KR970068751A - 마이크로파 플라즈마 처리 장치 및 방법(Microwave Plasma Processing Apparatus and Method Therefor) - Google Patents

마이크로파 플라즈마 처리 장치 및 방법(Microwave Plasma Processing Apparatus and Method Therefor) Download PDF

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Abstract

저전력을 사용하여 광영역에 걸쳐 균일한 고밀도 플라즈마를 발생시킴으로써 저온에서도 고속으로 고품질 플라즈마 처리를 수행하기 위한 목적으로, 주위가 대기로부터 유전체에 의해 분리되는 플라즈마 발생실, 상기 플라즈마 발생실의 주위에 제공된 복수개의 슬롯을 구비한 무종단 환상 도파관을 사용하는 마이크로파 도입 수단, 상기 플라즈마 발생실에 연결된 처리실, 상기 처리실내에 제공된 처리되는 기체용 지지 수단, 상기 플라즈마 발생실 및 상기 처리실용 가스 도입 수단, 및 상기 플라즈마 발생실 및 상기 처리실용 배기 수단을 포함하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 무종단 환상 도파관의 원주 길이 (Lg), 상기 무종단 환상 도파관내의 마이크로파의 파장 (λg), 상기 유전체의 원주 길이 (LS) 및 상기 유전체내를 전파하는 표면파의 파장 (λS)가 LS/λS= (2n + 1) Lg/λS(식 중, n은 0 또는 자연수이다)의 관계를 거의 충족시키는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치가 제공된다.

Description

마이크로파 플라즈마 처리 장치 및 방법(Microwave Plasma Apparatus and Method Therefor)
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
도 1은 플라즈마 처리 장치의 개략적 단면도, 도 2는 플라즈마 발생 메카니즘의 일례를 예시하기 위한 개략적 단면도, 도 3은 도파관의 일례의 개략적 사시도, 도 4는 도파관의 일례의 개략적 평면도.

Claims (59)

  1. 주위가 대기로부터 유전체에 의해 분리되는 플라즈마 발생실, 상기 플라즈마 발생실의 주위에 제공된 복수개의 슬롯을 구비한 무종단 (endless) 환상 도파관을 사용하는 마이크로파 도입 수단, 상기 플라즈마 발생실에 연결된 처리실, 상기 처리실내에 제공된 처리되는 기체 (基體) (피처리 기체)용 지지 수단, 상기 플라즈마 발생실 및 상기 처리실용 가스 도입 수단, 및 상기 플라즈마 발생실 및 상기 처리실용 배기 수단을 포함하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 무종단 환상 도파관의 원주 길이 (Lg), 상기 무종단 환상 도파관내의 마이크로파의 파장 (λg), 상기 유전체의 원주 길이 (LS) 및 상기 유전체내를 전파하는 표면파의 파장 (λS)가 LS/λS= (2n + 1) Lg/λS(식 중, n은 0 또는 자연수이다)의 관계를 거의 충족시키는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치
  2. 제1항에 있어서, 자계 발생 수단을 더 포함하는 마이크로파 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 자계 발생 수단에 의해 슬롯 근방의 자계를 마이크로파의 주파수의 대략 3.57 x 10-11(T.Hz)배의 자속 밀도로 제어할 수 있는 마이크로파 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기체 지지 수단이 상기 플라즈마의 발생 영역으로부터 떨어진 위치에 제공되는 마이크로파 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 피처리 기체를 광에너지로 조사하기 위한 수단을 더 포함하는 마이크로파 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 광에너지가 자외선인 마이크로파 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 지지 수단에 연결된 고주파 공급 수단을 더 포함하는 마이크로파 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 도파관의 내부에 유전체가 제공되는 마이크로파 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 도파관의 내부에 상기 유전체와는 상이한 유전체가 제공되는 마이크로파 처리 장치.
  10. 주위가 대기로부터 유전체에 의해 분리되는 플라즈마 발생실, 상기 플라즈마 발생실의 주위에 제공된 복수개의 슬롯을 구비한 원통상의 무종단 환상 도파관을 사용하는 마이크로파 도입 수단, 상기 플라즈마 발생실에 연결된 처리실, 상기 처리실내에 제공된 처리되는 기체 (피처리 기체)용 지지 수단, 상기 플라즈마 발생실 및 상기 처리실용 가스 도입 수단, 및 상기 플라즈마 발생실 및 상기 처리실용 배기 수단을 포함하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 무종단 환상 도파관의 중심 반경 (Rg), 상기 무종단 환상 도파관내의 마이크로파의 파장 (λg), 상기 유전체의 중심 반경 (RS) 및 상기 유전체내를 전파하는 표면파의 파장 (λS)가 RS/λS= (2n + 1) Rg/λg(식 중, n은 0 또는 자연수이다)의 관계를 거의 충족시키는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치
  11. 제10항에 있어서, 자계 발생 수단을 더 포함하는 마이크로파 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 자계 발생 수단에 의해 슬롯 근방의 자계를 마이크로파의 주파수의 대략 3.57 x 10-11(T/Hz)배의 자속 밀도로 제어할 수 있는 마이크로파 처리 장치.
  13. 제10항에 있어서, 피처리 기체가 상기 플라즈마의 발생 영역으로부터 떨어진 위치에 배치되도록 상기 기체 지지 수단이 제공되는 마이크로파 처리 장치.
  14. 제10항에 있어서, 피처리 기체를 광에너지로 조사하기 위한 수단을 더 포함하는 마이크로파 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 광에너지가 자외선인 마이크로파 처리 장치.
  16. 제10항에 있어서, 상기 지지 수단에 연결된 고주파 공급 수단을 더 포함하는 마이크로파 처리 장치.
  17. 제10항에 있어서, 상기 도파관의 내부에 유전체가 제공되는 마이크로파 처리 장치.
  18. 제10항에 있어서, 상기 도파관의 내부에 상기 유전체와는 상이한 유전체가 제공되는 마이크로파 처리 장치.
  19. 대기로부터 제1 유전체에 의해 분리된 플라즈마 발생실, 상기 플라즈마 발생실에 연결된 처리실, 처리되는 기체 (피처리 기체)가 상기 처리실내에 배치되도록 지지하기 위한 수단, 상기 플라즈마 발생실의 주위에 제공된 복수개의 슬롯을 구비한 무종단 환상 도파관을 사용하는 마이크로파 도입 수단, 상기 플라즈마 발생실 및 상기 처리실용 가스 도입 수단, 및 상기 플라즈마 발생실 및 상기 처리실용 배기 수단을 포함하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 환상 도파관의 내부는 상기 제1 유전체와 동일하거나 또는 상이한 제2 유전체로 충전되는 마이크로파 플라즈마 처리 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 및 제2 유전체들의 유전 상수들의 비율이 상기 제1 및 상기 제2 유전체들의 원주 길이들의 비율의 제곱의 역수와 대략 동일한 마이크로파 처리 장치.
  21. 제19항에 있어서, 자계 발생 수단을 더 포함하는 마이크로파 처리 장치.
  22. 제21항에 있어서, 슬롯 근방의 자계가 마이크로파의 주파수의 대략 3.57 x 10-11(T/Hz)배의 자속 밀도를 가지는 마이크로파 처리 장치.
  23. 제19항에 있어서, 상기 기체 지지 수단이 상기 플라즈마의 발생 영역으로부터 떨어진 위치에 제공되는 마이크로파 처리 장치.
  24. 제19항에 있어서, 피처리 기체를 광에너지로 조사하기 위한 수단을 더 포함하는 마이크로파 처리 장치.
  25. 제19항에 있어서, 상기 지지 수단에 연결된 고주파 공급 수단을 더 포함하는 마이크로파 처리 장치.
  26. 주위가 대기로부터 유전체에 의해 분리되는 플라즈마 발생실, 상기 플라즈마 발생실의 주위에 제공된 복수개의 슬롯을 구비한 무종단 환상 도파관을 사용하는 마이크로파 도입 수단, 상기 플라즈마 발생실에 연결된 처리실, 상기 처리실내에 제공된 처리되는 기체 (피처리 기체)용 지지 수단, 상기 플라즈마 발생실 및 상기 처리실용 가스 도입 수단, 및 상기 플라즈마 발생실 및 상기 처리실용 배기 수단을 포함하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치를 사용하여, 상기 무종단 환상 도파관의 원주 길이 (Lg), 상기 무종단 환상 도파관내의 마이크로파의 파장 (λg), 상기 유전체의 원주 길이 (LS) 및 상기 유전체내를 전파하는 표면파의 파장 (λS)를 LS/λS= (2n + 1) Lg/λS(식 중, n은 0 또는 자연수이다)의 관계를 거의 충족시키도록 선택함으로써 상기 기체상에 플라즈마 처리를 수행하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치
  27. 제26항에 있어서, 플라즈마 처리를 자계 인가하에 수행하는 마이크로파 처리 방법.
  28. 제27항에 있어서, 슬롯 근방의 자계가 마이크로파의 주파수의 대략 3.57 x 10-11(T/Hz)배의 자속 밀도를 갖도록 상기 자계를 제어하는 마이크로파 처리 방법.
  29. 제26항에 있어서, 플라즈마의 발생 영역으로부터 떨어진 위치의 상기 기체 지지 수단상에 상기 기체를 배치하는 단계를 포함하는 마이크로파 처리 방법.
  30. 제26항에 있어서, 플라즈마 처리를 광에너지를 사용한 피처리 기체의 조사하에 수행하는 마이크로파 처리 방법.
  31. 제30항에 있어서, 상기 광에너지가 자외선인 마이크로파 처리 방법.
  32. 제26항에 있어서, 플라즈마 처리를 상기 지지 수단에 고주파를 공급하여 수행하는 마이크로파 처리 방법.
  33. 제26항에 있어서, 상기 도파관의 내부를 유전체로 충전하는 마이크로파 처리 방법.
  34. 제26항에 있어서, 상기 도파관의 내부를 상기 유전체와는 상이한 유전체로 충전하는 마이크로파 처리 방법.
  35. 주위가 대기로부터 유전체에 의해 분리되는 플라즈마 발생실, 상기 플라즈마 발생실의 주위에 제공된 복수개의 슬롯을 구비한 원통상의 무종단 환상 도파관을 사용하는 마이크로파 도입 수단, 상기 플라즈마 발생실에 연결된 처리실, 상기 처리실내에 제공된 처리되는 기체 (피처리 기체)용 지지 수단, 상기 플라즈마 발생실 및 상기 처리실용 가스 도입 수단, 및 상기 플라즈마 발생실 및 상기 처리실용 배기 수단을 포함하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치를 사용하여, 상기 무종단 환상 도파관의 중심 반경 (Rg), 상기 무종단 환상 도파관내의 마이크로파의 파장 (λg), 상기 유전체의 중심 반경 (RS) 및 상기 유전체내를 전파하는 표면파의 파장 (λS)가 RS/λg= (2n + 1) Rg/λg(식 중, n은 0 또는 자연수이다)의 관계를 거의 충족시키도록 선택함으로써 플라즈마 처리를 수행하는 마이크로파 플라즈마 처리 방법.
  36. 제35항에 있어서, 플라즈마 처리를 자계 인가하에 수행하는 마이크로파 처리 방법.
  37. 제36항에 있어서, 슬롯 근방의 자계가 마이크로파의 주파수의 대략 3.57 x 10-11(T/Hz)배의 자속 밀도를 갖도록 상기 자계를 제어하는 마이크로파 처리 방법.
  38. 제35항에 있어서, 상기 플라즈마의 발생 영역으로부터 떨어진 위치의 상기 기체 지지 수단상에 상기 기체를 배치시키는 단계를 포함하는 마이크로파 처리 방법.
  39. 제35항에 있어서, 플라즈마 처리를 광에너지를 사용한 피처리 기체의 조사하에 수행하는 마이크로파 처리 방법.
  40. 제39항에 있어서, 상기 광에너지가 자외선인 마이크로파 처리 방법.
  41. 제35항에 있어서, 플라즈마 처리를 상기 지지 수단에 고주파의 공급하에 수행하는 마이크로파 처리 방법.
  42. 제35항에 있어서, 상기 도파관의 내부를 유전체로 충전하는 마이크로파 처리 방법.
  43. 제35항에 있어서, 상기 도파관의 내부를 상기 유전체와는 상이한 유전체로 충전하는 마이크로파 처리 방법.
  44. 대기로부터 제1 유전체에 의해 분리되는 플라즈마 발생실, 상기 플라즈마 발생실에 연결된 처리실, 처리되는 기체 (피처리 기체)가 상기 처리실내에 배치되도록 지지하기 위한 수단, 상기 플라즈마 발생실의 주위에 제공된 복수개의 슬롯을 구비한 무종단 환상 도파관을 사용하는 마이크로파 도입 수단, 상기 플라즈마 발생실 및 상기 처리실용 가스 도입 수단, 및 상기 플라즈마 발생실 및 상기 처리실용 배기 수단을 포함하고, 상기 환상 도파관의 내부는 상기 제1 유전체와 동일하거나 또는 상이한 제2 유전체로 충전되는 마이크로파 플라즈마 처리 장치내에 기체를 배치시킴으로써 플라즈마 처리를 수행하는 마이크로파 플라즈마 처리 방법.
  45. 제44항에 있어서, 상기 제1 및 제2 유전체들의 유전 상수들의 비율이 상기 제1 및 상기 제2 유전체들의 원주 길이들의 비율의 제곱의 역수와 대략 동일한 마이크로파 처리 방법.
  46. 제44항에 있어서, 상기 플라즈마 처리를 자계의 인가하에 수행하는 마이크로파 처리 방법.
  47. 제46항에 있어서, 슬롯 근방의 자계가 마이크로파의 주파수의 대략 3.57 x 10-11(T/Hz)배의 자속 밀도를 가지는 마이크로파 처리 방법.
  48. 제44항에 있어서, 상기 플라즈마의 발생 영역으로부터 떨어진 위치의 상기 기체 지지 수단상에 상기 기체를 배치시키는 단계를 포함하는 마이크로파 처리 방법.
  49. 제44항에 있어서, 플라즈마 처리를 광에너지를 사용한 피처리 기체의 조사하에 수행하는 마이크로파 처리 방법.
  50. 제44항에 있어서, 플라즈마 처리를 상기 지지 수단에 고주파를 공급하여 수행하는 마이크로파 처리 방법.
  51. 제26항에 있어서, 상기 플라즈마 처리가 막 형성인 마이크로파 처리 방법.
  52. 제26항에 있어서, 상기 플라즈마 처리가 에칭인 마이크로파 처리 방법.
  53. 제26항에 있어서, 플라즈마 처리가 애싱 (ashing)인 마이크로파 처리 방법.
  54. 제35항에 있어서, 상기 플라즈마 처리가 막 형성인 마이크로파 처리 방법.
  55. 제35항에 있어서, 상기 플라즈마 처리가 에칭인 마이크로파 처리 방법.
  56. 제35항에 있어서, 상기 플라즈마 처리가 애싱인 마이크로파 처리 방법.
  57. 제44항에 있어서, 상기 플라즈마 처리가 막 형성인 마이크로파 처리 방법.
  58. 제44항에 있어서, 상기 플라즈마 처리가 에칭인 마이크로파 처리 방법.
  59. 제44항에 있어서, 상기 플라즈마 처리가 애싱인 마이크로파 처리 방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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