KR20080072231A - 상압 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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KR20080072231A
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Abstract

상압 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 상압 플라즈마 처리 장치는, 제 1전극과 제 2전극이 순차적으로 병렬로 배열되는 다중 전극과, 제 1전극과 제 2전극 사이에 구비되는 유전체와, 제 1전극 및 제 2전극 중 적어도 하나를 관통하는 배출구를 포함한다.
상압 플라즈마, 애칭(etching), 애슁(ashing), 세정(Cleaning), 배출구

Description

상압 플라즈마 처리 장치{ATMOSPHERIC PRESSURE PLASMA GENERATING APPARATUS}
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 상압 플라즈마 처리 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 플라즈마 처리 장치를 나타낸 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상압 플라즈마 처리 장치를 나타낸 종단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 설명*
102: 제 1전극 103: 제 2전극
104: 유전체 105: 배출구
본 발명은 상압 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 공정시 발생되는 열 또는 가스를 원할히 배출시키는 상압 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
플라즈마란 이온이나 전자, 라디칼 등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 의미하는데 이러한 플라즈마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF electromagnetic fields)에 의해 생성된다.
일반적으로 반도체 공정에서 플라즈마 처리 장치는 반응물질을 플라즈마 상태로 만들어 기판 상에 증착하거나 플라즈마 상태의 반응물질을 이용하여 세정(cleaning), 애슁(ashing) 또는 애칭(etching)하는 데 이용한다.
플라즈마 처리 장치는 진공에 가까운 저압(Low Pressure)하에서 글로우 방전 플라즈마(glow discharge plasma)를 발생시켜 기판 상에 박막을 형성하거나 기판 상에 형성된 소정 물질의 애칭 또는 애슁을 하는 방법이 이용되었다. 그러나 이러한 저압 플라즈마 처리 방법은 진공 챔버, 진공 배기 장치 등의 고가 장비가 요구되며, 또한, 장치내의 구성이 복잡하기 때문에 장비 유지 관리 및 진공 펌핑(pumping) 시간이 길어져 대면적 기판에 플라즈마 처리가 요구되는 액정 표시 장치와 같은 경우, 기판의 크기에 따라 상승하는 비용 부담으로 거의 이용하기 힘든 실정이었다.
이로 인해, 진공 조건의 장비가 요구되지 않는, 대기압(Atmospheric Pressure, 상압) 근방의 압력 하에서 방전 플라즈마(discharge plasma)를 발생시키는 방법이 제안되어 왔다. 이와 같이, 대기압 하에서 플라즈마를 발생시키는 장치를 상압 플라즈마 처리 장치(Apparatus for Atmospheric Pressure Plasma)라 한다.
기존의 상압 플라즈마 처리 장치는 세정, 에칭 또는 애슁 공정시 전극의 플라즈마 분출구와 피처리물까지의 거리가 근접한 경우(일반적으로 2mm미만) 공정시 발생되는 열이 피처리물의 중심에 축적되어 피처리물의 손상을 초래하였다. 또한 공정시 발생되는 가스의 배출이 제대로 이루어 지지 않아 공정의 효과가 저하되는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 안출된 것으로서, 공정시 발생되는 열 또는 가스를 원할히 배출시키는 상압 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 상압 플라즈마 처리 장치는, 제 1전극과 제 2전극이 순차적으로 병렬로 배열되는 다중 전극과, 제 1전극과 제 2전극 사이에 구비되는 유전체와, 제 1전극 및 제 2전극 중 적어도 하나를 관통하는 배출구를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 상압 플라즈마 처리 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 상압 플라즈마 처리 장치를 나타낸 종단면도이다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상압 플라즈마 처리 장치를 나타낸 종단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상압 플라즈마 처리 장치는, 제 1전극(102)과 제 2전극(103)이 순차적으로 병렬로 배열되는 다중 전극과, 제 1전극과 제 2전극 사이에 구비되는 유전체(104)와, 제 1전극 및 제 2전극 중 적어도 하나를 관통하는 배출구(105)를 포함한다.
다중 전극은 제 1전극(102), 제 2전극(103)이 순차적으로 병렬로 배열되는 플라즈마 생성 장치를 의미하며 대형 피처리물(101)에 필요한 플라즈마 공정을 수행한다.
제 1전극(102)과 제 2전극(103)은 서로 대향되게 설치된다. 제 1전극(102)과 제 2전극(103) 사이에 전기장이 형성되어 반응물질 주입구(106)로부터 공급된 반응물질을 플라즈마 상태로 여기시킨다.
반응물질 주입구(106)는 제 1전극(102)과 제 2전극(103) 사이의 상단에 구비된다. 반응물질 주입구(106)를 플라즈마 상태로 만들려는 반을물질이 제 1전 극(102)과 제 2전극(103)사이로 주입되는 통로이다.
플라즈마 분출구(107)는 제 1전극(102)과 제 2전극(103) 사이의 하단에 구비된다. 플라즈마 분출구(107)는 생성된 플라즈마가 피처리물(101)로 분출되는 통로이다.
유전체(104)는 제 1전극(102)과 제 2전극(103) 사이에 설치되어 제 1전극과 제 2전극 사이에서 발생될 수 있는 아크(Arc)를 차단한다. 바람직한 전극간의 유전체(104)의 개수는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변경될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 도 1에서 도시하는 바와 같이 제 1전극 및 제 2전극에 각각 형성된다.
배출구(105)는 제 1전극(102) 및 제 2전극(103) 중 적어도 하나를 관통하며, 공정시 발생되는 열 또는 가스를 배출한다. 배출구(105)를 구비하는 제 1전극(102) 또는 제 2전극(103)은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변경될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 도 1에서 도시하는 바와 같이 제 1전극 및 제 2전극 각각에 모두 구비된다. 배출구(105)의 모양은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변경될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 도 1에서 도시하는 바와 같이 원통형이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 상압 플라즈마 처리 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
반응물질 주입구(106)을 통하여 공정에 필요한 반응물질이 주입되고 제 1전극(102)과 제 2전극(103) 사이에서 전기장이 형성되면, 형성된 전기장에 의해 전자 와 이온이 분리되는 플라즈마가 생성된다. 생성된 플라즈마는 플라즈마 분출구(107)를 통하여 피처리물(101)로 분출되어 필요한 공정을 거치게 된다. 이 때, 공정시 발생되는 열 또는 가스는 배출구(105)를 통하여 배출된다. 따라서 공정시 발생되는 열을 원할히 배출하여 열 축적 현상을 감소시켜 열에 의한 피처리물의 손상을 최소화할 수 있다. 또한 공정시 발생되는 가스를 원할히 배출하여 공정의 효과를 증가시킬 수 있다.
제 1전극(102)과 제 2전극(103)은 플라즈마가 생성될 정도의 전압차가 존재하면 되나, 바람직하게는 제 1전극(102)은 고압전극으로, 제 2전극은 접지전극으로 이루어 질 수 있다. 이와 같은 경우, 장치의 구성을 간소화 할 수 있으며 그에 따라 유지관리 및 비용절감의 효과를 얻을 수 있다.
한편, 바람직하게는 도 3에서 도시하는 바와 같이 배출구의 상단에 흡입장치를 설치할 수 있다. 이 경우, 공정시 발생되는 열과 가스를 더욱 원할히 배출할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 상압 플라즈마 처리 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째,　공정시 발생되는 열이 배출구를 통하여 원할히 배출되어 열 축적 현상을 감소시켜 열에 의한 피처리물의 손상을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 공정시 발생되는 가스가 배출구를 통하여 원할히 배출되어 공정의 효과를 증가시킬 수 있는 장점도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

Claims (4)

  1. 제 1전극과 제 2전극이 순차적으로 병렬로 배열되는 다중 전극;
    상기 제 1전극과 상기 제 2전극 사이에 구비되는 유전체; 및
    상기 제 1전극 및 상기 제 2전극 중 적어도 하나를 관통하는 배출구를 포함하는 상압 플라즈마 처리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배출구는 상기 제 1전극 및 상기 제 2전극을 각각 관통하는 상압 플라즈마 처리 장치
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1전극은 고압전극이고 상기 제 2전극은 접지전극인, 상압 플라즈마 처리 장치
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 배출구에 구비되는 흡입기를 더 포함하는 상압 플라즈마 처리 장치.
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