KR100662210B1 - Apparatus of nozzle type for treating the surface of a substrate with plasma in atmospheric pressure - Google Patents

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Abstract

A nozzle type atmospheric plasma surface treatment apparatus is provided to effectively treat a predetermined narrow region, to improve the efficiency of etching and cleaning and to enhance the efficiency of energy consumption. A nozzle type atmospheric plasma surface treatment apparatus includes a planar type lower electrode, an insulating body, an upper electrode and a chamber member. The lower electrode(20) has a punched hole(22) with a predetermined size. A front end portion of the insulating body(30) is inserted into the punched hole. The upper electrode(40) is formed in the front end portion of the insulating body. The chamber member(70) is installed on the lower electrode. The chamber member has a sealed process gas storing portion. Process gas for passing a predetermined portion between the punched hole and the insulating body is changed into plasma by using an AC(Alternating Current) power source.

Description

노즐타입 대기압 플라즈마 표면처리 장치{Apparatus of nozzle type for treating the surface of a substrate with plasma in atmospheric pressure}Apparatus of nozzle type for treating the surface of a substrate with plasma in atmospheric pressure}

도 1은 종래 기술에 따른 DBD(Dielectric Barrier Discharge) 방식의 표면처리장치의 주요 구성을 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing the main configuration of the surface treatment apparatus of the DBD (Dielectric Barrier Discharge) method according to the prior art.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노즐타입 대기압 플라즈마 표면처리 장치의 주요 구성을 나타낸 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing the main configuration of the nozzle type atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 표면처리장치의 절연체를 나타낸 사시도. 3 is a perspective view showing an insulator of the surface treatment apparatus of FIG.

도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 노즐타입 대기압 플라즈마 표면처리 장치의 주요 구성을 나타낸 사시도.Figure 4 is a perspective view showing the main configuration of the nozzle type atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

20, 20a : 하부 전극 30, 30a : 절연체20, 20a: lower electrode 30, 30a: insulator

40 : 상부 전극 60 : 교류 전원40: upper electrode 60: AC power

70 : 챔버 부재70: chamber member

100, 100a : 노즐타입 대기압 플라즈마 표면처리 장치100, 100a: nozzle type atmospheric pressure plasma surface treatment device

본 발명은 노즐타입 대기압 플라즈마 표면처리 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 기판의 좁은 영역을 정밀하고 효과적으로 처리할 수 있는 표면처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a nozzle type atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus, and more particularly, to a surface treatment apparatus capable of precisely and effectively treating a narrow region of a substrate.

일반적으로, 기판의 표면을 처리하는 방법, 예를 들면 기판의 표면으로부터 유기 물질과 같은 오염물의 제거, 레지스트(resist)의 제거, 유기 필름의 접착, 표면 변형, 필름 형성의 향상, 금속 산화물의 환원, 또는 액정용 유리 기판의 세정 등을 위해서는 크게 화학 약품을 이용한 방법과 플라즈마를 이용한 방법이 있다. 이 중에서 화학 약품을 이용한 방법은 화학 약품이 환경에 악영향을 미친다는 단점이 있다.In general, methods of treating the surface of a substrate, such as removal of contaminants such as organic materials from the surface of the substrate, removal of resists, adhesion of organic films, surface modification, enhancement of film formation, reduction of metal oxides For cleaning the glass substrate for liquid crystal, etc., there are largely a method using a chemical agent and a method using a plasma. Among them, the method using a chemical has a disadvantage that the chemical adversely affects the environment.

플라즈마를 이용한 표면 처리의 일 예로는 저온ㆍ저압 상태의 플라즈마를 이용하는 방법이 있다. 저온ㆍ저압 플라즈마를 이용한 표면처리 방법은 저온ㆍ저압의 진공조 내에 플라즈마를 발생시켜 이들을 기판의 표면과 접촉시켜 기판 표면을 처리하는 것이다. 이러한 저온ㆍ저압 상태의 플라즈마를 이용하는 표면처리방법은 우수한 세정 효과에도 불구하고 널리 이용되지는 않고 있는 실정이다. 이것은 저압을 유지하기 위해 진공 장치가 필요하게 되므로 대기압 상태에서 수행되는 연속공정에 적용하기 곤란하기 때문이다. 이에 따라 최근에는 대기압 상태에서 플라즈마를 발생시켜 표면처리에 이용하고자 하는 연구가 매우 활발히 이루어지고 있다.As an example of surface treatment using plasma, there is a method using plasma in a low temperature and low pressure state. In the surface treatment method using a low temperature / low pressure plasma, a plasma is generated in a low temperature / low pressure vacuum chamber, and these are brought into contact with the surface of the substrate to treat the surface of the substrate. Surface treatment methods using such low-temperature and low-pressure plasmas are not widely used despite excellent cleaning effects. This is because it is difficult to apply to a continuous process performed at atmospheric pressure because a vacuum device is required to maintain the low pressure. Accordingly, recent studies have been actively conducted to generate plasma at atmospheric pressure and use it for surface treatment.

상기 대기압 플라즈마를 이용하는 표면처리장치 중 대부분의 표면처리장치는 DBD(Dielectric Barrier Discharge) 방식을 채용하고 있다. DBD 방식의 표면처리장치는 절연체(Dielectric Barrier)를 전극에 밀착시켜 플라즈마를 방전시키는 것으 로서, 진공상태에서나 가능한 글로우(glow) 방전을 할 수 있다는 장점이 있다. Most of the surface treatment apparatuses using the atmospheric pressure plasma employ a dielectric barrier discharge (DBD) method. The surface treatment apparatus of the DBD method is to discharge a plasma by bringing an insulator (Dielectric Barrier) into close contact with an electrode, and has an advantage of enabling a glow discharge in a vacuum or as possible.

도 1에 나타난 바와 같이, DBD 방식의 표면처리장치(10)는 교류전원(11)에 연결된 상부 전극(13)과, 접지된 하부 전극(14)과, 상부 전극(13)의 하면에 설치된 절연체(15)를 구비한다. 상부 전극(13)에 소정의 주파수를 갖는 교류 전원(11)을 인가하면 대기압 하에서도 플라즈마(19)가 생성될 수 있다. 이 때, 생성되는 플라즈마(19)는 온도가 낮기 때문에 피처리물의 변형을 일으키지 아니한다. 따라서, 금속뿐만 아니라 플라스틱 및 유리 등을 처리할 수 있으며, 기판 표면 상에 세정이나 산화막 형성 등을 수행할 수도 있다.As shown in FIG. 1, the surface treatment apparatus 10 of the DBD method includes an upper electrode 13 connected to an AC power source 11, a grounded lower electrode 14, and an insulator provided on a lower surface of the upper electrode 13. (15) is provided. When the AC power source 11 having the predetermined frequency is applied to the upper electrode 13, the plasma 19 may be generated even under atmospheric pressure. At this time, since the generated plasma 19 has a low temperature, the plasma 19 does not cause deformation of the workpiece. Therefore, not only metal but also plastic, glass, and the like can be processed, and cleaning, oxide film formation and the like can also be performed on the substrate surface.

그러나, 상기 표면처리장치(10)는 전극(13)(14)이 일정한 넓이를 가지기 때문에 기판의 좁은 영역을 처리하고자 하는 경우에는 부정확하고 효과적이지 못하다는 문제점을 가지고 있다. 예를 들어, 기판의 특정 부분을 스팟(spot) 처리하거나, 웨이퍼 소잉(wafer sawing) 공정에서 레이저에 의하여 절단되어 경화된 부분을 제거하기에는 적합하지 못하다.However, the surface treatment apparatus 10 has a problem that it is inaccurate and ineffective when trying to process a narrow area of the substrate because the electrodes 13 and 14 have a constant width. For example, it is not suitable for spot treatment of a specific portion of the substrate or for removing a portion that has been cut and cured by a laser in a wafer sawing process.

본 발명인 노즐타입 대기압 플라즈마 표면처리 장치는 상기 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 기판의 특정 부분 또는 좁은 영역을 정확하고 효과적으로 처리할 수 있는 표면처리 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다. The nozzle type atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus of the present invention has been devised to solve the above problems, and an object thereof is to provide a surface treatment apparatus capable of accurately and effectively treating a specific portion or a narrow area of a substrate.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노즐타입 대기압 플라즈마 표면처리 장치는, 소정 크기의 천공홀이 형성된 평판형의 하부 전 극; 상기 천공홀에 그 선단이 삽입되도록 설치된 절연체; 및 상기 절연체의 선단 내부에 설치되고, 교류전원과 연결된 상부 전극;을 포함하여, 상기 천공홀과 절연체 사이를 통과하는 소정의 처리가스가 교류 전원에 의하여 플라즈마로 전환된다. In order to achieve the above object, there is provided a nozzle type atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, the lower electrode having a plate-shaped perforated hole having a predetermined size; An insulator installed so that a tip thereof is inserted into the drilling hole; And an upper electrode installed inside the distal end of the insulator and connected to an AC power source, and the predetermined processing gas passing between the punching hole and the insulator is converted into plasma by the AC power source.

바람직하게, 상기 천공홀의 측벽은 생성된 플라즈마의 이동속도를 높일 수 있도록 그 상부에 비하여 하부가 좁게 테이퍼 상으로 형성된다. Preferably, the side wall of the perforation hole is formed in a tapered shape in the lower portion narrower than the upper portion to increase the moving speed of the generated plasma.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 표면처리장치는, 소정 길이의 슬릿이 관통되도록 형성된 평판형의 하부 전극; 상기 슬릿에 그 선단이 삽입되도록 설치된 절연체; 및 상기 절연체의 선단 내부에 설치되고, 교류전원과 연결된 상부 전극;을 포함하여, 상기 슬릿과 절연체 사이를 통과하는 소정의 처리가스가 교류 전원에 의하여 플라즈마로 전환된다. In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a surface treatment apparatus comprising: a flat bottom electrode formed to pass a slit of a predetermined length; An insulator installed in the slit such that its tip is inserted; And an upper electrode installed inside the distal end of the insulator and connected to an AC power source, wherein the predetermined processing gas passing between the slit and the insulator is converted into plasma by the AC power source.

바람직하게, 상기 슬릿의 측벽은 생성된 플라즈마의 이동속도를 높일 수 있도록 그 상부에 비하여 하부가 좁게 테이퍼 상으로 형성된다. Preferably, the side wall of the slit is formed in a tapered shape of the lower portion narrower than the upper portion to increase the moving speed of the generated plasma.

여기에서, 상기 표면처리 장치는 하부 전극의 상부에 설치되어 소정의 유입구를 통하여 유입된 처리가스가 저장되는 밀폐된 처리가스 저장부를 형성하는 챔버 부재를 더 구비하는 것이 바람직하다. Herein, the surface treatment apparatus may further include a chamber member installed on the lower electrode to form a closed process gas storage unit in which the process gas introduced through the predetermined inlet is stored.

이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 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 해석되 어야만 한다. 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. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노즐타입 대기압 플라즈마 표면처리 장치의 주요 구성을 나타낸 단면도이고, 도 3은 상기 표면처리장치의 절연체를 나타낸 사시도이다. 2 is a cross-sectional view showing the main configuration of the nozzle type atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is a perspective view showing an insulator of the surface treatment apparatus.

도면을 참조하면, 상기 표면처리장치(100)는, 천공홀(22)이 형성된 하부 전극(20)과, 천공홀(22)에 그 선단이 삽입되도록 설치된 절연체(30) 및, 절연체(30)의 선단 내부에 설치된 상부 전극(40)을 포함한다.Referring to the drawings, the surface treatment apparatus 100 includes a lower electrode 20 having a hole 22 formed therein, an insulator 30 provided so that a tip thereof is inserted into the hole 22, and an insulator 30. It includes an upper electrode 40 installed inside the tip of the.

상기 하부 전극(20)은 소정 크기의 천공홀(22)이 형성된 평판형의 전극이다. 하부 전극(20)은 20mm 정도의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 하부 전극(20)은 세라믹(미도시) 등과 같은 절연 물질에 의하여 코팅될 수 있다. The lower electrode 20 is a flat electrode having a predetermined sized hole 22. The lower electrode 20 preferably has a thickness of about 20 mm. In addition, the lower electrode 20 may be coated by an insulating material such as ceramic (not shown).

바람직하게, 상기 천공홀(22)의 측벽은 생성된 플라즈마의 이동 속도를 높일 수 있도록 그 상부에 비하여 하부가 좁게 형성된다. 예를 들어, 천공홀(22)의 상부는 0.5mm이고, 하부는 10㎛또는 그 이상이 되도록 형성된다. 플라즈마의 이동 속도가 높아지면, 기판(1)의 세정 또는 식각에 효과적으로 적용될 수 있다.Preferably, the lower side of the sidewall of the drilling hole 22 is narrower than the upper side so as to increase the moving speed of the generated plasma. For example, the upper portion of the drilling hole 22 is 0.5mm, the lower portion is formed to be 10㎛ or more. When the moving speed of the plasma is high, it can be effectively applied to cleaning or etching the substrate 1.

한편, 도면에는 하부 전극(20)에 하나의 천공홀(22)만이 형성되어 있으나, 천공홀(22)은 소정 간격으로 복수 개가 형성될 수도 있다. Meanwhile, although only one punched hole 22 is formed in the lower electrode 20, a plurality of drilled holes 22 may be formed at predetermined intervals.

상기 천공홀(22)은 소정의 압전 소자의 끝단에 다이아몬드 팁을 부착한 후, 압전 소자를 진동시켜 형성될 수 있다. 이 때, 천공홀(22) 사이의 간격은 2.5mm 이상 유지되는 것이 바람직하다. 압전 소자의 진동에 의한 천공홀(22)은 그 단면이 깨끗하다는 장점이 있다. The drilling hole 22 may be formed by attaching a diamond tip to an end of a predetermined piezoelectric element and then vibrating the piezoelectric element. At this time, the interval between the drilling holes 22 is preferably maintained at 2.5mm or more. The drilling hole 22 due to the vibration of the piezoelectric element has an advantage that the cross section is clean.

또한, 대안으로서, 레이저를 이용하여 천공홀(22)을 형성할 수도 있다. Alternatively, the drilling hole 22 may be formed using a laser.

또 다른 대안으로서, 하부 전극(20)을 소정 깊이까지 테이퍼 식각한 후, 나머지 남은 두께를 레이저를 이용하여 천공할 수도 있다. 예를 들어, 20mm 두께를 가지는 하부전극(20)의 경우에는 2-3mm 정도의 두께가 남을 때까지 테이퍼 식각한 후, 상기 2-3mm 정도의 두께를 레이저를 이용하여 천공한다. As another alternative, the lower electrode 20 may be tapered etched to a predetermined depth, and then the remaining thickness may be drilled using a laser. For example, in the case of the lower electrode 20 having a thickness of 20 mm, the taper is etched until the thickness of about 2-3 mm remains, and then the thickness of about 2-3 mm is punctured using a laser.

상기 절연체(30)는, 도시된 바와 같이, 그 선단이 천공홀(22)에 삽입되도록 설치된다. 처리가스 공급 장치(미도시)로부터 공급된 처리가스는 절연체(30)와 천공홀(22) 사이로 공급된다. As shown, the insulator 30 is installed such that the tip thereof is inserted into the drilling hole 22. The process gas supplied from the process gas supply device (not shown) is supplied between the insulator 30 and the drilling hole 22.

상기 절연체(30)는 그 내부가 비어있고, 그 선단이 밀폐되며, 상부 전극(40)과 교류전원(60)이 연결될 수 있도록 후단이 개방된 부재이다. 바람직하게, 상기 절연체(30)는 상부에 비하여 하부가 좁은 천공홀(22)에 삽입될 수 있도록 그 끝단이 뾰족하게 형성된다. The insulator 30 is a member having an empty interior, a front end thereof is sealed, and a rear end thereof is opened so that the upper electrode 40 and the AC power supply 60 can be connected. Preferably, the end of the insulator 30 is sharply formed so that the lower end of the insulator 30 can be inserted into the narrow drilling hole 22.

상기 절연체(30)는 절연성 물질 예를 들어, 세라믹, MgO, MgF2, CaF2, LiF, 알루미나, 유리 등을 이용하여 제조될 수 있다. 절연체(30)의 내부에 상부 전극(40)이 설치됨으로써 아크 방전이 발생되는 것을 방지할 수 있다.The insulator 30 may be manufactured using an insulating material, for example, ceramic, MgO, MgF 2 , CaF 2 , LiF, alumina, glass, or the like. By providing the upper electrode 40 inside the insulator 30, it is possible to prevent the arc discharge from occurring.

상기 상부 전극(40)은 절연체(30)의 선단 내부에 설치되고, 교류 전원(60)과 연결된다. The upper electrode 40 is installed inside the tip of the insulator 30 and is connected to the AC power source 60.

바람직하게, 상기 표면처리장치(100)는 하부 전극(20)의 상부에 설치되고 소정의 유입구(72)가 형성된 챔버 부재(70)를 구비한다. 챔버 부재(70)는 유입구(72)를 통하여 유입된 처리가스가 저장되는 밀폐된 처리가스 저장부(74)를 형성한다. Preferably, the surface treatment apparatus 100 includes a chamber member 70 installed on the lower electrode 20 and having a predetermined inlet 72. The chamber member 70 forms a closed process gas storage unit 74 in which process gas introduced through the inlet 72 is stored.

한편, 처리가스 유입구(72)로부터 공급된 처리가스는 절연체(30)와 천공홀(22) 사이를 통과하면서 플라즈마로 전환된다. 처리가스는 특별히 그 종류가 제한되지 아니하며, 당해 분야에서 통상 사용되는 처리가스가 널리 사용될 수 있다. 예를 들면, 질소, 산소, 불활성 기체(rare gas), 이산화탄소, 산화 질소, 퍼플루오로화 기체(perfluorinated gas), 수소, 암모니아, 염소(Cl)계 기체, 오존 및, 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 불활성 기체로서는 헬륨, 아르곤, 네온, 또는 크세논(xenon)이 사용될 수 있다. 퍼플루오로화 기체의 예로는 CF4, C2F6, CF3CF=CF2, CClF3, SF6 등을 들 수 있다. Meanwhile, the processing gas supplied from the processing gas inlet 72 is converted into plasma while passing between the insulator 30 and the drilling hole 22. The treatment gas is not particularly limited in kind, and a treatment gas commonly used in the art may be widely used. For example, nitrogen, oxygen, rare gas, carbon dioxide, nitrogen oxide, perfluorinated gas, hydrogen, ammonia, chlorine (Cl) based gas, ozone, and mixtures thereof can be used. have. Helium, argon, neon, or xenon may be used as the inert gas. Examples of the perfluorinated gas include CF 4 , C 2 F 6 , CF 3 CF = CF 2 , CClF 3 , SF 6 , and the like.

상기 처리가스는 처리 목적에 따라 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 적절히 선택될 수 있다. 예를 들면, 기판(1) 상의 유기 물질을 세정하고자 하는 경우에는 질소 가스, 질소와 산소의 혼합물, 질소의 공기의 혼합물, 불활성 가스, 또는 질소와 불활성 가스의 혼합물이 선택될 수 있다. 경제적인 측면을 고려할 때, 질소, 질소와 산소의 혼합물 또는 질소와 공기의 혼합물이 보다 바람직하다. 레지스트의 제거 및 유기 필름의 식각이 요구되는 경우에는 산소, 오존, 공기, 이산화탄소(CO2), 증기 또는 산화질소(N2O)와 같이 산화력이 있는 기체를 단독으로 또는 질소와 함께 사용할 수 있다. 또한, 실리콘을 식각하는 경우에는 CF4와 같은 퍼플루오르화 기체 또는 염소계 기체를 질소 또는 불활성 기체와 함께 사용하는 것이 효과적이다. 금속 산화물을 환원시키는 경우에는 수소 또는 암모니아와 같은 환원성 기체를 사용하는 것이 가능하다. The treatment gas may be appropriately selected by those skilled in the art according to the treatment purpose. For example, when the organic material on the substrate 1 is to be cleaned, nitrogen gas, a mixture of nitrogen and oxygen, a mixture of air of nitrogen, an inert gas, or a mixture of nitrogen and an inert gas may be selected. In consideration of economic aspects, nitrogen, a mixture of nitrogen and oxygen, or a mixture of nitrogen and air is more preferred. When removal of the resist and etching of the organic film are required, an oxidizing gas such as oxygen, ozone, air, carbon dioxide (CO 2 ), steam or nitric oxide (N 2 O) may be used alone or in combination with nitrogen. . In addition, when etching silicon, it is effective to use perfluorinated gas or chlorine-based gas such as CF 4 together with nitrogen or inert gas. In the case of reducing the metal oxide, it is possible to use a reducing gas such as hydrogen or ammonia.

상기 처리가스는 천공홀(22)을 통과하면서 플라즈마로 전환된 후, 하부 전극(20)의 아래에 위치한 기판(1)의 처리에 이용된다. 이 때, 상기 표면처리장치(100)는 천공홀(22)의 크기가 미세하기 때문에 기판(1)의 국부적인 부분 또는 좁은 영역을 처리하는 데 효과적이다. 또한, 상기 국부적인 부분 또는 좁은 영역의 처리에 필요한 플라즈마만을 생성하면 되기 때문에 에너지 소비 효율 측면에서도 바람직하다.The process gas is converted into plasma while passing through the hole 22, and then used to process the substrate 1 positioned under the lower electrode 20. At this time, the surface treatment apparatus 100 is effective in treating a localized portion or a narrow area of the substrate 1 because the size of the drilling hole 22 is fine. It is also preferable in terms of energy consumption efficiency because only the plasma required for processing the localized portion or the narrow region needs to be generated.

한편, 도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 노즐타입 대기압 플라즈마 표면처리 장치의 주요 구성을 나타낸 사시도이다.On the other hand, Figure 4 is a perspective view showing the main configuration of the nozzle type atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus according to another embodiment of the present invention.

상기 표면처리 장치(100a)는, 슬릿(slit)(22a)이 형성된 하부 전극(20a)과, 슬릿(22a)에 그 선단이 삽입되도록 설치된 절연체(30a) 및, 절연체(30a)의 선단 내부에 설치되고 교류전원(미도시)과 연결된 상부 전극을 포함한다.The surface treatment apparatus 100a includes a lower electrode 20a having a slit 22a formed therein, an insulator 30a provided so that its front end is inserted into the slit 22a, and a tip of the insulator 30a. It includes an upper electrode installed and connected to the AC power source (not shown).

상기 하부 전극(20a)은 하부 전극(20a)을 관통하는 슬릿(22a)이 형성된 평판형 전극이다. 하부 전극(20a)은 20mm 정도의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 하부 전극(20a)은 세라믹(미도시) 등과 같은 절연 물질에 의하여 코팅될 수 있다. 아울러, 도면에는 도시되지 않았지만, 하부 전극(20a)은 접지된다. The lower electrode 20a is a flat electrode having a slit 22a penetrating through the lower electrode 20a. The lower electrode 20a preferably has a thickness of about 20 mm. In addition, the lower electrode 20a may be coated by an insulating material such as ceramic (not shown). In addition, although not shown in the drawing, the lower electrode 20a is grounded.

상기 슬릿(22a)은 소정 간격으로 복수 개가 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 슬릿(22a)은 생성된 플라즈마의 이동 속도를 높일 수 있도록 그 상부에 비하여 하부가 좁게 형성된다. 예를 들어, 슬릿(22a)의 상부 폭은 0.5mm이고, 하부 폭은 10μm 또는 그 이상이 되도록 형성된다. 플라즈마의 이동 속도가 높아지면, 기판(1)의 세정 또는 식각에 효과적으로 적용될 수 있다.A plurality of slits 22a may be formed at predetermined intervals. Preferably, the slit 22a has a lower portion narrower than the upper portion so as to increase the moving speed of the generated plasma. For example, the upper width of the slit 22a is 0.5 mm, and the lower width is formed to be 10 μm or more. When the moving speed of the plasma is high, it can be effectively applied to cleaning or etching the substrate 1.

상기 슬릿(22a)의 길이는 기판(1)의 처리하고자 하는 부분의 길이 또는 폭을 고려하여 정해진다. The length of the slit 22a is determined in consideration of the length or width of the portion of the substrate 1 to be processed.

상기 절연체(30a)는 그 선단이 슬릿(22a)에 삽입되도록 설치된다. 절연체(30a)는 그 내부가 비어있고, 그 선단이 밀폐되며, 상부 전극과 교류전원이 연결될 수 있도록 후단이 개방된 부재이다. 바람직하게, 상기 절연체(30a)는 상부에 비하여 하부가 좁은 슬릿(22a)에 삽입될 수 있도록 그 끝단이 뾰족하게 형성된다. The insulator 30a is provided such that its tip is inserted into the slit 22a. The insulator 30a is a member whose inner side is empty, the front end is sealed, and the rear end is opened so that an upper electrode and an AC power source can be connected. Preferably, the end of the insulator 30a is sharply formed so that the lower end thereof can be inserted into the narrow slit 22a.

상기 상부 전극은 절연체(30a)의 선단 내부에 절연체(30a)의 길이 방향을 따라 설치되고, 교류 전원과 연결된다. The upper electrode is installed along the longitudinal direction of the insulator 30a inside the tip of the insulator 30a and is connected to an AC power source.

처리가스 공급 장치(미도시)로부터 공급된 처리가스는 절연체(30a)와 슬릿(22a) 사이로 공급된 후, 절연체(30a)와 슬릿(22a) 사이를 이동하면서 플라즈마로 전환된다. 생성된 플라즈마는 슬릿(22a)으로부터 배출되어 기판(1)의 표면 처리에 이용된다. 슬릿(22a)은 미세한 홈이 연속된 구조이기 때문에 좁은 폭 예를 들면, 10μm 정도의 폭을 가진 기판(1) 영역을 효과적으로 처리할 수 있다. 따라서, 예컨대 웨이퍼 소잉(wafer sawing) 공정에서 레이저에 의하여 절단되어 경화된 부분을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 본 실시예의 장치(100a)는 절연체(30a)와 하부 전극(20a)을 피처리 기판(1)에 대하여 상대적으로 이동시키면서 처리가스와 전원을 공급함으로써, 대면적 기판의 연속적인 표면처리에도 이용될 수 있다. The process gas supplied from the process gas supply device (not shown) is supplied between the insulator 30a and the slit 22a and then converted into plasma while moving between the insulator 30a and the slit 22a. The generated plasma is discharged from the slit 22a and used for surface treatment of the substrate 1. Since the slit 22a has a structure in which fine grooves are continuous, it is possible to effectively treat the region of the substrate 1 having a narrow width, for example, a width of about 10 μm. Thus, for example, in the wafer sawing process, the portion cut and cured by the laser can be effectively removed. In addition, the apparatus 100a of this embodiment supplies a processing gas and a power while moving the insulator 30a and the lower electrode 20a relative to the substrate 1 to be treated, thereby providing continuous surface treatment of a large area substrate. Can be used.

바람직하게, 상기 표면처리장치(100a)는 하부 전극(20)의 상부에 설치되고 소정의 유입구가 형성된 챔버 부재(미도시)를 구비한다. 챔버 부재는 유입구를 통하여 유입된 처리가스가 저장되는 밀폐된 처리가스 저장부를 형성한다. 챔버 부재에 관해서는 전술한 바 있으므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다. Preferably, the surface treatment apparatus 100a includes a chamber member (not shown) installed above the lower electrode 20 and having a predetermined inlet. The chamber member forms a closed process gas storage unit in which the process gas introduced through the inlet is stored. Since the chamber member has been described above, a description thereof will be omitted.

본 발명에 따른 노즐타입 대기압 플라즈마 표면처리 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.The nozzle type atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus according to the present invention has the following effects.

첫째, 기판의 특정 부분 또는 좁은 영역을 정밀하고 효과적으로 처리할 수 있다. First, specific portions or narrow areas of the substrate can be processed accurately and effectively.

둘째, 높은 플라즈마 속도를 얻을 수 있기 때문에 식각 또는 세정 등에 효과적이다.Second, since a high plasma velocity can be obtained, it is effective in etching or cleaning.

셋째, 에너지 소비 효율을 높일 수 있다.Third, the energy consumption efficiency can be improved.

Claims (5)

소정 크기의 천공홀(22)이 형성된 평판형의 하부 전극(20); A lower plate type electrode 20 having a predetermined sized hole 22 formed therein; 상기 천공홀(22)에 그 선단이 삽입되도록 설치된 절연체(30); An insulator (30) installed at the front end of the drilling hole (22) to insert the tip; 상기 절연체(30)의 선단 내부에 설치되고, 교류전원과 연결된 상부 전극(40); 및An upper electrode 40 installed inside the tip of the insulator 30 and connected to an AC power source; And 상기 하부 전극(20)의 상부에 설치되어 소정의 유입구를 통하여 유입된 처리가스가 저장되는 밀폐된 처리가스 저장부를 형성하는 챔버 부재(70);를 포함하여, 상기 천공홀(22)과 절연체(30) 사이를 통과하는 소정의 처리가스가 교류 전원에 의하여 플라즈마로 전환되는 것을 특징으로 하는 노즐타입 대기압 플라즈마 표면처리 장치. A chamber member 70 installed on an upper portion of the lower electrode 20 to form a closed process gas storage part for storing the process gas introduced through a predetermined inlet; the boring hole 22 and the insulator ( 30) A nozzle type atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus, characterized in that the predetermined processing gas passing through is converted into plasma by an alternating current power source. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 천공홀의 측벽은 생성된 플라즈마의 이동속도를 높일 수 있도록 그 상부에 비하여 하부가 좁게 테이퍼 상으로 형성된 것을 특징으로 하는 노즐타입 대기압 플라즈마 표면처리 장치. The side wall of the perforation hole is a nozzle type atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus, characterized in that the lower portion is formed in a tapered narrower than the upper portion to increase the moving speed of the generated plasma. 소정 길이의 슬릿(22a)이 관통되도록 형성된 평판형의 하부 전극(20a); A flat lower electrode 20a formed to penetrate a slit 22a of a predetermined length; 상기 슬릿(22a)에 그 선단이 삽입되도록 설치된 절연체(30a); An insulator (30a) installed in the slit (22a) so that its tip is inserted; 상기 절연체(30a)의 선단 내부에 설치되고, 교류전원과 연결된 상부 전극; 및An upper electrode installed inside the distal end of the insulator 30a and connected to an AC power source; And 상기 하부 전극(20a)의 상부에 설치되어 소정의 유입구를 통하여 유입된 처리가스가 저장되는 밀폐된 처리가스 저장부를 형성하는 챔버 부재;를 포함하여, 상기 슬릿(22a)과 절연체(30a) 사이를 통과하는 소정의 처리가스가 교류 전원에 의하여 플라즈마로 전환되는 것을 특징으로 하는 노즐타입 대기압 플라즈마 표면처리 장치. A chamber member disposed on the lower electrode 20a to form a closed process gas storage part for storing the process gas introduced through a predetermined inlet, and between the slit 22a and the insulator 30a. A nozzle type atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus, characterized in that the predetermined process gas passing through is converted into plasma by an AC power source. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 슬릿의 측벽은 생성된 플라즈마의 이동속도를 높일 수 있도록 그 상부에 비하여 하부가 좁게 테이퍼 상으로 형성된 것을 특징으로 하는 노즐타입 대기압 플라즈마 표면처리 장치. The sidewall of the slit nozzle type atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus, characterized in that the lower portion is formed in a tapered shape narrower than the upper side to increase the moving speed of the generated plasma. 삭제delete
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