專利名稱：等離子處理裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及等離子(plasma)處理裝置，更具體來說，涉及可提高等 離子密度的均勻性，并可適用于最近基板大型化的趨勢的等離子電極構造 及其電極制造方法、電極冷卻方法。
另外，涉及利用上述等離子電極構造的等離子源及等離子處理裝置、 以及其控制方法。
背景技術：
一般，生產TFT LCD、 PDP、 0LED等FPD及半導體元件等的過程中必 然經過基板的清洗工序。
以往的基板的清洗工序使用了濕式工序，但最近，多使用作為干式清 潔技術的等離子技術。
圖1是表示利用一般的等離子源130的清洗裝置100的圖面。
如圖1所示，利用等離子源130的清洗裝置100由等離子源130、電 源供給裝置140、氣體供給裝置120、和移送裝置160構成，所述等離子 源130向清洗對象即LCD玻璃(glass) 150的表面噴射氧基，所述電源供 給裝置140向上述等離子源130施加交流電壓，所述氣體供給裝置120通 過與上述等離子源130連接的配管供給氮氣、氧氣、空氣等氣體，所述移 送裝置160在等離子源130實施等離子常壓放電時將LCD玻璃150以一定 的速度向一方向移送。
如果觀察這樣的清洗裝置100中的清洗過程，則可知如下所述地實現清洗，即形成在LCD玻璃150的下部的移送裝置160將清洗對象即LCD 玻璃150以一定的速度向一方向移送，而此時形成在上部的等離子源130 向LCD玻璃150的表面實施等離子常壓放電。
此時，在上述清洗裝置100中，上述等離子源130和向其供給電源的 電源供給裝置140通過高壓線連接。
此時，電源供給裝置140產生的電壓是峰值為lkv 40kv左右的高壓， 而且由于高壓線露出在外部環境，因此，經常由于露出而存在電安全事故 的危險。
另外，在內置方式的工序中，經常發生非等離子源130的異常的氣體 裝置的異常、或由于工序上的原因臨時中斷LCD玻璃150的移送的情況， 而此時不僅需要停止移送裝置160，而且不得不關閉等離子源130。
如果根據這樣的需要，關閉等離子源130，則一旦關閉后打開需要穩 定化時間，另外，存在發揮本身性能之前需要數分鐘的時間上的損失，費 用上的損失。
圖2a至圖2d是表示圖1中圖示的等離子源200的圖面。
圖2a是等離子源200的俯視圖，圖2b是圖2a中圖示的等離子源200
的示意側面剖視圖。
如圖2a及圖2b所示，以往的等離子源200在兩側面具有從氣體供給
裝置供給氣體的氣體供給端口 200a、 200b、 200c、 200d、 200e、 200f、 200g、
200h總共8個。
另外，通過總共8個氣體供給端口 200a、 200b、 200c、 200d、 200e、 200f、 200g、 200h流入的氣體填滿等離子源200的主體，而其上部具有氣 體分配器(gas distributor) 210，使上述流入的氣體在等離子源內部分 布均勻。
另外，在氣體分配器210的下部具有通過電介質的充電及放電而產生 等離子的上/下部電介質220、 230。
另外，為了在上/下部電介質220、 230上施加交流電壓，在上部電介 質220上及下部電介質230的下部面分別形成上部電極(未圖示)、和下 部電極(未圖示)。
如果觀察這樣構成的等離子源200中的被流入的氣體的流動路徑及基
板清洗過程，則如下所述。
艮P，首先通過總共8個的氣體供給端口流入的氣體暫時填滿等離子源
主體的上部緩沖層240，之后，儲存于上部緩沖層240的氣體通過形成在 氣體分配器210的中央的第1氣體流入口 211、212流入到下部緩沖層250。
之后，流入到下部緩沖層250的氣體通過形成在上部電介質220的兩 側面的第2氣體流入口 221、 222流入到隔壁電介質空間260而產生等離 子，而產生的等離子通過形成在下部電介質上的流出口231被噴射，而清 洗LCD玻璃270上的有機物280。
此時，實際上為形成氣體密度的均勻性而作為緩沖區域發揮緩沖層的 作用的，只不過為下部緩沖層250，流入到隔壁電介質空間260的氣體的 密度反而相比只存在一個緩沖層時下降，存在氣體流動的移動上發生湍流 (turbulent flow)的問題。
圖2c是對圖2b中圖示的等離子源200中的電極構造詳細顯示的剖視圖。
如圖2c所示，以往的等離子電極構造是以下所述的方式的電極構造， 即以DBD (介質阻止放電)方式在一對對向的電介質電極之間產生等離 子。此后，通過形成在其中的一個電極的氣體排出口排出由等離子激發的 反應氣體，而處理處于其下部的被處理物。
這樣的等離子電極構造形成上部電極223及下部電極233，使得能夠 對上部電介質220及下部電介質230的相互面向的表面的相反面施加高壓 電源。
在上述上部電介質及下部電介質220、 230的一面形成金屬薄膜形態 的電極223、 233后，需要覆蓋用于保護上述金屬薄膜的第1及第2保護 薄膜224、 234。之所以是因為金屬對由等離子產生的活性分子的耐性非常 弱。
另外，可以具有接觸于表面而冷卻上述上部電極223的冷卻裝置部(未 圖示)，但上述冷卻裝置部可以使用能夠使從外部供給的冷卻水循環的水 冷式構造，也可以使用空冷式散熱板。
然而，存在上述冷卻裝置部不易設置，根據上述冷卻裝置部的設置等 離子源的價格上升的問題。
圖2d是圖2c中圖示的電極構造中的形成有氣體排出口 231的下部電 介質電極的放大圖面。
如圖2d所示，沿下部電介質230的壁面發生放電(面放電)。此時產 生的面放電通過高能量的活性離子損傷發生放電的電極的表面，集中損傷 厚度相對薄的電極邊緣部的第2保護膜234。
從而，由于面放電伴隨的保護膜侵蝕和由此引起電極直接露出在上述 放電下，因此，存在侵蝕速度加速，電極壽命急劇縮短的問題。
另一方面，隨著最近LCD板大型化為6、 7代或之上，處理清洗、電 鍍等工序的FPD處理裝置也相應大型化，為此，兩電介質平行板也需要大 型化。
然而，在以大型電介質平行板形成電極的情況下，為了維持兩電極之 間的間隔而利用粘結或螺栓等，但此時可能由于熱變形而產生應力。
這在小型電極構造的情況下是忽略不計的程度，在大型化的電極構造 中向長度方向的變形累積，因此，應力集中現象嚴重，終究破壞電介質的 絕緣的可能性變高。
另外，在使用中由于諸如電介質的老化、或電介質內的微細裂縫等的 結合之類的各種原因，可能發生絕緣的破壞，而此時需要更換發生絕緣破 壞的整個電介質板，因此，其存在費用上或工序上構成浪費的問題。

發明內容
本發明是為了解決上述的問題而做成的，目的在于提供可提高等離子 密度的均勻性，并可適用于最近基板大型化的趨勢的等離子電極構造及等 離子源。
另外，目的在于提供防止電極內的面放電，從而，可以提高電極的壽 命的等離子電極構造及等離子源。
另外，目的在于提供可以消除高壓的產生伴隨的危險性，可以減少等 離子源的打開/關閉動作引起的時間損失的等離子處理裝置。
為了達到上述的目的，本發明的實施例中的等離子處理裝置，其特征
在于，包含將等離子噴射在基板的等離子源、和向所述等離子源供給電 源的電源供給裝置，將在所述電極供給裝置中產生高壓的功率變換器、和
所述等離子源一體式形成。
其他的優選實施例，其特征在于，包含將等離子噴射在基板的等離 子源、支撐所述等離子源，并在所述基板上調節等離子源的高度的高度調 節部、驅動所述高度調節部的驅動部、和控制所述驅動部的主控制部。
本發明的一個實施例的等離子源，其特征在于，包含從外部供給氣 體的氣體供給端口；和氣體分配器，其包含與所述氣體供給端口連接的內 部空間、和以使流入所述內部空間的氣體均勻分散在源內部的沿上部的長 度方向保持規定間隔形成的至少一個的氣體噴射孔。
其他的優選實施例，其特征在于，在等離子源中，在基板的上部配置 與所述基板的大小吻合的多個等離子源。
又一其他的優選的實施例，其特征在于，包含組裝有多個單位電極 單元的一對單元型電極板，使流入到形成在所述一對電極板之間的等離子 產生空間的氣體發生等離子放電，并將產生的氣體離子噴射到被處理物 上。
另外，其特征在于，將所述單位電極單元根據所述被處理物的寬度進 行組裝。
另外，其特征在于，所述單位電極單元包含單位電極板、形成在所 述單位電極板上的電極、和形成在所述單位電極板的一個側面的間隙槽。
又一其他的優選的實施例，其特征在于，包含由一對電極、和均勻 形成在所述一對電極中的至少一個的表面的氧化被膜層構成的等離子電 極，使流入到形成在所述一對電極板之間的等離子產生空間的氣體發生等 離子放電，并將產生的氣體離子噴射到被處理物上。
本發明的一個實施例的等離子源，其特征在于，所述一對電極相隔而 其中形成的等離子產生空間、和均勻形成在所述一對電極中至少一個的表 面的氧化被膜層。
根據本發明的另一側面可知，提供一種等離子產生用電極的制造方 法，其特征在于，利用金屬而形成電極本身，并在所述電極的整個表面均 勻形成氧化被膜。
另外，提供一種等離子產生用電極的冷卻方法，其特征在于，在使流 入到形成在所述一對電極板之間的等離子產生空間的氣體發生等離子放
電并將產生的氣體離子噴射到被處理物的等離子處理方法中，將所述上部 電極的整個上面露出在流入的工序氣體下，并通過工序氣體和上部電極之 間的熱交換，冷卻所述上部電極。
另外，提供一種等離子處理裝置的控制方法，包含-
(a) 控制等離子源的主控制部收集系統有無異常的信息的步驟、
(b) 通過在所述(a)步驟收集的信息，判斷是否是能對所述等離子 源產生直接影響的異常現象、
(c) 根據所述(b)步驟的判斷結果，如果不是對所述等離子源直接 產生影響的異常現象，則所述主控制部保持所述等離子源的打開狀態并抬 高到規定的高度的步驟、和
(d) 根據所述(b)步驟的判斷結果，如果是能夠對所述等離子源直 接產生影響的異常現象，則關閉所述等離子源的步驟。


圖1是表示利用一般的等離子源的清洗裝置的圖面。 圖2a至圖2d是表示圖1中圖示的等離子源的圖面。 圖3a至圖3b是表示本發明的一個實施例的等離子源處理裝置的圖面。
圖4a至圖4b是表示本發明的其他的實施例的等離子處理裝置的圖面。
圖5a至圖5c是表示本發明的一個實施例的等離子源的圖面。
圖6a至圖6d是表示本發明的其他的實施例的等離子源的圖面。
圖7a至圖7c是表示作為本發明的一個實施例的等離子電極構造的單
元(cell)形電極構造的圖面。
圖8a是表示圖7a至圖7c中說明的單元型電極構造中的等離子產生
狀態的圖面，圖8b是表示上述單元型電極構造中通過多個下部孔而排出
的反應氣體離子的流量的圖面。
圖9a及圖9b是表示本發明的其他的實施例的等離子電極構造的圖面。
圖10a至圖10d是將圖9a及圖9b中說明的等離子電極構造與以往的等離子電極構造進行相比而表示不發生面放電的圖面。
圖11是適用本發明的電極冷卻方法的等離子電極構造的示意剖視圖。
具體實施例方式
下面，參照附加的圖面，對本發明的優選的實施例進行詳細說明。
如圖3a所示，本發明的等離子處理裝置包含向作為處理對象的LCD 玻璃等基板噴射等離子的等離子源331、和向上述等離子源331供給電源 的電源供給裝置。
在此，電源供給裝置由產生大的高壓的功率變換器332、和控制上述 等離子源331的控制板350構成，在本發明中是將上述功率變換器332從 電源供給裝置分離出，并與上述等離子源331形成一體。
艮P，等離子源331和產生高壓的功率變換器332之間是由高壓線334 連接。此時，由于高壓的產生伴隨對外部的危險性，因此，形成覆蓋等離 子源33K功率變換器332及連接此的高壓線334的蓋子。上述蓋子用電 子波屏蔽物質使與外部分離，能夠以接合方式構成一體型等離子源330。
另外， 一體型等離子源330可以不形成連接等離子源331和功率變換 器332的高壓線334的前提下，可以以將功率變換器332內置于等離子源 331的形態一體化。
另外， 一體型等離子源330的蓋子為了不僅能夠屏蔽高壓的產生伴隨 的電子波，而且防止通過高壓線334施加的電壓對周圍環境造成噪音，而 由金屬材質形成。
另外，控制板350,與功率變換器332分離，因此，上述功率變換器 332和控制板350之間一般通過家庭用電源線370連接。此時，在上述電 源線370上施加家庭用110V 220V電壓，因此，對人體不造成任何傷害。
另外，上述電源線370可以根據需要延長長度，從而，能夠適當調整 用于設置控制板350的位置及上述電源線370的配置。這樣，在設置空間 上不受限制，因此，在長期使用時，能夠享受空間上的好處。
圖3b是一體型等離子源330構成為內置型的例子，是表示一體型等 離子源330和控制板350之間的連接狀態的圖面。
如圖3b所示，在一體型等離子源330和控制板350連接時，只有電
源線370和傳感線360露出在外部。
此時，關系到一體型等離子源330的控制，可能由于電源線370的電 流量大，因此，通過感應電力發出很大熱量。
從而，需要通過屏蔽線(shielding line) 372纏繞電源線370而防 止漏電等安全事故。
在此，作為屏蔽線372，優選的是，由鋁、或SUS (蘇式鋼)等金屬 材質構成的可彎曲管(flexible pipe)形態。
另外，感應等離子源330的狀態的傳感線360可以與控制板350連接。
圖4a及圖4b是表示本發明的其他實施例的等離子處理裝置400的構 成的圖面。
如圖4a所示，本發明的其他實施例的等離子處理裝置400具有作 為處理對象的基板440、將上述基板440以一定速度移送的移送裝置450、 和向被上述移送裝置450移送的基板440噴射等離子的等離子源410。
另外，具有用于調節上述等離子源410的高度調節部430、和形成在 上述高度調節部430的上部而用于調節基板440和等離子源410之間產生 的微細缺口的缺口調節部420。
另外，具有用于驅動高度調節部230的操作集流部(manifold) 460、 和控制上述操作集流部460的主控制部470。
另外，用于將等離子源410抬起到或降下到規定的高度的高度調節部 430可以由氣壓或油壓式汽缸、滾珠絲杠(ball screw)構成。
另外，操作集流部460可以通過氣壓、油壓或機械式、電子式驅動上 述高度調節部430。
在此，在氣壓或油壓式的情況下，操作集流部460是由多個電磁閥構 成的驅動部，并通過打開/關閉閥的方式驅動高度調節部430。
另外，主控制部470通過附著在FPD制造裝備的適當處的傳感器等而 感知系統有無異常，并收集裝備整體的情況的信息。
此后，在通過收集信息而發現任何異常時，判斷應該關閉(off)等 離子源410，還是應該維持打開(on)的狀態并運行高度調節部430，將 等離子源410抬高到不至于對基板440造成損傷的規定的高度。
在本發明的常壓等離子處理裝置400中，如果在FPD制造工序上發生
異常時觀察等離子源410的控制過程，則如下所述。
在移送裝置450停止的情況下，主控制部470通過傳感器等收集系統 是否有無異常的信息(第1步驟)。
此后，主控制部470通過所收集的信息，判斷是否為直接對等離子源 產生影響的異常現象，還是非等離子源的異常的其他裝備的異常或制造工 序上的原因(第2步驟)。
之后，判斷結果，在為非等離子源的異常的其他裝備的異常或制造工 序上的原因的情況下，主控制部470在打開(on)等離子源410的狀態下 使基板440上升到規定的高度(第3步驟)。
然而，如果發生對等離子410直接產生影響的異常現象(例如，電力 系統異常、供給氣體的異常等)，則為了等離子源410而關閉等離子源410 (第4步驟)。
在異常現象被消除后等再次運行離子源410時，檢查等離子源410的 狀態。此時，如果處在打開(on)狀態下待機中，則復位(上一〉下)到 原始位置后開始工序，如果處在關閉(off)狀態下，則打開(on)等離 子源410后，經過規定的穩定化時間后開始工序(第5步驟)。
這樣，本發明的其他的實施例的等離子處理裝置400可以消除作為以 往的等離子處理裝置的短處的打開/關閉時的穩定化時間引起的FPD制造 工序時的時間上的損失。gP，能夠簡單地通過等離子源410的上/下驅動 而避免被處理基板的不均勻的等離子露出，同時，能夠減少穩定化伴隨的 時間上的損失。
圖4b是表示本發明的其他的實施例的等離子處理裝置的高度調節部 430的一實施例的圖面。
如圖4b所示，上述高度調節部430具有通過電磁閥的打開/關閉驅 動的氣缸434、和將通過上述氣缸434的長的沖程(stroke)傳達的水平 方向的能量轉換為垂直方向的楔塊(wedge block) 435。
另外，具有利用通過楔塊435轉換的能量而使附著的等離子源上升 (up)到規定的高度的裝載部(load) 431。
另外，由于將等離子源的兩側面上升到規定的高度，因此，上述氣缸 434、楔塊435、和裝載部431在兩側面形成對稱的一對。
另外，在高度調節部430的中央具有保持左右側氣缸434通過長的 沖程向楔塊435施加的力相同的連接部432。
另外，在通過連接部432使等離子源上升(叩)到規定的高度時，由 于能夠在兩側裝載部431提高(叩)到相同的高度，因此，被抬起的等離 子源保持均衡狀態。
如果觀察這樣構成的等離子處理裝置的高度調節過程，則如下所述。
如果等離子處理裝置的主控制部(未圖示)在打開狀態下發出將等離 子源抬起到規定的高度的命令，則得到主控制部(未圖示)的命令的操作 集流部(未圖示)將驅動氣缸434。
在此，操作集流部是由多個電磁閥構成的驅動部，通過打開/關閉閥 的方式驅動氣缸434。
另外，氣缸434由氣壓式或油壓式氣缸434構成，而如果打開閥而通 過氣壓或油壓驅動氣缸434，則將氣缸434的直線運行能量通過沖程傳達 到楔塊435。
之后，楔塊435利用傳達到的能量使附著有等離子源的裝載部431上
升到規定的高度左右。
另外，在使等離子源升高時，保持連接部432由兩側氣缸434的長的
沖程向楔塊435施加的力相同，使得附著在左右裝載部431的等離子源在
不傾斜的前提下，在規定的高度的狀態下保持均衡。
下面，對構成上述等離子處理裝置的等離子源進行說明。
圖5a至圖5c是表示本發明的一實施例的等離子源500的圖面。
圖5a是本發明的一實施例的等離子源500的俯視圖，圖5b是上述等
離子源500的立體圖，圖5c是上述等離子源500的側面剖視圖。
如圖5a所示，由氣體供給裝置(未圖示)供給氣體的氣體供給端口
500a形成在上述等離子源500的一側。
這將以往的8個氣體供給端口減少為1個而減小化氣體配管線。 如圖5b及圖5c所示，本發明的一實施例的等離子源500是介質阻止
放電(腳Dielectric Barrier Discharge)的方式。
上述等離子源500具有氣體分配器(gas distributor) 510，所述
氣體分配器510用于使通過氣體供給端口流入的氣體均勻分布在源內部空間。
上述氣體分配器510，其剖面為多那圈形狀，整體上為中空的氣體管 形態。
另外， 一側與氣體供給端口連接，氣體向中空的內部空間流入。 另外，在外周面的上部，在長度方向保持間隔地形成多個氣體噴射孔
511。
另外，上述氣體噴射孔511的直徑在l 10mra范圍內，而為了保持等 離子源內部的氣體分布的均勻性，上述氣體噴射孔的直徑優選的是5mm。
如果觀察通過上述氣體分配器510流入的氣體流動(flow)，則如下 所述。
首先，通過氣體供給端口流入的氣體流入到氣體分配器510的中空部 即內部空間。此時，流入到上述氣體分配器510的內部空間的氣體像從噴 泉噴水一樣通過多個氣體噴射孔511流入到源內部空間550。
這由于整個源內部空間550起到緩沖層的作用，因此，相比以往，可 以增加流入到源內部空間550的氣體的量。
另外，由于能夠以比以往更大的壓力將流入到氣體分配器510的氣體 推向上部電介質520側，因此，上述氣體能夠具有均勻性的分布，被引導 流入到隔壁電介質空間560。
此時，流入到源內部空間550的氣體通過在上部電介質520上形成的 流入口521、 522，流入到隔壁電介質空間560中。
之后，如果向形成在上/下部電介質520、 530上的上/下部電極(未 圖示)施加電壓，則流入到隔壁電介質空間560的氣體發生等離子反應， 而從等離子反應中產生的氧基通過形成在下部電介質530的下部面的多個 下部電介質孔或間隙(slit) 531向等離子源500的主體外部放電。
另外，被放電到外部的氧基噴射到作為清洗對象的基板570的表面而 消除基板57表面的有機物580。
從而，提高源內部的氣體的密度的均勻性，在等離子產生之前以層流 (laminar flow)引導氣體流體的流動，能夠極大化等離子源的清洗效率。
圖6a至圖6d是表示本發明的其他的實施例的等離子源600的圖面。
如圖6a所示，本發明的其他的實施例的等離子源600配置有將從反應中產生的氧基(0 radical)向基板640的表面噴射的上/下部2個等離 子源610a、 610b。
在此，等離子源600可以配置為在上述基板640的前進方向(橫向) 上互相錯開，而在上述基板640的前進之外的方向(豎向)上可以與上述 基板的大小吻合地相互并列配置而構成格子形態。
另外，豎向并列設置上/下部2個等離子源610a、 610b時，2個長方 形形態的等離子源610a、 610b的整個豎向長度至少為基板640的豎向長 度以上。
之所以是因為隨著LCD板大型化為6、 7代或之上，而等離子源也對 應其變得大型化，而此時不需要制造大型等離子源，就能夠豎向配置多個 現有大小或小型的等離子源而獲得相同的效果。
另外，通過在橫向互相錯開上/下部2個等離子源610a、 610b，能夠 消除單純以并列式的方式排列時產生的豎向的微細的縫隙空間的四角區 域。
另外，為了使上述上/下部等離子源610a、 610b與大氣隔開，不得不 配備圍繞整個上述等離子源610a、 610b的大氣屏蔽箱620。
另外，以使附著在基板640的有機物的清洗等表面處理變得更容易， 可以將加熱上述基板640的加熱器(未圖示)形成在上述上/下部等離子 源610a、 610b的一側面。
圖6a中圖示的本發明的其他的等離子源可以通過改變配置的等離子 源的數量或形狀的簡單的方式進行各種變形。
圖6b至圖6d是對此的具體的例子，并將與圖6a中說明的等離子源 的不同點作為說明重點。
圖6b是圖6a中圖示的設置在上/下部的2個等離子源構成再重復一 次的方式。
艮卩，4個等離子源610a、 610b、 610c、 610d可以由以下所述構造構 成，即在豎向上相互并列配置，而在橫向上是互相錯開的格子。
另外，在平面上豎向并列設置4個等離子源610a、 610b、 610c、 610d 時，4個長方形形態的等離子源610a、 610b、 610c、 610d的整個豎向長度 至少為基板640的豎向長度以上。圖6c以格子方式多重配置了圖6b中圖示的4個等離子源，是一個擴
大等離子源的照射面積的構成。
艮卩，8個600a、 600b、 600c、 600d、 600e、 600f、 600g、 600h可以構
成為在對基板640的整個照射面積上互相錯開配置的格子構造。
如上所述，配置多個僅豎向的尺寸小的等離子源，從而，在不需要針 對基板的大型化傾向而使用一個大型等離子源的前提下，積極應對。
另外，如果以錯開的格子構造多重配置多個等離子源，則能夠對基板 640移送速度快的情況也充分消除有機物。
另外，越增加所構成的等離子源的數量，越能夠在基板640上產生均 勻的等離子而極大化清洗等表面處理。
圖6d如圖6b，具有在豎向以格子方式配置4個等離子源610a、 610b、 610c、 610d的相同的構成，但不同點在于將4個等離子源610a、 610b、 610c、 610d的大小代替橫向而向豎向擴大，且其端面從以往的長方形變形 為正方形的構造。
這是不僅能夠產生均勻且穩定的等離子，而且增加等離子照射面積的 構成的另一個其他的方式。
下面，對使用在上述等離子源的等離子電極構造進行說明。
圖7a至圖7c是本發明的一實施例的等離子電極構造，是表示單元 (cell)型電極構造720的圖面。
通常，等離子源使用DBD類型的電極構造，而上述DBD類型的電極構 造可以以垂直或水平的平行對向板方式形成。
如圖7a所示，單位電極單元710具有單位電極板711、形成在上述 單位電極板711上的電極712、和形成在上述單位電極板711的一個側面 的間隙槽713。
在此，單位電極板711是具有0. lmm 3mm左右的厚度的薄板形態， 并具有以斜線傾斜的平行四邊形的形態。此時，傾斜角為0 90°之間的 角，優選的是，30 45°之間的角度范圍。
另外，以單位電極板711的形狀舉例了平行四邊形，但即使像三角形 基板及倒三角基板以橫向交替并列配置的方式等一樣，可以變形為非平行 四邊形的其他的形狀。
另外，單位電極板711主要使用電介質板，其材質可以使用二氧化硅、
氧化鋁、二氧化鋯、二氧化鈦、氧化釔等的陶瓷。
另外，電極712可以在單位電極板711上涂層銀、銅、鋁等傳導性優 良的金屬而形成。此時，為了最小化電極712的邊緣效應(edge effect), 優選的是，在單位電極板711的表面形成凹凸，并在凹進的內部涂層。
另外，為了防止電極712被反應性氣體腐蝕，優選的是，將具有耐酸 性、耐等離子性的性質的保護膜涂層在上述電極712上。
在上述單位電極板711的一側面形成了間隙槽713。此時，形成在一 側的平行板的間隙槽作為流入口發揮作用，形成在另一側的平行板的間隙 槽作為排出在隔板電介質空間形成的反應氣體離子的排出口發揮作用。
圖7b是表示排列圖7a中圖示的單位電極單元710而形成本發明的單 元型電極板720的一實施例的圖面。
如圖7b所示，本發明的單元型電極板720是沿被處理物即基板的前 進方向橫向并列配置多個圖7a中圖示的小的單位電極單元710而形成的 單位電極單元710的集合體。
另外，單位電極板710橫向并列配置，同時，通過間隙槽713對向而 形成的單位電極單元710形成槽，從而，形成多個反應氣體流入口。
如上所述地構成的本發明的單元型電極板720是小的單位電極單元 710的集合體，因此，根本不需要制造大型陶瓷板，簡單地將單位電極單 元710對照基板的大小變化排列的個數的方式就能夠適應基板的大型化的 趨勢。
圖7c是表示圖7b中圖示的本發明的單元型電極板體現為水平平行型 DBD類型的一實施例的圖面。
如圖7c所示，本發明的具有單元型電極構造的等離子源700配置有 在上下部水平對向的如圖7b所示的單元型電極板。
艮P，上述上部電極板720和下部電極板740配置為以互相水平平行的 狀態互相對向，但是形成電極的部分相互之間背對配置的構造。
另外，上部電極板720及下部電極板750由圖7a中圖示的單位電極 單元710、 740的集合體構成。
另外，下部的上述基本單元單位構造即單位電極單元與上部不同，以
向后翻轉的形態連續配置。
艮口，上部的單位電極單元710具有具有以斜線傾斜的平行四邊形的 形狀的上部單位電極板711、形成在上述上部單位電極板711上的上部電
極712、和形成在上述上部單位電極板711的一側面的上部間隙槽713。
另外，下部的單位電極單元740具有上部單位電極板711以翻轉的 形態朝向下部面的下部單位電極板741、形成在上述下部單位電極板741 上的下部電極742、和形成在上述下部單位電極板741的一側面的下部間 隙槽743。
隔，向中間嵌入精密加L的隔片。 ； 、、
另外，上部電極712的上部可以具有使從單元型電極構造流入的氣 體均勻分布在電極板的長度方向的氣體流量均勻化裝置。此時，氣體流量 均勻化裝置可以利用多層重疊的多孔板或多孔性材質的形態等。
另外，形成上部間隙槽713的多個單位電極單元710相互連接而形成 上部槽714。此時，上述上部槽714可以作為從氣體供給裝置供給的氣體 的流入口而發揮作用。
另外，下部槽743的情況下，也以與上部相同的方式形成下部槽744。 此時，上述下部槽744作為使通過兩個平行板形成的隔壁電介質空間產生 的反應氣體離子向基板噴射的排出口發揮作用。
另一方面，與上部間隙槽713保持規定間隔而形成下部間隙槽743， 而互相錯開配置上部槽714和下部槽744，使通過上部槽714流入的氣體 不從下部槽744泄漏。
從而，通過上部槽714流入的氣體經過兩個電極之間，并經過等離子 放電，而通過下部槽744噴射。
另外，將多個下部槽744傾斜于上述基板的前進方向的斜線的間隙形 態配置，從而，能夠提高內嵌處理的基板中的等離子處理性能的均勻性。
另外，在為了等離子放電而施加電壓時，多個上部電極712只與上部 電極之間連接通電，在多個下部電極742的情況下，也同樣只與下部電極 之間連接通電。
圖8a是表示圖7a至7c中說明的單元型電極構造中的等離子產生狀
態的圖面，圖8b是表示通過上述單元電極構造中的多個下部槽排出的反 應氣體離子的流量的圖面。
如圖8a及圖8b所示，如果將氣體被排出的下部槽設為非常小的縫的 間隙，則能夠保持施加在電極的長度方向的壓力一定。從而，能夠保持從 各下部槽噴射的等離子的流量大致相同，這可以在電極的整個長度方向上 保持等離子排出的流量的均勻性。
另外，各個流量在下部槽的中心部最大，而且越靠近下部槽的端部分 越弱。但是，如果將多個下部槽構成為以斜線傾斜于基板的前進方向的間 隙形態，則鄰接的下部槽的兩端互相重疊，因此，可能喪失掉從各個下部 槽噴射的等離子的不均勻性。
艮P，由于互相鄰接的下部槽的端部分重疊，因此，能夠保證所有噴射 的等離子的密度的均勻性。
圖9a及圖9b是表示本發明的其他的實施例的等離子電極構造800的 圖面。
如圖9a所示，為了施加用于形成等離子的高頻電源，本發明的其他 的實施例的等離子電極構造800在上下部具有互相平行對向的平板形上 部電極811及下部電極821。
另外，在上部電極811及下部電極821的整個表面分別形成均勻的氧 化被膜(membrance)層810、 820，在上述上部電極及下部電極之間形成 等離子產生空間830。
另外，形成為了產生等離子而使處理氣體流入等離子產生空間830的 氣體流入口 (未圖示)。可以將上述氣體流入口形成在電極或形成在上述 等離子產生空間的側部。
另外，如果對上述電極811施加交流電壓，則流入到等離子產生空間 830的處理氣體被激發進行等離子反應。此時，以使被激發的處理氣體離 子(陽離子、電子、根基等)被噴射到被處理物(玻璃、半導體晶片等)， 一個以上的孔(hole)或間隙形態的氣體排出口 823貫穿下部電極821及 氧化被膜層820而形成。
另一方面，以往是利用陶瓷形成電介質隔壁，并在其表面形成金屬電 極薄膜，通過向上述電極薄膜上再次覆蓋保護膜的方法形成等離子電極構造。
但是，在本發明中，形成上部電極811及下部電極821的兩個電極， 形成貫穿上述下部電極的氣體排出口 823。
之后，利用陽極氧化被膜形成法(Anodizing)在兩個電極811、 821 的整個表面形成氧化被膜層810、 820。
另外，如圖9a所示，在上部電極811及下部電極821上都形成氧化 被膜層810、 820，但可以只在其中的一個電極上形成氧化被膜層，尤其可 以只在氣體排出口 823的內側面的發生面放電的下部電極821形成氧化被 膜層而使用。
另外，上部電極811及下部電極821主要使用鋁合金，但可以使用表 面能天然或人為形成氧化被膜的合金。
假設，鈦(Ti)、鎂(Mg)、鋅(Zn)、鉭(Ta)等與此對應。
另外，通過上述陽極氧化被膜形成法形成的氧化被膜層是氧化鋁 (AU)》結晶，通常這是作為DBD電極的電介質活用的諸如鋁之類的物質。 之外，可以使用氧化鈦、氧化鎂(Mgo)、氧化鋅(Zn0)、氧化鉭等。
從而，上述氧化被膜層本身可以作為電介質發揮作用，由于氧化被膜 層本身具有優越的耐腐蝕性和耐等離子性，因此，不另行需要保護膜，從 而，也作為保護上述鋁合金形態的上部電極811及下部電極821的保護膜 發揮作用。
另外，陽極氧化被膜形成法是將鋁合金電極完全浸漬在電解液中，利 用電解，在上述電極的整個表面形成氧化被膜層。
從而，無論電極的形狀多么復雜，也能夠在上述電極的整個表面形成 均勻的氧化被膜層。
即，形成相同的厚度的氧化被膜層直至電極的平坦的部分和氣體排出□。
另外，作為上述金屬電極舉例了鋁合金，但不限與此，可以使用能夠 通過陽極氧化被膜形成法形成氧化被膜層的各種金屬。
另外，氧化被膜層除了氧化鋁之外，作為上述金屬電極活用的金屬的 氧化被膜層也可以使用。
圖9b是圖9a中圖示的電極構造中形成有氣體排出口 823的氧化被膜
層及下部電極的放大圖面。
如圖9b所示，在DBD放電時，其他極的電荷聚集在氧化被膜層820 的表面和基底層而形成電場，但通過在下部電極821的整個表面均勻形成 的氧化被膜層820，使電場不能通過空氣層而形成。
另外，下部電極821為不是現有金屬薄膜(4 20um)的形態，而 是桶(bulk)狀態(1 5mm)的鋁合金電極，因此，不發生像現有金屬薄 膜中一樣在邊緣部的電場效果，也不發生電場的密集現象。
由于這樣的原因，能夠根本上防止下部電極821的表面發生面放電。 圖10a至圖10d是將圖9a及圖9b中說明的等離子電極構造與以往的 等離子電極構造進行比較而表示面放電不發生的圖面。
圖10a表示本發明的其他的實施例的等離子電極形成的初始狀態。 另外，圖10b表示等離子持續放電時間經過100小時后，在圓圈(氣 體排出口)附近與以往的等離子電極構造(參照圖10c及圖10d)不同， 對氧化被膜層及電極不產生損害現象，而與圖10a的初始狀態相同。
圖11是為適用本發明的電極冷卻方法的等離子電極構造的示意剖視圖。
一般，電極的異常溫度是20至150'C，在150'C以上的情況下，發生 由于熱膨脹而等離子模組損傷，或溫度上升而清洗對象受損等問題。
從而，本發明，如圖11所示，使工序氣體的流入口位于上部電極911 的上部。此時，溫度相對低的工序氣體經過上述上部電極911的上面，并 能夠冷卻上述上部電極911，從而，保持上述上部電極911的清洗溫度。
尤其，上述工序氣體的流入量根據被處理的基板970的面積而供給適 當的量，由此，能夠實現利用等離子的清洗等工序的同時，能夠防止上述 上部電極911過熱。
這樣的工序氣體的流入量是被等離子處理的基板970的面積越大越需 要增大，根據其基板的面積的工序氣體的流入量在下面的實施例中詳細說 明。
上述工序氣體主要可以使用N2氣體、02氣體或凈化的空氣，也可以使 用Ar、 Ne、 Xe或He。 (適用例l: 5代基板)一般，根據使用于顯示裝置的制造上的基板的面積區分代，5代基板
其面積為1， lOOmmXl， 200mm。
處理面積相對小的5代基板的等離子源是流入250至600LPM的工序 氣體，從而，可以防止等離子的產生及上部電極911的過熱。
通過如上所述地將250至600LPM的工序氣體流入到上部電極911的 上面，能夠防止上部電極911的過熱。
另外，該流入的工序氣體再通過上部絕緣體910的氣體流入口流入到 上部絕緣體910和下部絕緣體920之間的隔壁電介質空間，并通過上部電 極911和下部電極921的電位差產生等離子。
這樣產生的等離子通過配備在下部電極921和下部電極920的等離子 流入口噴射到基板，處理基板。 (適用例2: 7代基板)
為制造顯示裝置的7代基板的面積為1， 870mmX2， 200mm或1， 950mm X2，250ram，為處理這樣等離子處理7代基板的等離子源的大小，比上述 適用例1中的處理5代基板的等離子源更大。
為了處理這樣更大的基板的同時，防止上部電極911的更大的過熱， 需要增加工序氣體的流量，在7代基板的情況下，將工序氣體的流量設為 600至IOOOLPM。
在上述定義的工序氣體的范圍內，能夠進行優選的等離子處理和防止 上部電極911的過熱。 (適用例3: 8代基板)
為制造顯示裝置的8代基板的面積為2， 160mmX2， 460iran。
為處理大面積化的8代基板的等離子源其大小相比上述適用例2中的 處理7代基板的等離子源，更大，能夠防止需要進而增加工序氣體的流量 的等離子處理及上部電極911的過熱。
在流入處理8代基板的等離子處理裝置的工序氣體的流量為800至 1400LPM時，能夠防止希望的等離子處理及上部電極11的過熱。 (適用例4: 9代基板)
9代基板是2400mmX2800mm的大面積，為處理該9代基板的等離子源 相比處理以往代的基板的等離子源，更大。
為了保持這樣的等離子源的上部電極911在20至15(TC范圍內的同時 處理9代基板，將以使經過該上部電極911的上面而流入的工序氣體的流 量設為800至1800LPM。
如上可知，本發明的等離子電極構造不僅可以使用在等離子源，而且 可以使用在為等離子放電的各種方式的裝置中的電極構造。
另外，本發明的等離子源及利用此的表面處理裝置作為基板主要使用 LCD玻璃，但不限于此，在0LED、 PDP等顯示板用大型基板上都可以適用。
另外，本發明的等離子處理裝置可以適用在利用等離子的清洗裝置、 電鍍裝置、蝕刻裝置等各種方式的半導體、FPD (Flat Panel Display) 制造裝置。
另外，也可以適用在金屬或高分子的表面處理、新物質的合成等各種 方式的表面處理裝置。
從而，本發明不限于上述適用例，即使本技術領域的具有通常知識的 技術人員在不脫離本發明的技術思想的范圍內進行設計變更，也屬于本發 明的范圍內。 (發明的效果)
如上所述，本發明的等離子處理裝置將產生高壓而危險性大的功率轉 換器部分從電源供給裝置分離，并將被分離的功率轉換器與等離子源一體 化。
由此，能夠消除電子波屏蔽、和高壓線露出在外部環境而發生觸電事 故、火災事故等的危險性，防止施加在等離子源的高壓產生噪音，從而， 對等離子源的穩定化也起到貢獻作用。
在其他優選的實施例中，由于一般通過電源線將一體型等離子源和控 制板連接，因此，不僅能夠提高穩定性，而且在控制板的設置及電源線的 配置上提高空間利益。
另外，在感應整個系統有無異常，并且異常現象發生時，如果該現象 為不對等離子源產生直接影響的現象，則不關閉上述等離子源并保持打開 狀態的同時，將上述等離子源抬高到規定高度。
由此，減少FPD制造工序時的等離子源的打開/關閉動作引起的時間 上的損失，其結果，能夠提高制造工序的生產性。另外，即使保持打開狀態，也將等離子源的位置上升到不對被處理基
板的表面灰化(over ashing)或表面涂層材質造成損傷的高度，因此， 能夠防止被處理基板的不良。
另外，由于上升到規定的高度，因此，在工序氣體流動時不引起停滯 現象，從而，能夠等離子處理裝置的壽命。
另一方面，本發明的等離子源將1個氣體供給端口形成在等離子源的 一側，由此，相比以往，能夠得到氣體配管線的簡單化和外觀上的美感。
另外，由于具有氣體分配器，相比以往，不僅能夠增加流入到源內部 空間的氣體的量，而且以更大的壓力將所流入的氣體推向等離子產生部， 其中，所述氣體分配器具有中空的圓筒形狀，在其上部具有多個氣體噴射 孔。
從而，防止在現有方式中的在等離子源的內部發生的氣體流體的湍流 (turbulent flow),在產生等離子之前以層流(laminar flow)的方式 引導氣體流體的流動，能夠提高源內部的氣體密度的均勻性。
其他的優選的實施例是應對最近基板大型化的趨勢，配備小尺寸的多 個等離子源，而不是吻合處理對象即基板的大小而配備一個大型等離子 源。
由此，能夠克服制造一個大型等離子源導致的困難及限制的同時，能 夠發揮與使用一個大型等離子源相同的效果。
另外，對照清洗對象即基板的大小格子狀配置多個等離子源，從而， 相比使用一個大型等離子源時，能夠產生更均勻的穩定的等離子。
另外，多重配置格子狀配置的多個等離子源，對速度快的基板移送速 度也能充分消除有機物。
另外，為了擴大等離子照射面積，將等離子源的大小豎向擴大，而不 是橫向擴大，或通過在小尺寸上增加等離子源的配置構成而極大化表面處 理效果。
另一方面，本發明的等離子電極構造可以通過簡單地將單位電極單元 對照被處理基板的大小并列配置的方式構成。
由此，僅根據基板大型化的趨勢，變化上述單位電極單元的排列個數 即可，因此，基本不需要制造大型陶瓷，能夠彈性應對基板大小的變化。
另外，即使由于陶瓷燒結及工序中的微細裂縫，或內部空隙等的原因 在等離子電極構造上產生缺陷，也只要更換單位電極單元即可，因此，不 需要像以往一樣更換整個電介質平行板，從而，能夠劃時代地減少維持維 護費用。
另外，在制造單元性電極構造時，不僅僅通過加工制造，而能夠利用 模具等穩定地大量生產，因此，能夠減少制造費用。
另外，在構造的穩定性方面上，在等離子放電時產生的熱變形也限制 在單位電極單元，不以整個單元型電極構造累積，因此，無論電極的尺寸 變得多么大，也能夠最小化熱變形引起的問題。
另外，能夠通過利甩沿基板的前進方向以斜線形態排列的氣體排出 口，將消除噴射到基板的等離子的不均勻性。
尤其，能夠在內置處理的玻璃的PR灰化等工序中確保等離子處理性 能的均勻性。
其他的優選的實施例能夠在電極的表面形成氧化被膜層，使上述氧化 被膜層本身起到電介質和保護膜的作用。
艮口，與以往不相同，由于能夠消除在高價的陶瓷上形成金屬薄膜的工 序和涂層保護膜的工序，因此，理所當然簡單化電極的生成工序，而且具 有劃時代地減少制造單價的效果。
另外，由于使用桶狀態的鋁合金電極，通過陽極氧化被膜形成法形成 均勻的厚度的氧化被膜層，因此，能夠防止面放電的發生，并能夠延長電 極的壽命。
本發明的電極冷卻方法即使不另行使用冷卻裝置，也能夠通過調節工 序氣體的流入方向及流量，將施加有高壓的等離子處理裝置的電極冷卻到 適當的溫度。
由此，具有簡單化設備，并容易化維持及管理的效果。 另外，易于擴展電極，具有提高裝置的擴展性的效果。 與此同時，本發明通過工序氣體和電極之間的熱交換冷卻電極的同
時，提高工序氣體的溫度，并能夠以該高溫的工序氣體容易地制造等離子，
具有提高等離子處理裝置的效率的效果。
權利要求
1.一種等離子處理裝置，其特征在于，包括流入工序氣體的氣體流入部、和將通過上述氣體流入部流入的工序氣體利用一對上部電極和下部電極進行放電而對基板進行等離子處理的等離子源，在所述上部電極和下部電極中的至少一個的表面形成有氧化被膜。
2. 如權利要求1所述的等離子處理裝置，其特征在于， 所述氧化被膜形成在下部電極的表面。
3. 如權利要求l所述的等離子處理裝置，其特征在于， 所述下部電極由合金構成。
4. 如權利要求l所述的等離子處理裝置，其特征在于， 所述下部電極是由鋁、鈦、鎂、鋅、鉭中的任何一個的合金構成。
5. 如權利要求l所述的等離子處理裝置，其特征在于， 所述氧化被膜層是氧化鋁、氧化鈦、氧化鎂、氧化鋅、氧化鉭中的任何一個。
6. 如權利要求l所述的等離子處理裝置，其特征在于， 所述氧化被膜利用陽極氧化被膜形成法形成。
7. 如權利要求l所述的等離子處理裝置，其特征在于， 所述上部電極在流入的上述工序氣體中露出上表面整體。
8. 如權利要求7所述的等離子處理裝置，其特征在于， 所述上部電極通過所述工序氣體和上部電極之間的熱交換而冷卻。
9. 如權利要求1所述的等離子處理裝置，其特征在于， 所述工序氣體的流量與所述基板的面積成比例
10. 如權利要求1所述的等離子處理裝置，其特征在于， 所述等離子源對應所述基板的大小而在所述基板上方設置多個。
11. 如權利要求l所述的等離子處理裝置，其特征在于， 所述等離子源沿著所述基板的前進方向設置多個。
12. 如權利要求l所述的等離子處理裝置，其特征在于，還設置有向所述等離子源供給電源的電源供給裝置。
13. 如權利要求12所述的等離子處理裝置，其特征在于，所述電源供給裝置還具備生成高電壓的功率變換器。
14. 如權利要求13所述的等離子處理裝置，其特征在于， 所述功率變換器與所述等離子源形成為一體。
15. 如權利要求14所述的等離子處理裝置，其特征在于， 形成為一體的所述功率變換器和所述等離子源通過電子波屏蔽物質與外部隔離。
16. 如權利要求14所述的等離子處理裝置，其特征在于， 連接形成為一體的所述功率變換器和所述等離子源的線是高壓線，而控制所述功率變換器和所述等離子源的控制板則通過電源線連接。
17. 如權利要求16所述的等離子處理裝置，其特征在于， 所述電源線被電子波屏蔽物質纏繞而與外部隔離
18. 如權利要求l所述的等離子處理裝置，其特征在于，還包括 調節所述基板上和等離子源的間隔的高度調節部； 驅動所述高度調節部的驅動部；和 控制所述驅動部的主控制部。
19. 如權利要求18所述的等離子處理裝置，其特征在于， 所述高度調節部包括通過所述驅動部的打開/關閉而被驅動的兩側的一對氣缸、 將通過所述一對氣缸傳達的水平方向能量轉換為垂直方向能量的位于 兩側的一對楔塊、通過利用通過所述一對楔塊轉換的能量而將被安置的所述等離子源上升到規定的高度的位于兩側的一對裝載部、和保持所述一對氣缸對所述一對楔塊施加的力相同的連接部。
全文摘要
本發明提供一種等離子處理裝置，其特征在于，包括流入工序氣體的氣體流入部、和將通過上述氣體流入部流入的工序氣體利用一對上部電極和下部電極進行放電而對基板進行等離子處理的等離子源，在所述上部電極和下部電極中的至少一個的表面形成有氧化被膜。
文檔編號H05H1/24GK101203086SQ200710168159
公開日2008年6月18日 申請日期2005年11月15日 優先權日2004年11月15日
發明者張圣基, 柳炅昊, 申寅澈, 鄭修然, 金兌昱 申請人:K.C.科技股份有限公司