KR101404134B1 - Method of fabricating plasma generating apparatus and method of plasma processing of substrate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플라즈마가 아크로 전이되는 현상을 억제하여 대기압 근처에서도 안정적으로 플라즈마를 발생시키기 위해, 복수의 캐필러리부들을 포함하는 도전성 몸체를 제공하는 단계; 및 상기 복수의 캐필러리부들의 적어도 저면부의 일부를 노출하도록 상기 몸체의 외주면 상에 절연성 차폐층을 형성하는 단계를 포함하는, 플라즈마 발생장치용 회전 전극의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a plasma display panel, the method comprising: providing a conductive body including a plurality of capillary portions, in order to suppress a phenomenon that the plasma is transferred to an arc and generate a plasma stably near atmospheric pressure; And forming an insulating shield layer on an outer circumferential surface of the body so as to expose at least a portion of a bottom surface portion of the plurality of capillary portions.
Description
본 발명은 플라즈마 발생장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 플라즈마 발생장치용 회전 전극의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma generating apparatus, and more particularly, to a method of manufacturing a rotating electrode for a plasma generating apparatus.
일반적으로 플라즈마는 전기가 통하는 중성의 전리가스, 즉 대량의 전리가 일어나지 않는 기체 중에 이온이나 전자가 희박하게 존재하는 거의 중성에 가까운 기체상태로 그 온도에 따라 고온 및 저온 플라즈마로 나누어지며 화학적 또는 물리적으로 반응성이 대단히 강하다. 플라즈마를 이용한 기판 처리 기술은 근래 여러 산업 분야, 예컨대 반도체 소자, 태양전지, 디스플레이 등의 분야에 널리 사용되고 있다.Generally, plasma is divided into high-temperature and low-temperature plasma depending on the temperature, which is a near-neutrally gaseous state in which ions or electrons are rarely present in a neutral ionizing gas through which electrons pass, that is, The reactivity is very strong. BACKGROUND ART [0002] Plasma-based substrate processing techniques have been widely used in various industrial fields, such as semiconductor devices, solar cells, and displays.
예를 들어, 저온 플라즈마는 금속, 반도체, 폴리머, 나일론, 플라스틱, 종이, 섬유 및 오존 등의 각종 물질 또는 재료를 합성하거나 표면특성을 변화시켜 접합강도를 높이고 염색, 인쇄능을 비롯한 각종 특성을 향상시키는 분야 및 반도체, 금속 및 세라믹 박막합성, 세정 등 다양한 분양에 널리 사용되고 있다.For example, low-temperature plasma can be used to synthesize various materials or materials such as metals, semiconductors, polymers, nylons, plastics, paper, fibers, and ozone, or to change surface properties to improve bonding strength and improve various characteristics including dyeing and printing ability. And thin film synthesis of semiconductors, metals and ceramics, cleaning and so on.
하지만, 저온 플라즈마는 통상 낮은 압력의 진공 용기 내에서 발생되기 때문에, 진공유지를 위한 고가의 장치가 필요하여 대구경의 피처리물을 처리하기 위해 이용되는 데 제약이 있다. 이를 극복하기 위해서 대기압 근처에서 플라즈마를 발생시키기 위한 노력이 있다. 하지만, 대기압 근처에서 플라즈마를 발생시키기 위한 장치에는 플라즈마가 아크로 전이되는 현상이 발생하며, 처리물의 크기가 클 경우 처리가 곤란하다는 문제점이 있다.However, because the low-temperature plasma is usually generated in a low-pressure vacuum vessel, an expensive apparatus for vacuum maintenance is required, and thus there is a limitation in that it is used for processing a large-diameter object to be treated. To overcome this, there is an effort to generate plasma near atmospheric pressure. However, in the apparatus for generating a plasma near the atmospheric pressure, a phenomenon occurs in which the plasma is transferred to the arc, and when the size of the processed material is large, the treatment is difficult.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 대기압 근처에서 사용될 수 있는 플라즈마 발생장치용 회전 전극의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a rotary electrode for a plasma generating apparatus that can be used near atmospheric pressure to solve various problems including the above problems. However, these problems are exemplary and do not limit the scope of the present invention.
본 발명의 일 관점에 따르면, 복수의 캐필러리부들을 포함하는 도전성 몸체를 제공하는 단계; 및 상기 복수의 캐필러리부들의 적어도 저면부의 일부를 노출하도록 상기 몸체의 외주면 상에 절연성 차폐층을 형성하는 단계를 포함하는, 플라즈마 발생장치용 회전 전극의 제조방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: providing a conductive body including a plurality of capillary portions; And forming an insulating shield layer on the outer circumferential surface of the body so as to expose at least a portion of the bottom surface portion of the plurality of capillary portions.
상기 절연성 차폐층을 형성하는 단계는, 상기 몸체의 외주면을 덮도록 유전층을 형성하는 단계; 및 상기 복수의 캐필러리부들의 적어도 저면부의 일부 상의 상기 유전층을 선택적으로 제거하는 단계를 포함할 수 있다.The step of forming the insulating shield layer may include: forming a dielectric layer to cover the outer circumferential surface of the body; And selectively removing the dielectric layer on at least a portion of the bottom portion of the plurality of capillary portions.
상기 도전성 몸체는 알루미늄을 포함하는 도전성 물질로 구성될 수 있으며, 상기 유전층을 형성하는 단계는 상기 도전성 몸체 상에 양극산화법 또는 박막 증착법에 의하여 알루미나층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. The conductive body may be formed of a conductive material including aluminum, and the forming of the dielectric layer may include forming an alumina layer on the conductive body by anodic oxidation or thin film deposition.
상기 도전성 몸체는 알루미늄을 제외한 도전성 물질로 구성될 수 있으며, 상기 유전층을 형성하는 단계는 상기 몸체의 외주면을 덮도록 박막증착법에 의하여 알루미늄층을 형성하는 단계; 및 양극산화법에 의하여 상기 알루미늄층을 알루미나층으로 상변태시키는 단계;를 포함할 수 있다. The conductive body may be formed of a conductive material other than aluminum, and the forming of the dielectric layer may include forming an aluminum layer by a thin film deposition method so as to cover the outer circumferential surface of the body; And anodizing the aluminum layer to an alumina layer by anodic oxidation.
상기 도전성 몸체는 알루미늄을 제외한 도전성 물질로 구성될 수 있으며, 상기 유전층을 형성하는 단계는 상기 몸체의 외주면을 덮도록 박막증착법에 의하여 알루미나층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. The conductive body may be formed of a conductive material except for aluminum, and the forming of the dielectric layer may include forming an alumina layer by thin film deposition to cover the outer circumferential surface of the body.
상기 유전층을 형성하는 단계는, 양극산화법 또는 박막 증착법을 이용하여 수행할 수 있다.The step of forming the dielectric layer may be performed using an anodic oxidation method or a thin film deposition method.
상기 유전층을 선택적으로 제거하는 단계는, 다이아몬드 커팅법 또는 레이져 커팅법을 이용하여 수행할 수 있다.The step of selectively removing the dielectric layer may be performed using a diamond cutting method or a laser cutting method.
상기 절연성 차폐층을 형성하는 단계는, 상기 복수의 캐필러리부들의 저면부 상에 마스크층을 형성하는 단계; 및 상기 마스크층으로부터 노출된 상기 몸체의 외주면 상에 선택적으로 유전층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The step of forming the insulating shield layer may include: forming a mask layer on the bottom surface of the plurality of capillary portions; And selectively forming a dielectric layer on the outer circumferential surface of the body exposed from the mask layer.
상기 유전층은 양극산화법을 이용하여 형성할 수 있다.The dielectric layer can be formed using anodic oxidation.
상기 제조방법은 상기 유전층을 형성하는 단계 후 상기 마스크층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.The manufacturing method may further include removing the mask layer after forming the dielectric layer.
상기 복수의 캐필러리부들을 포함하는 도전성 몸체를 제공하는 단계는, 제1도전성 물질을 포함하는 원통형 중심체를 제공하는 단계; 상기 원통형 중심체의 외주면 상에 제2도전성 물질을 포함하는 외주층을 형성하는 단계; 및 요철 형상이 나타나도록 상기 외주층의 일부를 상기 원통형 중심체가 노출되도록 제거하여 복수의 캐필러리부들을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다. Wherein providing the conductive body including the plurality of capillary portions comprises: providing a cylindrical center body comprising a first conductive material; Forming an outer circumferential layer including a second conductive material on an outer circumferential surface of the cylindrical center body; And forming a plurality of capillary portions by removing a portion of the outer circumferential layer such that the cylindrical center body is exposed so that the concave and convex shape appears.
나아가, 상기 절연성 차폐층을 형성하는 단계는, 상기 제1도전성 물질 및 상기 제2도전성 물질 중에서 상기 제2도전성 물질 상에서만 선택적으로 유전층이 형성될 수 있는 조건에서, 상기 캐필러리부의 적어도 저면부의 일부를 노출하도록 요철 형상이 나타난 상기 외주층 상에 유전층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 제1도전성 물질은 철을 포함하고, 상기 제2도전성 물질을 알루미늄을 포함하고, 상기 유전층은 산화알루미늄(Al2O3)을 포함할 수 있으며, 상기 유전층은 알루미늄의 양극산화법을 이용하여 형성할 수 있다.In addition, the step of forming the insulating shield layer may include forming at least one of the first conductive material and the second conductive material on at least a bottom surface portion of the capillary portion, And forming a dielectric layer on the outer circumferential layer in which the concave-convex shape is formed to expose a part of the dielectric layer. Herein, the first conductive material includes iron, the second conductive material includes aluminum, and the dielectric layer may include aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and the dielectric layer may be formed by anodic oxidation of aluminum Can be formed.
상기 도전성 몸체는 알루미늄을 포함하는 도전성 물질로 구성될 수 있으며, 상기 유전층을 형성하는 단계는 상기 도전성 몸체 상에 양극산화법 또는 박막 증착법에 의하여 알루미나층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. The conductive body may be formed of a conductive material including aluminum, and the forming of the dielectric layer may include forming an alumina layer on the conductive body by anodic oxidation or thin film deposition.
상기 도전성 몸체는 알루미늄을 제외한 도전성 물질로 구성될 수 있으며, 상기 유전층을 형성하는 단계는 상기 몸체의 외주면을 덮도록 박막증착법에 의하여 알루미늄층을 형성하는 단계; 및 양극산화법에 의하여 상기 알루미늄층을 알루미나층으로 상변태시키는 단계;를 포함할 수 있다. The conductive body may be formed of a conductive material other than aluminum, and the forming of the dielectric layer may include forming an aluminum layer by a thin film deposition method so as to cover the outer circumferential surface of the body; And anodizing the aluminum layer to an alumina layer by anodic oxidation.
상기 도전성 몸체는 알루미늄을 제외한 도전성 물질로 구성될 수 있으며, 상기 유전층을 형성하는 단계는 상기 몸체의 외주면을 덮도록 박막증착법에 의하여 알루미나층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. The conductive body may be formed of a conductive material except for aluminum, and the forming of the dielectric layer may include forming an alumina layer by thin film deposition to cover the outer circumferential surface of the body.
상기 복수의 캐필러리부들은 스트라이프 패턴으로 형성하고, 상기 스트라이프 패턴은 상기 몸체의 회전축 방향으로 신장하도록 형성할 수 있다. 나아가, 상기 스트라이프 패턴은 일정한 간격을 두고 규칙적으로 배열하도록 형성할 수 있다.The plurality of capillary portions may be formed in a stripe pattern, and the stripe pattern may be formed to extend in a rotational axis direction of the body. Furthermore, the stripe patterns may be formed so as to be regularly arranged at regular intervals.
상기 차폐층은 알루미나(Al2O3), 탄화규소(SiC), 질화규소(Si3N4), 실리카(SiO2), 산화마그네슘(MgO) 및 테프론(PTFE) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The shielding layer may include at least one of alumina (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), silicon nitride (Si 3 N 4 ), silica (SiO 2 ), magnesium oxide (MgO), and Teflon have.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 원통 형상을 갖는 몸체의 외주면 상에 복수의 캐필러리부들을 형성하는 단계; 상기 몸체의 외주면을 덮도록 유전층을 형성하는 단계; 및 상기 유전층의 일부분을 선택적으로 제거하여, 상기 복수의 캐필러리부들의 적어도 저면부를 노출하는 절연성 차폐층을 형성하는 단계를 포함하는, 플라즈마 발생장치용 회전 전극의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a plurality of capillary portions on an outer peripheral surface of a body having a cylindrical shape; Forming a dielectric layer to cover the outer circumferential surface of the body; And selectively removing a portion of the dielectric layer to form an insulating shielding layer that exposes at least a bottom portion of the plurality of capillary portions.
상기 제조방법은, 상기 유전층을 형성하는 단계 전에, 상기 몸체의 외주면을 덮도록 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금층을 형성하는 단계를 더 포함 할 수 있다.The manufacturing method may further include forming aluminum (Al) or an aluminum alloy layer so as to cover an outer circumferential surface of the body before forming the dielectric layer.
상기 유전층은 상기 알루미늄 또는 알루미늄 합금층을 양극산화시켜 형성할 수 있다.The dielectric layer may be formed by anodizing the aluminum or aluminum alloy layer.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생장치 및 그 제조방법에 따르면, 플라즈마가 아크로 전이되는 현상을 억제하여 대기압 근처에서도 안정적으로 플라즈마를 발생시킬 수 있는 플라즈마 발생장치용 회전 전극을 제공할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to the plasma generating apparatus and the method of manufacturing the same of the present invention as described above, the rotating electrode for the plasma generating apparatus, which is capable of generating the plasma stably near the atmospheric pressure by suppressing the phenomenon that the plasma is transferred to the arc, . Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생장치를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 회전 전극을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 회전 전극의 개략적인 부분확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 전극 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 전극의 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 회전 전극 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 회전 전극의 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 회전 전극 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 회전 전극의 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 제조된 회전 전극의 개략적인 부분확대도이다.
도 11은 압력에 따른 플라즈마 방출 강도를 비교예들과 실험예들을 대비하여 나타낸 것이다.1 is a schematic cross-sectional view illustrating a plasma generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic perspective view showing a rotary electrode manufactured according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic partial enlarged view of the rotating electrode shown in Fig.
4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a rotating electrode according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view sequentially illustrating a manufacturing process of a rotary electrode according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a rotating electrode according to another embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view sequentially illustrating a manufacturing process of a rotating electrode according to another embodiment of the present invention.
8 is a flowchart showing a method of manufacturing a rotating electrode according to another embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view sequentially showing a manufacturing process of a rotary electrode according to another embodiment of the present invention.
10 is a schematic partial enlarged view of a rotary electrode manufactured according to another embodiment of the present invention.
11 shows the plasma emission intensity according to the pressure in comparison with the comparative examples and the experimental examples.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. Also, for convenience of explanation, the components may be exaggerated or reduced in size.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.In the following embodiments, the x-axis, the y-axis, and the z-axis are not limited to three axes on the orthogonal coordinate system, and can be interpreted in a broad sense including the three axes. For example, the x-axis, y-axis, and z-axis may be orthogonal to each other, but may refer to different directions that are not orthogonal to each other.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 회전 전극을 포함하는 플라즈마 발생장치(100)를 보여주는 개략적인 단면도이다. 도 2는 도 1의 플라즈마 발생장치(100)에서 회전 전극과 기판의 배치를 보여주는 개략적인 사시도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a
도 1 및 도 2를 참조하면, 반응 공간을 한정하기 위한 챔버(110)가 제공된다. 챔버(110)의 일측에는 챔버(110) 내로 반응 기체를 유입하기 위한 주입 밸브(150)가 배치되고, 타측에는 챔버(110) 내의 반응 기체를 외부로 배출하기 위한 배출 밸브(155)가 배치될 수 있다. 챔버(110)의 형상은 예시적으로 도시되었고, 이 실시예의 범위를 제한하지 않는다. 예를 들어, 챔버(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 다각 형상으로 제공되거나, 원형 또는 돔 형상으로도 제공될 수 있다.Referring to Figures 1 and 2, a
주입 밸브(150)는 기체 공급기(미도시)에 연결되고, 주입 밸브(150)와 기체 공급기 사이에는 유량을 조절하기 위한 기체 유량기가 연결될 수 있다. 선택적으로, 배출 밸브(155)는 반응 기체 또는 챔버(110) 내의 여타 공기를 배출을 용이하게 하기 위하여 펌프(미도시)와 연결될 수 있다. 다만, 챔버(110)가 대기압으로 동작하는 경우, 이러한 펌프가 생략될 수도 있다. 주입 밸브(150) 및 배출 밸브(155)의 형상 및 배치는 적절하게 조절될 수 있고, 이 실시예의 범위를 제한하지 않는다.The
기판(130)은 서포팅 플레이트(120) 상에 안치되도록 챔버(110) 내에 제공될 수 있다. 서포팅 플레이트(120)는 기판(130)을 가열하기 위한 가열 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서포팅 플레이트(120)는 가열 유닛이 내장된 핫 플레이트로 제공될 수도 있다. 기판(130)은 다양하게 제공될 수 있다. 예를 들어, 기판(130)은 반도체 소자의 제조를 위해서 실리콘과 같은 반도체 웨이퍼로 제공되거나, 디스플레이 소자 또는 태양전지의 제조를 위해서 유리 기판 또는 플라스틱 기판으로 제공될 수 있다.The
회전 전극(140)은 기판(130)과 마주보도록 서포팅 플레이트(120) 상에 제공될 수 있다. 예를 들어, 회전 전극(140)은 회전 가능하도록 그 중심부에 회전축(145)을 포함하도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 회전 전극(140)은 다양한 형상, 예컨대 원통 형상으로 제공될 수 있다. 다른 예로, 회전 전극(140)은 회전축(145)을 중심으로 대칭적인 구조의 다각 형상을 가질 수도 있다.The
회전축(145)은 구동력을 전달받도록 동력부(미도시)에 연결될 수 있다. 회전 전극(140)은 전력을 전달받도록 전원부(147)에 연결될 수 있고, 예컨대 회전축(145)이 전원부(147)에 연결될 수 있다. 전원부(147)는 직류 또는 교류 전원 장치일 수 있다. 예를 들어, 전원부(147)는 50Hz 내지 10GHz 범위의 주파수 대역을 가지는 교류 전원을 공급할 수 있다. 이에 대응하여, 서포팅 플레이트(120)는 접지되거나, 또는 바이어스 전압부에 연결될 수 있다.The
회전 전극(140)은 회전축(145)을 중심으로 회전되고, ㅁx축 방향으로 연장될 수 있다. 서포팅 플레이트(120)는 회전축(145)에 수직하게, 예컨대 ㅁy축 방향으로 이동될 수 있다. 이에 따라, 기판(130)이 회전 전극(140)에 대해서 상대적으로 스캔될 수 있다. 다른 예로, 서포팅 플레이트(120)가 고정되고, 회전 전극(140)이 회전과 동시에 ㅁy축 방향으로 이동될 수도 있다.The
회전 전극(140)의 몸체(141)의 캐필러리부들(143)은 도 2에 도시된 바와 같이, 스트라이프 패턴 형상으로 형성할 수 있다. 예를 들어, 이러한 스트라이프 패턴은 회전축(145)과 평행하게 신장할 수 있고, 나아가 일정한 간격을 두고 규칙적으로 배열할 수 있다. 이러한 스트라이프 패턴 방향은 기판(130)의 움직임 방향과 수직하다는 점에서 플라즈마 처리의 균일도 조절에 유리할 수 있다. 다만, 이 실시예의 변형된 예에서, 스트라이프 패턴이 회전 전극(140)의 원주 방향으로 신장되도록 배열할 수도 있다. 더 나아가, 이 실시예의 또 다른 변형된 예에서, 캐필러리부들(143)은 다양한 패턴, 예컨대 스파이럴 패턴으로 배열할 수도 있다.The
전술한 플라즈마 발생장치(100)를 이용하여 기판(130)에 대한 플라즈마 처리를 수행할 수 있다. 먼저, 서포팅 플레이트(120) 상에 기판(130)을 안착시킬 수 있다. 이어서, 유입 밸브(150)를 통해 챔버(110) 내에 반응기체를 유입하여, 기판(130) 상에 반응기체를 공급할 수 있다. 이어서, 서포팅 플레이트(120) 및 회전 전극(140) 사이에 플라즈마를 발생시켜 반응기체의 화학적 반응을 유도할 수 있다.Plasma processing can be performed on the
이러한 플라즈마(160) 발생을 조절하기 위해서, 회전 전극(140)과 기판(130) 사이의 간격은 적절하게 조절될 필요가 있고, 예컨대 0.1 내지 1mm 범위로 조절될 수 있다. 한편, 챔버(110) 내 분위기 조절 또는 희석화를 위해서 반응 기체와 더불어 불활성 기체가 챔버(110) 내에 더 유입될 수 있다. 전술한 플라즈마 발생장치에 의하면 플라즈마 발생을 제어하여, 대기압 근처에서도 안정적으로 플라즈마를 유지할 수 있다. 이러한 플라즈마는 기판(130) 상에 박막을 증착하거나 또는 박막을 식각하는 데 이용될 수 있다. In order to control the generation of the
도 3은 도 1에 나타낸 회전 전극(140)의 개략적인 부분확대도이다.3 is a schematic partial enlarged view of the
도 3을 참조하면, 회전 전극(140)은 회전축(145)에 연결된 도전성 몸체(141)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the rotating
도전성 몸체(141)는 그 외주면 상에 복수의 캐필러리들(143)을 포함한다. 캐필러리들(143)은 저면부(143a) 및 측벽부(143b)로 정의되는 공간을 가지는데, 이러한 공간은 트렌치 형상을 가질 수 있다. 공간의 형상은 예시적으로 도시되었고, 이 실시예의 범위를 제한하지 않는다. 예를 들어, 저면부(143a) 및 측벽부(143b)로 정의되는 공간은 모세관 형태의 가늘고 긴 형상을 가질 수도 있다. 나아가, 저면부(143a) 및/또는 측벽부(143b)에 평행한 단면은 원형, 타원형, 다각형의 형상을 가질 수 있다. 저면부(143a) 및 측벽부(143b)로 정의되는 공간을 오목부라고 이해한다면, 상기 오목부 주위에서 볼록한 부분은 볼록부들(142)로 이해될 수 있다. The
이 실시예에서, 볼록부들(142)은 몸체(141)와 일체형으로 도시되었다. 예를 들어, 몸체(141)의 외주면을 요철 형상으로 식각하여, 캐필러리부들(143)을 형성할 수 있으며, 결국은, 오목부와 볼록부가 요철 형상을 구성할 수 있다. 이 실시예의 변형된 예에서, 볼록부들(142)은 몸체(141) 상에 별도의 패턴으로 형성할 수 있다. 이 경우, 볼록부들(142)과 몸체(141)는 동일 물질 또는 다른 물질로도 형성할 수 있다. 몸체(141)에 형성된 볼록부들(142)의 형상은 다양한 형태로 이루어 질 수 있다. 예를 들어 삼각, 사각 및 만곡형상 등으로 형성할 수 있다.In this embodiment, the
절연성 차폐층(144)은 캐필러리부들(143)의 적어도 저면부(143a)를 노출하도록 몸체(141)의 외주면 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐층(144)은 캐필러리부들(143)의 저면부(143a)를 노출하고, 그 외 몸체(141)의 외주면의 다른 부분들은 덮을 수 있다. 예컨대, 캐필러리부들(143)의 측면부들(143b) 및 볼록부들(142)의 상면부들(142c)은 차폐층(144)으로 덮일 수 있다. 다른 예로, 차폐층(144)은 캐필러리부들(143)의 저면부(143a)와 측벽부(143b)의 하부를 노출하고, 측벽부(143b)의 상부 및 볼록부들(142)의 상면부들(142c)을 덮도록 형성할 수도 있다. 예를 들어, 차폐층(144)은 다양한 유전층, 예컨대 알루미나(Al2O3), 탄화규소(SiC), 질화규소(Si3N4), 석영(SiO2), 산화마그네슘(MgO) 및 테프론(PTFE) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The insulating
이러한 구조에 따르면, 캐필러리부들(143)의 저면부(143a)를 제외한 다른 부분이 차폐층(144)에 의해서 둘러싸여 있기 때문에, 전위 집중에 의해서 플라즈마의 발생이 캐필러리부들(143)에서 방사되는 형태로 발생될 수 있다. 즉, 회전 전극(140)에 전기장이 가해지는 경우 전기장이 캐필러리부들(143)의 저면부(143a)에 집적되어 전기장의 세기가 커지고 캐필러리 방전(capillary discharge)의 효과를 얻게 될 수 있다.According to this structure, since the portions other than the
이러한 플라즈마의 발생을 제어하기 위해서 캐필러리부들(143)의 폭 및 높이 등이 조절될 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 방전의 온(on)/오프(off) 제어는 회전 전극(140)의 회전수, 캐필러리부들(143) 및/또는 캐필러리부들(143)의 형상 등을 조절하여 제어할 수 있다. 이러한 구조에 따르면, 플라즈마 발생을 제어하여, 아킹 발생 등을 억제할 수 있어서 대기압 근처에서도 안정적으로 플라즈마를 유지할 수 있다.In order to control the generation of the plasma, the width and height of the
예컨대, 캐필러리부들(143)의 저면(143a)의 폭은 100㎛ 내지 10mm의 범위에 있고, 캐필러리부들(143)의 종횡비(aspect ratio)는 약 0.1 내지 200 사이의 값을 가질 수 있다. 캐필러리부들(143)의 종횡비는 측면부(143b)의 높이 대 저면부(143a)의 폭의 비를 나타낸다. 한편, 차폐층(144)의 두께는 10㎛ 내지 10mm 범위에 있을 수 있다. 차폐층(144)의 두께가 10㎛이하인 경우 충분한 방전 효과를 얻지 못하여 아크가 발생하기 쉽고, 10mm이상인 경우에는 방전 효과는 좋으나 방전개시 및 유지전압이 커질 우려가 있다.For example, the width of the
전술한 플라즈마 발생장치에 의하면 플라즈마 발생을 제어하여, 대기압 근처에서도 안정적으로 플라즈마를 유지할 수 있다. 이러한 플라즈마는 기판(130) 상에 박막을 증착하거나 또는 박막을 식각하는 데 이용될 수 있다.According to the above-described plasma generating apparatus, plasma generation can be controlled, and plasma can be maintained stably near atmospheric pressure. Such a plasma may be used to deposit a thin film on the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 전극 제조방법을 나타내는 순서도가 도시되어 있고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 전극의 제조공정을 순차적으로 나타낸 단면도이다.FIG. 4 is a flowchart showing a method of manufacturing a rotating electrode according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view sequentially showing a manufacturing process of a rotating electrode according to an embodiment of the present invention.
도 4 및 도 5를 참조하면, 복수의 캐필러리부들(143)을 포함하는 도전성 몸체(141)를 제공한다(S11). 도 5의(a)에 도시된 몸체(141)는 다양한 도전체, 예컨대 도전성 금속, 도전성 세라믹, 도전성 탄소체 및 도전성 폴리머 중 적어도 어느 하나로 제공할 수 있다. 몸체(141)는 그 외주면 상에 요철 형상을 갖게 제작할 수 있으며, 예를 들어, 캐필러리부들(143)의 저면부(143a)가 나타나도록 몸체(141)의 일부를 제거할 수 있다. 이때 도전성 금속으로는, 전극으로 사용될 수 있는 전류가 흐르는 금속을 말하며 알루미늄 또는 알루미늄합금 등을 포함할 수 있다.4 and 5, a
이어서, 도 5의(b)에 도시된 바와 같이 몸체(141)의 외주면을 덮도록 절연성 유전층(144a)을 형성한다(S12). 유전층(144a)은 산화물을 포함한 다양한 유전층을 포함할 수 있다. 예컨대 알루미나(Al2O3), 탄화규소(SiC), 질화규소(Si3N4), 석영(SiO2), 산화마그네슘(MgO) 및 테프론(PTFE) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Next, as shown in FIG. 5B, an insulating
유전층(144a)을 형성하는 방법으로는 다양한 방법들이 있으며 양극산화, 용사법 또는 박박 증착법 등을 이용하여 수행할 수 있다. 예를 들어, 도전성 금속인 알루미늄 및 알루미늄 합금으로 형성된 몸체(141)의 경우 양극산화법을 이용하여 알루미나(Al2O3) 유전층(144a)을 형성할 수 있다. 다른 예로, 박막 증착법을 이용하여 석영(SiO2) 및 산화마그네슘(MgO) 등의 유전층(144a)을 형성할 수 있다. 박막 증착법은 물리기상증착(physical vapor deposition; PVD)법 또는 화학기상증착(chemical vapor deposition; CVD)법을 포함할 수 있다.The
선택적으로, 알루미늄 외의 소재의 경우에도 알루미나(Al2O3) 유전층을 형성할 수 있다. 도전성 몸체(141)의 외주면에 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 박막 증착법을 이용하여 증착한 뒤에 양극산화법을 이용하여 이러한 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 산화시켜 유전층(144a)을 형성할 수 있다.Alternatively, an alumina (Al 2 O 3 ) dielectric layer can be formed even in the case of materials other than aluminum. Aluminum or an aluminum alloy may be deposited on the outer circumferential surface of the
예를 들어, 도 5의(a)에 도시된 몸체(141)는 알루미늄 외의 도전성 재질의 원통형 구조체에 직접 요철을 가공하여 캐필러리부들(143)의 저면부(143a)가 나타나도록 구현할 수 있다. 이렇게 형성한 알루미늄 외의 도전성 재질의 몸체(141)의 외주면 상에 알루미늄으로 구성된 유전층을 물리기상증착(PVD)법 또는 화학기상증착(CVD)법으로 증착할 수 있다. 계속하여, 상기 알루미늄으로 구성된 유전층에 대하여 아노다이징법과 같은 양극산화를 적용하여 상변태가 발생하여 알루미나(Al2O3) 유전층(144a)을 형성할 수 있다. 한편, 변형된 실시예에서는, 양극산화를 수행하지 않고, 알루미늄 외의 도전성 재질의 몸체(141)의 외주면 상에 알루미나(Al2O3)로 구성된 유전층(144a)을 물리기상증착(PVD)법 또는 화학기상증착(CVD)법으로 바로 증착할 수도 있다. For example, the
이어서 도 5의(c)에 도시된 바와 같이 캐필러리부들(143)의 적어도 저면부 상의 유전층(144a)을 선택적으로 제거하여 절연성 차폐층(144)을 형성한다(S13). 예를 들어, 캐필러리부들(143)의 적어도 저면부(143a)를 선택적으로 제거하여 몸체(141)의 외주면 상에 복수의 캐필러리부들(143)의 저면부(143a)를 노출시킨 절연성 차폐층(144)을 형성할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 5C, the
예를 들어, 캐필러리부들(143)의 저면부(143a)를 전부 노출시키도록 유전층(144a)을 제거할 수 있고, 이에 따라 차폐층(144)은 캐필러리부들(143)의 측벽부(143b) 및 볼록부들(142)의 상면부들(142c)을 덮도록 형성될 수 있다. 다른 예로, 캐필러리부들(143)의 저면부(143a) 상의 유전층(144a)의 일부분을 제거하여, 캐필러리부(143)의 저면부(143a)의 적어도 일부분을 노출하도록 차폐층(144)을 형성할 수도 있다.For example, the
이러한 캐필러리부들(143)의 저면부(143a)를 노출하도록 유전층(144a)을 제거하는 방법으로는 예를 들어 다이아몬드 커팅법 또는 레이져 커팅법 등을 이용할 수 있으며, 회전 전극(140)의 캐필러리부들(143)을 손상시키지 않는 범위에서 다양한 방법들을 이용할 수 있다. 예컨대, 유전층(144a)을 선택적으로 제거하기 위하여, 적절한 마스킹 작업 후 습식 식각 또는 플라즈마 식각을 수행할 수도 있다.As a method of removing the
한편, 이 실시예의 변형된 예에서, 도 5의 (b)와 같이 유전층(144a)을 형성한 후, 캐필러리부들(143)의 저면부(143a) 상에 도전체(미도시)를 부가적으로 형성할 수 도 있다. 이 경우, 차폐층은 도전체에 의해서 노출된 유전층(144a)의 나머지 부분이 될 수 있다.On the other hand, in the modified example of this embodiment, after the
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 전극 제조방법을 나타내는 순서도가 도시되어 있고, 도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 회전 전극의 제조공정을 순차적으로 나타낸 단면도이다. 이 실시예에 따른 회전 전극 제조방법은 도 4 및 도 5의 회전 전극 제조방법에서 일부 공정을 변형한 것이고, 따라서 두 실시예들에서 중복된 설명은 생략된다.FIG. 6 is a flowchart showing a method of manufacturing a rotating electrode according to another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a sectional view sequentially showing a manufacturing process of a rotating electrode according to another embodiment of the present invention. The rotating electrode manufacturing method according to this embodiment is a modification of some processes in the rotating electrode manufacturing method of FIGS. 4 and 5, and therefore duplicate description is omitted in the two embodiments.
도 6 및 도 7을 참조하면, 복수의 캐필러리부들(143)을 포함하는 도전성 몸체(141)를 제공한다(S21). 이러한 몸체(141)의 제공단계(S21)는 도 5의 설명을 참조할 수 있다.6 and 7, a
이어서, 캐필러리부들(143)의 저면부(143a) 상에 마스크층(170)을 형성한다(S22). 예를 들어, 마스크층(170)은 몸체(141)의 양극산화를 방지하면서 양극 산화에 의해서 형성된 유전층(144c)과 식각 선택비를 갖는 물질로 형성할 수 있다. 예를 들어, 마스크층(170)은 레지스트, 글래스, 폴리이미드 등의 물질로 형성할 수 있다. Next, a
마스크층(170)은 다양한 방법으로 형성할 수 있다. 예를 들어, 몸체(141)를 회전시키면서 캐필러리부들(143) 상에 액체 또는 졸겔 상의 절연물을 떨어뜨려 캐필러리부들(143) 내 저면부(143a) 상에만 절연물이 남고 몸체(141)의 볼록부들(142) 상의 절연물은 원심력에 의해서 날아가도록 마스크층(170)을 형성할 수 있다. 다른 예로, 캐필러리부들(143)의 공간을 채우도록 평탄화된 절연물을 형성한 후, 이를 블랭킷 식각하여 캐필러리부들(143) 내의 저면부(143a) 상에만 절연물이 남도록 하여, 마스크층(170)을 형성할 수도 있다. 예를 들어, 스핀 온 글래스(SOG) 계열의 절연물을 몸체(141) 상에 도포하면 실질적으로 캐필러리부들(143)의 공간을 채우는 평탄화된 절연물을 형성할 수 있고, 이러한 절연물을 소정 양 만큼 식각함으로써 마스크층(170)을 형성할 수 있다.The
이어서, 마스크층(170)으로부터 노출된 몸체(141)의 외주면 상에 선택적으로 유전층(144c)을 형성할 수 있다(S23). 실질적으로, 유전층(144c)은 캐필러리부들(143)의 저면부(143a)를 노출하도록 형성되고, 이에 따라 유전층(144c)이 차폐층이 될 수 있다.Next, the
예를 들어, 캐필러리부들의 저면부(143a) 상에 마스크층(170)이 형성된 부분을 제외한 몸체(141)의 외주면을 양극산화법을 이용하여 산화시킴으로써 유전층(144c)을 선택적으로 형성할 수 있다. 이때 마스크층(170)이 캐필러리부들(143)의 저면부(143a)를 덮고 있기 때문에, 캐필러리부들(143)의 저면부(143a) 상에는 양극 산화가 방지되어 유전층(144c)이 형성되지 않게 된다.For example, the
한편, 몸체(141)의 표면부가 알루미늄 소재가 아닌 경우에는, 몸체(141)의 표면부에 알루미늄 및 알루미늄 합금을 증착한 뒤에 양극산화법을 이용하여 알루미나(Al2O3) 유전층을 형성할 수 있다. On the other hand, when the surface of the
예를 들어, 도 7의(a)에 도시된 몸체(141)는 알루미늄 외의 도전성 재질의 원통형 구조체에 직접 요철을 가공하여 캐필러리부들(143)의 저면부(143a)가 나타나도록 구현할 수 있다. 이렇게 형성한 알루미늄 외의 도전성 재질의 몸체(141) 중에서 캐필러리부들(143)의 저면부(143a) 상에 마스크층(170)을 형성한다. 마스크층(170)은 몸체(141)의 양극산화를 방지하면서 양극 산화에 의해서 형성된 유전층(144c)과 식각 선택비를 갖는 물질로 형성할 수 있다. 마스크층(170)을 형성한 이후에, 마스크층(170)으로부터 노출된 알루미늄 외의 도전성 재질의 몸체(141)의 외주면 상에 선택적으로 알루미늄으로 구성된 유전층을 물리기상증착(PVD)법 또는 화학기상증착(CVD)법으로 증착할 수 있다. 계속하여, 상기 알루미늄으로 구성된 유전층에 대하여 아노다이징법과 같은 양극산화를 적용하여 상변태가 발생하여 알루미나(Al2O3) 유전층(144c)을 형성할 수 있다. 한편, 변형된 실시예에서는, 양극산화를 수행하지 않고, 마스크층(170)으로부터 노출된 알루미늄 외의 도전성 재질의 몸체(141)의 외주면 상에 선택적으로 알루미나(Al2O3)로 구성된 유전층(144c)을 물리기상증착(PVD)법 또는 화학기상증착(CVD)법으로 바로 증착할 수도 있다. 이때 마스크층(170)이 캐필러리부들(143)의 저면부(143a)를 덮고 있기 때문에, 캐필러리부들(143)의 저면부(143a) 상에는 양극 산화가 방지되어 유전층(144c)이 형성되지 않게 된다.For example, the
이어서, 마스크층(170)을 제거한다(S24). 예를 들어, 마스크층(170)의 제거는 습식 식각 또는 플라즈마 식각법을 이용할 수 있다.Then, the
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전 전극 제조방법을 나타내는 순서도가 도시되어 있고, 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전 전극의 제조공정을 순차적으로 나타낸 단면도이고, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 제조된 회전 전극의 개략적인 부분확대도이다.FIG. 8 is a flowchart showing a method of manufacturing a rotating electrode according to another embodiment of the present invention, FIG. 9 is a sectional view sequentially showing a manufacturing process of a rotating electrode according to another embodiment of the present invention, Is a schematic partial enlarged view of a rotary electrode manufactured according to another embodiment of the present invention.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 복수의 캐필러리부들(143)을 포함하는 도전성 몸체(141)를 제공하기 위하여, 제1도전성 물질을 포함하는 원통형 중심체(141)를 제공하는 단계(S31), 원통형 중심체(141)의 외주면 상에 제2도전성 물질을 포함하는 외주층(142a)을 형성하는 단계(S32) 및 요철 형상이 나타나도록 외주층(142a)의 일부를 원통형 중심체(141)가 노출되도록 제거하여 복수의 캐필러리부들(143)을 형성하는 단계(S33)가 차례로 수행될 수 있다. 8 to 10, a step S31 of providing a
도 4 내지 도 7을 참조하여 앞에서 설명한 실시예들에서는, 몸체(141)의 일부를 식각함으로써 볼록부들(142)을 형성하기 때문에, 몸체(141)와 볼록부들(142)은 동일한 물질로 구성되어 일체(一體)를 형성한다. 이에 반하여, 도 8 및 도 9를 참조하여 설명하는 본 실시예에서는, 볼록부들(142)은, 원통형 중심체(141)를 일부 식각하여 구현하는 것이 아니라, 원통형 중심체(141)의 외주면 상에 별도로 형성한 외주층(142a)의 일부를 제거하여 구현하므로, 볼록부들(142)과 원통형 중심체(141)는 동일한 물질로 구성될 필요가 없으며 일체(一體)를 형성하지도 않는다. 4 to 7, since the
원통형 중심체(141)의 외주면 상에 제2도전성 물질을 포함하는 외주층(142a)을 형성하는 단계(S32)에서, 원통형 중심체(141)의 외주면 상에 외주층(142a)을 형성하는 방법은 물리적 기상 증착법, 화학적 기상 증착법, 원자층 증착법 등과 같은 증착법을 포함할 수 있다. 또는 원통형 중심체(141)의 외주면 상에 외주층(142a)을 형성하는 방법은 전해 도금법, 무전해 도금법 등과 같은 도금법을 포함할 수 있다. 또는 원통형 중심체(141)의 외주면 상에 외주층(142a)을 형성하는 방법은 용사코팅법이나 고온 침지(hot dipping)법을 포함할 수 있다.A method of forming the outer
요철 형상이 나타나도록 외주층(142a)의 일부를 원통형 중심체(141)가 노출되도록 제거하여 복수의 캐필러리부들(143)을 형성하는 단계(S33)에서, 외주층(142a)의 일부를 제거하는 방법은, 예를 들어, 예를 들어 다이아몬드 커팅법 또는 레이져 커팅법 등을 이용할 수 있다. 캐필러리부들(143)은 저면부(143a) 및 측벽부(143b)로 정의되는 공간을 가지는데, 이러한 공간은 트렌치 형상을 가질 수 있다. 공간의 형상은 예시적으로 도시되었고, 이 실시예의 범위를 제한하지 않는다. 예를 들어, 저면부(143a) 및 측벽부(143b)로 정의되는 공간은 모세관 형태의 가늘고 긴 형상을 가질 수도 있다. 나아가, 저면부(143a) 및/또는 측벽부(143b)에 평행한 단면은 원형, 타원형, 다각형의 형상을 가질 수 있다. 저면부(143a) 및 측벽부(143b)로 정의되는 공간을 오목부라고 이해한다면, 상기 오목부 주위에서 볼록한 부분은 볼록부들(142)로 이해될 수 있다. A part of the outer
계속하여, 절연성 차폐층(144d)을 형성하는 단계(S34)는 캐필러리부들(143)의 적어도 저면부(143a)의 일부를 노출하도록 요철 형상이 나타난 외주층(142a) 상에 유전층(144d)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 발명자는, 유전층(144d)은 제1도전성 물질을 포함하는 원통형 중심체(141)와 제2도전성 물질을 포함하는 볼록부들(142)이 구성되는 물질이 다르다는 점에 착안하여, 볼록부들(142)의 표면(142c, 143b)에서만 선택적으로 유전층(144d)이 형성될 수 있는 공정을 이용하여 절연성 차폐층(144d)을 간단하게 형성하였다. Subsequently, the step of forming the insulating
캐필러리부들(143)의 저면부(143a) 상에는 유전층(144d)이 형성되지 않고, 볼록부들(142)의 표면(142c, 143b)에서만 선택적으로 유전층(144d)을 형성하는 방법은, 예를 들어, 특정한 조건에서, 상기 제1도전성 물질 및 상기 제2도전성 물질 중에서 상기 제2도전성 물질만 선택적으로 산화하는 방법을 포함할 수 있다. 예를 들어, 원통형 중심체(141)를 구성하는 제1도전성 물질은 철을 포함하고, 볼록부들(142)을 구성하는 제2도전성 물질을 알루미늄을 포함하는 경우, 양극산화법에 의하여, 볼록부들(142)의 표면(142c, 143b)에서만 선택적으로 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 유전층(144d)을 형성할 수 있다. A method of selectively forming the
캐필러리부들(143)의 저면부(143a) 상에는 유전층(144d)이 형성되지 않고, 볼록부들(142)의 표면(142c, 143b)에서만 선택적으로 유전층(144d)을 형성하는 방법의 다른 예로서, 젖음성(wettability)의 차이를 이용한 침지법이 가능하다. 예를 들어, 원통형 중심체(141)를 구성하는 제1도전성 물질과는 젖음성이 상대적으로 낮고, 볼록부들(142)을 구성하는 제2도전성 물질과는 젖음성이 상대적으로 높은, 유전물질을 포함하는 용액에 침지하는 경우, 볼록부들(142)의 표면(142c, 143b)에서만 선택적으로 유전층(144d)을 형성할 수 있다. As another example of the method of selectively forming the
캐필러리부들(143)의 저면부(143a) 상에는 유전층(144d)이 형성되지 않고, 볼록부들(142)의 표면(142c, 143b)에서만 선택적으로 유전층(144d)을 형성하는 방법의 또 다른 예로서, 공유결합(covalent bond)의 차이를 이용한 기상 증착법이 가능하다. 예를 들어, 원통형 중심체(141)를 구성하는 제1도전성 물질과는 공유결합력이 상대적으로 낮고, 볼록부들(142)을 구성하는 제2도전성 물질과는 공유결합력이 상대적으로 높은, 전구체를 이용한 기상 증착을 하는 경우, 볼록부들(142)의 표면(142c, 143b)에서만 선택적으로 유전층(144d)을 형성할 수 있다. Another example of a method of selectively forming the
본 실시예에서는 절연성 차폐층(144d)을 형성하기 위하여 유전층을 형성하는 단계 전후로 마스크층을 형성하거나 유전층의 일부를 식각하는 공정을 수행할 필요가 없다. 따라서, 공정단계의 수를 줄이면서 효과적으로 절연성 차폐층(144d)을 형성할 수 있으므로, 제조비용을 절감할 수 있는 유리한 효과를 기대할 수 있다. It is not necessary to perform a process of forming a mask layer or etching a part of the dielectric layer before and after the step of forming the dielectric layer to form the insulating
지금까지 설명한 플라즈마 발생장치용 전극의 제조방법은 예시적으로 회전전극의 제조방법에 관한 것이지만, 본 발명의 기술적 사상이 회전전극에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상은 캐필러리부들을 포함하는 도전성 전극의 제조방법에 적용될 수 있으며, 예를 들어, 캐필러리부들을 포함하는 평판형 전극에도 적용될 수 있음은 명백하다. The method of manufacturing an electrode for a plasma generating apparatus described above relates to a method of manufacturing a rotating electrode as an example, but the technical idea of the present invention is not limited to a rotating electrode. It is apparent that the technical idea of the present invention can be applied to a method of manufacturing a conductive electrode including capillary portions, and can also be applied to a plate-like electrode including capillary portions, for example.
도 11은 압력에 따른 플라즈마 방출 강도를 비교예들과 실험예를 대비하여 나타낸 것이다.11 shows the plasma emission intensity according to the pressure in comparison with the comparative examples and the experimental examples.
비교예1에서 회전 전극은 요철이 없는 평평한 원통 구조로 형성되었고, 비교예2에서 회전 전극은 도 1과 같은 요철 구조는 갖되 차폐층이 요철 구조의 외주면 전체를 덮도록 형성되었다. 반면, 실험예에서 회전 전극은 도 3에 도시된 바와 같이 요철 구조를 가지면서 차폐층이 캐필러리부의 저면부를 노출하도록 형성되었다.In Comparative Example 1, the rotating electrode was formed in a flat cylindrical structure having no irregularities. In Comparative Example 2, the rotating electrode had a concavo-convex structure as shown in Fig. 1, but the shield layer was formed so as to cover the entire outer circumferential surface of the concavo-convex structure. On the other hand, in the experimental example, the rotating electrode has a concave-convex structure as shown in FIG. 3, and a shielding layer is formed to expose the bottom of the capillary portion.
비교예들 및 실험예들에서 서포팅 플레이트는 구리 재질이 사용되었고, 상온으로 유지되었다. 기판과 회전 전극과의 간격은 0.4mm로 조절되었고, 배출 밸브를 열어 챔버의 압력을 2.5ㅧ10-2로 배기시킨 후 배출 밸브를 잠갔다. 그 다음으로 주입 밸브를 열어, 수소 및 헬륨 기체를 챔버에 유입시켜 압력을 변화시켰다. 이때 수소 기체의 유량은 약 10 sccm 으로 하였고, 헬륨 기체의 유량은 약 10 slm 이였다.In the comparative examples and the experimental examples, the supporting plate was made of a copper material and maintained at room temperature. The gap between the substrate and the rotary electrode was adjusted to 0.4 mm, and the discharge valve was opened to discharge the chamber pressure to 2.5 ㅧ 10 -2, and then the discharge valve was closed. Next, the injection valve was opened, and hydrogen and helium gas were introduced into the chamber to change the pressure. The flow rate of hydrogen gas was about 10 sccm and the flow rate of helium gas was about 10 slm.
회전 전극은 1000rpm으로 회전시키면서 전원부를 통해 200W로 150MHz의 주파수의 파워가 인가되었다. 챔버에서 플라즈마를 관찰할 수 있는 위치에 OES(optical emissioin spectroscopy)를 설치하여 플라즈마 내에서 발생되는 여러가지 파장대별로 빛의 세기를 측정하여 플라즈마 강도를 측정하였다.The rotating electrode was rotated at 1000 rpm and power of 150 MHz was applied at 200 W through the power supply unit. OES (Optical Emission Spectroscopy) was installed at a position where the plasma can be observed in the chamber, and the intensity of light was measured by various wavelength ranges generated in the plasma to measure the plasma intensity.
도 11을 참조하면, 실험예의 경우 300Torr의 압력에서는 비교예1의 요철부를 갖지않은 평평한 회전 전극 대비 약 9배 정도 높은 플라즈마 강도(plasma intensity)를 보임을 알 수 있었다. 나아가, 약 500 Torr의 대기압 근처에서는 비교예들의 경우 플라즈마를 얻기 거의 어려웠지만, 실험예의 경우 여전히 상당한 정도의 플라즈마 강도를 유지할 수 있음을 알 수 있다. 이로부터, 본 발명의 실시예들에 따른 회전 전극을 이용한 플라즈마 장치는 저압뿐만 아니라 대기압 분위기에서도 폭넓게 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 11, in the experimental example, the plasma intensity was about 9 times higher than that of the flat rotating electrode having no concavities and convexities in Comparative Example 1 at a pressure of 300 Torr. Further, in the case of the comparative examples near the atmospheric pressure of about 500 Torr, it was hard to obtain the plasma, but it can be seen that the experimental example still maintains a considerable degree of plasma intensity. It can be seen from this that the plasma apparatus using the rotating electrode according to the embodiments of the present invention can be widely used not only at low pressure but also at atmospheric pressure.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
100: 플라즈마 발생장치 110: 챔버
120: 서포팅 플레이트 130: 기판
140: 회전 전극 141: 몸체
142: 볼록부 143: 캐필러리부
144: 차폐층 145: 회전축
147: 전원부 150: 유입 밸브
155: 배출 밸브 160: 플라즈마
170: 마스크층100: plasma generator 110: chamber
120: supporting plate 130: substrate
140: rotating electrode 141: body
142: convex portion 143: capillary portion
144: shielding layer 145:
147: power supply unit 150: inflow valve
155: exhaust valve 160: plasma
170: mask layer
Claims (23)
상기 복수의 캐필러리부들의 적어도 저면부의 일부를 노출하도록 상기 몸체의 외주면 상에 절연성 차폐층을 형성하는 단계;
를 포함하고,
상기 복수의 캐필러리부들을 포함하는 도전성 몸체를 제공하는 단계는,
제1도전성 물질을 포함하는 원통형 중심체를 제공하는 단계;
상기 원통형 중심체의 외주면 상에 제2도전성 물질을 포함하는 외주층을 형성하는 단계; 및
요철 형상이 나타나도록 상기 외주층의 일부를 상기 원통형 중심체가 노출되도록 제거하여 복수의 캐필러리부들을 형성하는 단계;를 포함하는, 플라즈마 발생장치용 회전 전극의 제조방법.Providing a conductive body comprising a plurality of capillary portions; And
Forming an insulating shield layer on the outer circumferential surface of the body to expose at least a portion of the bottom surface of the plurality of capillary portions;
Lt; / RTI >
Wherein providing the conductive body including the plurality of capillary portions comprises:
Providing a cylindrical core comprising a first conductive material;
Forming an outer circumferential layer including a second conductive material on an outer circumferential surface of the cylindrical center body; And
And forming a plurality of capillary portions by removing a portion of the outer peripheral layer such that the cylindrical center body is exposed so that the concave and convex shape is formed.
상기 몸체의 외주면을 덮도록 유전층을 형성하는 단계; 및
상기 복수의 캐필러리부들의 적어도 저면부의 일부 상의 상기 유전층을 선택적으로 제거하는 단계를 포함하는, 플라즈마 발생장치용 회전 전극의 제조방법.The method of claim 1, wherein forming the insulating shield layer comprises:
Forming a dielectric layer to cover the outer circumferential surface of the body; And
And selectively removing the dielectric layer on at least a portion of the bottom surface portion of the plurality of capillary portions.
양극산화법 또는 박막 증착법을 이용하여 수행하는, 플라즈마 발생장치용 회전 전극의 제조방법.3. The method of claim 2, wherein forming the dielectric layer comprises:
Wherein the method is carried out using anodic oxidation or thin film deposition.
상기 도전성 몸체는 알루미늄을 포함하는 도전성 물질로 구성되며,
상기 유전층을 형성하는 단계는 상기 도전성 몸체 상에 양극산화법 또는 박막 증착법에 의하여 알루미나층을 형성하는 단계를 포함하는, 플라즈마 발생장치용 회전 전극의 제조방법.3. The method of claim 2,
Wherein the conductive body is made of a conductive material including aluminum,
Wherein the forming of the dielectric layer includes forming an alumina layer on the conductive body by anodizing or thin film deposition.
상기 도전성 몸체는 알루미늄을 제외한 도전성 물질로 구성되며,
상기 유전층을 형성하는 단계는 상기 몸체의 외주면을 덮도록 박막증착법에 의하여 알루미늄층을 형성하는 단계; 및 양극산화법에 의하여 상기 알루미늄층을 알루미나층으로 상변태시키는 단계;를 포함하는, 플라즈마 발생장치용 회전 전극의 제조방법.3. The method of claim 2,
Wherein the conductive body is made of a conductive material except for aluminum,
The forming of the dielectric layer may include forming an aluminum layer by a thin film deposition method so as to cover the outer circumferential surface of the body; And phase-transforming the aluminum layer into an alumina layer by anodic oxidation.
상기 도전성 몸체는 알루미늄을 제외한 도전성 물질로 구성되며,
상기 유전층을 형성하는 단계는 상기 몸체의 외주면을 덮도록 박막증착법에 의하여 알루미나층을 형성하는 단계를 포함하는, 플라즈마 발생장치용 회전 전극의 제조방법.3. The method of claim 2,
Wherein the conductive body is made of a conductive material except for aluminum,
Wherein the forming of the dielectric layer includes forming an alumina layer by a thin film deposition method so as to cover the outer circumferential surface of the body.
다이아몬드 커팅법 또는 레이져 커팅법을 이용하여 수행하는, 플라즈마 발생장치용 회전 전극의 제조방법.3. The method of claim 2, wherein selectively removing the dielectric layer comprises:
Diamond cutting method or laser cutting method is used for the production of the rotating electrode for a plasma generating apparatus.
상기 복수의 캐필러리부들의 저면부 상에 마스크층을 형성하는 단계; 및
상기 마스크층으로부터 노출된 상기 몸체의 외주면 상에 선택적으로 유전층을 형성하는 단계를 포함하는, 플라즈마 발생장치용 회전 전극의 제조방법.The method of claim 1, wherein forming the insulating shield layer comprises:
Forming a mask layer on the bottom surface of the plurality of capillary portions; And
And selectively forming a dielectric layer on an outer circumferential surface of the body exposed from the mask layer.
상기 도전성 몸체는 알루미늄을 포함하는 도전성 물질로 구성되며,
상기 유전층을 형성하는 단계는 상기 도전성 몸체 상에 양극산화법 또는 박막 증착법에 의하여 알루미나층을 형성하는 단계를 포함하는, 플라즈마 발생장치용 회전 전극의 제조방법.9. The method of claim 8,
Wherein the conductive body is made of a conductive material including aluminum,
Wherein the forming of the dielectric layer includes forming an alumina layer on the conductive body by anodizing or thin film deposition.
상기 도전성 몸체는 알루미늄을 제외한 도전성 물질로 구성되며,
상기 유전층을 형성하는 단계는 상기 몸체의 외주면을 덮도록 박막증착법에 의하여 알루미늄층을 형성하는 단계; 및 양극산화법에 의하여 상기 알루미늄층을 알루미나층으로 상변태시키는 단계;를 포함하는, 플라즈마 발생장치용 회전 전극의 제조방법.9. The method of claim 8,
Wherein the conductive body is made of a conductive material except for aluminum,
The forming of the dielectric layer may include forming an aluminum layer by a thin film deposition method so as to cover the outer circumferential surface of the body; And phase-transforming the aluminum layer into an alumina layer by anodic oxidation.
상기 도전성 몸체는 알루미늄을 제외한 도전성 물질로 구성되며,
상기 유전층을 형성하는 단계는 상기 몸체의 외주면을 덮도록 박막증착법에 의하여 알루미나층을 형성하는 단계를 포함하는, 플라즈마 발생장치용 회전 전극의 제조방법.9. The method of claim 8,
Wherein the conductive body is made of a conductive material except for aluminum,
Wherein the forming of the dielectric layer includes forming an alumina layer by a thin film deposition method so as to cover the outer circumferential surface of the body.
상기 마스크층을 제거하는 단계를 더 포함하는, 플라즈마 발생장치용 회전 전극의 제조방법.9. The method of claim 8, further comprising, after forming the dielectric layer,
Further comprising the step of removing the mask layer. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
다이아몬드 커팅법 또는 레이져 커팅법을 이용하여 상기 외주층의 일부를 상기 원통형 중심체가 노출되도록 제거하는 단계를 포함하는, 플라즈마 발생장치용 회전 전극의 제조방법.The method of claim 1, wherein forming the plurality of capillary portions comprises:
And removing a part of the outer circumferential layer to expose the cylindrical center body by using a diamond cutting method or a laser cutting method.
상기 제1도전성 물질 및 상기 제2도전성 물질 중에서 상기 제2도전성 물질 상에서만 선택적으로 유전층이 형성될 수 있는 조건에서, 상기 캐필러리부의 적어도 저면부의 일부를 노출하도록 요철 형상이 나타난 상기 외주층 상에 유전층을 형성하는 단계;를 포함하는, 플라즈마 발생장치용 회전 전극의 제조방법.The method of claim 1, wherein forming the insulating shield layer comprises:
The outer circumferential layer having a concavoconvex shape to expose at least a part of the bottom surface of the capillary portion under a condition that a dielectric layer can be selectively formed only on the second conductive material among the first conductive material and the second conductive material, And forming a dielectric layer on the dielectric layer.
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