KR100607214B1 - 에어로겔 제조용 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

리오졸을 생성하기 위하여, 실리케이트, 금속 알콜레이트, 알루미네이트 및 보레이트 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질과 용매를 혼합하여 전구체를 제조하는 것에 의해, 기재 위에 에어로겔 코팅을 제조하기 위한 방법. 상기 전구체 혼합물 또는 생성된 리오졸은 기재 위에 증착된다. 상기 용매가 액상으로 존재할 수 있는 온도가 선택되는 것에 의해 상기 리오졸로부터 겔이 생성된다. 다음으로, 0.5-2bar의 압력 하에서 상기 온도는 용매가 고체상으로 변화할 때까지 3-70K, 바람직하게는 5-15K 낮아진다. 그 다음, 상기 압력을 삼중점 이하로 낮추는 것에 의해 상기 용매는 건조 챔버에서 기체상태로 변화되며, 겔 코팅에서 제거된다. 상기 기체상의 용매는 건조 챔버에서 방출된다. 바람직하게는, TEOS, t-부탄올 및 물의 혼합물이 전구체로서 사용된다. 가수분해 및 축합반응을 촉진하기 위해 수성 촉매 용액을 상기 혼합물에 첨가한다. 바람직하게는, 상기 겔코팅을 기재 위에 증착시키기 전에, 점성을 증가시키기 위해 예비 겔화가 일어나며, 상기 겔코팅은 스핀 증착법에 의해 도포될 수 있다.
에어로겔, 테트라에톡시실란

Description

에어로겔 제조용 방법 및 장치{Method and device for producing aerogels}
본 발명은 기재 상에 에어로겔을 제조하는 방법 및 이와 관련된 장치에 관한 것이다.
에어로겔은 실리콘 또는 금속 산화물을 포함하는 다공성 물질로서, 1000 m2/g 까지의 극도로 큰 내부 표면적에서, 70-300Kg/m3의 낮은 밀도를 가지는 것에 의해 특정된다(DE 3924244 A1 참조). 이들은 리오졸(lyosol)의 졸-겔 과정을 거쳐 제조된 리오겔 (lyogel)로부터 만들어진다. 겔은 일반적으로, 긴 또는 많은 분지가 있는 입자 상태의 교질적으로 분산되어 있는 고체 물질 및 분산제의, 2이상의 성분을 포함하는 안정한 형태의 분산 시스템을 말한다. 만일, 입자들 사이의 분산제가 액체인 경우라면, 리오겔이고, 이 리오겔의 분산제로서의 액체가 기체로 대체된다면 에어로겔이 된다.
SiO2 에어로겔의 공지된 제조방법은 에스. 에스 키스틀러(S. S. Kistler)에 의해 J.Phys.Chem. 36(1932), 52-64쪽에 개시되어 있다. 여기서 워터 글래스(water glass)가 전구체 및 산(HCl;H2SO4)으로 사용되며, 그 다음에 물을 에탄올 또는 메탄올로 치환하면 하이드로겔이 형성된다. 생성된 알콜 함유 겔은 오토클레이브 (autoclave)에서 71bar 이상의 압력 및 100℃이상의 온도로 처리된다. 용매는 표면장력이 더 이상 존재하지 않는 임계점 이상의 상태에 있다. 용매는 표면장력에 의해 일어나는 겔 수축 없이, 겔 중에서 빠져나올 수 있다. 이 빠져나오는 용매를 제거하여 겔을 건조시키면 에어로겔을 얻을 수 있다. 상기, 소위 오토클레이브에서의 초임계 건조법의 단점은 높은 압력 및 온도로 인해 많은 비용이 소요된다는 것이다. 알콜을 이산화탄소로 대체시킴으로써 낮은 온도에서 초임계 건조법을 사용할 수 있도록 하는 방법 또한 알려져 있다. 또 다른 두가지 방법이 국제특허공개 제 WO92/926213 A1호 공보에 개시되어 있는데, 첫 번째 방법은 동결건조법이다. 알코겔(즉, 분산제로 알콜을 사용한 리오겔)을 동결시켜 솔리드 겔(solid gel)을 얻는다. 그 다음으로, 감압 하에서 승화에 의해 용매를 제거한다. 상기 공보에는 이러한 목적에 적합한 용매를 언급하고 있지 않으며, 이러한 방법은 결정화 또는 동결 과정에서 부피가 증가한다는 단점이 있다고 하였다. 더욱이, 상기 공보는 용매를 액상에서 기체상으로 직접 기화시키는 방법에 관한 것이다. 적당한 용매 혼합물 및 상기 방법의 적절한 수행에 의해 표면장력의 부정적 효과를 최소화해야 한다.
국제특허공개 제 WO95/17347 A1호 공보에도 초임계 건조법의 단점을 피할 수 있는 방법이 개시되어 있는데, 이는 상압에 대하여 증가 또는 감소된 압력 하에서 또는 대기압에서의 임계점 이하의 기화법(sub-critical vaporization)을 제안하고 있다. 이 경우, 상기 방법의 적절한 수행 및/또는 낮은 표면장력을 가지는 적당한 용매에 의해, 기화 중인 액체의 표면장력에 의한 불리한 영향이 감소된다. 비록, 상기 공보에는 많은 수의 가능한 용매를 포괄적으로 열거하고 있으나, 선택적으로 메탄올을 첨가한 이소프로판올 (isopropanol)만이 구현예에 상세히 기술되어 있을 뿐이다.
마이크로 전자공학 분야에도 응용될 수 있는 에어로겔을 제조하는 방법이 유럽특허 제 0775669호에 개시되어 있다. 테트라에톡시실란(tetraethoxysilane, TEOS), 물 및 멀티솔벤트(폴리올 및 에탄올을 포함하는 용매 혼합물)을 포함하는 전구체가 사용된다. 반도체 웨이퍼에 스피닝에 의해 겔을 증착(deposition)시킨 후, 에탄올을 증발시킨다. 기체상으로부터 촉매를 첨가한 후, 겔화가 일어나고, 이로써 습식 SiO2 네트워크가 생성된다; 그 다음 폴리올을 증발시킴으로써 겔을 건조시킨다. 폴리올과 TEOS간의 반응결과로서, 전구체의 저장 및 수송시간이 매우 제한된다. 기체상으로부터 촉매를 첨가함으로써 에어로겔 층에서 수직의 확산 구배 (vertical diffusion gradient)가 일어나며, 이것에 의해 수직방향으로 불균질한 층 특성이 나타날 수 있다.
본 발명의 목적은 간단하고 경제적인 방법에 의해 균질한 특성을 가지는 에어로겔 층을 제조하는 것이다.
상기 목적은 청구항 1의 방법에 의해 달성될 수 있다. 상기 방법을 수행하기 위한 바람직한 장치는 청구항 24에 설명되어 있다.
본 발명에 따른, 기재 위에 에어로겔 층을 제조하기 위한 방법에 있어서, 전구체는 우선, 실리케이트(silicates), 금속 알콜레이트(alcoholates), 알루미네 이트(aluminates) 및 보레이트(borates)로 이루어진 그룹으로부터의 적어도 한가지 물질과 용매를 혼합하여 제조되고 리오졸 혼합물을 형성한다. 실리케이트는 오르토규산(orthosilicic acid)의 염과 에스테르 및 이들의 축합물, 예컨대, 규산 및 실리콘 알콜레이트(실리콘 알콕시드 또는 알콕시실란이라고도 칭함)를 포함한다. 리오졸은 고체 또는 액체 물질이 액체 매질에 분산되어 있는 교질성 용액이다. 물의 첨가는 리오졸의 형성에 필요할 수 있다. 리오졸은 상기 물질을 용매와 혼합함으로써 직접 제조될 수는 없고, 초기의 화학적 전환(가수분해 및 중축합반응 등)을 거친 후에야 만들어진다.
전구체 혼합물 또는 이로부터 제조된 리오졸을 기재에 도포한다. 추가의 화학적 전환(가수분해 및 중축합반응)의 결과로서, 리오졸에서 겔이 형성되고, 이때 온도는 용매가 액상으로 존재할 수 있는 온도로 선택된다. 압력은 0.5 내지 2bar(즉, 다른 무엇보다, 대기압 및 약간 감소된 압력)로 선택되는 것이 바람직하다. 압력범위는 공정기술의 관점에서는 비교적 쉽게 조정될 수 있다. 온도는 겔 형성의 촉진을 위해, 용매가 액상으로 존재하도록 선택된다.
겔이 형성된 후(이것에 의해 소량의 출발물질 및 반응결과물이 겔에 남아 있을 수 있다), 0.5 내지 2bar의 압력 하에서, 온도를 용매가 고체상으로 변하는(고화) 온도 이하로, 약 2-70K, 바람직하게는 5-15K 낮춘다. 온도를 고화점 약간 이하로 낮추는 것에 의해, 한편으로는 에너지가 절약되고 상기 방법이 촉진되며, 다른 한편으로는, 상기 온도 및 고화에 의해 유도된 기계적 스트레스에 의해 겔층의 얇은 장착이 가능하다.
다음으로, 용매의 압력을 삼중점 이하로 감소시키면서 상기 용매를 건조 챔버에서 기체상태로 전환하고 겔층으로부터 제거한다. 상기 기화된 용매는 건조챔버로부터 배출시킨다. 압력을 낮출 때, 상기 온도는 동일하게 유지되거나 낮아질 수 있다. 여기서 중요한 것은 단지 삼중점 이하에서, 고체상에서 액체상을 거치지 않고 기체상으로의 상태 변화가 일어난다는 것이다.
삼중점이 0℃이상, 바람직하게는 15℃이상인 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 냉수를 냉각용으로 사용할 수 있기 때문에 장치를 상당히 단순화시킬 수 있다.
본 발명에 따른 유리한 구현예에서, 저분자량의 3차 알콜이 용매로서 사용된다. 저분자량의 3차 알콜, 특히 t-부탄올은 한편으로는, 비교적 높은 온도의 삼중점을 가지며, 다른 한편으로는, 3차 알콜은 반응성이 떨어지고 알콜리시스 (alcoholysis) 경향이 적다. 따라서, 이들은 실리케이트를 포함하는 대부분의 물질 그룹들과 상용성이 좋으며, 따라서, 전구체 혼합물의 이동성과 저장능이 우수하다. 더욱이, 이들의 증발특성은 신속한 승화를 가능하게 한다.
본 발명에 따른 바람직한 구현예에서, 전구체는 알콕시실란을 주로 포함하는 물질과, 용매로서 저분자량의 3차 알콜 및 물을 혼합함으로써 제조한다. 실제적으로 실리콘 옥사이드를 포함하는 에어로겔은 이러한 전구체로부터 형성된다. 지배적인 성분인 알콕시실란 외에, 혼합물은 실리콘 옥사이드 구조를 개질시키기 위해 예컨대, 소량의 금속 알콜레이트 또는 보레이트를 포함할 수 있다. 물을 첨가함으로써 알콕시실란을 가수분해 시키며, 생성되는 산물은 중축합에 의해 가교된다. 비 록, 물은 나중에 다시 생성되지만 더 많은 양이 가수분해 동안에 소비된다.
테트라에톡시실란(TEOS)이 사용되는 것이 바람직하며, 저분자량의 알콜로서 t-부탄올을 사용하는 것이 바람직하다. 테트라에톡시실란은 경제적인 출발물질이며, 반도체 기술분야에서도 종종 사용되고 게다가, 테트라메톡시실란(TMOS) 만큼 독성이 크지는 않다. 테트라에톡시실란과 t-부탄올의 조합은 뛰어난 저장능 및 우수한 가공성을 가지며, 무엇보다도 생체 독성이 상대적으로 낮다. 또한 상기 물질의 조합은 테트라에톡시실란의 가수분해를 위해 반응에 필요한 물과의 혼합성이 좋다.
바람직한 구현예에서, 용매에 더하여 전구체에 혼합되는 물은 주로 졸-겔법의 필요조건인 가수분해를 위한 반응물로서 작용한다. 상기 전구체는 바람직하게는 우선 상기에 언급한 물질 그룹으로부터의 물질과 용매를 혼합하여 제조되며, 용매(상온에서는 고체일 수 있는)는 혼합전에 가열에 의해 액화한다. 그 다음에 물이 혼합된다. 촉매는 바람직하게는 겔형성을 촉진하기 위해 첨가된다. 처음에는 가수분해를 촉진하는 첫 번째 촉매(NH4OH 등)에 이어, 그 다음으로 축합을 촉진하는 두 번째 촉매(HCl 등)를 첨가하는 다단계 촉매법과 양 반응을 모두 촉진하는 단 하나의 촉매(HF 등)를 첨가하는 방법이 모두 가능하다. 바람직하게는 수용액에 첨가되는 촉매의 사용은 본 발명에 따른 방법을 촉진하며 따라서, 그 효율을 증가시킨다.
본 발명에 따른 바람직한 구현예는 기재에 리오졸을 도포하기 전에 예비 겔화가 일어난다는 것을 특징으로 한다. 이는 물질의 점도를 증가시켜, 간단하고 통 상적인 도포법 예컨대, 스피닝에 의해 비교적 두꺼운 겔층을 제조할 수 있게 한다.
본 발명에 따른 바람직한 구현예에서, 기재 위에 형성된 겔층은 용매의 고화를 위해 온도를 낮추기 전에, 용매로 세척한다. 이는 겔층에 용매를 풍부하게 하는 동시에, 가수분해 및 축합반응의 여분의 출발물질을 제거시킨다. 소수성 시약을 세척단계에서 사용할 수 있으며, 이는 겔층에서 OH그룹 및 물을 알킬그룹으로 대체시킨다(즉, 헥사메틸디실라잔(hexamethyldisilazane) 또는 트리에틸클로로실란 (triethylchlorosilane)).
본 발명에 따른 바람직한 구현예는 혼합물이 액체로 존재하는 온도에서 테트라에톡시실란과 그 양의 2배(몰비), 바람직하게는 4 내지 30배에 달하는 t-부탄올을 혼합하여 전구체가 제조되며, 물이 테트라에톡시실란의 4 내지 30배, 바람직하게는 6 내지 10배의 양으로 첨가된다는 것을 특징으로 한다. 가수분해 및/또는 축합을 촉진하는 촉매를 그 다음으로 첨가한다. 기재에 도포하기 전에, 이 혼합물이 액체로 존재하는 온도 및 t-부탄올로 포화된 대기 하에서 상기 혼합물을 저장한다. 예비 겔화가 일어나면 점도가 증가된다. 어떤 촉매를 선택하느냐에 따라, 상기 혼합물은 바람직하게는 1 시간 내지 수일 동안 저장되며, 촉매는 이 시간을 짧게 만들 수 있다. 그 다음으로, 예비 겔화된 혼합물을 스피닝에 의해 기재에 도포하고 온도를 낮춤으로써 고화시킨다. 이 단계는 0.5 내지 1bar의 압력에서 일어나는 것이 바람직하다. 마침내, t-부탄올은 0.05bar 이하의 압력으로 감압하는 것에 의해 삼중점 이하에서 기체상으로 전환되고, 겔층에서 제거된다. 상기 기체상의 t-부탄올은 건조챔버에서 배출된다. 상기 건조과정 후에, 기재 위에 도포된 에어로겔층은 200℃ 내지 800℃의 불활성 기체 분위기 또는 감압된 공기 분위기 하에서 전처리된다. 물의 잔량 및 바람직하지 못한 여분의 출발물질의 잔량 모두 제거된다. 잔여 OH그룹(또는 물)을 메틸 또는 다른 알킬그룹으로 대체시키기 위해, 소수성-부여 시약(즉, 헥사메틸디실라잔 또는 트리메틸클로로실란)으로 처리하는 것이 바람직하다. 상기 처리는 기체상 하에서 수행될 수 있다.
상기 방법의 실행을 위한 장치는 첫 번째 모듈을 가지는데, 여기서 졸-겔 층을 기재에 도포하는 단계, 겔 형성 및 겔 고화단계가 수행된다. 이 모듈은 용매가 포화된 분위기 제조용 장치 및 온도 조절용 장치를 갖춘 하나 이상의 챔버를 가진다. 전술한 단계가 대기압 하에서 수행되는 경우에는 챔버 내의 압력을 조절하는 장치가 일반적으로 필요하지 않다.
상기 장치는 추가로 두 번째 모듈을 가지며, 이는 기체가 새지 않도록 밀봉 가능한 건조 챔버를 가진다. 상기 건조 챔버에는 챔버 내의 압력 감소용 장치 및 기체상으로 전환된 용매를 건조 챔버에서 제거하기 위한 장치를 가진다. 기재 수송 장치는 첫 번째 및 두 번째 모듈 사이에 연결되는 것이 바람직하다. 이는 후처리를 위해 부가적으로 세 번째 모듈과 연결되며, 상기 세 번째 모듈은 기재 온도를 200℃ 내지 800℃로 증가시키기 위한 템퍼링 장치 및 챔버 내의 감압 또는 불활성 기체 분위기 제조용 장치를 가진다.
본 발명의 다른 유리한 구현예는 독립항으로 특정지워 진다.
이하, 본 발명을 실시예 및 관련 도면을 통해 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 에어로겔 층 제조용 장치의 블록도이다.
도 2는 증착 및 겔화 모듈의 기본도이다.
도 3은 실리콘 웨이퍼 위의 에어로겔 층 두께의 분포를 나타내는 도면이다.
도 4는 사용된 용매의 상 다이아그램이다.
도 5는 SiO2에 비하여, 유전체로서 에어로겔 층을 사용할 때 스위칭 타임의 향상을 보여주는 도면이다.
도 1은 기재 위에 에어로겔 층을 제조하는 장치의 블록도이다. 상기 장치는 믹싱 모듈(1), 증착 모듈(2), 겔화 모듈(3), 건조 모듈(4) 및 후처리 모듈(5)을 포함한다. 에어로겔 층의 제조를 위한 바람직한 방법을 이하 설명하며, 여기서 개개의 단계는 도 1에 나타나 있는 별개의 모듈에서 연속적으로 수행된다. 택일적인 구현예에서, 복수의 모듈 즉, 한 장소 또는 하나의 모듈에서 수행되는 복수의 단계를 조합시킬 수 있다.
전구체는 우선 믹싱 모듈에서 제조된다. 바람직하게는, 3개의 구성성분(테트라에톡시실란, t-부탄올 및 물)을 우선 혼합한다. 상온에서 고체인 t-부탄올 일정량을 측정하고 액화를 위해 가열한다. 다음으로, 가열된 액체 t-부탄올을 정량의 TEOS와 혼합한다. 정량의 물을 동시 또는 연속하여 혼합한다. 약 4 내지 30배(몰비)의 t-부탄올 및 4 내지 30배의 양의 물을 TEOS의 일부와 혼합할 수 있다. 가수분해 및 축합반응을 촉진시키기 위해 촉매를 연속하여 첨가한다. 촉매가 수용액에 첨가되기 때문에, 이에 의해 첨가되는 물의 양은 사전에 첨가된 물의 양을 결정할 때에 고려되어야 한다. 근래에는 두가지 형태의 촉매가 선호된다. 첫 번째 방법은 2단계 촉매에 관한 것인데, 우선 혼합물의 pH를 10 이상으로 하기 위해 수산화 암모늄 용액을 첨가하고 이에 의해 가수분해가 촉진된다. 소정의 가수분해 반응시간 후에, 산(HCl) 형태의 두 번째 촉매를 첨가하는 것에 의해, pH를 2 이하로 조정하고 이에 의해 중축합 반응이 촉진되며 우선적으로 진행된다. 두 번째 방법에서는, TEOS를 t-부탄올 및 물과 혼합한 후, 오직 하나의 촉매를 첨가하는데 예컨대, 40% 불산(HF) 형태를 가수분해 및 중축합반응을 촉진시키기 위해 첨가한다. HNO3를 첨가하는 것 또한 가능하다.
상기 2단계 촉매법에서, 이하의 양이 바람직하다: TEOS 1몰부(Molar part)를 t-부탄올 10몰부 및 물 8몰부와 혼합한다. 0.1N NH4OH 용액 10 부피%를 이 혼합물에 우선 첨가한다. 두 번째 단계에서, HCl 용액 0.5 부피%를 첨가한다. 이들을 첨가한 후, TEOS:물:t-부탄올의 비는 1:15.3:10이다. 예컨대, 100ml 졸의 경우, TEOS 15.9g을 t-부탄올 56.5g 및 물 11g과 혼합하고; 그 다음으로, 첫 번째 촉매(0.5N NH4OH) 10 부피% (10ml)와 두 번째 촉매(HCl, 32%) 0.5 부피% (0.5ml)를 첨가한다. 또한, 이러한 2단계 배합물은 t-부탄올 21.37g을 TEOS 21.37ml와 혼합하고, 이 혼합물에 물 10.37ml를 첨가한 후, NH4OH 0.6ml와 HCl 1.7ml를 첨가하여 제조될 수도 있다.
두 번째 촉매를 첨가한 후, 예비 겔화가 일어난다(예컨대, 약 30℃에서 5일 에 걸쳐). 그 다음, 상기 예비 겔화 과정에서 생성된 졸-겔 물질을 증착 모듈(2, 도 1)에서 스피닝에 의해 기재 표면(예컨대, 실리콘 웨이퍼)에 증착시킨다. 이렇게 코팅된 상기 기재를 겔링 모듈(3)로 옮기고, 예컨대 30℃ 안팎에서 겔화 및 에이징(ageing)을 위해 5일간 더 방치시킨다. 겔층이 형성된 상기 기재를 압력 챔버를 포함하는 건조 모듈로 옮긴다. 겔층의 온도는 우선 고화점 이하의 온도로 낮춘다. 압력은 대기압 또는 약간 낮은 압력에서 유지시킬 수 있다. 겔층의 고화후, 상기 건조 챔버의 압력은 0.05bar 미만으로 감압시키고, 이에 의해 삼중점 이하에서 고체상에서 기체상으로 용매(t-부탄올)의 상변화가 일어난다. 기체 t-부탄올이 겔층에서 빠져나가며 건조 챔버에서 배출된다. 이러한 건조과정은 예컨대, 1시간 동안 지속된다.
에어로겔이 형성된 상기 기재를 후처리 모듈(5)로 옮기고 여기서, 예컨대 30분 내지 3시간 동안 200℃ 내지 800℃의 감압 하 내지 불활성 기체(예를 들면 질소) 분위기 하에서 경화시킨다.
상기 2단계 촉매법 및 상술한 기술적 파라미터에 의해서, 실리콘 웨이퍼 위에 예컨대, 이하의 층 특성이 얻어진다.
비유전율 εr < 1.7
내부 표면적 Ai= 500 m2/g
표면 거칠기-피크 대 밸리 높이 Ra < 8nm(200㎛2의 면적에 걸쳐)
굴절률= 약 1.12 내지 1.15
본 발명에 따른 방법의 두가지의 다른 구현예는 1단계 촉매(즉, 하나의 촉매만 첨가하는 것)를 사용한다. 2개의 예시 혼합물을 이하에 설명한다.
실시예 1: 졸S
100ml 졸
TEOS:물:t-부탄올=22.8g:14.8g:47.9g에 0.2 부피% (=0.2ml) 촉매(HF, 40%)를 첨가하면 이하의 몰비가 된다.
물 함유 촉매를 첨가하기 전에는 TEOS:물:t-부탄올=1:7.45:5.87
물 함유 촉매를 첨가한 후에는 TEOS:물:t-부탄올=1:7.55:5.87
실시예 2: 졸B
100ml 졸
TEOS:물:t-부탄올=13.1g:8.1g:61.4g에 1 부피% (=1ml) 촉매(HF, 40%)를 첨가하면 이하의 몰비가 된다.
물 함유 촉매를 첨가하기 전에는 TEOS:물:t-부탄올=1:7:13
물 함유 촉매를 첨가한 후에는 TEOS:물:t-부탄올=1:5.5:13
상기 1단계 촉매법에 의한 방법의 경우, 과정에 소요되는 시간을 더욱 감소시킬 수 있다. 혼합 및 촉매 첨가 후, 예컨대 32℃의 온도에서 약 90분 동안에 걸쳐 졸의 예비 겔화가 일어난다. 그 다음으로 상기 층을 스피닝에 의해 기재 위에 증착시킨다. 겔화 및 에이징을 약 32℃에서 약 90분 동안 지속시킨 다음, 약 15℃ 까지 냉각시킨다. 겔층을 고화시킨 후, 약 15℃ 및 0.05bar 이하의 압력에서 t-부탄올을 승화시킴으로써 건조시키며, 이는 약 30분 내지 1시간 정도 걸린다. 그 다음으로, 200℃ 내지 800℃의 온도, 감압 및 불활성 기체 분위기 하에서 상기 겔층을 후처리한다. 실리콘 웨이퍼에 도포된 층의 특성을 하기 기술적 파라미터에 의해 나타낼 수 있다.
공극률- 공기 66% 및 고체 물질 34%
화학적 조성 Si:O:H=1:2:0.28
기공 크기<10nm
얻을 수 있는 층 두께-200∼600nm
굴절률<1.2
도 1에 나타나 있는 모듈들을 별개로 구성하는 것에 더하여, 하나의 과정 챔버에서 다양한 단계를 수행하기 위한 다수의 모듈을 조합하는 것도 가능하다. 도 2는 믹싱 모듈(1), 증착 모듈(2) 및 겔링 모듈(3)을 조합한 배열을 나타낸다. 믹싱 모듈(1)은 과정 챔버 위에 위치한다. 과정 챔버에는 서포트 테이블(6, 웨이퍼 척(chuck))이 있고 그 위에 기재(7, 웨이퍼; 실리콘 디스크)가 위치한다. 일정량의 졸-겔 혼합물을 기재(7)에 믹싱 장치(8)를 이용하여 도포한다. 그 다음, 스피닝(즉, 서포트 테이블(6)의 회전에 의해)에 의해, 기재 위에 균일한 층을 제조한다. 과정 챔버에 위치한 장치(9)는 용매(t-부탄올)를 증발시키기 위한 것이다. 기재 공급 및 제거용 게이트(10.1 및 10.2)는 과정 챔버의 벽면에 있다.
도 3의 다이아그램은 100nm 실리콘 웨이퍼 위의 3개의 표본 에어로겔 층(각 각 5개의 위치에서)에서 측정한 층 두께를 나타낸다. 상기 샘플에서 전구체를 제조하기 위해 TEOS와 t-부탄올이 사용되었다. 상기 다이아그램으로 볼 때, 전술한 방법에 의해 에어로겔 층의 매우 균일한 층 두께를 달성할 수 있음은 분명하다. 기재 위에 다양하게 형성되는 집적 회로 칩(integrated circuit chips)의 제조 과정에 상기 방법을 사용할 수 있다. 상기 균일한 층 두께로 인해, 기재 위에 증착된 칩 사이의 변화가 매우 작게 된다. 그러나, 칩 사이의 아주 작은 변화가 칩 위에 제조된 구성요소들이 동일한 파라미터를 갖기 위해 매우 중요하다.
도 4는 사용된 용매(예컨대 t-부탄올)의 압력-온도에 따른 상 다이아그램이다. t-부탄올의 삼중점의 압력은 0.053bar이고, 온도는 24.96℃이다. 혼합 및 겔화 과정 동안, 액체상이 채택되며: 온도는 삼중점 온도 이하이고 압력은 예컨대, 1bar이다. 겔화 과정이 완료된 후, 상기 온도는 효과적인 압력 하에서 감소하여 고화점 이하 3-70K, 바람직하게는 5-15K 정도 낮아진다. 예를 들면, 상기 온도는 약 10-20℃ 까지 감소된다. t-부탄올의 고화 후, 상기 압력은 감소되며, 이것에 의해 포인트는 도 4의 상 다이아그램의 기체 영역에 위치한 지점까지 근접한다. 용매가 승화될 수 있도록, 상기 포인트에서 연장된 직선(이전에는 고체영역에 근접했었으나 현재, 고체 영역에 있는)과 기체 영역의 포인트는 삼중점 이하의 고화 경계선을 가로지른다. 고체 영역의 출발 포인트에 의존하여, 압력이 감소되면, 온도는 약간 증가될 수 있다.
본 발명에 따른 방법에 있어서 균질한 에어로겔 층을 기재에 도포하는 것이 가능하다. 알콕시실란, 특히 TEOS를 사용하여 제조된 실리콘 다이옥사이드 에어로 겔 층은 매우 낮은 비유전율(εr < 2)의 유전층으로서 적합하다. 따라서, 층의 유전율은 공기의 유전율과 매우 유사하다. 유전율의 감소는 에어로겔 층 위에 연장되거나 그 밑에 있는 금속 도체의 기생 커패시턴스를 감소시키는데 사용될 수 있다. 감소된 기생 커패시턴스는 높은 주파수의 적용에 있어서, 시그널 시간 지연을 감소시키고, 인접한 전도 트랙의 시그널 크로스토크(crosstalk)의 감소를 가져온다. 이처럼 제조된 에어로겔 층은 700℃까지의 내온성을 가진다.
도 5는 실리콘 옥사이드 에어로겔 층을 통합 회로의 알루미늄 코팅 사이의 유전체로서 사용할 때에, 통상적인 실리콘 다이옥사이드 층과 비교하여 퍼센트 스위칭 시간이 향상되었음을 나타내는 다이아그램이다. 에어로겔의 비유전율은 1.7이고 실리콘 다이옥사이드의 비유전율은 3.9로 측정되었다. 알루미늄의 고유 저항은 3.7μΩcm 이다. 추가의 파라미터들은 이하와 같다.
디자인 값(Design values) 0.18㎛ (CMOS-Technology)
드라이버 저항(Driver resistance) 50Ω, 및
로드 커패시티(Load capacity) 5fF.
상기 에어로겔의 전술한 특성의 결과, 이들은 상기 언급한 용도이외에, 큰 내부 표면적이 유리한, 이하의 적용분야에도 사용될 수 있다.
기체 센서,
촉매 저장(즉, 마이크로리액터(microreactor)),
단열,
LCD 스크린을 위한 백그라운드 조명,
열보호 처리된 유리의 제조를 위한 큰 면적의 코팅.

Claims (35)

  1. a) 실리케이트, 메탈 알콜레이트, 알루미네이트 및 보레이트를 포함하는 그룹으로부터의 하나 이상의 물질과 용매를 혼합함으로써 전구체를 제조하고 리오졸을 형성하는 단계;
    b) 상기 전구체 혼합물 또는 그로부터 제조된 리오졸을 기재에 도포하는 단계;
    c) 상기 용매가 액상으로 존재하는 온도를 선택하여 리오졸로부터 겔을 형성하는 단계;
    d) 0.5 내지 2bar의 압력에서, 상기 온도를 상기 용매가 고체상으로 전환되는 전환점 이하로 3-70K 낮추는 단계; 및
    e) 상기 용매의 압력을 삼중점 이하로 감소시키면서 상기 용매를 건조 챔버에서 기체상으로 전환시켜 겔층에서 제거하고 이 기체상의 용매를 건조 챔버로부터 배출시키는 단계를 포함하는, 기재 상에 에어로겔을 제조하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 사용되는 용매가 0℃ 이상의 삼중점 온도를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 3차 알콜이 용매로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서, t-부탄올이 용매로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 전구체가 a)단계에서 알콕시실란을 포함하는 물질, 용매로서 3차 알콜 및 물을 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 테트라에톡시실란(TEOS)이 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서, t-부탄올이 상기 3차 알콜로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 전구체가 a)단계에서 용매에 더하여 물을 첨가함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 전구체는 a)단계에서 우선 상기 그룹으로부터의 물질과 용매를 혼합한 후, 물을 첨가함으로써 제조하며. 용매는 혼합 전에 가열에 의해 액화시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 8항에 있어서, 겔 형성을 촉진하기 위해 a)단계에서 촉매를 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 기재에 리오졸을 도포하기 전에 예비 겔화가 일어나는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1항에 있어서, c)단계와 d)단계 사이에 기재에 도포된 겔층을 상기 용매로 세척하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 세척단계에서, 소수성 시약을 첨가하여 겔층의 물 및 OH기를 알킬기로 대체하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 1항에 있어서, 전구체가 a)단계에서
    a1) 알콕시실란과 3차 알콜을 상기 혼합물이 액상으로 존재하는 온도에서 혼합하고 물을 첨가하는 단계;
    a2) 가수분해 및/또는 축합반응을 촉진시키는 촉매를 첨가하는 단계; 및
    a3) 상기 혼합물이 액상으로 존재하는 온도 및 3차 알콜로 포화된 분위기 하에서, 상기 혼합물을 저장하여 예비 겔화가 일어나도록 하는 단계에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 혼합물을 a)단계에서 1시간 내지 수일 동안 저장하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 14항에 있어서, a3)단계에서 생성된 예비 겔화된 혼합물을 b)단계에서 스피닝에 의해 기재에 도포하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 14항에 있어서, a1)단계에서 테트라에톡시실란(TEOS)을 2배(몰비) 이상의 양의 t-부탄올과 혼합하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 17항에 있어서, 물을 a1)단계에서 사용된 테트라에톡시실란의 양의 대략 2 내지 30배에 해당하는 양으로 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 18항에 있어서, 물을 테트라에톡시실란의 양의 4 내지 30배에 해당하는 양으로 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서, a)단계부터 b)단계를 0.5 내지 1bar의 압력 하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 1항에 있어서, t-부탄올을 용매로서 사용하고 e)단계에서 압력을 0.05bar 이하로 감압시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서, e)단계에서 겔층으로부터 용매를 제거한 후,
    f) 기재에 도포된 에어로겔을 200℃ 내지 800℃의 온도, 불활성 기체 분위기 또는 감압 하에서 템퍼링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 22항에 있어서, f)단계의 템퍼링 후,
    g) OH그룹을 알킬그룹으로 대체시키는 소수성-부여 시약으로 상기 겔층을 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 1항 내지 제19항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 장치로서, b) 내지 d)단계는 용매가 포화된 분위기 제조용 장치 및 온도 조절용 장치를 갖춘 하나 이상의 챔버를 가지는 첫 번째 모듈에서 수행되고, e)단계는 챔버 내의 압력 감소용 장치 및 기체상으로 전환된 용매를 건조 챔버에서 제거하기 위한 장치가 있는 기체가 새지 않도록 밀봉 가능한 건조 챔버를 가지는 두 번째 모듈에서 수행되는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제 24항에 있어서, a)단계가 스피닝 챔버에서 수행되고, c)단계는 겔-생성 챔버에서 수행되며, 이에 의해 겔-생성 챔버가 복수의 기재를 수용할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제 24항에 있어서, c)단계 및 d)단계가 별개의 챔버에서 수행되는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제 24항에 있어서, 첫 번째 및 두 번째 모듈을 기재 수송장치와 연결시키고, 또한 상기 수송장치가 두 번째 모듈과 후처리를 위한 추가의 모듈을 연결시키며, 상기 세 번째 모듈이 기재의 온도를 200℃ 내지 800℃로 증가시키기 위한 템퍼링장치 및 챔버 내에 감압 또는 불활성 기체 분위기 제조용 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제20항에 있어서, t-부탄올을 용매로서 사용하고 e)단계에서 압력을 0.05bar 이하로 감압시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제20항에 있어서, e)단계에서 겔층으로부터 용매를 제거한 후,
    f) 기재에 도포된 에어로겔을 200℃ 내지 800℃의 온도, 불활성 기체 분위기 또는 감압 하에서 템퍼링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제21항에 있어서, e)단계에서 겔층으로부터 용매를 제거한 후,
    f) 기재에 도포된 에어로겔을 200℃ 내지 800℃의 온도, 불활성 기체 분위기 또는 감압 하에서 템퍼링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제20항의 방법을 실행하기 위한 장치로서, b) 내지 d)단계는 용매가 포화된 분위기 제조용 장치 및 온도 조절용 장치를 갖춘 하나 이상의 챔버를 가지는 첫 번째 모듈에서 수행되고, e)단계는 챔버 내의 압력 감소용 장치 및 기체상으로 전환된 용매를 건조 챔버에서 제거하기 위한 장치가 있는 기체가 새지 않도록 밀봉 가능한 건조 챔버를 가지는 두 번째 모듈에서 수행되는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 제21항의 방법을 실행하기 위한 장치로서, b) 내지 d)단계는 용매가 포화된 분위기 제조용 장치 및 온도 조절용 장치를 갖춘 하나 이상의 챔버를 가지는 첫 번째 모듈에서 수행되고, e)단계는 챔버 내의 압력 감소용 장치 및 기체상으로 전환된 용매를 건조 챔버에서 제거하기 위한 장치가 있는 기체가 새지 않도록 밀봉 가능한 건조 챔버를 가지는 두 번째 모듈에서 수행되는 것을 특징으로 하는 장치.
  33. 제22항의 방법을 실행하기 위한 장치로서, b) 내지 d)단계는 용매가 포화된 분위기 제조용 장치 및 온도 조절용 장치를 갖춘 하나 이상의 챔버를 가지는 첫 번째 모듈에서 수행되고, e)단계는 챔버 내의 압력 감소용 장치 및 기체상으로 전환된 용매를 건조 챔버에서 제거하기 위한 장치가 있는 기체가 새지 않도록 밀봉 가능한 건조 챔버를 가지는 두 번째 모듈에서 수행되는 것을 특징으로 하는 장치.
  34. 제23항의 방법을 실행하기 위한 장치로서, b) 내지 d)단계는 용매가 포화된 분위기 제조용 장치 및 온도 조절용 장치를 갖춘 하나 이상의 챔버를 가지는 첫 번째 모듈에서 수행되고, e)단계는 챔버 내의 압력 감소용 장치 및 기체상으로 전환된 용매를 건조 챔버에서 제거하기 위한 장치가 있는 기체가 새지 않도록 밀봉 가능한 건조 챔버를 가지는 두 번째 모듈에서 수행되는 것을 특징으로 하는 장치.
  35. 제25항 또는 제26항에 있어서, 첫 번째 및 두 번째 모듈을 기재 수송장치와 연결시키고, 또한 상기 수송장치가 두 번째 모듈과 후처리를 위한 추가의 모듈을 연결시키며, 상기 세 번째 모듈이 기재의 온도를 200℃ 내지 800℃로 증가시키기 위한 템퍼링장치 및 챔버 내에 감압 또는 불활성 기체 분위기 제조용 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
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Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1094506A3 (en) 1999-10-18 2004-03-03 Applied Materials, Inc. Capping layer for extreme low dielectric constant films
KR100816698B1 (ko) * 2000-04-03 2008-03-27 가부시키가이샤 알박 다공성 ｓｏｇ 필름의 제조방법
IT1318617B1 (it) * 2000-07-10 2003-08-27 Novara Technology Srl Processo sol-gel per la produzione di geli secchi di grandidimensioni e vetri derivati.
JP3570515B2 (ja) * 2002-10-15 2004-09-29 セイコーエプソン株式会社 多孔質絶縁膜の形成方法および装置並びにその形成方法を用いて製造した電子デバイス
US9469739B2 (en) 2005-04-07 2016-10-18 Aspen Aerogels, Inc. Microporous polyolefin-based aerogels
US9476123B2 (en) 2005-05-31 2016-10-25 Aspen Aerogels, Inc. Solvent management methods for gel production
WO2007011750A2 (en) 2005-07-15 2007-01-25 Aspen Aerogels, Inc. Secured aerogel composites and method of manufacture thereof
WO2007010949A1 (ja) * 2005-07-19 2007-01-25 Dynax Corporation アルキルシロキサンエアロゲルの製造方法、並びに、アルキルシロキサンエアロゲル、その製造装置およびそれを含むパネルの製造方法
US9181486B2 (en) 2006-05-25 2015-11-10 Aspen Aerogels, Inc. Aerogel compositions with enhanced performance
KR100840603B1 (ko) 2007-01-11 2008-06-23 한국생산기술연구원 영구적 소수성을 갖는 에어로겔의 제조 방법 및 이로부터제조된 에어로겔
US8952119B2 (en) 2010-11-18 2015-02-10 Aspen Aerogels, Inc. Organically modified hybrid aerogels
US8906973B2 (en) 2010-11-30 2014-12-09 Aspen Aerogels, Inc. Modified hybrid silica aerogels
US9133280B2 (en) * 2011-06-30 2015-09-15 Aspen Aerogels, Inc. Sulfur-containing organic-inorganic hybrid gel compositions and aerogels
US9218989B2 (en) * 2011-09-23 2015-12-22 Raytheon Company Aerogel dielectric layer
SI24001A (sl) 2012-02-10 2013-08-30 Aerogel Card D.O.O. Kriogena naprava za transport in skladiščenje utekočinjenih plinov
US9302247B2 (en) 2012-04-28 2016-04-05 Aspen Aerogels, Inc. Aerogel sorbents
US11053369B2 (en) 2012-08-10 2021-07-06 Aspen Aerogels, Inc. Segmented flexible gel composites and rigid panels manufactured therefrom
WO2014197028A2 (en) 2013-03-08 2014-12-11 Aspen Aerogels, Inc. Aerogel insulation panels and manufacturing thereof
FR3007025B1 (fr) 2013-06-14 2015-06-19 Enersens Materiaux composites isolants comprenant un aerogel inorganique et une mousse de melamine
US9434831B2 (en) 2013-11-04 2016-09-06 Aspen Aerogels, Inc. Benzimidazole based aerogel materials
CN103769016A (zh) * 2013-12-31 2014-05-07 浙江工业大学 一种疏水性SiO2-TiO2复合气凝胶的常压制备方法
US11380953B2 (en) 2014-06-23 2022-07-05 Aspen Aerogels, Inc. Thin aerogel materials
SG11201702138XA (en) * 2014-10-03 2017-04-27 Aspen Aerogels Inc Improved hydrophobic aerogel materials
JP6920580B2 (ja) * 2017-02-28 2021-08-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 断熱窓とその製造方法
CN109721755A (zh) * 2017-10-27 2019-05-07 南京纳世新材料有限责任公司 一种制备气凝胶膜材的方法及其反应装置
CN116532055A (zh) 2018-05-31 2023-08-04 斯攀气凝胶公司 火类增强的气凝胶组成物
DE102018216616A1 (de) 2018-09-27 2020-04-02 Thyssenkrupp Ag Hoch belastbares thermisches Isolationsmaterial mit guter Umformbarkeit und ausgezeichneter Körperschalldämpfung
KR102604537B1 (ko) * 2018-12-14 2023-11-22 주식회사 엘지화학 에어로겔 블랭킷의 제조방법
DE102022122137A1 (de) 2022-09-01 2024-03-07 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Batteriekastendeckel aus thermisch isolierendem Stahlsandwichmaterial

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3203903A (en) * 1960-06-27 1965-08-31 Shell Oil Co Process for preparing physically strong aerogels
JPH03127624A (ja) * 1989-10-13 1991-05-30 Toyo Eng Corp バッチ式プラント
US5190957A (en) * 1989-11-13 1993-03-02 Merrell Dow Pharmaceuticals Inc. Treatment of multi-drug resistant tumors with quinolyl-and isoquinolyloxazole-2-ones
WO1992003378A1 (en) * 1990-08-23 1992-03-05 United States Department Of Energy A METHOD FOR PRODUCING METAL OXIDE AEROGELS HAVING DENSITIES LESS THAN 0.02 g/cm?3¿
JP3418995B2 (ja) * 1992-03-19 2003-06-23 株式会社日立製作所 化学反応設備
DE4316540A1 (de) * 1993-05-18 1994-11-24 Hoechst Ag Verfahren zur unterkritischen Trocknung von Aerogelen
WO1995017347A1 (en) * 1993-12-23 1995-06-29 Ppg Industries, Inc. Silica aerogel produced under subcritical conditions
US5674642A (en) * 1995-06-02 1997-10-07 Regents Of The University Of Minnesota High capacity high rate materials
EP0775669B1 (en) * 1995-11-16 2001-05-02 Texas Instruments Incorporated Low volatility solvent-based precursors for nanoporous aerogels

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