CN101441986A - 表面处理装置及该装置的下部电极组装体的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用大气压等离子体的表面处理装置及在该装置的下部电极组装体的制造方法，其中，本发明的表面处理装置构成为结构要素的分解及组装容易的组装式，其容易进行如电极更换等维修，并通过调整容易拆装的隔离物的厚度，容易调整上部电极和下部电极之间的间隔，进而通过可直接或间接冷却上述上部电极及下部电极的冷却系统，可以有效冷却在上述上部电极及下部电极产生的热量，从而防止热化引起的损伤，使可能在上述上部电极及下部电极发生的电弧现象最小化。

Description

表面处理装置及该装置的下部电极组装体的制造方法

技术领域

本发明涉及利用大气压等离子体的表面处理装置，具体涉及如下的利用大气压等离子体的表面处理装置：构成为结构要素的分解及组装容易的组装式，容易进行电极更换等维修，通过调整容易拆装的隔离物的厚度，容易调整上部电极和下部电极之间的间隔，并通过可直接或间接冷却上述上部电极及下部电极的冷却系统，可以有效冷却在上述上部电极及下部电极上产生的热量，从而防止热化引起的损伤，使可能在上部电极及下部电极发生的电弧(arcing)现象最小化；另外，本发明还涉及在上述装置中使用的下部电极组装体的制造方法。

背景技术

通常在用于制造LCD(Liquid Crystal Display)、PDP(PlasmaDisplay Panel)、半导体元件等的工序中，有对各个基板的表面进行处理的方法，例如在蚀刻(etching)工序、从基板表面除去有机物质等污染物或者除去抗蚀剂(resist)的灰化(ashing)工序、有机薄膜的粘帖、表面变形、薄膜成型的提高、金属氧化物的还原或液晶用玻璃基板的清洗工序等中，大致采用利用化学药品的方法和利用等离子体(plasma)的方法。其中，利用化学药品的方法存在着对环境造成不良影响的弊端。另一方面，作为利用等离子体的表面处理的一例，有利用低温、低压状态的等离子体的方法。上述利用低温、低压状态等离子体的方法，在低温、低压的真空室内产生等离子体，使上述等离子体与基板的表面接触而对基板表面进行处理。这种利用低温、低压状态的等离子体的表面处理方法虽然具有突出的清洗效果，但实际上并没有得到广泛利用。这是因为需要用于维持低压的真空装置，从而很难应用于在大气压状态下实施的连续工序中。由此，近年来在大气压状态下产生等离子体而将其利用于表面处理的研究正如火如荼地进行当中。

作为在大气压下产生等离子体的方法，通常使用脉冲电晕放电(pulsed corona discharge)和介电薄膜放电。上述脉冲电晕放电是利用高电压脉冲电源产生等离子体的方法，上述介电薄膜放电是两个电极中的至少一方使用电介质，在该电极上施加具有数十Hz至数MHz频率的电源，从而产生等离子体的方法。

下面参照附图，对利用大气压等离子体的现有的表面处理装置进行说明。图1是利用大气压等离子体的现有的表面处理装置的简要结构图；图2是制造上述表面处理装置的下部电极组装体的方法的阶段图。

如图1所示，利用大气压等离子体的现有的表面处理装置，包括：以规定间隔分离而相对配置的上部电极组装体10和下部电极组装体20；以锯齿形设置在上述上部电极组装体10及下部电极组装体20之间，使两者维持以规定间隔分离的状态的隔离物(spacer)30；支撑上述下部电极组装体20的支持器40；和电连接上述下部电极住装体20和上述支持器40的接触器(contactor)50。

上述上部电极组装体10由下述部件构成：剖面大致为U字形状的电介质12；在该电介质12上镀覆Ag而形成的上部电极14；将上述上部电极14连接到电源60的高压电线16；以及环氧树脂(epoxy)，填充于上述电介质12内部，稳定地维持上述上部电极14和与其连接的高压电线16的连接状态，并使该上部电极14与外部隔绝。

如图2所示，上述下部电极组装体20的制作过程如下：对电介质板21进行平面抛光(a)后，在其上表面镀覆Ag而形成下部电极23(b)，接着在其上表面喷射电介质(c)，通过超声波加工形成多个孔29(d)，接着为了容易覆盖露出的下部电极23，在上述孔29周边实施利用喷砂处理(sand blasting)的锥形(taper)加工(e)，然后再通过喷射电介质覆盖上述露出的下部电极23(f)。

具有这种结构的利用大气压等离子体的现有表面处理装置，通过以锯齿形设置的隔离物30之间的空间，使工艺气体流入作为形成于上述上部电极组装体10及下部电极组装体20之间的空间的反应部，向上述上部电极组装部10提供具有数十Hz至数MHz频率的电源而引起放电，由此将上述工艺气体变换为等离子体，并使这样变换的等离子体通过形成于上述下部电极组装体20的多个孔29，向配置于上述下部电极组装体20的下部的基板(未图示)排出，从而对上述基板的表面进行处理。

但是，上述现有的表面处理装置存在下述问题。

第一，对如上所述的上部电极组装体10而言，由于上述环氧树脂填充在上述电介质12内部并在常温下固化，因而在其内部产生很多气泡，可能成为电弧现象的原因，并且由于不能放出为了形成等离子体而施加到上述上部电极组装体10的高电压所产生的高热，不能进行顺畅的冷却，可能在电介质上出现裂纹(crack)等损伤。

第二，介于上部电极组装体10及下部电极组装体20之间将两者维持以规定间隔分离的状态的隔离物30，由于具有通过环氧树脂与上述上部电极组装体10及下部电极组装体20粘着连接的结构，因而在要更换上述上部电极组装体10及下部电极组装体20中的其中一个，特别是上述下部电极组装体20的情况下，由于无法进行部分更换，因而存在必须更换上部电极组装体10及下部电极组装体20整体的问题。并且，对形成于上述上部电极组装体10及下部电极组装体20之间的等离子体而言，上述上部电极组装体10及下部电极组装体20之间的间隔非常重要，在实施调整所述间隔的同时确定形成等离子体的最佳条件的测试时，由于需要分别制作成套(set)的该间隔各不相同的上部电极组装体10及下部电极组装体20，因而存在费用及时间上损失较大的问题。

第三，由于上述下部电极组装体20和配置于其下部的基板之间的间隔通常是狭窄的1～3mm左右，因而后述的上述下部电极组装体20相对下部电极23的接地线的连接较难，从而如上所述，上述现有的表面处理装置100具有通过接触器50电连接上述下部电极组装体20和上述支持器40，并在所述支持器40上设置接地线的结构。但是，对上述下部电极组装体20及支持器40而言，为了防止错误放电都分别进行了绝缘处理，因此需要除去它们的进行绝缘处理的一部分而使其露出金属(metal)部分，然后再连接上述接触器50，而且对于其露出部位应再利用环氧树脂进行绝缘处理，因此存在其结构复杂、难以组装的问题。并且，随着持续使用，上述用环氧树脂进行绝缘处理的部分会掉落，再次露出金属部分，因此存在在附加高电压时在该部位发生电弧现象的问题。

第四，在制造具有上述结构的下部电极组装体20时，不仅难以在达到数百个的孔29中的每个孔形成如通过图2的(e)阶段说明的均匀的锥形，而且繁琐，并且由于在(f)阶段说明的喷射的电介质的加工壁面不均匀，由此在等离子体处理过程中，附着在壁面上的电介质脱落而使下部电极23露出，从而发生电弧现象的问题。并且，还存在如上所述的脱落的电介质及因电弧现象而产生的下部电极23的微细碎片掉落在基板上污染基板的问题。

发明内容

本发明是为了克服如上所述的现有技术的缺点而作出的，其目的在于提供一种利用大气压等离子体的表面处理装置，构成为结构要素的分解及组装容易的组装式，容易进行如电极更换等维修，通过调整容易拆装的隔离物的厚度，容易调整上部电极和下部电极之间的间隔，并通过可直接或间接冷却上述上部电极及下部电极的冷却系统，可以有效冷却在上述上部电极及下部电极产生的热量，从而防止热化引起的损伤，使可能在上述上部电极及下部电极发生的电弧现象最小化。

本发明的另一目的在于提供一种下部电极组装体的制造方法，能够更有效且更容易地制造下部电极组装体，该下部电极组装体具有使可能在下部电极发生的电弧现象最小化的结构。

用于达成上述目的的本发明的利用大气压等离子体的表面处理装置，其包括：气室，用于收容由气体供给部供给的气体中间板，配置于上述气室的下端，可拆装地连接于上述气室，设有多个气孔；支架，可拆装地连接于上述中间板；上部电极组装体，可拆装地连接于上述支架；下部电极组装体，在上述上部电极组装体的下部间隔规定距离而配置，通过与上述上部电极组装体的放电将上述气体变换为等离子体，并设有将变换后的等离子体向下部排出的多个等离子体排出孔；支持器，设有从内侧壁突出形成的用于支撑上述下部电极组装体的固定突起；和托架，可拆装地连接上述中间板和上述支持器，进行上述连接时，设在下端的台阶部挤压被上述固定突起支撑的上述下部电极组装体的上表面，从而将上述下部电极组装体支撑固定在上述支持器上。

在本发明的一实施例中优选的是，还包括隔离物，该隔离物可拆装地设置在上述中间板和上述托架之间，用于调整上述上部及下部电极组装体之间的间隔。

在本发明的一实施例中优选的是，上述下部电极组装体的宽度方向长度小于上述支持器的相对的内侧壁之间的长度，以在上述下部电极组装体的侧面与上述支持器的内侧壁之间存在间隙。

在本发明的一实施例中优选的是，连接上述支持器和上述托架时，在上述支持器的上表面与上述托架的下表面之间存在间隙。

在本发明的一实施例中优选的是，在上述中间板上还设有制冷剂注入口及制冷剂排出口；在上述中间板和上述上部电极组装体之间还设有制冷剂注入管和制冷剂排出管，上述制冷剂注入管将通过上述制冷剂注入口供给的制冷剂传递给上述上部电极组装体，上述制冷剂排出管将在上述上部电极组装体内部循环的制冷剂向上述制冷剂排出口传递。

在本发明的一实施例中优选的是，上述上部电极组装体，包括：电介质，具有上部开放的箱型形状；上部电极，形成于上述电介质的底板部上表面；冷却块，粘着于上述上部电极的上表面而与上述支架相连接，形成有与上述制冷剂注入管及制冷剂排出管连接而使所供给的制冷剂移动的制冷剂流路；高压电线，连接上述上部电极和向上述上部电极施加高电压的电源供给部；和环氧树脂，填充于上述电介质的内部空间，使上述上部电极及上述冷却块与外部隔绝。

在本发明的一实施例中优选的是，上述环氧树脂为具有与上述电介质近似的热膨胀系数的耐高电压环氧树脂。

在本发明的一实施例中优选的是，使上述环氧树脂在真空状态下维持120℃而固化，以使可能形成于内部的气泡最小化。

在本发明的一实施例中优选的是，在上述电介质的内侧壁上还设有与上述上部电极相连接的引线端子，上述高压电线与上述引线端子相连接，使得与上述上部电极电连接。

在本发明的一实施例中优选的是，上述下部电极组装体呈设有上述多个等离子体排出孔的平板形状，其由配置在中心层的下部电极和包围上述下部电极而形成的用于防止上述下部电极向外部露出的电介质构成。

在本发明的一实施例中优选的是，上述下部电极组装体由如下方法制造：将电介质平面抛光成平板形状，在上述电介质的上表面镀覆Ag而形成下部电极，通过激光加工在上述下部电极形成多个台阶孔，喷射电介质以覆盖上述电介质及下部电极，以上述台阶孔的中心轴为基准，钻出具有比上述台阶孔小的直径的孔，形成上述多个等离子体排出孔。

在本发明的一实施例中优选的是，在上述支持器上还设有制冷剂注入口及制冷剂排出口；在上述支持器的内部形成有与上述支持器的制冷剂注入口及制冷剂排出口相连接而使所供给的制冷剂循环的制冷剂流路，从而间接冷却上述下部电极组装体。

本发明的另一实施例的利用大气压等离子体的表面处理装置，其包括：气室，用于收容由气体供给部供给的气体；中间板，配置于上述气室的下端，可拆装地连接于上述气室，并设有多个气孔；支架，可拆装地连接于上述中间板；上部电极组装体，可拆装地连接于上述支架；下部电极组装体，在上述上部电极组装体的下部间隔规定距离而配置，通过与上述上部电极组装体的放电使上述气体变换为等离子体，并设有将变换后的等离子体向下部排出的多个等离子体排出孔；托架，可拆装地连接上述中间板和上述下部电极组装体；和隔离物，可拆装地设置在上述中间板和上述下部电极组装体之间，用于调整上述上部及下部电极组装体之间的间隔。

在本发明的一实施例中优选的是，上述下部电极组装体为铝(Al)电极，其通过阳极氧化在整个外表面上形成氧化被膜，其中，所述的铝电极是使形成有上述多个等离子体排出孔的平板部以及沿着上述平板部的边缘部向上突出形成并与上述托架连接的方形框架形状的连接部一体形成的。

本发明的另一实施例的下部电极组装体的制造方法，其包括：将电介质平面抛光成平板形状的阶段；在上述电介质的上表面镀覆Ag而形成下部电极的阶段；通过激光加工在上述下部电极形成多个台阶孔的阶段；喷射电介质以覆盖上述电介质及下部电极的阶段；和以上述台阶孔的中心轴为基准，钻出具有比上述台阶孔小的直径的孔，形成上述多个等离子体排出孔的阶段。

具有如上所述的结构的本发明的利用大气压等离子体的表面处理装置，构成为结构要素的分解及组装容易的组装式，其具有如电极的更换等维修容易的优点。

并且，由于可通过调整容易拆装的隔离物的厚度，容易调整上部电极和下部电极之间的间隔，因而具有容易实施确定形成等离子体的最佳条件的测试的优点。

并且，通过可直接或间接冷却上述上部电极及下部电极的冷却系统，有效地冷却在上述上部电极及下部电极产生的热量，从而具有可防止热化引起的损伤，使可能在上述上部电极及下部电极发生的电弧现象最小化的优点。

另外，根据本发明的下部电极组装体的制造方法，具有能够更有效、容易地制造出下部电极组装体的优点，该下部电极组装体具有使可能在下部电极发生的电弧现象最小化的结构。

附图说明

图1是利用大气压等离子体的现有的表面处理装置的简要结构图；

图2是上述表面处理装置的下部电极组装体的制造阶段图；

图3是本发明的利用大气压等离子体的表面处理装置的分解透视图；

图4是本发明的利用大气压等离子体的表面处理装置的透视图；

图5是图3所示的上部电极组装体的制造阶段图；

图6是图5的A部分的放大图；

图7是图5所示的高压电线的连接部的详图；

图8是图4的I-I′线剖开透视图；

图9是图8的部分主视图；

图10是图3所示的下部电极组装体的制造阶段图；

图11是下部电极组装体的另一实施例。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的利用大气压等离子体的表面处理装置及在该装置中使用的下部电极组装体的制造方法的优选实施例进行详细说明。图3是本发明的利用大气压等离子体的表面处理装置的分解透视图；图4是本发明的利用大气压等离子体的表面处理装置的透视图；图8是图4的I-I′线剖开透视图；图9是图8的部分主视图；

首先，参照图3、图4、图8及图9对本发明的利用大气压等离子体的表面处理装置进行说明。上述表面处理装置100具有收容由气体供给部(未图示)供给的气体的气室110。所述气室110具有下部开放的箱型形状，将通过气体注入口112供给的气体收容并扩散后，通过后述的形成于后文所述的中间板120上的多个气孔122向下传递上述气体。在上述气室110形成有用于与后述的中间板120、隔离物150及托架160连接的多个连接孔116。在上述气室110上还设有电线引出部113，所述电线引出部113将后述的高压电线240向外部引出，并维持上述气室110内部的气密性。在上述气室110的下端配置有可拆装地连接于上述气室110的中间板120。在所述中间板120上设有上述的多个气孔122，还设有用于连接上述气室110的多个连接孔126以及用于连接后述的支架140的另外的多个连接孔127。在上述中间板120上还设有制冷剂注入口124和制冷剂排出口125，所述制冷剂注入口124用于向后述的上部电极组装体200供给制冷剂；所述制冷剂排出口125用于排出在上述上部电极组装体200内部循环后排出的制冷剂。

在上述中间板120的下端配置有可拆装地连接于所述中间板120上的支架140。所述支架140用于支撑固定后述的上部电极组装体200，具有与形成于上述中间板120上的多个连接孔127连通的多个连接孔147，通过插入上述多个连接孔127、147的螺栓等连接件(未图示)，将上述上部电极组装体200可拆装地连接于上述中间板120上。

在上述支架140的下端可拆装地连接有上述上部电极组装体200。上述上部电极组装体200包括与电源供部(未图示)电连接的上部电极(220，参照图5)。上述上部电极组装体200以与后述的下部电极组装体300间隔规定间隔的状态配置，从上述电源供给部接受数十Hz至数十MHz的高电压，并通过放电将流入上述上部电极组装体200和下部电极组装体300之间的空间的气体变换为等离子体。

下面参照图5至图7，对上述上部电极组装体200及其制造方法进行详细说明。图5是图3所示的上部电极组装体的制造阶段图；图6是图5的A部分的放大图；图7是图5所示的高压电线的连接部的详图。

上述上部电极组装体200包括下述部件：具有上部开放的箱型形状的电介质210；形成于上述电介质210的底板部上表面的上部电极220；冷却块230，粘着在上述上部电极220的上表面而与上述支架140连接，并与上述制冷剂注入管134及制冷剂排出管135连接，形成所供给的制冷剂移动的制冷剂流路237；高压电线240，用于连接上述上部电极220和向上述上部电极220施加高电压的电源供给部；和环氧树脂250，填充于上述电介质210的内部空间中，用于使上述上部电极220及上述冷却块230与外部隔绝。

上述电介质210可以使用MgO、Al₂O₃、TiO₂、SiO₂、Pb(Zr、Ti)O₃、Si₃N₄及PZT等氧化物系列的陶瓷。

如图6所示，上述冷却块230由上部冷却块231及下部冷却块236构成。为了与上述支架140连接，在上述上部冷却块231设有插入上述的支架140以与所述支架140连接的槽232，和与形成于上述支架140上的多个连接孔147连通的内螺纹部233。在上述下部冷却块236的上表面设有通过与上述上部冷却块231接合而形成的制冷剂流路237。上述上部冷却块231和下部冷却块236的接合可通过Ag-Cu钎焊(Brazing)工法实现。

上述上部电极组装体200根据下述方法进行制造。首先，加工形成具有如图5所示形状的电介质210。之后，在该电介质210的底板部上表面镀覆Ag而形成上部电极220。然后，将在内部形成制冷剂流路237、连接于上述的制冷剂注入管134及制冷剂排出管135以与所述制冷剂流路237连通的冷却块237，粘着到上述上部电极220的上表面。接着，将与电源供给部相连接的高压电线240与上述上部电极220电连接。为了所述连接的便利性，如图7所示，在上述电介质210的侧壁内侧面上设置与上述上部电极220相连接的引线端子222，将上述高压电线240连接到上述引线端子222上，以使上述高压电线240和上部电极220的电连接变得容易。之后，在上述电介质210的两端组装隔壁212后，将支架140、制冷剂注入管134及制冷剂排出管135接合到上述冷却块230上。接着，在上述电介质210的内部空间填充环氧树脂250至规定高度并进行烧结，由此使上述上部电极220及冷却块230与外部隔绝，另一方面使上述上部电极220、冷却块230及支架140固定在上述电介质210上。

此时优选的是，上述环氧树脂250使用具有与上述电介质210近似的热膨胀系数的耐高电压环氧树脂，以使上述环氧树脂250及电介质210因在等离子体形成过程中发生的热化而各自不同地膨胀，从而防止在上述环氧树脂250或电介质210产生裂纹等损伤。并且优选的是，上述环氧树脂250的烧结中，在真空状态下维持120℃而进行固化，以尽量减少可能形成在内部的气泡。

对通过如上所述的过程制造的上部电极组装体200而言，通过使在上述环氧树脂250的内部存在而有可能引起电弧现象的气泡最小化，能够最大限度地防止电弧现象的发生，通过与上述上部电极220贴合、在其内部循环有制冷剂的冷却块230直接冷却上述上部电极220，能够防止在等离子体形成过程中发生的热化引起的损伤。

上述高压电线240贯通形成

上述中间板120上的多个气孔122中任一个，通过形成于上述气室110的电线引出部113向外部引出。

再参照图3、图4、图8及图9，在上述中间板120和上述上部电极组装体200之间配置有制冷剂注入管134和制冷剂排出管135，所述制冷剂注入管134将通过上述中间板120的制冷剂注入口124供给的制冷剂传递给上述上部电极组装体200，所述制冷剂排出管135将在上述上部电极组装体200的内部循环的制冷剂向上述中间板120的制冷剂排出口125传递。

另一方面，在上述中间板120的下端可拆装地连接有隔离物150，该隔离物150形成有开口部151，以具有避免与上述支架140干扰的框架形状。在上述隔离物150上设有与形成于上述中间板120上的多个连接孔126连通的多个连接孔156。上述隔离物150用于调整上述上部电极组装体200和后述的下部电极组装体300之间的间隔。上述隔离物150由于具有可拆装地连接于上述中间板120和后述的托架160之间的结构，因而通过准备具有不同厚度的各种类型，连接具有所需厚度的隔离物150，能够容易地调整上述上部电极组装体200和下部电极组装体300之间的间隔。对在上述上部及下部电极组装体200、300之间形成的等离子体而言，上述上部及下部电极组装体200、300之间的间隔非常重要，在实施调整所述间隔的同时确定形成等离子体的最佳条件的测试时，可以通过将上述隔离物150更换为其他隔离物而容易进行上述测试。

在上述隔离物150的下端可拆装地连接有上述托架160。上述托架160也与上述隔离物150相同，具有避免与上述支架140干扰的开口部161。在上述托架160上设有与形成于上述隔离物150上的多个连接孔156连通的多个连接孔166，以与所述隔离物150连接。上述多个连接孔166形成下述的埋头孔(counter-bore)：其上部与形成于气室110、中间板120及隔离物150上的多个连接孔116、126、156具有相同的尺寸，而其下部与后述的支持器180的内螺纹部186具有相同尺寸。在上述托架160的下端设有用于挤压上述下部电极组装体300的上表面边缘的台阶部162。

在上述托架160的下端可拆装地连接有支撑上述下部电极组装体300的支持器180。上述支持器180具有形成有开口部181的框架形状，设有从其内侧壁下端向其中心沿水平方向突出形成的固定突起182，以使上述下部电极组装体300的边缘部受到上述固定突起182的支撑。上述支持器180可以是对其表面进行阳极氧化(anodizing)处理而形成氧化被膜的铝(Al)。在上述支持器180上设有与形成于上述托架160上的多个连接孔166的下部连通的内螺纹部186。在上述支持器180上还设有制冷剂注入口184、制冷剂排出口185以及与所述制冷剂流入及排出口184、185相连接的制冷剂流路189。因此，上述支持器180利用上述循环的制冷剂，间接地冷却在等离子体产生过程中被过热的上述下部电极组装体300，以防止热化所导致的上述下部电极组装体300以及与其邻接的结构要素受到损伤。

在上述支持器180的固定突起182上载置有下部电极组装体300，所述下部电极组装体300与上述上部电极组装体200间隔规定间隔而配置，通过与上述上部电极组装体200的放电，将由上述气室110传递的气体变换为等离子体，并设有将变换后的等离子体排出到下部的多个等离子体排出孔350。通过螺钉等连接件连接上述托架160和支持器180时，上述托架160的台阶部162挤压上述下部电极组装体300的边缘部上表面，从而所述下部电极组装体300支撑固定于所述支持器180上。

此时，如图9所示，在上述托架160和支持器180之间存在规定间隔的间隙(gap)而构成。所述间隙用于防止在根据上述托架160和支持器180的制作公差，通过上述连接件连接上述托架160和支持器180时，上述托架160的台阶部162无法挤压上述下部电极组装体300的边缘部上表面的问题。

并且，上述下部电极组装体300的宽度方向长度小于上述支持器180的相对的内侧壁之间的长度而构成，以在上述下部电极组装体300的侧面和上述支持器180的内侧壁之间存在规定间隔，例如存在0.5mm至1.0mm的间隙。形成这种间隙而构成的原因在于，防止上述下部电极组装体300因在等离子体产生过程中产生的热而膨胀，与上述支持器180的内侧壁碰撞，从而在上述下部电极组装体300上产生应力。

下面，参照图10对上述下部电极组装体300及其制造方法进行详细说明。

上述下部电极组装体300呈设有上述多个等离子体排出孔350的平板形状，由配置于中心层的下部电极320和包围所述下部电极320而形成的用于防止所述下部电极320向外部露出的电介质310、340构成。

上述下部电极组装体300根据下述方法进行制造。首先，将电介质310平面抛光成平板形状(A)；在上述电介质310的上表面镀覆Ag而形成下部电极320(B)；通过激光加工在上述下部电极320形成多个台阶孔330(C)；喷射电介质340以覆盖上述电介质310及下部电极320(D)；以上述台阶孔330的中心轴为基准，钻出具有比上述台阶孔330小的直径的孔350(E)，从而形成上述多个等离子体排出孔350。

通过上述过程制造的上述下部电极组装体300，由于其下部电极320不向外部露出，上述多个等离子体排出孔350的内周面平滑地形成，因而可防止如在现有技术中说明的问题，即下述问题：因电介质27的加工壁面部不均匀，在等离子体处理过程中覆盖下部电极23的电介质27脱落而使下部电极23向外部露出，成为电弧现象的原因，或者因电弧现象而产生的下部电极23的微细碎片或在等离子体排出孔29的内周面脱落下来的电介质27掉落在基板上而使基板污染。

另一方面，上述下部电极组装体300的下部电极320通过接地线(未图示)接地。其结构如下：除去位于在上述支持器180的固定突起182上部配置的上述下部电极组装体300边缘部下端的电介质310的一部分，从而露出上述下部电极320，通过除去形成于上述支持器180的固定突起182上表面的氧化被膜，使接触器190介于该部位和露出的上述下部电极320之间，使用环氧树脂(未图示)将上述接触器190及各露出部位与外部隔绝，然后通过将接地线连接到上述支持器180，通过这种结构实现上述下部电极320的接地。根据如上所述的结构，由于利用上述接触器190的连接部位与如在现有技术中说明的接触器50不同，与外部充分隔绝，因而上述环氧树脂脱落的可能性较少，能够最大限度地防止电弧现象的发生。

下面参照图3、图8及图9，对本发明的利用大气压等离子体的表面处理装置的组装过程进行说明。

首先，在支持器180的固定突起182上介于接触器190而载置通过图10说明的完成制造的下部电极组装体300，在上述接触器190的连接部位进行环氧树脂处理后，利用如螺钉(未图示)等连接件，将托架160连接于上述支持器180，以使上述托架160的台阶部162挤压上述下部电极组装体300的边缘部上表面，从而将上述下部电极组装体300固定于上述支持器180上。在这里，上述连接件插入上述托架160上的多个连接孔166下部以及与此连通的上述支持器180的内螺纹部186。然后，将如通过图5至图7说明的完成组装的上部电极组装体200及与此连接的支架140和制冷剂注入管134及制冷剂排出管135连接于中间板120上。在这里，在分别形成于上述中间板120及支架140上并相互连通的多个连接孔127、147及形成于上述上部电极组装体200的冷却块230上的内螺纹部233上插入螺钉(未图示)等连接件，由此上述中间板120、支架140及上部电极组装体200以一体方式固定。之后，使具有所需厚度的隔离物150介于上述中间板120和上述托架160之间，并在上述中间板120的上部配置气室110后，将螺栓(未图示)等连接件插入分别形成于上述气室110、中间板120、隔离物150及托架160上并相互连通的多个连接孔116、126、156、166，将上述气室110、中间板120、隔离物150及托架160以一体方式固定。在这里，连接于上述上部电极组装体200的高压电线240贯通形成于上述中间板120上的多个气孔122中任一个，通过上述气室110的电线引出部113向外部引出。接着，将上述高压电线240连接到电源供给部(未图示)，将气体供给管(未图示)连接到上述气室110的气体注入口112，将分别设在上述中间板120及支持器180上的制冷剂注入及排出口124、184、125、185与制冷剂供给部(未图示)连接，并使与上述下部电极组装体300的下部电极320相连接的接地线(未图示)接地，从而完成本发明的利用大气压等离子体的表面处理装置100的组装。

通过上述过程完成组装的本发明的利用大气压等离子体的表面处理装置100，由气体供给部供给的气体收容于气室110内部而扩散后，通过形成于中间板120上的多个气孔122向下传递，流入上述上部电极组装体200和下部电极组装体300之间的空间后，通过向上述上部电极组装体200的上部电极220施加数十Hz至数MHz高电压时发生的放电，将所流入的气体变换为等离子体，通过形成于上述下部电极组装体300上的等离子体排出孔350将上述变换后的等离子体排出到配置于上述下部电极组装体300的下部的基板上，对上述基板的表面进行处理。本发明的利用大气压等离子体的表面处理装置100，可用于蚀刻工序、从基板表面除去有机物质等污染物或者除去抗蚀剂的灰化工序、有机薄膜的粘帖、表面变形、薄膜形成的提高、金属氧化物的还原或液晶用玻璃基板的清洗工序等。

下面参照图11对上述下部电极组装体300的另一实施例进行说明。

如图11所示，另一实施例的下部电极组装体400，一体形成上述施实例中的支持器180和下部电极组装体300。上述另一实施例的下部电极组装体400为铝(Al)电极，使形成有多个等离子体排出孔411的平板部410以及沿着所述平板部410的边缘部向上突出形成并与上述托架160连接的方形框架形状的连接部420一体形成，其特征在于，通过阳极氧化在整个外表面形成氧化被膜。未说明的附图标记426表示用于与上述托架160连接的内螺纹部，434及435分别表示制冷剂注入口及制冷剂排出口，440表示接地线连接部。由于如上所述的下部电极组装体400为一体型，因而对高电压的耐久性优良，冷却效率大。

如上所述，在本发明的详细说明中对本发明的优选实施例进行了说明，而本技术领域的普通技术人员可以在不超出本发明的范围内进行各种变形。并且，本发明的技术领域范围并不局限于进行说明的实施例。

Claims (21)

1.一种利用大气压等离子体的表面处理装置，其特征在于，包括：

气室，用于收容由气体供给部供给的气体；

中间板，配置于所述气室的下端，可拆装地连接于所述气室，设有多个气孔；

支架，可拆装地连接于所述中间板；

上部电极组装体，可拆装地连接于所述支架；

下部电极组装体，在所述上部电极组装体的下部间隔规定距离而配置，通过与所述上部电极组装体的放电使所述气体变换为等离子体，并设有将变换后的等离子体向下部排出的多个等离子体排出孔；

支持器，设有从内侧壁突出形成的用于支撑所述下部电极组装体的固定突起；和

托架，可拆装地连接所述中间板和所述支持器，进行所述连接时，设在下端的台阶部挤压被所述固定突起支撑的所述下部电极组装体的上表面，从而将所述下部电极组装体支撑固定在所述支持器上。

2.根据权利要求1所述的利用大气压等离子体的表面处理装置，其特征在于，还包括隔离物，该隔离物可拆装地设置在所述中间板和所述托架之间，用于调整所述上部电极组装体及下部电极组装体之间的间隔。

3.根据权利要求1所述的利用大气压等离子体的表面处理装置，其特征在于，所述下部电极组装体的宽度方向的长度小于所述支持器的相对的内侧壁之间的长度，使得在所述下部电极组装体的侧面与所述支持器的内侧壁之间存在间隙。

4.根据权利要求1所述的利用大气压等离子体的表面处理装置，其特征在于，所述支持器和所述托架连接时，在所述支持器的上表面与所述托架的下表面之间存在间隙。

5.根据权利要求1所述的利用大气压等离子体的表面处理装置，

其特征在于，在所述中间板上还设有制冷剂注入口及制冷剂排出口；

在所述中间板和所述上部电极组装体之间还设有制冷剂注入管和制冷剂排出管，所述制冷剂注入管将通过所述制冷剂注入口供给的制冷剂传递给所述上部电极组装体，所述制冷剂排出管将在所述上部电极组装体内部循环的制冷剂向所述制冷剂排出口传递。

6根据权利要求5所述的利用大气压等离子体的表面处理装置，其特征在于，所述上部电极组装体包括：

电介质，具有上部开放的箱型形状；

上部电极，形成于所述电介质的底板部的上表面；

冷却块，粘着于所述上部电极的上表面而与所述支架相连接，形成有与所述制冷剂注入管及制冷剂排出管连接而使所供给的制冷剂移动的制冷剂流路；

高压电线，连接所述上部电极和向所述上部电极施加高电压的电源供给部；和

环氧树脂，填充于所述电介质的内部空间，使所述上部电极及所述冷却块与外部隔绝。

7.根据权利要求6所述的利用大气压等离子体的表面处理装置，其特征在于，所述环氧树脂为具有与所述电介质近似的热膨胀系数的耐高电压环氧树脂。

8.根据权利要求6所述的利用大气压等离子体的表面处理装置，其特征在于，使所述环氧树脂在真空状态下维持120℃而固化，以使可能形成于内部的气泡最小化。

9.根据权利要求6所述的利用大气压等离子体的表面处理装置，其特征在于，在所述电介质的内侧壁上还设有与所述上部电极相连接的引线端子，所述高压电线与所述引线端子相连接，使得所述高压电线与所述上部电极电连接。

10.根据权利要求1至6中的任一项所述的利用大气压等离子体的表面处理装置，其特征在于，所述下部电极组装体形成为设有所述多个等离子体排出孔的平板形状，其由配置在中心层的下部电极和包围所述下部电极而形成的用于防止所述下部电极向外部露出的电介质构成。

11.根据权利要求10所述的利用大气压等离子体的表面处理装置，其特征在于，所述下部电极组装体由如下方法制造：将电介质平面抛光成平板形状，在所述电介质的上表面镀覆Ag而形成下部电极，通过激光加工在所述下部电极形成多个台阶孔，喷射电介质以覆盖上述电介质及下部电极，以所述台阶孔的中心轴为基准，钻出具有比所述台阶孔小的直径的孔，形成所述多个等离子体排出孔。

12.根据权利要求1至6中的任一项所述的利用大气压等离子体的表面处理装置，其特征在于，在所述支持器上还设有制冷剂注入口及制冷剂排出口；在所述支持器的内部形成有与所述支持器的制冷剂注入口及制冷剂排出口相连接而使所供给的制冷剂循环的制冷剂流路，从而间接冷却所述下部电极组装体。

13.一种利用大气压等离子体的表面处理装置，其特征在于，包括：

气室，用于收容由气体供给部供给的气体；

中间板，配置于所述气室的下端，可拆装地连接于所述气室，并设有多个气孔；

支架，可拆装地连接于所述中间板；

上部电极组装体，可拆装地连接于所述支架；

下部电极组装体，在所述上部电极组装体的下部间隔规定距离而配置，通过与所述上部电极组装体的放电使所述气体变换为等离子体，并且设有将变换后的等离子体向下部排出的多个等离子体排出孔；

托架，可拆装地连接所述中间板和所述下部电极组装体；和

隔离物，可拆装地设置在所述中间板和所述下部电极组装体之间，用于调整所述上部及下部电极组装体之间的间隔。

14.根据权利要求13所述的利用大气压等离子体的表面处理装置，其特征在于，所述下部电极组装体为铝电极，其通过阳极氧化在整个外表面上形成氧化被膜，其中，所述铝电极是使形成有所述多个等离子体排出孔的平板部以及沿着所述平板部的边缘部向上突出形成并与所述托架连接的方形框架形状的连接部一体形成的。

15.根据权利要求14所述的利用大气压等离子体的表面处理装置，其特征在于，在所述下部电极组装体还设有制冷剂注入口及制冷剂排出口；在所述连接部的内部形成有与所述制冷剂注入口及制冷剂排出口相连接而使所供给的制冷剂循环的制冷剂流路。

16.根据权利要求13所述的利用大气压等离子体的表面处理装置，其特征在于，在所述中间板上还设有制冷剂注入口及制冷剂排出口；在所述中间板和所述上部电极组装体之间还设有制冷剂注入管和制冷剂排出管，所述制冷剂注入管将通过所述制冷剂注入口供给的制冷剂传递给所述上部电极组装体，所述制冷剂排出管将在所述上部电极组装体内部循环的制冷剂向所述制冷剂排出口传递。

17.根据权利要求16所述的利用大气压等离子体的表面处理装置，其特征在于，所述上部电极组装体，包括：

电介质，具有上部开放的箱型形状；

上部电极，形成于所述电介质的底板部上表面；

冷却块，粘着于所述上部电极的上表面而与所述支架可拆装地相连接，形成有与所述制冷剂注入口及制冷剂排出口连接而使所供给的制冷剂移动的制冷剂流路；

高压电线，连接所述上部电极和向所述上部电极施加高电压的电源供给部；和

环氧树脂，填充于所述电介质的内部空间，使所述上部电极及所述冷却块与外部隔绝。

18.根据权利要求17所述的利用大气压等离子体的表面处理装置，其特征在于，所述环氧树脂为具有与所述电介质近似的热膨胀系数的耐高电压环氧树脂。

19.根据权利要求17所述的利用大气压等离子体的表面处理装置，其特征在于，使所述环氧树脂在真空状态下维持120℃而固化，以使可能形成于内部的气泡最小化。

20.根据权利要求17所述的利用大气压等离子体的表面处理装置，其特征在于，在所述电介质的内侧壁上还设有与所述上部电极相连接的引线端子，所述高压电线与所述引线端子相连接，使得与所述上部电极电连接。

21.一种下部电极组装体的制造方法，其特征在于，包括：

将电介质平面抛光成平板形状的阶段；

在所述电介质的上表面镀覆Ag而形成下部电极的阶段；

通过激光加工在所述下部电极形成多个台阶孔的阶段；

喷射电介质以覆盖上述电介质及下部电极的阶段；和

以所述台阶孔的中心轴为基准，钻出具有比所述台阶孔小的直径的孔，形成所述多个等离子体排出孔的阶段。

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