KR20230100491A - Initiated chemical vapor deposition system for depositing polymer organic thin film by using vapor monomer and method for using them - Google Patents

Initiated chemical vapor deposition system for depositing polymer organic thin film by using vapor monomer and method for using them Download PDF

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KR20230100491A
KR20230100491A KR1020210190423A KR20210190423A KR20230100491A KR 20230100491 A KR20230100491 A KR 20230100491A KR 1020210190423 A KR1020210190423 A KR 1020210190423A KR 20210190423 A KR20210190423 A KR 20210190423A KR 20230100491 A KR20230100491 A KR 20230100491A
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박형상
안영철
김지혜
정성준
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(주)아이작리서치
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 화학기상증착 장치는, 증착챔버, 액상 또는 기상의 개시제(initiator)를 증착챔버의 내부로 공급하는 개시제 공급부, 기상의 단량체(monomer) 및 캐리어 가스를 포함하는 혼합가스를 증착챔버의 내부로 공급하는 단량체 공급부, 증착챔버의 내부로 공급된 개시제 및 혼합가스가 증착챔버 내부에서 균일하게 확산되어 하강할 수 있도록 배치되는 샤워헤드, 샤워헤드 하부에 배치되며, 샤워헤드를 통과한 개시제를 활성화시키는 활성화부, 및 활성화된 개시제에 의해 활성화되는 단량체의 중합반응을 통해 고분자 유기 박막이 증착되는 기판을 지지하고, 기판을 냉각시켜 고분자 유기 박막의 흡착을 유도하는 서셉터(susceptor)를 포함하고, 개시제 공급부 및 단량체 공급부는 독립적으로 형성하여, 단량체의 원활하고 균일한 공급을 통해 고분자 유기 박막의 증착 속도 및 품질을 향상시킬 수 있도록 한다.A chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention includes a deposition chamber, an initiator supply unit for supplying a liquid or vapor phase initiator into the deposition chamber, and a mixed gas including a vapor phase monomer and a carrier gas. A monomer supply unit supplied to the inside of the deposition chamber, a shower head disposed so that the initiator and mixed gas supplied into the deposition chamber can be uniformly diffused and descended inside the deposition chamber, disposed below the shower head, and passed through the shower head An activation unit that activates an initiator, and a susceptor that supports a substrate on which a polymer organic thin film is deposited through polymerization of monomers activated by the activated initiator and cools the substrate to induce adsorption of the polymer organic thin film. Including, the initiator supply unit and the monomer supply unit are formed independently, so that the deposition rate and quality of the polymer organic thin film can be improved through smooth and uniform supply of monomers.

Description

기상의 단량체를 이용한 화학기상증착 장치 및 이를 이용한 고분자 유기 박막 제조방법{INITIATED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION SYSTEM FOR DEPOSITING POLYMER ORGANIC THIN FILM BY USING VAPOR MONOMER AND METHOD FOR USING THEM}Chemical vapor deposition apparatus using vapor phase monomers and method for manufacturing polymer organic thin films using the same

본 발명은 고품질의 고분자 유기 박막을 증착하기 위한 화학기상증착 장비 및 이를 이용한 고분자 유기 박막 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to chemical vapor deposition equipment for depositing a high-quality polymer organic thin film and a method for manufacturing a polymer organic thin film using the same.

화학기상증착(initiated Chemical Vapor Deposition, iCVD) 공정은 활성화된 단량체(monomer)의 중합반응(polymerization)을 이용하여 고분자 유기 박막을 증착하는 방법이다. 화학기상증착 공정은 기존의 스핀코팅에 의한 액상공정에서 사용하는 유기용매나 첨가제를 사용하지 않는 건식 공정으로, 고순도 및 고품질의 고분자 유기 박막을 형성할 수 있어 반도체 소자 제조 공정 등에 있어 최근 각광을 받고 있다.An initiated chemical vapor deposition (iCVD) process is a method of depositing a polymer organic thin film using polymerization of activated monomers. The chemical vapor deposition process is a dry process that does not use organic solvents or additives used in the existing liquid phase process by spin coating. It can form high-purity and high-quality polymer organic thin films, and has recently been in the limelight in the semiconductor device manufacturing process. there is.

일반적인 화학기상증착 공정에서 우선 진공으로 유지되는 증착챔버(chamber) 내부로 단량체 및 개시제(initiator)가 유입된다. 유입된 개시제는 필라멘트(filament) 열에 의해 라디칼화 또는 활성화된다. 활성화된 개시제는 증착챔버 내부로 유입된 단량체를 활성화시킨다. 활성화된 단량체는 박막 증착이 필요한 기판 또는 기재 표면에 흡착되어 중합반응을 통해 고분자 유기 박막으로 증착된다. 화학기상증착 공정의 품질을 향상시키기 위한 방법으로, 필라멘트 어레이 구조를 최적화하는 방법, 증착챔버 내의 진공 형성과 공정 압력을 최적화하는 방법 및 활성화된 단량체로 하여금 열에너지를 안정적으로 잃도록 하여 균일한 고분자 유기 박막을 형성하는 방법이 있다.In a general chemical vapor deposition process, first, a monomer and an initiator are introduced into a deposition chamber maintained in a vacuum. The introduced initiator is radicalized or activated by filament heat. The activated initiator activates the monomer introduced into the deposition chamber. The activated monomer is adsorbed on the surface of a substrate or substrate requiring thin film deposition and deposited as a polymer organic thin film through a polymerization reaction. As a method for improving the quality of the chemical vapor deposition process, a method of optimizing the filament array structure, a method of optimizing the vacuum formation and process pressure in the deposition chamber, and a method of enabling the activated monomer to lose thermal energy stably to form a uniform polymer There is a method of forming a thin film.

기존 화학기상증착 장비에서는 개시제 및 단량체가 혼합된 용액 형태로 증착챔버 내부로 공급된다. 증착챔버 내부로 혼합 용액의 공급이 원활하게 되기 위해서는 공급 전의 압력과 증착챔버 내부 압력 사이의 차이가 커야 한다. 상대적으로 입자 크기가 작은 개시제는 증기압력이 높아서 증착챔버 공급 전후의 압력차이가 크기 때문에 증착챔버 내부로의 공급이 원활하다. 반면, 상대적으로 입자 크기가 큰 단량체의 경우 증기압력이 낮아서 증착챔버 공급 전후의 압력차이가 작기 때문에 증착챔버로의 공급이 어려워진다. 단량체의 공급이 원활하지 못한 경우 형성하려고 하는 고분자 유기 박막의 증착률이 현저히 낮아지고, 단량체의 불안정한 공급으로 증착 재현성이 불량해진다. 이로써, 요구되는 유기 박막의 성막을 위해 더욱 더 길어진 증착 시간이 요구되고, 우수한 품질의 유기 박막의 증착을 기대하기도 어려워진다. 이러한 사항들은 대량생산 설비에 적용함에 있어 공정 관리 관점에서 더욱 더 큰 문제점을 야기한다.In existing chemical vapor deposition equipment, an initiator and a monomer are supplied into a deposition chamber in the form of a mixed solution. In order to smoothly supply the mixed solution into the deposition chamber, the difference between the pressure before supply and the internal pressure of the deposition chamber must be large. Since the initiator having a relatively small particle size has a high vapor pressure and a large pressure difference before and after being supplied to the deposition chamber, the initiator is smoothly supplied into the deposition chamber. On the other hand, in the case of a monomer having a relatively large particle size, it is difficult to supply the monomer to the deposition chamber because the vapor pressure is low and the pressure difference before and after supply to the deposition chamber is small. When the supply of the monomer is not smooth, the deposition rate of the polymer organic thin film to be formed is significantly lowered, and the unstable supply of the monomer results in poor deposition reproducibility. As a result, a longer deposition time is required for the formation of the required organic thin film, and it is difficult to expect the deposition of an organic thin film of excellent quality. These issues cause even greater problems in terms of process management when applied to mass production facilities.

본 발명의 실시예는 증착챔버로 공급되는 단량체의 증기압력이 낮아 고품질의 성막이 어려운 문제를 해결하기 위해, 단량체를 캐리어 가스와 함께 기체 상태의 혼합가스로 하여 높은 증기압력으로 증착챔버에 공급하여, 증착챔버 내외부의 압력차이를 크게 함으로써, 단량체의 원활한 공급을 통해 우수한 박막 품질을 얻을 수 있는 화학기상증착 장치 및 이를 이용한 고분자 유기 박막 제조방법을 제공한다. In an embodiment of the present invention, in order to solve the problem that it is difficult to form a high-quality film due to the low vapor pressure of the monomer supplied to the deposition chamber, the monomer is mixed with a carrier gas in a gaseous state and supplied to the deposition chamber at a high vapor pressure. To provide a chemical vapor deposition apparatus capable of obtaining excellent thin film quality through smooth supply of monomers by increasing the pressure difference between the inside and outside of the deposition chamber and a method for manufacturing a polymer organic thin film using the same.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem (s), and another problem (s) not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 화학기상증착(iCVD) 장치는, 증착챔버; 액상 또는 기상의 개시제(initiator)를 상기 증착챔버의 내부로 공급하는 개시제 공급부; 기상의 단량체(monomer) 및 캐리어 가스를 포함하는 혼합가스를 상기 증착챔버의 내부로 공급하는 단량체 공급부; 상기 증착챔버의 내부로 공급된 상기 개시제 및 상기 혼합가스가 상기 증착챔버 내부에서 균일하게 확산되어 하강할 수 있도록 배치되는 샤워헤드; 상기 샤워헤드 하부에 배치되며, 상기 샤워헤드를 통과한 상기 개시제를 활성화시키는 활성화부; 및 활성화된 상기 개시제에 의해 활성화되는 상기 단량체의 중합반응을 통해 고분자 유기 박막이 증착되는 기판을 지지하고, 상기 기판을 냉각시켜 상기 고분자 유기 박막의 흡착을 유도하는 서셉터(susceptor);를 포함하고, 상기 개시제 공급부 및 상기 단량체 공급부는 독립적으로 형성될 수 있다.Chemical vapor deposition (iCVD) apparatus according to an embodiment of the present invention, the deposition chamber; an initiator supply unit supplying a liquid or gaseous initiator into the deposition chamber; a monomer supply unit supplying a mixed gas containing a vapor phase monomer and a carrier gas into the deposition chamber; a shower head disposed so that the initiator and the mixed gas supplied into the deposition chamber are uniformly diffused and descended in the deposition chamber; an activation unit disposed under the shower head and activating the initiator passing through the shower head; and a susceptor that supports a substrate on which a polymer organic thin film is deposited through polymerization of the monomer activated by the activated initiator and cools the substrate to induce adsorption of the polymer organic thin film, , The initiator supply unit and the monomer supply unit may be formed independently.

상기 실시예에서, 상기 단량체 공급부는, 액상의 단량체가 담기고, 상기 액상의 단량체로부터 기화된 상기 기상의 단량체를 저장하는 리저버(reservoir); 상기 리저버 내부로 상기 캐리어 가스를 주입하는 인렛(inlet); 및 상기 리저버 내에서 상기 기상의 단량체 및 상기 캐리어 가스를 포함한 상기 혼합가스를 상기 증착챔버로 공급하는 아웃렛(outlet);을 포함할 수 있다. In the above embodiment, the monomer supply unit contains a liquid monomer, a reservoir for storing the gaseous monomer vaporized from the liquid monomer; an inlet for injecting the carrier gas into the reservoir; and an outlet supplying the mixed gas including the vapor phase monomer and the carrier gas in the reservoir to the deposition chamber.

상기 실시예에서, 상기 리저버 내부로 연장된 상기 인렛의 일단은 상기 액상의 단량체에 잠기도록 연장될 수 있다. In the above embodiment, one end of the inlet extending into the reservoir may be extended to be immersed in the liquid monomer.

상기 실시예에서, 상기 리저버 내부로 연장된 상기 인렛의 일단은 상기 액상의 단량체의 수면 위까지 연장될 수 있다. In the above embodiment, one end of the inlet extending into the reservoir may extend to the surface of the liquid monomer.

상기 실시예에서, 상기 리저버는 상기 액상의 단량체로부터 상기 기상의 단량체로 기화시키고, 온도 조절을 통해 기화되는 상기 기상의 단량체의 양을 조절하는 히터자켓 또는 냉각자켓을 포함할 수 있다. In the above embodiment, the reservoir may include a heater jacket or a cooling jacket for vaporizing the liquid monomer into the vapor phase monomer and controlling the amount of the vaporized monomer through temperature control.

상기 실시예에서, 상기 단량체 공급부는 상기 인렛의 타단에 연결되어 상기 리저버에 주입되는 상기 캐리어 가스의 양 또는 속도를 조절하는 캐리어 가스 주입조절부를 포함할 수 있다.In the above embodiment, the monomer supply unit may include a carrier gas injection control unit connected to the other end of the inlet to control the amount or speed of the carrier gas injected into the reservoir.

상기 실시예에서, 상기 개시제 공급부의 일단은 상기 증착챔버와 연결되고, 상기 개시제 공급부의 타단에는 상기 증착챔버에 공급되는 상기 개시제의 양 또는 속도를 조절하는 개시제 공급조절부를 포함할 수 있다.In the above embodiment, one end of the initiator supply unit may be connected to the deposition chamber, and the other end of the initiator supply unit may include an initiator supply control unit configured to control the amount or speed of the initiator supplied to the deposition chamber.

상기 실시예에서, 상기 캐리어 가스는 아르곤(Ar), 질소(N2) 또는 산소(O2)를 포함할 수 있다.In the above embodiment, the carrier gas may include argon (Ar), nitrogen (N2) or oxygen (O2).

상기 실시예에서, 상기 활성화부는 필라멘트 또는 플라즈마 전극을 포함하고, 상기 필라멘트는 열에너지를 공급하여 상기 개시제를 활성화시키고, 상기 플라즈마 전극은 플라즈마를 통해 상기 개시제를 활성화시킬 수 있다.In the above embodiment, the activator may include a filament or a plasma electrode, the filament may supply thermal energy to activate the initiator, and the plasma electrode may activate the initiator through plasma.

본 발명의 일 실시예에 따른 화학기상증착(iCVD) 장치는 증착챔버; 기상의 단량체(monomer) 및 캐리어 가스를 포함하는 혼합가스를 상기 증착챔버의 내부로 공급하는 단량체 공급부; 상기 증착챔버의 내부로 공급된 상기 혼합가스가 상기 증착챔버 내부에서 균일하게 확산되어 하강할 수 있도록 배치되는 샤워헤드; 상기 샤워헤드 하부에 배치되며, 상기 샤워헤드를 통과한 상기 기상의 단량체를 활성화시키는 활성화부; 및 활성화된 상기 단량체의 중합반응을 통해 고분자 유기 박막이 증착되는 기판을 지지하고, 상기 기판을 냉각시켜 상기 고분자 유기 박막의 흡착을 유도하는 서셉터(susceptor);를 포함하고, 상기 활성화부는 플라즈마 전극을 포함하고, 상기 플라즈마 전극에 의해 형성되는 플라즈마를 통해 상기 단량체를 활성화시킬 수 있다.An iCVD apparatus according to an embodiment of the present invention includes a deposition chamber; a monomer supply unit supplying a mixed gas containing a vapor phase monomer and a carrier gas into the deposition chamber; a shower head disposed so that the mixed gas supplied into the deposition chamber can be uniformly diffused and descended inside the deposition chamber; an activating unit disposed under the shower head and activating the vapor phase monomer passing through the shower head; and a susceptor that supports a substrate on which a polymer organic thin film is deposited through polymerization of the activated monomers and induces adsorption of the polymer organic thin film by cooling the substrate, wherein the activator includes a plasma electrode. Including, it is possible to activate the monomer through the plasma formed by the plasma electrode.

상기 실시예에서 상기 단량체 공급부는, 액상의 단량체가 담기고, 상기 액상의 단량체로부터 기화된 상기 기상의 단량체를 저장하는 리저버(reservoir); 상기 리저버 내부로 상기 캐리어 가스를 주입하는 인렛(inlet); 및 상기 리저버 내에서 상기 기상의 단량체 및 상기 캐리어 가스를 포함한 상기 혼합가스를 상기 증착챔버로 공급하는 아웃렛(outlet);을 포함할 수 있다.In the above embodiment, the monomer supply unit contains a liquid monomer, and a reservoir for storing the gaseous monomer vaporized from the liquid monomer; an inlet for injecting the carrier gas into the reservoir; and an outlet supplying the mixed gas including the vapor phase monomer and the carrier gas in the reservoir to the deposition chamber.

상기 실시예에서 상기 리저버는 상기 액상의 단량체로부터 상기 기상의 단량체로 기화시키고, 온도 조절을 통해 기화되는 상기 기상의 단량체의 양을 조절하는 히터자켓 또는 냉각자켓을 포함할 수 있다.In the above embodiment, the reservoir may include a heater jacket or a cooling jacket for vaporizing the liquid monomer into the gas phase monomer and adjusting the amount of the vaporized monomer through temperature control.

상기 실시예에서 상기 단량체 공급부는 상기 인렛의 타단에 연결되어 상기 리저버에 주입되는 상기 캐리어 가스의 양 또는 속도를 조절하는 캐리어 가스 주입조절부를 포함할 수 있다.In the above embodiment, the monomer supply unit may include a carrier gas injection control unit connected to the other end of the inlet to adjust the amount or speed of the carrier gas injected into the reservoir.

본 발명의 일 실시예에 따른 화학기상증착(iCVD) 장치를 이용한 고분자 유기 박막 제조방법은, 리저버에 담긴 액상의 단량체에 열을 가하여 기상의 단량체로 기화시키는 단계(S1); 상기 리저버 내부로 캐리어 가스를 주입하는 단계(S2); 상기 리저버 내부로 주입된 상기 캐리어 가스 및 상기 기상의 단량체를 포함하여 혼합가스를 형성하는 단계(S3); 상기 혼합가스를 단량체 공급부를 통해 증착챔버의 내부로 공급하는 단계(S4); 상기 단량체 공급부를 통해 상기 증착챔버의 내부로 공급된 상기 혼합가스를 샤워헤드를 통해 상기 증착챔버 내부에서 균일하게 확산 및 하강시키는 단계(S5); 상기 샤워헤드를 통과한 상기 혼합가스에 포함된 상기 기상의 단량체를 플라즈마 전극에 의해 형성되는 플라즈마를 통해 활성화시키는 단계(S6); 활성화된 상기 기상의 단량체의 중합반응을 통해 기판의 상면 또는 측면에 상기 고분자 유기 박막을 증착하는 단계(S7);를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a polymer organic thin film using an iCVD apparatus according to an embodiment of the present invention includes the steps of vaporizing a liquid monomer contained in a reservoir into a vapor phase monomer by applying heat (S1); Injecting a carrier gas into the reservoir (S2); Forming a mixed gas including the carrier gas and the vapor phase monomer injected into the reservoir (S3); supplying the mixed gas into a deposition chamber through a monomer supply unit (S4); uniformly diffusing and descending the mixed gas supplied into the deposition chamber through the monomer supply unit inside the deposition chamber through a shower head (S5); activating the vapor phase monomers included in the mixed gas passing through the showerhead through plasma formed by a plasma electrode (S6); Depositing the polymer organic thin film on the upper surface or side surface of the substrate through polymerization of the activated gas phase monomer (S7); may include.

상기 실시예에서 단계(S7)에서 상기 중합반응으로 형성되는 상기 고분자 유기 박막의 흡착을 유도하기 위해 상기 기판을 지지하는 서셉터를 통해 상기 기판을 냉각시키는 단계(S71);를 포함할 수 있다.In the embodiment, in order to induce adsorption of the polymer organic thin film formed by the polymerization reaction in step (S7), the substrate is cooled through a susceptor supporting the substrate (S71); may be included.

본 발명의 일 실시예에 따른 화학기상증착(iCVD) 장치를 이용한 고분자 유기 박막 제조방법은, 리저버에 담긴 액상의 단량체에 열을 가하여 기상의 단량체로 기화시키는 단계(P1); 상기 리저버 내부로 캐리어 가스를 주입하는 단계(P2); 상기 리저버 내부로 주입된 상기 캐리어 가스 및 상기 기상의 단량체를 포함하여 혼합가스를 형성하는 단계(P3); 상기 혼합가스를 단량체 공급부를 통해 증착챔버의 내부로 공급하는 단계(P4); 액상 또는 기상의 개시제를 상기 단량체 공급부와 독립적으로 마련된 개시제 공급부를 통해 상기 증착챔버의 내부로 공급하는 단계(P41); 상기 단량체 공급부 및 상기 개시제 공급부를 통해 상기 증착챔버의 내부로 각각 공급된 상기 혼합가스 및 상기 개시제를 샤워헤드를 통해 상기 증착챔버 내부에서 균일하게 확산 및 하강시키는 단계(P5); 열에너지를 공급하는 필라멘트 또는 플라즈마를 형성하는 플라즈마 전극을 통해 상기 개시제를 활성화시키고, 활성화된 상기 개시제가 상기 혼합가스에 포함된 상기 기상의 단량체를 활성화시키는 단계(P6); 활성화된 상기 기상의 단량체의 중합반응을 통해 기판의 상면 또는 측면에 상기 고분자 유기 박막을 증착하는 단계(P7);를 포함할 수 있다. A method of manufacturing a polymer organic thin film using an iCVD apparatus according to an embodiment of the present invention includes the steps of vaporizing a liquid monomer contained in a reservoir into a vapor phase monomer by applying heat (P1); Injecting a carrier gas into the reservoir (P2); Forming a mixed gas including the carrier gas and the vapor phase monomer injected into the reservoir (P3); supplying the mixed gas into a deposition chamber through a monomer supply unit (P4); supplying a liquid or gaseous initiator into the deposition chamber through an initiator supplying part provided independently of the monomer supplying part (P41); uniformly diffusing and descending the mixed gas and the initiator supplied into the deposition chamber through the monomer supply unit and the initiator supply unit through a shower head (P5); activating the initiator through a filament for supplying thermal energy or a plasma electrode for forming plasma, and activating the vapor phase monomer included in the mixed gas with the activated initiator (P6); Depositing the polymer organic thin film on the upper surface or side surface of the substrate through polymerization of the activated gas phase monomer (P7); may include.

상기 실시예에서, 단계(P7)에서 상기 중합반응으로 형성되는 상기 고분자 유기 박막의 흡착을 유도하기 위해 상기 기판을 지지하는 서셉터를 통해 상기 기판을 냉각시키는 단계(P71);를 포함할 수 있다.In the above embodiment, a step (P71) of cooling the substrate through a susceptor supporting the substrate to induce adsorption of the polymer organic thin film formed by the polymerization reaction in step (P7) may be included. .

본 발명의 실시예에 따르면, 기상의 단량체 및 캐리어 가스를 혼합한 혼합가스 형태로 충분한 증기압력으로 증착챔버 내부로 공급함으로써, 단량체의 원활하고 균일한 공급을 통해 고분자 유기 박막의 증착 속도 및 품질을 향상시킬 수 있도록 한다.According to an embodiment of the present invention, the deposition rate and quality of a polymer organic thin film can be improved through a smooth and uniform supply of monomers by supplying a mixture of gaseous monomers and a carrier gas into the deposition chamber at a sufficient vapor pressure. make it possible to improve

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화학기상증착 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 단량체 공급부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화학기상증착 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 개시제 없이 활성화부를 통해 단량체를 직접 활성화시키는 화학기상증착 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 고분자 유기 박막 제조방법의 각 단계를 도시한 도면이다.
1 is a diagram schematically illustrating a chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are views schematically showing a monomer supply unit according to embodiments of the present invention.
4 is a diagram schematically illustrating a chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram schematically illustrating a chemical vapor deposition apparatus for directly activating a monomer through an activator without an initiator according to an embodiment of the present invention.
6 to 9 are diagrams illustrating each step of a method for manufacturing a polymer organic thin film according to embodiments of the present invention.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and/or features of the present invention, and methods of achieving them, will become apparent with reference to the following detailed description of the embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various forms different from each other, only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the person who has the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화학기상증착 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 화학기상증착 장치는 고분자 유기 박막의 증착이 이루어지는 증착챔버(1), 개시제(initiator, I)를 증착챔버(1)로 공급하는 개시제 공급부(2), 기상의 단량체(monomer) 및 캐리어 가스(carrier gas)의 혼합가스(M)를 증착챔버(1)로 공급하는 단량체 공급부(3), 증착챔버(1) 내로 공급된 개시제(I) 및 혼합가스(M)에 포함된 기상의 단량체의 균일한 확산을 유도하는 샤워헤드(shower head, 4), 샤워헤드를 통과한 개시제의 활성화를 통해 단량체의 활성화를 유도하는 활성화부(5) 및 고분자 유기 박막이 증착되는 기판(6)을 지지하는 서셉터(susceptor, 7)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention includes a deposition chamber 1 in which a polymer organic thin film is deposited, and an initiator supply unit 2 for supplying an initiator (I) to the deposition chamber 1. ), a monomer supply unit 3 for supplying a mixed gas (M) of a vapor phase monomer and a carrier gas to the deposition chamber 1, an initiator (I) supplied into the deposition chamber 1, and a mixture A shower head (4) that induces uniform diffusion of the vapor phase monomers contained in the gas (M), an activation unit (5) that induces activation of the monomers through the activation of the initiator passing through the shower head, and a polymer organic A susceptor 7 supporting a substrate 6 on which a thin film is deposited is included.

증착챔버(1)는 활성화된 개시제를 통해 단량체의 중합반응을 유도하여 내부에서 고분자 유기 박막이 증착이 필요한 기판(6)에 증착될 수 있도록, 샤워헤드(4), 활성화부(5) 및 서셉터(7)를 포함할 수 있다. 증착챔버(1)는 고분자 유기 박막의 원활한 증착을 위해 낮은 압력의 저진공 상태로 유지될 수 있도록 진공펌프(8)를 포함할 수 있다. 또한, 단량체 또는 개시제의 종류에 따라 대기압 또는 그 이상의 압력에서 고분자 유기 박막의 증착이 이루어지는 경우에는, 증착챔버(1)는 그에 따른 적절한 압력을 유지할 수 있도록 가압펌프(8)를 포함할 수도 있다.The deposition chamber 1 induces a polymerization reaction of monomers through an activated initiator so that a polymer organic thin film can be deposited on the substrate 6 that needs to be deposited therein. It may include a scepter (7). The deposition chamber 1 may include a vacuum pump 8 to be maintained in a low vacuum state of low pressure for smooth deposition of the polymer organic thin film. In addition, when the polymer organic thin film is deposited at atmospheric pressure or higher depending on the type of monomer or initiator, the deposition chamber 1 may include a pressure pump 8 to maintain an appropriate pressure.

개시제 공급부(2)는 증착챔버(1)의 외부에 마련되며, 증착챔버(1) 내부의 상부까지 연장된 개시제 공급라인을 통해 액상 또는 기상의 개시제(I)를 공급한다. 개시제 공급부(2)는 개시제를 저장하고 있다가, 박막의 증착공정을 진행하기 위해 단량체가 공급되는 시기 또는 이를 전후로 하여 개시제를 증착챔버(1) 내부로 액체 또는 기체 상태로 공급할 수 있다. 개시제 공급부(2)는 공급량 제어장치(Mass Flow Controller, MFC)와 같은 개시제 공급조절부(미도시)를 통해 기상 또는 액상으로 개시제를 증착챔버(1) 내부로 공급할 수 있다. 개시제는 단량체가 중합반응을 통해 고분자 유기 박막을 형성할 수 있도록 첫 반응의 활성화를 유도하는 물질이다. 개시제의 종류로는 열개시제 또는 UV 개시제 등이 적용될 수 있으며, 열 공급에 따라 분해되어 단량체를 활성화시킬 수 있다면 이에 한정되지 않고 적용 가능하다.The initiator supply unit 2 is provided outside the deposition chamber 1 and supplies liquid or gaseous initiator I through an initiator supply line extending to an upper part of the inside of the deposition chamber 1 . The initiator supply unit 2 may store an initiator and supply the initiator into the deposition chamber 1 in a liquid or gaseous state at or before or after the monomer is supplied to proceed with the thin film deposition process. The initiator supply unit 2 may supply the initiator into the deposition chamber 1 in a gaseous or liquid form through an initiator supply control unit (not shown) such as a mass flow controller (MFC). The initiator is a material that induces the activation of the first reaction so that the monomers can form a polymer organic thin film through a polymerization reaction. As the type of initiator, a thermal initiator or a UV initiator may be applied, and it is not limited thereto and can be applied as long as it can be decomposed by heat supply to activate the monomer.

한편, 개시제는 단량체의 활성화를 유도하여 중합반응이 이루어지도록 하는 역할을 하므로, 단량체를 직접 활성화시킬 수 있다면 개시제를 사용하지 않을 수 있다. 개시제 미사용에 대한 실시예는 도 5를 참조하여 후술하도록 한다.On the other hand, since the initiator plays a role of inducing the activation of the monomer so that the polymerization reaction takes place, the initiator may not be used if the monomer can be directly activated. An embodiment for not using an initiator will be described later with reference to FIG. 5 .

단량체 공급부(3)는 증착챔버(1)의 외부에 마련되며, 캐리어 가스와 함께 기상의 단량체를 혼합가스(M) 형태로 증착챔버(1)의 내부로 공급한다. 단량체 공급부(3)는 개시제 공급라인과는 별도로 독립적으로 형성되어 증착챔버(1) 내부의 상부까지 연장된 혼합가스 공급라인을 통해 기상의 단량체 및 캐리어 가스의 혼합가스(I)를 증착챔버(1)의 내부로 공급한다. 단량체를 기상 또는 액상의 개시제와 함께 단일의 공급라인을 통해 증착챔버(1)로 공급하거나, 이들을 캐리어 가스와 함께 단일의 공급라인을 통해 증착챔버(1)로 공급하는 경우, 상대적으로 증기압력이 낮은 단량체는 증착챔버(1) 공급 전후의 압력차이가 작기 때문에 개시제와 비교하여 충분하고 균일한 공급이 이루어지기 힘들다. 개시제와 별도의 공급라인을 통해 단량체를 증착챔버(1)로 공급하고, 증기압력을 더욱 높여주기 위해 캐리어 가스와 함께 혼합가스 형태로 증착챔버(1)로 공급하는 경우, 충분하고 균일한 단량체의 공급이 가능하다. 단량체를 기화시키고 이를 캐리어 가스와 혼합하여 증착챔버(1)로 공급하는 구체적인 내용은 후술하기로 한다. The monomer supply unit 3 is provided outside the deposition chamber 1 and supplies vapor phase monomers together with a carrier gas to the inside of the deposition chamber 1 in the form of a mixed gas M. The monomer supply unit 3 is formed independently of the initiator supply line and supplies the mixed gas I of the vapor phase monomer and the carrier gas to the deposition chamber 1 through a mixed gas supply line extending to the top of the inside of the deposition chamber 1. ) is supplied into the interior of When monomers are supplied to the deposition chamber 1 together with a vapor or liquid initiator through a single supply line, or when they are supplied to the deposition chamber 1 together with a carrier gas through a single supply line, the vapor pressure is relatively high. Since the difference in pressure before and after supplying the low monomer to the deposition chamber 1 is small, it is difficult to achieve a sufficient and uniform supply compared to the initiator. When the monomer is supplied to the deposition chamber 1 through a separate supply line from the initiator and supplied to the deposition chamber 1 in the form of a mixed gas together with a carrier gas to further increase the vapor pressure, sufficient and uniform monomer supply is possible Details of vaporizing the monomer, mixing it with the carrier gas, and supplying it to the deposition chamber 1 will be described later.

단량체는 고분자 유기 박막의 형성을 위해 사용될 수 있는 단위체이며, 활성화된 단량체들의 중합반응을 통해 고분자 유기 박막이 형성된다. 단량체는 증착하려는 고분자 유기 박막의 소재, 물성, 공정조건 또는 환경규제 등을 만족시킨다면 특별한 제한 없이 적용 가능하다. 캐리어 가스는 기화된 단량체의 증기압이 충분히 높아지도록 하며, 아르곤(Ar), 질소(N2) 또는 산소(O2)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 박막의 종류에 따라 다양한 종류의 가스들이 적용될 수 있다.The monomer is a unit that can be used to form a polymer organic thin film, and the polymer organic thin film is formed through polymerization of activated monomers. The monomer may be applied without particular limitation as long as it satisfies the material, physical properties, process conditions, or environmental regulations of the polymer organic thin film to be deposited. The carrier gas makes the vapor pressure of the vaporized monomer sufficiently high, and may include argon (Ar), nitrogen (N 2 ) or oxygen (O 2 ), but is not limited thereto, and various types of gases may be used depending on the type of thin film. can be applied

샤워헤드(4)는 별개의 공급라인으로 각각 공급된 단량체 및 개시제가 증착챔버(1) 내부에서 균일하게 확산되어 하강될 수 있도록 한다. 샤워헤드(4)는 복수의 홀이 포함되고, 단량체 및 개시제가 홀을 통과 후 하강할 수 있도록 한다. 샤워헤드(4)에 포함된 홀의 직경은 0.5mm 내지 5mm일 수 있고, 각각의 홀들은 5mm 내지 20mm 간격으로 배치될 수 있다. 샤워헤드(4)에 포함된 홀의 직경은 동일할 수 있으나 이에 한정되지 않고, 증착챔버(1)로 공급되는 단량체 및 개시제의 수평 분포에 따라 중심에서 가장자리로 갈수록 직경이 커지는 등 다양화할 수 있다. 샤워헤드(4)에 포함된 홀들은 규칙적인 간격으로 배열될 수 있지만 이에 한정되지 않고, 증착챔버(1)로 공급되는 단량체 및 개시제의 수평 분포에 따라 중심에서 가장자리로 갈수록 밀도가 높게 배치하는 등 배치형태를 다양화할 수 있다.The shower head 4 allows monomers and initiators supplied through separate supply lines to be uniformly diffused and descended inside the deposition chamber 1 . The showerhead 4 includes a plurality of holes, and allows monomers and initiators to descend after passing through the holes. The diameter of the holes included in the showerhead 4 may be 0.5 mm to 5 mm, and the respective holes may be arranged at intervals of 5 mm to 20 mm. The diameters of the holes included in the showerhead 4 may be the same, but are not limited thereto, and may be diversified such that the diameters increase from the center to the edge according to the horizontal distribution of the monomers and initiators supplied to the deposition chamber 1. The holes included in the showerhead 4 may be arranged at regular intervals, but are not limited thereto, and are arranged in a higher density from the center to the edge according to the horizontal distribution of the monomers and initiators supplied to the deposition chamber 1. The layout can be varied.

활성화부(5)는 샤워헤드(4)의 하부에 위치하여 개시제를 활성화 또는 라디칼화시킨다. 활성화부(5)는 필라멘트(filament) 또는 플라즈마 전극을 포함할 수 있다. 필라멘트는 저항성 코일과 같이 전기에너지를 열에너지로 변환하고, 변환된 열에너지를 개시제에 공급함으로써 개시제를 활성화시킨다. 플라즈마 전극은 아크 발생으로 이온화된 기체 형태의 플라즈마를 통해 개시제를 활성화시킨다. 개시제는 활성화부(5)를 통과하여 활성화되면서 불안정한 상태(meta stable state)로 되고, 부근의 기상의 단량체를 불안정한 상태에 놓이도록 활성화시킨다.The activator 5 is located below the shower head 4 to activate or radicalize the initiator. The activator 5 may include a filament or a plasma electrode. The filament activates the initiator by converting electrical energy into thermal energy like a resistive coil and supplying the converted thermal energy to the initiator. The plasma electrode activates the initiator through arc generation ionized gaseous plasma. As the initiator passes through the activator 5 and is activated, it becomes an unstable state (meta stable state), and activates nearby vapor phase monomers to be placed in an unstable state.

서셉터(7)는 고분자 유기 박막이 증착되는 기판(6)을 지지하고, 박막 증착을 위해 기판(6)을 냉각한다. 서셉터(7)는 기판(6)의 효율적이고 안정적인 냉각을 위해 열전소자를 이용한 냉각장치나, 냉각수 또는 냉매가스를 이용한 냉각장치를 포함할 수 있다. 활성화된 단량체는 하강하여 기판(6) 표면에 도달하여 흡착되고, 냉각된 기판(6)은 단량체의 열에너지를 흡수하면서 흡착을 향상시킨다. 상기 과정을 거치면서 활성화된 단량체는 중합반응(polymerization) 및 성막반응(deposition)을 통해 기판(6) 상에 고분자 유기 박막으로 증착된다.The susceptor 7 supports the substrate 6 on which the polymer organic thin film is deposited and cools the substrate 6 for thin film deposition. The susceptor 7 may include a cooling device using a thermoelectric element or a cooling device using cooling water or refrigerant gas for efficient and stable cooling of the substrate 6 . The activated monomer descends to reach the surface of the substrate 6 and is adsorbed, and the cooled substrate 6 absorbs the thermal energy of the monomer and improves adsorption. The monomer activated through the above process is deposited as a polymer organic thin film on the substrate 6 through polymerization and deposition.

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 단량체 공급부(3)를 개략적으로 도시한 도면이다.2 and 3 are diagrams schematically showing a monomer supply unit 3 according to embodiments of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 단량체 공급부(3)는 리저버(reservoir, 31), 인렛(inlet, 32) 및 아웃렛(outlet, 33)을 포함할 수 있다. 리저버(31)는 액상의 단량체(Ml)를 담고, 액상의 단량체로부터 기화된 기상의 단량체(Mg)를 보관한다. 리저버(31)는 히터자켓(미도시)을 포함할 수 있고, 액상의 단량체를 가열하여 기상의 단량체로 기화시킬 수 있다. 또한, 리저버(31)는 냉각자켓(미도시)을 포함할 수 있고, 기상의 단량체를 냉각시켜 액상의 단량체로 액화시킬 수 있다. 리저버(31)는 히터자켓 또는 냉각자켓을 이용한 온도 조절을 통해 리저버(31)에 저장되는 기상의 단량체의 양을 조절할 수 있다. 리저버(31)는 담겨진 액상의 단량체의 양을 일정하게 유지할 수 있도록 조절 밸브(미도시)를 통해 외부로부터 액상 단량체를 공급받을 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3 , the monomer supply unit 3 may include a reservoir 31 , an inlet 32 and an outlet 33 . The reservoir 31 contains the liquid monomer (M l ) and stores the vaporized monomer (M g ) from the liquid monomer. The reservoir 31 may include a heater jacket (not shown), and may heat the liquid monomer to vaporize it into a gaseous monomer. In addition, the reservoir 31 may include a cooling jacket (not shown), and the gaseous monomer may be cooled and liquefied into a liquid monomer. The reservoir 31 may control the amount of vapor phase monomer stored in the reservoir 31 through temperature control using a heater jacket or a cooling jacket. The reservoir 31 may be supplied with liquid monomer from the outside through a control valve (not shown) so as to maintain a constant amount of the liquid monomer contained therein.

인렛의 일단(32a)은 리저버(31) 내부로 연결되고, 타단(32b)을 통해 캐리어 가스(C)가 공급된다. 도 2를 참조하면, 리저버(31) 내부로 연결된 인렛의 일단(32a)은 액상의 단량체(Ml)의 수면 윗부분까지만 연장되어 액상의 단량체(Ml)에 잠기지 않을 수 있다. 또한, 도 3을 참조하면, 인렛의 일단(32a)이 액상의 단량체(Ml)의 수면 아래까지 연장되어 액상의 단량체(Ml)에 잠기도록 마련될 수도 있다. 인렛의 일단(32a)이 액상의 단량체(Ml)에 잠기는지 여부는 리저버(31) 내부의 압력, 공급되는 캐리어 가스의 압력 또는 증착챔버(1)로 공급되는 혼합가스 압력이나 각 부위로의 역류 여부에 따라 적절히 선택될 수 있다. 인렛의 타단(32b)에는 공급되는 캐리어 가스의 양 또는 속도를 조절하기 위한 캐리어 가스 주입조절부(32c)가 연결될 수 있다. 캐리어 가스 주입조절부(32c)는 공급량 제어장치(Mass Flow Controller, MFC)와 같은 장치로 구현될 수 있다. 리저버(31) 내에서 혼합되는 기상의 단량체 및 캐리어 가스의 비율은 캐리어 가스 주입조절부(32c), 히터자켓 또는 냉각자켓을 통해 독립적으로 또는 통합적으로 조절될 수 있다.One end 32a of the inlet is connected to the inside of the reservoir 31, and the carrier gas C is supplied through the other end 32b. Referring to FIG. 2 , one end 32a of the inlet connected to the inside of the reservoir 31 extends only to the upper portion of the water surface of the liquid monomer M l and may not be submerged in the liquid monomer M l . Also, referring to FIG. 3 , one end 32a of the inlet may be provided to extend below the surface of the liquid monomer M l and be submerged in the liquid monomer M l . Whether one end 32a of the inlet is immersed in the liquid monomer M l depends on the pressure inside the reservoir 31, the pressure of the carrier gas supplied, the pressure of the mixed gas supplied to the deposition chamber 1, or each part. It can be appropriately selected according to whether or not there is a reverse flow. A carrier gas injection control unit 32c for controlling the amount or speed of the carrier gas supplied may be connected to the other end 32b of the inlet. The carrier gas injection controller 32c may be implemented as a device such as a mass flow controller (MFC). The ratio of gaseous monomer and carrier gas mixed in the reservoir 31 may be independently or integrally controlled through the carrier gas injection controller 32c, the heater jacket or the cooling jacket.

아웃렛(33)의 일단은 리저버(31) 내부의 액상의 단량체 수면 위로 연장되어 있고, 타단은 증착챔버(1)의 내부와 연결된다. 리저버(31) 내에 기상의 단량체 및 캐리어 가스를 포함하는 혼합가스(M)는 아웃렛(33)의 타단을 통해 증착챔버(1)의 내부로 공급된다.One end of the outlet 33 extends above the surface of the liquid monomer inside the reservoir 31, and the other end is connected to the inside of the deposition chamber 1. The mixed gas M containing gaseous monomer and carrier gas in the reservoir 31 is supplied into the deposition chamber 1 through the other end of the outlet 33 .

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화학기상증착 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.4 is a diagram schematically illustrating a chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 단량체 공급부(3)는 혼합가스의 공급이 충분하고 균일하게 유지될 수 있도록, 아웃렛(33)의 타단에 연결되는 혼합가스 공급조절부(33a)를 포함할 수 있다. 혼합가스 공급조절부(33a)는 개시제 공급조절부와 연동될 수 있고, 최적의 박막 증착 조건을 유지할 수 있도록 개시제 공급량 또는 공급속도에 따라 혼합가스의 공급량 또는 공급속도를 조절할 수 있다. 아웃렛(33)의 타단에는 혼합가스의 공급량 또는 공급속도를 확인할 수 있는 압력게이지(PM)가 연결될 수 있다. 또한, 증착챔버(1)와 개시제 공급부(2) 사이의 공급라인에 개시제의 공급량 또는 공급속도를 확인할 수 있는 압력게이지(PI)가 연결될 수도 있다.Referring to FIG. 4 , the monomer supply unit 3 may include a mixed gas supply control unit 33a connected to the other end of the outlet 33 so that the mixed gas can be supplied sufficiently and uniformly. The mixed gas supply control unit 33a may be interlocked with the initiator supply control unit, and may control the supply amount or supply speed of the mixed gas according to the initiator supply amount or supply speed so as to maintain optimum thin film deposition conditions. A pressure gauge (P M ) capable of checking the supply amount or supply speed of the mixed gas may be connected to the other end of the outlet 33 . In addition, a pressure gauge P I capable of checking the supply amount or supply speed of the initiator may be connected to the supply line between the deposition chamber 1 and the initiator supply unit 2 .

하기 표 1은 본 발명의 실시예에 따른 화학기상증착 장치를 이용하여 캐리어 가스의 주입 속도에 따른 고분자 유기 박막의 증착 속도를 나타낸다. 증착챔버의 공정압력을 0.3 Torr, 혼합가스의 증기압력을 0.6 Torr로 유지하면서, 캐리어 가스(N2)의 주입량(flow)을 변화시키면서 박막의 증착 속도를 측정하였다. 표 1을 참조하면, 캐리어 가스를 주입하지 않는 경우 대비 주입하는 경우에 있어서 박막의 증착 속도가 증가함을 확인할 수 있다. 이를 통해 개시제와 별도의 공급라인을 통해 캐리어 가스와 혼합하여 단량체를 기체 상태로 높은 압력으로 공급하는 경우, 단량체의 공급이 원활해지고 박막의 증착 속도가 향상됨을 확인할 수 있다.Table 1 below shows the deposition rate of the polymer organic thin film according to the injection rate of the carrier gas using the chemical vapor deposition apparatus according to the embodiment of the present invention. While maintaining the process pressure of the deposition chamber at 0.3 Torr and the vapor pressure of the mixed gas at 0.6 Torr, the deposition rate of the thin film was measured while changing the flow of the carrier gas (N 2 ). Referring to Table 1, it can be seen that the deposition rate of the thin film increases when the carrier gas is injected compared to when the carrier gas is not injected. Through this, it can be confirmed that when the monomer is supplied in a gaseous state at a high pressure by mixing with a carrier gas through a separate supply line from the initiator, the supply of the monomer is smooth and the deposition rate of the thin film is improved.

N2 flow N2 flow 박막 증착 속도(thick/min)Thin film deposition rate (thick/min) 00 1.881.88 1010 2.552.55 2020 2.662.66 3030 2.562.56 5050 2.382.38 7070 2.472.47 100100 2.392.39

하기의 표 2는 본 발명의 실시예에 따른 화학기상증착 장치를 이용하여 캐리어 가스의 주입이 이루어지는 경우와 이루어지지 않는 경우, 그리고 혼합가스의 압력 상승으로 증착챔버의 공정압력범위(process pressure window)의 확대로 증착챔버의 공정압력 상승에 따른 박막의 증착 속도를 나타낸다. 표 2를 참조하면, 캐리어 가스(N2)가 주입되지 않는 경우보다 주입되는 경우 박막의 증착 속도가 증가함을 다시 한번 확인할 수 있다. 또한, 혼합가스의 압력이 상승할 수록 박막의 증착 속도도 증가함을 확인할 수 있다. 이로써, 캐리어 가스를 이용하여 증착챔버로 공급되는 단량체의 압력을 높여주면, 단량체의 공급이 원활하게 이루어짐으로써 박막의 증착 속도가 증가함을 확인할 수 있다.Table 2 below shows the process pressure window of the deposition chamber when the carrier gas is injected and when the carrier gas is not injected using the chemical vapor deposition apparatus according to the embodiment of the present invention, and the pressure of the mixed gas increases. The enlargement of indicates the deposition rate of the thin film according to the increase in the process pressure in the deposition chamber. Referring to Table 2, it can be confirmed once again that the deposition rate of the thin film is increased when the carrier gas (N 2 ) is injected than when it is not injected. In addition, it can be confirmed that the deposition rate of the thin film increases as the pressure of the mixed gas increases. Accordingly, it can be confirmed that when the pressure of the monomer supplied to the deposition chamber is increased using the carrier gas, the monomer is smoothly supplied, thereby increasing the deposition rate of the thin film.

N2 flow 유무N 2 flow presence or absence 증착챔버 압력 (Torr)Deposition chamber pressure (Torr) 박막 증착 속도(thick/min)Thin film deposition rate (thick/min) XX 0.30.3 2.392.39 OO 0.50.5 3.673.67 OO 1One 6.466.46 OO 22 9.809.80

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 개시제 없이 활성화부를 통해 단량체를 직접 활성화시키는 화학기상증착 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.5 is a diagram schematically illustrating a chemical vapor deposition apparatus for directly activating a monomer through an activator without an initiator according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 화학기상증착 장치는 고분자 유기 박막의 증착이 이루어지는 증착챔버(1), 기상의 단량체 및 캐리어 가스를 포함하는 혼합가스(M)를 증착챔버(1)로 공급하는 단량체 공급부(3), 증착챔버(1) 내로 공급된 혼합가스(M)에 포함된 기상의 단량체의 균일한 확산을 유도하는 샤워헤드(4), 샤워헤드를 통과한 기상의 단량체를 활성화시키는 활성화부(51) 및 고분자 유기 박막이 증착되는 기판(6)을 지지하는 서셉터(7)를 포함한다.Referring to FIG. 5 , the chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention deposits a deposition chamber 1 in which a polymer organic thin film is deposited, a mixed gas M including a vapor phase monomer and a carrier gas into the deposition chamber 1 ), a shower head 4 for inducing uniform diffusion of the gas phase monomers contained in the mixed gas M supplied into the deposition chamber 1, and the gas phase monomers passing through the shower head. It includes an activator 51 for activating and a susceptor 7 for supporting the substrate 6 on which the polymer organic thin film is deposited.

활성화부(51)는 플라즈마 전극을 포함할 수 있고, 플라즈마 전극은 아크 발생으로 이온화된 기체 형태의 플라즈마를 통해 기상의 단량체를 직접 활성화시킨다. 따라서, 기상의 단량체를 활성화시키기 위한 개시제 및 개시제 공급을 위한 별도의 구성이 불필요하다.The activator 51 may include a plasma electrode, and the plasma electrode directly activates the gaseous monomer through ionized gaseous plasma by arc generation. Therefore, an initiator for activating the gas phase monomer and a separate configuration for supplying the initiator are unnecessary.

단량체 공급부(3)는 증착챔버(1) 내부로의 단량체 공급을 원활하게 하기 위해, 기상의 단량체를 캐리어 가스와 함께 혼합하여 혼합가스 형태로 공급한다. 이를 통해, 공급되는 기상의 단량체의 증기압력을 증가시키고, 증착챔버(1)로 공급되는 기상의 단량체의 압력 차이를 증가시켜, 단량체를 증착챔버(1) 내부로 원활하고 균일하게 공급할 수 있다.The monomer supply unit 3 mixes gaseous monomers with a carrier gas and supplies them in the form of a mixed gas in order to smoothly supply the monomers into the deposition chamber 1 . Through this, it is possible to smoothly and uniformly supply the monomers into the deposition chamber 1 by increasing the vapor pressure of the supplied vapor phase monomer and increasing the pressure difference between the vapor phase monomers supplied into the deposition chamber 1 .

이외 구성은 개시제를 사용하는 도 1 내지 도 4에 따른 실시예들로부터 동일한 작용효과를 위한 등가적 변형이 가능하므로 간결한 기재를 위해 중복되는 내용은 생략하도록 한다.Other configurations can be equivalently modified for the same operation and effect from the embodiments according to FIGS. 1 to 4 using an initiator, so redundant content will be omitted for concise description.

도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 고분자 유기 박막 제조방법의 각 단계를 도시한 도면이다.6 and 7 are diagrams illustrating each step of a method for manufacturing a polymer organic thin film according to embodiments of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 고분자 유기 박막 제조방법은 리저버에 담긴 액상의 단량체에 열을 가하여 기상의 단량체로 기화시키는 단계(S1), 리저버 내부로 캐리어 가스를 주입하는 단계(S2), 리저버 내부로 주입된 캐리어 가스 및 기상의 단량체를 포함하여 혼합가스를 형성하는 단계(S3), 혼합가스를 단량체 공급부를 통해 증착챔버의 내부로 공급하는 단계(S4), 단량체 공급부를 통해 증착챔버의 내부로 공급된 혼합가스를 샤워헤드를 통해 증착챔버 내부에서 균일하게 확산 및 하강시키는 단계(S5), 샤워헤드를 통과한 혼합가스에 포함된 기상의 단량체를 플라즈마 전극에 의해 형성되는 플라즈마를 통해 활성화시키는 단계(S6), 활성화된 기상의 단량체의 중합반응을 통해 기판의 상면 또는 측면에 고분자 유기 박막을 증착하는 단계(S7)를 포함할 수 있다. 단계(S1)에서 히터자켓 또는 냉각자켓을 통해 기화되는 기상의 단량체 양을 조절할 수 있다. 단계(S2)에서 캐리어 가스 주입조절부를 통해 리저버 내부로 주입되는 캐리어 가스의 양 또는 속도를 조절할 수 있다. 단계(S4)에서 혼합가스 공급조절부를 통해 증착챔버로 공급되는 혼합가스의 양 또는 속도를 조절할 수 있다. 최적의 박막 증착 조건을 유지할 수 있도록, 리저버 내에서 혼합되는 기상의 단량체 및 캐리어 가스의 비율은 캐리어 가스 주입조절부, 히터자켓 또는 냉각자켓을 통해 독립적으로 또는 통합적으로 조절될 수 있다.Referring to FIG. 6, the method for manufacturing a polymer organic thin film according to an embodiment of the present invention includes the steps of applying heat to a liquid monomer contained in a reservoir to vaporize it into a vapor phase monomer (S1), and injecting a carrier gas into the reservoir ( S2), forming a mixed gas including the carrier gas and gaseous monomer injected into the reservoir (S3), supplying the mixed gas into the deposition chamber through the monomer supply unit (S4), through the monomer supply unit Uniformly diffusing and descending the mixed gas supplied into the deposition chamber inside the deposition chamber through the shower head (S5), the gaseous monomers included in the mixed gas passing through the shower head are converted into plasma formed by the plasma electrode. It may include activating through (S6), and depositing a polymer organic thin film on the top or side surface of the substrate through polymerization of the activated gas phase monomer (S7). In step S1, the amount of gaseous monomer vaporized through a heater jacket or a cooling jacket may be adjusted. In step S2, the amount or speed of the carrier gas injected into the reservoir may be adjusted through the carrier gas injection control unit. In step S4, the amount or speed of the mixed gas supplied to the deposition chamber may be adjusted through the mixed gas supply controller. In order to maintain optimum thin film deposition conditions, the ratio of gaseous monomer and carrier gas mixed in the reservoir may be independently or integrally controlled through a carrier gas injection control unit, a heater jacket, or a cooling jacket.

도 7을 참조하면, 단계(S7)에서 중합반응으로 형성되는 상기 고분자 유기 박막의 흡착을 유도하기 위해 서셉터를 통해 기판을 냉각시키는 단계(S9)를 포함할 수 있다. 이하에서는 발명의 간결한 설명을 위해 상기한 바와 중복되는 내용은 생략하도록 한다.Referring to FIG. 7 , a step ( S9 ) of cooling the substrate through a susceptor may be included to induce adsorption of the polymer organic thin film formed by polymerization in step ( S7 ). Hereinafter, for concise description of the invention, the above and redundant contents will be omitted.

도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 고분자 유기 박막 제조방법의 각 단계를 도시한 도면이다.8 and 9 are diagrams illustrating each step of a method for manufacturing a polymer organic thin film according to embodiments of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 고분자 유기 박막 제조방법은 리저버에 담긴 액상의 단량체에 열을 가하여 기상의 단량체로 기화시키는 단계(P1), 리저버 내부로 캐리어 가스를 주입하는 단계(P2), 리저버 내부로 주입된 캐리어 가스 및 기상의 단량체를 포함하여 혼합가스를 형성하는 단계(P3), 혼합가스를 단량체 공급부를 통해 증착챔버의 내부로 공급하는 단계(P4), 액상 또는 기상의 개시제를 단량체 공급부와 독립적으로 마련된 개시제 공급부를 통해 증착챔버의 내부로 공급하는 단계(P41), 단량체 공급부 및 개시제 공급부를 통해 증착챔버의 내부로 각각 공급된 혼합가스 및 개시제를 샤워헤드를 통해 증착챔버 내부에서 균일하게 확산 및 하강시키는 단계(P5), 열에너지를 공급하는 필라멘트 또는 플라즈마를 형성하는 플라즈마 전극을 통해 개시제를 활성화시키고, 활성화된 개시제가 혼합가스에 포함된 기상의 단량체를 활성화시키는 단계(P6), 활성화된 기상의 단량체의 중합반응을 통해 기판의 상면 또는 측면에 고분자 유기 박막을 증착하는 단계(P7)를 포함할 수 있다. 단계(P1)에서 히터자켓 또는 냉각자켓을 통해 기화되는 기상의 단량체 양을 조절할 수 있다. 단계(P2)에서 캐리어 가스 주입조절부를 통해 리저버 내부로 주입되는 캐리어 가스의 양 또는 속도를 조절할 수 있다. 단계(P4)에서 혼합가스 공급조절부를 통해 증착챔버로 공급되는 혼합가스의 양 또는 속도를 조절할 수 있다. 단계(P41)는 단계(P1) 내지 단계(P4) 중 어느 하나의 단계와 선후 관계없이 수행될 수 있다. 단계(P41)에서 개시제 공급조절부를 통해 증착챔버로 공급되는 액상 또는 기상의 개시제의 양 또는 속도를 조절할 수 있다. 리저버 내에서 혼합되는 기상의 단량체 및 캐리어 가스의 비율은 캐리어 가스 주입조절부, 히터자켓 또는 냉각자켓을 통해 독립적으로 또는 통합적으로 조절될 수 있다. 또한, 혼합가스 공급조절부 및 개시제 공급조절부의 연동을 통해, 최적의 박막 증착 조건을 유지할 수 있도록 개시제 공급량 또는 공급속도에 따라 혼합가스의 공급량 또는 공급속도를 조절할 수 있다.Referring to FIG. 8, the method for manufacturing a polymer organic thin film according to an embodiment of the present invention includes the steps of applying heat to a liquid monomer contained in a reservoir to vaporize it into a gaseous monomer (P1), and injecting a carrier gas into the reservoir ( P2), forming a mixed gas including the carrier gas and gaseous monomer injected into the reservoir (P3), supplying the mixed gas into the deposition chamber through a monomer supply unit (P4), Supplying an initiator into the deposition chamber through an initiator supply unit provided independently of the monomer supply unit (P41), the mixed gas and the initiator respectively supplied into the deposition chamber through the monomer supply unit and the initiator supply unit are transferred to the deposition chamber through a shower head. Uniformly diffusing and descending inside (P5), activating the initiator through a filament supplying thermal energy or a plasma electrode forming plasma, and activating the gaseous monomer included in the gas mixture with the activated initiator (P6 ), depositing a polymer organic thin film on the top or side surface of the substrate through polymerization of activated gas phase monomers (P7). In the step (P1), the amount of gaseous monomer vaporized through a heater jacket or a cooling jacket may be adjusted. In step P2, the amount or speed of the carrier gas injected into the reservoir may be adjusted through the carrier gas injection controller. In step P4, the amount or speed of the mixed gas supplied to the deposition chamber may be adjusted through the mixed gas supply controller. Step P41 may be performed regardless of any one of steps P1 to P4. In step P41, the amount or speed of the liquid or gaseous initiator supplied to the deposition chamber through the initiator supply control unit may be adjusted. The ratio of gaseous monomer and carrier gas mixed in the reservoir may be independently or integrally controlled through a carrier gas injection controller, a heater jacket, or a cooling jacket. In addition, through the interlocking of the mixed gas supply control unit and the initiator supply control unit, the supply amount or supply speed of the mixed gas may be adjusted according to the initiator supply amount or supply speed so as to maintain optimum thin film deposition conditions.

도 9를 참조하면, 단계(P7)에서 중합반응으로 형성되는 상기 고분자 유기 박막의 흡착을 유도하기 위해 서셉터를 통해 기판을 냉각시키는 단계(S9)를 포함할 수 있다. 이하에서는 발명의 간결한 설명을 위해 상기한 바와 중복되는 내용은 생략하도록 한다.Referring to FIG. 9 , a step ( S9 ) of cooling the substrate through a susceptor may be included to induce adsorption of the polymer organic thin film formed by polymerization in step ( P7 ). Hereinafter, for concise description of the invention, the above and redundant contents will be omitted.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although the specific embodiments according to the present invention have been described so far, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments and should not be defined, but should be defined by not only the scope of the claims described later, but also those equivalent to the scope of these claims.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described by the limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art in the field to which the present invention belongs can make various modifications and transformation is possible Therefore, the spirit of the present invention should be grasped only by the claims described below, and all equivalent or equivalent modifications thereof will be said to belong to the scope of the spirit of the present invention.

1: 증착챔버
2: 개시제 공급부
3: 단량체 공급부
31: 리저버(reservoir)
32: 인렛(inlet)
32a: 인렛 일단
32b: 인렛 타단
32c: 캐리어 가스 주입조절부
33: 아웃렛(outlet)
33a: 혼합가스 공급조절부
4: 샤워헤드(shower head)
5, 51: 활성화부
6: 기판
7: 서셉터(susceptor)
8: 진공펌프, 가압펌프
M: 혼합가스, I: 개시제, C: 캐리어 가스
PM , PI: 압력게이지
1: deposition chamber
2: initiator supply unit
3: monomer supply unit
31: reservoir
32: inlet
32a: one end of inlet
32b: inlet other end
32c: carrier gas injection control unit
33: outlet
33a: mixed gas supply control unit
4: shower head
5, 51: activation unit
6: substrate
7: susceptor
8: vacuum pump, pressure pump
M: mixed gas, I: initiator, C: carrier gas
P M , P I : Pressure gauge

Claims (17)

화학기상증착(iCVD) 장치에 있어서,
증착챔버;
액상 또는 기상의 개시제(initiator)를 상기 증착챔버의 내부로 공급하는 개시제 공급부;
기상의 단량체(monomer) 및 캐리어 가스를 포함하는 혼합가스를 상기 증착챔버의 내부로 공급하는 단량체 공급부;
상기 증착챔버의 내부로 공급된 상기 개시제 및 상기 혼합가스가 상기 증착챔버 내부에서 균일하게 확산되어 하강할 수 있도록 배치되는 샤워헤드;
상기 샤워헤드 하부에 배치되며, 상기 샤워헤드를 통과한 상기 개시제를 활성화시키는 활성화부; 및
활성화된 상기 개시제에 의해 활성화되는 상기 단량체의 중합반응을 통해 고분자 유기 박막이 증착되는 기판을 지지하고, 상기 기판을 냉각시켜 상기 고분자 유기 박막의 흡착을 유도하는 서셉터(susceptor);를 포함하고,
상기 개시제 공급부 및 상기 단량체 공급부는 독립적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치.
In the chemical vapor deposition (iCVD) apparatus,
deposition chamber;
an initiator supply unit supplying a liquid or gaseous initiator into the deposition chamber;
a monomer supply unit supplying a mixed gas containing a vapor phase monomer and a carrier gas into the deposition chamber;
a shower head disposed so that the initiator and the mixed gas supplied into the deposition chamber are uniformly diffused and descended in the deposition chamber;
an activation unit disposed under the shower head and activating the initiator passing through the shower head; and
A susceptor that supports a substrate on which a polymer organic thin film is deposited through polymerization of the monomers activated by the activated initiator and cools the substrate to induce adsorption of the polymer organic thin film;
The chemical vapor deposition apparatus, characterized in that the initiator supply unit and the monomer supply unit are formed independently.
제1항에 있어서,
상기 단량체 공급부는,
액상의 단량체가 담기고, 상기 액상의 단량체로부터 기화된 상기 기상의 단량체를 저장하는 리저버(reservoir);
상기 리저버 내부로 상기 캐리어 가스를 주입하는 인렛(inlet); 및
상기 리저버 내에서 상기 기상의 단량체 및 상기 캐리어 가스를 포함한 상기 혼합가스를 상기 증착챔버로 공급하는 아웃렛(outlet);을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치.
According to claim 1,
The monomer supply unit,
a reservoir containing a liquid monomer and storing the vaporized monomer from the liquid monomer;
an inlet for injecting the carrier gas into the reservoir; and
and an outlet for supplying the mixed gas including the vapor phase monomer and the carrier gas in the reservoir to the deposition chamber.
제2항에 있어서,
상기 리저버 내부로 연장된 상기 인렛의 일단은 상기 액상의 단량체에 잠기도록 연장되는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치.
According to claim 2,
Chemical vapor deposition apparatus, characterized in that one end of the inlet extending into the reservoir is extended to be submerged in the liquid monomer.
제2항에 있어서,
상기 리저버 내부로 연장된 상기 인렛의 일단은 상기 액상의 단량체의 수면 위까지 연장되는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치.
According to claim 2,
Chemical vapor deposition apparatus, characterized in that one end of the inlet extending into the reservoir extends to the surface of the liquid monomer.
제2항에 있어서,
상기 리저버는 상기 액상의 단량체로부터 상기 기상의 단량체로 기화시키고, 온도 조절을 통해 기화되는 상기 기상의 단량체의 양을 조절하는 히터자켓 또는 냉각자켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치.
According to claim 2,
The chemical vapor deposition apparatus of claim 1, wherein the reservoir includes a heater jacket or a cooling jacket for vaporizing the liquid monomer into the vapor phase monomer and adjusting the amount of the vaporized monomer through temperature control.
제2항에 있어서,
상기 단량체 공급부는 상기 인렛의 타단에 연결되어 상기 리저버에 주입되는 상기 캐리어 가스의 양 또는 속도를 조절하는 캐리어 가스 주입조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치.
According to claim 2,
The chemical vapor deposition apparatus of claim 1 , wherein the monomer supply unit includes a carrier gas injection control unit connected to the other end of the inlet to control an amount or speed of the carrier gas injected into the reservoir.
제1항에 있어서,
상기 개시제 공급부의 일단은 상기 증착챔버와 연결되고, 상기 개시제 공급부의 타단에는 상기 증착챔버에 공급되는 상기 개시제의 양 또는 속도를 조절하는 개시제 공급조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치.
According to claim 1,
The chemical vapor deposition apparatus of claim 1 , wherein one end of the initiator supply unit is connected to the deposition chamber, and the other end of the initiator supply unit includes an initiator supply control unit configured to control an amount or speed of the initiator supplied to the deposition chamber.
제1항에 있어서,
상기 캐리어 가스는 아르곤(Ar), 질소(N2) 또는 산소(O2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치.
According to claim 1,
The carrier gas is a chemical vapor deposition apparatus comprising argon (Ar), nitrogen (N 2 ) or oxygen (O 2 ).
제1항에 있어서,
상기 활성화부는 필라멘트 또는 플라즈마 전극을 포함하고,
상기 필라멘트는 열에너지를 공급하여 상기 개시제를 활성화시키고, 상기 플라즈마 전극은 플라즈마를 통해 상기 개시제를 활성화시키는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치
According to claim 1,
The activator includes a filament or a plasma electrode,
The filament supplies thermal energy to activate the initiator, and the plasma electrode activates the initiator through plasma.
화학기상증착(iCVD) 장치에 있어서,
증착챔버;
기상의 단량체(monomer) 및 캐리어 가스를 포함하는 혼합가스를 상기 증착챔버의 내부로 공급하는 단량체 공급부;
상기 증착챔버의 내부로 공급된 상기 혼합가스가 상기 증착챔버 내부에서 균일하게 확산되어 하강할 수 있도록 배치되는 샤워헤드;
상기 샤워헤드 하부에 배치되며, 상기 샤워헤드를 통과한 상기 기상의 단량체를 활성화시키는 활성화부; 및
활성화된 상기 단량체의 중합반응을 통해 고분자 유기 박막이 증착되는 기판을 지지하고, 상기 기판을 냉각시켜 상기 고분자 유기 박막의 흡착을 유도하는 서셉터(susceptor);를 포함하고,
상기 활성화부는 플라즈마 전극을 포함하고, 상기 플라즈마 전극에 의해 형성되는 플라즈마를 통해 상기 단량체를 활성화시키는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치.
In the chemical vapor deposition (iCVD) apparatus,
deposition chamber;
a monomer supply unit supplying a mixed gas containing a vapor phase monomer and a carrier gas into the deposition chamber;
a shower head disposed so that the mixed gas supplied into the deposition chamber can be uniformly diffused and descended inside the deposition chamber;
an activating unit disposed under the shower head and activating the vapor phase monomer passing through the shower head; and
A susceptor that supports a substrate on which a polymer organic thin film is deposited through polymerization of the activated monomer and induces adsorption of the polymer organic thin film by cooling the substrate;
The chemical vapor deposition apparatus of claim 1 , wherein the activation unit includes a plasma electrode and activates the monomer through plasma formed by the plasma electrode.
제10항에 있어서,
상기 단량체 공급부는,
액상의 단량체가 담기고, 상기 액상의 단량체로부터 기화된 상기 기상의 단량체를 저장하는 리저버(reservoir);
상기 리저버 내부로 상기 캐리어 가스를 주입하는 인렛(inlet); 및
상기 리저버 내에서 상기 기상의 단량체 및 상기 캐리어 가스를 포함한 상기 혼합가스를 상기 증착챔버로 공급하는 아웃렛(outlet);을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치.
According to claim 10,
The monomer supply unit,
a reservoir containing a liquid monomer and storing the vaporized monomer from the liquid monomer;
an inlet for injecting the carrier gas into the reservoir; and
and an outlet for supplying the mixed gas including the vapor phase monomer and the carrier gas in the reservoir to the deposition chamber.
제11항에 있어서,
상기 리저버는 상기 액상의 단량체로부터 상기 기상의 단량체로 기화시키고, 온도 조절을 통해 기화되는 상기 기상의 단량체의 양을 조절하는 히터자켓 또는 냉각자켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치.
According to claim 11,
The chemical vapor deposition apparatus of claim 1, wherein the reservoir includes a heater jacket or a cooling jacket for vaporizing the liquid monomer into the vapor phase monomer and adjusting the amount of the vaporized monomer through temperature control.
제11항에 있어서,
상기 단량체 공급부는 상기 인렛의 타단에 연결되어 상기 리저버에 주입되는 상기 캐리어 가스의 양 또는 속도를 조절하는 캐리어 가스 주입조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치.
According to claim 11,
The chemical vapor deposition apparatus of claim 1 , wherein the monomer supply unit includes a carrier gas injection control unit connected to the other end of the inlet to control an amount or speed of the carrier gas injected into the reservoir.
화학기상증착(iCVD) 장치를 이용한 고분자 유기 박막 제조방법에 있어서,
리저버에 담긴 액상의 단량체에 열을 가하여 기상의 단량체로 기화시키는 단계(S1);
상기 리저버 내부로 캐리어 가스를 주입하는 단계(S2);
상기 리저버 내부로 주입된 상기 캐리어 가스 및 상기 기상의 단량체를 포함하여 혼합가스를 형성하는 단계(S3);
상기 혼합가스를 단량체 공급부를 통해 증착챔버의 내부로 공급하는 단계(S4);
상기 단량체 공급부를 통해 상기 증착챔버의 내부로 공급된 상기 혼합가스를 샤워헤드를 통해 상기 증착챔버 내부에서 균일하게 확산 및 하강시키는 단계(S5);
상기 샤워헤드를 통과한 상기 혼합가스에 포함된 상기 기상의 단량체를 플라즈마 전극에 의해 형성되는 플라즈마를 통해 활성화시키는 단계(S6);
활성화된 상기 기상의 단량체의 중합반응을 통해 기판의 상면 또는 측면에 상기 고분자 유기 박막을 증착하는 단계(S7);를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 유기 박막 제조방법.
In the method for manufacturing a polymer organic thin film using a chemical vapor deposition (iCVD) apparatus,
Applying heat to the liquid monomer contained in the reservoir to vaporize it into a gaseous monomer (S1);
Injecting a carrier gas into the reservoir (S2);
Forming a mixed gas including the carrier gas and the vapor phase monomer injected into the reservoir (S3);
supplying the mixed gas into a deposition chamber through a monomer supply unit (S4);
uniformly diffusing and descending the mixed gas supplied into the deposition chamber through the monomer supply unit inside the deposition chamber through a shower head (S5);
activating the vapor phase monomers included in the mixed gas passing through the showerhead through plasma formed by a plasma electrode (S6);
and depositing the polymer organic thin film on the upper surface or side surface of the substrate through polymerization of the activated vapor phase monomer (S7).
제14항에 있어서,
단계(S7)에서 상기 중합반응으로 형성되는 상기 고분자 유기 박막의 흡착을 유도하기 위해 상기 기판을 지지하는 서셉터를 통해 상기 기판을 냉각시키는 단계(S71);를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 유기 박막 제조방법.
According to claim 14,
and (S71) cooling the substrate through a susceptor supporting the substrate to induce adsorption of the polymer organic thin film formed by the polymerization reaction in step (S7). manufacturing method.
화학기상증착(iCVD) 장치를 이용한 고분자 유기 박막 제조방법에 있어서,
리저버에 담긴 액상의 단량체에 열을 가하여 기상의 단량체로 기화시키는 단계(P1);
상기 리저버 내부로 캐리어 가스를 주입하는 단계(P2);
상기 리저버 내부로 주입된 상기 캐리어 가스 및 상기 기상의 단량체를 포함하여 혼합가스를 형성하는 단계(P3);
상기 혼합가스를 단량체 공급부를 통해 증착챔버의 내부로 공급하는 단계(P4);
액상 또는 기상의 개시제를 상기 단량체 공급부와 독립적으로 마련된 개시제 공급부를 통해 상기 증착챔버의 내부로 공급하는 단계(P41);
상기 단량체 공급부 및 상기 개시제 공급부를 통해 상기 증착챔버의 내부로 각각 공급된 상기 혼합가스 및 상기 개시제를 샤워헤드를 통해 상기 증착챔버 내부에서 균일하게 확산 및 하강시키는 단계(P5);
열에너지를 공급하는 필라멘트 또는 플라즈마를 형성하는 플라즈마 전극을 통해 상기 개시제를 활성화시키고, 활성화된 상기 개시제가 상기 혼합가스에 포함된 상기 기상의 단량체를 활성화시키는 단계(P6);
활성화된 상기 기상의 단량체의 중합반응을 통해 기판의 상면 또는 측면에 상기 고분자 유기 박막을 증착하는 단계(P7);를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 유기 박막 제조방법.
In the method for manufacturing a polymer organic thin film using a chemical vapor deposition (iCVD) apparatus,
Applying heat to the liquid monomer contained in the reservoir to vaporize it into a gaseous monomer (P1);
Injecting a carrier gas into the reservoir (P2);
Forming a mixed gas including the carrier gas and the vapor phase monomer injected into the reservoir (P3);
supplying the mixed gas into a deposition chamber through a monomer supply unit (P4);
supplying a liquid or gaseous initiator into the deposition chamber through an initiator supplying part provided independently of the monomer supplying part (P41);
uniformly diffusing and descending the mixed gas and the initiator supplied into the deposition chamber through the monomer supply unit and the initiator supply unit through a shower head (P5);
activating the initiator through a filament for supplying thermal energy or a plasma electrode for forming plasma, and activating the vapor phase monomer included in the mixed gas with the activated initiator (P6);
A method of manufacturing a polymer organic thin film comprising the step (P7) of depositing the polymer organic thin film on an upper surface or side surface of a substrate through polymerization of the activated vapor phase monomer.
제16항에 있어서,
단계(P7)에서 상기 중합반응으로 형성되는 상기 고분자 유기 박막의 흡착을 유도하기 위해 상기 기판을 지지하는 서셉터를 통해 상기 기판을 냉각시키는 단계(P71);를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 유기 박막 제조방법.

According to claim 16,
and (P71) cooling the substrate through a susceptor supporting the substrate to induce adsorption of the polymer organic thin film formed by the polymerization reaction in step (P7). manufacturing method.

KR1020210190423A 2021-12-28 2021-12-28 Initiated chemical vapor deposition system for depositing polymer organic thin film by using vapor monomer and method for using them KR20230100491A (en)

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