KR20200070590A - System of initiated chemical vapor deposition using air curtain and the method thereof - Google Patents

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임성갑
최준환
이민석
장원태
박관용
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한국과학기술원
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Abstract

The present invention relates to a chemical vapor deposition system using an initiator and a method thereof, in which an air curtain is formed on a wall surface in a chamber while a process is performed so that adsorption of high polymers onto the wall surface can be prevented. The chemical vapor deposition system using the initiator includes: a chamber receiving a substrate therein; a precursor injecting part injecting monomers and initiators into the chamber; a gas injecting part injecting a predetermined amount of gas to the wall surface in the chamber to form the air curtain; and a gas outlet discharging the gas injected from the gas injecting part from the chamber.

Description

에어 커튼을 형성하는 개시제를 이용한 화학 기상 증착 시스템 및 그 방법{SYSTEM OF INITIATED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION USING AIR CURTAIN AND THE METHOD THEREOF}A chemical vapor deposition system using an initiator that forms an air curtain and a method therefor{SYSTEM OF INITIATED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION USING AIR CURTAIN AND THE METHOD THEREOF}

본 발명은 에어 커튼을 형성하는 개시제를 이용한 화학 기상 증착 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정이 수행되는 동안에 챔버 내의 벽면으로 에어 커튼을 형성하여 고분자의 벽면 흡착을 방지하는 화학 기상 증착 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a chemical vapor deposition system and method using an initiator for forming an air curtain, and more particularly, to form a chemical vapor deposition on a wall in a chamber during a process, thereby preventing chemical vapor deposition on a polymer wall It relates to a system and a method.

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 have recently been spotlighted as next-generation displays, various polymer thin films are deposited and used in flexible displays. In particular, devices using organic materials, including OLEDs, are very vulnerable to gases in the atmosphere, especially moisture or oxygen, and are resistant to heat, and thus require a thorough sealing process. If an appropriate encapsulation process is not involved, the device life is rapidly reduced, and dark spots in the device may be formed, which may lead to defects in the product. Conversely, if an appropriate encapsulation process can be applied in the device manufacturing process, reliability of the device can be secured and high-quality device production can be 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.Generally, two types of methods are used as the sealing process. The first is a method of attaching a moisture absorbent (getter) in a cover of glass or metal, and then attaching it 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 an OLED device, or a film is directly deposited 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 the films used in the thin film method, materials having excellent oxygen blocking and water vapor blocking properties (SiOx, SiNx, SiOxNy, and AlxOy) are mainly used, and chemical vapor deposition (CVD) method for deposition, plasma accelerated chemical vapor deposition (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD) method or Atom Layer deposition (ALD) method is used.

최근 화학 기상 증착 방법 중 하나인 개시제를 이용하는 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 저온으로 유지되는 기판에 흡착된 단량체가 활성화되어 연쇄 중합 반응이 이루어진다.Recently, a chemical vapor deposition method (iCVD) using an initiator, which is one of chemical vapor deposition methods, has been spotlighted. The iCVD process uses a chain polymerization reaction using free radicals, which is well known in the liquid phase process. 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 effect a polymer reaction in a gas phase. When the initiator and the monomer are simply mixed, the polymerization reaction does not occur, but when the initiator is decomposed by the hot filament located in the gas phase reactor to generate radicals, the monomer adsorbed on the substrate maintained at low temperature is activated, thereby causing a chain polymerization reaction. This is done.

개시제를 이용하는 화학 기상 증착 방법(iCVD)은 유기 용매 또는 기타 첨가물 없이 단량체와 라디칼만을 이용하여 반응을 일으키기 때문에 기존 액상 중합 공정보다 높은 순도의 박막을 생성할 수 있다.The chemical vapor deposition method (iCVD) using an initiator causes a reaction using only monomers and radicals without an organic solvent or other additives, thereby producing a thin film having a higher purity than the existing liquid polymerization process.

그러나, 개시제를 이용하는 화학 기상 증착 방법을 사용하는 경우, 챔버의 벽면에 증착된 고분자에 의해 파우더 및 파티클이 형성되어 장비 오염, 박만 순도 감소 및 박막 생산성 감소의 주요 원인이 되었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 기존의 개시제를 이용하는 화학 기상 증착 방법은 챔버 내의 온도를 가열하여 고분자의 벽면 흡착을 최소화하였으나, 한계가 존재하였다. However, in the case of using a chemical vapor deposition method using an initiator, powders and particles are formed by polymers deposited on the wall surface of the chamber, which is a major cause of equipment contamination, reduction in thinning purity and thin film productivity. In order to solve this problem, the chemical vapor deposition method using an existing initiator minimizes the adsorption of the polymer wall by heating the temperature in the chamber, but there are limitations.

본 발명의 목적은 챔버 내 벽면에 에어 커튼(Air curtain)을 형성하여 반응물이 벽면에 도달하지 않도록 하고자 한다. An object of the present invention is to form an air curtain (Air curtain) on the wall surface in the chamber so that the reactants do not reach the wall surface.

본 발명의 실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 개시제를 이용한 화학 기상 증착(initiated Chemical Vapor Deposition; iCVD) 시스템은 내부에 기판을 수용하는 챔버, 상기 챔버에 단량체(Monomer) 및 개시제(initiator)를 주입하는 전구체 주입부, 상기 챔버 내의 벽면으로 일정 양의 가스를 주입하여 에어 커튼(Air curtain)을 형성하는 가스 주입부 및 상기 가스 주입부로부터 주입되는 가스를 상기 챔버 내에서 배출시키는 가스 배출구를 포함한다.Initiated Chemical Vapor Deposition (iCVD) system using an initiator for forming an air curtain according to an embodiment of the present invention includes a chamber for receiving a substrate therein, and a monomer and an initiator injected into the chamber It includes a precursor injection portion, a gas injection portion for injecting a certain amount of gas into the wall surface in the chamber to form an air curtain, and a gas outlet for discharging gas injected from the gas injection portion in the chamber .

또한, 본 발명의 실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 개시제를 이용한 화학 기상 증착(initiated Chemical Vapor Deposition; iCVD) 시스템은 상기 챔버 내에서 기판의 표면으로의 진공을 제공하는 진공척(Vacuum Chuck)을 더 포함할 수 있다.In addition, a chemical vapor deposition (iCVD) system using an initiator for forming an air curtain according to an embodiment of the present invention includes a vacuum chuck (Vacuum Chuck) that provides a vacuum to the surface of a substrate in the chamber. It may further include.

상기 전구체 주입부는 수용되는 기판의 종류에 따라 서로 다른 전구체를 주입할 수 있다.The precursor injection unit may inject different precursors according to the type of the substrate to be accommodated.

상기 가스 주입부는 상기 챔버 내 양측 벽면의 상단 또는 하단에 위치하며, 상기 챔버의 내부로 일정 양의 가스를 주입하여 상기 에어 커튼을 형성하여 상기 챔버 내의 벽면으로 흡착되는 고분자를 최소화할 수 있다.The gas injection unit is located at the top or bottom of both wall surfaces in the chamber, and a certain amount of gas is injected into the chamber to form the air curtain to minimize the polymer adsorbed on the wall surface in the chamber.

상기 가스 주입부는 공정이 진행되는 동안 상기 에어 커튼을 형성할 수 있다.The gas injection unit may form the air curtain during the process.

상기 가스 배출구는 상기 가스 주입부의 반대측에 형성되며, 상기 챔버 내부로 주입된 가스를 외부로 배출시켜 상기 챔버 내의 벽면으로 흡착되는 고분자를 방지하고, 상기 기판에 상기 단량체 및 상기 개시제로 인한 고분자 박막을 균일하게 형성하며, 상기 챔버 내의 오염을 방지할 수 있다.The gas outlet is formed on the opposite side of the gas injection part, and discharges the gas injected into the chamber to the outside to prevent the polymer adsorbed to the wall surface in the chamber, and the polymer thin film due to the monomer and the initiator to the substrate Uniformly formed, it is possible to prevent contamination in the chamber.

본 발명의 실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 개시제를 이용한 화학 기상 증착(initiated Chemical Vapor Deposition; iCVD) 시스템은 수 개의 상기 챔버를 적층하여 다층의 iCVD 시스템을 형성하는 경우, 상기 복수의 챔버 사이에 상기 에어 커튼을 형성하여 상기 챔버 간의 교차 오염(cross contamination)을 방지할 수 있다. Initiated Chemical Vapor Deposition (iCVD) system using an initiator for forming an air curtain according to an embodiment of the present invention, when a plurality of chambers are stacked to form a multi-layered iCVD system, between the plurality of chambers The air curtain may be formed to prevent cross contamination between the chambers.

본 발명의 실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 개시제를 이용한 화학 기상 증착(initiated Chemical Vapor Deposition; iCVD) 방법은 챔버에 기판을 삽입하는 단계, 상기 챔버 내의 벽면으로 일정 양의 가스를 주입하여 에어 커튼(Air curtain)을 형성하는 단계, 상기 챔버에 단량체(Monomer) 및 개시제(initiator)를 주입하는 단계 및 자유 라디칼과 상기 단량체를 상기 기판 상에 흡착시켜 박막을 형성하는 단계를 포함한다.Initiated Chemical Vapor Deposition (iCVD) method using an initiator for forming an air curtain according to an embodiment of the present invention comprises the steps of inserting a substrate into a chamber, and injecting a certain amount of gas into a wall surface in the chamber to induce an air curtain Forming an air curtain, injecting a monomer and an initiator into the chamber, and adsorbing free radicals and the monomer onto the substrate to form a thin film.

상기 에어 커튼을 형성하는 단계는 상기 챔버 내 양측 벽면의 상단 또는 하단에 위치하는 가스 주입부를 통해, 상기 챔버의 내부로 일정 양의 가스를 주입하여 상기 에어 커튼을 형성하여 상기 챔버 내의 벽면으로 흡착되는 고분자를 최소화할 수 있다.In the forming of the air curtain, a certain amount of gas is injected into the interior of the chamber to form the air curtain and adsorbed to the wall surface in the chamber through a gas injection part located at the top or bottom of both wall surfaces in the chamber. Polymers can be minimized.

상기 에어 커튼을 형성하는 단계는 공정이 진행되는 동안 상기 에어 커튼을 형성할 수 있다.The step of forming the air curtain may form the air curtain during the process.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 개시제를 이용한 화학 기상 증착(initiated Chemical Vapor Deposition; iCVD) 방법은 상기 챔버 내부로 주입되는 가스를 외부로 배출시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the chemical vapor deposition (iCVD) method using an initiator for forming an air curtain according to an embodiment of the present invention may further include discharging a gas injected into the chamber to the outside.

상기 가스를 외부로 배출시키는 단계는 상기 챔버 내부로 가스를 주입하는 가스 주입부의 반대측에 형성된 가스 배출구를 통해, 상기 챔버 내부로 주입된 가스를 외부로 배출시켜 상기 챔버 내의 벽면으로 흡착되는 고분자를 방지하고, 상기 기판에 상기 단량체 및 상기 개시제로 인한 고분자 박막을 균일하게 형성하며, 상기 챔버 내의 오염을 방지할 수 있다. The step of discharging the gas to the outside prevents the polymer adsorbed to the wall surface in the chamber by discharging the gas injected into the chamber to the outside through a gas outlet formed on the opposite side of the gas injection unit for injecting gas into the chamber. And, the polymer thin film due to the monomer and the initiator is uniformly formed on the substrate, and contamination in the chamber can be prevented.

본 발명의 실시예에 따르면, 공정이 수행되는 동안에 챔버 내의 벽면으로 에어 커튼(Air curtain)을 형성하고, 챔버의 내부로 주입되는 가스로 인해 형성된 에어 커튼의 반대측에 챔버의 외부로 가스를 배출시키는 가스 배출구를 구비함으로써, 반응물의 벽면 흡착을 미연에 방지하고, 기판에 증착되는 박막을 균일하게 형성하며, 챔버 내의 오염을 방지할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, while the process is being performed, an air curtain is formed on the wall surface in the chamber, and gas is discharged to the outside of the chamber on the opposite side of the air curtain formed by the gas injected into the chamber. By providing a gas outlet, it is possible to prevent adsorption on the wall of the reactant in advance, uniformly form a thin film deposited on the substrate, and prevent contamination in the chamber.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 챔버를 사용하여 증착물을 적층할 때, 각 챔버 내의 벽면에 에어 커튼을 형성함으로써, 챔버 간의 교차 오염(cross contamination)을 방지하고, 각 층(layer)의 순도(purity)를 증가시킬 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, when depositing deposits using a plurality of chambers, by forming an air curtain on the wall surface in each chamber, to prevent cross contamination between the chambers, each layer (layer) Purity can be increased.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 공정 동안의 에어 커튼을 형성하고, 챔버 내의 가스를 배출시키는 가스 배출구를 포함하는 챔버를 복수 개로 사용함으로써, 챔버의 디자인에 따른 서로 다른 물질의 양면 또는 적층 형태로 증착이 가능할 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, by forming a plurality of chambers including a gas outlet for forming an air curtain during the process and discharging the gas in the chamber, the two-sided or laminated form of different materials according to the design of the chamber Deposition may be possible.

도 1은 개시제를 이용한 화학 기상 증착(initiated Chemical Vapor Deposition; iCVD)을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 iCVD 시스템의 개념도를 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 다층의 iCVD 시스템의 개념도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 iCVD 방법의 흐름도를 도시한 것이다.1 is a view for explaining the chemical vapor deposition (initiated Chemical Vapor Deposition; iCVD) using an initiator.
2 shows a conceptual diagram of an iCVD system for forming an air curtain according to an embodiment of the present invention.
3A and 3B show a conceptual diagram of a multi-layer iCVD system for forming an air curtain according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of an iCVD method for forming an air curtain according to an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by the embodiments. In addition, the same reference numerals shown in each drawing denote the same members.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 시청자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In addition, terms used in the present specification (terminology) are terms used to properly express a preferred embodiment of the present invention, which may vary according to viewers, operators' intentions, or customs in the field to which the present invention pertains. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.

본 발명의 에어 커튼을 형성하는 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 for forming the air curtain of the present invention is a method designed to be applied to the production of an organic polymer thin film by modifying and applying a chemical vapor deposition method (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 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 metal thin film deposition, and includes vacuum evaporation and sputtering. On the other hand, the CVD process is a deposition technique involving a chemical reaction, and has been used for the deposition of inorganic substances because it must be performed under harsh conditions to induce the reaction.

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 performed through a very complicated process in the reactor, and 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 be important variables for thin film formation. The present invention enables deposition of an organic polymer thin film by determining the appropriate monomer type and conditions 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.Since the invention of the present invention is a vapor deposition process, it is possible to deposit a desired polymer thin film as a monomer and an initiator in a gaseous 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 view for explaining the chemical vapor deposition (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 저온으로 유지되는 기판 표면에 단량체와 자유 라디칼이 흡착되고, 자유 라디칼이 단량체를 활성화시켜 이후 주변 단량체들의 중합을 유도하게 되며, 이 반응이 계속되어 유기 고분자 박막을 형성하게 된다.I is an initiator, M is a monomer, R is a free radical, and P is a polymerization of a monomer by a free radical. When free radicals are formed by thermal decomposition of the initiator, monomers and free radicals are adsorbed on the substrate surface maintained at a low temperature, and free radicals activate the monomers to induce polymerization of neighboring monomers. To form.

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 않으므로, 고진공 펌프가 아닌 단순 로터리 펌프만으로도 공정을 수행할 수 있다. The temperature used in the reaction to free radicalize the initiator is sufficient only by the heat applied from the gas phase reactor filament. Therefore, the processes used in the embodiments of the present invention can be sufficiently performed 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, so the process can be performed only with a simple rotary pump rather than a high vacuum pump.

공정을 통해 획득되는 고분자 박막의 물성은 개시제를 이용한 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 properties of the polymer thin film obtained through the process can be easily controlled by controlling the process parameters of the chemical vapor deposition (iCVD) method using an initiator. That is, by adjusting the pressure, time, temperature, flow rate of initiator and monomer, filament temperature, and substrate temperature as desired by those skilled in the art, physical properties such as molecular weight of polymer thin film, thickness of desired thin film, composition, deposition rate, etc. can be controlled. 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(tert-butyl peroxide, 터트-부틸 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 that is decomposed by the supply of heat in the reactor to form free radicals and can activate the monomer. Preferably, the initiator may be a peroxide, for example, the initiator may be tert-butyl peroxide (TBPO). TBPO is a volatile material having a boiling point of about 110°C, and is a material that thermally decomposes at around 150°C. On the other hand, the initiator addition amount may be added in an amount known in the art in an amount required for a normal polymerization reaction, and may be added, for example, 0.5 to 5 mol%, but is not limited to the above range and is more than the above range or You can write down.

본 발명의 ‘단량체’는 화학 기상 증착법에서 휘발성을 가지며, 개시제에 의해 활성화될 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 chemical vapor deposition 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 일실시예에 따른 고분자 박막은 폴리글리시딜메타크릴레이트(poly glycidylmethacrylate, PGMA)일 수 있다. For example, maintaining the high temperature filament in the reactor of the present invention at 150°C to 250°C can induce a gas phase reaction. The temperature of the filament is sufficiently high for TBPO pyrolysis, but most organic materials including other monomers are not pyrolyzed. As the temperature does 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 polyglycidyl methacrylate (PGMA).

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 iCVD 시스템의 개념도를 도시한 것이다.2 shows a conceptual diagram of an iCVD system for forming an air curtain according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 개시제를 이용한 화학 기상 증착(iCVD) 시스템은 공정이 수행되는 동안에 챔버 내의 벽면으로 에어 커튼을 형성하여 고분자의 벽면 흡착을 방지한다.Referring to FIG. 2, a chemical vapor deposition (iCVD) system using an initiator for forming an air curtain according to an embodiment of the present invention prevents adsorption of a polymer wall by forming an air curtain on a wall surface in a chamber during a process. .

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 개시제를 이용한 화학 기상 증착 시스템(200)은 챔버(210), 전구체 주입부(220), 가스 주입부(230) 및 가스 배출구(240)를 포함한다.To this end, the chemical vapor deposition system 200 using an initiator for forming an air curtain according to an embodiment of the present invention includes a chamber 210, a precursor injection unit 220, a gas injection unit 230, and a gas outlet 240 It includes.

챔버(210)는 내부에 기판을 수용한다. 챔버(210)는 개시제가 열분해하고, 단량체가 중합 반응을 하여 기판 상에 박막이 형성되는 공간이다. 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 있다.The chamber 210 accommodates a substrate therein. The chamber 210 is a space in which an initiator thermally decomposes and a monomer is polymerized to form a thin film on a substrate. The substrate may include a flexible substrate, a glass substrate, and the like. Here, the flexible substrate may include polyethylene terephthalate (PET), poly(methyl methacrylate), PMMA, polycarbonate (PC), polyethylenesulfon (PES), etc. .

기판은 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 may include an organic electric field device. The organic electroluminescent device is a device composed of an organic material common in the art, for example, an organic light emitting diode (Organic Light Emitting Diode, OLED), organic photovoltaic cells (PPVs), organic thin film transistors (Organic Thin Film Transistors, OTFTs).

전구체 주입부(220)는 챔버(210)에 단량체(Monomer) 및 개시제(initiator)를 주입한다. The precursor injector 220 injects a monomer and an initiator into the chamber 210.

전구체 주입부(220)는 챔버(210) 내에 단량체(monomer)를 주입한다. 단량체란, 기판 상에 박막 형성을 위하여 사용될 수 있는 단위체를 의미한다. 단량체는 개시제가 열분해되어 형성된 자유 라디칼과 반응하여 폴리머 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(4-aminostyrene), NIPAAm(N-isopropylacrylaminde), MA-alt-St(maleic anhydride-alt-styrene), MAA-co-EA(methacrylic acid-co-ethyl acrylate), EGDMA(ethyleneglycoldimethacrylate), DVB(divinylbenzene), DEGDVE(di(ethyleneglycol)di(vinyl ether)) 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.The precursor injection unit 220 injects a monomer into the chamber 210. The monomer means a unit that can be used for forming a thin film on a substrate. The monomer reacts with the free radicals formed by thermal decomposition of the initiator to form a polymer, ie a thin film. Examples of monomers are: propargyl methacrylate (PMA), glycidyl methacrylate (GMA), pentafluorophenylmethacrylate (PFM), furfuryl methacrylate (FMA), hydroxyethyl methacrylate (HEMA), vinyl pyrrolidone (VP), dimethylaminomethyl styrene (DMAMS), cyclohexyl methacrylate (CHMA) ), PFA (perfluorodecyl acrylate), V3D3 (trivinyltrimethyl cyclotrisiloxane), AS (4-aminostyrene), NIPAAm (N-isopropylacrylaminde), MA-alt-St (maleic anhydride-alt-styrene), MAA-co-EA (methacrylic acid) -co-ethyl acrylate), EGDMA (ethyleneglycoldimethacrylate), DVB (divinylbenzene), DEGDVE (di(ethyleneglycol) di(vinyl ether)), and the like, but are not limited thereto.

전구체 주입부(220)는 챔버(210) 내에 개시제(initiator)를 주입한다. 개시제란, 본 발명의 공정에서 단량체들이 고분자를 형성할 수 있도록 첫 반응의 활성화를 유도하는 물질이다. 개시제는 단량체가 열분해되는 온도보다 낮은 온도에서 열분해되어 자유 라디칼을 형성할 수 있는 물질일 수 있다. 개시제는 챔버(210) 내에 주입되고, 가열부(260)에 의해 열분해되어 자유 라디칼을 형성한다. 개시제의 예로서, 개시제는 과산화물일 수 있으며, 터트-부틸 페록사이드(tert-butylperoxide; TBPO) 또는 벤조페논(Benzophenone) 등일 수 있으나, 상기 예에 의해 본 발명의 방법에서 사용될 수 있는 개시제의 종류가 제한되는 것은 아니다. The precursor injection unit 220 injects an initiator into the chamber 210. An 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 thermally decomposing at a temperature lower than the temperature at which the monomers are thermally decomposed to form free radicals. The initiator is injected into the chamber 210 and thermally decomposed by the heating unit 260 to form free radicals. As an example of the initiator, the initiator may be a peroxide, and may be tert-butylperoxide (TBPO) or benzophenone, but the type of initiator that can be used in the method of the present invention by the above example It is not limited.

전구체 주입부(220)는 수용되는 기판의 종류에 따라 서로 다른 전구체를 주입할 수 있으며, 당업자의 선택에 따라 반응기 내 단량체(Monomer)와 개시제(initiator)를 순차적으로 도포할 수 있고, 동시에 도포할 수도 있다. The precursor injector 220 may inject different precursors according to the type of the substrate to be accommodated, and may sequentially apply monomers and initiators in the reactor according to the choice of a person skilled in the art, and apply simultaneously. It might be.

여기서, 터트-부틸 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, tert-butyl peroxide is a volatile material having a boiling point of about 110°C and is a material that undergoes thermal decomposition at around 150°C. On the other hand, the addition amount of the initiator may be added in an amount known in the art in an amount required for a normal polymerization reaction, and may be added, for example, 0.5 to 5 mol%, but is not limited to the above range and is more than the above range Or write it down.

박막을 형성하기 위한 가열부(260)는 챔버(210) 내로 주입되는 개시제를 열분해하여 자유 라디칼을 형성하기 위해 챔버(210) 내에 열을 제공하는 장치로서, 예를 들어, 열 필라멘트일 수 있다. 가열부(260)에 의해 제공되는 열의 온도 범위는 150℃ 내지 250℃ 일 수 있다.The heating unit 260 for forming a thin film is a device that provides heat in the chamber 210 to thermally decompose an initiator injected into the chamber 210 to form free radicals, and may be, for example, a thermal filament. The temperature range of heat provided by the heating unit 260 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 process parameters of an initiative chemical vapor deposition (iCVD) method including an initiator. That is, process pressure, time, temperature, flow rate of initiator and monomer, filament temperature, and the like can be adjusted by those skilled in the art to control physical properties such as molecular weight of polymer thin film, thickness of desired thin film, composition, deposition rate, and the like.

가열부(260)가 챔버(210) 내 온도를 150℃ 내지 250℃로 유지하면 기상 반응을 유도할 수 있는데, 가열부(260)가 제공하는 온도는 터트-부틸 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 260 maintains the temperature in the chamber 210 at 150°C to 250°C, a gas phase reaction may be induced. The temperature provided by the heating unit 260 is sufficiently high for thermal decomposition of tert-butyl peroxide. Temperature, but most organic materials including other monomers are not thermally decomposed, and various types of monomers can be converted into polymer thin films without chemical damage.

가스 주입부(230)는 챔버(210) 내의 벽면으로 일정 양의 가스를 주입하여 에어 커튼(Air curtain, 231)을 형성한다. The gas injection unit 230 injects a certain amount of gas into the wall surface in the chamber 210 to form an air curtain 231.

가스 주입부(230)는 도 2에 도시된 바와 같이, 챔버(210) 내 양측 벽면의 상단에 위치하나, 실시예에 따라서는 하단에 위치할 수도 있다. 가스 주입부(230)는 챔버(210) 내 양측에 위치하여 내부로 일정 양의 가스(gas)를 주입하여 에어 커튼(231)을 형성할 수 있다. 에어 커튼(231)은 챔버(210)의 벽면에 형성되는 가스 흐름(gas flow)이며, 챔버(210) 내 벽면으로 흡착되는 고분자의 증착을 방지할 수 있다. 여기서, 가스 주입부(230)는 공정이 진행되는 동안 즉, 공정과 동시에 에어 커튼(231)을 형성하는 것을 특징으로 한다. As shown in FIG. 2, the gas injection unit 230 is positioned at the upper ends of both wall surfaces in the chamber 210, but may be located at the lower end according to an embodiment. The gas injection unit 230 may be located on both sides of the chamber 210 to inject a certain amount of gas into the air to form the air curtain 231. The air curtain 231 is a gas flow formed on the wall surface of the chamber 210 and can prevent the deposition of polymer adsorbed on the wall surface in the chamber 210. Here, the gas injection unit 230 is characterized in that the air curtain 231 is formed during the process, that is, simultaneously with the process.

이 때, 상기 가스는 챔버(210) 내부로 주입되어 에어 커튼(231)의 일시적인 박막 또는 벽면을 형성할 수 있는 것으로, 종류는 한정하지 않는다. At this time, the gas is injected into the chamber 210 to form a temporary thin film or wall surface of the air curtain 231, and the type is not limited.

가스 배출구(240)는 가스 주입부(230)로부터 주입되는 가스를 챔버(210) 내에서 배출시킨다. The gas outlet 240 discharges gas injected from the gas injection unit 230 in the chamber 210.

가스 배출구(240)는 가스 주입부(230)의 반대측에 형성되며, 가스 주입부(230)를 통해 챔버(210) 내부로 주입된 가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 개시제를 이용한 화학 기상 증착 시스템(200)은 가스 배출구(240)와 챔버(210) 내에서 기판의 표면으로의 진공을 제공하는 진공척(Vacuum Chuck, 250)을 이용하여 챔버(210) 내의 벽면으로 흡착되는 고분자를 방지하고, 기판에 단량체 및 개시제로 인해 생성되는 고분자 박막을 균일하게 형성하며, 챔버(210) 내의 오염을 방지할 수 있다. 이러한, 가스 배출구(240) 및 진공척(250)을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 개시제를 이용한 화학 기상 증착 시스템(200)은 박막 형성의 생산 효율을 향상시킬 수 있다. The gas outlet 240 is formed on the opposite side of the gas injection unit 230, and the gas injected into the chamber 210 through the gas injection unit 230 may be discharged to the outside. Chemical vapor deposition system 200 using an initiator for forming an air curtain according to an embodiment of the present invention is a vacuum chuck (Vacuum Chuck) to provide a vacuum to the surface of the substrate in the gas outlet 240 and the chamber 210 250) to prevent the polymer adsorbed to the wall surface in the chamber 210, to uniformly form a polymer thin film generated by the monomer and initiator on the substrate, it is possible to prevent contamination in the chamber 210. The chemical vapor deposition system 200 using an initiator for forming an air curtain according to an embodiment of the present invention using the gas outlet 240 and the vacuum chuck 250 may improve production efficiency of thin film formation.

진공척(250)은 기판 표면으로 진공을 제공하여 기판을 고정시킬 수 있다. 특히, 진공척(250)은 기판 표면으로의 진공을 제공하여 기판 상에 고분자 박막을 균일하게 형성시킬 수 있다. The vacuum chuck 250 may provide a vacuum to the substrate surface to fix the substrate. In particular, the vacuum chuck 250 may provide a vacuum to the surface of the substrate to uniformly form a polymer thin film on the substrate.

본 발명의 일실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 개시제를 이용한 화학 기상 증착 시스템(200)은 복수 개의 챔버를 적층한 다층의 iCVD 시스템일 수 있으며, 일실시예에 따른 본 발명은 복수의 챔버 사이에 에어 커튼을 형성하여 챔버 간의 교차 오염(cross contamination)을 방지할 수 있다. The chemical vapor deposition system 200 using an initiator for forming an air curtain according to an embodiment of the present invention may be a multi-layer iCVD system in which a plurality of chambers are stacked, and the present invention according to an embodiment may be performed between a plurality of chambers. The air curtain may be formed to prevent cross contamination between chambers.

이하에서는 도 3a 및 도 3b를 참조하여 다층의 iCVD 시스템에 대해 상세히 설명하고자 한다. Hereinafter, a multi-layer iCVD system will be described in detail with reference to FIGS. 3A and 3B.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 다층의 iCVD 시스템의 개념도를 도시한 것이다. 3A and 3B show a conceptual diagram of a multi-layer iCVD system for forming an air curtain according to an embodiment of the present invention.

보다 상세하게는, 도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 다층의 iCVD 시스템의 측면도를 도시한 것이고, 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 다층의 iCVD 시스템의 정면도를 도시한 것이다.More specifically, FIG. 3A shows a side view of a multi-layered iCVD system forming an air curtain according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3B shows a multi-layered air curtain forming an air curtain according to an embodiment of the present invention. The front view of the iCVD system is shown.

도 3a를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 다층의 iCVD 시스템(300)의 측면을 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 다층의 iCVD 시스템(300)은 복수의 챔버(311, 312, 313, 314)를 적층한 형태일 수 있다. 이 때, 제1 챔버(311) 및 제2 챔버(312), 그리고 제3 챔버(313) 및 제4 챔버(314) 각각은 직렬 연결되며, 제1 챔버(311) 및 제2 챔버(312)와 제3 챔버(313) 및 제4 챔버(314)는 병렬 연결된 형태일 수 있다. 나아가, 제1 챔버(311) 및 제3 챔버(313), 그리고 제2 챔버(312) 및 제4 챔버(314)는 서로 마주보는 형태로 연결되고, 중앙의 기판(301)은 마주보는 각 챔버 사이로 삽입되며, 복수의 각 챔버(311, 312, 313, 314)로 주입되는 개시제 및 단량체로 인해 박막이 형성된 후, 추출된다. Looking at the side of the multi-layered iCVD system 300 forming an air curtain according to an embodiment of the present invention with reference to FIG. 3A, the multi-layered iCVD system 300 forming an air curtain according to an embodiment of the present invention Silver may have a form in which a plurality of chambers 311, 312, 313, and 314 are stacked. At this time, the first chamber 311 and the second chamber 312, and each of the third chamber 313 and the fourth chamber 314 are connected in series, the first chamber 311 and the second chamber 312 And the third chamber 313 and the fourth chamber 314 may be connected in parallel. Further, the first chamber 311 and the third chamber 313, and the second chamber 312 and the fourth chamber 314 are connected to each other, and the central substrate 301 faces each chamber. It is inserted through, and a thin film is formed by the initiator and the monomer injected into each of the plurality of chambers 311, 312, 313, and 314, and then extracted.

복수의 챔버(311, 312, 313, 314) 각각의 전구체 주입부(321, 322, 323, 324)는 챔버 내부로 개시제 및 단량체를 주입하며, 이 때, 복수의 각 챔버(311, 312, 313, 314)로 주입되는 개시제 및 단량체는 동일한 종류일 수도 있고, 서로 상이한 종류일 수도 있다. 개시제는 가열부(360)에 의해 자유 라디칼을 형성시키고, 자유 라디칼은 냉각부(미도시)에 의해 냉각된 기판(301) 상에서 단량체와 반응하여 중합체 즉, 박막을 형성한다. 단량체의 중합 반응은 낮은 온도, 예를 들어 10℃ 내지 40℃에서도 가능하기 때문에 고온을 유지시킬 필요가 없으므로, 가열부(360)를 작동시킬 에너지만을 소비함으로써 박막 형성이 가능하다.The precursor injection portions 321, 322, 323, and 324 of each of the plurality of chambers 311, 312, 313, and 314 inject initiators and monomers into the chamber, and at this time, each of the plurality of chambers 311, 312, 313 , 314) may be of the same type or different types of monomers. The initiator forms free radicals by the heating unit 360, and the free radicals react with the monomer on the substrate 301 cooled by the cooling unit (not shown) to form a polymer, that is, a thin film. Since the polymerization reaction of the monomer is possible even 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 360.

도 3a를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 다층의 iCVD 시스템(300)은 직렬 연결된 제1 챔버(311) 및 제2 챔버(312)로 개시제 및 단량체를 주입하는 제1 전구체 주입부(321) 및 제2 전구체 주입부(322)를 포함할 수 있으며, 직렬 연결된 제3 챔버(313) 및 제4 챔버(314)로 개시제 및 단량체를 주입하는 제3 전구체 주입부(323) 및 제4 전구체 주입부(324)를 포함할 수 있다. 이 때, 제1 챔버(311) 및 제3 챔버(313), 그리고 제2 챔버(312) 및 제4 챔버(314)는 서로 마주보는 형태로 연결되므로, 제1 전구체 주입부(321) 및 제2 전구체 주입부(322)는 상향에서 하향으로 개시제 및 단량체를 주입하며, 제3 전구체 주입부(323) 및 제4 전구체 주입부(324)는 하향에서 상향으로 개시제 및 단량체를 주입할 수 있다. Referring to FIG. 3A, a multi-layer iCVD system 300 forming an air curtain according to an embodiment of the present invention includes an agent for injecting an initiator and a monomer into a first chamber 311 and a second chamber 312 connected in series. A first precursor injection unit 321 and a second precursor injection unit 322 may be included, and the third precursor injection unit for injecting the initiator and monomer into the third chamber 313 and the fourth chamber 314 connected in series ( 323) and a fourth precursor injection portion 324. At this time, since the first chamber 311 and the third chamber 313, and the second chamber 312 and the fourth chamber 314 are connected to face each other, the first precursor injection part 321 and the first 2 The precursor injector 322 injects the initiator and the monomer from upward to downward, and the third precursor injector 323 and the fourth precursor injector 324 can inject the initiator and the monomer from downward to upward.

제1 챔버(311) 및 제2 챔버(312), 그리고 제3 챔버(313) 및 제4 챔버(314)의 양측에는 가스를 주입하여 에어 커튼을 형성하는 가스 주입부(330)가 형성되어 있다. 이 때, 제1 챔버(311) 및 제2 챔버(312)는 직렬 연결된 형태이므로, 제1 챔버(311)와 제2 챔버(312)의 사이에는 단일 개의 가스 주입부(330)가 형성되며, 제1 챔버(311)와 제2 챔버(312)의 사이에 위치하는 가스 주입부(330)는 제1 챔버(311) 및 제2 챔버(312)의 일측 벽면에 에어 커튼을 형성할 수 있다. 마찬가지로, 제3 챔버(313) 및 제4 챔버(314)는 직렬 연결된 형태이므로, 제3 챔버(313)와 제4 챔버(314)의 사이에는 단일 개의 가스 주입부(330)가 형성되며, 제3 챔버(313)와 제4 챔버(314)의 사이에 위치하는 가스 주입부(330)는 제3 챔버(313) 및 제4 챔버(314)의 일측 벽면에 에어 커튼을 형성할 수 있다.Gas injection units 330 are formed on both sides of the first chamber 311 and the second chamber 312 and the third chamber 313 and the fourth chamber 314 to form an air curtain by injecting gas. . At this time, since the first chamber 311 and the second chamber 312 are connected in series, a single gas injection unit 330 is formed between the first chamber 311 and the second chamber 312, The gas injection unit 330 positioned between the first chamber 311 and the second chamber 312 may form an air curtain on one side wall of the first chamber 311 and the second chamber 312. Similarly, since the third chamber 313 and the fourth chamber 314 are connected in series, a single gas injection unit 330 is formed between the third chamber 313 and the fourth chamber 314, and The gas injection unit 330 positioned between the third chamber 313 and the fourth chamber 314 may form an air curtain on one side of the third chamber 313 and the fourth chamber 314.

나아가, 가스 주입부(330)의 부근에 가스를 배출시키는 가스 배출구(340)가 형성될 수 있다. 가스 배출구(340)는 제1 챔버(311) 및 제2 챔버(312), 그리고 제3 챔버(313) 및 제4 챔버(314)의 각 양측에 위치하며, 챔버 내부로 주입되는 가스의 주입 방향에 대해 반대 방향으로 가스를 배출시킬 수 있다. Furthermore, a gas outlet 340 for discharging gas may be formed in the vicinity of the gas injection unit 330. Gas outlets 340 are located on both sides of the first chamber 311 and the second chamber 312, and the third chamber 313 and the fourth chamber 314, the injection direction of the gas injected into the chamber It is possible to vent the gas in the opposite direction.

본 발명의 일실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 다층의 iCVD 시스템(300)은 복수의 챔버(311, 312, 313, 314)를 사용함으로써, 단일의 챔버를 사용하는 단층 iCVD 시스템을 통해 박막을 형성할 때 보다 적어도 2배 이상의 생산성을 제공할 수 있으며, 복수의 챔버(311, 312, 313, 314)를 수직으로 적층함으로써 단층 iCVD 시스템을 수평으로 나열할 때보다 더 향상된 공간 활용성과 대면적 균일도를 제공할 수 있다. The multi-layer iCVD system 300 for forming an air curtain according to an embodiment of the present invention uses a plurality of chambers 311, 312, 313, and 314, thereby forming a thin film through a single-layer iCVD system using a single chamber. It can provide at least 2 times more productivity than when formed, and improves space utilization and large area uniformity compared to horizontally arranging single layer iCVD systems by vertically stacking a plurality of chambers 311, 312, 313, and 314. Can provide.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 다층의 iCVD 시스템(300)은 복수의 챔버(311, 312, 313, 314)를 사용하고, 기판(301)을 기준으로 제1 챔버(311)와 제3 챔버(313)가 마주보는 형태이고, 제2 챔버(312)와 제4 챔버(314)가 마주보는 형태로 배치되어 있어, 복수의 챔버(311, 312, 313, 314) 각각의 디자인에 따라 서로 다른 물질의 개시제 및 단량체를 사용하여 기판(301)의 양면 또는 적층 형태로 증착이 가능할 수 있다. In addition, the multi-layer iCVD system 300 for forming an air curtain according to an embodiment of the present invention uses a plurality of chambers 311, 312, 313, and 314, and a first chamber based on the substrate 301 ( 311) and the third chamber 313 are facing each other, and the second chamber 312 and the fourth chamber 314 are arranged to face each other, and a plurality of chambers 311, 312, 313, and 314, respectively Depending on the design of the different materials using the initiator and the monomer of the substrate 301 may be deposited in the form of both sides or lamination.

도 3b를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 다층의 iCVD 시스템(300)의 정면을 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 다층의 iCVD 시스템(300)은 정면에서의 양측의 벽면에 챔버(311, 313)의 내부로 가스를 주입하여 에어 커튼을 형성하는 가스 주입부(330)를 포함하며, 가스 주입부(330)로부터 주입되는 가스를 챔버 내에서 배출시키는 가스 배출구(340)를 포함할 수 있다. Looking at the front of the multi-layered iCVD system 300 forming an air curtain according to an embodiment of the present invention with reference to FIG. 3B, the multi-layered iCVD system 300 forming an air curtain according to an embodiment of the present invention The gas injection unit 330 to form an air curtain by injecting gas into the interior of the chambers 311 and 313 on both side walls at the front side, and the gas injected from the gas injection unit 330 in the chamber It may include a gas outlet 340 to discharge.

즉, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 다층의 iCVD 시스템(300)에서, 복수의 챔버(311, 312, 313, 314) 각각은 상면과 하면을 제외한 4개의 측면 모두에 가스를 주입하여 에어 커튼을 형성하는 가스 주입부(330)를 포함하며, 가스 주입부(330)와 함께 가스 배출구(340)를 포함할 수 있다. 이 때, 제1 챔버(311) 및 제2 챔버(312)의 상면에는 전구체 주입부(321, 322)가 위치하며, 하면에는 기판(301)이 위치한다. 또한, 제3 챔버(313) 및 제4 챔버(314)의 상면에는 기판(301)이 위치하고, 하면에는 전구체 주입부(323, 324)가 위치한다. That is, referring to FIGS. 3A and 3B, in a multi-layered iCVD system 300 forming an air curtain according to an embodiment of the present invention, each of the plurality of chambers 311, 312, 313 and 314 is upper and lower surfaces It includes a gas injection unit 330 to form an air curtain by injecting gas to all four sides except for, and may include a gas outlet 340 with the gas injection unit 330. At this time, the precursor injection portions 321 and 322 are positioned on the upper surfaces of the first chamber 311 and the second chamber 312, and the substrate 301 is positioned on the lower surfaces. In addition, the substrate 301 is positioned on the upper surfaces of the third chamber 313 and the fourth chamber 314, and the precursor injection portions 323 and 324 are positioned on the lower surface.

이로 인하여, 본 발명의 일실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 다층의 iCVD 시스템(300)은 각 챔버의 4개의 측면에 에어 커튼을 형성하며, 각 챔버 사이에 에어 커튼을 도입함에 따라, 벽면으로 흡착되는 반응물의 증착을 방지할 뿐만 아니라, 복수의 챔버(311, 312, 313, 314) 간의 교차 오염(cross contamination)을 방지하고, 각 층(layer)의 박막에 대한 순도(purity)를 증가시킬 수 있다.Due to this, the multi-layered iCVD system 300 forming an air curtain according to an embodiment of the present invention forms air curtains on four sides of each chamber, and introduces an air curtain between each chamber, so as to Not only does it prevent the deposition of adsorbed reactants, it also prevents cross contamination between the plurality of chambers 311, 312, 313, 314, and increases the purity of the thin film of each layer. Can be.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 iCVD 방법의 흐름도를 도시한 것이다.4 is a flowchart of an iCVD method for forming an air curtain according to an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention.

도 4의 방법은 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 iCVD 시스템에 의해 수행된다.The method of FIG. 4 is performed by an iCVD system forming an air curtain according to an embodiment of the present invention according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 2.

도 4를 참조하면, 단계 410에서, 챔버에 기판을 삽입한다. 4, in step 410, the substrate is inserted into the chamber.

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 substrate may include a flexible substrate, a glass substrate, and the like. Here, the flexible substrate may include polyethylene terephthalate (PET), poly(methyl methacrylate), PMMA, polycarbonate (PC), polyethylenesulfon (PES), etc. , It may include an organic electric field device.

실시 예로, 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.In an embodiment, the substrates inserted into each of the plurality of chambers may be different materials. For example, the first substrate may be polyethylene terephthalate (PET), and the second substrate may be poly(methyl methacrylate) (PMMA).

단계 420에서, 챔버 내의 벽면으로 일정 양의 가스를 주입하여 에어 커튼(Air curtain)을 형성한다. 이 때, 단계 420과 단계 430은 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 순서가 바뀔 수도 있다. In step 420, a certain amount of gas is injected into the wall surface in the chamber to form an air curtain. At this time, the order of steps 420 and 430 may be changed according to an embodiment to which the present invention is applied.

단계 420은 챔버 내 양측 벽면의 상단 또는 하단에 위치하는 가스 주입부(230)를 통해, 챔버의 내부로 일정 양의 가스를 주입하여 에어 커튼을 형성하여 챔버 내의 벽면으로 흡착되는 고분자를 최소화할 수 있다. 이 때, 단계 420은 공정이 진행되는 동안 즉, 공정과 동시에 에어 커튼을 형성하는 것을 특징으로 한다. Step 420 can minimize the polymer adsorbed to the wall surface in the chamber by injecting a certain amount of gas into the interior of the chamber through the gas injection unit 230 located at the top or bottom of both wall surfaces in the chamber. have. At this time, step 420 is characterized in that the air curtain is formed during the process, that is, simultaneously with the process.

단계 430에서, 챔버에 단량체(Monomer) 및 개시제(initiator)를 주입한다. In step 430, a monomer and an initiator are injected into the chamber.

각 챔버에 주입되는 개시제를 서로 같은 종류 또는 다른 종류일 수 있다. 개시제는 과산화물일 수 있으며, 터트-부틸 페록사이드(tert-butylperoxide; TBPO) 또는 벤조페논(Benzophenone) 등일 수 있으나, 상기 예에 의해 본 발명의 방법에서 사용될 수 있는 개시제의 종류가 제한되는 것은 아니다.The initiators injected into each chamber may be of the same type or different types. The initiator may be a peroxide, and may be tert-butylperoxide (TBPO) or benzophenone, but the type of initiator that can be used in the method of the present invention is not limited by the above example.

또한, 각 챔버에 주입되는 단량체는 서로 같은 종류 또는 다른 종류일 수 있다. 단량체는 각 챔버 내에 삽입된 기판 상에 형성하고자 하는 박막, 즉 중합체의 기본 단위이다.In addition, the monomers injected into each chamber may be the same kind or different kinds from each other. The monomer is a thin film to be formed on a substrate inserted in each chamber, that is, a basic unit of a polymer.

이 때, 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 iCVD 방법은 챔버를 가열하는 단계(미도시) 및 기판을 냉각시키는 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다. In this case, the iCVD method of forming the air curtain according to the embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention may further include heating the chamber (not shown) and cooling the substrate (not shown). .

챔버를 가열하는 단계(미도시)는 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.In the step of heating the chamber (not shown), free radicals may be formed in the initiator injected into each chamber using heating filaments. At this time, since the monomer is a basic unit of the polymer and should not be thermally decomposed, it should be heated above the thermal decomposition temperature of the initiator, but heated below the thermal decomposition temperature of the monomer. Furthermore, since different monomers may be injected into each chamber, the temperature at which the filament is heated in each chamber may also vary depending on the type of monomer. In addition, it is possible to reduce the amount of adsorption on the outer wall of the chamber to improve productivity, and to use a chamber outer wall heater to prevent chamber contamination.

본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 iCVD 방법은 기판을 냉각시키는 단계(미도시) 이후에, 단계 440에서, 자유 라디칼과 상기 단량체를 기판 상에 흡착시켜 박막을 형성한다. The iCVD method of forming an air curtain according to an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention is a thin film by adsorbing free radicals and the monomer on the substrate in step 440 after the step of cooling the substrate (not shown) To form.

예를 들면, 기판 상에서 자유 라디칼과 단위체가 반응하여 중합체, 즉 박막을 형성하도록 기판을 냉각시킬 수 있다. 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 달라질 수 있다. For example, the substrate can be cooled so that free radicals and monomers react on the substrate to form a polymer, ie a thin film. Since the polymerization reaction may occur even at a relatively low temperature, for example, the temperature around the substrate can be maintained to be at room temperature. For example, a thin film may be formed on a substrate by disposing a cooling line through which a coolant flows under the substrate. The type of thin film formed on each substrate may also vary according to the type of the injected unit.

본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 에어 커튼을 형성하는 iCVD 방법은 챔버 내부로 주입되는 가스를 외부로 배출시키는 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 가스를 외부로 배출시키는 단계는 에어 커튼을 형성하는 단계 420과 동시에 수행되어 챔버 내부로 주입되는 가스를 챔버 외부로 배출시킬 수 있다. The iCVD method of forming an air curtain according to an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention may further include discharging a gas injected into the chamber to the outside (not shown). At this time, the step of discharging the gas to the outside may be performed simultaneously with step 420 of forming the air curtain to discharge the gas injected into the chamber outside the chamber.

상기 가스를 외부로 배출시키는 단계는 챔버 내부로 가스를 주입하는 가스 주입부(230)의 반대측에 형성된 가스 배출구(240)를 통해, 챔버 내부로 주입된 가스를 외부로 배출시켜 챔버 내의 벽면으로 흡착되는 고분자를 방지하고, 기판에 단량체 및 개시제로 인한 고분자 박막을 균일하게 형성하며, 챔버 내의 오염을 방지할 수 있다. The step of discharging the gas to the outside through the gas outlet 240 formed on the opposite side of the gas injection unit 230 for injecting gas into the chamber, the gas injected into the chamber is discharged to the outside and adsorbed to the wall surface in the chamber It prevents the polymer from being formed, uniformly forms the polymer thin film due to the monomer and the initiator on the substrate, and can prevent contamination in the chamber.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by a limited embodiment and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form from the described method, or other components Alternatively, even if replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (12)

내부에 기판을 수용하는 챔버;
상기 챔버에 단량체(Monomer) 및 개시제(initiator)를 주입하는 전구체 주입부;
상기 챔버 내의 벽면으로 일정 양의 가스를 주입하여 에어 커튼(Air curtain)을 형성하는 가스 주입부; 및
상기 가스 주입부로부터 주입되는 가스를 상기 챔버 내에서 배출시키는 가스 배출구
를 포함하는 iCVD 시스템.A chamber accommodating the substrate therein;
A precursor injection unit for injecting a monomer and an initiator into the chamber;
A gas injection unit that injects a certain amount of gas into the wall surface in the chamber to form an air curtain; And
Gas outlet for discharging the gas injected from the gas injection unit in the chamber
ICVD system comprising a. 제1항에 있어서,
상기 챔버 내에서 기판의 표면으로의 진공을 제공하는 진공척(Vacuum Chuck)
을 더 포함하는 iCVD 시스템.According to claim 1,
Vacuum chuck that provides a vacuum to the surface of the substrate in the chamber
ICVD system further comprising a. 제1항에 있어서,
상기 전구체 주입부는
수용되는 기판의 종류에 따라 서로 다른 전구체를 주입하는 것을 특징으로 하는 iCVD 시스템. According to claim 1,
The precursor injection part
ICVD system characterized by injecting different precursors according to the type of substrate to be accommodated. 제1항에 있어서,
상기 가스 주입부는
상기 챔버 내 양측 벽면의 상단 또는 하단에 위치하며, 상기 챔버의 내부로 일정 양의 가스를 주입하여 상기 에어 커튼을 형성하여 상기 챔버 내의 벽면으로 흡착되는 고분자를 최소화하는 iCVD 시스템. According to claim 1,
The gas injection unit
ICVD system located at the top or bottom of both side walls in the chamber, and injecting a certain amount of gas into the interior of the chamber to form the air curtain to minimize polymer adsorbed to the wall in the chamber. 제4항에 있어서,
상기 가스 주입부는
공정이 진행되는 동안 상기 에어 커튼을 형성하는 것을 특징으로 하는 iCVD 시스템. The method of claim 4,
The gas injection unit
ICVD system, characterized in that to form the air curtain during the process. 제1항에 있어서,
상기 가스 배출구는
상기 가스 주입부의 반대측에 형성되며, 상기 챔버 내부로 주입된 가스를 외부로 배출시켜 상기 챔버 내의 벽면으로 흡착되는 고분자를 방지하고, 상기 기판에 상기 단량체 및 상기 개시제로 인한 고분자 박막을 균일하게 형성하며, 상기 챔버 내의 오염을 방지하는 것을 특징으로 하는 iCVD 시스템. According to claim 1,
The gas outlet
It is formed on the opposite side of the gas injection portion, and discharges the gas injected into the chamber to the outside to prevent the polymer adsorbed on the wall surface in the chamber, to uniformly form a polymer thin film due to the monomer and the initiator on the substrate, , ICVD system to prevent contamination in the chamber. 제1항에 있어서,
복수 개의 상기 챔버를 적층하여 다층의 iCVD 시스템을 형성하는 경우, 상기 복수의 챔버 사이에 상기 에어 커튼을 형성하여 상기 챔버 간의 교차 오염(cross contamination)을 방지하는 iCVD 시스템. According to claim 1,
When stacking a plurality of the chambers to form a multi-layered iCVD system, the iCVD system prevents cross contamination between the chambers by forming the air curtain between the plurality of chambers. 챔버에 기판을 삽입하는 단계;
상기 챔버 내의 벽면으로 일정 양의 가스를 주입하여 에어 커튼(Air curtain)을 형성하는 단계;
상기 챔버에 단량체(Monomer) 및 개시제(initiator)를 주입하는 단계; 및
자유 라디칼과 상기 단량체를 상기 기판 상에 흡착시켜 박막을 형성하는 단계
를 포함하는 iCVD 방법. Inserting a substrate into the chamber;
Forming an air curtain by injecting a certain amount of gas into the wall surface in the chamber;
Injecting a monomer and an initiator into the chamber; And
Forming a thin film by adsorbing free radicals and the monomer on the substrate
ICVD method comprising a. 제8항에 있어서,
상기 에어 커튼을 형성하는 단계는
상기 챔버 내 양측 벽면의 상단 또는 하단에 위치하는 가스 주입부를 통해, 상기 챔버의 내부로 일정 양의 가스를 주입하여 상기 에어 커튼을 형성하여 상기 챔버 내의 벽면으로 흡착되는 고분자를 최소화하는 iCVD 방법.The method of claim 8,
The step of forming the air curtain
ICVD method for minimizing the polymer adsorbed to the wall surface in the chamber by injecting a certain amount of gas into the interior of the chamber through a gas injection portion located at the top or bottom of both wall surfaces in the chamber. 제9항에 있어서,
상기 에어 커튼을 형성하는 단계는
공정이 진행되는 동안 상기 에어 커튼을 형성하는 것을 특징으로 하는 iCVD 방법.The method of claim 9,
The step of forming the air curtain
ICVD method characterized in that the air curtain is formed during the process. 제8항에 있어서,
상기 챔버 내부로 주입되는 가스를 외부로 배출시키는 단계
를 더 포함하는 iCVD 방법. The method of claim 8,
Discharging the gas injected into the chamber to the outside
ICVD method further comprising a. 제11항에 있어서,
상기 가스를 외부로 배출시키는 단계는
상기 챔버 내부로 가스를 주입하는 가스 주입부의 반대측에 형성된 가스 배출구를 통해, 상기 챔버 내부로 주입된 가스를 외부로 배출시켜 상기 챔버 내의 벽면으로 흡착되는 고분자를 방지하고, 상기 기판에 상기 단량체 및 상기 개시제로 인한 고분자 박막을 균일하게 형성하며, 상기 챔버 내의 오염을 방지하는 것을 특징으로 하는 iCVD 방법.
The method of claim 11,
The step of discharging the gas to the outside
Through the gas outlet formed on the opposite side of the gas injection unit for injecting gas into the chamber, the gas injected into the chamber is discharged to prevent the polymer adsorbed to the wall surface in the chamber, and the monomer and the substrate ICVD method characterized by uniformly forming a polymer thin film due to an initiator and preventing contamination in the chamber.
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