KR101529985B1 - 원자층 증착을 이용한 투과성 기판상의 항균 특성 물질의 증착 - Google Patents

원자층 증착을 이용한 투과성 기판상의 항균 특성 물질의 증착 Download PDF

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Abstract

실시예들은 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD)을 이용하여 투과성 기판(permeable substrate)상에 은과 같은 항균 물질의 층을 증착하는 것에 대한 것이다. 증착 장치는 주입기들 사이를 통과하는 투과성 기판에 원료전구체(source precursor), 반응전구체(reactant precursor), 퍼지 기체(purge gas) 또는 이들의 조합을 주입하는 두 개의 주입기를 포함한다. 주입기에 의하여 주입된 기체의 일부는 투과성 기판을 통과하여 다른 주입기에 의하여 배출된다. 주입기에 의하여 주입된 나머지 기체는 투과성 기판의 표면과 평행하게 이동하여 동일 주입기에 형성된 배기부를 통하여 배출된다. 기판을 통과하거나 표면에 평행하게 이동하는 동안, 원료전구체 또는 반응전구체는 기판상에 흡수되거나 기판상에 미리 존재하는 전구체와 반응하여 기판상에 항균 물질을 증착한다.

Description

원자층 증착을 이용한 투과성 기판상의 항균 특성 물질의 증착{DEPOSITING MATERIAL WITH ANTIMICROBIAL PROPERTIES ON PERMEABLE SUBSTRATE USING ATOMIC LAYER DEPOSITION}
본 명세서는 막(membrane) 또는 직물(fabric)과 같은 투과성 기판(permeable substrate)상에 은 또는 은 화합물을 증착하여 기판이 항균 특성(antimicrobial properties)을 갖도록 하는 것에 대한 것이다.
막(membrane) 또는 직물(fabric)과 같은 투과성 기판(permeable substrate)은 다양하게 응용될 수 있다. 투과성 기판에는 다양한 특성을 변화시키거나 증진하기 위한 물질이 증착될 수 있다. 이러한 특성은 항균 특성(antimicrobial properties)을 포함한다. 항균 특성을 갖는 투과성 기판은, 미생물로부터의 물질 살균 또는 신체와 투과성 기판의 접촉을 수반하는 응용에 사용될 수 있다. 항균 특성을 갖는 투과성 기판의 응용 예로는 의료 장비 및 집안 청소 제품 등이 있다.
은 및 은 화합물은 우수한 항균 특성을 갖는 것으로 알려져 있다. 은 또는 은 화합물의 항균 특성을 이용하기 위해, 투과성 기판에는 다양한 의료 또는 건강 관련 응용을 위하여 은 또는 은 화합물이 코팅되거나 증착될 수 있다. 그러나, 은은 귀금속이며 고가이다. 따라서, 은 또는 은 화합물로 코팅된 직물(fabric) 또는 직조물(textile) 역시 비싼 경향이 있다. 나아가, 이러한 직물 또는 직조물에 코팅된 은 또는 은 화합물의 품질은 일정하지 않거나 균일하지 않은(non-conformal) 경향이 있으며, 이는 이러한 투과성 기판에 코팅된 은 또는 은 화합물의 전체적인 효력을 감소시키는 원인이 된다.
원자층 증착을 이용하여 은 또는 항균 특성을 갖는 다른 물질을 투과성 기판상에 증착한다.
실시예들은 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD)에 의하여 투과성 기판(permeable substrate)상에 은 또는 은 화합물을 증착하는 것에 대한 것이다. ALD를 수행하기 위한 원료전구체(source precursor)가 투과성 기판의 일 부분에 주입된다. ALD를 수행하기 위한 반응전구체(reactant precursor)가 반응 주입기에 의하여 투과성 기판의 상기 부분에 주입된다. 투과성 기판상의 원료전구체와 반응전구체는 함께 투과성 기판상에 은 또는 은 화합물을 형성한다. 투과성 기판의 다른 부분에 원료전구체 및 반응전구체를 주입하기 위하여, 원료 주입기 및 반응 주입기에 대한 투과성 기판의 상대적인 이동이 야기된다.
또한 실시예들은 투과성 기판 및 투과성 기판상에 증착된 은 또는 은 화합물을 포함하는 항균(antimicrobial) 제조물품(article of manufacture)에 대한 것이다. 은 또는 은 화합물은 ALD를 수행함으로써 투과성 기판상에 증착된다. ALD는 투과성 기판의 일 부분에 원료전구체를 주입하는 단계 및 투과성 기판의 상기 부분에 반응전구체를 주입하는 단계를 포함한다. 반응전구체는 원료전구체와 반응하거나 원료전구체를 치환하여 투과성 기판상에 은 또는 은 화합물을 형성한다.
실시예들은 또한 투과성 기판상에 ALD에 의하여 은 또는 은 화합물을 증착하기 위한 증착 장치에 대한 것이다. 증착 장치는, 원료 주입기, 반응 주입기, 및 이동 기구(mechanism)를 포함한다. 원료 주입기는 투과성 기판의 일 부분에 원료전구체를 주입한다. 반응 주입기는, 라디칼을 발생시켜, 원료전구체가 주입된 투과성 기판의 상기 부분에 라디칼을 주입한다. 반응 주입기는, 기체를 수용하기 위한 챔버를 구비하도록 형성되며, 챔버 내에 플라즈마를 발생시키기 위한 전극들을 포함한다. 전극들 사이에 전압을 인가함으로써 플라즈마가 발생된다. 투과성 기판상의 원료전구체 및 라디칼들은 함께 ALD에 의하여 투과성 기판상에 은 또는 은 화합물을 형성한다. 이동 기구는 원료 주입기 및 반응 주입기에 대한 투과성 기판의 상대적인 이동을 야기하여, 투과성 기판의 다른 부분에 은 또는 은 화합물이 형성되도록 한다.
막(membrane) 또는 직물(fabric)과 같은 투과성 기판(permeable substrate)상에 은 또는 은 화합물을 증착하여 기판이 항균 특성(antimicrobial properties)을 갖도록 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 증착 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-B를 잇는 직선을 따른 증착 장치의 단면도이다.
도 3a 내지 3c는 일 실시예에 따라 은 또는 은 화합물을 코팅하는 공정의 상이한 단계들에서의 투과성 기판을 나타낸 단면도들이다.
도 4는 일 실시예에 따라 은 또는 은 화합물이 코팅된 투과성 기판을 제조하는 공정을 나타내는 순서도이다.
본 명세서의 실시예들은 첨부된 도면을 참조로 설명된다. 그러나, 본 명세서에서 기술되는 원칙들은 많은 상이한 형태로 구현될 수 있으며 본 명세서에서 기재된 실시예들에 한정되지 않는다. 명세서에서, 실시예들의 특징을 명확하게 하기 위하여 잘 알려진 특징 및 기술에 대한 불필요한 설명은 생략한다.
도면에서 유사한 참조 번호는 유사한 구성요소들을 나타낸다. 도면의 형상, 크기 및 영역 등은 알기 쉽도록 과장될 수 있다.
실시예들은 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD)을 이용하여 투과성 기판(permeable substrate)상에 은 또는 은 화합물과 같은 항균(antimicrobial) 물질의 층을 증착하는 것에 대한 것이다. 증착 장치는 투과성 기판이 주입기들 사이를 통과하는 동안 원료전구체(source precursor), 반응 전구체(reactant precursor), 퍼지 기체(purge gas) 또는 이들의 조합을 주입하는 하나 이상의 주입기를 포함한다. 주입기에 의하여 주입된 기체의 일부는 투과성 기판을 통과하여 다른 주입기에 의해 배출된다. 주입기에 의해 주입된 기체의 나머지는 투과성 기판의 표면에 평행하게 이동하여 동일한 주입기에 형성된 배기부(exhaust portion)를 통해 배출된다. 기판을 통과하거나 표면을 따라 평행하게 이동하는 동안, 원료전구체 또는 반응전구체가 기판에 흡착되거나 기판상에 존재하는 전구체와 반응하여 기판상에 항균 물질이 증착된다.
본 명세서에서 기술되는 투과성 기판은, 평탄한 구조를 가지며 적어도 기판의 일 측면에 주입된 기체 또는 액체의 적어도 일부가 기판의 다른 측면으로 통과할 수 있는 기판을 지칭한다. 투과성 기판에는, 직조물(textile), 막(membrane), 직물(fabric) 및 망(web)이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다. 투과성 기판은 종이, 폴리에틸렌(polyethylene), 다공질 금속(porous metal), 모직(wool), 면(cotton) 및 아마(flax)를 포함하나 이에 한정되지 않는 다양한 물질로 이루어질 수 있다.
예시적인 증착 장치
도 1은 일 실시예에 따른 증착 장치(100)의 사시도이다. 증착 장치(100)는 구성요소로서 상부 반응기(130A) 및 하부 반응기(130B)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 투과성 기판(120)은 화살표(114)로 표시된 것과 같이 좌측으로부터 우측으로 이동하면서 상부 및 하부 반응기(130A, 130B) 사이를 통과하여 투과성 기판(120)에 물질층(140)이 증착된다. 증착 장치(100) 전체는 진공 또는 가압 용기 내에 위치할 수 있다.
증착 장치(100)는 기판이 수평으로 이동하는 동안 기판(120)상에 물질을 증착하는 것으로 도시되었으나, 증착 장치(100)는 기판이 수직 또는 다른 상이한 방향으로 이동하면서 층(140)이 증착되도록 배치될 수도 있다.
상부 반응기(130A)는 전구체, 퍼지 기체 및 이들의 조합을 상부 반응기(130A) 내로 공급하는 파이프(142A, 146A, 148A)에 연결된다. 또한, 배기 파이프(152A, 154A)가 상부 반응기(130A)에 연결되어 여분의 전구체 및 퍼지 기체를 상부 반응기(130A)의 내부로부터 배출한다. 상부 반응기(130A)의 하부 면은 기판(120)과 마주한다.
하부 반응기(130B)도 전구체, 퍼지 기체 및 이들의 조합을 수용하기 위해 파이프(142B, 146B, 148B)에 연결된다. 또한, 배기 파이프(예컨대, 파이프(154B))가 하부 반응기(130B)에 연결되어 여분의 전구체 및 퍼지 기체를 하부 반응기(130B)의 내부로부터 배출한다. 하부 반응기(130B)의 상부 면은 기판(120)과 마주한다.
증착 장치(100)는, 기판(120)이 상부 반응기(130A)의 하부 면과 하부 반응기(130B)의 상부 면 사이에서 좌측으로부터 우측으로 이동하는 동안 원자층 증착(ALD)을 수행할 수 있다. ALD는 기판(120)에 원료전구체를 주입하고 이어서 반응전구체를 주입하는 것에 의하여 수행된다.
도 2는 일 실시예에 따른 도 1의 증착 장치(100)에서 A-B를 잇는 직선을 따른 단면도이다. 상부 반응기(130A)는 구성요소로서 원료 주입기(202) 및 반응 주입기(204)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 원료 주입기(202)는 파이프(142A)에 연결되어 원료전구체(아르곤(Argon) 등 캐리어 기체와 조합됨)를 수용하며, 반응 주입기(204)는 파이프(148A)에 연결되어 목적하는 반응전구체(아르곤 등 캐리어 기체와 조합됨)를 발생시키기 위한 기체를 수용한다. 캐리어 기체는 별도의 파이프(예컨대, 파이프(146A))를 통해 주입되거나 또는 원료 또는 반응전구체를 발생시키기 위한 가스를 공급하는 파이프를 통해 주입될 수 있다. 다수의 반응기들은 상이한 순서로 배열될 수도 있다. 예를 들어, 기판(280)이 왼쪽으로부터 오른쪽으로 움직인다고 할 경우 반응 주입기(204)가 원료 주입기(202)의 왼편에 위치할 수 있다.
원료 주입기(202)의 몸체(210)에는 채널(242), 천공(perforation)(244)(예컨대, 홀(hole) 또는 슬릿(slit)), 반응 챔버(234), 협착(constriction) 영역(260) 및 배기부(exhaust portion)(262)가 형성된다. 원료전구체는 채널(242) 및 천공(244)을 통해 반응 챔버(234) 내로 유입되고, 투과성 기판(120)과 반응한다. 원료전구체의 일부는 기판(120)을 통과하여 하부 반응기(130B)에 형성된 배기부(268)를 통해 배출된다. 나머지 원료전구체는 기판(120)의 표면과 평행하게 협착 영역(260)으로 유입되어 배기부(262)를 통해 배출된다. 배기부는 파이프(152A)에 연결되어 여분의 원료전구체를 주입기(202) 밖으로 배출한다.
원료전구체가 협착 영역(260)을 통해 이동하면, 협착 영역(260) 내에서 원료전구체의 높은 속도로 인하여 여분의 원료전구체가 기판(120)의 표면으로부터 제거된다. 일 실시예에서, 협착 영역(260)의 높이(M)는 반응 챔버(234)의 높이(Z) 또는 폭(W)의 2/3 보다 작다. 기판(120)의 표면으로부터 원료전구체를 제거하기 위해 이러한 높이(M)가 바람직하다.
반응 주입기(204)는 구성요소로서 몸체(214) 및 몸체(214)를 따라 연장되는 전극(247)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 파이프(146A)를 통해 공급된 기체는 채널(245)을 통해 플라즈마 챔버(246) 내로 주입된다. 내부 전극(247) 및 외부 전극(즉, 몸체(214)) 사이에 전압 신호를 인가함으로써, 플라즈마 챔버(246)에 플라즈마가 생성된다. 그 결과, 플라즈마 챔버(246) 내에 라디칼이 생성되어 반응 챔버(236)로 유입된다. 라디칼은 반응전구체의 기능을 하여 기판(120)상의 원료전구체 분자를 치환하거나 원료전구체 분자와 반응한다.
여분의 라디칼(반응 주입기(204)에 의해 생성된)의 일부는 협착 영역(264)을 통과하여 배기부(266)를 통해 배출된다. 배기부(266)는 파이프(154B)에 연결된다. 나머지 여분의 라디칼은 기판(120)을 통과하여, 주입기(208)에 형성된 배기부를 통해 배출된다.
하부 반응기(130B)는 상부 반응기(130A)와 유사한 구조를 가지나 상부 면이 상부 반응기(130A)와 반대 방향을 향한다. 하부 반응기(130B)는 원료 주입기(206) 및 반응 주입기(208)를 포함할 수 있다. 원료 주입기(206)는 파이프(142B)를 통해 원료전구체를 수용하며 원료전구체를 기판(120)의 배면에 주입한다. 원료전구체의 일부는 기판(120)을 통과하여 배기부(262)를 통해 배출된다. 나머지 원료전구체는 기판(120)의 표면과 평행하게 배기부(268)로 유입되며 원료 주입기(206)로부터 배출된다.
반응 주입기(208)의 구조는 실질적으로 반응 주입기(204)와 동일하므로, 중복을 피하기 위해 자세한 설명은 생략한다.
증착 장치(100)는 또한 기판(120)을 이동시키기 위한 기구(mechanism)(280)를 포함할 수 있다. 기구(280)는 도 2에 도시된 우측 방향으로 기판(120)을 당기거나 미는 액추에이터(actuator) 또는 모터(motor)를 포함할 수 있다. 기판(120)이 점차 우측으로 이동함에 따라, 기판(120)의 실질적인 표면 전체가 원료전구체 및 반응전구체에 노출되며, 그 결과 기판(120)상에 물질이 증착된다.
마주보는 반응기들의 세트를 통하여, 원료전구체 및 반응전구체가 기판(120)의 표면에 수직으로 흐를 뿐만 아니라 기판(120)의 표면에 평행하게 흐를 수도 있다. 따라서, 기판(120)의 평탄면 뿐만 아니라 포어(pore) 또는 홀(hole)에도 균일한(conformal) 물질의 층이 증착된다. 따라서, 상기 물질은 기판(120)상에 보다 고르고 완전하게 증착된다.
증착 장치(100)의 외부로 누출되는 원료전구체를 줄이기 위하여, 기판(120)과 상부/하부 반응기(130A, 130B) 사이의 거리(H)는 낮은 값으로 유지된다. 일 실시예에서, 상기 거리(H)는 1mm보다 작으며, 보다 바람직하게는 수백 ㎛ 보다 작다.
일 실시예에서, 원료전구체로 Ag(fod)(PEt3) (fod = 2,2-디메틸(dimethyl)-6,6,7,7,8,8,8-헵타플루오로옥탄(heptafluorooctane)-3,5-디오나토(dionato)) 또는 (2,2-디메틸프로피오나토(dimethylpropionato))은(silver)(I)트리에틸포스핀(triethylphosphine) : Ag(DMP)(TEP)이 사용된다. 반응전구체로 H* 라디칼이 사용될 수 있다. H* 라디칼은 반응 주입기(204, 208)의 플라즈마 챔버 내로 H2를 주입하고 이들의 내부 및 외부 전극 사이에 전압 신호를 인가하여 생성될 수 있다. 일 실시예에서, 챔버 내에 플라즈마를 발생시키기 위해 약 300 kHz의 직류(DC) 펄스가 내부 전극 및 외부 전극에 인가된다.
은을 증착하는 대신 또는 이에 추가적으로, AgXAl1 -X, AgXAl1 - XO, AgXSi1 -X, AgXSi1-XO, AgXNi1 -X, AgXNi1 - XO, AgXTi1 -X 또는 AgXTi1 - XO와 같은 은 화합물이 투과성 기판(120)상에 증착될 수 있다. AgXAl1 -X 또는 AgXAl1 - XO를 증착하기 위해, 원료전구체로 트리메틸알루미늄(trimethylaluminum; TMA)이 사용될 수 있다. AgXTi1X 또는 AgXTi1-XO를 증착하기 위해, 테트라에틸메틸아미노티타늄(tetraethylmethylaminotitanium; TEMATi)이 원료전구체로 사용될 수 있다. AgXSi1 -X 또는 AgXSi1 - XO를 증착하기 위해, 헥사-메틸-디실라잔(hexa-methyl-disilazane; HMDSN)이 원료전구체로 사용될 수 있다. AgXCu1 -X 또는 AgXCu1 - XO를 증착하기 위해, 디-이소-프로필아세타미디나토-구리(di-iso-propylacetamidinato-copper) 또는 Cu 베타-디케토네이트(Cu beta-diketonate)가 원료전구체로 사용될 수 있다. AgXNi1 -X 또는 AgXNi1 - XO를 증착하기 위해, 니켈-디알킬아미노-알콕사이드 복합체(nickel-dialkylamino-alkoxide complexe)[Ni(dmamp)2, Ni(emamp)2 및 Ni(deamp)2] 또는 비스(사이클로펜타디에닐)니켈(bis(cyclopentadienyl)nickel)(NiCp2)이 원료전구체로 사용될 수 있다. 이들 은 화합물은 비화학양론적(non-stoichiometric) 화합물이며 항균 특성을 갖는다.
H* 라디칼을 사용하는 대신, NH3, CH4, B2H6와 같이 수소를 포함하는 전구체 또는 CO와 같은 환원제가 반응전구체로 사용될 수도 있다.
일 실시예에서, 하나 이상의 퍼지 기체 주입기가 반응기(202, 204) 및/또는 반응기(206, 208) 사이에 위치하여 기판(120)에 퍼지 기체를 주입할 수 있다. 기체 주입기는 주입기(202, 206)와 동일한 구조를 가질 수 있으며 다만 원료전구체 대신 퍼지 기체가 기체 주입기 내로 주입될 수 있다. 퍼지 기체를 주입함으로써, 기판(120)상에 여분의 원료전구체 분자(예컨대, 물리흡착된 원료전구체 분자)가 있다면 기판(120)을 반응전구체에 노출시키기 전에 이를 제거할 수 있다. 이를 통해, 기판(120)상에 증착되는 은 또는 은 화합물(예컨대, 은 산화물 또는 비화학양론적 은 화합물)의 층이 더욱 고르고 일정해질 수 있다.
도 1 및 2의 증착 장치(100)는 단지 예시적인 것이다. 상이한 형태의 증착 장치에 의해 기판상에 원료전구체 물질 및 반응전구체 물질을 주입하여 기판상에 은을 증착할 수도 있다. 예를 들어, 증착 장치는 기판의 일 측면에만 반응기들(예컨대, 반응기(202, 204))을 포함하고 기판의 다른 측면에는 반응기를 포함하지 않을 수도 있다.
은 또는 은 화합물이 증착된 투과성 기판
도 3a는 일 실시예에 따라 중간층(310) 및 은 또는 은 화합물의 층(320)이 증착된 투과성 기판(120)의 단면도이다. 투과성 기판(120)이 직조물(textile) 또는 폴리머 섬유(polymer fiber)를 포함하면, 투과성 기판(120)상에 증착된 은 또는 은 화합물은 알루미늄, 실리콘, 티타늄 또는 이들 원자를 포함하는 산화물과 비교하여 접착력이 부족할 수 있다. 은 또는 은 화합물의 접착력을 향상시키고 균일한 증착 두께를 제공하기 위해, 기판(120)상에 은 또는 은 화합물을 증착하기 전에 안정적인 중간층(310)이 투과성 기판(120)상에 증착될 수 있다. 은 산화물 또는 비화학양론적 은 화합물 등의 은 화합물은 중간층(310) 없이 투과성 기판(120)상에 증착될 수도 있다.
일 실시예에서, 중간층은 SiO2, Al2O3 또는 TiO2를 포함한다. 은 또는 은 화합물의 층(320)은, 예컨대, 도 1 및 2를 참조하여 전술한 증착 장치(100)를 이용하여 중간층상에 증착될 수 있다.
도 3b는, 일 실시예에 따라, 은 입자 또는 은 화합물 입자가 수 나노미터로부터 50nm 범위의 폭 또는 길이를 갖는 나노 크기 범프(bump)(324)로 합쳐진(coalesced) 투과성 기판(120)의 단면도이다. 범프(324)를 형성함으로써, 은 또는 은 화합물의 표면 면적을 증가시켜 항균 효율을 향상시킬 수 있다. 예컨대, 범프(324)는 불활성 환경 또는 H2 환경에서 은 층(320)을 열처리하거나, 또는 H2 원격 플라즈마(remote-plasma)에 의한 어닐링(annealing) 온도를 감소시키기 위해 수소 라디칼 어닐링을 수행함으로써 형성될 수 있다. 이러한 처리는 은 입자 또는 은 화합물 입자가 자기 응집(self-agglomerate)하여 범프(324)를 형성하도록 한다. 범프(324)는 규칙적인 형상(예컨대, 반구 형상)을 갖거나 또는 불규칙적인 형상을 가질 수 있다.
도 3c는 일 실시예에 따라 범프(324)상에 확산 방지막(diffusion barrier)(330)이 증착된 기판(120)의 단면도이다. 환경 내의 활성 물질이 은 또는 은 화합물과 반응하여 은 또는 은 화합물의 항균 특성을 감퇴시키는 것을 방지하기 위해, 범프(324)에 확산 방지막(330)이 증착될 수 있다. 일 실시예에서, SiO2, Al2O3 및 TiO2 등의 물질이 확산 방지막을 위한 물질로 사용될 수 있다. 확산 방지막(330)의 두께는 5 내지 10 nm일 수 있다.
은 또는 은 화합물이 증착된 투과성 기판의 제조 공정
도 4는, 일 실시예에 따른, 은 또는 은 화합물이 증착된 투과성 기판의 제조 공정을 나타내는 순서도이다. ALD 또는 다른 증착 방법에 의하여 중간층(310)이 투과성 기판(120)상에 증착된다(406). 이후, ALD를 이용하여 은으로 된 층(320)이 중간층(310)상에 증착된다(410). 이를 위하여, 도 1 및 2의 증착 장치(100)가 사용될 수 있다.
투과성 기판(120)에 열처리 또는 라디칼 어닐링과 같은 공정 수행함으로써 은 또는 은 화합물의 자기 응집이 유도된다(414). 그 결과, 중간층(310)상에 범프(324)가 형성된다. 이후 확산 방지막(330)을 갖는 확산 방지막 층(330)이 증착되어 응집된 은 또는 은 화합물을 외부 영향으로부터 보호한다.
이상에서 도 4를 참조하여 전술한 방법은 단지 예시적인 것이다. 하나 또는 그 이상의 단계(예컨대, 중간층을 형성하는 단계(406), 자기 응집을 유도하는 단계(414), 및 확산 방지막을 증착하는 단계(418))가 생략될 수 있다.
이상의 실시예들은 투과성 기판상에 은 또는 은 화합물을 증착하는 것에 대해 주로 기술되었으나, 항균 특성을 갖는 다른 물질(예컨대, 니켈)이 ALD를 이용하여 투과성 기판상에 증착될 수도 있다.
ALD를 이용하여 은 또는 항균 특성을 갖는 다른 물질을 투과성 기판상에 증착하는 것은, 다른 이점 중에서도, 증착된 은, 은 화합물 또는 다른 물질이 투과성 기판상에 얇게 균일한(conformal) 방식으로 증착될 수 있는 점에서 유리하다. 얇은 증착으로 인하여 투과성 기판이 투과성 및 투과성 기판의 다른 특성을 유지하면서 투과성 기판이 항균 특성을 갖도록 할 수 있다.
이상에서 본 발명은 몇몇 실시예에 대하여 기술되었으나, 본 발명의 사상의 범위 내에서 다양한 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 명세서에 기재된 본 발명은 예시적인 것으로 의도되며, 첨부된 청구범위에 기재된 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다.

Claims (20)

  1. 투과성 기판의 제1 면을 향하는 제1 반응기에 의해, 원자층 증착을 수행하기 위한 원료전구체를 상기 투과성 기판의 일 부분에 주입하는 단계로서, 상기 제1 반응기는 제1 반응 챔버, 제1 배기부, 및 상기 제1 반응 챔버와 상기 제1 배기부를 연결하는 제1 협착 영역을 포함하는, 상기 주입하는 단계;
    주입된 상기 원료전구체의 제1 부분을 상기 투과성 기판을 통과하여 상기 투과성 기판의 제2 면으로 이동시키는 단계;
    주입된 상기 원료전구체의 제2 부분을 상기 투과성 기판의 상기 제1 면을 따라 이동시키는 단계;
    상기 투과성 기판을 통과하여 상기 제2 면으로 이동된, 주입된 상기 원료전구체의 상기 제1 부분을, 상기 투과성 기판의 상기 제2 면을 향하는 제2 반응기를 이용하여 배출하는 단계로서, 상기 제2 반응기는 제2 반응 챔버, 제2 배기부, 및 상기 제2 반응 챔버와 상기 제2 배기부를 연결하는 제2 협착 영역을 포함하며, 상기 제2 배기부는 상기 제1 반응 챔버와 바로 마주하는, 상기 배출하는 단계;
    상기 투과성 기판상의 상기 원료전구체와 함께 상기 투과성 기판상에 은 또는 은 화합물을 형성하도록 원자층 증착을 수행하기 위한 반응전구체를 상기 투과성 기판의 상기 부분에 주입하는 단계; 및
    상기 원료전구체 및 상기 반응전구체를 상기 투과성 기판의 다른 부분에 주입하기 위해, 상기 제1 및 제2 반응기에 대한 상기 투과성 기판의 상대적인 이동을 야기하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 투과성 기판상에 은 또는 은 화합물을 증착하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 원료전구체는, Ag(fod)(PEt3) (fod = 2,2-디메틸-6,6,7,7,8,8,8-헵타플루로옥탄-3,5-디오나토) 또는 (2,2-디메틸프로피오나토)은(I)트리에틸포스핀: Ag(DMP)(TEP) 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 투과성 기판상에 은 또는 은 화합물을 증착하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 은 화합물은 AgXAl1 -X, AgXAl1 - XO, AgXSi1 -X, AgXSi1 - XO, AgXNi1 -X, AgXNi1 - XO, AgXTi1-X 또는 AgXTi1 - XO 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 투과성 기판상에 은 또는 은 화합물을 증착하는 방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 반응전구체는 H* 라디칼인 것을 특징으로 하는, 투과성 기판상에 은 또는 은 화합물을 증착하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 투과성 기판상에 상기 은 또는 은 화합물을 형성하기 전에 상기 투과성 기판상에 중간층을 증착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 투과성 기판상에 은 또는 은 화합물을 증착하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 중간층은 SiO2, Al2O3 또는 TiO2 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 투과성 기판상에 은 또는 은 화합물을 증착하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    형성된 상기 은 또는 은 화합물상에 확산 방지막을 증착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 투과성 기판상에 은 또는 은 화합물을 증착하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 확산 방지막은 SiO2, Al2O3 또는 TiO2 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 투과성 기판상에 은 또는 은 화합물을 증착하는 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    형성된 상기 은 또는 은 화합물의 자기 응집을 유도함으로써 나노 크기 범프를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 투과성 기판상에 은 또는 은 화합물을 증착하는 방법.
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