KR20000021090A - Device of surface treatment using plasma with equipment for preventing from piling up polymer - Google Patents
Device of surface treatment using plasma with equipment for preventing from piling up polymer Download PDFInfo
- Publication number
- KR20000021090A KR20000021090A KR1019980040028A KR19980040028A KR20000021090A KR 20000021090 A KR20000021090 A KR 20000021090A KR 1019980040028 A KR1019980040028 A KR 1019980040028A KR 19980040028 A KR19980040028 A KR 19980040028A KR 20000021090 A KR20000021090 A KR 20000021090A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- chamber
- polymer
- surface treatment
- plasma
- wall
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
Abstract
Description
본 발명은 직류 또는 고주파 플라즈마를 이용하여 특정 성질을 가지는 중합막을 시료에 증착함으로써 시료기판의 표면을 처리하는 표면처리장치에 관한 것으로서, 특히 장치 챔버 내벽에 중합물이 증착되는 것을 방지하는 수단을 구비하는 표면처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a surface treatment apparatus for treating the surface of a sample substrate by depositing a polymer film having a specific property on a sample by using a direct current or a high frequency plasma, and in particular, comprising means for preventing the deposition of polymer on the inner wall of the apparatus chamber. It relates to a surface treatment apparatus.
종래 기술에 의하면, 고분자 중합체를 합성하여 시료표면을 개질시키기 위하여 높은 에너지(수십 keV ~ 수MeV)를 이용한 이온주입(ion implantation)이나 이온빔 조사(ion irradiation)방법을 이용하거나, 비교적 낮은 에너지(0~수keV)의 입자를 생성하는 이온원(ion source)을 이용하는 이온빔 스퍼터링(ion beam sputtering deposition)이나 다중 이온원 증착(multi ion beam deposition) 또는 이온도움 증착(ion assisted deposition)을 이용하여 고분자를 시료표면에 증착하는 방법을 사용하였다.According to the related art, in order to synthesize the polymer and modify the surface of the sample, ion implantation or ion beam irradiation using high energy (tens of keV to several MeV) is used, or relatively low energy (0 Polymers may be formed by ion beam sputtering deposition using ion sources that produce particles of several keV, multi ion beam deposition, or ion assisted deposition. The deposition method on the sample surface was used.
그러나 이러한 방법은 비교적 높은 에너지와 저진공상태를 요구하기 때문에, 고분자의 합성이 용이하지 않고, 소요되는 비용이 높은 단점이 있었다.However, since this method requires a relatively high energy and low vacuum state, the synthesis of the polymer is not easy and the cost required is high.
이에 대하여 낮은 에너지와 저진공상태에서 시료기판위에 고분자 중합체를 형성시킴으로써 시료표면을 처리할 수 있는 플라즈마를 이용한 표면처리방법이 개발되었다. 상기 방법에서는, 챔버내에 진공을 인가하고, 합성하고자 하는 물질의 모노머(monomer)들로 된 반응성 가스를 일정량 챔버 내부로 주입한 후, 전력공급장치를 사용하여 직류 또는 고주파로 방전시키면, 그 반응성 가스의 플라즈마가 발생하고, 그 중 소정의 이온들이 시료기판 또는 전극으로 이동하여 그 위에 소정의 고분자 중합체를 합성시킨다. 이때, 반응가스의 종류, 직류전류·전압, 고주파전력 또는 증착시간 등에 따라 여러 가지 다양한 화학결합이 이루어져, 표면강도, 접착·흡착, 친수·소수성과 같은 필요한 물성을 가지는 고분자 중합물을 시료표면에 증착시킴으로써, 시료기판의 고유한 성질에는 영향을 주지 않고 시료표면을 개질시킬 수 있다.On the other hand, a surface treatment method using a plasma capable of treating a sample surface by forming a polymer polymer on a sample substrate in a low energy and low vacuum state has been developed. In the above method, a vacuum is applied to the chamber, a reactive gas of monomers of the material to be synthesized is injected into the chamber, and then discharged at a direct current or high frequency using a power supply device. Plasma is generated, and predetermined ions are transferred to the sample substrate or the electrode to synthesize the predetermined polymer thereon. At this time, various chemical bonds are made according to the type of reaction gas, DC current, voltage, high frequency power, or deposition time, and the polymer polymer having the necessary physical properties such as surface strength, adhesion, adsorption, hydrophilicity and hydrophobicity is deposited on the sample surface In this way, the sample surface can be modified without affecting the inherent properties of the sample substrate.
이러한 플라즈마를 이용한 표면처리장치는 일반적으로,챔버, 전극, 직류 또는 고주파 전력공급장치, 반응성가스 주입구, 진공펌프 및 진공도 측정수단 등으로 이루어진다.The surface treatment apparatus using such a plasma generally includes a chamber, an electrode, a direct current or high frequency power supply, a reactive gas inlet, a vacuum pump, and a vacuum degree measuring means.
이러한 장치의 일 실시예가 도 1에 도시되어 있으며, 챔버(1), 전력공급장치(3), 캐소드 전극(4), 유확산펌프(5) 및 로터리펌프(6)로 이루어진 진공펌프, 챔버 내부의 진공도를 측정하기 위한 열전쌍 진공계(7)와 이온 게이지(8), 반응성 가스를 주입하기 위한 주입부(9, 10)로 이루어져 있다.One embodiment of such a device is shown in FIG. 1, which comprises a chamber 1, a power supply 3, a cathode electrode 4, a diffusion pump 5 and a rotary pump 6, inside the chamber. And a thermocouple vacuum gauge 7 for measuring the degree of vacuum of the ion gauge 8, an ion gauge 8, and injection parts 9 and 10 for injecting a reactive gas.
상기 장치를 이용하여 시료(2)에 고분자 중합물을 증착하기 위하여, 챔버 (1) 내부에 시료 (2)를 설치하고 로터리 펌프(6)와 유확산펌프(5)를 기동시켜 챔버 내부의 압력을 챔버 위에 부착된 열전쌍 진공계(thermocouple gauge, 7)와 이온 게이지 (ion gauge, 8)로 확인하면서 10-3Torr 이하로 유지시킨다. 시료는 전력공급장치(3)에 의하여 애노드 (+) 또는 캐소드 (-)로 바이어스 (bias)된 곳에 위치시키고, 반대쪽 전극(4)는 접지되어 있다. 챔버의 압력이 일정 진공도로 유지되면, 소정양의 아세틸렌과 질소와 같은 반응성 가스가 주입부(9, 10)를 통하여 챔버 내부로 주입되고, 이어서 전력공급장치(3)를 사용하여 기판에 소정 전력을 인가함으로써 반응성 가스를 방전시킨다. 그러면, 직류 또는 고주파에 의하여 발생된 플라즈마 내에서 반응가스들의 분자결합이 끊어지게 되고, 끊어진 체인과 활성화된 양이온 또는 음이온들이 결합하여 전극 사이에 위치하는 시료기판 표면에 고분자 중합체가 형성되며, 고전위를 가지는 시료기판에는 주로 음이온 들이 고분자 중합체 합성에 도움을 주며, 저전위를 가지는 시료기판 또는 전극에는 주로 양이온들이 도움을 준다. 이 때, 기판은 주로 알루미늄(Al)을 사용하였으나, 금속 이외의 절연체, 세라믹스 또는 고분자도 가능하다. 또한, 전극 사이에서 시료기판의 위치를 변경시킴으로써 증착되는 고분자의 종류를 변경시킬 수 있으며, 접지된 두 전극 사이에 시료기판을 위치시키는 대신, 전극중 하나를 시료기판으로 대체시켜 시료기판에는 전력을 인가하고 나머지 전극은 접지시키는 것도 가능하다.In order to deposit the polymer polymer on the sample 2 using the apparatus, the sample 2 is installed inside the chamber 1, and the rotary pump 6 and the diffusion pump 5 are started to increase the pressure inside the chamber. Maintain below 10 -3 Torr, checking with a thermocouple gauge (7) and ion gauge (8) attached to the chamber. The sample is positioned where it is biased by the power supply 3 to the anode (+) or the cathode (-), and the opposite electrode 4 is grounded. When the pressure in the chamber is maintained at a constant vacuum, a predetermined amount of reactive gas such as acetylene and nitrogen is injected into the chamber through the injection sections 9 and 10, and then predetermined power is supplied to the substrate using the power supply device 3. The reactive gas is discharged by applying. Then, the molecular bonds of the reaction gases in the plasma generated by direct current or high frequency are broken, and the broken chain and the activated cations or anions are bonded to form a polymer polymer on the surface of the sample substrate positioned between the electrodes. The anion is mainly used for the synthesis of the polymer polymer in the sample substrate having a, and the cation is mainly helpful in the sample substrate or the electrode having the low potential. At this time, although the substrate is mainly used aluminum (Al), insulators, ceramics or polymers other than metal may be used. In addition, the type of polymer deposited can be changed by changing the position of the sample substrate between the electrodes. Instead of placing the sample substrate between the two grounded electrodes, one of the electrodes is replaced with a sample substrate to supply power to the sample substrate. It is also possible to apply and ground the remaining electrodes.
이러한 종래의 장치를 이용하여 고분자 중합체 형성하여 표면을 개질시키는 경우, 챔버가 금속이기 때문에 + 또는 -로 하전되어 중합물 합성시 발생하는 부산물이 챔버 내벽에 부착되어 오염된다. 이렇게 형성된 중합물은 부도체이기 때문에 시간이 지남에 따라 챔버 벽의 영향은 줄어들게 되나, 지속적인 중합반응(polymerization)에 의하여 챔버 벽의 탄화가 발생하여, 플라즈마 표면처리시 중합물의 순도 등을 변화시킬 수 있고, 챔버 등의 크기에 따라서는 재생가능성(reproducebility)이 떨어지는 단점이 있다.In the case of modifying the surface by forming a polymer polymer using such a conventional apparatus, since the chamber is a metal, it is charged with + or-, and the by-products generated during the synthesis of the polymer are attached to the chamber and contaminated. Since the polymer formed in this way is an insulator, the effect of the chamber wall decreases over time, but carbonization of the chamber wall occurs due to continuous polymerization, thereby changing the purity of the polymer during plasma surface treatment. Depending on the size of the chamber or the like, there is a disadvantage in that reproduceability is inferior.
따라서, 본 발명의 목적은 챔버 내벽에 중합물이 형성되는 것을 방지함으로써, 챔버 벽면의 오염을 방지할 수 있는 플라즈마를 이용한 표면처리장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a surface treatment apparatus using a plasma that can prevent contamination of the chamber wall surface by preventing the formation of a polymer on the inner wall of the chamber.
도 1은 종래 기술에 의한 플라즈마를 이용한 표면처리장치를 도시하는 도면이다.1 is a view showing a surface treatment apparatus using a plasma according to the prior art.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 표면처리장치를 도시하는 것으로서, 챔버의 내벽이 전기적 절연체로 코팅되어 있다.Figure 2 shows a surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, the inner wall of the chamber is coated with an electrical insulator.
도 3a는 종래 장치에 있어서의 전극부와 챔버의 전기 배선도이고, 도 3b는 그에 따른 전기 회로도를 도시한다.FIG. 3A is an electrical wiring diagram of the electrode section and the chamber in the conventional apparatus, and FIG. 3B shows the electrical circuit diagram accordingly.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **
1 : 챔버 2 : 시료1: Chamber 2: Sample
3 : 전력공급장치 4 : 전극3: power supply device 4: electrode
5 : 유확산 펌프 6 : 로터리 펌프5: diffusion pump 6: rotary pump
7 : 열전쌍 진공계 8 : 이온 게이지7: thermocouple vacuum gauge 8: ion gauge
9, 10 : 반응가스 주입부 12 : 중합물 적층 방지수단9, 10: reaction gas injection unit 12: polymerization stack preventing means
전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 플라즈마를 이용한 표면처리장치는, 챔버 내에 직류 또는 고주파 고전압을 인가하여 플라즈마 방전에 의하여 시료의 표면에 고분자 중합체를 합성시켜 시료표면을 개질시키는 장치에 있어서, 상기 챔버의 내벽면상에 중합물 증착 방지수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.In the surface treatment apparatus using a plasma for achieving the above object of the present invention, the apparatus for modifying the sample surface by applying a direct current or a high frequency high voltage in the chamber to synthesize a polymer polymer on the surface of the sample by plasma discharge, Characterized in that the polymer deposition preventing means on the inner wall surface of the chamber.
상기 중합물 증착 방지수단은 챔버 내벽면에 부착되거나 코팅된 전기적 절연체로 이루어진다.The polymerization deposit preventing means is made of an electrical insulator attached or coated on the inner wall of the chamber.
본 발명에 의한 고분자 중합물 합성장치의 일 실시예의 구성을 구체적으로 살펴보면, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 챔버(1), 전력공급장치(3), 캐소드 전극(4), 유확산펌프(5) 및 로터리펌프(6)로 이루어진 진공펌프, 챔버 내부의 진공도를 측정하기 위한 열전쌍 진공계(7)와 이온 게이지(8), 반응성 가스를 주입하기 위한 주입부(9, 10)로 이루어져 있으며, 상기 챔버 내벽면 전체에 전기적 절연체가 코팅되어 있다. 상기 전기적 절연체는 플라스틱, 고무 등을 포함하지만 그에 한정되지는 않는다.Looking at the configuration of an embodiment of the polymer polymerization apparatus according to the present invention in detail, as shown in Figure 2, the chamber (1), the power supply device (3), the cathode electrode (4), the diffusion pump (5) ) And a vacuum pump consisting of a rotary pump 6, a thermocouple vacuum gauge 7 for measuring the degree of vacuum inside the chamber, an ion gauge 8, and injection parts 9 and 10 for injecting a reactive gas. An electrical insulator is coated on the entire inner wall of the chamber. The electrical insulators include, but are not limited to, plastics, rubber, and the like.
챔버 내부를 진공으로 하는 것은 챔버 내부 공기중에 있는 불순물로 인하여 합성되는 고분자의 순도가 낮아지는 것을 방지하고, 순수한 반응성 가스로만 고분자 중합물을 합성하기 위한 것이므로, 챔버 내부의 불순물이 충분히 제거될 수 있다면, 상기 두 진공펌프와 진공도 측정수단을 반드시 구비할 필요는 없다.Vacuuming the inside of the chamber is intended to prevent the purity of the polymer synthesized due to impurities in the air inside the chamber and to synthesize the polymer polymer with only pure reactive gas, so that impurities in the chamber can be sufficiently removed. It is not necessary to include the two vacuum pumps and the vacuum degree measuring means.
도 3은 종래의 고분자 중합물 합성장치의 전극부와 챔버 벽면의 전기적 관계를 나타내는 배선도 및 그에 따른 회로도로서, 도 3a와 같은 구성을 가지면, 캐소드인 접지 전극(4)와 챔버(1)가 동일한 전위가 되어, 접지 전극(4)에 증착되는 고분자와 동일한 물질이 챔버 벽면에 형성된다. 전술한 바와 같이, 이렇게 챔버 내벽에 증착된 폴리머는 벽면을 오염시켜 고분자 중합체의 합성 속도 및 조성 제어에 악영향을 미친다.FIG. 3 is a wiring diagram and a circuit diagram showing an electrical relationship between an electrode portion and a chamber wall surface of a conventional polymer polymerization apparatus, and having the same configuration as that of FIG. 3A, the cathode ground electrode 4 and the chamber 1 have the same potential The same material as the polymer deposited on the ground electrode 4 is formed on the chamber wall. As described above, the polymer deposited on the inner wall of the chamber contaminates the wall, adversely affecting the synthesis rate and composition control of the polymer.
본 발명에 의하여 챔버 내측 벽면에 전기적 절연체를 부착하거나 코팅하는 경우, 상기 회로도에서 R3가 무한대로 증가함으로써 전술한 바와 같은 오염을 방지한다.In the case of attaching or coating an electrical insulator on the inner wall of the chamber according to the present invention, R 3 in the circuit diagram increases indefinitely to prevent contamination as described above.
직류 또는 고주파 전력을 통한 반응성 가스의 플라즈마를 이용하여 시료기판상에 특정 성질을 가지는 고분자 중합물을 형성함으로써 시료표면을 개질시키는 표면처리장치에 있어서, 장치 챔버 내벽을 전극으로부터 전기적으로 절연시킴으로써, 챔버 벽면이 불필요한 중합물로 오염되되는 것을 방지함으로써, 합성되는 중합물의 순도를 높이고 장치의 수명을 증가시킬 수 있다.1. A surface treatment apparatus for modifying a sample surface by forming a polymer polymer having a specific property on a sample substrate by using a plasma of a reactive gas through direct current or high frequency power. By preventing contamination with this unnecessary polymer, it is possible to increase the purity of the polymer to be synthesized and increase the life of the device.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980040028A KR20000021090A (en) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | Device of surface treatment using plasma with equipment for preventing from piling up polymer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980040028A KR20000021090A (en) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | Device of surface treatment using plasma with equipment for preventing from piling up polymer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20000021090A true KR20000021090A (en) | 2000-04-15 |
Family
ID=19552002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019980040028A KR20000021090A (en) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | Device of surface treatment using plasma with equipment for preventing from piling up polymer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20000021090A (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6083330A (en) * | 1983-10-14 | 1985-05-11 | Hitachi Ltd | Etching device |
| JPH02201923A (en) * | 1989-01-31 | 1990-08-10 | Canon Inc | Plasma treatment device |
| JPH04239130A (en) * | 1991-01-11 | 1992-08-27 | Kawasaki Steel Corp | Plasma processor and processing method |
| JPH05243167A (en) * | 1992-02-28 | 1993-09-21 | Sony Corp | Manufacture of semiconductor device |
| JPH06168912A (en) * | 1992-12-01 | 1994-06-14 | Hitachi Ltd | Plasma processor |
-
1998
- 1998-09-25 KR KR1019980040028A patent/KR20000021090A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6083330A (en) * | 1983-10-14 | 1985-05-11 | Hitachi Ltd | Etching device |
| JPH02201923A (en) * | 1989-01-31 | 1990-08-10 | Canon Inc | Plasma treatment device |
| JPH04239130A (en) * | 1991-01-11 | 1992-08-27 | Kawasaki Steel Corp | Plasma processor and processing method |
| JPH05243167A (en) * | 1992-02-28 | 1993-09-21 | Sony Corp | Manufacture of semiconductor device |
| JPH06168912A (en) * | 1992-12-01 | 1994-06-14 | Hitachi Ltd | Plasma processor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4863756A (en) | Method and equipment for coating substrates by means of a plasma discharge using a system of magnets to confine the plasma | |
| US5677010A (en) | Method for producing a polymer coating inside hollow plastic articles | |
| US5494712A (en) | Method of forming a plasma polymerized film | |
| JP3488458B2 (en) | Protective film and method for articles | |
| US6274014B1 (en) | Method for forming a thin film of a metal compound by vacuum deposition | |
| EP2245647B1 (en) | Method for treatment of a substrate with atmospheric pressure glow discharge electrode configuration | |
| US5803973A (en) | Apparatus for coating a substrate by chemical vapor deposition | |
| DE69217233D1 (en) | DEVICE AND METHOD FOR COATING SUBSTRATES BY PLASMA DISCHARGE | |
| CN1158404C (en) | Plasma processing system and method | |
| JPH03183781A (en) | Method and device for forming thin membrane | |
| US9812298B2 (en) | Cleaning device and cleaning process for a plasma reactor | |
| Miyama et al. | Direct current cathodic glow discharge polymerization of methane and butane | |
| KR20000021090A (en) | Device of surface treatment using plasma with equipment for preventing from piling up polymer | |
| KR100360854B1 (en) | Plasma used surface modification apparatus | |
| KR20010088093A (en) | Electrode structure in plasma polymerization apparatus | |
| Yu et al. | Effects of cathode and anode on deposition of trimethylsilane in glow discharge | |
| JPS61159426A (en) | Formation of plasma polymer film | |
| KR20000021091A (en) | Surface treatment unit using plasma having concentration injecting means | |
| KR20000021092A (en) | Surface treatment unit using plasma having reactant gas injection electrode | |
| KR100295618B1 (en) | High vacuum magnetron sputtering method using ion beam | |
| KR20000021088A (en) | Surface treatment unit using plasma including temperature control means | |
| JPH0627340B2 (en) | Hybrid plasma thin film synthesis method and device | |
| SU294544A1 (en) | ||
| KR20010088092A (en) | Apparatus for plasma polymerization | |
| KR20020061814A (en) | Electrode Structure in Plasma Polymer Device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |