(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移送ガス供給部から移送ガスの供給を受け、粉末供給部からＹＦ３粉末の供給を受けて前記ＹＦ３粉末をエアロゾル状態で移送する段階、および
前記エアロゾル状態で移送された前記ＹＦ３粉末を処理チャンバー内の基材に衝突および破砕させて前記基材にＹＦ３透明フッ素系膜を形成する段階を含み、
前記粉末供給部から供給されるＹＦ３粉末は、６００℃以上１０００℃以下の温度で前処理されることを特徴とする、透明フッ素系膜の形成方法。
【請求項２】
前記ＹＦ３透明フッ素系膜は、厚さが０．５μｍ〜１５μｍであって、
可視光線に対する前記ＹＦ３透明フッ素系膜の光透過率は７５％以上であることを特徴とする、請求項１に記載の透明フッ素系膜の形成方法。
【請求項３】
前記ＹＦ３透明フッ素系膜は酸素（Ｏ）を含まないことを特徴とする、請求項１に記載の透明フッ素系膜の形成方法。
【請求項４】
前記ＹＦ３透明フッ素系膜は気孔率が０．０１％〜０．１％であり、硬度が８Ｐａ以下であり、耐電圧特性が５０Ｖ／μｍ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の透明フッ素系膜の形成方法。
【請求項５】
前記基材は表示装置の透明ウインドウまたはプラズマ環境に露出する部品であることを特徴とする、請求項１に記載の透明フッ素系膜の形成方法。
【請求項６】
前記透明ウインドウは、ガラス基板、プラスチック基板、サファイア基板またはクォーツ基板であり、
前記部品は半導体または表示装置製造用処理チャンバーの内部部品であることを特徴とする、請求項５に記載の透明フッ素系膜の形成方法。
【請求項７】
前記部品は、静電チャック（ｅｌｅｃｔｒｏ  ｓｔａｔｉｃ  ｃｈｕｃｋ）、ヒーター（ｈｅａｔｅｒ）、チャンバーライナー（ｃｈａｍｂｅｒ  ｌｉｎｅｒ）、シャワーヘッド（ｓｈｏｗｅｒ  ｈｅａｄ）、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）用ボート（ｂｏａｔ）、フォーカスリング（ｆｏｃｕｓ  ｒｉｎｇ）、ウォールライナー（ｗａｌｌ  ｌｉｎｅｒ）、シールド（ｓｈｉｅｌｄ）、コールドパッド（ｃｏｌｄ  ｐａｄ）、ソースヘッド（ｓｏｕｒｃｅ  ｈｅａｄ）、アウターライナー（ｏｕｔｅｒ  ｌｉｎｅｒ）、デポジションシールド（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｓｈｉｅｌｄ）、アッパーライナー（ｕｐｐｅｒ  ｌｉｎｅｒ）、排出プレート（ｅｘｈａｕｓｔ  ｐｌａｔｅ）、エッジリング（ｅｄｇｅ  ｒｉｎｇ）およびマスクフレーム（ｍａｓｋ  ｆｒａｍｅ）のうちいずれか一つであることを特徴とする、請求項６に記載の透明フッ素系膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一実施例は透明フッ素系薄膜の形成方法およびこれによる透明フッ素系薄膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置は、一般的に、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、有機発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＯＬＥＤ）、電界効果表示装置（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＥＤ）および電気泳動表示装置（ｅｌｅｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ）等を含む。また、表示装置は画像を表示する表示モジュールと表示モジュールを保護する透明ウインドウ（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｗｉｎｄｏｗ）を含む。
【０００３】
一方、半導体および／または表示装置の製造工程において、非常に高いエッチング率と精巧な線幅のために塩素系またはフッ素系の高い腐食性を有したガスが使われている。このような厳しい環境の中で使われる製造工程装備は、稼動の利点と使用期間の延長のために、工程装備の表面にプラズマおよび腐食ガスに対する抵抗性が高い保護薄膜を含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】大韓民国公開特許公報１０−２０１４−０１２６８２４号
【特許文献２】大韓民国特許第１０−１３２２７８３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一実施例は、気孔率が極めて小さく（または充填率が極めて高く）、またナノ構造を有して光透過率が高いだけでなく硬度および接合強度が高いため、表示装置の透明ウインドウを保護できる、透明フッ素系薄膜の形成方法およびこれによる透明フッ素系薄膜を提供する。
【０００６】
本発明の一実施例は硬度が高いため腐食性ガスおよび高速衝突イオン粒子に対して高いエッチング抵抗性を有し、これにより、エッチング工程中に半導体／ディスプレイ部品を保護できる、透明フッ素系薄膜の形成方法およびこれによる透明保護薄膜を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施例に係る透明フッ素系薄膜の形成方法は、移送ガス供給部から移送ガスの供給を受け、粉末供給部からＹＦ３粉末の供給を受けて前記ＹＦ３粉末をエアロゾル状態で移送する段階；および前記エアロゾル状態で移送された前記ＹＦ３粉末を処理チャンバー内の基材に衝突および破砕させて前記基材にＹＦ３透明フッ素系薄膜を形成する段階を含む。
【０００８】
前記粉末供給部から供給されるＹＦ３粉末は１０００℃以下の温度で前処理され得る。
【０００９】
前記ＹＦ３透明フッ素系薄膜の厚さが０．５μｍ〜１５μｍの場合、可視光線に対する前記ＹＦ３透明フッ素系薄膜の光透過率は７５％以上であり得る。
【００１０】
前記ＹＦ３透明フッ素系薄膜は酸素（Ｏ）を含まなくてもよい。
【００１１】
前記ＹＦ３透明フッ素系薄膜は気孔率が０．０１％〜０．１％であり、硬度が８ＧＰａ以下であり、耐電圧特性は５０〜１５０Ｖ／μｍであり得る。
【００１２】
前記基材は表示装置の透明ウインドウまたはプラズマ環境に露出する部品であり得る。前記透明ウインドウは、ガラス基板、プラスチック基板、サファイア基板またはクォーツ基板であり、前記部品は半導体または表示装置製造用処理チャンバーの内部部品であり得る。前記部品は、静電チャック（ｅｌｅｃｔｒｏ  ｓｔａｔｉｃ  ｃｈｕｃｋ）、ヒーター（ｈｅａｔｅｒ）、チャンバーライナー（ｃｈａｍｂｅｒ  ｌｉｎｅｒ）、シャワーヘッド（ｓｈｏｗｅｒ  ｈｅａｄ）、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）用ボート（ｂｏａｔ）、フォーカスリング（ｆｏｃｕｓ  ｒｉｎｇ）、ウォールライナー（ｗａｌｌ  ｌｉｎｅｒ）、シールド（ｓｈｉｅｌｄ）、コールドパッド（ｃｏｌｄ  ｐａｄ）、ソースヘッド（ｓｏｕｒｃｅ  ｈｅａｄ）、アウターライナー（ｏｕｔｅｒ  ｌｉｎｅｒ）、デポジションシールド（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｓｈｉｅｌｄ）、アッパーライナー（ｕｐｐｅｒ  ｌｉｎｅｒ）、排出プレート（ｅｘｈａｕｓｔ  ｐｌａｔｅ）、エッジリング（ｅｄｇｅ  ｒｉｎｇ）およびマスクフレーム（ｍａｓｋ  ｆｒａｍｅ）のうちいずれか一つであり得る。
【００１３】
本発明はまた、前述した方法で形成された透明フッ素系薄膜であって、前記ＹＦ３透明フッ素系薄膜の厚さが０．５μｍ〜１５μｍの場合、可視光線に対する前記ＹＦ３透明フッ素系薄膜の光透過率は７５％である透明フッ素系薄膜を開示する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は気孔率が極めて小さく（または充填率が極めて高く）、またナノ構造を有して光透過率が高いだけでなく硬度および接合強度が高いため、表示装置の透明ウインドウを保護できる透明フッ素系薄膜の形成方法およびこれによる透明フッ素系薄膜を提供する。すなわち、本発明に係る薄膜は気孔率が略０．０１％〜０．１％であり、光透過率が略７５％以上であり（薄膜の厚さが０．５μｍ〜１５μｍ基準）、硬度が略８ＧＰａである透明ウインドウの透明保護膜として十分に利用され得る。
【００１５】
本発明は硬度が高いため腐食性ガスおよび高速衝突イオン粒子に対して高いエッチング抵抗性を有し、エッチング工程中に半導体／ディスプレイ部品を保護できる透明フッ素系薄膜の形成方法およびこれによる透明保護薄膜を提供する。すなわち、本発明に係る薄膜は、高密度プラズマエッチング環境で高い硬度を有するため、半導体／ディスプレイ部品のようなプラズマエッチング工程環境に露出する部品の保護膜として十分に利用され得る。また、本発明に係る薄膜は耐電圧特性が略５０〜１５０Ｖ／μｍであって、これは半導体／ディスプレイ部品の製造工程中に要求される耐電圧範囲を十分に満足させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例に係る透明フッ素系薄膜形成のための装置を図示した概略図。
【図２】本発明の一実施例に係る透明フッ素系薄膜形成方法を図示したフローチャート。
【図３ａ】本発明の一実施例に係る透明フッ素系薄膜を図示した平面図。
【図３ｂ】本発明の一実施例に係る透明フッ素系薄膜を図示した断面図。
【図３ｃ】本発明の一実施例に係る透明フッ素系薄膜を図示した平面写真。
【図４】本発明の一実施例に係るＹＦ３粉末の前処理後の相分析結果を図示したＸ線回折パターンを図示したグラフ。
【図５ａ】本発明の一実施例により前処理したＹＦ３粉末を利用したＹＦ３透明フッ素系薄膜の波長別光透過率を図示したグラフ。
【図５ｂ】本発明の一実施例により前処理したＹＦ３粉末を利用したＹＦ３透明フッ素系薄膜の厚さ別光透過率を図示したグラフ。
【図６】本発明の一実施例に係るＹＦ３透明フッ素系薄膜のＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析結果を図示したグラフ。
【図７ａ】本発明の一実施例により利用されたＹＦ３粉末を図示した顕微鏡写真。
【図７ｂ】本発明の一実施例により利用されたＹＦ３粉末を図示した顕微鏡写真。
【図８】本発明の一実施例に係る透明フッ素系薄膜形成のためのＹＦ３粉末の物性特性を図示したグラフ。
【図９】本発明の一実施例に係る透明フッ素系薄膜の硬度特性を図示したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
【００１８】
本発明の実施例は当該技術分野で通常の知識を有する者に本発明をさらに完全に説明するために提供されるものであり、下記の実施例は多様な異なる形態に変形することができ、本発明の範囲は下記の実施例に限定されるものではない。かえって、これらの実施例は本開示をさらに忠実かつ完全にし、当業者に本発明の思想を完全に伝達するために提供されるものである。
【００１９】
また、本明細書で使われた用語は特定の実施例を説明するために使われるものであって、本発明を制限するためのものではない。本明細書で使われた通り、単数の形態は文脈上異なることを明確に指摘しない限り、複数の形態を含むことができる。また、本明細書で使われる場合、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および／または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は言及した形状、段階、数字、動作、部材、要素および／またはこれらのグループの存在を特定するものであり、一つ以上の他の形状、段階、数字、動作、部材、要素および／またはこれらのグループの存在または付加を排除するものではない。また、本明細書で使われた通り、用語「および／または」は該当列挙された項目のうちいずれか一つおよび一つ以上のすべての組み合わせを含む。
【００２０】
図１は本発明の一実施例に係る透明フッ素系薄膜形成のための装置を図示した概略図であり、図２は本発明の一実施例に係る透明フッ素系薄膜形成方法を図示したフローチャートである。
【００２１】
図１に図示された通り、本発明に係るＹＦ３透明フッ素系薄膜形成装置２００は、移送ガス供給部２１０、ＹＦ３粉末（ＹＦ３  ｐｏｗｄｅｒ）を保管および供給する粉末供給部２２０、粉末供給部２２０からＹＦ３粉末を移送ガスを利用してエアロゾル（ａｅｒｏｓｏｌ）状態で高速で移送する移送管２２２、移送管２２２からのＹＦ３粉末を基材２３１にコーティング／積層またはスプレーイングするノズル２３２、ノズル２３２からのＹＦ３粉末が基材２３１の表面に衝突および破砕するようにすることによって、一定厚さのＹＦ３透明フッ素系薄膜が形成されるようにする処理チャンバー２３０を含む。ここで、エアロゾルとは、移送ガス内に粒径の範囲が略０．１μｍ〜１０μｍであるＹＦ３粉末が分散したものを意味する。
【００２２】
図１および図２を共に参照して本発明に係るＹＦ３透明フッ素系薄膜形成方法を説明する。
【００２３】
移送ガス供給部２１０に貯蔵された移送ガスは、酸素、ヘリウム、窒素、アルゴン、二酸化炭素、水素およびその等価物からなるグループから選択される１種または２種の混合物であり得るが、本発明で移送ガスの種類は限定されない。移送ガスは移送ガス供給部２１０からパイプ２１１を通じて粉末供給部２２０に直接供給され、流量調節器２５０によりその流量および圧力が調節され得る。
【００２４】
粉末供給部２２０は多量のＹＦ３粉末を保管および供給するが、このようなＹＦ３粉末は前述した移送ガス供給部２１０の移送ガスによってエアロゾル状態となって移送管２２２およびノズル２３２を通じて処理チャンバー２３０に備えられた基材２３１に供給される。
【００２５】
処理チャンバー２３０はＹＦ３透明フッ素系薄膜形成中に真空状態を維持し、このために真空ユニット２４０が連結され得る。より具体的には、処理チャンバー２３０の圧力は略１パスカル〜８００パスカルであり、高速移送管２２２により移送されるＹＦ３粉末の圧力は略５００パスカル〜２０００パスカルであり得る。ただし、いかなる場合にも、処理チャンバー２３０の圧力に比べて高速移送管２２２の圧力が高くなければならない。
【００２６】
併せて、処理チャンバー２３０の内部温度範囲は略０℃〜３０℃に維持され、したがって、別途に処理チャンバー２３０の内部温度を増加または減少させるための部材はなくてもよい。すなわち、移送ガスまたは／および基材が別途に加熱されず、０℃〜３０℃の温度に維持され得る。したがって、本発明では表示装置のウインドウに対する透明保護膜の形成時、基材が熱的に衝撃を受けなくなる。
【００２７】
しかし、場合によっては、ＹＦ３透明フッ素系薄膜の蒸着効率および緻密度の向上のために、移送ガスまたは／および基材が略３０℃〜１０００℃の温度に加熱されてもよい。すなわち、別途の図示されていないヒーターによって移送ガス供給部２１０内の移送ガスが加熱されたり、または別途の図示されていないヒーターによって処理チャンバー２３０内の基材２３１が加熱され得る。このような移送ガスまたは／および基材の加熱によってＹＦ３透明フッ素系薄膜の形成時にＹＦ３粉末に加えられるストレスが減少することによって、気孔率が小さく、緻密なＹＦ３透明フッ素系薄膜が得られる。ここで、移送ガスまたは／および基材が略１０００℃の温度より高い場合、ＹＦ３粉末が溶融しながら急激な相転移を起こし、これに伴い、ＹＦ３透明フッ素系薄膜の気孔率が高くなり（充填率が低くなり）、ＹＦ３透明フッ素系薄膜の内部構造が不安定となり得る。
【００２８】
しかし、本発明ではこのような温度範囲は限定されず、薄膜が形成される基材の特性により、移送ガス、基材および／または処理チャンバーの内部温度範囲は０℃〜１０００℃の間で調整され得る。すなわち、前述した通り、表示装置のウインドウをコーティングするためには略０℃〜３０℃の処理温度が提供され得、半導体／ディスプレイ処理装備をコーティングするためには略０℃〜１０００℃の処理温度が提供され得る。
【００２９】
一方、前述した通り、処理チャンバー２３０と高速移送管２２２（または移送ガス供給部２１０または粉末供給部２２０）との間の圧力差は略１．５倍〜２０００倍であり得る。圧力差が略１．５倍より小さいとＹＦ３粉末の高速移送が困難であり得、圧力差が略２０００倍より大きいとＹＦ３粉末によってかえって基材の表面が過度にエッチングされ得る。
【００３０】
このような処理チャンバー２３０と移送管２２２の圧力差により、粉末供給部２２０からのＹＦ３粉末は移送管２２２を通じて噴射されるとともに、高速で処理チャンバー２３０に伝達される。
【００３１】
また、処理チャンバー２３０内には移送管２２２に連結されたノズル２３２が備えられ、略１００〜５００ｍ／ｓの速度でＹＦ３粉末を基材２３１に衝突させる。すなわち、ノズル２３２を通じてのＹＦ３粉末は、移送中に得た運動エネルギーと高速衝突時に発生する衝突エネルギーによって破砕および／または粉砕されて基材２３１の表面に一定厚さのＹＦ３透明フッ素系薄膜を形成することになる。
【００３２】
図３ａ、図３ｂおよび図３ｃは、それぞれ本発明の一実施例に係る透明フッ素系薄膜を図示した平面図、断面図および平面写真である。
【００３３】
図３ａおよび図３ｂに図示された通り、ＹＦ３透明フッ素系薄膜は表面マイクロクラックが発見されなかったし、また、０．０１％〜０．１％の気孔率を示した。また、図３ｃに図示された通り、ＹＦ３透明フッ素系薄膜は光透過率が高いため、表示装置のウインドウに保護膜として使われ得ることが分かる。
【００３４】
ここで、気孔率は、切断されたＹＦ３透明フッ素系薄膜を走査電子顕微鏡で撮影し、撮影した映像を映像処理ソフトウェアで処理することによって、ＹＦ３透明フッ素系薄膜の気孔率を計算した。また、前述した通り、ＹＦ３透明フッ素系薄膜の気孔率が０．０１％〜０．１％の値を有することによって、逆にＹＦ３透明フッ素系薄膜の充填率は９９．９０％〜９９．９９％であることが分かる。一方、ＹＦ３透明フッ素系薄膜の光透過率については後述する。
【００３５】
図４は、本発明の一実施例に係るＹＦ３粉末の前処理（熱処理）後の相分析結果を図示したＸ線回折パターンを図示したグラフである。ここで、Ｘ軸は２θ（ｄｅｇｒｅｅ）であり、Ｙ軸は強度（強さ）（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ（ａ．ｕ．））である。
【００３６】
図４に図示された通り、ＹＦ３粉末は原材料である時の強度に比較して、６００℃、７００℃、８００℃、６００℃＋８００℃および９００℃で前処理（熱処理）した後の強度（強さ）が相対的に大きくなることを確認することができる。すなわち、熱処理温度が増加するにつれて強度値が少しずつ上昇する。しかし、２θは前処理（熱処理）の前後において、互いにほぼ同じである。
【００３７】
このようにして、ＹＦ３粉末は略９００℃以下で前処理（熱処理）した後にも物性の変化が殆どなく、また、このようなＹＦ３粉末を利用して前述したような工程条件でＹＦ３透明フッ素系薄膜を形成した時、本発明で所望する光透過率を得ることができた。
【００３８】
一方、熱処理工程の雰囲気は酸素または空気雰囲気で可能であり、窒素、アルゴンなどの雰囲気での熱処理でもよい。本発明では空気中で前処理を進行したし、熱処理の昇温条件は５℃／ｍｉｎ、３００℃〜９００℃の温度まで、略２時間の間進行したし、冷却条件は熱処理装備で自然冷却を進行させた。
【００３９】
図５ａおよび図５ｂは、本発明の一実施例により前処理したＹＦ３粉末を利用したＹＦ３透明フッ素系薄膜の波長別光透過率と、厚さ別光透過率を図示したグラフである。
【００４０】
図５ａでＸ軸は波長（ｎｍ）範囲であり、Ｙ軸は光透過率（％）である。また、図５ｂでＸ軸はフッ素系透明被膜の厚さ（μｍ）範囲であり、Ｙ軸は光透過率（％）である。
【００４１】
ＹＦ３透明フッ素系薄膜は、厚さが略０．５μｍ〜１５μｍの場合、可視光線（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）に対するＹＦ３透明フッ素系薄膜の光透過率が略７５％以上と観察された。
【００４２】
一例として、図５ａおよび図５ｂに図示された通り、前述した方法で前処理が遂行されたＹＦ３粉末を利用して形成したＹＦ３透明フッ素系薄膜は、厚さが略５μｍの場合、可視光線（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）に対するＹＦ３透明フッ素系薄膜の光透過率が略８０％〜９０％であり、厚さが略１２μｍの場合、光透過率が略７５％〜８５％と観察された。したがって、本発明に係るＹＦ３透明フッ素系薄膜は表示装置の透明ウインドウ保護膜として十分に利用可能であることが分かる。
【００４３】
一方、前処理が遂行されていないＹＦ３粉末（原材料）を利用した場合、ＹＦ３透明フッ素系薄膜自体が形成されないため、本発明に係る薄膜と光透過率の差を比較することができなかった。すなわち、熱処理が遂行されていないＹＦ３粉末によっては基板上に一定厚さの薄膜自体が形成されなかったし、したがって光透過率自体を比較することができなかった。
【００４４】
図６は、本発明の一実施例に係るＹＦ３透明フッ素系薄膜のＥＤＳ（ｅｎｅｒｇｙ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  ｘ−ｒａｙ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析結果を図示したグラフである。
【００４５】
図６に図示された通り、本発明により形成されたＹＦ３透明フッ素系薄膜はフッ素（Ｆ）とイットリウム（Ｙ）のみが検出されることによって、酸素（Ｏ）が全く検出されないことが分かる。このように、本発明はＹＦ３透明フッ素系薄膜が酸素（Ｏ）を全く含まないことによって、光透過率が改善するだけでなく強度および接合強度が向上し、気孔率は低くなるものと判断される。
【００４６】
ここで、ＹＦ３粉末を利用して薄膜製作後に強度をさらに向上させるために、酸素または空気熱処理を通じて酸素フッ化（Ｏｘｙ−Ｆｌｕｏｒｉｄｅ）処理をすることができるが、このような場合、微量の酸素（ＥＤＳ分析結果重量比４：３９）が拡散するものと確認された。すなわち、このような酸素フッ化処理を遂行する場合、ＹＦ３薄膜ではなくイットリウム酸化フッ素（Ｙ６Ｏ５Ｆ８、Ｙｔｔｒｉｕｍ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｌｕｏｒｉｄｅ）薄膜が形成され、これは機械的特性を向上させるものの、高温熱処理工程（５００〜１０００℃）のため光透過性基板（ガラス、クォーツ、プラスチック基板）に適用することが難しく、特に薄膜内部の酸素によって光透過率が顕著に低くなる結果をもたらすことになる。
【００４７】
下記の表１は、前処理したＹＦ３粉末を利用したＹＦ３透明フッ素系薄膜の多様な物性を比較した表である。
【００４８】
【表１】
0006849808.tif 000002
【００４９】
表１に記載された通り、前処理したＹＦ３粉末を利用したＹＦ３透明フッ素系薄膜の硬度は５〜８Ｇｐａであり、前処理したＹＦ３粉末を利用したＹＦ３透明フッ素系薄膜の気孔率は０．０１〜０．１％であり、前処理したＹＦ３粉末を利用したＹＦ３透明フッ素系薄膜の耐電圧は５０〜１５０Ｖ／μｍであった。その反面、前処理していないＹＦ３粉末の場合、薄膜自体が形成されないため、硬度、気孔率および耐電圧のデータを得ることができなかった。
【００５０】
このように、本発明はＹＦ３透明フッ素系薄膜の硬度、気孔率および耐電圧特性がすべて優秀であり、これに伴いＹＦ３透明フッ素系薄膜が表示装置の透明ウインドウ保護膜、そしてプラズマ環境に露出する半導体／表示装置の部品保護膜として利用できることが分かる。
【００５１】
ここで、硬度はダイヤモンドの四角錐でＹＦ３透明フッ素系薄膜を押圧してできた跡で測定し、気孔率はＹＦ３透明フッ素系薄膜を切断して電子顕微鏡で撮影してイメージを獲得し、このようなイメージを映像処理ソフトウェアが設置されたコンピュータで分析して測定し、耐電圧はＹＦ３透明フッ素系薄膜上に二つの電極を設置して測定する。このような各種の測定方法は当業者にすでに周知とされている内容であるため、これに対する詳細な説明は省略する。
【００５２】
一方、本発明に係るＹＦ３透明フッ素系薄膜が形成される基材は、前述した通り、表示装置の透明ウインドウまたはプラズマ環境に露出する部品であり得る。特に、透明ウインドウはガラス基板、プラスチック基板、サファイア基板またはクォーツ基板であり得、部品は半導体または表示装置製造用処理チャンバーの内部部品であり得る。特に、本発明は透明ウインドウがガラス基板やプラスチック基板の場合、ＹＦ３透明保護膜を低温（０℃〜３０℃）で形成できるため、前述したガラス基板やプラスチック基板の損傷現象を防止することができる。
【００５３】
ここで、プラスチック基板は、略１４０℃程度のＴｇ（軟化点、ｇｌａｓｓ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）と略３４０℃程度のＴｍ（融点、ｍｅｌｔｉｎｇ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）を有するＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＥＮ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＥＥＫ（Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎ）等の熱可塑性セミ結晶性プラスチック（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  ｓｅｍｉｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｐｏｌｙｍｅｒ）を含むことができる。また、プラスチック基板は前述したセミ結晶性プラスチックよりＴｇが高く、Ｔｍを示さない略１５０℃のＴｇを有するＰＣ、２２０℃のＴｇを有するＰＥＳなどの熱可塑性無定形（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ）プラスチックを含むことができる。また、プラスチック基板は相対的に高い耐熱性を有するＰＩ（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ、ＰＡＲなどで製造されたものであり得る。
【００５４】
併せて、プラズマ環境に露出する部品は、静電チャック（ｅｌｅｃｔｒｏ  ｓｔａｔｉｃ  ｃｈｕｃｋ）、ヒーター（ｈｅａｔｅｒ）、チャンバーライナー（ｃｈａｍｂｅｒ  ｌｉｎｅｒ）、シャワーヘッド（ｓｈｏｗｅｒ  ｈｅａｄ）、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）用ボート（ｂｏａｔ）、フォーカスリング（ｆｏｃｕｓ  ｒｉｎｇ）、ウォールライナー（ｗａｌｌ  ｌｉｎｅｒ）、シールド（ｓｈｉｅｌｄ）、コールドパッド（ｃｏｌｄ  ｐａｄ）、ソースヘッド（ｓｏｕｒｃｅ  ｈｅａｄ）、アウターライナー（ｏｕｔｅｒ  ｌｉｎｅｒ）、デポジションシールド（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｓｈｉｅｌｄ）、アッパーライナー（ｕｐｐｅｒ  ｌｉｎｅｒ）、排出プレート（ｅｘｈａｕｓｔ  ｐｌａｔｅ）、エッジリング（ｅｄｇｅ  ｒｉｎｇ）、マスクフレーム（ｍａｓｋ  ｆｒａｍｅ）およびその等価物のうちいずれか一つであり得る。しかし、本発明でこのような薄膜が形成される基材または部品を限定するものではない。
【００５５】
図７ａおよび図７ｂは、それぞれ本発明の一実施例により利用されたＹＦ３粉末を図示した顕微鏡写真である。図７ａおよび図７ｂに図示された通り、ＹＦ３粉末は略０．１μｍ〜１０μｍ、好ましくは略０．１μｍ〜３μｍであり得る。併せて、ＹＦ３粉末は略アシキュラー、球状などの形態であり得るが、これにより本発明が限定されるものではない。
【００５６】
図８は、本発明の一実施例に係る透明フッ素系薄膜形成のためのＹＦ３粉末の物性特性を図示したグラフである。
【００５７】
図８でＸ軸はＹＦ３の比率（すなわち、０はＹＦ３  １００Ｍｏｌ％およびＹ２Ｏ３  ０Ｍｏｌ％という意味であり、７はＹＦ３  ９３Ｍｏｌ％およびＹ２Ｏ３  ７Ｍｏｌ％という意味である）であり、Ｙ軸は大気中の温度（℃）である。ここで、注意を払って見るべき部分はＹＦ３  １００Ｍｏｌ％である場合であって、図示された通り、大気温度１０５０℃までは酸素との混合反応なしに単一の相で存在することが分かる。すなわち、大気温度１０５０℃まではＹＦ３粉末が分解、相転移されるかまたは酸素と混合されない。したがって、本発明ではＹＦ３粉末が略１０５０℃まで前処理（熱処理）され得る。参考として、ＹＦ３粉末が略１０５０℃〜１１５０℃で熱処理される場合、ＹＦ３粉末が酸素を含み、相転移を起こすようになる。
【００５８】
図９は、本発明の一実施例に係る透明フッ素系薄膜の硬度特性を図示したグラフである。
【００５９】
図９で、Ｘ軸はダイヤモンド四角錐で押圧されたＹＦ３透明薄膜の深さ（ｎｍ）であり、Ｙ軸はダイヤモンド四角錐によって押圧される力（μＮ）である。図９に図示された通り、ダイヤモンド四角錐が略０〜５０００μＮの力でＹＦ３透明薄膜を押圧すると、ＹＦ３透明薄膜には略０〜１７５ｎｍの深さを有する凹溝が形成され、再びダイヤモンド四角錐が略５０００〜０μＮの力でＹＦ３透明薄膜から分離されると、ＹＦ３透明薄膜には略１７５〜１１０ｎｍの深さを有する凹溝が形成された。
【００６０】
このような特性グラフのデータを利用してＹＦ３透明フッ素系薄膜の硬度を計算すると、略７．５ＧＰａの硬度値が得られる。したがって、本発明ではＹＦ３透明フッ素系薄膜の硬度が略８ＧＰａ以下に得られることを確認することができる。
【００６１】
ここで、ダイヤモンド四角錐がＹＦ３透明薄膜から分離された後にも、ＹＦ３透明薄膜に略１１０ｎｍの深さを有する凹溝が残った理由は、ＹＦ３透明薄膜が焼成変形したことを意味する。
【００６２】
以上で説明したものは本発明に係る透明フッ素系薄膜の形成方法およびこれによる透明フッ素系薄膜を実施するための一つの実施例に過ぎず、本発明は前記実施例に限定されず、以下の特許請求の範囲で請求するように、本発明の要旨を逸脱することなく当該発明が属する分野で通常の知識を有する者であれば、誰でも多様な変更実施が可能な範囲まで本発明の技術的精神があると言える。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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