KR101265737B1 - 고투과성 박막의 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents

고투과성 박막의 제조 장치 및 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 챔버; 기판 홀더; 냉각부; 헥사플루오로프로필렌옥사이드를 포함하는 공정 가스를 챔버 내부로 주입할 수 있는 가스 주입부; 및 촉매 저장부를 포함하는 고투과성 박막의 제조 장치; 및 챔버를 진공 상태로 배기하는 단계; 기판을 냉각하는 단계; 촉매 저장부를 가열하는 단계; 상기 진공 상태의 챔버 내부로 헥사플루오로프로필렌옥사이드를 포함하는 공정 가스를 주입하는 단계; 증착 물질을 형성하는 단계; 및 성막 단계를 포함하는 고투과성 박막의 제조 방법에 관한 것으로서, 이에 따르면 높은 투과도 및 우수한 반사율을 갖는 박막을 낮은 온도에서도 거대 면적으로 용이하게 증착될 수 있는 고투과성 박막이 제공될 수 있다.

Description

고투과성 박막의 제조 장치 및 제조 방법{PRODUCTION APPARATUS AND PRODUCTION METHOD OF THIN FLIM HAVING HIGH TRANSMITTNACE}
본 발명은 고투과성 박막의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 높은 투과도 및 낮은 반사율을 갖는 박막을 낮은 온도에서도 거대 면적으로 용이하게 증착시킬 수 있는 고투과성 박막의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 소자 또는 디스플레이 소자의 제조 과정에서 우수한 기계적 물성과 더불어 높은 투과도를 갖는 박막을 제조하기 위한 다양한 시도가 있어 왔다. 최근 높은 투명도를 갖는 태양 전지에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있으며, 자동차/건물의 유리 및 태양전지 패널 등에 적용되는 기능성 코팅 물질에 대한 관심이 고조되고 있는 실정이다.
이에, 최근 상대적으로 높은 투과도 또는 낮은 반사율을 갖는 결정성 고분자를 증착/코팅 물질로 하여 얻어지는 박막에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 다만, 이전에 알려진 결정성 고분자를 증착 또는 코팅 하기 위해서는, Pulse　Laser　Deposition(PLD) 또는 Electrospray 방법 등을 사용하였는데, 상기 PLD방법에 의하면 얻어진 박막에 불순물이 많이 포함되며 거대 면적의 박막을 형성하는 공정에는 적용하기 어려운 문제가 있었고, Electrospray 방법의 경우 300℃이상의 고열 공정을 적용하여 제조 공정 및 사용되는 기판의 종류에 일정한 제약이 발생하는 문제점이 있었다.
이에 따라, 높은 투과도 또는 낮은 반사율을 갖는 박막의 제조 공정을 상용화 하기 위해서, 결정성 고분자를 낮은 온도에서 거대 면적으로 증착시킬 수 있는 방법에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 높은 투과도 및 낮은 반사율을 갖는 박막을 낮은 온도에서도 거대 면적으로 용이하게 증착시킬 수 있는 고투과성 박막의 제조 장치 및 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은, 진공 챔버; 상기 챔버 내부의 기판 홀더; 상기 기판 홀더에 장착된 기판을 냉각시키는 냉각부; 상기 진공 챔버 내부로 헥사플루오로프로필렌옥사이드(Hexafluoropropyleneoxide)를 포함하는 공정 가스를 주입하여 상기 기판 상에 고투과성 박막을 형성하기 위한 가스 주입부; 및 상기 기판 홀더의 하부에 위치하고, 촉매의 가열을 위한 전력 공급부가 연결된 촉매 저장부를 포함하는, 고투과성 박막의 제조 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, 진공 챔버 내의 기판 홀더에 장착된 기판을 냉각하는 단계; 촉매 저장부 내의 촉매를 가열하는 단계; 및 가스 주입부를 통해, 헥사플루오로프로필렌옥사이드를 포함하는 공정 가스를 진공 챔버 내로 주입하여 촉매 반응시키는 단계;를 포함하는 상기 고투과성 박막의 제조 장치를 이용한 고투과성 박막의 제조 방법을 제공한다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 고투과성 박막의 제조 장치 및 고투과성 박막의 제조 방법의 대하여 상세히 설명하기로 한다.
발명의 일 구현예에 따르면, 진공 챔버; 상기 챔버 내부의 기판 홀더; 상기 기판 홀더에 장착된 기판을 냉각시키는 냉각부; 상기 진공 챔버 내부로 헥사플루오로프로필렌옥사이드를 포함하는 공정 가스를 주입하여 상기 기판 상에 고투과성 박막을 형성하기 위한 가스 주입부; 및 상기 기판 홀더의 하부에 위치하고, 촉매의 가열을 위한 전력 공급부가 연결된 촉매 저장부;를 포함하는, 고투과성 박막의 제조 장치가 제공될 수 있다.
본 발명자들은, 상기 고투과성 박막의 제조 장치를 이용하면, 낮은 온도에서도 높은 순도 및 효율로 증착 재료를 기판 상에 거대 면적으로 코팅하여 높은 투과도 및 낮은 반사율을 갖는 박막을 제조할 수 있다는 점을 실험을 통하여 확인하고 발명을 완성하였다.
상기 고투과성 박막의 제조 장치에 주입되는 상기 헥사플루오로프로필렌옥사이드를 포함하는 공정 가스는 촉매와의 반응하여 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene)을 형성할 수 있다. 구체적으로, 상기 헥사플루오로프로필렌옥사이드를 포함하는 공정 가스가 촉매의 표면을 통과하면서 폴리테트라플루오로에틸렌을 형성할 수 있는 증착 재료로 전환하게 되며, 이에 따라 상대적으로 낮은 공정 온도를 적용하여도 용이하게 증착이 이루어져서 고투과성 박막을 얻을 수 있다.
상기 고투과성 박막의 제조 장치에 적용 가능한 기판은 반도체 장치, 디스플레이 장치, 연료 전지 또는 태양 전지 등에 사용되는 것으로 알려진 기판이면 별 다른 제한 없이 사용 가능하다. 예를 들어, 상기 기판으로는 유리 기판, 투명 플라스틱 기판(PET, PEN 또는 PES 등), 실리콘 기판 또는 투명 전도성 무기물 기판(AZO 또는 ITO 등)을 사용할 수 있다.
상기 '고투과성' 박막은 상기 기판에 형성되어 형성되기 전의 기판보다 일정 수준 이상의 투과도와 낮은 반사율을 갖는 박막을 의미한다. 구체적으로, 상기 고투과성 박막이 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판 상에 형성되는 경우, 400 내지 800nm의 파장 영역에서 상기 고투과성 박막이 형성된 후의 투과율이 형성되기 전의 투과율보다 2% 이상 클 수 있다. 상기 투명 플라스틱 기판은 PET(polyethylene terephthalate), PEN(poly(ethylene naphthalate)) 또는 PES(Polyethl Sulfone)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 고투과성 박막이 투명 전도성 무기물 기판 상에 형성되는 경우, 500 내지 800nm의 파장 영역에서 상기 고투과성 박막이 형성된 후의 투과율이 형성되기 전의 투과율 보다 1% 이상 클 수 있다. 상기 투명 전도성 무기물 기판은 AZO (aluminum zinc oxide) 또는 ITO (Indium Tin Oxide)을 포함할 수 있다.
특히, 상기 고투과성 박막의 제조 장치를 사용하여 기판의 양면에 고투과성 박막을 형성하는 경우, 한쪽 면에만 박막을 형성할 때에 비하여 향상된 투과도, 예를 들어, 1.5 배 이상 높은 투과도를 나타낼 수 있다. 이에 따라, 상기 고투과성 박막의 제조 장치를 이용하여 기판의 양면에 고투과성 박막을 형성하기 위하여, 기판 홀더의 설치 위치를 적절히 변경하거나, 기판 홀더의 형태를 적절히 변경할 수 있다.
또한, 상기 고투과성 박막이 실리콘 기판 상에 형성되는 경우, 380 내지 700nm의 파장 영역에서 상기 고투과성 박막이 형성된 후의 반사율이 형성되기 전의 반사율보다 10%이상 작을 수 있다.
상기 고투과성 박막의 제조 장치에서는, 상기 진공 챔버 안으로 주입되는 헥사플루오로프로필렌옥사이드를 포함하는 공정 가스가 촉매와 반응하여 증착 물질을 형성하게 되고, 이러한 증착 물질이 기판 상에 결합하면서, 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하는 박막이 형성하게 된다. 특히, 상기 고투과성 박막의 제조 장치에서는, 상기 진공 챔버 내부로 주입되는 공정 가스의 유량과 분압, 기판의 온도, 촉매의 온도 및 증착 시간을 조절함으로서, 목표하는 수준의 투과도와 반사율을 갖는 박막을 제조할 수 있다.
상기 진공 챔버는 진공 상태로 배기 또는 유지할 수 있는 공간 또는 구조물을 의미한다. 구체적으로, 상기 진공 챔버는 공정의 조건 또는 생산되는 박막의 크기 등에 따라 적절한 크기 및 형태를 가질 수 있으며, 진공 펌프 등을 통하여 내부를 진공 상태로 유지 또는 배기할 수 있는 것이면 별 다른 제한 없이 사용 가능 하다. 예를 들어, 상기 챔버는 원통형 또는 육면체의 형태일 수 있으며, 공정 조건 등에 따라 50 내지 500L의 부피를 가질 수 있다. 다만, 상기 챔버의 형태 및 크기 등이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기판 홀더(holder)는 상기 진공 챔버 내부의 상단부 또는 하단부에 위치할 수 있으며, 설치 위치 및 형태는 공정 조건 및 기판의 크기 등을 고려하여 적절히 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판 홀더는 원형, 사각형 또는 다각형 형태의 장치일 수 있다.
상기 냉각부는 상기 기판 홀더에 장착된 기판을 냉각시키는 장치로서, 상기 기판 홀더 내부에 설치되거나 기판 홀더에 직접 연결되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 상기 냉각부는 일정 온도 이하의 냉각수 또는 냉각기류가 일정한 관을 타고 상기 기판 홀더의 내부 또는 외부를 이동하는 형태의 장치일 수 있다. 상기 냉각부에 의하여 상기 기판 홀더에 장착된 기판의 온도가 10 내지 50℃로 냉각 및 유지될 수 있다.
상기 가스 주입부는 상기 진공 챔버 내부의 하단, 상단 또는 측면부에 위치할 수 있으며, 이러한 가스 주입부의 설치 위치 및 형태는 공정 조건 및 공정 가스의 특성 등을 고려하여 적절히 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 가스 주입부는 하나 또는 복수의 노즐을 포함하는 관(pipe) 등의 형태 일 수 있으나, 가스 주입부의 구체적인 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 공정 가스는 헥사플루오로프로필렌옥사이드를 포함할 수 있으며, 100 내지 800 mTorr의 분압 및 4 내지 20 sccm의 유량으로 상기 진공 챔버 내부로 주입될 수 있다.
상기 촉매 저장부는 공정 가스와 반응할 수 있는 촉매가 위치하는 장소로서, 상기 기판 홀더와 가스 주입부 사이에 위치할 수 있다. 상기 촉매 저장부의 설치 위치 및 형태는 공정 조건 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있다.
상기 촉매 저장부에는 전력 공급부가 연결되어 촉매를 일정 온도 이상, 예를 들어, 500 내지 1200℃로 통전 가열할 수 있다. 상기 전력 공급부를 통하여 직류 전원 또는 교류 전원이 공급될 수 있으며, 촉매 화학기상증착장치에 사용될 수 있는 것으로 알려진 전력 공급부는 별 다른 제한 없이 사용 가능하다.
상기 촉매 저장부에 위치하는 촉매는 텅스텐(W), 니켈크롬(NiCr), 니켈-크롬-철 합금(Ni-Cr-F alloy), 철(Fe), 스테인리스 강(stainless steel), 몰리브덴(MO), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 백금(Pt) 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
한편, 상기 고투과성 박막의 제조 장치는 상기 기판 홀더와 촉매 저장부 사이에 위치하는 셔터(shutter)를 더 포함할 수 있다. 상기 셔터는 촉매가 가열됨에 따라 발생하는 불순물 또는 복사열을 차단하여 기판을 보호하는 역할을 할 수 있다. 이러한 셔터는 스테인리스 강, 알루미늄, 세라믹 또는 이들의 조합일 수 있으며, 원형, 사각형 또는 다양한 다각형의 형태, 예를 들어, 1mm의 두께를 갖는 원형 기판일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도1는 상기 고투과성 박막의 제조 장치의 모식도로서, 진공 챔버(100), 기판 홀더(110), 기판(120), 냉각부(130), 촉매 저장부(140), 가스주입부(150) 및 셔터(160) 설치 및 구성에 관한 내용이 간략히 나타나 있다. 다만, 상기 고투과성 박막의 제조 장치의 구체적인 내용이 도1의 내용에 한정되는 것은 아니다.
한편, 발명의 다른 구현 예에 따르면, 진공 챔버 내의 기판 홀더에 장착된 기판을 냉각하는 단계; 촉매 저장부 내의 촉매를 가열하는 단계; 및 가스 주입부를 통해, 헥사플루오로프로필렌옥사이드를 포함하는 공정 가스를 진공 챔버 내로 주입하여 촉매 반응시키는 단계;를 포함하는 상기 고투과성 박막의 제조 장치를 이용한 고투과성 박막의 제조 방법이 제공될 수 있다.
상기 고투과성 박막의 제조 방법에 따르면, 낮은 온도에서도 높은 순도 및 효율로 증착 재료를 기판 상에 거대 면적으로 코팅할 수 있으며, 이에 따라 높은 투과도 및 낮은 반사율을 갖는 박막을 제조할 수 있다.
상기 고투과성 박막의 제조 방법에 따르면, 상기 헥사플루오로프로필렌옥사이드를 포함하는 공정 가스가 촉매의 표면을 통과하면서 폴리테트라플루오로에틸렌을 형성할 수 있는 증착 재료로 전환하게 되며, 이러한 증착 재료가 기판에 코팅되면서 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하는 고투과성 박막이 형성될 수 있다. 특히, 상기 고투과성 박막의 제조 방법에서는, 챔버 내부로 주입되는 공정 가스의 유량과 분압, 기판의 온도, 촉매의 온도 및 증착 시간을 조절함으로서, 목표하는 수준의 투과도와 반사도를 갖는 박막을 제조할 수 있다.
상기 고투과성 박막의 제조 방법은 상술한 각각의 단계를 포함하여 이루어질 수 있으며, 이를 구현하기 위한 장치가 특별히 한정되는 것은 아니나, 상술한 발명의 일 구현 예에 따른 고투과성 박막의 제조 장치를 사용하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 '고투과성' 박막에 관한 구체적인 내용은 상술한 바와 같다.
상기 제조 방법에서, 고투과성 박막이 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판 상에 형성되는 경우, 400 내지 800nm의 파장 영역에서 상기 고투과성 박막이 형성된 후의 투과율이 형성되기 전의 투과율 보다 2% 이상 클 수일 수 있다. 상기 투명 플라스틱 기판은 PET(polyethylene terephthalate), PEN(poly(ethylene naphthalate)) 또는 PES(Polyethl Sulfone)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 고투과성 박막이 투명 전도성 무기물 기판 상에 형성되는 경우, 500 내지 800nm의 파장 영역에서 상기 고투과성 박막이 형성된 후의 투과율이 형성되기 전의 투과율 보다 1% 이상 클 수일 수 있다. 상기 투명 전도성 무기물 기판은 AZO (aluminum zinc oxide) 또는 ITO (Indium Tin Oxide)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 고투과성 박막이 실리콘 기판 상에 형성되는 경우, 380 내지 700nm의 파장 영역에서 상기 고투과성 박막이 형성된 후의 반사율이 형성되기 전의 반사율 보다 10%이상 작을 수 있다.
상기 고투과성 박막의 제조 방법에 의하며, 기판의 양면에 고투과성 박막을 형성할 수 있다. 예를 들어, 기판의 일면에 고투과성 박막을 형성한 이후 다른 일면에 고투과성 박막을 추가로 형성할 수 있으며, 기판 홀더의 설치 위치를 변경하거나 기판 홀더의 형태를 변형하여 단일한 단계로 기판의 양면에 고투과성 박막을 형성할 수 도 있다. 이와 같이, 기판의 양면에 고투과성 박막을 형성하는 경우, 한쪽 면에만 박막을 형성할 때에 비하여 향상된 투과도, 예를 들어, 1.5 배 이상 높은 투과도를 나타낼 수 있다.
한편, 상기 진공 챔버는 10-6 Torr이하의 압력으로 유지될 수 있다.
또한, 상기 진공 챔버 내의 기판 홀더에 장착된 기판을 냉각하는 단계는, 상기 기판을 10 내지 50℃로 유지하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 기판의 냉각에 사용될 수 있는 장치 및 방법에 관한 구체적인 내용은 상술한 바와 같다.
또한, 상기 촉매 저장부 내의 촉매를 가열하는 단계는, 상기 촉매를 500 내지 1200℃로 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 촉매 또는 촉매 저장부를 가열하는 단계에 사용될 수 있는 장치 및 방법에 관한 구체적인 내용은 상술한 바와 같다.
상기 진공 챔버 내부로 주입되는 공정 가스는 100 내지 800 mTorr의 분압 및 4 sccm 이상의 유량을 가질 수 있다. 상기 공정 가스의 주입과 관련되는 장치 및 방법에 관한 구체적인 내용은 상술한 바와 같다.
상기 촉매 저장부에 위치하는 촉매는 텅스텐(W), 니켈크롬(NiCr), 니켈-크롬-철 합금(Ni-Cr-F alloy), 철(Fe), 스테인리스 강(stainless steel), 몰리브덴(MO), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 백금(Pt) 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 기판은 반도체 장치, 디스플레이 장치, 연료 전지 또는 태양 전지 등에 사용되는 것으로 알려진 기판이면 별 다른 제한 없이 사용 가능하다. 예를 들어, 상기 기판으로는 유리 기판, 투명 플라스틱 기판(PET, PEN 또는 PES 등), 실리콘 기판 또는 투명 전도성 무기물 기판(AZO 또는 ITO 등)을 사용할 수 있다.
상기 증착 물질이 상기 기판에 증착되는 성막 단계는 1분 내지 3시간 정도 인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 낮은 온도에서도 높은 순도 및 효율로 증착 재료를 기판 상에 거대 면적으로 코팅하여 높은 투과도 및 낮은 반사율을 갖는 박막을 제조할 수 있는 고투과성 박막의 제조 장치 및 고투과성 박막의 제조 방법이 제공될 수 있다.
도1는 고투과성 박막의 제조 장치의 모식도이다.
도2는 실시예1에 따라 고투과성 박막이 형성되기 전/후에 유리 기판의 투과율을 측정한 결과이다.
도3는 실시예2에 따라 고투과성 박막이 형성되기 전/후에 PET기판의 투과율을 측정한 결과이다.
도4는 실시예3 따라 고투과성 박막이 형성되기 전/후에 ITO기판의 투과율을 측정한 결과이다.
도5는 실시예4에 따라 고투과성 박막이 형성되기 전/후에 AZO기판의 투과율을 측정한 결과이다.
도6는 실시예4에 따라 고투과성 박막이 형성되기 전/후에 실리콘 기판의 반사율을 측정한 결과이다.
발명을 하기의 실시 예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시 예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시 예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 : 고투과성 박막의 형성>
실시예 1 내지 7
로터리 펌프와 터보분사 펌프를 이용하여 원통형 챔버 내부를 10-6 Torr이하의 진공 상태를 만들었으며, 상기 챔버 상부에 설치된 기판 홀더(원형의 구리로 제작)에 기판을 고정하였다. 상기 기판 홀더 내부로는 칠러를 이용하여 10℃로 유지되는 냉각수를 주입하였다. 상기 기판에 관한 구체적인 내용은 하기 표1및 2에 기재된 바와 같다. 상기 기판 홀더의 아래에는 원형의 셔터가 설치되었으며, 상기 기판 홀더로부터 10cm 하단에 촉매 저장부가 설치되었다. 상기 촉매 저장부에는 텅스텐이 놓였으며, 850℃의 가열 온도를 유지하였다.
상기 챔버 내부로 헥사플루오로프로필렌옥사이드 가스를 16 sccm의 유량으로 주입하고, 첨버 내부의 가스압을 600 mTorr로 유지하면서, 증착 시간을 20분으로 설정하여 상기 기판에 고투과성 박막을 형성하였다.
< 실험예 >
실험예1 : 투과율 측정
실시예 1 내지 6에서 고투과성 박막이 형성되기 전/후의 투과율을 UV-Visible Spectrophotometer(Shimadzu, UV-3101P)장비를 가지고 300 ~ 800 nm 파장영역의 광투과율을 측정하였다.
그 결과를 하기 표1 및 도 2 내지 5에 나타내었다.
실험예2 : 반사율 측정
실시예 7에서 고투과성 박막이 형성되기 전/후의 투과율을 UV-Visible Spectrophotometer(Shimadzu, UV-3101P)장비를 가지고 380 ~ 800 nm 파장영역의 반사율을 측정하였다.
그 결과를 하기 표2 및 도 6에 나타내었다.
실험예1의 투과율 측정 결과
기판의 종류 적용된 빛의 파장
400nm 500nm 600nm 700nm 800nm
실시예1 유리기판 94.09
(90.4)		 94.98
(91.17)		 95.14
(91.45)		 95.04
(91.55)		 94.69
(91.43)
실시예2 PET기판 90.53
(86.46)		 92.19
(88.66)		 92.53
(89.15)		 93.3
(89.72)		 93.45
(89.8)
실시예3 ITO(40nm) 78.5
(76.97)		 85.72
(83.99)		 89.75
(87.75)		 91.88
(89.65)		 92.51
(90.36)
실시예4 ITO(150nm) 76.76
(75.23)		 89.51
(87.46)		 87.26
(84.99)		 85.1
(83.01)		 85.95
(84.11)
실시예5 AZO(40nm) 80.99
(80.04)		 88.06
(86.7)		 90.77
(89.01)		 92.26
(90.21)		 92.93
(90.87)
실시예6 AZO(150nm) 81.01
(80.96)		 90.22
(86.92)		 85.62
(82.6)		 83.68
(81.35)		 83.92
(82.04)
1) 상기 실시예 1내지 6에서 사용한 기판의 크기는 모두 2cm*2cm였으며, 유리 기판(코닝 1737, 0.5t), PET기판(0.5t), ITO(유리 기판위에 스퍼터링 방법을 이용하여 각 40, 150nm의 두께로 증착), AZO(유리 기판위에 스퍼터링 방법을 이용하여 각 40, 150nm의 두께로 증착)을 사용하였다.
2) 괄호상의 수치가 증착 전에 측정한 투과율이다.
실험예2의 반사율 측정 결과
기판의 종류 적용된 빛의 파장
400nm 500nm 600nm 700nm 800nm
실시예7 실리콘 48.1
(59.63)		 37.95
(50.04)		 48.13
(34.8)		 49.26
(35.32)		 54.88
(41.47)
1) 상기 실시예 7 에서 사용한 기판의 크기는 2cm*2cm였으며, 실리콘기판(Siltron, polished, P type)을 사용하였으며, 괄호상의 수치가 증착 전에 측정한 반사율이다
상기 실험예1의 투과율 측정 결과에 나타난 바와 같이, 400 내지 800nm의 파장 영역에서 실시예 1 또는 2의 기판에 상기 고투과성 박막이 형성된 후의 투과율이 형성되기 전의 투과율 보다 2% 이상 크다는 점이 확인되었으며, 500 내지 800nm의 파장 영역에서 실시예 3 내지 6의 기판에 상기 고투과성 박막이 형성된 후의 투과율이 형성되기 전의 투과율 보다 1% 이상 크다는 점이 확인되었다.
상기 실험예2의 반사율 측정 결과에 나타난 바와 같이, 380 내지 700nm의 파장 영역에서 실리콘 기판에 고투과성 박막이 형성된 후의 반사율이 형성되기 전의 반사율 보다 10%이상 작다는 점이 확인되었다.
즉, 실시예에 따르면, 낮은 온도에서도 높은 순도 및 효율로 증착 재료를 기판 상에 거대 면적으로 코팅하여 높은 투과도 및 낮은 반사율을 갖는 고박막을 제조할 수 있다.
100: 진공 챔버
110: 기판 홀더
120: 기판
130: 냉각부
140: 촉매 저장부
150: 가스주입부:
160: 셔터

Claims (15)

  1. 진공 챔버;
    상기 챔버 내부의 상단부에 위치하는 기판 홀더;
    냉각수 또는 냉각기류가 관을 타고 상기 기판 홀더의 내부 또는 외부를 이동하는 형태를 가지며, 상기 기판 홀더에 직접 연결되어 장착된 기판의 온도를 10 내지 50 ℃로 유지하는 냉각부;
    상기 진공 챔버 내부의 하단에 위치하며, 상기 진공 챔버 내부로 헥사플루오로프로필렌옥사이드를 포함하는 공정 가스를 주입하여 상기 기판 상에 고투과성 박막을 형성하기 위한 가스 주입부;
    상기 기판 홀더와 가스 주입부 사이에 위치하고, 촉매의 가열을 위한 전력 공급부가 연결된 촉매 저장부; 및
    상기 기판 홀더와 촉매 저장부 사이에 위치하는 셔터;를 포함하는, 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하는 고투과성 박막의 제조 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 유리 기판, 투명 플라스틱 기판, 실리콘 기판, 및 투명 전도성 무기물 기판으로 이루어진 군에서 선택된 고투과성 박막의 제조 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    400 내지 800nm의 영역에서, 상기 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판에 상기 고투과성 박막이 형성된 후의 투과율이 형성되기 전의 투과율 보다 2%이상 큰 고투과성 박막의 제조 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    500 내지 800nm의 영역에서, 상기 투명 전도성 무기물 기판에 상기 고투과성 박막이 형성된 후의 투과율이 형성되기 전의 투과율 보다 1% 이상 큰 고투과성 박막의 제조 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    380 내지 700nm의 파장 영역에서, 상기 실리콘 기판 상에 상기 고투과성 박막이 형성된 후에 반사율이 형성되기 전의 반사율 보다 10%이상 작은 고투과성 박막의 제조 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 촉매 저장부에 위치하는 촉매가 500 내지 1200℃로 가열되는 고투과성 박막의 제조 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 촉매 저장부에 위치하는 촉매는 텅스텐(W), 니켈크롬(NiCr), 니켈-크롬-철 합금(Ni-Cr-F alloy), 철(Fe), 스테인리스 강(stainless steel), 몰리브덴(MO), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 및 백금(Pt)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 고투과성 박막의 제조 장치.
  11. 냉각수 또는 냉각기류가 이동하는 관을 이용하여 진공 챔버 내의 기판 홀더에 장착된 기판의 온도를 10 내지 50℃로 유지하는 단계;
    촉매 저장부 내의 촉매를 가열하는 단계; 및
    상기 진공 챔버 내부의 하단에 위치하는 가스 주입부를 통해, 헥사플루오로프로필렌옥사이드를 포함하는 공정 가스를 진공 챔버 내로 주입하여 촉매 반응시키는 단계;를 포함하는 제 1 항의 제조 장치를 이용한 고투과성 박막의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 진공 챔버는 10-6 Torr이하의 압력으로 유지되는 고투과성 박막의 제조 방법.
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서,
    촉매 저장부 내의 촉매를 가열하는 단계는,
    상기 촉매를 500 내지 1200℃로 가열하는 단계를 포함하는 고투과성 박막의 제조 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 진공 챔버 내부로 주입되는 공정 가스는 100 내지 800 mTorr의 분압 및 4 내지 20 sccm의 유량을 갖는 고투과성 박막의 제조 방법.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100406203B1 (en) * 2003-06-27 2003-11-19 Ans Inc Downward metal film deposition apparatus and method for manufacturing organic semiconductor
JP2007092166A (ja) * 2005-09-02 2007-04-12 Japan Advanced Institute Of Science & Technology Hokuriku 薄膜堆積装置、薄膜堆積方法及び化合物薄膜
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