KR101577272B1 - 롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치 - Google Patents

롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101577272B1
KR101577272B1 KR1020140194870A KR20140194870A KR101577272B1 KR 101577272 B1 KR101577272 B1 KR 101577272B1 KR 1020140194870 A KR1020140194870 A KR 1020140194870A KR 20140194870 A KR20140194870 A KR 20140194870A KR 101577272 B1 KR101577272 B1 KR 101577272B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
roll
capacitive coupling
plasma
power
flexible substrate
Prior art date
Application number
KR1020140194870A
Other languages
English (en)
Inventor
김규동
신우곤
구자현
안효승
Original Assignee
(주)젠
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)젠 filed Critical (주)젠
Priority to KR1020140194870A priority Critical patent/KR101577272B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101577272B1 publication Critical patent/KR101577272B1/ko
Priority to PCT/KR2015/014392 priority patent/WO2016108568A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02299—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment
    • H01L21/02312—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a gas or vapour
    • H01L21/02315—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a gas or vapour treatment by exposure to a plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67703—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
    • H01L21/67706—Mechanical details, e.g. roller, belt
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

본 발명은 롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치에 관한 것이다. 본 발명의 롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치는 용량 결합된 플라즈마를 방전시키기 위한 복수 개의 용량 결합 전극; 전원 공급원으로부터 전원을 공급받아 상기 복수 개의 용량 결합 전극 각각으로 전력을 분배하기 위한 전력 스플리터; 및 플라즈마 영역 내로 유연기판을 곡면 형태로 지지하며 롤투롤 방식으로 이송하기 위한 지지롤러를 갖는 기판이송부를 포함하고, 상기 복수 개의 용량 결합 전극은 상기 지지롤러로부터 이격되며 지지롤러의 원주를 따라 설치된다. 본 발명의 롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치에 의하면, 전력 스플리터를 이용하여 용량 결합 전극으로 균일하게 전력이 공급되기 때문에 고밀도의 대면적 플라즈마가 균일하게 방전된다. 또한 공정 가스의 플라즈마 방전 효율이 높이지며 공정 진행시 발생되는 파티클의 형성량도 적어진다. 또한 롤투롤 공정을 통해 유연기판이 처리되기 때문에 기판에 전류가 흐르지 않아 플라즈마에 의해 손상이 적다. 또한 플라즈마 처리 공정이 안정적이어 기생방전을 최소화할 수 있다. 또한 롤투롤 공정을 이용하므로 낮은 공정 비용으로 유연기판을 연속적으로 처리할 수 있다. 또한 롤투롤 공정을 이용하여 시장 접근성이 가장 높은 인쇄 전자용 투습 방지막 증착 기술을 실현하고, 인쇄전자용 롤투롤 장비를 이용하여 저비용, 고품질, 높은 생산성을 실현할 수 있다.

Description

롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치{PLASMA PROCESS APPARATUS FOR ROLL-TO-ROLL}
본 발명은 롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 롤투롤 공정에서 전력 스플리터를 이용하여 전류를 분배하여 대면적으로 플라즈마를 방전하기 위한 롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.
플라즈마는 같은 수의 양이온(positive ions)과 전자(electrons)를 포함하는 고도로 이온화된 가스이다. 플라즈마 방전은 이온, 자유 래디컬, 원자, 분자를 포함하는 활성 가스를 발생하기 위한 가스 여기에 사용되고 있다. 활성 가스는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며 대표적으로 반도체 제조 공정 예들 들어, 식각 (etching), 증착(deposition), 세정(cleaning), 에싱(ashing) 등에 다양하게 사용된다.
플라즈마를 발생하기 위한 플라즈마 소스는 여러 가지가 있는데 무선 주파수(radio frequency)를 사용한 용량 결합 플라즈마(capacitive coupled plasma)와 유도 결합 플라즈마(inductive coupled plasma)가 그 대표적인 예이다.
유도 결합 플라즈마 소스는 무선 주파수 전원의 증가에 따라 이온 밀도를 쉽게 증가시킬 수 있으며 이에 따른 이온 충격은 상대적으로 낮아서 고밀도 플라즈마를 얻기에 적합한 것으로 알려져 있다. 그럼으로 유도 결합 플라즈마 소스는 고밀도의 플라즈마를 얻기 위하여 일반적으로 사용되고 있다. 유도 결합 플라즈마 소스는 대표적으로 무선 주파수 안테나(RF antenna)를 이용하는 방식과 변압기를 이용한 방식(변압기 결합 플라즈마(transformer coupled plasma)라고도 함)으로 기술 개발이 이루어지고 있다. 여기에 전자석이나 영구 자석을 추가하거나, 용량 결합 전극을 추가하여 플라즈마의 특성을 향상 시키고 재현성과 제어 능력을 높이기 위하여 기술 개발이 이루어지고 있다.
용량 결합 플라즈마 소스는 정확한 용량 결합 조절과 이온 조절 능력이 높아서 타 플라즈마 소스에 비하여 공정 생산력이 높다는 장점을 갖는다. 반면, 무선 주파수 전원의 에너지가 거의 배타적으로 용량 결합을 통하여 플라즈마에 연결되기 때문에 플라즈마 이온 밀도는 용량 결합된 무선 주파수 전력의 증가 또는 감소에 의해서만 증가 또는 감소될 수 있다. 그러나 무선 주파수 전력의 증가는 이온 충격 에너지를 증가시킨다. 결과적으로 이온 충격에 의한 손상을 방지하기 위해서는 공급되는 무선 주파수 전력의 한계성을 갖게 된다. 또한 전극으로 공급되는 무선 주파수 전원이 균일하지 못하여 균일한 플라즈마 발생이 어려워진다.
최근 반도체 제조 산업에서는 점차 대형화되며 플렉서블한 기판(유연기판) 처리에 대한 관심이 증가하고 있다, 특히, 유연기판을 제품화하기 위해서는 저온 투습방지막 증착기술이 필요하다. 이를 위해서는 고밀도, 대면적, 저온 고밀도 박막 증착시스템에 대한 기술이 요구된다.
본 발명의 목적은 전력 스플리터를 이용하여 용량 결합 전극으로 전력을 균일하게 공급함으로써 롤투롤 공정에서 대면적으로 고밀도의 균일한 플라즈마를 방전하여 기판을 처리할 수 있는 롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치를 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치에 관한 것이다. 본 발명의 롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치는 용량 결합된 플라즈마를 방전시키기 위한 복수 개의 용량 결합 전극; 전원 공급원으로부터 전원을 공급받아 상기 복수 개의 용량 결합 전극 각각으로 전력을 분배하기 위한 전력 스플리터; 및 플라즈마 영역 내로 유연기판을 곡면 형태로 지지하며 롤투롤 방식으로 이송하기 위한 지지롤러를 갖는 기판이송부를 포함하고, 상기 복수 개의 용량 결합 전극은 상기 지지롤러로부터 이격되며 지지롤러의 원주를 따라 설치된다.
그리고 상기 전력 스플리터는 무선 주파수 전원을 공급하기 위한 전원 공급원; 상기 전원 공급원에 연결되는 내부코어와 상기 내부코어가 삽입되는 외부실드; 상기 내부코어와 상기 외부실드 사이에 구비되는 유전체; 및 상기 내부코어 주변에 설치되어 전류가 유도되고 상기 복수 개의 용량 결합 전극 각각으로 연결된 복수 개의 2차 권선을 포함한다.
또한 상기 전력 스플리터는 구동 메커니즘에 의해 상기 2차 권선과 상기 내부코어가 겹치는 길이가 가변된다.
그리고 상기 전력 스플리터는 상기 복수 개의 용량 결합 전극 중 이웃한 전극에는 역위상의 전류를 제공한다.
또한 상기 지지롤러는 상기 유연기판에 열을 가하기 위한 히터를 포함한다.
그리고 상기 복수 개의 용량 결합 전극은 가스 공급원으로부터 제공받은 공정가스를 플라즈마 영역으로 공급하기 위한 복수 개의 가스 분사홀이 구비된 샤워헤드 형상이다.
또한 상기 복수 개의 용량 결합 전극에는 각각 자속 집중을 위한 마그네틱이 더 설치된다.
그리고 상기 플라즈마 처리장치는 상기 용량 결합 전극 및 상기 기판이송부가 내부에 구비되어 내부 방전 공간에서 상기 유연기판을 처리하기 위한 챔버를 포함한다.
또한 상기 챔버에는 배기펌프와 연결되는 가스 배출구가 형성된다.
본 발명의 롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치에 의하면, 전력 스플리터를 이용하여 용량 결합 전극으로 균일하게 전력이 공급되기 때문에 고밀도의 대면적 플라즈마가 균일하게 방전된다. 또한 공정 가스의 플라즈마 방전 효율이 향상되며 공정 진행시 발생되는 파티클의 형성량도 적어진다. 또한 전력 스플리터를 통해 임피던스 정합이 이루어질 수 있다. 또한 롤투롤 공정을 통해 유연기판이 처리되기 때문에 기판에 전류가 흐르지 않아 플라즈마에 의해 손상이 적다. 또한 플라즈마 처리 공정이 안정적이어 기생방전을 최소화할 수 있다. 또한 롤투롤 공정을 이용하므로 낮은 공정 비용으로 유연기판을 연속적으로 처리할 수 있다. 또한 롤투롤 공정을 이용하여 시장 접근성이 가장 높은 인쇄 전자용 투습 방지막 증착 기술을 실현하고, 인쇄전자용 롤투롤 장비를 이용하여 저비용, 고품질, 높은 생산성을 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 용량 결합 전극의 형상을 도시한 도면이다.
도 3은 전력 스플리터에 연결되는 용량 결합 전극을 도시한 도면이다.
도 4는 샤워헤드 형상의 전극 구조를 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 전력 스플리터를 도시한 도면이다.
도 8은 내부코어와 2차 권선이 겹치는 길이를 가변한 상태를 도시한 도면이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 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 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 용량 결합 전극의 형상을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 처리장치(100)는 챔버(110), 용량 결합 전극 어셈블리(120), 전력 스플리터(130) 및 기판이송부(140)로 구성된다.
챔버(110)는 내부에 플라즈마 방전 공간이 형성되고, 용량 결합된 플라즈마를 발생하기 위한 용량 결합 전극 어셈블리(120)와 유연기판(141)을 이송하기 위한 기판이송부(140)가 구비된다. 챔버(110)에는 도면에는 도시하지 않았으나, 챔버(110) 외부로부터 공정가스가 공급되는 가스 주입구가 구비된다. 챔버(110)에는 배기펌프(114)와 연결된 가스 배기구가 구비되어 챔버(110) 내부를 진공 상태로 유지하여 플라즈마 공정을 수행할 수 있고, 챔버(110) 내부를 대기압 상태를 유지하며 플라즈마 공정을 수행할 수도 있다.
챔버(110)는 알루미늄, 스테인리스, 구리와 같은 금속 물질로 제작될 수 있다. 또는 코팅된 금속 예를 들어, 양극 처리된 알루미늄이나 니켈 도금된 알루미늄으로 제작될 수도 있다. 또는 내화 금속(refractory metal)로 제작될 수도 있다. 또 다른 대안으로 챔버(110)를 전체적 또는 부분적으로 석영, 세라믹과 같은 전기적 절연 물질로 제작하는 것도 가능하다. 이와 같이 챔버(110)는 의도된 플라즈마 프로세스가 수행되기에 적합한 어떠한 물질로도 제작될 수 있다. 챔버(110)의 구조는 플라즈마의 균일한 발생을 위하여 적합한 구조 예를 들어, 원형 구조나 사각형 구조 그리고 이외에도 어떠한 형태의 구조를 가질 수 있다. 유연기판(141)은 플렉서블한 기판으로, 플라즈마 처리를 위한 다양한 기판을 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 용량 결합 전극 어셈블리(120)는 복수 개의 용량 결합 전극(121)으로 구성된다. 용량 결합 전극(121)은 전력 스플리터(130)로부터 전력을 공급받아 챔버(110) 내로 용량 결합된 플라즈마를 방전한다. 복수 개의 용량 결합 전극(121)은 면 전극 형태로 유연기판(141)을 지지하는 원통형상의 지지롤러(142)와 이격되며 지지롤러(142)의 원주방향을 따라 배치된다. 또는 복수 개의 용량 결합 전극(121)은 면 전극 형태로 챔버(110)의 천장을 형성하도록 병렬로 배치될 수도 있다. 용량 결합 전극(121)은 지지롤러(142)의 원주를 따라 배치됨으로써 지지롤러(142)의 주변으로 용량 결합 전극(121)에 의해 방전된 플라즈마가 집중됨으로써 유연기판(141)에 대한 플라즈마 처리 효율을 높일 수 있다. 플라즈마 용량 결합 전극(121)의 배치는 도면에 도시된 예시와는 별도로 다양한 형태로 배열이 가능하다.
다시 도 1을 참조하면, 전력 스플리터(130)는 용량 결합 전극 어셈블리(120)의 복수 개의 용량 결합 전극(121)으로 유도된 전류를 분배하여 공급한다. 이때, 전력 스플리터(130)에서 분배되는 전류는 이웃한 용량 결합 전극(121)에는 서로 역위상(out of phase)의 전류를 제공함으로써 방전 효과를 극대화하여 균일하고 대면적의고밀도 플라즈마를 방전한다. 전력 스플리터(130)의 구조 및 전류 분배 방법에 대해서는 하기에서 상세하게 설명한다.
기판이송부(140)는 롤투롤 방식으로 챔버(110) 내부 또는 외부에서 플라즈마 방전 공간으로 유연기판(141)을 이송하고, 플라즈마 처리되는 동안 유연기판(141)을 지지하는 구조체 역할을 한다. 기판이송부(140)는 유연기판(141)을 지지하기 위한 지지롤러(142) 및 지지롤러(142) 양측에 구비되어 유연기판(141)을 이송하기 위한 제1, 2 가이드 롤러(146, 148)로 구성된다. 공급롤(144)로부터 공급된 유연기판(141)은 원통 형상의 지지롤러(142)에 의해 지지되며, 용량 결합 전극 어셈블리(120)에 의해 플라즈마 처리되어 권취롤(149)로 권취된다. 여기서, 지지롤러(142)에는 유연기판(141)에 열을 가하기 위한 가열 수단으로써 히터가 구비되어 유연기판(141)을 히팅할 수 있다.
컨트롤러(150)는 전력 스플리터(130)의 전류량 제어를 위한 구동 메커니즘을 구동하는 구동부(152)를 제어한다. 컨트롤러(150)는 구동부(152)를 제어함으로써 임피던스 매칭을 수행한다.
본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치(100)는 유연기판(141)을 지지하는 지지롤러(142)에는 전류가 흐르지 않기 때문에 유연기판(141)에도 전류가 흐르지 않아 플라즈마 손상(damage)을 최소화할 수 있다. 또한 전력 스플리터(30)를 통해 역위상의 유도된 전류를 용량 결합 전극 어셈블리(120)로 공급함으로써 고밀도의 균일한 플라즈마를 방전할 수 있다. 또한 공정 가스의 방전 효율이 높아져 불필요한 파티클이 형성되는 것을 방지한다. 또한 롤투롤 방식으로 유연기판(141)을 저비용으로 대량으로 플라즈마 처리할 수 있다. 또한 플라즈마 처리 공정이 안정적이며 기생방전을 최소화할 수 있다.
도 3은 전력 스플리터에 연결되는 용량 결합 전극을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 전원 공급원(132)에 연결되어 전력을 공급받는 전력 스플리터(130)는 복수 개의 용량 결합 전극(121) 각각으로 전력을 분배한다. 복수 개의 용량 결합 전극(121) 사이에는 절연체(123)가 구비된다. 전력 스플리터(130)에서 연결된 복수 개의 와이어(162)는 각각 복수 개의 용량 결합 전극(121)에 연결된다. 와이어(162)의 개수는 복수 개의 용량 결합 전극(121)의 갯수와 대응되도록 마련된다. 와이어(162)에 유도된 전류는 용량 결합 전극(121)으로 공급된다. 여기서, 전력 스플리터(130)는 복수 개의 와이어(162)에 연결된 이웃한 용량 결합 전극(121)으로 서로 역위상(out of phase)의 전류를 제공한다.
도 4는 샤워헤드 형상의 전극 구조를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 용량 결합 전극(121)은 샤워헤드 형상으로 형성되어 공정가스가 용량 결합 전극(121)을 통해 챔버(110) 내부로 공급된다. 공정가스는 챔버(110)에 가스 주입구가 형성되어 직접 공급될 수도 있고, 샤워헤드 형상의 용량 결합 전극(121)을 통해 균일하게 분배되며 챔버(110) 내부로 공급될 수 있다. 용량 결합 전극(121)은 전극몸체(122)와, 전극몸체(122)에 형성되어 공정가스가 주입되는 가스 공급로(126)와, 공정가스를 챔버(110) 내로 분사하기 위한 가스 분사홀(124)로 구성된다. 가스 공급로(126)는 전극몸체(122) 내로 공정가스가 공급될 수 있는 통로로 가스 공급원(128)과 연결된다. 전극몸체(122)의 하면에는 복수 개의 가스 분사홀(124)이 구비되어 가스 공급로(126)로 공급된 공정가스가 가스 분사홀(124)을 통해 챔버(110) 내부로 공급됩니다. 여기서, 가스 공급로(126)는 전도성 물질로 형성되어 전극몸체(122)로 전력을 공급하는 전력 스플리터(130)와 연결된다.
용량 결합 전극(121)의 상부에는 마그네틱(129)이 더 구비된다. 하나 이상의 마그네틱(129)은 각각의 용량 결합 전극(121)에 설치되며, 용량 결합 전극(121)의 상부 전체 혹은 부분을 덮도록 설치될 수 있다. 용량 결합 전극(121)의 상부에는 일측이 개구된 형상의 마그네틱 설치부재(127)가 설치되어 개구된 공간에 마그네틱(129)을 끼워 고정한다. 마그네틱(129)에 의해 용량 결합 전극 어셈블리(120)에서 발생되는 전기력은 용량 결합 전극(121)의 하면, 즉 챔버(110) 내부로 집중되기 때문에 플라즈마 방전 효율을 높아진다.
도 5 내지 도 7은 전력 스플리터를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 전력 스플리터(130)는 스텁 동조기(131)의 형상인 임피던스 매칭 회로망을 포함한다. 임피던스 매칭 회로는 스텁 동조기(131)에 의해 제공될 수 있다. 스텁 동조기(131)의 출력은 전송 라인(132)의 한 섹션에 연결되고, 전송 라인(132)과 연결된 전원 공급원(133)의 임피던스를 복수 개의 2차 권선(160)들에 연결된 용량 결합 전극(121)을 구비한 전송라인(132)의 임피던스와 매칭하기 위해 사용된다. 컨트롤러(150)는 임피던스 매칭 회로를 통해 임피던스를 매칭하기 위해 전력 스플리터(130)를 제어한다. 전력 스플리터의 예시적인 설비를 참조하여 설명되지만, 신호 결합기 또는 전력 커플러/결합기로서 사용할 수 있도록 동등하게 구성될 수 있다. 스텁 동조기(131)는 두 개의 스텁들(131a, 131b)로 구성된다. 스텁 동조기(131)는 하나 또는 그 이상의 개별적인 스텁들을 포함할 수 있으며, 개별적인 스텁들 각각은 미끄러지는 단락(sliding short)을 포함하여 스텁 동종기(131)의 동조를 가능하게 한다.
스텁 동조기(131)의 출력은 말단 부분에서 단락된 전송라인(132)에 연결된다. 전송라인(132)은 유전체(138)에 분리된 내부코어(134)와 외부실드(136)를 구비한 동축 케이블에 의해 제공된다. 내부코어(134)는 외부실드(136) 내에 삽입된다. 이때, 내부코어(134)와 외부실드(136)는 전원 공급원(133)이 연결되고, 내부코어(134)와 외부실드(136) 사이에는 유전체(138)가 포함된다.
내부코어(134)의 주변에 동축으로 정렬되며 내부코어(134)의 길이방향을 따라 설치되는 복수 개의 2차 권선(160)이 설치된다. 2차 권선(160)은 전송라인(132)의 외부에서 이용 가능한 트위스트 페어(twisted pair)의 와이어(162)를 형성한다. 와이어(162)의 말단은 전력을 제공하기 위한 용량 결합 전극(121)에 연결된다. 전원 공급원(133)으로부터 전원이 공급되면 2차 권선(160)들로 유도성으로 전력이 커플링되어 2차 권선(160)에 연결된 각각의 용량 결합 전극(121)으로 공급된다. 각 트위스트 페어에 두 개의 와이어들이 제공되면, 그것들은 밀고 당기는 쌍(push pull pair)을 생성하기 위해 사용될 수 있으며, 각 밀고 당기는 쌍 각각의 말단들이 이웃하는 용량 결합 전극(121)들로 연결되면 서로 역위상인 전력을 제공한다. 트위스트 페어 구성을 사용하여 차동 출력(differential output)을 제공한다. 2차 권선(160)의 개수는 전력을 공급 받을 필요가 있는 용량 결합 전극(121)의 개수에 대응하여 선택되는 것이 바람직하다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 2차 권선(160)이 감겨지는 권형(300)은 테플론(Teflon)이나 어떤 다른 적합한 물질로 제조되었으며, 2차 권선(160)들이 위치할 수 있는 템플리트를 제공한다. 2차 권선(160)들은 전송라인(132)으로 삽입하기 이전에 권형(300)에 구비된다. 전송라인(132)을 위해서 단락으로서 동작하는 전도 플레이트 또는 플랜지 (305) 내의 홀들 (303)을 통해서 전송라인(132)을 나가는 와이어(162)들의 쌍들을 보여준다. 내부 코어 (134) 주위에 원주 배열로 복수의 제2 권선(160)들이 제공될 수 있다. 제2 권선(160)들은 권형(300) 내부에 제공되며 모두 방사상으로 말단에 그리고 중앙 포인트에 각각 근접하게 제공되는 개구 (405, 410)를 통해서 이어진다. 그러면 제2 권선들(160)은 단락된 말단-플레이트 또는 플랜지 (305)를 통해서 나갈 수 있다. 전송라인 (132)에서의 전류 분포는 세타 방향으로 균일하기 때문에 (전류는 중앙 도체 상에서는 단락 방향이며 그리고 전류는 RF 위상에서의 하나의 특정 포인터에서 외부 도체 상의 상기 단락으로부터 멀리 흘러간다), 방위각이 있는 자기장은 강도에 있어서 균일한다.
높은 RF 전류는 전송 라인(132) 단락의 영역에서 생성된 높은 방위각의 자기장의 결과로 귀결되며, 이는 전송 라인(132)의 한 쪽 말단에서 바람직하게 제공된다. 2차 권선들(160)을 이 영역에 위치시킴으로써, 비교적 광대역의 방식으로 2차 권선들(160)로 전력을 커플링하는 것이 가능하다. 상기에 설명한 전력 커플러를 이용하여 복수의 용량 결합 전극(121) 각각이 분할된 전력을 공급받는 플라즈마 소스의 환경 내에서 광대역 커플러를 제공한다.
또한 개별 2차 권선(160)들의 각각이 전송 라인(132)에 의해 생성된 자기장으로부터의 전력을 독립적으로 결합하기 때문에, 각 권선으로부터 생성된 출력 신호의 특징들은 다른 권선들의 특징들과는 독립적으로 변경될 수 있다. 예를 들면, 유연기판(141)에 상대적으로 배치된 복수 개의 용량 결합 전극(121)을 포함하고, 하나의 2차 권선(160)의 길이를 다른 2차 권선(160)들에 상대적으로 변경함으로써 용량 결합 전극(121)들 중의 특정한 하나의 전극을 특정 권선들에 결합하는 플라즈마 소스의 상황에서, 전력 분배에 영향을 미치는 것이 가능하다.
도 8은 내부코어와 2차 권선이 겹치는 길이를 가변한 상태를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 내부코어(134)와 2차 권선(160)이 겹치는 길이(L1, L2, L3)는 2차 권선(160) 각각으로 유도되는 전류의 바람직한 전력의 양을 최적화하기 위해 가변될 수 있다. 예를 들어, 구동부(152)를 이용해 구동 메커니즘을 구동하여 2차 권선(160)을 이동함으로써 내부코어(134)와 2차 권선(160)이 겹치는 길이(L1)를 조절할 수도 있고, 구동부(152)를 이용해 구동 메커니즘을 구동하여 내부코어(134)를 이동하여 겹치는 길이(L2)를 조절할 수도 있으며, 구동부(152)를 이용해 구동 메커니즘을 구동하여 외부실드(136)를 이동하여 겹치는 길이(L3)를 조절할 수 있다. 내부코어(134)와 2차 권선(160)이 겹치는 길이(L1, L2, L3)는 구동부(152)를 이용해 구동 메커니즘을 구동하여 가변함으로써 용량 결합 전극(121)으로 제공되는 전력을 조절한다.
이상에서 설명된 본 발명의 롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다.
그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
100: 플라즈마 처리 장치 110: 챔버
114: 배기펌프 120: 용량 결합 전극 어셈블리
121: 용량 결합 전극 122: 전극몸체
123: 절연체 124: 가스 분사홀
126: 가스 공급로 127: 마그네틱 설치부재
128: 가스 공급원 129: 마그네틱
130: 전력 스플리터 131: 스텁 동조기
131a, 131b: 스텁 132: 전송라인
133: 전원 공급원 134: 내부코어
136: 외부실드 138: 유전체
140: 기판이송부 141: 유연기판
142: 지지롤러 144: 공급롤
146, 148: 제1, 2 가이드 롤 149: 권취롤
150: 컨트롤러 152: 구동부
160: 2차 권선 162: 와이어

Claims (9)

  1. 용량 결합된 플라즈마를 방전시키기 위한 복수 개의 용량 결합 전극;
    전원 공급원으로부터 전원을 공급받아 상기 복수 개의 용량 결합 전극 각각으로 전력을 분배하기 위한 전력 스플리터;
    플라즈마 영역 내로 유연기판을 곡면 형태로 지지하며 롤투롤 방식으로 이송하기 위한 지지롤러를 갖는 기판이송부; 및
    상기 용량 결합 전극 및 상기 기판이송부가 내부에 구비되어 내부 방전 공간에서 상기 유연기판을 처리하기 위한 챔버를 포함하고,
    상기 복수 개의 용량 결합 전극은 상기 지지롤러로부터 이격되며 지지롤러의 원주를 따라 설치되며,
    상기 각 용량 결합 전극은, 가스 공급원으로부터 제공받은 공정가스를 플라즈마 영역으로 공급하기 위한 복수 개의 가스 분사홀이 구비된 샤워헤드 형상으로 형성되어지되, 전극몸체; 상기 전극몸체에 형성되어 공정가스가 주입되며 전도성 물질로 형성되어 전극몸체로 전력을 공급하는 전력 스플리터와 연결되는 가스 공급로; 및 공정가스를 상기 챔버 내로 분사하기 위하여 상기 전극몸체의 하면에 구비되는 복수 개의 가스 분사홀를 포함하고,
    상기 용량 결합 전극의 상부에는 일측이 개구된 형상의 마그네틱 설치부재가 설치되어 개구된 공간에 마그네틱을 끼워 고정하며,
    복수 개의 용량 결합 전극 사이에 절연체가 구비되는 것을 특징으로 하는 롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력 스플리터는
    무선 주파수 전원을 공급하기 위한 전원 공급원;
    상기 전원 공급원에 연결되는 내부코어와 상기 내부코어가 삽입되는 외부실드;
    상기 내부코어와 상기 외부실드 사이에 구비되는 유전체; 및
    상기 내부코어 주변에 설치되어 전류가 유도되고 상기 복수 개의 용량 결합 전극 각각으로 연결된 복수 개의 2차 권선을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전력 스플리터는 구동 메커니즘에 의해 상기 2차 권선과 상기 내부코어가 겹치는 길이가 가변되는 것을 특징으로 하는 롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전력 스플리터는 상기 복수 개의 용량 결합 전극 중 이웃한 전극에는 역위상의 전류를 제공하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지지롤러는 상기 유연기판에 열을 가하기 위한 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 챔버에는 배기펌프와 연결되는 가스 배출구가 형성된 것을 특징으로 하는 롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치.
KR1020140194870A 2014-12-31 2014-12-31 롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치 KR101577272B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140194870A KR101577272B1 (ko) 2014-12-31 2014-12-31 롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치
PCT/KR2015/014392 WO2016108568A1 (ko) 2014-12-31 2015-12-29 플라즈마 처리장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140194870A KR101577272B1 (ko) 2014-12-31 2014-12-31 롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101577272B1 true KR101577272B1 (ko) 2015-12-14

Family

ID=55021017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140194870A KR101577272B1 (ko) 2014-12-31 2014-12-31 롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101577272B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180045200A (ko) * 2016-10-25 2018-05-04 주식회사 엔씨디 롤투롤 원자층 증착장치
KR20220021120A (ko) 2020-08-13 2022-02-22 주식회사제4기한국 압연박 fccl용 롤투롤 플라즈마 세정설비

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011195873A (ja) * 2010-03-18 2011-10-06 Fujifilm Corp 成膜装置
KR101236206B1 (ko) 2007-01-25 2013-02-22 최대규 균일한 고밀도 플라즈마를 발생하기 위한 유도 결합플라즈마 반응기
KR101379701B1 (ko) 2012-11-28 2014-04-01 한국표준과학연구원 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101236206B1 (ko) 2007-01-25 2013-02-22 최대규 균일한 고밀도 플라즈마를 발생하기 위한 유도 결합플라즈마 반응기
JP2011195873A (ja) * 2010-03-18 2011-10-06 Fujifilm Corp 成膜装置
KR101379701B1 (ko) 2012-11-28 2014-04-01 한국표준과학연구원 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180045200A (ko) * 2016-10-25 2018-05-04 주식회사 엔씨디 롤투롤 원자층 증착장치
KR101887192B1 (ko) 2016-10-25 2018-08-10 주식회사 엔씨디 롤투롤 원자층 증착장치
KR20220021120A (ko) 2020-08-13 2022-02-22 주식회사제4기한국 압연박 fccl용 롤투롤 플라즈마 세정설비
KR102411774B1 (ko) 2020-08-13 2022-06-21 주식회사 제4기한국 압연박 fccl용 롤투롤 플라즈마 세정설비

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101920842B1 (ko) 플라즈마 소스 디자인
EP1727186B1 (en) Plasma chamber with discharge inducing bridge
US8415885B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
US8771538B2 (en) Plasma source design
JP5851682B2 (ja) プラズマ処理装置
US9984857B2 (en) Plasma generation device
KR101196309B1 (ko) 플라즈마 발생 장치
US20100074807A1 (en) Apparatus for generating a plasma
KR20100031960A (ko) 플라즈마 발생장치
JP3254069B2 (ja) プラズマ装置
KR101626039B1 (ko) 대면적 플라즈마를 이용한 연속 기판 처리 시스템
KR100798352B1 (ko) 다중 배열된 방전실을 갖는 플라즈마 반응기 및 이를이용한 플라즈마 처리 시스템
KR101577272B1 (ko) 롤투롤 공정을 위한 플라즈마 처리장치
KR100972371B1 (ko) 복합 플라즈마 소스 및 이를 이용한 가스 분리 방법
KR101680710B1 (ko) 선형 플라즈마 발생기 및 이를 이용한 플라즈마 처리 시스템
KR100862685B1 (ko) 다중 배열된 방전실을 갖는 플라즈마 반응기 및 이를이용한 플라즈마 처리 시스템
KR20100129368A (ko) 복합 주파수를 이용한 대면적 플라즈마 반응기
KR101167952B1 (ko) 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기
KR20110131834A (ko) 선형 플라즈마 발생기 및 이를 이용한 플라즈마 처리 시스템
KR101016573B1 (ko) 플라즈마 발생 장치
KR101775361B1 (ko) 플라즈마 처리장치
WO2016108568A1 (ko) 플라즈마 처리장치
KR100772451B1 (ko) 플라즈마 처리 챔버 및 플라즈마 처리 시스템
KR100743842B1 (ko) 자속 채널에 결합된 플라즈마 챔버를 구비한 플라즈마반응기
KR101039232B1 (ko) 고밀도 플라즈마 발생장치

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191210

Year of fee payment: 5