KR20160095654A - 한정된 처리 체임버들을 구비한 다중 전극 플라스마 처리 시스템 및 상기 전극을 구비한 내부 버스 전기 접속 - Google Patents

한정된 처리 체임버들을 구비한 다중 전극 플라스마 처리 시스템 및 상기 전극을 구비한 내부 버스 전기 접속 Download PDF

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Abstract

소스 가스로부터 발생된 플라스마를 갖는 제품들을 처리하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는 진공 체임버, 상기 진공 체임버 내부의 인접 쌍에 배치된 복수의 병치된 전극들, 및 상기 플라스마와 전기적으로 접속된 플라스마 여자 소스를 포함한다. 상기 장치는 상기 플라스마 여자 소스와 각각 전기 접속부를 형성하기 위해 각각의 전극의 내부로 연장하는 전도성 부재들을 포함할 수 있다. 상기 장치는 가스 분배 다기관 및 상기 가스 분배 다기관에 결속된 다중 가스 전달 튜브를 포함할 수 있다. 각각의 가스 전달 튜브는 전극들의 인접 쌍 각각 사이로 상기 소스 가스를 분사하도록 구성된 분사 포트를 갖는다. 상기 장치는 상기 전극들의 인접 쌍들 각각 사이의 주변 갭을 부분적으로 차단하도록 작동하는 유동 제한 부재를 추가로 포함하며, 또한 상기 유동 제한 부재들 각각은 상기 전극들의 인접 쌍들 각각 사이의 상기 처리 체임버로부터 상기 소스 가스가 방출하는 것을 방지한다.

Description

한정된 처리 체임버들을 구비한 다중 전극 플라스마 처리 시스템 및 상기 전극을 구비한 내부 버스 전기 접속{Multiple-electrode plasma processing systems with confined process chambers and interior-bussed electrical connections with the electrodes}
본 발명은 일반적으로 플라스마 처리에 관한 것이며, 특히 강화된 균일성을 갖는 기판을 처리하기 위한 플라스마 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
플라스마 처리는 제한적이지는 않지만 집적 회로, 전자 패키지, 및 인쇄 회로 기판을 포함하는 다양한 적용 분야에 사용되는 기판의 표면 특성을 수정하기 위해 빈번히 사용된다. 특히, 플라스마 처리는 예를 들면 수지를 에칭하기 위한, 드릴 얼룩을 제거하기 위한, 박리 또는 접합 실패를 제거하기 위해 표면 활성화 및/또는 표면 세정을 증가시키기 위한, 와이어 접합 강도를 증가시키기 위한, 인쇄 회로 기판에 부착된 칩들의 보이드 프리 언더필(void free underfil)을 보증하기 위한, 다이 부착을 강화하기 위한, 그리고 칩 캡슐화를 위한 점착성을 개량하기 위한 전자 패키지에서 사용될 수 있다.
종래 플라스마 처리 시스템에서, 다중 기판들은 진공 체임버 내에 위치되며, 상기 진공 체임버는 소스 가스의 부분 압력으로 배출 및 충전되고, 부분 이온화 소스 가스로 구성되는 플라스마가 상기 진공 체임버 내부에서 발생되고, 또한 각각의 기판 표면은 플라스마 종들(species)에 노출된다. 원자들의 최외곽 표면층(들)은 물리적 스퍼터링, 화학적 보조 스퍼터링, 및 플라스마에 의해 촉진되는 화학 작용에 의해 각각의 기판으로부터 제거된다. 상기 물리적 또는 화학적 작용은 점착과 같은 특성을 개선하고, 외부 표면층을 선택적으로 제거하고, 또는 기판 표면으로부터 바람직하지 않은 오염을 세정하기 위한 표면을 조절하기 위해 사용될 수 있다.
다중 전극 플라스마 처리 시스템에서, 재료의 다중 패널들의 양 측면은 동시에 배치 처리로 플라스마 처리된다. 기판 홀더는 플라스마를 발생시키기 위한 처리 시스템의 처리 체임버에 존재하는 적합한 대기로 에너지화되는 평면 수직 전극들쌍 사이에서 각각의 패널을 수직 방위로 보유한다. 각각의 평면 수직 전극과 상기 패널의 인접 표면 사이의 환경은 부분적으로 이온화된 소스 가스가 존재하는 국부적 처리 체임버를 제공한다.
플라스마 처리는 다양한 제조 단계 동안 패널들을 처리하기 위해 인쇄 회로 기판을 제조하는 과정에서 사용될 수 있다. 한 용도로써, 플라스마는 기계적 드릴링 공정에 의해 관통홀 또는 바이어스의 벽들을 따라 펼쳐지는 잔여 중합체 수지 형태를 갖는 드릴 얼룩을 제거하기 위해 사용된다. 만약 경감되지 않은 상태로 남는다면, 상기 드릴 얼룩은 상기 인쇄 회로 기판의 전기 접속을 구성하는 금속화를 형성하기 위해 사용되는 비전착성 금속 석출 구리 도금과 같은 도금 공정으로 조정될 수 있다. 플라스마는 또한 관통홀 또는 바이어스의 벽들에 제공된 도금된 금속화의 습윤성 및 적층성을 증가시키기 위해 인쇄 회로 기판에서 사용되는 중합체들의 표면을 활성화시키도록 사용될 수 있다. 플라스마는 또한 인쇄 회로 기판상의 미세한 피치 금속화 라인들이 패터닝 될 때 포토레지스트 잔류물들을 제거하고, 또한 예를 들면 금속화를 위한 폴리이미드와 같은 가요성 물질로 제조된 내부층을 구비하기 위해 채용될 수 있다. 플라스마는 또한 상기 인쇄 회로 기판이 블라인드 바이어스를 형성하기 위해 레이저 드릴 가공될 때 발생하는 탄소 잔류물들을 제거하기 위해 사용될 수 있다.
상기 다중 전극 플라스마 처리 시스템을 사용하여 플라스마 처리되는 패널은 매우 클 수 있다. 예를 들어, 그와 같은 패널들은 약 26 인치의 폭과 약 32 인치의 길이를 특징으로 하는 장방형의 주변을 가질 수 있다. 의도된 목적을 위해 충분한, 종래 처리 시스템에 의해 성취되는 각각의 기판의 전체 표면 영역을 가로지르는 처리 균일성은, 기술적 진보가 상기 인쇄 회로 기판상의 상호 연결부에 대한 밀도를 증가시킴에 따라. 불충분하게 될 수 있다. 다른 공정 체임버들의 각각에서 패널을 균일하게 처리하는 것은 또 다른 과제이다.
종래의 플라스마 처리 시스템은 의도된 목적에는 충분했지만, 각각의 인쇄 회로 기판의 전체 표면 영역 위로의, 그리고 어떠한 단일 처리된 복수의 기판들에서 처리된 다중 인쇄 회로 기판들 중의 처리 균일성을 개선시킬 수 있는 플라스마 처리 시스템에 대한 필요성이 존재한다.
한 실시예에서, 소스 가스로부터 발생된 플라스마를 갖는 제품을 처리하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는 배출 가능 공간을 갖는 진공 체임버, 상기 배출 가능 공간과 연통하는 펌프 포트, 및 상기 배출 가능 공간 내로 소스 가스를 도입시키기 위해 구성된 적어도 하나의 가스 포트를 포함한다. 상기 배출 가능 공간에는 복수의 전극들이 위치된다. 상기 전극들은 배출 가능 공간에 위치한 복수의 처리 체임버들을 규정하도록 병치된 배열을 갖는다. 각각의 전극들은 외주를 포함한다. 플라스마 여자 소스는 상기 처리 체임버들 각각에 있는 소스 가스로부터 플라스마를 발생시키기 위해 상기 전극들을 동력화시키도록 구성된다. 상기 장치는 또한 복수의 전도성 부재들을 포함한다. 전도성 부재들 각각은 각각의 전극들을 상기 플라스마 여자 소스에 전기적으로 접속시킨다. 각각의 전도성 부재는 상기 외주 내부에 위치된 전극들 각각과 전기적으로 접속된다.
다른 실시예에서, 소스 가스로부터 발생된 플라스마로 제품을 처리하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는 배출 가능 공간을 갖는 진공 체임버와 상기 배출 가능 공간과 연통하는 펌프 포트를 포함한다. 상기 배출 가능 공간에는, 상기 배출 가능 공간에 위치하는 복수의 처리 체임버들을 규정하기 위해 복수의 인접 쌍들로 병치된 배열을 갖는, 복수의 전극들이 위치한다. 상기 전극들의 인접 쌍들 각각은 상기 처리 체임버들의 각각을 규정하기 위한 갭에 의해 분리된다. 상기 전극들 각각은 외주를 포함한다. 상기 진공 체임버 내부에는 복수의 가스 전달 튜브들이 배치된다. 각각의 가스 전달 튜브들은 상기 전극들의 외주 내에 위치하는 처리 체임버들 각각 안으로 상기 소스 가스를 분사하도록 구성된 분사 포트를 포함한다. 플라스마 여자 소스는 상기 전극들과 전기적으로 접속된다. 상기 플라스마 여자 소스는 상기 처리 체임버들 각각의 소스 가스로부터 플라스마를 발생시키도록 상기 전극들을 동력화시키도록 구성된다. 상기 장치는 또한 복수의 유동 제한 부재를 포함한다. 상기 유동 제한 부재들 각각은 상기 전극들의 각각의 인접 쌍들 사이의 갭에 위치된다. 각각의 유동 제한 부재들은 각각의 처리 체임버들로부터 상기 펌프 포트로 소스 가스가 유동하는 것을 제한하기 위해 상기 갭을 감소시키도록 작동한다.
또 다른 실시예에서, 상기 장치는 가스 전달 튜브와 유동 제한 부재에 부가하여 복수의 전도성 부재를 추가로 포함할 수 있다. 상기 전도성 부재들 각각은 상기 각각의 전극들을 플라스마 여자 소스와 전기적으로 접속한다. 상기 전도성 부재들 각각은 상기 외주 내에 위치하는 상기 각각의 전극들과 전기적으로 접속된다.
본 명세서의 일부를 구성하고 또한 본 명세서에 합체되는 첨부된 도면들은 본 발명의 실시예들을 설명하며, 이하에서 기재될 본 발명의 일반적인 설명 및 상세한 설명은 본 발명의 원리를 설명하기 위한 용도로 사용된다.
본 발명에 따른 플라스마 처리 시스템 및 방법에 의하면 특히 강화된 균일성을 갖는 기판을 처리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 전극 플라스마 처리 시스템의 정면 사시도.
도 2는 도 1의 플라스마 처리 시스템의 진공 체임버의 배면 사시도.
도 3a는 인접한 전극 쌍에서의 한 전극과 상기 전극에 부착된 가스 전달 튜브를 도시하는 도 2의 진공 체임버의 측면도.
도 3b는 인접한 전극 쌍에 있는 다른 전극과 상기 전극에 부착된 가스 전달 튜브의 도 3a와 유사한 측면도.
도 4는 다중 전극 플라스마 처리 시스템에 있는 다른 전극들과 관련된 가스 전달 튜브로 처리 가스를 분배하기 위해 사용되는 가스 분배 다기관을 도시하는 도 3a의 일부에 대한 확대도.
도 5는 전극들과, 제품이 명료한 설명을 위해 생략된 제품 홀더에 의해 보유되는 다중 전극 플라스마 처리 시스템의 제품 홀더의 단면도.
도 5a는 인접 쌍의 전극들 사이에서 관측 가능하고 또한 인접 쌍의 전극들 사이에서 제품 홀더에 의해 보유되는 제품을 갖는 도 5의 일부에 대한 확대도.
도 6은 다중 전극 플라스마 처리 시스템 내부에 위치한 처리 체임버의 처리 위치에 상기 제품을 보유하기 위해 사용되는 제품 홀더의 랙에 대한 사시도.
도 7a는 인접한 전극 쌍에 위치한 하나의 전극을 동력화하기 위해 사용되는 전도성 부재들이 도시되어 있는, 도 1의 다중 플라스마 처리 시스템에 대한 부분 단면도.
도 7b는 인접한 전극 쌍에 위치한 다른 전극을 동력화하기 위해 사용되는 전도성 부재들이 도시되어 있는, 도 7a와 유사한 부분 단면도로 도시된 단면도.
도 8은 전극 내부에 위치한 전도성 부재 및 상기 전도성 부재의 팁을 상기 전극에 전기적 및 물리적으로 연결하는 연결부를 상세히 도시하는 도 7a의 일부에 대한 확대도.
도 9는 접합 블록에 위치한 전도성 부재 연결부를 상세히 도시하는 도 7a의 다른 부분에 대한 확대도.
동일한 도면 부호들이 동일한 특징부를 나타내는 도 1, 도 2, 도 3a, 및 도 5와 관련하여, 플라스마 처리 시스템(10)은 캐비넷 또는 인클로저(12), 진공 체임버(14), 및 상기 진공 체임버(14)의 측벽들(13)에 의해 둘러싸인 배출 가능 공간(16)을 포함한다. 상기 배출 가능 공간(16)은 상기 진공 체임버(14)에 위치한 접근 개구부(18)를 통해 접근된다. 체임버 도어(15)는 상기 배출 가능 공간(16)이 접근되는 접근 개구부(18)를 드러내기 위해 개방될 수 있으며, 또한 상기 배출 가능 공간(16)을 둘러싸고 있는 주변 환경으로부터 차단시키는 유체-기밀 시일을 제공하기 위해 밀폐된다. 상기 진공 체임버(14)의 하나의 측면 에지를 따라 위치된 힌지들에 의해 상기 접근 개구부(18)에 인접 부착되는 체임버 도어(15)는 상기 체임버 도어(15)가 밀폐 위치에 있을 때 상기 진공 체임버(14)의 다른 부분을 결합하는 래치(20)를 운반한다. 상기 래치(20)는 상기 진공 체임버(14)의 잔여부와 밀봉 결합으로 상기 체임버 도어(15)를 결속하기 위해 사용된다. 상기 체임버 도어(15)의 주변을 둘러싸는 실링 부재(22)는 밀봉 결합을 조정한다. 상기 진공 체임버(14)는 알루미늄 합금 또는 스테인리스강과 같은 높은 진공 용도에 적합한 전기 전도성 물질로 형성되며, 또한 전기 접지로 접속된다.
상기 배출 가능 공간(16)은 진공 펌핑 시스템(26)에 의해 상기 진공 체임버(14)의 저부벽을 통해 관통하는 펌프 포트(23)를 통해 배출되는 상기 진공 체임버(14)의 내부를 규정한다. 상기 인클로저(12) 내부 또는 상기 인클로저(12)에 인접한 플로공간상에 위치될 수 있는, 상기 진공 펌핑 시스템(26)은 진공 라인(27)에 의해 상기 펌프 포트(23)와 연결되고, 상기 펌프 포트(23)와 상기 진공 라인(27) 사이의 직경 차이를 조절하는 원뿔형 축소기(29)를 포함한다. 상기 진공 펌핑 시스템(26)은 진공 기술에 대한 당업자들에 의해 인지될 수 있는 구조와 작동을 갖는 하나 이상의 진공 펌프를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 진공 펌핑 시스템(26)은 낮은 mTorr 범위에 있는 진공 체임버(14) 내에 진공 압력을 설정 및 유지시키도록 협력하는 루트 블로워(root blower)와 회전 베인 펌프를 포함할 수 있다. 처리되는 동안, 상기 진공 체임버(14)는 예를 들면 약 200 mTorr 내지 약 300 mTorr 범위의 진공 압력으로 배출될 수 있다. 상기 진공 펌핑 시스템(26)은 공간(16)이 패널 교환을 위해 분출되는 동안 상기 배출 가능 공간(16)으로부터 대기 가스를 배출하기 위해 사용된다.
상기 플라스마 처리 시스템(10)은 명목상 동일하고 상기 진공 체임버(14) 내부에 위치되는 복수의 전극들(28)과, 고주파(RF) 발생기(30) 형태로 대표되는 플라스마 여자 소스를 포함한다. 상기 전극들(28)은 이하에서 상세히 설명되겠지만 상기 RF 발생기(30)와 평행하게 전기 접속되며, 상기 진공 체임버(14)는 동력화되지 않은 접지 역전극으로 작용한다. 상기 RF 발생기(30)는 임피던스 매칭 장치를 포함하며, RF 동력 공급은 예를 들면 약 40 kHz의 주파수로 작동하나, 수 kHz 내지 MHz의 작동 주파수도 사용될 수 있다. 상기 전극들(28)에 공급된 동력은 40 kHz하에서 약 4000 와트 내지 약 8000 와트 범위를 가질 수 있다. 그러나, 당업자라면 상기 시스템(10)이 다른 바이어스 동력들의 전달을 허용하거나 또는 선택적으로 직류(DC) 동력 공급의 사용을 허용하도록 수정될 수 있다는 사실을 인지할 수 있을 것이다.
상기 전극(28)은 전극들(28)의 병치된 쌍들(25) 사이로 균일하게 이격된 진공 체임버(14)의 측벽들(13) 중 하나로부터 현수된다. 개별화된 처리 체임버 또는 셀(52; 도 5)은 병치된 전극들(28)의 각각의 인접 쌍(25) 사이의 공간에 의해 규정된다. 주변 최외곽 전극(28) 이외의 각각의 전극(28)은 가장 근접하는 이웃 전극들(28)을 갖는 2개의 인접 쌍(25)과 함께한다. 각각의 주변 최외곽 전극들(28)은 오직 단일 인접 쌍(25)과 함께한다.
상기 전극들(28)은 일반적으로 예를 들면 약 0.5 인치(약 1.3 cm) 두께, 및 길이(L)와 폭(W)으로 특징되는 장방형의 기하학적 형상을 갖는 고체 금속판의 형상을 갖는다. 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 금속 형성 전극들(28)은 효과적인 열전달을 촉진시키기 위한 상대적으로 높은 전기 전도성 및 상대적으로 높은 열전도성을 특징으로 한다. 상기 전극들(28)은 각각의 인접 쌍(25)에서 인접하는 전극들(28)이 일반적으로 평행한 평면에서 배향되는 명백한 관계로 배열된다.
도 5 및 도 6에 잘 도시된 바와 같이, 상기 플라스마 처리 시스템(10)은 상기 진공 체임버(14) 내부에 패널(40) 형태로 대표하는 명목상 동일하게 구성된 지지 제품들인 다중 제품 홀더(38)를 갖는 랙(36)을 포함한다. 각각의 패널(40)은 상기 랙(36)의 제품 홀더(38) 중 하나 안으로 삽입될 수 있다. 상기 랙(36)은 용이한 이동을 위해 상기 진공 체임버(14)의 외측에 위치될 때 카트(도시되지 않음)상으로 운반된다. 상기 랙(36)이 다수의 또는 배치의 패널들(40)로 채워질 때, 상기 체임버 도어(15)는 개방되고, 상기 랙(36)은 상기 카트 또는 트랙들(46)로부터 진공 체임버(14) 내로 전달된다. 그와 같은 전달에 이어, 상기 랙(36)은 상기 체임버 도어(15)가 상기 진공 펌핑 시스템(26)에 의해 배출될 밀봉 환경을 제공하기 위해 밀폐될 수 있도록 상기 진공 체임버(14) 내에 위치된다. 상기 랙(36)은 상기 카트상에 지지되는 동안 이동할 수 있다. 랙(36)에 있는 패널(40)이 상기 플라스마 처리 시스템(10)에서 처리되는 동안, 상기 랙(36)과 유사한 다른 랙(도시되지 않음)이 패널들(40)의 다른 배치로 적재될 수 있으며, 상기 랙(36)이 처리 후 제거될 때, 더 많은 패널들(40)의 처리를 위해 상기 진공 체임버(14) 내로 즉시 적재된다.
적재 후, 상기 패널들(40) 중 하나는 각각 처리 셀(52)에 배치되고, 상기 플라스마 처리 시스템(10)이 작동할 때, 각각의 패널(40)의 양쪽 대향 면들(48, 50)은 플라스마 처리된다. 상기 진공 체임버(14) 내부에서 랙(36)의 제품 홀더들(38)에 의해 지지되는 동안, 상기 패널들(40)은 일반적으로 전극들(28)을 포함하는 각각의 평면들과 평행한 각각의 평면들에 배향된다. 상기 패널(40)의 한 표면(48)은 각각 인접 쌍(25)에 병치된 전극들(28) 중 하나의 표면(49)과 마주한다. 상기 패널(40)의 다른 면(50)은 각각 인접 쌍(25)에 병치된 전극들(28) 중 다른 것의 표면(51)과 마주한다. 각각의 전극들(28)은 외부 주변 에지 또는 외주(24)를 가지며, 상기 패널(40)의 외부 주변 에지들은 상기 전극들(28)의 인접 쌍(25)의 외주(24) 내에 배치된다. 상기 패널들(40)은 상기 전극들(28)과 상기 진공 체임버(14)에 대해 전기적 부동 상태에 있게 된다.
동일한 도면부호는 동일한 특징부를 나타내는 도 3a, 도 3b, 도 4 및 도 5와 관련하여, 상기 플라스마 처리 시스템(10)은 병치된 전극들(28)의 각각의 인접 쌍(25) 사이의 처리 셀(52)로 소스 가스를 전달하도록 구성된 소스 가스 전달 시스템을 포함한다. 상기 소스 가스 전달 시스템은 소스 가스 공급부(56), 질량 유동 제어기(58), 상기 진공 체임버(14) 내부에 위치된 가스 분배 다기관(60), 및 또한 상기 진공 체임버(14) 내부에 배치되는 다중 가스 전달 튜브(62)를 포함한다. 상기 소스 가스 공급부(56) 및 질량 유동 제어기(58)는 전달 라인(64)에 의해 상기 가스 분배 다기관(60) 내부의 캐비티에 의해 규정되는 채널(66)에 공급되는 단일 가스 입구(65)와 연결된다. 상기 가스 분배 다기관(60)과 채널(66)은 상기 진공 채널(14)의 폭을 따라 형성되며, 각각의 가스 전달 튜브(62)의 한 단부(61)에 형성되는 개구부(도시되지 않음)가 조임부(68)를 통해 상기 채널(66)과 연통하도록 상기 가스 분배 다기관(60)의 벽을 통해 관통하는 대응 오리피스(70)와 연결된다.
상기 질량 유동 제어기(58)는 상기 가스 분배 다기관(60)의 채널(66)로 전달된 소스 가스를 계량하는 질량 유속을 확인하기 위해 사용된다. 일반적으로 당업자에 의해 이해되는 구조를 갖는 상기 질량 유동 제어기(58)는 관형 도관으로 전달되는 공급 튜브로 유동하는 소스 가스 또는 가스 혼합물을 위해 설정된 선택 압력을 지속하도록 피드백 루프 제어로 공급될 수 있다. 질량 유동 제어기(58)에 의해 계량된, 상기 소스 가스 공급부(56)로부터의 소스 가스의 흐름은 단일 입구에서 상기 가스 분배 다기관(60)으로 전달되고, 다음에 상기 가스 분배 다기관(60)에 의해 채널(66)로부터 다른 가스 전달 튜브들(62)로 분배된다. 이와 같은 배열은 모든 처리 셀들(52)에 대한 소스 가스가 단일 질량 유동 제어기(58)에 의해 계량되도록 허용한다.
상기 질량 유동 제어기(58)에 의해 제공되는 가스의 유속과 진공 펌핑 시스템(26)의 펌핑 속도는 연속 플라스마 처리가 지속되도록 플라스마 발생에 적합한 각각의 처리 셀(52)에 진공 압력을 제공하도록 조절된다. 상기 진공 체임버(14)는 신선한 가스들이 상기 진공 체임버(14) 내에서 연속 변화되도록 상기 소스 가스의 도입과 동시에 배출된다.
다른 실시예에서, 다중 가스 공급부들(도시되지 않음)이 상기 가스 분배 다기관(60)에 대한 입구와 연결될 수 있다. 각각의 추가 소스 가스 공급부에 의해 상기 가스 분배 다기관(60)으로 전달된 소스 가스의 질량 유속은 제공된 질량 유동 제어기(도시되지 않음)에 의해 조절된다. 하나의 특정 실시예에서, 상기 플라스마 처리 시스템(10)은 5개까지의 질량 유동 제어기와 5개까지의 독립 가스 공급부를 포함할 수 있다. 다른 소스 가스 공급부들은 다른 처리 방법을 위한 가스 혼합물에서의 다양한 가스 비율을 발생시키도록 사용될 수 있다.
도 3a, 도 3b, 도 4 및 도 5와 관련하여, 명목상으로 동일한 상기 가스 전달 튜브들(62)은 일반적으로 상기 전극(28)의 외주(24) 내부 및 전극들(28)의 각각의 인접 쌍(25)의 표면들(49, 51) 사이에 위치하는 각각의 처리 셀들(52)로 상기 소스 가스를 전달하도록 구성된다. 각각의 상기 가스 전달 튜브들(62)은 상기 가스 분배 다기관(60)의 오리피스들(70) 중 하나와 조임부(68)를 통해 연결되는 개구부를 갖는 단부(61)와 단부(63)에 있는 다른 개구부(63a) 사이로 연장한다. 각각의 개구부(63a)는 상기 처리 셀들(52) 중 하나 안의 분사 포트를 규정한다. 각각의 가스 전달 튜브(62)는 단부(61)에 형성된 개구부에서 종결되는 제 1 관형 부분(72), 단부(63)에 형성된 개구부(63a)에서 종결되는 제 2 관형 부분(74), 및 상기 제 1 및 제 2 관형 부분(72, 74)을 연결하는 제 3 관형 부분(76)을 포함한다. 각각의 가스 전달 튜브(62)는 관형 부분들(72, 76)의 교차점에서 대체로 직각 절곡을 형성하고 또한 관형 부분들(74, 76)의 교차점에서 대체로 다른 직각 절곡을 형성도록 절곡된다. 결과적으로, 상기 관형 부분들(72, 74, 76)은 서로에 대해 각을 형성한다.
상기 가스 전달 튜브들(62) 중 하나는 브래킷(78) 세트에 의해 각각의 전극들(28)의 표면(49)에 물리적으로 부착된다. 상기 가스 전달 튜브들(62) 중 다른 것은 다른 브래킷(78) 세트에 의해 각각의 전극들(28)의 표면(51)에 물리적으로 부착된다. 결과적으로, 상기 가스 전달 튜브들(62) 중 하나는 브래킷(78)에 의해 각각의 전극(28)의 양쪽 면들(49, 51)에 장착되며, 2개의 다른 전극들(28)상에 부착된 2개의 가스 전달 튜브들(62)은 각각의 처리 셀(52)로 소스 가스를 전달한다. 상기 패널들(40) 중 하나가 전극들(28)의 인접 쌍들(25) 중 하나 사이에 위치할 때, 상기 인접 쌍(25)의 한 전극(28) 상의 가스 전달 튜브들(62) 중 하나는 표면들(48, 50) 중 하나를 처리하기 위해 사용되는 플라스마를 위해 소스 가스를 전달하고, 상기 인접 쌍(25)의 다른 전극(28) 상의 가스 전달 튜브들(62) 중 하나는 상기 표면들(48, 50) 중 다른 것을 처리하기 위해 사용되는 플라스마를 위해 소스 가스를 전달한다. 물론, 상기 가스 전달 튜브들(62) 중 오직 하나만이 평행-플레이트 전극 어레이로 주변의 최외곽 전극들(28)에 부착된다.
각각의 가스 전달 튜브(62)의 단부(63)에 위치한 개구부(63a)는 상기 전극(28)의 외주(24) 내부에 묶인 평면의 공간 좌표(x, y)에 물리적으로 위치된다. x-좌표는 상기 전극(28)의 대향 측면 에지들(42, 44) 사이의 위치로서 특정되고, y-좌표는 상기 전극(28)의 상부 및 저부 에지들(41, 43) 사이의 위치로서 특정된다. 한 실시예에서, 상기 각각의 가스 전달 튜브(62)의 단부(63)에 위치한 개구부(63a)는 부착된 표면(49, 51)의 대략 기하학적 중심에 위치된다. 특정 실시예에서, 각각의 가스 전달 튜브(62)의 단부(63)에 위치한 개구부(63a)는 부착된 표면(49, 51)의 기하학적 중심의 약 0.5 인치에 위치한다. 대표적인 장방형 기하학적 형상에 대해, 상기 각각의 가스 전달 튜브(62)의 단부(63)에 위치한 개구부(63a)는 대략 상기 표면들(49, 51) 중 각각의 폭(W)의 1/2, 길이(L)의 1/2에 위치한다.
각각의 가스 전달 튜브(62)의 전체 길이는, 상기 플라스마 처리 시스템(10)의 처리 셀들(52) 각각에 적합한 가스 유속을 결정하는 인자로서 인정되는, 절곡 경사 및 상기 관형 부분들(72, 74, 76)의 개별 길이들을 조절함으로써 의도적으로 재단된다. 다른 인자들로는 각각의 가스 전달 튜브(62)를 형성하도록 절곡된 도관의 내경 뿐만 아니라 상기 가스 분배 다기관(60)의 오리피스들(70)의 직경으로서 인지된다. 한 실시예에서, 각각의 가스 전달 튜브(62)의 전체 길이는 약 21 인치(약 53 cm)이고, 각각의 가스 전달 튜브(62)의 내경은 약 0.15 인치(약 0.38 cm)이다. 상기 가스 전달 튜브(62)는 가스 분사점만이 단부(63)에 위치한 개구부(63a)에 위치하도록 그의 길이를 따라 미관통된다. 다른 실시예에서, 상기 가스 전달 튜브(62)는 그의 길이를 따라 다른 위치에 다중 가스 분사점을 포함할 수 있다.
동일한 도면부호가 동일한 특징부를 나타내는 도 5, 도 5a, 및 도 6에 있어서, 상기 플라스마 처리 시스템(10)은 상기 처리 셀들(52)로부터 상기 플라스마의 부분 이온화된 소스 가스의 방출을 지체시키는 특징부를 포함한다. 상기 랙(36)의 각각의 제품 홀더(38)는 수평 상부 바(80), 후방 로드(84)의 대표적인 형태를 갖는 수직 부재, 및 한쌍의 전방 로드(86, 88)의 대표적인 형태를 갖는 수직 부재들로 프레임형성된다. 상기 랙(36)은 상기 제품 홀더(38)와 상기 펌프 포트(23) 사이에 배치되는 저부 플레이트(82)를 추가로 포함한다. 상기 랙(36)이 배출 가능 공간(16)에 위치할 때 상기 진공 체임버(14)의 후방 측벽(13) 근방에 위치하는 후방 로드(84)는 상기 상부 바(80)의 한 단부를 상기 저부 플레이트(82)에 연결시킨다. 상기 랙(36)이 배출 가능 공간(16)에 위치하고 상기 체임버 도어(15)가 폐쇄될 때 상기 진공 체임버(14)의 체임버 도어(15) 근방에 위치하는 전방 로드들(86, 88)은 상기 상부 바(80)의 대향 단부를 상기 저부 플레이트(82)에 연결시킨다.
각각의 제품 홀더(38)의 상부 및 하부 교차 부재(89, 90)는 상기 로드들(84, 86, 88)에 기계적으로 연결되며, 상기 패널들(40) 중 하나를 지지하도록 협력한다. 상기 교차 부재들(89, 90) 중 적어도 하나는 상기 로드들(84, 86, 88)에 의해 프레임형성되는 개구부의 영역을 조절하고 또한 그에 따라 다른 크기의 패널들(40)을 수용하기 위해 상기 로드들(84, 86, 88)을 따라 수직으로 이동할 수 있다.
각각의 상부 바(80), 각각의 로드 세트(84, 86, 88), 저부 플레이트(82), 및 전극들(28)의 각각의 인접 쌍(25)이 상기 처리 셀들(52) 중 하나를 둘러싸거나 또는 집합적으로 결속하며, 따라서 각각의 처리 셀들(52) 내의 플라스마의 부분적으로 이온화된 소스 가스를 한정하도록 협동한다. 각각의 상부 바(80), 각각의 로드 세트(84, 86, 88), 저부 플레이트(82), 및 전극들(28)의 각각의 인접 쌍(25)은 상기 처리 셀들(52) 중 하나로부터 배출하기 위한 부분적으로 이온화된 소스 가스의 능력을 저해한다. 상기 전극들(28)의 외주(24) 내부의 분사 지점에서 각각의 가스 전달 튜브(62)로부터 상기 소스 가스를 분사함으로써 또한 다른 처리 셀들(52)과의 제한을 촉진한다. 다른 처리 셀들(52) 사이의 소스 가스와 플라스마의 교차 유동을 방지하는 상기 전극들(28)의 고체 특성은 또한 상기 가스 소스와 플라스마를 한정시키도록 협력시키고, 또한 상기 처리 셀들(52)로부터 소스 가스와 플라스마를 서서히 방출시킨다. 또한 고체 대상물인 상기 저부 플레이트(82)는 상기 펌프 포트(23)로 이동 중인 외주(83)에 대해 유동하도록 상기 처리 셀들(52)로부터 펌핑되는 소스 가스를 억제시키는 유동 전환기로서 작동한다. 그와 같은 방출 속도로의 감축은 종래 처리 시스템에 의해 성취된 결과와 비교하여 각각의 패널(40)의 전체 표면 영역을 가로질러 플라스마 처리의 증가된 균일성을 촉진하는 것으로 확인되었다.
상기 상부 바(80), 로드(84), 및 각각의 제품 홀더들(38)과 연관되는 로드들(86, 88)은 전극들(28)의 각각의 인접 쌍(25) 사이에서 갭(G)의 좁은 개별 부분에 대한 효과적인 방해물로서 작동한다. 한 실시예에서, 각각의 상부 바(80)는 약 1.75 인치(약 4.4 cm)의 폭을 가지며, 전극들(28)의 각각의 인접 쌍의 표면들(49, 51) 사이의 분리가 약 2 인치(약 5.1 cm)로 됨으로써, 상기 상부 바(80)의 각각의 측면상의 갭은 약 0.125 인치(약 0.32 cm)가 된다.
도 5a에 잘 도시된 바와 같이, 각각의 상부 바(80)의 상부 표면(81)은 각각의 인접 쌍(25)에서의 전극들(28)의 에지들(92, 93) 또는 각각의 상부 표면들보다 거리 d만큼 낮게 위치된다. 상기 상부 에지들(92, 93)은 각각의 인접 쌍(25)에서의 전극들(28)의 주변(24)의 일부를 형성하며, 각각의 전극(28)의 대향 표면들(49, 51)을 연결한다. 한 실시예에서, 상기 상부 바(80)의 상부 표면(81)은 상기 전극들(28)의 인접 쌍(25)에서의 각각의 상부 에지들(92, 93)로부터 적어도 0.375 인치(적어도 0.95 cm) 이하에 위치될 수 있으며, 이는 상기 처리 셀(52) 내의 가스 제한을 강화하는 것으로 알려진다. 상기 후방 로드(84)는 전극들(28)의 인접 쌍(25)의 측면 에지와 거의 동일 평면상에 위치한다. 마찬가지로, 전방 로드들(86, 88)도 전극들(28)의 인접 쌍(25)의 측면 에지와 거의 동일 평면상에 위치한다. 상기 후방 로드(84)는 상기 전방 로드(86, 88)보다 큰 직경을 갖는다.
동일 도면부호가 동일 특징부를 나타내도록 언급된 도 7a, 도 7b, 및 도 8에 있어서, 상기 플라스마 처리 시스템(10)은 상기 RF 발생기(30)로부터 상기 고체 전극들(28) 각각의 내부로 동력을 버스시키도록 협력하는 특징부들을 포함한다. 동력은 상기 RF 발생기(30)로부터 상기 진공 체임버(14)의 한 측벽(13)을 관통하는 고전압 전기 공급 통로(100, 102) 쌍으로 전달된다. 상기 고전압 전기 공급 통로(100, 102)는 진공 기밀 방식으로 상기 측벽(13)을 통해 상기 RF 신호들을 전달한다. 상기 진공 체임버(14)의 외부에 부착된 보호 박스들(101, 103; 도 2)은 상기 RF 발생기(30)와 상기 고전압 전기 공급 통로(100, 102) 사이의 외부 연결을 차폐하도록 작동한다. 대표적인 실시예에서, 상기 RF 발생기(30)의 RF 동력 공급은 이중 출력 동력 공급이다. 선택적 전극들(28)은 함께 버스되며, 또한 함께 버스되는 나머지 선택적 전극들(28)과 상(phase)으로부터 180°로 동력 제공된다. 결과적으로, 명목 에칭 속도는 전극들(28)의 각각의 인접 쌍(25) 사이에 위치하는 패널(40)의 대향 측면들 상에서 비슷하다.
상기 진공 체임버(14) 내부의 버스 바(104)는 상기 공급 통로(100)와 전기적으로 접속된다. 상기 진공 체임버(14) 내부의 다른 버스 바(106)는 상기 공급 통로(102)와 전기적으로 접속된다. 상기 버스 바들(104, 106)은 선택적 전극들(28)의 각각의 세트들과의 전기 접속을 용이하게 하기 위해 상기 전극들(28) 위로 상기 진공 체임버(14)의 폭을 가로질러 연장한다. 각각의 인접 쌍(25)에서의 전극들(28) 중 하나는 버스 바(104)를 갖는 전도성 체임버들(108, 110)에 의해 연결된다. 전도성 부재들(112, 114)은 각각의 인접 쌍(25)에서의 전극들(28) 중 다른 것들을 버스 바(106)와 연결시킨다.
동력 버스 채널(115)은 각각의 인접 쌍(25)의 전극들(28) 중 하나에 형성된다. 마찬가지로, 동력 버스 채널(116)은 각각의 인접 쌍(25)의 다른 전극(28)에 형성된다. 상기 채널(115, 116)은 총포 드릴형 블라인드 통로(gun-drilled blind passageway)일 수 있다. 상기 동력 버스 채널들(115, 116)은 각각의 전극(28)의 표면들(49, 51)과 각각의 외주(24) 사이에 위치된다. 전도성 부재(110)는 각각의 인접 쌍(25)에서의 전극들(28) 중 하나의 동력 버스 채널(115) 내부에 배치된다. 마찬가지로, 전도성 부재(114)는 각각의 인접 쌍(25)에서의 전극들(28) 중 다른 것의 동력 버스 채널(116)에 배치된다. 상기 전도성 부재들(110, 116)과 상기 동력 버스 채널들(115, 116)은 각각의 인접 쌍(25)에서의 전극들(28)의 내부 버스를 허용하도록 협동한다.
전도성 부재(110)의 한 주변 단부는 예를 들면 상기 전도성 부재(110)가 상기 전극(28)과 전기적으로 접속하는 위치를 확립하기 위해 상기 동력 버스 채널(116)의 영역과 용접함으로써 물리적으로 연결되는 팁(111)을 포함한다. 상기 위치는 상기 전극(28)의 외주(24)에 의해 결속된 평면에 좌표(x, y)를 갖는다. 팁(111)은 상기 전극(28)의 대략 기하학적으로 중앙에 위치한다. 전극(28)의 대표적으로 장방형인 기하학적 형상을 위해, 상기 팁(111)은 상기 표면들(49, 51) 중 각각 하나의 길이(L)의 약 1/2, 폭(W)의 1/2에 위치된다(즉, 거기서 종결된다). 한 실시예에서, 상기 팁(111)은 그의 기하학적 중앙의 0.5 인치 내의 위치에서 상기 전극(28)에 연결된다. 마찬가지로, 전도성 부재(114)의 한 주변 단부는, 상기 전도성 부재(114)를 각각의 전극(28)과 전기적으로 접속시키기 위해 상기 동력 버스 채널(116)에 있는 영역과 물리적으로 연결되는, 팁(111)과 동일한 팁(113)을 포함한다. 다른 실시예들에서, 상기 팁들(111, 113)은 스레드 연결부 또는 스크류계 연결부와 함께 상기 각각의 전극들(28)에 연결될 수 있다.
전도성 부재(110)는 상대적으로 높은 전기 전도성을 갖는 로드형 도체로 형성된 실린더형 코어(98; 도 8)와 상대적으로 낮은 전기 전도성을 특징으로 하는 절연체로 형성된 관형 슬리브(118)를 포함한다. 상기 관형 슬리브(118)는 상기 전기 전도성 코어(98)의 외부면(96; 도 8)을 둘러싼다. 상기 관형 슬리브(118)는 상기 동력 버스 채널(115)의 측벽을 둘러싸는 전극(28)의 전기 전도성 재료로부터 상기 전도성 부재(110)의 전기 도체를 전기적으로 절연시킨다. 상기 팁(111)은 상기 관형 슬리브(118)에 의해 커버되지 않는다. 결과적으로, 오직 상기 전도성 부재(110)의 팁(111)만이 상기 전극(28)과의 전기 접속부를 갖는다. 전도성 부재(110)와 유사한 전도성 부재(114)도 또한 상기 도체로 형성된 코어(도시되지 않음)와 상기 코어의 외부면상에서 관형 슬리브(118)와 유사한 관형 슬리브(120)룰 포함한다.
전도성 부재(110)는 상기 외주(24)를 향하는 상기 전극(28)에 대해 측방으로, 그리고 상기 동력 버스 채널(115)을 통해 팁(111)에 대향하는 주변 단부(122)로 연장한다. 상기 전도성 부재(110)의 외부면(96)은 팁(111)과 주변 단부(122) 사이에 세로로 위치된다. 상기 주변 단부(122)는 상기 전극(28)의 외주(24) 너머로 외향 돌출하며, 상기 관형 슬리브(118)에 의해 커버되지 않는다.접합 박스(126)는 전도성 부재(110)의 노출된 주변 단부(122)를 상기 버스 바(104)로부터 상기 전도성 부재(110)로 전도성 통로를 제공하는 전도성 부재(108)와 연결시킨다. 다른 접합 박스(128)는 상기 버스 바(106)로부터 상기 전도성 부재(114)로 전도성 통로를 제공하도록 상기 동력 버스 채널(116) 밖으로 돌출하는 전도성 부재(114)의 주변 단부(도시되지 않음)를 전도성 부재(112)와 연결시킨다.
관형 슬리브들(118, 120)을 구성하는 전기 절연 물질은 어떠한 적합한 절연 물질로도 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 관형 슬리브들(118, 120)은 TEFLON®이라는 상호하에 상업적으로 이용 가능한 테트라플루오로에틸렌의 단일 중합체인 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)형 중합 플루오로카본 재료로 구성될 수 있다. 선택적으로, 상기 관형 슬리브들(118, 120)은 MYLAR®이라는 상호하에 상업적으로 이용 가능한 폴리에틸렌 테레프탈릭 에스테르(PETE)로 구성될 수 있다. 한 실시예에서, 각각의 동력 버스 채널들(115, 116)은 약 0.25 인치(약 0.64 cm)의 직경을 가지며, 상기 전도성 부재들(108, 110, 112, 114)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성되며, 또한 상기 관형 슬리브들(118, 120)은 상기 전도성 부재들(110, 114) 위로 미끄러지는 PTFE의 관들로 구성된다.
상기 플라스마 처리 시스템(10)은 프로그램 가능 논리 제어기(PLC), 디지탈 신호 처리기(DSP), 또는 메모리에 저장된 소프트웨어를 실행하고 또한 당업자라면 용이하게 이해할 수 있는 상술된 기능들을 수행할 수 있는 중앙 처리 유닛을 구비한 기타 마이크로프로세서-기반 디바이스에 통합되는 제어기(132)를 포함한다. 상기 인클로저(12) 내부에 위치되는 상기 제어기(132)는 상기 플라스마 처리의 제어를 용이하게 하기 위해 상기 플라스마 처리 시스템(10)의 다양한 성분들에 결속된다. 휴먼 머신 인터페이스(HMI; 134)는 공지된 방식으로 상기 제어기(132)에 작동 가능하게 연결된다. 상기 HMI(134)는 문자 숫자식 디스플레이, 터치 스크린, 및 기타 관측 표시기와 같은 출력 디바이스와, 작업자로부터의 명령 또는 입력을 허용하고 또한 등록된 입력을 제어기(132)의 중앙 처리 유닛으로 전달하는, 터치 스크린 인터페이스, 문자 숫자식 키보드, 포인팅 디바이스, 키패드, 푸시버튼, 제어 노브 등과 같은 입력 디바이스 및 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제어기(132)는 상기 플라스마 처리 시스템(10)을 갖는 생산 라인에서 사용되는 다른 자동 설비와 친화성을 갖는 표준 통신 버스들과 함께 제공될 수 있다.
각각의 전극들(28)은 플라스마가 발생될 때 가열되는 고체 금속 플레이트의 열을 조절하기 위해 사용되는 채널(136)의 네트워크를 포함한다. 증류수 또는 다른 적합한 열교환 액체가 상기 고체 금속 플레이트에서 총포 드릴될 수 있는 상기 채널(136)의 네트워크를 통해 펌핑된다. 상기 채널들(136) 중 하나는 입구 배관(138)에 연결되고, 상기 채널들(136) 중 다른 것은 상기 진공 체임버(14)의 벽을 통해 관통하는 관련 유체 공급 통로들(141, 143)을 갖는 출구 배관(140)에 연결된다. 상기 유체 공급 통로들(141, 143)은 밀봉 방식으로 대기압 환경으로부터의 열교환 유체를 상기 배출 가능 공간(16) 안에 연통시킨다. 상기 입구 및 출구 배관(138, 140)은 상기 진공 체임버(14)에 있는 전극들(28)을 매달기 위한 기계적 지지부를 제공할 수 있다. 상기 진공 체임버(14) 내부상의 출력 분배 튜브(144)와 입력 분배 튜브(142)는 각각 상기 전극들(28)의 내부에 있는 채널들(136)에 제공되는 입구 및 출구 배관(138, 140)을 갖는 배관 길이를 결합함으로써 결속되는 탭들을 갖는다.
상기 전극들(28)의 온도는 각각의 채널들(136)을 통한 상기 열교환 유체의 순환에 의해 조절될 수 있다. 그 때문에, 상기 열교환 유체는 열교환기(도시되지 않음)로부터 상기 입력 분배 튜브(142)의 입구 포트로 공급될 수 있으며, 또한 상기 각각의 입구 배관들(138)로 분배된다. 상기 열교환기는 소정의 효과에 기초하여 상기 전극들(28)을 가열 또는 냉각시키도록 상기 열교환 유체의 온도와 유속을 조절할 수 있다. 열은 상기 전극들(28)과 패널들(40) 사이에서 작동하는 동안 전달되기 때문에, 상기 전극들(28)의 온도 조절은 플라스마 처리 동안 상기 패널들(40)의 온도를 효과적으로 조절하기 위해 사용될 수 있다.
도 1 내지 도 8과 관련하여 사용시, 상기 랙(36)의 제품 홀더들(38)은 상기 진공 체임버(14)의 외부 위치에서 패널들(40)과 함께 위치하며, 상기 진공 체임버(14)는 대기압으로 통풍되고, 상기 체임버 도어(15)는 접근 개구부(18)를 관측하기 위해 개방되며, 또한 상기 랙(36)은 상기 접근 개구부(18)를 통해 상기 진공 체임버(14) 안으로 전달된다. 상기 접근 개구부(18)는 상기 체임버 도어(15)를 밀폐시키고 또한 상기 래치(20)를 결속함으로써 밀봉된다. 각각의 패널들(40)은 상기 인접 쌍들(25) 중 하나의 전극들(28) 사이에서 상기 제품 홀더들(38) 중 하나에 의해 지지된다.
상기 진공 체임버(14) 내부의 배출 가능 공간(16)에 위치하는 대기 가스들은 진공 펌핑 시스템(26)을 사용하여 배출된다. 소스 가스의 유동은 질량 유동 제어기(58)에 의해 계량된 질량 유속으로 소스 가스 공급부(56)으로부터 상기 가스 분배 다기관(60)으로 공급되며, 진공 펌핑 시스템(26)으로 상기 진공 체임버(14)를 활성적으로 배출시킨다. 상기 소스 가스는 전극들(28)의 각각의 인접 쌍(25)에 제공되는 각각의 가스 전달 튜브들(62)의 단부(63)에 형성된 개구부(63a)로부터 각각의 처리 셀(52) 안으로 분사된다. 각각의 소스 가스 분자 지점은 상기 전극들(28)의 주변(24) 내부이며, 한 실시예에서는, 대략적으로 상기 전극들(28) 중 하나의 표면들(49, 51) 각각의 기하학적 중앙 또는 중간 지점에 위치된다. 결과적으로, 하나의 가스 분사 지점은 각각의 패널(40)의 표면(48)과 각각의 인접 쌍(25)에 병치된 전극들(28) 중 하나의 표면(49) 사이에 제공되며, 다른 가스 분사 지점은 각각의 패널(40)의 표면(50)과 각각의 인접 쌍(25)에 병치된 전극들(28) 중 다른 것의 표면(51) 사이에 제공된다.
일단 소정의 처리 압력이 상기 진공 체임버(14) 내에서 성취되고 또한 안정화되면, 상기 RF 발생기(30)가 상기 전극들(28)로 전기 동력을 제공하도록 에너지화 된다. 전기 동력은 전도성 부재들(110, 114)에 의해 각각의 주변(24) 내에 위치하는 인접 쌍들(25)의 각각의 고체 전극(28) 내부 위치로 전달되며, 한 실시예에서 상기 위치는 대략 각각의 전극(28)의 기하학적 중앙 또는 중간 지점을 나타낸다. 전극들(28)의 각각의 인접 쌍(25) 사이에 위치되는 소스 가스는 상기 각각의 처리 셀들(52)에 국부적으로 플라스마를 발생시키기 위해 제공된 RF 에너지에 의해 부분적으로 이온화된다. 상기 각각의 처리 셀들(52) 내부의 플라스마는 이온들, 전자들, 유리기들, 및 중성종들(neutral species)로 구성된 부분적으로 이온화된 소스 가스를 나타낸다. 각각의 상부 바(80), 각각의 로드들(84, 86, 88)의 세트, 저부 플레이트(82), 및 전극들(28)의 각각의 인접 쌍(25)은 상기 처리 셀들(52) 중 하나를 둘러싸고, 각각의 처리 셀(52)로부터 부분적으로 이온화된 소스 가스의 방출 속도를 감소시킴으로써 상기 각각의 처리 셀들(52) 내의 플라스마의 부분적으로 이온화된 소스 가스를 제한하도록 협력한다.
상기 패널들(40)은 각각의 패널(40)의 노출된 대향 표면들(48, 50)을 충분히 처리하는 동안 상기 처리 셀들(52)에 있는 플라스마에 노출된다. 상기 플라스마를 구성하는 이온화된 가스 혼합물은 전도성 및 높은 반응성을 가지며, 규정된 플라스마 처리를 수행하도록 상기 패널들(40)과 상호 작용하기 위한 플라스마의 능력을 촉진한다. 플라스마 발생된 활성 종들은 이온 충격을 통한 물리적 처리 및 급진적/부수적 화학 작용을 통한 화학적 처리를 수행한다. 상기 특정 소스 가스 또는 소스 가스들의 혼합에 부수하여, 상기 패널 표면들(48, 50)상에 다른 작용이 발생될 수 있다. 상기 처리 방법은 플라스마 처리의 성질에 따라 변경될 수 있다. 인쇄 회로 기판 용도와 관련하여, 드릴 얼룩을 제거하고 거품에 저항하고 또한 적층 및 레전드 점착을 위한 습윤성을 증가시키기 위해, 상기 패널들(40)의 표면들(48, 50)에서의 화학적 작용이 사용될 수 있다. 상기 처리가 완료된 후, 상기 체임버 도어(15)는 상기 접근 개구부(18)를 관측할 수 있도록 개방되고, 상기 처리된 패널들(40)을 운반하는 랙(36)은 상기 진공 체임버(14)로부터 제거되고, 상기 처리된 패널들(40)은 상기 랙(36)으로부터 내려지고, 다른 처리 단계로 이동한다.
본 명세서에 사용된 "수직", "수평" 등과 같은 용어는 참고 체계를 형성하기 위해 예시적 방법으로 기재한 것이며, 제한적 방식으로 기재한 것은 아니다. 다양한 기타의 참고 체계들도 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 채용될 수 있다. 비록 상기 전극들(28)이 수직 배향되는 것으로 언급되었지만, 당업자라면 상기 전극들(28)이 비 수직 배향을 가질 수도 있다는 사실을 인식할 수 있을 것이다.
본 발명은 다양한 실시예들에 대한 설명 방식으로 기재되었으며, 또한 상기 실시예들은 매우 상세하게 기재되었으나, 이는 첨부된 청구항들을 그와 같이 상세 설명으로 한정하거나 제한하기 위한 어떠한 의도도 갖고 있지 않음을 천명한다. 추가의 장점과 변경이 당업자에 의해 용이하게 이해될 수 있다. 따라서, 폭넓은 양태들로서의 본 발명은 특정된 상세 설명, 대표적인 장치 및 방법, 및 도시 및 설명된 예시적 실예들에 제한받지 않는다. 따라서, 출원인의 일반적인 진보적 개념에 대한 범위와 정신을 벗어나지 않는 한도 내의 상세 설명으로부터 변경이 가능할 수 있다. 본 발명의 자체 범위는 첨부된 청구항들에 의해서만 한정될 수 있다.

Claims (13)

  1. 소스 가스로부터 발생되는 플라스마로 제품들을 처리하기 위한 장치로서,
    배출 가능 공간 및 상기 배출 가능 공간과 연통하는 펌프 포트를 포함하는 진공 체임버;
    상기 배출 가능 공간 내의 복수의 전극들로서, 상기 전극들은 복수의 인접 쌍들로 병치된 배열을 갖고, 상기 전극들의 상기 인접 쌍들 각각은 복수의 처리 체임버들 각각을 규정하도록 갭에 의해 분리되고, 각각의 전극은 외주를 포함하는, 상기 복수의 전극들;
    상기 진공 체임버 내의 복수의 가스 전달 튜브들로서, 상기 가스 전달 튜브들 각각은 상기 처리 체임버들 각각 안으로 상기 소스 가스를 분사하도록 구성되는 분사 포트를 포함하고, 상기 분사 포트는 상기 외주 내부에 위치되는, 상기 복수의 가스 전달 튜브들;
    상기 전극들과 접속되며, 상기 처리 체임버들 각각에서 상기 소스 가스로부터 상기 플라스마를 발생시키기 위해 상기 전극들을 동력화시키도록 구성되는 플라스마 여자 소스; 및
    복수의 유동 제한 부재들로서, 상기 유동 제한 부재들 각각은 상기 전극들의 상기 인접 쌍들 각각 사이의 상기 갭에 위치되고, 상기 처리 체임버들 각각으로부터 상기 펌프 포트로의 상기 소스 가스의 유동을 제한하도록 동작하는, 상기 복수의 유동 제한 부재들;을 포함하고,
    상기 제품들 중 적어도 하나는 상기 복수의 전극들 중 제 1 전극과 상기 복수의 전극들 중 제 2 전극 사이에 위치되어, 상기 제품의 제 1 표면 및 상기 제품의 제 2 표면이 플라스마 처리되도록 위치되는, 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 처리 체임버들에 상기 제품들을 보유하도록 구성되는 복수의 제품 홀더들을 포함하는 랙을 추가로 포함하며, 상기 제품 홀더들 각각은 상기 제품들 중 적어도 하나를 보유하도록 구성되고, 상기 유동 제한 부재들 각각은 상기 제품 홀더들 각각과 물리적으로 접속되는, 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 랙은 상기 제품 홀더들과 상기 펌프 포트 사이에 배치되는 저부 플레이트를 포함하며, 상기 저부 플레이트는 상기 소스 가스가 상기 처리 체임버들 각각으로부터 상기 저부 플레이트 주위로 흘러나와 상기 펌프 포트에 도달하는 것이 제한되도록 상기 처리 체임버들에 대해 위치되는, 처리 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 유동 제한 부재들 각각은 상기 갭의 일부에 배치되는 바(bar)를 포함하며, 상기 바는 상기 갭보다 좁은 폭을 갖는, 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제품 홀더들 각각은 상기 제품들 중 적어도 하나를 지지하도록 구성되는 복수의 교차 부재들을 포함하고, 상기 바는 상기 교차 부재들 중 적어도 하나와 상기 인접 쌍들의 각각의 전극의 상기 외주 사이에 위치되는, 처리 장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 유동 제한 부재들 각각은 상기 갭에 배치되는 바 및 상기 바를 저부 플레이트와 연결하는 복수의 연결 부재들을 포함하며, 상기 바는 각각의 상기 인접 쌍들의 각각의 전극의 상기 외주 내에 위치되는, 처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 진공 체임버 내에 있고 상기 가스 전달 튜브들과 유체 연통하도록 연결되는 가스 분배 다기관(gas distribution manifold)을 추가로 포함하는 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 가스 분배 다기관은 채널을 포함하며, 상기 가스 전달 튜브들 각각은 상기 채널과 연통하도록 접속되고,
    상기 가스 분배 다기관의 상기 채널로의 상기 소스 가스의 질량 유속을 조절하도록 구성되는 질량 유동 제어기를 추가로 포함하는 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 전극들은 일련의 평행한 평면들에 배향되고, 상기 가스 분배 다기관의 상기 채널은 상기 일련의 평행한 평면들에 수직으로 정렬되는, 처리 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 가스 전달 튜브들 각각은 서로에 대해 각도를 이루는 복수의 관형 부분들을 포함하는, 처리 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 전극들 각각은 상기 외주 내에 기하학적 중심을 가지며, 상기 가스 전달 튜브들 각각의 상기 분사 포트는 상기 전극들 각각의 상기 기하학적 중심의 1/2 인치 내에 위치되는, 처리 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 전극들 각각은 상기 외주로부터 상기 전극 안으로 연장하는 채널 및 상기 채널 내에서 전기 절연체로 이루어진 관형 슬리브를 포함하고,
    상기 처리 장치는 복수의 전도성 부재들을 추가로 포함하고, 상기 전도성 부재들 각각은 상기 전극들 각각의 상기 채널 내에 배치되고, 상기 전도성 부재들 각각은 상기 전극들을 상기 플라스마 여자 소스에 전기적으로 접속하기 위해 상기 전극들의 상기 외주 내부의 위치에서 상기 전극들 각각과 전기적으로 연결되고, 상기 전도성 부재들 각각은 상기 전극들의 상기 외주 내부의 상기 위치에서 상기 전극들 중 하나와의 전기적 접촉을 형성하기 위해 상기 관형 슬리브를 넘어서 돌출하는 팁(tip)을 포함하는, 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 전극들 각각은 상기 외주 내에 기하학적 중심을 가지며, 상기 전도성 부재들 각각에 대한 상기 위치는 상기 전극들 각각의 상기 기하학적 중심의 1/2 인치 내에 위치하는, 처리 장치.
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