KR100785463B1 - 상압 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대기압 상태에서 플라즈마 표면 처리를 실시할 수 있는 상압 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 상압 플라즈마 처리 장치는 기판이 이송되는 이송부; 및 상기 이송부의 기판 이송 경로 상에 설치되는 플라즈마 처리부를 포함하되; 상기 플라즈마 처리부는 상기 이송부에 의해 이송되는 기판의 표면으로 플라즈마를 제공하는 플라즈마 유닛; 및 상기 기판의 표면으로 플라즈마가 제공되기 직전에 기판을 가열시키기 위한 히팅 유닛을 포함한다. 상술한 구성으로 이루어지는 본 발명은 플라즈마를 이용한 식각, 세정, 애싱 등의 표면처리를 연속적으로 진행할 수 있는 각별한 효과를 갖는다.

기판, 상압, 플라즈마

Description

상압 플라즈마 처리 장치{apparatus for atmospheric pressure plasma processing}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상압 플라즈마 처리 장치의 전체 구성을 보여주는 평면 구성도이다.

도 2는 도 1의 상압 플라즈마 처리 장치의 사시도이다.

도 3은 도 1의 상압 플라즈마 처리 장치에서 플라즈마 처리부의 부분단면 사시도이다.

도 4는 플라즈마 처리부의 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

102: 로더부 104 : 언로더부

110 : 이송부 120 : 플라즈마 처리부

140 : 플라즈마 유닛 160 : 히팅 유닛

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 대기압 상태에서 플라즈마 표면 처리를 실시할 수 있는 상압 플라즈마 처리 장치에 관한 것이 다.

정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시 장치로 활용되고 있다. 그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징 및 장점으로 인하여 이동형 화상 표시 장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송 신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비젼 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.

이와 같은 액정 표시 장치가 일반적인 화면 표시 장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비 전력의 특징을 유지하면서도 고휘도, 대면적 등 고품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.

일반적인 액정 표시 장치는, 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동 신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정 패널은 일정 공간을 갖고 합착된 제 1, 제 2 유리 기판과, 상기 제 1, 제 2 유리 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.

여기서, 상기 제 1 유리 기판(TFT 어레이 기판)에는 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 라인과, 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차되어 정의된 각 화소 영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 라인의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 라인의 신호를 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성된다.

그리고, 제 2 유리 기판(칼라 필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, 칼라 색상을 표현하기 위한 R, G, B 칼라 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성된다.

상기 일반적인 액정 표시 장치의 구동 원리는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한다. 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 갖고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자 배열의 방향을 제어할 수 있다.

따라서, 상기 액정의 분자 배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자 배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 상기 액정의 분자 배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상 정보를 표현할 수 있다. 현재에는 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극이 행렬 방식으로 배열된 능동 행렬 액정 표시 장치(Active Matrix LCD)가 해상도 및 동영상 구현 능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.

이러한 액정 표시 장치의 상하부 기판 상에 형성되는 구조물을 증착하거나 패터닝하는데 플라즈마 처리 장치(Apparatus for Processing Plasma)가 이용되고 있다.

여기서, 플라즈마(Plasma)란 이온(ion)이나 전자(electron), 라디 칼(radical) 등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 의미하는데, 이러한 플라즈마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF electromagnetic fields)에 의해 생성된다. 특히, 글로우 방전(glow discharge)에 의한 플라즈마 생성은 직류(DC)나 고주파 전자계에 의해 여기된 자유전자에 의해 이루어지는데, 여기된 자유전자는 가스분자와 충돌하여 이온, 라디칼, 전자 등과 같은 활성족(active species)을 생성한다. 그리고 이와 같은 활성족은 물리 혹은 화학적으로 물질의 표면에 작용하여 표면의 특성을 변화시킨다. 이와 같이 활성족(플라즈마)에 의해 의도적으로 물질의 표면 특성을 변화시키는 것을 '표면 처리'라고 한다.

한편, 일반적으로, 플라즈마 처리 방법이란, 반응 물질을 플라즈마 상태로 만들어 기판 상에 증착하거나, 플라즈마 상태의 반응 물질을 이용, 세정(cleaning), 애싱(ashing) 또는 에칭(etching)하는 데 이용하는 것을 말한다.

이러한 플라즈마 처리 방법은 플라즈마 상태가 이루어지는 영역이 챔버 내에 어떤 기압 하에 있는 가로 분류할 수 있다.

종래에는 진공에 가까운 저압(Low Pressure)하에서 글로우 방전 플라즈마(glow discharge plasma)를 발생시켜 기판상에 박막을 형성하거나, 기판 상에 형성된 소정 물질의 에칭 또는 애싱을 하는 방법이 이용되었다. 그러나, 이러한 저압 플라즈마 처리 방법은 진공 챔버, 진공 배기 장치 등의 고가 장비가 요구된다. 또한, 장치 내의 구성이 복잡하기 때문에 장비 유지 관리 및 진공 펌핑(pumping) 시간이 길어지는 문제점이 있다. 따라서, 대면적 기판에 플라즈마 처리가 요구되는 액정 표시 장치와 같은 경우, 기판의 크기에 따라 상승하는 비용 부담으로 거의 이 용하기 힘든 실정이다.

이로 인해, 진공 조건의 장비가 요구되지 않는, 대기압(Atmospheric Pressure, 상압) 근방의 압력 하에서 방전 플라즈마(discharge plasma)를 발생시키는 방법이 제안되어 왔다. 이와 같이, 대기압 하에서 플라즈마를 발생시키는 장치를 상압 플라즈마 처리 장치(System for Atmospheric Pressure Plasma)라 한다.

특히, 액정 표시 장치의 사이즈가 대형화되어 가고 있어 이에 효과적으로 대응할 수 있고, 보다 균일한 표면 처리가 가능하며, 처리 과정에서의 오염을 최소화할 수 있는 상압 플라즈마 처리 장치가 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 플라즈마를 이용한 식각, 세정, 애싱 등의 표면처리가 가능한 상압 플라즈마 처리 장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 식각, 세정, 애싱 등의 공정 조건에 따라 기판과 전극과의 거리를 조정할 수 있는 상압 플라즈마 처리 장치를 제공하는데 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 상압 플라즈마 처리 장치는 기판이 이송되는 이송부; 및 상기 이송부의 기판 이송 경로 상에 설치되는 플라즈마 처리부를 포함하되; 상기 플라즈마 처리부는 상기 이송부에 의해 이송되는 기판의 표면으로 플라즈마를 제공하는 플라즈마 유닛; 및 상기 기판의 표면으로 플라즈마가 제공되기 직전에 기판을 가열시키기 위한 히팅 유닛을 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 처리부는 양단에 기판 출입구를 갖으며, 기판의 가열과 플라즈마 처리가 이루어지는 기판 이송 통로를 제공하기 위해 상부 몸체와 하부 몸체로 이루어지는 챔버를 더 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 챔버는 상기 기판 이송 통로의 상부에 상기 플라즈마 유닛과 상기 히팅유닛이 배치되고, 상기 기판 이송 통로에는 기판 이송을 위한 이송롤러가 설치된다.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 처리부는 상기 챔버의 기판 출입구 양단에 기판의 출입을 감지하는 그리고 기판의 높이를 감지하는 센서를 더 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 처리부는 공정에 따라 기판과 상기 플라즈마 유닛간의 간격을 조절하기 위한 간격조절 유닛을 더 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 처리부는 상기 플라즈마 유닛에서 발생되는 열기에 의해 가열되는 상부 몸체를 냉각시키기 위한 냉각부재를 더 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 유닛은 플라즈마 생성 공간을 갖으며, 상기 생성 공간을 사이에 두고 수직하게 설치되는 제1,2전극; 상기 플라즈마 생성공간으로 소스가스를 공급하기 위한 공급포트; 상기 플라즈마 생성 공간에서 생성된 플라즈마를 기판으로 제공하기 위한 공급슬롯을 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 유닛은 상기 플라즈마 생성 공간으로 소스가스가 균일하게 공급되도록 상기 공급 포트와 상기 플라즈마 생성 공간 연결부분에 샤워헤드가 설치된다.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 유닛은 상기 플라즈마 생성 공간에서 생성된 플라즈마가 기판에 균일하게 분포되도록 상기 공급 슬롯에 설치되는 디퓨져를 더 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 처리부는 기판의 표면 처리 과정에서 발생되는 반응 부산물들과 미반응 가스 등을 강제 흡입하여 배기하기 위해 상기 플라즈마 유닛과 상기 히팅 유닛 사이에 설치되는 제1,2배기포트를 더 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 처리부는 상기 기판 출입구에 인접하게 설치되어 기판의 상면과 저면으로 각각 에어를 분사하여 에어 커튼을 형성하기 위한 제1,2노즐을 더 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 히팅 유닛은 램프; 상기 램프의 주변에 설치되는 타원형의 반사미러; 기판으로 제공되는 빛의 집광도를 높이기 위해 그리고 반응 부산물이 직접적으로 램프에 데미지를 주지 않도록 기판으로 램프의 빛이 조사되는 하부의 개구에 설치되는 렌즈를 포함한다.

예컨대, 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다. 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의하여야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

(실시예)

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 기판 반송 장치 및 이를 이용한 기판 처리 시스템을 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다.

본 발명은 상압 플라즈마를 이용하여 기판의 표면처리를 할 수 있는 그리고 공정 조건에 따라 기판과 플라즈마 발생부와의 간격 조정이 가능한 상압 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상압 플라즈마 처리 장치의 전체 구성을 보여주는 평면 구성도이고, 도 2는 도 1의 상압 플라즈마 처리 장치의 사시도이며, 도 3은 도 1의 상압 플라즈마 처리 장치에서 플라즈마 처리부의 부분단면 사시도이다. 그리고 도 4는 플라즈마 처리부의 단면도이다.

본 상압 플라즈마 처리 장치에서 처리되는 피 처리 기판(W)은 반도체 회로를 제조하기 위한 웨이퍼 기판이거나, 평판 디스플레이(flat panel display) 소자를 제조하기 위한 것으로, 평판 디스플레이는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display), FED(Field Emission Display), ELD(Electro Luminescence Display) 일 수 있다.

도 1을 참조하여, 본 발명의 상압 플라즈마 처리 장치(100)는 기판(w)이 로딩되는 로더부(102), 이송부(110), 플라즈마 처리부(120) 그리고 언로더부(104)로 크게 구분된다.

자세하게 도시하지 않았지만, 로더부(102)는 기판(w)들이 적재되는 카세트 와, 카세트를 승강시키는 엘리베이터 장치 그리고 기판을 카세트에서 인출하여 이송부로 공급하기 위한 공급장치 등으로 이루어진다. 그리고 언로더부(104)는 로더부(102)와 마찬가지로 기판(w)들이 적재되는 카세트, 카세트를 승강시키기 위한 엘리버에터 장치 그리고 기판을 이송부에서 카세트로 적재하기 위한 적재 장치 등으로 이루어진다. 본 실시예에서 카세트, 엘리베이터 장치 그리고 공급/적재 장치는 통상적으로 사용되는 구성들로 이루어지기 때문에 도면과 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이송부(110)는 공정들에 대해 인라인 작업이 가능하도록 기판(w)을 이송한다. 이송부(110)는 다수의 이송롤러(112)들을 갖으며, 이송롤러(112)들은 그 회전축이 기판(w)의 이송방향(x)과 수직하게 배치되며, 기판(w)이 이송되는 방향과 평행한 방향으로 서로간에 일정거리 이격되도록 배치된다. 기판(w)은 이송롤러(112)들에 의해 지지된다. 도면에 도시된 이송부(110)의 구조는 일예에 불과하며, 일반적으로 알려진 다양한 기판 이송 메커니즘이 사용될 수 있다.

본 발명에서 가장 중요한 플라즈마 처리부(120)는 기판(w)이 이송되는 경로상에 설치되어 플라즈마 상태의 가스를 이용하여 기판 표면의 세정(cleaning), 애싱(ashing) 또는 에칭(etching) 공정을 진행한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 플라즈마 처리부(120)는 챔버(122)와, 플라즈마 유닛(140) 그리고 2개의 히팅 유닛(160)을 포함한다.

챔버(122)는 양단에 기판 출입구(123)를 갖으며, 기판(w)의 가열과 플라즈마 처리가 이루어지는 기판 이송 통로(124)를 제공하기 위해 상부 몸체(126)와 하부 몸체(128)로 이루어진다. 기판 이송 통로(124)에는 기판 이송을 위한 이송롤러(124a)들이 설치되며, 기판 이송 통로(124)의 상부에 해당되는 상부 몸체(126)에는 플라즈마 유닛(140)과 히팅 유닛(160)이 설치된다.

챔버(122)는 기판 출입구(123)에 인접하게 설치되는 제1,2노즐(132a,132b)을 갖는다. 제1,2노즐(132a,132b)은 기판(w)의 상면과 저면으로 각각 에어를 분사하여 에어 커튼을 형성하게 된다. 제1,2노즐(132a,132b)에 의해 형성되는 에어커튼은 기판 출입구(123)를 통해 기판 이송 통로(124)로 유입될 수 있는 파티클 등을 사전에 차단하게 됨으로써 기판의 표면 처리가 진행되는 기판 이송 통로(124)의 오염을 방지할 수 있고, 기판의 표면 처리 과정에서 발생되는 반응 부산물, 미반응 가스 등이 플라즈마 처리부(120) 밖으로 유출되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 플라즈마 유닛(140)은 제1,2전극(142,144)과 그 사이에 플라즈마 생성 공간(146)을 갖는다. 제1,2전극(142,144)은 플라즈마 생성 공간(146)을 사이에 두고 수직하게 그리고 서로 대향되게 설치된다. 제1,2전극(142,144)은 플라즈마의 밀도와 균일도 향상을 위해 앞부분에 유전체(143)가 코팅된 전극을 사용한다. 예컨대, 유전체 코팅에 이용되는 소재로는, 반드시 한정되는 것은 아니지만 유리, 알루미나, 질소붕소, 탄화규소, 질화규소, 석영 등이 이용될 수 있으며, 전극으로 이용되는 소재로는 스테인레스, 알루미늄, 구리 등의 도체 금속이 이용될 수 있다.

플라즈마 유닛(140)의 플라즈마 생성 공간(146) 상단에는 소스가스를 공급하기 위한 공급포트(148)가 제공되며, 플라즈마 생성공간(146)의 하단에는 플라즈마 생성 공간(146)에서 생성된 플라즈마를 기판(w)으로 제공하기 위한 공급슬롯(149) 이 제공된다. 특히, 공급 포트(148)와 플라즈마 생성 공간(146) 연결부분에는 샤워헤드(148a)가 설치되어 있어 소스가스가 플라즈마 생성 공간(146)으로 균일하게 공급된다. 그리고, 공급 슬롯(149)에는 디퓨져(149a)가 설치되어 있어서, 플라즈마 생성 공간(146)에서 생성된 플라즈마가 기판(w)으로 균일하게 공급된다.

플라즈마 처리부(120)는 플라즈마 유닛(140)에서 발생되는 열기에 의해 가열되는 상부 몸체(126)를 냉각시키기 위한 냉각부재(138)가 설치된다. 냉각부재(138)는 상부몸체(126)에 설치되는 냉각라인으로 이루어지며, 냉각라인은 냉각수 공급부(미도시됨)와 연결된다.

한편, 상부 몸체(126)에는 제1,2배기포트(136a,136b)가 설치된다. 제1,2배기포트(136a,136b)는 플라즈마 유닛(140)과 히팅 유닛(160) 사이의 위치되어, 플라즈마에 의해 기판(w)의 표면을 처리하는 과정에서 발생되는 반응 부산물들과 미반응 가스 등을 강제 흡입하여 배기한다. 예컨대, 기판 표면 처리 과정에서 발생되는 반응 부산물들과 미반응 가스 등이 기판 이송 통로에 잔류하게 될 경우 기판 표면의 주 오염원으로 작용하게 된다. 하지만, 본 발명에서는 제1,2배기포트(136a,136b)에서 반응 부산물들과 미반응 가스를 강제 흡입하여 배기하여 기판 표면의 오염을 방지하게 된다.

히팅 유닛(160)은 기판의 표면으로 플라즈마가 제공되기 직전에 기판(w)을 가열시키기 위한 것이다. 플라즈마 처리부(120)는 기판의 투입 방향에 상관없도록 양쪽에 히팅 유닛(160)을 설치하였으나, 기판이 항상 일정한 방향으로만 투입된다면 히팅 유닛(160)은 기판(w)의 투입 방향쪽에만 설치되어도 무방하다. 히팅 유 닛(160)은 램프(162)와, 램프(162)의 주변에 설치되는 타원형의 반사미러(164) 그리고 기판으로 제공되는 빛의 집광도를 높이기 위한 렌즈(166)를 포함한다. 렌즈(166)는 반응 부산물이 직접적으로 램프(162)에 데미지를 주지 않도록 기판으로 램프(162)의 빛이 조사되는 하부의 개구에 설치된다. 한편, 히팅 유닛(160)에는 제3배기라인이 설치되어 램프(162)가 설치된 공간의 이물질 등이 배기된다.

한편, 본 발명의 플라즈마 처리부(120)는 공정 조건에 따라 기판과 플라즈마 유닛(140)과의 간격 조정을 위한 간격조절 유닛(170)을 갖는데 그 특징이 있다. 간격조절 유닛(170)은 상부 챔버(126)와 연결되어 상부 챔버(126)의 높낮이를 조절하는 모터(172)와, 볼스크류(174) 등의 승강 구조를 갖으며, 높낮이 체크를 위해 챔버(122)의 기판 출입구(123) 양단에는 기판의 입출입을 감지함과 동시에 기판과의 간격을 감지할 수 있는 센서(176)가 설치된다. 도시하지 않았지만, 제어부에서는 센서(176)를 통해 제공되는 기판과의 간격을 체크하여, 기설정된 간겨과 비교하여 간격이 다른 경우에는 모터(172)를 제어하여 상부 챔버(126)의 높낮이를 조절하게 된다.

이처럼, 본 발명의 플라즈마 처리부(140)는 세정, 애싱 또는 에칭 공정에 따라 또는 기판 표면에 형성된 패턴의 특성에 따라 공급 슬롯(149)의 디퓨져(149a)와 기판(w) 간의 간격을 조절하여 플라즈마에 의해 기판으로 가해지는 데미지를 줄이거나 또는 플라즈마 효율을 높일 수 있는 장점을 갖는다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 상압 플라즈마 처리 장치에서의 기판 표면 처리는 다음과 같이 이루어진다.

먼저, 로더부(102)에서 대기중인 기판(w)은 이송부(110)로 로딩된다. 이송부(110)로 로딩된 기판(w)은 이송부(110)의 이송롤러(112)들을 따라 이동하게 되면서 플라즈마 처리부(120)로 제공된다.

플라즈마 처리부(120)에서의 처리 과정을 살펴보면, 우선 기판(w)은 기판 출입구(123)와 에어 커튼을 통과해서 기판 이송 통로(124)로 유입된다. 이때, 센서(176)는 기판(w)을 감지함과 동시에 기판(w)과의 높이를 감지하게 되며, 감지된 높낮이를 확인하여 기설정된 높이와 다를 경우 간격조절 장치(170)를 통해 상부 몸체(126)의 높이를 조절하는 과정을 거치게 된다. 한편, 기판 이송 통로(124)로 유입된 기판(w)은 히팅 유닛(160)에 의해 예열된다. 이렇게 예열된 기판(w)은 플라즈마 유닛(140) 아래를 지나가게 되면서 플라즈마 가스에 의한 표면 처리가 이루어진다. 즉, 플라즈마 유닛(140)에서는 RF 전력이 고주파 전원으로부터 플라즈마 유닛(140)의 제1,2전극(142,144)으로 인가된다. 소스 가스는 처리가스 공급원(미도시됨)으로부터 공급관을 통해 공급포트(148)로 공급되며, 공급포트(148)로 공급된 소스가스는 샤워헤드(148a)를 통해 플라즈마 생성 공간(146)으로 균일하게 공급된다. RF 전력이 플라즈마 유닛(140)의 제1,2전극(142,144)에 인가되면, 제1,2전극(142,144) 사이에서 방전이 발생하여 소스가스가 여기되어 플라즈마가 생성된다. 이렇게 생성된 플라즈마 가스는 공급 슬롯(149)의 디퓨져(149a)를 통해 기판 표면으로 분출된다. 그리고, 플라즈마 가스에 의해 생성된 공정 부산물들 및 미반응 가스 등은 제1,2배기포트(136a,136b)를 통해 배기된다. 플라즈마 처리부(120)에서의 처리는 기판(w)이 공급 슬롯(149)의 디퓨져(149a) 선상을 통과할 때까지 계속된다. 한편, 공정에 따라, 한번 플라즈마 처리부(120)를 통과한 기판은 추가적인 표면 처리 또는 후속 표면 처리를 위해 반대 방향으로 후진하면서 플라즈마 처리부(120)를 다시 한번 통과하면서 표면 처리를 실시할 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 상압 플라즈마 처리 장치는 상술한 실시예에서 플라즈마 처리부를 하나만 구성한 예만을 설명하였으나, 다수의 공정을 연속적으로 처리할 수 있도록 플라즈마 처리부를 연속적으로 구성할 수 있다. 이러한 구조에서, 플라즈마 처리부는 각기 독립적으로 다른 공정을 진행할 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 상압 플라즈마 처리 장치는 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다. 하지만, 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 플라즈마를 이용한 식각, 세정, 애싱 등의 표면처리를 연속적으로 진행할 수 있는 각별한 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 플라즈마 생성 공간에서 생성된 플라즈마가 기판으로 균일하게 공급될 수 있는 각별한 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 공정 조건에 따라 기판과 플라즈마 유닛과의 거리를 조정하여 기판으로 가해지는 데미지를 줄이거나 또는 플라즈마 효율을 높일 수 있는 각별한 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 기판의 표면 처리 과정에서 발생되는 반응 부산물, 미반응 가스 등이 플라즈마 처리부 밖으로 유출되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (12)

1. 상압 플라즈마 처리 장치에 있어서:

   기판이 이송되는 이송부; 및

   상기 이송부의 기판 이송 경로 상에 설치되는 플라즈마 처리부를 포함하되;

   상기 플라즈마 처리부는

   상기 이송부에 의해 이송되는 기판의 표면으로 플라즈마를 제공하는 플라즈마 유닛; 및

   상기 기판의 표면으로 플라즈마가 제공되기 직전에 기판을 가열시키기 위한 히팅 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 플라즈마 처리부는

   상부 몸체와 하부 몸체로 이루어지며, 상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체 사이에는 양단에 기판 출입구를 갖으며, 기판의 가열과 플라즈마 처리가 이루어지는 기판 이송 통로를 제공하는 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 처리 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 챔버는

   상기 기판 이송 통로의 상부에 상기 플라즈마 유닛과 상기 히팅유닛이 배치되고, 상기 기판 이송 통로에는 기판 이송을 위한 이송롤러가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 처리 장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 플라즈마 처리부는

   상기 챔버의 기판 출입구 양단에 기판의 출입을 감지하는 그리고 기판의 높이를 감지하는 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 처리 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 플라즈마 처리부는

   공정에 따라 기판과 상기 플라즈마 유닛간의 간격을 조절하기 위한 간격조절유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 처리 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 플라즈마 처리부는

   상기 플라즈마 유닛에서 발생되는 열기에 의해 가열되는 상기 상부 몸체를 냉각시키기 위한 냉각부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 처리 장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 플라즈마 유닛은

   플라즈마 생성 공간을 갖으며, 상기 플라즈마 생성 공간을 사이에 두고 수직하게 설치되는 제1,2전극;

   상기 생성공간으로 소스가스를 공급하기 위한 공급포트; 및

   상기 플라즈마 생성 공간에서 생성된 플라즈마를 기판으로 제공하기 위한 공급슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 처리 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 플라즈마 유닛은

   상기 플라즈마 생성 공간으로 소스가스가 균일하게 공급되도록 상기 공급 포트와 상기 플라즈마 생성 공간을 연결하는 부분에 샤워헤드가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 처리 장치.
9. 제7항에 있어서,

   상기 플라즈마 유닛은

   상기 플라즈마 생성 공간에서 생성된 플라즈마가 기판에 균일하게 분포되도록 상기 공급 슬롯에 설치되는 디퓨져를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 처리 장치.
10. 제2항에 있어서,

    상기 플라즈마 처리부는

    기판의 표면 처리 과정에서 발생되는 반응 부산물들과 미반응 가스 등을 강제 흡입하여 배기하기 위해 상기 플라즈마 유닛과 상기 히팅 유닛 사이에 설치되는 제1,2배기포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 처리 장치.
11. 제2항에 있어서,

    상기 플라즈마 처리부는

    상기 기판 출입구에 인접하게 설치되어 기판의 상면과 저면으로 각각 에어를 분사하여 에어 커튼을 형성하기 위한 제1,2노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 처리 장치.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 히팅 유닛은

    램프;

    상기 램프의 주변에 설치되는 타원형의 반사미러;

    기판으로 제공되는 빛의 집광도를 높이기 위해 그리고 반응 부산물이 직접적으로 램프에 데미지를 주지 않도록 기판으로 램프의 빛이 조사되는 하부의 개구에 설치되는 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 처리 장치.

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