KR101500926B1

KR101500926B1 - 스트립 기판들을 위한 다중 코팅 장치 및 스트립 기판용 진공 코팅 설비

Info

Publication number: KR101500926B1
Application number: KR1020147011666A
Authority: KR
Inventors: 요하네스 슈트륌펠; 미하엘 헨트슈엘; 팔크 오토; 볼프강 후카레크
Original assignee: 폰 아르데네 게엠베하
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2013-10-16
Publication date: 2015-03-10
Also published as: DE112013000168A5; CN103998647A; WO2014060468A1; CN103998647B; JP2015508127A; JP5768194B2; KR20140120298A

Abstract

본 발명은 스트립 기판의 표면 코팅을 위한 다중 코팅 장치 그리고 이와 같은 다중 코팅 장치를 구비한 스트립 기판용 진공 코팅 설비에 관한 것으로서,
상기 다중 코팅 장치는 180°보다 큰 크기로 둘러싸인 원통형 표면 영역(cylindrical surface area)의 부분 둘레를 돌아 상기 스트립 기판을 냉각 가이드하기 위한, 상기 원통형의 표면 영역을 갖는 냉각 롤 및 180°보다 큰 크기로 둘러싸인 상기 표면 영역의 부분 둘레에 걸쳐 분포되어 있고 그리고 적어도 각 하나의 처리 장치가 그 내부에 배치된 컴파트먼트들의 어레인지먼트(arrangement of compartments)를 포함하며, 이 경우 상기 컴파트먼트들의 어레인지먼트는 분리면에 의해 분리된 2개의 부분 어레인지먼트로 분할되어 있고, 각각의 부분 어레인지먼트의 컴파트먼트들은 고정된 상태로 서로 상대적으로 배치되어 있으며, 그리고 각각의 부분 어레인지먼트는 180°보다 작은 크기의, 상기 냉각 롤의 표면 영역의 부분 둘레를 둘러싸는, 스트립 기판의 표면 코팅을 위한 다중 코팅 장치로서, 컴파트먼트들의 2개의 부분 어레인지먼트가 상기 분리면에 대해 수직인 방향으로 상기 냉각 롤로부터 떨어져서 멀리 이동할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

스트립 기판들을 위한 다중 코팅 장치 및 스트립 기판용 진공 코팅 설비 {MULTIPLE COATING DEVICE FOR STRIP SUBSTRATES AND STRIP SUBSTRATE VACUUM COATING APPARATUS}

본 발명은 특허청구범위 청구항 1의 전제부에 따른 스트립 기판(strip substrate)의 표면 코팅을 위한 다중 코팅 장치(multiple coating device), 특히 다중 마그네트론 스퍼터 코팅 장치(multiple magnetron-sputter coating device) 그리고 특허청구범위 청구항 11의 전제부에 따른 스트립 기판용 진공 코팅 설비에 관한 것이다.

공정 챔버들 내에서 스트립 형태의 재료를 코팅하기 위한 공지된 진공 코팅 설비들은 진공화 가능한 제 1 윈치 챔버(first evacuable winch chamber) 내에, 코팅될 스트립 형태의 재료의 언와인딩 부재(unwinding element)가 삽입된 언와인드 유닛(unwind unit)을 포함하고 그리고 진공화 가능한 제 2 윈치 챔버(second evacuable winch chamber) 내에, 탈부착 가능한(removable), 코팅된 재료의 와인딩 부재(winding element)를 갖는 와인딩 유닛(winding unit)을 포함하며, 이때 상기 언와인딩 부재는 제 1 롤(러) 프레임 내에 배치되어 있고, 상기 와인딩 부재는 제 2 롤(러) 프레임 내에 배치되어 있다. 상기 윈치 챔버들 사이에서는 코팅될 스트립 형태의 재료가 적어도 하나의 진공화 가능한 공정 챔버를 통과하는데, 이 경우 각각의 공정 챔버 내에는 상기 스트립 형태의 재료를 위한 가이딩 장치들을 구비한 프로세스 롤(러) 프레임 및 냉각 롤이 배치되어 있으며, 상기 냉각 롤의 표면 위에는 적어도 하나의 마그네트론 스퍼터원(magnetron sputter source)이 위치한다.

공지된 다른 종류의 스트립 코팅 설비들의 경우에는, 언와인딩 부재와 와인딩 부재가 공정 챔버 내부에 배치되어 있는데, 이러한 경우에는 별도의 윈치 챔버들을 필요로 하지 않는다는 장점이 있긴 하지만, 공정 챔버 전체를 환기시키지 않고는 윈치들의 교체가 불가능하다는 단점이 있다. 본 출원서에 기술된 발명을 통해서는 이러한 설비 타입 역시 바람직하게 개선될 수 있다.

DE 197 35 603 C1호에는 스트립 형태의 재료들을 위한 진공 코팅 설비가 공지되어 있으며, 상기 진공 코팅 설비는 2개의 공정 챔버를 구비한다. 각각의 공정 챔버 내에는 롤(러) 프레임이 존재하고, 이 롤(러) 프레임 내에는 편향 롤러(deflection roller)들, 스트립 텐션 측정 롤들 및 냉각 롤이 지지되어 있다. 상호 간의 정렬을 가능하게 하고 그리고 그에 따라 스트립 형태의 재료의 주름 생성(wrinkling)을 방지하기 위해, 각각의 롤 프레임은 수평 및 수직으로 조절 가능하게 설계되었다. 공정 챔버들 그리고 윈치 챔버들은 상이한 가스와 상이한 압력으로 작동될 수 있도록 하기 위해 스트립 밸브들에 의해서 적절한 진공 상태로 서로 분리되어 있다. 코팅될 스트립 형태의 재료는 상기 스트립 밸브들을 통해서 운반된다.

언와인딩 부재 및 와인딩 부재는 윈치 챔버들 내에 위치한다. 코팅될 재료는 제 1 윈치 챔버 내에서 상기 언와인딩 부재로부터 감긴 것이 풀려 코팅 공정에 공급된 다음, 제 2 윈치 챔버에서 감아 올려진다.

스트립 형태의 재료 코팅에는, 예를 들면 마그네트론 스퍼터원들이 사용될 수 있고, 그 밖에도 예컨대 증기 분배 파이프들을 구비한 열 증발기 또는 이온원(ion source)과 같은 다른 종류의 코팅원(coating source)들도 사용될 수 있으며, 상기 다른 종류의 코팅원들은 개개의 냉각 롤에 대해 상대적으로 조절 가능하게 배치됨으로써, 상기 코팅원들의 길이 방향 중심선(longitudinal center line)은 관련된 자체 냉각 롤의 중심축에 대해 축 평행하게 정렬될 수 있다. 사용된 코팅원들에 따라, 하나 또는 다수의 코팅원은 공정 챔버에 대한 개개의 코팅원의 가스 분리에 적합한 각 하나의 컴파트먼트 내에 배치될 수 있다.

공지되어 있는 코팅원들과 더불어, 추가로 필요한 다른 종류의 공정 기술 장비도 냉각 롤의 주변부/원주(periphery)에 배치될 수 있다. 공정 기술 장비의 설치와 관련해서는 2개의 그룹이 구별될 수 있다. 그에 따라 공정 챔버의 챔버 벽이 폐쇄되기 전에 상기 공정 챔버 내에 배치될 수 있는 공정 기술 장비가 공지되어 있다. 공정 기술 장비의 다른 그룹은 챔버 벽이 폐쇄된 후에 또는 챔버 벽이 폐쇄될 때 비로소 상기 공정 챔버에 배치될 수 있는데, 이때 상기 공정 기술 장비는 챔버 벽에 있는 개구를 통해 공정 챔버 내부로 삽입될 수 있으며, 이 경우에 상기 공정 기술 장비는 캔틸레버(cantilever) 유형으로 한쪽이 상기 챔버 벽 자체에 고정되어 있다.

DE 101 57 186 C1호에는 도입부에 언급된 유형의 진공 코팅 설비가 공지되어 있으며, 상기 진공 코팅 설비의 경우 언와인딩 부재의 롤(러) 프레임이 제 1 윈치 챔버 내에 있는 제 1 고정 지점에 고정되어 있고, 공정 롤(러) 프레임은 공정 챔버 내에 있는 제 2 및 제 3 고정 지점에 고정되어 있으며, 그리고 와인딩 부재의 롤(러) 프레임은 제 2 윈치 챔버 내에 있는 제 4 고정 지점에 고정되어 있다. 상기 진공 코팅 설비의 작동 상태에서 하나의 윈치 챔버와 공정 챔버 간의 압력차는 최대 50Pa에 달한다.

실제로 밝혀진 바에 따르면, 대체로 다수 개이고 냉각 롤 표면의 주변부를 따라서 작은 간극(gap)으로 배치된 마그네트론 스퍼터원 및/또는 컴파트먼트 어레인지먼트의 완전히 축 평행한 이동은 상기 다수개의 마그네트론 및/또는 컴파트먼트의 어레인지먼트와 냉각 롤이 접촉되지 않고서는 어렵게 실현될 수 있다.

이 때문에 과거에는 상기와 같은 접촉 문제를 피하고자, 냉각 롤 그리고 상기 냉각 롤의 주변부를 따라서 배치된 코팅원들과 컴파트먼트들의 어레인지먼트를 갖는 다중 코팅 장치들도 사용되었다. 뿐만 아니라 상기와 같은 어레인지먼트들은 컴파트먼트들의 다수의, 대개는 3개의 부분 어레인지먼트로 세분되었으며, 상기 컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트들은 각각 180°보다 작은 크기의 냉각 롤의 부분 둘레를 둘러싸고 서로 선회 가능하게 연결되었다.

수평으로 방향 설정된 축을 갖는 냉각 롤의 경우, 예컨대 코팅원과 같은 처리 장치들 및 이 처리 장치들의 둘레에서 공간을 제한하는 컴파트먼트들은 2시, 4시, 6시, 8시 및 10시 위치에 배치되어 있으며, 이 경우 시계의 숫자판과 유사하게 6시 위치는 냉각 롤 주변부의 가장 아래쪽 지점에 상응한다.

그와 동시에 코팅 모드 시, 컴파트먼트들과 냉각 롤의 물리적인 필수 거리는 필연적인 압력 분리 때문에 몇 밀리미터, 예를 들면 2 내지 3㎜에 달한다.

예를 들어 다중 코팅 장치의 주간 관리(예컨대, 스퍼터 환경(sputter-environment, 타깃(target) 등을 교체하는 관리 작업) 시에는 처리 장치들 및 컴파트먼트들이 공정 환경으로부터, 즉 냉각 롤에서 제거되어야 한다.

이러한 처리 장치들 및 컴파트먼트들을 제거할 경우 그 절차는 구조가 복잡할 뿐만 아니라 매우 번거롭고 시간 소모적이다. 처리 장치들 및 컴파트먼트들의 제거 작업 시에는, 제일 먼저 공정 챔버의 챔버 벽 한쪽에 지지되어 있는, 예컨대 코팅원과 같은 처리 장치들이 컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트들과 무관하게 상기 공정 챔버로부터 제거되어야 한다. 그 다음 2시와 10시 위치에 배치된 컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트들이 바깥쪽으로 선회할 수 있고, 이어서 컴파트먼트들의 전체 어레인지먼트가 리프팅 테이블(lifting table) 또는 유사한 수단들에 의해 아래쪽으로 수직으로 이동된다.

상기와 같은 절차를 거친 후에야 비로소 컴파트먼트들의 전체 어레인지먼트를 공정 챔버로부터 외부로 수평으로 이동시키는 것이 가능하다.

따라서 본 발명의 과제는 언급한 유형의 다중 코팅 장치들의 관리 절차 및 스트립 기판용 진공 코팅 설비들의 구조적 설계를 단순화하는 것이다.

상기 과제는 청구항 1의 특징들을 갖는 다중 코팅 장치 및 청구항 11의 특징들을 갖는 스트립 기판용 진공 코팅 설비를 통해서 해결된다. 바람직한 형성예들 및 개선예들은 종속 청구항들에 기술되어 있다.

상기 본 발명의 과제와 관련한 이유에서 스트립 기판의 표면 코팅을 위한 다중 코팅 장치가 제안되며, 상기 다중 코팅 장치는 상기 스트립 기판을 180°보다 큰 크기로 둘러싸인 원통형 표면 영역의 부분 둘레를 돌아 냉각 가이드하기 위한, 상기 원통형의 표면 영역(cylindrical surface area)을 갖는 냉각 롤 및 180°보다 큰 크기로 둘러싸인 상기 표면 영역의 부분 둘레에 걸쳐 분포되어 있고 그리고 적어도 각 하나의 처리 장치가 그 내부에 배치된 컴파트먼트들의 어레인지먼트를 포함하며, 이 경우 상기 컴파트먼트들의 어레인지먼트는 분리면에 의해 분리된, 컴파트먼트들의 2개의 부분 어레인지먼트로 분할되어 있고, 각각의 부분 어레인지먼트의 컴파트먼트들은 고정된 상태로 서로 상대적으로 배치되어 있으며, 그리고 각각의 부분 어레인지먼트는 180°보다 작은 크기의, 상기 냉각 롤의 표면 영역의 부분 둘레를 둘러싸며, 이 경우 2개의 부분 어레인지먼트는 상기 분리면에 대해 수직인 방향으로 상기 냉각 롤로부터 떨어져서 멀리 이동할 수 있다.

환언하면, 제안된 상기 다중 코팅 장치에서 컴파트먼트들의 어레인지먼트는 적어도 2개의 부분 어레인지먼트로 이루어져 있으며, 상기 2개의 부분 어레인지먼트는 서로 연결되어 있지 않고 그 때문에 냉각 롤로부터의 그들의 개별 간격이 이동에 의해 증가할 수 있도록 이동 가능하며, 그와 동시에 이러한 경우에는 상기 2개의 부분 어레인지먼트 서로 간의 간격도 증가한다.

위에서 제안된 상기 다중 코팅 장치와 관련한 처리 장치들은 예컨대, 에칭 장치, 기판 온도 조절 장치 또는 유사한 다른 장치와 같은 전처리 장치로 형성될 수 있을 뿐만 아니라 예컨대 마그네트론 스퍼터원, 증기 분배 파이프들을 구비한 열 증발기, 이온원 또는 유사한 다른 장치와 같은 코팅 장치로도 형성될 수 있다. 이러한 경우 본 발명에 따르면, 하나의 그리고 동일한 공정 챔버에 배치된 전처리 장치들 및 코팅 장치들의 어레인지먼트가 제공될 수 있다.

수평으로 방향 설정된 축을 갖는 냉각 롤에서, 예컨대 처리 장치들 및 컴파트먼트들은 상기 냉각 롤의 둘레에 걸쳐 분포될 수 있으며, 그러나 이 경우 6시 위치는 상기 처리 장치들 및 컴파트먼트들이 배치되지 않는 자유로운 상태로 유지된다. 상기 6시 위치에는 2개의 부분 어레인지먼트의 분리면이 위치함으로써, 컴파트먼트들의 어레인지먼트는 6시 위치에서 각각 수평으로 이동 가능한 2개의 부분 어레인지먼트로 분리될 수 있다. 한 바람직한 형성예에 따르면, 냉각 롤의 중심축은 분리면(중심면(center plane))에 배치되어 있다.

이때 관리 절차는 소수의 단계 내에서 가능하다.

공정 챔버를 환기한 후, 제일 먼저 처리 장치들이 냉각 롤의 중심축에 대해 축 평행하게 상기 공정 챔버로부터 제거되고, 이어서 컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트들이 각각 상기 냉각 롤로부터, 예를 들면 모든 측에서 약 20㎜ 떨어져서 멀리 이동된다.

이러한 경우에는 처리 장치들이 냉각 롤의 방사상 방향에 대하여 고정 배치되는 것이 바람직하다. 처리 장치들이 상기와 같이 방사상 방향으로 배치될 경우, 코팅 공정을 최대화하기 위해 냉각 롤 쪽으로 처리 장치들의 간격을 변경하는 것이 가능한데, 다시 말해 처리 장치들과 그들의 개별 컴파트먼트의 상대 이동이 범위 내에서 가능할 수 있다. 이러한 형성예에서는 처리 장치들이 컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트들과 무관하게 이동할 수 있고 공정 챔버로부터 제거될 수 있다. 이러한 점은 한쪽이 공정 챔버의 챔버 벽에 지지되어 있는(캔틸레버) 처리 장치들에 있어서 유리하다.

또한, 한 대안적인 형성예에 따르면, 처리 장치들은 이 처리 장치들을 둘러싸는 컴파트먼트의 섹션에 대해 고정된 상태로 배치될 수 있는데, 다시 말해 상기 처리 장치들은 각각 컴파트먼트들의 개별 부분 어레인지먼트와 함께 이동할 수 있도록 배치될 수 있다. 이때 관리 절차는 소수의 단계 내에서 가능하다. 공정 챔버를 환기한 후, 컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트들은 개별 처리 장치들과 함께 각각 냉각 롤로부터, 예를 들면 각각의 측에서 약 20㎜ 떨어져서 멀리 이동된다.

한 형성예에 따르면, 컴파트먼트들의 2개의 부분 어레인지먼트는 냉각 롤의 축 방향으로 이동할 수 있다. 이로 인해 수평으로 방향 설정된 축을 갖는 냉각 롤에서 컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트들은 챔버 덮개로 형성된 챔버 벽에 의해 폐쇄될 수 있는 공정 챔버의 개구를 통해 상기 공정 챔버로부터 외부로 이동될 수 있으며, 그 결과 컴파트먼트들과 처리 장치들은 유지 보수 목적을 위해 접근이 더 용이해진다. 이러한 경우 컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트들의 축 방향 이동은 동일한 높이에서, 즉 리프팅 테이블 또는 그와 유사한 부재 없이도 외부로 수평으로 이루어질 수 있다.

컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트들이 이와 같은 방식에 의해서 공정 챔버로부터 제거되면, 이러한 상황에서 상기 부분 어레인지먼트들은 공정 챔버 밖에서 계속해서 추가로 개방될 수 있다. 이러한 위치에서는 공정과 관련한 다중 코팅 장치의 모든 부분들에 대한 접근이 문제없이 실시될 수 있다.

대안적으로는 컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트들이 관리 목적으로 개별적으로 그리고 서로 독립적으로 공정 챔버로부터 제거될 수 있다. 이러한 형성이 갖는 장점은, 공정 챔버 밖에 있는 컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트 각각이 예를 들면 타깃, 차폐 장치 등의 교체를 위해 완전히 접근될 수 있다는 것이다.

한 형성예에 따르면, 컴파트먼트들의 2개의 부분 어레인지먼트는 동기식(synchronous)으로 이동할 수 있다. 이를 위해 상기 부분 어레인지먼트들은 예컨대 레버 기어 박스(lever gearbox) 또는 그와 유사한 장치에 의해 서로 결합할 수 있음으로써, 컴파트먼트들의 2개의 부분 어레인지먼트는 전기 모터 또는 그와 유사한 하나 또는 동일한 작동 장치에 의해 각각 동일한 값만큼 이동된다. 압축 공기식 작동 장치가 선호된다. 이러한 압축 공기식 작동 장치는 비교적 더 완만한(soft) 변화 특성을 나타내고, 장애가 발생할 경우 정지한다.

한 대안적인 형성예에 따르면, 컴파트먼트들의 2개의 부분 어레인지먼트는 서로 독립적으로 이동할 수 있다. 이러한 경우 각각의 부분 어레인지먼트는 고유한 작동 장치를 필요로 하거나, 또는 부분 어레인지먼트들은 조작자에 의해서 수동으로 이동된다.

처리 장치의 개수 증가는, 홀수(3개, 5개, 7개 등)의 처리 장치가 냉각 롤의 주변부를 따라서 배치되도록 할 수 있다. 이러한 경우 6시 위치에 하나의 처리 장치가 설치되는 것이 바람직하며, 그 결과 분리면 영역에는 적어도 하나의 처리 장치가 배치되었다. 분리면 영역에 적어도 하나의 처리 장치가 배치된 경우, 상기 적어도 하나의 처리 장치는 하나의 컴파트먼트 내에 배치되어 있다. 이러한 경우 분리면에 배치된 상기 처리 장치는 컴파트먼트와 무관하게 공정 챔버로부터 제거될 수 있거나 또는 컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트들 중 하나의 부분 어레인지먼트에 배치되며, 결과적으로 상기 처리 장치는 상기 하나의 부분 어레인지먼트와 함께 이동할 수 있고 상기 공정 챔버로부터 제거될 수 있다.

예를 들면 저 방사(low emissivity) 코팅에 필요한 것과 같은 높은 기체 분리값(gas separation value)에 도달하기 위해, 분리면 영역에서 처리 장치를 둘러싸는 컴파트먼트는 분리 가능하게 형성될 수 있다. 그에 따라 6시 위치에 있는 컴파트먼트는 적어도 2개의 부분으로 나누어 설계되며, 이러한 경우 상기 컴파트먼트의 일부분은 각각 컴파트먼트들의 2개의 부분 어레인지먼트 중 하나의 부분 어레인지먼트에 배치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 공정 챔버에 대한 상기 컴파트먼트의 두 부분의 밀봉부는 예를 들면 좁은 여유 공간(clearance)들, 신축성 플레이트 리브(flexible plate lip)들에 의해 또는 엘라스토머 밀봉재(elastomer seal)들에 의해서도 실현될 수 있다. 대안적으로 상기 컴파트먼트의 두 부분은, 이러한 컴파트먼트에서 각각 밀봉면을 형성하기 위해, 공정 챔버에 대해 고정된 상태로 배치된 공정 기술 장비의 일부분 쪽으로도 이동할 수 있다.

또한, 한 형성예에 따르면, 6시 위치에 있는 컴파트먼트는 하나의 유닛(unit)으로 형성되어 있고 2개의 부분 어레인지먼트 중 하나의 부분 어레인지먼트에만 배치될 수도 있다.

한 추가 형성예에 따르면, 컴파트먼트들의 2개의 부분 어레인지먼트는 서로 대칭적으로 형성되어 있다. 이로 인해 다중 코팅 장치는 구조상 매우 단순하게 유지될 수 있다.

또 다른 한 형성예에 따르면, 컴파트먼트들의 2개의 부분 어레인지먼트는 공동의 지지 및 가이딩 장치에 배치되어 있으며, 상기 지지 및 가이딩 장치는 분리면에 대해 수직으로 그리고 냉각 롤에 대해 축 방향으로 부분 어레인지먼트들의 이동을 가능하게 한다. 상기 지지 및 가이딩 장치는 예를 들면, 컴파트먼트들의 2개의 부분 어레인지먼트가 x-y-표(table)와 유사하게 하나의 평면 내에서 이동할 수 있도록 설계될 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 상기 과제를 해결하기 위해 챔버 벽들로 형성된 공정 챔버를 포함하고 그리고 상기 공정 챔버 내에, 전술한 유형의 다중 코팅 장치를 포함하는 스트립 기판용 진공 코팅 설비가 제안된다.

한 형성예에 따르면, 적어도 하나의 챔버 벽은 컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트들의 영역에서 진공 밀봉 방식으로 폐쇄 가능한 개구를 가지며, 상기 개구를 통해서 상기 부분 어레인지먼트들은 공정 챔버로부터 외부로 또는 공정 챔버 내부로 이동할 수 있다. 상기 개구는 도어(door) 또는 덮개로 폐쇄될 수 있는데, 이 경우 상기 도어 또는 덮개는 하나 또는 2개의 부분 어레인지먼트와 연결될 수 있으며, 결과적으로 도어 개방 또는 덮개 제거는 챔버 벽의 개구 또는 개구들을 통한 부분 어레인지먼트의 이동을 실현하며, 이로 인해 상기 부분 어레인지먼트들이 공정 챔버로부터 외부로 이동된다.

한 추가 형성예에 따르면, 공정 챔버 밖에서는 컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트들이 그들의 간격을 증가시키기 위해 분리면에 대해 수직으로 추가 이동될 수 있다. 이러한 이동에 의해서는 챔버 벽에 있는 개구 또는 개구들이 작은 크기로 유지될 수 있다. 이와 함께 컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트들은 각각 하나의 또는 공동의 지지 및 가이딩 장치에 배치될 수 있다. 상기 부분 어레인지먼트들은 냉각 롤로부터 약 몇 센티미터만 이동된 다음, 후속해서 상기 냉각 롤의 축 방향으로 공정 챔버로부터 외부로 이동된다. 이러한 이동 후에야 비로소 상기 컴파트먼트들의 부분 어레인먼트들은 재차 분리면에 대해 수직으로 추가 이동되며, 그리고 유지 보수 목적으로 접근을 더 쉽게 하고자 부분 어레인지먼트들 서로 간의 간격이 증가한다.

본 발명은 하기에서 실시예들 및 관련 도면들을 참고로 더 상세히 설명된다.

도 1은 폐쇄된 상태로 있는, 짝수의 처리 장치들을 갖는 다중 코팅 장치를 도시한 측면도이고,
도 2는 개방된 상태로 있는 도 1의 다중 코팅 장치를 도시한 측면도이며,
도 3은 도 1 및 도 2의 다중 코팅 장치의 사시도이고, 그리고
도 4는 홀수의 처리 장치들을 갖는 다중 코팅 장치의 측면도이다.

스트립 기판(도 1 내지 도 3의 도면에는 도시되지 않음), 예컨대 플라스틱 필름(plastic film)의 표면 코팅을 위한 도 1 내지 도 3에 도시된 다중 코팅 장치는 상기 스트립 기판을 180°보다 큰 크기로 둘러싸인 원통형 표면 영역(12)의 부분 둘레를 돌아 냉각 가이드하기 위한, 상기 원통형의 표면 영역(12) 및 회전축(11)을 갖는 냉각 롤(1)을 포함한다. 스트립 기판을 냉각 가이드하기 위해, 상기 스트립 기판은 스트립 기판용 진공 코팅 설비의 공정 챔버 내에서, 왼쪽 상부에서부터 시작하여 상기 냉각 롤(1)과 처리 장치(4)들의 어레인지먼트 사이 간극(13) 내로 삽입된다. 스트립 기판은 상기 간극(13)을 통과하는 동시에 냉각 롤(1)의 주변부를 경유하여 가이드 된다.

각각 스퍼터 마그네트론으로서 형성된 총 4개의 처리 장치(4)의 어레인지먼트는 180°보다 큰 크기로 둘러싸인, 냉각 롤(1)의 표면 영역(12)의 부분 둘레에 걸쳐 분포되어 있으며, 이때 상기 4개의 처리 장치의 어레인지먼트는 상기 표면 영역(12) 쪽으로 향하는 각 하나의 코팅 장치를 가진다. 상기 처리 장치(4)들은 각각 컴파트먼트(21) 내에 배치되어 있으며, 이 경우 상기 처리 장치(4)들은 한쪽이 도면에는 도시되지 않은 공정 챔버의 챔버 벽에 고정되어 있다. 처리 장치(4)들은 고정된 상태로 서로 상대적으로 배치되어 있다. 컴파트먼트(21)들은 처리 장치(4)들에 대해 상대적으로 이동할 수 있다.

처리 장치(4)들이 간극(13)을 통과하는 스트립 기판을 코팅 물질로 코팅하는 동안, 그와 동시에 상기 스트립 기판은 냉각 롤(1)과의 접촉에 의해 냉각된다. 최종적으로, 코팅된 스트립 기판은 오른쪽 상부에서 냉각 롤(1)과 처리 장치(4)들의 어레인지먼트 사이 간극(13)을 벗어난다.

컴파트먼트(21)들의 어레인지먼트는 분리면(3)에 의해 분리된 2개의 부분 어레인지먼트(2)(이 부분 어레인지먼트에는 2개씩의 컴파트먼트(21)가 배열되어 있음)로 분할되어 있으며, 상기 2개의 부분 어레인지먼트는 서로 대칭적으로 형성되어 있다. 대안적으로는 컴파트먼트(21)들 및 처리 장치(4)들의 다른 종류의 어레인지먼트들도 사용될 수 있는데, 예를 들면 본 발명의 기본 개념을 벗어나지 않으면서 6개의 컴파트먼트(21) 및 처리 장치(4), 즉 각각의 측에 3개씩의 컴파트먼트(21) 및 처리 장치(4), 또는 다른 종류의 어레인지먼트들도 실현될 수 있다.

공정 과정에서의 컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트(2)들의 위치는 기계적으로, 예를 들면 볼트에 의해 고정될 수 있다. 이러한 공정 위치에서는 컴파트먼트(21)들이 냉각 롤(1)에 대해서 예를 들면 3㎜의 간격을 가진다. 필요한 공정 압력에 따라 필수 간격은 상이할 수 있는데, 예를 들면 2㎜ 내지 4㎜에 달할 수 있다.

각각의 부분 어레인지먼트(2)의 컴파트먼트(21)들이 고정된 상태로 서로 상대적으로 배치됨으로써, 상기 컴파트먼트들은 각 하나의 프레임(22)에 연결되어 있으며, 상기 프레임은 스트링어(stringer)(23)들, 즉 냉각 롤(1)의 회전축(11)에 대해 평행하게 진행되는 로드형(rod-shaped) 구조 부재들 그리고 늑재(rib)(24)들, 즉 냉각 롤(1)의 회전축(11)에 대해 수직으로 진행되는 평면형 구조 부재들로 이루어진 공간적인 지지 구조물(supporting formwork)로서 형성되어 있으며, 뿐만 아니라 상기 스트링어(23)와 같이 냉각 롤(1)의 회전축(11)에 대해 평행하게 진행되는 각각 2개의 기본 지지체(25)를 구비하며, 이 경우 상기 2개의 부분 어레인지먼트(2)의 기본 지지체(25)들은 동일한 수평면에 놓인다.

2개의 부분 어레인지먼트(2) 각각은 180°보다 작은 크기의, 냉각 롤(1)의 표면 영역(12)의 부분 둘레를 둘러싼다. 이러한 형태의 포위(encirclement)는, 상기 부분 어레인지먼트(2)들을 각각 분리면(3)에 대해 수직인 방향으로 냉각 롤(1)로부터 떨어져서 멀리 이동시킬 수 있도록 하기 위한 전제 조건이며, 그에 따라 상기 냉각 롤(1)로부터 상기 부분 어레인지먼트들의 개별 간격 그리고 상기 부분 어레인지먼트(2)들 서로 간에 갖는 간격이 증가할 수 있다.

뿐만 아니라 상기 컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트(2)들은 각각 2개의 기본 지지체(25) 상에 지지되어 있으며, 상기 기본 지지체들은 지지 및 가이드 장치 상에 다중 코팅 장치를 설치할 때 스트립 기판용 진공 코팅 설비의 공정 챔버 내부에 배치될 수 있으며, 상기 지지 및 가이드 장치는 분리면(3)에 대해 수직으로, 즉 도 1 및 도 2의 드로잉 평면(drawing plane)에서 분리면(3)에 대해 수직으로 그리고 냉각 롤(1)에 대해 축 방향으로, 즉 냉각 롤(1)의 회전축(11)에 대해 평행하게 상기 부분 어레인지먼트(2)들의 이동을 가능하게 한다.

스트립 기판(5), 예를 들면 플라스틱 필름의 표면 코팅을 위한 도 4에 도시된 다중 코팅 장치는 180°보다 큰 크기로 둘러싸인 원통형 표면 영역(12)의 부분 둘레를 돌아 상기 스트립 기판(5)을 냉각 가이드하기 위한, 상기 원통형의 표면 영역(12) 및 회전축(11)을 갖는 냉각 롤(1)을 포함한다. 스트립 기판을 냉각 가이드하기 위해, 상기 스트립 기판(5)은 스트립 기판용 진공 코팅 설비의 공정 챔버 내에서 왼쪽 상부에서부터 시작하여 가이딩 롤러(6)들을 통해 냉각 롤(1)과 각각 스퍼터 마그네트론으로서 형성된 처리 장치(4)들의 어레인지먼트 사이 간극(13) 내로 삽입된다. 스트립 기판(5)은 냉각 롤(1)과 컴파트먼트(21)의 스퍼터 플레이트(7)들 사이 간극(13)을 통과하는 동시에 상기 냉각 롤(1)의 주변부를 경유하여 가이드 된다.

총 5개의 처리 장치(4)의 어레인지먼트는 180°보다 큰 크기로 둘러싸인, 냉각 롤(1)의 표면 영역(12)의 부분 둘레에 걸쳐 분포되어 있으며, 이때 상기 처리 장치들의 어레인지먼트는 상기 표면 영역(12) 쪽으로 향하는 각 하나의 코팅 장치를 가진다. 2시, 4시, 8시 및 10시 위치에 있는 처리 장치(4)들은 파이프 마그네트론으로서 설계되었다. 그러나 도 1 내지 도 3의 실시예와 달리, 도 4의 실시예에서는 처리 장치(4)의 개수가 홀수이며, 그 결과 다섯 번째 처리 장치(4)는 6시 위치에 있는 분리면에 배치되어 있고 평면형 마그네트론으로서 형성되었다. 그러나 본 발명에 따르면, 6시 위치에 배치된 코팅원(4)은 파이프 마그네트론으로도 또는 다른 종류의 처리 장치로도 형성될 수 있다.

평면형 마그네트론으로도 형성될 수 있는 각각 2개의 파이프 마그네트론은 각각 하나의 컴파트먼트(21) 내에 배치되어 있으며, 이 경우 처리 장치(4)들은 한쪽이 공정 챔버의 챔버 벽(도면에는 도시되지 않음)에 고정되어 있다. 상기 처리 장치(4)들은 고정된 상태로 서로 상대적으로 배치되어 있다. 컴파트먼트(21)들은 냉각 롤(1)과 처리 장치(4)들에 대해 상대적으로 이동할 수 있다.

처리 장치(4)들이 간극(13)을 통과하는 스트립 기판(5)을 코팅 물질로 코팅하는 동안, 그와 동시에 상기 스트립 기판(5)은 냉각 롤(1)과의 접촉에 의해 냉각된다. 최종적으로, 코팅된 스트립 기판(5)은 오른쪽 상부에서 냉각 롤(1)과 처리 장치(4)들의 어레인지먼트 사이 간극을(13)을 벗어난다.

컴파트먼트(21)들의 어레인지먼트는 분리면(3)에 의해 분리된 2개의 부분 어레인지먼트(2)(이 부분 어레인지먼트에는 각 하나의 컴파트먼트(21)가 배열되어 있음)로 분할되어 있으며, 상기 2개의 부분 어레인지먼트는 서로 대칭적으로 형성되어 있다. 이 경우 6시 위치에 배치되어 있는 추가 컴파트먼트(21)가 2등분 되어 있으며, 그 결과 상기 추가 컴파트먼트(21)의 2개의 부분은 공정 챔버에 대해 밀봉되어야 한다. 이러한 밀봉을 위해 상기 도 4의 실시예에 따르면, 상기 추가 컴파트먼트(21)의 2개의 부분은 평면형 마그네트론을 고정하기 위해 제공된 지지체 쪽으로 이동할 수 있다. 본 발명에 따르면, 단 하나의 밀봉면을 갖는 밀봉부들, 다시 말해 상기 추가 컴파트먼트의 2개의 부분이 공동의 밀봉면을 형성하는 밀봉부들도 제공될 수 있으며, 상기 공동 밀봉부들은 예를 들면 좁은 여유 공간들, 신축성 플레이트 리브들에 의해 또는 엘라스토머 밀봉재들에 의해서도 실현될 수 있다.

공정 과정에서의 컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트(2)들의 위치는 기계적으로, 예를 들면 볼트에 의해 고정될 수 있다. 이러한 공정 위치에서는 컴파트먼트(21)들이 냉각 롤(1)에 대해 예를 들면 3㎜의 간격을 가진다. 필요한 공정 압력에 따라 필수 간격은 상이할 수 있는데, 예를 들면 2㎜ 내지 4㎜에 달할 수 있다.

2개의 부분 어레인지먼트(2) 각각은 180°보다 작은 크기의, 냉각 롤(1)의 표면 영역(12)의 부분 둘레를 둘러싼다. 이러한 형태의 포위는, 컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트(2)들을 각각 분리면(3)에 대해 수직인 방향으로 냉각 롤(1)로부터 떨어져서 멀리 이동시킬 수 있도록 하기 위한 전제 조건이며, 그에 따라 상기 냉각 롤(1)로부터 상기 부분 어레인지먼트들의 개별 간격 그리고 상기 부분 어레인지먼트(2)들 서로 간에 갖는 간격이 증가할 수 있다. 도 4에서, 분리면(3)에 대해 수직인 상기 방향은 각각의 부분 어레인지먼트(2)에 있어서 각각 양방향 화살표로 도시되어 있다.

1: 냉각 롤
11: 회전축
12: 표면 영역
13: 간극
2: 컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트
21: 컴파트먼트
22: 프레임
23: 스트링어
24: 늑재
25: 기본 지지체
3: 분리면
4: 처리 장치
5: 스트립 기판
6: 가이딩 롤러
7: 스퍼터 플레이트

Claims

스트립 기판(strip substrate)(5)의 표면 코팅을 위한 다중 코팅 장치로서,
상기 다중 코팅 장치는 스트립 기판(5)을 180°보다 큰 크기로 둘러싸인 원통형 표면 영역(cylindrical surface area)(12)의 부분 둘레를 돌아 냉각 가이드하기 위한, 상기 원통형의 표면 영역(12)을 갖는 냉각 롤(1) 및 180°보다 큰 크기로 둘러싸인 상기 표면 영역(12)의 부분 둘레에 걸쳐 분포되어 있고 그리고 적어도 각 하나의 처리 장치(4)가 내부에 배치된 컴파트먼트(21)들의 어레인지먼트(arrangement of compartments)를 포함하며, 상기 컴파트먼트(21)들의 어레인지먼트는 분리면(3)에 의해 분리된 2개의 부분 어레인지먼트(2)로 분할되어 있고, 각각의 부분 어레인지먼트(2)의 컴파트먼트(21)들은 고정된 상태로 서로 상대적으로 배치되어 있으며, 그리고 각각의 부분 어레인지먼트(2)는 180°보다 작은 크기의, 상기 냉각 롤(1)의 표면 영역(12)의 부분 둘레를 둘러싸는, 스트립 기판(5)의 표면 코팅을 위한 다중 코팅 장치에 있어서,
컴파트먼트들의 2개의 부분 어레인지먼트(2)가 상기 냉각 롤(1)로부터 상기 분리면(3)에 대해 수직인 방향으로 떨어지도록 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는,
다중 코팅 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 처리 장치(4)들이 상기 냉각 롤(1)의 방사상 방향에 대하여 고정된 상태로 배치된 것을 특징으로 하는,
다중 코팅 장치.
제 1항에 있어서,
처리 장치(4)들이 이 처리 장치(4)들을 둘러싸는 컴파트먼트(21)의 섹션에 대하여 고정된 상태로 배치된 것을 특징으로 하는,
다중 코팅 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 컴파트먼트들의 2개의 부분 어레인지먼트(2)가 상기 냉각 롤(1)의 축 방향(11)으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는,
다중 코팅 장치.
제 1 항에 있어서,
컴파트먼트들의 2개의 부분 어레인지먼트(2)가 동기식(synchronous)으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는,
다중 코팅 장치.
제 1 항에 있어서,
컴파트먼트들의 2개의 부분 어레인지먼트(2)가 서로 독립적으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는,
다중 코팅 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 분리면(3)의 영역에 적어도 하나의 처리 장치(4)가 배치된 것을 특징으로 하는,
다중 코팅 장치.
제 7항에 있어서,
상기 분리면(3)의 영역에 배치된 상기 처리 장치(4)를 둘러싸는 컴파트먼트(21)가 분리 가능하게 형성된 것을 특징으로 하는,
다중 코팅 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 컴파트먼트들의 2개의 부분 어레인지먼트(2)가 서로 대칭적으로 형성된 것을 특징으로 하는,
다중 코팅 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 컴파트먼트들의 2개의 부분 어레인지먼트(2)가 공동의 지지 및 가이드 장치에 배치되어 있으며, 상기 공동의 지지 및 가이드 장치는 상기 분리면(3)에 대해 수직으로 그리고 상기 냉각 롤(1)에 대해 축 방향(11)으로 상기 컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트(2)들의 이동을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는,
다중 코팅 장치.
챔버 벽들로 형성된 공정 챔버를 포함하고 그리고 상기 공정 챔버 내에 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 다중 코팅 장치를 포함하는,
스트립 기판용 진공 코팅 설비.
제 11 항에 있어서,
컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트(2)들의 영역에서 적어도 하나의 챔버 벽이 진공 밀봉 방식으로 폐쇄 가능한 개구를 가지며, 상기 개구를 통해서 상기 컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트(2)들은 상기 공정 챔버로부터 외부로 또는 상기 공정 챔버 내부로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는,
스트립 기판용 진공 코팅 설비.
제 12 항에 있어서,
상기 공정 챔버 밖에서는 상기 컴파트먼트들의 부분 어레인지먼트(2)들이 자체 간격을 증가시키기 위해 상기 분리면(3)에 대해 수직으로 추가 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는,
스트립 기판용 진공 코팅 설비.