KR20020032809A - 도전성 막 증착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도전성 막 증착장치에 관한 것으로, 종래에는 적층되는 도전성 막의 저항값 저감의 어려움으로 인해 박막이 아닌 후막으로 증착하여야 하며, 후막으로 증착할 경우에 폴리머나 플라스틱 표면의 타는 현상이 발생함에 따라 플라즈마 영역에서 폴리머나 플라스틱의 정지 시간을 짧게 하면서 원하는 두께의 도전성 막이 증착될때까지 왕복시키는 방법이 적용되고 있으나, 공정이 번거롭고 소요시간이 길어지는 문제점을 초래하며, 저저항의 도전성 박막은 형성할 수 없는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 반응 챔버 내의 폴리머 또는 플라스틱과 같은 피코팅막과 수직방향으로 이격되어 중심선을 기준으로 서로 대칭인 제1,제2캐소드가 피코팅막 방향으로 소정의 내각을 갖도록 경사지게 구비되며, 상기 제1,제2캐소드 상에 자장을 인가하는 마그네트가 구비된 도전성 막 증착장치를 제공하여 폴리머 또는 플라스틱 상부에 도전성 막을 증착할 때, 2차 플라즈마를 통해 입자의 운동에너지를 감소시킴에 따라 폴리머 또는 플라스틱의 타는 현상을 방지하고, 적층되는 도전성 막의 비저항값을 감소시킴으로써, 도전성 막의 증착을 단순화함과 아울러 소요시간을 줄일 수 있는 효과가 있으며, 폴리머 또는 플라스틱 상부에 저저항의 도전성 박막을 형성할 수 있는 효과가 있고, 또한 2차 플라즈마를 통해 이온화율을 향상시킴에 따라 폴리머 또는 플라스틱 표면과 반응성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

도전성 막 증착장치{DEPOSITION APPARATUS OF CONDUCTIBLE FILM}

본 발명은 도전성 막 증착장치에 관한 것으로, 특히 폴리머(polymer) 또는 플라스틱 상부에 금속이나 도전성 물질의 박막을 저항값이 낮게 증착하기에 적당하도록 한 도전성 막 증착장치에 관한 것이다.

일반적으로, 폴리머나 플라스틱 상부에 도전성 막을 형성하기 위해서 스퍼터링(sputterring) 방법이 적용되고 있으나, 스퍼터링 방법은 사용가스의 압력이 높아서 박막 증착시 내부에 가스가 흡착됨에 따라 비저항값을 상승시킴과 아울러 플라즈마 영역에서 형성된 입자(이온, 전자, 중성입자)들의 운동에너지가 커서 적층되는 막의 밀도가 낮아져 빈 공간(void)이 형성됨에 따라 비저항값을 상승시키는 요인이 되고 있다.

상기한 바와같은 저항값 상승을 고려하여 도전성막의 저항값을 최소화하기 위해서는 박막이 아닌 후막으로 증착하여야 하지만, 후막으로 증착하기 위해서는 플라즈마 영역에서 폴리머나 플라스틱의 정지되는 시간을 증가시켜야 함에 따라 약 5분 정도의 시간이 경과될 경우에는 열전자 차지-업(charge-up) 현상에 의해 폴리머나 플라스틱 표면의 결합이 끊어져 타는 현상이 발생한다.

따라서, 플라즈마 영역에서 폴리머나 플라스틱의 정지되는 시간을 짧게 하면서 원하는 두께의 도전성막이 증착될때까지 왕복시키는 방법등이 적용되고 있다.

도1은 종래의 도전성 막 증착장치를 보인 예시도로서, 이에 도시한 바와같이폴리머 또는 플라스틱의 피코팅막(1)과 수직방향으로 약 10㎝ 정도 이격되어 피코팅막(1)과 평행하게 캐소드(2)가 위치하며, 이 캐소드(2)에 강한 전압을 인가함에 따라 스퍼터링에 의한 플라즈마(3)가 발생하고, 상기 캐소드(2) 상의 마그네트(S,N,S)에 의해 플라즈마(3)의 입자(이온, 전자, 중성입자)가 피코팅막(1)과 충돌하면서 도전성막의 증착이 이루어진다.

이때, 상기 플라즈마(3)를 통과한 입자(이온, 전자, 중성입자)가 갖는 강한 운동에너지는 피코팅막(1)과 충돌하여 열에너지로 변환됨에 따라 피코팅막(1) 표면의 결합이 끊어져 타는 현상을 유발한다.

상술한 바와같이 종래의 도전성 막 증착장치는 저항값 저감의 어려움으로 인해 박막이 아닌 후막으로 증착하여야 하며, 후막으로 증착할 경우에 폴리머나 플라스틱 표면의 결합이 끊어져 타는 현상이 발생함에 따라 플라즈마 영역에서 폴리머나 플라스틱의 정지되는 시간을 짧게 하면서 원하는 두께의 도전성 막이 증착될때까지 왕복시키는 방법이 적용되고 있으나, 공정이 번거롭고 소요시간이 길어지는 문제점을 초래하며, 결정적으로 저저항의 도전성 박막을 형성할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 자성 스퍼터링 방법을 적용하여 폴리머 또는 플라스틱 상부에 금속이나 도전성 물질의 박막을 저항값이 낮게 증착할 수 있는 도전성 막 증착장치를 제공하는데 있다.

도1은 종래의 도전성 막 증착장치를 보인 예시도.

도2는 본 발명의 일 실시예를 보인 예시도.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

11:피코팅막12,13:제1,제2캐소드

14,15:1차,2차 플라즈마S,N,S:마그네트

상기한 바와같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 도전성 막 증착장치는 반응 챔버 내에서 폴리머 또는 플라스틱 재질의 피코팅막과 수직방향으로 이격되어 중심선을 기준으로 서로 대칭인 제1,제2캐소드가 피코팅막 방향으로 소정의 내각을 갖도록 경사지게 구비되며, 상기 제1,제2캐소드 상에 자장을 인가하는 마그네트가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기한 바와같은 본 발명에 의한 도전성 막 증착장치를 첨부한 도면을 일 실시예로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명의 일 실시예를 보인 예시도로서, 이에 도시한 바와같이 폴리머 또는 플라스틱의 피코팅막(11)과 수직방향으로 30∼50cm 정도 이격되어 중심선(CL)을 기준으로 서로 대칭인 제1,제2캐소드(12,13)가 피코팅막(11) 방향으로 70∼140°정도의 내각(θ)으로 경사지게 설치되며, 상기 제1,제2캐소드(12,13)에 강한 전압을 인가함에 따라 제1,제2캐소드(12,13)의 표면에 1차 플라즈마(14)가 발생하고, 그 1차 플라즈마(14)에 의해 상기 피코팅막(11)과 제1,제2캐소드(12,13)의 사이에 2차 플라즈마(15)가 발생하여 상기 제1,제2캐소드(12,13) 상의 마그네트(S,N,S)에 의해 1차 및 2차 플라즈마(14,15)를 통과한 입자(이온, 전자, 중성입자)가 피코팅막(11)과 충돌하면서 도전성 박막의 증착이 이루어진다.

이때, 상기 폴리머 또는 플라스틱의 피코팅막(11)과 제1,제2캐소드(12,13)의 최단 이격거리는 도전성 박막의 증착속도를 빠르게 하기 위하여 35cm로 설정하는 것이 가장 바람직하다.

상기한 바와같은 본 발명에 의한 도전성 막 증착장치는 1차 플라즈마(14)를 통과한 입자(이온, 전자, 중성입자)가 2차 플라즈마(15)를 통과하면서 운동에너지가 감소됨과 아울러 2차 플라즈마(15) 내에 존재하는 이온과 전자에 의해 이온화율이 향상되어 피코팅막(11) 표면과의 반응성을 증대시킨다.

따라서, 폴리머 또는 플라스틱과 같은 피코팅막(11)에 도전성 막의 증착이 이루어질 때, 입자의 운동에너지 감소로 인하여 피코팅막(11)의 온도상승이 억제됨에 따라 2차 플라즈마(15) 영역에서 도전성 막의 증착시간을 증대시켜도 폴리머 또는 플라스틱과 같은 피코팅막(11)의 타는 현상을 방지할 수 있으며, 또한 입자의 운동에너지 감소로 인하여 적층되는 막 내에 형성되는 빈 공간(void)이 최소화되어 적층되는 막의 비저항값이 순수 금속의 비저항값과 비슷해진다.

즉, 폴리머 또는 플라스틱과 같은 피코팅막(11)의 타는 현상을 방지함에 따라 도전성 막의 증착을 단순화함과 아울러 소요시간을 줄일 수 있게 되며, 적층되는 도전성 막의 비저항값이 순수 금속의 비저항값과 비슷해짐에 따라 저저항의 도전성 박막을 형성할 수 있게 된다.

상술한 바와같이 본 발명에 의한 도전성 막 증착장치는 폴리머 또는 플라스틱 상부에 도전성 막을 증착할 때, 2차 플라즈마를 통해 입자의 운동에너지를 감소시킴에 따라 폴리머 또는 플라스틱의 타는 현상을 방지하고, 적층되는 도전성 막의 비저항값을 감소시킴으로써, 도전성 막의 증착을 단순화함과 아울러 소요시간을 줄일 수 있는 효과가 있으며, 폴리머 또는 플라스틱 상부에 저저항의 도전성 박막을형성할 수 있는 효과가 있고, 또한 2차 플라즈마를 통해 이온화율을 향상시킴에 따라 폴리머 또는 플라스틱 표면과 반응성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 반응 챔버 내의 폴리머 또는 플라스틱과 같은 피코팅막과 수직방향으로 이격되어 중심선을 기준으로 서로 대칭인 제1,제2캐소드가 피코팅막 방향으로 소정의 내각을 갖도록 경사지게 구비되며, 상기 제1,제2캐소드 상에 자장을 인가하는 마그네트(S,N,S)가 구비된 것을 특징으로 하는 도전성 막 증착장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 피코팅막과 제1,제2캐소드의 이격거리는 30∼50cm인 것을 특징으로 하는 도전성 막 증착장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 피코팅막과 제1,제2캐소드의 이격거리는 35cm인 것을 특징으로 하는 도전성 막 증착장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1,제2캐소드의 피코팅막 방향으로의 내각은 70∼140°인 것을 특징으로 하는 도전성 막 증착장치.