KR100469552B1 - 플라즈마 표면 처리 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

플라즈마를 사용하여 기판의 세정 또는 표면처리를 하기 위한 장치가 제공된다. 본 발명의 표면 처리 장치는 기판을 내부에 인입하여 표면처리를 수행하기 위한 진공 챔버와, 진공 챔버 내에 장착되며 할로 캐소드(hollow-cathode) 효과를 이용하여 플라즈마 밀도를 증가시키기 위한 다수의 관통구를 가지는 적어도 하나의 방전 전극과, 방전 전극으로부터의 방전 경로를 제공하는 기준 전극과, 방전 전극과 기준 전극 사이에 방전을 발생 및 유지시키기 위하여 미리 정하여진 전압을 인가하기 위한 전원을 포함한다.

Description

플라즈마 표면 처리 장치 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR SURFACE TREATMENT USING PLASMA}

본 발명은 플라즈마를 사용하여 기판의 세정 또는 표면처리(이하 표면 처리는 표면 세정을 포함하는 표면 개질(改質)에 관한 모든 처리를 포함하는 개념을 표시한다)를 하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표면에 많은 구멍을 가지는 전극(이하 틈새형 전극이라 한다)을 사용하여 높은 플라즈마 밀도를 얻고 이를 통하여 효율적으로 기판의 세정 또는 표면처리를 하는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

기판의 표면 세정과 처리는 오래 전부터, 박막의 증착(deposition)을 위한 공정에서, 중요한 전처리 공정중의 하나로 인식되어 왔다. 표면 세정과 처리는 통상적으로 기판의 표면 에너지를 증가시켜 형성되는 박막의 밀착력(adhesion)을 상당히 향상시켜 습도, 기계적인 스트레스(stress) 등 여러 가지 환경의 변화나 영향에 대한 저항력(내 환경성)이 우수한 박막을 형성할 수 있게 해 준다.

기판 표면의 상태를 확인하는 방법으로는 접촉각 측정법을 널리 사용한다. 기판 위에 도포된 작은 액체 방울의 측면을 관찰함으로써 표면의 세정 상태와 표면 에너지를 확인할 수 있다. 일반적으로 접촉각이 큰 경우에는 표면의 에너지가 높은 것을 의미하므로 피처리물 표면의 밀착력이 좋지 않은 것으로 해석되며, 접촉각이 작은 경우에는 표면의 에너지가 낮은 것을 의미하므로 밀착력이 좋은 것으로 해석된다. 예를 들어 플라스틱 기판의 경우 표면 처리 전에는 60°~70°이었던 접촉각이 표면 처리 후에는 15°~20°로 감소하는 것이 알려져 있다.

표면 세정을 통해 기판 표면의 접촉각을 감소시키기 위한 방법은 여러 가지가 있지만, 플라즈마를 발생시켜 기판 표면의 오염물질(유기물 등)을 제거하고 계면의 상태를 변화시키는 방법이 현재 가장 널리 사용되고 있다. 또한, 다양한 플라즈마 발생 방법이 시도되고 있으나 플라즈마 처리를 통해 얻는 효과는 모두 비슷하다.

피처리물(또는 기판)이 금속이거나 전기 전도성이 있는 물질의 경우에는 피처리물 자체에 직류(DC) 전압을 인가해 피처리물 주위에 형성되는 플라즈마의 쉬스(sheath)를 통해 이온을 가속시켜 피처리물을 세정하는 방법이 가장 쉽게 사용될 수 있다.

하지만 피처리물이 절연물일 경우에는 피처리물에 누적되는 전하로 인해 직류 전압을 사용한 방전이 불가능하므로 피처리물에 RF(Radio Frequency, 일반적으로 13.56MHz) 등의 교류 전원을 인가한다. 교류 전원을 사용하면 절연물도 처리가 가능한 장점이 있지만, 고가의 RF 전원 등을 사용하여야 하고, 이를 사용한 적절한 공정 조건을 확립하기가 힘들뿐 아니라, 전원에서 나오는 고주파 잡음(noise)이 다른 기기에 악영향을 주게 되므로 장치의 구성상 면밀한 주의가 요구된다. 이와 같이 기판에 직접 전원을 인가하여 방전을 발생시키는 방법은 인-라인(in-line) 시스템과 같이 기판이 이동하는 진공 시스템에서는 사용하기 어려운 단점이 있으며, 특히 교류전원을 사용하는 방법에서는 더욱 그러하다.

플라즈마 세정을 하는 다른 방법으로는 피처리물과 일정거리 떨어진 별도의 방전 전극을 사용하여 플라즈마를 발생시키고 이를 피처리물에 입사시키는 방법이있다. 이 경우의 예로는, 이온빔을 이용하는 방법과, 방전 전극에 직류 또는 교류 전원을 인가하여 플라즈마를 발생시키고 이를 기판에 입사시키는 방법이 있다.

이온빔을 이용하는 방법은 피처리물과 일정 거리 떨어진 곳에 이온빔 발생장치를 부착해 이 이온빔 장치에서 나오는 고에너지의 이온을 피처리물의 표면에 입사시키는 방법이다. 이 방법은 입사하는 이온의 에너지를 마음대로 조절할 수 있는 이점이 있지만, 이온빔 발생 장비가 너무 고가이기 때문에 대면적의 기판 표면을 처리할 정도의 큰 장치를 구성하기엔 무리가 따른다.

피처리물과는 별도의 방전 전극에 직류나 교류 전원을 인가하는 경우에도 방법은 크게 두 가지로 분류된다. 가장 일반적인 방법은 평판 전극을 피처리물 앞에 위치시키고 여기에 전원을 인가해 여기서 발생되는 플라즈마가 기판에 접촉하도록 하여 플라즈마의 이온을 피처리물의 표면에 입사시키는 방법이다. 하지만 이런 구조에서는 전극으로부터 거리가 멀어지면 플라즈마 밀도가 급격히 감소하므로 기판에 도달할 수 있는 이온의 양이 적어지게 된다. 따라서, 많은 이온을 입사시켜 플라즈마 처리의 효과를 높이기 위해서는 피처리물과 전극 사이가 매우 가까와야 한다는 점 때문에 이용에 많은 제약을 받게 된다. 또한, 이 방법을 사용할 경우에, 직류 전원을 사용하면 반응가스나 기판물질에 의하여 전극이 오염되었을 경우, 직류 방전 자체가 불안정하여지고 아크 등의 발생으로 전극이 손상되고 처리기판이 미립자에 의해 오염되기 쉽다. 이를 해결하기 위해 RF 등의 교류 전원을 사용하면 제반 장치가 고가이고, 구성에 있어서 고주파 잡음 등 많은 고려사항이 있어 다루기 어려운 점 등의 이미 논의된 바와 같은 문제점을 역시 피할 수 없다.

상기 방법들과는 별도로, 저압이 아닌 상압에서 플라즈마를 발생시켜 이를 이용해 피처리물의 접촉각을 작게 만드는 방법이 최근에 많이 사용되고 있다. 하지만 이 방법은 고가의 가스를 사용하여야 할 뿐 아니라, 피처리물과 전극의 사이가 수 mm 정도의 매우 가까운 거리에 있어야 하기 때문에 피처리물의 모양이 평판이 아니면 안되며, 상기의 방법들과는 다르게 진공 챔버(chamber)의 내부가 아닌 상압에서 처리하기 때문에 처리 후 재 오염의 소지가 매우 높다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 한 측면에 의하면, 본 발명은 표면에 많은 관통구를 가지는 전극(이하 틈새형 전극이라 한다)을 사용하여 높은 플라즈마 밀도를 얻고 이를 통하여 효율적으로 기판의 세정 또는 표면처리를 하는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 한 측면에 의하면, 본 발명은 틈새형 전극을 사용한 방전장치에서 아크등의 문제를 해결하고 안정된 방전을 얻기 위해 펄스형 전원을 인가한 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

나아가서, 본 발명의 또 다른 한 측면에 의하면, 본 발명은 피처리물의 종류, 방전 전극과 피처리물간의 거리에 크게 영향을 받지 않고, 아크에 의한 피처리물의 손상이나 오염도 없으며, 이온빔과 RF를 사용하는 경우와 같이 고가의 장비가 필요 없으며, RF 전원을 사용함으로써 야기되는 고주파 잡음 등의 문제점들도 극복할 수 있는 플라즈마 표면 처리 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

특히, 본 발명에서 제시한 방법을 이용하면 기판상의 유기물 제거에 탁월한효과를 보이는 산소 플라즈마를 아크 없이 안정되게 발생 및 유지할 수 있어, 뛰어난 표면 처리 효과를 얻을 수 있다.

도 1에서는 본 발명의 플라즈마 표면 처리 장치의 한 바람직한 실시 형태의 개략도를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 바람직한 한 실시 형태에 따르는 방전 전극(200)의 구성을 나타낸 개략도이다.

도 3은 본 발명의 틈새형 전극을 다수의 관통구(210)를 가지는 판형 전극으로써 구현한 경우를 나타낸다.

도 4는 본 발명의 틈새형 전극에서 발생하는 할로 캐소드 효과(hollow cathode effect)를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 틈새형 전극에 인가되는 양방향 펄스 전압의 한 예를 나타낸다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 진공 챔버 200: 방전 전극

300: 기준 전극 400: 전원

500: 개스 도입부 700: 기판

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 표면 처리 장치는, 적어도 하나의 기판의 세정 또는 표면처리를 하기 위한 플라즈마 표면 처리 장치이며, 상기 기판을 내부에 인입하여 상기 표면처리를 수행하기 위한 진공 챔버; 방전 경로를 제공하는 방전 기준 전극; 상기 방전 기준 전극과 대향하여 상기 챔버 내에 장착되며, 상기 방전 기준 전극과의 사이에 생성된 플라즈마 벌크에 기초하여 상기 기판의 표면에 하전 입자 및 라디칼을 공급하기 위한 다수의 관통구를 가지는 적어도 하나의 방전 전극; 및 상기 방전 전극 전극과 상기 방전 전극 사이에 방전을 발생 및 유지시키기 위하여 전압을 인가하기 위한 전원을 포함한다.

바람직하게는 본 발명의 플라즈마 표면 처리 장치에서의 상기 전압은 펄스 형태의 전압이다.

바람직하게는 본 발명의 플라즈마 표면 처리 장치에서의 상기 전압은 극성이 교번하는 펄스 형태의 전압이다.

바람직하게는 본 발명의 플라즈마 표면 처리 장치에서의 상기 전압은 극성이 교번하는 펄스 형태의 전압이며, 음의 주기 동안의 전압 크기가 양의 주기 동안의 전압 크기 이상인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명의 플라즈마 표면 처리 장치의 상기 양의 주기 동안의 전압 크기는 0 ~ 200V이다.

바람직하게는 본 발명의 플라즈마 표면 처리 장치는 상기 진공 챔버 내에 반응 개스를 주입하기 위한 개스 주입부를 더 포함하며, 상기 반응 개스는 불활성 개스 및/또는 산소를 포함한다.

바람직하게는 본 발명의 플라즈마 표면 처리 장치의 상기 방전 전극은 망(mesh)형 전극이다.

바람직하게는 본 발명의 플라즈마 표면 처리 장치의 상기 방전 전극은 다수의 관통구를 가지는 판(plate)형 전극이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 예시적으로 기술한다.

도 1에서는 본 발명의 플라즈마 표면 처리 장치의 한 바람직한 실시 형태의 개략도를 나타낸다.

도 1에 나타낸 바와 같이 본 발명의 플라즈마 표면 처리 장치의 한 실시 형태는 진공 챔버(100), 방전 전극(200), 기준 전극(300), 전원(400) 및 가스 공급부(500)로 구성된다. 진공 챔버(100)는 방전 전극(200), 기준 전극(300)을 외부에서 감싸며 기판(700)을 그 내부에 인입하여 공정을 수행하는 동안 외부와의 차단을 하고 저압을 유지하기 위한 것이다. 여기서, 위의 기준 전극(300)은 흔히 그러하듯이 진공 챔버(100)의 내벽이 그 기능을 대신할 수도 있다. 진공 챔버(100)는 접지(ground)되는 것이 바람직하나 필요에 따라서는 그렇지 않을 수도 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이 방전 전극(200)과 기준 전극(300) 사이의 방전으로 인하여 플라즈마(15)가 형성된다. 공정의 초기에 기판(700)을 인입한 후 소정의 진공 시스템(진공 펌프, 밸브 및 압력계 등, 도시하지 않음)을 사용하여 시스템 내부의불필요한 개스를 배출하고 진공 챔버(100) 내부를 기저 압력(base pressure)까지 배기한 후 공정에 필요한 반응 개스 및 캐리어 개스(일반적으로 불활성 개스)를 챔버 내에 주입하여 방전에 필요한 압력(보통 수mTorr ~ 수십 Torr)이 되도록 조정한다.

방전 전극(200)은 도 1에 나타낸 바와 같이 진공 챔버(100) 내부에 설치되는데, 전원(400)과 연결되어 플라즈마를 발생시키기 위한 전력이 공급된다. 전원(400)은 직류, 교류 또는 펄스(pulse) 형태의 전원이 사용될 수 있는데, 직류를 사용할 경우에는 방전 전극(200)에는 음극이 연결된다.

기준 전극(300)은 방전 전극(200)과의 사이에서 방전 전류의 경로(path)를 제공하기 위한 전극이다. 기준 전극을 따로 두지 않고 진공 챔버(100)의 내벽이 그 역할을 하게 하는 경우도 가능하며, 기준 전극이 접지(ground) 전극이 되는 경우가 일반적이다.

가스 공급부(500)는 외부로부터 진공 챔버(100) 내부로 반응 개스(산소 등) 및/또는 캐리어 개스(불활성 개스, 아르곤 등)를 주입하기 위한 부분으로서, 유량을 제어하기 위한 매스 플로우 컨트롤러(mass flow controller: MFC)나 밸브 등으로 구성될 수 있다.

도 1에서는 틈새형 방전 전극(200)과 기준 전극(300)의 사이에 방전을 일으켜 플라즈마(15) 벌크(bulk)를 생성하고 방전 전극에 형성된 구멍 또는 틈새를 통하여 피처리 기판(700)의 표면으로 하전 입자 및 라디칼을 공급하여 표면 처리를 수행하는 경우를 예시하였으며, 이와 같은 구조는 직선 경로를 따라 기판이 이동해나가는 인 -라인형 장치에 바람직하나, 본 발명이 반드시 이와 같은 경우에 제한되는 것은 아니다. 그 뿐만 아니라 다수의 틈새형 전극을 채용하고 다수의 기판을 처리하는 구성도 가능하며, 방전 전극의 개수와 피처리물의 개수에 따라 본 발명의 범위가 결정되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 바람직한 한 실시 형태에 따르는 방전 전극(200)의 구성을 나타낸 개략도이다. 본 발명은 틈새형 전극을 방전 전극(200)으로 사용하는 것을 그 주된 특징의 하나로 하고 있으며, 이를 사용함으로써 기판의 표면에 도달하는 이온의 양을 증대시켜 효율적인 기판 표면 처리를 가능하게 한다. 도 2에 나타낸 바와 같이 이와 같은 틈새형 전극은 예를 들어 망(mesh)형 전극으로써 구현할 수 있다. 망형 전극은 제조가 용이하며 이를 통하여 장비의 제조 및 유지비용을 현저히 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한, 도 3에서는 본 발명의 틈새형 전극을 다수의 관통구(210)를 가지는 판형 전극으로써 구현한 경우를 나타낸다.

도 4는 본 발명의 틈새형 전극에서 발생하는 할로 캐소드 효과(hollow cathode effect)를 나타내는 도면이다. 위와 같이 틈새형 전극을 이용하는 경우에 방전 전극(200)의 틈새(망형 전극의 뚫린 부분이나 판형 전극의 관통구 등)는 도체 부분의 근처에 생성되는 쉬스(sheath)(10)로 말미암아 전자의 운동이 가능한 방향이 제한되게 된다. 즉, 플라즈마(15) 벌크로부터 도체 부근의 쉬스(10)로 입사하는 전자(20)들은 쉬스(10)의 전계로 인하여 다시 플라즈마 쪽으로 튕겨져 나오게 되며, 그에 따라 전자의 이동 경로(21)가 복잡해지게 될 뿐만 아니라, 전자(20)의 생성에서 재결합(recombination)이나 벽면 손실(wall loss)에 이르기까지의경로(21)가 몹시 길어지는 효과가 나타나게 된다. 따라서, 이와 같은 길어진 경로(21) 동안 전자(20)는 많은 충돌을 하여 보다 많은 중성 입자들을 이온화시킴으로써 높은 플라즈마 밀도를 얻을 수 있게 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 플라즈마 표면 처리 장치는 할로 캐소드 효과를 이용하여 높은 플라즈마 밀도를 얻고 이를 통하여 기판으로 입사하는 이온의 수를 증대시켜 기판 표면 처리의 효과를 증대시킨다. 방전 전극(200)으로는 도 2 및 도 3에 도시한 망형 및 판형 전극뿐만 아니라 벌집형이나 배플(baffle)형 등의 많은 다른 변형 전극이 사용될 수 있음이 자명하며 다수의 관통구를 사용하여 플라즈마 처리의 효과를 높이고자 하는 한 모두 본 발명의 범위에 있다고 보는 것이 당업계의 통상의 지식을 가진 자로서는 당연한 일이다.

또한, 관통구의 모양은 원형 또는 사각형이나 기타 어떤 형태라도 가능하며, 관통구의 크기가 모두 일치할 필요도 없다.

상술한 바와 같이, 틈새형 전극을 사용하는 경우에는 관통구 내부에서 발생하는 할로 캐소드 효과로 인하여 플라즈마 밀도가 상당히 높아지게 되며, 사용하는 기판(주로 플라스틱이나 유리 등 유전체인 경우) 물질이나 반응 가스에 의한 방전 전극(200) 또는 기준 전극(300)의 표면 오염이 존재할 경우, 국부적인 아크(arc)로의 전이(transition) 현상이 발생하게 된다.

이와 같이 아크(arc)가 발생할 경우, 아크 발생 위치로 전류가 집중되며, 높은 전류 밀도에 의한 주울(joule) 열에 의해 전극 표면 물질의 용융(melting) 현상이 일어나고 그에 따라 발생되는 미립자(particle)에 의한 기판 오염이 크게 문제가 된다. 또한, 아크로 인한 방전의 불안정이 공정 조건을 변화시켜 공정 자체의 질이 저하할 수 있는 우려가 있다.

이와 같은 아크의 발생은 본 발명에서와 같이 틈새형 전극을 사용하는 경우에 더욱 문제가 될 수 있는데, 틈새형 전극에서는 할로 캐소드 효과에 의하여 국부적인 플라즈마 밀도 증가가 일어나 이미 전류 밀도의 국부적 상승이 일어나고 있는 상황이기 때문이므로 아크로의 전이가 더욱 용이하기 때문이다.

본 발명에서는 이를 극복하기 위하여, 방전 전극(200)에 양방향 펄스 전압을 인가하는 것을 다른 한 측면으로 하는데, 이와 같은 양방향 펄스 전압의 한 예를 도 5에 나타내었다. 도 5에 나타낸 바와 같이 예시된 양방향 펄스 전원은 양의 주기와 음의 주기가 교번(alternating)하는 형태의 파형을 가지며, 음의 주기 동안의 펄스 전압의 최하단부가 양의 주기 동안의 펄스 전압의 최상단부에 비하여 전압의 절대값이 더욱 큰 형태이다. 음의 주기 동안 주로 플라즈마가 발생되며, 발생된 플라즈마에 의한 전하가 전극 표면의 오염물 상에 누적되기 시작한다. 오염물은 일반적으로 유기물이나 유전체이기 때문에 누적된 전하는 흘러가지 못하고 축적되며, 이와 같은 누적 전하가 쌓이면 도 5에 나타낸 바와 같이 아크 발생이 개시된다. 아크 방전의 개시에 따라 도 5에 나타낸 바와 같이 전류가 증가하게 된다. 그러나, 방전 전극의 전압이 펄스형이기 때문에 어느 정도의 시간이 경과하면 방전 전압이 공급되지 않게 되므로 이와 같은 아크는 지속되지 못하며, 그에 따라서 전극 물질의 용융 등 손상이 일어나는 것을 방지할 수 있다. 이후, 방전 전극에 인가되는 전압의 극성이 바뀜에 따라 오염 물질 상에 누적되어 있던 전하는 반대 전하의인입으로 인하여 재결합 소멸된다. 이와 같은 과정에 의하여 양방향 펄스 전압의 인가는 아크에 의한 손상이나 미립자의 발생을 방지할 수 있고 방전을 안정시키는 역할을 하게 된다. 양의 주기 동안의 펄스 전압의 크기는 일반적으로 0 ~ 200V 정도를 사용하는 것이 바람직하다.

도 5에 나타낸 양방향 펄스 전압은 단지 한 예시에 불과하며, 펄스 전압의 형태가 단순 펄스가 아닌 수 개 펄스의 조합일 수도 있으며, 그 각각이 크기를 달리할 수도 있다. 또한, 양의 주기와 음의 주기는 그 시간이 반드시 같을 필요는 없으며 양의 주기와 음의 주기 사이의 전압 공급이 없는 구간의 크기도 다양할 수 있고, 전압 공급이 없는 주기가 아예 없도록 구성할 수도 있다. 또한, 양의 주기와 음의 주기의 펄스가 반드시 1:1의 비율로 교대로 나타나지 않아도 무방하며, 예를 들어 음의 펄스 두 개 당 양의 펄스 하나가 나타나도록 하거나 음의 펄스 세 개 당 양의 펄스 하나 또는 두 개가 나타나도록 하는 등의 다양한 변형도 가능하다. 또한, 양의 펄스가 음의 펄스에 비하여 크기가 더 크게 할 수도 있으며, 이와 같은 다양한 변형은 목적으로 하는 기판 및 공정 조건이나 전극의 형태에 따라 달라질 수 있다.

일반적으로 산소 개스를 사용한 방전은 유기물 세정에 탁월한 효과를 보이기 때문에 많이 사용되나 안정된 방전을 얻기가 어려워 아르곤(Ar) 등의 불활성 개스로 희석하여 사용하는 것이 보통이나, 본 발명의 틈새형 전극과 양방향 펄스 전원을 이용한 표면 처리 장치로써, 안정된 방전을 얻을 수 있으며, 높은 플라즈마 밀도로 효율적인 기판 세정을 진행하는 것이 가능하다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 형태에 관해 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로 받아들여져야 하며, 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 예를 들어, 방전 전극에 인가되는 전압의 파형은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 여러 가지 다른 모양의 파형으로 변형될 수 있다(예를 들어 단순 펄스 파형이 아닌 복합 펄스 파형 등). 또한, 전극의 표면 형태도 단순한 판형이 아니라 입체적 형상을 가지도록 구성될 수 있으며 이는 특히 처리하고자 하는 기판의 형태와 관련될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 형태에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

본 발명은 플라즈마를 이용하여 기판의 표면을 세정하고 처리함에 있어서, 방전 전극으로써 틈새형 전극을 사용하여 할로 캐소드 효과에 의한 효율적인 높은 밀도의 플라즈마를 얻을 수 있어, 기판 표면으로의 이온의 도달을 증가시킬 수 있도록 하며, 이를 통하여 세정 효과를 높여, 효과적으로 기판의 표면 에너지를 증가시켜 접촉각을 감소시킴으로써 박막 형성시 박막과 기판의 밀착력을 증가시킬 수 있도록 한다.

또한, 틈새형 전극을 사용하여, 플라즈마 밀도를 높임으로써 종래 기술의 평판형 전극과 상압 플라즈마에서와 같은 전극과 피처리물의 간격이 가까워야 한다는 제약을 극복할 수 있도록 한다.

또한, 양방향 펄스 전원을 사용하여 틈새형 전극에서 직류 전원을 사용할 때 문제가 되는 아크에 의한 불량 문제와 RF 등의 교류 전원을 사용할 때의 가격 및 난이한 공정 조건의 문제를 해결함으로써, 효과적이고도 저렴하게 피처리물의 표면 처리를 가능하게 한다.

또한, 장치의 구조가 단순하고, 처리공정 범위가 넓어 경제적이며 기판, 특히 넓은 면적 기판의 세정 또는 표면처리의 균일도와 효과가 뛰어나다.

Claims (8)

1. 적어도 하나의 기판의 세정 또는 표면처리를 하기 위한 플라즈마 표면 처리 장치에 있어서,

   상기 기판을 내부에 인입하여 상기 표면처리를 수행하기 위한 진공 챔버;

   방전 경로를 제공하는 방전 기준 전극;

   상기 방전 기준 전극과 대향하여 상기 챔버 내에 장착되며, 상기 방전 기준 전극과의 사이에 생성된 플라즈마 벌크에 기초하여 상기 기판의 표면에 하전 입자 및 라디칼을 공급하기 위한 다수의 관통구를 가지는 적어도 하나의 방전 전극; 및

   상기 방전 전극 전극과 상기 방전 전극 사이에 방전을 발생 및 유지시키기 위하여 전압을 인가하기 위한 전원을 포함하는 플라즈마 표면 처리 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 방전을 발생 및 유지시키기 위하여 인가하는 전압은 펄스 형태의 전압인 플라즈마 표면 처리 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 전압은, 극성이 교번하는 펄스 형태의 전압인 플라즈마 표면 처리 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 전압은, 극성이 교번하는 펄스 형태의 전압이며, 음의 주기 동안의 전압 최고 크기가 양의 주기 동안의 전압 최고 크기 이상인 것을 특징으로 하는 전압인 플라즈마 표면 처리 장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 양의 주기 동안의 전압 크기는 0 ~ 200V인 플라즈마 표면 처리 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 진공 챔버 내에 반응 개스를 주입하기 위한 개스 주입부를 더 포함하며,

   상기 반응 개스는 불활성 개스 및/또는 산소를 포함하는 플라즈마 표면 처리 장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 방전 전극은 망(mesh)형 전극인 플라즈마 표면 처리 장치.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 방전 전극은 다수의 관통구를 가지는 판(plate)형 전극인 플라즈마 표면 처리 장치.