KR20010089582A - 마이크로텍스쳐화 표면의 상사 피복 - Google Patents

마이크로텍스쳐화 표면의 상사 피복 Download PDF

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KR20010089582A
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스티븐 알. 메이
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    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/62—Plasma-deposition of organic layers

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Abstract

본 발명의 마이크로텍스쳐화 표면을 상사 피복시키는 방법은 (a) 증기 배출구 속에서 피복 물질 단량체를 플래쉬 증발시켜 증기를 형성시키는 단계, (b) 증기를 글로우 방전 전극에 통과시켜 증기로부터 글로우 방전 단량체 플라즈마를 생성시키는 단계 및 (c) 마이크로텍스쳐화 표면에 글로우 방전 단량체 플라즈마를 극저온 응축시키고 그 위에서 글로우 방전 단량체 플라즈마를 가교결합(여기서, 가교결합은 글로우 방전 단량체 플라즈마 속에서 생성된 라디칼로부터 유도되어 자기 경화된다)시키는 단계를 포함한다.

Description

마이크로텍스쳐화 표면의 상사 피복{Conformal coating of a microtextured surface}
발명의 분야
본 발명은 일반적으로 플라즈마 중합된 중합체 필름을 제조하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 저 증기압 화합물의 플래쉬 증발(flash evaporation)된 공급원을 사용하여 플라즈마 향상된 화학적 침착(plasma enhanced chemical deposition)을 통해 마이크로텍스쳐화 표면에 플라즈마 중합된 중합체 막을 형성하는 방법에 관한 것이다.
본원에서 사용된 용어 "(메트)아크릴"은 "아크릴 또는 메타크릴"로서 정의된다. 또한 "(메트)아크릴레이트"는 "아크릴레이트 또는 메타크릴레이트"로서 정의된다.
본원에서 사용된 용어 "극저온 응축(cryocondense)" 및 이의 형태는 기체가 기체의 이슬점보다 더 낮은 온도를 갖는 표면과 접촉할 때 기상으로부터 액상으로 상이 변화하는 물리적 현상을 의미한다.
발명의 배경
플라즈마 향상된 화학적 증착(PECVD)의 기본 공정은 본원에 참고로 인용된문헌에 기재되어 있다[참조: THIN FILM PROCESSES, J. L. Vossen, W. Kern, editors, Academic Press, 1978, Part IV, Chapter IV - 1 Plasma Deposition of Inorganic Compounds, Chapter IV - Glow Discharge Polymerization]. 요컨대, 글로우 방전(glow discharge) 플라즈마는 매끄럽거나 뾰족한 돌출부를 갖는 전극 상에 발생한다. 전통적으로 기체 유입구에서 플라즈마 영역으로 고 증기압 단량체성 기체를 도입하고, 여기서 라디칼이 형성되어 기판과의 후속적인 충돌시 단량체 중의 일부 라디칼이 기판에 화학적으로 결합하거나 가교결합(경화)된다. 고 증기압 단량체성 기체는 CH4, SiH4, C2H6, C2H2또는 고 증기압 액체로부터 발생된 기체, 예를 들면, 스티렌(87.4EF(30.8EC)에서 10torr), 헥산(60.4EF(15.8EC)에서 100torr), 테트라메틸디실록산(82.9EF(28.3EC)에서 10torr), 1,3-디클로로테트라-메틸디실록산 및 온화하게 조절되는 가열 공정으로 증발시킬 수 있는 이들의 혼합물을 포함한다. 이들 고 증기압 단량체성 기체는 대기 온도 또는 승온에서 용이하게 극저온 응축되지 않기 때문에, 극저온 응축 대신에 중요한 표면에 화학적으로 결합된 라디칼에 의해 침착 속도가 느리다(최대 10분의 수 ㎛/min). 플라즈마에 의한 중요한 표면의 에칭으로 인한 규약반사율(remission)이 반응성 침착과 경쟁한다. 고분자량 단량체를 기화시키기에 충분한 온도로 가열하면 일반적으로 기화 전에 반응이 일어나거나 기체의 측량이 조절하기 어려워지기 때문에(둘 중 하나는 비작동성이다) 저 증기압 화합물은 PECVD에서 사용되지 않았다.
플래쉬 증발의 기본 공정은 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제4,954,371호에 기재되어 있다. 이 기본 공정은 또한 중합체 다층(PML; polymer multi-layer) 플래쉬 증발로서 지칭된다. 요컨대 방사선 중합성 및/또는 가교결합성 물질을 이 물질의 분해 온도 및 중합 온도 미만의 온도에서 공급한다. 물질을 약 1 내지 약 50㎛ 범위의 크기를 갖는 소적으로 분무한다. 일반적으로 초음파 분무기를 사용한다. 이어서, 물질을 물질의 비점보다 높지만 열분해를 유발하는 온도보다는 낮은 온도로 가열된 표면과 접촉시켜 진공하에 플래쉬 기화시킨다. 증기를 기판에 극저온 응축시킨 후 매우 얇은 중합체 박층으로서 방사선 중합 또는 가교결합시킨다.
플라즈마 중합된 필름을 제조하는 기술의 상태에 따라, PECVD 및 플래쉬 증발 또는 글로우 방전 플라즈마 침착 및 플래쉬 증발이 조합되어 사용되지는 않았다. 그러나, 문헌[참고: J. D. Affinito, M. E. Gross, C. A.. Coronado, and P. M. Martin, A Vacuum Deposition Of Polymer Electrolytes On Flexible Substrates. "Paper for Plenary talk in A Proceedings of the Ninth International Conference on Vacuum Web Coating", November 1995 ed R. Bakish, Bakish Press 1995, pg 20-36.]에 보고되고 도 1a에 나타낸 바와 같이, 글로우 방전 플라즈마 발생기를 사용하여 무기 화합물로 기판을 플라즈마 처리하는 방법이 저기압(진공) 대기하에 플래쉬 증발과 조합되어 사용되었다. 이 시스템에서, 플라즈마 발생기(100)를 사용하여 이동 기판(104)의 표면(102)을 에칭하여 플래쉬 증발기(106)로부터 단량체성 기체 배출물을 수용하고, 이 기체 배출물은 에칭된 표면(102)에 극저온 응축된 후 제1 경화 위치(도시되지 않음), 예를 들면, 전자 비임 또는 자외선 조사선을 통과하여 가교결합 및 경화가 개시된다. 플라즈마 발생기(100)는 기체 유입구(110)가 달린 하우징(108)을 갖는다. 기체는 산소, 질소, 물 또는 불활성 기체(예:아르곤) 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 내부에는 매끄럽거나 하나 이상의 뾰족한 돌출부(114)를 갖는 전극(112)이 글로우 방전을 생성시키고, 기체를 사용하여 플라즈마를 제조하여 표면(102)을 에칭한다. 플래쉬 증발기(106)는 단량체 유입구(118) 및 분무 노즐(120), 예를 들면, 초음파 분무기가 달린 하우징(116)을 갖는다. 노즐(120)을 통한 유동은 입자 또는 소적(122)으로 분무되어 가열된 표면(124)에 충돌하고, 이 때 입자 또는 소적(122)이 기체로 플래쉬 증발되어 (임의의) 일련의 배플(126)을 지나 배출구(128)로 유동하고 표면(102)에 극저온 응축된다. 비록 다른 기체 유동 분포 배열이 사용되어 왔지만, 배플(126)이 적합한 기체 유동 분포 또는 균일성을 제공하면서, 용이하게 넓은 표면(102)으로의 스케일 확대를 가능하게 하는 것으로 밝혀졌다. 경화 위치(도시되지 않음)는 플래쉬 증발기(106)의 하부 스트림에 위치한다. 단량체는 아크릴레이트일 수 있다(도 1b). 이들 플래쉬 증발법은 전통적으로 매끄러운 표면 또는 마이크로텍스쳐화 특징이 부족한 표면에 사용되었다. 전통적인 PML(중합체 다층) 플래쉬 증발법의 단점은 액체 필름에 대한 증기의 응축 및 고체 층에 대한 액체 필름의 방사선 가교결합 사이의 시간 동안 중력 및 표면장력 때문에 액체가 우선적으로 저점 및 플래터 영역으로 유동하는 경향이 있어서(도 2a) 피복 표면(150)이 기판 표면(160)과 기하학적으로 상이하다는 것이다. 표면 온도를 낮추면 유동을 다소 감소시킬 수 있지만, 단량체가 동결되고 이어서 가교결합에 악영향이 미친다. 고점도 단량체를 사용하는 것은 단량체의 탈기, 교반 및 분배가 더욱 어려워지기 때문에 흥미롭지 않다.
다수의 장치, 예를 들면, 콰시-코너 반사기형 마이크로-레트로 반사기(quasi-corner reflector type micro-retroreflector), 회절 격자, 마이크로 광 파이프 및/또는 도파관(wave guide) 및 마이크로채널 유동 회로(microchannel flow channerl)는 마이크로텍스쳐화 표면을 갖는다. 이들 장치는 현재 스핀 피복 또는 물리적 증착(PVD)에 의해 제조된다. 물리적 증착은 증발 또는 스퍼터링일 수 있다. 스핀 피복, 표면 영역 피복은 제한되어 있고 넓은 표면 영역으로의 스케일 확장은 대형 단일 유니트보다는 다중 평형 유니트를 필요로 한다. 게다가, 물리적 증착공정은 핀 홀이 발생하기 쉽다.
따라서, 상사 피막으로 마이크로텍스쳐화 표면을 갖는 장치(device)를 도포하는 장치 및 방법이 요구된다.
발명의 요약
본 발명은 마이크로텍스쳐화 표면을 상사 피복시키는 방법에 관한 것이다. 당해 방법은 피복 물질 단량체가 플라즈마 중합 동안 경화되는 플라즈마 중합을 포함한다. 당해 방법은 표준 PECVD 증착 속도보다 훨씬 더 빠른 속도로 마이크로텍스쳐화 표면을 상사 피복시키는 예기치 못한 개선점을 제공하는, 플래쉬 증발과 플라즈마 향상된 화학 증착(PECVD)을 조합시킨 방법이다.
상사 피복 물질은 단량체 또는 단량체와 입자 물질과의 혼합물일 수 있다. 단량체, 입자 또는 이들 둘 다는 공액 또는 비공액일 수 있다.
본 발명의 방법은 (a) 피복 단량체를 플래쉬 증발시켜 증기를 형성시키는 단계, (b) 증기를 글로우 방전 전극에 통과시켜 증기로부터 글로우 방전 단량체 플라즈마를 생성시키는 단계 및 (c) 마이크로텍스쳐화 표면에 글로우 방전 단량체 플라즈마를 극저온 응축시키고 이때 액체로서 응축된 글로우 방전 단량체 플라즈마가 가교결합되기 시작하는 단계를 포함한다. 글로우 방전 플라즈마에서 생성된 라디칼로부터 가교결합이 형성되어 자기 경화된다.
본 발명의 목적은 마이크로텍스쳐화 표면을 상사 피복시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 이점은 침착된 단량체가 자기 경화되기 때문에 기판의 이동 방향에 민감하지 않다는 것이다. 추가의 이점은 공액이 (존재하는 경우) 경화 공정 동안 보존된다는 것이다. 본 발명의 또 다른 이점은 다층 물질을 결합시킬 수 있다는 것이다. 예를 들면, 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제5,547,508호, 제5,395,644호 및 제5,260,095호에 언급된 바와 같이, 다중 중합체 층, 중합체 및 금속의 교호 층, 및 기타 층들을 진공 환경하에 본 발명에 따라 제조할 수 있다.
본 발명의 주요 관건은 본 명세서의 결론 부분에 상세하게 지적되고 명확하게 청구되어 있다. 그러나, 이의 추가의 이점 및 목적과 함께 작업 구성 및 방법 둘 다 도면과 함께 아래의 상세한 설명(유사한 참조 문자는 유사한 부재를 나타낸다)을 참고로 하여 가장 잘 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 선행 기술에서 플래쉬 증발기와 무기 화합물을 사용하는 글로우 방전 플라즈마 발생기의 조합을 나타낸 단면도이다.
도 1b는 (메트-)아크릴레이트 분자의 화학식이다.
도 2a는 비-상사 피복(선행 기술)을 나타낸 도면이다.
도 2b는 본 발명의 방법에 따르는 상사 피복을 나타낸 도면이다.
도 3은 플래쉬 증발 및 글로우 방전 플라즈마 침착을 조합시킨 본 발명의 장치의 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 장치의 말단 단면도이다.
도 4는 기판이 전극인 본 발명 장치의 단면도이다.
도 5a는 페닐아세틸렌을 포함하는 반응식이다.
도 5b는 트리페닐 디아민 유도체의 반응식이다.
도 5c는 퀴나크리돈의 반응식이다.
바람직한 양태(들)의 설명
본 발명은 마이크로텍스쳐화 표면을 상사 피복시키는 방법에 관한 것이다. 마이크로텍스쳐화 표면은 콰시-코너 반사기형 마이크로-레트로 반사기, 회절 격자, 마이크로 광 파이프 및/또는 도파관, 마이크로채널 유동 회로 및 이들의 조합을 포함하지만 이로 제한되는 것은 아니다. 상사 피복은 도 2b에 설명되어 있으며, 여기서 피복 표면(150)은 마이크로텍스쳐화 표면(160)과 기하학적으로 유사하다. 마이크로텍스쳐화 표면의 상사 피복은 도 3에 나타낸 장치를 사용하여 수행한다. 바람직하게는 본 발명의 장치 및 방법은 낮은 압력(진공) 환경 또는 챔버 내에서 존재한다. 압력은 바람직하게는 약 10-1내지 10-6torr의 범위이다. 플래쉬 증발기(106)는 단량체 유입구(118) 및 분무 노즐(120)이 달린 하우징(116)을 갖는다. 노즐(120)을 통한 유동은 입자 또는 소적(122)으로 분무되어 가열된 표면(124)에 충돌하고, 이 때 입자 또는 소적(122)이 기체 또는 증기로 플래쉬 증발되어 일련의 배플(126)을 지나 증기 배출구(128)로 유동하고 마이크로텍스쳐화 표면(102)에 극저온 응축된다. 배플(126) 및 기타 내부 표면에서의 극저온 응축은 배플(126) 및 기타 표면을 증기의 극저온 응축 온도 또는 이슬점보다 높은 온도로 가열함으로써 방지한다. 비록 기타 기체 유동 분포 배열이 사용되더라도 배플(126)은 넓은 마이크로텍스쳐화 표면(102)으로의 스케일 확대를 용이하게 하면서 적합한 기체 유동 분포 또는 균일성을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 증기 배출구(128)는 증기로부터 글로우 방전 플라즈마를 생성시키는 글로우 방전 전극(204) 쪽으로 기체의 방향을 향하게 한다. 도 3에 도시된 양태에서, 글로우 방전 전극(204)은 증기 배출구(128)에 인접한 증기 유입구(202)를 갖는 글로우 방전 하우징(200) 속에 놓여 있다. 이 양태에서, 글로우 방전 하우징(200) 및 글로우 방전 전극(204)은 증기의 이슬점보다 높은 온도로 유지된다. 글로우 방전 플라즈마가 글로우 방전 하우징(200)에서 배출되어 마이크로텍스쳐화 기판(104)의 마이크로텍스쳐화 표면(102)에 응축된다. 마이크로텍스쳐화 표면(104)은 증기의 이슬점보다 낮은 온도, 바람직하게는 주위 온도에서 유지하거나 주위 온도보다 낮은 온도로 냉각시켜 극저온 응축 속도를 향상시키는 것이 바람직하다. 이 양태에서, 마이크로텍스쳐화 표면(104)은 이동하며, 글로우 방전 플라즈마로부터 하전된 물질을 유인하도록 인가된 전압을 사용하여 전기적으로 접지되거나 전기적으로 부유되거나 전기적으로 바이어스될 수 있다. 마이크로텍스쳐화 표면(104)이 전기적으로 바이어스되는 경우, 심지어 전극(204)을 대신할 수 있으며 그 자체가 단량체 기체로부터 글로우 방전 플라즈마를 생성시키는 전극일 수 있다. 전기적 부유는, 비록 정전기 또는 플라즈마와의 상호작용 때문에 전하가 증진될 수 있다하더라도 인가된 전압은 존재하지 않음을 의미한다.
글로우 방전 전극(204)의 바람직한 형태는 도 3a에 나타나 있다. 당해 바람직한 양태에서, 글로우 방전 전극(204)은 마이크로텍스쳐화 기판(104)으로부터 분리되어 있고, 증기 유입구(202)로부터의 증기 유동이 실질적으로 전극 개구부(206)를 통해 유동하도록 하는 형상을 갖는다. 임의의 전극 형상을 사용하여 글로우 방전을 생성시킬 수 있지만, 전극(204)의 바람직한 형상은 배출구(202)로부터 유출되는 증기로부터 플라즈마를 차단하지 않고, 단량체 출구 슬릿(202) 및 마이크로텍스쳐화 기판(104)에 대한 이의 대칭은 기판의 폭에 걸쳐 플라즈마에 대한 증기 유동의 균일성을 제공하면서, 폭에 걸쳐 균일성은 기판 이동으로부터 나타난다.
마이크로텍스쳐화 표면(104)으로부터의 전극(204)의 간격은 플라즈마의 기판에 대한 충돌을 허용하는 간격 또는 거리이다. 플라즈마가 전극으로부터 확산되는 거리는 문헌[참조: ELECTRICAL DISCHARGES IN GASSES, F.M. Penning, Gordon and Breach Science Publishers, 1965]에 상세히 기재되고 문헌[참조: THIN FILMPROCESSES, J.L. Vossen, W. Kern, editors, Academic Press, 1978, Part II, Chapter II-1, Glow Discharge Sputter Deposition]에 요약(이들 문헌은 둘 다 본원에 참고로 인용되어 있다)된 바와 같은 표준 방법에서 증기 물질, 전극(204)/마이크로텍스쳐화 기판(104)의 기하학, 전기 전압 및 진동수, 및 압력에 따라 달라진다.
배치 공정에 적합한 장치가 도 4에 나타나 있다. 이 양태에서, 글로우 방전 전극(204)은 부재(마이크로텍스쳐화 기판)(300)에 충분히 인접해 있어서, 부재(300)는 전극(204)의 연장부이거나 일부분이다. 게다가, 당해 부재는 이슬점 미만의 온도이어서 부재(300) 상에서의 글로우 방전 플라즈마의 극저온 응축이 가능하여 단량체 응축물로 부재(300)를 피복시키고 중합체 층으로 자기 경화된다. 기판에 대한 플라즈마의 충돌을 허용하는 간격 또는 거리 만큼 격리되어 있거나 직접 접촉되어 있거나 그 위에 위치해 있거나 충분히 가깝게 연결되어 있을 수 있다. 플라즈마가 전극으로부터 확산되는 이 거리는 본원에 참고로 인용된 문헌[참조: ELECTRICAL DISCHARGES IN GASSES, F.M. Penning, Gordon and Breach Science Publishers, 1965]에 기재된 바와 같은 표준 방법에서 증기 물질, 전극(204)/마이크로텍스쳐화 기판(104)의 기하학, 전기 전압 및 진동수, 및 압력에 따라 달라진다. 기판(300)은 극저온 응축 동안 정지 또는 이동할 수 있다. 이동은 회전 및 병진(translation)을 포함하고, 표면에 응축된 단량체 층의 두께 및 균일성을 조절하기 위해 사용할 수 있다. 극저온 응축은 수 밀리초 내지 수 초 내에 신속하게 일어나기 때문에 부재는 피복 후 및 피복 온도 한계를 초과하기 전에 제거할 수 있다.
작업시 마이크로텍스쳐화 표면에 대한 저 증기압 물질의 플라즈마 향상된 화학적 증착 방법으로서 또는 자기 경화 중합체 층(특히 PML)을 제조하는 방법으로서, 본 발명의 방법은 (a) 피복 물질 단량체를 플래쉬 증발시켜 증기를 형성시키는 단계, (b) 증기를 글로우 방전 전극에 통과시켜 증기로부터 글로우 방전 단량체 플라즈마를 생성시키는 단계 및 (c) 기판 위에 글로우 방전 단량체 플라즈마를 극저온 응축시키고 여기서 글로우 방전 단량체 플라즈마를 가교결합시키는 단계를 포함한다. 글로우 방전 플라즈마에서 생성된 라디칼로부터 가교결합이 형성되어 자기 경화된다.
플래쉬 증발은 피복 물질 단량체를 유입구로 유동시키는 단계, 노즐을 통해 물질을 분무하고 분무액으로서 단량체 액체의 다수의 단량체 소적을 생성시키는 단계를 포함한다. 분무액을 가열된 증발 표면에 향하게 하면 이 때 분무액이 증발되고 증기 배출구를 통해 배출된다.
피복 물질 단량체는 임의의 액체 단량체일 수 있다. 그러나, 액체 단량체는 용이하게 극저온 응축되도록 주위 온도에서 저 증기압을 갖는 것이 바람직하다. 바람직하게는 액체 단량체의 증기압은 83℉(28.3℃)에서 약 10torr 미만, 더욱 바람직하게는 83℉(28.3℃)에서 약 1torr 미만, 가장 바람직하게는 83℉(28.3℃)에서 약 10mtorr 미만이다. 액체 단량체는 페닐아세틸렌(도 5a), (메트)아크릴레이트 및 이들의 혼합물을 포함하지만 이로 제한되는 것은 아니다.
추가로, 액체 단량체는 액체/고체 현탁액으로서 입자를 함유할 수 있다. 입자(들)은 플래쉬 증발 공정에서 가열된 표면의 온도보다 낮은 비점을 갖는 임의의 불용성 또는 부분적인 불용성 입자 유형일 수 있다. 불용성 입자는 트리페닐 디아민 유도체(TPD, 도 5b), 퀴나크리돈(OA, 도 5c) 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
바람직하게는 불용성 입자의 용적은 약 5000㎛3(직경 약 21㎛)보다 훨씬 더 작거나 이와 동일하고, 바람직하게는 약 4㎛3(직경 약 2㎛) 이하이다. 바람직한 양태에서, 불용성 입자는 입자 밀도, 액체 단량체 밀도 및 점도와 관련하여 충분히 작기 때문에 액체 단량체 내에서의 입자의 침강 속도는 저장소로부터 분무 노즐까지 입자 액체 단량체 혼합물의 일부를 전달하는 시간보다 수 배 더 크다. 저장소 내의 입자 액체 단량체 혼합물을 교반하여 입자의 현탁 상태를 유지하고 침강을 방지해야 한다는 것을 주지해야 한다.
단량체 및 불용성 또는 부분적인 불용성 입자의 혼합물은 슬러리, 현탁액 또는 에멀젼일 수 있고 입자들은 고체 또는 액체일 수 있다. 혼합물은 몇 가지 방법으로 수득할 수 있다. 한 가지 방법은 특정 크기의 불용성 입자를 단량체에 혼합하는 것이다. 특정 크기의 고체 불용성 입자는 직접 구입하거나, 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제5,652,192호에 기재된 바와 같은 큰 입자들의 분쇄, 용액으로부터의 침전, 조절되는 기압하에서의 용융/분무, 용액으로부터의 전구체의 신속한 열분해를 포함하는(이들로 제한되지는 않음) 임의의 표준 기술로 제조하여 수득할 수 있다. 미국 특허 제5,652,192호의 단계는 용매 중의 가용성 전구체 용액을 제조하고 용액을 반응 용기를 통해 유동시키는 단계, 유동 용액을 가압 및 가열하고 실질적인 불용성 입자를 형성시키는 단계 및 가열된 유동 용액을 퀀칭(quenching)시키고 입자 성장을 정지시키는 단계이다. 또한, 크기가 큰 고체 물질을 액체 단량체에 혼합한 후 예를 들면 초음파에 의해 교반하여 고체 물질을 충분한 크기의 입자로 파쇄할 수 있다.
액체 입자는 비혼화성 액체를 단량체 액체와 혼합하고 초음파 또는 기계적 혼합에 의해 교반하여 액체 단량체 내에서 액체 입자를 생성시켜 수득할 수 있다. 비혼화성 액체는 예를 들면, 페닐아세틸렌을 포함한다.
소적은 분무시 입자 단독, 액체 단량체에 의해 둘러싸인 입자 및 액체 단량체 단독일 수 있다. 액체 단량체 및 입자 둘 다 증발되기 때문에 어느 것이든 중요하지 않다. 그러나, 소적이 완전히 기화되기에 충분히 작아야 한다는 것은 중요하다. 따라서, 바람직한 양태에서, 소적 크기는 약 1 내지 약 50㎛의 범위일 수 있다.
플래쉬 증발을 사용함으로써 피복 물질 단량체는 매우 신속히 증발되어, 액체 물질을 증발 온도로 가열하는 경우에 일반적으로 일어나는 반응이 일어나지 않는다. 추가로, 증기 전달 속도의 조절은 플래쉬 증발기(106)의 유입구(118)로의 물질 전달 속도에 의해 엄격히 조절된다.
바람직하게는 가열된 표면(124) 및 가열된 표면(124)에 가장 인접한 제1 배플(126) 사이의, 증기 배출구(128)의 상부 스트림인 기체 유입구(130)를 통해 플래쉬 증발기(106) 내에, 물질로부터의 증기 뿐만 아니라 추가의 기체를 가할 수 있다. 추가의 기체는 밸러스트(ballast), 반응 및 이들의 조합을 포함한(이들로 제한되지는 않음) 목적을 위해 유기 또는 무기 물질일 수 있다. 밸러스트는 증기 유량이 적은 상태에서 빛나는 플라즈마를 유지하기에 충분한 분자를 제공하는 것을 의미한다. 반응은 증기와 상이한 화합물을 형성시키는 화학 반응을 의미한다. 추가의 기체는 주기율표의 VII족 원소, 수소, 산소, 질소, 염소, 브롬, 예를 들면 이산화탄소, 일산화탄소, 수증기를 포함하는 다원자 기체 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
맺음말
본 발명의 바람직한 양태를 제시하고 기술하였지만, 당해 분야의 숙련가들은 광범위한 양태에서 본 발명을 벗어나지 않고 많은 변화 및 변경을 수행할 수 있음을 알고 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 정신과 범위 내에서, 첨부된 청구의 범위에 이러한 모든 변화 및 변경을 포함시키고자 한다.

Claims (15)

  1. (a) 피복 물질 단량체를 플래쉬 증발 하우징 속에 수용하고 당해 피복 물질 단량체를 증발 표면에서 증발시키고 증기 배출구를 통해 증기를 배출시키는 단계,
    (b) 증기를 글로우 방전 전극에 인접하게 통과시키고 글로우 방전을 발생시켜 증기로부터 단량체 플라즈마를 생성시키는 단계 및
    (c) 마이크로텍스쳐화 표면에 응축물로서 단량체 플라즈마를 응축시키고 응축물을 중합시킨 후, 응축물을 유동시켜 마이크로텍스쳐화 표면을 상사 피복시키는 단계를 포함하여, 마이크로텍스쳐화 표면을 상사 피복시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 마이크로텍스쳐화 표면이 글로우 방전 전극에 인접해 있고 인가된 전압으로 전기적으로 바이어스되어 당해 표면에 극저온 응축되는 단량체 플라즈마를 피복하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 글로우 방전 전극이 증기 배출구에 인접한 증기 유입구를 갖는 글로우 방전 하우징 내에 위치하고, 글로우 방전 하우징과 글로우 방전 전극이 증기의 이슬점보다 높은 온도로 유지되고, 기판이 단량체 플라즈마의 하부 스트림에 존재하고 전기적으로 부유되어 기판상에 극저온 응축되는 단량체 플라즈마를 피복하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 마이크로텍스쳐화 표면이 글로우 방전 전극에 인접해 있고 전기적으로 접지되어 당해 표면에 극저온 응축되는 단량체 플라즈마를 피복하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 피복 물질이 (메트)아크릴레이트, 알켄, 알킨, 페닐아세틸렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 마이크로텍스쳐화 표면이 냉각되는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 추가의 기체를 가하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 추가의 기체가 밸러스트(ballast) 기체인 방법.
  9. 제7항에 있어서, 추가의 기체가 반응 기체인 방법.
  10. (a) 피복 물질 단량체를 플래쉬 증발시켜 증기를 형성시키는 단계,
    (b) 증기를 글로우 방전 전극에 통과시켜 증기로부터 글로우 방전 단량체 플라즈마를 생성시키는 단계 및
    (c) 마이크로텍스쳐화 표면에 응축물로서 글로우 방전 단량체 플라즈마를 응축시키고 당해 표면에 글로우 방전 플라즈마를 가교결합(여기서, 가교결합은 글로우 방전 플라즈마 속에서 생성된 라디칼로부터 유도되어 자기 경화된다)시킨 후, 응축물을 유동시켜 마이크로텍스쳐화 표면을 상사 피복시키는 단계를 포함하여, 진공 챔버에서 마이크로텍스쳐화 표면을 상사 피복시키는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 기판이 글로우 방전 전극에 인접해 있고 인가된 전압으로 전기적으로 바이어스되어 당해 기판 상에 극저온 응축되는 단량체 플라즈마를 피복하는 방법.
  12. 제10항에 있어서, 글로우 방전 전극이 증기 배출구에 인접한 증기 유입구를 갖는 글로우 방전 하우징 내에 위치하고, 글로우 방전 하우징과 글로우 방전 전극이 증기의 이슬점보다 높은 온도로 유지되고, 기판이 단량체 플라즈마의 하부 스트림에 존재하고 전기적으로 부유되어 당해 기판 상에 극저온 응축되는 단량체 플라즈마를 피복하는 방법.
  13. 제10항에 있어서, 기판이 글로우 방전 전극에 인접해 있고 전기적으로 접지되어 당해 기판 상에 극저온 응축되는 단량체 플라즈마를 피복하는 방법.
  14. 제10항에 있어서, 피복 물질 단량체가 페닐아세틸렌인 방법.
  15. 제10항에 있어서, 마이크로텍스쳐화 표면이 냉각되는 방법.
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