KR20150025037A

KR20150025037A - 물리기상 증착장치

Info

Publication number: KR20150025037A
Application number: KR20130102147A
Authority: KR
Inventors: 김동용; 정희석; 김규석; 양덕진; 김미양; 김태윤
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2013-08-28
Filing date: 2013-08-28
Publication date: 2015-03-10

Abstract

본 발명의 물리기상 증착장치는 증착실; 전도성 재료를 플라즈마 상태로 변환시키는 플라즈마 발생유닛; 및 증착실에 수용된 도금 대상물을 향해 전도성 액체를 분사하는 분사 유닛;을 포함할 수 있다.

Description

물리기상 증착장치{Physical vapor deposition device}

본 발명은 물리기상 증착장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도금 대상물의 측면 증착 품질을 향상시킬 수 있는 물리기상 증착장치에 관한 것이다.

진공증착은 금속을 고온으로 가열하여 증발시켜 그 증기로 금속을 박막상태로 밀착시키는 방법이며, 크게 물리기상 증착(PVD)과 화학기상 증착(CVD)로 분류될 수 있다.

여기서, 물리기상 증착은 전도성 금속 타켓을 플라즈마 상태로 활성화하여 도금 대상물에 증착시키는 방법이고, 화학기상 증착은 진공실에 주입한 기체를 플라즈마 상태로 활성화하여 도금 대상물에 증착시키는 방법이다.

한편, 전자현미경 검사용 시료는 물리기상 증착을 이용한 증착이 주를 이루고 있다. 그런데 물리기상 증착은 도금 대상물의 상면 증착은 가능하나, 도금 대상물의 측면 증착이 불가능하다는 단점이 있다. 때문에, 증착된 시료를 전자현미경으로 검사하는 과정에서 차징 현상이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명과 관련된 선행기술로는 특허문헌 1 및 2가 있다. 참고로, 특허문헌 1은 화학기상 증착장치를 소개하고 있고, 특허문헌 2는 물리기상 증착장치를 소개하고 있다.

KR

2009-0124754

A

KR

2011-0084948

A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 도금 대상물의 측면을 효과적으로 증착시킬 수 있는 물리기상 증착장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 물리기상 증착장치는 증착실; 전도성 재료를 플라즈마 상태로 변환시키는 플라즈마 발생유닛; 및 증착실에 수용된 도금 대상물을 향해 전도성 액체를 분사하는 분사 유닛;을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 물리기상 증착장치은 상기 증착실과 연결되는 가스 공급유닛 및 진공펌프유닛을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 물리기상 증착장치에서 상기 플라즈마 발생유닛은, 전도성 재료가 고정되는 제1전극부; 및 도금 대상물이 고정되는 제2전극부;을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 물리기상 증착장치는 상기 제2전극부를 일 방향으로 이동시키는 이동유닛을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 물리기상 증착장치에서 상기 분사 유닛은 도금 대상물을 중심으로 원형으로 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 물리기상 증착장치에서 상기 분사 유닛은 전도성 액체 공급장치와 연결되고 도금 대상물을 둘러싸는 환상의 관; 및 상기 관에 형성되고 도금 대상물의 측면을 향해 전도성 액체를 분사하는 복수의 노즐;을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 물리기상 증착장치에서 상기 분사 유닛은 도금 대상물의 제1방향을 따라 소정의 간격으로 배치되는 복수의 노즐을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 물리기상 증착장치는 상기 제1방향과 평행한 축을 중심으로 도금 대상물을 회전시키는 회전유닛을 더 포함할 수 있다.

본 발명은 도금 대상물의 측면 증착을 원활하게 수행할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의해 증착된 도금 대상물은 전자현미경에 의한 초고배율 관찰이 가능하며, 전자현미경 분석 중 차징현상을 유발하지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물리기상 증착장치의 구성도이고,
도 2는 도 1에 도시된 물리기상 증착장치의 A-A 단면도이고,
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 물리기상 증착장치의 구성도이고,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 물리기상 증착장치의 구성도이고,
도 5는 도 4에 도시된 물리기상 증착장치의 B-B 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.

아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 '연결'되어 있다 함은 이들 구성들이 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성을 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 물리기상 증착장치를 설명한다.

본 실시 예에 따른 물리기상 증착장치(100)는 증착실(110), 플라즈마 발생유닛(120), 분사유닛(130)을 포함할 수 있다. 아울러, 물리기상 증착장치(100)는 가스공급유닛(140), 진공펌프유닛(150)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 가스공급유닛(140)은 증착실(110)과 연결되어 증착실(110)의 내부에 비활성화 기체를 공급할 수 있고, 진공펌프유닛(150)은 증착실(110)과 연결되어 증착실(110)의 내부를 진공상태로 유지시킬 수 있다.

또한, 물리기상 증착장치(100)는 플라즈마 발생유닛(120), 분사유닛(130), 가스공급유닛(140), 진공펌프유닛(150)의 작동을 제어하는 제어유닛(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 제어유닛은 증착실(110)에 장착되거나 또는 원거리 제어가 가능하도록 별도의 조정실에 구비될 수 있다.

이와 같이 구성된 물리기상 증착장치(100)는 도금 재료(200)의 성분을 도금 대상물(210)의 표면에 고르게 증착시킬 수 있다.

다음에서는 물리기상 증착장치(100)의 주요 구성요소들을 설명한다.

증착실(110)은 밀폐된 공간을 가질 수 있다. 부연 설명하면, 증착실(110)은 외부 공긴의 유입을 완전히 차단할 수 있는 내부공간을 가질 수 있다. 다만, 증착실(110)은 상기 내부공간을 선택적으로 개폐할 수 있는 하나 이상의 문을 구비할 수 있다. 따라서, 상기 문을 통해서는 도금 재료(200)와 도금 대상물(210)을 투입할 수 있다. 바람직하게는, 상기 문은 도금 재료(200) 및 도금 대상물(210)의 교체작업을 수행할 수 있는 크기인 것이 좋다. 아울러, 증착실(110)은 창을 구비할 수 있다. 상기 창은 증착실(110) 내부의 상황을 관찰 수 있는 위치에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 창은 증착실(110)의 측면 중앙에 형성될 수 있다.

증착실(110)은 기밀 유지가 용이하고 소정의 압력을 견딜 수 있는 재료로 제작될 수 있다. 예를 들어, 증착실(110)은 금속. 세라믹 등의 재료에서 선택될 수 있다.

플라즈마 발생유닛(120)은 도금 재료(200)를 플라즈마 상태로 변환시키는데 필요한 모든 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 발생유닛(120)은 제1전극부(122), 제2전극부(124)를 포함하고, 상기 전극부(122, 124)에 전압을 인가하는데 필요한 외부전원을 더 포함할 수 있다. 또한, 플라즈마 발생유닛(120)은 증착실(110)의 내부에 고압의 불꽃을 발생시키는 구성을 더 포함할 수 있다.

플라즈마 발생유닛(120)은 전술한 바와 같이 제1전극부(122)와 제2전극부(124)를 포함할 수 있다. 제1전극부(122)는 증착실(110)의 일 편에 형성되고, 제2전극부(124)는 증착실(110)의 타 편에 형성될 수 있다. 바람직하게는, 제1전극부(122)와 제2전극부(124)는 상호 마주보도록 형성되는 것이 좋다. 그러나 제1전극부(122)와 제2전극부(124)의 형성위치가 상호 마주보는 위치로 한정되는 것은 아니다.

제1전극부(122)는 증착실(110)의 상면에 형성될 수 있으며, 대체로 음의 전극을 가질 수 있다. 아울러, 제1전극부(122)는 도금 재료(200)를 수용하거나 또는 고정하는 수단을 더 포함할 수 있다. 이와 같이 구성된 제1전극부(122)는 증착작업이 수행되면 도금 재료(200)의 분자 또는 원자를 플라즈마 상태로 변환시킬 수 있다.

제2전극부(124)는 증착실(110)의 하면에 형성될 수 있으며, 대체로 양의 전극을 가질 수 있다. 아울러, 제2전극부(124)는 도금 대상물(210)을 수용하거나 또는 고정하는 수단을 더 포함할 수 있다. 참고로, 본 실시 예에서 제2전극부(124)는 도금 대상물(210)을 안정적으로 지지할 수 있는 판 형태일 수 있다. 이와 같이 구성된 제2전극부(124)는 도금 대상물(210)을 양극화시켜 제1전극부(122)로부터 도금 대상물(210)로 연결되는 전기장을 생성시킬 수 있다.

분사유닛(130)은 증착실(110)의 둘레를 따라 형성될 수 있다. 부연 설명하면, 분사유닛(130)은 제2전극부(124)에 장착되는 도금 대상물(210)을 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다. 이를 위해 분사유닛(130)의 일 부분은 도 2에 도시된 바와 같이 대체로 고리 형태일 수 있다.

분사유닛(130)은 관(132)과 노즐(134)을 포함할 수 있다. 관(132)은 도금 대상물(210)을 둘러싸는 고리 형태의 부분을 포함할 수 있다. 그러나 상기 부분의 형태가 고리 형태로 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 사각 형상 또는 다각 형상 또는 일 측이 개방된 ㄷ자 형상 또는 기타 곡선 형태로 변경될 수 있다. 노즐(134)은 관(132)에 형성될 수 있다. 부연 설명하면, 노즐(134)은 관(132)에서 도금 대상물(210)과 마주하는 부분에 형성될 수 있다. 바람직하게는, 노즐(134)은 도금 대상물(210)의 측면으로 전도성 액체를 고르게 분사하도록 배치 및 형성되는 것이 좋다.

이와 같이 형성된 분사유닛(130)은 전도성 액체를 도금 대상물(210)의 측면에 분사할 수 있으며, 이를 통해 도금 대상물(210)의 측면과 플라즈마 상태의 도금 재료(200) 간의 활발한 전기적 반응을 촉진시킬 수 있다.

다음에서는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 물리기상 증착장치를 설명한다. 참고로, 이하의 설명에서 전술된 실시 예와 동일한 구성요소는 전술된 실시 예와 동일한 도면부호를 사용하고, 이들 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 3을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 물리기상 증착장치를 설명한다.

본 실시 예에 따른 물리기상 증착장치(100)는 이송유닛(160)을 더 구비한 점에서 전술된 실시 예와 구별될 수 있다.

이송유닛(160)은 제2전극부(124)와 결합할 수 있으며, 제2전극부(124)를 일 방향(도 3 기준으로 Z축 방향)으로 이송시킬 수 있다. 즉, 이송유닛(160)은 제2전극부(124)를 상방으로 이동시키거나 또는 하방으로 이동시킬 수 있다. 따라서, 본 실시 예에 따르면, 제2전극부(124)에 장착되는 도금 대상물(210)을 승강시킬 수 있다.

이와 같이 구성된 물리기상 증착장치(100)는 노즐(134)을 도금 대상물(210)의 높이방향으로 배치하지 않더라도, 노즐(134)에 대한 도금 대상물(210)의 상대적인 위치를 변경시켜 도금 대상물(210)의 측면에 도전성 액체를 고르게 분사시킬 수 있는 장점이 있다.

따라서, 본 실시 예에 따른 물리기상 증착장치(100)는 도금 대상물(210)의 측면 형상이 복잡하거나 또는 도금 대상물(210)이 상당한 높이를 갖는 경우에 유용할 수 있다.

다음에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 물리기상 증착장치를 설명한다.

본 실시 예에 따른 물리기상 증착장치(100)는 회전유닛(170)을 더 구비한 점에서 전술된 실시 예들과 구별될 수 있다. 부연 설명하면, 본 실시 예에 따른 물리기상 증착장치(100)는 제2전극부(214)를 X-Y 평면상으로 회전시키는 회전유닛(170)을 더 포함할 수 있다.

아울러, 본 실시 예에 따른 물리기상 증착장치(100)는 분사유닛(130)의 형상에 있어서 전술된 실시 예들과 구별될 수 있다. 부연 설명하면, 본 실시 예에 따른 물리기상 증착장치(100)는 도금 대상물(210)의 높이방향으로 배열되는 다수의 노즐(134)을 포함할 수 있다.

이와 같이 구성된 물리기상 증착장치(100)는 분사유닛(130)을 도금 대상물(210)의 둘레를 둘러싸는 형태로 형성하지 않더라도, 도금 대상물(210)을 회전시켜 도금 대상물(210)의 측면에 도전성 액체를 고르게 분사시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.

100 물리기상 증착장치
110 증착실
120 플라즈마 발생유닛
122 제1전극부 124 제2전극부
130 분사유닛
132 관 134 노즐
140 가스공급유닛
150 진공펌프유닛
160 이동유닛
170 회전유닛

Claims

증착실;
전도성 재료를 플라즈마 상태로 변환시키는 플라즈마 발생유닛; 및
증착실에 수용된 도금 대상물을 향해 전도성 액체를 분사하는 분사 유닛;
을 포함하는 물리기상 증착장치.
제1항에 있어서,
상기 증착실과 연결되는 가스 공급유닛 및 진공펌프유닛을 포함하는 물리기상 증착장치.
제1항에 있어서,
상기 플라즈마 발생유닛은,
전도성 재료가 고정되는 제1전극부; 및
도금 대상물이 고정되는 제2전극부;
을 포함하는 물리기상 증착장치.
제3항에 있어서,
상기 제2전극부를 일 방향으로 이동시키는 이동유닛을 더 포함하는 물리기상 증착장치.
제1항에 있어서,
상기 분사 유닛은,
도금 대상물을 중심으로 원형으로 배치되는 물리기상 증착장치.
제1항에 있어서,
상기 분사 유닛은,
전도성 액체 공급장치와 연결되고 도금 대상물을 둘러싸는 환상의 관; 및
상기 관에 형성되고 도금 대상물의 측면을 향해 전도성 액체를 분사하는 복수의 노즐;
을 포함하는 물리기상 증착장치.
제1항에 있어서,
상기 분사 유닛은 도금 대상물의 제1방향을 따라 소정의 간격으로 배치되는 복수의 노즐을 포함하는 물리기상 증착장치.
제7항에 있어서,
상기 제1방향과 평행한 축을 중심으로 도금 대상물을 회전시키는 회전유닛을 더 포함하는 물리기상 증착장치.