KR101089535B1 - 대량 생산용 로터리형 ｃｖｄ 막형성 장치 및 플라스틱 용기 내부 표면상의 ｃｖｄ 막형성 방법 - Google Patents

Abstract

대량 생산용 로터리형 CVD 막형성 장치에서는, 하나의 수용 공간에 하나의 플라스틱 용기를 수용하는 복수의 수용 공간들을 구비하고 외부전극으로 기능하는 하나의 주상체를 제공함으로써, 막형성 챔버가 형성되고, 회전 지지체 상에 원형으로 등간격으로 막형성 챔버들이 배치되며, 막형성 챔버들의 각각에 수용되는 플라스틱 용기들 내부에 플라즈마로 전환되는 원료가스를 도입하는 원료가스 도입수단이 제공되고, 막형성 챔버들 각각의 외부전극에 고주파를 공급하는 고주파 공급수단이 제공되어, 플라스틱 용기들의 내부 표면 상에 CVD (화학 기상 성장) 막을 형성한다.

플라스틱 용기, CVD, 원료가스, 고주파, 외부 전극

Description

대량 생산용 로터리형 ＣＶＤ 막형성 장치 및 플라스틱 용기 내부 표면상의 ＣＶＤ 막형성 방법 {ROTARY TYPE MASS-PRODUCING CVD FILM FORMING DEVICE AND METHOD OF FORMING CVD FILM ON SURFACE IN PLASTIC CONTAINER}

기술 분야

본 발명은, 로터리 시스템에 의해 연속 제조를 수행하는 막형성 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 CVD (Chemical Vapor Deposition, 화학 기상 성장) 법에 의해, 플라스틱 용기의 내부 표면에 CVD 막을 코팅하는 CVD 막형성 장치에 있어서의 대량 생산용 CVD 막형성 장치, 및 그것의 막형성 방법에 관한 것이다.

종래 기술

탄산 음료나 고과즙 음료용의 용기와 같은 용기들의 가스 배리어 특성 등을 개선시키도록 플라스틱 용기의 내부 표면 상에 DLC (Diamond Like Carbon) 막을 기상 증착하기 위해, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평 8-53117 호에는 CVD 법, 특히 플라즈마 CVD 법을 이용한 기상 증착장치가 개시되어 있다. 또한, 일본 공개특허공보 평 10-258825 호에는, DLC 막 코팅 플라스틱 용기를 대량 생산하기 위한 제조 장치 및 그 제조방법이 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 평 10-258825 호에는, 복수의 챔버들이 동일 서클 상에 등간격으로 배치되고, 인접한 챔버들의 외부전극들이 도선으로 연결되며, 각각의 외부전극이 서클의 중심으로부터 연장되는 일직선의 도선에 의해 고주파전원에 연결되는 장치를 개시한다. 이 장치는 복수의 용기에 막형성을 동시에 수행한다.

그러나, DLC 막코팅 플라스틱 용기를 대량 생산하기 위한 제조 장치들의 일 실시형태를 제안하는 전술한 장치에 있어서, 다음의 사항들과 관련된 문제점들이 남아 있다. 즉, 복수의 용기들에 대해 막형성이 동시에 완전하게 수행되기 때문에, ① 고출력의 고주파전원이 필요하다; ② 대량의 배기 속도가 요구된다; ③ 일시에 모든 용기의 로드 (load) 와 언로드 (unload) 에 따른 시간 손실이 크므로, 1 사이클에 요구되는 시간중 막형성 시간에 사용될 수 있는 시간이 짧다; ④ 대량 생산을 수행하기 위해 제조 사이클이 반복되는 경우에는, 용기의 로딩과 언로딩이 어떻게 수행되어야 하는지에 대한 제안이 없다. 예를 들어, 용기의 로드시 및 언로드시에 서클이 회전하고, 막형성시에는 서클이 정지하는 경우, 서클의 관성에 거슬러서 제어를 수행할 필요가 있기 때문에, 전력 부하가 커진다. 한편, 서클이 정지하는 경우, 용기의 공급 및 코팅된 용기의 반출 에 컨베이어 등이 필요하므로, 장치가 대형화된다.

발명의 개요

용기의 내부 표면 상에 CVD 막을 형성하는 대량 생산장치를 개발함에 있어서,장치를 소형화하고 대량 생산 효율을 높이기 위해, 모든 막형성 챔버들에서 동시에 막을 형성하는 것 대신, 복수개의 막형성 챔버들을 회전 지지체 상에 서클의 형상으로 배치하고, 회전 지지체를 일정 속도로 회전시켜, 회전 지지체 (턴테이블) 가 1 회전 하고 있는 동안에 각각의 막형성 챔버의 제조 사이클을 제어하는 것이 바람직하다는 결론에 본 발명자들은 도달하였다.

상기 제조 사이클은, (1) 플라스틱 용기들의 용기 로딩공정 (a container loading process), (2) 용기 내부에 대한 막형성 전 (pre-film-formation) 가스 조정공정, (3) 원료가스를 플라즈마로 전환하는 CVD 막형성공정, (4) 용기 내부에 대한 막형성 후 (post-film-formation) 가스 조정공정, 및 (5) 코팅된 용기 반출공정 (a coated container removal process) 을 포함하는 사이클이다.

본 발명에 있어서, 회전 지지체가 1 회전하는 시간 동안에, 서클 상에 배치된 막형성 챔버들에 대해 1 제조사이클을 수행하는 CVD 막형성 장치는 로터리형으로 분류되며, 이것은 단일 애플리케이션 (single application) 장치들과 일본 공개특허공보 평 10-258825 호에서 개시된 배치 시스템 (batch system) 장치와는 구별된다.

전술한 대량 생산용 로터리형 CVD 막형성 장치가 사용되는 경우, 각각의 막형성 챔버에 매칭박스 (matching box) 와 전원이 제공되어야 할 것으로 생각되지만, 이것은 많은 수의 구성 요소들을 사용하기 때문에, 장치를 충분히 소형화시키는 것이 불가능하다. 예를 들어, 최소 크기의 매칭박스가 약 200 mm × 200 mm × 150 mm 이므로, 막형성 유닛은 매우 커지게 되고 이것은 상기 장치를 콤팩트화시키는데 장애가 된다. 또한 이것에 더하여, 매칭박스는 대단히 비싼 품목이기 때문에, 장치의 비용이 증대한다. 또한, 매칭박스의 문제점들과 동일한 문제점들이 고주파전원에 대해서도 적용된다.

플라스틱 용기를 제조하는 플랜트에서 대량 생산을 위한 로터리형 CVD 막형성 장치의 제공이 고려되는 경우, 새롭게 추가되는 장치는 충분히 소형화되고 우수한 가격대 성능비 (cost performance) 를 가져야만 한다.

장치를 소형화하고 저렴하게 할 필요가 있기 때문에, 막형성 챔버들의 수보다 고주파전원들과 매칭박스들의 수를 더 작게 함으로써 이 문제점은 해결될 수 있을 것으로 생각된다.

일본 공개특허공보 평 10-258825 호에 개시된 기술을 이용함으로써, 배치된 고주파전원 및 매칭박스들의 수가 막형성 챔버들의 수보다 적게 이루어질 수 있다고 생각되었다. 그러나, 상기 공보에서, 등간격으로 배치된 외부전극들끼리 단지 도선으로 연결되어, 상기 도선의 슬랙 (slack) 및 도선의 연결 포지션에 의해 고주파 분배가 약간 시프트 된다. 특히, 고주파는 도체의 표면으로 전달되기 때문에, 도선들로 연결된 외부전극끼리에 의해 형성되는 복잡한 표면 형상에 기인하여, 고주파 분배의 시프트가 현저해진다. 따라서, 일정속도로 회전하는 회전 지지체의 회전 각도에 따라 연속적으로 막형성을 수행하는 유형의 로터리형 장치에는, 동시 막형성의 원리를 취하는 이러한 공보의 기술을 적용할 수 없고, 모든 복수의 플라스틱 용기들에 걸쳐 균일한 DLC 막을 도포하는 것이 어렵다.

또한, 단지 고주파전원들만을 감소시키기 위해 플라스틱 용기들을 수용하는 각 외부전극에 대해 매칭박스가 제공되는 경우, 매칭박스에 의해 발생되는 매칭시간들간에 미묘한 차이가 존재할 것이기 때문에, 매칭시간을 서로 정확히 매칭시키는 것이 불가능하다. 즉, 각각의 매칭박스에서의 임피던스 매칭에서 약 0.1 ~ 1 초 정도의 상호 시프트가 발생된다. 또한, 플라스틱 용기의 내부 표면 상에 형성되는 DLC 막의 막두께는 약 30 nm 로 얇기 때문에 막형성 시간으로는 약 3 초가 충분하며, 이러한 이유들로 인해 막형성을 비교적 양호한 정밀도로 제어할 필요가 있다. 따라서, 약 0.1 ~ 1 초의 매칭시간의 시프트는 DLC 막들의 막두께의 분산, 즉 플라스틱 용기들 사이의 막두께의 분산에 큰 영향을 미친다. 따라서, 이것은 DLC 막의 품질에서 분산을 발생시킨다. 하나의 매칭박스가 하나의 고주파전원에 연결되고 복수의 외부전극들이 하나의 매칭박스에 연결되는 경우, 상기 분산은 전술한 실시형태의 경우보다 훨씬 더 크다.

따라서, 대량 생산용 로터리형 CVD 막형성 장치에서, 배치되는 고주파전원 및 매칭박스들의 수를 막형성 챔버들의 수보다 작게 하는 것은 극히 곤란하다.

전술한 문제점들을 고려하여, 본 발명의 목적은, 고주파가 공급될 때, 하나의 외부전극 내에 수용된 소정 개수의 플라스틱 용기들의 벽면 상에 균일한 자기 바이어스전압을 발생시킬 수 있는 새로운 외부전극 구조를 제안하여, 고주파전원 및 매칭박스들의 수를 막형성 챔버들의 수보다 작게함으로써, 소형화될 수 있는 대량 생산용 로터리형 CVD 막형성 장치를 제공하는 것이다. 본 발명자들은 이러한 새로운 구조의 외부전극을 "멀티플-일체형 외부전극 (multiple-integrated external elelctrode)" 이라 한다. 상기 멀티플-일체형 외부전극은, 막두께 분산을 감소시키는 것을 가능하게 하고, 구성 부품들의 개수를 감소시키며, 구조를 단순화시킴으로써 콤팩트화를 달성하며, 용이한 유지보수를 획득할 수 있고, 장치의 비용을 절감시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 목적은 장치를 로터리형으로 형성함으로써, (1) 작은 크기를 이루고, (2) 모든 막형성 챔버들에서 동시에 진공을 형성하는데 충분히 큰 배기속도를 형성하는 것이 불필요하며, (3) 회전 지지체의 회전 관성에 대항하는 제어를 수행하지 않음으로써 낭비되는 전력을 인가할 필요가 없고, (4) 하나의 제조 사이클 간격에 대해 장시간의 CVD 막형성 시간을 할당하고, (5) 막형성 공정 이외의 시간을 단축하여 대량 생산효율을 향상시키며, (6) 모든 막형성 챔버들에 대해 동시에 막형성을 수행하는 막형성 장치에 비해 고주파전원의 필요 출력을 감소시키는 것이다.

동시에, 본 발명의 목적은 외부전극의 중심축을 중심점으로 이용하는 동일 서클 상에 등간격으로 나란히 수용 공간을 배치함으로써, 멀티플-일체형 외부전극에 수용된 복수의 플라스틱 용기들에 막형성이 동시에 수행되는 경우, 모든 용기들에서 균일한 플라즈마를 발생시키는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 로터리형 CVD 막형성 장치와 특히 양호한 적합성을 가지는 멀티플-일체형 외부전극에 대한 몇 개의 특정 실시형태를 제시하는 것이다. 로터리형 CVD 막형성 장치에서, 로터리형으로 하기 위해 회전 지지체 상에 복수의 막형성챔버가 배치되지만, 예를 들어 음료수를 채우는 장치에서처럼 회전 지지체에 회전축을 중심점으로 이용하는 동일 서클의 원주방향 (circumferential direction) 으로 일렬로 용기를 항상 배치할 필요는 없다. 외부전극의 수용 공간의 배치를 적절하게 변화시킬 수 있는 일정 제약을 가지므로, 고주파전원과 매칭박스의 수를 감소시키는 목적에 부가하여, 상기 멀티플-일체형 외부전극은 전술한 원주방향으로 수용 공간의 열 수를 증가시키는 것이 가능하다. 예를 들어, 1 열에서 2 열로 변화되는 경우, 장치가 단지 약간 대형화되는 것만으로도, 2 개의 막형성 챔버들이 회전 지지체의 회전에 따라 정확하게 동일 타이밍으로 막형성을 진행시키는 것을 보장함으로써 단위 시간당 생산성을 2 배로 하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명의 목적은 동일한 방식으로 3 개의 열을 형성함으로써 생산성을 3 배로 하는 것이다. 그러나, 생산성을 향상시키기 위해 열 수가 증가됨에 따라, 회전 지지체 상에 배치되는 막형성 챔버 내에 플라스틱 용기를 로드하는 메커니즘이 매우 복잡하게 되고, 마찬가지로 코팅된 플라스틱 용기를 반출하는 메커니즘도 복잡하게 된다. 본 발명에서는, 상기 용기의 로딩 메카니즘과 용기의 반출 메카니즘이 복잡화되는 것을 방지하고 동시에 생산성을 증가시키기 위한 로터리형 장치에서 용기의 수용 공간들에 대해 보다 바람직한 배치를 제시한다.

본 발명의 목적은 특히 하나의 외부전극 내에 2 개의 수용 공간이 제공되는 경우, 하나의 외부전극 내에 3 개의 수용 공간이 제공되는 경우, 및 하나의 외부전극 내에 4 개의 수용 공간이 제공되는 경우에서의 특정 수용 공간 배치들을 제안하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 본 발명의 로터리형 장치에서 회전 지지체가 1 회전을 하는 동안, 전체 막형성 공정을 완료함으로써, 용기 공급라인, 본 발명의 장치, 및 코팅된 용기 수송라인간에 유연하게 연동시키는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은, 회전 지지체의 회전 속도를 일정하게 하여 전력을 절감하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 원료가스로서, 탄화수소계 가스 또는 Si-함유 탄화수소계 가스를 사용함으로써, CVD 막, 특히, DLC 막을 형성하는 대량 생산용 로터리형 CVD 막형성 장치 및 CVD 막형성 방법을 제공하는 것이다.

상술한 문제점들을 해결해야만 하는 본 발명에 따른 대량 생산용 로터리형 CVD 막형성 장치는, 복수의 수용 공간을 가지며 외부 전극으로 기능하는 하나의 주상체로서, 수용 공간 각각의 중심축이 외부 전극의 중심축과 평행하고, 외부 전극의 중심축을 중심점으로 사용하는 동일 서클 상에 수용 공간들이 나란히 배치되도록, 상기 하나의 수용 공간에 각각 하나의 플라스틱 용기를 수용하는, 하나의 주상체를 제공하고, 수용 공간들의 각각에 로딩된 플라스틱 용기들의 내부로 출입구부로부터 자유롭게 삽입되도록 배치될 수 있는 내부 전극들을 제공하고, 플라스틱 용기들 내부로 내부전극들이 삽입될 때에 내부전극들과 외부전극 사이에 절연상태를 형성하는 절연부재를 제공하고, 수용 공간들 내부의 압력을 감소시키기 위해 폐쇄되는 커버를 제공함으로써, 형성되는 막형성 챔버를 포함하고, 복수의 막형성 챔버들은 서클 형상으로 등간격으로 회전 지지체 상에 배치되고, 막형성 챔버들의 각각에 수용되는 플라스틱 용기들 내부에서 플라즈마로 전환되는 원료가스를 도입하는 원료가스 도입수단이 제공되고, 플라스틱 용기들의 내부 표면 상에 CVD 막을 형성하도록 막형성 챔버들 각각의 외부전극에 고주파를 공급하는 고주파 공급수단이 제공된다.

청구항 제 1 항에서 설명된 대량 생산용 로터리형 CVD 막형성 장치에서, 외부전극의 중심축을 중심점으로 사용하는 동일 서클 상에 등간격으로 나란히 수용 공간들이 배치되는 것이 바람직하다.

청구항 제 1 항 또는 청구항 제 2 항에서 설명된 대량 생산용 로터리형 CVD 막형성 장치에서, 하나의 외부전극에 2 개의 수용 공간이 제공되고, 회전 지지체의 회전축을 중심점으로 사용하는 동일 서클 상에 수용 공간들이 배치되도록, 회전 지지체 상에 등간격으로 막형성 챔버들이 배치되는 것이 바람직하다.

청구항 제 1 항 또는 청구항 제 2 항에서 설명된 대량 생산용 로터리형 CVD 막형성 장치에서, 하나의 외부전극에 2 개의 수용 공간이 제공되고, 회전 지지체 상에 막형성 챔버들이 배치되는 경우, 막형성 챔버들 각각에 의해 형성되는 서클의 외측에 하나의 수용 공간이 배치되고, 서클의 내측에 다른 수용 공간이 배치되어, 서클의 원주방향으로 2 열로 외부전극들의 수용 공간들이 배치되는 것이 바람직하다.

청구항 제 1 항 또는 제 2 항에서 설명된 대량 생산용 로터리형 CVD 막형성 장치에서, 하나의 외부전극에 3 개의 수용 공간이 제공되고, 회전 지지체 상에 막형성 챔버들이 배치되는 경우, 막형성 챔버에 의해 형성되는 서클의 외측에 하나씩 걸러 막형성 챔버의 2 개의 수용 공간이 배치되고, 서클의 내측에 나머지 하나의 수용 공간이 배치되고, 서클의 내측에 인접한 막형성 챔버들의 2 개의 수용 공간이 배치되고, 서클의 외측에 나머지 하나의 수용 공간이 배치되도록 하는 관계가 형성되어, 상기 서클의 원주방향으로 2 열로 상기 외부전극들의 수용 공간들이 배치되는 것이 바람직하다.

청구항 제 1 항 또는 청구항 제 2 항에서 설명된 대량 생산용 로터리형 CVD 막형성 장치에서, 하나의 외부전극에 4 개의 수용 공간이 제공되고, 회전 지지체 상에 막형성 챔버들이 배치되는 경우, 막형성 챔버들에 의해 형성되는 서클의 외측에 2 개의 수용 공간들이 배치되고, 서클의 내측에 나머지 2 개의 수용 공간이 배치되어, 서클의 원주방향으로 2 열로 상기 외부전극들의 수용 공간들이 배치되는 것이 바람직하다.

청구항 제 4 항 또는 청구항 제 6 항에 기술된 대량 생산용 로터리형 CVD 막 형성장치에서, 회전 지지체 상에 막형성 챔버들이 배치되는 경우, 막형성 챔버들 각각에 의해 형성되는 서클의 외측에 2 개의 수용 공간들이 배치되고, 서클의 내측에 다른 2 개의 수용 공간들이 배치됨으로써, 서클의 원주 방향으로 2 열로 상기 외부 전극의 상기 수용 공간들이 배치되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 플라스틱 용기 내부 표면상의 CVD 막형성 방법은, 청구항 제 1항 내지 청구항 제 7 항에 기재된 회전 지지체가 일정속도로 1 회전하는 시간동안, 수용 공간들에 플라스틱 용기들을 수용함으로써, 막형성 챔버 내로 플라스틱 용기들을 로딩하는 용기 로딩 공정, 플라스틱 용기들 내부를 원료 가스로 대체하여, 소정의 막형성 압력으로 조정된 막형성 전 가스 조정 공정, 원료가스를 플라즈마로 전환하여 플라스틱 용기의 내부 표면 상에 CVD 막을 형성하는 CVD 막형성공정, 코팅된 플라스틱 용기들의 내부를 대기에 개방하는 막형성 후 가스 조정 공정, 및 막형성 챔버들로부터 코팅된 용기들을 반출하는 용기 반출 공정을 수행한다.

청구항 제 1 항 내지 청구항 제 7 항에서 설명된 대량 생산용 로터리형 CVD 막형성 장치 및 청구항 8 항에서 설명된 플라스틱 용기 내부 표면상의 CVD 막을 형성방법에서, 원료가스로서 탄화수소계 가스 또는 Si-함유 탄화수소계 가스가 이용되고, CVD 막으로서 DLC 막이 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명은, 회전 지지체가 1 회전하는 동안에, 막형성 챔버들 상에 1 제조 사이클을 실시하는 유형의 장치인, 높은 대량 생산 효율을 가지는 소규모의 저렴한 CVD 막형성 장치, 특히 플라스틱 용기들의 내부 표면 상에 CVD 막을 형성하는 대량생산용 로터리형 장치를 제공하는 것이 가능하다. 본 발명에서는, 상기 로터리형 장치에서의 용기 로딩 메카니즘과 용기 반출 메카니즘이 복잡해지는 것을 방지하면서도 생산성이 증대된다. 본 발명은, 모든 막형성 챔버들에서 동시에 진공을 형성하기에 충분히 큰 배기속도를 형성하는 것이 불필요하고, 회전 지지체의 회전 관성에 거스르는 제어가 수행되지 않기 때문에, 낭비되는 전력을 인가하는 것이 불필요하고, 1 제조 사이클 시간에 대해 긴 CVD 막형성 시간을 제공하며, 막형성 공정 이외의 시간을 단축하여 대량 생산효율을 증진시키고, 막형성 챔버들의 수보다 고주파전원 및 매칭박스들의 수를 더 작게 할 수 있으며, 모든 막형성 챔버들에 대해 동시에 막형성을 수행하는 막형성 장치와 비교하여 고주파전원의 필요 출력을 감소시킬 수 있게 한다.

또한, 본 발명은, 본 발명의 로터리형 장치에서 상기 회전 지지체가 1 회전을 하는 동안에 상기 전체 막형성 공정을 완료함으로써, 용기 공급라인, 본 발명의 장치, 및 코팅된 용기 반출라인 사이의 연동을 유연하게 수행할 수 있다.

또한, 본 발명은, 원료가스로서 탄화수소계 가스 또는 Si-함유 탄화수소계 가스를 이용하여 CVD 막 특히, DLC 막을 형성하는 대량 생산용 로터리형 CVD 막형성 장치 및 CVD 막형성 방법을 제공할 수 있다.

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명의 대량 생산용 로터리형 CVD 막형성 장치의 일 실시형태를 나타내는 개략 도면이다.

도 2 는 본 발명의 대량 생산용 로터리형 CVD 막형성 장치에서의 막형성 챔버들의 기본 구조의 일 실시형태를 나타내는 개략 도면이다.

도 3 은 본 발명에 있어서 4 개의 플라스틱 용기를 동시에 DLC 막으로 코팅할 수 있는 하나의 주상체로 형성되는 멀티플-일체형 외부전극의 일 실시형태를 나타내는 개략 도면으로서, 도 3(a) 는 하부 외부전극과 상부 외부전극이 밀봉된 상태를 나타내는 도면이고, 도 3(b) 는 하부 외부전극과 상부 외부전극이 개방된 상태를 나타내는 도면이다.

도 4 는 B-B'를 따라 절개된 멀티플-일체형 외부전극의 횡단면도이다.

도 5 는 주상체의 일 실시형태의 구체적인 예를 도시하는 도면이다.

도 6 은 하나의 외부전극에 2 개의 수용 공간이 제공되는 경우에 수용 공간의 배치를 나타내는 개념도이고, 도 6(a) 는 서클 상에 수용 공간이 배치되는 경우의 도면이며, 도 6(b) 는 인접한 수용 공간들 사이에 서클이 개재되는 경우를 나타내는 도면이며, 도 6(c) 및 도 6(d) 는 상호 시프트된 수용 공간들 사이에 서클이 개재되는 경우를 나타내는 도면이다.

도 7 은 하나의 외부전극에 3 개의 수용 공간들이 제공되는 경우에 수용 공간들의 배치를 나타내는 개념도이다.

도 8 은 하나의 외부전극에 4 개의 수용 공간이 제공되는 경우에 수용 공간들의 배치를 나타내는 개념도이고, 도 8(a) 는 막형성 챔버들에 의해 형성된 서클 s의 원주방향으로 2 열로 외부전극 (3) 의 수용 공간들 (40) 이 배치되고 상기 서클 s 의 외측에 2 개의 수용 공간 (40x, 40y) 이 배치되며, 상기 서클 s 의 내측에 나머지 2 개의 수용 공간 (40a, 40b) 이 배치되는 것을 나타내는 도면이며, 도 8(b) 는 원주방향으로 2 열이 존재하고 상호 시프트된 수용 공간들 사이에 서클 s 가 개재된 경우를 나타내는 도면이고, 도 8(c) 는 도 8(b) 의 시프트보다 더 많이 시프팅이 있는 경우를 나타내는 도면이다.

도 9 는 본 발명의 대량 생산용 로터리형 CVD 막형성 장치에서 고주파 공급수단을 포함하는 기본 구성의 일 실시형태를 나타내는 개념도이다.

도 10 은 분배 회로의 일 실시형태와 병렬형과 캐스케이드형을 나타내는 도면이다.

도 11 은 제조 사이클이 진행하는 방법의 제 1 실시형태를 나타내는 도면이다.

도 12 는 제조 사이클이 진행하는 방법의 제 2 실시형태를 나타내는 도면이다.

도 13 은 제조 사이클이 진행하는 방법의 제 3 실시형태를 나타내는 도면이다.

도 14 는 제조 사이클이 진행하는 방법의 제 4 실시형태를 나타내는 도면이다.

부호의 의미는 다음과 같다. 도면 부호 1 은 하부 외부전극, 2 는 상부 외부전극, 3 은 외부전극, 4a 는 절연부재, 4b 는 커버, 6 은 막형성 챔버, 7, 7a, 7b, 7c, 7d 는 플라스틱 용기들, 8 은 O-링, 9, 9a, 9b, 9c, 9d 는 내부전극들, 10, 1l, 22 는 배관들, 14 는 자동매칭장치, 15 는 고주파전원 (RF전원), 16, 17, 18 은 진공밸브들, 19 는 유량 제어기, 20 은 원료가스발생원, 21 은 진공펌프, 27 은 누설가스 (공기) 공급원, 28 은 진공게이지, 29 는 배기덕트, 30 은 고주파출력 공급로드, 32 는 고주파출력 공급로드 접속컨택트, 40 은 수용 공간, 41 은 원료가스도입수단, 49, 49a, 49b 는 가스 배출구, x1 은 멀티플-일체형 외부전극의 중심, x2 는 고주파출력 공급점, X는 멀티플-일체형 외부전극 중심축, 7ax, 7bx, 7cx, 7dx 는 플라스틱 용기들 (7a, 7b, 7c, 7d) 의 수용 공간들의 중심점들이다.

발명의 바람직한 실시형태

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위해 복수의 실시형태들이 제공되지만, 본 발명이 이들 실시형태들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 또한, 도면에서 동일 부재는 동일 부호로서 사용된다.

도 1 내지 도 14 를 참조하여 본 발명의 실시형태들을 설명한다. 도 1 은 본 발명에 따른 대량 생산용 로터리형 CVD 막형성 장치의 기본 구조의 관계를 나타내는 개념도이다. 본 발명에 따른 대량 생산용 로터리형 CVD 막형성 장치는, 막형성 챔버들, 서클 상에 등간격으로 복수의 막형성 챔버들이 배치되는 회전 지지체, 각각의 막형성 챔버에 수용되는 플라스틱 용기들의 내부로 플라즈마로 전환되는 원료가스를 도입하는 원료가스도입수단, 및 각각의 막형성 챔버의 외부전극에 고주파를 공급하는 고주파공급수단이 제공되어, 상기 플라스틱 용기들의 내부 표면 상에 CVD 막을 형성한다.

도 2 는, 도 1 의 막형성 챔버들중 하나의 막형성 챔버의 구조를 나타낸 개념도이고, 도 2 의 막형성 챔버 (6) 의 부분은 용기의 축방향을 따라 절개된 횡단면 개념도이다. 막형성 챔버 (6) 는, 플라스틱 용기들 (7a, 7c) 중 하나를 각각 수용하는 복수의 수용 공간들 (40a, 40c) 이 제공된 하나의 원기둥체 (cylindrical body) 형상을 가지도록 형성된 외부전극 (3), 수용 공간들 (40a, 40c) 각각에 로드된 플라스틱 용기들 (7a, 7c) 의 내부에 출입구부 (mouth portion) 로부터 자유롭게 삽입되도록 배치가능한 내부전극들 (9a, 9c), 내부전극들 (9a, 9c) 이 플라스틱 용기 (7a, 7c) 내에 삽입되는 경우 내부전극들 (9a, 9c) 과 외부전극 (3) 사이를 절연상태로 형성하는 절연부재 (4a), 및 수용 공간들 (40a, 40c) 내부에서 압력이 감소되도록 막형성 챔버 (6) 를 폐쇄하는 커버 (4b) 로 이루어진다.

커버 (4b) 는, 도전성 물질로 형성되고, 내부전극들 (9a, 9c) 을 지지한다. 커버 (4b) 내부에는 수용 공간들 (40a, 40c) 과 통하는 공간이 제공되고, 이 공간은 수용 공간들 (40a, 40c) 과 함께 감압 공간을 형성한다. 도 2 의 장치에서, 진공펌프 (21) 등으로 구성되는 배기수단이 커버 (4b) 에 연결되고, 이것은 커버 (4b) 의 공간에서의 압력을 감소시킴으로써 수용 공간들 (40a, 40c) 에서의 압력도 감소시킬 수 있는 구조를 형성한다.

도 2 에 있어서, 커버 (4b) 의 하부에 절연부재 (4a) 가 배치되고, 절연부재 (4a) 의 하부에 외부전극 (3) 이 배치된다. 이러한 위치 관계를 형성함으로써, 커버 (4b), 도전성 내부전극들 (9a, 9c), 및 외부전극 (3) 사이에는 절연부재 (4a) 에 의해 절연상태가 형성된다.

외부전극 (3) 은, 상부 외부전극 (2) 과 하부 외부전극 (1) 으로 이루어지고, 상부 외부전극 (2) 의 하부에 하부 외부전극 (1) 의 상부가 O-링 (8) 을 통해 착탈식으로 설치되도록 구성된다. 상부 외부전극 (2) 과 하부 외부전극 (1) 을 착탈함으로써 플라스틱 용기들 (7a, 7c) 이 로드될 수 있다.

또한, 도 2 의 실시형태에서, 외부전극 (3) 은 하부 외부전극 (1) 과 상부 외부전극 (2) 의 2 개의 전극으로 분할되지만, CVD 막이 균일한 막두께 등을 가지도록, 상기 외부전극은 예를 들어, 바닥부 전극, 몸통부 전극 및 숄더부 전극 (shoulder portion electrode) 과 같은 3 개의 전극들로, 또는 4 이상의 전극들로 분할될 수도 있으며, 각 전극은, 예를 들어 O-링을 개재시켜 밀봉될 수도 있고, 플루오로수지 시트 (fluororesin sheet) 또는 폴리이미드막 (polyimide film) 또는 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK; polyether ether ketone) 막에 의해 전기적으로 절연될 수도 있다.

외부전극 (3) 의 내부에는 공간들 (40a, 40c) 이 형성되고, 이들 공간들은 코팅 대상인 플라스틱 용기들 (7a, 7c), 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지 (polyethylene terephthalate resin) 제의 용기인 PET 병을 수용하기 위한 수용 공간이다. 외부전극 (3) 내의 수용 공간들 (40a, 40c) 는, 그 내부에 수용되는 플라스틱 용기 (7) 를 수용할 수 있도록 형성된다. 이 관점에서, 상기 수용 공간들 (40a, 40b) 은 플라스틱 용기의 외형보다 약간 크게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 용기의 수용 공간들 (40a, 40c) 의 내벽면은 플라스틱 용기들 (7a, 7c) 의 외측 부근을 둘러싸는 형상 (유사 형상) 을 가지도록 형성하는 것이 바람직하다. 이것은 플라스틱 용기의 벽면 상에 균일한 자기 바이어스 전압 (self bias voltage) 을 형성하도록 한다. 그러나, 플라스틱 용기의 내부 표면에 균일하게 자기 바이어스전압이 인가되는한, 외부전극의 수용 공간의 내벽면이 유사 형상으로 형성될 필요는 없다. 상기 커버 (4b) 에는 외부전극 (3) 내의 수용 공간들 (40a, 40c) 이 통하는 개구 (opening) 가 형성된다. 또한, 커버 (4b) 의 내부에는 공간이 제공되고, 이 공간은 전술한 개구를 통해 외부전극 (3) 내의 수용 공간들 (40a, 40c) 과 통한다. 수용 공간들 (40a, 40c) 은, 상부 외부전극 (2) 과 하부 외부전극 (1) 의 사이에 배치된 O-링 (8) 에 의해서 외부로부터 밀봉되며, 이것은 감압하는 것을 가능하게 한다.

내부전극들 (9a, 9c) 은, 외부전극 (3) 내로 자유롭게 삽입되고 외부전극 내로부터 제거되도록 배치되며, 또한 플라스틱 용기들 (7a, 7c) 의 내부에 배치된다. 즉, 커버 (4b) 의 상부로부터 커버 (4b) 내의 공간, 커버 (4b) 의 개구와 절연부재 (4a) 를 통해, 외부전극 (3) 내의 수용 공간들 (40a, 40c) 로 내부전극 (9a, 9c) 이 삽입된다. 내부전극들 (9a, 9c) 의 기단 (base ends) 은 커버 (4b) 의 상부에 배치된다. 한편, 내부전극들 (9a, 9c) 의 선단은, 외부전극 (3) 의 수용 공간들 (40a, 40c) 내부에 수용된 플라스틱 용기들 (7a, 7c) 의 내부에 배치된다. 내부전극들 (9a, 9c) 는, 그 내부가 중공인 튜브형상을 가진다. 내부전극들 (9a, 9c) 의 선단에는 가스 배출구들 (49a, 49c) 이 형성된다. 또한, 내부전극들 (9a, 9c) 은 접지되는 것이 바람직하다.

전술한 설명부분에서는, 막형성 챔버내의 외부전극, 내부전극들, 절연부재, 및 커버의 관계를 설명하였다. 다음으로, 도 3 과 도 4 를 참조하여, 외부전극에 제공된 수용 공간의 위치적 관계를, 하나의 외부전극에 4 개의 수용 공간이 제공된 경우를 예로하여 상세히 설명한다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 외부전극 (3) 은 하나의 주상체 (columnar body) 형상을 가지도록 형성된다. 도 3a 에 도시된 멀티플-일체형 외부전극은 하나의 원기둥형의 주상 (cylindrically shaped columnar) 외부전극이지만, 또한 각기둥 (square column) 또는 타원기둥 (elliptic cylinder) 등의 형상의 주상체일 수도 있다. 또한, 도 5 에 도시된 바와 같이, 외부 전극 (3) 은, 각각의 용기 수용 공간을 근사적으로 균일한 두께로 둘러싸는 형상들을 조합함으로써 형성된 하나의 주상체로 이루어진 주상 구조 (columnar structure) 일 수도 있다. 그러나, 고주파는 외부전극의 표면으로 전달되는 경향이 있기 때문에, 고주파의 전달거리를 가능한한 동일하게 하기 위해, 외부전극 (3) 은 정방형의 횡단면을 가지는 각기둥체 또는 원기둥체인 것이 바람직하다. 외부전극 (3) 으로 기능하는 하나의 주상체에는 플라스틱 용기들 (7a, 7b, 7c, 7d) 중의 하나를 각각 수용하는 복수 (도 3 에서는 4 개) 의 수용 공간들 (40a, 40b, 40c, 40d) 이 제공된다. 도 3 의 경우, 수용 공간들의 각각에 플라스틱 용기를 수용함으로써, 하나의 외부전극에는 4 개의 플라스틱 용기들이 수용된다. 또한, 도 3 과 도 4 에 도시된 바와 같이, 각 수용 공간들 (40a, 40b, 40c, 40d) 의 중심축은 외부전극 (3) 의 중심축 x 와 평행하게 이루어진다. 또한, 외부전극의 중심축 x 를 중심점으로 사용하는 동일 서클 S 상에 나란하게 수용 공간들 (40a, 40b, 40c, 40d) 이 제공된다. 도 2 의 B-B' 를 따라 절개된 횡단면도인 도 4 에 도시된 바와 같이, 외부전극 (3) 내의 수용 공간들의 형상에 관해, 외부전극의 중심 x1 으로부터 반경 a 를 가지는 서클 S 상에 플라스틱 용기들 (7a ~ 7d) 의 수용 공간의 중심들 (7ax ~ 7dx) (각각 ×으로 나타낸 점) 이 배치되도록, 수용 공간이 배치된다. 이 때, 수용 공간들 (40a, 40b, 40c, 40d) 은, 도 4 에 도시된 바와 같이, 동일 서클 S 상에 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다.

이와 같이, 외부전극으로서 기능하는 하나의 주상체에는, 각각이 하나의 플라스틱 용기를 수용하는 복수의 수용 공간들이 제공되어, 수용 공간들의 중심축과 외부전극의 중심축이 평행하며 외부전극의 중심축을 중심점으로 사용하는 동일 서클 상에 나란하게 수용 공간들이 배치되는 이른바, 멀티플-일체형 전극으로 지칭되는 외부전극을 형성하는 것이 가능하다.

본 발명에서 설명된 멀티플-일체형 외부전극은, 매칭박스와 하나의 용기만을 수용하는 타입의 외부전극의 결합 구조를 복수로 배치하는 멀티플형 외부전극과 동일한 기능을 가진다. 또한, 상기 멀티플-일체형 외부전극은 하나의 외부전극 내에 복수의 플라스틱 용기들을 수용하는 것이 가능하도록 일체화되고, 이 하나의 일체형 외부전극에 대해 하나의 매칭박스를 사용하는 전극이며, 이것은 고주파전원과 매칭박스의 수를 감소시킬 수 있다. 또한, 외부전극을 하나의 주상체로 형성함으로써, 고주파의 공급기점에서 수용 공간의 내벽까지의 거리가 최단으로 될 수 있고, 각 수용 공간 사이의 거리의 편차가 없기 때문에, 플라스틱 용기 벽면에 균일하게 자기 바이어스전압을 인가하는 것이 가능하다.

도 3 및 도 4 에 있어서, 하나의 주상체 외부전극 (3) 에는 수용 공간들 (40a, 40b, 40c, 40d) 각각에 대응하는 내부전극들 (9a ~ 9d) 이 제공된다. 내부전극들의 각각은 접지되고, 원료가스를 각각의 용기에 공급할 수 있는 배관을 형성한다. 본 도면에서, 또한 내부전극들이 원료공급관으로서 기능한다.

또한, 도 2 에 도시된 바와 같이, 고주파출력은 고주파출력 공급로드 (30) 에 도입된다. 외부전극 (3) 의 용기 하부 외부전극 (1) 에 대해, 도 2 에 도시된 외부전극 (3) 의 용기 하부 외부전극 (1) 의 중심축 X 와 저면사이의 교점 x2 는 고주파출력 공급점을 형성한다. 고주파출력 공급로드 (30) 에는 도전성 케이블이나 도전성 금속로드가 사용된다. 또한, 고주파출력 공급로드 접속컨택트 (32) 는, 용기들이 출입되는 때에 용기 하부 외부전극과 용기 상부 외부전극이 조립되는 경우에 도통접점으로서 작용한다. 또한, 본 실시형태에서는, 고주파출력 공급점 x2 는 용기 하부 외부전극에 제공되지만, 각각의 플라스틱 용기의 저면부근의 용기 하부 외부전극 (1) 에서의 4 개 위치들로 배분되는 접속점들을 제공하는 것도 가능하며, 또는 외부전극의 내부에서의 중심축 X 상에 접속 등을 이루는 것도 가능하다. 일부 경우에서는, 각 플라스틱 용기내부에서 균일한 플라즈마를 발생시키는 것이 가능한 범위 내에서 상기 접속점의 변화는 적절하게 수행될 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 하나의 외부전극의 내부에 4 개의 플라스틱 용기를 수용하는 경우를 설명하였지만, 4 개 이외의 복수 개의 플라스틱 용기를 수용하는 것이 가능한 외부전극을 사용하는 실시형태를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명에 있어서는 멀티플-일체형 외부전극 구조를 사용하여, 고주파전원 및 매칭박스의 수를 감축함으로써 장치의 콤팩트화, 또는 회전 지지체 상에 2 라인 이상을 배치함으로써 생산성의 증대, 또는 이들 양자 모두를 실현하는 것이 가능하다.

다음으로, 회전 지지체 상에 막형성 챔버를 배치하는 것을 상세히 설명한다. 본 발명에 있어서, 막형성 챔버의 외부전극에 제공된 수용 공간의 배치는 중요하며, 도 6 내지 도 8 에 나타낸 배치가 바람직하다. 도 6 내지 도 8 은, 회전 지지체, 상기 회전 지지체 상에 배치된 외부전극, 및 상기 외부전극에 제공된 수용 공간들 사이의 배치관계를 나타내는 개념도이며, 회전 지지체를 정면에서 바라본 도면이다. 또한, 상기 도면들에서, 막형성 챔버의 외부전극은 각기둥 형상을 가지는 경우가 도시되었지만, 만약 회전 지지체에 대한 수용 공간이 배치가 동일하다면, 이것은 심지어 원기둥형상 또는 타원기둥 형상에 대해서도 동일하다.

도 6a 는, 하나의 외부전극 (3) 에 2 개의 수용 공간 (40) 이 제공된 경우를 나타내며, 여기서 회전 지지체 (41) 의 회전축을 중심점 z 로 사용하는 동일 서클상에 수용 공간이 배치되도록 회전 지지체 상에 등간격으로 막형성 챔버가 배치된다. 이 경우, 용기 공급라인과 로터리형 장치로부터 막형성을 완료한 용기의 반출라인에 이르기까지 용기는 1 열로 정렬된다.

도 6b 는, 하나의 외부전극 (3) 에 2 개의 수용 공간들 (40) 이 제공된 경우를 나타내며, 여기서, 막형성 챔버가 회전 지지체 (41) 상에 배치될 때, 외부전극 (3) 의 수용 공간들이 서클 s 의 원주방향에 2 열로 배치되도록, 하나의 수용 공간 (40x) 은 막형성 챔버에 의해 형성되는 서클 s 의 외측에 배치되고 다른 수용 공간 (40y) 은 서클 s 의 내측에 배치된다. 이 관점에서, 도 6b 에 도시된 바와 같이, 원주방향으로 2 열의 열 수가 형성된다. 이 경우, 하나의 열이 용기공급라인에 형성될 수도 있지만, 상기 용기들이 수용 공간내로 삽입될 때 로터리형 장치 이전에서 상기 라인을 2 열로 분할하는 것이 필요하다. 2 열로 되어 로터리형 장치에 로드된 용기는 장치 내에서 그대로 2 열로서 유지되며, 로터리형 장치로부터 반출된 막형성을 완료한 용기는 2 열에서 1 열로 합류시키는 것이 바람직하다.

도 6(b) 에서, 막형성 챔버가 회전 지지체 (41) 상에 배치되는 경우, 수용 공간 (40) 은, 서클 s 가 상호 인접한 수용 공간들 (40) 사이에 개재되어 서클 s 의 원주방향으로 2 열로 배치되지만, 도 6(c) 에 도시된 바와 같이, 상기 서클 s 가 상호 시프트된 수용 공간 (40) 사이에 개재되어 서클 s 의 원주방향으로 2 열로 수용 공간이 배치될 수도 있다.

또한, 도 6(d) 에 도시된 바와 같이, 도 6(c) 와 비교하여, 수용 공간 (40) 의 시프트 방향이 역전될 수도 있다.

도 7 에 도시된 바와 같이, 하나의 외부전극 (3) 에는 3 개의 수용 공간들이 제공되고 막형성 챔버들이 회전 지지체 (41) 상에 배치되는 경우, 외부전극 (3) 의 수용 공간들은 상기 서클 s 의 원주방향으로 2 열로 배치될 수도 있으며, 여기서 하나씩 걸러 막형성 챔버의 2 개의 수용 공간들 (40x, 40y) 은, 나머지 하나의 수용 공간 (40z) 이 서클 s 의 내측에 배치된 상태로 막형성 챔버들에 의해 형성되는 서클 s 의 외측에 배치되며, 인접한 막형성 챔버들의 2 개의 수용 공간들 (40a, 40b) 은 나머지 하나의 수용 공간 (40c) 이 서클 s의 외측에 배치된 상태로 서클 s 의 내측에 배치되도록 하는 관계가 형성된다.

다음으로, 도 8(a) 에 도시된 바와 같이, 하나의 외부전극 (3) 에 4 개의 수용 공간이 제공되고, 막형성 챔버들이 상기 회전 지지체 (41) 상에 배치되는 경우, 외부전극 (3) 의 수용 공간들 (40) 은 상기 서클 s 의 원주방향으로 2 열로 배치될 수도 있으며, 여기서 상기 막형성 챔버들에 의해 형성되는 서클 s 의 외측에 2 개의 수용 공간들 (40x, 40y) 이 배치되고, 나머지 2 개의 수용 공간들 (40a, 40b) 은 서클 s 의 내측에 배치된다.

도 8(a) 는, 막형성 챔버들이 상기 회전 지지체 (41) 상에 배치될 때, 상호 인접한 수용 공간들 사이에 상기 서클 s 를 개재한 상태로 서클 s 의 원주방향으로 2 열로 수용 공간들이 배치되는 경우를 나타내지만, 수용 공간들은 도 8(c) 에 도시된 바와 같이 배치될 수도 있다. 또한, 도 8(b) 에 도시된 바와 같이, 상호 시프트된 수용 공간들 사이에 상기 서클 s 를 개재한 상태로 원주방향으로 수용 공간들이 2 열로 배치될 수도 있다.

도 6(c), 도 6(d), 도 7, 도 8(a), 도 8(b), 도 8(c) 의 장치에서, 도 6(b) 의 장치의 경우에서와 동일한 방식으로, 하나의 열이 상기 용기 공급라인에 형성될 수도 있지만, 상기 용기들이 수용 공간들내로 로드될 때 상기 로터리형 장치들의 이전에서 2 열로 그 라인을 분할시키는 것이 필요하다. 로터리형 장치들에서 2 열로 로드된 용기들은 장치 내부에서 2 열을 그대로 유지하고 로터리형 장치들로부터 이미 반출된 막형성을 완료한 용기들을 2 열에서 하나의 열로 합류하는 것이 바람직하다.

도 6(a) 의 장치를 형성함으로써, 하나의 고주파전원에 의해 동시에 2 개의 플라스틱 용기들 내에 막을 형성하는 것이 가능하기 때문에, 전원의 수와 매칭박스의 수는 감소될 수 있다. 또한, 도 6(b), 도 6(c), 도 6(d), 도 7 또는, 도 8(a), 도 8(b), 도 8(c) 의 장치를 형성함으로써, 회전 지지체의 회전에 따라 정확하게 동일한 타이밍에 2 이상의 막형성 챔버들이 막형성을 통해 진행하는 것을 보장할 수 있으며, 전원들의 수와 매칭박스들의 수를 감소시키는 것에 더하여, 이것은 단위시간당 생산성을 2 배로 증가시킨다. 2 열을 형성함에 있어, 용기 로딩 메카니즘과 용기 반출 메카니즘이 필요한 것보다 더 복잡해지지 않기 때문에, 열의 개수는 생산성의 향상을 달성할 수 있으며 상기 용기 로딩 메카니즘과 용기 반출 메카니즘이 보다 복잡해지는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 용기는 커버 또는 스토퍼를 사용하거나 밀봉되는 용기, 또는 이들을 사용하지 않는 개방 상태로 사용된 용기를 포함한다. 개구의 크기는 내용물들에 따라 결정된다. 플라스틱 용기는 적당한 강성과 소정의 두께를 가지는 플라스틱 용기, 강성을 가지지 않는 시트 물질로부터 형성되는 플라스틱 용기를 포함한다. 또한, 이것은 용기의 커버를 포함한다. 본 발명에 따른 플라스틱 용기 내부에 채워진 물질은 의약품, 농약품, 또는 흡습을 싫어하는 건조 식품뿐만 아니라, 탄산 음료 또는 과즙 음료 또는 소프트 드링크 등과 같은 음료수일 수 있다. 또한, 이것은 재활용 용기 (returnable container) 및 일회용 용기 (one-way container) 를 포함한다.

본 발명의 플라스틱 용기를 형성할 때 사용되는 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지 (PET; polyethylene terephthalate resin), 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 코-폴리에스테르 수지 (polyethylene terephthalate type co-polyester resin, Eastman 사 제조의, 폴리에스테르의 알코올성분에 대해 에틸렌 글리콜 대신 시클로헥산 디-메타놀 (cyclohexane de-methanol) 을 사용하는 PETG 라 하는 코폴리머 (copolymer)), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 (polybutylene terephthalate resin), 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지 (polyethylene naphthalate resin), 폴리에틸렌 수지 (polyethylene resin), 폴리프로필렌 (PP) 수지 (polypropylene (PP) resin), 시클로올레핀 코폴리머 (cycloolefin copolymer) (COC, 고리형 올레핀 코폴리머 (annular olefin copolymer) ) 수지, 이오노머 수지 (ionomer resin), 폴리-4-메틸펜텐-1 수지 (poly-4-methylpentene resin), 폴리메틸 메타크릴레이트 수지 (polymethyl methacrylate resin), 폴리스티렌 수지 (polystyrene resin), 에틸렌-비닐 알코올 코폴리머 수지 (ethylene-vinyl alcohol copolymer resin), 아크릴로니트릴 수지 (acrylonitrile resin), 폴리염화비닐 수지 (polyvinyl chloride resin), 폴리염화비닐리덴수지 (polyvinylidene chloride resin), 폴리아미드수지 (polyamide resin), 폴리아미드-이미드 수지 (polyamide-imide resin), 폴리아세탈 수지 (polyacetal resin), 폴리카보네이트 수지 (polycarbonate resin), 폴리술폰 수지 (polysulfone resin), 또는, 에틸렌 테트라플루오라이드 수지 (ethylene tetrafluoride resin), 아크릴로니트릴-스티렌 수지 (acrylonitrile-styrene resin), 또는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지 (acrylonitrile-butadiene-styrene resin) 일 수 있다. 이들 수지 중에서, PET가 바람직하다.

도 2 에서, 상기 원료가스 도입수단 (41) 은 원료가스 발생원 (20) 으로부터 공급되는 원료가스를 플라스틱 용기들 (7) 의 내부로 도입한다. 즉, 배관들 (10, 11) 의 일측은 내부전극 (9) 의 기단들에 연결되고, 배관 (11) 의 타측은 진공밸브 (16) 를 통해 유량 제어기 (19) 에 연결된다. 유량 제어기 (19) 의 타측은 배관을 통해 원료가스 발생원 (20) 에 연결된다. 원료가스 발생원 (20) 은 아세틸렌 등과 같은 탄화수소가스 등을 발생시킨다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 원료가스 도입수단은, 각각의 막형성 챔버에 원료가스를 공급한다. 원료가스 도입수단은 각각의 막형성 챔버에 제공될 수도 있지만, 하나의 원료가스 발생원에 의해 모든 막형성 챔버들에 원료가스가 도입될 수도 있다. 이 경우, 원료가스 발생원과 유량 제어기 사이에 막형성 챔버들의 개수에 대응하는 분기 배관들이 제공될 수도 있다. 이 관점에서, 막형성 챔버들의 수와 동일한 수의 유량 제어기가 제공된다. 일부 경우에서는, 각각의 막형성 챔버에 소정의 원료가스량을 공급하는 것이 가능한 배치가 존재하여야만 한다.

DLC 막이 형성되는 경우, 예를 들어, 실온에서 가스 또는 액체를 형성하는 지방족 탄화수소류, 방향족 탄화수소류, 산소-함유 탄화수소류, 질소-함유 탄화수소류 등이 원료가스로서 이용된다. 특히, 6 개 또는 더 많은 탄소 수를 가지는 벤젠, 톨루엔, o-크실렌, m-크실렌, p-크실렌, 시클로헥산 등이 바람직하다. 식품등의 용기에 사용되는 경우, 위생상의 관점에서, 지방족 탄화수소류, 특히 에틸렌, 프로필렌 또는 부틸렌 등의 에틸렌계 탄화수소, 또는 아세틸렌, 아릴렌 또는 1-부틴 등의 아세틸렌계 탄화수소가 바람직하다. 이들 물질들은 독립적으로 사용될 수도 있고 또는, 가스 혼합 또는 2 종 이상의 유형으로서 (as a gas mixture or two or more types) 이용될 수도 있다. 또한, 이들 가스들은 이들이 아르곤이나 헬륨과 같은 희가스에 의해 희석되는 방식으로 이용될 수도 있다. 또한, 규소-함유 DLC 막이 형성되는 경우, Si-함유 탄화수소계 가스가 이용된다.

본 발명에 따른 DLC 막은 i-탄소막 또는 수소화 아몰퍼스 카본막 (a-C : H) 으로 지칭되는 막이고, 경질 탄소막도 포함한다. 또한 DLC 막은 아몰퍼스-상태의 탄소막이고, SP³ 결합을 포함한다. 이 DLC 막을 형성하는 원료가스로서예를 들어, 아세틸렌과 같은 탄화수소계 가스가 사용되고, Si-함유 DLC 막을 형성하는 원료가스로서 Si-함유 탄화수소계 가스가 사용된다. 이러한 종류의 DLC 막을 플라스틱 용기의 내부 표면 상에 형성함으로써, 탄산음료나 스파클링 음료 등의 일회성 용기 또는 재활용 용기로서 사용될 수 있는 용기가 획득된다.

상기 도전성 부재 (4b) 의 내부의 공간은 배관 (13) 의 일측에 연결되고, 배관 (13) 의 타측은 진공밸브 (18) 를 통해 진공펌프 (21) 에 연결된다. 진공 펌프 (21) 는 배기덕트 (29) 에 연결된다. 복수의 막형성 챔버들이 존재하기 때문에, 배기시스템을 하나의 진공펌프에 집중하여 배기가 실시될 수도 있고 또는, 복수의 진공펌프들로 분담하여 배기가 실시될 수도 있다.

플라스틱 용기 로딩수단 (미도시) 은 예를 들어, 용기들을 수용하기 위해 상부 외부전극 (2) 에 대해 하부 외부전극 (1) 이 아래로 개방되고, 상기 하부 외부전극 (1) 상에 플라스틱 용기들이 위치되고, 하부 외부전극 (1) 과 상부 외부전극 (2) 사이에 개재된 O-링에 의해 밀봉된 상태를 형성하도록 상기 하부 외부전극 (1) 이 올려지는 수단이다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 코팅되지 않은 플라스틱 용기들은 컨베이어로부터 용기를 하나씩 반출하여 상기 하부 외부전극 (1) 상에 그 용기들을 위치시키는 용기 로딩 핸들링장치들 (미도시) 에 의해 공급된다.

예비-막-형성가스 조정수단은, 플라스틱 용기들의 내부를 원료가스로 대체하고 소정의 막형성 압력으로 조정하며, 원료가스 도입수단과 진공펌프의 배기와 연동한다.

CVD 막형성 수단은, 플라스틱 용기의 내부 표면 상에 CVD 막을 형성하는 수단이고, 막형성 챔버들에서의 고주파 공급수단, 원료가스 도입수단, 및 배기수단과 협동하는 것이다. 이 관점에서, 배기수단은 진공밸브 (18), 진공펌프 (21), 및 배기덕트 (29) 로 구성된다.

사후-막-형성가스 조정수단은, 막형성 챔버들과 플라스틱 용기들 내부에 잔존하는 원료가스를 제거하여, 막형성 후에 플라스틱 용기 내부를 대기에 개방시키며, 배기수단과 대기 개방밸브 (17) 와 연동하는 수단이다.

용기 반출수단은, 상기 막형성 챔버들 내부의 수용 공간들로부터 용기들을 반출하기 위한 수단이고, 예를 들어 용기들을 반출하기 위해 상부 외부전극 (2) 에 대해 하부 외부전극 (1) 이 아래로 개방되며, 상기 하부 외부전극 (1) 상에 실려 있는 코팅된 플라스틱 용기들을 컨베이어상으로 이동시키는 수단이다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 막형성 챔버들 내의 수용 공간에서 용기들을 반출하는 용기 반출 핸들링 장치들 (미도시) 에 의해 컨베이어 상에 코팅된 용기들이 위치되어 운반된다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 고주파공급수단은, 각 외부전극에 제공된 고정 매칭장치 (fixed matching device) (도면들에서는 선단 M.B 로 지칭됨), 하나 이상의 고주파전원들 (15), 및 각 고주파전원 (15) 에 제공된 자동매칭장치 (automatic matching device, 자동 매칭박스) (14) 로 구성된다. 이 때, 하나의 막형성 챔버에, 하나의 고주파전원이 제공될 수도 있으며, 고주파전원으로부터 고정매칭장치 이전에 복수의 위치들로 공급되는 고주파를 분배하기 위해 고주파 분배수단이 제공될 수도 있으며, 그것에 의해서, 고주파가 하나의 고주파전원으로부터 복수의 외부전극으로 제공된다. 다른 방법으로는, 로터리형 회전 지지체 (턴테이블) 의 회전 위치에 대응하는 소정의 위치로 회전된 상기 챔버로 연속적인 고주파를 공급하기 위해, 고주파 릴레이를 통해 스위칭하는 것이 수행될 수도 있다. 일부 경우에서는, 각각의 막형성 챔버의 외부전극에 고주파를 공급하는 것을 가능하게 하는 배치가 있어야 한다. 또한, 하나의 막형성 챔버에 하나의 고주파전원이 제공되는 경우, 도 1 의 로터리형 장치들의 각 막형성 챔버는 도 2 에 도시된 바와 같이 구성된다.

고정매칭장치는 각각의 외부전극에 제공되고, 공급되는 고주파와 외부전극 내에서 생성되는 플라즈마와의 임피던스 매칭이 동축 케이블 (coaxial cable) 에 의해 수행된다. 고정매칭장치는 구리판 배선에 의해 외부전극에 연결된다. 또한, 고정매칭장치는 챔버에 비해 크기 때문에, 상기 자동매칭장치가 소형화 되는 경우 또는 챔버의 약간 다른 장소에 자동매칭장치를 제공하는 것이 가능한 경우에 대한 필요없이, 각각의 외부전극에 별개로 고정매칭장치가 제공될 수도 있다. 또한, 자동매칭장치가 챔버로부터 별개로 제공되는 경우에, 동축관을 사용하여 챔버로 전력이 공급될 수도 있다. 이 경우에는 고정매칭장치는 생략가능하다.

상기 고주파전원은 원료가스를 플라스틱 용기들 내부에서 플라즈마로 전환하는 고주파 에너지를 발생시킨다. 매칭을 신속히 수행하고 플라즈마 발생에 요구되는 시간을 단축시키기 위해, 바람직하게는 고주파전원은 트랜지스터 유형의 고주파전원이고, 바람직하게는 모바일 주파수 시스템 또는 전자 시스템에 의해 매칭을 수행하는 고주파전원이다. 고주파전원의 주파수는 100 kHz ~ 1,000 MHz 이고, 예를 들어, 13.56 MHz 의 공업 주파수가 이용된다.

자동매칭장치로부터 고정매칭장치에 이르는 배선들은 동축 케이블에 의해 연결된다. 동축 케이블은 예를 들어, 50 Ω 의 특성 임피던스를 가진다. 이 점에서 자동매칭장치는 동축 케이블의 임피던스에서의 변화를 조정한다.

도 9 에 도시된 바와 같이, 고주파가 하나의 고주파전원으로부터 복수의 외부전극들로 공급되도록, 고주파 공급수단으로부터 공급된 고주파가 고정매칭장치 이전에서 복수의 위치들로 분배되는 경우에는 고주파 분배수단이 제공된다. 일 실시형태의 예로서, 고주파 분배수단은, 고주파를 동시에 균일하게 분배하는 분배회로와 그 분배회로의 각각의 분배출력을 온/오프 스위칭하는 전환 스위치로 구성된다. 예를 들어, 도 10 에 도시된 바와 같이, 분배회로는 병렬형, 즉 코일, 저항, 및 캐패시터로 형성되는 회로이고 하나의 입력을 복수의 출력으로 분배하는 회로이다. 다른 방법으로는, 캐스케이드형의 회로가 사용될 수도 있다. 전환 스위치는 분배회로의 출력을 온/오프 스위칭하는 고주파 릴레이다. 다른 방법으로는, 로터리형 회전 지지체 (턴테이블) 의 회전위치에 대응하는 소정의 위치로 회전된 챔버로 순차 고주파가 공급되도록 고주파 릴레이에 의해 스위칭이 수행되는 경우에는 고주파 분배수단이 제공된다. 이 실시형태에서, 분배회로는 사용되지 않고 고주파 릴레이에 의한 순차 스위칭이 수행된다. 또한, 분배와 스위칭이 결합될 수도 있다.

본 실시형태의 고주파 분배수단을 사용함으로써, 각각의 외부전극에 대해 독립적으로 고주파공급을 온/오프 스위칭하는 것이 가능하다.

다음으로, 본 발명의 로터리형 연속 CVD 막형성 장치를 사용하여 용기들의 내부에 DLC 막을 형성하는 방법에 대해 설명한다. 먼저, 제조 사이클에 대해 설명하고 그 후 DLC 막을 형성하는 방법을 설명한다.

먼저 도 2 를 사용하여, 막형성 챔버 내부에 플라스틱 용기들을 로드하는 용기 로딩공정을 설명한다. 막형성 챔버 (6) 의 내부가 대기에 개방되도록 진공밸브 (17) 가 개방되고, 외부전극 (3) 의 하부 외부전극 (1) 이 상부 외부전극 (2) 으로부터 분리된 상태가 형성된다. 컨베이어 (미도시) 상의 코팅되지 않은 플라스틱 용기들 (도 1 에서 아직 막형성을 하지 않은 용기들) 은 용기 로딩 핸들링 장치 (미도시) 에 의해 컨베이어로부터 반출되어 하부 외부전극 (1) 에 위치하고, 그 후 상부 외부전극 (2) 을 향해 하부 외부전극 (1) 을 상승시킴으로써, 수용 공간들 (40) 에 플라스틱 용기 (7) 가 삽입되어 제공된다. 이때, 내부전극들 (9) 은 플라스틱 용기들 (7) 내부로 삽입된 상태를 형성하고, O-링 (8) 에 의해 외부전극 (3) 이 밀봉된다.

또한, 도 3(a) 의 A-A'선을 따라 절개된 수직 단면 개념도인 도 2 의 막형성 챔버 (6) 는 4 개의 수용 공간들 (40a, 40b, 40c, 40d), 4 개의 플라스틱 용기들 (7a, 7b, 7c, 7d) 및 4 개의 내부전극들 (9a, 9b, 9c, 9d) 을 가지지만, 편의적으로 이것들은 수용 공간 (40), 플라스틱 용기 (7), 내부전극 (9) 으로서 (이하, 동일 표기가 사용됨) 언급된다.

다음으로, 플라스틱 용기들 (7) 의 내부를 원료가스로 대체하고 플라스틱 용기들 (7) 의 내부의 압력을 소정의 막형성 압력으로 조정하는 예비-막-형성가스 조정공정을 설명한다. 도 2 를 참조하여, 진공밸브 (17) 가 폐쇄된 후에, 진공밸브 (18) 가 열리고, 진공펌프 (21) 가 동작된다. 이러한 방식으로, 플라스틱 용기 (7) 내부를 포함하는 막형성 챔버 (6) 내부가 배관 (13) 을 통해 배기되고, 이에 의해 막형성 챔버 (6) 내의 감압 챔버 내에 진공이 형성된다. 이 때, 감압 챔버내의 압력은 2.6 ~ 66 Pa (2 × 10^-2~ 5 × 10^-l Torr) 이다.

다음으로, 진공밸브 (16) 는 개방되고, 원료가스 발생원 (20) 에서 탄화수소가스가 발생되며, 이 탄화수소 가스는 배관 (22) 내로 도입되어, 그 후 유량 제어기 (19) 에 의해 유량이 제어되는 탄화수소 가스가 배관 (10, 11) 및 접지 전위 (ground potential) 에서의 내부전극 (9) 을 통해 가스 분출구 (49) 로부터 분출된다. 이러한 방식으로, 탄화수소 가스가 플라스틱 용기 (7) 내로 도입된다. 그 후, 제어된 가스 유량과 배기 성능을 밸런싱하여, 막형성 챔버들 (6) 의 감압 챔버와 플라스틱 용기들 (7) 내부의 압력은 DLC 막을 형성하는데 적당한 압력 (예를 들어 약 6.6 ~ 665 Pa, 0.05 ~ 5.00 Torr) 으로 안정되고 유지된다.

다음으로, 외부전극 (3) 에 예를 들어, 50 ~ 2,000 W의 고주파 출력을 공급함으로써 플라스틱 용기 (7) 의 내부 표면 상에 DLC 막을 형성하는 CVD 막형성 공정을 설명한다. CVD 막형성 공정상태의 막형성 챔버 (6) 에서, 고주파 공급수단에 의해 RF 출력 (예를 들어, 13.56 MHz) 이 공급된다. 이 방식으로, 외부전극 (3) 과 내부전극 (9) 사이에 전압이 생긴다. 이 때, 자동매칭장치는 출력을 공급하는 전체 전극으로부터의 반사파들을 최소화시키기 위해, 인덕턴스 L, 및 캐패시턴스 C 로 임피던스 매칭을 수행한다. 고정매칭장치는 동축 케이블의 임스던스를 플라즈마의 임피던스로 전환시킨다. 이러한 방식으로, 플라스틱 용기 (7) 내에 발생되는 탄화수소계 플라즈마 및 DLC 막이 플라스틱 용기 (7) 의 내부 표면 상에 형성된다. 이 때, 외부전극을 하나의 주상체로 형성함으로써, 고주파의 공급기점에서부터 수용 공간들의 내벽까지의 거리가 최단으로 될 수 있고, 각각의 수용 공간 사이에서 거리의 편차 없기 때문에, 플라스틱 용기 벽면에 균일한 자기 바이어스전압을 인가하는 것이 가능하다. 막형성 시간은 약 수초 정도로 짧다. 다음으로, 고주파 공급수단으로부터의 RF 출력이 정지되어, 플라즈마가 소멸되며, 동시에 DLC 막의 형성이 종료된다. 동시에, 진공밸브 (16) 가 폐쇄되고 원료가스의 공급이 정지된다. 동일한 막형성 챔버 내부의 복수의 플라스틱 용기들의 내부 표면에 DLC 막이 형성된다.

다음으로, 코팅된 용기들의 내부 압력을 대기압으로 되돌리는 사후-막-형성가스 조정공정을 설명한다. 막형성 챔버 (6) 의 감압 챔버와 플라스틱 용기 (7) 내에 잔존하는 탄화수소 가스를 제거하기 위해, 진공밸브 (18) 가 개방되고, 막형성 챔버 (6) 의 감압 챔버와 플라스틱 용기 (7) 내부의 탄화수소 가스가 진공펌프 (21) 에 의해 배기된다. 그 후, 진공밸브 (18) 가 폐쇄되고, 배기가 종료된다. 이 때, 막형성 챔버 (6) 내의 압력은 6.6 ~ 665 Pa (0.05 ~ 5.00 Torr) 이다. 그 후, 진공밸브 (17) 가 개방된다. 이러한 방식으로, 공기가 커버 (5) 내의 공간과 외부전극 (3) 내의 공간으로 들어가서, 막형성 챔버 (6) 의 내부가 대기에 개방된다.

다음으로, 코팅된 용기들을 반출하는 용기 반출공정을 설명한다. 외부전극 (3) 의 하부 외부전극 (1) 이 상부 외부전극 (2) 에서 분리된 상태로 위치된다. 상부 외부전극 (2) 내의 수용 공간들에 수용된 플라스틱 용기들 (7) 은 용기 반출 핸들링 장치들 (도면에 미도시) 에 의해 상부 외부전극 (2) 의 하부측으로부터 반출된다. 다음으로, 코팅된 용기들 (도 1 에서 막형성을 완료한 용기들) 은 컨베이어 (도면에 미도시) 상에 위치되어 운반된다.

다음으로, 로터리형 장치가 사용되는 경우에 막형성 타이밍의 제어방법을 설명한다. 고주파 분배수단에 의해, 회전 지지체의 모든 막형성 챔버들중에서 일부의 막형성 챔버들에 대해 CVD 막형성 공정이 수행되는 경우, 바람직하게는 상기 방법은 일정 간격들에서 여러번 각각의 막형성 챔버에 대해 제조공정 사이클을 수행한다. 예를 들어, 도 11 또는 도 12 에 도시된 타이밍으로 상기 방법은 수행된다. 도 11 은 32 개의 막형성 챔버들이 있고 이들에 2 개의 고주파전원 (A와 B) 에 의해 고주파가 공급되는 경우를 나타낸다. 또한 도 12 는 32 개의 막형성 챔버들이 있고 이들에 4 개의 고주파전원 (A, B, C, 및 D) 에 의해 고주파가 공급되는 경우를 나타낸다. 또한, 도 13 또는 도 14 에 도시된 바와 같이, 몇 개의 막형성 챔버들을 집합시켜 유닛들을 형성하는 것이 가능하고, 제조사이클은 일정 간격들로 수행될 수도 있다. 도 13 은 32 개의 막형성 챔버들이 있고 이들에 2 개의 고주파전원 (A와 B) 에 의해 고주파가 공급되는 경우를 나타낸다. 또한, 도 14 는 32 개의 막형성 챔버들이 있고 이들에 4 개의 고주파전원 (A, B, C, D) 에 의해 고주파가 공급되는 경우를 나타낸다. 또한, 1 ~ 32 의 숫자는 회전 지지체상의 막형성 챔버들에 순차적으로 적용되는 번호들이다. 또한, 도 11 ~도 14 에 있어서, 회전 지지체의 소정 위치는 0°이고, 이 0°를 기준으로 사용한 회전 각도는 도면들의 수평축을 형성한다. 또한, 고주파가 동시에 공급되는 경우, 각각의 수용 공간과 각각의 막형성 챔버에 균일한 고주파가 공급되는 것이 바람직하다. 이런 방식으로 제어함으로써, 회전 지지체가 일정 속도로 1 회전하는 시간 동안에, 도 1 에 도시된 바와 같이 회전 지지체 상에 배치된 복수의 막형성 챔버들에 대해, 회전 지지체의 회전각도에 따라 순차적으로 제조 사이클이 반복수행되고, 이에 의해 DLC 막 코팅 플라스틱 용기가 대량 생산된다.

본 발명에서는, 요구되는 장치들의 수행 능력에 따라 막형성 챔버들의 수, 고주파전원들의 수, 및 구성 요소들의 수가 적당하게 변경될 수도 있다.

본 실시형태에서는, 내측에 형성된 박막을 가지는 용기로서 음료용의 PET 병이 사용되고 있지만, 다른 용도에 사용되는 용기를 사용하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시형태에서는, DLC 막 또는 Si-함유 DLC 막은 CVD 막형성 장치에 의해 형성되는 박막이지만, 용기 내에 다른 박막을 막형성할 때 전술한 막형성 장치를 사용하는 것도 가능하다.

DLC 막의 막두께는 0.003 ~ 5 ㎛ 가 되도록 형성된다.

Claims (11)

1. 외부 전극을 겸한 하나의 주상체에 플라스틱 용기를 하나마다 수용하는 수용 공간을 복수개 형성하고 또한 상기 각 수용 공간의 중심축과 상기 외부 전극의 중심축이 평행이고 상기 외부 전극의 중심축을 중심점으로 하는 동일 원주 상에 상기 수용 공간을 나란히 형성하고, 상기 각 수용 공간에 장착한 플라스틱 용기의 내부로 출입구부로부터 자유롭게 삽탈할 수 있도록 배치 가능한 내부 전극을 형성하고, 그 내부 전극을 상기 플라스틱 용기 내에 삽입했을 때에 내부 전극과 외부 전극을 절연 상태로 하는 절연 부재를 형성하고, 추가로 상기 수용 공간을 감압으로 하기 위해서 닫는 덮개를 형성하여 이루어지는 막형성 챔버를 형성하고, 그 막형성 챔버를 서클 형상으로 균등 간격으로 복수개 회전 지지체에 배치 형성하고, 상기 각 막형성 챔버에 수용된 플라스틱 용기의 내부에 플라즈마화시키는 원료 가스를 도입하는 원료 가스 도입 수단을 형성하고, 상기 각 막형성 챔버의 외부 전극에 고주파를 공급하는 고주파 공급 수단을 형성하여, 상기 플라스틱 용기의 내표면에 CVD (화학 기상 성장) 막을 막형성하는 것을 특징으로 하는 로터리형 양산용 CVD 막형성 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 외부 전극의 중심축을 중심점으로 하는 동일 원주상에 상기 수용 공간을 균등 간격으로 나란히 형성한 것을 특징으로 하는 로터리형 양산용 CVD 막형성 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   하나의 외부 전극에 대해 2 개의 수용 공간을 형성하고, 또한 그 수용 공간이 상기 회전 지지체의 회전축을 중심점으로 하는 동일 원주 상에 배치되도록 상기 막형성 챔버를 상기 회전 지지체에 균등 간격으로 배치 형성한 것을 특징으로 하는 로터리형 양산용 CVD 막형성 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   하나의 외부 전극에 대해 2 개의 수용 공간을 형성하고,

   상기 2 개의 수용 공간 중 하나의 수용 공간을 복수개의 상기 막형성 챔버들이 회전 지지체 상에 형성한 서클의 외측에 배치하고, 상기 2 개의 수용 공간 중 나머지 하나의 수용 공간을 상기 서클의 내측에 배치하고, 상기 외부 전극의 수용 공간을 상기 서클의 원주 방향으로 2 열로 배열시킨 것을 특징으로 하는 로터리형 양산용 CVD 막형성 장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   하나의 외부 전극에 대해 3 개의 수용 공간을 형성하고,

   2 개의 수용 공간을 복수개의 상기 막형성 챔버들이 회전 지지체 상에 형성한 서클의 외측에 배치하고, 나머지 하나의 수용 공간을 상기 서클의 내측에 배치하고 또한 그 막형성 챔버의 옆에 배치 형성된 막형성 챔버의 2 개의 수용 공간은 상기 서클의 내측에 배치하고, 나머지 하나의 수용 공간을 상기 서클의 외측에 배치하는 관계를 형성하여, 상기 외부 전극의 수용 공간을 상기 서클의 원주 방향으로 2 열로 배열시킨 것을 특징으로 하는 로터리형 양산용 CVD 막형성 장치.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   하나의 외부 전극에 대해 4 개의 수용 공간을 형성하고,

   2 개의 수용 공간을 복수개의 상기 막형성 챔버들이 회전 지지체 상에 형성한 서클의 외측에 배치하고, 나머지 2 개의 수용 공간을 상기 서클의 내측에 배치하여, 상기 외부 전극의 수용 공간을 상기 서클의 원주 방향으로 2 열로 배열시킨 것을 특징으로 하는 로터리형 양산용 CVD 막형성 장치.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 수용 공간은, 상기 서클의 원주 방향으로 2 열 또한 상기 서클을 사이에 두고 서로 이웃하도록 배열하거나, 또는 상기 원주 방향으로 2 열 또한 상기 서클을 사이에 두고 서로 어긋나게 배열된 것을 특징으로 하는 로터리형 양산용 CVD 막형성 장치.
8. 외부 전극을 겸한 하나의 주상체에 플라스틱 용기를 하나마다 수용하는 수용 공간을 복수개 형성하고 또한 상기 각 수용 공간의 중심축과 상기 외부 전극의 중심축이 평행이고, 상기 각 수용 공간에 장착한 플라스틱 용기의 내부로 출입구부로부터 자유롭게 삽탈할 수 있도록 배치 가능한 내부 전극을 형성하고, 그 내부 전극을 상기 플라스틱 용기 내에 삽입했을 때에 내부 전극과 외부 전극을 절연 상태로 하는 절연 부재를 형성하고, 추가로 상기 수용 공간을 감압으로 하기 위해서 닫는 덮개를 형성하여 이루어지는 막형성 챔버를 형성하고, 그 막형성 챔버를 서클 형상으로 균등 간격으로 복수개 회전 지지체에 배치 형성하고, 상기 각 막형성 챔버에 수용된 플라스틱 용기의 내부에 플라즈마화시키는 원료 가스를 도입하는 원료 가스 도입 수단을 형성하여, 상기 각 막형성 챔버의 외부 전극에 고주파를 공급하는 고주파 공급 수단을 형성하고, 상기 플라스틱 용기의 내표면에 CVD (화학 기상 성장) 막을 막형성하고,

   하나의 외부 전극에 대해 4 개의 수용 공간을 형성하고,

   2 개의 수용 공간을 복수개의 상기 막형성 챔버들이 회전 지지체 상에 형성한 서클의 외측에 배치하고, 나머지 2 개의 수용 공간을 상기 서클의 내측에 배치하여, 상기 외부 전극의 수용 공간을 상기 서클의 원주 방향으로 2 열로 배열시키고,

   상기 수용 공간은, 상기 서클의 원주 방향으로 2 열 또한 상기 서클을 사이에 두고 서로 이웃하도록 배열하거나, 또는 상기 원주 방향으로 2 열 또한 상기 서클을 사이에 두고 서로 어긋나게 배열한 것을 특징으로 하는 로터리형 양산용 CVD 막형성 장치.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 로터리형 양산용 CVD 막형성 장치를 사용한 플라스틱 용기 내표면에 대한 CVD 막 막형성 방법으로서,

   플라스틱 용기를 상기 수용 공간에 수용하여 상기 막형성 챔버 내에 장착하는 용기 장착 공정,

   상기 플라스틱 용기 내부를 원료 가스로 치환하고, 소정의 막형성 압력으로 조정하는 막형성 전 가스 조정 공정,

   상기 원료 가스를 플라즈마화하여 상기 플라스틱 용기의 내표면에 CVD 막을 막형성하는 CVD 막 막형성 공정,

   코팅이 완료된 플라스틱 용기 내를 대기 개방하는 막형성 후 가스 조정 공정, 및

   상기 코팅이 완료된 용기를 상기 막형성 챔버로부터 꺼내는 용기 취출 공정을 포함하고,

   상기 용기 장착 공정, 상기 막형성 전 가스 조정 공정, 상기 CVD 막 막형성 공정, 상기 막형성 후 가스 조정 공정 및 상기 용기 취출 공정이, 상기 회전 지지체를 일정 속도로 1 회전 시키는 동안에 실시되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 용기 내표면에 대한 CVD 막 막형성 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 원료 가스로서 탄화수소계 가스 또는 Si-함유 탄화수소계 가스가 사용를 사용하고,

    상기 CVD 막으로서 DLC (Diamond Like Carbon) 막을 막형성하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 용기 내표면에 대한 CVD 막 막형성 방법.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 원료 가스로서 탄화수소계 가스 또는 Si-함유 탄화수소계 가스를 사용하고,

    상기 CVD 막으로서 DLC 막을 막형성하는 것을 특징으로 하는 로터리형 양산용 CVD 막형성 장치.

Images