진공증착

본문내용

과 같이 등가막은 2종류의 안정한 증착물질이 종의 굴절률을 갖은 막을 근사하게 만들 수 있다. 굴절률의 다른 기판에 대하여 유효한 낮은 반사광대역의 반사방지막을 설계할 수 있다. 그러나 그 반면에 전체의 층수가 증가하고, 막두께도 λ/4의 배수가 되지 않지 때문에 제작이 어렵게 된다.
3. 실험방법
1주차(단층 무반사박막)
1주차에는 다음과 같은 증착기를 이용하여 MgF단층 박막 증착을 한다. 실험시 모든 장비를 만질 때는 위생 비닐장갑을 끼고 만져야 한다.
1. 증착실 컴퓨터에 있는 박막 설계 프로그램인 Essential Macleod을 이용하여 무반사 박막계를 설계한다.
기준파장 : 450nm
Mg F 단층 박막
2. 작동 전 Air 압력(5㎏/㎤) 및 냉각수 상태를 확인하고 냉각수 밸브를 열었다.
3. 증착기의 챔버 내의 압력상태 확인 후 (Vent Valve Open) 승강장치를 열고 챔버내부를 깨끗하게 청소하고 오염방지를 위하여 알루미늄 호일로 내부를 감쌌다.
4. 막두께를 측정하는 Quartz(수정) X-TAL의 상태를 확인한다.
5. 유리 기판을 깨끗이 닦은 후 증착기 내부에 장착하고 증착 물질인 MgF를 보트 위에 적당 향 올려놓고 챔버의 승강장치를 내린다.
6. Vent Valve와 Main Valve를 Off한 후 rough ＆ f-line Valve를 On 위치에 놓고 Rotary Pump On 버튼을 눌렀다.
7. MgF의 증착 조건 중 기판온도가 300C 이므로 Sub-hater On 버튼을 누르고 챔버 내부의 온도를 300C로 맞추었다.
8. Geissler관 전원 스위치를 눌러 방전광의 색을 확인하면서 색이 무색이 되면 Diffusion Pump On 버튼을 눌러 오일이 가열될 때까지(10~20분가량) 기다린다.
9. 오일이 가열되면 rough ＆ f-line Valve의 위치를 Reset 위치로 하여 Diffusion Pump내부의 압력을 챔버 내부의 압력과 똑같이 한다.(압력이 같아지기 전에 Main Valve를 Open하면 오일의 역류현상이 생길 수 있음)
10.Geissler관 전원 스위치를 눌러 방전광의 색을 확인하면서 색이 무색이 되면 MainValve를 Open 위치로 돌린다.
11.Geissler관 전원 스위치를 눌러 방전광의 색을 확인하면서 색이 무색이 되면 증착을 위한 진공도가 된 것이다
Geissler관의 경우 10~10 Torr 까지 측정을 할 수가 있다. 우리가 사용한 증착기에는 Ion Gauge(10~10 Torr)가 있으나 고장으로 작동이 되지 않아 Geissler관으로만 측정을 해야만 한다. 따라서 무색이 된 후에도 한참이 지나야 증착을 할 수 있는 진공 조건이 된다.
12.진공도가 증착조건(10~10)이 되면 Evaporation Control 눈금을 서서히 증가시킨다.
13.증발이 시작되면 Shutter Open 스위치를 누르고 크리스털에 쌓이는 두께를 보면서 Shutter를 열어 증착을 시작한다.
14.기준파장의 1/4 두께로 쌓이면 shutter 스위치를 눌러 Shutter를 닫고 Evaporati
on Control 눈금을 0으로 내리고 모든 스위치를 Off한다.
15.어느 정도의 시간이 지난 후 Vent Valve를 열고 챔버 내에 공기가 들어가도록 한다. 챔버내의 압력이 대기압과 같아지면 챔버를 개봉하고 보호 장갑을 끼고 조심해서 기판을 꺼낸다.
16.기판의 투과율을 측정하여 박막 설계프로그램이 Essential Macleod를 이용하여 설계한 수치와 비교한다.
2주차 (다층 고반사 박막계)
1. 증착실 컴퓨터에 있는 박막 설계프로그램인 Essential Macleod를 이용하여 다층 고반사 박막계를 설계한다.
2. 작동 전 Air 압력(5㎏/㎤) 및 냉각수 상태를 확인하고 냉각수 밸브를 열었다.
3. 증착기의 챔버 내의 압력상태 확인 후(Vent Valve를 Open) 챔버를 열고 챔버내부를 깨끗하게 청소하고 오염방지를 위하여 알루미늄 호일로 내부를 감쌌다.
4. 막두께를 측정하는 Quartz(수정) X-TAL의 상태를 확인한다.
5. 유리 기판을 깨끗이 닦은 후 증착기 내부에 장착하고 증착 물질인 MgF와 ZnS를 도가니 위에 적당량을 올려놓고 챔버를 닫는다.
6. Vent Valve와 Main Valve를 Off한 후 rough ＆ f-line Valve를 On 위치를 놓고 Rotary Pump On 버튼을 눌렀다.
7. MgF의 증착 조건 중 기관온도가 300C 이므로 Sub-hater On 위치에 놓고 챔버 내부의 온도 조건 중 기파온도가 300C로 맞추었다.
8. 진공도를 확인하고 Diffusion Pump On 버튼을 눌러 오일이 가열될 때까지 (10~20분가량)기다린다.
9. 오일이 가열되면 rough ＆ f-line Valve의 위치를 Reset 위치로 하여 Diffusion Pump 내부의 압력을 챔버 내부의 압력과 똑같이 한다.(압력이 같아지기 전에 Main Valve를 Open 하면 오일의 역류현상이 생길 수 있음)
10. Main Valve를 Open 위치를 돌린다.
11. 진공도가 증착조건(10~10)이 되면 Evaporation Control눈금을 서서히 증가 시키고 E-빔이 정확한 위치로 가도록 잘 조절한다.
12. 증발이 시작되면 Shutter Open 스위치를 누르고 크리스털에 쌓이는 두께가 표시되는 크리스털 헬스 창을 보면서 Shutter를 열어 ZnS 증착을 시작한다.
13. 기준파장의 1/4 두께로 쌓이면 Shutter 스위치를 눌러 Shutter를 닫고 레버를 돌려 도가니를 교체(MgF)한 후 다시 Shutter를 열고 방법 13을 반복한다.
14. 위와 같은 방법으로 HLHLHL의 5층 박막을 증착한다.
15. 셔터를 닫고 모든 스위치를 Off한다.
16. 어느 정도의 시간이 지난 후 Vent Valve를 열고 챔버 내에 공기가 들어가도록 한다. 챔버내의 압력이 대기압과 같아지면 챔버를 개봉하고 보호 장갑을 끼고 조심해서 기판을 꺼낸다.
17. 기판의 투과율을 측정하여 박막 설계프로그램인 Essential Macleod를 이용하여 설계한 수치와 비교한다.

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진공증착,   현대광학,   실험,   증착