(57)【要約】      （修正有）【課題】デュアルタイプのプラズマ吐出部を備えているプラズマ装置を開示する。【解決手段】プラズマ装置は、プレート形態の中心電極１１０と、前記中心電極の両面覆うように、前記中心電極に積層されるプレート形態の誘電体１２１，１２２と、前記第１誘電体層と平行に配置され、一面の全体または一部が前記誘電体と離隔されるように、前記誘電体と向き合うプレート形態の第１外側電極１３０と、前記誘電体を挟んで前記第１外側電極と対称されるように位置され、前記誘電体と平行に配置され、一面の全体または一部が前記誘電体と向き合うプレート形態の第２外側電極１４０と、前記中心電極に高電圧を印加する電源供給装置１５０と、及び前記各外側電極と前記誘電体が離隔空間の間にプラズマソースガスを注入する少なくとも一つのガス注入部１３３，１４３を含むことを特徴とする。【選択図】図５
2019075364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレート形態の中心電極と、
前記中心電極の両面に積層される第１誘電体層及び第２誘電体層、
前記第１誘電体層と平行に離隔配置され、一側に中心電極の長さ方向の吐出口が形成されるように、前記第１誘電体層と向き合うプレート形態の第１外側電極と前記中心電極を挟んで前記第１外側電極と対称されるように配置され、前記第２誘電体層と平行に離隔配置されるように、前記第２誘電体層と向き合うプレート形態の第２外側電極と、
前記第１外側電極及び第２外側電極と、第１誘電体層及び第２誘電体層との間の離隔空間にプラズマソースガスを注入するガス注入部と、
前記離隔空間にプラズマを発生させるように、前記中心電極と、前記第１外側電極及び第２外側電極との間に電圧を印加する電源供給装置とを含むことを特徴とする
デュアルタイプのプラズマ吐出部を備えているプラズマ装置。
【請求項２】
前記第１外側電極と前記第１誘電体層との間の離隔空間は、第１プラズマを生成して、前記第１外側電極の縦方向に沿って前記第１プラズマを吐出する第１プラズマ吐出チャンネルを構成し、
前記第２外側電極と前記第２誘電体層との間の離隔空間は、第２プラズマを生成して、前記第２外側電極の縦方向に沿って前記第２プラズマを吐出する第２プラズマ吐出チャンネルを構成することを特徴とする
請求項１に記載のデュアルタイプのプラズマ吐出部を備えているプラズマ装置。
【請求項３】
前記ガス注入部は、
前記第１外側電極の横方向に平行に延長され、前記第１プラズマ吐出チャンネルの最上部に隣接するように配置される第１ガス案内チャンネルと、
前記第１ガス案内チャンネルから前記第１プラズマ吐出チャンネルに向かって延長され、前記第１プラズマ吐出チャンネルと前記第１ガス案内チャンネルに流体疎通可能に連結される第１チャンネル間の連結穴と、
前記第２外側電極の横方向に平行に延長され、前記第２プラズマ吐出チャンネルの最上部に隣接するように配置される第２ガス案内チャンネルと、
前記第２ガス案内チャンネルから前記第２プラズマ吐出チャンネルに向かって延長され、前記第２プラズマ吐出チャンネルと前記第２ガス案内チャンネルに流体疎通可能に連結される第２チャンネル間の連結穴とを含むことを特徴とする
請求項２に記載のデュアルタイプのプラズマ吐出部を備えているプラズマ装置。
【請求項４】
前記プラズマ装置は、
前記第１外側電極の前記第１誘電体層と向き合う一面から前記第１ガス案内チャンネル方向に凹し、前記第１プラズマ吐出チャンネルと第１チャンネルとの間の連結穴に流体疎通可能に連結される第１ガス滞留空間と、
前記第２外側電極の前記第２誘電体層と向き合う一面から前記第２ガス案内チャンネル方向に凹し、前記第２プラズマ吐出チャンネルと第２チャンネルとの間の連結穴に流体疎通可能に連結される第２ガス滞留空間とをさらに含むことを特徴とする
請求項３に記載のデュアルタイプのプラズマ吐出部を備えているプラズマ装置。
【請求項５】
前記第１プラズマ吐出チャンネルと第２プラズマ吐出チャンネルには異なるプラズマソースガスが注入されることを特徴とする
請求項２に記載のデュアルタイプのプラズマ吐出部を備えているプラズマ装置。
【請求項６】
前記プラズマ装置は、
前記第１外側電極の前記第１誘電体層と向き合う一面に垂直に配置されている一面を貫通して備えられ、冷却流体が注入されて進行する第１方向及び前記第１方向の逆方向である第２方向に前記冷却流体を循環させる第１冷却水循環チャンネルと、
前記第２外側電極の前記第２誘電体層と向き合う一面に垂直に配置されている一面を貫通して備えられ、冷却流体が注入されて進行する第１方向及び前記第１方向の逆方向である第２方向に前記冷却流体を循環させる第２冷却水の循環チャンネルとをさらに含むことを特徴とする
請求項１に記載のデュアルタイプのプラズマ吐出部を備えているプラズマ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ装置に関し、より詳細には、互いに平行な２つの線形プラズマを生成及び吐出することができるプラズマ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板の表面を処理する方法として、例えば、基板の表面から有機物質のような汚染物の除去、レジスト（ｒｅｓｉｓｔ）の除去、有機フィルムの接着、表面変形、フィルム形成の向上、金属酸化物の還元、または液晶用ガラス基板の洗浄など、大きく化学薬品を利用した方法とプラズマを利用した方法がある。この中で、化学薬品を用いた方法には、化学薬品が環境に悪影響を与えるという欠点がある。
【０００３】
プラズマを利用した表面処理の一例としては、低温及び低圧状態のプラズマを利用する方法が挙げられる。低温及び低圧プラズマを用いた表面処理方法とは、低温及び低圧の真空槽内にプラズマを発生させ、これらを基板の表面と接触させ、基板表面を処理する方法である。
【０００４】
このような低温及び低圧状態のプラズマを利用する表面処理方法は、優れた洗浄効果にもかかわらず、広く利用されてはいないのが実情である。その理由は、前記方法は、低圧を維持するために真空装置が必要になるため、大気圧状態で実行される連続工程に適用することが困難だからである。
これにより、最近では大気圧状態でプラズマを発生させ、表面処理に利用しようとする研究が非常に活発に行われている。
【０００５】
一例として、大気圧状態でプラズマを発生させるプラズマ装置であって、プラズマ発生空間で生成されたプラズマをプラズマ発生空間の外部に誘導した後、基板と接触させて、基板の表面を処理する方法が用いられている。
【０００６】
図１は、従来の大気圧プラズマ装置の一例を図示する。
図１に示される大気圧プラズマ装置は、絶縁体１０６ａ、１０６ｂによって絶縁されて平行に配置された二つの平板電極１０１ａ、１０１ｂと、前記二つの電極１０１ａ、１０１ｂの間に形成されたプラズマ発生空間１０２の一側面に形成された処理ガス流入口１０３と、及びプラズマ発生空間１０２の他の側面に形成された排出口１０４とを備える。
【０００７】
プラズマ発生空間１０２の一側面に形成された流入口１０３を介してプラズマ発生空間１０２に処理ガスが流入し、流入した処理ガスは、電極１０１ａ、１０１ｂに供給される交流電圧によってプラズマに転換される。生成されたプラズマ及びプラズマに転換されなかった処理ガスは、プラズマ発生空間１０２の一側面に形成された排出口１０４を介してプラズマ発生空間１０２の外部に誘導され、基板１０５の表面と接触して基板１０５の表面を処理することになる。
【０００８】
しかし、図１に示される従来の大気圧プラズマ装置は、プラズマとプラズマに転換されなかった処理ガスの排出口１０４がプラズマ発生空間の一側面に形成されることにより、処理しようとする幅Ｗに制限を受けざるをえないという欠点があり、基板の表面処理性能が低下する問題がある。仮に、処理幅Ｗを広げようとする場合、印加される交流電圧が急激に高くなる問題点を抱えている。
【０００９】
図２は、従来の大気圧プラズマ装置の他の例を図示する。
図２に示される大気圧プラズマ装置は、平板型の上部電極３０１ａと平板型下部電極３０１ｂと、二つの電極３０１ａ、３０１ｂの間に形成されたプラズマ発生空間３０２と、前記二つの電極３０１ａ、３０１ｂを絶縁させる絶縁体３０３ａ、３０３ｂと、電極３０１ａ、３０１ｂの表面温度を下げるラジエーター３０４ａ、３０４ｂと、処理ガスがプラズマ発生部３００に導入する流入口３０５ａ、３０５ｂと、前記下部電極３０１ｂに形成され、プラズマ発生空間３０２から生成されたプラズマとプラズマに転換されない処理ガスはプラズマ発生空間３０２の外部に誘導する排出口３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃ、３０６ｄ、３０６ｅとを含み、下部電極３０１ａの下には、処理しようとする基板３０８が位置する。
【００１０】
前記上部電極３０１ａには、交流電源３０７が連結され、下部電極３０１ｂは、接地される。前述した電極構造を含む表面処理装置は、プラズマに転換させることができる電極の有効面積を広く設計することが可能であり、排出口がある電極板を使用するため、より広い処理面積を持つことができる設計が可能ようにした。しかしながら、電極板の端側の排出口３０６ａ、３０６ｅと中心部側の排出口３０６ｃで処理ガスの流速は、多くの違いを持つようになるため、均一なプラズマの生成が難しいだけでなく、各排出口３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃ、３０６ｄ、３０６ｅでの処理ガスの化学的強度も異なることができ、これにより、基板３０８の表面全体を均一に処理できない問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明が解決しようとする課題の一つは、プラズマソースガスが、プラズマが生成されるプラズマ吐出チャンネル内に均等に供給するように、均一な線形のプラズマの生成及び吐出が可能なようにしたプラズマ装置を提供することにある。
【００１２】
また、他の課題は、前記線形のプラズマがデュアルタイプで吐出するようにした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】
【００１３】
一側面として、本発明は、プレート形態の中心電極と、前記中心電極の両面に積層される第１誘電体層及び第２誘電体層、前記第１誘電体層と平行に離隔配置され、一側に中心電極の長さ方向の吐出口が形成されるように、前記第１誘電体層と向き合うプレート形態の第１外側電極と前記中心電極を挟んで前記第１外側電極と対称されるように配置され、前記第２誘電体層と平行に離隔配置されるように、前記第２誘電体層と向き合うプレート形態の第２外側電極と、前記第１外側電極及び第２外側電極と、第１誘電体層及び第２誘電体層との間の離隔空間にプラズマソースガスを注入するガス注入部と、前記離隔空間にプラズマを発生させるように、前記中心電極と、前記第１外側電極及び第２外側電極との間に電圧を印加する電源供給装置とを含むことを特徴とするデュアルタイプのプラズマ吐出部を備えているプラズマ装置に関するものである。
【００１４】
一実施例では, 前記第１外側電極と誘電体との間の離隔空間は、第１プラズマを生成して、前記第１外側電極の縦方向に沿って前記第１プラズマを吐出する第１プラズマ吐出チャンネルを構成し、前記第２外側電極と誘電体との間の離隔空間は、第２プラズマを生成して、前記第２外側電極の縦方向に沿って前記第２プラズマを吐出する第２プラズマ吐出チャンネルを構成することを特徴とするデュアルタイプのプラズマ吐出部を備えているプラズマ装置に関するものである。
【００１５】
一実施例では,前記ガス注入部は、前記第１外側電極の横方向に平行に延長され、前記第１プラズマ吐出チャンネルの最上部に隣接するように配置される第１ガス案内チャンネルと、前記第１ガス案内チャンネルから前記第１プラズマ吐出チャンネルに向かって延長され、前記第１プラズマ吐出チャンネルと前記第１ガス案内チャンネルに流体疎通可能に連結される第１チャンネル間の連結穴と、前記第２外側電極の横方向に平行に延長され、前記第２プラズマ吐出チャンネルの最上部に隣接するように配置される第２ガス案内チャンネルと、前記第２ガス案内チャンネルから前記第２プラズマ吐出チャンネルに向かって延長され、前記第２プラズマ吐出チャンネルと前記第２ガス案内チャンネルに流体疎通可能に連結される第２チャンネル間の連結穴とを含むことを特徴とするデュアルタイプのプラズマ吐出部を備えているプラズマ装置に関するものである。
【００１６】
一実施例では,前記プラズマ装置は、前記第１外側電極の前記誘電体と向き合う一面から前記第１ガス案内チャンネル方向に凹し、前記第１プラズマ吐出チャンネルと第１チャンネルとの間の連結穴に流体疎通可能に連結される第１ガス滞留空間と、前記第２外側電極の前記誘電体と向き合う一面から前記第２ガス案内チャンネル方向に凹し、前記第２プラズマ吐出チャンネルと第２チャンネルとの間の連結穴に流体疎通可能に連結される第２ガス滞留空間とをさらに含むことを特徴とするデュアルタイプのプラズマ吐出部を備えているプラズマ装置に関するものである。
【００１７】
一実施例では, 前記第１プラズマ吐出チャンネルと第２プラズマ吐出チャンネルには異なるプラズマソースガスが注入されることを特徴とするデュアルタイプのプラズマ吐出部を備えているプラズマ装置に関するものである。
【００１８】
一実施例では,前記プラズマ装置は、前記第１外側電極の前記誘電体と向き合う一面に垂直に配置されている一面を貫通して備えられ、冷却流体が注入されて進行する第１方向及び前記第１方向の逆方向である第２方向に前記冷却流体を循環させる第１冷却水循環チャンネルと、前記第２外側電極の前記誘電体と向き合う一面に垂直に配置されている一面を貫通して備えられ、冷却流体が注入されて進行する第１方向及び前記第１方向の逆方向である第２方向に前記冷却流体を循環させる第２冷却水の循環チャンネルとを、さらに含むことを特徴とするデュアルタイプのプラズマ吐出部を備えているプラズマ装置に関するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るプラズマ装置によると、デュアルタイプでプラズマを吐出することができ、プラズマを生成及び吐出するための個々のプラズマ吐出チャンネル内にプラズマソースガスが均等に供給されるように、均一な線形のプラズマの生成及び吐出が可能で、基板の表面を均一に処理することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来の大気圧プラズマ装置の一例を図示する。
【図２】従来の大気圧プラズマ装置の他の例を図示する。
【図３】、
【図４】本発明の一実施例に係るプラズマ装置の外観を示す斜視図である。
【図５】図３に示されたＡ−Ａ’断面図である。
【図６】図３に示されたＢ−Ｂ’線断面図である。
【図７】図３に図示された第１外側電極及び第２外側電極の内面を示した斜視図である。
【図８】本発明の一実施例に係るプラズマ装置を利用して基板を処理する状態及びその過程でのガスの移動経路を図示した断面図である。
【図９ａ】１次設計モジュールの構造を説明するための図である。
【図９ｂ】１次設計モジュールでプラズマが生成及び吐出される時に、各プラズマ吐出チャンネルでの温度分布及び流速分布と、プラズマで処理される基板での温度分布及び流速分布の様子を示す。
【図９ｃ】図９ｂに示す温度分布及び流速分布の結果を示したグラフである。
【図１０ａ】２次設計モジュールの構造を説明するための図である。
【図１０ｂ】２次設計モジュールでプラズマが生成及び吐出される時に、各プラズマ吐出チャンネルでの温度分布及び流速分布と、プラズマで処理される基板での温度分布及び流速分布の様子を示す。
【図１０ｃ】図１０ｂに示す温度分布及び流速分布の結果を示したグラフである。
【図１１ａ】３次設計モジュールの構造を説明するための図である。
【図１１ｂ】３次設計モジュールでプラズマが生成及び吐出される時に、各プラズマ吐出チャンネルでの温度分布及び流速分布と、プラズマで処理される基板での温度分布及び流速分布の様子を示す。
【図１１ｃ】図１１ｂに示す温度分布及び流速分布の結果を示したグラフである。
【図１２ａ】図５に示された本発明の一実施例に係るプラズマ装置の長さ方向に平行な一面を正面にして見た図である。
【図１２ｂ】４次設計モジュールでプラズマが生成及び吐出される時に、各プラズマ吐出チャンネルでの温度分布及び流速分布と、プラズマで処理される基板での温度分布及び流速分布の様子を示す。
【図１２ｃ】図１２ｂに示す温度分布及び流速分布の結果を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例に係るプラズマ装置について詳細に説明する。本発明は、様々な変更を加えることができ、様々な形態を持つことができ、特定の実施例を図面に例示して本文で詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態に対して限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むものと理解されるべきである。各図面を説明しながら類似の参照符号を類似の構成要素に対して使用した。添付された図面において、構造物の寸法は、本発明の明確性を期するために実際より拡大して示したものである。
【００２２】
第１、第２等の用語は、様々な構成要素を説明するために使用することができるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されてはならない。前記用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別するためにのみ使用される。例えば、本発明の権利範囲を逸脱しなく、第１構成要素は、第２構成要素として命名されることができ、同様に第２構成要素も第１構成要素として命名されることができる。
【００２３】
本出願で使用した用語は、単に特定の実施例を説明するために使用されたもので、本発明を限定する意図ではない。単数の表現は、文脈上明らかに別のことを意味しない限り、複数の表現を含む。本出願では、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上にベースの特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするのであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないものと理解されるべきである。
【００２４】
別の方法で定義されない限り、技術的または科学的な用語を含めてここで使用されるすべての用語は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を持っている。一般的に使用される辞典に定義されているような用語は、関連技術の文脈上持つ意味と一致する意味を有するものと解釈されるべきであり、本出願で明白に定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味に解釈されない。
【００２５】
本発明のプラズマ装置は、互いに平行な二重のプラズマを生成するように構成されている。即ち、線形の第１プラズマ及び第１プラズマと平行する線形の第２プラズマを生成するように構成される。以下の説明では、前記第１プラズマと第２プラズマを生成するための本発明のプラズマ装置の具体的な実施例について説明する。
【００２６】
図３及び図４は、本発明の一実施例に係るプラズマ装置の外観を示す斜視図であり、図５は、図３に示されたＡ−Ａ’線断面図であり、図６は、図３に示されたＢ−Ｂ’線断面図であり、図７は、図３に図示された第１外側電極及び第２外側電極の内面を示した斜視図である。
【００２７】
図３ないし図７を参照すると、本発明の一実施例に係るプラズマ装置は、中心電極１１０、誘電体１２１、１２２、第１外側電極１３０、第２外側電極１４０、電源供給装置１５０、ガス注入部１３３、１４３を含む。
中心電極１１０は、一定の高さと長さを有するプレート形状で備えられ、第１面１１１及び第２面１１２を含む。前記プレートのいずれか一つの端部を基準にして端部の一側に位置する面は、第１面１１１であり、第１面１１１の反対側が第２面１１２になることができる。
【００２８】
誘電体は、中心電極１１０の第１面１１１及び第２面１１２を覆うように中心電極１１０上に積層される。誘電体は、一つまたは複数であることができる。誘電体が１つの場合、誘電体が中心電極１１０に積層されると、中心電極１１０の第１面１１１及び第２面１１２を同時に覆うことができる形態で備えられることができ、誘電体が複数ある場合、それぞれの誘電体は、第１面１１１及び第２面１１２に対応する面積をもって、第１面及び第２面１１２のそれぞれに積層される形体で備えられることができる。一実施例として、誘電体は、複数備えされ、それぞれの第１面１１１及び第２面１１２上に積層されることができる。以下では、説明の便宜のために、前記第１面１１１に積層される誘電体を第１誘電体１２１と命名し、前記第２面１１２に積層される誘電体を第２誘電体１２２と命名して説明することにする。
【００２９】
第１外側電極１３０は、第１誘電体１２１と平行に配置され、一面の全部または一部が、前記第１誘電体１２１と離隔されるように前記第１誘電体１２１と向き合うことができる。このとき、第１外側電極１３０及び第１誘電体１２１との間の離隔空間は、第１プラズマを生成して前記第１外側電極１３０の縦方向に沿って前記第１プラズマを吐出する第１プラズマ吐出チャンネル１３１を構成することができる。一例として、第１外側電極１３０は、中心電極１１０の第１面１１１側から第１誘電体１２１上に積層されることができる。このような場合、前記第１プラズマ吐出チャンネル１３１は、キャビティ（ｃａｖｉｔｙ）構造を有することができ、その内部には、プラズマソースガスが流入され、前記第１プラズマ吐出チャンネル１３１は、第１誘電体１２１と対向される。このような第１外側電極１３０は、第１誘電体１２１の面と平行な少なくとも一つの面を有する多面体形状であることができる。例えば、第１外側電極１３０は、正方形または長方形の面からなる六面体形状であることができる。このような場合、六面体の一面に、前記第１プラズマ吐出チャンネル１３１が形成されることができ、第１プラズマ吐出チャンネル１３１は、六面体の長方形の平面よりも小さな正方形に陰刻される形体で形成されることができる。このとき、第１プラズマ吐出チャンネル１３１は、第１プラズマ吐出チャンネル１３１が位置する面に垂直ないずれか一つの面に連結され、その連結された面の方向に開放されて、第１吐出口１３１ａを含むことができる。
【００３０】
第２外側電極１４０は、前記第１外側電極１３０と対称されるように配置され、第２誘電体１２２と平行に配置され、一面の全体または一部が前記第２誘電体１２２と向き合うことができる。このとき、第２外側電極１４０及び第２誘電体１２２との間の離隔空間は、第２プラズマを生成して前記第２外側電極１４０の縦方向に沿って前記第２プラズマを吐出する第２プラズマ吐出チャンネル１４１を構成することができる。一例として、第２外側電極１４０は、中心電極１１０の第２面１１２側から第２誘電体１２２上に積層されることができる。このような場合、第２プラズマ吐出チャンネル１４１は、キャビティ構造を有することができ、内部には、プラズマソースガスが流入され、前記第２プラズマ吐出チャンネル１４１は、第２誘電体１２２と対向される。第２プラズマ吐出チャンネル１４１は、第２吐出口１４１ａを含む。これらの第２外側電極１４０の形状及び第２プラズマ吐出チャンネル１４１の構造は、前記第１外側電極１３０の形状と第１プラズマ吐出チャンネル１３１の構造と同じであるため、具体的な説明は、第１外側電極１３０及び第１プラズマ吐出チャンネル１３１の説明で代替する。
【００３１】
一方、このような第１外側電極１３０及び第２外側電極１４０は、互いに電気的に連結することができる。このため、第１外側電極１３０は、中心電極１１０の長さ方向に垂直な２つの面にそれぞれ第１突出部１３２ａ、１３２ｂが備えられることができ、第２外側電極１４０は、中心電極１１０の長さ方向に垂直な２つの面にそれぞれ第２突出部１４２ａ、１４２ｂが備えられることができる。前記第１突出部１３２ａ、１３２ｂ及び第２突出部１４２ａ、１４２ｂは、互いに向き合うことができ、それぞれの第１突出部１３２ａ、１３２ｂ及び第２突出部１４２ａ、１４２ｂにボルトとナットを組み合わせして、第１外側電極１３０及び第２外側電極１４０を互いに伝導可能に連結することができる。
【００３２】
電源供給装置１５０は、中心電極１１０、第１外側電極１３０及び第２外側電極１４０に電気的に連結され、中心電極１１０に高電圧を印加する。第１外側電極１３０及び第２外側電極１４０は、接地されることができる。
前記ガス注入部１３３、１４３は、第１ガス注入部１３３及び第２ガス注入部１４３を含むことができる。
【００３３】
第１ガス注入部１３３は、第１プラズマ吐出チャンネル１３１と流体疎通可能に連結されて第１プラズマ吐出チャンネル１３１にプラズマソースガスを注入する。一例として、第１ガス注入部１３３は、第１ガス案内チャンネル１３３１と、少なくとも一つの第１チャンネルの間の連結穴１３３２を含むことができる。
【００３４】
第１ガス案内チャンネル１３３１は、第１プラズマ吐出チャンネル１３１と平行するように、第１プラズマ吐出チャンネル１３１に隣接して配置され、外部から注入される前記プラズマソースガスを第１プラズマ吐出チャンネル１３１と平行な方向に流れるように案内することができる。このため、第１ガス案内チャンネル１３３１は、第１外側電極１３０から中心電極１１０の長さ方向に垂直な２つの面のいずれか一つを貫通して備えられることができる。このとき、第１ガス案内チャンネル１３３１は、第１プラズマ吐出チャンネル１３１の上端部の高さで第１プラズマ吐出チャンネル１３１と隣接し、第１プラズマ吐出チャンネル１３１と平行に配置されることができる。このような場合、第１ガス案内チャンネル１３３１は、前記中心電極１１０の長さ方向に平行な前記第１プラズマ吐出チャンネル１３１のキャビティの横方向の長さ全体に隣接するように配置されることができる。このような第１ガス案内チャンネル１３３１の内側に前記プラズマソースガスが注入され、注入されたプラズマソースガスは、第１ガス案内チャンネル１３３１の長さ方向に沿って移動する。
【００３５】
少なくとも一つの第１チャンネルの間の連結穴１３３２は、第１ガス案内チャンネル１３３１で移動するプラズマソースガスが第１ガス案内チャンネル１３３１から第１プラズマ吐出チャンネル１３１に供給されるようにする。このため、第１チャンネルの間の連結穴１３３２は、第１ガス案内チャンネル１３３１から第１プラズマ吐出チャンネル１３１の方向に延長され、第１ガス案内チャンネル１３３１及び第１プラズマ吐出チャンネル１３１と流体疎通可能に連結される。一例として、第１チャンネルの間の連結穴１３３２は、第１ガス案内チャンネル１３３１の長さ方向に沿って多数配列されることができる。
【００３６】
第２ガス注入部１４３は、第２プラズマ吐出チャンネル１４１と流体疎通可能に連結されて第２プラズマ吐出チャンネル１４１にプラズマソースガスを注入する。一例として、第２ガス注入部１４３は、第２ガス案内チャンネル１４３１と、少なくとも一つの第２チャンネルの間の連結穴１４３２を含むことができる。
【００３７】
第２ガス案内チャンネル１４３１は、第２プラズマ吐出チャンネル１４１と平行するように、第２プラズマ吐出チャンネル１４１に隣接して配置され、外部から注入される前記プラズマソースガスを第２プラズマ吐出チャンネル１４１と平行な方向に流れるように案内することができる。このため、第２ガス案内チャンネル１４３１は、第２外側電極１４０から中心電極１１０の長さ方向に垂直な２つの面のいずれか一つを貫通して備えられることができる。このとき、第２ガス案内チャンネル１４３１は、第２プラズマ吐出チャンネル１４１の上端部の高さで第２プラズマ吐出チャンネル１４１と隣接し、第２プラズマ吐出チャンネル１４１と平行に配置されることができる。このような場合、第２ガス案内チャンネル１４３１は、前記中心電極１１０の長さ方向に平行な前記第２プラズマ吐出チャンネル１４１のキャビティの横方向の長さ全体に隣接するように配置されることができる。このような第２ガス案内チャンネル１４３１の内側に前記プラズマソースガスが注入され、注入されたプラズマソースガスは、第２ガス案内チャンネル１４３１の長さ方向に沿って移動する。
【００３８】
少なくとも一つの第２チャンネルの間の連結穴１４３２は、第２ガス案内チャンネル１４３１で移動するプラズマソースガスが第２ガス案内チャンネル１４３１から第２プラズマ吐出チャンネル１４１に供給されるようにする。このため、第２チャネルの間の連結穴１４３２は、第２ガス案内チャンネル１４３１から第２プラズマ吐出チャンネル１４１の方向に延長され、第２ガス案内チャンネル１４３１及び第２プラズマ吐出チャンネル１４１と流体疎通可能に連結される。一例として、第２チャンネルの間の連結穴１４３２は、第２ガス案内チャンネル１４３１の長さ方向に沿って多数配列されることができる。
一方、本発明の一実施例に係るデュアルタイプのプラズマ吐出部を備えているプラズマ装置は、第１ガス滞留空間１３４及び第２ガス滞留空間１４４をさらに含むことができる。
【００３９】
第１ガス滞留空間１３４は、第１外側電極１３０の第１誘電体１２１と向き合う一面、すなわち、第１プラズマ吐出チャンネル１３１の平面から第１ガス案内チャンネル１３３１の方向に凹に備えられる。また、第１ガス滞留空間１３４は、第１ガス案内チャンネル１３３１と平行して、第１ガス案内チャンネル１３３１と隣接するように配置されて第１プラズマ吐出チャンネル１３１及び第１チャネル間の連結穴１３３２に流体疎通可能に連結される。このような第１ガス滞留空間１３４には、第１ガス案内チャンネル１３３１で移動するプラズマソースガスが第１チャネル間の連結穴１３３２を介して流入して滞留することになる。例えば、第１ガス滞留空間１３４の体積に対応する量のプラズマソースガスが流入するまでの滞在になることができ、第１ガス滞留空間１３４の体積に対応する量以上にプラズマソースガスが流入すると、第１ガス滞留空間１３４からプラズマソースガスが第１プラズマ吐出チャンネル１３１に供給することができる。
【００４０】
第２ガス滞留空間１４４は、第２外側電極１４０の第２誘電体１２２と向き合う一面、すなわち、第２プラズマ吐出チャンネル１４１の平面から第２ガス案内チャンネル１４３１の方向に凹に備えられる。また、第２ガス滞留空間１４４は、第２ガス案内チャンネル１４３１と平行して、第２ガス案内チャンネル１４３１と隣接するように配置されて第２プラズマ吐出チャンネル１４１及び第２チャンネルの間の連結穴１４３２に流体疎通可能に連結される。このような第２ガス滞留空間１４４から第２プラズマ吐出チャンネル１４１でプラズマソースガスが供給される過程は、前記第１ガス滞留空間１３４から第２プラズマ吐出チャンネル１４１でプラズマソースガスが供給される過程と同じであるため、具体的な説明は、前記第１ガス滞留空間１３４の説明で代替する。
【００４１】
一方、本発明の一実施例に係るデュアルタイプのプラズマ吐出部を備えているプラズマ装置のそれぞれの外側電極１３０、１４０は、冷却水循環チャンネル１３５、１４５をさらに含むことができる。以下の説明では、説明の便宜のために、第１外側電極１３０に備えられる冷却水循環チャンネル１３５を第１冷却水循環チャンネルと命名し、第２外側電極１４０に備えられる冷却水循環チャンネル１４５を第２冷却水循環チャンネルと命名して説明する。
【００４２】
第１冷却水循環チャンネル１３５は、第１外側電極１３０の冷却のために備えられることができる。第１冷却水循環チャンネル１３５は、冷却流体が注入されて進行する第１方向及び前記第１方向の逆方向である第２方向に前記冷却流体を循環させることができる。第１冷却水循環チャンネル１３５は、第１外側電極１３０の少なくとも一つの面を貫通して延長することができ、入口部１３５ａと出口部１３５ｂを含むことができる。例えば、第１冷却水循環チャンネル１３５は、第１ガス案内チャンネル１３３１が貫通する第１外側電極１３０の一面の反対面を貫通して延長することができる。このとき、第１冷却水循環チャンネル１３５の入口部１３５ａと出口部１３５ｂは、同一面に位置することができる。第１冷却水循環チャンネル１３５が入口部１３５ａから出口部１３５ｂまで延長される形態には特に制限はなく、例えば、第１冷却水循環チャンネル１３５は、「⊃」形状又は「⊂」形状であることができる。
【００４３】
第２冷却水循環チャンネル１４５は、第２外側電極１４０の冷却のために備えられることができる。第２冷却水循環チャンネル１４５は、冷却流体が注入されて進行する第１方向及び前記第１方向の逆方向である第２方向に前記冷却流体を循環させることができる。第２冷却水循環チャンネル１４５は、第２外側電極１４０の少なくとも一つの面を貫通して延長することができ、入口部１４５ａと出口部１４５ｂを含むことができる。例えば、第２冷却水循環チャンネル１４５は、第２ガス案内チャンネル１４３１が貫通する第２外側電極１４０の一面の反対面を貫通して延長することができる。このとき、第２冷却水循環チャンネル１４５の入口部１４５ａと出口部１４５ｂは、同一面に位置することができる。第２冷却水循環チャンネル１４５が入口部１４５ａから出口部１４５ｂまで延長される形態には特に制限はなく、例えば、第２冷却水循環チャンネル１４５は、「⊃」形状又は「⊂」形状であることができる。
【００４４】
このような本発明の一実施例に係るプラズマ装置は、前述したように、線形の第１プラズマ及び第１プラズマと平行な線形の第２プラズマを生成し、以下では、前記第１プラズマと第２プラズマが生成されて吐出される過程を説明することにする。以下の説明では、第１プラズマ吐出チャンネル１３１から吐出されるプラズマを第１プラズマと命名して説明し、第２プラズマ吐出チャンネル１４１から吐出されるプラズマを第２プラズマと命名して説明することにする。
【００４５】
まず、第１外側電極１３０の第１ガス注入部１３３及び第２外側電極１４０の第２ガス注入部１４３にプラズマソースガスを注入する。
第１ガス注入部１３３に注入されたプラズマソースガスは、第１ガス案内チャンネル１３３１に沿って移動する。そして、プラズマソースガスが第１ガス案内チャンネル１３３１で移動する間、プラズマソースガスは、それぞれの第１チャンネルの間の連結穴１３３２を介して、第１プラズマ吐出チャンネル１３１に連結された第１ガス滞留空間１３４に流入される。第１ガス滞留空間１３４に流入したプラズマソースガスは流入されるとすぐ、第１プラズマ吐出チャンネル１３１に移動されず、一定時間滞留することになる。例えば、第１ガス滞留空間１３４の体積に対応する流量以上にプラズマソースガスが流入するまで、第１ガス滞留空間１３４にプラズマソースガスが滞留される。このとき、第１ガス滞留空間１３４に流入されるプラズマソースガスは、第１チャンネルの間の連結穴１３３２が第１ガス案内チャンネル１３３１の長さ方向に沿って配列されているため、第１ガス滞留空間１３４の特定の空間に集中されず、第１ガス滞留空間１３４の長さ方向全体に均等に流入することができる。
【００４６】
このように、第１ガス滞留空間１３４に流入されるプラズマソースガスは、前述したように、第１ガス滞留空間１３４の体積に対応する流量でいっぱいになるまで、第１ガス滞留空間１３４に滞留している。その後プラズマソースガスは、第１ガス滞留空間１３４の体積に対応する流量以上の流量で満ちている時点で、第１プラズマ吐出チャンネル１３１の内部に供給される。このとき、前述したように、プラズマソースガスは、第１ガス滞留空間１３４の特定の領域に集中されず、第１ガス滞留空間１３４の長さ方向全体に均等に流入される。これにより、第１ガス滞留空間１３４から供給されるプラズマソースガスは、第１プラズマ吐出チャンネル１３１の全体に均等に供給することができる。
【００４７】
一方、このようなプラズマソースガスの供給過程で電源供給装置１５０を介して中心電極１１０に高電圧を印加する。中心電極１１０に高電圧が印加されると、第１誘電体１２１と向き合う第１プラズマ吐出チャンネル１３１内で放電が開始される。このような状態で、第１ガス滞留空間１３４から第１プラズマ吐出チャンネル１３１でプラズマソースガスが供給されると、第１プラズマ吐出チャンネル１３１内で第１プラズマが発生される。第１プラズマ吐出チャンネル１３１で発生された第１プラズマは、第１プラズマ吐出チャンネル１３１の開放された方向に吐出され、第１プラズマ吐出チャンネル１３１から吐出される。この第１プラズマは、第１プラズマ吐出チャンネル１３１のキャビティの平面に沿って吐出されて線形の第１プラズマとして吐出される。
【００４８】
一方、第２ガス注入部１４３に注入されたプラズマソースガスは、第２ガス案内チャンネル１４３１に沿って移動する。そして、プラズマソースガスが第２ガス案内チャンネル１４３１で移動する間、プラズマソースガスは、それぞれの第２チャンネル間連結穴１４３２を介して第２プラズマ吐出チャンネル１４１に連結された第２ガス滞留空間１４４に流入される。第１ガス滞留空間１３４に流入したプラズマソースガスは流入されるとすぐ、第１プラズマ吐出チャンネル１３１に移動されず、一定時間滞留した後、第２プラズマ吐出チャンネル１４１に供給される。この過程は、プラズマソースガスが前記第１ガス注入部１３３に注入された後、第１プラズマ吐出チャンネル１３１に注入されるまでの過程と同じであるため、より具体的な説明は、前記第１プラズマが吐出される過程の説明で代替する。
【００４９】
また、第２ガス注入部１４３を介してプラズマソースガスの供給過程で電源供給装置１５０を介して中心電極１１０に高電圧を印加する。中心電極１１０に高電圧が印加されると、第２誘電体１２２と向き合う第２プラズマ吐出チャンネル１４１内で放電が開始される。このような状態で、第２ガス滞留空間１４４から第２プラズマ吐出チャンネル１４１でプラズマソースガスが供給されると、第２プラズマ吐出チャンネル１４１内で第２プラズマが発生される。第２プラズマ吐出チャンネル１４１で発生したプラズマは、第２プラズマ吐出チャンネル１４１の開放された方向に吐出され、第２プラズマ吐出チャンネル１４１から吐出される。この第２プラズマは、第２プラズマ吐出チャンネル１４１のキャビティの平面に沿って吐出されて線形の第２プラズマとして吐出される。
【００５０】
このような本発明の一実施形態に係るプラズマ装置は、半導体装置の等で、基板の表面を処理する工程で使用することができる。例えば、半導体装置で基板のエッチング、薄膜蒸着、基板表面の平坦化などの基板の表面処理のために使用することができる。
【００５１】
図８は、本発明の一実施例に係るプラズマ装置を利用して基板を処理する状態及びその過程でのガスの移動経路を図示した断面図である。
図８を参照すると、本発明の一実施例に係るプラズマ装置は、工程チャンバー（図示せず）内に収容されることができ、プラズマ装置の下、すなわち、第１外側電極１３０及び第２外側電極１４０の下で基板１０が移送されるように配置されることができる。
【００５２】
このような状態で、先に説明した手順に従って、プラズマ装置の第１プラズマ吐出チャンネル１３１及び第２プラズマ吐出チャンネル１４１で線形の第１プラズマ及び線形の第２プラズマが平行に吐出され、互いに平行な第１プラズマと第２プラズマは、基板１０に向かって吐出され、基板１０の表面に接触するようになる。これにより、基板１０は、プラズマ装置の下を過ぎて第１プラズマと第２プラズマにより複数の回路表面処理することができる。
【００５３】
このような本発明の一実施例に係るデュアルタイプのプラズマ吐出部を備えているプラズマ装置は、プラズマ生成のために注入されるプラズマソースガスが第１ガス案内チャンネル１３３１及び第２ガス案内チャンネル１４３１の長さ方向に沿って移動して第１プラズマ吐出チャンネル１３１及び第２プラズマ吐出チャンネル１４１に供給される。また、プラズマソースガスは、第１ガス滞留空間１３４及び第２ガス滞留空間１４４に滞留した後、それぞれのガス滞留空間１３４、１４４の体積に対応する流量以上で、プラズマソースガスが満たされる時点で、第１プラズマ吐出チャンネル１３１及び第２プラズマ吐出チャンネル１４１に供給される。また、プラズマソースガスは、第１プラズマ吐出チャンネル１３１及び第２プラズマ吐出チャンネル１４１のそれぞれの全体に均一に供給される。このため、第１プラズマ吐出チャンネル１３１及び第２プラズマ吐出チャンネル１４１で生成されたプラズマは、それぞれのプラズマ吐出チャンネル１３１、１４１内に均一に分布して吐出することができる利点がある。したがって、基板１０の表面を処理する場合、基板１０の表面を均一にプラズマ処理することができる。
【００５４】
本発明の発明者は、前記第１プラズマ吐出チャンネル１３１及び第２プラズマ吐出チャンネル１４１で生成されたプラズマがそれぞれのプラズマ吐出チャンネル１３１、１４１内に均一に分布して吐出される本発明のプラズマ装置の構成を達成するためにするために、以下で説明される段階的な設計モジュールのそれぞれについて、シミュレーションを介してプラズマ吐出過程での温度分布と流速分布を分析した。
【００５５】
以下では、段階的なそれぞれの設計モジュールのシミュレーション結果を説明する。それぞれの設計モジュールのシミュレーション条件としては、プラズマソースガスを１０ｌｐｍの流速で注入することに設定し、放電のための電圧を１００Ｗに印加することに設定した。
【００５６】
[１次設計モジュール]
図９ａは、１次設計モジュールの構造を説明するための図である。図９ａで、（ａ）は、１次設計モジュールの断面を示し、（ｂ）は、１次設計モジュールをＡ方向から見た１次設計モジュールの外観を示す。
【００５７】
図９ａを参照すると、前記中心電極７１０、第１誘電体７２１、第２誘電体７２２、第１プラズマ吐出チャンネル７３１を備える第１外側電極７３０及び第２プラズマ吐出チャンネル７４１を備える第２外側電極７４０を含み、プラズマソースガスを第１外側電極７３０及び第２外側電極７４０の上端部から注入する形態で設計された。
【００５８】
図９ｂは、１次設計モジュールでプラズマが生成及び吐出される時に、各プラズマ吐出チャンネルでの温度分布及び流速分布と、プラズマで処理される基板での温度分布及び流速分布の様子を示し、図９ｃは、図９ｂに示す温度分布及び流速分布の結果を示したグラフである。
【００５９】
図９ｂで、（ａ）は、それぞれのプラズマ吐出チャンネル７３１、７４１内での温度分布とプラズマで処理される基板１０での温度分布を示し、（ｂ）は、それぞれのプラズマ吐出チャンネル７３１、７４１内での流速分布とプラズマで処理される基板１０での流速分布を示す。
【００６０】
図９ｃのグラフで表示される結果の値は、図９ａに示されたｒｘｔ ｃｅｎｔ.（各プラズマ吐出チャンネルの中心部）、ｒｘｔ ｎｏｚｚｌｅ（各プラズマ吐出チャンネルの吐出部）、ｓｕｂｓｔ. ｃｅｎｔ.（各プラズマ吐出チャンネルと基板との間の距離の中心部）、ｓｕｂｓｔ.（各プラズマ吐出チャネルを介して吐出されるプラズマで処理される基板上の位置）での温度分布（図左）及び流速分布（図の右側）を示す。
【００６１】
図９ｂ及び図９ｃに示すように、１次設計モジュールは、各プラズマ吐出チャンネル７３１、７４１の長さ方向での温度分布と流速分布が均一でない結果を示した。
【００６２】
[２次設計モジュール]
図１０ａは、２次設計モジュールの構造を説明するための図である。図１０ａで、（ａ）は、２次設計モジュールの断面を示し、（ｂ）は、２次設計モジュールをＡ方向から見た２次設計モジュールの外観を示す。
【００６３】
図１０ａを参照すると、前記中心電極８１０、第１誘電体８２１、第２誘電体８２２、第１プラズマ吐出チャンネル８３１を備える第１外側電極８３０及び第２プラズマ吐出チャンネル８４１を備える第２外側電極８４０を含み、プラズマソースガスを第１外側電極８３０及び第２外側電極８４０の上端部から注入する注入口を多数に備える形体で設計した。すなわち、２次設計モジュールは、前記１次設計モジュールの構造で注入口を追加する形態で設計された。
【００６４】
図１０ｂは、２次設計モジュールでプラズマが生成及び吐出される時に、各プラズマ吐出チャンネルでの温度分布及び流速分布と、プラズマで処理される基板での温度分布及び流速分布の様子を示し、図１０ｃは、図１０ｂに示す温度分布及び流速分布の結果を示したグラフである。
【００６５】
図１０ｂで、（ａ）は、それぞれのプラズマ吐出チャンネル８３１、８４１内での温度分布とプラズマで処理される基板１０での温度分布を示し、（ｂ）は、それぞれのプラズマ吐出チャンネル８３１、８４１内での流速分布とプラズマで処理される基板１０での流速分布を示す。
【００６６】
図１０ｃのグラフで表示される結果の値は、図１０ａに図示されたｒｘｔ ｃｅｎｔ.（各プラズマ吐出チャンネルの中心部）、ｒｘｔ ｎｏｚｚｌｅ（各プラズマ吐出チャンネルの吐出部）、ｓｕｂｓｔ.ｃｅｎｔ.（各プラズマ吐出チャンネルと基板との間の距離の中心部）、ｓｕｂｓｔ.（各プラズマ吐出チャネルを介して吐出されるプラズマで処理される基板上の位置）での温度分布（図の左側）と流速分布（図の右側）を示す。
【００６７】
図１０ｂ及び図１０ｃに示すように、２次設計のモジュールも、各プラズマ吐出チャンネル８３１、８４１の長さ方向での温度分布と流速分布が１次設計モジュールのように均一ではない結果を示した。
【００６８】
[３次設計モジュール]
図１１ａは、３次設計モジュールの構造を説明するための図である。図１１ａで、（ａ）は、３次設計モジュールの断面を示し、（ｂ）は、３次設計モジュールをＡ方向から見た３次設計モジュールの外観を示す。
【００６９】
図１１ａを参照すると、中心電極９１０、第１誘電体９２１、第２誘電体９２２、第１プラズマ吐出チャンネル９３１を備える第１外側電極９３０及び第２プラズマ吐出チャンネル９４１を備える第２外側電極９４０、第１プラズマ吐出チャンネル９３１に隣接してプラズマソースガスが注入される第１ガス案内チャンネル９３３１、第２プラズマ吐出チャンネル９４１に隣接しプラズマソースガスが注入される第２ガス案内チャンネル９４３１、第１プラズマ吐出チャンネル９３１及び第１ガス案内チャンネル９３３１を流体疎通可能に連結する第１チャネル間の連結穴９３３２、第２プラズマ吐出チャンネル９４１及び第２ガス案内チャンネル９４３１を流体疎通可能に連結する第２チャネルの間の連結穴９４３２を備える形体で設計された。
【００７０】
図１１ｂは、３次設計モジュールでプラズマが生成及び吐出される時に、各プラズマ吐出チャンネルでの温度分布及び流速分布と、プラズマで処理される基板での温度分布及び流速分布の様子を示し、図１１ｃは、図１１ｂに示す温度分布及び流速分布の結果を示したグラフである。
【００７１】
図１１ｂで、（ａ）は、それぞれのプラズマ吐出チャンネル９３１、９４１内での温度分布とプラズマで処理される基板１０での温度分布を示し、（ｂ）は、それぞれのプラズマ吐出チャンネル９３１、９４１内での流速分布とプラズマで処理される基板１０での流速分布を示す。
【００７２】
図１１ｃのグラフで示される結果の値は、図１１ａに図示されたｒｘｔ ｃｅｎｔ.（各プラズマ吐出チャンネルの中心部）、ｒｘｔ ｎｏｚｚｌｅ（各プラズマ吐出チャンネルの吐出部）、ｓｕｂｓｔ.ｃｅｎｔ.（各プラズマ吐出チャンネルと基板との間の距離の中心部）、ｓｕｂｓｔ.（各プラズマ吐出チャネルを介して吐出されるプラズマで処理される基板上の位置）での温度分布（図の左側）と流速分布（図の右側）を示す。
【００７３】
図１１ｂ及び図１１ｃに示すように、３次設計モジュールは、各プラズマ吐出チャンネル９３１、９４１の長さ方向での温度分布と流速分布が１次設計モジュールと２次設計モジュールに比べて多少均一になる結果が現れたが、それでも各プラズマ吐出チャンネル９３１、９４１の長さ方向での温度分布と流速分布が均一でない結果を示した。
【００７４】
[４次設計モジュール（本発明）]
４次設計のモジュールは、図５に示された本発明の一実施例に係るプラズマ装置の構成と同じである。すなわち、４次設計モジュールは、中心電極１１０、第１プラズマ吐出チャンネル１３１を備える第１外側電極１３０、第２プラズマ吐出チャンネル１４１を備える第２外側電極１４０、第１ガス案内チャンネル１３３１、第２ガス案内チャンネル１４３１、第１ガス滞留空間１３４及び第２ガス滞留空間１４４を含む。図１２ａは、図５に示された本発明の一実施例に係るプラズマ装置の長さ方向に平行な一面を正面にして見た図である。
【００７５】
図１２ｂは、４次設計モジュールでプラズマが生成及び吐出される時に、各プラズマ吐出チャンネルでの温度分布及び流速分布と、プラズマで処理される基板での温度分布及び流速分布の様子を示し、図１２ｃは、図１２ｂに示す温度分布及び流速分布の結果を示したグラフである。
【００７６】
図１２ｂで、ａは、それぞれのプラズマ吐出チャンネル１３１、１４１内での温度分布とプラズマで処理される基板１０での温度分布を示し、ｂは、それぞれのプラズマ吐出チャンネル１３１、１４１内での流速分布とプラズマで処理される基板１０での流速分布を示す。
【００７７】
図１２ｃのグラフで表示される結果の値は、図１０ａに図示されたｒｘｔ ｃｅｎｔ.（各プラズマ吐出チャンネルの中心部）、ｒｘｔ ｎｏｚｚｌｅ（各プラズマ吐出チャンネルの吐出部）、ｓｕｂｓｔ.ｃｅｎｔ.（各プラズマ吐出チャンネルと基板との間の距離の中心部）、ｓｕｂｓｔ.（各プラズマ吐出チャネルを介して吐出されるプラズマで処理される基板上の位置）での温度分布（図の左側）と流速分布（図の右側）を示す。
【００７８】
図１２ｂ及び図１２ｃに示すように、４次設計モジュールの各プラズマ吐出チャンネル１３１、１４１の長さ方向での温度分布と流速分布が均一になる結果を得ることができた。
【００７９】
このような各設計モジュールのシミュレーション結果を通じてわかるように、前記１次設計モジュールないし３次設計モジュールとは異なり、前記第４次設計モジュールに該当する本発明の一実施例に係るプラズマ装置は、第１プラズマ吐出チャンネル１３１及び第２プラズマ吐出チャンネル１４１に注入されるプラズマソースガスの供給経路が第１ガス案内チャンネル１３３１及び第２ガス案内チャンネル１４３１をはじめ、第１チャンネル間の連結穴１３３２および第２チャネル間の連結穴１４３２、第１ガス滞留空間１３４及び第２ガス滞留空間１４４を経由して供給される。このため、プラズマが均一に分布して生成及び吐出される利点を得ることができる。
【００８０】
一方、このような基板１０の処理の過程で、第１ガス注入部１３３及び第２ガス注入部１４３では、異なるプラズマソースガスが注入されることができる。ここで、プラズマソースガスは、プラズマ発生ガスと基板１０の表面処理のために注入されるガスを含む。一例として、このような本発明のプラズマ装置は、第１ガス注入部１３３及び第２ガス注入部１４３に異なるプラズマソースガスを注入して、基板１０の粗い表面を平坦化する工程を実施することができる。そして、この過程で基板１０に向かって均一に吐出されるプラズマによって、基板１０の表面の粗さは改善されることができる。
【００８１】
これを立証するために、本発明の発明者は、以下のような方法で基板の平坦化工程を実施した。
【００８２】
１．プラズマ装置の設計
平坦化工程のために、まず、第１プラズマ吐出チャンネル１３１及び第２プラズマ吐出チャンネル１４１の長さを５０ｍｍ、高さを２５ｍｍ、厚さを１ｍｍになるようにし、それぞれの誘電体１２１、１２２の厚さを１ｍｍになるように設計した。
【００８３】
２.プラズマソースガスの種類
第１プラズマ吐出チャンネル（Ｎｏｚｚｌｅ １）：Ｎ２、ＮＦ３、Ｏ２注入
第２プラズマ吐出チャンネル（Ｎｏｚｚｌｅ ２）：Ｎ２、Ｈ２注入
３.平坦化の結果
【００８４】
[表１]
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【００８５】
本発明の一実施例に係るプラズマを利用して、上記のような基板の平坦化工程を行った結果、表１のように、基板の表面粗さが約３０％改善されたことを確認できた。
本発明の発明者は、本発明の一実施例に係るプラズマ装置を用いて、異なるプラズマソースガスの注入による基板１０の平坦化工程をそれぞれ実施した。
【００８６】
一方、基板１０の処理の過程で、第１ガス注入部１３３及び第２ガス注入部１４３では、異なるプラズマソースガスが注入される場合、例えば、第１ガス注入部１３３では、親水性ガスが注入され、第２ガス注入部１４３では疎水性ガスが注入されることもある。このような場合、基板１０が第１外側電極１３０及び第２外側電極１４０の下を通るときに、第１外側電極１３０から吐出されるプラズマは、基板１０の表面を１次的に親水性で処理し、第２外側電極１４０から吐出されるプラズマは、基板１０の表面を２次的に疎水性で処理することができる。
【００８７】
他の例として、基板１０の処理の過程で、第１ガス注入部１３３には、エッチングのためのガスが注入され、第２ガス注入部１４３には、薄膜蒸着のためのガスが注入されることもある。このような場合、基板１０が第１外側電極１３０及び第２外側電極１４０の下を通るときに、第１外側電極１３０から吐出されるプラズマは、基板１０の表面をエッチングして、第２外側電極１４０から吐出されるプラズマはエッチングされた基板１０の表面に薄膜を蒸着することができる。
【００８８】
このように、本発明の一実施例に係るプラズマ装置は、互いに平行なデュアルタイプのプラズマを吐出することができる。これにより、基板１０の表面を同じ工程、例えば、エッチングなどの表面処理を複数の回路連続することができるだけでなく、先に例示した親水性と疎水性での表面処理のように、基板１０の表面を異なる表面特性が共存するように処理することもできる。また、異なるプロセス、例えば、エッチング及び薄膜蒸着のような異なる工程が順次に連続されるように、基板１０の表面を処理することもできる。したがって、基板１０の表面処理のためにさまざまな方法での基板１０の表面処理が可能であるため、表面処理のための工程に多様に応用することができる利点がある。
【００８９】
提示された実施例の説明は、任意の本発明の技術分野における通常の知識を有する者が本発明を利用したり、または実施することができるように提供される。これらの実施例の様々な変形は、本発明の技術分野における通常の知識を有する者には明らかであり、ここで定義された一般的な原理は、本発明の範囲を逸脱することなく、他の実施例に適用することができる。そして、本発明は、ここに提示された実施例に限定されるものではなく、ここに提示された原則及び新規な特徴と一貫される広い範囲で解釈されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【外国語明細書】
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