JP2003532879A - Ｕｖスペクトロメーターを利用した、プラズマにより重合された高分子層の性能評価装置 - Google Patents
Ｕｖスペクトロメーターを利用した、プラズマにより重合された高分子層の性能評価装置Info
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- H—ELECTRICITY
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- 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
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- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/33—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using ultraviolet light
Abstract
(57)【要約】
UVスペクトルメーターを利用した、プラズマ重合された高分子膜の性能評価装置であり、プラズマ放電により基板表面に重合された高分子層を形成するための重合チャンバと、該重合チャンバ内で形成された重合高分子層に対して非接触式に装着され、前記高分子層に対するUV送／受信を行うためのUVプローブと、該UVプローブから入力される信号を分析するUVスペクトロメーターと、により構成される。この装置によって、プラズマにより連続的に重合された高分子層を有する基体表面の特性は非接触式に評価され得、その評価はチャンバ内の真空度のような工程パラメータに影響しないで実施されうる。
Description
【０００１】
技術分野
本発明は、UVスペクトロメーターを利用した、プラズマによりより重合された
高分子層の性能評価装置に関するものである。 背景技術 従来は、高分子を合成して基板の表面を改質させるために、高エネルギー（20
keV〜数MeV）を利用したイオン注入（ion implantation）やイオンビーム照射
（ion irradiation）方法が利用され、または比較的低いエネルギー（0〜数keV
）の粒子を生成するイオン源（ion source）を利用するイオンビームスパッタ
リング（ion beam sputtering deposition）を用い、もしくは多重イオンビ
ーム蒸着（multi ion beam deposition）を用い、もしくはイオン補助蒸着（
ion assisted deposition）方法を用いて、高分子を基板の表面に蒸着してい
た。
高分子層の性能評価装置に関するものである。 背景技術 従来は、高分子を合成して基板の表面を改質させるために、高エネルギー（20
keV〜数MeV）を利用したイオン注入（ion implantation）やイオンビーム照射
（ion irradiation）方法が利用され、または比較的低いエネルギー（0〜数keV
）の粒子を生成するイオン源（ion source）を利用するイオンビームスパッタ
リング（ion beam sputtering deposition）を用い、もしくは多重イオンビ
ーム蒸着（multi ion beam deposition）を用い、もしくはイオン補助蒸着（
ion assisted deposition）方法を用いて、高分子を基板の表面に蒸着してい
た。
【０００２】
しかし、このような方法は、比較的高エネルギー及び高真空状態を要求するた
め、高分子の合成が容易ではなく、費用が高いという不都合な点がある。
め、高分子の合成が容易ではなく、費用が高いという不都合な点がある。
【０００３】
そこで、低エネルギー及び低真空状態で基板上に高分子を形成できるプラズマ
を利用した表面修飾方法が提案されている。この方法において、チャンバは真空
状態にされ、そこに、合成しようとする物質のモノマー（monomer）を含む反応
性ガスが導入され、ついで電力供給装置を使用して直流または高周波が供給され
る。そうすると、反応性ガスのプラズマが発生され、その所定イオンが基板また
は電極に移動して、その上に所定の高分子を合成させる。このとき、反応性ガス
の種類、その混合比率、直流電流／電圧、高周波電力または蒸着時間などによっ
て多様な化学結合が行われて、その結果表面強度、接着／吸着、親水性／疎水性
などの必要な物性を有する高分子を基板の表面に蒸着させることにより、基板の
固有な性質には影響を与えずに基板の表面を修飾させることができる。
を利用した表面修飾方法が提案されている。この方法において、チャンバは真空
状態にされ、そこに、合成しようとする物質のモノマー（monomer）を含む反応
性ガスが導入され、ついで電力供給装置を使用して直流または高周波が供給され
る。そうすると、反応性ガスのプラズマが発生され、その所定イオンが基板また
は電極に移動して、その上に所定の高分子を合成させる。このとき、反応性ガス
の種類、その混合比率、直流電流／電圧、高周波電力または蒸着時間などによっ
て多様な化学結合が行われて、その結果表面強度、接着／吸着、親水性／疎水性
などの必要な物性を有する高分子を基板の表面に蒸着させることにより、基板の
固有な性質には影響を与えずに基板の表面を修飾させることができる。
【０００４】
図1に示されるように、プラズマ重合は、ガス注入口7、ガス排気口8、真空ポ
ンプ9及び基板に電位差を発生させる電極3を包含する重合チャンバ1内で行われ
る。高分子を重合するためには、重合チャンバ1内の真空ポンプ9を稼動して所望
の真空度を形成し、ガス注入口7を通って反応性ガスを導入し、基板2を解きチャ
ンバ4およびローラー6を経由して巻きチャンバ5に移送し、その間、重合チャン
バ1内の電極に電圧を印加して基板2に電位差を発生させる。そうすると、反応性
ガスが基板2の表面に誘導されながらプラズマが放電される。プラズマが放電さ
れるとき、反応性ガスの分子結合が切断され、切断された結合と活性化された陽
イオンもしくは陰イオンとが結合して、電極間に進行する基板2の表面に高分子
が形成される。
ンプ9及び基板に電位差を発生させる電極3を包含する重合チャンバ1内で行われ
る。高分子を重合するためには、重合チャンバ1内の真空ポンプ9を稼動して所望
の真空度を形成し、ガス注入口7を通って反応性ガスを導入し、基板2を解きチャ
ンバ4およびローラー6を経由して巻きチャンバ5に移送し、その間、重合チャン
バ1内の電極に電圧を印加して基板2に電位差を発生させる。そうすると、反応性
ガスが基板2の表面に誘導されながらプラズマが放電される。プラズマが放電さ
れるとき、反応性ガスの分子結合が切断され、切断された結合と活性化された陽
イオンもしくは陰イオンとが結合して、電極間に進行する基板2の表面に高分子
が形成される。
【０００５】
しかし、現在までは、連続的に修飾されて巻きチャンバ5内でコイル形状に巻
回される基板2の表面に重合された高分子層の性能を効果的に評価する方法は示
されていない。 発明の開示 したがって、本発明の目的は、高分子層の物理的及び化学的性質に影響を与え
ずに、連続的に処理されて表面に形成された高分子層の性能を評価するための装
置を提供することである。
回される基板2の表面に重合された高分子層の性能を効果的に評価する方法は示
されていない。 発明の開示 したがって、本発明の目的は、高分子層の物理的及び化学的性質に影響を与え
ずに、連続的に処理されて表面に形成された高分子層の性能を評価するための装
置を提供することである。
【０００６】
本発明のもう1つの目的は、重合チャンバ内の真空度のような工程パラメータ
に影響を与えずに、高分子層の性能を効果的に評価するための装置を提供するこ
とである。
に影響を与えずに、高分子層の性能を効果的に評価するための装置を提供するこ
とである。
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は、プラズマ放電により基板表面に重合高
分子層を形成するための重合チャンバと、重合チャンバ内で形成された重合高分
子層に接触しないで装着され、高分子層に対するUV送／受信を行うためのUVプロ
ーブと、UVプローブから入力される信号を分析するUVスペクトロメーターと、か
らなるUVスペクトロメーターを利用した、プラズマ重合された高分子層の性能評
価装置を提供する。
分子層を形成するための重合チャンバと、重合チャンバ内で形成された重合高分
子層に接触しないで装着され、高分子層に対するUV送／受信を行うためのUVプロ
ーブと、UVプローブから入力される信号を分析するUVスペクトロメーターと、か
らなるUVスペクトロメーターを利用した、プラズマ重合された高分子層の性能評
価装置を提供する。
【０００８】
前記UVプローブは、好ましくは前記チャンバから密封して設置され、UVを透過
することが可能な透過部の上方に設置される。
することが可能な透過部の上方に設置される。
【０００９】
より好ましくは、前記チャンバは孔を有し、そこに前記透過部はチャンバに密
封して設置される。さらに、UVプローブの高さを調節するUVプローブ支持手段が
チャンバ外壁に設置される。さらに、透過部は水晶または弗化カルシウムからな
る。 発明の実施のための最良の形態 本発明は、ここで図面とともに説明される。
封して設置される。さらに、UVプローブの高さを調節するUVプローブ支持手段が
チャンバ外壁に設置される。さらに、透過部は水晶または弗化カルシウムからな
る。 発明の実施のための最良の形態 本発明は、ここで図面とともに説明される。
【００１０】
本発明者らは、基板の表面にプラズマを利用して重合された高分子層を、その
物理的及び化学的性質に影響を与えずにその性能を評価するためには、非接触式
性能評価が行われるべきであることと、非接触式評価を行うためにはUVスペクト
ロメーター（spectrometer）を用いることが好ましいことを見出した。
物理的及び化学的性質に影響を与えずにその性能を評価するためには、非接触式
性能評価が行われるべきであることと、非接触式評価を行うためにはUVスペクト
ロメーター（spectrometer）を用いることが好ましいことを見出した。
【００１１】
さらに、本発明者らは、基板の表面に連続的に重合される高分子層の性能を評
価するとき、基板の表面で高分子層の重合が進行される重合チャンバ内の真空度
などの工程パラメータが維持されるべきであることを認識して、重合チャンバ内
の前記工程パラメータに影響を与えずに、非接触式方法により高分子層の性能を
評価する方法を研究し、本発明を完成した。
価するとき、基板の表面で高分子層の重合が進行される重合チャンバ内の真空度
などの工程パラメータが維持されるべきであることを認識して、重合チャンバ内
の前記工程パラメータに影響を与えずに、非接触式方法により高分子層の性能を
評価する方法を研究し、本発明を完成した。
【００１２】
図2は、本発明の1態様により設けられたUVプローブの構造を示す模式図である
。図2に示されるように、重合チャンバ1と巻きチャンバ5間の通路内にUVプロー
ブ11が装着される。該UVプローブは、ケーブル13によりUVスペクトロメーター12
に連結されている。UVプローブ11が基板表面に形成された高分子層に非接触式に
装着されてそこに、およびそこからUVを送／受信するので、高分子層の物理的及
び化学的性質に何ら影響を与えない。UVプローブ11は重合チャンバ1と巻きチャ
ンバ5間の通路に装着されているが、高分子層がプラズマにより完全に重合され
た後に高分子層とのUV送／受信が可能であるかぎり、UVプローブはどこに装着さ
れても構わない。即ち、UVプローブは巻きチャンバ5内の適切な位置または重合
チャンバの端部に装着することができる。
。図2に示されるように、重合チャンバ1と巻きチャンバ5間の通路内にUVプロー
ブ11が装着される。該UVプローブは、ケーブル13によりUVスペクトロメーター12
に連結されている。UVプローブ11が基板表面に形成された高分子層に非接触式に
装着されてそこに、およびそこからUVを送／受信するので、高分子層の物理的及
び化学的性質に何ら影響を与えない。UVプローブ11は重合チャンバ1と巻きチャ
ンバ5間の通路に装着されているが、高分子層がプラズマにより完全に重合され
た後に高分子層とのUV送／受信が可能であるかぎり、UVプローブはどこに装着さ
れても構わない。即ち、UVプローブは巻きチャンバ5内の適切な位置または重合
チャンバの端部に装着することができる。
【００１３】
しかし、この点については図2に示したように、UVプローブが通路内に挿入さ
れている場合にはチャンバとの密封を十分に施さないと、プラズマ重合チャンバ
1の真空度などの工程パラメータに影響を与えるだけでなく、重合チャンバ内に
設けられたUVプローブ11を操作するのが困難になる。
れている場合にはチャンバとの密封を十分に施さないと、プラズマ重合チャンバ
1の真空度などの工程パラメータに影響を与えるだけでなく、重合チャンバ内に
設けられたUVプローブ11を操作するのが困難になる。
【００１４】
図3は、本発明のもう1つの態様により設けられたUVプローブ11及び透過部14を
示す図であり、第1の態様の課題を解決し、図2の「A」部分の拡大図である。す
なわち、UVプローブ11がチャンバの外部に設けられる。参考として、図3は、図2
の「A」部分の拡大図である。UVプローブ11を設置するために、チャンバの外壁
に孔のような構造を形成し、その前に透過部14を設置する。
示す図であり、第1の態様の課題を解決し、図2の「A」部分の拡大図である。す
なわち、UVプローブ11がチャンバの外部に設けられる。参考として、図3は、図2
の「A」部分の拡大図である。UVプローブ11を設置するために、チャンバの外壁
に孔のような構造を形成し、その前に透過部14を設置する。
【００１５】
前記透過部14は、透過部支持体16により固定され、そしてUVプローブ11は、UV
プローブ支持体15により固定されて、前記UVプローブ11の高さを容易に調節する
ことができる。即ち、透過部14は密封設置されるので、チャンバ内部の真空度な
どの工程パラメータに全く影響を与えない。図3は、透過部は透過部支持台16を
設置することによってチャンバと密封されうることのみを示しているが、チャン
バ外壁自体に透過部を形成することも可能である。さらに、図3は、チャンバ外
壁に孔のような構造を形成することを示しているが、上述したようにチャンバ外
壁自体に透過部を形成することも可能である。この場合、UVプローブ11は透過部
14の上方に設置される。このように本発明の好適な態様においては、チャンバ内
部の真空度などの工程パラメータに影響を与えずに、重合された高分子層の性能
を非接触式に評価することが可能で、UVプローブを容易に操作することができる
。その他に、透過部を設置することでUVプローブ11のセンサーを保護し得る。
プローブ支持体15により固定されて、前記UVプローブ11の高さを容易に調節する
ことができる。即ち、透過部14は密封設置されるので、チャンバ内部の真空度な
どの工程パラメータに全く影響を与えない。図3は、透過部は透過部支持台16を
設置することによってチャンバと密封されうることのみを示しているが、チャン
バ外壁自体に透過部を形成することも可能である。さらに、図3は、チャンバ外
壁に孔のような構造を形成することを示しているが、上述したようにチャンバ外
壁自体に透過部を形成することも可能である。この場合、UVプローブ11は透過部
14の上方に設置される。このように本発明の好適な態様においては、チャンバ内
部の真空度などの工程パラメータに影響を与えずに、重合された高分子層の性能
を非接触式に評価することが可能で、UVプローブを容易に操作することができる
。その他に、透過部を設置することでUVプローブ11のセンサーを保護し得る。
【００１６】
なお、透過部は、紫外線(UV)透過性に優れた材質により形成される。UVスペク
トロメーターの波長は200〜900nmであるので、このような波長を良好に透過する
水晶（SiO2）または弗化カルシウム（CaF2）により製作することが好ましい。 産業上の利用可能性 上述のように、本発明によると、UVスペクトロメーターを用いてプラズマ重合
された高分子層の性能を評価するための本発明装置により、プラズマにより連続
重合される高分子層を有する基板の表面特性を非接触式に評価することが可能で
、チャンバ内部の真空度などの工程パラメータに影響を与えずに評価を行うこと
ができる。
トロメーターの波長は200〜900nmであるので、このような波長を良好に透過する
水晶（SiO2）または弗化カルシウム（CaF2）により製作することが好ましい。 産業上の利用可能性 上述のように、本発明によると、UVスペクトロメーターを用いてプラズマ重合
された高分子層の性能を評価するための本発明装置により、プラズマにより連続
重合される高分子層を有する基板の表面特性を非接触式に評価することが可能で
、チャンバ内部の真空度などの工程パラメータに影響を与えずに評価を行うこと
ができる。
【図１】
従来法によるプラズマを利用した表面修飾装置を示した模式図である。
【図２】
本発明の1態様により設置されたUVプローブの構造を示す概略図である。
【図３】
本発明のもう1つの態様により設置されたUVプローブ及び透過部の構造を示す
もので、図2の「A」部分拡大図ある。
もので、図2の「A」部分拡大図ある。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ
，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，
ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ
Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ
，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，
ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，
ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ
Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ
，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，
ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ
Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ
，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，
ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ
Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ
，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，
ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ
(72)発明者 リー，ヒュン ウク
大韓民国，キュンサンナム−ド，チャンウ
ォン−シ 641−110，カウムジュン−ドン
391−６，エルジー ドミトリー エー
−502
Ｆターム(参考） 2G059 AA03 BB10 CC12 EE01 EE12
FF01 HH03 PP10
Claims (5)
- 【請求項１】 プラズマ放電により基板表面に重合された高分子層を形成す
るための重合チャンバと、該重合チャンバ内で形成された重合高分子層に対して
非接触式に装着され、前記高分子層に対するUV送／受信を行うためのUVプローブ
と、該UVプローブから入力される信号を分析するUVスペクトロメーターと、から
なることを特徴とするUVスペクトロメーターを利用した、プラズマ重合された高
分子層の性能評価装置。 - 【請求項２】 UVプローブは、チャンバに対して密封されて設置され、UVを
透過可能な透過部の上方に設置される請求項1記載の装置。 - 【請求項３】 チャンバは孔を備え、透過部はチャンバに対して密封されて
設置される請求項2記載の装置。 - 【請求項４】 前記UVプローブの高さを調節するUVプローブ支持体がチャン
バ外壁に設置される請求項2記載の装置。 - 【請求項５】 透過部は、水晶または弗化カルシウムで形成される請求項2
〜4の何れか1つに記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020000005606A KR100332802B1 (ko) | 2000-02-07 | 2000-02-07 | Ｕｖ 스펙트로미터를 이용한 플라즈마로 중합된 고분자막성능 평가 장치 |
| KR2000/5606 | 2000-02-07 | ||
| PCT/KR2001/000172 WO2001086687A1 (en) | 2000-02-07 | 2001-02-06 | Apparatus for evaluating plasma polymerized polymer layer using uv spectrometer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003532879A true JP2003532879A (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=19644430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001582813A Pending JP2003532879A (ja) | 2000-02-07 | 2001-02-06 | Ｕｖスペクトロメーターを利用した、プラズマにより重合された高分子層の性能評価装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6764550B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003532879A (ja) |
| KR (1) | KR100332802B1 (ja) |
| CN (1) | CN1363111A (ja) |
| AU (1) | AU3611701A (ja) |
| DE (1) | DE10191368B4 (ja) |
| WO (1) | WO2001086687A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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