等离子体处理装置制造方法及图纸

根据本公开的技术思想的一方面，公开了一种等离子体处理装置，该装置使在执行等离子体表面处理的密封的空间中形成的低压状态的大气进行放电，而不使用单独的工艺气体。因此，通过使用相对低的电压来使低压状态的大气进行放电，具有如下有点：可以产生具有稳定且表面处理性能高的等离子体，且可以构成经济的装置，并且不会产生与使用工艺气体相关的操作和管理成本。另外，可以确保等离子体表面处理工艺医疗行业应用的安全性和有效性，并且确保无菌性并最大化可用性。菌性并最大化可用性。菌性并最大化可用性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】等离子体处理装置


[0001]本公开(disclosure)的技术思想涉及一种等离子体处理装置，更具体而言，涉及一种在不使用单独的处理气体的情况下向待处理对象赋予根据等离子体处理的特性的等离子体处理装置。

技术介绍

[0002]等离子体是一种包括自由电子、离子化的原子和分子、自由基等的离子化的气体，当对物质状态中的气体施加大能量时，变成与通常的相变不同的由电子和离子构成的等离子体态。由于这种等离子体包括高能量的带电粒子，因此与其他物质积极反应并表现出物理、化学变化，从而用于多种工业。
[0003]工业中使用的传统的等离子体技术的特征在于在高真空中使用高频来产生等离子体。在这样的真空环境下使用等离子体的表面处理技术自1980年代以来已被用作半导体、显示器、太阳能电池等的主要高科技工业的核心制造工艺技术，以沉积(deposition)、蚀刻(etching)、灰化(ashing)等为目的，已对真空等离子体技术进行了活跃的研究。
[0004]在使用这种真空等离子体的传统的等离子体处理技术中，将待处理对象引入到真空腔室并使用高真空泵来使腔室内部的压力形成足够的真空(例如，1mTorr以下)。通过充分确保腔室内部的真空并注入工艺气体，可以实现根据等离子体放电和工艺气体的特性的表面处理。这里，足够的真空度的主要目的是通过充分去除大气气体来提高随后注入的工艺气体的纯度，根据如沉积、蚀刻、灰化的每个目的选择工艺气体，对根据表面处理的目的注入的气体的混合、注入量、排气速度等进行调整，以确保等离子体表面处理的性能。/>[0005]大气压等离子体技术具有如下优点：可以在不使用昂贵的真空泵，因此不单独配置密封的腔室环境的情况下，进行等离子体处理。大气压等离子体技术的特征在于与真空等离子体技术相同，根据表面处理的目的选择工艺气体，从而具有期望的表面处理效果。然而，大气压等离子体技术具有难以控制高纯度工艺气体的分压的局限性，因为在大气环境中注入工艺气体，处理只能在大气分子混合的环境中进行。另外，大气压等离子体技术中，由于工艺在开放的空间进行而不是在密封的真空腔室进行，因此因工艺气体暴露于外部的问题，可以使用的气体的类型受到限制，并且由于通过等离子体放电而产生的活性物质等副产物的暴露，存在局限性。尤其，由于不能从大气环境中的等离子体产生环境中排除的大气气体(氮气和氧气)，因此在确保用户安全免受等离子体反应产生的活性氮(RNS，Reactive Nitrogen Species)和活性氧(ROS，Reactive Oxygen Species)的暴露方面存在风险。
[0006]大气(Atmosphere)一般是指均匀地包围地球周围的气体，是通过地球引力包围地球周围的气体。这种大气的组成气体为氮气(通常为约78％)和氧气(通常为约21％)，以及氩气(通常为约0.93％)、二氧化碳、氖气、氦气等。大气是各种气体的混合物，由于空气的运动，除了二氧化碳和臭氧之外，以一定的成分分布到一定的高度(通常距地表面80km)。分压(partial pressure)是指如大气的混合气体的成分分别具有的压力。例如，1个大气压的大
气中，氮气的分压为0.78个大气压，氧气的分压为0.21个大气压。
[0007]在传统的大气压等离子体技术中，广泛使用一种通过用惰性气体(例如，氦气或氩气等)来进行表面处理的技术，以便在最小化大气中产生的活性物质等副产物的同时提高等离子体的稳定性(stability)。如上所述，虽然在持续供给大量气体的同时进行等离子体表面处理可能会降低经济性，但与需要用于实现传统的真空等离子体技术的昂贵的真空腔室、真空泵和高纯度的精确供给控制的方法相比，具有相对较高的竞争力。因此，大气压等离子体技术用于精确度要求相对较低的应用工业(二次电池、纤维、环境等)。代表性地，在农业领域，正在进行对种子的杀菌和促进发芽的研究与开发，并且正在进行对通过使用等离子体的食品的非加热杀菌来提高食品的存储性的研究和开发。
[0008]近来，大气压等离子体技术在医疗行业以多种方式使用，并且有一种用于对医疗器械进行灭菌(sterilization)或用于去除(cleaning)残留在医疗器械表面上的杂质的技术。尤其，在作为用于生物插入的医疗器械的医疗植入物的情况下，对多种材料进行了开发以提高生物相容性，同时还有用于增加表面的有效表面积的表面处理技术，并且可以通过去除表面的杂质来增加生物材料的有效表面积的同时，减少杂质引起的炎症反应。另外，通过等离子体处理用于控制表面能等各种目的(交联反应、表面化学反应引起的结构变化、灭菌、润湿性、粘合性、结合性、表面强化、表面耐热性的改性等)。
[0009]有一种以使用大气压等离子体的杂质去除和提高表面能为目的的技术，其具有与工业用等离子体中使用氧气的灰化工艺技术类似的工艺机制。
[0010]工业用等离子体灰化工艺技术主要用于清洗和去除半导体制造工艺中工艺后残留的光刻胶或前一工艺中产生的副产物。这种灰化工艺通过使用包含含氧气体的工艺气体来产生活性氧等，来去除半导体制造工艺中产生的副产物(现有文献，韩国授权专利第10
‑
1226297号)，已经开发了一种直接采用该技术，并使用由氧气气体转化的氧气等离子体来处理牙科植入物的表面的技术(现有文献韩国公开专利第10
‑
2016
‑
0065698号)。
[0011]使用工业用等离子体的半导体等灰化工艺和医疗行业中使用大气压等离子体的医疗植入物的表面处理技术通过等离子体处理去除如碳氢化合物(Hydrocarbon，CHx)的有机物质，用于灭菌和提高表面能的活性物质(OH)产生的等离子体(Plasma)反应可以简单地表示如下。
[0012]CH
x
+O2+(Plasma)
→
CO2+H2O+OH
[0013]在医疗行业中，为了提高使用的医疗植入物的性能，制造工艺包括增加表面的有效表面积的表面处理工艺、用于去除杂质的清洗工艺、用于确保无菌性的灭菌工艺。然而，即使在制造过程中完全去除杂质，在传统的灭菌工艺(环氧乙烷(Ethylene Oxide，EO)气体或辐射)、流通和保管过程中产生的表面污染可能是不可避免的现象。
[0014]医疗行业中使用的传统的等离子体技术通过使用大气压等离子体去除杂质(例如，碳氢化合物)和提高表面能(在植入物表面形成OH官能团)来制作表面处理效果。首先，为了减少由等离子体产生的副产物，使用诸如氩气和氦气的惰性气体作为工艺气体。另外，可以通过注入这种工艺气体降低用于产生等离子体的电压，并且可以在植入物表面产生稳定的等离子体，因此可以防止等离子体对表面的损坏。然而，在所述表面反应中，为了去除杂质或提高表面能使用的实际工艺气体为氧气，但注入单独的工艺气体来降低氧气的分压以减少副产物，从而具有处理性能下降的问题。
[0015]大气压等离子体技术的性能方面的限制不仅在工艺气体的分压方面存在限制，而且在高压力下进行放电的等离子体的能量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种等离子体处理装置，其中，包括：密封部，使得内部对于外部环境密封；压力调整部，将所述密封部的内部压力调整为预设的工艺压力范围内；以及电极部，在所述密封部的内部形成电场。2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中，控制所述压力调整部，使得通过排出所述密封部的内部大气，在所述密封部的内部形成所述预设的工艺压力范围内的低压状态的大气，还包括：控制部，控制电极部以使所述低压状态的大气进行放电。3.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其中，将所述预设的工艺压力范围设定在1Torr以上且小于100Torr的范围内。4.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其中，所述密封部包括分离的上部构件和下部构件，所述上部构件或所述下部构件通过相对移动接触而对所述密封部的内部进行密封。5.根据权利要求4所述的等离子体处理装置，其中，所述下部构件包括与待处理对象或收纳有所述待处理对象的容器的形状对应的收纳孔，所述电极部包括设置在所述收纳孔的内周表面的电极。6.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其中，所述密封部的内侧由具有耐化学性的材质制成或者形成有耐化学性涂层。7.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其中，所述密封部的至少一部分由透明材质制成，从而能够从外部用肉眼确认在所述密封部的内部进行放电的所述低压状态的大气。8.根据权利要求7所述的等离子体处理装置，其中，所述透明材质为玻璃材质。9.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其中，所述电极部包括电极，所述电极的至少一部分暴露于所述密封部的内部。10.根据权利要求9所述的等离子体处理装置，其中，至少一部分暴露于所述密封部的内部的所述电极与收纳在所述密封部的待处理对象或收纳有所述待处理对象的容器的一部分电连接。11.根据权利要求10所述的等离子体处理装置，其中，所述电极具有磁性。12.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其中，所述压力调整部包括对所述密封部的内部进行排气的排气部，所述控制部控制所述排气部使得所述密封部的内部对所述外部环境密封。13.根据权利要求12所述的等离子体处理装置，其中，所述密封部包括弹性构件，所述弹性构件通过使用所述密封部的内部和外部之间的压力差来以能够使所述密封部的内部对所述外部环境密封的方式变形。14.根据权利要求12所述的等离子体处理装置，其中，
所述控制部包括传感器，所述传感器用于测量所述密封部的内部和外部之间的压力差。15.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其中，所述控制部控制所述压力调整部，以使所述密封部的内部压力在所述预设的工艺压力范围内保持恒定，由此在保持所述低压状态的大气压力恒定的所述密封部的内部进行放电。16.根据权利要求15所述的等离子体处理装置，其中，所述压力调整部包括用于排出所述密封部的内部大气的真空泵，所述控制部配置为通过持续使所述真空泵运行来保持所述密封部的内部压力恒定，并且在保持所述低压状态的大气压力恒定的所述密封部的内部进行放电。17.根据权利要求15所述的等离子体处理装置，其中，所述压力调整部包括：用于排出所述密封部的内部大气的真空泵，以及打开或关闭用于连接所述密封部和所述真空泵的流路的阀；所述控制部通过打开或关闭所述阀来保持所述密封部的内部压力恒定，并且在保持所述低压状态的大气压力恒定的所述密封部的内部进行放电。18.根据权利要求15所述的等离子体处理装置，其中，所述压力调整部包括：用于排出所述密封部的内部大气的真空泵，将外部大气注入到所述密封部的内部的通气部，以及打开或关闭用于连接所述真空泵或所述通气部和所述密封部的流路的阀；所述控制部通过打开或关闭所述阀来保持所述密封部的内部压力恒定，并且在保持所述低压状态的大气压力恒定的所述密封部的内部进行放电。19.根据权利要求15所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：林裕奉，
申请(专利权)人：株式会社普拉斯，
类型：发明
国别省市：