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KR20180027137A - A roll-to-roll type apparatus for depositing a atomic layer on film - Google Patents

A roll-to-roll type apparatus for depositing a atomic layer on film Download PDF

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KR20180027137A
KR20180027137A KR1020160114337A KR20160114337A KR20180027137A KR 20180027137 A KR20180027137 A KR 20180027137A KR 1020160114337 A KR1020160114337 A KR 1020160114337A KR 20160114337 A KR20160114337 A KR 20160114337A KR 20180027137 A KR20180027137 A KR 20180027137A
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gas
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inner chamber
roll
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KR1020160114337A
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Korean (ko)
Inventor
양철훈
성낙진
최규정
신웅철
Original Assignee
주식회사 엔씨디
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Publication date
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Abstract

본 발명은 롤투롤 방식으로 고속 증착이 가능한 반면에 메인 롤러 및 보조 롤러 구동공간으로 소스 가스나 반응 가스가 확산되지 않아서 챔버의 클리닝 주기가 매우 길고, 시분할 방식의 원자층 증착 공정을 진행하여 품질이 우수한 박막을 높은 생산성을 가지고 증착할 수 있는 롤투롤 원자층 증착장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 롤투롤 원자층 증착장치는, 전체적으로 직육면체 형상을 가지며, 내부에 일정한 공정 공간을 형성하는 내부 챔버; 상기 내부 챔버의 육면 중 서로 마주보는 어느 양 면을 제외한 나머지 네면을 도넛 형태로 감싸도록 설치되며, 내부에 일정한 퍼지 공간을 형성하는 외부 챔버; 상기 외부 챔버와 내부 챔버 사이의 공간 일측에 설치되며, 원자층 증착 공정이 수행될 필름을 연속적으로 공급하는 필름 공급부; 상기 외부 챔버와 내부 챔버 사이의 공간 타측에 설치되며, 원자층 증착 공정이 수행된 필름을 연속적으로 회수하는 필름 회수부; 상기 내부 챔버의 마주보는 양측 가장자리를 따라 설치되며, 상기 필름 공급롤에서 공급되는 필름이 상기 공정 공간 내를 반복적으로 통과하도록 안내하는 보조 롤러부; 상기 내부 챔버의 일측 벽에 설치되며, 상기 공정 공간을 이동하는 필름에 수직한 방향으로 소스가스, 퍼지가스 및 공정 가스를 층상 흐름을 유지하도록 분사하는 가스 공급부; 상기 내부 챔버의 타측 벽에 설치되며, 상기 가스 공급부에 의하여 분사된 소스 가스, 퍼지가스 및 공정 가스가 층상 흐름을 유지한 상태로 상기 공정 공간을 통과하도록 배출하는 가스 배출부; 상기 외부 챔버에 상기 공정 공간보다 높은 압력을 유지하도록 퍼지 가스를 공급하는 퍼지가스 공급부;를 포함한다. While the present invention is capable of high-speed deposition in a roll-to-roll mode, the source gas or the reactive gas is not diffused into the main roller and the auxiliary roller drive space, the cleaning cycle of the chamber is very long, The present invention relates to a roll-to-roll atomic layer deposition apparatus capable of depositing an excellent thin film with high productivity, and an apparatus for depositing a roll-to-roll atomic layer according to the present invention includes: an inner chamber having a generally rectangular parallelepiped shape and forming a predetermined process space therein; An outer chamber which is installed to surround four surfaces of the inner chamber except for the two surfaces facing each other in the form of a donut and form a constant purge space therein; A film supply unit installed at one side of the space between the outer chamber and the inner chamber and continuously supplying a film to be subjected to the atomic layer deposition process; A film recovery unit installed on the other side of the space between the outer chamber and the inner chamber for continuously recovering the film having undergone the atomic layer deposition process; An auxiliary roller unit installed along opposite side edges of the inner chamber and guiding the film supplied from the film supply roll to pass through the processing space repeatedly; A gas supply unit installed on one side wall of the inner chamber and spraying the source gas, the purge gas and the process gas in a direction perpendicular to the film moving in the process space so as to maintain a layered flow; A gas discharge unit installed on the other side wall of the inner chamber and discharging the source gas, the purge gas and the process gas injected by the gas supply unit so as to pass through the process space while maintaining the layer flow; And a purge gas supply unit for supplying a purge gas to the outer chamber to maintain a pressure higher than the process space.

Description

롤투롤 원자층 증착장치{A ROLL-TO-ROLL TYPE APPARATUS FOR DEPOSITING A ATOMIC LAYER ON FILM}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a roll-to-roll atomic layer deposition apparatus,

본 발명은 롤투롤 원자층 증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 롤투롤 방식으로 고속 증착이 가능한 반면에 메인 롤러 및 보조 롤러 구동공간으로 소스 가스나 반응 가스가 확산되지 않아서 챔버의 클리닝 주기가 매우 길고, 시분할 방식의 원자층 증착 공정을 진행하여 품질이 우수한 박막을 높은 생산성을 가지고 증착할 수 있는 롤투롤 원자층 증착장치에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to a roll-to-roll atomic layer deposition apparatus capable of high-speed deposition in a roll-to-roll manner, while a source gas or a reactive gas is not diffused into a main roller and an auxiliary roller drive space, The present invention relates to a roll-to-roll atomic layer deposition apparatus capable of carrying out a long, time-divisional atomic layer deposition process and depositing a thin film having high quality with high productivity.

다양한 박막 증착 기술 중에서 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition)의 경우에는 기판 표면에서 전구체들의 화학적인 반응에 의해서 박막이 형성되므로, 넓은 기판에 뛰어난 두께 균일도를 가지는 나노 박막의 증착이 가능하다. 또한 원자층 증착은 복잡한 형상의 3차원 구조에서도 우수한 conformal한 박막의 증착이 가능하므로, 나노급 반도체 소자, 대면적 디스플레이 및 태양전지소자, 복잡한 구조의 나노급 광전자 소자 등의 제조에 필수적인 증착 기술로 주목받고 있다. In the case of atomic layer deposition (ALD), a thin film is formed by the chemical reaction of the precursors on the surface of the substrate, so that it is possible to deposit a nano thin film having excellent thickness uniformity on a wide substrate. In addition, atomic layer deposition can deposit a conformal thin film in a complex three-dimensional structure. Therefore, atomic layer deposition is an indispensable deposition technique for nano-scale semiconductor devices, large area displays and solar cell devices, and complex nano-scale optoelectronic devices. It is attracting attention.

그런데 이러한 원자층 증착은 우수한 단차 피복성과 고품질의 박막의 성장이 가능하다는 장점을 갖는 반면, 낮은 생산성이라는 한계를 가지고 있다. 원자층 증착의 낮은 생산성이라는 한계를 극복하기 위해 사이클릭(Cyclic) CVD, PEALD(Plasma Enhanced ALD), 배치타입(Batch Type) ALD, 롤투롤(Roll-to-Roll) ALD 등 많은 연구가 진행되고 있다.However, such an atomic layer deposition has an advantage of being able to grow an excellent step coverage and a high quality thin film, but has a limit of low productivity. In order to overcome the limitations of low productivity of atomic layer deposition, many studies such as cyclic CVD, plasma enhanced ALD (PEALD), batch type ALD, and roll-to-roll ALD have been conducted have.

이러한 많은 연구들 중 롤투롤 ALD는 롤에서 롤로 이동되는 증착 대상물(통상적으로 예를 들면, 연성의 기판)의 안정적인 이동을 통하여 연성 기판 위에 연속적인 공정을 통하여 박막을 성장시킴으로써 대량의 박막을 성장시키는 방법이다.Among these many studies, roll to roll ALD is a method of growing a thin film by growing a thin film on a flexible substrate through a continuous process through stable movement of a deposition object (typically a flexible substrate, for example) moving from roll to roll Method.

일반적으로 ALD의 성장되는 박막의 두께는 공정이 진행되는 사이클(cycle)에 따라 두께가 결정된다. 사이클은 주기라는 뜻 그대로 ALD 공정이 주기적으로 반복되는 것을 일컫는 말이다. ALD는 주기적으로 소스/퍼지/반응/퍼지(source/purge/reactant/purge)의 4 공정이 주기적으로 반복되는 이러한 4공정을 1주기의 사이클이라고 한다. 이러한 사이클의 주기를 컨트롤하는 방법은 시간적인 측면과 공간적인 측면으로 나눠진다.In general, the thickness of the grown thin film of ALD is determined by the cycle in which the process proceeds. A cycle is a periodic repetition of the ALD process. ALD is a cycle of four cycles in which the four processes of source / purge / reactant / purge are periodically repeated periodically. The way to control the cycle of these cycles is divided into temporal and spatial aspects.

시간분할적인 ALD 시스템은 동일한 공간 영역 하에 펄스(pulse) 시간과 퍼지(purge) 시간의 조정을 통하여 시간적인 분할로써 사이클을 컨트롤하여 성장되는 박막의 두께를 조절할 수 있다. 시간분할적인 ALD 시스템은 대부분의 보통의 ALD 시스템에서 사용되어 진다.The time-divisional ALD system can control the thickness of the grown thin film by controlling the cycle by temporal division through adjustment of the pulse time and the purge time under the same spatial domain. Time-divisional ALD systems are used in most common ALD systems.

반면에 공간분할적인 ALD 시스템은 소스와 반응 그리고 퍼지의 공정이 일어나는 공간을 분할하여 주기적으로 공간의 이동에 의해 사이클이 컨트롤 되어 박막의 두께를 조절하는 방법을 말한다. 이러한 공간분할적인 ALD 시스템은 보통 롤투롤 ALD 시스템에서 사용되어 진다. 그 이유는 롤투롤 ALD 시스템의 특성 상(이동되는 연성 기판의 동일한 이동도가 요구됨) 시간적인 분할을 통하여 사이클을 컨트롤하는데 다소 어려움이 존재한다. 이 때문에 펄스 공정의 공간과 퍼지 공정의 공간을 분할함(unit)으로써 사이클을 컨트롤하는 방법을 사용하게 된다.On the other hand, a space-divisional ALD system refers to a method of controlling the thickness of a thin film by controlling the cycle by dividing the space where the source, reaction, and purging processes occur. These space-divisional ALD systems are commonly used in roll-to-roll ALD systems. The reason for this is that there is some difficulty in controlling the cycle through temporal partitioning due to the nature of the roll-to-roll ALD system (the same mobility of the moving flexible substrate is required). For this reason, the method of controlling the cycle is used by dividing the space of the pulse process and the space of the purge process.

도 1은 종래 기술의 일 실시 형태에 따른 롤투롤 방식의 원자층 증착 장비를 개략적으로 도시한 구성도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 종래 기술의 롤투롤 방식의 원자층 증착 장비는, 구획 수단(20)에 의해 구획된 공정 공간(30) 내에 복수의 회전 롤러 부재(40)가 양측에 일렬로 배열되고, 공정 공간(30) 외부에 설치되는 권출 롤러(50)로부터 출발한 필름(F)이 공정 공간(30) 내로 진입하여 상기 다수개의 회전 롤러 부재(40)를 타고 이동하면서 시간분할 방식으로 원자층 증착 공정이 이루어지고, 권취 롤러(60)에 감겨서 배출되는 방식을 가진다. 이때 상기 권출 롤러(50)와 권취 롤러(60)가 설치되는 공간은 공정 공간(30)과 구획되며, 퍼지 가스로 채워진다. FIG. 1 is a schematic view showing a roll-to-roll type atomic layer deposition apparatus according to an embodiment of the prior art. 1, the prior art roll-to-roll type atomic layer deposition equipment is characterized in that a plurality of rotating roller members 40 are arranged in a row on both sides in a processing space 30 defined by the partitioning means 20 And the film F starting from the unwinding roller 50 provided outside the process space 30 enters the process space 30 and travels on the plurality of rotation roller members 40, A layer deposition process is performed, and the layer is rolled up by the take-up roller 60 and discharged. At this time, the space where the take-up roller (50) and the take-up roller (60) are installed is partitioned from the process space (30) and filled with purge gas.

그런데 이러한 구조의 롤투롤 원자층 증착 장비에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 회전 롤러 부재(40)가 증착 공간(30)에 그대로 노출되는 구조이므로, 이 보조 롤러 부재 표면에 박막이 증착되고 이렇게 증착된 박막은 파티클 발생 원인이 되어 장치의 실용화에 치명적인 문제점을 발생시킨다. However, in the roll-to-roll atomic layer deposition apparatus having such a structure, as shown in FIG. 1, since the plurality of rotating roller members 40 are exposed to the deposition space 30, a thin film is deposited on the surface of the auxiliary roller member The thin film thus deposited is a cause of particle generation, causing a serious problem in practical use of the device.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 롤투롤 방식으로 고속 증착이 가능한 반면에 메인 롤러 및 보조 롤러 구동공간으로 소스 가스나 반응 가스가 확산되지 않아서 챔버의 클리닝 주기가 매우 길고, 시분할 방식의 원자층 증착 공정을 진행하여 품질이 우수한 박막을 높은 생산성을 가지고 증착할 수 있는 롤투롤 원자층 증착장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method of depositing a thin film on a substrate, And to provide a roll-to-roll atomic layer deposition apparatus capable of depositing a thin film having excellent quality with high productivity.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 롤투롤 원자층 증착장치는, 전체적으로 직육면체 형상을 가지며, 내부에 일정한 공정 공간을 형성하는 내부 챔버; 상기 내부 챔버의 육면 중 서로 마주보는 어느 양 면을 제외한 나머지 네면을 도넛 형태로 감싸도록 설치되며, 내부에 일정한 퍼지 공간을 형성하는 외부 챔버; 상기 외부 챔버와 내부 챔버 사이의 공간 일측에 설치되며, 원자층 증착 공정이 수행될 필름을 연속적으로 공급하는 필름 공급부; 상기 외부 챔버와 내부 챔버 사이의 공간 타측에 설치되며, 원자층 증착 공정이 수행된 필름을 연속적으로 회수하는 필름 회수부; 상기 내부 챔버의 마주보는 양측 가장자리를 따라 설치되며, 상기 필름 공급롤에서 공급되는 필름이 상기 공정 공간 내를 반복적으로 통과하도록 안내하는 보조 롤러부; 상기 내부 챔버의 일측 벽에 설치되며, 상기 공정 공간을 이동하는 필름에 수직한 방향으로 소스가스, 퍼지가스 및 공정 가스를 층상 흐름을 유지하도록 분사하는 가스 공급부; 상기 내부 챔버의 타측 벽에 설치되며, 상기 가스 공급부에 의하여 분사된 소스 가스, 퍼지가스 및 공정 가스가 층상 흐름을 유지한 상태로 상기 공정 공간을 통과하도록 배출하는 가스 배출부; 상기 외부 챔버에 상기 공정 공간보다 높은 압력을 유지하도록 퍼지 가스를 공급하는 퍼지가스 공급부;를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for depositing a roll-to-roll atomic layer, including: an inner chamber having a rectangular parallelepiped shape and forming a predetermined process space therein; An outer chamber which is installed to surround four surfaces of the inner chamber except for the two surfaces facing each other in the form of a donut and form a constant purge space therein; A film supply unit installed at one side of the space between the outer chamber and the inner chamber and continuously supplying a film to be subjected to the atomic layer deposition process; A film recovery unit installed on the other side of the space between the outer chamber and the inner chamber for continuously recovering the film having undergone the atomic layer deposition process; An auxiliary roller unit installed along opposite side edges of the inner chamber and guiding the film supplied from the film supply roll to pass through the processing space repeatedly; A gas supply unit installed on one side wall of the inner chamber and spraying the source gas, the purge gas and the process gas in a direction perpendicular to the film moving in the process space so as to maintain a layered flow; A gas discharge unit installed on the other side wall of the inner chamber and discharging the source gas, the purge gas and the process gas injected by the gas supply unit so as to pass through the process space while maintaining the layer flow; And a purge gas supply unit for supplying a purge gas to the outer chamber to maintain a pressure higher than the process space.

그리고 본 발명에서 상기 내부 챔버에는, 상기 내부 챔버의 측벽 중 서로 마주보는 양 측벽을 각각 관통한 상태로 일정 간격 이격되어 슬릿 형태로 형성되며, 상기 보조 롤러부에 의하여 안내되는 필름이 통과하는 공간을 제공하는 통과 슬릿;을 포함하는 것이 바람직하다. In the present invention, the inner chamber is formed in a slit shape spaced apart from the side walls of the inner chamber by a predetermined distance so as to pass through opposite side walls thereof, and a space through which the film guided by the auxiliary roller portion passes And a passing slit provided on the substrate.

또한 본 발명에서 상기 필름 공급부는, 상기 외부 챔버의 내부 일측에 설치되며, 공정이 진행될 필름이 권취되는 필름 공급 롤러; 상기 필름 공급 롤러에 인접하게 설치되며, 상기 필름 공급 롤러에 의하여 공급되는 필름을 절단하는 필름 절단부; 상기 필름 절단부에 인접하게 설치되며, 절단된 필름의 말단에 다른 필름을 연결하는 필름 연결부;를 포함하는 것이 바람직하다. In the present invention, the film supply unit may include a film supply roller installed at one side of the outer chamber and wound with a film to be processed; A film cutting unit installed adjacent to the film feed roller and cutting the film fed by the film feed roller; And a film connecting portion provided adjacent to the film cutting portion and connecting another film to an end of the cut film.

또한 본 발명에서 상기 가스 공급부는, 상기 내부 챔버의 일 측벽에 결합되어 설치되며, 상기 공정 공간을 이동하는 필름의 이동 방향과 수직한 방향으로 가스를 층상 흐름을 유지하도록 분사하는 샤워헤드; 상기 샤워헤드의 후면에 결합되어 설치되며, 상기 샤워헤드에 소스 가스, 퍼지가스, 반응가스, 퍼지가스 순서로 소스 가스, 퍼지가스 및 반응 가스를 펄스 형태로 공급하는 가스 공급 라인;을 포함하는 것이 바람직하다. The gas supply unit may further include a shower head coupled to one side wall of the inner chamber and spraying the gas to maintain a layered flow in a direction perpendicular to the moving direction of the moving film in the processing space; And a gas supply line coupled to the rear surface of the showerhead for supplying a source gas, a purge gas, a purge gas, and a reactive gas in pulse form in order of a source gas, a purge gas, a reactive gas, and a purge gas to the showerhead desirable.

또한 본 발명에서 상기 보조 롤러부는, 상기 내부 챔버의 일측벽과 일정 간격 이격되도록 나란하게 설치되며, 상기 필름의 상기 공정 공간 이동 경로를 안내하는 다수개의 보조 롤러; 상기 내부 챔버와 보조 롤러 사이의 공간에 상기 필름의 이동 방향과 수직되는 방향으로 퍼지 가스 커튼을 형성하여 상기 보조 챔버 내부에서 누출되는 소스 가스와 반응 가스가 상기 보조 롤러 방향으로 이동하지 않도록 차단하는 퍼지 가스 커튼 형성부;를 포함하는 것이 바람직하다. In the present invention, the auxiliary roller unit may include a plurality of auxiliary rollers arranged to be spaced apart from the one side wall of the inner chamber by a predetermined distance, and guiding the process space movement path of the film. A purge gas curtain is formed in a space between the inner chamber and the auxiliary roller in a direction perpendicular to the moving direction of the film to prevent the source gas leaking from the auxiliary chamber and the reaction gas from moving in the direction of the auxiliary roller, And a gas curtain forming portion.

또한 본 발명에서 상기 내부 챔버 내부에는, 플라즈마를 형성할 수 있는 전극이 적어도 하나 이상 설치되는 것이 바람직하다. Further, in the present invention, it is preferable that at least one electrode capable of forming plasma is provided in the inner chamber.

또한 본 발명에 따른 롤투롤 원자층 증착장치에는 상기 외부 챔버 또는 내부 챔버 외부에 설치되며, 상기 공정 공간의 온도를 원자층 증착 공정에 적합한 온도로 가열하는 히터부가 더 구비되는 것이 바람직하다. The roll-to-roll atomic layer deposition apparatus according to the present invention may further include a heater unit installed outside the outer chamber or the inner chamber, for heating the temperature of the processing space to a temperature suitable for the atomic layer deposition process.

본 발명에 따르면 롤투롤 원자층 증착 장치이므로 고속으로 박막 증착이 가능하며, 특히, 공정 공간과 롤 구동 공간을 물리적으로 분리하고 공정 공간 내에서도 소스 가스와 반응 가스가 만나지 않아서 증착이나 파우더 발생이 원천적으로 방지되는 구조를 가지므로 챔버의 클리닝 주기가 매우 긴 장점이 있다. According to the present invention, since it is a roll-to-roll atomic layer deposition apparatus, it is possible to deposit a thin film at a high speed. In particular, since the source gas and the reactive gas do not meet in the process space, The cleaning cycle of the chamber is very long.

또한 본 발명의 롤투롤 원자층 증착장치는 필름 공급부, 필름 회수부 및 보조 롤러부가 한쌍으로 구성되어 챔버 크기가 매우 작아서 장비의 풋프린트(foot print) 매우 작은 장점도 있다. Further, the roll-to-roll atomic layer deposition apparatus of the present invention has a pair of the film supply unit, the film recovery unit, and the auxiliary roller unit, so that the chamber size is very small, and thus the foot print of the equipment is very small.

도 1은 종래의 롤투롤 원자층 증착장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 2, 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 원자층 증착장치의 내부 구성을 도시하는 도면들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 원자층 증착장치에서의 가스 흐름을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 퍼지가스 커튼 형성부의 작용을 도시하는 부분 사시도이다.
1 is a view showing a configuration of a conventional roll-to-roll atomic layer deposition apparatus.
2 and 3 are views showing the internal structure of a roll-to-roll atomic layer deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing gas flow in a roll-to-roll atomic layer deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a partial perspective view showing the action of the purge gas curtain forming portion according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 실시예에 따른 롤투롤 원자층 증착장치(100)는 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 내부 챔버(110), 외부 챔버(120), 필름 공급부(130), 필름 회수부(140), 보조 롤러부(150), 가스 공급부(160), 가스 배출부(170) 및 퍼지가스 공급부(180)를 포함하여 구성된다. 2 and 3, the roll-to-roll atomic layer deposition apparatus 100 according to the present embodiment includes an inner chamber 110, an outer chamber 120, a film supply unit 130, a film recovery unit 140, An auxiliary roller unit 150, a gas supply unit 160, a gas discharge unit 170, and a purge gas supply unit 180.

먼저 상기 내부 챔버(110)는 전체적으로 직육면체 형상을 가지며, 내부에 일정한 공정 공간을 형성하는 구성요소이다. 즉, 상기 내부 챔버(110)는 원자층 증착 공정이 진행될 필름(F)이 다수번 반복하여 통과하면서 원자층 증착공정이 시분할 방식으로 진행될 수 있는 공정 공간(P)을 제공하는 것이다. First, the inner chamber 110 has a rectangular parallelepiped shape as a whole, and forms a certain process space therein. That is, the inner chamber 110 provides a process space P in which the atomic layer deposition process can proceed in a time-division manner while the film F to be subjected to the atomic layer deposition process is repeatedly passed through many times.

이를 위하여 본 실시예에서 상기 내부 챔버(110)에는 구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 다수개의 통과 슬릿(116)이 형성된다. 상기 통과 슬릿(116)은 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 상기 내부 챔버(110)의 측벽 중 서로 마주보는 양 측벽을 각각 관통한 상태로 일정 간격 이격되어 슬릿(slit) 형태로 형성되며, 상기 보조 롤러부(150)에 의하여 안내되는 필름(F)이 통과하는 공간을 제공하는 구성요소이다. 따라서 상기 통과 슬릿(116)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 내부 챔버(110)의 측벽을 직선 형태로 얇게 관통하여 형성되며, 다수개의 통과 슬릿(116)이 평행하게 형성된다. 이때 상기 통과 슬릿(116)의 폭은 상기 필름(F) 두께보다 2 ~ 3 배 정도 크게 형성되어 필름(F)과 슬릿(116) 사이의 간격이 최소화되는 미세 슬릿으로 구성되는 것이, 공정 공간(P) 내부의 가스가 누출되는 것을 최소화할 수 있어서 바람직하다. To this end, in the present embodiment, a plurality of passing slits 116 are formed in the inner chamber 110, as shown in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the passage slit 116 is formed in a slit shape spaced apart from the side wall of the inner chamber 110 so as to pass through opposite side walls of the side wall of the inner chamber 110, And a space through which the film F guided by the auxiliary roller unit 150 passes. 2, the passing slit 116 is formed by thinly passing through the side wall of the inner chamber 110 in a straight line shape, and a plurality of passing slits 116 are formed in parallel. At this time, the width of the passing slit 116 is formed to be two to three times larger than the thickness of the film F, so that the gap between the film F and the slit 116 is minimized. P can be minimized.

그리고 각 통과 슬릿(116)은 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 마주보는 위치에 대칭적으로 형성되어 각 통과 슬릿(116)을 통과하는 필름(F)이 상기 공정 공간을 수직으로 가로질러 이동하도록 한다. 3, each passing slit 116 is symmetrically formed at positions facing each other so that the film F passing through each passing slit 116 moves vertically across the processing space do.

이렇게 다수개의 통과 슬릿(116)이 인접하게 형성되면, 필름(F)이 공정 공간(P)을 반복적으로 다수번 통과하면서 공정이 반복적으로 진행되어 필름 표면에 박막이 고속으로 형성되는 장점이 있다. When the plurality of passing slits 116 are formed adjacent to each other, the film F is repeatedly passed through the process space P a plurality of times, and the process repeatedly proceeds to form a thin film on the film surface at a high speed.

한편 본 실시예에서 상기 내부 챔버(110) 내부에는, 플라즈마를 형성할 수 있는 전극(도면에 미도시)이 적어도 하나 이상 설치되는 것이 바람직하다. 이렇게 전극이 형성되어 플라즈마를 형성하면 더 효율적으로 특성이 좋은 박막을 증착할 수 있는 장점이 있다.In this embodiment, at least one electrode (not shown) capable of forming a plasma is provided in the inner chamber 110. When electrodes are formed to form a plasma, a thin film having better characteristics can be deposited more efficiently.

다음으로 상기 외부 챔버(120)는 도 2, 3에 도시된 바아 같이, 상기 내부 챔버(110)의 육면 중 서로 마주보는 어느 양 면을 제외한 나머지 네 면을 도넛 형태로 감싸도록 설치되며, 내부에 일정한 퍼지 공간을 형성하는 구성요소이다. 따라서 상기 외부 챔버(120)와 내부 챔버(110) 사이에 외부와 차단된 공간이 형성되고, 이 공간에 후술하는 보조 롤러부(150)와 필름 공급부(130) 및 필름 회수부(140) 등이 설치되어 구동되는 롤 구동 공간(M)이 형성되는 것이다. 2 and 3, the outer chamber 120 is installed so as to surround the four surfaces of the inner chamber 110 except the two opposite surfaces of the inner chamber 110 in the form of a donut, It is a component that forms a constant purge space. A space between the outer chamber 120 and the inner chamber 110 is formed and the auxiliary roller unit 150 and the film supply unit 130 and the film recovery unit 140, And a roll driving space M to be installed and driven is formed.

한편 본 실시예에서 상기 외부 챔버(120) 중 일면은 필름 공급부(130)에 필름을 공급하거나 필름 회수부(140)에서 필름을 배출하기 위하여 개방될 필요가 있는데, 이때 개방되는 면은 상기 가스 배출부(170)가 형성되는 후면이 바람직하나, 다른 측면이나 상면이 개방될 수도 있다. In this embodiment, one surface of the outer chamber 120 needs to be opened to supply a film to the film supply unit 130 or to discharge the film from the film recovery unit 140, The rear surface where the portion 170 is formed is preferred, but other side surfaces or upper surfaces may be opened.

그리고 본 실시예에서 상기 외부 챔버(120) 또는 내부 챔버(110) 외부에는 히터부(도면에 미도시)가 더 설치되는 것이 바람직하다. 상기 공정 공간(P)의 온도는 원자층 증착 공정에 적합한 온도로 유지되어야 하므로 상기 히터부에 의하여 상기 내부 챔버(110)를 가열하여 이 온도를 유지하는 것이다. Also, in this embodiment, it is preferable that a heater unit (not shown) is further installed outside the outer chamber 120 or the inner chamber 110. Since the temperature of the process space P must be maintained at a temperature suitable for the atomic layer deposition process, the inner chamber 110 is heated by the heater to maintain the temperature.

다음으로 상기 필름 공급부(130)는 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 상기 외부 챔버(120)와 내부 챔버(110) 사이의 공간 즉, 롤 구동 공간(M)의 일측에 설치되며, 원자층 증착 공정이 수행될 필름(F)을 연속적으로 공급하는 구성요소이다. 따라서 상기 필름 공급부(130)는 일정량의 필름을 그 외면에 권취하고 있으며, 회전하면서 일정한 속도로 권취되어 있는 필름(F)을 내부 챔버(110)로 공급한다. 2 and 3, the film supply unit 130 is installed at a space between the outer chamber 120 and the inner chamber 110, that is, at one side of the roll driving space M, Is a component that continuously supplies the film (F) to be subjected to the deposition process. Therefore, the film supply unit 130 winds a predetermined amount of the film on its outer surface, and supplies the film F wound at a constant speed while rotating to the inner chamber 110.

이를 위해 본 실시예에서는 상기 필름 공급부(130)를 구체적으로 필름 공급 롤러(132), 필름 절단부(134) 및 필름 연결부(136)를 포함하여 구성할 수 있다. 먼저 상기 필름 공급 롤러(132)는 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 상기 외부 챔버(120)의 내부 일측에 설치되며, 공정이 진행될 필름(F)이 권취되는 구성요소이며, 제1 롤러 회전부(131)에 의하여 회전될 수 있는 구조를 가진다. 여기에서 상기 제1 롤러 회전부(131)는 상기 필름 공급 롤러(132) 중 상기 외부 챔버(120)를 관통하여 외부에 설치되는 부분에 연결되어 설치되며, 상기 필름 공급 롤러(132)를 회전시킬 수 있는 모터 등으로 구성될 수 있다. In this embodiment, the film supply unit 130 may include a film supply roller 132, a film cut unit 134, and a film connection unit 136. 2 and 3, the film feed roller 132 is installed at one side of the inner side of the outer chamber 120 and is a component to which the film F to be processed is wound, (Not shown). The first roller rotation part 131 is connected to an external part of the film supply roller 132 through the outer chamber 120 and rotates the film supply roller 132 And a motor having a power source.

다음으로 상기 필름 절단부(134)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 필름 공급 롤러(132)에 인접하게 설치되며, 상기 필름 공급 롤러(132)에 의하여 공급되는 필름(F)을 절단하는 구성요소이다. 본 실시예에 따른 롤투롤 원자층 증착장치(100)에서 공정이 수행되는 필름(F)은 도 3에 도시된 바와 같이, 다수개의 보조 롤러(152)들을 경유하여 상기 내부 챔버(110)와 외부 챔버(120)를 걸쳐서 설치된다. 따라서 하나의 필름(F)에 대한 공정이 완료된 후 다시 새로운 필름을 이렇게 세팅하는 데에 많은 시간이 필요하다. 3, the film cutting unit 134 is disposed adjacent to the film feed roller 132 and is configured to cut a film F supplied by the film feed roller 132 to be. 3, the film F to be processed in the roll-to-roll atomic layer deposition apparatus 100 according to the present embodiment includes a plurality of auxiliary rollers 152, And is installed over the chamber 120. Therefore, it takes a lot of time to set a new film again after the process for one film (F) is completed.

이러한 필름 재세팅의 번거로움을 피하기 위하여 하나의 필름에 대한 공정이 완료되면, 그 필름의 말단을 절단한 후, 새로운 필름을 연결하여 공정이 연속적으로 이루어지도록 한다. 이때 상기 필름 절단부(134)가 필름의 절단 작업을 수행하는 것이다. In order to avoid the inconvenience of such film re-setting, once the process for one film is completed, the end of the film is cut, and then a new film is connected to make the process continuous. At this time, the film cutting unit 134 performs the cutting operation of the film.

그리고 상기 필름 연결부(136)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 필름 절단부(134)에 인접하게 설치되며, 절단된 필름의 말단에 다른 필름을 연결하는 구성요소이다. 이 필름 연결부(136)에 의하여 새로운 필름의 그 전 필름의 말단과 연결되어 연속 공정이 이루어지는 것이다. As shown in FIG. 3, the film connecting part 136 is provided adjacent to the film cutting part 134 and is a component for connecting another film to the end of the cut film. Is connected to the end of the previous film of the new film by the film connecting portion 136 to perform a continuous process.

다음으로 상기 필름 회수부(140)는 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 상기 외부 챔버(120)와 내부 챔버(110) 사이의 공간 타측 즉, 상기 필름 공급부(130)가 설치되는 반대편에 설치되며, 원자층 증착 공정이 수행된 필름(F)을 연속적으로 회수하는 구성요소이다. 이 필름 회수부(140)는 단순하게 필름 회수 롤러(142)와 이 필름 회수 롤러를 회전시키는 제2 롤러 회전부(144)로 구성될 수 있다. 여기에서 상기 제2 롤러 회전부(144)는 상기 제1 롤러 회전부(131)와 마찬가지로 상기 외부 챔버(120)의 외측에 설치되며, 상기 필름 회수 롤러(142)의 말단과 결합하여 이를 회전시킨다. 2 and 3, the film recovery unit 140 is installed on the other side of the space between the outer chamber 120 and the inner chamber 110, that is, opposite to the side where the film supply unit 130 is installed And is a component for continuously recovering the film (F) subjected to the atomic layer deposition process. The film recovery unit 140 may be composed of a film recovery roller 142 and a second roller rotation unit 144 for rotating the film recovery roller. The second roller rotation part 144 is installed on the outer side of the outer chamber 120 like the first roller rotation part 131 and engages with the end of the film recovery roller 142 to rotate it.

다음으로 상기 보조 롤러부(150)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 내부 챔버(110)의 마주보는 양측 가장자리를 따라 설치되며, 상기 필름 공급롤러(132)에서 공급되는 필름(F)이 상기 공정 공간(P) 내를 반복적으로 통과하도록 안내하는 구성요소이다. 즉, 이 보조 롤러부(150)에 의하여 상기 필름 공급부(130)에서 출발한 필름(F)이 공정 공간(P)을 공정에 적합한 상태로 반복적으로 이동하면서 공정이 진행되고 최종적으로 상기 필름 회수부(140)에 권취되는 것이다. 3, the auxiliary roller unit 150 is installed along opposite side edges of the inner chamber 110, and the film F supplied from the film supply roller 132 is moved in the direction Is a component guiding repeatedly passing through the process space (P). That is, the film F starting from the film supply unit 130 is repeatedly moved by the auxiliary roller unit 150 in the process space P in a state suitable for the process, (140).

이를 위하여 본 실시예에서는 상기 보조 롤러부(150)를 구체적으로 도 3에 도시된 바와 같이, 다수개의 보조 롤러(152)와 퍼지가스 커튼 형성부(154)로 구성할 수 있다. 먼저 상기 다수개의 보조 롤러(152)는 상기 내부 챔버(110) 일측벽과 일정 간격 이격되도록 나란하게 설치되며, 상기 필름(F)의 상기 공정 공간(P) 이동 경로를 안내하는 구성요소이다. 이 보조 롤러들(152)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 내부 챔버(110)의 마주보는 양측에 설치되며, 상기 내부 챔버(110)에 형성되는 통과 슬릿(116)으로 필름(F)을 통과시킬 수 있는 위치에 서로 간의 간격을 유지하여 설치된다. 3, the auxiliary roller unit 150 may include a plurality of auxiliary rollers 152 and a purge gas curtain forming unit 154. The auxiliary roller unit 150 may include a plurality of auxiliary rollers 152 and a purge gas curtain forming unit 154 as shown in FIG. The plurality of auxiliary rollers 152 are arranged to be spaced apart from the one side wall of the inner chamber 110 by a predetermined distance and guide the movement path of the process space P of the film F. 3, the auxiliary rollers 152 are installed on opposite sides of the inner chamber 110. The auxiliary rollers 152 are disposed on opposite sides of the inner chamber 110, And are spaced apart from each other at positions where they can pass.

그리고 상기 퍼지가스 커튼 형성부(154)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 내부 챔버(110)과 보조 롤러(152) 사이의 공간에 상기 필름(F)의 이동 방향과 수직되는 방향으로 퍼지 가스 커튼을 형성하여 상기 내부 챔버(110) 내부에서 누출되는 소스 가스와 반응 가스가 상기 보조 롤러(152) 방향으로 이동하지 않도록 차단하는 구성요소이다. 3, the purge gas curtain forming unit 154 forms a purge gas in the space between the inner chamber 110 and the auxiliary roller 152 in a direction perpendicular to the moving direction of the film F, A curtain is formed to block the source gas and the reactive gas leaking in the inner chamber 110 from moving in the direction of the auxiliary roller 152. [

상기 통과 슬릿(116)은 도 5에 도시된 바와 같이, 필름(F)이 통과하되, 최소한의 이격 간격을 가지도록 형성되고 롤 구동 공간(M)의 압력이 공정 공간(P)의 압력보다 높게 유지되지만, 내부 챔버(110)에 존재하는 가스 중 일부가 이 통과 슬릿(116)을 통과하여 유출될 수 있다. 이때 상기 퍼지 가스 커튼 형성부(154)가 퍼지가스를 상기 보조 롤러(152)와 통과 슬릿(116) 사이의 공간에 필름(F)과 수직한 방향으로 분사하여 유출되는 가스를 퍼지가스와 함께 외부로 배출하는 것이다. ;5, the passing slit 116 is formed so that the film F passes through and has a minimum spacing distance, and the pressure in the roll driving space M is higher than the pressure in the process space P However, a part of the gas existing in the inner chamber 110 may flow out through the passing slit 116. At this time, the purge gas curtain forming unit 154 injects purge gas in a space between the auxiliary roller 152 and the passing slit 116 in a direction perpendicular to the film F, . ;

그러면 일부 유출되는 소스 가스 또는 반응 가스도 보조 롤러(152)에 도달하지 못하고 외부로 배출되므로, 보조 롤러(152)에 박막이나 파티클이 증착되지 않는 장점이 있다. In this case, the source gas or the reactive gas, which is partially discharged, is also discharged to the outside without reaching the auxiliary roller 152, so that there is an advantage that the thin film or particles are not deposited on the auxiliary roller 152.

이때 상기 퍼지가스 커튼 형성부(154)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 가스 공급부(160)와 동일한 방향으로 퍼지가스를 분사하는 것이, 가스 라인의 설치가 용이하여 바람직하다. 4, the purge gas curtain forming unit 154 injects the purge gas in the same direction as the gas supplying unit 160, because it is easy to install the gas line.

다음으로 상기 가스 공급부(160)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 내부 챔버(110)의 측벽 중 상기 통과 슬릿(116)이 형성되지 아니한 일 측벽에 설치되며, 상기 공정 공간(P)을 이동하는 필름(F)에 수직한 방향으로 소스가스, 퍼지가스 및 공정 가스를 층상 흐름을 유지하도록 분사하는 구성요소이다. 본 실시예에서 상기 가스 공급부(160)는 시간 분할 방식으로 원자층 증착 공정이 진행되도록 소스 가스, 퍼지 가스 및 반응 가스를 상기 공정 공간(P)으로 공급한다. 2, the gas supply unit 160 is installed on one side wall of the sidewall of the inner chamber 110 on which the passing slit 116 is not formed, Purge gas, and process gas in a direction perpendicular to the film (F) to be sprayed to maintain a layer flow. In this embodiment, the gas supply unit 160 supplies a source gas, a purge gas, and a reactive gas to the process space P so that the atomic layer deposition process is performed in a time division manner.

이를 위해 본 실시예에서는 상기 가스 공급부(160)를 구체적으로 도 4에 도시된 바와 같이, 샤워 헤드(162)와 가스 공급 라인(164)으로 구성할 수 있다. 먼저 상기 샤워헤드(162)는 상기 내부 챔버(110)에 결합되어 설치되며, 상기 공정 공간(P)을 이동하는 필름(F)의 이동 방향과 수직한 방향으로 가스를 층상 흐름을 유지하도록 분사하는 구성요소이다. To this end, the gas supply unit 160 may be formed of a showerhead 162 and a gas supply line 164, as shown in FIG. The shower head 162 is connected to the inner chamber 110 and injects the gas to keep the layer flow in a direction perpendicular to the moving direction of the film F moving in the process space P Lt; / RTI >

다음으로 상기 가스 공급 라인(164)은 상기 샤워헤드(162)의 후면에 결합되어 설치되며, 상기 샤워헤드(162)에 소스 가스, 퍼지가스, 반응가스, 퍼지가스 순서로 소스 가스, 퍼지가스 및 반응 가스를 펄스 형태로 공급하는 것이다. 이 가스 공급 라인(164)에 의하여 시간 분할 방식으로 원자층 증착 공정이 가능한 것이다. Next, the gas supply line 164 is coupled to the rear surface of the showerhead 162, and the showerhead 162 is supplied with a source gas, a purge gas, a reactive gas, a purge gas, And the reaction gas is supplied in a pulse form. The atomic layer deposition process can be performed in a time division manner by the gas supply line 164.

다음으로 상기 가스 배출부(170)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 내부 챔버(110)의 타측 벽 즉, 상기 가스 공급부(160)가 설치되는 반대편에 설치되며, 상기 가스 공급부(160)에 의하여 분사된 소스 가스, 퍼지가스 및 공정 가스가 층상 흐름을 유지한 상태로 상기 공정 공간을 통과하도록 배출하는 구성요소이다. 특히, 상기 가스 배출부(170)는 상기 공정 공간(P)을 통과하는 가스들이 상기 필름(F)이 존재하는 공간을 통과하는 동안 층상 흐름이 깨져서 와류가 형성되지 않도록 일정한 버퍼 공간(도면에 미도시)을 가지는 구조를 가질 수도 있다. 2, the gas discharge unit 170 is installed on the other side of the inner chamber 110, that is, on the opposite side of the gas supply unit 160, and the gas supply unit 160 The purge gas and the process gas are discharged to pass through the process space while maintaining the layer flow. Particularly, the gas discharging part 170 is formed in a predetermined buffer space (not shown in the drawing) so that the layer flow is broken and the vortex is not formed while the gases passing through the processing space P pass through the space where the film F exists. Time).

다음으로 상기 퍼지가스 공급부(180)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 외부 챔버(120)에 상기 롤 구동공간(M)이 상기 공정 공간(P)보다 높은 압력을 유지하도록 퍼지 가스를 공급하는 구성요소이다. 이 퍼지가스 공급부(180)에 의하여 상기 롤 구동 공간(M) 내부의 압력이 공정 공간(P)보다 높은 상태를 유지하면 상기 공정 공간(P)에 존재하는 소스 가스와 반응 가스가 롤 구동 공간으로 유출되지 않는 장점이 있다. 2, the purge gas supply unit 180 supplies purge gas to the outer chamber 120 such that the roll driving space M maintains a pressure higher than the process space P Lt; / RTI > When the pressure inside the roll driving space M is kept higher than the processing space P by the purge gas supplying part 180, the source gas and the reactive gas existing in the processing space P are supplied to the roll driving space There is an advantage not to leak.

100 : 본 발명의 일 실시예에 따른 롤투롤 원자층 증착장치
110 : 내부 챔버 120 : 외부 챔버
130 : 필름 공급부 140 : 필름 회수부
150 : 보조 롤러부 160 : 가스 공급부
170 : 가스 배출부 180 : 퍼지가스 공급부
190 : 펌핑부 F : 필름
M : 롤 구동공간 P : 공정 공간
100: A roll-to-roll atomic layer deposition apparatus according to an embodiment of the present invention
110: inner chamber 120: outer chamber
130: Film supply part 140: Film recovery part
150: auxiliary roller portion 160: gas supply portion
170: gas discharge part 180: purge gas supply part
190: pumping part F: film
M: Roll drive space P: Process space

Claims (7)

전체적으로 직육면체 형상을 가지며, 내부에 일정한 공정 공간을 형성하는 내부 챔버;
상기 내부 챔버의 육면 중 서로 마주보는 어느 양 면을 제외한 나머지 네면을 도넛 형태로 감싸도록 설치되며, 내부에 일정한 퍼지 공간을 형성하는 외부 챔버;
상기 외부 챔버와 내부 챔버 사이의 공간 일측에 설치되며, 원자층 증착 공정이 수행될 필름을 연속적으로 공급하는 필름 공급부;
상기 외부 챔버와 내부 챔버 사이의 공간 타측에 설치되며, 원자층 증착 공정이 수행된 필름을 연속적으로 회수하는 필름 회수부;
상기 내부 챔버의 마주보는 양측 가장자리를 따라 설치되며, 상기 필름 공급롤에서 공급되는 필름이 상기 공정 공간 내를 반복적으로 통과하도록 안내하는 보조 롤러부;
상기 내부 챔버의 일측 벽에 설치되며, 상기 공정 공간을 이동하는 필름에 수직한 방향으로 소스가스, 퍼지가스 및 공정 가스를 층상 흐름을 유지하도록 분사하는 가스 공급부;
상기 내부 챔버의 타측 벽에 설치되며, 상기 가스 공급부에 의하여 분사된 소스 가스, 퍼지가스 및 공정 가스가 층상 흐름을 유지한 상태로 상기 공정 공간을 통과하도록 배출하는 가스 배출부;
상기 외부 챔버에 상기 공정 공간보다 높은 압력을 유지하도록 퍼지 가스를 공급하는 퍼지가스 공급부;를 포함하는 롤투롤 원자층 증착장치.
An inner chamber having a generally rectangular parallelepiped shape and forming a predetermined process space therein;
An outer chamber which is installed to surround four surfaces of the inner chamber except for the two surfaces facing each other in the form of a donut and form a constant purge space therein;
A film supply unit installed at one side of the space between the outer chamber and the inner chamber and continuously supplying a film to be subjected to the atomic layer deposition process;
A film recovery unit installed on the other side of the space between the outer chamber and the inner chamber for continuously recovering the film having undergone the atomic layer deposition process;
An auxiliary roller unit installed along opposite side edges of the inner chamber and guiding the film supplied from the film supply roll to pass through the processing space repeatedly;
A gas supply unit installed on one side wall of the inner chamber and spraying the source gas, the purge gas and the process gas in a direction perpendicular to the film moving in the process space so as to maintain a layered flow;
A gas discharge unit installed on the other side wall of the inner chamber and discharging the source gas, the purge gas and the process gas injected by the gas supply unit so as to pass through the process space while maintaining the layer flow;
And a purge gas supply unit for supplying a purge gas to the outer chamber to maintain a pressure higher than the process space.
제1항에 있어서, 상기 내부 챔버에는,
상기 내부 챔버의 측벽 중 서로 마주보는 양 측벽을 각각 관통한 상태로 일정 간격 이격되어 슬릿 형태로 형성되며, 상기 보조 롤러부에 의하여 안내되는 필름이 통과하는 공간을 제공하는 통과 슬릿;을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 원자층 장착장치.
The apparatus according to claim 1,
And a passing slit formed in a slit shape spaced apart from the side wall of the inner chamber by a predetermined distance so as to pass through opposite side walls of the side wall and providing a space through which the film guided by the auxiliary roller portion passes Characterized in that the roll-to-roll atomic layer mounting apparatus comprises:
제1항에 있어서, 상기 필름 공급부는,
상기 외부 챔버의 내부 일측에 설치되며, 공정이 진행될 필름이 권취되는 필름 공급 롤러;
상기 필름 공급 롤러에 인접하게 설치되며, 상기 필름 공급 롤러에 의하여 공급되는 필름을 절단하는 필름 절단부;
상기 필름 절단부에 인접하게 설치되며, 절단된 필름의 말단에 다른 필름을 연결하는 필름 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 원자층 증착장치.
The film processing apparatus according to claim 1,
A film supply roller installed at an inner side of the outer chamber and on which a film to be processed is wound;
A film cutting unit installed adjacent to the film feed roller and cutting the film fed by the film feed roller;
And a film connecting portion provided adjacent to the film cutting portion and connecting another film to an end of the cut film.
제2항에 있어서, 상기 가스 공급부는,
상기 내부 챔버의 일 측벽에 결합되어 설치되며, 상기 공정 공간을 이동하는 필름의 이동 방향과 수직한 방향으로 가스를 층상 흐름을 유지하도록 분사하는 샤워헤드;
상기 샤워헤드의 후면에 결합되어 설치되며, 상기 샤워헤드에 소스 가스, 퍼지가스, 반응가스, 퍼지가스 순서로 소스 가스, 퍼지가스 및 반응 가스를 펄스 형태로 공급하는 가스 공급 라인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 원자층 증착장치.
3. The fuel cell system according to claim 2,
A showerhead attached to one side wall of the inner chamber and spraying the gas so as to maintain a layered flow in a direction perpendicular to the moving direction of the film moving in the processing space;
And a gas supply line coupled to the rear surface of the showerhead for supplying a source gas, a purge gas, a reactive gas, a purge gas, and a source gas, a purge gas, and a reactive gas in pulse form to the showerhead, Wherein the roll-to-roll atomic layer deposition apparatus comprises:
제2항에 있어서, 상기 보조 롤러부는,
상기 내부 챔버의 일측벽과 일정 간격 이격되도록 나란하게 설치되며, 상기 필름의 상기 공정 공간 이동 경로를 안내하는 다수개의 보조 롤러;
상기 내부 챔버와 보조 롤러 사이의 공간에 상기 필름의 이동 방향과 수직되는 방향으로 퍼지 가스 커튼을 형성하여 상기 보조 챔버 내부에서 누출되는 소스 가스와 반응 가스가 상기 보조 롤러 방향으로 이동하지 않도록 차단하는 퍼지 가스 커튼 형성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 원자층 증착장치.
The image forming apparatus according to claim 2,
A plurality of auxiliary rollers arranged side by side at a predetermined distance from one side wall of the inner chamber and guiding the process space movement path of the film;
A purge gas curtain is formed in a space between the inner chamber and the auxiliary roller in a direction perpendicular to the moving direction of the film to prevent the source gas leaking from the auxiliary chamber and the reaction gas from moving in the direction of the auxiliary roller, And a gas curtain forming part for forming a film on the substrate.
제2항에 있어서, 상기 내부 챔버 내부에는,
플라즈마를 형성할 수 있는 전극이 적어도 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 롤투롤 원자층 증착장치.
The internal combustion engine as set forth in claim 2,
Wherein at least one electrode capable of forming a plasma is provided.
제1항에 있어서,
상기 외부 챔버 또는 내부 챔버 외부에 설치되며, 상기 공정 공간의 온도를 원자층 증착 공정에 적합한 온도로 가열하는 히터부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 롤투롤 원자층 증착장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a heater unit installed outside the outer chamber or the inner chamber and heating the temperature of the process space to a temperature suitable for the atomic layer deposition process.
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CN118668190A (en) * 2024-08-23 2024-09-20 杭州众能光电科技有限公司 Space type atomic layer deposition sweeping adjustment structure and control method thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200136684A (en) 2019-05-28 2020-12-08 주식회사 엘지화학 Method and apparatus for atomic layer deposition coating of electrode for secondary battery
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