KR19990087693A - 벌크물질 진공코팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벌크물질(1)의 진공 코팅 수단에 관한 것이다. 상기한 수단은 상기 벌크물질(1)을 고정하기 위한 회전 버킷(10)과, 상기 회전 버킷(10) 내부에 배치된 플라즈마-코팅 소오스(20)와, 상기 코팅 버킷(10) 내부에 설치된 벌크물질 플라즈마 세척 수단(16,24)을 포함한다. 코팅중에 상기 회전 버킷(10)의 회전 속도는 상기 벌크 물질(1)을 회전 버킷 내벽에 고정시키기 위한 원심력을 발생시키는데 필요한 속도보다는 느리다. 상기 플라즈마-코팅 소오스(20)와 플라즈마 세척 수단(16,24)들은 그 작동 영역들이 중첩되도록 하는 방식으로 배열되어 있다.

Description

벌크물질 진공코팅 장치

여기서 공지된 벌크물질(bulk material) 코팅장치는 코팅시킬 벌크물질을 수납하기 위한 회전버킷과 아울러 상기 회전버킷 내부에 설치된 플라즈마-스퍼터링 소오스를 포함한다. 후자는 아래를 향하도록 배치되어 코팅시킬 벌크물질이 회전버킷이 회전운동하는 동안에 계속적으로 그 작동영역 내에 머물러 있게 된다. 상기 회전버킷의 내벽에는 도통장치가 있다. 이 도통장치는 회전운동시에 상기 벌크물질이 잘 혼합되도록 보장한다. 상기 장치는 층을 이루는 금속 코팅물을 중간 접착제를 통해 제조하기 위한 장치이다. 이미 주어진 소정의 특징들을 지닌 막들을 제조하기 위한 수단을 사용하여 처리하고 있지는 않다. 그러므로 특히 증착된 막을 접착성을 높이기 위한 공정단계나 또는 다중막구조 제조에 대해서는 언급하지 않고 있다.

또하나의 진공 벌크물질 코팅장치가 DE-PS 42 09 384에 공지된 바 있는데, 이 장치에서는 회전버킷안에 든 코팅시킬 벌크물질이 코팅소오스 주위를 회전운동 하도록 구성되어 있다. 여기서 사용되는 코팅소오스로는 전자광선감쇠기로서, 즉 -원칙에 제한을 받는- 이상과 같이 작용하는 장치이다. 우수한 품질의 막들을 형성하기 위하여 상기 회전버킷 내벽에는 또하나의 플라즈마소오스 또는 이온소오스가 있다. 이 소오스들의 작동방향은 상기 전자광선감쇠기에 대항하여 약 120°회전하도록 구성되어 있다. 코팅을 위해서 상기 회전버킷을 빠르게 회전하도록 옵셋되어 있다. 이때 발생하는 원심력이 코팅시킬 벌크물질을 회전버킷 내벽에 고정시킨다. 이어서 상기 회전버킷 내벽에 고정된 벌크물질은 상기 전자광선감쇠기 및 플라즈마소오스/이온소오스의 동작영역을 통과하도록 안내된다. 상기 회전버킷의 상단부에 맞물리는 스트립장치는 벌크물질이 내벽으로부터 떨어져 나가서, 코팅시킬 벌크물질의 위치를 계속적으로 변경시키는 작용을 하게 된다. 이 장치를 통하여 목적에 맞도록 서로 다른 특성을 지니는 막들을 제조할 수 있게 된다. 무엇보다도 상기 회전버킷을 그에 상응하여 맞물리는 강한 연마공정과 연속하여 빨리 회전시킴으로써 코팅시킬 구성요소들에 손상이 쉽게 가도록 하는 결과를 낳는다. 그렇기 때문에 특히 다각형의 구성요소들에 있어서는 높은 긁힘율(scrapping rate)을 예상해야만 한다.

소정의 물리적 특성을 갖는 단일막을 유도하기 위한 또하나의 장치가 공지되어 있는데(DE-PS 42 39 843, DE-OS 43 43 354), 그 코팅과정은 여러 가지 농도의 반응가스를 첨가시켜 수행된다. 그러나 이와 같은 종래의 코팅장치들은 무엇보다도 고정상태에 있는 대상물들만을 코팅시킬 수 있으며 벌크물질의 코팅은 가능하지 않다는 제한점을 지니고 있다.

본 발명은 DD-PS 25 75 54에 공지된 바와 같은 독립항의 유형에 따르는 장치에 관한 것이다.

도 1은 벌크물질로서 제공된 구성요소들을 코팅하기 위한 진공코팅장치의 도면이며,

도 2는 하나의 구성요소 위에 증착된 막의 구조를 도시한 도면이다.

따라서 본 발명은 벌크물질로서의 작은 요소들을 넓은 프레임내에 프리셋팅 가능한 물리적 특성들로서 사방에서 코팅시키려는 목적을 갖고 있다.

상기한 목적은 독립항의 특징부에 제시된 요지들을 지닌 장치를 통하여 성취된다. 본 발명에 따르는 장치를 사용함으로써 구송요소들의 코팅 효율이 현격하게 향상된다. 특히 이러한 장치는 여러 가지 공정단계로 증착해야만 하는 막들을 코팅하고, 다중막을 코팅제조하는데에 적합하다. 본 발명에 따르는 장치는 하나의 단일 장치로써 다수개의 서로 다른 코팅막을 제조할 수 있다. 회전버킷의 회전속도가 느린 관계로 회전시에 코팅시킬 구성요소가 손상될 위험성이 적다. 우수한 코팅품질 향상을 위하여 세척플라즈마 형성용 장치를 회전버킷 안으로 내장시킨 점이 효율적이다. 코팅이 시작되기 전에 이물질들을 떼어냄으로써 증착된 코팅막이 잘 점착되도록 보장한다.

본 발명에 따른 장치의 용이한 다른 구성들은 종속항에 제시된 방법들에 기재되어 있다.

세척플라즈마로서는 ECR(Electron Cyclotron-Resonance)-프라즈마를 사용하는 것이 효과적이다. 이를 위하여 회전버킷 내벽에는 자석배열 및 마이크로파 커플링장치가 되어 있다. 이 장치에서 방사되는 마이크로파들은 자계내의 전자들과 상호 공진작용을 하며 자이로 주파수와 상기 마이크로파 주파수가 일치하도록 하는 작용을 한다. 이 회전버킷 외부에는, 그러나 상기 진공장치 내부에 가열장치를 추가로 구비하는 것이 효과적이다. 이 가열장치를 사용하여 코팅공정이 시작되기 전에 코팅된 구성요소들을 가스소독한다. 나아가 본 발명의 목적에 합당하도록 소정의 전압을 상기 회전버킷에 인가한다. 이 전압은 코팅시킬 벌크물질에 부(-) 전위를 인가한다. 이러한 방식으로 상기 벌크물질 방향으로의 정(-) 이온들의 자속이 확대되고 이로써 형성된 막들의 품질과 아울러 세정속도 및 코팅속도를 얻어내는데 영향을 미칠 수 있게 된다. 적절하게 혼합함으로써 상기 코팅영역을 코팅시킬 구성요소의 표면으로 국한할 수 있게 되므로, 이로써 원하지 않는 회전버킷 내부표면 코팅을 방지할 수 있게 된다.

특히 경질의 막을 얻어내기 위해서는 동시에 혼합되는 ECR-플라즈마에서 막증착을 실시하는 것이 효과적임이 밝혀진 바 있다.

도면을 참조하여 이하에서 본 발명의 실시예에 대하여 상술하기로 한다.

도 1에 도시된 코팅장치는 수용기(14)를 포함한다. 상기 수용기 내부는 좌측 및 우측으로 회전가능한 회전버킷(10)이 실린더 드럼형태로서 본 발명에 적합한 방식에 따라 원추 형대로 진행하는 전방면을 지니도록 설치되어있다. 상기 회전버킷(10)의 내벽에는 두 개의 종래의 플라즈마 코팅소오스(20), 하나의 자석배열(16)과 아울러 하나의 마이크로파 커플링장치(22)가 있다. 모든 구성유닛(16,20,22)은 일반적인 고정대에 조립되어 있고 전체적으로 그 가운데 놓인 회전축(27) 둘레를 회전가능하다. 상기 회전버킷(10)과 더불어 상기 수용기(14)로부터 끌어낼 수 있으며 이와 관련하여 상기 회전버킷(10)은 상기 구성유닛(16,20,22)으로부터 떼어낼 수 있다. 상기 수용기(14)는 일측으로 진공플랜지(11)를 구비하고 있으며, 이 플랜지를 통하여 상기 회전버킷(10)은 상기 수용기(14)로부터 나와 운동할 수 있다. 그 내벽에 상기 회전버킷(10)은 상기 코팅시킬 벌크물질(1)을 회전시키는 역할을 하는 배플보드(19)를 구비하고 있다.

상기 회전버킷(10)은 수용기(14)의 내부에 설치된 회전버킷 베어링(31) 위에서 운동한다. 상기 베어링은 그 쪽에 지지배열(18)에 의해서 상기 수용기(14)에 고정되어 있다. 상기 회전버킷 베어링(31)은 그위에 베어링롤러(32)를 구비하고 있는 베이스기판(15)을 포함한다. 상기 베어링롤러는 상기 회전버킷(10)을 받치고 있다. 베이스기판(15), 베어링롤러(32) 및 회전버킷(10)은 이 때 상기 수용기, 지지배열(18)에 대향하여, 아울러 상기 회전버킷(10)의 내부에 있는 코팅장치(16,20,22)에 대향하도록 전기적으로 절연되어 있다. 수용기 내부공간에는 또 하나의 마찬가지로 상기 베이스기판(15)에 대향하여 전기적으로 절연된 구동장치(13)가 있다. 이 구동장치는 도시되지 않은 에너지전달장치에 의해 회전버킷(10)이 회전운동되도록 하는 역할을 한다. 상기 구동장치(13)는 수용기(14)로부터 안내되어 마찬가지로 비도시된 수용기(14) 외부에 설치된 모터로 안내된다. 전기적으로 도통가능하도록 실시된 베어링롤러(32) 및 마찬가지로 도통가능한 베이스기판(15)에 의하여 상기 회전버킷(10)은 넷트부(28)와 연결되어 있다. 상기 넷트부는 특히 상기 수용기 외부에 구성되어 있다. 상기 넷트부(28)에 의해서 상기 회전버킷(10)이 각 용도에 맞추어 소정 응력을 받도록 설정될 수 있다. 상기 넷트부(28)는 본 발명에 따라 전기적 0 내지 1200 V에 달하는 직류전압전위와, -10 kV 내지 +500 V에 달하는 동극 내지 쌍극 직류전압전위와 아울러 -3000 V 내지 +3000 V에달하는 KHz 내지 MHz-영역에 속하는 고주파전압을 인가받게 된다.

상기 수용기(14)의 내부에는 그러나 회전버킷(10)의 외부에는 상기 벌크물질(1)을 가열하기 위한 가열장치(29)가 있다. 상기 가열장치는 회전버킷(10)의 회전속도에 맞추어 그리고 코팅시킬 구성요소들의 기하학 면적위에, 회전버킷의 운동 및 구성요소기하학의 결과로 인해 회전운동 방향으로 놓여지는 벌크물질(1) 아래에 놓이도록 하는 방식으로 설치되어 있다. 상기 회전버킷(10)이 양방향으로 운동하면 본 발명에 따라 도 1에 도시된 바와 같이 처음것과 대칭으로 또하나의 난방장치가 그 반대편에 놓인 회전버킷의 반부아래에 돌출해 있다.

상기 코팅소오스(20)의 개방측에는 각각 운동하는 차단장치(17)가 있다. 이 차단장치는 필요한 경우에 상기 코팅소오스(20) 앞에서 선회가능하다. 이로써 어떠한 코팅물질도 상기 코팅소오스(20)로부터 코팅시킬 벌크물질(1)로 옮겨가지 않게 된다.

코팅소오스(20)로서는 본 발명에 따라 PVD-코팅시에 일반적으로 사용되는 종래의 플라즈마트론-스퍼터링소오스가 쓰인다. 상기 코팅소스들은 그 배출측에 캐소드플라즈마(23)가 있다. 상기 캐소드플라즈마는 타겟(26)에서 스퍼터링되어 떨어진 물질의 이온들을 함유하고 있다. 이온 자속을 방향에 따라 강도에 따라 제어하기 위하여 코팅소오스(20)는 본 발명에 따라 적절한 제어장치들, 예를 들어 스풀과 같은 비조화된 자계를 형성하는 장치를 이용하여 처리한다. 마찬가지로 보조애노드(양극)가 있다. 이 애노드는 정(+) 전압을 사용하여 이온자속에 영향을 주게 된다. 플라즈마캐소드와 타겟(26) 둘레에는 각 코팅소오스들(20)마다에 가스유입구(25)가 형성되어 있어서, 이 가스유입구를 통해서 반응가스를 회전버킷(10) 내부공간 안으로 유입가능하다. 상기 플라즈마-스퍼터링소오스(20)에서 형성된 캐소드플라즈마(23) 높이에는 자석배열(16) 및 마이크로파 커플링장치(22)들이 설치되어 있다. 상기 장치들은 더불어 자석배열(16) 주위에 구성되는 ECR-플라즈마(24) 형성용 ECR-장치를 이룬다. 벌크물질(1)과 ECR-장치가 달린 코팅소오스(20) 사이에는, 균일하게 내벽에 할당되어 있는 코팅물질을 사용하여 회전버킷 전체가 코팅시킬 것을 방지하기 위하여 적절한 혼합기(18)가 설치되어 있다.

전술한 설비는 대량 구성요소들이 사방으로 균일한 삼차원 코팅되도록 한다. 상기 대량구성요소들은 이 때 벌크물질과 마찬가지로 수동조작 가능하다. 이하에서는 코팅과정의 원리적 진행과정을 예를 들어 설명하기로 한다.

코팅을 위하여 이하에서는 간단하게 벌크물질로 표시되는 코팅시킬 구성요소들은 회전버킷(10) 안에 놓여져 상기 수용기(14)에서 약 10^-5mbar의 압력으로 진공처리된다.

제 1 처리공정에서 가열장치(29)를 사용하여 사실상 이미 존재해 있던 기화가능한 이물질을 떼어내기 위해 상기 벌크물질(1)을 가열한다.

이하에서는 소정 자속을 이용하여 일반적으로 아르곤으로 구성된 공정가스의 공급이 시작된다. 따라서 구동압력은 전형적으로 10^-3mbar로 설정된다. 그 다음에 상기 회전버킷(10)은 운동하도록 된다. 회전중에 배플보드(16)는 상기 벌크물질(1)을 계속적으로 재배치하는 동작을 한다. 이로써 충분한 지연시간이 경과한 후에 상기 벌크물질을 이루는 구성요소의 모든 측면은 회전버킷 내부공간 방향으로 볼 때 동일하게 긴 길이를 갖는다.

사전 열처리에 이어 타겟(26)의 세척 단계가 스퍼터링을 통해 종료된다. 이에는 코팅소오스(20)가 예비선회된 차단기판(17)에서 작동하게 된다. 이로써 상기 코팅소오스(20) 위에 또는 내부에 이미 존재하던 이물질이 상기 벌크물질위에 떨어져 내려앉지 않게 된다. 상기 타겟(26) 위에 공정가스가 분해됨으로써 이물질이 형성된다. 이로 인해 상기 타겟(26)들은 공정종료시에 예를 들어 탄소로 덮힌다. 다중 코팅된 벌크물질(1)을 배출하기 위해서 수용기(14)를 개방시에 대기산소와 함께 산화막을 형성한다. 그러나 이러한 산화막을 이후 코팅을 위해서는 바람직하지 않은 것이다. 사실상 이미 존재하는 이물질들이 이와 같은 방법으로 제 1 처리단계에서 상기 차단기판(17)들 위로 떨어지게 된다.

다음 공정단계에서는 상기 벌크물질(1)의 플라즈마장치가 이를 위해 형성된 ECR-플라즈마(24) 내에서 수행된다. 상기 ECR-장치(16,24)는 이 때 우수한 작동효율을 이루어내기 위하여 회전버킷(10)의 회전방향에 상응하도록 설정된 벌크물질(1)의 위치 방향으로 회전축(27) 둘레를 회전하도록 배치된다. 그 다음에 마이크로파 커플링장치(22)에 의해서 마이크로파들이 회전버킷(10) 내부공간 안으로 연결된다. 이 장치는 상기 자석배열(16)의 자계에서 운동하는 이온들과 전자들을 교체시키는 작용을 한다. 이 때 각 전자들과의 공진 교체작용이 일어나고 그 자이로-주파수는 상기 마이크로파 대역의 주파수와 일치하게 된다. 이와 같은 공진 교체작용을 통하여 상기 자석배열(16) 주위에는 ECR-플라즈마(24)가 구성된다. 그 안에 포함된 이온들은 발생시에 형성된 스퍼터링작용으로 인해 상기 벌크물질(1)을 세척하게 된다. 상기 세척율을 높이고 세척속도를 향상시키기 위하여 상기 회전버킷(10)에는 소정의 전기적 전위가 인가된다. 이 전위는 상기 벌크물질(1)이 전기적으로 부(-) 충전되게 한다. 상기 벌크물질이 도통 구성요소로 이루어져 있을 경우에 상기 회전버킷(10)에는 간단한 방식으로 부(-) 전압이 예를 들어 -1000 V에 달하는 규모로 인가된다. 다르게는 펄스된 보다 높은 예를 들어 -10 kV에 달하는 직류전압이 인가된다. 이 때 벌크물질(1)에 있어 중요한 점은 상기 구성요소를 절연 물질로 구성해야 한다는 점이다. 상기 회전버킷(10) 에는 KHz- 내지 MHz-대역에 놓인 바람직하게는 3000 V에 달하는 일정한 진폭을 지닌 고주파 교류전압이 인가된다.

벌크물질세척이 종료된 후에 상기 ECR-장치(16,24)는 스위치오프되고 코팅소오스(20)에 의해서 상기 벌크물질(1) 상부에서 막분리가 시작된다. 세척된 코팅소오스(20)는 스위치온되고 상기 차단기판(17)은 코팅소오스(20)의 배출개구로부터 선회되어져 나온다.

상기 코팅효율을 증대시키기 위해서 코팅시킬 벌크물질(1)은 다시 적절한 전위를 회전버킷(10)에 인가시킴으로써 전기적으로 부(-) 충전된다. 플라즈마이온들이 벌크물질 위에서 스퍼터링작용을 했던 이전의 세척공정에서와는 달리 오히려 플라즈마이온들의 벌크물질(1)에의 증착은 동시에 운동 이온에너지를 전달하여 벌크물질 표면상에서 화학적 반응을 일으켜야만 하며 그밖에도 상기 벌크물질의 표면은 농축되어야 한다. 상기 회전버킷(10)에 인가된 전압들은 일반적으로 세척단계에서보다 작은 진폭으로 맞추어지도록 하는데 적합하다. 예를 들어 세척단계에서는 -1000V에 해당하는 부전압이 인가되었다면 코팅하는 데에는 -500V에 해당하는 직류전압이면 족하다. 벌크물질(1) 위로는 자유로운 순서에 따라 첨가물이 첨가된 가운데 교체가능한, 각각의 고유한 공정가스들, 예를 들어 Ar, N, C₂H₂, CH₄, O_2,H₂와 같은 공정가스들이 가스유입구(25)에 의해서 각기 물리적 특성이 다른 막들에 원하는 강도와 수에 따라 증착된다. 이 때 가열장치(29)를 사용함으로써 공정온도, 즉 특히 200°보다 낮은 공정온도는 필요에 따라 변경되며 특히 시간에 따라 증가한다.

다수개의 코팅소오스(20)들을 이용함으로써 타겟(26)들을 여러 물질로 구성가능하다. 이로써 이에 상응하는 여러 가지 막구조를 벌크물질(1) 표면에 입힐 수 있게 된다. 예를 들어 제 1 코팅소오스(20)에서는 타겟(26)이 설치되어 있으며, 제 2 코팅소오스(26) 에는 타켓(26)이 있으며 이 타겟을 사용함으로써 기능막을 형성할 수 있다. 상기 코팅소오스(20)는 이 경우에는 본 발명에 따라 서로 따로 떼어져 경사를 이루고 있다. 상기 코팅은 연속적으로 수행하면 바람직하다. 상기 회전버킷(10)은 이 때 각각의 능동적인 코팅소오스(20)에 맞게 왼쪽으로 또는 오른쪽으로 회전시킨다. 이로써 상기 벌크물질(1)은 즉시 능동 코팅소오스(20)의 앞에 놓이게 된다. 막 증착은 매 경우에 있어 예를 들어 ECR-플라즈마(24)를 ECR-장치(16,22)를 사용하여 인가함으로써 중간연합단계를 취하기 위하여 중단시킬 수도 있다. 상기 벌크물질을 이루는 구성요소들 간에 충격이나 마찰운동으로 인하여 생기는 오염을 방지하기 위하여 회전버킷(10)의 회전운동을 시작-중지-구동의 형태로 실시하는 것도 의미있는 일이다. 이 때 상기 회전버킷(10)은 소정간격 정규적으로 이격되어 있다.

전술한 배열로써 벌크물질 형태로 존재하는 구성요소들, 특히 다중막 코팅은 도 2에 도시된 것과 같은 코팅구조를 지닐 수 있다. 이와 같은 다중막 코팅의 기본구조의 예는 DE-OS 43 43 354에서 티탄질소화물에 기초하는 막시스템에 대해 기술되어 있다. 상기 시스템은 특수한 원하는 특성, 예를 들어 경도와 같은 특성을 지닌 기능성막을 포함한다. 이 기능성막은 하나 또는 복수개의 중간막(2 내지 4)에 의해서 구성요소(1)와 연결되어 있다. 상기 중간막(2 내지 4)은 이 때 구성요소와 기능성막 간의 점착매개를 위한 용도로 사용되며, 지지작용을 유도하기 위해, 윤활을 위해, 확산증가를 위해, 또는 구성요소와 기능성막의 기계적 특성들, 예를 들어 열팽창, 내부 응력, 또는 탄성과 같은 기계적 특성들에 적합하도록 하는 용도로 사용된다. 부분중간막(2 내지 4) 각각은 이때 다른 기능들을 충족시킬 수도 있다.

도 1에 따른 배열을 통하여 복수개의 다른형태의 기능성막들이 구현될 수 도 있다. 그러한 몇가지 구현예를 이하에서 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 코팅배열은 특히 금속 탄소막들을 지닌 저렴한 벌크물질 코팅을 가능케 한다는 점이 나타나 있다.

따라서 다른 기능성막에서는 화학양론 또는 비화학양론 탄화물, 질소화물, 산화물, 붕소화물, 황화물, 규화물 또는 그 혼합물들 예를 들어 Me_xC_y, Me_xC_yN_z, Me_xC_y, Me_xO_y, Me_xO_yN_z, Me_xSi_y, Si_xN_y, Si_xO_y와 같은 물질로 이루어지도록 구현되어 있다. 이러한 기능성막은 금속성 내지는 금속탄소함유 탄화수소 i-C(Me) 내지는 i-C(MeC)로 이루어져 있으며, 여기서 금속탄소결정들은 탄소매트릭스 내지 탄화수소 매트릭스로 연장되어, 부가적으로 0 내지 60 Vol% 함량에 해당하는 다른 요소들, 예를 들어 질소, 산소, 붕소, 실리콘 또는 거기서 유도된 질화물, 산화물, 붕소화물, 황화물, 규화물 또는 그 혼합물이 첨가되도록 구성되어 있다.

또한 금속- 또는 금속규석함유 실리콘막, i-Si(Me) 내지는 i-Si(MeSi) 형태의 기능성막들이 구현되어 있는데, 이 때 상기 금속규화물결정은 실리콘- 내지는 탄화규소 매트릭스로 연장되어 부가적으로 0 내지 60 Vol% 함량에 해당하는 다른 요소들, 예를 들어 질소, 산소, 붕소, 탄소 또는 거기서 유도된 질화물, 산화물, 붕소화물, 황화물, 규화물, 탄화물 또는 그 혼합물이 첨가되도록 구성되어 있다.

다른 기능성막들로는 N, O, B, Si, F, Ce와 같은 요소들이 60 Vol.% 첨가된 탄소(a-C) 또는 탄화수소(a-C:H)로 이루어진 비정질 막시스템으로서 구현되어 있다.

유사한 방법으로, 기능성막으로 규소(a-Si) 또는 탄화규소(a-Si:H)를 기본으로 하여 형성된 비정질 막시스템으로서 구현되어 있다.

금속함유 탄소막 이외에도 또한 탄화물, 질화물, 산화물, 붕소화물, 황화물, 규화물 또는 그 혼합물들이 0 내지 50 Vol.% 첨가된 플라즈마폴리머막 형태의 기능성막이 구현되어 있다.

MoS₂토대위에 황화물 막시스템 형태의 기능성 막이 구현되어 있는데, 거기에도 항상적인 첨가물이 첨가된다.

상기한 기능성막들은 다층 막시스템에서 상호 결합된다. 막경도면에서 볼 때, 코팅소오스(20)를 사용함으로써 동시에 혼합시키는 ECR-플라즈마(24)에서 수행하면 우수한 벌크물질(1) 막분리 결과를 얻어낼 수 있다.

기초개념을 유지하는 가운데 전술한 배열에 있어서도 마찬가지로 다수개의 변형예를 고려해볼 수 있다. 따라서 상기 코팅소오스(20) 역시도 아크-캐소드 또는 공진-캐소드로 구현될 수 있으며, 또는 두 개로 구성된 코팅소오스들을 사용하여, 도 4에 도시된 바와 같이 마그네트론자계와 반대로 또는 같은 방식으로 배치할 수 있다. 도면에 도시된 상기 타겟(26)을 병렬로 배치하는 방법 이외에도 상호 등지도록 배치하거나 나란히 마주보도록 배치하는 방법도 있다. 대략적으로 하나의 공진캐소드아크에서 형성된 아크플라즈마는 상기 ECR-장치 대신에 벌크물질(1)을 플라즈마 세척하는 역할을 담당한다. 또하나의 플라즈마 세척을 위한 대안으로서 상기 ECR-장치(16,24) 대신에 사용할 수 있는 장치로서는 마찬가지로 코팅소오스(20)를 사용할 수 있는데, 그러나 이 장치는 원래의 코팅과정에 반하여 적은 전력으로도 작동된다.

Claims (16)

1. 벌크물질(1) 수납용 회전버킷(10)과, 상기 회전버킷(10)의 내부에 설치된 플라즈마 코팅소오스(20)와 함께 상기 회전버킷(10) 내부에 설치된 벌크물질(1) 플라즈마 세척용 장치(16,24)를 포함하는 벌크물질(1) 진공코팅 장치에 있어서,

   상기 회전버킷(10)의 회전속도는 벌크물질(1)을 회전버킷 내벽에 고정시키기 위한 비행력을 발생시키기 위해 필요한 속도보다 느리며,

   상기 플라즈마코팅소오스(20)와 플라즈마세척장치(16,24)의 작동영역은 상호 중첩되는 것을 특징으로 하는 벌크물질 진공코팅 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 세척플라즈마 형성용 장치(16,24)는 마이크로파 커플링장치(22)와 자석배열(16)을 포함하며, 상기 장치는 상호작용하여 ECR-플라즈마를 이루도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배열.
3. 제 1항에 있어서, 상기 회전버킷(10)의 외측에는 가열장치(29)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 배열.
4. 제 1항에 있어서, 상기 회전버킷(10)에는 소정전압이 인가되고, 이 전압은 코팅시킬 벌크물질(1)을 전기적으로 부(-) 전위로 충전시키는 것을 특징으로 하는 배열.
5. 제 1항에 있어서, 상기 회전버킷(10) 내부에는 가스유입구(25)가 있으며, 이 가스유입구를 통하여 반응가스가 회전버킷(10)의 내부공간으로 유입될 수 있는 것을 특징으로 하는 배열.
6. 제 1항에 있어서, 상기 회전버킷(10)은 코팅소오스(20) 및 플라즈마세척장치(16,24)로부터 분리가능한 것을 특징으로 하는 배열.
7. 제 1항에 있어서, 회전버킷(10) 내에는 두 개이상의 코팅소오스(20)가 있으며, 이 소오스는 분리를 위하여 다른 코팅물질들로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배열.
8. 제 1항에 있어서, 회전버킷(10) 내부에는 두 개이상의 코팅소오스(20)가 있으며, 이 소오스는 따로따로 경사지게 구성됨으로써 그 작동영역들이 상호 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 배열.
9. 제 1항에 있어서, 상기 벌크물질(1)을 금속 또는 금속탄화물함유 탄소막으로 코팅하기 위해 사용하는 것을 특징으로 하는 배열.
10. 제 1항에 있어서, 상기 벌크물질(1)을 각각 N, Si, O, B, Si 요소들 중 하나 또는 그 결합물들이 혼합되어 있거나 탄소를 함유하고 있는 탈금속 비정질 탄소막으로 코팅하기 위해 사용하는 것을 특징으로 하는 배열.
11. 제 1항에 있어서, 상기 벌크물질(1)을 C, N, Si, O, B 요소들 중의 하나 또는 그 혼합물들을 함유하고 있는 기계적 저항물질 막들로 코팅하기 위해 사용하는 것을 특징으로 하는 배열.
12. 제 1항에 있어서, 상기 벌크물질(1)을 탄화물, 산화물, 붕소화물, 황화물, 규화물 또는 그 혼합물의 첨가량이 0 내지 50 Vol.%인 플라즈마 폴리머막으로 코팅하기 위해 사용하는 것을 특징으로 하는 배열.
13. 코팅시킬 벌크물질(1)은 원하는 막을 증착하기 전에 세척 플라즈마로 보내어져 그 안에서 스퍼터링 식각공정을 통해 정밀세척되는 것을 특징으로 하는 제 1항에 따른 배열의 작동 방법.
14. 제 13항에 있어서, 코팅될 벌크물질은 원하는 막을 증착하기 전에 기존 방해물질들을 가스배출시키기 위해 가열장치(29)의 작용으로 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제 13항에 있어서, 코팅시킬 벌크물질(1)은 정밀세척동작 동안에 또는 코팅동작 동안에 전기적으로 부(-) 전압을 인가하여 충전되는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제 7항에 있어서, 상기 코팅소오스(20)는 연속적으로 코팅하도록 셋팅되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.