을 통해 각 자석슬롯(120) 사이에 배치되는 영구자석들의 배열은 자기장 구배(gradient)와 곡률(curvature)에 의한 힘을 (ECR에 의해 발생한) 고온전자들(energetic electrons)에 전달하게 된 다. 또한, 플라즈마 발생에 주역할을 하는 고온전자들은 이 힘을 받아 안테나 내벽을 따라 드리프트(drift) 회전하면서 이온화에 기여하게 되고, 플라즈마의 대칭성이 확보되고, 이온화에 기여하는 고온전자들의 드리프트(drift) 회전을 통한 플라즈마의 대칭성을 획득할 수 있다.As such, the arrangement of permanent magnets disposed between each of the magnet slots 120 through the outer wall of the antenna body results in a high temperature electric field (generated by ERC) caused by magnetic field gradient and curvature. to energetic electrons). In addition, high-temperature electrons, which play a role in plasma generation, receive this force and contribute to ionization by drift rotating along the inner wall of the antenna, thereby ensuring symmetry of the plasma and drift of high-temperature electrons that contribute to ionization. It is possible to obtain the symmetry of the plasma through the rotation.

도5는 상기 안테나 본체 내부의 자기장 구배와 곡률에 의한 고온전자의 움직임(Vd)을 나타낸 설명도이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 영구자석의 배열은 자기장 구배와 곡률에 의한 힘을 (ECR에 의한 발생한) 고온전자들(energetic electrons)에게 전달되게 된다. 따라서 이 고온전자들은 그 힘을 받아 원주방향으로 드리프트 회전하면서 이온화에 기여하고, 이렇게 발생된 플라즈마는 효과적인 대칭성을 확보하게 된다. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the movement Vd of the high temperature electrons due to the magnetic field gradient and curvature inside the antenna main body. As shown in the figure, the arrangement of permanent magnets causes magnetic field gradients and curvature forces to be transmitted to energetic electrons (generated by ERC). Therefore, these high-temperature electrons drift in the circumferential direction under the force, thereby contributing to ionization, and the generated plasma ensures effective symmetry.

또한, 상기 안테나 본체 내부의 자기장 구배와 곡률에 의한 고온전자의 움직임

Figure 112009073986512-PAT00007
이고, 여기서, 여기서,
Figure 112009073986512-PAT00008
는 드리프트 속도 벡터이고,
Figure 112009073986512-PAT00009
는 자기장 방향 속도벡터,
Figure 112009073986512-PAT00010
는 자기장과 직각방향 속도,
Figure 112009073986512-PAT00011
는 자기장 벡터,
Figure 112009073986512-PAT00012
는 자기장 곡률벡터이다. In addition, the movement of the high temperature electron due to the magnetic field gradient and curvature inside the antenna main body
Figure 112009073986512-PAT00007
, Where, where
Figure 112009073986512-PAT00008
Is the drift velocity vector,
Figure 112009073986512-PAT00009
Is the velocity direction of the magnetic field,
Figure 112009073986512-PAT00010
Is the magnetic and orthogonal velocity,
Figure 112009073986512-PAT00011
Magnetic field vector,
Figure 112009073986512-PAT00012
Is the magnetic field curvature vector.

이와 같이 이루어짐에 따라, 본 발명에 따른 균일한 대면적 마이크로웨이브 플라즈마 발생원을 위한 영구자석 장착형 안테나는 영구자석들이 안테나 자체에 인입/배열됨으로써 플라즈마 분포의 균일함과 대면적을 동시에 갖출 수 있고, 전기도 입기가 없는 강제냉각형 대지름 동축구조를 이용한 균일한 대면적 마이크로웨이브 플라즈마 발생원을 위한 영구자석 장착형 안테나로 구현된다. As such, the permanent magnet-mounted antenna for the uniform large-area microwave plasma generating source according to the present invention can be equipped with the uniformity and large area of the plasma distribution by permanent magnets are introduced into the antenna itself and arranged, It is implemented as a permanent magnet-mounted antenna for uniform large-area microwave plasma source using forced cooling type large diameter coaxial structure without induction.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. Will be clear to those who have knowledge of.

도1은 본 발명에 따른 균일한 대면적 마이크로웨이브 플라즈마 발생원을 위한 영구자석 장착형 안테나를 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing a permanent magnet-mounted antenna for a uniform large-area microwave plasma source in accordance with the present invention.

도2는 도1에 나타낸 영구자석 장착형 안테나의 단면도. 2 is a cross-sectional view of the permanent magnet-mounted antenna shown in FIG.

도3은 도2에 나타낸 동축구조 연결부 및 도파관의 개략적인 부분단면도.3 is a schematic partial cross-sectional view of the coaxial connection and waveguide shown in FIG.

도4는 도2에 나타낸 안테나 바디의 개략적인 분해사시도.4 is a schematic exploded perspective view of the antenna body shown in FIG.

도5는 상기 안테나 본체 내부의 자기장 구배와 곡률에 의한 고온전자의 움직임(Vd)을 나타낸 설명도.Fig. 5 is an explanatory diagram showing the movement Vd of the high temperature electrons due to the magnetic field gradient and curvature inside the antenna main body.

Claims (8)

도파관, 안테나 본체 및 상기 도파관과 안테나를 전기적으로 연결하는 동축구조 연결부를 포함하는 영구자석 장착형 안테나로서, A permanent magnet-mounted antenna comprising a waveguide, an antenna body, and a coaxial structure connecting portion electrically connecting the waveguide and the antenna. 상기 안테나 본체는 The antenna body is 복수개의 자석슬롯이 형성된 도넛형상의 도전체 블록으로 이루어지고,Consists of a donut-shaped conductor block formed with a plurality of magnet slots, 상기 복수개의 자석슬롯 사이에 삽입되는 복수개의 영구자석을 포함하는It includes a plurality of permanent magnets inserted between the plurality of magnet slots 균일한 대면적 마이크로웨이브 플라즈마 발생원을 위한 영구자석 장착형 안테나.Permanent magnet-mounted antenna for uniform, large-area microwave plasma sources. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수개의 자석슬롯은 The plurality of magnet slots 도전체 블록에 90도로 회전된 "ㄹ"자 패턴이 반복되도록 형성된Formed to repeat the "d" pattern rotated 90 degrees on the conductor block. 균일한 대면적 마이크로웨이브 플라즈마 발생원을 위한 영구자석 장착형 안테나.Permanent magnet-mounted antenna for uniform, large-area microwave plasma sources. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 복수개의 자석슬롯은The plurality of magnet slots 높이방향 및 원주방향 모두 반파장의 길이로 파여지고, 단부에는 단락(shot)되는Both the height direction and the circumferential direction are dug in the length of half wavelength, and the end is shorted 균일한 대면적 마이크로웨이브 플라즈마 발생원을 위한 영구자석 장착형 안테나.Permanent magnet-mounted antenna for uniform, large-area microwave plasma sources. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수개의 자석슬롯은 안테나 본체의 외벽에 형성되고,The plurality of magnet slots are formed on the outer wall of the antenna body, 상기 복수개의 영구자석은 외벽의 자석슬롯에 삽입되고, 윗쪽은 N극, 아래쪽은 S극이 되도록 정렬되는The plurality of permanent magnets are inserted into the magnet slot of the outer wall, the upper portion is arranged to be the N pole, the lower side is the S pole 균일한 대면적 마이크로웨이브 플라즈마 발생원을 위한 영구자석 장착형 안테나.Permanent magnet-mounted antenna for uniform, large-area microwave plasma sources. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 안테나 본체는 동축구조 연결부과 전기적으로 연결되는 외부도전체 연결부 및 내부도전체 연결부를 더 포함하는The antenna body further includes an outer conductor connection part and an inner conductor connection part electrically connected to the coaxial connection part. 균일한 대면적 마이크로웨이브 플라즈마 발생원을 위한 영구자석 장착형 안테나.Permanent magnet-mounted antenna for uniform, large-area microwave plasma sources. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 안테나 본체 내부의 자기장 구배와 곡률에 의한 고온전자의 움직임은 The movement of high temperature electrons due to the magnetic field gradient and curvature inside the antenna body 다음의 식
Figure 112009073986512-PAT00013
에 의해 지배되고, Expression
Figure 112009073986512-PAT00013
Dominated by 여기서,
Figure 112009073986512-PAT00014
는 드리프트 속도 벡터이고, here,
Figure 112009073986512-PAT00014
Is the drift velocity vector,
Figure 112009073986512-PAT00015
는 자기장 방향 속도벡터,
Figure 112009073986512-PAT00015
Is the velocity direction of the magnetic field,
Figure 112009073986512-PAT00016
는 자기장과 직각방향 속도,
Figure 112009073986512-PAT00016
Is the magnetic and orthogonal velocity,
Figure 112009073986512-PAT00017
는 자기장 벡터,
Figure 112009073986512-PAT00017
Magnetic field vector,
Figure 112009073986512-PAT00018
는 자기장 곡률벡터인
Figure 112009073986512-PAT00018
Is the magnetic field curvature vector 균일한 대면적 마이크로웨이브 플라즈마 발생원을 위한 영구자석 장착형 안테나.Permanent magnet-mounted antenna for uniform, large-area microwave plasma sources. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 동축구조 연결부는 대지름 동축구조로 이루어지고, The coaxial connection portion is made of a large diameter coaxial structure, 내부 도전체;Internal conductors; 상기 내부 도전체의 외부로 위치되는 외부 도전체; An outer conductor positioned outside of the inner conductor; 상기 내부도전체의 일단부를 커버하는 세라믹 절연체; A ceramic insulator covering one end of the internal conductor; 상기 내부 도전체 및 외부 도전체를 냉각시키는 수냉로; 및A water cooling furnace for cooling the inner conductor and the outer conductor; And 상기 안테나 바디에 연결되는 안테나 바디 연결부를 포함하는An antenna body connection portion connected to the antenna body 균일한 대면적 마이크로웨이브 플라즈마 발생원을 위한 영구자석 장착형 안테나.Permanent magnet-mounted antenna for uniform, large-area microwave plasma sources. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 내부도전체는 The inner conductor 상기 도파관에 삽입되어 도파관속의 마이크로웨이브가 동축구조로 커플링되어 파워가 전달되는Inserted into the waveguide, the microwaves in the waveguide are coupled in a coaxial structure to transmit power. 균일한 대면적 마이크로웨이브 플라즈마 발생원을 위한 영구자석 장착형 안테나.Permanent magnet-mounted antenna for uniform, large-area microwave plasma sources.
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