KR102104386B1 - 고효율 진공플라즈마 세정설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 세정설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마 처리 대상물인 인쇄회로기판을 균일하게 세정처리하는 것이 가능하여 그 처리 효율을 높이고 생산성을 향상시킬 수 있도록 개선된 고효율 진공플라즈마 세정설비에 관한 것이다.
본 발명은 피처리물을 세정하기 위한 진공챔버 및 상기 진공챔버에 피처리물을 입출하기 위한 도어를 구비한 본체와, 상기 진공챔버의 진공을 유지하고 반응가스를 배출하기 위한 진공펌프가 별도로 구비된 진공플라즈마 세정설비에 있어서, 상기 본체의 도어는 내벽면에 진공챔버 내로 가스를 공급하기 위한 가스분배장치가 결합되어 있고, 상기 본체의 후벽면에는 진공챔버 내의 진공을 발생시키고 반응가스를 배출하기 위한 대구경배기구가 설치되어 있으며, 상기 대구경배기구 전방에는 반응가스를 균등배기하기 위한 균등배기용 배플이 설치되어 있는 고효율 진공플라즈마 세정설비를 제공함에 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 진공챔버 입구의 도어에 가스분배장치를 결합함으로서 진공챔버 내의 모든 곳으로 균일한 량의 반응가스가 흘러가는 것이 가능하고, 동시에 본체 후벽면에 균등배기용 배플을 설치함으로서 세정하면서 생성된 가스 이온 라디칼이 배기될 때 챔버의 중앙으로 집중 배출되지 않고 최대한 진공챔버 전면에 고르게 흐르게 하는 것이 가능하여, 진공챔버 내의 플라즈마 전극에 장착된 인쇄회로기판 등 피처리물 표면에 고르게 접촉되어 처리 균일도를 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

고효율 진공플라즈마 세정설비 {High Efficiency Vacuum Plasma Processing Unit}

본 발명은 플라즈마 세정설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마 처리 대상물인 인쇄회로기판을 균일하게 세정처리하는 것이 가능하여 그 처리 효율을 높이고 생산성을 향상시킬 수 있도록 개선된 고효율 진공플라즈마 세정설비에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 플라즈마 세정설비는 진공상태에서 공기 혹은 반응가스를 주입하여 플라즈마 처리가 가능한 진공챔버를 갖는 본체 및 상기 진공챔버의 진공을 유지하고 반응가스를 배기하기 위한 진공펌프를 구비하고 있고, 이 진공챔버 내부에는 다수의 전극이 마련되어 있다.

피처리물의 처리는 즉, 인쇄회로기판(PCB) 등의 처리는 인쇄회로기판(PCB)을 상기 전극 사이에 위치시킨 후, 이 전극에 전압을 인가하면 진공챔버 내부의 반응가스와 반응하여 플라즈마를 발생시키어서 피처리물을 세정하도록 되어 있다.

도1에 일반적으로 사용되고 있는 플라즈마 세정설비 및 디스미어 장치가 개략적으로 도시되어 있다. 도1a는 정면도이고, 도1b는 측면도이다. 이 세정설비는 본체(10)와 진공펌프(50)로 이루어지는데, 상기 본체(10)는 피처리물을 세정하기 위한 진공챔버(11) 및 상기 진공챔버(11)에 피처리물을 장입 및 인출하도록 도어(12)를 구비하고, 본체 전면의 상단이나 하단에 반응가스를 진공챔버 내부로 주입하기 위한 가스투입구(13)가 마련되어 있으며, 본체 후면벽 중앙부에 반응가스를 외부로 배기하기 위한 대구경배기구(14)가 마련되어 있다.

그리고 상기 진공펌프(50)는 상기 진공챔버(11)를 진공상태로 유지하기 위한 역할을 하는 동시에 세정처리를 마친 반응가스를 외부로 배출하기 위한 역할을 하는 것으로, 상기 본체(10)의 후면벽 중앙부에 설치된 대구경배기구(14)와 진공밸브(51)를 통하여 별도로 결합되어 있다.

이와 같은 세정설비는 반응가스가 본체 상단이나 하단에 마련된 가스구멍, 즉, 가스투입구(13)를 통하여 진공챔버(11)의 내부로 주입되고, 주입된 가스는 진공챔버를 통과하면서 반응가스와 반응하여 가스이온 라디칼을 생성하며, 가스이온 라디칼은 본체 후단에 설치된 진공펌프(50)의 흡인력에 의해 대구경 배기구(14)를 통하여 외부로 배출되도록 되어 있다.

그런데 가스투입구(13)가 본체의 상단이나 하단에 하나만 설치되어 있고, 대구경 배기구(14)도 후면벽 중앙부에 하나만 설치되어 있는 관계로 투입된 가스는 진공챔버 전면의 상중하, 좌우측에 고르게 퍼지면서 흘러가지 않고 중앙부로만 집중적으로 흘러가고 주변부로는 정체되거나 흘러가지 않는 현상이 발생된다.

이러한 현상은 도7의 시뮬레이션 결과를 토대로 작성된 도면에 나타난 바와 같다. 도7에 따르면 진공챔버 전면으로 투입된 반응가스는 대부분이 진공챔버 내의 중앙부를 통과하여 배기구를 통하여 배출된다.

결국, 종래 일반적으로 사용되고 있는 플라즈마 세정설비는 투입된 가스가 진공챔버 내를 고르게 흐르지 아니하고 후단에 설치된 배기구를 중심으로 중앙부로 집중되어 흘러가게 되어 진공챔버 내에 장입된 피처리물 표면 전체를 고르게 접촉하지 못하여 피처리물의 균일한 세정이 곤란한 문제가 있다. 이에 따라 가스흐름이 균일하게 이루어지지 않아 장비의 대형화를 통한 대량생산에 어려움이 있고, 또한 장비 내에 위치별로 편차가 발생하여 고품위의 인쇄회로기판 생산이 어려운 문제가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 진공챔버 내부의 가스 이온 라디칼을 배기시킬 때 가스이온 라디칼이 챔버의 가운데로만 모이게 하지 않고 최대한 전면에 고르게 흐,르게 하여 플라즈마 전극에 장착된 PCB 나 피처리물 표면에 고르게 접촉되어 처리 균일도를 높일 수 있는 고효율 진공플라즈마 세정설비를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여,

피처리물을 세정하기 위한 진공챔버 및 상기 진공챔버에 피처리물을 입출하기 위한 도어를 구비한 본체와, 상기 진공챔버의 진공을 유지하고 반응가스를 배출하기 위한 진공펌프가 별도로 구비된 진공플라즈마 세정설비에 있어서, 상기 본체의 도어는 내벽면에 진공챔버 내로 가스를 공급하기 위한 가스분배장치가 결합되어 있고, 상기 본체의 후벽면에는 진공챔버 내의 진공을 발생시키고 반응가스를 배출하기 위한 대구경배기구가 설치되어 있으며, 상기 대구경배기구 전방에는 반응가스를 균등배기하기 위한 균등배기용 배플이 설치되어 있는 고효율 진공플라즈마 세정설비를 제공함에 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 진공챔버 입구의 도어에 가스분배장치를 결합함으로서 진공챔버 내의 모든 곳으로 균일한 량의 반응가스가 흘러가는 것이 가능하고, 동시에 본체 후벽면에 균등배기용 배플을 설치함으로서 세정하면서 생성된 가스 이온 라디칼이 배기될 때 챔버의 중앙으로 집중 배출되지 않고 최대한 진공챔버 전면에 고르게 흐르게 하는 것이 가능하여, 진공챔버 내의 플라즈마 전극에 장착된 pcb 등 피처리물 표면에 고르게 접촉되어 처리 균일도를 높일 수 있는 효과가 있다.

도1은 일반적인 플라즈마 세정장치의 개략도로서, 도1a는 정면도이고, 도1b는 측면도
도2는 본 발명 용접격자형 파이프 구조의 가스분배장치 개략도
도3은 본 발명 유니온 결합형 파이프 구조의 가스분배장치 개략도
도4는 본 발명 플레이트 구조의 가스분배장치 개략도
도5는 본 발명 조립형 파이프 구조의 가스분배장치 개략도
도6은 본 발명 균등배기용 배플 구조도
도7은 일반적인 플라즈마 세정장치의 진공챔버 내로 가스가 투입되어 배기구로 흘러가는 흐름의 개념도
도8은 본 발명 플라즈마 세정설비의 진공챔버 내로 가스가 투입되어 배기부로 흘러가는 가스 흐름의 개념도이다.

이하에 첨부도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 용접격자형 파이프 구조를 갖는 가스분배장치가 본체의 도어에 결합된 상태를 나타내는 개략도이다.

도2에 따르면 도어(12)의 내측면에는 격자형으로 용접 조립된 가스분배 파이프(15)가 고정블록(17)에 의해 결합되어 있다. 이 가스분배파이프(15)는 도어(12)의 상단 혹은 측면에 설치된 가스투입구(13)와 유니온 등의 관연결구로 연결되어 있고, 가스를 진공챔버에 공급하기 위한 미세홀(16)이 표면에 다수 형성되어 있다. 그리고 도어(12)의 중앙부에는 외부에서 진공챔버 내부를 관찰할 수 있도록 투시창(18)이 형성되어 있다. 상기 미세홀의 구멍방향은 전방의 플라즈마 존 방향이나 후방의 벽면을 향하는 것 모두 가능하다.

이와 같은 가스분배장치는 공정용 반응가스가 가스투입구(13)를 통하여 공급되면, 반응가스는 투입압력에 의하여 유니온을 경유하여 격자형으로 된 가스분배파이프(15)로 고르게 확산 공급되고 고르게 공급된 반응가스는 가스분배파이프(15) 표면에 형성된 미세홀(16)을 통하여 진공챔버 내로 분사된다.

이러한 과정에 의해 공정용 반응가스는 프라즈마 반응존으로 공급될 때 슬롯의 상, 중, 하로 고르게 분포되어 분사하게 되므로 진공챔버 전면에서 상중하, 좌우측을 따라 고르게 흐르게 되어 진공챔버 내부에 장착된 피처리물의 표면 전체를 균등하게 흐르면서 접촉하게 된다.

도3은 본 발명에 따른 격자형 파이프의 다른 예를 나타낸 유니온 결합형 파이프 구조를 갖는 가스분배장치가 본체의 도어에 결합된 상태를 나타내는 개략도이다.

도3에 따르면 도2와 같은 구조로 되어 있고, 다만, 주요 연결부를 용접하는 것이 아닌 가스 배관용 유니온을 사용하여 결합한 구조인 것에 차이가 있다. 이와 같이 구성하는 경우 도2와 같은 작용효과가 발생하나 조립과 분해하는데 편리한 이점이 있다.

도4는 본 발명에 따른 플레이트 구조의 가스분배장치가 본체의 도어에 결합된 상태를 나타낸 개략도이다.

도4에 따르면, 도어(12)는 내측면에 공간부를 갖는 홈(22)이 형성되어 있으며, 이 홈공간(22)은 도어(12)의 상단 혹은 측면에 형성된 가스투입구(13)와 연결되어 있다.

그리고 이 홈공간(22) 위에는 가스를 공급하기 위한 미세홀(16)이 다수 형성된 플레이트(21)가 안치되어 있고, 이 플레이트(21)의 외곽과 상기 홈공간(22)의 외곽은 오링 등으로 씰링되어 있으며, 이 플레이트(21)는 볼트로 도어의 내벽면에 결합되어 있다.

이와 같은 플레이트 구조로 된 가스분배장치(20)는 도어의 가스분배구(13)를 통하여 반응가스가 홈공간(22)으로 장입되고, 장입된 반응가스는 홈공간(22)에 확산된 다음, 플레이트(21)에 형성된 미세홀(16)을 통하여 진공챔버 내로 분사된다. 이러한 과정에 의하여 공정용 반응가스는 진공챔버 내부의 상중하, 좌우측에 고르게 배분되어 흐르게 된다.

도5는 본 발명에 따른 조립형 파이프 구조의 가스분배장치가 본체의 도어에 결합된 상태를 나타낸 개략도이다.

도5에 따르면, 조립형 파이프 구조의 가스분배장치(30)는 가스공급을 위한 미세홀이 다수 형성되어 있는 가스분배파이프(15)들이 사각형상의 판상 위에 고정블록(17)을 이용하여 조립되어 있고, 상기 판상 위에 조립된 가스분배장치는 상기 도어(12)의 내벽면에 볼트 등으로 결합되어 있다.

이와 같은 조립형 파이프 구조의 가스분배장치는 반응가스가 가스투입구(13)를 통하여 장입되면, 가스가 가스분배파이프로 확산된 후, 조립된 가스분배파이프(15)의 미세홀(16)을 통하여 진공챔버 내로 분사된다. 이러한 과정에 의하여 공정용 반응가스는 진공챔버 내부의 상중하, 좌우측에 고르게 배분되어 흐르게 된다.

도6은 본 발명에 따른 균등배기용 배플의 구조도이다.

도6에 따르면, 균등배기용 배플(40)은 본체 후벽 내면의 전방에 설치되는 판상의 형상으로 사각형상이거나 원형상으로 되어 있으며, 이들 판상 형상의 베플은 여러 개가 겹쳐서 사용될 수 있다.

상기 베플의 표면에는 가스를 배출하기 위한 미세홀(16)이 다수 형성되어 있고, 이 미세홀은 주변부로 갈수록 그 직경이 크게 형성되어 있다. 그리고 본체 후벽면 중앙부에는 대구경배기구(14)가 형성되어 있고, 이 대구경배기구는 진공펌프(50)와 진공밸브(51)를 경유하여 연결되어 있다.

이와 같은 균등배기용 배플은 진공챔버를 통해 배출되는 활성종 및 가스이온 라디칼은 대구경배기구에 의한 흡인력이 중앙부와 멀리 떨어진 주변 부분에 동일하게 미치어서 배기구와 멀리 떨어진 부분에 플라즈마 반응으로 만들어진 활성종 및 라디칼의 흐름이 없거나 정체되는 현상 없이 도8과 같은 가스흐름을 발생하게 하여 균등하게 배기하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면 진공챔버 내의 상중하, 좌우측으로 반응가스를 균일하게 공급하는 것이 가능하고, 진공챔버 내에서 플라즈마 반응으로 만들어진 활성종 및 가스 이온 라디칼의 배출도 고르게 배기하는 것이 가능하여 플라즈마 세정 및 디스미어 처리시 생산성 및 처리효율을 극대화 할 수 있다.

Claims (8)

1. 피처리물을 세정하기 위한 진공챔버 및 상기 진공챔버에 피처리물을 입출하기 위한 도어를 구비한 본체와, 상기 진공챔버의 진공을 유지하고 반응가스를 배출하기 위한 진공펌프가 별도로 구비된 진공플라즈마 세정설비에 있어서,
   상기 본체의 도어는 내벽면에 진공챔버 내로 가스를 공급하기 위한 가스분배장치가 결합되어 있되, 상기 가스분배장치는 상기 도어의 상단 또는 측면에 설치된 가스투입구와 연결되어 상기 도어의 내벽에 고정용 블록으로 결합되어 있는 것으로서, 가스공급을 위한 미세홀이 다수 형성되어 있는 가스분배파이프를 용접하여서 된 사각격자형 구조이며,
   상기 본체의 후벽면에는 진공챔버 내의 진공을 발생시키고 반응가스를 배출하기 위한 대구경배기구가 설치되어 있으며,
   상기 대구경배기구 전방에는 반응가스를 균등배기하기 위한 균등배기용 배플이 설치되어 있되, 상기 균등배기용 배플은 가스배출을 위한 미세홀이 주변으로 갈수록 그 크기가 크게 형성되어 있는 판상의 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 고효율 진공플라즈마 세정설비
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 가스분배장치는 가스공급을 위한 미세홀이 다수 형성되어 있는 가스분배파이프를 배관용 유니온을 사용하여 결합한 사각격자형 구조인 것을 특징으로 하는 고효율 진공플라즈마 세정설비
5. 제1항에 있어서,
   상기 가스분배장치는 가스공급을 위한 미세홀이 다수 형성되어 있는 사각형상의 플레이트로서, 상기 도어 내벽면에 형성된 홈공간 위에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 고효율 진공플라즈마 세정설비
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