KR101688175B1 - Parylene coater with plasma treatment function - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 플라즈마 발생이 결합된 패럴린 코팅장치에 관한 것이다.The present invention relates to a parallax coating apparatus combined with plasma generation.
일반적으로 패럴린은 p-Xylene이 중합되어 있는 폴리머로 각종 기질에 박막 형태로 증착 가능한 고분자 물질이다. 패럴린 코팅은 다이머의 기화, 모노머로의 열분해, 기질 상에서 박막 증착을 이루는 순차적 공정으로 이루어진다.Generally, paralin is a polymer in which p-xylene is polymerized, and is a polymer substance that can be deposited in various substrates as a thin film. The paralin coating consists of a sequential process of vaporizing the dimer, pyrolysis to the monomer, and thin film deposition on the substrate.
패럴린 코팅은 코팅 대상물과 코팅 피막 간의 밀착력이 약하여 미세한 스크래치나 충격에 의하여 피막이 분리되는 경향이 있다. 이런 문제를 해결하기 위해서 대상물의 재질에 따른 패럴린 코팅 피막의 밀착력을 높일 수 있는 표면처리 공정이 필수적이다. 이를 위해, 별도의 플라즈마 장치에서 대상물에 대해 플라즈마 처리를 하기도 한다.Paralin coating has a weak adhesion between the coating object and the coating film, so that the film tends to be separated by a minute scratch or impact. In order to solve this problem, a surface treatment process is required to increase the adhesion of the parallax coating film to the material of the object. For this purpose, the object is subjected to a plasma treatment in a separate plasma apparatus.
이렇게 패럴린 코팅장치와 플라즈마 장치가 별도로 존재하여 코팅 장비의 비용 상승뿐만 아니라 별도의 표면처리 장치의 확보에 따른 공간상의 제약, 그리고 플라즈마 표면처리 후 패럴린 코팅장치에 다시 제품을 안착해야 하는 비효율적인 작업성 등에서 문제가 있다. The parallax coating apparatus and the plasma apparatus are separately provided, which not only increases the cost of the coating equipment but also limits the space due to the provision of a separate surface treatment apparatus and the ineffective effect of restoring the product to the parallax coating apparatus after the plasma surface treatment. There is a problem in workability and the like.
특히 플라즈마 표면처리 후, 다시 패럴린 코팅 장치에 제품을 장착함으로써, 제품 장착 과정에 수반되는 얼룩발생, 먼지 발생 등의 문제로 제품의 신뢰도가 떨어지기도 한다.Especially, when the product is mounted on the paralyn coating device after the plasma surface treatment, the reliability of the product may be deteriorated due to the occurrence of stains and dust accompanying the product mounting process.
본 발명의 일 목적은, 패럴린을 코팅하기 위한 구성에 플라즈마 처리를 위한 구성을 통합한, 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a plasma-bonded parallax coating apparatus incorporating a configuration for plasma treatment in a configuration for coating paralin.
본 발명의 다른 일 목적은, 패럴린을 코팅하기 위한 구성에 의해 플라즈마 처리를 위한 구성이 오염되지 않게 할 수 있는, 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a plasma-bonded parallax coating apparatus capable of preventing the configuration for plasma processing from being contaminated by a configuration for coating paralin.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치는, 패럴린 다이머 분말을 기화시켜 기체상의 다이머를 생성하는 기화 유닛; 상기 기체상의 다이머를 열분해하여 패럴린 모노머를 생성하는 열분해 유닛; 상기 패럴린 모노머에 의해 대상물이 패럴린 폴리머로 코팅되는 내부 공간을 한정하며 유전체 재질로 형성된 제1 하우징을 구비하는, 진공 챔버; 및 상기 제1 하우징의 외측에 배치되어 상기 내부 공간에 플라즈마가 형성되게 하는 플라즈마 발생기를 구비하는 플라즈마 유닛을 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, there is provided a plasma-coupled paralyne coating apparatus for vapor-depositing a paralin dimer powder to form a dimer on a substrate; A pyrolysis unit for pyrolyzing the dimer on the gaseous phase to produce a paralin monomer; A vacuum chamber having a first housing formed of a dielectric material defining an inner space in which the object is coated with the paralin polymer by the paralin monomer; And a plasma generator disposed on the outer side of the first housing to generate a plasma in the inner space.
여기서, 상기 진공 챔버는, 상기 제1 하우징의 전방에서 상기 제1 하우징과 연통되고, 상기 기화 유닛과 연통되는 제2 하우징; 및 상기 제1 하우징의 후방에서 상기 제1 하우징과 연통되는 제3 하우징을 더 포함하고, 상기 플라즈마 유닛은, 상기 제2 하우징에 연통되며, 상기 내부 공간에 플라즈마용 가스를 공급하는 가스 공급기를 더 포함할 수 있다. Here, the vacuum chamber may include: a second housing communicating with the first housing at a front side of the first housing and communicating with the vaporizing unit; And a third housing communicating with the first housing at a rear side of the first housing, wherein the plasma unit further includes a gas supplier communicating with the second housing and supplying a gas for plasma to the inner space .
여기서, 상기 플라즈마 발생기는, 상기 제1 하우징의 외면을 감싸도록 배치되는 전극 플레이트; 및 상기 전극 플레이트에 전원을 공급하는 전원발생부를 포함하고, 상기 제2 하우징 및 상기 제3 하우징 중 적어도 하나는 접지를 위해 금속 재질로 형성될 수 있다.Here, the plasma generator includes: an electrode plate disposed to surround the outer surface of the first housing; And a power generator for supplying power to the electrode plate, and at least one of the second housing and the third housing may be formed of a metal material for grounding.
여기서, 상기 플라즈마 발생기는, 상기 제1 하우징의 외면을 감싸도록 배치되는 전극 플레이트; 상기 제1 하우징의 외면을 감싸도록 배치되며, 상기 전극 플레이트와 이격 배치되는 접지 플레이트; 및 상기 전극 플레이트에 전원을 공급하는 전원발생부를 포함할 수 있다.Here, the plasma generator includes: an electrode plate disposed to surround the outer surface of the first housing; A ground plate disposed to surround an outer surface of the first housing and spaced apart from the electrode plate; And a power generator for supplying power to the electrode plate.
여기서, 상기 전극 플레이트는, 복수의 전극 핑거를 포함하고, 상기 접지 플레이트는, 상기 복수의 전극 핑거들 사이에 배치되는 복수의 접지 핑거를 포함할 수 있다.Here, the electrode plate may include a plurality of electrode fingers, and the ground plate may include a plurality of ground fingers disposed between the plurality of electrode fingers.
여기서, 상기 플라즈마 발생기는, 상기 제1 하우징의 외면에 나선형으로 권선되는 코일; 및 상기 코일에 전원을 공급하는 전원발생부를 포함할 수 있다.Here, the plasma generator includes: a coil spirally wound on an outer surface of the first housing; And a power generator for supplying power to the coil.
여기서, 상기 플라즈마 발생기는, 상기 제1 하우징의 외면에 배치되는 안테나; 및 상기 안테나에 전원을 공급하는 전원발생부를 포함할 수 있다.Here, the plasma generator may include an antenna disposed on the outer surface of the first housing; And a power generator for supplying power to the antenna.
여기서, 상기 제3 하우징에 설치되고, 상기 대상물을 지지하는 지지 유닛이 더 구비될 수 있다.Here, a supporting unit installed in the third housing and supporting the object may be further provided.
여기서, 상기 제3 하우징은, 관통홀을 구비하고, 상기 지지 유닛은, 상기 제3 하우징의 내부 공간에 배치되며, 상기 대상물이 얹혀지는 지지 플레이트; 상기 지지 플레이트에 연결되고, 상기 관통홀에 삽입되는 회전 샤프트; 및 상기 회전 샤프트에 연결되어, 상기 지지 플레이트를 회전시키는 모터를 포함할 수 있다.Here, the third housing may include a through hole, the support unit may include a support plate disposed on an inner space of the third housing, on which the object is mounted; A rotating shaft connected to the support plate and inserted into the through hole; And a motor connected to the rotating shaft for rotating the supporting plate.
여기서, 상기 제3 하우징은, 상기 제2 하우징 보다 큰 길이를 가질 수 있다.Here, the third housing may have a larger length than the second housing.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치에 의하면, 패럴린을 코팅하기 위한 구성에 플라즈마 처리를 위한 구성을 통합하여, 패럴린 코팅과 플라즈마 처리를 통합적인 프로세스 하에서 운용할 수 있게 된다.According to the plasma-coupled parallax coating apparatus of the present invention having the above-described structure, it is possible to integrate a configuration for plasma treatment into the configuration for coating paralin, and to operate the parallax coating and the plasma treatment under an integrated process .
또한, 패럴린을 코팅하기 위한 구성에 의해 플라즈마 처리를 위한 구성이 오염되지 않게 할 수 있어서, 통합적인 프로세스 운영에 수반되는 유지 보수 필요성의 증대를 원천적으로 차단할 수 있게 된다.In addition, the configuration for coating the parallax can prevent the configuration for the plasma processing from being contaminated, and it is possible to fundamentally block the increase in the maintenance necessity accompanying the integrated process operation.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치(100)의 개념도이다.
도 2는 도 1의 진공 챔버(130)와 플라즈마 유닛(140)에 대한 분해 및 결합 단면도이다.
도 3은 도 2의 플라즈마 유닛(140)의 일 변형에에 따른 플라즈마 유닛(140')을 보인 개념도이다.
도 4는 도 2의 플라즈마 유닛(140)의 다른 일 변형예에 따른 플라즈마 유닛(140")을 보인 개념도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치(100A)의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치(100B)의 개념도이다.1 is a conceptual view of a plasma-coupled
FIG. 2 is a exploded and combined cross-sectional view of the
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a plasma unit 140 'according to a modification of the
4 is a conceptual diagram showing a
5 is a conceptual view of a plasma-coupled
6 is a conceptual view of a plasma-coupled
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.Hereinafter, a plasma-coupled parallax coating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification, the same or similar reference numerals are given to different embodiments in the same or similar configurations.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치(100)의 개념도이다. 1 is a conceptual view of a plasma-coupled
본 도면을 참조하면, 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치(100)는, 기화 유닛(110), 열분해 유닛(120), 진공 챔버(130), 및 플라즈마 유닛(140)을 포함할 수 있다. 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치(110)는, 나아가, 지지 유닛(150), 진공 튜브(160), 냉각 트랩(170), 및 진공 펌프(180)를 더 포함할 수 있다. Referring to this figure, the plasma-coupled
기화 유닛(110)은 고체상의 패럴린 다이머를 기체상의 패럴린 다이머로 기화하기 위한 구성이다. 이를 위해, 기화 유닛(110)은 파우더 형태의 패럴린 다이머를 투입 받는다.The vaporizing unit 110 is a structure for vaporizing a solid phase paraline dimer into a gas phase parylene dimer. To this end, the vaporization unit 110 is charged with a paralyne dimer in powder form.
열분해 유닛(120)은 기체상의 패럴린 다이머을 패럴린 모노머로 열분해하기 위한 구성이다. 상기 모노머는 고 반응성 라디칼 형태를 띠게 된다. The
진공 챔버(130)는 대상물(O)의 표면이 패럴린 폴리머로 코팅되는 공간이다. 이를 위해, 진공 챔버(130)는 기화 유닛(110)과 연통되고 또한 열분해 유닛(120)을 거치는 진공 튜브(160)와 연통된다. 그에 의해, 상기 패럴린 모노머가 상기 패럴린 폴리머를 이루게 된다.The
플라즈마 유닛(140)은 진공 챔버(130) 내에 플라즈마가 발생하게 하는 구성이다. 이러한 플라즈마 유닛(140), 적어도 플라즈마 발생기는 진공 챔버(130)의 외측에 설치된다. The
지지 유닛(150)은 진공 챔버(130) 내에 위치하는 대상물(O)을 지지하는 구성이다. The supporting
진공 튜브(160)는 양단부가 각각 기화 유닛(110)과 진공 챔버(130)에 연통되는 관체이다. 진공 튜브(160)는 또한 열분해 유닛(120)에 의해 감싸지도록 배치되기도 한다.The
냉각 트랩(170)은 진공 챔버(130)를 거친 기체를 냉각하는 구성이다. 냉각 트랩(170)은 진공 챔버(130)의 후류에 배치되고, 진공 챔버(130)와 연통된다.The
진공 펌프(180)는 냉각 트랩(170)의 다음에 배치되며, 진공 챔버(130) 내의 기체를 뽑아내는 구성이다. 그에 의해, 진공 펌프(180)는 요구되는 수준의 진공도를 유지하게 된다.The
이러한 구성에 의하면, 기화 유닛(110) 내에는 먼저 고체상의 패럴린 다이머가 투입된다. 이후 진공 펌프(180)를 가동하여, 진공 챔버(130)를 진공 상태로 만든다.According to such a configuration, a solid phase parallel dimmer is first introduced into the vaporizing unit 110. Then, the
열분해 유닛(120)을 적정 온도(650 ℃ 이상)로 히팅시킨 다음, 기화 유닛(110)에서 패럴린 다이머를 기화시킨다. 기화된 기체상의 패럴린 다이머는 진공 튜브(160)를 따라 열분해 유닛(120)을 통과하면서, 고 반응성 라디칼 형태의 패럴린 모노머로 분해된다. 이러한 패럴린 모노머는 진공 챔버(130) 내에서 대상물(O)에 폴리머 형태로 코팅된다.The
이러한 작업 공정에서, 진공 챔버(130) 내에는 플라즈마 유닛(140)에 의해 플라즈마가 형성될 수 있다. 이러한 플라즈마는, 패럴린 모노머의 대상물(O)에 대한 접착력을 높이는 등의 역할을 하게 된다. In this working process, a plasma can be formed in the
나아가, 플라즈마 유닛(140)의 주된 구성은 진공 챔버(130)의 외측에 배치됨에 따라, 패럴린 모노머에 의해 코팅되지 않는다. 그 결과, 플라즈마 유닛(140)이 대상물(O)에 대한 패럴린 모노머의 코팅 과정에 노출되어 제 기능을 못할 일이 없어진다.Further, since the main constitution of the
이상의 진공 챔버(130)와 플라즈마 유닛(140)의 구체적 구성에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.The specific configuration of the
도 2는 도 1의 진공 챔버(130)와 플라즈마 유닛(140)에 대한 분해 및 결합 단면도이다. FIG. 2 is a exploded and combined cross-sectional view of the
본 도면을 참조하면, 진공 챔버(130)는, 제1 하우징(131), 제2 하우징(133), 및 제3 하우징(136)을 포함할 수 있다. 제1 하우징(131) 내지 제3 하우징(136)은 대상물(O, 도 1 참조)이 패럴린 모노머에 의해 코팅되는 내부 공간을 한정한다.Referring to the drawings, the
제1 하우징(131)은 양단부가 개방된 중공체, 예를 들어 대략 원통체일 수 있다. 또한, 제1 하우징(131)은, 유전체, 예를 들어 Quartz 혹은 BSG-Borosilicate glass, BPSG -Borophosphosilicate glass로 제작된 것이다. The
제2 하우징(133)은 제1 하우징(131)의 전방에서 제1 하우징(131)과 연통된다. 제2 하우징(133)은 또한 진공 튜브(160)를 통해 기화 유닛(110, 이상 도 1 참조)과 연통되는 유입구(134)를 가진다. The
제3 하우징(136)은 제1 하우징(131)의 후방에서 제1 하우징(131)과 연통되는 것이다. 제3 하우징(136)은 제1 하우징(131)과 같이 원통형으로 형성될 수 있다. 제3 하우징(136)은 제2 하우징(133) 보다 긴 길이를 가질 수 있다. 제3 하우징(136)에는 관통홀(137)과 게이지홀(138)이 형성될 수 있다. 관통홀(137)에는 지지 유닛(150)의 회전 샤프트(153)가 삽입되고, 게이지홀(138)에는 상기 내부 공간의 진공도를 측정하기 위한 진공 게이지가 설치될 수 있다. The
플라즈마 유닛(140)은 플라즈마 발생기와, 가스 공급기를 포함할 수 있다. The
상기 플라즈마 발생기는, 전극 플레이트(141)와, 전원발생부(143)를 가질 수 있다. 전극 플레이트(141)는 금속 판재로서, 제1 하우징(131)의 외면을 감싸도록 배치된다. 전원발생부(143)는 전극 플레이트(141)에 전원을 인가하는 역할을 하게 된다. The plasma generator may have an
전원발생부(143)는 다양한 주파수의 전원을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 저주파(LF = Low Frequency ): 10KHz ~ 100kHz, 중고주파(MF = Medium Frequency): x 100kHZ, 고주파(RF = Radio Frequency) : 13.56MHz, 27.12MHz 중에 선택된 주파수를 갖는 전원이 전극 플레이트(141)에 인가될 수 있다.The
가스 공급기(147)는 상기 내부 공간에 플라즈마용 가스를 공급하기 위해 제2 하우징(133)에 연통 된다. 가스 공급기(135)로서, 가스 탱크나 유량 조절계 등은 생략하고, 간단히 배관의 일부만을 도시하였다.A
이때, 제2 하우징(133)과 제3 하우징(136) 중 적어도 하는 금속 재질로 형성되어, 전극 플레이트(141)에 대응하여 접지의 역할을 하게 된다. At this time, the
다음으로, 지지 유닛(150)은, 지지 플레이트(151)와, 회전 샤프트(153), 및 모터(156)를 가질 수 있다. Next, the
지지 플레이트(151)는 상기 내부 공간에서 대상물(O, 도 1)을 지지하도록 구성된다. 회전 샤프트(153)는 지지 플레이트(151)에 연결된 채로 관통홀(137)을 통해 외부로 연장된 것이다. 모터(156)는 회전 샤프트(153)에 연결되어, 회전 샤프트(153) 및 지지 플레이트(151)를 회전시키게 된다. The
이러한 구성에 있어서, 전원발생부(143)가 전극 플레이트(141)에 전원을 인가함에 의해, 제1 하우징(131)의 내측 공간(내부 공간)에는 플라즈마가 발생하게 된다. 이는 전극 플레이트(141)와 접지체[제2 하우징(133) 및 제3 하우징(136)] 간에 유전체로서 제1 하우징(131) 및 공기가 배치되는 구조에 의한다. 이러한 방식에 의해 생성되는 플라즈마는 캐패시터결합형 플라즈마(Capacitor Coupled Plasma)가 된다.In this configuration, when the
또한 제3 하우징(136)이 금속 재질이라면, 관통홀(137)을 형성하고 회전 샤프트(153)를 그 관통홀(137)을 통해 상기 내부 공간에 삽입하기가 쉬워진다. If the
나아가, 지지 유닛(150)은 제3 하우징(136) 측에 위치하기에, 제1 하우징(131) 측에서 발생한 플라즈마에 의해 대상물(O)이 영향을 받을 수 있게 된다.Further, since the
이상에서, 플라즈마 유닛(140)의 다른 형태에 대해 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.In the foregoing, another form of the
먼저, 도 3은 도 2의 플라즈마 유닛(140)의 일 변형에에 따른 플라즈마 유닛(140')을 보인 개념도이다.3 is a conceptual view showing a plasma unit 140 'according to a modification of the
본 도면을 참조하면, 플라즈마 유닛(140')은, 플라즈마 발생기로서, 전극 플레이트(141') 및 접지 플레이트(145')를 가질 수 있다.Referring to this figure, the plasma unit 140 'may have an electrode plate 141' and a ground plate 145 'as a plasma generator.
전극 플레이트(141')는 제1 하우징(131)의 외면의 중앙에 위치할 수 있다. 전극 플레이트(141')는 제1 하우징(131)의 외면을 감는 고리 형태가 될 수 있다.The electrode plate 141 'may be located at the center of the outer surface of the
이러한 전극 플레이트(141')에 대응하여, 접지 플레이트(145')는 전극 플레이트(141')와 이격된 채로 제1 하우징(131)을 감싸는 형태로 형성될 수 있다. 접지 플레이트(145')는 전극 플레이트(141')의 양측 모서리에 대응하여, 한 쌍으로 구비될 수 있다. In correspondence with the electrode plate 141 ', the ground plate 145' may be formed to surround the
이상의 구성에서는 전극 플레이트(141')와 접지 플레이트(145')가 좌우로 나란히 배치된 것을 예시하였으나, 그와 달리 전극 플레이트(141')가 위쪽에 위치하고 접지 플레이트(145')가 아래쪽에 위치하도록 배치하는 것도 가능하다.The electrode plate 141 'and the ground plate 145' are arranged side by side. However, the electrode plate 141 'and the ground plate 145' are located at the upper side and the lower side, respectively It is also possible to arrange it.
다음으로, 도 4는 도 2의 플라즈마 유닛(140)의 다른 일 변형예에 따른 플라즈마 유닛(140")을 보인 개념도이다.Next, Fig. 4 is a conceptual diagram showing a
본 도면을 참조하면, 플라즈마 유닛(140")은, 플라즈마 발생기로서, 전극 플레이트(141") 및 접지 플레이트(145")를 가질 수 있다.Referring to this figure, the
전극 플레이트(141")는 제1 하우징(131)의 외면을 감싸도록 배치된다. 전극 플레이트(141")는 복수의 전극 핑거(142")를 가질 수 있다. The
접지 플레이트(145")는 전극 플레이트(141")의 옆에 나란히 배열되고, 역시 제1 하우징(131)의 외면을 감싸게 배치된다. 접지 플레이트(145") 역시 전극 플레이트(141")와 같이, 접지 핑거(146")를 복수개 구비할 수 있다. The
여기서, 전극 핑거(142")들 사이에는 접지 핑거(146")가 배치될 수 있다. 그에 의해, 제1 하우징(131)의 원주 방향을 따라, 전극 핑거(142")와 접지 핑거(146")가 교대로 배치될 수 있다.Here, a
이러한 구성에 의해, 제1 하우징(131)의 길이 방향을 따라 플라즈마 유도의 균일성을 향상시킬 수 있다. With this configuration, uniformity of plasma induction along the longitudinal direction of the
다음으로, 다른 형태의 패럴린 코팅장치에 대해 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다. 이때, 도 2를 참조하여 설명한 실시예에 따른 코팅장치(100)와 동일한 부분은 그에 대한 설명을 생략한다. Next, another type of parallax coating apparatus will be described with reference to Figs. 5 and 6. Fig. Here, the same parts as those of the
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치(100A)의 개념도이다.5 is a conceptual view of a plasma-coupled
본 도면을 참조하면, 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치(100A)의 플라즈마 유닛(140A)는, 플라즈마 발생기로서 코일(141a)과 전원발생부(143a)를 가질 수 있다. Referring to this figure, the
코일(141a)은 제1 하우징(131)의 외면에 나선형으로 권선될 수 있다.The
전원발생부(143a)는 코일(141a)의 양단부와 연결되어, 코일(141a)에 전류가 흐르도록 한다.The
이러한 구성에 의하면, 코일(141a)에 전류가 흐르게 됨에 따라, 제1 하우징(131)의 내부 공간에는 자기장이 유도된다. 상기 자기장에 의해, 플라즈마용 가스가 자기장에 의한 힘을 받게 서로 충돌하면서, 플라즈마 상태가 된다. 이러한 플라즈마는 유도결합형 플라즈마 (Inductively coupled plasma)라고 한다.According to this configuration, a magnetic field is induced in the inner space of the
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치(100B)의 개념도이다.6 is a conceptual view of a plasma-coupled
본 도면을 참조하면, 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치(100B)의 플라즈마 유닛(140B)은, 플라즈마 발생기로서 안테나(141b)와 전원발생부(143b)를 가질 수 있다. Referring to this figure, the
안테나(141b)는 제1 하우징(131)의 외면에 배치된다. 안테나(141b)는 제1 하우징(131)을 감싸는 기판과, 상기 기판에 형성되는 안테나 회로를 가질 수 있다.The
전원발생부(143b)는 안테나(141b)에 마이크로파를 인가할 수 있다. 상기 마이크로파는 2.45GHz의 주파수를 가질 수 있다. The
이러한 구성에 의하면, 안테나(141b)에서 마이크로파가 방사됨에 따라 제1 하우징(131) 내에서 플라즈마용 가스가 플라즈마 상태가 된다. 이러한 플라즈마는 마이크로웨이브 플라즈마(microwave plasma)라고 한다.According to this configuration, as the microwave is radiated from the
이제 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅장치(100)의 운용의 효용성 및 운용 방법에 대하여 설명한다.Now, the utility and operation method of the
(1) 대상물과의 접착력 개선(1) Improvement of adhesion with object
기존에 패럴린 코팅 전에 대상물(O)에 플라즈마로 전처리를 수행함으로써 접착력을 개선할 수 있었다. 이를 위해, 각각 용도가 다른 두 장비(패럴린 코팅 장비와 플라즈마 전처리 장비)를 구비하거나 혹은 구비하더라도 별도의 공정으로 수행하였다. 그에 따라, 시간적 소모와 불편함이 따르고 아울러 플라즈마 처리 후 외부로 대상물(O)을 꺼내 노출이 불가피 하고 이러한 대상물(O)의 노출은 공정 효율성의 저하의 원인이 된다. Conventionally, prior to the Paralyn coating, the object (O) was pretreated with plasma to improve the adhesion. For this purpose, two separate apparatuses (paralyn coating equipment and plasma pretreatment equipment) were provided, or even if they were equipped, in separate processes. Accordingly, time consuming and inconvenient are required, exposure of the object O to the outside after the plasma treatment is inevitable, and exposure of such an object O is a cause of deterioration of process efficiency.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치(100)는 동일한 진공 챔버(130) 내에서 일괄 공정으로 플라즈마 전처리와 패럴린 코팅을 적용하므로써 시간, 공간, 비용의 비효율성을 극복함은 물론, 공정의 품질도 높일 수 있다.The plasma-coupled
공정 순서 및 사용 가스는 다음과 같다.The process sequence and the used gas are as follows.
* 공정 순서 : 진공도달 → 표면처리용 가스공급 → 플라즈마 유닛(140) 가동 (전원장치) : 표면처리 / 필수 → 열분해 유닛(120) 가동 → 플라즈마 유닛(140) 종료 (가스 공급, 전원장치) → 기화 유닛(110) 가동 → 패럴린 코팅 완료 → 공정종료 (진공해제, 대상물 꺼냄)[0070] Process sequence: Vacuum arrival → Gas supply for surface treatment → Operation of plasma unit (power supply unit): Surface treatment / Essential → Operation of
* 사용 가스 : 산소, 수소, 아르곤, 외* Gas used: oxygen, hydrogen, argon, etc.
(2) 패럴린 막의 표면처리(2) Surface treatment of paraline film
실험용도에 따라 코팅된 패럴린 코팅층 위에 2차로 기능기를 도입하는 경우가 있다. 이때 패럴린 코팅 완료 후 플라즈마를 이용해 패럴린 코팅층의 표면 개질을 연속적으로 수행할 수 있다. 필요에 따라 위의 접착력 개선 공정도 함께 적용할 수 있다.Depending on the application, a second functional group may be introduced onto the coated paralin coating layer. At this time, after the completion of the paralin coating, the surface modification of the paralin coating layer can be continuously performed using the plasma. If necessary, the above adhesive strength improving process can be applied together.
* 공정순서 : 진공도달 → 플라즈마 유닛(140) 가동 (접착력 개선) / 선택 → 열분해 유닛(120) 가동 → 플라즈마 유닛(140) 종료 (접착력 개선 적용 시) → 기화 유닛(110) 가동 → 패럴린 코팅 완료 → 기능기 도입용 가스공급 → 플라즈마 표면 개질 / 필수 → 플라즈마 유닛(140) 종료 → 공정종료 (진공해제, 대상물 꺼냄)The
* 사용 가스 : 표면처리에 필요한 가스, 산소, 수소, 불소화합물 등 * Gas used: gas, oxygen, hydrogen, fluorine compound etc. required for surface treatment
(3) 증착챔버 세정(3) Cleaning of the deposition chamber
종래의 장치의 단점과 세정방법의 한계는 패럴린을 제거할 수 있는 산소 플라즈마를 이용하여 코팅 후 진공 챔버 내부에 잔존하는 패럴린 코팅층을 제거하는 것이다.The disadvantage of the conventional apparatus and the limitation of the cleaning method is to remove the parallax coating layer remaining in the vacuum chamber after coating by using the oxygen plasma capable of removing paralin.
본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 장치(100)를 통하여 산소를 주입하고 플라즈마를 발생시켜 내부의 패럴린 코팅층을 제거한다. 패럴린 코팅 전에도 미리 증착 챔버(130)에 플라즈마 세정을 실시하여 패럴린 코팅의 최적의 상태로 준비할 수 있다, Oxygen is injected through the
* 공정순서 : 진공도달 → 플라즈마 유닛(140) 가동 (접착력 개선) / 선택 → 열분해 유닛(120) 가동 → 플라즈마 유닛(140) 종료 (접착력 개선 적용 시) → 기화 유닛(110) 가동 → 패럴린 코팅 완료 → 진공해제 및 대상물 반출 → 진공도달 → 플라즈마 유닛(140) 가동 (cleaning) / 필수 → 세정완료 The
* 공정순서 (패럴린 코팅전 Conditioning) : 진공도달 → 플라즈마 유닛(140) 가동 (cleaning) / 필수 → 세정완료 → 진공해제 → 대상물 투입 → 패럴린 코팅 공정 시작 * Process sequence (Conditioning before Paralyn coating): Vacuum arrival → Plasma unit (140) Cleaning / Mandatory → Cleaning completion → Vacuum release → Object injection → Paralin coating process start
* 사용 가스 : 산소 외 보조 가스 * Gas used: auxiliary gas other than oxygen
(4) 패럴린 플라즈마 중합(4) Parallel plasma polymerization
플라즈마를 이용 패럴린 코팅과 동시에 중합 반응이 가능하다. 위의 패럴린 코팅층 표면에 기능기의 도입 혹은 친, 발수성과 같은 표면 개질과는 별도로 패럴린 코팅층 형성과정에 필요한 기능성 플라즈마를 함께 사용 패럴린과 함께 중합반응을 통하여 용도에 맞는 코팅층의 합성이 가능하다.Polarization is possible simultaneously with the paralin coating using plasma. In addition to functional modification or surface modification such as hydrophilicity and water repellency on the surface of the above paralin coating layer, a functional plasma necessary for the formation of the paralin coating layer is used together with the paralin. Do.
* 공정순서 : 진공도달 -> 플라즈마 유닛(140) 가동 (접착력 개선) / 선택 → 열분해 유닛(120) 가동 → 플라즈마 유닛(140) 종료 (접착력 개선 적용 시) → 기화 유닛(110) 가동 + 플라즈마 유닛(140) 가동 / 필수 {기화 유닛(110)과 동시 작동} → 중합, 코팅공정완료 완료 → 공정 종료 (진공해제, 대상물 꺼냄)The
* 사용 가스 : 중합하고자 하는 가스로 플라즈마 형성 (예: Amino, Aldehyde, Carbxyl, Amnino methyle 등) * Gas used: Plasma formation with gas to be polymerized (eg Amino, Aldehyde, Carbxyl, Amnino methyle etc.)
(5) 완성도 높은 패럴린 코팅층 담보 (5) Highly Perfected Parallel Coatings
패럴린의 박막의 특성에 가장 큰 영향을 미치는 요소는 열분해 유닛(120)을 통해서 패럴린 다이머가 완전히 모노머로 분해되지 않는 경우이다. 이 경우, 증착 챔버(130) 내에 유입되는 분해되지 않은 다이머를 플라즈마 에너지(가스는 비 반응성인 Ar, 혹은 별도의 가스 투입 없이)를 이용하여 추가적인 결합 끊기를 도모함으로써 완성도 높은 패럴린 코팅층을 확보할 수 있다.The most important factor affecting the properties of the thin film of paralin is that the paralin dimer is not completely decomposed into monomers through the
* 공정순서 : 진공도달 -> 플라즈마 유닛(140) 가동 (접착력 개선) / 선택 -> 열분해 유닛(120) 가동-> 플라즈마 유닛(140) 종료 -> 기화 유닛(110) 가동 + 플라즈마 유닛(140) 가동 / 필수 {기화 유닛(110)과 동시작동} -> 패럴린 코팅 완료 -> 공정종료 (진공해제, 대상물 꺼냄)
* 사용 가스 : 없음, 필요에 따라 미량의 Ar* Use gas: None, if necessary, trace amount of Ar
상기와 같은 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다. The plasma-coupled parallax coating apparatus as described above is not limited to the construction and operation of the embodiments described above. The embodiments may be configured so that all or some of the embodiments may be selectively combined so that various modifications may be made.
100, 100A, 100B: 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치
110: 기화 유닛 120: 열분해 유닛
130: 진공 챔버 131: 제1 하우징
133: 제2 하우징 136: 제3 하우징
140, 140', 140": 플라즈마 유닛 141, 141',141": 전극 플레이트
143: 전원발생부 145',145": 접지 플레이트
147: 플라즈마 가스 공급기 150: 지지 유닛
160: 진공 튜브 170: 냉각 트랩
180: 진공 펌프100, 100A, 100B: plasma-coupled parallax coating device
110: vaporization unit 120: pyrolysis unit
130: vacuum chamber 131: first housing
133: second housing 136: third housing
140, 140 ', 140 ":
143:
147: plasma gas supplier 150: support unit
160: vacuum tube 170: cooling trap
180: Vacuum pump
Claims (10)
상기 기체상의 다이머를 열분해하여 패럴린 모노머를 생성하는 열분해 유닛;
상기 패럴린 모노머에 의해 대상물이 패럴린 폴리머로 코팅되는 내부 공간을 한정하며 유전체 재질로 형성된 제1 하우징과, 상기 제1 하우징의 전방에서 상기 제1 하우징과 연통되고 상기 기화 유닛과 연통되는 제2 하우징과, 상기 제1 하우징의 후방에서 상기 제1 하우징과 연통되는 제3 하우징을 구비하는, 진공 챔버; 및
상기 제1 하우징의 외측에 배치되어 상기 내부 공간에 플라즈마가 형성되게 하는 플라즈마 발생기를 구비하는 플라즈마 유닛을 포함하고,
상기 플라즈마 유닛은, 상기 제2 하우징에 연통되며, 상기 내부 공간에 플라즈마용 가스를 공급하는 가스 공급기를 더 포함하는, 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치.
A vaporization unit for vaporizing the paralin dimer powder to produce a dimer on the gaseous phase;
A pyrolysis unit for pyrolyzing the dimer on the gaseous phase to produce a paralin monomer;
A first housing formed of a dielectric material defining an inner space in which an object is coated with a paralin polymer by the paralin monomer; a second housing communicating with the first housing at a front side of the first housing and communicating with the vaporizing unit; A vacuum chamber having a housing and a third housing communicating with the first housing at a rear side of the first housing; And
And a plasma generator disposed on the outer side of the first housing to generate a plasma in the inner space,
Wherein the plasma unit further comprises a gas supplier communicating with the second housing and supplying a gas for plasma to the inner space.
상기 플라즈마 발생기는,
상기 제1 하우징의 외면을 감싸도록 배치되는 전극 플레이트; 및
상기 전극 플레이트에 전원을 공급하는 전원발생부를 포함하고,
상기 제2 하우징 및 상기 제3 하우징 중 적어도 하나는 접지를 위해 금속 재질로 형성되는, 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치.
The method according to claim 1,
The plasma generator includes:
An electrode plate disposed to surround an outer surface of the first housing; And
And a power generator for supplying power to the electrode plate,
Wherein at least one of the second housing and the third housing is formed of a metal material for grounding.
상기 플라즈마 발생기는,
상기 제1 하우징의 외면을 감싸도록 배치되는 전극 플레이트;
상기 제1 하우징의 외면을 감싸도록 배치되며, 상기 전극 플레이트와 이격 배치되는 접지 플레이트; 및
상기 전극 플레이트에 전원을 공급하는 전원발생부를 포함하는, 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치.
The method according to claim 1,
The plasma generator includes:
An electrode plate disposed to surround an outer surface of the first housing;
A ground plate disposed to surround an outer surface of the first housing and spaced apart from the electrode plate; And
And a power generator for supplying power to the electrode plate.
상기 전극 플레이트는, 복수의 전극 핑거를 포함하고,
상기 접지 플레이트는, 상기 복수의 전극 핑거들 사이에 배치되는 복수의 접지 핑거를 포함하는, 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the electrode plate includes a plurality of electrode fingers,
Wherein the ground plate includes a plurality of ground fingers disposed between the plurality of electrode fingers.
상기 플라즈마 발생기는,
상기 제1 하우징의 외면에 나선형으로 권선되는 코일; 및
상기 코일에 전원을 공급하는 전원발생부를 포함하는, 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치.
The method according to claim 1,
The plasma generator includes:
A coil spirally wound on the outer surface of the first housing; And
And a power generator for supplying power to the coil.
상기 플라즈마 발생기는,
상기 제1 하우징의 외면에 배치되는 안테나; 및
상기 안테나에 전원을 공급하는 전원발생부를 포함하는, 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치.
The method according to claim 1,
The plasma generator includes:
An antenna disposed on an outer surface of the first housing; And
And a power generator for supplying power to the antenna.
상기 제3 하우징에 설치되고, 상기 대상물을 지지하는 지지 유닛을 더 포함하는, 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a support unit installed in the third housing and supporting the object.
상기 제3 하우징은, 관통홀을 구비하고,
상기 지지 유닛은,
상기 제3 하우징의 내부 공간에 배치되며, 상기 대상물이 얹혀지는 지지 플레이트;
상기 지지 플레이트에 연결되고, 상기 관통홀에 삽입되는 회전 샤프트; 및
상기 회전 샤프트에 연결되어, 상기 지지 플레이트를 회전시키는 모터를 포함하는, 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치.
9. The method of claim 8,
The third housing has a through hole,
The support unit includes:
A support plate disposed in an inner space of the third housing and on which the object is placed;
A rotating shaft connected to the support plate and inserted into the through hole; And
And a motor coupled to the rotating shaft for rotating the support plate.
상기 제3 하우징은, 상기 제2 하우징 보다 큰 길이를 갖는, 플라즈마 결합형 패럴린 코팅장치.10. The method of claim 9,
And the third housing has a length larger than that of the second housing.
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