JP2016515164A - 複合被膜粒子粒径を有する被膜の形成方法およびこれによる被膜 - Google Patents
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Abstract
Description
前記粉末は脆性材料または軟性材料であることができる。
前記第1、第2粒子はイットリウム系酸化物、Y2O3−Al2O3系化合物、AlN、Si3N4、TiN、B4C、ZrO2、Al2O3、Ca10(PO4)6(OH)2、バイオガラス、ガラスマトリックスの内部に熱処理によって結晶を析出させた結晶化ガラスおよび二酸化チタンからなる群から選択される1種または2種の混合物であることができる。
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(chamber liner)、シャワーヘッド(shower head)、CVD(Chemical Vapor Depositionition)用ボート(boat)、フォーカス環(focus ring)、ウォールライナ(wall liner)、シールド(shield)、コールドパッド(cold pad)、ソースヘッド(source head)、アウタライナ(outer liner)、デポジションシールド(deposition shiled)、アッパーライナー(upper liner)、排出プレート(exhaust plate)、エッジ環(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ができる。
本発明の一実施例は耐プラズマ性が向上した複合被膜粒子粒径を有する被膜の形成方法およびこれによる被膜を提供する。
本発明の一実施例は被膜形成工程中に相分離現象がなくて純度および結晶が素材本来の特性を有し、また表面粗さが高くて生体活性化度が高い複合被膜粒子粒径を有する被膜の形成方法およびこれによる被膜を提供する。
本発明の実施例は該当技術分野において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することができ、本発明の範囲が下記実施例に限定されるものではない。むしろ、これら実施例は本開示をより充実かつ完全になるようにし、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。
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群から選択される1種または2種の混合物であることができるが、本発明は移送ガスの種類に限定されるものではない。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によってその流量および圧力が調節されることができる。
図3に示されているように、粉末は第1粒径範囲および第1の最頻数を有することができる。より具体的に、粉末の第1粒径範囲はほぼ0.1μm乃至25μmであり、粉末の第1の最頻数はほぼ1μm乃至10μmである。
ここで、一例として、粉末の第1の最頻数が占める最大個数はほぼ5つ(または5%)より小さく、粉末の第2の最頻数が占める最大個数はほぼ0.5個(または0.5%)より小さいこともある。
さらに、前記においては1つの粒径範囲および1つの最頻数、または2つの粒径範囲および2つの最頻数を有する粉末を例として挙げたが、必要に応じて、3つ以上の粒径範囲および3つ以上の最頻数を有する粉末を本発明に用いることもできる。
また、図1および図2を参照して本発明に係る被膜形成方法について引き続き説明する。
さらに、第1粒子は第1グレーンと、第2粒子は第2グレーンと指称され、粉末はパウダーと指称することができるが、本発明はこのような用語に限定されるものではない。
さらに具体的に、図5に示されているように、第1粒子中、第1の最頻数の最大個数はほぼ300nmでほぼ40個であり、第2粒子中、第2の最頻数の最大個数はほぼ1100nmでほぼ10個であって、第1の最頻数の最大個数は第2の最頻数の最大個数に比べてほぼ4倍が多かった。しかし、本発明はこのような数値に限定されるものではない。また、第1粒子と第2粒子を区分する大きさはほぼ900nmであり、この時の個数はほぼ2つ乃至3つであった。言い換えれば、第1粒子と第2粒子を区分する粒径(大きさ)での個数(比率)は第2の最頻数の最大個数対比ほぼ20乃至30%程度である。
また、被膜120の厚さはほぼ1μm乃至100μmであることができる。被膜120の厚さがほぼ1μmより小さければ基材110が産業的に活用されにくく、被膜120の厚さがほぼ100μmより大きければ光透過率が顕著に小さくなることができる。
具体的に、脆性材料である第1、第2粒子121、122はイットリア(Y2O3)、YAG(Y3Al5O12)、希土類系(YおよびScを含んで原子番号57から71までの元素)酸化物、アルミナ(Al2O3)、バイオガラス、ケイ素(SiO2)、水酸化燐灰石(hydroxyapatite)、二酸化チタン(TiO2)およびその等価物からなる群から選択される1種または2種の混合物であることができるが、本発明はこのような材質に限定されるものではない。
図9aは従来技術に係るY2O3からなる被膜の表面電子顕微鏡写真を示した図であり、図9bは本発明に係るY2O3からなる複合被膜粒子粒径を有する被膜の電子顕微鏡写真を示した図である。
図12aに示されているように、複合粒子粒径を有するバイオセラミック被膜をインプラントフィクスチャーに形成する場合、一般にその色は黒い色に表れる。しかし、このような黒い色は患者および医師が忌避する色であり、そのために本発明では図12bに示されているように、白色のバイオセラミック被膜がインプラントフィクスチャーに形成されるようにした。
ここで、本発明に係るバイオセラミック被膜は基材としてインプラント用フィクスチャーを例に挙げたが、前記基材としては大部分の人体への挿入機構物が可能である。一例として、インプラント用フィクスチャーだけでなく、人工関節またはその等価物も可能である。
ここで、銅基材は、例えば、LED(Light Emitting Diode)用基板またはヒートシンク、車両のECU(Electronic Control Unit)用基板またはヒートシンク、車両の点火モジュール用基板またはヒートシンク、電力半導体モジュールの基板またはヒートシンク、電力コンバータの基板またはヒートシンク、または燃料電池用放熱基板であることができるが、本発明はこれらに限定されない。
図14に示されているように、絶縁被膜は銅基材上に半透明に形成され、また、絶縁被膜は銅基材から剥離されないことを確認した。
図16aおよび図16bに示されているように、基材は銅および/またはアルミニウムのような金属、またはセラミックスからなる基板301またはヒートシンク401であることができ、基材の表面に本発明に係る一定の厚さの絶縁被膜300を形成することができる。つまり、絶縁被膜300は基板301の表面に形成するか、またはヒートシンク401の表面に直接形成することができる。また、絶縁被膜300には多数の導電性パターン302を形成することができる。
Claims (20)
- 粉末供給部から粉末の第1粒径範囲を有する多数の粉末が供給され、移送ガスを利用して前記粉末を移送する段階と、
前記移送された粉末を工程チャンバー内の基材に100乃至500m/sの速度で衝突および破砕させて、被膜の第1粒径範囲を有する多数の第1粒子と、前記被膜の第1粒径範囲より大きい被膜の第2粒径範囲を有する多数の第2粒子とが混合された被膜を形成する段階とを含み、
前記第1粒子の被膜の第1粒径範囲は200nm乃至900nmであり、前記第2粒子の被膜の第2粒径範囲は900nm乃至10μmであることを特徴とする複合被膜粒子粒径を有する被膜の形成方法。 - 前記粉末の第1粒径範囲は0.1μm乃至50μmであることを特徴とする請求項1に記載の複合被膜粒子粒径を有する被膜の形成方法。
- 前記第1粒子の最大個数は前記被膜の第1粒径範囲のうち、250nm乃至350nmの間に存在し、
前記第2粒子の最大個数は前記被膜の第2粒径範囲のうち、1.0μm乃至1.2μmの間に存在することを特徴とする請求項1に記載の複合被膜粒子粒径を有する被膜の形成方法。 - 前記第1粒子の個数が前記第2粒子の個数より多いことを特徴とする請求項1に記載の複合被膜粒子粒径を有する被膜の形成方法。
- 前記被膜の気孔率は0.01%乃至1.0%であることを特徴とする請求項1に記載の複合被膜粒子粒径を有する被膜の形成方法。
- 前記第1粒子と前記第2粒子の断面積比率は9:1乃至5:5であることを特徴とする請求項1に記載の複合被膜粒子粒径を有する被膜の形成方法。
- 前記被膜を形成する段階で前記移送ガスまたは前記基材は0℃乃至1000℃の温度に維持されることを特徴とする請求項1に記載の複合被膜粒子粒径を有する被膜の形成方法。
- 前記粉末は脆性材料または軟性材料であることを特徴とする請求項1に記載の複合被膜粒子粒径を有する被膜の形成方法。
- 前記粉末はイットリウム系酸化物、Y2O3−Al2O3系化合物、AlN、Si3N4、TiN、B4C、ZrO2、Al2O3、Ca10(PO4)6(OH)2、バイオガラス、ガラスマトリックスの内部に熱処理によって結晶を析出させた結晶化ガラスおよび二酸化チタンからなる群から選択される1種または2種の混合物であることを特徴とする請求項1に記載の複合被膜粒子粒径を有する被膜の形成方法。
- 粉末粒径範囲が0.1μm乃至50μmの粉末を利用して形成した複合被膜粒子粒径を有する被膜において、
第1粒径範囲を有する多数の第1粒子と、
前記第1粒径範囲より大きい第2粒径範囲を有する多数の第2粒子とを含み、
前記第1粒子と第2粒子とが混合されたまま基材にコーティングされて被膜を形成し、
前記第1粒子の第1粒径範囲は200nm乃至900nmであり、
前記第2粒子の第2粒径範囲は900nm乃至10μmであることを特徴とする複合被膜粒子粒径を有する被膜。 - 前記第1粒子の最大個数は前記被膜の第1粒径範囲のうち、250nm乃至350nmの間に存在し、
前記第2粒子の最大個数は前記被膜の第2粒径範囲のうち、1.0μm乃至1.2μmの間に存在することを特徴とする請求項10に記載の複合被膜粒子粒径を有する被膜。 - 前記第1粒子の個数が前記第2粒子の個数より多いことを特徴とする請求項10に記載の複合被膜粒子粒径を有する被膜。
- 前記被膜の気孔率は0.01%乃至1.0%であることを特徴とする請求項10に記載の複合被膜粒子粒径を有する被膜。
- 前記第1粒子と前記第2粒子の断面積比率は9:1乃至5:5であることを特徴とする請求項10に記載の複合被膜粒子粒径を有する被膜。
- 前記第1、第2粒子は脆性材料または軟性材料であることを特徴とする請求項10に記載の複合被膜粒子粒径を有する被膜。
- 前記第1、第2粒子はイットリウム系酸化物、 Y2O3−Al2O3系化合物、AlN、Si3N4、TiN、B4C、ZrO2、Al2O3、Ca10(PO4)6(OH)2、バイオガラス、ガラスマトリックスの内部に熱処理によって結晶を析出させた結晶化ガラスおよび二酸化チタンからなる群から選択される1種または2種の混合物であることを特徴とする請求項10に記載の複合被膜粒子粒径を有する被膜。
- 前記基材はプラズマ環境に露出する部品、人体への挿入機構物、LED(Light Emitting Diode)用基板またはヒートシンク、車両のECU(Electronic Control Unit)用基板またはヒートシンク、車両の点火モジュール用基板またはヒートシンク、電力半導体モジュールの基板またはヒートシンク、電力コンバータの基板またはヒートシンク、または燃料電池用放熱基板であることを特徴とする請求項10に記載の複合被膜粒子粒径を有する被膜。
- 前記部品は半導体またはディスプレイ製造用の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17に記載の複合被膜粒子粒径を有する被膜。
- 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(chamber liner)、シャワーヘッド(shower head)、CVD(Chemical Vapor Depositionition)用ボート(boat)、フォーカス環(focus ring)、ウォールライナ(wall liner)、シールド(shield)、コールドパッド(cold pad)、ソースヘッド(source head)、アウタライナ(outer liner)、デポジションシールド(deposition shiled)、アッパーライナー(upper liner)、排出プレート(exhaust plate)、エッジ環(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18に記載の複合被膜粒子粒径を有する被膜。
- 前記人体への挿入機構物はインプラント用フィクスチャーまたは人工関節であることを特徴とする請求項17に記載の複合被膜粒子粒径を有する被膜。
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