WO2014010979A1 - Plasma treatment apparatus comprising electric field compression type surface discharge electrode - Google Patents

Plasma treatment apparatus comprising electric field compression type surface discharge electrode Download PDF

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discharge
discharge electrode
unit
cooling
processing apparatus
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PCT/KR2013/006233
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서용운
김번중
서춘성
최동규
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주식회사 지아이티
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    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
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    • H—ELECTRICITY
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    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H05H1/4645—Radiofrequency discharges
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    • H—ELECTRICITY
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    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/4697—Generating plasma using glow discharges

Definitions

  • the present invention relates to a device for treating the surface of a structure of a variety of planar state including a polymer such as metal or plastic, more specifically, a planar state made of a variety of materials using a plasma containing ions, electrons, radicals A device for treating a surface of a structure.
  • the outermost electrons of the gas molecules are released and the gas molecules are divided into positively charged ions and free electrons.
  • the positively charged ions and free electrons are collected at a predetermined density or more, and a gas state composed of neutral particles including ions, electrons, and radicals, which are generally neutral and highly reactive, is called plasma.
  • the energy of the plasma may be transferred to the surface of the material with which the plasma is contacted or collided.
  • the plasma may be applied to cleaning or surface treatment.
  • the plasma processing apparatus may include a chamber that provides a space for plasma discharge, and a plurality of discharge electrodes that are provided in the chamber and generate plasma discharge.
  • the plasma treated electrode size becomes larger and needs to be processed in a limited electrode space. At this time, it is very difficult to maintain and control a stable plasma discharge.
  • the conventional plasma processing apparatus has a problem that the substrate to be processed is damaged due to an abnormal discharge such as an arc discharge by high energy ions and electrons on the substrate.
  • An object of the present invention is to provide an electrode structure and apparatus for plasma treatment, in which water quality is improved.
  • the present invention provides a plasma processing electrode structure and apparatus capable of stacking and mass processing a large-area to-be-processed substrate through stable plasma discharge by compressed surface discharge characteristics in a limited space.
  • a chamber, a plurality of discharge electrode sets provided in the chamber, a power supply unit for supplying power to the discharge electrode set, and the discharge electrode set are at least one or more first discharge electrodes and at least one having a different polarity from the first discharge electrode
  • a second discharge electrode wherein the first discharge electrode and the second discharge electrode are alternately disposed to be spaced apart in a first direction, and the plurality of discharge electrode sets are mutually disposed in a second direction perpendicular to the first direction.
  • the discharge electrode provided in a position facing each other provides a plasma processing apparatus, characterized in that having the same polarity with each other.
  • the apparatus may further include cooling means for supplying cooling water to the discharge electrode set.
  • the first discharge electrode may include a first discharge unit for discharging and a first cooling unit for cooling
  • the second discharge electrode may include a second discharge unit for discharging and a second cooling unit for cooling.
  • first cooling unit and the second cooling unit have been described as a cooling unit for the convenience of describing the three-dimensional shape of the electrode, it is a matter of course that the center may not include a means for cooling.
  • the first discharge part and the second discharge part may be formed in a plate shape having a length, a width, and a thickness.
  • a plurality of holes may be formed on one side of the first discharge part and the second discharge part.
  • the first cooling unit and the second cooling unit may be formed in the form of a circular pipe or a pipe of polygonal shape.
  • the first cooling unit may be provided in the longitudinal direction inside the first discharge unit, and the second cooling unit may be provided in the longitudinal direction inside the second discharge unit.
  • the first cooling unit may be provided in the longitudinal direction on one side of the first discharge unit, and the second cooling unit may be provided in the longitudinal direction on one side of the second discharge unit.
  • the first discharge part may be provided as a pair of plate electrodes, and the pair of plate electrodes may be provided asymmetrically on both side portions of the first cooling part.
  • the second discharge unit may be provided as a pair of plate electrodes, and the pair of plate electrodes may be provided asymmetrically on both side portions of the second cooling unit.
  • the first discharge unit may be provided as a pair of plate electrodes, and the pair of plate electrodes may be provided asymmetrically on the upper and lower portions of the first cooling unit, respectively.
  • the second discharge unit may be provided as a pair of plate electrodes, and the pair of plate electrodes may be provided asymmetrically on the upper and lower portions of the second cooling unit, respectively.
  • Plasma processing apparatus comprising an electric field compression type surface discharge electrode according to an embodiment of the present invention to suppress the damage of the substrate to be processed by the collision of the charged particles, increase the plasma uniformity of the large-area target substrate to increase the productivity It is possible to prevent damage to the substrate to be processed due to discharge instability due to large area and mass processing.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic structure of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing the principle of the electric field compression type discharge in the plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 4 to 8 are views showing the structure of the discharge electrode of the plasma processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing a connection structure of the cooling means in the plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing a connection structure of the discharge electrode in the plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the terms “comprise”, “comprise” or “have” are intended to designate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof that is practiced, and that one or the same. It is to be understood that the present invention does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic structure of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a schematic plan view of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the plasma processing apparatus 100 may include a chamber 100 and a plurality of discharge electrode sets 200 provided in the chamber 100. .
  • FIGS. 1 and 2 four discharge electrode sets 200 are provided in the chamber 100, but the present disclosure is not limited thereto, and at least two discharge electrode sets 200 may be provided in the chamber 100. ) May be provided.
  • the chamber 100 is illustrated in a hexahedral structure in FIG. 1, the chamber 100 is not necessarily limited thereto.
  • the shape of the chamber 100 may be modified according to the shape of the plasma target object 500.
  • a discharge space in which the plasma processing substrate 500 may be disposed may be provided between the plurality of discharge electrode sets 200.
  • FIG. 1 illustrates the substrate 500 for convenience of description, the substrate 500 is not a component of the present invention.
  • Each discharge electrode set 200 includes at least one first discharge electrode 210 for inducing plasma and at least one second discharge electrode 220 having a different polarity than the first electrode 210. can do.
  • the first discharge electrode 210 and the second discharge electrode 220 provided in the discharge electrode set 200 may be disposed to be spaced apart in a first direction, and the first discharge electrodes spaced apart in the first direction.
  • the distance between the 210 and the second discharge electrodes 220 is referred to as d1.
  • the plurality of discharge electrode sets 200 may be spaced apart in a second direction perpendicular to the first direction, and a distance between the discharge electrode sets 200 spaced in the second direction is referred to as d2. .
  • the first discharge electrode 210 and the second discharge electrode 220 may be alternately arranged.
  • the discharge electrodes disposed on the surfaces of the discharge electrode set 200 that face each other may be provided as discharge electrodes having the same polarity, and a pair of discharge electrodes disposed on the opposite surfaces in the second direction will be described below.
  • the discharge electrode is called the counter electrode.
  • the chamber 100 includes a jig 130 for fixing the plasma processing substrate 500, a gas injection unit 140 for injecting an inert gas required for a plasma process into the chamber 100, and a plasma. After the treatment may further include a gas discharge unit 150 for discharging the residue to the outside.
  • the gas injection unit 140 and the gas discharge unit 150 are components for injecting or discharging a reactive gas (oxygen, etc.) and an inert gas (argon, etc.) into the chamber 100 to control the flow rate. It may be configured as a mass flow controller (MFC) or a valve for.
  • MFC mass flow controller
  • FIG. 3 is a view showing the principle of the electric field compression type discharge in the plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 two discharge electrode sets 200, a substrate 500 provided between the discharge electrode sets 200, and a first discharge constituting the discharge electrode sets 200 are described in order to describe electric field compression discharges.
  • the plasma generated from the electrode 210 and the second discharge electrode 220 is shown schematically.
  • the region where the plasma is compressed is called a compressed electric field region 10.
  • the compressed electric field region 10 may have a higher density of plasma than the region 20 in which the compressed electric field 10 is not formed. Since the electric field generating the plasma is compressed and does not penetrate the substrate 500, damage of the substrate 500 due to charged particles can be greatly reduced.
  • Density uniformity of active radicals applied to the substrate 500 is determined by a distance d1 between the first discharge electrode 210 and the second discharge electrode 220 and a distance d2 between the discharge electrode set 200. Can be determined.
  • the distance d1 between the first discharge electrode 210 and the second discharge electrode 220 may have a value smaller than the distance d2 between the discharge electrode set 200.
  • the distance d1 between the first discharge electrode 210 and the second discharge electrode 220 may be formed to be greater than or equal to a distance required for electrical isolation, and the distance d2 between the discharge electrode sets 200 may be equal to or greater than that of the d1. Depending on the distance, it may be spaced apart by a distance to ensure a minimum uniformity.
  • FIG 4 to 8 are views showing the structure of the discharge electrode set 200 of the plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Discharge electrode set 200 may include at least one or more first discharge electrode 210 and at least one or more second discharge electrode 220, each one for convenience of description below It will be described on the premise that the discharge electrode set 200 including the first discharge electrode 210 and the second discharge electrode 220.
  • each of the first discharge electrode 210 and the second discharge electrode 220 may include a discharge unit in which plasma discharge occurs.
  • the first discharge electrode 210 and the second discharge electrode 220 includes a discharge unit for generating a plasma discharge and a cooling unit through which a cooling water for cooling the discharge unit can flow. Can be.
  • the discharge electrode includes the discharge unit and the cooling unit.
  • the first discharge electrode 210 may include a first discharge unit 211 for plasma discharge and a first cooling unit 212 for cooling the first discharge unit 211, and likewise, the second discharge unit 211.
  • the discharge electrode 220 may include a second discharge unit 221 for plasma discharge and a second cooling unit 222 for cooling the second discharge unit 221.
  • the first discharge unit 211 and the second discharge unit 221 may be provided in the form of a plate having a predetermined length (L), width (W) and thickness (D).
  • a plurality of porous holes may be provided on one side of the first discharge part 211 and the second discharge part 221.
  • the first cooling unit 212 and the second cooling unit 222 may be provided in the form of a pipe (pipe) having a space through which the coolant flows. 4 to 8, the first cooling unit 212 and the second cooling unit 222 are illustrated as being rectangular pipes, but are not necessarily limited thereto, and may be provided as circular pipes or polygonal pipes. have.
  • the discharge electrode set 200 may include a first discharge part 211 and a second discharge part 221 having a plate shape.
  • the first cooling unit 212 and the second cooling unit 222 may be provided in the length (L) direction of the first discharge unit 211 and the second discharge unit 221, respectively.
  • the discharge electrode set 200 may include a first discharge part 211 and a second discharge part 221 having a plate shape.
  • the first cooling unit 212 and the second cooling unit 222 may be provided at one side of the plate-shaped first discharge unit 211 and the second discharge unit 221 in the length L direction, respectively. have.
  • the width W of the first discharge unit 211 may have a larger value than the width of the first cooling unit 212
  • the width W of the second discharge unit 221 may be defined as the width of the first discharge unit 211. 2 may have a larger value than the width of the cooling unit 222.
  • the discharge electrode set 200 may include a first cooling unit 212 and a second cooling unit 222 in the form of a square pipe.
  • a pair of first discharge units 211 may be provided at both side surfaces of the first cooling unit 212 in the length L direction, respectively.
  • Both side surfaces of the second cooling unit 222 may be provided with a pair of second discharge units 221 respectively provided in the length L direction.
  • the width W of the pair of first discharge units 211 provided on both side surfaces of the first cooling unit 212 may have a larger value than the width of the first cooling unit 212.
  • the width W of the pair of second discharge units 221 provided on both side surfaces of the second cooling unit 222 may have a larger value than the width of the second cooling unit 222.
  • first discharge units 211 provided on both side surfaces of the first cooling unit 212 may be provided asymmetrically to each other in the width (W) direction
  • the pair of second discharge parts 221 provided on both side surfaces may be provided asymmetrically with respect to the width (W) direction.
  • the discharge electrode set 200 may include a first cooling unit 212 and a second cooling unit 222 in the form of a square pipe.
  • the upper and lower portions of the first cooling unit 212 may be provided with a pair of first discharge units 211 provided in the length L direction, respectively.
  • the upper and lower portions of the second cooling unit 222 may be provided with a pair of second discharge units 221 respectively provided in the length L direction.
  • a pair of first discharge parts 211 respectively provided on the upper and lower portions of the first cooling part 212 may be disposed at the center of the first cooling part 212 in the thickness D direction.
  • the pair of second discharge parts 221 respectively provided on the upper and lower portions of the second cooling part 222 may be provided at the center of the second cooling part 222 in the thickness (D) direction. Can be.
  • the pair of first discharge units 211 respectively provided on the upper and lower portions of the first cooling unit 212 may be provided asymmetrically with respect to the thickness D direction.
  • the pair of second discharge parts 221 provided on the upper and lower portions of the second cooling unit 222 may be provided asymmetrically to each other in the thickness (D) direction.
  • FIG. 9 is a view showing a connection structure of the cooling means in the plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the cooling means 300 may be configured as a general cooling means composed of a cooler 310, a circulation pump 320, and the like for cooling the cooling water.
  • the cooler 310 serves to cool the cooling water circulated through the cooling line again, and the circulation pump 320 may serve to move the cooling water on the cooling line.
  • Cooling water supplied into the chamber 100 through the cooling means 300 may be supplied to the first discharge electrode 210 and the second discharge electrode 220 of the plurality of discharge electrode sets 200, respectively.
  • the cooling water supplied to each of the discharge electrode sets 200 may include the first cooling unit 212 and the second cooling unit 222 provided in each of the first discharge electrode 210 and the second discharge electrode 220. ) Can be circulated back to the cooling means.
  • the plurality of first cooling units 212 and the second cooling units 222 may be connected through different cooling water lines, respectively.
  • FIG 10 is a view showing a connection structure of the discharge electrode set 200 and the power supply unit 400 in the plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the power supply unit 400 may supply power such as DC power, AC power, or pulse power to the plurality of discharge electrode sets 200.
  • the discharge electrode set 200 may include at least one first discharge electrode 210 and at least one second discharge electrode 220 having a different polarity from the first discharge electrode 210. Power having different polarities may be applied to the first discharge electrode 210 and the second discharge electrode 220.
  • power having the same polarity may be applied to the first discharge unit 211 and the first cooling unit 212 constituting the first discharge electrode 210, and constitute the second discharge electrode 220.
  • a power source having a different polarity than that of the power source applied to the first discharge electrode 210 may be applied to the second discharge unit 221 and the second cooling unit 222.
  • a discharge stable ballast 600 may be provided between each of the discharge electrode sets 200 and the power supply unit 400.
  • One ballast may be provided for each discharge electrode set 200.
  • the discharge ballast may serve to suppress abnormality during plasma discharge so that the discharge is maintained at a stable operating point.
  • the plasma processing apparatus including the field compression type surface discharge electrode of the present invention described above is merely exemplary, and the scope of protection of the present invention is various modifications and equivalents from those skilled in the art. Examples may include.

Abstract

Provided is a plasma treatment apparatus comprising: a chamber; a plurality of discharge electrode sets arranged inside the chamber; and a power unit for supplying power to the discharge electrode sets. The discharge electrode sets include at least one first discharge electrode, and at least one second discharge electrode having a polarity different from that of the first discharge electrode. The first discharge electrode and the second discharge electrode are spaced apart from each other and alternately arranged with each other in a first direction. The plurality of discharge electrode sets are spaced apart from each other and facing with each other in a second direction orthogonal to the first direction. The discharge electrodes facing with each other have the same polarity.

Description

전계 압축형 면방전 전극을 포함하는 플라즈마 처리 장치Plasma processing apparatus including field compression type surface discharge electrode
본 발명은 금속이나 플라스틱과 같은 고분자를 포함한 다양한 면상태의 구조물의 표면을 처리하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이온, 전자, 라디컬을 포함하고 있는 플라즈마를 이용하여 다양한 재료로 만들어진 면상태 구조물의 표면을 처리하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for treating the surface of a structure of a variety of planar state including a polymer such as metal or plastic, more specifically, a planar state made of a variety of materials using a plasma containing ions, electrons, radicals A device for treating a surface of a structure.
기체 분자에 에너지가 가해지면 상기 기체 분자의 최외각 전자가 이탈하여 상기 기체 분자는 양전하를 갖는 이온과 자유전자로 나뉘어 진다. 상기 양전하를 갖는 이온과 자유전자들이 일정 밀도 이상으로 모여 있는 상태로서, 전체적으로 중성을 갖으며 높은 반응성을 갖는 이온, 전자, 라디컬을 포함한 중성입자로 구성된 기체 상태를 플라즈마(Plasma)라고 한다.When energy is applied to the gas molecules, the outermost electrons of the gas molecules are released and the gas molecules are divided into positively charged ions and free electrons. The positively charged ions and free electrons are collected at a predetermined density or more, and a gas state composed of neutral particles including ions, electrons, and radicals, which are generally neutral and highly reactive, is called plasma.
이러한 높은 반응 에너지를 가진 플라즈마가 어떤 재료의 표면에 접촉 또는 충돌하는 경우 상기 플라즈마가 가진 에너지가 접촉 또는 충돌되는 재료의 표면에 전달될 수 있으며, 이를 이용하여 금속(Metal)이나 고분자(Polymer)의 세정 또는 표면 처리 등에 플라즈마가 적용될 수 있다.When the plasma with high reaction energy contacts or collides with the surface of a material, the energy of the plasma may be transferred to the surface of the material with which the plasma is contacted or collided. The plasma may be applied to cleaning or surface treatment.
이러한 플라즈마 처리 장치는 플라즈마 방전을 위한 공간을 제공하는 챔버 및 상기 챔버 내부에 구비되며 플라즈마 방전을 발생시키는 복수개의 방전 전극을 구비할 수 있다.The plasma processing apparatus may include a chamber that provides a space for plasma discharge, and a plurality of discharge electrodes that are provided in the chamber and generate plasma discharge.
한편, 플라즈마 피처리 기판은 점차 대면적화 되어감에 따라 플라즈마 처리 전극 사이즈가 커지고, 한정된 전극 공간 안에서 처리해야 하는데, 이때 안정적인 플라즈마 방전을 유지하고 제어하는 것이 매우 어렵다.On the other hand, as the plasma treated substrate becomes larger and larger in area, the plasma treated electrode size becomes larger and needs to be processed in a limited electrode space. At this time, it is very difficult to maintain and control a stable plasma discharge.
또한, 종래 플라즈마 처리 장치는 피처리 기판에 고에너지 이온 및 전자들에 의한 아크 방전과 같은 이상 방전으로 인해 상기 피처리 기판이 손상되는 문제가 있다.In addition, the conventional plasma processing apparatus has a problem that the substrate to be processed is damaged due to an abnormal discharge such as an arc discharge by high energy ions and electrons on the substrate.
이에 본 발명에서는 압축전계의 면방전 특성을 통해 플라즈마 분포를 제어하는 것이 가능하여 플라즈마 균일도를 개선하고, 피처리물을 관통하는 전계를 억제함으로써 하전입자에 의한 피처리물의 손상을 줄일 수 있어 피처리물의 품질이 향상되는 플라즈마 처리용 전극 구조 및 장치를 제공하고자 한다.In the present invention, it is possible to control the plasma distribution through the surface discharge characteristics of the compressed electric field to improve the plasma uniformity and to reduce the damage of the object by the charged particles by suppressing the electric field penetrating the object. An object of the present invention is to provide an electrode structure and apparatus for plasma treatment, in which water quality is improved.
또한, 제한된 공간에서 압축된 면방전 특성에 의한 안정적인 플라즈마 방전을 통해 대면적의 피처리 기판을 적층 및 대량 처리가 가능하여 생산성이 향상된 플라즈마 처리 전극 구조 및 장치를 제공하고자 한다.In addition, the present invention provides a plasma processing electrode structure and apparatus capable of stacking and mass processing a large-area to-be-processed substrate through stable plasma discharge by compressed surface discharge characteristics in a limited space.
챔버, 상기 챔버 내에 구비되는 복수개의 방전 전극 세트, 상기 방전 전극 세트로 전력을 공급하기 위한 전원부 및 상기 방전 전극 세트는 적어도 하나 이상의 제 1 방전 전극 및 상기 제 1 방전 전극과 다른 극성을 갖는 적어도 하나 이상의 제 2 방전 전극을 포함하며, 상기 제 1 방전 전극 및 제 2 방전 전극은 제 1 방향으로 이격되어 교대로 배치되며, 상기 복수개의 방전 전극 세트는 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 서로 이격되어 마주보는 형태로 배치되며, 서로 마주보는 위치에 구비되는 방전 전극은 서로 동일한 극성을 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치를 제공한다.A chamber, a plurality of discharge electrode sets provided in the chamber, a power supply unit for supplying power to the discharge electrode set, and the discharge electrode set are at least one or more first discharge electrodes and at least one having a different polarity from the first discharge electrode And a second discharge electrode, wherein the first discharge electrode and the second discharge electrode are alternately disposed to be spaced apart in a first direction, and the plurality of discharge electrode sets are mutually disposed in a second direction perpendicular to the first direction. Disposed in the form facing each other, the discharge electrode provided in a position facing each other provides a plasma processing apparatus, characterized in that having the same polarity with each other.
상기 방전 전극 세트로 냉각수를 공급하기 위한 냉각 수단을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include cooling means for supplying cooling water to the discharge electrode set.
상기 제 1 방전 전극은 방전이 일어나는 제 1 방전부 및 냉각을 위한 제 1 냉각부를 포함하며, 상기 제 2 방전 전극은 방전이 일어나는 제 2 방전부 및 냉각을 위한 제 2 냉각부를 포함할 수 있다.The first discharge electrode may include a first discharge unit for discharging and a first cooling unit for cooling, and the second discharge electrode may include a second discharge unit for discharging and a second cooling unit for cooling.
상기 제 1 냉각부 및 제 2 냉각부는 전극의 3 차원적 형태를 설명하기 위해 편의상 냉각부라 기술 하였지만, 중심부에 냉각을 위한 수단을 포함하지 않을 수도 있음은 물론이다.Although the first cooling unit and the second cooling unit have been described as a cooling unit for the convenience of describing the three-dimensional shape of the electrode, it is a matter of course that the center may not include a means for cooling.
상기 제 1 방전부 및 제 2 방전부는 길이, 폭 및 두께를 가지는 플레이트(plate)형태로 형성될 수 있다.The first discharge part and the second discharge part may be formed in a plate shape having a length, a width, and a thickness.
상기 제 1 방전부 및 제 2 방전부의 일측면에는 복수개의 홀(hole)이 형성될 수 있다.A plurality of holes may be formed on one side of the first discharge part and the second discharge part.
상기 제 1 냉각부 및 제 2 냉각부는 원형 파이프 또는 다각형 형태의 파이프 형태로 형성될 수 있다.The first cooling unit and the second cooling unit may be formed in the form of a circular pipe or a pipe of polygonal shape.
상기 제 1 냉각부는 상기 제 1 방전부의 내부에 길이 방향으로 구비될 수 있으며, 상기 제 2 냉각부는 상기 제 2 방전부의 내부에 길이 방향으로 구비될 수 있다.The first cooling unit may be provided in the longitudinal direction inside the first discharge unit, and the second cooling unit may be provided in the longitudinal direction inside the second discharge unit.
상기 제 1 냉각부는 상기 제 1 방전부의 일측면에 길이 방향으로 구비될 수 있으며, 상기 제 2 냉각부는 상기 제 2 방전부의 일측면에 길이 방향으로 구비될 수 있다.The first cooling unit may be provided in the longitudinal direction on one side of the first discharge unit, and the second cooling unit may be provided in the longitudinal direction on one side of the second discharge unit.
상기 제 1 방전부는 한쌍의 플레이트 전극으로 구비될 수 있으며, 상기 한쌍의 플레이트 전극은 상기 제 1 냉각부의 양측면부에 각각 비대칭적으로 구비될 수 있다.The first discharge part may be provided as a pair of plate electrodes, and the pair of plate electrodes may be provided asymmetrically on both side portions of the first cooling part.
상기 제 2 방전부는 한쌍의 플레이트 전극으로 구비될 수 있으며, 상기 한쌍의 플레이트 전극은 상기 제 2 냉각부의 양측면부에 각각 비대칭적으로 구비될 수 있다.The second discharge unit may be provided as a pair of plate electrodes, and the pair of plate electrodes may be provided asymmetrically on both side portions of the second cooling unit.
상기 제 1 방전부는 한쌍의 플레이트 전극으로 구비될 수 있으며, 상기 한쌍의 플레이트 전극은 상기 제 1 냉각부의 상부 및 하부에 각각 비대칭적으로 구비될 수 있다.The first discharge unit may be provided as a pair of plate electrodes, and the pair of plate electrodes may be provided asymmetrically on the upper and lower portions of the first cooling unit, respectively.
상기 제 2 방전부는 한쌍의 플레이트 전극으로 구비될 수 있으며, 상기 한쌍의 플레이트 전극은 상기 제 2 냉각부의 상부 및 하부에 각각 비대칭적으로 구비될 수 있다.The second discharge unit may be provided as a pair of plate electrodes, and the pair of plate electrodes may be provided asymmetrically on the upper and lower portions of the second cooling unit, respectively.
본 발명의 일실시예에 따른 전계 압축형 면방전 전극을 포함하는 플라즈마 처리 장치는 하전 입자의 충돌에 의한 피처리 기판의 손상을 억제하고, 대면적 피처리 기판의 플라즈마 균일도를 증대시켜 생산성을 높일 수 있으며, 대면적, 대량처리에 따른 방전 불안정으로 인한 피처리 기판의 손상을 방지할 수 있다.Plasma processing apparatus comprising an electric field compression type surface discharge electrode according to an embodiment of the present invention to suppress the damage of the substrate to be processed by the collision of the charged particles, increase the plasma uniformity of the large-area target substrate to increase the productivity It is possible to prevent damage to the substrate to be processed due to discharge instability due to large area and mass processing.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 개략적인 구조를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing a schematic structure of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 개략적인 평면도이다.2 is a schematic plan view of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에서 전계 압축형 방전이 일어나는 원리를 나타낸 도이다.3 is a view showing the principle of the electric field compression type discharge in the plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 방전 전극의 구조를 나타낸 도이다.4 to 8 are views showing the structure of the discharge electrode of the plasma processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에서 냉각수단의 연결 구조를 나타낸 도이다.9 is a view showing a connection structure of the cooling means in the plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에서 방전 전극의 연결 구조를 나타낸 도이다.10 is a view showing a connection structure of the discharge electrode in the plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 다양한 변경이 가능하고, 여러 가지 형태로 실시될 수 있는 바, 특정의 실시예만을 도면에 예시하고 본문에는 이를 중심으로 설명한다. 그렇다고 하여 본 발명의 범위가 상기 특정한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 또는 대체물은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.The present invention can be variously modified and can be embodied in various forms. Only specific embodiments are illustrated in the drawings and described in the text. However, the scope of the present invention is not limited to the above specific embodiments, and it should be understood that all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention are included in the scope of the present invention.
본 명세서에 있어서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이며, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, specific structural to functional descriptions are merely illustrated for the purpose of describing embodiments of the present invention, and embodiments of the present invention may be embodied in various forms and are limited to the embodiments described herein. It is not to be understood that the present invention is to be construed as including all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접촉되어" 있다고 기재된 경우, 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접촉되어 있을 수도 있지만, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.When a component is described as being "connected" or "contacted" to another component, it is to be understood that it may be directly connected to or in contact with another component, but there may be another component in between. something to do.
또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "집적 접촉되어"있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, "~사이에"와 "직접 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는" 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.In addition, when a component is described as being "directly connected" or "integrated contact" to another component, it may be understood that there is no other component in between. Other expressions describing the relationship between the components, such as "between" and "directly between" or "adjacent to" and "directly adjacent to", may be interpreted as well.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terminology used herein is for the purpose of describing exemplary embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.As used herein, the terms "comprise", "comprise" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof that is practiced, and that one or the same. It is to be understood that the present invention does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
제1, 제2, 제3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다.Terms such as first, second, third, etc. may be used to describe various components, but such components are not limited by the terms. The terms are used to distinguish one component from other components.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 개략적인 구조를 나타낸 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 개략적인 평면도이다.1 is a perspective view showing a schematic structure of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic plan view of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(100)는 챔버(100) 및 상기 챔버(100) 내에 구비되는 복수개의 방전 전극 세트(200)를 포함할 수 있다.1 and 2, the plasma processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may include a chamber 100 and a plurality of discharge electrode sets 200 provided in the chamber 100. .
도 1 및 도 2에서는 상기 챔버(100) 내부에 4개의 방전 전극 세트(200)가 구비된 것으로 도시하였으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 챔버(100) 내에는 적어도 2개 이상의 방전 전극 세트(200)가 구비될 수 있다.In FIGS. 1 and 2, four discharge electrode sets 200 are provided in the chamber 100, but the present disclosure is not limited thereto, and at least two discharge electrode sets 200 may be provided in the chamber 100. ) May be provided.
한편, 도 1에는 상기 챔버(100)가 육면체 구조로 도시되었으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 챔버(100)의 형태는 플라즈마 피처리 대상물(500)의 형태에 따라 변형이 가능하다.Meanwhile, although the chamber 100 is illustrated in a hexahedral structure in FIG. 1, the chamber 100 is not necessarily limited thereto. The shape of the chamber 100 may be modified according to the shape of the plasma target object 500.
상기 복수개의 방전 전극 세트(200) 사이에는 플라즈마 피처리 기판(500)이 배치될 수 있는 방전 공간이 구비될 수 있다. 상기 도 1에서는 설명의 편의상 피처리 기판(500)을 도시하였지만, 상기 피처리 기판(500)이 본 발명의 구성요소가 아님은 물론이다.A discharge space in which the plasma processing substrate 500 may be disposed may be provided between the plurality of discharge electrode sets 200. Although FIG. 1 illustrates the substrate 500 for convenience of description, the substrate 500 is not a component of the present invention.
상기 각각의 방전 전극 세트(200)는 플라즈마를 유도하기 위한 적어도 하나 이상의 제 1 방전 전극(210) 및 상기 제 1 전극(210)과 다른 극성을 갖는 적어도 하나 이상의 제 2 방전 전극(220)을 포함할 수 있다.Each discharge electrode set 200 includes at least one first discharge electrode 210 for inducing plasma and at least one second discharge electrode 220 having a different polarity than the first electrode 210. can do.
상기 방전 전극 세트(200) 내에 구비된 제 1 방전 전극(210)과 상기 제 2 방전 전극(220)은 제 1 방향으로 이격되어 배치될 수 있으며, 상기 제 1 방향으로 이격된 상기 제 1 방전 전극(210) 및 제 2 방전 전극(220) 사이의 거리를 d1이라 한다.The first discharge electrode 210 and the second discharge electrode 220 provided in the discharge electrode set 200 may be disposed to be spaced apart in a first direction, and the first discharge electrodes spaced apart in the first direction. The distance between the 210 and the second discharge electrodes 220 is referred to as d1.
또한, 상기 복수개의 방전 전극 세트(200)는 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 이격되어 배치될 수 있으며, 상기 제 2 방향으로 이격된 방전 전극 세트(200) 사이의 거리를 d2라고 한다.In addition, the plurality of discharge electrode sets 200 may be spaced apart in a second direction perpendicular to the first direction, and a distance between the discharge electrode sets 200 spaced in the second direction is referred to as d2. .
상기 제 1 방전 전극(210)과 제 2 방전 전극(220)은 서로 교대로 배치될 수 있다. 또한, 상기 방전 전극 세트(200) 상호간 마주보는 면에 배치되는 방전 전극은 동일한 극성을 갖는 방전 전극으로 구비될 수 있으며, 이하에서 상기 제 2 방향으로 대향하는 면에 위치하며 동일한 극성을 갖는 한쌍의 방전 전극을 대향 전극이라 한다.The first discharge electrode 210 and the second discharge electrode 220 may be alternately arranged. In addition, the discharge electrodes disposed on the surfaces of the discharge electrode set 200 that face each other may be provided as discharge electrodes having the same polarity, and a pair of discharge electrodes disposed on the opposite surfaces in the second direction will be described below. The discharge electrode is called the counter electrode.
상기 챔버(100)는 상기 플라즈마 피처리 기판(500)을 고정할 수 있는 지그(130), 상기 챔버(100) 내부로 플라즈마 공정에 필요한 불활성 기체 등을 주입하기 위한 가스 주입부(140) 및 플라즈마 처리 후 잔여물을 외부로 배출하기 위한 가스 배출부(150) 등을 더 포함할 수 있다.The chamber 100 includes a jig 130 for fixing the plasma processing substrate 500, a gas injection unit 140 for injecting an inert gas required for a plasma process into the chamber 100, and a plasma. After the treatment may further include a gas discharge unit 150 for discharging the residue to the outside.
상기 가스 주입부(140) 및 상기 가스 배출부(150)는 상기 챔버(100) 내부로 반응성 기체(산소 등) 및 불활성 기체(아르곤 등)를 주입 또는 배출하기 위한 구성요소로서, 유량을 제어하기 위한 매스 플로우 컨트롤러(mass flow controller:MFC)나 밸브 등으로 구성될 수 있다.The gas injection unit 140 and the gas discharge unit 150 are components for injecting or discharging a reactive gas (oxygen, etc.) and an inert gas (argon, etc.) into the chamber 100 to control the flow rate. It may be configured as a mass flow controller (MFC) or a valve for.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에서 전계 압축형 방전이 일어나는 원리를 나타낸 도이다.3 is a view showing the principle of the electric field compression type discharge in the plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3에서는 전계 압축 방전을 설명하기 위하여 2개의 방전 전극 세트(200), 상기 방전 전극 세트(200) 사이에 구비된 피처리 기판(500) 및 상기 방전 전극 세트(200)를 구성하는 제 1 방전 전극(210) 및 제 2 방전 전극(220)에서 발생하는 플라즈마의 모습을 도식적으로 나타내었다.In FIG. 3, two discharge electrode sets 200, a substrate 500 provided between the discharge electrode sets 200, and a first discharge constituting the discharge electrode sets 200 are described in order to describe electric field compression discharges. The plasma generated from the electrode 210 and the second discharge electrode 220 is shown schematically.
상기 각각의 방전 전극 세트(200) 내에 구비된 상기 제 1 방전 전극(210) 및 상기 제 1 방전 전극(210)과 다른 극성을 갖는 상기 제 2 방전 전극(220) 사이에는 서로 용량 결합된 플라즈마 방전이 유도되어 활성화된 라디칼이 발생한다.Plasma discharges capacitively coupled to each other between the first discharge electrode 210 and the second discharge electrode 220 having a different polarity from the first discharge electrode 210 provided in each of the discharge electrode sets 200. This leads to the generation of activated radicals.
상기 플라즈마가 압축되어 형성되는 영역을 압축 전계 영역(10)이라 한다. 상기 압축 전계 영역(10)은 상기 압축 전계(10)가 형성되지 않은 영역(20)보다 고밀도의 플라즈마가 형성될 수 있다. 상기 플라즈마를 발생시키는 전계가 압축되고 피처리 기판(500)을 관통하지 않기 때문에 하전입자에 의한 피처리 기판(500)의 손상을 크게 줄일 수 있다.The region where the plasma is compressed is called a compressed electric field region 10. The compressed electric field region 10 may have a higher density of plasma than the region 20 in which the compressed electric field 10 is not formed. Since the electric field generating the plasma is compressed and does not penetrate the substrate 500, damage of the substrate 500 due to charged particles can be greatly reduced.
상기 피처리 기판(500)에 가해지는 활성 라디칼의 밀도 균일도는 상기 제 1 방전 전극(210)과 상기 제 2 방전 전극(220) 사이의 거리 d1 및 상기 방전 전극 세트(200) 사이의 거리 d2에 의해 결정될 수 있다. 상기 제 1 방전 전극(210)과 제 2 방전 전극(220) 사이의 거리 d1은 상기 방전 전극 세트(200) 사이의 거리 d2보다 작은 값을 가질 수 있다.Density uniformity of active radicals applied to the substrate 500 is determined by a distance d1 between the first discharge electrode 210 and the second discharge electrode 220 and a distance d2 between the discharge electrode set 200. Can be determined. The distance d1 between the first discharge electrode 210 and the second discharge electrode 220 may have a value smaller than the distance d2 between the discharge electrode set 200.
상기 제 1 방전 전극(210)과 상기 제 2 방전 전극(220) 사이의 거리 d1은 전기적인 격리에 필요한 거리 이상으로 형성될 수 있으며, 상기 방전 전극 세트(200) 사이의 거리 d2는 상기 d1의 거리에 따라 최소한의 균일도를 확보할 수 있는 거리만큼 이격될 수 있다.The distance d1 between the first discharge electrode 210 and the second discharge electrode 220 may be formed to be greater than or equal to a distance required for electrical isolation, and the distance d2 between the discharge electrode sets 200 may be equal to or greater than that of the d1. Depending on the distance, it may be spaced apart by a distance to ensure a minimum uniformity.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 방전 전극 세트(200)의 구조를 나타낸 도이다.4 to 8 are views showing the structure of the discharge electrode set 200 of the plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 방전 전극 세트(200)는 적어도 하나 이상의 제 1 방전 전극(210) 및 적어도 하나 이상의 제 2 방전 전극(220)을 포함할 수 있으며, 이하에서 설명의 편의상 각각 하나의 제 1 방전 전극(210) 및 제 2 방전 전극(220)을 포함하는 방전 전극 세트(200)인 것을 전제로 설명하도록 한다.Discharge electrode set 200 according to an embodiment of the present invention may include at least one or more first discharge electrode 210 and at least one or more second discharge electrode 220, each one for convenience of description below It will be described on the premise that the discharge electrode set 200 including the first discharge electrode 210 and the second discharge electrode 220.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 제 1 방전 전극(210) 및 제 2 방전 전극(220) 각각은 플라즈마 방전이 일어나는 방전부를 포함할 수 있다.In addition, each of the first discharge electrode 210 and the second discharge electrode 220 according to an embodiment of the present invention may include a discharge unit in which plasma discharge occurs.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 상기 제 1 방전 전극(210) 및 제 2 방전 전극(220)은 플라즈마 방전이 일어나는 방전부 및 상기 방전부를 냉각시키기 위한 냉각수가 흐를 수 있는 냉각부를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 상기 방전 전극이 상기 방전부 및 냉각부를 포함하는 것을 전제로 설명하도록 한다.In addition, the first discharge electrode 210 and the second discharge electrode 220 according to another embodiment of the present invention includes a discharge unit for generating a plasma discharge and a cooling unit through which a cooling water for cooling the discharge unit can flow. Can be. Hereinafter, for convenience of description, it will be described on the premise that the discharge electrode includes the discharge unit and the cooling unit.
상기 제 1 방전 전극(210)은 플라즈마 방전을 위한 제 1 방전부(211) 및 상기 제 1 방전부(211)를 냉각하기 위한 제 1 냉각부(212)를 포함할 수 있으며, 마찬가지로 상기 제 2 방전 전극(220)은 플라즈마 방전을 위한 제 2 방전부(221) 및 상기 제 2 방전부(221)를 냉각하기 위한 제 2 냉각부(222)를 포함할 수 있다.The first discharge electrode 210 may include a first discharge unit 211 for plasma discharge and a first cooling unit 212 for cooling the first discharge unit 211, and likewise, the second discharge unit 211. The discharge electrode 220 may include a second discharge unit 221 for plasma discharge and a second cooling unit 222 for cooling the second discharge unit 221.
상기 제 1 방전부(211) 및 제 2 방전부(221)는 소정의 길이(L), 폭(W) 및 두께(D)를 갖는 플레이트(plate) 형태로 구비될 수 있다. 상기 제 1 방전부(211) 및 제 2 방전부(221)의 일측면에는 복수개의 다공성 홀이 구비될 수 있다.The first discharge unit 211 and the second discharge unit 221 may be provided in the form of a plate having a predetermined length (L), width (W) and thickness (D). A plurality of porous holes may be provided on one side of the first discharge part 211 and the second discharge part 221.
상기 제 1 냉각부(212) 및 제 2 냉각부(222)는 내부에 냉각수가 흐를 수 있는 공간이 구비된 파이프(pipe) 형태로 구비될 수 있다. 도 4 내지 도 8에서 상기 제 1 냉각부(212) 및 제 2 냉각부(222)는 사각형 형태의 파이프인 것으로 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 원형 파이프 또는 다각형 형태의 파이프로 구비될 수 있다.The first cooling unit 212 and the second cooling unit 222 may be provided in the form of a pipe (pipe) having a space through which the coolant flows. 4 to 8, the first cooling unit 212 and the second cooling unit 222 are illustrated as being rectangular pipes, but are not necessarily limited thereto, and may be provided as circular pipes or polygonal pipes. have.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 방전 전극 세트(200)는 플레이트 형태의 제 1 방전부(211) 및 제 2 방전부(221)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 방전부(211) 및 제 2 방전부(221)의 내부에는 상기 길이(L) 방향으로 제 1 냉각부(212) 및 제 2 냉각부(222)가 각각 구비될 수 있다.Referring to FIG. 4, the discharge electrode set 200 according to the exemplary embodiment of the present invention may include a first discharge part 211 and a second discharge part 221 having a plate shape. The first cooling unit 212 and the second cooling unit 222 may be provided in the length (L) direction of the first discharge unit 211 and the second discharge unit 221, respectively.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 방전 전극 세트(200)는 플레이트 형태의 제 1 방전부(211) 및 제 2 방전부(221)를 포함할 수 있다. 상기 플레이트 형태의 제 1 방전부(211) 및 제 2 방전부(221)의 일측면에는 상기 길이(L) 방향으로 제 1 냉각부(212) 및 제 2 냉각부(222)가 각각 구비될 수 있다.Referring to FIG. 5, the discharge electrode set 200 according to another exemplary embodiment of the present invention may include a first discharge part 211 and a second discharge part 221 having a plate shape. The first cooling unit 212 and the second cooling unit 222 may be provided at one side of the plate-shaped first discharge unit 211 and the second discharge unit 221 in the length L direction, respectively. have.
이때, 상기 제 1 방전부(211)의 폭(W)은 상기 제 1 냉각부(212)의 폭보다 큰 값을 가질 수 있으며, 상기 제 2 방전부(221)의 폭(W)은 상기 제 2 냉각부(222)의 폭보다 큰 값을 가질 수 있다.In this case, the width W of the first discharge unit 211 may have a larger value than the width of the first cooling unit 212, and the width W of the second discharge unit 221 may be defined as the width of the first discharge unit 211. 2 may have a larger value than the width of the cooling unit 222.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 방전 전극 세트(200)는 사각형 파이프 형태의 제 1 냉각부(212) 및 제 2 냉각부(222)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 냉각부(212)의 양측면부에는 상기 길이(L) 방향으로 각각 구비되는 한쌍의 제 1 방전부(211)가 구비될 수 있다. 상기 제 2 냉각부(222)의 양측면부에는 상기 길이(L) 방향으로 각각 구비되는 한쌍의 제 2 방전부(221)가 구비될 수 있다.The discharge electrode set 200 according to another embodiment of the present invention may include a first cooling unit 212 and a second cooling unit 222 in the form of a square pipe. A pair of first discharge units 211 may be provided at both side surfaces of the first cooling unit 212 in the length L direction, respectively. Both side surfaces of the second cooling unit 222 may be provided with a pair of second discharge units 221 respectively provided in the length L direction.
도 6을 참조하면, 상기 제 1 냉각부(212)의 양측면에 구비되는 한쌍의 제 1 방전부(211)의 폭(W)은 상기 제 1 냉각부(212)의 폭보다 큰 값을 가질 수 있으며, 상기 제 2 냉각부(222)의 양측면에 구비되는 한쌍의 제 2 방전부(221)의 폭(W)은 상기 제 2 냉각부(222)의 폭보다 큰 값을 가질 수 있다.Referring to FIG. 6, the width W of the pair of first discharge units 211 provided on both side surfaces of the first cooling unit 212 may have a larger value than the width of the first cooling unit 212. The width W of the pair of second discharge units 221 provided on both side surfaces of the second cooling unit 222 may have a larger value than the width of the second cooling unit 222.
또한, 상기 제 1 냉각부(212)의 양측면에 구비되는 한쌍의 제 1 방전부(211)는 상기 폭(W) 방향으로 서로 비대칭적으로 구비될 수 있으며, 상기 제 2 냉각부(222)의 양측면에 구비되는 한쌍의 제 2 방전부(221)는 상기 폭(W) 방향으로 서로 비대칭적으로 구비될 수 있다.In addition, the pair of first discharge units 211 provided on both side surfaces of the first cooling unit 212 may be provided asymmetrically to each other in the width (W) direction, and the second cooling unit 222 The pair of second discharge parts 221 provided on both side surfaces may be provided asymmetrically with respect to the width (W) direction.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 방전 전극 세트(200)는 사각형 파이프 형태의 제 1 냉각부(212) 및 제 2 냉각부(222)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 냉각부(212)의 상부 및 하부에는 상기 길이(L) 방향으로 각각 구비되는 한쌍의 제 1 방전부(211)가 구비될 수 있다. 상기 제 2 냉각부(222)의 상부 및 하부에는 상기 길이(L) 방향으로 각각 구비되는 한쌍의 제 2 방전부(221)가 구비될 수 있다.The discharge electrode set 200 according to another embodiment of the present invention may include a first cooling unit 212 and a second cooling unit 222 in the form of a square pipe. The upper and lower portions of the first cooling unit 212 may be provided with a pair of first discharge units 211 provided in the length L direction, respectively. The upper and lower portions of the second cooling unit 222 may be provided with a pair of second discharge units 221 respectively provided in the length L direction.
도 7을 참조하면, 상기 제 1 냉각부(212)의 상부 및 하부에 각각 구비되는 한쌍의 제 1 방전부(211)는 상기 두께(D) 방향으로 상기 제 1 냉각부(212)의 중심부에 구비될 수 있으며, 상기 제 2 냉각부(222)의 상부 및 하부에 각각 구비되는 한쌍의 제 2 방전부(221)는 상기 두께(D) 방향으로 상기 제 2 냉각부(222)의 중심부에 구비될 수 있다.Referring to FIG. 7, a pair of first discharge parts 211 respectively provided on the upper and lower portions of the first cooling part 212 may be disposed at the center of the first cooling part 212 in the thickness D direction. The pair of second discharge parts 221 respectively provided on the upper and lower portions of the second cooling part 222 may be provided at the center of the second cooling part 222 in the thickness (D) direction. Can be.
도 8을 참조하면, 상기 제 1 냉각부(212)의 상부 및 하부에 각각 구비되는 한쌍의 제 1 방전부(211)는 상기 두께(D) 방향으로 서로 비대칭적으로 구비될 수 있으며, 상기 제 2 냉각부(222)의 상부 및 하부에 각각 구비되는 한쌍의 제 2 방전 부(221)는 상기 두께(D) 방향으로 서로 비대칭적으로 구비될 수 있다.Referring to FIG. 8, the pair of first discharge units 211 respectively provided on the upper and lower portions of the first cooling unit 212 may be provided asymmetrically with respect to the thickness D direction. The pair of second discharge parts 221 provided on the upper and lower portions of the second cooling unit 222 may be provided asymmetrically to each other in the thickness (D) direction.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에서 냉각수단의 연결 구조를 나타낸 도이다.9 is a view showing a connection structure of the cooling means in the plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 상기 냉각수단(300)은 냉각수를 냉각하는 냉각기(310) 및 순환 펌프(320) 등으로 구성된 범용의 냉각수단으로 구성될 수 있다. 상기 냉각기(310)는 냉각라인을 통해 순환되는 냉각수를 다시 냉각하는 역할을 하며, 상기 순환 펌프(320)는 상기 냉각수를 냉각라인 상에서 이동시키는 역할을 할 수 있다.Referring to FIG. 9, the cooling means 300 may be configured as a general cooling means composed of a cooler 310, a circulation pump 320, and the like for cooling the cooling water. The cooler 310 serves to cool the cooling water circulated through the cooling line again, and the circulation pump 320 may serve to move the cooling water on the cooling line.
상기 냉각수단(300)을 통해 상기 챔버(100) 내부로 공급된 냉각수는 복수개의 방전 전극 세트(200)의 제 1 방전 전극(210) 및 제 2 방전 전극(220)으로 각각 공급될 수 있으며, 상기 각각의 방전 전극 세트(200)로 공급된 냉각수는 각각의 제 1 방전 전극(210) 및 제 2 방전 전극(220)에 구비된 각각의 제 1 냉각부(212) 및 제 2 냉각부(222)를 통과하여 다시 상기 냉각수단으로 순환될 수 있다.Cooling water supplied into the chamber 100 through the cooling means 300 may be supplied to the first discharge electrode 210 and the second discharge electrode 220 of the plurality of discharge electrode sets 200, respectively. The cooling water supplied to each of the discharge electrode sets 200 may include the first cooling unit 212 and the second cooling unit 222 provided in each of the first discharge electrode 210 and the second discharge electrode 220. ) Can be circulated back to the cooling means.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 복수개의 제 1 냉각부(212) 및 제 2 냉각부(222)는 각각 서로 다른 냉각수 라인을 통하여 연결될 수 있다.As illustrated in FIG. 9, the plurality of first cooling units 212 and the second cooling units 222 may be connected through different cooling water lines, respectively.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에서 방전 전극 세트(200)와 전원부(400)의 연결 구조를 나타낸 도이다.10 is a view showing a connection structure of the discharge electrode set 200 and the power supply unit 400 in the plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
상기 전원부(400)는 상기 복수개의 방전 전극 세트(200)로 직류 전원, 교류 전원 또는 펄스 전원 등의 전력을 공급할 수 있다.The power supply unit 400 may supply power such as DC power, AC power, or pulse power to the plurality of discharge electrode sets 200.
상기 방전 전극 세트(200)는 적어도 하나 이상의 제 1 방전 전극(210) 및 상기 제 1 방전 전극(210)과 다른 극성을 갖는 적어도 하나 이상의 제 2 방전 전극(220)을 포함할 수 있으며, 상기 제 1 방전 전극(210) 및 제 2 방전 전극(220)에는 서로 다른 극성을 갖는 전원이 인가될 수 있다.The discharge electrode set 200 may include at least one first discharge electrode 210 and at least one second discharge electrode 220 having a different polarity from the first discharge electrode 210. Power having different polarities may be applied to the first discharge electrode 210 and the second discharge electrode 220.
즉, 상기 제 1 방전 전극(210)을 구성하는 제 1 방전부(211) 및 제 1 냉각부(212)에는 동일한 극성을 갖는 전원이 인가될 수 있으며, 상기 제 2 방전 전극(220)을 구성하는 제 2 방전부(221) 및 제 2 냉각부(222)에는 상기 제 1 방전 전극(210)에 인가된 전원과 다른 극성을 갖는 전원이 인가될 수 있다.That is, power having the same polarity may be applied to the first discharge unit 211 and the first cooling unit 212 constituting the first discharge electrode 210, and constitute the second discharge electrode 220. A power source having a different polarity than that of the power source applied to the first discharge electrode 210 may be applied to the second discharge unit 221 and the second cooling unit 222.
상기 각각의 방전 전극 세트(200)와 전원부(400) 사이에는 방전 안정 발라스터(600)가 구비될 수 있다. 상기 발라스터는 각각의 방전 전극 세트(200) 당 하나씩 구비될 수 있다. 상기 방전 발라스터는 플라즈마 방전중 이상현상을 억제시켜서 상기 방전이 안정적인 동작점에서 유지되도록 하는 역할을 할 수 있다.A discharge stable ballast 600 may be provided between each of the discharge electrode sets 200 and the power supply unit 400. One ballast may be provided for each discharge electrode set 200. The discharge ballast may serve to suppress abnormality during plasma discharge so that the discharge is maintained at a stable operating point.
이상에서 설명된 본 발명의 전계 압축형 면방전 전극을 포함하는 플라즈마 처리 장치는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 보호범위는 본 발명 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등예를 포함할 수 있다.The plasma processing apparatus including the field compression type surface discharge electrode of the present invention described above is merely exemplary, and the scope of protection of the present invention is various modifications and equivalents from those skilled in the art. Examples may include.

Claims (12)

  1. 챔버;chamber;
    상기 챔버 내에 구비되는 복수개의 방전 전극 세트;A plurality of discharge electrode sets provided in the chamber;
    상기 방전 전극 세트로 전력을 공급하기 위한 전원부; 및A power supply unit for supplying power to the discharge electrode set; And
    상기 방전 전극 세트는 적어도 하나 이상의 제 1 방전 전극 및 상기 제 1 방전 전극과 다른 극성을 갖는 적어도 하나 이상의 제 2 방전 전극을 포함하며,The discharge electrode set includes at least one first discharge electrode and at least one second discharge electrode having a different polarity than the first discharge electrode,
    상기 제 1 방전 전극 및 제 2 방전 전극은 제 1 방향으로 이격되어 교대로 배치되며, 상기 복수개의 방전 전극 세트는 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 서로 이격되어 마주보는 형태로 배치되며, 서로 마주보는 위치에 구비되는 방전 전극은 서로 동일한 극성을 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The first discharge electrode and the second discharge electrode are alternately spaced apart in a first direction, and the plurality of discharge electrode sets are disposed in a form facing each other in a second direction perpendicular to the first direction. Discharge electrodes provided at positions facing each other have the same polarity to each other.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 방전 전극 세트로 냉각수를 공급하기 위한 냉각 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The plasma processing apparatus of claim 1, further comprising cooling means for supplying cooling water to the discharge electrode set.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 방전 전극은 방전이 일어나는 제 1 방전부 및 냉각을 위한 제 1 냉각부를 포함하며, 상기 제 2 방전 전극은 방전이 일어나는 제 2 방전부 및 냉각을 위한 제 2 냉각부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The method of claim 1, wherein the first discharge electrode includes a first discharge portion for discharging and a first cooling portion for cooling, and the second discharge electrode includes a second discharge portion for discharging and second cooling for cooling. Plasma processing apparatus comprising a portion.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 방전부 및 제 2 방전부는 길이, 폭 및 두께를 가지는 플레이트(plate)형태인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The plasma processing apparatus of claim 3, wherein the first and second discharge units are in the form of a plate having a length, a width, and a thickness.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 방전부 및 제 2 방전부의 일측면에는 복수개의 홀(hole)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.4. The plasma processing apparatus of claim 3, wherein a plurality of holes are formed in one side of the first discharge unit and the second discharge unit.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 냉각부 및 제 2 냉각부는 원형 파이프 또는 다각형 형태의 파이프인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The plasma processing apparatus of claim 3, wherein the first cooling unit and the second cooling unit are circular pipes or polygonal pipes.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 냉각부는 상기 제 1 방전부의 내부에 길이 방향으로 구비되어 있으며, 상기 제 2 냉각부는 상기 제 2 방전부의 내부에 길이 방향으로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.4. The plasma of claim 3, wherein the first cooling unit is provided in the longitudinal direction inside the first discharge unit, and the second cooling unit is provided in the longitudinal direction inside the second discharge unit. Processing unit.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 냉각부는 상기 제 1 방전부의 일측면에 길이 방향으로 구비되어 있으며, 상기 제 2 냉각부는 상기 제 2 방전부의 일측면에 길이 방향으로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The method of claim 3, wherein the first cooling unit is provided in the longitudinal direction on one side of the first discharge unit, the second cooling unit is provided in the longitudinal direction on one side of the second discharge unit. Plasma processing apparatus.
  9. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 방전부는 한쌍의 플레이트 전극으로 구비되며, 상기 한쌍의 플레이트 전극은 상기 제 1 냉각부의 양측면부에 각각 비대칭적으로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.4. The plasma processing apparatus of claim 3, wherein the first discharge part is provided with a pair of plate electrodes, and the pair of plate electrodes are asymmetrically provided on both side portions of the first cooling part.
  10. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 방전부는 한쌍의 플레이트 전극으로 구비되며, 상기 한쌍의 플레이트 전극은 상기 제 2 냉각부의 양측면부에 각각 비대칭적으로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.4. The plasma processing apparatus of claim 3, wherein the second discharge unit comprises a pair of plate electrodes, and the pair of plate electrodes are asymmetrically provided on both side portions of the second cooling unit.
  11. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 방전부는 한쌍의 플레이트 전극으로 구비되며, 상기 한쌍의 플레이트 전극은 상기 제 1 냉각부의 상부 및 하부에 각각 비대칭적으로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.4. The plasma processing apparatus of claim 3, wherein the first discharge unit is provided with a pair of plate electrodes, and the pair of plate electrodes are asymmetrically provided on the upper and lower portions of the first cooling unit, respectively.
  12. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 방전부는 한쌍의 플레이트 전극으로 구비되며, 상기 한쌍의 플레이트 전극은 상기 제 2 냉각부의 상부 및 하부에 각각 비대칭적으로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The plasma processing apparatus of claim 3, wherein the second discharge unit is provided with a pair of plate electrodes, and the pair of plate electrodes are asymmetrically provided on the upper and lower portions of the second cooling unit, respectively.
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