常圧プラズマ装置

【課題】プラズマ発生を極大化でき、プラズマ密度を制御できる常圧プラズマ装置を提供する。
【解決手段】常圧プラズマ装置は、反応ガスを注入するための注入口１１が形成されたハウジング１０と、ハウジング１０の内部に複数層で備えられる高電圧電極１１０と、高電圧電極１１０を覆う誘電体１２０と、高電圧を発生させて高電圧電極１１０に印加する高電圧発生部と、誘電体１２０の両側に隣接するように配置される接地電極１３０、及び反応によって生成されるプラズマの密度を制御する制御部で構成される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、常圧プラズマ装置に関するものであり、より詳しくは、高電圧電極を複数層で備えプラズマ反応を順次且つ連鎖的に誘導することによりプラズマ発生を極大化でき、また、高電圧電極の各層に高電圧を選択的に印加することによりプラズマ密度を制御できる常圧プラズマ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体またはＬＣＤの製造には、常圧でプラズマを発生させエッチング、アッシング又はストリップ等の基板処理工程が要求される。
【０００３】
しかし、従来の常圧プラズマ装置は必要な電極の数が多いという短所があった。さらに、被処理物である基板の面積が大面積の場合は、プラズマ処理のためのプラズマヘッドの電極の大きさもまた大きくならざるを得ないが、複数の電極を構成しなければならない従来のプラズマヘッドにおいては、複数個の大型電極を結合する構成を具現することが容易ではない関係により、大面積の対象物を処理できるプラズマヘッドを具現することが困難だった。
【０００４】
また、本技術分野の通常の知識を有する者には、大気圧下で発生させたプラズマの密度はウエハ又は基板に対するアッシング、エッチング又はストリップ工程を行うには十分ではないため、大気圧下で具現されるプラズマ発生装置を利用してアッシング、エッチング又はストリップ工程を行うことは不可能だと認識されている。
【０００５】
特に、従来の常圧プラズマ装置は、プラズマヘッドによってプラズマの密度が定められ、これを制御できないという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述の問題点を解決するためのものであり、本発明の目的は、高電圧電極を複数層で備えプラズマ反応を順次且つ連鎖的に誘導することによりプラズマ発生を極大化でき、また、高電圧電極の各層に高電圧を選択的に印加することによりプラズマ密度を制御できる常圧プラズマ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上のような技術的課題を解決するために、本発明による常圧プラズマ装置は反応ガスを注入するための注入口が形成されたハウジング；前記ハウジングの内部に複数層で備えられる高電圧電極；前記高電圧電極を覆う誘電体；高電圧を発生させて前記高電圧電極に印加する高電圧発生部；前記誘電体の両側に隣接するように配置される接地電極；及び反応によって生成されるプラズマの密度を制御する制御部；を含む。
【０００８】
また、前記制御部は、複数層で備えられる前記高電圧電極の各層に高電圧が選択的に印加されるように制御することが好ましい。
【０００９】
また、前記高電圧電極は、各層に複数列で備えられることが好ましい。
また、前記制御部は、複数列で備えられる前記高電圧電極の各列に高電圧が選択的に印加されるように制御することが好ましい。
【００１０】
また、反応によって生成されるプラズマの密度を測定して制御部に伝達するセンシング部が更に備えられることが好ましい。
【００１１】
また、前記各誘電体には前記高電圧電極が複数個挿入されることが好ましい。
【００１２】
また、前記接地電極は前記誘電体の両側に垂直に設けられることが好ましい。
【００１３】
また、前記接地電極は、前記誘電体の最上層上部または最下層下部に水平に延長される延長部がさらに形成されることが好ましい。
【００１４】
また、前記誘電体は、円形断面を有し、所定長さを有する棒形態であることが好ましい。
【００１５】
また、前記誘電体は、前記高電圧電極が挿入されるための挿入ホールが形成されることが好ましい。
【００１６】
また、前記接地電極には円形断面を有する前記誘電体と同一な曲率を有する半円形態の溝部が形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、高電圧電極を複数層に備えて順次、連鎖的にプラズマ反応を誘導するため、プラズマ発生をより活性化できるという効果を奏する。
【００１８】
特に、高電圧電極の各層に高電圧を選択的に印加することにより、プラズマ密度を制御できる効果も奏する。
【００１９】
また、棒形態の高電圧電極を複数列で備えることにより、基板の大面積化に効果的に対応できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による第１実施例の側面図を表したものである。
【図２】本発明による第１実施例の正面図を表したものである。
【図３】本発明による第１実施例の平面図を表したものである。
【図４】本発明によるリアクターの各機の他の実施例の要部を表したものである。
【図５】本発明によるリアクターの各機の他の実施例の要部を表したものである。
【図６】本発明によるリアクターの各機の他の実施例の要部を表したものである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付の図面を参照に本発明による実施例の構成及び作用を説明する。
【００２２】
図１〜図３を参照すると、本発明による第１実施例１は、プラズマ反応のためにＮ２、Ｏ２、Ａｒ、Ｈｅ、ＳＦ６、ＣＨ４、ＮＨ４、ＮＦ４等の反応ガスを注入する注入口１１と排気口１２、ガスバッファ２０及びガス供給プレート３０が形成されたハウジング１０が備えられる。前記排気口１２はプラズマを利用して基板Ｓを処理する過程で発生する揮発性酸化物や不純物または陽電荷で充填された粒子等を外部に排出する構成要素であり、前記ガスバッファ２０はガス注入口１１から供給された反応ガスを貯蔵／伝達する構成要素であり、ガス供給プレート３０にはガス供給ホール３１が形成され前記ガスバッファ２０から伝達されたガスを拡散させて供給する。
【００２３】
また、前記ハウジング１０には反応ガスが供給された状態で高電圧を印加しプラズマ反応を起こし、発生したプラズマを被処理物である基板Ｓに印加するリアクター１００が備えられるが、前記リアクター１００は高電圧電極１１０と誘電体１２０と高電圧発生部１４０と接地電極１３０を含む。
【００２４】
本実施例で、前記高電圧電極１１０は円形断面を有する棒形態に形成され、特に複数層及び複数列に形成されることが分かる。よって、高電圧電極１１０の長さ及び列の配列を調節することにより、基板の面積に対応できる。
【００２５】
また、前記高電圧電極１１０は誘電体１２０に挿入されており、前記高電圧電極１１０に高電圧を印加する高電圧発生部１４０が備えられ、接地電極１３０は前記誘電体１２０及び高電圧電極１１０の両側に垂直に設けられている。
【００２６】
また、前記高電圧発生部１４０から印加される高電圧を高電圧電極１１０の各層に高電圧が選択的に印加されるように制御する制御部１５０が備えられ、プラズマ密度を測定するセンシング部（未図示）がさらに備えられる。
【００２７】
図１を参照して第１実施例１の作動形態を説明する。先ず、注入口１１により反応ガスが注入されると、ガスバッファ２０とガス供給プレート３０を経ながら十分な拡散が行われる。こうして拡散された反応ガスは、リアクター１００に供給され、この状態で高電圧電極１１０に高電圧を印加すると、プラズマ反応が起こりプラズマが発生する。こうして発生したプラズマは、ハウジング１０の下面に形成されたプラズマ排出口４０により基板Ｓに伝達されて所定の処理をすることになる。
【００２８】
特に、反応ガスは最上層部に位置する第１高電圧電極１１１を通りながら１次的にプラズマ反応を起こし、次に中間部に位置する第２高電圧電極１１２を通りながら２次的にプラズマ反応を起こし、次いで最下層部に位置した第３高電圧電極１１３を通りながら３次的にプラズマ反応を起こすことができる。よって、プラズマ反応が順次且つ連鎖的に起こるため、プラズマ発生が極大化されるのである。
【００２９】
また、前記制御部１５０により第１高電圧電極１１１〜第３高電圧電極１１３全てに高電圧を印加することもでき、また選択的に１層または２層の高電圧電極だけに高電圧を印加できるように制御することもできる。このような制御によってプラズマ密度を制御できる。
【００３０】
また、本実施例には発生されたプラズマの密度を測定するセンシング部がさらに備えられるため、前記センシング部の検出結果が制御部にフィードバックされ効果的にプラズマ密度が制御できる。
【００３１】
図４は、本発明によるリアクターの第２実施例２００を表したものである。第１実施例のリアクター１００と対比すると、複数層２２１、２２２、２２３で備えられる誘電体２２０のそれぞれに複数個の高電圧電極２１０が挿入されていることが分かる。その他、説明していない構成は、第１実施例と同一なため省略する。
【００３２】
図５は、本発明によるリアクターの第３実施例３００を表したものである。第１実施例のリアクター１００と対比すると、接地電極３３０に円形断面を有する誘電体３２０と同一な曲率を有する半円形態の溝部３３１が形成されていることが分かる。その他、説明していない構成は、第１実施例と同一なため省略する。
【００３３】
図６は、本発明によるリアクターの第４実施例４００を表したものである。第１実施例のリアクター１００は誘電体１２０及び高電圧電極１１０が３層で構成されるのに対し、第４実施例は４層４１０、４２０で構成されることが分かる。この場合、プラズマ反応がより活性化されてプラズマ密度が高く形成される。よって、工程条件によって高電圧電極は２層以上に選択できる。
【００３４】
また、前記接地電極４３０は、誘電体４２０の最上層４２１上部及び最下層４２４下部に水平に延長される延長部４３１、４３２がさらに形成されることが分かる。上部に形成された延長部４３１には反応ガスが通過するホールｈ１が形成され、下部に形成された延長部４３２にはプラズマが通過するホールｈ２が形成される。
【符号の説明】
【００３５】
１：第１実施例
１１：注入口
１２：排出口
２０：ガスバッファ
３０：ガス供給プレート
４０：プラズマ排出ホール
１００：リアクター
１１０：高電圧電極
１２０：誘電体
１３０：接地電極
１４０：高電圧発生部
１５０：制御部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応ガスを注入するための注入口が形成されたハウジング；
前記ハウジングの内部に複数層で備えられる高電圧電極；
前記高電圧電極を覆う誘電体；
高電圧を発生させて前記高電圧電極に印加する高電圧発生部；
前記誘電体の両側に隣接するように配置される接地電極；及び
反応によって生成されるプラズマの密度を制御する制御部；を含むことを特徴とする常圧プラズマ装置。
【請求項２】
前記制御部は、複数層で備えられる前記高電圧電極の各層に高電圧が選択的に印加されるように制御することを特徴とする請求項１に記載の常圧プラズマ装置。
【請求項３】
前記高電圧電極は、各層に複数列で備えられることを特徴とする請求項１に記載の常圧プラズマ装置。
【請求項４】
前記制御部は、複数列で備えられる前記高電圧電極の各列に高電圧が選択的に印加されるように制御することを特徴とする請求項３に記載の常圧プラズマ装置。
【請求項５】
反応によって生成されるプラズマの密度を測定して制御部に伝達するセンシング部が更に備えられることを特徴とする請求項１に記載の常圧プラズマ装置。
【請求項６】
前記各誘電体には、前記高電圧電極が複数個挿入されることを特徴とする請求項１に記載の常圧プラズマ装置。
【請求項７】
前記接地電極は、前記誘電体の両側に垂直に設けられることを特徴とする請求項１に記載の常圧プラズマ装置。
【請求項８】
前記接地電極は、前記誘電体の最上層上部または最下層下部に水平に延長される延長部がさらに形成されることを特徴とする請求項７に記載の常圧プラズマ装置。
【請求項９】
前記誘電体は、円形断面を有し、所定長さを有する棒形態であることを特徴とする請求項１に記載の常圧プラズマ装置。
【請求項１０】
前記誘電体は、前記高電圧電極が挿入されるための挿入ホールが形成されることを特徴とする請求項９に記載の常圧プラズマ装置。
【請求項１１】
前記接地電極には円形断面を有する前記誘電体と同一な曲率を有する半円形態の溝部が形成されることを特徴とする請求項９に記載の常圧プラズマ装置。

【図１】