KR20030082344A - 유도결합 플라즈마를 이용한 이온 플레이팅 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 우수한 특성의 내식 및 내마모 보호코팅을 고속으로 제조하기 위한 유도결합 플라즈마 이온 플레이팅 시스템에 관한 것으로, 일측에 진공 형성을 위한 진공 수단이 연결되고, 타측에 플라즈마 형성을 위한 소스가 공급되는 챔버; 상기 챔버에 연결되어 플라즈마 형성을 위한 적어도 1 종류의 소스를 공급해 주는 적어도 1의 소스 공급부; 상기 챔버의 일단에 설치되어 시료를 증발시켜 주는 증발 수단; 상기 챔버 내에서 상기 증발 수단의 반대편에 설치되어 기판이 장착되는 기판 홀더; 상기 증발 수단과 기판 사이에 설치되어 상기 증발 수단에서 증발되는 시료의 흐름을 제어하는 셔터; 상기 기판과 셔터 사이에 설치되어 RF 전기장을 형성하여 상기 소스 공급부를 통하여 공급되는 소스와 상기 증발 수단에서 증발된 시료를 플라즈마 상태로 변화시켜 화학적 합성을 촉진시켜 주고, 상기 기판에 대한 결합력을 높여 주는 RFI 코일; 상기 RFI 코일에 RF 파워를 공급해 주는 RF 공급부; 상기 기판의 후면에 분리 설치되고 DC의 양극이 연결되어 상기 기판의 후면을 음전하로 대전시켜 주는 DC 양극부; 상기 DC 양극부에 DC 전압을 공급해 주는 DC 공급부를 포함하여 구성된다.

Description

유도결합 플라즈마를 이용한 이온 플레이팅 시스템{Inductively Coupled Plasma Assisted Ion Plating System}
본 발명은 유도결합 플라즈마를 이용한 이온 플레이팅 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 우수한 특성의 내식 및 내마모 보호코팅을 고속으로 제조하기 위한 유도결합 플라즈마 이온 플레이팅 시스템에 관한 것이다.
일반적인 증발법은 높은 증착 속도를 얻기 위해서 소스의 증발 속도를 빠르게 하는 방법이 사용되고 있으나, 이 경우 박막 내에 공공이나 결함이 많이 발생하는 단점을 가지고 있다.
이러한 단점을 극복하고자, 증착기 내에 이온을 생성시키고 증착하는 기판에 높은 음의 바이어스를 인가하는 연구가 수행되었다.
그러나 이전까지의 기술은 증착기 내의 이온 밀도가 그리 높지 않아 그 효과가 크지 않았고, 기판 바이어스를 너무 크게 인가할 경우는 오히려 박막 내 결함을 형성시키고, Ar 원자들이 박막 내에 파묻히는 결과를 초래한다.
이전에 주로 사용되었던 이온(플라즈마) 생성 방법은 텅스텐 필라멘트를 이용한 열전자 발생 장치를 이용하는 것인데, 위에 설명한 바와 같이 높은 이온 밀도를 얻기는 어렵고, 공정 압력에 대한 영향 등의 단점을 가지고 있다.
한편, 기존의 이온 플레이팅 방법에서는 증착 속도를 높일 경우 반응성 기체와 소스 물질간의 반응이 충분하지 못하여 높은 기판 온도가 요구되었다. 특히 내식 및 내마모 코팅 재료는 주로 천이금속의 질화물이 많이 사용되고 있는데, 이들의 경우 증착 속도를 높이면 질화물을 제대로 형성하지 못하고 금속상이 함께 나타나는 경우가 많이 보고되고 있다.
또한, 모재의 표면에 내식 및 내마모 피막을 입힘으로써 공구 및 기계부품의 성능과 수명을 향상시키기 위한 연구는 오래 전부터 수행되어 왔으며, 그동안 여러 종류의 보호 피막과 함께 다양한 제조 기술이 개발되어 왔다. 이러한 표면 피막 제조 기술의 응용은 전자, 광학 분야에서 기계, 화학적인 분야에 이르기까지 그 범위가 매우 광범위하며 날로 확대되어가고 있다.
이중 기계적인 응용분야에서 가장 많은 연구의 대상이 되고 실제로 그 상업화가 활발히 되고 있는 분야는 절삭 공구, 금형, 다이 등의 수명 및 작업 성능 향상을 위한 보호 코팅 분야이다. 특히 각종 금형 및 공구류의 수명 연장 및 기능 개선을 위해 세라믹 재료를 코팅하는 기술은 공구의 고급화를 통한 부가가치를 높이는 전략으로 세계적으로 매우 활발하게 연구가 진행되고 있다.
내식 및 내마모 보호 코팅을 제조하는 방법으로는 열화학 증착법, 플라즈마 화학 증착법, 유기화학 증착법 등의 화학적 기상 증착법과 증발법, 스퍼터링, 이온 플레이팅 등의 물리적 기상 증착법 등이 있다.
또한 내마모 경질 코팅재료로는 천이금속(Cr, Ti, Zr)의 질화물, 탄화물인CrN, TiN, TiC, ZrN, HfN 등과 더불어 서로 다른 성질을 갖는 재료를 복합적으로 조합한 Ti(C, N), (Cr, Al)N, (Ti, Cr)N, (Ti, Al)N 등의 3원계 질화물, 붕화물, 탄화물, 그리고 (Ti, Al, Zr)N, Ti(C, B, N) 등의 4원계 내마모 경질 코팅도 연구되고 있다. 이중 CrN은 경도가 높고, 내식성과 내산화성이 우수하여 내식 및 내마모 보호 코팅으로 널리 사용되고 있다. CrN은 경도가 약 2000HK(kgfmm-2) 전후의 값으로 보고되고 있다. Cr의 질화물로는 Cr2N 이라는 상도 존재하는데, 이전까지의 방법으로는 빠른 속도로 박막을 성장시킬 경우 CrN 단일 상이 아닌 Cr, Cr2N, CrN 상이 공존하는 CrNx박막이 형성된다. Cr2N 상이 존재할 경우 경도는 조금 더 높지만 접착력이 나빠지게 되어 실제 보호 피막으로서의 기능은 많이 떨어지게 된다.
상기한 바와 같은 제반 문제점을 해소하기 위한 이전 연구에서도 일본의 Y. Murayama는 RF-RIP(RF Reactive Ion-Plating)장치를 고안하여, 증발 소스를 이용하는 시스템에 RF 코일에 의한 플라즈마 발생 방법을 도입한 바 있다.
그러나 RF 코일에 의한 유도 결합 플라즈마 발생 특성 등을 잘 이용하지 못하여 미세 조직 제어는 어느 정도 가능하였으나, 치밀한 박막 조직이나 반응성 향상 등에서는 큰 결과를 얻지 못하였다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 플라즈마 형성을 통하여 반응성을 높이고, 높은 이온(플라즈마) 밀도를 형성하여 증착 속도를 높이고, 플라즈마의 밀도와 기판에 입사되는 이온에너지를 독립적으로 조절하여 미세 조직을 정밀하게 제어하여 형성하고, 치밀한 조직을 형성할 수 있는 유도결합 플라즈마를 이용한 이온 플레이팅 시스템을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유도결합 플라즈마를 이용한 이온 플레이팅 시스템을 설명하기 위한 구성도.
도 2는 RF 파워와 공정 압력에 따른 이온 밀도 관계를 나타낸 그래프.
도 3은 RF-RIP으로 제조한 Cr-N 박막의 XRD 회절 패턴을 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명에 따라 제조한 Cr-N 박막의 XRD 회절 패턴을 나타낸 그래프.
도 5는 RF-RIP으로 제조한 Cr-N 박막의 경도를 나타낸 그래프.
도 6은 RF 파워에 따른 Cr-N 박막의 경도를 나타낸 그래프.
도 7은 RF 파워에 따른 SEM 표면 사진.
도 8은 RF 파워에 따른 SEM 단면 사진.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일측에 진공 형성을 위한 진공 수단이 연결되고, 타측에 플라즈마 형성을 위한 소스가 공급되는 챔버; 상기 챔버에 연결되어 플라즈마 형성을 위한 적어도 1 종류의 소스를 공급해 주는 적어도 1의 소스 공급부; 상기 챔버의 일단에 설치되어 시료를 증발시켜 주는 증발 수단; 상기 챔버 내에서 상기 증발 수단의 반대편에 설치되어 기판이 장착되는 기판 홀더; 상기 증발 수단과 기판 사이에 설치되어 상기 증발 수단에서 증발되는 시료의흐름을 제어하는 셔터; 상기 기판과 셔터 사이에 설치되어 RF 전기장을 형성하여 상기 소스 공급부를 통하여 공급되는 소스와 상기 증발 수단에서 증발된 시료를 플라즈마 상태로 변화시켜 화학적 합성을 촉진시켜 주고, 상기 기판에 대한 결합력을 높여 주는 RFI 코일; 상기 RFI 코일에 RF 파워를 공급해 주는 RF 공급부; 상기 기판의 후면에 분리 설치되고 DC의 양극이 연결되어 상기 기판의 후면을 음전하로 대전시켜 주는 DC 양극부; 상기 DC 양극부에 DC 전압을 공급해 주는 DC 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마를 이용한 이온 플레이팅 시스템을 제공한다.
상기 챔버는 잔류가스의 영향을 최소화하기 위하여 초기 압력을 1×10-6Torr 이하로 한 후에 상기 소스 공급부를 이용하여 불활성 가스와 반응 가스를 공급하여 공정 압력을 1×10-2Torr ∼ 1×10-3Torr로 유지된다.
상기 증발 수단에 놓이는 시료는 상기 소스 공급부를 통하여 공급되는 반응 가스와 화학적으로 결합되는 금속 물질이며, 상기 소스 공급부를 통하여 공급되는 반응 가스는 상기 시료와 화학적으로 결합되는 가스 상태의 물질로써, 상기 금속은 크롬이고, 상기 가스는 질소이다.
상기 챔버와 기판은 전기적으로 접지 처리되며, 상기 시료와 소스를 이용한 기판에 대한 증착 속도는 16Å/s로 이루어진다.
상기 기판과 RFI 코일간과 상기 RFI 코일과 증발 수단 간의 거리는 각각 3cm 이상으로 유지되며, 상기 증발 수단은 교류 전원이 인가되어 발열되고, 상기 RFI코일은 냉각을 위한 냉매가 통과하는 튜브로 이루어지고, 냉매를 공급하는 냉매 공급 수단을 더 포함하여 구성된다.
상기한 바와 같이 본 발명에서는 기판에 대한 증착 성능을 높여서 치밀한 조직으로 증착이 가능하고 증착 속도가 빠르며, 저온에서도 증착이 가능하다.
(실시예)
이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.
일반적으로 플라즈마를 이용한 증착 공정에서 이온 밀도는 매우 중요한 공정 변수이다. 이온 밀도가 높을 경우 기판에 대한 이온 충돌 효과로 인하여 박막이 치밀하게 형성되고, 반응 소스 원자들의 여기로 인한 반응성 향상 등으로 화학양론이 잘 맞는 박막을 형성할 수 있다는 것은 이전 연구들을 통해서 이미 알려져 있다.
그리고 RF 코일에 의한 플라즈마 발생의 경우 CCP(Capacitively Coupled Plasma)와 ICP(Inductively Coupled Plasma) 두 가지의 플라즈마 발생모드가 존재한다. CCP 모드에 비해 ICP 모드의 경우는 높은 이온 밀도를 가지고 있어서 우수한 박막 제조를 위한 증착 공정에 필요하다.
본 발명에서는 L-probe를 이용한 이온 밀도 측정으로 유도 결합 플라즈마를 이용한 이온 플레이팅 장치에서 높은 이온 밀도의 ICP 모드로 플라즈마를 발생시킬 수 있는 공정 조건을 찾아내고 우수한 특성의 박막을 제조하였으며, 그 공정 조건에서 플라즈마를 안정적으로 발생시킬 수 있는 임피던스 매칭 시스템을 설계하였다.
본 발명에 따른 유도결합 플라즈마 이온 플레이팅은 기존의 증발 장치에 새로운 플라즈마 보조 장치인 RFI 코일(34)을 원형 또는 나선형으로 감아서 챔버(10) 안에 직접 장착하여 챔버(10) 내부의 플라즈마를 활성화시키는 기술이다.
챔버(10) 내부에 장착된 RFI 코일(34)에 RF(Radio Frequency) 파워를 걸어주면 급격한 전기장의 변화가 야기되고, RFI 코일(34)의 축방향으로 자기장이 형성되고, 시간에 따라 변화하는 자기장의 영향으로 2차 전기장이 RFI 코일(34) 주변에 유도되며, 이 때 형성되는 유도 전기장에 의하여 전자들은 RFI 코일(34) 주변에서 RFI 코일(34)을 따라 원형으로 가속 운동을 하게 되어 증발된 시료의 입자 및 반응 가스들을 이차적으로 이온화시키게 된다.
따라서 챔버(10) 안의 플라즈마를 더욱 활성화시키고 입자들의 이온화율을 기존의 이온 플레이팅 장치보다 크게 증가시킬 수 있다. 일반적으로 사용되는 증발법에서는 이온 밀도가 매우 낮은데 반하여, 본 발명에 따른 유도결합 플라즈마 증발법(ICP-Evaporation)의 경우는 ∼1011#/cm3의 매우 높은 이온 밀도를 얻을 수 있었다.
본 발명에 따른 유도결합 플라즈마를 이용한 이온 플레이팅 시스템은 도 1에 나타낸 바와 같이, 이온 플레이팅 반응이 이루어지는 챔버(10), 상기 챔버(10)의 하단에 설치되어 시료(40)를 융융시켜 증발시켜 주는 증발대(16), 상기 챔버(10)의 상단에 설치되어 피증착물이 증착되는 기판(44)이 장착되는 기판 홀더(20), 상기 증발대(16)와 기판(44) 사이에 설치되어 RF 전기장을 형성하는 RF I코일(34), 상기챔버(10)의 일측에 연결되어 반응 가스를 공급해 주는 소스 공급부(42), 상기 챔버(10)의 타측에 연결되어 상기 챔버(10)의 압력을 조정해 주는 진공 펌프(15), 상기 RFI 코일(34)에 RF 파워를 전기적 매칭 수단인 정합부(32)를 통하여 공급해 주는 RF 공급부(30), 상기 기판(38)의 후면에 상기 챔버(10)와 전기적으로 절연되어 설치되는 DC 양극부(38), 상기 DC 양극부(38)에 DC 전압을 공급하는 DC 공급부(36)로 구성된다.
본 발명에서는 상기 증발대(16)에 용융되는 금속은 크롬(Cr)을 이용하며, 상기 소스 공급부(42)를 통하여 공급되는 가스는 아르곤(Ar)과 반응 가스인 질소(N2) 가스이며, 상기 크롬(Cr)과 질소 가스의 화합물에 의한 질화크롬(CrN)을 상기 기판(44)에 증착하였다.
상기 크롬(Cr)은 순도 99.95%이며, 상기 아르곤(Ar)은 순도 99.999 %이고, 상기 질소 가스(N2)는 순도 99.999%이다.
상기 기판(44)과 챔버(10)는 전기적으로 접지 처리되었으며, 상기 증발대(16)와 기판(44)간의 거리를 대략 10㎝로 유지하고, 상기 기판(44)과 RFI 코일(34)간의 거리는 약 4cm내외이며, 상기 RFI 코일(34) 자체의 피치 거리는 약 3cm이다. 한편, 상기 증발대(16)는 교류 전원을 인가 받아 발열되어 상기 크롬 시료를 용융시켜서 증발시킨다.
상기 기판(44)과 RFI 코일(34)간의 거리와 상기 RFI 코일(34)과 증발대(16)간의 거리는 각각 3cm 이상으로 하는데, 더 가까울 경우는 두 부분간의 아크 발생으로 안정적인 공정이 어려워진다.
유도결합 플라즈마는 상기 증발대(44)와 기판(44) 사이에 형성되며 13.56 MHz의 고주파 전압을 정합부(32)에 의한 임피던스 매칭 시스템을 통하여 RFI 코일(34)에 인가하여 얻어진다.
상기 RFI 코일(34)에 공급되는 RF 파워의 주파수는 유도결합 플라즈마를 쉽게 띄울 수 있고, 상업적으로 RF 파워 발생장치를 쉽게 구할 수 있는 13.56MHz를 사용하며, RFI 코일(34)에 인가되는 RF 파워의 전압은 상기 RF 코일(34)의 모양이나 챔버의 구조, 정합부에 따라 다르게 걸리므로 각 구성 요소에 따라 최적의 조건을 가지는 전압 및 파워를 선택하여 인가한다.
RFI 코일(34)은 전기 전도성과 열 전도성이 우수한 구리관을 대략 17cm의 직경으로 두 번 감아서 챔버(10) 내에 삽입한 것으로, 증착 중 RFI 코일(34) 내부로 냉각수가 공급되어 냉각된다.
그리고 잔류가스의 영향을 최소화하기 위하여 챔버(10) 내의 압력을 1×10-6Torr 이하로 한 후, 아르곤과 반응 가스인 질소 가스를 공급하여 공정 압력을 1×10-2Torr부터 1×10-3Torr로 하는데, 압력이 너무 낮을 경우는 입자들의 수가 너무 적어 전자 충돌에 의한 이온화율이 낮고, 압력이 너무 높을 경우는 입자들의 수가 너무 많아 전체 소스의 일부분 밖에 이온화를 시킬 수 없게 된다. 그리고 압력이 높을 경우는 입자들의 무질서한 충돌에 의한 산란으로 인하여 소스 증발량에 대한 박막의 증착 속도가 떨어지게 된다.
본 발명의 실시예에서는 공정 압력을 2×10-2Torr에서 공정을 수행하였으며, 증착 속도는 16Å/s 정도로 일정하게 하였다.
도 2에 유도결합 플라즈마 이온 플레이팅 장치의 RF 파워와 공정 압력에 따른 이온 밀도를 나타내었다. 이온 밀도는 RF 파워가 증가함에 따라 함께 증가하는 경향을 나타내었으며, 100W와 300W 사이에서 급격히 증가함을 알 수 있다. 일반적으로 RF 코일(34)에 의한 플라즈마 발생에서 낮은 파워에서는 CCP(Capacitively coupled plasma) 방식의 영향이 커서 파워를 플라즈마로 충분히 전달시키지 못하는 것으로 알려져 있다. RF 파워가 300W나 400W 이상에서는 플라즈마가 ICP(Inductively Coupled Plasma) 방식으로 전환되어 파워가 플라즈마로 충분히 전달됨으로써, 높은 이온 밀도를 얻을 수 있는 것이다.
공정 압력과 이온 밀도와의 관계는 비례 관계가 성립함을 도 2를 통해서 알 수 있다. RF 파워가 300W일 때, 공정 압력이 10-2Torr 이상에서는 1011/㎤ 이상의 높은 이온 밀도를 보여주고 있다. 이를 통해서 10-2Torr 이상의 압력과 플라즈마가 ICP 방식으로 형성될 수 있는 충분한 RF 파워가 공급되는 공정 조건에서 우수한 박막을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 3은 일본 K. Kasiwagi가 RF-RIP 장치를 이용하여 증착한 Cr-N 박막의 증착 속도에 따른 XRD 회절 패턴을 보여주고 있다. 도 2에서 볼 수 있듯이 증착 속도가 12Å/s, 18Å/s와 같이 높을 경우는 박막이 거의 Cr 상으로 구성이 되고,4Å/s, 8Å/s 정도로 증착 속도가 낮아질 경우는 Cr2N 상이 주를 이루고 있다.
이 연구에서는 공정 압력이 10-4Torr 의 낮은 상태에서 증착이 이루어져 플라즈마가 충분히 활성화되지 못하고, 충분한 반응성을 얻을 수 없어 CrN 상의 박막을 얻을 수 없었던 것으로 보인다.
도 4는 본 발명에 따라 증착한 20mTorr 정도의 높은 압력 공정에서 RF 파워에 따른 Cr-N 박막의 XRD 회절 패턴을 보여주고 있다. 앞의 플라즈마 분석 결과에서도 보았듯이 플라즈마가 ICP 방식으로 전환되어 충분히 활성화되는 400W 이상에서는 상이 거의 CrN으로 구성되어 있는 것을 볼 수 있다. 위의 결과는 16Å/s 의 높은 증착속도에서 얻어진 것이기 때문에 현재까지의 다른 증착 공정에 비해서 대단한 결과라 할 수 있을 것이다.
도 5는 기존의 RF-RIP 장치를 이용하여 제조한 Cr-N 박막의 경도를 보여 주고 있다. 증착 속도가 낮을 경우 2000kg/mm2정도의 값을 보여주고 있고, 높을 경우는 상이 거의 Cr 상으로 구성되기 때문에 1200∼1400 kg/mm2정도의 낮은 값을 보여주고 있다.
도 6은 본 발명에 따라 RF 코일(34)에 인가하는 RF 파워에 따른 Cr-N 박막의 경도 변화를 나타낸 것이다. Cr-N의 경도는 RF 파워가 증가할수록 높아지며 200W와 400W 사이에서 경도가 1000kg/mm2정도에서 3500kg/mm2정도로 급격히 증가하는 특성을 보인다. 3500 kg/mm2이상의 경도는 문헌상에 보고 되어 있는 CrN의 경도와 비교하여 볼 때 매우 높은 값이며, 특히 16Å/s의 매우 높은 증착 속도에서와 기판(44) 가열이 없이 이루어진 점을 고려할 때, 매우 우수한 값이라고 할 수 있다.
일반적인 증발법이나 다른 방법으로 증착된 CrN의 경우 경도가 대부분 3000kg/mm2이하의 값으로 보고되고 있다.
도 7에 본 발명에 따라 ICP 이온 플레이팅으로 제조한 Cr-N 박막의 표면 사진을 나타내었다. RF 파워가 증가함에 따라 박막의 미세 조직이 변화하는 것을 볼 수 있다. 특히 200W와 400W 사이에서 조직이 치밀하게 변화하는 것이 관찰되었다.
도 8에는 본 발명에 따라 ICP 이온 플레이팅으로 제조한 Cr-N 박막의 단면 사진을 나타내었다. 박막의 단면 조직 사진 관찰 결과도 표면 조직과 마찬가지로 RF 파워가 증가함에 따라 박막의 조직이 치밀하고 미세하게 변화하는 것을 볼 수 있다. 특히 400W에서는 그 이하의 파워에서와는 달리 주상정 조직이 사라지고 조직이 치밀하게 변화하는 것이 관찰되었다. 이러한 양상은 도 2에서 보였듯이 400W 이상에서 플라즈마가 안정적으로 활성화 된 결과라고 여겨진다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명은 유도결합 플라즈마를 이용한 이온 플레이팅 시스템을 이용하여 내식 및 내마모 보호 코팅으로 많이 사용되는 Cr-N을 박막을 제조하였으며, 플라즈마 분석을 통한 효율적인 증착 공정을 개발함으로써 16Å/s 의 높은 증착속도에서도 기존의 공정을 사용하여 제조한 Cr-N 박막과 비교해보다 우수한 3500kg/mm2이상의 높은 경도와 화학 반응성을 얻을 수 있었다. 위 공정을 이용하여 내식 및 내마모 코팅을 공구, 금형, 다이 등에 증착하면 제품의 생산성 및 수명을 현격히 연장시켜 주는 효과를 제공할 수 있을 것이다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예로 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (10)

  1. 일측에 진공 형성을 위한 진공 수단이 연결되고, 타측에 플라즈마 형성을 위한 소스가 공급되는 챔버;
    상기 챔버에 연결되어 플라즈마 형성을 위한 적어도 1 종류의 소스를 공급해 주는 적어도 1의 소스 공급부;
    상기 챔버의 일단에 설치되어 시료를 증발시켜 주는 증발 수단;
    상기 챔버 내에서 상기 증발 수단의 반대편에 설치되어 기판이 장착되는 기판 홀더;
    상기 증발 수단과 기판 사이에 설치되어 상기 증발 수단에서 증발되는 시료의 흐름을 제어하는 셔터;
    상기 기판과 셔터 사이에 설치되어 RF 전기장을 형성하여 상기 소스 공급부를 통하여 공급되는 소스와 상기 증발 수단에서 증발된 시료를 플라즈마 상태로 변화시켜 화학적 합성을 촉진시켜 주고, 상기 기판에 대한 결합력을 높여 주는 RFI 코일;
    상기 RFI 코일에 RF 파워를 공급해 주는 RF 공급부;
    상기 기판의 후면에 분리 설치되고 DC의 양극이 연결되어 상기 기판의 후면을 음전하로 대전시켜 주는 DC 양극부;
    상기 DC 양극부에 DC 전압을 공급해 주는 DC 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마를 이용한 이온 플레이팅 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 챔버는 잔류가스의 영향을 최소화하기 위하여 초기 압력을 1×10-6Torr 이하로 한 후에 상기 소스 공급부를 이용하여 불활성 가스와 반응 가스를 공급하여 공정 압력을 1×10-2Torr ∼ 1×10-3Torr로 유지되는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마를 이용한 이온 플레이팅 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 증발 수단에 놓이는 시료는 상기 소스 공급부를 통하여 공급되는 반응 가스와 화학적으로 결합되는 금속인 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마를 이용한 이온 플레이팅 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 소스 공급부를 통하여 공급되는 반응 가스는 상기 시료와 화학적으로 결합되는 가스인 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마를 이용한 이온 플레이팅 시스템.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 금속은 크롬이고, 상기 가스는 질소인 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마를 이용한 이온 플레이팅 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 챔버와 기판은 전기적으로 접지되는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마를 이용한 이온플레이팅 시스템.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 시료와 소스를 이용한 기판에 대한 증착 속도는 16 Å/s인 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마를 이용한 이온 플레이팅 시스템.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 기판과 RFI 코일간과 상기 RFI 코일과 증발 수단간의 거리는 각각 3cm 이상으로 유지되는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마를 이용한 이온 플레이팅 시스템.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 증발 수단은 교류 전원이 인가되어 발열하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마를 이용한 이온 플레이팅 시스템.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 RFI 코일은 냉각을 위한 냉매가 통과하는 튜브로 이루어지고, 냉매를 공급하는 냉매 공급 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마를 이용한 이온 플레이팅 시스템.
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