KR100329810B1 - 이온빔을 이용한 재료의 표면처리장치 - Google Patents

이온빔을 이용한 재료의 표면처리장치 Download PDF

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Abstract

이온빔 (IB)을 이용한 고분자, 금속 및 세라믹 재료의 표면처리장치가 개시되어 있는데, 표면처리되는 재료에 인가되는 전압 (22)을 공급하고 제어함으로써 재료에 조사되는 이온빔 (IB) 에너지를 조절할 수 있고, 이온빔이 조사되는 진공조 영역에서의 반응성 가스 진공도를 이온빔이 발생되는 영역에서의 것과 다르게 하고, 또한 양면 조사 처리 및 연속 처리를 적용할 수 있다.

Description

이온빔을 이용한 재료의 표면처리장치{APPARATUS FOR SURFACE MODIFICATION OF POLYMER, METAL AND CERAMIC MATERIALS USING ION BEAM}
종래의 이온빔 처리 방법으로는 박막 제조에 의한 방법과 표면 세척에 의한 방법이 있었다.
박막 제조에 의한 방법으로는, 높은 에너지 (수십KeV - 수MeV)를 이용한 이온주입 (ion implantation)이나 이온빔 조사 (ion beam irradiation), 낮은 에너지 (0 - 수KeV)의 입자를 생성하는 이온원 (ion source)으로부터의 이온화 입자를 타겟에 조사하여 증착하고자 하는 물질을 생성하는 이온빔 스퍼터링 증착 (ion beam sputtering deposition)이나 다중 이온빔 증착 (multi ion beam deposition) 및 박막 제조에 도움을 주는 방법과 이온 도움 증착 (ion-assisted deposition) 등이 제안되어져 왔다.
또한, 표면 세척에 의한 방법으로는, 에너지를 가진 입자를 재료 표면에 조사하면서 일어나는 표면 세척 (surface cleaning)과 반응성 가스를 진공조 내에 주입하여 시행하는 반응성 이온빔 식각 (reactive ion beam etching) 등이 제안되어져 왔다.
이온빔을 이용한 박막 제조의 경우 증착되는 입자와 도움을 주는 입자 이온빔의 입자 상대비를 조절하여 박막을 제조하였고, 이온빔을 이용한 표면 세척의 경우 주로 플라즈마 발생과 반응성 가스의 양을 조절하여 반응성 가스가 이온화되어 세척이 기존의 습식 반응으로 오랜 시간이 소요되었던 것을 빠른 시간 내에 세척이 가능하게 하였다.
도 1은 선출원 (대한민국 특허출원 2456/1996호, 11994/1996호, 11995/1996호 및 11996/1996호, 그 개시내용이 여기에 포함되어 있음)된 표면처리장치를 개략적으로 보여준다. 상기 장치는 이온빔 (IB)을 생성하는 이온 건 (12) 및 도움 이온빔 (AB)을 생성하는 도움 이온 건 (14)을 포함하는 이온원 (Ion source) (10)과, 조사되는 에너지를 가진 이온의 양을 측정하고 조절하기 위한 이온빔 전류 측정기 (40) 및 조절기 (42), 이온에 의해 표면처리하고 싶은 샘플 재료 (22)를 놓는 샘플 홀더 (20)와, 샘플 재료 주위에 반응성 가스를 주입하는 반응성 가스 유입구 (26)를 포함하는 반응성 가스 조절 장치 (도시되지 않음) 및 이온빔 IB 및 AB의 발생을 용이하게 하는 진공조 (30)내에 진공을 발생시키는 진공 펌프 (28)로 이루어져 있다.
상기 장치가 적용되는 실제 예로는, 고분자 재료 주위에 반응성 가스로 산소를 불어 넣어 주고 아르곤 이온을 재료 표면에 조사하여 고분자 재료 표면에 산소 원자가 탄소 고리에 화학적으로 결합한 친수성 작용기를 생성시키는 것과, 질화물 AlN 표면으로 산소를 불어 넣어주며 아르곤 이온을 조사하여 AlON의 결합이 생성되어 물질 자체에 영향을 주지 않고 표면에 새로운 물질을 형성시키는 것이 있으며, 상기와 같은 표면 자체의 고유 성질 변화로 인해 여러 가지 문제점들이 해결될 수 있다. 예를 들어 다른 물질과의 접착, 흡착, 친수성, 재료의 표면 강도의 변화들을 가져올 수 있다. 상기 이온빔 도움 반응에선 주로 사용되는 에너지가 기존의 증착 방식보다는 낮은 에너지대의 입자 에너지를 이용하고 이온 조사량도 1013- 1018ions/cm2이며, 반응성 가스의 양도 재료 주위의 분압이 진공조의 전체 진공도 보다도 높은 것이 특색이다.
그러나, 상기 이온빔 조사 장치의 경우에는 단지 반응성 가스에 의한 처리에 중점을 둔 까닭에 상기 반응성 가스량 조절을 통한 물성 내지 표면처리 특성의 개선을 가져오지 못했고, 시편에 인가되는 이온빔의 에너지를 단지 이온빔 만에 의해 조절할 수 있었다.
본 발명은 이온빔을 이용한 고분자, 금속 및 세라믹 재료의 표면처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이온빔을 이용한 고분자, 금속 및 세라믹 재료의 표면처리장치를 개량하여 반응성 가스의 양 및 이온빔의 에너지를 조절할 수 있고, 분말 재료의 표면처리가 가능하고, 재료의 연속 표면처리가 가능하도록 한 표면처리장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 반응성 가스를 이용한 이온 도움 반응 장치를 개략적으로 보여준다.
도 2는 표면처리하려는 재료에 전압을 인가할 수 있는 본 발명에 따른 이온 도움 반응 장치를 개략적으로 보여준다.
도 3은 반응성 가스의 분압 조절이 가능한 본 발명에 따른 이온 도움 반응 장치를 개략적으로 보여준다.
도 4는 분말 재료의 표면처리를 가능하게 한 본 발명에 따른 이온 도움 반응 장치를 개략적으로 보여준다.
도 5는 재료의 두 면 이상을 표면처리할 수 있는 본 발명에 따른 이온 도움 반응 장치를 개략적으로 보여준다.
도 6은 배치(batch) 타입 연속 공정이 가능한 본 발명에 따른 이온 도움 반응 장치를 개략적으로 보여준다.
도 7은 대기중에 있는 재료를 진공 반응 챔버내로 도입하여 연속 표면처리하는 본 발명에 따른 이온 도움 반응 장치를 개략적으로 보여준다.
도 8은 웨이퍼 등 묶음으로 된 재료를 연속 표면처리하는 본 발명에 따른 이온 도움 반응 장치를 개략적으로 보여준다.
따라서, 본 발명은 배경 기술에서 문제시되는 전술한 문제점을 해결할 수 있는 이옴빔을 이용한 고분자, 금속 및 세라믹 재료의 표면처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명에서는, 표면에 불어주는 반응성 가스의 양을 제어하여 특정양의 이온빔 에너지를 시편 표면에 조사하고, 표면에 인가되는 이온빔의 이온 에너지를 조절하므로서 표면에 새로운 화학적 구조를 가지는 물질을 형성시키는 것을 목적으로 한다. 즉, 표면 개질의 정도를 이온 조사량, 반응성 가스의 주입량, 에너지를 가지는 입자의 입자 에너지를 조절함으로써 제어 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 실제 생산 공정에 적용될 수 있는 양면 조사 방식 내지 연속 배치(batch) 프로세스에의 적용을 가능케 하는 표면처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 챔버와, 상기 챔버내의 진공을 유지하기 위한 진공수단과, 이온빔을 발생시키는 이온건을 갖는 이온원과, 표면처리되는 재료가 이온원으로부터의 이온빔에 의해 조사되도록 놓여지는 홀더와, 상기 재료 표면으로 반응성 가스를 공급하는 반응성 가스 주입 수단;으로 이루어지고, 상기 홀더를 상기 챔버로부터 절연시키면서 전압을 상기 홀더에 인가함으로써 상기 재료 표면에 조사되는 이온빔의 이온 에너지가 제어되는 이온빔을 이용한 재료의 표면처리장치를 제공한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 챔버와, 상기 챔버내의 진공을 유지하기 위한 진공수단과, 이온빔을 발생시키는 이온건을 갖는 이온원과, 표면처리되는 재료가 이온원으로부터의 이온빔에 의해 조사되도록 놓여지는 홀더와, 상기 재료 표면으로 반응성 가스를 공급하는 반응성 가스 주입 수단과, 상기 반응성 가스가 재료 표면에 공급되는 경우 그 안에서 재료 표면이 처리되는 상기 챔버의 재료 반응 영역을 이온원이 설치되어 있는 챔버 영역으로부터 분리시키는 분리수단으로 이루어지고, 상기 챔버의 재료 반응 영역내에서의 진공도가 이온원이 설치되어 있는 챔버 영역에서의 진공도보다 더 높게 유지되는 이온빔을 이용한 재료의 표면처리장치를 제공한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 챔버와, 상기 챔버내의 진공을 유지하기 위한 진공수단과, 이온빔을 발생시키는 이온건을 갖는 이온원과, 이온원으로부터의 이온빔이 조사되는 분말 재료를 수용하고 상기 분말 재료를 교반하는 홀더와, 상기 재료 표면으로 반응성 가스를 공급하는 반응성 가스 주입 수단;으로 이루어지는 이온빔을 이용한 분말 재료의 표면처리장치를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 챔버와, 상기 챔버내의 진공을 유지하기 위한 진공수단과, 이온빔을 발생시키는 이온건을 갖는 이온원과, 각각이 이온건을 가지며 상기 챔버의 상하부에 혹은 챔버내의 적어도 두 개의 대향하는 위치에 설치되어 각각의 이온빔을 발생시키고 상기 각각의 이온빔을 표면처리되는 전면 및/또는 후면 혹은 대향면에 조사시키는 두 개 이상의 이온원과, 재료를 공급하기 위한 수단과, 이온원으로부터 발생되는 이온빔이 조사되는 각각의 재료 표면으로 반응성 가스를 공급하는 반응성 가스 주입 수단;으로 이루어지고, 상기 재료는 이온빔이 조사되는 챔버내의 반응 영역으로 연속적으로 공급되고 상기 반응 영역으로부터 배출되는 이온빔을 이용한 분말 재료의 연속 연속표면처리장치을 제공한다.
여기서, 상기 재료는 롤(roll) 형상으로 감겨있어서 상기 반응 용기내에서는 한쪽 부분에서 풀려지며 시편 반응부로 공급되고, 시편 반응부에서 이온빔이 조사되어 표면처리가 행해진 후 다른 쪽 부분에서 다시금 롤 형상으로 감겨질 수 있다. 또한, 상기 재료는 웨이퍼 형상으로 공급되고 배출될 수도 있다.
또한, 복수개의 진공 수단이 챔버내에 설치되고, 상기 진공 수단은 표면처리되는 재료가 반응 챔버의 바깥으로부터 반응 영역으로 공급되고 표면처리된 재료가 상기 챔버 바깥으로 배출되는 경우 그 진공도가 반응 영역에서 가장 높도록 일정 순서로 설치될 수도 있다.
사용될 수 있는 이온원으로는 카우프만 타입 이온원 (Kaufman type ion source), 콜드 할로우 캐소드 이온원 (cold hollow cathode ion source) 또는 고주파 이온원 (high frequency ion source) 등이 있으며, 상기 이온원으로부터 생성되는 에너지를 가지는 입자를 이온빔이라 한다. 조사된 이온의 양은 1013-1018ions/cm2의 범위가 바람직하고, 표면처리되는 재료 위로 불어 넣어지는 반응성 가스의 양은 0-30 ㎖/min 정도가 바람직하고, 전체 반응 챔버내에서 반응성 가스의 분압이 표면처리되는 재료 주위에서의 분압보다 크다. 진공조내의 반응성 가스의 분압은 10-1-10-7torr이다.
본 발명의 추가적인 잇점, 목적 및 특징은 후술한 설명으로부터 더욱 분명해질 것이다.
본 발명은 박막 제조 및 표면 세척을 목적으로 했던 종래 기술과는 달리, 저에너지 이온빔을 이용한 표면처리장치를 목적으로 한다. 본 발명은 전술한 대한민국 특허출원 2456/1996호, 11995/1996호 및 11996/1996호에 개시된 기술에서 문제시되었던 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
이온원으로부터 발생된 이온빔이 고분자 재료의 표면에 조사되고 동시에 반응성 가스 즉, 산소나 질소 가스를 주입시키는 경우, 소수성 표면이 친수성 표면으로 변화될 수 있다. 또한, 증착시킨 금속박막 위에 비활성 기체를 조사시킴으로써 표면의 조도 (거칠기)를 변화시키면서 동시에 그 표면에 반응성 가스를 주입시킴으로써 다른 박막 (질화물이나 산화물)의 증착을 수행하는 경우, 두 박막 간에 접착력을 향상시킬 수 있다.
도 2는 표면처리되는 재료에 전압 (즉, 바이어스)을 인가할 수 있는 본 발명에 따른 이온 도움 반응 장치의 개략도이다. 표면에 굴곡이 진 금속 박막, 산화물 박막 또는 유기물 (200) 표면에 이온빔을 조사할 경우, 이온건 (210)에서 방출되는 Ar+양이온들이 가속됨과 동시에 표면처리를 하고자 하는 재료에 전원 (220)으로부터 전압을 가함으로써 이온건 (210)으로부터 발생되는 이온들과 재료 표면간에 인력 (attraction force) 또는 척력 (repulsive force)이 형성되어 전하 변형이 이루어지므로 재료 표면의 조성과 모양을 개질시킬 수 있다. 도 2에서 보듯이 기존에는 홀더 (230)에 전압을 인가하는 것을 생각하지 않았는데 본 발명에서는 홀더 (230)를 진공조에서 전기적으로 절연을 시키면서 －전압 또는 ＋전압을 인가할 수 있도록 설계하였다.
도 3은 반응성 가스 분압의 조절을 가능하게 한 이온빔 장치의 개략도이다. 종래에는 기판 주위에 반응성 가스를 주입할 때 재료의 표면에 흘러주는 반응성 가스가 진공조로 쉽게 확산되어 반응성 가스의 조절이 용이하지 않았으나, 도 3에서와 같이 표면처리하고자 하는 재료 (320)와 이온빔 (IB)을 생성하는 이온건 (340)사이에 서로를 분리시키는 분리벽 (300, 310)을 제공하여 재료 (320) 주위에 반응성 가스의 분압 조절이 용이하게 한 것이다. 도면에서 보듯이 한 챔버내에 분리벽 (300, 310) 설치하는 이유는 재료 (340) 표면 부근에 노출되는 반응성 가스가 이온건 (340)으로 유입되면서 반응성 가스가 이온건 (340) 내부에 존재하는 필라멘트 열선과 반응하여 산화 반응 혹은 질화 반응에 의해 필라멘트 열선을 손상시키거나 이온원에서 발생하는 플라즈마 형성을 방해하기 때문이다. 그 이유는 재료 부근의 진공도가 이온원 쪽의 진공도보다 10-3정도 낮아서 반응성 기체들은 안쪽으로 유입되지 않고 바로 밖으로 배출되기 때문이다. 또한, 이렇게 분리벽 (300, 310)을 만들고 처리하고자 하는 부분만 노출시킬 경우 원하는 부위만 표면처리할 수 있어 선택적 표면 개질의 장점을 살릴 수가 있으며, 상술한 문제점을 야기하는 이물질의 이온원 투입을 방지할 수가 있다. 또한 서로 다른 진공도를 갖는 진공 펌프 (350a, 350b, 350c)를 연결함으로써 더욱 효율적으로 재료 주위 (330a)와 이온원 주위 (330b, 330c) 사이의 진공조 (330) 분압을 조절하는 것도 가능하다.
도 4는 분말 처리를 위한 이온 도움 반응 장치의 개략도이다. 일반적으로 기존의 이온 도움 증착에서는 이온원을 밑에 설치하고 증착하고자 하는 물질을 위에 놓아 박막을 제조하였다. 즉, 이온빔 스퍼터링에서처럼 이온원 맞은 편에 증착하고자 하는 타겟(target)을 설치하여 장치를 설계하였는데, 이 경우에는 미세 분말 혹은 불균일한 형상을 갖는 재료를 잡고 (hold) 있을 수 없었다. 그러나, 본 발명에서는 이온원 (400)을 챔버 (410)의 상부에 설치하고 분말 재료 (420)을 교반시킴으로써 분말 재료 (420)을 표면처리하게 된다. 분말의 표면을 처리하기 위하여, 이온원 (400)으로부터의 이온빔 (IB)이 조사되는 분말 재료 (420)을 잡고 있으면서 모터 (450)으로 구동되어 상기 분말 재료 (420)을 교반시킬 수 있는 홀더 (430)가 제공되어 있다. 반응성 가스를 주입하는 경우에는, 분말 재료로 반응성 가스를 공급하기 위한 가스 주입기 (440)를 분말 재료 (420) 주위에 혹은 홀더 (430) 내에 설치하여 반응성 가스의 양을 조절하는게 가능해진다.
도 5는 재료의 두 면 이상을 처리할 수 있게 고안된 장치의 개략도이다. 즉, 옷감의 양면 표면 개질 또는 필름의 양면 표면 개질에 대한 이온원의 위치에 대한 장치의 개략도이다. 여기에 보인 바와 같이, 두 개 이상의 이온원 (510, 520)을 챔버의 위와 아래에 설치하던가 혹은 적어도 두 개의 이온원 (510, 520)을 챔버 (500) 내의 대향 위치에 각각 설치하여 각각 이온빔 (IB)을 발생시켜 재료 (530)의 전면 및/또는 후면, 혹은 각각의 반대면에 각각 이온빔을 조사하여 표면처리한다. 즉, 표면처리되는 면에 대해 45°, 60°, 90°의 각도로 이온빔을 조사하는 것이 가능해져 구형 재료, 굴곡이 진 재료 등과 같이 다양한 형상의 재료를 균일하게 표면처리할 수 있다.
도 6은 배치 타입(Batch Type) 연속 공정이 가능한 이온빔 처리장치이다. 일반적으로 대량 생산을 위해서는 필름, 포일 (foil) 혹은 쉬트 (sheet) 등의 형태에 대하여 연속적으로 표면처리하는 것이 가능해야 한다. 도면에 나타난 바와 같이 롤로 감겨진 섬유와 같이 길이가 긴 필름이나 섬유 재료를 만든 후 그 위에 연속표면처리가 행해진다. 이러한 연속표면처리장치는 재료를 롤로 감을 수 있는 장치를 설치함으로써 필름의 속도를 조절하여 표면 개질 정도를 제어할 수 있는 장점을 갖는다. 상기 장치는, 챔버 (600)와, 챔버내의 진공을 유지하기 위한 진공수단 (650)과, 각각 이온건을 가지며 챔버 (600)의 상하부에 설치되거나 챔버내의 적어도 두 개 이상의 대향되는 위치에 설치됨으로써 각각 이온빔을 발생시키고 상기 이온빔을 표면처리되는 재료 (630)의 전후면 혹은 반대면에 각각 조사시키는 하나 이상의 이온원 (610, 620)과, 재료 (630)을 공급하기 위한 롤러 (631, 632, 633, 634)와, 이온원으로부터 발생된 이온빔이 조사되는 재료의 각 면으로 반응성 가스를 공급하여 반응성 가스 공급 매니폴드 (640a, 640b)를 포함하고, 상기 재료 (630)는 상기 이온빔이 조사되는 챔버내의 반응 영역안으로 연속적으로 공급되고 반응영역으부터 연속적으로 배출된다.
도 7은 대기 분위기로부터 챔버내의 진공분위기내로 도입되는 재료를 연속적으로 처리할 수 있는 이온빔 처리장치를 보여준다. 일반적으로, 이온빔을 발생하는 이온 원의 장치는 챔버내의 진공도가 우수한 경우에만 양질의 이온빔을 생성할 수 있다. 1차 진공이 제 1 진공펌프 (712)에 의해 형성되는 제 1 진공조 (710) 내에서는, 낮은 진공도가 얻어지고, 그 후 원하는 진공도가 이어지는 진공조 (700)에서 다른 진공펌프 (702)에 의해 순차적으로 얻어지게 된다. 이 때, 1차 진공을 만드는 제 1 진공조 (710)는 1차 진공상태를 형성하기 위해 제공되는 것이므로, 진공조의 부피는 클 필요가 없으며, 초기 진공이 잘 뽑히지 않을 경우 2차 혹은 3차 진공조(720) 및 2차 혹은 3차 진공펌프 (722)를 설치하여 진공을 뽑으며, 원하는 진공이 얻어지면 재료 (730)는 이온원 (740)으로부터의 이온빔 (IB)이 조사되는 반응 영역내로 이송되고 표면처리가 이루어진다. 표면 처리된 재료의 배출시, 재료는 원하는 진공상태를 얻기 위한 순서와 반대 순서로 낮은 진공도를 갖는 하나 이상의 진공조를 통하여 배출되고 그 후 처리된 재료는 원하는 형태로 저장된다.
도 8은 산화물을 형성하거나 기계적 강도를 갖는 재료를 형성하는데 이용될 수 있는 웨이퍼 등과 같이 묶음으로된 물질들을 연속 처리할 수 있는 이온빔 장치를 보여준다. 상기 장치는 판 (plate) 형상을 갖는 표면을 처리하는데 사용될 수 있어서 실리콘 웨이퍼, 금속 판 및 세라믹 후막의 표면 처리와 같은 것에 유용하게 적용될 수 있다. 판 형상 재료를 이동시키기 위해 용기 챔버 (820)가 이온빔 처리 챔버 (820)의 각 측면에 부착되어 있고 벨트 컨베이어 시스템 (830)이 이온빔 처리 챔버를 가로질러서 연장되어 있다. 먼저, 홀더 (840)을 지짖하는 수직 이동 로드가 상하향으로 움직여 최대 6개의 제품 (웨이퍼, 판 등)을 동시에 수용하고 있는 라운드-타입 홀더 (840)를 변화시킨다. 다음으로, 각 홀더 (840)가 회전하고 배치 (batch) 타입 컨베이어 시스템 (830)과 연결되어 상기 제품을 이온빔 처리 챔버내로 이동시킨다. 스텝핑 모터로 구동되는 홀더 회전 시스템 (850)은 각각 60°의 각 회전 (angular rotation)을 갖고 회전한다.
본 발명에 따르면, 이온 도움 반응 장치내에서의 반응성 가스량을 조절하고, 표면처리되는 재료에 조사되는 이온 빔의 에너지를 조절하여 재료의 표면처리특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 실제 생산 공정에 적용될 수 있는 양면 조사 방식내지 연속 배치(batch) 프로세스가 얻어진다.
본 발명의 바람직한 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 통상의 지식을 가진 당업자가 첨부한 청구범위에 기재된 발명의 범위와 이념을 벗어나지 않으면서 다양한 변경이나 추가 및 치환이 가능할 것이다.

Claims (12)

  1. 챔버와;
    상기 챔버내의 진공을 유지하기 위한 진공수단과;
    이온빔을 발생시키는 이온건을 갖는 이온원과;
    표면처리되는 재료가 이온원으로부터의 이온빔에 의해 조사되도록 놓여지는 홀더와;
    상기 재료 표면으로 반응성 가스를 공급하는 반응성 가스 주입 수단;으로 이루어지고,
    상기 홀더를 상기 챔버로부터 절연시키면서 전압을 상기 홀더에 인가함으로써 상기 재료 표면에 조사되는 이온빔의 이온 에너지가 제어되는 것을 특징으로 하는 이온빔을 이용한 재료의 표면처리장치.
  2. 챔버와;
    상기 챔버내의 진공을 유지하기 위한 진공수단과;
    이온빔을 발생시키는 이온건을 갖는 이온원과;
    표면처리되는 재료가 이온원으로부터의 이온빔에 의해 조사되도록 놓여지는 홀더와;
    상기 재료 표면으로 반응성 가스를 공급하는 반응성 가스 주입 수단과;
    상기 반응성 가스가 재료 표면에 공급되는 경우 그 안에서 재료 표면이 처리되는 상기 챔버의 재료 반응 영역을 이온원이 설치되어 있는 챔버 영역으로부터 분리시키는 분리수단;으로 이루어지고,
    상기 챔버의 재료 반응 영역내에서의 진공도가 이온원이 설치되어 있는 챔버 영역에서의 진공도보다 더 높게 유지되는 것을 특징으로 하는 이온빔을 이용한 재료의 표면처리장치.
  3. 챔버와;
    상기 챔버내의 진공을 유지하기 위한 진공수단과;
    이온빔을 발생시키는 이온건을 갖는 이온원과;
    이온원으로부터의 이온빔이 조사되는 분말 재료를 수용하고 상기 분말 재료를 교반하는 홀더와;
    상기 재료 표면으로 반응성 가스를 공급하는 반응성 가스 주입 수단;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온빔을 이용한 분말 재료의 표면처리장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    두 개 이상의 진공 수단이 제공되고; 상기 반응성 가스가 재료 표면에 공급되는 경우 그 안에서 재료 표면이 처리되는 상기 챔버의 재료 반응 영역을 이온원이 설치되어 있는 챔버 영역으로부터 분리시키는 분리수단;이 추가적으로 포함됨으로써, 상기 챔버의 재료 반응 영역내에서의 진공도가 이온원이 설치되어 있는 챔버 영역에서의 진공도보다 더 높게 유지되는 것을 특징으로 하는 이온빔을 이용한 재료의 표면처리장치.
  5. 챔버와;
    상기 챔버내의 진공을 유지하기 위한 진공수단과;
    이온빔을 발생시키는 이온건을 갖는 이온원과;
    각각이 이온건을 가지며 상기 챔버의 상하부에 혹은 챔버내의 적어도 두 개의 대향하는 위치에 설치되어 각각의 이온빔을 발생시키고 상기 각각의 이온빔을 표면처리되는 전면 및/또는 후면 혹은 대향면에 조사시키는 두 개 이상의 이온원과,
    재료를 공급하기 위한 수단과;
    이온원으로부터 발생되는 이온빔이 조사되는 각각의 재료 표면으로 반응성 가스를 공급하는 반응성 가스 주입 수단;으로 이루어지고,
    상기 재료는 이온빔이 조사되는 챔버내의 반응 영역으로 연속적으로 공급되고 상기 반응 영역으로부터 배출되는 것을 특징으로 하는 이온빔을 이용한 분말 재료의 연속표면처리장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    두 개 이상의 진공 수단이 제공되고; 상기 반응성 가스가 재료 표면에 공급되는 경우 그 안에서 재료 표면이 처리되는 상기 챔버의 재료 반응 영역을 이온원이 설치되어 있는 챔버 영역으로부터 분리시키는 분리수단;이 추가적으로 포함됨으로써, 상기 챔버의 재료 반응 영역내에서의 진공도가 이온원이 설치되어 있는 챔버 영역에서의 진공도보다 더 높게 유지되는 것을 특징으로 하는 이온빔을 이용한 재료의 연속표면처리장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 재료는 롤(roll) 형상으로 감겨있어서 상기 반응 용기내에서는 한쪽 부분에서 풀려지며 시편 반응부로 공급되고, 시편 반응부에서 이온빔이 조사되어 표면처리가 행해진 후 다른 쪽 부분에서 다시금 롤 형상으로 감겨지는 것을 특징으로 하는 이온빔을 이용한 재료의 연속표면처리장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 재료는 웨이퍼 형상으로 공급되고 배출되는 것을 특징으로 하는 이온빔을 이용한 재료의 연속표면처리장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 롤 형상으로 감겨진 재료는 상기 챔버내에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 이온빔을 이용한 재료의 연속표면처리장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 롤 형상으로 감겨진 재료는 상기 챔버 밖에 위치하여 상기 반응 영역을갖는 챔버의 바깥으로부터 상기 재료가 도입되고, 표면처리된 재료는 다시금 상기 챔버 밖에 위치하는 롤로 배출되어 감겨지는 것을 특징으로 하는 이온빔을 이용한 재료의 연속표면처리장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 표면처리되는 재료가 상기 챔버 바깥으로부터 반응 영역내로 공급되고 상기 표면처리된 재료가 상기 챔버 바깥으로 배출되는 경우 챔버내의 진공도는 상기 반응 영역에서 가장 높은 것을 특징으로 하는 이온빔을 이용한 재료의 연속표면처리장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 표면처리되는 재료가 상기 챔버 바깥으로부터 반응 영역내로 공급되고 상기 표면처리된 재료가 상기 챔버 바깥으로 배출되는 경우 챔버내의 진공도는 상기 반응 영역에서 가장 높은 것을 특징으로 하는 이온빔을 이용한 재료의 연속표면처리장치.
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