KR100381162B1 - 플라즈마를 이용한 표면처리장비의 가스 배출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마를 이용한 표면처리장비에 관한 것으로서, 특히 시료의 이동을 위해 증착챔버와 언코일링챔버를 연결하는 연결관과, 상기 연결관에 설치되어 상기 증착챔버에서 시료와 함께 나온 배기가스를 외부로 배출하는 배출관과, 상기 배출관의 끝단에 설치되고 상기 시료의 표면에 근접되도록 선단부가 상기 증착 챔버 내부에 위치되며 상기 선단부에 상기 시료의 표면에 떨어진 탄화물을 배기가스와 함께 흡입할 수 있도록 흡입구가 형성된 흡입덕트로 구성된 플라즈마를 이용한 표면처리장비의 가스 배출 장치를 제공함으로써 시료의 표면에 떨어진 탄화물이 상기한 가스와 함께 배출되어 탄화물에 의한 시료의 손상이 방지되도록 한 것이다.

Description

플라즈마를 이용한 표면처리장비의 가스 배출 장치{ A Plasma discharging device }

본 발명은 플라즈마를 이용한 표면처리장비에 관한 것으로서, 특히 시료의 표면에 떨어진 탄화물이 배기가스와 함께 배출되도록 배기가스를 배출하기 위한 구조를 변경한 플라즈마를 이용한 표면처리장비의 가스 배출 장치에 관한 것이다.

상기한 플라즈마를 이용한 표면처리장비는 직류 또는 고주파 플라즈마를 이용하여 원료가스, 즉 반응가스를 화학 반응시킴으로써 시료 상에 특정 성질을 가지는 중합물이 증착되어 상기한 시료의 표면에 박막이 형성되도록 하는 것이다.

이때, 상기한 시료의 표면에 형성된 박막은 반응가스의 종류, 플라즈마의 생성을 위해 사용된 전력의 종류 및 전압의 크기, 증착시간 등에 따라 다른 화학적 성질을 갖게 된다.

즉, 상기한 박막은 그 처리조건에 따라 표면의 강도 변화, 접착 및 흡착, 친수성, 소수성 등의 특성을 얻게 된다.

이러한 플라즈마를 이용한 표면처리장비는 반도체 집적회로소자, 초전도소자, 각종 전자소자, 각종 센서를 구성하고 있는 금속막, 반도체막, 절연막, 광도전체막, 확산방지막, 밀착증막의 박막을 제작하는데 널리 사용되고 있다.

상기한 바와 같은 플라즈마를 이용한 표면처리장비는 도 1에 도시된 바와 같이 코일링챔버(10), 증착챔버(20), 언코일링챔버(30)가 연속적으로 배치되어 상기 코일링챔버(10)의 공급롤에 감겨있던 시료가 증착챔버(20) 내부로 공급되면 상기 증착챔버(20)에서 시료의 표면에 박막이 형성되고, 이렇게 박막 형성이 완료된 시료는 언코일링챔버(30)로 회수되도록 되어 있다.

상기한 박막 형성 과정을 도 2 및 도 3을 참조하여 더 상세히 설명하면, 먼저 증착챔버(20) 내부의 압력이 일정한 진공상태로 유지되는 상태에서 상기 증착챔버(20)로 코일링챔버(10)의 시료(M')가 공급되면 가스흡입관(21)(23)의 흡입홀(22)(24)들을 통해 증착챔버(20)의 내부로 반응가스가 흡입된다.

이때, 상기한 시료(M')는 전력공급기에 의해 애노드 또는 캐소드로 바이어스된 곳에 위치되고, 상기 가스흡입관(21)(23)은 도 2에 도시된 바와 같이 증착챔버(20)의 일측 벽면 상, 하측에 각각 설치되어 상기 증착챔버(20)의 옆방향에서 반응가스를 공급하도록 되어 있다.

이후, 상기한 반응가스를 직류 또는 고주파로 방전시키면 상기 증착챔버(20) 내부에 플라즈마가 형성된다. 이렇게 형성된 플라즈마 내에서 반응가스들의 분자결합이 끊어지게 되고, 끊어진 체인과 활성화된 양이온 또는 음이온들이 결합하여 전극(25)(27) 사이에 위치하는 시료(M')의 표면에 고분자 중합체를 형성시키게 된다.

이때, 고전위를 가지는 시료(M')에는 주로 음이온들이 고분자 중합체 합성에 도움을 주고, 저전위를 가지는 시료(M') 또는 전극(25)(27)에는 주로 양이온들이 도움을 준다.

상기와 같이 중합체를 형성하는 중, 상기 전극(25)(27) 사이에서 시료(M')의위치를 변경하면 증착되는 고분자의 종류를 변경시킬 수 있다.

상기한 바와 같이 시료(M')의 표면에 고분자 중합체가 증착되어 박막이 형성되면 상기 시료(M')는 증착챔버(20)와 언코일링챔버(30)를 연결하고 있는 연결관(40)을 통과하여 상기 언코일링챔버(30)를 향해 배출된다.

이때, 상기 증착챔버(20)에서 시료(M')와 함께 나온 배기가스(G')는 상기 연결관(40)에 설치된 배출관(41)을 통해 외부로 배출된다. 이로써, 상기한 시료(M')의 플라즈마 중합에 의한 박막 형성 과정은 완료된다.

그런데, 상기와 같이 플라즈마 중합에 의해 시료(M')의 표면에 박막이 형성되는 동안 상기 각 전극(25)(27)의 표면에도 고분자 중합체가 형성되어 각 전극(25)(27)에서 발생되는 열에 의해 탄화되게 되고, 이렇게 상기 각 전극(25)(27)들의 표면에 발생된 탄화물은 운전시간이 경과될수록 계속 누적되어 중력에 의해 시료(M')의 표면으로 떨어지게 된다.

그러나, 종래 기술에 의한 플라즈마를 이용한 표면처리장비의 가스 배출 장치는, 시료(M')의 표면에 떨어진 탄화물을 제거하기 위한 구조를 별도로 구비하고 있지 않기 때문에 시료(M')의 표면에 대부분의 탄화물이 그대로 잔존하게 되어 상기한 시료(M')가 언코일링챔버(30)에서 감길 때 탄화물이 시료(M')의 표면에 박혀 흠집을 내게 되고, 이로 인해 시료(M')의 부식이 촉진되거나 그 표면의 고유 물성치가 변하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 증착챔버에서 나온 배기가스를 배출하기 위한 구조를 변경함으로써 시료의 표면에 떨어진 탄화물이 상기한 배기가스와 함께 배출되어 탄화물에 의한 시료의 손상이 방지되도록 하는 플라즈마를 이용한 표면처리장비의 가스 배출 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 플라즈마를 이용한 표면처리장비의 연속 공정 시스템이 개략적으로 도시된 구성도,

도 2는 종래 기술에 따른 플라즈마를 이용한 표면처리장비의 가스 배출 장치가 도시된 측면도,

도 3은 도 2의 A-A선 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 표면처리장비의 가스 배출 장치가 도시된 측면도,

도 5는 도 4의 B-B선 단면도,

도 6은 본 발명에 의한 흡입덕트가 도시된 저면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50 : 증착챔버 60 : 언코일링챔버

70 : 연결관 71 : 배출관

73 : 흡입덕트 75 : 슬릿홈

d : 슬릿홈의 폭 G : 배기가스

M : 시료

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 플라즈마를 이용한 표면처리장비의 가스 배출 장치는, 시료의 이동을 위해 증착챔버와 언코일링챔버를 연결하는 연결관과, 상기 연결관에 설치되어 상기 증착챔버에서 시료와 함께 나온 배기가스를 외부로 배출하는 배출관과, 상기 배출관의 끝단에 설치되고 상기 시료의 표면에 근접되도록 선단부가 상기 증착 챔버 내부에 위치되며 상기 선단부에 상기 시료의 표면에 떨어진 탄화물을 배기가스와 함께 흡입할 수 있도록 흡입구가 형성된 흡입덕트로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 표면처리장비의 가스 배출 장치가 도시된 측면도이고, 도 5는 도 4의 B-B선 단면도이고, 도 6은 본 발명에 의한 흡입덕트가 도시된 저면도이다.

상기한 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 의한 플라즈마를 이용한 표면처리장비의 가스 배출 장치는, 시료(M)의 이동을 위해 증착챔버(50)와 언코일링챔버(60)를 연결하는 연결관(70)과, 상기 연결관(70)에 설치되어 상기 증착챔버(50)에서 시료(M)와 함께 나온 배기가스(G)를 외부로 배출하는 배출관(71)과,상기 배출관(71)의 끝단에 설치되고 상기 시료(M)의 표면에 근접되도록 선단부가 상기 증착 챔버(50) 내부에 위치되며 상기 선단부에 상기 시료(M)의 표면에 떨어진 탄화물을 배기가스(G)와 함께 흡입할 수 있도록 흡입구가 형성된 흡입덕트(73)로 구성된다.

여기서, 상기 흡입구는 도 6에 도시된 바와 같이, 배기가스(G) 및 탄화물을 흡입하는 흡입력이 높아지도록 길이방향으로 형성된 슬릿홈(75)으로 이루어지고, 상기 슬릿홈(75)은 0.1 내지 2㎜의 폭(d)을 갖도록 형성되어 있다.

또한, 상기 흡입덕트(73)는 시료(M)의 표면에 접촉되더라도 상기 시료(M)가 손상되지 않도록 실리콘계의 재질로 형성되어 있다.

또한, 상기 흡입덕트(73)는 시료(M)의 전면(全面)에 대해 탄화물의 제거 작업을 수행할 수 있도록 그 길이가 상기한 시료(M)의 폭과 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 배출관(71)은 흡입덕트(73)와의 연결이 자연스럽도록 그 끝단의 폭 및 길이가 상기 배기흡입구(73)의 폭 및 길이와 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 플라즈마를 이용한 표면처리장비의 가스 배출 장치에서는, 증착챔버(50)에서 나온 시료(M)가 연결관(71)을 통해 언코일링챔버(60)를 향해 배출될 때 상기 증착챔버(50)에서 시료(M)와 함께 나온 배기가스(G)가 흡입덕트(73)의 슬릿홈(75)을 통해 흡입된 후 배출관(71)을 통해 외부로 배출되게 된다.

이때, 상기 배기가스(G)를 배출하기 위한 흡입력은 상기 배출관(71)에 연결된 진공펌프에 의해서 제공된다.

상기와 같이 배기가스(G)가 배출되는 동안 그 유동 흡입력에 의하여 시료(M)의 표면에 떨어져 있는 탄화물이 상기 흡입덕트(73)의 슬릿홈(75)을 통해 상기한 배기가스(G)와 함께 흡입되어 배출되게 된다.

상기에서, 미설명된 참조번호 51과 53은 증착챔버(50)의 내부로 반응가스를 흡입하기 위한 다수의 흡입홀(52)(54)이 형성된 가스흡입관을 나타내고, 참조번호 55와 57은 증착챔버(50)의 내부에 시료(M)를 사이에 두고 대향되게 위치되도록 설치된 전극을 나타낸다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 플라즈마를 이용한 표면처리장비의 가스 배출 장치는, 증착챔버에서 나온 배기가스가 흡입덕트와 배출관을 통해 배출되는 동안 시료의 표면에 떨어진 탄화물이 상기한 배기가스와 함께 배출되게 되므로 상기한 시료의 표면에 떨어진 탄화물이 제거되어 탄화물에 의한 시료의 손상이 방지되고, 이에 따라 시료의 품질이 향상되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 시료의 이동을 위해 증착챔버와 언코일링챔버를 연결하는 연결관과, 상기 연결관에 설치되어 상기 증착챔버에서 시료와 함께 나온 배기가스를 외부로 배출하는 배출관과, 상기 배출관의 끝단에 설치되고 상기 시료의 표면에 근접되도록 선단부가 상기 증착 챔버 내부에 위치되며 상기 선단부에 상기 시료의 표면에 떨어진 탄화물을 배기가스와 함께 흡입할 수 있도록 흡입구가 형성된 흡입덕트로 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 표면처리장비의 가스 배출 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 흡입구는 길이방향으로 형성된 슬릿홈으로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 표면처리장비의 가스 배출 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 슬릿홈은 0.1 내지 2㎜의 폭을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 표면처리장비의 가스 배출 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 흡입덕트는 실리콘계의 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 표면처리장비의 가스 배출 장치.