KR20150003302A - 성막 방법 - Google Patents

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KR20150003302A
KR20150003302A KR1020147031505A KR20147031505A KR20150003302A KR 20150003302 A KR20150003302 A KR 20150003302A KR 1020147031505 A KR1020147031505 A KR 1020147031505A KR 20147031505 A KR20147031505 A KR 20147031505A KR 20150003302 A KR20150003302 A KR 20150003302A
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forming
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타카쉬 요쉬다
마사히로 마츄모토
노리아키 타니
슈슈뮤 이케다
마사쉬 쿠보
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가부시키가이샤 아루박
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Abstract

기판에 불소 함유 수지로 구성된 유기층을 형성하는 성막 방법으로서, 상기 유기층을 증착막으로 형성하는 증착막 형성 공정; 상기 증착막의 두께를 측정하는 막 두께 측정 공정; 및 상기 막 두께의 측정 결과에 기초하여 상기 증착막 형성 공정 조건을 수정하도록 피드백하는 매개 변수를 판정하는 판정 공정;을 포함한다.

Description

성막 방법 {Film Formation Method}
본 발명은 성막 방법에 관한 것이다.
본원은 2012 년 8 월 24 일에 일본 특허출원공보 2012-185443 호에 근거하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
현재 휴대 전화 등 각종 기기에서 신체를 직접 패널 표면에 접촉하여 조작하는 터치 패널이 많이 이용되고 있다. 이러한 터치 패널의 표면은 신체가 직접 패널 표면에 접촉하기 때문에 상처나 얼룩이 발생하기 쉬우므로 방오층(anti-fouling layer, 유기층)이 설치되어 있다.
방오층으로는 불소계 수지가 사용되고 있는 경우가 많다. 불소계 수지로 구성되는 막의 형성 방법으로 진공 증착법이 알려져 있다(예를 들면 특허 문헌 1).
<선행 기술 문헌>
<특허문헌 1> 일본 공개 특허공보 특개2010-106344호
특허 문헌 1에 의하면, 진공 증착법에 의해 효율적으로 우수한 질을 가지는 막을 형성하는 것이 가능하다. 그러나, 이러한 막은 수 nm 라는 매우 얇은 두께를 가지기 위해서 두께의 균일성을 유지하는 것이 중요하다.
따라서 방오층이 되는 유기층을, 형성하고자 하는 소정의 두께보다 두껍게 형성하고, 그 후에 제거하는 공정이 필요하다.
또, 이 때문에 작업 시간이 증가하고 공정의 수가 늘어나면서 유기층 재료의 낭비가 발생하기 때문에 이러한 제조 비용을 절감하고자 하는 요구가 있었다.
또한, 여러 개를 하나의 배치(batch)로 처리하는 경우, 배치에 따라 막 두께에 차이가 발생할 수 있어, 이와 같은 막 특성의 저하에 직결되는 두께 편차를 방지하고자 하는 요구가 있었다.
또한 형성된 방오층(유기층)을 항온 항습 분위기 중에 유지하는 항온 항습 처리를 할 경우에는 막 특성을 유지하는 것은 비교적 쉽지만 처리 시간이 걸리기 때문에 이를 줄이려는 요구가 있었다.
그러나 이러한 경우에도 방오층과 그 하층 사이의 밀착성을 사용 상태에 따라 저하되지 않도록 할 필요가 있다. 또한, 내마모성 등의 막 특성을 저하시키지 않도록 할 필요가 있다.
본 발명의 실시예는 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 이하의 목적을 달성하고자 하는 것이다.
1. 유기층의 제거 공정을 줄이고 제조 비용 절감을 도모한다.
2. 방오층이 되는 유기층을 형성하는 막 두께를 소정의 범위가 되도록 도모한다.
3. 여러 개의의 패널(기판)을 동시에 처리한 경우에도 두께의 편차를 억제한다.
4. 배치 간 두께 편차를 억제한다.
(1) 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예로 성막 방법은, 기판에 불소 함유 수지로 구성된 유기층을 형성하는 성막 방법으로서, 상기 유기층을 증착막으로 형성하는 증착막 형성 공정; 상기 증착막의 두께를 측정하는 막 두께 측정 공정; 및 상기 막 두께의 측정 결과에 기초하여 상기 증착막 형성 공정 조건을 수정하도록 피드백하는 매개 변수를 판정하는 판정 공정;을 포함한다.
(2) 상기 성막 방법에서는 기판에 무기층을 미리 형성할 수 있다.
(3) 상기 성막 방법에서는 상기 유기층을 형성하기 전에 상기 무기층에 플라즈마를 노출시킬 수 있다.
(4) 상기 증착 방법은 반응성 가스로 수증기를 이용한 반응성 스퍼터링에 의해 상기 기판 상에 상기 무기층을 형성하는 절연층 형성 공정을 추가로 포함할 수 있다.
(5) 상기 성막 방법은 상기 증착막의 안정화 및 고정화를 도모하기위한 마무리 처리 공정을 추가로 포함할 수 있다.
(6) 상기 성막 방법에서는 상기 막 두께 측정 공정에서 광학적으로 상기 막 두께를 측정 할 수 있다.
(1) 본 발명의 일 실시예에 따른 성막 방법은 기판에 불소 함유 수지로 구성된 유기층을 형성하는 성막 방법으로서, 상기 유기층을 증착막으로 형성하는 증착막 형성 공정; 상기 증착막의 두께를 측정하는 막 두께 측정 공정; 및 상기 막 두께의 측정 결과에 기초하여 상기 증착막 형성 공정 조건을 수정하도록 피드백하는 매개 변수를 판정하는 판정 공정;을 포함한다.
이러한 방법에 의하면, 증착막의 두께를 규정치보다 두껍게하여 후 공정에서 제거할 필요가 없기 때문에 원료 사용량을 줄일 수 있다. 또한 처리 시간을 단축 할 수 있다.
(2) 상기 증착 방법은 기판에 무기층이 미리 형성되어 있을 수 있다.
(3) 상기 성막 방법에서는 상기 유기층을 형성하기 전에 상기 무기층에 플라즈마를 노출시킬 수 있다.
(4) 상기 성막 방법은 반응성 가스로 수증기를 이용한 반응성 스퍼터링에 의해 상기 기판 상에 상기 무기층을 형성하는 절연층 형성 공정을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 성막 방법은 기판에 증착된 무기물로 구성된 무기층에 불소 함유 수지로 구성된 유기층을 형성하는 성막 방법으로서, 반응성 가스로 수증기를 이용한 반응성 스퍼터링에 의해, 상기 기판 상에 상기 무기층을 형성하는 절연층 형성 공정과; 이어서 상기 무기층상에 상기 유기층을 증착막으로 형성하는 증착막 형성 공정; 상기 증착막의 막 두께를 측정하는 막 두께 측정 공정; 및 상기 막 두께의 측정 결과에 기초하여 상기 증착막 형성 공정 조건을 수정하도록 피드백하는 매개 변수를 판정하는 판정 공정;을 포함한다.
이러한 실시예에 따르면, 증착막의 두께를 규정치보다 두껍게하여 후 공정에서 제거할 필요가 없기 때문에 원료 사용량을 줄일 수 있다. 또한 처리 시간을 단축 할 수 있다.
(5) 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 방법은, 상기 증착막의 안정화 및 고정화를 도모하기 위한 마무리 처리 공정을 추가로 포함한다. 이 방법에 의하면, 유기층의 두께 편차 발생을 방지 할 수 있다.
또한, 마무리 처리 공정에서는 증착된 유기 물질을 무기층과 강하게 결합시키기 위한 처리가 이루어진다. 마무리 처리 공정에서는 가수 분해(탈 알콜) 반응, 탈수 축합 반응에 의해 강한 실록산 결합(Si-O-Si)이 형성된다. 실록산 결합의 형성은, 예를 들면 FTIR 스펙트럼의 관찰에 의해 확인할 수 있다.
(6) 본 발명의 일 실시예에 따른 성막 방법은, 상기 막 두께 측정 공정에서 광학적으로 상기 막 두께를 측정한다. 이러한 방법에 의하면, 성막 분위기에 있거나 또는 밀폐가 해제된 상태라도 막 두께를 측정하여 증착막 형성 공정 조건을 수정하도록 피드백을 하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 성막 방법으로 얻어진 적층 구조를 나타내는 모식적 단면도이다;
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 성막 방법을 보여주는 흐름도이다;
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 성막 장치의 개략적인 구성을 나타내는 모식도이다;
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에는 따른 방오층 형성을 나타내는 모식도이다;
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 성막 방법으로 얻어진 적층 구조를 나타내는 모식적 단면도이다; 및
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 성막 장치의 개략적인 구성을 나타내는 모식도이다.
이하, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 성막 방법을 도면에 기초하여 설명한다.
도 1은 본 실시예에 있어서 성막 방법으로 얻어진 적층 구조를 나타내는 모식적 단면도이고, 도면에서 (1)은 적층 구조를 의미한다.
본 실시예의 적층 구조(1)은 투명 기판(2, 기판), 투명 기판(2) 상에 증착된 무기층(3), 및 무기층(3) 상에 적층된 방오층(4, 유기층)으로 구성된다.
투명 기판(2)는 일측면(무기층(3)과 반대측)에 수용된 소자를 보호하는 터치 패널을 포함하여 구성된다. 투명 기판(2)의 재료로는 예를 들면, 투명 수지 필름 또는 유리 등이 있다. 투명 기판(2)는 본 실시예에서 유리로 구성된다. 또한, 본 실시예에서 투명 기판(2)은 투과율이 100%인 것에 한정되지 않고, 이른바 반투명인 것도 포함한다.
무기층(3)은 방오층(4)과 투명 기판(2)의 밀착성을 향상시키기 위한 것이다. 자세한 내용은 후술하지만, 상기 무기층(3)은 성막시에 수증기를 이용한 반응성 스퍼터링 등으로 형성된다. 이에 따라 방오층(4)과 밀착성이 강화된다.
무기층(3)의 표면은 플라즈마에 노출하는 플라즈마 처리 공정에 의해 클리닝되어 에칭된 상태라고 할 수 있다. 이에 따라 방오층(4)과 밀착성을 기존보다 향상시킬 수 있다.
무기층(3)은 무기 재료로 형성된다. 무기 재료는, Si, Al, Ta, Nb, Ti, Zr, Sn, Zn, Mg 및 In에서 선택된 적어도 1 종의 금속 산화물, 산화 질화물, 질화물일 수 있다.
구체적으로는, 무기 재료는 산화 규소, 질화규소, 질화 산화 규소, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 질화 산화 알루미늄, 산화 티탄, 산화 마그네슘, 산화 인듐, 산화 주석, 산화 아연, 산화 탄탈, 산화 니오브, 산화 지르코늄 등을 포함한다. 이러한 무기재료에서 1 종을 단독으로 또는 이들을 임의로 혼합하여 사용할 수 있다.
본 실시예에서, 무기층(3)은 바람직한 투과율을 갖는 SiO2(이산화 규소)막으로 구성된다.
무기층(3)의 두께는 1 ~ 1000 nm, 바람직하게는 5 ~ 150 nm의 범위에서 적절히 설정할 수 있다. 무기층(3)의 막 두께가 1 nm 미만이면 접착력을 발휘할 수 없다.
또한, 무기층(3)의 막 두께가 1000 nm를 초과하면 응력 등에 의한 균열이 생기기 쉽고 성막에 요구되는 시간이 길어진다.
방오층(4)은 불소를 포함하는 유기층으로, 불소를 포함한 유기층의 예로 불소 함유 수지가 있다. 방오층(4)은, 예를 들면 신체의 접촉에 의해 발생하는 상처나 지문 등으로부터 터치 스크린 표면을 보호한다.
방오층(4)을 구성하는 불소계 수지(불소 함유 수지)로서, 고분자 주쇄는, 예를 들어, CF2 =, -CF2-, -CFH- 등의 반복 단위를 가질 수 있다. 본 실시예는 직쇄 구조의 퍼플루오로 폴리 에테르기를 갖는 것을 사용한다.
또한, 본 실시예에 있어서 방오층(4)을 구성하는 불소계 수지(불소 함유 수지)는, 고분자 주쇄의 말단에 규소 원자를 포함한다. 고분자 주쇄 말단에 위치하는 규소 원자는 알콕시기가 산소-규소 결합으로 부가되어 있다.
방오층(4)의 두께는 특별히 제한되지는 않지만, 0.5 nm ~ 5 μm의 범위에서 적절히 설정할 수 있다. 두께가 0.5 μm 미만이면 충분한 먼지 부착 방지 기능을 발현하는 것이 곤란하며, 또한, 두께가 5 μm을 초과하면 광 투과율의 저하 등이 발생할 수 있다.
상기 적층 구조(1)은 다음과 같이 형성된다.
우선, 유리 기판인 투명 기판(2) 상에, 무기층(3)을 형성한다. 무기층 (3)의 성막 방법으로는, 예를 들면, CVD 법, 플라즈마 CVD 법, 스퍼터링 법, 이온 도금법 등이 있다. 스퍼터링 법으로는 ECR 스퍼터링 법, 반응성 스퍼터링 법, 바이어스 스퍼터링 법, 직교 전자계 형 스퍼터링 법 등이 있다.
본 실시예에서는 반응성 스퍼터링 법을 사용한다.
반응성 스퍼터링에 의한 증착 조건의 예는, 스퍼터링 타겟 : Si 대상 불활성 가스 : Ar, 반응성 가스 : 수증기 (H2O), Ar 가스 유량 : 10 ~ 200 sccm (30 sccm) 수증기 유량 : 100 ~ 400 sccm (300 sccm) 투입 전력 : 1 ~ 12 kW (8 kW)이다.
또한, 불활성 가스는 스퍼터링에서 일반적으로 사용할 수 있다. 불활성 가스는, 예를 들어 He, Ne 등을 이용해도 좋다. 또한 스퍼터링 전에 O2 앗싱(ashing) 등의 전처리를 할 수도 있다.
이와 같이 본 실시예에서는 무기층(3)을 반응 가스로 수증기를 이용한 반응성 스퍼터링 법에 의해 형성한다. 이것으로, 무기층(3)의 표면에 수증기에 함유된 OH가 결합한다.
이와 같이 무기층(3)의 표면에 OH가 결합하여 방오층(4)과 밀착성이 향상된다. 즉, 무기층(3) 상에 방오층(4)을 형성한 경우, 방오층(4)의 불소 수지를 구성하는 고분자 주쇄 말단에 위치하는 규소 원자는 알콕시기가 산소-규소 결합에 의해 부가되지만, 알콕시기가 가수 분해 됨으로써 수산기가 된다. 그리고, 이 수산기와 무기층(3) 표면의 OH가 탈수 축합 반응하여 실록산 결합을 만든다.
이렇게 실록산 결합을 만드는 것으로, 무기층(3) 및 방오층(4)은 좀더 강하여 결합되어 밀착성을 향상시킬 수 있다.
이 경우 무기층(3)의 표면에 OH를 결합시키려면 수증기를 이용하면 용이하고, 저비용으로 할 수 있다.
예를 들면, 반응성 가스로 산소를 이용한 반응성 스퍼터링을 실시하여 산화 실리콘(이산화 규소)층을 형성 한 후, 산화 실리콘(이산화 규소)층의 표면에 OH를 결합시킨 경우에도 같은 효과를 얻을 수 있다.
한편, 본 실시예와 같이 반응성 가스로 수증기를 이용한 반응성 스퍼터링에 의해 무기층(3)을 형성함으로써 하나의 공정을 줄일 수 있고, 작업 시간이 감소할 수 있다.
본 실시예에서는 수증기만을 반응성 가스로 사용하여 반응성 스퍼터링을 실시하고 있지만, 또 다른 반응성 가스를 도입하는 것도 가능하다. 다른 반응성 가스의 예로, 산소 등의 O 함유 가스 및 수소 등의 H 함유 가스가 있다.
그 후, 이러한 무기층(3) 상에 방오층(4)을 형성한다. 방오층(4)의 형성 방법은 도포법, 증착법 등이 있지만, 본 실시예에서는 증착법을 사용한다.
증착법은 진공 증착법, 이온 빔 증착법, 저항 가열 증착법이 있지만, 본 실시예에서는 소정의 압력 상태에서 증착원을 가열하여 증착하는 저항 가열 증착법을 사용한다. 소정의 압력 상태는 1 × 10-4 ~ 1 × 10-2 Pa이다. 본 실시예에서는 2 × 10-3 ~ 4 × 10-4 Pa가 되도록 유지하면서 가열 수단에 의해 220 ℃까지 증착원으로서 상품명 오뿌쯔루 DSX(다이킨 공업 주식회사제)를 가열하여 두께 2 ~ 4 nm (2 nm)의 증착막을 형성한다.
그 후, 형성된 증착막의 두께를 측정한다. 두께는 구체적으로, 타원 편광 해석법(ellipsometry) 등 비접촉 광학 측정 방식으로 측정할 수 있다.
편광 해석법에서는 타원 분광기() 등의 측정계에 의해 물질의 표면에 빛을 조사(입사), 그 반사광을 측정하여 표면에서 빛이 반사할 때의 편광 상태의 변화(입사와 반사)를 관찰하고 거기에서 물질에 관한 정보(두께 등)을 구한다.
이어 판정 공정에서는 두께의 측정 결과에 따라 증착원의 공급량과 가열 수단의 가열 상태에 대한 피드백을 실시하여 증착층의 두께 제어를 행한다.
구체적으로, 소정의 범위의 허용치에 대하여 측정 두께가 작은 경우에는 증착량을 증가하도록 증착원의 공급량을 증가하거나 가열 수단의 설정 온도를 상승시키는 등의 제어를 실시한다. 한편, 허용치에 대하여 측정 두께가 큰 경우에는 증착량을 감소하도록 증착원의 공급량을 감소시키거나, 가열 수단의 설정 온도를 하강시키는 등의 제어를 행한다.
판정 공정에 피드백하는 매개 변수로는 가열 온도, 가열 시간, 재료 공급량이 있다.
이 후 마무리 공정으로 증착 필름의 안정화 및 고정화를 도모하기 위하여 항온 항습 처리 또는 마무리 가열 처리를 한다.
여기서, 항온 항습 처리는 처리 온도 : 30 ~ 60 ℃ 정도, 습도 : 60 ~ 90 % 정도, 시간 : 2 시간 정도의 처리 조건에서 수행할 수 있다. 마무리 가열 처리는 처리 온도 : 150 ~ 250 ℃ 정도, 시간 : 1 ~ 5 분 정도의 처리 조건에서 수행 할 수 있다.
본 실시예에서 터치 패널 최표면(ourter surface)의 커버 유리가 되는 적층 구조(1)은 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 준비한 커버 유리가 되는 투명 기판(2, 유리 기판)에 O2 앗싱 등을 실시하는 전처리 공정 S01과, 스퍼터링 법에 의해 SiO2막으로 구성된 무기층(3)을 형성하는 SiO2 스퍼터링 공정 및 OH기를 표면에 형성하는 수증기 스퍼터링 공정을 포함하는 무기층 형성 공정 S02(절연층 형성 공정)과 방오층 형성 공정으로 방오층(4)이 되는 불소계 수지로 구성된 증착막을 형성하는 증착막 형성 공정 S03과 증착된 유기물(증착막)의 두께를 측정하는 막 두께 측정 공정 S04과 막 두께의 측정 결과에 따라 증착막 형성 공정 S03의 조건을 수정하도록 피드백하는 매개변수를 결정하고 다음 배치 또는 몇 시간 후 배치의 증착 조건을 제어하는 판정 공정 S05과 증착막의 안정화 및 고정화를 도모하는 마무리 처리 공정 S06을 포함하는 성막 방법에 의해 제조된다.
다음으로, 본 실시예에 따른 성막 장치에 대해 도 3에 기초하여 설명한다.
성막 장치(10)는 이른바 인라인 식의 성막 장치로, 기판에 대하여 소정의 처리를 수행하는 처리실이 여러 개 연결되어있다. 성막 장치(10)는 로드락(load lock)실(11), 무기층 형성실(12), 방오층 형성실로 방오층(4)이 되는 증착막을 형성하는 증착실(13), 막 두께 측정실(14) 및 마무리 처리를 수행하는 마무리 처리실(15)의 순서로 포함한다.
또한 성막 장치(10) 내에서 투명 기판(2)은 이송 수단으로 이송 트레이에 의해 지지되고 이송된다. 본 실시예에서 이송 수단은 투명 기판(2)을 적재하는 이송 트레이와 이송 트레이를 이동시키는 이동 수단으로 구성된다.
로드락실(11)에는 외부에서 투명 기판(2)이 반입된다. 로드락실(11)에는 도시하지 않은 진공 펌프가 설치되고, 로드락실(11) 내가 소정의 진공도에 이를 때까지 진공 배기하고 그 진공도를 유지할 수 있도록 구성되어있다. 또한, 도시하지 않지만 각 처리실은 진공 펌프가 설치되어 처리실마다 원하는 진공도를 가질 수 있다.
무기층 형성실(12)은 투명 기판(2)에 스퍼터링 법에 의해 무기층(3, 그림 1 참조)을 형성하기 위한 곳이다. 무기층 형성실(12)에 이송된 투명 기판 (2)는 도시하지 않은 이송 수단으로 기판 설치 위치(121)에 설치된다.
무기층 형성실(12)은 기판 설치 위치(121)에 설치된 투명 기판(2)에 대향하도록 스퍼터링 타겟(122)이 대상 지지부(123)에 의해 지지되어 설치된다. 대상 지지부(123)에 고주파 전원(124)이 연결되어 있고, 스퍼터링 타겟(122)에 전압을 인가할 수 있도록 구성된다.
스퍼터링 타겟(122)은 무기층에 따라 재료를 적절히 설정한다. 본 실시예에서는 무기층으로서 SiO2 막을 형성하기 위해 스퍼터링 타겟(122)으로 금속 실리콘 타겟이 설치된다.
또한, 무기층 형성실(12)에는 불활성 가스가 봉입된 제 1 가스 봉입 부(125)가 제 1 밸브(126)를 통해 설치되어있다. 제 1 밸브(126)의 유입량을 조정하는 것으로, 제 1 가스 봉입부(125)에서 원하는 양의 불활성 가스를 무기층 형성실(12) 내에 도입할 수 있다.
본 실시예에서, 제 1 가스 봉입부(125)에는 불활성 가스로 Ar 가스가 봉입되어있다. 또한, 무기층 형성실(12)은 반응성 가스가 봉입된 제 2 가스 봉입부(127)가 제 2 밸브(128)를 통해 설치되어있다.
이러한 제 2 밸브(128)의 유입량을 조정하는 것으로, 제 2 가스 봉입부(127)에서 원하는 금액의 반응성 가스를 무기층 형성실(12) 내에 도입 할 수있다. 제 2 가스 봉입 부(127)은 반응 가스로서 H2O 가스가 봉입되어있다.
방오층 형성실로서 증착실(13)은 증착에 의해 투명 기판(2)의 무기층에 방오층(4) (그림 1 참조)이 되는 증착막을 형성하는 곳이다. 증착실(13, 방오층 형성실)에 이송된 투명 기판(2)은 도시하지 않은 이송 수단으로 기판 설치 위치(131)에 설치된다.
증착실(13)에 설치된 투명 기판(2)에 대향하도록 증착 수단(132)이 설치되어 있다. 증착 수단(132)은 증착 방법에 따라 다르지만, 본 실시예에서는 도시하지 않은 증착원이 가열 수단을 구비한 도가니 안에 설치된다.
방오층 형성실로서 막 두께 측정실(14)은 도 2의 막 두께 측정 공정 S04에서 투명 기판(2)에 형성된 증착막의 두께를 측정한다. 막 두께 측정실(14)에는 증착막이 형성되어 기판 설치 위치(141)에 설치된 투명 기판(2) 표면에 측정광을 조사하는 측정광 조사 수단(142), 반사광을 관측하고 편광 상태의 변화를 측정하는 검출 수단(143)로 구성된 타원 분광기가 준비된다.
검출 수단(143)은 제어 수단 C에 연결되어 측정 결과를 출력 가능하도록 구성된다. 제어 수단 C는 증착 수단(132)에 연결되어 동작 조건을 제어함과 동시에, 검출 수단(143)이 출력한 막 두께가 소정의 범위에 포함되는지 판단할 수 있도록 구성된다.
측정광 조사 수단(142)과 검출 수단(143)은 막 두께 측정실(14) 내에 설치될 수 있고, 또한 막 두께 측정실(14) 외부에 설치될 수도 있다. 막 두께 측정실(14) 외부에 설치되는 경우에는 도시하지 않은 측정용 창부가 설치되고, 이러한 창부를 통해 측정광과 반사광을 투과한다.
또한 막 두께 측정실(14)은 소정의 진공 분위기로 설정되지만, 장치 외부의 분위기와 동등한 대기압 등의 조건으로 설정할 수 있다.
방오층 형성실로 마무리 처리실(15)은 도 2에 도시한 마무리 처리 공정 S06에서 마무리 처리를 하는 곳이다. 마무리 처리실(15)은 마무리 처리실(15) 내의 온도 조건을 설정하는 온도 설정 수단(152)과 도시하지 않은 처리 분위기 제어 수단을 구비한다.
성막 장치(10)에서 성막에 대해 설명한다.
로드락실(11)에 투명 기판(2)이 이송되면, 로드락실(11)에서 배기가 이루어져 로드락실(11)은 진공 상태가 된다. 원하는 진공 상태가 된 후, 투명 기판(2)는 무기층 형성실(12)로 이송된다.
무기층 형성실(12), 또는 무기층 형성실(12)로 이송하기 전에 도시하지 않은 처리실에서 도 2의 전처리 공정 S01으로 O2 앗싱 등의 전처리를 실시한다.
이어서, 무기층 형성실(12)에서는 도 2의 무기층 형성 공정 S02으로 투명 기판(2)에 무기층이 형성된다.
구체적으로는 제 1 밸브(126), 제 2 밸브(128)의 유입량을 조정하여 제 1 가스 봉입부(125)와 제 2 가스 봉입부(127)에서 각각 불활성 가스 및 반응성 가스를 무기층 형성실(12)에 도입하고, 고주파 전원(124)에서 스퍼터링 타겟(122)에 전압을 인가하여 반응성 스퍼터링을 시작하여 무기층(3)을 형성한다.
이어서, 투명 기판(2)이 무기층 형성실(12)에서 방오층 형성실로서 증착실(13)로 이송된다. 증착실(13)에서는 도 2의 증착막 형성 공정 S03으로, 무기층(3) 위에 방오층(4)이 되는 증착막이 형성된다.
구체적으로, 증착 수단(132)으로 도가니에 저장된 퍼플루오로 폴리 에테르 등의 재료(증착원)를 가열 수단에 의해 가열하여, 이송된 투명 기판(2)의 무기층(3)의 표면에 가열에 의해 증발시킨 재료를 부착하여 방오층(4)이 되는 증착막을 형성한다.
이어서, 투명 기판(2)은 막 두께 측정실(14)에 이송된다. 막 두께 측정실(14)에서는 도 2의 막 두께 측정 공정 S04로 타원 분광기를 이용한 타원 편광 해석법에 의해 두께를 측정한다. 타원 분광기는 투명 기판(2)의 표면에 측정광 조사 수단(142)에서 측정광을 조사하여 그 반사광을 검출 수단(143)에 의해 관측 입사광과 반사광의 편광 상태의 변화를 측정하여 두께를 측정한다.
막 두께 측정 공정 S04의 결과에 따라 판정 공정 S05으로, 제어 수단 C는 증착실(13)에 형성된 증착막의 두께가 소정의 범위의 허용치 내이며, 증착실(13)의 증착 조건을 변경 제어를 수행하도록 피드백할 필요가 있는지 여부를 판정한다.
제어 수단 C는 피드백 필요하다고 판단한 경우에 증착 수단(132)의 증착원 공급량, 가열 수단의 가열 상태, 또는 증착실(13)의 투명 기판(2)의 처리 시간 등을 변경한다.
구체적으로는 제어 수단 C는 허용치에 대하여 측정 두께가 작은 경우에는 증착실(13)의 증착량을 증가하도록 증착원의 공급량을 증가하거나 가열 수단의 설정 온도를 상승시키거나 처리 시간을 길게 하는 등의 제어를 수행하도록 신호를 출력한다.
한편, 제어 수단 C는 허용치에 대하여 측정 두께가 큰 경우에는 증착실(13)의 증착량을 감소하도록 증착원의 공급량을 감소시키거나 가열 수단의 설정 온도를 하강시키는 또는 처리 시간을 단축하는 등의 제어를 수행하도록 신호를 출력한다.
제어 수단 C가 피드백이 필요하지 않다고 판단한 경우에는 투명 기판(2)는 마무리 처리실(15)로 이송된다. 마무리 처리실(15)에는 도 2의 마무리 처리 공정 S06으로 증착막의 안정화 및 고정화를 도모하기 위하여 항온 항습 처리 또는 마무리 가열 처리를 하여고 방오층(4)을 형성한다.
처리 공정 S06로 처리 온도 : 30 ~ 60 ℃ 정도, 습도 : 60 ~ 90 % 정도 시간 : 2 시간 정도의 처리 조건으로 항온 항습 처리를 할 경우에는 도 4와 같이, 가수 분해(탈 알콜) 반응에 의해 증착막이 되는 분자의 단부에 OH 기가 형성되고(도 4(a)) 그 OH기와 무기층(3)의 H와 수소 결합(그림 4(b))하고, 그 후 탈수 축합 반응에 의해 강력한 실록산 결합(Si-O-Si)을 형성한다(그림 4(c)).
이 후 결합하지 않은 잉여분의 증착 재료를 와이핑(wiping) 등의 작업을 통해 제거하는 제거 공정을 실시하는 것도 가능하다.
마무리 처리 공정 S06으로 처리 온도 : 150 ~ 250 ℃ 정도 시간 : 1 ~ 5 분 정도의 마무리 열처리를 할 경우에는 그림 4에 도시된 가수 분해(탈 알콜) 반응, 탈수 축합 반응에 의해 강력한 실록산 결합(Si-O-Si)을 형성함과 동시에 여분의 용액은 가열에 의해 증발되어 제거될 수 있다.
이 경우 처리 조건을 적절히 제어하는 것과 증착막의 두께를 미리 잉여가 거의 없는 정도의 적정한 범위로 설정하는 것이 필요하다. 이렇게 마무리 가열 공정은 여분의 액체를 제거하는 제거 공정도 포함한다.
이렇게 방오층(4)이 형성된 후, 투명 기판(2)은 로드락실(11)에 이송되고 로드락실(11)에서 대기에 개방된 후 성막 장치(10)로부터 반출(carry out)된다.
이와 같이, 본 실시예에서는 균일한 두께를 가지고 막 특성이 우수한 방오층(4)을 포함하는 적층 구조(1, 방오층이 있는 터치 패널용 커버 유리)를 저비용으로 단시간에 제조할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 성막 방법 및 성막 장치의 제 2 실시예를 도면에 따라 설명한다.
도 5에서 부호(1A)는 적층 구조이다.
본 실시예에 따른 적층 구조에 대하여도 도 5를 이용하여 설명한다. 본 실시예에 따른 적층 구조(1A)는 도 5와 같이 무기층(3A)이 여러 층으로 구성된 점이 상술한 제 1 실시예의 도 1에 나타낸 무기층(3)과는 다르다. 이외의 해당 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
본 실시예의 무기층(3A)는 제 1 무기층(31)과 제 2 무기층(32)이 이러한 순서로 여러 번 형성되어 구성된다. 이러한 본 실시예의 무기층(3A)은 반사 방지층로서 기능도 있다.
무기층(3A)는 여러 번 형성된 무기층(3A, 3B) 상에 제 1 실시예에 나타내는 무기층(3)과 동일한 기능을 갖는 제 3 무기층(33)을 포함한다. 제 3 무기층은 반응성 가스로 수증기를 이용한 반응성 스퍼터링에 의해 형성된다.
무기층(3A)의 재료로 상술한 무기층(3)과 동일한 재료를 사용할 수 있다. 재료의 구체적인 예는 Si, Al, Ta, Nb, Ti, Zr, Sn, Zn, Mg 및 In이다. 무기층(3A) 재료는 이 중 일종 또는 2 종 이상을 포함하고, 제 1 무기층(31)은 제 2 무기층(32)과 다른 재료를 사용한다.
제 1 무기층(31)은 산화 규소, 질화규소, 질화 산화 규소, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 질화 산화 알루미늄, 산화 티탄, 산화 마그네슘, 산화 인듐, 산화 주석, 산화 아연, 산화 탄탈, 산화 니오브, 산화 지르코늄 등을 이용할 수 있다. 제 1 무기층은 이들 중 1 종 또는 2 종 이상을 혼합하여 구성된다.
특히 제 1 무기층(31)은 산화 탄탈륨(Ta2O5), 산화 니오브(Nb2O5), 산화 티타늄(TiO2)을 사용할 수 있다. 제 1 무기층(31)은 Ta2O5 막인 것이 바람직하다.
수증기를 반응 가스로 사용하여 형성되는 제 3 무기층(33)의 재료는 상기 재료 중 어느 것이라도 좋지만, 바람직하게는 SiO2일 수 있다.
또한, 본 실시예는 2 종의 막을 순차적으로 적층하는 무기층(3A)에 관한 것이나, 이에 한정되지 않고, 3 종 이상의 막을 순차적으로 적층할 수도 있다.
본 실시예의 무기층(3A)를 형성하는 경우, 각층의 성막 방법으로는 예를 들면, CVD 법, 플라즈마 CVD 법, 스퍼터링 법, 이온 도금법 등이 있다. 스퍼터링 법으로는, 또한 ECR 스퍼터링 법, 반응성 스퍼터링 법, 바이어스 스퍼터링 법, 직교 전자계 형 스퍼터링 법 등이 있다.
본 실시예에서는 각층을 각각 반응성 스퍼터링 법에 의해 형성한다.
무기층(3A)를 형성하는 경우에는, 예를 들면, 제 1 무기층(31)의 형성 조건은 스퍼터링 타겟 : Ta 타겟 스퍼터링 가스 : Ar + O2, Ar 가스 유량 : 50 ~ 500 sccm, O2 가스 유량 : 50 ~ 500 sccm 투입 파워 : 1 ~ 10 kW이다.
제 2 무기층(32)의 형성 조건은, 예를 들어 스퍼터링 타겟 : Si 타겟 스퍼터링 가스 : Ar + O2, Ar 가스 유량 : 50 ~ 500 sccm, O2 가스 유량 : 50 ~ 500 sccm 투입 전력 : 1 ~ 10 kW이다.
수증기를 반응 가스로 사용하여 형성되는 제 3 무기층(33)의 형성 조건은, 예를 들어 스퍼터링 타겟 : Si 타겟 스퍼터링 가스 : Ar + H2O, Ar 가스 유량 : 10 ~ 200 sccm, H2O 가스 유량 : 100 ~ 400 sccm 투입 전력 : 1 ~ 12 kW이다.
본 실시예에서는 제 1 무기층(31)의 형성 조건은 스퍼터링 타겟 : Ta 타겟 스퍼터링 가스 : Ar + O2, Ar 가스 유량 : 100 sccm, O2 가스 유량 : 300 sccm 투입 전력 : 8 kW이다.
제 2 무기층(32)의 형성 조건은 스퍼터링 타겟 : Si 타겟 스퍼터링 가스 : Ar + O2, Ar 가스 유량 : 50 sccm, O2 가스 유량 : 200 sccm 투입 전력 : 8 kW이다.
제 3 무기층(33)의 형성 조건은 스퍼터링 타겟 : Si 타겟 스퍼터링 가스 : Ar + H2O, Ar 가스 유량 : 30 sccm, H2O 가스 유량 : 300 sccm 투입 전력 : 8 kW이다.
이러한 적층 구조(1A)를 형성하는 성막 장치에 대하여 도 6을 이용하여 설명한다.
본 실시예에 따른 성막 장치(20)는 중앙부에 회전 드럼(21)이 설치되어있다. 이 회전 드럼(21)에는 여러 장의 투명 기판(2)이 설치된다. 즉, 본 실시예에 있어서 성막 장치(20)는 회전 드럼(21)이 기판 설치부로서 기능하도록 구성된다. 회전 드럼(21)은 회전 가능하고, 회전 드럼(21)의 표면에 설치된 복수의 투명 기판(2)은 각각 처리가 된다.
성막 장치(20)에는 도시하지 않은 진공 펌프가 설치되어 있어 성막 장치(20) 내를 원하는 진공도로 조절할 수 있다.
성막 장치(20)는 또한 내부가 여러 처리실으로 구분되어 있다. 본 실시예에서 성막 장치(20)는 그 둘레 방향으로 제 1 층 형성실(22), 제 2 층 형성실(23), 방오층 형성실로서 증착실(24), 및 막 두께 측정실(25)로 구분되어있다.
제 1 층 형성실(22)과 제 2 층 형성실(23)은 서로 대향하는 위치에 있다. 증착실(24)과 막 두께 측정실(25)은 서로 대향하는 위치에 있다. 증착실(24, 방오층 형성실)은 제 1 층 형성실(22)과 제 2 층 형성실(23) 사이에 있다. 막 두께 측정실(25)은 제 1 층 형성실(22)과 제 2 층 형성실(23) 사이에 있다.
제 1 층 형성실(22)과 제 2 층 형성실(23)은 각각 스퍼터링 법에 의해 제 1 무기층(31) 및 제 2 무기층(32)(도 5 참조)을 형성할 수 있도록 구성되어있다. 즉, 제 1 층 형성실(22)에서는 스퍼터링 법에 의해 제 1 무기층(31)을 형성하고, 제 2 층 형성실(23)에서는 스퍼터링 법에 의해 제 2 무기층(32)을 형성한다.
제 1 층 형성실(22)에는 한 쌍의 제 1 층용 스퍼터링 타겟(221)이 각각 한 쌍의 타겟 지지부(222)에 지지되어 설치되어있다. 대상 지지부(222)에는 고주파 전원(223)이 연결되어있다. 따라서 한 쌍의 제 1 층용 스퍼터링 타겟(221)은 각각 서로 정부(positive negative)의 반대 전압이 인가된다.
제 1 층 형성실(22)에는 불활성 가스가 봉입된 제 3 가스 봉입부(224)가 제 3 밸브(225)를 통해 연결되어있다. 제 1 층 형성실(22)은 반응성 가스가 봉입된 제 4 가스 봉입부(226)가 제 4 밸브(227)를 통해 연결되어있다.
본 실시예에서는 제 3 가스 봉입부(224)에는 불활성 가스로 Ar 가스가 봉입되어 있으며, 제 4 가스 봉입부에는 반응성 가스로 O2 가스가 봉입되어있다.
제 2 층 형성실(23)에는 한 쌍의 제 2 층용 스퍼터링 타겟(231)이 각각 한 쌍의 타겟 지지부(232)에 지지되어 설치되어있다. 대상 지지부(232)에는 고주파 전원(233)이 연결되어있다.
제 2 층 형성실(23)에는 불활성 가스가 봉입된 제 5 가스 봉입(234)가 제 5 밸브(235)를 통해 연결되어있다. 제 2 층 형성실(23)에는 반응성 가스가 봉입된 제 6 가스 봉입부(236)가 제 6 밸브(237)를 통해 연결되어있다. 제 2 층 형성실(23)에는 반응성 가스가 봉입된 제 7 가스 봉입부(238)가 제 7 밸브(239)를 통해 연결되어 있다.
본 실시예에서는 제 5 가스 봉입부(234)에는 불활성 가스로 Ar 가스가 봉입되어 있으며, 제 6 가스 봉입부(236)에는 반응성 가스로 O2 가스가 봉입되어있다.
제 7 가스 봉입부(238)는 반응성 가스로 수증기 H2O 가스가 봉입되거나 수증기 발생원이 설치되어있다. 수증기 H2O 가스 공급부로 구성되는 제 7 가스 봉입부(238)와 제 7 밸브(239)는 Si 타겟 측에 설치된다.
증착실(24, 방오층 형성실)에는 증착 수단(241)이 설치되어 있다. 증착 수단(241)은 증착 방법에 따라 다르지만, 본 실시예에서 제 1 실시예의 증착실(13)에 대응하는 것으로 도시되지 않은 증착원이 가열 수단을 구비한 도가니 중에 설치된 것이다.
방오층 형성실로 막 두께 측정실(25)은 투명 기판(2)에 형성된 증착막의 두께를 측정한다. 막 두께 측정실(25)에는 증착막이 형성된 투명 기판(2) 표면에 측정광을 조사하는 측정광 조사 수단(252)과 반사광을 관측하고 편광 상태의 변화를 측정하는 검출 수단(253)으로 구성되는 타원 분광기가 준비된다.
검출 수단(253)은 제어 수단 C1에 연결되어 측정 결과를 제어 수단 C1에 출력 가능하도록 구성된다. 제어 수단 C1은 증착 수단(241)에 연결되어 동작 조건을 제어하고, 검출 수단(253)의 출력한 성막 두께가 소정의 범위에 있는지를 판단할 수 있도록 구성되어있다.
막 두께 측정실(25)은 로드락실을 겸할 수 있다.
이 경우, 측정광 조사 수단(252)과 검출 수단(253)은 막 두께 측정실(25) 외부에 설치될 수 있다. 그 경우, 로드락실(25)을 벗어나 측정하는 것이 가능하고, 도시하지 않은 측정용 창부가 설치되어 이 창부를 통해 측정광 반사 빛을 투과시켜 측정할 수 있다.
이와 같이, 막 두께 측정실(25)은 소정의 진공 분위기로 설정되지만, 장치 외부의 분위기와 동등한 대기압 등의 조건으로 설정할 수도 있다.
또한, 증착실(24, 방오층 형성 실)은 제 1 실시예에 있어서의 마무리 처리실(15)에 대응하고 마무리 처리를 실시할 수 있는 구성으로, 도시하지 않지만, 증착실(24, 마무리 처리실)의 온도 조건을 설정하는 온도 설정 수단과 처리 분위기 제어 수단을 구비 할 수 있다. 또한 마무리 처리실(방오층 형성실)로 별도의 처리실을 증착실(24)과는 별도로 마련 할 수도 있다.
성막 장치(20)의 성막에 대해 설명한다. 성막 장치(20)에 여러 개의 투명 기판(2)이 이송되어 이송된 투명 기판(2)은 회전 드럼(21)에 각각 소정의 간격을 두고 설치된다.
그 후, 성막 장치(20) 내의 배기가 이루어져 원하는 진공 상태가 된다. 진공 상태가 된 후, 회전 드럼(21)의 회전이 시작된다. 회전 드럼(21)은 모든 투명 기판(2)에 모든 막의 성막이 완료될 때까지 한 방향으로 계속 회전한다.
처음에 제 1 층 형성실(22)에서 산소를 이용한 반응성 스퍼터링이 실시되고 투명 기판(2)에 Ta2O5 막인 제 1 무기층(31)을 형성한다. 이어 제 2 무기층(32)(도 5 참조)의 형성이 시작된다. 즉, 제 2 층 형성실(23)에서 O2 가스를 이용한 반응성 스퍼터링 법이 실시되고 투명 기판(2)에 제 2 무기층(32)을 형성한다.
이렇게하여 각 투명 기판(2)의 제 1 무기층(31) 위에 제 2 무기층(32)을 형성하면 다시 제 1 층 형성실(22)에서 스퍼터링이 시작되어 제 2 무기층(32)상에 제 1 무기층(31)이 형성된다. 그리고 제 1 무기층(31) 및 제 2 무기층(32)을 이러한 순서로 순차적으로 적층하고 이를 소정 횟수 반복한다.
제 1 무기층(31) 및 제 2 무기층(32)을 형성한 후, 수증기를 반응 가스로 사용하는 제 3 무기층(33)을 형성하여 무기층(3A)(그림 5 참조)이 형성된다.
그 후, 무기층(3A)에 방오층(4)(도 5 참조)을 형성한다. 구체적으로 증착실(24, 방오층 형성실)에서 증착 수단(241) 재료(증착원)의 가열을 시작하여 투명 기판(2)의 무기층(3A) 위에 가열에 의해 증발시킨 재료를 증착막으로 부착한다.
그 후, 회전 드럼을 정지시켜, 막 두께 측정실(25)에서 타원 분광기를 이용하여 투명 기판(2) 표면에 측정광 조사 수단(252)에서 측정광을 조사하여 투명 기판(2)의 표면에서 반사광을 검출 수단(253)에 의해 관측하고 편광 상태의 변화를 측정하여 증착막의 두께를 측정한다.
이러한 막 두께 측정 공정 S04의 결과에 따라 판정 공정 S05로 제어 수단 C1은 증착실(24)에서 형성된 증착막의 두께가 소정의 범위 내의 허용치 내에 있는지 여부를 판정한다. 즉, 제어 수단 C1은 증착실(24)의 증착 조건을 변경하는 제어를 수행하도록 피드백할 필요가 있는지 여부를 판정한다.
제어 수단 C1은 피드백이 필요하다고 판단한 경우에 증착 수단(241)의 증착원 공급량 또는 가열 수단의 가열 상태, 증착실(24)의 투명 기판(2)의 처리 시간 등을 변경한다. 구체적으로는 제어 수단 C1은 제 1 실시예에서 제어부 C에 해당하는 것으로 구성된다.
제어 수단 C1이 피드백이 필요 없다고 판단한 경우에는 투명 기판(2)이 증착실(24, 마무리 처리실)에 이송된다. 증착실(24, 마무리 처리실)에서 마무리 처리 공정 S06으로 증착막의 안정화 및 고정화를 도모하기 위해 마무리 가열 처리를 행하고 방오층(4)을 형성한다.
방오층(4)이 형성된 후, 성막 장치(20)는 외부로 개방되어 방오층(4)이 성막된 투명 기판(2)은 증착 장치(20)로부터 반출된다.
이와 같이, 본 실시예의 성막 장치(20)는 제 2 층 형성실(23)에서 반응성 가스로 수증기를 이용하여 반응성 스퍼터링을 실시하는 것으로, 간단하게 무기층(33)의 표면에 수증기 중의 OH를 부착시킬 수 있다. 이에 따라 무기층(3A) 및 방오층(4)과의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
이하, 실험예에 의하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
(실험예 1)
실시예 1의 성막 장치에 의해 방오층(4)이 되는 증착막의 두께가 5 nm가 되도록 증착한 후 마무리 공정을 실시하지 않고, 적층 구조(1)을 형성한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 했다.
(실험예 2)
실험예 1에서 마무리 공정으로 항온 항습로의 온도 : 40 ℃, 습도 : 80 %, 시간 : 2 시간 처리 한 점을 제외하고는 모두 동일한 조건으로 적층 구조를 형성했다.
(실험예 3)
실험예 1에서 마무리 공정으로 항온 항습로의 온도 : 40 ℃, 습도 : 80 %, 시간 : 2 시간 처리를 수행한 다음 제거 공정으로 적층 구조(1)의 표면을 와이핑(wiping)한 점 이외는 모두 동일한 조건에서 적층 구조(1)를 형성했다.
(실험예 4)
실험예 1에서 마무리 공정으로 진공 상태에서 온도 : 170 ℃, 시간 : 4 분의 제거 공정으로 가열 처리한 점 이외는 모두 동일한 조건으로 적층 구조를 형성했다.
(실험예 5)
실험예 1에서 증착막의 두께가 3 nm가 되도록 증착한 점 이외는 모두 동일한 조건으로 적층 구조를 형성했다.
(실험예 6)
실험예 1에서 증착막의 두께가 3 nm가 되도록 증착한 점 및 마무리 공정으로 항온 항습로의 온도 : 40 ℃, 습도 : 80 %, 시간 : 2 시간 처리를 한 점 이외는 모두 동일한 조건으로 적층 구조를 형성했다.
(실험예 7)
실험예 1에서 증착막의 두께가 3 nm가 되도록 증착한 점 및 마무리 공정으로 항온 항습로의 온도 : 40 ℃, 습도 : 80 %, 시간 : 2 시간 작업을 수행한 후, 제거 공정으로 적층 구조(1)의 표면을 와이핑한 점 이외는 모두 동일한 조건으로 적층 구조(1)을 형성했다.
(실험예 8)
실험예 1에서 증착막의 두께가 3 nm가 되도록 증착한 점 및 마무리 공정으로 진공 상태에서 온도 : 170 ℃, 시간 : 4 분의 제거 공정으로 가열 처리 한 점 이외는 모두 동일한 조건으로 적층 구조를 형성했다.
이것들의 표면을 관찰하고, 내구 시험으로 다음과 같은 접동(摺動) 시험을 실시했다.
내구 시험은 각 적층 구조의 방오층 표면을 하중(1000g/cm2)이 걸린 강모(steel wool)로 접동하여 마모(abrasion)시킨 후 방오층 표면에 물방울을 떨어트리고 물방울의 접촉각이 105도 이하가 되었을 경우의 슬라이딩 횟수를 측정한 것이다. 즉, 슬라이딩 횟수가 많을수록 방오층이 벗겨지기 어렵고, 밀착성이 높은 것을 나타낸다.
실험예 1 : 0 회
실험예 2 : 3000 회
실험예 3 : 3000 회
실험예 4 : 3000 회
실험예 5 : 0 회
실험예 6 : 3000 회
실험예 7 : 3000 회
실험예 8 : 3000 회
이러한 결과에서 증착막의 두께를 3 nm 정도로 설정하고 마무리 처리를 실시하는 것으로, 접동 내성 등의 막 특성을 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있다. 또한 이러한 결과에서 마무리 처리로 가열 처리를 실시하는 것으로, 매우 단시간에 접동 내성 등의 막 특성을 향상시킬 수있는 것을 알 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 성막 장치는 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 설명한 것으로 한정되지 않고, 각 실시예의 성막 방법을 실시할 수 있으며, 어떤 것이든지 좋다.
예를 들어, 하나의 성막 장치에, 본 실시예의 플라즈마 처리실에 설치된 플라즈마 처리 수단, 증착 수단을 마련하고, 기판을 이에 대향하도록 하여 설치할 수 있도록 구성하여도 좋다.
또한, 제 2 실시예에 따른 증착 장치(20)는 제 1 층 형성실(22)과 제 2 층 형성실(23)이 서로 대향하도록 설치했지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면 인접하도록 설치할 수 있다.
또한, 제 2 실시예에서는 두 스퍼터링 타겟 사이에 고주파 전압을 인가했지만, 이러한 이른바 듀얼식 스퍼터링 방법에 제한되지 않는다.
제 2 실시예에서 무기층(3A)으로 반사 방지층으로 기능하는 막을 설명했지만, 이것에 한정되지 않고 다른 광학 기능을 가질 수도 있다.
상술한 실시예에서 유기층으로 방오층을 형성했지만, 유기층의 기능으로는 방오성에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시예에 따르면, 유기층의 제거 공정을 줄이고 생산 비용의 절감을 도모하면서 방오층이 되는 유기층을 형성하는 막의 두께를 소정의 범위 내로 하며, 여러 장의 패널(기판)을 동시에 처리하는 경우에도 두께의 편차를 억제하고, 또한, 배치간 두께 편차를 억제 할 수 있다.
1, 1A ... 적층 구조
2 ... 투명 기판
3, 3A ... 무기층
4 ... 방오층
10 ... 성막 장치
11 ... 로드락실
12 ... 무기층 형성실
13 ... 증착실(방오층 형성실)
14 ... 막 두께 측정실
15 ... 마무리 처리실
20 ... 성막 장치
21 ... 회전 드럼
22 ... 제 1 층 형성실
23 ... 제 2 층 형성실
24 ... 증착실(방오층 형성실, 마무리 처리실)
25 ... 막 두께 측정실
31 ... 제 1 무기층
32 ... 제 2 무기층
33 ... 제 3 무기층
S02 ... 무기층 형성 공정(절연층 형성 공정)
S03 ... 증착막 형성 공정
S04 ... 막 두께 측정 공정
S05 ... 판정 공정
S06 ... 마무리 처리 공정

Claims (7)

  1. 기판에 불소 함유 수지로 구성된 유기층을 형성하는 성막 방법으로서,
    상기 유기층을 증착막으로 형성하는 증착막 형성 공정;
    상기 증착막의 두께를 측정하는 막 두께 측정 공정; 및
    상기 막 두께의 측정 결과에 기초하여 상기 증착막 형성 공정 조건을 수정하도록 피드백하는 매개 변수를 판정하는 판정 공정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기판에 무기층이 미리 형성되어있는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 유기층을 형성하기 전에 상기 무기층에 플라즈마를 노출시키는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 반응성 가스로 수증기를 이용한 반응성 스퍼터링에 의해 상기 기판 상에 상기 무기층을 형성하는 절연층 형성 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 증착막의 안정화 및 고정화를 도모하기 위해 마무리 처리 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 막 두께 측정 공정에서 광학적으로 상기 막 두께를 측정하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 막 두께 측정 공정에서 광학적으로 상기 막 두께를 측정하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
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