KR102171476B1 - Multilayer system of initiated chemical vapor deposition using initiators and the method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 개시제를 이용한 화학 기상 증착(Initiated Chemical Vapor Deposition, iCVD)의 다층 시스템은 내부에 기판을 수용할 수 있는 복수의 챔버; 상기 복수의 챔버 각각에 단량체를 주입하는 복수의 단량체 주입부; 상기 복수의 챔버 각각에 개시제를 주입하는 복수의 개시제 주입부; 상기 단량체 및 상기 개시제를 이용하여 상기 기판에 박막을 형성하기 위해 상기 복수 개의 챔버 각각의 온도를 조절하는 복수의 온도 조절부를 포함할 수 있다.The multilayer system of Initiated Chemical Vapor Deposition (iCVD) using an initiator according to the present invention includes a plurality of chambers capable of accommodating a substrate therein; A plurality of monomer injection units for injecting a monomer into each of the plurality of chambers; A plurality of initiator injection units for injecting an initiator into each of the plurality of chambers; It may include a plurality of temperature control units for controlling the temperature of each of the plurality of chambers to form a thin film on the substrate using the monomer and the initiator.

Description

개시제를 이용한 화학 기상 증착의 다층 시스템 및 방법{MULTILAYER SYSTEM OF INITIATED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION USING INITIATORS AND THE METHOD THEREOF}A multilayer system and method of chemical vapor deposition using an initiator {MULTILAYER SYSTEM OF INITIATED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION USING INITIATORS AND THE METHOD THEREOF}

본 발명은 개시제를 이용한 화학 기상 증착(Initiated Chemical Vapor Deposition, iCVD) 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 멀티 챔버를 구비하여 여러 종류 또는 여러 개의 박막을 동시에 증착할 수 있는 개시제를 이용한 화학 기상 증착의 다층 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a chemical vapor deposition (iCVD) system and method using an initiator, and in more detail, a chemical vapor deposition using an initiator capable of simultaneously depositing several types or several thin films with a multi-chamber. It relates to a multi-layer system and method of deposition.

최근 차세대 디스플레이로 각광받고 있는 유기 전계 발광 소자(Organic Light Emitting Diode: OLED) 뿐만 아니라 플렉서블 디스플레이에서는 다양한 고분자 박막이 그 제조공정에서 증착되어 사용된다. 특히, OLED를 포함하여 유기물을 사용하는 소자는 대기 중 기체들, 특히 수분 또는 산소에 매우 취약하고, 열에 대해서도 내구성이 약하여 철저한 봉지 공정이 요구된다. 적절한 봉지 공정이 수반되지 않는 경우, 소자 수명이 급격하게 저하되고, 소자 내 흑점(dark spot)이 형성되어 제품의 결함으로 이어질 수 있다. 반대로 소자 제작 과정에서 적절한 봉지 공정을 적용할 수 있다면, 소자의 신뢰성을 확보할 수 있고 고품질 소자 생산이 가능해 질 수 있다.In addition to organic light emitting diodes (OLEDs), which are recently in the spotlight as next-generation displays, various polymer thin films are deposited and used in the manufacturing process in flexible displays. In particular, devices using organic materials, including OLEDs, are very vulnerable to atmospheric gases, particularly moisture or oxygen, and are poorly durable against heat, so a thorough sealing process is required. If an appropriate encapsulation process is not followed, the life of the device is drastically reduced, and dark spots are formed in the device, which may lead to product defects. Conversely, if an appropriate encapsulation process can be applied in the device manufacturing process, the reliability of the device can be secured and high-quality device production can be made possible.

통상적으로 이러한 봉지 과정으로서 크게 두 종류의 방식이 사용되고 있다. 첫째는 유리나 금속의 덮개 내에 흡습제(getter)를 부착한 후, 이를 낮은 투수성을 갖는 접착제를 이용하여 소자에 부착하는 덮개 방식이 그것이다. 다른 하나는 여러 종류의 막을 적층하여 이를 OLED 소자에 부착하거나, OLED 소자 위에 직접 막을 증착하는 박막 방식이 있다.Typically, two types of methods are used as such a sealing process. The first is a cover method in which a getter is attached to a cover made of glass or metal and then attached to the device using an adhesive having low water permeability. The other is a thin film method in which several types of films are stacked and attached to the OLED device, or a film is deposited directly on the OLED device.

이 중 박막 방식에서 사용되는 막은 우수한 산소 차단 및 수증기 차단 특성을 갖는 물질(SiOx, SiNx, SiOxNy 및AlxOy)들이 주로 사용되고, 증착을 위하여 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition; CVD) 방법, 플라즈마 촉진 화학증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD) 방법 또는 원자층 증착(Atom Layer deposition; ALD) 방법을 이용한다.Among them, the films used in the thin film method are mainly materials (SiO x , SiN x , SiO x N y and Al x O y ) having excellent oxygen blocking and water vapor blocking properties, and chemical vapor deposition (Chemical Vapor Deposition; CVD) method, plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method, or atomic layer deposition (ALD) method is used.

최근 화학 기상 증착 방법 중 하나인 개시제를 이용한 화학 기상 증착 방법(initiated chemical vapor deposition; iCVD)이 각광받고 있다. iCVD 공정은 이미 액상 공정에서 잘 알려져 있는 자유 라디칼(free radical)을 이용한 연쇄 중합 반응을 이용한다. iCVD 공정은 개시제와 단량체를 기화시켜 기상에서 고분자 반응이 이루어지게 함으로써 고분자 박막을 기판의 표면에 증착하는 공정이다. 개시제와 단량체는 단순히 혼합을 했을 때에는 중합 반응이 일어나지 않으나, 기상 반응기 내에 위치한 고온의 필라멘트에 의해 개시제가 분해되어 라디칼이 생성되면 이에 의해 단량체가 활성화되어 연쇄 중합 반응이 이루어진다.Recently, an initiated chemical vapor deposition (iCVD) method using an initiator, which is one of the chemical vapor deposition methods, is in the spotlight. The iCVD process uses a chain polymerization reaction using free radicals, which is already well known in liquid phase processes. The iCVD process is a process in which a polymer thin film is deposited on the surface of a substrate by vaporizing an initiator and a monomer to cause a polymer reaction in a gas phase. When the initiator and the monomer are simply mixed, the polymerization reaction does not occur. However, when the initiator is decomposed by a hot filament located in the gas phase reactor to generate a radical, the monomer is activated thereby to perform a chain polymerization reaction.

개시제를 이용한 화학 기상 증착 방법(iCVD)은 유기 용매가 기타 첨가물 없이 단량체와 라디칼만을 이용하여 반응을 일으키기 때문에 기존 화학 기상 증착 방법보다 높은 순도의 박막을 생성할 수 있다.In the chemical vapor deposition method (iCVD) using an initiator, since the organic solvent reacts using only monomers and radicals without other additives, a thin film having a higher purity than the conventional chemical vapor deposition method can be produced.

그러나, iCVD 공정이 진공 장비를 사용하기 때문에 초기 시설 비용이 높고 궁극적으로 초대형 기판을 사용하는 데에 제약이 있다. 또한, 실제적으로 반응기 내에 형성되는 박막은 기판 상에서 항상 균일한 두께를 갖는 갖는 것은 아니다. 기판의 중앙 부분에는 상대적으로 균일한 두께의 박막이 형성되나, 외곽 부분에는 중앙 부분과 상이한 두께의 박막이 형성되는 문제점이 있다.However, since the iCVD process uses vacuum equipment, the initial facility cost is high and ultimately there is a limitation in using a very large substrate. In addition, the thin film actually formed in the reactor does not always have a uniform thickness on the substrate. A thin film having a relatively uniform thickness is formed in the central portion of the substrate, but there is a problem that a thin film having a thickness different from that of the central portion is formed in the outer portion.

본 발명에 따른 일 실시예는 수직으로 적층된 멀티 챔버를 사용함으로써, 단층 챔버에 비하여 제한된 면적에서 iCVD 공정을 진행할 때 더 많은 기판에 박막을 증착시킬 수 있는 개시제를 이용한 화학 기상 증착의 다층 시스템 및 방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, a multi-layer system of chemical vapor deposition using an initiator capable of depositing a thin film on more substrates when performing an iCVD process in a limited area compared to a single-layer chamber by using vertically stacked multi-chambers, and Provides a way.

본 발명에 따른 일 실시예는 수직으로 적층된 멀티 챔버를 사용함으로써, 단층 챔버에 비하여 제한된 시간 내에 다양한 종류의 박막을 증착시킬 수 있는 개시제를 이용한 화학 기상 증착의 다층 시스템 및 방법을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a multi-layer system and method of chemical vapor deposition using an initiator capable of depositing various types of thin films within a limited time compared to a single-layer chamber by using vertically stacked multi-chambers.

본 발명에 따른 다층 iCVD 시스템은 내부에 기판을 수용할 수 있는 복수의 챔버; 상기 복수의 챔버 각각에 단량체를 주입하는 복수의 단량체 주입부; 상기 복수의 챔버 각각에 개시제를 주입하는 복수의 개시제 주입부; 상기 단량체 및 상기 개시제를 이용하여 상기 기판에 박막을 형성하기 위해 상기 복수 개의 챔버 각각의 온도를 조절하는 복수의 온도 조절부를 포함한다.The multi-layer iCVD system according to the present invention includes a plurality of chambers capable of accommodating a substrate therein; A plurality of monomer injection units for injecting a monomer into each of the plurality of chambers; A plurality of initiator injection units for injecting an initiator into each of the plurality of chambers; And a plurality of temperature controllers configured to control temperatures of each of the plurality of chambers to form a thin film on the substrate using the monomer and the initiator.

상기 복수의 온도 조절부는 자유 라디칼(free radical)을 형성하기 위하여 상기 개시제를 열분해하는 가열부; 및 상기 자유 라디칼과 상기 단량체를 상기 기판에 흡착시키기 위해 상기 복수의 챔버 각각의 적어도 일부분의 온도를 낮추는 냉각부를 포함할 수 있다.The plurality of temperature control units may include a heating unit that thermally decomposes the initiator to form free radicals; And a cooling unit for lowering a temperature of at least a portion of each of the plurality of chambers to adsorb the free radicals and the monomers to the substrate.

나아가, 상기 복수의 단량체 주입부는 상기 복수의 챔버 각각에 수용된 기판마다 서로 다른 박막이 형성되도록 하기 위하여 상기 복수의 챔버 각각에 서로 다른 단량체를 주입할 수 있다.Further, the plurality of monomer injection units may inject different monomers into each of the plurality of chambers so that different thin films are formed for each substrate accommodated in each of the plurality of chambers.

더 나아가, 상기 가열부는 상기 복수의 챔버 각각에 서로 다른 단량체가 주입되는 경우, 상기 서로 다른 단량체 각각이 상기 개시제와 함께 열분해되지 않도록 서로 다른 온도로 상기 개시제를 열분해할 수 있다.Furthermore, when different monomers are injected into each of the plurality of chambers, the heating unit may thermally decompose the initiator at different temperatures so that each of the different monomers is not thermally decomposed together with the initiator.

본 발명에 따른 다층 iCVD 방법은 복수의 챔버 각각에 기판을 삽입하는 단계; 상기 복수의 챔버 각각에 개시제를 주입하는 단계; 상기 복수의 챔버 각각에 단량체를 주입하는 단계; 자유 라디칼을 형성하기 위하여 가열하는 단계; 및 상기 자유 라디칼과 상기 단량체를 상기 기판 상에 흡착시켜 박막을 형성하기 위하여 냉각하는 단계를 포함한다.The multilayer iCVD method according to the present invention includes the steps of inserting a substrate into each of a plurality of chambers; Injecting an initiator into each of the plurality of chambers; Injecting a monomer into each of the plurality of chambers; Heating to form free radicals; And cooling the free radical and the monomer to form a thin film by adsorbing the free radical on the substrate.

상기 단량체를 주입하는 단계는 상기 복수의 챔버 각각에 서로 다른 단량체를 주입하는 단계를 포함할 수 있다.Injecting the monomers may include injecting different monomers into each of the plurality of chambers.

나아가, 상기 가열하는 단계는 상기 서로 다른 단량체 각각이 상기 개시제와 함께 열분해되지 않도록 상기 복수의 챔버마다 서로 다른 온도로 가열하는 단계를 포함할 수 있다.Further, the heating may include heating at different temperatures for each of the plurality of chambers so that each of the different monomers is not pyrolyzed together with the initiator.

개시제를 이용한 화학 기상 증착의 다층 시스템 및 방법은 수직으로 적층된 멀티 챔버를 사용함으로써, 단층 챔버에 비하여 제한된 면적에서 iCVD 공정을 진행할 때 더 많은 기판에 박막을 증착시킬 수 있다.The multi-layer system and method of chemical vapor deposition using an initiator uses vertically stacked multi-chambers, so that a thin film can be deposited on more substrates when an iCVD process is performed in a limited area compared to a single-layer chamber.

개시제를 이용한 화학 기상 증착의 다층 시스템 및 방법은 수직으로 적층된 멀티 챔버를 사용함으로써, 단층 챔버에 비하여 제한된 시간 내에 다양한 종류의 박막을 증착시킬 수 있다.The multi-layer system and method of chemical vapor deposition using an initiator can deposit various types of thin films within a limited time compared to a single-layer chamber by using a vertically stacked multi-chamber.

도 1은 개시제를 이용한 화학 기상 증착(initiated Chemical Vapor Deposition; iCVD)을 설명하기 위한 도면이다.
도 2은 단층 iCVD 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 다층 iCVD 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 다층 iCVD 시스템을 설명하기 위한 3차원 도면이다.
도 5는 다층 iCVD 방법의 흐름도이다.1 is a diagram for explaining an initiated Chemical Vapor Deposition (iCVD) using an initiator.
2 is a diagram for explaining a single-layer iCVD system.
3 is a diagram for explaining a multilayer iCVD system.
4 is a three-dimensional diagram for explaining a multilayer iCVD system.
5 is a flow chart of a multilayer iCVD method.

이하, 본 발명의 여러가지 실시예 중 특정 실시예를 첨부된 도면에 도시하여 상세하게 설명한다. 그러나 이러한 특정 실시예가 본 발명을 제한하거나 한정하는 것은 아니다. 도면의 부호에 관계없이 동일한 참조 번호는 동일한 구성요소를 나타내며, 중복되는 설명은 생략한다.Hereinafter, specific embodiments of the various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, these specific embodiments do not limit or limit the present invention. Regardless of the reference numerals in the drawings, the same reference numerals denote the same components, and redundant descriptions are omitted.

본 발명의 개시제를 이용한 화학 기상 증착 방법은 화학 기상 증착 방법(Chemical Vapor Deposition; CVD)을 변형 및 응용하여 유기 고분자 박막의 제조에 적용할 수 있도록 고안한 방법이다.The chemical vapor deposition method using the initiator of the present invention is a method designed to be applied to the manufacture of an organic polymer thin film by modifying and applying a chemical vapor deposition method (Chemical Vapor Deposition; CVD).

박막 증착 공정은 크게 물리적 증착(physical vapor deposition, PVD) 공정과 화학 기상 증착(chemical vapor deposition; CVD) 공정으로 구분된다.The thin film deposition process is largely divided into a physical vapor deposition (PVD) process and a chemical vapor deposition (CVD) process.

PVD 공정은 화학 반응을 수반하지 않는 증착 기술로서 주로 금속 박막 증착에 사용되며, 이에는 진공 증착 방법(vacuum evaporation)과 스퍼터링 방법(sputtering) 등이 있다. 반면 CVD 공정은 화학 반응을 수반하는 증착 기술로서 반응을 유도하기 위해 용매가 필요하며 극한(harsh) 조건 하에서 수행되어야 하므로 무기물의 증착에 이용되어 왔다.The PVD process is a deposition technique that does not involve a chemical reaction and is mainly used for deposition of a metal thin film, and includes vacuum evaporation and sputtering. On the other hand, the CVD process is a deposition technique involving a chemical reaction, and since it requires a solvent to induce the reaction and must be carried out under harsh conditions, it has been used for deposition of inorganic materials.

CVD 공정들은 모두 반응기 내에서 매우 복잡한 과정을 통해 진행되고, 반응기 내 유체 흐름, 물질 전달 등이 복합적으로 작용하여 증착되는 박막의 특성을 결정한다. 따라서 공급되는 물질의 화학적 반응 특성 및 반응기의 구조도 박막 형성에 중요한 변수로 작용할 수 있다. 본 발명은 이러한 복잡한 공정을 이용하지 않고, 적절한 단량체의 종류 및 조건을 결정함으로써 유기 고분자 박막의 증착을 가능하게 하였다.All of the CVD processes are carried out through a very complex process within the reactor, and the fluid flow and mass transfer in the reactor are combined to determine the properties of the deposited thin film. Therefore, the chemical reaction characteristics of the supplied material and the structure of the reactor can also act as important variables for thin film formation. The present invention makes it possible to deposit an organic polymer thin film by determining an appropriate type and condition of a monomer without using such a complicated process.

본 발명의 발명은 기상 증착 공정인 바, 용매, 특히 유기 용매를 사용하지 않고 기상 조건에서 단량체와 개시제로 목적하는 고분자 박막을 증착시킬 수 있으므로 하부에 기판을 포함하더라도 용매로 인한 기판의 손상 우려를 배제할 수 있다.In the present invention, since the present invention is a vapor deposition process, a target polymer thin film can be deposited as a monomer and an initiator in a vapor phase condition without using a solvent, especially an organic solvent. Can be excluded.

도 1은 개시제를 이용한 화학 기상 증착(initiated Chemical Vapor Deposition; iCVD)을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining an initiated Chemical Vapor Deposition (iCVD) using an initiator.

I는 개시제(initiator), M은 단량체(monomer), R은 자유 라디칼(free radical)을 의미하며, P는 자유 라디칼에 의해 단량체의 중합이 일어났음을 의미한다. 개시제의 열분해에 의해 자유 라디칼이 형성되면 자유 라디칼이 단량체를 활성화시켜 이후 주변 단량체들의 중합을 유도하게 되고, 이 반응이 계속되어 유기 고분자 박막을 형성하게 된다.I refers to an initiator, M refers to a monomer, R refers to a free radical, and P refers to polymerization of the monomer by a free radical. When free radicals are formed by thermal decomposition of the initiator, the free radicals activate the monomers to induce polymerization of the surrounding monomers, and this reaction continues to form an organic polymer thin film.

개시제를 자유 라디칼화 하는 반응에 사용되는 온도는 기상 반응기 필라멘트로부터 가해진 열만으로 충분하다. 따라서, 본 발명의 실시예들에서 사용되는 공정들은 낮은 전력으로도 충분히 수행될 수 있다. 아울러 기상 반응기의 반응 압력은 50 내지 2000 mTorr 범위인 바, 엄격한 고진공 조건이 필요하지 않고, 따라서 고진공 펌프가 아닌 단순 로터리 펌프만으로도 공정을 수행할 수 있다.The temperature used for the reaction to free radicalize the initiator is sufficient only by the heat applied from the gas phase reactor filaments. Therefore, the processes used in the embodiments of the present invention can be sufficiently performed even with low power. In addition, since the reaction pressure of the gas phase reactor is in the range of 50 to 2000 mTorr, strict high vacuum conditions are not required, and thus the process can be performed only with a simple rotary pump instead of a high vacuum pump.

공정을 통해 얻은 고분자 박막의 물성은 개시제를 포함하는 화학 기상 증착법(iCVD)의 공정 변수를 제어함으로써 쉽게 조절할 수 있다. 즉, 공정 압력, 시간, 온도, 개시제 및 단량체의 유량, 필라멘트 온도 및 기판 온도 등을 목적하는 바에 따라 당업자가 조절함으로써 고분자 박막의 분자량, 목적하는 박막의 두께, 조성, 증착 속도 등과 같은 물성 조절이 가능하다.The physical properties of the polymer thin film obtained through the process can be easily controlled by controlling the process parameters of the chemical vapor deposition method (iCVD) including an initiator. That is, by controlling the process pressure, time, temperature, flow rate of initiator and monomer, filament temperature, and substrate temperature according to the purpose, the person skilled in the art can control physical properties such as the molecular weight of the polymer thin film, the desired thickness, composition, and deposition rate. It is possible.

본 발명의 '개시제'는 반응기에서 열의 공급에 의해 분해되어 자유 라디칼(free radical)을 형성하는 물질로서 단량체를 활성화시킬 수 있는 물질이면 특별히 한정되지 않는다. 바람직하게 개시제는 과산화물일 수 있으며, 예로써 개시제는 TBPO(tert­butyl peroxide, 터트­부틸 페록사이드)일 수 있다. TBPO는 약 110℃의 끓는점을 갖는 휘발성 물질로서 150℃ 전후에서 열분해를 하는 물질이다. 한편 개시제 부가량은 통상의 중합 반응에 필요한 양으로 당업계에 공지되어 있는 양을 첨가할 수 있으며, 예를 들어 0.5 내지 5mol%로 첨가될 수 있으나, 상기 범위에 한정되지 않고 상기 범위보다 많거나 적을 수 있다.The'initiator' of the present invention is not particularly limited as long as it is a material capable of activating a monomer as a material that is decomposed by the supply of heat in a reactor to form free radicals. Preferably, the initiator may be a peroxide, for example, the initiator may be TBPO (tertbutyl peroxide, tertbutyl peroxide). TBPO is a volatile material having a boiling point of about 110°C, which undergoes thermal decomposition around 150°C. On the other hand, the initiator addition amount may be added in an amount known in the art as an amount required for a conventional polymerization reaction, and for example, it may be added in 0.5 to 5 mol%, but is not limited to the above range and is greater than or Can be less.

본 발명의 '단량체'는 화학 기상 증착법에서 휘발성을 가지며, 개시제에 의해 활성화 될 수 있는 물질이다. 감압 및 승온 상태에서 기화될 수 있으며, 본 발명의 단량체는 글리시딜 메타크릴레이트(glycidylmethacrylate, GMA)일 수 있다.The'monomer' of the present invention is a material that has volatility in a chemical vapor deposition method and can be activated by an initiator. It may be vaporized under reduced pressure and elevated temperature, and the monomer of the present invention may be glycidylmethacrylate (GMA).

일 예로, 본 발명의 반응기 내 고온 필라멘트를 150℃ 내지 250℃로 유지하면 기상 반응을 유도할 수 있는데, 상기 필라멘트의 온도는 TBPO 열분해에 있어서는 충분히 높은 온도이나, 다른 단량체를 포함한 대부분 유기물은 열분해 되지 않는 온도로서, 다양한 종류의 단량체들이 화학적 손상 없이 고분자 박막으로 전환될 수 있으며, 본 발명의 일시예에 따른 고분자 박막은 폴리글리시딜메타크릴레이트(poly glycidylmethacrylate, PGMA)일 수 있다.For example, if the high-temperature filament in the reactor of the present invention is maintained at 150°C to 250°C, a gas phase reaction can be induced.The temperature of the filament is sufficiently high for TBPO pyrolysis, but most organic substances including other monomers are not pyrolyzed At a temperature that is not, various types of monomers can be converted into a polymer thin film without chemical damage, and the polymer thin film according to an embodiment of the present invention may be poly glycidylmethacrylate (PGMA).

도 2은 단층 iCVD 시스템을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining a single-layer iCVD system.

도 2를 참조할 때, 단층 iCVD 시스템(200)은 챔버(280), 개시제 주입부(291), 단량체 주입부(292), 기판(260), 가열부(250), 냉각부(270)를 포함한다.2, the single-layer iCVD system 200 includes a chamber 280, an initiator injection unit 291, a monomer injection unit 292, a substrate 260, a heating unit 250, and a cooling unit 270. Include.

챔버(280)는 개시제가 열분해하고, 단량체가 중합 반응을 하여 기판 상에 박막이 형성되는 공간이다. 기판(260)은 유연성 기판(Flexible substrate), 유리 기판(glass substrate) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 유연성 기판은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate), PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에틸렌설폰(polyethylenesulfon, PES) 등을 포함할 수 있다.The chamber 280 is a space in which an initiator thermally decomposes and a monomer undergoes a polymerization reaction to form a thin film on the substrate. The substrate 260 may include a flexible substrate, a glass substrate, or the like. Here, the flexible substrate may include polyethyleneterephthalate (PET), poly(methyl methacrylate, PMMA), polycarbonate (PC), polyethylene sulfon (PES), etc. .

기판(260)은 유기 전계 소자를 포함할 수 있다. 유기 전계 소자는 당해 분야에서 통상적인 유기물로 구성된 소자, 예를 들어 유기 전계 발광 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED), 유기 태양 전지(Organic Photovoltaic Cells, PPVs), 유기 박막 트랜지스터(Organic Thin Film Transistors, OTFTs) 등이 될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.The substrate 260 may include an organic electric field device. The organic electric field device is a device composed of an organic material conventional in the art, for example, an organic light emitting diode (OLED), an organic photovoltaic cell (PPVs), an organic thin film transistor (Organic Thin Film Transistors, OTFTs), but is not limited thereto.

개시제 주입부(291)는 챔버 내에 개시제(211)를 주입한다. 개시제란 본 발명의 공정에서 단량체들이 고분자를 형성할 수 있도록 첫 반응의 활성화를 유도하는 물질이다. 개시제는 단량체가 열분해되는 온도보다 낮은 온도에서 열분해 되어 자유 라디칼을 형성할 수 있는 물질일 수 있다. 개시제(211)는 챔버 내에 주입되고, 가열부(250)에 의해 열분해되어 자유 라디칼(220)을 형성한다. 다음 표 1은 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 개시제들의 일 예를 나타낸다.The initiator injection unit 291 injects the initiator 211 into the chamber. The initiator is a substance that induces activation of the first reaction so that monomers can form a polymer in the process of the present invention. The initiator may be a material capable of forming free radicals by thermal decomposition at a temperature lower than the temperature at which the monomers are thermally decomposed. The initiator 211 is injected into the chamber and thermally decomposed by the heating unit 250 to form free radicals 220. Table 1 below shows an example of initiators that can be used in embodiments of the present invention.

[표 1] [Table 1]

Figure 112018013564248-pat00001
Figure 112018013564248-pat00001

표 1를 참조하면, 개시제는 과산화물일 수 있으며, 터트­부틸 페록사이드(tert­butylperoxide; TBPO) 또는 벤조페논(Benzophenone) 등일 수 있으나, 상기 예에 의해 본 발명의 방법에서 사용될 수 있는 개시제의 종류가 제한되는 것은 아니다. 상기 단량체와 상기 개시제는 당업자의 선택에서 따라 반응기 내 순차적으로 도포될 수 있고, 동시에 도포될 수도 있다.Referring to Table 1, the initiator may be a peroxide, tertbutylperoxide (TBPO) or benzophenone (Benzophenone), but the type of initiator that can be used in the method of the present invention is limited by the above example. It is not. The monomer and the initiator may be sequentially applied in the reactor according to the choice of a person skilled in the art, or may be applied simultaneously.

여기서, 터트­부틸 페록사이드는 약 110℃의 끓는점을 갖는 휘발성 물질로서 150℃ 전후에서 열분해를 하는 물질이다. 한편 개시제의 부가량은 통상의 중합 반응에 필요한 양으로 당업계에 공지되어 있는 양을 첨가할 수 있으며, 예를 들어 0.5 내지 5mol%로 첨가될 수 있으나, 상기 범위에 한정되지 않고 상기 범위보다 많거나 적을 수 있다.Here, tertbutyl peroxide is a volatile material having a boiling point of about 110°C, which undergoes thermal decomposition around 150°C. On the other hand, the addition amount of the initiator may be added in an amount known in the art as an amount necessary for a conventional polymerization reaction, and for example, it may be added in 0.5 to 5 mol%, but is not limited to the above range and is more than the above range. It can be less or less.

단량체 주입부(292)는 챔버 내에 단량체(230)를 주입한다. 단량체란 기판(260) 상에 박막을 형성을 위하여 사용될 수 있는 단위체를 의미한다. 단량체는 개시제(211)가 열분해되어 형성된 자유 라디칼(220)과 반응하여 폴리머(240), 즉 박막을 형성한다. 단량체의 예로서, PMA(propargyl methacrylate), GMA(glycidyl methacrylate), PFM(pentafluorophenylmethacrylate), FMA(furfuryl methacrylate), HEMA(hydroxyethyl methacrylate), VP(vinyl pyrrolidone), DMAMS(dimethylaminomethyl styrene), CHMA(cyclohexyl methacrylate), PFA(perfluorodecyl acrylate), V3D3(trivinyltrimethyl cyclotrisiloxane), AS(4­aminostyrene), NIPAAm(N­isopropylacrylaminde), MA­alt­St(maleic anhydride­alt­styrene), MAA­co­EA(methacrylic acid­co­ethyl acrylate), EGDMA(ethyleneglycoldimethacrylate), DVB(divinylbenzene), DEGDVE(di(ethyleneglycol)di(vinyl ether)) 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.The monomer injection unit 292 injects the monomer 230 into the chamber. The monomer refers to a unit that can be used to form a thin film on the substrate 260. The monomer reacts with the free radical 220 formed by thermal decomposition of the initiator 211 to form a polymer 240, that is, a thin film. As an example of a monomer, PMA (propargyl methacrylate), GMA (glycidyl methacrylate), PFM (pentafluorophenylmethacrylate), FMA (furfuryl methacrylate), HEMA (hydroxyethyl methacrylate), VP (vinyl pyrrolidone), DMAMS (dimethylaminomethyl styrene), CHMA (cyclohexyl methacrylate) ), PFA(perfluorodecyl acrylate), V3D3(trivinyltrimethyl cyclotrisiloxane), AS(4aminostyrene), NIPAAm(Nisopropylacrylaminde), MAaltSt(maleic anhydridealtstyrene), MAAcoEA(methacrylic acidcoethyl acrylate), EGDMA(ethyleneglycoldimethacrylate), DVB(divinylbenzene), DVB(divinylbenzene) di(ethyleneglycol)di(vinyl ether)), and the like, but are not limited thereto.

다음 표 2는 본 발명의 실시 예들에서 사용될 수 있는 단량체들의 일 예를 나타낸다.Table 2 below shows an example of monomers that can be used in the embodiments of the present invention.

[표 2] [Table 2]

Figure 112018013564248-pat00002
Figure 112018013564248-pat00002

배기구(293)는 박막 형성에 기여하지 않은 단량체 및 개시제를 외부로 배출하는 역할을 한다. 도 2에서, 배기구(293)는 챔버(280)의 상부에 위치하는 것으로 도시되었으나, 챔버(280)의 하부, 측면부 등 어느 위치에라도 존재할 수 있다.The exhaust port 293 serves to discharge monomers and initiators that do not contribute to thin film formation to the outside. In FIG. 2, the exhaust port 293 is shown to be positioned above the chamber 280, but may be present at any position such as a lower portion or a side portion of the chamber 280.

박막을 형성하기 위한 가열부(250)는 챔버(280) 내로 주입되는 개시제를 열분해하여 자유 라디칼을 형성하기 위해 챔버(280) 내에 열을 제공하는 장치로서, 예를 들어, 열 필라멘트일 수 있다. 가열부(250)에 의해 제공되는 열의 온도 범위는 150℃ 내지 250℃ 일 수 있다.The heating unit 250 for forming a thin film is a device that provides heat in the chamber 280 to form free radicals by pyrolyzing an initiator injected into the chamber 280, and may be, for example, a thermal filament. The temperature range of heat provided by the heating unit 250 may be 150°C to 250°C.

공정을 통해 얻은 고분자 박막의 물성은 개시제를 포함하는 화학 기상 증착법(initiative chemical vapor deposition, iCVD)의 공정 변수를 제어함으로써 쉽게 조절할 수 있다. 즉, 공정 압력, 시간, 온도, 개시제 및 단량체의 유량, 필라멘트 온도 등을 목적하는 바에 따라 당업자가 조절함으로써 고분자 박막의 분자량, 목적하는 박막의 두께, 조성, 증착 속도 등과 같은 물성 조절이 가능하다.The physical properties of the polymer thin film obtained through the process can be easily controlled by controlling the process parameters of an initiator-containing chemical vapor deposition (iCVD) method. That is, by controlling the process pressure, time, temperature, flow rate of initiator and monomer, filament temperature, and the like as desired, physical properties such as molecular weight of the polymer thin film, thickness, composition, and deposition rate of the polymer thin film can be controlled.

가열부(250)가 챔버(280) 내 온도를 150℃ 내지 250℃로 유지하면 기상 반응을 유도할 수 있는데, 가열부(250)가 제공하는 온도는 터트­부틸 페록사이드의 열분해에 있어서는 충분히 높은 온도이나, 다른 단량체를 포함한 대부분 유기물은 열분해 되지 않는 온도로서, 다양한 종류의 단량체들이 화학적 손상 없이 고분자 박막으로 전환될 수 있다.When the heating unit 250 maintains the temperature in the chamber 280 at 150° C. to 250° C., a gas phase reaction can be induced, and the temperature provided by the heating unit 250 is sufficiently high for thermal decomposition of tertbutyl peroxide. However, since most organic substances including other monomers are not thermally decomposed, various types of monomers can be converted into a polymer thin film without chemical damage.

냉각부(270)는 챔버(280)의 하부 또는 적어도 일부 영역에 배치되어 기판(260)의 온도를 낮출 수 있다. 기판의 온도를 낮춤으로써 기판 상에 포함되는 유기 전계 소자의 성질이 열에 의해 변하는 것을 방지할 수 있다. 냉각부(270)는 기판(260)의 온도를 약 90℃이하로 유지할 수 있다.The cooling unit 270 may be disposed under the chamber 280 or in at least a partial region to lower the temperature of the substrate 260. By lowering the temperature of the substrate, it is possible to prevent the properties of the organic electric field element included on the substrate from being changed by heat. The cooling unit 270 may maintain the temperature of the substrate 260 below about 90°C.

도 2에는 기판(260)이 챔버(280) 내에 고정된 것으로 도시되었으나, 챔버(280) 내로 기판(260)을 삽입하는 삽입구 또는 기판(260) 상에 박막이 형성되면 챔버(280) 밖으로 기판(260)을 꺼내는 추출구가 존재할 수 있다.In FIG. 2, the substrate 260 is shown to be fixed in the chamber 280, but when a thin film is formed on the substrate 260 or the insertion hole for inserting the substrate 260 into the chamber 280, the substrate ( There may be a spout to take out 260).

개시제(211)와 단량체(230)는 각각 개시제 주입부(291)와 단량체 주입부(292)에 의해 챔버(280) 내로 주입되는 것으로 도시되었으나, 개시제(211)와 단량체(230)는 같은 주입부를 통해 챔버(280) 내로 주입될 수도 있다.The initiator 211 and the monomer 230 are shown to be injected into the chamber 280 by the initiator injection unit 291 and the monomer injection unit 292, respectively, but the initiator 211 and the monomer 230 are the same injection unit. It may be injected into the chamber 280 through.

도 3은 다층 iCVD 시스템을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a multilayer iCVD system.

단층 iCVD 시스템은 동일한 면적만이 주어진 환경에서는 생산성의 향상을 기대하기 어렵다. 다층 iCVD 시스템은 수직으로 적층된 여러 개의 챔버에 의해 여러 개의 기판을 처리할 수 있기 때문에 하나의 챔버를 사용하는 단층 iCVD 시스템에 비하여 향상된 생산성과 대면적 균일도를 보일 수 있다.In the single-layer iCVD system, it is difficult to expect an improvement in productivity in an environment where only the same area is given. Since the multilayer iCVD system can process multiple substrates by multiple vertically stacked chambers, it can show improved productivity and large area uniformity compared to a single-layer iCVD system using one chamber.

도 3을 참조하면, 다층 iCVD 시스템은 도 2의 단층 iCVD 시스템이 수직으로 적층된 형태이다. 각 챔버들(311, 312, 313)은 서로 다른 규격을 갖거나, 서로 같은 규격을 가질 수 있다. 각 기판들(321, 322, 323)은 각 챔버들에 따라 서로 다른 면적을 갖거나 서로 같은 면적을 가질 수 있다. 각 기판들(321, 322, 323)은 유연성 기판(Flexible substrate), 유리 기판(glass substrate) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 유연성 기판은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate), PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에틸렌설폰(polyethylenesulfon, PES) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the multilayer iCVD system is a type in which the single layer iCVD system of FIG. 2 is vertically stacked. Each of the chambers 311, 312, and 313 may have different standards or may have the same standard. Each of the substrates 321, 322, and 323 may have different areas or the same area according to the respective chambers. Each of the substrates 321, 322, 323 may include a flexible substrate, a glass substrate, or the like. Here, the flexible substrate may include polyethyleneterephthalate (PET), poly(methyl methacrylate, PMMA), polycarbonate (PC), polyethylene sulfon (PES), etc. .

각 기판들(321, 322, 323)은 유기 전계 소자를 포함할 수 있다. 유기 전계 소자는 당해 분야에서 통상적인 유기물로 구성된 소자, 예를 들어 유기 전계 발광 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED), 유기 태양 전지(Organic Photovoltaic Cells, PPVs), 유기 박막 트랜지스터(Organic Thin Film Transistors, OTFTs) 등이 될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.Each of the substrates 321, 322, and 323 may include an organic electric field device. The organic electric field device is a device composed of an organic material conventional in the art, for example, an organic light emitting diode (OLED), an organic photovoltaic cell (PPVs), an organic thin film transistor (Organic Thin Film Transistors, OTFTs), but is not limited thereto.

각 단량체들(331, 332, 333)은 각 기판에 동일한 박막을 형성하기 위하여 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 기판들(321, 322, 323) 상에 절연체 역할을 하는 poly(cyclohexyl methacrylate)를 형성하기 위하여 각 단량체들은 cyclohexyl methacrylate를 포함할 수 있다. 즉, 다층 iCVD 시스템은 각 챔버들(311, 312, 313)에 동일한 단량체를 주입함으로써 단층 iCVD 시스템과 비교할 때, 같은 시간 내에 더 많은 기판 상에 박막을 증착시킬 수 있다.Each of the monomers 331, 332, and 333 may include the same material to form the same thin film on each substrate. For example, in order to form poly(cyclohexyl methacrylate) acting as an insulator on each of the substrates 321, 322, and 323, each monomer may include cyclohexyl methacrylate. That is, the multi-layer iCVD system can deposit a thin film on more substrates within the same time as compared to the single-layer iCVD system by injecting the same monomer into each of the chambers 311, 312, and 313.

각 단량체들(331, 332, 333)은 각 기판 상에 형성하고자 하는 박막의 종류에 따라 서로 다른 물질을 포함할 수 있다. 이 경우, 각 챔버에 주입된 개시제가 열분해되어 자유 라디칼을 형성하고, 각 단량체들(311, 332, 333)은 열분해되지 않도록 하기 위하여 각 가열부(341, 342, 343)는 각 챔버 내의 온도를 개시제의 열분해 온도 이상, 각 단량체들의 열분해 온도 미만이 되도록 조절할 수 있다. Each of the monomers 331, 332, and 333 may include different materials according to the type of thin film to be formed on each substrate. In this case, the initiator injected into each chamber is thermally decomposed to form free radicals, and each of the heating units 341, 342, 343 adjusts the temperature in each chamber to prevent thermal decomposition of the monomers 311, 332, and 333. It can be adjusted so that the thermal decomposition temperature of the initiator or less and less than the thermal decomposition temperature of each monomer.

예를 들어, 제1 기판(321) 상에 절연체 역할을 하는 poly(cyclohexyl methacrylate)를 형성하기 위하여 제1 단량체(331)는 cyclohexyl methacrylate를 포함할 수 있고, 제2 기판(322) 상에 콘택트 렌즈 역할을 하는 poly(hydroxyethyl methacrylate)를 형성하기 위하여 제2 단량체(332)는 HEMA(hydroxyethyl methacrylate)를 포함할 수 있다. 제1 가열부(341)는 개시제의 열분해 온도 이상, cyclohexyl methacrylate의 열분해 온도 미만이 되도록 제1 챔버(311) 내 온도를 조절하고, 제2 가열부(342)는 개시제의 열분해 온도 이상, HEMA(hydroxyethyl methacrylate)의 열분해 온도 미만이 되도록 제2 챔버(312) 내 온도를 조절할 수 있다. 즉, 다층 iCVD 시스템은 각 챔버들(311, 312, 313)에 서로 다른 단량체를 주입하여 각 챔버마다 서로 다른 기능을 갖는 박막을 형성함으로써 다품종 소량 생산이 가능한 증착 시스템을 제공할 수 있다.For example, in order to form poly(cyclohexyl methacrylate) acting as an insulator on the first substrate 321, the first monomer 331 may include cyclohexyl methacrylate, and a contact lens on the second substrate 322 In order to form poly(hydroxyethyl methacrylate) serving as poly(hydroxyethyl methacrylate), the second monomer 332 may include hydroxyethyl methacrylate (HEMA). The first heating unit 341 controls the temperature in the first chamber 311 to be equal to or higher than the thermal decomposition temperature of the initiator and less than the thermal decomposition temperature of cyclohexyl methacrylate, and the second heating unit 342 is equal to or greater than the thermal decomposition temperature of the initiator, HEMA ( The temperature in the second chamber 312 may be adjusted to be less than the thermal decomposition temperature of hydroxyethyl methacrylate). That is, the multilayer iCVD system can provide a deposition system capable of producing a small amount of various types by injecting different monomers into each of the chambers 311, 312, and 313 to form a thin film having different functions in each chamber.

도 4는 다층 iCVD 시스템을 설명하기 위한 3차원 도면이다.4 is a three-dimensional diagram for explaining a multilayer iCVD system.

설명의 편의를 위해 도 4에는 3개의 챔버가 수직으로 적층된 iCVD 시스템이 도시되었으나, 본 발명에 따른 다층 iCVD 시스템에서 적층되는 챔버의 적층 방식과 개수는 제한되지 않는다.For convenience of explanation, an iCVD system in which three chambers are vertically stacked is illustrated in FIG. 4, but the stacking method and number of chambers stacked in the multilayer iCVD system according to the present invention are not limited.

각 챔버에 기판이 삽입되면, 각 챔버에는 개시제 및 단량체가 주입된다. 각 챔버에 주입되는 개시제 및 단량체는 동일한 종류일 수도 있고, 서로 상이한 종류일 수도 있다. 개시제는 가열부에 의해 자유 라디칼을 형성시키고, 자유 라디칼은 냉각부에 의해 냉각된 기판 상에서 단량체와 반응하여 중합체, 즉 박막을 형성한다. 단량체의 중합 반응은 낮은 온도, 예를 들어 10℃ 내지 40℃에서도 가능하기 때문에 고온을 유지시킬 필요가 없으므로, 가열부를 작동시킬 에너지만을 소비함으로써 박막 형성이 가능하다.When a substrate is inserted into each chamber, an initiator and a monomer are injected into each chamber. The initiator and monomer injected into each chamber may be of the same type or may be of different types. The initiator forms free radicals by the heating unit, and the free radicals react with the monomer on the substrate cooled by the cooling unit to form a polymer, that is, a thin film. Since the polymerization reaction of the monomer is possible at a low temperature, for example, 10°C to 40°C, there is no need to maintain a high temperature, and thus a thin film can be formed by consuming only energy to operate the heating unit.

복수의 챔버를 사용함으로써 단층 iCVD 시스템을 통해 박막을 형성할 때 보다 적어도 2배 이상의 생산성을 제공할 수 있으며, 복수의 챔버를 수직으로 적층함으로써 단층 iCVD 시스템을 수평으로 나열할 때보다 더 향상된 공간 활용성과 대면적 균일도를 제공할 수 있다.By using multiple chambers, it is possible to provide at least twice the productivity when forming a thin film through a single-layer iCVD system, and by stacking multiple chambers vertically, better space utilization than when a single-layer iCVD system is arranged horizontally. Performance and large area uniformity can be provided.

도 5는 다층 iCVD 방법의 흐름도이다.5 is a flow chart of a multilayer iCVD method.

본 발명에 따른 다층 iCVD 방법은 복수의 챔버 각각에 기판을 삽입하는 단계를 포함할 수 있다(S510). 각 기판은 유연성 기판(Flexible substrate), 유리 기판(glass substrate) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 유연성 기판은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate), PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에틸렌설폰(polyethylenesulfon, PES) 등을 포함할 수 있고, 유기 전계 소자를 포함할 수 있다.The multilayer iCVD method according to the present invention may include inserting a substrate into each of a plurality of chambers (S510). Each substrate may include a flexible substrate, a glass substrate, or the like. Here, the flexible substrate may include polyethyleneterephthalate (PET), poly(methyl methacrylate, PMMA), polycarbonate (PC), polyethylenesulfon (PES), etc. , May include an organic electric field device.

복수의 챔버들 각각에 삽입되는 기판은 서로 다른 물질일 수 있다. 예를 들어, 제1 기판은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 제2 기판은 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate), PMMA)일 수 있다.Substrates inserted into each of the plurality of chambers may be made of different materials. For example, the first substrate may be polyethyleneterephthalate (PET), and the second substrate may be poly(methyl methacrylate) (PMMA).

S510 단계 이후, 복수의 챔버 각각에 개시제를 주입할 수 있다(S520). 각 챔버에 주입되는 개시제를 서로 같은 종류 또는 다른 종류일 수 있다. 개시제는 과산화물일 수 있으며, 터트­부틸 페록사이드(tert­butylperoxide; TBPO) 또는 벤조페논(Benzophenone) 등일 수 있으나, 상기 예에 의해 본 발명의 방법에서 사용될 수 있는 개시제의 종류가 제한되는 것은 아니다.After step S510, an initiator may be injected into each of the plurality of chambers (S520). The initiators injected into each chamber may be of the same type or different types. The initiator may be a peroxide, tertbutylperoxide (TBPO) or benzophenone (Benzophenone), but the type of initiator that can be used in the method of the present invention is not limited by the above example.

S510 단계 이후, 복수의 챔버 각각에 단량체를 주입할 수 있다(S530). 각 챔버에 주입되는 단량체는 서로 같은 종류 또는 다른 종류일 수 있다. 표 2는 각 챔버에 주입될 수 있는 단량체의 일 예를 나타낸다. 단량체는 각 챔버 내에 삽입된 기판 상에 형성하고자 하는 박막, 즉 중합체의 기본 단위이다.After step S510, a monomer may be injected into each of the plurality of chambers (S530). The monomers injected into each chamber may be of the same type or different types. Table 2 shows an example of a monomer that can be injected into each chamber. The monomer is the basic unit of a thin film, that is, a polymer to be formed on a substrate inserted in each chamber.

각 챔버를 가열하는 단계를 포함할 수 있다(S540). 예를 들어, 가열 필라멘트를 사용하여 각 챔버에 주입된 개시제에서 자유 라디칼이 형성시킬 수 있다. 이 때, 단량체는 중합체의 기본 단위이므로 열분해되지 않아야 하기 때문에 개시제의 열분해 온도 이상으로 가열하되, 단량체의 열분해 온도 미만으로 가열해야 한다. 나아가, 각 챔버마다 서로 다른 단량체가 주입될 수 있으므로, 각 챔버에서 필라멘트가 가열되는 온도 또한 단량체의 종류에 따라 다를 수 있다. 또한, 챔버 외벽에 흡착되는 양을 줄여 생산성을 향상시키고, 챔버 오염을 방지하기 위한 챔버 외벽 히터를 사용할 수 있다.It may include heating each chamber (S540). For example, free radicals can be formed in the initiator injected into each chamber using a heating filament. At this time, since the monomer is a basic unit of the polymer, it must not be thermally decomposed, so it must be heated above the thermal decomposition temperature of the initiator, but below the thermal decomposition temperature of the monomer. Furthermore, since different monomers may be injected in each chamber, the temperature at which the filaments are heated in each chamber may also vary depending on the type of monomer. In addition, it is possible to use a heater for the outer wall of the chamber to improve productivity by reducing the amount adsorbed on the outer wall of the chamber, and to prevent contamination of the chamber.

기판 상에서 자유 라디칼과 단위체가 반응하여 중합체, 즉 박막을 형성하도록 기판을 냉각시킬 수 있다(S550). 중합 반응은 비교적 낮은 온도에서도 발생할 수 있기 때문에 예를 들어, 실온이 되도록 기판 주변의 온도를 유지할 수 있다. 일 예로, 기판 아래에 냉각제가 흐르는 냉각 선을 배치함으로써 기판 상에 박막을 형성시킬 수 있다. 주입된 단위체의 종류에 따라 각 기판에 형성되는 박막의 종류도 달라지므로, 챔버가 수직으로 적층된 다층 iCVD 시스템에서는 다품종 소량 생산이 가능하다.The substrate may be cooled so that the free radical and the unit react on the substrate to form a polymer, that is, a thin film (S550). Since the polymerization reaction can occur even at relatively low temperatures, for example, the temperature around the substrate can be maintained so as to be at room temperature. For example, a thin film may be formed on the substrate by disposing a cooling line through which a coolant flows under the substrate. Since the type of thin film formed on each substrate is also different depending on the type of the injected unit, it is possible to produce a small amount of various types in a multilayer iCVD system in which chambers are vertically stacked.

이상과 같이 한정된 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구 범위 및 발명의 설명을 보고 용이하게 변경, 수정하여 실시할 수 있으며 그러한 실시까지 본 발명의 청구범위의 기재 범위에 속하게 된다.Although the present invention has been specifically described with reference to the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily change, modify, and implement the claims and description of the invention, and such implementation will fall within the scope of the claims of the present invention.

Claims (7)

내부에 기판을 수용할 수 있는 챔버가 수직으로 적층된 복수의 챔버;
상기 복수의 챔버 각각에 단량체를 주입하는 복수의 단량체 주입부;
상기 복수의 챔버 각각에 개시제를 주입하는 복수의 개시제 주입부;
상기 단량체 및 상기 개시제를 이용하여 상기 기판에 박막을 형성하기 위해 상기 복수 개의 챔버 각각의 온도를 조절하는 복수의 온도 조절부;
자유 라디칼(free radical)을 형성하기 위하여 상기 개시제를 열분해하는 가열부; 및
상기 자유 라디칼과 상기 단량체를 상기 기판에 흡착시키기 위해 상기 복수의 챔버 각각의 적어도 일부분의 온도를 낮추는 냉각부를 포함하되,
상기 복수의 단량체 주입부는
상기 복수의 챔버 각각에 수용된 기판마다 서로 다른 박막이 형성되도록 하기 위하여 상기 복수의 챔버 각각에 서로 다른 단량체를 주입하며,
상기 가열부는
상기 복수의 챔버 각각에 서로 다른 단량체가 주입되는 경우, 상기 서로 다른 단량체 각각이 상기 개시제와 함께 열분해되지 않도록 서로 다른 온도로 상기 개시제를 열분해하는 것을 특징으로 하는, 다층 iCVD 시스템.A plurality of chambers in which chambers capable of accommodating substrates are vertically stacked;
A plurality of monomer injection units for injecting a monomer into each of the plurality of chambers;
A plurality of initiator injection units for injecting an initiator into each of the plurality of chambers;
A plurality of temperature controllers controlling temperatures of each of the plurality of chambers to form a thin film on the substrate by using the monomer and the initiator;
A heating unit thermally decomposing the initiator to form free radicals; And
A cooling unit for lowering a temperature of at least a portion of each of the plurality of chambers to adsorb the free radicals and the monomers to the substrate,
The plurality of monomer injection parts
Different monomers are injected into each of the plurality of chambers in order to form a different thin film for each substrate accommodated in each of the plurality of chambers,
The heating part
When different monomers are injected into each of the plurality of chambers, the initiator is pyrolyzed at different temperatures so that each of the different monomers is not pyrolyzed together with the initiator. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 내부에 기판을 수용할 수 있는 챔버가 수직으로 적층된 복수의 챔버 각각에 기판을 삽입하는 단계;
상기 복수의 챔버 각각에 개시제를 주입하는 단계;
상기 복수의 챔버 각각에 단량체를 주입하는 단계;
자유 라디칼을 형성하기 위하여 가열하는 단계; 및
상기 자유 라디칼과 상기 단량체를 상기 기판 상에 흡착시켜 박막을 형성하기 위하여 냉각하는 단계를 포함하되,
상기 단량체를 주입하는 단계는
상기 복수의 챔버 각각에 수용된 기판마다 서로 다른 박막이 형성되도록 하기 위하여 상기 복수의 챔버 각각에 서로 다른 단량체를 주입하며,
상기 가열하는 단계는
상기 복수의 챔버 각각에 서로 다른 단량체가 주입되는 경우, 상기 서로 다른 단량체 각각이 상기 개시제와 함께 열분해되지 않도록 서로 다른 온도로 상기 개시제를 열분해하는 것을 특징으로 하는, 다층 iCVD 방법.
Inserting a substrate into each of a plurality of chambers in which chambers capable of receiving substrates are vertically stacked;
Injecting an initiator into each of the plurality of chambers;
Injecting a monomer into each of the plurality of chambers;
Heating to form free radicals; And
Including the step of cooling to form a thin film by adsorbing the free radical and the monomer on the substrate,
Injecting the monomer is
Different monomers are injected into each of the plurality of chambers in order to form a different thin film for each substrate accommodated in each of the plurality of chambers,
The heating step
When different monomers are injected into each of the plurality of chambers, the initiator is pyrolyzed at different temperatures so that each of the different monomers is not pyrolyzed together with the initiator.
 삭제delete 삭제delete
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