KR101784869B1 - 박막 증착장치 - Google Patents

박막 증착장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101784869B1
KR101784869B1 KR1020160046190A KR20160046190A KR101784869B1 KR 101784869 B1 KR101784869 B1 KR 101784869B1 KR 1020160046190 A KR1020160046190 A KR 1020160046190A KR 20160046190 A KR20160046190 A KR 20160046190A KR 101784869 B1 KR101784869 B1 KR 101784869B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
chamber
unloading
loading
compartment
Prior art date
Application number
KR1020160046190A
Other languages
English (en)
Inventor
박지훈
한경록
Original Assignee
주식회사 에스에프에이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에스에프에이 filed Critical 주식회사 에스에프에이
Priority to KR1020160046190A priority Critical patent/KR101784869B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101784869B1 publication Critical patent/KR101784869B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H01L21/203
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/562Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks for coating elongated substrates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/568Transferring the substrates through a series of coating stations
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612Formation types
    • H01L21/02617Deposition types
    • H01L21/02631Physical deposition at reduced pressure, e.g. MBE, sputtering, evaporation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67703Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
    • H01L21/67706Mechanical details, e.g. roller, belt
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67745Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber characterized by movements or sequence of movements of transfer devices
    • H01L51/0097
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K77/00Constructional details of devices covered by this subclass and not covered by groups H10K10/80, H10K30/80, H10K50/80 or H10K59/80
    • H10K77/10Substrates, e.g. flexible substrates
    • H10K77/111Flexible substrates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/93Batch processes
    • H01L2224/95Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L2224/951Supplying the plurality of semiconductor or solid-state bodies
    • H01L2224/95115Supplying the plurality of semiconductor or solid-state bodies using a roll-to-roll transfer technique
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

박막 증착장치가 개시된다. 본 발명에 따른 박막 증착장치는, 내부가 진공 분위기로 형성되며 내부공간에서 연속적으로 이동되는 필름에 대해 증착공정을 수행하는 공정 챔버와, 공정 챔버 외부에 배치되며 필름에 연결되어 필름을 이동시키는 필름 이동유닛과, 필름이 내부를 관통하고 내부가 공정 챔버의 내부 및 공정 챔버의 외부에 연통되되 공정 챔버의 내부가 진공 분위기로 유지되도록 내부공기를 외부로 배출하는 펌핑 챔버를 포함한다.

Description

박막 증착장치{THIN LAYERS DEPOSITION APPARATUS}
본 발명은, 박막 증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 플렉시블(flexible)한 필름을 연속적으로 공급하여 필름에 박막을 증착하는 롤투롤(roll-to-roll) 방식의 박막 증착장치에 관한 것이다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 플라즈마 디스플레이장치(Plasma Display Panel, PDP) 및 유기발광다이오드 디스플레이장치(Organic Light Emitting Diode Display, OLED) 등의 디스플레이나 반도체는 박막 증착(Deposition), 식각(Etching) 등의 다양한 공정을 거쳐 제품으로 출시된다.
다양한 공정 중에서 특히 박막 증착 공정은, 증착의 중요한 원칙에 따라 크게 두 가지로 나뉜다.
하나는 화학적 기상 증착(Chemical Vapor deposition, CVD)이고, 다른 하나는 물리적 기상 증착(Physical Vapor Deposition, PVD)이며, 이들은 현재 공정의 특성에 맞게 널리 사용되고 있다.
화학적 기상 증착은, 외부의 고주파 전원에 의해 플라즈마(Plasma)화 되어 높은 에너지를 갖는 실리콘계 화합물 이온(ion)이 전극을 통해 샤워헤드로부터 분출되어 기판 상에 증착되도록 하는 방식이다.
이에 반해, 스퍼터링(sputtering) 장치로 대변될 수 있는 물리적 기상 증착은, 플라즈마 내의 이온에 충분한 에너지를 걸어주어 타겟(target)에 충돌되도록 한 후에 타겟으로부터 튀어나오는, 즉 스퍼터되는 타겟 원자가 기판 상에 증착되도록 하는 방식이다.
물론, 물리적 기상 증착에는 전술한 스퍼터(Sputter) 방식 외에도 이-빔(E-Beam), 이베퍼레이션(Evaporation), 서멀 이베퍼레이션(Thermal Evaporation) 등의 방식이 있기는 하지만, 이하에서는 스퍼터링 방식의 스퍼터링 장치를 물리적 기상 증착이라 하기로 한다.
종래 스퍼터링 장치의 캐소드는 평면 형태의 캐소드가 주를 이루었으나, 최근에 들어서는 캐소드가 회전축을 기준으로 360ㅀ회전 가능한 회전형 캐소드가 개발되어 사용이 점차 증가하고 있다.
이러한 종래의 회전형 캐소드는, 장치 조절의 용이성, 고증착율, 낮은 제조단가, 방출 전자 제한, 내화 금속 및 화합물에의 적용 가능성 등의 다양한 장점으로 인해 특히, 액정표시장치(LCD), 플라즈마 디스플레이장치(PDP) 및 유기발광다이오드 디스플레이장치(OLED) 등의 디스플레이 제조에 폭넓게 사용되고 있다.
한편, 스퍼터링 장치는, 크게 배치 타입(batch type)과, 인라인 방식(in line type) 및 롤투롤 방식(roll-to-roll type)으로 구분된다.
배치 타입 스퍼터링 장치는 기판 이동용 로봇핸드를 통해 챔버에 기판을 투입하며, 챔버에서 증착이 완료된 후 다시 기판 이동용 로봇핸드를 통해 기판을 회수하는 방식이다. 이러한 배치 타입은 기판의 투입 및 회수 시마다 챔버를 개방해야하고, 그에 따라 챔버 내부에 진공분위기를 형성하는 펌핑(pumping)작업과 진공분위기를 파기하는 벤팅(venting)작업이 반복적으로 수행되므로 실질적인 증착공정이 수행되는 시간보다 증착공정을 준비하는 시간이 많아 장비 가동룔이 낮은 문제점이 있다.
또한 배치 타입 스퍼터링 장치는, 챔버 내부에 마련되며 챔버의 내부로 투입된 기판을 파지하는 기판 파지부를 구비한다. 이러한 기판 파지부는 기계적으로 기판을 파지하는 방식이므로 기판 파지부가 파지한 기판 부위에는 증착이 이루어지지 않고, 그에 따라 기판의 전면적에 증착이 이루어지지 않는 문제점이 있다.
인라인 스퍼터링 시스템은, 기판이 통과하는 다수개의 챔버를 연속적으로 배치하고 기판을 챔버들 내부로 이송시키며 증착을 수행하는 방식이다. 이러한 인라인 스퍼터링 시스템은, 다수개의 기판들을 연속적으로 이송시키며 증착 공정을 수행할 수 있어 생산성이 높은 장점이 있다.
롤투롤 방식의 스퍼터링 장치는, 플렉시블(flexible)한 필름을 연속적으로 이송하며 필름의 표면에 박막을 증착하는 방식이다. 이러한 롤투롤 방식 스퍼터링 장치는, 릴(reel) 형태로 감겨진 필름을 권출(unwinding)한 후 권출된 필름의 표면에 박막을 증착하며, 증착이 완료된 필름을 다시 릴 형태로 권취(rewinding)하는 방식으로 필름의 표면에 박막을 증착한다.
도 1은 종래기술에 따른 롤투롤 방식의 스퍼터링 장치가 도시된 도면이다.
종래기술에 따른 롤투롤 방식의 스퍼터링 장치는, 필름(P)에 박막을 증착하는 증착부(10)와, 필름(P)을 귄출하는 권출 롤(unwinding roll, 20)과, 필름(P)을 권취하는 권취 롤(rewinding roll, 30)과, 증착부(10), 권출 롤(20) 및 권취 롤(30)이 내부에 배치되는 진공 챔버(40)를 포함한다.
이러한 종래기술의 롤투롤 방식의 스퍼터링 장치는, 증착부(10)와 권출 롤(20) 및 권취 롤(30) 모두가 동일한 진공 챔버(40)의 내부에 배치됨으로써, 필름(P)의 교체(권출 롤(20) 및 권취 롤(30)의 교체)시 마다 진공 챔버(40)의 펌핑(Pumping) 및 벤팅(Venting)을 반복하여야 하고, 그에 따라 장비 가동룔이 낮은 문제점이 있다.
또한, 권출 롤(20) 및 권취 롤(30)이 진공 챔버(40)의 내부에 배치되므로, 작업자가 진공 챔버(40)의 내부에서 권출 롤(20) 및 권취 롤(30)의 교체하여야 하고, 그에 따라 작업 시간이 길어지고 작업 난이도가 올라가는 문제점이 있다.
권출 롤(20) 및 권취 롤(30)의 교체에 소요되는 긴 작업 시간은, 장비 가동률을 떨어뜨리고, 생산성 및 경제성을 저해한다.
또한 종래기술에 종래기술의 롤투롤 방식의 스퍼터링 장치는, 권출 롤(20) 및 권취 롤(30)이 증착 공정이 수행되는 진공 챔버(40)의 내부에 배치되므로, 권출 롤(20) 및 권취 롤(30)에서 발생된 파티클(particle)에 의해 증착 품질에 악영향을 주는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2006-0111896호, (2012.10.16.)
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 플렉시블(flexible)한 필름을 이송하는 필름 이동유닛을 공정 챔버의 외부에 배치하면서도, 공정 챔버의 내부에서 연속적으로 이동되는 필름에 대해 증착 공정을 수행할 수 있는 박막 증착장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부가 진공 분위기로 형성되며, 내부공간에서 연속적으로 이동되는 필름에 대해 증착공정을 수행하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버 외부에 배치되며, 상기 필름에 연결되어 상기 필름을 이동시키는 필름 이동유닛; 및 상기 필름이 내부를 관통하고, 내부가 상기 공정 챔버의 내부 및 상기 공정 챔버의 외부에 연통되는 펌핑 챔버를 포함하며, 상기 펌핑 챔버의 내부공기는 상기 공정 챔버의 내부가 진공 분위기로 유지되도록 외부로 펌핑되는 박막 증착장치가 제공될 수 있다.
상기 펌핑 챔버는, 상기 필름이 상기 필름 이동유닛에서 상기 공정 챔버로 이동되는 경로에 배치되는 로딩 챔버; 및 상기 필름이 상기 공정 챔버에서 상기 필름 이동유닛으로 이동되는 경로에 배치되는 언로딩 챔버를 포함하며, 상기 펌핑 챔버의 내부 공기는, 상기 필름이 이동되도록 상기 펌핑 챔버에 형성된 개구를 통하여 유입되는 공기를 포함할 수 있다.
상기 로딩 챔버는, 상호 연통되며, 내부압력이 서로 다른 복수의 로딩용 격실부; 및 상기 복수의 로딩용 격실부 각각에 개별적으로 연결되며, 상기 로딩용 격실부의 내부공기를 외부로 배출하는 로딩용 펌핑부를 포함할 수 있다.
상기 로딩용 격실부들의 내부 압력은, 상기 필름의 이동방향을 따라 순차적으로 낮아질 수 있다.
상기 로딩용 격실부는, 상기 로딩 챔버의 내부에 배치되며, 상기 로딩 챔버의 내부공간을 구획하는 로딩 챔버용 격벽; 및 상기 로딩 챔버용 격벽에 연결되며, 상기 로딩용 격실부의 내부공기가 이웃한 로딩용 격실부로 유동되는 것을 제한하는 로딩 챔버용 유동 제한부를 포함할 수 있다.
상기 로딩 챔버용 격벽에는, 상기 필름이 관통하는 필름 관통공이 마련되며,상기 로딩 챔버용 유동 제한부는, 상기 로딩 챔버용 격벽에 지지되며 상기 필름 관통공에 연통되는 필름 통과로를 형성하는 필름 통과용 채널을 포함할 수 있다.
상기 필름 통과로는, 상기 로딩용 격실부의 내부공간에 연통될 수 있다.
상기 언로딩 챔버는, 상호 연통되며, 내부압력이 서로 다른 복수의 언로딩용 격실부; 및 상기 복수의 언로딩용 격실부 각각에 개별적으로 연결되며, 상기 언로딩용 격실부의 내부공기를 외부로 배출하는 언로딩용 펌핑부를 포함할 수 있다.
상기 언로딩용 격실부들의 내부 압력은, 상기 필름의 이동방향을 따라 순차적으로 높아질 수 있다.
상기 언로딩용 격실부는, 상기 언로딩 챔버의 내부에 배치되며, 상기 언로딩 챔버의 내부공간을 구획하는 언로딩 챔버용 격벽; 및 상기 언로딩 챔버용 격벽에 연결되며, 상기 언로딩용 격실부의 내부공기가 이웃한 언로딩용 격실부로 유동되는 것을 제한하는 언로딩 챔버용 유동 제한부를 포함할 수 있다.
상기 언로딩 챔버용 격벽에는, 상기 필름이 관통하는 필름 관통공이 마련되며, 상기 언로딩 챔버용 유동 제한부는, 상기 언로딩 챔버용 격벽에 지지되며, 상기 필름 관통공에 연통되는 필름 통과로를 형성하는 필름 통과용 채널을 포함할 수 있다.
상기 필름 통과로는, 상기 언로딩용 격실부의 내부공간에 연통될 수 있다.
상기 로딩 챔버와 상기 공정 챔버를 연결하고, 상기 필름이 내부를 관통하도록 마련되며, 내부를 통과하는 상기 필름을 가열하는 가열 챔버를 더 포함할 수 있다.
상기 공정 챔버와 상기 언로딩 챔버를 연결하고, 상기 필름이 내부를 관통하도록 마련되며, 내부를 통과하는 상기 필름을 냉각하는 냉각 챔버를 더 포함할 수 있다.
상기 필름 이동유닛이 배치되는 상기 공정 챔버 외부는 대기압 분위기로 형성될 수 있다.
상기 필름 이동유닛은, 감겨진 상기 필름을 언와인딩(unwinding)하는 언와인딩 롤(unwinding roll); 및 상기 필름을 와인딩(winding)하는 리와인딩 롤(rewinding roll)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 공정 챔버 외부에 배치되며 필름을 이동시키는 필름 이동유닛과, 필름이 내부를 관통하고 내부가 공정 챔버의 내부 및 공정 챔버의 외부에 연통되되 공정 챔버의 내부가 진공 분위기로 유지되도록 내부공기를 외부로 배출하는 펌핑 챔버를 구비함으로써, 필름 이동유닛을 공정 챔버의 외부에 배치하면서도 공정 챔버의 내부에서 연속적으로 이동되는 필름에 대해 증착 공정을 수행할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 롤투롤 방식의 스퍼터링 장치가 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치의 개략적인 구조가 도시된 도면이다.
도 3은 도 2의 로딩 챔버가 도시된 도면이다.
도 4는 도 3의 로딩용 격실부가 도시된 도면이다.
도 5는 도 2의 언로딩 챔버가 도시된 도면이다.
도 6은 도 5의 언로딩용 격실부가 도시된 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
이하에서 설명될 박막 증착장치는, 스퍼터링(sputtering) 방식 또는 이베포포레이션(evaporation) 방식 등의 다양한 방식으로 박막을 형성할 수 있는데, 설명의 편의를 위해 이하에서 설명되는 박막 증착장치는, 스퍼터링 방식으로 박막을 형성하는 박막 증착장치로 설명한다. 즉, 이하의 박막 증착장치는 스퍼터링 방식의 박막 증착장치이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치의 개략적인 구조가 도시된 도면이고, 도 3은 도 2의 로딩 챔버가 도시된 도면이며, 도 4는 도 3의 로딩용 격실부가 도시된 도면이고, 도 5는 도 2의 언로딩 챔버가 도시된 도면이며, 도 6은 도 5의 언로딩용 격실부가 도시된 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치는, 내부가 진공 분위기로 형성되며 내부공간에서 연속적으로 이동되는 필름(P)에 대해 증착공정을 수행하는 공정 챔버(process chamber, 110)와, 공정 챔버(110) 외부에 배치되며 필름(P)에 연결되어 필름(P)을 이동시키는 필름 이동유닛(120)과, 필름(P)이 내부를 관통하고 내부가 공정 챔버(110)의 내부 및 공정 챔버(110)의 외부에 연통되는 펌핑 챔버(130, 140)와, 펌핑 챔버(130, 140)와 공정 챔버(110)를 연결하고 내부를 통과하는 필름(P)을 가열하는 가열 챔버(150)와, 공정 챔버(110)와 펌핑 챔버(130, 140)를 연결하고 내부를 통과하는 필름(P)을 냉각하는 냉각 챔버(160)를 포함한다.
공정 챔버(110)는, 내부가 진공 분위기로 형성되며, 내부공간에서 연속적으로 이동되는 필름(P)에 대해 증착공정을 수행한다. 이러한 공정 챔버(110)에서는 필름(P)에 대한 스퍼터링 공정이 수행된다.
본 실시예의 공정 챔버(110)의 내부는 진공 분위기로 형성된다. 종래기술의 공정 챔버(110)는 밀폐된 구조로 형성되지만, 본 실시예의 공정 챔버(110)는 종래 기술과 달리 밀폐된 구조가 아닌 오픈된 구조로 형성된다. 즉 공정 챔버(110)의 내부가 가열 챔버(150) 및 냉각 챔버(160)의 내부와 연통된다.
이러한 공정 챔버(110)에는 스퍼터링 캐소드(cathode, 111)가 마련된다. 스퍼터링 캐소드(111)는, 필름(P)을 향하여 증착물질(미도시)을 제공하는 타겟(112)과, 타겟(112)이 외벽에 마련되는 캐소드 백킹튜브와, 캐소드 백킹튜브의 내부에 마련되어 자기장을 발생시키는 마그네트(미도시)를 포함한다.
본 실시예에서 타겟(112)과 캐소드 백킹튜브(미도시) 및 마그네트(미도시)을 포함하는 스퍼터링 캐소드(111) 영역이 음극(cathode)을 형성하고, 필름(P) 영역이 양극(anode)을 형성한다. 이처럼, 타겟(112)에 음극(cathode)이 형성되면 타겟(112)은 하부 영역에 위치한 필름(P)을 향해 증착 물질을 제공한다.
또한 공정 챔버(110)에는, 공정 챔버(110)의 내부에 배치되며 공정 챔버(110)에 회전 가능하게 결합되는 다수개의 가이드 롤러(G)가 마련된다. 이러한 가이드 롤러(G)는 필름(P)을 지지하며 필름(P)의 이동을 가이드한다.
필름 이동유닛(120)은, 공정 챔버(110) 외부에 배치되며, 필름(P)에 연결되어 필름(P)을 이동시킨다. 이러한 필름 이동유닛(120)은, 감겨진 필름(P)을 언와인딩(unwinding)하는 언와인딩 롤(unwinding roll, 121)과, 필름(P)을 와인딩(winding)하는 리와인딩 롤(rewinding roll, 122)과, 리와인딩 롤(122)에 연결되며 리와인딩 롤(122)을 회전시키는 리와인딩 롤 구동부(미도시)를 포함한다.
리와인딩 롤 구동부(미도시)는 리와인딩 롤(122)에 연결되며 리와인딩 롤(122)을 회전시킨다. 본 실시예에서 리와인딩 롤 구동부(미도시)는 회전용 모터로 이루어질 수 있다.
언와인딩 롤(121)에 감겨진 필름(P)은 언와인딩 롤(121)의 회전에 의해 언와인딩 롤(121)에서 귄출(unwinding)되며, 언와인딩 롤(121)에서 권출된 필름(P)은 리와인딩 롤(122)의 회전에 의해 공정 챔버(110) 등을 지나 다시 릴 형태로 리와인딩 롤(122)에 권취(rewinding)된다.
본 실시예에서 언와인딩 롤(121)과 리와인딩 롤(122)은 필름(P)을 통해 연결되므로, 리와인딩 롤(122)의 회전을 따라 언와인딩 롤(121)이 회전된다.
또한 필름 이동유닛(120)은, 언와인딩 롤(121)의 원활한 회전을 위해, 언와인딩 롤(121)에 연결되며 언와인딩 롤(121)을 회전시키는 언와인딩 롤 구동부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
펌핑 챔버(130, 140)의 내부는, 공정 챔버(110)의 내부 및 공정 챔버(110)의 외부에 연통된다. 즉, 펌핑 챔버(130, 140)는 밀폐된 구조가 아니라 오픈된 구조로 형성된다.
본 실시예의 펌핑 챔버(130, 140)는 필름(P)이 필름 이동유닛(120)에서 공정 챔버(110)로 이동되는 경로에 배치되는 로딩 챔버(130)와, 필름(P)이 공정 챔버(110)에서 필름 이동유닛(120)으로 이동되는 경로에 배치되는 언로딩 챔버(140)를 포함한다.
로딩 챔버(130)의 내부공기는, 공정 챔버(110)의 내부가 진공 분위기로 유지되도록 외부로 배출된다. 마찬가지로, 언로딩 챔버(140)의 내부공기는, 공정 챔버(110)의 내부가 진공 분위기로 유지되도록 외부로 배출된다.
여기서 로딩 챔버(130)와 언로딩 챔버(140)의 내부공기는, 필름(P)이 이동되도록 로딩 챔버(130)와 언로딩 챔버(140)에 형성된 개구를 통해 로딩 챔버(130)와 언로딩 챔버(140)의 내부로 유입되는 공기를 포함한다.
앞서 상술한 바와 같이 언와인딩 롤(121)과 리와인딩 롤(122)은 공정 챔버(110)의 외부에 배치되므로, 언와인딩 롤(121)에서 권출된 필름(P)은 로딩 챔버(130)를 관통하여 공정 챔버(110)로 이동되며, 공정 챔버(110)를 통과한 필름(P)은 언로딩 챔버(140)를 거쳐 리와인딩 롤(122)에 권취된다.
본 실시??의 로딩 챔버(130) 및 언로딩 챔버(140)는, 종래 기술과 같이 게이트 밸브(미도시) 등을 통해 로딩 챔버(130) 및 언로딩 챔버(140)의 내부를 밀폐시킨 후 대기압과 진공 간의 전환하는 종래의 방식을 사용하지 않고, 로딩 챔버(130) 및 언로딩 챔버(140) 내부를 오픈 상태를 유지하며 로딩 챔버(130) 및 언로딩 챔버(140) 내부의 공기를 배출하여 공정 챔버(110)의 내부를 진공 분위기로 형성한다.
내부 공기의 배출 시 외부 공기가 로딩 챔버(130) 및 언로딩 챔버(140)의 내부로 유입되는 것을 차단하기 위해 본 실시예의 로딩 챔버(130) 및 언로딩 챔버(140)는, 다중 차등 펌핑(Multiple differential pumping) 구조로 이루어진다.
자세히 설명하면, 본 실시예에서 로딩 챔버(130)는, 상호 연통되며, 내부압력이 서로 다른 복수의 로딩용 격실부(131)와, 복수의 로딩용 격실부(131) 각각에 개별적으로 연결되며 로딩용 격실부(131)의 내부공기를 외부로 배출하는 로딩용 펌핑부(미도시)를 포함한다.
복수의 로딩용 격실부(131)는, 로딩 챔버(130)의 내부에 배치되며, 필름(P)의 통과를 위해 내부가 상호 연통된다. 도 3에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 로딩용 격실부(131)는 4개로 마련되는데, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되지 않으며 로딩용 격실부(131)는 다양한 개수로 마련될 수 있다.
로딩용 펌핑부(미도시)는, 복수의 로딩용 격실부(131) 각각에 개별적으로 연결되며 로딩용 격실부(131)의 내부공기를 외부로 배출한다. 로딩용 펌핑부(미도시)는 펌핑 압력을 조절하여 복수의 로딩용 격실부(131)의 내부 압력을 개별적으로 조절한다.
본 실시예서 로딩용 펌핑부(미도시)는, 로딩용 격실부(131)들의 내부 압력이 필름(P)의 이동방향을 따라 순차적으로 낮아지도록 펌핑 압력을 조절한다.
여기서, 로딩용 격실부(131)들의 내부 압력이 필름(P)의 이동방향을 따라 순차적으로 낮아진다는 것은, 로딩용 격실부(131)들의 진공도(degree of vacuum)가 필름(P)의 이동방향을 따라 순차적으로 높아진다는 것을 의미한다.
이렇게 로딩용 격실부(131)들의 내부압력을 진동도(degree of vacuum)로 표현하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 대기압 상태의 외부공간에 직접 연통되는 제1 로딩용 격실부(131a)는 낮은 진공도(low degree of vacuum)를 이루며, 가열 챔버(150)에 인접하는 제4 로딩용 격실부(131d)는 높은 진공도(high degree of vacuum)를 이루며, 제1 로딩용 격실부(131a)와 제4 로딩용 격실부(131d) 사이에 배치되는 제2 로딩용 격실부(131b) 및 제3 로딩용 격실부(131c)는 중간 진공도(middle degree of vacuum)를 이룬다.
여기서, 제4 로딩용 격실부(131d)는 공정 챔버(110)의 내부의 진공도와 거의 같은 정도의 진공도를 이룬다.
이와 같이 로딩 챔버(130)는, 서로 다른 내부압력(진공도)를 갖는 다수개의 로딩용 격실부(131)를 구비하는 다중 차등 펌핑(Multiple differential pumping) 구조로 마련됨로써, 내부공기의 펌핑에 소요되는 동력을 줄일 수 있고 고가의 대용량 진공 펌프를 사용할 필요가 없는 이점이 있으며, 외부공기가 로딩 챔버(130)를 통해 진공 분위기의 공정 챔버(110) 내부로 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.
한편 상술한 바와 같이 로딩용 격실부(131)들은, 필름(P)의 통과를 위해 상호 연통되면서도 내부압력(진공도)가 서로 달라야한다.
이를 위해 로딩용 격실부(131)는, 로딩 챔버(130)의 내부에 배치되며 로딩 챔버(130)의 내부공간을 구획하는 로딩 챔버용 격벽(132)과, 로딩 챔버용 격벽(132)에 연결되며 로딩용 격실부(131)의 내부공기가 이웃한 로딩용 격실부(131)로 유동되는 것을 제한하는 로딩 챔버용 유동 제한부(134)를 포함한다.
로딩 챔버용 격벽(132)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 로딩 챔버(130)의 내부에 배치되며 로딩 챔버(130)의 내부공간을 구획한다. 이러한 로딩 챔버용 격벽(132)에는, 필름(P)이 관통하는 필름 관통공(S)이 마련된다. 필름 관통공(S)의 크기는 필름(P)의 단면적의 크기보다 약간 큰 정도로 형성된다. 이러한 필름 관통공(S)에 의해 로딩용 격실부(131)가 상호 연통된다.
상술한 바와 같이 로딩 챔버용 격벽(132)에 형성된 필름 관통공(S)에 의해 로딩용 격실부(131)들이 연통된다. 그런데 로딩용 격실부(131)들은 서로 다른 내부압력(진공도)을 가져야하므로, 로딩용 격실부(131)의 내부공기가 이웃한 로딩용 격실부(131)의 내부로 유동되는 것이 제한되어야 한다. 이러한 로딩용 격실부(131) 사이에서 내부공기의 유동제한은 로딩 챔버용 유동 제한부(134)에 의해 이루어진다.
로딩 챔버용 유동 제한부(134)는, 로딩 챔버용 격벽(132)에 연결되며 로딩용 격실부(131)의 내부공기가 이웃한 로딩용 격실부(131)로 유동되는 것을 제한한다.
로딩 챔버용 유동 제한부(134)는, 로딩 챔버용 격벽(132)에 연결되며, 로딩용 격실부(131)의 내부공기가 이웃한 로딩용 격실부(131)로 유동되는 것을 제한한다. 이러한 로딩 챔버용 유동 제한부(134)는, 로딩 챔버용 격벽(132)에 지지되며 필름 관통공(S)에 연통되는 필름 통과로(V)를 형성하는 필름 통과용 채널(T)을 포함한다.
필름 통과용 채널(T)은 로딩 챔버용 격벽(132)에 지지되며, 필름 통과용 채널(T)의 내부에는 필름(P)이 통과하는 필름 통과로(V)가 형성된다. 이러한 필름 통과용 채널(T)은, 도 4에 도시된 바와 같이 길이 필름(P)의 이동방향으로 긴 길이를 가지는 형상으로 마련된다.
필름 통과용 채널(T)의 내부에 형성되는 필름 통과로(V)의 높이는 필름(P)의 두께보다 약간 크게 형성된다. 즉 필름 통과로(V)는 매우 얇은 슬릿(slit) 형상으로 마련된다. 이러한 필름 통과로(V)는 상술한 필름 관통공(S)에 연통된다. 따라서 로딩용 격실부(131)들은 필름 통과로(V)와 필름 관통공(S)을 통해 상호 연통된다.
이렇게 매우 얇은 형상으로 마련되는 필름 통과로(V)는, 로딩용 격실부(131)의 내부공기가 이웃한 로딩용 격실부(131)로 유동되는 것을 제한한다.
즉 매우 얇은 슬릿 형상의 필름 통과로(V)를 가지는 필름 통과용 채널(T)에 의해 기체의 컨덕턴스(conductance)가 낮아짐으로써, 로딩용 격실부(131)의 내부공기가 이웃한 로딩용 격실부(131)로 유동되는 것을 제한되고, 그에 따라 로딩용 격실부(131)들의 서로 상이한 내부압력(진공도)이 유지될 수 있다.
한편 로딩 챔버(130)에는, 로딩 챔버(130)의 내부에 배치되며 로딩 챔버(130)에 회전 가능하게 결합되는 다수개의 가이드 롤러(G)가 마련된다. 이러한 가이드 롤러(G)는 필름(P)을 지지하며 필름(P)의 이동을 가이드한다.
또한 로딩 챔버(130)에는, 로딩 챔버(130)에 회전 가능하게 결합되며 필름(P)을 이동방향을 가열 챔버(150) 쪽으로 전환하는 방향 전환 롤러(H)가 마련된다.
한편, 본 실시예에서 언로딩 챔버(140)는, 상호 연통되며, 내부압력이 서로 다른 복수의 언로딩용 격실부(141)와, 복수의 언로딩용 격실부(141) 각각에 개별적으로 연결되며 언로딩용 격실부(141)의 내부공기를 외부로 배출하는 언로딩용 펌핑부(미도시)를 포함한다.
복수의 언로딩용 격실부(141)는, 언로딩 챔버(140)의 내부에 배치되며, 필름(P)의 통과를 위해 내부가 상호 연통된다. 도 5에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 언로딩용 격실부(141)는 4개로 마련되는데, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되지 않으며 언로딩용 격실부(141)는 다양한 개수로 마련될 수 있다.
언로딩용 펌핑부(미도시)는, 복수의 언로딩용 격실부(141) 각각에 개별적으로 연결되며 언로딩용 격실부(141)의 내부공기를 외부로 배출한다. 언로딩용 펌핑부(미도시)는 펌핑 압력을 조절하여 복수의 언로딩용 격실부(141)의 내부 압력을 개별적으로 조절한다.
본 실시예서 언로딩용 펌핑부(미도시)는, 언로딩용 격실부(141)들의 내부 압력이 필름(P)의 이동방향을 따라 순차적으로 높아지도록 펌핑 압력을 조절한다. 여기서, 언로딩용 격실부(141)들의 내부 압력이 필름(P)의 이동방향을 따라 순차적으로 높아진다는 것은 언로딩용 격실부(141)들의 진공도(degree of vacuum)가 필름(P)의 이동방향을 따라 순차적으로 낮아진다는 것을 의미한다.
이렇게 언로딩용 격실부(141)들의 내부압력을 진동도(degree of vacuum)로 표현하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 냉각 챔버(160)에 인접하는 제1 언로딩용 격실부(141a)는 높은 진공도(high degree of vacuum)를 이루고, 대기압 상태의 외부공간에 직접 연통되는 제4 언로딩용 격실부(141d)는 낮은 진공도(low degree of vacuum)를 이루며, 제1 언로딩용 격실부(141a)와 제4 언로딩용 격실부(141d) 사이에 배치되는 제2 언로딩용 격실부(141b) 및 제3 언로딩용 격실부(141c)는 중간 진공도(middle degree of vacuum)를 이룬다.
여기서, 제1 언로딩용 격실부(141a)는 공정 챔버(110)의 내부의 진공도와 거의 같은 정도의 진공도를 이룬다.
이와 같이 언로딩 챔버(140)는, 서로 다른 내부압력(진공도)을 갖는 다수개의 언로딩용 격실부(141)를 구비하는 다중 차등 펌핑(Multiple differential pumping) 구조로 마련됨으로써, 내부공기의 펌핑에 소요되는 동력을 줄일 수 있고 고가의 대용량 진공 펌프를 사용될 필요가 없는 이점이 있으며, 외부공기가 언로딩 챔버(140)를 통해 진공 분위기의 공정 챔버(110) 내부로 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.
한편 상술한 바와 같이 언로딩용 격실부(141)들은, 필름(P)의 통과를 위해 상호 연통되면서도 내부압력(진공도)이 서로 달라야한다.
이를 위해 언로딩용 격실부(141)는, 언로딩 챔버(140)의 내부에 배치되며 언로딩 챔버(140)의 내부공간을 구획하는 언로딩 챔버용 격벽(142)과, 언로딩 챔버용 격벽(142)에 연결되며 언로딩용 격실부(141)의 내부공기가 이웃한 언로딩용 격실부(141)로 유동되는 것을 제한하는 언로딩 챔버용 유동 제한부(144)를 포함한다.
언로딩 챔버용 격벽(142)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 언로딩 챔버(140)의 내부에 배치되며 언로딩 챔버(140)의 내부공간을 구획한다. 이러한 언로딩 챔버용 격벽(142)에는, 필름(P)이 관통하는 필름 관통공(S)이 마련된다. 필름 관통공(S)의 크기는 필름(P)의 단면적의 크기보다 약간 큰 정도로 형성된다. 이러한 필름 관통공(S)에 의해 언로딩용 격실부(141)가 상호 연통된다.
상술한 바와 같이 언로딩 챔버용 격벽(142)에 형성된 필름 관통공(S)에 의해 언로딩용 격실부(141)들이 연통된다. 그런데 언로딩용 격실부(141)들은 서로 다른 내부압력(진공도)을 가져야하므로, 언로딩용 격실부(141)의 내부공기가 이웃한 언로딩용 격실부(141)의 내부로 유동되는 것이 제한되어야 한다. 이러한 언로딩용 격실부(141) 사이에서 내부공기의 유동제한은 언로딩 챔버용 유동 제한부(144)에 의해 이루어진다.
언로딩 챔버용 유동 제한부(144)는, 언로딩 챔버용 격벽(142)에 연결되며 언로딩용 격실부(141)의 내부공기가 이웃한 언로딩용 격실부(141)로 유동되는 것을 제한한다.
언로딩 챔버용 유동 제한부(144)는, 언로딩 챔버용 격벽(142)에 연결되며, 언로딩용 격실부(141)의 내부공기가 이웃한 언로딩용 격실부(141)로 유동되는 것을 제한한다. 이러한 언로딩 챔버용 유동 제한부(144)는, 언로딩 챔버용 격벽(142)에 지지되며 필름 관통공(S)에 연통되는 필름 통과로(V)를 형성하는 필름 통과용 채널(T)을 포함한다.
필름 통과용 채널(T)은 언로딩 챔버용 격벽(142)에 지지되며, 필름 통과용 채널(T)의 내부에는 필름(P)이 통과하는 필름 통과로(V)가 형성된다. 이러한 필름 통과용 채널(T)은, 도 6에 도시된 바와 같이 길이 필름(P)의 이동방향으로 긴 길이를 가지는 형상으로 마련된다.
필름 통과용 채널(T)의 내부에 형성되는 필름 통과로(V)의 높이는 필름(P)의 두께보다 약간 크게 형성된다. 즉 필름 통과로(V)는 매우 얇은 슬릿(slit) 형상으로 마련된다. 이러한 필름 통과로(V)는 상술한 필름 관통공(S)에 연통된다. 따라서 언로딩용 격실부(141)들은 필름 통과로(V)와 필름 관통공(S)을 통해 상호 연통된다.
이렇게 매우 얇은 형상으로 마련되는 필름 통과로(V)는, 언로딩용 격실부(141)의 내부공기가 이웃한 언로딩용 격실부(141)로 유동되는 것을 제한한다.
즉 매우 얇은 슬릿 형상의 필름 통과로(V)를 가지는 필름 통과용 채널(T)에 의해 기체의 컨덕턴스(conductance)가 낮아짐으로써, 언로딩용 격실부(141)의 내부공기가 이웃한 언로딩용 격실부(141)로 유동되는 것을 제한되고, 그에 따라 언로딩용 격실부(141)들의 서로 상이한 내부압력(진공도)이 유지될 수 있다.
한편 언로딩 챔버(140)에는, 언로딩 챔버(140)의 내부에 배치되며 언로딩 챔버(140)에 회전 가능하게 결합되는 다수개의 가이드 롤러(G)가 마련된다. 이러한 가이드 롤러(G)는 필름(P)을 지지하며 필름(P)의 이동을 가이드한다.
또한 언로딩 챔버(140)에는, 언로딩 챔버(140)에 회전 가능하게 결합되며 필름(P)을 이동방향을 리와인딩 롤(122) 쪽으로 전환하는 방향 전환 롤러(H)가 마련된다.
한편, 가열 챔버(150)는 로딩 챔버(130)와 공정 챔버(110)를 연결한다. 이러한 가열 챔버(150)는, 필름(P)이 내부를 관통하도록 마련되며, 내부를 통과하는 필름(P)을 가열한다.
이러한 가열 챔버(150)는, 가열 챔버(150)의 내부에 배치되며 필름(P)을 가열하는 가열부(미도시)를 포함한다. 본 실시예에서 가열부(미도시)는 적외선 히터로 마련될 수 있는데, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되지 않으며 가열한 종류의 발열부가 본 실시예의 가열부(미도시)로 사용될 수 있다.
이러한 가열부(미도시)는, 가열 챔버(150)를 통과하는 필름(P)을 가열하여 필름(P)에 부착된 수분 또는 오염물질을 증발시키며, 필름(P)의 온도를 스퍼터링 공정에 필요한 온도로 높여주는 역할을 수행한다.
또한, 가열 챔버(150)는 필름(P)에 이온 빔을 조사하는 이온 소스(미도시)를 더 포함한다. 이온 소스(미도시)는 필름(P)에 이온 빔을 조사하는데, 이러한 이온 빔은 필름(P)의 표면을 세정하고, 필름(P)의 표면을 개질하며, 스퍼터링 시 박막 형성에 도움을 준다.
한편 가열 챔버(150)에는, 가열 챔버(150)의 내부에 배치되며 가열 챔버(150)에 회전 가능하게 결합되는 다수개의 가이드 롤러(G)가 마련된다. 이러한 가이드 롤러(G)는 필름(P)을 지지하며 필름(P)의 이동을 가이드한다.
또한 가열 챔버(150)에는, 가열 챔버(150)에 회전 가능하게 결합되며 필름(P)을 이동방향을 공정 챔버(110) 쪽으로 전환하는 방향 전환 롤러(H)가 마련된다.
냉각 챔버(160)는, 공정 챔버(110)와 언로딩 챔버(140)를 연결한다. 이러한 냉각 챔버(160)는, 필름(P)이 내부를 관통하도록 마련되며, 내부를 통과하는 필름(P)을 냉각한다.
이러한 냉각 챔버(160)는, 가열 챔버(150)의 내부에 배치되며 필름(P)을 가열하는 냉각부(미도시)를 포함한다.
한편 냉각 챔버(160)에는, 냉각 챔버(160)의 내부에 배치되며 냉각 챔버(160)에 회전 가능하게 결합되는 다수개의 가이드 롤러(G)가 마련된다. 이러한 가이드 롤러(G)는 필름(P)을 지지하며 필름(P)의 이동을 가이드한다.
또한 냉각 챔버(160)에는, 냉각 챔버(160)에 회전 가능하게 결합되며 필름(P)을 이동방향을 언로딩 챔버(140) 쪽으로 전환하는 방향 전환 롤러(H)가 마련된다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 가이드 롤러(G) 및 방향 전환 롤러(H)는 필름(P)의 일면(박막이 형성되지 않는 면)에만 접촉됨으로써, 필름(P)의 이동과정에서 박막이 증착되는 타면에는 이물질이 부착되지 않는 이점이 있다.
이하에서 본 실시예에 따른 박막 증착장치의 동작을 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
언와인딩 롤(121)에서 권출된 필름(P)은, 로딩 챔버(130)와, 가열 챔버(150)와, 공정 챔버(110)와, 냉각 챔버(160) 및 언로딩 챔버(140)를 통과하여 리와인딩 롤(122)에 권취된다.
필름(P)이 권출되는 언와인딩 롤(121) 및 필름(P)이 최종적으로 권취되는 리와인딩 롤(122)은 외부에 노출된 상태(즉, 대기압 상태)에 배치되며, 공정 챔버(110)의 내부는 스퍼터링 공정을 위해 진공 분위기를 이룬다. 따라서 필름(P)은 대기압 상태에서 진공 상태를 거쳐 다시 대기압 상태의 공간으로 연속적으로 이동된다.
본 실시예에서 필름(P)은 연속적으로 이동하므로 로딩 챔버(130), 가열 챔버(150), 공정 챔버(110), 냉각 챔버(160) 및 언로딩 챔버(140)는 밀폐된 구조가 아니라 오픈된 구조여야 하는데, 로딩 챔버(130)와, 언로딩 챔버(140)가 내부공기를 배출하여 공정 챔버(110)의 내부를 진공 분위기로 유지한다.
내부공기를 효과적으로 배출하고 외부공기가 로딩 챔버(130)와 언로딩 챔버(140)를 통해 공정 챔버(110) 내부로 유입되는 것을 효과적으로 차단하기 위해, 로딩 챔버(130) 및 언로딩 챔버(140)는 서로 다른 내부압력(진공도)를 갖는 다수개의 로딩용 격실부(131) 및 언로딩용 격실부(141)를 구비하는 다중 차등 펌핑(Multiple differential pumping) 구조로 이루어진다.
로딩용 격실부(131)들의 내부 압력은, 필름(P)의 이동방향을 따라 순차적으로 낮아지게 마련된다. 즉 로딩용 격실부(131)들의 진공도는, 도 3에 도시된 바와 같이, 필름(P)의 이동방향을 따라 순차적으로 높아지게 마련되며, 그에 따라 가열 챔버(150)에 인접하는 제4 로딩용 격실부(131d)는 공정 챔버(110)의 진공도와 거의 동일한 높은 진공도(high degree of vacuum)를 갖는다.
언로딩용 격실부(141)들의 내부 압력은, 필름(P)의 이동방향을 따라 순차적으로 높아지게 마련된다. 즉 로딩용 격실부(131)들의 진공도는, 도 5에 도시된 바와 같이, 필름(P)의 이동방향을 따라 순차적으로 낮아지게 마련되며, 그에 따라 냉각 챔버(160)에 인접하는 제1 언로딩용 격실부(141a)는 공정 챔버(110)의 진공도와 거의 동일한 높은 진공도(high degree of vacuum)를 갖는다.
로딩용 격실부(131)들과 언로딩용 격실부(141)들의 내부압력은, 로딩용 격실부(131)들과 언로딩용 격실부(141)들 각각의 내부공기를 배출하는 로딩용 펌핑부(미도시) 및 언로딩용 펌핑부(미도시)에 의해 조절된다.
로딩용 격실부(131)들은 필름(P)의 이동을 위해 상호 연통되지만, 로딩용 격실부(131)의 내부공기가 이웃한 로딩용 격실부(131)로 유동되는 것을 제한하는 로딩 챔버용 유동 제한부(134)에 의해 로딩용 격실부(131)들의 내부압력(진공도)이 서로 다르게 유지될 수 있다.
마찬가지로, 언로딩용 격실부(141)들은 필름(P)의 이동을 위해 상호 연통되지만, 언로딩용 격실부(141)의 내부공기가 이웃한 언로딩용 격실부(141)로 유동되는 것을 제한하는 언로딩 챔버용 유동 제한부(144)에 의해 언로딩용 격실부(141)들의 내부압력(진공도)이 서로 다르게 유지될 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 박막 증착장치는, 공정 챔버(110) 외부에 배치되며 필름(P)을 이동시키는 필름 이동유닛(120)과, 필름(P)이 내부를 관통하고 내부가 공정 챔버(110)의 내부 및 공정 챔버(110)의 외부에 연통되되 공정 챔버(110)의 내부가 진공 분위기로 유지되도록 내부공기를 외부로 배출하는 펌핑 챔버(130, 140)를 구비함으로써, 필름 이동유닛(120)을 공정 챔버(110)의 외부에 배치하면서도 공정 챔버(110)의 내부에서 연속적으로 이동되는 필름(P)에 대해 증착 공정을 수행할 수 있다.
이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
110: 공정 챔버 111: 스퍼터링 캐소드
112: 타겟 120: 필름 이동유닛
121: 언와인딩 롤 122: 리와인딩 롤
130: 로딩 챔버 131: 로딩용 격실부
131a: 제1 로딩용 격실부 131b: 제2 로딩용 격실부
131c: 제3 로딩용 격실부 131d: 제4 로딩용 격실부
132: 로딩 챔버용 격벽 134: 로딩 챔버용 유동 제한부
140: 언로딩 챔버 141: 언로딩용 격실부
141a: 제1 언로딩용 격실부 141b: 제2 언로딩용 격실부
141c: 제3 언로딩용 격실부 141d: 제4 언로딩용 격실부
142: 언로딩 챔버용 격벽 144: 언로딩 챔버용 유동 제한부
150: 가열 챔버 160: 냉각 챔버
G: 가이드 롤러 H: 방향 전환 롤러
P: 필름 S: 필름 관통공
T: 필름 통과용 채널 V: 필름 통과로

Claims (16)

  1. 내부가 진공 분위기로 형성되며, 내부공간에서 연속적으로 이동되는 필름에 대해 증착공정을 수행하는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버 외부에 배치되며, 상기 필름에 연결되어 상기 필름을 이동시키는 필름 이동유닛; 및
    상기 필름이 내부를 관통하고, 내부가 상기 공정 챔버의 내부 및 상기 공정 챔버의 외부에 연통되는 펌핑 챔버를 포함하며,
    상기 펌핑 챔버의 내부공기는 상기 공정 챔버의 내부가 진공 분위기로 유지되도록 외부로 펌핑되며,
    상기 펌핑 챔버는,
    상기 필름이 상기 필름 이동유닛에서 상기 공정 챔버로 이동되는 경로에 배치되는 로딩 챔버; 및
    상기 필름이 상기 공정 챔버에서 상기 필름 이동유닛으로 이동되는 경로에 배치되는 언로딩 챔버를 포함하며,
    상기 펌핑 챔버의 내부 공기는, 상기 필름이 이동되도록 상기 펌핑 챔버에 형성된 개구를 통하여 유입되는 공기를 포함하고,
    상기 로딩 챔버는,
    상호 연통되며, 내부압력이 서로 다른 복수의 로딩용 격실부; 및
    상기 복수의 로딩용 격실부 각각에 개별적으로 연결되며, 상기 로딩용 격실부의 내부공기를 외부로 배출하는 로딩용 펌핑부를 포함하며,
    상기 로딩용 격실부들의 내부 압력은, 상기 필름의 이동방향을 따라 순차적으로 낮아지는 것을 특징으로 하는 박막 증착장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 로딩용 격실부는,
    상기 로딩 챔버의 내부에 배치되며, 상기 로딩 챔버의 내부공간을 구획하는 로딩 챔버용 격벽; 및
    상기 로딩 챔버용 격벽에 연결되며, 상기 로딩용 격실부의 내부공기가 이웃한 로딩용 격실부로 유동되는 것을 제한하는 로딩 챔버용 유동 제한부를 포함하는 박막 증착장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 로딩 챔버용 격벽에는, 상기 필름이 관통하는 필름 관통공이 마련되며,
    상기 로딩 챔버용 유동 제한부는,
    상기 로딩 챔버용 격벽에 지지되며 상기 필름 관통공에 연통되는 필름 통과로를 형성하는 필름 통과용 채널을 포함하는 박막 증착장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 필름 통과로는, 상기 로딩용 격실부의 내부공간에 연통되는 것을 특징으로 하는 박막 증착장치.
  8. 내부가 진공 분위기로 형성되며, 내부공간에서 연속적으로 이동되는 필름에 대해 증착공정을 수행하는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버 외부에 배치되며, 상기 필름에 연결되어 상기 필름을 이동시키는 필름 이동유닛; 및
    상기 필름이 내부를 관통하고, 내부가 상기 공정 챔버의 내부 및 상기 공정 챔버의 외부에 연통되는 펌핑 챔버를 포함하며,
    상기 펌핑 챔버의 내부공기는 상기 공정 챔버의 내부가 진공 분위기로 유지되도록 외부로 펌핑되며,
    상기 펌핑 챔버는,
    상기 필름이 상기 필름 이동유닛에서 상기 공정 챔버로 이동되는 경로에 배치되는 로딩 챔버; 및
    상기 필름이 상기 공정 챔버에서 상기 필름 이동유닛으로 이동되는 경로에 배치되는 언로딩 챔버를 포함하며,
    상기 펌핑 챔버의 내부 공기는, 상기 필름이 이동되도록 상기 펌핑 챔버에 형성된 개구를 통하여 유입되는 공기를 포함하고,
    상기 언로딩 챔버는,
    상호 연통되며, 내부압력이 서로 다른 복수의 언로딩용 격실부; 및
    상기 복수의 언로딩용 격실부 각각에 개별적으로 연결되며, 상기 언로딩용 격실부의 내부공기를 외부로 배출하는 언로딩용 펌핑부를 포함하며,
    상기 언로딩용 격실부들의 내부 압력은, 상기 필름의 이동방향을 따라 순차적으로 높아지는 것을 특징으로 하는 박막 증착장치.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 언로딩용 격실부는,
    상기 언로딩 챔버의 내부에 배치되며, 상기 언로딩 챔버의 내부공간을 구획하는 언로딩 챔버용 격벽; 및
    상기 언로딩 챔버용 격벽에 연결되며, 상기 언로딩용 격실부의 내부공기가 이웃한 언로딩용 격실부로 유동되는 것을 제한하는 언로딩 챔버용 유동 제한부를 포함하는 박막 증착장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 언로딩 챔버용 격벽에는, 상기 필름이 관통하는 필름 관통공이 마련되며,
    상기 언로딩 챔버용 유동 제한부는,
    상기 언로딩 챔버용 격벽에 지지되며, 상기 필름 관통공에 연통되는 필름 통과로를 형성하는 필름 통과용 채널을 포함하는 박막 증착장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 필름 통과로는, 상기 언로딩용 격실부의 내부공간에 연통되는 것을 특징으로 하는 박막 증착장치.
  13. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 로딩 챔버와 상기 공정 챔버를 연결하고, 상기 필름이 내부를 관통하도록 마련되며, 내부를 통과하는 상기 필름을 가열하는 가열 챔버를 더 포함하는 박막 증착장치.
  14. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 공정 챔버와 상기 언로딩 챔버를 연결하고, 상기 필름이 내부를 관통하도록 마련되며, 내부를 통과하는 상기 필름을 냉각하는 냉각 챔버를 더 포함하는 박막 증착장치.
  15. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 필름 이동유닛이 배치되는 상기 공정 챔버 외부는 대기압 분위기로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 증착장치.
  16. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 필름 이동유닛은,
    감겨진 상기 필름을 언와인딩(unwinding)하는 언와인딩 롤(unwinding roll); 및
    상기 필름을 와인딩(winding)하는 리와인딩 롤(rewinding roll)을 포함하는 박막 증착장치.
KR1020160046190A 2016-04-15 2016-04-15 박막 증착장치 KR101784869B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160046190A KR101784869B1 (ko) 2016-04-15 2016-04-15 박막 증착장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160046190A KR101784869B1 (ko) 2016-04-15 2016-04-15 박막 증착장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101784869B1 true KR101784869B1 (ko) 2017-10-13

Family

ID=60139602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160046190A KR101784869B1 (ko) 2016-04-15 2016-04-15 박막 증착장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101784869B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002020863A (ja) 2000-05-01 2002-01-23 Canon Inc 堆積膜の形成方法及び形成装置、及び基板処理方法
KR101221114B1 (ko) 2011-01-17 2013-01-23 (주)브이티에스 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치
KR101426065B1 (ko) * 2013-05-20 2014-08-01 민치훈 롤투롤 인쇄 장치용 대기와 진공 그리고 서로 다른 진공을 연결하는 진공 완충 장치 및 이를 포함하는 롤투롤 인쇄 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002020863A (ja) 2000-05-01 2002-01-23 Canon Inc 堆積膜の形成方法及び形成装置、及び基板処理方法
KR101221114B1 (ko) 2011-01-17 2013-01-23 (주)브이티에스 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치
KR101426065B1 (ko) * 2013-05-20 2014-08-01 민치훈 롤투롤 인쇄 장치용 대기와 진공 그리고 서로 다른 진공을 연결하는 진공 완충 장치 및 이를 포함하는 롤투롤 인쇄 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6360882B2 (ja) フレキシブル基板のための堆積プラットフォーム及びその操作方法
KR100484702B1 (ko) 유기전기발광소자의제조방법
US4692233A (en) Vacuum coating apparatus
US8163144B2 (en) Magnetron sputtering device
US6641702B2 (en) Sputtering device
US20150136585A1 (en) Method for sputtering for processes with a pre-stabilized plasma
KR20090128428A (ko) 스트립 형태 기판의 진공 처리 장치
US10648072B2 (en) Vacuum processing system and method for mounting a processing system
WO2015139776A1 (en) Evaporation source for organic material
US7575661B2 (en) Reactive sputtering method
JP7090686B2 (ja) 成膜装置及び電子デバイスの製造方法
KR101386200B1 (ko) 스퍼터 코팅 장치 및 진공 코팅 장치
JP2011006788A (ja) 成膜方法、成膜装置、およびガスバリアフィルムの製造方法
WO2005107392A2 (en) System for vaporizing materials onto substrate surface
KR101784869B1 (ko) 박막 증착장치
TWI454587B (zh) 濺鍍裝置
KR20160134786A (ko) 정적 반응성 스퍼터 프로세스들을 위한 프로세스 가스 세그먼트화
KR100707960B1 (ko) 투명 전극용 아이티오 복합층 형성을 위한 인라인 스퍼터링장치
JP2020117787A (ja) マグネトロンスパッタ法による成膜装置および成膜方法
KR101430653B1 (ko) 박막 증착용 인라인 스퍼터 장치
WO2012127982A1 (ja) 成膜装置、成膜方法、有機発光素子の製造方法、及び有機発光素子
JP6008320B2 (ja) コンビナトリアル成膜装置
KR20170096155A (ko) 이동 가능한 스퍼터 조립체 및 전력 파라미터들에 대한 제어를 이용하여 기판을 코팅하기 위한 장치 및 방법
KR20170095362A (ko) 이동 가능한 스퍼터 조립체 및 프로세스 가스 파라미터들에 대한 제어를 이용하여 기판을 코팅하기 위한 장치 및 방법
KR20080061668A (ko) 유기 박막 증착 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant