KR100204199B1 - 질화물제거방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속면의 일부분에 위치된 티타늄 질화물 코팅을 가진 금속면을 제공하는 단계와, 티타늄 질화물로 코팅된 금속면을 플라즈마 반응로에 위치시키는 단계와, 티타늄 질화물로 코팅된 금속면을 반응성 불소종을 함유하는 가스 플라즈마에 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속면에서의 티타늄 질화물 코팅 제거방법.

Description

[발명의 명칭]
질화물 제거방법
[발명의 상세한 발명]
[발명의 배경]
본 발명은 일반적으로, 질화물 코팅(nitride coatings)을 금속면에서 제거하는 방법 특히, 반응성 불소종(reactive fluorine species)을 함유하는 가스 플라즈마(gaseous plasma)를 이용하여 질화물 코팅을 금속면에서 제거하는 방법에 관한 것이다.
금속 공구(metal tooling)와 몰드 표면은 통상적으로, 내마모성을 향상시키고, 금속면이 접촉하는 물질과의 상호 작용을 향상시키기 위해 피복되어 있다. 이러한 이유로, 금속 공구 및 몰드 표면은 통상적으로 크롬으로 코팅되어 있다. 그러나, 크롬 코팅이 마모되면, 금속 공구 및 몰드 표면을 재코팅하기 위해서는 제거하는데에 상당한 어려움이 따른다. 크롬 코닝을 제거하는 하나의 방법으로는 리버스 플레이팅(reverse plating)법이 있다. 그러나, 이 방법은 기초가 되는 기본 금속에 종종 손상을 입히는데 특히, 기초가 되는 기본 금속이 자체적으로 크롬을 함유한 경우 그 손상이 더욱 커지게 된다. 크롬 코팅을 제거하기 위해 사용되는 다른 방법으로는 습식 화학 애칭(wet chemical etch) 방법이 있다. 상기 습식 화학 애칭 방법은 종종, 균일하게 에칭이 되지 않으므로, 기초가 되는 기본 금속에 손상을 입힐 수 있다. 기초가 되는 기본 금속이 손상되면, 금속 공구나 몰드 표면은 종종 재작업을 해야 되거나 사용 불가능하게 된다.
일반적으로, 금속 공구 및 몰드에 사용되는 다른 코일 물질로는 티타늄 질화물(titanium nitride)이 사용된다. 마모 특성의 향상 및 금속 공구나 몰드 수명의 증가와 더불어, 티타늄 질화물은 매끄러움이 뛰어나고 플래스틱과의 연관성이 우수하다. 그러나, 티타늄 질화물을 기초가 되는 기본 금속의 손상없이, 금속 공구 및 몰드 표면으로부터 제거하는데 어려움이 따른다. 여러 가지의 제거 방법은 상술한 바와 같이 티타늄 질화물에서도 동일한 문제점이 발생되는 습식 화학 에칭 방법을 포함한다. 또한, 메디아 블라스트(media blast) 제거 방법이 사용된다. 이는 티타늄 질화물의 불균형한 제거를 초래하여, 기초가 되는 기본 금속에 손상을 입힐 가능성이 있다.
그러므로, 기초가 되는 기본 금속을 손상시키지 않으면서, 금속 공구 및 목드 표면으로부터 코팅 물질을 제거하는 방법이 요구되어 왔다.
[발명의 개요]
따라서, 본 발명의 목적은 질화물 코팅을 금속 공구 및 몰드 표면으로부터 제거하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 기초가 기본 금속에 손상을 입히지 않으면서 금속 공구 및 몰드 표면으로부터 질화물 코팅을 제거하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 건식 에칭 방법을 사용하여, 질화물 코팅을 금속 공구 및 본드 표면으로부터 제거하는 방법을 제공하는 것이다.
전술된 목적 및 장점들은, 금속면의 일부분에 위치된 티타늄 질화물 코팅이 있는 반응성 불 금속 공구나 몰드 표면을 제고하는 단계와, 티타늄 질화물로 코팅된 금속면을 플라즈마 반응로에 위치시키는 단계와, 티타늄 질화물로 코팅된 금속면을 반응성 불소증을 함유하는 가스 플라즈마에 노출시키는 단계를 포함하는 본 발명에 따른 일실시예에 의해 성취된다.
본 발명은 후술하는 상세한 설명을 참조로 보다 명확히 이해될 것이다.
[발명의 상세한 설명]
전형적으로, 기본 금속을 보호하고 마모 특성 및 미끄러움을 향상시키기 위해서는 금속공구 및 몰드 표면을 티타늄 질화물같은 질화물로 코팅시키는 것이 바람직하다. 질화물 코팅은 캡슐로 보회된 반도체 장치뿐만 아니라 다른 형태의 금속 공구 및 몰드에 사용하기 위한 몰드 플레이트에서 매우 양호하게 적용된다. 그러나, 질화물 표면이 마모될 때 기본 금속의 손상없이 기본 금속 표면으로부터 질화물 코팅을 제거하는데 상당한 어려움이 따른다. 기본 금속의 손상없이 질화물 코팅을 금속 공구 및 몰드 표면으로부터 제거하기 위해서는, 질화물 코팅을 청결하게 해야 한다. 하나의 방법으로는, 질화물 코팅을 아세톤으로 청결하게 한 후 이소프로필 알콜(isopropyl alcohol)로 청결하게 하는 것이다. 질화물 코팅은 질화물 코팅상에 잔존하는 잔유물을 제거하도록 메탄올로 청결하게 한다. 마지막으로, 질화물로 코팅된 금속표면을 플라즈마 반응로에 위치시켜, 순수한 산소로 이루어진 가스 플라즈마를 적용시킨다. 질호물 코팅상의 불순물이 질화물 코팅의 제거를 방해한 다는 점을 주목해야 한다.
질화물 코팅이 청결하게 되면, 질화물 코팅은 반응성 불소종을 포함하는 가스 플라즈마에 노출된다. 반응성 불소종은 CF4, CHF3, C2F6, SF6및 다른 불소 함유가스를 포함하는 하나의 이상의 가스에서 얻어진다.
가스 플라즈마는 단일의 불소함유 가스, 불소 함유의 가스의 혼합물 또는, 불소 함유 가스와 불소를 함유하지 않은 가스의 혼합물로 분류될 수 있다. 질화물 코팅을 금속 공구와 몰드 표면으로부터 제거하는 방법은 배럴(barrel)형태의 챔버를 가진 플라즈마 반응로에서 행하는 것이 가장 양호하며, 상기 챔버의 압력은 0.5 토르(torr)이고, 챔버온도는 섭씨 40 내지 100도이고, 플라즈마 반응로에 인가된 전력은 100 내지 1000 와트이다.
티타늄 질화물 코팅을 금속 공구와 몰드 표면으로부터 제거하는 방법의 특정에는 처음에 상술한 방법으로 티타늄 질화물 코팅을 청결하게 하는 단계를 포함한다. 티타늄 질화물 코티잉 청결하게 되며, 티타늄 질화물로 코팅된 금속 공구나 몰드 표면은 테가 965 플라즈마 에처(Tegal 965 etcher) 같은 배럴 형태의 챔버를 갖는 플라즈마 반응로 안에 위치된다. 챔버 압력은 약 1.0 토르이고 챔버온도는 약 섭씨 80도이고, 플라즈마 에처에 적용된 전력은 약 400 와트이다. 이로부터 플라즈마가 얻어지는 가스는 91.5% CF4와 8.5% O2를 함유하는 혼합물이다. 반응 시간은 금속 공구나 몰드 표면상의 티타늄 질화물 코팅의 양에 의존된다. 적절한 시간내에 티타늄 질화물 코팅이 완전하게 제거된다면, 반응성 불소종을 함유하는 플라즈마는 기초가 되는 금속 공구나 몰드 표면에 손상을 입히지 않는다.
따라서, 본 발명의 상술된 목적 및 장점에 부합되는, 질화물 코팅을 금속 공구 및 금속 표면으로부터 제거하는 향상된 방법이 제공된다. 본 발명의 정신 및 범위에 이탈함이 없이 다른 개조 및 변경이 당업자에 의해 가능한 것이 이해된다.

Claims (4)

  1. 금속면의 일부분에 위치된 티타늄 질화물 코팅을 가진 금속면을 제공하는 단계와, 티타늄 질화물로 코팅된 금속면을 플라즈마 반응로에 위치시키는 단계와, 티타늄 질화물로 코팅된 금속면을 반응성 불소종을 함유하는 가스 플라즈마에 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속면에서의 티타늄 질화물 코팅 제거방법.
  2. 금속면의 일부분에 위치된 티타늄 질화물 코팅을 가진 금속 몰드 공구 표면을 제공하는 단계와, 티타늄 질화물로 코팅된 금속 몰드 공구 표면을 플라즈마 반응로에 위치시키는 단계와, 티타늄 질화물로 코팅된 금속 몰드 공구 표면을 반응성 불소종을 포함하는 가스 플라즈마에 노출시키는 노출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 필드공구 표면에서의 티타늄 질화물 코팅 제거방법.
  3. 티타늄 질화물 코팅을 가진 금속 공구 또는 몰드 표면을 제공하는 제공 단계와, 티타늄 질화물 코팅을 청결하게 하는 청결 단계와, 상기 티타늄 질화물로 코팅된 금속 공구 또는 몰드 표면을, 챔버 압력이 0.5 내지 5.0 토르, 챔버 온도가 섭씨 40 내지 100도, 전력이 100 내지 1000 와트인 배럴이 형태의 챔버를 가진 플라즈마 반응로의 위치시키는 단계와, 질화물로 코팅된 금속 공구 또는 몰드 표면을, CF4, CHF3, C2F6, SF6를 함유하는 그룹의 하나 이상의 가스에서 얻어진 반응성 불소종을 포함하는 가스 플라즈마에 노출시키는 노출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 공구 또는 몰드표면에서의 티타늄 질화물 코팅 제거 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 티타늄 질화물로 코팅된 금속 몰드 공구 표면을 플라즈마 반응로에 위치시키는 단계 이전에, 사익 티타늄 질화물 코팅을 청결하게 하는 청결 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 몰드 공구 표면에서의 티타늄 질화물 코팅 제거방법.
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