KR101075152B1 - Vacuum arc deposition device having a dual banded plasma duct - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이중굴곡 플라즈마 덕트를 구비한 진공아크 증착장치에 관한 것으로서, 음극 아크 방전에 의해 증착물질의 하전입자가 발생되는 아크증발부와, 상기 하전입자가 증착되는 기판 및 상기 아크증발부를 수용하여 대기와 차단시키며 굴곡부를 가지는 플라즈마 덕트와, 자장 형성에 의해 상기 하전입자를 상기 기판으로 이동시키기 위하여 상기 플라즈마 덕트 외주에 설치되는 자기장발생수단을 포함하되, 상기 플라즈마 덕트는 제1 곡률반경과 제1 곡률중심을 갖는 제1 굴곡부와, 상기 제1 굴곡부에 연속적으로 이어지되 상기 제1 곡률중심에 대향하는 제2 곡률중심과 제2 곡률반경을 갖는 제2 굴곡부를 포함하여 이루어지고, 상기 자기장발생수단은 상기 플라즈마 덕트를 감싸도록 상기 아크증발부 주위와 기판 주위에 설치되는 제1 및 제2 자장원과, 상기 제1 및 제2 자장원 사이에 마련되되 상기 제1 및 제2 굴곡부의 외주를 각각 감싸는 제1 및 제2 유도자장원으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a vacuum arc vapor deposition apparatus having a double-flex plasma duct, comprising: an arc evaporation unit for generating charged particles of a deposition material by cathode arc discharge, a substrate on which the charged particles are deposited, and the arc evaporation unit; A plasma duct blocking the atmosphere and having a bent portion, and magnetic field generating means installed at an outer circumference of the plasma duct to move the charged particles to the substrate by forming a magnetic field, wherein the plasma duct has a first radius of curvature and a first radius of curvature. And a second bend having a center of curvature and a second bend having a second center of curvature and a second radius of curvature that are continuously connected to the first bend and opposite to the first center of curvature. The first and second magnetic field sources are installed around the arc evaporation unit and around the substrate to surround the plasma duct. , Doedoe provided between the first and second magnetic field source is characterized in that sufficient to surround the outer periphery of the first and second bent portions respectively formed of first and second inductors manor.

음극 아크 방전, 증착물질, 자기장발생수단, 플라즈마 덕트, 이중굴곡, 배플 Cathodic Arc Discharge, Deposition Materials, Magnetic Field Generator, Plasma Duct, Double Bend, Baffle

Description

이중굴곡 플라즈마 덕트를 구비한 진공아크 증착장치{Vacuum arc deposition device having a dual banded plasma duct}Vacuum arc deposition device having a dual bend plasma duct

본 발명은 음극 아크 방전에 의해 증착물질의 하전입자가 발생되는 아크증발부와, 상기 하전입자가 증착되는 기판 및 상기 아크증발부를 수용하여 대기와 차단시키며 굴곡부를 가지는 플라즈마 덕트와, 자장 형성에 의해 상기 하전입자를 상기 기판으로 이동시키기 위하여 상기 플라즈마 덕트 외주에 설치되는 자기장발생수단을 포함하는 음극 아크 방전을 이용한 박막 증착장치에 관한 것이다.The present invention provides an arc evaporation unit for generating charged particles of a deposition material by cathodic arc discharge, a substrate on which the charged particles are deposited, and a plasma duct for receiving and blocking the arc evaporation unit and blocking the atmosphere, and by forming a magnetic field. It relates to a thin film deposition apparatus using a cathode arc discharge including a magnetic field generating means installed on the outer circumference of the plasma duct to move the charged particles to the substrate.

일반적으로 진공 코팅 방법 중 물리적 증발 증착법의 한가지인 아크 증착방법은 타겟 전단에 플라즈마 덕트를 부착하여 타겟으로부터 아크 방전에 의해 발생된 하전입자, 다시 말하면 플라즈마를 코팅 대상 기판까지 수송하여, 이 기판 상에 박막을 증착하는 방법이다. 이러한 아크 증착방법을 단순한 절삭공구 및 일반금형 뿐만 아니라, 정밀금형의 코팅 및 반도체소자 개발에도 응용될 수 있도록 하기 위하여, 아크 증착방법에 의해 생성된 막의 질을 저하시키는 원인이 되는 대형 미립 자(Macroparticle)가 코팅 대상 기판에 증착되지 않도록 할 수 있는 진공아크를 이용한 박막 증착장치를 만들기 위한 여러 방안이 모색되고 있다.In general, the arc vapor deposition method, which is one of the physical vapor deposition methods, attaches a plasma duct to the front end of the target to transport charged particles generated by the arc discharge from the target, that is, plasma to the substrate to be coated. It is a method of depositing a thin film. In order to be able to apply this arc deposition method not only to simple cutting tools and general molds, but also to coating of precision molds and development of semiconductor devices, macroparticles that cause deterioration of the film produced by the arc deposition method (Macroparticle) Various methods have been sought to make a thin film deposition apparatus using a vacuum arc that can be prevented from being deposited on the substrate to be coated.

도 1은 종래의 음극 아크 방전을 이용한 직렬형 박막 증착장치를 개략적으로 보인 도면이다.1 is a view schematically showing a series thin film deposition apparatus using a conventional cathode arc discharge.

도시된 바와 같이, 종래의 음극 아크 방전을 이용한 직렬형 박막 증착장치는 아크 증발물질이 발생되는 타겟(5)과, 이 타겟(5)이 전단에 마련된 플라즈마 덕트(8)와, 상기 타겟(5)에서 발생된 아크 증발물질이 상기 타겟(5)에 대향되게 설치된 기판(6)에 증착될 수 있도록 상기 아크 증발물질을 가이드하는 원통형 전자석(1)을 포함하여 구성된다.As shown in the drawing, a conventional thin film deposition apparatus using a cathodic arc discharge includes a target 5 on which an arc evaporation material is generated, a plasma duct 8 provided at the front end of the target 5, and the target 5. It comprises a cylindrical electromagnet (1) for guiding the arc evaporation material so that the arc evaporation material generated in the (6) can be deposited on the substrate (6) installed opposite the target (5).

타겟(5)에서 발생된 아크 증발물질(전자, 타겟이온, 중성입자, 대형 미립자, 대전된 대형 미립자)중 하전입자(전자, 타겟이온, 대전된 대형 미립자)는 상기 전자석(1)에 전류를 인가함에 따라 발생되는 자장의 자기력선(7)을 따라 이동되어 기판(6)에 증착된다. 그리고 대형 미립자와 중성입자는 전자석(1)의 중심(A)에서 고밀도의 플라즈마(전자와 이온)에 의해 그 일부가 이온화되어 기판(6)에 증착되고, 나머지는 플라즈마 덕트(8) 내벽 등에 부착되게 된다.Among the arc evaporation materials (electrons, target ions, neutral particles, large particles, charged large particles) generated in the target 5, charged particles (electrons, target ions, charged large particles) provide a current to the electromagnet 1. It is moved along the magnetic field lines 7 of the magnetic field generated by the application and is deposited on the substrate 6. The large particles and the neutral particles are ionized by a high-density plasma (electrons and ions) at the center A of the electromagnet 1 and are deposited on the substrate 6, and the rest are attached to the inner wall of the plasma duct 8, and the like. Will be.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 음극 아크 방전을 이용한 직렬형 박막 증착장치는 타겟(5)과 기판(6)이 직접 마주하고 있어, 이온화되지 않은 대형 미립자의 일부가 기판(6)에 증착되게 되므로 박막의 질이 저하되게 된다. 그러므로 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 플라즈마 덕트(8)가 구부러져 있고, 이 플라즈 마 덕트(8) 내의 자기장이 상기 플라즈마 덕트(8)를 따라 분포되는 음극 아크 방전을 이용한 박막 증착장치가 제안된 바 있다.However, in the conventional thin film deposition apparatus using the conventional cathode arc discharge as described above, since the target 5 and the substrate 6 face each other directly, a portion of the large particles that are not ionized is deposited on the substrate 6. The quality will be degraded. Therefore, in order to solve the problem as described above, a thin film deposition apparatus using a cathode arc discharge in which the plasma duct 8 is bent and the magnetic field in the plasma duct 8 is distributed along the plasma duct 8 is proposed. There is a bar.

도 2는 종래의 음극 아크 방전을 이용한 직각형 박막 증착장치를 개략적으로 보인 도면이고, 도 3은 도 2에서의 자기장 분포를 개략적으로 보인 도면이다.FIG. 2 is a schematic view of a rectangular thin film deposition apparatus using a conventional cathode arc discharge, and FIG. 3 is a schematic view illustrating a magnetic field distribution in FIG. 2.

도시된 바와 같이, 음극 아크 방전을 이용한 직각형 박막 증착장치는 아크 증발물질이 발생되는 타겟(33)과, 상기 타겟(33)에 음전압이 인가된 상태에서 이 타겟(33)에 접촉되는 촉발전극(35)과, 대략 90°의 각도로 구부러진 플라즈마 덕트(39)와, 타겟(33)이 설치된 플라즈마 덕트(39)의 외측에 마련된 제1 전자석(46)과, 상기 플라즈마 덕트(39)의 구부러진 부분에 마련된 제2 전자석(48)과, 상기 플라즈마 덕트(39)의 출구쪽에 이 플라즈마 덕트(39)를 감싸도록 마련된 제3 전자석(50)으로 구성된다.As shown, a rectangular thin film deposition apparatus using a cathode arc discharge triggers a target 33 in which an arc evaporation material is generated, and a contact with the target 33 while a negative voltage is applied to the target 33. The electrode 35, the plasma duct 39 bent at an angle of approximately 90 °, the first electromagnet 46 provided outside the plasma duct 39 provided with the target 33, and the plasma duct 39 It consists of the 2nd electromagnet 48 provided in the curved part, and the 3rd electromagnet 50 provided so that this plasma duct 39 may be wrapped in the exit side of the said plasma duct 39. As shown in FIG.

상기한 바와 같이 구성된 종래의 음극 아크 방전을 이용한 직각형 박막 증착장치는 타겟(33)에 전압이 인가된 상태에서 상기 촉발전극(35)이 이 타겟(33)에 접촉되면, 순간적으로 아크가 발생되어 이 아크가 타겟(33) 표면 상에 장시간 돌아다니면서 아크 증발물질을 방출하게 된다. 이때 제1, 제2 및 제3 전자석(46)(48)(50)에 전류를 인가하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 플라즈마 덕트(39)를 따라 자기력선(40)이 구부러지게 분포된다. 그러므로 타겟(33)으로부터 발생된 아크 증발물질 중 하전입자는 자기력선(40)을 따라 기판에 증착되며, 플라즈마 덕트(39) 내부에서 고밀도의 플라즈마에 의해 이온화된 일부 중성입자 및 대형 미립자도 자기력선(40) 을 따라 기판에 증착되게 된다. 그리고, 이온화되지 않은 중성입자 및 대형 미립자는 플라즈마 덕트(39)에 부딪혀 기판까지 도달되지 못하고, 플라즈마 덕트(39)와 이 플라즈마 덕트(39)의 내벽에 마련된 배플(52)에 부착되게 된다. 그러므로 상기한 바와 같은 종래의 음극 아크 방전을 이용한 직각형 박막 증착장치에서 대형 미립자는 플라즈마 덕트(39)내를 진행하면서 거의 전부가 플라즈마 덕트(39) 벽면이나 배플(52)에 부착되어 제거된다.In the rectangular thin film deposition apparatus using the conventional cathode arc discharge configured as described above, when the trigger electrode 35 contacts the target 33 while a voltage is applied to the target 33, an arc is generated instantaneously. As a result, the arc moves on the surface of the target 33 for a long time to release the arc evaporation material. At this time, when a current is applied to the first, second and third electromagnets 46, 48, 50, the magnetic force lines 40 are bent along the plasma duct 39 as shown in FIG. Therefore, the charged particles of the arc evaporation material generated from the target 33 are deposited on the substrate along the magnetic force line 40, and some neutral particles and large particles ionized by the high density plasma inside the plasma duct 39 also have the magnetic force line 40. Will be deposited on the substrate. In addition, the neutralized particles and the large particles that are not ionized do not reach the substrate by hitting the plasma duct 39, and are attached to the plasma duct 39 and the baffles 52 provided on the inner wall of the plasma duct 39. Therefore, in the rectangular thin film deposition apparatus using the conventional cathodic arc discharge as described above, large particles are removed from the plasma duct 39 wall or baffle 52 while advancing in the plasma duct 39.

그러나 이와 같이 구성된 종래의 음극 아크 방전을 이용한 직각형 박막 증착장치는, 플라즈마 덕트(39)의 구부러진 부위에서의 자기력선(40)의 일부가 상기 플라즈마 덕트(39)와 교차하여 분포되어 있기 때문에, 하전입자(전자 및 타겟이온 등)의 일부가 이 플라즈마 덕트(39)의 구부러진 부위 내벽으로 유도되어 충돌한 후 소실되므로, 박막의 증착률이 저하되는 문제가 발생하게 된다.However, in the rectangular thin film deposition apparatus using the conventional cathode arc discharge configured as described above, since a part of the magnetic force lines 40 at the bent portion of the plasma duct 39 are distributed to cross the plasma duct 39, Part of the whole particles (electrons and target ions, etc.) are lost after being guided into the inner wall of the bent portion of the plasma duct 39 and colliding therewith, resulting in a problem of lowering the deposition rate of the thin film.

이에 본 발명자는 플라즈마 덕트의 굴곡부에 반사자장원을 설치하여, 상기 굴곡부에서의 자기력선이 플라즈마 덕트의 중심선을 따라 분포되도록 밀어줌으로써, 하전입자가 플라즈마 덕트의 내벽에 부딪히지 않도록 하전입자의 이동을 가이드하는 음극 아크 방전을 이용한 박막 증착장치에 관한 발명을 특허등록 제230279호로 등록받은 바 있다.The present inventors install a reflecting field source in the bent portion of the plasma duct, by pushing the magnetic force lines in the bent portion distributed along the center line of the plasma duct, thereby guiding the movement of the charged particles so that the charged particles do not hit the inner wall of the plasma duct The invention related to the thin film deposition apparatus using the cathode arc discharge has been registered as a patent registration No. 230279.

도 4는 상기 특허등록 제230279호에 개시되어 있는 박막 증착장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 4에 나타난 박막 증착장치는, 타겟부재(110)에 음전압이 가해진 상태에서 촉발전극(117)이 타겟부재(110)에 접촉되었다가 떨어지면 아크 방전이 일어나게 되고, 이에 따른 아크는 상기 아크 방전 구속링(400), 상기 제1 및 제2 아크조절 자장원(120)(130)에서 발생된 자기장에 의해 상기 타겟부재(110)의 아크발생면(111) 상에서 구속되어 이동되면서, 하전입자를 발생시킨다.4 is a view schematically showing a thin film deposition apparatus disclosed in the patent registration No. 230279. In the thin film deposition apparatus illustrated in FIG. 4, an arc discharge occurs when the triggering electrode 117 contacts the target member 110 while falling down while a negative voltage is applied to the target member 110. The constrained ring 400, while being restrained and moved on the arc generating surface 111 of the target member 110 by the magnetic field generated in the first and second arc control magnetic field sources 120, 130, charged particles Generate.

상기 하전입자(타겟부재의 이온, 전자, 대전된 하전입자)는 제1 자장원(310)에 의해 유도되어 플라즈마 덕트(200)의 일 직선부(220)를 따라 진행하고, 유도자장원(320)에 의해 플라즈마 덕트(200)이 굴곡부(A)에서 방향이 바뀌어 기판(1)쪽을 향하여 진행하게 되며, 제2 자장원(330)에 의해 조절되어 기판(1) 상에 증착되게 된다. 상기 아크발생면(111)에서 상기 하전입자와 함께 발생되는 대형 미립자 및 중성입자 중 일부는 플라즈마 덕트(200) 내부에서 일부 하전입자와의 충돌에 의해 이온화되어 상기 하전입자와 마찬가지로 기판(1) 상에 증착되게 된다. 그리고 전하를 띄지 않은 중성입자 및 대형 미립자는 자기장에 영향을 받지 않으므로, 직선 이동을 하면서 굴곡부(A)를 가지는 플라즈마 덕트(200)의 내벽(200a) 및 배플(250)에 부착되어 제거된다. 그러므로, 상기 중성입자 및 미소입자는 기판(1)쪽으로 거의 도달되지 않게 된다.The charged particles (ions, electrons, charged charged particles of the target member) is guided by the first magnetic field source 310 to proceed along one straight portion 220 of the plasma duct 200, induction magnetic field source 320 As a result, the plasma duct 200 changes in the bend portion A and proceeds toward the substrate 1, and is controlled by the second magnetic field source 330 to be deposited on the substrate 1. Some of the large particles and the neutral particles generated together with the charged particles in the arc generating surface 111 is ionized by the collision with some of the charged particles in the plasma duct 200 to be on the substrate 1 like the charged particles. To be deposited. Since the neutral particles and the large particles having no charge are not affected by the magnetic field, the neutral particles and the large particles are attached to and removed from the inner wall 200a and the baffle 250 of the plasma duct 200 having the curved portion A while moving linearly. Therefore, the neutral particles and the microparticles are hardly reached toward the substrate 1.

이때, 전류가 인가된 상기 반사자장원(350)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 덕트(200)의 굴곡부(A)에서의 상기 제1 자장원(310) 및 유도자장원(320)의 자기력선(310)을 플라즈마 덕트(200)의 중심축(210)을 따라 분포되도록 밀어주게 되고, 따라서 대부분의 하전입자가 플라즈마 내벽의 덕트와 충돌하지 않기 때문에 하전입자의 이송률이 높아지게 된다.In this case, as shown in FIG. 5, the reflecting magnetic field source 350 to which the current is applied, the first magnetic field source 310 and the induction magnetic field source 320 in the bent portion A of the plasma duct 200. The magnetic force line 310 is pushed so as to be distributed along the central axis 210 of the plasma duct 200, and thus the transport rate of the charged particles is increased because most of the charged particles do not collide with the duct of the inner wall of the plasma.

위와 같은 구성을 가진 특허등록 제230279호의 박막 증착장치는 자기력선이 플라즈마 덕트의 중심축을 따라 분포되어 있기 때문에 하전입자의 이송률이 향상된다는 장점을 가지는데, 이러한 장점이 오히려 기판의 증착품질에 악영향을 미치는 면이 있다. 이는 대전된 하전입자 중 그 크기가 상대적으로 큰 대형 미립자의 일부가 플라즈마 덕트의 중심축을 따라 밀집된 자기력선을 따라 기판에 도달하는 경우가 종래보다 증가하였기 때문이다. 일반적으로 타겟부재에서 발생되어 기판의 표면에 증착되는 입자 중 대형 미립자는 증착품질을 악화시키는 것으로 알려져 있는데, 위 특허등록 제230279호의 박막 증착장치에 구비된 플라즈마 덕트의 굴곡부에 의하여 중성입자는 효과적으로 차단되지만 대전된 대형 미립자는 자기력선을 따라 기판에 도달되는 경우가 빈번히 일어난다는 문제가 있다.The thin film deposition apparatus of Patent Registration No. 230279 having the above configuration has the advantage that the transfer rate of charged particles is improved because the magnetic force lines are distributed along the central axis of the plasma duct, which has an adverse effect on the deposition quality of the substrate. There is a mad side. This is because some of the charged particles having a relatively large size are more likely to reach the substrate along the magnetic field lines concentrated along the central axis of the plasma duct. In general, large particles generated from the target member and deposited on the surface of the substrate are known to deteriorate the deposition quality. Neutral particles are effectively blocked by the bent portion of the plasma duct provided in the thin film deposition apparatus of Patent No. 230279. However, there is a problem that the charged large particles frequently reach the substrate along the lines of magnetic force.

또한, 특허등록 제230279호의 박막 증착장치는 플라즈마 덕트의 직선부가 타겟부재에서 기판쪽으로 진행하는 중성입자 및 미소입자가 직선으로 진행했을 때 기판에 도달될 수 없도록 소정 길이 이상으로 만들어져야 한다. 즉, 자기장발생수단에 의해 플라즈마 덕트 내에 형성된 자기장에 영향을 받지 않는 미소입자 및 중성입자 등이 플라즈마 덕트 일 직선부에서 직진했을 때 플라즈마 덕트의 내벽에 흡착될 수 있도록, 플라즈마 덕트의 굴곡부에서 다른 직선부까지의 길이가 그 구부러진 각에 따라 소정 길이 이상으로 구비됨으로써, 타겟부재와 기판이 차단될 수 있도록 마련되어야만 한다. 따라서 굴곡부를 구비한 종래의 박막 증착장치는 그 크기가 상당히 커져야 한다는 문제를 가진다.In addition, the thin film deposition apparatus of Patent No. 230279 should be made to a predetermined length or more so that the straight portion of the plasma duct can not reach the substrate when the neutral particles and the microparticles proceed from the target member toward the substrate in a straight line. That is, the straight line is different from the bent portion of the plasma duct so that the small particles and neutral particles, etc., which are not affected by the magnetic field formed in the plasma duct by the magnetic field generating means can be adsorbed to the inner wall of the plasma duct when going straight from one straight line of the plasma duct. The length to the portion must be provided so that the target member and the substrate can be blocked by being provided over the predetermined length according to the bent angle. Therefore, the conventional thin film deposition apparatus having the bend has a problem that the size must be considerably large.

따라서 본 발명은 대전된 대형 미립자가 플라즈마 덕트의 자기력선을 따라 기판에 도달하지 못하도록 하는 간단하면서도 효과적인 구성을 가진 진공아크 증착장치를 제공하는 것을 그 주된 목적으로 한다.It is therefore a primary object of the present invention to provide a vacuum arc deposition apparatus having a simple and effective configuration that prevents charged large particles from reaching the substrate along the magnetic force line of the plasma duct.

또한 본 발명은 위와 같이 대전된 대형 미립자를 기판으로부터 효과적으로 차단하면서도, 그 장치의 사이즈를 상당히 컴팩트하게 유지할 수 있는 진공아크 증착장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a vacuum arc vapor deposition apparatus that can effectively block the large particles charged as above from the substrate, while maintaining a fairly compact size of the device.

본 발명은 이중굴곡 플라즈마 덕트를 구비한 진공아크 증착장치에 관한 것으로서, 음극 아크 방전에 의해 증착물질의 하전입자가 발생되는 아크증발부와, 상기 하전입자가 증착되는 기판 및 상기 아크증발부를 수용하여 대기와 차단시키며 굴곡부를 가지는 플라즈마 덕트와, 자장 형성에 의해 상기 하전입자를 상기 기판으로 이동시키기 위하여 상기 플라즈마 덕트 외주에 설치되는 자기장발생수단을 포함하되, 상기 플라즈마 덕트는 제1 곡률반경과 제1 곡률중심을 갖는 제1 굴곡부와, 상기 제1 굴곡부에 연속적으로 이어지되 상기 제1 곡률중심에 대향하는 제2 곡률중심과 제2 곡률반경을 갖는 제2 굴곡부를 포함하여 이루어지고, 상기 자기장발생수단은 상기 플라즈마 덕트를 감싸도록 상기 아크증발부 주위와 기판 주위에 설치되는 제1 및 제2 자장원과, 상기 제1 및 제2 자장원 사이에 마련되되 상기 제1 및 제2 굴곡부의 외주를 각각 감싸는 제1 및 제2 유도자장원으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a vacuum arc vapor deposition apparatus having a double-flex plasma duct, comprising: an arc evaporation unit for generating charged particles of a deposition material by cathode arc discharge, a substrate on which the charged particles are deposited, and the arc evaporation unit; A plasma duct blocking the atmosphere and having a bent portion, and magnetic field generating means installed at an outer circumference of the plasma duct to move the charged particles to the substrate by forming a magnetic field, wherein the plasma duct has a first radius of curvature and a first radius of curvature. And a second bend having a center of curvature and a second bend having a second center of curvature and a second radius of curvature that are continuously connected to the first bend and opposite to the first center of curvature. The first and second magnetic field sources are installed around the arc evaporation unit and around the substrate to surround the plasma duct. , Doedoe provided between the first and second magnetic field source is characterized in that sufficient to surround the outer periphery of the first and second bent portions respectively formed of first and second inductors manor.

이때, 상기 제1 곡률반경과 제2 곡률반경이 동일하도록 구성될 수 있으며, 특히 상기 플라즈마 덕트는 통형상으로 이루어지고 상기 제1 굴곡부와 제2 굴곡부가 각각 상기 제1 곡률중심과 제2 곡률중심에 대하여 60°의 원주각을 이루는 것이 바람직하다.In this case, the first radius of curvature and the second radius of curvature may be configured to be the same, in particular, the plasma duct is made of a cylindrical shape and the first bend and the second bend are the first center of curvature and the second center of curvature, respectively It is desirable to achieve a circumferential angle of 60 ° with respect to.

또한, 상기 플라즈마 덕트는 그 내벽으로부터 중심축을 향하여 돌출되도록 설치된 다수의 배플을 더 포함할 수 있는데, 상기 배플들 각각은 상기 플라즈마 덕트의 중심축에 대하여 수직하게 배치될 수 있다.In addition, the plasma duct may further include a plurality of baffles installed to protrude from the inner wall toward the central axis, each of the baffles may be disposed perpendicular to the central axis of the plasma duct.

본 발명의 실시예에서, 상기 배플들은 링 형상으로 이루어진다.In an embodiment of the invention, the baffles are formed in a ring shape.

본 발명의 실시예에서, 상기 배플들은 비대칭형 링 형상으로 이루어진다.In an embodiment of the invention, the baffles are formed in an asymmetric ring shape.

비대칭형 링 형상이란, 배플의 외부면과 내부면은 원형이나, 외부면과 내부면의 중심이 달라 내부면이 한쪽으로 치우쳐 있어 배플의 링 형상의 테두리가 한쪽은 좁고 다른 쪽은 넓은 형상을 의미한다.The asymmetric ring shape means that the outer and inner surfaces of the baffle are circular, but the centers of the outer and inner surfaces are different, and the inner surface is biased to one side, so that the edge of the ring shape of the baffle is narrow on one side and wide on the other side. do.

본 발명에 따르면, 비대칭형 배플은 제 1 굴곡부에 제1 곡률중심과 먼 쪽의 상기 플라즈마 덕트의 내벽으로부터 중심축을 향하여, 비대칭형 배플의 높이가 낮은 하부가 위치되도록 설치되고, 제 2 굴곡부에 제2 곡률중심과 먼 쪽의 상기 플라즈마 덕트의 내벽으로부터 중심축을 향하여, 비대칭형 배플의 높이가 낮은 하부가 위치되도록 설치된다. According to the present invention, the asymmetrical baffle is installed so that the lower portion of the asymmetrical baffle is located toward the central axis from the inner wall of the plasma duct far away from the first center of curvature to the first bent portion, From the inner wall of the plasma duct farther from the center of curvature toward the central axis, the lower portion of the asymmetrical baffle is located lower.

그리고, 상기 아크증발부는 음극체에 결합된 타겟부재와, 상기 타겟부재에 접촉하여 아크를 발생시키는 촉발전극을 포함한다.The arc evaporation unit includes a target member coupled to a cathode, and a triggering electrode for generating an arc by contacting the target member.

아울러 상기 제1 유도자장원과 제2 유도자장원은, 상기 제1 굴곡부와 제2 굴곡부가 연결되는 변곡면을 중심으로 하여 그 양쪽으로 동일한 간격으로 이격되어 설치될 수 있다.In addition, the first induction magnetic field source and the second induction magnetic field source may be spaced apart at equal intervals on both sides of the inflection surface connected to the first bend and the second bend.

여기에서 상기 제1 유도자장원과 제2 유도자장원이 서로 평행을 이루도록 배치될 수 있으며, 이때 상기 아크증발부와 마주보는 상기 제1 유도자장원의 일 측면이 상기 플라즈마 덕트의 중심축에 대하여 수직을 이루도록 배치되고, 또한 상기 기판과 마주보는 상기 제2 유도자장원의 일 측면이 상기 플라즈마 덕트의 중심축에 대하여 수직을 이루도록 배치되는 것이 바람직하다.Here, the first induction magnetic source and the second induction magnetic source may be arranged to be parallel to each other, wherein one side of the first induction magnetic source facing the arc evaporation portion is perpendicular to the central axis of the plasma duct Preferably, one side of the second induction magnetic field source facing the substrate is disposed to be perpendicular to the central axis of the plasma duct.

본 발명은 하전입자의 이동통로인 플라즈마 덕트가 제1 곡률반경과 제1 곡률중심을 갖는 제1 굴곡부와, 상기 제1 굴곡부에 연속적으로 이어지되 상기 제1 곡률중심에 대향하는 제2 곡률중심과 제2 곡률반경을 갖는 제2 굴곡부의 이중굴곡 형상으로 구성되어 있고, 질량이 상대적으로 무거운 대형 미립자가 그 관성에 의하여 제2 굴곡부의 중심축에 형성된 자기력선을 추종하지 못하고 제1 굴곡부와 제2 굴곡부가 연결된 변곡면 부분에서 플라즈마 덕트의 벽면에 충돌되기 때문에, 증착품질에 악영향을 미치는 대형 미립자가 기판으로부터 효과적으로 차단된다는 장점을 가진다.According to the present invention, a plasma duct which is a moving passage of charged particles has a first curvature having a first radius of curvature and a first curvature center, a second curvature center continuously connected to the first curvature and facing the first curvature center; The first bent part and the second bent part are formed in a double bent shape having a second radius of curvature, and the large particles having a relatively heavy mass cannot follow the magnetic force lines formed on the central axis of the second bent part due to their inertia. Since the impingement hits the wall surface of the plasma duct at the connected inflection portion, the large particles that adversely affect the deposition quality are effectively blocked from the substrate.

또한 본 발명은 이중굴곡 플라즈마 덕트를 구비하고 있기 때문에, 종래와 같이 단일한 굴곡부를 가진 플라즈마 덕트에 비하여 그 직선부의 길이를 상당히 짧게 할 수 있고, 이에 따라 전체적인 진공아크 증착장치의 사이즈를 컴팩트하게 유지할 수 있다는 장점도 가진다.In addition, since the present invention includes a double curved plasma duct, the length of the straight portion can be considerably shorter than that of the plasma duct having a single curved portion as in the prior art, thereby keeping the size of the overall vacuum arc deposition apparatus compact. It also has the advantage that it can.

또한, 종래의 일률적인 링형상의 배플 설치시에는 하전입자가 관성에 의해 배플에 충돌되어 손실되는 양이 많았으나, 본 발명에 따른 비대칭형 배플이 제1굴곡부 및 제2굴곡부에 각각 제1 곡률중심 및 제2곡률중심과 먼 쪽의 상기 플라즈마 덕트의 내벽으로부터 중심축을 향하여, 비대칭형 배플의 높이가 낮은 하부가 위치되도록 설치되어, 하전입자의 배플 충돌량을 현저히 감소시켜 하전입자 인출량을 향상시키고, In addition, in the case of the conventional uniform ring-shaped baffle, the charged particles collide with the baffle due to inertia. From the inner wall of the plasma duct far from the center and the second center of curvature toward the central axis, the lower portion of the asymmetrical baffle is installed so that the lower portion is located, which significantly reduces the amount of baffle collision of the charged particles, thereby improving the amount of charged particles. Let's

대형 미립자의 경우에는 플라즈마 덕트 내에서 주로 직진 및 반사운동을 하므로, 직진과 반사 운동을 하는 과정에서 배플의 높이가 높은 상부에 의해 제거되어 박막의 증착률을 향상시킨다. In the case of large particles, the straight and reflective movements are mainly performed in the plasma duct, so that the baffles are removed by the upper portion of the baffles during the straight and reflective movements, thereby improving the deposition rate of the thin film.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 다만 본 발명이 가진 중요한 기술적 특징이 보다 명확히 부각될 수 있도록, 종래기술과 중복되는 구성에 대한 설명은 간략히 설명하거나 이를 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in order that the important technical features of the present invention can be more clearly highlighted, a description of the overlapping configuration with the prior art will be briefly described or omitted.

본 발명은 음극 아크 방전을 이용한 박막 증착장치에 관한 것으로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 음극 아크 방전에 의해 증착물질의 하전입자가 발생되는 아크증발부(100)와, 상기 하전입자가 증착되는 기판(200) 및 상기 아크증발부(100)를 수용하여 대기와 차단시키며 굴곡부를 가지는 플라즈마 덕트(300)와, 자장 형성에 의해 상기 하전입자를 상기 기판(200)으로 이동시키기 위하여 상기 플라즈마 덕트(300) 외주에 설치되는 자기장발생수단(400)을 포함하여 이루어진다.The present invention relates to a thin film deposition apparatus using a cathode arc discharge, as shown in Figure 6, the arc evaporation unit 100, the charged particles of the deposition material is generated by the cathode arc discharge, and the charged particles are deposited Plasma duct 300 to accommodate the substrate 200 and the arc evaporation unit 100 to block the atmosphere and the bent portion, and to move the charged particles to the substrate 200 by forming a magnetic field ( 300) comprises a magnetic field generating means 400 is installed on the outer periphery.

여기에서 상기 아크증발부(100)는 음극체(110)에 결합된 타겟부재(112)와, 상기 타겟부재(112)에 접촉하여 아크를 발생시키는 촉발전극(114)을 포함한다. 상기 타겟부재(112)를 지지하는 음극체(110)는 대략 0∼-100V의 음전압(0∼300A의 전 류)이 출력되는 아크전원공급부(미도시)의 음전극에 연결되어 있으며, 상기 타겟부재(112)는 음극체(110)와 통전된다. 상기 타겟부재(112)에 음전압이 걸려 있는 상태에서 상기 플라즈마 덕트(300)의 일측에 회동 가능하게 마련된 촉발전극(114)이 접촉되었다가 떨어지면서 아크 방전이 일어나게 되고, 이에 따라 상기 타겟부재(112)의 표면에서 아크 증발물질, 예컨대 하전입자가 발생하게 된다. 이때 상기 음극체(110)는 하전입자의 발생 과정에서 상기 타겟부재(112)의 온도가 지나치게 올라가는 것을 방지하기 위한 냉각수단(미도시), 예컨대 수냉장치가 구비되는 것이 바람직하다.Here, the arc evaporation part 100 includes a target member 112 coupled to the cathode body 110, and a trigger electrode 114 contacting the target member 112 to generate an arc. The negative electrode body 110 supporting the target member 112 is connected to a negative electrode of an arc power supply unit (not shown) that outputs a negative voltage (current of 0 to 300 A) of approximately 0 to 100 V. The member 112 is energized with the negative electrode body 110. In the state in which the negative voltage is applied to the target member 112, the trigger electrode 114, which is provided to be rotatable on one side of the plasma duct 300, comes into contact with and falls, thereby causing arc discharge. Arc evaporation material, such as charged particles, is generated at the surface of 112). At this time, the negative electrode body 110 is preferably provided with a cooling means (not shown), for example, a water cooling device for preventing the temperature of the target member 112 rises excessively during the generation of charged particles.

그리고, 상기 플라즈마 덕트(300)는 제1 곡률반경(R1)과 제1 곡률중심(C1)을 갖는 제1 굴곡부(310)와, 상기 제1 굴곡부(310)에 연속적으로 이어지되 상기 제1 곡률중심(C1)에 대향하는 제2 곡률중심(C2)과 제2 곡률반경(R2)을 갖는 제2 굴곡부(320)를 포함하여 이루어진다. 다시 말하면, 본 발명에 구비된 플라즈마 덕트(300)는 전체적으로 "S"자 형상을 가진 이중굴곡 플라즈마 덕트라고 말할 수 있으며, 제1 굴곡부(310)와 제2 굴곡부(320)의 굴곡방향이 서로 반대를 이루고 있기 때문에 제1 및 제2 굴곡부(310,320)의 연결면은 일종의 변곡면(330)을 이룬다고 할 수 있다.In addition, the plasma duct 300 is continuously connected to the first bent portion 310 and the first bent portion 310 having a first radius of curvature R1 and a first center of curvature C1 and the first curvature. And a second bend 320 having a second center of curvature C2 and a second radius of curvature R2 opposite to the center C1. In other words, the plasma duct 300 provided in the present invention may be referred to as a double curved plasma duct having an “S” shape as a whole, and the bending directions of the first bent part 310 and the second bent part 320 are opposite to each other. Since the connection surface of the first and second bends (310, 320) is a kind of inflection surface 330 can be said.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 곡률반경(R1)과 제2 곡률반경(R2)은 그 크기가 서로 동일하도록 구성된다. 특히 상기 플라즈마 덕트(300)는 통형상으로 이루어지며, 도 6에 나타난 바와 같이, 상기 제1 굴곡부(310))와 제2 굴곡부(320)가 각각 상기 제1 곡률중심(C1)과 제2 곡률중심(C2)에 대하여 60°의 원주각을 이루는 것이 바람직하다.In a preferred embodiment of the present invention, the first radius of curvature R1 and the second radius of curvature R2 are configured such that their sizes are the same. In particular, the plasma duct 300 has a cylindrical shape, and as shown in FIG. 6, the first bend 310 and the second bend 320 are respectively the first center of curvature C1 and the second curvature. It is preferable to make a circumferential angle of 60 ° with respect to the center C2.

또한, 상기 플라즈마 덕트(300)는 그 내벽으로부터 길이방향의 중심축을 향하여 돌출되도록 설치된 다수의 배플(340)을 더 포함할 수 있다. 상기 배플(340)들은 플라즈마 덕트(300) 내부를 따라 이동하는 전하를 띄지 않은 중성입자 및 대형 미립자는 물론, 굴곡방향이 반대로 바뀌게 되는 제1 및 제2 굴곡부(310,320)의 연결면인 변곡면(330) 부분에서 자신의 관성 때문에 자기력선을 추종하지 못하는 대전된 대형 미립자를 효과적으로 흡착하기 위한 것이다.In addition, the plasma duct 300 may further include a plurality of baffles 340 installed to protrude from the inner wall toward the central axis in the longitudinal direction. The baffles 340 are curved surfaces that are connection surfaces of the first and second curved portions 310 and 320 that are reversed in the bending direction as well as neutral and large particles having no charge moving along the inside of the plasma duct 300. 330) to effectively adsorb the charged large particles that can not follow the line of magnetic force because of their inertia.

상기 배플(340)들 각각은 상기 플라즈마 덕트(300)의 중심축에 대하여 수직하게 배치될 수 있는데, 본 발명의 실시예에서 상기 배플(340)들은 링 형상으로 이루어진다.Each of the baffles 340 may be disposed perpendicular to the central axis of the plasma duct 300. In the embodiment of the present invention, the baffles 340 are formed in a ring shape.

상기 자기장발생수단(400)은 상기 플라즈마 덕트(300)를 감싸도록 상기 아크증발부(100) 주위와 기판(200) 주위에 각각 설치되는 제1 자장원(410)과 제2 자장원(412)과, 상기 제1 및 제2 자장원(410,412) 사이에 마련되되 상기 제1 및 제2 굴곡부(310,320)의 외주를 각각 감싸는 제1 유도자장원(420)과 제2 유도자장원(422)으로 이루어진다.The magnetic field generating means 400 includes a first magnetic field source 410 and a second magnetic field source 412 which are respectively installed around the arc evaporation part 100 and around the substrate 200 to surround the plasma duct 300. And a first induction magnetic field source 420 and a second induction magnetic field source 422 provided between the first and second magnetic field sources 410 and 412, respectively surrounding outer peripheries of the first and second bends 310 and 320.

상기 제1 자장원(410)은 상기 타겟부재(112)의 표면에서 발생된 하전입자가 플라즈마 덕트(300)에 일부 포함된 직선부를 진행하도록 유도하며, 제1 유도자장원 및 제2 유도자장원(420,422)은 각각 제1 굴곡부(310) 및 제2 굴곡부(320)에서 하전입자가 플라즈마 덕트(300)의 내벽에 부딪히지 않도록 하전입자의 방향을 바꾸어 준다. 그리고 제2 자장원(412)은 제1 자장원(410)과 제1 및 제2 유도자장원(420,422)에 의해 방향이 바뀐 하전입자가 기판(200)에서 분포되는 정도와 방향을 조절한다. 상기 제1 및 제2자장원(410,412), 제1 및 제2 유도자장원(420,422) 각각은 영구자석으로 구비되는 것도 가능하나, 전류에 의해 자기장 조절이 가능하도록 구비되는 것이 더욱 바람직하다. 상기 제1 및 제2자장원(410,412)과 제1 및 제2 유도자장원(420,422)에 의하여 플라즈마 덕트(300) 내부에 형성된 자기장의 형상이 도 7에 도시되어 있다.The first magnetic field source 410 guides the charged particles generated at the surface of the target member 112 to travel in a straight line part partially included in the plasma duct 300, and the first and second magnetic field sources 420 and 422. ) Changes the direction of the charged particles so that the charged particles do not hit the inner wall of the plasma duct 300 at the first bend 310 and the second bend 320, respectively. The second magnetic field source 412 adjusts the degree and direction in which charged particles whose directions are changed by the first magnetic field source 410 and the first and second induced magnetic field sources 420 and 422 are distributed in the substrate 200. Each of the first and second magnetic field sources 410 and 412 and the first and second inductive magnetic field sources 420 and 422 may be provided as permanent magnets, but more preferably, the magnetic field can be controlled by a current. The shape of the magnetic field formed inside the plasma duct 300 by the first and second magnetic field sources 410 and 412 and the first and second induction magnetic field sources 420 and 422 is illustrated in FIG. 7.

아울러 본 발명의 실시예에서, 상기 제1 유도자장원(420)과 제2 유도자장원(422)은 상기 제1 굴곡부(310)와 제2 굴곡부(320)가 연결되는 변곡면(330)을 중심으로 하여 그 양쪽으로 동일한 간격으로 이격되어 설치될 수 있다. 여기에서 상기 제1 유도자장원(420)과 제2 유도자장원(422)이 서로 평행을 이루도록 배치될 수 있으며, 이때 상기 아크증발부(100)와 마주보는 상기 제1 유도자장원(420)의 일 측면이 상기 플라즈마 덕트(300)의 중심축에 대하여 수직을 이루도록 배치되고, 또한 상기 기판(200)과 마주보는 상기 제2 유도자장원(422)의 일 측면이 상기 플라즈마 덕트(300)의 중심축에 대하여 수직을 이루도록 배치되는 것이 바람직한 자기력선의 형성에 유리하다.In addition, in the embodiment of the present invention, the first induction magnetic field source 420 and the second induction magnetic field source 422 is centered on the inflexion surface 330 to which the first bent portion 310 and the second bent portion 320 are connected. It can be installed spaced apart at equal intervals on both sides. Here, the first induction magnetic field source 420 and the second induction magnetic field source 422 may be arranged to be parallel to each other, wherein one side of the first induction magnetic field source 420 facing the arc evaporation unit 100 One side of the second induction magnetic field source 422 disposed to be perpendicular to the central axis of the plasma duct 300, and facing the substrate 200, may be disposed with respect to the central axis of the plasma duct 300. It is advantageous for the formation of the magnetic field lines, which are preferably arranged vertically.

위와 같은 구성을 가진 본 발명에 따르면, 자기력선이 형성되어 하전입자의 이동통로 역할을 감당하는 플라즈마 덕트(300)가 전체적으로 "S"자 형상의 이중굴곡 형상을 가지도록 제1 굴곡부(310)와 제2 굴곡부(320)가 연결되어 있기 때문에, 질량이 상대적으로 무거운 대형 미립자가 그 관성에 의하여 제2 굴곡부(320)의 중심축 영역에 형성된 자기력선을 추종하지 못하고 제1 굴곡부(310)와 제2 굴곡부(320)가 연결된 변곡면(330) 부분에서 플라즈마 덕트(300)의 내벽에 충돌되기 때문에, 증착품질에 악영향을 미치는 대형 미립자는 기판(200)의 증착면까지 도달하지 못하게 된다.According to the present invention having the configuration as described above, the first bent portion 310 and the first so that the magnetic duct line is formed so that the plasma duct 300, which serves as the moving passageway of the charged particles, has a double curved shape of the "S" shape as a whole. Since the two bends 320 are connected, the first bent part 310 and the second bent part can not follow the magnetic force line formed in the central axis region of the second bent part 320 due to its inertia. Since the 320 is impinged on the inner wall of the plasma duct 300 in the portion of the inflection surface 330 is connected, the large particles that adversely affect the deposition quality does not reach the deposition surface of the substrate 200.

도 8은 비대칭형 배플의 평면도이고, 도 9는 제 1 굴곡부(310)와 제 2 굴곡부(320)에는 비대칭형 배플을 설치하고, 덕트 내벽의 나머지 직선 부분은 대칭형의 링형 배플을 설치한 실시예를 도시한다. 8 is a plan view of an asymmetrical baffle, FIG. 9 is an embodiment in which an asymmetrical baffle is installed in the first bent portion 310 and the second bent portion 320, and the remaining straight portions of the inner wall of the duct are provided with a symmetrical ring-shaped baffle. Shows.

제 1 굴곡부(310)에 제1 곡률중심으로부터 먼 쪽의 플라즈마 덕트(300)의 내벽으로부터 중심축을 향하여, 상기 비대칭형 배플의 높이가 낮은 하부가 위치되도록 설치되고, 제 2 굴곡부(320)에 제2 곡률중심으로부터 먼 쪽의 상기 플라즈마 덕트의 내벽으로부터 중심축을 향하여, 상기 비대칭형 배플의 높이가 낮은 하부가 위치되도록 설치되도록 하여, 제1 및 제2 굴곡부에서 충돌에 의한 하전입자의 손실량을 감소시켜 하전입자의 이송률은 향상시키고, 대형 미립자는 비대칭형 배플의 높은 상부에 의한 충돌을 증가시켜, 증착품질에 악영향을 미치는 대형 미립자는 기판(200)의 증착면까지 도달하지 못하게 된다.The lower portion of the asymmetrical baffle is installed in the first curved portion 310 toward the central axis from the inner wall of the plasma duct 300 far from the first center of curvature, and the second curved portion 320 2 so that the lower portion of the asymmetrical baffle is positioned toward the central axis from the inner wall of the plasma duct farther from the center of curvature, so as to reduce the loss of charged particles due to collision at the first and second bends. The transfer rate of the charged particles is improved, and the large particles increase the collision by the high top of the asymmetrical baffle, so that the large particles that adversely affect the deposition quality do not reach the deposition surface of the substrate 200.

이상 본 발명을 특정의 실시형태와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의하여 나타난 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것은, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.While the invention has been illustrated and described in connection with specific embodiments, it will be understood that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Anyone who owns it can easily find out.

도 1은 종래의 음극 아크 방전을 이용한 직렬형 박막 증착장치를 개략적으로 보인 도면.1 is a schematic view of a series thin film deposition apparatus using a conventional cathode arc discharge.

도 2는 종래의 음극 아크 방전을 이용한 직각형 박막 증착장치를 개략적으로 보인 도면.Figure 2 is a schematic view showing a rectangular thin film deposition apparatus using a conventional cathode arc discharge.

도 3은 도 2에 따른 직각형 박막 증착장치에서의 자기장 분포를 개략적으로 보인 도면.3 is a view schematically showing a magnetic field distribution in a rectangular thin film deposition apparatus according to FIG. 2;

도 4는 특허등록 제230279호에 개시되어 있는 박막 증착장치를 개략적으로 보여주는 도면.4 is a view schematically showing a thin film deposition apparatus disclosed in Patent No. 230279.

도 5는 도 4에 따른 박막 증착장치에서의 자기장 분포를 개략적으로 보인 도면.5 is a view schematically showing a magnetic field distribution in the thin film deposition apparatus according to FIG. 4.

도 6은 본 발명에 따른 이중굴곡 플라즈마 덕트를 구비한 진공아크 증착장치를 개략적으로 보인 도면.Figure 6 schematically shows a vacuum arc deposition apparatus having a double bend plasma duct according to the present invention.

도 7은 도 6에 따른 이중굴곡 플라즈마 덕트를 구비한 진공아크 증착장치에서의 자기장 분포를 개략적으로 보인 도면.7 is a schematic view showing a magnetic field distribution in a vacuum arc deposition apparatus having a double bend plasma duct according to FIG.

도 8은 본 발명에 따른 비대칭형 배플을 개략적으로 보인 도면.8 schematically shows an asymmetric baffle according to the invention.

도 9는 이중굴곡 플라즈마 덕트내 절단면으로서 제 1 굴곡부와 제 2 굴곡부에 설치된 비대칭형 배플의 개략적 도면 및 제 1 굴곡부와 제 2 굴곡부 이외의 덕트 직선부에 설치된 대칭형 배플의 개략적 도면.9 is a schematic drawing of an asymmetrical baffle provided in a first curved portion and a second curved portion as a cutting plane in a double curved plasma duct and a schematic view of a symmetrical baffle provided in a straight line of the duct other than the first curved portion and the second curved portion;

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS

1000: 진공아크 증착장치1000: vacuum arc deposition apparatus

100: 아크증발부 110: 음극체100: arc evaporation unit 110: cathode

112: 타겟부재 114: 촉발전극112: target member 114: triggering electrode

200: 기판 300: 플라즈마 덕트200: substrate 300: plasma duct

310: 제1 굴곡부 320: 제2 굴곡부310: first bent part 320: second bent part

330: 변곡면 340: 배플330: inflection surface 340: baffle

400: 자기장발생수단 410: 제1 자장원400: magnetic field generating means 410: first magnetic field source

412: 제2 자장원 420: 제1 유도자장원412: second magnetic field source 420: first induced magnetic field source

422: 제2 유도자장원422: second induction field

R1: 제1 곡률반경 R2: 제2 곡률반경R1: first radius of curvature R2: second radius of curvature

C1: 제1 곡률중심 C2: 제2 곡률중심C1: first center of curvature C2: second center of curvature

Claims (14)

음극 아크 방전에 의해 증착물질의 하전입자가 발생되는 아크증발부와, 상기 하전입자가 증착되는 기판 및 상기 아크증발부를 수용하여 대기와 차단시키며 굴곡부를 가지는 플라즈마 덕트와, 자장 형성에 의해 상기 하전입자를 상기 기판으로 이동시키기 위하여 상기 플라즈마 덕트 외주에 설치되는 자기장발생수단을 포함하는 음극 아크 방전을 이용한 진공아크 증착장치에 있어서, An arc evaporation unit in which charged particles of a deposition material are generated by a cathode arc discharge, a substrate on which the charged particles are deposited, a plasma duct which receives and blocks the arc evaporation unit from the atmosphere and has a bent portion, and the charged particles by magnetic field formation In the vacuum arc vapor deposition apparatus using a cathode arc discharge comprising a magnetic field generating means installed on the outer circumference of the plasma duct to move to the substrate, 상기 플라즈마 덕트는, The plasma duct, 제 1 곡률반경과 제 1 곡률중심을 가지는 제 1 굴곡부와, A first bend having a first radius of curvature and a first center of curvature, 상기 제 1 굴곡부에 연속적으로 이어지며 상기 제 1 곡률중심에 대향하는 제 2 곡률중심과 제 2 곡률반경을 가지는 제 2 굴곡부를 포함하여, 상기 제 1 및 제 2 굴곡부의 연결면이 변곡면을 이룸으로써 전체적으로 S자 형상을 가지는 이중 굴곡 플라즈마 덕트로 이루어지고, A connecting surface of the first and second bent portions forms a curved surface, including a second bent portion continuously connected to the first bent portion and having a second center of curvature and a second radius of curvature opposite to the first center of curvature. It consists of a double curved plasma duct having an S-shape as a whole, 상기 자기장발생수단은, The magnetic field generating means, 상기 플라즈마 덕트를 감싸도록 상기 아크증발부 주위와 기판 주위에 설치되는 제 1 및 제 2 자장원과, First and second magnetic field sources installed around the arc evaporation unit and around the substrate to surround the plasma duct; 상기 제 1 및 제 2 자장원 사이에 설치되고 상기 제 1 및 제 2 굴곡부의 외주를 각각 감싸는 제 1 및 제 2 유도자장원을 포함하여 이루어지며, It is formed between the first and the second magnetic field source and comprises a first and a second induction magnetic field source surrounding the outer periphery of the first and second bends, respectively, 상기 플라즈마 덕트는, 그 내벽으로부터 중심축을 향하여 돌출되도록 설치된 다수의 배플을 더 포함하고, The plasma duct further includes a plurality of baffles installed to protrude from the inner wall toward the central axis, 상기 배플은, 비대칭형 링 형상으로 이루어지며, The baffle is made of an asymmetric ring shape, 상기 비대칭형 링 형상의 배플들은, 상기 제 1 굴곡부 및 상기 제 2 굴곡부에 설치된 것을 특징으로 하는 이중 굴곡 플라즈마 덕트를 구비한 진공아크 증착장치. The asymmetrical ring-shaped baffles are vacuum arc deposition apparatus having a double curved plasma duct, characterized in that provided in the first bend and the second bend. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제 1 곡률반경과 제 2 곡률반경이 동일한 것을 특징으로 하는 이중 굴곡 플라즈마 덕트를 구비한 진공아크 증착장치. And a first bending radius and a second bending radius are the same. 제 2항에 있어서, 3. The method of claim 2, 상기 플라즈마 덕트는 통 형상으로 이루어지고, The plasma duct is made of a cylindrical shape, 상기 제 1 굴곡부와 제 2 굴곡부가 각각 상기 제 1 곡률중심과 제 2 곡률중심에 대하여 60°의 원주각을 이루는 것을 특징으로 하는 이중 굴곡 플라즈마 덕트를 구비한 진공아크 증착장치. And the first curved portion and the second curved portion form a circumferential angle of 60 ° with respect to the first center of curvature and the second center of curvature, respectively. 삭제delete 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 배플들 각각이 상기 플라즈마 덕트의 중심축에 대하여 수직하게 배치된 것을 특징으로 하는 이중 굴곡 플라즈마 덕트를 구비한 진공아크 증착장치. And each of the baffles is disposed perpendicular to the central axis of the plasma duct. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 배플들은, 비대칭형 및 대칭형 링 형상 배플을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이중 굴곡 플라즈마 덕트를 구비한 진공아크 증착장치. The baffles are vacuum arc deposition apparatus having a double curved plasma duct, characterized in that comprising asymmetric and symmetrical ring-shaped baffles. 제 6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 배플들은, 상기 제 1 및 제 2 유도자장원의 배치에 따른 자기장의 상이함 정도로 대형 미립자를 효과적으로 제거하고 플라즈마 또는 하전 입자를 효과적으로 이송하기 위해, 상기 제 1 및 제 2 유도자장원의 배치에 따라서 상기 비대칭형 또는 대칭형 링 형상 배플들의 설치 위치 및 종류를 선택할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 이중 굴곡 플라즈마 덕트를 구비한 진공아크 증착장치. The baffles may be disposed according to the arrangement of the first and second induction sources so as to effectively remove large particles and effectively transport plasma or charged particles to different degrees of magnetic fields according to the arrangement of the first and second induction sources. A vacuum arc vapor deposition apparatus having a double curved plasma duct, characterized in that configured to select the installation position and type of asymmetrical or symmetrical ring-shaped baffles. 삭제delete 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 아크증발부는, The arc evaporation unit, 음극체에 결합된 타겟부재와, A target member coupled to the negative electrode body, 상기 타겟부재에 접촉하여 아크를 발생시키는 촉발전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 굴곡 플라즈마 덕트를 구비한 진공아크 증착장치. And a trigger electrode for generating an arc in contact with the target member. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제 1 유도자장원과 제 2 유도자장원은, 상기 제 1 굴곡부와 제 2 굴곡부가 연결되는 변곡면을 중심으로 하여 그 양쪽으로 동일한 간격으로 이격되어 설치된 것을 특징으로 하는 이중굴곡 플라즈마 덕트를 구비한 진공아크 증착장치. The first induction field source and the second induction field source is a vacuum having a double bent plasma duct, characterized in that spaced at equal intervals on both sides of the inflection surface connected to the first bend and the second bend portion Arc deposition apparatus. 제 10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 제 1 유도자장원과 제 2 유도자장원이 서로 평행을 이루도록 배치된 것을 특징으로 하는 이중 굴곡 플라즈마 덕트를 구비한 진공아크 증착장치. And the first induction magnetic field source and the second induction magnetic field source are arranged in parallel with each other. 제 11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 아크증발부와 마주보는 상기 제 1 유도자장원의 일 측면이 상기 플라즈마 덕트의 중심축에 대하여 수직을 이루도록 배치되고, 또한, 상기 기판과 마주보는 상기 제 2 유도자장원의 일 측면이 상기 플라즈마 덕트의 중심축에 대하여 수직을 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 이중 굴곡 플라즈마 덕트를 구비한 진공아크 증착장치. One side of the first induction magnetic field source facing the arc evaporation unit is disposed to be perpendicular to the central axis of the plasma duct, and one side of the second induction magnetic field source facing the substrate is disposed in the plasma duct. Vacuum arc deposition apparatus having a double curved plasma duct, characterized in that arranged to be perpendicular to the central axis. 음극 아크 방전에 의해 증착물질의 하전입자가 발생되는 아크증발부와, 상기 하전입자가 증착되는 기판 및 상기 아크증발부를 수용하여 대기와 차단시키며 굴곡부를 가지는 플라즈마 덕트와, 자장 형성에 의해 상기 하전입자를 상기 기판으로 이동시키기 위하여 상기 플라즈마 덕트 외주에 설치되는 자기장발생수단을 포함하는 음극 아크 방전을 이용한 박막 증착장치의 플라즈마 덕트의 내벽으로부터 중심축을 향하여 설치된 비대칭형 배플에 있어서, An arc evaporation unit in which charged particles of a deposition material are generated by a cathode arc discharge, a substrate on which the charged particles are deposited, a plasma duct which receives and blocks the arc evaporation unit from the atmosphere and has a bent portion, and the charged particles by magnetic field formation In the asymmetrical baffle provided toward the central axis from the inner wall of the plasma duct of the thin film deposition apparatus using a cathode arc discharge including a magnetic field generating means installed on the outer circumference of the plasma duct for moving the substrate to the substrate, 상기 플라즈마 덕트는, The plasma duct, 제 1 곡률반경과 제 1 곡률중심을 가지는 제 1 굴곡부와, A first bend having a first radius of curvature and a first center of curvature, 상기 제 1 굴곡부에 연속적으로 이어지며 상기 제 1 곡률중심에 대향하는 제 2 곡률중심과 제 2 곡률반경을 가지는 제 2 굴곡부를 포함하여, 상기 제 1 및 제 2 굴곡부의 연결면이 변곡면을 이룸으로써 전체적으로 S자 형상을 가지는 이중 굴곡 플라즈마 덕트로 이루어지고, A connecting surface of the first and second bent portions forms a curved surface, including a second bent portion continuously connected to the first bent portion and having a second center of curvature and a second radius of curvature opposite to the first center of curvature. It consists of a double curved plasma duct having an S-shape as a whole, 상기 자기장발생수단은, The magnetic field generating means, 상기 플라즈마 덕트를 감싸도록 상기 아크증발부 주위와 기판 주위에 설치되는 제 1 및 제 2 자장원과, First and second magnetic field sources installed around the arc evaporation unit and around the substrate to surround the plasma duct; 상기 제 1 및 제 2 자장원 사이에 설치되고 상기 제 1 및 제 2 굴곡부의 외주를 각각 감싸는 제 1 및 제 2 유도자장원을 포함하여 이루어지며, It is formed between the first and the second magnetic field source and comprises a first and a second induction magnetic field source surrounding the outer periphery of the first and second bends, respectively, 상기 제 1 굴곡부에 상기 제 1 곡률중심과 먼 쪽의 상기 플라즈마 덕트의 내벽으로부터 중심축을 향하여, 상기 비대칭형 배플의 높이가 낮은 하부가 위치되도록 설치되고, The lower portion of the asymmetrical baffle is installed in the first bent portion toward the central axis from the inner wall of the plasma duct far away from the first center of curvature, 상기 제 2 굴곡부에 상기 제 2 곡률중심과 먼 쪽의 상기 플라즈마 덕트의 내벽으로부터 중심축을 향하여, 상기 비대칭형 배플의 높이가 낮은 하부가 위치되도록 설치된 것을 특징으로 하는 비대칭형 배플. And a lower portion of the asymmetrical baffle is positioned toward the central axis from the inner wall of the plasma duct far away from the second center of curvature to the second bent portion. 삭제delete
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