KR20150129578A - Nozzle for spray pyrolysis deposition and film forming apparatus having the same - Google Patents

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KR20150129578A
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    • C23C18/1216—Metal oxides

Abstract

The present invention relates to a diffusion nozzle for forming a thin film by spray pyrolysis, a thin film forming apparatus comprising the same, and a method for forming a thin film. The diffusion nozzle according to an embodiment of the present invention comprises multiple droplet delivering flow paths independently having an input terminal connected to a droplet generation chamber and an output terminal formed on a reaction chamber side, and independently controlling at least one among temperature and flow rate; and a common slit having an opening crossing each output terminal of the droplet delivering flow paths.

Description

스프레이 열 분해용 노즐 및 이를 포함하는 박막 형성 장치{Nozzle for spray pyrolysis deposition and film forming apparatus having the same}[0001] The present invention relates to a nozzle for spray pyrolysis and a thin film forming apparatus including the nozzle for spray pyrolysis deposition,

본 발명은 기상 증착 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 스프레이 열 분해용 노즐 및 이를 포함하는 박막 형성 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vapor deposition technique, and more particularly, to a nozzle for spray pyrolysis and a thin film forming apparatus including the same.

태양전지, 액정 표시장치, 유기발광 표시장치(OLED), 또는 플라즈마 디스플레이 장치에 있어서, 절연체인 유리 기판과 같은 투명 기판 상에 투명 도전막(transparent conductive film)을 형성한 기판이 광범위하게 사용되고 있다. 상기 투명 도전막으로서, 주석 첨가 인듐 산화물(indium tin oxide; ITO), 주석 산화물(tin oxide), 또는 불소 첨가 주석 산화물(Fluorine-doped Tin Oxide; FTO)과 같은 도전성 금속 산화물이 대표적이다. 이들 산화물 중 상기 ITO를 주성분으로 하는 투명 도전막은 퍼스널 컴퓨터, 텔레비전, 디지털 사이니지의 표시장치로 광범위하게 응용되고 있다. BACKGROUND ART [0002] In a solar cell, a liquid crystal display, an organic light emitting display (OLED), or a plasma display device, a substrate in which a transparent conductive film is formed on a transparent substrate such as a glass substrate which is an insulator is widely used. As the transparent conductive film, a conductive metal oxide such as tin-doped indium oxide (ITO), tin oxide, or fluorine-doped tin oxide (FTO) is typical. Among these oxides, the transparent conductive film containing ITO as a main component is widely used as a display device of a personal computer, a television, and a digital signage.

최근에는, 탄소 억제 정책과 에너지 절감을 위한 친환경 기술로서, 종래의 화석 연료를 대체하여 직접 전기 에너지에 의한 저항 가열을 위해 투명 전도막을 적용하고자 하는 시도가 있다. 예를 들면, 종래의 가온/제습/열처리(가공)에 사용된 화석 연료를 대체하여 투명 도전막을 적용하는 시도가 있다. 대표적으로, 비닐하우스, 가축 사육시설의 유리창, 또는 식품 처리 시설의 가열원으로 투명 도전막을 이용하거나, 건축물, 자동차, 또는 항공기의 창 유리에 결로 방지 또는 빙결 방지를 위한 발열 저항체로서도 응용이 되고 있다.In recent years, there has been an attempt to apply a transparent conductive film for resistance heating by direct electrical energy instead of conventional fossil fuels as a carbon-suppressing policy and an environmentally friendly technology for energy saving. For example, there has been an attempt to apply a transparent conductive film in place of the fossil fuel used in conventional heating / dehumidification / heat treatment (processing). Typically, a transparent conductive film is used as a heating source of a vinyl house, a glasshouse of a livestock breeding facility, or a food processing facility, or as a heating resistor for preventing condensation or icing on a window glass of a building, an automobile or an aircraft .

전술한 응용들 중에 창 유리의 경우, 상기 FTO 도전막이 고투명도를 가질 뿐만 아니라 500 ℃ 까지 저항 변화가 거의 없고, 내화학성 및 내마모성이 뛰어나 가혹한 외부환경에도 적합성을 갖기 때문에 유력한 후보 물질로서 주목을 받고 있다. 상기 FTO 도전막의 형성은 일반적으로 화학기상증착(CVD), 원자층 증착(ALD) 또는 유기 기상증착(OVPD 또는 응축 코팅)과 같은 기상 증착 방법으로 제작된다. Among the above-mentioned applications, in the case of window glass, the FTO conductive film not only has high transparency but also has almost no resistance change up to 500 ° C, is excellent in chemical resistance and abrasion resistance, and is suitable for severe external environments, have. The FTO conductive film is generally formed by a vapor deposition method such as chemical vapor deposition (CVD), atomic layer deposition (ALD), or organic vapor deposition (OVPD or condensation coating).

그러나, 상기 창 유리와 같은 기판은 다양한 크기를 갖거나 대면적을 갖고, 그 응용에 따라 판상 또는 곡면과 같이 다양한 형상을 갖기 때문에 전술한 기상 증착 방법에 의해서는 설계된 특성을 구현하기 어려운 문제점이 있다.However, since the substrate such as the window glass has various sizes or a large area and has various shapes such as a plate shape or a curved shape depending on its application, it is difficult to realize the designed characteristics by the vapor deposition method described above .

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 유리창과 같이 다양한 면적 및 형상을 갖는 피처리 상에 제어된 특성을 갖는 박막을 용이하게 형성할 수 있는 노즐 구조를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a nozzle structure capable of easily forming a thin film having controlled properties on a target to be processed having various areas and shapes such as a glass window.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 전술한 이점을 갖는 확산 노즐을 갖는 박막 형성 장치를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a thin film forming apparatus having a diffusion nozzle having the above-described advantages.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 제어된 특성의 FTO 박막을 형성하는 박막 형성 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a thin film forming method for forming a FTO thin film having controlled characteristics.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 구조는, 스프레이 열 분해법에 의해 피처리체의 일 표면 상에 박막을 형성하기 위해 기상 전구체를 분무하는 확산 노즐이다. 상기 확산 노즐은, 각각 액적 생성실에 연결된 입력단 및 상기 반응 챔버 측의 출력단을 가지고, 온도 및 유속 중 적어도 어느 하나에 대하여 독립적으로 제어가 가능한 복수의 액적 전달 유로들; 및 상기 액적 전달 유로들의 각 출력단을 가로 질러 지나는 개구를 갖는 공통 슬릿을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a nozzle structure for spraying a gaseous precursor to form a thin film on a surface of an object to be processed by spray pyrolysis. Wherein the diffusion nozzle includes a plurality of droplet transport channels each having an input connected to the droplet generating chamber and an output connected to the reaction chamber, the droplet transporting channel being independently controllable with respect to at least one of temperature and flow velocity; And a common slit having an opening that passes across each output end of the droplet delivery conduits.

일 실시예에서, 상기 복수의 액적 전달 유로들 각각의 외벽에 가열 및 온도 유지를 위한 온도 제어 수단이 제공될 수 있다. 상기 공통 슬릿의 폭은 상기 액적 전달 유로의 내경보다 작을 수 있다.In one embodiment, the outer wall of each of the plurality of droplet transporting passages may be provided with temperature control means for heating and maintaining the temperature. The width of the common slit may be smaller than the inner diameter of the droplet transporting path.

상기 복수의 액적 전달 유로들의 출력단의 내경은 15 mm 내지 60 mm 의 범위 내이며, 상기 공통 슬릿의 개구의 폭은 2 mm 내지 10 mm 의 범위 내이다. 상기 공통 슬릿의 면적은 상기 복수의 액적 전달 유로들의 출력단의 단면적들의 총합보다 더 작다.The inner diameter of the output end of the plurality of droplet transporting channels is in the range of 15 mm to 60 mm and the width of the opening of the common slit is in the range of 2 mm to 10 mm. The area of the common slit is smaller than the sum of the cross-sectional areas of the output ends of the plurality of droplet transporting channels.

일 실시예에서, 상기 공통 슬릿을 통해 토출되는 기상 전구체의 흐름의 방향은 상기 피처리체의 표면에 대해 경사 배향될 수 있다. 또한, 상기 박막을 형성하는 동안, 상기 기상 전구체의 흐름 방향의 수평 성분과 동일한 방향으로 상기 피처리체가 이송되거나, 상기 확산 노즐이 상기 액적의 흐름 방향의 수평 성분과 반대 방향으로 구동될 수 있다. In one embodiment, the direction of the flow of the gaseous precursor discharged through the common slit can be tilted relative to the surface of the object to be treated. Further, during the formation of the thin film, the object to be processed may be transported in the same direction as the horizontal component in the flow direction of the gaseous precursor, or the diffusion nozzle may be driven in the direction opposite to the horizontal component in the flow direction of the droplet.

상기 복수의 액적 전달 유로들은 서로 평행 배열된 어레이 구조를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 상기 확산 노즐은 상부 면이 개방된 하우징의 내부에 배치되고, 상기 평행 배열된 복수의 액적 전달 유로들의 각 입력단은 상기 하우징의 상부 모서리들 중 어느 하나인 제 1 모서리에 의해 지지되고, 상기 각 출력단은 하부 모서리들 중 상기 제 1 모서리와 평행한 제 2 모서리로 향하고, 상기 제 2 모서리의 절개 부위가 상기 공통 슬릿을 정의할 수 있다.The plurality of droplet transporting passages may have an array structure arranged in parallel with each other. In one embodiment, the diffusion nozzle is disposed within a housing with an open upper surface, and each input end of the plurality of parallel-arranged droplet transport channels is supported by a first edge, which is one of the upper edges of the housing. And each output end is directed to a second corner of the lower edges parallel to the first edge, and the incision of the second edge defines the common slit.

상기 공통 슬릿과 상기 복수의 액적 전달 유로들의 각 출력단 사이에 어느 하나의 액적 전달 유로로부터 토출된 기상 전구체가 인접하는 다른 액적 전달 유로의 출력단으로 횡방향 드리프트되도록 하는 공통 드리프트 지대를 제공하는 캐비티를 더 포함할 수도 있다.
A cavity is provided between the common slit and each output end of the plurality of droplet transporting passages to provide a common drift zone in which the vapor precursor discharged from one of the droplet transporting passages is laterally drifted to an output end of another adjacent droplet transporting channel .

상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스프레이 열 분해법에 의해 피처리체의 일 표면 상에 박막을 형성하기 위한 박막 형성 장치가 제공된다. 상기 박막 형성 장치는, 상기 피처리체를 재치하는 지지 수단; 및 상기 피처리체의 일 표면 상에 기상 전구체를 분무하기 위한 확산 노즐을 포함한다. 상기 확산 노즐은, 각각 액적 생성실에 연결된 입력단 및 상기 반응 챔버 측의 출력단을 가지고, 온도 및 유속 중 적어도 어느 하나에 대하여 독립적으로 제어가 가능한 복수의 액적 전달 유로들; 및 상기 액적 전달 유로들의 각 출력단을 가로 질러 지나는 개구를 갖는 공통 슬릿을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a thin film forming apparatus for forming a thin film on a surface of a workpiece by spray pyrolysis. The thin film forming apparatus includes: a supporting means for placing the object to be processed; And a diffusion nozzle for spraying the gaseous precursor on one surface of the object to be treated. Wherein the diffusion nozzle includes a plurality of droplet transport channels each having an input connected to the droplet generating chamber and an output connected to the reaction chamber, the droplet transporting channel being independently controllable with respect to at least one of temperature and flow velocity; And a common slit having an opening that passes across each output end of the droplet delivery conduits.

일 실시예에서, 상기 복수의 액적 전달 유로들 각각의 외벽에 가열 및 온도 유지를 위한 온도 제어 수단이 제공될 수 있다. 또한, 상기 공통 슬릿의 폭은 상기 액적 전달 유로의 내경보다 작을 수 있다.In one embodiment, the outer wall of each of the plurality of droplet transporting passages may be provided with temperature control means for heating and maintaining the temperature. In addition, the width of the common slit may be smaller than the inner diameter of the droplet transporting path.

상기 복수의 액적 전달 유로들의 출력단의 내경은 15 mm 내지 60 mm 의 범위 내이며, 상기 공통 슬릿의 개구의 폭은 2 mm 내지 10 mm 의 범위 내일 수 있다. 상기 공통 슬릿의 면적은 상기 복수의 액적 전달 유로들의 출력단의 단면적들의 총합보다 더 작을 수 있다.The inner diameter of the output end of the plurality of droplet transporting channels is in the range of 15 mm to 60 mm and the width of the opening of the common slit may be in the range of 2 mm to 10 mm. The area of the common slit may be smaller than the sum of the cross-sectional areas of the output ends of the plurality of droplet transporting channels.

상기 공통 슬릿을 통해 토출되는 기상 전구체의 흐름의 방향은 상기 피처리체의 표면에 대해 경사 배향될 수 있다. 상기 박막을 형성하는 동안, 상기 기상 전구체의 흐름 방향의 수평 성분과 동일한 방향으로 상기 피처리체가 이송되거나, 상기 확산 노즐이 상기 기상 전구체의 흐름 방향의 수평 성분과 반대 방향으로 구동될 수 있다. The direction of the flow of the gaseous precursor discharged through the common slit can be tilted with respect to the surface of the object to be treated. During the formation of the thin film, the object to be processed may be transported in the same direction as the horizontal component in the flow direction of the gaseous precursor, or the diffusion nozzle may be driven in the direction opposite to the horizontal component in the flow direction of the gaseous precursor.

상기 복수의 액적 전달 유로들은 서로 평행 배열된 어레이 구조를 가질 수 있다. 상기 확산 노즐은 상부 면이 개방된 하우징의 내부에 배열되고, 상기 평행 배열된 복수의 액적 전달 유로들의 각 입력단 측의 일부는 상기 하우징의 상부 모서리들 중 어느 하나인 제 1 모서리에 의해 지지되고, 상기 각 출력단은 하부 모서리들 중 상기 제 1 모서리와 평행한 제 2 모서리로 향하고, 상기 제 2 모서리의 절개 부위가 상기 공통 슬릿을 정의할 수 있다.The plurality of droplet transporting passages may have an array structure arranged in parallel with each other. Wherein the diffusion nozzles are arranged in a housing having an opened upper surface and a part of each input end side of the plurality of parallel arranged liquid transfer conduits is supported by a first corner which is one of upper edges of the housing, Each of the output ends may be directed to a second corner of the lower edges parallel to the first edge, and an incision of the second edge may define the common slit.

상기 공통 슬릿과 상기 복수의 액적 전달 유로들의 각 출력단 사이에 어느 하나의 액적 전달 유로로부터 토출된 기상 전구체가 인접하는 다른 액적 전달 유로의 출력단으로 횡방향 드리프트되도록 하는 공통 드리프트 지대를 제공하는 캐비티를 더 포함할 수 있다.A cavity is provided between the common slit and each output end of the plurality of droplet transporting passages to provide a common drift zone in which the vapor precursor discharged from one of the droplet transporting passages is laterally drifted to an output end of another adjacent droplet transporting channel .

상기 확산 노즐은 부분 증착에 의한 패턴 및 두께의 구배를 갖는 박막을 형성하기 위한 것일 수 있다. 상기 박막은 불소 도핑된 주석 산화물을 포함하는 발열층을 포함할 수 있다.
The diffusion nozzle may be for forming a thin film having a pattern and a gradient of thickness by partial deposition. The thin film may comprise a heating layer comprising fluorine doped tin oxide.

상기 또 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 박막의 형성 방법은, 스프레이 열 분해법에 의해 피처리체의 일 표면 상에 주석 산화물을 포함하는 발열층을 형성하는 박막 형성 방법이다. 각각 액적 생성실에 연결된 입력단 및 상기 반응 챔버 측의 출력단을 가지고, 온도 및 유속 중 적어도 어느 하나에 대하여 독립적으로 제어가 가능한 복수의 액적 전달 유로들을 통하여 제어된 상기 주석 산화물의 기상 전구체 흐름을 제공하는 단계; 및 상기 액적 전달 유로들의 각 출력단을 가로 질러 지나는 개구를 갖는 공통 슬릿을 통하여 상기 기상 전구체의 흐름이 상기 피처리체의 표면 상으로 토출되는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a thin film forming method for forming a heat generating layer including tin oxide on a surface of an object to be processed by spray pyrolysis. Providing a gaseous precursor stream of tin oxide, controlled through a plurality of droplet delivery conduits, each having an input connected to a droplet generating chamber and an output end on the side of the reaction chamber, the gas being independently controllable with respect to at least one of temperature and flow rate step; And a flow of the gaseous precursor is discharged onto a surface of the object to be processed through a common slit having an opening that passes across each output end of the droplet transport channels.

일 실시예에서, 상기 기상 전구체의 흐름이 상기 피처리체의 표면 상으로 토출되는 단계 동안, 상기 기상 전구체의 흐름 방향의 수평 성분과 동일한 방향으로 상기 피처리체가 이송되거나, 상기 확산 노즐이 상기 기상 전구체의 흐름 방향의 수평 성분과 반대 방향으로 구동된다.
In one embodiment, during the step of discharging the flow of the gaseous precursor onto the surface of the object to be processed, the object to be processed is transported in the same direction as the horizontal component in the flow direction of the gaseous precursor, In the direction opposite to the horizontal component of the flow direction of the ink.

본 발명의 실시예에 따르면, 온도 또는 유속 제어가 개별적으로 가능한 복수의 액적 전달 유로들과 이들의 출력단을 가로질러 지나는 개구를 갖는 공통 슬릿을 포함하는 확산 노즐을 통해 스프레이 열 분해법을 수행함으로써 유리창과 같이 다양한 면적 및 형상을 갖는 피처리 상에 제어된 두께 및 패턴을 갖는 박막을 용이하게 형성할 수 있는 노즐이 제공될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a spray pyrolysis process is carried out through a diffusion nozzle comprising a common slit having a plurality of droplet delivery conduits with temperature or flow rate control individually and their openings passing across their output ends, A nozzle capable of easily forming a thin film having a controlled thickness and pattern on a target to be processed having various areas and shapes can be provided.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 전술한 확산 노즐을 이용하여 온도 및 유속을 제어함으로써 식각 공정 없이 다양한 두께를 갖거나 패턴을 갖는 박막을 제조할 수 있는 박막 형성 장치가 제공될 수 있다.According to the embodiments of the present invention, a thin film forming apparatus capable of manufacturing a thin film having various thicknesses or patterns without an etching process by controlling the temperature and the flow rate using the diffusion nozzle can be provided.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 난식각성 물질인 FTO 박막을 후속 식각 공정에 의존하지 않고서도 제어된 두께와 패턴을 갖도록 FTO 박막을 형성할 수 있는 박막 형성 방법이 제공된다.According to still another embodiment of the present invention, there is provided a thin film forming method capable of forming an FTO thin film having a controlled thickness and pattern without depending on a subsequent etching process.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 형성 장치를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 노즐의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 확산 노즐를 도시하는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 형성 장치를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 확산 노즐을 이용하여 다양한 실시예에 따라 증착된 박막(TH)의 두께 프로파일을 도시하는 사시도들이다.1 shows a thin film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing a structure of a diffusion nozzle according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing a diffusion nozzle according to another embodiment of the present invention.
4 shows a thin film forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
5A and 5B are perspective views showing the thickness profile of the thin film TH deposited according to various embodiments using diffusion nozzles.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.　 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. The embodiments of the present invention are described in order to more fully explain the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments may be modified in various other forms, The present invention is not limited to the embodiment. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more faithful and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. In the following drawings, thickness and size of each layer are exaggerated for convenience and clarity of description, and the same reference numerals denote the same elements in the drawings. As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of any of the listed items.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.　 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다.　 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms "a," "an," and "the" include singular forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, " comprise "and / or" comprising "when used herein should be interpreted as specifying the presence of stated shapes, numbers, steps, operations, elements, elements, and / And does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, operations, elements, elements, and / or groups.

본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다.　 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다.　 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다. Although the terms first, second, etc. are used herein to describe various elements, components, regions, layers and / or portions, these members, components, regions, layers and / It is obvious that no. These terms are only used to distinguish one member, component, region, layer or section from another region, layer or section. Thus, a first member, component, region, layer or section described below may refer to a second member, component, region, layer or section without departing from the teachings of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 박막 형성 장치, 더욱 상세하게는 투명 도전막의 형성 장치는, 스프레이 열 분해법(spray pyrolysis deposition; SPD)에 기초한다. 상기 스프레이 열 분해법은 무화기와 같은 분무 수단을 사용하여 생성된 원료 화합물을 포함하는 액적이 분무되어, 상기 액적이 액적 전달 유로를 통하여 전달되는 동안 상기 액적에 함유된 용매의 증발, 고온 반응, 열 분해, 운반 기체와 전구체 사이의 반응(예를 들면, 산화 또는 환원 반응), 클러스터의 형성 및 기체 분자의 형성 중 적어도 어느 하나 또는 2 이상의 단계들을 수반하면서(본 명세서에서는, 이러한 중간 생성물들을 통칭하여 기상 전구체라 칭한다), 상기 액적 전달 유로를 통해 토출되는 기상 전구체에 의해 미리 성막 온도까지 가열되어 있는 피처리체 상에 박막이 형성되는 증착 기구이다. 상기 증착 기구를 통하여 결정질(예를 들면, 다결정체) 박막, 나노 로드, 나노 와이어 또는 비정질막 성장을 달성할 수 있다.A thin film forming apparatus according to an embodiment of the present invention, and more particularly, a device for forming a transparent conductive film, is based on spray pyrolysis deposition (SPD). The spray pyrolysis method is a spray pyrolysis method in which a liquid droplet containing a raw material compound produced by using a spraying means such as an atomizer is sprayed so that the solvent contained in the liquid droplet is evaporated, (In this specification, these intermediate products are collectively referred to as a " gas phase "), while carrying out at least one or two or more steps of the reaction between the carrier gas and the precursor (for example, oxidation or reduction reaction) Precursors), and a thin film is formed on an object to be processed which has been heated up to a deposition temperature in advance by a vapor precursor discharged through the liquid transfer path. A crystalline (e.g., polycrystalline) thin film, nanorod, nanowire, or amorphous film growth can be achieved through the deposition mechanism.

하기의 실시예들은 유리창과 같이 다양한 면적 및 형상을 갖는 피처리 상에 제어된 두께 및 패턴을 갖는 박막을 용이하게 형성할 수 있도록 상기 SPD 법(또는, SPD 증착이라 함)에 기초한 박막 형성을 최적화시키는 박막 형성 장치 및 박막 형성 방법에 관한 것이다.
The following embodiments are directed to optimizing thin film formation based on the SPD method (or SPD deposition) so as to easily form a thin film having controlled thicknesses and patterns on a target having various areas and shapes such as a window glass To a thin film forming apparatus and a thin film forming method.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 형성 장치(100)를 도시한다.1 shows a thin film forming apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 박막 형성 장치(100)는 상기 SPD 법에 의해 피처리체(DP)의 일 표면(SA) 상에 박막을 형성한다. 피처리체(DP)는 유리, 세라믹, 반도체, 또는 금속과 같은 기판이며 이는 예시적이며 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 피처리체(DP)의 표면(SA)은 매끄럽거나 엠보싱과 같이 요철 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들면, 피처리체(DP)는 로이(low-e) 유리의 일면이거나 면상 발열체를 형성하기 위한 발열 유리로서 통상적으로 대면적의 박막 제조가 요구되는 기판일 수 있다.Referring to FIG. 1, the thin film forming apparatus 100 forms a thin film on one surface SA of the workpiece DP by the SPD method. The object to be processed (DP) is a substrate such as glass, ceramics, semiconductor, or metal, which is illustrative and the present invention is not limited thereto. In addition, the surface SA of the workpiece DP may include smooth or embossed patterns such as embossing. For example, the object to be processed DP may be one surface of a low-e glass or a heat-generating glass for forming an area heating element, which is usually a substrate which is required to manufacture a large-area thin film.

박막 형성 장치(100)는 SPD 증착을 위한 반응 챔버(10), 박막 증착을 위한 전구체를 함유하는 액적을 생성하기 위한 액적 생성실(20); 상기 생성된 액적을 반응 챔버(10)로 전달하는 운반 가스를 공급하는 운반 가스 공급부(30); 및 상기 운반 가스에 함유된 상기 액적을 반응 챔버(10)로 전달하기 위한 액적 전달 유로들의 어레이(40)를 포함한다. The thin film forming apparatus 100 includes a reaction chamber 10 for SPD deposition, a droplet generating chamber 20 for generating droplets containing a precursor for thin film deposition; A carrier gas supply unit 30 for supplying a carrier gas for transferring the generated droplets to the reaction chamber 10; And an array of droplet delivery conduits (40) for delivering the droplets contained in the carrier gas to the reaction chamber (10).

반응 챔버(10)의 반응 공간은 챔버 벽(CW)에 의해 한정되고, 챔버 벽(CW)은 외부와의 단열, 밀폐 및/또는 격리를 위한 적합한 구조를 갖는다. 다른 실시예에서, 챔버 벽(CW)은 후드일 수도 있다. 상기 후드는 성막시에 반응 공간 내부로부터 외부로 열이 유출되는 것과 액적이 외부로 누출되어 낭비되는 것을 방지하면서 상기 반응 공간에 상압 조건을 유지시킨다. 챔버 벽(CW) 또는 후드는 알루미늄, 스테인리스, 구리 또는 내화 금속과 재료로 제작되거나 코팅된 금속 재료로 제조될 수 있다. 예를 들면, 상기 금속 재료 표면에 양극 처리 또는 세라믹 코팅 처리된 재료가 사용될 수 있다. 또 다른 대안으로서, 챔버 벽(CW) 또는 후드는 전체적 또는 부분적으로 석영, 세라믹과 같은 전기적 절연 물질로 제작될 수도 있다.The reaction space of the reaction chamber 10 is defined by the chamber wall CW and the chamber wall CW has a suitable structure for insulation, sealing and / or isolation from the outside. In another embodiment, the chamber wall CW may be a hood. The hood maintains the atmospheric pressure condition in the reaction space while preventing heat from flowing out from the inside of the reaction space to the outside at the time of film formation and wasting the liquid droplets to the outside. The chamber wall (CW) or hood may be made of a metal material made or coated with aluminum, stainless steel, copper or refractory metal and the like. For example, an anodized or ceramic coated material may be used for the metal material surface. As yet another alternative, the chamber wall (CW) or hood may be wholly or partially made of an electrically insulating material such as quartz, ceramic, or the like.

반응 챔버(10)의 구조는 피처리체(PS)의 코팅 처리를 위하여 적합한 구조 예를 들어, 원형 구조나 사각형 구조 그리고 이외에도 어떠한 형태의 구조를 가질 수 있다. 반응 챔버(10)는, 액적이 건조되고 열분해 되는 반응 공간을 제공하기 위해, 그 둘레에는 유도 가열 코일, 저항선, 또는 할로겐 램프와 같은 적합한 가열 수단(heater)이 제공될 수 있다. The structure of the reaction chamber 10 may have a structure suitable for coating the object to be treated PS, for example, a circular structure or a rectangular structure, and any other structure. The reaction chamber 10 may be provided with a suitable heating means such as an induction heating coil, a resistance wire, or a halogen lamp around the reaction chamber 10 to provide a reaction space where the droplet is dried and pyrolyzed.

반응 챔버(10) 내에는 피처리체(PS)의 재치를 위한 지지 수단(CH)이 제공될 수 있으며, 지지 수단(CH)은 바람직하게는 피처리체(PS)의 온도 조절을 위한 저항 히터 또는 고온 유체에 의한 가열 및/또는 공냉식, 수냉식 또는 반도체 냉각식의 냉각 수단을 포함할 수 있다. 이를 위해 지지 수단(CH)은 양호한 열 전도도를 갖고 피처리체(PS)의 밴딩과 같은 변형을 막기 위해 비제한적 예로서 알루미늄, 그라파이트, 알루미나 또는 질화 알루미늄으로 제조될 수 있다. 또한, 지지 수단(CH)은 리프트 핀, 정전척 및 진공척 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있으며, 피처리체(PS)에 대한 박막 형성 공정이 수행되는 동안 균일한 박막 형성을 위해 피처리체(PS)를 회전시킬 수 있다. The supporting means CH may be provided in the reaction chamber 10 for holding the objects to be treated PS and the supporting means CH preferably is a resistance heater for controlling the temperature of the object to be treated PS, Fluidized heating and / or air cooled, water cooled or semiconductor cooled cooling means. To this end, the support means CH can be made of aluminum, graphite, alumina or aluminum nitride as a non-limiting example to prevent deformation such as banding of the object PS having a good thermal conductivity. Further, the supporting means CH may include any one of a lift pin, an electrostatic chuck, and a vacuum chuck, or a combination thereof, and may be provided with a feature for uniform film formation during the thin film forming process for the object to be processed PS It is possible to rotate the ligatures PS.

반응 챔버(10) 내에는 피처리체(DP)에 상기 액적의 분무를 위한 노즐 어레이(NE)가 제공된다. 노즐 어레이(NE)는 액적 전달 유로들의 어레이(40)의 출력부와 공통 슬릿에 의해 구현된다. 이에 관하여는 별도로 상세히 후술하도록 한다. 일부 실시예에서, 반응 챔버(10) 내에는 반응 부산물과 반응 후의 잔류 전구체들을 제거하기 위한 진공 펌프와 연결된 포집기(도 4의 CE 참조)가 더 제공될 수도 있다.In the reaction chamber 10, a nozzle array NE for spraying the droplets is provided on the workpiece DP. The nozzle array NE is implemented by a common slit with the output of the array 40 of droplet delivery channels. This will be described in detail later. In some embodiments, the reaction chamber 10 may further be provided with a collector (see CE in FIG. 4) connected with a vacuum pump to remove reaction byproducts and residual precursors after reaction.

액적 생성실(20)에는 적합한 원료 화합물을 포함하는 출발 용액과 상기 출발 용액의 표면 또는 계면으로부터 액적을 형성하기 위한 에너지 소스(미도시)가 제공될 수 있다. 상기 에너지 소스는 1.65 MHz와 같이 소정 주파수를 갖는 초음파 진동자와 같은 기계적 에너지를 인가하는 장치이거나 열 증발 장치일 수 있다.The droplet generating chamber 20 may be provided with a starting solution containing a suitable starting compound and an energy source (not shown) for forming droplets from the surface or interface of the starting solution. The energy source may be a device for applying mechanical energy such as an ultrasonic vibrator having a predetermined frequency such as 1.65 MHz, or may be a thermal evaporation device.

상기 출발 용액으로부터 생성된 액적은 자체가 반응 용기의 역할을 함으로써 생성되는 입자 성장을 2차 성장 이내로 국한시킬 수 있어 균일한 입도를 갖는 입자를 얻을 수 있도록 한다. 이러한 액적의 크기는 상기 출발 용액의 표면 장력 및 밀도와 진동수에 의존하며, 출발 용액의 농도를 조절함으로써 입도의 크기와 입도의 분포가 조절될 수도 있다. 일부 실시예에서는, 입도 선별을 위해 적합한 선별 제어가 이루어질 수도 있다. The droplet generated from the starting solution serves as a reaction vessel, and the particle growth generated can be limited to within the secondary growth, so that particles having a uniform particle size can be obtained. The size of the droplet depends on the surface tension, density and frequency of the starting solution, and the size and size distribution of the particle size may be controlled by adjusting the concentration of the starting solution. In some embodiments, appropriate screening control may be performed for particle size selection.

액적 생성실(20)에 결합되는 운반 가스 공급부(30)는 운반 가스의 공급 유량을 제어하는 유량 제어기(mass flow controller; MFC)와 적합한 밸브 시스템을 가질 수 있으며, 운반 가스 공급부(30)로부터 공급되는 운반 가스는 액적 생성실(20)을 경유하여 반응 챔버(10)로 전달되며, 상기 운반 가스는 상기 액적을 상기 반응 챔버(10)로 밀어 주는 역할을 하고, 액적 전달 유로들의 어레이(40)의 내벽에 액적이 흡착되어 분진이나 오염원이 되는 것을 방지한다. The carrier gas supply unit 30 coupled to the droplet generating chamber 20 may have a valve system and a mass flow controller (MFC) that controls the supply flow rate of the carrier gas. The carrier gas is delivered to the reaction chamber 10 via the droplet generating chamber 20 and the carrier gas serves to push the droplet to the reaction chamber 10, Thereby preventing the liquid droplets from being adsorbed on the inner wall of the chamber and becoming a dust or contamination source.

상기 운반 가스는 산소, 오존, 수소 또는 암모니아와 같은 반응성 가스이거나 헬륨 또는 아르곤과 같은 비활성 가스 또는 이의 혼합 가스일 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 운반 가스는 공기일 수도 있다.The carrier gas may be a reactive gas such as oxygen, ozone, hydrogen or ammonia, an inert gas such as helium or argon, or a mixed gas thereof, but the present invention is not limited thereto. For example, the carrier gas may be air.

액적 전달 유로들의 어레이(40)는 복수의 액적 전달 유로들(도 2의 40 참조)을 포함한다. 복수의 액적 전달 유로들은 각각 외부에서 가열이 가능하도록 적합한 내열성을 갖는 스테인레스 스틸과 같은 금속 도관 또는 석영 도관으로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 복수의 액적 전달 유로들의 내부 표면에는 내화학성 및 내부식성을 향상시키기 위해 테프론 재질의 코팅이나 흡착 방지를 위한 발수 코팅이 이루어질 수도 있다. 액적 전달 유로들의 가열은 상기 도관의 외부에 저항선을 감싸 이루어지는 저항 가열이나 할로겐 램프와 같은 복사 가열을 통해 수행될 수 있다. 도시하지는 아니하였으나, 액적 전달 유로들의 어레이(40)는 외부와의 격리를 위해 별도의 하우징 내에 부설될 수 있다.The array of droplet transport channels 40 includes a plurality of droplet transport channels (see 40 in FIG. 2). The plurality of droplet transporting passages may be formed of a metal conduit or a quartz conduit, such as stainless steel, having suitable heat resistance so as to be externally heated. In some embodiments, a Teflon coating or a water repellent coating may be formed on the inner surfaces of the plurality of droplet transporting channels to improve the chemical resistance and corrosion resistance. The heating of the droplet transporting channels may be performed by resistance heating, in which a resistance wire is wrapped around the outside of the conduit, or radiant heating such as a halogen lamp. Although not shown, the array of droplet transport channels 40 may be installed in a separate housing for isolation from the outside.

바람직하게는, 복수의 액적 전달 유로들은 내부의 액적의 온도를 각 유로들마다 개별적으로 조절하기 위한 적합한 온도 제어 시스템을 가질 수 있다. 이 경우, 각 유로들의 외부에 저항선을 감싸고, 공급되는 전력의 양을 유로들마다 개별적으로 조절할 수 있는 저항 가열 방식이 유리할 수 있다. 그러나, 이러한 개별적 조절이 각 유로들의 온도를 동일하게 유지하도록 하는 것을 배제하는 것은 아니며, 각 유로들의 온도를 동일하게 하여 복수의 액적 전달 유로들을 경과하는 액적 또는 이로부터 파생된 기상 전구체 또는 중간 생성물들의 특성을 균일하게 함으로써 대면적의 피처리체에 균일한 박막을 형성하는 것도 본 발명의 중대한 이점이다. Preferably, the plurality of droplet transporting passages may have a suitable temperature control system for individually adjusting the temperature of the liquid droplets therein for each flow path. In this case, it is advantageous to employ a resistance heating method in which the resistance wire is wrapped around the outer surfaces of the respective flow paths, and the amount of electric power to be supplied is individually adjusted for each flow path. However, such individual adjustment does not preclude the temperature of each flow path to be kept the same, and it is also possible to make the temperature of each flow path the same so that the droplets passing through the plural droplet transporting flow paths or the vapor precursors or intermediate products It is also a significant advantage of the present invention to form a homogeneous thin film on a large-area target object by making the characteristics uniform.

복수의 액적 전달 유로들은 내부에 흐르는 액적의 유속을 개별적으로 설정할 수도 있다. 이를 위하여, 복수의 액적 전달 유로들의 내부 단면적은 각 유로들마다 다르게 설계될 수 있다. 예를 들면, 내부 단면적이 작은 유로에서의 액적 유속이 내부 단면적이 큰 유로에서의 액적 유속보다 더 크다. 또 다른 실시예에서, 각 전달 유로들에 게이트 밸브가 설치되어, 복수의 액적 전달 유로들의 내부 단면적이 서로 동일한 경우에도, 각 전달 유로들로 전달되는 액적을 턴온 또는 턴오프하거나 유량을 독립적으로 제어하여 유속을 제어할 수도 있을 것이다. The plurality of droplet transporting channels may individually set the flow rate of the droplet flowing therein. To this end, the internal cross-sectional area of the plurality of droplet transporting channels may be designed differently for each of the channels. For example, a droplet flow rate in a flow path having a small internal cross-sectional area is larger than a droplet flow rate in a flow path having a large internal cross-sectional area. In another embodiment, a gate valve is provided in each of the transfer passages so that even when the internal cross-sectional areas of the plurality of liquid transfer passages are equal to each other, the liquid droplets transferred to the transfer passages are turned on or off, To control the flow rate.

복수의 액적 전달 유로들의 어레이(40)는 반응 챔버(10) 내에서 확산 노즐(NE) 구조로 마감되며, 확산 노즐(NE)을 통하여 박막 형성을 위한 기상 전구체가 확산 노즐(NE)에 대향하는 피처리체(PS)에 분사된다. 확산 노즐(NE)과 피처리체(PS) 사이의 거리는 5 mm 내지 500 mm 범위 내일 수 있으며, 이는 예시적일 뿐 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 확산 노즐(NE)로부터 분사되는 상기 기상 전구체의 주 흐름의 방향과 피처리체(PS)의 주면은 도시된 바와 같이 서로 수직할 수 있지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
An array of a plurality of droplet delivery conduits 40 is terminated in a diffusion nozzle NE structure in the reaction chamber 10 and a vapor precursor for thin film formation through the diffusion nozzle NE is applied to the diffusion nozzle NE And is sprayed onto the object to be treated PS. The distance between the diffusion nozzle NE and the object to be treated PS may be within the range of 5 mm to 500 mm, and the present invention is not limited thereto. The direction of the main flow of the gaseous precursor injected from the diffusion nozzle NE and the main surface of the object to be treated PS may be perpendicular to each other as illustrated, but the present invention is not limited thereto.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 노즐(NE)의 구조를 도시하는 사시도이다.2 is a perspective view showing a structure of a diffusion nozzle NE according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 확산 노즐(NE)은 복수의 액적 전달 유로들(40)의 반응 챔버(10) 측의 출력단(40a) 및 공통 슬릿(SL)을 포함한다. 복수의 액적 전달 유로들(40)에 관하여는, 모순되지 않는 한 도 1을 참조하여 전술한 사항이 참조될 수 있다. 복수의 액적 전달 유로들(40)은 서로 평행 배열된 전달 유로들(40L)의 어레이를 포함한다. 복수의 액적 전달 유로들(40)의 각 전달 유로(40L)의 온도 및 유속 중 적어도 어느 하나가 전술한 바와 같이 독립적으로 제어되거나 설계될 수 있다. 그러나, 이러한 독립적으로 제어되는 것이 복수의 액적 전달 유로들(40)에 온도 및 유속을 균일하게 하는 것을 제외하는 것은 아니며, 복수의 액적 전달 유로들(40)의 온도 및/또는 유속을 균일하게 함으로써 피처리체 상으로 분무되는 기상 전구체 흐름의 불균일을 해소함으로써 균일한 두께, 조성 및 구조의 박막을 형성할 수 있다. 통상적으로, 직경이 큰 단일 액적 전달 유로를 사용하여 SPD 법에 의해 박막 형성을 시도하는 경우, 피처리체의 표면 상에 도달하는 기상 전구체 흐름이 피처리체의 각 지점과 단일 액적 전달 유로 사이의 경로 상의 차이에 따라 두께, 조성 및 구조 측면에서 균일한 박막을 형성하는데 실패하거나 기판 상에 파티클이 형성되는 것과 같은 불량을 초래할 수 있다. 2, the diffusion nozzle NE includes an output end 40a and a common slit SL on the side of the reaction chamber 10 of the plurality of droplet transport channels 40. With respect to the plurality of droplet transporting conduits 40, the above description can be referred to with reference to Fig. 1 as long as it is not contradictory. The plurality of droplet transporting passages 40 include an array of transport passages 40L arranged in parallel with each other. At least one of the temperature and the flow rate of each transfer passage 40L of the plurality of droplet transporting passages 40 can be independently controlled or designed as described above. However, this independent control is not limited to uniformizing the temperature and the flow rate of the plurality of droplet conveyance flow paths 40. By uniformizing the temperature and / or the flow velocity of the plurality of droplet conveyance flow paths 40 It is possible to form a thin film having uniform thickness, composition and structure by eliminating unevenness of the flow of the gas phase precursor sprayed on the object to be treated. Generally, when a thin film is formed by the SPD method using a single droplet delivery path having a large diameter, the flow of the gas phase precursor reaching the surface of the object to be processed is performed on the path between each point of the object and the single droplet delivery path It may fail to form a uniform thin film in terms of thickness, composition and structure depending on the difference, or may cause defects such as the formation of particles on the substrate.

각 전달 유로(40L)의 입력단(40b)은 액적 생성실(도 1의 20 참조)에 결합된다. 액적 생성실로부터 액적은 전달 유로(40L)의 입력단(40b)을 통해 전달 유로(40L) 내부로 유입되고, 상기 액적에 함유된 용매의 증발, 고온 반응, 열 분해, 운반 기체와 전구체 사이의 반응(예를 들면, 산화 또는 환원 반응), 클러스터의 형성 및 기체 분자의 형성 중 적어도 어느 하나 또는 2 이상의 단계들이 수반된다.The input end 40b of each transfer passage 40L is coupled to the droplet generating chamber (see 20 in Fig. 1). The droplet is introduced into the transfer passage 40L from the droplet generating chamber through the input end 40b of the transfer passage 40L and the solvent contained in the droplet is evaporated and reacted at a high temperature and thermally decomposed and the reaction between the carrier gas and the precursor (For example, an oxidation or reduction reaction), formation of clusters and formation of gas molecules.

공통 슬릿(SL)은 각 전달 유로(40L)의 출력단을 가로지르는 개구를 갖는 공통 슬릿이다. 상기 공통 슬릿의 개구는 단일 개구이거나 복수개의 슬릿형 개구들을 포함할 수 있다. 공통 슬릿(SL)을 제공하기 위한 개방단을 갖는 노즐 하우징(50)이 제공될 수 있다. The common slit SL is a common slit having an opening across the output end of each delivery passage 40L. The opening of the common slit may be a single opening or may comprise a plurality of slit-shaped openings. A nozzle housing 50 having an open end for providing a common slit SL can be provided.

노즐 하우징(50)의 내부에는 각 전달 유로(40)의 출력단(40a) 부터 공통 슬릿(SL)까지 각 전달 유로(40L)를 가로질러 연장되어 출력단(40a)으로부터 토출된 기상 전구체의 공통 드리프트 지대를 제공하는 캐비티가 제공된다. 상기 공통 드리프트 지대에서는 각 전달 유로(40L)로부터 토출된 기상 전구체가 캐비티의 공통 슬릿의 연장 방향, 즉, 인접하는 다른 전달 유로(40L) 쪽으로 횡방향 드리프트되어 공통 슬릿(SL)을 통해 균일화되거나 정규화된 흐름의 기상 전구체가 분사되도록 한다. 상기 캐비티의 일부가 개방되어 공통 슬릿(SL)이 제공된다. The nozzle housing 50 is provided with a common drift zone 40a extending from the output end 40a of the transmission passage 40 to the common slit SL across the transmission passage 40L and discharged from the output stage 40a, Is provided. In the common drift zone, the gaseous precursor discharged from each transfer passage 40L is laterally drifted in the direction of extension of the common slit of the cavity, that is, toward the adjacent transfer passage 40L to be uniformed through the common slit SL, Allowing the gaseous precursor of the stream to be sprayed. A part of the cavity is opened to provide a common slit SL.

공통 슬릿(SL)의 폭(t)은 각 전달 유로(40L)의 출력단(40a)의 내경(또는 최대 폭; w)보다 작다. 각 전달 유로(40L)의 출력단(40a)의 내경(또는 최대 폭; w)은 예를 들면, 15 mm 내지 60 mm 정도의 범위 내이며, 바람직하게는, 35 mm 내지 45 mm 의 범위 내이다. 공통 슬릿(SL)의 폭(t)은 2 mm 내지 10 mm 의 범위 내이며, 바람직하게는, 2 mm 내지 5 mm의 범위 내이다. 공통 슬릿(SL)의 폭이 2 mm 미만인 경우에는 기상 전구체의 토출량의 저하되면서 노즐 하우징(50) 내부에서 분진이 형성되며, 공통 슬릿(SL)의 폭(t)이 10 mm를 초과하면 기상 전구체 흐름의 균일화 또는 정규화 효과가 사라질 수 있다. (굳이 슬릿의 폭을 5 mm로 특정하여야 하는지요? 만약 6 mm로 하여 더 좋은 결과가 나오는 특허를 내는 경우가 있다면 방어가 되나요?--> 특허의 등록은 기술 공개의 대가로 주어지는 것이 법 취지여서, 등록 받고자 하는 발명은 일반 당업자가 과도한 실험에 의하지 않더라도 특허에서 의욕하는 효과를 용이하게 달성할 수 있도록 기술 공개를 해야합니다. 그 기술 공개는 명세서의 발명의 상세한 설명 부분에서 이루어집니다. 만약 이러한 기술 공개가 충실히 이루어지지 않았다고 판단되면 거절이유를 구성하게 되고, 애초에 그 내용이 명세서에 기재되어 있지 않으면 거절이유의 극복이 매우 어렵습니다. 본 발명은 노즐의 슬릿이 중요한 것이서, 그 효과와 관련된 구체적 스펙이 어느 정도 개시하여야 합니다. 따라서, 본 명세서에는 이를 중요시 여겨 우선 수치 범위를 잡아 놓았는데, 이 수치 범위는 자명한 설계 변경 사항이이서 항상 여유로운 범위로 수정 의견을 주시면 쉽게 반영될 수 있습니다.) 공통 슬릿(SL)의 면적은 각 전달 유로(40L)의 출력단의 단면적의 총합과 동일하거나 작다. The width t of the common slit SL is smaller than the inner diameter (or maximum width, w) of the output end 40a of each transfer passage 40L. The inner diameter (or maximum width, w) of the output end 40a of each transfer passage 40L is, for example, in the range of about 15 mm to 60 mm, and preferably in the range of 35 mm to 45 mm. The width t of the common slit SL is in the range of 2 mm to 10 mm, preferably in the range of 2 mm to 5 mm. When the width of the common slit SL is less than 2 mm, the discharge amount of the gaseous precursor decreases and dust is formed in the nozzle housing 50. When the width t of the common slit SL exceeds 10 mm, The flow uniformity or normalization effect may disappear. (If the width of the slit is 5 mm, should the thickness of the slit be 5 mm? If there is a patent that gives better results with 6 mm, will it be defended? , The invention to be registered must disclose the technology so that a general person skilled in the art can easily achieve the effect of the patent even if it is not based on excessive experimentation The disclosure of the technology is made in the detailed description part of the specification. If it is judged that the disclosure is not faithfully performed, it constitutes a rejection reason, and if the contents thereof are not described in the specification, it is very difficult to overcome the reason for rejection. The present invention is based on the fact that the slit of the nozzle is important, The specification must be started to some extent. Therefore, in the present specification, The area of the common slit SL is set so that the output of each transmission line 40L is the same as that of the transmission line 40L, Of the cross sectional area.

공통 슬릿(SL)이 폭(t)이 각 전달 유로(40)의 출력단(40a)의 내경(w)보다 작기 때문에 어느 하나의 전달 유로를 통해 토출되는 기상 전구체가 인접하는 다른 전달 유로쪽으로 측방향 드리프트될 수 있고, 이에 의해 각 전달 유로(40L)를 통해서 나오는 기상 전구체 흐름의 불균일성이 해소될 수 있다. Since the width t of the common slit SL is smaller than the inner diameter w of the output end 40a of each transfer passage 40, the gaseous precursor discharged through one of the transfer passages is laterally So that the non-uniformity of the flow of the gaseous precursor through each transfer passage 40L can be solved.

상기 공통 슬릿(SL)의 길이(R)는 30 cm 에서 3 m 까지 확장될 수 있으며, 그에 따라 각 전달 유로(40L)의 개수와 간격(s) 및 내부 직경(w), 그리고, 이에 따른 공통 슬릿(SL)의 폭(t)이 설계될 수 있다. 이와 같이 균일한 기상 전구체의 분사가 이루어질 수 있도록 공통 슬릿(SL)의 길이(R)가 확장될 수 있기 때문에 피처리체가 대면적 기판인 경우에도 균일한 성막을 달성할 수 있다. The length R of the common slit SL can be extended from 30 cm to 3 m so that the number, spacing s and inner diameter w of each of the transfer paths 40L, The width t of the slit SL can be designed. Since the length R of the common slit SL can be expanded so that uniform gas phase precursors can be injected in this way, uniform film formation can be achieved even when the object to be processed is a large area substrate.

만약 단일 전달 유로(40L)로 구성된 노즐이라면 대면적의 피처리체에 박막 코팅을 위해서는 상기 노즐을 피처리체의 표면 상에서 골고루 이동시키면서 박막 형성이 수행되어야 한다. 이 경우, 단일 전달 유로의 이동 경로 중에 반환 턴이 일어나는 영역에서는 단일 전달 유로의 노즐이 잔류하는 시간이 증대되어 코팅된 박막의 두께가 단일 전달 유로가 단순히 경과하는 영역에서 형성된 박막의 두께에 비하여 더 클 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따르면 단일 전달 유로를 나란히 배열하여 복수개로 확장함으로써 대면적의 피처리체 상에 균일한 두께의 박막을 형성하거나 정규화된 기상 전구체의 흐름에 의해 단차가 없고 분진이 없는 연속적인 패턴을 구현할 수 있게 된다.
If the nozzle is composed of the single transfer passage 40L, the thin film should be formed while moving the nozzle evenly on the surface of the object to be coated on the object to be processed with a large area. In this case, in the region where the return flow occurs in the movement path of the single transfer path, the time for which the nozzle remains in the single transfer path is increased, and the thickness of the coated thin film is longer than the thickness of the thin film formed in the area where the single transfer path merely elapses It can be big. However, according to the embodiment of the present invention, a single thin film of a uniform thickness can be formed on a large-sized workpiece by arranging the single transfer paths in parallel and by expanding a plurality of single transfer paths, or by a flow of a normalized gaseous precursor, It is possible to implement a pattern.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 확산 노즐(NE')를 도시하는 사시도이다. 도 3의 구성 부재들 중 도 2의 참조 부호와 동일한 참조 부호를 갖는 구성 부재에 관하여는 전술한 개시 사항을 참고할 수 있다.3 is a perspective view showing a diffusion nozzle NE 'according to another embodiment of the present invention. Of the constituent members of Fig. 3, the above-mentioned disclosure can be referred to for constituent members having the same reference numerals as those of Fig.

도 3을 참조하면, 확산 노즐(NE')은 복수의 액적 전달 유로들(40)과 공통 슬릿(SL)을 포함한다. 확산 노즐(NE')은 하우징(60) 내부에 배치될 수 있다. 하우징(60)은 상단에 플랜지 구조(60a)를 가질 수 있으며, 플랜지 구조(60a)는 하우징(60)을 박막 형성 장치의 챔버 벽에 리벳, 볼트, 나사 또는 웰딩에 의해 고정되기 쉽도록 한다. 하우징(60)은 도시된 바와 같이 상부 면이 개방된 직육면체 형상을 갖지만, 이는 예시적일 뿐 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 하우징(60)의 크기와 형상은 반응 공간에서의 기상 전구체의 제어된 흐름을 확보하도록 적절히 설계될 수 있다. 예를 들면, 하우징(60)의 크기가 너무 크거나 불연속적인 면을 갖는 경우 반응 공간의 음압에 의한 상승 기류와 공통 슬릿(SL)으로부터 토출되는 기상 전구체의 흐름이 충돌하면서 와류가 형성될 수 있고, 하우징(60)의 크기가 너무 작으면 복수의 액적 전달 유로들(40)로부터 토출되는 기상 전구체의 혼합 효과가 감소될 수 있다. Referring to FIG. 3, the diffusion nozzle NE 'includes a plurality of droplet transport channels 40 and a common slit SL. The diffusion nozzle NE 'may be disposed inside the housing 60. The housing 60 may have a flange structure 60a at the top and the flange structure 60a facilitates fixing the housing 60 to the chamber walls of the thin film forming apparatus by rivets, bolts, screws or welding. The housing 60 has a rectangular parallelepiped shape with its top surface opened as shown in the figure, but the present invention is not limited thereto. The size and shape of the housing 60 may be suitably designed to ensure a controlled flow of the vapor precursor in the reaction space. For example, when the size of the housing 60 is too large or has a discontinuous surface, a vortex can be formed due to the collision of the upward flow caused by the negative pressure in the reaction space and the flow of the gaseous precursor discharged from the common slit SL If the size of the housing 60 is too small, the mixing effect of the vapor precursor discharged from the plurality of droplet transporting passages 40 can be reduced.

일 실시예에서, 평행 배열된 복수의 액적 전달 유로들(40)의 각 입력단(40b)은 하우징(60)의 상부 모서리들 중 어느 하나인 제 1 모서리(60UE)에 의해 지지될 수 있다. 복수의 액적 전달 유로들(40)의 각 출력단(40a)은 하우징(60)의 하부 모서리들 중 제 1 모서리(60UE)와 평행한 제 2 모서리(60LE)를 향하고, 이 경우, 제 2 모서리(60LE)의 절개 부위가 확산 노즐(NE')의 공통 슬릿(SL)을 정의할 수 있다.In one embodiment, each input end 40b of the plurality of parallel-arranged droplet delivery conduits 40 may be supported by a first edge 60UE, which is one of the upper edges of the housing 60. [ Each output end 40a of the plurality of droplet delivery conduits 40 faces a second edge 60LE parallel to the first one of the lower edges of the housing 60. In this case, 60LE can define a common slit SL of the diffusion nozzle NE '.

공통 슬릿(SL)과 각 전달 유로들(40L)의 출력단(40a) 사이에는 공통 드리프트 지대를 형성하는 캐비티(50)가 제공될 수 있다. 캐비티(50)를 정의하기 위한 벽 일부는 하우징(60)의 바닥면에 의해 제공될 수도 있다. 캐비티(50)를 한정하는 다른 면은 절단 및 절곡된 금속 부재를 통해서 제공될 수 있다.
A cavity 50 forming a common drift zone may be provided between the common slit SL and the output end 40a of each transfer passage 40L. A portion of the wall for defining the cavity 50 may be provided by the bottom surface of the housing 60. The other surface defining the cavity 50 may be provided through cut and bent metal members.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 형성 장치(200)를 도시한다.4 shows a thin film forming apparatus 200 according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 박막 형성 장치(200)는 피처리체(PS)의 표면 상에 박막을 코팅하는 동안 피처리체(PS)의 이송이 가능한 컨베이어 벨트 또는 롤러 장치와 같은 이송 시스템(CB_1)을 포함한다. 이 경우, 반응 공간을 한정하는 챔버 월은 피처리체(PS)의 반입과 반출을 위하여 게이트를 갖는 후드 타입일 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 4, the thin film forming apparatus 200 includes a conveying system CB_1 such as a conveyor belt or a roller device capable of conveying a workpiece PS while coating a thin film on the surface of the workpiece PS do. In this case, the chamber wall defining the reaction space may be a hood type having a gate for carrying in and carrying out the object PS, but the present invention is not limited thereto.

일부 실시예에서는, 박막 형성 장치(200)에는 반응 공간 내에 반응 부산물과 반응 후의 잔류 기상 전구체를 제거하기 위한 포집기(CE)가 제공될 수도 있다. 포집기(4E)는 반응 공간 내에서 열적 및 유체역학적인 비평형 요인인 난류(vortice) 및 역류(backflow)와 같은 바람직하지 못한 흐름을 억제하고 층류 제어를 함으로써 그에 따라 사점(dead spot)을 방지시켜 대면적의 피처리체(PS)에 균일하고 파티클 형성의 위험이 없는 박막 형성을 달성할 수 있도록 한다. In some embodiments, the thin film forming apparatus 200 may be provided with a collector CE for removing reaction byproducts and residual gaseous precursors after reaction in the reaction space. The sorter 4E suppresses undesirable flows such as vortices and backflows that are thermal and hydrodynamic non-equilibrium factors in the reaction space and prevents losing dead spots thereby by controlling laminar flow It is possible to achieve thin film formation which is uniform in the large-area workpiece (PS) and which does not cause the risk of particle formation.

공통 슬릿(도 2 및 도 3의 SL 참조)을 통해 토출되는 기상 전구체의 흐름의 방향은 피처리체(P)의 표면에 대하여 경사 배향 (θ )되도록 확산 노즐(NE)이 배치될 수 있다. 일부 실시예에서는, 피처리체(PS)가 이송되는 경우, 박막이 형성되는 동안 피처리체(PS)는 화살표 E로 나타낸 바와 같이 액적의 흐름 방향의 수평 성분과 동일한 방향으로 이송될 수 있다. 다른 실시예에서는, 피처리체(PS)가 고정된 경우, 상대적으로 기상 전구체의 흐름 방향의 수평 성분과 반대 방향으로 확산 노즐(NE)이 구동될 수도 있다. 피처리체(PS)에 박막 형성이 완료되면 피처리체(PS)는 반응 공간으로부터 반출되어 후속 공정을 위한 다른 이송 시스템(CB_2)으로 전달된다.
The diffusion nozzle NE may be disposed such that the direction of the flow of the gas phase precursor discharged through the common slit (see SL in FIGS. 2 and 3) is inclined (?) With respect to the surface of the object P to be processed. In some embodiments, when the object to be processed PS is transported, the object to be processed PS can be transported in the same direction as the horizontal component of the direction of flow of the droplet, as indicated by the arrow E, while the thin film is being formed. In another embodiment, when the workpiece PS is fixed, the diffusion nozzle NE may be driven in a direction opposite to the horizontal component in the flow direction of the gaseous precursor. After the formation of the thin film on the object to be processed PS is completed, the object PS is taken out of the reaction space and transferred to another transfer system CB_2 for the subsequent process.

도 5a 및 도 5b는 확산 노즐(NE)을 이용하여 다양한 실시예에 따라 증착된 박막(TH)의 두께 프로파일을 도시하는 사시도들이다.5A and 5B are perspective views showing the thickness profile of the thin film TH deposited according to various embodiments using the diffusion nozzle NE.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 확산 노들(NE)을 이용하여 피처리체(PS), 예를 들면, 창호로서 적용될 유리, 타일, 세라믹, 금속 상에 박막(TH)이 형성된다. 박막(TH)은 발열창을 제조하기 위한 FTO 투명 도전막일 수 있다. 일 실시예에서, 분무 열 분해법에 의해 FTO 전구체 용액은 주석 전구체로서 SnCl4·5H2O, (C4H9)2Sn(CH3COO)2, (CH3)2SnCl2, 또는 (C4H9)3SnH 와 같은 화합물이 사용될 수 있으며, 다른 전구체가 사용될 수도 있다. 불소 전구체로서 NH4F, CF3Br, CF2Cl2, CH3CClF2, CF3COOH, 또는 CH3CHF2 와 같은 화합물이 사용될 수 있다. 이들 전구체를 소정 중량비 F/Sn 를 갖도록 증류수 또는 알코올에 혼합하여 혼합 용액을 제조한 후, 이를 액적 생성실(도 1의 20 참조)에 장착하여 액적을 발생시킬 수 있다. 피처리체(PS)인 유리 기판의 온도는 400 ℃ 내지 600 ℃ 로 유지한 후 기상 전구체를 확산 노즐(NE)을 통해 분사함으로써 그 상부에 FTO 박막(TH)을 형성할 수 있다.5A and 5B, a thin film TH is formed on a glass, tile, ceramic, or metal to be applied as a workpiece PS, for example, as a window using diffusion nodules NE. The thin film TH may be an FTO transparent conductive film for producing a heat generating window. In one embodiment, the FTO precursor solution is prepared by spray pyrolysis using SnCl 4 .5H 2 O, (C 4 H 9 ) 2 Sn (CH 3 COO) 2 , (CH 3 ) 2 SnCl 2 , or 4 H 9 ) 3 SnH may be used, and other precursors may be used. As the fluorine precursor, compounds such as NH 4 F, CF 3 Br, CF 2 Cl 2 , CH 3 CClF 2 , CF 3 COOH, or CH 3 CHF 2 may be used. These precursors may be mixed with distilled water or alcohol so as to have a predetermined weight ratio F / Sn to prepare a mixed solution, which may then be attached to a droplet production chamber (see FIG. 1, 20) to generate droplets. The temperature of the glass substrate, which is the object to be treated PS, is maintained at 400 to 600 ° C., and the gaseous precursor is injected through the diffusion nozzle NE to form the FTO thin film TH thereon.

대면적의 유리에 전면적으로 FTO 발열층을 형성하기 보다는 유리의 가장자리에만 발열층을 형성하는 것이 바람직한 경우가 있다. 예를 들면, 프레임에 삽입되는 유리의 가장자리쪽에서 주로 결로와 열손실이 생기기 때문에 유리의 가장자리쪽에만 발열층을 형성하는 것이 경제적으로 유리한 경우가 있을 수 있다. 도 5a의 박막은 대면적 유리의 가장자리쪽에만 발열층이 형성된 경우를 도시한다. 대면적 유리를 절단하여 개별 창호를 제조하는 경우에는 스트라이프 또는 격자 모양으로 FTO 발열층을 형성한 후, 추후 유리 기판을 절단하여 가장자리쪽에만 발열층이 형성된 제품을 제조할 수도 있을 것이다.It is preferable to form a heating layer only on the edge of the glass rather than to form a FTO heating layer on a large area of the glass over the entire surface. For example, it is economically advantageous to form a heating layer only on the edge of the glass, since condensation and heat loss occur mainly on the edge side of the glass to be inserted into the frame. The thin film of FIG. 5A shows a case where a heating layer is formed only on the edge of the large-area glass. In the case of manufacturing individual windows by cutting a large-area glass, a FTO heating layer may be formed in a stripe or lattice shape, and then the glass substrate may be cut to manufacture a product having a heating layer only on the edge side.

이와 같이, 피처리체의 표면에 임의의 패턴을 갖도록 박막을 갖도록 증착하는 경우, 기판(PS)을 화살표 E가 가리키는 방향으로 이송시키면서 확산 노즐(NE)을 이용해 분사하거나 기판(PS)을 고정한 채로 확산 노즐(NE)을 화살표 E의 반대 방향으로 구동시키면서 박막 코팅을 시도할 수 있다. 또한, 이러한 움직임은 상대적인 것이어서, 기판(PS)과 확산 노즐(NE)을 모두 구동하여 박막 형성을 수행할 수도 있을 것이다. 또한, 기판(PS)과 확산 노즐(NE)의 상대적인 변위는 화살표 E로 나타낸 방향과 평행한 것에 한정되는 것이 아니고, 기판 지지 수단(도 1의 CH 참조)가 X-Y 구동 스테이지인 경우 이에 수직한 방향으로도 일어날 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 다른 실시예에서는, 적합한 구동 시스템을 이용하여 확산 노즐(NE)과 피처리체(PS)의 수직 이격 거리도 제어될 수 있을 것이다.As described above, in the case of depositing the substrate PS so as to have a certain pattern on the surface of the object to be processed, the substrate PS is sprayed by using the diffusion nozzle NE while transferring the substrate PS in the direction indicated by the arrow E, The thin film coating can be attempted while driving the nozzle NE in the direction opposite to arrow E. In addition, such movement may be relative, so that the thin film formation may be performed by driving both the substrate PS and the diffusion nozzle NE. The relative displacement between the substrate PS and the diffusion nozzle NE is not limited to the direction parallel to the direction indicated by the arrow E, but may be a direction perpendicular to the substrate supporting means (see CH in Fig. 1) It can be understood that it can happen as a result. In other embodiments, the vertical spacing distance between the diffusion nozzle NE and the workpiece PS may also be controlled using a suitable drive system.

도 5a의 경우, 피처리체(PS)의 M 부분에 박막(TH)을 형성할 때는 전달 유로들(40L)을 모두 개방하여 기상 전구체를 공통 슬릿(SL)에 전면적으로 공급하여 박막(TH)을 증착한다. 이후 피처리체(PS)의 중간 영역인 N 부분에서는 피처리체(PS)의 가장자리에만 박막(TH)이 형성되며, 이 경우, 각 전달 유로들(40L)에 부설되는 게이트 밸브 시스템을 통하여 전달 유로들(40L) 중 양측 가장자리의 전달 유로만 개방하고 중앙부의 전달 유로들은 폐색한 상태에서 가장자리의 전달 유로에서 토출되는 기상 전구체를 공통 슬릿(SL)을 통해 분사하면 해당 패턴을 갖는 박막(TH)을 파티클 발생의 위험 없이 증착할 수 있다. 이 경우, 토출되는 기상 전구체의 흐름(K)이 공통 슬릿(SL)에 의해 퍼지는 효과가 있어 박막(TH)가 증착된 곳과 증착되지 않은 곳의 경계는 예리한 스텝을 갖지 않고, 두께의 구배를 갖게 된다. 피처리체(PS)의 O 부분에서 박막(TH)을 형성할 때는 다시 전달 유로들(40L)을 모두 개방하여 기상 전구체를 공통 슬릿(SL)에 전면적으로 공급한다.5A, when the thin film TH is formed on the M portion of the object to be processed PS, the transfer channels 40L are all opened to supply the vapor precursor to the common slit SL entirely, Lt; / RTI > The thin film TH is formed only on the edge of the workpiece PS in the N portion which is an intermediate region of the object to be processed PS. In this case, through the gate valve system attached to each of the transfer channels 40L, When the gas phase precursor discharged from the marginal transfer passage in the state where only the transfer channels on both side edges of the partition wall 40L are opened and the transfer channels in the middle part are closed is injected through the common slit SL, It can be deposited without risk of occurrence. In this case, the flow K of the discharged gas precursor is spread by the common slit SL, and the boundary between the deposited thin film TH and the non-deposited thin film has no sharp step, . When the thin film TH is formed at the O portion of the object to be processed PS, all the transfer channels 40L are opened again to supply the vapor precursor to the common slit SL entirely.

도 5b의 경우, 피처리체(PS)의 가장자리를 따라 스트라이프 형태로 박막(TH)이 증착된 경우이다. 이를 위해서는, 전달 유로들(40L)의 어레이에서 중앙부의 하나 또는 그 이상의 전달 유로들은 폐색(Off)하고, 양측 가장자리 부근의 전달 유로들에 대해서는 개방(On) 상태에서 분사되는 기상 전구체의 양을 조절하면 된다. 개방(On) 상태의 3 개의 전달 유로들 중 내측 전달 유로(40L3)의 기상 전구체의 토출량이 가장 크고, 그 다음 바깥쪽 전달 유로들(40L1, 40L2)의 기상 전구체의 토출량이 감소된다면, 도 5b에 도시된 바와 같은 두께 프로파일을 갖는 스트라이프 형태의 박막(TH)을 얻을 수 있다. In the case of FIG. 5B, the thin film TH is deposited in the form of stripes along the edge of the object to be processed PS. For this purpose, one or more of the transfer channels in the central portion of the array of transfer channels 40L are closed (Off) and the amount of the vapor precursor injected in the open (On) . If the discharge amount of the gaseous precursor of the inner transfer passage 40L3 is the largest among the three transfer passages in the On state and the discharge amount of the vapor precursor of the outer transfer passages 40L1 and 40L2 next is reduced, It is possible to obtain a thin film TH in the form of a stripe having a thickness profile as shown in Fig.

박막(TH)이 발열을 위한 도전막인 경우, 막의 두께가 두꺼울수록 저항이 감소되어, 동일 전류하에서는 두께가 서로 다른 박막층에서는 가장자리쪽에서의 발열 열량이 안쪽의 발열 열량에 비해 더 크다. 즉, 창틀과 같은 구조물에 의해 가장자리쪽이 더 열손실이 크기 때문에, 가장자리에서 더 큰 열량을 얻을 수 있게 한다면 발열창 응용시 에너지의 효율적 배분이 가능하다. When the thin film (TH) is a conductive film for heat generation, the resistance is decreased as the film thickness is thicker, and in the thin film layers having different thicknesses under the same current, the calorific value at the edge side is larger than the inside calorific value. That is, since the edge is more heat-lost by the structure such as the window frame, if energy can be obtained at the edge, energy can be efficiently distributed in the application of the heat window.

전술한 실시예에 따르면, 별도의 패터닝공정 없이도 박막 형성 단계에서 패턴을 갖는 박막 제조가 가능하다. 따라서, 패터닝이 요구되지만 난식각성 재료로 된 박막의 경우, 본 발명의 실시예에 따른 박막 형성 장치를 이용은 바람직하다. 투명 도전막으로서 발열층의 유력한 후보 물질이지만, 난식각성을 갖는 불소가 도핑된 주석 산화물(FTO) 박막의 경우 박막 형성 장치에 의해 식각 공정없이 패터닝된 도전층을 얻을 수 있는 중대한 이점이 있다.According to the above-described embodiment, it is possible to manufacture a thin film having a pattern in the thin film forming step without a separate patterning step. Therefore, in the case of a thin film made of an oyster-stimulative material although patterning is required, it is preferable to use the thin film forming apparatus according to the embodiment of the present invention. In the case of fluorine-doped tin oxide (FTO) thin films which are potential candidates for the heat generating layer as a transparent conductive film, there is a significant advantage that a patterned conductive layer can be obtained by a thin film forming apparatus without an etching process.

전술한 박막 증착 장치에 따르면, 무화기와 노즐을 포함하는 간단한 장치를 이용하여 진공은 물론 대기 중에서도 실시 가능하고, 성막 속도가 느리거나 진공 배기 수단을 필요로 하는 스퍼터법이나 고가의 원료와 기화기를 필요로 하는 화학기상증착 법에 비에 더 빠른 속도로 비교적 두꺼운 투명 발열층을 경제성 있게 형성할 수 있다.
According to the above-described thin film deposition apparatus, it is possible to perform in a vacuum as well as an atmosphere using a simple apparatus including an atomizer and a nozzle, and a sputtering method in which a film forming speed is slow or a vacuum exhausting means is required, or an expensive raw material and vaporizer It is possible to economically form a relatively thick transparent heat generating layer at a higher rate in the chemical vapor deposition process.

이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Will be clear to those who have knowledge of.

Claims (22)

스프레이 열 분해법에 의해 피처리체의 일 표면 상에 박막을 형성하기 위해 기상 전구체를 분무하는 확산 노즐로서,
각각 액적 생성실에 연결된 입력단 및 상기 반응 챔버 측의 출력단을 가지고, 온도 및 유속 중 적어도 어느 하나에 대하여 독립적으로 제어가 가능한 복수의 액적 전달 유로들; 및
상기 액적 전달 유로들의 각 출력단을 가로 질러 지나는 개구를 갖는 공통 슬릿을 포함하는 확산 노즐.A diffusion nozzle for spraying a gaseous precursor to form a thin film on one surface of an object to be treated by a spray pyrolysis method,
A plurality of droplet delivery conduits each having an input connected to the droplet generating chamber and an output terminal connected to the reaction chamber, and capable of independently controlling at least one of temperature and flow velocity; And
And a common slit having an opening that passes across each output end of the drop delivery channels. 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 액적 전달 유로들 각각의 외벽에 가열 및 온도 유지를 위한 온도 제어 수단이 제공되는 확산 노즐.The method according to claim 1,
Wherein the outer wall of each of the plurality of droplet transporting passages is provided with temperature control means for heating and maintaining the temperature. 제 1 항에 있어서,
상기 공통 슬릿의 폭은 상기 액적 전달 유로의 내경보다 작은 확산 노즐.The method according to claim 1,
Wherein a width of the common slit is smaller than an inner diameter of the droplet transporting path. 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 액적 전달 유로들의 출력단의 내경은 15 mm 내지 60 mm 의 범위 내이며, 상기 공통 슬릿의 개구의 폭은 2 mm 내지 10 mm 의 범위 내인 확산 노즐.The method according to claim 1,
Wherein an inner diameter of an output end of the plurality of droplet transporting channels is in a range of 15 mm to 60 mm, and a width of an opening of the common slit is in a range of 2 mm to 10 mm. 제 1 항에 있어서,
상기 공통 슬릿의 면적은 상기 복수의 액적 전달 유로들의 출력단의 단면적들의 총합보다 더 작은 확산 노즐.The method according to claim 1,
Wherein the area of the common slit is smaller than the sum of the cross-sectional areas of the output ends of the plurality of droplet transporting channels. 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 액적 전달 유로들은 서로 평행 배열된 어레이 구조를 갖는 확산 노즐.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of droplet transporting passages have an array structure arranged in parallel with each other. 제 1 항에 있어서,
상기 확산 노즐은 상부 면이 개방된 하우징의 내부에 배치되고,
상기 평행 배열된 복수의 액적 전달 유로들의 각 입력단은 상기 하우징의 상부 모서리들 중 어느 하나인 제 1 모서리에 의해 지지되고, 상기 각 출력단은 하부 모서리들 중 상기 제 1 모서리와 평행한 제 2 모서리로 향하고, 상기 제 2 모서리의 절개 부위가 상기 공통 슬릿을 정의하는 확산 노즐.The method according to claim 1,
Wherein the diffusion nozzle is disposed inside a housing in which an upper surface is opened,
Wherein each input end of the plurality of parallel-arranged droplet transporting passages is supported by a first edge, which is one of upper edges of the housing, and each output end is a second edge of the lower edges parallel to the first edge The incision of the second edge defining the common slit. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 공통 슬릿과 상기 복수의 액적 전달 유로들의 각 출력단 사이에 어느 하나의 액적 전달 유로로부터 토출된 기상 전구체가 인접하는 다른 액적 전달 유로의 출력단으로 횡방향 드리프트되도록 하는 공통 드리프트 지대를 제공하는 캐비티를 더 포함하는 확산 노즐.8. The method of claim 1 or 7,
A cavity is provided between the common slit and each output end of the plurality of droplet transporting passages to provide a common drift zone in which the vapor precursor discharged from one of the droplet transporting passages is laterally drifted to an output end of another adjacent droplet transporting channel Diffusion nozzle containing. 스프레이 열 분해법에 의해 피처리체의 일 표면 상에 박막을 형성하기 위한 박막 형성 장치로서,
상기 피처리체를 재치하는 지지 수단; 및
상기 피처리체의 일 표면 상에 기상 전구체를 분무하기 위한 확산 노즐을 포함하며,
상기 확산 노즐은,
각각 액적 생성실에 연결된 입력단 및 상기 반응 챔버 측의 출력단을 가지고, 온도 및 유속 중 적어도 어느 하나에 대하여 독립적으로 제어가 가능한 복수의 액적 전달 유로들; 및
상기 액적 전달 유로들의 각 출력단을 가로 질러 지나는 개구를 갖는 공통 슬릿을 포함하는 박막 형성 장치.A thin film forming apparatus for forming a thin film on one surface of an object to be processed by a spray pyrolysis method,
Supporting means for placing said object to be processed; And
And a diffusion nozzle for spraying the gaseous precursor on one surface of the object to be treated,
The diffusion nozzle
A plurality of droplet delivery conduits each having an input connected to the droplet generating chamber and an output terminal connected to the reaction chamber, and capable of independently controlling at least one of temperature and flow velocity; And
And a common slit having an opening that passes across each output end of the droplet transport channels. 제 9 항에 있어서,
상기 복수의 액적 전달 유로들 각각의 외벽에 가열 및 온도 유지를 위한 온도 제어 수단이 제공되는 박막 형성 장치.10. The method of claim 9,
Wherein temperature control means for heating and maintaining the temperature is provided on an outer wall of each of the plurality of droplet transporting passages. 제 9 항에 있어서,
상기 공통 슬릿의 폭은 상기 액적 전달 유로의 내경보다 작은 확산 노즐.10. The method of claim 9,
Wherein a width of the common slit is smaller than an inner diameter of the droplet transporting path. 제 9 항에 있어서,
상기 복수의 액적 전달 유로들의 출력단의 내경은 15 mm 내지 60 mm 의 범위 내이며, 상기 공통 슬릿의 개구의 폭은 2 mm 내지 10 mm 의 범위 내인 박막 형성 장치.10. The method of claim 9,
Wherein an inner diameter of an output end of the plurality of droplet transporting channels is in a range of 15 mm to 60 mm and a width of an opening of the common slit is in a range of 2 mm to 10 mm. 제 9 항에 있어서,
상기 공통 슬릿의 면적은 상기 복수의 액적 전달 유로들의 출력단의 단면적들의 총합보다 더 작은 박막 형성 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the area of the common slit is smaller than the sum of the cross-sectional areas of the output ends of the plurality of droplet transporting channels. 제 9 항에 있어서,
상기 공통 슬릿을 통해 토출되는 기상 전구체의 흐름의 방향은 상기 피처리체의 표면에 대해 경사 배향되는 박막 형성 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the direction of the flow of the gaseous precursor discharged through the common slit is oblique to the surface of the object to be processed. 제 14 항에 있어서,
상기 박막을 형성하는 동안, 상기 기상 전구체의 흐름 방향의 수평 성분과 동일한 방향으로 상기 피처리체가 이송되거나, 상기 확산 노즐이 상기 기상 전구체의 흐름 방향의 수평 성분과 반대 방향으로 구동되는 박막 형성 장치.15. The method of claim 14,
Wherein the object to be processed is transported in the same direction as the horizontal component in the flow direction of the gaseous precursor during formation of the thin film or the diffusion nozzle is driven in the direction opposite to the horizontal component in the flow direction of the gaseous precursor. 제 9 항에 있어서,
상기 복수의 액적 전달 유로들은 서로 평행 배열된 어레이 구조를 갖는 박막 형성 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the plurality of droplet transporting passages have an array structure arranged in parallel with each other. 제 16 항에 있어서,
상기 확산 노즐은 상부 면이 개방된 하우징의 내부에 배열되고,
상기 평행 배열된 복수의 액적 전달 유로들의 각 입력단 측의 일부는 상기 하우징의 상부 모서리들 중 어느 하나인 제 1 모서리에 의해 지지되고, 상기 각 출력단은 하부 모서리들 중 상기 제 1 모서리와 평행한 제 2 모서리로 향하고, 상기 제 2 모서리의 절개 부위가 상기 공통 슬릿을 정의하는 박막 형성 장치.17. The method of claim 16,
Wherein the diffusion nozzle is arranged inside a housing in which an upper surface is opened,
Wherein a part of each input end of the plurality of parallel-arranged droplet transporting passages is supported by a first corner, which is one of upper edges of the housing, and each of the output ends is a part of the lower edges, 2 corner, and the incision of the second edge defines the common slit. 제 9 항에 있어서,
상기 공통 슬릿과 상기 복수의 액적 전달 유로들의 각 출력단 사이에 어느 하나의 액적 전달 유로로부터 토출된 기상 전구체가 인접하는 다른 액적 전달 유로의 출력단으로 횡방향 드리프트되도록 하는 공통 드리프트 지대를 제공하는 캐비티를 더 포함하는 박막 형성 장치.10. The method of claim 9,
A cavity is provided between the common slit and each output end of the plurality of droplet transporting passages to provide a common drift zone in which the vapor precursor discharged from one of the droplet transporting passages is laterally drifted to an output end of another adjacent droplet transporting channel / RTI > 제 9 항에 있어서,
상기 확산 노즐은 상기 박막의 부분 증착에 의한 패턴 및 두께의 구배를 갖는 박막 프로파일을 형성하기 위한 것인 박막 형성 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the diffusion nozzle is for forming a thin film profile having a pattern and a gradient of thickness by partial deposition of the thin film. 제 항에 있어서,
상기 박막은 불소 도핑된 주석 산화물을 포함하는 발열층을 포함하는 박막 형성 장치.The method according to claim 1,
Wherein the thin film comprises a heating layer comprising fluorine-doped tin oxide. 스프레이 열 분해법에 의해 피처리체의 일 표면 상에 불소가 도핑된 주석 산화물(FTO)을 포함하는 발열층을 형성하는 박막 형성 방법으로서,
각각 액적 생성실에 연결된 입력단 및 상기 반응 챔버 측의 출력단을 가지고, 온도 및 유속 중 적어도 어느 하나에 대하여 독립적으로 제어가 가능한 복수의 액적 전달 유로들을 통하여 제어된 FTO 박막의 기상 전구체 흐름을 제공하는 단계; 및
상기 액적 전달 유로들의 각 출력단을 가로 질러 지나는 개구를 갖는 공통 슬릿을 통하여 상기 기상 전구체의 흐름이 상기 피처리체의 표면 상으로 토출되는 단계를 포함하는 박막 형성 방법.A thin film forming method for forming a heat generating layer containing fluorine-doped tin oxide (FTO) on one surface of a workpiece by a spray pyrolysis method,
Providing a gaseous precursor flow of the FTO thin film controlled through a plurality of droplet transport channels each having an input connected to a droplet production chamber and an output end on the side of the reaction chamber and being independently controllable for at least one of temperature and flow rate ; And
And a flow of the gaseous precursor is discharged onto a surface of the object to be processed through a common slit having an opening that passes across each output end of the droplet transport channels. 제 21 항에 있어서,
상기 FTO 박막의 부분 증착에 의해 패턴 및 두께의 구배를 갖는 박막 프로파일을 형성하는 단계를 더 포함하는 박막 형성 방법.
22. The method of claim 21,
Further comprising forming a thin film profile having a gradient of pattern and thickness by partial deposition of the FTO thin film.
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