KR101170332B1 - Apparatus for plasma coating equipment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 진공 배기 시간의 단축, 코팅의 불량률 감소 및 완결성, 진공 배기를 위한 작업 향상 등을 도모할 수 있는 플라즈마 진공 코팅장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a plasma vacuum coating apparatus that can shorten the vacuum evacuation time, reduce and complete the defective rate of coating, and improve the work for evacuating the vacuum.
본 발명에서 말하는 플라즈마 진공 코팅장치는, 코팅하고자하는 플라스틱 소재(이하 '소재'로 약칭함) 표면에 플라즈마를 이용하여 코팅물질(이하‘타켓’이라 함)을 증착하는 장치를 말하는 것이고, 위 플라즈마는 타켓(예컨대 알루미늄 판)이 설치되는 기구를 음극(캐스오드)으로, 진공 환경을 제공하는 진공챔버를 양극으로 한 다음 두 전극 간에 직류전압을 인가하여 발생시킨다.
Plasma vacuum coating apparatus according to the present invention refers to a device for depositing a coating material (hereinafter referred to as 'target') on the surface of the plastic material (hereinafter referred to as 'material') to the plastic material to be coated, the plasma Is generated by applying a target (for example, an aluminum plate) as a cathode (casod), a vacuum chamber providing a vacuum environment as an anode, and then applying a DC voltage between two electrodes.
위 장치를 이용한 통상적인 진공 코팅방식은, 타켓이 도입된 진공챔버의 도어 안쪽에 소재를 배치하는 단계와; 각종 펌프를 이용하여 진공챔버 내를 진공 환경으로 변화시키는 단계와; 진공챔버 내에 불활성가스(아르곤 가스 등)를 주입한 다음 플라즈마를 발생시켜 타켓의 물질을 스퍼터링 하여 소재 표면에 타켓 물질이 코팅되도록 하는 단계로 이루어진다. 이때 플라즈마 이온의 응집성 등을 높이기 위해 타켓을 고정시키는 기구에 자석을 배치하는 것이 일반적이다.
Conventional vacuum coating method using the above device, the step of placing the material inside the door of the vacuum chamber to which the target is introduced; Changing the interior of the vacuum chamber into a vacuum environment using various pumps; Injecting an inert gas (such as argon gas) into the vacuum chamber and then generating a plasma to sputter the target material to coat the target material on the material surface. At this time, it is common to arrange a magnet in a mechanism for fixing the target in order to increase the cohesiveness of the plasma ions.
상기에서 스퍼터링이라 함은, 플라즈마가 발생하면 플라즈마 중의 이온이 타켓 표면에 충돌되고, 이온이 충돌됨으로써 발생되는 충격에너지에 의해 타켓 표층의 원자가 탈취(방출)되어 곧바로 소재 표면에 증착/코팅되는 것을 말한다.
In the above, sputtering means that when plasma is generated, ions in the plasma collide with the target surface, and atoms of the target surface layer are deodorized (emitted) by the impact energy generated by the collision of ions and are deposited / coated immediately on the material surface. .
그리고 코팅된 타켓 물질의 보호를 위해 소재의 코팅 표면에 별도의 보호막을 증착할 수 있는데, 이 경우 타켓 물질의 코팅을 위해 진행 중이던 플라즈마 발생을 정지하고(직류전압의 인가를 정지하고) 이어서 별도로 구비된 플라즈마봉에 교류 전압을 인가하여 플라즈마를 발생시키면서 진공챔버 내에 헥사메틸다이실록산 가스, Ar가스, N2O가스를 동시 주입하여 보호막이 증착되도록 한다.
In order to protect the coated target material, a separate protective film may be deposited on the coating surface of the material. In this case, the plasma generation in progress for the coating of the target material is stopped (stopping the application of the DC voltage) and then separately provided. The plasma is generated by applying an alternating voltage to the prepared plasma rod while simultaneously injecting hexamethyldisiloxane gas, Ar gas, and N 2 O gas into the vacuum chamber to deposit a protective film.
상기와 같이 소재의 코팅을 완료하면 진공챔버 내부로 건조공기탱크에 저장된 건조공기를 진공챔버 내부로 주입하여 진공챔버 내부의 진공을 파괴하고, 이어서 도어를 열어 소재를 인출한 후 차기 소재를 투입하여 위 기재의 단계로 코팅을 실시한다. 상기에서 건조공기탱크의 건조공기는 소재 코팅 시에 건조발생기에 의해 저장되므로 코팅 완료 시 곧바로 진공챔버 내부로 주입될 수 있는 것이다.
When the coating of the material is completed as described above, the drying air stored in the drying air tank into the vacuum chamber is injected into the vacuum chamber to destroy the vacuum inside the vacuum chamber, and then the door is taken out and the next material is introduced. The coating is carried out in the steps described above. The dry air of the dry air tank is stored by the drying generator when the material is coated so that it can be injected into the vacuum chamber immediately when the coating is completed.
이와 같은 코팅장치는 현재에도 많이 제안되고 있다. 그러나 대부분 처음의 소재를 코팅한 후 진공속도를 높이기 위해 진공챔버 내에 설치된 진공 냉동트랩이 오염되는 경우와 진공챔버 및 도어 내면에 증착되는 타켓 물질로 인하여 차기 소재의 코팅을 위한 진공챔버의 진공 환경 조성 시간(진공배기 시간)이 길고, 또 보호막을 코팅할 경우 타켓의 오염으로 인하여 코팅의 불량률을 높이거나 혹은 타켓의 낭비가 심한 문제가 있었다. 나아가 진공챔버의 진공 배기를 위한 작업성이 현저하게 떨어지는 단점도 있었다. 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
Many such coating devices have been proposed even now. However, the vacuum environment of the vacuum chamber for the coating of the next material is formed due to the contamination of the vacuum freezing trap installed in the vacuum chamber and the target material deposited on the inner surface of the vacuum chamber to increase the vacuum speed after coating the first material. When the time (vacuum exhaust time) is long, and the protective film is coated, there is a problem that the defect rate of the coating is increased due to the contamination of the target or the waste of the target is severe. Furthermore, there was a drawback that the workability for vacuum evacuation of the vacuum chamber was remarkably inferior. This will be described in detail as follows.
① 진공 배기 시간에 있어서, 처음의 소재에 대하여 타켓 물질의 코팅과 보호막 증착을 완료하면 타켓 물질 및 보호막 물질이 냉동트랩 표면에 증착되어 오염되는데, 위 오염은 냉동트랩의 가동효율을 떨어뜨려 차기 진공 배기 시간을 길어지게 하였다. 그리고 차기 소재의 코팅을 위해 진공챔버의 도어를 열면 진공챔버 내로 대기 중의 습도가 유입되므로 이 또한 차기 진공 배기 시간을 길어지게 하였다.
① In the vacuum evacuation time, when the coating of the target material and the deposition of the protective film on the first material is completed, the target material and the protective material are deposited on the surface of the freezing trap and become contaminated. The exhaust time was lengthened. In addition, when the door of the vacuum chamber is opened to coat the next material, humidity in the air flows into the vacuum chamber, thereby lengthening the next vacuum exhaust time.
② 불량 코팅에 있어서, 소재에 타켓 물질을 코팅한 후 보호막을 코팅하면 보호막 물질이 타켓의 표면에 증착되고, 타켓 표면에 보호막 물질이 증착되면 차기로 타켓 물질을 코팅할 때 증착된 보호막 물질과 타켓 물질이 동시에 소재 표면에 코팅되는 경우가 있어 코팅의 불량률이 높았다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해서는 타켓 표면에 증착된 보호막 물질을 제거하거나 혹은 타켓을 교체해 주어야 하는데, 이는 코팅의 작업성을 떨어뜨림은 물론 타켓의 낭비를 초래하였다.
② In the poor coating, if the protective material is coated after coating the target material on the material, the protective film material is deposited on the surface of the target. If the protective material is deposited on the target surface, the protective film material and the target material deposited when the target material is coated next. The material was sometimes coated on the surface of the material, resulting in a high defect rate of the coating. To solve this problem, it is necessary to remove the protective film material deposited on the target surface or to replace the target, which causes the workability of the coating and the waste of the target.
③ 진공 배기를 위한 작업성에 있어서, 종래의 진공 코팅장치는 진공 배기를 위한 기기(각 펌프 및 초저온냉동기 등)들의 유기적 가동으로 진공챔버 내부를 진공화할 때까지 진공챔버 도어를 사람의 힘으로 밀고 있어야 하는데, 이 경우 진공챔버와 도어의 힌지 내측에 위치하는 기밀용 패킹으로 인하여 도어를 미는 과정에 상당한 힘이 필요하므로 진공 배기를 위한 작업성이 좋지 않은 문제가 있었고, 또 도어의 닫힘 상태도 불안정하였다.
③ In the workability for vacuum evacuation, the conventional vacuum coating apparatus should push the vacuum chamber door by human force until the inside of the vacuum chamber is evacuated by the organic operation of the equipment (for each pump and cryogenic freezer) for evacuation. In this case, due to the airtight packing located inside the hinge of the vacuum chamber and the door, a considerable force is required to push the door, so there is a problem of poor workability for evacuation, and the closed state of the door is also unstable. .
한편 종래의 진공 코팅장치는 타켓이 진공챔버 내부에 구비하기 때문에 타켓 표면에 증착된 보호막 물질을 제거하거나 혹은 타켓을 교체하고자 할 때 타켓의 인출을 신속, 용이하게 할 수 없었다.
On the other hand, in the conventional vacuum coating apparatus, since the target is provided inside the vacuum chamber, it is not possible to quickly and easily withdraw the target when removing the protective film material deposited on the target surface or replacing the target.
다음으로 종래의 진공 코팅장치는 스퍼터링의 범위가 좁아 소재가 그릇 형태일 경우 그 내부 깊숙한 곳까지 타켓 물질의 코팅 완결성을 달성할 수 없는 문제가 있었다.
Next, the conventional vacuum coating apparatus has a problem in that the coating completeness of the target material can not be achieved up to the deep inside of the sputtering range because the material is in the form of a bowl.
본 발명은 종래의 진공 코팅장치에서 나타는 문제들을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 종래 진공 코팅장치에 비해 진공배기 시간을 단축하고, 코팅의 불량을 최소화하며, 타켓의 최급을 용이하고자 함에 있다.
The present invention has been invented to solve the problems exhibited in the conventional vacuum coating apparatus, and an object of the present invention is to shorten the vacuum exhaust time, minimize the defect of the coating compared to the conventional vacuum coating apparatus, and facilitate the utmost target. To be.
또한 본 발명의 또 다른 목적은 진공배기의 작업성 향상과 타켓 물질의 코팅 완결성을 도모함에도 있다.
In addition, another object of the present invention is to improve the workability of the vacuum exhaust and to complete the coating of the target material.
통상적인 진공코팅 장치에, 진공챔버 내부에 설치되는 냉동트랩 전방의 창살문 형 고정셔터, 상기 고정셔터와 포개어지고 상하에는 안내레일을 따라 슬라이딩되는 롤러를 가지고 일 측에는 실린더의 작동봉이 연결 고정된 창살문 형 가동셔터로 구성되는 냉동트랩 보호 장치와; 진공챔버 일 측 또는 양측에 형성되는 절개구멍 아래에, 타켓이 상면에 고정되고 타켓 하부에는 여러 개의 자석이 채용되는 플레이트를 수평으로 배치하여 상기 플레이트가 직각 회전되도록 함으로써 플레이트 상면의 타켓이 상기 절개구멍으로 도입 및 인출되도록 한 타켓의 외부 설치 장치와; 진공챔버의 절개구멍 내측 양쪽에 가림막을 구비하고 상기 각 가림막 일 측 상하의 회전축을 회전가능케 고정하여 양쪽 가림막이 회전 개폐되도록 한 타켓의 오염방지 장치와; 진공챔버의 도어 내면에 히터가 설치되는 진공배기 향상 장치와; 진공챔버 입구의 상하 테두리 양쪽에 고정되는 설치판, 상기 설치판 후면 상부에 고정되어 작동봉이 설치판 전방으로 돌출되는 잠금실린더, 상기 설치판 전면 하측에 형성되어 끝단에 링크 일단이 힌지 연결되는 돌출봉, 상기 작동봉 끝에 상단이 힌지 연결되고 중앙은 돌출봉의 링크 타 단에 힌지 연결되는 잠금판으로 구성되는 도어의 잠금 장치를 부가한 것을 특징으로 한 것이다.
In a conventional vacuum coating apparatus, a grate door-type fixed shutter in front of a freezing trap installed inside the vacuum chamber, and has a roller that is overlapped with the fixed shutter and slides along a guide rail on the upper and lower sides, and the operating rod of the cylinder is connected and fixed to one side. A refrigeration trap protection device comprising a door-type movable shutter; Under the incision hole formed at one side or both sides of the vacuum chamber, the target is fixed to the upper surface and the plate is arranged horizontally by employing several magnets at the lower part of the target to rotate the plate at right angles so that the target on the upper surface of the plate is the incision hole. An external installation device of the target to be introduced and withdrawn; A contamination prevention device of a target having a shielding film on both sides of the incision hole of the vacuum chamber and rotatably fixing the upper and lower rotary shafts on each side of the shielding film so that both shielding films can be rotated and opened; A vacuum exhaust improving device having a heater installed on an inner surface of the door of the vacuum chamber; Mounting plate is fixed to the upper and lower edges of the vacuum chamber inlet, the locking cylinder is fixed to the top of the back of the mounting plate protruding rod in front of the mounting plate, the protruding rod is formed in the lower side of the front of the mounting plate and hinged one end of the link to the end In addition, the upper end is hinged to the end of the operating rod and the center is characterized in that the locking device of the door consisting of a locking plate hinged to the other end of the link of the protrusion rod.
본 발명은 타켓 물질의 증착으로 인한 진공챔버 내의 냉동트랩 오염을 방지하여 냉동트랩으로부터 얻을 수 있는 진공배기 효율을 지속적으로 유지할 수 있는 효과가 있다. 또 타켓을 진공챔버 외부에 설치하므로 타켓을 교체하는 등의 이유로 타켓을 진공챔버 내부에서 인출할 때 그 인출작업을 편리하게 할 수 있어 타켓의 취급 및 유지관리에 대한 작업성과 효율성이 향상되는 효과가 있으며, 또 자력의 불균형(unbalance)를 이용하여 내부가 깊은 소재에 대한 코팅의 완결성 도모와 코팅의 불량을 최소화할 수 있다. 다음으로 절개구멍을 통하여 진공챔버 내부로 도입한 타켓을 소재의 보호막 증착 시 보호막 물질로부터 보호할 수 있으므로 타켓의 수명 연장과 보호막 증착으로 인한 스퍼터링 효율 감소를 막을 수 있다.
The present invention has the effect of preventing the freeze trap contamination in the vacuum chamber due to the deposition of the target material to continuously maintain the vacuum exhaust efficiency obtained from the freeze trap. In addition, since the target is installed outside the vacuum chamber, when the target is withdrawn from the vacuum chamber for the purpose of replacing the target, the withdrawal operation can be made convenient, thereby improving the workability and efficiency of the target's handling and maintenance. In addition, by using an unbalance of the magnetic force (unbalance), it is possible to minimize the defects of the coating and the completeness of the coating on the deep inside material. Next, since the target introduced into the vacuum chamber through the incision hole can be protected from the protective material during the deposition of the protective film of the material, it is possible to prevent the sputtering efficiency due to the extension of the life of the target and the deposition of the protective film.
한편 도어 내면의 히터를 설치함으로써 진공배기 시간 단축을 극대화할 수 있는 효과가 있다. 그리고 도어를 잠글 수 있는 잠금 장치에 의해 진공 배기 시 도어를 닫는 것에 대한 편리성과 닫힌 후의 도어의 닫힘 안정성을 도모할 수 있는 효과가 있다.
On the other hand, by installing a heater on the inner surface of the door there is an effect that can maximize the reduction of vacuum exhaust time. In addition, the locking device for locking the door has an effect of achieving convenience for closing the door during vacuum evacuation and stability of closing the door after closing.
도 1은 본 발명의 사시도
도 2는 도 1의 평면 예시도
도 3은 진공챔버의 내부를 보인 평면 예시도
도 4는 도 1의 또 다른 정면 예시도
도 5는 본 발명의 냉동트랩 셔터의 평면 예시도
도 6은 본 발명의 냉동트랩 셔터의 측면 예시도
도 7과 도 8은 본 발명의 타켓 예시도
도 9는 본 발명의 타켓 가림막 사시도
도 10은 본 발명의 플레이트 측면 예시도
도 11의 (가) 진공챔버 도어의 내부를 보인 사시도
(나)는 (가)의 좌측면 예시도
도 12의 (가)는 도어의 잠금장치 예시도
(나)는 (가)의 작용도 이다.1 is a perspective view of the present invention
Figure 2 is a plan view of Figure 1
Figure 3 is a plan view showing the inside of the vacuum chamber
Figure 4 is another front view of Figure 1
Figure 5 is a plan view of the frozen trap shutter of the present invention
Figure 6 is an exemplary side view of the frozen trap shutter of the present invention
7 and 8 is an exemplary view of the target of the present invention
9 is a perspective view of the target screen of the present invention
10 is an exemplary view showing a plate side of the present invention
11A is a perspective view showing the inside of the vacuum chamber door
(B) is an example of the left side of (A)
12A is an exemplary view of a door locking device
(B) is a function of (a).
본 발명에 따른 플라즈마 진공코팅장치에 대한 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 다만 본 발명을 설명함에 있어 공지기술 및 통상적 기술에 대한 구체적 설명은 본 발명의 요지를 흐릴 수 있어 생략 또는 간단한 명칭 등으로 대체한다.
Referring to the preferred embodiment of the plasma vacuum coating apparatus according to the present invention. However, in the following description of the present invention, specific descriptions of well-known technology and conventional technologies may obscure the subject matter of the present invention and may be omitted or replaced with simple names.
코팅하고자하는 제품이 배치되는 진공챔버(A)와;A vacuum chamber A in which a product to be coated is disposed;
상기 진공챔버(A)의 전면에 설치되는 도어(A1)와;A door A1 installed on the front surface of the vacuum chamber A;
상기 진공챔버(A) 후방에 설치되어 진공챔버(A) 내부에 고진공 환경을 조성하는 고진공 유확산펌프(C)와;A high vacuum diffusion pump (C) installed at the rear of the vacuum chamber (A) to create a high vacuum environment in the vacuum chamber (A);
상기 고진공 유확산펌프(C)의 가동 전에 가동되어 진공챔버(A) 내를 중진공 상태로 하기 위한 메커니컬 부스타펌프(D) 및 유회전 진공펌프(E)와;A mechanical booster pump (D) and a rotary vacuum pump (E) which are operated before the high vacuum oil diffusion pump (C) is operated to bring the inside of the vacuum chamber (A) into a medium vacuum state;
상기 진공챔버(A) 및 유회전 진공펌프(E) 사이에 설치되어 연결관로로 진공챔버(A)와 연결되는 주밸브(B)와;A main valve (B) installed between the vacuum chamber (A) and the rotational vacuum pump (E) and connected to the vacuum chamber (A) by a connection pipe;
진공 배기시간 단축에 결정적인 방해요인으로 지목되는 소재와 대기가 함유하고 있는 가스 및 수분을 급속하게 응축하는 초저온냉동기와;An ultra low temperature freezer which rapidly condenses gases and moisture contained in the material and the atmosphere which are considered to be important determinants for shortening the vacuum exhaust time;
플라즈마 처리를 위해 음, 양극 간에 직류전압을 인가하는 직류전압공급기와;A DC voltage supplyer for applying a DC voltage between negative and positive electrodes for plasma processing;
일정한 전압 공급하기 위한 자동전압조정기와;An automatic voltage regulator for supplying a constant voltage;
진공챔버(A) 내부에 설치되고 타켓(T)이 설치된 스퍼터링 음극을 냉각하고 플라즈마 발생 시 진공챔버(A)내부의 아크발생을 억제하는 냉각기와;A cooler installed inside the vacuum chamber A and having a target T installed therein to cool the sputtering cathode and suppress arc generation in the vacuum chamber A when plasma is generated;
상기 진공 코팅장치의 가동을 수동 또는 자동으로 하기 위해 설치되는 전기제어콘트롤 판넬과;An electric control control panel installed for manually or automatically operating the vacuum coating apparatus;
진공쳄버(A), 부스타펌프(D), 그리고 유회전 진공펌프(E)를 통해 진공배기를 하거나 고진공배기시에 연결부를 차단하는 밸브인 러핑밸브와;A roughing valve which is a valve which disconnects the connection during vacuum exhaust or high vacuum exhaust through the vacuum chamber (A), the booster pump (D), and the rotational vacuum pump (E);
주밸브(B)와 고진공 유확산펌프(E) 사이에 설치되어 고진공 배기속도를 향상시키기 위해 사용되는 냉동트랩과;A refrigeration trap installed between the main valve (B) and the high vacuum oil diffusion pump (E) and used to improve the high vacuum exhaust speed;
진공챔버 내에서 플라즈마를 발생시킬 때 인가되는 전압을 증폭시켜주는 전압증폭유니트와;A voltage amplification unit for amplifying a voltage applied when generating a plasma in the vacuum chamber;
플라즈마 발생용 엠에프 파워와;RF power for plasma generation;
제품의 보호막을 위해 진공챔버 내부로 주입되는 헥사메틸다이실록산 가스, Ar가스, N2O가스의 유량을 조절하는 각 가스의 유량조절계와;A flow rate controller for adjusting the flow rates of hexamethyldisiloxane gas, Ar gas, and N 2 O gas injected into the vacuum chamber for protecting the product;
제품의 보호막 증착을 위한 플라즈마를 발생하고 교류전압이 인가되는 플라즈마봉과;A plasma rod generating a plasma for depositing a protective film of the product and applying an alternating voltage;
양 전극 간에 고 직류전압을 공급하며 진공챔버(A)와 대기와의 고 기밀을 유지하는 피드쓰로우와;A feed-through for supplying a high DC voltage between both electrodes and maintaining high airtightness between the vacuum chamber A and the atmosphere;
진공챔버 외부에 별도로 설치되어 제습된 공기를 저장하는 건조공기탱크와;A dry air tank separately installed outside the vacuum chamber to store dehumidified air;
상기 건조공기탱크로 제습된 공기를 저장하는 건조공기발생기와;A dry air generator configured to store air dehumidified by the dry air tank;
건조공기탱크 내의 건조공기를 진공챔버(A)로 주입 또는 차단하는 밴트밸브로 구성되는 통상적인 진공 코팅장치를 토대로 한 것이다.
It is based on a conventional vacuum coating apparatus consisting of a vent valve for injecting or blocking dry air in a dry air tank into a vacuum chamber (A).
위 구성을 토대로 한 본 발명의 플라즈마 진공 코팅장치는, 위 장치에 냉동트랩(F)의 보호 장치와, 타켓(T)을 진공챔버(A) 외부에 설치하는 장치와, 타켓(T)의 오염방지 장치와, 진공챔버(A)에 항상 일정한 온도를 인가하여 진공배기 속도를 향상시키는 장치와, 진공배기 시 진공챔버(A)의 도어(A1)를 잠글 수 있는 잠금 장치를 부가한 것이다. 이를 장치들을 구분하여 구체적으로 설명하면,
Plasma vacuum coating apparatus of the present invention based on the above configuration, the protection device of the refrigeration trap (F) in the above device, the device for installing the target (T) outside the vacuum chamber (A), and the contamination of the target (T) The prevention device, the device which always applies a constant temperature to the vacuum chamber A, and improves a vacuum exhaust speed, and the locking device which locks the door A1 of the vacuum chamber A at the time of vacuum exhaust are added. If the device is described in detail,
<초저온냉동트랩 보호 장치><Cryogenic Freeze Traps Protection Device>
초저온냉동트랩(F)의 전방에 세로로 장공(10a)(20a)이 등 간격 형성된 창살문 형 고정셔터(10)와 일 측에 실린더(23)의 작동봉이 연결 고정된 창살문 형 가동셔터(20)를 포개어 설치하되, 가동셔터(10) 상하에 롤러(21)를 설치하여 상기 롤러(21)가 안내레일(22)을 따라 슬라이딩 될 수 있도록 한 것이다(도 1, 도 4, 도 5 참조).
The grate door type shutter with the grate
이와 같은 구성은 진공챔버(A) 내의 진공 배기를 완료한 다음 배기에 필요한 의 기기들을 정지하고 이어서 플라즈마를 발생시켜 소재에 타켓 물질을 코팅할 때 가동셔터(20)를 실린더(23)의 작동으로 슬라이딩시켜 가동셔터(20)와 고정셔터(10)의 장공(10a)(20a)이 어긋나게 하면 타켓 물질이 초저온냉동트랩(F) 표면에 증착되는 것을 방지할 수 있게 된다. 따라서 위 초저온냉동트랩 보호 장치는 1차 소재의 코팅을 완료한 다음 차기 소재를 코팅할 때 타켓 물질의 증착으로 인한 초저온냉동트랩(F)의 오염으로 인하여 진공 배기 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 작용이 있다. 그리고 차기 소재의 코팅을 위해 진공챔버(A) 내부를 재차 진공 배기할 때에는 실린더(23)의 작동봉을 역 작동시켜 가동셔터(20)의 장공(20a)과 고정셔터(10)의 장공(10a)을 동일선상에 위치시키면 진공 배기를 할 수 있다.
This configuration allows the
<타켓의 외부 설치 장치> <Target external mounting device>
진공챔버(A) 일 측 또는 양측에 형성되는 절개구멍(A2) 아래에, 타켓(T)이 상면에 고정되고 타켓(T) 하부에는 여러 개의 자석(60)이 채용되는 플레이트(30)를 수평으로 배치하여 상기 플레이트(30)가 직각 회전되도록 함으로써 플레이트(30) 상면의 타켓(T)이 상기 절개구멍(A2)으로 도입 및 인출되도록 한 장치이다(도 1, 도 2. 도 4, 도 7, 도 8 참조).
Under the cut-out hole A2 formed at one side or both sides of the vacuum chamber A, the target T is fixed to the upper surface, and the
위 장치는, 진공챔버(A)의 일 측 또는 양측에 절개구멍(A2)을 형성하여 각 절개구멍(A2) 하측에 지지판(32)을 형성하고 상기 지지판(32)에 타켓(T)이 상면에 고정되는 플레이트(30) 일 측의 힌지편(31)을 힌지핀(33)으로 연결 고정하여 타켓(T)을 절개구멍(A2) 방향으로 회전할 수 있도록 함으로써 플레이트(30)를 진공챔버(A) 방향으로 회전시켰을 때 타켓(T)이 절개구멍(A2)을 통해 진공챔버(A) 내에 도입될 수 있도록 한 것이다. 즉, 플레이트(30)를 진공챔버(A)의 절개구멍(A2) 방향으로 직각 회전시키면 플레이트(30) 상면에 고정된 타켓(T)이 절개구멍(A2)을 통해 진공챔버(A) 내부로 도입되고, 이렇게 타켓(T)이 절개구멍(A2)을 통해 도입된 후에 플레이트(30) 의 가장자리를 볼트를 이용하여 절개구멍(A2) 둘레(진공챔버 외면)에 고정하면 진공챔버(A) 내부에 대한 타켓(T)의 도입상태를 유지할 수 있다. 이때 플레이트(30)와 절개구멍(A2) 사이에는 밀폐용 패킹이 채용되어야 하는 것이 당연하다.
In the above apparatus, the incision hole A2 is formed on one side or both sides of the vacuum chamber A to form the
또 위 장치는 진공챔버(A)의 도어(A1)가 하나일 때에는 진공챔버 일 측에만 설치하고 도어가 2개일 경우에는 진공챔버(A) 양측에 설치하여야 하는데, 본 발명에서의 도면은 진공챔버의 도어가 2개인 진공장치를 도시하였다. 또 상기 절개구멍(A2)은 타켓(T)의 형상과 동일하여야만 타켓(T)을 절개구멍(A2)으로 도입하였을 때 타켓(T)과 절개구멍(A2) 사이의 틈새가 제거되므로 밀폐용 패킹을 이용한 진공챔버(A) 내의 기밀을 확고하게 유지할 수 있게 된다.
In addition, the above apparatus should be installed only on one side of the vacuum chamber when the door A1 of the vacuum chamber A is one, and on both sides of the vacuum chamber A when the two doors are provided. A vacuum apparatus with two doors is shown. In addition, the incision hole (A2) must be the same as the shape of the target (T) only when the target (T) is introduced into the incision hole (A2) when the gap between the target (T) and the incision hole (A2) is removed, sealing packing The airtightness in the vacuum chamber A using this can be maintained firmly.
이러한 구성은 타켓(T)을 진공챔버(A) 외부에 설치할 수 있게 하므로 타켓(T)을 교체하는 등의 이유로 타켓(T)을 진공챔버 내부에서 인출할 때 그 인출 작업을 편리하게 할 수 있게 한다.
This configuration allows the target (T) to be installed outside the vacuum chamber (A), so that when the target (T) withdraws from the inside of the vacuum chamber for reasons such as replacing the target (T) to facilitate the withdrawal operation do.
한편 플레이트(30)를 진공챔버(A)에 직접 장치하지 않고 별도의 기구로 하여 플레이트(30)의 회전 작동을 자동으로 할 수 있는데, 구체적인 것은 별도의 프레임(40) 상면 일 측에 지지판(32)을 형성하고 상기 지지판(32)에 플레이트(30)의 일 측 저면에 형성되는 힌지편(31)을 힌지핀(33)으로 연결고정하고, 상기 플레이트(30) 중앙 하측에는 하단이 프레임(40)에 힌지 고정되는 기립실린더(50)의 작동봉을 힌지 연결하여 기립실린더(50)의 작동으로 플레이트(30)가 상부로 직각 회전할 수 있도록 한 것이다. 이와 같이 진공챔버(A)와 분리된 별도의 기구를 이용하여 타켓(T)을 진공챔버(A)의 절개구멍(A2)으로 도입하거나 이탈시키면 그 작업을 매우 편리하게 할 수 있고, 특히 타켓(T)을 절개구멍(A2)에 도입한 후 플레이트(30)를 진공챔버(A)에 고정할 때에는 플레이트(30)를 볼트 체결할 때까지 플레이트(30)를 가압하여야 하는 과정을 기립실린더(50)의 동력으로 할 수 있게 되어 플레이트(30) 고정을 신속, 용이하게 할 수 있으며, 나아가 플레이트(30) 자체의 수리 등을 위한 작업도 용이하게 할 수 있는 작용이 있다. Meanwhile, the
또한 상기 타켓(T)은, 플레이트(30) 상에 고정되는 여러 개의 자석(60) 위에 안착 고정된다(첨부 도면 도 10 참조). 타켓(T) 하측에 여러 개의 자석을 설치하는 것은 주지된 바와 같이 효과적인 스퍼터링를 얻기 위함이다.
In addition, the target T is seated and fixed on a plurality of
그런데 본 발명에서는 타켓(T) 하측에 3개의 자석(60)을 배치시켜 중앙 S극의 자력을 양 자석의 N극 자력보다 약하게 설정하여(자력의 불균형(unbalance)) 자석 간에 발생하는 자기장을 폭은 좁고 멀리 가게 함으로써(삼각형 형태) 스퍼터링시 타켓 물질이 소재(예컨대 그릇형태)의 내부 깊은 곳까지 코팅될 수 있게 되므로 코팅의 완결성을 도모할 수 있게 되어 코팅의 불량을 최소화할 수 있다. 위 기재에서 자석(60)은 영구자석으로 하는 것이 바람직하다.
However, in the present invention, by placing three
<타켓의 오염방지 장치><Target pollution prevention device>
위 타켓의 오염방지 장치는, 진공챔버(A)의 절개구멍(A2) 내측 양쪽에 가림막(70)(70')을 구비하여 상기 각 가림막(70)(70') 일 측 상하의 회전축(71)을 절개구멍(A2) 내측 상하에 형성되는 회전지지부(80)에 끼워 양쪽 가림막(70)(70')이 회전 개폐(양측 여닫이문 형태)될 수 있도록 한 것이다(도 3, 도 9 참조).
The pollution prevention device of the above target is provided with
위 장치는, 양쪽의 가림막(70)(70')을 모터 등을 이용하여 절개구멍(A2) 방향으로 순차적으로 회전시키면 양쪽 가림막(70)(70') 끝이 포개어지면서 절개구멍(A2)을 통해 진공챔버(A) 내부로 도입된 타켓(T)을 가리게 되고, 상기 가림은 소재를 코팅한 후 소재에 보호막을 증착할 때 타켓(T) 표면에 보호막 물질이 증착되어 타켓(T) 표면이 오염되는 것을 방지하므로 차기 스퍼터링 시 오염으로 인한 타켓 물질의 스퍼터링 효율이 떨어지는 예방할 수 있을 뿐만 아니라 오염으로 인한 타켓의 수명이 단축되는 것도 막을 수 있게 된다.
In the above apparatus, if both screening
<진공 배기의 향상 장치><Improvement device for vacuum exhaust>
진공챔버(A)의 도어(A1) 내면에 히터(90)를 장치한 것이다(도 11 참조). The
위 장치와 같이 도어(A1) 내면에 히터(90)를 장치하면 코팅 도중에도 진공챔버(A)와 도어(A1)에 일정한 열을 가할 수 있게 되어 차기 소재의 코팅을 위해 도어(A1)를 개방하였을 때 진공챔버(A) 내부로 유입되는 대기 중의 습도를 신속하게 건조할 수 있으며, 특히 우천 시에 유용하다. 그리고 히터(90)로 인하여 통상의 진공 코팅장치에 채용된 초저온냉동트랩(F)과 게이트 밸브를 제거할 수 있어 코팅장치의 간결화를 추구할 수 있게 된다.
If the
<진공챔버의 도어 잠금장치><Door chamber lock device>
진공챔버의 도어 잠금장치는, 진공챔버(A) 입구(A3)의 상하 테두리 양쪽에 설치판(100)을 고정하고 상기 설치판(100) 후면 상부에 잠금실린더(200)를 장착하여 상기 잠금실린더(200)의 작동봉이 설치판(100) 전방으로 돌출되도록 하며, 상기 설치판(100) 전면 하측에는 링크(400) 일단이 힌지 연결되는 돌출봉(101)을 형성하며, 상기 작동봉 끝은 하단이 진공챔버(A)의 개방부(A3) 테두리 내측까지 침범하는 잠금판(300) 상단과 , 잠금판(300) 중앙은 돌출봉(101)의 링크(400) 타 단과 힌지 연결한 것이다(도 1, 도 12 참조).
The door lock device of the vacuum chamber is fixed to the mounting
위 도어의 잠금장치는, 잠금실린더(200)의 작동봉을 후진하면 작동봉 끝에 힌지 연결된 잠금판(300) 상단이 당겨져 잠금판(300)이 경사지면서 잠금판(300) 하단이 상승하여 진공챔버(A)의 입구(A3) 외 측으로 벗어나고, 이때 잠금판(300)의 경사 작동은 잠금판(300) 중앙이 설치판(100) 하단의 돌출봉(101)과 잠금판(300) 중앙에 힌지 연결된 링크(400)에 의해 지지된다.
The locking device of the upper door, when the operating rod of the
이렇게 잠금판(300)의 하단을 입구(A3) 외 측으로 벗어나게 한 다음 열려있는 진공챔버(A)의 도어(A1)를 수동으로 어느 정도(도어 상하테두리가 잠금판 내측에 도달할 때까지)닫고, 그 상태에서 잠금실린더(200)의 작동봉을 전진하여 잠금판(300) 하단이 도어(A1) 테두리 외면에 걸리게 함과 동시에 잠금실린더(200)의 작동봉을 계속 전진시켜 잠금판(300) 하단이 도어(A1) 테두리 외면에 걸리도록 도록 하면 도어(A1)를 잠금실린더(200)의 동력으로 완전하게 닫을 수 있음은 물론 도어의 잠금 상태를 유지할 수 있게 된다.
The lower end of the
그러므로 위 도어 잠금장치는 진공챔버(A) 내를 진공환경으로 할 때 진공의 힘에 의해 도어(A1)가 자동적으로 완전히 닫힐 때까지 도어(A1)를 사람의 힘으로 밀고 있어야 하는 번거러움을 해결할 수 있고, 나아가 도어(A1)의 닫힘 상태를 안정적으로 유지할 수 있게 된다.
Therefore, the upper door locking device can solve the trouble of having to push the door A1 by human force until the door A1 is completely closed automatically by the vacuum force when the inside of the vacuum chamber A is in the vacuum environment. In addition, the closed state of the door A1 can be stably maintained.
한편 주밸브(B)와 진공챔버(A)를 연결하는 연결관로 중앙부를 분리하여 양측의 분리부분 끝에 플랜지를 형성하고, 상기 플랜지를 볼트로 연결한 것이다. 이 장치는 주밸브(B)에 문제가 발생하여 주밸브(B)를 수리하거나 혹은 교체할 때 그 작업을 편리하게 하기 위해 채용되는 것이다.
On the other hand, by separating the central portion with a connecting pipe connecting the main valve (B) and the vacuum chamber (A) to form a flange at both ends of the separation portion, the flange is connected by bolts. This device is employed to facilitate the operation when the main valve B is repaired or replaced due to a problem in the main valve B.
본 발명은 상기와 같은 실시 예를 설명하였지만 해당기술분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 실시 예에 기재된 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다.
Although the present invention has been described in the above embodiments, those skilled in the art will be able to make various modifications and changes without departing from the spirit and scope described in the embodiments of the present invention.
A : 진공챔버 A1 : 도어
A2 : 절개구멍 A3 : 입구
B : 주밸브 C : 유확산펌프
D : 부스타펌프 E : 유회전 진공펌프
F : 초저온냉동트랩 10 : 고정셔터
20 : 가동셔터 10a, 20a : 장공
21 : 롤러 22 : 안내레일
23 : 실린더 30 : 플레이트
31 : 힌지편 32 : 지지판
33 : 힌지핀 40 : 프레임
50 : 기립실린더 60 : 자석
70, 70‘ : 가림막 71 : 회전축
80 : 회전지지부 90 : 히터
100 : 설치판 101 : 돌출봉
200 : 잠금실린더 300 : 잠금판
400 : 링크 T : 타켓A: vacuum chamber A1: door
A2: incision hole A3: inlet
B: Main valve C: Oil diffusion pump
D: Busta pump E: Flow vacuum pump
F: Cryogenic freeze trap 10: Fixed shutter
20:
21: roller 22: guide rail
23
31: hinge 32: support plate
33: hinge pin 40: frame
50: standing cylinder 60: magnet
70, 70 ': shielding film 71: axis of rotation
80: rotation support 90: heater
100: mounting plate 101: protrusion bar
200: lock cylinder 300: lock plate
400: Link T: Target
Claims (4)
진공챔버(A) 내부에 설치되는 초저온냉동트랩(F) 전방의 창살문 형 고정셔터(10), 상기 고정셔터(10)와 포개어지고 상하에는 안내레일(22)을 따라 슬라이딩되는 롤러(21)를 가지고 일 측에는 실린더(23)의 작동봉이 연결 고정된 창살문 형가동셔터(20)로 구성되는 초저온냉동트랩 보호 장치와;
진공챔버(A) 일 측 또는 양측에 형성되는 절개구멍(A2) 아래에, 타켓(T)이 상면에 고정되고 타켓(T) 하부에는 여러 개의 자석(60)이 채용되는 플레이트(30)를 수평으로 배치하여 상기 플레이트(30)가 직각 회전되도록 함으로써 플레이트(30) 상면의 타켓(T)이 상기 절개구멍(A2)으로 도입 및 인출되도록 한 타켓의 외부 설치 장치와;
진공챔버(A)의 절개구멍(A2) 내측 양쪽에 가림막(70)(70')을 구비하고 상기 각 가림막(70)(70') 일 측 상하의 회전축(71)을 회전 가능케 고정하여 양쪽 가림막(70)(70')이 회전 개폐되도록 한 타켓의 오염방지 장치와;
진공챔버(A)의 도어(A1) 내면에 히터(90)가 설치되는 진공배기 향상 장치와;
진공챔버(A) 개방부(A3)의 상하 테두리 양쪽에 고정되는 설치판(100), 상기 설치판(100) 후면 상부에 고정되어 작동봉이 설치판(100) 전방으로 돌출되는 잠금실린더(200), 상기 설치판(100) 전면 하측에 형성되어 끝단에 링크(400) 일단이 힌지 연결되는 돌출봉(101), 상기 작동봉 끝에 상단이 힌지 연결되고 중앙은 돌출봉(101)의 링크(400) 타 단에 힌지 연결되는 잠금판(300)으로 구성되는 도어 잠금 장치를 부가한 것을 특징으로 하는 플라즈마 진공 코팅장치.
In a conventional plasma vacuum coating apparatus,
Roller 21 which is superimposed with the grate door type fixed shutter 10 in front of the cryogenic freezing trap F installed inside the vacuum chamber A, the fixed shutter 10, and slides along the guide rail 22 above and below. It has a cryogenic freezing trap protection device consisting of a grate door type movable shutter 20 is fixed to the operating rod of the cylinder 23 is connected to one side;
Under the cut-out hole A2 formed at one side or both sides of the vacuum chamber A, the target T is fixed to the upper surface, and the plate 30 in which several magnets 60 are employed is arranged below the target T. An external mounting device of the target, the target of which the plate (30) is rotated at right angles so that the target (T) of the upper surface of the plate (30) is introduced and drawn out into the cutting hole (A2);
Both screens 70 and 70 'are provided at both sides of the cutout hole A2 of the vacuum chamber A, and both of the screens are fixed by rotatably fixing the upper and lower rotary shafts 71 on one side of the screens 70 and 70'. 70) 70 'of the target pollution prevention device to rotate the opening and closing;
A vacuum exhaust enhancement device having a heater 90 installed on an inner surface of the door A1 of the vacuum chamber A;
Mounting plate 100 is fixed to the upper and lower edges of the vacuum chamber (A) opening (A3), the lock cylinder 200 is fixed to the upper portion of the rear mounting plate 100 protruding in front of the mounting plate 100 Is formed on the front lower side of the installation plate 100, the end of the protruding rod 101 is hinged to one end of the link 400, the end of the operating rod is hinged to the end of the link 400 of the protrusion rod 101 Plasma vacuum coating device, characterized in that the addition of a door locking device consisting of a locking plate 300 hinged to the other end.
타켓(T) 하측에 3개의 자석(60)을 배치하되, 중앙의 S극의 자력을 양 자석의 N극 자력보다 약하게 설정한 것을 특징으로 하는 플라즈마 진공 코팅장치.
The method of claim 1,
Placing three magnets (60) below the target (T), the plasma vacuum coating apparatus, characterized in that the magnetic force of the central S pole is set weaker than the N pole magnetic force of both magnets.
플레이트(30) 일 측의 힌지편(31)을 형성하여 상기 힌지편(31)을 절개구멍(A2) 하측에 형성되는 지지판(32)에 힌지 연결하여 플레이트(30)를 직각 회전할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 플라즈마 진공 코팅장치.
The method of claim 1,
The hinge piece 31 is formed on one side of the plate 30 so that the hinge piece 31 is hinged to the support plate 32 formed under the cutting hole A2 so that the plate 30 can be rotated at right angles. Plasma vacuum coating apparatus, characterized in that.
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- 2012-02-28 KR KR1020120020211A patent/KR101170332B1/en active IP Right Grant
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