KR20190082610A - 유무기 복합 박막 증착 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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조용일
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Abstract

본 발명은 유무기 복합 박막 증착 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 원자층을 기판 위에, 원자층 분사 유닛을 통하여, 분사하고, 비활성 기체를 기판으로 분사하여, 원자층에 의한 반응 부산물을 제거하고, 분자층을 기판 위에 분자층 분사 유닛을 통하여, 분사하고, 원자층 분사 유닛에 대응하는 제 1 구간 및 분자층 분사 유닛에 대응하는 제 2 구간 중 적어도 하나의 구간에서, 기설정된 소정 횟수 동안 기판의 직선 왕복 운동을 제어하는 것을 그 요지로 한다.

Description

유무기 복합 박막 증착 장치 및 그 제어 방법{Smart mirror device and and method the same}
본 발명은 유무기 복합 박막 증착 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 상압에서 공간 분할 방법, 원자층 증착 기술 및 분자층 증착 기술을 이용하여 고속으로 유무기 복합 박막을 기판에 증착하는 유무기 복합 박막 증착 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD)은 OLED 디스플레이 기판, 반도체 기억소자인 커패시터 등의 표면에 보호막인 박막을 증착시키는 기술을 의미한다. 화학적으로 박막을 입히는 기존 증착 기술과 달리 원자층을 한 층씩 늘려 박막을 성장시키는 기술이다.
또한, 원자층 증착은 반도체 웨이퍼 상에 박막을 증착하는 방법으로 널리 이용되고 있으며, 태양 전지 기판, OLED 디스플레이 기판 등에 박막을 증착하는 방법으로 적용되고 있다.
분자층 증착(Molecular Layer Deposition, MLD)은 OLED 디스플레이 기판의 표면에 보호막인 박막을 증착시키는 기술을 의미한다. 분자층 증착은 유기물을 분자층 단위로 성장시키는 기술이다.
종래 기술의 경우, 디스플레이 기판에 원자층 증착 기술 또는 분자층 증착 기술을 적용하면, 박막 불순물 생성을 최소화하고 균일한 두께로 박막을 형성할 수 있는 강점이 있으나, 증착 속도가 매우 느린 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시 예는, 원자층 증착 구간과 분자층 증착 구간에서 각각 소정 횟수만큼 기판을 왕복 운동하여 무기, 유기 박막을 사용자가 목적하는 횟수만큼 기판에 증착할 수 있는 유무기 복합 박막 증착 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시 예는, 원자층 증착 구간과 분자층 증착 구간에서 공간 분할 방식으로 기판에 증착하여, 박막 증착 시간을 단축할 수 있는, 유무기 복합 박막 증착 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시 예는, 원자층을 기판 위에 분사하는 동안, 분자층을 기판 위에 분사하지 않도록 제어하여, 원자층과 분자층이 혼합되지 않게 분사할 수 있는, 유무기 복합 박막 증착 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른, 유무기 복합 박막 증착 장치는, 기판을 제 1 방향 또는 상기 제 1 방향과 상이한 제 2 방향으로 움직이는 기판 무빙 유닛; 원자층을 상기 기판 위에 분사하는 원자층 분사 유닛 및 상기 기판 위에 분자층을 상기 기판 위에 분사하는 분자층 분사 유닛, 비활성 기체를 상기 기판 위에 분사하는 비활성 기체 분사 유닛을 포함하되, 상기 원자층 분사 유닛은 상기 분자층 분사 유닛 옆에 배열되고, 상기 원자층 분사 유닛과 상기 분자층 분사 유닛 사이에 비활성 기체 분사 유닛이 배열된 헤드; 상기 기판 무빙 유닛 및 헤드를 제어하고, 상기 원자층 분사 유닛에 대응하는 제 1 구간 및 상기 분자층 분사 유닛에 대응하는 제 2 구간 중 적어도 하나의 구간에서, 기설정된 소정 횟수 동안 상기 기판의 직선 왕복 운동을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른, 유무기 복합 박막 증착 장치의 제어 방법은, 원자층을 기판 위에, 원자층 분사 유닛을 통하여, 분사하는 단계; 비활성 기체를 상기 기판으로 분사하여, 상기 원자층에 의한 반응 부산물을 제거하는 단계; 분자층을 상기 기판 위에 분자층 분사 유닛을 통하여, 분사하는 단계; 비활성 기체를 상기 기판으로 분사하여, 상기 분자층에 의한 반응 부산물을 제거하는 단계; 및 상기 원자층 증착 유닛에 대응하는 제 1 구간 및 상기 분자층 증착 유닛에 대응하는 제 2 구간 중 적어도 하나의 구간에서, 기설정된 소정 횟수 동안 상기 기판의 직선 왕복 운동을 제어하는 단계를 포함하되, 상기 원자층 분사 유닛은 상기 분자층 분사 유닛 옆에 배열되고, 상기 원자층 분사 유닛과 상기 분자층 분사 유닛 사이에 비활성 기체 분사 유닛이 배열된 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 원자층 증착 구간과 분자층 증착 구간에서 각각 소정 횟수만큼 기판을 왕복 운동하여 무기, 유기 박막을 사용자가 목적하는 횟수만큼 기판에 증착할 수 있으므로 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시 예에 따르면, 원자층 증착 구간과 분자층 증착 구간에서 공간 분할 방식으로 기판에 증착하여, 박막 증착 시간을 단축할 수 있으므로, 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 원자층을 기판 위에 분사하는 동안, 분자층을 기판 위에 분사하지 않도록 제어하여, 원자층과 분자층이 혼합되지 않게 분사할 수 있으므로, 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 유무기 복합 박막 증착 장치의 구성도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 유무기 복합 박막 증착 장치의 제어 방법의 순서도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 유무기 복합 박막 증착 장치의 헤드를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 헤드와 배기관이 연결된 것을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 패널 테스트에 대해서 종래 기술과 본원발명의 효과를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 막의 특성에 대해서 종래 기술과 본원발명의 효과를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 원자층 증착 기술을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 분자층 증착 기술을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 시분할형 증착 방법의 개념을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 공간분할형 증착 방법의 개념을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 유무기 복합 박막 증착 장치의 구성도를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 유무기 복합 박막 증착 장치(100)는 기판(10), 기판 무빙 유닛(110), 헤드(120), 제어부(130), 가스 딜리버리 유닛(140), 펌프 유닛(150), 배기관(160)을 포함한다.
본 발명은 기판 무빙 유닛(10) 위에 기판(10)을 설치하고, 헤드(120) 밑으로 기판(10)을 통과시킴으로써, 기판(10) 위에 원자층, 분자층, 원료 전구체 및 반응 전구체를 순차적으로 코팅한다.
기판(10)은 휘어질 수 있는 플렉서블 기판(10)을 포함한다.
기판 무빙 유닛(110)는 기판(10)을 제 1 방향 또는 제 1 방향과 상이한 제 2 방향으로 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 움직인다. 기판(10)은 기판 무빙 유닛(110) 위에 설치될 수 있다.
헤드(120)는 원자층 분사 유닛(122), 분자층 분사 유닛(124), 비활성 기체 분사 유닛(126)을 포함한다.
원자층 분사 유닛(122)는 원자층을 기판(10) 위에 분사한다. 원자층 분사 유닛(122)은 전구체를 기판(10)에 분사한다.
분자층 분사 유닛(124)는 분자층을 기판(10) 위에 분사한다. 분자층 분사 유닛(124)는 전구체를 기판(10) 위에 분사한다.
비활성 기체 분사 유닛(126)는 비활성 기체를 기판(10)위에 분사한다. 여기서, 비활성 기체는 질소, 아르곤 등을 포함한다. 비활성 기체 분사 유닛(126)는 비활성 기체를 기판(10)위로 분사하여, 기판(10) 표면에 물리적으로 흡착되어 있는 반응 전구체, 불순물 등을 제거한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 원자층 분사 유닛(122)은 분자층 분사 유닛(124) 옆에 배열되고, 원자층 분사 유닛(122)과 분자층 분사 유닛(124) 사이에 비활성 기체 분사 유닛(126)이 배열된다.
본 발명의 다른 일 실시 예에 따르면, 원자층 분사 유닛(122)은 분자층 분사 유닛(124) 옆에 평행으로 배열되고, 원자층 분사 유닛(122)과 분자층 분사 유닛(124) 사이에 비활성 기체 분사 유닛(126)이 평행으로 배열된다.
제어부(130)는 기판 무빙 유닛(110) 및 헤드(120)를 제어한다. 제어부(130)는 원자층 분사 유닛(122)에 대응하는 제 1 구간 및 분자층 분사 유닛(124)에 대응하는 제 2 구간 중 적어도 하나의 구간에서, 기설정된 소정 횟수 동안 기판의 직선 왕복 운동을 제어한다. 이에 대한 상세한 설명은 도 3에서 후술한다.
가스 딜리버리 유닛(140)은 가스를 이용하여 전구체를 헤드(120)로 공급한다. 이 경우, 제어부(130)는 가스의 유량을 전구체 별로 각각 가스 딜리버리 유닛(140)을 통하여 조절할 수 있다.
펌프 유닛(150)은 공급된 가스 및 반응 부산물들을 외부로 배출한다.
배기관(160)은 펌프 유닛(150)과 연결되어 있으며, 배기관(160)은 헤드(120)가 제 1 구간에서 왕복 이동하는 과정에서 기판(10)상에 분사된 가스들을 배기한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 유무기 복합 박막 증착 장치의 제어 방법의 순서도를 도시한 도면이다. 본 발명은 제어부(130)에 의하여 수행된다.
도 2를 참조하면, 먼저, 원자층을 기판(10) 위에, 원자층 분사 유닛(122)을 통하여, 분사한다(S210).
다음으로, 비활성 기체를 기판(10)으로 비활성 기체 분사 유닛(126)을 통하여, 분사하여, 원자층에 의한 반응 부산물을 제거한다(S220).
분자층을 기판(10) 위에 분자층 분사 유닛(124)을 통하여, 분사한다(S230).
비활성 기체를 기판(10)으로 비활성 기체 분사 유닛(126)을 통하여 분사하여, 분자층에 의한 반응 부산물을 제거한다(S240).
원자층 분사 유닛(122)에 대응하는 제 1 구간 및 분자층 분사 유닛(124)에 대응하는 제 2 구간 중 적어도 하나의 구간에서, 기설정된 소정 횟수 동안 기판(10)의 직선 왕복 운동을 제어한다(S250).
여기서, 원자층 분사 유닛(122)은 분자층 분사 유닛(124) 옆에 배열되고, 원자층 분사 유닛(122)과 분자층 분사 유닛(124) 사이에 비활성 기체 분사 유닛(126)이 배열된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 원자층 분사 유닛(122)은 분자층 분사 유닛(124) 옆에 평행으로 배열되고, 원자층 분사 유닛(122)과 분자층 분사 유닛(124) 사이에 비활성 기체 분사 유닛(126)이 평행으로 배열된다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 유무기 복합 박막 증착 장치의 헤드를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 헤드(120)는 원자층 분사 유닛(122), 분자층 분사 유닛(124), 비활성 기체 분사 유닛(126)을 포함한다.
제어부(130)는 원자층 분사 유닛(122)에 대응하는 제 1 구간(310) 및 분자층 분사 유닛(124)에 대응하는 제 2 구간(320) 중 적어도 하나의 구간에서, 기설정된 소정 횟수 동안 기판(10)의 직선 왕복 운동을 제어한다.
기판 무빙 유닛(110)은 기판(10)을 제 1 방향(20) 또는 제 1 방향(20)과 상이한 제 2 방향(30)으로 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 움직인다. 제 2 방향(30)은 제 1 방향(20)과 반대 방향이 될 수 있다.
제 1 구간(310)은 원자층 분사 유닛(122)이 원자층을 분사하는 구간이다. 제 2 구간(320)은 분자층 분사 유닛(124)이 분자층을 분사하는 구간이다.
원자층 분사 유닛(122)은 제 1 원자층 분사 유닛(122-1), 제 2 원자층 분사 유닛(122-2)를 포함한다. 제 1 원자층 분사 유닛(122-1)은 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 제 1 원자층을 기판(10)위에 분사한다.
또한, 제 1 원자층 분사 유닛(122-1)은 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 제 1 전구체를 기판(10)위에 분사한다. 여기서, 전구체는 어떤 반응에서 특정 물질이 되기 전 단계의 물질을 말한다. 제 1 전구체는 원자층을 형성하기 전 단계의 물질을 말한다.
제 2 원자층 분사 유닛(122-2)은 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 제 2 원자층을 기판(10)위에 분사한다.
제 2 원자층이 제 1 원자층과 상이한 경우, 제 1 원자층 분사 유닛(122-1)과 제 2 원자층 분사 유닛(122-2)은 상이한 원자층을 기판(10) 위에 분사할 수 있다.
제 2 원자층이 제 1 원자층과 동일한 경우, 제 1 원자층 분사 유닛(122-1)과 제 2 원자층 분사 유닛(122-2)은 동일한 원자층을 기판(10) 위에 분사할 수 있다.
분자층 분사 유닛(124)는 제 1 분자층 분사 유닛(124-1), 제 2 분자층 분사 유닛(124-2)를 포함한다. 제 1 분자층 분사 유닛(124-1)은 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 제 1 분자층을 기판(10)위에 분사한다. 제 2 분자층 분사 유닛(124-2)은 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 제 2 분자층을 기판(10)위에 분사한다.
제 2 분자층이 제 1 분자층과 상이한 경우, 제 1 분자층 분사 유닛(124-1)과 제 2 분자층 분사 유닛(124-2)은 상이한 분자층을 기판(10) 위에 분사할 수 있다.
제 2 분자층이 제 1 분자층과 동일한 경우, 제 1 분자층 분사 유닛(124-1)과 제 2 분자층 분사 유닛(124-2)은 동일한 원자층을 기판(10) 위에 분사할 수 있다.
비활성 기체 분사 유닛(126)은 제 1 비활성 기체 분사 유닛(126-1), 제 2 비활성 기체 분사 유닛(126-2), 제 3 비활성 기체 분사 유닛(126-3), 제 4 비활성 기체 분사 유닛(126-4), 제 5 비활성 기체 분사 유닛(126-5)을 포함한다.
제 1 비활성 기체 분사 유닛(126-1)은 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 제 1 비활성 기체를 기판(10)위에 분사한다. 제 2 비활성 기체 분사 유닛(126-2)은 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 제 2 비활성 기체를 기판(10)위에 분사한다. 제 3 비활성 기체 분사 유닛(126-3)은 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 제 3 비활성 기체를 기판(10)위에 분사한다. 제 4 비활성 기체 분사 유닛(126-4)은 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 제 4 비활성 기체를 기판(10)위에 분사한다. 제 5 비활성 기체 분사 유닛(126-5)은 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 제 5 비활성 기체를 기판(10)위에 분사한다.
제 1 비활성 기체, 제 2 비활성 기체, 제 3 비활성 기체, 제 4 비활성 기체, 제 5 비활성 기체는 모두 동일할 수 있다.
또한, 제 1 비활성 기체, 제 2 비활성 기체, 제 3 비활성 기체, 제 4 비활성 기체, 제 5 비활성 기체는 모두 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 원자층과 분자층이 혼합되지 않게 분사할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제어부(130)는, 원자층 분사 유닛(122)이 원자층을 기판(10-1) 위에 분사하는 동안, 분자층 분사 유닛(124)이 분자층을 기판(10-2) 위에 분사하지 않도록 제어한다. 기판(10-1)은 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 제 1 구간(310)에서 좌우로 왕복 운동을 할 수 있다. 또한, 기판(10-1)은 기판 무빙 유닛(110)위에 설치될 수 있다. 따라서, 기판 무빙 유닛(110)은 제어부(130)로부터의 제어 신호에 따라, 제 1 구간(310)에서 좌우로 왕복 운동을 할 수 있다. 이러한 경우, 제어부(130)로부터의 제어 신호에 따라 기판 무빙 유닛(110)은 소정 횟수 동안 제 1 구간(310)에서 좌우로 왕복 운동할 수 있다.
제 1 구간(310)에서 소정 횟수만큼 왕복 운동을 하는 동안, 기판 무빙 유닛(110)은 제 2 구간으로 진입하지 않는다. 여기서, 소정 횟수는 1 이상의 자연수를 의미한다.
기판(10-2)은 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 제 2 구간(320)에서 좌우로 왕복 운동할 수 있다. 또한, 기판(10-2)은 기판 무빙 유닛(110)위에 설치될 수 있다
설명의 편의상, 기판(10)이 제 1 구간(310)에 있는 경우, 기판(10-1)로 표시하고, 기판(10)이 제 2 구간(320)에 있는 경우, 기판(10-2)로 표시한다.
또한, 제어부(130)는 분자층 분사 유닛(124)이 분자층을 기판(10-2)위에 분사하는 동안, 원자층 분사 유닛(122)이 원자층을 기판(10-1)위에 분사하지 않도록 제어한다.
제 2 구간(320)에서 소정 횟수만큼 왕복 운동을 하는 동안, 기판 무빙 유닛(110)은 제 1 구간(310)으로 진입하지 않는다.
본 발명에 따르면, 제 1 구간(310)과 제 2 구간(320)에서, 스위칭 개념을 도입하여, 제어부(130)는 제 1 구간(310)을 ON 상태, 제 2 구간(320)을 Off 상태로 제어할 수 있다. 또는, 제어부(130)는 제 1 구간(310)을 ON 상태, 제 2 구간(320)을 Off 상태로 제어할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 기판(10)이 소정 횟수만큼 제 1 구간(310)에서 왕복운동을 하는 동안 제 1 구간(310)을 On 상태로 제어하고, 제 2 구간(320)을 Off 상태로 제어한다. 제어부(130)는 기판(10)이 소정 횟수만큼 제 2 구간(320)에서 왕복운동을 하는 동안 제 2 구간(320)을 On 상태로 제어하고, 제 1 구간(310)을 Off 상태로 제어한다. 제어부(130)는 기판(10)이 소정 횟수만큼 제 1 구간(310)과 제 2 구간(320)에서 왕복운동을 하는 동안 제 1 구간(310) 및 제 2 구간(320)을 On 상태로 제어한다. 여기서, 소정 횟수는 1 이상의 자연수가 될 수 있다.
본 발명에 따르면, 원자층 구간 증착 횟수와 분자층 구간 증착 횟수를 더욱 세밀하게 조절할 수 있어서, 사용자가 원하는 물질, 횟수만큼 박막을 기판에 증착할 수 있으므로 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 헤드와 기판 사이의 거리를 일정하게 유지할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제어부(130)는 원자층 분사 유닛(122), 분자층 분사 유닛(124) 및 비활성 기체 분사 유닛(126) 중 적어도 하나가 물체를 기판(10)위에 분사할 때, 기판(10-1)이 제 1 구간(310)에서 왕복 운동을 하고, 기판(10-2)이 제 2 구간(320)에서 왕복 운동을 하는 동안 헤드(120)와 기판(10) 사이의 거리를 소정 거리(50)만큼 일정하게 유지한다. 여기서, 소정 거리(50)는 300 내지 500 마이크로 미터가 될 수 있다. 또한, 소정 거리(50)가 300 ~ 500 마이크로 미터인 경우, 공정 안정성이 유지되는 최적의 거리가 될 수 있다.
헤드(120)와 기판(10) 사이가 너무 가까우면, 헤드(120)와 기판(10)이 충돌하여, 복합막을 기판(10)위에 형성하는 것에 문제가 생길 수 있다. 또한, 헤드(120)와 기판(10)사이가 너무 멀면, 무기막과 유기막을 정확한 위치에 분사하는 것이 어려워서, 복합막을 기판(10)위에 형성하는 것에 문제가 생길 수 있다. 여기서, 복합막은 무기막과 유기막이 혼합된 막을 의미한다.
본 발명에 따르면, 헤드(120)와 기판(10) 사이의 거리를 소정 거리만큼 일정하게 유지하여, 복합막을 기판(10)위에 효율적으로 형성할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따르면, 비활성 기체를 기판 위에 구간 별로 분사 압력이 상이하게 분사할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제어부(130)는 제 1 구간(310)과 제 2 구간(320)에서 비활성 기체를 분사 압력이 상이하게 분사한다.
구체적으로, 제어부(130)는 제 2 구간(320)의 비활성 기체 분사 압력의 크기를 제 1 구간(310)의 비활성 기체 분사 압력의 크기보다 크게 조절한다.
예를 들어, 제 1 구간(310)의 비활성 기체 분사 압력의 크기를 1.0 기압인 경우, 제어부(130)는 제 2 구간(320)의 비활성 기체 분사 압력의 크기를 1.2 기압으로 제 1 구간(310)의 비활성 기체 분사 압력의 크기보다 크게 조절할 수 있다.
왜냐하면, 제 1 구간은(310)은 원자층에 대응하고, 제 2 구간(320)은 분자층에 대응한다. 따라서, 분자층은 원자층보다 더 크기가 크고 운동 속도가 느리므로, 제 2 구간(320)의 비활성 기체의 분사 압력이 제 1 구간(310)의 비활성 기체 분사 압력보다 커야 분자층 부산물을 용이하게 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제 1 구간에서 원자층을 일정 시간 동안 분사하고, 제 2 구간에서 분자층을 일정 시간 동안 분사할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제어부(130)는 제 1 구간(310)에서 원자층을 제 1 소정 시간 동안 분사하고, 제 2 구간(320)에서 분자층을 제 2 소정 시간 동안 분사한다.
예를 들어, 원자층과 분자층의 비율이 1 : 2 가 될 수 있다. 이러한 경우, 제어부(130)는 제 1 구간(310)에서 원자층을 제 1 단위 시간 동안 분사하고, 제 2 구간(320)에서 분자층을 제 2 단위 시간 동안 분사한다.
예를 들어, 원자층과 분자층의 비율이 2 : 1 이 될 수 있다. 이러한 경우, 제어부(130)는 제 1 구간(310)에서 원자층을 제 2 단위 시간 동안 분사하고, 제 2 구간(320)에서 분자층을 제 1 단위 시간 동안 분사한다.
따라서, 본 발명은 원자층과 분자층의 비율을 자유로이 조절할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 기판(10)은 원자층에 대응하는 제 1 구간에서 소정 횟수 동안 왕복하고, 분자층에 대응하는 제 2 구간에서 소정 횟수 동안 왕복할 수 있다.
제어부(130)는 원자층 분사 유닛(122)에 대응하는 제 1 구간(310) 및 분자층 분사 유닛(124)에 대응하는 제 2 구간(320) 중 적어도 하나의 구간에서, 기설정된 소정 횟수 동안 기판(10)의 직선 왕복 운동을 제어한다.
헤드(120)는 원자층 증착 구간을 의미하는 제 1 구간(310) 및 분자층 증착 구간을 의미하는 제 2 구간(320)을 포함한다.
기판 무빙 유닛(110)은 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라, 기판(10)을 기판 무빙 유닛(110) 위에 설치하고, 제 1 구간(310)에서 m 회, 제 2 구간(320)에서 n 회 왕복한다. Y 번 반복은 제 1 구간(310)과 제 2 구간(320)를 포함한 전체 구간에서 반복 횟수를 의미한다. 여기서, m, n, Y는 자연수를 의미한다.
예를 들어, m = 4, n = 3, Y = 10 인 경우, 제 1 구간(310)에서 무기막을 4 회 증착하고, 제 2 구간(320)에서 유기막을 3 회 증착하고, 제 1 구간(310)과 제 2 구간(320)을 포함한 전체 구간에서 이를 10 회 반복한다.
본 발명에 따르면, 제 1 구간(310) 및 제 2 구간(320)의 왕복 횟수와 전체 구간에서의 반복 횟수에 따라 무기막과 유기막을 다양한 조성비로 분사할 수 있으므로, 다양한 조성비의 유무기 복합 박막 제조를 할 수 있는 장점이 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 헤드와 배기관이 연결된 것을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 유무기 복합 박막 장치(100)는 배기관(160)과 헤드(120)를 포함한다. 배기관(160)은 헤드(120)가 제 1 구간에서 왕복 이동하는 과정에서 기판(10)상에 분사된 가스들을 배기한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 패널 테스트에 대해서 종래 기술과 본원발명의 효과를 도시한 도면이다.
도 5(a)를 참조하면, 종래 기술의 경우, OLED 패널(510) 위에 무기막(520)만을 증착하였다. 따라서, 물(540)이 투입되면, 무기막(520)이 일부의 물을 통과 시키므로, OLED 패널(510) 위에 얼룩(550)이 생기게 된다.
도 5(b)를 참조하면, 본원발명의 경우, OLED 패널(510) 위에 복수의 무기막(520)과 유기막(530)을 증착하였다. 따라서, 물(540)이 투입되면, 복수의 무기막(520)과 유기막(530)이 물을 거의 통과시키지 않으므로, OLED 패널(510) 위에 얼룩(550)이 거의 생기지 않게 된다.
본 발명에 따르면, 무기 단일막을 사용하는 종래 기술에 비하여 우수한 방수 기능을 갖고 있고, 패널 위에 얼룩을 생기게 하지 않는 장점이 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 막의 특성에 대해서 종래 기술과 본원발명의 효과를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 종래 기술은 무기 단일막을 사용한 경우이고, 본원발명은 유무기 복합막을 사용한 경우이다.
조건을 참조하면, 종래 기술은 90도와 100도의 경우에 대해서 설명하였고, 본원발명의 경우, 온도가 90도인 경우 무기물과 유기물의 비율이 5 : 1 인 상태, 무기물과 유기물의 비율이 19 : 1 인 상태에 대하여 설명하였다. 본원발명의 기술적 특징은 상압에서 공간분할 증착법을 이용하여 고속으로 유무기 복합 박막을 제조하는데 특징이 있다. 여기서, 상압 상태는 기압이 1 기압이고, 온도가 90도 내지 150도 이하인 경우를 의미한다.
종래 기술은 박막 증착을 주로 진공에서 하였다. 박막 증착을 진공에서 하는 경우, 진공 환경을 만들어야 하므로 비용이 많이 드는 문제점이 있는데, 본 발명은 상압에서 실행할 수 있으므로, 진공 상태에서 실행하는 종래 기술보다 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
본 명세서에서는 막의 특성 중 의미 있는 특성에 대해서 설명한다. 먼저 굴절률에 대해서 설명한다.
굴절률은 빛이나 전자파가 하나의 매질에서 다른 매질로 입사할 때, 입사각의 사인값(sine)과 굴절각의 사인값에 대하여 보이는 비를 의미한다. 박막의 굴절률은 유리의 굴절률인 1.5에 근접할수록 박막의 성능이 좋은 것을 의미한다.
도 6을 참조하면, 종래 기술의 경우, 굴절률은 모두 1.6 이상의 값을 가진다. 이에 반하여, 본원발명의 경우, a) 무/유기물 비율이 5 : 1 인 상태인 경우, 1.589를 갖고, b) 무/유기물 비율이 19 : 1 인 상태인 경우, 1.597를 갖는다.
따라서, 본원발명은 종래 기술에 비하여, 굴절률이 1.5에 근접하므로 박막의 성능이 더 우수하다.
박막 스트레스는 박막에 압축, 인장, 굽힘, 비틀림 등의 외력을 가했을 때, 그 크기에 대응하여 박막 내에 생기는 저항력을 의미한다. 박막 스트레스는 절대값의 크기가 작을수록 박막의 성능이 좋은 것을 의미한다. 왜냐하면 박막 스트레스 값이 작을수록 사용자가 원하는 박막을 만드는 것이 용이하게 때문이다.
도 6을 참조하면, 종래 기술의 경우, 박막 스트레스가 177 Mpa 이고, 573 Mpa 값을 갖는다. 이에 반하여, 본원발명의 경우, 무/유기물 비율이 19 : 1 인 상태인 경우, - 56 Mpa 값을 갖는다. 여기서, 마이너스 부호는 방향성을 의미하고 플러스 부호와 방향이 반대임을 의미한다.
따라서, 본원발명은 종래 기술에 비하여, 박막 스트레스 절대값 크기가 작으므로 박막의 성능이 더 우수하다.
수분 투과율(Water Vaper transmission Rate, WVTR)은 단위 면적당 수분이 침투할 수 있는 정도를 의미한다. 수분 투과율이 낮을수록 박막의 성능이 좋은 것을 의미한다. 왜냐하면 물이 적게 통과하여 박막에 얼룩이 생기는 것을 방지할 수 있기 때문이다.
도 6을 참조하면, 종래 기술의 경우, 수분 투과율이 10의 마이너스 세제곱 대의 값을 갖는다. 이에 반하여, 본원발명의 경우, 7.6 x 10- 4 로 수분 투과율이 10의 마이너스 네제곱의 값을 갖는다.
따라서, 본원발명은 종래 기술에 비하여, 수분 투과율의 크기가 작으므로 박막의 성능이 더 우수하다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 원자층 증착 기술을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 먼저, 원자층 분사 유닛(122)은 전구체 A(20)와 부산물(30)을 기판(10) 위에 분사한다(S710).
다음으로, 비활성 기체 분사 유닛(126)은 비활성 기체를 기판(10)위에 분사하여 부산물(30)을 제거한다(S720).
원자층 분사 유닛(122)은 전구체 B(40)와 부산물(30)을 기판(10) 위에 분사한다(S730).
비활성 기체 분사 유닛(126)은 비활성 기체를 기판(10)위에 분사하여 부산물(30)을 제거한다(S740).
위의 S710 내지 S740 단계를 반복한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 분자층 증착 기술을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 먼저, 분자층 분사 유닛(124)은 전구체 A(20)와 부산물(30)을 기판(10)위에 분사한다(S810).
다음으로, 비활성 기체 분사 유닛(126)은 비활성 기체를 기판(10)위에 분사하여 부산물(30)을 제거한다(S820).
분자층 분사 유닛(124)은 전구체 B(40)와 부산물(30)을 기판(10) 위에 분사한다(S830).
비활성 기체 분사 유닛(126)은 비활성 기체를 기판(10)위에 분사하여 부산물(30)을 제거한다(S840).
위의 S810 내지 S840 단계를 반복한다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 시분할형 증착 방법의 개념을 도시한 도면이다.
도 9(a)를 참조하면, 시분할형 증착 방법의 경우, 시간에 따라서 분사되는 물질이 달라진다. 즉 각각의 시간 구간마다 전구체 A, 비활성 기체, 전구체 B, 비활성 기체가 순차적으로 분사된다. 본 발명은 제어부(130)에 의하여 수행된다.
구체적으로, 0 < t < t1 구간의 경우, 전구체 A를 기판(10)위에 분사한다.
t1 < t < t2 구간의 경우, 비활성 기체를 기판(10)위에 분사하여 부산물을 제거한다.
t2 < t < t3 구간의 경우, 전구체 B를 기판(10)위에 분사한다.
t3 < t < t4 구간의 경우, 비활성 기체를 기판(10)위에 분사하여 부산물을 제거한다.
t4 이후의 구간에서는 위의 과정을 반복한다.
도 9(b)는 전구체 A, 비활성 기체, 전구체 B, 비활성 기체를 시간 순서에 따라서 분사하는 것을 도시한 도면이다.
구체적으로, 0 < t < t1 구간의 경우, 전구체 A 부분이 활성화된다. 즉, 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 원자층 분사 유닛(122)이 전구체 A를 기판(10)위에 분사한다. 여기서, 전구체는 어떤 반응에서 특정 물질이 되기 전 단계의 물질을 말한다. 전구체 A는 원자층을 형성하기 전 단계의 물질을 말한다.
t1 < t < t2 구간의 경우, 비활성 기체 부분이 활성화된다. 즉, 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 비활성 기체 분사 유닛(126)이 비활성 기체를 기판(10)위에 분사하여 부산물을 제거한다.
t2 < t < t3 구간의 경우, 전구체 B 부분이 활성화된다. 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 분자층 분사 유닛(124)이 전구체 B를 기판(10)위에 분사한다. 여기서, 전구체는 어떤 반응에서 특정 물질이 되기 전 단계의 물질을 말한다. 전구체 B는 분자층을 형성하기 전 단계의 물질을 말한다.
t3 < t < t4 구간의 경우, 비활성 기체 부분이 활성화된다. 즉, 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 비활성 기체 분사 유닛(126)이 비활성 기체를 기판(10)위에 분사하여 부산물을 제거한다.
t4 이후의 구간에서는 위의 과정을 반복한다.
시분할형 증착 방법의 경우, 화학 결합을 기초로 고품질의 박막을 기판 위에 증착할 수 있으나, 증착 속도가 느린 문제점이 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 공간분할형 증착 방법의 개념을 도시한 도면이다.
도 10(a)를 참조하면, 기판(10)의 위치는 0에서 출발하여, D1, D2, D3로 변할 수 있다. 기판(10)의 현재 위치를 D라고 설정한다. 여기서, D1, D2, D3 중에서 원점으로부터의 거리는 D3가 가장 크고, D1이 가장 작다.
구체적으로, 0 < D < D1 구간의 경우, 전구체 A 영역이 활성화된다. 즉, 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 원자층 분사 유닛(122)이 전구체 A를 기판(10)위에 분사한다. 여기서, 전구체는 어떤 반응에서 특정 물질이 되기 전 단계의 물질을 말한다. 전구체 A는 원자층을 형성하기 전 단계의 물질을 말한다.
D1 < D < D2 구간의 경우, 비활성 기체 영역이 활성화된다. 즉, 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 비활성 기체 분사 유닛(126)이 비활성 기체를 기판(10)위에 분사하여 부산물을 제거한다.
D2 < D < D3 구간의 경우, 전구체 B 영역이 활성화된다. 즉, 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 분자층 분사 유닛(124)이 전구체 B를 기판(10)위에 분사한다. 여기서, 전구체는 어떤 반응에서 특정 물질이 되기 전 단계의 물질을 말한다. 전구체 B는 분자층을 형성하기 전 단계의 물질을 말한다.
D2 < D < D3 구간의 경우, 즉, 기판(10)이 D3 에서 D2 방향으로 이동하는 경우, 전구체 B 영역이 활성화된다. 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 분자층 분사 유닛(124)이 전구체 B를 기판(10)위에 분사한다. 여기서, 전구체는 어떤 반응에서 특정 물질이 되기 전 단계의 물질을 말한다. 전구체 B는 분자층을 형성하기 전 단계의 물질을 말한다.
D1 < D < D2 구간의 경우, 즉, 기판(10)이 D2 에서 D1 방향으로 이동하는 경우, 비활성 기체 영역이 활성화된다. 즉, 제어부(130)로부터의 제어 명령에 따라 비활성 기체 분사 유닛(126)이 비활성 기체를 기판(10)위에 분사하여 부산물을 제거한다.
0 < D < D1 구간의 경우, 즉, 기판(10)이 D1 에서 원점 방향으로 이동하는 경우, 전구체 A 영역이 활성화된다. 이후의 구간에서는 위의 과정을 반복한다.
도 10(b)는 전구체 A, 비활성 기체, 전구체 B, 비활성 기체를 특정 시간을 시점으로 모두 분사하는 것을 도시한 도면이다.
구체적으로, t = t1 인 경우, 전구체 A 영역, 비활성 기체 영역, 전구체 B 영역이 모두 활성화된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 원자층 증착 구간과 분자층 증착 구간에서 소정 횟수만큼 기판을 각각 왕복 운동하여 무기, 유기 박막을 사용자가 목적하는 횟수만큼 기판에 증착할 수 있으므로 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시 예에 따르면, 원자층 증착 구간과 분자층 증착 구간에서 공간 분할 방식으로 기판에 증착하여, 박막 증착 시간을 단축할 수 있으므로, 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 원자층을 기판 위에 분사하는 동안, 분자층을 기판 위에 분사하지 않도록 제어하여, 원자층과 분자층이 혼합되지 않게 분사할 수 있으므로, 사용자 편의성을 향상 시킬 수 있다.
10: 기판
110: 기판 무빙 유닛
120: 헤드
122: 원자층 분사 유닛
124: 분자층 분사 유닛
126: 비활성 기체 분사 유닛
130: 제어부
140: 가스 딜리버리 유닛
150: 펌프 유닛
160: 배기관

Claims (8)

  1. 유무기 복합 박막 증착 장치에 있어서,
    기판을 제 1 방향 또는 상기 제 1 방향과 상이한 제 2 방향으로 움직이는 기판 무빙 유닛;
    원자층을 상기 기판 위에 분사하는 원자층 분사 유닛 및 상기 기판 위에 분자층을 상기 기판 위에 분사하는 분자층 분사 유닛, 비활성 기체를 상기 기판 위에 분사하는 비활성 기체 분사 유닛을 포함하되,
    상기 원자층 분사 유닛은 상기 분자층 분사 유닛 옆에 배열되고, 상기 원자층 분사 유닛과 상기 분자층 분사 유닛 사이에 비활성 기체 분사 유닛이 배열된 헤드;
    상기 기판 무빙 유닛 및 헤드를 제어하고,
    상기 원자층 분사 유닛에 대응하는 제 1 구간 및 상기 분자층 분사 유닛에 대응하는 제 2 구간 중 적어도 하나의 구간에서, 기설정된 소정 횟수 동안 상기 기판의 직선 왕복 운동을 제어하는 제어부
    를 포함하는 유무기 복합 박막 증착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    원자층 분사 유닛이 원자층을 상기 기판 위에 분사하는 동안, 상기 분자층 분사 유닛이 분자층을 상기 기판 위에 분사하지 않도록 제어하고,
    상기 분자층 분사 유닛이 분자층을 상기 기판 위에 분사하는 동안, 상기 원자층 분사 유닛이 원자층을 상기 기판 위에 분사하지 않도록 제어하는 것
    인 유무기 복합 박막 증착 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
    원자층 분사 유닛, 상기 분자층 분사 유닛 및 상기 비활성 기체 분사 유닛 중 적어도 하나가 물체를 상기 기판 위에 분사할 때, 상기 헤드와 상기 기판 사이의 거리를 소정 거리만큼 유지하는 것
    인 유무기 복합 박막 증착 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 제 1 구간과 상기 제 2 구간에서 비활성 기체를 분사 압력이 상이하게 분사하는 것
    인 유무기 복합 박막 증착 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 제 2 구간의 비활성 기체 분사 압력의 크기를 상기 제 1 구간의 비활성 기체 분사 압력의 크기보다 크게 조절하는 것
    인 유무기 복합 박막 증착 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    가스를 이용하여 전구체를 상기 헤드로 공급하는 가스 딜리버리 유닛을 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 가스의 유량을 상기 전구체 별로 각각 상기 가스 딜리버리 유닛을 통하여 조절하는 것
    인 유무기 복합 박막 증착 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 제 1 구간에서 상기 원자층을 제 1 소정 시간 동안 분사하고,
    상기 제 2 구간에서 상기 분자층을 제 2 소정 시간 동안 분사하는 것
    인 유무기 복합 박막 증착 장치.
  8. 유무기 복합 박막 증착 장치의 제어 방법에 있어서,
    원자층을 기판 위에, 원자층 분사 유닛을 통하여, 분사하는 단계;
    비활성 기체를 상기 기판으로 분사하여, 상기 원자층에 의한 반응 부산물을 제거하는 단계;
    분자층을 상기 기판 위에 분자층 분사 유닛을 통하여, 분사하는 단계;
    비활성 기체를 상기 기판으로 분사하여, 상기 분자층에 의한 반응 부산물을 제거하는 단계; 및
    상기 원자층 분사 유닛에 대응하는 제 1 구간 및 상기 분자층 분사 유닛에 대응하는 제 2 구간 중 적어도 하나의 구간에서, 기설정된 소정 횟수 동안 상기 기판의 직선 왕복 운동을 제어하는 단계를 포함하되,
    상기 원자층 분사 유닛은 상기 분자층 분사 유닛 옆에 배열되고, 상기 원자층 분사 유닛과 상기 분자층 분사 유닛 사이에 비활성 기체 분사 유닛이 배열된 것
    인 유무기 복합 박막 증착 장치의 제어 방법.

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WO2022211471A1 (ko) * 2021-03-31 2022-10-06 고려대학교 산학협력단 패턴 박막 적층 기반 브릭 앤 몰탈 구조 유무기 박막 및 그 제조 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050084610A1 (en) * 2002-08-13 2005-04-21 Selitser Simon I. Atmospheric pressure molecular layer CVD
KR101197403B1 (ko) * 2010-06-16 2012-11-05 이영구 다중 증착 방식을 적용한 인라인 증착장치
KR101930849B1 (ko) * 2011-12-28 2018-12-20 삼성디스플레이 주식회사 박막 증착 장치 및 그것을 이용한 박막 증착 방법
KR101435100B1 (ko) * 2012-06-20 2014-08-29 주식회사 엠티에스나노테크 원자층 증착 장치
KR101828478B1 (ko) * 2016-06-24 2018-02-12 주식회사 넥서스비 유-무기 박막 증착 장치 및 유-무기 박막 증착 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022211471A1 (ko) * 2021-03-31 2022-10-06 고려대학교 산학협력단 패턴 박막 적층 기반 브릭 앤 몰탈 구조 유무기 박막 및 그 제조 방법

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