KR20100011246A - 플라즈마 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 효율적으로 플라즈마를 발생시켜 플라즈마를 이용하여 기판 등의 처리를 용이하게 할 수 있도록 한 플라즈마 발생장치에 관한 것으로서, 케이스와, 상기 케이스의 상부 중앙에 플라즈마 발생에 필요한 가스를 공급받을 수 있도록 형성하는 공급홀과, 상기 케이스의 내부에 유입된 가스를 일시 저장하면서 공급하는 가스저장공간과, 상기 가스저장공간의 하방에는 가스를 플라즈마로 변환시키는 플라즈마발생기로 구성하고, 상기 플라즈마발생기는 플라즈마 발생을 위한 수단으로 중앙에 설치되는 인너전극과, 상기 인너전극의 외측에 설치되는 아웃전극과, 상기 인너 및 아웃전극 사이에 플라즈마가 발생할 수 있도록 형성하는 발생공간과, 상기 인너 및 아웃전극이 마주보는 면에 구비하는 절연체와, 상기 인너전극의 상측에 가스가 발생공간으로 유입될 수 있도록 양분되게 형성하는 유입구와, 상기 유입구 대향측에 생성된 플라즈마를 외부로 배출할 수 있도록 형성하는 배출구를 포함하여 구성한다.

플라즈마, 기판, 처리

Description

플라즈마 발생장치{PlASMA GENERATOR}

본 발명은 플라즈마 발생 장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 대기압 하에서 플라즈마를 발생시키고 발생 된 플라즈마를 외부로 유도하여 기판 등의 표면을 처리하는데 사용할 수 있도록 한 플라즈마 발생장치의 제공에 관한 것이다.

기판 등의 표면에 존재하는 유기 물질과 같은 오염물의 제거, 레지스트(resist)의 제거, 유기 필름의 접착, 표면 변형, 필름 형성의 향상, 금속 산화물의 환원, 또는 액정용 유리 기판의 세정은 화학 약품을 이용한 방법과 플라즈마를 이용한 방법이 있다.

상기와 같이 기판 등의 표면처리 방법 중, 화학 약품을 이용한 방법은 환경에 좋지않은 영향을 미치는 단점이 있어 사용을 기피하고 있는 실정이며, 플라즈마를 이용한 표면처리 방법은 저온ㆍ저압 상태의 진공조 내에서 발생시킨 플라즈마를 기판의 표면과 접촉시켜 처리하는 방식을 취하고 있다.

종래 기술이 적용되는 플라즈마 발생장치를 도 1을 통하여 살펴보면,

플라즈마 발생장치(1)는 절연체(2,3)에 의해 절연되고 평행하게 배치된 두 개의 평판 전극(4,5), 상기 두 개의 전극(4,5) 사이에 형성된 플라즈마 발생공 간(6)의 일 측면에 형성된 처리가스 유입구(7), 및 플라즈마 발생공간(6)의 타측면에 형성된 배출구(8)를 구비하고 있다.

플라즈마 발생공간(6)의 일측면에 형성된 유입구(7)를 통해 플라즈마 발생공간(6)으로 처리가스가 유입되고, 유입된 처리가스는 전극(4,5)에 공급되는 교류전압에 의해 플라즈마로 전환되고, 생성된 플라즈마 및 플라즈마로 전환되지 아니한 처리가스는 플라즈마 발생공간(6)의 일측면에 형성된 배출구(8)를 통해 플라즈마 발생공간(6)의 외부로 유도되고, 기판(10)의 표면과 접촉하여 기판(10)의 표면을 처리하도록 하는 구성이다.

상기와 같은 종래 기술이 적용된 플라즈마 발생장치는 플라즈마와 플라즈마로 전환되지 아니한 처리가스의 배출구가 플라즈마 발생공간의 일 측면에 형성됨으로써 처리하고자 하는 폭에 제한을 받을 수밖에 없다는 단점이 있다.

그리고, 처리하고자 하는 폭을 넓히고자 할 경우, 인가되는 교류 전압이 급격하게 높아지게 되므로 실용성이 저하되는 것은 물론, 많은 전원을 필요로 하기 때문에 전력을 낭비하게 되는 문제점을 안고 있다.

이러한 종래 기술의 플라즈마 발생장치는 평판형 전극으로 구성됨으로서 플라즈마 방전공간의 한계로 인하여 처리면적 또는 방전면적의 감소로 인하여 표면 처리하고자 하는 기판의 형태에 따라 처리성능이 달라지게 되는 단점이 있다.

또한, 배출구로 유도되는 플라즈마 처리 가스의 배출 유속이 균일하지 않기 때문에 처리되는 기판 등의 표면 균일성을 확보할 수 없고, 대기압 하에서 연속적인 표면처리 가능성이 저하되어 전체적인 신뢰성의 확보가 어려운 등 여러 문제점이 발생하고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 케이스와, 상기 케이스의 상부 중앙에 플라즈마 발생에 필요한 가스를 공급받을 수 있도록 형성하는 공급홀과, 상기 케이스의 내부에 유입된 가스를 일시 저장하면서 공급하는 가스저장공간과, 상기 가스저장공간의 하방에는 가스를 플라즈마 로 변환시키는 플라즈마발생기로 구성하고, 상기 플라즈마발생기는 플라즈마 발생을 위한 수단으로 중앙에 설치되는 인너전극과, 상기 인너전극의 외측에 설치되는 아웃전극과, 상기 인너 및 아웃전극 사이에 플라즈마가 발생할 수 있도록 형성하는 발생공간과, 상기 인너 및 아웃전극이 마주보는 면에 구비하는 절연체와, 상기 인너전극의 상측에 가스가 발생공간으로 유입될 수 있도록 양분되게 형성하는 유입구와, 상기 유입구 대향 측에 생성된 플라즈마를 외부로 배출할 수 있도록 형성하는 배출구를 포함하여 구성하여 효율적으로 플라즈마를 발생시켜 플라즈마를 이용하여 기판 등의 처리를 용이하게 할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 플라즈마 처리면적을 증대시켜 기판의 형태에 구애받지 않고 효율적으로 처리할 수 있는 것은 물론, 플라즈마 처리 가스의 배출유속을 균일하게 제어하여 처리작업의 균일성을 유지하면서 연속적인 표면처리가 가능하게 할 수 있는 등 다양한 효과를 가지는 발명이다.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 기술이 적용된 플라즈마 발생장치를 도시한 일부파절 상태의 사시도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 플라즈마 발생장치를 도시한 단면 상태의 구성도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 플라즈마 발생장치의 사용상태를 도시한 단면도로서 함께 설명한다.

본 발명의 기술이 적용되는 플라즈마 발생장치(100)는, 표면처리하고자 하는 기판(101)의 상면에 설치되어 이동수단에 의하여 기판(101)의 폭 또는 길이방향으로 왕복할 수 있도록 케이스(102) 내부에 구비한다.

상기 케이스(102)의 상부 중앙에는 플라즈마 발생에 필요한 가스를 공급받을 수 있도록 공급홀(103)을 형성하고, 상기 공급홀(103)은 다양한 형상의 구멍을 등간격으로 형성하거나 장공 형태 등 다양하게 실시할 수 있을 것이다.

상기 케이스(101)의 내부에는 공급홀(103)을 통하여 유입된 가스를 일시적으로 저장하면서 공급하기 위한 가스저장공간(104)을 형성하고, 상기 가스저장공간(104)의 하방에는 가스를 플라즈마로 변환시키는 플라즈마발생기(105)를 구비한다.

상기 플라즈마발생기(105)는 플라즈마 발생을 위한 수단으로 중앙에 설치되는 인너전극(106)과 상기 인너전극(106)의 외측에 설치되는 아웃전극(107)을 구비하고, 상기 인너 및 아웃전극(106,107) 사이에는 플라즈마가 발생할 수 있도록 발생공간(108)을 가지도록 한다.

상기 인너 및 아웃전극(106,107)이 마주보는 면에는 절연을 위한 절연체(109)를 구비하여 인너 및 아웃전극(106,107) 사이에 적절한 절연이 이루어질 수 있도록 한다.

상기 인너전극(106)은 타원형상으로 긴 길이로 구비하고, 아웃전극(107)은 인너전극(106)의 양측에 위치하여 전체적으로 ∪형상이 되도록 배치하고, 플라즈마발생기(105)의 상측에는 인너전극(106)에 의하여 가스가 발생공간(108)으로 용이하 게 유입될 수 있도록 양분된 유입구(110)가 형성되도록 한다.

상기 플라즈마발생기(105)의 하방 중앙에는 발생공간(108)에서 생성된 플라즈마가 외부로 배출될 수 있도록 배출구(111)를 형성하고, 상기 배출구(111)는 확산배출될 수 있도록 상측은 좁고 하측은 넓은 형태로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 인너전극(106)에는 플라즈마 발생에 필요한 전원인가를 위한 교류전원(112)이 인가되고, 아웃전극(107)은 접지(113)하여 구성한다.

상기와 같은 본 발명의 플라즈마 발생장치(100)는,

처리가스는 케이스(102)에 형성되는 공급홀(103)를 통하여 가스저장공간(104)로 유입되고, 유입된 처리가스는 아웃전극(107)을 절연하고 있는 절연체(109)가 형성하는 유입구(110)를 통하여 인너 및 아웃전극(106,107) 사이에 형성되는 발생공간(108)으로 유입된다.

상기 발생공간(108)으로 유입된 처리가스는 교류전원(112)에서 공급된 교류 전압에 의해 플라즈마로 전환되고, 생성된 플라즈마 또는 플라즈마로 전환되지 아니한 처리가스는 아웃전극(107)을 절연하고 있는 절연체(109)의 하측 중앙부에 형성되는 배출구(111)를 통해 외부로 배출된다.

상기와 같이 배출되는 플라즈마는 케이스(102)의 하방에 위치한 기판(101)의 표면과 접촉하여 기판(101)의 표면을 처리하게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명에 플라즈마 발생장치(100)는 기판의 표면으로부터 유기 물질과 같은 오염물의 제거, 레지스트(resist)의 제거, 유기 필름의 접착, 표면 변형, 필름 형성의 향상, 금속 산화물의 환원, 또는 액정용 유리 기판의 세정, 산화 막 식각, 실리콘이나 금속의 식각 등과 같은 표면처리에 사용될 수 있다.

즉, PCB 스트립, 리드프래임의 세정, TFT-LCD용 대면적 유리의 전세정(Pre-cleaning)처리, TFT-LCD용 대면적 유리에 올려진 레지스트 제거와 같은 표면처리에 적용될 수 있다.

또한 반도체 제조공정 중 패키징(packaging)을 위한 모든 과정, 즉 본딩(bonding), 몰딩(molding), 솔더링(soldering), 칩 어태칭(chip attaching), 딥핑(dipping), 마킹(marking) 공정 등에 적용할 수 있으므로 반도체 상의 금속 산화물을 제거하거나, 친수성 표면의 형성, 발수성 표면의 형성 등에 적용시킬 수 있다.

특히 본 발명의 플라즈마 발생장치는 배출구(111)가 플라즈마 배출시 확산될 수 있는 형상으로 구성됨으로서 기판의 넓은 범위에 걸쳐 표면처리가 가능하게 되는 등의 장점을 가진다.

도 1은 종래 기술이 적용된 플라즈마 발생장치를 도시한 단면 구성도.

도 2는 본 발명의 기술이 적용된 플라즈마 발생장치를 도시한 일부파절 상태의 사시도.

도 3은 본 발명의 기술이 적용된 플라즈마 발생장치를 도시한 단면 상태의 구성도.

도 4는 본 발명의 기술이 적용된 플라즈마 발생장치의 사용상태를 도시한 단면도.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

100; 플라즈마 발생장치

102; 케이스

104; 가스저장공간

105; 플라즈마발생기

106; 인너전극

107; 아웃전극

111; 배출구

Claims (1)

1. 케이스(102)와;

   상기 케이스(102)의 상부 중앙에 플라즈마 발생에 필요한 가스를 공급받을 수 있도록 형성하는 공급홀(103)과;

   상기 케이스(101)의 내부에 유입된 가스를 일시 저장하면서 공급하는 가스저장공간(104)과;

   상기 가스저장공간(104)의 하방에는 가스를 플라즈마로 변환시키는 플라즈마발생기(105)로 구성하고;

   상기 플라즈마발생기(105)는 플라즈마 발생을 위한 수단으로 중앙에 설치되는 인너전극(106)과;

   상기 인너전극(106)의 외측에 설치되는 아웃전극(107)과;

   상기 인너 및 아웃전극(106,107) 사이에 플라즈마가 발생할 수 있도록 형성하는 발생공간(108)과;

   상기 인너 및 아웃전극(106,107)이 마주보는 면에 구비하는 절연체(109)와;

   상기 인너전극(106)의 상측에 가스가 발생공간(108)으로 유입될 수 있도록 양분되게 형성하는 유입구(110)와;

   상기 유입구(110) 대향측에 생성된 플라즈마를 외부로 배출할 수 있도록 형성하는 배출구(111)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생장치.

Images