(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イットリウム（Ｙ）、酸素（Ｏ）およびフッ素（Ｆ）を含む前処理前ＹＯＦ粉末を提供する段階と、
前記前処理前ＹＯＦ粉末を前処理して、前処理後ＹＯＦ粉末を提供する段階と、
移送ガス供給部から移送ガスを供給され、粉末供給部から前記前処理後ＹＯＦ粉末を供給されて、前記前処理後ＹＯＦ粉末をエアロゾル状態で移送する段階と、
前記エアロゾル状態で移送された前記前処理後ＹＯＦ粉末を工程チャンバー内の基材に衝突および破砕（噴射）させて、前記基材にＹＯＦコーティング膜を形成する段階と、を含み、
前記前処理は、前記ＹＯＦ粉末の粉砕工程と、その後の前記ＹＯＦ粉末の熱処理工程とを有し、
前記ＹＯＦコーティング膜の厚さが０．５μｍ〜２０μｍであり、可視光線に対する前記ＹＯＦコーティング膜の光透過率は、５０％〜９５％であって、
前記前処理前ＹＯＦ粉末、前記前処理後ＹＯＦ粉末および前記ＹＯＦコーティング膜の結晶系は、斜方晶系を含む、ことを特徴とするフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成方法。
【請求項２】
イットリウム（Ｙ）、酸素（Ｏ）およびフッ素（Ｆ）を含む前処理前ＹＯＦ粉末を提供する段階と、
前記前処理前ＹＯＦ粉末を前処理して、前処理後ＹＯＦ粉末を提供する段階と、
移送ガス供給部から移送ガスを供給され、粉末供給部から前記前処理後ＹＯＦ粉末を供給されて、前記前処理後ＹＯＦ粉末をエアロゾル状態で移送する段階と、
前記エアロゾル状態で移送された前記前処理後ＹＯＦ粉末を工程チャンバー内の基材に衝突および破砕（噴射）させて、前記基材にＹＯＦコーティング膜を形成する段階と、を含み、
前記前処理は、前記ＹＯＦ粉末の粉砕工程と、その後の前記ＹＯＦ粉末の熱処理工程とを有し、
前記ＹＯＦコーティング膜の厚さが０．５μｍ〜２０μｍであり、可視光線に対する前記ＹＯＦコーティング膜の光透過率は、５０％〜９５％であって、
前記前処理前ＹＯＦ粉末、前記前処理後ＹＯＦ粉末および前記ＹＯＦコーティング膜の結晶系は、三方晶系を含む、ことを特徴とするフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成方法。
【請求項３】
前記前処理後ＹＯＦ粉末は、０．１μｍ〜１２μｍの平均粒径範囲を有することを特徴とする請求項１または２に記載のフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成方法。
【請求項４】
前記前処理は、前処理前ＹＯＦ粉末を粉砕した後、１００℃〜１０００℃の温度で熱処理して行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成方法。
【請求項５】
前記前処理は、前処理前ＹＯＦ粉末を１００℃〜１０００℃の温度で熱処理して行われることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成方法。
【請求項６】
前記ＹＯＦコーティング膜のヘイズ率は、０．５％〜５％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成方法。
【請求項７】
前記ＹＯＦコーティング膜は、硬度が６Ｇｐａ〜１２Ｇｐａであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成方法。
【請求項８】
前記ＹＯＦコーティング膜は、気孔率が０．０１％〜１％であり、硬度が６Ｇｐａ〜１２Ｇｐａであり、耐電圧特性は、５０Ｖ／μｍ〜１５０Ｖ／μｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成方法。
【請求項９】
前記前処理前ＹＯＦ粉末、前記前処理後ＹＯＦ粉末および前記ＹＯＦコーティング膜のＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）成分比は、５：４：７であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成方法。
【請求項１０】
前記前処理前ＹＯＦ粉末、前記前処理後ＹＯＦ粉末および前記ＹＯＦコーティング膜のＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）成分比は、１：１：１であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成方法。
【請求項１１】
前記基材は、表示装置の透明ウィ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１〜１０のいずれか１項に記載のフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成方法。
【請求項１２】
前記透明ウィンドウは、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工程チャンバーの内部部品であることを特徴とする請求項１１に記載のフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成方法。
【請求項１３】
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１２に記載のフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成方法。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法で形成されたフッ化イットリウムオキシドコーティング膜であって、
ＹＯＦコーティング膜の厚さが０．５μｍ〜２０μｍであり、可視光線に対する前記ＹＯＦコーティング膜の光透過率が５０％〜９５％であることを特徴とするフッ化イットリウムオキシドコーティング膜。
【請求項１５】
前記ＹＯＦコーティング膜のヘイズ率が０．５％〜５％であることを特徴とする請求項１４に記載のフッ化イットリウムオキシドコーティング膜。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法で形成されたフッ化イットリウムオキシドコーティング膜であって、
前記ＹＯＦコーティング膜のイットリウム（Ｙ）、酸素（Ｏ）、およびフッ素（Ｆ）のＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）成分比は、５：４：７または１：１：１であることを特徴とするフッ化イットリウムオキシドコーティング膜。
【請求項１７】
前記ＹＯＦコーティング膜は、硬度が６Ｇｐａ〜１２Ｇｐａであることを特徴とする請求項１６に記載のフッ化イットリウムオキシドコーティング膜。
【請求項１８】
請求項１４〜１７のいずれか１項に記載のフッ化イットリウムオキシドコーティング膜を有する、表示装置の透明ウィンドウ保護薄膜またはプラズマ環境に露出する部品の保護薄膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の多様な実施例は、フッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成方法およびこれによるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜に関する。
【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）などを含む。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ィンドウ（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｗｉｎｄｏｗ）などを含む。
【０００３】
一方、半導体および／または表示装置の製造工程で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するガスが使用されている。このような苛酷な環境で使用さ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】韓国特許公開１０−２０１４−０１２６８２４号公報（２０１４．１１．０３）
【特許文献２】韓国特許登録１０−１３２２７８３号公報（２０１３．１０．２９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の多様な実施例は、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くて、表示装置の透明ウィンドウを保護できるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成方法およびこれによるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜を提供する。
【０００６】
本発明の多様な実施例は、高い硬度に起因して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、これに伴い、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フッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成方法およびこれによるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の多様な実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成方法は、イットリウム（Ｙ）、酸素（Ｏ）およびフッ素（Ｆ）を含む前処理前ＹＯＦ粉末を提供する段階と、前記前処理前ＹＯＦ粉末を前処理して、前処理後ＹＯＦ粉末を提供する段階と、移送ガス供給部から移送ガスを供給され、粉末供給部から前記前処理後ＹＯＦ粉末を供給されて、前記前処理後ＹＯＦ粉末をエアロゾル状態で移送する段階と、前記エアロゾル状態で移送された前記前処理後ＹＯＦ粉末を工程チャンバー内の基材に衝突および破砕（噴射）させて、前記基材にＹＯＦコーティング膜を形成する段階と、を含むことができる。
【０００８】
前記前処理後ＹＯＦ粉末は、０．１μｍ〜１２μｍの粒径範囲を有することができる。
【０００９】
前記前処理は、前処理前ＹＯＦ粉末を粉砕した後、１００℃〜１０００℃の温度で熱処理して行われる。
【００１０】
前記前処理は、前処理前ＹＯＦ粉末を１００℃〜１０００℃の温度で熱処理して行われる。
【００１１】
前記ＹＯＦコーティング膜の厚さが０．５μｍ〜２０μｍである場合、可視光線に対する前記ＹＯＦコーティング膜の光透過率は、５０％〜９５％であり得る。
【００１２】
前記ＹＯＦコーティング膜のヘイズ率は、０．５％〜５％であり得る。
【００１３】
前記ＹＯＦコーティング膜は、硬度が６Ｇｐａ〜１２Ｇｐａであり得る。
【００１４】
前記ＹＯＦコーティング膜は、気孔率が０．０１％〜１％であり、硬度が６Ｇｐａ〜１２Ｇｐａであり、耐電圧特性は、５０Ｖ／μｍ〜１５０Ｖ／μｍであり得る。
【００１５】
前記前処理前ＹＯＦ粉末、前記前処理後ＹＯＦ粉末および前記ＹＯＦコーティング膜のＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）成分比は、５：４：７または１：１：１であり得る。
【００１６】
前記前処理前ＹＯＦ粉末、前記前処理後ＹＯＦ粉末および前記ＹＯＦコーティング膜の結晶系は、斜方晶系または三方晶系を含むことができる。
【００１７】
前記基材は、表示装置の透明ウィンドウまたはプラズマ環境に露出する部品であり得る。
【００１８】
前記透明ウィンドウは、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工程チャンバーの内部部品であり得る。
【００１９】
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。
【００２０】
本発明の多様な実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜は、前記方法で形成されたフッ化イットリウムオキシドコーティング膜であって、ＹＯＦコーティング膜の厚さが０．５μｍ〜２０μｍである場合、可視光線に対する前記ＹＯＦコーティング膜の光透過率が５０％〜９５％であり得る。前記ＹＯＦコーティング膜のヘイズ率が０．５％〜５％であり得る。
【００２１】
本発明の多様な実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜は、前記方法で形成されたＹＯＦコーティング膜であって、前記ＹＯＦコーティング膜のイットリウム（Ｙ）、酸素（Ｏ）、およびフッ素（Ｆ）のＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）成分比は、５：４：７または１：１：１であり得る。前記ＹＯＦコーティング膜は、硬度が６Ｇｐａ〜１２Ｇｐａであり得る。前記ＹＯＦコーティング膜の厚さが０．５μｍ〜２０μｍである場合、可視光線に対する前記ＹＯＦコーティング膜の光透過率が５０％〜９５％であり得る。
【発明の効果】
【００２２】
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くて、表示装置の透明ウィンドウを保護できるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成方法およびこれによるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜を提供する。
【００２３】
すなわち、本発明による薄膜は、気孔率が略０．０１％〜１％であり、光透過率が略５０％〜９５％であり（コーティング膜の厚さが０．５μｍ〜２０μｍ基準）、硬度が略６Ｇｐａ〜１２Ｇｐａである透明ウィンドウの透明保護膜として十分に用いられる。
【００２４】
また、本発明は、エッチングガスと反応して気化する、昇華熱の高い素材であるフッ化イットリウムオキシドを使用して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フッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成方法およびこれによるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜を提供する。
【００２５】
すなわち、本発明によるコーティング膜は、高密度プラズマエッチング環境で高い硬度に起因して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するので、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用いられる。また、本発明によるコーティング膜は、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】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の多様な実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜形成のための装置を示す概略図である。
【図２】図２は、本発明の多様な実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜形成方法を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の多様な実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成のためのＹＯＦ粉末の粒径範囲および体積密度を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の多様な実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成のための前処理後ＹＯＦ粉末写真を示すのである。
【図５】図５は、本発明の多様な実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜に対する光の波長対透過率を示すグラフである。
【図６】図６は、本発明の多様な実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜に対する光のヘイズ率を示す写真である。
【図７】図７は、本発明の多様な実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜を示す拡大断面図である。
【図８】図８は、本発明の多様な実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の硬度特性を示すグラフである。
【図９】図９は、本発明の多様な実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成のための前処理前および前処理後（粉末ミーリング後、熱処理）のＹＯＦ粉末の粒径範囲および体積密度を示すグラフである。
【図１０ａ】図１０ａは、本発明の多様な実施例による前処理前ＹＯＦ粉末、前処理後ＹＯＦ粉末およびＹＯＦコーティング膜の相分析結果を示すＸ線回折パターンおよびＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析結果である。
【図１０ｂ】図１０ｂは、本発明の多様な実施例による前処理前ＹＯＦ粉末、前処理後ＹＯＦ粉末およびＹＯＦコーティング膜の相分析結果を示すＸ線回折パターンおよびＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析結果である。
【図１０ｃ】図１０ｃは、重量比、原子比およびＥＤＳ比を整理した表である。
【図１１ａ】図１１ａは、本発明の多様な実施例による前処理前ＹＯＦ粉末、前処理後ＹＯＦ粉末およびＹＯＦコーティング膜の相分析結果を示すＸ線回折パターンおよびＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析結果である。
【図１１ｂ】図１１ｂは、本発明の多様な実施例による前処理前ＹＯＦ粉末、前処理後ＹＯＦ粉末およびＹＯＦコーティング膜の相分析結果を示すＸ線回折パターンおよびＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析結果である。
【図１１ｃ】図１１ｃは、重量比、原子比およびＥＤＳ比を整理した表である。
【図１２】図１２は、本発明の多様な実施例による前処理前ＹＯＦ粉末、前処理後ＹＯＦ粉末、ＹＯＦコーティング膜および工程条件などを整理した表である。
【図１３ａ】図１３ａは、本発明の多様な実施例によるＹＯＦコーティング膜（５：４：７）およびＹＯＦコーティング膜（１：１：１）を示す断面図である。
【図１３ｂ】図１３ｂは、本発明の多様な実施例によるＹＯＦコーティング膜（５：４：７）およびＹＯＦコーティング膜（１：１：１）を示す断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の多様な実施例による耐プラズマ性フッ化イットリウムオキシドコーティング膜の硬度特性を示すグラフである。
【図１５】図１５は、本発明の多様な実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜に対する光の波長対透過率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付の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こととする。
【００２８】
本発明の実施例は、当該技術分野における通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものであり、下記実施例は、様々な他の形態に変形され得、本発明の範囲が下記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、本開示をより忠実かつ完全にし、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。
【００２９】
また、本明細書で使用された用語は、特定の実施例を説明するために使用され、本発明を制限するためのものではない。本明細書で使用されているようにり、単数形態は、文脈上、異なる場合を明確に指摘するものではない場合、複数の形態を含むことができる。また、本明細書で使用される場合、「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、本明細書で使用されているように、用語「および／または」は、当該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合せを含む。
【００３０】
図１は、本発明の多様な実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成のための装置を示す概略図であり、図２は、本発明の多様な実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜形成方法を示すフローチャートである。
【００３１】
図１に示されたように、本発明によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜形成装置２００は、移送ガス供給部２１０と、前処理後ＹＯＦ粉末（ＹＯＦ  ｐｏｗｄｅｒ）を保管および供給する粉末供給部２２０と、粉末供給部２２０から前処理後ＹＯＦ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と、移送管２２２からの前処理後ＹＯＦ粉末を基材２３１にコーティング／積層またはスプレイン／噴射するノズル２３２と、ノズル２３２からの前処理後ＹＯＦ粉末が基材２３１の表面に衝突および破砕されるようにすることによって、一定厚さのフッ化イットリウムオキシドコーティング膜が形成されるようにする工程チャンバー２３０とを含む。
【００３２】
ここで、エアロゾルとは、移送ガス内に粒径範囲が略０．１μｍ〜１２μｍである前処理後ＹＯＦ粉末が分散したものを意味する。
【００３３】
図１および図２を共に参照して、本発明によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜形成方法を説明する。
【００３４】
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より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、本発明において移送ガスの種類が限定されない。移送ガスは、移送ガス供給部２１０からパイプ２１１を介して粉末供給部２２０に直接供給され、流量調節機２５０によりその流量および圧力が調節され得る。
【００３５】
粉末供給部２２０は、多量の前処理後ＹＯＦ粉末を保管および供給するが、このような前処理後ＹＯＦ粉末は、上述した移送ガス供給部２１０の移送ガスによりエアロゾル状態となって、移送管２２２およびノズル２３２を介して工程チャンバー２３０に備えられた基材２３１に供給される。
【００３６】
工程チャンバー２３０は、フッ化イットリウムオキシドコーティング膜の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、工程チャンバー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により移送される前処理後ＹＯＦ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、工程チャンバー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。
【００３７】
また、工程チャンバー２３０の内部温度の範囲は、略０℃〜３０℃に維持され、したがって、別途に工程チャンバー２３０の内部温度を増加させたり減少させるための部材がなくても良い。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、表示装置のウィンドウに対する透明保護膜の形成時に、基材が熱的に衝撃を受けないことになる。
【００３８】
しかしながら、場合によってフッ化イットリウムオキシドコーティング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℃の温度に加熱されることもできる。すなわち、別途の図示しないヒーターにより移送ガス供給部２１０内の移送ガスが加熱されたり、または別途の図示しないヒーターにより工程チャンバー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りフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成時に前処理後ＹＯＦ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、緻密なフッ化イットリウムオキシドコーティング膜が得られる。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、前処理後ＹＯＦ粉末が溶融しながら急激な相転移を起こし、これに伴い、フッ化イットリウムオキシドコーティング膜の気孔率が高くなり（充填率が低くなり）、フッ化イットリウムオキシドコーティング膜の内部構造が不安定になりえる。
【００３９】
しかしながら、本発明においてこのような温度範囲を限定するものではなく、薄膜が形成される基材の特性によって移送ガス、基材および／または工程チャンバーの内部温度の範囲は、０℃〜１０００℃の間で調整され得る。すなわち、上述したように、表示装置のウィンドウをコーティングするためには、略０℃〜３０℃の工程温度が提供され得、半導体／ディスプレイ工程装備をコーティングするためには、略０℃〜１０００℃の工程温度が提供され得る。
【００４０】
一方、上述したように、工程チャンバー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）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倍より小さい場合、前処理後ＹＯＦ粉末の高速移送が難しいことがあり、圧力差が略２０００倍より大きい場合、前処理後ＹＯＦ粉末によりかえって基材の表面が過度にエッチング／食刻され得る。
【００４１】
このような工程チャンバー２３０と移送管２２２の圧力差によって、粉末供給部２２０からの前処理後ＹＯＦ粉末は、移送管２２２を介して噴射すると同時に、高速で工程チャンバー２３０に伝達される。
【００４２】
また、工程チャンバー２３０内には、移送管２２２に連結されたノズル２３２が備えられていて、略１００〜５００ｍ／ｓの速度で前処理後ＹＯＦ粉末を基材２３１に衝突／破砕させる。すなわち、ノズル２３２を介した前処理後ＹＯＦ粉末は、移送中に得られ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り破砕および／または粉砕されながら、基材２３１の表面に一定厚さのフッ化イットリウムオキシドコーティング膜を形成することになる。
【００４３】
図３は、本発明の多様な実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成のための前処理後のＹＯＦ粉末の粒径範囲および体積密度を示すグラフである。図３でＸ軸は、ＹＯＦ粉末の粒径（μｍ）であり、Ｙ軸は、体積密度（％）である。
【００４４】
図３に示されたように、前処理を通じて、エアロゾル噴射コーティング方法または常温真空噴射方法に使用されるＹＯＦ粉末は、略０．１μｍ〜１２μｍの粒径範囲を有することができる。
【００４５】
一方、前処理工程は、前処理前ＹＯＦ粉末を略１００℃〜１０００℃の温度で熱処理および／または粉砕して行われる。ここで、熱処理工程だけが行われたり、粉砕工程だけが行われたり、熱処理工程以後に粉砕工程が行われたり、粉砕工程以後に熱処理工程が行われたり、または熱処理工程と粉砕工程が同時に行われ得る。
【００４６】
一例として、前処理前ＹＯＦ粉末は、略５ｍｍ〜２０ｍｍの直径を有する高純度ジルコニアボール、アルミナボールおよび／またはその合金ボールによるボールミール工程により、略１時間〜３０時間の間粉砕され得る。また、前処理前ＹＯＦ粉末は、略１００℃〜１０００℃の温度で略１時間〜３０時間の間熱処理され得る。
【００４７】
このような粉砕および／または熱処理工程により前処理後ＹＯＦ粉末が得られるが、このような前処理後ＹＯＦ粉末が、上述したエアロゾル噴射コーティング方法または常温真空噴射方法により透明ＹＯＦ薄膜を形成することになる。
【００４８】
また、このような前処理工程、すなわち粉砕および／または熱処理工程は、本発明のすべての実施例で共有され得る。
【００４９】
図４は、本発明の多様な実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成のための前処理後ＹＯＦ粉末写真を示すものである。
【００５０】
図４に示されたように、前処理後ＹＯＦ粉末は、概して針状形、球形、角形などであり得るが、これにより本発明が限定されるものではなく、この他にも多様な形状を有することができる。
【００５１】
図５は、本発明の多様な実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜に対する光の波長対透過率を示すグラフである。図５でＸ軸は、光の波長範囲（ｎｍ）であり、Ｙ軸は、透過度（％）である。また、この際のフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の厚さは、略１．４μｍ〜７μｍである。
【００５２】
図５に示されたように、本発明の実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜は、略４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲（すなわち可視光線領域）で、薄膜の厚さが略１．４μｍであるとき、略８８．５％の透過率を示し、薄膜の厚さが略７μｍであるとき、略７４．８％の透過率を示して、厚さの増加によって略２０μｍの厚さまで薄膜を成膜する場合、光透過率が略５０％〜９５％範囲の透過率を示す。したがって、本発明の実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜は、表示装置の透明ウィンドウを保護するのに適していることが分かる。
【００５３】
ここで、前処理が行われていないＹＯＦ粉末（原材料）を利用した場合、フッ化イットリウムオキシドコーティング膜自体が形成されないことによって、本発明による薄膜と光透過率の差異を比較することができなかった。すなわち、粉末粉砕および熱処理などの前処理が行われていないＹＯＦ粉末によっては、基板の上に一定厚さの薄膜自体が形成されず、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。
【００５４】
図６は、本発明の多様な実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜に対する光のヘイズ率を示す写真である。この際のフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の厚さは、図５のように、略１．５μｍである。
【００５５】
図６に示されたように、本発明の実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜のヘイズ率（全体透過率分の散乱透過率、低いほど透明であることを意味する）は、略０．５％〜５％、具体的に、１．５μｍの厚さでは、１±０．０１％と観測された。したがって、本発明の実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜は、表示装置の透明ウィンドウを保護するのに適していることが分かる。
【００５６】
図７は、本発明の多様な実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜を示す拡大断面図である。
【００５７】
本発明の実施例によって基材の上に形成されたフッ化イットリウムオキシドコーティング膜は、表面マイクロクラックが発見されず、コーティング膜の工程条件によって略０．０１％〜１％の気孔率を示した。
【００５８】
図８は、本発明の多様な実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の硬度特性を示すグラフである。ここで、Ｘ軸は、ダイヤモンド四角錐で押圧されたフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の深さ（ｎｍ）であり、Ｙ軸は、ダイヤモンド四角錐により押圧される力（μＮ）である。
【００５９】
図８に示されたように、ダイヤモンド四角錐が略０〜８０００μＮの力でフッ化イットリウムオキシドコーティング膜を押圧すると、フッ化イットリウムオキシドコーティング膜には、略２００ｎｍ以下の深さを有する凹溝が形成され、さらにダイヤモンド四角錐が略８０００〜０μＮの力でフッ化イットリウムオキシドコーティング膜から分離されると、フッ化イットリウムオキシドコーティング膜には、略１８５〜１９０ｎｍ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フッ化イットリウムオキシドコーティング膜の硬度を計算すると、略１１．８Ｇｐａの硬度値が得られる。したがって、本発明では、ＹＯＦフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の硬度が略１２Ｇｐａ以下と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フッ化イットリウムオキシドコーティング膜から分離された以後にも、フッ化イットリウムオキシドコーティング膜に略１８５ｎｍの深さを有する凹溝が残った理由は、フッ化イットリウムオキシドコーティング膜が焼成変形されたことを意味する。
【００６２】
図９は、本発明の多様な実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成のための前処理前および前処理後のＹＯＦ粉末の粒径範囲および体積密度を示すグラフである。図９でＸ軸は、ＹＯＦ粉末の粒径（μｍ）であり、Ｙ軸は、体積密度（％）である。
【００６３】
図９に示されたように、エアロゾルコーティングまたは常温真空噴射コーティング方法に使用されるＹＯＦ粉末の場合、粉砕および熱処理などの前処理を通じて略０．１μｍ〜１２μｍの粒径範囲を有することができる。具体的に、Ｙｔｔｒｉｕｍ：Ｏｘｉｄｅ：Ｆｌｕｏｒｉｎｅの成分比が略５：４：７であるＹＯＦの粉末の場合、前処理後に略０．１μｍ〜１２μｍの粒径範囲を有し、Ｙｔｔｒｉｕｍ：Ｏｘｉｄｅ：Ｆｌｕｏｒｉｎｅの成分比が略１：１：１であるＹＯＦの粉末の場合、前処理後に略０．１μｍ〜３μｍの粒径範囲を示した。したがって、常温噴射コーティング方法に使用されるＹＯＦコーティングの場合、平均的に略０．１μｍ〜１２μｍの粒径範囲を有する粉末を用いてコーティング膜を製作することができる。
【００６４】
一方、前処理５：４：１または１：１：１のＹＯＦ粉末の前処理工程は、上記で説明したものと同一であるので、これに関する説明は省略する。
【００６５】
粉砕および／または熱処理工程により前処理後ＹＯＦ粉末が得られるが、このような前処理後ＹＯＦ粉末が上述したエアロゾル噴射コーティング方法または常温真空噴射方法により耐プラズマ性および／または透明フッ化イットリウムオキシドコーティング膜を形成することになる。
【実施例】
【００６６】
実施例１
図１０ａおよび図１０ｂは、本発明の多様な実施例による前処理前ＹＯＦ粉末、前処理後ＹＯＦ粉末およびＹＯＦコーティング膜の相分析結果を示すＸ線回折パターンおよびＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析結果であり、図１０ｃは、重量比、原子比およびＥＤＳ比を整理した表である。ここで、図１０ａのＸ軸は、２θ値であり、Ｙ軸は、相対的な強さである。また、図１０ｂでＸ軸は、エネルギー（ｋｅＶ）であり、Ｙ軸は、カウント回数（ｃｐｓ／ｅｖ）である。また、ＥＤＳ比は、ＹＯＦコーティング膜で測定したＡｔ．％を変換させた値である。
【００６７】
図１０ａに示されたように、前処理前ＹＯＦ（ｒａｗ  ｐｏｗｄｅｒ）、前処理後ＹＯＦ（ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｐｏｗｄｅｒ）およびＹＯＦコーティング膜（ｆｉｌｍ）の２θ値がすべて同一であるので、ＹＯＦの物性が前処理前／後およびコーティング膜において変更されないことが分かる。すなわち、前処理前／後およびコーティング膜においてＹＯＦ粉末は、斜方晶系（Ｏｒｔｈｏｒｈｏｍｂｉｃ）の結晶特性をそのまま維持することが分かる。ここで、前処理は、実質的に、粉砕（粉末ミーリング）工程以後に熱処理工程を行うことによって行われた。
【００６８】
図１０ｂに示されたように、前処理前ＹＯＦ粉末の原材料、前処理後ＹＯＦ粉末およびＹＯＦコーティング膜は、イットリウム、酸素およびフッ素の比率においてほとんど差異がないことが分かる。
【００６９】
すなわち、図１０ｃに示されたように、前処理前ＹＯＦ粉末の原材料、前処理後ＹＯＦ粉末およびＹＯＦコーティング膜の重量比（Ｗｔ％）、原子比（Ａｔ．％）および／またはＥＤＳ比は、前処理前／後およびコーティング膜においてほとんど変わらないことが分かる。特に、前処理前ＹＯＦ粉末の原材料、前処理後ＹＯＦ粉末およびＹＯＦコーティング膜のＥＤＳ比は、略５：４：７であって、前処理前／後およびコーティング膜形成後にほとんど変わらないことが分かる。
【００７０】
このようにして、本発明の実施例によれば、イットリウム、酸素およびフッ素のＥＤＳ比率が略５：４：７である斜方晶系結晶構造を有するコーティング膜をエアロゾルデポジションまたは低温噴射工程を用いて形成することができることが分かる。
【００７１】
実施例２
図１１ａおよび図１１ｂは、本発明の多様な実施例による前処理前ＹＯＦ粉末、前処理後ＹＯＦ粉末およびＹＯＦコーティング膜の相分析結果を示すＸ線回折パターンおよびＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析結果であり、図１１ｃは、重量比、原子比およびＥＤＳ比を整理した表である。ここで、図１１ａのＸ軸は、２θ値であり、Ｙ軸は、相対的な強さである。また、図１１ｂでＸ軸は、エネルギー（ｋｅＶ）であり、Ｙ軸は、カウント回数（ｃｐｓ／ｅｖ）である。また、ＥＤＳ比は、ＹＯＦコーティング膜で測定したＡｔ．％を変換させた値である。
【００７２】
図１１ａに示されたように、前処理前ＹＯＦ（ｒａｗ  ｐｏｗｄｅｒ）、前処理後ＹＯＦ（ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｐｏｗｄｅｒ）およびＹＯＦコーティング膜（ｆｉｌｍ）の２θ値がすべて同一であるので、ＹＯＦの物性が前処理前／後およびコーティング膜において変更されないことが分かる。すなわち、前処理前／後およびコーティング膜においてＹＯＦ粉末は、三方晶系（Ｒｈｏｍｂｏｈｅｄｒａｌ）の結晶特性をそのまま維持することが分かる。ここで、前処理は、実質的に、熱処理工程を行うことによって行われた。
【００７３】
図１１ｂに示されたように、前処理前ＹＯＦ粉末の原材料、前処理後ＹＯＦ粉末およびＹＯＦコーティング膜は、イットリウム、酸素およびフッ素の比率においてほとんど差異がないことが分かる。
【００７４】
すなわち、図１１ｃに示されたように、前処理前ＹＯＦ粉末の原材料、前処理後ＹＯＦ粉末およびＹＯＦコーティング膜の重量比（Ｗｔ％）、原子比（Ａｔ．％）および／またはＥＤＳ比は、前処理前／後およびコーティング膜においてほとんど変わらないことが分かる。特に、前処理前ＹＯＦ粉末原材料、前処理後ＹＯＦ粉末およびＹＯＦコーティング膜のＥＤＳ比は、略１：１：１であって、前処理前／後およびコーティング膜形成後でほとんど変わらないことが分かる。
【００７５】
このようにして、本発明の実施例によれば、イットリウム、酸素およびフッ素のＥＤＳ比率が略１：１：１である三方晶系結晶構造を有するコーティング膜をエアロゾルデポジションまたは低温噴射工程を用いて形成することができることが分かる。特に、本発明の実施例によれば、前処理条件を調整するに伴い、ＥＤＳ成分比および結晶相も変化しないことが分かる。
【００７６】
図１２は、本発明の多様な実施例による前処理前ＹＯＦ粉末、前処理後ＹＯＦ粉末、ＹＯＦコーティング膜および工程条件などを整理した表である。
【００７７】
図１２に示されたように、実施例１および実施例２のように、ＥＤＳ成分比が５：４：７および１：１：１のＹＯＦ粉末を使用してエアロゾルコーティングまたは常温真空噴射コーティング方法でコーティング膜を製作する場合、初期粉末の成分比および結晶相が変化しないセラミックコーティング膜を得ることができる。
【００７８】
図１０ｃ、図１１ｃおよび図１３ａ、図１３ｂに示されたように、本発明の実施例によって基材の上に形成された耐プラズマ性および／または透明フッ化イットリウムオキシドコーティング膜は、表面／断面にマイクロクラックが発見されず、また、略０．０１％〜１％の気孔率を示した。具体的に、ＹＯＦの成分比が５：４：７のＹＯＦコーティング膜の断面気孔率は、０．０１％を有し、ＹＯＦの成分比が１：１：１のＹＯＦコーティング膜は、０．５％気孔率を有して、常温噴射コーティング方法を用いて高密度のＹＯＦコーティング膜が形成されたことを確認した。
【００７９】
ここで、気孔率は、切断されたフッ化イットリウムオキシドコーティング膜を走査電子顕微鏡で撮影し、撮影され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、フッ化イットリウムオキシドコーティング膜の気孔率を計算した。また、上述したように、フッ化イットリウムオキシドコーティング膜の気孔率が０．０１％〜１．０％の値を有することによって、逆に、フッ化イットリウムオキシドコーティング膜の充填率は、９９．００％〜９９．９９％であることが分かる。
【００８０】
下記の表１は、上述した耐プラズマ性および／または透明ＹＯＦコーティング膜の様々な物性を比較した表である。
【００８１】
【表１】
0006959363.tif 000002
【００８２】
表１に記載されたように、ＹＯＦコーティング膜の硬度は、ＨＶをＧＰａ単位に換算する場合、略６Ｇｐａ〜１２Ｇｐａであった。また、ＹＯＦコーティング膜の気孔率は、０．０１％〜０．１％であり、ＹＯＦコーティング膜の耐電圧は、５０Ｖ／μｍ〜１５０Ｖ／μｍであった。反面、前処理前ＹＯＦ粉末の場合、コーティング膜自体が形成されていないため、硬度、エッチング率、気孔率および耐電圧のデータが得られなかった。前処理前ＹＯＦ粉末の場合、粒度分布が制御されない粉末であるので、常温噴射コーティング方法で薄膜を形成する場合、粒子サイズによる衝撃量が異なっていて、粉末の堆積や基板の食刻が発生してコーティング膜が形成されず、前処理を通じて常温噴射コーティング工程に適した粒度の範囲を有するＹＯＦ粉末を用いて高密度のＹＯＦコーティング膜を形成した。
【００８３】
このように本発明の実施例は、ＹＯＦコーティング膜の硬度、エッチング率、気孔率および耐電圧特性がすべて優れ、これに伴い、ＹＯＦコーティング膜がプラズマ環境に露出する半導体／表示装置の部品保護膜および／または表示装置の透明ウィンドウ保護膜として用いられることが分かる。
【００８４】
ここで、硬度は、ダイヤモンド四角錐でＹＯＦコーティング膜を押圧して生じた跡で測定し、気孔率は、ＹＯＦコーティング膜を切断して電子顕微鏡で撮影してイメージを得、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、金属基板の上にＹＯＦコーティング膜を製作して、金属基板を下端部電極で薄膜の上端に電極を設置して測定する。このような様々な測定方法は、当業者にすでに周知の内容であるので、これに関する詳細な説明は省略する。
【００８５】
一方、本発明によるＹＯＦコーティング膜が形成される基材は、上述したように、プラズマ環境に露出する半導体および／または表示装置製造用工程チャンバーの内部部品、および／または表示装置の透明ウィンドウであり得る。
【００８６】
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。しかしながら、本発明においてこのようなＹＯＦコーティング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。
【００８７】
また、透明ウィンドウは、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、特に、本発明は、透明ウィンドウがガラス基板やプラスチック基板である場合、ＹＯＦ透明コーティング膜を低温（０℃〜３０℃）で形成することができるので、上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。
【００８８】
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）などの熱可塑性半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、上述した半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）、ポリアリレート、ＰＡＲなどで製造されたものであり得る。
【００８９】
図１４は、本発明の多様な実施例による耐プラズマ性フッ化イットリウムオキシドコーティング膜の硬度特性を示すグラフである。ここで、Ｘ軸は、ダイヤモンド四角錐で押圧されたフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の深さ（ｎｍ）であり、Ｙ軸は、ダイヤモンド四角錐により押圧される力（μＮ）である。
【００９０】
図１４に示されたように、ダイヤモンド四角錐が略０〜８０００μＮの力でフッ化イットリウムオキシドコーティング膜を押圧すると、フッ化イットリウムオキシドコーティング膜には、略２００ｎｍ以下の深さを有する凹溝が形成され、さらにダイヤモンド四角錐が略８０００〜０μＮの力でフッ化イットリウムオキシドコーティング膜から分離されると、フッ化イットリウムオキシドコーティング膜には、略１８５〜２２５ｎｍの深さを有する凹溝が形成された。具体的に、ＹＯＦの成分比が５：４：７であるコーティング膜の場合、１８５〜１９０ｎｍの凹溝が、ＹＯＦの成分比が１：１：１であるコーティング膜の場合、２１５〜２２５ｎｍの凹溝が形成された。
【００９１】
このような特性グラフのデータを利用してフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の硬度を計算すると、略ＹＯＦ  ５：４：７のコーティング膜は、略１１．８Ｇｐａ、ＹＯＦ  １：１：１のコーティング膜は、略７．８Ｇｐａの硬度値が得られる。ＹＯＦコーティング膜の硬度特性に違いが生じることは、素材の成分比によることより、コーティング膜の工程条件によって形成された薄膜の緻密度によることであることが確認される。ＹＯＦ  ５：４：７コーティング膜の場合、９９．９％の密度のコーティング膜が形成され、ＹＯＦ  １：１：１コーティング膜は、９９．５％の密度に起因して硬度が低くなったものであって、工程条件の制御を通じて略１２Ｇｐａの硬度特性を示すことができる。本発明では、フッ化イットリウムオキシドコーティング膜の硬度が略１２Ｇｐａ以下と得られることを確認することができる。
【００９２】
ここで、ダイヤモンド四角錐がフッ化イットリウムオキシドコーティング膜から分離された以後にも、フッ化イットリウムオキシドコーティング膜に略１８５ｎｍおよび２１５ｎｍの深さを有する凹溝が残った理由は、フッ化イットリウムオキシドコーティング膜が焼成変形されたことを意味する。
【００９３】
一方、前処理後ＹＯＦ粉末を利用してコーティング膜を製作した以後、コーティング膜の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）処理をさらに行うことができるが、このような場合、多量の酸素がさらに拡散されることが確認された。すなわち、このような酸素フッ化処理を行う場合、フッ化イットリウムオキシドコーティング膜のＹ、Ｏ、Ｆの成分比が、初期粉末の成分比である５：４：７または１：１：１でなく、酸素が増加したＹＯＦコーティング膜が形成され、さらに高い高温工程では、Ｙ２Ｏ３が形成され得る。また、コーティング膜の後熱処理は、コーティング膜内部の残存する残留応力を緩和させて機械的特性を向上させるが、高温熱処理工程（５００〜１０００℃）に起因して光透過性基板（ガラス、クォーツ、プラスチック基板）に適用しにくく、特にコーティング膜の内部に存在する多量の酸素に起因してかえって光透過率が顕著に低くなる結果を有するようになる。
【００９４】
図１５は、本発明の多様な実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜に対する光の波長対透過率を示すグラフである。図１５でＸ軸は、光の波長範囲（ｎｍ）であり、Ｙ軸は、透過度（％）である。また、この際のフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の厚さは、略１．４μｍである。
【００９５】
図１５に示されたように、本発明の実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜は、略４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲（すなわち可視光線領域）で、光透過率が略８３．１％〜８８．５％の透過率を示した。したがって、本発明の実施例によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜は、耐プラズマ分野だけでなく、表示装置の透明ウィンドウを保護するのに適していることが分かる。
【００９６】
ここで、前処理が行われていないＹＯＦ粉末（原材料）を利用した場合、フッ化イットリウムオキシドコーティング膜自体が形成されないことによって、本発明によるコーティング膜と光透過率の差異を比較することができなかった。すなわち、熱処理／ボールミルが行われていないＹＯＦ粉末によっては、基板の上に一定厚さの薄膜自体が形成されず、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。
【００９７】
以上で説明したものは、本発明によるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜の形成方法およびこれによるフッ化イットリウムオキシドコーティング膜を実施するための一つの実施例に過ぎないものであって、本発明は、上記した実施例に限定されず、以下の特許請求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、当該発明の属する分野における通常の知識を有する者なら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】
0006959363.tif 000003
【図２】
0006959363.tif 000004
【図３】
0006959363.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006959363.tif 000009
【図８】
0006959363.tif 000010
【図９】
0006959363.tif 000011
【図１０ａ】
0006959363.tif 000012
【図１０ｂ】
0006959363.tif 000013
【図１０ｃ】
0006959363.tif 000014
【図１１ａ】
0006959363.tif 000015
【図１１ｂ】
0006959363.tif 000016
【図１１ｃ】
0006959363.tif 000017
【図１２】
0006959363.tif 000018
【図１３ａ】
0006959363.tif 000019
【図１３ｂ】
0006959363.tif 000020
【図１４】
0006959363.tif 000021
【図１５】
0006959363.tif 000022