KR20130092901A - Apparatus for extracting the ion beam source and for treating the substrate by ion beam source using icp antenna of pole type - Google Patents

Apparatus for extracting the ion beam source and for treating the substrate by ion beam source using icp antenna of pole type Download PDF

Info

Publication number
KR20130092901A
KR20130092901A KR1020120014484A KR20120014484A KR20130092901A KR 20130092901 A KR20130092901 A KR 20130092901A KR 1020120014484 A KR1020120014484 A KR 1020120014484A KR 20120014484 A KR20120014484 A KR 20120014484A KR 20130092901 A KR20130092901 A KR 20130092901A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pole
ion
plasma
beam source
ion beam
Prior art date
Application number
KR1020120014484A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101383166B1 (en
Inventor
천인기
채주현
신명동
유지강
Original Assignee
(주)뉴옵틱스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)뉴옵틱스 filed Critical (주)뉴옵틱스
Priority to KR1020120014484A priority Critical patent/KR101383166B1/en
Publication of KR20130092901A publication Critical patent/KR20130092901A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101383166B1 publication Critical patent/KR101383166B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • 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
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • 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
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • 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
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32522—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • 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
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • 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
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32816—Pressure
    • H01J37/32834—Exhausting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/40—Element having extended radiating surface
    • 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
    • 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
    • H05H1/4645—Radiofrequency discharges
    • H05H1/4652—Radiofrequency discharges using inductive coupling means, e.g. coils

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

PURPOSE: An apparatus for extracting an ion beam source and treating a substrate by the ion beam source using a pol-type inductively coupled plasma (ICP) antenna is provided for ion treatment on the surface of a flexible substrate disposed in a fixing frame, thereby giving various properties to the substrate. CONSTITUTION: An apparatus for extracting an ion beam source comprises a plasma chamber (110); a reaction gas inlet (120) injecting reaction gas in the plasma chamber; a pole-type antenna (130) sealed within the plasma chamber; an RF power supply unit (131) with an end connected to the pole-type antenna through a matching network and the other end grounded; an ion extraction grid (140) extracting the ion beam source from plasma generated in the pole-type antenna; and a DC power supply unit (141) applying DC power to the ion extraction grid.

Description

폴（Ｐｏｌｅ） 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 이온빔 소스 추출장치 및 가공물의 이온처리 장치{Apparatus for extracting the ion beam source and for treating the substrate by ion beam source using ICP antenna of pole type}Apparatus for extracting the ion beam source and for treating the substrate by ion beam source using ICP antenna of pole type}

본 발명은 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 이온빔 소스 추출장치 및 가공물의 이온처리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴 타입 안테나로부터 플라즈마를 방전하고, 플라즈마로써 이온빔 소스를 추출 및 가속하는 것이며, 상기 이온빔 소스를 이용하여 다양한 형태의 가공물을 이온처리(이온주입, 표면처리 등)를 수행할 수 있는 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 이온빔 소스 추출장치 및 가공물의 이온처리 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an ion beam source extraction apparatus and an ion treatment apparatus of a workpiece using a pole type plasma generating antenna, and more particularly, to discharge plasma from a pole type antenna, and to extract and accelerate the ion beam source with plasma. In the ion beam source extraction device and the ion treatment device of the workpiece using a pole type plasma generating antenna that can perform ion treatment (ion implantation, surface treatment, etc.) of the various types of workpieces using the ion beam source. It is about.

플라즈마란 이온화된 기체로서, 이온, 전자, 여기된 원자, 분자 및 화학적으로 매우 활성이 강한 라디칼(Radical) 등으로 구성되며, 전기적 및 열적으로 보통 기체와는 매우 다른 성질을 갖기 때문에 물질의 제4상태라고도 일컫는다. 이러한 플라즈마는 이온화된 기체를 포함하고 있기 때문에 전기장 또는 자기장을 이용하여 가속시키거나 화학반응을 일으킴으로써 웨이퍼를 식각(Etching), 증착(Deposition), 세정(Cleaning), 에싱(Ashing) 등 반도체의 제조공정에 유용하게 활용되고 있다.Plasma is an ionized gas, which is composed of ions, electrons, excited atoms, molecules, and radicals that are very chemically active. Also called state. Since the plasma contains an ionized gas, the semiconductor may be accelerated or chemically reacted using an electric or magnetic field to produce a semiconductor such as etching, depositing, cleaning, and ashing the wafer. It is useful for the process.

플라즈마를 발생하기 위한 플라즈마 소스는 여러 가지가 있는데 무선 주파수(Radio Frequency)를 사용한 용량 결합 플라즈마(Capacitive Coupled Plasma, CCP)와 유도 결합 플라즈마(Inductive Coupled PlasmaM ICP)가 그 대표적인 예이다. There are a number of plasma sources for generating plasma. Capacitive Coupled Plasma (CCP) and Inductive Coupled PlasmaM ICP using Radio Frequency are representative examples.

용량 결합 플라즈마(CCP) 소스는 정확한 용량 결합 조절과 이온 조절 능력이 높아서 타 플라즈마 소스에 비하여 공정 생산력이 높다는 장점을 갖으며, 무선 주파수 전원의 증가에 따라 이온밀도를 쉽게 증가시킬 수 있어서 고밀도의 플라즈마를 얻기 위하여 일반적으로 사용되고 있다. 그러나, 이러한 무선 주파수 전력의 증가는 이온 충격 에너지를 증가시키며, 결과적으로 이온 충격에 의한 손상을 방지하기 위해서는 무선 주파수 전력의 한계성을 갖게 된다.Capacitively coupled plasma (CCP) sources have the advantages of high capacitive coupling control and ion control, resulting in higher process productivity compared to other plasma sources, and high density plasma because ion density can be easily increased with increasing radio frequency power. It is commonly used to obtain. However, such increase in radio frequency power increases ion bombardment energy, and consequently, there is a limit of radio frequency power in order to prevent damage caused by ion bombardment.

한편, 유도 결합 플라즈마(ICP) 소스는 대표적으로 무선 주파수 안테나(RF Antenna)를 이용하는 방식과 변압기를 이용한 방식(변압기 결합 플라즈마(Transformer Coupled Plasma)라고도 함)으로 기술 개발이 이루어지고 있다. 여기에 전자석이나 영구자석을 추가하거나, 용량 결합 전극을 추가하여 플라즈마의 특성을 향상시키고 재현성과 제어능력을 높이기 위하여 기술 개발이 이루어지고 있다.On the other hand, the inductively coupled plasma (ICP) source is a technology development is mainly made of a method using a radio frequency antenna (RF Antenna) and a method using a transformer (also referred to as transformer coupled plasma (Transformer Coupled Plasma)). In order to improve the characteristics of the plasma, and to increase the reproducibility and control ability by adding an electromagnet or a permanent magnet, or by adding a capacitive coupling electrode, technology is being developed.

여기에서, 무선 주파수 안테나는 나선형 타입 안테나(Spiral type antenna) 또는 폴 타입의 안테나(Pole type antenna)가 일반적으로 사용된다. 무선 주파수 안테나는 플라즈마 반응기(plasma reactor)의 외부에 배치되며, 석영과 같은 유전체 윈도우(Dielectric Window)를 통하여 플라즈마 반응기의 내부로 유도 기전력을 전달한다. 무선 주파수 안테나를 이용한 유도 결합 플라즈마는 고밀도의 플라즈마를 비교적 손쉽게 얻을 수 있으나, 안테나의 구조적 특징에 따라서 플라즈마 균일도가 영향을 받게 된다. 이에, 무선 주파수 안테나의 구조를 개선하여 균일한 고밀도의 플라즈마를 얻으려하고 있다.
In this case, a radio frequency antenna is generally used as a spiral type antenna or a pole type antenna. The radio frequency antenna is disposed outside the plasma reactor and transmits induced electromotive force into the plasma reactor through a dielectric window such as quartz. Inductively coupled plasma using a radio frequency antenna can obtain a high density plasma relatively easily, but the plasma uniformity is affected by the structural characteristics of the antenna. Therefore, the structure of the radio frequency antenna is improved to obtain a uniform high density plasma.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 플라즈마 밀도, 플라즈마 균일도, 플라즈마 포텐셜 등 플라즈마 특성을 향상시킬 수 있는 이온빔 소스 추출장치를 제공하기 위한 목적이 있다.The present invention devised to solve the problems of the prior art as described above has an object to provide an ion beam source extraction apparatus that can improve the plasma characteristics, such as plasma density, plasma uniformity, plasma potential.

또한, 가공물을 이온처리 하기 위해서 대상물에 직, 간접적인 바이어스가 필요치 않으며, 이로 인해 PC, PET, Metal foil 등 플렉서블 기판을 고정된 틀에서 표면 이온처리하여 다양한 물성 부여가 가능하도록 하기 위한 다른 목적이 있다.
In addition, in order to ionize the workpiece, there is no need for direct or indirect biasing on the object, and thus, another object of the present invention is to provide various physical properties by surface ionizing a flexible substrate such as PC, PET, and metal foil in a fixed mold. have.

본 발명의 상기 목적은 플라즈마 발생을 위한 공간인 플라즈마챔버, 상기 플라즈마챔버 내에 반응가스를 주입하는 반응가스 주입구, 상기 플라즈마챔버 내에 밀봉되어 하나 이상 구비되며, 상기 플라즈마를 발생하는 폴(Pole) 타입 안테나, 단부가 상기 폴 타입 안테나에 매칭 네트워크를 통해 연결되며, 타단부가 접지되는 RF 전원공급부, 상기 폴 타입 안테나에서 발생된 상기 플라즈마로부터 이온빔 소스를 추출 및 가속하는 이온추출 그리드, 및 상기 이온추출 그리드에 직류전원을 인가하는 직류 전원공급부를 포함하는 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 이온빔 소스 추출장치에 의해서 달성된다.The object of the present invention is a plasma chamber which is a space for generating a plasma, a reaction gas inlet for injecting a reaction gas into the plasma chamber, one or more sealed in the plasma chamber, and provided with a pole type antenna for generating the plasma. An RF power supply having an end connected to the pole type antenna through a matching network, the other end of which is grounded, an ion extraction grid for extracting and accelerating an ion beam source from the plasma generated by the pole type antenna, and the ion extraction grid It is achieved by an ion beam source extraction apparatus using a pole-type plasma generating antenna including a DC power supply for applying a DC power to the.

또한 본 발명의 다른 목적은 가공물의 이온처리를 위해 구비되는 진공챔버, 상기 진공챔버 내에 하나 이상 구비되며, 폴 타입 안테나가 내장된 플라즈마챔버에 반응가스를 주입하여 플라즈마를 생성하고, 생성된 상기 플라즈마를 통해 이온빔 소스를 추출 및 가속하는 이온빔 소스 추출부, 상기 진공챔버 내에 구비되며, 상기 이온빔 소스 추출부로부터 추출된 상기 이온빔 소스가 충돌되어 상기 이온처리가 수행되는 가공물, 및 상기 가공물을 상기 진공챔버 내에 고정하고, 지지하기 위한 가공물고정부를 포함하는 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 가공물의 이온처리 장치에 의해서 달성된다.
In addition, another object of the present invention is a vacuum chamber provided for the ion treatment of the workpiece, at least one is provided in the vacuum chamber, injecting a reaction gas into the plasma chamber with a pole type antenna to generate a plasma, the generated plasma An ion beam source extraction unit for extracting and accelerating an ion beam source through the vacuum chamber, the workpiece is provided in the vacuum chamber, the ion beam source extracted from the ion beam source extraction unit collides to perform the ion treatment, and the workpiece is the vacuum chamber It is achieved by an ion treatment apparatus of a workpiece using a pole-type plasma generating antenna including a workpiece fixation for fixing therein and supporting it.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 플라즈마 밀도, 플라즈마 균일도, 플라즈마 포텐셜 등 플라즈마 특성을 향상시킬 수 있는 이온빔 소스 추출장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.The present invention devised to solve the problems of the prior art as described above has the effect of providing an ion beam source extraction apparatus that can improve the plasma characteristics, such as plasma density, plasma uniformity, plasma potential.

또한, 가공물을 이온처리 하기 위해서 대상물에 직, 간접적인 바이어스가 필요치 않으며, 이로 인해 PC, PET, Metal foil 등 플렉서블 기판을 고정된 틀에서 표면 이온처리하여 다양한 물성 부여가 가능하도록 할 수 있는 다른 효과가 있다.In addition, in order to ionize the workpieces, direct and indirect biases are not required on the object, and as a result, other effects that can be applied to various physical properties by surface ionizing a flexible substrate such as PC, PET, and metal foil in a fixed mold are possible. There is.

도 1은 본 발명에 따른 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 이온빔 소스 추출장치를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나의 평면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나의 사시도,
도 4a는 본 발명에 따른 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 평판형 가공물의 이온처리 장치를 나타낸 도면,
도 4b는 본 발명에 따른 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 플레서블 가공물의 롤투롤 방식을 이용한 이온처리 장치를 나타낸 도면,
도 5는 일실시예의 가공물 이온처리를 나타낸 도면,
도 6은 다른 실시예의 가공물 이온처리를 나타낸 도면,
도 7은 또 다른 실시예의 가공물 이온처리를 나타낸 도면이다.1 is a view showing an ion beam source extraction apparatus using a pole-type plasma generating antenna according to the present invention,
2 is a plan view of a pole type plasma generating antenna according to an embodiment of the present invention;
3 is a perspective view of a pole type plasma generating antenna according to an embodiment of the present invention;
4A is a view showing an ion treatment apparatus of a flat plate-shaped workpiece using a pole-type plasma generating antenna according to the present invention;
4b is a view showing an ion treatment apparatus using a roll-to-roll method of a flexible workpiece using a pole type plasma generating antenna according to the present invention;
5 is a view showing the workpiece ion treatment of one embodiment,
6 is a view showing the workpiece ion treatment of another embodiment,
7 is a view showing the workpiece ion treatment of another embodiment.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

이하 첨부된 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명에 따른 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 이온빔 소스 추출장치를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이온빔 소스 추출장치는 플라즈마 발생을 위한 공간인 플라즈마챔버(110), 플라즈마챔버(110) 내에 반응가스를 주입하는 반응가스 주입구(120), 플라즈마챔버(110) 내에 밀봉되어 하나 이상 구비되며, 플라즈마를 발생하는 폴(Pole) 타입 안테나, 단부가 폴 타입 안테나(130)에 매칭 네트워크를 통해 연결되며, 타단부가 접지되는 RF 전원공급부(131), 폴 타입 안테나(130)에서 발생된 플라즈마로부터 이온빔 소스를 추출 및 가속하는 이온추출 그리드(140), 및 이온추출 그리드(140)에 직류전원을 인가하는 직류 전원공급부(141)를 포함하여 구성된다.1 is a view showing an ion beam source extraction apparatus using a pole-type plasma generating antenna according to the present invention. As shown in FIG. 1, the ion beam source extracting apparatus according to the present invention includes a plasma chamber 110, which is a space for plasma generation, a reaction gas inlet 120 for injecting a reaction gas into the plasma chamber 110, and a plasma chamber ( One or more sealed and provided in the 110, the pole (Pole) type antenna for generating a plasma, the end is connected to the pole type antenna 130 through a matching network, the other end is the RF power supply 131, pole It comprises an ion extraction grid 140 for extracting and accelerating the ion beam source from the plasma generated by the type antenna 130, and a direct current power supply unit 141 for applying a direct current power to the ion extraction grid 140.

여기에서, 플라즈마챔버(110)는 진공상태로서, 진공상태를 유지하기 위한 보조진공장치가 부가될 수 있으며, 고온발열을 해소하기 위하여 수냉이나 공냉장치가 부가될 수 있다.Here, the plasma chamber 110 is a vacuum state, an auxiliary vacuum device for maintaining a vacuum state may be added, and a water cooling or air cooling device may be added to eliminate high temperature heat.

이때, 플라즈마챔버(110)의 내측면은 절연막 코팅이나 석영을 이용한 내벽(111)이 설치되는 것이 바람직하다.At this time, the inner surface of the plasma chamber 110 is preferably provided with an inner wall 111 using an insulating film coating or quartz.

또한, 플라즈마챔버(110)에는 플라즈마챔버(110) 내의 산소 또는 수증기 중 어느 하나 이상을 유출입하는 가스유출입구(150)가 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the plasma chamber 110 is preferably formed with a gas outlet 150 for flowing in or out of at least one of oxygen or water vapor in the plasma chamber 110.

한편, 플라즈마챔버(110)로부터 플라즈마를 발생하기 위하여 반응가스 주입구(120)로 불황성 가스, 질소, 또는 산소 중 어느 하나 이상을 포함하는 반응가스를 주입하게 되며, 이때의 반응가스 주입구(120)는 반응가스의 분압을 고르게 분포하기 위하여 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, in order to generate a plasma from the plasma chamber 110, a reaction gas including any one or more of inert gas, nitrogen, or oxygen is injected into the reaction gas inlet 120, and the reaction gas inlet 120 at this time. Is characterized in that at least one is provided to evenly distribute the partial pressure of the reaction gas.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나의 평면도이며, 도 1에 도시된 바와 같이, 폴 타입 안테나(130)에서 발생된 플라즈마로부터 이온빔 소스를 추출 및 가속하는 이온추출 그리드(140)는 하나 이상 구비되도록 한다. 본 발명의 실시예에 따른 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나의 사시도는 도 3과 같다.FIG. 2 is a plan view of a pole type plasma generating antenna according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, ions extracting and accelerating an ion beam source from plasma generated by the pole type antenna 130. At least one extraction grid 140 is provided. 3 is a perspective view of a pole type plasma generating antenna according to an embodiment of the present invention.

도 4a는 본 발명에 따른 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 평판형 가공물의 이온처리 장치를 나타낸 도면이다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 평판형 가공물(230)의 이온처리 장치는 가공물(230)의 이온처리를 위해 구비되는 진공챔버(210), 진공챔버(210) 내에 구비되며, 폴 타입 안테나(224)가 내장된 플라즈마챔버(222)에 반응가스를 주입하여 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마를 통해 이온빔 소스를 추출 및 가속하는 이온빔 소스 추출부(220), 진공챔버(210) 내에 구비되며, 이온빔 소스 추출부(220)로부터 추출된 이온빔 소스가 충돌되어 이온처리가 수행되는 평판형 가공물(230), 및 평판형 가공물(230)을 진공챔버(210) 내에 고정하고, 지지하기 위한 가공물고정부(240)를 포함하여 구성된다.4A is a view showing an ion treatment apparatus for a flat workpiece using a pole type plasma generating antenna according to the present invention. As shown in Figure 4a, the ion treatment apparatus of the plate-shaped workpiece 230 using a pole-type plasma generating antenna according to the present invention is a vacuum chamber 210 is provided for the ion treatment of the workpiece 230 And an ion beam source extraction provided in the vacuum chamber 210 to generate a plasma by injecting a reaction gas into the plasma chamber 222 having the pole type antenna 224 and extracting and accelerating the ion beam source through the generated plasma. The plate 220 and the vacuum chamber 210, the ion beam source extracted from the ion beam source extraction unit 220 collides with the flat workpiece 230, and the flat workpiece 230 is subjected to ion treatment to vacuum It is configured to include a workpiece fixing part 240 for fixing and supporting in the chamber (210).

이때, 플라즈마챔버(222)의 내측면은 절연막 코팅이나 석영을 이용한 내벽(111)이 설치되는 것이 바람직하다.At this time, the inner surface of the plasma chamber 222 is preferably provided with an inner wall 111 using an insulating film coating or quartz.

또한, 플라즈마챔버(222)에는 플라즈마챔버(222) 내의 산소 또는 수증기 중 어느 하나 이상을 유출입하는 가스유출입구(150)가 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the plasma chamber 222 is preferably formed with a gas outlet 150 for flowing in and out of at least one of oxygen or water vapor in the plasma chamber 222.

한편, 플라즈마챔버(222)로부터 플라즈마를 발생하기 위하여 반응가스 주입구(221)로 불황성 가스, 질소, 또는 산소 중 어느 하나 이상을 포함하는 반응가스를 주입하게 되며, 이때의 반응가스 주입구(221)는 반응가스의 분압을 고르게 분포하기 위하여 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, in order to generate plasma from the plasma chamber 222, a reaction gas including any one or more of inert gas, nitrogen, or oxygen is injected into the reaction gas inlet 221, and at this time, the reaction gas inlet 221. Is characterized in that at least one is provided to evenly distribute the partial pressure of the reaction gas.

이온빔 소스 추출부(220)는 이온빔 소스를 추출 및 가속하기 위해 이온추출 그리드(223)를 포함하며, 이온추출 그리드(223)는 하나 이상 구비되는 것이 바람직하다. 이때, 이온빔 소스 추출부(220)는 플라즈마로부터 특정극성의 이온에 일정한 방향성이 부여된 이온빔 소스를 추출 및 가속함으로써 평판형 또는 원통형을 포함하는 3차원 입체형상의 가공물(230)을 충돌시켜 이온주입이나 표면처리 등의 이온처리를 수행하게 된다.The ion beam source extractor 220 includes an ion extraction grid 223 for extracting and accelerating the ion beam source, and the ion extraction grid 223 is preferably provided with one or more. At this time, the ion beam source extracting unit 220 collides the three-dimensional solid-state workpiece 230 including a flat plate or a cylindrical shape to impinge ion implantation by extracting and accelerating an ion beam source given a certain direction to ions of a specific polarity from the plasma. Ion treatment such as surface treatment is performed.

도 4b는 본 발명에 따른 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 플레서블 가공물의 롤투롤 방식을 이용한 이온처리 장치를 나타낸 도면이다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명을 통해 플렉서블한 가공물(230), 즉 PC, PET, Metal foil 등을 롤투롤 이송 방식을 아용하여 연속적인 이온빔 처리로 응용할 수 있게 된다.4B is a view illustrating an ion treatment apparatus using a roll-to-roll method of a flexible workpiece using a pole type plasma generating antenna according to the present invention. As shown in Figure 4b, through the present invention, the flexible workpiece 230, that is, PC, PET, Metal foil, etc. can be applied to the continuous ion beam treatment using a roll-to-roll transfer method.

도 5, 도 6, 도 7은 각각 일실시예(평판형), 다른 실시예(원통형), 또 다른 실시예(3차원 입체형상)의 가공물 이온처리를 나타낸 도면이며, 도 7과 같이 플라즈마챔버(222)는 하나 이상 구비되어질 수도 있다.5, 6, and 7 are views showing the ion treatment of the workpieces of one embodiment (flat type), another embodiment (cylindrical type), and another embodiment (three-dimensional solid shape), respectively, as shown in FIG. One or more 222 may be provided.

이때, 진공챔버(210)에는 진공챔버(210) 내부에서 가공물(230)을 선형이동시킬 수 있도록 하는 가공물 이송가이드(미도시), 진공챔버(210) 내의 가스를 배기시키는 가스배기부(211)가 포함될 수도 있다.At this time, the vacuum chamber 210, the workpiece transfer guide (not shown) to linearly move the workpiece 230 in the vacuum chamber 210, the gas exhaust unit 211 for exhausting the gas in the vacuum chamber 210 May be included.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, Various changes and modifications will be possible.

110, 222 : 플라즈마챔버 111 : 내벽
120, 221 : 반응가스 주입구 130, 224 : 폴 타입 안테나
131 : RF 전원공급부 140, 223 : 이온추출 그리드
141 : 직류 전원공급부 150 : 가스유출입구
210 : 진공챔버 211 : 가스배기부
220 : 이온빔 소스 추출부 230 : 가공물
240 : 가공물고정부 110, 222: plasma chamber 111: inner wall
120, 221: reaction gas inlet 130, 224: pole type antenna
131: RF power supply unit 140, 223: ion extraction grid
141: DC power supply unit 150: gas outlet
210: vacuum chamber 211: gas exhaust
220: ion beam source extraction unit 230: the workpiece
240: workpiece fixing

Claims (19)

플라즈마 발생을 위한 공간인 플라즈마챔버;
상기 플라즈마챔버 내에 반응가스를 주입하는 반응가스 주입구;
상기 플라즈마챔버 내에 밀봉되어 하나 이상 구비되며, 상기 플라즈마를 발생하는 폴(Pole) 타입 안테나;
단부가 상기 폴 타입 안테나에 매칭 네트워크를 통해 연결되며, 타단부가 접지되는 RF 전원공급부;
상기 폴 타입 안테나에서 발생된 상기 플라즈마로부터 이온빔 소스를 추출 및 가속하는 이온추출 그리드; 및
상기 이온추출 그리드에 직류전원을 인가하는 직류 전원공급부
를 포함하는 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 이온빔 소스 추출장치.
A plasma chamber which is a space for plasma generation;
A reaction gas inlet for injecting a reaction gas into the plasma chamber;
A pole type antenna encapsulated in the plasma chamber and provided with one or more and generating the plasma;
An RF power supply having an end connected to the pole type antenna through a matching network and having the other end grounded;
An ion extraction grid for extracting and accelerating an ion beam source from the plasma generated by the pole type antenna; And
DC power supply unit for applying a DC power to the ion extraction grid
Ion beam source extraction apparatus using a pole-type plasma generating antenna comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 플라즈마챔버는 진공상태로서, 진공상태를 유지하기 위한 보조진공장치가 부가될 수 있는 것을 특징으로 하는 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 이온빔 소스 추출장치.
The method of claim 1,
The plasma chamber is a vacuum state, the ion beam source extraction apparatus using a pole-type plasma generating antenna, characterized in that an auxiliary vacuum device for maintaining a vacuum state can be added.
제 1 항에 있어서,
상기 플라즈마챔버의 내측면은 절연막 코팅이나 석영을 이용한 내벽이 설치되는 것을 특징으로 하는 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 이온빔 소스 추출장치.
The method of claim 1,
The inner side surface of the plasma chamber is ion beam source extraction apparatus using a pole-type plasma generating antenna, characterized in that the inner wall is formed using an insulating film coating or quartz.
제 1 항에 있어서,
상기 플라즈마챔버에는 고온발열을 해소하기 위하여 수냉이나 공냉장치가 부가될 수 있는 것을 특징으로 하는 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 이온빔 소스 추출장치.
The method of claim 1,
An ion beam source extraction apparatus using a pole type plasma generating antenna, characterized in that the water cooling or air cooling device may be added to the plasma chamber to eliminate high temperature heat.
제 1 항에 있어서,
상기 플라즈마챔버에는 상기 플라즈마챔버 내의 산소 또는 수증기 중 어느 하나 이상을 유출입하는 가스유출입구가 형성된 것을 특징으로 하는 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 이온빔 소스 추출장치.
The method of claim 1,
The plasma chamber is an ion beam source extraction apparatus using a pole-type plasma generating antenna, characterized in that the gas outlet for outflow of at least one of oxygen or water vapor in the plasma chamber is formed.
제 1 항에 있어서,
상기 반응가스 주입구는 상기 반응가스의 분압을 고르게 분포하기 위하여 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 이온빔 소스 추출장치.
The method of claim 1,
At least one reaction gas inlet is provided to distribute the partial pressure of the reaction gas evenly.
제 6 항에 있어서,
상기 반응가스는 불황성 가스, 질소, 또는 산소 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 이온빔 소스 추출장치.
The method according to claim 6,
The reaction gas is an ion beam source extraction apparatus using a pole-type plasma generating antenna, characterized in that any one or more of an inert gas, nitrogen, or oxygen.
제 1 항에 있어서,
상기 이온추출 그리드는 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 이온빔 소스 추출장치.
The method of claim 1,
An ion beam source extraction apparatus using a pole-type plasma generating antenna, characterized in that the ion extraction grid is provided with one or more.
가공물의 이온처리를 위해 구비되는 진공챔버;
상기 진공챔버 내에 하나 이상 구비되며, 폴 타입 안테나가 내장된 플라즈마챔버에 반응가스를 주입하여 플라즈마를 생성하고, 생성된 상기 플라즈마를 통해 이온빔 소스를 추출 및 가속하는 이온빔 소스 추출부;
상기 진공챔버 내에 구비되며, 상기 이온빔 소스 추출부로부터 추출된 상기 이온빔 소스가 충돌되어 상기 이온처리가 수행되는 가공물; 및
상기 가공물을 상기 진공챔버 내에 고정하고, 지지하기 위한 가공물고정부
를 포함하는 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 가공물의 이온처리 장치.
A vacuum chamber provided for ion treatment of the workpiece;
An ion beam source extracting unit provided in at least one of the vacuum chambers and generating a plasma by injecting a reaction gas into a plasma chamber having a pole type antenna, and extracting and accelerating an ion beam source through the generated plasma;
A workpiece provided in the vacuum chamber and configured to collide with the ion beam source extracted from the ion beam source extraction unit to perform the ion treatment; And
Work piece fixing part for fixing and supporting the work piece in the vacuum chamber
Ion processing device of the workpiece using a pole-type plasma generating antenna comprising a.
제 9 항에 있어서,
상기 플라즈마챔버는 진공상태로서, 진공상태를 유지하기 위한 보조진공장치가 부가될 수 있는 것을 특징으로 하는 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 가공물의 이온처리 장치.
The method of claim 9,
The plasma chamber is a vacuum state, the ion processing apparatus of the workpiece using a pole-type plasma generating antenna, characterized in that an auxiliary vacuum device for maintaining a vacuum state can be added.
제 9 항에 있어서,
상기 플라즈마챔버의 내측면은 절연막 코팅이나 석영을 이용한 내벽이 설치되는 것을 특징으로 하는 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 가공물의 이온처리 장치.
The method of claim 9,
The inner surface of the plasma chamber is an ion treatment apparatus of a workpiece using a pole-type plasma generating antenna, characterized in that the inner wall using an insulating film coating or quartz is provided.
제 9 항에 있어서,
상기 플라즈마챔버에는 고온발열을 해소하기 위하여 수냉이나 공냉장치가 부가될 수 있는 것을 특징으로 하는 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 가공물의 이온처리 장치.
The method of claim 9,
The ion chamber of the workpiece using a pole-type plasma generating antenna, characterized in that the water cooling or air cooling device can be added to the plasma chamber to eliminate the high temperature heat.
제 9 항에 있어서,
상기 플라즈마챔버에는 상기 플라즈마챔버 내의 산소 또는 수증기 중 어느 하나 이상을 유출입하는 가스유출입구가 형성된 것을 특징으로 하는 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 가공물의 이온처리 장치.
The method of claim 9,
The ion chamber of the workpiece using a pole-type plasma generating antenna, characterized in that the plasma chamber is formed with a gas outlet inlet or outlet of any one or more of oxygen or water vapor in the plasma chamber.
제 9 항에 있어서,
상기 반응가스는 분압을 고르게 분포하기 위하여 하나 이상 구비되는 반응가스 주입구를 통해 주입되는 것을 특징으로 하는 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 가공물의 이온처리 장치.
The method of claim 9,
The reaction gas is ion treatment device of the workpiece using a plasma generating antenna of the pole type (Pole) characterized in that the injection through the reaction gas inlet is provided with one or more to distribute the partial pressure evenly.
제 14 항에 있어서,
상기 반응가스는 불황성 가스, 질소, 또는 산소 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 가공물의 이온처리 장치.
15. The method of claim 14,
The reaction gas is an ion treatment apparatus for a workpiece using a pole-type plasma generating antenna, characterized in that any one or more of a sulfur-free gas, nitrogen, or oxygen.
제 9 항에 있어서,
상기 이온빔 소스 추출부는 상기 이온빔 소스를 추출 및 가속하기 위해 이온추출 그리드를 포함하며, 상기 이온추출 그리드는 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 가공물의 이온처리 장치.
The method of claim 9,
The ion beam source extraction unit includes an ion extraction grid for extracting and accelerating the ion beam source, wherein the ion extraction grid is provided with at least one ion processing apparatus of the workpiece using a pole-type plasma generating antenna .
제 9 항에 있어서,
상기 진공챔버에는 상기 진공챔버 내부에서 상기 가공물을 선형이동시킬 수 있도록 하는 가공물 이송가이드가 포함된 것을 특징으로 하는 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 가공물의 이온처리 장치.
The method of claim 9,
The vacuum chamber ion processing apparatus using a pole-type plasma generating antenna, characterized in that the workpiece conveying guide for linearly moving the workpiece in the vacuum chamber.
제 9 항에 있어서,
상기 가공물은 평판형 또는 원통형을 포함하는 3차원 입체형상인 것을 특징으로 하는 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 가공물의 이온처리 장치.
The method of claim 9,
The workpiece is an ion treatment apparatus of a workpiece using a pole-type plasma generating antenna, characterized in that the three-dimensional solid shape including a flat or cylindrical.
제 9 항에 있어서,
상기 진공챔버에는 상기 진공챔버 내의 가스를 배기시키는 가스배기부가 포함된 것을 특징으로 하는 폴(Pole) 타입의 플라즈마 발생 안테나를 이용한 가공물의 이온처리 장치.The method of claim 9,
The vacuum chamber includes a gas exhaust unit for exhausting the gas in the vacuum chamber ion processing apparatus using a plasma generating antenna of the pole (Pole) type.
KR1020120014484A 2012-02-13 2012-02-13 Apparatus for extracting the ion beam source and for treating the substrate by ion beam source using ICP antenna of pole type KR101383166B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120014484A KR101383166B1 (en) 2012-02-13 2012-02-13 Apparatus for extracting the ion beam source and for treating the substrate by ion beam source using ICP antenna of pole type

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120014484A KR101383166B1 (en) 2012-02-13 2012-02-13 Apparatus for extracting the ion beam source and for treating the substrate by ion beam source using ICP antenna of pole type

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130092901A true KR20130092901A (en) 2013-08-21
KR101383166B1 KR101383166B1 (en) 2014-04-09

Family

ID=49217476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120014484A KR101383166B1 (en) 2012-02-13 2012-02-13 Apparatus for extracting the ion beam source and for treating the substrate by ion beam source using ICP antenna of pole type

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101383166B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105590823A (en) * 2014-10-22 2016-05-18 上海凯世通半导体股份有限公司 Rf ion source apparatus
CN109300758A (en) * 2018-09-27 2019-02-01 德淮半导体有限公司 Ion Implantation Equipment and ion source generating device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100302870B1 (en) * 1998-01-16 2001-11-22 김윤 Method for depositing metal on surface of polymer film by ion beams
KR100735668B1 (en) * 2004-12-06 2007-07-06 성균관대학교산학협력단 Improved ion beam source and ion beam extracting method
KR20070050571A (en) * 2005-11-11 2007-05-16 삼성전자주식회사 Plasma process appratus of semiconductor production device and method for cooling plasma process appratus thereof
KR101021480B1 (en) * 2007-12-07 2011-03-16 성균관대학교산학협력단 Plasma sources having ferrite structures and plasma generating apparatus employing the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105590823A (en) * 2014-10-22 2016-05-18 上海凯世通半导体股份有限公司 Rf ion source apparatus
CN109300758A (en) * 2018-09-27 2019-02-01 德淮半导体有限公司 Ion Implantation Equipment and ion source generating device

Also Published As

Publication number Publication date
KR101383166B1 (en) 2014-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6861642B2 (en) Neutral particle beam processing apparatus
US6861643B2 (en) Neutral particle beam processing apparatus
US9564297B2 (en) Electron beam plasma source with remote radical source
JP7262375B2 (en) Plasma processing method and plasma processing apparatus
JPH10270430A (en) Plasma treating device
CN108668422B (en) Plasma generating chamber and plasma processing device
JP2011103257A (en) Plasma generator and film forming device, etching device, surface treatment device, and ion implantation device
US6909086B2 (en) Neutral particle beam processing apparatus
KR101383166B1 (en) Apparatus for extracting the ion beam source and for treating the substrate by ion beam source using ICP antenna of pole type
US6858838B2 (en) Neutral particle beam processing apparatus
JP2006253190A (en) Neutral particle beam processing apparatus and method of neutralizing charge
KR20080020722A (en) Plasma processing apparatus and method for treating substrates using the same
JP2000328269A (en) Dry etching device
KR101016810B1 (en) Apparatus for surface treatment using plasma
TWI821686B (en) Plasma treatment device
KR100946385B1 (en) Mold cleaning apparatus for high density semiconductor inductive coupled plasma type
KR100621698B1 (en) Inductively coupled plasma process apparatus
KR20130136015A (en) Ion processing apparatus using the position control of the ion beam source that contains the antenna of the pole type
KR101283645B1 (en) Inductively coupled plasma reactor having a built-in radio frequency antenna
JPH0221296B2 (en)
TWI659675B (en) Plasma source and plasma processing device
Baranov et al. How to Control Plasma Parameters
KR20230050023A (en) Apparatus for Emitting Ion-beam of Positive Electric Charge
JPH11340200A (en) Plasma treatment device
KR20060023430A (en) Plasma etching apparatus for etching semiconductor wafer

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170403

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180402

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee