[go: up one dir, main page]

KR101869617B1 - Apparatus for surface treatment with plasma in atmospheric pressure - Google Patents

Apparatus for surface treatment with plasma in atmospheric pressure Download PDF

Info

Publication number
KR101869617B1
KR101869617B1 KR1020160172942A KR20160172942A KR101869617B1 KR 101869617 B1 KR101869617 B1 KR 101869617B1 KR 1020160172942 A KR1020160172942 A KR 1020160172942A KR 20160172942 A KR20160172942 A KR 20160172942A KR 101869617 B1 KR101869617 B1 KR 101869617B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plasma
electrode
gas
surface treatment
injected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020160172942A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
석동찬
최용섭
유승열
노태협
정용호
정현영
Original Assignee
한국기초과학지원연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기초과학지원연구원 filed Critical 한국기초과학지원연구원
Priority to KR1020160172942A priority Critical patent/KR101869617B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101869617B1 publication Critical patent/KR101869617B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3266—Magnetic control means
    • H01J37/32669—Particular magnets or magnet arrangements for controlling the discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3431—Coaxial cylindrical electrodes
    • H05H2001/3431—

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

본 발명은 실리콘 카바이드(SiC) 소재 대상물의 정밀한 표면처리를 위한 대기압 플라즈마 표면처리장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 대기압 플라즈마 표면처리장치는 실리콘 카바이드(SiC) 소재 대상물의 표면처리를 위한 대기압 플라즈마 표면처리장치로서, 제1플라즈마 가공부 그리고 제2플라즈마 가공부를 포함한다. 여기서, 제1플라즈마 가공부는 플라즈마를 발생하고, 발생되는 플라즈마를 대상물의 처리면의 전체 영역에 동시 분사한다. 그리고, 제2플라즈마 가공부는 플라즈마를 발생하고, 발생되는 플라즈마를 대상물의 처리면의 일정 영역에 집중 분사한다.The present invention relates to an atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus for precise surface treatment of a silicon carbide (SiC) material object. An atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention includes an atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus for surface treatment of a silicon carbide (SiC) workpiece, and includes a first plasma processing section and a second plasma processing section. Here, the first plasma processing section generates a plasma, and simultaneously discharges the generated plasma to the entire region of the processing surface of the object. The second plasma processing section generates a plasma, and concentrates the generated plasma in a predetermined region of the processing surface of the object.

Description

대기압 플라즈마 표면처리장치{APPARATUS FOR SURFACE TREATMENT WITH PLASMA IN ATMOSPHERIC PRESSURE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus,

본 발명은 대기압 플라즈마 표면처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실리콘 카바이드(SiC) 소재 대상물의 정밀한 표면처리를 위한 대기압 플라즈마 표면처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to an atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus, and more particularly, to an atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus for precise surface treatment of a silicon carbide (SiC) workpiece.

일반적으로, 피처리물인 기판의 표면 처리로는, 기판의 표면으로부터 유기물질과 같은 오염물의 제거, 레지스트(resist)의 제거, 유기 필름의 접착, 표면 변형, 필름 형성의 향상, 금속 산화물의 환원, 또는 액정용 유리 기판의 세정 등이 있다. 그리고, 이러한 표면 처리를 위해서는 크게 화학 약품을 이용한 방법과 플라즈마를 이용하는 방법이 있는데, 이 중에서 화학 약품을 이용하는 방법은 화학 약품이 환경에 악형향을 미친다는 단점이 있다.Generally, the surface treatment of a substrate, which is an object to be treated, includes a step of removing contaminants such as organic substances from a surface of a substrate, removing a resist, adhesion of an organic film, surface deformation, improvement of film formation, Or cleaning of a liquid crystal glass substrate. In order to perform such surface treatment, there are a method using a chemical agent and a method using a plasma. Among them, a method using a chemical agent is disadvantageous in that the chemical agent has a bad effect on the environment.

플라즈마를 이용한 표면처리의 일 예로는 저온ㆍ진공 상태의 플라즈마를 이용하는 방법이 있다. 저온ㆍ진공 플라즈마를 이용한 표면처리 방법은 저온ㆍ저압의 진공조 내에 플라즈마를 발생시켜 이를 기판의 표면과 접촉시켜 기판 표면을 처리하는 것이다. 이러한 저온ㆍ진공 상태의 플라즈마를 이용하는 표면처리 방법은 우수한 표면처리 효과에도 불구하고 널리 이용되지는 않고 있는 실정이다. 이것은 저압을 유지하기 위해 진공 장치가 필요하게 되므로 연속공정에 적용하기 곤란하고, 플라즈마의 평균 충돌 거리가 길어 플라즈마 발생부와 피처리물의 거리가 커져 소형화에 부적합하기 때문이다. 이에 따라 최근 들어 점차 대기압 상태에서 플라즈마를 발생시키는 대기압 플라즈마 발생장치로의 전환이 시도되고 있으며, 대기압 상태에서 플라즈마를 발생시켜 기판의 표면처리에 이용하고자 하는 연구가 매우 활발히 이루어지고 있다.As an example of the surface treatment using plasma, there is a method using a plasma in a low temperature and a vacuum state. The surface treatment method using low-temperature and vacuum plasma is to generate a plasma in a low-temperature and low-pressure vacuum chamber and bring it into contact with the surface of the substrate to treat the substrate surface. Such a surface treatment method using a plasma in a low temperature and a vacuum state has not been widely used despite its excellent surface treatment effect. This is because it is difficult to apply to a continuous process because a vacuum device is required to maintain a low pressure, and the average distance of the plasma collision is long, and the distance between the plasma generating portion and the object to be processed becomes large. In recent years, attempts have been made to switch to an atmospheric pressure plasma generating apparatus that generates plasma at atmospheric pressure gradually, and studies have been actively conducted to generate plasma at atmospheric pressure to use the surface treatment of a substrate.

광학 렌즈(Optical Lens)는 빛을 모으거나 분산하기 위하여 투명한 재질로 이루어진 물체를 의미한다. 광학 렌즈는 투명한 재질의 물체(예를 들어, 유리 또는 수정 등)를 연마하여 원하는 형상을 성형하는 방법으로 제조될 수 있다.An optical lens means an object made of a transparent material for gathering or dispersing light. The optical lens can be manufactured by a method of polishing a transparent material (for example, glass or quartz) to form a desired shape.

한편, 자동차, 항공기, 인공위성 및 반도체 검사장비 등의 광응용 부품이 고정밀화되면서 렌즈의 정밀가공을 위한 초정밀 가공기술이 요구되고 있다. 일 예로, 자동차 분야의 헤드 업 디스플레이(HUD), 헤드램프는 자유 곡면상에 미세 구조를 생성하는 기술을 필요로 하고 있다. 특히, 실리콘 카바이드(SiC)는 높은 강도와 낮은 열팽창율, 경도 등으로 인하여 우주광학의 차세대 소재로 인식되고 있으며 사용도 확대되고 있다. 실리콘 카바이드(SiC)의 가공기술로는 인프로세스 드레싱(ELID)연삭법과 자성유체연마 등이 이용되고 있으나 실리콘 카바이드(SiC)가 취성이 높은 특성이 있어 정밀한 연마를 위한 개선된 가공기술이 요구된다.On the other hand, optical applications such as automobiles, aircraft, satellite, and semiconductor inspection equipment have become highly sophisticated, and ultraprecision processing technology for precise processing of lenses has been demanded. For example, head-up displays (HUDs) and headlamps in the automotive field require techniques to create microstructures on free-form surfaces. In particular, silicon carbide (SiC) is recognized as a next generation material of space optics due to its high strength, low thermal expansion rate and hardness, and its use is also expanding. For the processing technology of silicon carbide (SiC), in-process dressing (ELID) grinding and magnetic fluid polishing are used, but silicon carbide (SiC) is characterized by high brittleness.

공개특허공보 10-2011-0071968호(2011.06.29. 공개)Published Patent Application No. 10-2011-0071968 (published on June 29, 2011)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 실리콘 카바이드(SiC) 소재 대상물의 정밀한 표면처리를 위한 대기압 플라즈마 표면처리장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus for precise surface treatment of a silicon carbide (SiC) material object.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. There will be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 실리콘 카바이드(SiC) 소재 대상물의 표면처리를 위한 대기압 플라즈마 표면처리장치로서, 플라즈마를 발생하고, 발생되는 플라즈마를 상기 대상물의 처리면의 전체 영역에 동시 분사하는 제1플라즈마 가공부; 그리고 플라즈마를 발생하고, 발생되는 플라즈마를 상기 대상물의 처리면의 일정 영역에 집중 분사하는 제2플라즈마 가공부를 포함하는 대기압 플라즈마 표면처리장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus for surface treatment of a silicon carbide (SiC) workpiece, comprising: a plasma generating unit that generates plasma, A first plasma processing unit for simultaneously spraying the plasma on the substrate; And a second plasma processing unit for generating a plasma and concentrating the generated plasma to a predetermined region of the processing surface of the object.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1플라즈마 가공부는 전압이 인가되는 평판형의 제1전극과, 상기 제1전극에 대향하도록 설치되고 접지되어 제1플라즈마 발생공간을 형성하고, 발생된 플라즈마가 상기 대상물의 처리면에 수직하게 입사되도록 유출 경로를 제공하는 복수의 유출공이 형성되는 제2전극과, 상기 제2전극에 대향되는 상기 제1전극의 일면에 마련되는 제1절연체를 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first plasma processing unit may include a first electrode having a flat plate shape to which a voltage is applied, and a second electrode disposed opposite to the first electrode to be grounded to form a first plasma generating space, A second electrode on which a plurality of outflow holes are formed so as to provide an outflow path so as to be perpendicularly incident on the processing surface of the object and a first insulator provided on one surface of the first electrode facing the second electrode.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2플라즈마 가공부는 전압이 인가되는 원통형의 제3전극과, 상기 제3전극의 내주면에 마련되는 원통형의 제2절연체와, 상기 제2절연체의 내주면 상부에 밀착되도록 원통형으로 마련되고 접지되어 제2플라즈마 발생공간을 형성하는 제4전극을 가지고, 상기 제2플라즈마 발생공간의 플라즈마는 상기 제3전극의 축방향으로 하향 분사될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the second plasma processing unit may include a cylindrical third electrode to which a voltage is applied, a cylindrical second insulator provided on an inner circumferential surface of the third electrode, And a fourth electrode that is grounded to form a second plasma generating space, and the plasma of the second plasma generating space may be injected downward in the axial direction of the third electrode.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제3전극의 외주면을 감싸도록 원통형의 제1커버부가 이격되어 마련되고, 상기 제3전극 및 상기 제1커버부의 사이에 형성되는 제1토출공간을 통해서는 제1가스가 하향 분사될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a cylindrical first cover portion may be provided to surround the outer circumferential surface of the third electrode, and a first discharge space may be formed through the first discharge space formed between the third electrode and the first cover portion. 1 gas can be injected downward.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1가스는 분사되는 플라즈마를 감싸도록 분사되어 상기 플라즈마를 집속시킬 수 있다.In an embodiment of the present invention, the first gas may be injected to surround the plasma to be focused, and the plasma may be focused.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1커버부의 외주면에 밀착되도록 원통형으로 형성되고 전원이 인가되는 제5전극이 더 구비되며, 상기 제1토출공간을 통해서 분사되는 상기 제1가스는 플라즈마일 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the first electrode may be a cylindrical shape formed to be in close contact with an outer circumferential surface of the first cover portion and a fifth electrode to which power is applied. The first gas injected through the first discharge space may be a plasma have.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1커버부의 외주면을 감싸도록 원통형의 제2커버부가 이격되어 마련되고, 상기 제1커버부 및 상기 제2커버부의 사이에 형성되는 제2토출공간을 통해서는 제2가스가 하향 분사될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a cylindrical second cover portion may be spaced apart from the first cover portion to surround the outer circumferential surface of the first cover portion, and a second discharge space may be formed between the first cover portion and the second cover portion The second gas can be injected downward.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2가스는 분사되는 플라즈마 및 상기 제1가스를 감싸도록 분사되어 상기 플라즈마에 의한 플라즈마 효과를 차단할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the second gas may be injected to surround the plasma and the first gas to block the plasma effect by the plasma.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2커버부의 외주면에 밀착되도록 원통형으로 형성되고 전원이 인가되는 제6전극이 더 구비되며, 상기 제2토출공간을 통해서 분사되는 상기 제2가스는 플라즈마일 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, a sixth electrode formed in a cylindrical shape so as to be in close contact with an outer circumferential surface of the second cover unit and to which power is supplied may be further provided, and the second gas injected through the second discharge space may be a plasma have.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2절연체의 하단부는 상기 제3전극의 하단부보다 하측으로 연장 형성되고, 중심방향으로 축관 형성되어 노즐부를 형성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the lower end of the second insulator may extend downward from the lower end of the third electrode, and may be axially formed in the center direction to form the nozzle unit.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2플라즈마 가공부는 수직 방향 및 수평 방향으로 이동될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the second plasma processing unit can be moved in the vertical direction and the horizontal direction.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2플라즈마 가공부는 분사되는 플라즈마의 불균일이 방지되도록 수평방향으로 편심 회전할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the second plasma processing unit may eccentrically rotate in the horizontal direction so as to prevent unevenness of the plasma to be ejected.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2플라즈마 가공부의 하단부 및 상기 대상물의 처리면의 사이에 회전하는 플라즈마 채널이 형성되도록 자기장을 인가하는 자기장 인가부를 더 포함할 수 있다.The plasma processing apparatus may further include a magnetic field applying unit for applying a magnetic field to form a plasma channel that rotates between a lower end of the second plasma processing unit and a processing surface of the object.

본 발명의 실시예에 따르면, 제1플라즈마 가공부는 플라즈마를 대상물의 처리면의 전체 영역에 분사하여 전체 가공이 가능하고, 제2플라즈마 가공부는 플라즈마를 대상물의 일부 영역에 집중하여 분사하여 부분적 가공이 가능하여 대상물에 대한 다양하고 효과적인 가공이 가능하다.According to the embodiment of the present invention, the first plasma processing section can perform the entire processing by spraying the plasma on the entire region of the processing surface of the object, and the second plasma processing section can concentrate the plasma on a part of the object, It is possible to perform various effective processing on the object.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 제2플라즈마 가공부는 분사되는 플라즈마를 감싸도록 제1가스가 분사되고, 제1가스를 감싸도록 제2가스가 분사될 수 있다. 이를 통해, 제2가스의 외측에서 대상물의 식각이 방지될 수 있으며, 플라즈마가 집중 분사되도록 할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the second plasma processing portion may inject the first gas to surround the plasma to be injected and the second gas to surround the first gas. Through this, the etching of the object outside the second gas can be prevented, and the plasma can be concentratedly injected.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 대기압 플라즈마 표면처리장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 대기압 플라즈마 표면처리장치의 제1플라즈마 가공부를 나타낸 단면 예시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 대기압 플라즈마 표면처리장치의 제2플라즈마 가공부를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 대기압 플라즈마 표면처리장치의 제 2 플라즈마 가공부를 나타낸 단면 예시도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 대기압 플라즈마 표면처리장치의 제2플라즈마 가공부를 나타낸 단면 예시도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 대기압 플라즈마 표면처리장치의 제2플라즈마 가공부를 나타낸 단면 예시도이다.1 is a configuration diagram showing an atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating a first plasma processing unit of the atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view showing a second plasma processing unit of the atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating a second plasma processing unit of the atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view illustrating a second plasma processing unit of the atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus according to the second embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view illustrating a second plasma processing unit of the atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus according to the third embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" (connected, connected, coupled) with another part, it is not only the case where it is "directly connected" "Is included. Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 대기압 플라즈마 표면처리장치를 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 대기압 플라즈마 표면처리장치의 제1플라즈마 가공부를 나타낸 단면 예시도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a first plasma processing unit of an atmospheric-pressure plasma surface treatment apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. to be.

도 1에서 보는 바와 같이, 대기압 플라즈마 표면처리장치(100)는 제1플라즈마 가공부(200) 그리고 제2플라즈마 가공부(300)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus 100 may include a first plasma processing unit 200 and a second plasma processing unit 300.

본 발명에서 대기압 플라즈마 표면처리장치(100)는 대상물을 가공하여 광학용 렌즈로 가공할 수 있다. 즉, 상기 대상물은 대기압 플라즈마 표면처리장치(100)에 의해 가공되어 광학용 렌즈로 가공되는 피처리물일 수 있다. 본 발명에서 상기 대상물은 실리콘 카바이드(SiC) 소재로 이루어진 것일 수 있다. 또한, 상기 광학용 렌즈는 직경이 300mm 이상일 수 있다. 그리고, 상기 광학용 렌즈는 광축 대칭성을 가지는 광학 렌즈뿐만 아니라, 자유 형상을 가지는 광학 렌즈를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 자유 형상이란 일반적인 구면(Sphere), 평면 등의 단순한 형태에서 벗어나 비축(Off-axis), 비구면(Asphere) 등이 조합된 복잡한 형태의 광학면을 의미할 수 있다.In the present invention, the atmospheric-pressure plasma surface treatment apparatus 100 can be processed into an optical lens by processing an object. That is, the object may be an object to be processed by the atmospheric-pressure plasma surface treatment apparatus 100 and processed into an optical lens. In the present invention, the object may be made of a silicon carbide (SiC) material. The optical lens may have a diameter of 300 mm or more. The optical lens may include not only an optical lens having an optical axis symmetry but also an optical lens having a free shape. Here, the free shape may mean a complicated optical surface in which a simple shape such as a sphere and a plane is deviated from a simple shape such as off-axis and aspherical surface.

도 2를 포함하여 보는 바와 같이, 제1플라즈마 가공부(200)는 플라즈마를 발생하고, 발생되는 플라즈마를 대상물의 처리면의 전체 영역에 동시 분사할 수 있다.As shown in FIG. 2, the first plasma processing unit 200 generates plasma and simultaneously injects the generated plasma to the entire region of the processing surface of the object.

제1플라즈마 가공부(200)는 제1전극(210), 제2전극(220) 그리고 제1절연체(230)를 가질 수 있다.The first plasma processing unit 200 may have a first electrode 210, a second electrode 220, and a first insulator 230.

제1전극(210)은 평판형으로 형성될 수 있으며, 전압이 인가될 수 있다.The first electrode 210 may be formed in a flat plate shape, and a voltage may be applied.

제2전극(220)은 제1전극(210)에 대향하도록 설치되고 접지될 수 있다. 제2전극(220)은 제1전극(210)과의 사이에 제1플라즈마 발생공간(240)을 형성할 수 있으며, 제1플라즈마 발생공간(240)에서는 처리가스가 플라즈마(P)로 변환될 수 있다. 그리고, 제2전극(220)에는 복수의 유출공(221)이 관통 형성될 수 있다. 유출공(221)은 제1플라즈마 발생공간(240)의 플라즈마가 유출되는 경로를 제공할 수 있다. 유출공(221)은 제2전극(220)의 두께 방향으로 관통 형성될 수 있으며, 이를 통해, 유출공(221)은 플라즈마가 대상물(10)의 처리면(11)에 수직하게 입사되도록 하는 유출 경로를 제공할 수 있다.The second electrode 220 may be installed so as to face the first electrode 210 and may be grounded. The second electrode 220 may form a first plasma generating space 240 between the first electrode 210 and the first electrode 210. In the first plasma generating space 240, . A plurality of outflow holes 221 may be formed in the second electrode 220. The outflow hole 221 may provide a path through which the plasma of the first plasma generating space 240 flows. The outflow hole 221 may be formed in the thickness direction of the second electrode 220 so that the outflow hole 221 is formed in the outflow hole 221 so that the plasma is vertically incident on the processing surface 11 of the object 10. [ Path can be provided.

제1절연체(230)는 제2전극(220)에 대향되도록 제1전극(210)의 일면에 마련될 수 있다. 제1절연체(230)는 절연성 물질, 예를 들면, 세라믹, MgO, MgF2, CaF2, LiF, 알루미나, 유리 등을 이용하여 제조될 수 있다.The first insulator 230 may be provided on one surface of the first electrode 210 so as to face the second electrode 220. The first insulator 230 may be formed using an insulating material, e.g., ceramic, MgO, MgF 2, CaF 2, LiF, alumina, and glass.

상기 처리가스는 처리가스 공급부(250)로부터 공급될 수 있으며, 공급되는 처리가스는 제1플라즈마 발생공간(240)에서 플라즈마로 전환될 수 있다. 처리가스는 특별하게 그 종류가 제한되는 것을 아니며, 당해 분야에서 통상 사용되는 처리가스가 널리 사용될 수 있다. 예를 들면, 질소, 산소, 불활성 기체(rare gas), 이산화탄소, 산화질소, 퍼플루오로화 기체(perfluorinated gas), 수소, 암모니아, 염소(Cl)계 기체, 오존 및 이들의 혼합물 중 하나 이상이 선택적으로 사용될 수 있다. 불활성 기체로서는 헬륨, 아르곤, 네온, 또는 크세논(xenon)이 사용될 수 있다. 퍼플루오로화 기체의 예로는 CF4, C2F6, CF3CF=CF2, CClF3, SF6 등을 들 수 있다. 처리가스는 처리 목적에 따라 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 적절히 선택될 수 있는데, 본 발명에서는 처리가스는 실리콘 카바이드(SiC) 소재의 대상물을 식각하는데 적절한 처리가스가 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 처리가스는 N2, O2, 삼불화질소(NF3), H2 중 하나 이상이 선택될 수 있다.The process gas may be supplied from the process gas supply unit 250, and the process gas supplied may be converted into plasma in the first plasma generating space 240. The kind of the processing gas is not particularly limited, and the processing gas commonly used in the art can be widely used. For example, one or more of nitrogen, oxygen, rare gas, carbon dioxide, nitrogen oxide, perfluorinated gas, hydrogen, ammonia, chlorine (Cl) Can be used selectively. As the inert gas, helium, argon, neon, or xenon may be used. Examples of the perfluorinated gas include CF 4 , C 2 F 6 , CF 3 CF═CF 2 , CClF 3 , and SF 6 . The process gas may be appropriately selected by those skilled in the art depending on the purpose of the process. In the present invention, a process gas suitable for etching an object of silicon carbide (SiC) may be used as the process gas. For example, the process gas may be selected from at least one of N 2 , O 2 , nitrogen trifluoride (NF 3 ), and H 2 .

제1전극(210)과 제2전극(220) 사이에 인가되는 전압은 두 전극 사이의 간격, 전극의 전체 면적, 플라즈마 전환 효율, 사용되는 절연체의 종류 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.The voltage applied between the first electrode 210 and the second electrode 220 may be appropriately selected in consideration of the distance between the two electrodes, the total area of the electrodes, the plasma conversion efficiency, the type of the insulator to be used, and the like.

그리고, 제1전극(210)에 인가되는 전원은 교류전원일 수 있다. 그리고, 상기 교류전원은 양방향펄스, 단방향펄스, 라디오파, 마이크로파를 포함할 수 있다. 인가되는 교류전원의 주파수는 안정한 플라즈마 방전을 야기하되 아크방전을 야기하지 않는 범위에서 적절하게 선택될 수 있다.The power source applied to the first electrode 210 may be an AC power source. The AC power source may include a bi-directional pulse, a unidirectional pulse, a radio wave, and a microwave. The frequency of the applied AC power source can be appropriately selected within a range that causes stable plasma discharge but does not cause arc discharge.

제1플라즈마 가공부(200)에서는, 대상물이 제1플라즈마 가공부(200)의 외측, 구체적으로는 제2전극(220)의 외측에 마련된 상태에서 식각공정이 이루어질 수 있다. 즉, 대상물이 플라즈마가 발생하는 공간이 아니라, 플라즈마가 발생하는 공간의 외측에 마련된 상태에서 식각공정이 이루어질 수 있다. 이는 본 발명에서와 같이 대상물이 실리콘 카바이드(SiC) 소재인 경우에 특히 중요한 특징이 될 수 있다. 일반적으로 실리콘 카바이트(SiC)는 전도성이 있기 때문에, 전기장에 직접 노출이 되는 방식의 처리는 적합하지 못하다. 따라서, 본 발명에서는 대상물이 제 1 플라즈마 가공부(200)의 외측, 즉, 제2전극(220)의 외측에 마련되도록 하고, 제2전극(220)에 형성되는 유출공(221)을 통해 유출되는 플라즈마에 의해 식각되도록 하는 것이다.In the first plasma processing unit 200, an etching process may be performed in a state where an object is provided outside the first plasma processing unit 200, specifically, outside the second electrode 220. That is, the etching process can be performed in a state where the object is not provided in the space where the plasma is generated, but in a state where it is provided outside the space where the plasma is generated. This may be an especially important feature when the object is a silicon carbide (SiC) material as in the present invention. In general, silicon carbide (SiC) is conductive, so treatment in such a manner that direct exposure to an electric field is not suitable. Therefore, in the present invention, the object is provided outside the first plasma processing portion 200, that is, outside the second electrode 220, and flows out through the outflow hole 221 formed in the second electrode 220 To be etched by the plasma.

제2전극(220)에 형성되는 유출공(221)은 미세 크기로 형성될 수 있으며, 이를 통해, 플라즈마가 전체적으로 균일하게 유출되도록 할 수 있다. 이러한 방식은 플라즈마의 균일성(Unifomity)를 높일 수 있으며, 대상물의 식각 안정성 및 식각 정밀도를 높일 수 있다.The outflow hole 221 formed in the second electrode 220 may be formed in a fine size so that the plasma can be uniformly drained as a whole. Such a method can increase the plasma uniformity and improve the etching stability and etching precision of the object.

한편, 앞에서는 제1전극(210)에 전압이 인가되고, 제2전극(220)이 접지되는 것으로 설명했으나, 이와 반대의 구성도 가능하다. 즉, 제1전극(210)이 접지되고 제2전극(220)에 전압이 인가될 수도 있다.In the above description, the voltage is applied to the first electrode 210 and the second electrode 220 is grounded, but the opposite structure is also possible. That is, the first electrode 210 may be grounded and a voltage may be applied to the second electrode 220.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 대기압 플라즈마 표면처리장치의 제2플라즈마 가공부를 나타낸 예시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 대기압 플라즈마 표면처리장치의 제2플라즈마 가공부를 나타낸 단면 예시도이다.FIG. 3 is a view showing an example of a second plasma processing unit of the atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view showing a second plasma processing of the atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention Fig.

이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여, 제2플라즈마 가공부(300)에 대해서 설명한다.Hereinafter, the second plasma processing unit 300 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG.

도 3 및 도 4를 포함하여 보는 바와 같이, 제2플라즈마 가공부(300)는 제3전극(310), 제2절연체(320) 그리고 제4전극(330)을 가질 수 있다.3 and 4, the second plasma processing unit 300 may have a third electrode 310, a second insulator 320, and a fourth electrode 330.

제3전극(310)은 원통형의 형상으로 형성될 수 있으며, 전압이 인가될 수 있다. 제3전극(310)이 반드시 원통형의 형상으로 한정되는 것은 아니며, 축 방향에 대한 단면형상이 다각형의 형상을 포함하는 다양한 형상을 가질 수도 있다.The third electrode 310 may be formed in a cylindrical shape, and a voltage may be applied. The third electrode 310 is not necessarily limited to a cylindrical shape, and may have various shapes including a polygonal cross-sectional shape in the axial direction.

제2절연체(320)는 제3전극(310)의 내주면에 마련될 수 있다. 이를 위해, 제2절연체(320)의 축 방향 단면형상은 제3전극(310)의 축방향 단면형상에 대응되도록 형성될 수 있다.The second insulator 320 may be provided on the inner circumferential surface of the third electrode 310. For this, the axial cross-sectional shape of the second insulator 320 may be formed to correspond to the axial cross-sectional shape of the third electrode 310.

그리고, 제4전극(330)은 제2절연체(32)의 내주면에 밀착되도록 형성될 수 있다. 이를 위해, 제4전극(330)의 축방향 단면형상은 제2절연체(320)의 축 방향 단면형상에 대응되도록 형성될 수 있다. 본 발명에서는 제4전극(330)은 원통형으로 형성될 수 있으나, 전술한 바와 같이, 제3전극(310)의 형상에 따라 적절히 대응되도록 형성될 수 있다. 제4전극(330)은 접지될 수 있다.The fourth electrode 330 may be formed to be in close contact with the inner circumferential surface of the second insulator 32. For this, the axial cross-sectional shape of the fourth electrode 330 may be formed to correspond to the axial cross-sectional shape of the second insulator 320. In the present invention, the fourth electrode 330 may be formed in a cylindrical shape, but may be formed to correspond to the shape of the third electrode 310 as described above. The fourth electrode 330 may be grounded.

제4전극(330)은 제2절연체(320)의 내주면 상부에 마련될 수 있다. 이를 통해, 처리가스가 전환되어 플라즈마가 형성되는 제2플라즈마 발생공간(311)은 제2플라즈마 가공부(300)의 중앙 하부에 형성될 수 있다. 그리고, 제2플라즈마 발생공간(311)의 플라즈마(P)는 제3전극(310)의 축방향으로 하향 분사될 수 있다. 즉, 플라즈마(P)는 제2플라즈마 가공부(300)의 하측 방향으로 유출될 수 있다.The fourth electrode 330 may be provided on the inner surface of the second insulator 320. Accordingly, the second plasma generating space 311 in which the process gas is switched and the plasma is formed can be formed at the center of the second plasma processing unit 300. The plasma P in the second plasma generating space 311 may be injected downward in the axial direction of the third electrode 310. That is, the plasma P may flow downward of the second plasma processing unit 300.

본 발명에서는 제3전극(310)의 내주면에 제2절연체(320)가 밀착되도록 마련되고, 제2절연체(320)의 내주면에 제4전극(330)이 밀착되도록 마련될 수 있다. 즉, 제2절연체(320)를 중심으로, 제2절연체(320)의 외주면에는 제3전극(310)이 밀착되어 마련되고, 제2절연체(320)의 내주면에는 제4전극(330)이 밀착되어 마련될 수 있다. 따라서, 제2플라즈마 발생공간(311)은 전술한 제1플라즈마 발생공간(240, 도 2 참조)과 같이 전극 사이에 형성되는 공간이 아니라, 제2절연체(320)를 하부를 감싸는 영역을 포함하여 형성될 수 있다. 제2절연체(320)의 하단부는 제3전극(310)의 하단부에 대응되는 위치에 마련되거나, 제3전극(310)보다 하측으로 연장 형성될 수 있다. 그리고, 제2절연체(320)는 축 방향을 따른 내측 지름이 동일하도록 형성될 수 있다. 본 발명에서, 상기 영역은 제2플라즈마 가공부(300)의 중앙 하부 영역에 형성될 수 있으며, 따라서, 플라즈마는 집중된 형태로 분사될 수 있다.In the present invention, the second insulator 320 may be closely attached to the inner circumferential surface of the third electrode 310, and the fourth electrode 330 may be closely attached to the inner circumferential surface of the second insulator 320. The third electrode 310 is closely attached to the outer surface of the second insulator 320 and the fourth electrode 330 is closely attached to the inner surface of the second insulator 320. [ . Therefore, the second plasma generating space 311 is formed not to be formed between the electrodes as in the above-described first plasma generating space 240 (see FIG. 2) but includes a region surrounding the second insulator 320 . The lower end of the second insulator 320 may be provided at a position corresponding to the lower end of the third electrode 310 or may extend downward from the third electrode 310. The second insulator 320 may be formed to have the same inner diameter along the axial direction. In the present invention, the region may be formed in a central lower region of the second plasma processing portion 300, and thus, the plasma may be injected in a concentrated form.

제4전극(330)의 하단부는 외주면으로 갈수록 지름이 증가하도록 경사지게 형성되는 확대부(331)로 형성될 수 있다. 이에 따라, 플라즈마는 제4전극(330)의 하단부에 더욱 집중될 수 있기 때문에, 플라즈마가 강하게 분사될 수 있다. 플라즈마의 분사력이 증가되는 경우, 피처리물인 대상물(10)의 처리면(11)에 가해지는 에너지가 더욱 증가될 수 있으므로, 대상물(10)의 식각 효율이 좋아질 수 있다.The lower end of the fourth electrode 330 may be formed as an enlarged portion 331 which is inclined to increase in diameter toward the outer circumferential surface. Accordingly, since the plasma can be further concentrated at the lower end of the fourth electrode 330, the plasma can be strongly injected. When the spraying force of the plasma is increased, the energy applied to the processing surface 11 of the object 10 as the object to be processed can be further increased, and the etching efficiency of the object 10 can be improved.

그리고, 제2플라즈마 가공부(300)는 제1커버부(340) 및 제2커버부(350)를 가질 수 있다.The second plasma processing part 300 may have a first cover part 340 and a second cover part 350.

제1커버부(340)는 제3전극(310)의 외주면을 감싸도록 형성될 수 있으며, 제3전극(310)과 이격되어 마련될 수 있다. 이를 통해, 제1커버부(340)의 내주면 및 제3전극(310)의 외주면의 사이의 공간으로 이루어지는 제1토출공간(341)이 형성될 수 있다. 그리고, 제1토출공간(341)을 통해서는 제3전극(310)의 축방향으로 제1가스(342)가 하향 분사될 수 있다. 제1커버부(340)는 제3전극(310)의 축 방향 단면형상에 대응되는 단면 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 제1커버부(340)는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The first cover part 340 may surround the outer surface of the third electrode 310 and may be spaced apart from the third electrode 310. A first discharge space 341 may be formed by a space between the inner circumferential surface of the first cover part 340 and the outer circumferential surface of the third electrode 310. The first gas 342 may be injected downward in the axial direction of the third electrode 310 through the first discharge space 341. The first cover part 340 may have a cross-sectional shape corresponding to the axial cross-sectional shape of the third electrode 310. In the present embodiment, the first cover part 340 may have a cylindrical shape, but is not limited thereto.

제1토출공간(341)에서 분사되는 제1가스(342)는 분사되는 플라즈마(P)를 감쌀 수 있다. 특히, 제1가스(342) 및 플라즈마(P)의 분사방향이 서로 평행하기 때문에, 제1가스(342)는 플라즈마(P)를 감싸도록 분사될 수 있으며, 이를 통해, 플라즈마(P)를 집속시킬 수 있다. 제1가스(342)로는 상기 처리가스가 사용되거나, 별도의 가스가 사용될 수 있다. The first gas 342 injected in the first discharge space 341 can cover the plasma P to be injected. The first gas 342 can be injected so as to enclose the plasma P so that the plasma P is focused on the plasma P by the first gas 342 and the plasma P, . As the first gas 342, the above process gas may be used, or a separate gas may be used.

제2커버부(350)는 제1커버부(340)의 외주면을 감싸도록 형성될 수 있으며, 제1커버부(340)와 이격되어 마련될 수 있다. 이를 통해, 제2커버부(350)의 내주면 및 제1커버부(340)의 외주면의 사이의 공간으로 이루어지는 제2토출공간(351)이 형성될 수 있다. 그리고, 제2토출공간(351)을 통해서는 제3전극(310)의 축 방향으로 제2가스(352)가 하향 분사될 수 있다. 제2커버부(350)는 제3전극(310)의 축 방향 단면형상에 대응되는 단면 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 본 실시예에서 제2커버부(350)는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The second cover part 350 may be formed to surround the outer circumferential surface of the first cover part 340 and be spaced apart from the first cover part 340. A second discharge space 351 may be formed, which includes a space between the inner circumferential surface of the second cover portion 350 and the outer circumferential surface of the first cover portion 340. The second gas 352 may be injected downward in the axial direction of the third electrode 310 through the second discharge space 351. The second cover portion 350 may have a cross-sectional shape corresponding to the axial cross-sectional shape of the third electrode 310. In this embodiment, the second cover part 350 may have a cylindrical shape, but is not limited thereto.

제2토출공간(351)에서 분사되는 제2가스(352)는 분사되는 제1가스(342)를 감싸도록 분사될 수 있다. 특히, 제2가스(352)의 분사방향은 제1가스(342)의 분사방향과 서로 평행하기 때문에, 제2가스(352)는 제1가스(342)를 감싸도록 분사될 수 있으며, 이를 통해, 제1가스(342)를 그 내측에 가둘 수 있다. 나아가, 제2가스(352)는 제1가스(342)를 뚫고 제1가스(342)의 외측으로 나올 수 있는 플라즈마(P)를 가둘 수 있다. 따라서, 제2가스(352) 외측으로의 플라즈마 효과는 차단될 수 있으며, 제2가스(352)의 외측에서는 대상물의 식각이 이루어지지 않을 수 있다. 이를 통해, 제2플라즈마 가공부(300)는 플라즈마를 대상물(10)의 처리면의 일정 영역에 집중 분사할 수 있다.The second gas 352 injected in the second discharge space 351 may be injected so as to enclose the first gas 342 to be injected. The second gas 352 may be injected so as to surround the first gas 342 because the direction of injection of the second gas 352 is parallel to the direction of injection of the first gas 342, , The first gas 342 can be confined to the inside thereof. Further, the second gas 352 may impinge on the plasma P that can penetrate the first gas 342 and out of the first gas 342. Thus, the plasma effect outside the second gas 352 may be blocked, and the object may not be etched outside the second gas 352. Accordingly, the second plasma processing unit 300 can concentrate the plasma to a predetermined region of the processing surface of the object 10.

그리고, 제2플라즈마 가공부(300)는 수직 방향 및 수평 방향으로 이동될 수 있다. 여기서, 제2플라즈마 가공부(300)의 수직 또는 수평 방향으로의 이동은 동시에 이루어지거나 개별적으로 이루어질 수 있다.The second plasma processing unit 300 can be moved in the vertical direction and the horizontal direction. Here, the vertical or horizontal movement of the second plasma processing part 300 can be performed simultaneously or separately.

또한, 제2플라즈마 가공부(300)는 수평방향으로 편심 회전할 수 있다. 제2플라즈마 가공부(300)가 미리 정해진 속도로 회전하고, 대상물(10)이 미리 정해진 속도로 이동하더라도 분사되는 플라즈마의 불균일에 기인하여 대상물(10)의 처리면(11)의 불균일이 발생할 수 있다. 제2플라즈마 가공부(300)는 수평방향으로 편심 회전할 수 있으며, 이를 통해, 대상물(10)에 대한 플라즈마 가공결과의 불균일을 최소화할 수 있다.In addition, the second plasma processing unit 300 can eccentrically rotate in the horizontal direction. Even if the second plasma processing portion 300 rotates at a predetermined speed and the object 10 moves at a predetermined speed, unevenness of the processing surface 11 of the object 10 may occur due to non-uniformity of the plasma have. The second plasma processing part 300 can be eccentrically rotated in the horizontal direction, thereby minimizing unevenness of plasma processing results for the object 10.

더하여, 대기압 플라즈마 표면처리장치(100)는 자기장 인가부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 자기장 인가부는 플라즈마가 분사되는 제2플라즈마 가공부(300)의 하단부 및 대상물(10)의 처리면(11)의 사이에 자기장을 인가할 수 있다. 상기 자기장 인가부에서 인가되는 자기장은 분사되는 플라즈마를 회전시킬 수 있으며, 이를 통해, 제2플라즈마 가공부(300)의 하단부 및 대상물(10)의 처리면(11)의 사이에는 회전하는 플라즈마 채널이 형성될 수 있다. 상기 플라즈마 채널에서 회전하는 플라즈마는 대상물(10)의 처리면(11)에서의 가공 불균일을 최소화할 수 있다.In addition, the atmospheric plasma surface treatment apparatus 100 may further include a magnetic field applying unit (not shown). The magnetic field applying unit may apply a magnetic field between the lower end of the second plasma processing unit 300 in which the plasma is sprayed and the processing surface 11 of the object 10. The magnetic field applied by the magnetic field applying unit can rotate the plasma to be sprayed so that a rotating plasma channel is formed between the lower end of the second plasma processing unit 300 and the processing surface 11 of the object 10 . The plasma rotating in the plasma channel can minimize processing unevenness on the processing surface 11 of the object 10.

한편, 앞에서는 제3전극(310)에 전원이 인가되고, 제4전극(330)이 접지되는 것으로 설명하였으나 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 상기 제3전극이 접지되고 상기 제4전극에 전원이 인가될 수도 있다.In the above description, the power is applied to the third electrode 310 and the fourth electrode 330 is grounded. However, for convenience of explanation, the third electrode is grounded and the fourth electrode 330 is grounded. .

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 대기압 플라즈마 표면처리장치의 제2플라즈마 가공부를 나타낸 단면 예시도이다. 본 실시예에서는 제2절연체의 형상이 다를 수 있으며, 다른 구성은 전술한 제1실시예와 동일하므로 설명은 생략한다. 5 is a cross-sectional view illustrating a second plasma processing unit of the atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus according to the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the shape of the second insulator may be different, and the other structures are the same as those in the first embodiment described above, so that the description is omitted.

도 5에서 보는 바와 같이, 제2절연체(420)의 하단부는 제3전극(410)의 하단부보다 하측으로 연장 형성될 수 있다. 그리고, 제2절연체(420)의 하단부는 중심방향으로 축관 형성되어 노즐부(421)를 형성할 수 있다. 이를 통해, 분사되는 플라즈마(P)는 대상물(10)의 처리면(11)의 일정 영역에 집중하여 분사될 수 있으며, 플라즈마(P)와 대상물(10)의 처리면(11)과의 충돌력이 증가되어 식각 효율이 증대될 수 있다.As shown in FIG. 5, the lower end of the second insulator 420 may extend downward from the lower end of the third electrode 410. The lower end of the second insulator 420 may be axially formed in the center direction to form the nozzle unit 421. The plasma P can be focused and injected into a predetermined region of the processing surface 11 of the object 10 and the collision force between the plasma P and the processing surface 11 of the object 10 The etching efficiency can be increased.

이에 더하여, 제1커버부(440) 및 제2커버부(450)의 하단부도 각각 중심방향으로 축관 형성되어 제1노즐부(441) 및 제2노즐부(451)를 형성할 수 있으며, 이를 통해, 분사되는 제1가스(442) 및 제2가스(452)가 대상물(10)의 처리면(11)의 일정 영역에 효과적으로 집중되도록 분사될 수 있다.In addition, the lower end portions of the first cover portion 440 and the second cover portion 450 may be axially formed in the center direction to form the first nozzle portion 441 and the second nozzle portion 451, The first gas 442 and the second gas 452 to be injected can be injected so as to be effectively concentrated in a certain region of the processing surface 11 of the object 10. [

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 대기압 플라즈마 표면처리장치의 제2플라즈마 가공부를 나타낸 단면 예시도이다. 6 is a cross-sectional view illustrating a second plasma processing unit of the atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus according to the third embodiment of the present invention.

도 6에서 보는 바와 같이, 제1커버부(540)의 외주면에는 제5전극(570)이 더 구비될 수 있다. 제5전극(570)은 제1커버부(540)의 외주면에 밀착되도록 원통형으로 형성될 수 있다. As shown in FIG. 6, a fifth electrode 570 may be further provided on the outer circumferential surface of the first cover part 540. The fifth electrode 570 may be formed in a cylindrical shape so as to be in close contact with the outer circumferential surface of the first cover portion 540.

그리고, 제5전극(570)에는 전원이 인가될 수 있으며, 제5전극(570)은 제4전극(530)과 쌍을 이루어 작동하면서 제1토출공간(541)에 플라즈마를 발생할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 제2플라즈마 발생공간(511) 및 제1토출공간(541)에서 모두 플라즈마가 발생될 수 있다.Power may be applied to the fifth electrode 570 and the fifth electrode 570 may operate in a pair with the fourth electrode 530 to generate plasma in the first discharge space 541. That is, in this embodiment, plasma may be generated in both the second plasma generating space 511 and the first discharge space 541.

또한, 제2커버부(550)의 외주면에는 제6전극(580)이 더 구비될 수 있으며, 제6전극(580)은 제2커버부(550)의 외주면에 밀착되도록 원통형으로 형성될 수 있다. 그리고, 제6전극(580)에는 전원이 인가될 수 있으며, 제6전극(580)은 제4전극(530)과 쌍을 이루어 작동하면서 제2토출공간(551)에 플라즈마를 발생할 수 있다. 이 경우, 제2플라즈마 발생공간(511) 및 제1토출공간(541)에서도 플라즈마가 발생될 수 있으며, 따라서, 제2플라즈마 가공부의 여러 공간(511,541,551)에서 동시에 플라즈마가 분사될 수 있다. A sixth electrode 580 may be further formed on the outer circumferential surface of the second cover portion 550 and a sixth electrode 580 may be formed in a cylindrical shape so as to be closely attached to the outer circumferential surface of the second cover portion 550 . Power may be applied to the sixth electrode 580 and the sixth electrode 580 may operate as a pair with the fourth electrode 530 to generate plasma in the second discharge space 551. In this case, the plasma can be generated in the second plasma generating space 511 and the first discharge space 541, and therefore, the plasma can be simultaneously injected in the various spaces 511, 541, and 551 of the second plasma processing unit.

전술한 플라즈마 분사 예는 제5전극(570) 및 제6전극(580)에 전원이 선택적으로 인가되도록 함으로써 구현될 수 있다.The above-described plasma spraying example can be implemented by selectively applying power to the fifth electrode 570 and the sixth electrode 580. [

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

100: 대기압 플라즈마 표면처리장치
200: 제1플라즈마 가공부
210: 제1전극
220: 제2전극
221: 유출공
230: 제1절연체
300: 제2플라즈마 가공부
310,410: 제3전극
320,420: 제2절연체
330,530: 제4전극
331: 확대부
340,440,540: 제1커버부
341,541: 제1토출공간
342,442: 제1가스
350,450,550: 제2커버부
351,551: 제2토출공간
352,452: 제2가스
421: 노즐부
441: 제1노즐부
451: 제2노즐부
570: 제5전극
580: 제6전극100: Atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus
200: first plasma processing section
210: first electrode
220: second electrode
221: Spillway
230: first insulator
300: second plasma processing section
310, 410: third electrode
320, 420: second insulator
330, 530: fourth electrode
331:
340, 440, 540:
341,541: First discharge space
342,442: First gas
350, 450, 550:
351,551: Second discharge space
352,452: Second gas
421:
441: first nozzle portion
451: second nozzle portion
570: the fifth electrode
580: the sixth electrode

Claims (13)

삭제delete 삭제delete 플라즈마를 발생하고, 발생되는 플라즈마를 대상물의 처리면의 전체 영역에 동시 분사하는 제1플라즈마 가공부; 및
플라즈마를 발생하고, 발생되는 플라즈마를 대상물의 처리면의 일정 영역에 집중 분사하는 제2플라즈마 가공부를 포함하고,
상기 제2플라즈마 가공부는,
원통형의 제3전극;
상기 제3전극의 내주면에 면접하여 구비되는 원통형의 제2 절연체;
상기 제2절연체의 내주면에 면접하고, 상기 제2절연체의 상단부에 배치되는 원통형의 제4전극; 및
상기 제3전극과 일정 거리 이격되어 상기 제3전극을 에워싸는 원통형의 제1 커버부를 포함하고,
상기 제3전극 및 제4전극 중 어느 하나에 전원이 인가되면 상기 제4전극의 하단부로부터 상기 제2절연체의 하단부 방향으로 플라즈마가 분사되고,
상기 제3전극 및 제1커버부의 사이는 제1토출공간을 형성하고,
상기 제1토출공간을 통해 제1가스가 하향 분사되는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 표면처리장치.A first plasma processing unit for generating a plasma and simultaneously injecting the generated plasma to the entire region of the processing surface of the object; And
And a second plasma processing unit for generating plasma and concentrating the generated plasma to a predetermined region of the processing surface of the object,
Wherein the second plasma processing unit comprises:
A cylindrical third electrode;
A cylindrical second insulator provided in contact with the inner peripheral surface of the third electrode;
A fourth electrode of a cylindrical shape that is placed on the upper end of the second insulator, the fourth electrode being in contact with the inner circumferential surface of the second insulator; And
And a cylindrical first cover portion spaced apart from the third electrode by a predetermined distance to surround the third electrode,
When power is applied to any one of the third electrode and the fourth electrode, plasma is injected from the lower end of the fourth electrode toward the lower end of the second insulator,
A first discharge space is formed between the third electrode and the first cover portion,
Wherein the first gas is sprayed downward through the first discharge space. 삭제delete 제3항에 있어서,
상기 제1가스는 분사되는 플라즈마를 감싸도록 분사되어 상기 플라즈마를 집속시키는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 표면처리장치.The method of claim 3,
Wherein the first gas is injected so as to surround the plasma to be sprayed to focus the plasma. 제3항에 있어서,
상기 제1커버부의 외주면에 밀착되도록 원통형으로 형성되고 전원이 인가되는 제5전극이 더 구비되며, 상기 제1토출공간을 통해서 분사되는 상기 제1가스는 플라즈마인 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 표면처리장치.The method of claim 3,
And a fifth electrode formed in a cylindrical shape so as to be in close contact with an outer circumferential surface of the first cover unit and to which power is applied, wherein the first gas injected through the first discharge space is a plasma, . 제3항에 있어서,
상기 제1커버부의 외주면을 감싸도록 원통형의 제2커버부가 이격되어 마련되고, 상기 제1커버부 및 상기 제2커버부의 사이에 형성되는 제2토출공간을 통해서는 제2가스가 하향 분사되는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 표면처리장치.The method of claim 3,
A cylindrical second cover portion is provided so as to surround the outer circumferential surface of the first cover portion and a second gas is sprayed downward through a second discharge space formed between the first cover portion and the second cover portion Characterized in that the atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus. 제7항에 있어서,
상기 제2가스는 분사되는 플라즈마 및 상기 제1가스를 감싸도록 분사되어 상기 플라즈마에 의한 플라즈마 효과를 차단하는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 표면처리장치.8. The method of claim 7,
Wherein the second gas is injected to surround the plasma and the first gas to block the plasma effect by the plasma. 제7항에 있어서,
상기 제2커버부의 외주면에 밀착되도록 원통형으로 형성되고 전원이 인가되는 제6전극이 더 구비되며, 상기 제2토출공간을 통해서 분사되는 상기 제2가스는 플라즈마인 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 표면처리장치.8. The method of claim 7,
And a sixth electrode formed in a cylindrical shape so as to be in close contact with an outer circumferential surface of the second cover portion and to which power is supplied, and the second gas injected through the second discharge space is a plasma, . 제3항에 있어서,
상기 제2절연체의 하단부는 상기 제3전극의 하단부보다 하측으로 연장 형성되고, 중심방향으로 축관 형성되어 노즐부를 형성하는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 표면처리장치.The method of claim 3,
Wherein the lower end of the second insulator extends downward from the lower end of the third electrode and is axially formed in a center direction to form a nozzle portion. 제3항에 있어서,
상기 대기압 플라즈마 표면처리장치는 수직 방향 및 수평 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 표면처리장치.The method of claim 3,
Wherein the atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus is moved in the vertical direction and the horizontal direction. 제3항에 있어서,
상기 대기압 플라즈마 표면처리장치는 분사되는 플라즈마의 불균일이 방지되도록 수평방향으로 편심 회전하는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 표면처리장치.The method of claim 3,
Wherein the atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus eccentrically rotates in a horizontal direction so as to prevent unevenness of a plasma to be injected. 제3항에 있어서,
상기 분사되는 플라즈마를 회전시키도록 상기 분사되는 플라즈마를 향해 자기장을 인가하는 자기장 인가부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 표면처리장치.The method of claim 3,
Further comprising a magnetic field applying unit for applying a magnetic field to the plasma to be sprayed so as to rotate the sprayed plasma.
KR1020160172942A 2016-12-16 2016-12-16 Apparatus for surface treatment with plasma in atmospheric pressure Active KR101869617B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160172942A KR101869617B1 (en) 2016-12-16 2016-12-16 Apparatus for surface treatment with plasma in atmospheric pressure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160172942A KR101869617B1 (en) 2016-12-16 2016-12-16 Apparatus for surface treatment with plasma in atmospheric pressure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101869617B1 true KR101869617B1 (en) 2018-07-23

Family

ID=63102975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160172942A Active KR101869617B1 (en) 2016-12-16 2016-12-16 Apparatus for surface treatment with plasma in atmospheric pressure

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101869617B1 (en)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007059397A (en) * 2005-08-22 2007-03-08 Kc Tech Co Ltd Method for manufacturing electrode for generating normal pressure plasma, electrode structure and normal pressure plasma generating apparatus using the same
JP2007277719A (en) * 2006-03-29 2007-10-25 Tokyo Electron Ltd Process and device which prevent carbon monoxide poisoning in peripheral edge of substrate in thin-film deposition system
KR20080047049A (en) * 2006-11-24 2008-05-28 엘지디스플레이 주식회사 Surface treatment device
KR20090081827A (en) * 2008-01-25 2009-07-29 한국기초과학지원연구원 Atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus having a parallel plate type electrode structure
KR20090112831A (en) * 2008-04-25 2009-10-29 주식회사 하나에프비 Atmospheric pressure plasma generator and surface treatment method using the same
KR20090125471A (en) * 2008-06-02 2009-12-07 주식회사 케이씨텍 Atmospheric pressure plasma generator and atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus
KR20110071968A (en) 2009-12-22 2011-06-29 (주)에스엔텍 Plasma Generator and Atmospheric Pressure Plasma Surface Treatment Apparatus
JP2011176243A (en) * 2010-02-25 2011-09-08 Osaka Univ Precise processing method and device of hard-to-process material
KR101505948B1 (en) * 2013-12-16 2015-03-26 피에스케이 주식회사 A baffle assembly and an apparatus for treating a substrate with the baffle
JP2015179830A (en) * 2014-02-25 2015-10-08 国立大学法人九州大学 PROCESSING METHOD, COMPOSITE PROCESSING DEVICE USING THE METHOD, AND WORKED PRODUCT PROCESSED BY THE METHOD OR THE DEVICE

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007059397A (en) * 2005-08-22 2007-03-08 Kc Tech Co Ltd Method for manufacturing electrode for generating normal pressure plasma, electrode structure and normal pressure plasma generating apparatus using the same
JP2007277719A (en) * 2006-03-29 2007-10-25 Tokyo Electron Ltd Process and device which prevent carbon monoxide poisoning in peripheral edge of substrate in thin-film deposition system
KR20080047049A (en) * 2006-11-24 2008-05-28 엘지디스플레이 주식회사 Surface treatment device
KR20090081827A (en) * 2008-01-25 2009-07-29 한국기초과학지원연구원 Atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus having a parallel plate type electrode structure
KR20090112831A (en) * 2008-04-25 2009-10-29 주식회사 하나에프비 Atmospheric pressure plasma generator and surface treatment method using the same
KR20090125471A (en) * 2008-06-02 2009-12-07 주식회사 케이씨텍 Atmospheric pressure plasma generator and atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus
KR20110071968A (en) 2009-12-22 2011-06-29 (주)에스엔텍 Plasma Generator and Atmospheric Pressure Plasma Surface Treatment Apparatus
JP2011176243A (en) * 2010-02-25 2011-09-08 Osaka Univ Precise processing method and device of hard-to-process material
KR101505948B1 (en) * 2013-12-16 2015-03-26 피에스케이 주식회사 A baffle assembly and an apparatus for treating a substrate with the baffle
JP2015179830A (en) * 2014-02-25 2015-10-08 国立大学法人九州大学 PROCESSING METHOD, COMPOSITE PROCESSING DEVICE USING THE METHOD, AND WORKED PRODUCT PROCESSED BY THE METHOD OR THE DEVICE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9966232B2 (en) Ultra-high speed anisotropic reactive ion etching
US7510664B2 (en) Apparatus and method for atmospheric pressure reactive atom plasma processing for shaping of damage free surfaces
JP5510437B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
US20130157067A1 (en) Plasma-resistant member and method for regenerating same
KR100733844B1 (en) Plasma Generator and Plasma Generating Method Using Neutral Beam
KR102100011B1 (en) Etching method
KR20210094117A (en) Method of Fabricating Optical Devices Using Ion Beam Sources
KR20030063039A (en) Gas diffusion plate for use in ICP etcher
KR101702869B1 (en) Atomic layer etching apparatus
KR101869617B1 (en) Apparatus for surface treatment with plasma in atmospheric pressure
KR101890519B1 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP2007280641A (en) Plasma treatment device and plasma treatment method
US6917508B2 (en) Apparatus for manufacturing semiconductor device
CN112192323A (en) Polishing equipment and method without subsurface damage
JP2007265932A (en) Remote type plasma treatment device
KR20080060763A (en) Substrate Supporting Device and Substrate Etching Device
KR102575677B1 (en) Plasma Etching Apparatus for Etching Multiple Composite Materials
CN103077878B (en) For processing the equipment of carrier and for the method processing carrier
KR102682387B1 (en) Dry cleaning apparatus using collimated radical
KR101071246B1 (en) Electrostatic chuck generating equivalent potential and plasma ion implantation apparatus including the same
KR102807236B1 (en) Substrate Processing Apparatus
Yamamura et al. Ultraprecision Finishing Process for Improving Thickness Distribution of Quartz Crystal Wafer by Utilizing Atmospheric Pressure Plasma
KR200288939Y1 (en) Apparatus for Surface Treatment Using Atmospheric Pressure Plasma
CN110797245A (en) Semiconductor processing equipment
KR101164789B1 (en) Method for Machining of Wafer and Apparatus thereof

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20161216

PA0201 Request for examination
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20171025

Patent event code: PE09021S01D

PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Final Notice of Reason for Refusal

Patent event date: 20180219

Patent event code: PE09021S02D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20180612

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20180614

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20180614

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210525

Start annual number: 4

End annual number: 4