KR20070068253A - 상압플라즈마 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상압플라즈마 처리장치에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 상압플라즈마 처리장치는 공정가스가 유입되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 설치되는 상부전극; 및 상기 상부전극의 하부에 위치하며, 메쉬(Mesh)형태로 구성되는 하부전극;을 포함하여 이루어지는데, 특히, 상기 하부전극은 금속재질의 선형 전극바를 일정간격으로 교차시켜 메쉬형태로 형성한다.

본 발명에 따르면, 하부전극을 다수개의 전극바를 교차시켜 메쉬형태로 구성함으로써, 제작이 매우 용이할 뿐만 아니라 플라즈마를 균일하게 발생시킬 수 있고, 플라즈마 방전폭을 증가시킬 수 있어 공정 택타임(tact time)을 단축할 수 있다.

상압플라즈마. 상부전극. 하부전극. 유전체층. 메쉬구조.

Description

상압플라즈마 처리장치{apparatus for processing substrate with atmospheric pressure plasma}

도 1은 종래 상압플라즈마 처리장치를 나타내는 사시도이다.

도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 장치의 하부전극을 나타낸 것이다.

도 3은 도 1에 도시된 장치의 단면도이다.

도 4는 본 발명에 의한 상압플라즈마 처리장치를 나타내는 사시도이다.

도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 장치의 상부전극을 나타낸 것이다.

도 6a 및 도 6b는 도 4에 도시된 장치의 하부전극을 나타낸 것이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

1: 상압플라즈마 처리장치 10: 하우징

11: 유입구 20: 가스공급플레이트

21: 배출홀 30: 상부전극

30a: 배출공 31: 유전체층

32: 도전층 40: 하부전극

40a: 수직바 40b: 수평바

본 발명은 상압플라즈마 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 메쉬형태의 하부전극을 구비하는 상압플라즈마 처리장치에 관한 것이다.

도 1을 참조하여 종래 상압플라즈마 처리장치(100)를 설명한다.

종래의 상압플라즈마 처리장치(100)는 하우징(110)과, 가스공급플레이트(120)와, 상부전극(130)과, 하부전극(140)을 포함하여 이루어진다.

상기 하우징(110)의 양측에는 공정가스가 유입되는 유입구(111)가 형성되며, 내부에는 가스공급플레이트(120)가 수평으로 설치되어 있다.

상기 가스공급플레이트(120)는 상기 유입구(111)를 통해 유입되는 공정가스를 균일하게 분배하는 가스 배출홀(121)이 다수개 형성되어 있다.

도 2a 및 도 2b를 참조하여 본 발명에 의한 하부전극(140)을 설명한다. 도시된 바와 같이, 상기 하부전극(140)은 세라믹으로 이루어진 모재(141)와, 상기 모재(141)의 상면에 도전층(142)을 순차적으로 형성하고, 상기 도전층(142)의 상면에 유전체층(143)을 용사코팅하여 형성된다.

또한 상부전극(130)과 하부전극(140)의 사이에서 발생된 플라즈마를 유도하기 위하여 상기 하부전극(140)을 수직으로 관통하는 플라즈마 유도홀(140a)이 다수개 형성된다.

상기 플라즈마 유도홀(140a)을 형성하는 방법은 상기 모재(141)와 도전 층(142) 및 유전체층(143)을 형성한 후에 균일한 간격으로 상기 플라즈마 유도홀(140a)을 형성할 수도 있고, 이와 달리 상기 모재(141)와 도전층(142)을 형성한 후에, 플라즈마 유도홀(140a)을 형성하고, 그 다음에 상기 유전체층(143)을 용사코팅할 수도 있다.

도 3을 참조하여 종래 상압플라즈마 처리장치(100)의 작동을 설명한다.

상기 유입구(111)를 통해 공정가스를 유입하고, 유입된 공정가스는 상기 가스공급플레이트(120)의 배출홀(121)을 통해 균일하게 분배된다.

이러한 공정가스는 상부전극(130)과 하부전극(140)의 사이에 형성된 갭(도 1의 150참조)을 통해 유입되고, 상기 전극(130,140)들에 교류전원을 인가하게 되면, 플라즈마가 발생된다.

이와 같이 발생된 플라즈마는 상기 하부전극(140)의 플라즈마 유도홀(140a)을 통해 유도되어 그 하부에서 수평이송되는 기판(미도시)에 플라즈마 처리를 하는 것이다.

만약 플라즈마 유도홀(140a)의 면적이 다르거나 또는 이들 사이의 이격거리가 다를 경우, 플라즈마가 균일하게 작용하지 못하여 기판의 처리에 불량을 초래한다.

그러나 상술한 종래의 플라즈마 처리장치(100)는 상기 하부전극(140)을 제조하기 위하여 모재(141)와 도전층(142) 또는 유전체층(143)을 수직으로 관통하여야 하는데, 이 작업이 난해할 뿐만 아니라 이에 의해 형성된 플라즈마 유도홀(140a)을 균일한 간격과 균일한 면적으로 형성하기 위하여는 많은 시간과 노력이 필요하였 다. 따라서 하부전극(140) 가공비용이 상승하고, 이와 같이 제작된 하부전극의 내구성에 문제가 있으며, 특히, 사용에 따라 상기 플라즈마 유도홀(140a)에 코팅된 유전체층(143)이 떨어져 나가 아킹(arking)이 발생하는 문제점이 있었다.

더욱이, 상기 하부전극의 재질 특성상 플라즈마 유도홀들 사이의 간격에는 한계가 있어 플라즈마 밀도가 상대적으로 낮다는 문제점도 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 메쉬형태의 하부전극을 구비하는 상압플라즈마 처리장치를 제공함에 있다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 상압플라즈마 처리장치는 공정가스가 유입되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 설치되는 상부전극; 및 상기 상부전극의 하부에 위치하며, 메쉬(Mesh)형태로 구성되는 하부전극;을 포함하여 이루어진다.

또한 상기 하부전극은 금속재질의 선형 전극바를 일정간격으로 교차시켜 메쉬형태로 형성하는 것이며, 그 상면에는 아노다이징(anodizing)법이나 수지계열 또는 세라믹계열의 코팅 등에 의하여 산화방지막을 더 형성하는 것이 바람직하다.

상기 상부전극은 유전체층과 도전층으로 이루어지며, 특히, 상기 상부전극은 공정가스가 통과할 수 있도록 적어도 1개 이상의 배출공이 형성되는 것이 바람직하 다.

상기 상부전극은 전원이 연결되고, 상기 하부전극은 접지하며, 상기 상부전극의 상부에 상기 공정가스를 균일하게 배출하도록 복수개의 가스 배출홀이 더 구비되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 상압플라즈마 처리장치(1)는 하우징(10)과, 가스공급플레이트(20)와, 상부전극(30)과, 하부전극(40)을 포함하여 이루어진다.

상기 하우징(10)의 양측에는 공정가스가 유입되는 유입구(11)가 형성되며, 내부에는 가스공급플레이트(20)가 수평으로 설치되어 있다.

상기 가스공급플레이트(20)는 상기 유입구(11)를 통해 유입되는 공정가스를 균일하게 분배하는 가스 배출홀(21)이 다수개 형성되어 있다.

도 5a 및 도 5b를 참조하여 본 발명에 의한 상부전극(30)을 설명한다. 도시된 바와 같이, 상기 상부전극(30)은 세라믹 또는 알루미나(Al₂O₃) 등의 유전체층(31)이 구비되고, 상기 유전체층(31)의 상면에는 도전층(32)이 구비된다. 상기 도전층(32)은 Ag, Ag-Pd 등의 도전성 페이스트, 도전성 물질로 코팅 또는 메탈라이징(metallizing)법으로 형성한다.

또한 상기 상부전극(30)은 가스공급플레이트(20)를 통해 공급되는 공정가스가 관통할 수 있도록 적어도 1개 이상의 배출공(30a)이 관통형성되어 있다. 본 실시예에서는 상기 배출공(30a)은 장공형태로 형성되어 있음을 알 수 있다. 상기 상부전극(30)은 교류전원이 연결된다.

도 6a 및 도 6b를 참조하여 본 발명에 의한 하부전극(40)을 설명한다. 도 6a에 도시된 하부전극(40)은 선형의 전극바가 일정간격으로 교차되어 매쉬형태로 구성된다. 즉, 선형의 수평바(40b)와 선형의 수직바(40a)가 직교로 배열되어 구성되는 것이다. 상기 수평바(40b)와 수직바(40a)의 교차에 의해 형성된 공간은 플라즈마가 지나가는 플라즈마 유도홀(40c)이 되는 것이다. 상기 수평바(40b)와 수직바(40a)의 이격거리를 조절함으로써, 상기 플라즈마 유도홀(40c)의 면적을 조절할 수 있다. 또한 상기 수평바(40b)와 수직바(40a) 자체의 두께를 조절하여 동일한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

도 6b에 도시된 하부전극(40')은 플레이트(40a')에 다수개의 플라즈마 유도홀(40b')을 가공하여 매쉬형태로 구성된 것이다.

상기 수평바(40b)와 수직바(40a) 또는 플레이트(40a')는 모두 스테인레스스틸 등의 금속재질로 형성된다.

또한 도 6a와 도 6b에 도시된 실시예의 상면은 하부전극(40,40') 자체의 산화에 의한 파티클발생을 방지하기 위하여 산화방지막이 형성되어 있다.

상기 산화방지막은 아노다이징법에 의해 형성할 수도 있고, 수지계열 또는 세라믹계열을 코팅하여서도 형성할 수 있는 것이다. 이와 같이 구성된 상기 하부전 극은 접지된다.

도 4를 참조하여 본 발명에 의한 상압플라즈마 처리장치(1)의 작동을 설명한다.

상기 유입구(11)를 통해 공정가스를 유입하고, 유입된 공정가스는 상기 가스공급플레이트(20)의 배출홀(21)과, 상부전극(30)의 배출공(30a)을 통해 공급된다. 이 상태에서 상부전극(30)에 교류전원을 인가하게 되면, 접지되어 있는 하부전극(40)과의 상호작용에 의해 플라즈마가 발생된다.

이와 같이 발생된 플라즈마는 상기 하부전극(40)의 플라즈마 유도홀(40a)을 통해 유도되어 기판(미도시)에 플라즈마처리를 한다.

상기 기판은 상기 하부전극(40)의 하부에 형성된 기판 이송수단(미도시)을 이용해 수평이송되면서 상기 플라즈마에 의해 소정의 처리가 되는 것이다.

본 발명에 따르면, 하부전극을 다수개의 전극바를 교차시켜 메쉬형태로 구성함으로써, 제작이 매우 용이한 효과가 있다.

또한, 플라즈마 유도홀 자체의 면적이나, 이들 사이의 간격을 조절하기가 매우 용이하다.

따라서 본 발명에 의한 하부전극은 플라즈마를 균일하게 발생시킬 수 있을 뿐만 아니라 플라즈마 방전폭을 증가시킬 수 있어 택타임(tact time)을 단축할 수 있다.

또한 하부전극에서 아킹(arking)이 발생하는 것이 방지된다.

또한 상부전극 자체에 장공형태 등의 공정가스 배출공을 형성함으로써, 공정가스를 균일하게 공급할 수 있는 효과가 있다.

Claims (11)

1. 공정가스가 유입되는 하우징;

   상기 하우징의 내부에 설치되는 상부전극; 및

   상기 상부전극의 하부에 위치하며, 메쉬(Mesh)형태로 구성되는 하부전극;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상압플라즈마 처리장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 하부전극은 금속재질인 것을 특징으로 하는 상압플라즈마 처리장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 하부전극은 선형의 전극바가 일정간격으로 교차되어 형성되는 것을 특징으로 하는 상압플라즈마 처리장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 하부전극의 상면에는 산화방지막이 형성되는 것을 특징으로 하는 상압플라즈마 처리장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 산화방지막은 아노다이징(anodizing)법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 상압플라즈마 처리장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 산화방지막은 수지계열 또는 세라믹계열의 코팅에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 상압플라즈마 처리장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부전극은 유전체층을 구비하는 것을 특징으로 하는 상압플라즈마 처리장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 유전체층의 상부에는 도전층이 형성되는 것을 특징으로 하는 상압플라즈마 처리장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부전극은 공정가스가 통과할 수 있도록 적어도 1개 이상의 배출공이 형성되는 것을 특징으로 하는 상압플라즈마 처리장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 상부전극은 전원이 연결되고, 상기 하부전극은 접지되는 것을 특징으로 하는 상압플라즈마 처리장치.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 상부전극의 상부에 설치되며, 상기 공정가스를 균일하게 배출하도록 복수개의 가스 배출홀이 형성된 가스공급플레이트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 상압플라즈마 처리장치.

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