KR20010088080A

KR20010088080A - 플라즈마중합처리장치의 챔버히팅장치

Info

Publication number: KR20010088080A
Application number: KR1020000012089A
Authority: KR
Inventors: 조천수
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2001-09-26

Abstract

본 발명은 플라즈마중합처리장치의 챔버히팅장치에 관한 것으로, 중합챔버와 상기 중합챔버로 이송되어 중합처리되는 시료의 상하면에 대향되는 전극 및 중합챔버 내부의 진공을 유지시키는 진공펌프로 구성되는 플라즈마 중합처리 장치에 있어서, 전원공급장치와, 상기 전원공급장치로부터 전원을 공급받아 열을 발생시키며 챔버 내부에 설치되어 있고 강관 형태의 구조물로 구성되는 플라즈마중합처리장치의 챔버히팅장치를 제공한다. 본 발명에 의하면 중합처리 과정에 영향을 미치지 않으면서 플라즈마 중합처리된 시료 표면 상의 중합물의 밀착성 및 중합 처리 시간에 따른 중합물의 균일성을 크게 향상시킬 수 있다.

Description

플라즈마중합처리장치의 챔버히팅장치{HEATING DEVICE FOR CHAMBER IN PLASMA POLYMERIZING APPARATUS}

본 발명은 플라즈마중합처리장치의 챔버히팅장치에 관한 것이다.

고분자 중합체를 합성하여 시료표면을 개질시키기 위하여 종래에는 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.

그러나 이러한 방법은 비교적 높은 에너지와 저진공상태를 요구하기 때문에, 고분자의 합성이 용이하지 않고, 소요되는 비용이 높은 단점이 있었다.

따라서, 낮은 에너지와 저진공상태에서 시료기판위에 고분자 중합체를 형성시킬 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 및 혼합비율, 직류전류·전압, 고주파전력 또는 증착시간 등에 따라여러 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.

도 1에 플라즈마 중합처리장치의 일예를 나타내었다. 중합챔버(1)에 시료(2 )를 주입구(8) 방향에서 배출구(9) 방향으로 이송시키면서 진공펌프(3)를 기동시켜 중합챔버(1) 내부의 압력을 조절한다. 또한 시료에 전위차를 발생시키는 전극(4)이 시료(2)의 상하면에 대향되어 있다. 중합챔버(1)의 압력이 일정 진공으로 유지되면 반응가스를 반응성 가스주입구(5)를 통해 주입하여 플라즈마를 발생시킨다. 플라즈마 방전시 반응가스들의 분자결합이 끊어지게 되고, 끊어진 체인과 활성화된 양이온이나 음이온이 결합하여 전극 사이의 시료 표면에 중합물이 형성된다. 이와 같은 연속적인 처리 장치에서는 정지 상태의 전극(5)과 이송되는 시료(2)에 각각 전원공급장치(미도시)로부터 전원을 인가하여 중합처리를 행할 수도 있다.

위와 같은 장치에서는 다음과 같은 문제가 있다. 주입구(8)에서 배출구(9)로 시료(2)가 이송되면서 중합물이 형성될 때 진공상태(약 10^-3torr의 압력)의 중합챔버(1) 내의 잔류 수분(또는 공기)이 초기에 확실히 제거되지 못하기 때문에 시료(2) 표면에 형성된 중합물의 밀착성이 감소되어 원하는 성능에 미치지 못한다. 또한 장시간(예를 들면, 5시간 이상) 중합 처리시 챔버 내의 온도가 상온에서 150℃까지 증가하여 중합처리의 초기와 중간 및 후반부에 따라 중합물의 균일성(uniformity)가 불균일해지게 된다.

따라서 본 발명은 중합챔버의 세팅시 잔류수분을 제거할 수 있고, 중합처리 과정에서 챔버 내부의 온도를 처리 시간에 관계없이 항상 균일하게 유지할 수 있는 수단을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 플라즈마 중합처리장치의 일예를 나타내는 개략도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예를 도시한 정단면도로서, 중합챔버 내에 히팅 장치가 설치된 것을 보여준다.

도 3은 도 2의 장치를 위에서 바라본 평면도이다.

도 4는 본 발명의 히팅장치에 있어서, 히터의 일부를 구체적으로 도시한 모식도이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

1:중합챔버 2:시료

3:진공펌프 4:전극

5:반응성가스주입구 6:히터

7:전원공급장치 8:주입구

9:배출구 11:전선

12:히터

본 발명은 중합챔버와 상기 중합챔버로 이송되어 중합처리되는 시료의 상하면에 대향되는 전극 및 중합챔버 내부의 진공을 유지시키는 진공펌프로 구성되는 플라즈마 중합처리 장치에 있어서, 전원공급장치와, 상기 전원공급장치로부터 전원을 공급받아 열을 발생시키며 챔버 내부에 설치되어 있고 강관 형태의 구조물로 구성되는 플라즈마중합처리장치의 챔버히팅장치를 제공한다.

상기 강관 형태의 구조물은 코일을 이용하여 제조되며, 챔버 내부의 윗면과 아랫면에 각각 설치된다.

본 발명의 히팅 장치는 중합처리 과정에 영향을 미치지 않으면서 챔버 내부의 온도를 일정 수준 이상, 바람직하게는 150℃이상 증가시키거나 유지시킴으로써 초기 중합챔버의 세팅시 외부에서 유입된 잔류 수분을 제거할 수 있고, 중합처리 과정에서 챔버 내부의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있다.

이하, 도면을 참조하며 실시예를 통하여 본 발명의 특징을 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예로서, 중합챔버 내에 히팅 장치가 설치된 것을 보여준다. 주입구(8)에서 이송된 시료(2)는 중합챔버(1)에서 전극(4)에 의해 플라즈마 상태가 되는 반응가스에 의해 중합처리된 후 배출구(9)를 거쳐 이송된다.중합챔버(1) 내부에는 중합챔버의 위 쪽과 아래 쪽에 각각 히터(6)가 설치되어 있다. 히터의 배치는 플라즈마 중합 조건이나 챔버의 크기 등에 따라 달라질 수 있으나 챔버 내에 2 이상의 히터를 배치시키는 것이 바람직하다. 도 3은 도 2에 도시된 중합챔버를 위에서 바라본 평면도이다. 중합챔버 내부에 직사각 형태로 히터가 배치되어 있는 것을 볼 수 있다.

도 4는 본 발명의 챔버히팅장치에 있어서, 히터의 일부를 구체적으로 도시한 모식도이다. 전원공급장치(7)로부터 전원을 공급받은 히터(12)는 챔버 내의 온도가 100 ~ 180℃ 까지 콘트롤 되도록 한다. 상기 히터(12)는 강관 형태의 구조물로서 코일을 이용하여 형성시킨다. 중합챔버에는 챔버 위 면과 아래 면에 그 가장 자리를 따라 각각 히터를 배치시켜 히팅이 효과적으로 이루어지도록 한다.

본 발명에 의하면 중합처리 과정에 영향을 미치지 않으면서 플라즈마 중합처리된 시료 표면 상의 중합물의 밀착성 및 중합 처리 시간에 따른 중합물의 균일성을 크게 향상시킬 수 있다.

Claims

중합챔버와 상기 중합챔버로 이송되어 중합처리되는 시료의 상하면에 대향되는 전극 및 중합챔버 내부의 진공을 유지시키는 진공펌프로 구성되는 플라즈마 중합처리 장치에 있어서, 전원공급장치와, 상기 전원공급장치로부터 전원을 공급받아 열을 발생시키며 상기 중합챔버 내부에 설치되는 강관 형태의 구조물로 구성되는 플라즈마중합처리장치의 챔버히팅장치.