KR100971928B1 - 필름상 박막형성장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 필름상 박막형성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정챔버와 로딩/언로딩 챔버 사이에 각각 게이트밸브를 구비하여 각각 별도로 대기분위기로 환원할 수 있는 필름상 박막형성장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 필름상 박막형성장치는 언와인딩롤이 장착되는 로딩챔버; 상기 언와인딩롤에서 피딩되는 필름에 박막을 형성하기 위하여 박막형성수단을 구비하는 공정챔버; 및 상기 공정챔버에서 박막이 형성된 필름을 와인딩하는 와인딩롤이 장착되는 언로딩챔버;를 포함하며, 상기 로딩챔버와 공정챔버, 상기 공정챔버와 언로딩챔버 사이에는 각각 제1게이트밸브 및 제2게이트밸브가 구비된다. 이와 같이 게이트밸브가 구비됨으로 인해, 공정챔버는 기밀을 유지한 상태에서 로딩챔버 또는 언로딩챔버만 개방할 수 있다.
로딩/언로딩챔버. 게이트밸브. 공정챔버.

Description

필름상 박막형성장치{THIN FILM FORMING APPARATUS FOR FILM SHAPE}
본 발명은 필름상 박막형성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정챔버와 로딩/언로딩 챔버 사이에 각각 게이트밸브를 구비하여 각각 별도로 대기분위기로 환원할 수 있는 필름상 박막형성장치에 관한 것이다.
일반적으로 필름상에 박막을 형성하기 위하여는 롤투롤(Roll-to-Roll)방식을 이용한다.
도 1을 참조하여 종래 박막형성장치(100)를 설명하면, 공정 중 진공형성을 위한 펌핑수단(150)이 구비되는 공정챔버(110)의 내부에 박막이 형성되기 전의 필름이 권취된 언와인딩롤(120)과 박막이 형성된 필름을 권취하는 와인딩롤(130)을 장착하는 제1롤러(120a) 및 제2롤러(130a)가 구비된다.
또한 상기 필름상에 박막을 형성하기 위한 증착부(140)가 구비되는데, 구체적으로는 상기 필름의 피딩경로 상에 구비되는 드럼(141)과, 박막을 형성하는 증착수단(142)이 구비되는데, 도 1에서는 동종 또는 이종의 물질의 박막을 순차적으로 형성하기 위하여 드럼(141)과 증착수단(142)은 각각 1쌍씩 구비됨을 알 수 있다.
위와 같이 구비된 박막형성장치(100)는 필름의 소모로 인해 새로운 필름을 교체하기 위하여는 공정챔버(110)의 리드(111)를 호이스트(160)를 이용하여 개방하여야한다. 따라서 공정챔버(110)의 내부를 대기분위기로 환원하기 위하여 벤팅(venting)후 호이스트(160)를 이용하여 리드(111)를 개방한다. 개방된 공정챔버(110)의 제1롤러(120a) 및 제2롤러(130a)에 새로운 언와인딩롤(120) 및 와인딩롤(130)을 장착한 후에 다시 리드(111)를 체결하고, 펌핑수단(150)에 의해 펌핑하여 진공형성한 후, 새로운 필름에 박막형성을 하여야 한다.
따라서 공정챔버(110) 전체를 핌핑하기 때문에 펌핑시간이 많이 소요되고, 또한 공정챔버(110) 내부의 오염이 발생된다.
또한 언와인딩롤(120)에 권취된 필름에는 수분 등이 많이 함유되어 있고, 이러한 수분 등은 박막의 형성에 악영향을 미친다. 따라서 제1롤러(120a) 및 제2롤러(130a)에 장착하기 전에 필름을 아웃가스(Out-gas)한 후, 공정챔버(110)에 장착한다. 따라서 이러한 아웃가스를 위한 아웃가스실(미도시)이 공정챔버(110)와 별도로 구비되어야 한다.
또한 이러한 종래의 박막형성장치는 롤러와 드럼 등이 공정챔버 내부에 모두 구비되어 공정챔버의 부피가 크고, 특히, 이들이 수직으로 배치되어 전체적으로 장비 높이가 높아 장비설치 및 유지보수가 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 공정챔버와 로딩/언로딩 챔버 사이에 각각 게이트밸브를 구비하여 각각 별도로 대기분위기로 환원할 수 있는 필름상 박막형성장치를 제공함에 있다.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 필름상 박막형성장치는 언와인딩롤이 장착되는 로딩챔버; 상기 언와인딩롤에서 피딩되는 필름에 박막을 형성하기 위하여 박막형성수단을 구비하는 공정챔버; 및 상기 공정챔버에서 박막이 형성된 필름을 와인딩하는 와인딩롤이 장착되는 언로딩챔버;를 포함하며, 상기 로딩챔버와 공정챔버, 상기 공정챔버와 언로딩챔버 사이에는 각각 제1게이트밸브 및 제2게이트밸브가 구비된다. 이와 같이 게이트밸브가 구비됨으로 인해, 공정챔버는 기밀을 유지한 상태에서 로딩챔버 또는 언로딩챔버만 개방할 수 있다.
또한 상기 언와인딩롤에서 피딩되는 상기 필름에 박막을 형성하기 전에 상기 필름의 표면을 개질하여 박막의 접착력이 향상되도록 하는 전처리실과, 상기 공정챔버에서 박막이 형성된 상기 필름을 상기 와인딩롤에 와인딩하기 전에 상기 필름의 저항을 측정하는 저항측정수단 및 상기 필름의 투과율을 측정하는 투과율 측정수단을 구비한 검사실을 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 공정챔버는 상기 필름상에 순차적으로 동종 또는 이종의 박막을 형성하도록 복수개 구비될 수 있는데, 예를 들어, 상기 공정챔버는 상기 필름상에 이산화 규소(SiO2)를 증착하는 증착수단이 구비되는 제1공정챔버와, ITO를 증착하는 증착수단이 구비되는 제2공정챔버를 포함할 수 있다. 이 경우 상기 복수의 공정챔버들 사이에는 어느 하나의 박막이 형성된 상기 필름에 다른 박막을 형성하기 전에, 어느 하나의 박막이 형성된 필름의 투과율을 측정하는 투과율 측정실이 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한 상기 로딩챔버 또는 언로딩챔버에는 피딩되는 상기 필름을 가열하여 아웃가스(Out-gas)를 하기 위한 히터가 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한 상기 로딩챔버, 공정챔버 및 언로딩챔버는 각각 펌핑수단이 별도로 구비되는 것이 바람직하다.
또한 장치 전체의 높이를 낮추기 위하여 상기 로딩챔버는 상기 공정챔버의 측면에 이웃하여 배치되고, 상기 언로딩챔버는 상기 공정챔버의 측면에 이웃하여 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 필름상 박막형성방법은 1) 공정챔버를 밀폐시킨 상태에서 박막이 형성될 필름이 권취된 언와인딩롤과, 박막이 형성된 필름이 권취될 와인딩롤을 로딩챔버 및 언로딩챔버에 장착하는 단계; 2) 상기 필름을 피딩하는 단계; 3) 피딩되는 상기 필름상에 박막을 형성하는 단계; 및 4) 박막이 형성된 필름을 권취하는 단계;를 포함한다.
또한 상기 2)단계 전에, 상기 언와인딩롤과 와인딩롤을 회전하여 상기 필름을 피딩하면서 가열하는 단계가 더 부가되고, 상기 4)단계 후에, 상기 로딩챔버와 언로딩챔버를 개방하고, 박막이 형성된 필름의 양끝단을 절단하여 언와인딩롤과 와인딩롤을 언로딩하는 단계;가 더 부가되는 것이 바람직하다.
또한 상기 1)단계는 언와인딩롤과 와인딩롤을 상기 로딩챔버와 언로딩챔버에 장착하고 전 공정을 통해 잔류하는 필름의 양끝단을 연결하여 수행되는 것이 바람직하다.
또한 상기 2)단계와 3)단계 사이에는 필름의 표면을 개질하는 단계가 더 부가되고, 상기 3)단계와 4)단계 사이에는 상기 박막이 형성된 필름의 투과율을 측정하는 단계와 필름의 저항을 측정하는 단계가 더 부가되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 공정챔버와 로딩/언로딩 챔버를 각각 별도로 대기분위기로 환원할 수 있는 효과가 있다. 따라서 필름의 교체시 공정챔버는 진공분위기를 유지시킨 채, 로딩/언로딩챔버만을 개방할 수 있기 때문에, 펌핑시간을 현저히 단축시킬 수 있는 것이다. 또한, 공정챔버의 오염을 최소화할 수 있다.
마찬가지로, 공정챔버의 유지보수시 각각 게이트밸브를 닫아 공정챔버만을 개방하고, 로딩/언로딩챔버의 진공상태를 유지시킬 수도 있는 것이다.
또한 복수의 공정챔버를 구비함으로 인해, 필름상에 순차적으로 이종의 박막을 형성할 수 있는 효과도 있다.
또한 아웃가스챔버가 별도로 구비될 필요가 없다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 필름상 박막형성장치의 구성 및 작동을 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 실시예(1)는 언와인딩롤(11)이 장착되는 로딩챔버(10)와, 필름상에 이산화규소(SiO2) 박막을 형성하는 증착수단이 구비되는 제1공정챔버(30)와, ITO박막을 형성하는 증착수단이 구비되는 제2공정챔버(50)와, 상기 이산화규소박막 및 ITO박막이 순차적으로 형성된 필름을 와인딩하는 와인딩롤(71)이 장착되는 언로딩챔버(70)가 구비된다.
상기 로딩챔버(10)에는 상기 언와인딩롤(11)을 시계, 반시계 방향으로 회전시키는 제1롤러(11a)가 구비된다. 또한 상기 로딩챔버(10)에는 상기 필름을 아웃가스하기 위한 히터(13)가 구비된다.
상기 로딩챔버(10)의 상부 리드에는 필름이 피딩되기 위한 개구부(12)가 형성되며, 상기 개구부(12)를 개폐하기 위한 제1게이트(G)가 구비된다.
상기 개구부(12)를 통해 피딩되는 필름은 전처리실(20)을 지나게 되는데, 상기 전처리실(20)에는 형성될 박막의 접착력을 향상시키기 위하여 필름의 표면을 개질하는 표면개질수단(21)이 구비된다. 상기 표면개질수단(21)은 예를 들어 플라즈마 발생장치 등의 공지의 수단이다.
또한 상기 전처리실(20)의 하부에는 제1공정챔버(30)가 위치하는데, 제1공정챔버(30)의 상부 리드에는 개구부(33,34)가 형성된다. 또한 상기 제1공정챔버(30)에는 필름상에 이산화규소박막을 형성하기 위한 제1스퍼터(32)와 제1드럼(31)이 구 비된다.
또한 상기 제1공정챔버(30)의 측면에는 이웃하여 제2공정챔버(50)가 위치하는데, 마찬가지로 제2공정챔버(50)의 상부 리드에는 개구부(53,54)가 형성된다. 또한 상기 제2공정챔버(50)에는 필름상에 ITO박막을 형성하기 위한 제2스퍼터(52)와 제2드럼(51)이 구비된다.
특히, 상기 제1공정챔버(30)와 제2공정챔버(50)의 사이 상부에는 투과율측정실(40)이 구비된다. 그 내부에는 투과율측정수단(41)이 구비되어 제1공정챔버(30)에서 이산화규소박막이 형성된 필름의 투과율을 측정한다.
또한 제2공정챔버(50)의 상부에는 검사실(60)이 구비되는데, 상기 검사실(60)에는 필름의 저항을 측정하는 저항측정수단(61)과, 필름의 투과율을 측정하는 투과율측정수단(62)이 구비된다.
또한 상기 언로딩챔버(70)에는 상기 와인딩롤(71)을 시계, 반시계 방향으로 회전시키는 제2롤러(71a)가 구비된다. 또한 상기 언로딩챔버(70)에는 상기 필름을 아웃가스하기 위한 히터(73)가 구비된다.
또한 상기 언로딩챔버(70)의 상부 리드에도 역시 개구부(72)가 형성되며, 상기 개구부(72)는 제2게이트밸브(G)에 의해 개폐된다.
여기서 제1공정챔버(30) 및 제2공정챔버(50)에 구비되는 제1스퍼터(32)와 제2스퍼터(52)는 다른 증착수단으로 대체가 가능하며, 증착되는 물질도 이산화규소나 ITO가 아닌 다른 물질을 증착할 수 있는 것은 당연하다.
이하에서는 본 실시예의 작동 및 필름상 박막형성방법을 설명한다.
박막을 형성할 필름이 권취된 언와인딩롤(11)을 제1롤러(11a)에, 박막이 형성된 필름이 권취될 와인딩롤(71)을 제2롤러(71a)에 장착한다. 특히 중요한 것은 제1 및 제2게이트밸브(G)를 이용하여 제1및 제2공정챔버(30,50)를 밀폐한 후에, 로딩챔버(10) 및 언로딩챔버(70)를 개방한다는 것이다. 따라서 롤(11,71)의 장착(또는 교체)를 위하여 제1 및 제2공정챔버(30,50)를 대기로 만들기 위한 밴팅이 불필요하다. 따라서 로딩챔버, 제1 및 제2공정챔버, 언로딩챔버는 각각 별도로 펌핑수단이 마련되어야 한다.
이와 같이 언와인딩롤(11)과 와인딩롤(71)을 장착한 후, 다시 로딩챔버(10)와 언로딩챔버(70)를 밀폐하고, 펌핑하여 진공을 형성한다.
다음으로, 상기 제2롤러(71a)를 반시계방향으로 회전시켜 필름을 피딩하면서 히터(13,73)들을 가동시켜 필름에 부착된 수분 등을 아웃가스한다. 이때, 제1스퍼터(32) 및 제2스퍼터(52)는 작동시키지 않는다.
상기 필름이 와인딩롤(71)에 모두 권취되면, 반대로 제1롤러(11a)를 시계방향으로 회전시키면서 재차 아웃가스한다. 이때도 역시 제1스퍼터(32) 및 제2스퍼터(52)는 작동시키지 않는다.
이렇게 2차례에 걸쳐 아웃가스가 완료되면, 필름은 원상태대로 언와인딩롤(11)에 권취되어 있는 상태이다.
이 상태에서 상기 제2롤러(71a)를 반시계방향으로 회전시켜 2차례에 걸쳐 아웃가스된 필름을 피딩하면서 제1스퍼터(32) 및 제2스퍼터(52)를 작동시켜 순차적으 로 이산화규소 및 ITO박막을 형성한다.
한편, 상기 제1공정챔버(30)로 피딩되기 전에 상기 필름의 표면을 개질하여 접착력을 향상시킨다. 또한 제1공정챔버(30)에서 이산화규소박막이 형성된 필름의 투과율을 측정한다.
또한 제2공정챔버(50)에서 ITO박막이 형성된 필름의 저항 및 투과율을 측정하고 와인딩롤에 권취하여 완성된다.
이와 같이 박막형성이 완료되면, 로딩챔버(10) 및 언로딩챔버(70)의 측벽(10a,70a)을 개방하고, 언와인딩롤(11)과 와인딩롤(71)에 연결된 필름의 양끝단을 절단한다.
다음으로, 새로운 언와인딩롤과 와인딩롤을 상기 절단된 필름의 양끝단과 연결하고, 로딩챔버(10)와 언로딩챔버(70)를 밀폐시키고, 펌핑하여 앞서 설명한 바와 같이 반복하여 새로운 필름에 박막을 형성한다.
도 1은 종래 필름상 박막형성장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 의한 필름상 박막형성장치의 일실시예를 나타내는 개략도이다.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
1: 필름상 박막형성장치 10: 로딩챔버
11: 언와인딩롤 11a: 제1롤러
13: 히터 20: 전처리실
21: 표면개질수단 30: 제1공정챔버
31: 제1드럼 32: 제1스퍼터
40: 투과율측정실 41: 투과율측정수단
50: 제2공정챔버 51: 제2드럼
52: 제2스퍼터 60: 검사실
61: 저항측정수단 62: 투과율 측정수단
70: 언로딩챔버 71: 와인딩롤
71a: 제2롤러 73: 히터
12,33,34,53,54,72: 개구부

Claims (8)

  1. 언와인딩롤이 장착되는 로딩챔버;
    상기 언와인딩롤에서 피딩되는 필름에 박막을 형성하기 위하여 박막형성수단을 구비하는 공정챔버; 및
    상기 공정챔버에서 박막이 형성된 필름을 와인딩하는 와인딩롤이 장착되는 언로딩챔버;를 포함하며,
    상기 로딩챔버와 공정챔버, 상기 공정챔버와 언로딩챔버 사이에는 각각 제1게이트밸브 및 제2게이트밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 필름상 박막형성장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 언와인딩롤에서 피딩되는 상기 필름에 박막을 형성하기 전에 상기 필름의 표면을 개질하는 전처리수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 필름상 박막형성장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공정챔버는 상기 필름상에 순차적으로 동종 또는 이종의 박막을 형성하 도록 복수개 구비되는 것을 특징으로 하는 필름상 박막형성장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 공정챔버는 상기 필름상에 이산화규소(SiO2) 박막을 형성하는 증착수단이 구비되는 제1공정챔버와, ITO박막을 형성하는 증착수단이 구비되는 제2공정챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 필름상 박막형성장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 공정챔버들 사이에는 박막이 형성된 상기 필름의 투과율을 측정하는 투과율 측정실이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 필름상 박막형성장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 로딩챔버 또는 언로딩챔버에는 피딩되는 상기 필름을 가열하는 히터가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 필름상 박막형성장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 로딩챔버, 공정챔버 및 언로딩챔버는 각각 펌핑수단이 별도로 구비되는 것을 특징으로 하는 필름상 박막형성장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 로딩챔버는 상기 공정챔버의 측면에 이웃하여 배치되고, 상기 언로딩챔버는 상기 공정챔버의 측면에 이웃하여 배치되는 것을 특징으로 하는 필름상 박막형성장치.
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JP2003027234A (ja) * 2001-07-19 2003-01-29 Hirano Koon Kk 連続シート状材料の表面処理装置及びそのガスシール構造
KR20070057362A (ko) * 2005-12-02 2007-06-07 한국전기연구원 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 ｆｃｃｌ 제조장치

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