KR100972045B1 - 반응성 스퍼터링 공정을 이용한 기판의 양면 다층박막적층장치 - Google Patents

반응성 스퍼터링 공정을 이용한 기판의 양면 다층박막적층장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 챔버 내부에 기판을 고정시키는 고정부와;
상기 고정부에 고정된 기판의 양면을 동시에 증착시키는 스퍼터 증착부와;
상기 스퍼터 증착부의 증착공정으로 발생되어 고정부에 축적되는 열을 냉각시키는 냉각부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 반응성 스퍼터링 공정을 이용한 기판의 양면 다층박막 적층장치에 관한 것이다.
본 발명 반응성 스퍼터링 공정을 이용한 기판의 양면 다층박막 적층장치에 의하면, 기판의 앞면과 뒷면에 각각 타겟을 포함하는 캐소드를 설치하여 기판의 양면을 동시에 증착시킴으로 제품의 생산공정을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있으며, 스퍼터링 공정에서의 이온이 충돌하면서 발생되어 고정부의 고정판에 축적된 열을 냉각유체로 냉각시켜 기판에서의 열축적을 차단시킴으로써 제품의 불량률이 감소되어 제품에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 것이다.
기판, 증착, 다층박막,

Description

반응성 스퍼터링 공정을 이용한 기판의 양면 다층박막 적층장치{both side multilayer thin flim laminating device of boards using reactive sputtering process}
본 발명은 기판의 양면에 반응성 스퍼터링 공정을 이용하여 유전체 물질을 동시에 증착하여 특정 파장의 투과도 및 반사도를 억제하는 반응성 스퍼터링 공정을 이용한 기판의 양면 다층박막 적층장치에 관한 것이다.
일반적으로 기판의 표면에 유전체 박막을 다층으로 교대로 적층시켜 특정 파장의 투과도 및 반사도를 조절하게 되는데, 이는 진공 증발 증착 공정과 반응성 스퍼터링 공정으로 구현될 수 있다.
상기 진공 증발 증착 공정은, 고진공 용기 속에 피복될 물체 즉, 기판과 그 표면에 부착시키려는 유전체의 원료 물질을 넣어 둔 다음, 상기 유전체의 원료 물질을 가열하여 증발시키면, 차가운 물체 표면에 응축되어 증착되는 방식이다.
상기 반응성 스퍼터링(reactive sputtering) 공정이란, 타겟에 아르곤, 헬륨 등의 불활성원소와 반응성 가스를 넣어 이온화된 가스원자가 타겟과 충돌하여 금속 원자를 타겟으로부터 떼어냄과 동시에 챔버내에서 금속원자와 산소 및 질소와 같은 반응성 가스를 반응시켜 기판 표면에 유전체막을 증착하는 기술이다.
또한, 스퍼터링 공정은, 고체상의 타겟에 이온 빔 혹은 플라즈마 내 이온이 충돌함으로써 타겟으로부터 원자가 떨어져 나와 기판에 증착되는 공정을 총칭한다.
상기 기판의 양면을 증착할 경우는, 상기의 과정으로 앞면이 증착된 기판을 회전시켜 뒤면과 타겟이 대향하도록 배치시킨 상태에서 상기 스퍼터링 공정을 수행함으로써 기판의 양면 증착이 가능하였다.
이의 선 출원 기술로 본건 출원인이 2004년 실용신안등록출원 제37693호로 출원하여 실용신안등록 제387137호로 광학렌즈 코팅을 위한 렌즈 로딩이 등록된 바 있다.
그러나 선 등록된 광학렌즈 코팅을 위한 렌즈 로딩으로 스퍼터링 증착공정이 2회 연속으로 진행되면, 고진공의 용기에 열이 축적됨과 동시에 축적된 열을 자연냉각시킨 후, 다시 증착공정을 수행해야 하므로 제품의 생산성이 저하되는 문제점이 있었고, 상기 열이 기판위에 증착된 유전체 막에 크랙을 발생시키는 원인을 제공함과 아울러 들뜸현상으로 인해 밀착력이 나빠짐으로 제품의 불량률이 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 제반결함을 감안하여 이루어진 것으로, 기판의 양면을 동시에 증착할 수 있는 반응성 스퍼터링 공정을 이용한 기판의 양면 다층박막 적층장치를 제공함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 스퍼터링 공정에서의 이온이 충돌하면서 발생되어 고정부의 고정판에 축적된 열을 고정판으로 공급되는 냉각유체에 의해 냉각시키므로 기판으로 전달되는 열을 차단함과 아울러 양면이 증착된 제품의 불량률을 감소시키는 반응성 스퍼터링 공정을 이용한 기판의 양면 다층박막 적층장치를 제공함을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명 반응성 스퍼터링 공정을 이용한 기판의 양면 다층박막 적층장치는,
챔버 내부에 기판을 고정시키는 고정부와;
상기 고정부에 고정된 기판의 양면을 동시에 증착시키는 스퍼터 증착부와;
상기 스퍼터 증착부의 증착공정으로 발생되어 고정부에 축적되는 열을 냉각시키는 냉각부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 것이다.
본 발명 반응성 스퍼터링 공정을 이용한 기판의 양면 다층박막 적층장치에 의하면, 기판의 앞면과 뒷면에 각각 동일 재질의 타겟을 포함하는 캐소드를 설치하여 기판의 양면을 동시에 증착시킴으로 제품의 생산공정을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.
또한, 본 발명 반응성 스퍼터링 공정을 이용한 기판의 양면 다층박막 적층장치에 의하면, 스퍼터링 공정에서의 이온이 충돌하면서 발생되어 고정부의 고정판에 축적된 열을 냉각유체로 냉각시켜 기판에서의 열축적을 차단시킴으로써 제품의 불량률이 감소되어 제품에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.
본 발명은, 챔버(100) 내부에 기판을 고정시키는 고정부(200)가 구성되고, 상기 고정부(200)에 고정된 기판의 양면을 동시에 증착시키는 스퍼터 증착부(300)가 구성되며, 상기 스퍼터 증착부(300)의 증착공정으로 발생되어 고정부(200)에 축적되는 열을 냉각시키는 냉각부(400)를 포함하여 구성하는 것으로, 이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 고정부(200)는, 상기 챔버(100) 내부에 고정되는 고정판(210)이 구비되고, 상기 고정판(210)에 렌즈장착부재(221)가 방사상으로 안착되어 회전가능하게 장착되는 회전기어(220)가 구비되며, 상기 회전기어(220)의 렌즈장착부재(221)에 기판을 고정시키는 렌즈고정부(230)가 구비되고, 상기 회전기어(220)를 회전시키도록 동력을 전달하는 동력전달부(240)로 구비된다.
상기 회전기어(220)의 내.외측에 내.외측기어(220a)(220b)가 각각 형성된다.
또한, 상기 렌즈고정부(230)는, 상기 기판이 장착되는 장착공(231a) 내주면에 장착돌기(231b)가 돌출되고, 일측면에 적어도 1개 이상의 공간(231c)이 형성된 고정몸체(231)가 구비되며, 상기 고정몸체(231)의 공간(231c)에 장착되어 기판의 외주면을 가압하는 지지편(232)이 구비되고, 상기 지지편(232)이 기판을 가압하여 지지하도록 고정몸체(231)와 지지편(232)의 고정홈(233)에 장착되는 스프링(234)으로 구비된다.
상기 동력전달부(240)는, 모터(241)가 구비되고, 상기 모터(241)의 동력을 동력전달기어(243)로 전달하는 동력전달부재(242)가 구비되며, 상기 동력전달부재(242)와 회전기어(220)의 외측기어(220b)에 맞물려 모터(241)의 동력으로 회전기어(220)를 회전시키는 동력전달기어(243)로 구비된다.
한편, 상기 렌즈고정부(230)의 회전을 안내하는 베어링(250)을 포함하여 구비할 수도 있는 것이다.
또한, 상기 스퍼터 증착부(300)는, 상기 챔버(100)의 도어(110) 내측면에 각각 장착되어 기판의 양면과 배치되는 타겟(310)이 구비되고, 상기 타겟(310)에 파워서플라이(330)로부터 공급되는 전원을 인가하는 캐소드(320)로 구비된다.
상기 냉각부(400)는, 상기 고정부(200)의 고정판(210) 일측에 입수공과 출수공이 관통된 수로(410)가 구비되고, 상기 수로(410)의 입수공/출수공과 연결호스(421)로 각각 연결하며, 내부에 냉각유체를 저장하는 유체저장통(420)이 구비되고, 상기 유체저장통(420)에 저장된 냉각유체를 강제로 순환시키는 순환펌프(430)로 구비된다.
또한, 상기 고정부(200), 스퍼터 증착부(300), 냉각부(400)를 제어하는 제어부(500)를 포함하여 구성할 수 있는 것이다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 정면구성도이고, 도 2는 본 발명의 측면구성도이며, 도 3은 본 발명 고정부의 사시도를 나타낸 것으로, a는 정면사시도이고, b는 배면사시도이며, 도 4는 본 발명 렌즈고정부의 분리사시도이다.
먼저, 도 5a 도 5c에 도시된 바와 같이, 렌즈고정부(230)의 지지편(232)을 외측으로 이동시키면, 상기 지지편(232)은 고정몸체(231)의 공간(231c) 외측으로 이동하여 벌어진 상태가 되고, 이 상태에서 고정몸체(231)의 장착공(231a)에 기판(G)을 장착시키면, 상기 기판(G)이 장착공(231a)의 내면에 돌출된 장착돌기(231b)에 밀착된다.
이때, 상기 지지편(232)에 가해진 압력을 해제시키면, 고정몸체(231)와 지지편(232)의 고정홈(233)에 장착된 스프링(234)의 복원력으로 지지편(232)이 공간(231c)의 내측으로 이동하면서 지지편(232)의 내면이 기판(G)의 외면을 가압하여 고정시키는 것이다.
상기의 과정으로 기판(G)이 장착된 렌즈고정부(230)를 도 6에 도시된 바와 같이, 챔버(100)의 도어(110)를 회전시켜 내부를 개방한 후, 챔버(100) 내부에 고정된 회전기어(220)의 렌즈장착부재(221)에 장착하는데, 상기 렌즈고정부(230)의 고정몸체(231) 외주면에 돌출된 고정돌기(미도시)가 렌즈장착부재(221) 내주면에 형성된 고정홈(미도시)에 밀착되면, 상기 렌즈고정부(230)의 고정몸체(231)를 렌즈고정부(230)가 회전되는 방향으로 회전시켜 결합한다.
상기 회전기어(220)에는 렌즈고정부(230)를 최소 1개에서 최대 4개까지 장착할 수 있으나, 이는 수치한정에 불과하며, 상기 렌즈장착부재(221)의 개수를 달리하여 렌즈고정부(230)의 장착개수를 달리할 수 있는 것이다.
상기 회전기어(220)의 렌즈장착부재(221)에 렌즈고정부(230)의 장착을 완료하면, 챔버(100)의 도어(110)를 회전시켜 내부를 폐쇄시킨 후, 제어부(500)의 제어에 따라 챔버(100) 내부를 진공시키는데, 상기 제어부(500)의 제어에 따라 로터리 펌프(P')를 이용하여 저진공으로 진공을 형성하고, 다시 터보펌프(P")를 이용하여 고진공으로 진공을 형성한다.
이때, 상기 챔버(100) 내부의 진공도는 5×10-3에서 5×10-5 torr 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 챔버(100)의 진공도가 5×10-3에서 5×10-5 torr 범위에 도달하면, 제어부(500)의 제어에 따라 챔버(100) 내부로 Ar, N2, O2 등과 같은 가스를 일정량 공급하는데, 이는 각각의 봄베로부터 가스라인(미도시)을 통해 챔버(100) 내부로 공급된다.
상기 챔버(100) 내부로 공급되는 가스의 유속은 2~100sccm이나 적용되는 용도 및 펌프에 따라 더 낮아지거나 높아질 수 있음을 밝혀둔다.
상기 가스가 챔버(100) 내부에 채워지면, 도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(500)의 제어에 따라 동력전달부(240)의 모터(241)가 시계반대방향으로 회전하면, 상기 모터(241)의 모터축에 연결된 동력전달부재(242)가 시계방향으로 회전함과 동시에 상기 동력전달부재(242)에 맞물린 동력전달기어(243)가 시계방향으로 회전하면서 상기 동력전달기어(243)에 외측기어(220b)가 맞물린 회전기어(220)는 시계반대방향으로 회전한다.
또한, 상기 회전기어(220)의 렌즈장착부재(221)에 장착된 렌즈고정부(230)의 고정몸체(231)는, 회전기어(220)의 내측기어(220a)와 맞물려 있으므로 모터(241)의 회전방향과 동일한 방향인 시계방향으로 회전하게 된다.
상기와 같이 회전기어(220)와 렌즈고정부(230)가 서로 반대방향으로 회전하는 상태에서 제어부(500)의 제어에 따라 스퍼터 증착부(300)의 파워서플라이(330)로부터 공급되는 전원을 캐소드(320)를 통해 타겟(310)으로 인가하면, 플라즈마내 이온이 타겟(310)에 충돌함과 동시에 타겟(310)으로부터 원자가 떨어져 나와 기판(G) 표면에 증착되어 증착층을 형성하게 된다.
여기서, 상기 플라즈마 파워는 0.1~5kW 범위에 있으며, 상기 스퍼터링 방법은 펄스직류스퍼터링이다. 이 경우, 플라즈마는 주어진 주파수에서 직류전원을 on/off시킴으로 해서 발생되며, 상기 직류전원의 on/off 한 주기 동안 플라즈마는 각각의 경우에 일정한 시간 동안 switch off가 되게 되는데 이를 pulse reverse time(PRT)라고 한다.
상기 기판(G)의 표면에 스퍼터링 증착공정이 완료되면, 파워서플라이(330)에서 인가한 전원과 인입가스를 차단시킨 후, 증착층2의 조건으로 챔버(100) 내부에 가스종류와 적절할 가스유량을 공급하고, 파워서플라이(330)로부터 공급되는 전원을 캐소드(320)를 통해 타겟(310)에 인가하면, 플라즈마내 이온이 타겟(310)에 충돌함과 동시에 타겟(310)으로부터 원자가 떨어져 나와 기판(G) 표면에 증착된다.
이때, 상기 스퍼터 증착부(300)에 의해 기판(G)의 앞.뒷면 스퍼터링 증착이 이루어질 때, 스퍼터 증착부(300)에서 발생된 열이 고정부(200)로 전달되는데, 상기 고정부(200)로 전달된 열은 제어부(500)의 제어에 따라 냉각부(400)에서 냉각시키게 된다.
상기 냉각부(400)는, 상기 제어부(500)의 제어에 따라 순환펌프(430)의 작동으로 유체저장통(420)에 저장된 냉각유체를 연결호스(421)를 경유하여 고정부(200)의 고정판(210) 내부에 형성된 유입공으로 유입되어 수로(410) 내부로 이동하면서 고정판(210)으로 전달된 열과 열교환되어 고정판(210)으로 전달되는 열을 냉각시킴과 동시에 열과 열교환되어 고온으로 변환된 고온의 냉각유체는 수로(410)의 출수공으로 배출되어 연결호스(421)를 통해 유체저장통(420)에 저장되어 냉각되는 과정을 순환하면서 고정판(210)을 냉각시키게 된다.
상기의 설명은 투명한 기판(G)의 앞면과 뒷면에 무반사 코팅층을 형성하는 일례를 보여준 것이나, 이를 좀더 수치를 한정하여 설명하면 다음과 같다.
하기의 치수는 이해를 돕기 위한 단순한 치수에 불과하므로 이에 한정하는 것은 아니며, 기판에 대한 곡률은 나타내지 아니함을 밝혀둔다.
하기에서 나타나는 sccm은, Standard Cubic Centimeter per Minute의 약자이며, 1 sccm이란 0℃ 1기압에서 1분동안 방출되는 기체의 양이 1㎤ 라는 의미입니 다.
상기 기판의 앞면과 뒷면은 Ar과 O2, Ar 또는 Ar을 이용하여 증착층을 형성하는데, 상기 증착층은 기판의 표면 개질(Plasma Treatment) 효과를 부여한다.
이를 위한 공정조건은;
70sccm의 Ar, 300W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲의 pulse reverse time, 그리고 20초 정도의 공정시간;
또는, 70sccm의 Ar, 13sccm의 O2, 500W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲의 pulse reverse time, 그리고 10초 정도의 공정시간을;
또는, 70sccm의 O2, 400W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲의 pulse reverse time, 그리고 20초 정도의 공정시간을 가진다. 그런 다음 앞면 및 뒷면을 각각 또는 동시에 무반사 코팅시스템에 의해 코팅한다.
예를 들어, 전형적인 무반사 코팅층의 구성은 기판으로부터33nm의 두께를 갖는 SixNy(1층), 14nm의 두께를 갖는 SiO2(2층), 74nm의 두께를 갖는 SixNy(3층), 90nm 두께를 갖는 SiO2(4층)로 구성된다.
상기와 같이 전형적인 무반사 코팅의 앞면 코팅층 공정 조건은,
1 층은 70sccm의 Ar, 15sccm의 N2, 1900W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲의 pulse reverse time, 그리고 14초 정도의 코팅시간을;
2 층은 70sccm의 Ar, 13sccm의 O2, 700W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 8초 정도의 코팅시간을;
3 층은 70sccm의 Ar, 15sccm의 N2, 1900W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 52초 정도의 코팅시간을;
4 층은 70sccm의 Ar, 13sccm의 O2, 1900W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 26초 정도의 코팅시간을 가진다.
기판의 뒷면은 타겟 사이와의 거리가 앞면 보다 더 큰 거리를 고려해볼 때, 코팅속도는 앞면 보다 더 낮게 된다.
또한, 상기와 같은 전형적인 무반사 코팅의 뒷면 코팅층 공정 조건은,
1 층은 70sccm의 Ar, 15sccm의 N2, 2100W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 24초 정도의 코팅시간을;
2 층은 70sccm의 Ar, 15sccm의 O2, 900W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 16초 정도의 코팅시간을;
3 층은 70sccm의 Ar, 15sccm의 N2, 2100W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 119초 정도의 코팅시간을;
4 층은 70sccm의 Ar, 15sccm의 O2, 2100W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 54초 정도의 코팅시간을 가진다.
상기 전형적인 무반사 코팅의 peak는 도 8에 도시된 바와 같다. 상기 전형적인 무반사 코팅의 색상은 green이며, 상기 전형적인 무반사 코팅의 코팅층 구성의 변화없이 두께 조절만으로 다른 색상을 구현할 수 있다.
예를 들어 magenta 색상을 구현하기 위한 무반사 코팅층의 구성은 기판으로부터 92nm 두께의SixNy(1층), 70nm 두께의 SiO2(2층), 30nm 두께의 SixNy(3층), 20nm 두께의SiO2(4층)로 구성한다.
상기 Magenta 색상 구현을 위한 무반사 코팅층의 앞면 공정 조건은,
1 층은 70sccm의 Ar, 15sccm의 N2, 1900W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 12초 정도의 코팅시간을;
2 층은 70sccm의 Ar, 13sccm의 O2, 600W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 11초 정도의 코팅시간을;
3 층은 70sccm의 Ar, 15sccm의 N2, 1900W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 45초 정도의 코팅시간을;
4 층은 70sccm의 Ar, 13sccm의 O2, 1900W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 23초 정도의 코팅시간을 가진다.
기판의 뒷면은 타겟 사이와의 거리가 앞면 보다 더 큰 거리를 고려해볼 때, 코팅속도는 앞면 보다 더 낮게 된다. Magenta 색상 구현을 위한 무반사 코팅층의 뒷면 공정 조건은,
1 층은 70sccm의 Ar, 15sccm의 N2, 2100W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 21초 정도의 코팅시간을;
2 층은 70sccm의 Ar, 15sccm의 O2, 900W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 14초 정도의 코팅시간을;
3 층은 70sccm의 Ar, 15sccm의 N2, 2100W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 104초 정도의 코팅시간을;
4 층은 70sccm의 Ar, 15sccm의 O2, 2100W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 47초 정도의 코팅시간을 가진다.
상기 magenta 색상 구현을 위한 무반사 코팅의 peak는 도 9에 도시된 바와같으며, 상기 green 무반사 코팅 및 magenta 무반사 코팅처럼 코팅층의 구성 및 코팅층의 두께를 변화시키면 다양한 색상의 구현이 가능하다.
상기 green 무반사 코팅 및 magenta 무반사 코팅의 경우 기판의 앞면 스퍼터 증착공정이 진행된 뒤 기판의 뒷면 스퍼터 증착공정이 진행되는 전형적인 무반사 코팅 증착공정이다.
예를 들어, green 무반사 코팅의 기판 양면 동시 스퍼터 증착공정의 공정 조건은,
1 층은 70sccm의 Ar, 15sccm의 N2, 앞면 1700W의 파워, 뒷면2300W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 19초 정도의 코팅시간을;
2 층은 70sccm의 Ar, 15sccm의 O2, 앞면 500W의 파워, 뒷면 1100W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 12초 정도의 코팅시간을;
3 층은 70sccm의 Ar, 15sccm의 N2, 앞면 1700W의 파워, 뒷면 2300W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 85초 정도의 코팅시간을;
4 층은 70sccm의 Ar, 15sccm의 O2, 앞면 1700W의 파워, 뒷면 2300W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 40초 정도의 코팅시간을 가진다.
상기 기판의 양면 스퍼터 증착공정에 의한green 색상 구현을 위한 무반사 코팅의 peak는 도 10에 도시된 바와같으며, 상기 magenta 무반사 코팅도 상기 기판의 양면 스퍼터 증착공정에 의한 green 색상 구현처럼 코팅층의 구성 및 코팅층의 두께를 변화시켜 기판의 양면 스퍼터 증착공정이 가능하며, 코팅층의 구성 및 코팅층의 두께를 변화시켜 다양한 색상의 구현이 가능하다.
또한, 전형적인 미러(mirror) 코팅층의 구성은 기판으로부터 88nm 두께의 SixNy(1층), 80nm 두께의 SiO2(2층), 82nm 두께의 SixNy(3층), 80nm 두께의 SiO2(4층), 82nm 두께의 SixNy(5층)로 구성되고 볼록한 면만 코팅을 한다.
예를 들어 앞면 미러코팅층의 공정 조건은
1 층은 70sccm의 Ar, 15sccm의 N2, 1900W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 35초 정도의 코팅시간을;
2 층은 70sccm의 Ar, 13sccm의 O2, 1900W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 28초 정도의 코팅시간을;
3 층은 70sccm의 Ar, 15sccm의 N2, 1900W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 33초 정도의 코팅시간을;
4 층은 70sccm의 Ar, 13sccm의 O2, 1900W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 28초 정도의 코팅시간을;
5 층은 70sccm의 Ar, 15sccm의 N2, 1900W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 33초 정도의 코팅시간을 가진다.
상기 전형적인 미러 코팅의 peak는 도 11에 도시된 바와 같다. 상기 전형적인 미러 코팅의 색상은 gold이며, 상기 전형적인 미러 코팅의 코팅층 구성의 변화없이 두께 조절만으로 다른 색상을 구현할 수 있다.
예를 들어 blue 색상을 구현하기 위한 미러 코팅층의 구성은 기판으로부터 78nm 두께의 SixNy(1층), 57nm 두께의 SiO2(2층), 75nm 두께의 SixNy(3층), 57nm 두께의 SiO2(4층), 75nm 두께의 SixNy(5층)로 구성한다.
Blue 색상 구현을 위한 미러 코팅층의 앞면 공정 조건은,
1 층은 70sccm의 Ar, 15sccm의 N2, 1900W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 31초 정도의 코팅시간을;
2 층은 70sccm의 Ar, 13sccm의 O2, 1900W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 20초 정도의 코팅시간을;
3 층은 70sccm의 Ar, 15sccm의 N2, 1900W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 30초 정도의 코팅시간을;
4 층은 70sccm의 Ar, 13sccm의 O2, 1900W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 20초 정도의 코팅시간을;
5 층은 70sccm의 Ar, 15sccm의 N2, 1900W의 파워, 350kHz의 주파수, 1.0㎲ 의 pulse reverse time, 그리고 30초 정도의 코팅시간을 가진다.
상기 blue 색상 구현을 위한 미러 코팅의 peak는 도 12에 도시된 바와 같으며, 상기 gold 미러 코팅 및 blue 미러 코팅처럼 코팅층의 구성 및 코팅층의 두께를 변화시키면 다양한 색상을 구현이 가능하다.
상기 챔버(100) 내부에서 다층박막 제조를 위한 스퍼터 증착 공정이 완료되면 제어부(500)의 제어에 의해 동려전달부(400)의 모터(241) 회전을 정지시킴과 동시에 파워서플라이(330)의 전원 및 인입가스를 차단한 후, 챔버(100) 내부를 벤트시켜 대기압 상태로 만든 상태에서 챔버(100)의 도어(110)를 회전시켜 챔버(100) 내부를 개방한다.
상기 챔버(100) 내부가 개방되면, 렌즈장착부재(221)에서 렌즈고정부(230)가 이탈되는 방향으로 회전시키면, 렌즈고정부(230)의 고정몸체(231) 외주면에 돌출된 고정돌기(미도시)가 렌즈장착부재(221) 내주면에 형성된 고정홈(미도시)에서 이탈되어 분리된다.
상기의 과정으로 분리된 렌즈고정부(230)의 지지편(232)을 외측으로 이동시키면, 상기 지지편(232)은 스프링(234)을 가압하면서 고정몸체(231)의 공간(231c) 외측으로 벌어짐과 동시에 지지편(232)의 내면이 기판의 외면에서 이탈되어 지지력이 상실되고, 지지력이 상실된 기판을 렌즈고정부(230)의 장착돌기(231b)에서 분리하여 보관하면 된다.
상기와 같이 기판의 앞면과 뒷면을 동시에 증착할 수 있으며, 이는 제어부(500)에 입력된 설정값에 의하여 자동화로 진행되므로 기판의 양면 증착시간을 반으로 줄일 수 있는 것이다.
또한 상기 제어부(500)의 제어에 따라 기판(G)의 앞.뒷면을 선택적으로 각각 증착할 수 도 있는 것이다.
여기서, 기판은 광학디바이스에서 투명한 유리 혹은 플라스틱 재질의 광학렌즈, 안경렌즈를 포함하는 것을 말한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 정면구성도
도 2는 본 발명의 측면구성도
도 3은 본 발명 고정부의 사시도를 나타낸 것으로,
a는 정면사시도이고,
b는 배면사시도이다.
도 4는 본 발명 렌즈고정부의 분리사시도
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 렌즈고정부에 렌즈를 장착하는 상태도
도 6은 본 발명의 설치상태도
도 7은 본 발명 고정부의 작동상태도
도 8 내지 도 12는 본 발명이 적용된 기판의 반사율에 대한 파장을 나타낸 그래프
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 챔버 110: 도어
200: 고정부 210: 고정판
220: 회전기어 230: 렌즈고정부
240: 동력전달부 250: 베어링
300: 스퍼터 증착부 310: 타겟
320: 캐소드 330: 파워서플라이
400: 냉각부 410: 수로
420: 유체저장통 430: 순환펌프
500: 제어부

Claims (11)

  1. 도어가 대향하게 장착되는 챔버 내부에 기판이 수직으로 장착되도록 고정되는 고정판이 구비되고, 상기 고정판에 장착되어 방사상으로 렌즈장착부재를 회전시키도록 내.외측에 내.외측기어가 각각 형성되는 회전기어가 구비되며, 상기 렌즈장착부재에 고정된 기판이 장착되는 장착공 내주면에 장착돌기가 형성되고, 일측면에 적어도 1개 이상의 공간이 형성된 고정몸체가 형성되며, 상기 고정몸체의 공간에 장착되어 기판의 외주면을 가압하는 지지편이 형성되고, 상기 지지편이 기판을 가압하여 지지하도록 고정몸체와 지지편의 고정홈에 장착되는 스프링으로 형성되어 회전기어와 반대방향으로 회전하는 렌즈고정부가 구비되고, 상기 회전기어를 회전시키는 모터가 형성되고, 상기 모터의 동력을 동력전달기어로 전달하는 동력전달부재가 형성되며, 상기 동력전달부재와 회전기어의 외측기어에 맞물려 모터의 동력으로 회전기어를 회전시키는 동력전달기어가 형성되는 동력전달부가 구비되며, 상기 렌즈고정부의 회전을 안내하는 베어링으로 구비된 고정부와;
    상기 기판의 양면을 동시에 증착시킬 수 있도록 상기 챔버의 도어 내측면에 각각 장착되어 기판의 양면과 배치되는 타겟이 구비되고, 상기 타겟에 파워서플라이로부터 공급되는 전원을 인가하는 캐소드로 구비되는 스퍼터 증착부와;
    상기 스퍼터 증착부의 증착공정으로 발생되어 고정부에 축적되는 열을 냉각시킬 수 있도록 상기 고정부의 고정판 일측에 입수공과 출수공이 관통된 수로가 구비되고, 상기 수로의 입수공/출수공과 연결호스로 각각 연결하며, 내부에 냉각유체를 저장하는 유체저장통이 구비되고, 상기 유체저장통에 저장된 냉각유체를 강제로 순환시키는 순환펌프로 구비되는 냉각부와;
    상기 고정부, 스퍼터 증착부 및 냉각부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 양면 다층박막 적층장치.
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  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부의 제어에 따라 기판의 앞.뒷면을 선택적으로 각각 증착하는 것을 특징으로 하는 반응성 스퍼터링 공정을 이용한 기판의 양면 다층박막 적층장치.
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