KR101292764B1 - 저온 닉스 공정 장치 및 그 방법 - Google Patents

저온 닉스 공정 장치 및 그 방법 Download PDF

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박근배
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Abstract

본 명세서는 코팅 챔버의 프레임 및/또는 지지대를 저온으로 냉각시켜, 저온 진공 상태의 코팅 챔버에서 닉스 공정을 수행하는 저온 닉스 공정 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 명세서의 실시예에 따른 저온 닉스 공정 장치는, 열전 소자가 각각 형성된 프레임 및 지지대 중 적어도 하나를 포함하는 코팅 챔버; 상기 코팅 챔버의 내부 온도를 측정하는 측정부; 및 상기 측정된 코팅 챔버의 내부 온도가 미리 설정된 온도 범위 내에 존재하지 않을 때, 상기 열전 소자가 각각 형성된 프레임 및 지지대 중 적어도 하나를 냉각시켜, 상기 코팅 챔버의 내부 온도를 상기 미리 설정된 온도 범위로 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

저온 닉스 공정 장치 및 그 방법{Low temperature NIX process apparatus and method thereof}
본 명세서는 저온 닉스 공정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 코팅 챔버의 프레임 및/또는 지지대를 저온으로 냉각시켜, 저온 진공 상태의 코팅 챔버에서 닉스 공정을 수행하는 저온 닉스 공정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 코팅 장치는, 상온에서 스테이지 상에 안착된 임의의 부품에 코팅막을 형성하는 장치이다.
이러한 코팅 장치는, 상온에서 증착이 수행됨에 따라 증착 시간이 길어지고, 상기 스테이지 상에 안착된 부품의 위치에 따라 코팅막이 불균일하게 형성되고, 접지력/접착력이 저하되는 문제점이 있다.
한국 특허 출원 번호 제10-2008-0066535호
본 명세서의 목적은, 코팅 챔버의 내부를 저온 상태로 유지하여, 증착 시간을 감소시켜 전체 제조 공정 시간을 단축시키는 저온 닉스 공정 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
본 명세서의 다른 목적은, 저온 진공 상태의 코팅 챔버를 통해 닉스 코팅 공정을 수행하여, 임의의 모재에 균일한 코팅막을 형성하고, 접지력/접착력을 향상시키는 저온 닉스 공정 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 저온 닉스 공정 장치는, 열전 소자가 각각 형성된 프레임 및 지지대 중 적어도 하나를 포함하는 코팅 챔버; 상기 코팅 챔버의 내부 온도를 측정하는 측정부; 및 상기 측정된 코팅 챔버의 내부 온도가 미리 설정된 온도 범위 내에 존재하지 않을 때, 상기 열전 소자가 각각 형성된 프레임 및 지지대 중 적어도 하나를 냉각시켜, 상기 코팅 챔버의 내부 온도를 상기 미리 설정된 온도 범위로 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 미리 설정된 온도 범위는, 5℃ ~ 10℃일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 코팅 챔버는, 상기 코팅 챔버를 관통하는 배관을 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 측정된 코팅 챔버의 내부 온도가 상기 미리 설정된 온도 범위 내에 존재하지 않을 때, 상기 배관을 통해 냉매를 공급하여, 상기 코팅 챔버의 내부 온도를 상기 미리 설정된 온도 범위로 제어할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 프레임 또는 상기 지지대는, 상기 프레임 또는 상기 지지대 내부에 형성되는 배관을 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 측정된 코팅 챔버의 내부 온도가 상기 미리 설정된 온도 범위 내에 존재하지 않을 때, 상기 배관을 통해 냉매를 공급하여, 상기 코팅 챔버의 내부 온도를 상기 미리 설정된 온도 범위로 제어할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 냉매는, 냉각 가스 또는 냉각액을 포함하며, 상기 냉각 가스는, 프레온 가스 또는 헬륨 가스이고, 상기 냉각액은, 냉각수(Process Cooling Water)일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 코팅 챔버는, 상기 측정된 코팅 챔버의 내부 온도가 상기 미리 설정된 온도 범위 내에 존재할 때, 전처리 공정에 의해, 미리 세척된 모재 상에 유기화합물 단량체를 저온 진공 기상 증착할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 코팅 챔버는, 상기 제어부의 제어에 의해, CVD 저온 진공 증착을 통해, 상기 증착된 모재 표면에 닉스 코팅층을 형성할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 닉스 코팅층은, 고체상 다이머를 증발기 내에 장착하고, 미리 설정된 레벨의 압력으로 조절하고 미리 설정된 170℃ ~ 200℃의 온도 범위로 가열하여, 상기 고체상 다이머를 기화시켜 다이머 가스를 발생하는 단계; 열분해기를 통해, 상기 기화된 다이머 가스를 모노머로 분해하는 단계; 및 상기 미리 설정된 온도 범위인 5℃ ~ 10℃에서 10 mTorr ~ 100 mTorr 압력으로 조절된 상기 코팅 챔버에서, 상기 분해된 모노머를 상기 증착된 모재 표면에 고분자 상태로 증착하는 단계;를 통해 형성하며, 상기 다이머는, 패럴린 N, 패럴린 C, 패럴린 D 및, 패럴린 F 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 저온 닉스 공정 방법은, 열전 소자가 각각 형성된 프레임 및 지지대 중 적어도 하나를 포함하는 코팅 챔버와, 상기 코팅 챔버와 연동하는 측정부와, 상기 코팅 챔버 및 상기 측정부를 제어하는 제어부를 포함하는 저온 닉스 공정 장치의 저온 닉스 공정 방법에 있어서, 상기 측정부를 통해, 상기 코팅 챔버의 내부 온도를 측정하는 단계; 상기 제어부를 통해, 상기 측정된 상기 코팅 챔버의 내부 온도가 미리 설정된 온도 범위 내에 존재하는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 제어부를 통해, 상기 판단 결과, 상기 측정된 상기 코팅 챔버의 내부 온도가 상기 미리 설정된 온도 범위 내에 존재하지 않을 때, 상기 코팅 챔버의 내부 온도를 상기 미리 설정된 온도 범위로 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 코팅 챔버의 내부 온도를 상기 미리 설정된 온도 범위로 제어하는 단계는, 상기 제어부를 통해, 상기 열전 소자가 각각 형성된 프레임 및 지지대 중 적어도 하나를 냉각시켜, 상기 코팅 챔버의 내부 온도를 상기 미리 설정된 온도 범위로 제어할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 코팅 챔버의 내부 온도를 상기 미리 설정된 온도 범위로 제어하는 단계는, 상기 제어부를 통해, 상기 코팅 챔버를 관통하는 배관을 통해 냉매를 공급하여, 상기 코팅 챔버의 내부 온도를 상기 미리 설정된 온도 범위로 제어할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 코팅 챔버의 내부 온도를 상기 미리 설정된 온도 범위로 제어하는 단계는, 상기 제어부를 통해, 상기 프레임 또는 상기 지지대 내부에 형성되는 배관을 통해 냉매를 공급하여, 상기 코팅 챔버의 내부 온도를 상기 미리 설정된 온도 범위로 제어할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 판단 결과, 상기 측정된 상기 코팅 챔버의 내부 온도가 상기 미리 설정된 온도 범위 내에 존재할 때, 상기 코팅 챔버에 의한 전처리 공정을 통해, 미리 세척된 모재 상에 유기화합물 단량체를 저온 진공 기상 증착하는 단계; 및 CVD 저온 진공 증착에 의해, 상기 증착된 모재 표면에 닉스 코팅층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 닉스 코팅층을 형성하는 단계는, 고체상 다이머를 증발기 내에 장착하고, 미리 설정된 레벨의 압력으로 조절하고 미리 설정된 170℃ ~ 200℃의 온도 범위로 가열하여, 상기 고체상 다이머를 기화시켜 다이머 가스를 발생하는 과정; 열분해기를 통해, 상기 기화된 다이머 가스를 모노머로 분해하는 과정; 및 상기 미리 설정된 온도 범위인 5℃ ~ 10℃에서 10 mTorr ~ 100 mTorr 압력으로 조절된 상기 코팅 챔버에서, 상기 분해된 모노머를 상기 증착된 모재 표면에 고분자 상태로 증착하는 과정;을 포함하며, 상기 다이머는, 패럴린 N, 패럴린 C, 패럴린 D 및, 패럴린 F 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 저온 닉스 공정 장치 및 그 방법은, 코팅 챔버의 내부를 저온 상태로 유지함으로써, 증착 시간을 감소시켜 전체 제조 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시예에 따른 저온 닉스 공정 장치 및 그 방법은, 저온 진공 상태의 코팅 챔버를 통해 닉스 코팅 공정을 수행함으로써, 임의의 모재에 균일한 코팅막을 형성하고, 접지력/접착력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 저온 닉스 공정 장치(10)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 저온 닉스 공정 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 저온 닉스 공정 장치(10)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 저온 닉스 공정 장치(10)는, 코팅 챔버(100), 측정부(200) 및, 제어부(300)로 구성된다. 도 1에 도시된 저온 닉스 공정 장치(10)의 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 1에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 저온 닉스 공정 장치(10)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 저온 닉스 공정 장치(10)가 구현될 수도 있다.
상기 코팅 챔버(또는, CVD(Chemical Vapor Deposition : 화학 기상 증착) 챔버)(100)는, CVD 저온 진공 증착에 의해 저온 닉스 코팅을 수행한다.
또한, 상기 코팅 챔버(100)는, 상기 제어부(300)의 제어에 의해, 상기 코팅 챔버에 포함된 프레임(미도시) 및/또는 지지대(미도시)가 냉각되어, 미리 설정된 온도 범위(또는, 미리 설정된 저온 온도 범위)를 유지한다. 여기서, 상기 미리 설정된 온도 범위는, 상온 상태가 아닌 저온 상태(예를 들어, 5℃ ~ 10℃ 범위)일 수 있다.
또한, 상기 프레임과 상기 지지대 각각은, 상기 프레임과 상기 지지대의 일측에 열전 소자를 각각 포함(또는, 형성)할 수 있다. 이때, 상기 프레임과 상기 지지대에 각각 포함된 열전 소자는, 상기 제어부(300)의 제어에 의해 동작이 제어된다.
또한, 상기 코팅 챔버(100)는, 상기 코팅 챔버(100) 내부를 관통하는 배관(미도시)을 포함(또는, 형성)한다. 이때, 상기 배관은, 상기 제어부(300)의 제어에 의해 냉매(refrigerants)가 순환하며, 상기 코팅 챔버(100) 내부 온도를 떨어뜨린다(또는, 냉각시킨다). 여기서, 상기 냉매는, 암모니아 및, 염화플루오린화탄소(CFC) 등일 수 있다. 또한, 상기 냉매는, 냉각 가스(예를 들어, 프레온 가스 및, 헬륨 가스 등 포함) 및, 냉각액(예를 들어, 공정용 냉각수(Process Cooling Water : PCW) 등 포함) 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 코팅 챔버(100)는, 상기 프레임 및/또는 상기 지지대의 내부에 배관(미도시)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 코팅 챔버(100)는, 상기 제어부(300)의 제어에 의해, 상기 프레임 및/또는 상기 지지대의 내부에 형성된 배관을 통해 상기 냉매를 공급하여, 상기 코팅 챔버(100) 내부 온도를 제어한다.
또한, 상기 코팅 챔버(100)는, 상기 제어부(300)의 제어에 의해, 상기 코팅 챔버(100)의 내부 온도가 상기 미리 설정된 온도 범위 내에서 유지될 때, 전처리 공정에 의해, 임의의 세척된 모재(400) 상(또는, 상기 모재(400)의 적어도 일부 표면)에 유기 화합물 단량체(500)를 저온 진공 기상 증착(또는, CVD 저온 진공 증착)한다.
또한, 상기 코팅 챔버(100)는, 상기 제어부(300)의 제어에 의해, CVD 저온 진공 증착을 통해, 상기 전처리된 모재(400)에 대한 저온 닉스 코팅(NIX coating)(또는, 다이머)을 수행한다. 이때, 상기 저온 닉스 코팅에 사용되는 다이머는, 패럴린 N(poly(Para-Xylene)), 패럴린 C(poly(Chloro-Para-Xylylene)), 패럴린 D(poly(Di-Chloro-Para-Xylylene)) 및, 패럴린 F(poly(tetrafluoro-[2,2]para-Xylylene)) 등 중에서 적어도 하나(또는, 어느 하나)의 다이머를 사용할 수 있다. 또한, 상기 저온 닉스 코팅에 의해 형성되는 닉스 코팅층(또는, 닉스 코팅막)(600)의 두께는, 약 1 ㎛ ~ 70 ㎛ 범위일 수 있으며, 상기 모재(400)의 사용 용도 등을 고려하여 설계자의 설계에 따라 다양하게 설정할 수 있다. 여기서, 상기 코팅 장치(100)의 내부 온도는, 상기 미리 설정된 온도 범위(예를 들어, 5℃ ~ 10℃ 범위)일 수 있다.
즉, 고체상 다이머를 증발기(vaporizer)(미도시) 내에 장착하고, 압력을 미리 설정된 레벨(예를 들어, 약 1 Torr)로 조절하고 미리 설정된 온도(예를 들어, 170℃ ~ 200℃)로 가열하면, 상기 고체상 다이머가 기화되어 다이머 가스가 발생한다. 이후, 상기 기화된 다이머 가스는, 적정한 다이머 열 분해 온도인 650℃ ~ 800℃로 유지되고 압력이 적정한 압력인 0.5 Torr로 조절된 열분해기(pyrolysis)(미도시)에 통과시켜 모노머(monomer)로 분해한다. 이후, 상기 열분해된 모너머는, 상기 미리 설정된 저온에서 10 mTorr ~ 100 mTorr 압력으로 조절된 상기 코팅 챔버(100)에서 상기 유기화합물 단량체(500)가 증착된 상기 모재(400) 표면의 적어도 일면에 고분자 상태로 증착(또는, 적층/축합)하여, 상기 닉스 코팅층(또는, 닉스 코팅/닉스 고분자/닉스 코팅막)(600)을 형성한다.
또한, 상기 코팅 챔버(100)는, 상기 제어부(300)의 제어에 의해, 폴리자일렌 코팅(Polyxylene Coating)을 통해 상기 닉스 코팅층(600)을 형성할 수도 있다. 이때, 상기 폴리자일렌 코팅에 사용되는 폴리자일렌 다이머는, 임의의 폴리자일렌 계열의 다이머 중 적어도 하나의 다이머를 사용할 수 있다.
상기 측정부(200)는, 온도 센서 등을 포함한다.
또한, 상기 측정부(200)는, 상기 코팅 챔버(100)의 내부 온도를 측정한다.
상기 제어부(300)는, 상기 저온 닉스 공정 장치(10)의 전반적인 제어 기능을 수행한다.
또한, 상기 제어부(300)는, 상기 측정부(200)를 통해 측정된 상기 코팅 챔버(100)의 내부 온도가 상기 미리 설정된 온도 범이 내에 존재하는지 여부를 판단(또는, 확인)한다.
또한, 상기 제어부(300)는, 상기 판단 결과, 상기 측정부(200)를 통해 측정된 상기 코팅 챔버(100)의 내부 온도가 상기 미리 설정된 온도 범위 내에 존재하지 않을 때, 상기 코팅 챔버(100)에 포함된 상기 프레임 및/또는 지지대에 각각 형성된 열전 소자를 제어하여, 상기 코팅 챔버(100)의 내부 온도를 상기 미리 설정된 저온의 온도 범위로 제어한다.
또한, 상기 제어부(300)는, 상기 판단 결과, 상기 측정부(200)를 통해 측정된 상기 코팅 챔버(100)의 내부 온도가 상기 미리 설정된 온도 범위 내에 존재하지 않을 때, 상기 코팅 챔버(100) 내부를 관통하는 상기 배관을 통해 냉매를 공급하여, 상기 코팅 챔버(100)의 내부 온도를 상기 미리 설정된 저온의 온도 범위로 제어한다. 여기서, 상기 냉매는, 암모니아 및, 염화플루오린화탄소(CFC) 등일 수 있다.
또한, 상기 제어부(300)는, 상기 판단 결과, 상기 측정부(200)를 통해 측정된 상기 코팅 챔버(100)의 내부 온도가 상기 미리 설정된 온도 범위 내에 존재할 때, 상기 코팅 챔버(100)를 통한 전처리 공정/작업(또는, 프라이머(primer))에 의해, 미리 세척된 모재(400) 상(또는, 상기 모재(400)의 적어도 일부 표면)에 유기화합물 단량체(500)를 저온 진공 기상 증착(또는, CVD 저온 진공 증착)한다. 이때, 상기 저온 진공 기상 증착 공정 중인 상기 코팅 챔버(100) 내부 온도는, 상기 제어부(300)의 제어에 의해, 상기 미리 설정된 온도 범위(예를 들어, 5℃ ~ 10℃ 범위)를 유지할 수 있다.
즉, 상기 제어부(300)는, 상기 판단 결과, 상기 측정부(200)를 통해 측정된 상기 코팅 챔버(100)의 내부 온도가 상기 미리 설정된 온도 범위 내에 존재할 때, 상기 미리 세척된 모재(400)가 수용된 상기 코팅 챔버(100) 내에, 한 종류 이상의 상기 액상 유기화합물 단량체(500)를 상기 코팅 챔버 내에 기체 상태로 주입시켜 10 mTorr ~ 100 mTorr 상태로 상기 모재(400) 표면에 증착시킨다. 여기서, 상기 유기화합물 단량체(500)는, 알킬실란(Alkylsilane), 알킬트리알콕시실란(Alkyltrialkoxysilane), 알콕시실란(Alkoxysilane), 아미노알킬트리알콕시실란(Aminoalkyltrialkoxysilane) 및, 머켑토알킬알콕시실란(Mercaptoalkylalkoxysilane) 등 중에서, 적어도 하나의 화합물(또는, 어느 하나)을 사용할 수 있다. 이때, 상기 모재(400) 표면은, 상기 모재(400)의 전체 표면 또는, 상기 모재(400)의 적어도 하나 이상의 일부 표면일 수 있다.
여기서, 상기 모재(400)에 대한 세척 공정(또는, 진공 클리닝 공정)은, 상기 모재(400) 표면의 오염물을 제거하기 위한 공정이다. 이때, 상기 세척 공정은, 알코올 등의 세척제 등을 통해 수행되거나 또는, 이소프로필 알코올(Isopropyl Alcohol) 등을 통해 초음파 세척을 수행할 수 있다. 또한, 상기 모재(400)는, CVD 장비, 노광 장비, 열처리 장비, 테스트 장비 등과 같은 반도체를 제조 또는 검사하기 위한 각종 프로세스에 적용되는 여러 장치를 구성하는 임의의 부품일 수 있다. 또한, 상기 모재(400)는, 상기 반도체와 관련된 부품 이외에도 다양한 산업 분야와 관련된 임의의 부품일 수도 있다.
일 예로, 상기 모재(400)에 포함되는 기판(미도시)에 대해 상기 세척 공정을 수행한다. 이때, 상기 기판은, 비금속계 재질 또는, 금속계 재질로 형성할 수도 있다. 여기서, 상기 비금속계 재질은, 유리, 세라믹, 아크릴, 테프론(Tefron) 및, PVC(Polyvinyl Chloride : 염화 비닐) 등일 수 있다. 또한, 상기 금속계 재질은, 알루미늄, 스테인리스 스틸 등일 수 있다.
이와 같이, 코팅 장치 내부를 미리 설정된 저온으로 유지시킨 상태에서 닉스 코팅층을 형성함에 따라, 상기 기화된 다이머 가스(또는, 상기 기화에 의한 분자들)가 저온으로 유지되는 상기 코팅 장치 내부에 구비된 모재(또는, 폴리머)에 증착될 때, 상온 상태에서보다 저온으로 유지되는 상기 모재에 잘 증착되어, 접지력 및/또는 접착력이 향상되고, 상온 상태에서의 증착 공정보다 더 빠른 시간 내에 균일하게 증착되어, 전체 제조 공정 시간을 단축하고 제품 품질을 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 본 명세서에 따른 저온 닉스 공정 방법을 도 1 내지 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 저온 닉스 공정 방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 측정부(200)는, 상기 측정부(200)에 포함된 온도 센서(미도시) 등을 통해, 코팅 챔버(또는, CVD 챔버)(100)의 내부 온도를 측정한다(S210).
이후, 제어부(300)는, 상기 측정부(200)를 통해 측정된 상기 코팅 챔버(100)의 내부 온도가 미리 설정된 온도 범위 내에 존재하는지 여부를 판단(또는, 확인)한다. 여기서, 상기 미리 설정된 온도 범위는, 상온 상태가 아닌 저온 상태(예를 들어, 5℃ ~ 10℃ 범위)일 수 있다(S220).
이후, 상기 제어부(300)는, 상기 판단 결과, 상기 측정부(200)를 통해 측정된 상기 코팅 챔버(100)의 내부 온도가 상기 미리 설정된 온도 범위 내에 존재하지 않는 경우, 상기 코팅 챔버(100)에 포함된 프레임(미도시) 및/또는 지지대(미도시)를 냉각시켜, 상기 코팅 챔버(100) 내부의 온도를 상기 미리 설정된 온도 범위로 제어한다. 여기서, 상기 프레임 및 상기 지지대의 일측에는, 각각 열전 소자(미도시)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 제어부(300)는, 상기 프레임 및/또는 지지대에 각각 형성된 상기 열전 소자를 제어하여, 상기 코팅 챔버(100) 내부의 온도를 상기 미리 설정된 저온의 온도 범위로 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(300)는, 상기 판단 결과, 상기 측정부(200)를 통해 측정된 상기 코팅 챔버(100)의 내부 온도가 상기 미리 설정된 온도 범위 내에 존재하지 않는 경우, 상기 코팅 챔버(100) 내부를 관통하는 배관(미도시)을 통해 냉매를 공급하여, 상기 코팅 챔버(100)의 내부 온도를 상기 미리 설정된 온도 범위로 제어할 수도 있다. 여기서, 상기 냉매는, 암모니아 및, 염화플루오린화탄소(CFC) 등일 수 있다. 또한, 상기 냉매는, 냉각 가스(예를 들어, 프레온 가스 및, 헬륨 가스 등 포함) 및, 냉각액(예를 들어, 공정용 냉각수(PCW) 등 포함) 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부(300)는, 상기 판단 결과, 상기 측정부(200)를 통해 측정된 상기 코팅 챔버(100)의 내부 온도가 상기 미리 설정된 온도 범위 내에 존재하지 않는 경우, 상기 코팅 챔버(100)에 포함된 상기 프레임 및 상기 지지대 내부에 각각 형성된 배관(미도시)을 통해 냉매를 공급하여, 상기 코팅 챔버(100)의 내부 온도를 상기 미리 설정된 온도 범위로 제어할 수도 있다(S230).
또한, 상기 제어부(300)는, 상기 판단 결과, 상기 측정부(200)를 통해 측정된 상기 코팅 챔버(100)의 내부 온도가 상기 미리 설정된 온도 범위 내에 존재하는 경우, 상기 코팅 챔버(100)를 통한 전처리 공정에 의해, 미리 세척된 모재(400) 상(또는, 상기 모재(400)의 적어도 일부 표면)에 유기화합물 단량체(500)를 저온 진공 기상 증착(또는, CVD 저온 진공 증착)한다. 이때, 상기 코팅 챔버(100) 내부 온도는, 상기 제어부(300)의 제어에 의해, 상기 미리 설정된 온도 범위(예를 들어, 5℃ ~ 10℃ 범위)를 유지할 수 있다.
즉, 상기 제어부(300)는, 상기 판단 결과, 상기 측정부(200)를 통해 측정된 상기 코팅 챔버(100)의 내부 온도가 상기 미리 설정된 온도 범위 내에 존재하는 경우, 상기 미리 세척된 모재(400)가 수용된 상기 코팅 챔버(100) 내에, 한 종류 이상의 상기 액상 유기화합물 단량체(500)를 상기 코팅 챔버 내에 기체 상태로 주입시켜 10 mTorr ~ 100 mTorr 상태로 상기 모재(400) 표면에 증착시킨다. 여기서, 상기 유기화합물 단량체(500)는, 알킬실란(Alkylsilane), 알킬트리알콕시실란(Alkyltrialkoxysilane), 알콕시실란(Alkoxysilane), 아미노알킬트리알콕시실란(Aminoalkyltrialkoxysilane) 및, 머켑토알킬알콕시실란(Mercaptoalkylalkoxysilane) 등 중에서, 적어도 하나의 화합물(또는, 어느 하나)을 사용할 수 있다. 이때, 상기 모재(400) 표면은, 상기 모재(400)의 전체 표면 또는, 상기 모재(400)의 적어도 하나 이상의 일부 표면일 수 있다(S240).
이후, 상기 코팅 챔버(100)는, CVD 저온 진공 증착에 의해 상기 전처리된 모재(400)를 저온 닉스 코팅(또는, 다이머)한다. 이때, 상기 저온 닉스 코팅에 사용되는 다이머는, 패럴린 N, 패럴린 C, 패럴린 D 및, 패럴린 F 등 중에서 적어도 하나의 다이머를 사용할 수 있다. 또한, 상기 저온 닉스 코팅에 의해 형성되는 닉스 코팅층(또는, 닉스 코팅막)(600)의 두께는, 약 1 ㎛ ~ 70 ㎛ 범위일 수 있으며, 상기 모재(400)의 사용 용도 등을 고려하여 설계자의 설계에 따라 다양하게 설정할 수 있다. 여기서, 상기 코팅 장치(100) 내부 온도는, 상기 미리 설정된 온도 범위(예를 들어, 5℃ ~ 10℃ 범위)일 수 있다.
즉, 고체상 다이머를 증발기(미도시) 내에 장착하고, 압력을 미리 설정된 레벨(예를 들어, 약 1 Torr)로 조절하고 미리 설정된 온도(예를 들어, 170℃ ~ 200℃)로 가열하면, 상기 고체상 다이머가 기화되어 다이머 가스가 발생한다. 이후, 상기 기화된 다이머 가스는, 적정한 다이머 열 분해 온도인 650℃ ~ 800℃로 유지되고 압력이 적정한 압력인 0.5 Torr로 조절된 열분해기(미도시)에 통과시켜 모노머로 분해한다. 이후, 상기 열분해된 모너머는, 상기 미리 설정된 저온에서 10 mTorr ~ 100 mTorr 압력으로 조절된 상기 코팅 챔버(100)에서 상기 유기화합물 단량체(500)가 증착된 상기 모재(400) 표면의 적어도 일면에 고분자 상태로 증착(또는, 적층/축합)하여, 상기 닉스 코팅층(또는, 닉스 코팅/닉스 고분자/닉스 코팅막)(600)을 형성한다.
또한, 상기 닉스 코팅층(600)은, 폴리자일렌 코팅을 통해 형성할 수도 있다. 이때, 상기 폴리자일렌 코팅에 사용되는 폴리자일렌 다이머는, 임의의 폴리자일렌 계열의 다이머 중 적어도 하나의 다이머를 사용할 수 있다(S250).
본 명세서의 실시예는 앞서 설명한 바와 같이, 코팅 챔버의 내부를 저온 상태로 유지하여, 증착 시간을 감소시켜 전체 제조 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시예는 앞서 설명한 바와 같이, 저온 진공 상태의 코팅 챔버를 통해 닉스 코팅 공정을 수행하여, 임의의 모재에 균일한 코팅막을 형성하고, 접지력/접착력을 향상시킬 수 있다.
전술한 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 저온 닉스 공정 장치 100: 코팅 챔버
200: 측정부 300: 제어부
400: 모재 500: 유기화합물 단량체
600: 닉스 코팅층

Claims (16)

  1. 열전 소자가 각각 형성된 프레임 및 지지대 중 적어도 하나를 포함하는 코팅 챔버;
    상기 코팅 챔버의 내부 온도를 측정하는 측정부; 및
    상기 측정된 코팅 챔버의 내부 온도가 5℃ ~ 10℃ 범위 내에 존재하지 않을 때, 상기 열전 소자가 각각 형성된 프레임 및 지지대 중 적어도 하나를 냉각시켜, 상기 코팅 챔버의 내부 온도를 5℃ ~ 10℃ 범위의 저온으로 제어하는 제어부;를 포함하되,
    상기 코팅 챔버는,
    상기 측정된 코팅 챔버의 내부 온도가 5℃ ~ 10℃ 범위의 저온일 때, 전처리 공정에 의해, 미리 세척된 모재 상에 유기화합물 단량체를 진공 기상 증착하고, 상기 제어부의 제어에 의해 CVD 진공 증착을 통해 상기 유기화합물 단량체가 증착된 모재 표면에 닉스 코팅층을 형성하며,
    상기 닉스 코팅층은,
    고체상 다이머를 증발기 내에 장착하고, 미리 설정된 레벨의 압력으로 조절하고 미리 설정된 170℃ ~ 200℃의 온도 범위로 가열하여, 상기 고체상 다이머를 기화시켜 다이머 가스를 발생하는 단계;
    열분해기를 통해, 상기 기화된 다이머 가스를 모노머로 분해하는 단계; 및
    상기 5℃ ~ 10℃ 범위의 저온에서 10 mTorr ~ 100 mTorr 압력으로 조절된 상기 코팅 챔버에서, 상기 분해된 모노머를 상기 유기화합물 단량체가 증착된 모재 표면에 고분자 상태로 증착하는 단계;를 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 저온 닉스 공정 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 코팅 챔버는,
    상기 코팅 챔버를 관통하는 배관을 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 측정된 코팅 챔버의 내부 온도가 5℃ ~ 10℃ 온도 범위 내에 존재하지 않을 때, 상기 배관을 통해 냉매를 공급하여, 상기 코팅 챔버의 내부 온도를 5℃ ~ 10℃ 범위의 저온으로 제어하는 것을 특징으로 하는 저온 닉스 공정 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임 또는 상기 지지대는,
    상기 프레임 또는 상기 지지대 내부에 형성되는 배관을 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 측정된 코팅 챔버의 내부 온도가 5℃ ~ 10℃ 온도 범위 내에 존재하지 않을 때, 상기 배관을 통해 냉매를 공급하여, 상기 코팅 챔버의 내부 온도를 5℃ ~ 10℃ 범위의 저온으로 제어하는 것을 특징으로 하는 저온 닉스 공정 장치.
  5. 청구항 3 또는 4에 있어서,
    상기 냉매는,
    냉각 가스 또는 냉각액을 포함하며,
    상기 냉각 가스는, 프레온 가스 또는 헬륨 가스이고,
    상기 냉각액은, 냉각수(Process Cooling Water)인 것을 특징으로 하는 저온 닉스 공정 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 열전 소자가 각각 형성된 프레임 및 지지대 중 적어도 하나를 포함하는 코팅 챔버와, 상기 코팅 챔버와 연동하는 측정부와, 상기 코팅 챔버 및 상기 측정부를 제어하는 제어부를 포함하는 저온 닉스 공정 장치의 저온 닉스 공정 방법에 있어서,
    상기 측정부를 통해, 상기 코팅 챔버의 내부 온도를 측정하는 단계;
    상기 제어부를 통해, 상기 측정된 상기 코팅 챔버의 내부 온도가 5℃ ~ 10℃ 범위 내에 존재하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 제어부를 통해, 상기 판단 결과, 상기 측정된 상기 코팅 챔버의 내부 온도가 5℃ ~ 10℃ 범위 내에 존재하지 않을 때, 상기 코팅 챔버의 내부 온도를 5℃ ~ 10℃ 범위의 저온으로 제어하는 단계;를 포함하되,
    상기 판단 결과, 상기 측정된 상기 코팅 챔버의 내부 온도가 5℃ ~ 10℃ 범위 내에 존재할 때, 상기 코팅 챔버에 의한 전처리 공정을 통해, 미리 세척된 모재 상에 유기화합물 단량체를 진공 기상 증착하는 단계; 및
    CVD 진공 증착에 의해, 상기 유기화합물 단량체가 증착된 모재 표면에 닉스 코팅층을 형성하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 닉스 코팅층을 형성하는 단계는,
    고체상 다이머를 증발기 내에 장착하고, 미리 설정된 레벨의 압력으로 조절하고 미리 설정된 170℃ ~ 200℃의 온도 범위로 가열하여, 상기 고체상 다이머를 기화시켜 다이머 가스를 발생하는 과정;
    열분해기를 통해, 상기 기화된 다이머 가스를 모노머로 분해하는 과정; 및
    5℃ ~ 10℃ 범위의 저온에서 10 mTorr ~ 100 mTorr 압력으로 조절된 상기 코팅 챔버에서, 상기 분해된 모노머를 상기 유기화합물 단량체가 증착된 모재 표면에 고분자 상태로 증착하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 닉스 공정 방법.
  10. 삭제
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 코팅 챔버의 내부 온도를 5℃ ~ 10℃ 범위의 저온으로 제어하는 단계는,
    상기 제어부를 통해, 상기 열전 소자가 각각 형성된 프레임 및 지지대 중 적어도 하나를 냉각시켜, 상기 코팅 챔버의 내부 온도를 5℃ ~ 10℃ 범위의 저온으로 제어하는 것을 특징으로 하는 저온 닉스 공정 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 코팅 챔버의 내부 온도를 5℃ ~ 10℃ 범위의 저온으로 제어하는 단계는,
    상기 제어부를 통해, 상기 코팅 챔버를 관통하는 배관을 통해 냉매를 공급하여, 상기 코팅 챔버의 내부 온도를 5℃ ~ 10℃ 범위의 저온으로 제어하는 것을 특징으로 하는 저온 닉스 공정 방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 코팅 챔버의 내부 온도를 5℃ ~ 10℃ 범위의 저온으로 제어하는 단계는,
    상기 제어부를 통해, 상기 프레임 또는 상기 지지대 내부에 형성되는 배관을 통해 냉매를 공급하여, 상기 코팅 챔버의 내부 온도를 5℃ ~ 10℃ 범위의 저온으로 제어하는 것을 특징으로 하는 저온 닉스 공정 방법.
  14. 청구항 12 또는 13에 있어서,
    상기 냉매는,
    냉각 가스 또는 냉각액을 포함하며,
    상기 냉각 가스는, 프레온 가스 또는 헬륨 가스이고,
    상기 냉각액은, 냉각수인 것을 특징으로 하는 저온 닉스 공정 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
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