KR20180120021A - 증착 소스 연속 공급장치 및 그 증착 소스 연속 공급장치를 갖는 플라즈마빔 증착장치 - Google Patents

증착 소스 연속 공급장치 및 그 증착 소스 연속 공급장치를 갖는 플라즈마빔 증착장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 증착 소스 연속 공급장치 및 그 증착 소스 연속 공급장치를 갖는 플라즈마빔 증착장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 타블릿 형태의 증착 소스를 자동으로 연속 공급하여 지속적인 증착공정을 수행할 수 있게 하는 증착 소스 연속 공급장치 및 그 증착 소스 연속 공급장치를 갖는 플라즈마빔 증착장치에 관한 것이다.

Description

증착 소스 연속 공급장치 및 그 증착 소스 연속 공급장치를 갖는 플라즈마빔 증착장치{Continuous feeder of deposition source and plasma beam deposition apparatus having the feeder}
본 발명은 증착 소스 연속 공급장치 및 그 증착 소스 연속 공급장치를 갖는 플라즈마빔 증착장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 타블릿 형태의 증착 소스를 자동으로 연속 공급하여 지속적인 증착공정을 수행할 수 있게 하는 증착 소스 연속 공급장치 및 그 증착 소스 연속 공급장치를 갖는 플라즈마빔 증착장치에 관한 것이다.
플라즈마빔 증착장치란 이온 빔 증착장치(Ion beam deposition apparatus)라고도하며, 증착 챔버 내부의 증착 소스로 플라즈마빔을 유도하여 증착소스를 증착 대상인 기재로 증발시킴으로써 증착공정을 수행하는 장치이다.
도 1은 일반적인 플라즈마빔 증착장치를 보여주는 도면으로 도 1을 참조하면, 일반적인 플라즈마빔 증착장치(10)는 진공분위기를 형성할 수 있고 내부에 기재(30)를 거치할 수 있는 증착챔버(11), 상기 증착챔버(11)의 내부 또는 외부에 구비되어 상기 증착챔버(11) 내부로 플라즈마빔을 발생시키는 플라즈마빔 발생수단(12,Plasma gun), 상기 증착챔버(11) 내부에 구비되어 증착 소스(20)를 안착시킬 수 있는 하스(13,hearth), 상기 하스(13) 주위에 설치되며 상기 플라즈마빔을 상기 하스(13)로 유도하여 상기 증착 소스(20)에 증발하게 하는 빔 가이드(14)를 포함한다.
또한, 상기 하스(13)에는 원통의 타블릿 형상을 갖는 증착 소스(20)가 장착되는데 이 증착 소스(20)가 일정량 소모되거나 모두 소진될 경우 증착 공정을 중단하고 새로운 증착 소스를 교체 장착하여 증착 공정을 이어가게 된다.
한편, 증착 공정 도중에 증착 소스(20)의 교체가 필요한 경우, 증착 공정을 중단하고 상기 증착 챔버(11)의 진공을 파기한 후, 증착 소스(20)를 교체하여야 한다. 이 경우, 증착 공정이 길어지는 문제점이 발생하고, 기재(30)에 연속적인 증착이 이루어지지 못하므로 증착 불량이 발생하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 상기 증착 소스(20)의 길이를 길게 하거나 길이가 긴 증착 소스(20)를 상기 증착챔버(11) 외부에서 지속적으로 밀어넣는 방법이 개발되기도 하였으나 이러한 방법은 공간상 제약이 크고, 증착 시간을 늘리는데 한계가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 장치의 크기는 소형화하면서도 증착 챔버의 진공을 파기하지 않은 채, 지속적으로 증착 소스를 공급할 수 있어 증착 시간을 늘릴 수 있는 증착 소스 연속 공급장치 및 그 증착 소스 연속 공급장치를 갖는 플라즈마빔 증착장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 증착 챔버 내부의 하스(hearth)에 장착되는 증착 소스로 플라즈마빔을 유도하여 상기 증착 소스가 기재를 향해 증발되게 함으로써 증착을 수행하는 플라즈마 빔 증착장치에서 상기 하스에 상기 증착 소스를 연속으로 공급하기 위한 증착 소스 연속 공급장치로서, 복수 개의 증착 소스를 장착할 수 있고, 상기 증착 소스들을 회전시키거나 선형이동시켜 어느 하나의 증착 소스를 소정의 투입위치로 위치시킬 수 있는 매거진(magazine); 및 상기 매거진과 상기 진공 챔버 사이에 위치하고, 상기 매거진으로부터 증착 소스를 전달받고, 전달받은 증착 소스를 소정의 공급위치로 위치시켜 상기 증착 챔버의 외면을 관통하여 상기 하스로 투입할 수 있는 진공 챔버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 증착 소스 연속 공급장치를 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 진공 챔버는 상기 매거진으로부터 증착 소스가 투입되면 외부 진공 펌프에 의해 진공 상태가 형성되며, 상기 진공 챔버는 진공 상태가 된 후, 상기 증착 소스를 상기 하스로 투입한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 진공 챔버는 상기 매거진으로부터 증착 소스가 투입될 수 있는 제1 게이트 및 상기 진공 챔버로 투입된 증착 소스를 상기 하스로 투입할 수 있는 제2 게이트를 갖는다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 진공 챔버 내부에는 상기 매거진으로부터 투입된 증착 소스를 승강시켜 상기 제2 게이트 전방의 공급위치에 위치시킬 수 있는 승강 수단이 구비된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 진공 챔버에는 상기 매거진으로부터 투입된 증착 소스가 불량일 경우 외부로 배출하는 불량 증착 소스 배출구가 구비된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 진공 챔버 내부에는 상기 외부 진공 펌프 동작 후에 소정의 시간동안 상기 진공 챔버 내부가 목표한 진공도에 도달하지 않을 경우 투입된 증착 소스를 불량으로 판정하여 상기 불량 증착 소스 배출구를 개방하는 불량 감지 센서가 구비된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 매거진에는 상기 증착 소스를 상기 투입위치에 위치할 때, 상기 제1 게이트를 통해 상기 승강 수단으로 밀어 넣는 제1 푸셔가 구비되고, 상기 진공 챔버에는 상기 승각 수단이 승강하여 상기 증착 소스가 상기 공급위치에 위치할 때, 상기 제2 게이트를 통해 상기 하스로 밀어넣는 제2 푸셔가 구비된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 증착 소스는 원통 또는 막대형상의 고체 타블렛(tablet)이다.
또한, 본 발명은 증착 챔버; 상기 증착 챔버 내부에 구비되고 증착 소스가 안착되는 하스; 상기 증착 챔버에 구비되고, 상기 하스의 증착 소스로 플라즈마빔을 쏘아 상기 증착 소스가 기재를 향해 증발되게 하는 플라즈마빔 발생수단; 및 상기 증착 챔버 외부에 구비되고, 상기 하스로 증착 소스를 연속적으로 공급하는 상기 증착 소스 연속 공급장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마빔 증착장치를 더 제공한다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
본 발명의 증착 소스 연속 공급장치 및 그 증착 소스 연속 공급장치를 갖는 플라즈마빔 증착장치에 의하면, 복수의 증착 소스를 메거진에서 리볼빙하며 증착 챔버로 연속공급할 수 있으므로 장치는 소형화하면서도 증착 시간은 매우 늘릴 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 증착 소스 연속 공급장치 및 그 증착 소스 연속 공급장치를 갖는 플라즈마빔 증착장치에 의하면, 증착 챔버의 진공을 파기하지 않은 채, 증착 소스를 자동적으로 연속공급할 수 있으므로 공정의 수율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 일반적인 플라즈마빔 증착장치를 보여주는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 소스 연속 공급장치를 보여주는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 소스 연속 공급장치의 동작과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 소스 연속 공급장치를 보여주는 것으로, 도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 소스 연속 공급장치(100)는 매거진(110) 및 진공 챔버(120)를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 증착 소스 연속 공급장치(100)는 증착 챔버(도 1의 도면부호 '11'참조), 플라즈마빔 발생수단(도 1의 도면부호 '12'참조), 하스(도 1의 도면부호 '13'참조) 및 빔 가이드(도 1의 도면부호 '14'참조)와 함께 하나의 완성된 플라즈마빔 증착장치로 제공될 수 있다.
상기 매거진(110,magazine)은 상기 증착 챔버(11) 외부에 구비되며 내부에 복수의 증착 소스(20)를 장착할 수 있는 카트리지(cartridge)이다.
또한, 상기 매거진(110)은 내부에 장착된 증착 소스들(20)을 직선 또는 회전이동시킬 수 있으며, 어느 하나의 증착 소스를 소정의 투입위치로 위치시킬 수 있다.
또한, 상기 매거진(110)은 적은 공간에 최대한 많은 개수의 증착 소스들(20)을 장착할 수 있도록 리볼버(revolver) 형태로 증착 소스들(20)을 장착하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 투입위치란 어느 하나의 증착 소스(20)를 아래에서 설명할 진공 챔버(120)로 투입할 수 있는 위치를 의미한다.
또한, 상기 매거진(110)에는 상기 증착 소스(20)를 후방에서 밀어 상기 진공 챔버(120)로 투입할 수 있는 제1 푸셔(112)가 구비된다.
또한, 상기 증착 소스들(20)은 원통 또는 막대형상의 고체 타블렛(tablet)이며 하나의 고체 타블렛은 대략 2시간의 증착 공정을 수행할 수 있다.
상기 진공 챔버(120)는 상기 매거진(110)과 상기 증착 챔버(11) 사이에 위치하며, 상기 매거진(110)과의 공간의 개폐할 수 있는 제1 게이트(111) 및 상기 진공 챔버(120)와의 공간을 개폐할 수 있는 제2 게이트(121)가 구비된다.
즉, 상기 매거진(110)의 증착 소스(20)는 상기 제1 게이트(111)를 통해 상기 진공 챔버(120)로 투입된다.
또한, 상기 제2 게이트(121)가 개방될 경우 상기 진공 챔버(120)의 내부 공간은 상기 하스(131)의 증착 소스 안착 공간과 연통된다.
즉, 상기 제2 게이트(121)는 상기 하스(131)의 증착 소스 안착 공간을 개폐한다.
또한, 상기 진공 챔버(120)는 외부 진공펌프(40)에 의해 내부가 진공상태로 형성될 수 있으며, 이는 상기 증착 챔버(11)의 진공 파기없이 상기 제2 게이트(121)를 개방할 수 있게 하기 위함이다.
또한, 상기 진공 챔버(120)에는 상기 제1 게이트(111)를 통해 투입되는 증착 소스(20)를 안착시키고, 안착된 증착 소스(20)를 소정의 공급위치로 위치시키는 승강 수단(122)이 구비된다.
또한, 상기 공급위치란 상기 하스(131)의 증착 소스 안착 공간으로 증착 소스(20)를 밀어넣어 공급할 수 있는 위치를 의미하며, 더욱 자세하게는 상기 제2 게이트(121)의 전방 지점을 의미한다.
또한, 상기 진공 챔버(120)에는 상기 공급위치에 위치한 증착 소스를 상기 제2 게이트(121)를 통해 상기 하스(131)의 증착 소스 안착 공간으로 밀어 넣을 수 있는 제2 푸셔(125)가 구비된다.
또한, 상기 진공 챔버(120)에는 상기 진공 챔버(120)로 투입된 증착 소스(20)가 불량일 경우 외부로 배출하는 불량 증착 소스 배출구(123)와 투입된 증착 소스(20)의 불량 여부를 판정하기 위한 불량 감지 센서(124)가 더 구비된다.
또한, 상기 불량 감지 센서(124)는 상기 진공 챔버(120) 내부의 진공도를 감지하는 센서로써 상기 외부 진공펌프(40)의 동작이 개시된 후, 소정의 시간동안 목표하는 진공도가 형성될 경우 상기 증착 소스(20)를 정상 소스으로 판정하고, 그렇지 않을 경우 불량 소스(21)로 판정하여 상기 불량 증착 소스 배출구(123)를 개방하여 배출되게 한다.
이는 상기 증착 소스(20)의 정상 또는 불량 상태에 따라 원하는 진공도 형성을 위해 걸리는 시간이 상이하다는 점에 착안한 것으로 상기 진공 챔버(120) 내부의 진공도 감지만으로 불량여부를 판정할 수 있어 하나의 불량 감지 센서만으로도 간단하게 증착 소스(20)의 불량여부를 판정할 수 있는 장점이 있다.
도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 소스 연속 공급장치의 동작과정을 간단히 설명하면, 먼저, 상기 매거진(110) 내부에서 증착 소스(20)를 이동시켜, 소정의 투입위치에 위치시킨다(①).
다음, 상기 제1 게이트(111)를 개방하고, 상기 제1 푸셔(112)가 상기 증착 소스(20)를 상기 진공 챔버(120) 내부로 밀어 넣는다(②)
다음, 상기 증착 소스(20)는 상기 승강수단(122)에 안착되고(③), 상기 제1 게이트(111)는 폐쇄되며, 상기 외부 진공펌프(40)가 동작하여 상기 진공 챔버(120) 내부를 진공 상태로 만든다.
이때, 상기 증착 소스(20)가 불량으로 판정될 경우, 상기 외부 진공펌프(40)의 동작을 중지시키고 상기 증착 소스(20)를 상기 불량 증착 소스 배출구(123)로 배출한다.
만약, 상기 증착 소스(20)가 정상이라면, 상기 승강수단(122)는 상기 증착 소스(20)를 소정의 공급위치로 승강시킨다(④).
다음, 상기 제2 게이트(121)가 개방되고, 상기 제2 푸셔(125)가 상기 증착 소스(20)를 상기 제2 게이트(121)를 통해 상기 하스(13)의 증착 소스 안착 공간으로 밀어 넣는다(⑤).
다음, 상기 증착 소스(20)가 상기 하스(13) 내부에 안착이 왼료되고(⑥), 상기 제2 게이트(121)를 폐쇄한 후, 증착 공정을 수행한다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 소스 연속 공급장치는 상기 증착 챔버(11)의 진공 파기없이 증착 소스(20)를 연속적으로 공급할 수 있으므로 증착 시간을 대폭 늘릴 수 있고, 증착 도중에 증착 소스(20)의 소진으로 인해 증착 공정을 정지할 필요가 없으므로 증착 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
100:증착 소스 연속 공급장치 110:매거진
111:제1 게이트 112:제1 푸셔
120:진공 챔버 121:제2 게이트
122:승강 수단 123:불량 증착 소스 배출구
124:불량 감지 센서

Claims (9)

  1. 증착 챔버 내부의 하스(hearth)에 장착되는 증착 소스로 플라즈마빔을 유도하여 상기 증착 소스가 기재를 향해 증발되게 함으로써 증착을 수행하는 플라즈마 빔 증착장치에서 상기 하스에 상기 증착 소스를 연속으로 공급하기 위한 증착 소스 연속 공급장치로서,
    복수 개의 증착 소스를 장착할 수 있고, 상기 증착 소스들을 회전시키거나 선형이동시켜 어느 하나의 증착 소스를 소정의 투입위치로 위치시킬 수 있는 매거진(magazine); 및
    상기 매거진과 상기 진공 챔버 사이에 위치하고, 상기 매거진으로부터 증착 소스를 전달받고, 전달받은 증착 소스를 소정의 공급위치로 위치시켜 상기 증착 챔버의 외면을 관통하여 상기 하스로 투입할 수 있는 진공 챔버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 증착 소스 연속 공급장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공 챔버는 상기 매거진으로부터 증착 소스가 투입되면 외부 진공 펌프에 의해 진공 상태가 형성되며,
    상기 진공 챔버는 진공 상태가 된 후, 상기 증착 소스를 상기 하스로 투입하는 것을 특징으로 하는 증착 소스 연속 공급장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 진공 챔버는 상기 매거진으로부터 증착 소스가 투입될 수 있는 제1 게이트 및 상기 진공 챔버로 투입된 증착 소스를 상기 하스로 투입할 수 있는 제2 게이트를 갖는 것을 특징으로 하는 증착 소스 연속 공급장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 진공 챔버 내부에는 상기 매거진으로부터 투입된 증착 소스를 승강시켜 상기 제2 게이트 전방의 공급위치에 위치시킬 수 있는 승강 수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 증착 소스 연속 공급장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 진공 챔버에는 상기 매거진으로부터 투입된 증착 소스가 불량일 경우 외부로 배출하는 불량 증착 소스 배출구가 구비되는 것을 특징으로 하는 증착 소스 연속 공급장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 진공 챔버 내부에는 상기 외부 진공 펌프 동작 후에 소정의 시간동안 상기 진공 챔버 내부가 목표한 진공도에 도달하지 않을 경우 투입된 증착 소스를 불량으로 판정하여 상기 불량 증착 소스 배출구를 개방하는 불량 감지 센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 증착 소스 연속 공급장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 매거진에는 상기 증착 소스를 상기 투입위치에 위치할 때, 상기 제1 게이트를 통해 상기 승강 수단으로 밀어 넣는 제1 푸셔가 구비되고,
    상기 진공 챔버에는 상기 승각 수단이 승강하여 상기 증착 소스가 상기 공급위치에 위치할 때, 상기 제2 게이트를 통해 상기 하스로 밀어넣는 제2 푸셔가 구비되는 것을 특징으로 하는 증착 소스 연속 공급장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 증착 소스는 원통 또는 막대형상의 고체 타블렛(tablet)인 것을 특징으로 하는 증착 소스 연속 공급장치.
  9. 증착 챔버;
    상기 증착 챔버 내부에 구비되고 증착 소스가 안착되는 하스;
    상기 증착 챔버에 구비되고, 상기 하스의 증착 소스로 플라즈마빔을 쏘아 상기 증착 소스가 기재를 향해 증발되게 하는 플라즈마빔 발생수단; 및
    상기 증착 챔버 외부에 구비되고, 상기 하스로 증착 소스를 연속적으로 공급하는 제 1 항 내지 제 8 항 중, 어느 한 항의 증착 소스 연속 공급장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마빔 증착장치.
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