KR100844276B1

KR100844276B1 - 롤 증착 장치

Info

Publication number: KR100844276B1
Application number: KR1020060117016A
Authority: KR
Inventors: 허윤성; 황윤석
Original assignee: 주식회사 디엠에스
Priority date: 2006-11-24
Filing date: 2006-11-24
Publication date: 2008-07-07
Also published as: KR20080047101A

Abstract

본 발명은 롤 증착 장치에 관한 것으로서, 내부공간에 진공을 형성하고 소정의 모듈을 구비한 챔버본체(220) 및 이 챔버본체(220)의 개방된 일단부를 착탈 가능하게 덮어씌우는 챔버배면부(230)로 이루어진 챔버(200)와, 이 챔버(200)를 지지하는 베이스(100)를 포함하되, 상기 챔버배면부(230)는 유연기판(1)을 풀어주고 감아주는 한 쌍의 구동롤러(310,320)와 이들 구동롤러(310,320) 사이에 배치되고 챔버본체(220)와 결합시 그 인접부에 소정의 모듈이 위치되는 메인롤러(330)로 된 롤러부(300)와, 이 롤러부(300)를 경유하는 유연기판(1)의 장력을 제어하는 장력제어부(400)로 구성되는 롤 장착 장치에 있어서, 상기 챔버본체(220)의 모듈 중 챔버배면부(230)의 메인롤러(330) 일측에 대응되는 챔버본체(220)의 내주면에 유연기판(1) 상으로 촉매금속을 도핑하기 위한 도핑부(240)가 마련되고, 상기 챔버배면부(230)의 메인롤러(330) 타측에 대응되는 챔버본체(220)의 내주면에 촉매금속이 도핑된 유연기판(1)의 실리콘 막을 폴리 실리콘 막으로 결정화하기 위한 열처리부(250)가 구비된 것을 특징으로 한다.

롤 증착 장치, 챔버, 롤러부, 유연기판, 도핑부

Description

롤 증착 장치{ROLL-TYPE DEPOSITION APPARATUS}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤 증착 장치를 나타낸 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤 증착 장치의 챔버 내부를 나타낸 개략도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤 증착 장치의 챔버 내부 중 메인롤러 부위를 확대하여 나타낸 개략도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 유연기판 100 : 베이스

200 : 챔버 210 : 챔버도어

211 : 챔버도어윈도우 212 : 힌지회전부

220 : 챔버본체 223 : 진공라인

230 : 챔버배면부 233 : 챔버배면이동대

235 : 챔버배면부이동블록 237 : 챔버배면부이동레일

240 : 도핑부 241 : 건지지대

242 : 스퍼터건 250 : 열처리부

252 : 램프 254 : 반사부재

256 : 냉각부 257 : 램프모듈

258 : 램프모듈지지대 260 : 증착물차폐막

270 : 대향전극 300 : 롤러부

310 : 제1구동롤러 310a : 제1구동모터

320 : 제2구동롤러 320a : 제2구동모터

330 : 메인롤러 400 : 장력제어부

410 : 주장력제어부 420 : 보조장력제어부

500 : 자유단바 510 : 바아

본 발명은 롤 증착 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 롤 증착 방식을 이용하여 대면적 유연기판 상에 코팅된 비정질 실리콘 막을 폴리 실리콘 막으로 상변화시킬 수 있도록 함으로써 결정화된 반도체 소자를 연속적으로 대량 생산할 수 있게 되는 동시에 제조 비용을 대폭 절감할 수 있게 되는 롤 증착 장치에 관한 것이다.

최근에 이동통신 단말기, 피디에이(PDA), 피엠피(PMP) 등 각종 휴대 전자 장치의 보급이 대폭 증대되는 추세에서 전자 장치에 대한 작동과 기능성 및 휴대 편리성이 전자 장치를 선택하는데 있어 가장 중요한 키포인트로 자리 잡고 있다.

그리고, 이러한 전자 장치의 경박 단소 경향에 따라 전자 장치 설계에 있어서도 최소한의 공간만으로 장치 제작을 완성할 수 있도록 하기 위해 높은 집적도를 요구하고 있다.

따라서, 이와 같은 전자 장치의 설계상에 있어서의 높은 집적도를 만족시키기 위해 폴리이미드(PI) 등의 유연기판 상에 구리박막을 적층시킨 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)가 많이 사용되고 있는데, 이러한 FPCB는 생산 과정에서 롤 타입으로 연속적으로 형성되므로 이를 제조하기 위해서는 롤러 타입의 증착 장치가 요구된다.

일례로 본 출원인에 의해 기 출원된 종래의 롤 증착 장치를 살펴보면 다음과 같다.

상기 롤 증착 장치는, 진공을 형성하고 소정의 모듈을 구비한 챔버본체와 이 챔버본체의 일단부를 착탈 가능하게 덮어씌우는 챔버배면부로 이루어지되, 이 챔버배면부에는 유연기판을 풀어주고 감아주는 한 쌍의 구동롤러와 이들 구동롤러 사이에 배치되고 챔버본체와 결합시 그 인접부에 소정의 모듈이 위치되는 메인롤러로 된 롤러부와, 롤러부를 경유하는 유연기판의 장력을 제어하는 장력제어부와, 유연기판의 이동을 안내하는 안내롤러부 및 구동롤러와 장력제어부 사이에 배치되어 유연기판 상으로 중력을 가하는 자유단바 등이 구성되어 있다.

그러므로, 이러한 롤 증착 장치를 이용하여 유연기판 상에 전기배선용 금속막을 균일하게 스퍼터링 증착하기 위한 장치 및 방법을 출원한 바 있다.

한편, 최근에는 이러한 유연기판이 TFT-LCD 또는 OLED, FED와 같은 플렉서블 디스플레이 기판이나 태양전지용 대면적 기판으로도 적용이 적극 검토되고 있는 추세이므로 이에 대해 최적화된 장비 및 공정의 개발이 시급한 실정이다.

본 발명은 이러한 상기의 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 롤 증착 방식을 이용하여 대면적 유연기판 상에 코팅된 비정질 실리콘 막을 폴리 실리콘 막으로 상변화시킬 수 있도록 함으로써 결정화된 반도체 소자를 연속적으로 대량 생산이 가능하게 되는 동시에 제조 비용을 대폭 절감할 수 있게 되는 롤 증착 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

위와 같은 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 롤 증착 장치는 내부공간에 진공을 형성하고 소정의 모듈을 구비한 챔버본체 및 이 챔버본체의 개방된 일단부를 착탈 가능하게 덮어씌우는 챔버배면부로 이루어진 챔버와, 이 챔버를 지지하는 베이스를 포함하되, 상기 챔버배면부는 유연기판을 풀어주고 감아주는 한 쌍의 구동롤러와 이들 구동롤러 사이에 배치되고 챔버본체와 결합시 그 인접부에 소정의 모듈이 위치되는 메인롤러로 된 롤러부와, 이 롤러부를 경유하는 유연기판의 장력을 제어하는 장력제어부로 구성되는 롤 장착 장치에 있어서, 상기 챔버본체의 모듈 중 챔버배면부의 메인롤러 일측에 대응되는 챔버본체의 내주면에 유연기판 상으로 촉매금속을 도핑하기 위한 도핑부가 마련되고, 상기 챔버배면부의 메인롤러 타측에 대응되는 챔버본체의 내주면에 촉매금속이 도핑된 유연기판의 실리콘 막을 폴리 실리콘 막으로 결정화하기 위한 열처리부가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 롤 증착 장치에 있어서, 상기 도핑부와 메인롤러 및 열처리부와 메인롤러 사이에 각각 증착물차폐막이 구비된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 롤 증착 장치에 있어서, 상기 촉매금속은 10¹³개/㎠ 이하의 원자 밀도로 도핑이 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 롤 증착 장치에 있어서, 상기 도핑부에는 스퍼터 케소오드가 장착되되, 이 케소오드의 타겟 물질로 장착되는 촉매금속으로는 5N(99.999%) 순도의 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 안티몬(Sb), 인듐(In) 등의 귀금속과, 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 구리(Cu) 등의 실리콘과 실리사이드를 형성하는 전이금속을 포함함이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 롤 증착 장치에 있어서, 상기 케소오드는 논마그네트론(non-magnetron) 형태와 마그네트론(magnetron) 형태 중 어느 하나이고, 공정가스가 케소오드 내부에 주입됨이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 롤 증착 장치에 있어서, 상기 케소오드는 원하는 방향으로만 증발물질이 나갈 수 있도록 주위를 모두 접지용 쉴드 처리를 행한 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 롤 증착 장치에 있어서, 상기 타겟면 방향은 유연기판의 진행방향과 나란하게 고정시켜 오프엑시스(off-axis) 스퍼터링 방식으로 구성함이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 롤 증착 장치에 있어서, 상기 도핑부 인접부에는 외부의 전극에 영향을 받지 않도록 타겟면과 소정의 간격을 두고 타겟과 나란하게 설치되는 대향전극이 마련된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 롤 증착 장치에 있어서, 상기 대향전극과 타겟면과의 간격은 40 ~ 60mm인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 롤 증착 장치에 있어서, 상기 대향전극은 타겟과 나란히 배치되고 일단이 축 결합된 상태에서 타단이 하방으로 소정의 각도만큼 축 회전되면서 촉매금속 도핑량을 제어할 수 있도록 된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 롤 증착 장치에 있어서, 상기 대향전극의 축 회전각은 0 ~ 60°의 범위를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 롤 증착 장치에 있어서, 상기 열처리부는 복수의 자외선 램프가 사용되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 롤 증착 장치에 있어서, 상기 램프의 배면에는 전반사가 일어나도록 표면 처리가 행해지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 롤 증착 장치에 있어서, 상기 반사 후 평행광선으로 출력이 이루어지도록 램프의 후방에 이 램프를 반원 형상으로 덮어씌우는 반사부재가 구비된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 롤 증착 장치에 있어서, 상기 반사부재의 후방 인접부에 램프의 과열을 방지하기 위한 냉각부가 형성된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 롤 증착 장치에 있어서, 상기 냉각부는 냉각수를 순환시키기 위한 복수의 냉각파이프로 이루어진 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명에 따른 롤 증착 장치에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3에서 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 롤 증착 장치는 내부공간에 진공을 형성하고 소정의 모듈을 구비한 챔버본체(220) 및 이 챔버본체(220)의 개방된 일단부를 착탈 가능하게 덮어씌우는 챔버배면부(230)로 이루어진 챔버(200)와, 이 챔버(200)를 지지하는 베이스(100)를 포함하여 구성되되, 상기 챔버배면부(230)는 유연기판(1)을 풀어주고 감아주는 한 쌍의 구동롤러(310,320)와 이들 구동롤러(310,320) 사이에 배치되고 챔버본체(220)와 결합시 그 인접부에 소정의 모듈이 위치되는 메인롤러(330)로 된 롤러부(300)와, 이 롤러부(300)를 경유하는 유연기판(1)의 장력을 제어하는 장력제어부(400) 및 상기 구동롤러(310,320)와 장력제어부(400) 사이에 배치되어 유연기판(1) 상으로 중력을 가하는 자유단바(500)를 포함하는 구성으로 되어 있다.

여기서, 상기 챔버본체(220)의 모듈 중 챔버배면부(230)의 메인롤러(330) 좌측에 대응되는 챔버본체(220)의 내주면에는 유연기판(1) 상으로 촉매금속을 도핑하기 위한 도핑부(240)가 마련되고, 상기 챔버배면부(230)의 메인롤러(330) 우측에 대응되는 챔버본체(220)의 내주면에는 촉매금속이 도핑된 유연기판(1)의 실리콘 막을 폴리 실리콘 막으로 결정화하기 위한 열처리부(250)가 구비되어 있다.

그리고, 상기 도핑부(240)와 메인롤러(330) 및 열처리부(250)와 메인롤러(330) 사이에 각각 증착물차폐막(260)이 구비되어 있다.

상기 도핑부(240)는 건지지대(241)에 의해 지지되는 스퍼터건(242)으로서, 상기 폴리 실리콘 막으로 결정화시키기 위해 촉매금속이 10¹³개/㎠ 이하의 원자 밀 도로 도핑되도록 한다.

이를 위해서, 상기 도핑부(240)에는 스퍼터 케소오드(sputter cathode)가 장착되되, 이 케소오드의 타겟 물질로 장착되는 촉매금속으로는 5N(99.999%) 순도의 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 안티몬(Sb), 인듐(In) 등의 귀금속과, 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 구리(Cu) 등의 실리콘과 실리사이드(silicide)를 형성하는 전이금속을 포함된다.

그리고, 상기 케소오드는 논마그네트론(non-magnetron) 형태와 마그네트론(magnetron) 형태를 모두 포함하고, 공정가스가 케소오드 내부에 주입되도록 한다.

그리고, 상기 케소오드는 원하는 방향으로만 증발물질이 나갈 수 있도록 주위를 모두 접지용 쉴드 처리를 행한다.

그리고, 상기 타겟면 방향은 유연기판(1)의 진행방향과 나란하게 고정시켜 오프엑시스(off-axis) 스퍼터링 방식으로 구성함이 바람직하다.

또한, 상기 도핑부(240) 인접부에는 외부의 전극에 영향을 받지 않도록 타겟면과 소정의 간격을 두고 타겟과 나란하게 설치되는 대향전극(270)이 마련되어 있다.

여기서, 상기 대향전극(270)과 타겟면과의 간격은 40 ~ 60mm의 간격을 두는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 대향전극(270)은 타겟과 나란한 상태에서 좌측단부를 축으로 우측단부가 하방으로 소정의 각도만큼 축 회전되면서 도핑량을 제어할 수 있도록 되어 있다.

여기서, 상기 대향전극(270)의 축 회전각은 0 ~ 60°의 범위를 갖도록 한다.

상기 열처리부(250)는 복수의 자외선 영역 가열용 램프로서, 1.5kw짜리 4개가 사용되며, 상기 램프(252)의 배면에는 전반사가 일어나도록 표면 처리가 행해지고, 상기 반사 후 평행광선으로 출력이 이루어지도록 램프(252)의 후방에 이 램프(252)의 후방을 반원 형상으로 덮어씌우는 반사부재(254)가 구비되어 있다.

그리고, 상기 반사부재(254)의 후방 인접부에는 램프(252)의 과열을 방지하기 위한 냉각부(256)가 형성되어 있으며, 이 냉각부(256)는 냉각수를 순환시키기 위한 복수의 냉각파이프로 이루어져 있다.

미 설명 부호 257은 램프모듈이고, 258은 램프모듈을 지지하기 위한 램프모듈지지대를 나타낸 것이다.

한편, 본 발명의 나머지 구성 요소들을 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.

상기 베이스(100)의 상부에는 챔버(200)가 배치되는데, 베이스(100)는 챔버(200) 등의 구성 요소의 중량을 지지할 수 있을 정도의 질량체로 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 베이스(100)는 별도의 프레임 타입 구성체로 이루어졌으나, 플레이트 타입으로 구성될 수도 있고, 별도의 구성 요소가 아닌 지면으로 이루어질 수도 있는 등 다양한 구성이 가능하다.

상기 챔버(200)는 내부에 진공 상태를 유지하도록 하기 위한 강성을 갖도록 스테인레스(SUS304) 등과 같은 재료를 포함하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.

그리고, 상기 챔버(200)는 챔버도어(210), 챔버본체(220), 챔버배면부(230)를 구비할 수 있다. 여기서, 챔버(200)는 원통형 형상으로 도시되었으나, 직육면체 타입으로 구성될 수도 있는 등 변형이 가능하다.

상기 챔버도어(210)는 챔버(200)의 전면에 개폐 가능하도록 배치되고, 상기 챔버도어(210)의 개폐를 통하여 챔버(200) 내부에 배치되는 도핑부(240) 및 열처리부(250) 등의 모듈의 조작이 보다 용이하게 실시될 수 있도록 한다.

그리고, 상기 챔버도어(210)의 일면 상에는 챔버(200) 내부의 작동 상태를 관찰할 수 있는 챔버도어윈도우(211)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 챔버도어(210)는 일측에 회전힌지부(212)가 배치되어 회전힌지부(212)를 중심으로 챔버도어(210)가 회전 가능하도록 되어 있다.

여기서, 상기 챔버도어(210)는 일측이 힌지 회전 가능하도록 구성된 힌지 타입의 챔버도어(210)로 구성되어 있으나, 본 발명의 챔버도어(210)는 이에 국한되지 않고 챔버(200)의 중심축에 수직한 방향으로 슬라이딩 운동하는 슬라이딩 타입으로 구성될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.

그리고, 상기 챔버본체(220)는 챔버도어(210)와 접하도록 배치되고 일측에는 진공라인(223)이 배치되며, 챔버(200) 내부는 이 진공라인(223)을 통하여 챔버(200) 내부의 진공 상태를 유지하기 위한 진공펌프(미도시)와 연통된다.

상기 챔버본체(220)는 챔버배면부(230)와 접한다. 여기서 챔버배면부(230)는 롤 시트의 장착 용이성을 위해 챔버본체(220)와 분리 가능하게 구성되어 있다. 챔버배면부(230)에는 롤러부(300), 장력제어부(400) 및 자유단바(500)가 배치되는데, 각각의 롤러부(300), 장력제어부(400) 및 자유단바(500)가 배치되는 챔버 배면부(230)의 전면에는 롤 들 간의 기계적인 변형을 최소화하기 위한 지지플레이트(239, 도 1의 점선 표시)가 배치되고, 이 지지플레이트(239)와 챔버배면부(230)는 챔버배면지지대(232)에 의하여 별도로 지지되어, 롤러부(300), 장력제어부(400) 및 자유단바(500)를 안정적으로 지지하는 구조를 취한다.

그리고, 상기 챔버배면부(230)가 챔버본체(220)와 분리되는 구조를 취하는 경우, 본 발명에 따른 롤 증착 장치는 챔버배면부(230)를 지지하며 챔버배면부(230)를 이동 가능하게 하는 챔버배면부이동대(233)를 더 구비할 수도 있다.

상기 챔버배면부이동대(233)는 챔버배면부이동블록(235)과 챔버배면부이동레일(237)을 구비한다.

상기 챔버배면부이동블록(235) 상에는 챔버배면지지프레임(231)이 배치되는데, 챔버배면지지프레임(231)의 일측에는 챔버배면부(230)가 배치되고, 챔버배면지지프레임(231)의 하단은 챔버배면부이동블록(235) 상에 장착되어 지지된다.

그리고, 상기 베이스(100) 상으로 챔버(200)의 중심축 길이 방향에 평행하게 챔버배면부이동레일(237)이 배치되고, 이 챔버배면부이동레일(237) 상에는 챔버배면부이동블록(235)이 배치되는데, 이 챔버배면부이동블록(235)이 챔버배면부이동레일(237) 상에서 활주 가능한 구조를 취함으로써 챔버배면부(230)를 안정적으로 이동시킬 수도 있다.

여기서, 상기 챔버배면부이동대(233)는 레일/슬라이더 구조를 취하는 것으로 도시되었으나, 본 발명에 따른 챔버배면부이동대는 휠 타입으로 구성할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.

상기 롤러부(300)는 제1, 2구동롤러(310,320) 및 메인롤러(330)를 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 제1, 2구동롤러(310,320) 인접부에는 유연기판(1)을 안내하는 가이드롤러(240)가 마련되어 있다.

상기 롤 형태의 유연기판(1)은 제1구동롤러(310) 및 제2구동롤러(320)에 장착되는데, 이들 제1구동롤러(310)와 제2구동롤러(320) 사이에서 진행하는 유연기판(1)은 메인롤러(330)의 외주면 상으로 진행된다.

여기서, 각각의 롤러는 챔버배면부(230)의 배면 측, 즉 진공용기의 외부압인 대기압 측에 배치되는 각각의 구동모터에 의하여 구동된다. 즉, 제1구동롤러(310)는 제1구동모터(310a)에 의하여 구동되고, 제2구동롤러(320)는 제2구동모터(320a)에 의하여 구동되며, 메인롤러(330)는 주축모터(미도시)에 의하여 구동된다.

이들 모터들은 제어부(미도시)로부터의 피드백 신호에 따라 구동되어 롤 타입 유연기판(1)을 풀거나 감거나 또는 외주면 상에 접하는 유연기판(1)의 진행 속도를 제어하여 유연기판(1)에 가해지는 인장력을 조정하는 서보제어모터일 수도 있고, 단순한 구동모터일 수도 있는 등 다양한 구성이 가능하다. 또한, 각각의 모터들은 각각의 롤러들과 동축 상으로 직결될 수도 있고, 가변속도제어를 가능하게 하는 클러치장치를 사이에 두고 연결될 수도 있으며, 각각의 롤러와 모터가 서로 평행축 상을 이루어 타이밍밸트로 연결될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.

그리고, 챔버배면부(230) 측에는 챔버 내부에 아르곤(Ar) 등과 같은 분위기 기체를 제공하기 위한 기체공급장치(미도시)가 더 장착되는 구조를 취한다.

상기 제1구동롤러(310)는 롤 타입으로 장착된 유연기판(1)을 푸는 풀림롤러로서 작동하고, 제2구동롤러(320)가 유연기판(1)을 감는 감김 롤러로서 작동하는 것으로 도시되었으나, 반대로 제1구동롤러(310)가 감김롤러로서 작동하고, 제2구동롤러가 풀림롤러로서 작동할 수 있으며, 이 경우 유연기판(1)은 전자의 경우와 반대 방향으로 진행된다.

그리고, 상기 제1구동롤러(310)로부터 메인롤러(330)를 거쳐 제2구동롤러(320)로 연결되는 유연기판(1)은 이들 롤러(310,320,330) 사이에 배치되는 가이드 롤러(340)를 통하여 안정적으로 안내될 수 있다.

그리고, 상기 제1구동롤러(310)와 메인롤러(330) 사이에는 장력제어부(400)가 마련되며 챔버배면부(230) 및 지지플레이트(239) 사이에 장착되어 있다. 이 장력제어부(400)는 장력제어부하우징(미도시) 내부에 장착되는 주장력제어부(410)와 보조 장력제어부(420)를 포함한다.

도 2에는 본 발명의 일실시예에 따른 장력제어부(400)가 도시되는데, 주장력제어부(410)는 제1구동롤러(310)와 메인롤러(330) 사이인 제1구동롤러(310) 인접부에 배치되고, 보조장력제어부(420)는 메인롤러(330) 인접부에 배치되어 있다.

그리고, 상기 보조장력제어부(420)는 미세하게 반응하는 보조제어스프링의 사전 설정된 초기 압축력, 즉, 스프링상수가 상이한 보조제어스프링(423)이 적용되었을 경우 이를 조절할 수 있는 수단을 더 구비할 수도 있다.

상기 자유단바(500)는 제1구동롤러(310)와 장력제어부(400), 즉, 보다 구체적으로는 주장력제어부(410) 사이에 배치된다.

상기 자유단바(500)는 바아(510)와 링크(미도시)를 구비하는데, 바아(510)는 자중에 의한 중력을 유연기판(1)에 인가하기 위하여 소정의 질량체로 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 바아(510)의 양단은 링크의 일단에 자유 회전 가능하게 장착되고, 이 링크의 타단은 챔버배면부(230) 및 챔버배면부커버플레이트(239)에 자유 회전 가능하게 힌지 결합된다.

한편, 상기 자유단바(500)에는 바아(510)의 회전을 감지하는 회전각감지센서(미도시)가 더 구비될 수도 있다. 즉, 링크가 장착된 회전 중심축에 회전각감지센서가 배치되고, 유연기판(1)에 인장력 가해지거나 또는 감해지는 경우 바아(510)의 위치 변형에 따라 링크의 회전 각도가 변화함으로써 이 링크의 단부에 장착된 회전각감지센서가 이를 감지할 수 있게 되는 것이다.

상기 메인롤러(330)는 챔버배면부(230)의 전면에 장착된 지지플레이트(239)와 챔버배면부(230)에 형성된 메인롤러지지부(미도시)에 의하여 회전 가능하게 지지된다.

상기 메인롤러(330)는 내부 공간인 주축공동부가 형성되는 드럼 형태로 구성되는데, 메인롤러(330)의 회전 중심에 배치되는 주축연결구(미도시)를 통하여 주축 공동부로의 냉각수 유출입이 가능하다.

이러한 본 발명의 일실시예에 따른 롤 증착 장치에 대한 작동 과정을 살펴보 면 다음과 같다.

상기 챔버배면부(230)는 챔버배면이동대(233)의 작동에 의하여 배면측으로 이동된다. 챔버배면부(230)에 장착된 지지플레이트(239)가 챔버배면부(230)로부터 분리되고, 챔버 배면부(230)에 배치된 제1구동롤러(310), 메인롤러(330), 및 제2구동롤러(320)를 따라 롤러 타입의 유연기판(1)이 진행될 수도 있도록 유연기판(1)을 장착하는데, 자유단바(500)에 의하여 바아의 자중이 유연기판(1)에 영향을 미치고 장력제어부(400)의 주제어스프링 및 보조제어스프링이 압축력을 유연기판(1) 상에 제공할 수 있도록 주제어스프링 및 보조제어스프링을 배치시킨다.

그리고, 상기 유연기판(1)의 장착이 완료되면, 챔버배면부이동대(233)를 챔버본체(220)를 향하여 이동시켜 결합시키고, 챔버(200) 내부와 진공라인(223)을 통하여 연결되는 진공펌프(미도시)의 작동에 의해 챔버(200) 내부는 진공 상태를 형성 및 유지하게 된다.

그리고, 상기 제1구동롤러(310)의 회전에 의하여 풀린 유연기판(1)은 바아(510)의 자중이 작용하여 유연기판(1)을 중량감 있게 지지하게 된다. 바아(510)를 거친 유연기판(1)은 장력제어부(400)의 주장력제어부(410) 및 보조장력제어부(420)에 의하여 서로 반대 방향으로 압축력을 받는다.

여기서, 상기 주장력제어부(410)와 보조장력제어부(420)는 서로 반대 방향으로 장착되는 범위에서 다양한 구성이 가능하나, 유연기판(1)의 보다 안정적인 안내를 위하여 서로 평행하게 배치되는 구조를 취하는 것이 바람직하다.

이렇게 보조장력제어부(420)를 거친 유연기판(1)은 메인롤러(330)의 외주면 상에서 밀착되어 이동하고, 이 때 메인롤러(330) 외주 상에 밀접하게 배치된 도핑부(240)에 의해 촉매금속의 도핑이 이루어지고, 계속해서 열처리부(250)에 의해 촉매금속이 도핑된 실리콘 막을 결정화시키게 되는 것이다.

그리고, 상기 램프(252)들에 의해 가열된 열처리부(250)는 냉각부(256)로 냉각수를 흘려 실시간적으로 가열된 부분을 냉각시킬 수 있도록 함으로써 열처리부(250)가 과열되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 롤 증착 장치는 메인롤러(330)를 기준으로 대칭적으로 배치되는 구조를 취하여, 이때, 도핑부(240)와 열처리부(250)만 위치를 서로 바꾸게 되면, 롤 타입의 유연기판(1)을 푸는 측에서 뿐만 아니라 감는 측에서도 자유단바(500) 및 장력제어부(400)에 의한 유연기판(1)의 비틀림 방지 및 주름 형성에 의한 불량을 제거하면서 도핑부(240)와 열처리부(250)를 통하여 잉크젯 방식으로 코팅된 비정질 실리콘 막을 폴리 실리콘으로 상변화 시킬 수 있게 되는 것이다.

이러한 상기 일실시예는 본 발명을 설명하기 위한 일예들로서, 본 발명은 이에 국한되는 것은 아니다. 즉, 상기 실시예에서 제어부는 별도로 도시되지 않았으나, 제1구동롤러, 제2구동롤러 및 메인롤러의 회전을 제어할 뿐만 아니라, 각종 챔버 내의 각종 계측장비, 기체공급부 및 모듈의 작동을 제어할 수도 있는 등 자유단바 및 장력제어부에 의하여 유연기판에 일정한 하중과 압력을 가하여 유연기판의 비틀림 등에 의한 주름 형성을 방지하는 구성을 취하는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 롤 증착 장치는 롤 증착 방식을 이용하여 대면적 유연기판 상에 코팅된 비정질 실리콘 막을 폴리 실리콘 막으로 상변화시킬 수 있도록 함으로써 결정화된 반도체 소자를 연속적으로 대량 생산할 수 있게 되는 동시에 제조 비용을 대폭 절감할 수 있게 되는 등의 효과를 얻는다.

Claims

내부공간에 진공을 형성하고 소정의 모듈을 구비한 챔버본체 및 이 챔버본체의 개방된 일단부를 착탈 가능하게 덮어씌우는 챔버배면부로 이루어진 챔버와, 이 챔버를 지지하는 베이스를 포함하되, 상기 챔버배면부는 유연기판을 풀어주고 감아주는 한 쌍의 구동롤러와 이들 구동롤러 사이에 배치되고 챔버본체와 결합시 그 인접부에 소정의 모듈이 위치되는 메인롤러로 된 롤러부와, 이 롤러부를 경유하는 유연기판의 장력을 제어하는 장력제어부로 구성되는 롤 장착 장치에 있어서,

상기 챔버본체의 모듈 중 챔버배면부의 메인롤러 일측에 대응되는 챔버본체의 내주면에 유연기판 상으로 촉매금속을 도핑하기 위한 도핑부가 마련되고, 상기 챔버배면부의 메인롤러 타측에 대응되는 챔버본체의 내주면에 촉매금속이 도핑된 유연기판의 실리콘 막을 폴리 실리콘 막으로 결정화하기 위한 열처리부가 구비된 것을 특징으로 하는 롤 증착 장치.
제1항에 있어서,

상기 도핑부와 메인롤러 및 열처리부와 메인롤러 사이에 각각 증착물차폐막이 구비된 것을 특징으로 하는 롤 증착 장치.
삭제
제2항에 있어서,

상기 도핑부에는 스퍼터 케소오드가 장착되되, 이 케소오드의 타겟 물질로 장착되는 촉매금속은 5N(99.999%) 순도의 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 안티몬(Sb), 인듐(In)의 귀금속과, 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 구리(Cu)의 전이금속을 선택적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 증착 장치.
제4항에 있어서,

상기 케소오드는 논마그네트론(non-magnetron) 형태와 마그네트론(magnetron) 형태 중 어느 하나이고, 공정가스가 케소오드 내부에 주입됨을 특징으로 하는 롤 증착 장치.
제4항에 있어서,

상기 케소오드는 원하는 방향으로만 증발물질이 나갈 수 있도록 주위를 모두 접지용 쉴드 처리를 행한 것을 특징으로 하는 롤 증착 장치.
제6항에 있어서,

상기 케소오드의 타겟면 방향은 유연기판의 진행방향과 나란하게 고정시켜 오프엑시스(off-axis) 스퍼터링 방식으로 구성함을 특징으로 하는 롤 증착 장치.
제7항에 있어서,

상기 도핑부에 인접되도록 설치하되, 외부의 전극에 영향을 받지 않도록 타겟면과 소정의 간격을 두고 타겟과 나란하게 설치되는 대향전극이 마련된 것을 특징으로 하는 롤 증착 장치.
제8항에 있어서,

상기 대향전극과 타겟면과의 간격은 40 ~ 60mm인 것을 특징으로 하는 롤 증착 장치.
제8항에 있어서,

상기 대향전극은 타겟과 나란히 배치되고 일단이 축 결합된 상태에서 타단이 하방으로 축 회전되면서 촉매금속 도핑량을 제어할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 롤 증착 장치.
제10항에 있어서,

상기 대향전극의 축 회전각은 0 ~ 60°의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 롤 증착 장치.
제2항에 있어서,

상기 열처리부는 자외선 램프가 사용됨을 특징으로 하는 롤 증착 장치.
제12항에 있어서,

상기 램프의 배면에 전반사가 일어나도록 표면 처리가 행해짐을 특징으로 하는 롤 증착 장치.
제13항에 있어서,

상기 반사 후 평행광선으로 출력이 이루어지도록 램프의 후방에 이 램프를 반원 형상으로 덮어씌우는 반사부재가 구비된 것을 특징으로 하는 롤 증착 장치.
제14항에 있어서,

상기 반사부재의 후방 인접부에 램프의 과열을 방지하기 위한 냉각부가 형성된 것을 특징으로 하는 롤 증착 장치.
제15항에 있어서,

상기 냉각부는 냉각수를 순환시키기 위한 냉각파이프로 이루어진 것을 특징으로 하는 롤 증착 장치.