KR101879289B1 - 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치 - Google Patents

진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101879289B1
KR101879289B1 KR1020160088645A KR20160088645A KR101879289B1 KR 101879289 B1 KR101879289 B1 KR 101879289B1 KR 1020160088645 A KR1020160088645 A KR 1020160088645A KR 20160088645 A KR20160088645 A KR 20160088645A KR 101879289 B1 KR101879289 B1 KR 101879289B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
roll
unit
coating
vacuum
winding
Prior art date
Application number
KR1020160088645A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180007517A (ko
Inventor
신기현
Original Assignee
주식회사 토바
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 토바 filed Critical 주식회사 토바
Priority to KR1020160088645A priority Critical patent/KR101879289B1/ko
Publication of KR20180007517A publication Critical patent/KR20180007517A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101879289B1 publication Critical patent/KR101879289B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
    • H01L21/28017—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
    • H01L21/28158—Making the insulator
    • H01L21/28167—Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation
    • H01L21/28194—Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation by deposition, e.g. evaporation, ALD, CVD, sputtering, laser deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67703—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
    • H01L21/67706—Mechanical details, e.g. roller, belt
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/93—Batch processes
    • H01L2224/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L2224/951—Supplying the plurality of semiconductor or solid-state bodies
    • H01L2224/95115—Supplying the plurality of semiconductor or solid-state bodies using a roll-to-roll transfer technique

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치는 유동성을 확보하는 소재를 롤에 의하여 공급시키는 공급부와, 상기 공급부에 의하여 공급되는 상기 소재를 내부에 수용하며 진공상태에서 원료를 적층하기 위한 적층부와, 상기 적층부에 의하여 적층된 원료의 상부에 유기질의 코팅재를 코팅하기위한 코팅부와, 상기 코팅부에서 코팅된 상기 소재의 상부에 보호필름을 접착하여 권취시키는 마감부와, 상기 소재를 상기 공급부에서 상기 마감부로 이송하는 이송부와, 상기 소재의 공정 속도 및 레지스트리 에러를 제어하기 위한 제어부를 포함할 수 있다.

Description

진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치{The Device for ALD using Vacuum Roll to Roll}
본 발명은 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공으로 형성된 진공장치에서 다양한 원료를 소재에 적층할 수 있는 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치에 관한 것이다.
반도체 기술의 출현 이후, 반도체는 더욱더 작은 크기, 더욱더 빠른 속도, 낮은 전력 소모량, 소자 당 낮은 가격을 목표로 개발되어져 왔으며, 최근에는 여러 가지 기능을 하나의 반도체 소자에서 수행을 할 수 있도록 개발되어지고 있다.
그 결과, 반도체 소자에 사용되는 박막은 원자 단위로 제어되면서, 단차 피복성이 우수한 특성을 가져야 하며, 또한 계면에서 확산과 산화가 일어나지 않게 하기 위해서 증착 온도가 낮아야 한다. 기존의 기술로서는 이러한 요구 조건을 충족시킬 수 없게 되어져 한계에 도달하게 되었다. 그러나 원자층 단위로 박막을 증착하는 기술이 개발되어져, 기존의 반도체 기술의 한계를 극복할 수 있게 되었다. 이러한 새로운 기술을 “원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition)”라 불리게 된다.
원자층 증착 기술은 1980년에 Tuomo Suntola에 의해서 “Atomic Layer Epitaxy(ALE)”이라는 기술로 개발되어졌다. ALE는 매우 정밀하게 조성을 제어하면서, 매우 얇은 막(100 Å)을 증착시킬 수 있다는 장점을 가지고 있었다. 그러나 그 당시에 반도체 산업에서 사용하는 가장 얇은 막은 1000 Å 두께로서, ALE 기술은 반도체 시장을 위한 기술로서 보여지지 않았다.
그러나 30년이 지난 현재의 상황은 변했다. 반도체의 칩사이즈의 감소는 수 나노시대를 열게 되었으며, 반도체에서 사용하는 가장 얇은 막은 원자 단위로 필요하게 되었다. 예를 들어, 게이트 유전막의 경우, 약 10 Å(약 4개의 원자층과 동일한 두께)의 두께가 필요하게 되었다. 그 결과, Suntola의 발명은 반도체의 디자인 룰이 감소함에 따라서 반도체에 적용되기 시작하였으며, 현재 “Atomic Layer Epitaxy(ALE)” 기술은 “원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition)”라는 기술로 이름이 변경되어져, 상용화되기 시작하였다.
그러나, 원자층 증착 기술은 기존의 증착법에 비하여 많은 장점을 지니고 있으나, 원료를 한 가지씩 주기적으로 공급하고 여분을 제거하는 과정을 계속 반복하여야 하기 때문에 증착속도가 느려 양산라인에 광범위하게 적용하기 힘든 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 진공상태에서 롤투롤에 의하여 이송되는 소재에 원자로 형성된 원료를 적층하는 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 많은 양의 소재를 진공상태에서 원료를 적층하기 위한 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치는 유동성을 확보하는 소재를 롤에 의하여 공급시키는 공급부와, 상기 공급부에 의하여 공급되는 상기 소재를 내부에 수용하며 진공상태에서 원료를 적층하기 위한 적층부와, 상기 적층부에 의하여 적층된 원료의 상부에 유기질의 코팅재를 코팅하기위한 코팅부와, 상기 코팅부에서 코팅된 상기 소재의 상부에 보호필름을 접착하여 권취시키는 마감부와, 상기 소재를 상기 공급부에서 상기 마감부로 이송하는 이송부와, 상기 소재의 공정 속도 및 레지스트리 에러를 제어하기 위한 제어부를 포함할 수 있다.
상기 공급부는 상기 소재가 권취된 권취롤의 중심에 구비되어 상기 권취롤을 회전하며 상기 소재를 공급하는 풀림롤과, 상기 풀림롤에서 공급되는 상기 소재의 공정 속도를 조절하며 상기 적층부로 공급하는 공급롤을 구비할 수 있다.
상기 적층부는 상기 공급부에서 공급받은 상기 소재의 높이를 조절하여 상기 소재의 상부에 원료가 원활하게 적층되도록 조절하기 위한 다수의 제어롤과, 다수의 상기 제어롤 사이에 구비되어 상기 제어롤에 의하여 높이가 조절되며 이송되는 상기 소재가 내부로 유입되며 진공상태로 상기 소재의 상부에 원료를 적층하기 위한 진공장치와, 상기 진공장치 내부에 구비되어 상기 소재의 상부에 무기질의 원료를 적층하는 적층장치를 구비할 수 있다.
상기 적층장치는 상기 이송부에 의하여 상기 진공장치에서 이송되는 상기 소재의 상부에 적층되는 불순물을 제거하는 다수의 제거장치와, 다수의 상기 제거장치 사이에 구비되어 상기 진공장치 내부에서 이송되는 상기 소재의 상부에 다양한 원료를 적층하는 다수의 제 1챔버와, 다수의 상기 제거장치 사이에 상기 제 1챔버와 엇갈리게 구비되어 상기 소재의 상부에 상기 제 1챔버에 적층된 원료와 다른 원료를 적층하기 위하여 상기 제 1챔버와 다른 원료가 충진된 다수의 제 2챔버를 구비할 수 있다.
상기 적층장치는 상기 제거장치에서 불순물이 제거된 상기 소재의 상부에 적층되는 원료의 종류에 따라 적어도 하나 이상의 챔버를 구비할 수 있다.
상기 코팅부는 상기 적층부에 의하여 무기질의 원료가 적층된 상기 소재의 상부에 상기 코팅재를 분사하는 분사부와, 상기 분사부에 의하여 이송되어 유기물의 상기 코팅재를 건조시키는 건조부를 구비할 수 있다.
상기 마감부는 상기 코팅부에서 이송되는 상기 소재의 상부를 보호하기 위하여 보호필름을 접착시키는 접착부와, 상기 접착부에서 이송된 상기 소재를 권취시켜 권취롤의 형태로 감는 권취부를 구비할 수 있다.
상기 접착부는 상기 소재의 상부에 코팅된 유기질의 상기 코팅재를 보호하는 상기 보호필름이 권취된 보호필름권취롤과, 상기 보호필름권취롤이 풀리며 상기 소재의 상부에 적층되면 상기 소재와 함께 상기 권취부로 이송시키며 압착시키는 압착롤을 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치에 의하면, 진공장치의 내부에 구비된 다수의 챔버에서 다수의 롤로 형성된 이송부를 통해 이송되는 소재의 상부에 원료를 적층할 수 있는 것이다.
그리고, 진공장치의 전면과 후면에 제어롤이 구비되어 진공장치와 챔버의 갭을 줄일 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치를 나타낸 개념도.
도 2는 도 1에 도시된 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치를 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공급부를 나타낸 개념도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적층부를 나타낸 개념도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코팅부를 나타낸 개념도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마감부를 나타낸 개념도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치를 나타낸 개념도이고, 도 2는 도 1에 도시된 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치는 유동성을 확보하는 소재(10)를 롤에 의하여 공급시키는 공급부(100)와, 상기 공급부(100)에 의하여 공급되는 상기 소재(10)를 내부에 수용하며 진공상태에서 원료를 적층하기 위한 적층부(200)와, 상기 적층부(200)에 의하여 적층된 원료의 상부에 유기질의 코팅재(310)를 코팅하기위한 코팅부(300)와, 상기 코팅부(300)에서 코팅된 상기 소재(10)의 상부에 보호필름(410)을 접착하여 권취시키는 마감부(400)와, 상기 소재(10)를 상기 공급부(100)에서 상기 마감부(400)로 이송하는 이송부(500)와, 상기 소재(10)의 공정 속도 및 레지스트리 에러를 제어하기 위한 제어부(600)를 구비할 수 있다.
상기 공급부(100)는 소재(10)가 권취된 권취롤(10)을 이송부(500)에 의하여 공급하여 소재(10)의 상부에 원료를 적층하여 인쇄할 수 있다.
또한, 상기 공급부(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 소재(10)가 권취된 권취롤(10)의 중심에 구비되어 상기 권취롤(10)을 회전하며 상기 소재(10)를 공급하는 풀림롤(110)과, 상기 풀림롤(110)에서 공급되는 상기 소재(10)의 공정 속도를 조절하며 상기 적층부(200)로 공급하는 공급롤(120)을 구비할 수 있다.
이러한 상기 권취롤(10)은 상기 풀림롤(110)에 의하여 회전하며 풀릴 수 있으며 회로 등을 인쇄할 수 있는 롤투롤 장치에서 이송될 수 있도록 유동성이 확보되어 유연하며 얇은 재질로 형성될 수 있다. 그리고 상기 소재(10)는 소정의 길이로 형성되거나 길게 형성되어 상기 롤투롤 장치에서 끊기지 않고 이동하며 형성될 수 있다.
상기 공급롤(120)은 상기 풀림롤(110)에 의하여 권취된 권취롤(10)의 단부가 이송부(500)에 의하여 이송되면 상기 소재(10)의 상부에 구비되어 상기 소재(10)의 공정 속도를 조절할 수 있다.
이 때, 상기 공급롤(120)은 소재(10)를 사이로 하부에 이송부(500)와의 회전 속도를 조절할 수 있는데, 상기 이송부(500)와 상기 공급롤(120)의 회전속도는 제어부(600)에 의하여 조절되어 상기 소재(10)의 상부에 적층되는 원료가 소재(10)에 원활히 적층되도록 공정 속도를 조절할 수 있다.
상기 이송부(500)는 상기 공급부(100)에서 상기 마감부(400)로 진행되는 소재(10)를 이송시키기 위하여 상기 소재(10)의 하부에 다수가 구비될 수 있으며, 이송부(500)는 롤 또는 레일로 형성될 수 있다.
그리고 도 4을 참조하면, 상기 적층부(200)는 상기 공급부(100)에서 공급받은 상기 소재(10)의 높이를 조절하여 상기 소재(10)의 상부에 원료가 원활하게 적층되도록 조절하기 위한 다수의 제어롤(210)과, 다수의 상기 제어롤(210) 사이에 구비되어 상기 제어롤(210)에 의하여 높이가 조절되며 이송되는 상기 소재(10)가 내부로 유입되며 진공상태로 상기 소재(10)의 상부에 원료를 적층하기 위한 진공장치(220)와, 상기 진공장치(220) 내부에 구비되어 상기 소재(10)의 상부에 무기질의 원료를 적층하는 적층장치(230)를 구비할 수 있다.
상기 제어롤(210)은 상기 소재(10)가 공급부(100)에서 공정 속도가 조절되며 공급되면 소재(10)의 높이를 조절하여 진공장치(220) 내부로 유입시킬 수 있다.
이러한 상기 제어롤(210)은 자기베어링(ACR:Active Control Roll)으로써 소재(10)와 원료가 분사되는 챔버(232, 233)사이의 갭조절을 위하여 소재(10)의 높이를 능동적으로 제어하여 조절할 수 있다.
상기 제어롤(210)은 상기 진공장치(220)를 사이에 두고 상기 진공장치(220)의 수량에 따라 다수가 구비될 수 있으며, 진공장치(220)로 유입되는 소재(10)의 높이를 조절할 수 있다.
상기 제어롤(210)을 제어하기 위하여 제어부(600)에서는 소재(10)의 좌표를 측정하여 소재(10)의 위치를 판단하고 챔버(232, 233)의 위치와 갭을 줄이기 위하여 소재(10)의 높이를 조절할 수 있다.
이러한 제어롤(210)에 의하여 레스터 에러를 조절하여 소재(10)의 상부에 적층되는 원료가 정확한 위치에 인쇄될 수 있으며 오차범위를 줄일 수 있다.
상기 진공장치(220)는 양측면에 제어롤(210)이 구비되어 진공장치(220)로 유입되는 소재(10)의 높이를 조절할 수 있으며, 진공장치(220)에서 배출되는 소재(10)의 높이의 높이도 조절하여 코팅부(300)로 이송되는 이송부(500)로 전달할 수 있다.
상기 진공장치(220) 내부에는 도면에는 도시하지 않았지만 상기 진공장치(220)에서 배출되는 소재(10)는 별도의 축적장치에 의하여 원료가 진공상태에서 소재(10)에 적층되는 시간을 제공할 수 있다.
이러한 축적장치는 진공상태에서 소재(10)가 진공장치(220) 내부에서 오래 머무를 수 있게 소재(10)를 번갈아 가면서 이송될 수 있다.
예를 들어, 상기 진공장치(220) 내부에 축적장치가 없으면 소재(10)가 진공부의 일 단부에서 타 단부로 이송되므로 진공상태에서 나노 및 다양한 원자로 형성된 원료가 적층되는 기간이 짧아질 수 있다. 그러므로, 축적장치에 의하여 진공장치(220) 내부에서 소재(10)가 번갈아가면서 구비되므로 축적장치의 수량에 따라 많은 양의 소재(10)가 진공장치(220) 내부에서 수용될 수 있다.
상기 적층장치(230)는 상기 이송부(500)에 의하여 상기 진공장치(220)에서 이송되는 상기 소재(10)의 상부에 적층되는 불순물을 제거하는 다수의 제거장치(231)와, 다수의 상기 제거장치(231) 사이에 구비되어 상기 진공장치(220) 내부에서 이송되는 상기 소재(10)의 상부에 다양한 원료를 적층하는 다수의 제 1챔버(232)와, 다수의 상기 제거장치(231) 사이에 상기 제 1챔버(232)와 엇갈리게 구비되어 상기 소재(10)의 상부에 상기 제 1챔버(232)에 적층된 원료와 다른 원료를 적층하기 위하여 상기 제 1챔버(232)와 다른 원료가 충진된 다수의 제 2챔버(233)를 구비할 수 있다.
상기 제거장치(231)는 진공장치(220) 내부에서 이송부(500)에 의하여 이송하는 소재(10)의 상부에 원료가 원활히 적층될 수 있도록 불순물을 제거할 수 있다.
상기 제거장치(231)는 진공장치(220) 내부에 다수가 구비될 수 있으며, 제거장치(231)에서 소재(10)의 불순물 및 제 1챔버(232) 및 제 2챔버(233)에서 적층하는 원료보다 초과되는 원료를 제거하기 위하여 퍼지 가스(Purge Gas)가 분사될 수 있다.
상기 적층장치(230)는 다수의 상기 제거장치(231)에서 불순물이 제거된 상기 소재(10)의 상부에 적층되는 원료의 종류에 따라 제 1챔버(232) 및 제 2챔버(233) 외 적어도 하나 이상의 챔버를 더 구비할 수 있다.
이와 같이, 제 1챔버(232) 및 제 2챔버(233)는 원료의 종류에 따라 제 3챔버, 제 4챔버 등 다수가 상기 제거장치(231)를 사이에 두며 엇갈리게 구비되어 다양한 원료가 소재(10)의 상부에 적층될 수 있다.
예를 들어, 2가지의 원료를 소재(10)의 상부에 적층하기 위해서는 제거장치(231)에 퍼지 가스(Purge Gas)가 구비되고 제 1챔버(232)에 트리메틸 알루미늄(Trimethyl aluminum, TMA)이 구비되고 제 2챔버(233)에 물 또는 황산리튬(H2O)이 구비될 경우 도 4에 도시된 바와 같이 제거장치(231)가 다수 구비되고 제거장치(231) 사이에 제 1챔버(232)와 제 2챔버(233)가 각각 구비되어 상기 소재(10)의 상부에 원료를 적층하며 제거장치(231)에 의하여 불순물을 제거할 수 있다.
이를 간소화하여 정리하면, 2종류의 원료를 소재(10)에 적층하기 위해서는 '제거장치(231), 제 1챔버(232), 제거장치(231), 제 2챔버(233)' 순서로 적층장치(230)가 진공상태 내부에 다수 구비되어 소재(10)가 이송하며 원료가 여러번 적층될 수 있다.
그리고 상기 적층장치(230)에서 상기 소재(10)의 상부에 원료를 적층하는 방법에 있어서는 AX와 BY라는 기체 형태의 물질을 원료로 이용하여 AB라는 고체물질로 된 박막을 증착하고 부산물로 기체 형태의 XY를 생성하는 경우를 예로 들어 설명한다. 화학식을 간단히 표시하면 [화학식 1]과 같다.
[화학식 1]
AX(기체)+BY(기체) → AB(고체)+XY(기체)
상기 적층장치(230)에서 상기 소재(10)의 상부에 원료를 적층하는 공정은 AX 물질을 공급하면 기판 표면에 흡착되고 남는 여분의 AX를 제거한다.
그리고 BY 물질을 공급하고 반응하고 남은 여분의 BY와 부산물 XY를 제거하며 AX 물질을 공급하고 반응하고 남은 것들이 주위에 남을 수 있다.
이상과 같이 AX 공급, 여분 제거, BY 주입, 여분 제거 공정 각각을 제거장치(231)와 제 1챔버(232)와 제 2챔버(233)에서 각각 일정 주기로 되풀이하여 원료층을 한층씩 쌓아서 원하는 두께와 조성의 박막을 제조하게 된다. 여분의 가스를 제거하는 데는 주로 아르곤(Ar) 등의 불활성 가스를 흘려주는 방법이 이용될 수 있다..
상기 적층장치(230)에서 위와 같은 공정에 의하여 상기 원료를 적층하므로 증착과정의 원료 공급 단계에서 원료의 공급이 충분하다면 박막의 성장 속도는 원료 공급 주기의 횟수에만 비례하기 때문에 박막의 두께를 수Å(옹스트롬, Angstrom, 1Å=0.1nm) 단위로 정밀하게 제어할 수 있어 단차피복성(step coverage, 높이 차이가 나는 부분들을 균일하게 증착하는 특성)이 우수하여 복잡한 3차원 구조도 균일하게 증착 가능하다.
도 5를 참조하면, 상기 코팅부(300)는 상기 적층부(200)에 의하여 무기질의 원료가 적층된 상기 소재(10)의 상부에 상기 코팅재(310)를 분사하는 분사부(320)와, 상기 분사부(320)에 의하여 이송되어 유기물의 상기 코팅재(310)를 건조시키는 건조부(330)를 구비할 수 있다.
상기 분사부(320)는 상기 적층부(200)에서 이송되는 소재(10)의 공정 속도를 조절하며 상부에 유기질의 코팅재(310)를 분사할 수 있다. 상기 코팅재(310)는 유기질로 형성되어 적층부(200)에서 다수의 무기질의 원료가 적층된 소재(10)의 상부에 높은 코팅박막을 형성할 수 있다.
상기 건조부(330)는 소재(10)의 상부에 분사된 유기물의 코팅재(310)를 건조시켜 원료가 이탈하지 않고 유지되도록 할 수 있다.
이 때, 상기 건조부(330)는 제어부(600)에 의하여 온도가 조절될 수 있으며, 이송부(500)에 의하여 소재(10)가 이송되며 소재(10)의 상부에 분사된 코팅재(310)가 건조될 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 마감부(400)는 상기 코팅부(300)에서 이송되는 상기 소재(10)의 상부를 보호하기 위하여 보호필름(410)을 접착시키는 접착부(420)와, 상기 접착부(420)에서 이송된 상기 소재(10)를 권취시켜 권취롤(10)의 형태로 감는 권취부(430)를 구비할 수 있다.
이 때, 상기 접착부(420)는 상기 소재(10)의 상부에 코팅된 유기질의 상기 코팅재(310)를 보호하는 상기 보호필름(410)이 권취된 보호필름권취롤(421)과, 상기 보호필름권취롤(421)이 풀리며 상기 소재(10)의 상부에 적층되면 상기 소재(10)와 함께 상기 권취부(430)로 이송시키며 압착시키는 압착롤(422)을 구비할 수 있다.
상기 보호필름권취롤(421)은 유동성이 확보된 다수의 보호필름(410)이 권취된 것으로 이송부(500)에 의하여 보호필름(410)의 단부가 코팅재(310)가 건조된 소재(10)의 상부에 안착될 수 있다.
상기 보호필름(410)은 상기 소재(10)가 이송될 때 동시에 이송되며 압착롤(422)에 의하여 소재(10) 상부에 압착되어 소재(10)의 외측면을 보호할 수 있다.
상기 권취부(430)는 공급부(100)에서 풀린 권취롤(10)의 상부에 원료 및 코팅재(310)가 적층되고 원료 및 코팅재(310)를 보호하기 위한 보호필름(410)이 압착된 소재(10)를 다시 권취롤(10)로 감을 수 있다.
이 때, 권취부(430)는 소재(10)가 권취될 때 소재(10)의 손상을 막기 위하여 테이퍼(Taper)를 사용할 수 있다. 상기 테이퍼는 제어부(600)에 의하여 장력이 제어되어 권취부(430)에서 소재(10)를 권취하여 권취롤(10)로 형성할 수 있다.
상기 제어부(600)는 소재(10)에 원료가 원활히 적층될 수 있도록 다수의 레지스터 에러를 제어할 수 있다. 제어부(600)에서 제어하는 레지스터 에러에는 롤 동심도, 가공 공차, 베어링 공차 등과 같은 기구부 에러와 공정 속도 및 인쇄 위치 에러와 건조기 온도가 있을 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치에 대해 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니한다. 그리고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100: 공급부 110: 풀림롤
120: 공급롤 200: 적층부
210: 제어롤 220: 진공장치
230: 적층장치 300: 코팅부
310: 코팅재 320: 분사부
330: 건조부 400: 마감부
410: 보호필름 420: 접착부
500: 이송부

Claims (8)

  1. 유동성을 확보하는 소재를 롤에 의하여 공급시키는 공급부와,
    상기 공급부에 의하여 공급되는 상기 소재를 내부에 수용하며 진공상태에서 원료를 적층하기 위한 적층부와,
    상기 적층부에 의하여 적층된 원료의 상부에 유기질의 코팅재를 코팅하기위한 코팅부와,
    상기 코팅부에서 코팅된 상기 소재의 상부에 보호필름을 접착하여 권취시키는 마감부와,
    상기 소재를 상기 공급부에서 상기 마감부로 이송하는 이송부와,
    상기 소재의 공정 속도 및 레지스트리 에러를 제어하기 위한 제어부를 구비하고,
    상기 적층부는 상기 공급부에서 공급받은 상기 소재의 높이를 조절하여 상기 소재의 상부에 원료가 원활하게 적층되도록 조절하기 위한 다수의 제어롤과,
    다수의 상기 제어롤 사이에 구비되어 상기 제어롤에 의하여 높이가 조절되며 이송되는 상기 소재가 내부로 유입되며 진공상태로 상기 소재의 상부에 원료를 적층하기 위한 진공장치와,
    상기 진공장치 내부에 구비되어 상기 소재의 상부에 무기질의 원료를 적층하는 적층장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공급부는 상기 소재가 권취된 권취롤의 중심에 구비되어 상기 권취롤을 회전하며 상기 소재를 공급하는 풀림롤과,
    상기 풀림롤에서 공급되는 상기 소재의 공정 속도를 조절하며 상기 적층부로 공급하는 공급롤을 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 적층장치는 상기 이송부에 의하여 상기 진공장치에서 이송되는 상기 소재의 상부에 적층되는 불순물을 제거하는 다수의 제거장치와,
    다수의 상기 제거장치 사이에 구비되어 상기 진공장치 내부에서 이송되는 상기 소재의 상부에 다양한 원료를 적층하는 다수의 제 1챔버와,
    다수의 상기 제거장치 사이에 상기 제 1챔버와 엇갈리게 구비되어 상기 소재의 상부에 상기 제 1챔버에 적층된 원료와 다른 원료를 적층하기 위하여 상기 제 1챔버와 다른 원료가 충진된 다수의 제 2챔버를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 코팅부는 상기 적층부에 의하여 무기질의 원료가 적층된 상기 소재의 상부에 상기 코팅재를 분사하는 분사부와,
    상기 분사부에 의하여 이송되어 유기물의 상기 코팅재를 건조시키는 건조부를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 마감부는 상기 코팅부에서 이송되는 상기 소재의 상부를 보호하기 위하여 보호필름을 접착시키는 접착부와,
    상기 접착부에서 이송된 상기 소재를 권취시켜 권취롤의 형태로 감는 권취부를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 접착부는 상기 소재의 상부에 코팅된 유기질의 상기 코팅재를 보호하는 상기 보호필름이 권취된 보호필름권취롤과,
    상기 보호필름권취롤이 풀리며 상기 소재의 상부에 적층되면 상기 소재와 함께 상기 권취부로 이송시키며 압착시키는 압착롤을 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치.
KR1020160088645A 2016-07-13 2016-07-13 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치 KR101879289B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160088645A KR101879289B1 (ko) 2016-07-13 2016-07-13 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160088645A KR101879289B1 (ko) 2016-07-13 2016-07-13 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180007517A KR20180007517A (ko) 2018-01-23
KR101879289B1 true KR101879289B1 (ko) 2018-07-19

Family

ID=61071080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160088645A KR101879289B1 (ko) 2016-07-13 2016-07-13 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101879289B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100083221A (ko) * 2009-01-13 2010-07-22 주식회사 쏠리스 중성입자빔생성장치를 이용한 롤투롤 박막증착 시스템
KR20160066615A (ko) * 2014-12-02 2016-06-13 주식회사 데코엔트 트림용 복합재 포일 및 그의 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100083221A (ko) * 2009-01-13 2010-07-22 주식회사 쏠리스 중성입자빔생성장치를 이용한 롤투롤 박막증착 시스템
KR20160066615A (ko) * 2014-12-02 2016-06-13 주식회사 데코엔트 트림용 복합재 포일 및 그의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180007517A (ko) 2018-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI680882B (zh) 積層體及阻氣薄膜
TWI505982B (zh) Glass film conveying device
TWI456360B (zh) 基板處理系統及基板處理方法
JP5730235B2 (ja) ガスバリアフィルムおよびガスバリアフィルムの製造方法
JP2008189957A (ja) 連続成膜装置
JP2006057180A (ja) 多重積層膜構造の金属窒化膜の蒸着方法
JP2011046060A (ja) ガスバリアフィルムおよびガスバリアフィルムの製造方法
JP2008071726A (ja) 有機ｅｌシート製造装置
KR101879289B1 (ko) 진공 롤투롤을 활용한 원자 증착 장치
WO2016136935A1 (ja) ガスバリア性フィルムの製造方法及びガスバリア性フィルム
JP2012082464A (ja) プラズマｃｖｄ成膜装置、成膜方法、ガスバリア性積層フィルム
KR101728805B1 (ko) 진공 롤투롤을 활용한 소재 이송 장치 및 방법
KR101879293B1 (ko) 롤투롤 박판 초정밀 3차원 위치 제어 시스템
JP2015132007A (ja) 積層体の製造方法、及び積層体製造装置
KR101902257B1 (ko) 롤투롤을 활용한 소재 이중 원자층 증착 장치
CN107949656B (zh) 用于向基材的表面提供涂覆层的设备和方法
KR101996328B1 (ko) 롤투롤 공정 기반의 전자 회로 패턴 비접촉 인쇄 장치
US8455059B2 (en) Method of producing gas barrier layer, gas barrier film for solar batteries and gas barrier film for displays
KR101902258B1 (ko) 이중 구조 롤투롤을 활용한 원자층 증착 시스템
KR102230936B1 (ko) 원자층 증착 장치
KR101879298B1 (ko) 롤투롤을 활용한 비타민 증착 시스템
JP6442874B2 (ja) 積層体の製造方法、及び積層体製造装置
KR101902260B1 (ko) 공조장치를 활용한 롤투롤 원자층 증착 시스템
KR20170137765A (ko) 적층체 및 가스 배리어 필름
JP2017008350A (ja) 成膜装置及び成膜方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right