KR101456239B1 - 용액공정을 이용한 산화물 박막 소결용 자외선 램프 장치 - Google Patents

용액공정을 이용한 산화물 박막 소결용 자외선 램프 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 용액공정을 이용한 산화물 박막 소결용 자외선 램프 장치를 개시한다. 본 발명은 샘플탑재부와, 내부에 챔버 공간을 가지며, 일정 간격을 가지고 이격 분리되어 형성된 하우징을 구비하되, 하우징은 적어도 2개의 영역으로 분리된 구조를 가지며, 일 영역에는 챔버 공간의 상부에는 상기 샘플탑재부와 대향되게 형성되어 하부로 자외선을 조사하기 위한 자외선 램프부를 포함하고, 일영역 내부로 불활성가스를 주입하기 위한 불활성가스주입부를 구비하고, 다른 영역에는 자외선 램프부가 설치되지 않으며, 샘플탑재부는 샘플을 탑재한 상태에서 이동가능하게 구성된다.

Description

용액공정을 이용한 산화물 박막 소결용 자외선 램프 장치{METHOD FOR MANUFACTURING METAL-OXIDE THIN FILM USING LOW TEMPERATURE PROCESS, THIN FILM, AND ELECTRIC DEVICE THEREOF}
본 발명은 자외선 램프 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 저온 용액 공정을 이용한 산화물 박막 소결용 자외선 램프 장치에 관한 것이다.
산화물 박막은 디스플레이 분야, 태양전지 분야, 터치패널 분야 등 다양한 분야에서 전자 소자로 이용되는 것으로, 간단한 조성 변화로 광학적으로 투명하면서도 전기 전도성이 높은 박막을 형성 가능하므로 그 관심이 증대되고 있다.
이러한 산화물 박막의 재료로는 Zinc oxide(ZnO), Indium zinc oxide(IZO), Indium gallium zinc oxide(IGZO) 등이 있는데, 최근에는 소자 제조시의 경제성을 향상시키기 위하여 인듐보다 비용이 적게 드는 아연, 주석, 티타늄 등을 포함한 산화물에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
한편, 기존 산화물 박막 제조 시에는 고가의 진공 증착 장비 및 타겟 등의 공정이 많이 이용되었으나, 최근에는 경제성 있는 공정을 위하여 용액 공정을 통한 산화물 박막 형성 방법에 대한 연구가 집중적으로 이루어지고 있다.
용액공정을 통한 산화물 박막 형성 공정에서는 용액 속에 함유되어 있는 유기용매를 제거하고, 금속성 물질과 산소와의 반응을 유도하여 특정한 기능성(도체, 반도체, 절연체 특성 등)을 가지는 산화물질을 형성하고, 산화물질과 결합하여 박막의 기능성을 저하시키는 불순물들을 제거하기 위하여 300℃ 이상의 고온에서의 열처리가 필수적으로 요구된다.
그러나, 이러한 고온에서의 열처리 공정은 산화물 박막의 제조 공정 단가를 증가시키는 문제점이 있었다. 또한, 산화물 박막이 형성되는 기판(또는 기재)의 녹는점이 낮은 경우에는 상기 기판의 변형을 가져오므로(예를 들면, 플라스틱 기판, 섬유 기재 등), 상기 산화물 박막이 적용되는 기판의 종류에 제한이 생기는 문제점이 있었다.
이러한 배경에서, 상술한 고온의 열처리를 하지 않고 경제성 있는 산화물 박막을 제조하는 공정에 대한 연구가 진행되었다. 이러한 연구의 예로는 진공 증착법을 이용한 산화물 박막 형성 방법, 산화물 형성을 촉진하여 열처리 온도를 낮추는 방법 등이 있다. 그러나, 전자의 경우에는 증착 공정을 위한 장비 비용 등으로 인해 공정 단가가 상승할 뿐만 아니라 제조되는 산화물 박막의 비균일성 및 성능 저하 등이 문제되었으며, 후자의 경우에는 열처리 온도를 낮추는 데에 한계가 있을 뿐 아니라(230℃ 수준) 불순물을 제거할 수 없어 산화물 박막의 성능 저하가 발생하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 용액 공정을 이용한 산화물 박막을 제조 시에 레이저를 이용하여 산화물 박막을 어닐링하는 방식에 대한 시도가 있었다. US7208401호, US2008/0057631 등이 그 예이다. 좀 더 상세히 설명하면, 상술한 종래 기술들은 모두 산화물 용액을 기판 상에 코팅한 다음 대기 중에서 레이저를 조사하는 기술을 개시하고 있다. 그러나, 이러한 방식을 활용하여 박막을 제조하는 경우 우수한 특성을 갖는 것으로 보고된 산화물 박막은 아직 보고된 바가 없다.
또한, 이러한 산화물 박막을 제공하는 경제성 있는 장치 또한 보고된 바가 없었다.
상술한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 저온 용액공정으로 제조된 산화물 박막을 어닐링하여 소결할 수 있는 경제성 있는 자외선 램프 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은 본 발명의 일 측면은 샘플탑재부와 내부에 챔버 공간을 가지며, 일정 간격을 가지고 이격 분리되어 형성된 하우징을 구비하되, 상기 하우징은 적어도 2개의 영역으로 분리되는 구조를 가지며, 일 영역에는 챔버 공간의 상부에는 상기 샘플탑재부와 대향되게 형성되어 하부로 자외선을 조사하기 위한 자외선 램프부를 포함하고, 상기 일영역 내부로 불활성가스를 주입하기 위한 불활성가스 주입부를 구비하고, 다른 영역에는 자외선 램프부가 설치되지 않으며, 샘플탑재부는 샘플을 탑재한 상태에서 이동가능하게 구성된 산화물 박막 소결용 자외선 램프 장치를 제공한다.
한편, 산화물 박막은 디스플레이 분야에서의 박막 트랜지스터(Thin-film Transistor), 반도체 분야, 태양전지 분야 또는 터치패널 분야에서의 전자 소자로 활용가능한데, 전자소자의 반도체층, 절연층, 및 투명 전극(Transparent electrode)등에 응용 가능하다. 가장 바람직하게는, 박막트랜지스터의 채널층으로 사용되는 것이다. 또한, 본 발명이 적용될 수 있으면 다양한 형태의 박막트랜지스터가 가능하다. 예컨대 게이트 전극이 채널층 하부에 형성되는 구조, 또는 게이트 전극이 채널층의 상부에 형성되는 구조가 모두 가능함은 물론이다.
산화물의 종류로는 Indium oxide(In2O3), Zinc oxide(ZnO), Indium zinc oxide(IZO), Indium gallium zinc oxide(IGZO), Zinc tin oxide(ZTO), Titanium Oxide(TiO2), Indium tin oxide(ITO), Aluminum oxide(Al2O3), Silicon oxide(SiO2) 등이 있는데 이들의 금속 산화물에 추가로 다양한 금속들이 함유되어 제작되는 모든 종류의 금속산화물이 본 발명의 범위에 포함된다.
또한, 용액공정으로 산화물 박막을 형성하기 위한 전구체들은 인듐 전구체, 갈륨전구체, 징크 전구체, 틴 전구체, 알루미늄 전구체 등이 사용가능하고 적어도 하나 이상의 이들 전구체가 결합되어 활용되는 것도 가능하다.
"불활성 가스"는 질소, 아르곤, 헬륨 분위기 등을 의미하고, 고의적으로 산소가 주입되는 환경 또는 고의적인 산소의 주입이 없이 공기 중에서 진행되는 공정을 제외하는 것을 의미하고, 별도로 진공 프로세스를 진행하지 않은 대기 상태에서 상기 코팅된 산화물 용액에 불활성 가스가 유입되는 상황이 바람직하다.
한편, 본 발명이 효과적으로 적용되기 위한 샘플은 용액공정으로 제조된 산화물 용액이 기판 등의 구조물에 스핀 코팅, 잉크젯 프린팅 등의 코팅되어 있는 상태이다.
본 발명의 샘플탑재부가 이동가능하게 되면, 샘플이 탑재되어 챔버 내에 배치하는 과정, 공정이 진행된 후 챔버 외부로 가져오는 과정 등의 일련의 공정이 시간이 많이 소요되는 과정이므로 이러한 시간을 획기적으로 줄일 수 있는 효과를 가진다. 진공공정이 요구되지 않는 상황이므로 이러한 구조가 가능하게 된다.
또한, 하우징은 샘플이 이동하는 방향에 따라 영역이 나누어지게 되는데, 그 영역들의 주된 차이점은 자외선 램프부와 불활성가스주입부가 설치되는지의 여부이다. 즉, 예를 들어, 하우징이 2개의 영역으로 분리되는 경우, 1개의 영역에는 자외선 램프부와 불활성가스주입부가 형성된다. 그러나, 다른 1개의 영역에는 자외선 램프부가 설치되지 않는다. 이는 자외선 램프부와 불활성가스주입부가 설치된 영역에 샘플이 존재하는 경우 자외선 램프에 의한 어닐링 소결이 이루어지고, 다른 영역에서는 자외선 램프에 의한 소결이 이루어 지지 않도록 설비적으로 구현한 것이다.
또한, 바람직하게는, 샘플탑재부는 샘플을 히팅 및 쿨링하거나, 히팅 또는 쿨링하는 수단이 부가될 수 있다. 샘플의 온도를 상승시키는 공정이 수행되면 자외선 조사에 부가하여 열에너지를 부가함으로써 산화물 박막 형성의 속도를 증대시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 샘플 쿨링을 진행하면서 공정이 수행되면, 예를 들어 자외선 조사에 의해서 열에너지가 과도해지는 경우 샘플의 온도를 낮추어 주어 경우에 따라 매우 효과적인 소결 공정 조건을 확보할 수 있다.
한편, 샘플탑재부는 롤투롤 장비로 구현하여 플렉서블 기판을 사용하는 경우도 바로 적용가능하도록 구현하는 것이 가능하다.
한편, 자외선 램프부는 선광원이 일정간격으로 배열되어 면광원 형태로 조사되는 것이 바람직하다. 이러한 구성은 샘플이 유리기판 뿐 아니라 플렉시블 기판 등을 대면적인 경우에 적용하기 위한 구성으로 일반적인 자외선 램프를 대면적에 유리하고 적합한 형태로 배열하거나 특별히 고안하여 면광원 형태로 조사하는 것이 필요하다.
한편, 불활성가스 주입부는 샘플부에 불활성가스를 주입하기 위한 구성으로 챔버 공간의 상부 또는 측부 등 특별히 제한된 위치에 한정되어 배치될 필요는 없으나 챔버 공간의 상부에서 하부로 중력을 이용하여 자연스럽게 불활성 가스가 대류되도록 자외선 램프부의 선광원과 선광원 사이에 배치되는 구조가 효과적일 수 있다.
본 발명의 산화물 박막 소결용 자외선 램프 장치에서는 자외선 램프를 조사하면서, 불활성 분위기를 유지하는 것이 주요한 특징 중 하나인 바, 이에 대해서는 동 출원인에 의해 출원된 PCT/KR2012/010275호의 관련 내용이 본 명세서에 병합된다.
바람직하게는, 산화물 박막 소결용 자외선 램프 장치는 특별히 진공장비 등으로 챔버 내부 공간을 인위적인 진공 상태로 만들지 않는 것이 효과적일 수 있다. 인위적인 진공상태라 함은 진공 펌프들을 활용하여 대기 중과는 구별되게 진공을 만드는 공정을 의미하는 것으로, 각종 펌프들을 이용하여 진공을 형성하게 되면 공정비용이 과도하게 들 수 있기 때문에 생산성이 높은 공정 장치를 확보하기에는 어려운 점이 있다.
한편, 자외선 램프부와 샘플탑재부 사이에는 광학시트부가 삽입될 수 있고, 이 경우는 불활성가스 주입부가 하우징의 측면에 형성되도록 구성하는 것이 효과적일 수 있다.
본 발명의 실시예들에서는 고비용의 장비 등이 요구되지 않으므로, 경제성 있는 방법으로 고품질의 산화물 박막을 제조할 수 있다.
또한, 불활성 가스 분위기 하에서 자외선을 조사하여 산화물 형성을 유도함으로써, 산화물 특성 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용액공정을 이용한 산화물 박막 소결용 자외선 램프 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1의 자외선 램프 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 용액공정을 이용한 산화물 박막 소결용 자외선 램프 장치의 개략도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 박막 소결용 자외선 램프 장치의 개략도이다. 도 2는 도 1의 자외선 램프 장치의 평면도이다.
본 자외선 램프 장치는 샘플탑재부(160)와 하우징(100a, 100b)을 갖는 구조이다. 하우징(100a, 100b)은 내부에 챔버 공간을 가지고, 적어도 2개의 영역으로 분리되는 구조를 가진다. 도 1에서는 2개의 영역으로 분리된 하우징100a, 100b)을 도시하고 있는데, 영역(A)와 영역(B)이다. 영역(A)에는 챔버 공간의 상부에는 상기 샘플탑재부(160)와 대향되게 형성되어 하부로 자외선을 조사하기 위한 자외선 램프부(140)를 포함하고, 내부로 불활성가스를 주입하기 위한 불활성가스주입부(125)를 구비한다. 한편, 영역(B)에는 자외선 램프부가 설치되지 않는 구조이다.
도 1의 자외선 램프 장치는 하우징(100a, 100b)과 샘플탑재부(160)가 다른 프레임으로 형성되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 하나의 프레임으로 형성되는 것도 가능함은 물론이다.
샘플탑재부(170)는 샘플을 탑재한 상태에서 이동가능하게 구성된다. 이러한 구성은 샘플이 탑재되어 챔버 내에 배치하는 과정, 공정이 진행된 후 챔버 외부로 가져오는 과정 등의 일련의 공정이 시간이 많이 소요되는 과정이므로 이러한 시간을 획기적으로 줄일 수 있는 효과를 가진다.
불활성가스주입부(125)는 가스주입관(120)과 연결되어 챔버 내부에 불활성 가스를 주입하기 위한 구성으로 챔버 공간의 상부 또는 측부 등 특별히 제한된 위치에 한정되어 배치될 필요는 없다. 다만, 공정이 진행되는 동안 샘플에 자외선이 조사되는 동안에는 대기 중의 공기를 밀어내고 불활성 가스가 유지될 수 있도록 적절한 양의 불활성 가스가 적절한 양과 압력으로 주입될 수 있는 것이 중요하다. 이를 위해서는 챔버의 상부에서 불활성 가스가 주입되는 것이 더욱 효과적일 수 있다.
한편, 자외선 램프부(140)는 선광원이 일정간격으로 배열되어 면광원 형태로 조사되는 것이 바람직하다. 도 2를 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 용액공정을 이용한 산화물 박막 소결용 자외선 램프 장치에서 자외선 램프와 불활성가스 주입구의 배치 예를 참조할 수 있다. 이러한 구성은 샘플이 유리 기판, 플렉시블 기판 등을 대면적인 경우에 적용하기 위한 구성으로 일반적인 자외선 램프를 대면적에 유리하고 적합한 형태로 배열한 것이다. 다만, 도 2에서는 복수개의 자외선 램프가 배열되는 것으로 도시하였으나 이러한 자외선 램프의 끝단이 서로 연결된 형태로 제조될 수 있음은 물론이다.
도 2를 참조하면, 불활성가스주입부(125)가 자외선 램프부(140)의 램프들과 챔버 공간의 상부에서 하부로 중력을 이용하여 자연스럽게 불활성 가스가 대류되도록 자외선 램프부(140)의 선광원과 선광원 사이에 배치되는 구조가 효과적일 수 있다. 도 2의 I-I'의 절단면은 도 1로 이해될 수 있다.
한편, 자외선 램프부(140)는 샘플탑재부(160)와의 거리(D1)이 1~5cm 정도 떨어져 조사되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 거리는 샘플에 도달하는 자외선의 세기와 균일도 등을 결정하는 요인으로 이러한 요인들을 참고하여 적절한 거리를 선택하여야 하고, 본 자외선 램프장치의 제작시는 이 거리가 조절가능하도록 제작하는 것이 효율적일 수 있다.
다음으로, 본 자외선 램프 장치의 샘플탑재부(160)에 탑재되는 샘플에 대해서 설명한다. 본 발명이 효과적으로 적용되기 위한 샘플은 용액공정으로 제조된 산화물 용액이 기판 등의 구조물에 스핀 코팅, 잉크젯 프린팅 등의 코팅되어 있는 상태이다.
산화물은 산화물의 종류로는 Indium oxide(In2O3), Zinc oxide(ZnO), Indium zinc oxide(IZO), Indium gallium zinc oxide(IGZO), Zinc tin oxide(ZTO), Titanium Oxide(TiO2), Indium tin oxide(ITO), Aluminum oxide(Al2O3), Silicon oxide(SiO2) 등이 있는데 이들의 금속 산화물에 추가로 다양한 금속들이 함유되어 제작되는 모든 종류의 금속산화물이 본 발명의 범위에 포함된다.
또한, 산화물 용액은 전구체들은 인듐 전구체, 갈륨전구체, 징크 전구체, 틴 전구체, 알루미늄 전구체 등 적어도 하나 이상의 이들 전구체가 용액에 용해되어 있는 상태를 의미한다.
본 발명의 자외선 램프 장치가 적용되는 공정은 코팅된 산화물 용액을 불활성 분위기 하에서 자외선을 조사하는 공정이다. 용액 공정을 이용한 산화물 박막을 제조 시에 레이저를 이용하여 산화물 박막을 어닐하는 방식에 대한 시도가 종래에 있었음에도 불구하고 산소가 존재하는 분위기에서 수행함으로써 디바이스에 적용가능한 산화물 박막을 제조하지 못했다.
산소가 존재하는 조건 하에서 자외선을 조사하는 경우에는 오존(O3)이 발생하므로, 산화물의 특성을 저하시키는 문제점이 있다. 따라서, 산화물 박막 제조방법에서는 불활성 가스 분위기에서 자외선을 조사함으로써, 산화물의 특성 저하를 방지하는 효과가 있다. 한편, 불활성 가스 분위기는 별도로 진공 프로세스를 진행하지 않은 대기 상태에서 상기 코팅된 산화물 용액에 불활성 가스가 유입되는 상황이 바람직하다. 일반적으로, 진공 프로세스는 비용이 많이 소요되는 공정으로 본 발명의 용액공정 산화물 제조에서는 진공 공정을 가급적 제거하고 진행하게 되므로 진공 프로세스를 도입하지 않는 것이 효과적이기 때문이다. 불활성 가스 분위기는 질소 분위기, 아르곤 분위기, 또는 헬륨 분위기일 수 있다.
한편, 도 2의 자외선 램프부 중 일 열의 자외선 램프의 실제 예를 참고로 설명한다. 자외선 램프는 184.9 nm (10％) 와 253.7 nm (90％)에서 피크를 가지고, 이 램프의 출력 에너지는 25 ~ 28 mWcm-2 정도이고, 90분 조사의 경우 135 - 151 Jcm-2, 120분 조사는 180 - 201 Jcm-2 로 각각 측정되었다.
한편, 샘플탑재부(160)는 샘플(300)을 히팅하는 히팅장치(미도시)나 쿨링하는 쿨링장치(미도시)가 부가될 수 있다. 히팅장치(미도시)는 예를 들어 샘플탑재부(160)를 전압 또는 전류를 이용하여 온도가 상승되도록 하는 핫플레이트 형태의 히팅이 가능하고, 다른 방안으로는 샘플탑재부(160)의 하부에서 열의 복사 또는 자외선, 가시광선, 적외선 등의 광의 조사 등을 진행함으로써 히팅하는 것도 가능하다.
쿨링 장치(미도시)는 예컨대 샘플탑재부(160)의 하부면에 냉각수가 흐르도록 하여 쿨링이 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 상술한 히팅장치(미도시)와 쿨링장치(미도시)는 함께 또는 단독으로 본 발명의 자외선 램프장치에 부가되는 것이 가능하다.
하우징(100a, 100b)은 샘플이 이동하는 방향에 따라 영역이 나누어지게 되는데, 그 영역들의 주된 차이점은 자외선 램프부(140)와 불활성가스주입부(125)가 설치되는지의 여부이다. 즉, 예를 들어, 하우징(100a, 100b)이 2개의 영역으로 분리되는 경우, 1개의 영역에는 자외선 램프부(140)와 불활성가스주입부(125)가 형성된다. 그러나, 다른 1개의 영역에는 자외선 램프부(140)가 설치되지 않는다. 이는 자외선 램프부(140)와 불활성가스주입부(125)가 설치된 영역에 샘플이 존재하는 경우 자외선 램프에 의한 어닐링 소결이 이루어지고, 다른 영역에서는 자외선 램프에 의한 소결이 이루어 지지 않도록 설비적으로 구현한 것이다. 이러한 구성에 의하면, 샘플이 자외선 램프가 설치되지 않은 영역에 있을 경우 예비단계 또는 후처리 단계를 거치게 할 수 있다. 예를 들어, 샘플이 자외선 램프가 설치되지 않은 영역에 있을 경우 샘플이 히팅 및/또는 쿨링 공정을 거치도록 구성하는 것도 가능하며, 각종 불활성 가스 등의 분위기로 만들어 샘플이 자외선을 조사받기 이전 또는 이후에 다양한 처리를 수행받도록 하는 것도 가능하다. 즉, 필요에 따라서, 자외선 램프가 설치되지 않은 영역에는 불활성가스주입부가 설치되도록 할 수도 있다.
즉, 샘플의 온도를 상승시키는 공정이 수행되면 자외선 조사에 부가하여 열에너지를 부가함으로써 산화물 박막 형성의 속도를 증대시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 샘플 쿨링을 진행하면서 공정이 수행되면, 예를 들어 자외선 조사에 의해서 열에너지가 과도해지는 경우 샘플의 온도를 낮추어 주어 경우에 따라 매우 효과적인 소결 공정 조건을 확보할 수 있다. 또한, 본 발명에서 하우징이 자외선 램프가 설치된 영역과 자외선 램프가 설치되지 않은 영역으로 분리된 경우, 샘플을 히팅 또는 쿨링하는 기능을 각 영역에서 선택적으로 실시함으로써 효과적인 공정 수행이 가능하도록 할 수 있다.
예를 들어, 하우징이 2개의 영역으로 분리하고, 샘플은 먼저 자외선 램프가 설치되지 않은 영역을 지나게 하고, 다음으로 자외선 램프가 설치된 영역을 지나게 할 수 있다. 그리고, 자외선 램프가 설치되지 않은 영역을 지나는 경우 샘플을 히팅시키는 공정을 수행하도록 구성한다. 이러한 구성에 의하면, 샘플은 자외선 램프에 의한 조사 이전에 열처리 공정이 수행되는 것이다.
다른 예에 의하면 하우징은 3개의 영역으로 구분되되, 중간 영역에는 챔버 공간의 상부에는 상기 샘플탑재부와 대향되게 형성되어 하부로 자외선을 조사하기 위한 자외선 램프부를 포함하고, 챔버 내부로 불활성가스를 주입하기 위한 불활성가스주입부를 구비하고, 양쪽 영역들에는 자외선 램프부가 설치되지 않는 구조로 제조하는 것도 가능하다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 용액공정을 이용한 산화물 박막 소결용 자외선 램프 장치의 개략도이다. 설명의 편의를 위해 도 3의 자외선 램프 장치와 도 1의 자외선 램프 장치의 차이점만 설명한다.
도 3의 자외선 램프 장치는 하우징(100a, 100b)이 샘플탑재부(170)와 일정 간격으로 이격 분리되어 형성된 하우징을 구비하여 외부에 노출되어 있는 구조인 점은 도 1의 자외선 램프 장치와 유사하지만, 차이점은 샘플탑재부(170)는 롤투롤 공정으로 구현되는 점이다.
롤투롤 공정이 진행될 수 있도록 구현되면, 샘플탑재부(170)가 샘플을 탑재한 상태에서 빠른 속도로 이동가능하게 되므로 공정시간이 획기적으로 감소될 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 공정은 샘플이 저온 공정이 가능한 기판을 사용할 수 있게 또한, 진공공정이 요구되지 않는 본 공정의 경우는 매우 효과적일 수 있다.
한편, 본 발명의 자외선 램프 장치는 자외선 램프부(140)와 샘플탑재부(160) 사이에는 광학 시트부(미도시)가 삽입될 수 있다. 광학 시트부(미도시)는 예를 들어, 확산 시트, 프리즘 시트, 보호 시트 등이 복수로 또는 단일로 형성되는 것이 가능하다. 그 역할은 자외선 램프부(140)에서 방출된 램프 광이 더욱 균일한 상태로 샘플탑재부(160)에 도달할 수 있도록 하는 것이다. 이와 같은 광학 시트류 그 자체는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로 이에 대한 더욱 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 다른 변형 형태에 의하면, 광학시트(200)는 자외선 램프부(140)를 내부에 포함하는 구조로 제작하는 것도 가능하다. 즉, 도 5에서는 자외선 램프부(140)와 광학 시트부(200)가 서로 별도로 제작되어 설치되는 구조로 되어 있지만, 광학 시트부(200)는 자외선 램프부(140)를 내부에 포함하는 구조로 제작하는 구조는 일체형으로 제작될 수도 있음을 의미한다.
또한, 반사 시트(미도시)가 자외선 램프부(140)의 상단에 별도로 설치되어 자외선 램프부(140)에서 나온 광이 상부로 향하는 경우 이를 샘플탑재부(160)인 아래 면으로 향하도록 할 수 있다. 이는 광의 손실을 방지하여 전체적인 광 효율을 높이는 기능을 가진다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100a, 100b : 하우징, 120: 가스주입관,
125 : 불활성가스 주입부,
140 : 자외선램프부, 160 : 샘플탑재부,
300 : 샘플

Claims (10)

  1. 샘플탑재부:
    상부는 폐쇄되고 하부는 오픈되어 있으며 내부에 챔버 공간을 가지고, 상기 샘플탑재부와 일정 간격을 가지고 이격 분리되어 형성된 하우징을 구비하되,
    상기 하우징은 샘플 진행방향으로 적어도 2개의 영역으로 분리되는 구조를 가지며,
    일 영역에는 챔버 공간의 상부에는 상기 샘플탑재부와 대향되게 형성되어 하부로 자외선을 조사하기 위한 자외선 램프부를 포함하고, 상기 일 영역 내부로 불활성가스를 주입하기 위한 불활성가스주입부를 구비하고,
    다른 영역에는 자외선 램프부가 설치되지 않으며,
    상기 샘플탑재부는 샘플을 탑재한 상태에서 이동가능하게 구성되며,
    상기 하우징이 상기 샘플탑재부와 일정 간격을 가지고 형성된 것에 의하여 상기 하우징은 대기 중에 노출되는 용액공정을 이용한 산화물 박막 소결용 자외선 램프 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 다른 영역에는 불활성가스주입부가 설치되는 용액공정을 이용한 산화물 박막 소결용 자외선 램프 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징은 3개의 영역으로 구분되되,
    중간 영역에는 챔버 공간의 상부에는 상기 샘플탑재부와 대향되게 형성되어 하부로 자외선을 조사하기 위한 자외선 램프부를 포함하고, 챔버 내부로 불활성가스를 주입하기 위한 불활성가스주입부를 구비하고,
    양쪽 영역들에는 자외선 램프부가 설치되지 않는 구조인 용액공정을 이용한 산화물 박막 소결용 자외선 램프 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 샘플탑재부는 롤투롤 공정으로 구현된 용액공정을 이용한 산화물 박막 소결용 자외선 램프 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 자외선 램프부는 선광원이 일정간격으로 배열되어 면광원 형태인 용액공정을 이용한 산화물 박막 소결용 자외선 램프 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 불활성가스주입부는 상기 자외선 램프부의 선광원과 선광원 사이에 배치되는 구조인 용액공정을 이용한 산화물 박막 소결용 자외선 램프 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 불활성 가스 분위기는 질소 분위기, 아르곤 분위기, 또는 헬륨 분위기인 용액공정을 이용한 산화물 박막 소결용 자외선 램프 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 샘플탑재부는 샘플을 히팅 및 쿨링하거나, 히팅 또는 쿨링하는 수단이 부가된 용액공정을 이용한 산화물 박막 소결용 자외선 램프 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 자외선 램프부는 샘플탑재부와 1 내지 5cm 이격된 용액공정을 이용한 산화물 박막 소결용 자외선 램프 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 자외선 램프부와 상기 샘플탑재부 사이에는 광학 시트부가 삽입된 용액공정을 이용한 산화물 박막 소결용 자외선 램프 장치.
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