KR20040076217A - 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

플라즈마 처리 장치(101)는 기판(9)의 피처리 표면(9a)에 대향하는 코팅면(25, 26)을 구비하고, 서로 인접한 전극(1, 2)과 전극(1, 2) 사이에 채워지고 코팅면(25, 26)을 덮는 유전체(30)를 포함한다. 유전체(30)는 제1 및 제2 대향면(31, 32)을 구비한다. 플라즈마 처리 장치(101)는 제1 대향면(31) 상에 제공되어 피처리 표면(9a)으로 처리 가스를 공급하는 가스 공급 개구(4)를 구비한 가스 공급 라인(15)과, 제2 대향면(32) 상에 제공되어 피처리 표면(9a)으로 공급된 처리 가스를 배기시키는 가스 배기 개구(5)를 구비한 가스 배기 라인(16)을 추가로 포함한다.

Description

플라즈마 처리 장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 일반적으로 플라즈마 처리 장치에 대한 것이며, 특히 반도체 제조시 표면 품질, 세척, 처리 및 막 형성을 개선시키기 위해 사용되는 플라즈마 처리 장치와, 액정 디스플레이 장치를 포함하는 평판 디스플레이, 전계발광(EL) 및 플라즈마 디스플레이(PDP), 태양 전지에 관한 것이다.
종래의 반도체, 평판 디스플레이 및 태양 전지 제조 프로세스에서, 감소된 압력 하에서 발생한 플라즈마는 유리 기판 또는 반도체 웨이퍼의 표면 품질, 세척 및 처리를 개선시키고, 유리 기판 또는 반도체 웨이퍼 상에 막을 형성하는 데 사용된다. 최근, 비용 감소에 대한 과도한 경쟁 때문에, 진공 챔버 및 배기 장치와 같은 대규모 설비가 필요없는 대기압 플라즈마 기술이 각광받고 있다. 표면 품질 및 세척을 개선시키는 것과 같은 몇몇 프로세스에서, 대기압 플라즈마 기술을 사용하는 플라즈마 처리 장치가 실용화되고 있다.
대기압 플라즈마 기술을 사용하는 정상 압력 플라즈마 처리 장치는 일본 특허 공개 공보 제2002-151494호에 개시되어 있다. 도15는 일본 특허 공개 공보 제2002-151494호에 개시된 정상 압력 플라즈마 처리 장치를 도시하는 단면도이다. 도16은 도15에 도시된 정상 압력 플라즈마 처리 장치의 저면도이다.
도15 및 도16을 참조하면, 정상 압력 플라즈마 처리 장치는 전원(201; 고전압 펄스 전원), 전극(202, 203), 고체 유전체(204), 가스 출구(205), 처리 가스 도입 포트(207), 내주연 배기 가스 실린더(210), 외주연 배기 가스 실린더(211), 불활성 가스 입구(212) 및 불활성 가스 출구 구멍(213)을 포함한다. 정상 압력 플라즈마 처리 장치의 하단에는 반입 벨트(241), 처리부 벨트(242) 및 반출 벨트(243)가 구비된다. 피처리 물체(214)는 처리부 벨트(242)에 의해 이송되는 동안에 가스 출구(205) 아래를 지나간다.
처리 가스는 처리 가스 입구(207)로부터 고체 유전체(204)로 형성된 용기로 도입된다. 고체 유전체(204) 외부에 배열된 전극(202, 203)에 펄스 전기장을 인가함으로써, 전극(202, 203) 사이를 지나는 처리 가스가 플라즈마로 변화된다. 처리 가스는 플라즈마 가스로서 가스 출구(205)로부터 피처리 물체(214)로 분출된다. 그 후에, 처리 가스는 내주연 배기 가스 실린더(210)를 통해 회수된다.
불활성 가스 입구(212)로부터 도입된 불활성 가스는 불활성 가스 출구 구멍(213)으로부터 피처리 물체(214)가 위치된 지점으로 하향 분출된다. 불활성 가스가 가스 커튼 역할을 하기 때문에 피처리 물체(214) 주변의 대기가 불활성 가스 대기로 유지된다. 불활성 가스는 주로 외주연 가스 실린더(211)에서 회수된다.
일본 특허 공개 공보 제2002-151494호에 개시된 정상 압력 플라즈마 처리 장치에서, 전기장 세기는 전극(202, 203) 사이에서 최대이므로, 플라즈마는 이 시점에서 발생할 가능성이 가장 높다. 따라서, 처리 가스는 전극(202, 203) 사이를 지나는 동안 플라즈마로 변화되고, 그 후에 플라즈마로 피처리 물체(214)를 향하여 분출된다. 처리 가스가 플라즈마로 변화되는 위치가 피처리 물체(214)에서 멀기때문에, 플라즈마 처리 효율이 낮아지는 문제점이 발생한다. 또한, 이러한 배열은 고효율의 플라즈마 처리를 위해 전극(202, 203)에 인가되는 전력 사용의 관점에서도 바람직하지 않다.
플라즈마 처리의 효율을 증가시키기 위해, 전극(202, 203)과 피처리 물체(214) 사이의 공간을 축소시키는 것이 가능할 수 있다. 그러한 배열이 일본 특허 공개 공보 제2002-151494호에 개시된 정상 압력 플라즈마 처리 장치에 설치되지만, 물체(214)의 피처리 표면은 이온 손상 또는 차지업(charge-up) 손상을 입을 수 있다.
일본 특허 공개 공보 제2002-151494호에 개시된 정상 압력 플라즈마 처리 장치에서는, 피처리 물체(214)를 산화 대기와 같은 오염 대기로부터 보호할 목적으로 불활성 가스를 그 위에 분출한다. 따라서, 정상 압력 플라즈마 처리 장치의 운전 비용, 특히 가스 비용이 증가한다.
또한, 불활성 가스를 분출하는 장치는 전극 주위에 상당히 큰 구조물을 갖는다. 따라서, 복수의 전극 세트가 구비된 멀티 헤드 구조를 실현하기 어렵다. 따라서, 멀티 헤드 전극을 설치하여 플라즈마 처리 효율을 개선시키는 것은 불가능하다.
또한, 일본 특허 공개 공보 제2002-151494호에 개시된 정상 압력 플라즈마 처리 장치의 구조에서는, 전자기파가 전극(202, 203) 주위에서 누출되기 쉬우며, 그러한 전자기파는 주변 장치 또는 인체에 해로운 영향을 끼칠 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 위에서 설명한 문제점을 해결하고, 양호한 상태에서 물체의 피처리 표면을 안전하게 효과적으로 처리할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 물체를 처리하는 플라즈마를 대기압 하에서 발생시키는 플라즈마 처리 장치를 제공한다. 플라즈마 처리 장치는 서로 인접하고 물체의 피처리 표면에 대면하는 코팅면을 갖는 제1 및 제2 전극과, 제1 및 제2 전극 사이에 충전되어 코팅면을 덮는 유전체를 포함한다. 유전체는 물체와 제1 전극 사이의 물체 표면에서 이격되어 위치된 제1 대향면과, 물체와 제2 전극 사이의 물체 표면에서 이격되어 위치된 제2 대향면을 갖는다. 플라즈마 처리 장치는 처리 가스를 공급 개구를 통해 물체의 표면으로 공급하기 위해 제1 대향면에 형성된 공급 개구를 갖는 가스 공급 수단과, 물체의 표면으로 공급된 처리 가스를 배기 개구를 통해 배기하기 위해 제2 대향면에 형성된 배기 개구를 갖는 가스 배기 수단을 추가로 포함한다.
이러한 방식으로 구성된 플라즈마 처리 장치에서, 제1 및 제2 전극 사이에 전압이 인가될 때, 제1 및 제2 전극이 서로 인접하게 위치된 지점에서 물체의 피처리 표면과 유전체 사이의 공간에 플라즈마가 발생한다. 여기서, 제1 대향면에 구비된 공급 개구를 통해 물체의 표면으로 공급된 처리 가스가 물체의 표면에서 제2 대향면에 구비된 배기 개구를 통해 배기될때까지, 처리 가스는 가스 유동 경로 역할을 하는 물체 표면과 유전체 사이의 공간에서 물체의 표면 위로 이동한다. 플라즈마는 주로 제1 및 제2 대향면 사이의 영역에서 발생하고, 따라서 처리 가스는 플라즈마가 발생하는 위치를 통과한다. 결국, 처리 가스가 플라즈마로 변화하여 물체가 처리된다. 10332.3 ×10-1kgf/m2(1013.25 ×10-1hPa) 내지 10332.3 ×10 kgf/m2(1013.25 ×10 hPa)의 범위의 압력이다.
본 발명에서, 제1 및 제2 전극 사이를 충전하기 위해 제공되고, 따라서 제1 및 제2 전극 사이에서 발생하지 않는다. 또한, 물체의 표면에 대향하는 코팅면을 덮기 때문에, 제1 및 제2 전극이 서로 가장 인접한 지점에 방전이 집중되지 않는다. 이러한 이유로, 물체의 피처리 표면에 안정적인 플라즈마가 발생할 수 있다. 물체의 피처리 표면에 인접한 위치에 플라즈마가 발생하기 때문에, 플라즈마 처리 효율이 개선될 수 있다.
바람직하게는, 가스 공급 수단은 제1 전극 내부에 제공되고, 가스 배기 수단은 제2 전극 내부에 제공된다. 이러한 방식으로 구성된 플라즈마 처리 장치에서, 전위는 제1 및 제2 전극 내부에서 동일하고, 따라서 처리 가스가 가스 공급 수단 및 가스 배기 수단 내에 존재할 때에도 플라즈마 또는 비정상적인 방전은 일어나지 않는다. 따라서, 제1 및 제2 전극에 인가된 전력은 물체의 표면에 플라즈마를 발생하는데 효과적으로 사용될 수 있다. 또한, 장치의 크기가 가스 공급 수단 및 가스 배기 수단이 전극 외부에 구비된 장치에 비해 감소될 수 있다.
바람직하게는, 가스 공급 수단 및 가스 배기 수단 주위에는, 유전체 재료로 형성된 내부벽이 제공된다. 이러한 방식으로 구성된 플라즈마 처리 장치에서는, 가스 공급 수단 및 가스 배기 수단에서 플라즈마 또는 비정상적인 방전이 일어나는 것은 확실하게 방지될 수 있다.
바람직하게는, 제1 및 제2 전극의 코팅면 각각은 물체 표면에 평행한 판으로 연장한다. 이러한 방식으로 구성된 플라즈마 처리 장치에서는, 제1 전극의 코팅면으로부터 제2 전극의 코팅면까지의 물체 표면 상의 위치가 전기장이 가장 강한 위치이다. 따라서, 플라즈마는 이 위치에서 발생할 가능성이 가장 높다.
바람직하게는, 제1 및 제2 전극 사이에 전압이 인가될 때 제1 및 제2 전극을 연결하는 전기력선은 물체 표면 위에서 대체로 물체 표면에 평행하게 연장한다. 이러한 방식으로 구성된 플라즈마 처리 장치에서, 전기력선을 따라 가속되는 전자 또는 이온은 물체의 표면을 향해 진행하지 않는다. 따라서, 물체 표면 상에서 발생한 플라즈마에 의해 일어나는 물체 표면의 이온 손상 또는 차지업 손상이 억제될 수 있다.
바람직하게는, 공급 개구 및 배기 개구는 제1 대향면과 제2 대향면 사이에 위치된 영역의 인접부에 제공된다. 이러한 방식으로 구성된 플라즈마 처리 장치에서, 플라즈마는 제1 대향면과 제2 대향면 사이에 위치된 영역에서 주로 발생한다. 따라서, 이러한 영역 부근에 공급 개구 및 배기 개구를 제공함으로써, 처리 가스는 플라즈마가 발생하는 위치에 더욱 확실하게 공급될 수 있다.
바람직하게는, 유전체는 물체 표면에서 제2 대향면까지의 거리가 물체 표면에서 제1 대향면까지의 거리보다 길도록 형성된 리세스부를 포함한다. 이러한 방식으로 구성된 플라즈마 처리 장치에서, 리세스부는 배기 개구가 구비된 제2 대향면 상에 형성되고, 따라서 처리 가스의 배기 개구 측면 상의 컨덕턴스는 증가될 수 있다. 따라서, 공급된 처리 가스는 배기 개구의 측면으로 확실하게 인입될 수 있다.
바람직하게는, 공급 개구 및 배기 개구는 일방향으로 연장하거나 일방향으로 배열된 복수의 구멍으로 형성된 슬릿 형상을 갖도록 형성된다. 이러한 방식으로 구성된 플라즈마 처리 장치에서는, 물체 표면의 넓은 범위에 걸쳐 처리 가스를 균일하게 배출하는 것이 가능해 진다. 따라서, 물체 표면의 균일한 플라즈마 처리가 가능해 진다.
바람직하게는, 가스 공급 수단 및 가스 배기 수단은 상기 배기 개구를 통해 배기된 가스의 전체 유량이 공급 개구를 통해 공급된 처리 가스의 전체 유량보다 작지 않도록 형성된다. 이러한 방식으로 구성된 플라즈마 처리 장치에서는, 물체 표면에 공급된 처리 가스에 부가하여 물체 주위의 대기가 배기 개구로 배기된다. 따라서, 물체 표면과 유전체 사이의 공간에서의 처리 가스의 누출이 방지될 수 있다. 또한, 물체를 오염 대기로부터 보호하기 위해 불활성 가스 등을 물체의 표면을 향해 분출하는 것이 필요치 않다. 따라서, 상기 장치는 더욱 작으며 장치에 사용되는 가스의 비용이 절감될 수 있다.
바람직하게는, 공급 개구에서 가장 짧은 거리에 위치된 유전체의 단부와 공급 개구 사이의 거리가 L1으로 표시되고, 공급 개구와 배기 개구 사이의 거리가 L2로 표시되며, 배기 개구와 배기 개구에서 가장 짧은 거리에 위치된 유전체의 단부 사이의 거리가 L3로 표시된 유전체의 물체 표면과 대면하는 부분에서, L1, L2 및 L3는 4 ≤L1/L2 ≤1000 및 4 ≤L3/L2 ≤1000의 관계를 만족한다. 이러한 방식으로 구성된 플라즈마 처리 장치에서, 공급 개구에서 관측될 때 배기 개구에 인접한 플라즈마 발생 위치로 더욱 많은 양의 처리 가스를 공급하고 배기 개구에서 더 많은 양의 처리 가스를 배기시키는 것이 가능해 진다. 또한, 제1 및 제2 전극의 크기가 불필요하게 증가하는 것을 방지할 수 있다.
바람직하게는, 플라즈마 처리 장치는 제1 및 제2 전극의 노출된 외표면을 둘러싸도록 제공되고 접지된 전도성 커버를 추가로 포함한다. 이러한 방식으로 구성된 플라즈마 처리 장치에서, 제1 및 제2 전극에서의 전자기 누출이 방지될 수 있다. 따라서, 매우 안전한 플라즈마 처리 장치가 제공될 수 있다.
바람직하게는, 플라즈마 처리 장치는 제2 전극에 대하여 제1 전극에 대향하는 측면 상의 제2 전극에 바로 인접하게 위치된 제3 전극을 추가로 포함한다. 플라즈마 처리 장치는 제2 전극에 대해 대칭으로 형성된다. 이러한 방식으로 구성된 플라즈마 처리 장치에서, 제1, 제2 및 제3 전극에 의해 외부에 형성된 전기장은 서로 상쇄된다. 따라서, 안전한 플라즈마 처리 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 전술한 목적, 특징, 태양, 장점 및 다른 목적, 특징, 태양, 장점은 첨부 도면과 관련된 이하의 본 발명의 상세한 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 도시하는 단면도.
도2는 도1의 선 Ⅱ-Ⅱ을 따라 취해진 단면도.
도3은 도1의 화살표Ⅲ의 방향에서 본 플라즈마 처리 장치를 도시하는 저면도.
도4는 도3에 도시된 가스 공급 개구 및 가스 배기 개구의 변형예를 도시하는 플라즈마 처리 장치의 저면도.
도5는 도1에 도시된 플라즈마 발생 구역 근방을 개략적으로 확대하여 도시하는 단면도.
도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 도시하는 단면도.
도7은 도6의 선 Ⅶ-Ⅶ을 따라 취해진 단면도.
도8은 도6의 화살표 Ⅷ-Ⅷ의 방향에서 본 플라즈마 처리 장치의 저면도.
도9는 도8에 도시된 가스 공급 개구 및 가스 배기 개구의 변형예를 도시하는 플라즈마 처리 장치의 저면도.
도10은 도6에 도시된 플라즈마 발생 구역 근방을 개략적으로 확대하여 도시하는 단면도.
도11은 처리 가스가 피처리 표면 위로 이동하는 방식을 도시하는 단면도.
도12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 도시하는 단면도.
도13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 도시하는 단면도.
도14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 도시하는 단면도.
도15는 일본 특허 공개 공보 제2002-151494호에 개시된 플라즈마 처리 장치를 도시하는 단면도.
도16은 도15에 도시된 정상 압력 플라즈마 처리 장치의 저면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 2, 3 : 전극
4 : 가스 공급 개구
5 : 가스 배기 개구
9 : 기판
9a : 피처리 표면
15 : 가스 공급 라인
16 : 가스 배기 라인
25, 26 : 코팅면
30 : 유전체
101 : 플라즈마 처리 장치
본 발명의 실시예가 도면을 참조하여 설명될 것이다.
(제1 실시예)
도1을 참조하면, 플라즈마 처리 장치(101)는 기판(9)의 피처리 표면(9a)에 평행하게 배열된 전극(1, 2, 3), 전극(1, 2, 3)의 표면을 부분적으로 둘러싸는 유전체(30), 전극(1, 3) 내부에 형성된 가스 공급 라인(15) 및 전극(2) 내부에 형성된 가스 배기 라인(16)을 포함한다.
전극(1, 2, 3)은 전극(2)이 전극(1, 3) 사이에 위치되도록 서로 이격되게 배열된다. 전극(1, 2, 3)은 전극(2)의 중심선을 중심으로 대칭되도록 형성된다. 전극(1, 3)은 기판(9)의 피처리 표면(9a)에 대면하는 코팅면(25)을 갖고, 전극(2)은 기판(9)의 피처리 표면(9a)에 대면하는 유사한 코팅면(26)을 갖는다. 코팅면(25, 26)은 기판(9)의 피처리 표면(9a)에 평행한 평면에서 연장한다.
전력 도입부(14)는 전극(2)의 상부면 상에 제공된다. 전력 도입부(14)는 전력 전달 경로(21)를 통해 고주파 전원(11)으로 연결된다. 전극(1, 3)은 상부측 상에서 접지된다.
고주파 전원(11)의 위치에 펄스 전원이 제공되거나 이러한 두 개의 전원들이 서로 절환 또는 설치될 수 있다. 전력을 공급하는 수단은 주파수 및 반복 주파수에 부가하여, 처리에 필요한 조건, 처리 가스의 제한, 요구되는 처리 성능 및 피처리 표면의 손상 정도를 고려하여 신중하게 결정되어야 한다. 본 실시예에서, 고주파 전원은 10 Hz 이상 100 Ghz 이하의 주파수를 갖는 것으로 참조하며, 펄스 전원은 10 MHz 이하의 반복 주파수, 100 μsec의 파형의 상승 시간 및 100 msec의 펄스 인가 시간을 갖는 것으로 참조한다.
유전체(30)는 전극(1, 2) 사이와 전극(2, 3) 사이를 충전하고 표면(25, 26)을 덮도록 제공된다. 유전체(30)는 기판(9)의 피처리 표면(9a)에 대면하는 대향면(30a)을 갖는다. 대향면(30a)은 전극(1, 3)과 기판(9) 사이에 형성된 제1대향면(31)과, 전극(2)과 기판(9) 사이에 형성된 제2 대향면을 포함한다. 대향면(30a)은 기판(9)의 피처리 표면(9a)에 평행하게 이격된 평면 상에서 연장한다.
전도성 재료로 형성된 차폐 케이스(8)는 전극(1, 3)의 외부 노출면을 덮도록 제공된다. 케이스(8)는 접지된다.
전압은 고주파 전원에 의해 전극(1, 3)과 전극(2, 3) 사이에 인가되고, 플라즈마는 기판(9)의 피처리 표면(9a)과 유전체(30) 사이의 공간에서 발생하며, 주로 제1 및 제2 대향면(31, 32) 사이에 위치된 플라즈마 발생 영역(6)에서 발생한다. 여기서, 유전체(30)가 전극(1, 2)과 전극(2, 3) 사이를 충전하기 때문에, 이러한 위치에서는 플라즈마가 발생하지 않는다.
유전체(30)는 분사 또는 양극 산화에 의해 전극(1 내지 3) 표면 상에 직접 형성될 수 있다. 그러나, 노동력과 유지 비용의 측면에서는 유전체가 전극(1 내지 3) 상에 착탈식으로 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 전극(1, 2)과 전극(2, 3) 사이의 유전체(30)의 두께는 고주파 전원(11)의 주파수, 고주파 전원(11)의 위치에 제공된 펄스 전원의 반복 주파수, 처리 가스의 형태 및 플라즈마에 대한 유전체(30)의 재료 특성들을 고려하여 결정된다. 일반적으로, 전극(1, 2)과 전극(2, 3) 사이의 유전체의 두께는 바람직하게는 10 ㎜ 이하이어야 하며, 더욱 바람직하게는 고주파 전원(11)의 주파수가 1 MHz 이상일 때는 2 ㎜이하이어야 한다.
유사하게, 코팅면(25, 26)과 대향면(30a) 사이의 유전체(30)의 두께가 고려될 것이다. 두께가 가능한 한 얇게 제조될 때, 플라즈마 발생 영역(6)에서의 전기장 세기가 증가될 수 있다. 그러나, 두께가 너무 얇으면 유전체(30)의 강도가 충분치 않아서 파손될 가능성이 있다. 따라서, 코팅면(25, 26)과 대향면(30a) 사이의 유전체(30)의 실용적인 두께는 바람직하게는 0.1 ㎜ 이상 10 ㎜ 이하이다. 유전체(30)가 전극(1 내지 3) 상에 직접 형성될 때에는 유전체(30)의 두께가 위에서 언급한 범위보다 더 작을 수 있다.
도1 및 도2를 참조하면, 전극(1 내지3) 및 유전체(30)는 기판(9)의 폭보다 약 20% 정도 더 넓은 폭을 갖도록 형성된다. 전극(2)의 내부에는 가스 배기 라인(16)이 형성되고, 가스 형성 라인의 내벽은 전극(2)에 의해 형성된다. 가스 배기 라인(16)은 전극(2)의 상부면으로부터 코팅면(26)으로 연장하여 유전체(30)의 제2 대향면(32)까지 연장한다. 가스 배기 라인(16)은 내부 전극(2), 도면의 지면에 수직한 방향으로 연장하는 가스 풀 부분(16b) 및 가스 풀 부분(16b)에서 두 개로 분기하여 제2 대향면(32)에 이르는 슬릿형 유동 경로(16c)를 포함한다.
전극(1, 3)의 내부에는 가스 공급 라인(15)이 형성되며, 가스 공급 라인의 내벽은 전극(1, 3)에 의해 형성된다. 가스 공급 라인(15)은 전극(1 내지 3)의 상부면으로부터 코팅면(25)으로 연장하여 유전체(30)의 제1 대향면(31)까지 연장한다. 가스 공급 라인(15)은 내부 전극(1, 3), 도면의 지면에 수직한 방향으로 연장하는 가스 풀 부분(15b) 및 가스 풀 부분(16b)으로부터 제1 대향면(31)까지 도달하는 슬릿형 유동 경로(15c)를 포함한다.
가스 공급 라인(15) 및 가스 배기 라인(16)이 전극 내부에 형성되기 때문에, 플라즈마 처리 장치(101)의 크기를 감소시키는 것이 가능해 진다.
가스 공급 라인(15)은 전극(1, 3)의 상부면 상에 형성된 가스 도입부(22)를 갖는다. 가스 도입부(22)는 도시되지 않은 가스 실린더 또는 가스 탱크에 연결된다. 가스 배기 라인(16)은 전극(2)의 상부면 상에 형성된 가스 배기부(23)를 갖는다. 가스 배기부(23)는 도시되지 않은 흡입 펌프에 연결된다.
도1 내지 도3을 참조하면, 가스 배기 라인(16)은 유전체(30)의 제2 대향면(23)에 가스 배기 개구(5)를 형성한다. 또한, 가스 공급 라인(15)은 유전체(30)의 제1 대향면(31)에 가스 공급 개구(4)를 형성한다. 가스 배기 개구(5) 및 가스 공급 개구(4)는 일방향으로 연장하는 슬릿 형상을 갖도록 형성된다. 도2 및 도3을 참조하면, 가스 배기 개구(5) 및 가스 공급 개구(4)는 대략 기판(9)의 개구보다 동일하거나 더 큰 폭을 갖도록 형성된다. 가스 배기 개구(5) 및 가스 공급 개구(4)가 이러한 방식으로 형성되기 때문에, 물체의 피처리 표면(9a) 전체에 처리 가스를 공급하고 피처리 표면(9a)에서 처리 가스를 확실하게 회수할 수 있다.
도4를 참조하면, 가스 공급 개구(4) 및 가스 배기 개구(5)는 일방향으로 배열된 작은 구멍으로 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 전극(1, 3)은 슬릿형 유동 경로(15c, 16c)의 위치에 가스 공급 개구(4) 및 가스 배기 개구(5)의 형상과 동일한 형상으로 형성된 작은 구멍을 가질 것이다. 가스 공급 개구(4) 및 가스 배기 개구(5)는 도3 및 도4에 도시된 형상을 적절하게 조합하여 형성될 수 있다.
도1 및 도2를 참조하면, 냉각수 유동 경로(7)가 전극(1 내지 3)에 형성된다. 냉각수 유동 경로(7)는 전극의 상부면으로부터 전극의 내부를 통과하여 다시 전극의 상부면에 도달하는 경로를 형성한다. 냉각수 유동 경로(7)가 전극의 상부면에 도달하는 위치에 냉각수 도입부(17) 및 냉각수 배출부(18)가 제공된다. 냉각수를 냉각수 유동 경로(7)에 공급하기 위해, 냉각수 도입부(17) 및 냉각수 배출부(18)는 도시되지 않은 냉각기 또는 히터에 연결된다. 냉각수 유동 경로(7)로 도입된 냉각수는 냉각 전극(1 내지 3)의 역할을 하여, 유전체(30)의 온도가 상승한다.
기판(9)을 이송하는 수단으로 복수의 이송 롤러(10)가 제공된다. 기판(9)을 이송하는 다른 수단으로 스테이지 또는 기판 홀더가 사용될 수 있다. 스테이지 또는 홀더가 사용될 경우에는 DC 또는 AC 바이어스 전압을 접지하거나 인가하여 기판(9)에 이온을 추출하는 것이 가능해 진다. 따라서, 처리 형태에 따라 플라즈마 처리 속도 및 처리 품질이 개선될 수 있다. 플라즈마 처리 중에 기판(9)이 이송되지 않을 경우에는 국부적 처리도 가능하다.
다음에, 도1에 도시된 플라즈마 처리 장치를 사용하여 기판(9)을 처리하는 단계가 설명될 것이다.
도1을 참조하면, 도시되지 않은 가스 실린더 또는 가스 탱크로부터 도입된 상이한 형태의 가스들은 질량 유동에 의해, 또는 몇몇 경우에는 혼합기에 의해 혼합된다. 이렇게 혼합된 가스는 처리 가스로서 고압으로 가스 도입부(22)로부터 가스 공급 라인(15)으로 도입된다. 처리 가스는 가스 풀 부분(15b)에서 지면에 수직한 방향으로 진행한다. 처리 가스가 작은 단면적을 갖는 슬릿형 유동 경로부(15c)를 통과할 때, 유속이 가속되어 처리 가스가 가스 공급 개구(4)에서 기판(9)의 피처리 표면(9a)으로 분출된다.
이 때, 처리 가스는 전극(1 내지 3)의 내부를 통과한다. 전극(1, 3)에는 전위차가 없다. 따라서, 가스 공급 라인(15)에서는 대체로 플라즈마 또는 비정상적인 방전이 발생하지 않는다. 가스 공급 라인(15)의 경로를 부드럽게 설정하여 가스 풀 부분(15b) 부근의 모서리를 둥글게 함으로써 가스 공급 라인(15)에서의 플라즈마 또는 비정상적인 방전이 발생하는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.
기판(9)의 표면 품질을 향상시키는 플라즈마 처리가 수행된다고 가정한다. 이러한 경우에, 처리 가스로 헬륨, 아르곤, 산소 및 공기가 혼합된 가스를 사용된다. 사용된 처리 가스는 처리 방식에 따라 다를 수 있기 때문에, 혼합될 가스의 종류와 혼합비를 적절하게 선택할 필요가 있다.
기판(9)의 피처리 표면(9a)으로 분출된 처리 가스는 제1 대향면(31) 측으로부터 플라즈마 발생 구역(6) 위로 이동하여 가스 배기 개구(5)가 구비된 제2 대향면(32)에 도달한다. 그 후에, 처리 가스는 가스 배기 개구(5)를 통해 가스 배기 라인(16)을 지나 도시되지 않은 흡입 펌프로 회수된다.
여기서, 전극(2)에서 전위차는 없으며, 따라서 가스 공급 라인(16)에서 플라즈마 또는 비정상적인 방전은 결코 발생하지 않는다. 또한, 가스 공급 라인(15)과 유사하게 가스 배기 라인(16)의 경로를 부드럽게 설정하여 가스 풀 부분(16b) 부근의 모서리를 둥글게하는 것이 바람직하다.
고주파 전원(11)으로부터 출력된 고주파 전력은 전력 전달 경로(21)와 전력 도입부(12)를 통해 전극(2)에 인가된다. 전기장은 고주파 전력이 인가된 전극(2)과 접지된 전극(1, 3) 사이에 형성된다. 전기장은 기판(9)의 피처리 표면(9a)과유전체(30) 사이의 공간에 있는 제1 및 제2 대향면(31, 32) 사이에 위치된 플라즈마 발생 구역(6)에서 세기가 가장 강하다. 따라서, 기판(9)의 피처리 표면(9a)을 지나 이동하는 처리 가스는 플라즈마 발생 구역(6) 주위의 중심 위치에서 플라즈마로 변환된다.
플라즈마는 이송 롤러(10)에 의해 이송되는 기판(9)의 피처리 표면(9a)에 접촉한다. 활성종(active species)에 의한, 또는 표면 품질, 세척, 처리 및 막 형성을 개선시키는 이온, 플라즈마 처리에 의해 야기되는 물리적 에칭 효과에 의한 반응의 가속이 기판(9)에 영향을 끼친다. 플라즈마가 피처리 표면(9a)에 접촉하지 않을 때에도 확산된 활성종 또는 이온에 의해 플라즈마 처리가 가능하다. 그러나, 플라즈마가 피처리 표면(9a)에 접촉할 때 피처리 표면(9a)과 플라즈마 사이의 경계부에 외피(공간 충전층)가 형성될 수 있다. 따라서, 고속의 플라즈마 처리가 가능해진다.
일반적으로, 플라즈마 처리에서는 기판(9)의 피처리 표면(9a)의 물리적 손상 또는 차지업 손상이 있다. 그러나, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치(101)에서는 전극(1)의 코팅면(25) 및 전극(2)의 코팅면(26)이 피처리 표면(9a)에 평행한 평면 상에서 연장한다. 따라서, 전극(1, 2) 사이와 전극(2, 3) 사이에 형성되는 전기력선은 피처리 표면(9a) 위에서 피처리 표면에 평행하게 연장한다.
따라서, 전기력선을 따라 가속되는 이온 또는 전극은 피처리 표면(9a)을 향하여 이동하지 않는다. 결국, 피처리 표면(9a) 상의 이온 또는 전극에 의한 침식이 완화되어 차지업 손상을 감소시킨다. 손상이 작은 프로세스가 처리 속도 비용에 바람직하다면, 프로세스는 플라즈마를 피처리 표면(9a)에 접촉시키지 않고 수행되어야 한다.
이러한 방식으로 수행되는 플라즈마 처리 작업에 있어서, 개선된 처리 능력과 운전 비용을 저감시키기 위해서는 플라즈마를 안정적으로 발생시키고, 처리 가스를 효과적으로 사용하는 것이 중요하다. 따라서, 고효율로 처리 가스를 플라즈마 발생 구역(6)으로 공급하고, 고효율로 플라즈마 발생 구역(6)으로부터 처리 가스를 배출시키기 위해, 처리 가스의 유량 및 유속을 적절하게 제어할 필요가 있다.
도5를 참조하면, 전극(1, 2) 사이에 위치설정된 플라즈마 발생 구역(6)이 도시되어 있다. 도5의 예에서, 유전체(30)는 제1 대향면(31)측 상의 일 단부 부분(30b)과, 제2 대향면(32)측에 대향면(30a)의 다른 단부(30c)를 구비하는 것으로 가정하자. 여기서, 단부(30b)로부터 가스 공급 개구(4)까지의 거리는 L1으로 표시되고, 가스 공급 개구(4)로부터 가스 배기 개구(5)까지의 거리는 L2로 표시되고, 가스 배기 개구(5)로부터 단부(30c)까지의 거리는 L3로 표시되며, 대향면(30a)으로부터 피처리 표면(9a)까지의 거리는 d로 표시된다.
가스 공급 개구(4)로부터 피처리 표면(9a)으로 공급되는 처리 가스는 단부(30b)가 위치설정된 방향으로 그리고 플라즈마 발생 구역(6)이 위치설정된 방향으로 분리되어 이동된다. 고효율로 대량의 처리 가스를 플라즈마 발생 구역(6)으로 안내하고 가스 배기 개구(5)로부터 처리 가스를 회수하기 위해서, 처리 가스가 피처리 표면(9a) 위로 통과하는 공간의 단면적(S)의 결정과 거리 L의 결정은 중요하다. 대기압 하에서 처리 가스의 유동은 점성 유동으로 고려되고, 따라서, 이들 파라미터와 인덱스로서의 컨덕턴스 U는 처리 가스 유동이 아래 식(1)으로 주어진 관계를 얼마나 쉽게 만족시키는지를 나타낸다. 도5의 지면에 수직한 방향으로의 공간의 길이는 무한대로 가정되었다는 점을 유의해야 한다.
U = A·S2/L (1)
여기서, 식(1)의 A는 처리 가스의 속도 및 압력에 의해 정해지는 상수이다.
대향면(30a)으로부터 피처리 표면(9a)까지의 거리 d는 임의의 위치에서 일정하다. 따라서, 식(1)으로부터 거리 L은 컨덕턴스 U의 결정 인자라는 것을 알 수 있다. 대량의 처리 가스를 플라즈마 발생 구역(6)으로 공급하기 위해, 거리 L2에 비해 거리 L1을 크게 만들 필요가 있다. 여기서, 전극(1)의 크기가 과도하게 커져서는 안된다. 특히, 거리 L1 및 L2는 양호하게는 4 ≤L1/L2 ≤1000의 관계를 만족시켜야 한다. 보다 더 고효율로 처리 가스를 공급하기 위해, 거리 L1 및 L2는 양호하게는 10 ≤L1/L2 ≤1000의 관계를 만족시켜야만 한다.
고효율로 가스 배기 개구(5)로부터 처리 가스를 회수하기 위해, 거리 L2에 비해 거리 L3을 크게 만들 필요가 있다. 여기서 다시, 전극(2)의 크기는 과도하게 커져서는 안된다. 특히, 거리 L2 및 L3는 양호하게는 4 ≤L3/L2 ≤1000의 관계를 만족시켜야 한다. 보다 더 고효율로 가스 배기 개구(5)로부터 처리 가스를 회수하기 위해, 거리 L2 및 L3는 양호하게는 10 ≤L3/L2 ≤1000의 관계를 만족시켜야만 한다.
도1을 참조하면, 본 실시예에서, 가스 공급 개구(4) 및 가스 배기 개구(5)는플라즈마 발생 구역(6)에 각각 형성된다. 또한, 가스 공급 개구(4) 및 가스 배기 개구(5)는 플라즈마 발생 구역(6)의 근방에 제공된다. 따라서, 고 효율로 대량의 처리 가스를 플라즈마 발생 구역(6)으로 안내하고 가스 배기 개구(5)로부터 처리 가스를 회수하는 것이 가능하다.
또한, 가스 배기 라인(16)을 통해 배기되는 가스의 전체 유량이 가스 공급 라인(15)을 통해 기판(9)의 피처리 표면(9a)으로 공급되는 처리 가스의 전체 유량보다 적지 않은 것이 바람직하다. 여기서, 표면(9a)으로 공급되는 처리 가스에 부가하여, 표면(9a) 주위의 대기 또한 가스 배기 라인(16)으로부터 배기된다. 따라서, 대향면(30a)과 피처리 표면(9a) 사이에서의 처리 가스의 누설이 방지될 수 있다.
플라즈마 발생 구역(6)을 통과하는 처리 가스의 유속과 인가된 고주파 전력의 주파수 사이에는 밀접한 관계가 있다. 예를 들어, 고주파 전력의 주파수가 작고 처리 가스의 유속이 너무 빠른 경우, 플라즈마는 충분히 여기되지 않게 된다. 이에 반해, 유속이 너무 느린 경우, 유전체를 냉각시키는 효과는 불충분하게 되고, 결과적으로 불안정한 플라즈마 또는 아크 방전으로의 전이를 초래한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(101)는 피처리물로서의 기판(9)을 처리하기 위해 대기압 하에서 플라즈마를 발생시킨다. 플라즈마 처리 장치(101)는 피처리 표면(9a)으로서의 기판(9)의 표면을 향하는 코팅면(25, 26)을 구비하고, 서로 이웃하여 위치설정된 제1 및 제2 전극으로서의 전극(1, 2)과, 제1 및 제2 전극(1, 2) 사이에 채워지고 코팅면(25, 26)을 덮는 유전체(30)를 포함한다.유전체(30)는 기판(9)과 전극(1) 사이에 위치설정되고 기판(9)의 피처리 표면(9a)으로부터 이격되어 있는 제1 대향면(31)과, 기판(9)과 전극(2) 사이에 위치설정되고 기판(9)의 피처리 표면(9a)으로부터 이격되어 있는 제2 대향면(32)을 구비한다. 플라즈마 처리 장치(101)는, 가스 공급 개구(4)를 통해 기판(9)의 피처리 표면(9a)으로 처리 가스를 공급하기 위해, 제1 대향면(31)에 제공되는 공급 개구로서의 가스 공급 개구(4)를 구비한 가스 공급 수단으로서의 가스 공급 라인(15)과, 가스 배기 개구(5)를 통해 기판(9)의 피처리 표면(9a)으로 공급되는 처리 가스를 배기시키기 위해, 제2 대향면(32)에 제공되는 배기 개구로서의 가스 배기 개구(5)를 구비한 가스 배기 수단으로서의 가스 배기 라인(16)을 더 포함한다.
가스 공급 라인(15)은 전극(1)에 제공되는 반면, 가스 배기 라인(16)은 전극(2)에 제공된다. 전극(1, 2)의 코팅면(25, 26)은 각각 기판(9)의 표면(9a)에 평행한 평면에 연장된다. 전극(1, 2) 사이에 전압이 인가되는 경우, 전극(1, 2)을 연결하는 전기력선은 기판(9)의 표면(9a) 위로 그리고 대체로 평행하게 연장된다.
가스 공급 개구(4) 및 가스 배기 개구(5)는 제1 및 제2 대향면(31, 32) 사이에 위치설정된 플라즈마 발생 구역(6) 근방에 제공된다. 가스 공급 개구(4) 및 가스 배기 개구(5)는 일 방향으로 연장되는 슬릿 형상으로 형성되거나 또는 일 방향으로 배열된 복수개의 구멍으로서 형성된다.
가스 공급 라인(15) 및 가스 배기 라인(16)은, 가스 배기 라인(5)을 통해 배기되는 가스의 전체 유량이 가스 공급 개구(4)를 통해 공급되는 처리 가스의 전체 유량보다 적지 않도록 형성된다.
플라즈마 처리 장치(101)는, 전극(1, 2)의 외부로 노출된 표면을 덮도록 제공되는 접지된 전도성 커버로서의 차폐 케이스(8)를 추가로 포함한다. 플라즈마 처리 장치(101)는, 전극(2)에 이웃하고 전극(2)에 대해 전극(1)의 대향측 상에 위치설정되는 제3 전극으로서의 전극(3)을 추가로 포함한다. 플라즈마 처리 장치는 전극(2)의 중심선에 대해 대칭이 되도록 형성된다.
이러한 방식으로 구성된 플라즈마 처리 장치(101)에 있어서, 피처리물로서의 표면(9a)에 인접하여 위치설정된 플라즈마 발생 구역(6)에서 주로 플라즈마를 발생시키는 것이 가능하다. 이는 기판(9)의 매우 효율적인 처리를 가능케 한다. 또한, 플라즈마 처리 장치(101)는 전력이 인가되는 전극(2)이 전극(1, 3)에 의해 협지되는 대칭 구조로 갖는다. 따라서, 전극(1, 3) 외부에 형성된 전기장은 서로에 의해 상쇄되고, 전자기파의 누설이 적은 플라즈마 처리 장치가 구현될 수 있다. 아울러, 접지된 차폐 케이스(8)가 전극(1 내지 3) 주위에 형성되어, 전자기파의 누설을 추가로 방지한다.
(제2 실시예)
도6 및 도7을 참조하면, 플라즈마 처리 장치(102)는 기본적으로 제1 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(101)와 동일한 구조를 갖는다. 이하. 플라즈마 처리 장치(101)와 공통 부분의 설명은 반복하기 않기로 한다.
유전체(30)는 제2 대향면(32)의 위치에 리세스부(41)를 구비한다. 기판(9)의 피처리 표면(9a)으로부터 만입부(41)의 바닥면에 위치설정된 제2 대향면까지의 거리는 표면(9a)으로부터 제1 대향면(31)까지의 거리보다 길다. 가스 배기라인(16)은 만입부(41)의 바닥면에 위치설정된 제2 대향면(32)에 이른다.
도8을 참조하면, 가스 배기 개구(5) 및 가스 공급 개구(4)는 일 방향으로 연장되는 슬릿 형상으로 형성된다. 만입부(41)는 가스 배기 개구(5) 및 가스 공급 개구(4)의 연장부의 방향을 따라 형성된다.
도9를 참조하면, 제1 실시예의 경우에서와 같이, 가스 공급 개구(4) 및 가스 배기 개구(5)는 일 방향으로 배열된 구멍으로서 형성될 수도 있다.
도10은 제1 실시예를 도시하고 있는 도5에 상응한다.
도10을 참조하면, 도6에서 정의된 거리 L1, L2, L3 및 d에 부가하여, 피처리
만입부(41)의 바닥면에 위치설정된 제2 대향면(32)으로부터 표면(9a)까지의 거리가 D로 표시될 것이다.
제1 실시예와 연관하여 설명된 식(1)로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 대향면(30a)으로부터 피처리 표면(9a)까지의 거리를 늘림으로써, 처리 가스의 컨덕턴스(U)는 증가될 수 있다. 여기서, 컨덕턴스(U)를 증가시키는 효과는 거리 L을 늘리는 것 보다 현저하다.
따라서, 제2 대향면(32)으로부터 피처리 표면(9a)까지의 거리를 d에서 D로 늘리는 만입부(41)를 형성함으로써, 가스 배기 개구(5) 측 상의 처리 가스의 컨덕턴스(U)는 현저히 증가될 수 있다.
도11을 참조하면, 처리 가스의 컨덕턴스(U)가 만입부(41)를 제공함으로써 가스 배기 개구(5) 측 상에서 증가함에 따라, 가스 공급 개구(4)로부터 피처리 표면(9a)으로 공급되는 처리 가스가 플라즈마 발생 구역으로 효율적으로 안내된다.처리 가스는 화살표(51) 방향을 따라 만입부(41) 내로 진행하고, 가스 배기 개구(5)를 통해 회수된다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(102)에서, 유전체(30)는 기판(9)의 피처리 표면(9a)으로부터 제2 대향면(32)까지의 거리가 기판(9)의 피처리 표면(9a)으로부터 제1 대향면(31)까지의 거리 보다 더 길게 늘리도록 형성된 리세스부로서의 만입부(41)를 구비한다.
이러한 방식으로 구성된 플라즈마 처리 장치(102)는 제1 실시예의 효과를 달성한다. 아울러, 피처리 표면(9a)으로 공급되는 처리 가스를 플라즈마 발생 구역(6)으로 보다 확실하게 모는 것이 가능하다. 따라서, 대량의 처리 가스가 플라즈마 발생 구역(6)으로 돌아갈 수 있고, 플라즈마 처리 효율이 향상될 수 있다.
(제3 실시예)
도12를 참조하면, 플라즈마 처리 장치(103)는 기본적으로 제2 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(102)와 동일한 구조를 갖는다. 이하, 플라즈마 처리 장치(102)와 공통 부분의 설명은 반복하기 않기로 한다.
전극(1)은 전극(2) 측에 위치설정된 부분(1m)과, 가스 공급 라인(15)에 대해 전극(2)의 대향측에 위치설정된 부분(1n)으로 구성된다. 전극(3)은 전극(2) 측에 위치설정된 부분(3m)과, 가스 공급 라인(15)에 대해 전극(2)의 대향측에 위치설정된 부분(3n)으로 구성된다. 부분(1m, 3m)은 전도성 재료로 형성되고, 부분(1n, 3n)은 유전성 재료로 형성된다. 따라서, 가스 공급 라인(15)의 부품은 유전성인 부분(1n, 3n)에 의해 형성된다.
전극(2)은 전극(1, 3)에 인접한 부분(2m)과, 가스 배기 라인(16)의 슬릿 형상 유동 경로부(16c)와 가스 풀 부분(16b)으로 둘러싸인 부분(2n)으로 구성된다. 부분(2m)은 전도성 재료로 형성되고, 부분(2n)은 유전성 재료로 형성된다. 따라서, 가스 배기 라인(16)의 부품은 유전성인 부분(2n)에 의해 형성된다.
상술한 바와 같이 구성된 플라즈마 처리 장치(103)는 제2 실시예의 효과를 달성한다. 아울러, 가스 공급 라인(15) 및 가스 배기 라인(16)에서의 비정상적인 방전 또는 플라즈마의 발생을 보다 확실하게 방지하는 것이 가능하다.
(제4 실시예)
도13을 참조하면, 플라즈마 처리 장치(104)는 기본적으로 제2 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(102)와 동일한 구조를 갖는다. 이하, 플라즈마 처리 장치(102)와 공통 부분의 설명은 반복하기 않기로 한다.
가스 공급 라인(15)을 형성하는 전극(1 내지 3)의 표면에는, 유전성 재료로 된 내부벽(71)이 형성된다. 따라서, 가스 공급 라인(15) 및 가스 배기 라인(16)은 유전성인 전극(1 내지 3)에 의해 완전히 덮인다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(104)에서, 유전성 재료로 형성된 내부벽(71)이 가스 공급 라인(15) 및 가스 배기 라인(16) 주위에 제공된다.
상술한 방식으로 구성된 플라즈마 처리 장치(104)는 제2 실시예의 효과를 달성한다. 아울러, 가스 공급 라인(15) 및 가스 배기 라인(16)에서의 비정상적인 방전 또는 플라즈마의 발생을 보다 확실하게 방지하는 것이 가능하다.
(제5 실시예)
도14를 참조하면, 플라즈마 처리 장치(105)는 제1 실시예에 따른 복수개의 플라즈마 처리 장치(101)를 포함한다. 기판(9)의 피처리 표면(9a) 상에는, 유전체(30)의 대향면(30a)이 기판(9)의 표면(9a) 위로 넓은 영역에 걸쳐 연장된다.
전력은 하나의 전원으로부터 공급될 수도 있고, 플라즈마 처리 장치(101) 각각에 개별적으로 공급될 수도 있다. 전력이 플라즈마 처리 장치(101) 각각에 개별적으로 공급되는 경우, 유리하게는 플라즈마 처리가 장치 대 장치로 제어될 수 있다. 또한, 플라즈마 처리 장치로 공급될 처리 가스의 조성을 차례로 변경함으로써, 각각의 플라즈마 처리 장치에 의해 상이한 유형의 처리 작업을 수행하는 것이 가능하게 된다.
상술한 바와 같이 구성된 플라즈마 처리 장치(105)에서, 플라즈마가 발생하는 구역의 유효 영역을 증가시킴으로써, 플라즈마 처리 속도가 증가될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의해, 소정의 상태로 물체의 표면을 효율적으로 처리할 수 있고 매우 안전한 플라즈마 처리 장치가 제공될 수 있다.
본 발명이 상세하게 설명 및 도시되었지만, 이는 단지 설명 및 예시를 위한 것이고, 이에 제한되지는 않으며, 본 발명의 기술 사상 및 범주는 단지 후속의 청구범위에 의해 제한된다는 것을 명확히 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따르면, 양호한 상태에서 물체의 피처리 표면을 안전하게 효과적으로 처리할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공할 수 있다.

Claims (12)

  1. 물체를 처리하기 위해 대기압 하에서 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 처리 장치(101)이며,
    서로 인접해 있고, 피처리 물체(9)의 표면(9a)을 향하는 코팅면(25, 26)을 구비한 제1 및 제2 전극(1, 2)과,
    물체(9)와 상기 제1 전극(1) 사이에 물체(9)의 표면(9a)으로부터 떨어져 이격되어 위치설정된 제1 대향면(31)과 물체(9)와 상기 제2 전극(2) 사이에 물체(9)의 표면(9a)으로부터 떨어져 이격되어 위치설정된 제2 대향면(32)을 구비하고, 상기 제1 및 제2 전극(1, 2) 사이에 채워지며, 상기 코팅면(25, 26)을 덮는 유전체(30)와,
    상기 제1 대향면(31) 상에 형성된 공급 개구(4)를 구비하고, 상기 공급 개구(4)를 통해 물체(9)의 표면(9a)에 처리 가스를 공급하는 가스 공급 수단(15)과,
    상기 제2 대향면(32) 상에 형성된 배기 개구(5)를 구비하고, 상기 배기 개구(5)를 통해 물체(9)의 표면(9a)에 공급된 처리 가스를 배기시키는 가스 배기 수단(16)을 포함하는 플라즈마 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가스 공급 수단(15)은 상기 제1 전극 내부에 제공되고, 상기 가스 배기 수단(16)은 상기 제2 전극(2) 내부에 제공되는 플라즈마 처리장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가스 공급 수단(15)과 상기 가스 배기 수단(16) 주위에는, 유전성 재료로 형성된 내부벽(71)이 제공되는 플라즈마 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전극(1, 2)의 코팅면(25, 26)은 각각 물체(9)의 표면(9a)에 평행한 평면 상에 연장되는 플라즈마 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전극(1, 2) 사이에 전압이 인가되는 경우 상기 제1 및 제2 전극(1, 2)을 연결하는 전기력선은 물체(9)의 표면(9a) 위로 그리고 대체로 평행하게 연장되는 플라즈마 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 공급 개구(4) 및 상기 배기 개구(5)는 상기 제1 대향면(31)과 상기 제2 대향면(32) 사이에 위치설정된 구역(6)의 근방에 제공되는 플라즈마 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 유전체(30)는, 물체(9)의 표면(9a)으로부터 상기 제2 대향면(32)까지의 거리가 물체(9)의 표면(9a)으로부터 상기 제1 대향면(31)까지의 거리 보다 더 크게 되도록 형성된 리세스부(41)를 포함하는 플라즈마 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 공급 개구(4) 및 상기 배기 개구(5)는 일 방향으로 연장된 슬릿 형상을 갖도록 형성되거나 또는 일 방향으로 배열된 복수개의 구멍으로서 형성되는 플라즈마 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 가스 공급 수단(15) 및 상기 가스 배기 수단(16)은, 상기 배기 개구(5)를 통해 배기되는 가스의 전체 유량이 상기 공급 개구(4)를 통해 공급되는 처리 가스의 전체 유량 보다 적지 않도록 형성되는 플라즈마 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서, 물체(9)의 표면(9a)을 향하는 상기 유전체의 부분에서, 상기 공급 개구(4)로부터 최단 거리에 위치설정된 상기 유전체(30)의 일 단부 부분과 상기 공급 개구(4) 사이의 거리를 L1으로 나타내고, 상기 공급 개구(4)와 상기 배기 개구(5) 사이의 거리를 L2으로 나타내며, 상기 배기 개구(5)와 상기 배기 개구(5)로부터 최단 거리에 위치설정된 상기 유전체(30)의 일 단부 부분사이의 거리를 L3으로 나타낼 때, L1, L2 및 L3는 관계식 4 ≤L1/L2 ≤1000 과 4 ≤L3/L2 ≤1000을 만족시키는 플라즈마 처리 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전극(1, 2)의 외부에 노출된 표면을 덮도록 제공되는 접지된 전도성 커버를 추가로 포함하는 플라즈마 처리 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제2 전극에 대해 상기 제1 전극의 대향측 상에 상기제2 전극과 이웃하여 위치설정된 제3 전극(3)을 추가로 포함하고, 상기 장치는 상기 제2 전극에 대해 대칭으로 형성되는 플라즈마 처리 장치.
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